(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の屈折力を有するレンズ群Ｇｓと、該レンズ群Ｇｓの物体側に隣接して配置された負の屈折力を有するレンズ群Ｇｎと、前記レンズ群Ｇｓの像側に隣接して配置されたレンズ群Ｇａとを備え、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記レンズ群Ｇｎと前記レンズ群Ｇｓとの空気間隔は減少し、前記レンズ群Ｇｓと前記レンズ群Ｇａとの空気間隔は変化し、
前記レンズ群Ｇｓは少なくとも２つの部分レンズ群を有し、該少なくとも２つの部分レンズ群のうちの１つの部分レンズ群Ｇｈを光軸にほぼ垂直な方向に移動させることによって、光軸にほぼ垂直な方向に沿って像をシフトさせ、
前記レンズ群Ｇｓの焦点距離をｆｓとし、前記部分レンズ群Ｇｈの焦点距離をｆｈとしたとき、
０．３＜ｆｓ／ｆｈ＜０．６
の条件を満足することを特徴とする像シフト可能な変倍光学系。
【請求項２】
前記レンズ群Ｇｓ中か、あるいは前記レンズ群Ｇｓに隣接して開口絞りＳが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の像シフト可能な変倍光学系。
【請求項３】
前記レンズ群Ｇａは負の屈折力を有し、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記レンズ群Ｇａは物体側へ移動し、
広角端状態における前記レンズ群Ｇａの横倍率をβ5wとし、望遠端状態における前記レンズ群Ｇａの横倍率をβ5tとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．４＜（β5t／β5w）／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．７
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の像シフト可能な変倍光学系。
【請求項４】
最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１を有し、
前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）1/2＜１．５
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像シフト可能な変倍光学系。
【請求項５】
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、
前記第１レンズ群Ｇ１と前記レンズ群Ｇｎとの間に配置された第２レンズ群Ｇ２を有し、
前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、前記レンズ群Ｇｎの焦点距離をｆｎとしたとき、
−０．２＜ｆｎ／ｆ２＜０．２
の条件を満足することを特徴とする請求項４に記載の像シフト可能な変倍光学系。
【請求項６】
前記レンズ群Ｇｓよりも物体側に配置されたレンズ群のうちの１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより、近距離物体への合焦を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像シフト可能な変倍光学系。
【請求項７】
前記レンズ群Ｇｎを光軸に沿って移動させることにより、近距離物体への合焦を行い、
広角端状態における前記レンズ群Ｇｎの横倍率をβ3wとし、望遠端状態における前記レンズ群Ｇｎの横倍率をβ3tとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．２＜（β3t／β3w）／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．７
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の像シフト可能な変倍光学系。
【請求項８】
前記部分レンズ群Ｇｈの最も開口絞り側の面と前記開口絞りＳとの間の光軸に沿った距離をＤｂとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗとしたとき、
Ｄｂ／ｆｗ＜０．２
の条件を満足することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の像シフト可能な変倍光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は像シフト可能な変倍光学系に関し、特に一部のレンズ群を光軸に対してほぼ垂直な方向に移動させることにより像をシフトさせることが可能な変倍光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スチルカメラやビデオカメラ等に用いられる撮影光学系では、ズームレンズが一般的となっている。特に、変倍比が３倍を超える、いわゆる高変倍ズームレンズを備えたカメラが主流となりつつある。
この種のカメラでは、標準ズームレンズ（３５ｍｍ判で焦点距離が５０ｍｍ程度の画角を焦点距離範囲に含むズームレンズ）が一般的に用いられている。なお、高変倍ズームレンズには、変倍に際して３つ以上のレンズ群が移動するように構成された、いわゆる多群ズームレンズが主に用いられている。
また、撮影光学系とカメラ本体とが一体的に構成された一体型カメラでは、携帯性が重視されるため、小型化や軽量化が要求される。したがって、小型化や軽量化に適したズームレンズに関する提案が種々なされている。これらのズームレンズでは、変倍比の増大に伴って長焦点化が進んでいる。
【０００３】
ところで、従来より、シャッター速度が遅い場合、手ブレ等に起因するカメラのブレにより露出中に像がブレてしまい、撮影を失敗するケースがあった。
一般に、レンズ系を構成するレンズ群のうちの一部のレンズ群（以下、「シフトレンズ群」という）を光軸に垂直な方向に移動させると、光軸に垂直な方向に像がシフトすることが知られている。この場合、シフトレンズ群を光軸に垂直な方向に移動させても良好な結像性能を得ることのできる光学系は、像シフト可能な光学系と呼ばれている。
【０００４】
上述の手ブレ等に起因する撮影の失敗の問題を解決するために、像シフト可能な光学系と、光学系のブレを検出しブレ情報を出力するブレ検出系と、シフトレンズ群を移動させる駆動系とを組み合わせた、いわゆる防振光学系が知られている。防振光学系では、ブレ検出系により手ブレ等に起因する光学系のブレを検出し、検出した光学系のブレに起因して発生する像位置の変動を相殺するように、駆動系によりシフトレンズ群を移動させて像シフトを行う。こうして、防振光学系では、故意に発生させた像シフトにより、光学系のブレに起因する像位置の変動すなわち像ブレを補正することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、小型で軽量のカメラでは、カメラをブレないように保持することが困難である。そのため、レリーズボタンを押す際にカメラのブレが発生し易く、結果的に像ブレが記録されるケースが多かった。特に、変倍比を高めるために長焦点化を図った撮影レンズでは、レンズ系の微小量のブレに対しても顕著な像ブレが発生し易く、撮影を失敗し易かった。
この場合、カメラに防振光学系を組み込むことにより、手ブレ等によるカメラのブレに起因する像位置の変動を補正することも可能である。しかしながら、防振光学系では、収差補正上過度の拘束を与えるため、レンズ全長や絞り径の大型化等によりレンズ系全体の大型化を招き、結果的にカメラ本体の携帯性が悪化し易かった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、小型で且つ高変倍化に適した像シフト可能な変倍光学系を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、正の屈折力を有するレンズ群Ｇｓと、該レンズ群Ｇｓの物体側に隣接して配置された負の屈折力を有するレンズ群Ｇｎと、前記レンズ群Ｇｓの像側に隣接して配置されたレンズ群Ｇａとを備え、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記レンズ群Ｇｎと前記レンズ群Ｇｓとの空気間隔は減少し、前記レンズ群Ｇｓと前記レンズ群Ｇａとの空気間隔は変化し、
前記レンズ群Ｇｓは少なくとも２つの部分レンズ群を有し、該少なくとも２つの部分レンズ群のうちの１つの部分レンズ群Ｇｈを光軸にほぼ垂直な方向に移動させることによって、光軸にほぼ垂直な方向に沿って像をシフトさせ、
前記レンズ群Ｇｓの焦点距離をｆｓとし、前記部分レンズ群Ｇｈの焦点距離をｆｈとしたとき、
０．３＜ｆｓ／ｆｈ＜０．６
の条件を満足することを特徴とする像シフト可能な変倍光学系を提供する。
【０００８】
本発明の好ましい態様によれば、前記レンズ群Ｇｓ中か、あるいは前記レンズ群Ｇｓに隣接して開口絞りＳが設けられている。
また、前記レンズ群Ｇａは負の屈折力を有し、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、前記レンズ群Ｇａは物体側へ移動し、
広角端状態における前記レンズ群Ｇａの横倍率をβ5wとし、望遠端状態における前記レンズ群Ｇａの横倍率をβ5tとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．４＜（β5t／β5w）／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．７
の条件を満足する。
【０００９】
また、本発明の別の局面によれば、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力または負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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、
広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、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との空気間隔は増大し、前記第３レンズ群Ｇ３と前記第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は減少し、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、少なくとも前記第１レンズ群Ｇ１および前記第５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動し、
前記第４レンズ群Ｇ４の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って、光軸にほぼ垂直な方向に沿って像をシフトさせ、
広角端状態における前記第５レンズ群Ｇ５の横倍率をβ5wとし、望遠端状態における前記第５レンズ群Ｇ５の横倍率をβ5tとし、広角端状態における光学系全体の焦点距離をｆｗとし、望遠端状態における光学系全体の焦点距離をｆｔとしたとき、
０．４＜（β5t／β5w）／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．７
の条件を満足することを特徴とする像シフト可能な変倍光学系を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、光学系中の一部のレンズ群からなるシフトレンズ群を光軸に垂直な方向に移動させた際に発生する像シフト量に関して説明する。
シフトレンズ群の横倍率をβａとし、シフトレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群全体の横倍率をβｂとすると、シフトレンズ群の移動量Δに対する像シフト量δは、次の式（ａ）で表される。
δ＝（１−βａ）βｂ・Δ＝ｋ・Δ            （ａ）
ここで、
ｋ：ブレ係数（ｋ＝（１−βａ）βｂ）
【００１１】
ブレ係数ｋが小さい場合、所定量だけ像をシフトさせるのに必要なシフトレンズ群の移動量が大きくなり、シフトレンズ群の駆動機構が複雑化してしまう。逆に、ブレ係数ｋが大きい場合、制御誤差によりシフトレンズ群の移動量が少し変動すると像シフト量が大きく変動し、高い空間周波数に対するコントラストが欠如してしまう。
したがって、ブレ係数ｋを適切な値に設定することが望ましい。
【００１２】
次に、シフトレンズ群に要求される収差補正上の機能について説明する。
通常、シフトレンズ群には、像シフト時にも良好な結像性能が得られるような収差補正状態が要求される。具体的には、▲１▼球面収差およびサインコンディション（正弦条件）が良好補正されていること、および▲２▼適切なペッツバール和であることが要求される。
▲１▼の球面収差およびサインコンディションが良好補正されていることは、シフトレンズ群を移動させて像をシフトさせた際に画面中心部で発生する偏心コマ収差を抑えるための条件である。また、▲２▼の適切なペッツバール和であることは、シフトレンズ群を移動させて像をシフトさせた際に画面周辺部で発生する像面湾曲を抑えるための条件である。
【００１３】
ズームレンズを構成する複数のレンズ群のうちの１つのレンズ群全体をシフトレンズ群とした場合、レンズ位置状態の変化時（すなわち変倍時）に要求される収差補正状態と像シフト時の性能劣化を抑えるために要求される収差補正状態とが一致するとは限らない。したがって、高変倍化と光学系のより大きなブレの補正との両立は難しい。
本発明では、１つのレンズ群を複数の部分レンズ群で構成し、複数の部分レンズ群のうちの１つの部分レンズ群をシフトレンズ群とすることにより、高変倍化と光学系のより大きなブレの補正との両立を可能としている。
【００１４】
また、シフトレンズ群が開口絞りから離れて配置されていると、シフトレンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れる。その結果、像をシフトさせた際に、画面周辺部で偏心コマ収差が発生し易い。特に、シフトレンズ群に入射する軸外光束が光軸に対して大きな角度をなす場合、画面周辺部で偏心コマ収差が発生し易い。
したがって、シフトレンズ群と開口絞りとの位置関係を適切に設定することが望ましい。
【００１５】
以上より、本発明の変倍光学系においては、次の３つの条件▲１▼〜▲３▼を満足するように構成することにより、所定の変倍比を維持しながら像シフトに伴う性能劣化を抑えている。
▲１▼シフトレンズ群を含むレンズ群の屈折力を正屈折力とし、その物体側に隣接して負レンズ群を配置する。
▲２▼シフトレンズ群と負レンズ群との間に開口絞りを配置する。
▲３▼広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際のブレ係数ｋの変化量を適切な値とする。
【００１６】
前述のように、像シフトに伴い画面周辺部で発生する偏心コマ収差を補正するには、シフトレンズ群に入射する軸外光束と光軸とのなす角度を適切な値にすることが望ましい。本発明においては、シフトレンズ群を含むレンズ群の物体側に隣接して強い屈折力の負レンズ群を配置して負レンズ群から射出される光束を強く発散させるとともに、負レンズ群の像側に開口絞りを配置している。この構成により、シフトレンズ群に入射する軸外光束と光軸とのなす角度が大きくならないようにして、高性能化を実現している。
【００１７】
特に、像シフト時の性能劣化を抑えるために、シフトレンズ群単独で諸収差を良好に補正する必要がある。したがって、シフトレンズ群単独での収差補正状態を製造時に確認し易いように、シフトレンズ群の屈折力を正屈折力とすることが好ましい。
シフトレンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れると、像シフト時に画面周辺部での性能劣化が大きく、シフトレンズ群を開口絞りの近傍に配置することが望ましい。特に、シフトレンズ群に入射する軸外光束と光軸とのなす角度を小さくするために、開口絞りの物体側に負レンズ群を配置し、開口絞りの像側にシフトレンズ群を配置することが望ましい。
以上のことから、条件▲１▼および▲２▼が肝要となる。
【００１８】
上述したように、所定量だけ像をシフトさせるのに必要なシフトレンズ群の移動量は、ブレ係数ｋに依存する。広角端状態におけるブレ係数および光学系全体の焦点距離をそれぞれｋｗおよびｆｗとし、望遠端状態におけるブレ係数および光学系全体の焦点距離をそれぞれｋｔおよびｆｔとしたとき、ブレ係数比Ｋ（＝ｋｔ／ｋｗ）が変倍比Ｚ（＝ｆｔ／ｆｗ）に比べて大きいと、望遠端状態で必要なレンズ位置制御精度が広角端状態で必要なレンズ位置制御精度に対して極端に高くなり、レンズ位置制御が複雑化してしまう。また、シフトレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群のみにより変倍作用がなされるため、レンズ位置状態の変化に伴って発生する諸収差の変動を抑えながらレンズ系の小型化を図ることが困難となる。
【００１９】
逆に、ブレ係数比Ｋが変倍比Ｚに比べて非常に小さいと、シフトレンズ群よりも物体側に配置されるレンズ群により変倍作用がなされるため、レンズ全長の短縮化やレンズ径の小型化等によるレンズ系の小型化を図ることができない。
したがって、本発明においては、ブレ係数比Ｋが変倍比Ｚに対して適切な値となるようにして、像シフト時の性能劣化を抑えることと高変倍化とを両立しており、条件▲３▼が必要となる。
【００２０】
次に、上述の▲１▼〜▲３▼の条件を満足し且つ高変倍化およびレンズ系の小型化に適した変倍光学系の具体的な構成に関して述べる。
まず、レンズ系の小型化に適した変倍光学系の一般論を述べる。
望遠タイプの屈折力配置は、レンズ系の小型化に有効であることが知られている。したがって、一般的に、小型化を目指す変倍光学系では、レンズ系の最も像側に負レンズ群が配置されている。
【００２１】
また、開口絞りは、負レンズ群よりも物体側に配置されている。そして、広角端状態（焦点距離の最も短い状態）から望遠端状態（焦点距離の最も長い状態）までレンズ位置状態が変化する際に、▲１▼開口絞りと負レンズ群との間隔を狭め、且つ▲２▼負レンズ群を物体側へ移動させている。▲１▼の開口絞りと負レンズ群との間隔を狭めることによって、負レンズ群を通過する軸外光束が、広角端状態では光軸から離れ、望遠端状態では光軸に近づく。また、▲２▼の負レンズ群を物体側へ移動させることにより、負レンズ群が増倍（広角端状態に対して望遠端状態で負レンズ群の横倍率の大きさが増大する）となる。こうして、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動を良好に補正するとともに、ある程度の高変倍化を実現している。
【００２２】
但し、広角端状態でバックフォーカスが短すぎると、負レンズ群の像面寄りの面に付着したゴミの影がフィルム面上に写り込んでしまうので、広角端状態におけるバックフォーカスを適切な値としている。
さらに、変倍光学系の最も物体側に正レンズ群を配置し、広角端状態で正レンズ群を像側に近づけて、正レンズ群のレンズ径を小さくしている。逆に、望遠端状態では正レンズ群とその像側に配置されたレンズ群との間隔を広げて、正レンズ群により光束を強く収斂させることによって、レンズ全長の短縮化をある程度図っている。
【００２３】
一般に、ズームレンズは、２群タイプと多群タイプとに分類される。バリエーターとコンペンセーターとだけで構成される２群タイプのズームレンズは、高変倍化に適していない。したがって、変倍比が３倍を超える高変倍ズームレンズには、多群タイプが用いられている。
小型化および高変倍化に適した多群タイプのズームレンズの具体的な構成として、例えば▲１▼正正負３群タイプのズームレンズ、▲２▼正負正負４群タイプのズームレンズ、▲３▼正負正正負５群タイプのズームレンズ、▲４▼正負負正負５群タイプのズームレンズが知られている。
【００２４】
いずれの多群タイプのズームレンズにおいても、上述の通りレンズ系の最も物体側に正レンズ群を配置し、最も像側に負レンズ群を配置し、正レンズ群と負レンズ群との間に１つの正レンズ群（▲１▼の場合）か、あるいは全体として正の合成屈折力を有する複数のレンズ群（▲２▼〜▲４▼の場合）を配置している。
但し、微小量だけレンズ群が光軸方向に移動した際に、その横倍率の２乗に関係して像面位置が移動する。したがって、▲１▼のタイプのズームレンズの場合、変倍比が３倍を超えて大きくなると、望遠端状態における負レンズ群の横倍率が非常に大きくなり、所定の光学性能を確保するのが難しい。また、▲２▼〜▲４▼のタイプのズームレンズでは、広角端状態に比べて望遠端状態で正レンズ群と負レンズ群との間に配置されるレンズ群の合成焦点距離が正に大きくなり、合成主点位置が物体側に移動するため、望遠端状態における負レンズ群の横倍率の増大を緩和している。
【００２５】
本発明の典型的な構成においては、物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、弱い屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、負屈折力の第５レンズ群Ｇ５とから変倍光学系を構成している。そして、広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少するように、少なくとも第１レンズ群Ｇ１および第５レンズ群Ｇ５を物体側へ移動させている。また、第４レンズ群Ｇ４中にシフトレンズ群を配置している。以上の構成により、本発明では、小型で且つ変倍比が３．５倍を超える像シフト可能な変倍光学系を達成することができる。
【００２６】
特に、本発明においては、以下の条件〔Ｉ〕〜〔III 〕を満足するように各レンズ群を機能させることにより、高性能化や軽量化を図っている。
〔Ｉ〕望遠端状態における第５レンズ群Ｇ５の横倍率を適切な値に設定する。
〔II〕第１レンズ群Ｇ１の主点位置および第２レンズ群Ｇ２の主点位置を適切な位置にする。
〔III 〕第２レンズ群Ｇ２の収差補正上の機能および第３レンズ群Ｇ３の収差補正上の機能を明確にする。
【００２７】
従来の多群タイプのズームレンズと同様に、本発明の典型的な構成においても、負屈折力の第５レンズ群Ｇ５を最も像側に配置している。そして、広角端状態から望遠端状態へレンズ位置状態が変化する際に、第５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動する。
望遠端状態での第５レンズ群Ｇ５の横倍率が大きくなりすぎると、広角端状態から望遠端状態への第５レンズ群Ｇ５の横倍率の変化が大きくなる。その結果、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に抑えることができず、所定の光学性能を得ることができなくなってしまう。
【００２８】
逆に、望遠端状態での第５レンズ群Ｇ５の横倍率が小さくなりすぎると、レンズ位置状態の変化に伴って第５レンズ群Ｇ５よりも物体側に配置されるレンズ群で発生する諸収差の変動が大きくなり、所定の光学性能を得ることができなくなってしまう。いずれの場合も、非球面を多用したりレンズ枚数を増やすことにより、所定の光学性能を確保することが可能であるが、低コスト化や軽量化を達成することができなくなってしまう。したがって、望遠端状態での第５レンズ群Ｇ５の横倍率を適切な値とすることが望ましく、〔Ｉ〕の条件が必要となる。
【００２９】
なお、広角端状態では、バックフォーカスが短いため、第５レンズ群Ｇ５において正の歪曲収差が強く発生する。本発明においては、広角端状態における第１レンズ群Ｇ１乃至第３レンズ群Ｇ３の合成焦点距離を負の値にすることにより、光学系全体の屈折力配置を対称型に近づけて、正の歪曲収差を良好に補正することができる。
特に、本発明では、第２レンズ群Ｇ２を負部分群とその像側に配置される正部分群とで構成することにより、第２レンズ群Ｇ２の主点位置（物体側から光束を入射させた際の主点位置）を第１レンズ群Ｇ１よりも物体側に位置させ、負の歪曲収差を効果的に発生させることができる。
【００３０】
また、望遠端状態において、第１レンズ群Ｇ１の主点位置（物体側から光束を入射させた際の主点位置）を第１レンズ群Ｇ１中か、あるいは第１レンズ群Ｇ１よりも物体側に位置させることにより、レンズ全長の短縮化を図ることができる。したがって、第１レンズ群Ｇ１の最も物体側に正レンズを配置することが望ましい。
但し、第１レンズ群Ｇ１の主点位置を第１レンズ群Ｇ１よりも極端に物体側へ離すと、望遠端状態において第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸から離れ、レンズ径が大型化してしまう。
以上より、条件〔II〕が肝要となる。
【００３１】
前述のように、シフトレンズ群を含む第４レンズ群Ｇ４の近傍に開口絞りを配置することが望ましい。この場合、軸外光束が第３レンズ群Ｇ３では光軸の付近を通過するのに対して、第２レンズ群Ｇ２ではその周縁部を通過する。このため、第３レンズ群Ｇ３は軸上収差の補正を行い、第２レンズ群Ｇ２は軸外収差の補正を行うことにより、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３を少ないレンズ枚数で構成することができる。その結果、軽量化や、レンズ厚の薄肉化によるレンズ径の小型化を図ることができるので、条件〔III 〕が重要となる。
【００３２】
以下、本発明の各条件式に関して説明する。
本発明においては、次の条件式（１）を満足する。
０．３＜ｆｓ／ｆｈ＜０．６        （１）
ここで、
ｆｓ：シフトレンズ群を含むレンズ群Ｇｓの焦点距離
ｆｈ：シフトレンズ群である部分レンズ群Ｇｈの焦点距離
【００３３】
条件式（１）は、シフトレンズ群を含むレンズ群Ｇｓの焦点距離に対するシフトレンズ群Ｇｈの焦点距離の比について適切な範囲を規定しており、少ないレンズ枚数で高変倍化するとともに像シフト時の性能劣化を抑えるための条件である。
条件式（１）の上限値を上回った場合、シフトレンズ群Ｇｈの焦点距離が大きくなるため、シフトレンズ群単独で発生する負の球面収差を良好に補正することができ、少ないレンズ枚数でシフトレンズ群を構成することができる。しかしながら、シフトレンズ群以外の他のレンズ群においてレンズ枚数が増えてしまい、軽量化を達成することができなくなってしまう。
逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、シフトレンズ群Ｇｈの焦点距離が小さくなるため、シフトレンズ群で発生する負の球面収差を良好に補正することが難しくなってしまう。
【００３４】
また、本発明においては、高性能化および軽量化を図るために、レンズ群Ｇａが負屈折力を有し、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．４＜（β5t／β5w）／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．７
ここで、
β5w：広角端状態におけるレンズ群Ｇａの横倍率
β5t：望遠端状態におけるレンズ群Ｇａの横倍率
ｆｗ：広角端状態における光学系全体の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における光学系全体の焦点距離
【００３５】
条件式（２）は、シフトレンズ群Ｇｈを含むレンズ群Ｇｓの像側に配置されたレンズ群Ｇａ（すなわち典型的な構成では第５レンズ群Ｇ５）の横倍率の変化を規定している。
条件式（２）の上限値を上回った場合、レンズ位置状態の変化に伴ってレンズ群Ｇａで発生する軸外収差の変動が大きくなり、高性能化を図ることができなくなるので好ましくない。また、望遠端状態におけるレンズ群Ｇａ（第５レンズ群Ｇ５）の横倍率が大きくなり、レンズ位置制御誤差によるピントのずれに起因する光学性能の劣化を招き易いので好ましくない。
逆に、条件式（２）の下限値を下回った場合、レンズ群Ｇａ（第５レンズ群Ｇ５）よりも物体側に配置されたレンズ群による変倍作用が増大するため、変倍光学系を構成する各レンズ群を少ないレンズ枚数で構成することができなくなるので好ましくない。
【００３６】
また、本発明においては、望遠端状態でのレンズ全長の短縮化を図るとともにレンズ系の小型化を図るために、最も物体側に正屈折力の第１レンズ群Ｇ１を有し、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．８＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）1/2 ＜１．５    （３）
ここで、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
【００３７】
条件式（３）の上限値を上回った場合、レンズ全長が大型化してしまうので好ましくない。
逆に、条件式（３）の下限値を下回った場合、望遠端状態において第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸から離れ、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径が大型化してしまうので好ましくない。
【００３８】
また、本発明においては、広角端状態における光学性能の高性能化を図りながら望遠端状態のレンズ全長を短縮化するために、第１レンズ群Ｇ１とレンズ群Ｇｎとの間に配置された第２レンズ群Ｇ２を有し、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
−０．２＜ｆｎ／ｆ２＜０．２    （４）
ここで、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆｎ：レンズ群Ｇｎの焦点距離
【００３９】
条件式（４）は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離とレンズ群Ｇｎ（すなわち典型的な構成では第３レンズ群Ｇ３）の焦点距離との比について適切な範囲を規定している。
条件式（４）の上限値を上回った場合、第２レンズ群Ｇ２による発散作用が強まり、望遠端状態においてレンズ全長の大型化を招いてしまう。
逆に、条件式（４）の下限値を下回った場合、第２レンズ群Ｇ２の収斂作用が強まり、広角端状態で充分なバックフォーカスを得ることができなくなってしまう。
【００４０】
なお、特開平７−９２３９０号公報に開示された変倍光学系では、第２レンズ群Ｇ２による発散作用が強い。その結果、望遠端状態における光学系全体の焦点距離を長くして変倍比を高める際に、レンズ全長の短縮化が難しく、小型化の点で不十分であった。
ところで、シフトレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群をフォーカシング群として移動させて近距離物体への合焦を行う場合、被写体位置が変化すると、シフトレンズ群の横倍率もシフトレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群の横倍率も変化してしまう。このため、本発明においては、シフトレンズ群よりも物体側に配置されたレンズ群をフォーカシング群とすることが望ましい。
【００４１】
特に、開口絞りＳから離れたレンズ群では軸外光束が通過する高さが光軸から離れるため、開口絞りＳの近傍に配置されるレンズ群Ｇｎ（第３レンズ群Ｇ３）をフォーカシング群とすることが望ましい。この場合、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．２＜（β3t／β3w）／（ｆｔ／ｆｗ）＜０．７    （５）
ここで、
β3w：広角端状態におけるレンズ群Ｇｎの横倍率
β3t：望遠端状態におけるレンズ群Ｇｎの横倍率
【００４２】
条件式（５）は、レンズ位置状態の変化に伴うレンズ群Ｇｎ（第３レンズ群Ｇ３）の横倍率の変化を規定している。
一般的に、広角端状態における被写界深度よりも望遠端状態における被写界深度の方が狭い。したがって、フォーカシング群のレンズ位置は、広角端状態に比べて望遠端状態の方が高い精度で制御される必要がある。
本発明においては、無限遠合焦状態から所定の近距離物体に対して合焦させるのに必要なフォーカシング群の移動量を広角端状態よりも望遠端状態で大きくすることにより、光軸方向のレンズ位置制御精度が広角端状態に対して望遠端状態で極端に高くならないようにしている。
【００４３】
フォーカシング移動量（フォーカシング群が合焦に際して移動する量）は、特開平７−９２３９０号公報に示すように、フォーカシング群の横倍率を適切な値とする場合に小さく抑えることができる。本発明においては、フォーカシング群であるレンズ群Ｇｎ（第３レンズ群Ｇ３）の横倍率を０に近づけることが望ましいが、広角端状態に比べて望遠端状態でレンズ群Ｇｎ（第３レンズ群Ｇ３）の横倍率を０から遠ざけている。
【００４４】
条件式（５）の上限値を上回った場合、望遠端状態におけるフォーカシング移動量が大きくなり、フォーカシング群を駆動する駆動機構の複雑化を招いてしまう。
逆に、条件式（５）の下限値を下回ると、所定の光学性能を得るのに必要なレンズ位置制御精度が広角端状態に比べて望遠端状態で高くなり、望遠端状態におけるフォーカシング群の微小の変位量に対して光学系の合焦する位置が大きく変化してしまうので好ましくない。
【００４５】
また、本発明においては、前述の通り、シフトレンズ群である部分レンズ群Ｇｈの近傍に開口絞りＳを配置することが望ましい。この場合、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
Ｄｂ／ｆｗ＜０．２      （６）
ここで、
Ｄｂ：シフトレンズ群である部分レンズ群Ｇｈの最も開口絞り側の面と開口絞りＳとの間の光軸に沿った距離
【００４６】
条件式（６）の上限値を上回った場合、シフトレンズ群を通過する軸上光束と軸外光束との高さの差が大きくなる。その結果、シフトレンズ群を大口径化させなければ、シフトレンズ群により像をシフトさせた際に発生する諸収差の変動を抑えることができなくなってしまう。
なお、シフトレンズ群をより多くのレンズ枚数で構成することにより、像シフト時の諸収差の変動を抑えることも可能ではある。しかしながら、この場合、光学系が大型化するばかりでなく、シフトレンズ群を駆動する駆動機構の複雑化も招いてしまうので、好ましくない。
【００４７】
次に、光学系による像位置の変動すなわち像ブレを補正する方法について説明する。
一般的に、光学系と光学系による像を記録する記録手段とが光学系の主点位置（物体側から光束が入射した際の主点位置）を中心として一体的に傾くと、記録手段による被写体面上の記録範囲が傾きながらシフトする。
したがって、光学系と記録手段とが一体的に傾く前の記録範囲を基準に考えると、傾く前の記録範囲の像が記録手段上において傾きながらシフトする。但し、像倍率が縮小倍率で用いられている場合には、シャイン・プルーフの法則により記録手段上における傾く前の記録範囲の像の傾き量は微小量である。したがって、カメラ等に適用する場合には、傾く前の記録範囲の像が記録手段上においてほとんど傾くことなくシフトすると考えられる。
【００４８】
一般的には、被写体像の位置と記録手段とはほぼ一致しており、光学系がブレた際には、光学系による被写体像がシフトすると考えられる。
レンズ系の主点位置を中心にレンズ系が回転すると考えると、レンズ系のブレ角εに対する像位置の変動量（像のブレ量）δ’は、次の式（ｂ）で表される。
δ’＝ｆ・tan ε    （ｂ）
ここで、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
【００４９】
そして、ブレ角εが比較的小さい場合には、tan ε≒εと近似することができるので、像位置の変動量δ’は次の式（ｃ）で表される。
δ’≒ｆ・ε      （ｃ）
なお、像を記録する際に、像位置の変動量δ’がある程度大きくなると、像ブレとして記録される。
【００５０】
光学系の焦点距離が大きくなると、光学系の所定のブレ角εに対する像位置の変動量δ’が大きくなる。したがって、変倍比が大きくなり望遠端状態における焦点距離が大きくなると、手ブレ等による光学系のブレに起因して像ブレが記録され易くなる。
手ブレ等による像位置の変動量δ’をシフトレンズ群の移動による像シフト量δで相殺して手ブレ等による像位置の変動を補正するには、次の式（ｄ）に示す関係が成立する必要がある。
δ＋δ’＝０        （ｄ）
【００５１】
上述の式（ａ）および（ｃ）を式（ｄ）に代入すると、次の式（ｅ）に示す関係が得られる。
ｆ・ε＋ｋΔ＝０      （ｅ）
すなわち、手ブレ等による像位置の変動を補正するのに必要なシフトレンズ群の移動量Δは、次の式（ｆ）で表される。
Δ＝−（ｆ／ｋ）ε      （ｆ）
【００５２】
こうして、ブレ検出系により検出された光学系のブレ角εに関する情報と、光学系の焦点距離に関する情報と、ブレ係数ｋに関する情報とにもとづいて、シフトレンズ群の所要移動量Δ（すなわち像ブレ補正量）を算出し、駆動系によりシフトレンズ群を所要移動量Δだけ光軸に垂直な方向に駆動することにより、像位地の変動を補正することができる。
【００５３】
以上のように、本発明においては、手ブレ等による光学系のブレに起因する像位置の変動を補正することのできる防振光学系を達成することができる。しかしながら、本発明の変倍光学系は、像シフトが可能な光学系に適用可能であるばかりでなく、通常の光学系としても充分に高い光学性能を達成することができるのはいうまでもない。
なお、後述の各実施例では、第４レンズ群Ｇ４の一部をシフトレンズ群としているが、シフトレンズ群を含むレンズ群は特に第４レンズ群Ｇ４に限定されることなく、いずれのレンズ群にもシフトレンズ群を設けることができる。
【００５４】
【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１は、本発明の各実施例にかかる変倍光学系の屈折力配分および広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（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１に示すように、本発明の各実施例にかかる変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正または負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とを備えている。そして、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は減少し、第４レンズ群Ｇ４と第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している。
【００５５】
各実施例において、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（サグ量）をＳ（ｙ）、基準の曲率半径を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（ｇ）で表される。
【数１】
0003994212.tif 000002
各実施例において、非球面には面番号の右側に＊印を付している。
【００５６】
〔第１実施例〕
図２は、本発明の第１実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
図２の変倍光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、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から構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズＬ21、および両凸レンズＬ22から構成されている。
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３から構成されている。
【００５７】
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸レンズＬ41、および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から構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ51、両凹レンズＬ52、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ53から構成されている。
【００５８】
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、広角端状態から望遠端状態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２は、広角端状態における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への変倍時には図１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を構成する２つのレンズ成分のうち接合正レンズＬ42を光軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正している。すなわち、接合正レンズＬ42は、シフトレンズ群である部分レンズ群Ｇｈを構成している。
さらに、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシング（合焦）を行っている。
【００５９】
次の表（１）に、本発明の第１実施例の諸元の値を掲げる。表（１）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、ωは半画角を、Ｂｆはバックフォーカスを、Ｄ0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿った距離をそれぞれ表している。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。
【００６０】
【表１】
0003994212.tif 000003
0003994212.tif 000004
0003994212.tif 000005
【００６１】
図３乃至図１０は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第１実施例の諸収差図である。図３は広角端状態（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４は第１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５は第２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６は望遠端状態（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７は広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図８は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図９は第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図１０は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【００６２】
さらに、図１１乃至図１８は、第１実施例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、広角端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図１２は第１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は第２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１４は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図である。
また、図１５は、広角端状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図であり、図１６は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ差図であり、図１７は第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図であり、図１８は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図である。
図１１乃至図１８の各収差図は、像高Ｙの正方向に接合正レンズ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。
【００６３】
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、Ａは各像高に対する半画角を、Ｈは各像高に対する物体高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。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各撮影距離状態および各焦点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。
【００６４】
〔第２実施例〕
図１９は、本発明の第２実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
図１９の変倍光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、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から構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズＬ21、および両凸レンズＬ22から構成されている。
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３から構成されている。
【００６５】
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸レンズＬ41、および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から構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸レンズＬ51、両凹レンズＬ52、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ53から構成されている。
【００６６】
また、開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４中に配置され、広角端状態から望遠端状態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１９は、広角端状態における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への変倍時には図１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を構成する２つのレンズ成分のうち接合正レンズＬ42を光軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正している。すなわち、接合正レンズＬ42は、シフトレンズ群である部分レンズ群Ｇｈを構成している。
さらに、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシング（合焦）を行っている。
【００６７】
次の表（２）に、本発明の第２実施例の諸元の値を掲げる。表（２）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、ωは半画角を、Ｂｆはバックフォーカスを、Ｄ0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿った距離をそれぞれ表している。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。
【００６８】
【表２】
0003994212.tif 000006
0003994212.tif 000007
0003994212.tif 000008
【００６９】
図２０乃至図２７は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第２実施例の諸収差図である。図２０は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図２１は第１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２２は第２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２３は望遠端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２４は広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図２５は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図２６は第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図２７は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【００７０】
さらに、図２８乃至図３５は、第２実施例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２８は、広角端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図２９は第１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３０は第２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３１は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図である。
また、図３２は、広角端状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図であり、図３３は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ差図であり、図３４は第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図であり、図３５は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図である。
図２８乃至図３５の各収差図は、像高Ｙの正方向に接合正レンズ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。
【００７１】
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、Ａは各像高に対する半画角を、Ｈは各像高に対する物体高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。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各撮影距離状態および各焦点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。
【００７２】
〔第３実施例〕
図３６は、本発明の第３実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
図３６の変倍光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、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から構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズＬ21、および両凸レンズＬ22から構成されている。
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３から構成されている。
【００７３】
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、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Ｌ41、および両凸レンズＬ42から構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ51、両凹レンズＬ52、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ53から構成されている。
【００７４】
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、広角端状態から望遠端状態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３６は、広角端状態における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への変倍時には図１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を構成する２つのレンズ成分のうち接合正レンズＬ41を光軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正している。すなわち、接合正レンズＬ41は、シフトレンズ群である部分レンズ群Ｇｈを構成している。
さらに、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシング（合焦）を行っている。
【００７５】
次の表（３）に、本発明の第３実施例の諸元の値を掲げる。表（３）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、ωは半画角を、Ｂｆはバックフォーカスを、Ｄ0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿った距離をそれぞれ表している。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。
【００７６】
【表３】
0003994212.tif 000009
0003994212.tif 000010
0003994212.tif 000011
【００７７】
図３７乃至図４４は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第３実施例の諸収差図である。図３７は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図３８は第１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３９は第２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４０は望遠端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４１は広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図４２は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図４３は第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図４４は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【００７８】
さらに、図４５乃至図５２は、第３実施例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４５は、広角端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図４６は第１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４７は第２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４８は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図である。
また、図４９は、広角端状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図であり、図５０は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ差図であり、図５１は第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図であり、図５２は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図である。
図４５乃至図５２の各収差図は、像高Ｙの正方向に接合正レンズＬ41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。
【００７９】
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、Ａは各像高に対する半画角を、Ｈは各像高に対する物体高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。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各撮影距離状態および各焦点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。
【００８０】
〔第４実施例〕
図５３は、本発明の第４実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
図５３の変倍光学系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、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から構成されている。
また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズＬ21、および両凸レンズＬ22から構成されている。
さらに、第３レンズ群Ｇ３は、両凹レンズＬ３から構成されている。
【００８１】
また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、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Ｌ41、および両凸レンズＬ42から構成されている。
さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ51、両凹レンズＬ52、および物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ53から構成されている。
【００８２】
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、広角端状態から望遠端状態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５３は、広角端状態における各レンズ群の位置関係を示しており、望遠端状態への変倍時には図１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を構成する２つのレンズ成分のうち接合正レンズＬ41を光軸にほぼ垂直な方向に移動させて像シフトを行い、手ぶれ等に起因する像位置の変動を補正している。すなわち、接合正レンズＬ41は、シフトレンズ群である部分レンズ群Ｇｈを構成している。
さらに、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより、フォーカシング（合焦）を行っている。
【００８３】
次の表（４）に、本発明の第４実施例の諸元の値を掲げる。表（４）において、ｆは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、ωは半画角を、Ｂｆはバックフォーカスを、Ｄ0 は物体と最も物体側の面との光軸に沿った距離をそれぞれ表している。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。
【００８４】
【表４】
0003994212.tif 000012
0003994212.tif 000013
0003994212.tif 000014
【００８５】
図５４乃至図６１は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第４実施例の諸収差図である。図５４は広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図５５は第１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５６は第２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５７は望遠端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５８は広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図５９は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図６０は第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図であり、図６１は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【００８６】
さらに、図６２乃至図６９は、第４実施例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６２は、広角端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図であり、図６３は第１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６４は第２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６５は望遠端状態における無限遠合焦状態でのコマ収差図である。
また、図６６は、広角端状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図であり、図６７は第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ差図であり、図６８は第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図であり、図６９は望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍でのコマ収差図である。
図６２乃至図６９の各収差図は、像高Ｙの正方向に接合正レンズＬ41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。
【００８７】
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、Ａは各像高に対する半画角を、Ｈは各像高に対する物体高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。
各収差図から明らかなように、本実施例では、各撮影距離状態および各焦点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。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型で、高性能で、５倍程度の変倍比を有する高変倍化に適した像シフト可能な変倍光学系を実現することができる。なお、変倍光学系のレンズ群中に複数の非球面を導入することにより大口径化や高変倍化や小型化をさらに進めることができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施例にかかる変倍光学系の屈折力配分および広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（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２】本発明の第１実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
【図３】第１実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図４】第１実施例の第１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る。
【図５】第１実施例の第２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る。
【図６】第１実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図７】第１実施例の広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図８】第１実施例の第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図９】第１実施例の第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図１０】第１実施例の望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図１１】第１実施例の広角端状態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】第１実施例の第１中間焦点距離状態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】第１実施例の第２中間焦点距離状態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】第１実施例の望遠端状態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１５】第１実施例の広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図１６】第１実施例の第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図１７】第１実施例の第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図１８】第１実施例の望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図１９】本発明の第２実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
【図２０】第２実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図２１】第２実施例の第１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る。
【図２２】第２実施例の第２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る。
【図２３】第２実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図２４】第２実施例の広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図２５】第２実施例の第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図２６】第２実施例の第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図２７】第２実施例の望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図２８】第２実施例の広角端状態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２９】第２実施例の第１中間焦点距離状態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３０】第２実施例の第２中間焦点距離状態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３１】第２実施例の望遠端状態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３２】第２実施例の広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図３３】第２実施例の第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図３４】第２実施例の第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図３５】第２実施例の望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図３６】本発明の第３実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
【図３７】第３実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図３８】第３実施例の第１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る。
【図３９】第３実施例の第２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る。
【図４０】第３実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図４１】第３実施例の広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図４２】第３実施例の第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図４３】第３実施例の第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図４４】第３実施例の望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図４５】第３実施例の広角端状態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４６】第３実施例の第１中間焦点距離状態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４７】第３実施例の第２中間焦点距離状態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４８】第３実施例の望遠端状態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４９】第３実施例の広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図５０】第３実施例の第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図５１】第３実施例の第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図５２】第３実施例の望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図５３】本発明の第４実施例にかかる変倍光学系の構成を示す図である。
【図５４】第４実施例の広角端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図５５】第４実施例の第１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る。
【図５６】第４実施例の第２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る。
【図５７】第４実施例の望遠端状態における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【図５８】第４実施例の広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図５９】第４実施例の第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図６０】第４実施例の第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図６１】第４実施例の望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での諸収差図である。
【図６２】第４実施例の広角端状態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６３】第４実施例の第１中間焦点距離状態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６４】第４実施例の第２中間焦点距離状態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６５】第４実施例の望遠端状態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６６】第４実施例の広角端状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図６７】第４実施例の第１中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図６８】第４実施例の第２中間焦点距離状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【図６９】第４実施例の望遠端状態における撮影倍率−１／３０倍での像シフト時のコマ収差図である。
【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
Ｇ４    第４レンズ群
Ｇ５    第５レンズ群
Ｌｉ    各レンズ成分
Ｓ      開口絞り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003994212.tif 000023
【図１０】
0003994212.tif 000024
【図１１】
0003994212.tif 000025
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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