JP2009217167A - Zoom optical system and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はズーム光学系及び撮像装置に関する。詳しくは、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小型で高変倍率を有するズーム光学系及び撮像装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a zoom optical system and an imaging apparatus. More specifically, the present invention relates to a technical field of a zoom optical system and an image pickup apparatus that are small and have a high zoom ratio suitable for a photographing optical system of a digital input / output device such as a digital still camera or a digital video camera.
近年、デジタルスチルカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。このような撮像装置においては、使用される固体撮像素子の記録画素数の増加に伴い、結像性能の優れた撮影用レンズ、特に、ズームレンズが求められている。 In recent years, imaging devices using solid-state imaging devices such as digital still cameras have become widespread. In such an image pickup apparatus, with an increase in the number of recording pixels of the solid-state image pickup element to be used, a photographic lens with excellent imaging performance, particularly a zoom lens is required.
また、ズームレンズを含むズーム光学系の高変倍化と小型化への要求も高く、小型化に関しては、特に、撮影時に撮像装置を被写体に正対させた際の前後方向における小型化、即ち、奥行き方向における薄型化が求められている。 In addition, there is a high demand for high zooming and miniaturization of a zoom optical system including a zoom lens. With regard to miniaturization, in particular, miniaturization in the front-rear direction when the imaging device is directly opposed to a subject at the time of shooting, that is, There is a demand for thinning in the depth direction.
奥行き方向における薄型化に好適なズーム光学系及び撮像装置としては、例えば、第１レンズ群に光路を９０°折り曲げる反射部材を有する所謂折曲ズーム光学系及び撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a zoom optical system and an imaging apparatus suitable for thinning in the depth direction, for example, a so-called folding zoom optical system and an imaging apparatus having a reflecting member that bends an optical path by 90 ° in a first lens group are known (for example, Patent Document 1).
また、光路を９０°折り曲げる反射部材を有する折曲ズーム光学系において、約５倍程度の高変倍化を図ったズーム光学系及び撮像装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。 Further, in a folding zoom optical system having a reflecting member that bends the optical path by 90 °, a zoom optical system and an image pickup apparatus that achieve a high zoom ratio of about 5 times are known (for example, see Patent Document 2).
ところが、特許文献１に記載されたズーム光学系にあっては、プリズムによって光路を９０°折り曲げることにより小型化及び薄型化を図るようにしているが、変倍比が３倍程度と小さく、市場の要求を十分に満足する変倍率を有していない。
However, in the zoom optical system described in
また、特許文献２に記載されたズーム光学系にあっては、高変倍化が図られているものの、高変倍化に伴って第１レンズ群を通過する光線の有効径が増大するため、反射部材が大型になると共に光学全長が長くなり、十分な小型化及び薄型化が図られていない。
In the zoom optical system described in
従って、従来の折曲ズーム光学系においては、小型化と高変倍化の両立を確保することが困難であった。 Therefore, it has been difficult to ensure both miniaturization and high zooming in the conventional folding zoom optical system.
そこで、本発明ズーム光学系及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、小型化及び高変倍化を図ることを課題とする。 Therefore, an object of the zoom optical system and the imaging apparatus of the present invention is to overcome the above-described problems and to achieve downsizing and high zooming.
ズーム光学系は、上記した課題を解決するために、光軸方向において物体側から順に、変倍時に前記光軸方向へ移動する少なくとも一つのレンズ群を有するズームレンズ部と、該ズームレンズ部によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズ部は、光路を略９０°折り曲げる反射部材を有すると共に前記光軸方向における最も物体側に位置され変倍時に前記光軸方向において固定された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像側に位置された負の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群の像側に位置され一つ以上のレンズ群を有すると共に正の屈折力を有する後部群とを備え、前記撮像素子が少なくとも変倍時に前記光軸方向へ移動するようにしたものである。 In order to solve the above-described problem, the zoom optical system includes at least one lens group that moves in the optical axis direction during zooming in order from the object side in the optical axis direction, and the zoom lens unit. An image pickup device that converts the formed optical image into an electrical signal, and the zoom lens unit includes a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° and is positioned closest to the object side in the optical axis direction, and is A first lens group having a positive refractive power fixed in the optical axis direction, a second lens group having a negative refractive power positioned on the image side of the first lens group, and an image of the second lens group And a rear group having a positive refractive power and having at least one lens group, and the image pickup element moves in the optical axis direction at least during zooming.
従って、ズーム光学系にあっては、変倍時にズームレンズ部の少なくとも一つのレンズ群が光軸方向へ移動されると共に撮像素子が光軸方向へ移動される。 Therefore, in the zoom optical system, at the time of zooming, at least one lens group of the zoom lens unit is moved in the optical axis direction, and the imaging element is moved in the optical axis direction.
上記したズーム光学系においては、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）１．０＜ＳＤｔ／ＳＤｗ＜１．４
但し、
ＳＤｔ：望遠端におけるズームレンズ部の最も物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
ＳＤｗ：広角端におけるズームレンズ部の最も物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
とする。
In the zoom optical system described above, it is preferable that the following conditional expression (1) is satisfied.
(1) 1.0 <SDt / SDw <1.4
However,
SDt: Distance on the optical axis from the most object side surface of the zoom lens unit to the imaging surface at the telephoto end SDw: Distance on the optical axis from the most object side surface of the zoom lens unit to the imaging surface at the wide angle end .
条件式（１）を満足することにより、第１レンズ群及び第２レンズ群の屈折力が弱まり、広角端においては、歪曲収差、倍率色収差等の補正が容易となり、望遠端においては、軸上色収差等の補正が容易となる。 By satisfying conditional expression (1), the refractive power of the first lens group and the second lens group is weakened, and distortion, lateral chromatic aberration, etc. can be easily corrected at the wide-angle end, and on the axis at the telephoto end. Correction of chromatic aberration and the like becomes easy.
また、上記したズーム光学系においては、ズームレンズ部に、変倍時又は合焦時において、撮像素子との光軸上における距離を一定にした状態で移動する少なくとも一つのレンズ群を設けることが望ましい。 In the zoom optical system described above, the zoom lens unit may be provided with at least one lens group that moves with a constant distance on the optical axis with respect to the imaging element during zooming or focusing. desirable.
ズームレンズ部に撮像素子との光軸上における距離を一定にした状態で移動するレンズ群を設けることにより、レンズ群と撮像素子を連結して両者の移動を同一の駆動機構によって行うことが可能となる。 By providing the zoom lens unit with a lens group that moves with a fixed distance from the image sensor on the optical axis, it is possible to connect the lens group and the image sensor and move them with the same drive mechanism. It becomes.
撮像装置は、上記した課題を解決するために、変倍時に光軸方向へ移動する少なくとも一つのレンズ群を有するズームレンズ部と、該ズームレンズ部によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、前記ズームレンズ部のレンズ群を前記光軸方向へ移動させるレンズ駆動機構とを備え、前記ズームレンズ部と前記撮像素子が前記光軸方向において物体側から順に配置され、前記ズームレンズ部は、光路を略９０°折り曲げる反射部材を有すると共に前記光軸方向における最も物体側に位置され変倍時に前記光軸方向において固定された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像側に位置された負の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群の像側に位置され一つ以上のレンズ群を有すると共に正の屈折力を有する後部群とを備え、前記撮像素子が少なくとも変倍時に前記光軸方向へ移動するようにしたものである。 In order to solve the above-described problems, the imaging apparatus converts a zoom lens unit having at least one lens group that moves in the optical axis direction upon zooming and an optical image formed by the zoom lens unit into an electrical signal. And a lens driving mechanism for moving a lens group of the zoom lens unit in the optical axis direction, the zoom lens unit and the image sensor being sequentially arranged from the object side in the optical axis direction, and the zoom The lens unit includes a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° and has a positive refractive power that is positioned closest to the object side in the optical axis direction and fixed in the optical axis direction at the time of zooming, A second lens group having negative refractive power located on the image side of the first lens group, and one or more lens groups located on the image side of the second lens group, and being positively bent And a rear group having a force, the imaging element is obtained so as to move to the optical axis direction when at least zooming.
従って、撮像装置にあっては、変倍時にズーム光学系のズームレンズ部の少なくとも一つのレンズ群が光軸方向へ移動されると共に撮像素子が光軸方向へ移動される。 Therefore, in the imaging apparatus, at the time of zooming, at least one lens group of the zoom lens unit of the zoom optical system is moved in the optical axis direction, and the imaging element is moved in the optical axis direction.
上記した撮像装置においては、ズームレンズ部のレンズ群を光軸方向へ移動させるレンズ駆動機構によって撮像素子を光軸方向へ移動させるようにすることが望ましい。 In the imaging apparatus described above, it is desirable to move the imaging element in the optical axis direction by a lens driving mechanism that moves the lens group of the zoom lens unit in the optical axis direction.
レンズ群を光軸方向へ移動させるレンズ駆動機構によって撮像素子を光軸方向へ移動させるようにすることにより、レンズ群の移動と撮像素子の移動が同一の駆動機構によって行われる。 By moving the imaging element in the optical axis direction by a lens driving mechanism that moves the lens group in the optical axis direction, the movement of the lens group and the movement of the imaging element are performed by the same driving mechanism.
本発明ズーム光学系は、光軸方向において物体側から順に、変倍時に前記光軸方向へ移動する少なくとも一つのレンズ群を有するズームレンズ部と、該ズームレンズ部によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたズーム光学系であって、前記ズームレンズ部は、光路を略９０°折り曲げる反射部材を有すると共に前記光軸方向における最も物体側に位置され変倍時に前記光軸方向において固定された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像側に位置された負の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群の像側に位置され一つ以上のレンズ群を有すると共に正の屈折力を有する後部群とを備え、前記撮像素子が少なくとも変倍時に前記光軸方向へ移動するようにしたことを特徴とする。 The zoom optical system according to the present invention includes, in order from the object side in the optical axis direction, a zoom lens unit having at least one lens group that moves in the optical axis direction upon zooming, and an optical image formed by the zoom lens unit. A zoom optical system including an image pickup device that converts an optical signal into an optical signal, wherein the zoom lens unit includes a reflecting member that bends an optical path by approximately 90 ° and is positioned closest to the object side in the optical axis direction when the magnification is changed. A first lens group having a positive refractive power fixed in the optical axis direction, a second lens group having a negative refractive power positioned on the image side of the first lens group, and an image of the second lens group And a rear group having one or more lens groups and having a positive refractive power, and the image pickup device moves in the optical axis direction at least during zooming.
従って、本発明ズーム光学系にあっては、小型化及び高変倍化を図ることができる。 Therefore, in the zoom optical system of the present invention, it is possible to reduce the size and increase the zoom ratio.
本発明撮像装置は、変倍時に光軸方向へ移動する少なくとも一つのレンズ群を有するズームレンズ部と、該ズームレンズ部によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、前記ズームレンズ部のレンズ群を前記光軸方向へ移動させるレンズ駆動機構とを備え、前記ズームレンズ部と前記撮像素子が前記光軸方向において物体側から順に配置された撮像装置であって、前記ズームレンズ部は、光路を略９０°折り曲げる反射部材を有すると共に前記光軸方向における最も物体側に位置され変倍時に前記光軸方向において固定された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像側に位置された負の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群の像側に位置され一つ以上のレンズ群を有すると共に正の屈折力を有する後部群とを備え、前記撮像素子が少なくとも変倍時に前記光軸方向へ移動するようにしたことを特徴とする。 The imaging apparatus according to the present invention includes a zoom lens unit having at least one lens group that moves in the optical axis direction upon zooming, an imaging element that converts an optical image formed by the zoom lens unit into an electrical signal, and the zoom A zoom lens unit and a lens drive mechanism for moving the lens group of the lens unit in the optical axis direction, wherein the zoom lens unit and the imaging element are arranged in order from the object side in the optical axis direction. The first lens group having a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° and having a positive refractive power that is positioned closest to the object side in the optical axis direction and is fixed in the optical axis direction upon zooming; A second lens group having negative refractive power positioned on the image side of one lens group, and one or more lens groups positioned on the image side of the second lens group, and having positive refractive power And a rear group of the image pickup device is characterized in that so as to move to the optical axis direction when at least zooming.
従って、本発明撮像装置にあっては、小型化及び高変倍化を図ることができる。 Therefore, in the imaging apparatus of the present invention, it is possible to reduce the size and increase the zoom ratio.
以下に、本発明ズーム光学系及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the zoom optical system and the imaging apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、本発明ズーム光学系について説明する。 First, the zoom optical system of the present invention will be described.
本発明ズーム光学系は、光軸方向において物体側から順に、変倍時に前記光軸方向へ移動する少なくとも一つのレンズ群を有するズームレンズ部と、該ズームレンズ部によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記ズームレンズ部は、光路を略９０°折り曲げる反射部材を有すると共に前記光軸方向における最も物体側に位置され変倍時に前記光軸方向において固定された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像側に位置された負の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群の像側に位置され一つ以上のレンズ群を有すると共に正の屈折力を有する後部群とを備え、前記撮像素子が少なくとも変倍時に前記光軸方向へ移動するようにしている。 The zoom optical system according to the present invention includes, in order from the object side in the optical axis direction, a zoom lens unit having at least one lens group that moves in the optical axis direction upon zooming, and an optical image formed by the zoom lens unit. The zoom lens unit includes a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 °, and is positioned closest to the object side in the optical axis direction and fixed in the optical axis direction during zooming. A first lens group having a positive refractive power; a second lens group having a negative refractive power positioned on the image side of the first lens group; and one or more positioned on the image side of the second lens group. And a rear group having a positive refractive power so that the image sensor moves in the optical axis direction at least during zooming.
本発明に係るズーム光学系は、例えば、デジタルビデオカメラ等に設けられたレンズ鏡筒の内部に配置され、例えば、撮影時にレンズ鏡筒の一部が上方又は側方（左右方向）へ突出される所謂ポップアップ型の撮像装置に設けられる。 The zoom optical system according to the present invention is disposed, for example, inside a lens barrel provided in a digital video camera or the like. For example, a part of the lens barrel is protruded upward or sideward (left-right direction) during shooting. It is provided in a so-called pop-up type imaging device.
ズーム光学系１は、図１に示すように、変倍時に光軸Ｓ方向へ移動する少なくとも一つのレンズ群を有するズームレンズ部２と、該ズームレンズ部２によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子３とが光軸Ｓ方向において物体側から順に配置されている。
As shown in FIG. 1, the zoom
ズームレンズ部２は、第１レンズ群４と該第１レンズ群の像側に配置された第２レンズ群５と該第２レンズ群５の像側に配置された後部群６とによって構成されている。
The
第１レンズ群４は正の屈折力を有し、変倍時に光軸Ｓ方向へ移動せず固定とされている。第１レンズ群４は、図示しない単数又は複数のレンズと、光路を略９０°折り曲げる反射部材４ａとを有している。反射部材４ａとしては、例えば、プリズムや反射ミラーが用いられている。
The
第２レンズ群５は負の屈折力を有し、図示しない複数のレンズによって構成されている。第２レンズ群５は変倍時に光軸Ｓ方向へ移動される。 The second lens group 5 has a negative refractive power and is composed of a plurality of lenses (not shown). The second lens group 5 is moved in the direction of the optical axis S during zooming.
後部群６は正の屈折力を有し、単数又は複数のレンズ群、例えば、第３レンズ群、第４レンズ群及び第５レンズ群によって構成されている。または、後部群６は、例えば、第３レンズ群、第４レンズ群、第５レンズ群及び第６レンズ群によって構成されている。後部群６は変倍時に、例えば、第４レンズ群又は第４レンズ群と第６レンズ群が光軸Ｓ方向へ移動される。
The
撮像素子３としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子が用いられている。撮像素子３は変倍時に光軸Ｓ方向へ移動される。 As the image sensor 3, for example, a solid-state image sensor such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) is used. The image sensor 3 is moved in the direction of the optical axis S during zooming.
撮像装置７において、撮影時には、例えば、撮像装置７の本体部８からズーム光学系１の一部が上方又は側方へ突出される。撮影が行われると、第１レンズ群４から取り込まれた撮影光（光学像）が該第１レンズ群４の反射部材４ａで９０°折り曲げられ、第２レンズ群５及び後部群６を介して撮像素子３に至り、該撮像素子３によって電気的信号に変換される。
In the
上記したように、本発明ズーム光学系にあっては、ズームレンズ部の光軸方向における最も物体側に、光路を略９０°折り曲げる反射部材を有する第１レンズ群を配置することにより所謂折曲ズーム光学系が形成され、小型化を図ることができる。特に、第２レンズ群及び後部群の光軸方向を、被写体と撮影者を結ぶ方向に直交する方向に設定してズーム光学系をデジタルビデオカメラ等の撮像装置に配置することにより、撮像装置の奥行き方向における小型化、即ち、薄型化を図ることができる。 As described above, in the zoom optical system according to the present invention, the first lens group having the reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° is arranged on the most object side in the optical axis direction of the zoom lens unit, so-called folding. A zoom optical system is formed, and the size can be reduced. In particular, by setting the optical axis directions of the second lens group and the rear group in a direction orthogonal to the direction connecting the subject and the photographer and disposing the zoom optical system in an imaging device such as a digital video camera, Miniaturization in the depth direction, that is, reduction in thickness can be achieved.
また、一般に、ズーム光学系における高変倍化を図るためには、変倍時に、後部群の結像倍率を大きく変化させることが有効であるが、後部群の倍率変化と同時に結像位置の変動も大きくなり易く、この結像位置の変動を補正するためにレンズ群の数やレンズの数を増加させることが従来から行われている。 In general, in order to achieve high zooming in a zoom optical system, it is effective to greatly change the imaging magnification of the rear group at the time of zooming. In order to correct the fluctuation of the image forming position, the number of lens groups and the number of lenses are conventionally increased.
しかしながら、本発明ズーム光学系にあっては、変倍時に撮像素子を光軸方向へ移動させているため、レンズ群の数及びレンズの数を増やすことなく変倍時における後部群の結像倍率の変化を大きくすることができ、高変倍化を図ることができる。従って、レンズ群の数及びレンズの数の増加に伴う大型化を来たすことなく、高変倍化を図ることができる。 However, in the zoom optical system of the present invention, since the image pickup element is moved in the optical axis direction at the time of zooming, the imaging magnification of the rear group at zooming without increasing the number of lens groups and the number of lenses Can be increased, and high zooming can be achieved. Accordingly, it is possible to achieve a high zoom ratio without causing an increase in size due to an increase in the number of lens groups and the number of lenses.
さらに、本発明ズーム光学系において、ズームレンズ部の焦点距離の変化に応じて適切に光学全長を変化させることにより、収差補正の自由度が増え、高い光学性能を確保することができる。 Furthermore, in the zoom optical system of the present invention, by appropriately changing the total optical length in accordance with the change in the focal length of the zoom lens unit, the degree of freedom in aberration correction is increased, and high optical performance can be ensured.
以上に記載した通り、本発明ズーム光学系にあっては、ズームレンズ部に、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後部群とを設け、第１レンズ群に光路を略９０°折り曲げる反射部材を設け、変倍時に撮像素子を光軸方向へ移動させることにより、小型化及び高変倍化を図ることができる。 As described above, in the zoom optical system according to the present invention, the zoom lens unit includes, in order from the object side, the first lens group having a positive refractive power and the second lens group having a negative refractive power. A rear group having a positive refractive power is provided, a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° is provided in the first lens group, and the image sensor is moved in the optical axis direction at the time of zooming, thereby reducing size and increasing zooming power. Can be achieved.
本発明の一実施形態のズーム光学系にあっては、以下の条件式（１）を満足するように構成することが望ましい。
（１）１．０＜ＳＤｔ／ＳＤｗ＜１．４
但し、
ＳＤｔ：望遠端におけるズームレンズ部の最も物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
ＳＤｗ：広角端におけるズームレンズ部の最も物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
とする。
In the zoom optical system according to an embodiment of the present invention, it is desirable to configure so as to satisfy the following conditional expression (1).
(1) 1.0 <SDt / SDw <1.4
However,
SDt: Distance on the optical axis from the most object side surface of the zoom lens unit to the imaging surface at the telephoto end SDw: Distance on the optical axis from the most object side surface of the zoom lens unit to the imaging surface at the wide angle end .
条件式（１）は、広角端における光学全長と望遠端における光学全長との比を規定する式である。 Conditional expression (1) defines the ratio of the total optical length at the wide-angle end to the total optical length at the telephoto end.
ＳＤｔ／ＳＤｗの値が条件式（１）の下限値を下回ると、変倍による像面位置の変動の補正作用が弱くなり過ぎるため、高変倍化が困難となる。 If the value of SDt / SDw falls below the lower limit value of conditional expression (1), the effect of correcting the fluctuation of the image plane position due to zooming becomes too weak, making it difficult to achieve high zooming.
逆に、ＳＤｔ／ＳＤｗの値が条件式（１）の上限値を上回ると、望遠端における光学全長が長くなり過ぎるため、小型化が困難となる。また、ズームレンズ部と撮像素子の距離が大きくなり過ぎるため、ズーム光学系の大型化を来たす他、収差の補正が困難となる。 On the contrary, if the value of SDt / SDw exceeds the upper limit value of conditional expression (1), the total optical length at the telephoto end becomes too long, and it becomes difficult to reduce the size. In addition, since the distance between the zoom lens unit and the image sensor becomes too large, the zoom optical system becomes large and correction of aberrations becomes difficult.
従って、ズーム光学系は、条件式（１）を満足することにより、第１レンズ群及び第２レンズ群の屈折力を弱めることができ、広角端においては、特に、歪曲収差、倍率色収差等の補正が容易となり、望遠端においては、特に、軸上色収差等の補正が容易となり、高い光学性能の実現を図ることができると共に小型化及び高変倍化の両立を図ることができる。 Therefore, the zoom optical system can weaken the refractive power of the first lens group and the second lens group by satisfying the conditional expression (1), and particularly at the wide angle end, such as distortion aberration and lateral chromatic aberration. At the telephoto end, correction of axial chromatic aberration and the like is facilitated, and high optical performance can be realized, and both miniaturization and high zooming can be achieved.
尚、一層の高性能化並びに小型化及び高変倍化を図るためには、条件式（１）の下限値を１．０５とし、上限値を１．３５とすることが好ましい。 In order to achieve higher performance, downsizing, and higher magnification, it is preferable to set the lower limit value of conditional expression (1) to 1.05 and the upper limit value to 1.35.
また、本発明の一実施形態のズーム光学系にあっては、ズームレンズ部に、変倍時又は合焦時において、撮像素子との光軸上における距離を一定にした状態で移動する少なくとも一つのレンズ群を設けることが望ましい。 In the zoom optical system according to an embodiment of the present invention, at least one moving the zoom lens unit with a constant distance on the optical axis with the image pickup element during zooming or focusing. It is desirable to provide two lens groups.
ズームレンズ部に撮像素子との光軸上における距離を一定にした状態で移動するレンズ群を設けることにより、レンズ群と撮像素子を連結し両者の移動を同一の駆動機構によって行うことができ、撮像素子及びレンズ群を移動させるための駆動機構の簡素化、小型化及び低コスト化を図ることができる。 By providing the zoom lens unit with a lens group that moves in a state where the distance on the optical axis with the image sensor is constant, the lens group and the image sensor can be connected and both movements can be performed by the same drive mechanism. The drive mechanism for moving the image sensor and the lens group can be simplified, downsized, and reduced in cost.
次に、本発明ズーム光学系の具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。 Next, specific embodiments of the zoom optical system of the present invention and numerical examples obtained by applying specific numerical values to the embodiments will be described with reference to the drawings and tables.
尚、以下の説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。 The meanings of the symbols shown in the following description are as shown below.
「Ｓｉ」は物体側から数えて像側へ第ｉ番目の面（第ｉ面）の面番号、「Ｒｉ」は第ｉ番目の面の曲率半径、「Ｄｉ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の面間隔（レンズの中心間の距離又は空気間隔）、「Ｎｉ」は第ｉレンズを構成する材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率、「νｉ」は第ｉレンズを構成する材質のｄ線におけるアッベ数である。面番号に関し「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示し、曲率半径に関し「ＩＮＦ」は当該面が平面であることを示し、面間隔に関し「variable」は当該面間隔が可変間隔であることを示す。 “Si” is the surface number of the i-th surface (i-th surface) from the object side to the image side, “Ri” is the radius of curvature of the i-th surface, and “Di” is the i-th surface and the i-th surface. The surface distance (distance between the centers of the lenses or the air space) between the (i + 1) th surface, “Ni” is the refractive index at the d-line (wavelength 587.6 nm) of the material constituting the i-th lens, and “νi” is It is the Abbe number at the d line of the material constituting the i-th lens. “ASP” for the surface number indicates that the surface is an aspheric surface, “INF” for the radius of curvature indicates that the surface is a plane, and “variable” for the surface interval is a variable interval. It shows that.
また、「ｆ」はレンズ全系の焦点距離、「Ｆｎｏ．」はＦナンバー、「ω」は半画角、「Ｋ」は円錐定数を示す。 “F” is the focal length of the entire lens system, “Fno.” Is the F number, “ω” is the half angle of view, and “K” is the conic constant.
各数値実施例において用いられたレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面形状は、「Ｚ」を非球面の頂点における接平面と球面との光軸からの高さ「Ｈ」（＝√（Ｘ２＋Ｙ２））のときの光軸方向における距離、「Ｃ」を非球面の頂点の曲率（１／Ｒ）、「Ｋ」を円錐定数、「Ａ２ｉ」を第２ｉ次の非球面係数とすると、以下の数１式によって定義される。 Some lenses used in each numerical example have an aspheric lens surface. The aspheric shape is a distance in the optical axis direction when “Z” is the height “H” (= √ (X 2 + Y 2 )) from the optical axis between the tangential plane and the spherical surface at the apex of the aspheric surface, “C "Is the curvature of the aspherical vertex (1 / R)," K "is the conic constant, and" A2i "is the second i-th aspherical coefficient.
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるズーム光学系１Ａのレンズ構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a lens configuration of the zoom
第１の実施の形態におけるズーム光学系１Ａは、図２に示すように、１２枚のレンズ（一つのプリズムを含む。）によって構成され、変倍比が約６倍とされている。
As shown in FIG. 2, the zoom
ズーム光学系１Ａは、正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、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４及び負の屈折力を有する第５レンズ群ＧＲ５が物体側から順に配置されて構成されたズームレンズ部２Ａと、光学フィルターＦＬ及び撮像面ＩＭＧから成る撮像素子ユニットＩＵとによって構成されている。第３レンズ群ＧＲ３、第４レンズ群ＧＲ４及び第５レンズ群ＧＲ５は後部群３Ａを構成している。
The zoom
第１レンズ群ＧＲ１は、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、光路を９０°折り曲げる反射部材として機能するプリズムＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とが物体側から順に配置されて構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、変倍時に光軸方向において固定されている。 In the first lens group GR1, a first lens L1 having negative refractive power, a prism L2 functioning as a reflecting member that bends the optical path by 90 °, and a third lens L3 having positive refractive power are arranged in order from the object side. Has been configured. The first lens group GR1 is fixed in the optical axis direction during zooming.
第２レンズ群ＧＲ２は、負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、負の屈折力を有する第７レンズＬ７とが物体側から順に配置されて構成されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、第５レンズＬ５の像側と第６レンズＬ６の物体側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面が接合され、接合面Ｒ１０を有する接合レンズを構成している。第２レンズ群ＧＲ２は、広角端から望遠端への変倍時に光軸方向において物体側から像側へ移動される。 The second lens group GR2 includes a fourth lens L4 having a negative refractive power, a fifth lens L5 having a negative refractive power, a sixth lens L6 having a positive refractive power, and a first lens having a negative refractive power. 7 lenses L7 are arranged in order from the object side. The fifth lens L5 and the sixth lens L6 constitute a cemented lens having a cemented surface R10 in which a concave surface and a convex surface having the same radius of curvature facing the image side of the fifth lens L5 and the object side of the sixth lens L6 are cemented. is doing. The second lens group GR2 is moved from the object side to the image side in the optical axis direction at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end.
第３レンズ群ＧＲ３は正の屈折力を有する第８レンズＬ８によって構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、変倍時に光軸方向において固定されている。 The third lens group GR3 is composed of an eighth lens L8 having a positive refractive power. The third lens group GR3 is fixed in the optical axis direction during zooming.
第４レンズ群ＧＲ４は、正の屈折力を有する第９レンズＬ９と、負の屈折力を有する第１０レンズＬ１０とが物体側から順に配置されて構成されている。第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０は、第９レンズＬ９の像側と第１０レンズＬ１０の物体側を向いた同じ曲率半径を有する凸面と凹面が接合され、接合面Ｒ１８を有する接合レンズを構成している。第４レンズ群ＧＲ４は変倍時に光軸方向へ移動される。 The fourth lens group GR4 includes a ninth lens L9 having a positive refractive power and a tenth lens L10 having a negative refractive power arranged in order from the object side. The ninth lens L9 and the tenth lens L10 constitute a cemented lens having a cemented surface R18 in which convex and concave surfaces having the same radius of curvature facing the image side of the ninth lens L9 and the object side of the tenth lens L10 are cemented. is doing. The fourth lens group GR4 is moved in the optical axis direction during zooming.
第５レンズ群ＧＲ５は、負の屈折力を有する第１１レンズＬ１１と、正の屈折力を有する第１２レンズＬ１２とが物体側から順に配置されて構成されている。第１２レンズＬ１２は、光軸と直交する方向へ移動可能とされ像ブレを補正するシフトレンズとしても機能する。第５レンズ群ＧＲ５は、変倍時に光軸方向において固定されている。 The fifth lens group GR5 includes an eleventh lens L11 having a negative refractive power and a twelfth lens L12 having a positive refractive power arranged in order from the object side. The twelfth lens L12 is movable in a direction orthogonal to the optical axis, and also functions as a shift lens that corrects image blur. The fifth lens group GR5 is fixed in the optical axis direction during zooming.
第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間には開口絞りＩＲ（絞り面Ｒ１６）が配置され、該開口絞りＩＲは固定されている。 An aperture stop IR (stop surface R16) is disposed between the third lens group GR3 and the fourth lens group GR4, and the aperture stop IR is fixed.
第５レンズ群ＧＲ５の像側には、光学フィルターＦＬ及び撮像面ＩＭＧから成る撮像素子ユニットＩＵが配置されている。光学フィルターＦＬは、例えば、ローパスフィルターや赤外線カットフィルター等によって構成され、撮像面ＩＭＧは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像面によって構成されている。撮像素子ユニットＩＵは、広角端から望遠端への変倍時に、第５レンズ群ＧＲ５との間隔が広がる方向へ移動する。 On the image side of the fifth lens group GR5, an imaging element unit IU including the optical filter FL and the imaging surface IMG is disposed. The optical filter FL is configured by, for example, a low-pass filter or an infrared cut filter, and the imaging surface IMG is configured by an imaging surface such as a CCD or CMOS. The image sensor unit IU moves in a direction in which the distance from the fifth lens group GR5 is widened at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
ズーム光学系１Ａにおいては、被写体距離の変化に伴う結像位置の変化に応じて、第４レンズ群ＧＲ４と撮像素子ユニットＩＵの一方又は双方が光軸方向へ移動され、合焦が行われる。
In the zoom
表１に、第１の実施の形態におけるズーム光学系１Ａに具体的数値を適用した数値実施例１Ａのレンズデーターを示す。
Table 1 shows lens data of Numerical Example 1A in which specific numerical values are applied to the zoom
ズーム光学系１Ａにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔Ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の面間隔Ｄ１３、第３レンズ群ＧＲ３（開口絞りＩＲ）と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔Ｄ１６、第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の面間隔Ｄ１９及び第５レンズ群ＧＲ５と撮像素子ユニットＩＵとの間の面間隔Ｄ２３が変化する。数値実施例１Ａにおける各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝６．０）、中間焦点距離状態（標準画角）（焦点距離ｆ＝１４．７）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝３６．０）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ．及び半画角ωと共に表２に示す。
In the zoom
ズーム光学系１Ａにおいて、第１レンズ群ＧＲ１の第３レンズＬ３の物体側の面（Ｒ５）、第１レンズ群ＧＲ１の第３レンズＬ３の像側の面（Ｒ６）、第２レンズ群ＧＲ２の第４レンズＬ４の物体側の面（Ｒ７）、第２レンズ群ＧＲ２の第４レンズＬ４の像側の面（Ｒ８）、第３レンズ群ＧＲ３の第８レンズＬ８の物体側の面（Ｒ１４）、第３レンズ群ＧＲ３の第８レンズＬ８の像側の面（Ｒ１５）及び第４レンズ群ＧＲ４の第９レンズＬ９の物体側の面（Ｒ１７）は非球面に形成されている。数値実施例１Ａにおける非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を円錐定数Ｋと共に表３に示す。
In the zoom
尚、表３及び後述する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、即ち、「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。 In Table 3 and the table showing the aspherical coefficient described later, “E-i” represents an exponential expression with 10 as the base, that is, “10 −i ”, for example, “0.12345E-05”. Represents “0.12345 × 10 −5 ”.
表４にズーム光学系１Ａにおける上記条件式（１）の各値、即ち、ＳＤｔ、ＳＤｗ、ＳＤｔ／ＳＤｗを示す。
Table 4 shows values of the conditional expression (1) in the zoom
表４から明らかなように、ズーム光学系１Ａは、前記条件式（１）を満足するようにされている。
As apparent from Table 4, the zoom
図３乃至図５に数値実施例１Ａの無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図３は広角端状態（ｆ＝６．０）、図４は中間焦点距離状態（ｆ＝１４．７）、図５は望遠端状態（ｆ＝３６．０）における諸収差図を示す。 FIGS. 3 to 5 show various aberration diagrams in the infinite focus state in Numerical Example 1A. FIG. 3 shows a wide-angle end state (f = 6.0), and FIG. 4 shows an intermediate focal length state (f = 14. 7) and FIG. 5 are graphs showing various aberrations in the telephoto end state (f = 36.0).
図３乃至図５に示す球面収差図には、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）の値を示し、点線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の値を示し、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。また、図３乃至図５に示す非点収差図には、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。 In the spherical aberration diagrams shown in FIGS. 3 to 5, the solid line indicates the value of the d-line (wavelength 587.6 nm), the dotted line indicates the value of the c-line (wavelength 656.3 nm), and the dashed-dotted line indicates the g-line (wavelength). Value of 435.8 nm). Further, in the astigmatism diagrams shown in FIGS. 3 to 5, values on the sagittal image plane are shown by solid lines, and values on the meridional image plane are shown by broken lines.
各収差図から、数値実施例１Ａは諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。 From each aberration diagram, it is clear that Numerical Example 1A has excellent imaging performance with various aberrations corrected well.
図６は、本発明の第２の実施の形態におけるズーム光学系１Ｂのレンズ構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a lens configuration of the zoom optical system 1B according to the second embodiment of the present invention.
第２の実施の形態におけるズーム光学系１Ｂは、図６に示すように、１３枚のレンズ（一つのプリズムを含む。）によって構成され、変倍比が約７倍とされている。 As shown in FIG. 6, the zoom optical system 1B according to the second embodiment includes 13 lenses (including one prism), and the zoom ratio is about 7 times.
ズーム光学系１Ｂは、正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、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４、負の屈折力を有する第５レンズ群ＧＲ５及び正の屈折力を有する第６レンズ群ＧＲ６が物体側から順に配置されて構成されたズームレンズ部２Ｂと、光学フィルターＦＬ及び撮像面ＩＭＧから成る撮像素子ユニットＩＵとによって構成されている。第３レンズ群ＧＲ３、第４レンズ群ＧＲ４、第５レンズ群ＧＲ５及び第６レンズ群ＧＲ６は後部群３Ｂを構成している。 第１レンズ群ＧＲ１は、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、光路を９０°折り曲げる反射部材として機能するプリズムＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とが物体側から順に配置されて構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、変倍時に光軸方向において固定されている。
The zoom optical system 1B includes a first lens group GR1 having a positive refractive power, a second lens group GR2 having a negative refractive power, a third lens group GR3 having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power. A
第２レンズ群ＧＲ２は、負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、負の屈折力を有する第７レンズＬ７とが物体側から順に配置されて構成されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、第５レンズＬ５の像側と第６レンズＬ６の物体側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面が接合され、接合面Ｒ１０を有する接合レンズを構成している。第２レンズ群ＧＲ２は、広角端から望遠端への変倍時に光軸方向において物体側から像側へ移動される。 The second lens group GR2 includes a fourth lens L4 having a negative refractive power, a fifth lens L5 having a negative refractive power, a sixth lens L6 having a positive refractive power, and a first lens having a negative refractive power. 7 lenses L7 are arranged in order from the object side. The fifth lens L5 and the sixth lens L6 constitute a cemented lens having a cemented surface R10 in which a concave surface and a convex surface having the same radius of curvature facing the image side of the fifth lens L5 and the object side of the sixth lens L6 are cemented. is doing. The second lens group GR2 is moved from the object side to the image side in the optical axis direction at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end.
第３レンズ群ＧＲ３は正の屈折力を有する第８レンズＬ８によって構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、変倍時に光軸方向において固定されている。 The third lens group GR3 is composed of an eighth lens L8 having a positive refractive power. The third lens group GR3 is fixed in the optical axis direction during zooming.
第４レンズ群ＧＲ４は、正の屈折力を有する第９レンズＬ９と、負の屈折力を有する第１０レンズＬ１０とが物体側から順に配置されて構成されている。第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０は、第９レンズＬ９の像側と第１０レンズＬ１０の物体側を向いた同じ曲率半径を有する凸面と凹面が接合され、接合面Ｒ１８を有する接合レンズを構成している。第４レンズ群ＧＲ４は変倍時に光軸方向へ移動される。 The fourth lens group GR4 includes a ninth lens L9 having a positive refractive power and a tenth lens L10 having a negative refractive power arranged in order from the object side. The ninth lens L9 and the tenth lens L10 constitute a cemented lens having a cemented surface R18 in which convex and concave surfaces having the same radius of curvature facing the image side of the ninth lens L9 and the object side of the tenth lens L10 are cemented. is doing. The fourth lens group GR4 is moved in the optical axis direction during zooming.
第５レンズ群ＧＲ５は、負の屈折力を有する第１１レンズＬ１１と、正の屈折力を有する第１２レンズＬ１２とが物体側から順に配置されて構成されている。第１２レンズＬ１２は、光軸と直交する方向へ移動可能とされ像ブレを補正するシフトレンズとしても機能する。第５レンズ群ＧＲ５は、変倍時に光軸方向において固定されている。 The fifth lens group GR5 includes an eleventh lens L11 having a negative refractive power and a twelfth lens L12 having a positive refractive power arranged in order from the object side. The twelfth lens L12 is movable in a direction orthogonal to the optical axis, and also functions as a shift lens that corrects image blur. The fifth lens group GR5 is fixed in the optical axis direction during zooming.
第６レンズ群ＧＲ６は正の屈折力を有する第１３レンズＬ１３によって構成されている。第６レンズ群ＧＲ６は、変倍時に、撮像素子ユニットＩＵと一体となって移動される。従って、第６レンズ群ＧＲ６と撮像素子ユニットＩＵとは、変倍時に、両者の距離が一定に保持された状態で光軸方向へ移動される。 The sixth lens group GR6 includes a thirteenth lens L13 having a positive refractive power. The sixth lens group GR6 is moved together with the image sensor unit IU at the time of zooming. Accordingly, the sixth lens group GR6 and the image sensor unit IU are moved in the optical axis direction while the distance between them is held constant during zooming.
第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間には開口絞りＩＲ（絞り面Ｒ１６）が配置され、該開口絞りＩＲは固定されている。 An aperture stop IR (stop surface R16) is disposed between the third lens group GR3 and the fourth lens group GR4, and the aperture stop IR is fixed.
第６レンズ群ＧＲ６の像側には、光学フィルターＦＬ及び撮像面ＩＭＧから成る撮像素子ユニットＩＵが配置されている。光学フィルターＦＬは、例えば、ローパスフィルターや赤外線カットフィルター等によって構成され、撮像面ＩＭＧは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像面によって構成されている。撮像素子ユニットＩＵは、広角端から望遠端への変倍時に、第５レンズ群ＧＲ５との間隔が広がる方向へ移動する。 On the image side of the sixth lens group GR6, an imaging element unit IU including the optical filter FL and the imaging surface IMG is disposed. The optical filter FL is configured by, for example, a low-pass filter or an infrared cut filter, and the imaging surface IMG is configured by an imaging surface such as a CCD or CMOS. The image sensor unit IU moves in a direction in which the distance from the fifth lens group GR5 is widened at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
ズーム光学系１Ｂにおいては、被写体距離の変化に伴う結像位置の変化に応じて、第４レンズ群ＧＲ４と撮像素子ユニットＩＵの一方又は双方が光軸方向へ移動され、合焦が行われる。 In the zoom optical system 1B, one or both of the fourth lens group GR4 and the image sensor unit IU are moved in the optical axis direction in accordance with the change in the imaging position accompanying the change in the subject distance, and focusing is performed.
表５に、第２の実施の形態におけるズーム光学系１Ｂに具体的数値を適用した数値実施例１Ｂのレンズデーターを示す。 Table 5 shows lens data of Numerical Example 1B in which specific numerical values are applied to the zoom optical system 1B according to the second embodiment.
ズーム光学系１Ｂにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔Ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の面間隔Ｄ１３、第３レンズ群ＧＲ３（開口絞りＩＲ）と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔Ｄ１６、第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の面間隔Ｄ１９及び第５レンズ群ＧＲ５と第６レンズ群ＧＲ６との間の面間隔Ｄ２３が変化する。数値実施例１Ｂにおける各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝６．０）、中間焦点距離状態（標準画角）（焦点距離ｆ＝１５．９）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝４１．０）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ．及び半画角ωと共に表６に示す。 In the zoom optical system 1B, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the surface distance D6 between the first lens group GR1 and the second lens group GR2, the second lens group GR2, and the third lens group GR3, A surface distance D13 between the third lens group GR3 (aperture stop IR) and the fourth lens group GR4, a surface distance D19 between the fourth lens group GR4 and the fifth lens group GR5, and The surface distance D23 between the fifth lens group GR5 and the sixth lens group GR6 changes. The wide-angle end state (focal length f = 6.0), the intermediate focal length state (standard angle of view) (focal length f = 15.9), and the telephoto end state (focal length f = 41) of each surface interval in Numerical Example 1B 0), the variable interval in F number Fno. And Table 6 together with the half angle of view ω.
ズーム光学系１Ｂにおいて、第１レンズ群ＧＲ１の第３レンズＬ３の物体側の面（Ｒ５）、第１レンズ群ＧＲ１の第３レンズＬ３の像側の面（Ｒ６）、第２レンズ群ＧＲ２の第４レンズＬ４の物体側の面（Ｒ７）、第２レンズ群ＧＲ２の第４レンズＬ４の像側の面（Ｒ８）、第３レンズ群ＧＲ３の第８レンズＬ８の物体側の面（Ｒ１４）、第３レンズ群ＧＲ３の第８レンズＬ８の像側の面（Ｒ１５）、第４レンズ群ＧＲ４の第９レンズＬ９の物体側の面（Ｒ１７）及び第６レンズ群ＧＲ６の第１３レンズＬ１３の像側の面（Ｒ２５）は非球面に形成されている。数値実施例１Ｂにおける非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を円錐定数Ｋと共に表７に示す。 In the zoom optical system 1B, the object side surface (R5) of the third lens L3 of the first lens group GR1, the image side surface (R6) of the third lens L3 of the first lens group GR1, and the second lens group GR2. The object side surface (R7) of the fourth lens L4, the image side surface (R8) of the fourth lens L4 of the second lens group GR2, and the object side surface (R14) of the eighth lens L8 of the third lens group GR3. The image-side surface (R15) of the eighth lens L8 of the third lens group GR3, the object-side surface (R17) of the ninth lens L9 of the fourth lens group GR4, and the thirteenth lens L13 of the sixth lens group GR6. The image side surface (R25) is aspherical. Table 7 shows the fourth-order, sixth-order, eighth-order and tenth-order aspheric coefficients A4, A6, A8 and A10 of the aspherical surface in Numerical Example 1B together with the conic constant K.
表８にズーム光学系１Ｂにおける上記条件式（１）の各値、即ち、ＳＤｔ、ＳＤｗ、ＳＤｔ／ＳＤｗを示す。 Table 8 shows each value of the conditional expression (1) in the zoom optical system 1B, that is, SDt, SDw, SDt / SDw.
表８から明らかなように、ズーム光学系１Ｂは、前記条件式（１）を満足するようにされている。 As apparent from Table 8, the zoom optical system 1B satisfies the conditional expression (1).
図７乃至図９に数値実施例１Ｂの無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図７は広角端状態（ｆ＝６．０）、図８は中間焦点距離状態（ｆ＝１５．９）、図９は望遠端状態（ｆ＝４１．０）における諸収差図を示す。 FIGS. 7 to 9 show various aberration diagrams in the infinite focus state in Numerical Example 1B. FIG. 7 shows the wide-angle end state (f = 6.0), and FIG. 8 shows the intermediate focal length state (f = 15. 9) and FIG. 9 are graphs showing various aberrations in the telephoto end state (f = 41.0).
図７乃至図９に示す球面収差図には、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）の値を示し、点線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の値を示し、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。また、図７乃至図９に示す非点収差図には、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。 In the spherical aberration diagrams shown in FIGS. 7 to 9, the solid line indicates the d-line (wavelength 587.6 nm) value, the dotted line indicates the c-line (wavelength 656.3 nm) value, and the alternate long and short dash line indicates the g-line (wavelength). Value of 435.8 nm). In the astigmatism diagrams shown in FIGS. 7 to 9, values on the sagittal image plane are indicated by solid lines, and values on the meridional image plane are indicated by broken lines.
各収差図から、数値実施例１Ｂは諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。 From each aberration diagram, it is clear that Numerical Example 1B has excellent imaging performance with various aberrations corrected well.
図１０は、本発明の第３の実施の形態におけるズーム光学系１Ｃのレンズ構成を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a lens configuration of a zoom optical system 1C according to the third embodiment of the present invention.
第３の実施の形態におけるズーム光学系１Ｃは、図１０に示すように、１３枚のレンズ（一つのプリズムを含む。）によって構成され、変倍比が約８倍とされている。 As shown in FIG. 10, the zoom optical system 1C according to the third embodiment includes 13 lenses (including one prism), and the zoom ratio is about 8 times.
ズーム光学系１Ｃは、正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、正の屈折力を有する第４レンズ群ＧＲ４、負の屈折力を有する第５レンズ群ＧＲ５及び正の屈折力を有する第６レンズ群ＧＲ６が物体側から順に配置されて構成されたズームレンズ部２Ｂと、光学フィルターＦＬ及び撮像面ＩＭＧから成る撮像素子ユニットＩＵとによって構成されている。第３レンズ群ＧＲ３、第４レンズ群ＧＲ４、第５レンズ群ＧＲ５及び第６レンズ群ＧＲ６は後部群３Ｂを構成している。 第１レンズ群ＧＲ１は、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、光路を９０°折り曲げる反射部材として機能するプリズムＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とが物体側から順に配置されて構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、変倍時に光軸方向において固定されている。
The zoom optical system 1C includes a first lens group GR1 having a positive refractive power, a second lens group GR2 having a negative refractive power, a third lens group GR3 having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power. A
第２レンズ群ＧＲ２は、負の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ６と、負の屈折力を有する第７レンズＬ７とが物体側から順に配置されて構成されている。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、第５レンズＬ５の像側と第６レンズＬ６の物体側を向いた同じ曲率半径を有する凹面と凸面が接合され、接合面Ｒ１０を有する接合レンズを構成している。第２レンズ群ＧＲ２は、広角端から望遠端への変倍時に光軸方向において物体側から像側へ移動される。 The second lens group GR2 includes a fourth lens L4 having a negative refractive power, a fifth lens L5 having a negative refractive power, a sixth lens L6 having a positive refractive power, and a first lens having a negative refractive power. 7 lenses L7 are arranged in order from the object side. The fifth lens L5 and the sixth lens L6 constitute a cemented lens having a cemented surface R10 in which a concave surface and a convex surface having the same radius of curvature facing the image side of the fifth lens L5 and the object side of the sixth lens L6 are cemented. is doing. The second lens group GR2 is moved from the object side to the image side in the optical axis direction at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end.
第３レンズ群ＧＲ３は正の屈折力を有する第８レンズＬ８によって構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、変倍時に光軸方向において固定されている。 The third lens group GR3 is composed of an eighth lens L8 having a positive refractive power. The third lens group GR3 is fixed in the optical axis direction during zooming.
第４レンズ群ＧＲ４は、正の屈折力を有する第９レンズＬ９と、負の屈折力を有する第１０レンズＬ１０とが物体側から順に配置されて構成されている。第９レンズＬ９と第１０レンズＬ１０は、第９レンズＬ９の像側と第１０レンズＬ１０の物体側を向いた同じ曲率半径を有する凸面と凹面が接合され、接合面Ｒ１８を有する接合レンズを構成している。第４レンズ群ＧＲ４は変倍時に光軸方向へ移動される。 The fourth lens group GR4 includes a ninth lens L9 having a positive refractive power and a tenth lens L10 having a negative refractive power arranged in order from the object side. The ninth lens L9 and the tenth lens L10 constitute a cemented lens having a cemented surface R18 in which convex and concave surfaces having the same radius of curvature facing the image side of the ninth lens L9 and the object side of the tenth lens L10 are cemented. is doing. The fourth lens group GR4 is moved in the optical axis direction during zooming.
第５レンズ群ＧＲ５は、負の屈折力を有する第１１レンズＬ１１と、正の屈折力を有する第１２レンズＬ１２とが物体側から順に配置されて構成されている。第１２レンズＬ１２は、光軸と直交する方向へ移動可能とされ像ブレを補正するシフトレンズとしても機能する。第５レンズ群ＧＲ５は、変倍時に光軸方向において固定されている。 The fifth lens group GR5 includes an eleventh lens L11 having a negative refractive power and a twelfth lens L12 having a positive refractive power arranged in order from the object side. The twelfth lens L12 is movable in a direction orthogonal to the optical axis, and also functions as a shift lens that corrects image blur. The fifth lens group GR5 is fixed in the optical axis direction during zooming.
第６レンズ群ＧＲ６は正の屈折力を有する第１３レンズＬ１３によって構成されている。第６レンズ群ＧＲ６は、変倍時に、撮像素子ユニットＩＵと一体となって移動される。従って、第６レンズ群ＧＲ６と撮像素子ユニットＩＵとは、変倍時に、両者の距離が一定に保持された状態で光軸方向へ移動される。 The sixth lens group GR6 includes a thirteenth lens L13 having a positive refractive power. The sixth lens group GR6 is moved together with the image sensor unit IU at the time of zooming. Accordingly, the sixth lens group GR6 and the image sensor unit IU are moved in the optical axis direction while the distance between them is held constant during zooming.
第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４の間には開口絞りＩＲ（絞り面Ｒ１６）が配置され、該開口絞りＩＲは固定されている。 An aperture stop IR (stop surface R16) is disposed between the third lens group GR3 and the fourth lens group GR4, and the aperture stop IR is fixed.
第６レンズ群ＧＲ６の像側には、光学フィルターＦＬ及び撮像面ＩＭＧから成る撮像素子ユニットＩＵが配置されている。光学フィルターＦＬは、例えば、ローパスフィルターや赤外線カットフィルター等によって構成され、撮像面ＩＭＧは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像面によって構成されている。撮像素子ユニットＩＵは、広角端から望遠端への変倍時に、第５レンズ群ＧＲ５との間隔が広がる方向へ移動する。 On the image side of the sixth lens group GR6, an imaging element unit IU including the optical filter FL and the imaging surface IMG is disposed. The optical filter FL is configured by, for example, a low-pass filter or an infrared cut filter, and the imaging surface IMG is configured by an imaging surface such as a CCD or CMOS. The image sensor unit IU moves in a direction in which the distance from the fifth lens group GR5 is widened at the time of zooming from the wide-angle end to the telephoto end.
ズーム光学系１Ｃにおいては、被写体距離の変化に伴う結像位置の変化に応じて、第４レンズ群ＧＲ４と撮像素子ユニットＩＵの一方又は双方が光軸方向へ移動され、合焦が行われる。 In the zoom optical system 1C, one or both of the fourth lens group GR4 and the image sensor unit IU are moved in the optical axis direction in accordance with the change in the imaging position accompanying the change in the subject distance, and focusing is performed.
表９に、第３の実施の形態におけるズーム光学系１Ｃに具体的数値を適用した数値実施例１Ｃのレンズデーターを示す。 Table 9 shows lens data of a numerical example 1C in which specific numerical values are applied to the zoom optical system 1C according to the third embodiment.
ズーム光学系１Ｃにおいて、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔Ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の面間隔Ｄ１３、第３レンズ群ＧＲ３（開口絞りＩＲ）と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔Ｄ１６、第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の面間隔Ｄ１９及び第５レンズ群ＧＲ５と第６レンズ群ＧＲ６との間の面間隔Ｄ２３が変化する。数値実施例１Ｃにおける各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝６．０）、中間焦点距離状態（標準画角）（焦点距離ｆ＝１５．９）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝４７．８）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ．及び半画角ωと共に表１０に示す。 In the zoom optical system 1C, upon zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the surface distance D6 between the first lens group GR1 and the second lens group GR2, the second lens group GR2 and the third lens group GR3, A surface distance D13 between the third lens group GR3 (aperture stop IR) and the fourth lens group GR4, a surface distance D19 between the fourth lens group GR4 and the fifth lens group GR5, and The surface distance D23 between the fifth lens group GR5 and the sixth lens group GR6 changes. The wide-angle end state (focal length f = 6.0), intermediate focal length state (standard angle of view) (focal length f = 15.9), and telephoto end state (focal length f = 47) of each surface interval in Numerical Example 1C 8), the F-number Fno. And Table 10 together with the half angle of view ω.
ズーム光学系１Ｃにおいて、第１レンズ群ＧＲ１の第３レンズＬ３の物体側の面（Ｒ５）、第１レンズ群ＧＲ１の第３レンズＬ３の像側の面（Ｒ６）、第２レンズ群ＧＲ２の第４レンズＬ４の物体側の面（Ｒ７）、第２レンズ群ＧＲ２の第４レンズＬ４の像側の面（Ｒ８）、第３レンズ群ＧＲ３の第８レンズＬ８の物体側の面（Ｒ１４）、第３レンズ群ＧＲ３の第８レンズＬ８の像側の面（Ｒ１５）、第４レンズ群ＧＲ４の第９レンズＬ９の物体側の面（Ｒ１７）及び第６レンズ群ＧＲ６の第１３レンズＬ１３の像側の面（Ｒ２５）は非球面に形成されている。数値実施例１Ｃにおける非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８及びＡ１０を円錐定数Ｋと共に表１１に示す。 In the zoom optical system 1C, the object side surface (R5) of the third lens L3 of the first lens group GR1, the image side surface (R6) of the third lens L3 of the first lens group GR1, and the second lens group GR2. The object side surface (R7) of the fourth lens L4, the image side surface (R8) of the fourth lens L4 of the second lens group GR2, and the object side surface (R14) of the eighth lens L8 of the third lens group GR3. The image-side surface (R15) of the eighth lens L8 of the third lens group GR3, the object-side surface (R17) of the ninth lens L9 of the fourth lens group GR4, and the thirteenth lens L13 of the sixth lens group GR6. The image side surface (R25) is aspherical. Table 11 shows the fourth-order, sixth-order, eighth-order, and tenth-order aspherical coefficients A4, A6, A8, and A10 in Numerical Example 1C together with the conic constant K.
表１２にズーム光学系１Ｃにおける上記条件式（１）の各値、即ち、ＳＤｔ、ＳＤｗ、ＳＤｔ／ＳＤｗを示す。 Table 12 shows each value of the conditional expression (1) in the zoom optical system 1C, that is, SDt, SDw, SDt / SDw.
表１２から明らかなように、ズーム光学系１Ｃは、前記条件式（１）を満足するようにされている。 As apparent from Table 12, the zoom optical system 1C satisfies the conditional expression (1).
図１１乃至図１３に数値実施例１Ｃの無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１１は広角端状態（ｆ＝６．０）、図１２は中間焦点距離状態（ｆ＝１５．９）、図１３は望遠端状態（ｆ＝４７．８）における諸収差図を示す。 FIGS. 11 to 13 show various aberration diagrams in the infinite focus state in Numerical Example 1C. FIG. 11 shows a wide-angle end state (f = 6.0), and FIG. 12 shows an intermediate focal length state (f = 15. 9) and FIG. 13 are graphs showing various aberrations in the telephoto end state (f = 47.8).
図１１乃至図１３に示す球面収差図には、実線でｄ線（波長５８７．６ｎｍ）の値を示し、点線でｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の値を示し、一点鎖線でｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の値を示す。また、図１１乃至図１３に示す非点収差図には、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。 In the spherical aberration diagrams shown in FIG. 11 to FIG. 13, the solid line indicates the value of the d-line (wavelength 587.6 nm), the dotted line indicates the value of the c-line (wavelength 656.3 nm), and the dashed-dotted line indicates the g-line (wavelength). Value of 435.8 nm). In the astigmatism diagrams shown in FIG. 11 to FIG. 13, values on the sagittal image plane are shown by solid lines, and values on the meridional image plane are shown by broken lines.
各収差図から、数値実施例１Ｃは諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。 From each aberration diagram, it is clear that Numerical Example 1C has excellent imaging performance with various aberrations corrected well.
尚、上記したズーム光学系１Ａ、１Ｂ、１Ｃのように、光路を折り曲げる反射部材としてプリズムを使用する場合には、プリズムを屈折率の高い硝材によって形成することが望ましい。プリズムを屈折率の高い硝材によって形成することにより、反射部材を小型化することが可能となり、ズーム光学系１Ａ、１Ｂ、１Ｃの小型化を図ることが可能である。
In the case where a prism is used as a reflecting member that bends the optical path as in the zoom
また、光量調整装置として、開口絞りＩＲに代えて、例えば、ＮＤフィルターや液晶調光素子を用いることも可能である。ＮＤフィルターや液晶調光素子を用いることにより、光量調整装置の配置スペースが小さくなり、一層の小型化を図ることができる。 Further, as the light amount adjusting device, for example, an ND filter or a liquid crystal light adjusting element can be used instead of the aperture stop IR. By using the ND filter and the liquid crystal light adjusting device, the arrangement space of the light amount adjusting device is reduced, and further miniaturization can be achieved.
次に、本発明撮像装置について説明する。 Next, the imaging apparatus of the present invention will be described.
本発明撮像装置は、変倍時に光軸方向へ移動する少なくとも一つのレンズ群を有するズームレンズ部と、該ズームレンズ部によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、ズームレンズ部のレンズ群を光軸方向へ移動させるレンズ駆動機構とを備え、前記ズームレンズ部と前記撮像素子が前記光軸方向において物体側から順に配置された撮像装置である。 An image pickup apparatus according to the present invention includes a zoom lens unit having at least one lens group that moves in the optical axis direction upon zooming, an image pickup element that converts an optical image formed by the zoom lens unit into an electrical signal, and a zoom lens. And a lens driving mechanism that moves the lens group in the optical axis direction, and the zoom lens unit and the imaging element are sequentially arranged from the object side in the optical axis direction.
撮像装置に備えられたズームレンズ部は、光路を略９０°折り曲げる反射部材を有すると共に前記光軸方向における最も物体側に位置され変倍時に前記光軸方向において固定された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像側に位置された負の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群の像側に位置され一つ以上のレンズ群を有すると共に正の屈折力を有する後部群とを備え、前記撮像素子が少なくとも変倍時に前記光軸方向へ移動するようにしている。 The zoom lens unit provided in the imaging apparatus includes a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 °, and has a positive refractive power that is positioned closest to the object side in the optical axis direction and fixed in the optical axis direction at the time of zooming. A first lens group; a second lens group having negative refractive power positioned on the image side of the first lens group; and one or more lens groups positioned on the image side of the second lens group. And a rear group having a positive refractive power, and the image pickup element moves in the optical axis direction at least during zooming.
上記したように、本発明撮像装置にあっては、ズームレンズ部の光軸方向における最も物体側に、光路を略９０°折り曲げる反射部材を有する第１レンズ群を配置することにより所謂折曲ズーム光学系が形成され、小型化を図ることができる。特に、第２レンズ群及び後部群の光軸方向を、被写体と撮影者を結ぶ方向に直交する方向に設定することにより、撮像装置の奥行き方向における小型化、即ち、薄型化を図ることができる。 As described above, in the imaging apparatus of the present invention, a so-called folding zoom is provided by disposing the first lens group having the reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° on the most object side in the optical axis direction of the zoom lens unit. An optical system is formed, and downsizing can be achieved. In particular, by setting the optical axis directions of the second lens group and the rear group in a direction perpendicular to the direction connecting the subject and the photographer, the imaging apparatus can be reduced in size in the depth direction, that is, thinner. .
また、一般に、ズーム光学系における高変倍化を図るためには、変倍時に、後部群の結像倍率を大きく変化させることが有効であるが、後部群の倍率変化と同時に結像位置の変動も大きくなり易く、この結像位置の変動を補正するためにレンズ群の数やレンズの数を増加させることが従来から行われている。 In general, in order to achieve high zooming in a zoom optical system, it is effective to greatly change the imaging magnification of the rear group at the time of zooming. In order to correct the fluctuation of the image forming position, the number of lens groups and the number of lenses are conventionally increased.
しかしながら、本発明撮像装置にあっては、変倍時に撮像素子を光軸方向へ移動させているため、レンズ群の数及びレンズの数を増やすことなく変倍時における後部群の結像倍率の変化を大きくすることができ、高変倍化を図ることができる。従って、レンズ群の数及びレンズの数の増加に伴う大型化を来たすことなく、高変倍化を図ることができる。 However, in the imaging apparatus of the present invention, since the imaging element is moved in the optical axis direction at the time of zooming, the imaging magnification of the rear group at the zooming time is increased without increasing the number of lens groups and the number of lenses. The change can be increased and high zooming can be achieved. Accordingly, it is possible to achieve a high zoom ratio without causing an increase in size due to an increase in the number of lens groups and the number of lenses.
さらに、本発明撮像装置において、ズームレンズ部の焦点距離の変化に応じて適切に光学全長を変化させることにより、収差補正の自由度が増え、高い光学性能を確保することができる。 Furthermore, in the imaging apparatus of the present invention, by appropriately changing the total optical length in accordance with the change in the focal length of the zoom lens unit, the degree of freedom in aberration correction is increased and high optical performance can be ensured.
以上に記載した通り、本発明撮像装置にあっては、ズームレンズ部に、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後部群とを設け、第１レンズ群に光路を略９０°折り曲げる反射部材を設け、変倍時に撮像素子を光軸方向へ移動させることにより、小型化及び高変倍化を図ることができる。 As described above, in the imaging apparatus of the present invention, the zoom lens unit includes a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power arranged in order from the object side and a positive lens. A rear group having a refractive power of 2 mm, a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° in the first lens group, and moving the image sensor in the optical axis direction at the time of zooming, thereby reducing the size and zooming power. Can be planned.
本発明の一実施形態の撮像装置にあっては、ズームレンズ部のレンズ群を光軸方向へ移動させるレンズ駆動機構によって撮像素子を光軸方向へ移動させるようにすることが望ましい。 In the imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, it is desirable to move the imaging element in the optical axis direction by a lens driving mechanism that moves the lens group of the zoom lens unit in the optical axis direction.
レンズ群を光軸方向へ移動させるレンズ駆動機構によって撮像素子を光軸方向へ移動させるようにすることにより、レンズ群の移動と撮像素子の移動を同一の駆動機構によって行うことができ、撮像素子及びレンズ群を移動させるための駆動機構の簡素化、小型化及び低コスト化を図ることができる。 By moving the image pickup element in the optical axis direction by the lens drive mechanism that moves the lens group in the optical axis direction, the movement of the lens group and the movement of the image pickup element can be performed by the same drive mechanism. In addition, the driving mechanism for moving the lens group can be simplified, downsized, and reduced in cost.
図１４に、本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。 FIG. 14 is a block diagram of a digital still camera according to an embodiment of the imaging apparatus of the present invention.
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００は、撮像機能を担うカメラブロック１０と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０と、撮影された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、メモリーカード１０００への画像信号の書込及び読出を行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、撮像装置の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部７０と、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを備えている。
An imaging apparatus (digital still camera) 100 performs a
カメラブロック１０は、ズーム光学系（本発明が適用されるズーム光学系１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）を含み、ズームレンズ部１１とＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１２等により構成されている。
The
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
The camera
画像処理部３０は、所定の画像データーフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデーター仕様の変換処理等を行う。
The
ＬＣＤ４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデーターを表示する機能を有している。
The
Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データーのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データーの読出を行う。
The R /
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
The
入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。
The
レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてズームレンズ部１１の各レンズ及び撮像素子１２を駆動するレンズ駆動機構８１を制御する。レンズ駆動機構８１は、ズームレンズ部１１の各レンズの他、撮像素子１２をも光軸方向へ移動させる機構である。
The lens
メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
The
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
Hereinafter, an operation in the
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいてズームレンズ部１１の所定のレンズ及び撮像素子１２が移動される。
In a shooting standby state, under the control of the
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデーターフォーマットのデジタルデーターに変換される。変換されたデーターはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。
When a shutter (not shown) of the
尚、フォーカシングは、例えば、入力部５０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ部１１の所定のレンズ及び撮像素子１２を移動させることにより行われる。
The focusing is performed by the lens
メモリーカード１０００に記録された画像データーを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データーが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。
When reproducing the image data recorded on the
尚、上記したズーム光学系及び撮像装置は、被写体の撮影時に取り込まれる撮影光の光路を反射部材によって折り曲げ、その折り曲げた方向、即ち、撮影者に対して上下方向又は左右方向を含む面内において所定のレンズ又は撮像素子を移動させることによりズーミング及びフォーカシングを行うことが可能である。 In the zoom optical system and the imaging apparatus described above, the optical path of the photographing light taken in when photographing the subject is bent by the reflecting member, and in the bent direction, that is, in the plane including the vertical direction or the horizontal direction with respect to the photographer. Zooming and focusing can be performed by moving a predetermined lens or imaging device.
従って、撮像装置の奥行きが小さく、小型化、薄型化を図ることができる。 Therefore, the depth of the imaging device is small, and the size and thickness can be reduced.
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、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。 In the above-described embodiment, an example in which the imaging device is applied to a digital still camera has been shown. However, the application range of the imaging device is not limited to a digital still camera, and a digital video camera and a camera are incorporated. The present invention can be widely applied as a camera unit of a digital input / output device such as a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant) in which a camera is incorporated.
上記各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、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。 The shapes and numerical values of the respective parts shown in each of the above embodiments are merely examples of embodiments for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is interpreted in a limited manner by these. It must not be.
１…ズーム光学系、２…ズームレンズ部、３…撮像素子、４…第１レンズ群、４ａ…反射部材、５…第２レンズ群、６…後部群、７…撮像装置、１Ａ…ズーム光学系、２Ａ…ズームレンズ、３Ａ…後部群、１Ｂ…ズーム光学系、２Ｂ…ズームレンズ、３Ｂ…後部群、１Ｃ…ズーム光学系、２Ｃ…ズームレンズ、３Ｃ…後部群、８１…レンズ駆動機構、１００…撮像装置、１１…ズームレンズ部、１２…撮像素子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ズームレンズ部は、
光路を略９０°折り曲げる反射部材を有すると共に前記光軸方向における最も物体側に位置され変倍時に前記光軸方向において固定された正の屈折力を有する第１レンズ群と、
前記第１レンズ群の像側に位置された負の屈折力を有する第２レンズ群と、
前記第２レンズ群の像側に位置され一つ以上のレンズ群を有すると共に正の屈折力を有する後部群とを備え、
前記撮像素子が少なくとも変倍時に前記光軸方向へ移動するようにした
ことを特徴とするズーム光学系。 A zoom lens unit having at least one lens group that moves in the optical axis direction during zooming in order from the object side in the optical axis direction, and an imaging device that converts an optical image formed by the zoom lens unit into an electrical signal A zoom optical system comprising:
The zoom lens unit includes:
A first lens group having a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° and having a positive refractive power that is positioned closest to the object side in the optical axis direction and fixed in the optical axis direction at the time of zooming;
A second lens group having negative refractive power located on the image side of the first lens group;
A rear group having one or more lens groups positioned on the image side of the second lens group and having a positive refractive power;
A zoom optical system, wherein the image pickup device moves in the optical axis direction at least during zooming.
ことを特徴とする請求項１に記載のズーム光学系。
（１）１．０＜ＳＤｔ／ＳＤｗ＜１．４
但し、
ＳＤｔ：望遠端におけるズームレンズ部の最も物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
ＳＤｗ：広角端におけるズームレンズ部の最も物体側の面から撮像面までの光軸上の距離
とする。 The zoom optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression (1) is satisfied.
(1) 1.0 <SDt / SDw <1.4
However,
SDt: Distance on the optical axis from the most object side surface of the zoom lens unit to the imaging surface at the telephoto end SDw: Distance on the optical axis from the most object side surface of the zoom lens unit to the imaging surface at the wide angle end .
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のズーム光学系。 The zoom lens unit is provided with at least one lens group that moves in a state in which a distance on the optical axis with respect to the imaging element is kept constant during zooming or focusing. The zoom optical system according to claim 1 or 2.
前記ズームレンズ部は、
光路を略９０°折り曲げる反射部材を有すると共に前記光軸方向における最も物体側に位置され変倍時に前記光軸方向において固定された正の屈折力を有する第１レンズ群と、
前記第１レンズ群の像側に位置された負の屈折力を有する第２レンズ群と、
前記第２レンズ群の像側に位置され一つ以上のレンズ群を有すると共に正の屈折力を有する後部群とを備え、
前記撮像素子が少なくとも変倍時に前記光軸方向へ移動するようにした
ことを特徴とする撮像装置。 A zoom lens unit having at least one lens group that moves in the optical axis direction upon zooming, an image sensor that converts an optical image formed by the zoom lens unit into an electrical signal, and a lens group of the zoom lens unit An image pickup apparatus including a lens driving mechanism that moves in the optical axis direction, wherein the zoom lens unit and the image sensor are sequentially arranged from the object side in the optical axis direction,
The zoom lens unit includes:
A first lens group having a reflecting member that bends the optical path by approximately 90 ° and having a positive refractive power that is positioned closest to the object side in the optical axis direction and fixed in the optical axis direction at the time of zooming;
A second lens group having negative refractive power located on the image side of the first lens group;
A rear group having one or more lens groups positioned on the image side of the second lens group and having a positive refractive power;
The imaging device is configured to move in the optical axis direction at least when zooming.
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 4, wherein the imaging element is moved in the optical axis direction by the lens driving mechanism that moves the lens group of the zoom lens unit in the optical axis direction.
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