JP2008276054A

JP2008276054A - 結像光学系を有する光学装置

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Publication number: JP2008276054A
Application number: JP2007121662A
Authority: JP
Inventors: Teruhiro Nishio; 彰宏西尾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2007-05-02
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】振れセンサやアクチュエータ等を用いなくても防振のためのレンズ変位を生じさせることができるようにする。
【解決手段】装置１０は、正の屈折力を有する第１のレンズＩＳを含む結像光学系１１と、第１のレンズを、その像面側に位置する回転中心ＸＡを中心として回動可能に保持する保持機構１５とを有する。第１のレンズは、その物体側に像面側の面よりも強い屈折力を有する凸面ａを有し、該第１のレンズの材料は、ｄ線における屈折率をＰＮｄとしたとき、１．８＜ＰＮｄ＜２．２なる条件を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズを回動させて手振れ等による像振れを抑制する結像光学系を有する、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学装置に関する。

手振れ等による像振れを光学素子を駆動して抑制するいわゆる光学防振装置には、振れを検出する振れセンサと、検出した振れ量に応じた光学素子の駆動量を算出する演算回路と、該駆動量に応じて光学素子を駆動するアクチュエータ等が必要である。

駆動される光学素子の従来例としては、いわゆる可変頂角プリズムがある。可変頂角プリズムは、２枚の透明板の間に透明液体を封入し、一方又は両方の透明板を光軸に対して傾けることで物体像を変位させるものである。

また、特許文献１には、互いに同一の屈折力及び曲率半径を有する平凹形状の負レンズと凸平形状の正レンズとを微小な空気層を挟んで対向させ、両レンズを曲率面に沿って相対回動させる光学系が開示されている。この光学系によれば、可変頂角プリズムと同様な光学作用を得ることができる。
特開平０２−２３８４２９号公報

しかしながら、上記のように振れセンサ、演算回路及びアクチュエータを必要とする防振装置では、構成が複雑になり、これを搭載する撮像装置や携帯電子機器等の各種装置の大型化を招く。

本発明は、振れセンサやアクチュエータ等を用いなくても防振のためのレンズ動作を生じさせることができる装置を提供する。

本発明の一側面としての装置は、正の屈折力を有する第１のレンズを含む結像光学系と、第１のレンズを、その像面側に位置する回転中心を中心として回動可能に保持する保持機構とを有する。該保持機構は、上記回転中心を中心とした第１のレンズの回動を中立させる。第１のレンズは、その物体側に像面側の面よりも強い正の屈折力を有する凸面を有する。そして、該第１のレンズの材料は、ｄ線における屈折率をＰＮｄとしたとき、
１．８＜ＰＮｄ＜２．２
なる条件を満足することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての結像光学系は、正の屈折力を有する第１のレンズを含む結像光学系であって、第１のレンズは、その像面側に位置する回転中心を中心として回動可能であり、該第１のレンズは、その物体側に像面側の面よりも強い正の屈折力を有する凸面を有する。そして、該第１のレンズの材料は、ｄ線における屈折率をＰＮｄとしたとき、
１．８＜ＰＮｄ＜２．２
なる条件を満足することを特徴とする。

本発明によれば、本発明によれば、振れセンサやアクチュエータ等の電気系回路を用いなくても簡易な構成により第１のレンズを回動させて防振を行うことができ、かつ良好な光学性能を有する装置を実現することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１及び図２には、本発明の実施例１である装置としてのデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置（光学装置）の構成を示す。図１は、防振動作前の状態を示し、図２は、撮像装置がθ°傾いたときの防振動作状態を示している。

これらの図において、１０は撮像装置（光学装置）本体であり、その内部には、結像光学系１１と、該結像光学系１１によって形成された物体像を光電変換する撮像素子１２とを有する。撮像素子１２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成されている。

また、結像光学系１１は、物体側（図の左側）から順に、フロントレンズ（第２のレンズ）ＦＬと、そのフロントレンズＦＬに隣接する補正レンズ（第１のレンズ）ＩＳと、リアレンズＲＬとにより構成されている。

フロントレンズＦＬは、結像光学系１１のうち最も物体側に配置された（つまり、補正レンズＩＳよりも物体側に隣接して配置された）レンズである。フロントレンズＦＬは、撮像装置本体（外装部材）１０の前面に近接（隣接）して配置されているか、若しくは該前面（撮像装置本体１０）に一体成形されている。

フロントレンズＦＬは、像面側に凹面ｃを向けた負の光学パワー（焦点距離の逆数であり、屈折力と言い換えてもよい）を有するレンズである。フロントレンズＦＬは、補正レンズＩＳと隣り合い（隣接し）、補正レンズＩＳの物体側の凸面ａとの間に微小な空気間隔をあけて配置されている。

補正レンズＩＳは、正の光学パワーを有し、その物体側には、像面側の面よりも強い光学パワーを有する凸面ａを有する。また、補正レンズＩＳにおける像面側の面ｂは、平面又は物体側の凸面ａよりも小さい曲率を有する面である。補正レンズＩＳは、後述する保持機構によって、ピッチ方向及びヨー方向に回動可能に保持されている。

リアレンズＲＬは、不図示の固定部材によって撮像装置本体１０の内部にて固定されている。

１５は保持機構であり、撮像装置本体１０の背面から前方（物体側）に延びる第１の保持部材１３と、該第１の保持部材１３によって、図中にＸＡで示すＸ軸（第１軸）の回りで（ヨー方向に）回動可能に保持された第２の保持部材１４とを有する。第２の保持部材１４には、図中のＹＡで示すＹ軸（第２軸）の回りで（ピッチ方向）に回動可能に第３の保持部材１６が取り付けられている。このＸ軸（第１軸）及びＹ軸（第２軸）は、補正レンズＩＳの回転運動（回動）の中心であり、それぞれが第１の回転中心軸、第２の回転中心軸である。ここで、このＸ軸とＹ軸は交差しており、この交点が補正レンズＩＳの像側の面の曲率中心と一致（ほぼ一致）しており、また、その交点はピッチ方向及びヨー方向の回転運動の中心である。
ここで、Ｘ軸及びＹ軸は、補正レンズＩＳ
の物体側凸面ａの曲率中心位置を通る。また、Ｘ軸及びＹ軸は、フロントレンズＦＬにおける像面側の面ｃの曲率中心位置も通る。すなわち、フロントレンズＦＬの像面側の面ｃの曲率中心位置は、補正レンズＩＳにおける物体側凸面ａの曲率中心位置と一致する。
なお、これらの位置関係は、製造誤差等の許容範囲でのずれを有する場合も含む。例えば、一致するとは、完全に一致する場合だけではなく、一致しているとみなせる範囲でずれを有する場合も含む。また、Ｘ軸（第１軸）及びＹ軸（第２軸）が
面の曲率中心位置を通るとは、完全に曲率中心位置を通る場合だけでなく、曲率中心位置を通っているとみなせる程度のずれを有する場合も含む。具体的には、補正レンズＩＳの物体側の面の曲率半径をＲとすると、Ｒ／１０（好ましくはＲ／２０）以内であれば、補正レンズＩＳの回転中心と補正レンズＩＳの物体側の面の曲率中心位置とがずれていても構わない。

第３の保持部材１６におけるＹ軸よりも前側の部分には補正レンズＩＳが保持されており、Ｙ軸よりも後側（像面側）の部分には、
補正レンズＩＳの自重による回転運動を打ち消して中立した静止状態に保つために、バランスウエイト（カウンタウエイト）ＢＷが取り付けられている。バランスウエイトＢＷは、Ｙ軸及びＸ軸回りでの補正レンズＩＳとの重量バランスをとるために設けられている。

つまり、第３の保持部材１６によって連結された補正レンズＩＳとバランスウエイトＢＷからなるピッチ方向可動部のピッチ方向断面での重心は、Ｙ軸に一致する。また、同様に、第１の保持部材１３によって保持された、第２の保持部材１４と上記ピッチ可動部を含むヨー方向可動部のヨー方向断面での重心は、Ｘ軸に一致する。

このような構成とすれば簡易な構成で、補正レンズＩＳの回転運動を中立させることができる。ここでの「中立」とは、撮像装置本体が静止している場合には補正レンズＩＳも力のバランスがとれて静止するような状態のことである。撮像装置本体が回転運動をする（振動する）場合には、この補正レンズＩＳと撮像装置本体とは相対的に回転運動（振動）する。

また、前記した補正レンズＩＳを中立させる（補正レンズＩＳを釣り合わせる）ための構成としては、バランスウエイトＢＷの使用に限ったのもでは無い。例えば、本実施例でのバランスウエイトＢＷを配置している場所に磁石や金属を用い、その外側に磁力発生部材を配置することにより吸着や反発作用によって補正レンズＩＳを中立させてもよい。また、補正レンズの保持枠に磁石や金属を用いて、その外側に同様に磁力発生部材等を用いてもよい。また、磁力発生部材に限らず、弾性力を用いて補正レンズＩＳを中立させてもよい。

本実施例においては、上述のように構成し、補正レンズＩＳの回転運動によって、撮像装置の回転運動（振動）による像振れを補正する（像振れ量を低減する）と言う効果を得ている。言い換えると、撮像装置本体が回転運動（振動）することにより発生する像振れ（結像位置の変位）を、撮像装置本体の回転運動によって発生する補正レンズと撮像装置本体との相対的な回転運動によって補正している（結像位置の変位量を低減している）。

なお、保持機構１５に、防振機能を使用しない状態で補正レンズＩＳが回動しないように（図１に示す撮影基準位置に固定されるように）回動ロック機構を設けてもよい。

このような保持機構１５によって回動可能に保持された補正レンズＩＳが、撮像装置の振れに応じてピッチ方向及びヨー方向に回動することで、像面位置に配置された撮像素子１２上にて像位置が変化する。像位置の変化方向は、撮像装置の振れによって本来像位置が変化する方向とは逆方向であるので、結果的に撮像素子１２上での像変位、すなわち像振れが抑制される。

そして、補正レンズＩＳとバランスウエイトとの重量バランスを最適化することで、図１に示すように、撮像装置が結像光学系の光軸（以下、主光軸という）を水平方向に向けた状態では、補正レンズＩＳの光軸は主光軸に一致した中立状態になる。なお、ここでの主光軸は、フロントレンズＦＬからリアレンズＲＬまでの結像光学系全系に共通した光軸であって、補正レンズＩＳの傾きによって変化しない光軸を意味する。

また、図２に示すように、撮像装置が上方に角度θだけ傾いた場合は、補正レンズＩＳは、主光軸に対して下向きに傾く。これにより、撮像素子１２上でのピッチ方向の像変位が抑制される。つまり、撮影装置の角度変位量をθとしたときに補正レンズＩＳにより入射する光線の偏向角度を−θになるように撮像装置に対して相対的に補正レンズＩＳが回動することで、良好な防振機能を得ることができる。

ここで、フロントレンズＦＬと補正レンズＩＳの材料の屈折率が同じであり、前述した両レンズＦＬ，ＩＳの対向面ａ，ｃ間の空気間隔が微小であれば、両レンズＦＬ，ＩＳを単一の光学部材と同様に考えることができる。

このとき厳密には、前述したように、補正レンズＩＳの物体側凸面の曲率中心位置を回動中心軸（Ｙ軸及びＸ軸）として補正レンズＩＳが回動することで、上記空気間隔の変化が生じないことが理想的である。しかし、本実施例のように、補正レンズＩＳが微小な角度でしか回動しない場合は、必ずしも補正レンズＩＳの物体側凸面の曲率中心位置を回動中心軸（Ｙ軸及びＸ軸）が通る必要はない。

また、補正レンズＩＳの物体側凸面ａの曲率半径をＲとし、結像光学系１１の主光軸方向において補正レンズＩＳの物体側凸面ａの面頂点位置から回動中心軸（Ｙ軸及びＸ軸）までの距離をＳＤとすしたときに、以下の条件（１）を満足することが好ましい。

０．８＜ＳＤ／Ｒ＜１．２ …（１）
条件式（ａ）の上限値及び下限値を越えると、フロントレンズＦＬと補正レンズＩＳ間の空気間隔を広くとらなければ、補正レンズＩＳの回動時に他のレンズとの干渉が生じる可能性が出てくる。また、補正レンズＩＳの物体側凸面ａの偏心作用が生じてくるため、防振時の画像劣化を招くおそれが出てくる。ただし、この条件（１）は、必ずしも満足すべき条件ではない。

図３及び図４には、撮像装置にθの角度の振れが生じたときに、フロントレンズＦＬと補正レンズＩＳが頂角可変プリズム作用を起こすことで像位置の補正を行っている状態を示す。

補正レンズＩＳが装置の振れにより回動しない場合において、この撮像装置が角度θの振れによるフロントレンズＦＬに入射する光線の角度変化はθとなる。そのため像位置の補正を行うには補正レンズＩＳから射出される光線の角度を補正レンズＩＳの射出面の法線に対して−θとしなくてはならないこととなる。

ここで、図４を用いて、撮像装置の振れ角度がθである場合の光学的作用を、近軸的論点から述べる。なお、図４におけるＮｂ，Ｎｃは、面ｂ，ｃの法線を示す。

まず、フロントレンズＦＬの入射面ｃに入射する光線の角度θは、該光線が空気中から入射するため、スネルの法則より、
１・ＳＩＮθ＝Ｎ・ＳＩＮθ’
が成り立つ。ＮはフロントレンズＦＬの材料のｄ線に対する屈折率であり、補正レンズＩＳの材料と同じ屈折率である。また、Ｎは後述するＰＮｄと同じ意味である。

上記式は、角度θが十分小さければ、近似的に、
１・θ＝Ｎ・θ’
と考えることができる。

これを変形すると、
θ’＝θ／Ｎ …（２）
となる
撮像装置の振れ角度がθである場合、これによる像変位を補正するために必要な補正レンズＩＳの射出面ｂからの光線の射出角は−θである。このため、補正レンズＩＳから像変位を補正するように射出される光線の角度は、補正レンズＩＳの回動による射出面ｂの角度変化を配慮すると、
Ｎ・ＳＩＮ（θ’−θ）＝１・ＳＩＮ（−θ）
の条件を満たせばよいことになる。

ここでもθが十分小さい場合は、
Ｎ・（θ’−θ）＝−θ …（３）
と考えることができる。

そしてこの式（３）に、式（２）を代入して変形すると、
Ｎ・｛（θ／Ｎ）−θ｝＝−θ
となり、まとめると、
Ｎ＝２
となる。

以上の結果、フロントレンズＦＬ及び回動する補正レンズＩＳに必要な屈折率Ｎは、２と導かれる。

しかし、フロントレンズＦＬ及び補正レンズＩＳにともに高屈折率材を用いることは、安価なプラスチック材料が使用できないことになり、製造コストが高くなってしまう。式（２）より、フロントレンズＦＬの光線の射出角度θ’は、θ’＝θ／Ｎであるため、フロントレンズＦＬの屈折率が多少低くなっても、必要補正量が小さく、精密な像変位の補正が要求されない使用法においては、実用上問題はない。

また、フロントレンズＦＬを前述したように、撮影装置の外装部材（本体１０）と一体成形することで、コストダウン効果があり、撮影装置の小型化にも有利である。

また、例えば動画の撮影時のように厳密に像位置の補正を要求しない場合も有り得る。

そのような場合においては、図５及び図６に概略的に示すように、結像光学系１１の最も物体側に、物体側に凸面ａを向け、像面側を平面形状又は凸面ａよりも屈折力が弱くなるような曲面とした形状の補正レンズＩＳを配置してもよい。そして、凸面ａの曲率中心位置を中心として該補正レンズＩＳを回動させるのがよい。

以下にその作用を述べる。ここでは、画面中心に向う光線束の主光線の振れによる像位置変動を考える。

図５中の被写体軸光線ＯＡは、像面ＩＰの中心に向う光線を示し、補正レンズＩＳが回動していない（無偏心）状態であれば、結像光学系の主光軸上を通る。

仮に、撮影装置がθの角度変動を生じた場合において、像位置補正を行わなければ、図で示されるように、本来像面ＩＰの中心に結像していた被写体軸光線ＯＡが、主光軸に対して角度θだけ変化した入射角（画角）の光線ＯＡ′になる。

ここで、結像光学系全系の焦点距離をｆとすると、像面ＩＰ上での像変位量ΔＹは、結像光学系に大きなディストーション収差がなければ、近似的に、
ΔＹ＝ｆ・ｔａｎθ
と表すことができ、結果としてΔＹの値が像面ＩＰにおける像振れ量を示すことになる。

図６は、補正レンズＩＳを振れ角度に対応して回動中心軸Ｃ回りで回動させた状態を示す。振れにより被写体軸光線ＯＡの入射角が変化しても（ＯＡ′）、像面ＩＰのほぼ中心に光線が入射することを示す。

本来は、理想的には、物体側凸面ａに入射する像面ＩＰの中心に向かう被写体軸光線は、物体側凸面ａとの接平面に対して法線方向の光線であることが望ましい。

ただし、本実施例では、物体側凸面ａを、その曲率中心位置を軸として補正レンズＩＳを回動させるため、該凸面ａ自体の偏心は生じないと考えることができる。

よって、撮像装置の振れ時に被写体軸光線ＯＡが物体側凸面ａに入射する際の変動要素としては、振れ角度に対応した入射角の変化と物体側凸面ａに対する微小な入射位置の変化である。このため、補正を行う振れ角度が小さければ、補正誤差は微量となり、実用上問題のない使用が可能である。

以上、本実施例における光学的作用や満足した方が好ましい条件について説明したが、以下の条件は、満足することが必要である。すなわち、補正レンズＩＳの材料のｄ線における屈折率ＰＮｄは、

１．８＜ＰＮｄ＜２．２ … （４）
なる
条件を満たす必要がある。

条件（４）の屈折率範囲を外れると、前述した撮影装置の角度変化量θに対応した補正レンズＩＳの回動角（偏向角）が−θから大きく外れてしまうため、良好な像位置補正のために、振れセンサとアクチュエータが必要となってしまうからである。

以上説明したように、本実施例によれば、以下の条件を満足することで、振れセンサやアクチュエータを用いることなく、良好な防振機能及び光学性能を有する撮像装置を実現することができる。

１．正の補正レンズＩＳが、物体側に像面側の面よりも強い屈折力を有する凸面を有すること。

２．バランスウエイトを有する保持機構によって、補正レンズＩＳを、その像面側に位置する軸回りで回動可能に保持すること。

３．補正レンズＩＳが条件（４）を満足すること。

なお、上記１と３を満たす結像光学系を用いれば、振れセンサやアクチュエータを用いてより精度の高い防振機能を実現することも可能である。

また、上記実施例で説明した結像光学系は、防振機能だけでなく、いわゆる画素ずらし法を用いた画像合成による高解像度を有する画像の生成するための像変位を行わせる場合にも応用することができる。また、補正レンズの回動による被写体軸光線の角度変化を利用して、動体追尾や撮像範囲の変更その他特殊効果に対しても有効活用できる。

以下、上記実施例で説明した結像光学系の数値例を示す。

各数値例において、ｆは結像光学系全系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角を示す。また、Ｒｉは物体側からｉ番目のレンズ面の曲率半径を、Ｄｉは物体側からｉ番目のレンズ面とｉ＋１番目のレンズ面間の距離を示す。また、Ｎｉとνｉはそれぞれ、物体側からｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。

また、表中において＊を付した非球面レンズ面の形状は、以下の式で与えられる。Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは非球面係数であり、「ｅ−Ｍ」は、「×１０^−Ｍ」を示す。

Ｈ^２／Ｒ
Ｘ＝ ―――――――――――――――――――――――
１＋（１−（１＋Ｋ）・（Ｈ／Ｒ）^２）^１／２

＋Ａ・Ｈ^２＋Ｂ・Ｈ^４＋Ｃ・Ｈ^６＋Ｄ・Ｈ^８＋Ｅ・Ｈ^１０
但し、Ｘは、レンズ面頂点から光軸方向への変位量、Ｈは光軸からの距離（高さ）、Ｒは曲率半径である。

なお、各数値例では、補正レンズの回動中心軸の位置は、補正レンズの物体側凸面の曲率中心に一致させている。
（数値例１）
図７の上段には、補正レンズＩＳが回動していない状態（基準状態）での数値例１の光学断面図を下段には、補正レンズＩＳが回転中心軸Ｃ回りで角度１°回動した状態の数値例１の光学断面図を示す。ＦＩＴは赤外カット及びローパス機能を有するフィルタ、ＩＰは像面である。また、表１には、数値例１の具体的数値を示す。

さらに、図８Ａ及び図８Ｂには、基準状態での収差図を、図９には、回動状態での収差図をそれぞれ示す。
（数値例２）
図１０の上段には、補正レンズＩＳが回動していない状態（基準状態）での数値例２の光学断面図を下段には、補正レンズＩＳが回転中心軸Ｃ回りで角度１°回動した状態の数値例２の光学断面図を示す。また、表２には、数値例２の具体的数値を示す。

さらに、図１１Ａ及び図１１Ｂには、基準状態での収差図を、図１２には、回動状態での収差図をそれぞれ示す。
（数値例３）
図１３の上段には、補正レンズＩＳが回動していない状態（基準状態）での数値例３の光学断面図を下段には、補正レンズＩＳが回転中心軸Ｃ回りで角度１°回動した状態の数値例３の光学断面図を示す。また、表３には、数値例３の具体的数値を示す。

さらに、図１４Ａ及び図１４Ｂには、基準状態での収差図を、図１５には、回動状態での収差図をそれぞれ示す。
（数値例４）
図１６の上段には、補正レンズＩＳが回動していない状態（基準状態）での数値例４の光学断面図を下段には、補正レンズＩＳが回転中心軸Ｃ回りで角度１°回動した状態の数値例４の光学断面図を示す。また、表４には、数値例４の具体的数値を示す。

さらに、図１７Ａ及び図１７Ｂには、基準状態での収差図を、図１８には、回動状態での収差図をそれぞれ示す。
（数値例５）
図１９の上段には、補正レンズＩＳが回動していない状態（基準状態）での数値例５の光学断面図を下段には、補正レンズＩＳが回転中心軸Ｃ回りで角度１°回動した状態の数値例５の光学断面図を示す。また、表５には、数値例５の具体的数値を示す。

さらに、図２０Ａ及び図２０Ｂには、基準状態での収差図を、図２１には、回動状態での収差図をそれぞれ示す。
（数値例６）
図２２の上段には、補正レンズＩＳが回動していない状態（基準状態）での数値例６の光学断面図を下段には、補正レンズＩＳが回転中心軸Ｃ回りで角度１°回動した状態の数値例６の光学断面図を示す。また、表６には、数値例６の具体的数値を示す。

さらに、図２３Ａ及び図２３Ｂには、基準状態での収差図を、図２４には、回動状態での収差図をそれぞれ示す。
（数値例７）
図２５の上段、中段及び下段には、補正レンズＩＳが回動していない状態（基準状態）での数値例７の光学断面図を示す。本数値例の結像光学系は、ズーム光学系であり、図２５の上段は広角端での、中段は中間焦点距離での、下段は望遠端での光学断面図である。

また、図２６の上段、中段及び下段には、補正レンズＩＳが回転中心軸Ｃ回りで角度０．３°回動した状態での数値例７の光学断面図を示す。上段は広角端での、中段は中間焦点距離での、下段は望遠端での光学断面図である。

さらに、図２７Ａ、２７Ｂ及び図２７Ｃにはそれぞれ、基準状態における広角端、中間焦点距離及び望遠端での収差図を示す。図２８Ａ、２８Ｂ及び図２８Ｃにはそれぞれ、０．３°回動状態での広角端、中間焦点距離及び望遠端での収差図を示す。
《表１》
数値例 1
ｆ＝ 3.62 Ｆｎｏ＝2.80 ２ω＝57.8°
Ｒ 1＝ ∞ Ｄ 1＝ 0.50 Ｎ 1＝ 1.49171 ν 1＝ 57.4
Ｒ 2＝ 5.200 Ｄ 2＝ 0.20
Ｒ 3＝ 5.000 Ｄ 3＝ 0.80 Ｎ 2＝ 2.00330 ν 2＝ 28.3
Ｒ 4＝ ∞ Ｄ 4＝ 0.35
* Ｒ 5＝ -4.900 Ｄ 5＝ 0.50 Ｎ 3＝ 1.58306 ν 3＝ 30.2
* Ｒ 6＝ -8.776 Ｄ 6＝ 0.13
* Ｒ 7＝ 5.524 Ｄ 7＝ 1.20 Ｎ 4＝ 1.49171 ν 4＝ 57.4
* Ｒ 8＝ -4.515 Ｄ 8＝ 0.39
* Ｒ 9＝ -11.614 Ｄ 9＝ 1.19 Ｎ 5＝ 1.49171 ν 5＝ 57.4
* Ｒ10＝ -3.708 Ｄ10＝ 0.30
Ｒ11＝ ∞ Ｄ11＝ 1.20 Ｎ 6＝ 1.51633 ν 6＝ 64.1
Ｒ12＝ ∞

非球面係数
第 5面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-6.52946e-004
Ｃ＝ 2.85447e-004 Ｄ＝2.96584e-007 Ｅ＝ 4.21023e-011

第 6面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 4.57008e-003
Ｃ＝ 1.27996e-004 Ｄ＝6.00814e-008 Ｅ＝ 7.15989e-012

第 7面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 3.35433e-003
Ｃ＝-1.79339e-004 Ｄ＝-9.73281e-008 Ｅ＝-1.39615e-011

第 8面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 7.91268e-003
Ｃ＝ 2.83044e-004 Ｄ＝3.03966e-007 Ｅ＝ 1.25146e-011

第 9面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 4.02743e-003
Ｃ＝ 3.69763e-005 Ｄ＝2.17045e-009 Ｅ＝ 0.00000e+000

第10面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 1.96633e-002
Ｃ＝-6.37971e-005 Ｄ＝-2.44957e-008 Ｅ＝ 0.00000e+000

《表２》
数値例 2
ｆ＝ 4.00 Ｆｎｏ＝2.80 ２ω＝53.1°
Ｒ 1＝ ∞ Ｄ 1＝ 0.40 Ｎ 1＝ 1.49171 ν 1＝ 57.4
Ｒ 2＝ 5.100 Ｄ 2＝ 0.10
Ｒ 3＝ 5.000 Ｄ 3＝ 0.60 Ｎ 2＝ 1.88300 ν 2＝ 40.8
Ｒ 4＝ ∞ Ｄ 4＝ 0.35
* Ｒ 5＝ -3.991 Ｄ 5＝ 0.50 Ｎ 3＝ 1.58306 ν 3＝ 30.2
* Ｒ 6＝ -29.277 Ｄ 6＝ 0.51
* Ｒ 7＝ 23.044 Ｄ 7＝ 1.10 Ｎ 4＝ 1.49171 ν 4＝ 57.4
* Ｒ 8＝ -1.892 Ｄ 8＝ 0.43
* Ｒ 9＝ 3.412 Ｄ 9＝ 1.51 Ｎ 5＝ 1.49171 ν 5＝ 57.4
* Ｒ10＝ 2.071 Ｄ10＝ 0.80
Ｒ11＝ ∞ Ｄ11＝ 1.20 Ｎ 6＝ 1.51633 ν 6＝ 64.1
Ｒ12＝ ∞

非球面係数
第 5面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-1.12941e-002
Ｃ＝ 1.42797e-002 Ｄ＝-3.53926e-003 Ｅ＝ 9.09363e-003

第 6面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-1.53807e-003
Ｃ＝ 2.89107e-002 Ｄ＝4.82857e-002 Ｅ＝-3.32734e-002

第 7面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-1.54655e-002
Ｃ＝ 4.06662e-002 Ｄ＝-9.30237e-003 Ｅ＝ 1.15353e-002

第 8面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 1.75889e-002
Ｃ＝ 2.24989e-003 Ｄ＝ 2.18253e-003 Ｅ＝ 3.65646e-003

第 9面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 4.72958e-003
Ｃ＝-6.42455e-004 Ｄ＝-2.07232e-005 Ｅ＝-7.88182e-005

第10面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-6.93834e-003
Ｃ＝-1.09044e-003 Ｄ＝-5.06002e-004 Ｅ＝-6.26316e-005
《表３》
数値例 3
ｆ＝ 3.54 Ｆｎｏ＝2.80 ２ω＝58.9°
Ｒ 1＝ -5.288 Ｄ 1＝ 0.40 Ｎ 1＝ 1.49171 ν 1＝ 57.4
Ｒ 2＝ 4.700 Ｄ 2＝ 0.20
Ｒ 3＝ 4.500 Ｄ 3＝ 0.70 Ｎ 2＝ 2.00330 ν 2＝ 28.3
* Ｒ 4＝ -13.469 Ｄ 4＝ 0.35
* Ｒ 5＝ -7.870 Ｄ 5＝ 0.50 Ｎ 3＝ 1.49171 ν 3＝ 57.4
* Ｒ 6＝ -4.270 Ｄ 6＝ 0.12
* Ｒ 7＝ 4.998 Ｄ 7＝ 0.90 Ｎ 4＝ 1.58306 ν 4＝ 30.2
* Ｒ 8＝ 4.239 Ｄ 8＝ 0.15
* Ｒ 9＝ -6.693 Ｄ 9＝ 0.45 Ｎ 5＝ 1.49171 ν 5＝ 57.4
* Ｒ10＝ -2.163 Ｄ10＝ 0.30
Ｒ11＝ ∞ Ｄ11＝ 1.20 Ｎ 6＝ 1.51633 ν 6＝ 64.1
Ｒ12＝ ∞

非球面係数
第 4面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 4.42242e-004
Ｃ＝ 3.48225e-003 Ｄ＝1.82841e-004 Ｅ＝-1.16362e-003

第 5面 : Ｋ＝ 0.00000e+000 Ａ＝0.00000e+000 Ｂ＝-1.07996e-002
Ｃ＝ 2.69516e-003 Ｄ＝-8.20113e-003 Ｅ＝ 7.25883e-003

第 6面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-3.62656e-003
Ｃ＝-1.73487e-002 Ｄ＝1.50634e-002 Ｅ＝ 2.30148e-002

第 7面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-6.10997e-003
Ｃ＝-1.52297e-002 Ｄ＝1.72475e-002 Ｅ＝ 2.83951e-002

第 8面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 2.78714e-003
Ｃ＝-1.16265e-003 Ｄ＝1.47634e-003 Ｅ＝-1.56877e-003

第 9面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 7.06849e-003
Ｃ＝ 3.56127e-003 Ｄ＝4.84757e-003 Ｅ＝-9.41341e-003

第10面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 1.46547e-002
Ｃ＝ 3.51612e-003 Ｄ＝3.09918e-004 Ｅ＝-9.80594e-004
《表４》
数値例 4
ｆ＝ 4.90 Ｆｎｏ＝2.80 ２ω＝44.4°
Ｒ 1＝ 5.000 Ｄ 1＝ 0.80 Ｎ 1＝ 2.00330 ν 1＝ 28.3
Ｒ 2＝ ∞ Ｄ 2＝ 0.35
* Ｒ 3＝ -15.136 Ｄ 3＝ 0.50 Ｎ 2＝ 1.58306 ν 2＝ 30.2
* Ｒ 4＝ 23.744 Ｄ 4＝ 0.20
* Ｒ 5＝ -2.112 Ｄ 5＝ 1.39 Ｎ 3＝ 1.49171 ν 3＝ 57.4
* Ｒ 6＝ -2.166 Ｄ 6＝ 0.54
* Ｒ 7＝ 2.821 Ｄ 7＝ 1.00 Ｎ 4＝ 1.49171 ν 4＝ 57.4
* Ｒ 8＝ 3.686 Ｄ 8＝ 0.80
Ｒ 9＝ ∞ Ｄ 9＝ 1.20 Ｎ 5＝ 1.51633 ν 5＝ 64.1
Ｒ10＝ ∞

非球面係数
第 3面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 8.98482e-003
Ｃ＝ 2.57075e-004 Ｄ＝2.96584e-007 Ｅ＝ 4.21023e-011

第 4面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 7.21422e-003
Ｃ＝ 1.45628e-004 Ｄ＝6.00814e-008 Ｅ＝ 7.15989e-012

第 5面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 1.22805e-002
Ｃ＝-1.97553e-004 Ｄ＝-9.73281e-008 Ｅ＝-1.39615e-011

第 6面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 1.37135e-002
Ｃ＝ 3.92755e-004 Ｄ＝3.03966e-007 Ｅ＝ 1.25146e-011

第 7面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-9.15242e-003
Ｃ＝-3.81588e-004 Ｄ＝-1.32127e-007 Ｅ＝ 0.00000e+000

第 8面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-7.27396e-003
Ｃ＝ 1.64479e-004 Ｄ＝1.03543e-007 Ｅ＝ 0.00000e+000
《表５》
数値例 5
ｆ＝ 3.57 Ｆｎｏ＝2.80 ２ω＝58.5°
Ｒ 1＝ 5.000 Ｄ 1＝ 0.60 Ｎ 1＝ 1.88300 ν 1＝ 40.8
Ｒ 2＝ ∞ Ｄ 2＝ 0.35
* Ｒ 3＝ -4.416 Ｄ 3＝ 0.50 Ｎ 2＝ 1.58306 ν 2＝ 30.2
* Ｒ 4＝ 5.953 Ｄ 4＝ 0.41
* Ｒ 5＝ 5.663 Ｄ 5＝ 1.10 Ｎ 3＝ 1.49171 ν 3＝ 57.4
* Ｒ 6＝ -1.891 Ｄ 6＝ 0.15
* Ｒ 7＝ 2.340 Ｄ 7＝ 0.70 Ｎ 4＝ 1.49171 ν 4＝ 57.4
* Ｒ 8＝ 1.863 Ｄ 8＝ 0.80
Ｒ 9＝ ∞ Ｄ 9＝ 1.20 Ｎ 5＝ 1.51633 ν 5＝ 64.1
Ｒ10＝ ∞

非球面係数
第 3面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-8.76048e-003
Ｃ＝ 1.42760e-002 Ｄ＝-3.53926e-003 Ｅ＝ 9.09363e-003

第 4面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-7.90828e-003
Ｃ＝ 2.89060e-002 Ｄ＝4.82857e-002 Ｅ＝-3.32734e-002

第 5面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-1.87040e-002
Ｃ＝ 4.06792e-002 Ｄ＝-9.30237e-003 Ｅ＝ 1.15353e-002

第 6面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 2.82677e-002
Ｃ＝ 2.25072e-003 Ｄ＝2.18253e-003 Ｅ＝ 3.65646e-003

第 7面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 1.09204e-003
Ｃ＝-6.53884e-004 Ｄ＝-2.07239e-005 Ｅ＝-7.88182e-005

第 8面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-1.30964e-002
Ｃ＝-1.07312e-003 Ｄ＝-5.05993e-004 Ｅ＝-6.26316e-005
《表６》
数値例 6
ｆ＝ 3.68 Ｆｎｏ＝2.80 ２ω＝57.0°
Ｒ 1＝ 5.000 Ｄ 1＝ 0.60 Ｎ 1＝ 2.00330 ν 1＝ 28.3
Ｒ 2＝ ∞ Ｄ 2＝ 0.35
* Ｒ 3＝ -4.215 Ｄ 3＝ 0.50 Ｎ 2＝ 1.58306 ν 2＝ 30.2
* Ｒ 4＝ 4.919 Ｄ 4＝ 0.42
* Ｒ 5＝ 5.436 Ｄ 5＝ 1.10 Ｎ 3＝ 1.49171 ν 3＝ 57.4
* Ｒ 6＝ -1.967 Ｄ 6＝ 0.15
* Ｒ 7＝ 2.323 Ｄ 7＝ 0.70 Ｎ 4＝ 1.49171 ν 4＝ 57.4
* Ｒ 8＝ 1.857 Ｄ 8＝ 0.80
Ｒ 9＝ ∞ Ｄ 9＝ 1.20 Ｎ 5＝ 1.51633 ν 5＝ 64.1
Ｒ10＝ ∞

非球面係数
第 3面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-7.27703e-003
Ｃ＝ 1.42731e-002 Ｄ＝-3.53926e-003 Ｅ＝ 9.09363e-003

第 4面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-1.11893e-002
Ｃ＝ 2.89059e-002 Ｄ＝4.82857e-002 Ｅ＝-3.32734e-002

第 5面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-1.75735e-002
Ｃ＝ 4.06783e-002 Ｄ＝-9.30237e-003 Ｅ＝ 1.15353e-002

第 6面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 2.85603e-002
Ｃ＝ 2.25416e-003 Ｄ＝2.18253e-003 Ｅ＝ 3.65646e-003

第 7面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 6.22010e-004
Ｃ＝-6.37742e-004 Ｄ＝-2.07183e-005 Ｅ＝-7.88182e-005

第 8面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝-1.38494e-002
Ｃ＝-1.07949e-003 Ｄ＝-5.05997e-004 Ｅ＝-6.26316e-005
《表７》
数値例 7

ｆ＝ 3.48 〜 6.56 Ｆｎｏ＝ 3.29 〜 4.69 ２ω＝59.8°〜 33.9°

* Ｒ 1＝ 96.267 Ｄ 1＝ 0.50 Ｎ 1＝ 1.88300 ν 1＝ 40.8
* Ｒ 2＝ 2.381 Ｄ 2＝ 0.63
Ｒ 3＝ 4.000 Ｄ 3＝ 0.90 Ｎ 2＝ 2.00330 ν 2＝ 28.3
Ｒ 4＝ 10.401 Ｄ 4＝可変

* Ｒ 5＝ 1.751 Ｄ 5＝ 1.20 Ｎ 3＝ 1.51823 ν 3＝ 58.9
Ｒ 6＝ -6.482 Ｄ 6＝ 0.12
Ｒ 7＝ 14.999 Ｄ 7＝ 0.50 Ｎ 4＝ 1.84666 ν 4＝ 23.8
* Ｒ 8＝ 3.135 Ｄ 8＝ 0.60
Ｒ 9＝絞りＤ 9＝可変

Ｒ10＝ ∞ Ｄ10＝ 1.00 Ｎ 5＝ 1.51633 ν 5＝ 64.1
Ｒ11＝ ∞

＼焦点距離 3.48 4.55 6.56
可変間隔＼
D 4 5.09 3.42 1.74
D 9 2.80 3.60 5.11

非球面係数

第 1面 : Ｋ＝0.00000e+000 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 0.00000e+000
Ｃ＝ 0.00000e+000 Ｄ＝0.00000e+000 Ｅ＝ 2.96053e-006

第 2面 : Ｋ＝-3.18861e+000 Ａ＝0.00000e+000 Ｂ＝ 2.26789e-002
Ｃ＝-1.93317e-003 Ｄ＝6.94842e-005 Ｅ＝ 3.10019e-005

第 5面 : Ｋ＝-9.32915e-001 Ａ＝0.00000e+000 Ｂ＝ 1.24654e-002
Ｃ＝ 3.10998e-003 Ｄ＝-3.62876e-004 Ｅ＝-6.83624e-005

第 8面 : Ｋ＝1.79273e-001 Ａ＝ 0.00000e+000 Ｂ＝ 3.31891e-002
Ｃ＝ 9.11376e-003 Ｄ＝1.72778e-002 Ｅ＝-6.74491e-003

実施例１で説明した撮像装置（光学装置）は、例えば図２９に示すコンパクトデジタルスチルカメラとして具現化される。

図２９において、１はカメラ本体、２は実施例１で説明した結像光学系（撮像光学系）、９は撮像素子である。また、３は光学ファインダの対物窓、４はフラッシュである。さらに、５はカメラ本体１の背面に設けられた液晶ディスプレイ、６は光学ファインダの接眼部、７はシャッターボタン、８は撮像光学系の開口部である。

実施例１で説明した撮像装置（光学装置）は、例えば図３０に示す携帯電子機器（携帯電話）に搭載される。

図３０において、２１は携帯電話本体、２２は実施例１で説明した結像光学系（撮像光学系）である。撮像光学系２２において、最も物体側の凹レンズ（フロントレンズＦＬ）は、樹脂材料により携帯電話本体２１の外装部材と一体形成されている。２６は撮像素子である。

また、２３は回転ヒンジ、２４は待ち受けディスプレイ、２５は撮影光学系用の開口を示す。

なお、本発明は、上述した撮像装置や携帯電子機器に限らず、双眼鏡等の観察装置といった主として防振機能が要求される各種装置に適用することができる。

本発明の実施例１である撮像装置（基準状態）の構成を示す概略図。実施例１の撮像装置（回動状態）の構成を示す概略図。実施例１において、フロントレンズと補正レンズが擬似的に一体化し、そのプリズム作用により防振を行っている状態を示す概略図。図３の部分拡大図。補正レンズを最も物体側に配置した場合の被写体軸光線の変化を示す概略図。図５において、補正レンズを回動させた場合の被写体軸光線の変化を示す概略図。実施例１の数値例１の光学断面図。数値例１の収差図。数値例１の収差図。数値例１の収差図。実施例１の数値例２の光学断面図。数値例２の収差図。数値例２の収差図。数値例２の収差図。実施例１の数値例３の光学断面図。数値例３の収差図。数値例３の収差図。数値例３の収差図。実施例１の数値例４の光学断面図。数値例４の収差図。数値例４の収差図。数値例４の収差図。実施例１の数値例５の光学断面図。数値例５の収差図。数値例５の収差図。数値例５の収差図。実施例１の数値例６の光学断面図。数値例６の収差図。数値例６の収差図。数値例６の収差図。実施例１の数値例７の光学断面図。数値例７の光学断面図。数値例７の収差図。数値例７の収差図。数値例７の収差図。数値例７の収差図。数値例７の収差図。数値例７の収差図。本発明の実施例２である撮像装置の概略図。本発明の実施例３である携帯電話の概略図。

符号の説明

ＦＬフロントレンズ
ＩＳ補正レンズ
ＲＬリアレンズ
ＢＷバランスウエイト
１０撮像装置本体
１１結像光学系
１２撮像素子
１５保持機構

Claims

正の屈折力を有する第１のレンズを含む結像光学系と、
前記第１のレンズを、その像面側に位置する回転中心を中心として回動可能に保持する保持機構とを有し、
前記保持機構は、前記回転中心を中心とした前記第１のレンズの回動を中立させており、
前記第１のレンズは、その物体側に像面側の面よりも強い正の屈折力を有する凸面を有し、
該第１のレンズの材料は、ｄ線における屈折率をＰＮｄとしたとき、
１．８＜ＰＮｄ＜２．２
なる条件を満足することを特徴とする光学装置。
前記保持機構は、前記第１のレンズを、前記回転中心である第１軸を中心として回動可能に保持しており、
前記第１軸は、前記凸面の曲率中心を通ることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
前記保持機構は、前記第１のレンズを、前記第１軸とは異なる第２軸を中心として回動可能に保持しており、
前記第２軸は、前記凸面の曲率中心を通ることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
前記保持機構は、前記第１のレンズを、第１軸及び該第１軸とは異なる第２軸それぞれを中心として回動可能に保持しており、
前記第１軸及び前記第２軸は、前記凸面の曲率中心を通ることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学装置。
０．８＜ＳＤ／Ｒ＜１．２
ただし、Ｒは前記凸面の曲率半径であり、ＳＤは前記結像光学系の光軸方向における該物体側の凸面の面頂点位置から前記回転中心までの距離である。
前記第１のレンズにおける像面側の面は、平面又は前記凸面よりも小さい曲率を有することを特徴する請求項１から５のいずれか１つに記載の光学装置。
前記第１のレンズの物体側には、該第１のレンズと空気間隔を挟んで隣接するように、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２のレンズが配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の光学装置。
前記第２のレンズにおける像面側の面の曲率中心位置は、前記第１のレンズにおける前記凸面の曲率中心位置と一致していることを特徴とする請求項７に記載の光学装置。
前記第２のレンズは、該結像光学系のうち最も物体側に配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光学装置。
正の屈折力を有する第１のレンズを含む結像光学系であって、
前記第１のレンズは、その像面側に位置する回転中心を中心として回動可能であり、
前記第１のレンズは、その物体側に像面側の面よりも強い正の屈折力を有する凸面を有し、
該第１のレンズの材料は、ｄ線における屈折率をＰＮｄとしたとき、
１．８＜ＰＮｄ＜２．２
なる条件を満足することを特徴とする結像光学系。