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発明の名称 ズームレンズ系及びそれを備えたレンズ鏡筒
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−25641(P2007−25641A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2006−142596(P2006−142596)
出願日 平成18年5月23日(2006.5.23)
代理人 【識別番号】100098291
【弁理士】
【氏名又は名称】小笠原 史朗
発明者 美藤 恭一 / 吉次 慶記
要約 課題
変倍比が5倍以上で解像度が高いズームレンズ系、及び該ズームレンズ系を保持すると共に、収納状態の全長が短くコンパクトなレンズ鏡筒を提供する。

解決手段
物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第1レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、以下の条件:−5.70<f1/f2<−2.00(ただし、Z=fT/fW>5.0、f1:第1レンズ群の合成焦点距離、f2:第2レンズ群の合成焦点距離、fW:広角端における全系の焦点距離、fT:望遠端における全系の焦点距離、Z:変倍比)を満足するズームレンズ系、及び該ズームレンズ系を保持するレンズ鏡筒。
特許請求の範囲
【請求項1】
物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、
少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、
以下の条件(1)を満足する、ズームレンズ系:
−5.70<f1/f2<−2.00 ・・・(1)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
ここで、
1:第1レンズ群の合成焦点距離、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である。
【請求項2】
反射光学素子の反射面が、物体からの軸上主光線を略90°折り曲げる、請求項1に記載のズームレンズ系。
【請求項3】
反射光学素子がプリズムである、請求項1に記載のズームレンズ系。
【請求項4】
以下の条件(2)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
0.50<ΣD/ΣdAIR<1.00 ・・・(2)
ここで、
ΣD:第2レンズ群と後続レンズ群との光軸上での厚みの総和、
ΣdAIR:第2レンズ群よりも像側にあって、ズーミングによって変化する光軸上での空 気間隔の総和
である。
【請求項5】
以下の条件(3)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
0.00<DP/IV<3.00 ・・・(3)
ここで、
P:反射光学素子の光軸方向の厚み、
V:撮像素子の短辺方向の長さ、
(ただし、IV=2×f×tanω×0.60)
f:全系の焦点距離、
ω:入射半画角
である。
【請求項6】
以下の条件(8)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
3.00<M1/IV<4.60 ・・・(8)
ここで、
1:広角端から望遠端へズーミングを行うときの第1レンズ群の移動量、
V:撮像素子の短辺方向の長さ、
(ただし、IV=2×f×tanω×0.60)
f:全系の焦点距離、
ω:入射半画角
である。
【請求項7】
後続レンズ群が、物体側から像側へと順に、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レンズ群とからなり、以下の条件(9)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
2.00<f4/fW<3.70 ・・・(9)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
ここで、
4:第4レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である。
【請求項8】
後続レンズ群が、物体側から像側へと順に、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レンズ群とからなり、以下の条件(10)を満足する、請求項1に記載のズームレンズ系:
−3.00<f2/fW<−2.00 ・・・(10)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
ここで、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である。
【請求項9】
物体の光学的な像を形成する撮像光学系を保持するレンズ鏡筒であって、
前記撮像光学系が、
物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、
少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、
以下の条件(1):
−5.70<f1/f2<−2.00 ・・・(1)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
(ここで、
1:第1レンズ群の合成焦点距離、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である)
を満足するズームレンズ系であり、
収納状態において、撮像状態において配置される位置とは異なる位置に前記反射光学素子を退避させる、レンズ鏡筒。
【請求項10】
収納状態において、撮像状態において反射光学素子が配置されていた空間に第1レンズ群の少なくとも一部を移動させる、請求項9に記載のレンズ鏡筒。
【請求項11】
反射光学素子が、反射前の物体からの軸上主光線と直交する方向に退避する、請求項9に記載のレンズ鏡筒。
【請求項12】
撮像光学系が、以下の条件(2)を満足する、請求項9に記載のレンズ鏡筒:
0.50<ΣD/ΣdAIR<1.00 ・・・(2)
ここで、
ΣD:第2レンズ群と後続レンズ群との光軸上での厚みの総和、
ΣdAIR:第2レンズ群よりも像側にあって、ズーミングによって変化する光軸上での空 気間隔の総和
である。
【請求項13】
撮像光学系が、以下の条件(3)を満足する、請求項9に記載のレンズ鏡筒:
0.00<DP/IV<3.00 ・・・(3)
ここで、
P:反射光学素子の光軸方向の厚み、
V:撮像素子の短辺方向の長さ、
(ただし、IV=2×f×tanω×0.60)
f:全系の焦点距離、
ω:入射半画角
である。
【請求項14】
撮像光学系の第2レンズ群が、物体側から像側へと順に、像側によりパワーの強い面を有する負メニスカス形状のレンズ素子と、反射光学素子と、少なくとも1つの後続レンズ素子とを含む、請求項9に記載のレンズ鏡筒。
【請求項15】
収納状態において、第2レンズ群のうち、負メニスカス形状のレンズ素子以外の光学素子が、撮像状態において配置される位置とは異なる位置に退避する、請求項14に記載のレンズ鏡筒。
【請求項16】
収納状態において、第2レンズ群全体が、撮像状態において配置される位置とは異なる位置に退避する、請求項14に記載のレンズ鏡筒。
【請求項17】
撮像光学系が、以下の条件(8)を満足する、請求項9に記載のレンズ鏡筒:
3.00<M1/IV<4.60 ・・・(8)
ここで、
1:広角端から望遠端へズーミングを行うときの第1レンズ群の移動量、
V:撮像素子の短辺方向の長さ、
(ただし、IV=2×f×tanω×0.60)
f:全系の焦点距離、
ω:入射半画角
である。
【請求項18】
撮像光学系の後続レンズ群が、物体側から像側へと順に、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レンズ群とからなり、該撮像光学系が、以下の条件(9)を満足する、請求項9に記載のレンズ鏡筒:
2.00<f4/fW<3.70 ・・・(9)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
ここで、
4:第4レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である。
【請求項19】
撮像光学系の後続レンズ群が、物体側から像側へと順に、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レンズ群とからなり、該撮像光学系が、以下の条件(10)を満足する、請求項9に記載のレンズ鏡筒:
−3.00<f2/fW<−2.00 ・・・(10)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
ここで、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である。
【請求項20】
物体の光学的な像を形成する撮像光学系を保持するレンズ鏡筒であって、
前記撮像光学系が、
物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、
少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、
以下の条件(1):
−5.70<f1/f2<−2.00 ・・・(1)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
(ここで、
1:第1レンズ群の合成焦点距離、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である)
を満足するズームレンズ系であり、
収納状態において、撮像状態において配置される位置と等しい位置に前記反射光学素子を固定させる、レンズ鏡筒。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ズームレンズ系及びそれを備えたレンズ鏡筒に関する。特に本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ(以下、単に「カメラ」ともいう)等に好適な小型で高画質のズームレンズ系及びそれを保持するレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、高画素のCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子の開発が進展し、高画素の固体撮像素子に対応した高い光学性能を有する撮像光学系を含む撮像装置を備えたデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラが急速に普及してきている。
【0003】
これらのうち、特にデジタルスチルカメラにおいては、最近、収納性や可搬性を最優先させた薄型のカメラ筐体を有する構成が提案されている。このような薄型のカメラ筐体を有するデジタルスチルカメラを実現するためには、デジタルスチルカメラの構成要素として比較的体積の大きい撮像装置の非使用状態における配置構成を考慮することが重要となる。
【0004】
例えば、特許文献1には、撮像光学系を構成する一部の光学要素、典型的には、ズームレンズ系におけるレンズ群を、沈胴状態において、撮像状態にあるときとは異なる位置に退避させるレンズ鏡筒が開示されている。具体的には、特許文献1に開示されたレンズ鏡筒においては、第1レンズ群〜第3レンズ群の3つのレンズ群からなる撮像光学系のうち、第2レンズ群を、第1レンズ群及び第3レンズ群の光軸と直交する方向に退避させ、それぞれのレンズ群を像側へ後退させて沈胴を行うことにより、全体の厚みを小さくしている。
【0005】
また、特許文献2には、ズームレンズ系を備えた撮像装置において、最物体側に配置されるレンズ群中に、光束を90°折り曲げる内部反射面を有する直角プリズムを配置した構成が開示されている。特許文献2に開示された撮像装置によれば、物体光を、それが入射するレンズ群の光軸に対して垂直な面内で折り曲げることにより、撮像装置の厚みを、直角プリズムと直角プリズムよりも物体側に配置されるレンズ素子とによって決定することができるので、撮像装置の厚みを小さくすることができる。
【0006】
また、特許文献3には、正負正正の4群構成のズームレンズ系を備えた撮像装置において、負のパワーを有する第2レンズ群中に、光束を90°折り曲げる内部反射面を有する直角プリズムを配置した構成が開示されている。特許文献3に開示された撮像装置によれば、正のパワーを有する第1レンズ群の像側にあるレンズ群中に直角プリズムを配置するので、直角プリズムをコンパクトに構成することができる。
【0007】
また、特許文献4には、収納時に、各レンズ素子が像側へ後退駆動され、全長が短縮される沈胴構成のズームレンズ系が開示されている。特許文献4に開示されたズームレンズ系によれば、収納時に撮像光学系の最像側に配置される光学フィルタを、光軸と直交する方向に退避させることにより、沈胴時の全長を短縮することができる。
【特許文献1】特開2003−315861号公報
【特許文献2】特開2003−202500号公報
【特許文献3】特開2004−102089号公報
【特許文献4】特開2004−118101号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、特許文献1に開示のレンズ鏡筒の場合には、光学要素を退避させるために非常に複雑な機構を必要とし、しかも、これらの機構の部品精度や組立精度が極めて厳しいという問題があった。また、特許文献1に開示のレンズ鏡筒の場合には、特定の光学要素を退避させるだけであるので、撮像装置の厚みが退避されない光学要素に依存し、薄型化に限界があった。また、変倍比が3倍を超えるようなズームレンズ系においては、一般に、4つを超えるレンズ群が用いられる(多群構成のズームレンズ系)。しかし、特許文献1に開示のレンズ鏡筒を、このような多群構成のズームレンズ系に適用した場合には、機構が複雑になる一方で、薄型化のメリットが小さくなるという問題があった。
【0009】
また、特許文献2に開示のズームレンズ系の場合には、最物体側のレンズ群中に反射面が配置されているため、反射面が大きくなるという問題があった。特許文献2に開示のズームレンズ系においては、反射面の大きさによって撮像装置の厚みが決定されてしまうため、反射面が大きくなることは好ましくない。また、反射面を大きくしなければ、Fナンバーの小さい明るい撮像光学系を設計することが困難であり、同様に好ましくない。
【0010】
また、特許文献3に開示のズームレンズ系の場合には、最物体側に配置されたレンズ素子から反射面までの距離と、反射面から撮像素子までの距離との差を大きくすることができないため、全体としての薄型化に限界があった。
【0011】
さらに、特許文献4に開示のズームレンズ系の場合には、光学フィルタの厚みに相当する大きさを短縮することができるに過ぎず、薄型化を充分に達成することはできない。
【0012】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、変倍比が5倍以上で解像度が高いズームレンズ系、及び該ズームレンズ系を保持すると共に、収納状態の全長が短くコンパクトなレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記目的の1つは、以下のズームレンズ系により達成される。すなわち本発明は、
物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、
少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、
以下の条件(1):
−5.70<f1/f2<−2.00 ・・・(1)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
(ここで、
1:第1レンズ群の合成焦点距離、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である)
を満足するズームレンズ系
に関する。
【0014】
上記目的の1つは、以下のレンズ鏡筒により達成される。すなわち本発明は、
物体の光学的な像を形成する撮像光学系を保持するレンズ鏡筒であって、
前記撮像光学系が、
物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、
少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、
以下の条件(1):
−5.70<f1/f2<−2.00 ・・・(1)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
(ここで、
1:第1レンズ群の合成焦点距離、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である)
を満足するズームレンズ系であり、
収納状態において、撮像状態において配置される位置とは異なる位置に前記反射光学素子を退避させる、レンズ鏡筒
に関する。
【0015】
また上記目的の1つは、以下のレンズ鏡筒により達成される。すなわち本発明は、
物体の光学的な像を形成する撮像光学系を保持するレンズ鏡筒であって、
前記撮像光学系が、
物体側から像側へと順に、
正のパワーを有する第1レンズ群と、
物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、
少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、
以下の条件(1):
−5.70<f1/f2<−2.00 ・・・(1)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
(ここで、
1:第1レンズ群の合成焦点距離、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である)
を満足するズームレンズ系であり、
収納状態において、撮像状態において配置される位置と等しい位置に前記反射光学素子を固定させる、レンズ鏡筒
に関する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、変倍比が5倍以上で解像度が高いズームレンズ系、及び該ズームレンズ系を保持すると共に、収納状態の全長が短くコンパクトなレンズ鏡筒を提供することができる。したがって、このレンズ鏡筒を用いることにより、変倍比が5倍以上で解像度が高い薄型の撮像装置及びカメラを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【0018】
(実施の形態1)
図1(a)は、実施の形態1に係る撮像装置を適用したカメラ(デジタルスチルカメラ)の撮像状態の概略構成を示す斜視図であり、図1(b)は、該カメラの収納状態の概略構成を示す斜視図である。なお、図1(a)及び図1(b)は、本実施の形態1に係る撮像装置を模式的に示した図であり、縮尺や相対的な位置関係は実際とは異なる。
【0019】
図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施の形態1に係る撮像装置を適用したカメラは、カメラ筐体1と、撮像素子2と、カメラ筐体1の上面の端部に配置されたシャッターボタン3と、物体側レンズ群4と、反射光学素子5と、像側レンズ群6とを備えている。そして、物体側レンズ群4と、反射光学素子5と、像側レンズ群6とにより、撮像光学系が構成されており、該撮像光学系によって撮像素子2の受光面に物体の光学的な像が形成される。なお、撮像光学系は、後述するレンズ鏡筒によって保持されている。また、撮像光学系と、該撮像光学系を保持するレンズ鏡筒と、撮像素子2とにより、撮像装置が構成されている。このように、実施の形態1のカメラは、撮像光学系とレンズ鏡筒と撮像素子2とからなる撮像装置と、該撮像装置を収容するカメラ筐体1とを備えている。ここで、撮像素子2は、CCD、CMOS等の撮像センサである。
【0020】
図1(a)に示す撮像状態において、撮像素子2は、撮像光学系が該撮像素子2の受光面に形成した光学的な像に基づいて、電気的な画像信号を生成して出力する。シャッターボタン3は、操作者によって操作されることにより、撮像素子2の画像信号の取得タイミングを決定する。物体側レンズ群4は、光軸AX1の方向に沿って伸縮可能なレンズ保持筒(後述する第1レンズ群保持多段筒)の内部に保持されている。反射光学素子5は、物体側レンズ群4の光軸AX1(物体からの軸上主光線)を略90°折り曲げるための反射面5aを有し、該反射面5aにより、物体側レンズ群4から射出された物体光を像側レンズ群6の方へ偏向する。像側レンズ群6は、光軸AX2上に配置され、反射面5aによって偏向された物体光を撮像素子2に伝達する。
【0021】
図1(b)に示す収納状態において、物体側レンズ群4は、沈胴されてカメラ筐体1の内部に収納される。撮像状態において物体側レンズ群4の像側に配置されていた反射光学素子5は、光軸AX2に沿って撮像素子2側へ退避される。また、像側レンズ群6も、光軸AX2に沿って撮像素子2側へ退避される。このように、収納状態において、物体側レンズ群4と反射光学素子5と像側レンズ群6とからなる撮像光学系は、カメラ筐体1の内部に完全に収納される。
【0022】
図1(a)に示す撮像状態から図1(b)に示す収納状態へ移行する場合、はじめに像側レンズ群6が光軸AX2に沿って撮像素子2側へ移動し(図1(a)の矢印a3)、次いで、反射光学素子5が光軸AX2に沿って撮像素子2側へ移動する(図1(a)の矢印a2)。そして、像側レンズ群6及び反射光学素子5が移動した結果として、物体側レンズ群4の像側に空間が形成される。最後に、物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が光軸AX1に沿って前記空間内に沈胴して(図1(a)の矢印a1)、収納状態への移行が完了する。
【0023】
一方、図1(b)に示す収納状態から図1(a)に示す撮像状態へ移行する場合、はじめに物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が光軸AX1に沿って繰り出される(図1(b)の矢印b1)。そして、物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が繰り出された結果として、物体側レンズ群4の像側に空間が形成される。次いで、反射光学素子5が光軸AX2に沿って前記空間内に移動し(図1(b)の矢印b2)、最後に、像側レンズ群6が光軸AX2に沿って反射光学素子5側へ移動して(図1(b)の矢印b3)、撮像状態への移行が完了する。
【0024】
図2(a)は、実施の形態1の広角端での撮像状態における撮像光学系のレンズ配置を示す平面図であり、図2(b)は、収納状態における該撮像光学系のレンズ配置を示す平面図である。
【0025】
図2(a)及び図2(b)に示すように、本実施の形態1に係る撮像光学系は、ズームレンズ系である。該ズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第1レンズ群G1と、負のパワーを有する第2レンズ群G2と、後続する絞りA、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4とを備えている。なお、図中最も右側に描かれた直線は、像面Sの位置を示しており、像面Sの物体側には光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Pが設けられている。また、反射光学素子としてのプリズムPRは、第2レンズ群G2中に配置されている。
【0026】
実施の形態1のズームレンズ系は、図2(b)に示す収納状態において、第2レンズ群G2のうち、最も物体側に配置された負メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、反射光学素子としてのプリズムPR、後続する第4レンズ素子L4及び第5レンズ素子L5とが分離して収納される構成である。すなわち、負メニスカス形状の第3レンズ素子L3は、プリズムPR、後続する第4レンズ素子L4及び第5レンズ素子L5とは別体に保持されており、プリズムPR、後続する第4レンズ素子L4及び第5レンズ素子L5からなるレンズブロックと共に光軸AX2に沿って退避しない。負メニスカス形状の第3レンズ素子L3は、第1レンズ群G1と共に光軸AX1に沿って沈胴されて収納される。
【0027】
図3は、実施の形態1に係る撮像装置のレンズ鏡筒の配置を示す水平断面図である。図3(a)は、望遠端での撮像状態におけるレンズ鏡筒の配置を示し、図3(b)は、広角端での撮像状態におけるレンズ鏡筒の配置を示し、図3(c)は、収納状態におけるレンズ鏡筒の配置を示している。
【0028】
図3(a)、図3(b)及び図3(c)に示すように、本実施の形態1に係る撮像装置のレンズ鏡筒は、本体10と、第1レンズ群保持多段筒11と、第2レンズ群保持筒12と、第3レンズ群保持筒13と、第4レンズ群保持筒14と、撮像素子保持筒15と、ガイドシャフト16a、16bとを備えている。
【0029】
本体10は、収納状態(図3(c))において、撮像装置のすべての構成部材を収納可能な筐体である。図3(a)及び図3(b)に示す撮像状態において、本体10の内部には、第2レンズ群保持筒12と、第3レンズ群保持筒13と、第4レンズ群保持筒14と、撮像素子保持筒15と、ガイドシャフト16a、16bとが配置されている。
【0030】
第1レンズ群保持多段筒11は、繰り出し可能な二段鏡筒であり、図示しない駆動モータと駆動機構とにより、光軸AX1に沿って第1レンズ群の繰り出し及び沈胴を行う。ここで、第1レンズ群は、第1レンズ群保持多段筒11の最も内径の小さい筒に保持されている。また、第1レンズ群保持多段筒11の最も内径の大きい筒には、第2レンズ群の最も物体側に配置された負メニスカス形状の第3レンズ素子L3を保持する保持部11aが設けられている。
【0031】
第2レンズ群保持筒12は、第2レンズ群のうち、プリズムPRと、後続する第4レンズ素子L4及び第5レンズ素子L5とを保持している。また、第3レンズ群保持筒13と第4レンズ群保持筒14とは、それぞれ、第3レンズ群と第4レンズ群とを保持している。また、撮像素子保持筒15は、平行平板Pと撮像素子(像面S)とを保持している。
【0032】
第2レンズ群保持筒12と第3レンズ群保持筒13と第4レンズ群保持筒14とは、光軸AX2に沿って平行に配置された2本のガイドシャフト16a、16bに案内され、光軸AX2に沿って移動可能に保持されている。また、第2レンズ群保持筒12と第3レンズ群保持筒13と第4レンズ群保持筒14とは、図示しない駆動モータと駆動機構とにより、光軸AX2に沿って駆動される。なお、ガイドシャフト16a、16bは、一端が撮像素子保持筒15に固定され、他端が本体10の上端部10aに固定されている。
【0033】
図3(a)に示す望遠端での撮像状態において、第1レンズ群保持多段筒11は、光軸AX1に沿って最大長さに繰り出されており、第1レンズ群と第2レンズ群との間の間隔は最大になっている。また、第2レンズ群保持筒12から撮像素子保持筒15までは、それぞれ望遠端における光軸上AX2上の所定の位置に配置されている。
【0034】
図3(a)に示す望遠端での撮像状態から図3(b)に示す広角端での撮像状態へ移行する場合、第1レンズ群保持多段筒11は、光軸AX1に沿って最小長さに短縮され、第1レンズ群と第2レンズ群との間の間隔が最小となる位置で停止する。また、第1レンズ群保持多段筒11の保持部11aに保持された第3レンズ素子L3は、第1レンズ群保持多段筒11の短縮が行われている間、プリズムPRとの間の間隔が変化しないように固定される。また、第3レンズ群保持筒13及び第4レンズ群保持筒14は、ガイドシャフト16a、16bに案内されながら光軸AX2に沿って移動し、それぞれ広角端における光軸上AX2上の所定の位置で停止する。なお、この間、第2レンズ群保持筒12及び撮像素子保持筒15は固定されている。
【0035】
また、図3(b)に示す広角端での撮像状態から図3(c)に示す収納状態へ移行する場合、第3レンズ群保持筒13及び第4レンズ群保持筒14は、ガイドシャフト16a、16bに案内されながら光軸AX2に沿って移動し、それぞれ、第2レンズ群保持筒12が退避可能な空間を形成するように所定の位置で停止する。この間、撮像素子保持筒15は固定されている。また、第2レンズ群保持筒12は、光軸AX2に沿って前記空間内に移動し、第2レンズ群のうち、プリズムPRと、後続する第4レンズ素子L4及び第5レンズ素子L5とを退避させる。その後、第1レンズ群保持多段筒11は、光軸AX1に沿って最小長さのまま沈胴され、本体10内に収納されて停止する。
【0036】
以上のように、実施の形態1に係るレンズ鏡筒の構成によれば、収納状態において、撮像状態において配置されている位置とは異なる位置に反射光学素子(プリズムPR)を退避させることができるので、撮像状態において生じる空気間隔を有効に利用することができる。その結果、倍率が大きいズームレンズ系等の空気間隔が大きい撮像光学系を、物体からの軸上光束の光軸方向に薄くコンパクトに収納することができる。
【0037】
また、実施の形態1に係るレンズ鏡筒の構成によれば、反射光学素子が物体からの軸上主光線を略90°折り曲げる反射面を有するので、撮像状態において、撮像光学系を、物体からの軸上光束の光軸方向に薄く構成することが可能となる。
【0038】
また、実施の形態1に係るレンズ鏡筒の構成によれば、撮像光学系が、反射光学素子よりも物体側に配置される物体側レンズ群と、該反射光学素子よりも像側に配置される像側レンズ群とを含むので、該撮像光学系が、高倍率のズームレンズ系等のように複雑でレンズ群の移動量が大きい場合であっても、物体からの軸上光束の光軸方向に薄くコンパクトに構成することが容易となる。
【0039】
また、実施の形態1に係るレンズ鏡筒の構成によれば、反射光学素子が、反射前の物体からの軸上主光線に直交する方向に退避するので、撮像光学系を、物体からの軸上光束の光軸方向に薄く構成することができる。特に、本実施の形態1に係るレンズ鏡筒の構成によれば、反射光学素子が撮像光学系の像側へ退避するので、撮像状態における空気間隔をレンズ素子の収納スペースとして用いることにより、撮像光学系の収納状態をコンパクトにすることができる。
【0040】
また、実施の形態1に係るレンズ鏡筒の構成によれば、撮像光学系が、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有する後続レンズ群とを備え、反射光学素子が第2レンズ群中に配置されているので、該反射光学素子の反射面を小さくすることができ、特に、撮像光学系を、物体からの軸上光束の光軸方向に薄く構成することができる。また、高精度の反射光学素子を小さく構成することができるので、レンズ鏡筒のコストダウンを図ることができる。
【0041】
また、実施の形態1に係るレンズ鏡筒の構成によれば、第2レンズ群が、物体側から像側へと順に、像側によりパワーの強い面を有する負メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、反射光学素子と、少なくとも1つの後続レンズ素子とを含むので、負メニスカス形状の第3レンズ素子L3により、物体からの光束が反射面に入射する際の入射角を小さくすることができる。
【0042】
特に、実施の形態1に係るレンズ鏡筒の構成によれば、収納状態において、負メニスカス形状の第3レンズ素子L3が反射光学素子と共に退避しないので、強いパワーを有し偏芯感度が高い負メニスカス形状の第3レンズ素子L3が光軸上から移動することはない。したがって、収納状態から撮像状態へ移行する際に、第1レンズ群と負メニスカス形状の第3レンズ素子L3との相対的な位置関係を維持したまま復帰させることができる。
【0043】
なお、実施の形態1に係るズームレンズ系は、通常図3(c)に示される状態でレンズ鏡筒内に収納される。この場合、ズームレンズ系を物体からの軸上光束の光軸方向に特に薄くコンパクトに構成することができるが、図3(a)に示す望遠端の状態から図3(b)に示す広角端の状態へと移行し、第1レンズ群保持多段筒が最小長さに短縮され、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が最小になる位置で停止したときを収納状態とすることも可能である。この場合には、例えば撮像装置の電源起動から撮影までの時間を短縮することができる。
【0044】
図4(a)は、実施の形態1に係る他の撮像装置を適用したカメラ(デジタルスチルカメラ)の撮像状態の概略構成を示す斜視図であり、図4(b)は、該カメラの収納状態の概略構成を示す斜視図である。なお、図1(a)及び図1(b)に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0045】
図4(a)及び図4(b)に示すように、この撮像装置においては、図1(a)及び図1(b)に示す撮像装置の場合とは異なり、キューブ形状の反射光学素子7が用いられている。このように、反射面を有する反射光学素子の態様は特に限定されるものではない。反射光学素子は、例えば、平行平板形状の内部反射ミラー、平行平板形状の表面反射ミラー等のミラー、表面反射プリズム等のプリズム等、いかなる態様のものであってもよい。また前記プリズムとしては、パワーを有するプリズムや、入射面及び出射面の少なくとも一方が平面であるプリズムを好適に用いることができる。反射光学素子の反射面は、アルミニウムなどの金属を蒸着したり、誘電体多層膜を形成したりするなど、公知のいかなる方法を用いて形成してもよい。さらに反射面は、反射率が100%である必要はない。例えば、物体光から、測光のための光や光学ファインダ光学系のための光を分岐させたり、反射面を介してオートフォーカス補助光などを投光したりするために、反射面の反射率を適宜設定してもよい。
【0046】
なお、前記図4に示すカメラに適用されるレンズ鏡筒についても、前記と同様に、望遠端の状態から広角端の状態へと移行し、第1レンズ群保持多段筒が最小長さに短縮され、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が最小になる位置で停止したときを収納状態とすることもできる。
【0047】
(実施の形態2)
図5(a)は、実施の形態2に係る撮像装置を適用したカメラ(デジタルスチルカメラ)の撮像状態の概略構成を示す斜視図であり、図5(b)は、該カメラの収納状態の概略構成を示す斜視図である。なお、前記実施の形態1の図1(a)及び図1(b)に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0048】
図5(a)及び図5(b)に示すように、本実施の形態2に係る撮像装置は、収納状態において退避されるブロックが、反射光学素子5よりも物体側に配置されるレンズ素子5bを含む点で、前記実施の形態1の撮像装置と相違する。
【0049】
図5(a)に示す撮像状態から図5(b)に示す収納状態へ移行する場合、はじめに像側レンズ群6が光軸AX2に沿って撮像素子2側へ移動し(図5(a)の矢印a3)、次いで、反射光学素子5及びレンズ素子5bが光軸AX2に沿って撮像素子2側へ移動する(図5(a)の矢印a2)。そして、像側レンズ群6、反射光学素子5及びレンズ素子5bが移動した結果として、物体側レンズ群4の像側に空間が形成される。最後に、物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が光軸AX1に沿って前記空間内に沈胴して(図5(a)の矢印a1)、収納状態への移行が完了する。
【0050】
一方、図5(b)に示す収納状態から図5(a)に示す撮像状態へ移行する場合、はじめに物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が光軸AX1に沿って繰り出される(図5(b)の矢印b1)。そして、物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が繰り出された結果として、物体側レンズ群4の像側に空間が形成される。次いで、反射光学素子5及びレンズ素子5bが光軸AX2に沿って前記空間内に移動し(図5(b)の矢印b2)、最後に、像側レンズ群6が光軸AX2に沿って反射光学素子5側へ移動して(図5(b)の矢印b3)、撮像状態への移行が完了する。
【0051】
図6(a)は、実施の形態2の広角端での撮像状態における撮像光学系のレンズ配置を示す平面図であり、図6(b)は、収納状態における該撮像光学系のレンズ配置を示す平面図である。
【0052】
図6(a)及び図6(b)に示すように、本実施の形態2に係る撮像光学系は、ズームレンズ系である。該ズームレンズ系は、前記実施の形態1のズームレンズ系と等しい構成を備えている。すなわち、該ズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第1レンズ群G1と、負のパワーを有する第2レンズ群G2と、後続する絞りA、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4とを備えている。なお、図中最も右側に描かれた直線は、像面Sの位置を示しており、像面Sの物体側には光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Pが設けられている。また、反射光学素子としてのプリズムPRは、第2レンズ群G2中に配置されている。
【0053】
実施の形態2のズームレンズ系は、図6(b)に示す収納状態において、第2レンズ群G2全体、すなわち、最も物体側に配置された負メニスカス形状の第3レンズ素子L3、反射光学素子としてのプリズムPR、後続する第4レンズ素子L4及び第5レンズ素子L5が一体的に退避される。
【0054】
図7は、実施の形態2に係る撮像装置のレンズ鏡筒の配置を示す水平断面図である。図7(a)は、望遠端での撮像状態におけるレンズ鏡筒の配置を示し、図7(b)は、広角端での撮像状態におけるレンズ鏡筒の配置を示し、図7(c)は、収納状態におけるレンズ鏡筒の配置を示している。
【0055】
図7(a)、図7(b)及び図7(c)に示すように、実施の形態2のレンズ鏡筒は、第2レンズ群保持筒22が、第2レンズ群全体、すなわち、第3レンズ素子L3と、プリズムPRと、後続する第4レンズ素子L4及び第5レンズ素子L5とをすべて保持する点で、前記実施の形態1のレンズ鏡筒と相違する。
【0056】
図7(a)に示す望遠端での撮像状態から図7(b)に示す広角端での撮像状態へ移行する場合には、前記実施の形態1と概略等しい動作が行われる。一方、図7(b)に示す広角端での撮像状態から図7(c)に示す収納状態へ移行する場合、第2レンズ群保持筒22は、光軸AX2に沿って移動し、第2レンズ群全体を退避させる。その後、第1レンズ群保持多段筒21は、光軸AX1に沿って最小長さのまま沈胴され、本体10内に収納されて停止する。
【0057】
以上のように、本実施の形態2に係るレンズ鏡筒の構成によれば、前記実施の形態1において説明した共通の構成に加えて、収納状態において第2レンズ群全体を反射光学素子(プリズムPR)と共に退避させる構成を採用しているので、収納状態から撮像状態へ移行する際に、第2レンズ群の相対的な位置関係を維持したまま復帰させることができる。このため、復帰精度を高めることができる。
【0058】
なお、前記図7に示すレンズ鏡筒についても、前記と同様に、望遠端の状態から広角端の状態へと移行し、第1レンズ群保持多段筒が最小長さに短縮され、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が最小になる位置で停止した、図7(b)に示す状態を収納状態とすることもできる。
【0059】
(実施の形態3)
図8(a)は、実施の形態3に係る撮像装置を適用したカメラ(デジタルスチルカメラ)の撮像状態の概略構成を示す斜視図であり、図8(b)は、該カメラの収納状態の概略構成を示す斜視図である。なお、前記実施の形態1の図1(a)及び図1(b)に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0060】
図8(a)及び図8(b)に示すように、本実施の形態3に係る撮像装置は、収納状態において退避されるブロックが、像側レンズ群6の光軸AX2の方向ではなく、光軸AX1と光軸AX2の双方に直交する方向に退避される点で、前記実施の形態1の撮像装置と相違する。
【0061】
図8(a)に示す撮像状態から図8(b)に示す収納状態へ移行する場合、はじめに反射光学素子5が光軸AX1と光軸AX2との双方に直交する方向に沿って移動する(図8(a)の矢印a4)。そして、反射光学素子5が移動した結果として、物体側レンズ群4の像側に空間が形成される。次いで、物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が光軸AX1に沿って前記空間内に沈胴して(図8(a)の矢印a1)、収納状態への移行が完了する。
【0062】
一方、図8(b)に示す収納状態から図8(a)に示す撮像状態へ移行する場合、はじめに物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が光軸AX1に沿って繰り出される(図8(b)の矢印b1)。そして、物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が繰り出された結果として、物体側レンズ群4の像側に空間が形成される。次いで、反射光学素子5が光軸AX1と光軸AX2との双方に直交する方向に沿って前記空間内に移動して(図8(b)の矢印b4)、撮像状態への移行が完了する。
【0063】
以上のように、本実施の形態3に係るレンズ鏡筒の構成によれば、前記実施の形態1において説明した共通の構成に加えて、収納状態において反射光学素子5を光軸AX1と光軸AX2との双方に直交する方向に退避させる構成を採用しているので、撮像状態から収納状態へ移行する際に、像側レンズ群6を移動させる必要がない。このため、機構を簡単にすることができると共に、レンズ鏡筒を光軸AX2の方向にコンパクトに構成することができる。
【0064】
なお、前記図8に示すカメラに適用されるレンズ鏡筒についても、前記と同様に、望遠端の状態から広角端の状態へと移行し、第1レンズ群保持多段筒が最小長さに短縮され、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が最小になる位置で停止したときを収納状態とすることもできる。
【0065】
(実施の形態4)
図9(a)は、実施の形態4に係る撮像装置を適用したカメラ(デジタルスチルカメラ)の撮像状態の概略構成を示す斜視図であり、図9(b)は、該カメラの収納状態の概略構成を示す斜視図である。なお、前記実施の形態2の図5(a)及び図5(b)に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0066】
図9(a)及び図9(b)に示すように、本実施の形態4に係る撮像装置は、収納状態において退避されるブロックが、像側レンズ群6の光軸AX2の方向ではなく、光軸AX1と光軸AX2との双方に直交する方向に退避される点で、前記実施の形態2の撮像装置と相違する。
【0067】
図9(a)に示す撮像状態から図9(b)に示す収納状態へ移行する場合、はじめに反射光学素子5及びレンズ素子5bが光軸AX1と光軸AX2との双方に直交する方向に沿って移動する(図9(a)の矢印a4)。そして、反射光学素子5及びレンズ素子5bが移動した結果として、物体側レンズ群4の像側に空間が形成される。次いで、物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が光軸AX1に沿って前記空間内に沈胴して(図9(a)の矢印a1)、収納状態への移行が完了する。
【0068】
一方、図9(b)に示す収納状態から図9(a)に示す撮像状態へ移行する場合、はじめに物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が光軸AX1に沿って繰り出される(図9(b)の矢印b1)。そして、物体側レンズ群4を保持するレンズ保持筒が繰り出された結果として、物体側レンズ群4の像側に空間が形成される。次いで、反射光学素子5及びレンズ素子5bが光軸AX1と光軸AX2との双方に直交する方向に沿って前記空間内に移動して(図9(b)の矢印b4)、撮像状態への移行が完了する。
【0069】
以上のように、本実施の形態4に係るレンズ鏡筒の構成によれば、前記実施の形態2において説明した共通の構成に加えて、収納状態において反射光学素子5及びレンズ素子5bを光軸AX1と光軸AX2との双方に直交する方向に退避させる構成を採用しているので、撮像状態から収納状態へ移行する際に、像側レンズ群6を移動させる必要がない。このため、機構を簡単にすることができると共に、レンズ鏡筒を光軸AX2の方向にコンパクトに構成することができる。
【0070】
なお、前記図9に示すカメラに適用されるレンズ鏡筒についても、前記と同様に、望遠端の状態から広角端の状態へと移行し、第1レンズ群保持多段筒が最小長さに短縮され、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が最小になる位置で停止したときを収納状態とすることもできる。
【0071】
(実施の形態5)
図10(a)は、実施の形態5に係る撮像装置を適用したカメラ(デジタルスチルカメラ)の撮像状態の概略構成を示す斜視図であり、図10(b)は、該カメラの収納状態の概略構成を示す斜視図である。なお、前記実施の形態1の図1(a)及び図1(b)に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0072】
図10(a)及び図10(b)に示すように、本実施の形態5に係る撮像装置は、前記実施の形態1に係る撮像装置と構成は同一であるが、該撮像装置をカメラ筐体1内に配置する際の光軸AX2の方向が異なっている。すなわち、前記実施の形態1に係る撮像装置を適用したカメラにおいては、シャッターボタン3のストローク方向に対して光軸AX2を垂直に配置し、撮像装置を横置きするレイアウトが採用されているが、実施の形態5に係る撮像装置を適用したカメラにおいては、シャッターボタン3のストローク方向に対して光軸AX2を平行に配置し、撮像装置を縦置きするレイアウトが採用されている。
【0073】
本実施の形態5に係る撮像装置によれば、カメラに適用する際の配置自由度を拡大することができ、カメラのデザイン開発の自由度を向上させることができる。
【0074】
なお、前記図10に示すカメラに適用されるレンズ鏡筒についても、前記と同様に、望遠端の状態から広角端の状態へと移行し、第1レンズ群保持多段筒が最小長さに短縮され、第1レンズ群と第2レンズ群との間隔が最小になる位置で停止したときを収納状態とすることもできる。
【0075】
以上説明したように、実施の形態1〜5に係る撮像装置は、物体の光学的な像を電気的な画像信号として出力可能であり、物体の光学的な像を形成する撮像光学系を保持するレンズ鏡筒と、前記撮像光学系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子とを備え、前記撮像光学系が、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第1レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備えており、前記レンズ鏡筒が、収納状態において、撮像状態において配置される位置とは異なる位置に前記反射光学素子を退避させるものである。
【0076】
また実施の形態1〜5に係るカメラは、物体の光学的な像を電気的な画像信号に変換し、変換された画像信号の、表示及び記憶の少なくとも一方を行い、物体の光学的な像を形成する撮像光学系を保持するレンズ鏡筒と、前記撮像光学系によって形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、少なくとも前記撮像光学系を構成する反射光学素子よりも像側の部分、及び前記撮像素子を収容するカメラ筐体とを備え、前記撮像光学系が、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第1レンズ群と、物体からの光線を折り曲げる反射面を有する反射光学素子を含み、負のパワーを有する第2レンズ群と、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備えており、前記レンズ鏡筒が、収納状態において、撮像状態において配置される位置とは異なる位置に前記反射光学素子を退避させるものである。
【0077】
なお、実施の形態1〜5に係る撮像装置及びカメラには、収納状態において、撮像状態において配置される位置とは異なる位置に反射光学素子を退避させるレンズ鏡筒が備えられているが、該レンズ鏡筒のかわりに、収納状態において、撮像状態において配置される位置と等しい位置に反射光学素子を固定させるレンズ鏡筒を用いることも可能である。
【0078】
次に、前記実施の形態1〜5に係る撮像装置及びカメラに適用可能なズームレンズ系について、さらに詳細に説明する。
【0079】
(実施の形態6〜12)
図11は、実施の形態6に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。図12は、実施の形態7に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。図13は、実施の形態8に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。図14は、実施の形態9に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。図15は、実施の形態10に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。図16は、実施の形態11に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。図17は、実施の形態12に係るズームレンズ系のレンズ配置図である。図11〜17において、(a)は、広角端(最短焦点距離状態:焦点距離fW)でのレンズ配置図、(b)は、中間位置(中間焦点距離状態:焦点距離fM=(fW*fT1/2)でのレンズ配置図、(c)は、望遠端(最長焦点距離状態:焦点距離fT)でのレンズ配置図である。
【0080】
図11〜17に示すように、実施の形態6〜12に係るズームレンズ系は、物体側から像側へと順に、正のパワーを有する第1レンズ群G1と、負のパワーを有する第2レンズ群G2と、絞りAと、正のパワーを有する第3レンズ群G3と、正のパワーを有する第4レンズ群G4とを備えている。なお、反射光学素子としてのプリズムPRは、内部に反射面を有する構成であるが、図11〜17では反射面は省略している。また、図11〜17中最も右側に描かれた直線は、像面Sの位置を示しており、像面Sの物体側には光学的ローパスフィルタや撮像素子のフェースプレート等と等価な平行平板Pが設けられている。そして、各レンズ群を所望のパワー配置とすることにより、高変倍率を達成して光学性能を保ちつつ、ズームレンズ系全体の小型化が図られている。
【0081】
図11に示すように、実施の形態6のズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、両凸形状の第2レンズ素子L2とからなり、これら第1レンズ素子L1と第2レンズ素子L2とは接合されている。
【0082】
また実施の形態6のズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、入射面及び出射面が共に平面であるプリズムPR(反射光学素子)と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、両凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。
【0083】
また実施の形態6のズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第6レンズ素子L6と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第7レンズ素子L7と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第8レンズ素子L8とからなる。これらのうち、第7レンズ素子L7と第8レンズ素子L8とは接合されている。
【0084】
また実施の形態6のズームレンズ系において、第4レンズ群G4は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第9レンズ素子L9と、両凹形状の第10レンズ素子L10とからなり、これら第9レンズ素子L9と第10レンズ素子L10とは接合されている。
【0085】
実施の形態6のズームレンズ系において、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が物体側へ移動し、第4レンズ群G4が像側へ移動する。また、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第2レンズ群G2は、像面に対して固定される。
【0086】
図12に示すように、実施の形態7のズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、両凸形状の第2レンズ素子L2とからなり、これら第1レンズ素子L1と第2レンズ素子L2とは接合されている。
【0087】
また実施の形態7のズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、入射面及び出射面が共に平面であるプリズムPR(反射光学素子)と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、両凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。
【0088】
また実施の形態7のズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第6レンズ素子L6と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第7レンズ素子L7と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第8レンズ素子L8とからなる。これらのうち、第7レンズ素子L7と第8レンズ素子L8とは接合されている。
【0089】
また実施の形態7のズームレンズ系において、第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第9レンズ素子L9のみからなる。
【0090】
実施の形態7のズームレンズ系において、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が物体側へ移動し、第4レンズ群G4が像側へ移動する。また、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第2レンズ群G2は、像面に対して固定される。
【0091】
図13に示すように、実施の形態8のズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなり、これら第1レンズ素子L1と第2レンズ素子L2とは接合されている。
【0092】
また実施の形態8のズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、入射面及び出射面が共に平面であるプリズムPR(反射光学素子)と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、両凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。
【0093】
また実施の形態8のズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第6レンズ素子L6と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第7レンズ素子L7とからなる。
【0094】
また実施の形態8のズームレンズ系において、第4レンズ群G4は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第8レンズ素子L8と、両凹形状の第9レンズ素子L9とからなり、これら第8レンズ素子L8と第9レンズ素子L9とは接合されている。
【0095】
実施の形態8のズームレンズ系において、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が物体側へ移動し、第4レンズ群G4が像側へ移動する。また、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第2レンズ群G2は、像面に対して固定される。
【0096】
図14に示すように、実施の形態9のズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第1レンズ素子L1のみからなる。
【0097】
また実施の形態9のズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第2レンズ素子L2と、入射面及び出射面が共に平面であるプリズムPR(反射光学素子)と、両凹形状の第3レンズ素子L3と、両凸形状の第4レンズ素子L4とからなる。
【0098】
また実施の形態9のズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第5レンズ素子L5と、両凸形状の第6レンズ素子L6と、両凹形状の第7レンズ素子L7とからなる。これらのうち、第6レンズ素子L6と第7レンズ素子L7とは接合されている。
【0099】
また実施の形態9のズームレンズ系において、第4レンズ群G4は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第8レンズ素子L8と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第9レンズ素子L9とからなり、これら第8レンズ素子L8と第9レンズ素子L9とは接合されている。
【0100】
実施の形態9のズームレンズ系において、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が物体側へ移動し、第4レンズ群G4が像側へ移動する。また、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第2レンズ群G2は、像面に対して固定される。
【0101】
図15に示すように、実施の形態10のズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなり、これら第1レンズ素子L1と第2レンズ素子L2とは接合されている。
【0102】
また実施の形態10のズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、入射面及び出射面が共に平面であるプリズムPR(反射光学素子)と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、両凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。
【0103】
また実施の形態10のズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第6レンズ素子L6と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第7レンズ素子L7とからなる。
【0104】
また実施の形態10のズームレンズ系において、第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第8レンズ素子L8のみからなる。
【0105】
実施の形態10のズームレンズ系において、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が物体側へ移動し、第4レンズ群G4が像側へ移動する。また、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第2レンズ群G2は、像面に対して固定される。
【0106】
図16に示すように、実施の形態11のズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、両凸形状の第2レンズ素子L2とからなり、これら第1レンズ素子L1と第2レンズ素子L2とは接合されている。
【0107】
また実施の形態11のズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、入射面及び出射面が共に平面であるプリズムPR(反射光学素子)と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、両凸形状の第5レンズ素子L5とからなる。これらのうち、第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは接合されている。
【0108】
また実施の形態11のズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第6レンズ素子L6と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第7レンズ素子L7と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第8レンズ素子L8とからなる。これらのうち、第7レンズ素子L7と第8レンズ素子L8とは接合されている。
【0109】
また実施の形態11のズームレンズ系において、第4レンズ群G4は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第9レンズ素子L9と、両凹形状の第10レンズ素子L10とからなり、これら第9レンズ素子L9と第10レンズ素子L10とは接合されている。
【0110】
実施の形態11のズームレンズ系において、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が物体側へ移動し、第4レンズ群G4が像側へ移動する。また、広角端から望遠端へズーミングを行う際、第2レンズ群G2は、像面に対して固定される。
【0111】
図17に示すように、実施の形態12のズームレンズ系において、第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第1レンズ素子L1と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第2レンズ素子L2とからなり、これら第1レンズ素子L1と第2レンズ素子L2とは接合されている。
【0112】
また実施の形態12のズームレンズ系において、第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第3レンズ素子L3と、両凹形状の第4レンズ素子L4と、入射面及び出射面が共に凸面であるプリズムPR(反射光学素子)とからなる。
【0113】
また実施の形態12のズームレンズ系において、第3レンズ群G3は、物体側から像側へと順に、両凸形状の第5レンズ素子L5と、物体側に凸面を向けた正メニスカス形状の第6レンズ素子L6と、物体側に凸面を向けた負メニスカス形状の第7レンズ素子L7とからなる。これらのうち、第6レンズ素子L6と第7レンズ素子L7とは接合されている。
【0114】
また実施の形態12のズームレンズ系において、第4レンズ群G4は、両凸形状の第8レンズ素子L8のみからなる。
【0115】
実施の形態12のズームレンズ系において、広角端から望遠端へズーミングを行う際に、第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3が物体側へ移動し、第4レンズ群G4が像側へ移動する。また、広角端から望遠端へズーミングを行う際、第2レンズ群G2は、像面に対して固定される。
【0116】
なお、実施の形態6〜12において、ズーミング時の第1レンズ群G1及び第3レンズ群G3は、それぞれ広角端での位置よりも望遠端での位置の方が物体側となるように移動する限り、その動き方には特に限定がない。例えば単調に物体側に移動してもよく、物体側に凸の軌跡を描いて移動してもよく、像側に凸の軌跡を描いて移動してもよく、またこれらの移動軌跡を適宜組み合わせて、例えば第1の焦点距離域では単調に移動し、該第1の焦点距離域とは異なる第2の焦点距離域では像側に凸の軌跡を描いて移動してもよい。さらには、特定の焦点距離域においては、レンズ群を像面に対して固定させたり、像側に移動するように設定することも可能である。一方、ズーミング時の第4レンズ群G4は、広角端での位置よりも望遠端での位置の方が像側となるように移動する限り、その動き方には特に限定がない。例えば単調に像側に移動してもよく、物体側に凸の軌跡を描いて移動してもよく、像側に凸の軌跡を描いて移動してもよく、またこれらの移動軌跡を適宜組み合わせて、例えば第1の焦点距離域では単調に移動し、該第1の焦点距離域とは異なる第2の焦点距離域では物体側に凸の軌跡を描いて移動してもよい。さらには、特定の焦点距離域においては、レンズ群を像面に対して固定させたり、物体側に移動するように設定することも可能である。ズーミング時における各レンズ群の移動に関しては、目的とするズームレンズ系の性能に応じて適宜設定することが好ましい。
【0117】
次に、実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系が満足すべき条件について説明する。なお、各実施の形態のズームレンズ系に対して、複数の満足すべき条件が規定されるが、各条件のすべてを満足する構成のズームレンズ系が最も望ましい。しかし、各条件を個別に満足させることにより、それぞれの条件に対応する効果を奏するズームレンズ系を得ることも可能である。
【0118】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系は、以下の条件(1)を満足する。
−5.70<f1/f2<−2.00 ・・・(1)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
ここで、
1:第1レンズ群の合成焦点距離、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である。
【0119】
前記条件(1)は、第1レンズ群と第2レンズ群との焦点距離比を規定するための条件である。条件(1)の上限を上回ると、第2レンズ群の有効径が大きくなり、ズームレンズ系全体が大きくなってしまう。一方、条件(1)の下限を下回ると、第2レンズ群で発生する収差が過大となるため、ズームレンズ系全体での充分な収差補正が困難となる。
【0120】
なお、以下の条件(1a)を満足することが好ましく、条件(1b)を満足することがさらに好ましい。
−5.00<f1/f2<−2.00 ・・・(1a)
−4.50<f1/f2<−2.00 ・・・(1b)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
【0121】
前記条件(1a)は、条件(1)によって規定される範囲の中でもさらに好ましい範囲を規定しており、前記条件(1b)は、条件(1)によって規定される範囲の中でもより一層好ましい範囲を規定している。条件(1a)を満足する場合、さらには条件(1b)を満足する場合、第1レンズ群の合成焦点距離がより小さくなることから、広角端から望遠端へズーミングを行うときの第1レンズ群の移動量をより小さくすることができる。
【0122】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系は、以下の条件(2)を満足することが好ましい。
0.50<ΣD/ΣdAIR<1.00 ・・・(2)
ここで、
ΣD:第2レンズ群と後続レンズ群との光軸上での厚みの総和、
ΣdAIR:第2レンズ群よりも像側にあって、ズーミングによって変化する光軸上での空 気間隔の総和
である。
【0123】
前記条件(2)は、撮像装置の収納状態の厚みに関する条件である。条件(2)の上限を上回ると、退避される光学要素が大きくなるため、撮像装置が大きくなる傾向がある。一方、条件(2)の下限を下回ると、ズームレンズ系全体での充分な収差補正が困難となる恐れがある。
【0124】
なお、以下の条件(2a)を満足することがさらに好ましい。
0.75<ΣD/ΣdAIR<1.00 ・・・(2a)
【0125】
前記条件(2a)は、条件(2)によって規定される範囲の中でもさらに好ましい範囲を規定している。条件(2a)を満足する場合、第2レンズ群よりも像側の、ズーミングによって変化する光軸上での空気間隔の総和がより小さくなることから、ズームレンズ系全体をよりコンパクトにすることができる。
【0126】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系は、以下の条件(3)を満足することが好ましい。
0.00<DP/IV<3.00 ・・・(3)
ここで、
P:反射光学素子の光軸方向の厚み、
V:撮像素子の短辺方向の長さ、
(ただし、IV=2×f×tanω×0.60)
f:全系の焦点距離、
ω:入射半画角
である。
【0127】
前記条件(3)は、反射光学素子の厚みに関する条件である。条件(3)の上限を上回ると、反射光学素子の厚みが大きくなるため、撮像装置が大きくなる傾向がある。一方、条件(3)の下限を下回ると、反射光学素子の厚みを充分に確保することが困難となる恐れがある。
【0128】
なお、以下の条件(3a)を満足することがさらに好ましい。
2.50<DP/IV<3.00 ・・・(3a)
【0129】
前記条件(3a)は、条件(3)によって規定される範囲の中でもさらに好ましい範囲を規定している。条件(3a)を満足する場合、ズームレンズ系全体での収差補正をより良好に行うことができる。
【0130】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系を、前記実施の形態1、3及び5に係る撮像装置のような、反射光学素子よりも物体側にある光学要素のうちの一部を、収納状態において撮像状態の位置から退避させる撮像装置に適用する場合、ズームレンズ系が、以下の条件(4)を満足することが好ましい。
1.00<D1/IV<2.00 ・・・(4)
ここで、
1:第1レンズ群の最物体側面から最像側面までの光軸上での距離と、第2レンズ群を 構成する負メニスカス形状のレンズ素子の物体側面から像側面までの光軸上での距 離との総和、
V:撮像素子の短辺方向の長さ、
(ただし、IV=2×f×tanω×0.60)
f:全系の焦点距離、
ω:入射半画角
である。
【0131】
前記条件(4)は、撮像装置の収納状態の厚みに関する条件である。条件(4)の上限を上回ると、退避される光学要素よりも物体側に配置される光学要素が大きくなるため、撮像装置が厚み方向に大きくなる傾向がある。一方、条件(4)の下限を下回ると、ズームレンズ系全体の収差変動が大きくなる恐れがある。
【0132】
なお、以下の条件(4a)又は条件(4b)を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
1.50<D1/IV<2.00 ・・・(4a)
1.00<D1/IV<1.30 ・・・(4b)
【0133】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系を、前記実施の形態1、3及び5に係る撮像装置のような、反射光学素子よりも物体側にある光学要素のうちの一部を、収納状態において撮像状態の位置から退避させる撮像装置に適用する場合、ズームレンズ系が、以下の条件(5)を満足することが好ましい。
0.30<D1/DP<0.70 ・・・(5)
ここで、
1:第1レンズ群の最物体側面から最像側面までの光軸上での距離と、第2レンズ群を 構成する負メニスカス形状のレンズ素子の物体側面から像側面までの光軸上での距 離との総和、
P:反射光学素子の光軸方向の厚み
である。
【0134】
前記条件(5)は、撮像装置の収納状態の厚みに関する条件である。条件(5)の上限を上回ると、反射光学素子の厚みに対して、退避される光学要素よりも物体側に配置される光学要素が大きくなるため、撮像装置が厚み方向に大きくなる傾向がある。一方、条件(5)の下限を下回ると、ズームレンズ系全体の収差変動が大きくなる恐れがある。
【0135】
なお、以下の条件(5a)又は条件(5b)を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
0.52<D1/DP<0.70 ・・・(5a)
0.30<D1/DP<0.45 ・・・(5b)
【0136】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系を、前記実施の形態2及び4に係る撮像装置のような、反射光学素子よりも物体側にある光学要素を、収納状態においてすべて撮像状態の位置から退避させる撮像装置に適用する場合、ズームレンズ系が、以下の条件(6)を満足することが好ましい。
0.80<D1’/IV<1.90 ・・・(6)
ここで、
1’:第1レンズ群の最物体側面から最像側面までの光軸上での距離、
V:撮像素子の短辺方向の長さ、
(ただし、IV=2×f×tanω×0.60)
f:全系の焦点距離、
ω:入射半画角
である。
【0137】
前記条件(6)は、撮像装置の収納状態の厚みに関する条件である。条件(6)の上限を上回ると、退避される光学要素よりも物体側に配置される光学要素が大きくなるため、撮像装置が厚み方向に大きくなる傾向がある。一方、条件(6)の下限を下回ると、ズームレンズ系全体の収差変動が大きくなる恐れがある。
【0138】
なお、以下の条件(6a)又は条件(6b)を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
1.45<D1’/IV<1.90 ・・・(6a)
0.80<D1’/IV<1.40 ・・・(6b)
【0139】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系を、前記実施の形態2及び4に係る撮像装置のような、反射光学素子よりも物体側にある光学要素を、収納状態においてすべて撮像状態の位置から退避させる撮像装置に適用する場合、ズームレンズ系が、以下の条件(7)を満足することが好ましい。
0.20<D1’/DP<0.60 ・・・(7)
ここで、
1’:第1レンズ群の最物体側面から最像側面までの光軸上での距離、
P:反射光学素子の光軸方向の厚み
である。
【0140】
前記条件(7)は、撮像装置の収納状態の厚みに関する条件である。条件(7)の上限を上回ると、反射光学素子の厚みに対して、退避される光学要素よりも物体側に配置される光学要素が大きくなるため、撮像装置が厚み方向に大きくなる傾向がある。一方、条件(7)の下限を下回ると、ズームレンズ系全体の収差変動が大きくなる恐れがある。
【0141】
なお、以下の条件(7a)又は条件(7b)を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
0.41<D1’/DP<0.60 ・・・(7a)
0.20<D1’/DP<0.36 ・・・(7b)
【0142】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含むズームレンズ系は、以下の条件(8)を満足することが好ましい。
3.00<M1/IV<4.60 ・・・(8)
ここで、
1:広角端から望遠端へズーミングを行うときの第1レンズ群の移動量、
V:撮像素子の短辺方向の長さ、
(ただし、IV=2×f×tanω×0.60)
f:全系の焦点距離、
ω:入射半画角
である。
【0143】
前記条件(8)は、第1レンズ群の移動量を規定し、撮像装置の撮像状態の厚みを決定するための条件である。条件(8)の上限を上回ると、第1レンズ群の移動量が増加し、望遠端での光学全長が長くなるため、撮像装置の厚みが大きくなる傾向がある。一方、条件(8)の下限を下回ると、ズームレンズ系全体の収差変動が大きくなる恐れがある。
【0144】
なお、以下の条件(8a)又は条件(8b)を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
4.00<M1/IV<4.60 ・・・(8a)
3.00<M1/IV<3.85 ・・・(8b)
【0145】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含み、後続レンズ群が、物体側から像側へと順に、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レンズ群とを備えたズームレンズ系は、以下の条件(9)を満足することが好ましい。
2.00<f4/fW<3.70 ・・・(9)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
ここで、
4:第4レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である。
【0146】
前記条件(9)は、第4レンズ群の焦点距離を規定するための条件である。条件(9)の上限を上回ると、フォーカシングを行う際の移動量が大きくなる傾向がある。一方、条件(9)の下限を下回ると、第4レンズ群で発生する収差が過大となるため、ズームレンズ系全体で発生するコマ収差の補正が困難となる恐れがある。
【0147】
なお、以下の条件(9a)を満足することがさらに好ましい。
2.00<f4/fW<3.00 ・・・(9a)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
【0148】
前記条件(9a)は、条件(9)によって規定される範囲の中でもさらに好ましい範囲を規定している。条件(9a)を満足する場合、第4レンズ群の合成焦点距離がより小さくなることから、フォーカシングを行う際の移動量をより小さくすることができる。
【0149】
例えば実施の形態6〜12に係るズームレンズ系のような、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備え、第2レンズ群中に反射面を有する反射光学素子を含み、後続レンズ群が、物体側から像側へと順に、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レンズ群とを備えたズームレンズ系は、以下の条件(10)を満足することが好ましい。
−3.00<f2/fW<−2.00 ・・・(10)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
ここで、
2:第2レンズ群の合成焦点距離、
W:広角端における全系の焦点距離、
T:望遠端における全系の焦点距離、
Z:変倍比
である。
【0150】
前記条件(10)は、撮像装置が撮像状態から収納状態へ移行する際に移動する第2レンズ群の誤差感度に関する条件である。条件(10)の上限を上回ると、第2レンズ群で発生する収差が過大となるため、ズームレンズ系全体で発生するコマ収差の補正が困難となる恐れがある。一方、条件(10)の下限を下回ると、第2レンズ群の有効径が大きくなり、ズームレンズ系全体が大きくなる傾向がある。
【0151】
なお、以下の条件(10a)を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
−2.40<f2/fW<−2.00 ・・・(10a)
(ただし、Z=fT/fW>5.0)
【0152】
なお、前記実施の形態6〜12においては、物体側から像側へと順に、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レンズ群とを備えた正負正正の4群構成のズームレンズ系を例にあげて説明したが、必ずしもかかる構成のズームレンズ系に限定されるものではない。例えば、正負正正正、正負正負正の5群構成、正負正の3群構成等、物体側から像側へと順に、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、少なくとも1つの正のパワーを有するレンズ群を含む後続レンズ群とを備えたズームレンズ系であれば、前記実施の形態1〜5に示したレンズ鏡筒又は撮像装置に適用することができる。
【0153】
また、実施の形態6〜12のズームレンズ系は、入射光線を屈折によって偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)のみで構成されているが、必ずしもかかる構成のズームレンズ系に限定されるものではない。例えば、回折によって入射光線を偏向させる回折型レンズ、回折作用と屈折作用との組み合わせによって入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ、入射光線を媒質内の屈折率分布によって偏向させる屈折率分布型レンズ等により、ズームレンズ系を構成してもよい。
【0154】
また、実施の形態6〜12においては、ズームレンズ系の最像側面と撮像素子(像面S)との間に、光学的ローパスフィルタを含む平行平板Pを配置する構成を示している。かかるローパスフィルタとしては、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果によって達成する位相型ローパスフィルタ等を用いることができる。なお、各実施の形態において、ズームレンズ系の光学的な像を受光する撮像素子の特性に応じてローパスフィルタを省略してもよい。
【0155】
また、実施の形態6〜12のズームレンズ系と、CCD、CMOS等の撮像素子とにより構成される撮像装置を、携帯電話機器、PDA(Personal Digital Assistance)、監視システムにおける監視カメラ、Webカメラ、車載カメラ等に適用することもできる。
【0156】
また、実施の形態6〜12のズームレンズ系は、デジタルスチルカメラだけではなく、動画を対象としたデジタルビデオカメラにも用いることができる。そして、この場合には、静止画だけではなく、解像度の高い動画を撮影することができる。
【0157】
以下、具体的実施例をあげて、実施の形態6〜12のズームレンズ系をさらに詳細に説明する。なお、各実施例において、表中の長さの単位はすべて「mm」である。また、各実施例において、rはレンズ素子の曲率半径、dは軸上面間隔、ndは各レンズ素子のd線に対する屈折率、νdは各レンズ素子のd線に対するアッベ数を示している。また、各実施例において、*印を付した面は非球面であり、その非球面形状は、次式で定義される。
【数1】


ここで、hは光軸からの高さ、Zは光軸からの高さがhの非球面上の点の、非球面頂点の接平面からの距離(サグ)、rは非球面頂点の曲率半径、κは円錐定数、D、E、F及びGはそれぞれ4次、6次、8次及び10次の非球面係数を表している。
【0158】
図18は、実施例1に係るズームレンズ系の縦収差図である。図19は、実施例2に係るズームレンズ系の縦収差図である。図20は、実施例3に係るズームレンズ系の縦収差図である。図21は、実施例4に係るズームレンズ系の縦収差図である。図22は、実施例5に係るズームレンズ系の縦収差図である。図23は、実施例6に係るズームレンズ系の縦収差図である。図24は、実施例7に係るズームレンズ系の縦収差図である。
【0159】
図18〜24において、(a)は広角端における収差、(b)は中間位置における収差、(c)は望遠端における収差を表す。図18〜24において、各縦収差図は、左側から順に、球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。球面収差図において、縦軸はFナンバーを表し、実線はd線、短破線はF線、長破線はC線の特性である。非点収差図において、縦軸は入射半画角を表し、実線はサジタル平面(図中、sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、mで示す)の特性である。歪曲収差図において、縦軸は入射半画角を表す。図18〜24に示す縦収差図から明らかなように、実施例1〜7のズームレンズ系は、高解像度を実現するのに充分な収差補正能力を有している。
【0160】
(実施例1)
実施例1のズームレンズ系は、図11に示した実施の形態6のズームレンズ系に対応する。実施例1のズームレンズ系のレンズデータを表1に、非球面データを表2に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Fナンバー、入射半画角(°)及び可変面間隔データを表3に示す。なお、表2中、「E+00」等は「×10+00」等を表わす。
【表1】


【表2】


【表3】


【0161】
(実施例2)
実施例2のズームレンズ系は、図12に示した実施の形態7のズームレンズ系に対応する。実施例2のズームレンズ系のレンズデータを表4に、非球面データを表5に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Fナンバー、入射半画角(°)及び可変面間隔データを表6に示す。なお、表5中、「E+00」等は「×10+00」等を表わす。
【表4】


【表5】


【表6】


【0162】
(実施例3)
実施例3のズームレンズ系は、図13に示した実施の形態8のズームレンズ系に対応する。実施例3のズームレンズ系のレンズデータを表7に、非球面データを表8に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Fナンバー、入射半画角(°)及び可変面間隔データを表9に示す。なお、表8中、「E+00」等は「×10+00」等を表わす。
【表7】


【表8】


【表9】


【0163】
(実施例4)
実施例4のズームレンズ系は、図14に示した実施の形態9のズームレンズ系に対応する。実施例4のズームレンズ系のレンズデータを表10に、非球面データを表11に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Fナンバー、入射半画角(°)及び可変面間隔データを表12に示す。なお、表11中、「E+00」等は「×10+00」等を表わす。
【表10】


【表11】


【表12】


【0164】
(実施例5)
実施例5のズームレンズ系は、図15に示した実施の形態10のズームレンズ系に対応する。実施例5のズームレンズ系のレンズデータを表13に、非球面データを表14に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Fナンバー、入射半画角(°)及び可変面間隔データを表15に示す。なお、表14中、「E+00」等は「×10+00」等を表わす。
【表13】


【表14】


【表15】


【0165】
(実施例6)
実施例6のズームレンズ系は、図16に示した実施の形態11のズームレンズ系に対応する。実施例6のズームレンズ系のレンズデータを表16に、非球面データを表17に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Fナンバー、入射半画角(°)及び可変面間隔データを表18に示す。なお、表17中、「E+00」等は「×10+00」等を表わす。
【表16】


【表17】


【表18】


【0166】
(実施例7)
実施例7のズームレンズ系は、図17に示した実施の形態12のズームレンズ系に対応する。実施例7のズームレンズ系のレンズデータを表19に、非球面データを表20に、撮影距離が∞の場合の、焦点距離、Fナンバー、入射半画角(°)及び可変面間隔データを表21に示す。なお、表20中、「E+00」等は「×10+00」等を表わす。
【表19】


【表20】


【表21】


【0167】
以下の表22に、実施例1〜7のズームレンズ系についての各条件(1)〜(10)の値を示す。
【表22】


【産業上の利用可能性】
【0168】
本発明によれば、変倍比が5倍以上で解像度が高いズームレンズ系を保持すると共に、収納状態の全長が短くコンパクトなレンズ鏡筒を実現することができる。したがって、本発明のレンズ鏡筒は、薄型化が要求されるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機器、PDA(Personal Digital Assistance)、監視システムにおける監視カメラ、Webカメラ、車載カメラ等のデジタル入力装置に適用可能であり、特に、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の高画質が要求される撮像光学系に好適である。
【図面の簡単な説明】
【0169】
【図1】(a)は実施の形態1に係る撮像装置を適用したカメラの撮像状態の概略構成を示す斜視図、(b)は実施の形態1に係る撮像装置を適用したカメラの収納状態の概略構成を示す斜視図
【図2】(a)は実施の形態1の広角端での撮像状態における撮像光学系のレンズ配置を示す平面図、(b)は実施の形態1の収納状態における撮像光学系のレンズ配置を示す平面図
【図3】(a)は実施の形態1に係る撮像装置の望遠端での撮像状態におけるレンズ鏡筒の配置を示す水平断面図、(b)は、実施の形態1に係る撮像装置の広角端での撮像状態におけるレンズ鏡筒の配置を示す水平断面図、(c)は、実施の形態1に係る撮像装置の収納状態におけるレンズ鏡筒の配置を示す水平断面図
【図4】(a)は実施の形態1に係る他の撮像装置を適用したカメラの撮像状態の概略構成を示す斜視図、(b)は実施の形態1に係る他の撮像装置を適用したカメラの収納状態の概略構成を示す斜視図
【図5】(a)は実施の形態2に係る撮像装置を適用したカメラの撮像状態の概略構成を示す斜視図、(b)は実施の形態2に係る撮像装置を適用したカメラの収納状態の概略構成を示す斜視図
【図6】(a)は実施の形態2の広角端での撮像状態における撮像光学系のレンズ配置を示す平面図、(b)は実施の形態2の収納状態における撮像光学系のレンズ配置を示す平面図
【図7】(a)は実施の形態2に係る撮像装置の望遠端での撮像状態におけるレンズ鏡筒の配置を示す水平断面図、(b)は、実施の形態2に係る撮像装置の広角端での撮像状態におけるレンズ鏡筒の配置を示す水平断面図、(c)は、実施の形態2に係る撮像装置の収納状態におけるレンズ鏡筒の配置を示す水平断面図
【図8】(a)は実施の形態3に係る撮像装置を適用したカメラの撮像状態の概略構成を示す斜視図、(b)は実施の形態3に係る撮像装置を適用したカメラの収納状態の概略構成を示す斜視図
【図9】(a)は実施の形態4に係る撮像装置を適用したカメラの撮像状態の概略構成を示す斜視図、(b)は実施の形態4に係る撮像装置を適用したカメラの収納状態の概略構成を示す斜視図
【図10】(a)は実施の形態5に係る撮像装置を適用したカメラの撮像状態の概略構成を示す斜視図、(b)は実施の形態5に係る撮像装置を適用したカメラの収納状態の概略構成を示す斜視図
【図11】(a)は実施の形態6(実施例1)に係るズームレンズ系の広角端でのレンズ配置図、(b)は実施の形態6(実施例1)に係るズームレンズ系の中間位置でのレンズ配置図、(c)は実施の形態6(実施例1)に係るズームレンズ系の望遠端でのレンズ配置図
【図12】(a)は実施の形態7(実施例2)に係るズームレンズ系の広角端でのレンズ配置図、(b)は実施の形態7(実施例2)に係るズームレンズ系の中間位置でのレンズ配置図、(c)は実施の形態7(実施例2)に係るズームレンズ系の望遠端でのレンズ配置図
【図13】(a)は実施の形態8(実施例3)に係るズームレンズ系の広角端でのレンズ配置図、(b)は実施の形態8(実施例3)に係るズームレンズ系の中間位置でのレンズ配置図、(c)は実施の形態8(実施例3)に係るズームレンズ系の望遠端でのレンズ配置図
【図14】(a)は実施の形態9(実施例4)に係るズームレンズ系の広角端でのレンズ配置図、(b)は実施の形態9(実施例4)に係るズームレンズ系の中間位置でのレンズ配置図、(c)は実施の形態9(実施例4)に係るズームレンズ系の望遠端でのレンズ配置図
【図15】(a)は実施の形態10(実施例5)に係るズームレンズ系の広角端でのレンズ配置図、(b)は実施の形態10(実施例5)に係るズームレンズ系の中間位置でのレンズ配置図、(c)は実施の形態10(実施例5)に係るズームレンズ系の望遠端でのレンズ配置図
【図16】(a)は実施の形態11(実施例6)に係るズームレンズ系の広角端でのレンズ配置図、(b)は実施の形態11(実施例6)に係るズームレンズ系の中間位置でのレンズ配置図、(c)は実施の形態11(実施例6)に係るズームレンズ系の望遠端でのレンズ配置図
【図17】(a)は実施の形態12(実施例7)に係るズームレンズ系の広角端でのレンズ配置図、(b)は実施の形態12(実施例7)に係るズームレンズ系の中間位置でのレンズ配置図、(c)は実施の形態12(実施例7)に係るズームレンズ系の望遠端でのレンズ配置図
【図18】(a)は実施例1に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図、(b)は実施例1に係るズームレンズ系の中間位置の縦収差図、(c)は実施例1に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図
【図19】(a)は実施例2に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図、(b)は実施例2に係るズームレンズ系の中間位置の縦収差図、(c)は実施例2に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図
【図20】(a)は実施例3に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図、(b)は実施例3に係るズームレンズ系の中間位置の縦収差図、(c)は実施例3に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図
【図21】(a)は実施例4に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図、(b)は実施例4に係るズームレンズ系の中間位置の縦収差図、(c)は実施例4に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図
【図22】(a)は実施例5に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図、(b)は実施例5に係るズームレンズ系の中間位置の縦収差図、(c)は実施例5に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図
【図23】(a)は実施例6に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図、(b)は実施例6に係るズームレンズ系の中間位置の縦収差図、(c)は実施例6に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図
【図24】(a)は実施例7に係るズームレンズ系の広角端の縦収差図、(b)は実施例7に係るズームレンズ系の中間位置の縦収差図、(c)は実施例7に係るズームレンズ系の望遠端の縦収差図
【符号の説明】
【0170】
1 カメラ筐体
2 撮像素子
3 シャッターボタン
4 物体側レンズ群
5、7 反射光学素子
5a 反射面
6 像側レンズ群
10 本体
11、21 第1レンズ群保持多段筒
12、22 第2レンズ群保持筒
13 第3レンズ群保持筒
14 第4レンズ群保持筒
15 撮像素子保持筒
16a、16b ガイドシャフト
AX1、AX2 光軸
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
L1 第1レンズ素子
L2 第2レンズ素子
L3 第3レンズ素子
L4 第4レンズ素子
L5 第5レンズ素子
L6 第6レンズ素子
L7 第7レンズ素子
L8 第8レンズ素子
L9 第9レンズ素子
L10 第10レンズ素子
PR プリズム(反射光学素子)
A 絞り
P 平行平板
S 像面




 

 


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