JP2008039838A - ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】変倍比が大きく、全長が短く高解像度であるだけでなく、像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を有するズームレンズ系、これを含む薄型でコンパクトな撮像装置及びカメラを提供すること。
【解決手段】少なくとも１つのレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有し、各レンズ群の間隔を変化させて物体の光学的な像を連続的に変倍可能に形成し、物体側から像側へと順に、正パワーの第１レンズ群、物体からの光線を折り曲げる反射面を有するレンズ素子を含み、負パワーの第２レンズ群、正パワーの第３レンズ群及び第４レンズ群を少なくとも備え、第４レンズ群全体又はそのうち少なくとも１つのレンズ素子が、光軸に対して垂直方向に移動するズームレンズ系、該ズームレンズ系を含む撮像装置、及び該撮像装置を備えたカメラ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ズームレンズ系、撮像装置及びカメラに関する。特に本発明は、薄型でコンパクトな高画質のデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラに好適に用いられ、変倍比が大きく、高解像度であり、しかも手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を有するズームレンズ系、並びに該ズームレンズ系を含む、薄型でコンパクトな撮像装置及び該撮像装置を備えたカメラに関する。

近年、高画素のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子の開発が進み、これら高画素の固体撮像素子に対応した、高い光学性能を有する撮像光学系を含む撮像装置を備えたデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラが急速に普及してきている。

これらのうち、特にデジタルスチルカメラにおいて、最近、収納性や可搬性を最優先した薄型化への要求が高まっており、レンズを沈胴させてカメラ本体内に収納する構成が採られているが、高倍率のズームレンズ系の場合、ズームレンズ系を構成するレンズ厚みの総和によって沈胴時の厚みが決定されてしまい、一定以上の薄型化を実現することができなかった。

そこで、さらに薄型でコンパクトなデジタルスチルカメラを実現するための手段の１つとして、系内で物体からの光束を略９０°折り曲げるズームレンズ系が数多く提案されている。

例えば特許文献１は、正負正正の４群からなるズームレンズ系を備える撮像装置において、負のパワーを有する第２レンズ群中に、光束を９０°折り曲げる内部反射面を有する直角プリズムを配置した構成を開示している。かかる特許文献１に記載された撮像装置では、正のパワーを有する第１レンズ群の像側にあるレンズ群中に直角プリズムを配置することができるので、直角プリズムをコンパクトに構成することができる。
特開２００４−１０２０８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のズームレンズ系を備える撮像装置は、ある程度は厚みを小さくすることが可能であるものの、その構成上、薄型、コンパクト化にはやはり限界がある。しかも、特許文献１に記載のズームレンズ系のレンズ構成では、ぶれ補正時の収差を充分に補正することができず、またぶれ補正機能が付与されることにより、メカ構成を含めた体積効率の低下や、薄型化の実現に対するメカ制約の増大といった問題も生じる。したがって、このような特許文献１に記載のズームレンズ系は、最近の撮像装置において薄型、コンパクト化と同様に要求が高まってきているぶれ補正に対応したズームレンズ系とは、とても言い難いものである。

本発明の目的は、変倍比が大きく、全長が短くコンパクトで高解像度であるだけでなく、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を有するズームレンズ系、並びに該ズームレンズ系を含む、薄型でコンパクトな撮像装置及び該撮像装置を備えたカメラを提供することである。

上記目的の１つは、以下のズームレンズ系により達成される。すなわち本発明は、
少なくとも１つのレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有するズームレンズ系であって、
各レンズ群の間隔を変化させることによって物体の光学的な像を連続的に変倍可能に形成し、
物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有するレンズ素子を含み、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第４レンズ群とを少なくとも備え、
前記第４レンズ群、第４レンズ群を構成するレンズ素子のいずれか１つ又は第４レンズ群を構成する隣り合った複数のレンズ素子が、光軸に対して垂直方向に移動する、ズームレンズ系
に関する。

上記目的の１つは、以下の撮像装置により達成される。すなわち本発明は、
物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを備え、
前記ズームレンズ系が、
少なくとも１つのレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有し、
各レンズ群の間隔を変化させることによって物体の光学的な像を連続的に変倍可能に形成し、
物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有するレンズ素子を含み、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第４レンズ群とを少なくとも備え、
前記第４レンズ群、第４レンズ群を構成するレンズ素子のいずれか１つ又は第４レンズ群を構成する隣り合った複数のレンズ素子が、光軸に対して垂直方向に移動する、
撮像装置
に関する。

上記目的の１つは、以下のカメラにより達成される。すなわち本発明は、
物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置を備え、
前記ズームレンズ系が、
少なくとも１つのレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有し、
各レンズ群の間隔を変化させることによって物体の光学的な像を連続的に変倍可能に形成し、
物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有するレンズ素子を含み、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第４レンズ群とを少なくとも備え、
前記第４レンズ群、第４レンズ群を構成するレンズ素子のいずれか１つ又は第４レンズ群を構成する隣り合った複数のレンズ素子が、光軸に対して垂直方向に移動する、
カメラ
に関する。

本発明によれば、変倍比が大きく、全長が短くコンパクトで高解像度であるだけでなく、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正するぶれ補正機能を有するズームレンズ系を提供することができる。また本発明によれば、該ズームレンズ系を含む、薄型でコンパクトな撮像装置及び該撮像装置を備えたカメラを提供することができる。

（実施の形態１〜２）
図１に、実施の形態１に係るズームレンズ系の構成図を、図４に実施の形態２に係るズームレンズ系の構成図を示す。実施の形態１及び２に係るズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、絞りＡと、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５とを備える。図１及び図４中最も右側に記載された直線は、像面Ｓの位置を表し、その物体側には光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Ｐを２枚設けている。

実施の形態１及び２に係るズームレンズ系は、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングに際し、図１及び図４に示すように、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３は、単調に物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は、略単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は、像面Ｓに対して固定され、第５レンズ群Ｇ５は、単調に像側に移動した後、像面Ｓに対して固定されている。すなわち実施の形態１及び２に係るズームレンズ系は、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔、及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増大し、かつ第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動している。

図１及び図４に示すように、実施の形態１及び２に係るズームレンズ系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ素子Ｌ１と、両凸形状の第２レンズ素子Ｌ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第３レンズ素子Ｌ３とで構成されている。これらのうち、第１レンズ素子Ｌ１と第２レンズ素子Ｌ２とは接合されている。

また実施の形態１及び２に係るズームレンズ系において、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第４レンズ素子Ｌ４と、入射面及び出射面がともに平面であり、物体からの光線を折り曲げる反射面を有する第５レンズ素子Ｌ５（プリズムＰＲ）と、両凹形状の第６レンズ素子Ｌ６と、両凸形状の第７レンズ素子Ｌ７とで構成されている。これらのうち、第６レンズ素子Ｌ６は、その物体側面（面１０）が非球面である。なお、第５レンズ素子Ｌ５（ＰＲ）における反射面の位置は、図１及び図４中では省略している。

また実施の形態１及び２に係るズームレンズ系において、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第８レンズ素子Ｌ８と、両凸形状の第９レンズ素子Ｌ９と、両凹形状の第１０レンズ素子Ｌ１０とで構成されている。これらのうち、第９レンズ素子Ｌ９と第１０レンズ素子Ｌ１０とは接合されている。また、第９レンズ素子Ｌ９は、その物体側面（面１７）が非球面である。

また実施の形態１及び２に係るズームレンズ系において、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第１１レンズ素子Ｌ１１と、両凹形状の第１２レンズ素子Ｌ１２と、両凸形状の第１３レンズ素子Ｌ１３とで構成されている。これらのうち、第１１レンズ素子Ｌ１１と第１２レンズ素子Ｌ１２とは接合されている。また、第１２レンズ素子Ｌ１２は、その像側面（面２２）が非球面であり、第１３レンズ素子Ｌ１３は、その物体側面（面２３）が非球面である。

また実施の形態１及び２に係るズームレンズ系において、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第１４レンズ素子Ｌ１４と、像側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１５レンズ素子Ｌ１５とで構成され、これら第１４レンズ素子Ｌ１４と第１５レンズ素子Ｌ１５とは接合されている。

（実施の形態３〜４）
図７に、実施の形態３に係るズームレンズ系の構成図を、図１０に実施の形態４に係るズームレンズ系の構成図を示す。実施の形態３及び４に係るズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群Ｇ１と、負のパワーを有する第２レンズ群Ｇ２と、絞りＡと、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、正のパワーを有する第４レンズ群Ｇ４と、正のパワーを有する第５レンズ群Ｇ５とを備える。図７及び図１０中最も右側に記載された直線は、像面Ｓの位置を表し、その物体側には光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Ｐを２枚設けている。

実施の形態３及び４に係るズームレンズ系は、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングに際し、図７及び図１０に示すように、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は、像面Ｓに対して固定され、第５レンズ群Ｇ５は、略単調に像側に移動している。すなわち実施の形態３及び４に係るズームレンズ系は、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングに際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔、及び第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増大し、かつ第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動している。

図７及び図１０に示すように、実施の形態３及び４に係るズームレンズ系において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１レンズ素子Ｌ１と、両凸形状の第２レンズ素子Ｌ２と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第３レンズ素子Ｌ３とで構成されている。これらのうち、第１レンズ素子Ｌ１と第２レンズ素子Ｌ２とは接合されている。

また実施の形態３及び４に係るズームレンズ系において、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第４レンズ素子Ｌ４と、入射面及び出射面がともに平面であり、物体からの光線を折り曲げる反射面を有する第５レンズ素子Ｌ５（プリズムＰＲ）と、両凹形状の第６レンズ素子Ｌ６と、両凸形状の第７レンズ素子Ｌ７とで構成されている。これらのうち、第６レンズ素子Ｌ６は、その物体側面（面１０）が非球面である。なお、第５レンズ素子Ｌ５（ＰＲ）における反射面の位置は、図７及び図１０中では省略している。

また実施の形態３及び４に係るズームレンズ系において、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第８レンズ素子Ｌ８と、両凸形状の第９レンズ素子Ｌ９と、両凹形状の第１０レンズ素子Ｌ１０とで構成されている。これらのうち、第９レンズ素子Ｌ９と第１０レンズ素子Ｌ１０とは接合されている。また、第９レンズ素子Ｌ９は、その物体側面（面１７）が非球面である。

また実施の形態３及び４に係るズームレンズ系において、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へと順に、両凹形状の第１１レンズ素子Ｌ１１と、両凸形状の第１２レンズ素子Ｌ１２とで構成されている。また、第１１レンズ素子Ｌ１１は、その像側面（面２１）が非球面であり、第１２レンズ素子Ｌ１２は、その物体側面（面２２）が非球面である。

また実施の形態３及び４に係るズームレンズ系において、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第１３レンズ素子Ｌ１３と、像側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１４レンズ素子Ｌ１４とで構成され、これら第１３レンズ素子Ｌ１３と第１４レンズ素子Ｌ１４とは接合されている。

このように、実施の形態１〜４に係るズームレンズ系は、各レンズ群を所望のパワー配置にすることにより、高変倍率を達成し、高い光学性能を保ちつつレンズ系全体の小型化を可能にしている。また実施の形態１〜４に係るズームレンズ系では、第２レンズ群内に含まれる反射面によって、物体からの光線を折り曲げる、好ましくは物体からの軸上主光線を略９０°折り曲げるので、該ズームレンズ系を沈胴させた時の、レンズ鏡筒の厚みを小さくすることができる。

なお本発明のズームレンズ系は、少なくとも１つのレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有するが、正のパワーを有する第１レンズ群、負のパワーを有する第２レンズ群、正のパワーを有する第３レンズ群及び第４レンズ群を備える限り、かかるズームレンズ系を構成するレンズ群の数には特に限定がなく、実施の形態１〜４のように５群構成であってもよく、それ以外でもよい。

また、通常高倍率でコンパクトなズームレンズ系を実現するには、実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のように、第４レンズ群が正のパワーを有する構成、すなわち正負正正を基本とした構成のものが有利である。このように、反射面を有するレンズ素子を含む第２レンズ群よりも像側に、少なくとも２つの正のパワーを有するレンズ群を含んだ後続レンズ群を備え、該少なくとも２つの正のパワーを有するレンズ群が、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングにおいて光軸方向に移動する場合には、より良好な収差補正と高いズーム比とを同時に満足することができる。

さらに、より高倍率でコンパクトなズームレンズ系を実現するためには、実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のように、第１レンズ群を、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングにおいて物体側の光軸方向に移動させることが効果的である。このような第１レンズ群の移動により、該第１レンズ群の径を小さくすることができ、ズームレンズ系全体のコンパクト化を実現することができる。

本発明のズームレンズ系は、各レンズ群の間隔を変化させることによってズーミングを行うが、かかるズーミングに加え、第４レンズ群、第４レンズ群を構成するレンズ素子のいずれか１つ又は第４レンズ群を構成する隣り合った複数のレンズ素子を、光軸に対して垂直方向に移動させることによって、手ぶれ、振動等による像のぶれを光学的に補正する。

従来、物体からの光線を折り曲げる屈曲型のズームレンズ系では、光線を折り曲げた直後に、すなわち反射面が含まれたレンズ群のすぐ像側に配置されたレンズ群全体又はその一部を光軸に対して垂直方向に移動させて像のぶれを光学的に補正する構成が多用されている。しかしながら、このような構成の場合、特に光線を折り曲げた後の、ズーミング時の大きな移動量だけでなく、ぶれ補正のための垂直移動量にも付随した体積が大きいレンズ群が移動する空間を確保しなければならないため、レンズ鏡筒の体積が大きくなってしまうという欠点があった。

これに対して、本発明のズームレンズ系では、前記したように、第２レンズ群内に含まれる反射面によって物体からの光線を折り曲げるが、該第２レンズ群のすぐ像側に配置された第３レンズ群ではなく、さらにその像側の、ズーミング時の移動量が小さい第４レンズ群全体又はその一部を光軸に対して垂直方向に移動させてぶれ補正を行うので、占有する空間量が削減され、ズームレンズ系全体のコンパクト化を充分に実現することができる。

実施の形態１に係るズームレンズ系では、図１に示すように、第４レンズ群において、最像側レンズ素子以外のレンズ素子である第１１レンズ素子Ｌ１１と第１２レンズ素子Ｌ１２との接合レンズ素子を、光軸に対して垂直方向に移動させてぶれ補正を行っており、実施の形態２に係るズームレンズ系では、図４に示すように、第４レンズ群において、最像側レンズ素子である第１３レンズ素子Ｌ１３を、光軸に対して垂直方向に移動させてぶれ補正を行っている。

実施の形態３に係るズームレンズ系では、図７に示すように、第４レンズ群において、最像側レンズ素子以外のレンズ素子である第１１レンズ素子Ｌ１１を、光軸に対して垂直方向に移動させてぶれ補正を行っており、実施の形態４に係るズームレンズ系では、図１０に示すように、第４レンズ群において、最像側レンズ素子である第１２レンズ素子Ｌ１２を、光軸に対して垂直方向に移動させてぶれ補正を行っている。

また、第４レンズ群において、光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子の少なくともいずれか１つが、少なくとも１つの非球面を有する場合には、ぶれ補正時の軸上コマ収差及び軸外コマ収差をより良好に除去することができる。

また、第４レンズ群において、光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子として、少なくとも１つの正のパワーを有するレンズ素子又は、少なくとも１つの負のパワーを有するレンズ素子を含む場合には、ぶれ補正用のレンズ素子を軽く構成することができ、補正効率が向上し、より良好な性能にてぶれ補正を行うことができる。

さらに、第４レンズ群において、光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子として、少なくとも１つの正のパワーを有するレンズ素子と、少なくとも１つの負のパワーを有するレンズ素子とを含む場合には、ぶれ補正時の色収差をより良好に補正することができる。

以下、例えば実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のごときズームレンズ系が満足することが好ましい条件を説明する。なお、各実施の形態に係るズームレンズ系に対して、複数の好ましい条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足するズームレンズ系の構成が最も望ましい。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏するズームレンズ系を得ることも可能である。

例えば実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のごときズームレンズ系は、以下の条件（１）を満足することが望ましい。
０．５＜｜ｆ_OIS／ｆ₃｜＜２．０ ・・・（１）
（ただし、Ｚ＝ｆ_T／ｆ_W＞６．０である）
ここで、
ｆ_OIS：光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子の焦点距離、
ｆ₃：第３レンズ群の合成焦点距離、
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離、
ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
である。

前記条件（１）は、第４レンズ群中の、光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子の焦点距離と、第４レンズ群のすぐ物体側に位置する第３レンズ群の焦点距離との比を規定する条件である。条件（１）の上限を上回ると、ぶれ補正時におけるレンズ素子の垂直方向の移動量が大きくなり、レンズ鏡筒の構成が大型化してしまい、撮像装置のコンパクト化を達成することが困難となる。一方、条件（１）の下限を下回ると、ぶれ補正のためのレンズ素子のパワーが強くなりすぎて、特にぶれ補正時の軸外コマ収差の劣化を抑制することが困難となる。

また例えば実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のごときズームレンズ系は、以下の条件（２）を満足することが望ましい。
０．２＜ｆ₁／ｆ_T＜１．２ ・・・（２）
（ただし、Ｚ＝ｆ_T／ｆ_W＞６．０である）
ここで、
ｆ₁：第１レンズ群の合成焦点距離、
ｆ_W：広角端における全系の焦点距離、
ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
である。

前記条件（２）は、第１レンズ群のパワー及びズーミングの際の光軸方向への移動量に関する式であり、該第１レンズ群の焦点距離を規定する条件である。条件（２）の上限を上回ると、ズーミング時の第１レンズ群の光軸方向への移動量が多きくなり、レンズ鏡筒の構成が大型化してしまい、撮像装置のコンパクト化を達成することが困難になる。一方、条件（２）の下限を下回ると、第１レンズ群のパワーが強くなりすぎて、特に望遠端における軸外コマ収差の劣化を抑制することが困難となる。

なお、さらに以下の条件（２）’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
０．２＜ｆ₁／ｆ_T＜０．６ ・・・（２）’
（ただし、Ｚ＝ｆ_T／ｆ_W＞６．０である）

なお、実施の形態１〜４に係るズームレンズ系を構成している各レンズ群は、入射光線を屈折により偏向させる屈折型レンズ素子（すなわち、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ素子）のみで構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、回折により入射光線を偏向させる回折型レンズ素子、回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ素子、入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ素子等で、各レンズ群を構成してもよい。

また、第２レンズ群に含まれる反射面を有するレンズ素子は特に限定されるものではなく、例えば、表面反射プリズム等のプリズム、平行平板形状の内部反射ミラー、平行平板形状の表面反射ミラー等のミラー等のいずれであってもよい。また反射面は、アルミニウムなどの金属を蒸着させたり、誘電多層膜を形成するなど、公知のいずれの方法を用いて形成してもよい。さらに反射面は、反射率が１００％である必要もなく、物体からの光から、測光のための光や光学ファインダ光学系のための光を分岐させたり、反射面を介してオートフォーカス補助光などを投光するための光路の一部に使用する等、反射率を適宜設定してもよい。

また、例えば実施の形態１〜４に係るズームレンズ系のような、物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子とを備えた撮像装置を、携帯電話機器、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、監視システムにおける監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ等の、物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラに適用することができる。

また、以上説明した実施の形態１〜４に係るズームレンズ系は、静止画を対象としたデジタルスチルカメラや、動画を対象としたデジタルビデオカメラに用いることができ、解像度の高い静止画や動画を撮影することができる。

以下、実施の形態１〜４に係るズームレンズ系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべてｍｍである。また、各数値実施例において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線における屈折率、νｄはアッベ数である。また、各数値実施例において、＊印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。

ここで、κは円錐定数、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＧは、それぞれ４次、６次、８次及び１０次の非球面係数である。

図２は、実施例１に係るズームレンズ系の縦収差図である。図５は、実施例２に係るズームレンズ系の縦収差図である。図８は、実施例３に係るズームレンズ系の縦収差図である。図１１は、実施例４に係るズームレンズ系の縦収差図である。

図２、図５、図８及び図１１において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間位置、（ｃ）は望遠端における各収差を表す。各縦収差図は、左側から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差を示す。球面収差図において、縦軸はＦナンバーを表し、実線はｄ線の特性である。非点収差図において、縦軸は半画角を表し、実線はサジタル平面（図中、ｓで示す）、破線はメリディオナル平面（図中、ｍで示す）の特性である。歪曲収差図において、縦軸は半画角を表す。

また図３は、実施例１に係るズームレンズ系の０．７５画角での、第４レンズ群Ｇ４における第１１レンズ素子Ｌ１１と第１２レンズ素子Ｌ１２との接合レンズ素子を光軸と垂直な方向に所定量移動させた像ぶれ補正状態に対応した横収差図である。

図６は、実施例２に係るズームレンズ系の０．７５画角での、第４レンズ群Ｇ４における第１３レンズ素子Ｌ１３を光軸と垂直な方向に所定量移動させた像ぶれ補正状態に対応した横収差図である。

図９は、実施例３に係るズームレンズ系の０．７５画角での、第４レンズ群Ｇ４における第１１レンズ素子Ｌ１１を光軸と垂直な方向に所定量移動させた像ぶれ補正状態に対応した横収差図である。

図１２は、実施例４に係るズームレンズ系の０．７５画角での、第４レンズ群Ｇ４における第１２レンズ素子Ｌ１２を光軸と垂直な方向に所定量移動させた像ぶれ補正状態に対応した横収差図である。

図３、図６、図９及び図１２において、（ａ）は広角端、（ｂ）は望遠端における各収差を表す。各横収差図において、横軸は瞳面上での主光線からの距離を表し、実線はｄ線の特性、細点線はＦ線の特性、粗点線はＣ線の特性、一点鎖線はｇ線の特性である。なお各横収差図において、メリディオナル平面を、第１レンズ群Ｇ１の光軸と第４レンズ群Ｇ４の光軸とを含む平面としている。

なお、像ぶれ補正状態での各レンズ素子の光軸と垂直な方向への移動量は、実施例１が、広角端で０．０３６ｍｍ、望遠端で０．２５５ｍｍであり、実施例２が、広角端で０．０４１ｍｍ、望遠端で０．２９５ｍｍであり、実施例３が、広角端で０．０４３ｍｍ、望遠端で０．２５５ｍｍであり、実施例４が、広角端で０．０４６ｍｍ、望遠端で０．２９５ｍｍである。なお、撮影距離が∞で、ズームレンズ系が０．３°だけ傾いた場合の像偏心量は、像ぶれ補正用の各レンズ素子が、光軸と垂直な方向に上記の各値だけ平行移動するときの像偏心量に等しい。

各横収差図から明らかなように、軸上像点における横収差の対称性は良好であることがわかる。また、像ぶれ補正状態での＋７５％像点における横収差は、湾曲度が小さいことから、偏心コマ収差、偏心非点収差が小さく、像ぶれ補正状態であっても充分な結像性能が得られていることがわかる。また、ズームレンズ系の像ぶれ補正角が同じ場合には、ズームレンズ系全体の焦点距離が短くなるにつれて、像ぶれ補正に必要な平行移動量が減少する。したがって、いずれのズーム位置であっても、０．３°までの像ぶれ補正角に対して、結像特性を低下させることなく充分な像ぶれ補正を行うことが可能である。

（実施例１）
実施例１のズームレンズ系は、図１に示した実施の形態１に対応する。実施例１のズームレンズ系のレンズデータを表１に、非球面データを表２に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、半画角及び可変面間隔データを表３に示す。なお中間位置における焦点距離ｆ_Mは、広角端における焦点距離ｆ_Wと望遠端における焦点距離ｆ_Tとから、式：ｆ_M＝√（ｆ_W＊ｆ_T）によって求められる。

（実施例２）
実施例２のズームレンズ系は、図４に示した実施の形態２に対応する。実施例２のズームレンズ系のレンズデータを表４に、非球面データを表５に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、半画角及び可変面間隔データを表６に示す。なお中間位置における焦点距離ｆ_Mは、広角端における焦点距離ｆ_Wと望遠端における焦点距離ｆ_Tとから、式：ｆ_M＝√（ｆ_W＊ｆ_T）によって求められる。

（実施例３）
実施例３のズームレンズ系は、図７に示した実施の形態３に対応する。実施例３のズームレンズ系のレンズデータを表７に、非球面データを表８に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、半画角及び可変面間隔データを表９に示す。なお中間位置における焦点距離ｆ_Mは、広角端における焦点距離ｆ_Wと望遠端における焦点距離ｆ_Tとから、式：ｆ_M＝√（ｆ_W＊ｆ_T）によって求められる。

（実施例４）
実施例４のズームレンズ系は、図１０に示した実施の形態４に対応する。実施例４のズームレンズ系のレンズデータを表１０に、非球面データを表１１に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Ｆナンバー、半画角及び可変面間隔データを表１２に示す。なお中間位置における焦点距離ｆ_Mは、広角端における焦点距離ｆ_Wと望遠端における焦点距離ｆ_Tとから、式：ｆ_M＝√（ｆ_W＊ｆ_T）によって求められる。

以下の表１３に、上述した各条件の対応値を示す。

本発明に係るズームレンズ系は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機器、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、監視システムにおける監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ等のデジタル入力装置に適用可能であり、特にデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の高画質が要求されるカメラに好適である。

実施の形態１（実施例１）に係るズームレンズ系のレンズ配置図 （ａ）は、実施例１に係るズームレンズ系の広角端の無限遠合焦状態の縦収差図、（ｂ）は、実施例１に係るズームレンズ系の中間位置（中間焦点距離状態）の無限遠合焦状態の縦収差図、（ｃ）は、実施例１に係るズームレンズ系の望遠端の無限遠合焦状態の縦収差図 （ａ）は、実施例１に係るズームレンズ系の広角端における０．７５画角での像ぶれ補正状態に対応した横収差図、（ｂ）は、実施例１に係るズームレンズ系の望遠端における０．７５画角での像ぶれ補正状態に対応した横収差図 実施の形態２（実施例２）に係るズームレンズ系のレンズ配置図 （ａ）は、実施例２に係るズームレンズ系の広角端の無限遠合焦状態の縦収差図、（ｂ）は、実施例２に係るズームレンズ系の中間位置（中間焦点距離状態）の無限遠合焦状態の縦収差図、（ｃ）は、実施例２に係るズームレンズ系の望遠端の無限遠合焦状態の縦収差図 （ａ）は、実施例２に係るズームレンズ系の広角端における０．７５画角での像ぶれ補正状態に対応した横収差図、（ｂ）は、実施例２に係るズームレンズ系の望遠端における０．７５画角での像ぶれ補正状態に対応した横収差図 実施の形態３（実施例３）に係るズームレンズ系のレンズ配置図 （ａ）は、実施例３に係るズームレンズ系の広角端の無限遠合焦状態の縦収差図、（ｂ）は、実施例３に係るズームレンズ系の中間位置（中間焦点距離状態）の無限遠合焦状態の縦収差図、（ｃ）は、実施例３に係るズームレンズ系の望遠端の無限遠合焦状態の縦収差図 （ａ）は、実施例３に係るズームレンズ系の広角端における０．７５画角での像ぶれ補正状態に対応した横収差図、（ｂ）は、実施例３に係るズームレンズ系の望遠端における０．７５画角での像ぶれ補正状態に対応した横収差図 実施の形態４（実施例４）に係るズームレンズ系のレンズ配置図 （ａ）は、実施例４に係るズームレンズ系の広角端の無限遠合焦状態の縦収差図、（ｂ）は、実施例４に係るズームレンズ系の中間位置（中間焦点距離状態）の無限遠合焦状態の縦収差図、（ｃ）は、実施例４に係るズームレンズ系の望遠端の無限遠合焦状態の縦収差図 （ａ）は、実施例４に係るズームレンズ系の広角端における０．７５画角での像ぶれ補正状態に対応した横収差図、（ｂ）は、実施例４に係るズームレンズ系の望遠端における０．７５画角での像ぶれ補正状態に対応した横収差図

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
Ｌ１ 第１レンズ素子
Ｌ２ 第２レンズ素子
Ｌ３ 第３レンズ素子
Ｌ４ 第４レンズ素子
Ｌ５ 第５レンズ素子
Ｌ６ 第６レンズ素子
Ｌ７ 第７レンズ素子
Ｌ８ 第８レンズ素子
Ｌ９ 第９レンズ素子
Ｌ１０ 第１０レンズ素子
Ｌ１１ 第１１レンズ素子
Ｌ１２ 第１２レンズ素子
Ｌ１３ 第１３レンズ素子
Ｌ１４ 第１４レンズ素子
Ｌ１５ 第１５レンズ素子
Ａ 絞り
Ｐ 平行平板
Ｓ 像面

Claims (14)

1. 少なくとも１つのレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有するズームレンズ系であって、
   各レンズ群の間隔を変化させることによって物体の光学的な像を連続的に変倍可能に形成し、
   物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有するレンズ素子を含み、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第４レンズ群とを少なくとも備え、
   前記第４レンズ群、第４レンズ群を構成するレンズ素子のいずれか１つ又は第４レンズ群を構成する隣り合った複数のレンズ素子が、光軸に対して垂直方向に移動する、ズームレンズ系。
2. 反射面が、物体からの軸上主光線を略９０°折り曲げる、請求項１に記載のズームレンズ系。
3. 反射面を有するレンズ素子がプリズムである、請求項１に記載のズームレンズ系。
4. 第４レンズ群が正のパワーを有する、請求項１に記載のズームレンズ系。
5. 第４レンズ群において、最像側レンズ素子が、光軸に対して垂直方向に移動する、請求項１に記載のズームレンズ系。
6. 第４レンズ群において、最像側レンズ素子以外のレンズ素子の少なくとも１つが、光軸に対して垂直方向に移動する、請求項１に記載のズームレンズ系。
7. 以下の条件（１）を満足する、請求項５又は６に記載のズームレンズ系：
   ０．５＜｜ｆ_OIS／ｆ₃｜＜２．０ ・・・（１）
   （ただし、Ｚ＝ｆ_T／ｆ_W＞６．０である）
   ここで、
   ｆ_OIS：光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子の焦点距離、
   ｆ₃：第３レンズ群の合成焦点距離、
   ｆ_W：広角端における全系の焦点距離、
   ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
   である。
8. 光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子の少なくともいずれか１つが、少なくとも１つの非球面を有する、請求項７に記載のズームレンズ系。
9. 光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子として、少なくとも１つの正のパワーを有するレンズ素子又は、少なくとも１つの負のパワーを有するレンズ素子を含む、請求項７に記載のズームレンズ系。
10. 光軸に対して垂直方向に移動するレンズ素子として、少なくとも１つの正のパワーを有するレンズ素子と、少なくとも１つの負のパワーを有するレンズ素子とを含む、請求項７に記載のズームレンズ系。
11. 第１レンズ群が、撮像時の広角端から望遠端へのズーミングにおいて物体側の光軸方向に移動する、請求項１に記載のズームレンズ系。
12. 以下の条件（２）を満足する、請求項１１に記載のズームレンズ系：
    ０．２＜ｆ₁／ｆ_T＜１．２ ・・・（２）
    （ただし、Ｚ＝ｆ_T／ｆ_W＞６．０である）
    ここで、
    ｆ₁：第１レンズ群の合成焦点距離、
    ｆ_W：広角端における全系の焦点距離、
    ｆ_T：望遠端における全系の焦点距離
    である。
13. 物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能な撮像装置であって、
    物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、
    該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記ズームレンズ系が、
    少なくとも１つのレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有し、
    各レンズ群の間隔を変化させることによって物体の光学的な像を連続的に変倍可能に形成し、
    物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有するレンズ素子を含み、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第４レンズ群とを少なくとも備え、
    前記第４レンズ群、第４レンズ群を構成するレンズ素子のいずれか１つ又は第４レンズ群を構成する隣り合った複数のレンズ素子が、光軸に対して垂直方向に移動する、
    撮像装置。
14. 物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の表示及び記憶の少なくとも一方を行うカメラであって、
    物体の光学的な像を形成するズームレンズ系と、該ズームレンズ系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを含む撮像装置を備え、
    前記ズームレンズ系が、
    少なくとも１つのレンズ素子で構成されたレンズ群を複数有し、
    各レンズ群の間隔を変化させることによって物体の光学的な像を連続的に変倍可能に形成し、
    物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有するレンズ素子を含み、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、第４レンズ群とを少なくとも備え、
    前記第４レンズ群、第４レンズ群を構成するレンズ素子のいずれか１つ又は第４レンズ群を構成する隣り合った複数のレンズ素子が、光軸に対して垂直方向に移動する、
    カメラ。
    
    
    

Images