JP2007328306A - ズームレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 薄型化と高変倍化の両立を達成すると共に手振れ補正機能を備えたズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。
【解決手段】複数のレンズ群から成り、各レンズ群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ１であって、最も像側に位置する最終レンズ群ＧＲ５は、負の屈折力を有する負部分群Ｌ５１とその像側に隣接して配置され正の屈折力を有する正部分群Ｌ５２を有し、前記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせて像をシフトさせることができ、fgnを最終レンズ群中の負部分群の焦点距離、Ngnを最終レンズ群中の負部分群の平均屈折率、fTを望遠端における全系の焦点距離、νgnを最終レンズ群中の負部分群の合成アッベ数、νgisを最終レンズ群中の正部分群の合成アッベ数として、以下の条件式（１）及び（２）を満足する。（１）−０．３０＜fgn／（Ｎgn・fT）＜−０．０５（２）νgn−νgis＞３０
【選択図】図１

Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、コンパクトデジタルカメラに好適な小型で４倍程度以上の倍率を有する防振ズームレンズ及び該防振ズームレンズを使用した撮像装置に関するものである。
近年、デジタルスチルカメラ等の個体撮像素子を用いた撮像装置が普及しつつある。このようなデジタルスチルカメラの普及に伴い一層の高画質化が求められており、特に画素数の多いデジタルスチルカメラ等においては、画素数の多い個体撮像素子に対応した結像性能にすぐれた撮影用レンズ、特に薄型なズームレンズが求められている。
また、一方で、撮像装置の薄型化と撮像素子の高画素化の弊害として、撮影時に像振れが発生し易いといった問題が発生し、手振れ補正機能を付加した高倍率のズームレンズが強く求められている。
特許文献１に記載されたズームレンズにあっては、光学系内に光路を折り曲げるプリズムを挿入し、入射光軸方向での小型化、すなわち、薄型化を図ることで、１０ｍｍ程度の薄さで、光学３倍程度のデジタルスチルカメラが実現可能としている。
また、特許文献２に記載されたズームレンズにあっては、変倍群である第２レンズ群のレンズ枚数を４枚構成にすることで、高変倍化を達成している。
特開２０００−１３１６１０号公報 特開２００５−１８１６３５号公報
ところで、前記特許文献１で示されたズームレンズにあっては、ズーム比が３倍程度しかなく、また、手振れ対策が為されておらず、４倍程度以上というさらなる高倍率化と防振機能を備えた防振ズームレンズの要求には対応できていない。
また、特許文献２で示されたズームレンズにあっては、薄型化、高変倍化は達成したものの、防振ズームレンズではなく、また全長短縮化においては不十分といった問題があった。
本発明は、前記した問題に鑑みて成されたものであり、薄型化を維持しつつ全長短縮化と高変倍化の両立を達成すると共に手振れ補正機能を備えたズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、複数のレンズ群から成り、各レンズ群間隔を変えることにより変倍を行い、最も像側に位置する最終レンズ群は、負の屈折力を有する負部分群とその像側に隣接して配置され正の屈折力を有する正部分群を有し、前記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせて像をシフトさせることができ、fgnを最終レンズ群中の負部分群の焦点距離、Ngnを最終レンズ群中の負部分群の平均屈折率、fTを望遠端における全系の焦点距離、νgnを最終レンズ群中の負部分群の合成アッベ数、νgisを最終レンズ群中の正部分群の合成アッベ数として、条件式（１）−０．３０＜fgn／（Ｎgn・fT）＜−０．０５及び条件式（２）νgn−νgis＞３０を満足する。
また、本発明の一実施形態による撮像装置は、ズームレンズと、該ズームレンズにより形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、撮像装置の振れを検出する手振れ検出手段と、前記手振れ検出手段によって検出した撮像装置の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、前記ズームレンズ中のシフトレンズ群を前記振れ補正角に基づく位置とするべく駆動信号を送出する手振れ制御手段と、前記駆動信号に基づいて前記シフトレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備え、前記ズームレンズは、複数のレンズ群から成り、各レンズ群間隔を変えることにより変倍を行い、最も像側に位置する最終レンズ群は、負の屈折力を有する負部分群とその像側に隣接して配置され正の屈折力を有する正部分群を有し、前記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせて像をシフトさせることができ、条件式（１）−０．３０＜fgn／（Ｎgn・fT）＜−０．０５及び条件式（２）νgn−νgis＞３０を満足し、前記ズームレンズの最終レンズ群中の正部分群を前記シフトレンズ群としたものである。
本発明にあっては、薄型化と高変倍化の両立を達成すると共に手振れ補正機能を備えることができる。
以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態を図面及び表を参照して説明する。
先ず、ズームレンズについて説明する。
本発明ズームレンズは、複数のレンズ群から成り、各レンズ群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズである。そして、最も像側に位置する最終レンズ群は、負の屈折力を有する負部分群とその像側に隣接して配置され正の屈折力を有する正部分群を有し、前記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせて像をシフトさせることができる。さらに、以下の条件式（１）及び（２）を満足する。
（１）−０．３０＜fgn／（Ｎgn・fT）＜−０．０５
（２）νgn−νgis＞３０
但し、
fgn：最終レンズ群中の負部分群の焦点距離
Ngn：最終レンズ群中の負部分群の平均屈折率
fT：望遠端における全系の焦点距離
νgn：最終レンズ群中の負部分群の合成アッベ数
νgis：最終レンズ群中の正部分群の合成アッベ数とする。
以上の構成により、本発明ズームレンズは、高倍率化と小型化を両立可能であり、かつ、手ぶれ補正機能を有する。さらに、最終レンズ群において負部分群と正部分群を順に配置することで、撮像素子への入射角度を緩くすることが可能となり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を用いた撮像素子を有する撮像装置には最適である。
各レンズ群のペッツバール和Ｐは以下の式で表される。Ｐ＝f／Ｎ。ここで、fはレンズの焦点距離、Ｎはレンズの屈折率である。
以上のことから、最終レンズ群中の負部分群のペッツバール和Ｐｎを求めると、Ｐn＝fgn／Ｎgnとなり、これを望遠端の焦点距離で規格化したものをＰnteleとすると、Ｐntele＝fgn／（Ｎgn・fT）となる。
つまり、前記条件式（１）は最終レンズ群中の負部分群のペッツバール和を望遠端の焦点距離で規格化したものである。
全体の高倍率化と全長の短縮化を図った場合、全系のペッツバール和はプラスになり易く、これを全系で補正するには負レンズ群が大きなペッツバール和を有する必要がある。
すなわち、fgn／（Ｎgn・fT）の値が−０．０５を上回ると、ペッツバール和がレンズ全系で補正できなくなり、高変倍化と、レンズ全系の小型化の両立が困難になる。また、fgn／（Ｎgn・fT）の値が−０．３０を下回ると、逆にペッツバール和の補正が強くなり過ぎ、収差補正上好ましくない。特に、高倍率化かつ小型化に特化した場合、−０．２＜fgn／（Ｎgn・fT）＜−０．１付近を用いるのが最も効率的であり、この場合、高倍率化、結像性能、小型化の全てを満足することが可能である。
条件式（２）は最終レンズ群中の負部分群とその像側に隣接して配置された正部分群の合成アッベ数の差を規定するものである。すなわち、νgn−νgisの値が３０を下回ると、防振時の倍率色収差の変動が大きくなり過ぎ好ましくない。
なお、合成アッベ数νdは、近軸上において、以下のように与えられる。例えば、正負の接合レンズの場合、f1を正レンズの焦点距離、f2を負レンズの焦点距離、ν1を正レンズのアッベ数、ν2を負レンズのアッベ数、fを接合レンズの焦点距離とすると、νd＝1/f・（（f1・f2・ν1・ν2）/（f1・ν1+f2・ν2））で求められる。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記最終レンズ群中の負部分群は負の屈折力を有する物体側に凸面を向けた負メニスカス単レンズにて構成され、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）Ngn＞１．８０
前記負部分群を構成するレンズが物体側に向けて凹面を向けたメニスカスレンズであると、該凹面で発生する球面収差が大きくなり、これをレンズ全系で補正することが困難となるからである。
条件式（３）は、最終レンズ群中の負部分群の屈折率を規定するものである。すなわち、Ｎgnが１．８０を下回ると、レンズ全系のペッツバール和を補正するために、負部分群の屈折力が強くなり、その結果、球面収差補正とのバランスが保てず結像性能の低下もしくはレンズの大型化を招いてしまう。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記最終レンズ群中の正部分群は正の屈折力を有する単レンズ又は１つの接合レンズにて構成され、fgisを最終レンズ群中の正部分群の焦点距離として、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．３＜fgis／fT＜１．２
防振群が多数のレンズにて構成されると、防振時において、駆動機構に大きな負担かかるので、前記正部分群は単レンズ又は１つの接合レズによって構成されるのが望ましい。
また、変倍比が５倍以上の場合、防振時の倍率色収差変動が大きくなりやすく、正の屈折力を有する前記正部分群は正の屈折力を有する両凸レンズと負の屈折力を有する物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズにて構成されることがより望ましい。
また、前記正部分群をプラスチックレンズにて構成する場合、ガラスレンズに比べ安価でありながら軽量化可能であるため、省電力化へ寄与することが可能となる。
条件式（４）は、前記正部分群の焦点距離と望遠端におけるレンズ全系の焦点距離との比率を規定するものである。すなわち、fgis／fTが０．３を下回ると、防振群である前記正部分群のブレ補正係数が小さくなり、防振（像振れの補正）に必要なシフト量が増加し、小型化には好ましくない。一方、fgis／fTの値が１．２を上回ると、防振群である前記正部分群の正のパワーが強くなり過ぎ、防振時における、像面変動量が大きくなり好ましくない。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記最終レンズ群中の負部分群を製造時における調芯レンズとすることが好ましい。前記負部分群は光軸に垂直な方向にシフトする際に、コマ収差を生じさせることなく、大きな像面変動を生じさせるために、各象限の像面差（片ボケ）の補正に適しており、これによって、安定した撮像性能を有した防振ズームレンズが製造可能になる。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、前記最終レンズ群は変倍に際して固定であることが望ましい。前記最終レンズ群は、光軸に垂直な方向に可動する防振群（前記正部分群）を有し、かつ、光軸に垂直な方向に可動する調芯群（前記負部分群）を有するために、光軸方向への可動には不向きであり、可動とするにしても駆動機構が大型化してしまう。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、物体側より順に位置した、変倍に際し固定の正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有し光軸上を移動することにより変倍作用をなす第２レンズ群、変倍に際し固定の正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有し第２レンズ群の移動及び被写体位置の移動によって変動する像面位置を一定の位置に保つように光軸上を移動する第４レンズ群、前記最終レンズ群としての正又は負の屈折力を有する第５レンズ群より成り、前記第１レンズ群は、物体側より順に位置した、負の屈折力を有する単レンズと、光路を屈曲する為の反射部材と、正の屈折力を有するレンズから成ることが望ましい。このように構成することによって、高倍率化と小型化を両立可能な防振ズームレンズの製造が可能になる。なお、前記反射部材としては屈折率の高いプリズムを用いることが望ましく、屈折率が高いほど小型化並びに高倍率化に有利となる。
本発明の一実施形態によるズームレンズは、Ｔを最終レンズ群中の負部分群と正部分群との間の空気間隔、fWを広角端におけるレンズ全系の焦点距離として、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．１ ＜Ｔ／fW＜ １．０
条件式（５）は最終レンズ群中の負部分群と正部分群との間の空気間隔と広角端におけるレンズ全系の焦点距離との比率を規定するものである。すなわち、Ｔ／fWの値が０.１を下回ると、防振時に前記負部分群と前記正部分群とが干渉してしまい構成上好ましくない。一方、Ｔ／fWの値が１．０を上回ると、ブレ補正係数が小さくなり過ぎてしまい、十分な防振時の補正量を確保できなくなるか、防振群（前記正部分群）が大型化してしまい、小型化が困難になる。さらに、０．２ ＜Ｔ／fW＜ ０．７を満足するのが最も好ましく、この場合、ブレ補正係数、防振時に必要な移動量、防振時の結像性能の全てを満足することができる。
次に、本発明ズームレンズ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。
なお、各実施の形態において非球面が導入されており、該非球面形状は、ｘをレンズ面頂点からの光軸方向の距離、ｙを光軸と垂直な方向の高さ、ｃをレンズ頂点での近軸曲率、Ｋをコーニック定数、Ａ iを第 i 次の非球面係数として、次の数１式によって定義されるものとする。
Figure 2007328306
図１は本発明ズームレンズの第１の実施の形態１のレンズ構成を示す図である。ズームレンズ１は、物体側より順に、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が配置されて構成される。そして、短焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群ＧＲ１、第３レンズ群ＧＲ３及び第５レンズ群ＧＲ５は光軸方向に固定であり、第２レンズ群ＧＲ２及び第４レンズ群ＧＲ４が図１に破線矢印で示すように光軸上を移動する。また、第４レンズ群ＧＲ４は近距離合焦時に光軸方向に移動する。
第１レンズ群はＧＲ１は、物体側より順に位置した、負レンズＬ１１、光軸を90°折り曲げるための直角プリズムＬ１２、両面に非球面を有する正レンズＬ１３から構成される。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に位置した、負レンズＬ２１、負レンズと正レンズとの接合レンズＬ２２、負レンズＬ２３から構成される。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＬ３から構成される。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側より順に位置した、物体側に非球面を有する正レンズと負レンズとの接合レンズＬ４で構成される。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５１、両凸形状の正レンズＬ５２から構成される。そして、手振れ等による振動時に振動による像振れを補正するように第５レンズ群（最終レンズ群）中の正部分群Ｌ５２が光軸方向に直交する方向にシフトする。また、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の像面側に近接して位置し、変倍に際して光軸方向に固定である。
表１に前記した第１の実施の形態１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。この数値実施例１及び後に説明する各数値実施例のレンズデータを示す表中の「ｉ」は物体側から第ｉ番目の光学面を、「ｒｉ」は物体側から第ｉ番目の面の近軸曲率半径を、「ｄｉ」は物体側から第ｉ番目の光学面と第ｉ＋１番目の光学面との間の軸上面間隔を、「ｎｉ」は物体側に第ｉ番目の光学面を有する硝材のｄ線（λ=587.6nm）に対する屈折率を、「νｉ」は物体側に第ｉ番目の光学面を有する硝材のｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。そして、「ｒｉ」に関し、「ＩＮＦ」は当該光学面が平面であることを、「ｄｉ」に関し、「variable」は当該軸上面間隔が可変面間隔であることを、それぞれ示す。また、fは焦点距離を、ＦNOはＦナンバーを、ωは半画角をそれぞれ示す。
Figure 2007328306
短焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置状態が変化する際、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の軸上面間隔ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の軸上面間隔ｄ１３、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の軸上面間隔ｄ１５及び第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の軸上面間隔ｄ１８が変化する。そこで、数値実施例１における前記各可変面間隔の短焦点距離端（f=1.000）、中間焦点距離（f=2.145）及び長焦点距離端（f=4.600）における値を表２に示す。
Figure 2007328306
第５面（Ｒ５）、第６面（Ｒ６）、第１４面（Ｒ１４）、第１５面（Ｒ１５）及び第１６面（Ｒ１６）は非球面で構成されている。そこで、数値実施例１における前記各非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を円錐定数Ｋと共に表３に示す。なお、表３及び以下の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、すなわち、「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。
Figure 2007328306
図２乃至図６は数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図２は短焦点距離端（f=1.000）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図３は中間焦点距離（f=2.145）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図４は長焦点距離端（f=4.600）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、それぞれ示す。なお、図２乃至図４において、球面収差では縦軸は開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、ｄ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。
また、図５は短焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。図６は長焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。
図７は本発明ズームレンズの第２の実施の形態２のレンズ構成を示す図である。ズームレンズ２は、物体側より順に、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が配置されて構成される。そして、短焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群ＧＲ１、第３レンズ群ＧＲ３及び第５レンズ群ＧＲ５は光軸方向に固定であり、第２レンズ群ＧＲ２及び第４レンズ群ＧＲ４が図７に破線矢印で示すように光軸上を移動する。また、第４レンズ群ＧＲ４は近距離合焦時に光軸方向に移動する。
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に位置した、負レンズＬ１１、光軸を90°折り曲げるための直角プリズムＬ１２、両面に非球面を有する正レンズＬ１３、正レンズＬ１４から構成される。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に位置した、負レンズＬ２１、負レンズと正レンズとの接合レンズＬ２２、負レンズＬ２３から構成される。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＬ３で構成される。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側より順に位置した、物体側に非球面を有する正レンズと負レンズとの接合レンズＬ４で構成される。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５１、正レンズと負レンズとの接合正レンズＬ５２から構成される。そして、手振れ等による振動時に振動による像振れを補正するように第５レンズ群（最終レンズ群）中の正部分群Ｌ５２が光軸方向に直交する方向にシフトする。また、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の像面側に近接して位置し、変倍に際して光軸方向に固定である。
表４に前記した第２の実施の形態２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。
Figure 2007328306
短焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置状態が変化する際、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の軸上面間隔ｄ８、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の軸上面間隔ｄ１５、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の軸上面間隔ｄ１７及び第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の軸上面間隔ｄ２０が変化する。そこで、数値実施例２における前記各可変面間隔の短焦点距離端（f=1.00）、中間焦点距離（f=2.37）及び長焦点距離端（f=5.60）における値を表５に示す。
Figure 2007328306
第７面（Ｒ７）、第８面（Ｒ８）、第１６面（Ｒ１６）、第１７面（Ｒ１７）及び第１８面（Ｒ１８）は非球面で構成されている。そこで、数値実施例２における前記各非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を円錐定数Ｋと共に表６に示す。
Figure 2007328306
図８乃至図１２は数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図８は短焦点距離端（f=1.00）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図９は中間焦点距離（f=2.37）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図１０は長焦点距離端（f=5.60）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、それぞれ示す。なお、図８乃至図１０において、球面収差では縦軸は開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、ｄ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。
また、図１１は短焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。図１２は長焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。
図１３は本発明ズームレンズの第３の実施の形態３のレンズ構成を示す図である。ズームレンズ３は、物体側より順に、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が配置されて構成される。そして、短焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群ＧＲ１、第３レンズ群ＧＲ３及び第５レンズ群ＧＲ５は光軸方向に固定であり、第２レンズ群ＧＲ２及び第４レンズ群ＧＲ４が図１３に破線矢印で示すように光軸上を移動する。また、第４レンズ群ＧＲ４は近距離合焦時に光軸方向に移動する。
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に位置した、負レンズＬ１１、光軸を90°折り曲げるための直角プリズムＬ１２、両面に非球面を有する正レンズＬ１３から構成される。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順に位置した、負レンズＬ２１、負レンズと正レンズの接合レンズＬ２２で構成される。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＬ３で構成される。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側より順に位置した、物体側に非球面を有する正レンズと負レンズとの接合レンズＬ４で構成される。第５レンズ群ＧＲ５は、物体側より順に位置した、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５１、正レンズと負レンズとの接合正レンズＬ５２で構成される。そして、手振れ等による振動時に振動による像振れを補正するように第５レンズ群（最終レンズ群）中の正部分群Ｌ５２が光軸方向に直交する方向にシフトする。また、開口絞りＳは第３レンズ群ＧＲ３の像面側に近接して位置し、変倍に際して光軸方向に固定である。
表７に前記した第３の実施の形態３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデータを示す。
Figure 2007328306
短焦点距離端から長焦点距離端へとレンズ位置状態が変化する際、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の軸上面間隔ｄ６、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間の軸上面間隔ｄ１１、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の軸上面間隔ｄ１３及び第４レンズ群ＧＲ４と第５レンズ群ＧＲ５との間の軸上面間隔ｄ１６が変化する。そこで、数値実施例３における前記各可変面間隔の短焦点距離端（f=1.00）、中間焦点距離（f=1.92）及び長焦点距離端（f=3.70）における値を表８に示す。
Figure 2007328306
第５面（Ｒ５）、第６面（Ｒ６）、第１２面（Ｒ１２）、第１３面（Ｒ１３）及び第１４面（Ｒ１４）は非球面で構成されている。そこで、数値実施例３における前記各非球面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を円錐定数Ｋと共に表９に示す。
Figure 2007328306
図１４乃至図１８は数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１４は短焦点距離端（f=1.00）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図１５は中間焦点距離（f=1.92）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、図１６は長焦点距離端（f=3.70）での縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を、それぞれ示す。なお、図１４乃至図１６において、球面収差では縦軸は開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、ｄ線での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は％で表わす。
また、図１７は短焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。図１８は長焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。
表１０に前記各数値実施例１〜３に示したズームレンズ１〜３の条件式（１）〜（５）の条件を求めるための各数値及び各条件式対応値を示す。
Figure 2007328306
数値実施例１〜３のズームレンズ１〜３は前記表１０からも明らかなように、条件式（１）〜（５）を満足し、また、各収差図に示すように、短焦点距離端、短焦点距離端と長焦点距離端との間の中間焦点距離、長焦点距離端並びに防振時において、各収差ともバランス良く補正されていることが分かる。
次に本発明撮像装置について説明する。
本発明撮像装置は、ズームレンズと、該ズームレンズにより形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、撮像装置の振れを検出する手振れ検出手段と、前記手振れ検出手段によって検出した撮像装置の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、前記ズームレンズ中のシフトレンズ群を前記振れ補正角に基づく位置とするべく駆動信号を送出する手振れ制御手段と、前記駆動信号に基づいて前記シフトレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備え、前記ズームレンズは、複数のレンズ群から成り、各レンズ群間隔を変えることにより変倍を行い、最も像側に位置する最終レンズ群は、負の屈折力を有する負部分群とその像側に隣接して配置され正の屈折力を有する正部分群を有し、前記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせて像をシフトさせることができ、条件式（１）−０．３０＜fgn／（Ｎgn・fT）＜−０．０５及び（２）νgn−νgis＞３０を満足し、前記ズームレンズの最終レンズ群中の正部分群を前記シフトレンズ群としたものである。
以上の構成により、本発明撮像装置は、小型に構成されながら、高倍率による撮影が可能であり、かつ、手振れ補正機能を有する。
次に、本発明撮像装置の具体的な実施の形態を図１９に示すブロック図を参照して説明する。
撮像装置１０はズームレンズ２０を備え、ズームレンズ２０によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子３０を有する。なお、撮像素子３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。前記ズームレンズ２０には本発明にかかるズームレンズを適用することができ、図１９では、図１に示した第１の実施の形態にかかるズームレンズ１の第１レンズ群ＧＲ１を除くレンズ群を単レンズ（第５レンズ群ＧＲ５は各部分群を単レンズで示す）に簡略化して示してある。勿論、第１の実施の形態にかかるズームレンズ１だけでなく、第２の実施の形態及び第３の実施の形態にかかるズームレンズ２、３や本明細書で示した実施の形態以外の形態で構成された本発明ズームレンズを使用することができる。
前記撮像素子３０によって形成された電気信号は映像分離回路４０によってフォーカス制御用の信号が制御回路５０に送られ、映像用の信号は映像処理回路へと送られる。映像処理回路へ送られた信号は、その後の処理に適した形態に加工されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。
制御回路５０には、例えば、ズームボタンの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理が為される。例えば、ズームボタンによるズーミング指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態とすべく、ドライバ回路６０、７０を介して駆動部６１、７１を動作させて、各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ４を所定の位置へと移動させる。各センサ６２、７２によって得られた各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ４の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路６０、７０へ指令信号を出力する際に参照される。また、制御回路５０は前記映像分離回路４０から送られた信号に基づいてフォーカス状態をチェックし、最適なフォーカス状態が得られるように、ドライバ回路７０を介して駆動部７１を動作させて、第４レンズ群ＧＲ４を位置制御する。
撮像装置１０は手振れ補正機能を備えている。例えば、シャッターレリーズボタンの押下による撮像素子３０の振れを手振れ検出手段８０、たとえば、ジャイロセンサーが検出すると、該手振れ検出手段８０からの信号が制御回路５０に入力され、該制御回路５０にて前記振れによる画像の振れを補償するための振れ補正角が算出される。第５レンズ群ＧＲ５の正部分群Ｌ５２（シフトレンズ群）を、前記算出された振れ補正角に基づく位置とするべく、ドライバ回路９０を介して手振れ駆動部９１を動作させて、前記正部分群Ｌ５２を光軸に垂直な方向に移動（シフト）させる。前記正部分群Ｌ５２の位置はセンサ９２によって検出されており、該センサ９２によって得られた前記正部分群Ｌ５２の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路９０へ指令信号を送出する際に参照される。
前記した撮像装置１０は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、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）等々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。
なお、前記した各実施の形態及び数値実施例において示された各部の具体的形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
本発明ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図３乃至図６と共に本発明ズームレンズの第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の各種収差図を示すものであり、本図は短焦点距離端における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 中間焦点距離における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 長焦点距離端における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 短焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。 長焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。 本発明ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図９乃至図１２と共に本発明ズームレンズの第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の各種収差図を示すものであり、本図は短焦点距離端における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 中間焦点距離における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 長焦点距離端における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 短焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。 長焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。 本発明ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１５乃至図１８と共に本発明ズームレンズの第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の各種収差図を示すものであり、本図は短焦点距離端における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 中間焦点距離における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 長焦点距離端における縦収差（球面収差、非点収差、歪曲収差）を示すものである。 短焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。 長焦点距離端での横収差を示し、上から順に７割像高の０．３度の像振れ補正時、軸上中心の０．３度の像振れ補正時、−７割像高の０．３度の像振れ補正時を示す。 本発明撮像装置の実施の形態の一例を示すブロック図である。
符号の説明
１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、ＧＲ１…第１レンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群、ＧＲ３…第３レンズ群、ＧＲ４…第４レンズ群、ＧＲ５…第５レンズ群（最終レンズ群）、Ｌ１２…直角プリズム（反射部材）、Ｌ５１…負部分群、Ｌ５２…正部分群（シフトレンズ群）、１０…撮像装置、２０…ズームレンズ、３０…撮像素子、５０…制御回路（手振れ制御手段）８０…手振れ検出手段、９１…手振れ駆動部

Claims (7)

  1. 複数のレンズ群から成り、各レンズ群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズであって、
    最も像側に位置する最終レンズ群は、負の屈折力を有する負部分群とその像側に隣接して配置され正の屈折力を有する正部分群を有し、
    前記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせて像をシフトさせることができ、
    以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
    （１）−０．３０＜fgn／（Ｎgn・fT）＜−０．０５
    （２）νgn−νgis＞３０
    但し、
    fgn：最終レンズ群中の負部分群の焦点距離
    Ngn：最終レンズ群中の負部分群の平均屈折率
    fT：望遠端における全系の焦点距離
    νgn：最終レンズ群中の負部分群の合成アッベ数
    νgis：最終レンズ群中の正部分群の合成アッベ数
    とする。
  2. 前記最終レンズ群中の負部分群は負の屈折力を有する物体側に凸面を向けた負メニスカス単レンズにて構成され、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
    （３）Ngn＞１．８０
  3. 前記最終レンズ群中の正部分群は正の屈折力を有する単レンズ又は1つの接合レンズにて構成され、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
    （４）０．３＜fgis／fT＜１．２
    但し、
    fgis：最終レンズ群中の正部分群の焦点距離
    とする。
  4. 前記最終レンズ群中の負部分群を製造時における調芯レンズとする
    ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  5. 前記最終レンズ群は変倍に際して固定である
    ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  6. 物体側より順に位置した、変倍に際し固定の正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有し光軸上を移動することにより変倍作用をなす第２レンズ群、変倍に際し固定の正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有し第２レンズ群の移動及び被写体位置の移動によって変動する像面位置を一定の位置に保つように光軸上を移動する第４レンズ群、前記最終レンズ群としての正又は負の屈折力を有する第５レンズ群より成り、
    前記第１レンズ群は、物体側より順に位置した、負の屈折力を有する単レンズと、光路を屈曲する為の反射部材と、正の屈折力を有するレンズから成る
    ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
  7. ズームレンズと、該ズームレンズにより形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
    撮像装置の振れを検出する手振れ検出手段と、
    前記手振れ検出手段によって検出した撮像装置の振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、前記ズームレンズ中のシフトレンズ群を前記振れ補正角に基づく位置とするべく駆動信号を送出する手振れ制御手段と、
    前記駆動信号に基づいて前記シフトレンズ群を光軸に垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備え、
    前記ズームレンズは、複数のレンズ群から成り、各レンズ群間隔を変えることにより変倍を行い、最も像側に位置する最終レンズ群は、負の屈折力を有する負部分群とその像側に隣接して配置され正の屈折力を有する正部分群を有し、前記正部分群を光軸に垂直な方向にシフトさせて像をシフトさせることができ、条件式（１）−０．３０＜fgn／（Ｎgn・fT）＜−０．０５及び条件式（２）νgn−νgis＞３０を満足し、
    前記ズームレンズの最終レンズ群中の正部分群を前記シフトレンズ群とした
    ことを特徴とする撮像装置。
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