JPH08101361A

JPH08101361A - 像シフトが可能なズームレンズ

Info

Publication number: JPH08101361A
Application number: JP6259055A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Otake; 基之大竹
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】像シフトのためのシフトレンズ群の移動に伴
うバックフォーカスの変動を補正することができ、像シ
フト時にも良好な結像性能を有するズームレンズを提供
すること。【構成】本発明において、ズームレンズを構成する１
つのレンズ群ＧＢの全体あるいは一部を光軸にほぼ垂直
な方向に移動させて像をシフトすることが可能なズーム
レンズにおいて、前記レンズ群ＧＢの全体あるいは一部
が光軸にほぼ垂直な方向に移動する際に発生するバック
フォーカスの変動を補正するために光軸に沿って移動す
るレンズ群ＧＡを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は像シフトが可能なズーム
レンズに関し、さらに詳細には、レンズ系を構成する一
部のレンズ群を光軸にほぼ垂直な方向に移動させること
により像をシフトすることができるズームレンズに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラでは、カメラを構成する各要素技
術の電気的・機械的な進歩により、自動露出、自動焦
点、フィルムの自動巻き上げ・巻き戻し等、各種操作の
自動化が進んでおり、特に最近、自動露出や自動焦点の
高精度化により、露出の過不足やピンボケによる写真撮
影の失敗は激減してきた。そして、これらの要素技術の
進歩に伴い、カメラ本体の小型化や軽量化が進んできて
いる。

【０００３】また、近年、変倍比が２倍を越えるよう
な、いわゆる高変倍ズームレンズが増えてきている。こ
れらの高変倍ズームレンズでは、特に、望遠端の焦点距
離が長焦点側に伸びており、被写体により近づいた迫力
のある写真を撮ることができるようになってきている。

【０００４】ところが、カメラ本体の小型化・軽量化、
あるいは焦点距離の長焦点化により、手ぶれによる写真
撮影の失敗を招きやすい。そこで、像をシフトさせて手
ぶれによる光学系の振動に起因する像位置の変動を補正
する、いわゆる防振光学系に関して、これまでに種々の
提案がなされてきている。一般的に、レンズ系の一部の
レンズ群をシフトレンズ群として光軸に垂直な方向にΔ
だけ移動させたときの像面上における像のシフト量δ
は、次の式（ａ）により表される。 δ＝Δ・β （ａ）ここで、βはシフトレンズ群よりも像側に配置されたレ
ンズ群の使用倍率（結像倍率）である。

【０００５】｜β｜が小さくなると、所定量だけ像をシ
フトさせるためのシフトレンズ群の所要移動量が大きく
なりすぎて、シフトレンズ群の光軸直交方向への駆動機
構の複雑化を招いてしまう。逆に、｜β｜が大きくなる
と、シフトレンズ群の位置制御の誤差が像面上で大きく
拡大されすぎるため、シフトレンズ群の移動制御を行う
ことが難しくなってしまう。したがって、シフトレンズ
群より像側に配置されるレンズ群の使用倍率βを適切な
値にすることが要求される。

【０００６】ところで、シフトレンズ群を光軸にほぼ垂
直な方向に移動させる際のレンズの支持方法が、たとえ
ば特開平２−６６５３６号公報において開示されてい
る。図３０は、この公報に開示の従来のレンズ支持方式
を説明する図である。図３０において、シフトレンズ群
ＧＳは保持鏡筒１によって保持され、保持鏡筒１には少
なくとも３つの互いに等しい長さの可撓性支持棒２の一
端が枢着されている。なお、図中では２つの可撓性支持
棒だけを示している。各可撓性支持棒２の他端は、それ
ぞれ対応する支点３において枢支されている。

【０００７】図中破線で示すように、各可撓性支持棒２
が撮影光学系の光軸ＡＸに対して平行に配置されている
場合、シフトレンズ群ＧＳは光軸ＡＸに対してその直交
方向に偏心していない。しかしながら、図中実線で示す
ように、各可撓性支持棒２が各支点３を中心として図中
時計回りに回動すると、シフトレンズ群ＧＳは光軸ＡＸ
の垂直方向（図中上方）に移動するとともに、光軸ＡＸ
に沿って図中右側に移動する。換言すれば、シフトレン
ズ群ＧＳは光軸ＡＸと直交する円弧軌道に沿って移動す
るように支持駆動されているので、像シフトに際してシ
フトレンズ群ＧＳの光軸方向の移動も発生してしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、たとえ
ば特開平２−６６５３６号公報に開示のレンズ支持方式
によれば、シフトレンズ群が光軸と垂直な方向に移動す
るにつれて光軸方向にも変位してしまう。このため、シ
フトレンズ群の光軸方向変位に起因してバックフォーカ
スが変化する。すなわち像面位置が光軸方向に移動して
しまう。このように、シフトレンズ群を光軸と直交する
円弧軌道に沿って移動させるような従来のズームレンズ
では、像シフトのためのシフトレンズ群の移動に伴いバ
ックフォーカスが変動するという不都合があった。

【０００９】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、像シフトのためのシフトレンズ群の移動に伴
うバックフォーカスの変動を補正することができ、像シ
フト時にも良好な結像性能を有するズームレンズを提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、ズームレンズを構成する１つの
レンズ群ＧＢの全体あるいは一部を光軸にほぼ垂直な方
向に移動させて像をシフトすることが可能なズームレン
ズにおいて、前記レンズ群ＧＢの全体あるいは一部が光
軸にほぼ垂直な方向に移動する際に発生するバックフォ
ーカスの変動を補正するために光軸に沿って移動するレ
ンズ群ＧＡを備えていることを特徴とするズームレンズ
を提供する。

【００１１】本発明の好ましい態様によれば、前記レン
ズ群ＧＡは、近距離物体への合焦に際して光軸に沿って
移動するフォーカシングレンズ群である。また、前記レ
ンズ群ＧＡは、前記レンズ群ＧＢよりも物体側に配置さ
れているのがさらに好ましい。

【００１２】

【作用】まず、像をシフトさせる方法に関して説明す
る。一般的に、レンズ系を構成するレンズ群のうち一部
のレンズ群をシフトレンズ群として光軸に対して垂直な
方向に移動させると、シフトレンズ群の移動に伴って像
面上で得られる像が光軸垂直方向にシフトする。ところ
が、シフトレンズ群を光軸に対してほぼ垂直な方向に移
動させる場合、像がシフトするにつれて諸収差の変動が
生じ、画質が劣化してしまう。したがって、像シフトを
可能にするには、シフトレンズ群の移動による諸収差の
変動を抑えて画質の劣化を減らす必要がある。

【００１３】そこで、シフトレンズ群を光軸に対してほ
ぼ垂直な方向に移動させた時の諸収差の変動を抑制する
方法について、以下に述べる。上述したように、本発明
では、ズームレンズを構成する１つのレンズ群ＧＢの全
体あるいは一部をシフトレンズ群として光軸にほぼ垂直
な方向に移動させることによって、像をシフトさせてい
る。

【００１４】一般的に、レンズ系において、サイン・コ
ンディション（正弦条件）が球面収差に比べて正に大き
くなると、光軸上より軸外へ少し外れた近軸領域におい
て、軸外光束が外コマ傾向を示す。逆に、サイン・コン
ディション（正弦条件）が球面収差に比べて負に大きく
なると、内コマ傾向を示す。このため、シフトレンズ群
単独で球面収差とサイン・コンディションとがバランス
良く補正されていないと、シフトレンズ群が光軸上より
軸外に移動する際に画面中心部においてコマ収差が発生
してしまう。すなわち、シフトレンズ群をシフトさせた
際に発生する画面中心部での画質の劣化が著しくなって
しまう。

【００１５】また、シフトレンズ群単独でのペッツバー
ル和が適切な値となっていない場合、シフトレンズ群が
光軸上より軸外に移動すると、一方の側では負の像面湾
曲が、他方の側では正の像面湾曲が発生し、像面が傾い
てしまう。このため、シフトレンズ群単独でのペッツバ
ール和を適切な値にして、シフトレンズ群を移動させた
際に発生する像面湾曲の変動を抑えなければならない。
さらに、シフトレンズ群における色収差の補正が不足す
ると、シフトレンズ群が移動する際に色収差の変動が生
じてしまうため、シフトレンズ群単独での色収差の補正
が必要とされる。

【００１６】本発明のズームレンズでは、シフトレンズ
群を光軸とほぼ垂直な方向に移動させて像をシフトさせ
ている。したがって、本発明の像シフトが可能なズーム
レンズを、例えば手ぶれを検知する検出手段およびシフ
トレンズ群を光軸とほぼ垂直な方向に移動させる駆動手
段と組み合わせることにより、シフトレンズ群を駆動手
段により適宜移動させて、手ぶれによる像位置の変動を
シフトレンズ群の移動による像のシフトで相殺し、手ぶ
れに起因する像位置の変動を補正することが可能であ
る。

【００１７】そこで、手ぶれ等に起因する像位置の変動
を補正する具体的な方法について述べる。本発明のズー
ムレンズにおいて広角端から望遠端までの間の任意の焦
点距離をｆとし、ズームレンズの光軸を含む平面内にお
けるズームレンズ全体の傾き角度をεとすると、像面上
での像位置の変動量δ’は次の式（ｂ）で表わされる。 δ’＝ｆ・ｔａｎε （ｂ）

【００１８】但し、傾き角度εが小さいものとして近似
すると、像位置の変動量δ’は次の式（ｂ’）で表わさ
れる。 δ’＝ｆ・ε （ｂ’）一方、シフトレンズ群より像側に配置されるレンズ群の
結像倍率をβとし、シフトレンズ群の光軸と垂直方向へ
の変位量をΔとすると、近軸光線の像面上でのシフト量
δは前述したように次の式（ａ）で表わされる。 δ＝Δ・β （ａ）

【００１９】ここで、最も物体側のレンズ群よりシフト
レンズ群までのレンズ群の合成焦点距離をｆｂとする
と、結像倍率β＝ｆ／ｆｂとなる。したがって、式
（ａ）を次の式（ａ’）のように変形することができ
る。 δ＝Δ・ｆ／ｆｂ（ａ’）ズームレンズが角度εだけ傾いたときの像位置の変動量
δ’を補正するには、δ’＝−δとなるようにシフトレ
ンズ群を光軸と垂直方向に移動させて像を−δだけシフ
トさせればよい。なお、式（ａ’）と式（ｂ’）とか
ら、傾き角度εと変位量Δとの間には次の式（ｃ）で表
す関係が成立する。 Δ＝−ε・ｆｂ（ｃ）

【００２０】こうして、上述の式（ｃ）式を満足するよ
うに、シフトレンズ群を光軸直交方向にΔだけ変位させ
ることにより、手ぶれ等によるズームレンズの傾き角度
εの揺れに起因する像位置の変動量δ’と防振動作によ
る像のシフト量δとが相殺され、防振すなわち像位置変
動の補正が可能となる。

【００２１】前述の図３０に示すように、複数の支持棒
により片持式でシフトレンズ群を支持する場合、シフト
レンズ群を光軸とほぼ垂直な方向に移動させるにつれ
て、シフトレンズ群が光軸方向に移動してしまう。図１
は、シフトレンズ群の光軸垂直方向の移動量と光軸方向
の移動量との関係を示す図である。図１において、支持
棒の傾く角度をαとし支持棒の長さをＬとするとき、シ
フトレンズ群ＧＢの光軸垂直方向の移動量δs および光
軸方向の移動量δF は、それぞれ次の式（ｄ）および
（ｅ）で表される。 δs ＝Ｌ・ｓｉｎα （ｄ） δF ＝Ｌ−Ｌ・ｃｏｓα （ｅ）

【００２２】シフトレンズ群を光軸直交方向に所定量だ
け移動させた際の光軸方向の移動量δF は、支持棒の長
さＬが長いほど小さくなる。しかしながら、支持棒の長
さＬが大きいほど光軸方向に大きいスペースを必要とす
る。このため、スペースの有効活用化の観点から、支持
棒の長さＬをあまり大きくすることができない。シフト
レンズ群の光軸方向移動量δF に起因するバックフォー
カスの変化量ΔＢｆは、シフトレンズ群よりも像側に配
置されるレンズ群の使用横倍率をβとすると、次の式
（ｆ）で表される。 ΔＢｆ＝β²・δF （ｆ）で与えられる。

【００２３】図２は、レンズ群の光軸方向移動に起因す
るバックフォーカスの変化について説明する図である。
図２に示すように、レンズ群ＧＡを光軸方向にΔA だけ
移動させた時のバックフォーカスの変化量ΔＢｆ’は、
レンズ群ＧＡよりも像側に配置されるレンズ群の使用横
倍率をβ₁とすると、次の式（ｇ）で表される。 ΔＢｆ’＝β₁ ²・ΔA （ｇ）

【００２４】したがって、ΔＢｆ−ΔＢｆ’＝０となる
ように、すなわちシフトレンズ群の光軸方向移動δF に
よるバックフォーカスの変化量ΔＢｆとレンズ群ＧＡの
光軸方向移動ΔA によるバックフォーカスの変化量ΔＢ
ｆ’とが相殺されるように、レンズ群ＧＡを移動させる
ことにより光学的に像面位置を一定とすることができ
る。この場合、上述の式（ｆ）と式（ｇ）とにより、次
の式（ｈ）に示す関係を満足する必要があることがわか
る。 β²・δF ＝β₁ ²・ΔA （ｈ）このように、式（ｈ）に示す関係を満足するようにレン
ズ群ＧＡを適宜移動させることにより、像シフトのため
のシフトレンズ群の移動に伴うバックフォーカスの変動
を補正することができる。

【００２５】本発明においては、像シフト時のバックフ
ォーカスの変動を補正するレンズ群ＧＡと、近距離合焦
時に光軸に沿って移動するフォーカシングレンズ群とを
兼用することにより、鏡筒構造の簡略化を図ることが可
能である。特に、フォーカシングレンズ群は、無限遠か
ら至近距離まで被写体の位置が変化した際に光軸方向の
ある程度広い範囲に亘って移動しても、光学性能を維持
することができる。このため、像シフト時のバックフォ
ーカスの変動をフォーカシングレンズ群で補正しても、
高い光学性能を容易に得ることができる。また、本発明
のもう１つの利点として、フォーカシングレンズ群は
（ズーミングによる）カム軌道に沿ってしか移動するこ
とのできないレンズ群とは異なり、他のレンズ群に対し
て独立に移動可能であるため、鏡筒構造上容易に制御す
ることができる。

【００２６】ところで、レンズ群ＧＡがレンズ群ＧＢよ
りも像側に配置される場合、同じ焦点距離状態であって
も撮影距離が変化するにつれて、レンズ群ＧＢより像側
に配置されたレンズ群の使用倍率βが変化する。その結
果、像を所定量だけシフトさせるためのシフトレンズ群
の所要移動量が変化してしまう。このため、レンズ群Ｇ
Ｂによる像シフト制御およびレンズ群ＧＡによるバック
フォーカスの変動補正制御を行うことが難しくなる。し
たがって、レンズ群ＧＡはレンズ群ＧＢよりも物体側に
配置されることが望ましい。

【００２７】本発明においては、前述の式（ｈ）を満足
するようにレンズ群ＧＡを移動させることにより、近軸
領域におけるバックフォーカスの変動を補正することが
できる。しかしながら、特に大口径レンズに適用する場
合、例えば画面中央部でのスポット・ダイアグラムが最
も小さくなる位置や所定の空間周波数に対するＭＴＦ
（コントラスト再現度）の最も高くなる位置をベスト像
面として、ベスト像面の位置が一定となるようにバック
フォーカスの変動を補正することが望ましい。

【００２８】なお、可撓性支持棒でシフトレンズ群を支
持する方法に基づいて本発明の作用を説明したが、光軸
に平行な方向に互いに平行に配置された２枚の平行板バ
ネを用いてシフトレンズ群を保持する方法など、シフト
レンズ群の光軸直交方向移動に伴い光軸方向にも変位が
生じるような他のレンズ保持方法を用いたズームレンズ
であれば、同様にバックフォーカスの変動補正制御を行
うことができる。また、本発明においては、シフトレン
ズ群を光軸とほぼ垂直な方向に移動させることにより像
を適宜シフトさせて、手ぶれに起因する像位置の変動を
補正することが可能であるが、例えば撮影範囲を移動さ
せるシフトレンズとして本発明のズームレンズを適用す
ることも可能である。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図３は、本発明の各実施例にかかるズー
ムレンズの屈折力配分および広角端（Ｗ）から望遠端
（Ｔ）への変倍時における各レンズ群の移動の様子を示
す図である。図３に示すように、本発明の各実施例にか
かるズームレンズは、物体側より順に、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、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、
正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を
有する第５レンズ群Ｇ５とを備え、広角端から望遠端へ
の変倍に際して、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レン
ズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２
と前記第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は減少し、前記第
３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は
増大し、前記第４レンズ群Ｇ４と前記第５レンズ群Ｇ５
との空気間隔は減少するように、各レンズ群が物体側に
移動する。

【００３０】〔実施例１〕図４は、本発明の第１実施例
にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。図
４のズームレンズは、物体側より順に、両凸レンズと物
体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正レン
ズＬ１からなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズＬ２
１、両凸レンズＬ２２および物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズＬ２３からなる第２レンズ群Ｇ２と、物
体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３からなる第
３レンズ群Ｇ３と、物体側に凹面を向けた負メニスカス
レンズＬ４１、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負メ
ニスカスレンズとの接合正レンズＬ４２、および物体側
に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３からなる第４
レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレ
ンズＬ５１、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ５２および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ５３からなる第５レンズ群Ｇ５とから構成されてい
る。

【００３１】また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と
第４レンズ群Ｇ４との間に配置され、広角端から望遠端
への変倍に際して第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動す
る。図４は、広角端における各レンズ群の位置関係を示
しており、望遠端への変倍時には図３に矢印で示すズー
ム軌道に沿って光軸上を移動する。また、第４レンズ群
Ｇ４中の接合正レンズＬ４２を光軸とほぼ直交する方向
に移動させて像シフトさせ、手ぶれ等に起因する像位置
の変動を補正している。なお、接合正レンズＬ４２は、
前述の図３０に示すように、支持棒の各支点周りの回動
により光軸上から軸外に円弧軌道に沿って移動する。さ
らに、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像側に移動させ
て近距離物体へのフォーカシングを行うとともに、第３
レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させて像シフト時のバ
ックフォーカスの変動を補正している。

【００３２】次の表（１）に、本発明の実施例１の諸元
の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスを表す。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿
った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッ
ベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値
を示している。

【００３３】非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙ、
高さｙにおける光軸方向の変位量をＳ（ｙ）、基準の曲
率半径すなわち非球面の頂点曲率半径をｒ、円錐係数を
κ、ｎ次の非球面係数をＣn としたとき、以下の数式
（ｊ）で表される。

【数１】Ｓ（ｙ）＝（ｒ／κ）／〔１−（１−κ・ｙ²／ｒ²）^1/2〕＋Ｃ₂・ｙ²＋Ｃ₄・ｙ⁴＋Ｃ₆・ｙ⁶＋Ｃ₈・ｙ⁸ ＋Ｃ₁₀・ｙ¹⁰＋・・・（ｊ）各実施例の諸元表中の非球面には、面番号の右側に＊印
を付している

【００３４】

【表１】ｆ＝38.80 〜75.35 〜146.93mm ＦNO＝4.00〜6.36〜9.70 ２ω＝58.70 〜30.92 〜16.27 ゜面番号曲率半径面間隔アッベ数屈折率 1 73.1332 4.019 69.98 1.51860 2 -46.6612 1.381 23.01 1.86074 3 -75.0467 (d3= 可変) 4 -42.2187 1.130 45.37 1.79668 5 21.9169 0.880 6 18.4414 3.140 25.80 1.78472 7 -163.2882 1.130 8 -19.9737 1.130 45.37 1.79668 9 -130.7137 (d9= 可変) 10 -382.1379 2.135 69.98 1.51860 11 -18.9181 (d11=可変) 12 ∞ 2.260 （開口絞り） 13* -47.6819 1.256 30.24 1.58518 14 -62.7907 0.628 15 25.6916 3.140 70.41 1.48749 16 -15.6352 1.256 23.01 1.86074 17 -26.6752 1.507 18 -24.2170 1.507 57.57 1.49108 19 -20.6574 (d19=可変) 20 -50.1110 3.265 25.35 1.80518 21 -19.9206 0.251 22 -37.0495 1.256 43.35 1.84042 23 -76.7513 3.893 24 -14.3845 1.507 49.45 1.77279 25 -460.6413 (Bf) （非球面データ） κ Ｃ₂ Ｃ₄ 13面 1.0000 0.0000 -2.0952 ×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -2.2066 ×10^-7 3.5334 ×10^-9 -5.2491 ×10^-11 （変倍における可変間隔） f 38.8048 75.3492 146.9313 d3 2.1349 12.7708 25.6207 d9 4.3329 2.6219 1.2558 d11 2.5741 4.6251 5.6512 d19 16.5467 9.0592 2.5116 Bf 9.4386 30.9864 65.9288 （0.01［rad ］だけ像をシフトする際のレンズ成分Ｌ４２の移動量） f 38.8048 75.3492 146.9313 レンズの移動量 0.3144 0.3846 0.4938 像のシフト量 0.3881 0.7534 1.4691 （撮影倍率−１／３０時の第３レンズ群Ｇ３のフォーカ
シング移動量） f 38.8048 75.3492 146.9313 移動量 1.1122 0.8498 0.8125 ただし、物体側から像面へ向かう移動方向を正とする（第３レンズ群Ｇ３が０．０３ｍｍ移動した時のバック
フォーカスの変化量） f 38.8048 75.3492 146.9313 変化量 0.0349 0.0886 0.1810 但し、第３レンズ群Ｇ３は像側に移動するものとし、バ
ックフォーカスの変化は光線の進行方向を正とする（レンズ成分Ｌ４２が０．０３ｍｍ移動した時のバック
フォーカスの変化量） f 38.8048 75.3492 146.9313 変化量 -0.0439 -0.1106 -0.2873 但し、レンズ成分Ｌ４２は像側に移動するものとし、バ
ックフォーカスの変化は光線の進行方向を正とする

【００３５】図５乃至図１０は実施例１の諸収差図であ
る。図５は広角端（最短焦点距離状態）における無限遠
合焦状態での諸収差図であり、図６は中間焦点距離状態
における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図７は望
遠端（最長焦点距離状態）における無限遠合焦状態での
諸収差図である。また、図８は広角端における撮影倍率
−１／３０での諸収差図であり、図９は中間焦点距離状
態における撮影倍率−１／３０での諸収差図であり、図
１０は望遠端における撮影倍率−１／３０での諸収差図
である。

【００３６】さらに、図１１乃至図１６は実施例１にお
いて光軸に対して０．０１rad （ラジアン）だけ像シフ
トさせたときのコマ収差図である。図１１は広角端にお
ける無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図１２は中
間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図
であり、図１３は望遠端における無限遠合焦状態でのコ
マ収差図である。また、図１４は広角端における撮影倍
率−１／３０でのコマ収差図であり、図１５は中間焦点
距離状態における撮影倍率−１／３０でのコマ収差図で
あり、図１６は望遠端における撮影倍率−１／３０での
コマ収差図である。

【００３７】各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、
ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４５３．８ｎｍ）をそれぞ
れ示している。また、非点収差を示す収差図において実
線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を
示している。さらに、球面収差を示す収差図において、
破線はサイン・コンディション（正弦条件）を示してい
る。図１１乃至図１６の各収差図は、像高Ｙの正方向に
レンズ成分Ｌ４２を移動させたときのＹ＝１５．０，
０，−１５．０でのコマ収差を示している。各収差図か
ら明らかなように、本実施例では、各焦点距離状態およ
び各撮影距離状態において像シフト時にも諸収差が良好
に補正されていることがわかる。

【００３８】〔実施例２〕図１７は、本発明の第２実施
例にかかるズームレンズのレンズ構成を示す図である。
図１７のズームレンズは、物体側より順に、両凸レンズ
と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合正
レンズＬ１からなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズＬ
２１、両凸レンズＬ２２および物体側に凹面を向けた負
メニスカスレンズＬ２３からなる第２レンズ群Ｇ２と、
物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３からなる
第３レンズ群Ｇ３と、物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズＬ４１、両凸レンズと物体側に凹面を向けた負
メニスカスレンズとの接合正レンズＬ４２、および物体
側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３からなる第
４レンズ群Ｇ４と、物体側に凹面を向けた正メニスカス
レンズＬ５１、物体側に凹面を向けた負メニスカスレン
ズＬ５２および両凹レンズ５３からなる第５レンズ群Ｇ
５とから構成されている。

【００３９】また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と
第４レンズ群Ｇ４との間に配置され、広角端から望遠端
への変倍に際して第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動す
る。図１７は、広角端における各レンズ群の位置関係を
示しており、望遠端への変倍時には図３に矢印で示すズ
ーム軌道に沿って光軸上を移動する。また、第４レンズ
群Ｇ４中の接合正レンズＬ４２を光軸とほぼ直交する方
向に移動させて像シフトさせ、手ぶれ等に起因する像位
置の変動を補正している。なお、接合正レンズＬ４２
は、前述の図３０に示すように、支持棒の各支点周りの
回動により光軸上から軸外に円弧軌道に沿って移動す
る。さらに、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像側に移
動させて近距離物体へのフォーカシングを行うととも
に、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させて像シフ
ト時のバックフォーカスの変動を補正している。

【００４０】次の表（２）に、本発明の実施例２の諸元
の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離を、Ｆ
NOはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォー
カスを表す。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿
った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッ
ベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値
を示している。

【００４１】

【表２】ｆ＝38.81 〜75.31 〜146.92mm ＦNO＝3.96〜6.38〜9.70 ２ω＝58.12 〜30.96 〜16.26 ゜面番号曲率半径面間隔アッベ数屈折率 1 76.2241 4.019 69.98 1.51860 2 -47.4746 1.381 23.01 1.86074 3 -76.6896 (d3= 可変) 4 -53.5482 1.130 45.37 1.79668 5 19.1680 0.880 6 16.8235 2.763 25.80 1.78472 7 -509.2328 1.005 8 -18.6135 1.130 45.37 1.79668 9 -86.4849 (d9= 可変) 10 -556.1586 2.135 69.98 1.51860 11 -19.2038 (d11=可変) 12 ∞ 2.260 （開口絞り） 13* 881.8165 1.256 30.24 1.58518 14 138.4036 0.628 15 30.5374 3.767 70.41 1.48749 16 -13.9471 1.256 23.01 1.86074 17 -22.5167 0.628 18* -46.0998 1.633 57.57 1.49108 19 -33.9488 (d19=可変) 20 -81.3711 3.391 25.35 1.80518 21 -22.5435 0.251 22 -45.3352 1.256 43.35 1.84042 23 -152.1781 4.144 24 -14.9528 1.507 49.45 1.77279 25 1174.6127 (Bf) （非球面データ） κ Ｃ₂ Ｃ₄ 13面 1.0000 0.0000 -3.7970 ×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ 8.7280 ×10^-9 -3.8696 ×10^-9 1.8028 ×10^-11 κ Ｃ₂ Ｃ₄ 18面 1.0000 0.0000 2.3231 ×10^-5 Ｃ₆ Ｃ₈ Ｃ₁₀ -1.4367 ×10^-7 4.9064 ×10^-9 -4.0009 ×10^-11 （変倍における可変間隔） f 38.8139 75.3083 146.9210 d3 2.1349 12.8945 26.2437 d9 4.3709 2.6213 1.2558 d11 2.5361 4.2857 5.6512 d19 16.9404 8.9927 2.7628 Bf 9.3026 31.4511 65.2447 （0.01［rad ］だけ像をシフトする際のレンズ成分Ｌ４２の移動量） f 38.8139 75.3083 146.9210 レンズの移動量 0.3141 0.3780 0.4893 像のシフト量 0.3881 0.7531 1.4692 （撮影倍率−１／４０時の第３レンズ群Ｇ３のフォーカ
シング移動量） f 38.8139 75.3083 146.9210 移動量 0.8082 0.6045 0.5653 ただし、物体側から像面へ向かう移動方向を正とする（第３レンズ群Ｇ３が０．０３ｍｍ移動した時のバック
フォーカスの変化量） f 38.8139 75.3083 146.9210 変化量 0.0360 0.0933 0.1947 但し、第３レンズ群Ｇ３は像側に移動するものとし、バ
ックフォーカスの変化は光線の進行方向を正とする（レンズ成分Ｌ４２が０．０３ｍｍ移動した時のバック
フォーカスの変化量） f 38.8139 75.3083 146.9210 変化量 -0.0408 -0.1060 -0.2686 但し、レンズ成分Ｌ４２は像側に移動するものとし、バ
ックフォーカスの変化は光線の進行方向を正とする

【００４２】図１８乃至図２３は実施例２の諸収差図で
ある。図１８は広角端における無限遠合焦状態での諸収
差図であり、図１９は中間焦点距離状態における無限遠
合焦状態での諸収差図であり、図２０は望遠端における
無限遠合焦状態での諸収差図である。また、図２１は広
角端における撮影倍率−１／４０での諸収差図であり、
図２２は中間焦点距離状態における撮影倍率−１／４０
での諸収差図であり、図２３は望遠端における撮影倍率
−１／４０での諸収差図である。

【００４３】さらに、図２４乃至図２９は実施例２にお
いて光軸に対して０．０１rad （ラジアン）だけ像シフ
トさせたときのコマ収差図である。図２４は広角端にお
ける無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図２５は中
間焦点距離状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図
であり、図２６は望遠端における無限遠合焦状態でのコ
マ収差図である。また、図２７は広角端における撮影倍
率−１／４０でのコマ収差図であり、図２８は中間焦点
距離状態における撮影倍率−１／４０でのコマ収差図で
あり、図２９は望遠端における撮影倍率−１／４０での
コマ収差図である。

【００４４】各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、
ＮＡは開口数を、Ｙは像高を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４５３．８ｎｍ）をそれぞ
れ示している。また、非点収差を示す収差図において実
線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を
示している。さらに、球面収差を示す収差図において、
破線はサイン・コンディション（正弦条件）を示してい
る。図２４乃至図２９の各収差図は、像高Ｙの正方向に
レンズ成分Ｌ４２を移動させたときのＹ＝１５．０，
０，−１５．０でのコマ収差である。各収差図から明ら
かなように、本実施例では、各焦点距離状態および各撮
影距離状態において像シフト時にも諸収差が良好に補正
されていることがわかる。

【００４５】なお、上述の第１および第２実施例では光
軸に対して０．０１［ｒａｄ］だけ像シフトした場合の
結像性能を例示的に示したが、本発明によればさらに大
きな像シフト量に対しても良好な結像性能を得ることが
できる。また、上述の各実施例では、像をシフトさせて
像位置の変動補正をすることを目的としているために、
シフトレンズ群を移動させる際に像面湾曲が発生しない
ようにしている。しかしながら、逆に、シフトレンズ群
を移動させる際に所定量だけ像面が傾くようにして、本
発明のズームレンズをチルトレンズとして用いることも
可能である。

【００４６】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、像シフ
トのためのシフトレンズ群の移動に伴うバックフォーカ
スの変動を補正することができ、像シフト時にも良好な
結像性能を有する高変倍ズームレンズを達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シフトレンズ群の光軸垂直方向の移動量と光軸
方向の移動量との関係を示す図である。

【図２】レンズ群の光軸方向移動に起因するバックフォ
ーカスの変化について説明する図である。

【図３】本発明の各実施例にかかるズームレンズの屈折
力配分および広角端から望遠端への変倍時における各レ
ンズ群の移動の様子を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例にかかるズームレンズのレ
ンズ構成を示す図である。

【図５】実施例１の広角端における無限遠合焦状態での
諸収差図である。

【図６】実施例１の中間焦点距離における無限遠合焦状
態での諸収差図である。

【図７】実施例１の望遠端における無限遠合焦状態での
諸収差図である。

【図８】実施例１の広角端における撮影倍率−１／３０
での諸収差図である。

【図９】実施例１の中間焦点距離における撮影倍率−１
／３０での諸収差図である。

【図１０】実施例１の望遠端における撮影倍率−１／３
０での諸収差図である。

【図１１】実施例１の広角端における無限遠合焦状態で
の像シフト時のコマ収差図である。

【図１２】実施例１の中間焦点距離における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図１３】実施例１の望遠端における無限遠合焦状態で
の像シフト時のコマ収差図である。

【図１４】実施例１の広角端における撮影倍率−１／３
０での像シフト時のコマ収差図である。

【図１５】実施例１の中間焦点距離における撮影倍率−
１／３０での像シフト時のコマ収差図である。

【図１６】実施例１の望遠端における撮影倍率−１／３
０での像シフト時のコマ収差図である。

【図１７】本発明の第２実施例にかかるズームレンズの
レンズ構成を示す図である。

【図１８】実施例２の広角端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図１９】実施例２の中間焦点距離における無限遠合焦
状態での諸収差図である。

【図２０】実施例２の望遠端における無限遠合焦状態で
の諸収差図である。

【図２１】実施例２の広角端における撮影倍率−１／４
０での諸収差図である。

【図２２】実施例２の中間焦点距離における撮影倍率−
１／４０での諸収差図である。

【図２３】実施例２の望遠端における撮影倍率−１／４
０での諸収差図である。

【図２４】実施例２の広角端における無限遠合焦状態で
の像シフト時のコマ収差図である。

【図２５】実施例２の中間焦点距離における無限遠合焦
状態での像シフト時のコマ収差図である。

【図２６】実施例２の望遠端における無限遠合焦状態で
の像シフト時のコマ収差図である。

【図２７】実施例２の広角端における撮影倍率−１／４
０での像シフト時のコマ収差図である。

【図２８】実施例２の中間焦点距離における撮影倍率−
１／４０での像シフト時のコマ収差図である。

【図２９】実施例２の望遠端における撮影倍率−１／４
０での像シフト時のコマ収差図である。

【図３０】従来のレンズ支持方式を説明する図である。

【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Ｇ４第４レンズ群Ｇ５第５レンズ群Ｓ開口絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ズームレンズを構成する１つのレンズ群
ＧＢの全体あるいは一部を光軸にほぼ垂直な方向に移動
させて像をシフトすることが可能なズームレンズにおい
て、前記レンズ群ＧＢの全体あるいは一部が光軸にほぼ垂直
な方向に移動する際に発生するバックフォーカスの変動
を補正するために光軸に沿って移動するレンズ群ＧＡを
備えていることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】前記レンズ群ＧＡは、近距離物体への合
焦に際して光軸に沿って移動するフォーカシングレンズ
群であることを特徴とする請求項１に記載のズームレン
ズ。
【請求項３】前記レンズ群ＧＡは、前記レンズ群ＧＢ
よりも物体側に配置されてい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。