JP2006267677A - 像ぶれ補正機能付きズームレンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 よりコンパクトな構成でありながら、振動に起因した像ぶれに対する十分な補正機能を有し、良好な光学性能を発揮する像ぶれ補正機能付きズームレンズを提供する。
【解決手段】 このズームレンズでは、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２と正の第３レンズ群Ｇ３とが物体側から順に配置され、変倍時に第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３における相互間隔が変化する。このため全長が比較的短くなる。物体側から負の第１レンズＬ１と正の第２レンズＬ２とを含むように構成したので広角化が図れる。第１レンズ群Ｇ１が非球面を含むので、像面湾曲および歪曲収差を良好に補正できる。条件式（１）を満足することで、第２レンズ群Ｇ２の僅かな移動により、十分な像ぶれ補正を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンパクトなデジタルスチルカメラ（デジタルカメラ）および民生用ビデオカメラ等への搭載に適した像ぶれ補正機能付きズームレンズに関する。

デジタルカメラや民生用ビデオカメラ等により撮影を行う際、撮影者の手ぶれやその他の原因による振動があると撮影画像にぶれが生じてしまい、像の劣化を招くこととなる。このため、従来より、このような像ぶれを防止するための手段として、撮影光学系の一部のレンズを像ぶれ補正群として光軸と垂直な方向に移動させることで、光学的に像のぶれを補正する方法が知られている。

例えば、像ぶれ補正機能を搭載するようにしたズームレンズが特許文献１に開示されている。特許文献１には、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とを備えた２群構成のズームレンズが記載されている。このズームレンズでは、第２レンズ群を光軸と直交する方向へ移動させることにより振動に伴う撮影画像のぶれを補正するようになっている。
特開平６−３３７３７４号公報

また、特許文献２には、複数のレンズ群によって構成され、そのうちの一部のレンズ群を補正レンズとして光軸と直交する方向へ移動させることにより振動に伴う撮影画像のぶれを補正するようにした撮影光学系が開示されている。特許文献２では、補正レンズの結像倍率の数値範囲を限定しており、像ぶれ補正時の補正レンズの偏心移動量（光軸と直交する方向への移動量）を低減するようになっている。
特公平７−６０２２３号公報

なお、本出願人は、高解像力を発揮する３群構成のズームレンズをすでに開示している（特許文献３参照）。しかし、このズームレンズは像ぶれ補正機能を備えたものではない。
特開２００４−２４０２２２号公報

最近では、よりコンパクトな全体構成を有し、かつ、より高精度な像ぶれ補正機能を有するズームレンズが望まれるようになってきている。しかしながら、特許文献１に示されたような２群構成のズームレンズでは、ＣＣＤ（電荷結合素子）などの撮像面へ向かう第２レンズ群からの射出光線を平行光に近づけるためにレンズ全長が長くなりがちであり、小型化が困難である。一方、手ぶれ等の振動に対する高精度な補正を行うためには高い応答性が要求されることから、像ぶれ補正時における補正レンズの偏心移動量をより小さくすることが望まれる。しかしながら、上記特許文献２の撮像光学系では補正レンズの偏心移動量の低減化を図っているものの、今後の手ぶれ補正機能のさらなる高精度化に対応するには不十分であると考えられる。したがって、よりコンパクト化しつつ、より効率的な手ぶれ補正を実現可能なズームレンズが望まれる。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、よりコンパクトな構成でありながら、振動に起因した像ぶれに対する十分な補正機能を有し、良好な光学性能を発揮することのできる像ぶれ補正機能付きズームレンズを提供することにある。

本発明の像ぶれ補正機能付きズームレンズは、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とを物体側から順に備え、第１レンズ群が、物体側から順に配置された負のレンズと正のレンズとを含むと共に少なくとも１つの非球面を有しており、第２レンズ群が、物体側から順に配置された正のレンズと負のレンズとの接合レンズと、少なくとも１つの非球面を有するメニスカスレンズとを含んでいる。広角端から望遠端へと変倍させる際には、第１レンズ群と第２レンズ群との光軸上の間隔および第２レンズ群と第３レンズ群との光軸上の間隔が共に変化し、無限遠側から近距離側へとフォーカシングさせる際には、第３レンズ群が光軸上で物体側へ移動する。さらに、第２レンズ群が光軸と直交する方向に移動することにより、振動に伴う撮影画像のぶれの補正がなされるように構成されている。さらに、下記の条件式（１）を満足するように構成されている。但し、β２ｔは望遠端における第２レンズ群の結像倍率である。
β２ｔ＜−１．５ ……（１）

本発明の像ぶれ補正機能付きズームレンズでは、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とが物体側から順に配置され、第１〜第３レンズ群における相互の間隔を変化させて変倍が行われるので、全長が比較的短く保持されながら、結像面へ向かう第３レンズ群からの射出光線が平行光に近づくこととなる。ここで第１レンズ群が、負の第１レンズと正の第２レンズとを物体側から順に含んでいるので、広角化が達成される。その上、第１レンズ群は少なくとも１つの非球面を有しているので、特に像面湾曲と歪曲収差とが良好に補正される。また、第２レンズ群が、物体側から順に配置された正のレンズと負のレンズとの接合レンズと、少なくとも１つの非球面を有するメニスカスレンズとを含んでいるので、コンパクト化がなされると共に軸上色収差が良好に補正される。さらに、条件式（１）を満足するので、光軸と直交する方向への第２レンズ群の僅かな移動により、効率的な像ぶれ補正が行われる。

本発明の像ぶれ補正機能付きズームレンズでは、さらに下記の条件式（２）を満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆｔは望遠端での全系の焦点距離であり、Δθは望遠端での補正画角であり、β３ｔは望遠端における第３レンズ群の結像倍率である。この条件式（２）を満足することにより、例えば望遠端での補正画角Δθを０．５°とすることができる。
０．０５ｍｍ＜ｆｔ・ｔａｎΔθ／｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜＜０．１ｍｍ ……（２）

本発明の像ぶれ補正機能付きズームレンズでは、さらに下記の条件式（３）を満足するように構成されていることが望ましい。
｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜＞１．９ ……（３）

本発明の像ぶれ補正機能付きズームレンズでは、さらに、下記の条件式（４）および条件式（５）を満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆｗは広角端での全系の焦点距離であり、ｄは第２レンズ群における負のレンズとメニスカスレンズとの空気間隔であり、ν３は第２レンズ群における接合レンズを構成する正のレンズのアッベ数であり、ν４は第２レンズ群における接合レンズを構成する負のレンズのアッベ数である。その場合、第２レンズ群におけるメニスカスレンズの両面が非球面であることが望ましい。
ν３−ν４≧１５ ……（４）
ｄ／ｆｗ≦０．２５ ……（５）

本発明の像ぶれ補正機能付きズームレンズでは、非球面形状を以下の式（６）で表したときに、第１レンズ群における少なくとも１つの非球面が、非球面係数Ａｉとして奇数次の項および偶数次の項をそれぞれ少なくとも１つずつ用いて規定される形状、または非球面係数Ａｉとして１６次以上の項を少なくとも１つ用いて規定される形状となっていることが望ましい。但し、Ｚは非球面の深さ（ｍｍ）、Ｙは光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）、Ｃは近軸曲率＝１／Ｒ（Ｒは近軸曲率半径）、ＫＡは離心率、Ａｉは第ｉ次（ｉ＝３以上の整数）の非球面係数である。
Ｚ＝Ｃ・Ｙ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・Ｙ²）^1/2｝＋ΣＡｉ・Ｙｉ ……（６）

本発明の像ぶれ補正機能付きズームレンズでは、広角端から望遠端へと変倍させる際に、第１レンズ群が第２レンズ群に相対的に近づくように移動し、第２レンズ群が単調に物体側へ移動し、第３レンズ群が物体側へ移動したのち物体側に凸弧状の軌跡を描くように途中で反転して像側へ移動し、物体距離を無限遠とした場合に望遠端において広角端よりも像側となる位置まで移動するように構成されていることが望ましい。

本発明の像ぶれ補正機能付きズームレンズによれば、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とを物体側から順に配置し、第１〜第３レンズ群における相互の間隔を変化させて変倍を行うようにしたので、全長を比較的短く保持しつつ、撮像面へ向かう第３レンズ群からの射出光線を平行光に近づけることができる。ここで、物体側から順に配置された負の第１レンズと正の第２レンズとを含むと共に少なくとも１つの非球面を有するように第１レンズ群を構成したので、広角化を達成しつつ良好な収差補正を行うことができる。また、物体側から順に配置された正のレンズと負のレンズとの接合レンズと、少なくとも１つの非球面を有するメニスカスレンズとを含むように第２レンズ群を構成したので、コンパクト化を達成しつつ軸上色収差の良好な補正を行うことができる。さらに、条件式（１）を満足するようにしたので、光軸と直交する方向へ第２レンズ群を僅かに移動させることにより、高感度に像ぶれ補正を行うことができる。したがって、よりコンパクトな構成としつつ、手ぶれ等の振動に対して十分な補正を実現し、良好な光学性能を発揮することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の一実施の形態としてのズームレンズにおける第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（実施例１）に対応している。また、図２（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態のズームレンズにおける第２の構成例を示している。この構成例は、後述の第２の数値実施例（実施例２）に対応している。また、図３（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態のズームレンズにおける第３の構成例を示しており、後述の第３の数値実施例（実施例３）に対応している。さらに、図４（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態のズームレンズにおける第４の構成例を示しており、後述の第４の数値実施例（実施例４）に対応している。なお、図１（Ａ）〜図４（Ａ）は広角端における無限遠合焦時のレンズ配置、図１（Ｂ）〜図４（Ｂ）は望遠端における無限遠合焦時のレンズ配置を示している。図１（Ｂ）〜図４（Ｂ）において、符号Ｓｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面を示す。符号Ｒｉは、面Ｓｉの曲率半径を示す。図１（Ａ）〜図４（Ａ）において、符号Ｄｉは、ｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では図１（Ａ），（Ｂ）に示した第１の構成例を基本にして説明し、必要に応じて図２（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）を参照して説明することとする。

このズームレンズは、例えばコンパクトカメラ、デジタルスチルカメラおよび民生用のビデオカメラ等に搭載されて使用されるものである。このズームレンズは、光軸Ｚ１に沿って、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、平行平面板ＧＣとを備えている。結像面Ｓimgには、ＣＣＤ（電荷結合素子）等の撮像素子の撮像面が配置される。絞りＳｔは、例えば、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置されている。このズームレンズは、広角側から望遠側へと変倍させる際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との光軸上の間隔および第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との光軸上の間隔が共に変化するようになっており、各群が、おおよそ図に実線で示した軌跡を描くように移動する。より具体的には、図１（Ａ），（Ｂ）に示した第１の構成例では、第１レンズ群Ｇ１が第２レンズ群Ｇ２に相対的に近づくように移動すると共に、第２レンズ群Ｇ２が単調に物体側へ移動する。但し、第３レンズ群Ｇ３は移動しない。一方、図２（Ａ），（Ｂ）〜図４（Ａ），（Ｂ）に示した第２〜第４の構成例では、第１レンズ群Ｇ１が第２レンズ群Ｇ２に相対的に近づくように移動し、第２レンズ群Ｇ２が単調に像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３が、物体側へ移動したのち物体側に凸弧状の軌跡を描くように途中で反転して像側へ移動し、物体距離を無限遠とした場合に、望遠端において広角端よりも像側となる位置まで移動する。

第１レンズ群Ｇ１は、例えば、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが物体側から順に配設された２枚構成となっている。第１レンズＬ１は例えば物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである。第２レンズＬ２は例えば物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズである。但し、図３（Ａ），（Ｂ）に示した第３の構成例では、第１レンズ群Ｇ１は３枚構成となっており、第２レンズＬ２の代わりに接合レンズＬ２０が配設されている。接合レンズＬ２０は、レンズＬ２１とレンズＬ２２とが接合されたものである。レンズＬ２１は、例えば、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであり、レンズＬ２２は、例えば物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである。

第１レンズＬ１は、例えば両方の面Ｓ１，Ｓ２が非球面形状をなすように構成されている。面Ｓ１，Ｓ２は、例えば、非球面係数Ａｉとして奇数次の項および偶数次の項をそれぞれ少なくとも１つずつ用いた式（６）によって規定される形状となっている。但し、図３（Ａ），（Ｂ）に示した第３の構成例では、第１レンズ群Ｇ１のうち、レンズＬ２２の像側の面Ｓ５が、式（６）によって規定される非球面形状をなすように構成されている。面Ｓ５は、特に、非球面係数Ａｉとして１６次以上の項を少なくとも１つ用いた式（６）によって規定される形状となっている

Ｚ＝Ｃ・Ｙ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・Ｙ²）^1/2｝＋ΣＡｉ・Ｙｉ ……（６）
但し、Ｚは非球面の深さ、Ｙは光軸からレンズ面までの距離（高さ）、Ｃは近軸曲率＝１／Ｒ（Ｒは近軸曲率半径）、ＫＡは離心率、Ａｉは第ｉ次（ｉ＝３以上の整数）の非球面係数をそれぞれ示す。非球面の深さＺは、より詳しくは、光軸から高さＹの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さを示す。

第２レンズ群Ｇ２は物体側から順に第３〜第５レンズＬ３〜Ｌ５が配設されたものであり、全体が光軸Ｚ１と直交する方向に移動することにより、振動に伴う撮影画像のぶれを補正するようになっている。望遠端における第２レンズ群Ｇ２の結像倍率β２ｔは、下記の条件式（１）を満足する。
β２ｔ＜−１．５ ……（１）

第２レンズ群Ｇ２において、両凸形状の第３レンズＬ３は、両凹形状の第４レンズＬ４とともに接合レンズを構成している。第５レンズＬ５は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、例えば両面（面Ｓ９，面１０）が式（６）で表される非球面形状をなすように構成されている。但し、図２（Ａ），（Ｂ）に示した第２の構成例では、第４レンズＬ４が物体側に凹面を向けた負のメニスカスレンズにより構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、さらに、下記の条件式（４）および条件式（５）を満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆｗは広角端での全系の焦点距離であり、ｄは第４レンズＬ４と第５レンズＬ５との空気間隔（第１，第２および第４の構成例ではＤ８がこれに相当し、第３の構成例ではＤ９がこれに相当する）であり、ν３は第３レンズＬ３のアッベ数であり、ν４は第４レンズＬ４のアッベ数である。
ν３−ν４≧１５ ……（４）
ｄ／ｆｗ≦０．２５ ……（５）

第３レンズ群Ｇ３は、例えば両凸形状の第６レンズＬ６によって構成されている。無限遠側から近距離側へとフォーカシングさせる際には、第３レンズ群Ｇ３が光軸Ｚ１上で物体側へ移動することとなる。

また、本実施の形態のズームレンズでは、下記の条件式（２）を満足するように構成されていることが望ましい。但し、ｆｔは望遠端での全系の焦点距離であり、Δθは望遠端での補正画角であり、β３ｔは望遠端における第３レンズ群Ｇ３の結像倍率である。
０．０５ｍｍ＜ｆｔ・ｔａｎΔθ／｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜＜０．１ｍｍ ……（２）
ここで、ｆｔ・ｔａｎΔθ／｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜は像ぶれ補正を行うのに必要な第２レンズ群Ｇ２の最大移動量Ｓ（以下、単に「最大移動量Ｓ」という。）を意味する。

さらに、下記の条件式（３）を満足するように構成されていることが望ましい。
｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜＞１．９ ……（３）

次に、以上のように構成されたズームレンズの作用および効果を説明する。

このズームレンズでは、負の第１レンズ群Ｇ１と正の第２レンズ群Ｇ２と正の第３レンズ群Ｇ３とが物体側から順に配置され、変倍させる際に第１〜第３レンズ群Ｇ１〜Ｇ３における相互間隔が変化するようになっている。このため、全長を比較的短く保持したまま、撮像面へ向かう第３レンズ群Ｇ３からの射出光線を平行光に近づけることができる。ここで、第１レンズ群Ｇ１を、物体側から順に負の第１レンズＬ１と正の第２レンズＬ２とを含むように構成したので、広角化が達成される。さらに、少なくとも１つの非球面を有するように第１レンズ群Ｇ１を構成したので、像面湾曲および歪曲収差を良好に補正することができる。

さらに、条件式（１）を満足するようにしたので、光軸Ｚ１と直交する方向へ第２レンズ群Ｇ２を僅かに移動させることにより、高感度な像ぶれ補正を行うことができる。条件式（１）は、望遠端における第２レンズ群Ｇ２の結像倍率β２ｔを規定する式であり、上限を上回ると、十分な像ぶれ補正を行うのに必要な第２レンズ群Ｇ２の移動量が増大してしまい、全体構成の小型化や像ぶれ補正の応答性向上が困難となる。

また、第２レンズ群Ｇ２が、正の第３レンズＬ３および負の第４レンズＬ４からなる接合レンズと、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第５レンズＬ５とを有するようにしたので、軸上色収差の良好な補正と全体構成の小型化とが実現される。ここで、第５レンズＬ５を両面とも非球面としたので、像面湾曲、歪曲収差および球面収差の良好な補正がなされることとなる。

また、条件式（２）および条件式（３）は、最大移動量Ｓを規定するものである。望遠端での第２レンズ群Ｇ２の最大移動量Ｓと、それに対応する結像面Ｓimg上の像の変位量ΔＹとの関係は、以下のように表すことができる。
｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜・Ｓ＝ΔＹ ……（ａ）
変位量ΔＹは、望遠端での全系の焦点距離ｆｔと、望遠端での補正画角Δθとを用いて
ΔＹ＝ｆｔ・ｔａｎΔθ ……（ｂ）
と表すことができる。よって、式（ａ），（ｂ）から
｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜＝ｆｔ・ｔａｎΔθ／Ｓ
となり、
Ｓ＝ｆｔ・ｔａｎΔθ／｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜ ……（ｃ）
となる。一般的に、補正画角Δθが０．５°以上であることが要求される。このとき条件式（２）または条件式（３）を満足するように構成することにより、最大移動量Ｓを適正化し、良好な像ぶれ補正操作を行うことができる。条件式（２）において、上限を上回ると最大移動量Ｓが大きくなりすぎてしまい、小型化に不利となり、下限を下回ると像ぶれ補正の感度が過敏になり、第２レンズ群Ｇ２の移動量調整が困難となる。条件式（３）において下限を下回ると、像ぶれ補正の感度が低下し応答性が劣化するうえ、十分な像ぶれ補正を行うために最大移動量Ｓが増大してしまう。

また、条件式（４）を満足することにより、特に、広角端での倍率色収差および望遠端での軸上色収差の補正が良好になされる。さらに、条件式（５）を満足することにより、第２レンズ群Ｇ２の総厚みを薄くすることができ、全体構成のコンパクト化に有利となる。

また、第１，第２および第４の構成例では、第１レンズＬ１の面Ｓ１，Ｓ２が非球面係数Ａｉとして奇数次の項および偶数次の項をそれぞれ少なくとも１つずつ用いた式（６）によって規定される形状となっており、第３の構成例では、レンズＬ２２の像側の面Ｓ５が非球面係数Ａｉとして１６次以上の項を少なくとも１つ用いた式（６）によって規定される形状となっているので、より良好な収差補正がなされる。

以上のように構成された本実施の形態のズームレンズによれば、コンパクト化を図りながら良好な収差補正を行いつつ、第２レンズ群Ｇ２の最大移動量Ｓを適正化して良好な像ぶれ補正を行うことができる。

次に、本実施の形態に係るズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１〜第４の数値実施例（実施例１〜４）をまとめて説明する。

図５（Ａ），（Ｂ）は、第１の数値実施例であり、図１（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの断面構成に対応する具体的なレンズデータを示している。また図６（Ａ），（Ｂ）は、第２の数値実施例であり、図２（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの断面構成に対応している。同様に、図７（Ａ），（Ｂ）は、第３の数値実施例であり図３（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの断面構成に対応しており、図８（Ａ），（Ｂ）は、第４の数値実施例であり図４（Ａ），（Ｂ）に示したズームレンズの断面構成に対応している。なお、図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）および図８（Ａ）には、その実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示し、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）および図８（Ｂ）には、その実施例のレンズデータのうち非球面形状に関するデータ部分を示す。

図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）および図８（Ａ）の各レンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、各実施例のズームレンズについて、図１（Ｂ），図２（Ｂ），図３（Ｂ）および図４（Ｂ）において付した符号Ｓｉに対応させて、最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１４）の面の番号を示す。同様に曲率半径Ｒｉの欄には、図１（Ｂ），図２（Ｂ），図３（Ｂ）および図４（Ｂ）において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉの曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図１（Ａ），図２（Ａ），図３（Ａ）および図４（Ａ）において付した符号に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎｄｊ，νdｊの欄には、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜７）の光学要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、およびアッベ数の値を示す。

各実施例のズームレンズ共に、変倍に伴って各レンズ群が光軸上を移動するため、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔Ｄ４（実施例３では間隔Ｄ５）、および第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔Ｄ１０（実施例３では間隔Ｄ１１）の値は、可変となっている。また、バックフォーカスとしての間隔Ｄ１２（実施例３ではＤ１３）の値も実施例１を除いて可変となっている。

これらの値の変倍時のデータをその他のデータとして、広角端、中間位置（実施例２，３のみ）および望遠端における値を、図９〜図１２に示す。図９〜図１２には、広角端、中間位置（実施例２，３のみ）および望遠端での焦点距離ｆの値（ｍｍ）、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）の値および画角２ω（ωは半画角）の値についても合わせて示す。

図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）および図８（Ａ）に示した各レンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。実施例１，２および４のズームレンズは、いずれも第１レンズ群Ｇ１における第１レンズＬ１の両面Ｓ１，Ｓ２および第２レンズ群Ｇ２における第５レンズＬ５の両面Ｓ９，Ｓ１０が非球面形状となっている。実施例２ではさらに、第６レンズＬ６の両面Ｓ１１，Ｓ１２についても非球面形状となっている。また、実施例３のズームレンズでは、第１レンズ群Ｇ１の最も像側の面Ｓ５と、第２レンズ群Ｇ２における第５レンズＬ５の両面Ｓ１０，Ｓ１１が非球面形状となっている。図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）および図８（Ａ）の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍（近軸近傍）の曲率半径の数値を示している。

図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）および図８（Ｂ）に示した各非球面データには、上記した非球面形状の式（６）における各係数Ａｉ，ＫＡの値を記す。

各非球面データに示したように、実施例１〜４のズームレンズにおける各非球面は、非球面係数Ａｉとして、偶数次の項のみならず奇数次の項をも有効に用いて構成されている。特に、実施例３におけるレンズＬ２２の物体側の面Ｓ５は、非球面係数Ａｉとして第３次から第１６次の項を全て用いて構成されている。

図１３に、上述の各条件式に関する値を、各実施例についてまとめて示す。図１３に示したように、各実施例の値が、各条件式の数値範囲内となっている。

さらに図１４（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例１のズームレンズにおける広角端での球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）および倍率色収差を示している。図１５（Ａ）〜（Ｄ）は、望遠端での同様の各収差を示している。これらの収差図は、像ぶれ補正を行う第２レンズ群Ｇ２が通常位置にあり、かつ手ぶれ等の振動の影響を受けていない通常状態での収差である。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。一方、図１６（Ａ）〜（Ｆ）には、手ぶれ補正時の収差変動を通常状態と比較して示す。図１６（Ａ）〜（Ｃ）には、望遠端における通常状態での横収差を示し、図１６（Ｄ）〜（Ｆ）には、望遠端における像ぶれ補正時（補正画角０．５°）での横収差を示す。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示す。ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角、Ｙは光軸から像点までの距離（像高）（ｍｍ）を示す。

同様にして、実施例２についての諸収差を、広角端については図１７（Ａ）〜（Ｄ）に示し、望遠端については図１８（Ａ）〜（Ｄ）に示す。また、実施例２についての像ぶれ補正時（補正画角０．５°）の収差変動を図１９（Ａ）〜（Ｆ）にそれぞれ示す。実施例３についての諸収差を、広角端については図２０（Ａ）〜（Ｄ）に示し、望遠端については図２１（Ａ）〜（Ｄ）に示す。また、実施例３についての像ぶれ補正時の収差変動（補正画角０．５°）を図２２（Ａ）〜（Ｆ）に示す。さらに実施例４についての諸収差を、広角端については図２３（Ａ）〜（Ｄ）に示し、望遠端については図２４（Ａ）〜（Ｄ）に示す。また、実施例４についての像ぶれ補正時の収差変動（補正画角０．５°）を図２５（Ａ）〜（Ｆ）に示す。

図１６（Ａ）〜（Ｆ）、図１９（Ａ）〜（Ｆ）、図２２（Ａ）〜（Ｆ）、図２５（Ａ）〜（Ｆ）から分かるように、各実施例について像ぶれ補正時の収差変動が少なく抑えられている。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、コンパクトな全体構成としながらも、像ぶれ補正時の光学性能を良好に維持することできる高性能なズームレンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応するレンズ断面図である。 本発明の一実施の形態に係るズームレンズの第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応するレンズ断面図である。 実施例１に係るズームレンズの基本的なレンズデータ（Ａ）および非球面に関するレンズデータ（Ｂ）を示す図である。 実施例２に係るズームレンズの基本的なレンズデータ（Ａ）および非球面に関するレンズデータ（Ｂ）を示す図である。 実施例３に係るズームレンズの基本的なレンズデータ（Ａ）および非球面に関するレンズデータ（Ｂ）を示す図である。 実施例４に係るズームレンズの基本的なレンズデータ（Ａ）および非球面に関するレンズデータ（Ｂ）を示す図である。 実施例１に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図である。 実施例２に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図である。 実施例３に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図である。 実施例４に係るズームレンズのその他のレンズデータを示す図である。 条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。 実施例１に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。 実施例１に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。 実施例１に係るズームレンズの望遠端における像ぶれ補正時の性能変化を通常状態と比較して示す収差図である。 実施例２に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。 実施例２に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。 実施例２に係るズームレンズの望遠端における像ぶれ補正時の性能変化を通常状態と比較して示す収差図である。 実施例３に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。 実施例３に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。 実施例３に係るズームレンズの望遠端における像ぶれ補正時の性能変化を通常状態と比較して示す収差図である。 実施例４に係るズームレンズの広角端における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。 実施例４に係るズームレンズの望遠端における球面収差、非点収差、ディストーションおよび倍率色収差を示す収差図である。 実施例４に係るズームレンズの望遠端における像ぶれ補正時の性能変化を通常状態と比較して示す収差図である。

符号の説明

Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims (7)

1. 負の屈折力を有する第１レンズ群と、正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レンズ群とを物体側から順に備え、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に配置された負のレンズと正のレンズとを含むと共に少なくとも１つの非球面を有しており、
   前記第２レンズ群は、物体側から順に配置された正のレンズと負のレンズとの接合レンズと、少なくとも１つの非球面を有するメニスカスレンズとを含み、
   広角端から望遠端へと変倍させる際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との光軸上の間隔および前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との光軸上の間隔が共に変化し、
   無限遠側から近距離側へとフォーカシングさせる際に、前記第３レンズ群が光軸上で物体側へ移動し、
   前記第２レンズ群が光軸と直交する方向に移動することにより、振動に伴う撮影画像のぶれの補正がなされ、
   さらに、下記の条件式（１）を満足するように構成されている
   ことを特徴とする像ぶれ補正機能付きズームレンズ。
   β２ｔ＜−１．５ ……（１）
   但し、
   β２ｔ：望遠端における第２レンズ群の結像倍率
2. さらに下記の条件式（２）を満足するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の像ぶれ補正機能付きズームレンズ。
   ０．０５ｍｍ＜ｆｔ・ｔａｎΔθ／｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜＜０．１ｍｍ ……（２）
   但し、
   ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
   Δθ：望遠端での補正画角
   β３ｔ：望遠端における第３レンズ群の結像倍率
3. さらに下記の条件式（３）を満足するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の像ぶれ補正機能付きズームレンズ。
   ｜β３ｔ（１−β２ｔ）｜＞１．９ ……（３）
4. さらに、下記の条件式（４）および条件式（５）を満足するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の像ぶれ補正機能付きズームレンズ。
   ν３−ν４≧１５ ……（４）
   ｄ／ｆｗ≦０．２５ ……（５）
   但し、
   ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
   ｄ：第２レンズ群における負のレンズとメニスカスレンズとの空気間隔
   ν３：第２レンズ群における接合レンズを構成する正のレンズのアッベ数
   ν４：第２レンズ群における接合レンズを構成する負のレンズのアッベ数
5. 前記第２レンズ群におけるメニスカスレンズの両面が非球面である
   ことを特徴とする請求項４に記載の像ぶれ補正機能付きズームレンズ。
6. 非球面形状を以下の式（６）で表したときに、
   前記第１レンズ群における少なくとも１つの非球面が、非球面係数Ａｉとして奇数次の項および偶数次の項をそれぞれ少なくとも１つずつ用いて規定される形状、または非球面係数Ａｉとして１６次以上の項を少なくとも１つ用いて規定される形状となっている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の像ぶれ補正機能付きズームレンズ。
   Ｚ＝Ｃ・Ｙ²／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ²・Ｙ²）^1/2｝＋ΣＡｉ・Ｙｉ ……（６）
   但し、
   Ｚ：非球面の深さ
   Ｙ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）
   Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
   （Ｒ：近軸曲率半径）
   ＫＡ：離心率
   Ａｉ：第ｉ次（ｉ＝３以上の整数）の非球面係数
7. 広角端から望遠端へと変倍させる際に、
   前記第１レンズ群は、前記第２レンズ群に相対的に近づくように移動し、
   前記第２レンズ群は、単調に物体側へ移動し、
   前記第３レンズ群は、物体側へ移動したのち物体側に凸弧状の軌跡を描くように途中で反転して像側へ移動し、物体距離を無限遠とした場合に、望遠端において広角端よりも像側となる位置まで移動する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の像ぶれ補正機能付きズームレンズ。
   

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