JP2007004020A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 手ぶれ補正機能を有し、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適なコンパクトでカメラ奥行き方向の薄型化を達成するズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 少なくとも物体側より順に配列された、ズーミング中固定で光軸を折り曲げるための反射部材を含み負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２と、第３レンズ群ＧＲ３とを有し、上記第２レンズ群又は上記第３レンズ群の何れか（以下、「ブレ補正レンズ群」という）を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸と直交する方向にシフトさせることが可能であり、以下の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ１。
（１）0.5 ＜ ( 1 − βα )×βｂ ＜ 3.0
但し
βα：ブレ補正レンズ群の望遠端での倍率
βｂ：ブレ補正レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
とする。
【選択図】図１

Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、カメラの振動による撮影画像のブレを補正する機能、すなわち、手ぶれ補正機能を有し、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適なコンパクトでカメラ奥行き方向の薄型化を達成するズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラ等の個体撮像素子を用いた撮像装置が普及しつつある。このようなデジタルスチルカメラの普及に伴い一層の高画質化が求められており、特に画素数の多いデジタルスチルカメラ等においては、画素数の多い個体撮像素子に対応した結像性能にすぐれた撮影用レンズ、特にズームレンズが求められている。また、その上、小型化への要求も強く、特に奥行き方向に小型なズームレンズが求められている。

また、撮影時の振動による撮影画像の像ブレを防ぐ、手ぶれ補正機能も強く要求されている。

例えば、特許文献１では、負の屈折力を有する第１レンズ群、正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、正又は負の屈折力を有する第４レンズ群で構成され、第３レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることで、手ぶれ補正を行うズームレンズが提案されている。

また、他方で、第１レンズ群中に光路を折り曲げるための反射部材を配置して奥行方向での小型化、すなわち薄型化を達成したズームレンズが提案されている。

特許第３４８６５３２号公報

そこで、第１レンズ群中に光路を折り曲げるための反射部材を配置すると共に、第１レンズ群より像側に配置されるレンズ群の一の全体又は一部を光軸方向と直交する方向に移動させることによって像をシフトさせるようにすることが考えられる。

しかしながら、上記したように、単純に、反射部材での光路の折曲による薄型化と、レンズシフトによる像シフト方式とを組み合わせただけでは、十分な光学性能を有するズームレンズを得ることができず、特に、構成される各レンズ群の偏芯による収差劣化が大きくなってしまう。すなわち高画素に対応した結像性能を満足しようとすると高い精度での組み立て性が要求される。

本発明は、上記したような問題に鑑み、手ぶれ補正機能を有し、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適なコンパクトでカメラ奥行き方向の薄型化を達成し、かつ組立性の良好な ズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。

本発明ズームレンズは、上記した課題を解決するために、少なくとも物体側より順に配列された、ズーミング中固定で光軸を折り曲げるための反射部材を含み負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、第３レンズ群とを有し、上記第２レンズ群又は上記第３レンズ群の何れか（以下、「ブレ補正レンズ群」という）を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸と直交する方向にシフトさせることが可能であり、βαをブレ補正レンズ群の望遠端での倍率、βｂをブレ補正レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率として、条件式（１）0.5 ＜ ( 1 − βα )×βｂ ＜ 3.0を満足するものである。

従って、本発明ズームレンズにあっては、手振れ補正が可能であると共にカメラ奥行き方向で薄型化される。

また、本発明撮像装置は、本発明ズームレンズを使用している。

本発明ズームレンズは、少なくとも物体側より順に配列された、ズーミング中固定で光軸を折り曲げるための反射部材を含み負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、第３レンズ群とを有し、上記第２レンズ群又は上記第３レンズ群の何れか（以下、「ブレ補正レンズ群」という）を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸と直交する方向にシフトさせることが可能であり、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
（１）0.5 ＜ ( 1 − βα )×βｂ ＜ 3.0
但し
βα：ブレ補正レンズ群の望遠端での倍率
βｂ：ブレ補正レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
とする。

また、本発明撮像装置は、ズームレンズと、上記ズームレンズにより形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、上記ズームレンズは、少なくとも物体側より順に配列された、ズーミング中固定で光軸を折り曲げるための反射部材を含み負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、第３レンズ群とを有し、上記第２レンズ群又は上記第３レンズ群の何れか（以下、「ブレ補正レンズ群」という）を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸と直交する方向にシフトさせることが可能であり、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする。
（１）0.5 ＜ ( 1 − βα )×βｂ ＜ 3.0
但し
βα：ブレ補正レンズ群の望遠端での倍率
βｂ：ブレ補正レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
とする。

従って、本発明ズームレンズにあっては、手振れ補正が可能であると共に、薄型化、すなわち、入射光軸方向での小型化が可能である。また、ブレ補正レンズ群の駆動機構の大型化を防ぐと共に、手振れ補正のためのブレ補正レンズ群のシフト量の制御が容易である。

そして、本発明撮像装置は、本発明ズームレンズを使用することにより、手振れ補正が可能でありながら、ブレ補正レンズ群を駆動する機構の大型化を防いで小型に構成することができ、また、薄型化が可能である。さらに、手振れ補正のためのブレ補正レンズ群のシフト量の制御が容易である。

請求項２に記載した発明にあっては、物体側より順に、負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レンズ群が配列されて構成されるので、バランスの良い結像性能を有する。

請求項３に記載した発明にあっては、f1を第１レンズ群の焦点距離、f2を第２レンズ群の焦点距離として、条件式（２）0.1 ＜ ｜ｆ1／f2｜＜ 1.2を満足するので、前玉径の大型化を防ぎ、歪曲収差の補正が良好に成されると共に、手振れ補正時の収差発生量を抑制することができる。

請求項４に記載した発明にあっては、f1を第１レンズ群の焦点距離、fwを広角端でのレンズ全系の焦点距離として、条件式（３）3.8 ＜ ｜ｆ1／fw｜＜ 5.0を満足するので、前玉径及び反射部材の大型化を防ぐと共に歪曲収差を良好に補正することができる。

請求項６に記載した発明にあっては、上記撮像素子の振れを検出する手振れ検出手段と、上記手振れ検出手段によって検出した撮像素子の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、上記ブレ補正レンズ群を上記振れ補正角に基づく位置とするべく駆動信号を駆動部に送出する手振れ制御手段と、上記駆動信号に基づいて上記ブレ補正レンズ群を光軸と直交する方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えたので、手振れ等による撮像素子の振れによる画像の振れを補正することができる共に、合焦状態が良好で各種収差が良好に補正された高品質の画像を取得することができる。

以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。

本発明ズームレンズは、少なくとも物体側より順に配列された、ズーミング中固定で光軸を折り曲げるための反射部材を含み負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、第３レンズ群とを有し、上記第２レンズ群又は上記第３レンズ群の何れか（以下、「ブレ補正レンズ群」という）を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸と直交する方向にシフトさせることが可能であり、かつ、βαをブレ補正レンズ群の望遠端での倍率、βｂをブレ補正レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率として、以下の条件式（１）を満足する。
（１）0.5 ＜ ( 1 − βα )×βｂ ＜ 3.0
また、好ましくは、第３レンズ群の像側に正の屈折力を有する第４レンズ群が配列され、第３レンズ群は正の屈折力を有する。

本発明ズームレンズにあっては、第１レンズ群に光軸を折り曲げるための反射部材を含むため、光軸を入射光軸に対して折り曲げることによって薄型化、すなわち、入射光軸方向での小型化が可能になる。

上記条件式（１）は、ブレ補正レンズ群の移動量に対する像がシフトする割合を規定する条件式である。条件式（１）の下限値を下回ると、所定量だけ像をシフトさせるのに必要なブレ補正レンズ群の移動量が大きくなり、ブレ補正レンズ群の駆動系が大きくなってしまい小型化の妨げとなる。また、条件式（１）の上限値を上回るとブレ補正レンズ群が微小に移動しても像が大きくシフトしてしまうので、高い精度での制御が要求される。

本発明ズームレンズは、f1を第１レンズ群の焦点距離、f2を第２レンズ群の焦点距離として、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）0.1 ＜ ｜ｆ1／f2｜＜ 1.2
上記条件式（２）は、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比を規定する条件式である。条件式（２）の下限値を下回ると第１レンズ群の焦点距離が短くなり、歪曲収差の補正が困難になる。条件式（２）の上限値を上回ると第１レンズ群の焦点距離が長くなり前玉径の増大をまねき、小型化が困難になると共に、第２レンズ群の焦点距離が短くなり、第２レンズ群の偏芯感度が上がり、手ブレ補正時の収差発生量が大きくなる。

本発明ズームレンズは、f1を第１レンズ群の焦点距離、fwを広角端でのレンズ全系の焦点距離として、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）3.8 ＜ ｜ｆ1／fw｜＜ 5.0
上記条件式（３）は、第１レンズ群の焦点距離と広角端でのレンズ全系の焦点距離との比を規定する条件式である。条件式（３）の下限値を下回ると第１レンズ群の焦点距離が短くなり、歪曲収差の補正が困難になる。条件式（３）の上限値を上回ると第１レンズ群の焦点距離が長くなり前玉径の増大をまねき、反射部材の小型化が困難になる。

第１レンズ群中に含まれる光軸を折り曲げるための反射部材にプリズムを使用する場合は、屈折率が高い硝材を使うこが望ましい。望ましくは、１．７以上，さらに望ましくは１．８以上の屈折率を有する硝材を使用することが望ましい。これによって、反射部材を小型化することができると共に、前玉径の小径化が可能になる。

本発明ズームレンズにおいて第３レンズ群と第４レンズ群との間に光量調整用の部材を介在させることが好ましいが、第３レンズ群を光軸に垂直な方向にシフトさせることによって手ブレ補正を行う場合、光量調整用の部材が第３レンズ群と一体だと、手ブレ補正時に移動する部材の重量が重くなり、手ブレ補正のための駆動機構の負荷が大きくなる。そのため、光量調整用の部材は第３レンズ群とは独立していることが望ましい。

なお、光量調整用の部材としては、メカシャッター、ＮＤフィルターや、液晶調光素子等を用いることが好ましい。

以下に、本発明ズームレンズの実施の形態及び各実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例について説明する。

図１は本発明ズームレンズの第１の実施の形態１を示すものである。

ズームレンズ１は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、光量調整部材ＬＬ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列されて成る。第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１及び光軸を９０°折り曲げるための直角プリズムＧ２で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、像側に非球面を有する負レンズＧ３及び正レンズＧ４で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＧ５及び正レンズＧ６と負レンズＧ７との接合レンズで構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、両面に非球面を有するプラスチック正レンズＧ８で構成されている。そして、広角端から望遠端へとレンズ位置状態が変化するに際して、第１レンズ群ＧＲ１及び光量調整部材ＬＬは光軸方向に固定され、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ群ＧＲ４が光軸上を図１に矢印で示すように移動する。また、第２レンズ群ＧＲ２及び第３レンズ群ＧＲ３の何れかを光軸と直交する方向へ移動させることによって像を光軸と直交する方向にシフトさせることができる。

なお、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の物体側に近接して配置され、第３レンズ群ＧＲ３と共に移動し、第４レンズ群ＧＲ４と結像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが介挿されている。

上記したように、第１の実施の形態に係るズームレンズ１及び後述する他の実施の形態に係るズームレンズにおいて非球面が使用されている。そして、非球面形状は数１式によって表される。

但し、
ｘ ： レンズ面頂点からの光軸方向の距離
ｙ ： 光軸と垂直な方向の高さ
ｃ ： レンズ頂点での近軸曲率
ε ： 円錐定数
A ⁱ ： 第 i 次の非球面係数
である。

表１に上記した第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の諸元の値を示す。この数値実施例１及び後に説明する各数値実施例の諸元表中の面Ｎｏ．は物体側から数えてｉ番面の面を示し、Ｒは第ｉ番面の光学面の曲率半径を、ｄは物体側から第ｉ番目の光学面と第ｉ＋１番目の光学面との間の軸上面間隔を、ｎｄは物体側に第ｉ番目の光学面を有する硝材のｄ線（λ=587.6nm）に対する屈折率を、νｄは物体側に第ｉ番目の光学面を有する硝材のｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。また、ＡＳＰは当該光学面が非球面であることを示し、ＩＮＦＩＮＩＴＹは当該光学面が平面であることを示す。

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ８、第３レンズ群ＧＲ３と光量調整部材ＬＬとの間の面間隔ｄ１４、光量調整部材ＬＬと第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１５及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１７が変化する。そこで、表２に数値実施例１における上記各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に示す。

第６面、第１０面、第１１面、第１６面及び第１７面の各レンズ面は非球面ｒ６、ｒ１０、ｒ１１、ｒ１６、ｒ１７で構成されており、数値実施例１における上記各面の非球面係数は表３に示す通りである。なお、表３及び以下の非球面係数を示す表において「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「0.12345E-05」は「0.12345×10⁻⁵」を表している。

図２乃至図４は数値実施例１の各収差図を示し、図２は広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図３は広角端と望遠端との間の中間焦点位置での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図４は望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、球面収差では縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線、破線がｃ線、１点鎖線がｇ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。

図５は本発明ズームレンズの第２の実施の形態２を示すものである。

ズームレンズ２は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、光量調整部材ＬＬ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列されて成る。第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１及び光軸を９０°折り曲げるための直角プリズムＧ２で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、両面に非球面を有する負レンズＧ３及び正レンズＧ４で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＧ５、正レンズＧ６と負レンズＧ７との接合レンズ及び正レンズＧ８で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に非球面を有する正レンズＧ９で構成されている。そして、広角端から望遠端へとレンズ位置状態が変化するに際して、第１レンズ群ＧＲ１及び光量調整部材ＬＬは光軸方向に固定され、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ群ＧＲ４が光軸上を図５に矢印で示すように移動する。また、第２レンズ群ＧＲ２及び第３レンズ群ＧＲ３の何れかを光軸と直交する方向へ移動させることによって像を光軸と直交する方向にシフトさせることができる。

なお、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の物体側に近接して配置され、第３レンズ群ＧＲ３と共に移動し、第４レンズ群ＧＲ４と結像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが介挿されている。

表４に上記した第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の諸元の値を示す。

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ８、第３レンズ群ＧＲ３と光量調整部材ＬＬとの間の面間隔ｄ１６、光量調整部材ＬＬと第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１７及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１９が変化する。そこで、表５に数値実施例２における上記各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に示す。

第５面、第６面、第１０面、第１１面及び第１８面の各レンズ面は非球面ｒ５、ｒ６、ｒ１０、ｒ１１、ｒ１８で構成されており、数値実施例２における上記各面の非球面係数は表６に示す通りである。

図６乃至図８は数値実施例２の各収差図を示し、図６は広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図７は広角端と望遠端との間の中間焦点位置での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図８は望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、球面収差では縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線、破線がｃ線、１点鎖線がｇ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。

図９は本発明ズームレンズの第３の実施の形態３を示すものである。

ズームレンズ３は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、光量調整部材ＬＬ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列されて成る。第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１及び光軸を９０°折り曲げるための直角プリズムＧ２で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、像側に非球面を有する負レンズＧ３及び正レンズＧ４で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＧ５、正レンズＧ６と負レンズＧ７との接合レンズ及び正レンズＧ８で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側に非球面を有する正レンズＧ９で構成されている。そして、広角端から望遠端へとレンズ位置状態が変化するに際して、第１レンズ群ＧＲ１及び光量調整部材ＬＬは光軸方向に固定され、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ群ＧＲ４が光軸上を図９に矢印で示すように移動する。また、第２レンズ群ＧＲ２及び第３レンズ群ＧＲ３の何れかを光軸と直交する方向へ移動させることによって像を光軸と直交する方向にシフトさせることができる。

なお、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の物体側に近接して配置され、第３レンズ群ＧＲ３と共に移動し、第４レンズ群ＧＲ４と結像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが介挿されている。

表７に上記した第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の諸元の値を示す。

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ８、第３レンズ群ＧＲ３と光量調整部材ＬＬとの間の面間隔ｄ１６、光量調整部材ＬＬと第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１７及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１９が変化する。そこで、表８に数値実施例３における上記各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に示す。

第６面、第１０面、第１１面及び第１８面の各レンズ面は非球面ｒ６、ｒ１０、ｒ１１、ｒ１８で構成されており、数値実施例３における上記各面の非球面係数は表９に示す通りである。

図１０乃至図１２は数値実施例３の各収差図を示し、図１０は広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図１１は広角端と望遠端との間の中間焦点位置での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図１２は望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、球面収差では縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線、破線がｃ線、１点鎖線がｇ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。

図１３は本発明ズームレンズの第４の実施の形態４を示すものである。

ズームレンズ４は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、光量調整部材ＬＬ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列されて成る。第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１及び光軸を９０°折り曲げるための直角プリズムＧ２で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、像側に非球面を有する負レンズＧ３及び正レンズＧ４で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＧ５及び正レンズＧ６と負レンズＧ７との接合レンズで構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、両面に非球面を有するプラスチック正レンズＧ８で構成されている。そして、広角端から望遠端へとレンズ位置状態が変化するに際して、第１レンズ群ＧＲ１及び光量調整部材ＬＬは光軸方向に固定され、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ群ＧＲ４が光軸上を図１３に矢印で示すように移動する。また、第２レンズ群ＧＲ２及び第３レンズ群ＧＲ３の何れかを光軸と直交する方向へ移動させることによって像を光軸と直交する方向にシフトさせることができる。

なお、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の物体側に近接して配置され、第３レンズ群ＧＲ３と共に移動し、第４レンズ群ＧＲ４と結像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが介挿されている。

表１０に上記した第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例４の諸元の値を示す。

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ８、第３レンズ群ＧＲ３と光量調整部材ＬＬとの間の面間隔ｄ１４、光量調整部材ＬＬと第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１５及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１７が変化する。そこで、表１１に数値実施例４における上記各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に示す。

第６面、第１０面、第１１面、第１６面及び第１７面の各レンズ面は非球面ｒ６、ｒ１０、ｒ１１、ｒ１６、ｒ１７で構成されており、数値実施例４における上記各面の非球面係数は表１２に示す通りである。

図１４乃至図１６は数値実施例４の各収差図を示し、図１４は広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図１５は広角端と望遠端との間の中間焦点位置での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図１６は望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、球面収差では縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線、破線がｃ線、１点鎖線がｇ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。

図１７は本発明ズームレンズの第５の実施の形態５を示すものである。

ズームレンズ５は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、光量調整部材ＬＬ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列されて成る。第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１及び光軸を９０°折り曲げるための直角プリズムＧ２で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、両面に非球面を有する負レンズＧ３及び正レンズＧ４で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、正レンズＧ５、正レンズＧ６と負レンズＧ７との接合レンズ及び両面に非球面を有するプラスチック正レンズＧ８で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、両面に非球面を有するプラスチック正レンズＧ９で構成されている。そして、広角端から望遠端へとレンズ位置状態が変化するに際して、第１レンズ群ＧＲ１及び光量調整部材ＬＬは光軸方向に固定され、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ群ＧＲ４が光軸上を図１７に矢印で示すように移動する。また、第２レンズ群ＧＲ２及び第３レンズ群ＧＲ３の何れかを光軸と直交する方向へ移動させることによって像を光軸と直交する方向にシフトさせることができる。

なお、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の物体側に近接して配置され、第３レンズ群ＧＲ３と共に移動し、第４レンズ群ＧＲ４と結像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが介挿されている。

表１３に上記した第５の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例５の諸元の値を示す。

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ８、第３レンズ群ＧＲ３と光量調整部材ＬＬとの間の面間隔ｄ１６、光量調整部材ＬＬと第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１７及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１９が変化する。そこで、表１４に数値実施例５における上記各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に示す。

第５面、第６面、第１５面、第１６面、第１８面及び第１９面の各レンズ面は非球面ｒ５、ｒ６、ｒ１５、ｒ１６、ｒ１８、ｒ１９で構成されており、数値実施例５における上記各面の非球面係数は表１５に示す通りである。

図１８乃至図２０は数値実施例５の各収差図を示し、図１８は広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図１９は広角端と望遠端との間の中間焦点位置での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図２０は望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、球面収差では縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線、破線がｃ線、１点鎖線がｇ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。

図２１は本発明ズームレンズの第６の実施の形態６を示すものである。

ズームレンズ５は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群ＧＲ１、負の屈折力を有する第２レンズ群ＧＲ２、正の屈折力を有する第３レンズ群ＧＲ３、光量調整部材ＬＬ、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４が配列されて成る。第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１及び光軸を９０°折り曲げるための反射ミラーＭで構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、両面に非球面を有する負レンズＧ２及び正レンズＧ３で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＧ４、正レンズＧ５と負レンズＧ６との接合レンズ及び正レンズＧ７で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、両面に非球面を有する正レンズＧ８で構成されている。そして、広角端から望遠端へとレンズ位置状態が変化するに際して、第１レンズ群ＧＲ１及び光量調整部材ＬＬは光軸方向に固定され、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ群ＧＲ４が光軸上を図２１に矢印で示すように移動する。また、第２レンズ群ＧＲ２及び第３レンズ群ＧＲ３の何れかを光軸と直交する方向へ移動させることによって像を光軸と直交する方向にシフトさせることができる。

なお、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の物体側に近接して配置され、第３レンズ群ＧＲ３と共に移動し、第４レンズ群ＧＲ４と結像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが介挿されている。

表１６に上記した第６の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例６の諸元の値を示す。

広角端より望遠端へのレンズ位置状態の変化に伴って、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ４、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ８、第３レンズ群ＧＲ３と光量調整部材ＬＬとの間の面間隔ｄ１６、光量調整部材ＬＬと第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１７及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１９が変化する。そこで、表１７に数値実施例６における上記各面間隔の広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離及び望遠端における各値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に示す。

第５面、第６面、第１０面、第１１面、第１８面及び第１９面の各レンズ面は非球面ｒ５、ｒ６、ｒ１０、ｒ１１、ｒ１８、ｒ１９で構成されており、数値実施例６における上記各面の非球面係数は表１８に示す通りである。

図２２乃至図２４は数値実施例６の各収差図を示し、図２２は広角端での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図２３は広角端と望遠端との間の中間焦点位置での球面収差、非点収差、歪曲収差を、図２４は望遠端での球面収差、非点収差、歪曲収差を示し、球面収差では縦軸は開放F値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線、破線がｃ線、１点鎖線がｇ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。

表１９に上記各数値実施例１乃至６における上記各条件式（１）、（２）、（３）対応値を示す。

なお、条件式（１）に関し、（２群）、（３群）の表示の各右方に示した各数値は、それぞれ、第２レンズ群ＧＲ２をブレ補正レンズ群とした場合の数値（（２群）の場合）、及び第３レンズ群ＧＲ３をブレ補正レンズ群とした場合の数値（（３群）の場合）である。

上記表１乃至表１７及び各収差図から、上記各数値実施例とも条件式（１）、（２）、（３）を満足し、また、各収差がバランス良く補正されていることが分かる。

図２５に本発明撮像装置の実施の形態を示す。

撮像装置１０はズームレンズ２０を備え、ズームレンズ２０によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子３０を有する。なお、撮像素子３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。上記ズームレンズ２０には本発明にかかるズームレンズを適用することができ、図２５では、図１に示した第１の実施の形態にかかるズームレンズ１のレンズ群を単レンズに簡略化して示してある。勿論、第１の実施の形態にかかるズームレンズ１だけでなく、第２の実施の形態乃至第６の実施の形態にかかるズームレンズ２乃至６や本明細書で示した実施の形態以外の形態で構成された本発明ズームレンズを使用することができる。

上記撮像素子３０によって形成された電気信号は映像分離回路４０によってフォーカス制御用の信号が制御回路５０に送られ、映像用の信号は映像処理回路へと送られる。映像処理回路へ送られた信号は、その後の処理に適した形態に加工されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。

制御回路５０には、例えば、ズームボタンの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理が為される。例えば、ズームボタンによるズーミング指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態とすべく、ドライバ回路６０、７０、８０を介して駆動部６１、７１、８１を動作させて、各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ３、ＧＲ４を所定の位置へと移動させる。各センサ６２、７２、８２によって得られた各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ３、ＧＲ４の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路６０、７０、８０へ指令信号を出力する際に参照される。また、制御回路５０は上記映像分離回路４０から送られた信号に基づいてフォーカス状態をチェックし、最適なフォーカス状態が得られるように、ドライバ回路６０、７０、８０を介して駆動部６１、７１、８１を動作させて、各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ３、ＧＲ４を位置制御する。

撮像装置１０は手振れ補正機能を備えている。例えば、シャッターレリーズボタンの押下による撮像素子３０の振れを手振れ検出手段９０、たとえば、ジャイロセンサーが検出すると、該手振れ検出手段９０からの信号が制御回路５０に入力され、該制御回路５０にて上記振れによる画像の振れを補償するための振れ補正角が算出される。第２レンズ群ＧＲ２又は第３レンズ群ＧＲ３を、上記算出された振れ補正角に基づく位置とするべく、ドライバ回路１００を介して駆動部１０１を動作させて、上記レンズ群ＧＲ２又はＧＲ３を光軸に垂直な方向に移動させる。ブレ補正レンズ群ＧＲ２又はＧＲ３の位置はセンサ１０２によって検出されており、該センサ１０２によって得られた上記ブレ補正レンズ群ＧＲ２又はＧＲ３の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路１００へ指令信号を送出する際に参照される。

上記した撮像装置１０は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等々のデジタル入出力機器のカメラ部等として、広く適用することができる。

なお、上記した各実施の形態及び数値実施例において示された各部の具体的形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

本発明ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図３及び図４と共に本発明ズームレンズの第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図７及び図８と共に本発明ズームレンズの第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１１及び図１２と共に本発明ズームレンズの第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１５及び図１６と共に本発明ズームレンズの第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例４の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第５の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１９及び図２０と共に本発明ズームレンズの第５の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例５の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 本発明ズームレンズの第６の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図２３及び図２４と共に本発明ズームレンズの第６の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例６の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。 本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。

符号の説明

１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、４…ズームレンズ、５…ズームレンズ、６…ズームレンズ、ＧＲ１…第１レンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群、ＧＲ３…第３レンズ群、ＧＲ４…第４レンズ群、１０…撮像装置、２０…ズームレンズ、３０…撮像素子、９０…手振れ検出手段、５０（制御部）・１００（ドライバ回路）…手振れ制御手段、１０１…駆動部

Claims (6)

1. 少なくとも物体側より順に配列された、ズーミング中固定で光軸を折り曲げるための反射部材を含み負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、第３レンズ群とを有し、
   上記第２レンズ群又は上記第３レンズ群の何れか（以下、「ブレ補正レンズ群」という）を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸と直交する方向にシフトさせることが可能であり、
   以下の条件式（１）を満足することを特徴とするズームレンズ。
   （１）0.5 ＜ ( 1 − βα )×βｂ ＜ 3.0
   但し
   βα：ブレ補正レンズ群の望遠端での倍率
   βｂ：ブレ補正レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
   とする。
2. 物体側より順に、負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レンズ群が配列されて構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
3. 以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のズームレンズ。
   （２）0.1 ＜ ｜ｆ1／f2｜＜ 1.2
   但し、
   f1：第１レンズ群の焦点距離
   f2：第２レンズ群の焦点距離
   とする。
4. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のズームレンズ。
   （３）3.8 ＜ ｜ｆ1／fw｜＜ 5.0
   但し、
   f1：第１レンズ群の焦点距離
   fw：広角端でのレンズ全系の焦点距離
   とする。
5. ズームレンズと、上記ズームレンズにより形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
   上記ズームレンズは、少なくとも物体側より順に配列された、ズーミング中固定で光軸を折り曲げるための反射部材を含み負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、第３レンズ群とを有し、
   上記第２レンズ群又は上記第３レンズ群の何れか（以下、「ブレ補正レンズ群」という）を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸と直交する方向にシフトさせることが可能であり、
   以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像装置。
   （１）0.5 ＜ ( 1 − βα )×βｂ ＜ 3.0
   但し
   βα：ブレ補正レンズ群の望遠端での倍率
   βｂ：ブレ補正レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
   とする。
6. 上記撮像素子の振れを検出する手振れ検出手段と、
   上記手振れ検出手段によって検出した撮像素子の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、上記ブレ補正レンズ群を上記振れ補正角に基づく位置とするべく駆動信号を駆動部に送出する手振れ制御手段と、
   上記駆動信号に基づいて上記ブレ補正レンズ群を光軸と直交する方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えた
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

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