JP4915086B2

JP4915086B2 - ズームレンズ及び撮像装置

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Publication number: JP4915086B2
Application number: JP2005353397A
Authority: JP
Inventors: 嘉人岩澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2025-12-07
Also published as: US20070127124A1; US7342727B2; CN100451719C; CN1979247A; JP2007156239A

Description

本発明は新規なズームレンズ及び撮像装置に関する。詳しくは、撮像装置、例えば、カメラの振動による撮影画像の振れを補正する機能、手振れ補正機能を有するズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置に関するものであり、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適なコンパクトで良好な手振れ補正機能を有するズームレンズ及び該ズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

近年、デジタルスチルカメラ等の個体撮像素子を用いた撮像装置が普及しつつある。このようなデジタルスチルカメラ等の普及に伴い一層の高画質化が求められており、特に画素数の多いデジタルスチルカメラ等においては、画素数の多い個体撮像素子に対応した結像性能にすぐれた撮影用レンズ、特にズームレンズが求められている。

また、撮影時の振動による撮影画像の像振れを防ぐ、手振れ補正機能も強く要求されている。

例えば、特許文献１に記載の光学系では、負の屈折力を有する第１レンズ群、正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、正又は負の屈折力を有する第４レンズ群で構成されるズームレンズにおいて、第３レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることで、手振れ補正を行うズームレンズを提案している。

特開平１１−５２２４５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光学系は、１群から３群までが負、正、正の構成を有する光学系の第２レンズ群を分割してその一部をシフトレンズ群とするズームタイプで、偏芯感度の高い第２レンズ群を分割してその一部をシフトレンズ群としたことで、手振れ補正時の収差発生量を小さくするためには、第２レンズ群の偏芯敏感度を鈍くするために第２レンズ群のレンズ枚数が多くなってしまうこと避けることができず、レンズ収納時でも撮像装置、例えば、カメラの奥行き方向の厚みを小さくすることができない。

また、コンパクトカメラで一般的に使われている１群から３群までが負、正、正のズームタイプにおいて、第２レンズ群全体を手振れ補正時にシフトさせることによって、手振れ補正を行うことができるが、このタイプだと、シフトレンズ群が微小に移動しても像が大きくシフトしてしまうので、高い精度での制御が要求される。

本発明は、上記した問題に鑑み、手振れ補正機能を有するズームレンズに関するものであり、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタル入出力機器の撮影光学系に好適なコンパクトで良好な手振れ補正機能を有するズームレンズ及び該ズームレンズを使用した撮像装置を提供することを課題とする。

本発明ズームレンズは、上記した課題を解決するために、物体側より順に配列された、負の屈折力を有する単レンズで構成される第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから成り、少なくとも上記第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動して変倍作用を行い、上記第２レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸に直交する方向へシフトさせることが可能であり、βαを第２レンズ群の望遠端での倍率、βｂを第２レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率、f1を第１レンズ群の焦点距離、f2を第２レンズ群の焦点距離として、以下の条件式（１）、（２）を満足する。
（１）0.5 ＜｜（１−βα）×βｂ｜＜1.0
（２）0.1 ＜｜ｆ1／f2｜＜ 1.25
従って、本発明ズームレンズにあっては、第２レンズ群を光軸に直交する方向に移動させると、像が光軸に直交する方向にシフトする。

本発明撮像装置は、上記した課題を解決するために、光軸に直交する方向に移動することによって像を光軸に直交する方向へシフトさせることが可能なシフトレンズ群を有するズームレンズと、上記ズームレンズにより形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、上記ズームレンズの振れを検出する手振れ検出手段と、上記手振れ検出手段によって検出したズームレンズの振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、上記ズームレンズのシフトレンズ群を上記振れ補正角に対応した量だけ光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせるための補正信号を送出する手振れ制御手段と、上記補正信号に基づいてズームレンズのシフトレンズ群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えた撮像装置であって、上記ズームレンズは、物体側より順に配列された、負の屈折力を有する単レンズで構成される第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから成り、少なくとも上記第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動して変倍作用を行い、上記第２レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸に直交する方向へシフトさせるシフトレンズ群とし、βαを第２レンズ群の望遠端での倍率、βｂを第２レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率、f1を第１レンズ群の焦点距離、f2を第２レンズ群の焦点距離として、以下の条件式（１）、（２）を満足する。
（１）0.5 ＜｜（１−βα）×βｂ｜＜1.0
（２）0.1 ＜｜ｆ1／f2｜＜ 1.25
従って、本発明撮像装置にあっては、ズームレンズの振れが検出されると第２レンズ群が光軸と直交する方向に移動され、像が光軸と直交する方向にシフトされる。

本発明ズームレンズは、物体側より順に配列された、負の屈折力を有する単レンズで構成される第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから成り、少なくとも上記第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動して変倍作用を行い、上記第２レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸に直交する方向へシフトさせることが可能であり、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする。
（１）0.5 ＜｜（１−βα）×βｂ｜＜1.0
（２）0.1 ＜｜ｆ1／f2｜＜ 1.25
但し
βα：第２レンズ群の望遠端での倍率
βｂ：第２レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
f1：第１レンズ群の焦点距離
f2：第２レンズ群の焦点距離
とする。

従って、本発明ズームレンズにあっては、物体側から負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レンズ群の順に配列されたうちの第２レンズ群をシフトレンズ群とすることによって、レンズ枚数を増やすこと無しに偏芯感度を下げて、シフトレンズ群の移動制御を容易にし、且つ、像シフト時の収差発生量を小さくすることができる。

本発明撮像装置は、光軸に直交する方向に移動することによって像を光軸に直交する方向へシフトさせることが可能なシフトレンズ群を有するズームレンズと、上記ズームレンズにより形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子と、上記ズームレンズの振れを検出する手振れ検出手段と、上記手振れ検出手段によって検出したズームレンズの振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、上記ズームレンズのシフトレンズ群を上記振れ補正角に対応した量だけ光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせるための補正信号を送出する手振れ制御手段と、上記補正信号に基づいてズームレンズのシフトレンズ群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えた撮像装置であって、上記ズームレンズは、物体側より順に配列された、負の屈折力を有する単レンズで構成される第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから成り、少なくとも上記第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動して変倍作用を行い、上記第２レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸に直交する方向へシフトさせるシフトレンズ群とし、以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
（１）0.5 ＜｜（１−βα）×βｂ｜＜1.0
（２）0.1 ＜｜ｆ1／f2｜＜ 1.25
但し
βα：第２レンズ群の望遠端での倍率
βｂ：第２レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
f1：第１レンズ群の焦点距離
f2：第２レンズ群の焦点距離
とする。

従って、本発明撮像装置にあっては、ズームレンズの振れが検出されると第２レンズ群が光軸と直交する方向に移動され、像が光軸と直交する方向にシフトされて、いわゆる手振れ補正が為される。しかも、全体を小型に構成することができ、さらに、収差の少ない良質の画像を得ることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、上記第２レンズ群より像側のレンズ群が、像側へ順に、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レンズ群で構成される。

請求項３に記載した発明にあっては、上記第２レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有し、上記非球面が周辺部に行くにしたがって近軸曲率に対して曲率が小さくなる形状を有するので、歪曲収差をさらに良好に補正することが可能になる。

以下に、本発明ズームレンズ及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本発明ズームレンズは、物体側より順に配列された、負の屈折力を有する単レンズで構成される第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから成り、少なくとも上記第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動して変倍作用を行い、上記第２レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸に直交する方向へシフトさせることが可能であり、以下の条件式（１）、（２）を満足する。
（１）0.5 ＜｜（１−βα）×βｂ｜＜1.0
（２）0.1 ＜｜ｆ1／f2｜＜ 1.25
但し
βα：第２レンズ群の望遠端での倍率
βｂ：第２レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
f1：第１レンズ群の焦点距離
f2：第２レンズ群の焦点距離
とする。

本発明ズームレンズにあっては、物体側から負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レンズ群の順に配列されたうちの第２レンズ群をシフトレンズ群とすることによって、レンズ枚数を増やすこと無しに偏芯感度を下げて、シフトレンズ群の移動制御を容易にし、且つ、像シフト時の収差発生量を小さくすることができる。

上記条件式（１）は、シフトレンズ群である第２レンズ群の移動量に対する像がシフトする割合を規定する条件式である。条件式（１）の下限値を下回ると所定量だけ像をシフトさせるのに必要なシフトレンズ群の移動量が大きくなるため、シフトレンズ群を移動させる駆動系が大きくなってしまい小型化の妨げとなる。また、条件式（１）の上限値を上回るとシフトレンズ群が微小に移動しても像が大きくシフトしてしまうので、高い精度での制御が要求される。

上記条件式（２）は、第１レンズ群と第２レンズ群との焦点距離の比を規定する条件式である。条件式（２）の下限値を下回ると第１レンズ群の焦点距離が短くなり、歪曲収差の補正が困難になる。条件式（２）の上限値を上回ると第１レンズ群の焦点距離が長くなり前玉径の増大をまねき、小型化が困難になると共に、第２レンズ群の焦点距離が短くなり、第２レンズ群の偏芯感度が上がり、手振れ補正時の収差発生量が大きくなる。

第３レンズ群の屈折力は正、負を問わず、第３レンズ群より像側にさらにレンズ群を配置するか否か、配置するとしていくつのレンズ群を配置するかによってそれぞれの屈折力が選択される。例えば、物体側から順に、負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レンズ群を配置した４群構成とすることが考えられる。

さらに、第２レンズ群中の最も物体側の負レンズに非球面を有すること好ましく、また、像面側の非球面形状を、周辺部に行くにしたがって近軸曲率に対して曲率が小さくなる形状にすると、歪曲収差の補正をより良好に行うことができ望ましい。

さらに、第２レンズ群中の最も物体側の面の曲率半径は以下の条件式（３）を満足することが望ましい、
（３）2 ＜ Cr3 / fw ＜ 300
但し
Cr3：第２レンズ群中の最も物体側の面の曲率半径
fw：レンズ全系の広角端での焦点距離。

上記条件式（３）は、第２レンズ群中の最も物体側の面の曲率半径とレンズ全系の広角端での焦点距離との比を規定する条件式である。 Cr3 / fwが条件式（３）で規定された範囲外の値となると歪曲収差の補正が困難になる。

次ぎに、本発明ズームレンズの実施の形態及び実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例について説明する。

なお、各実施の形態において、非球面形状が採用されており、非球面形状は数１式によって定義されるものとする。

但し、
ｘ：レンズ面頂点からの光軸方向の距離、
ｙ：光軸と垂直な方向の高さ
ｃ：レンズ頂点での近軸曲率、
ε ：円錐定数、
A ⁱ ：第 i 次の非球面係数である。

図１は本発明ズームレンズの第１の実施の形態１のレンズ構成を示す図である。ズームレンズ１は、物体側より順に、負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が配列されて成り、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１は固定、第２レンズ群ＧＲ２は一旦像側に移動した後物体側へ移動し、第３レンズ群ＧＲ３は物体側へ移動し、第４レンズ群ＧＲ４は像側へ移動する。

第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１、１枚で構成される。第２レンズ群ＧＲ２は、両面に非球面を有する負レンズＧ２及び正レンズＧ３で構成される。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＧ４及び正レンズＧ５と負レンズＧ６との接合レンズで構成される。第４レンズ群ＧＲ４は、両面に非球面を有する正レンズＧ７で構成される。そして、第３レンズ群ＧＲ３の物体側に第３レンズ群ＧＲ３と共に移動する開口絞りＳが配置され、また、第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが配置される。そして、このズームレンズ１にあっては、第２レンズ群ＧＲ２を光軸に直交する方向に移動させることによって像が光軸に直交する方向にシフトされる。

上記第１の実施の形態１に具体的数値を適用した数値実施例１の諸元の値を表１に示す。なお、表において、「面Ｎｏ．」は物体側からｉ番目の面を、「Ｒ」は物体側からｉ番目の面の曲率半径を、「ｄ」は物体側からｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を、「ｎｄ」は物体側にｉ番目の面を有する硝材のｄ線（f=587.6nm）での屈折率を、「νｄ」は物体側にｉ番目の面を有する硝材のｄ線でのアッベ数を示す。また、曲率半径「ＩＮＦＩＮＩＴＹ」は当該面が平面であることを、「ＡＳＰ］は当該面が非球面であることを示す。

ズームレンズ１において、第３面、第４面、第８面、第９面、第１３面及び第１４面は非球面で構成される。そこで、数値実施例１における上記各面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ^４、Ａ^６、Ａ^８、Ａ^１０を円錐定数εと共に表２に示す。なお、表２及び以下の非球面係数を示す表において「Ｅ^−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０−ｉ」を表しており、例えば、「0.26029E-05」は「0.26029×10⁻⁵」を表している。

ズームレンズ１において、変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ２、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ６、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１２及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１４が、それぞれ変化する。そこで、数値実施例１における上記各面間隔の広角端状態（f=8.10）、中間焦点距離状態（f=13.77）及び望遠端状態（f=23.38）における値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に表３に示す。

図２乃至図４は数値実施例１の無限遠合焦状態における各種収差を示すものであり、図２は広角端状態（f=8.10）における各種収差を、図３は中間焦点距離状態（f=13.77）における各種収差を、図４は望遠端状態（f=23.38）における各種収差を示す。そして、上記各種収差を示す図において、球面収差では縦軸に開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線（λ=587.6nm）での、破線がＣ線（λ=656.28nm）での、１点鎖線がｇ線（λ=435.84nm）での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は%で表わす。

図５は本発明ズームレンズの第２の実施の形態２のレンズ構成を示す図である。ズームレンズ２は、物体側より順に、負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が配列されて成り、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１及び第２レンズ群ＧＲ２は一旦像側に移動した後物体側へ移動し、第３レンズ群ＧＲ３は物体側へ移動し、第４レンズ群ＧＲ４は像側へ移動する。

第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１、１枚で構成される。第２レンズ群ＧＲ２は、両面に非球面を有する負レンズＧ２及び正レンズＧ３で構成される。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＧ４、正レンズＧ５と負レンズＧ６との接合レンズ及び正レンズＧ７で構成される。第４レンズ群ＧＲ４は、両面に非球面を有する正レンズＧ８で構成される。そして、第３レンズ群ＧＲ３の物体側に第３レンズ群ＧＲ３と共に移動する開口絞りＳが配置され、また、第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが配置される。そして、このズームレンズ２にあっては、第２レンズ群ＧＲ２を光軸に直交する方向に移動させることによって像が光軸に直交する方向にシフトされる。

上記第２の実施の形態２に具体的数値を適用した数値実施例２の諸元の値を表４に示す。

ズームレンズ２において、第３面、第４面、第８面、第９面、第１５面及び第１６面は非球面で構成される。そこで、数値実施例２における上記各面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ^４、Ａ^６、Ａ^８、Ａ^１０を円錐定数εと共に表５に示す。

ズームレンズ２において、変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ２、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ６、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１４及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１６が、それぞれ変化する。そこで、数値実施例２における上記各面間隔の広角端状態（f=4.85）、中間焦点距離状態（f=9.22）及び望遠端状態（f=14.07）における値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に表６に示す。

図６乃至図８は数値実施例２の無限遠合焦状態における各種収差を示すものであり、図６は広角端状態（f=4.85）における各種収差を、図７は中間焦点距離状態（f=9.22）における各種収差を、図８は望遠端状態（f=14.07）における各種収差を示す。そして、上記各種収差を示す図において、球面収差では縦軸に開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線（λ=587.6nm）での、破線がＣ線（λ=656.28nm）での、１点鎖線がｇ線（λ=435.84nm）での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は%で表わす。

図９は本発明ズームレンズの第３の実施の形態３のレンズ構成を示す図である。ズームレンズ３は、物体側より順に、負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が配列されて成り、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１及び第２レンズ群ＧＲ２は一旦像側に移動した後物体側へ移動し、第３レンズ群ＧＲ３は物体側へ移動し、第４レンズ群ＧＲ４は像側へ移動する。

第１レンズ群ＧＲ１は、負レンズＧ１、１枚で構成される。第２レンズ群ＧＲ２は、両面に非球面を有する負レンズＧ２及び正レンズＧ３で構成される。第３レンズ群ＧＲ３は、両面に非球面を有する正レンズＧ４及び正レンズＧ５と負レンズＧ６との接合レンズで構成される。第４レンズ群ＧＲ４は、両面に非球面を有する正レンズＧ７で構成される。そして、第３レンズ群ＧＲ３の物体側に第３レンズ群ＧＲ３と共に移動する開口絞りＳが配置され、また、第４レンズ群ＧＲ４と像面ＩＭＧとの間にローパスフィルタＬＰＦが配置される。そして、このズームレンズ３にあっては、第２レンズ群ＧＲ２を光軸に直交する方向に移動させることによって像が光軸に直交する方向にシフトされる。

上記第３の実施の形態３に具体的数値を適用した数値実施例３の諸元の値を表７に示す。

ズームレンズ３において、第３面、第４面、第８面、第９面、第１３面及び第１４面は非球面で構成される。そこで、数値実施例３における上記各面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数Ａ^４、Ａ^６、Ａ^８、Ａ^１０を円錐定数εと共に表８に示す。

ズームレンズ３において、変倍に際して、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間の面間隔ｄ２、第２レンズ群ＧＲ２と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ６、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間の面間隔ｄ１２及び第４レンズ群ＧＲ４とローパスフィルタＬＰＦとの間の面間隔ｄ１４が、それぞれ変化する。そこで、数値実施例２における上記各面間隔の広角端状態（f=8.11）、中間焦点距離状態（f=13.78）及び望遠端状態（f=23.38）における値をＦナンバーＦＮｏ．、焦点距離ｆ及び半画角ωと共に表９に示す。

図１０乃至図１２は数値実施例３の無限遠合焦状態における各種収差を示すものであり、図１０は広角端状態（f=8.11）における各種収差を、図１１は中間焦点距離状態（f=13.78）における各種収差を、図１２は望遠端状態（f=23.38）における各種収差を示す。そして、上記各種収差を示す図において、球面収差では縦軸に開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、実線がｄ線（λ=587.6nm）での、破線がＣ線（λ=656.28nm）での、１点鎖線がｇ線（λ=435.84nm）での球面収差を表わす。非点収差では縦軸が像高、横軸がフォーカスで、実線がサジタル、破線がメリジオナルの像面を表わす。歪曲収差は縦軸が像高、横軸は%で表わす。

上記各数値実施例１〜３の上記条件式（１）〜（３）対応値を表１０に示す。

上記した数値実施例１〜３は上記表１０からも明らかなように、条件式（１）及び（２）を満足し、さらに条件式（３）をも満足している。また、各収差図に示すように、広角端、広角端と望遠端との中間焦点距離及び望遠端において、各収差ともバランス良く補正されている。

図１３に本発明撮像装置の実施の形態を示す。

撮像装置１０はズームレンズ２０を備え、ズームレンズ２０によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子３０を有する。なお、撮像素子３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。上記ズームレンズ２０には本発明にかかるズームレンズを適用することができ、図１３では、図１に示した第１の実施の形態にかかるズームレンズ１の各レンズ群を単レンズに簡略化して示してある。勿論、第１の実施の形態にかかるズームレンズ１だけでなく、第２の実施の形態及び第３の実施の形態にかかるズームレンズ２、３や本明細書で示した実施の形態以外の形態で構成された本発明ズームレンズを使用することができる。

上記撮像素子３０によって形成された電気信号は映像分離回路４０によってフォーカス制御用の信号が制御回路５０に送られ、映像用の信号は映像処理回路へと送られる。映像処理回路へ送られた信号は、その後の処理に適した形態に加工されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。

制御回路５０には、例えば、ズームボタンの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理が為される。例えば、ズームボタンによるズーミング指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態とすべく、ドライバ回路６０、７０、８０を介して駆動部６１、７１、８１を動作させて、各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ３、ＧＲ４を所定の位置へと移動させる。各センサ６２、７２８２によって得られた各レンズ群ＧＲ２、ＧＲ３、ＧＲ４の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路６０、７０、８０へ指令信号を出力する際に参照される。

撮像装置１０は手振れ補正機能を備えている。例えば、シャッターレリーズボタンの押下によるズームレンズ２０の振れを手振れ検出手段９０、たとえば、ジャイロセンサーが検出すると、該手振れ検出手段９０からの信号が制御回路５０に入力され、該制御回路５０にて上記振れによる画像の振れを補償するための振れ補正角が算出される。第２レンズ群ＧＲ２を、上記算出された振れ補正角に基づく位置とするべく、ドライバ回路１００を介して駆動部１０１を動作させて、シフトレンズ群である第２レンズ群ＧＲ２を光軸に垂直な方向に移動させる。第２レンズ群ＧＲ２の光軸に垂直な方向における位置はセンサ１０２によって検出されており、該センサ１０２によって得られた第２レンズ群ＧＲ２の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路１００へ指令信号を送出する際に参照される。

上記した撮像装置１０は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等々のデジタル入出力機器のカメラ部等として、広く適用することができる。

なお、上記した各実施の形態及び数値実施例において示された各部の具体的形状及び数値は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

本発明ズームレンズの第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。図３及び図４と共に本発明ズームレンズの第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。本発明ズームレンズの第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。図７及び図８と共に本発明ズームレンズの第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。本発明ズームレンズの第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。図１１及び図１２と共に本発明ズームレンズの第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の各種収差図を示すものであり、本図は広角端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。中間焦点距離状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。望遠端状態における球面収差、非点収差及び歪曲収差を示すものである。本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。

符号の説明

１…ズームレンズ、２…ズームレンズ、３…ズームレンズ、ＧＲ１…第１レンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群（シフトレンズ群）、ＧＲ３…第３レンズ群、ＧＲ４…第４レンズ群、１０…撮像装置、２０…ズームレンズ、３０…撮像素子、５０…手振れ制御手段、９０…手振れ検出手段、１００…手振れ駆動部

Claims

物体側より順に配列された、負の屈折力を有する単レンズで構成される第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから成り、
少なくとも上記第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動して変倍作用を行い、
上記第２レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸に直交する方向へシフトさせることが可能であり、
以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とするズームレンズ。
（１）0.5 ＜｜（１−βα）×βｂ｜＜1.0
（２）0.1 ＜｜ｆ1／f2｜＜ 1.25
但し
βα：第２レンズ群の望遠端での倍率
βｂ：第２レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
f1：第１レンズ群の焦点距離
f2：第２レンズ群の焦点距離
とする。
上記第２レンズ群より像側のレンズ群が、像側へ順に、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レンズ群で構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
上記第２レンズ群が、少なくとも１面の非球面を有し、上記非球面が周辺部に行くにしたがって近軸曲率に対して曲率が小さくなる形状を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のズームレンズ。
光軸に直交する方向に移動することによって像を光軸に直交する方向へシフトさせることが可能なシフトレンズ群を有するズームレンズと、上記ズームレンズにより形成した光学像を電気的信号に変換する撮像素子と、上記ズームレンズの振れを検出する手振れ検出手段と、上記手振れ検出手段によって検出したズームレンズの振れによる画像振れを補正するための振れ補正角を算出し、上記ズームレンズのシフトレンズ群を上記振れ補正角に対応した量だけ光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせるための補正信号を送出する手振れ制御手段と、上記補正信号に基づいてズームレンズのシフトレンズ群を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせる手振れ駆動部とを備えた撮像装置であって、
上記ズームレンズは、物体側より順に配列された、負の屈折力を有する単レンズで構成される第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、第３レンズ群と、第４レンズ群とから成り、少なくとも上記第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動して変倍作用を行い、上記第２レンズ群を光軸と直交する方向に移動させることにより像を光軸に直交する方向へシフトさせるシフトレンズ群とし、
以下の条件式（１）、（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
（１）0.5 ＜｜（１−βα）×βｂ｜＜1.0
（２）0.1 ＜｜ｆ1／f2｜＜ 1.25
但し
βα：第２レンズ群の望遠端での倍率
βｂ：第２レンズ群より像面側にあるレンズ群の望遠端での倍率
f1：第１レンズ群の焦点距離
f2：第２レンズ群の焦点距離
とする。