(57)【要約】【課題】防振機能付き４群ズームレンズにおいて、防振動作に伴う光学性能の劣化を抑制することができるとともに、駆動制御に要するパワーの省力化および振動に対する良好な追従性を達成する。【解決手段】この防振機能付き４群ズームレンズは、物体側から、正の第１レンズ群Ｇ１、負の第２レンズ群Ｇ２、負の第３レンズ群Ｇ３、絞り３を含む正の第４レンズ群Ｇ４からなる。第４レンズ群Ｇ４において、正の第４ａレンズ群Ｇ４ａ(前群)および正の第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)とは、略アフォーカルとされた第４レンズ群Ｇ４中で最も広い間隔（Ｄ３０）を挟んで対じするように配設されている。第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)の最も像側の１枚の正のレンズＬ２２が、光軸Ｘとは直交する方向に、手ブレ等の振動に伴う像位置の横方向のズレを補正するように往復駆動されるよう構成されている。【選択図】          図１
2005284063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、変倍時に固定の、正の屈折力を有する第１レンズ群と、連続変倍およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正を行い、相互に関係をもって移動する負の屈折力を有する第２レンズ群および、負または正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に固定の、正の屈折力を有する第４レンズ群とを配列してなり、
前記第４レンズ群中の最も像側のレンズを、像ブレを補正するように光軸と交差する方向に移動させるよう構成されてなることを特徴とする防振機能付き４群ズームレンズ。
【請求項２】
前記第４レンズ群は、第４レンズ群中の最も長い空気間隔を介して、物体側から順に、正の屈折力を有する第４ａレンズ群と正の屈折力を有する第４ｂレンズ群とで構成され、前記第４ｂレンズ群が複数枚で構成されていることを特徴とする請求項１記載の防振機能付き４群ズームレンズ。
【請求項３】
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の防振機能付き４群ズームレンズ。
１．５＜ｆe／Ｂｆ＜３．０            （１）
ただし、
Ｂｆ：全レンズ系のバックフォーカス
ｆe：第４レンズ群中の最も像側のレンズの焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやデジタルカメラ等に好適な防振機能付き４群ズームレンズに関し、手ブレ等の振動による像ブレの発生を抑制し得る防振機能を備えた４群ズームレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物体側より順に、正、負、負、正のレンズ群で構成される４群ズームレンズにおいて、その一部のレンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させることによって画像のブレ（像位置の変動）を補正する光学系が、下記特許文献１、２、３等で提案されているが、これらの公報に開示されている防振機能を備えた４群ズームレンズでは、レンズ群の中で、最も物体側に位置する第１レンズ群を防振レンズ群として光軸と略直交する方向に駆動するようにしている。
【０００３】
しかしながら、一般に、第１レンズ群は、サイズが大きく重量も大きいことから、上記特許文献１、２、３記載のものは、防振レンズ群の駆動制御に多大なパワーを要するとともに、振動に対する追従性の点で問題がある。
【０００４】
そこで、このような問題を解決した技術として下記特許文献４、５、６に記載されたものが知られている。すなわち、下記特許文献４、５、６に記載のものは、第４レンズ群中、最大の間隔を介して配設される、双方ともに正の屈折力を有する前群および後群のうちの前群の全体またはその一部を、光軸と略直交する方向に往復駆動させることにより防振機能をもたせたズームレンズである。
また、第４レンズ群の後群全体を、光軸と略直交する方向に往復駆動させることにより防振機能をもたせたものも知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２８４８２３号公報
【特許文献２】特開平１−２８４８２４号公報
【特許文献３】特開平１−２８４８２５号公報
【特許文献４】特開平８−２９７３８号公報
【特許文献５】特開２００１−２８１５４６号公報
【特許文献６】特開２００２−２８７０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献４、５、６に記載のものによれば、光線の角度が大きく変化する部位である第４レンズ群の前群を防振レンズ群としており防振効果は大きいものの、収差の変動も大きく、それによる光学性能の劣化が大きな問題となっている。
【０００７】
また、前記後群全体を防振レンズ群として利用することは、収差の変動も少なく、光学性能の劣化を抑制する効果はあるが、この後群も一般に複数枚のレンズからなっているため、防振レンズ群の駆動制御に大きなパワーが必要となるとともに、振動に対する追従性の点でも問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、防振動作に伴う光学性能の劣化を抑制することができるとともに、駆動制御に要するパワーの省力化および振動に対する良好な追従性を達成し得る防振機能付き４群ズームレンズを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の防振機能付き４群ズームレンズは、物体側より順に、変倍時に固定の、正の屈折力を有する第１レンズ群と、連続変倍およびその連続変倍によって生じる像面移動の補正を行い、相互に関係をもって移動する負の屈折力を有する第２レンズ群および、負または正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍時に固定の、正の屈折力を有する第４レンズ群とを配列してなり、
前記第４レンズ群中の最も像側のレンズを、像ブレを補正するように光軸と交差する方向に移動させるよう構成されてなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記第４レンズ群は、第４レンズ群中の最も長い空気間隔を介して、物体側から順に、正の屈折力を有する第４ａレンズ群と正の屈折力を有する第４ｂレンズ群とで構成されるとき、前記第４ｂレンズ群が複数枚で構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、上記防振機能付き４群ズームレンズにおいて、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
１．５＜ｆe／Ｂｆ＜３．０            （１）
ただし、
Ｂｆ：全レンズ系のバックフォーカス
ｆe：第４レンズ群中の最も像側のレンズの焦点距離
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の防振機能付き４群ズームレンズによれば、第４レンズ群の最も像側に位置するレンズ１枚を、光軸と交叉する方向に移動させることにより、手ブレ等の振動に伴う像位置の横方向のズレを補正するようにしている。
【００１３】
第４レンズ群の最も像側に位置するレンズは、第４レンズ群の物体側に位置するレンズと比べて、一般に光線の角度が小さく変化する部位であることから、防振駆動時における収差の変動が少なく、光学性能の劣化を抑制することができる。
特に、第４レンズ群が、略アフォーカルな空気間隔を介して対じする前群と後群とからなる系の場合には、最も像側のレンズは後群に含まれることになり、光線の角度が極めて小さく変化する部位に位置することから、防振駆動時における収差の変動が極めて小さく、光学性能の劣化を大幅に抑制することができる。
【００１４】
また、防振機能は１枚のレンズにより行なっているため、駆動負荷が小さくなり、駆動制御に要するパワーの省力化および振動に対する良好な追従性を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る防振機能付き４群ズームレンズを説明する。
【００１６】
〈実施例１〉
図１に示す、実施例１に係る防振機能付き４群ズームレンズ（広角端における状態）は、例えばビデオテレビカメラの色分解光学系２の物体側に取り付けられるようになっている。
【００１７】
この防振機能付き４群ズームレンズは４群構成とされており、２２枚のレンズＬ１〜Ｌ２２により構成されるズームレンズであって、変倍時において第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｘに沿って移動させて、所定のレンズ群間隔を変化させることにより全系の焦点距離ｆを変化させるとともに、光束を結像面１上の結像位置に効率良く収束させるようにしたズームレンズである。なお、広角端から望遠端に向かう場合の、移動レンズ群の移動軌跡が、図１の下部に示されている。
【００１８】
すなわち、図１に示すように実施例１に係る防振機能付き４群ズームレンズは、物体側から、６枚のレンズＬ１〜Ｌ６からなる正の第１レンズ群Ｇ１、５枚のレンズＬ７〜Ｌ１１からなる負の第２レンズ群Ｇ２、２枚のレンズＬ１２、Ｌ１３からなる負の第３レンズ群Ｇ３、および絞り３と９枚のレンズＬ１４〜Ｌ２２からなる正の第４レンズ群Ｇ４からなり、また、第４レンズ群Ｇ４は、絞り３と３枚のレンズＬ１４〜Ｌ１６からなる正の第４ａレンズ群Ｇ４ａ(前群)、および６枚のレンズＬ１７〜Ｌ２２からなる正の第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)とが、略アフォーカルとされた第４レンズ群Ｇ４中で最も広い間隔（Ｄ３０）を挟んで対じするように配設されている。
【００１９】
また、上記第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)の最も像側の１枚の正のレンズＬ２２が、光軸Ｘとは直交する方向（矢印Ａ方向）に、手ブレ等の振動に伴う像位置の横方向のズレを補正するように往復駆動されるよう構成されている。
このように、第４レンズ群Ｇ４が、略アフォーカルな空気間隔を介して、互いに対じする正の第４ａレンズ群Ｇ４ａ(前群)および正の第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)とから構成されているため、防振レンズとして機能する正のレンズＬ２２は、光線の角度が極めて小さく変化する部位に位置することとなることから、防振駆動時における収差の変動が極めて小さく、光学性能の劣化を大幅に抑制することができる。
【００２０】
また、防振駆動時には１枚のレンズＬ２２を駆動制御すればよいため、負荷が小さくなり、駆動制御に要するパワーの省力化および振動に対する良好な追従性を達成することができる。
【００２１】
また、本実施例１の防振機能付き４群ズームレンズにおいては、全レンズ系のバックフォーカスをＢｆ、上記防振用の移動がなされるレンズ（Ｌ２２）の焦点距離をｆeとしたとき、下記条件式（１）を満足するように構成されている。
１．５＜ｆe／Ｂｆ＜３．０            （１）
この条件式（１）は、第４レンズ群Ｇ４の最も像側のレンズＬ２２のパワーを規定するものであり、そのパワーが、防振機能を奏することができる程度に像を移動させるのには十分であり、かつ収差変動を許容範囲に抑えることが可能な範囲を示すものである。
【００２２】
すなわち、上式（１）の上限を超えると、像ズレ補正のために必要なレンズの移動量が大きくなってしまい、一方、その下限を超えると、防振用駆動に伴うレンズＬ２２の偏心時の収差変動が大きくなってしまう。
【００２３】
この第４レンズ群Ｇ４中の最も像側のレンズＬ２２は正レンズであるから、レンズＬ２２は負の方向への強い球面収差を発生させる。上式（１）の数値がほぼ１の場合、すなわちレンズ系全体のバックフォーカスＢｆとレンズＬ２２の焦点距離ｆeが同程度の場合は、光軸と垂直（横）方向へ移動する画面中心への光束は、レンズＬ２２の物体側において、光軸Ｘとほぼ平行となっており、球面収差補正におけるレンズＬ２２の分担割合が大きすぎてしまい、光軸Ｘと垂直（横）方向への移動による性能の劣化が大きい。
【００２４】
なお、上記防振用駆動を行なう手段は、ズームレンズ系の振動を検出する振動検出部、防振用レンズを光軸と直交する方向に沿って往復移動させる駆動部、振動検出部からの出力に基づいて振動による像のズレを補正するように駆動部を制御する制御部とを有しており、例えば前述した各公報等においても開示されている周知の構成とされている。
【００２５】
ここで、実施例１における、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面間隔という）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎおよびアッベ数νの値を下記表１に示す。なお、この表１において、面４１、４２、４３は上記色分解光学系２の各面を表す。また、レンズ群間距離が変化する欄には、可変１、可変２および可変３と記載されており、さらに、＊＊が付された欄は、バックフォーカス調整時に変化し得ることを意味するものである（実施例２、従来例において同じ）。なお表中の数字は物体側からの順番を表すものである（実施例２、従来例において同じ）。
【００２６】
【表１】
2005284063.tif 000003
【００２７】
また、この実施例１における画面サイズは、φ１１．０となっており、また広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における、焦点距離、開放Ｆ値、表１における可変１、２、３の値、バックフォーカスＢｆ、レンズＬ２２の焦点距離ｆeおよびｆe／Ｂｆの値を表２に示す。
【００２８】
【表２】
2005284063.tif 000004
【００２９】
また、表３は、像位置を光軸Ｘとは垂直方向に０．１ｍｍだけずらすのに要する、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂの各レンズの移動量比較を示すものである。すなわち、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ全体（４ｂ全体：比較データ２）、レンズＬ１７（４ｂ-１：比較データ３）、レンズＬ１８とレンズＬ１９の接合レンズ（４ｂ-２：比較データ４）、レンズＬ２０とレンズＬ２１の接合レンズ（４ｂ-３：比較データ５）およびレンズＬ２２（４ｂ-４：実施例１）の移動量を示すものである。
【００３０】
【表３】
2005284063.tif 000005
【００３１】
また、図４（Ａ）〜（Ｆ）は、上記防振機能付き４群ズームレンズの広角端において、レンズ移動を行なわなかった場合（比較データ１）、上記比較データ２〜５および実施例１に係るレンズ移動を行った場合の、６割像高での上下のコマ収差図である。
この図４から明らかなように、実施例１に係る防振機能付き４群ズームレンズによれば、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ全体を移動した場合と同程度以上に良好なコマ収差とすることができる。
【００３２】
〈実施例２〉
図２に示す、実施例２に係る防振機能付き４群ズームレンズ（広角端における状態）は、例えばビデオテレビカメラの色分解光学系２の物体側に取り付けられるようになっている。
【００３３】
この防振機能付き４群ズームレンズは、実施例１のものと同様に４群構成とされており、１７枚のレンズＬ１〜Ｌ１７により構成されるズームレンズであって、変倍時において第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｘに沿って移動させて、所定のレンズ群間隔を変化させることにより全系の焦点距離ｆを変化させるとともに、光束を結像面１上の結像位置に効率良く収束させるようにしたズームレンズである。なお、広角端から望遠端に向かう場合の、移動レンズ群の移動軌跡が、図２の下部に示されている。
【００３４】
図２に示すように実施例２に係る防振機能付き４群ズームレンズは、物体側から、３枚のレンズＬ１〜Ｌ３からなる正の第１レンズ群Ｇ１、３枚のレンズＬ４〜Ｌ６からなる負の第２レンズ群Ｇ２、２枚のレンズＬ７、Ｌ８からなる負の第３レンズ群Ｇ３、および絞り３と９枚のレンズＬ９〜Ｌ１７からなる正の第４レンズ群Ｇ４からなり、また、第４レンズ群Ｇ４は、絞り３と４枚のレンズＬ９〜Ｌ１２からなる正の第４ａレンズ群Ｇ４ａ(前群)、および５枚のレンズＬ１３〜Ｌ１７からなる正の第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)とが、略アフォーカルとされた第４レンズ群Ｇ４中で最も広い間隔（Ｄ２１）を挟んで対じするように配設されている。
【００３５】
また、上記第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)の最も像側の１枚の正のレンズＬ１７が、光軸Ｘとは直交する方向（矢印Ａ方向）に、手ブレ等の振動に伴う像位置の横方向のズレを補正するように往復駆動されるよう構成されている。
【００３６】
このように、第４レンズ群Ｇ４が、略アフォーカルな空気間隔を介して、互いに対じする正の第４ａレンズ群Ｇ４ａ(前群)および正の第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)とから構成されているため、防振レンズとして機能する正のレンズＬ１７は、光線の角度が極めて小さく変化する部位に位置することとなることから、防振駆動時における収差の変動が極めて小さく、光学性能の劣化を大幅に抑制することができる。
また、防振駆動時には１枚のレンズＬ１７を駆動制御すればよいため、負荷が小さくなり、駆動制御に要するパワーの省力化および振動に対する良好な追従性を達成することができる。
【００３７】
また、本実施例２の防振機能付き４群ズームレンズにおいては、上記条件式（１）を満足するように構成されている。
ここで、実施例２における、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面間隔という）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎおよびアッベ数νの値を下記表４に示す。なお、この表４において、面３０、３１、３２は上記色分解光学系２の各面を表す。
【００３８】
【表４】
2005284063.tif 000006
【００３９】
また、この実施例２における画面サイズは、φ８．０となっており、また広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における、焦点距離、開放Ｆ値、表４における可変１、２、３の値、バックフォーカスＢｆ、レンズＬ１７の焦点距離ｆeおよびｆe／Ｂｆの値を表５に示す。
【００４０】
【表５】
2005284063.tif 000007
【００４１】
また、表６は、像位置を光軸Ｘとは垂直方向に０．１ｍｍだけずらすのに要する、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂの各レンズの移動量比較を示すものである。すなわち、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ全体（４ｂ全体：比較データ２）、レンズＬ１３とレンズＬ１４の接合レンズ（４ｂ-１：比較データ３）、レンズＬ１５とレンズＬ１６の接合レンズ（４ｂ-２：比較データ４）およびレンズＬ１７（４ｂ-３：実施例２）の移動量を示すものである。
【００４２】
【表６】
2005284063.tif 000008
【００４３】
また、図５（Ａ）〜（Ｅ）は、上記防振機能付き４群ズームレンズの広角端において、レンズ移動を行なわなかった場合（比較データ１）、上記比較データ２〜４および実施例２に係るレンズ移動を行った場合の、６割像高での上下のコマ収差図である。
この図５から明らかなように、実施例２に係る防振機能付き４群ズームレンズによれば、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ全体を移動した場合と同程度以上に良好なコマ収差とすることができる。
【００４４】
〈従来例〉
図３に示す、従来例に係る防振機能付き４群ズームレンズ（広角端における状態）は本発明の従来例に相当するものであって、防振機能は、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)全体が担っている。
【００４５】
すなわち、この防振機能付き４群ズームレンズは、上記各実施例のものと同様に４群構成とされており、２１枚のレンズＬ１〜Ｌ２１により構成されるズームレンズであって、変倍時において第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｘに沿って移動させて所定のレンズ群間隔を変化させることにより全系の焦点距離ｆを変化させるとともに、光束を結像面１上の結像位置に効率良く収束させるようにしたズームレンズである。なお、広角端から望遠端に向かう場合の、移動レンズ群の移動軌跡が、図３の下部に示されている。
【００４６】
図３に示すように従来例に係る防振機能付き４群ズームレンズは、物体側から、５枚のレンズＬ１〜Ｌ５からなる正の第１レンズ群Ｇ１、４枚のレンズＬ６〜Ｌ９からなる負の第２レンズ群Ｇ２、２枚のレンズＬ１０、Ｌ１１からなる負の第３レンズ群Ｇ３、および絞り３と１０枚のレンズＬ１２〜Ｌ２１からなる正の第４レンズ群Ｇ４からなり、また、第４レンズ群Ｇ４は、絞り３と４枚のレンズＬ１２〜Ｌ１５からなる正の第４ａレンズ群Ｇ４ａ(前群)、および６枚のレンズＬ１６〜Ｌ２１からなる正の第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)とが、略アフォーカルとされた第４レンズ群Ｇ４中で最も広い間隔（Ｄ２９）を挟んで対じするように配設されている。
【００４７】
また、上述したように、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)全体が、光軸Ｘとは直交する方向に、手ブレ等の振動に伴う像位置の横方向のズレを補正するように往復駆動されるよう構成されている。
【００４８】
ここで、従来例における、各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面間隔という）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｅ線における、屈折率Ｎおよびアッベ数νの値を下記表７に示す。なお、この表７において、面４０、４１、４２は上記色分解光学系２の各面を表す。
【００４９】
【表７】
2005284063.tif 000009
【００５０】
また、この従来例における画面サイズは、φ１１．０となっており、また広角端（ＷＩＤＥ）および望遠端（ＴＥＬＥ）における、焦点距離、開放Ｆ値、表７における可変１、２、３の値、バックフォーカスＢｆを表８に示す。
【００５１】
【表８】
2005284063.tif 000010
【００５２】
また、表９は、像位置を光軸Ｘとは垂直方向に０．１ｍｍだけずらすのに要する、第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ全体（４ｂ群全体）の移動量を示すものである。
【００５３】
【表９】
2005284063.tif 000011
【００５４】
また、図６（Ａ）、（Ｂ）は、上記防振機能付き４群ズームレンズの広角端において、レンズ移動を行なわなかった場合、および第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)全体に係るレンズ移動を行った場合の、６割像高での上下のコマ収差図である。
この図６から明らかなように、従来例に係る防振機能付き４群ズームレンズによっても、コマ収差を良好なものとすることはできるものの、図３に示すように、６枚のレンズＬ１６〜Ｌ２１からなる第４ｂレンズ群Ｇ４ｂ(後群)を防振用に駆動しているので、その駆動に要するパワーが大きくなり、また手ブレ等の振動に対する応答性の点でも不利となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１に係る防振機能付き４群ズームレンズのレンズ構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例２に係る防振機能付き４群ズームレンズのレンズ構成を示す概略図
【図３】従来例に係る防振機能付き４群ズームレンズのレンズ構成を示す概略図
【図４】本発明の実施例１に係るレンズのコマ収差図
【図５】本発明の実施例２に係るレンズのコマ収差図
【図６】従来例に係るレンズのコマ収差図
【符号の説明】
【００５６】
Ｌ１〜Ｌ２２    レンズ
Ｒ１〜Ｒ４４    レンズ面の曲率半径
Ｄ１〜Ｄ４３    レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ              光軸
１                結像面
２                色分解光学系
３                シャッタ（絞り）
【図１】
2005284063.tif 000012
【図２】
2005284063.tif 000013
【図３】
2005284063.tif 000014
【図４】
2005284063.tif 000015
【図５】
2005284063.tif 000016
【図６】
2005284063.tif 000017