JP4887692B2 - レンズユニット、およびそれを備えた撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、変倍光学系を有するレンズユニット、およびそのレンズユニットを備える撮像装置等に関するものである。
近年、動画撮影機能および静止画撮影機能を有するデジタルスチルカメラ(Digital Still Camera;DSC)が種々開発されている(例えば特許文献1〜3)。そして、このような両撮影機能を有するDSCにおいては、下記の3点の要望が高まっている。
(1)高性能であること(例えば、諸収差を効果的に補正したり、高倍率や高いズーム 比等を有していること)
(2)携帯性等の向上を図るために小型であること
(3)動画撮影時にズーム音(レンズ群の移動音)が録音されないこと
そのため、これら3点の要望を実現するために、DSCに搭載される種々のレンズユニットが提案されている。
特開2001−21373号公報 特開2002−131612号公報 特開2004−207781号公報
しかしながら、上記の3点を同時に満たすことは難しい。例えば、特許文献1におけるDSCのレンズユニットは、動画撮影をするときに、ズーム(変倍)を行わないようになっている。このような構成であれば、DSCでは動画撮影時にズーム音が録音されない。しかしながら、このレンズユニット(ひいてはDSC)は、ズームという機能を犠牲にすることになり、高性能とはいい難い。
また、特許文献2におけるDSCのレンズユニットでは、光学系の焦点距離の可変範囲が、静止画撮影と動画撮影とで異なるようになっている。具体的には、静止画撮影での焦点距離の可変範囲が、動画撮影での焦点距離の可変範囲よりも制限されるようになっている(特に広角端側で制限されるようになっている)。このような構成であれば、静止画撮影時での広角端側での諸収差の影響を除去できる。しかしながら、このレンズユニット(ひいてはDSC)は、変倍率を犠牲にすることになり、高性能とはいい難い。
また、特許文献3におけるDSCのレンズユニットは、動画撮影および静止画撮影の場合、一旦第1レンズ群(最物体側のレンズ群)を繰り出した後、他のレンズ群でズーミングを行うようになっている。このような構成であれば、ズーム音の主たる原因の第1レンズ群が、動画撮影時に不動になる。そのため、ズーム音の低減が図れる。
しかしながら、このレンズユニットは、静止画撮影においても、第1レンズ群を繰り出す構成になっている。そのため、この第1レンズ群は、静止画において比較的大きな画角の光線を受光できる構成にしなくてはならない。つまり、第1レンズ群のレンズ径(前玉径等)が比較的大きくならざるを得ない。すると、DSCでは動画撮影時にズーム音が録音されないものの、このレンズユニット(ひいてはDSC)は、小型、高性能とはいい難い。
本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、上記した3点の要望を同時に満たすことに適したレンズユニット、およびそれを搭載する撮像装置を提供することにある。
本発明のレンズユニットは、複数のレンズ群を有する変倍光学系と、この変倍光学系を経た光を受光する撮像素子と、を含む。そして、複数のレンズ群での少なくとも1個のレンズ群による変倍の移動軌跡が、第1形式の変倍の場合と第2形式の変倍の場合とで、異なっている。なお、本発明のレンズユニットでは、複数のレンズ群は、物体側から像側に向かって、少なくとも、正のパワーを有する第1レンズ群と、負のパワーを有する第2レンズ群と、正のパワーを有する第3レンズ群と、正のパワーを有する第4レンズ群と、を含んでいる。
例えば、本発明のレンズユニットが撮像装置に搭載され、その撮像装置が動画撮影および静止画撮影の両撮影機能を有しているとする。すると、本発明のレンズユニットであれば、各撮影{動画撮影(第1形式)または静止画撮影(第2形式)}に応じた各レンズ群の多彩な移動に基づく変倍が実現できる。
特に、本発明のレンズユニットでは、第1レンズ群が、第1形式の変倍の場合と第2形式の変倍の場合とで、異なった移動軌跡を示すと望ましい。例えば、第1レンズ群が、第1形式の変倍の場合においては不動であるものの、第2形式の変倍おいては移動することで、その第1レンズ群が異なった移動軌跡を示すと望ましい。
かかるように、第1形式での変倍において第1レンズ群が所定位置にて不動になっていれば、本発明のレンズユニットを搭載する撮像装置では、第1レンズの変倍移動に起因する音(変倍音)が生じ得ない。特に、従来では、第1レンズ群の移動距離は他のレンズ群に比べて長くなる傾向があるので、かかる音が生じなければ、変倍音の騒音問題を効果的に解消できる。
また、本発明のレンズユニットは、第2形式での変倍の場合には変倍率等に応じて、第1レンズ群を移動できる。例えば、第2形式での変倍で広角端状態等の光線を取り込むために第1レンズ群を移動させる場合、本発明のレンズユニットは、第1形式の変倍のときほど(すなわち所定位置ほど)、第1レンズ群を物体側に繰り出さないようにできる。かかる場合、第1レンズ群は通過する光線の位置を下げることができるので、第1レンズ群のサイズ(ひいてはレンズユニット)が比較的小型になる。
また、本発明のレンズユニットは、第2形式での変倍のときは第1レンズ群を可動にしている。そのため、第2形式での変倍のときに第1レンズ群を不動にした変倍を行うレンズユニット(従来装置)と同サイズの第1レンズ群を備えていたとしても、本発明のレンズユニットは、従来装置に比べて高倍率な撮影を実現できる。
したがって、本発明は、高性能を発揮しつつも、変倍光学系のサイズを小型にしたレンズユニットになる。その上、本発明のレンズユニットでは、第1レンズ群が不動になっているので、変倍での騒音問題も解決できる。
また、本発明のレンズユニットは、以下の条件式(1)を満たすと望ましい。
6.0<f1/fw_ty2<20.0 … 条件式(1)
ただし、
f1 :第1レンズ群の焦点距離
fw_ty2 :第2形式の変倍における広角端状態での変倍光学系の焦点距離
である。
条件式(1)は、第1レンズ群のパワーに基づいて、変倍光学系の小型化と、収差補正の高性能化との調和を図るための範囲を規定しており、この条件式(1)の範囲内では、本発明は、収差発生を抑制(収差補正)しつつも、小型化されたレンズユニットになる。
また、本発明のレンズユニットは、以下の条件式(2)を満たすと望ましい。
0.05<f3/f4<1.00 … 条件式(2)
ただし、
f3:第3レンズ群の焦点距離
f4:第4レンズ群の焦点距離
である。
条件式(2)は、第3レンズ群および第4レンズ群のパワー比に基づいて、変倍光学系の小型化と収差補正の高性能化との調和を図るための範囲を規定しており、この条件式(2)の範囲内では、本発明は、収差発生を抑制しつつも、小型化されたレンズユニットになる。
なお、本発明のレンズユニットでは、色収差等の補正の観点から、第2レンズ群は、少なくとも1枚の負レンズと、少なくとも1枚の正レンズとを含んでいる。また、この負レンズに、非球面が形成されていることが望ましい。かかる構成であれば、収差補正、特に歪曲収差の補正が効果的におこなえるためである。
また、本発明のレンズユニットは、以下の条件式(3)を満たすと望ましい。
d(GR1- SR)w_ty2<d(GR1- SR)_ty1<d(GR1- SR)t_ty2 … 条件式(3)
ただし、
d(GR1-SR)w_ty2:第2形式の変倍における広角端状態での第1レンズ群と撮像素子 との距離
d(GR1-SR)_ty1 :第1形式の変倍における第1レンズ群と撮像素子との距離
d(GR1-SR)t_ty2 :第2形式の変倍における望遠端状態での第1レンズ群と撮像素子 との距離
である。
かかる構成であれば、第2形式の変倍において、最大限移動可能な第1レンズ群の範囲(限定範囲)内に、第1形式の変倍での第1レンズ群の開始位置が規定されることになる。そのため、限定範囲を超えて第1レンズ群を位置させるための特別な機構等が不要になる。
また、本発明のレンズユニットは、以下の条件式(4)を満たすと望ましい。
d(GR1-GR2)w_ty1<d(GR1-GR2)w_ty2 … 条件式(4)
ただし、
d(GR1-GR2)w_ty1:第1形式の変倍における広角端状態での第1レンズ群と第2レ ンズ群との距離
d(GR1-GR2)w_ty2:第2形式の変倍における広角端状態での第1レンズ群と第2レ ンズ群との距離
である。
例えば、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が狭いと、比較的大きな画角の光線を取り込みやすい場合がある。すると、本発明のレンズユニットでは、第1形式での変倍のほうが第2形式の変倍のときよりも、容易に画角の大きな光線を取り込める。すると、第1形式での変倍に対応できる変倍光学系の設計の自由度が増すことになる。
なお、上記したようなレンズユニットを含む本発明の撮像装置は、小型かつ高性能な上、静粛な撮像装置になる。
また、第1形式の変倍および第2形式の変倍に応じて、撮像装置に対して要求される性能が異なる場合がある。例えば、動画撮影および静止画撮影の両撮影が可能な撮像装置では、通常、静止画撮影は高性能(例えば、高画質、高解像度)を求められるものの、動画撮影は静止画撮影ほど高性能を要求されない。そこで、このような両撮影機能を有する撮像装置に搭載される本発明のレンズユニットでは、第1形式における変倍での撮像素子で使用する撮像エリアが、第2形式における変倍での撮像素子で使用する撮像エリアよりも小さくてもよい。
なお、このような撮像装置には、第1形式の変倍と第2形式の変倍とを切り替える切替部が設けられており、第1形式の変倍が動画撮影での変倍になり、第2形式の変倍が静止画撮影での変倍になっている。
本発明のレンズユニットであれば、レンズ群が、第1形式の変倍と第2形式の変倍とにおいて、互いに異なる移動を行える。そのため、本発明のレンズユニットは、例えば第1レンズ群を第1形式の変倍では不動にする一方、第2形式の変倍では可動にできる。
すると、本発明のレンズユニットを搭載する撮像装置等では、第1形式の変倍のときに、第1レンズ群の移動に起因する音が低減する。一方で、第2形式の変倍では第1レンズ群が移動するので、この第1レンズ群の移動にともなった高性能化(高倍率化等)が実現できる。よって、本発明であれば、静粛化、高性能化等を実現したレンズユニットが実現することになる。
[実施の形態1]
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
《1.デジタルスチルカメラの構成について》
図9は、本発明の撮像装置の一例であるデジタルカメラ(DSC)29の概略構成図である。この図9に示すように、DSC29は、光学系ユニット1、画像処理部12、タイミング制御回路13、操作部14、表示部15、外部インターフェース部16、電池17、制御部21、ROM22、およびRAM23を含んでいる。
《《光学系ユニットについて》》
光学系ユニット1は、複数のレンズ群(GR1〜GR5)を有する変倍光学系OS、撮像素子SR、レンズ群移動部MU、駆動パルスカウント部PUを含んでいる。
変倍光学系OSは、図9では不図示のレンズ鏡胴に収容されており、被写体(撮影対象)からの光線を取り込むものである。なお、この変倍光学系OSおよびレンズ鏡胴については、後に詳説する。
撮像素子SRは、変倍光学系OSによって取り込まれた光線(光像)を受光し、電気的信号(電子データ)に変換させるものである。例えばCCD(Charge Coupled Device)のエリアセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等が挙げられる。なお、撮像素子SRは、赤色(R)光、緑色(G)光、青色(B)光をそれぞれ選択的に受ける3種の画素を多数有している。
なお、本発明のDSC29は、後述する制御部21の制御によって、動画撮影(動画撮影モード)または静止画撮影(静止画撮影モード)を行える。そこで、本発明のDSC29の撮像素子SRでは、動画撮影で使用する撮像素子SRの撮像エリア(撮像サイズ)が、静止画撮影で使用する撮像素子SRの撮像エリアよりも小さくなっている。これは、動画撮影では静止画撮影ほどの高性能(例えば高画素や高解像度)を要求されないためである。
また、高性能な動画撮影の画像を取得しようとする場合、制御部21等の各部において高速処理等を行わねばならない。しかし、上記のように動画撮影で使用する撮像素子SRの撮像エリアが小さければ、高速処理等の負担が軽減できる。その結果、高速処理等に要する高性能かつ高価な制御部等が不要になり、ひいては、撮像装置のコスト抑制が実現できる。
レンズ群移動部(駆動源)MUは、変倍光学系OSにおけるレンズ群GRを移動させるものである。例えば、可動すべきレンズ群(例えばGR1〜GR4)に対応するように設けられたステッピングモータ(G1M〜G4M;駆動源)が挙げられる。
駆動パルスカウント部PUは、ステッピングモータ(G1M〜G4M)の駆動パルスをカウントすることで、移動するレンズ群(例えばGR1〜GR4)の移動距離を計測し、各レンズ群の位置を求めるものである。
《《画像処理部について》》
画像処理部12は、撮像素子SRの電子データから画像データを生成するものである。具体的には、この画像処理部12は、信号処理回路12a、A/Dコンバータ12b、黒レベル補正回路12c、ホワイトバランス調節回路(WB調節回路)12d、γ補正回路12e、および画像メモリ12fを含んでいる。
信号処理回路12aは撮像素子SRの各画素の出力するアナログ信号を処理するものであり、A/Dコンバータ12bは信号処理回路12aからの処理済みのアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。
黒レベル補正回路12cはデジタル信号全体のレベルを補正するものであり、WB調節回路12dは撮像素子SRの3種類の画素によって出力されるR・G・Bの3色信号のレベルを調整して画像のホワイトバランスを調節するものである。
γ補正回路12eは表示に適するようにデジタル信号に非線形化処理を施すものであり、画像メモリ12fは、信号処理回路12a・A/Dコンバータ12b・黒レベル補正回路12c・WB調節回路12d・γ補正回路12eを経ることによって生成される画像データを一時的に記憶するものである。
《《タイミング制御回路について》》
タイミング制御回路13は、制御部21から送信される基準クロックに基づき、撮像素子SR、信号処理回路12a、A/Dコンバータ12bの駆動制御信号を生成するものである。
《《操作部について》》
操作部14は、ユーザーによる種々の操作内容を制御部21に指示するための釦、スイッチ等である。そして、本発明のDSC29では、少なくとも、DSC29全体の起動/停止を行うための起動/停止釦14a、動画撮影の開始/停止を行うための動画開始/停止釦14b、静止画撮影を行うための静止画レリーズ釦14c、撮影モード(動画撮影モード/静止画撮影モード)を切り替えるモード切替釦(切替部)14d、および動画撮影または静止画撮影でのズーミングを操作するズーム操作キー14eを含むようになっている。
《《表示部について》》
表示部15は、VRAM15aとLCD15bとを含んでいる。VRAM15aはLCD15bに表示するための画像データを記憶するものであり、LCD15bはVRAM15aに記憶されている画像データ等の種々のデータを表示するものである。
《《外部インターフェース部について》》
外部インターフェース部16は、メモリカード16aや、そのメモリカード16aによる入出力を行うカードインターフェース(カードI/F)16bを含んでいる。
《《電池および制御部について》》
電池17は、上記してきた種々の部材に対して電力を供給するものである。そして、制御部21は、DSC29全体の動作制御等を行う中枢部分となっており、DSC29の各部材の駆動を有機的に制御して、動作を統括制御するものである。
例えば、本発明のDSC29では、制御部21は、動画撮影(第1形式の撮影)または静止画撮影(第2形式の撮影)の両撮影を可能にする制御や、ステッピングモーター(G1M〜G4M)の動作制御、撮像素子SRの撮像エリアの設定制御等を行うようになっている。
《《ROMおよびRAMについて》》
ROM(Read Only Memory)22、またはRAM(Random Access Memory)23は、制御部21による各部材の動作制御に要する制御プログラムや、必要なデータテーブル等を記憶するものである。
《2.変倍光学系およびレンズ鏡胴について》
《《2−1.変倍光学系およびレンズ鏡胴の構成について》》
ここで、図10〜図12を用いて、光学系ユニット1における変倍光学系OSおよびレンズ鏡胴(移動機構)LBの詳細について説明する。変倍光学系OSはレンズ鏡胴LBに収容されるようになっており、図10〜図12はレンズ鏡胴LBの内部構造を示している。これらの図に示すように、レンズ鏡胴LBは、固定筒FB、および移動筒MBを含む。なお、レンズ鏡胴LBに、後述するステッピングモーターや各レンズ群ホルダ等を含めたものを総じて、レンズ鏡胴(移動機構)LBと称してもよい。
固定筒FBはDSC29のボディ(不図示)に取り付けられるものであり、レンズ鏡胴LBの主体的部分になるものである。なお、固定筒FBの内周には、図11に示すように、筒軸方向と同方向に案内溝(移動筒用案内溝)j1が設けられている。
移動筒MBは、固定筒FBに収められており、筒表面(外周)から移動筒用案内溝j1に嵌る爪(移動筒用爪)j2を突出するように設けている(図11参照)。すると、移動筒MBは、固定筒FBの移動筒用案内溝j1に嵌る(係合する)移動筒用爪j2を介して、筒軸方向に沿って進退動作可能になる。なお、移動筒MBの内周には、図10に示すように、後述の第2レンズ群ホルダHR2の移動を案内する案内溝(第2レンズ群ホルダ用案内溝)j3が、移動筒の筒軸方向に沿って設けられている。
変倍光学系OSは、レンズ鏡胴LBに収容されており、物体側から像側(撮像素子側)に並ぶようにして、5つのレンズ群(GR1〜GR5)を含んでいる。具体的には、物体側から像側に向かって順番に、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、第3レンズ群GR3、第4レンズ群GR4、第5レンズ群GR5を含んでいる。なお、変倍光学系OSにおける光軸(光軸方向)AXは、固定筒FB・移動筒MBの筒軸方向と同方向になっている。
また、第5レンズ群GR5よりも像側には赤外線カットフィルタ(不図示)が設けられ、その赤外線カットフィルタ{IRカットフィルタ;便宜上、PTと表記する場合がある}のさらに像側に撮像素子(図10〜図12では不図示)が設けられている。そして、レンズ群(GR1〜GR5)とIRカットフィルタPTとを含めた構成を変倍光学系OSと称してもよい。なお、この場合、第5レンズ群GR5とIRカットフィルタPTとをまとめて第5レンズ群GR5と称する。また、レンズ群(GR1〜GR5)とIRカットフィルタPTと撮像素子SRとを含めた構成をレンズユニットLUと称する。
《《2−2.各レンズ群GR1〜GR5の収納状態・移動機構について》》
ここで、各レンズ群GR1〜GR5の収納状態・移動機構について、図10〜図12を用いて説明する。便宜上、図10は第2レンズ群GR2・第5レンズ群GR5の収納状態を主体的に示したレンズ鏡胴LBの概略断面図であり、図11は第1レンズ群GR1・第3レンズ群GR3・第5レンズ群GR5の収納状態を主体的に示したレンズ鏡胴LBの概略断面図である。また、図12は第4レンズ群GR4・第5レンズ群GR5の収納状態を主体的に示したレンズ鏡胴LBの概略断面図である。
〈〈第5レンズ群の収納状態〉〉
第5レンズ群GR5は、図10〜図12に示すように、固定筒FBの像側の端部に設けられた第5レンズ群ホルダHR5によって保持されている。ただし、この第5レンズ群ホルダHR5は固定配設されている。したがって、DSC29のズーミング(変倍)において、第5レンズ群GR5は不動になる。
なお、この第5レンズ群ホルダHR5には、4つのステッピングモータ{第1〜第4レンズ群用のモータ(G1M〜G4M)}および2つのガイド軸(第3レンズ群ガイド軸G3G・第4レンズ群ガイド軸G4G)が設けられている。そして、これらのステッピングモータ(G1M〜G4M)の回動軸(G1MS〜G4MS)およびガイド軸(G3G・G4G)は、物体側に向かって伸びるようになっている(なお、両軸の軸方向は光軸方向AXと同方向になっている)。
〈〈第2レンズ群の収納状態および移動機構〉〉
第2レンズ群GR2は、図10に示すように、第2レンズ群ホルダHR2によって保持されている。そして、この第2レンズ群ホルダHR2は、第2レンズ群ホルダ用案内溝j3および第2レンズ群用モータG2Mに取り付けられている。
具体的には、第2レンズ群ホルダHR2の一端に第2レンズ群ホルダ用案内溝j3に嵌る爪(第2レンズ群ホルダ爪j4)が設けられ、他端に第2レンズ群用モータG2Mの回動軸G2MSに係合するラック(第2レンズ群ホルダラック)HR2Rが設けられている。その上、第2レンズ群ホルダラックHR2Rには、回動軸G2MSに設けられたリードスクリュー(不図示)と噛み合う歯部(不図示)が設けられている。
そのため、この回動軸G2MSのリードスクリューが第2レンズ群ホルダラックHR2Rの歯部に係合(例えば噛合)する。すると、第2レンズ群用モータG2Mの駆動力が第2レンズ群ホルダラックHR2R、ひいては第2レンズ群ホルダHR2に伝達する。その結果、第2レンズ群ホルダHR2(すなわち第2レンズ群GR2)は、第2レンズ群ホルダ用案内溝j3・回動軸G2MSに沿って進退動作可能になる。
〈〈第1レンズ群の収納状態および移動機構〉〉
第1レンズ群(最も物体側に近いレンズ群)GR1は、図11に示すように、第1レンズ群ホルダHR1によって保持されている。なお、この第1レンズ群ホルダHR1は、移動筒MBの物体側の端部に取り付けられている。そして、移動筒MBは、上記したように、固定筒FBの移動筒用案内溝j1に嵌る移動筒用爪j2を介して、筒軸方向に沿って進退動作可能になっている。その上、移動筒MBの内周には、第1レンズ群用モータG1Mの回動軸G1MSに係合するラック(移動筒ラック)MBRが設けられている。そして、移動筒ラックMBRには、回動軸G1MSに設けられたリードスクリュー(不図示)と噛み合う歯部(不図示)が設けられている。
そのため、この回動軸G1MSのリードスクリューが移動筒ラックMBRの歯部に係合する。すると、第1レンズ群用モータG1Mの駆動力が移動筒ラックMBR、ひいては移動筒MB・第1レンズ群ホルダHR1に伝達する。その結果、第1レンズ群ホルダHR1(すなわち第1レンズ群GR1)は、移動筒用案内溝j1・回動軸G1MSに沿って進退動作可能になる。
〈〈第3レンズ群の収納状態および移動機構〉 〉
第3レンズ群GR3は、図10・図11に示すように、第3レンズ群ホルダHR3によって保持されている。そして、この第3レンズ群ホルダHR3は、第3レンズ群ガイド軸G3G(図10参照)および第3レンズ群用モータG3M(図11参照)に取り付けられている。
具体的には、第3レンズ群ホルダHR3の一端に第3レンズ群ガイド軸G3Gを挿入する開孔HR3H(第3レンズ群用開孔HR3H;図10参照)が設けられ、他端に第3レンズ群用モータG3Mの回動軸G3MSに係合するラックHR3R(第3レンズ群ホルダラックHR3R;図11参照)が設けられている。その上、第3レンズ群ホルダラックHR3Rには、回動軸G3MSに設けられたリードスクリュー(不図示)と噛み合う歯部(不図示)が設けられている。
そのため、この回動軸G3MSのリードスクリューが第3レンズ群ホルダラックHR3Rの歯部に係合する。すると、第3レンズ群用モータG3Mの駆動力が第3レンズ群ホルダラックHR3R、ひいては第3レンズ群ホルダHR3に伝達する。その結果、第3レンズ群ホルダHR3(すなわち第3レンズ群GR3)は、回動軸G3MS・第3レンズ群ガイド軸G3Gに沿って進退動作可能になる。
〈〈第4レンズ群の収納状態および移動機構〉 〉
第4レンズ群GR4は、図12に示すように、第4レンズ群ホルダHR4によって保持されている。そして、この第4レンズ群ホルダHR4は、第4レンズ群ガイド軸G4Gおよび第4レンズ群用モータG4Mに取り付けられている。
具体的には、第4レンズ群ホルダHR4の一端に第4レンズ群ガイド軸G4Gを挿入する開孔HR4H(第4レンズ群用開孔HR4H)が設けられ、他端に第4レンズ群用モータG4Mの回動軸G4MSに係合するラックHR4R(第4レンズ群ホルダラックHR4R)が設けられている。その上、第4レンズ群ホルダラックHR4Rには、回動軸G4MSに設けられたリードスクリュー(不図示)と噛み合う歯部(不図示)が設けられている。
そのため、この回動軸G4MSのリードスクリューが第4レンズ群ホルダラックHR4Rの歯部に係合することで、第4レンズ群用モータG4Mの駆動力が第4レンズ群ホルダラックHR4R、ひいては第4レンズ群ホルダHR4に伝達する。その結果、第4レンズ群ホルダHR4(すなわち第4レンズ群GR4)は回動軸G4MS・第4レンズ群ガイド軸G4Gに沿って進退動作可能になる。
《《2−3.レンズユニットの詳細について》》
ここで、変倍光学系OSと撮像素子SRとから成るレンズユニットLUの詳細について、図1〜図8を用いて説明する(図1・図2では、便宜上、撮像素子SRを省略)。なお、上記したように、DSC29は動画撮影および静止画撮影の両撮影機能を有している。そこで、動画撮影でのレンズユニットLUを図1に、静止画撮影でのレンズユニットLUを図2に示す。また、動画撮影でのレンズユニットLUにおける収差図は図3〜図5に、静止画撮影でのレンズユニットLUにおける収差図は図6〜図8に示す(詳細は後述)。
なお、この図1・図2での「GRi」はレンズ群を示し、「Li」はレンズを示す。さらに、「si」はレンズ面を示している。そして、「GRi」・「Li」・「si」に付される数字(i)は、物体側から像側に至るまでの順番を示している。また、非球面の面には、「*」(アスタリスク)が付されている。
また、「di」は軸上面間隔を示している。ただし、ズーミングに伴って間隔変動の生じる軸上面間隔(群間距離)のみに番号を付している。また、矢印「MMi」は、望遠端状態(W)から中間焦点状態(M)、さらには、中間焦点状態(M)から望遠端状態(T)に至るまでの各レンズ群の移動軌跡を模式的に表記している。なお、MMiのiは物体側から像側に至るまでの順番を示している。したがって、各レンズ群の順番に対応する。そして、この図1・図2に示されるレンズユニットLUを実施例1と称する。
〈〈2−3−1.実施例1のレンズユニットの構成について〉〉
レンズユニットLUは、撮影対象から順に、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、第3レンズ群GR3、第4レンズ群GR4、第5レンズ群GR5、および撮像素子SRを含んでいる。
〈〈〈第1レンズ群について〉〉〉
第1レンズ群GR1は、物体側から順に、第1レンズL1、第2レンズL2、および第3レンズL3を含んでいる。そして、この第1レンズ群GR1は、全体として「正」の光学的パワー(屈折力)を有している。なお、パワーは、焦点距離の逆数で定義されている。
そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第1レンズL1:物体側凸の負メニスカスレンズ
・第2レンズL2:両側凸の正レンズ
・第3レンズL3:物体側凸の正メニスカスレンズ
なお、第1レンズL1と第2レンズL2とは、s2にて接合することで接合レンズを構成している。また、接合方法としては、接着剤等による接合が挙げられる(なお、後述の接合レンズの接合方法としても、同様に接着剤等の接合が挙げられる)。
〈〈〈第2レンズ群について〉〉〉
第2レンズ群GR2は、物体側から順に、第4レンズL4、第5レンズL5、および第6レンズL6を含んでいる。そして、この第2レンズ群GR2は、全体として「負」の光学的パワーを有している。
そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第4レンズL4:物体側凸の負メニスカスレンズ(s6は非球面)
・第5レンズL5:両側凹の負レンズ
・第6レンズL6:物体側凸の正メニスカスレンズ
なお、第5レンズL5と第6レンズL6とは、s9にて接合することで接合レンズを構成している。また、非球面は、非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等をいう。
〈〈〈第3レンズ群について〉〉〉
第3レンズ群GR3は、物体側から順に、光学絞りST、第7レンズL7、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、および第11レンズL11を含んでいる。そして、この第3レンズ群GR3は、全体として「正」の光学的パワーを有している。
そして、各レンズ等は、下記のような特徴を有している。
・光学絞りST :第1レンズ群GR1・第2レンズ群GR2を経た光線を一部遮 光する絞りであり、s11とも表記。なお、この光学絞りST は、第3レンズ群GR3と一体的に構成されている。
・第7レンズL7 :物体側凸の正メニスカスレンズ
・第8レンズL8 :物体側凸の負メニスカスレンズ(s14は非球面)
・第9レンズL9 :物体側凸の負メニスカスレンズ
・第10レンズL10:両側凸の正レンズ
・第11レンズL11:物体側凹の負メニスカスレンズ(s19・s20は非球面)
なお、第9レンズL9と第10レンズL10とは、s17にて接合することで接合レンズを構成している。
〈〈〈第4レンズ群について〉〉〉
第4レンズ群GR4は、物体側から順に、第12レンズL12、および第13レンズL13を含んでいる。そして、この第3レンズ群GR3は、全体として「正」の光学的パワーを有している。
そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第12レンズL12:両側凸の正レンズ
・第13レンズL13:物体側凹の負メニスカスレンズ
なお、第12レンズL12と第13レンズL13とは、s22にて接合することで接合レンズを構成している。
〈〈〈第5レンズ群について〉〉〉
第5レンズ群GR5は、物体側から順に、第14レンズL14、およびIRカットフィルタPTを含んでいる。そして、この第5レンズ群GR5は、全体として「正」の光学的パワーを有している。なお、この第5レンズ群GR5は、上記したように、ズーミングのときに不動になっている。
そして、各レンズ等は、下記のような特徴を有している。
・第14レンズL14 :物体側凹の正メニスカスレンズ(s24・s25は非球面)
・IRカットフィルタPT:2面構成(s26・s27)の平行平面板であり、赤外光 線を吸収する。
〈〈2−3−2.変倍光学系(実施例1)のコンストラクションデータについて〉〉
次に、実施例1のレンズユニットLUにおける変倍光学系OSのコンストラクションデータについて、表1および表2を用いて説明する。
Figure 0004887692
この表1での「ri」は、各面(si)における曲率半径[単位;mm]を示している。なお、非球面の面には、アスタリスク(*)が付されている。「di」は、i番目の面(si)と、i+1番目の面(si+1)との間における軸上面間隔[単位;mm]を示している。なお、ズーミングにより軸上面間隔(群間距離)が変化する場合、広角端状態(W)でのdi、中間焦点距離状態(M)でのdi、および望遠端状態(T)でのdiが、この順で表記されている。
ただし、本発明のレンズユニットLUでは、動画撮影と静止画撮影との場合で、レンズ群が異なる移動を行う。そのため、動画撮影での軸上面間隔に「MV」、静止画撮影での軸上面間隔に「SE」を付している。
また、「Ni」・「υi」は、軸上面間隔(di)での媒質の有する屈折率(Nd)・アッベ数(νd)を示している。なお、屈折率(Nd)・アッベ数(νd)は、d線(波長587.56nm)に対するものである。
また、「焦点距離状態」は、広角端状態(W;最短焦点距離状態)〜中間焦点距離状態(M)〜望遠端状態(T;最長焦点距離状態)を意味している。そして、「f」・「FNO」は、各焦点状態(W)・(M)・(T)に対応する全系の焦点距離[単位;mm]・Fナンバーを示している。ただし、動画撮影の場合には「MV」、静止画撮影の場合には「SE」を付している。
なお、上記の非球面は、下記の式(定義式1)で定義される。
X(H)=C0・H2/{1+√(1−ε・C0 2・H2)}+ΣAj・Hj…(定義式
1)
ただし、定義式1中、
H :光軸AXに対しての垂直な方向の高さ
X(H):高さHの位置での光軸AX方向(サグ)の変位量
0 :近軸曲率(=1/ri)
ε :2次曲面パラメータ
j :非球面の次数、
Aj :j次の非球面係数
である。
そこで、非球面に関するデータ(非球面データ)を下記の表2に示す。ただし、表記されていない項の係数は「0」(ゼロ)であり、すべてのデータに関して、「E−n」=「×10-n」になっている。
Figure 0004887692
《3.DSCのズーミングについて》
ここで、移動可能なレンズ群(GR1〜GR4)を含む変倍光学系OSを搭載したDSC29のズーミングについて説明する。かかるズーミング(ズーム制御)は、制御部21が行う。例えば、制御部21は、RAM23等に記憶されたデータテーブルを参照することで、種々の画角の光線に対応するズーミングを行う。
なお、データテーブルには、例えば、下記の関係が記されている。
・「各ステッピングモーター(G1M〜G4M)の駆動パルスカウント値と各レンズ群 (GR1〜GR4)の移動距離との関係」
・「各レンズ群(GR1〜GR4)の移動距離と、この移動距離および初期位置から求 められる各レンズ群(GR1〜GR5)の位置(停止位置)との関係」
・「各レンズ群(GR1〜GR5)の位置と、これらの位置から求められる変倍光学系 OS(全系)の焦点距離との関係」
・「全系の焦点距離と、これらの焦点距離および予め定められた撮像素子SRの撮像エ リア(像高サイズ等)から求められる画角との関係」
特に、本発明のDSC29は、動画撮影または静止画撮影を行えるようになっており、それぞれの撮影(動画撮影または静止画撮影)に対応するズーミングを行う。例えば、DSC29は、互いに異なる動画撮影に対応したデータテーブル(動画撮影用データテーブル)と、静止画撮影に対応するデータテーブル(静止画撮影用データテーブル)とを有し、これらのデータテーブルに対応するズーミングを行う。
そこで、動画撮影・静止画撮影でのズーミングにおける変倍光学系OSのレンズ群(GR1〜GR5)の変化を図13・図14を用いて説明する。図13は動画撮影でのレンズ鏡胴LBを示し、図14は静止画撮影でのレンズ鏡胴LBを示している。なお、図13・図14は、図10同様に、第2レンズ群GR2・第5レンズ群GR5の収納状態を主体的に示した概略断面図になっている。また、撮像素子SRの受光面上での像高(Y’)は、動画撮影にの場合は1.5mm、静止画撮影の場合は3.6mmになっている。
また、図13・図14では、図における最上方の変倍光学系OSが広角端状態(W)を示す一方、最下方の変倍光学系OSが望遠端状態(T)を示している。また、広角端状態(W)の変倍光学系OSと望遠端状態(T)の変倍光学系OSとの間に示される変倍光学系OSは、広角端状態(W)と望遠端状態(T)との間における任意の状態(任意の変倍率での状態)を示している。そして、便宜上、最上方から最下方に向かって、順に図13A〜図13G(図14A〜図14G)と称する。また、便宜上、変倍光学系OSにおける各レンズ群(GR1〜GR5)のみを表記し、その他の部材は、図10を参照するものとする。
《《3−1.動画撮影での変倍光学系の変化について》》
まず、本発明のDSC29は、起動/停止釦14aを押されることによって起動する(図9参照)。その後、動画撮影モードを開始するためにモード切替釦14dが押されると、制御部21が動画撮影用データテーブルを参照し、変倍光学系OSをズーミング可能状態にする。そして、ズーム操作キー14eの操作に応じて、変倍光学系OSがズーミングする。図13は、かかるズーミングにおける変倍光学系OSのレンズ群(GR1〜GR5)の変化(レンズ鏡胴LBの変化)を示している。
なお、図13における各図(図13A〜図13G)に対応する群間距離(単位;[mm])、および変倍光学系OSの全長(単位;[mm])について、下記の表3に示す。なお、この表3における全長は、第1レンズ群GR1〜IRカットフィルタPTまでの距離になっている。また、図13Aが変倍光学系OSの広角端状態(W;第1画角)を示し、また、図13Gが変倍光学系OSの望遠端状態(T;第2画角)を示していることから、その旨も表に示している。
Figure 0004887692
図13A〜図13Gに示すように、動画撮影での変倍における第1レンズ群GR1(不動レンズ群)は、所定位置(ズーム開始位置)にて停止したままになる。そのため、表3にも示されるように、変倍光学系OSの全長は不変になる。その一方、第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4(移動レンズ群)は、各変倍率に対応するように、種々の位置にて移動した後に停止する。そのため、表3に示すように、群間距離(GR1〜GR2、GR2〜GR3、GR3〜GR4、GR4〜GR5)が各変倍比(各変倍率)に応じて変化する。
すると、動画撮影モードの場合、本発明のDSC29では、複数のレンズ群(GR1〜GR5)における少なくとも1個のレンズ群(例えば第1レンズ群GR1)を、変倍率にかかわらずズーム開始位置(所定位置)にまで移動させる工程(第1移動工程)と、この工程によって移動したレンズ群を除く他のレンズ群において、少なくとも1個のレンズ群(例えば第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4)を、変倍率に応じた位置にまで移動させる工程(第2移動工程)と、が行われていることになる。
なお、ズーム開始位置は、後述する静止画撮影でのズーミングにおいて、広角端状態(W)での第1レンズ群GR1の位置(第1位置)と望遠端状態(T)での第1レンズ群GR1の位置(第2位置)との間に有る。
さらに、各レンズ群(GR1〜GR5)の移動について、図1の移動軌跡(MM1〜MM5)を用いて詳細に説明する。図1に示す動画撮影でのズーミング{広角端状態(W)〜望遠端状態(T)に向かうズーミング}の場合、第1レンズ群GR1は、ズーム開始位置(所定位置)にて停止したままになる(ただし、第5レンズ群GR5は、所定位置にて固定されたままである)。そのため、表3に示すように、変倍光学系OSの全長は、ズーミングの最中に不変(一定)になる。
その一方、第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4は、図13に示すように、各変倍率に対応した種々の位置に移動した後に停止する。そのため、表3に示すように、群間距離(GR1〜GR2、GR2〜GR3、GR3〜GR4、GR4〜GR5)は、各変倍比に応じて変化するようになる。
なお、図3〜図5は、動画撮影でのズーミングにおける変倍光学系OSの収差を示している。具体的には、図3(図3A〜図3C)は広角端状態(W)での収差、図4(図4A〜図4C)は中間焦点距離状態(M)での収差、図5(図5A〜図5C)は望遠端状態(T)での収差を示している。
そして、図3A・図4A・図5Aは球面収差(spherical aberration;S.A.)・正弦条件(sine condition;S.C.)を示している。そして、図における線dはd線に対する球面収差[単位;mm]、線g(一点鎖線)はg線(波長435.8nm)に対する球面収差[単位;mm]、破線SCは正弦条件不満足量[単位;mm]を示している。なお、これらの図には、FNO(Fナンバー)も表記されている。
図3B・図4B・図5Bは非点収差(astigmatism)を示している。そして、図における破線DMは、メリジオナル面でのd線に対する非点収差[単位;mm]を示している。また、線DSは、サジタル面でのd線に対する非点収差[単位;mm]を示している。なお、これらの図には、撮像素子SRの受光面上での最大像高(光軸AXからの距離)である「Y’」[単位;mm]も表記されている。
図3C・図4C・図5Cは歪曲収差(distortion)を示している。そして、図における実線は、d線に対する歪曲[単位;%]を示している。なお、これらの図にも、「Y’」が表記されている。
《《3−2.静止画撮影での変倍光学系の変化について》》
一方、静止画撮影モードを開始するためにモード切替釦14dが押されると、制御部21が静止画撮影用データテーブルを参照し、変倍光学系OSをズーミング可能状態にする(図9参照)。そして、ズーム操作キー14eの操作に応じて、変倍光学系OSがズーミングする。図14は、かかるズーミングにおける変倍光学系OSのレンズ群(GR1〜GR5)の変化(レンズ鏡胴LBの変化)を示している。
なお、図14における各図(図14A〜図14G)に対応する群間距離(単位;[mm])、および変倍光学系OSの全長(単位;[mm])について、下記の表4に示す。なお、この表4は、表3と同様の表現になっている。
Figure 0004887692
図14A〜図14Gに示すように、静止画撮影での変倍における第1レンズ群GR1〜第4レンズ群GR4は、各変倍率に対応する種々の位置に移動した後に停止する。そのため、表4に示すように、群間距離(GR1〜GR2、GR2〜GR3、GR3〜GR4、GR4〜GR5)および変倍光学系OSの全長が、各変倍比に応じて変化する。特に、変倍光学系OSの全長は、望遠端状態(T)に近づくほど、伸びるようになっている。
すると、静止画撮影の場合、本発明のDSC29では、第1レンズ群GR1を含む複数のレンズ群(例えば第1レンズ群GR1〜第4レンズ群GR4)を、変倍率に応じた位置にまで移動させる工程(第3移動工程)が、行われていることになる。
さらに、各レンズ群(GR1〜GR5)の移動について、図2の移動軌跡(MM1〜MM5)を用いて詳細に説明する。図2に示す静止画撮影でのズーミング{広角端状態(W)〜望遠端状態(T)に向かうズーミング}の場合、第1レンズ群GR1は、ズーム開始位置にて停止することなく、変倍率に応じて物体側へ移動する。ただし、第5レンズ群GR5は、所定位置にて固定されたままである。そのため、変倍光学系OSの全長は、表4に示すように、ズーミングに応じて変化する。具体的には、広角端状態(W)〜望遠端状態(T)に向かうズーミングにしたがい、変倍光学系OSの全長が増大する。
また、図14に示すように、第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4は、動画撮影でのズーミング同様に、各変倍率に対応した種々の位置に移動した後に停止する。その結果、群間距離(GR1〜GR2、GR2〜GR3、GR3〜GR4、GR4〜GR5)は、表4に示すように、動画撮影でのズーミング同様に、各変倍比に応じて変化するようになる。
なお、図6〜図8は、静止画撮影でのズーミングにおける変倍光学系OSの収差を示している。そして、この図6〜図8は、図3〜図5と同様の表現になっている。
《4.取得画像種切替時のDSCのズーム制御について》
ところで、本発明のDSC29は、モード切替釦14dを操作されることで、取得画像種を切り替える{すなわち、動画撮影(動画モード)または静止画撮影(静止画モード)に切り替える}。
すると、DSC29では、静止画撮影での任意の倍率時に動画撮影へと切り替えられたり、動画撮影での任意の倍率時に静止画撮影へと切り替えられたりすることも生じる。そこで、図9の概略構成図および図15・図16のフローチャートを用いて、これらの切り替えが行われた場合のレンズ群の移動について説明する。なお、フローチャートにおける各ステップを「S」と表記する。
《《4-1.静止画撮影の任意の倍率時から動画撮影に切り換えられた場合について》》
図15は、静止画撮影モードの任意の倍率時から動画撮影モードに切り換えられた場合を示すフローチャートである。このフローチャートに示されるように、DSC29の制御部21は、静止画撮影可能状態(静止画撮影モード)を維持している(S1)。そして、例えばユーザーによってモード切替釦14dが押されると、制御部21は、静止画モードから動画モード(動画撮影可能状態)への切り替えを行う(S2;切替工程)。
かかる切り替えが行われると、制御部21は、切り替え直前のステッピングモーター(G1M〜G4M)の駆動パルスカウント値と静止画撮影用データテーブルとを参照することで、切り替え時の変倍光学系OSの取得可能な光線の画角を検出する(S3)。
その後、制御部21は、切り替え直前の第1レンズ群用モータG1Mの駆動パルスカウント値と静止画撮影用データテーブルとを参照することで、第1レンズ群GR1の位置を検出する。そして、制御部21は、その検出した第1レンズ群GR1の位置と、予め規定されたズーム開始位置とが一致しているか否かについて判断する(S4)。
この判断(S4)において、第1レンズ群GR1の位置がズーム開始位置と異なっていると(S4でNo)、制御部21は、第1レンズ群用モータG1Mを用いて、第1レンズ群GR1をズーム開始位置にまで移動させる(S5)。
その後、制御部21は、動画撮影用データテーブルを参照して、S3において検出した検出画角に一致する画角を見つけ出す(S6)。そして、動画撮影用データテーブルにおいて見つけ出された画角に対応する第2レンズ群用モータG2M〜第4レンズ群用モータG4Mの駆動パルスカウント値に応じ、制御部21は、第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4を移動させる(S7;画角維持移動工程)。なお、ほぼ同時に、制御部21は、撮像素子SRの撮像エリアを動画撮影モードに対応した撮像エリアに切り替えている(S8)。
すると、本発明のDSC29では、静止画撮影から動画撮影に切り換えられた場合(切替工程によって切り替えが行われた場合)であっても、切り替え前におけるズーミングでの取得光線の画角と、切り替え後におけるズーミングでの取得光線の画角とがほぼ一致するようになる(画角維持移動工程によって画角の変化が生じ得ない)。なお、S4において、第1レンズ群GR1の位置がズーム開始位置とほぼ一致していいれば(S4でYes)、S4から直接S5に移行するようになっている。
《《4-2.動画撮影の任意の倍率時から静止画撮影に切り換えられた場合について》》
次に、動画撮影の任意の倍率時から静止画撮影に切り換えられた場合について説明する。図16は、動撮影の任意の倍率時から静止画撮影に切り換えられた場合を示すフローチャートである。このフローチャートに示されるように、DSC29の制御部21は、動画撮影可能状態(動画撮影モード)を維持している(S11)。そして、例えばユーザーによってモード切替釦14dが半押しされると、制御部21は、動画モードから静止画モード(静止画撮影可能状態)への切り替えを行う(S12;切替工程)。
かかる切り替えが行われると、制御部21は、切り替え直前のステッピングモーター(G1M〜G4M)の駆動パルスカウント値と静止画撮影用データテーブルとを参照することで、切り替え時の変倍光学系OSの取得可能な光線の画角を検出する(S13)。
その後、制御部21は、静止画撮影用データテーブルを参照して、S13において検出した検出画角に一致する画角を見つけ出す(S14)。そして、静止画撮影用データテーブルにおいて見つけ出された画角に対応する第1レンズ群用モータG1M〜第4レンズ群用モータG4Mの駆動パルスカウント値に応じ、制御部21は、第1レンズ群GR1〜第4レンズ群GR4を移動させる(S15;画角維持移動工程)。なお、ほぼ同時に、制御部21は、撮像素子SRの撮像エリアを動画撮影モードに対応した撮像エリアに切り替えている(S16)。
すると、本発明のDSC29では、動画撮影から静止画撮影に切り換えられた場合であっても、切り替え前におけるズーミングでの取得光線の画角と、切り替え後におけるズーミングでの取得光線の画角とがほぼ一致するようになる(画角維持移動工程によって画角の変化が生じ得ない)。
《5.本発明の種々の特徴の一例について》
以上のように、本発明のDSC29は、変倍光学系OSと、この変倍光学系OSによって取り込まれる撮影対象からの光線を受光する撮像素子SRとを有している。そして、変倍光学系OSは、複数のレンズ群(GR1〜GR5)を有している。特に、これらの複数のレンズ群(GR1〜GR5)は、移動機構で移動可能になった少なくとも1個のレンズ群(例えばGR1〜GR4)を含むようになっている。その上、かかるDSC29は、撮像素子SRによる動画撮影または静止画撮影の切替を行えるようになっている。
このような本発明のDSC29では、図13・図14・図1・図2に示すように、移動するレンズ群での少なくとも1個のレンズ群によるズーミングの移動軌跡が、動画撮影でのズーミングの場合と静止画撮影でのズーミングの場合とで、異なっている。
例えば、第1レンズ群GR1は、動画撮影でのズーミングの場合には不動となっている一方、静止画撮影でのズーミングの場合には広角端状態(W)から望遠端状態(T)へ進むにつれて、物体側に位置するように移動する。また、変倍光学系OSにおける第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4の移動軌跡も、動画撮影でのズーミングの場合と静止画撮影でのズーミングの場合とで、異なっている。
つまり、本発明のDSC29では、少なくとも2個のレンズ群(または、少なくとも3個のレンズ群)である第1レンズ群GR1〜第4レンズ群GR4が移動可能になっている。その上、これらの移動可能なレンズ群(GR1〜GR4)が、動画撮影でのズーミングと静止画撮影でのズーミングとで、互いに異なる移動を行っている。
すると、本発明のDSC29は、各撮影モード(動画撮影モードまたは静止画撮影モード)に応じて、各レンズ群(GR1〜GR4)の多彩な移動に基づくズーミングを実現できる。
そして、上記したように、第1レンズ群GR1が、動画撮影でのズーミング(第1形式の変倍)の場合には不動になる一方、静止画撮影でのズーミングの場合(第2形式の変倍)には広角端状態(W)から望遠端状態(T)へ進むにつれて物体側に移動するときには、変倍光学系OSの全長が、動画撮影の場合と静止画撮影の場合とで異なるようになる。
例えば、図1・図13に示すように、広角端状態(第1画角)から望遠端状態(第2画角)との間における光線を取り込むようにズーミングする場合、DSC29は、動画撮影でのズーミングにおいて変倍光学系OSの全長を不変にできる。一方で、図2・図14に示すように、DSC29は、静止画撮影でのズーミングにおいて変倍光学系OSの全長を変化させることもできる。
このように、動画撮影でのズーミングの場合に第1レンズ群GR1が不動になっていれば、本発明のDSC29は、動画撮影において、最も物体側に位置する第1レンズ群GR1をズーミングのために移動させなくてよいことになる。そのため、本発明のDSC29は、動画撮影でのズーミングのときに問題となる第1レンズ群GR1の移動音(ズーム音)を発しなくなる。すると、例えば動画撮影時にズーム音が、DSC29内の録音部(例えばRAM23)に録音されないことになる。
特に、従来では、第1レンズ群GR1の移動距離は他のレンズ群に比べて長くなる傾向がある。そのため、かかる音が録音されないことで、本発明のDSC29はズーム音の騒音を効果的に抑制できる。
一方で、本発明のDSC29は、静止画撮影でのズーミングの場合には変倍率に応じて、第1レンズ群GR1を移動するようにもなっている。例えば、静止画撮影で広角端状態(W)等の光線を取り込むために、第1レンズ群GR1が移動する場合、本発明のDSC29は、動画撮影でのズーミングのときほど(すなわちズーム開始位置まで)、第1レンズ群GR1を物体側に繰り出さないようにできる。
そのため、本発明のDSC29では、第1レンズ群GR1のサイズ(例えば前玉径)が比較的小型になる。例えば、動画撮影および静止画撮影のいずれも場合であっても、第1レンズ群を繰り出してある位置で停止しズーミングを行うようなDSC(第1レンズ群常停止型DSC;従来装置)の第1レンズ群に比べて、本発明のDSC29の第1レンズ群GR1は小型になる。
また、本発明のDSC29は、静止画撮影でのズーミングのとき、第1レンズ群常停止型DSCと違い、第1レンズ群GR1を可動にしている。そのため、本発明のDSC29が第1レンズ群常停止型DSCと同サイズの第1レンズ群GR1(例えば同じサイズの前玉径)を備えていたとしても、静止画撮影の場合、本発明のDSC29は第1レンズ群常停止型DSCに比べて高倍率な撮影を実現できる。
したがって、本発明は、高性能(例えば高倍率になっている)を発揮しつつも、第1レンズ群GR1のサイズを小型にしたDSC29になり得る。つまり、高性能かつ携帯性に優れたDSC29が実現する。その上、本発明のDSC29では、動画撮影でのズーミングにおいて、第1レンズ群GR1等が不動になっている。そのため、本発明のDSC29は、ズーミングの騒音問題も解決できる。
なお、ズーミングの騒音問題を効果的に解決しようとする場合、レンズ群の重量に着目してもよい。通常、レンズ群の重量が重ければ重いほど、ステッピングモーターにかかる負荷も増加する。すると、負荷の増加に伴って、ステッピングモーターから生じる駆動音(ズーム音)も大きくなる。
そこで、本発明では、複数のレンズ群(GR1〜GR5)において最も重量の重いレンズ群(例えば第1レンズ群GR1)が、動画撮影でのズーミングにおいては不動になり、静止画撮影でのズーミングにおいては移動するようにしている。
かかる構成であれば、DSC29は、最も重量の重いレンズ群(例えば第1レンズ群GR1)ではなく、第1レンズ群GR1以外の他の軽いレンズ群(GR2〜GR4)を移動させることで、動画撮影でのズーミングを行うことになる。そのため、本発明のDSC29は、ズーム音の主原因になる第1レンズ群用モータG1Mの駆動音の低減を図れる。
また、本発明は、レンズ群の個数に着目しているともいえる。通常、レンズ群の個数が多ければ多いほど、ズーム音の発生源も多くなるためである。そこで、本発明のDSC29では、動画撮影でのズーミングにおいては第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4(合計3個のレンズ群)を移動させる一方、静止画でのズーミングにおいては第1レンズ群GR1〜第4レンズ群GR4(合計4個のレンズ群)を移動させている。かかる構成であれば、本発明のDSC29は、ズーム音の発生源を少なくできるためである。
ところで、本発明のDSC29では、動画撮影および静止画撮影の両撮影機能が備わっている。かかるような両撮影機能が備わっている場合、通常、静止画撮影は高性能(例えば、高画質、高解像度)を求められるものの、動画撮影は静止画撮影ほど高性能を要求されない。
そこで、本発明のDSC29では、動画撮影での撮像素子SRによる撮像エリア(Y’MV)が、静止画撮影での撮像素子SRによる撮像エリア(Y’SE)よりも小さくするようにしている(Y’MV<Y’SE)。
かかる構成であれば、各撮影に対応した撮像素子SRの使用が実現する。例えば、静止画撮影の場合に撮像素子SRの撮像面(受光面)を比較的広範囲に渡って利用することで高画素化(高解像度)を図る一方、静止画撮影の場合に撮像素子SRの撮像面を比較的狭範囲しか利用しないことで低画素化を図ることもできる。そのため、本発明のDSC29は、各撮影での必要性に応じた画像を取得できるようになる。また、低画素化等に対応して、変倍光学系OSの性能も過度に向上させなくてもよい。そのため、変倍光学系OSの設計等も簡易化される。
なお、本発明のDSC29には、動画撮影と静止画撮影とを切り替えるモード切替釦14dが設けられている。そして、モード切替釦14dによる切り替えが行われた場合、DSC29は、切り替え前におけるズーミングでの画角と、切り替え後におけるズーミングでの画角とを不変にするように、レンズ群(GR1〜GR4)を移動させている。
一般的に、「画角=像高/焦点距離」の関係が成立する。すると、動画撮影における撮像素子SRの使用エリア(例えば像高)をY’MV、DSC29が動画撮影で画角θの光線を取り込む場合に要する全系の焦点距離をfMV、とすると、「θ=Y’MV/fMV」の関係が成立する。一方、静止画撮影における撮像素子SRの使用エリアをY’SE、DSC29が静止画撮影で画角θの光線を取り込む場合に要する全系の焦点距離をfSE、とすると、「θ=Y’SE/fSE」の関係が成立する。そのため、「θ=Y’MV/fMV=Y’SE/fSE」の関係が成立することになる。
すると、動画撮影から静止画撮影に切り替えられたとき、本発明のDSC29は、既に定まっている像高Y’MV・像高Y’SEと、動画撮影での画角θ・焦点距離fMVとから、静止画撮影で画角θを維持するために必要な焦点距離fSEを求めることができる。
このように必要とされる焦点距離fSEは、データテーブル上に記録されている。その上、その焦点距離fSEに対応する各レンズ群(GR1〜GR5)のレンズ位置もデータテーブル上に記録されている。そのため、上記したように、DSC29(具体的には制御部21)は、切り替え前におけるズーミングでの取得光線の画角と、切り替え後におけるズーミングでの取得光線の画角とを不変にするように、レンズ群(GR1〜GR4)を移動させることができる。
かかる構成であれば、ユーザーの視界に違和感を与えることなく、撮影の切り替え(動画撮影⇔静止画撮影)が行えるようになる。
また、本発明は、レンズユニットLUに特に着目して、以下の条件式(1)を満たすようにしてもよい。
6.0<f1/fw_ty2<20.0 … 条件式(1)
ただし、
f1 :第1レンズ群GR1の焦点距離
fw_ty2 :静止画撮影のズーミング(第2形式の変倍)における広角端状態(W) での変倍光学系OSの焦点距離[単位:mm]
である。
この条件式(1)は、第1レンズ群GR1の焦点距離を、静止画撮影のズーミングにおける広角端状態(W)での変倍光学系OSの焦点距離で割ることで規格化したものである。そして、この条件式(1)は、第1レンズ群GR1のパワーに基づいて、変倍光学系OSの小型化(例えば、第1レンズ群GR1の小型化)と、収差補正の高性能化(収差抑制化)との調和を図るための範囲を規定している。
例えば、条件式(1)において下限値を超える場合(下回る場合)、第1レンズ群GR1の焦点距離が比較的短くなり、この第1レンズ群GR1の正パワーが比較的強くなることを意味している。そのため、例えば第1レンズ群GR1に含まれる前玉径の小型化を図ることができる。しかしながら、第1レンズ群GR1の発揮するパワーが強いと、それに伴って諸収差(特に、像面湾曲・歪曲収差)も発生しやすくなる。すると、諸収差を良好に補正するために、レンズの枚数を増加させたり非球面のレンズに形成させたりと、変倍光学系OSの小型化を阻害する事態までも生じ得る。
一方、条件式(1)において上限値を超える場合(上回る場合)、第1レンズ群GR1の焦点距離が比較的長くなり、この第1レンズ群GR1の正パワーが比較的弱くなることを意味している。そのため、この弱いパワーに対応し、第1レンズ群GR1に起因する諸収差が発生しにくくなる。しかしながら、第1レンズ群GR1の発揮するパワーが弱いと、例えば第1レンズ群GR1に含まれる前玉径の大型化を招来してしまう。
すると、条件式(1)の下限値を上回る場合には諸収差の発生が抑制される一方、条件式(1)の上限値を下回る場合にはレンズユニットの過剰な大型化が抑制される。そのため、条件式(1)の範囲内では、本発明は、収差発生を抑制しつつも(高性能化しつつも)、小型化された変倍光学系OS(ひいてはレンズユニットLU)になる。
なお、条件式(1)の規定する条件範囲のなかでも、下記条件式(1a)の範囲を満たすほうが望ましい。
7.0<f1/fw_ty2<17.0 … 条件式(1a)
また、本発明のレンズユニットLUは、以下の条件式(2)を満たすようにしてもよい。
0.05<f3/f4<1.00 … 条件式(2)
ただし、
f3:第3レンズ群GR3の焦点距離[単位:mm]
f4:第4レンズ群GR4の焦点距離[単位:mm]
である。
この条件式(2)は、第3レンズ群GR3の焦点距離を、第4レンズ群GR4の焦点距離で割ることで規格化したものである。そして、この条件式(2)は、第3レンズ群GR3および第4レンズ群GR4のパワー比に基づいて、変倍光学系OSの小型化と、収差補正の高性能化との調和を図るための範囲を規定している。
例えば、条件式(2)において下限値を超える場合、第3レンズ群GR3の焦点距離が短くなる、あるいは第4レンズ群GR4の焦点距離が長くなる。つまり、第3レンズ群GR3のパワーが比較的強くなる、あるいは第4レンズ群GR4のパワーが比較的弱くなることを意味している。
第3レンズ群GR3のパワーが比較的強くなる場合であれば、それに伴って諸収差(特に、球面収差)が発生しやすくなる。すると、諸収差を良好に補正するために、レンズの枚数を増加させたり非球面のレンズに形成させたりと、変倍光学系OSの小型化を阻害する事態までもが生じ得る。
また、第4レンズ群GR4のパワーが比較的弱くなる場合であれば、この弱いパワーに対応し、第4レンズ群GR4に起因する諸収差が発生しにくくなる。しかしながら、第4レンズ群GR4の発揮するパワーが弱いと、フォーカシングでの第4レンズ群GR4の移動量が比較的増大してしまう。また、第4レンズ群GR4の弱いパワーに起因して、変倍光学系OSの全長も増大してしまう。
一方、条件式(2)において上限値を超える場合、第4レンズ群GR4の焦点距離が短くなることが多い。すると、第4レンズ群GR4のパワーが比較的強くなることが多くなる。かかるような場合、第4レンズ群GR4のパワー増大に伴って諸収差(特に、像面湾曲)が発生しやすくなる。そして、このような事態が発生してしまうと、広角端状態(W)〜望遠端状態(T)に至るまでに、像面湾曲を良好に補正することは困難になる。
また、フォーカシングで第4レンズ群GR4が移動するとき、フォーカスによる収差変動、特に像面湾曲の収差変動や色収差の収差変動が比較的大きくなりやすい。そして、このような収差を良好に補正するために、レンズの枚数を増加させたり非球面のレンズに形成させたりと、変倍光学系OSの小型化を阻害する事態が生じ得る。
すると、条件式(2)の範囲内では上記の弊害が解消され、本発明は、収差発生を抑制しつつも(高性能化しつつも)、小型化された変倍光学系OS(ひいてはレンズユニットLU)になる。
なお、条件式(2)の規定する条件範囲のなかでも、下記条件式(2a)の範囲を満たすほうが望ましい。
0.20<f3/f4<0.80 … 条件式(2a)
また、実施例1の変倍光学系OSを条件式(1)・条件式(2)に対応させた結果は、下記のようになっている。
○条件式(1) =9.619
○条件式(2) =0.303
また、色収差補正の観点から、レンズユニットLUでは、第2レンズ群GR2が、少なくとも1枚の負レンズと、少なくとも1枚の正レンズとを含んでいてもよい(実施例1では、第4レンズL4・第5レンズ群GR5が負レンズになっており、第6レンズL6が正レンズになっている)。
ところで、第2レンズ群GR2を用いて、変倍光学系OSの小型化・広角化を図ろうとすると、第2レンズ群GR2の負パワーが比較的強くなりやすい。そのため、このパワー増大に起因して諸収差{特に広角端状態(W)での負の歪曲収差}が比較的大きくなる。
そこで、このような収差を効果的に補正すべく、第2レンズ群GR2に含まれるレンズのうち、少なくとも1個のレンズを非球面レンズにすればよい(実施例1では、第4レンズL4のs6面が非球面になっている)。なお、非球面の形状としては、例えば、レンズ中心から周辺にいくにしたがって、負パワーを弱くするような面形状にすればよい。かかるような非球面形状であれば、歪曲収差等を効果的に補正できるためである。
なお、レンズユニットLUは、撮像素子SRに対するテレセントリック性を向上させるために、パワー配置「正・負・正・正」のレンズ群(GR1〜GR4)の像側に、「正」パワーの第5レンズ群GR5を配置させている。また、この第5レンズ群GR5は、広角端状態(W)〜望遠端状態(T)までのズーミングにおいて、不動となる構成がよい。例えば、上記したように、固定配置されるとよい。かかるような構成であれば、第5レンズ群GR5の移動に伴うレンズ鏡胴LB内の隙間の発生を防止できる。そのため、撮像素子SRやIRカットフィルタPTに対してゴミ等の付着問題が生じ得ない。
また、第5レンズ群GR5は、光学的作用を生じさせるレンズ群を1枚含むようになっているとよい(実施例1では第14レンズL14の1枚のみが含まれている)。かかるように1枚のレンズ(正レンズ)であれば、変倍光学系OSの全長の増大化や、レンズ枚数の増加に伴うコストアップを抑制できるためである。
また、1枚のレンズであると、簡易な構成で、撮像素子SRに対する良好なテレセントリック性をもたらすことにもなる。なお、1枚のレンズが樹脂(例えばプラスチック)で形成されていれば、さらなるコストダウンや、変倍光学系OS(ひいてはレンズユニットLU)の軽量化も図れる。
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1で用いた部材と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
本発明のレンズユニットLU(ひいてはDSC29)は、上記の実施例1の変倍光学系11を備えるものに限定されない。そこで、説明してきた効果を発揮する特徴を具備するレンズユニットLU(実施例2)について、図17・図18を用いて説明する(ただし、これら図では、便宜上、撮像素子SRを省略)。なお、図17は動画撮影でのレンズユニットLUを示し、図18は静止画撮影でのレンズユニットLUを示している。
《1.実施例2のレンズユニットの構成について》
レンズユニットLUは、実施例1同様、撮影対象から順に、第1レンズ群GR1、第2レンズ群GR2、第3レンズ群GR3、第4レンズ群GR4、第5レンズ群GR5、および撮像素子SRを含んでいる。
《《第1レンズ群について》》
第1レンズ群GR1は、物体側から順に、第1レンズL1、第2レンズL2、および第3レンズL3を含んでいる。そして、この第1レンズ群GR1は、全体として「正」の光学的パワーを有している。
そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第1レンズL1:物体側凸の負メニスカスレンズ
・第2レンズL2:物体側凸の正メニスカスレンズ
・第3レンズL3:物体側凸の正メニスカスレンズ
なお、第1レンズL1と第2レンズL2とは、s2にて接合することで接合レンズを構成している。
《《第2レンズ群について》》
第2レンズ群GR2は、物体側から順に、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、および第7レンズ群L7を含んでいる。そして、この第2レンズ群GR2は、全体として「負」の光学的パワーを有している。
そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第4レンズL4:物体側凸の負メニスカスレンズ
・第5レンズL5:両側凹の負レンズ
・第6レンズL6:両側凸の正レンズ
・第7レンズL7:物体側凹の負メニスカスレンズ(s12は非球面)
なお、第5レンズL5と第6レンズL6とは、s9にて接合することで接合レンズを構成している。
《《第3レンズ群について》》
第3レンズ群GR3は、物体側から順に、光学絞りST、第8レンズL8、第9レンズL9、第10レンズL10、および第11レンズL11を含んでいる。そして、この第3レンズ群GR3は、全体として「正」の光学的パワーを有している。
そして、各レンズ等は、下記のような特徴を有している。
・光学絞りST :第1レンズ群GR1・第2レンズ群GR2を経た光線を一部遮 光する絞りであり、s13とも表記。なお、この光学絞りST は、第3レンズ群GR3と一体的に構成されている。
・第8レンズL8 :両側凸の正レンズ(s14は非球面)
・第9レンズL9 :物体側凸の負メニスカスレンズ
・第10レンズL10:物体側凸の正メニスカスレンズ
・第11レンズL11:物体側凸の負メニスカスレンズ(s20・s21は非球面)
《《第4レンズ群について》》
第4レンズ群GR4は、物体側から順に、第12レンズL12、および第13レンズLを含んでいる。そして、この第3レンズ群GR3は、全体として「正」の光学的パワーを有している。
そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第12レンズL12:両側凸の正レンズ
・第13レンズL13:両側凹の負レンズ
なお、第12レンズL12と第13レンズL13とは、s23にて接合することで接合レンズを構成している。
《《第5レンズ群について》》
第5レンズ群GR5は、物体側から順に、第14レンズL14、およびIRカットフィルタPTを含んでいる。そして、この第5レンズ群GR5は、全体として「正」の光学的パワーを有している。なお、この第5レンズ群GR5は、上記したように、ズーミングのときに不動になっている。
そして、各レンズ等は、下記のような特徴を有している。
・第14レンズL14 :物体側凹の負メニスカスレンズ(s25・s26は非球面)
・IRカットフィルタPT:2面構成(s27・s28)の平行平面板であり、赤外光 線を吸収する。
《2.変倍光学系(実施例2)のコンストラクションデータについて》
次に、実施例2のレンズユニットLUにおける変倍光学系OSのコンストラクションデータについて、表5・表6を用いて説明する。なお、この表5・表6は、表1・表2と同様の表現になっている。
Figure 0004887692
Figure 0004887692
《3.DSCのズーミングについて》
《《3−1.動画撮影での変倍光学系(実施例2)の変化について》》
ここで、各レンズ群(GR1〜GR5)の移動について、図17の移動軌跡(MM1〜MM5)を用いて詳細に説明する。図17に示す動画撮影でのズーミング{広角端状態(W)〜望遠端状態(T)に向かうズーミング}の場合、実施例1同様、第1レンズ群GR1は、ズーム開始位置(所定位置)にて停止したままになる(ただし、第5レンズ群GR5は、所定位置にて固定されたままである)。そのため、変倍光学系OSの全長は、ズーミングの最中に不変(一定)になる。
その一方、第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4は、各変倍率に対応するように、種々の位置にて移動した後に停止する。例えば、第2レンズ群GR2は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)に向かうズーミングにおいて、像側に移動する。また、第3レンズ群GR3は、物体側に移動する。また、第4レンズ群GR4は、一旦像側に移動した後に物体側に移動するUターン移動を行う。そのため、群間距離(GR1〜GR2、GR2〜GR3、GR3〜GR4、GR4〜GR5)は、実施例1同様、各変倍比に応じて変化するようになる。
なお、図19〜図21は、動画撮影でのズーミングにおける実施例2の変倍光学系OSの収差を示している。なお、この図19〜21は、図3〜図5と同様の表現になっている。
《《3−2.静止画撮影での変倍光学系(実施例2)の変化について》》
次に、各レンズ群(GR1〜GR5)の移動について、図18の移動軌跡(MM1〜MM5)を用いて詳細に説明する。図18に示す静止画撮影でのズーミング{広角端状態(W)〜望遠端状態(T)に向かうズーミング}の場合、実施例1同様、第1レンズ群GR1は、ズーム開始位置にて停止することなく、変倍率に応じて物体側へ移動する。ただし、第5レンズ群GR5は、所定位置にて固定されたままである。そのため、変倍光学系OSの全長は、ズーミングに応じて変化する。具体的には、実施例1同様、広角端状態(W)〜望遠端状態(T)に向かうズーミングにしたがい、変倍光学系OSの全長が増大する。
また、第2レンズ群GR2〜第4レンズ群GR4は、動画撮影でのズーミング同様に、各変倍率に対応するように、種々の位置にて移動した後に停止する。例えば、第2レンズ群GR2は、広角端状態(W)から望遠端状態(T)に向かうズーミングにおいて、一旦像側に移動した後に物体側に移動するUターン移動を行う。また、第3レンズ群GR3は、第1レンズ群GR1同様、物体側に移動する。また、第4レンズ群GR4は、一旦物体側に移動した後に像側に移動するUターン移動を行う。その結果、群間距離(GR1〜GR2、GR2〜GR3、GR3〜GR4、GR4〜GR5)は、動画撮影でのズーミング同様に、各変倍比に応じて変化するようになる。
なお、図22〜図24は、静止画撮影でのズーミングにおける変倍光学系OSの収差を示している。そして、この図22〜図24は、図3〜図5と同様の表現になっている。
《4.実施例2の特徴の一例について》
実施例2の変倍光学系11を備えたレンズユニット1(DSC29)では、第2レンズ群GR2に含まれるレンズの枚数が4枚になっている点では異なる。しかしながら、他の点では、実施の形態1で説明したレンズユニットLUと類似した構成といえる。したがって、このようなレンズユニット1が、実施の形態1で説明した特徴を備え、同様の作用効果を奏じることはいうまでもない。
したがって、実施例2の変倍光学系OSを条件式(1)・条件式(2)に対応させると、下記のような結果が得られる。そして、これらの結果は、各条件式(1)・(2)の範囲内の結果になっている。
○条件式(1) =12.312
○条件式(2) = 0.241
ところで、一般的に「正・負・正・正」のパワー配置の変倍光学系OSで、高変倍化・広角化を図ると、第2レンズ群GR2に起因する色収差(特に、広角端状態(W)での倍率色収差)が比較的大きく生じる。そして、この収差の補正の一方法として、比較的低分散の負レンズを第2レンズ群GR2に含ませる方法が挙げられる。しかし、かかる方法ででは、その負レンズが低分散ゆえに比較的低屈折率になってしまい好ましくない。なぜなら、この低屈折率(低パワー)の負レンズを高屈折率(高パワー)にするための加工(例えば曲率半径を比較的小さくした面を形成する加工)が難しいためである。
しかしながら、実施例2のレンズユニットLUのように、第2レンズ群GR2が、少なくとも3枚の負レンズ(具体的には、第4レンズL4・第5レンズL5・第7レンズL7)と、少なくとも1枚の正レンズ(具体的には、第6レンズL6)とを含むと、第2レンズ群GR2における負のパワーを複数の負レンズに分散できる。そのため、負レンズの加工が簡易になる。また、このようなレンズユニットLUは、色収差を簡単なレンズで補正できることにもなる。
[その他の実施の形態]
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
《1.撮影の切り替えにおける各レンズ群の移動について》
例えば、本発明のDSC29において、撮影の切り替えが行われた場合、ユーザーの視界に違和感を与えることなく、切り替え前におけるズーミングでの取得光線の画角と、切り替え後におけるズーミングでの取得光線の画角とを不変にするようにしている例を挙げたがこれに限定されるわけではない。
例えば、動画撮影モードおよび静止画撮影モードのそれぞれのモードに対応する各レンズ群の開始位置(動画撮影モード開始位置・静止画撮影モード開始位置)が定められており、撮影の切り替え(動画撮影⇔静止画撮影)が行われた場合、必ずその開始位置からズームを始めるようにしてもよい。かかる構成であれば、ユーザーの視界に違和感を与えるものの、撮影の切り替えにおいて画角を不変にするための制御負荷を削減できる。
また、撮影の切り替えが行われた場合に、切り替え直前の少なくとも1個のレンズ群を基準とし、その基準位置に対応した画角になるように他のレンズ群を移動させるようなDSC29であってもよい。かかる構成であれば、ユーザーの視界に違和感を与えるものの、撮影の切り替えにおいて要するレンズ群の移動時間を削減できる(すなわち、比較的早急にレンズ群が移動することになる)。
なお、メイン電源(起動/停止釦14a)がONになっている場合、ユーザーによる操作で、撮影の切り替えを不可にしたDSC29であってもよい。かかる構成であれば、撮影の切り替えにおいてレンズ群が移動し得ないので、レンズ群の衝突等が絶対に起き得ない。
《2.ズーム開始位置について》
また、本発明のDSC29において、動画撮影でのズーミングにおいて不動になる第1レンズ群GR1の停止位置(ズーム開始位置)は、特に限定されるものではない。しかし、ズーム開始位置は、第1レンズ群GR1が静止画撮影でのズーミングにおいて広角端状態(W)の光線を取り込むための停止位置(第1位置)と、静止画撮影でのズーミングにおいて望遠端状態(T)の光線を取り込むための停止位置(第2位置)との間に有ると望ましい。
なお、このズーム開始位置を撮像素子SRからの距離で表現すると、下記のような関係{条件式(3)}が導ける。
d(GR1-SR)w_ty2<d(GR1- SR)_ty1<d(GR1- SR)t_ty2 … 条件式(3)
ただし、
d(GR1-SR)w_ty2:静止画撮影(第2形式)でのズーミングにおける広角端状態(W )での第1レンズ群GR1と撮像素子SRとの距離[単位:mm]
d(GR1-SR)_ty1 :動画撮影(第1形式)のズーミングにおける第1レンズ群GR1 と撮像素子SRとの距離[単位:mm]
d(GR1-SR)t_ty2 :静止画撮影でのズーミングにおける望遠端状態(T)での第1レ ンズ群GR1と撮像素子SRとの距離[単位:mm]
である。
かかる構成であれば、DSC29は、ズーム開始位置を設定するための特別な機構等を設けなくてよい。つまり、静止画撮影でのズーミングにおいて、最大限移動可能な第1レンズ群GR1の範囲(限定範囲)内に、ズーム開始位置が規定されることから、限定範囲を超えて第1レンズ群GR1を位置させるための特別な機構等が不要になる。したがって、本発明のDSC29のコストの増加が抑制されることになる。
また、実施例2の変倍光学系OSを備えるレンズユニットLUのように、以下の条件式(4)を満たしてもよい(表5のd5参照)。
d(GR1-GR2)w_ty1<d(GR1-GR2)w_ty2 … 条件式(4)
ただし、
d(GR1-GR2)w_ty1:動画撮影(第1形式)のズーミングにおける広角端状態(W) での第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との距離[単位:mm]
d(GR1-GR2)w_ty2:静止画撮影(第2形式)のズーミングにおける広角端状態(W )での第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との距離[単位:mm]
である。
通常、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との距離を調整することで、取得できる光線の画角が変化する。そして、第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2との間隔狭いと、比較的大きな画角の光線を取り込みやすい。すると、本発明のレンズユニットLUでは、動画撮影でのズーミングのほうが静止画撮影のズーミングのときよりも、容易に画角の大きな光線を取り込める。すると、動画撮影でのズーミングに対応できる変倍光学系OSの設計の自由度が増すことになる。
《3.レンズ群の移動機構について》
また、上記で例に挙げて説明したDSC29では、ズーミングにおいて移動するレンズ群(GR1〜GR4)が、それらのレンズ群に各々対応するステッピングモーター(G1M〜G4M)の動力によって、独立に移動するようになっている。かかるようなDSC29では、移動機構(レンズ鏡胴LB)の構成が簡単になると利点がある。しかし、本発明のDSC29は、このようなレンズ鏡胴LBに限定されるものではない。
例えば、固定筒、直進筒、移動筒、およびカム環を含むレンズ鏡胴(移動機構)であってもよい。かかる構成では、固定筒はDSCのボディに取り付けられるものであり、直進筒はその固定筒に収められるようになっている。また、移動筒は、直進筒に収められるようになっている。さらに、カム環は、固定筒と直進筒との間に収められるようになっている。
そして、移動筒にはピンが設けられている。そして、このピンが直進筒の筒軸方向(軸方向)に設けられた貫通孔に嵌るとともに、カム環の内周に設けられた第1カム溝・第2カム溝と係合(カム係合)するようになっている。そのため、カム環が回転すると、移動筒が、光軸方向に沿って進退動作する。すると、この移動筒に、第1レンズ群ホルダを介して、第1レンズ群を取り付けておくと、カム環の回転に応じて、光軸方向に沿って進退動作可能(移動可能)になる。なお、このカム環(第1動力伝達部)は、専用のステッピングモーターまたはDCモータ等(駆動源)によって回転させられてもよいし、手動で回転させられてもよい。
すると、カム環を用いたレンズ鏡胴であっても、本発明のDSCでは、動画撮影でのズーミングにおいて不動になる第1レンズ群(不動レンズ群)は、カム環(第1動力伝達部)を介して、ステッピングモーターの動力(例えばトルク)を受けることによって、静止画撮影でのズーミングを行えることになる。一方、動画撮影でのズーミングにおいて移動する第2レンズ群〜第4レンズ群(移動レンズ群)は、ステッピングモーターの動力をラック(第2動力伝達部)等を介して受けることによって、動画撮影および静止画撮影でのズーミングにおける移動を行える。
つまり、DSCでは、動画撮影での変倍において不動となる第1レンズ群のみは、カム環を介してステッピングモーター等の動力を受けることで、静止画撮影での変倍における移動を行える。一方、動画撮影での変倍において移動するレンズ群(第2レンズ群〜第4レンズ群)は、ラックを介してステッピングモーター等の動力を受けることで、動画撮影および静止画撮影での変倍における移動を行える。
かかる構成であれば、最も重い第1レンズ群GR1を移動させるときに、カム環を介した減速移動が実現する。そのため、ステッピングモーター等に対する負荷を減らすことができ、比較的ローパワーで安価なステッピングモーター等を使用できる。その結果、コストダウンを図ったDSC29が実現する。
《4.プログラム・記憶媒体の視点からみた本発明について》
ところで、本発明のDSC29の各部の動作(例えば制御部21等)は、それらを機能させるためのプログラム(例えば変倍制御プログラム)でも実現される。そして、このプログラムは、コンピューターに実行させるためのプログラムであり、コンピューターに読み取り可能な記録媒体に記録することもできる。その結果、プログラムを、記録媒体として、持ち運び自在に提供することができる。
なお、この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理が行われるために、メモリ、例えばROMのようなものがプログラムメディアであってもよい。また、外部記憶装置(不図示)として、プログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであってもよい。
いずれの場合においても、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサ(例えば制御部21)によるアクセスで実行させる構成であってもよい。あるいは、いずれの場合もプログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、不図示のプログラム記憶エリアにダウンロードされた後に実行される方式であってもよい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置(DSC29)に格納されているものとする。
ここで、上記プログラムメディアは、本体(DSC29)と例えば分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスクやハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD等の光ディスクのディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)、フラッシュメモリ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。
また、本発明のDSC29では、インターネットを含む通信ネットワークと接続可能な構成とすることもできる。そのため、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であってもよい。
なお、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置(DSC29)に格納しておくか、あるいは別の記録媒体からインストールされるものであってもよい。
《5.種々の本発明について》
ところで、本発明は、様々な角度で捉えることができる。そこで、下記に把握できる本発明の一部を記す。
本発明は、複数のレンズ群を有する上、それらの複数のレンズ群のうち、移動機構でレンズの光軸方向に移動可能にした少なくとも1個のレンズ群を含める変倍光学系と、変倍光学系によって取り込まれる撮影対象からの光線を受光する撮像素子と、を備えている。さらに、この撮像装置は、撮像素子による動画撮影または静止画撮影を切り替える機能を有している。
そして、本発明の撮像装置では、移動するレンズ群での少なくとも1個のレンズ群による変倍の移動軌跡が、動画撮影での変倍の場合と静止画撮影での変倍の場合とで、異なるようになっている。
かかるような移動軌跡の異なるレンズ群の移動は、種々の例を挙げられる。例えば、複数のレンズ群のうち、少なくとも2個のレンズ群が移動可能になって、第1画角(広角端)と第2画角(望遠端)との間における光線を取り込むように変倍する撮像装置の場合に、動画撮影での第1画角から第2画角までの間の変倍において変倍光学系の全長が不変である一方、静止画撮影での第1画角から第2画角までの間の変倍において変倍光学系の全長が変化するような移動である。
また、複数のレンズ群のうち、少なくとも3個のレンズ群が移動可能になって、第1画角と第2画角との間における光線を取り込むように変倍する撮像装置の場合に、動画撮影での第1画角から第2画角までの間の変倍において移動するレンズ群の数が、静止画撮影での第1画角から第2画角までの間の変倍において移動するレンズ群の数よりも、少なくなるような移動でもよい。
いずれの移動であっても、本発明の撮像装置は、各撮影(動画撮影または静止画撮影)に応じた各レンズ群の多彩な移動に基づく変倍を実現している。
なお、いずれも移動であっても、本発明の撮像装置は、動画撮影での変倍では、数のレンズ群での少なくとも1個のレンズ群を、変倍率にかかわらず所定位置にまで移動させる第1移動工程と、第1移動工程によって移動するレンズ群を除く他のレンズ群での少なくとも1個のレンズ群を、変倍率に応じた位置にまで移動させる第2移動工程とを含む一方、静止画撮影での変倍では、所定位置にまで移動するレンズ群を含む複数のレンズ群を、変倍率に応じた位置にまで移動させる第3移動工程、を含む変倍制御方法を行うようになっている。
そして、以上のような本発明の撮像装置では、特に、複数のレンズ群において最も物体側に近いレンズ群が、動画撮影での変倍においては不動であるものの、静止画撮影での変倍においては移動すると望ましい。すなわち、第1移動工程によって移動するレンズ群が、複数のレンズ群において最物体側のレンズ群となっていればよい。
かかるように、動画撮影での変倍において物体側に最も近いレンズ群(最物体側レンズ群)が所定位置にて不動になっていれば、その最物体側レンズ群の変倍移動に起因する音(変倍音)は生じ得ない。特に、従来では、最物体側レンズ群の移動距離は他のレンズ群に比べて長くなる傾向があるので、かかる音が録音されなければ、本発明の撮像装置は変倍音の騒音問題を効果的に解消できる。
また、本発明の撮像装置は、静止画撮影での変倍の場合には変倍率に応じて、最物体側レンズ群を移動するようになっている。例えば、静止画撮影で広角端の光線を取り込むために最物体側レンズ群を移動させる場合、本発明の撮像装置は、動画撮影での変倍のときほど(すなわち所定位置ほど)、最物体側レンズ群を物体側に繰り出さないようにできる。すると、かかる場合、本発明の撮像装置では、最物体側レンズ群(ひいては変倍光学系)のサイズが比較的小型になる。
また、本発明の撮像装置は、静止画撮影での変倍のときは最物体側レンズ群を可動にしている。そのため、静止画撮影での変倍のときに最物体側レンズ群を不動にした変倍を行う撮像装置(従来装置)と同サイズの最物体側レンズ群を備えていたとしても、本発明の撮像装置は、従来装置に比べて高倍率な撮影を実現できる。
したがって、本発明は、高性能を発揮しつつも、変倍光学系のサイズを小型にした撮像装置になる。その上、例えば最物体側レンズ群が不動になっているので、変倍での騒音問題も解決できる撮像装置が実現する。
なお、変倍での騒音問題を効果的に解決しようとする場合、レンズ群の重量に着目してもよい。例えば、本発明の撮像装置では、複数のレンズ群において、最も重量の重いレンズ群(最重量レンズ群)が、動画撮影での変倍においては不動であるものの、静止画撮影での変倍においては移動するようにしてもよい。すなわち、第1移動工程によって移動するレンズ群が、複数のレンズ群において最も重量の重いレンズ群となっていればよい。
かかる構成であれば、本発明の撮像装置は、最重量レンズ群ではなく、他の軽いレンズ群を移動させることで、動画撮影でのズーミングを行うことになる。そのため、本発明の撮像装置は、変倍音の主原因になる最重量レンズ群を移動させる駆動源等の駆動音を低減できる。
ところで、本発明の撮像装置では、動画撮影での撮像素子による撮像エリアが、静止画撮影での撮像素子による撮像エリアよりも小さいと望ましい。動画撮影および静止画撮影の両撮影機能が備わっている撮像装置では、通常、静止画撮影は高性能(例えば、高画質、高解像度)を求められるものの、動画撮影は静止画撮影ほど高性能を要求されないためである。
なお、本発明の撮像装置には、動画撮影と静止画撮影とを切り替える切替部が設けられており、その切替部による切り替えが行われた場合、レンズ群は、切り替え前における変倍での光線の画角と切り替え後における変倍での光線の画角とを不変にするように移動する。すなわち、本発明の変倍制御方法では、画撮影と静止画撮影とを切り替える切替工程、および、切替工程によって切り替えが行われた場合に、切り替え前における変倍での光線の画角と、切り替え後における変倍での光線の画角とを不変にするようにレンズ群を移動させる画角維持移動工程、を含むようになっている。
かかる構成であれば、ユーザーの視界に違和感を与えることなく、撮影の切り替え(動画撮影⇔静止画撮影)が行えるようになるためである。
また、本発明の撮像装置では、動画撮影での変倍において不動となるレンズ群である不動レンズ群の位置は、不動レンズ群が静止画撮影での変倍において第1画角の光線を取り込むための第1位置と、静止画撮影での変倍において第2画角の光線を取り込むための第2位置との間に有ると望ましい。
かかる構成であれば、動画撮影での変倍を開始する位置(変倍開始位置)を設定するための特別な機構等を設けなくてよい。したがって、本発明の撮像装置のコストの増加が抑制できる。
ところで、本発明の移動機構は、特に限定されるものではない。例えば、移動機構が、複数の駆動源を含んでおり、変倍において移動するレンズ群は、それらのレンズ群に各々対応する駆動源の動力によって、独立に移動していてもよい。
また、移動機構は、駆動源と、その駆動源の動力(例えばトルク)を変化させて伝達させる(例えば減少伝達させる)第1動力伝達部とを含んでいてもよい。かかる場合、本発明の撮像装置では、動画撮影での変倍において不動となるレンズ群のみが、第1動力伝達部(例えばカム環)を介した駆動源の動力を受けて、静止画撮影での変倍における移動を行うようになっている。
一方で、他のレンズ群を移動させるために、移動機構は、さらに、駆動源の動力を直接伝達させる(不変のまま伝達させる)第2動力伝達部を含んでいる。すると、本発明の撮像装置では、動画撮影での変倍において不動となるレンズ群のみが、第1動力伝達部を介した駆動源の動力を受けて、静止画撮影での変倍における移動を行う一方、動画撮影での変倍において移動するレンズ群は、第2動力伝達部(例えばラック)を介して駆動源の動力を受けて、動画撮影および静止画撮影での変倍における移動を行うことになる。
なお、本発明の撮像装置の各部(レンズ群等)の動作は、それらを機能させるためのプログラム(変倍制御プログラム)でも実現される。
例えば、本発明の撮像装置は、複数のレンズ群を有する上、それらの複数のレンズ群に駆動源の動力を用いる移動機構によって移動可能になった少なくとも1個のレンズ群を含む変倍光学系と、変倍光学系によって取り込まれる撮影対象からの光線を受光する撮像素子と、駆動源を動作制御する制御部と、を備え、撮像素子による動画撮影または静止画撮影の切替可能になっている。
すると、本発明は、移動するレンズ群での少なくとも1個のレンズ群による変倍の移動軌跡が、動画撮影での変倍の場合と静止画撮影での変倍の場合とで異なるようにした駆動源の動作制御を、制御部に実行させる変倍制御プログラムともいえる。
また、本発明の撮像装置は、複数のレンズ群のうち、少なくとも2個のレンズ群を移動可能にし、第1画角と第2画角との間における光線を取り込むように変倍させてもよい。そのために、本発明の変倍制御プログラムは、動画撮影での第1画角から第2画角までの間の変倍において変倍光学系の全長を不変にする一方、静止画撮影での第1画角から第2画角までの間の変倍において変倍光学系の全長を変化するようにした駆動源の動作制御を、制御部に実行させている。
また、本発明の撮像装置は、複数のレンズ群のうち、少なくとも3個のレンズ群を移動可能にし、第1画角と第2画角との間における光線を取り込むように変倍させてもよい。そのために、本発明の変倍制御プログラムは、動画撮影での第1画角から第2画角までの間の変倍において移動するレンズ群の数を、静止画撮影での第1画角から第2画角までの間の変倍において移動する上記レンズ群の数よりも少なくなるようにした駆動源の動作制御を、制御部に実行させている。
なお、本発明の変倍制御プログラムは、複数のレンズ群において最も物体側に近いレンズ群を、動画撮影での変倍においては不動にするものの、静止画撮影での変倍においては移動するようにした駆動源の動作制御を、制御部に実行させてもよい。
また、本発明の変倍制御プログラムは、複数のレンズ群において最も重量の重いレンズ群を、動画撮影での変倍においては不動にするものの、静止画撮影での変倍においては移動するようにした駆動源の動作制御を、制御部に実行させてもよい。
ところで、本発明の撮像装置における制御部は、撮像素子による動画撮影または静止画撮影の動作制御をするようになっている。そこで、本発明の変倍制御プログラムは、動画撮影での撮像素子による撮像エリアが、静止画撮影での撮像素子による撮像エリアよりも小さくするように、制御部に実行させてもよい。
また、本発明の撮像装置には、動画撮影と静止画撮影とを切り替える切替部が設けられている。そこで、本発明の変倍制御プログラムは、切替部による切り替えが行われた場合、切り替え前における変倍での光線の画角と切り替え後における変倍での光線の画角とが不変になるようにレンズ群を移動させる駆動源の動作制御を、制御部に実行させてもよい。
なお、本発明は、かかるような変倍制御プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体であってもよい。
動画撮影での本発明のレンズユニット(実施例1)のレンズ構成図である。 静止画撮影での本発明のレンズユニット(実施例1)のレンズ構成図である。 動画撮影するレンズユニット(実施例1)でのズーミングにおける広角端状態(W)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 動画撮影するレンズユニット(実施例1)でのズーミングにおける中間焦点距離状態(M)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 動画撮影するレンズユニット(実施例1)でのズーミングにおける望遠端状態(T)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 静止画撮影するレンズユニット(実施例1)でのズーミングにおける広角端状態(W)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 静止画撮影するレンズユニット(実施例1)でのズーミングにおける中間焦点距離状態(M)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 静止画撮影するレンズユニット(実施例1)でのズーミングにおける望遠端状態(T)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 本発明のデジタルスチルカメラ(DSC)の概略構成図である。 変倍光学系を収容するレンズ鏡胴の内部構造を示しており、第2レンズ群・第5レンズ群の収納状態を主体的に示した概略断面図である。 変倍光学系を収容するレンズ鏡胴の内部構造を示しており、第1レンズ群・第3レンズ群・第5レンズ群の収納状態を主体的に示した概略断面図である。 変倍光学系を収容するレンズ鏡胴の内部構造を示しており、第4レンズ群・第5レンズ群の収納状態を主体的に示した概略断面図である。 動画撮影における変倍でのレンズ鏡胴の概略断面図であり、(A)は広角端状態、(G)は望遠端状態、そして、(B)〜(F)は広角端状態と望遠端状態をとの間における任意の状態を示した概略断面図である。 静止画撮影における変倍でのレンズ鏡胴の概略断面図であり、(A)は広角端状態、(G)は望遠端状態、そして、(B)〜(F)は広角端状態と望遠端状態をとの間における任意の状態を示した概略断面図である。 静止画撮影から動画撮影への切り替えが行われたときのレンズ群の移動を示すフローチャートである。 動画撮影から静止画撮影への切り替えが行われたときのレンズ群の移動を示すフローチャートである。 動画撮影での本発明のレンズユニット(実施例2)のレンズ構成図である。 静止画撮影での本発明のレンズユニット(実施例2)のレンズ構成図である。 動画撮影するレンズユニット(実施例2)でのズーミングにおける広角端状態(W)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 動画撮影するレンズユニット(実施例2)でのズーミングにおける中間焦点距離状態(M)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 動画撮影するレンズユニット(実施例2)でのズーミングにおける望遠端状態(T)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 静止画撮影するレンズユニット(実施例2)でのズーミングにおける広角端状態(W)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 静止画撮影するレンズユニット(実施例2)でのズーミングにおける中間焦点距離状態(M)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。 静止画撮影するレンズユニット(実施例2)でのズーミングにおける望遠端状態(T)の収差図であり、(A)は球面収差図、(B)は非点収差図、(C)は歪曲収差図である。
符号の説明
1 光学系ユニット
14 操作部(切替部)
14d モード切替釦(切替部)
21 制御部
22 ROM
23 RAM
29 DSC(撮像装置)
OS 変倍光学系
LU レンズユニット
SR 撮像素子
s レンズ面
L レンズ
* 非球面
AX 光軸
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
PT IRカットフィルタ
G1M 第1レンズ群用モータ(駆動源、移動機構)
G2M 第2レンズ群用モータ(駆動源、移動機構)
G3M 第3レンズ群用モータ(駆動源、移動機構)
G4M 第4レンズ群用モータ(駆動源、移動機構)
LB レンズ鏡胴(移動機構)
FB 固定筒(移動機構)
MB 移動筒(移動機構)
MM1 第1レンズ群の移動軌跡
MM2 第2レンズ群の移動軌跡
MM3 第3レンズ群の移動軌跡
MM4 第4レンズ群の移動軌跡
MM5 第5レンズ群の移動軌跡

Claims (12)

  1. 複数のレンズ群を有する変倍光学系と、この変倍光学系を経た光を受光する撮像素子と、を含むレンズユニットであって、
    上記複数のレンズ群での少なくとも1個のレンズ群による変倍の移動軌跡が、第1形式の変倍の場合と第2形式の変倍の場合とで、異なっており、
    上記複数のレンズ群のうち最も物体側のレンズ群は、上記第1形式の変倍の場合においては不動であるものの、上記第2形式の変倍おいては移動し、
    第1形式の変倍が動画撮影での変倍であり、第2形式の変倍が静止画撮影での変倍であることを特徴とするレンズユニット。
  2. 上記複数のレンズ群は、
    物体側から像側に向かって、少なくとも、
    正のパワーを有する第1レンズ群と、
    負のパワーを有する第2レンズ群と、
    正のパワーを有する第3レンズ群と、
    正のパワーを有する第4レンズ群と、
    を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。
  3. 第1形式の変倍の場合と第2形式の変倍の場合とで、異なった移動軌跡を示すレンズ群が、上記第1レンズ群であることを特徴とする請求項2に記載のレンズユニット。
  4. 以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする請求項2または3に記載のレンズユニット;
    6.0<f1/fw_ty2<20.0 … 条件式(1)
    ただし、
    f1 :第1レンズ群の焦点距離
    fw_ty2 :第2形式の変倍における広角端状態での変倍光学系の焦点距離
    である。
  5. 以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする請求項2〜のいずれか1項に記載のレンズユニット;
    0.05<f3/f4<1.00 … 条件式(2)
    ただし、
    f3:第3レンズ群の焦点距離
    f4:第4レンズ群の焦点距離
    である。
  6. 上記第2レンズ群が、少なくとも1枚の負レンズと、少なくとも1枚の正レンズとを含んでいることを特徴とする請求項2〜のいずれか1項に記載のレンズユニット。
  7. 上記第2レンズ群に含まれる負レンズには、非球面が形成されていることを特徴とする請求項に記載のレンズユニット。
  8. 以下の条件式(3)を満たすことを特徴とする請求項2〜のいずれか1項に記載のレンズユニット;
    d(GR1- SR)w_ty2<d(GR1- SR)_ty1<d(GR1- SR)t_ty2 … 条件式(3)
    ただし、
    d(GR1-SR)w_ty2:第2形式の変倍における広角端状態での第1レンズ群と撮像素子
    との距離
    d(GR1-SR)_ty1 :第1形式の変倍における第1レンズ群と撮像素子との距離
    d(GR1-SR)t_ty2 :第2形式の変倍における望遠端状態での第1レンズ群と撮像素子
    との距離
    である。
  9. 以下の条件式(4)を満たすことを特徴とする請求項2〜のいずれか1項に記載のレンズユニット;
    d(GR1-GR2)w_ty1<d(GR1-GR2)w_ty2 … 条件式(4)
    ただし、
    d(GR1-GR2)w_ty1:第1形式の変倍における広角端状態での第1レンズ群と第2レ ンズ群との距離
    d(GR1-GR2)w_ty2:第2形式の変倍における広角端状態での第1レンズ群と第2レ ンズ群との距離
    である。
  10. 請求項2〜のいずれか1項に記載のレンズユニットを備えることを特徴とする撮像装置。
  11. 上記第1形式における変倍での上記撮像素子で使用する撮像エリアが、上記第2形式における変倍での上記撮像素子で使用する撮像エリアよりも小さいことを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
  12. 上記の第1形式の変倍と第2形式の変倍とを切り替える切替部が設けられてることを特徴とする請求項10または11に記載の撮像装置。
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