(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズに於いて、該第３レンズ群は、正の屈折力の第３ａレンズ群と負の屈折力の第３ｂレンズ群より構成され、該第３ｂレンズ群を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより結像位置を変位させており、ＤｉＷ、ＤｉＴを各々広角端と望遠端での第ｉレンズ群と第（ｉ＋１）レンズ群との間隔、ｆＷ、ｆＴを各々広角端と望遠端での全系の焦点距離、ｆ２、ｆ３ｂを各々該第２レンズ群と第３ｂレンズ群の焦点距離、ＴＳ３ｂＴを望遠端における該第３ｂレンズ群の光軸と垂直方向の変位量に対する結像位置の光軸と垂直方向の変位量とするとき、
【数１】
0004181790.tif 000015
の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
ｆ３、ｆ４を前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の焦点距離、ＬＷを広角端における光学全長とするとき、
【数２】
0004181790.tif 000016
の条件式を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項３】
前記第３ｂレンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズより成ることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項４】
前記第３ａレンズ群は２枚の正レンズと１枚の負レンズより成ることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項５】
前記第２レンズ群は３枚の負レンズと１枚の正レンズより成ることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項６】
前記第２レンズ群は３枚の負レンズと２枚の正レンズより成ることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項７】
前記第１レンズ群はメニスカス状の負レンズと２枚の正レンズより成ることを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項８】
前記第４レンズ群は１枚の正レンズと１枚の負レンズより成り、レンズ中心からレンズ周辺へ行くに従って正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有することを特徴とする請求項２のズームレンズ。
【請求項９】
前記第４レンズ群は２枚の正レンズと１枚の負レンズより成り、レンズ中心からレンズ周辺へ行くに従って正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有することを特徴とする請求項２のズームレンズ。
【請求項１０】
前記第２レンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングを行い、β２Ｔを望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの該第２レンズ群の横倍率とするとき、
−０．９５ ＜ β２Ｔ ＜−０．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項１１】
前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと２枚の正レンズより成り、ｆ１を該第１レンズ群の焦点距離、νｄを該２枚の正レンズのうちの１つの正レンズの材料のアッベ数、θｇｄを該２枚の正レンズのうちの１つの正レンズの材料の部分分数比とするとき、
【数３】
0004181790.tif 000017
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項１２】
無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを前記第１レンズ群と第２レンズ群を物体側へ一体的に又は互いに異なった速度で移動させて行うことを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【請求項１３】
物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズに於いて、該第３レンズ群は、正の屈折力の第３ａレンズ群と負の屈折力の第３ｂレンズ群より構成され、該第３ｂレンズ群を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより結像位置の変位を行い、該第２レンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングを行い、ＤｉＷ、ＤｉＴを各々広角端と望遠端での第ｉレンズ群と第（ｉ＋１）レンズ群との間隔、ｆＷ、ｆＴを各々、広角端と望遠端での全系の焦点距離、ｆｉを第ｉレンズ群の焦点距離、ｆ３ｂを該第３ｂレンズ群の焦点距離、ＴＳ３ｂＴを望遠端における該第３ｂレンズ群の光軸と垂直方向の変位量に対する結像位置の光軸と垂直方向の変位量、ＬＷを広角端における光学全長、β２Ｔを望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの該第２レンズ群の横倍率とするとき、
【数４】
0004181790.tif 000018
の条件式を満足することを特徴とするズームレンズ。
【請求項１４】
撮像素子上に像を形成するための光学系であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項のズームレンズ。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有していることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ及びそれを有する光学機器に関し、更に詳しくは、光学系の一部のレンズ群を光軸に対し垂直方向の成分を持つように移動させてズームレンズが振動（傾動）したときの画像ぶれ（像ぶれ）を高い光学性能を有しつつ、良好に補正した銀塩写真カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、デジタルカメラ等の光学機器に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
進行中の車等移動物体上からの撮影では撮影系（撮影レンズ）に振動が伝わり撮影画像にブレが生じる。また焦点距離の長い撮影レンズやＦナンバー（ＦＮｏ）の大きい撮影レンズでの手持ち撮影では手ブレにより、撮影画像にブレ（画像ブレ）が生じることがある。近年、これらの画像ブレを光学的または電気的に補正した防振機能を有した銀塩カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等が提案されている。
【０００３】
従来より防振機能を有したズームレンズが、例えば特開平５−２３２４１０号公報（従来例１）、特開平８−１３６８６３号公報（従来例２）、特開平８―１０６０４７（従来例３）、特開平９−２３０２３７（従来例４）、特開平１１−６４７２８号公報（従来例５）等で提案されている。
【０００４】
このうち従来例１は、物体側より順に正、負、正、正の屈折力の４つのレンズ群で構成された望遠ズームレンズであり、第２レンズ群を光軸と垂直方向に移動して防振を行っている。従来例２は、物体側より順に正、負、正、正、負の屈折力の５つのレンズ群より成るズームレンズであり、第２レンズ群の一部を光軸と垂直方向に移動して防振を行っている。従来例３は、物体側より順に正、負、正、正、負の屈折力の５つのレンズ群より成るズームレンズであり、第４レンズ群の一部を光軸と垂直方向に移動して防振を行っている。従来例４は、物体側より順に正、負、正、正の屈折力の４つのレンズ群を有したズームレンズであり、レンズ群内の一部のレンズ群を光軸と垂直方向に移動して防振を行っている。従来例５は、物体側より順に正、負、正、正、負の屈折力の５つのレンズ群を有し、第４レンズ群を光軸と垂直方向に移動させて、防振を行ったズームレンズと、物体側より順に正、負、正、正の屈折力の４つのレンズ群を有し、第４レンズ群を正と負の屈折力のレンズ群に分割し、このうち正の屈折力のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させて防振を行ったズームレンズを開示している。
【０００５】
この他、特開平１１−２３７５５０号公報では物体側より正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を有し、該第２、第４レンズ群を光軸上移動させて変倍を行い、該第３レンズ群は第３１レンズ群と第３２レンズ群とを有し、該第３２レンズ群を光軸に対し垂直方向に移動することにより結像位置の変位を行っているズームレンズを開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、撮影系の一部のレンズを光軸に対して垂直方向に平行偏心させて画像ぶれの補正を行う光学系においては、比較的容易に画像ぶれを補正することができる利点はあるが、移動させるレンズの為の駆動手段を必要とし、又防振時における偏心収差の発生量が多くなってくるという問題点がある。
【０００７】
例えば画像ぶれの補正を行う補正光学系がレンズ構成枚数が多く、高重量であると電気的駆動を行う際に大きなトルクを必要とする。又、画像ぶれを補正する為の、補正レンズ群を適切に設定しないと一定量の画像ぶれの補正効果を得るために補正光学系の移動量を多くとる必要が生じてしまい、光学系全体が大型化してくるという問題がある。
【０００８】
一方、補正光学系の移動に対する像の補正効果を強めてしまうと、一定の像ぶれ補正に対する正確な補正を行うためには、偏心に対して結像変位作用が敏感になりすぎてくるため正確なレンズ移動制御を行うことが難しくなってくる。
【０００９】
本発明は像ぶれ補正用の補正光学系の配置を適切に行うことにより、高画質を維持しつつ補正光学系の小型化、かつ一定量の像ぶれ補正効果を行うための補正光学系の移動量のコントロールを容易に行い、補正光学系の電気的駆動を容易に行うことができるズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【００１０】
この他本発明は、３５ｍｍ一眼レフカメラ換算で焦点距離２８ｍｍ程度の広角域から３００ｍｍ更には３５０ｍｍ程度の望遠域までをカバーし、防振機能を有する、コンパクトで、特に防振時の収差も良好に補正されたズームレンズ及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズに於いて、該第３レンズ群は、正の屈折力の第３ａレンズ群と負の屈折力の第３ｂレンズ群より構成され、該第３ｂレンズ群を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより結像位置を変位させており、ＤｉＷ、ＤｉＴを各々広角端と望遠端での第ｉレンズ群と第（ｉ＋１）レンズ群との間隔、ｆＷ、ｆＴを各々広角端と望遠端での全系の焦点距離、ｆ２、ｆ３ｂを各々該第２レンズ群と第３ｂレンズ群の焦点距離、ＴＳ３ｂＴを望遠端における該第３ｂレンズ群の光軸と垂直方向の変位量に対する結像位置の光軸と垂直方向の変位量とするとき、
【数５】
0004181790.tif 000002
の条件式を満足することを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明は請求項１の発明において、ｆ３、ｆ４を前記第３レンズ群と前記第４レンズ群の焦点距離、ＬＷを広角端における光学全長とするとき、
【数６】
0004181790.tif 000003
の条件式を満足することを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明は請求項１の発明において、前記第３ｂレンズ群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズより成ることを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明は請求項１の発明において、前記第３ａレンズ群は２枚の正レンズと１枚の負レンズより成ることを特徴としている。
【００１５】
請求項５の発明は請求項１の発明において、前記第２レンズ群は３枚の負レンズと１枚の正レンズより成ることを特徴としている。
【００１６】
請求項６の発明は請求項１の発明において、前記第２レンズ群は３枚の負レンズと２枚の正レンズより成ることを特徴としている。
【００１７】
請求項７の発明は請求項１の発明において、前記第１レンズ群はメニスカス状の負レンズと２枚の正レンズより成ることを特徴としている。
【００１８】
請求項８の発明は請求項２の発明において、前記第４レンズ群は１枚の正レンズと１枚の負レンズより成り、レンズ中心からレンズ周辺へ行くに従って正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有することを特徴としている。
【００１９】
請求項９の発明は請求項２の発明において、前記第４レンズ群は２枚の正レンズと１枚の負レンズより成り、レンズ中心からレンズ周辺へ行くに従って正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有することを特徴としている。
【００２０】
請求項１０の発明は請求項１の発明において、前記第２レンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングを行い、β２Ｔを望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの該第２レンズ群の横倍率とするとき、
−０．９５ ＜ β２Ｔ ＜−０．５
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００２１】
請求項１１の発明は請求項１の発明において、前記第１レンズ群は、１枚の負レンズと２枚の正レンズより成り、ｆ１を該第１レンズ群の焦点距離、νｄを該２枚の正レンズのうちの１つの正レンズの材料のアッベ数、θｇｄを該２枚の正レンズのうちの１つの正レンズの材料の部分分数比とするとき、
【数７】
0004181790.tif 000004
なる条件式を満足することを特徴としている。
【００２２】
請求項１２の発明は請求項１の発明において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを前記第１レンズ群と第２レンズ群を物体側へ一体的に又は互いに異なった速度で移動させて行うことを特徴とする請求項１のズームレンズ。
【００２３】
請求項１３の発明のズームレンズは、物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群と、負の屈折力の第２レンズ群と、正の屈折力の第３レンズ群と、正の屈折力の第４レンズ群より構成され、各レンズ群の間隔を変化させてズーミングを行うズームレンズに於いて、該第３レンズ群は、正の屈折力の第３ａレンズ群と負の屈折力の第３ｂレンズ群より構成され、該第３ｂレンズ群を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより結像位置の変位を行い、該第２レンズ群を光軸方向に移動させてフォーカシングを行い、ＤｉＷ、ＤｉＴを各々広角端と望遠端での第ｉレンズ群と第（ｉ＋１）レンズ群との間隔、ｆＷ、ｆＴを各々、広角端と望遠端での全系の焦点距離、ｆｉを第ｉレンズ群の焦点距離、ｆ３ｂを該第３ｂレンズ群の焦点距離、ＴＳ３ｂＴを望遠端における該第３ｂレンズ群の光軸と垂直方向の変位量に対する結像位置の光軸と垂直方向の変位量、ＬＷを広角端における光学全長、β２Ｔを望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの該第２レンズ群の横倍率とするとき、
【数８】
0004181790.tif 000005
の条件式を満足することを特徴としている。
【００２４】
請求項１４の発明は請求項１から１３のいずれか１項の発明において、撮像素子上に像を形成するための光学系であることを特徴としている。
【００２５】
請求項１５の発明の光学機器は、請求項１から１４のいずれか１項のズームレンズと、該ズームレンズによって形成された像を受光する撮像素子を有していることを特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は実施形態１のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図２、図３は実施形態１のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図、図４、図５は実施形態１のズームレンズの広角端、望遠端における横収差図、図６、図７は実施形態１のズームレンズの広角端、望遠端における画角の０．３°分に相当する像位置を変化させた後での横収差図である。
【００３３】
図８は実施形態２のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図９、図１０は実施形態２のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図、図１１、図１２は実施形態２のズームレンズの広角端、望遠端における横収差図、図１３、図１４は実施形態２のズームレンズの広角端、望遠端における画角の０．３°分に相当する像位置を変化させた後での横収差図である。
【００３４】
図１５は実施形態３のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図１６、図１７は実施形態３のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図、図１８、図１９は実施形態３のズームレンズの広角端、望遠端における横収差図、図２０、図２１は実施形態３のズームレンズの広角端、望遠端における画角の０．３°分に相当する像位置を変化させた後での横収差図である。
【００３５】
図２２は実施形態４のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図２３、図２４は実施形態４のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図、図２５、図２６は実施形態４のズームレンズの広角端、望遠端における横収差図、図２７、図２８は実施形態４のズームレンズの広角端、望遠端における画角の０．３°分に相当する像位置を変化させた後での横収差図である。
【００３６】
図２９は実施形態５のズームレンズの広角端におけるレンズ断面図、図３０、図３１は実施形態５のズームレンズの広角端、望遠端における縦収差図、図３２、図３３は実施形態５のズームレンズの広角端、望遠端における横収差図、図３４、図３５は実施形態５のズームレンズの広角端、望遠端における画角の０．３°分に相当する像位置を変化させた後での横収差図である。
【００３７】
レンズ断面図において、Ｌ１は正の屈折力の第１レンズ群、Ｌ２は負の屈折力の第２レンズ群、Ｌ３は正の屈折力の第３レンズ群、Ｌ４は正の屈折力の第４レンズ群である。矢印は広角側から望遠側へのズームングを行う際の各レンズ群の移動方向を示す。ＳＰは絞りで第２レンズ群と第３レンズ群との間に設けている。ＩＰは像面であり、ＣＣＤやＭＯＳ等の撮像素子やフィルム等の感光材料が配置されている。ＦＰはフレアーカット絞りである。
【００３８】
第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力の第３ａレンズ群Ｌ３ａと防振の為に光軸と垂直方向の成分を持つように移動する負の屈折力の第３ｂレンズ群Ｌ３ｂを有している。尚、絞りＳＰはズーミングに際し、第３ａレンズ群Ｌ３ａと一体となって移動している。
【００３９】
各実施形態のズームレンズにおいては、物体側より正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｌ４を有し、各レンズ群を光軸上移動を行いつつ各レンズ群の空気間隔を変化させてズーミングを行い、前記第３レンズ群中の負の屈折力の第３ｂレンズ群Ｌ３ｂを光軸に対し垂直方向の成分を有するように移動を行うことにより結像位置を変化させている。
【００４０】
ズーミングに際して第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の空気間隔を変化させることにより主に第２レンズ群Ｌ２で変倍作用を行い、第３レンズ群Ｌ３の移動で主に変倍に伴い変動する像面の補正作用を行うと同時に第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の空気間隔を変化させることによりズーミングに伴う軸外収差の変動を補正している。そして正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３中に負の屈折力の第３ｂレンズ群Ｌ３ｂを配置することにより、第３レンズ群Ｌ３中の第３ｂレンズ群Ｌ３ｂ以外のレンズ系のうち正の屈折作用のレンズ群で発生する諸収差を第３ｂレンズ群Ｌ３ｂの負の屈折作用でキャンセルしている。又それと同時に少ない移動量で大きい像位置の変位作用（防振作用）を行っている。
【００４１】
無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは第２レンズ群Ｌ２又は第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２を一体的に又は互いに異なった速度で物体側に移動することにより行っている。特に第２レンズ群Ｌ２を移動させる方式は第１レンズ群Ｌ１のレンズ外径を増大させないために良い。また第１、第２レンズ群Ｌ１、Ｌ２を共に物体側に移動させる方式をとることによってフォーカスの際の収差変動が少なくなるようにしている。
【００４２】
各実施形態のズームレンズにおいて、ＤｉＷ、ＤｉＴを各々広角端と望遠端での第ｉレンズ群と第（ｉ＋１）レンズ群との間隔、ｆＷ、ｆＴを各々、広角端と望遠端での全系の焦点距離、ｆｉを第ｉレンズ群の焦点距離、ｆ３ｂを該第３ｂレンズ群の焦点距離とする。ＴＳ３ｂＴを望遠端において、該第３ｂレンズ群を光軸と垂直方向に単位量移動させたときの結像位置の光軸と垂直方向の変位量、即ち第３ｂレンズ群の光軸と垂直方向の変位量に対する結像点の光軸と垂直方向の変位量とする。ＬＷを広角端における光学全長とする。このとき、
【００４３】
【数９】
0004181790.tif 000006
【００４４】
の条件式のうち１以上の条件式を満足している。これらの条件式のうち１つでも満足すれば、その条件式に対応した後述する効果が得られる。
【００４５】
又、β２Ｔを望遠端において無限遠物体にフォーカスしているときの該第２レンズ群の横倍率とするとき、
−０．９５ ＜ β２Ｔ ＜−０．５  ・・・（１１）
なる条件式を満足するようにしている。
【００４６】
又、第１レンズ群は、１枚の負レンズと２枚の正レンズを有し、ｆ１を第１レンズ群の焦点距離、νｄを該２枚の正レンズのうちの１つの正レンズの材料のアッベ数、θｇｄを該２枚の正レンズのうちの１つの正レンズの材料の部分分数比とするとき、
【００４７】
【数１０】
0004181790.tif 000007
【００４８】
なる条件式を満足するようにしている。
【００４９】
ここでアッベ数νｄ、部分分数比θｇｄは、フラウンフォーファー線のｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線における材料の屈折率を各々、ｎｄ、ｎｇ、ｎＣ、ｎＦとするとき、
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
θｇｄ＝（ｎｇ−ｎｄ）／（ｎＦ−ｎＣ）
なる式で表される。
【００５０】
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
【００５１】
広角端から望遠端へのズーミングに際して、条件式（１）、（２）を満足しつつ第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２が物体側へ移動することで、スペース効率よく第２レンズ群Ｌ２での変倍を行い、広角端での光学全長（第１レンズ面から像面までの距離）を短くしている。また、広角側ではレンズ全系としてレトロタイプとすることで、必要な長さのバックフォーカスを確保し、望遠側ではレンズ全系としてテレフォトタイプとすることで、レンズ系のコンパクト化を図っている。さらに、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４を条件式（６）を満足しつつ物体側に移動させることで、広角端から望遠端へのズーミングに伴って第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成の主点位置をより物体側へ移動させることで第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４での変倍効果を高めている。
【００５２】
絞りＳＰを第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置することで、絞り径を小さく抑え、前玉径すなわち最も物体側のレンズ径、後玉径すなわち最も像面側のレンズ径の大きさを適切な大きさにし、レンズ全系のコンパクト化を図っている。また、第２レンズ群Ｌ２を３枚の負レンズと１枚または２枚の正レンズを有するようにし、良好な収差補正を可能としている。
【００５３】
そして、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離ｆ２が条件式（３）を満足することでレンズ系全体のコンパクト化と高性能を達成している。条件式（３）は、広角端と望遠端における全系の焦点距離の積の平方根に対する第２レンズ群Ｌ２の焦点距離の範囲を規定したものであり、下限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が弱くなるとレンズ全系が増大してくる。又、上限値を超えて第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力が強くなるとレンズ全系のコンパクト化には有利だが、第２レンズ群Ｌ２で発生する諸収差が増大し、これを他のレンズ群でバランス良く補正することが困難となってくる。
【００５４】
また、各実施形態では、防振レンズ群（第３ｂレンズ群Ｌ３ｂ）を１枚の正レンズと１枚の負レンズで構成し、この第３ｂレンズ群Ｌ３ｂで色消しを行うことで、防振時の色収差の発生を少なくしており、二枚レンズ構成とすることで、防振レンズ群Ｌ３ｂのレンズ重量を軽くしている。又、条件式（４）、（５）、（７）を満足することで防振のための防振レンズ群Ｌ３ｂの変位量を小さくし、該第３ｂレンズ群Ｌ３ｂの防振駆動用アクチュエータにかかる負荷を小さく抑え、エネルギーの消費を小さくすることで良好な防振駆動特性を達成している。
【００５５】
一般に、防振のための防振レンズ群の駆動量を小さくするためには、防振レンズ群の変位量に対する結像点の変位量、すなわちラジアル敏感度を大きくすれば良い。ここで、ラジアル敏感度（偏心敏感度）をＴＳとし、防振レンズ群の焦点距離をｆ、防振のために想定される手振れ角度をφ、防振のための防振レンズ群の光軸と直交する方向の変位量をＸとする。このとき、
ＴＳ×Ｘ＝ｆ×ｔａｎφ
となる。ここで、ｆ×ｔａｎφは結像点の光軸と直交する方向の変位量である。従ってラジアル敏感度ＴＳは防振レンズ群の光軸と直交する方向の変位量Ｘに対する結像点の変位量ｆ×ｔａｎφである。
又、変位量Ｘは
Ｘ＝ｆ×ｔａｎφ／ＴＳ
となる。
【００５６】
したがって、手振れ角度φが一定としたとき、防振レンズ群の変位量Ｘは、防振レンズ群の焦点距離に比例し、ラジアル敏感度ＴＳに反比例することがわかる。したがって、防振の際の防振レンズの変位量Ｘを小さく抑えるには、望遠端の焦点距離が長くなると、それに比例してラジアル敏感度ＴＳを大きくする必要が生じる。
【００５７】
条件式（４）は広角端と望遠端における全系の焦点距離ｆＷ、ｆＴの積の平方根に対する第３ｂレンズ群Ｌ３ｂの焦点距離ｆ３ｂを規定するものであり、条件式（７）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離ｆ３に対する第３ｂレンズ群Ｌ３ｂの焦点距離ｆ３ｂの比を規定するものであり、両条件式とも下限値を超えて第３ｂレンズ群Ｌ３ｂの負の屈折力が弱くなると第３ｂレンズ群Ｌ３ｂのラジアル敏感度ＴＳ３ｂＴが大きくなり、上限値を超えて第３ｂレンズ群Ｌ３ｂの負の屈折力が強くなると収差補正が困難となり、特に防振時の光学性能が劣化してくる。
【００５８】
各実施形態では、第３ｂレンズ群Ｌ３ｂの望遠端でのラジアル敏感度ＴＳ３ｂＴを条件式（５）の範囲とすることで、防振のための第３ｂレンズ群Ｌ３ｂの変位量を小さく押さえつつ、良好な光学性能を得ている。
【００５９】
条件式（８）は広角端と望遠端における全系の焦点距離ｆＷ，ｆＴの積の平方根に対する第４レンズ群Ｌ４の焦点距離の比を規定するものであり、条件式（８）の下限値を越えて第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が強くなるとレンズ全長の短縮には有利だが収差補正が困難となる。又、条件式（８）の上限値を越えて第４レンズ群Ｌ４の正の屈折力が弱くなると収差補正には有利だが、レンズ系が増大してくる。
【００６０】
条件式（９）は望遠端における全系の焦点距離ｆＴに対する広角端での光学全長（最も物体側のレンズ面から像面までの長さ）の比であり、条件式（９）の下限値を越えてコンパクト化を図ろうとすると、各レンズ群の屈折力を強くする必要が生じ、この結果光学性能が劣化してくる。又、条件式（９）の上限値を越えるとレンズ全系コンパクト化を図りつつ、高い光学性能を得るのが難しくなってくる。
【００６１】
条件式（１０）は広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔変化量と、第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔変化量の比を規定したものであり、第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置されている絞りＳＰの外径を小さくし、各レンズ群のレンズ外径を最適にするためのものである。
【００６２】
条件式（１０）の下限値を越えて第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間隔変化量が第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔変化量に対し小さくなることは、所定の変倍比を得るために第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔変化量が大きくなることを意味し、広角端における絞りＳＰと第１レンズ群Ｌ１の間隔が大きくなり画面周辺への光量を確保するために第１レンズ群Ｌ１のレンズ外径が増大する。
【００６３】
条件式（１０）の上限値を越えて第１レンズ群Ｌ１と第レンズ２群Ｌ２との間隔変化量が第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔変化量に対し大きくなると今度は望遠側での画面周辺への光量を確保するために第１レンズ群Ｌ１のレンズ外径が増大する。
【００６４】
また、第１レンズ群Ｌ１はメニスカス状の負レンズと２枚の正レンズより構成し、第３ａレンズ群Ｌ３ａを１枚の負レンズと２枚の正レンズで構成し、第４レンズ群Ｌ４を少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズより構成し、第４レンズ群Ｌ４にレンズ中心からレンズ周辺へ行くに従って正の屈折力が弱くなる形状の非球面を用いることで、レンズ系全体がコンパクトで良好な光学性能のズームレンズを達成している。
【００６５】
次に各実施形態のフォーカシングについて説明する。
【００６６】
ズームレンズのフォーカシング方法としては、第１レンズ群Ｌ１の移動によるフォーカシング、所謂前玉フォーカシング方法が適用できる。この方法は、同一距離物体へのフォーカシングにおけるレンズ群の繰り出し量が焦点距離によらず一定となる性質があるため、鏡筒構造が簡単にできる利点がある。又、広角端の焦点距離が画面対角線長より短かい高変倍ズームレンズでは、広角側のズーム位置で近距離物体のとき画面周辺の光量を十分多く確保しようとすると、第１レンズ群Ｌ１のレンズ外径が極端に増大してくる。
【００６７】
そこで各実施形態では、フォーカシング方式として、第２レンズ群Ｌ２を移動させるフォーカシング方法が適用できる。これは、第１レンズ群Ｌ１に比べて比較的重量の軽い第２レンズ群Ｌ２をもちいるため、フォーカシングの操作性が良好であり、特に、近年普及しているオートフォーカスに対しても、フォーカスモーターへの負荷を少なくでくるので好ましい。
【００６８】
また、同一距離物体に対する第２レンズ群Ｌ２の繰り出し量が広角側に比べ望遠側では増大してくるが、ズーミングで空いたスペース（レンズ群とレンズ群との間隔）を利用できるためフォーカシングのためのスペースの確保が容易となり、周辺光量を多く確保するために第１レンズ群Ｌ１のレンズ外径が増大することがない。
【００６９】
尚、超高変倍ズームレンズになると広角端から望遠端へのズーミングにおいて第２レンズ群Ｌ２の横倍率が等倍をはさむ傾向がある。この場合、等倍を境にフォーカシングのための第２レンズ群Ｌ２の繰り出し方向が変化し、また、等倍となる焦点距離では、第２レンズ群Ｌ２でのフォーカシングできなくなる。この場合は、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２を同時に光軸上を同一又は異なった速度で移動させることでフォーカシングを行っている。
【００７０】
実施形態２、３では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを第２レンズ群Ｌ２を物体側に移動させて行っている。この場合、前述の理由により条件式（１１）を満足するように第２レンズ群Ｌ２の横倍率を設定している。
【００７１】
また、実施形態４では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とを一体で物体側に移動させて行っている。実施形態１、５では、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングを第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とを各々１対２の割合で物体側に移動して行っている。
【００７２】
一般に、望遠端の焦点距離が長くなってくると、望遠側での色収差が増大してくる。条件式（１２）〜（１４）は望遠側での軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正するための条件式である。条件式（１２）は広角端と望遠端における全系の焦点距離ｆＷ，ｆＴの積の平方根に対する第１レンズ群Ｌ１の焦点距離ｆ１の範囲を規定したものであり、条件式（１２）の下限値を越えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が強くなると第１レンズ群Ｌ１で発生する諸収差、特に球面収差、色収差が増大し、条件式（１２）の上限値を超えて第１レンズ群Ｌ１の正の屈折力が弱くなるとレンズ系全体のコンパクト化が困難となってくる。
【００７３】
条件式（１３）は第１レンズ群Ｌ１で発生する色収差を少なくするためのものであり、条件式（１４）は撮影波長全域に渡って色収差を小さく抑える、すなわち、２次スペクトルを小さくするためのものである。この範囲を越えると色収差を良好に補正するのが難しくなってくる。
【００７４】
各実施形態において、更に好ましくは条件式（３）〜（５）、（７）〜（１０）、（１２）の数値を次の如く設定するのが良い。
【００７５】
【数１１】
0004181790.tif 000008
【００７６】
次に、本発明の実施形態１〜５に各々対応する数値実施例１〜５を示す。各数値実施例においてｉは物体側からの光学面の順序を示し、ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｉとνｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の屈折率、アッベ数を示す。ｆは焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、ωは半画角である。Ｓｋｉｎｆはフレアー絞りから像面までの距離である。またｋを離心率、ｂ、ｃ、ｄを非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、非球面形状は、
ｘ＝（ｈ2／Ｒ）／[１＋[１−(１＋ｋ)(ｈ／Ｒ)2]1/2]＋ｂｈ4＋ｃｈ6＋ｄｈ8で表示される。但しＲは曲率半径である。また、例えば「ｅ−Ｚ」の表示は「１０-Z」を意味する。又、各数値実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００７７】
【外１】
0004181790.tif 000009
【００７８】
【外２】
0004181790.tif 000010
【００７９】
【外３】
0004181790.tif 000011
【００８０】
【外４】
0004181790.tif 000012
【００８１】
【外５】
0004181790.tif 000013
【００８２】
【表１】
0004181790.tif 000014
【００８３】
次に、本発明のズームレンズを用いた一眼レフカメラシステムの実施形態を、図３６を用いて説明する。図３６において、１０は一眼レフカメラ本体、１１は本発明によるズームレンズを搭載した交換レンズ、１２は交換レンズ１１を通して得られる被写体像を記録するフィルムや撮像素子などの記録手段、１３は交換レンズ１１からの被写体像を観察するファインダー光学系、１４は交換レンズ１１からの被写体像を記録手段１２とファインダー光学系１３に切り替えて伝送するための回動するクイックリターンミラーである。ファインダーで被写体像を観察する場合は、クイックリターンミラー１４を介してピント板１５に結像した被写体像をペンタプリズム１６で正立像としたのち、接眼光学系１７で拡大して観察する。撮影時にはクイックリターンミラー１４が矢印方向に回動して被写体像は記録手段１２に結像して記録される。１８はサブミラー、１９は焦点検出装置である。
【００８４】
このように本発明のズームレンズを一眼レフカメラ交換レンズ等の光学機器に適用することにより、高い光学性能を有した光学機器が実現できる。
【００８５】
尚、本発明はクイックリターンミラーのないＳＬＲ（Single lens Reflex）カメラにも同様に適用することができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、像ぶれ補正用の補正光学系の配置を適切に行うことにより、高画質を維持しつつ補正光学系の小型化、かつ一定量の像ぶれ補正効果を行うための補正光学系の移動量のコントロールを容易に行い、補正光学系の電気的駆動を容易に行うことができるズームレンズ及びそれを有する光学機器を達成することができる。
【００８７】
この他本発明によれば、３５ｍｍ一眼レフカメラ換算で焦点距離２８ｍｍ程度の広角域から３００ｍｍ更には３５０ｍｍ程度の望遠域までをカバーし、防振機能を有する、コンパクトで、特に防振時の収差も良好に補正されたズームレンズ及びそれを有する光学機器を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１の広角端のレンズ断面図
【図２】  本発明の実施形態１の通常状態の広角端における縦収差図
【図３】  本発明の実施形態１の通常状態の望遠端における縦収差図
【図４】  本発明の実施形態１の通常状態の広角端における横収差図
【図５】  本発明の実施形態１の通常状態の望遠端における横収差図
【図６】  本発明の実施形態１の画角０．３°分の画像ぶれの補正の広角端における横収差図
【図７】  本発明の実施形態１の画角０．３°分の画像ぶれの補正の望遠端における横収差図
【図８】  本発明の実施形態２の広角端のレンズ断面図
【図９】  本発明の実施形態２の通常状態の広角端における縦収差図
【図１０】  本発明の実施形態２の通常状態の望遠端における縦収差図
【図１１】  本発明の実施形態２の通常状態の広角端における横収差図
【図１２】  本発明の実施形態２の通常状態の望遠端における横収差図
【図１３】  本発明の実施形態２の画角０．３°分の画像ぶれの補正の広角端における横収差図
【図１４】  本発明の実施形態２の画角０．３°分の画像ぶれの補正の望遠端における横収差図
【図１５】  本発明の実施形態３の広角端のレンズ断面図
【図１６】  本発明の実施形態３の通常状態の広角端における縦収差図
【図１７】  本発明の実施形態３の通常状態の望遠端における縦収差図
【図１８】  本発明の実施形態３の通常状態の広角端における横収差図
【図１９】  本発明の実施形態３の通常状態の望遠端における横収差図
【図２０】  本発明の実施形態３の画角０．３°分の画像ぶれの補正の広角端における横収差図
【図２１】  本発明の実施形態３の画角０．３°分の画像ぶれの補正の望遠端における横収差図
【図２２】  本発明の実施形態４の広角端のレンズ断面図
【図２３】  本発明の実施形態４の通常状態の広角端における縦収差図
【図２４】  本発明の実施形態４の通常状態の望遠端における縦収差図
【図２５】  本発明の実施形態４の通常状態の広角端における横収差図
【図２６】  本発明の実施形態４の通常状態の望遠端における横収差図
【図２７】  本発明の実施形態４の画角０．３°分の画像ぶれの補正の広角端における横収差図
【図２８】  本発明の実施形態４の画角０．３°分の画像ぶれの補正の望遠端における横収差図
【図２９】  本発明の実施形態５の広角端のレンズ断面図
【図３０】  本発明の実施形態５の通常状態の広角端における縦収差図
【図３１】  本発明の実施形態５の通常状態の望遠端における縦収差図
【図３２】  本発明の実施形態５の通常状態の広角端における横収差図
【図３３】  本発明の実施形態５の通常状態の望遠端における横収差図
【図３４】  本発明の実施形態５の画角０．３°分の画像ぶれの補正の広角端における横収差図
【図３５】  本発明の実施形態５の画角０．３°分の画像ぶれの補正の望遠端における横収差図
【図３６】  本発明の光学機器の要部概略図
【符号の説明】
Ｌ１  第１レンズ群
Ｌ２  第２レンズ群
Ｌ３  第３レンズ群
Ｌ４  第４レンズ群
ＳＰ  開口絞り
ＩＰ  像面
ｄ  ｄ線
ｇ  ｇ線
Ｓ  サジタル像面
Ｍ  メリディオナル像面
ω  画角
ＦＮｏ  Ｆナンバー
Ｓ．Ｃ  正弦条件
【図１】
0004181790.tif 000019
【図２】
0004181790.tif 000020
【図３】
0004181790.tif 000021
【図４】
0004181790.tif 000022
【図５】
0004181790.tif 000023
【図６】
0004181790.tif 000024
【図７】
0004181790.tif 000025
【図８】
0004181790.tif 000026
【図９】
0004181790.tif 000027
【図１０】
0004181790.tif 000028
【図１１】
0004181790.tif 000029
【図１２】
0004181790.tif 000030
【図１３】
0004181790.tif 000031
【図１４】
0004181790.tif 000032
【図１５】
0004181790.tif 000033
【図１６】
0004181790.tif 000034
【図１７】
0004181790.tif 000035
【図１８】
0004181790.tif 000036
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
0004181790.tif 000039
【図２２】
0004181790.tif 000040
【図２３】
0004181790.tif 000041
【図２４】
0004181790.tif 000042
【図２５】
0004181790.tif 000043
【図２６】
0004181790.tif 000044
【図２７】
0004181790.tif 000045
【図２８】
0004181790.tif 000046
【図２９】
0004181790.tif 000047
【図３０】
0004181790.tif 000048
【図３１】
0004181790.tif 000049
【図３２】
0004181790.tif 000050
【図３３】
0004181790.tif 000051
【図３４】
0004181790.tif 000052
【図３５】
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【図３６】
0004181790.tif 000054