(57)【要約】固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能でかつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像装置等。物体側から正の第１群Ｇ１と負の第２群Ｇ２と第３群Ｇ３と第４群とＧ４第５群Ｇ５とを有し、広角端から望遠端への変倍に際して第１群Ｇ１と第２群Ｇ２と第３群Ｇ３と第４群Ｇ４とを光軸に沿って移動させる高変倍ズームレンズ２と、レンズ２によって形成された物体像を撮像する固体撮像素子７と、物体像の位置の変動を検出する検出手段９と、素子７を光軸に対して略垂直な方向へ移動させるための駆動手段１０と、物体像の位置の変動を補正するべく駆動手段１０を制御する制御手段１１とを有し、レンズ２における最も物体側のレンズＬ１１の外周部分に入射する光束を制限するために、開口部Ｏを備えた遮光手段ＦＳを備え、所定の条件式を満足する。
2007113952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させる高変倍ズームレンズと、
前記高変倍ズームレンズによって形成された物体像を撮像する固体撮像素子と、
前記物体像の位置の変動を検出する検出手段と、
前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させるための駆動手段と、
前記物体像の位置の変動を補正するべく前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
さらに、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
【請求項２】
前記第３レンズ群は正の屈折力を有し、前記第４レンズ群は正の屈折力を有し、前記第５レンズ群は正の屈折力を有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】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
０．１０＜（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）≦１．０
但し、
ｆｗ  ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
Δｈｗ：広角端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
【請求項４】
前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから構成されており、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
−０．４５＜（ｆ４Ｆ＋ｆ４Ｒ）／ｆ４＜−０．２０
但し、
ｆ４  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ４Ｆ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記前群の焦点距離
ｆ４Ｒ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記後群の焦点距離
【請求項５】
前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから構成されており、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
−０．４５＜（ｆ４Ｆ＋ｆ４Ｒ）／ｆ４＜−０．２０
但し、
ｆ４  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ４Ｆ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記前群の焦点距離
ｆ４Ｒ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記後群の焦点距離
【請求項６】
前記遮光手段における前記開口部は、円形状の開口部であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
０．１０＜（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）≦１．０
但し、
ｆｗ  ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
Δｈｗ：広角端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
【請求項８】
前記遮光手段における前記開口部は、前記固体撮像素子に対応して形成された四角形状の開口部であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
０．１０＜（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）≦１．０
但し、
ｆｗ  ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
Δｈｗ：広角端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
【請求項１０】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
０．１０＜（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）≦１．０
但し、
ｆｗ  ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
Δｈｗ：広角端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
【請求項１１】
前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズ面に遮光塗料を塗布してなることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズ面近傍に配置された板状部材であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズを固定するためのレンズ固定部材に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記高変倍ズームレンズは、前記第５レンズ群を光軸方向へ移動させることでフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから構成されており、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
−０．４５＜（ｆ４Ｆ＋ｆ４Ｒ）／ｆ４＜−０．２０
但し、
ｆ４  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ４Ｆ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記前群の焦点距離
ｆ４Ｒ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記後群の焦点距離
【請求項１６】
撮影レンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる構成の撮像装置に、前記撮影レンズとして用いられる高変倍ズームレンズであって、
物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、
さらに、前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、
以下の条件式を満足することを特徴とする高変倍ズームレンズ。
０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
【請求項１７】
高変倍ズームレンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる撮像方法において、
前記高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、
前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を、開口部を備えた遮光手段によって制限し、
以下の条件式を満足することを特徴とする撮像方法。
０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
【請求項１８】
前記第３レンズ群は正の屈折力を有し、前記第４レンズ群は正の屈折力を有し、前記第５レンズ群は正の屈折力を有することを特徴とする請求項１７記載の撮像方法。
【請求項１９】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１７記載の撮像方法。
０．１０＜（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）≦１．０
但し、
ｆｗ  ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
Δｈｗ：広角端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像素子において得られた画像情報から所定の画枠内の画像情報を物体画像として読み出す構成の撮像装置であって、ズームレンズによる変倍の際にはレンズ鏡筒のガタ等によって生じる物体像の位置の変動を補正するために、当該変動に合わせて前記所定の画枠の読み出し位置を適宜変更する構成のものが提案されている（例えば、特開平５−３７８４９号公報を参照）。
また、ズームレンズによる変倍の際に生じる物体像の光軸方向位置の変動を補正するために、固体撮像素子自体を光軸方向へ移動させる構成の撮像装置も提案されている（例えば、特開平６−３３９０５４号公報を参照）。
しかしながら、上記特開平５−３７８４９号公報に開示されている撮像装置は、上述のように固体撮像素子において得られた画像情報から所定の画枠内の画像情報を物体画像として読み出す構成であるため、固体撮像素子の有効画素を効率良く使用することができないという問題があった。
これに対して上記特開平６−３３９０５４号公報に開示されている撮像装置は、固体撮像素子の有効画素を効率良く使用することはできるものの、固体撮像素子を光軸方向へ移動させた際に生じる物体像の位置の変動を補正しようとすれば、物体画像は画面周辺部において光量が不均一になってしまうという問題があった。
【発明の開示】
【０００３】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させる高変倍ズームレンズと、  前記高変倍ズームレンズによって形成された物体像を撮像する固体撮像素子と、  前記物体像の位置の変動を検出する検出手段と、前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させるための駆動手段と、前記物体像の位置の変動を補正するべく前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、さらに、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像装置を提供する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Ｆ１−Ｆ０）＜２．００
但し、
Ｆ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Ｆ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
また本発明の第２の態様は、高変倍ズームレンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる撮像方法において、前記高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を、開口部を備えた遮光手段によって制限し、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像方法を提供する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Ｆ１−Ｆ０）＜２．００
但し、
Ｆ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Ｆ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
また本発明の第３の態様は、撮影レンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる構成の撮像装置に、前記撮影レンズとして用いられる高変倍ズームレンズであって、  物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、さらに、前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする高変倍ズームレンズを提供する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Ｆ１−Ｆ０）＜２．００
但し、
Ｆ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Ｆ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
本発明によれば、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本願の第１実施例に係る撮像装置の構成を示す図である。
図２は、本願の第１実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの構成及び固体撮像素子の移動の様子を示す図である。
図３は、本願の第１実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの広角端状態Ｗ、中間焦点距離状態Ｍ、及び望遠端状態Ｔにおけるの無限遠合焦時のレンズ構成を示す図である。
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、本願の第１実施例に係る撮像装置における遮光手段の具体的な構成を示す図である。
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、第１実施例において、広角端状態における無限遠合焦時の物体画像の光量を示すグラフで、図５Ａは非防振時（Φ１−Φ０＝２．０ｍｍ）、図５Ｂは最大防振時（Φ１−Φ０＝０．０ｍｍ）、図５Ｃは最大防振時（Φ１−Φ０＝２．０ｍｍ））を示す。
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、第１実施例に係る高変倍ズームレンズの無限遠合焦時の諸収差を示す図であり、図６Ａは広角端状態、図６Ｂは中間焦点距離状態、図６Ｃは望遠端状態を示す。
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、第１実施例に係る高変倍ズームレンズの至近距離合焦時の諸収差を示す図であり、図７Ａは広角端状態（Ｒｗ＝３００ｍｍ）、図７Ｂは中間焦点距離状態（Ｒｍ＝３００ｍｍ）、図７Ｃは望遠端状態（Ｒｔ＝１０００ｍｍ）を示す。
図８は、本願の第２実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの広角端状態Ｗ、中間焦点距離状態Ｍ、及び望遠端状態Ｔにおけるの無限遠合焦時のレンズ構成を示す図である。
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、第２実施例において、広角端状態における無限遠合焦時の物体画像の光量を示すグラフであり、図９Ａは非防振時（Φ１−Φ０＝０．４ｍｍ）、図９Ｂは最大防振時（Φ１−Φ０＝０．０ｍｍ）、図９Ｃは最大防振時（Φ１−Φ０＝０．４ｍｍ）を示す。
図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、第２実施例に係る高変倍ズームレンズの無限遠合焦時の諸収差を示す図であり、図１０Ａは広角端状態、図１０Ｂは中間焦点距離状態、図１０Ｃは望遠端状態における図である。
図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、第２実施例に係る高変倍ズームレンズの至近距離合焦時の諸収差を示す図であり、図１１Ａは広角端状態（Ｒｗ＝３００ｍｍ）、図１１Ｂは中間焦点距離状態（Ｒｍ＝３００ｍｍ）、図１１Ｃは望遠端状態（Ｒｔ＝１０００ｍｍ）を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本願の撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズについて説明する。
本願の撮像装置は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを備えており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させる高変倍ズームレンズと、前記高変倍ズームレンズによって形成された物体像を撮像する固体撮像素子と、前記物体像の位置の変動を検出する検出手段と、前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させるための駆動手段と、前記物体像の位置の変動を補正するべく前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、さらに、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、以下の条件式（１）を満足するように構成されている。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
また、第３レンズ群の屈折力を正とし、第４レンズ群の屈折力を正とし、第５レンズ群の屈折力を正とすれば、本願の効果をより発揮することができる。
条件式（１）は、遮光手段における開口部の径の大きさを規定する条件式である。
条件式（１）の下限値を下回ると、画面周辺部におけるコマ収差が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（１）の下限値を０．１５に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（１）の上限値を上回ると、画面周辺部における光量が不均一になってしまうため好ましくない。また、望遠端状態での固体撮像素子の最大移動量（防振補正量）が最大の際に像面変動が大きくなり、また像面湾曲の変動が生じてしまうため好ましくない。なお、条件式（１）の上限値を１．５０に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
また本願の撮像装置において、前記遮光手段における前記開口部は、円形状の開口部であることが望ましい。
これにより、開口部は、光軸を中心とする回転対称型であるため、回転方向の位置合わせすることなしに所望の遮光効果を得ることができる。なお、この円形状の開口部の内径が、上記条件式（１）におけるΦ１となる。
また本願の撮像装置において、前記遮光手段における前記開口部は、前記固体撮像素子に対応して形成された四角形状の開口部であることが望ましい。
この構成により、遮光手段における開口部の形状を、固体撮像素子の有効画素の外形を第１レンズ中の最も物体側のレンズ面へ投影した形状とすることができる。これにより、高変倍ズームレンズ内への迷光の侵入をより効果的に防ぐことが可能となる。なお、この四角形状の開口部の対角線長が、上記条件式（１）におけるΦ１となる。
また本願の撮像装置は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．１０＜（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）≦１．０
但し、
ｆｗ  ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
Δｈｗ：広角端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
条件式（２）は、高変倍ズームレンズの焦点距離と固体撮像素子の最大移動量の適切な範囲を規定する条件式である。
条件式（２）の上限値を上回ると、望遠端状態における固体撮像素子の最大移動量が最大の際に像面変動が大きくなり、また像面湾曲の変動が生じてしまうため好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を０．９に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群の最も物体側のレンズの有効径が大きくなり過ぎてしまうため好ましくない。また、このレンズの有効径を小さく維持しようとすれば、第３レンズ群の屈折力を大きくしなければならなくなり、この結果、コマ収差が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（２）の下限値を０．２に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
また本願の撮像装置において、前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズ面に遮光塗料を塗布してなることが望ましい。
このように、第１レンズ群中の最も物体側のレンズ面の外周部分に遮光塗料を塗布して遮光手段を構成することによって、遮光手段の開口部の径を小さくすることができ、さらに高変倍ズームレンズの組み立て部品の数を少なくすることができ、低コスト化を図ることができる。
また本願の撮像装置において、前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズ面に当接して配置された板状部材であることが望ましい。
この構成により、遮光手段の開口部の径を小さくすることができる。なお、上記「板状部材」には、厚みの小さいシート状の部材も含まれる。
また本願の撮像装置において、前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズを固定するためのレンズ固定部材に一体的に設けられていることが望ましい。
この構成により、第１レンズ群中の最も物体側のレンズをレンズ鏡筒にねじ込み固定する円環形状の固定部材を前記遮光手段として用いることができるため、高変倍ズームレンズの簡素化を図り、組み立て部品の数を少なくすることができる。
また本願の撮像装置において、前記高変倍ズームレンズは、前記第５レンズ群を光軸方向へ移動させることでフォーカシングを行うことが望ましい。
このように、変倍時には移動しない第５レンズ群によって合焦する構成とすることにより、駆動機構を簡素化することができる。
また本願の撮像装置において、遮光手段の開口の径を小さくしつつ良好な収差補正状態を維持するために、前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから構成されており、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）−０．４５＜（ｆ４Ｆ＋ｆ４Ｒ）／ｆ４＜−０．２０
但し、
ｆ４  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ４Ｆ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記前群の焦点距離
ｆ４Ｒ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記後群の焦点距離
条件式（３）は、第４レンズ群を構成する前群と後群の焦点距離の適切な範囲を規定する条件式である。
条件式（３）の上限値を上回ると、中間焦点距離状態において内向性コマ収差が発生してしまうため好ましくない。なお、条件式（３）の上限値を−０．２５に設定すれば、中間焦点距離状態において内向性コマ収差の発生をより良好に抑え、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（３）の下限値を下回ると、遮光手段の開口の径が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（３）の下限値を−０．４０に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
また本願の撮像方法は、高変倍ズームレンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる撮像方法において、前記高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を、開口部を備えた遮光手段によって制限し、以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
これにより、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像方法を実現することができる。
また本願の高変倍ズームレンズは、撮影レンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる構成の撮像装置に、前記撮影レンズとして用いられる高変倍ズームレンズであって、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、さらに、前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
これにより、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な高変倍ズームレンズを実現することができる。
以下、本願の実施例に係る撮像装置を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本願の第１実施例に係る撮像装置の構成を示す図である。
図１に示すように本撮像装置１は、撮影レンズとして後述する高変倍ズームレンズ２を備えたデジタル一眼レフカメラである。
本撮像装置１において、不図示の物体（物体）からの光は、高変倍ズームレンズ２で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、物体像を接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の物体からの光は固体撮像素子７へ到達する。これにより物体からの光は、当該固体撮像素子７によって撮像されて、物体画像としてメモリ８に記録される。このようにして、撮影者は本撮像装置１による物体の撮影を行うことができる。
そして、本撮像装置１は、高変倍ズームレンズ２よって形成された物体像を撮像する上述の固体撮像素子７に加え、本撮像装置１の使用者の手ブレ等に起因して生じる像ブレ即ち物体像の位置の変動を検出するブレ検出センサ９と、固体撮像素子７を光軸に対して略垂直な方向へ移動させるための駆動手段１０と、物体像の位置の変動を補正するために駆動手段１０をはじめとする本撮像装置１の各部を制御する制御手段１１とを備えている。
斯かる構成の下、本撮像装置１では、まず物体像の位置の変動をブレ検出センサ９によって検出する。そして制御手段１１は、ブレ検出センサ９からの検出結果に基づき、駆動手段１０を制御して固体撮像素子７を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる。これにより、物体像の位置の変動を補正することができる。このようにして本撮像装置１における防振が実現され、像ブレによる撮影の失敗を防ぐことができる。
次に、本実施例において最も特徴的な高変倍ズームレンズについて説明する。
図２は、本願の第１実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの構成及び固体撮像素子の移動の様子を示す図である。
図３は、本願の第１実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの広角端状態Ｗ、中間焦点距離状態Ｍ、及び望遠端状態Ｔにおける無限遠合焦時のレンズ構成を示す図である。
本実施例における高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、光学的ローパスフィルタＬＦと、固体撮像素子７のカバーガラスＣＧとからなる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３との接合負レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ４Ｆと、負の屈折力を有する後群Ｇ４Ｒとからなる。そして、この前群Ｇ４Ｆは、像側レンズ面が非球面である両凸形状の正レンズＬ４１からなり、後群Ｇ４Ｒは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４２と両凹形状の負レンズＬ４３との接合負レンズからなる。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる。
本実施例における高変倍ズームレンズは、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Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像側へ移動した後で物体側へ移動し（物体側へ凹の移動軌跡で移動し）、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。なお、このとき開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
また、本実施例における高変倍ズームレンズは、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、変倍時に固定の第５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動する。
かかる構成の高変倍ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側のレンズである負メニスカスレンズＬ１１の物体側レンズ面近傍には、当該レンズ面の外周部分に入射する不要な光束を遮光するために、円形状の開口部Ｏが形成された遮光手段ＦＳが備えられている。
この遮光部材ＦＳにおける開口部Ｏは、その内径Φ１が負メニスカスレンズＬ１１の有効径Φ０よりも大きく、そして上記条件式（１）を満足するように形成されている。これにより、当該レンズ面の外周部分に入射する不要な光束を遮光しながら、撮像装置１において固体撮像素子７を光軸に垂直な方向へ移動させて防振を行った際にも、物体画像の周辺光量比を良好に維持することが可能となる。
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、本願の第１実施例に係る撮像装置における遮光手段の具体的な構成を示す図である。
本実施例における遮光手段ＦＳは、図４Ａに示すように、負メニスカスレンズＬ１１の物体側レンズ面の外周部分に、内径がΦ１の円形状の開口部Ｏを形成するように遮光塗料Ｐを塗布することで構成されている。
ここで、本願において遮光手段ＦＳの態様はこれに限らず、図４Ｂや図４Ｃに示す構成とすることもできる。
本実施例では、図４Ｂに示すように、高変倍ズームレンズを支持する鏡筒２ａの内側にあって負メニスカスレンズＬ１１の物体側レンズ面に当接するように、固体撮像素子７の有効画素の外形を当該レンズ面へ投影した矩形状の開口部を有する板状遮光部材Ｑを遮光手段ＦＳとして配置することもできる。これにより、本高変倍ズームレンズ内への迷光の侵入をより効果的に防ぐことができる。
また本実施例では、図４Ｃに示すように、負メニスカスレンズＬ１１の光軸方向位置を固定するために鏡筒２ａにねじ込み固定される円環部材Ｒ（いわゆる押え環）の内径をΦ１とすることで、当該円環部材Ｒが遮光手段ＦＳの機能も担う構成とすることもできる。斯かる円環部材Ｒは、保持能力が高く大口径レンズに好適である。
次に、本実施例における高変倍ズームレンズの具体的な数値を示す。
以下の表１は、本実施例における高変倍ズームレンズの諸元の値を示すものである。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、Φ０は負メニスカスレンズＬ１１の有効径、Φ１は遮光手段ＦＳの開口部Ｏの内径（防振時の負メニスカスレンズＬ１１の最大有効径）をそれぞれ示す。また、ＩＨは固体撮像素子７の中心から対角までの長さ、Ｌは広角端状態における高変倍ズームレンズの光学全長、Δｈｗは広角端状態における固体撮像素子７の最大移動量、Δｈｔは望遠端状態における固体撮像素子７の最大移動量をそれぞれ示す。
［レンズデータ］において、面は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、ｖｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示す。また、ｒ＝０．００００は平面、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ示し、空気の屈折率ｎｄ＝１．００００００はその記載を省略している。
［非球面データ］において、「Ｅ−ｎ」は「×１０−ｎ」を示す。諸元表に示す回転対称な非球面は、光軸から垂直方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離（サグ量）をＸ（ｙ）、基準球面の曲率半径をｒ、円錐係数をＫ、ｎ次の非球面係数をＣｎとするとき、以下の非球面式で表される。なお、０（ゼロ）となる非球面係数はその記載を省略している。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／〔１＋（１−Ｋ・ｙ２／ｒ２）１／２〕
＋Ｃ４・ｙ４＋Ｃ６・ｙ６＋Ｃ８・ｙ８＋Ｃ１０・ｙ１０＋Ｃ１２・ｙ１２
［可変間隔データ］において、ｆは焦点距離、βは撮影倍率、Ｄ０は物体から第１レンズ群Ｇ１中の負メニスカスレンズＬ１１の物体側レンズ面までの距離（撮影距離）、Ｂｆはバックフォーカス、ＴＬは高変倍ズームレンズの光学全長をそれぞれ示す。
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、本実施例以外の実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
【表１】
2007113952.tif 000003
2007113952.tif 000004
2007113952.tif 000005
2007113952.tif 000006
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、広角端状態における無限遠合焦時の物体画像の光量を示すグラフであり、図５Ａは非防振時（Φ１−Φ０＝２．０ｍｍ）、図５Ｂは最大防振時（Φ１−Φ０＝０．０ｍｍ）、図５Ｃは最大防振時（Φ１−Φ０＝２．０ｍｍ）を示す。
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃより、条件式（１）の下限値付近では、Φ１−Φ０を割合大きく確保すれば、画面周辺の光量が良好となることがわかる。
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、無限遠合焦時の諸収差を示す図であり、図６Ａは広角端状態、図６Ｂは中間焦点距離状態、図６Ｃは望遠端状態を示す。
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、至近距離合焦時の諸収差を示す図であり、図７Ａは広角端状態（Ｒｗ＝３００ｍｍ）、図７Ｂは中間焦点距離状態（Ｒｍ＝３００ｍｍ）、図７Ｃは望遠端状態（Ｒｔ＝１０００ｍｍ）を示す。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ｙは像高、ｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（波長λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（波長λ＝４８６．１ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバー又は開口数の値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。また非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
また、本実施例以外の実施例の諸収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各諸収差図より本実施例に係る高変倍ズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の各状態において、無限遠合焦時と至近距離合焦時のいずれにおいても諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
本実施例に係る撮像装置の基本的な構成は、上記第１実施例に係る撮像装置の構成と同様であるため説明を省略し、上記第１実施例と異なる構成の高変倍ズームレンズについてのみ詳細に説明する。
図８は、本願の第２実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの広角端状態Ｗ、中間焦点距離状態Ｍ、及び望遠端状態Ｔにおける無限遠合焦時のレンズ構成を示す図である。
本実施例における高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、光学的ローパスフィルタＬＦと、固体撮像素子７のカバーガラスＣＧとからなる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、物体側レンズ面が非球面である両凹形状の負レンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合負レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ４Ｆと、負の屈折力を有する後群Ｇ４Ｒとからなる。そして、この前群Ｇ４Ｆは、像側レンズ面が非球面である両凸形状の正レンズＬ４１からなり、後群Ｇ４Ｒは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４２と両凹形状の負レンズＬ４３との接合負レンズからなる。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる。
本実施例における高変倍ズームレンズは、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Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像側へ移動した後で物体側へ移動し（物体側へ凹の移動軌跡で移動し）、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。なお、このとき開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
また、本実施例における高変倍ズームレンズは、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、変倍時に固定の第５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動する。
以下の表２に、本実施例における高変倍ズームレンズの具体的な数値を示す。
【表２】
2007113952.tif 000007
2007113952.tif 000008
2007113952.tif 000009
2007113952.tif 000010
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、広角端状態における無限遠合焦時の物体画像の光量を示すグラフで、図９Ａは非防振時（Φ１−Φ０＝０．４ｍｍ）、図９Ｂは最大防振時（Φ１−Φ０＝０．０ｍｍ）、図９Ｃは最大防振時（Φ１−Φ０＝０．４ｍｍ））を示す。
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃより、条件式（１）の上限値付近では、Φ１−Φ０＝０．０ｍｍとした場合でも図９Ｂのように光量比変化が少ないので、Φ１−Φ０の値が小さくても画面周辺の光量比が良好となることがわかる。
図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、無限遠合焦時の諸収差を示す図であり、図１０Ａは広角端状態、図１０Ｂは中間焦点距離状態、図１０Ｃは望遠端状態を示す。
図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、至近距離合焦時の諸収差を示す図であり、図１１Ａは広角端状態（Ｒｗ＝３００ｍｍ）、図１１Ｂは中間焦点距離状態（Ｒｍ＝３００ｍｍ）、図１１Ｃは望遠端状態（Ｒｔ＝１０００ｍｍ）を示す。
各諸収差図より本実施例に係る高変倍ズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の各状態において、無限遠合焦時と至近距離合焦時のいずれにおいても諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
なお、以上各実施例において、本願の高変倍ズームレンズの数値実施例として５群構成のレンズを示したが、これらに付加レンズ群を加えただけのレンズも本発明の効果を内在した同等の高変倍ズームレンズであることは言うまでもない。
また、本願の高変倍ズームレンズレンズを構成するレンズのレンズ面を非球面としてもよい。この非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。
また、本願の高変倍ズームレンズを構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストで高い光学性能を達成することができる。
なお、上記各実施例は本願の高変倍ズームレンズの一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
上記各実施例によれば、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズを実現することができる。
また、本願の高変倍ズームレンズは、電子スチルカメラ等に好適で、望遠端状態における半画角が４度以下で、望遠端状態におけるＦナンバーが６未満で、かつ変倍比が略１０倍を達成でき、鏡筒径の小型化も図ることができる。
【図１】
2007113952.tif 000011
【図２】
2007113952.tif 000012
【図３】
2007113952.tif 000013
【図４Ａ】
2007113952.tif 000014
【図４Ｂ】
2007113952.tif 000015
【図４Ｃ】
2007113952.tif 000016
【図５Ａ】
2007113952.tif 000017
【図５Ｂ】
2007113952.tif 000018
【図５Ｃ】
2007113952.tif 000019
【図６Ａ】
2007113952.tif 000020
【図６Ｂ】
2007113952.tif 000021
【図６Ｃ】
2007113952.tif 000022
【図７Ａ】
2007113952.tif 000023
【図７Ｂ】
2007113952.tif 000024
【図７Ｃ】
2007113952.tif 000025
【図８】
2007113952.tif 000026
【図９Ａ】
2007113952.tif 000027
【図９Ｂ】
2007113952.tif 000028
【図９Ｃ】
2007113952.tif 000029
【図１０Ａ】
2007113952.tif 000030
【図１０Ｂ】
2007113952.tif 000031
【図１０Ｃ】
2007113952.tif 000032
【図１１Ａ】
2007113952.tif 000033
【図１１Ｂ】
2007113952.tif 000034
【図１１Ｃ】
2007113952.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月15日(2008.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像素子において得られた画像情報から所定の画枠内の画像情報を物体画像として読み出す構成の撮像装置であって、ズームレンズによる変倍の際にはレンズ鏡筒のガタ等によって生じる物体像の位置の変動を補正するために、当該変動に合わせて前記所定の画枠の読み出し位置を適宜変更する構成のものが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
また、ズームレンズによる変倍の際に生じる物体像の光軸方向位置の変動を補正するために、固体撮像素子自体を光軸方向へ移動させる構成の撮像装置も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特開平５−３７８４９号公報
【特許文献２】特開平６−３３９０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特開平５−３７８４９号公報に開示されている撮像装置は、上述のように固体撮像素子において得られた画像情報から所定の画枠内の画像情報を物体画像として読み出す構成であるため、固体撮像素子の有効画素を効率良く使用することができないという問題があった。
これに対して上記特開平６−３３９０５４号公報に開示されている撮像装置は、固体撮像素子の有効画素を効率良く使用することはできるものの、固体撮像素子を光軸方向へ移動させた際に生じる物体像の位置の変動を補正しようとすれば、物体画像は画面周辺部において光量が不均一になってしまうという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズ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】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させる高変倍ズームレンズと、前記高変倍ズームレンズによって形成された物体像を撮像する固体撮像素子と、前記物体像の位置の変動を検出する検出手段と、前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させるための駆動手段と、前記物体像の位置の変動を補正するべく前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、さらに、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像装置を提供する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
【０００６】
また本発明の第２の態様は、高変倍ズームレンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる撮像方法において、前記高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を、開口部を備えた遮光手段によって制限し、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像方法を提供する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
【０００７】
また本発明の第３の態様は、撮影レンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる構成の撮像装置に、前記撮影レンズとして用いられる高変倍ズームレンズであって、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、さらに、前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする高変倍ズームレンズを提供する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本願の撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズについて説明する。
本願の撮像装置は、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させる高変倍ズームレンズと、前記高変倍ズームレンズによって形成された物体像を撮像する固体撮像素子と、前記物体像の位置の変動を検出する検出手段と、前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させるための駆動手段と、前記物体像の位置の変動を補正するべく前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、さらに、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、以下の条件式（１）を満足するように構成されている。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
また、第３レンズ群の屈折力を正とし、第４レンズ群の屈折力を正とし、第５レンズ群の屈折力を正とすれば、本願の効果をより発揮することができる。
【００１０】
条件式（１）は、遮光手段における開口部の径の大きさを規定する条件式である。
条件式（１）の下限値を下回ると、画面周辺部におけるコマ収差が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（１）の下限値を０．１５に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（１）の上限値を上回ると、画面周辺部における光量が不均一になってしまうため好ましくない。また、望遠端状態での固体撮像素子の最大移動量（防振補正量）が最大の際に像面変動が大きくなり、また像面湾曲の変動が生じてしまうため好ましくない。なお、条件式（１）の上限値を１．５０に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
【００１１】
また本願の撮像装置において、前記遮光手段における前記開口部は、円形状の開口部であることが望ましい。
これにより、開口部は、光軸を中心とする回転対称型であるため、回転方向の位置合わせすることなしに所望の遮光効果を得ることができる。なお、この円形状の開口部の内径が、上記条件式（１）におけるΦ１となる。
【００１２】
また本願の撮像装置において、前記遮光手段における前記開口部は、前記固体撮像素子に対応して形成された四角形状の開口部であることが望ましい。
この構成により、遮光手段における開口部の形状を、固体撮像素子の有効画素の外形を第１レンズ中の最も物体側のレンズ面へ投影した形状とすることができる。これにより、高変倍ズームレンズ内への迷光の侵入をより効果的に防ぐことが可能となる。なお、この四角形状の開口部の対角線長が、上記条件式（１）におけるΦ１となる。
【００１３】
また本願の撮像装置は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．１０＜（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）≦１．０
但し、
ｆｗ  ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
Δｈｗ：広角端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
【００１４】
条件式（２）は、高変倍ズームレンズの焦点距離と固体撮像素子の最大移動量の適切な範囲を規定する条件式である。
条件式（２）の上限値を上回ると、望遠端状態における固体撮像素子の最大移動量が最大の際に像面変動が大きくなり、また像面湾曲の変動が生じてしまうため好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を０．９に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群の最も物体側のレンズの有効径が大きくなり過ぎてしまうため好ましくない。また、このレンズの有効径を小さく維持しようとすれば、第３レンズ群の屈折力を大きくしなければならなくなり、この結果、コマ収差が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（２）の下限値を０．２に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
【００１５】
また本願の撮像装置において、前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズ面に遮光塗料を塗布してなることが望ましい。
このように、第１レンズ群中の最も物体側のレンズ面の外周部分に遮光塗料を塗布して遮光手段を構成することによって、遮光手段の開口部の径を小さくすることができ、さらに高変倍ズームレンズの組み立て部品の数を少なくすることができ、低コスト化を図ることができる。
【００１６】
また本願の撮像装置において、前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズ面に当接して配置された板状部材であることが望ましい。
この構成により、遮光手段の開口部の径を小さくすることができる。なお、上記「板状部材」には、厚みの小さいシート状の部材も含まれる。
【００１７】
また本願の撮像装置において、前記遮光手段は、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズを固定するためのレンズ固定部材に一体的に設けられていることが望ましい。
この構成により、第１レンズ群中の最も物体側のレンズをレンズ鏡筒にねじ込み固定する円環形状の固定部材を前記遮光手段として用いることができるため、高変倍ズームレンズの簡素化を図り、組み立て部品の数を少なくすることができる。
【００１８】
また本願の撮像装置において、前記高変倍ズームレンズは、前記第５レンズ群を光軸方向へ移動させることでフォーカシングを行うことが望ましい。
このように、変倍時には移動しない第５レンズ群によって合焦する構成とすることにより、駆動機構を簡素化することができる。
【００１９】
また本願の撮像装置において、遮光手段の開口の径を小さくしつつ良好な収差補正状態を維持するために、前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群と、負の屈折力を有する後群とから構成されており、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）−０．４５＜(ｆ４Ｆ+ｆ４Ｒ)／ｆ４＜−０．２０
但し、
ｆ４  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ４Ｆ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記前群の焦点距離
ｆ４Ｒ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第４レンズ群中の前記後群の焦点距離
【００２０】
条件式（３）は、第４レンズ群を構成する前群と後群の焦点距離の適切な範囲を規定する条件式である。
条件式（３）の上限値を上回ると、中間焦点距離状態において内向性コマ収差が発生してしまうため好ましくない。なお、条件式（３）の上限値を−０．２５に設定すれば、中間焦点距離状態において内向性コマ収差の発生をより良好に抑え、本願の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（３）の下限値を下回ると、遮光手段の開口の径が大きくなってしまうため好ましくない。なお、条件式（３）の下限値を−０．４０に設定すれば、本願の効果をより発揮することができる。
【００２１】
また本願の撮像方法は、高変倍ズームレンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる撮像方法において、前記高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を、開口部を備えた遮光手段によって制限し、以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
これにより、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像方法を実現することができる。
【００２２】
また本願の高変倍ズームレンズは、撮影レンズによって形成された物体像を固体撮像素子によって撮像する際に、前記物体像の位置の変動を検出し、当該物体像の位置の変動を補正するべく前記固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる構成の撮像装置に、前記撮影レンズとして用いられる高変倍ズームレンズであって、物体側から順に、正の屈折力を有する第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、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とを光軸に沿って移動させ、さらに、前記第１レンズ群中の最も物体側のレンズの外周部分に入射する光束を制限するために、開口部を備えた遮光手段を備えており、以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．０５＜｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＜２．００
但し、
Φ０  ：前記高変倍ズームレンズにおける前記第１レンズ群中の前記最も物体側のレンズの有効径
Φ１  ：前記遮光手段における前記開口部の径
Δｈｔ：望遠端状態における前記固体撮像素子の最大移動量
ｆｔ  ：望遠端状態における前記高変倍ズームレンズの焦点距離
Ｌ    ：広角端状態における前記高変倍ズームレンズの光学全長
これにより、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な高変倍ズームレンズを実現することができる。
【００２３】
以下、本願の実施例に係る撮像装置を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本願の第１実施例に係る撮像装置の構成を示す図である。
図１に示すように本撮像装置１は、撮影レンズとして後述する高変倍ズームレンズ２を備えたデジタル一眼レフカメラである。
本撮像装置１において、不図示の物体（物体）からの光は、高変倍ズームレンズ２で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、物体像を接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の物体からの光は固体撮像素子７へ到達する。これにより物体からの光は、当該固体撮像素子７によって撮像されて、物体画像としてメモリ８に記録される。このようにして、撮影者は本撮像装置１による物体の撮影を行うことができる。
【００２４】
そして、本撮像装置１は、高変倍ズームレンズ２よって形成された物体像を撮像する上述の固体撮像素子７に加え、本撮像装置１の使用者の手ブレ等に起因して生じる像ブレ即ち物体像の位置の変動を検出するブレ検出センサ９と、固体撮像素子７を光軸に対して略垂直な方向へ移動させるための駆動手段１０と、物体像の位置の変動を補正するために駆動手段１０をはじめとする本撮像装置１の各部を制御する制御手段１１とを備えている。
斯かる構成の下、本撮像装置１では、まず物体像の位置の変動をブレ検出センサ９によって検出する。そして制御手段１１は、ブレ検出センサ９からの検出結果に基づき、駆動手段１０を制御して固体撮像素子７を光軸に対して略垂直な方向へ移動させる。これにより、物体像の位置の変動を補正することができる。このようにして本撮像装置１における防振が実現され、像ブレによる撮影の失敗を防ぐことができる。
【００２５】
次に、本実施例において最も特徴的な高変倍ズームレンズについて説明する。
図２は、本願の第１実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの構成及び固体撮像素子の移動の様子を示す図である。
図３は、本願の第１実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの広角端状態Ｗ、中間焦点距離状態Ｍ、及び望遠端状態Ｔにおける無限遠合焦時のレンズ構成を示す図である。
本実施例における高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、光学的ローパスフィルタＬＦと、固体撮像素子７のカバーガラスＣＧとからなる。
【００２６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と両凸形状の正レンズＬ２３との接合負レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ４Ｆと、負の屈折力を有する後群Ｇ４Ｒとからなる。そして、この前群Ｇ４Ｆは、像側レンズ面が非球面である両凸形状の正レンズＬ４１からなり、後群Ｇ４Ｒは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４２と両凹形状の負レンズＬ４３との接合負レンズからなる。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる。
【００２７】
本実施例における高変倍ズームレンズは、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Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像側へ移動した後で物体側へ移動し（物体側へ凹の移動軌跡で移動し）、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。なお、このとき開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
また、本実施例における高変倍ズームレンズは、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、変倍時に固定の第５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動する。
【００２８】
かかる構成の高変倍ズームレンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側のレンズである負メニスカスレンズＬ１１の物体側レンズ面近傍には、当該レンズ面の外周部分に入射する不要な光束を遮光するために、円形状の開口部Ｏが形成された遮光手段ＦＳが備えられている。
この遮光部材ＦＳにおける開口部Ｏは、その内径Φ１が負メニスカスレンズＬ１１の有効径Φ０よりも大きく、そして上記条件式（１）を満足するように形成されている。これにより、当該レンズ面の外周部分に入射する不要な光束を遮光しながら、撮像装置１において固体撮像素子７を光軸に垂直な方向へ移動させて防振を行った際にも、物体画像の周辺光量比を良好に維持することが可能となる。
【００２９】
図４A、４B、４Cは、本願の第１実施例に係る撮像装置における遮光手段の具体的な構成を示す図である。
本実施例における遮光手段ＦＳは、図４Aに示すように、負メニスカスレンズＬ１１の物体側レンズ面の外周部分に、内径がΦ１の円形状の開口部Ｏを形成するように遮光塗料Ｐを塗布することで構成されている。
ここで、本願において遮光手段ＦＳの態様はこれに限らず、図４Bや図４Cに示す構成とすることもできる。
本実施例では、図４Bに示すように、高変倍ズームレンズを支持する鏡筒２ａの内側にあって負メニスカスレンズＬ１１の物体側レンズ面に当接するように、固体撮像素子７の有効画素の外形を当該レンズ面へ投影した矩形状の開口部を有する板状遮光部材Ｑを遮光手段ＦＳとして配置することもできる。これにより、本高変倍ズームレンズ内への迷光の侵入をより効果的に防ぐことができる。
また本実施例では、図４Cに示すように、負メニスカスレンズＬ１１の光軸方向位置を固定するために鏡筒２ａにねじ込み固定される円環部材Ｒ（いわゆる押え環）の内径をΦ１とすることで、当該円環部材Ｒが遮光手段ＦＳの機能も担う構成とすることもできる。斯かる円環部材Ｒは、保持能力が高く大口径レンズに好適である。
【００３０】
次に、本実施例における高変倍ズームレンズの具体的な数値を示す。
以下の表１は、本実施例における高変倍ズームレンズの諸元の値を示すものである。
［全体諸元］において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、Φ０は負メニスカスレンズＬ１１の有効径、Φ１は遮光手段ＦＳの開口部Ｏの内径（防振時の負メニスカスレンズＬ１１の最大有効径）をそれぞれ示す。また、ＩＨは固体撮像素子７の中心から対角までの長さ、Ｌは広角端状態における高変倍ズームレンズの光学全長、Δｈｗは広角端状態における固体撮像素子７の最大移動量、Δｈｔは望遠端状態における固体撮像素子７の最大移動量をそれぞれ示す。
【００３１】
［レンズデータ］において、面は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示す。また、ｒ＝0.0000は平面、Bfはバックフォーカスをそれぞれ示し、空気の屈折率ｎｄ＝1.000000はその記載を省略している。
［非球面データ］において、「E-n」は「×１０−ｎ」を示す。諸元表に示す回転対称な非球面は、光軸から垂直方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離（サグ量）をＸ（ｙ）、基準球面の曲率半径をｒ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＣnとするとき、以下の非球面式で表される。なお、０（ゼロ）となる非球面係数はその記載を省略している。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／〔１＋（１−κ・ｙ２／ｒ２）１／２〕
＋Ｃ4・ｙ４＋Ｃ6・ｙ６＋Ｃ8・ｙ８＋Ｃ10・ｙ１０＋Ｃ12・ｙ１２
【００３２】
［可変間隔データ］において、ｆは焦点距離、βは撮影倍率、D0は物体から第１レンズ群Ｇ１中の負メニスカスレンズＬ１１の物体側レンズ面までの距離（撮影距離）、Bfはバックフォーカス、TLは高変倍ズームレンズの光学全長をそれぞれ示す。
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、本実施例以外の実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
【００３３】
（表１）
［全体諸元］
W        T
ｆ    ＝  6.36    60.00
ＦＮＯ＝  2.6      5.4
Φ０  ＝ 22.0
Φ１  ＝ 24.0
ＩＨ  ＝  3.52
Ｌ    ＝ 74.1
Δｈｗ＝  0.150
Δｈｔ＝  0.314
［レンズデータ］
面     ｒ        ｄ       νｄ     ｎｄ
1)    49.9711   1.2000   23.78   1.846660
2)    29.4301   3.3000   55.53   1.696797
3)  5378.9855   0.1000
4)    33.8916   2.3000   82.56   1.497820
5)   117.7111   （d5）
6)   411.5528   1.0000   40.76   1.882997
7)     9.1748   2.8000
8)   -14.4058   1.0000   61.14   1.589130
9)    10.8161   2.3000   22.76   1.808095
10)  -352.1299  （d10）
11)     0.0000   0.5000                     開口絞りＳ
12)    14.2018   2.3000   60.67   1.563839
13)   -19.3736   1.4000 
14)   -12.1858   1.0000   23.78   1.846660
15)   -32.4283  （d15）
16)   103.3476   2.2000   40.87   1.804320
17)   -16.9719   0.1000 
18)     8.5267   3.6000   82.56   1.497820
19)   -17.5207   1.1000   40.76   1.882997
20)     9.6921  （d20）
21)    14.2621   1.9000   48.84   1.531717
22)    75.3615  （d22）
23)     0.0000   1.6000   70.51   1.544370
24)     0.0000   0.5000
25)     0.0000   0.5000   64.10   1.516800
26)     0.0000    Bf
［非球面データ］
第17面 
κ  = -0.1290
Ｃ4 =  0.00000E+00
Ｃ6 = -1.77080E-07
Ｃ8 =  1.51460E-09
［可変間隔データ］
無限遠合焦時 
W          M          T
ｆ    6.36000   28.00000   60.00000 
D0     ∞         ∞          ∞
d5    1.58729   15.69746   22.06330 
d10  22.98517    7.63292    2.74873 
d15   9.89944    5.01384    3.95498 
d20   2.90783   18.06457   26.11013 
d22   5.00000    5.00000    5.00000 
Bｆ   1.02477    1.02477    1.02477 
TL   74.10449   83.13355   91.60191 
至近距離合焦時
W          M          T
β   -0.02598   -0.09576   -0.05429
D0  225.8955   216.8664   908.3982
d5    1.58729   15.69746   22.06330
d10  22.98517    7.63292    2.74873
d15   9.89944    5.01384    3.95498
d20   2.57693   13.52669   20.75771
d22   5.33090    9.53788   10.35242
Bｆ   1.02477    1.02477    1.02477
TL   74.10449   83.13355   91.60191
［条件式対応値］
（１）：｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＝ 0.19
（２）：（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）＝ 0.22
（３）：(ｆ４Ｆ+ｆ４Ｒ)／ｆ４＝ -0.326
【００３４】
図５A、５B、５Cは、広角端状態における無限遠合焦時の物体画像の光量を示すグラフであり、図５Aは非防振時（Φ１−Φ０＝2.0ｍｍ）、図５Bは最大防振時（Φ１−Φ０＝0.0ｍｍ）、図５Cは最大防振時（Φ１−Φ０＝2.0ｍｍ）を示す。
図５A、５B、５Cより、条件式（１）の下限値付近では、Φ１−Φ０を割合大きく確保すれば、画面周辺の光量が良好となることがわかる。
図６A、６B、６Cは、無限遠合焦時の諸収差を示す図であり、図６Aは広角端状態、図６Bは中間焦点距離状態、図６Cは望遠端状態を示す。
図７A、７B、７Cは、至近距離合焦時の諸収差を示す図であり、図７Aは広角端状態（Ｒw＝300mm）、図７Bは中間焦点距離状態（Ｒm＝300mm）、図７Cは望遠端状態（Ｒt＝1000mm）を示す。
【００３５】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ｙは像高、ｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（波長λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（波長λ＝４８６．１ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバー又は開口数の値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。また非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
また、本実施例以外の実施例の諸収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各諸収差図より本実施例に係る高変倍ズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の各状態において、無限遠合焦時と至近距離合焦時のいずれにおいても諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
【００３６】
（第２実施例）
本実施例に係る撮像装置の基本的な構成は、上記第１実施例に係る撮像装置の構成と同様であるため説明を省略し、上記第１実施例と異なる構成の高変倍ズームレンズについてのみ詳細に説明する。
図８は、本願の第２実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの広角端状態Ｗ、中間焦点距離状態Ｍ、及び望遠端状態Ｔにおける無限遠合焦時のレンズ構成を示す図である。
本実施例における高変倍ズームレンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、光学的ローパスフィルタＬＦと、固体撮像素子７のカバーガラスＣＧとからなる。
【００３７】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、物体側レンズ面が非球面である両凹形状の負レンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合負レンズとからなる。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ３１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２とからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正の屈折力を有する前群Ｇ４Ｆと、負の屈折力を有する後群Ｇ４Ｒとからなる。そして、この前群Ｇ４Ｆは、像側レンズ面が非球面である両凸形状の正レンズＬ４１からなり、後群Ｇ４Ｒは、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４２と両凹形状の負レンズＬ４３との接合負レンズからなる。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１からなる。
【００３８】
本実施例における高変倍ズームレンズは、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Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像側へ移動した後で物体側へ移動し（物体側へ凹の移動軌跡で移動し）、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。なお、このとき開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。
また、本実施例における高変倍ズームレンズは、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、変倍時に固定の第５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動する。
以下の表２に、本実施例における高変倍ズームレンズの具体的な数値を示す。
【００３９】
（表２）
［全体諸元］
W      T
ｆ    ＝  6.36   60.00
ＦＮＯ＝  2.7     5.9
Φ０  ＝ 21.8
Φ１  ＝ 22.2
ＩＨ  ＝  3.52
Ｌ    ＝ 75.3
Δｈｗ＝  0.040
Δｈｔ＝  0.314
［レンズデータ］
面     ｒ        ｄ       νｄ     ｎｄ
1)    55.0652   1.2000   33.89   1.803840
2)    23.7762   3.6000   55.53   1.696797 
3)   215.8744   0.1000 
4)    36.5812   2.3000   82.56   1.497820
5)  2497.9174   （d5）
6)    60.2908   1.2000   40.76   1.882997 
7)     8.5204   3.3000
8)   -12.7297   1.1000   64.10   1.516800 
9)    10.7779   2.4000   22.76   1.808095 
10)   135.4699  （d10）
11)     0.0000 0.5000                     開口絞りＳ
12)    14.1390   2.3000   82.52   1.497820 
13)   -19.3654   2.6000 
14)   -10.6233   1.1000   23.78   1.846660 
15)   -19.0400  （d15）
16)    68.4505   2.2000   40.87   1.804320
17)   -18.2949   0.1000 
18)     9.1400   3.6000   82.56   1.497820
19)   -19.6293   1.1000   40.76   1.882997
20)     9.7796  （d20）
21)    12.6808   1.9000   48.84   1.531717
22)    48.0770  （d22）
23)     0.0000   1.6000   70.51   1.544370
24)     0.0000   0.5000
25)     0.0000   0.5000   64.10   1.516800
26)     0.0000    Bf
［非球面データ］
第8面 
κ  =  1.4722
Ｃ4 =  0.00000E+00
Ｃ6 = -1.17080E-06
Ｃ8 =  5.18160E-09
第17面 
κ  = -0.2417  
Ｃ4 =  0.00000E+00
Ｃ6 = -8.07840E-08
Ｃ8 =  1.57540E-10
［可変間隔データ］
無限遠合焦時 
W          M           T
ｆ    6.36000   28.00000    60.00000 
D0     ∞         ∞           ∞
d5    1.53220   16.37499    22.66404 
d10  22.72841    7.26469     2.92108 
d15   9.23659    4.47495     3.24643 
d20   2.52172   20.12208    33.21485 
d22   5.20000    5.20000     5.20000 
Bｆ   0.83352    0.83352     0.83352 
TL   75.25244   87.47022   101.27992 
至近距離合焦時
W          M          T
β    -0.02607   -0.09698   -0.05408
D0   224.7476   212.5298   898.7201
d5     1.53220   16.37499   22.66404
d10   22.72841    7.26469    2.92108
d15    9.23659    4.47495    3.24643
d20    2.20140   15.66133   28.02150
d22    5.52032    9.66074   10.39335
Bｆ    0.83352    0.83352    0.83352
TL    75.25244   87.47022  101.27992
［条件式対応値］
（１）：｛Ｌ×（Δｈｔ／ｆｔ）｝／（Φ１−Φ０）＝ 0.985
（２）：（ｆｗ×Δｈｔ）／（ｆｔ×Δｈｗ）＝ 0.84
（３）：(ｆ４Ｆ+ｆ４Ｒ)／ｆ４＝ -0.26
【００４０】
図９A、９B、９Cは、広角端状態における無限遠合焦時の物体画像の光量を示すグラフで、図９Aは非防振時（Φ１−Φ０＝0.4ｍｍ）、図９Bは最大防振時（Φ１−Φ０＝0.0ｍｍ）、図９Cは最大防振時（Φ１−Φ０＝0.4ｍｍ））を示す。
図９A、９B、９Cより、条件式（１）の上限値付近では、Φ１−Φ０＝０．０ｍｍとした場合でも図９Bのように光量比変化が少ないので、Φ１−Φ０の値が小さくても画面周辺の光量比が良好となることがわかる。
図１０A、１０B、１０Cは、無限遠合焦時の諸収差を示す図であり、図１０Aは広角端状態、図１０Bは中間焦点距離状態、図１０Cは望遠端状態を示す。
図１１A、１１B、１１Cは、至近距離合焦時の諸収差を示す図であり、図１１Aは広角端状態（Ｒw＝300mm）、図１１Bは中間焦点距離状態（Ｒm＝300mm）、図１１Cは望遠端状態（Ｒt＝1000mm）を示す。
各諸収差図より本実施例に係る高変倍ズームレンズは、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の各状態において、無限遠合焦時と至近距離合焦時のいずれにおいても諸収差を良好に補正し、優れた結像性能を有していることがわかる。
【００４１】
なお、以上各実施例において、本願の高変倍ズームレンズの数値実施例として５群構成のレンズを示したが、これらに付加レンズ群を加えただけのレンズも本発明の効果を内在した同等の高変倍ズームレンズであることは言うまでもない。
また、本願の高変倍ズームレンズレンズを構成するレンズのレンズ面を非球面としてもよい。この非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。
また、本願の高変倍ズームレンズを構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストで高い光学性能を達成することができる。
【００４２】
なお、上記各実施例は本願の高変倍ズームレンズの一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
上記各実施例によれば、固体撮像素子を光軸に対して略垂直な方向へ移動させることによって防振を行い、当該固体撮像素子における有効画素を効率良く使用可能で、かつ防振時でも撮影画像の周辺光量比を良好に維持することが可能な撮像装置、撮像方法、及び高変倍ズームレンズを実現することができる。
また、本願の高変倍ズームレンズは、電子スチルカメラ等に好適で、望遠端状態における半画角が４度以下で、望遠端状態におけるＦナンバーが６未満で、かつ変倍比が略１０倍を達成でき、鏡筒径の小型化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
図１は、本願の第１実施例に係る撮像装置の構成を示す図である。
図２は、本願の第１実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの構成及び固体撮像素子の移動の様子を示す図である。
図３は、本願の第１実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの広角端状態Ｗ、中間焦点距離状態Ｍ、及び望遠端状態Ｔにおけるの無限遠合焦時のレンズ構成を示す図である。
図４A、４B、４Cは、本願の第１実施例に係る撮像装置における遮光手段の具体的な構成を示す図である。
図５A、５B、５Cは、第１実施例において、広角端状態における無限遠合焦時の物体画像の光量を示すグラフで、図５Aは非防振時（Φ１−Φ０＝2.0ｍｍ）、図５Bは最大防振時（Φ１−Φ０＝0.0ｍｍ）、図５Cは最大防振時（Φ１−Φ０＝2.0ｍｍ））を示す。
図６A、６B、６Cは、第１実施例に係る高変倍ズームレンズの無限遠合焦時の諸収差を示す図であり、図６Aは広角端状態、図６Bは中間焦点距離状態、図６Cは望遠端状態を示す。
図７A、７B、７Cは、第１実施例に係る高変倍ズームレンズの至近距離合焦時の諸収差を示す図であり、図７Aは広角端状態（Ｒw＝300mm）、図７Bは中間焦点距離状態（Ｒm＝300mm）、図７Cは望遠端状態（Ｒt＝1000mm）を示す。  
図８は、本願の第２実施例に係る撮像装置における高変倍ズームレンズの広角端状態Ｗ、中間焦点距離状態Ｍ、及び望遠端状態Ｔにおけるの無限遠合焦時のレンズ構成を示す図である。
図９A、９B、９Cは、第２実施例において、広角端状態における無限遠合焦時の物体画像の光量を示すグラフであり、図９Aは非防振時（Φ１−Φ０＝0.4ｍｍ）、図９Bは最大防振時（Φ１−Φ０＝0.0ｍｍ）、図９Cは最大防振時（Φ１−Φ０＝0.4ｍｍ）を示す。
図１０A、１０B、１０Cは、第２実施例に係る高変倍ズームレンズの無限遠合焦時の諸収差を示す図であり、図１０Aは広角端状態、図１０Bは中間焦点距離状態、図１０Cは望遠端状態における図である。
図１１A、１１B、１１Cは、第２実施例に係る高変倍ズームレンズの至近距離合焦時の諸収差を示す図であり、図１１Aは広角端状態（Ｒw＝300mm）、図１１Bは中間焦点距離状態（Ｒm＝300mm）、図１１Cは望遠端状態（Ｒt＝1000mm）を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ｂ】
2007113952.tif 000036
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９Ｃ】
2007113952.tif 000037
【国際調査報告】
2007113952.tif 000038
2007113952.tif 000039