(57)【要約】  【課題】  レンズ径方向の薄型化を達成するとともに、安価で小型のシャッターユニットを用いた場合でも均一な明るさの撮像画像が得られる撮像装置を提供する。  【解決手段】  複数のレンズ群から成り少なくとも１つのレンズ群を光軸ＡＸに沿って移動させることにより変倍を行う可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置において、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターＳＨが配置されており、シャッターＳＨとは別にＦナンバーを規定する絞りＳＴが配置されており、変倍に伴ってシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔ｄ７が変化する変倍域を有する。【選択図】      図１
2006011186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群から成り少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行う可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置であって、
前記可変焦点距離レンズにおいて、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、変倍に伴って前記シャッターと前記絞りとの間隔が変化する変倍域を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
変倍時に前記シャッターが像面に対する位置を変化させるように移動することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
変倍時に前記シャッターと前記絞りとの間隔が変化しない変倍域を更に有することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点を含むレンズ群間隔に、前記シャッターが位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点又はその近傍に、前記シャッターが位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
所定のレンズ群に前記絞りが位置し、そのレンズ群の物体側に隣り合って位置するレンズ群との間に前記シャッターが位置し、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置；
0.1＜Ｓｗ／Ｔｗ＜0.6  …(1)
ただし、
Ｓｗ：広角端でのシャッターと絞りとの間隔、
Ｔｗ：広角端でのシャッターを含むレンズ群間隔、
である。
【請求項７】
以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置；
Ｓｗ＞Ｓｔ  …(2)
ただし、
Ｓｗ：広角端でのシャッターと絞りとの間隔、
Ｓｔ：望遠端でのシャッターと絞りとの間隔、
である。
【請求項８】
前記絞りの開口径が少なくとも露出時には変化しないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までの変倍において少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に前記シャッターが位置し、前記第２レンズ群に前記絞りが位置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正パワーの第１レンズ群と、負パワーの第２レンズ群と、第３レンズ群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までの変倍において少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に前記シャッターが位置し、前記第３レンズ群に前記絞りが位置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
複数のレンズ群から成り少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行う可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置であって、
前記可変焦点距離レンズにおいて、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点又はその近傍に前記シャッターが位置するように、変倍時に前記シャッターが移動することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関するものであり、更に詳しくは被写体の映像を撮影レンズ系により光学的に取り込んで撮像素子により電気的な信号として出力する撮像装置、なかでもコンパクトで薄型の可変焦点距離レンズ(例えばズームレンズ系)を備えた撮像装置、その撮像装置を備えたカメラ(例えば小型デジタルカメラ)に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学ズームの可能なデジタルスチルカメラやビデオカメラの小型化が進んでいる。このため、搭載される撮像装置にも小型化・薄型化が求められている。また、携帯電話，携帯情報端末等に搭載可能な、コンパクトな撮像装置に対する需要も高まっている。これらの要望に対し、撮像装置が内蔵された部分を撮影時と収納時に(カメラボディに対して)回転させる構成で収納時の薄型化を図ったもの、撮影レンズ系内にプリズムやミラーを配置して光軸を折り曲げることにより撮像装置の薄型化を図ったもの等が提案されている(例えば、特許文献１，２参照。)。これらの撮像装置の場合、レンズ径方向のサイズがカメラの厚さに大きく影響するため、レンズ全長だけでなくレンズ径方向の薄型化も強く望まれる。撮像装置をレンズ径方向に薄くするには、撮影レンズ系の第１レンズ群をレンズ径方向に小さくする必要があり、それによってカメラの薄型化とともにカメラの外観に占めるレンズ部分のコンパクト化も可能になる。
【特許文献１】特開２００３−１０７３５６号公報
【特許文献２】特開２００３−２０２５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の撮影レンズ系において第１レンズ群をレンズ径方向に小さくすると、第１レンズ群で軸外光束がケラレてしまい、Ｆナンバーを規定する絞りの位置では光軸に対して非対称な位置を軸外光束が通過することになる。シャッターユニットはＦナンバーを規定する絞り付近に配置されることが多いが、光軸に対して非対称な軸外光束をシャッターで切ることには問題がある。光軸に対して非対称な軸外光束を、例えば１枚羽根のシャッターユニットを用いて高速シャッターで切ると、軸外光束の切られ方が不均一になって撮像画像の両端で光量格差が発生してしまう。複数のシャッター羽根を用いて光軸に対し対称に軸外光束を切れば、光量格差を解消して照度ムラのない画像を得ることは可能である。しかし、複数のシャッター羽根を動かすための駆動装置が必要となり、シャッターユニットのコストが高くなってしまう。また、複数のシャッター羽根の退避スペースを確保する必要が生じるため、シャッターユニットが大型化して撮像装置全体の薄型化が困難になる。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、レンズ径方向の薄型化を達成するとともに、安価で小型のシャッターユニットを用いた場合でも均一な明るさの撮像画像が得られる撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、第１の発明の撮像装置は、複数のレンズ群から成り少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行う可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置であって、前記可変焦点距離レンズにおいて、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、変倍に伴って前記シャッターと前記絞りとの間隔が変化する変倍域を有することを特徴とする。
【０００６】
第２の発明の撮像装置は、上記第１の発明において、変倍時に前記シャッターが像面に対する位置を変化させるように移動することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明の撮像装置は、上記第１又は第２の発明において、変倍時に前記シャッターと前記絞りとの間隔が変化しない変倍域を更に有することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明の撮像装置は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点を含むレンズ群間隔に、前記シャッターが位置することを特徴とする。
【０００９】
第５の発明の撮像装置は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点又はその近傍に、前記シャッターが位置することを特徴とする。
【００１０】
第６の発明の撮像装置は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、所定のレンズ群に前記絞りが位置し、そのレンズ群の物体側に隣り合って位置するレンズ群との間に前記シャッターが位置し、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする。
0.1＜Ｓｗ／Ｔｗ＜0.6  …(1)
ただし、
Ｓｗ：広角端でのシャッターと絞りとの間隔、
Ｔｗ：広角端でのシャッターを含むレンズ群間隔、
である。
【００１１】
第７の発明の撮像装置は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする。
Ｓｗ＞Ｓｔ  …(2)
ただし、
Ｓｗ：広角端でのシャッターと絞りとの間隔、
Ｓｔ：望遠端でのシャッターと絞りとの間隔、
である。
【００１２】
第８の発明の撮像装置は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記絞りの開口径が少なくとも露出時には変化しないことを特徴とする。
【００１３】
第９の発明の撮像装置は、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までの変倍において少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に前記シャッターが位置し、前記第２レンズ群に前記絞りが位置することを特徴とする。
【００１４】
第１０の発明の撮像装置は、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記可変焦点距離レンズが、物体側から順に、正パワーの第１レンズ群と、負パワーの第２レンズ群と、第３レンズ群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までの変倍において少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に前記シャッターが位置し、前記第３レンズ群に前記絞りが位置することを特徴とする。
【００１５】
第１１の発明の撮像装置は、複数のレンズ群から成り少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行う可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像装置であって、前記可変焦点距離レンズにおいて、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点又はその近傍に前記シャッターが位置するように、変倍時に前記シャッターが移動することを特徴とする。
【００１６】
第１２の発明のカメラは、第１〜第１１のいずれか１つの発明に係る撮像装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、変倍に伴ってシャッターと絞りとの間隔が変化する変倍域を有する構成になっているため、第１レンズ群がレンズ径方向に小さくても、軸外光束をシャッターで均一に切ることが可能となり、撮像画像の両端で光量格差が発生するのを防止することができる。したがって、撮像装置全体をレンズ径方向に薄型化できるとともに、安価で小型のシャッターユニットを用いた場合でも均一な明るさの撮像画像を得ることができる。そして、本発明に係る撮像装置をデジタルカメラ，携帯情報端末等の機器に用いれば、これらの機器の薄型・コンパクト化，高性能化，高機能化，低コスト化等に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施した撮像装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る撮像装置は、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する光学装置であって、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成すものである。そのようなカメラの例としては、デジタルカメラ；ビデオカメラ；監視カメラ；車載カメラ；テレビ電話用カメラ；ドアホーン用カメラ；パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)，これらの周辺機器(マウス，スキャナー，プリンター等)，その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することも可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
【００１９】
なお、従来「デジタルカメラ」の語は、専ら光学的な静止画を記録するものを指していたが、静止画と動画を同時に扱えるデジタルスチルカメラや家庭用デジタルムービーカメラも提案されており、現在では特に区別されなくなってきている。したがって「デジタルカメラ」の語は、デジタルスチルカメラ，デジタルムービーカメラ，ウェッブカメラ(オープン型・プライベート型を問わず、ネットワークに接続されて画像の送受信を可能にする機器に接続されるカメラであって、ネットワークに直接接続されるもの、パーソナルコンピュータ等の情報処理機能を有する機器を介して接続されるもの、の両方を含む。)等のように、光学像を形成する撮影レンズ系，その光学像を電気映像信号に変換する撮像素子等を備えた撮像装置を主たる構成要素とするカメラすべてを含むものとする。
【００２０】
図７(Ａ),(Ｂ)に、撮像装置ＵＴの構成例を示す。図７(Ａ)に示す撮像装置ＵＴは光路の折り曲げがないタイプの光学構成になっており、図７(Ｂ)に示す撮像装置ＵＴは光路の折り曲げがあるタイプの光学構成になっている。これらの撮像装置ＵＴは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(ＩＭ：像面)を変倍可能に形成するズームレンズ系(撮影レンズ系に相当する。ＳＴ：絞り，ＳＨ：シャッター)ＴＬと、平行平面板ＰＴ(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター；撮像素子ＳＲのカバーガラス等に相当する。)と、ズームレンズ系ＴＬにより受光面ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気映像信号に変換する撮像素子ＳＲとを備えており、デジタルカメラ，携帯情報機器(つまり、携帯電話，ＰＤＡ等の小型で携帯可能な情報機器端末)等に相当するデジタル機器ＣＴの一部を成している。これらの撮像装置ＵＴでデジタルカメラを構成する場合、通常そのカメラのボディ内部に撮像装置ＵＴを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像装置ＵＴをカメラボディに対して着脱自在又は回動自在に構成してもよく、ユニット化した撮像装置ＵＴを携帯情報機器(携帯電話，ＰＤＡ等)に対して着脱自在又は回動自在に構成してもよい。
【００２１】
図７(Ｂ)に示す撮像装置では、ズームレンズ系ＴＬ内の光路中に平面状の反射面ＲＬが配置されている。この反射面ＲＬにより、ズームレンズ系ＴＬを屈曲光学系として使用するための光路の折り曲げが行われ、その際、光軸ＡＸが略９０度(つまり９０度又は実質的に９０度)折り曲げられるようにして光束が反射される。このようにズームレンズ系ＴＬの光路中に光路を折り曲げる反射面ＲＬを設ければ、撮像装置ＵＴの配置の自由度が高まるとともに、撮像装置ＵＴの厚さ方向のサイズを変化させて、撮像装置ＵＴの見かけ上の薄型化を達成することが可能となる。特に、後述する第２，第３の実施の形態のように最も物体側に負レンズを１枚配置し、その負レンズの像側に反射面ＲＬを配置した場合には、薄型化の大きな効果を得ることができる。
【００２２】
図７(Ｂ)中の反射面ＲＬを構成しているプリズムＰＲは直角プリズムであるが、使用する反射部材はプリズム類に限らない。平面ミラー等のミラー類を反射部材として用いることにより、反射面ＲＬを構成してもよい。また、２つ以上の反射面でズームレンズ系ＴＬの光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように光束を反射させる反射部材を用いてもよい。光路を折り曲げるための光学的作用も反射に限らず、屈折，回折，又はそれらの組み合わせでもよい。つまり、反射面，屈折面，回折面，又はそれらを組み合わせて有する屈曲光学部材を用いてもよい。
【００２３】
図７(Ｂ)中のプリズムＰＲは光学的なパワー(焦点距離の逆数で定義される量)を有していないが、光路を折り曲げる光学部材に光学的なパワーを持たせてもよい。例えば、プリズムＰＲの反射面ＲＬ，光入射側面，光射出側面等に、ズームレンズ系ＴＬの光学的パワーを一部負担させれば、レンズ素子のパワー負担を減らして光学性能を向上させることが可能となる。また、光路の折り曲げ位置はズームレンズ系ＴＬの前側，途中，後ろ側のいずれでもよい。光路の折り曲げ位置は必要に応じて設定すればよく、光路の適正な折り曲げにより、撮像装置ＵＴが搭載されるデジタル機器(デジタルカメラ等)の見かけ上の薄型化やコンパクト化を達成することが可能となる。
【００２４】
ズームレンズ系ＴＬは複数のレンズ群から成っており、少なくとも１つのレンズ群が光軸ＡＸに沿って移動し、少なくとも１つのレンズ群間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)を行う構成になっている。なお、使用する撮影レンズ系はズームレンズ系ＴＬに限らない。ズームレンズ系ＴＬの代わりに他のタイプの可変焦点距離レンズ(例えば、バリフォーカルレンズ系，複数焦点距離切り替え型レンズ等の焦点距離可変の結像光学系)を用いてもよい。
【００２５】
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられる。そして、ズームレンズ系ＴＬにより(撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に)形成された光学像は、撮像素子ＳＲにより電気的な信号に変換される。撮像素子ＳＲで生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されてデジタル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。
【００２６】
ズームレンズ系ＴＬで形成されるべき光学像は、撮像素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルター(図７中の平行平面板ＰＴに相当する。)を通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。これにより、色モアレの発生を抑えることができる。ただし、解像限界周波数周辺の性能を抑えてやれば、光学的ローパスフィルターを用いなくてもノイズの発生を懸念する必要がなく、また、ノイズがあまり目立たない表示系(例えば、携帯電話の液晶画面等)を用いてユーザーが撮影や鑑賞を行う場合には、撮影レンズ系に光学的ローパスフィルターを用いる必要がない。したがって、光学的ローパスフィルターを必要としない撮像装置では、射出瞳位置を適正に配置することができれば、バックフォーカスの短縮により撮像装置やカメラの小型化を達成することが可能である。
【００２７】
また、上記光学的ローパスフィルターとしては、複屈折型ローパスフィルターや位相型ローパスフィルター等が適用可能である。複屈折型ローパスフィルターとしては、結晶軸方向が所定方向に調整された水晶等の複屈折材料から成るもの、偏光面を変化させる波長板等を積層して成るもの等が挙げられる。位相型ローパスフィルターとしては、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により達成するもの等が挙げられる。
【００２８】
図１〜図３は、第１〜第３の実施の形態を構成する可変焦点距離レンズとしてのズームレンズ系ＴＬにそれぞれ対応する光学構成図であり、広角端(Ｗ)，ミドル(Ｍ)，望遠端(Ｔ)での各レンズ配置，光路等を光学断面(図２，図３では、図７(Ｂ)に示されるような屈曲光学系の光路展開状態における光学断面)で示している。図１〜図３中、ラインｍ１〜ｍ５，ｍＨ，ｍＴは、広角端(Ｗ)からミドル(Ｍ)、ミドル(Ｍ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおける第１〜第５レンズ群ＧＲ１〜ＧＲ５，シャッターＳＨ，絞りＳＴの移動(つまり像面ＩＭに対する相対的な位置の変化)をそれぞれ模式的に示す移動軌跡であり、軸上面間隔ｄｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は、物体側から数えてｉ番目の軸上面間隔のうちズーミングにおいて変化する可変間隔である。第１，第３の実施の形態では絞りＳＴが第２レンズ群ＧＲ２の一部を成しているため、ラインｍＴとラインｍ２とは互いに平行になっている。また、第２の実施の形態では絞りＳＴが第３レンズ群ＧＲ３の一部を成しているため、ラインｍＴとラインｍ３とは互いに平行になっている。なお、平行平面板ＰＴはズーミングにおいて位置固定である。
【００２９】
第１〜第３の実施の形態のズームレンズ系ＴＬにおいて、最も像側のレンズ群よりも物体側にはシャッターＳＨが配置されており、シャッターＳＨとは別にＦナンバーを規定する絞りＳＴが配置されている。また、第１の実施の形態ではズームレンズ系ＴＬが負・正・正の３成分ズーム構成になっており、第２の実施の形態ではズームレンズ系ＴＬが正・負・正・正・正の５成分ズーム構成になっており、第３の実施の形態ではズームレンズ系ＴＬが負・正・正・負の４成分ズーム構成になっている。各実施の形態のレンズ構成を以下に詳しく説明する。
【００３０】
第１の実施の形態(図１)では、光路の折り曲げがないタイプの光学構成{図７(Ａ)}を採用しており、負・正・正の３成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、２枚の負レンズと、１枚の正レンズと、で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、Ｆナンバーを規定する絞りＳＴと、正レンズ及び負レンズから成る接合レンズと、正レンズと、で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、１枚の正レンズで構成されている。
【００３１】
第１の実施の形態では、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間に、シャッターＳＨを構成するシャッターユニットが配置されている。このシャッターＳＨは、ズーミング時に像面ＩＭに対する位置を変化させるように移動する。広角端(Ｗ)からミドル(Ｍ)までのズーム域では、ズーミングに伴ってシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔ｄ７が変化するが、ミドル(Ｍ)から望遠端(Ｔ)までのズーム域では、ズーミング時にシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔ｄ７は変化しない。つまり、望遠端(Ｔ)からミドル(Ｍ)へのズーミングにおいてシャッターＳＨと絞りＳＴとの近接状態を保ち、ミドル(Ｍ)から広角端(Ｗ)へのズーミングにおいてシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔を増大させる構成になっている。なお、この実施の形態ではＦナンバーを規定する絞りＳＴが第２レンズ群ＧＲ２の一部として一体的にズーム移動しているが、これらは別々に移動してもよく、いずれか一方がズーミング時に固定されていてもよい。
【００３２】
第２の実施の形態(図２)では、光路の折り曲げがあるタイプの光学構成{図７(Ｂ)}を採用しており、正・負・正・正・正の５成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、負レンズと、光軸ＡＸを９０°折り曲げるためのプリズムＰＲ(ここでは直角プリズムを用いている。)と、正レンズと、で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、Ｆナンバーを規定する絞りＳＴと、正レンズと、で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に、正レンズ及び負レンズから成る接合レンズで構成されている。第５レンズ群ＧＲ５は、１枚の正レンズで構成されている。この実施の形態のように、正パワーの第１レンズ群ＧＲ１に配置したプリズムＰＲで光軸ＡＸを折り曲げる構成にすれば、撮像装置ＵＴの小型化によってデジタル機器(デジタルカメラ等)ＣＴの薄型化を達成することが可能となる。
【００３３】
第２の実施の形態では、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間に、シャッターＳＨを構成するシャッターユニットが配置されている。このシャッターＳＨはズーミング時に像面ＩＭに対する位置を変化させるように移動するが、その像側に位置する絞りＳＴのズーム位置は固定である。また、望遠端(Ｔ)からミドル(Ｍ)までのズーム域では、ズーミングに伴ってシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔ｄ１１が変化するが、ミドル(Ｍ)から広角端(Ｗ)までのズーム域では、ズーミング時にシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔ｄ１１は変化しない。つまり、望遠端(Ｔ)からミドル(Ｍ)へのズーミングにおいてシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔を増大させ、ミドル(Ｍ)から広角端(Ｗ)へのズーミングにおいてシャッターＳＨと絞りＳＴとの相対位置を保つ構成になっている。なお、この実施の形態ではＦナンバーを規定する絞りＳＴが第３レンズ群ＧＲ３の一部として一体的にズーム移動しているが、これらは別々に移動してもよく、いずれか一方がズーミング時に固定されていてもよい。
【００３４】
第３の実施の形態(図３)では、光路の折り曲げがあるタイプの光学構成{図７(Ｂ)}を採用しており、負・正・正・負の４成分ズーム構成において各レンズ群が以下のように構成されている。第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、負レンズと、光軸ＡＸを９０°折り曲げるためのプリズムＰＲ(ここでは直角プリズムを用いている。)と、負レンズ及び正レンズから成る接合レンズと、で構成されている。第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、Ｆナンバーを規定する絞りＳＴと、正レンズと、正レンズ及び負レンズから成る接合レンズと、正レンズと、で構成されている。第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、で構成されている。第４レンズ群ＧＲ４は、１枚の負レンズで構成されている。この実施の形態のように、負パワーの第１レンズ群ＧＲ１に配置したプリズムＰＲで光軸ＡＸを折り曲げる構成にすれば、撮像装置ＵＴの小型化によってデジタル機器(デジタルカメラ等)ＣＴの薄型化を達成することが可能となる。
【００３５】
第３の実施の形態では、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間に、シャッターＳＨを構成するシャッターユニットが配置されている。このシャッターＳＨは、ズーミング時に像面ＩＭに対する位置を変化させるように移動する。広角端(Ｗ)からミドル(Ｍ)までのズーム域では、ズーミングに伴ってシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔ｄ９が変化するが、ミドル(Ｍ)から望遠端(Ｔ)までのズーム域では、ズーミング時にシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔ｄ９は変化しない。つまり、望遠端(Ｔ)からミドル(Ｍ)へのズーミングにおいてシャッターＳＨと絞りＳＴとの近接状態を保ち、ミドル(Ｍ)から広角端(Ｗ)へのズーミングにおいてシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔を増大させる構成になっている。なお、この実施の形態ではＦナンバーを規定する絞りＳＴが第２レンズ群ＧＲ２の一部として一体的にズーム移動しているが、これらは別々に移動してもよく、いずれか一方がズーミング時に固定されていてもよい。
【００３６】
なお、各実施の形態を構成しているズームレンズ系ＴＬには、入射光線を屈折作用により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)が用いられているが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回折作用により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で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り偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、媒質内で屈折率が変化する屈折率分布型レンズは、その複雑な製法がコストアップを招くため、屈折率分布の均一な均質素材レンズを用いることが望ましい。また、絞りＳＴのほかに不要光をカットするための光束規制板等を必要に応じて配置してもよい。
【００３７】
各実施の形態では、撮像装置ＵＴをレンズ径方向に薄くするために、ズームレンズ系ＴＬの第１レンズ群ＧＲ１がレンズ径方向に小さく構成されている。それによってデジタル機器(デジタルカメラ等)ＣＴの薄型化とともに、その外観に占めるレンズ部分のコンパクト化も可能となる。従来のタイプで第１レンズ群を小型化することには前述したような問題があり、それを各実施の形態では以下に説明するようにして解決している。
【００３８】
図８(Ａ)に一般的な負・正の２成分ズーム構成における軸上光束Ｌａと軸外光束Ｌｂ(軸外光束Ｌｂは最大像高で結像する。)の光路を示し、図８(Ａ)における軸上光束Ｌａと軸外光束ＬｂのＸ−Ｘ’線断面を図８(Ｂ)に示す。図８(Ａ)に示す負・正の２成分ズーム構成において、その第１レンズ群ＧＲ１をレンズ径方向に小さくした場合の軸上光束Ｌａと軸外光束Ｌｂの光路を図９(Ａ)に示す。また、図９(Ａ)における軸上光束Ｌａと軸外光束Ｌｂに関し、そのＹ−Ｙ’線断面を図９(Ｂ)に示し、Ｘ−Ｘ’線断面を図９(Ｃ)に示す。図９(Ａ)に示す光学構成では、第１レンズ群ＧＲ１の径が小さくなって軸外光束Ｌｂにケラレが生じても、画面周辺の明るさが図８(Ａ)の場合と同じになるように、軸外光束Ｌｂが絞りＳＴを通過する設定になっている。したがって、Ｆナンバーを規定する絞りＳＴの位置では、図９(Ａ)，(Ｃ)に示すように軸外光束Ｌｂが光軸ＡＸに対して非対称な位置を通過する。このため、軸外光束Ｌｂの断面中心に位置する中心光線Ｌｃは光軸ＡＸから離れて位置することになる。
【００３９】
前述したように、シャッターユニットはＦナンバーを規定する絞り付近に配置されることが多い。シャッターＳＨを構成するシャッターユニットとしては、例えば、図１０に示す１枚羽根のシャッターユニット１０、図１１に示す４枚羽根のシャッターユニット２０が挙げられる。図１０(Ａ)はシャッター開状態を示しており、図１０(Ｃ)はシャッター閉状態を示している。図１０(Ｂ)はシャッター開閉の途中の状態、つまり開口１２が１枚のシャッター羽根１１で一部覆われた状態を示している。図１１(Ａ)はシャッター開状態を示しており、図１１(Ｃ)はシャッター閉状態を示している。図１１(Ｂ)はシャッター開閉の途中の状態、つまり開口２２が４枚のシャッター羽根２１で一部覆われた状態を示している。
【００４０】
光軸ＡＸに対して非対称な軸外光束Ｌｂ{図９(Ｃ)}を、図１０に示すような１枚羽根のシャッターユニット１０を用いて高速シャッターで切ると、軸外光束Ｌｂの切られ方が不均一になって撮像画像の両端で光量格差が発生してしまう。図１１に示すような４枚羽根のシャッターユニット２０を用いて光軸ＡＸに対して対称に軸外光束Ｌｂを切れば、光量格差を解消して照度ムラのない画像を得ることは可能である。しかし、シャッター羽根２１を４枚動かすための駆動装置が必要となるため、シャッターユニット２０のコストは高くなってしまう。また、４枚のシャッター羽根２１の退避スペースを確保する必要が生じるため、シャッターユニット２０が大型化して撮像装置ＵＴ全体の薄型化が困難になる。これに対し１枚羽根のシャッターユニット１０は、簡略化された構造を有するため小型かつ低コストである。例えば、図１０に示す１枚羽根のシャッターユニット１０を用いれば、その短辺方向をデジタル機器(デジタルカメラ等)ＣＴの厚み方向に合わせて配置することにより、デジタル機器ＣＴを薄型化することが可能である。
【００４１】
小型で低コストなシャッターユニットを用いた場合でも、光軸ＡＸに対して対称に軸外光束Ｌｂ(図９)を切ることができるようにするため、各実施の形態(図１〜図３)では、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターＳＨを配置し、シャッターＳＨとは別にＦナンバーを規定する絞りＳＴを配置し、変倍に伴ってシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔が変化する変倍域を有する構成を採用している。この構成により、第１レンズ群ＧＲ１がレンズ径方向に小さくても、軸外光束ＬｂをシャッターＳＨで均一に切ることが可能となり、撮像画像の両端で光量格差が発生するのを防止することができる。したがって、撮像装置ＵＴ全体をレンズ径方向に薄型化できるとともに、安価で小型のシャッターユニットを用いた場合でも均一な明るさの撮像画像を得ることができる。そして、その撮像装置ＵＴをデジタルカメラ，携帯情報端末等の機器に用いれば、これらの機器の薄型・コンパクト化，高性能化，高機能化，低コスト化等に寄与することができる。
【００４２】
各実施の形態(図１〜図３)の広角端(Ｗ)では、第１レンズ群ＧＲ１の径を小さくしたために、絞りＳＴ位置での軸外光束Ｌｂは光軸ＡＸから離れて位置している。その軸外光束Ｌｂを絞りＳＴ位置でシャッターＳＨにより片側から切ると(図１０参照。)、前述したように撮像画像の両端で光量格差が生じてしまう。絞りＳＴとは異なる位置にシャッターＳＨを配置すれば、軸外光束ＬｂをシャッターＳＨで均一に切ることが可能となり、画面内光量格差の発生を防止することができる。この効果を得る上で最適なシャッターＳＨ位置が、軸外光束Ｌｂの中心光線Ｌｃと光軸ＡＸとの交差位置であり、各実施の形態ではその交差位置又はその近傍にシャッターＳＨが位置するように設定されている。つまり、各実施の形態のズームレンズ系ＴＬにおいては、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターＳＨが配置されており、そのシャッターＳＨとは別にＦナンバーを規定する絞りＳＴが配置されており、最大像高で結像する軸外光束Ｌｂの中心光線Ｌｃと光軸ＡＸとが交差する点又はその近傍にシャッターＳＨが位置する構成になっている。その配置の調整は、シャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔を変倍に伴って変化させることにより行われる。
【００４３】
軸外光束Ｌｂの中心光線Ｌｃと光軸ＡＸとの交差位置は、図９(Ａ)中のＹ−Ｙ’線位置に相当し、その交差位置では、図９(Ｂ)に示すように軸外光束Ｌｂの光軸ＡＸに対する対称性が最も大きくなっている。したがってシャッターＳＨは、最大像高で結像する軸外光束Ｌｂの中心光線Ｌｃと光軸ＡＸとが交差する点の近傍に位置することが好ましい。また、最大像高で結像する軸外光束Ｌｂの中心光線Ｌｃと光軸ＡＸとが交差する点を含むレンズ群間隔に、シャッターＳＨが位置する構成とすることが好ましく、それによって画面内光量格差は抑えやすくなる。
【００４４】
上記のように軸外光束Ｌｂの中心光線Ｌｃと光軸ＡＸとが交差する点の近傍にシャッターＳＨを配置するには、変倍時にシャッターＳＨが像面ＩＭに対する位置を変化させるように移動する構成が好ましい。第１，第３の実施の形態では広角端(Ｗ)からミドル(Ｍ)への変倍時にシャッターＳＨが絞りＳＴ位置に移動し、第２の実施の形態ではミドル(Ｍ)から望遠端(Ｔ)への変倍時にシャッターＳＨが絞りＳＴ位置に移動する。望遠端(Ｔ)においては、絞りＳＴ位置での軸外光束Ｌｂの光軸ＡＸに対する非対称性は小さくなり、前記画面内光量格差はほとんど生じない。したがって、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)への変倍において、シャッターＳＨを絞りＳＴの位置に移動させることが好ましく、それによりレンズ群の移動空間を有効に活用することが可能となり、ズームレンズ系ＴＬのコンパクト化が可能となる。
【００４５】
第１，第３の実施の形態では、ミドル(Ｍ)から望遠端(Ｔ)までのズーム域においてシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔が変化しない構成になっており、第２の実施の形態では、ミドル(Ｍ)から広角端(Ｗ)までのズーム域においてシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔が変化しない構成になっている。このように、変倍時にシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔が変化しない変倍域を更に有することが好ましい。一部の変倍領域においてシャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔が一定になる構成では、例えば、シャッターＳＨをバネ等の付勢手段で一方向に付勢するとともに、これを停止させる手段を設けることにより、シャッターＳＨが移動群に接するまではズーム位置固定とし、接した後は移動群の駆動力により付勢手段の付勢力に抗してシャッターＳＨを移動群と一体でズーム移動させるといった、レンズ鏡胴の簡略化が可能になる。したがって、シャッター専用の駆動装置が不要になって、撮像装置ＵＴを安価に構成することが可能になる。
【００４６】
シャッターＳＨの配置に関しては、所定のレンズ群において最も物体側に絞りＳＴが位置し、そのレンズ群の物体側に隣り合って位置するレンズ群との間にシャッターＳＨが位置し、以下の条件式(1)を満たすことが望ましい。
0.1＜Ｓｗ／Ｔｗ＜0.6  …(1)
ただし、
Ｓｗ：広角端でのシャッターと絞りとの間隔、
Ｔｗ：広角端でのシャッターを含むレンズ群間隔、
である。
【００４７】
条件式(1)を満たすことにより、前記画面内光量格差をより良く抑えることができる。条件式(1)の上限又は下限を越えると、最大像高で結像する軸外光束がシャッター位置では光軸から離れた位置を通過してしまい、十分な光量格差低減の効果が得られなくなる。
【００４８】
以下の条件式(1a)を満足することが更に望ましい。
0.2＜Ｓｗ／Ｔｗ＜0.5  …(1a)
この条件式(1a)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。そして、この条件式(1a)を満たすことにより、前記画面内光量格差を更に効果的に抑えることが可能になる。
【００４９】
シャッターＳＨと絞りＳＴとの間隔に関しては、以下の条件式(2)を満たすことが望ましい。
Ｓｗ＞Ｓｔ  …(2)
ただし、
Ｓｗ：広角端でのシャッターと絞りとの間隔、
Ｓｔ：望遠端でのシャッターと絞りとの間隔、
である。
【００５０】
第１レンズ群ＧＲ１のレンズ径方向の薄型化を進めた場合、光軸ＡＸに対する軸外光束Ｌｂの非対称性は、望遠端(Ｔ)よりも広角端(Ｗ)の方が大きくなる傾向にある。つまり、中心光線Ｌｃと光軸ＡＸとの交差点は、広角側で絞りＳＴ位置から離れる傾向にある。したがって、Ｆナンバーを規定する絞りＳＴとシャッターＳＨとの間隔は、広角端(Ｗ)よりも望遠端(Ｔ)で短くすることが望ましい。したがって条件式(2)を満たすことが好ましく、それによりレンズ群の移動空間を有効に活用することが可能となり、ズームレンズ系ＴＬのコンパクト化が可能となる。
【００５１】
絞りＳＴの開口径が少なくとも露出時には変化しないことが好ましく、絞りＳＴとして開口径が固定のものを用いることが更に好ましい。Ｆナンバーを規定する絞りＳＴの位置で軸外光束Ｌｂが光軸ＡＸに対して非対称な位置を通過する構成では、露出時に絞り径を変化させることにより光量調節を行うと、軸外光束Ｌｂがケラレて画面周辺部が画面中心部よりも暗くなってしまう。したがって、露出時に絞り径を変化させることにより光量調節を行う場合には、絞りＳＴ位置で軸外光束Ｌｂが光軸ＡＸ付近を通過するようにしなければならないが、それでは第１レンズ群ＧＲ１を小型化できなくなる。少なくとも露出時には絞り径を変化させない構成にすることにより、この問題を解決して第１レンズ群ＧＲ１を小型化し、撮像装置ＵＴ全体を薄型化することが可能になる。また、絞りＳＴとして開口径が固定のものを用いることにより、絞りユニットのコストダウンも可能になる。なお、絞り径を変化させる代わりにＮＤ(Neutral Density)フィルタ等を用いれば、光量調節を行うことが可能である。
【００５２】
第１，第３の実施の形態に用いられているズームレンズ系ＴＬのように、物体側から順に、負パワーの第１レンズ群ＧＲ１と、正パワーの第２レンズ群ＧＲ２と、を少なくとも有し、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)までの変倍において少なくとも第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔が変化する可変焦点距離レンズでは、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間にシャッターＳＨを配置すべき前述の交差点が生じやすい。このため、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間にシャッターＳＨが位置し、第２レンズ群ＧＲ２に絞りＳＴが位置することが好ましい。また、第２の実施の形態に用いられているズームレンズ系ＴＬのように、物体側から順に、正パワーの第１レンズ群ＧＲ１と、負パワーの第２レンズ群ＧＲ２と、第３レンズ群ＧＲ３と、を少なくとも有し、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)までの変倍において少なくとも第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔が変化する可変焦点距離レンズでは、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間にシャッターＳＨを配置すべき前述の交差点が生じやすい。このため、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間にシャッターＳＨが位置し、第３レンズ群ＧＲ３に絞りＳＴが位置することが好ましい。
【００５３】
次に、各実施の形態において好適に使用可能なシャッターユニットを、具体例を挙げて説明する。ここで挙げる具体例は、図１２，図１３に示すように、光軸ＡＸに対して非対称にシャッター開閉を行うタイプのシャッターユニット３０，４０である。シャッターユニット３０，４０は簡略化された構造を有するため小型かつ低コストであり、その使用によって撮像装置ＵＴの小型化・低コスト化に寄与することができる。なお、図１２，図１３に向かって左右方向が、撮像装置ＵＴやデジタル機器ＣＴの厚み方向に相当する。
【００５４】
図１２(Ａ)にシャッター開状態にある１枚羽根のシャッターユニット３０を示し、図１２(Ｂ)にシャッター閉状態にある１枚羽根のシャッターユニット３０を示す。このシャッターユニット３０は、前述したシャッターＳＨを構成するものであって、開口３１ａを有する基板３１，開口３１ａを開閉するシャッター羽根３２，シャッター羽根３２を動かす駆動部３５等を備えている。基板３１には、シャッター羽根３２を駆動するための駆動部３５が設けられている。駆動部３５はムービングマグネット，コイル等で構成されており、それらに電力，制御信号等を与えるためのフレキシブル基板３６と接続されている。
【００５５】
シャッター羽根３２には、その回動の中心となる軸としてピン３２ａが設けられており、基板３１にはピン３２ａを受ける穴(不図示)が形成されている。また、シャッター羽根３２には長孔３２ｂが設けられており、長孔３２ｂにはピン３５ａが嵌入している。ピン３５ａは、駆動部３５により揺動するレバー状の部材(不図示)に設けられている。したがって、駆動部３５によりピン３５ａを移動させると、シャッター羽根３２がピン３２ａを中心に回動して、開口３１ａが開状態(Ａ)又は閉状態(Ｂ)となる。
【００５６】
図１３(Ａ)にシャッター開状態にある２枚羽根のシャッターユニット４０を示し、図１３(Ｂ)にシャッター閉状態にある２枚羽根のシャッターユニット４０を示す。このシャッターユニット４０は、前述したシャッターＳＨを構成するものであって、開口４１ａを有する基板４１；開口４１ａを開閉する２枚のシャッター羽根４２，４３；シャッター羽根４２，４３を動かす駆動部４５等を備えている。基板４１には、シャッター羽根４２，４３を駆動するための駆動部４５が設けられている。駆動部４５はムービングマグネット，コイル等で構成されており、それらに電力，制御信号等を与えるためのフレキシブル基板４６と接続されている。
【００５７】
シャッター羽根４２，４３には、各々の回動の中心となる軸としてピン４２ａ，４３ａが設けられており、基板４１にはピン４２ａ，４３ａを受ける穴(不図示)が形成されている。また、シャッター羽根４２，４３には長孔４２ｂ，４３ｂが設けられており、長孔４２ｂ，４３ｂの重なり部分にはピン４５ａが嵌入している。ピン４５ａは、駆動部４５により揺動するレバー状の部材(不図示)に設けられている。したがって、駆動部４５によりピン４５ａを移動させると、シャッター羽根４２，４３がピン４２ａ，４３ａを中心にそれぞれ同時に回動して、開口４１ａが開状態(Ａ)又は閉状態(Ｂ)となる。
【００５８】
なお、上述した各実施の形態や後述する各実施例には以下の構成が含まれており、その構成によると、レンズ径方向の薄型化が達成されるとともに、安価で小型のシャッターユニットを用いた場合でも均一な明るさの光学像が得られる撮影レンズ系を実現することができる。そして、それをデジタルカメラ，携帯情報機器(携帯電話，ＰＤＡ等)等のデジタル機器に用いることにより、当該機器の薄型・軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化及び高機能化等に寄与することができる。
【００５９】
(Z1)  複数のレンズ群から成り少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行う可変焦点距離レンズであって、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、変倍に伴って前記シャッターと前記絞りとの間隔が変化する変倍域を有することを特徴とする可変焦点距離レンズ。
【００６０】
(Z2)  変倍時に前記シャッターが像面に対する位置を変化させるように移動することを特徴とする上記(Z1)記載の可変焦点距離レンズ。
【００６１】
(Z3)  変倍時に前記シャッターと前記絞りとの間隔が変化しない変倍域を更に有することを特徴とする上記(Z1)又は(Z2)記載の可変焦点距離レンズ。
【００６２】
(Z4)  最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点を含むレンズ群間隔に、前記シャッターが位置することを特徴とする上記(Z1)〜(Z3)のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
【００６３】
(Z5)  最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点又はその近傍に、前記シャッターが位置することを特徴とする上記(Z1)〜(Z4)のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
【００６４】
(Z6)  所定のレンズ群に前記絞りが位置し、そのレンズ群の物体側に隣り合って位置するレンズ群との間に前記シャッターが位置し、前記条件式(1)又は(1a)を満たすことを特徴とする上記(Z1)〜(Z5)のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
【００６５】
(Z7)  前記条件式(2)を満たすことを特徴とする上記(Z1)〜(Z6)のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
【００６６】
(Z8)  前記絞りの開口径が少なくとも露出時には変化しないことを特徴とする上記(Z1)〜(Z7)のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
【００６７】
(Z9)  物体側から順に、負パワーの第１レンズ群と、正パワーの第２レンズ群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までの変倍において少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に前記シャッターが位置し、前記第２レンズ群に前記絞りが位置することを特徴とする上記(Z1)〜(Z8)のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
【００６８】
(Z10)  物体側から順に、正パワーの第１レンズ群と、負パワーの第２レンズ群と、第３レンズ群と、を少なくとも有し、広角端から望遠端までの変倍において少なくとも前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に前記シャッターが位置し、前記第３レンズ群に前記絞りが位置することを特徴とする上記(Z1)〜(Z8)のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズ。
【００６９】
(Z11)  複数のレンズ群から成り少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行う可変焦点距離レンズであって、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、所定の変倍域において、最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点又はその近傍に前記シャッターが位置することを特徴とする可変焦点距離レンズ。
【００７０】
(Z12)  複数のレンズ群から成り少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることにより変倍を行う可変焦点距離レンズであって、最も像側のレンズ群よりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点又はその近傍に前記シャッターが位置するように、変倍時に前記シャッターが移動することを特徴とする可変焦点距離レンズ。
【００７１】
(Z13)  撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成するための撮影レンズ系であって、最も像側のレンズよりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点を含むレンズ間隔に、前記シャッターが位置することを特徴とする撮影レンズ系。
【００７２】
(Z14)  撮像素子の受光面上に物体の光学像を形成するための撮影レンズ系であって、最も像側のレンズよりも物体側にシャッターが配置されており、前記シャッターとは別にＦナンバーを規定する絞りが配置されており、最大像高で結像する軸外光束の中心光線と光軸とが交差する点又はその近傍に前記シャッターが位置することを特徴とする撮影レンズ系。
【００７３】
(U1)  上記(Z1)〜(Z12)のいずれか１項に記載の可変焦点距離レンズと、その可変焦点距離レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【００７４】
(U2)  上記(Z13)又は(Z14)記載の撮影レンズ系と、その撮影レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【００７５】
(C1)  上記(U1)又は(U2)記載の撮像装置を備え、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方に用いられることを特徴とするカメラ。
【００７６】
(C2)  デジタルカメラ；ビデオカメラ；又は携帯電話，携帯情報端末，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，若しくはこれらの周辺機器に内蔵又は外付けされるカメラであることを特徴とする上記(C1)記載のカメラ。
【００７７】
(D1)  上記(U1)又は(U2)記載の撮像装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
【００７８】
(D2)  携帯電話，携帯情報端末，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，又はこれらの周辺機器であることを特徴とする上記(D1)記載のデジタル機器。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明を実施した撮像装置に用いられるズームレンズ系の構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜３は、前述した第１〜第３の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第３の実施の形態を表す光学構成図(図１〜図３)は、対応する実施例１〜３のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００８０】
表１〜表６に、実施例１〜実施例３のコンストラクションデータを示し、表７に各条件式規定のパラメータに対応するデータ及び関連するデータを各実施例について示す。表１，表３，表５中の基本的な光学構成(ｉ：面番号)において、ｒｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は物体側から数えてｉ番目の面の曲率半径(単位:ｍｍ)、ｄｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は物体側から数えてｉ番目の面と(ｉ＋１)番目の面との間の軸上面間隔(単位:ｍｍ)を示しており、Ｎｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)，νｉ(ｉ＝１，２，３，．．．)は軸上面間隔ｄｉに位置する光学材料のｄ線に対する屈折率(Ｎd),アッベ数(νd)をそれぞれ示している。また、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔ｄｉは、広角端(最短焦点距離状態，Ｗ)〜ミドル(中間焦点距離状態，Ｍ)〜望遠端(最長焦点距離状態，Ｔ)での可変空気間隔であり、ｆ，ＦＮＯは各焦点距離状態(Ｗ),(Ｍ),(Ｔ)に対応する全系の焦点距離(単位：ｍｍ)，Ｆナンバーをそれぞれ示している。
【００８１】
曲率半径ｒｉのデータに＊印が付された面は、非球面(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)であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。表２，表４，表６中に、各実施例の非球面データを示す。ただし、表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０-nである。
Ｘ(Ｈ)＝(Ｃ０・Ｈ2)／{１＋√(１−ε・Ｃ０2・Ｈ2)}＋Σ(Ａｊ・Ｈj)  …(AS)
ただし、式(AS)中、
Ｘ(Ｈ)：高さＨの位置での光軸ＡＸ方向の変位量(面頂点基準)、
Ｈ：光軸ＡＸに対して垂直な方向の高さ、
Ｃ０：近軸曲率(=1／ri)、
ε：２次曲面パラメータ、
Ａｊ：ｊ次の非球面係数、
である。
【００８２】
図４〜図６は実施例１〜実施例３にそれぞれ対応する収差図であり、(Ｗ)は広角端，(Ｍ)はミドル，(Ｔ)は望遠端における無限遠合焦状態での諸収差{左から順に、球面収差等，非点収差，歪曲収差である。ＦＮＯはＦナンバー、Ｙ’(ｍｍ)は撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上での最大像高(光軸ＡＸからの距離に相当する。)である。}を示している。球面収差図において、実線ｄはｄ線に対する球面収差量(ｍｍ)を表しており、破線ＳＣは正弦条件不満足量(ｍｍ)を表している。非点収差図において、破線ＤＭはメリディオナル面、実線ＤＳはサジタル面でのｄ線に対する各非点収差(ｍｍ)を表している。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。
【００８３】
【表１】
2006011186.tif 000003
【００８４】
【表２】
2006011186.tif 000004
【００８５】
【表３】
2006011186.tif 000005
【００８６】
【表４】
2006011186.tif 000006
【００８７】
【表５】
2006011186.tif 000007
【００８８】
【表６】
2006011186.tif 000008
【００８９】
【表７】
2006011186.tif 000009
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。
【図４】実施例１の収差図。
【図５】実施例２の収差図。
【図６】実施例３の収差図。
【図７】本発明に係る撮像装置の概略光学構成例を示す模式図。
【図８】第１レンズ群のレンズ径が大きい場合に絞りを通過する軸外光束を説明するための模式図。
【図９】第１レンズ群のレンズ径が小さい場合に絞りを通過する軸外光束を説明するための模式図。
【図１０】１枚羽根シャッターユニットの概略構成例を示す模式図。
【図１１】４枚羽根シャッターユニットの概略構成例を示す模式図。
【図１２】１枚羽根シャッターユニットの具体例を光軸に沿って示す透視図。
【図１３】２枚羽根シャッターユニットの具体例を光軸に沿って示す透視図。
【符号の説明】
【００９１】
ＣＴ    デジタル機器(カメラ)
ＵＴ    撮像装置
ＴＬ    ズームレンズ系(可変焦点距離レンズ)
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
ＰＲ    プリズム
ＲＬ    反射面
ＳＨ    シャッター
ＳＴ    絞り
ＰＴ    平行平面板
ＳＲ    撮像素子
ＳＳ    受光面
ＩＭ    像面
ＡＸ    光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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