JP5558254B2 - 光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学装置に関するものである。

近年、プリフォームレンズ（原型）を高温で軟化させ、金型でプレス成形することにより、高精度な面形状を有するモールドレンズを生産している。例えば、非球面形状を有する金型に、溶かしたガラスやプラスチック樹脂を流し込んで、その後、冷やして固めてレンズを生成する。

特に、樹脂性のプラスチックモールドレンズは、安価であるため、普及がすすんでいる。ここで、プラスチックモールドレンズは温度特性も大きい。
このため、環境温度の変化により、プラスチックモールドレンズの焦点位置も変化してしまう。
また、環境温度の変化により、光学系の空気間隔が所定の設計値から変わってしまう場合もある。
いずれの場合も光学特性が変化してしまうため、なんらかの補正をする必要がある。

このような光学特性の変化を補正する装置、またはレンズを駆動する装置として、以下の特許文献１、２、３に開示された装置が知られている。
特許文献１には、投写画像のアスペクト比と台形歪みを変えることができる投射型表示装置が開示されている。
特許文献２には、フォーカシング機構を有するコンパクトな撮像装置が開示されている。特許文献３には、レンズの間隔を高精度に調整するためのスペーサーが開示されている。

特開平１１−２１１９７９号公報 特開２００７−８６１５８号公報 特開平０７−１１３９３６号公報

しかしながら、いずれの特許文献１、２、３にも、環境温度の影響による光学特性の劣化を低減する構成は提案されていない。このため、環境温度が変化した場合、光学特性が劣化（例えば、結像位置と像面がずれる）してしまうという問題を有している。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、環境温度が変化しても、常に安定した光学特性を得ることができる簡易な構成の光学装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光学装置は、複数のレンズ群を有し、物体の像を結像する結像光学系と、
結像光学系のうちのレンズを移動可能に保持するための保持枠と、
温度変化によって、その長さが光軸方向に沿う方向に変化する形状記憶合金部材から構成される温度補正用間隔調整部と、
形状記憶合金部材の一端は保持枠に当接し、長さが変化する方向の他端は、移動可能なレンズの有効領域以外に当接し、
さらに、移動可能なレンズに関して温度補正用間隔調整部とは反対側に配置され、形状記憶合金部材の長さが変化する方向に、移動可能なレンズに外力を負荷する弾性部材と、
を有することを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、結像光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像面を有する撮像素を有することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、複数のレンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際、各レンズ群の間の距離が変化するズームレンズであることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、結像光学系は、樹脂からなり非球面を有するレンズを有することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、温度補正用間隔調整部は、環境温度の変化による結像光学系の像面の光軸方向の移動量を相殺するように、移動可能なレンズを移動させることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、移動可能なレンズは、少なくともレンズとレンズ群の一方であることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、温度補正用間隔調整部は、複数のレンズ群に設けられていることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足することが望ましい。
０．５０＜｜ｆｍ／ｆｗ｜＜１０．００ （１）
０．０１＜｜ｆｍ／ｆｔ｜＜ ３．００ （２）
０．５０＜｜ｆｃ／ｆｗ｜＜１０．００ （３）
０．０１＜｜ｆｃ／ｆｔ｜＜ ３．００ （４）
ここで、
ｆｗは、ズームレンズ全系の広角端における焦点距離、
ｆｔは、ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離、
ｆｍは、樹脂からなり非球面を有するレンズの焦点距離、
ｆｃは、移動可能なレンズまたはレンズ群の焦点距離、
である。

また、本発明の好ましい態様によれば、結像光学系は、物体側から順に、少なくとも、
正屈折力の第１レンズ群と、
負屈折力の第２レンズ群と、
正屈折力の第３レンズ群と、
正屈折力の第４レンズ群と、
を有することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、第１レンズ群は、光路を屈曲させる反射面をもつ反射部材を有することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、結像光学系は、物体側から順に、少なくとも、
負屈折力の第１レンズ群と、
正屈折力の第２レンズ群と、
正屈折力の第３レンズ群と、
正屈折力の第４レンズ群と、
を有することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、形状記憶合金部材は、ニッケル・チタン合金で構成されていることが望ましい。

本発明によれば、環境温度が変化しても、常に安定した光学特性を得ることができる簡易な構成の光学装置を提供することができるという効果を奏する。

デジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。 デジタルカメラの外観を示す後方正面図である。 デジタルカメラの構成を示す模式的な断面図である。 レンズＬ４とレンズＬ５との接合レンズ近傍の断面構成を示す図である。 実施例１のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。 実施例２のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。 実施例３のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。 実施例４のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。 実施例５のズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図である。 数値実施例１に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。 数値実施例２に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。 数値実施例３に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。 数値実施例４に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。 数値実施例５に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。

以下に、本発明にかかる光学装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

（デジタルカメラ）
図１〜図３は、後述するズームレンズを撮影光学系１０１に組み込んだデジタルカメラ１００の構成の概念図を示す。図１はデジタルカメラ１００の外観を示す前方斜視図、図２は同後方正面図である。図３はデジタルカメラ１００の構成を示す模式的な断面図である。ただし、図１と図３においては、撮影光学系１０１の非沈胴時を示している。

デジタルカメラ１００は、この例の場合、撮影用光路１０２を有する撮影光学系１０１、ファインダー用光路１０４を有するファインダー光学系１０３、シャッターボタン１０５、フラッシュ１０６、液晶表示モニター１０９、焦点距離変更ボタン１０８、設定変更スイッチ１１８等を含み、撮影光学系１０１の沈胴時には、カバー１０７をスライドすることにより、撮影光学系１０１とファインダー光学系１０３とフラッシュ１０６はそのカバー１０７で覆われる。そして、カバー１０７を開いてカメラ１００を撮影状態に設定すると、撮影光学系１０１は図３の非沈胴状態になる。カメラ１００の上部に配置されたシャッターボタン１０５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１０１、例えば後述する実施例１のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系１０１によって形成された物体像が、波長域制限コートを施したローパスフィルタＦとカバーガラスＣを介してＣＣＤ１１０の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１１０で受光された物体像は、処理手段１１２を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター１０９に表示される。また、この処理手段１１２には記憶手段１１３が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記憶手段１１３は処理手段１１２と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ１１０に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

さらに、ファインダー用光路１０４上にはファインダー用対物光学系１１４が配置してある。ファインダー用対物光学系１１４、複数のレンズ群（図の場合は４群）と２つのプリズムからなり、撮影光学系１０１のズームレンズに連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、このファインダー用対物光学系１１４によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム１１５の視野枠１１６上に形成される。この正立プリズム１１５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系１１７が配置されている。なお、接眼光学系１１７の射出側にカバー部材１１１が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ１００は、撮影光学系１０１として、本発明のズームレンズを有している。このため、環境温度が変化しても、常に安定した光学特性を得ることができる。

次に、レンズを移動可能に保持する機構について説明する。
図４は、レンズＬ４とレンズＬ５との接合レンズ近傍の断面構成を示す図である。レンズＬ３は、プラスチックモールドレンズである。
保持枠１２４は、結像光学系のうちのレンズＬ４、Ｌ５を移動可能に保持する。温度補正用間隔調整部１２０は形状記憶合金で形成されている。そして、その長さが環境温度の変化に応じて光軸１０２（図１参照）方向に沿う方向に変化する。

温度補正用間隔調整部１２０の一端は保持枠１２４に当接している。また、長さが変化する方向の他端は、移動可能なレンズＬ４の有効領域以外に当接している。さらに、移動可能なレンズＬ４、Ｌ５に関して温度補正用間隔調整部１２０とは反対側に配置され、温度補正用間隔調整部１２０の長さが変化する方向に、移動可能なレンズに外力を負荷する弾性部材１２１が設けられている。

弾性部材１２１の一端は、保持枠１２３に当接している。また、弾性部材１２１の他端は、移動可能なレンズＬ４の有効領域以外に当接している。

レンズＬ３は、温度変化に感度の高いプラスチックモールドレンズである。また、上述したように、温度補正用間隔調整部１２０は、具体的には形状記憶合金材料で構成される。好ましくは、形状記憶合金部材は、ニッケル・チタン合金で構成されている。これにより、温度変化に対して、効率の良いのび率の部材を使用できる。
弾性部材１２１は、リングまたは圧縮コイルばねを用いることができる。

次に、本発明に係る光学装置が有する結像光学系の具体例について説明する。

以下の結像光学系において、複数のレンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際、各レンズ群の間の距離が変化するズームレンズである。これにより、ユーザが所望の撮影倍率を選択できる。

また、結像光学系は、樹脂（プラスチック）からなり非球面を有するレンズを有している。これにより、安価で高精度な非球面レンズを得られる。この結果、諸収差を良好に補正できる。

温度補正用間隔調整部は、環境温度の変化による結像光学系の像面の光軸方向の移動量を相殺するように、移動可能な前記レンズを移動させる。これにより、後の数値実施例で詳述するように、像面移動の変化量を相殺できる。このため、安定した光学特性を得られる。

移動可能なレンズは、少なくともレンズとレンズ群の一方である。

温度補正用間隔調整部１２０は、複数のレンズ群に設けられていてもよい。これにより、像面位置の調整に効果的なレンズ群を調整することができる。

さらに、以下の各実施例は、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足することが望ましい。
０．５０＜｜ｆｍ／ｆｗ｜＜１０．００ （１）
０．０１＜｜ｆｍ／ｆｔ｜＜ ３．００ （２）
０．５０＜｜ｆｃ／ｆｗ｜＜１０．００ （３）
０．０１＜｜ｆｃ／ｆｔ｜＜ ３．００ （４）
ここで、
ｆｗは、ズームレンズ全系の広角端における焦点距離、
ｆｔは、ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離、
ｆｍは、樹脂からなり非球面を有するレンズの焦点距離、
ｆｃは、移動可能なレンズまたはレンズ群の焦点距離、
である。

条件式（１）は、モールドレンズの焦点距離と、ズームレンズの広角端の焦点距離との比の適切な範囲を規定している。

条件式（２）は、モールドレンズの焦点距離と、ズームレンズの望遠端の焦点距離との比の適切な範囲を規定している。

条件式（３）は、調整レンズの焦点距離と、ズームレンズの広角端の焦点距離との比の適切な範囲を規定している。

条件式（４）は、調整レンズの焦点距離と、ズームレンズの望遠端の焦点距離との比の適切な範囲を規定している。
条件式（１）、（２）、（３）及び（４）を総合すると、下限値を下回る場合、レンズのパワーが強すぎると感度が大きすぎて、像面合せの微調整が難しくなる。
また、上限値を上回る場合、レンズのパワーが弱すぎると感度が小さすぎて、調整部材の変化では像面を合わせることができない。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜５について説明する。実施例１〜５の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間焦点距離状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図５〜図９に示す。図５〜図９中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、明るさ（開口）絞りはＳ、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面はＩで示してある。なお、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。
また、各実施例において、調整レンズは、各図（ａ）に記載する矢印方向に移動する。

また、各実施例において、明るさ絞りＳは第３レンズ群Ｇ３と一体で移動する。数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はｍｍ、角度の単位は°（度）である。フォーカシングはいずれの実施例も最も像側のレンズ群の移動により行う。

（実施例１）
実施例１のズームレンズは、図５に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。

広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は像側へ移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸正レンズＬ２との接合レンズとからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズＬ３と、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５との接合レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ６と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ７とからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ８からなる。

非球面は、両凸正レンズＬ２の像側の面と、両凹負レンズＬ３の両面と、両凸正レンズＬ６の両面と、両凸正レンズＬ８の物体側の面との６面に用いている。

実施例１において、両凹負レンズＬ３がプラスチックモールドレンズである。また、両凹負レンズＬ４と両凸正レンズＬ５との接合レンズが調整レンズである。

（実施例２）
実施例２のズームレンズは、図６に示すように、実施例１のズームレンズと諸元値は同一であるので重複する説明は省略する。
実施例２では、両凹負レンズＬ３がプラスチックモールドレンズである。また、負メニスカスレンズＬ７が調整レンズである。

また、調整レンズ群として、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３との両方を動かしても良い。
例えば、環境温度が高いとき、第２レンズ群Ｇ２を調整レンズ群として移動させる。また、環境温度が低いとき、第３レンズ群Ｇ３を調整レンズ群として移動させる。これにより、効率よく像面の位置を調整できるため、消費電力を低減できる。

（実施例３）
実施例３のズームレンズは、図７に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。

広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は像側へ移動した後、反転し物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は略固定し、第４レンズ群Ｇ４は略固定している。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、両凹負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、両凸正レンズＬ３と、両凸正Ｌ４と両凹負レンズＬ５との接合レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６とからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７からなる。

非球面は、両凹負レンズＬ１の像側の面と、正メニスカスレンズＬ２の両面と、両凸正レンズＬ３の両面と、正メニスカスレンズＬ６の像側の面と、正メニスカスレンズＬ７の物体側の面との７面に用いている。

実施例３において、両凹負レンズＬ１がプラスチックモールドレンズである。また、正メニスカスレンズＬ２が調整レンズである。

（実施例４）
実施例４のズームレンズは、図８に示すように、実施例３のズームレンズと諸元値は同一であるので重複する説明は省略する。
実施例４では、両凹負レンズＬ１がプラスチックモールドレンズである。また、両凸正Ｌ４と両凹負レンズＬ５との接合レンズとの接合レンズが調整レンズである。

（実施例５）
実施例５のズームレンズは、図９に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力の第５レンズ群Ｇ５とを配置している。

広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定し、第２レンズ群Ｇ２は像面側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は略固定し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は物体側へ移動する。

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、平凹負レンズＬ１と、プリズムＬ２と、平凸正レンズＬ３と、両凸正レンズＬ４からなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５と、両凹負レンズＬ６と両凸正レンズＬ７との接合レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８とからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ９と像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１０との接合レンズと、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１とからなる。
第５レンズ群は、両凹負レンズＬ１２からなる。

非球面は、両凸正レンズＬ４の両面と、負メニスカスレンズＬ５の両面と、正メニスカスレンズＬ８の両面と、正メニスカスレンズＬ１１の両面と、両凹負レンズＬ１２の像側の面と、の９面に設けられている。

また、正メニスカスレンズＬ８がプラスチックモールドレンズ、両凸正レンズＬ９と負メニスカスレンズＬ１０との接合レンズが調整レンズである。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＢＦはバックフォーカス、ｆ１、ｆ２…は各レンズ群の焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間焦点距離状態、ＴＥは望遠端、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎｄは各レンズのｄ線の屈折率、νｄは各レンズのアッベ数である。後述するレンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。ＢＦ（バックフォーカス）は、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算して表したものである。

なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ² ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）² ｝^1/2 ］
＋Ａ4 ｙ⁴ ＋Ａ6 ｙ⁶ ＋Ａ8 ｙ⁸ ＋Ａ10ｙ¹⁰＋Ａ12ｙ¹²
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄ 、Ａ₆ 、Ａ₈ 、Ａ₁₀、Ａ₁₂はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。

数値実施例１
なお、数値実施例１は、数値実施例２と共通である。

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 19.348 0.80 1.84666 23.78
2 13.468 3.06 1.58233 59.30
3* -46.885 可変
4* -14.693 0.70 1.52542 55.78
5* 8.596 2.36
6 -7.064 0.41 1.61772 49.81
7 32.985 1.20 1.92286 18.90
8 -32.985 可変
9(絞り) ∞ -0.10
10* 5.318 2.41 1.58233 59.30
11* -9.464 0.34
12 6.861 1.48 1.92286 18.90
13 3.451 可変
14* 19.426 2.47 1.52542 55.78
15 -16.727 可変
16 ∞ 0.50 1.51633 64.14
17 ∞ 0.50
18 ∞ 0.50 1.51633 64.14
19 ∞ 0.59
像面 ∞

非球面データ
第３面
K=-8.273
A4=1.02528e-05,A6=2.23537e-07,A8=-6.92546e-09,A10=6.31578e-11
第４面
K=-71.439
A4=3.06012e-04,A6=2.11113e-05,A8=-1.01947e-06,A10=1.38358e-08
第５面
K=0.975
A4=2.34067e-03,A6=-1.70768e-04,A8=1.65358e-05,A10=-5.19352e-07
第１０面
K=-4.225
A4=1.73712e-03,A6=-2.15108e-04,A8=7.54343e-07,A10=6.66853e-09
第１１面
K=5.493
A4=7.36536e-04,A6=-8.38739e-05,A8=5.33716e-07,A10=5.34934e-10
第１４面
K=-80.176
A4=1.25061e-03,A6=-5.40302e-05,A8=1.77633e-06,A10=-2.69508e-08

ズームデータ
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
焦点距離 6.46 14.08 31.22
ＦＮＯ． 3.70 5.04 5.88
画角２ω 64.77 30.28 13.89
BF 5.89 5.67 5.12
全長 32.97 39.60 45.51

d3 0.41 5.13 11.16
d8 8.59 4.68 1.40
d13 2.94 8.98 12.70
d15 4.12 3.94 3.37

群焦点距離
f1=27.70 f2=-6.44 f3=8.94 f4=17.52

数値実施例３
なお、数値実施例３は、数値実施例４と共通である。

単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1* -22.854 0.97 1.52542 55.78
2* 4.743 1.54
3* 7.433 1.40 1.63493 23.90
4* 13.330 可変
5(絞り) ∞ 0.70
6* 4.289 1.33 1.53110 55.91
7* -11.463 0.10
8 6.223 1.37 1.58913 61.14
9 -9.415 0.45 1.64769 33.79
10 2.994 可変
11 -116.218 1.70 1.53110 55.91
12* -7.587 可変
13* -20.000 0.60 1.53110 55.91
14 -20.000 0.80
15 ∞ 0.50 1.51633 64.14
16 ∞ 0.37
像面 ∞

非球面データ
第１面
K=0.000
A4=5.52404e-04,A6=-1.20527e-05,A8=8.62813e-08
第２面
K=-0.451
A4=1.40911e-04,A6=3.80259e-05,A8=-7.75971e-07
第３面
K=0.000
A4=-9.62631e-04
第４面
K=0.000
A4=-1.04008e-03,A6=-4.97126e-06,A8=-2.42870e-08,A10=-6.79084e-09
第６面
K=-0.278
A4=-1.23389e-03,A6=-3.87694e-06,A8=-9.45601e-06
第７面
K=0.000
A4=5.56121e-04,A6=-7.58513e-06,A8=-8.46415e-06
第１２面
K=0.000
A4=9.95377e-04,A6=-3.47152e-05,A8=1.07919e-06,A10=-1.02230e-08
第１３面
K=0.000
A4=1.80111e-04,A6=-6.34866e-05,A8=1.91836e-06

ズームデータ
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
焦点距離 4.66 8.85 17.77
ＦＮＯ． 3.01 4.23 6.67
画角２ω 0.00 0.00 0.00
BF 1.53 1.48 1.44
全長 28.36 26.47 32.07

d4 11.30 4.71 0.70
d10 2.59 7.71 17.24
d12 2.78 2.41 2.53

群焦点距離
f1=-11.06 f2=8.68 f3=15.20 f4=3618.76

数値実施例５
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 ∞ 0.60 2.00069 25.46
2 10.749 1.80
3 ∞ 7.60 1.84666 23.78
4 ∞ 0.10
5 ∞ 1.70 1.49700 81.54
6 -15.842 0.10
7* 9.753 2.40 1.52542 55.78
8* -19.574 可変
9* 240.547 0.52 1.88300 40.76
10* 5.445 1.38
11 -14.864 0.53 1.88300 40.76
12 7.876 1.36 1.92286 18.90
13 -72.851 可変
14* 5.150 1.20 1.52542 55.78
15* 12.101 1.10
16(絞り) ∞ 可変
17 5.402 3.30 1.48749 70.23
18 -13.198 0.55 1.92286 18.90
19 -42.412 0.23
20* -27.005 1.91 1.52542 55.78
21* -9.658 可変
22 -14.851 0.55 1.90200 25.10
23* 58.076 可変
24 ∞ 0.50 1.51680 64.20
25 ∞ 0.30
像面 ∞

非球面データ
第７面
K=0.000
A4=-1.27897e-04,A6=-2.18156e-06,A8=1.40894e-08
第８面
K=0.000
A4=7.08593e-06,A6=-5.67775e-07,A8=1.59153e-08
第９面
K=0.000
A4=6.05989e-04,A6=-6.55770e-05,A8=1.43802e-06
第１０面
K=0.000
A4=3.74970e-04,A6=-5.84130e-05,A8=-2.87829e-06
第１４面
K=-0.596
A4=1.03399e-03,A6=5.12399e-05,A8=1.40482e-05
第１５面
K=-10.847
A4=2.37614e-03,A6=1.89488e-05,A8=2.35259e-05
第２０面
K=0.000
A4=-1.16900e-03,A6=8.62117e-05
第２１面
K=0.000
A4=8.11807e-04,A6=1.25389e-04
第２３面
K=0.000
A4=1.71086e-04,A6=-6.09997e-06,A8=2.12654e-06

ズームデータ
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
焦点距離 4.46 9.56 22.66
ＦＮＯ． 3.91 4.40 5.71
画角２ω 90.38 43.16 18.96
BF 9.34 11.13 15.31
全長 52.33 52.34 52.33

d8 0.31 4.66 7.96
d13 8.62 4.28 0.97
d16 6.44 3.95 0.37
d21 0.68 1.40 0.79
d23 8.71 10.49 14.67

群焦点距離
f1=10.88 f2=-4.86 f3=16.11 f4=9.71 f5=-13.06

また、図１０は、数値実施例１に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。図中、環境温度の変化に対する像面位置の変化量は黒い四角で、また、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量は白丸印でそれぞれ示している。以下図１１〜図１４において同様の記述を行う。また、長さの単位はｍｍ、温度の単位は℃（度）である。

また、表１に、数値実施例１における数値実施例１に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との具体的な数値を掲げる。
なお、以下すべての表１〜表５において、形状記憶合金の幅は４ｍｍで、外気温度が一定に変化した場合を想定したときの値である。

図１０と、表１とから明らかなように、調整部材（形状記憶合金）の温度が環境温度に応じて変化することで、環境温度の変化による像面位置の変化を略相殺することができる。これにより、常に安定した光学特性を得ることができる。

（表１）
実施例１

環境温度の 調整部材の 調整部材温度
像面変化 像面変化
-0.150 0.144 40.0
-0.100 0.103 30.0
-0.001 0.000 20.0
0.081 -0.076 10.0
0.158 -0.155 0.0
0.237 -0.233 -10.0

また、図１１は、数値実施例２に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。

また、表２に、数値実施例２における数値実施例１に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との具体的な数値を掲げる。

図１１と、表２とから明らかなように、調整部材（形状記憶合金）の温度が環境温度に応じて変化することで、環境温度の変化による像面位置の変化を相殺することができる。これにより、常に安定した光学特性を得ることができる。

（表２）
実施例２

環境温度の 調整部材の 調整部材温度
像面変化 像面変化
-0.030 0.028 40.0
-0.015 0.012 30.0
0.000 0.000 20.0
0.013 -0.010 10.0
0.028 -0.026 0.0
0.050 -0.047 -10.0

また、図１２は、数値実施例３に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。

また、表３に、数値実施例３における数値実施例１に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との具体的な数値を掲げる。

図１２と、表３とから明らかなように、調整部材（形状記憶合金）の温度が環境温度に応じて変化することで、環境温度の変化による像面位置の変化を相殺することができる。これにより、常に安定した光学特性を得ることができる。

（表３）
実施例３

環境温度の 調整部材の 調整部材温度
像面変化 像面変化
-0.232 0.230 40.0
-0.111 0.110 30.0
0.000 0.000 20.0
0.139 -0.133 10.0
0.268 -0.263 0.0
0.399 -0.392 -10.0

また、図１３は、数値実施例４に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。

また、表４に、数値実施例４における数値実施例１に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との具体的な数値を掲げる。

図１３と、表４とから明らかなように、調整部材（形状記憶合金）の温度が環境温度に応じて変化することで、環境温度の変化による像面位置の変化を相殺することができる。これにより、常に安定した光学特性を得ることができる。

（表４）
実施例４

環境温度の 調整部材の 調整部材温度
像面変化 像面変化
-0.232 0.230 40.0
-0.111 0.110 30.0
0.000 0.000 20.0
0.139 -0.135 10.0
0.268 -0.260 0.0
0.399 -0.390 -10.0

また、図１４は、数値実施例５に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との関係を示す図である。

また、表５に、数値実施例５における数値実施例１に係るズームレンズの望遠端状態における、環境温度の変化に対する像面位置の変化量と、調整部材（形状記憶合金）の温度変化に対する像面位置の変化量との具体的な数値を掲げる。

図１４と、表５とから明らかなように、調整部材（形状記憶合金）の温度が環境温度に応じて変化することで、環境温度の変化による像面位置の変化を相殺することができる。これにより、常に安定した光学特性を得ることができる。

（表５）
実施例５

環境温度の 調整部材の 調整部材温度
像面変化 像面変化
0.196 -0.192 40.0
0.094 -0.090 30.0
0.000 0.000 20.0
-0.115 0.110 10.0
-0.223 0.220 0.0
-0.332 0.330 -10.0

各実施例における条件式対応値を以下に掲げる。

条件式
（１）0.50＜|fm/fw|＜10.00
（２）0.01＜|fm/ft|＜3.00
（３）0.50＜fｃ/fw|＜10.00
（４）0.01＜fｃ/ft|＜3.00

fw・・・ズームレンズの広角端における焦点距離
ft・・・ズームレンズの望遠端の焦点距離
fm・・・プラスチックモールドレンズの焦点距離
fc・・・調整レンズまたは調整レンズ群の焦点距離

実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５
モールドレンズに関する条件式
（１）|fm/fw| 1.58 1.58 1.59 1.59 3.61
（２）|fm/ft| 0.33 0.33 0.42 0.42 0.71

調整レンズに関する条件式
（３）|fc/fw| 4.290 1.471 5.204 2.057 2.175
（４）|fc/fｔ| 0.887 0.304 1.364 0.539 0.428

以上説明した光学装置は、デジタルカメラに限られず、プロジェクタ、携帯電話、ノートＰＣ、車載カメラ、監視カメラにも好適である。

以上のように、本発明にかかる光学装置は、環境温度の変化に関わらず安定した光学特性を有する、簡易な構成の装置に適している。

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
Ｓ…明るさ絞り
Ｆ…ローパスフィルタ
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
１００…デジタルカメラ
１０１…撮影光学系
１０２…撮影用光路
１０３…ファインダー光学系
１０４…ファインダー用光路
１０５…シャッターボタン
１０６…フラッシュ
１０７…カバー部材
１０８…焦点距離変更ボタン
１０９…液晶表示モニター
１１０…ＣＣＤ
１１２…処理手段
１１３…記憶手段
１１４…ファインダー用対物光学系
１１５…視野枠
１１６…正立プリズム
１１７…接眼光学系
１１８…設定変更スイッチ
１２０…温度補正用間隔調整部材（形状記憶合金部材）
１２１…弾性部材

Claims (12)

1. 複数のレンズ群を有し、物体の像を結像する結像光学系と、
   前記結像光学系のうちのレンズを移動可能に保持するための保持枠と、
   温度変化によって、その長さが光軸方向に沿う方向に変化する形状記憶合金部材から構成される温度補正用間隔調整部と、
   前記形状記憶合金部材の一端は前記保持枠に当接し、前記長さが変化する方向の他端は、移動可能な前記レンズの有効領域以外に当接し、
   さらに、移動可能な前記レンズに関して前記温度補正用間隔調整部とは反対側に配置され、前記形状記憶合金部材の長さが変化する方向に、移動可能な前記レンズに外力を負荷する弾性部材と、
   を有することを特徴とする光学装置。
2. さらに、前記結像光学系により結像された像を電気信号に変換する撮像面を有する撮像素を有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 複数のレンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際、各レンズ群の間の距離が変化するズームレンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
4. 前記結像光学系は、樹脂からなり非球面を有するレンズを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学装置。
5. 前記温度補正用間隔調整部は、環境温度の変化による前記結像光学系の像面の光軸方向の移動量を相殺するように、移動可能な前記レンズを移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学装置。
6. 移動可能な前記レンズは、少なくともレンズとレンズ群の一方であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学装置。
7. 前記温度補正用間隔調整部は、複数の前記レンズ群に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
8. さらに、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足することを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の光学装置。
   ０．５０＜｜ｆｍ／ｆｗ｜＜１０．００ （１）
   ０．０１＜｜ｆｍ／ｆｔ｜＜ ３．００ （２）
   ０．５０＜｜ｆｃ／ｆｗ｜＜１０．００ （３）
   ０．０１＜｜ｆｃ／ｆｔ｜＜ ３．００ （４）
   ここで、
   ｆｗは、前記ズームレンズ全系の広角端における焦点距離、
   ｆｔは、前記ズームレンズ全系の望遠端における焦点距離、
   ｆｍは、樹脂からなり非球面を有する前記レンズの焦点距離、
   ｆｃは、移動可能な前記レンズまたは前記レンズ群の焦点距離、
   である。
9. 前記結像光学系は、物体側から順に、少なくとも、
   正屈折力の第１レンズ群と、
   負屈折力の第２レンズ群と、
   正屈折力の第３レンズ群と、
   正屈折力の第４レンズ群と、
   を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学装置。
10. 前記第１レンズ群は、光路を屈曲させる反射面をもつ反射部材を有することを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
11. 前記結像光学系は、物体側から順に、少なくとも、
    負屈折力の第１レンズ群と、
    正屈折力の第２レンズ群と、
    正屈折力の第３レンズ群と、
    正屈折力の第４レンズ群と、
    を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学装置。
12. 前記形状記憶合金部材は、ニッケル・チタン合金で構成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学装置。
    
    

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