JP2007298724A - 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、該レンズ群のうち少なくともいずれか２つの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レンズ群とを少なくとも備え、該反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、レンズ群、レンズ素子のいずれか１つ又は１つの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、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、周辺部の光学性能が不充分なため、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、
前記レンズ群のうち、少なくともいずれか２つの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レンズ群とを少なくとも備え、
前記反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、レンズ群、レンズ素子のいずれか１つ又は１つの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、
前記レンズ群のうち、少なくともいずれか２つの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レンズ群とを少なくとも備え、
前記反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、レンズ群、レンズ素子のいずれか１つ又は１つの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、
前記レンズ群のうち、少なくともいずれか２つの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レンズ群とを少なくとも備え、
前記反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、レンズ群、レンズ素子のいずれか１つ又は１つの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示す。実施の形態１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を設けている。

実施の形態１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及び第３レンズ群Ｇ３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４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸の軌跡を描いて移動している。すなわち実施の形態１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、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４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との間隔が減少し、かつ第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が変化するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動している。

図１に示すように、実施の形態１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、両凹形状の第５レンズ素子Ｌ５と、両凸形状の第６レンズ素子Ｌ６と、両凹形状の第７レンズ素子Ｌ７とで構成されている。これらのうち、第５レンズ素子Ｌ５は、その物体側面（面８）が非球面である。また、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としてミラーが用いられ、該ミラーは、第７レンズ素子Ｌ７と絞りＡとの間に配置されているが、図１中では省略している。

また実施の形態１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、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第８レンズ素子Ｌ８と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第９レンズ素子Ｌ９と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第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に係るズームレンズ系において、第４レンズ群Ｇ４は、両凸形状の第１１レンズ素子Ｌ１１のみで構成されている。この第１１レンズ素子Ｌ１１は、その物体側面（面２０）が非球面である。

また実施の形態１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１２レンズ素子Ｌ１２と、像側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１３レンズ素子Ｌ１３とで構成され、これら第１２レンズ素子Ｌ１２と第１３レンズ素子Ｌ１３とは接合されている。

図５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、正のパワーを有する第３レンズ群Ｇ３と、絞りＡ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５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を設けている。

実施の形態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及び第３レンズ群Ｇ３は、単調に物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２及び第５レンズ群Ｇ５は、像面Ｓに対して固定され、第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸の軌跡を描いて移動している。すなわち実施の形態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、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４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との間隔が減少し、かつ第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が変化するように、各レンズ群が光軸に沿ってそれぞれ移動している。

図５に示すように、実施の形態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、両凹形状の第５レンズ素子Ｌ５と、両凸形状の第６レンズ素子Ｌ６と、両凹形状の第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と第７レンズ素子Ｌ７とは接合されている。また、第７レンズ素子Ｌ７は、その像側面（面１２）が非球面である。また、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としてミラーが用いられ、該ミラーは、第７レンズ素子Ｌ７と後述する第３レンズ群Ｇ３の最物体側レンズ素子である第８レンズ素子Ｌ８との間に配置されているが、図５中では省略している。

また実施の形態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、両凹形状の第９レンズ素子Ｌ９と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１０レンズ素子Ｌ１０と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１１レンズ素子Ｌ１１とで構成されている。これらのうち、第８レンズ素子Ｌ８と第９レンズ素子Ｌ９とは接合されている。また、第１０レンズ素子Ｌ１０は、その物体側面（面１６）が非球面である。

また実施の形態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１２レンズ素子Ｌ１２と、像側に凸面を向けた負メニスカス形状の第１３レンズ素子Ｌ１３とで構成され、これら第１２レンズ素子Ｌ１２と第１３レンズ素子Ｌ１３とは接合されている。また、第１２レンズ素子Ｌ１２は、その物体側面（面２１）が非球面である。

また実施の形態２に係るズームレンズ系において、第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた正メニスカス形状の第１４レンズ素子Ｌ１４のみで構成されている。

このように、実施の形態１〜２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１〜２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レンズ群及び負のパワーを有する第２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１〜２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１〜２に係るズームレンズ系のように、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１〜２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、複数のレンズ群のうち、少なくともいずれか２つの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２レンズ群に含まれる反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、レンズ群、レンズ素子のいずれか１つ又は１つの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。

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、かかる光線を折り曲げる前に、すなわち反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置するレンズ群又はレンズ素子を利用してぶれ補正を行うので、メカ構成上、円筒の断面を使用することができ、アクチュエーターの配置等で有利である。

なお、本発明においては、ぶれ補正を行うために第１レンズ群を光軸に対して垂直方向に移動させることも可能であるが、通常第１レンズ群は、実施の形態１〜２に係るズームレンズ系のようにレンズ素子の径が大きい場合が多く、垂直移動させるには重量的にも不利なことがある。したがって、実施の形態１〜２に係るズームレンズ系のように、第２レンズ群において、反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、より小さな径のレンズ素子の少なくとも１つを垂直移動させることにより、小さなアクチュエーターで高い補正性能を確保することができる。またズーミングの際には、第２レンズ群は像面に対して固定される場合が多く、ズーミングの際に、大きなスペースを必要とするぶれ補正用のレンズ素子が光軸方向に移動しないことで、体積効率がさらに向上する。

また、通常レンズ群を構成するレンズ素子は、物体側から像側へと順に有効径が小さくなる構成とするが、ぶれ補正のために垂直移動させるレンズ素子としては、ズームレンズ系のさらなるコンパクト化を考慮すると、より小さい径のレンズ素子が好ましく、第２レンズ群において、反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置するレンズ素子のうち、最物体側レンズ素子以外のレンズ素子の少なくとも１つを、光軸に対して垂直方向に移動させることが望ましい。実施の形態１〜２に係るズームレンズ系では、第２レンズ群において、反射面を有するレンズ素子（ミラー）よりも物体側に位置する第４レンズ素子Ｌ４〜第７レンズ素子Ｌ７のうち、最物体側に位置する第４レンズ素子Ｌ４以外の第５レンズ素子Ｌ５、第６レンズ素子Ｌ６及び第７レンズ素子Ｌ７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。

さらに、第２レンズ群において、反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置するレンズ素子のうち、最物体側レンズ素子以外のレンズ素子の少なくとも１つを、光軸に対して垂直方向に移動させる際、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。

また、同様に、第２レンズ群において、反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置するレンズ素子のうち、最物体側レンズ素子以外のレンズ素子の少なくとも１つを、光軸に対して垂直方向に移動させる際、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。

以下、例えば実施の形態１〜２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１〜２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。
１．０＜ｆ_OIS／ｆ₂＜４．０ ・・・（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、
ｆ₂：第２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、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、反射面を有するレンズ素子を含む第２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になる。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。

なお、さらに以下の条件（１）’及び（１）’’の少なくとも１つ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。
１．２＜ｆ_OIS／ｆ₂ ・・・（１）’
ｆ_OIS／ｆ₂＜３．０ ・・・（１）’’
（ただし、Ｚ＝ｆ_T／ｆ_W＞６．０である）

また例えば実施の形態１〜２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）’及び（２）’’の少なくとも１つ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。
０．４＜ｆ₁／ｆ_T ・・・（２）’
ｆ₁／ｆ_T＜１．０ ・・・（２）’’
（ただし、Ｚ＝ｆ_T／ｆ_W＞６．０である）

なお、実施の形態１〜２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、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、表面反射プリズム等のプリズム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１〜２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１〜２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１〜２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６は、実施例２に係るズームレンズ系の縦収差図である。

図２及び図６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広角端における横収差図である。図４は、実施例１に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。図７は、実施例２に係るズームレンズ系の広角端における横収差図である。図８は、実施例２に係るズームレンズ系の望遠端における横収差図である。

図３及び図７において、（ａ）及び（ｂ）は、広角端における像ぶれ補正を行っていない基本状態、（ｃ）及び（ｄ）は、第２レンズ群Ｇ２における第５レンズ素子Ｌ５、第６レンズ素子Ｌ６及び第７レンズ素子Ｌ７を光軸と垂直な方向に所定量移動させた広角端における像ぶれ補正状態に対応する。また図４及び図８において、（ａ）及び（ｂ）は、望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態、（ｃ）及び（ｄ）は、第２レンズ群Ｇ２における第５レンズ素子Ｌ５、第６レンズ素子Ｌ６及び第７レンズ素子Ｌ７を光軸と垂直な方向に所定量移動させた望遠端における像ぶれ補正状態に対応する。

基本状態の各横収差図のうち、（ａ）は最大像高の７５％の像点における横収差、（ｂ）は軸上像点における横収差にそれぞれ対応する。像ぶれ補正状態の各横収差図のうち、（ｃ）は最大像高の７５％の像点における横収差、（ｄ）は軸上像点における横収差にそれぞれ対応する。また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２レンズ群Ｇ２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第５レンズ素子Ｌ５〜第７レンズ素子Ｌ７の光軸と垂直な方向への移動量は、実施例１が、広角端で０．１２３ｍｍ、望遠端で０．３００ｍｍであり、実施例２が、広角端で０．１３７ｍｍ、望遠端で０．３７０ｍｍ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、第５レンズ素子Ｌ５〜第７レンズ素子Ｌ７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、基本状態での＋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いことがわかる。このことは、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を意味している。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５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。

以下の表７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像ぶれ補正を行っていない基本状態での最大像高の７５％の像点における横収差図、（ｂ）は、実施例１に係るズームレンズ系の広角端における像ぶれ補正を行っていない基本状態での軸上像点における横収差図、（ｃ）は、実施例１に係るズームレンズ系の広角端における像ぶれ補正状態での最大像高の７５％の像点における横収差図、（ｄ）は、実施例１に係るズームレンズ系の広角端における像ぶれ補正状態での軸上像点における横収差図 （ａ）は、実施例１に係るズームレンズ系の望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態での最大像高の７５％の像点における横収差図、（ｂ）は、実施例１に係るズームレンズ系の望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態での軸上像点における横収差図、（ｃ）は、実施例１に係るズームレンズ系の望遠端における像ぶれ補正状態での最大像高の７５％の像点における横収差図、（ｄ）は、実施例１に係るズームレンズ系の望遠端における像ぶれ補正状態での軸上像点における横収差図 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像ぶれ補正を行っていない基本状態での最大像高の７５％の像点における横収差図、（ｂ）は、実施例２に係るズームレンズ系の広角端における像ぶれ補正を行っていない基本状態での軸上像点における横収差図、（ｃ）は、実施例２に係るズームレンズ系の広角端における像ぶれ補正状態での最大像高の７５％の像点における横収差図、（ｄ）は、実施例２に係るズームレンズ系の広角端における像ぶれ補正状態での軸上像点における横収差図 （ａ）は、実施例２に係るズームレンズ系の望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態での最大像高の７５％の像点における横収差図、（ｂ）は、実施例２に係るズームレンズ系の望遠端における像ぶれ補正を行っていない基本状態での軸上像点における横収差図、（ｃ）は、実施例２に係るズームレンズ系の望遠端における像ぶれ補正状態での最大像高の７５％の像点における横収差図、（ｄ）は、実施例２に係るズームレンズ系の望遠端における像ぶれ補正状態での軸上像点における横収差図

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
Ａ 絞り
Ｐ 平行平板
Ｓ 像面

Claims (13)

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、
   前記レンズ群のうち、少なくともいずれか２つの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レンズ群とを少なくとも備え、
   前記反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、レンズ群、レンズ素子のいずれか１つ又は１つの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ミラーである、請求項１に記載のズームレンズ系。
4. 第２レンズ群において、反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する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。
5. 第２レンズ群において、反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置するレンズ素子のうち、最物体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４に記載のズームレンズ系。
6. 以下の条件（１）を満足する、請求項５に記載のズームレンズ系：
   １．０＜ｆ_OIS／ｆ₂＜４．０ ・・・（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、
   ｆ₂：第２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。
7. 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５に記載のズームレンズ系。
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５に記載のズームレンズ系。
9. 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、請求項１に記載のズームレンズ系。
10. 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。
11. 以下の条件（２）を満足する、請求項１０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。
12. 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、
    前記レンズ群のうち、少なくともいずれか２つの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レンズ群とを少なくとも備え、
    前記反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、レンズ群、レンズ素子のいずれか１つ又は１つの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。
13. 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、
    前記レンズ群のうち、少なくともいずれか２つの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レンズ群とを少なくとも備え、
    前記反射面を有するレンズ素子よりも物体側に位置する、レンズ群、レンズ素子のいずれか１つ又は１つの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。
    
    
    

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