JP6364857B2

JP6364857B2 - 防振機能を備えた変倍結像光学系

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Publication number: JP6364857B2
Application number: JP2014063026A
Authority: JP
Inventors: 典行小笠原
Original assignee: Sigma Inc
Current assignee: Sigma Inc
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: JP2014209226A

Description

本発明はデジタルカメラ、ビデオカメラなどに用いられる撮影レンズに好適な防振機能を備えた変倍結像光学系に関する。

従来より、一眼レフレックスカメラなど向けに、変倍比１０倍程度かつ対角線画角７５°程度の高倍率の変倍結像光学系が提供されている。更に光学系の一部を光軸と直交する方向に移動させることによって像ブレの補正を行う防振機構を備えた変倍結像光学系が提案されている。

特許文献１は、これら一眼レフレックスカメラに適する、防振機構を備えた高倍率の変倍結像光学系を開示している。

一方、近年は、ミラーレス一眼カメラが登場している。ミラーレス一眼カメラは、一眼レフレックスカメラと同様レンズ交換式カメラでありながら、一眼レフレックスファインダーに代えて電子ビューファインダーを備えることによりクイックリターンミラーを廃止している。

ミラーレス一眼カメラは、クイックリターンミラー及び駆動機構、ペンタプリズム等が不要であることから、従来の一眼レフレックスカメラに比べカメラ本体を大幅に小型化できる。更に、ミラーレス一眼カメラに対応する交換レンズは、クイックリターンミラーの可動スペースを考慮する必要が無くなることから、バックフォーカスを大幅に短縮できる。

特許文献２や特許文献３は、ミラーレス一眼カメラに適する、防振機構を備えた高倍率の変倍結像光学系を開示している。

ミラーレス一眼カメラは、電子ビューファインダーの表示のためにリアルタイムとみなし得る十分に高速な動画像処理を行う能力を備えている必要がある。また、その画像処理能力は動画の記録にも応用されている。

動画を記録するにあたって、ミラーレス一眼カメラに対応する交換レンズは、以下に示す３つの性能が求められる。

求められる第１の性能は、動作音の低減である。動作音が大きいと、フォーカシング時、防振時、絞り駆動時等に発生する動作音が録音されてしまい、動画及び音声を再生した際に騒音として耳障りに感じられる。この問題を解決する方法として、静粛なアクチュエータを使用すると同時に、アクチュエータによって駆動される光学系のフォーカスレンズ群や防振群は可能な限り軽量化を図ることが望ましい。

求められる第２の性能は、防振時の最大補正角の確保である。動画撮影中には静止画撮影時に問題となるブレよりも周波数が低い成分も記録されてしまう。このため、手振れの補正のなされた動画を撮影するには、静止画撮影時のみを考慮した場合よりも最大補正角を大きくした方が良い。一方で、交換レンズは、より一層の小型化・小径化が多くの場合に求められる。鏡筒の小径化のために防振群の移動量は少なくしたい。従って、求められる第２の性能と小型化とを両立するには、光軸直交方向への防振群の移動量に対する像の移動の比(以下、防振係数)をなるべく大きくしたい。

求められる第３の性能は、フォーカシング時のデフォーカス変化に対する像高変化率の低減である。ミラーレス一眼カメラのオートフォーカスは一般的にフォーカスレンズ群の移動に対しコントラストの変化を評価し、コントラストのピークを探索して合焦とする、所謂コントラストＡＦを採用する。コントラストＡＦにおいてはＡＦ用のセンサはイメージセンサと同一で、別の測距センサを必要としないので小型化及びコストにおいて有利である。更にイメージセンサと測距センサの位置合わせ等の問題もないので精度面でも有利である。

その一方、コントラストＡＦは、一眼レフレックスカメラで一般的な位相差ＡＦと異なり、フォーカスレンズ群をフォーカス位置へ駆動するための駆動方向及び量をあらかじめ知ることができない。そのため、コントラストＡＦは、駆動すべき方向を確認するためにフォーカスレンズ群を光軸に沿って前後方向に微少駆動させ、コントラストの変化を見てコントラストが高くなる方向にフォーカスレンズ群を駆動する。また合焦点の判定は、コントラストの極大値を一度通過した後、極大点を合焦点とする。

コントラストＡＦは、特に動画時などにカメラとの距離が常に変化する被写体に対してフォーカシングし続けるコンティニュアスＡＦを行う際、フォーカスレンズ群を光軸に沿う方向への微少な振動（以下、ウォブリング）をさせ続けることで、常にフォーカス駆動方向を判断し続けている。

ウォブリングを行う際、フォーカス変化に対して像高変化率が大きい光学系を使用すると、鑑賞者は、画面に映る被写体の倍率の変動を認識し、目障りに感じる。例えば、１９２０×１０８０の解像度のデジタル画像で、像高変化率が最大像高の０．１％であるとすると、ウォブリングを行った際に画面最周辺での画面に映る被写体の倍率の変化はおよそ１ｐｉｘｅｌに相当する。そのため像倍率の変化率が０．１％以下であれば鑑賞者に認識されることはないと言える。同様にウォブリング時のボケ量も半径１ｐｉｘｅｌ程度であれば鑑賞者に認識されることはない。動画撮影時のＦナンバーによるが、晴天時に感度ＩＳＯ１００相当で１/６０秒の積分時間を仮定すると、およそＦ１６程度が適切なＦ値である。したがってＦ１６に対して半径１ｐｉｘｅｌのボケが生じるような振幅でウォブリングを行う場合に、像高変化率が０．１％を下回ることが望ましい。

特許第４６２８８２８号公報特開２０１１−２４７９６２号公報特開２０１２−１８１５２６号公報

特許文献１に記載の発明は、物体側より負負正負正の５枚のレンズからなる第２レンズ群全体でフォーカシングを行うため、フォーカス群の重量が重いため求められる第１の性能を満足しない。さらにウォブリング時の像高変化率が大きいため求められる第３の性能も満足しない。そのため、特許文献１に記載の発明は、鑑賞者が動画撮影中に像の大きさの変化を知覚することで、目障りに感じられてしまうという課題を有している。

特許文献２に記載の発明は、負の屈折力を有する２枚のレンズからなる第４レンズ群でフォーカシングを行うことで、フォーカスレンズ群の軽量化と像高変化率の抑制が達成されている。また、特許文献２に記載の発明は、第３レンズ群の一部のレンズ２枚からなる正の屈折力を有するレンズ群で防振を行い、フォーカスレンズ群同様に十分な軽量化と防振係数を達成している。しかし、特許文献２に記載の発明は、その反面で望遠端における防振群の光軸直交方向への移動に伴う偏芯コマ収差の変動が非常に大きく、画質に不満が残るという課題を有している。防振群の枚数を保ったまま偏芯コマ収差の発生を抑える事と防振群の屈折力を大きくして防振係数を保つ事との両立はし難いため、画質を改善しようとすると鏡筒の径が大きくならざるを得ず小型化は難しい。

特許文献３は、正の屈折力を有する第３レンズ群でフォーカシングを行う光学系を開示している。しかし、開示されている正の屈折力を有する第３レンズ群でフォーカシングを行う光学系は、像高変化率が非常に大きく、動画撮影中に像の大きさの変化が鑑賞者に知覚されてしまうため動画の品位に不満が残るという課題を有している

また、特許文献３は、負の屈折力を有する第３レンズ群でフォーカシングを行う光学系も開示している。しかし、開示されている負の屈折力を有する第３レンズ群でフォーカシングを行う光学系は、変倍時のフォーカスレンズ群と防振群との移動量差が大きいため制御用の配線を別個に行わなければならず複雑化を招き、鏡筒径の抑制が困難である。また、開示されている負の屈折力を有する第３レンズ群でフォーカシングを行う光学系は、像高変化率の抑制も十分ではないため、動画の品位に不満が残るという課題を有する。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、フォーカスレンズ群と防振群の軽量化を達成し、防振係数を大きくしながら、ウォブリング時の像高変化率を抑制し、小型化を達成しつつ使用領域全域にわたって高い光学性能を実現した、防振機構を備えた変倍結像光学系を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段である第１の発明は、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍領域の全域で、全体として正の屈折力を有する後続レンズ群Ｇｒとからなり、開口絞りＳは後続レンズ群Ｇｒのうち変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群のうち最も物体側のレンズ群に隣接または内部に配置され、前記後続レンズ群Ｇｒは、物体側から順に少なくとも２つの正の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２とを有し、さらに前記部分レンズ群Ｒｐ２よりも像側に負の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｎ１を有し、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、後続レンズ群Ｇｒの前記部分レンズ群Ｒｐ２を光軸に沿う方向に物体側へ移動し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記後続レンズ群Ｇｒは変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群を少なくとも１つ含み、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記後続レンズ群Ｇｒの間隔は減少し、防振に際して前記部分レンズ群Ｒｎ１が光軸と略直交方向に動き、前記後続レンズ群Ｇｒは前記部分レンズ群Ｒｎ１より像側に変倍時に独立の軌跡で移動する部分レンズ群を有し、前記後続レンズ群Ｇｒの有する変倍時に独立の軌跡で移動する部分レンズ群は最も像側に位置するレンズ群であり、前記部分レンズ群Ｒｐ２の、無限遠合焦時における結像倍率は、変倍の全域において次の条件式を満たし、
（１）｜Ｍ｜＜０．６５
ただし、
Ｍ：後続レンズ群Ｇｒ中の前記部分レンズ群Ｒｐ２の無限遠合焦時における結像倍率
前記後続レンズ群Ｇｒのうち前記部分レンズ群Ｒｐ２より像側のすべての群の合成屈折力の符号が負であり、変倍の全域において次の条件式を満たし、広角端における対角線全画角が５０度以上であることを特徴とする防振機能を備えた変倍結像光学系。
（２）０．６２６≦ＥＸＰ／Ｌｆ＜１．５０
ただし、
ＥＸＰ：無限遠合焦状態における、射出瞳から像面までの長さ
Ｌｆ：無限遠合焦状態における、前記部分レンズ群Ｒｐ２を含まずにＲｐ２よりも像側の群の合成系の像側焦点から像面までの長さ

また、前述の課題を解決するための手段である第２の発明は、物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍領域の全域で、全体として正の屈折力を有する後続レンズ群Ｇｒとからなり、開口絞りＳは後続レンズ群Ｇｒのうち変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群のうち最も物体側のレンズ群に隣接または内部に配置され、前記後続レンズ群Ｇｒは、物体側から順に少なくとも２つの正の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２とを有し、さらに前記部分レンズ群Ｒｐ２よりも像側に負の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｎ１を有し、無限遠から近距離へのフォーカシングに際して、後続レンズ群Ｇｒの前記部分レンズ群Ｒｐ２を光軸に沿う方向に物体側へ移動し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記後続レンズ群Ｇｒは変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群を少なくとも１つ含み、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記後続レンズ群Ｇｒの間隔は減少し、防振に際して前記部分レンズ群Ｒｎ１が光軸と略直交方向に動き、前記後続レンズ群Ｇｒは前記部分レンズ群Ｒｎ１より像側に変倍時に独立の軌跡で移動する部分レンズ群を有し、前記後続レンズ群Ｇｒの有する変倍時に独立の軌跡で移動する部分レンズ群は最も像側に位置するレンズ群であり、前記部分レンズ群Ｒｐ２の、無限遠合焦時における結像倍率は、変倍の全域において次の条件式を満たし、
（１）｜Ｍ｜＜０．６５
ただし、
Ｍ：後続レンズ群Ｇｒ中の前記部分レンズ群Ｒｐ２の無限遠合焦時における結像倍率
前記後続レンズ群Ｇｒのうち前記部分レンズ群Ｒｐ２より像側のすべての群の合成屈折力の符号が負であって、広角端において次の条件式を満たし、
広角端における対角線全画角が５０度以上であることを特徴とする防振機能を備えた変倍結像光学系。
（２）０．６３６≦ＥＸＰ／Ｌｆ＜１．５０
ただし、
ＥＸＰ：無限遠合焦状態における、射出瞳から像面までの長さ
Ｌｆ：無限遠合焦状態における、前記部分レンズ群Ｒｐ２を含まずにＲｐ２よりも像側の群の合成系の像側焦点から像面までの長さ

また、前述の課題を解決するための手段である第３の発明は、第１の発明又は第２の発明である防振機能を備えた変倍結像光学系であり、前記部分レンズ群Ｒｐ２は２枚以下のレンズで構成されることを特徴とする防振機能を備えた変倍結像光学系。

また、前述の課題を解決するための手段である第４の発明は、第１乃至第３いずれかの発明である防振機能を備えた変倍結像光学系であり、さらに前記部分レンズ群Ｒｎ１は２枚以下のレンズで構成されることを特徴とする防振機能を備えた変倍結像光学系。

本発明によれば、フォーカスレンズ群と防振群の軽量化を達成し、防振係数を大きくしながら、ウォブリング時の像高変化率を抑制し、小型化を達成しつつ使用領域全域にわたって高い光学性能を実現した、防振機構を備えた変倍結像光学系を提供することができる。

本願発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例１に係る広角端かつ無限遠物体合焦時における広角端のレンズ構成図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の縦収差図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の横収差図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における防振群をー０．１２ｍｍシフトさせた手振れ補正時の広角端の横収差図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離７０ｍｍにおける縦収差図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離７０ｍｍにおける横収差図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離７０ｍｍにおける防振群をー０．２３ｍｍシフトさせた手振れ補正時の横収差図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の縦収差図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の横収差図である。本実施例１の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における防振群をー０．５０ｍｍシフトさせた手振れ補正時の望遠端の横収差図である。本願発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例２に係る広角端かつ無限遠物体合焦時におけるレンズ構成図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の縦収差図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の横収差図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時おける防振群をー０．１３ｍｍシフトさせた手振れ補正時の広角端の横収差図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離３５ｍｍにおける縦収差図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離３５ｍｍにおける横収差図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離３５ｍｍにおける防振群をー０．１７ｍｍシフトさせた手振れ補正時の横収差図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の縦収差図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の横収差図である。本実施例２の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における防振群をー０．２４ｍｍシフトさせた手振れ補正時の望遠端の横収差図である。本願発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例３に係る広角端かつ無限遠物体合焦時におけるレンズ構成図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の縦収差図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の横収差図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時おける防振群をー０．１４ｍｍシフトさせた手振れ補正時の広角端の横収差図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離３０ｍｍにおける縦収差図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離３０ｍｍにおける横収差図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離３０ｍｍにおける防振群をー０．１８ｍｍシフトさせた手振れ補正時の横収差図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の縦収差図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の横収差図である。本実施例３の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における防振群をー０．２３ｍｍシフトさせた手振れ補正時の望遠端の横収差図である。本願発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例４に係る広角端かつ無限遠物体合焦時におけるレンズ構成図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の縦収差図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の横収差図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時おける防振群をー０．２５ｍｍシフトさせた手振れ補正時の広角端の横収差図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離１３５ｍｍにおける縦収差図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離１３５ｍｍにおける横収差図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離１３５ｍｍにおける防振群をー０．４５ｍｍシフトさせた手振れ補正時の横収差図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の縦収差図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の横収差図である。本実施例４の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における防振群をー０．５４ｍｍシフトさせた手振れ補正時の望遠端の横収差図である。本願発明の防振機能を備えた変倍結像光学系の実施例５に係る広角端かつ無限遠物体合焦時におけるレンズ構成図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の縦収差図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における広角端の横収差図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時おける防振群をー０．２３ｍｍシフトさせた手振れ補正時の広角端の横収差図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離１３５ｍｍにおける縦収差図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離１３５ｍｍにおける横収差図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の焦点距離１３５ｍｍにおける防振群をー０．４５ｍｍシフトさせた手振れ補正時の横収差図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の縦収差図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における望遠端の横収差図である。本実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系の無限遠物体合焦時における防振群をー０．５０ｍｍシフトさせた手振れ補正時の望遠端の横収差図である。

本発明の防振機構を備えた変倍結像光学系は、第１の発明として、図１、図１１、図２１、図３１及び図４１に示す本発明の実施例１から実施例５の防振機能を備えた変倍結像光学系のレンズ構成図からわかるように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、変倍領域の全域で、全体として正の屈折力を有する後続レンズ群Ｇｒとからなり、開口絞りＳは後続レンズ群Ｇｒのうち変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群のうち最も物体側のレンズ群に隣接または内部に配置され、前記後続レンズ群Ｇｒは、物体側から順に少なくとも２つの正の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２とを有し、さらに前記部分レンズ群Ｒｐ２よりも像側に負の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｎ１を有し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、後続レンズ群Ｇｒの前記部分レンズ群Ｒｐ２を光軸に沿う方向に物体側へ移動し、広角端から望遠端への変倍に際して、前記後続レンズ群Ｇｒは変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群を少なくとも１つ含み、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記後続レンズ群Ｇｒの間隔は減少し、防振に際して前記部分レンズ群Ｒｎ１が光軸と略直交方向に動く構成となっている。

一般的に物体側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１・負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２・正の屈折力を有する後続レンズ群Ｇｒが配列される正先行型変倍結像光学系は、広角端では第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２が接近して第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成屈折力は負となり、像側に正の屈折力を有する後続レンズ群Ｇｒを配置することで、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の合成系と後続レンズ群Ｇｒとの間にレトロフォーカス型の屈折力配置を形成する。

望遠端では第２レンズ群Ｇ２が第１レンズ群Ｇ１から離れて後続レンズ群Ｇｒと接近し、第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群Ｇｒの合成屈折力が負となって、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群Ｇｒの合成系の間にテレフォト型の屈折力配置を形成する。このような構成の正先行型変倍結像光学系は広角側から望遠側まで幅広く対応できるため変倍率を大きくするために有利である。

本発明は、開口絞りＳに近く光線高の低くなる後続レンズ群Ｇｒ中にフォーカス群や防振群を設けることでフォーカス群や防振群の軽量化を達成する。このことは、求められる第１の性能である動作音の低減に寄与する。

求められる第２の性能である防振時の最大補正角の確保のためには、防振係数Ｋｏｓをなるべく大きくすることが望ましい。そこで、防振係数Ｋｏｓに関して、防振係数Ｋｏｓは下記参考式１にて計算されることが知られている。
（参考式１）Ｋｏｓ＝（１−Ｍｏｓ）×Ｍｒｏｓ
ただし、
Ｋｏｓ：防振係数
Ｍｏｓ：防振群の結像倍率
Ｍｒｏｓ：防振群より後方のレンズ群の合成結像倍率
すると、参考式１からわかるように防振群の結像倍率Ｍｏｓが１から離れるにつれて、防振係数Ｋｏｓは大きくなる。これは、同じ量の像ぶれに対して防振群の移動量を抑制できるため、防振機構の小型化に有利である。防振機構の小型化は、レンズ鏡筒全体の小型化に寄与する。

次に、防振群の結像倍率Ｍｏｓを１から離すためには、発散光束中であれば正の屈折力を有するレンズ群を、収束光束中であれば負の屈折力を有するレンズ群を、それぞれ防振群として用いることが有利となる。

発散光束中の正の屈折力を有するレンズ群を防振群に用いる場合、後続レンズ群Ｇｒ中の前方の正の屈折力を有するレンズ群を使用することが望ましい。この後続レンズ群Ｇｒ中の前方の正の屈折力を有するレンズ群においては、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２の作用によって軸上マージナル光線高が高くなる。一般に軸上マージナル光線の高い面において、面形状の誤差が軸上の光波面の形状そのものに影響を与える。軸上マージナル光線の高い面が偏芯した場合は、軸上画角において非対称な光波面の変化を引き起こす。なぜなら、基準状態に対して光軸周りに非対称な面形状誤差を生じるのと等価となるからである。すなわち偏芯コマ収差が生じる。偏芯コマ収差は、実際には軸上のみならず軸外においても発生し、画面全体において像の鮮鋭度を低下させる。偏芯コマ収差の発生を抑制する方法は、以下の２通りの方法が考えられる。防振群の屈折力を弱くする方法と防振群の構成枚数を増やして収差発生を抑制する方法がある。防振群の屈折力を弱くした場合、防振群は防振時の光軸直交方向への移動量が増加し、鏡筒の小径化を阻害する。防振群の構成枚数を増やした場合は、動作音の低減に全く逆行することとなる。防振群は重量増加となるからである。

収束光束中の負の屈折力を有するレンズ群を防振群に用いる場合、後続レンズ群Ｇｒ中の後方の負の屈折力を有するレンズ群を使用することが望ましい。その場合、後続レンズ群Ｇｒ中の前方にある正の屈折力を有するレンズ群の収束作用によって、後続レンズ群Ｇｒ中の後方の負の屈折力を有するレンズ群における軸上マージナル光線高が抑制される。そのため偏芯コマ収差の発生は少なく、防振係数の確保と防振群の軽量化を両立しやすい。以上のことから、本発明は、収束光束中の負の屈折力を有するレンズ群を防振群に用いることとした。

求められる第３の性能の像高変化率の抑制に関して、ウォブリング時の像高Ｙの被写体の像高変化の振幅をΔＹ、ウォブリング時のデフォーカスの振幅をΔｄｅｆとしたときに、係数Ｋｗ＝ΔＹ／（Ｙ＊Δｄｅｆ）と定義する。この係数Ｋｗの絶対値が小さい程、ウォブリング時の像高変化率が小さくできる。この係数Ｋｗは下記参考式２にて近似的に計算できる。
（参考式２）Ｋｗ＝Ｍｆ／（ｆｆ×Ｋｆ）−１／（ｆｒｆ×Ｍｒｆ）−ｔａｎθ／Ｙ
ただし、
Ｋｆ：Ｋｆ＝（１−Ｍｆ＾２）×Ｍｒｆ＾２で定義される値
Ｍｆ：フォーカスレンズ群の結像倍率
Ｍｒｆ：フォーカス群より像側のレンズ群の合成結像倍率
ｆｆ：フォーカス群の焦点距離
ｆｒｆ：フォーカス群より像側のレンズ群の合成焦点距離
θ ：最大像高の主光線が像面に入射する際に光軸との間でなす角度であり光軸を基準として結像点側へ向かう方向を正とする値

以上のことから、像高変化率を抑制するためには、係数Ｋｗの絶対値を小さくする必要がある。従って、参考式２の第１項の分子であるフォーカスレンズ群自身の結像倍率の絶対値を小さくする必要がある。すなわち、フォーカスレンズ群に入射する光束はなるべく平行光束に近いことが望ましい。しかし、後続レンズ群Ｇｒには第２レンズ群Ｇ２で発散させられた光束が入射するため、後続レンズ群Ｇｒの最も物体側にフォーカスレンズ群を配置すると像高変化率が大きくなってしまう。そこで、本発明では、像高変化率を抑制するために後続レンズ群Ｇｒ中最も物体側に正の屈折力を有するレンズ群を配置し、その後方にフォーカスレンズ群を配置する構成をとる。この構成により、フォーカスレンズ群へ入射する光束を平行に近づけることができ、像高変化率を抑制することができる。

また当然であるが、フォーカスレンズ群の移動量が大きくなると、その分光学系内部にフォーカスレンズ群が光軸移動するためのスペースを確保する必要があるので、光軸方向への光学系全長の抑制が困難となってしまう。フォーカスレンズ群の移動量を抑制するためにはフォーカスレンズ群の屈折力が強い方が良い。

フォーカスレンズ群の屈折力を負とした場合、後続レンズ群Ｇｒ中の負の屈折力成分が防振群とフォーカスレンズ群に分割される。防振群とフォーカスレンズ群のそれぞれの屈折力を強くすると後続レンズ群Ｇｒ全体の正の屈折力を維持するために、後続レンズ群Ｇｒ中のその他の正の屈折力を有するレンズ群の屈折力も強くなることが避けられず、軸上色収差や球面収差をはじめとする諸収差の補正が困難になってしまう。このことから、本発明は、防振群に負の屈折力とし、フォーカスレンズ群は正の屈折力とすることにした。

また、本発明の第２の発明である防振機能を備えた変倍結像光学系は、部分レンズ群Ｒｐ２は１枚または２枚のレンズで構成されることが望ましい。これは、フォーカスレンズ群の軽量化に寄与する。

また、本発明の第３の発明である防振機能を備えた変倍結像光学系は、部分レンズ群Ｒｎ１は１枚または２枚のレンズで構成されることが望ましい。これは、防振群についてもフォーカスレンズ群と同様に軽量化に寄与する。

また、本発明の第４の発明である防振機能を備えた変倍結像光学系は、変倍の全域において以下に示す条件式（１）を満足することを特徴とする。
（１）｜Ｍ｜＜０．６５
Ｍ：後続レンズ群Ｇｒ中の部分群Ｒｐ２の、無限遠合焦時における結像倍率

条件式（１）は、ウォブリング時の像高変化率を抑制するための好ましい条件として、フォーカスレンズ群である後続レンズ群Ｇｒ中の部分レンズ群Ｒｐ２の無限遠合焦状態での結像倍率を規定するものである。条件式（１）を満たすことで参考式２の第１項の分子であるフォーカスレンズ群自身の結像倍率の絶対値が小さくなる。従って、係数Ｋｗの絶対値が小さくなる。その結果、像高変化率の抑制に寄与する。

条件式（１）の上限値を上回った場合、ウォブリング時の像高変化率を抑制することが困難となる。

尚、条件式（１）について、望ましくはその上限値を０．６２に限定することで、参考式２の第１項がより小さくなることからも本発明の効果をより確実にすることがわかる。さらに、条件式（１）について、その上限値を０．６０とすることで、前述の効果をより確実にすることができる。

また、一般に変倍結像光学系において、広角端から望遠端への変倍に伴い、焦点距離の変化に追従して射出瞳から像面までの距離が長くなる方が、変倍倍率を大きくしやすい。射出瞳を像面に対して固定した変倍結像光学系もあるが、この場合、開口絞りＳより像側のレンズ群の移動に制限が加わることになり、変倍結像光学系の変倍率を大きくするのに不利である。

本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系においても、広角端から望遠端への変倍に伴い射出瞳から像面までの距離が長くなるように、開口絞りＳが含まれ全体として正の屈折力を有する後続レンズ群Ｇｒが像側から物体側へ移動する。したがって射出瞳が像面に最も近い広角端において、画面周辺の主光線の像面への入射角が最も大きくなり、参考式２の第３項の絶対値も最も大きくなる傾向がある。そこで、広角端の光学全長をなるべく短くしようとすると、多くの場合像面への入射角θは正の値をとり、参考式２の第３項は負の値となる。

本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系は、前述した構成にて条件式（１）を満たすことで参考式２の第１項の絶対値が小さくなる。また前述したように参考式２の第３項が負となる。参考式２の係数Ｋｗの絶対値を小さくするには、参考式２の第２項を正の値として、第２項と第３項との和が０に近づくようにしたい。こうすることで、ウォブリング時の像高変化率をより効果的に抑制できる。

そこで、本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系は、正の部分レンズ群Ｒｐ１により平行に近付いた光束が正の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｐ２に入射するため、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｐ２から射出される光束は必然的に収束光である。最終的に全系で結像作用をもたらすためには部分レンズ群Ｒｐ２より像側の部分レンズ群を通過した光束は収束光でなければならないので、部分レンズ群Ｒｐ２より像側の部分レンズ群の結像倍率は正の値である。したがって、参考式２の第２項の値を正として第３項を相殺するためには部分レンズ群Ｒｐ２より後の群の焦点距離は負の値である必要がある。

参考式２の第２項に関して、分母であるフォーカスレンズ群より像側の部分レンズ群の合成焦点距離とフォーカスレンズ群より像側の部分レンズ群の結像倍率の積は、ニュートンの結像式より、フォーカスレンズ群より像側の部分レンズ群の像側焦点から像面までの長さに他ならない。

参考式２の第３項に関して、像面への主光線入射角の正接は、像高を射出瞳から像面までの長さで割った値で近似できる。すなわち、参考式２の第３項は射出瞳から像面までの長さの逆数で近似できる。

したがって、参考式２の第２項と第３項の和は、フォーカスレンズ群より像側の部分レンズ群の像側焦点から像面までの長さと、射出瞳から像面までの長さが近い値をとるとき、その絶対値を小さくすることができる。

前述したように参考式２の第３項の絶対値は広角端で最も大きくなる傾向がある。参考式の第２項と第３項の和を０に近づける関係は広角端において満たされることは勿論のこと、この関係が変倍の全域において満たされることが最も望ましい。

また、本発明の第５の発明である防振機能を備えた変倍結像光学系は、以下に示す条件式（２）を満足することを特徴とする。
（２）０．４５＜ＥＸＰ／Ｌｆ＜１．５０
ＥＸＰ：無限遠方合焦状態における、射出瞳から像面までの長さ
Ｌｆ：無限遠方合焦状態における、前記Ｒｐ２を含まずにＲｐ２よりも像側の群の合成系の像側焦点から像面までの長さ

条件式（２）は、ウォブリング時の像高変化率抑制に関する望ましい範囲の条件として、無限遠方合焦状態において、射出瞳から像面までの長さと、Ｒｐ２を含まずにＲｐ２よりも像側の群の合成系の像側焦点から像面までの長さを規定したものである。条件式２の範囲を満足することで広角端かつ無限遠方合焦状態において参考式２の第２項と第３項の和の絶対値を小さくすることができ、前述した構成及び条件式１と合わせてウォブリング時の像高変化率を抑制することができる。

尚、条件式（２）について、望ましくはその下限値を０．５０に、また上限値を１．３５に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。さらに、条件式（２）について、その下限値を０．５５に、また、上限値をさらに１．２０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

また、本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系は、前記部分群Ｒｎ１より像側に、変倍時に独立した軌跡で移動する正または負の屈折力を有する１の部分群を備えることを特徴とする。部分群Ｒｎ１より像側の群においては軸上の結像光束が収斂されると同時に、軸上に結像する光束の主光線と軸外に結像する主光線の通過位置が離れる。このために部分群Ｒｎ１より像側に変倍時に独立した軌跡で移動する１の部分群を備えることにより、変倍に際しての非点収差、歪曲収差等の変動を制御するのに有効である。

また、本発明の防振機能を備えた変倍結像光学系は、前記Ｒｎ１より像側の１の部分群が最も像側に位置することを特徴とする。前述したとおり部分群Ｒｎ１より像側の部分群を設けることで非点収差や歪曲収差の補正に効果的であるが、部分群Ｒｎ１より像側の部分群を２以上とすると移動群が多くなり機構構成が複雑化してしまい、鏡筒の小型化に関して不利となる。

多くの場合、ウォブリング時の像高変化率は、距離に対する倍率の変化が大きくなりがちであることや射出瞳位置が像面に近づきがちであることから、画角が大きい光学系において大きな値となる傾向がある。このため、本発明の変倍結像光学系は対角線全画角が５０度以上である場合に効果的であり、対角線全画角が７５度以上である場合には特に効果的である。また、本発明の結像光学系は広角端の対角線全画角の拡大と変倍率拡大を達成できるため、いわゆる標準ズームレンズに特に適する。当然ながら、広角端の画角が狭い光学系や変倍比の低い光学系でも本発明を適用することによってウォブリング時の像高変化率の抑制が可能である。

次に、本発明の結像光学系に係る実施例のレンズ構成について説明する。なお、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像側の順番で記載する。

以下に、前述した本発明の結像光学系の各実施例の具体的な数値データを示す。

［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面または開口絞りの番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示している

面番号に付した＊（アスタリスク）は、そのレンズ面形状が非球面であることを示している。また、ＢＦはバックフォーカスを表している。

面番号に付した（絞り）は、その位置に開口絞りＳが位置していることを示している。平面または開口絞りＳに対する曲率半径には∞（無限大）を記入している。

［非球面データ］には、［面データ］において＊を付したレンズ面の非球面形状を与える各係数値を示している。非球面の形状は、光軸に直行する方向への光軸からの変位をｙ、非球面と光軸の交点から光軸方向への変位（サグ量）をｚ、基準球面の曲率半径をｒ、コーニック係数をＫ、４、６、８、１０次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０と置くとき、非球面の座標が以下の式で表されるものとする。

[各種データ]は、ズーム比及び各焦点距離状態における焦点距離等の値を示している。

［可変間隔データ］は、各焦点距離状態における可変間隔及びＢＦ（バックフォーカス）の値を示している。

［レンズ群データ］は、各レンズ群を構成する最も物体側の面番号および群全体の合成焦点距離を示している。

尚、以下のすべての諸元値において、記載している焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、レンズ面間隔ｄ、その他の長さの単位は特記のない限りミリメートル（ｍｍ）を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおい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。

さらに、図１、図１１、図２１、図３１及び図４１に示すレンズ構成図において、Ｉは像面、中心を通る一点鎖線は光軸である。

図１は、本発明の実施例１の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群Ｇｒとからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体として正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ａと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｂとからなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｃとで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は全体として負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向け負メニスカスレンズＬ２ａと、両凹形状の負レンズＬ２ｂと、両凸形状の正レンズＬ２ｃと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２ｄとで構成されており、負メニスカスレンズＬ２ａの物体側のレンズ面は所定の非球面形状となっている樹脂の層が形成されている。

後続レンズ群Ｇｒは全体として変倍の全域において正の屈折力を有しており、開口絞りＳと部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２と部分レンズ群Ｒｎ１と部分レンズ群Ｒｐ３とで構成されており、開口絞りＳは部分レンズ群Ｒｐ１の物体側に隣接して配置されている。部分レンズ群Ｒｐ１は全体として正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３ａと、両凹形状の負レンズＬ３ｂと両凸形状の正レンズＬ３ｃとからなる接合レンズとから構成されており、正メニスカスレンズＬ３ａの両側のレンズ面は所定の非球面形状となっており、正レンズＬ３ｃの像側のレンズ面は所定の非球面形状となっている。

部分レンズ群Ｒｐ２は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ４ａと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４ｂとからなる接合レンズで構成される。部分レンズ群Ｒｐ２は無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、光軸に沿って物体側に向かって移動する。

部分レンズ群Ｒｎ１は全体として負の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ５ａと両凹形状の負レンズＬ５ｂとからなる接合レンズで構成され、負レンズＬ５ｂの像側のレンズ面は所定の非球面形状となっている。部分レンズ群Ｒｎ１は光軸直交方向に移動させることにより防振を行い、Ｒｐ１とＲｎ１とは広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って同一の軌跡で物体側へ移動する。

部分レンズ群Ｒｐ３は全体として正の屈折力を有しており、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６ａと両凹形状の負レンズＬ６ｂと両凸形状の正レンズＬ６ｃとから構成される。部分レンズ群Ｒｐ３は広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って物体側へ移動する。

続いて、以下に実施例１に係る防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例１
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 88.9384 1.4000 1.90366 31.31
2 53.6570 6.5625 1.49700 81.61
3 1782.7568 0.1500
4 55.0889 5.1411 1.59349 67.00
5 293.6661 (d5)
6* 45.9423 0.1500 1.51840 52.10
7 36.8818 0.7000 1.88300 40.80
8 12.2060 7.3426
9 -23.4239 0.7000 1.77250 49.62
10 117.6751 0.1500
11 35.8095 3.8810 1.84666 23.78
12 -33.8601 2.4922
13 -18.7314 0.7000 1.77250 49.62
14 -49.0755 (d14)
15(絞り) ∞ 0.5000
16* 19.4601 2.5822 1.59201 67.02
17* 96.3029 7.3274
18 -182.4683 0.7000 1.84666 23.78
19 58.0069 3.5047 1.59201 67.02
20* -23.2192 (d20)
21 50.2095 4.8379 1.59282 68.62
22 -16.2044 0.7000 1.83481 42.72
23 -35.7120 (d23)
24 382.7315 1.5986 1.84666 23.78
25 -111.4542 0.7000 1.69350 53.20
26* 21.5947 (d26)
27 -310.3228 4.2380 1.68893 31.16
28 -19.5690 0.4800
29 -18.0669 1.3802 1.91082 35.25
30 173.5921 0.1500
31 34.0802 3.7974 1.54814 45.82
32 -71.7565 (BF)

[非球面データ]
6面 16面 17面 20面 26面
K 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
A4 1.81333E-05 1.45391E-05 5.05085E-05 1.34423E-05 -3.53211E-06
A6 -1.10409E-08 3.03636E-09 0.00000E+00 -3.19799E-09 4.09916E-08
A8 -1.55601E-10 4.02338E-10 0.00000E+00 5.14059E-10 0.00000E+00
A10 8.41116E-13 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
ズーム比 10.50
広角中間望遠
焦点距離 18.45 70.00 193.80
Fナンバー 3.48 5.52 6.48
全画角2ω 77.13 22.40 8.28
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 115.02 157.27 190.83

[可変間隔データ]
広角中間望遠
d5 0.8500 29.6682 53.1364
d14 21.2210 5.9819 1.0000
d20 5.9065 5.5821 10.0989
d23 4.6924 5.0168 0.5000
d26 2.1800 2.7258 8.6830
BF 18.3000 46.4273 55.5450

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 90.65
G2 6 -13.63
Gr 15 -
Rp1 15 27.70
Rp2 21 50.07
Rn1 24 -35.18
Rp3 27 504.07

図１１は、本発明の実施例２の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳと後続レンズ群Ｇｒとからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体として正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ａと両凸形状の正レンズＬ１ｂとからなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｃとで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は全体として負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けて負メニスカスレンズＬ２ａと、両凹形状の負レンズＬ２ｂと、両凸形状の正レンズＬ２ｃと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２ｄとで構成されており、負メニスカスレンズＬ２ａの物体側のレンズ面は所定の非球面形状となっている樹脂の層が形成されている。

後続レンズ群Ｇｒは全体として変倍の全域において正の屈折力を有しており、開口絞りＳと部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２と部分レンズ群Ｒｎ１と部分レンズ群Ｒｐ３とで構成されており、開口絞りＳは部分レンズ群Ｒｐ１の物体側に隣接して配置されている。部分レンズ群Ｒｐ１は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ３ａと、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズＬ３ｂと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３ｃと両凸形状の正レンズＬ３ｄとからなる接合レンズとから構成されており、正レンズＬ３ａの両側のレンズ面は所定の非球面形状となっており、正レンズＬ３ｄの像側のレンズ面は所定の非球面形状となっている。

部分レンズ群Ｒｐ２は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ４ａと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４ｂとからなる接合レンズから構成される。部分レンズ群Ｒｐ２は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、光軸に沿って物体側に向かって移動する。

部分レンズ群Ｒｎ１は全体として負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５ａから構成される。部分レンズ群Ｒｎ１は光軸直交方向に移動させることにより防振を行い、Ｒｐ１とＲｎ１とは広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って同一の軌跡で物体側へ移動する。

部分レンズ群Ｒｐ３は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ６ａと両凹形状の負Ｌ６ｂとからなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ６ｃとから構成される。部分レンズ群Ｒｐ３は広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って物体側へ移動する。

続いて、以下に実施例２にかかる防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例２
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 1000.0000 1.3000 1.90366 31.31
2 155.4458 4.4131 1.59349 67.00
3 -281.2638 0.1500
4 48.1710 5.2198 1.59349 67.00
5 129.3239 (d5)
6* 42.9400 0.1500 1.51840 52.10
7 32.0149 0.7000 1.88300 40.80
8 12.4278 9.9555
9 -23.0454 0.7000 1.59349 67.00
10 116.5316 0.1500
11 41.0019 3.0410 1.84666 23.78
12 -46.8658 3.8189
13 -23.4195 0.7000 1.83481 42.72
14 -53.1141 (d14)
15(絞り) ∞ 0.8855
16* 19.9530 3.7742 1.69680 55.46
17 -317.3546 0.3270
18 31.3536 0.7000 1.51742 52.15
19 21.1098 3.0665
20 153.7901 0.7000 1.90366 31.31
21 21.8927 4.9603 1.59201 67.02
22* -34.4851 (d22)
23* 46.5351 4.1339 1.59201 67.02
24 -23.5065 0.7000 1.72825 28.32
25 -36.8193 (d25)
26 157.6133 0.7000 1.88300 40.80
27 25.2682 (d27)
28 348.7334 4.7294 1.68893 31.16
29 -19.1363 0.7000 1.91082 35.25
30 60.5194 0.9963
31 43.3419 3.2105 1.91082 35.25
32 -108.5314 （BF）

[非球面データ]
6面 16面 22面 23面
K 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
A4 2.46924E-05 -2.51728E-05 9.30288E-08 -1.96126E-05
A6 -3.96619E-08 -3.26044E-09 -1.12701E-08 -2.77319E-08
A8 1.06404E-10 -5.62219E-11 0.00000E+00 0.00000E+00
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
ズーム比 3.90
広角中間望遠
焦点距離 17.51 35.00 68.47
Fナンバー 4.09 4.11 4.13
全画角2ω 79.84 43.58 23.11
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 107.44 120.26 155.63

[可変間隔データ]
広角中間望遠
d5 0.8500 13.9574 36.4918
d14 17.6995 5.4100 1.0000
d22 4.1975 2.1228 3.6387
d25 4.3408 6.4155 4.8996
d27 2.1672 11.3317 15.4394
BF 18.3001 21.1392 34.2804

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 111.43
G2 6 -15.21
Gr 15 -
Rp1 15 27.84
Rp2 23 38.19
Rn1 26 -34.16
Rp3 28 180.65

図２１は、本発明の実施例３の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群Ｇｒとからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体として正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ａと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｂとからなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｃとで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は全体として負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けて負メニスカスレンズＬ２ａと、両凹形状の負レンズＬ２ｂと両凸形状の正レンズＬ２ｃとの接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２ｄとで構成されており、負メニスカスレンズＬ２ａの物体側のレンズ面は所定の非球面形状となっている樹脂の層が形成されている。

後続レンズ群Ｇｒは全体として変倍の全域において正の屈折力を有しており、開口絞りＳと部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２と部分レンズ群Ｒｎ１と部分レンズ群Ｒｐ３とで構成されており、開口絞りＳは部分レンズ群Ｒｐ１の物体側に隣接して配置されている。部分レンズ群Ｒｐ１は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ３ａと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３ｂと、両凹形状の負レンズＬ３ｃと両凸形状の正レンズＬ３ｄとからなる接合レンズとから構成され、正レンズＬ３ａの両側のレンズ面は所定の非球面形状となっている。

部分レンズ群Ｒｐ２は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ４ａと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４ｂとからなる接合レンズから構成されており、正レンズＬ４ａの物体側のレンズ面は所定の非球面形状となっている。部分レンズ群Ｒｐ２は無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、光軸に沿って物体側に向かって移動する。

部分レンズ群Ｒｐ３は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ６ａと両凹形状の負レンズＬ６ｂとからなる接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ６ｃとから構成される。部分レンズ群Ｒｐ３は広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って物体側へ移動する。

続いて、以下の実施例３にかかる防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例３
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 1000.0000 1.3000 1.80610 33.27
2 125.9642 4.5596 1.69680 55.46
3 2403.0571 0.1500
4 50.6924 6.4147 1.72916 54.67
5 127.9706 (d5)
6* 40.0812 0.1500 1.51840 52.10
7 30.8772 0.7000 1.88300 40.80
8 13.8795 11.9632
9 -34.3209 1.3207 1.63854 55.45
10 23.6506 3.9697 2.00069 25.46
11 -200.1240 5.3268
12 -23.3207 0.7000 1.83481 42.72
13 -44.6352 (d13)
14(絞り) ∞ 0.5000
15* 21.2221 5.5129 1.69350 53.20
16* -42.0228 0.1500
17 40.1484 0.7000 1.72342 37.99
18 21.1343 4.4833
19 -33.4057 0.7000 1.90366 31.31
20 56.8252 5.8310 1.55332 71.68
21 -20.1946 (d21)
22* 34.6291 5.4402 1.59349 67.00
23 -28.9678 0.7000 1.84666 23.78
24 -41.5920 (d24)
25 101.9361 0.7000 1.88300 40.80
26 27.1183 (d26)
27 34.7609 4.9722 1.84666 23.78
28 -64.9685 0.7000 1.88100 40.14
29 20.5167 0.6608
30* 23.4550 4.6641 1.58913 61.25
31* -817.9440 (BF)

[非球面データ]
6面 15面 16面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 1.54090E-05 -2.09846E-05 1.94607E-05
A6 -8.78648E-09 8.92040E-09 -1.33501E-08
A8 2.02950E-11 -5.34252E-11 0.00000E+00
A10 8.81301E-14 0.00000E+00 0.00000E+00

22面 30面 31面
K 0.00000 0.00000 0.00000
A4 -9.70335E-06 1.57586E-06 -5.74082E-06
A6 -7.54632E-09 4.34515E-08 9.04528E-09
A8 0.00000E+00 -7.08831E-11 -3.98638E-11
A10 0.00000E+00 0.00000E+00 0.00000E+00

[各種データ]
ズーム比 3.14
広角中間望遠
焦点距離 17.52 30.00 54.94
Fナンバー 2.92 2.90 2.92
全画角2ω 80.06 50.16 28.52
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 117.23 128.48 159.55

[可変間隔データ]
広角中間望遠
d5 0.8500 14.9188 33.7809
d13 16.1733 5.9900 1.0000
d21 4.0828 1.9855 4.0154
d24 4.1587 6.2561 4.2261
d26 1.4000 5.0170 12.3483
BF 18.3000 22.0394 31.9117

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 115.89
G2 6 -15.69
Gr 14 -
Rp1 14 34.93
Rp2 22 35.71
Rn1 25 -42.03
Rp3 27 120.65

図３１は、本発明の実施例４の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群Ｇｒとからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体として正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ａと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｂとからなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｃとで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は全体として負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２ａと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２ｂと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２ｃと、両凹形状の負レンズＬ２ｄとで構成されている。

後続レンズ群Ｇｒは全体として変倍の全域において正の屈折力を有しており、開口絞りＳと部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２と部分レンズ群Ｒｎ１と部分レンズ群Ｒｎ２とで構成されており、開口絞りＳは部分レンズ群Ｒｐ１の物体側に隣接して配置されている。部分レンズ群Ｒｐ１は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ３ａと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３ｂと両凸形状の正レンズＬ３ｃとからなる接合レンズとから構成されている。

部分レンズ群Ｒｎ１は全体として負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５ａと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５ｂとからなる接合レンズで構成されている。部分レンズ群Ｒｎ１は光軸直交方向に移動されることにより防振を行い、Ｒｐ１とＲｎ１とは広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って同一の軌跡で物体側へ移動する。

部分レンズ群Ｒｎ２は全体として負の屈折力を有しており、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６ａと像側に乙面を向けた負メニスカスレンズＬ６ｂと両凸形状の正レンズＬ６ｃとから構成されている。部分レンズ群Ｒｐ３は広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って物体側へ移動する。

続いて、以下の実施例４にかかわる防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例４
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 91.4616 1.4000 1.88300 40.80
2 39.7423 4.6222 1.49700 81.61
3 288.3850 0.1500
4 43.3901 4.3234 1.59282 68.62
5 563.1412 (d5)
6 35.7568 0.7000 1.83400 37.34
7 19.2082 9.7355
8 -45.9309 0.7000 1.49700 81.61
9 1787.8551 0.1500
10 26.8501 2.6299 1.84666 23.78
11 85.0598 10.4889
12 -30.4904 1.1557 1.51680 64.20
13 60.0213 (d13)
14(絞り) ∞ 1.0454
15 82.7799 2.5897 1.58913 61.25
16 -62.6080 0.1500
17 79.8625 0.7000 1.84666 23.78
18 26.5297 3.8250 1.59349 67.00
19 -48.5780 (d19)
20 31.3046 4.1058 1.58913 61.25
21 -33.8334 0.7000 1.80611 40.73
22 -205.6712 (d22)
23 455.3134 0.7000 1.83481 42.72
24 13.5571 2.5073 1.84666 23.78
25 27.6761 (d25)
26 -63.4206 3.0531 1.54072 47.20
27 -26.7186 9.6995
28 -23.3528 0.7000 1.91082 35.25
29 -148.2424 0.1500
30 82.4302 2.5219 1.67270 32.17
31 -137.2880 BF

[各種データ]
ズーム比 2.77
広角中間望遠
焦点距離 70.01 135.00 193.80
Fナンバー 5.09 5.34 5.98
全画角2ω 22.69 11.87 8.29
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 125.88 147.53 160.88

[可変間隔データ]
広角中間望遠
d5 0.8500 27.4464 35.0482
d13 10.7141 4.4893 1.0000
d19 1.5532 4.4753 8.8404
d22 7.7872 4.8651 0.5000
d25 18.2202 2.7840 4.2444
BF 18.2508 34.9617 42.7420

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 92.11
G2 6 -25.39
Gr 14 -
Rp1 14 34.52
Rp2 20 60.87
Rn1 23 -36.04
Rn2 26 -182.03

図４１は、本発明の実施例５の結像光学系のレンズ構成図である。物体側より順に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群Ｇｒとからなり、第１レンズ群Ｇ１は全体として正の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１ａと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｂとからなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１ｃとで構成されており、第２レンズ群Ｇ２は全体として負の屈折力を有しており、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２ａと、両凹形状の負レンズＬ２ｂと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２ｃと、両凹形状の負レンズＬ２ｄとで構成されている。

後続レンズ群Ｇｒは全体として変倍の全域において正の屈折力を有しており、開口絞りＳと部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２と部分レンズ群Ｒｎ１と部分レンズ群Ｒｎ２炉で構成されており、開口絞りＳは部分レンズ群Ｒｐ１の物体側に隣接して配置されている。部分レンズ群Ｒｐ１は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ３ａと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３ｂと両凸形状の正レンズＬ３ｃとからなる接合レンズとから構成されている。

部分レンズ群Ｒｐ２は全体として正の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ４ａと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４ｂとからなる接合レンズから構成される。部分レンズ群Ｒｐ２は無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、光軸に沿って物体側に向かって移動する。

部分レンズ群Ｒｎ１は全体として負の屈折力を有しており、両凹形状の負レンズＬ５ａと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５ｂとからなる接合レンズで構成されている。部分レンズ群Ｒｎ１は光軸直交方向に移動させることにより防振を行い、Ｒｐ１とＲｎ１とは広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って同一の軌跡で物体側へ移動する。

部分レンズ群Ｒｎ２は全体として負の屈折力を有しており、両凸形状の正レンズＬ６ａと両凹形状の負レンズＬ６ｂとから構成されている。部分レンズ群Ｒｎ２は広角端から望遠端への変倍に際して、光軸に沿って物体側へ移動する。

続いて、以下の実施例５にかかる防振機能を備えた変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例５
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd
1 73.7123 1.4000 1.80611 40.73
2 33.8724 5.0579 1.49700 81.61
3 178.9295 0.1500
4 37.3938 4.7098 1.59282 68.62
5 308.9519 (d5)
6 29.6261 0.7000 1.83400 37.34
7 18.0981 14.9759
8 -41.6206 0.7000 1.49700 81.61
9 70.2777 0.1500
10 26.7956 2.6463 1.84666 23.78
11 116.0416 9.1594
12 -24.9275 0.7000 1.51680 64.20
13 77.1502 (d13)
14(絞り) ∞ 1.1798
15 119.3004 2.6913 1.58913 61.25
16 -45.9334 0.1500
17 232.7607 0.7000 1.84666 23.78
18 35.8942 3.7153 1.59349 67.00
19 -37.7991 (d19)
20 30.1303 4.6051 1.58913 61.25
21 -28.6030 0.7000 1.80611 40.73
22 -150.8275 (d22)
23 -514.9050 0.7000 1.83481 42.72
24 15.8106 2.2319 1.84666 23.78
25 30.9062 (d25)
26 82.0049 4.3137 1.58144 40.89
27 -30.2567 0.7000 1.88300 40.80
28 911.4666 BF

[各種データ]
ズーム比 2.77
広角中間望遠
焦点距離 70.01 135.00 193.80
Fナンバー 4.90 4.96 5.98
全画角2ω 22.63 11.81 8.23
像高Y 14.20 14.20 14.20
レンズ全長 126.13 148.31 161.13

[可変間隔データ]
広角中間望遠
d5 0.8500 22.9854 25.8371
d13 9.0352 5.8518 1.4545
d19 1.5986 7.2077 11.2634
d22 10.6648 5.0557 1.0000
d25 19.9982 2.0187 20.4997
BF 21.9494 43.1585 39.0427

[レンズ群データ]
群始面焦点距離
G1 1 77.1337
G2 6 -20.7933
Gr 14 -
Rp1 14 34.232
Rp2 20 57.4291
Rn1 23 -35.3217
Rn2 26 -275.1297

また、これらの各実施例における条件式の対応値の一覧を示す。

[条件式対応値]
条件式／実施例 1 2 3 4 5
(1) ｜Ｍｗ｜＜0.65 Wide 0.541 0.443 0.272 0.437 0.384
Normal 0.400 0.304 0.137 0.487 0.483
Tele 0.449 0.251 0.057 0.540 0.509
(2) 0.45＜ＥＸＰ／Ｌｆ＜1.50 Wide 0.746 0.663 0.636 0.813 0.787
Normal 0.820 0.679 0.626 0.818 0.799
Tele 0.864 0.732 0.679 0.847 0.848

Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇｒ後続レンズ群
Ｓ開口絞り
Ｉ像面

Claims

物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、
変倍領域の全域で、全体として正の屈折力を有する後続レンズ群Ｇｒとからなり、
開口絞りＳは後続レンズ群Ｇｒのうち変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群のうち最も物体側のレンズ群に隣接または内部に配置され、
前記後続レンズ群Ｇｒは、物体側から順に少なくとも２つの正の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２とを有し、
さらに前記部分レンズ群Ｒｐ２よりも像側に負の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｎ１を有し、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、後続レンズ群Ｇｒの前記部分レンズ群Ｒｐ２を光軸に沿う方向に物体側へ移動し、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記後続レンズ群Ｇｒは変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群を少なくとも１つ含み、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記後続レンズ群Ｇｒの間隔は減少し、
防振に際して前記部分レンズ群Ｒｎ１が光軸と略直交方向に動き、
前記後続レンズ群Ｇｒは前記部分レンズ群Ｒｎ１より像側に変倍時に独立の軌跡で移動する部分レンズ群を有し、
前記後続レンズ群Ｇｒの有する変倍時に独立の軌跡で移動する部分レンズ群は最も像側に位置するレンズ群であり、
前記部分レンズ群Ｒｐ２の、無限遠合焦時における結像倍率は、変倍の全域において次の条件式を満たし、
（１）｜Ｍ｜＜０．６５
ただし、
Ｍ：後続レンズ群Ｇｒ中の前記部分レンズ群Ｒｐ２の無限遠合焦時における結像倍率
前記後続レンズ群Ｇｒのうち前記部分レンズ群Ｒｐ２より像側のすべての群の合成屈折力の符号が負であり、変倍の全域において次の条件式を満たし、
広角端における対角線全画角が５０度以上であることを特徴とする防振機能を備えた変倍結像光学系。
（２）０．６２６≦ＥＸＰ／Ｌｆ＜１．５０
ただし、
ＥＸＰ：無限遠合焦状態における、射出瞳から像面までの長さ
Ｌｆ：無限遠合焦状態における、前記部分レンズ群Ｒｐ２を含まずにＲｐ２よりも像側の群の合成系の像側焦点から像面までの長さ
物体側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、
負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、
変倍領域の全域で、全体として正の屈折力を有する後続レンズ群Ｇｒとからなり、
開口絞りＳは後続レンズ群Ｇｒのうち変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群のうち最も物体側のレンズ群に隣接または内部に配置され、
前記後続レンズ群Ｇｒは、物体側から順に少なくとも２つの正の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｐ１と部分レンズ群Ｒｐ２とを有し、
さらに前記部分レンズ群Ｒｐ２よりも像側に負の屈折力を有する部分レンズ群Ｒｎ１を有し、
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、後続レンズ群Ｇｒの前記部分レンズ群Ｒｐ２を光軸に沿う方向に物体側へ移動し、
広角端から望遠端への変倍に際して、前記後続レンズ群Ｇｒは変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群を少なくとも１つ含み、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記後続レンズ群Ｇｒの間隔は減少し、
防振に際して前記部分レンズ群Ｒｎ１が光軸と略直交方向に動き、
前記後続レンズ群Ｇｒは前記部分レンズ群Ｒｎ１より像側に変倍時に独立の軌跡で移動する部分レンズ群を有し、
前記後続レンズ群Ｇｒの有する変倍時に独立の軌跡で移動する部分レンズ群は最も像側に位置するレンズ群であり、
前記部分レンズ群Ｒｐ２の、無限遠合焦時における結像倍率は、変倍の全域において次の条件式を満たし、
（１）｜Ｍ｜＜０．６５
ただし、
Ｍ：後続レンズ群Ｇｒ中の前記部分レンズ群Ｒｐ２の無限遠合焦時における結像倍率
前記後続レンズ群Ｇｒのうち前記部分レンズ群Ｒｐ２より像側のすべての群の合成屈折力の符号が負であって、広角端において次の条件式を満たし、
広角端における対角線全画角が５０度以上であることを特徴とする防振機能を備えた変倍結像光学系。
（２）０．６３６≦ＥＸＰ／Ｌｆ＜１．５０
ただし、
ＥＸＰ：無限遠合焦状態における、射出瞳から像面までの長さ
Ｌｆ：無限遠合焦状態における、前記部分レンズ群Ｒｐ２を含まずにＲｐ２よりも像側の群の合成系の像側焦点から像面までの長さ
前記部分レンズ群Ｒｐ２は２枚以下のレンズで構成されることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の防振機能を備えた変倍結像光学系。
前記部分レンズ群Ｒｎ１は２枚以下のレンズで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の防振機能を備えた変倍結像光学系。