JP4496743B2 - ズームレンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ズームレンズ、およびこのズームレンズを撮像レンズとして用いた撮像装置に関し、特に、デジタルスチルカメラや家庭用ビデオカメラ等の小型撮像装置に適した、４〜６倍程度の変倍率を実現可能なリアフォーカス式のズームレンズ、およびこのズームレンズを用いた撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラは家庭用としても広く普及しているが、これらの小型の撮像装置に対しては、携帯性を重視したより一層の小型化が求められている。このため、これらに搭載される撮影用レンズ、特にズームレンズに対しても、全長や奥行きの短縮等による小型化が求められている。また、このような撮影用レンズ、特にデジタルスチルカメラ用のものに対しては、撮像素子の高画素数化に対応して、小型化とともにレンズ性能の向上も求められている。

例えば、最も物体側に配置される第１レンズ群以外のレンズ群を移動させてフォーカスを行う、いわゆるリアフォーカス式のズームレンズは、レンズ系全体を比較的容易に小型化し、かつ、画素数の多い固体撮像素子に適した結像性能が得られることが知られている。また、最近では、第１レンズ群から像面までの光路を途中で折り曲げて、撮像装置に組み込んだ際にその前後長を短縮するとともに、ズーミング時のレンズの可動方向を上下方向とすることで、撮影時におけるレンズの突起部をなくすことが考えられている。

従来、このようなズームレンズとして、第１レンズ群を物体側より順に負レンズ群と正レンズ群とによって構成し、このうち正レンズ群が少なくとも物体側より順に負レンズ、正レンズ、正レンズの３枚のレンズによって構成され、第１レンズ群の最も物体側の面から最も像面側の面までの距離をＤ１、第１レンズ群の負レンズ群と正レンズ群との間の間隔をＤ１Ａとすると、以下の式（１）を満足するように構成されたズームレンズがあった（例えば、特許文献１参照）。
１．２＜Ｄ１／Ｄ１Ａ＜１．７ ……（１）
このズームレンズでは、第１レンズ群の物体側に負レンズ群を配置することにより全玉径を小型に保ちながら広角化することを可能とし、この結果、負レンズ群と正レンズ群との間にプリズム等を配置して光軸を折り曲げるスペースを確保することを可能としている。

また、同様なズームレンズとして、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を有し、第２および第４レンズ群を移動させることによりズーミングが行われる４群レンズ構成をなし、第１レンズ群が物体側から順に、負の屈折力を有する単レンズの第１レンズ、光路を折り曲げるプリズム、正の屈折力を有する単レンズの第２レンズを有しているズームレンズがあった（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−１３８３４７号公報（段落番号〔００１３〕〜〔００２１〕、第１図） 特開２０００−１３１６１０号公報（段落番号〔００１０〕〜〔００２７〕、第１図）

しかし、上記の各特許文献に開示されたズームレンズは、レンズの構成枚数が多いことが問題であり、またこれらに対しては、より一層のレンズ系の全長短縮や製造コストの削減が求められていた。

特に、このようなズームレンズに対してより一層の高倍率化および小型化を図ろうとすると、フォーカスの際の収差変動が大きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離系全般に渡って高い光学性能を維持することと、レンズ系全体を小型化することとを両立するのが困難になるという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光学性能を損なうことなく、レンズ系全体を小型化することが可能なリアフォーカス式で変倍比４〜６倍程度のズームレンズを提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、光学性能を損なうことなく、レンズ系全体を小型化することが可能なリアフォーカス式で変倍比４〜６倍程度のズームレンズを用いた撮像装置を提供することである。

本発明では上記課題を解決するために、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有するとともに光学絞りが配置された第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群からなり、広角端から望遠端へのズーミング時に、前記第２レンズ群が物体側から像面側に移動するとともに、前記第４レンズ群がズーミングに伴う像面の移動を補正するように移動し、さらに前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が移動しないように構成されたズームレンズにおいて、前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する１つの前側レンズ、光路を折り曲げる光学部材、正の屈折力を有する後側レンズ群を具備し、被写体距離が無限遠での前記第２レンズ群の結像倍率をβ２ｔとしたときに、
｜β２ｔ｜＜０．９５
の条件を満足し、なおかつ、広角端でのレンズ全体の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群および第５レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４およびｆ５としたときに、
０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５
１．５＜｜ｆ５／ｆ３｜＜２．８
０．５＜ｆ３／ｆ４＜１．２
の各条件を満足することを特徴とするズームレンズが提供される。

このようなズームレンズでは、物体側より順に、正、負、正、正および負の屈折力をそれぞれ有する第１レンズ群〜第５レンズ群が設けられ、このうち第３レンズ群には光学絞りが配置され、広角端から望遠端へのズーミング時に、第２レンズ群が物体側から像面側に移動するとともに、第４レンズ群がズーミングに伴う像面の移動を補正するように移動し、さらに第１レンズ群、第３レンズ群および第５レンズ群が移動しないように構成される。そして、第１レンズ群が、物体側より順に、負の屈折力を有する１つの前側レンズ、光路を折り曲げる光学部材、正の屈折力を有する後側レンズ群を具備することで、ズーミングを行う際の第２レンズ群および第４レンズ群の移動方向が、第１レンズ群の後側レンズ群の光軸方向となる。さらに、被写体距離が無限遠での第２レンズ群の結像倍率β２ｔについて、｜β２ｔ｜＜０．９５の条件を満足し、なおかつ、広角端でのレンズ全体の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群および第５レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４およびｆ５としたときに、０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５，１．５＜｜ｆ５／ｆ３｜＜２．８，０．５＜ｆ３／ｆ４＜１．２の各条件を満足することにより、変倍率を高めるとともに、レンズ系を小型化した場合にも、良好な光学性能を維持することができる。

本発明のズームレンズでは、第１レンズ群が、物体側より順に、負の屈折力を有する１つの前側レンズ、光路を折り曲げる光学部材、正の屈折力を有する後側レンズ群を具備する構成とされて、ズーミングを行う際の第２レンズ群および第４レンズ群の移動方向が、第１レンズ群の後側レンズ群の光軸方向となるので、レンズ系が薄型化される。これに加えて、被写体距離が無限遠での第２レンズ群の結像倍率β２ｔについて、｜β２ｔ｜＜０．９５の条件を満足し、なおかつ、広角端でのレンズ全体の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群および第５レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４およびｆ５としたときに、０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５，１．５＜｜ｆ５／ｆ３｜＜２．８，０．５＜ｆ３／ｆ４＜１．２の各条件を満足することにより、良好な光学性能を維持しながら、４〜６倍程度の変倍率が得られるとともに、レンズ系を小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。
図１に示すズームレンズでは、物体側から像面ＩＭＧ側へ順に、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が配置されている。また、第３レンズ群ＧＲ３の像面ＩＭＧ側には、光量を調整するアイリスＩＲが配置されている。さらに、第５レンズ群ＧＲ５のさらに像面ＩＭＧ側に、赤外カットフィルタといったローパスフィルタ等からなるフィルタＦＬと、撮像素子のカバーガラスＣＧとが配置されている。像面ＩＭＧは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Devices）等の撮像素子の受光面とされる。

このズームレンズは、広角端から望遠端へのズーミング時に、第２レンズ群ＧＲ２が物体側から像面ＩＭＧ側に移動するとともに、第４レンズ群ＧＲ４が、ズーミングに伴う像面の移動を補正するように移動する構成となっている。また、ズーミング時には、第１レンズ群ＧＲ１、第３レンズ群ＧＲ３および第５レンズ群ＧＲ５は移動しない。

さらに、第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に、負の屈折力を有するレンズＬ１と、光路を折り曲げるためのプリズムＰ１と、その後側に配置されたレンズＬ２およびＬ３とを具備している。レンズＬ２およびＬ３は、全体として正の屈折力を有している。このような構成により、ズーミング時やフォーカシング時に移動するレンズの移動方向は、最も物体側のレンズＬ１の光軸方向とは異なり、レンズＬ２およびＬ３の光軸方向とされる。なお、本実施例では、レンズＬ２を、像面ＩＭＧ側に凸面を向けた凸メニスカスレンズにより構成し、レンズＬ３を、物体側に凸面を向けた凸レンズにより構成している。

また、第２レンズ群ＧＲ２は、物体側より順にレンズＬ４、Ｌ５およびＬ６の３枚のレンズによって構成され、そのうちレンズＬ５とレンズＬ６との間のレンズ面が接合されている。また、第３レンズ群ＧＲ３は、１枚のレンズＬ７によって構成されている。また、第４レンズ群ＧＲ４は、２枚のレンズＬ８およびＬ９によって構成され、レンズＬ８とレンズＬ９との間のレンズ面が接合されている。また、第５レンズ群ＧＲ５は、２枚のレンズＬ１０およびＬ１１によって構成され、レンズＬ１０とレンズＬ１１との間のレンズ面が接合されている。

ここで、この図１を用いて、以下の各実施例に共通の事項について説明する。
本発明のズームレンズは、図１に示すように、物体側より順に、正、負、正、正、負の屈折力をそれぞれ有する第１レンズ群ＧＲ１〜第５レンズ群ＧＲ５の５群構成で、第３レンズ群ＧＲ３がアイリスＩＲを具備し、広角端から望遠端へのズーミング時には、少なくとも第２レンズ群ＧＲ２が物体側から像面ＩＭＧ側に移動するとともに、第４レンズ群ＧＲ４がズーミングに伴う像面の移動を補正するように移動し、さらにこのとき、第１レンズ群ＧＲ１、第３レンズ群ＧＲ３および第５レンズ群ＧＲ５が移動しないように構成される。また、第１レンズ群ＧＲ１は、物体側より順に、負の屈折力を有する前側レンズ群と、光路を折り曲げる光学部材と、正の屈折力を有する後側レンズ群とを具備している。第１レンズ群ＧＲ１をこのような構成とすることで、ズーミングやフォーカシング時に移動するレンズの移動方向が、後側レンズ群の光軸方向となるので、レンズ系の奥行きを縮小するとともに、その奥行きをズーミング時、フォーカシング時、あるいは電源のオン／オフに関係なく常に一定とすることができる。

なお、図１の例では、第１レンズ群ＧＲ１の前側レンズ群としてレンズＬ１が設けられ、光路を折り曲げる光学部材としてプリズムＰ１が設けられ、後側レンズ群として２枚のレンズＬ２およびＬ３が設けられている。

また、本発明のズームレンズは、さらに、被写体距離が無限遠での第２レンズ群ＧＲ２の結像倍率をβ２ｔとしたときに、以下の式（２）の条件を満足するように構成される。
｜β２ｔ｜＜０．９５ ……（２）
この式（２）の条件を満足することにより、良好な光学性能を維持しながらも、レンズ系を小型化するとともに、変倍率を高めることが可能となる。

また、本発明のズームレンズでは、第２レンズ群ＧＲ２〜第５レンズ群ＧＲ５およびレンズ系全体の各焦点距離について、以下の式（３）〜（５）の条件をさらに満足するように構成されることが望ましい。
０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５ ……（３）
１．５＜｜ｆ５／ｆ３｜＜２．８ ……（４）
０．５＜ｆ３／ｆ４＜１．２ ……（５）
ただし、広角端でのレンズ系全体の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、第４レンズ群ＧＲ４および第５レンズ群ＧＲ５の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４およびｆ５とする。

上記の式（３）は、第２レンズ群ＧＲ２の焦点距離ｆ２と広角端でのレンズ系全体の焦点距離ｆｗとの比を規定する条件である。この比の値が式（３）の下限値を下回って第２レンズ群ＧＲ２の焦点距離ｆ２が短くなると、ペッツバール和がアンダー側に大きくなり、像面の倒れ等の収差補正が困難になる。逆に、比の値が式（３）の上限値を上回って焦点距離ｆ２が長くなると、ズーミング時の第２レンズ群ＧＲ２の移動量が大きくなり、前玉の有効径が大きくなってしまい、レンズ系の全長および厚さが増加してしまう。

また、式（４）は、第３レンズ群ＧＲ３および第５レンズ群ＧＲ５の各焦点距離ｆ３およびｆ５の比を規定する条件で、主に第３レンズ群ＧＲ３以後のレンズ系の長さを短縮しつつ、良好な光学性能を得るためのものである。この比の値が式（４）の下限値を下回って第５レンズ群ＧＲ５の屈折力が強くなり過ぎると、負のペッツバール和が増大して像面湾曲の補正が困難になる。逆に、比の値が式（４）の上限値を上回って第５レンズ群ＧＲ５の屈折力が弱くなり過ぎると、レンズ系の全長を十分に短縮することが困難になる。

また、式（５）は、第３レンズ群ＧＲ３および第４レンズ群ＧＲ４の屈折力に関する条件であり、光学性能を維持しつつ、第３レンズ群ＧＲ３以後のレンズ系の長さを短縮するためのものである。各レンズ群の焦点距離ｆ３およびｆ４の比が式（５）の下限値を下回って第３レンズ群ＧＲ３の屈折力が強くなり過ぎると、レンズ系の全長短縮には有利となるが、球面収差やコマ収差を良好に補正するのが困難になる。また、バックフォーカスの確保が難しくなる。逆に、比の値が式（５）の上限値を上回って第３レンズ群ＧＲ３の屈折力が弱くなり過ぎると、レンズ系全体でのペッツバール和がアンダー側に大きくなって像面の倒れが大きくなる。また、レンズ系の短縮化が不十分になって、バックフォーカスが長くなり過ぎるとともに、第４レンズ群ＧＲ４の有効径が大きくなってレンズが重くなり、スムーズなフォーカシングが不可能になる。

従って、上記の式（３）および（４）の条件を満足するように構成することにより、広角端におけるペッツバール和を良好に補正し、レンズ系の全長の短縮化を図ることが可能となる。また、式（５）の条件をさらに満足するように構成することにより、球面収差やコマ収差を良好に補正し、レンズ系の全長のさらなる短縮化を図ることが可能となる。

さらに、本発明のズームレンズについては、上記の式（３）〜（５）の条件を満足することに加えて、第１レンズ群ＧＲ１の後側レンズ群が、物体側から順に、像面ＩＭＧ側に凸面を向けた凸メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた凸レンズとを具備するように構成することが望ましい。このような構成とすることにより、広角端から望遠端までのズーミング領域の全域において、球面収差やペッツバール和を良好に補正することが可能となる。

また、本発明のズームレンズについては、さらに、第１レンズ群ＧＲ１が具備するレンズのうち、少なくとも１つの面を非球面で構成することが望ましい。このような構成とすることにより、像面湾曲、および長焦点距離域における球面収差を良好に補正することが可能となる。

次に、本発明のズームレンズの具体的な数値実施例について説明する。
表１に、第１の実施例におけるレンズ系の各数値を示す。また、表２に、第１の実施例における各焦点位置での焦点距離ｆ、Ｆナンバー（ＦＮｏ．）、半画角ωの値と、各焦点位置でのレンズ間隔を示す。さらに、表３に、第１の実施例において非球面で構成された面の非球面係数を示す。

なお、表１（後述する表４も同様）において、面番号Ｓ１〜Ｓ２６は、レンズＬ１〜Ｌ１１、プリズムＰ１、アイリスＩＲ、フィルタＦＬおよびカバーガラスＣＧの中心軸における光の入射面および出射面を、物体側から順に示している。例えば、面番号Ｓ１はレンズＬ１の物体側のレンズ面を示し、面番号Ｓ２はその像面ＩＭＧ側のレンズ面を示している。また、面番号Ｓ３はプリズムＰ１の物体側の面を示し、面番号Ｓ４はその像面ＩＭＧ側の面を示している。また、接合レンズについては、各レンズの接合面を同一の面番号で示している。例えば、面番号Ｓ１２はレンズＬ５とレンズＬ６との接合面を示している。

また、Ｒは各面の曲率、ｄは面と面との間隔、Ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線を基準としたアッベ数をそれぞれ示す。また、間隔ｄは、その面と、像面ＩＭＧ側に隣接する面との間の間隔を示している。例えば、面番号Ｓ１の欄に記載された間隔ｄの値は、レンズＬ１の物体側と像面ＩＭＧ側との間の厚さを示している。

また、表２（後述する表５も同様）では、焦点距離ｆ、Ｆナンバー（ＦＮｏ．）、半画角ωの値と、レンズ間隔とを、ズーミングの際の短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端の順に示している。なお、この表において、レンズ間隔は、括弧内の面からその像面ＩＭＧ側に隣接する面との間の距離を示す。

また、この第１の実施例では、レンズＬ２の像面ＩＭＧ側の面（Ｓ６）、レンズＬ７の像面ＩＭＧ側の面（Ｓ１５）、レンズＬ８の物体側の面（Ｓ１７）、およびレンズＬ１１の像面ＩＭＧ側の面（Ｓ２２）が、それぞれ非球面によって構成されている。非球面の形状は、以下の式（６）によって表される。

ただし、非球面の深さ、すなわち各レンズ面の頂点からの光軸方向の距離をｘ、レンズ面の頂点でのレンズの曲率半径をｒ、円錐定数をκとする。また、４次、６次、８次および１０次の非球面係数をそれぞれＡ、Ｂ、ＣおよびＤとしており、表３（後述する表６でも同様）では、これらの非球面係数の値を示している。また、表３（後述する表６でも同様）中の“Ｅ”は、１０を底とする指数表現を意味している。

この第１の実施例では、第１レンズ群ＧＲ１の後側レンズ群において、レンズＬ２が像面ＩＭＧ側に凸面を向けた凸メニスカスレンズにより構成され、レンズＬ３が物体側に凸面を向けた凸レンズ（凸メニスカスレンズ）により構成されており、広角端から望遠端までのズーミング領域の全域において、球面収差やペッツバール和が良好に補正される。また、レンズＬ２の像面ＩＭＧ側の面が非球面とされたことにより、歪曲収差が補正されるとともに、レンズＬ１の有効径を小さくし、プリズムＰ１を小型化することが可能となっている。なお、接合レンズを用いることにより、当該レンズ群内での偏心による像面の倒れや、コマ収差の発生量を小さくするとともに、製造を容易にすることができる。

図２〜図４は、第１の実施例についての、それぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差図である。
ここで、各図の（Ａ）は球面収差を示しており、縦軸が開放Ｆ値との割合、横軸がフォーカス量を示している。また、各図の（Ｂ）は非点収差を示しており、縦軸が像高、横軸がフォーカス量を示し、実線はサジタル像面、破線はメリジオナル像面における値を示している。さらに、各図の（Ｃ）は歪曲収差を示しており、縦軸が像高、横軸が割合（％）を示している。（なお、後述する図６〜図８でも同様である。）
次に、第２の実施例について説明する。

図５は、本発明の第２の実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。この図５に示すズームレンズでは、レンズ群構成やレンズ枚数、接合レンズおよび非球面の位置等の基本的な構成は、第１の実施例の場合と同様となっている。

表４に、第２の実施例におけるレンズ系の各数値を示す。また、表５に、第２の実施例における各焦点位置での焦点距離ｆ、Ｆナンバー（ＦＮｏ．）、半画角ωの値と、各焦点位置でのレンズ間隔を示す。さらに、表６に、第２の実施例において非球面で構成された面の非球面係数を示す。

この第２の実施例では、レンズＬ２の像面ＩＭＧ側の面が非球面とされたことにより、歪曲収差が補正されるとともに、レンズＬ１の有効径を小さくし、プリズムＰ１を小型化することが可能となっている。

図６〜図８は、第２の実施例についての、それぞれ短焦点距離端、中間焦点距離、長焦点距離端における諸収差図である。各図において、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差を示している。

ここで、表７に、第１、第２および第３の実施例において、上記の各式（４）〜（８）の条件を求めるための数値を示す。

この表７に示すように、上記の第１および第２の実施例は、式（２）〜（５）の各条件を満足している。また、図２〜図４、および図６〜図８の諸収差図によれば、各実施例とも短焦点距離端、中間焦点距離および長焦点距離端において、各種収差がバランスよく補正されていることがわかる。従って、４倍程度の変倍比を有する撮像装置用、特に画素数の比較的多いデジタルスチルカメラ用のズームレンズとして、好適なものが実現されている。

次に、上記のズームレンズを用いた撮像装置の例について説明する。図９は、本発明のズームレンズを搭載可能なデジタルスチルカメラの構成例を示すブロック図である。
図９に示すデジタルスチルカメラは、撮像機能を担うカメラブロック１０と、撮像された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０と、撮像された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、メモリカード５１への書き込み／読み出しを行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、装置全体を制御するＣＰＵ６０と、ユーザによる操作入力のための入力部７０と、カメラブロック１０内のレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０を具備する。

カメラブロック１０は、本発明が適用されるズームレンズ１１を含む光学系や、ＣＣＤ等の撮像素子１２等により構成される。カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換や、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の信号処理を行う。画像処理部３０は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や、解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。

メモリカード５１は、着脱可能な半導体メモリからなる。Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データをメモリカード５１に書き込み、またメモリカード５１に記録された画像データを読み出す。ＣＰＵ６０は、デジタルスチルカメラ内の各回路ブロックを制御する制御処理部であり、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。

入力部７０は、例えばシャッタ操作を行うためのシャッタレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等により構成され、ユーザによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいて、ズームレンズ１１内のレンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。

以下、このデジタルスチルカメラの動作を簡単に説明する。
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮像された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいて、ズームレンズ１１内の所定のレンズが移動される。

そして、入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッタが切られると、撮像された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリカード５１に書き込まれる。

なお、フォーカシングは、例えばシャッタレリーズボタンが半押しされた場合、あるいは記録のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１１内の所定のレンズを移動させることにより行われる。

また、メモリカード５１に記録された画像データを再生する場合は、入力部７０による操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によりメモリカード５１から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０で伸張復号化処理された後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力される。これにより再生画像が表示される。

図１０は、このデジタルスチルカメラにおける部品の取り付け構造を示す断面図である。
図１０では、図中左側に被写体が存在する場合のデジタルスチルカメラの内部を示している。ズームレンズ１１は、カメラ筐体９０の内部に収納されており、その下部に撮像素子１２が設けられる。また、ＬＣＤ４０は、被写体と対向する側のカメラ筐体９０面に設けられ、撮影時に画角を合わせるために使用される。

本発明のズームレンズは、被写体からの光の光軸をプリズムによって折り曲げ、さらにその折り曲げた方向（図中の上下方向）に沿って所定のレンズを移動させることでズーミングやフォーカシングを行うことが可能となっている。従って、ズームレンズ１１をカメラ筐体９０から突出させずに撮影を行うことが可能で、撮影時のカメラ本体の奥行きが短縮される。これに加えて、上述した条件を満足するようにズームレンズ１１が設計されることにより、カメラ筐体９０のさらなる薄型化、および上下方向の小型化が可能となり、小型でありながら、４〜６倍程度のズーミングが可能で、かつ、各焦点距離において収差の少ない高画質な撮像画像を得ることが可能である。

なお、上記の実施の形態では、本発明のズームレンズをデジタルスチルカメラに適用した場合について説明したが、例えばビデオカメラといった他の撮像装置等に適用することも可能である。

本発明の第１の実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。 第１の実施例についての短焦点距離端における諸収差図である。 第１の実施例についての中間焦点距離における諸収差図である。 第１の実施例についての長焦点距離端における諸収差図である。 本発明の第２の実施例に係るズームレンズの構成を示す断面図である。 第２の実施例についての短焦点距離端における諸収差図である。 第２の実施例についての中間焦点距離における諸収差図である。 第２の実施例についての長焦点距離端における諸収差図である。 本発明のズームレンズを搭載可能なデジタルスチルカメラの構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメラにおける部品の取り付け構造を示す断面図である。

符号の説明

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、Ｌ１〜Ｌ１１……レンズ、Ｐ１……プリズム、ＩＲ……アイリス、ＦＬ……フィルタ、ＣＧ……カバーガラス、ＩＭＧ……像面

Claims (5)

1. 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有するとともに光学絞りが配置された第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群からなり、広角端から望遠端へのズーミング時に、前記第２レンズ群が物体側から像面側に移動するとともに、前記第４レンズ群がズーミングに伴う像面の移動を補正するように移動し、さらに前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が移動しないように構成されたズームレンズにおいて、
   前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する１つの前側レンズ、光路を折り曲げる光学部材、正の屈折力を有する後側レンズ群を具備し、
   被写体距離が無限遠での前記第２レンズ群の結像倍率をβ２ｔとしたときに、
   ｜β２ｔ｜＜０．９５
   の条件を満足し、なおかつ、広角端でのレンズ全体の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群および第５レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４およびｆ５としたときに、
   ０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５
   １．５＜｜ｆ５／ｆ３｜＜２．８
   ０．５＜ｆ３／ｆ４＜１．２
   の各条件を満足することを特徴とするズームレンズ。
2. 前記第１レンズ群の前記後側レンズ群は、物体側から順に、像面側に凸面を向けた凸メニスカスレンズ、および物体側に凸面を向けた凸レンズからなることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
3. 前記第１レンズ群が具備するレンズのうち少なくとも１つの面は非球面で構成されることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
4. 前記第１レンズ群の前記光学部材はプリズムからなることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
5. 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有するとともに光学絞りが配置された第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、負の屈折力を有する第５レンズ群からなり、広角端から望遠端へのズーミング時に、前記第２レンズ群が物体側から像面側に移動するとともに、前記第４レンズ群がズーミングに伴う像面の移動を補正するように移動し、さらに前記第１レンズ群、前記第３レンズ群および前記第５レンズ群が移動しないように構成されたズームレンズを撮像レンズとして用いた撮像装置において、
   前記第１レンズ群は、物体側より順に、負の屈折力を有する１つの前側レンズ、光路を折り曲げる光学部材、正の屈折力を有する後側レンズ群を具備し、
   被写体距離が無限遠での前記第２レンズ群の結像倍率をβ２ｔとしたときに、
   ｜β２ｔ｜＜０．９５
   の条件を満足し、なおかつ、広角端でのレンズ全体の焦点距離をｆｗ、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群および第５レンズ群の焦点距離をそれぞれｆ２、ｆ３、ｆ４およびｆ５としたときに、
   ０．８＜｜ｆ２／ｆｗ｜＜１．５
   １．５＜｜ｆ５／ｆ３｜＜２．８
   ０．５＜ｆ３／ｆ４＜１．２
   の各条件を満足することを特徴とする撮像装置。

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