JP2001033694A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 民生用のビデオカメラ及び静止画ビデオカメ
ラ等の撮像装置において、撮像素子の画素ピッチが益々
微細化して焦点深度が浅くなっていく技術動向と、可動
レンズ群の駆動機構に機構上必要な型が存在するために
撮像素子の画素ピッチに比例して精度良く可動レンズ群
の位置を制御できないという矛盾点とを解決する。 【解決手段】 撮像装置１において、可動レンズ群ＧＲ
２を含む撮影レンズ６Ａと、該可動レンズ群を駆動する
駆動手段３と、該駆動手段を制御する制御手段８と、映
像を電気信号に変換する撮像素子７とを有し、可動レン
ズ群と撮像素子との間に正の屈折力を有する固定レンズ
群ＧＲ３を配置し、βＲを可動レンズ群と撮像素子との
間に配置された正の屈折力を有する固定レンズ群の横倍
率とすると、０．７＜βＲ＜０．９の条件を満足するよ
うにした

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、民生用のビデオカ
メラ及び静止画ビデオカメラ等の撮像装置において、可
動レンズ群の位置制御精度を向上させることによってズ
ーミングにおける結像位置の補正及びフォーカシングを
正確に行えるようにして、焦点深度の浅いレンズでも結
像位置を微調整できるようにする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】民生用のビデオカメラ及び静止画ビデオ
カメラ等の撮像装置に使用されるズームレンズは、一般
的に、特許公報第２７４６１５５号に記載されたものの
ように、物体側より順に、正、負、正、正の屈折力配置
を有し、第２レンズ群と第４レンズ群とが可動レンズ群
とされた４群ズーム方式が採用されている。

【０００３】上記ズ−ム方式では、高倍率化や小型化の
ために各レンズ群の屈折率を強くして構成すると、望遠
端において第２レンズ群単独の移動量に対する結像位置
は、３乃至４．５倍の移動量となって、機械的誤差など
で第２レンズ群が本来あるべき位置からずれた時の影響
が極めて大きくなってしまう。尚、第４レンズ群単独の
移動量に対する結像位置は、略１：１に設計されること
が多い。

【０００４】また、上記ズーム方式では、小型化しよう
とすると、変倍に伴う収差の変動を十分に補正できなく
なってしまうため、像側に比較的弱い正の屈折力を有す
る第５レンズ群を配置し、更に、第５レンズ群を構成す
るレンズ面に非球面を採用して収差補正の自由度を増し
て、第５レンズ群も収差補正を分担することによって、
小型化を達成したものもある（例えば、特許公報第２７
１９８３９号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、昨今の撮像
装置にあっては、有効画素数を維持したまま撮像素子を
小型化したり、静止画用撮像素子で動画用の数倍の画素
数が実現されるようになり、画素ピッチの微細化に比例
して焦点深度が浅くなることから、可動レンズ群の位置
制御にも極めて高い精度が要求されるようになってき
た。

【０００６】具体的には、従来、有効画面寸法が３．６
×２．７ｍｍで水平画素数が９６０だと、水平画素ピッ
チは凡そ３．７５μｍであるが、１．８×２．４ｍｍで
上記と同じ画素数を実現すると、水平画素ピッチは凡そ
２．５μｍとなる。また、静止画ビデオカメラでは、
３．６×２．７ｍｍで１００万画素の撮像素子が実現さ
れており、その画素ピッチは凡そ３μｍである。

【０００７】図８及び図９に従来の可動レンズ群を駆動
するための駆動機構の一例ａを示す。

【０００８】駆動機構ａは、可動レンズ群ｂを保持する
レンズ保持枠ｃとガイド軸ｄ、ｄから成るガイド手段ｅ
と、駆動手段としてのステッピングモータｆと、該ステ
ッピングモータｆの変位量をレンズ保持枠ｃに伝達する
伝達手段ｇ等によって構成される。そして、これら駆動
機構ａを構成する構成要素にはそれぞれ、可動レンズ群
ｂの位置に誤差を生じさせる要因を有している。

【０００９】レンズ保持枠ｃとガイド軸ｄ、ｄは、数μ
ｍから１０μｍ程度のクリアランスで摺動時の負荷の軽
減とレンズ保持枠ｃの倒れの防止を両立させているが、
レンズ保持枠ｃとガイド軸ｄ、ｄにガタがある以上は、
移動方向が逆転する時にレンズ保持枠ｃの倒れも逆転す
るので、上記伝達手段ｇの変位量と可動レンズｂの光軸
上での変位量に誤差が生じることになる。

【００１０】また、ステッピングモータｆも、部品精度
と組み立て精度によっては、電磁石の芯となる極歯の位
相が均等でなくなり、位置ステップ毎の変位量に誤差が
生じることとなる。

【００１１】更に、伝達手段ｇにもガイド軸ｄ、ｄとス
テッピングモータｇの出力軸とが平行でなく、ねじれが
ある場合のずれを吸収する手段としてガタを設けてばね
で片寄せしているので、これらにガタがある以上は可動
レンズ群ｂの位置に誤差を生じさせる要因となり得る。

【００１２】例えば、上記駆動機構ａを２．５μｍの画
素ピッチを有する撮像素子とＦナンバーがＦ２より明る
いレンズ系に適用したとすると、焦点深度は１０μｍ以
下となるが、上述したように、ステッピングモータ（駆
動手段）ｆ、伝達手段ｇ、ガイド手段から生じる可動レ
ンズ群の位置の誤差は、上記焦点深度を超える可能性が
高くなる。実際、従来の画素ピッチ３．７５μｍの撮像
素子においても、量産時においては、誤差を焦点深度内
に抑えて安定して製造することに多大な努力が払われて
いる。

【００１３】尚、可動レンズ群の位置に与える機械的な
誤差要因を減らして、可動レンズ群の位置を検出しなが
ら駆動する手段として、リニアモータとＭＲセンサを用
いた可動レンズ群の駆動機構も実現されている。このリ
ニアモータとＭＲセンサを用いた位置制御機構にあって
は、ステッピングモータを用いたものよりも精度の向上
が認められて、画素ピッチが３μｍ程度までの撮像素子
には対応できる。

【００１４】しかしながら、依然として誤差要因として
上記駆動機構ａと同様のガイド手段が残っているため、
制御し易い駆動手段や可動レンズ群の位置を検出しなが
ら制御する制御方法だけでは、撮像素子の画素ピッチの
微細化に追従するのが困難であった。

【００１５】本発明は、上記問題点に鑑み、民生用のビ
デオカメラ及び静止画ビデオカメラ等の撮像装置におい
て、撮像素子の画素ピッチが益々微細化して焦点深度が
浅くなっていく技術動向と、可動レンズ群の駆動機構に
機構上必要な型が存在するために撮像素子の画素ピッチ
に比例して精度良く可動レンズ群の位置を制御できない
という矛盾点とを解決することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明撮像装置は、可動レンズ群を含む撮影レンズ
と、該可動レンズ群を駆動する駆動手段と、該駆動手段
を制御する制御手段と、映像を電気信号に変換する撮像
素子とを有し、可動レンズ群と撮像素子との間に正の屈
折力を有する固定レンズ群を配置し、βＲを可動レンズ
群と撮像素子との間に配置された正の屈折力を有する固
定レンズ群の横倍率とすると、０．７＜βＲ＜０．９の
条件を満足するようにしたものである。

【００１７】また、本発明撮像装置の別のものは、上記
した本発明撮像装置を撮影レンズがズームレンズである
ものに適用したものであり、物体側より順に、正の屈折
力を有する固定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し主
として変倍を行う可動の第２レンズ群と、正の屈折力を
有する固定の第３レンズ群と、正の屈折力を有しフォー
カシングと第２レンズ群の移動に伴う結像位置の移動の
補正を行う可動の第４レンズ群及び正の屈折力を有し位
置が固定の第５レンズ群とから成るズームレンズの撮影
レンズと、第２レンズ群及び第４レンズ群を駆動する駆
動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、映像を電
気信号に変換する撮像素子とを有し、第５レンズ群は球
面又は平面で構成されたレンズ面を有し、β５を第５レ
ンズ群の横倍率とすると、０．７＜β５＜０．９の条件
を満足するようにしたものである。

【００１８】従って、上記撮像装置にあってはそれぞ
れ、レンズ構成によって結像位置に対する可動レンズ群
の位置敏感度を鈍感にすることが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明撮像装置の実施の形
態について、添付図面を参照して説明する。

【００２０】最初に、本発明撮像装置の概要について説
明する。

【００２１】即ち、本発明撮像装置は、可動レンズ群を
含む撮影レンズと、該可動レンズ群を駆動する駆動手段
と、該駆動手段を制御する制御手段と、映像を電気信号
に変換する撮像素子とを有し、可動レンズ群と撮像素子
との間に正の屈折力を有する固定レンズ群を配置し、β
Ｒを可動レンズ群と撮像素子との間に配置された正の屈
折力を有する固定レンズ群の横倍率とすると、 ０．７＜βＲ＜０．９（条件式１） の条件を満足するようにしたものである。

【００２２】また、上記した本発明撮像装置を撮影レン
ズがズームレンズであるものに適用したものは、物体側
より順に、正の屈折力を有する固定の第１レンズ群と、
負の屈折力を有し主として変倍を行う可動の第２レンズ
群と、正の屈折力を有する固定の第３レンズ群と、正の
屈折力を有しフォーカシングと第２レンズ群の移動に伴
う結像位置の移動の補正を行う可動の第４レンズ群及び
正の屈折力を有し位置が固定の第５レンズ群とから成る
ズームレンズの撮影レンズと、第２レンズ群及び第４レ
ンズ群を駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御する制
御手段と、映像を電気信号に変換する撮像素子とを有
し、第５レンズ群は球面又は平面で構成されたレンズ面
を有し、β５を第５レンズ群の横倍率とすると、 ０．７＜β５＜０．９（条件式２） の条件を満足するようにしたものである。

【００２３】尚、本発明において想定した可動レンズ群
とは、フォーカスレンズのことである。

【００２４】上記条件式１及び条件式２において、βＲ
とβ５の値がそれぞれ上限値である０．９を越えると、
本発明の目的である可動レンズ群（フォーカスレンズ）
の位置敏感度を緩和するという働きが弱くなってしま
い、逆に、βＲとβ５の値がそれぞれ下限値である０．
７を越えると、可動レンズ群と撮像素子との間に配置さ
れた正の屈折力を有する固定レンズ群及び第５レンズ群
から発生する球面収差、像面湾曲、歪曲収差及び倍率色
収差が大きくなり、可動レンズ群と撮像素子との間に挟
まれる固定レンズ群を、後述する各数値実施例に示すよ
うに、１枚のレンズではなく複数のレンズによる複雑な
構成にして諸収差を補正しなければならなくなり、製造
コストの上昇を招くと共に、この固定レンズ群より物体
側に位置するレンズ系の焦点距離が相対的に長くなっ
て、撮影レンズの全長が長くなって大型化してしまう。

【００２５】図１に撮像装置１におけるオートフォーカ
スシステム（制御手段）のブロックダイアグラムを示
す。

【００２６】即ち、撮像装置１は、フォーカスレンズ
（可動レンズ群）２、該フォーカスレンズ２を駆動する
フォーカスモータ（駆動手段）３と図示しないガイド手
段及び簡略化して示す伝達手段４から成る駆動機構５等
によって構成される撮影レンズ６と撮像素子（ＣＣＤ）
７を有する。

【００２７】更に、撮像装置１は、駆動機構５の動作を
制御する制御手段８を有する。制御手段８による信号処
理の流れは以下のようになる。

【００２８】撮影レンズ６で捉えられた映像は、撮像素
子７で映像信号９に変換され、該映像信号９は、Ｓ／Ｈ
（サンプルホールド）１０、ＡＧＣ（オートマチックゲ
インコントローラ）１１を通った後、その中から輝度信
号１２が取り出されてバンドパスフィルタ等のフォーカ
ス用処理回路１３に送られる。そして、フォーカス用処
理回路１３からの信号は、アナログ−デジタル（Ａ／
Ｄ）変換回路１４でデジタル信号に変換された後にマイ
コン１５で処理される。最後に、マイコン１５からの指
令に基づいて、フォーカスドライバ１６は、フォーカス
モータ３を作動させてフォーカスレンズ２を適宜移動さ
せる。

【００２９】次に本発明撮像装置における撮影レンズの
光学的構成を示す数値実施例１及び２について説明す
る。

【００３０】尚、以下の説明において、「ｒｉ」は物体
側から数えてｉ番目のレンズ面（第ｉ面）及びその曲率
半径、「ｄｉ」は第ｉ面と第ｉ＋１面との間の面間隔、
「ｎｉ」は第ｉレンズ（Ｌｉ）を構成する材質のｄ線
（波長587.6nm）での屈折率、「νｉ」は第ｉレンズを
構成する材質のアッベ数とする。尚、後述するフィルタ
の面間隔、屈折率及びアッベ数はそれぞれ、「ｄＦ
Ｌ」、「ｎＦＬ」及び「νＦＬ」とする。

【００３１】また、非球面の定義は、「ｘｉ」を非球面
の深さ、「Ｈ」を光軸からの高さ、「Ａｊ」をｊ次の非
球面係数とすると、 ｘｉ＝Ｈ²／ｒｉ｛１＋（１−Ｈ²／ｒｉ²）^1/2｝＋ΣＡ
ｊＨ^j によって表されるものとする。

【００３２】数値実施例１における撮影レンズ６Ａは、
図２に示すように、物体側より順に、凹レンズの第１レ
ンズＬ１と凸レンズの第２レンズＬ２によって構成され
るアフォーカル系に近い固定の第１レンズ群ＧＲ１と、
絞りＳと、凸レンズの第３レンズＬ３と凹レンズの第４
レンズＬ４との接合レンズ及び凸レンズの第５レンズＬ
５によって構成される可動レンズ群（フォーカスレンズ
２）である第２レンズ群ＧＲ２と、像面（結像面）ＩＭ
Ｇと上記第５レンズＬ５との間に、固定の凸レンズであ
る第６レンズＬ６によって構成される第３レンズ群ＧＲ
３及びローパスフィルタ等によって構成されるフィルタ
ＦＬを配置して成るものである。そして、撮影レンズ６
Ａは、前記条件式１を満足するようにされている。

【００３３】以下の表１に撮影レンズ６Ａを構成するレ
ンズ系の各数値を示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】尚、上記表１において、面間隔ｄ５及びｄ
１０はフォーカスレンズである第２レンズ群ＧＲ２のフ
ォーカシングによって面間隔が可変（variable）となっ
ている。

【００３６】また、第３レンズＬ３の物体側の面ｒ６及
び第５レンズＬ５の像側の面ｒ１０は非球面によって構
成されている。表２に上記面ｒ６及びｒ１０の４次、６
次、８次１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０
を示す。尚、表２中において、「ｅ」は１０を底とする
指数表現、例えば、「１．０ｅ−３」は、「１．０×１
０^-3」を示すものである（後述する表５においても同
様）。

【００３７】

【表２】

【００３８】表３に撮影レンズ６Ａの焦点距離（ｆ）、
Ｆナンバー、画角（２ω）、可動レンズ群と撮像素子と
の間に配置された正の屈折力を有する固定レンズ群であ
る第３レンズ群ＧＲ３の横倍率βＲ及び可動レンズ群で
ある第２レンズ群ＧＲ２の移動量に対する像面（結像
面）の移動量の比の各値を示す。

【００３９】

【表３】

【００４０】撮影レンズ６Ａは、第２レンズ群（フォー
カスレンズ）ＧＲ２の前で略アフォーカルになっている
ために、上記表３に示す移動量の比はβＲの二乗になっ
ていて、駆動機構５を構成するフォーカスモータ３、伝
達手段４及びガイド手段のそれぞれに存在する誤差が結
像面の誤差としてとしては約７割に緩和させることがで
きる。従って、撮像装置１に撮影レンズ６Ａを適用すれ
ば、従来の機械的精度を有する駆動機構５を用いている
にもかかわらず、微細な画素ピッチを有する撮像素子を
使用するときに必要な位置精度を達成することが可能と
なる。

【００４１】第６レンズＬ６は、球面又は球面と平面で
構成される屈折力の弱い凸レンズになっていて、研磨レ
ンズでは製造時の心取り工程でベルチャック式の自動心
取り機を使用することができないため量産性が悪いの
で、射出成形によって製造することができるプラスチッ
クレンズとすることが製造上好ましい。また、撮影レン
ズ６Ａにおいては、第６レンズＬ６には移動量の比を小
さくする働きだけを持たせて、収差補正の負担までは負
わせない構成なので、そのレンズ面ｒ１１及びｒ１２は
非球面とせずに球面によって構成し、更に、組立時にお
いて表裏を間違えるという可能性を排除するために、面
ｒ１１とｒ１２とを全く同じ曲率半径としたものであ
る。尚、非球面では面形状の検査を非球面測定器で測定
して行う必要があるが、球面ではニュートンゲージで簡
単に検査ができるので、この点でも、第６レンズＬ６の
両面を球面とすることによって量産性が良くなる。

【００４２】撮影レンズ６Ａでは、前述したように条件
式１において、βＲの値が上限を越えると、本発明の目
的である第２レンズ群ＧＲ２（可動レンズ群）の位置敏
感度を緩和するという働きが弱くなってしまい、逆に、
βＲの値が下限値を越えると、第３レンズ群ＧＲ３であ
る第６レンズＬ６から発生する球面収差、像面湾曲、歪
曲収差及び倍率色収差が大きくなり、第２レンズ群ＧＲ
２と撮像素子との間に挟まれる第３レンズ群ＧＲ３を第
６レンズＬ６単独ではなく複数のレンズによる複雑な構
成にして諸収差を補正しなければならなくなり、製造コ
ストの上昇を招くと共に、第３レンズ群ＧＲ３よりも物
体側に位置するレンズ系の焦点距離が相対的に長くなっ
て、撮影レンズ６Ａの全長が長くなって大型化してしま
う。

【００４３】図３に撮影レンズ６Ａの球面収差図、非点
収差図及び歪曲収差図をそれぞれ示す。尚、球面収差図
において、実線はｄ線、破線はｇ線（波長435.8nm）、
１点鎖線はＣ線（波長656.3nm）での値を示し、非点収
差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオ
ナル像面での値を示すものである（後述する図５、図６
及び図７においても同様）。

【００４４】次に、本発明撮像装置の撮影レンズをズー
ムレンズとした数値実施例２について説明する。

【００４５】数値実施例における撮影レンズ６Ｂは、物
体側より順に、凹レンズの第１レンズと凸レンズの第２
レンズとの接合レンズ及び凸レンズの第３レンズＬ３で
正の屈折力を有する固定の第１レンズ群ＧＲ１を構成
し、凹レンズの第４レンズＬ４及び凹レンズの第５レン
ズと凸レンズの第６レンズとの接合レンズで負の屈折力
を有し主として変倍を行う可動の第２レンズ群ＧＲ２を
構成し、凸レンズの第７レンズで正の屈折力を有する固
定の第３レンズ群ＧＲ３を構成し、凸レンズの第８レン
ズと凹レンズの第９レンズと凸レンズの第１０レンズと
の接合レンズで正の屈折力を有しフォーカシングと第２
レンズ群ＧＲ２の移動に伴う結像位置の移動の補正を行
う可動の第４レンズ群ＧＲ４を構成し、凸レンズの第１
１レンズで正の屈折力を有し位置が固定の第５レンズ群
ＧＲ５を構成し、像面（結像面）ＩＭＧと上記第５レン
ズ群ＧＲ５との間に、ローパスフィルタ等によって構成
されるフィルタＦＬを配置して成るものである。そし
て、撮影レンズ６Ｂは、前記条件式２を満足するように
されている。

【００４６】以下の表４に撮影レンズ６Ｂを構成するレ
ンズ系の各数値を示す。

【００４７】

【表４】

【００４８】また、上記表４に示すように、撮影レンズ
６Ｂはズームレンズであるので、ズーミングによって、
面間隔ｄ５、ｄ１０、ｄ１３及びｄ１７は可変（variab
le）となる。従って、以下の表５にズーミング時におけ
る広角端、広角端と望遠端との間の中間焦点距離位置及
び望遠端における面間隔ｄ５、ｄ１０、ｄ１３及びｄ１
７の各数値と、焦点距離（ｆ）、Ｆナンバー、画角（２
ω）を示す。

【００４９】更に、第７レンズＬ７の物体側及び像側の
面ｒ１１及びｒ１２と、第８レンズＬ８の物体側の面ｒ
１４は非球面によって構成されている。従って、表６に
上記面ｒ１１、ｒ１２及びｒ１４の４次、６次、８次１
０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を示す。

【００５０】

【表５】

【００５１】表７に撮影レンズ６Ｂの、第５レンズ群Ｇ
Ｒ５の横倍率β５及び可動レンズ群である第４レンズ群
ＧＲ４の移動量に対する像面（結像面）の移動量の比の
各値を示す。

【００５２】

【表６】

【００５３】撮影レンズ６Ｂは、上記表７に示す移動量
の比はβ５の二乗になっていて、駆動機構５を構成する
フォーカスモータ３、伝達手段４及びガイド手段のそれ
ぞれに存在する誤差が結像面の誤差としてとしては約７
割に緩和させることができる。従って、撮像装置１に撮
影レンズ６Ｂを適用すれば、従来の機械的精度を有する
駆動機構５を用いているにもかかわらず、微細な画素ピ
ッチを有する撮像素子を使用するときに必要な位置精度
を達成することが可能となる。

【００５４】第１１レンズＬ１１もまた、数値実施例１
における第６レンズＬ６と同様に、屈折力の弱い凸レン
ズになっていて、研磨レンズでは製造時の心取り工程で
ベルチャック式の自動心取り機を使用することができな
いため量産性が悪いので、射出成形によって製造するこ
とができるプラスチックレンズとすることが製造上好ま
しい。また、撮影レンズ６Ｂにおいても、第１１レンズ
Ｌ１１には移動量の比を小さくする働きだけを持たせ
て、収差補正の負担までは負わせない構成なので、その
レンズ面ｒ１８及びｒ１９は非球面とせずに球面によっ
て構成し、更に、組立時において表裏を間違えるという
可能性を排除するために、面ｒ１８とｒ１９とを全く同
じ曲率半径としたものである。

【００５５】撮影レンズ６Ｂでは、前述したように条件
式２において、β５の値が上限を越えると、本発明の目
的である第４レンズ群ＧＲ４（可動レンズ群）の位置敏
感度を緩和するという働きが弱くなってしまい、逆に、
β５の値が下限値を越えると、第５レンズ群ＧＲ５であ
る第１１レンズＬ１１から発生する球面収差、像面湾
曲、歪曲収差及び倍率色収差が大きくなり、第４レンズ
群ＧＲ４と撮像素子との間に挟まれる第５レンズ群ＧＲ
５を第１１レンズＬ１１単独ではなく複数のレンズによ
る複雑な構成にして諸収差を補正しなければならなくな
り、製造コストの上昇を招くと共に、第５レンズ群ＧＲ
５よりも物体側に位置するレンズ系の焦点距離が相対的
に長くなって、撮影レンズ６Ｂの全長が長くなって大型
化してしまう。

【００５６】図５乃至図７に撮影レンズ６Ｂの広角端、
広角端と望遠端との間の中間焦点距離位置及び望遠端に
おける球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図をそれぞ
れ示す。

【００５７】このように、本発明撮像装置によれば、レ
ンズ構成によって結像位置に対する可動レンズ群の位置
敏感度を鈍感にすることが可能となって、可動レンズ群
の駆動機構の位置制御の分解能を光学的に微細にできる
ようになると共に、駆動機構を構成する駆動手段（モー
タ等）やガイド手段のガタ等による誤差が結像位置に与
える影響を緩和することもできる。

【００５８】尚、前記実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当
たっての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。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た本発明撮像装置は、可動レンズ群を含む撮影レンズ
と、該可動レンズ群を駆動する駆動手段と、該駆動手段
を制御する制御手段と、映像を電気信号に変換する撮像
素子とを有し、可動レンズ群と撮像素子との間に正の屈
折力を有する固定レンズ群を配置し、βＲを可動レンズ
群と撮像素子との間に配置された正の屈折力を有する固
定レンズ群の横倍率とすると、０．７＜βＲ＜０．９の
条件を満足するようにしたので、レンズ構成によって結
像位置に対する可動レンズ群の位置敏感度を鈍感にする
ことが可能となり、可動レンズ群の駆動機構の位置制御
の分解能を光学的に微細にすることによって可動レンズ
群を精度良く位置制御できると共に、駆動機構を構成す
る駆動手段（モータ等）やガイド手段のガタ等による誤
差が結像位置に与える影響を緩和することもできる。

【００６０】また、請求項２に記載した本発明撮像装置
は、可動レンズ群と撮像素子との間に配置された固定の
正の屈折力を有するレンズ群を、球面又は平面で構成さ
れた面を有するプラスチックレンズによって構成したの
で、レンズ群を構成するレンズを射出成形によって構成
することが可能となって、製造工程を簡略化して製造コ
ストを低減させることができる。

【００６１】更に、請求項３に記載した本発明撮像装置
は、請求項１に記載した撮像装置を撮影レンズがズーム
レンズであるものに適用したものであり、物体側より順
に、正の屈折力を有する固定の第１レンズ群と、負の屈
折力を有し主として変倍を行う可動の第２レンズ群と、
正の屈折力を有する固定の第３レンズ群と、正の屈折力
を有しフォーカシングと第２レンズ群の移動に伴う結像
位置の移動の補正を行う可動の第４レンズ群及び正の屈
折力を有し位置が固定の第５レンズ群とから成るズーム
レンズの撮影レンズと、第２レンズ群及び第４レンズ群
を駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段
と、映像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、第５
レンズ群は球面又は平面で構成されたレンズ面を有し、
β５を第５レンズ群の横倍率とすると、０．７＜β５＜
０．９の条件を満足するようにしたので、レンズ構成に
よって結像位置に対する可動レンズ群の位置敏感度を鈍
感にすることが可能となり、可動レンズ群の駆動機構の
位置制御の分解能を光学的に微細にすることによって可
動レンズ群を精度良く位置制御できると共に、駆動機構
を構成する駆動手段（モータ等）やガイド手段のガタ等
による誤差が結像位置に与える影響を緩和することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明撮像装置の全体構成と駆動機構（オート
フォーカス機構）の構成を概略的に示す図である。

【図２】図３と共に本発明撮像装置に用いられる撮影レ
ンズの数値実施例１を示すものであり、本図はレンズ構
成を示す図である。

【図３】各種収差を示す図である。

【図４】図５乃至図７と共に本発明撮像装置に用いられ
る撮影レンズの数値実施例２を示すものであり、本図は
レンズ構成を示す図である。

【図５】広角端における各種収差を示す図である。

【図６】広角端と望遠端との中間焦点位置における各種
収差を示す図である。

【図７】望遠端における各種収差を示す図である。

【図８】図９と共に従来の撮像装置を概略的に示すもの
であり、本図は可動レンズ群の駆動機構を示すものであ
る。

【図９】可動レンズ群の駆動機構の分解斜視図である。

【符号の説明】

１…撮像装置、２…可動レンズ群、３…駆動手段、６…
撮影レンズ、７…撮像素子、８…制御手段、６Ａ…撮影
レンズ、ＧＲ２…可動レンズ群、ＧＲ３…固定レンズ
群、６Ｂ…撮影レンズ、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（可動レンズ群）、ＧＲ５…第５レンズ群（固
定レンズ群）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA03 LA03 MA07 MA15 PA05 PA07 PA18 PA20 PB06 PB11 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA34 QA41 QA46 RA05 RA12 RA13 RA43 SA43 SA47 SA49 SA52 SA55 SA63 SA65 SA72 SA74 SA76 SB04 SB14 SB22 SB34 SB42 UA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動レンズ群を含む撮影レンズと、該可
   動レンズ群を駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御す
   る制御手段と、映像を電気信号に変換する撮像素子とを
   有する撮像装置であって、 上記可動レンズ群と撮像素子との間に正の屈折力を有す
   る固定レンズ群を配置し、 以下の条件を満足するようにしたことを特徴とする撮像
   装置。 ０．７＜βＲ＜０．９ 但し、 βＲ：可動レンズ群と撮像素子との間に配置された正の
   屈折力を有する固定レンズ群の横倍率、とする。
2. 【請求項２】 可動レンズ群と撮像素子との間に配置さ
   れた固定の正の屈折力を有するレンズ群は、球面又は平
   面で構成された面を有するプラスチックレンズによって
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像
   装置。
3. 【請求項３】 物体側より順に、正の屈折力を有する固
   定の第１レンズ群と、負の屈折力を有し主として変倍を
   行う可動の第２レンズ群と、正の屈折力を有する固定の
   第３レンズ群と、正の屈折力を有しフォーカシングと第
   ２レンズ群の移動に伴う結像位置の移動の補正を行う可
   動の第４レンズ群及び正の屈折力を有し位置が固定の第
   ５レンズ群とから成るズームレンズの撮影レンズと、第
   ２レンズ群及び第４レンズ群を駆動する駆動手段と、該
   駆動手段を制御する制御手段と、映像を電気信号に変換
   する撮像素子とを有し、 上記第５レンズ群は球面又は平面で構成されたレンズ面
   を有し、 以下の条件を満足するようにしたことを特徴とする撮像
   装置。 ０．７＜β５＜０．９ 但し、 β５：第５レンズ群の横倍率、 とする。