JP2012242690A - インナーフォーカス式レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で像ぶれ補正のための移動量が少ない防振レンズを備えた、小型で高い結像性能を有するインナーフォーカス方式レンズを提供する。
【解決手段】このインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃と、が配置されて構成される。第１レンズ群Ｇ₁₁は、防振レンズとしての機能を有する負レンズＬ₁₁₄と、開口絞りＳＴＰと、を含み構成される。第１レンズ群Ｇ₁₁内に防振レンズを備えることにより、防振レンズ自体の結像倍率を大きくすることができるため、防振補正時における防振レンズの移動量を小さくすることができる。また、防振レンズを１枚の負レンズＬ₁₁₄で構成したことにより、移動するレンズの重量を軽くすることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、写真用カメラ、ビデオカメラなどに好適な、防振機能を備えたインナーフォーカス式レンズに関する。

写真用カメラやビデオカメラなどに用いることが可能な、手ぶれなどの振動による像ぶれを補正するための防振機能を備えたインナーフォーカス式レンズが数多く提案されている（たとえば、特許文献１，２を参照。）。

特許文献１に記載のインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に、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レンズ群を配置し、第２レンズ群を移動させることによってフォーカシングを行い、第３レンズ群を光軸に対して略垂直方向へ移動させることによって像ぶれ補正を行うものである。

特許文献２に記載のインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に、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レンズ群を配置し、第２レンズ群を移動させることによってフォーカシングを行い、第３レンズ群に含まれるレンズの一部を光軸に対して略垂直方向へ移動させることによって像ぶれ補正を行うものである。

特許第３５４１２８３号公報 特許第４２７２７２５号公報

従来の防振機能を備えた光学系は、像ぶれ補正をつかさどるレンズ群（防振群）は複数のレンズで構成されていることが多い。特許文献１，２に開示されているインナーフォーカス式レンズにおいても、いずれも防振群が複数のレンズで構成されているため重い。このため、防振群を駆動するためのアクチュエータも大型のものが必要となるため、当該レンズを保持する鏡筒も大型化が避けられない。また、いずれの光学系の像ぶれ補正係数も小さくなっているために、像ぶれ補正のための防振群の移動量が大きくなる。したがって、光学系の径方向の大きなスペースが必要になり、この点においても光学系を保持する鏡筒が大型化することが問題になる。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、軽量で像ぶれ補正のための移動量が少ない防振レンズを備えた、小型で高い結像性能を有するインナーフォーカス方式レンズを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を備え、前記第１レンズ群を、光軸に対して略垂直方向へ移動させることによって光学系の振動時に生じる像ぶれの補正を行うための負レンズからなる防振レンズと、該防振レンズよりも像側に配置された開口絞りと、を含み構成し、前記第２レンズ群を光軸に沿って移動させてフォーカシングを行うことを特徴とする。

この発明によれば、軽量で像ぶれ補正のための移動量が少ない防振レンズを備えた、小型のインナーフォーカス方式レンズを提供することができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
（１） ６５．７６＜｜ｆ／（（１−βｖｒ）×βｒ）｜＜１１４．５９
ただし、ｆは光学系全系の焦点距離、βｖｒは前記防振レンズの結像倍率、βｒは前記防振レンズを含むレンズ群より像側に配置されているレンズ群の合成結像倍率を示す。

この発明によれば、より小型の防振機能付きインナーフォーカス式レンズを実現することができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（２） ０．８８＜｜ｆｖｒ｜／ｆ＜１．５５
ただし、ｆｖｒは前記防振レンズの焦点距離、ｆは光学系全系の焦点距離を示す。

この発明によれば、光学系の小型化を阻害せずに、結像性能を向上させることができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、前記発明において、以下に示す条件式を満足することを特徴とする。
（３） ０．４８＜｜ｆ３｜／ｆ＜０．８６
ただし、ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離、ｆは光学系全系の焦点距離を示す。

この発明によれば、光学系全長の短縮化を達成しつつ、結像性能の向上を図ることができる。

この発明によれば、軽量で像ぶれ補正のための移動量が少ない防振レンズを備えた、小型で高い結像性能を有するインナーフォーカス方式レンズを提供することができるという効果を奏する。

実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における縦収差図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における縦収差図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における縦収差図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における横収差図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における横収差図である。 実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における横収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における縦収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における縦収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における縦収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における横収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における横収差図である。 実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における横収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における縦収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における縦収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における縦収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における横収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における横収差図である。 実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における横収差図である。

以下、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズの好適な実施の形態を詳細に説明する。

この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を含み構成される。

まず、第１レンズ群はゾナータイプの構成をとっている。ゾナータイプの場合、レトロフォーカスタイプよりも光学系全長を短くすることが可能である。また、開口絞りに対する光学系の対称性もレトロフォーカスタイプに比べて保たれているため、良好な収差補正が可能である。特に、第１レンズ群内で良好な収差補正が可能になるため、後続する第２レンズ群や第３レンズ群の構成を簡素化できるというメリットもある。ゾナータイプの光学系では、バックフォーカスが短くなる傾向があるが、第２レンズ群や第３レンズ群を構成するレンズの屈折力配置を適切に選択することで、バックフォーカスを適切な長さにすることは可能である。

さらに、前記第１レンズ群は、１枚の負レンズからなる防振レンズと、この防振レンズよりも像側に配置された開口絞りと、を含み構成されている。この防振レンズは、光軸に対して略垂直方向へ移動（偏芯）することによって手ぶれなどによる光学系の振動時に生じる像ぶれの補正を行うものである。この発明では、防振レンズを第１レンズ群内に配置することにより、防振レンズ自体の結像倍率を大きくすることができるため、防振補正時における防振レンズの移動量を小さくすることができる。これにより、光学系全系の径方向の小型化が可能となる。また、防振レンズを負レンズ１枚で構成したことにより、移動するレンズの重量を軽くすることができる。このため、防振レンズの駆動をつかさどるアクチュエータも小さいものを採用することが可能となり、光学系の径方向の肥大化を抑制することができる。さらに、開口絞りを防振レンズよりも像側に配置することにより、後玉径を小さくすることができる。

ところで、防振レンズを第２レンズ群内に、フォーカスレンズを第１レンズ群内に配置した場合、フォーカスレンズより像側に配置されるレンズの結像倍率が小さくなり、物体距離の変化によるピント調整のためのフォーカスレンズの移動量が増加し、光学系全長が増大するという不都合がある。また、この場合、光線が高い位置を通る場所にフォーカスレンズを配置しなければならない。このため、フォーカスレンズの大型化、重量化が避けられないという不都合もある。フォーカスレンズが大型化、重量化するとそれを駆動させるためのアクチュエータも大型のものが必要になり、当該光学系を保持する鏡筒の大型化が避けられない。なお、第３レンズ群に含まれるレンズでフォーカシングを行うようにした場合でも、同様の不都合が生じる。

そこで、かかる不都合を回避するため、この発明では第２レンズ群を光軸に沿って移動させることでフォーカシングを行うようにした。このため、第２レンズ群より像側に配置されるレンズの結像倍率が大きくなり、物体距離変化によるピント調整のための第２レンズ群のフォーカス移動量を小さくすることが可能になる。なお、フォーカスレンズの軽量化を図るため、第２レンズ群は１枚の負レンズで構成されることが好ましい。また、第２レンズ群でフォーカシングを行う場合、光学系全系の中で光線が高い位置を通る場所に防振レンズを配置することになるため、防振レンズの口径は大きくなる傾向にある。しかし、防振レンズの屈折力を小さくすることでその曲率も小さくすることが可能になり、口径が大きくなることによる防振レンズの重量化を極力抑えることができるため、問題はない。この発明では、防振レンズの屈折力を極力抑えている。

さらに、この発明では、より小型で高い結像性能を有するインナーフォーカス方式レンズを実現するため、上記特徴に加え、以下に示すような各種条件を設定している。

この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、光学系全系の焦点距離をｆ、防振レンズの結像倍率をβｖｒ、防振レンズを含むレンズ群より像側に配置されているレンズ群の合成結像倍率をβｒとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（１） ６５．７６＜｜ｆ／（（１−βｖｒ）×βｒ）｜＜１１４．５９

条件式（１）は、より小型の防振機能付きインナーフォーカス式レンズを実現するための条件を示すものである。条件式（１）においてその下限を下回ると、防振レンズを含むレンズ群より像側に配置されているレンズ群の合成結像倍率が大きくなるため、光学系のバックフォーカスが長くなり、光学系全長が増大する。一方、条件式（１）においてその上限を超えると、防振補正時の防振レンズの移動量が増加し、光学系の径が大きくなる。

なお、上記条件式（１）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（１）’ ７３．９９＜｜ｆ／（（１−βｖｒ）×βｒ）｜＜１０５．０４
この条件式（１）’で規定する範囲を満足することにより、より小型の光学系を実現することができる。

さらに、上記条件式（１）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（１）’’ ８２．２０＜｜ｆ／（（１−βｖｒ）×βｒ）｜＜９６．００
この条件式（１）’’で規定する範囲を満足することにより、より一層小型の光学系を実現することができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、防振レンズの焦点距離をｆｖｒ、光学系全系の焦点距離をｆとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。
（２） ０．８８＜｜ｆｖｒ｜／ｆ＜１．５５

条件式（２）は、光学系の小型化を阻害せずに、結像性能を向上させるための条件を示すものである。条件式（２）においてその下限を下回ると、防振レンズの屈折力が大きくなりすぎて、防振補正時の収差変動が大きくなる。一方、条件式（２）においてその上限を超えると、防振レンズの屈折力が小さくなりすぎて、非防振補正時に球面収差がオーバー側に過剰となり、また像面湾曲がアンダー側に過剰となって、それらの補正が困難になるため、好ましくない。

なお、上記条件式（２）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（２）’ ０．９９＜｜ｆｖｒ｜／ｆ＜１．４２
この条件式（２）’で規定する範囲を満足することにより、光学系の結像性能をより向上させることができる。

さらに、上記条件式（２）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（２）’’ １．１０＜｜ｆｖｒ｜／ｆ＜１．３０
この条件式（２）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系の結像性能をより一層向上させることができる。

さらに、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズでは、第３レンズ群の焦点距離をｆ３、光学系全系の焦点距離をｆとするとき、次の条件式を満足することが好ましい。（３） ０．４８＜｜ｆ３｜／ｆ＜０．８６

条件式（３）は、光学系全長の短縮化を達成しつつ、結像性能の向上を図るための条件を示すものである。条件式（３）においてその下限を下回ると、第３レンズ群の屈折力が大きくなり、球面収差および像面湾曲の補正が困難になる。一方、条件式（３）においてその上限を超えると、光学系のバックフォーカスが長くなり、光学系全長の短縮が困難になる。

なお、上記条件式（３）は、次に示す範囲を満足すると、より好ましい効果が期待できる。
（３）’ ０．５４＜｜ｆ３｜／ｆ＜０．７８
この条件式（３）’で規定する範囲を満足することにより、光学系全長の短縮化を達成しつつ、結像性能をより向上させることができる。

さらに、上記条件式（３）’は、次に示す範囲を満足すると、さらなる好ましい効果が期待できる。
（３）’’ ０．５９＜｜ｆ３｜／ｆ＜０．７２
この条件式（３）’’で規定する範囲を満足することにより、光学系全長のさらなる短縮化を達成しつつ、結像性能をより一層向上させることができる。

以上説明したように、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、手ぶれなどによる光学系の振動時に生じる像ぶれの補正を行う防振レンズの軽量化と、防振補正時の防振レンズの移動量の抑制を図ることができる。また、開口絞りを第１レンズ群内の適切な位置に配置することにより、光学系の後玉径を小さくすることもできる。さらに、上記条件式を満足することで、より小型で高い結像性能を有するインナーフォーカス方式レンズを実現することができる。

以下、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズの実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₁₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₁₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₁₃と、が配置されて構成される。また、第３レンズ群Ｇ₁₃と結像面ＩＭＧとの間には、カバーガラスＣＧが配置されている。カバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。なお、結像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₁₁は、物体側から順に、正レンズＬ₁₁₁と、正レンズＬ₁₁₂と、負レンズＬ₁₁₃と、負レンズＬ₁₁₄と、所定の口径を規定する開口絞りＳＴＰと、負レンズＬ₁₁₅と、正レンズＬ₁₁₆と、が配置されて構成される。負レンズＬ₁₁₅と正レンズＬ₁₁₆とは、接合されている。負レンズＬ₁₁₄には防振レンズとしての機能をもたせている。すなわち、負レンズＬ₁₁₄を光軸に対して略垂直な方向に移動（偏芯）させることによって、手ぶれなどによる光学系の振動時に生じる像ぶれの補正を行う。特に、負レンズＬ₁₁₄の屈折力を小さくすることでその曲率も小さくなり、負レンズＬ₁₁₄を薄く軽量にすることができる。また、防振レンズである負レンズＬ₁₁₄よりも結像面ＩＭＧ側に開口絞りＳＴＰが配置されていることにより、後続するレンズの口径を小さくすることができる。第１レンズ群Ｇ₁₁のレンズ構成は、開口絞りＳＴＰに対し略対称性が保たれている。

第２レンズ群Ｇ₁₂は、負レンズＬ₁₂₁により構成されている。第２レンズ群Ｇ₁₂は、光軸に沿って物体側から結像面ＩＭＧ側へ移動することにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₁₃は、物体側から順に、正レンズＬ₁₃₁と、負レンズＬ₁₃₂と、が配置されて構成される。

以下、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝56.3969
ｄ₁＝6.2609 ｎｄ₁＝1.83481 νｄ₁＝42.72
ｒ₂＝-227.646
ｄ₂＝0.4
ｒ₃＝22.2275
ｄ₃＝4.5373 ｎｄ₂＝1.83481 νｄ₂＝42.72
ｒ₄＝61.9644
ｄ₄＝0.8239
ｒ₅＝213.9013
ｄ₅＝0.9 ｎｄ₃＝1.72825 νｄ₃＝28.32
ｒ₆＝15.7669
ｄ₆＝6.2945
ｒ₇＝-108.362
ｄ₇＝0.8 ｎｄ₄＝1.72825 νｄ₄＝28.32
ｒ₈＝84.2155
ｄ₈＝4.4348
ｒ₉＝∞（開口絞り）
ｄ₉＝1.5
ｒ₁₀＝32.8654
ｄ₁₀＝0.8 ｎｄ₅＝1.84666 νｄ₅＝23.78
ｒ₁₁＝18.5472
ｄ₁₁＝4.5781 ｎｄ₆＝1.91082 νｄ₆＝35.25
ｒ₁₂＝-110.767
ｄ₁₂＝D(12)（可変）
ｒ₁₃＝-228.318
ｄ₁₃＝0.7 ｎｄ₇＝1.603 νｄ₇＝65.44
ｒ₁₄＝18.6759
ｄ₁₄＝D(14)（可変）
ｒ₁₅＝39.4179
ｄ₁₅＝7 ｎｄ₈＝1.72916 νｄ₈＝54.67
ｒ₁₆＝-29.8753
ｄ₁₆＝4.6748
ｒ₁₇＝-25.5175
ｄ₁₇＝1.8 ｎｄ₉＝1.80809 νｄ₉＝22.76
ｒ₁₈＝-61.8081
ｄ₁₈＝5
ｒ₁₉＝∞
ｄ₁₉＝2 ｎｄ₁₀＝1.5168 νｄ₁₀＝64.2
ｒ₂₀＝∞
ｄ₂₀＝9.8561
ｒ₂₁＝∞（結像面）

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 0.025倍 最至近距離（0.141倍）
D(12) 1.804 2.598 6.351
D(14) 10.836 10.042 6.289
像高（Ｙ） 14.20 14.20 14.20

ｆ（光学系全系の焦点距離）＝51.50
Ｆｎｏ＝1.84
ω（半画角）＝15.42
βｖｒ（負レンズＬ₁₁₄（防振レンズ）の結像倍率）＝41.20
βｒ（第２レンズ群Ｇ₁₂と第３レンズ群Ｇ₁₃との合成結像倍率）＝0.01
ｆｖｒ（負レンズＬ₁₁₄（防振レンズ）の焦点距離）＝-64.96
ｆ３（第３レンズ群Ｇ₁₃の焦点距離）＝36.75

（条件式（１）に関する数値）
｜ｆ／（（１−βｖｒ）×βｒ）｜＝95.49

（条件式（２）に関する数値）
｜ｆｖｒ｜／ｆ＝1.26

（条件式（３）に関する数値）
｜ｆ３｜／ｆ＝0.71

図２は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における縦収差図である。図３は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における縦収差図である。図４は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における縦収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

また、図５は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における横収差図である。図６は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における横収差図である。図７は、実施例１にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における横収差図である。これらの図において、（ａ）は非防振補正時における実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから１４．２ｍｍの横収差曲線、（ｂ）は防振補正時において負レンズＬ₁₁₄（防振レンズ）を光軸に対して垂直上方向へ０．５０ｍｍ移動させ、結像位置を画角０．３度相当移動させた場合の実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから１４．２ｍｍの横収差曲線、（ｃ）は防振補正時において負レンズＬ₁₁₄（防振レンズ）を光軸に対して垂直下方向へ−０．５０ｍｍ移動させ、結像位置を画角−０．３度相当移動させた場合の実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから−１４．２ｍｍの横収差曲線を示している。なお、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。

図８は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₂₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₂₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₂₃と、が配置されて構成される。また、第３レンズ群Ｇ₂₃と結像面ＩＭＧとの間には、カバーガラスＣＧが配置されている。カバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。なお、結像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₂₁は、物体側から順に、正レンズＬ₂₁₁と、正レンズＬ₂₁₂と、負レンズＬ₂₁₃と、負レンズＬ₂₁₄と、所定の口径を規定する開口絞りＳＴＰと、負レンズＬ₂₁₅と、正レンズＬ₂₁₆と、が配置されて構成される。負レンズＬ₂₁₅と正レンズＬ₂₁₆とは、接合されている。負レンズＬ₂₁₄には防振レンズとしての機能をもたせている。すなわち、負レンズＬ₂₁₄を光軸に対して略垂直な方向に移動（偏芯）させることによって、手ぶれなどによる光学系の振動時に生じる像ぶれの補正を行う。特に、負レンズＬ₂₁₄の屈折力を小さくすることでその曲率も小さくなり、負レンズＬ₂₁₄を薄く軽量にすることができる。また、防振レンズである負レンズＬ₂₁₄よりも結像面ＩＭＧ側に開口絞りＳＴＰが配置されていることにより、後続するレンズの口径を小さくすることができる。第１レンズ群Ｇ₂₁のレンズ構成は、開口絞りＳＴＰに対し略対称性が保たれている。

第２レンズ群Ｇ₂₂は、負レンズＬ₂₂₁により構成されている。第２レンズ群Ｇ₂₂は、光軸に沿って物体側から結像面ＩＭＧ側へ移動することにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₂₃は、物体側から順に、正レンズＬ₂₃₁と、負レンズＬ₂₃₂と、が配置されて構成される。

以下、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝44.8799
ｄ₁＝4.8446 ｎｄ₁＝1.83481 νｄ₁＝42.72
ｒ₂＝-275.016
ｄ₂＝0.4
ｒ₃＝23.3824
ｄ₃＝3.6557 ｎｄ₂＝1.91082 νｄ₂＝35.25
ｒ₄＝55.6626
ｄ₄＝1.0221
ｒ₅＝263.1267
ｄ₅＝0.9 ｎｄ₃＝1.72825 νｄ₃＝28.32
ｒ₆＝15.5392
ｄ₆＝6.1331
ｒ₇＝-140.202
ｄ₇＝0.8 ｎｄ₄＝1.8061 νｄ₄＝33.27
ｒ₈＝67.9694
ｄ₈＝4.575
ｒ₉＝∞（開口絞り）
ｄ₉＝1.5
ｒ₁₀＝30.4655
ｄ₁₀＝0.7 ｎｄ₅＝1.84666 νｄ₅＝23.78
ｒ₁₁＝18.0217
ｄ₁₁＝4.7707 ｎｄ₆＝1.83481 νｄ₆＝42.72
ｒ₁₂＝-80.3201
ｄ₁₂＝D(12)（可変）
ｒ₁₃＝-142.554
ｄ₁₃＝0.7 ｎｄ₇＝1.62041 νｄ₇＝60.34
ｒ₁₄＝20.3958
ｄ₁₄＝D(14)（可変）
ｒ₁₅＝46.8341
ｄ₁₅＝6.215 ｎｄ₈＝1.72916 νｄ₈＝54.67
ｒ₁₆＝-33.8583
ｄ₁₆＝7.8104
ｒ₁₇＝-25.3869
ｄ₁₇＝2 ｎｄ₉＝1.80518 νｄ₉＝25.46
ｒ₁₈＝-38.0301
ｄ₁₈＝5
ｒ₁₉＝∞
ｄ₁₉＝2 ｎｄ₁₀＝1.5168 νｄ₁₀＝64.2
ｒ₂₀＝∞
ｄ₂₀＝9.15
ｒ₂₁＝∞（結像面）

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 0.025倍 最至近距離（0.142倍）
D(12) 1.796 2.630 6.599
D(14) 11.829 10.994 7.027
像高（Ｙ） 14.20 14.20 14.20

ｆ（光学系全系の焦点距離）＝51.30
Ｆｎｏ＝1.85
ω（半画角）＝15.43
βｖｒ（負レンズＬ₂₁₄（防振レンズ）の結像倍率）＝-10.46
βｒ（第２レンズ群Ｇ₂₂と第３レンズ群Ｇ₂₃との合成結像倍率）＝-0.05
ｆｖｒ（負レンズＬ₂₁₄（防振レンズ）の焦点距離）＝-56.69
ｆ３（第３レンズ群Ｇ₂₃の焦点距離）＝35.02

（条件式（１）に関する数値）
｜ｆ／（（１−βｖｒ）×βｒ）｜＝82.21

（条件式（２）に関する数値）
｜ｆｖｒ｜／ｆ＝1.11

（条件式（３）に関する数値）
｜ｆ３｜／ｆ＝0.68

図９は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における縦収差図である。図１０は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における縦収差図である。図１１は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における縦収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

また、図１２は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における横収差図である。図１３は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における横収差図である。図１４は、実施例２にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における横収差図である。これらの図において、（ａ）は非防振補正時における実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから１４．２ｍｍの横収差曲線、（ｂ）は防振補正時において負レンズＬ₂₁₄（防振レンズ）を光軸に対して垂直上方向へ０．４３ｍｍ移動させ、結像位置を画角０．３度相当移動させた場合の実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから１４．２ｍｍの横収差曲線、（ｃ）は防振補正時において負レンズＬ₂₁₄（防振レンズ）を光軸に対して垂直下方向へ−０．４３ｍｍ移動させ、結像位置を画角−０．３度相当移動させた場合の実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから−１４．２ｍｍの横収差曲線を示している。なお、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。

図１５は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの構成を示す光軸に沿う断面図である。このインナーフォーカス式レンズは、図示しない物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ₃₁と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ₃₂と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ₃₃と、が配置されて構成される。また、第３レンズ群Ｇ₃₃と結像面ＩＭＧとの間には、カバーガラスＣＧが配置されている。カバーガラスＣＧは必要に応じて配置されるものであり、不要な場合は省略可能である。なお、結像面ＩＭＧには、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の受光面が配置される。

第１レンズ群Ｇ₃₁は、物体側から順に、正レンズＬ₃₁₁と、正レンズＬ₃₁₂と、負レンズＬ₃₁₃と、負レンズＬ₃₁₄と、所定の口径を規定する開口絞りＳＴＰと、負レンズＬ₃₁₅と、正レンズＬ₃₁₆と、が配置されて構成される。負レンズＬ₃₁₅と正レンズＬ₃₁₆とは、接合されている。負レンズＬ₃₁₄には防振レンズとしての機能をもたせている。すなわち、負レンズＬ₃₁₄を光軸に対して略垂直な方向に移動（偏芯）させることによって、手ぶれなどによる光学系の振動時に生じる像ぶれの補正を行う。特に、負レンズＬ₃₁₄の屈折力を小さくすることでその曲率も小さくなり、負レンズＬ₃₁₄を薄く軽量にすることができる。また、防振レンズである負レンズＬ₃₁₄よりも結像面ＩＭＧ側に開口絞りＳＴＰが配置されていることにより、後続するレンズの口径を小さくすることができる。第１レンズ群Ｇ₃₁のレンズ構成は、開口絞りＳＴＰに対し略対称性が保たれている。

第２レンズ群Ｇ₃₂は、負レンズＬ₃₂₁により構成されている。第２レンズ群Ｇ₃₂は、光軸に沿って物体側から結像面ＩＭＧ側へ移動することにより、無限遠物体合焦状態から最至近距離物体合焦状態までのフォーカシングを行う。

第３レンズ群Ｇ₃₃は、物体側から順に、正レンズＬ₃₃₁と、負レンズＬ₃₃₂と、が配置されて構成される。

以下、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズに関する各種数値データを示す。

（レンズデータ）
ｒ₁＝51.1089
ｄ₁＝4.4589 ｎｄ₁＝1.83481 νｄ₁＝42.72
ｒ₂＝860.7509
ｄ₂＝0.4
ｒ₃＝20.422
ｄ₃＝4.864 ｎｄ₂＝1.83481 νｄ₂＝42.72
ｒ₄＝55.2644
ｄ₄＝0.3361
ｒ₅＝66.8698
ｄ₅＝0.9 ｎｄ₃＝1.72825 νｄ₃＝28.32
ｒ₆＝14.8274
ｄ₆＝6.8027
ｒ₇＝-970.474
ｄ₇＝0.8 ｎｄ₄＝1.72825 νｄ₄＝28.32
ｒ₈＝49.3221
ｄ₈＝4.5853
ｒ₉＝∞（開口絞り）
ｄ₉＝1.5
ｒ₁₀＝28.105
ｄ₁₀＝0.8 ｎｄ₅＝1.84666 νｄ₅＝23.78
ｒ₁₁＝17.0221
ｄ₁₁＝3.9726 ｎｄ₆＝1.91082 νｄ₆＝35.25
ｒ₁₂＝454.2894
ｄ₁₂＝D(12)（可変）
ｒ₁₃＝-79.8991
ｄ₁₃＝0.7 ｎｄ₇＝1.603 νｄ₇＝65.44
ｒ₁₄＝19.9883
ｄ₁₄＝D(14)（可変）
ｒ₁₅＝43.4828
ｄ₁₅＝7 ｎｄ₈＝1.72916 νｄ₈＝54.67
ｒ₁₆＝-25.6466
ｄ₁₆＝2.5
ｒ₁₇＝-21.9075
ｄ₁₇＝0.958 ｎｄ₉＝1.80809 νｄ₉＝22.76
ｒ₁₈＝-35.5597
ｄ₁₈＝5
ｒ₁₉＝∞
ｄ₁₉＝2 ｎｄ₁₀＝1.5168 νｄ₁₀＝64.2
ｒ₂₀＝∞
ｄ₂₀＝13.6221
ｒ₂₁＝∞（結像面）

（各合焦状態の数値データ）
無限遠 0.025倍 最至近距離（0.142倍）
D(12) 2.418 3.258 7.488
D(14) 11.384 10.545 6.315
像高（Ｙ） 14.20 14.20 14.20

ｆ（光学系全系の焦点距離）＝53.00
Ｆｎｏ＝1.87
ω（半画角）＝15.12
βｖｒ（負レンズＬ₃₁₄（防振レンズ）の結像倍率）＝5.05
βｒ（第２レンズ群Ｇ₃₂と第３レンズ群Ｇ₃₃との合成結像倍率）＝0.14
ｆｖｒ（負レンズＬ₃₁₄（防振レンズ）の焦点距離）＝-64.43
ｆ３（第３レンズ群Ｇ₃₃の焦点距離）＝31.80

（条件式（１）に関する数値）
｜ｆ／（（１−βｖｒ）×βｒ）｜＝95.49

（条件式（２）に関する数値）
｜ｆｖｒ｜／ｆ＝1.22

（条件式（３）に関する数値）
｜ｆ３｜／ｆ＝0.60

図１６は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における縦収差図である。図１７は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における縦収差図である。図１８は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における縦収差図である。図中、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。そして、非点収差図におけるＳ，Ｍは、それぞれサジタル像面、メリディオナル像面に対する収差を表す。

また、図１９は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの無限遠物体合焦状態における横収差図である。図２０は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの撮影倍率０．０２５倍合焦状態における横収差図である。図２１は、実施例３にかかるインナーフォーカス式レンズの最至近距離物体合焦状態における横収差図である。これらの図において、（ａ）は非防振補正時における実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから１４．２ｍｍの横収差曲線、（ｂ）は防振補正時において負レンズＬ₃₁₄（防振レンズ）を光軸に対して垂直上方向へ０．５０ｍｍ移動させ、結像位置を画角０．３度相当移動させた場合の実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから１４．２ｍｍの横収差曲線、（ｃ）は防振補正時において負レンズＬ₃₁₄（防振レンズ）を光軸に対して垂直下方向へ−０．５０ｍｍ移動させ、結像位置を画角−０．３度相当移動させた場合の実像高（Ｙ’）０．０ｍｍから−１４．２ｍｍの横収差曲線を示している。なお、ｇはｇ線（λ＝４３５．８３ｎｍ）、ｄはｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）に相当する波長の収差を表す。

なお、上記各実施例中の数値データにおいて、ｒ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ、絞り面などの曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ、絞りなどの肉厚またはそれらの面間隔、ｎｄ₁，ｎｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、νｄ₁，νｄ₂，・・・・は各レンズのｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対するアッベ数を示している。そして、長さの単位はすべて「ｍｍ」、角度の単位はすべて「°」である。

以上説明したように、上記各実施例のインナーフォーカス式レンズは、手ぶれなどによる光学系の振動時に生じる像ぶれの補正を行う防振レンズの軽量化と、防振補正時の防振レンズの移動量の抑制を図ることができる。また、開口絞りを第１レンズ群内の適切な位置に配置することにより、光学系の後玉径を小さくすることもできる。さらに、上記条件式を満足することで、より小型で高い結像性能を有するインナーフォーカス方式レンズを実現することができる。

以上のように、この発明にかかるインナーフォーカス式レンズは、写真用カメラ、ビデオカメラなどに有用であり、特に、振動を受けやすい場所で用いられる撮像装置に最適である。

Ｇ₁₁，Ｇ₂₁，Ｇ₃₁ 第１レンズ群
Ｇ₁₂，Ｇ₂₂，Ｇ₃₂ 第２レンズ群
Ｇ₁₃，Ｇ₂₃，Ｇ₃₃ 第３レンズ群
Ｌ₁₁₁，Ｌ₁₁₂，Ｌ₁₁₆，Ｌ₁₃₁，Ｌ₂₁₁，Ｌ₂₁₂，Ｌ₂₁₆，Ｌ₂₃₁，Ｌ₃₁₁，Ｌ₃₁₂，Ｌ₃₁₆，Ｌ₃₃₁ 正レンズ
Ｌ₁₁₃，Ｌ₁₁₄，Ｌ₁₁₅，Ｌ₁₂₁，Ｌ₁₃₂，Ｌ₂₁₃，Ｌ₂₁₄，Ｌ₂₁₅，Ｌ₂₂₁，Ｌ₂₃₂，Ｌ₃₁₃，Ｌ₃₁₄，Ｌ₃₁₅，Ｌ₃₂₁，Ｌ₃₃₂ 負レンズ
ＣＧ カバーガラス
ＩＭＧ 結像面
ＳＴＰ 開口絞り

Claims (4)

1. 物体側から順に配置された、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を備え、
   前記第１レンズ群を、光軸に対して略垂直方向へ移動させることによって光学系の振動時に生じる像ぶれの補正を行うための負レンズからなる防振レンズと、該防振レンズよりも像側に配置された開口絞りと、を含み構成し、
   前記第２レンズ群を光軸に沿って移動させてフォーカシングを行うことを特徴とするインナーフォーカス式レンズ。
2. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （１） ６５．７６＜｜ｆ／（（１−βｖｒ）×βｒ）｜＜１１４．５９
   ただし、ｆは光学系全系の焦点距離、βｖｒは前記防振レンズの結像倍率、βｒは前記防振レンズを含むレンズ群より像側に配置されているレンズ群の合成結像倍率を示す。
3. 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （２） ０．８８＜｜ｆｖｒ｜／ｆ＜１．５５
   ただし、ｆｖｒは前記防振レンズの焦点距離、ｆは光学系全系の焦点距離を示す。
4. 以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のインナーフォーカス式レンズ。
   （３） ０．４８＜｜ｆ３｜／ｆ＜０．８６
   ただし、ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離、ｆは光学系全系の焦点距離を示す。

Images