JP2003131130A - ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成枚数が少なく、小型で簡素にしやすく、
高い結像性能を有するズーム方式を用いてビデオカメラ
やデジタルカメラの徹底的薄型化を図ること。 【解決手段】 負の第１群Ｇ１と、開口絞りＳと、正の
第２群Ｇ２と、負の第３群Ｇ４と、正の第４群Ｇ４とか
らなり、第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との合成焦点距離は常
に正であり、広角端から望遠端への変倍に際して各群の
間隔を変化させつつ第２群Ｇ２及び第３群Ｇ３が物体側
へのみ移動し、第２群Ｇ２は、非球面を有する正レン
ズ、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ、正
レンズの３枚のレンズよりなり、第３群Ｇ３は１枚の負
レンズよりなりフォーカシング時に単独で移動し、第３
群Ｇ３の物体側面及び像側面の曲率半径に関する条件
（１）と、第３群Ｇ３の倍率に関する条件（２）を満足
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ズームレンズ及び
それを用いた電子撮像装置に関し、特に、ズームレンズ
等の光学系部分の工夫により奥行き方向の薄型化を実現
したズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラやデジ
タルカメラ等の電子撮像装置に関するものである。ま
た、そのズームレンズはリアフォーカスを可能にならし
めたものに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、銀塩３５ｍｍフィルム（通称ライ
カ版）カメラに代わる次世代カメラとしてデジタルカメ
ラ（電子カメラ）が注目されてきている。さらに、それ
は業務用高機能タイプからポータブルな普及タイプまで
幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになっ
てきている。

【０００３】本発明においては、特にポータブルな普及
タイプのカテゴリーに注目し、高画質を確保しながら奥
行きの薄いビデオカメラ、デジタルカメラを実現する技
術を提供することをねらっている。カメラの奥行き方向
を薄くするのに最大のネックとなっているのは、光学
系、特にズームレンズ系の最も物体側の面から撮像面ま
での厚みである。最近では、撮影時に光学系をカメラボ
ディ内からせり出し携帯時に光学系をカメラボディ内に
収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することが主流にな
っている。

【０００４】しかしながら、使用するレンズタイプやフ
ィルターによって光学系沈胴時の厚みが大きく異なる。
特にズーム比やＦ値等、仕様を高く設定するには、最も
物体側のレンズ群が正の屈折力を有するいわゆる正先行
型ズームレンズは、各々のレンズエレメントの厚みやデ
ッドースペースが大きく、沈胴してもたいして厚みが薄
くならない（特開平１１−２５８５０７号）。負先行型
で特に２乃至３群構成のズームレンズはその点有利であ
るが、群内構成枚数が多かったり、エレメントの厚みが
大きかったり、最も物体側のレンズが正レンズの場合も
沈胴しても薄くならない（特開平１１−５２２４６
号）。現在知られている中で電子撮像素子用に適しかつ
ズーム比、画角、Ｆ値等を含めた結像性能が良好で沈胴
厚を最も薄くできる可能性を有するものの例として、特
開平１１−１９４２７４号、特開平１１−２８７９５３
号、特開２０００−９９９７等のものがある。

【０００５】奥行きの薄いカメラボディにするために
は、まずトータルの構成枚数を少なくすること、そして
第２群以降全てのレンズ群の合成倍率を高くして広角側
での入射瞳位置を浅くし第１群を薄くすること、さら
に、合焦時のレンズ移動を前群ではなくいわゆるリアフ
ォーカス方式とし合焦時の収差変動が少ない光学系を選
択することがあげられる。また、撮像素子を小さくする
という方法もあるが、同じ画素数とするためには画素ピ
ッチを小さくする必要があり、感度不足を光学系でカバ
ーしなければならない。回折の影響も然りである。その
ためにはＦ値を明るくしなくてはならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような状況に鑑みてなされたものであり、その目的
は、構成枚数が少なく、リアフォーカス方式等機構レイ
アウト上小型で簡素にしやすく、無限遠から近距離まで
安定した高い結像性能を有するズーム方式あるいはズー
ム構成を選択し、さらには、レンズエレメントを薄くし
て各群の総厚を薄くしたり、フィルター類の選択をも考
慮して、徹底的にレンズ系収納時の奥行き方向の薄型化
を図ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のズームレンズは、物体側より順に、負の屈
折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２
レンズ群と、負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レンズ群よりなり、前記第２レンズ
群と前記第３レンズ群との合成焦点距離は常に正であ
り、無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変
倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、かつ、
前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が物体側へのみ
移動し、前記第２レンズ群は、物体側から順に、非球面
を有する正レンズＬ２１、像側に凹面を向けたメニスカ
ス形状の負レンズＬ２２、正レンズＬ２３の３枚のレン
ズよりなり、前記第３レンズ群は１枚の負レンズよりな
り、かつ、前記第３レンズ群はフォーカシング時に単独
で移動し、以下の条件を満足することを特徴とするもの
である。

【０００８】 （１） １．２＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜１０ （２） ０．３＜１／β₃ ＜０．９ ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rはそれぞれ第３レンズ群の物体側面
及び像側面の光軸上の曲率半径、β₃ は無限遠物点合焦
時の広角端における第３レンズ群の倍率である。

【０００９】以下、本発明において、上記構成をとる理
由と作用を説明する。

【００１０】本発明のズームレンズは、物体側より順
に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を
有する第２レンズ群と、負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レンズ群よりなり、前記
第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成焦点距離は常
に正であり、無限遠物点合焦時における広角端から望遠
端への変倍に際して、各レンズ群の間隔を変化させつ
つ、かつ、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群が物
体側へのみ移動し、前記第２レンズ群は、物体側から順
に、非球面を有する正レンズＬ２１、像側に凹面を向け
たメニスカス形状の負レンズＬ２２、正レンズＬ２３の
３枚のレンズよりなり、前記第３レンズ群は１枚の負レ
ンズよりなり、かつ、前記第３レンズ群はフォーカシン
グ時に単独で移動するいわゆるリアフォーカス式ズーム
レンズである。

【００１１】なお、本発明において、レンズとは、単一
の媒質からなるレンズを一単位とし、接合レンズは複数
のレンズからなるものとする。また、レンズ成分は、間
に空気間隔を配さないレンズ群を意味し、単レンズ又は
接合レンズを意味する。

【００１２】上記の場合、以下の条件を満足する必要が
ある。

【００１３】 （１） １．２＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜１０ （２） ０．３＜１／β₃ ＜０．９ ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rはそれぞれ第３レンズ群の物体側面
及び像側面の光軸上の曲率半径、β₃ は無限遠物点合焦
時の広角端における第３レンズ群の倍率である。

【００１４】条件（１）は、フォーカス時の収差変動を
抑えるために不可欠な条件である。また、本発明のレン
ズ系では、レンズをカメラ本体に収納する際に少なくと
も変倍やフォーカス時の可変間隔について機械的干渉が
生ずる直前まで詰めることで、カメラ本体を極めて薄く
する関係上、できるだけデッドスペースの発生を抑えな
くてはならない。この上限の１０を越えると、第３レン
ズ群の負レンズの形状自身により嵩張りやすく好ましく
ない。下限値の１．２を越えると、フォーカスによる球
面収差の発生が著しく、好ましくない。

【００１５】条件（２）は第３レンズ群によるフォーカ
スの成立性を示すもので、上限の０．９、下限の０．３
を越えると、第３レンズ群を移動してもフォーカス位置
を満足に移動することができない。

【００１６】なお、条件（１）、（２）の何れかあるい
は両方を以下のようにするとよりよい。

【００１７】 （１）’ １．６＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜８．０ （２）’ ０．３５＜１／β₃ ＜０．８５ さらに、条件（１）、（２）の何れかあるいは両方を以
下のようにするとさらによい。特に両方を以下のように
すると最もよい。

【００１８】 （１）” ２．０＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜６．０ （２）” ０．４＜１／β₃ ＜０．８ また、以下の条件を満足するとなおよい。

【００１９】 （３） ν₃ ＞３０ （４） ０．２＜−Ｌ／ｆ₃ ＜０．６ ただし、ν₃ は第３レンズ群を構成する負レンズのｄ線
基準のアッベ数、ｆ₃ は第３レンズ群の合成焦点距離、
Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。

【００２０】条件（３）は第３レンズ群の負レンズのア
ッベ数を規定したものである。フォーカス時に色収差の
変動が発生しないように、できるだけ低分散であること
が望ましい。下限値の３０を越えると、軸上色収差、倍
率色収差のバランスを崩す。あえて上限値を付けるとす
れば、上限値を８５とし、ν₃ がそれ以下となるように
するとよい。上限値８５を越えると、ガラス材料が高価
となる。

【００２１】条件（４）は第３レンズ群のパワーを規定
したものであり、上限の０．６を越えると、特に広角端
で射出瞳位置が像面に近くなりシェーディングが発生し
やすく好ましくない。

【００２２】なお、条件（３）、（４）の何れかあるい
は両方を以下のようにするとよりよい。

【００２３】 （３）’ ν₃ ＞３２ （４）’ ０．２５＜−Ｌ／ｆ₃ ＜０．５ さらに、条件（３）、（４）の何れかあるいは両方を以
下のようにするとさらによい。特に両方を以下のように
すると最もよい。

【００２４】 （３）” ν₃ ＞３４ （４）” ０．３＜−Ｌ／ｆ₃ ＜０．４ なお、本リアフォーカス方式は、特に広角端から望遠端
にかけて変倍する際に、物体側に単調に移動する正の屈
折力のレンズ群を有するズームレンズにおいては、広角
端から望遠端までの変倍全域での収差変動やそれを小さ
く補正した後の残存収差、特に非点収差やコマ収差が大
きい傾向にある。それを補正するために、最終群に非球
面を導入して補正を行なうと効果的である。この群はフ
ォーカスのために移動すると収差変動が大きく、かつ、
変倍時に移動しても格別な効果を得ることはない。した
がって、変倍時、フォーカス時は光軸方向には固定して
おくのが望ましい。構成は単レンズ成分で十分である。
また、形状に関して、以下の条件を満足すると、収差補
正は有利である。

【００２５】 （５） ０．２＜（Ｒ_4F＋Ｒ_4R）／（Ｒ_4F−Ｒ_4R）＜２．０ ただし、Ｒ_4F、Ｒ_4Rはそれぞれ第４レンズ群の物体側の
面、像側の面の光軸上の曲率半径である。

【００２６】条件（５）の上限値の２．０を越えると、
球面収差補正、下限値の０．２を越えると、非点収差等
の軸外収差補正が困難となる。

【００２７】なお、以下のようにするとよりよい。

【００２８】 （５）’ ０．４＜（Ｒ_4F＋Ｒ_4R）／（Ｒ_4F−Ｒ_4R）＜１．７ さらに、以下のようにすると最もよい。

【００２９】 （５）” ０．６＜（Ｒ_4F＋Ｒ_4R）／（Ｒ_4F−Ｒ_4R）＜１．４ 次に、第２レンズ群に関して、以下の条件を満足すると
よい。

【００３０】 （６） −１．０＜（Ｒ_23F ＋Ｒ_23R ）／（Ｒ_23F −Ｒ_23R ）＜０．５ （７） ０．０４＜ｔ₂₂／ｔ₂ ＜０．２ （８） ν₂₂＜２６．５ ただし、Ｒ_23F 、Ｒ_23R はそれぞれ第２レンズ群の正レ
ンズＬ２３の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径、
ｔ₂₂は第２レンズ群の正レンズＬ２１の像側面から負レ
ンズＬ２２の像側面までの光軸上の距離、ｔ₂ は第２レ
ンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面
までの光軸上の厚み、ν₂₂は第２レンズ群の負レンズＬ
２２の媒質のｄ線基準のアッベ数である。

【００３１】条件（６）は、第２レンズ群の正レンズＬ
２３の形状ファクターに関する規定である。下限の−
１．０を越えると、第２レンズ群内の空気間隔ｄ₂₂を薄
くしやすいが、コマ収差・非点収差の補正が困難にな
る。上限値の０．５を越えると、第２レンズ群の負レン
ズＬ２２と正レンズＬ２３の機械的干渉でｄ₂₂が大きく
なりがちで、カメラ本体へのレンズの収納、いわゆる沈
胴時のレンズ系の奥行き厚を薄くするのに足枷となる。

【００３２】条件（７）は、第２レンズ群の正レンズＬ
２１の像側面から負レンズＬ２２の像側面までの光軸上
の距離ｔ₂₂を規定したものである。この部位はある程度
厚くしないと非点収差が補正し切れないが、光学系の各
エレメントの厚みを薄くする目的の場合、これが足枷に
なる。したがって、非点収差の補正は、第１レンズ群あ
るいは第４レンズ群の何れかの面に非球面を導入して補
正する。それでも下限値の０．０４を越えると、非点収
差は補正し切れなくなる。上限値の０．２を越えると、
厚さが許容できない。

【００３３】条件（８）は、軸上・倍率色収差の補正に
関する規定であって、上限の２６．５を越えると、軸上
色収差の補正不足をまねく。下限はそれ以下に現実に適
した媒質が存在しないため特に設けないが、あえて下限
値を付けるとすれば、下限値を２０とし、ν₂₂がそれ以
上となるようにするとよい。下限値２０を越えると、ガ
ラス材料が高価となる。

【００３４】なお、条件（６）〜（８）の何れか１つ以
上あるいは全てを以下のようにするとよりよい。

【００３５】 （６）’ −０．９＜（Ｒ_23F ＋Ｒ_23R ）／（Ｒ_23F −Ｒ_23R ）＜０．４ （７）’ ０．０６＜ｔ₂₂／ｔ₂ ＜０．１８ （８）’ ν₂₂＜２６ さらに、条件（６）〜（８）の何れか１つ以上を以下の
ようにするとさらによい。特に全てを以下のようにする
と最もよい。

【００３６】 （６）” −０．８＜（Ｒ_23F ＋Ｒ_23R ）／（Ｒ_23F −Ｒ_23R ）＜０．３ （７）” ０．０８＜ｔ₂₂／ｔ₂ ＜０．１６ （８）” ν₂₂＜２５．５ また、第２レンズ群に関し、正レンズＬ２１と負レンズ
Ｌ２２とを接合とし、以下の条件を満足するとよい。

【００３７】 （９） ０．６＜Ｒ_22R ／Ｒ_21F ＜１．２ （10） ０．０＜Ｌ／Ｒ_22F ＜０．８ ただし、Ｒ_21F 、Ｒ_22F 、Ｒ_22R はそれぞれ第２レンズ
群の正レンズＬ２１の物体側面、負レンズＬ２２の物体
側の接合面、負レンズＬ２２の像側面における光軸上の
曲率半径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長であ
る。

【００３８】条件（９）の上限の１．２を越えると、全
系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正には有利
だが、接合による偏心敏感度の緩和の効果が少ない。下
限の０．６を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差
・非点収差の補正が困難になりやすい。

【００３９】条件（１０）も軸上・倍率色収差の補正に
関する規定であって、上限の０．８を越えると、第２レ
ンズ群の接合レンズの厚みを薄くしやすいが、軸上色収
差の補正が困難になる。下限の０．０を越えると、軸上
色収差の補正には有利だが、接合レンズの厚みを厚くせ
ざるを得ず、沈胴厚を薄くするのに足枷となる。

【００４０】なお、条件（９）、（１０）の何れかある
いは両方を以下のようにするとよりよい。

【００４１】 （９）’ ０．７＜Ｒ_22R ／Ｒ_21F ＜１．１ （10）’ ０．０５＜Ｌ／Ｒ_22F ＜０．７ さらに、条件（９）、（１０）の何れかあるいは両方を
以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のよう
にすると最もよい。

【００４２】 （９）” ０．８＜Ｒ_22R ／Ｒ_21F ＜１．０ （10）” ０．１＜Ｌ／Ｒ_22F ＜０．６ 最後に、第１レンズ群を薄くするための条件である。第
１レンズ群は、以下の条件を満足しつつ、非球面を含む
負レンズと正レンズの２枚のみで構成すれば、色収差や
各ザイデル軸外収差は良好に補正可能であるため、薄型
化に貢献する。

【００４３】（11） ０．６＜Ｒ_11R ／Ｌ＜１．３ ただし、Ｒ_11R は第1 レンズ群の負レンズの像側面にお
ける光軸上の曲率半径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の
対角長である。なお、非球面の場合は光軸上の曲率半径
とする。

【００４４】条件（１１）の下限値の０．６を越える
と、非球面を導入しても歪曲収差とコマ収差の補正バラ
ンスが難しく、上限値の１．３を越えると、倍率色収差
の補正が困難となる。

【００４５】なお、以下のようにするとよりよい。

【００４６】（11）’ ０．６５＜Ｒ_11R ／Ｌ＜１．２ さらに、以下のようにすると最もよい。

【００４７】（11）” ０．７＜Ｒ_11R ／Ｌ＜１．１ また、以下の条件を満たすとよい。。

【００４８】 （12） ２０＜ν₁₁−ν₁₂ （13） −１０＜（Ｒ_12F ＋Ｒ_12R ）／（Ｒ_12F −Ｒ_12R ）＜−２ ただし、ν₁₁は第１レンズ群の負レンズのｄ線基準のア
ッベ数、ν₁₂は第１レンズ群の正レンズのｄ線基準のア
ッベ数、Ｒ_12F 、Ｒ_12R はそれぞれ第１レンズ群の正レ
ンズの物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。

【００４９】条件（１２）は、変倍時における軸上・倍
率色収差の変動に関して規定したものである。下限値の
２０を越えると、軸上．倍率色収差の変動が大きくなり
やすい。上限はそれ以上に現実に適した媒質が存在しな
いため特に設けないが、あえて上限値を付けるとすれ
ば、上限値を７５とし、ν₁₁−ν₁₂がそれ以下となるよ
うにするとよい。上限値７５を越えると、ガラス材料が
高価となる。

【００５０】条件（１３）は、第１レンズ群の正レンズ
のシェープファクターを規定したものである。下限の−
１０を越えると、非点収差の補正上不利になる他、変倍
時の機械的干渉を回避するために第２レンズ群との間隔
を余分に必要とする点も不利になる。上限の−２を越え
ると、歪曲収差の補正が不利になりやすい。

【００５１】なお、条件（１２）、（１３）の何れかあ
るいは両方を以下のようにするとよりよい。

【００５２】 （12）’ ２２＜ν₁₁−ν₁₂ （13）’ −９＜（Ｒ_12F ＋Ｒ_12R ）／（Ｒ_12F −Ｒ_12R ）＜−２．５ さらに、条件（１２）、（１３）の何れかあるいは両方
を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のよ
うにすると最もよい。

【００５３】 （12）” ２４＜ν₁₁−ν₁₂ （13）” −８＜（Ｒ_12F ＋Ｒ_12R ）／（Ｒ_12F −Ｒ_12R ）＜−３ なお、本発明のズームレンズは、広角域を含む電子撮像
装置を構成する上で有利である。特に、広角端における
対角方向の半画角ω_W が以下の条件を満足する電子撮像
装置に用いることが好ましい（後記の各実施例に記載の
広角端半画角はω_W に相当する。）。

【００５４】２７°＜ω_W ＜４２° この条件の下限値の２７°を越えて広角端半画角が狭く
なると、収差補正上は有利になるが、実用的な広角端で
の画角ではなくなる。一方、上限値の４２°を越える
と、歪曲収差、倍率の色収差が発生しやすくなり、レン
ズ枚数が増加する。

【００５５】また、本願発明の電子撮像素子に用いるズ
ームレンズは、軸外主光線を垂直に近い状態で撮像素子
に導けるので、画像の周辺部まで良好な像が得られる。
そのとき、撮像素子の有効撮像領域の対角長Ｌが３．０
ｍｍ乃至１２．０ｍｍであることが、良好な画質と小型
化を両立する上でより好ましい。

【００５６】以上、ズームレンズ部について沈胴厚を薄
くしつつも結像性能を良好にする手段を提供した。

【００５７】次に、フィルター類を薄くする件について
言及する。電子撮像装置には、通常、赤外光が撮像面に
入射しないように一定の厚みのある赤外吸収フィルター
を撮像素子よりも物体側に挿入している。これを厚みの
ないコーティングに置き換えることを考える。当然その
分薄くなる訳だが、副次的効果がある。ズームレンズ系
後方にある撮像素子よりも物体側に、波長６００ｎｍで
の透過率（τ₆₀₀ ）が８０％以上、７００ｎｍでの透過
率（τ₇₀₀ ）が８％以下の近赤外シャープカットコート
を導入すると、吸収タイプよりも７００ｎｍ以上の近赤
外領域の透過率が低く、かつ、相対的に赤側の透過率が
高くなり、補色モザイクフィルターを有するＣＣＤ等の
固体撮像素子の欠点である青紫側のマゼンタ化傾向がゲ
イン調整により緩和され、原色フィルターを有するＣＣ
Ｄ等の固体撮像素子並みの色再現を得ることができる。

【００５８】すなわち、 （14） τ₆₀₀ ／τ₅₅₀ ≧０．８ （15） τ₇₀₀ ／τ₅₅₀ ≦０．０８ を満たすことが望ましい。ただし、τ₅₅₀ は波長５５０
ｎｍでの透過率である。

【００５９】なお、条件（１４）、（１５）の何れかあ
るいは両方を以下のようにするとよりよい。

【００６０】 （14）’ τ₆₀₀ ／τ₅₅₀ ≧０．８５ （15）’ τ₇₀₀ ／τ₅₅₀ ≦０．０５ さらに、条件（１４）、（１５）の何れかあるいは両方
を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のよ
うにすると最もよい。

【００６１】 （14）” τ₆₀₀ ／τ₅₅₀ ≧０．９ （15）” τ₇₀₀ ／τ₅₅₀ ≦０．０３ ＣＣＤ等の固体撮像素子のもう１つの欠点は、近紫外域
の波長５５０ｎｍに対する感度が人間の眼のそれよりも
かなり高いことである。これも、近紫外域の色収差によ
る画像のエッジ部の色にじみを目立たせている。特に光
学系を小型化すると致命的である。したがって、波長４
００ｎｍでの透過率（τ₄₀₀ ）の５５０ｎｍでのそれ
（τ₅₅₀ ）に対する比が０．０８を下回り、４４０ｎｍ
での透過率（τ₄₄₀ ）の５５０ｎｍでのそれ（τ₅₅₀ ）
に対する比が０．４を上回るような吸収体あるいは反射
体を光路上に挿入すれば、色再現上必要な波長域を失わ
ず（良好な色再現を保ったまま）、色にじみなどのノイ
ズがかなり軽減される。

【００６２】すなわち、 （16） τ₄₀₀ ／τ₅₅₀ ≦０．０８ （17） τ₄₄₀ ／τ₅₅₀ ≧０．４ を満たすことが望ましい。

【００６３】なお、条件（１６）、（１７）の何れかあ
るいは両方を以下のようにするとよりよい。

【００６４】 （16）’ τ₄₀₀ ／τ₅₅₀ ≦０．０６ （17）’ τ₄₄₀ ／τ₅₅₀ ≧０．５ さらに、条件（１６）、（１７）の何れかあるいは両方
を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のよ
うにすると最もよい。

【００６５】 （16）” τ₄₀₀ ／τ₅₅₀ ≦０．０４ （17）” τ₄₄₀ ／τ₅₅₀ ≧０．６ なお、これらのフィルターの設置場所は結像光学系と撮
像素子の間がよい。

【００６６】一方、補色フィルターの場合、その透過光
エネルギーの高さから、原色フィルター付きＣＣＤと比
べ実質的感度が高く、かつ、解像的にも有利であるた
め、小型ＣＣＤを使用したときのメリットが大である。
もう一方のフィルターである光学的ローパスフィルター
についても、その総厚ｔ_LPF （ｍｍ）が以下の条件を満
たすようにするとよい。

【００６７】 （18） ０．１５＜ｔ_LPF ／ａ＜０．４５ ただし、ａは撮像素子の水平画素ピッチ（単位μｍ）で
あり、５μｍ以下である。

【００６８】沈胴厚を薄くするには、光学的ローパスフ
ィルターを薄くすることも効果的であるが、一般的には
モアレ抑制効果が減少して好ましくない。一方、画素ピ
ッチが小さくなるにつれて結像レンズ系の回折の影響に
より、ナイキスト限界以上の周波数成分のコントラスト
は減少し、モアレ抑制効果の現象はある程度許容される
ようになる。例えば、像面上投影時の方位角度が水平
（＝０°）と±４５°方向にそれぞれ結晶軸を有する３
種類のフィルターを光軸方向に重ねて使用する場合、か
なりモアレ抑制効果があることが知られている。この場
合のフィルターが最も薄くなる仕様としては、水平にａ
μｍ、±４５°方向にそれぞれSQRT(1/2)＊ａμｍだけ
ずらせるものが知られている。このときのフィルター厚
は、凡そ［１＋２＊SQRT(1/2) ］＊ａ／５．８８（ｍ
ｍ）となる。ここで、ＳＱＲＴはスクエアルートであり
平方根を意味する。これは、丁度ナイキスト限界に相当
する周波数においてコントラストをゼロにする仕様であ
る。これよりは数％乃至数十％程度薄くすると、ナイキ
スト限界に相当する周波数のコントラストが少し出てく
るが、上記回折の影響で抑えるることが可能になる。

【００６９】上記以外のフィルター仕様、例えば２枚重
ねあるいは１枚で実施する場合も含めて、条件（１８）
を満足するのがよい。その上限値の０．４５を越える
と、光学的ローパスフィルターが厚すぎ薄型化の妨げに
なる。下限値の０．１５を越えると、モアレ除去が不十
分になる。ただし、これを実施する場合のａの条件は５
μｍ以下である。

【００７０】ａが４μｍ以下なら、より回折の影響を受
けやすいので （18）’ ０．１３＜ｔ_LPF ／ａ＜０．４２ としてもよい。

【００７１】また、水平画素ピッチと重ねるローパスフ
ィルターの枚数に応じて、以下のようにしてもよい。

【００７２】 （18）” ０．３＜ｔ_LPF ／ａ＜０．４ ただし、３枚重ねかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、 ０．２＜ｔ_LPF ／ａ＜０．２８ ただし、２枚重ねかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、 ０．１＜ｔ_LPF ／ａ＜０．１６ ただし、１枚のみかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、 ０．２５＜ｔ_LPF ／ａ＜０．３７ ただし、３枚重ねかつａ＜４（μｍ）のとき、 ０．１６＜ｔ_LPF ／ａ＜０．２５ ただし、２枚重ねかつａ＜４（μｍ）のとき、 ０．０８＜ｔ_LPF ／ａ＜０．１４ ただし、１枚のみかつａ＜４（μｍ）のとき。

【００７３】画素ピッチの小さな電子撮像素子を使用す
る場合、絞り込みによる回折効果の影響で画質が劣化す
る。したがって、開口サイズが固定の複数の開口を有
し、その中の１つを第１レンズ群の最も像側のレンズ面
と第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の間の何れかの
光路内に挿入でき、かつ、他の開口と交換可能とするこ
とで像面照度の調節することができる電子撮像装置とし
ておき、その複数の開口の中、一部の開口内に５５０ｎ
ｍに対する透過率がそれぞれ異なり、かつ、８０％未満
であるような媒体を有するようにして光量調節を行なう
のがよい。あるいは、ａ（μｍ）／Ｆナンバー＜０．４
となるようなＦ値に相当する光量になるように調節を実
施する場合は、開口内に５５０ｎｍに対する透過率がそ
れぞれ異なりかつ８０％未満の媒体を有する電子撮像装
置とするのがよい。例えば、開放値から上記条件の範囲
外ではその媒体なしかあるいは５５０ｎｍに対する透過
率が９１％以上のダミー媒質としておき、範囲内のとき
は回折の影響が出る程に開口絞り径を小さくするのでは
なく、ＮＤフィルターのようなもので光量調節するのが
よい。

【００７４】また、その複数の開口をそれぞれ径をＦ値
に反比例して小さくしたものにして揃えておき、ＮＤフ
ィルターの代わりにそれぞれ周波数特性の異なる光学的
ローパスフィルターを開口内に入れておくのでもよい。
絞り込むにつれて回折劣化が大きくなるので、開口径が
小さくなる程光学的ローパスフィルターの周波数特性を
高く設定しておく。

【００７５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のズームレンズの実
施例１〜３について説明する。実施例１〜３の無限遠物
点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端
（ｃ）でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図３に示す。
各図中、第１レンズ群はＧ１、絞りはＳ、第２レンズ群
はＧ２、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、赤
外カット吸収フィルターはＩＦ、ローパスフィルターは
ＬＦ、像面に配置される電子撮像素子であるＣＣＤのカ
バーガラスはＣＧ、ＣＣＤの像面はＩで示してある。な
お、赤外カット吸収フィルターＩＦに代えて、透明平板
の入射面に近赤外シャープカットコートとしたものを用
いてもよいし、ローパスフィルターＬＦに直接近赤外シ
ャープカットコートを施してもよい。

【００７６】実施例１のズームレンズは、図１に示すよ
うに、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸
の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ
群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズ
と物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、両
凸正レンズとからなる正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、物
体側に凸の負メニスカスレンズ１枚からなる負屈折力の
第３レンズ群Ｇ３、像面側に凸の正メニスカスレンズ１
枚からなる正屈折力の第４レンズ群Ｇ４からなり、広角
端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は像面
側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物
体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ群Ｇ２と
の間隔を一旦狭め再び広げながら物体側に移動し、第４
レンズ群Ｇ４は固定されている。近距離の被写体にフォ
ーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は像面側に移
動される。

【００７７】非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカ
スレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ
の物体側の面、第４レンズ群Ｇ４の像面側の面の３面に
用いられている。

【００７８】実施例２のズームレンズは、図２に示すよ
うに、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸
の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ
群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズ
と物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、両
凸正レンズとからなる正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、物
体側に凸の負メニスカスレンズ１枚からなる負屈折力の
第３レンズ群Ｇ３、像面側に凸の正メニスカスレンズ１
枚からなる正屈折力の第４レンズ群Ｇ４からなり、広角
端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は中間
状態までは像面側に移動し、中間状態から望遠端までは
若干像面側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと
一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ
群Ｇ２との間隔を一旦狭め再び広げながら物体側に移動
し、第４レンズ群Ｇ４は固定されている。近距離の被写
体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は像
面側に移動される。

【００７９】非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカ
スレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ
の物体側の面、第４レンズ群Ｇ４の像面側の面の３面に
用いられている。

【００８０】実施例３のズームレンズは、図３に示すよ
うに、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸
の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ
群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズ
と物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、両
凸正レンズとからなる正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、物
体側に凸の負メニスカスレンズ１枚からなる負屈折力の
第３レンズ群Ｇ３、像面側に凸の正メニスカスレンズ１
枚からなる正屈折力の第４レンズ群Ｇ４からなり、広角
端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体
側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像
面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一
体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は第２レンズ群
Ｇ２との間隔を一旦狭め再び広げながら物体側に移動
し、第４レンズ群Ｇ４は固定されている。近距離の被写
体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は像
面側に移動される。

【００８１】非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカ
スレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ
の物体側の面、第４レンズ群Ｇ４の像面側の面の３面に
用いられている。

【００８２】以下に、上記各実施例の数値データを示す
が、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ωは半画角、
Ｆ_NOはＦナンバー、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、Ｔ
Ｅは望遠端、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各レンズ面の曲率半径、ｄ
₁ 、ｄ₂ …は各レンズ面間の間隔、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レ
ンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各レンズのアッベ
数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正
とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下
記の式にて表される。

【００８３】ｘ＝（ｙ² ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋
１）（ｙ／ｒ）² ｝^1/2 ］＋A₄ｙ⁴ ＋A₆ｙ⁶ ＋A₈ｙ⁸ ＋
A₁₀ｙ¹⁰ ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A₄、A₆、
A₈、A₁₀ はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面
係数である。

【００８４】 実施例１ ｒ₁ = 73.7553 ｄ₁ = 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂ = 5.4893（非球面） ｄ₂ = 1.9825 ｒ₃ = 7.5909 ｄ₃ = 1.8000 ｎ_d2 =1.84666 ν_d2 =23.78 ｒ₄ = 11.3338 ｄ₄ = （可変） ｒ₅ = ∞（絞り） ｄ₅ = 1.2000 ｒ₆ = 4.4372（非球面） ｄ₆ = 2.0000 ｎ_d3 =1.80610 ν_d3 =40.92 ｒ₇ = 14.5000 ｄ₇ = 0.6000 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₈ = 3.9318 ｄ₈ = 0.3500 ｒ₉ = 8.1693 ｄ₉ = 1.3000 ｎ_d5 =1.77250 ν_d5 =49.60 ｒ₁₀= -15.3158 ｄ₁₀= （可変） ｒ₁₁= 8.3697 ｄ₁₁= 0.6000 ｎ_d6 =1.80100 ν_d6 =34.97 ｒ₁₂= 4.9830 ｄ₁₂= （可変） ｒ₁₃= -802.9066 ｄ₁₃= 1.8000 ｎ_d7 =1.58913 ν_d7 =61.14 ｒ₁₄= -8.6900（非球面） ｄ₁₄= 0.8000 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.8000 ｎ_d8 =1.51633 ν_d8 =64.14 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 1.5000 ｎ_d9 =1.54771 ν_d9 =62.84 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.8000 ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.7500 ｎ_d10=1.51633 ν_d10=64.14 ｒ₁₉= ∞ ｄ₁₉= 1.2103 ｒ₂₀= ∞（像面） 非球面係数 第２面 Ｋ = 0 A₄ =-4.0939 ×10^-4 A₆ = 7.0349 ×10^-6 A₈ =-1.0104 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面 Ｋ = 0 A₄ =-8.3955 ×10^-4 A₆ = 3.4273 ×10^-5 A₈ =-6.9811 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第１４面 Ｋ = 0 A₄ = 3.3326 ×10^-4 A₆ =-2.2810 ×10^-5 A₈ = 9.0587 ×10^-7 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 4.51381 8.68893 12.89612 Ｆ_NO 2.7565 3.7913 4.5374 ω (°) 33.2 18.0 12.3 ｄ₄ 14.29724 5.69385 1.50000 ｄ₁₀ 1.02088 0.60000 1.68061 ｄ₁₂ 1.50000 7.18738 9.27283 。

【００８５】 実施例２ ｒ₁ = 60.2102 ｄ₁ = 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂ = 4.9672（非球面） ｄ₂ = 1.7618 ｒ₃ = 6.7630 ｄ₃ = 1.8000 ｎ_d2 =1.84666 ν_d2 =23.78 ｒ₄ = 9.8667 ｄ₄ = （可変） ｒ₅ = ∞（絞り） ｄ₅ = 1.2000 ｒ₆ = 4.2275（非球面） ｄ₆ = 2.0000 ｎ_d3 =1.80610 ν_d3 =40.92 ｒ₇ = 22.0000 ｄ₇ = 0.6000 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₈ = 3.7359 ｄ₈ = 0.4000 ｒ₉ = 7.9494 ｄ₉ = 1.3000 ｎ_d5 =1.77250 ν_d5 =49.60 ｒ₁₀= -14.1040 ｄ₁₀= （可変） ｒ₁₁= 8.4964 ｄ₁₁= 0.6000 ｎ_d6 =1.77250 ν_d6 =49.60 ｒ₁₂= 4.9651 ｄ₁₂= （可変） ｒ₁₃= -194.5049 ｄ₁₃= 1.8000 ｎ_d7 =1.58913 ν_d7 =61.14 ｒ₁₄= -8.5615（非球面） ｄ₁₄= 0.8000 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.8000 ｎ_d8 =1.51633 ν_d8 =64.14 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 1.5000 ｎ_d9 =1.54771 ν_d9 =62.84 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.8000 ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.7500 ｎ_d10=1.51633 ν_d10=64.14 ｒ₁₉= ∞ ｄ₁₉= 1.2103 ｒ₂₀= ∞（像面） 非球面係数 第２面 Ｋ = 0 A₄ =-5.0933 ×10^-4 A₆ = 9.4706 ×10^-6 A₈ =-1.9279 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面 Ｋ = 0 A₄ =-9.8888 ×10^-4 A₆ = 3.8595 ×10^-5 A₈ =-8.3940 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第１４面 Ｋ = 0 A₄ = 3.2917 ×10^-4 A₆ =-2.7561 ×10^-5 A₈ = 1.1446 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 4.52169 8.69005 12.89395 Ｆ_NO 2.7280 3.7437 4.5449 ω (°) 33.2 18.0 12.3 ｄ₄ 12.60932 5.06241 1.50000 ｄ₁₀ 0.88920 0.60000 1.63642 ｄ₁₂ 1.50000 7.03615 9.42289 。

【００８６】 実施例３ ｒ₁ = 62.3151 ｄ₁ = 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂ = 4.5809（非球面） ｄ₂ = 1.5630 ｒ₃ = 6.2472 ｄ₃ = 1.8000 ｎ_d2 =1.84666 ν_d2 =23.78 ｒ₄ = 9.2409 ｄ₄ = （可変） ｒ₅ = ∞（絞り） ｄ₅ = 1.2000 ｒ₆ = 4.0529（非球面） ｄ₆ = 2.0000 ｎ_d3 =1.80610 ν_d3 =40.92 ｒ₇ = 22.0000 ｄ₇ = 0.6000 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₈ = 3.5791 ｄ₈ = 0.4000 ｒ₉ = 7.9391 ｄ₉ = 1.3000 ｎ_d5 =1.77250 ν_d5 =49.60 ｒ₁₀= -13.1717 ｄ₁₀= （可変） ｒ₁₁= 8.4465 ｄ₁₁= 0.6000 ｎ_d6 =1.77250 ν_d6 =49.60 ｒ₁₂= 4.9481 ｄ₁₂= （可変） ｒ₁₃= -84.0459 ｄ₁₃= 1.8000 ｎ_d7 =1.58913 ν_d7 =61.14 ｒ₁₄= -8.1585（非球面） ｄ₁₄= 0.8000 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.8000 ｎ_d8 =1.51633 ν_d8 =64.14 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 1.5000 ｎ_d9 =1.54771 ν_d9 =62.84 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.8000 ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 0.7500 ｎ_d10=1.51633 ν_d10=64.14 ｒ₁₉= ∞ ｄ₁₉= 1.2103 ｒ₂₀= ∞（像面） 非球面係数 第２面 Ｋ = 0 A₄ =-6.2152 ×10^-4 A₆ = 1.0184 ×10^-5 A₈ =-3.2870 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面 Ｋ = 0 A₄ =-1.1279 ×10^-3 A₈ =-9.2437 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第１４面 Ｋ = 0 A₄ = 3.2611 ×10^-4 A₆ =-2.8803 ×10^-5 A₈ = 1.1953 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 4.53030 8.69217 12.89145 Ｆ_NO 2.7280 3.7437 4.5449 ω (°) 33.1 18.1 12.3 ｄ₄ 11.39656 4.67992 1.50000 ｄ₁₀ 0.81366 0.60000 1.71657 ｄ₁₂ 1.50000 7.00780 9.38458 。

【００８７】以上の実施例１の無限遠物点合焦時及び被
写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図をそれぞれ図４、図５
に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、
（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収差Ｓ
Ａ、非点収差ＡＳ、歪曲収差ＤＴ、倍率色収差ＣＣを示
す。図中、“ＦＩＹ”は像高を表す。

【００８８】次に、上記各実施例における条件（１）〜
（１８）の値、及び、Ｌの値を示す。

【００８９】なお、実施例１〜３のローパスフィルター
ＬＦの総厚ｔ_LPF は何れも１．５００（ｍｍ）で３枚重
ねで構成している。もちろん、上述の実施例は、例えば
ローパスフィルターＬＦを１枚で構成する等、前記した
構成の範囲内で種々変更可能である。

【００９０】ここで、有効撮像面の対角長Ｌと画素間隔
ａについて説明しておく。図６は、撮像素子の画素配列
の１例を示す図であり、画素間隔ａでＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の画素あるいはシアン、マゼンダ、イ
エロー、グリーン（緑）の４色の画素（図６）がモザイ
ク状に配されている。有効撮像面は撮影した映像の再生
（パソコン上での表示、プリンターによる印刷等）に用
いる撮像素子上の光電変換面内における領域を意味す
る。図中に示す有効撮像面は、光学系の性能（光学系の
性能が確保し得るイメージサークル）に合わせて、撮像
素子の全光電変換面よりも狭い領域に設定されている。
有効撮像面の対角長Ｌは、この有効撮像面の対角長であ
る。なお、映像の再生に用いる撮像範囲を種々変更可能
としてよいが、そのような機能を有する撮像装置に本発
明のズームレンズを用いる際は、その有効撮像面の対角
長Ｌが変化する。そのような場合は、本発明における有
効撮像面の対角長Ｌは、Ｌのとり得る範囲における最大
値とする。

【００９１】また、赤外カット手段については、赤外カ
ット吸収フィルターＩＦと赤外シャープカットコートと
があり、赤外カット吸収フィルターＩＦはガラス中に赤
外吸収体が含有される場合で、赤外シャープカットコー
トは吸収でなく反射によるカットである。したがって、
前記したように、この赤外カット吸収フィルターＩＦを
除去して、ローパスフィルターＬＦに直接赤外シャープ
カットコートを施してもよいし、ダミー透明平板上に施
してもよい。

【００９２】この場合の近赤外シャープカットコート
は、波長６００ｎｍでの透過率が８０％以上、波長７０
０ｎｍでの透過率が１０％以下となるように構成するこ
とが望ましい。具体的には、例えば次のような２７層の
層構成からなる多層膜である。ただし、設計波長は７８
０ｎｍである。

【００９３】 基 板 材質 物理的膜厚（ｎｍ） λ／４ ─────────────────────────────── 第１層 Ａｌ₂ Ｏ₃ ５８．９６ ０．５０ 第２層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第３層 ＳｉＯ₂ １３４．１４ １．００ 第４層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第５層 ＳｉＯ₂ １３４．１４ １．００ 第６層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第７層 ＳｉＯ₂ １３４．１４ １．００ 第８層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第９層 ＳｉＯ₂ １３４．１４ １．００ 第10層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第11層 ＳｉＯ₂ １３４．１４ １．００ 第12層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第13層 ＳｉＯ₂ １３４．１４ １．００ 第14層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第15層 ＳｉＯ₂ １７８．４１ １．３３ 第16層 ＴｉＯ₂ １０１．０３ １．２１ 第17層 ＳｉＯ₂ １６７．６７ １．２５ 第18層 ＴｉＯ₂ ９６．８２ １．１５ 第19層 ＳｉＯ₂ １４７．５５ １．０５ 第20層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第21層 ＳｉＯ₂ １６０．９７ １．２０ 第22層 ＴｉＯ₂ ８４．１９ １．００ 第23層 ＳｉＯ₂ １５４．２６ １．１５ 第24層 ＴｉＯ₂ ９５．１３ １．１３ 第25層 ＳｉＯ₂ １６０．９７ １．２０ 第26層 ＴｉＯ₂ ９９．３４ １．１８ 第27層 ＳｉＯ₂ ８７．１９ ０．６５ ─────────────────────────────── 空 気 。

【００９４】上記の近赤外シャープカットコートの透過
率特性は図７に示す通りである。また、ローパスフィル
ターＬＦの射出面側には、図８に示すような短波長域の
色の透過を低滅する色フィルターを設けるか若しくはコ
ーティングを行うことで、より一層電子画像の色再現性
を高めている。

【００９５】具体的には、このフィルター若しくはコー
ティングにより、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍで透過率
が最も高い波長の透過率に対する４２０ｎｍの波長の透
過率の比が１５％以上であり、その最も高い波長の透過
率に対する４００ｎｍの波長の透過率の比が６％以下で
あることが好ましい。

【００９６】それにより、人間の目の色に対する認識
と、撮像及び再生される画像の色とのずれを低減させる
ことができる。言い換えると、人間の視覚では認識され
難い短波長側の色が、人間の目で容易に認識されること
による画像の劣化を防止することができる。

【００９７】上記の４００ｎｍの波長の透過率の比が６
％を越えると、人間の目では認識され難い単波長城が認
識し得る波長に再生されてしまい、逆に、上記の４２０
ｎｍの波長の透過率の比が１５％よりも小さいと、人間
の認識し得る波長城の再生が低くなり、色のバランスが
悪くなる。

【００９８】このような波長を制限する手段は、補色モ
ザイクフィルターを用いた撮像系においてより効果を奏
するものである。

【００９９】上記各実施例では、図８に示すように、波
長４００ｎｍにおける透過率を０％、４２０ｎｍにおけ
る透過率を９０％、４４０ｎｍにて透過率のピーク１０
０％となるコーティングとしている。

【０１００】前記した近赤外シャープカットコートとの
作用の掛け合わせにより、波長４５０ｎｍの透過率９９
％をピークとして、４００ｎｍにおける透過率を０％、
４２０ｎｍにおける透過率を８０％、６００ｎｍにおけ
る透過率を８２％、７００ｎｍにおける透過率を２％と
している。それにより、より忠実な色再現を行ってい
る。

【０１０１】また、ローパスフィルターＬＦは、像面上
投影時の方位角度が水平（＝０°）と±４５°方向にそ
れぞれ結晶軸を有する３種類のフィルターを光軸方向に
重ねて使用しており、それぞれについて、水平にａμ
ｍ、±４５°方向にそれぞれSQRT(1/2) ×ａだけずらす
ことで、モアレ抑制を行っている。ここで、ＳＱＲＴは
前記のようにスクエアルートであり平方根を意味する。

【０１０２】また、ＣＣＤの撮像面Ｉ上には、図９に示
す通り、シアン、マゼンダ、イエロー、グリーン（緑）
の４色の色フィルターを撮像画素に対応してモザイク状
に設けた補色モザイクフィルターを設けている。これら
４種類の色フィルターは、それぞれが略同じ数になるよ
うに、かつ、隣り合う画素が同じ種類の色フィルターに
対応しないようにモザイク状に配置されている。それに
より、より忠実な色再現が可能となる。

【０１０３】補色モザイクフィルターは、具体的には、
図９に示すように少なくとも４種類の色フィルターから
構成され、その４種類の色フィルターの特性は以下の通
りであることが好ましい。

【０１０４】グリーンの色フイルターＧは波長Ｇ_P に分
光強度のピークを有し、イエローの色フィルターＹ_e は
波長Ｙ_P に分光強度のピークを有し、シアンの色フィル
ターＣは波長Ｃ_P に分光強度のピークを有し、マゼンダ
の色フィルターＭは波長Ｍ_P1とＭ_P2にピークを有し、以
下の条件を満足する。

【０１０５】 ５１０ｎｍ＜Ｇ_P ＜５４０ｎｍ ５ｎｍ＜Ｙ_P −Ｇ_P ＜３５ｎｍ −１００ｎｍ＜Ｃ_P −Ｇ_P ＜−５ｎｍ ４３０ｎｍ＜Ｍ_P1＜４８０ｎｍ ５８０ｎｍ＜Ｍ_P2＜６４０ｎｍ さらに、グリーン、イエロー、シアンの色フィルターは
それぞれの分光強度のピークに対して波長５３０ｎｍで
は８０％以上の強度を有し、マゼンダの色フィルターは
その分光強度のピークに対して波長５３０ｎｍでは１０
％から５０％の強度を有することが、色再現性を高める
上でより好ましい。

【０１０６】上記各実施例におけるそれぞれの波長特性
の一例を図１０に示す。グリーンの色フィルターＧは５
２５ｎｍに分光強度のビークを有している。イエローの
色フィルターＹ_e は５５５ｎｍに分光強度のピークを有
している。シアンの色フイルターＣは５１０ｎｍに分光
強度のピークを有している。マゼンダの色フィルターＭ
は４４５ｎｍと６２０ｎｍにピークを有している。ま
た、５３０ｎｍにおける各色フィルターは、それぞれの
分光強度のピークに対して、Ｇは９９％、Ｙ_e は９５
％、Ｃは９７％、Ｍは３８％としている。

【０１０７】このような補色フイルターの場合、図示し
ないコントローラー（若しくは、デジタルカメラに用い
られるコントローラー）で、電気的に次のような信号処
理を行い、 輝度信号 Ｙ＝｜Ｇ＋Ｍ＋Ｙ_e ＋Ｃ｜×１／４ 色信号 Ｒ−Ｙ＝｜（Ｍ＋Ｙ_e ）−（Ｇ＋Ｃ）｜ Ｂ−Ｙ＝｜（Ｍ＋Ｃ）−（Ｇ＋Ｙ_e ）｜ の信号処理を経てＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の信号
に変換される。

【０１０８】ところで、上記した近赤外シャープカット
コートの配置位置は、光路上のどの位置であってもよ
い。また、ローパスフィルターＬＦの枚数も前記した通
り２枚でも１枚でも構わない。

【０１０９】さて、以上のような本発明の電子撮像装置
は、ズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ等の
電子撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわ
けデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例で
あるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等
に用いることができる。以下に、その実施形態を例示す
る。

【０１１０】図１１〜図１３は、本発明によるズームレ
ンズをデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構
成の概念図を示す。図１１はデジタルカメラ４０の外観
を示す前方斜視図、図１２は同後方斜視図、図１３はデ
ジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。デジタル
カメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する
撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファ
インダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４
６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部
に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動
して撮影光学系４１、例えば実施例１のズームレンズを
通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成さ
れた物体像が、近赤外カットコートをダミー透明平板上
に施してなる赤外カット吸収フィルターＩＦ、光学的ロ
ーパスフィルターＬＦを介してＣＣＤ４９の撮像面上に
形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処
理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けら
れた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処
理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電
子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５
２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピー
（登録商標）ディスクやメモリーカード、ＭＯ等により
電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、
ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメ
ラとして構成してもよい。

【０１１１】さらに、ファインダー用光路４４上にはフ
ァインダー用対物光学系５３が配置してある。このファ
インダー用対物光学系５３によって形成された物体像
は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上
に形成される。このポリプリズム５５の後方には、正立
正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が
配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダ
ー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側
にそれぞれカバー部材５０が配置されている。

【０１１２】このように構成されたデジタルカメラ４０
は、撮影光学系４１が広画角で高変倍比であり、収差が
良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォ
ーカスの大きなズームレンズであるので、高性能・低コ
スト化が実現できる。

【０１１３】なお、図１３の例では、カバー部材５０と
して平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレン
ズを用いてもよい。

【０１１４】以上の本発明のズームレンズ及びそれを用
いた電子撮像装置は例えば次のように構成することがで
きる。

【０１１５】〔１〕 物体側より順に、負の屈折力を有
する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群
と、負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レンズ群よりなり、前記第２レンズ群と前記
第３レンズ群との合成焦点距離は常に正であり、無限遠
物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に際し
て、各レンズ群の間隔を変化させつつ、かつ、前記第２
レンズ群及び前記第３レンズ群が物体側へのみ移動し、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、非球面を有する
正レンズＬ２１、像側に凹面を向けたメニスカス形状の
負レンズＬ２２、正レンズＬ２３の３枚のレンズよりな
り、前記第３レンズ群は１枚の負レンズよりなり、か
つ、前記第３レンズ群はフォーカシング時に単独で移動
し、以下の条件を満足することを特徴とするズームレン
ズ。

【０１１６】 （１） １．２＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜１０ （２） ０．３＜１／β₃ ＜０．９ ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rはそれぞれ第３レンズ群の物体側面
及び像側面の光軸上の曲率半径、β₃ は無限遠物点合焦
時の広角端における第３レンズ群の倍率である。

【０１１７】〔２〕 前記第４レンズ群は、変倍時及び
フォーカシング時には固定され、かつ、何れかの面に非
球面を有することを特徴とする上記１記載のズームレン
ズ。

【０１１８】〔３〕 前記第４レンズ群は、以下の条件
を満足する形状を持つ１つのレンズ成分からなることを
特徴とする上記１又は２記載のズームレンズ。

【０１１９】 （５） ０．２＜（Ｒ_4F＋Ｒ_4R）／（Ｒ_4F−Ｒ_4R）＜２．０ ただし、Ｒ_4F、Ｒ_4Rはそれぞれ第４レンズ群の物体側の
面、像側の面の光軸上の曲率半径である。

【０１２０】〔４〕 前記第４レンズ群は、１つの単レ
ンズからなることを特徴とする上記３記載のズームレン
ズ。

【０１２１】〔５〕 前記第２レンズ群が、以下の条件
を満足することを特徴とする上記１から４の何れか１項
記載のズームレンズ。

【０１２２】 （６） −１．０＜（Ｒ_23F ＋Ｒ_23R ）／（Ｒ_23F −Ｒ_23R ）＜０．５ （７） ０．０４＜ｔ₂₂／ｔ₂ ＜０．２ （８） ν₂₂＜２６．５ ただし、Ｒ_23F 、Ｒ_23R はそれぞれ第２レンズ群の正レ
ンズＬ２３の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径、
ｔ₂₂は第２レンズ群の正レンズＬ２１の像側面から負レ
ンズＬ２２の像側面までの光軸上の距離、ｔ₂ は第２レ
ンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面
までの光軸上の厚み、ν₂₂は第２レンズ群の負レンズＬ
２２の媒質のｄ線基準のアッベ数である。

【０１２３】〔６〕 前記第１レンズ群は、非球面を含
む負レンズと、正レンズの２枚のレンズで構成され、以
下の条件を満足することを特徴とする上記１から５の何
れか１項記載のズームレンズ。

【０１２４】 （12） ２０＜ν₁₁−ν₁₂ （13） −１０＜（Ｒ_12F ＋Ｒ_12R ）／（Ｒ_12F −Ｒ_12R ）＜−２ ただし、ν₁₁は第１レンズ群の負レンズのｄ線基準のア
ッベ数、ν₁₂は第１レンズ群の正レンズのｄ線基準のア
ッベ数、Ｒ_12F 、Ｒ_12R はそれぞれ第１レンズ群の正レ
ンズの物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。

【０１２５】〔７〕 前記第１レンズ群と第２レンズ群
との間に絞りを配したことを特徴とする上記１から６の
何れか１項記載のズームレンズ。

【０１２６】〔８〕 変倍時に前記絞りが第２レンズ群
と一体で移動することを特徴とする上記７記載のズーム
レンズ。

【０１２７】

〔９〕 前記第２レンズ群における正レン
ズＬ２１と負レンズＬ２２とは接合されていることを特
徴とする上記１から８の何れか１項記載のズームレン
ズ。

【０１２８】〔１０〕 上記１から９の何れか１項記載
のズームレンズを備え、かつ、その像側に撮像素子を配
したことを特徴とする電子撮像装置。

【０１２９】〔１１〕 上記９記載のズームレンズ及び
その像側に配された撮像素子を有し、かつ、前記ズーム
レンズの第２レンズ群が以下の条件を満足することを特
徴とする電子撮像装置。

【０１３０】 （９） ０．６＜Ｒ_22R ／Ｒ_21F ＜１．２ （10） ０．０＜Ｌ／Ｒ_22F ＜０．８ ただし、Ｒ_21F 、Ｒ_22F 、Ｒ_22R はそれぞれ第２レンズ
群の正レンズＬ２１の物体側面、負レンズＬ２２の物体
側の接合面、負レンズＬ２２の像側面における光軸上の
曲率半径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長であ
る。

【０１３１】〔１２〕 前記ズームレンズの第３レンズ
群が以下の条件を満足することを特徴とする上記１０又
は１１記載の電子撮像装置。

【０１３２】 （３） ν₃ ＞３０ （４） ０．２＜−Ｌ／ｆ₃ ＜０．６ ただし、ν₃ は第３レンズ群を構成する負レンズのｄ線
基準のアッベ数、ｆ₃ は第３レンズ群の合成焦点距離、
Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。

【０１３３】〔１３〕 前記ズームレンズの第１レンズ
群が、物体側から順に、屈折面に非球面を有する負レン
ズ、像側面よりも物体側面の方が強い曲率を有する正レ
ンズの２枚のレンズにて構成され、以下の条件を満足す
ることを特徴とする上記１０から１２の何れか１項記載
の電子撮像装置。

【０１３４】（11） ０．６＜Ｒ_11R ／Ｌ＜１．３ ただし、Ｒ_11R は第1 レンズ群の負レンズの像側面にお
ける光軸上の曲率半径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の
対角長である。

【０１３５】〔１４〕 前記撮像素子の有効撮像領域の
対角長Ｌが以下の条件を満足することを特徴とする上記
１０から１３の何れか１項記載の電子撮像装置。

【０１３６】３．０ｍｍ＜Ｌ＜１２．０ｍｍ

【０１３７】

【発明の効果】本発明により、沈胴厚が薄く収納性に優
れ、かつ、高倍率でリアフォーカスにおいても結像性能
の優れたズームレンズを得ることができ、ビデオカメラ
やデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子撮像装置に用いられるズームレン
ズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間
状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。

【図２】実施例２のズームレンズの図１と同様のレンズ
断面図である。

【図３】実施例３のズームレンズの図１と同様のレンズ
断面図である。

【図４】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。

【図５】実施例１の被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図
である。

【図６】電子撮像素子にて撮影を行う場合の有効撮像面
の対角長について説明するための図である。

【図７】近赤外シャープカットコートの一例の透過率特
性を示す図である。

【図８】ローパスフィルターの射出面側に設ける色フィ
ルターの一例の透過率特性を示す図である。

【図９】補色モザイクフィルターの色フィルター配置を
示す図である。

【図１０】補色モザイクフィルターの波長特性の一例を
示す図である。

【図１１】本発明によるズームレンズを組み込んだデジ
タルカメラの外観を示す前方斜視図である。

【図１２】図１１のデジタルカメラの後方斜視図であ
る。

【図１３】図１１のデジタルカメラの断面図である。

【符号の説明】

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 Ｓ…開口絞り ＩＦ…赤外カット吸収フィルター ＬＦ…ローパスフィルター ＣＧ…カバーガラス Ｉ…像面 Ｅ…観察者眼球 ４０…デジタルカメラ ４１…撮影光学系 ４２…撮影用光路 ４３…ファインダー光学系 ４４…ファインダー用光路 ４５…シャッター ４６…フラッシュ ４７…液晶表示モニター ４９…ＣＣＤ ５０…カバー部材 ５１…処理手段 ５２…記録手段 ５３…ファインダー用対物光学系 ５５…ポロプリズム ５７…視野枠 ５９…接眼光学系

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｄ // Ｈ０４Ｎ 101:00 101:00 Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BB02 BB07 BB46 CA06 CA12 CA24 FA05 FA09 FA12 FA24 2H087 KA03 MA14 PA06 PA18 PB07 QA02 QA07 QA17 QA21 QA26 QA32 QA34 QA42 QA45 RA05 RA12 RA13 RA42 RA43 SA44 SA46 SA50 SA52 SA62 SA63 SA64 SA75 SB03 SB14 SB22 SB32 5C022 AA13 AB66 AC02 AC03 AC54

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に、負の屈折力を有する第
   １レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負
   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レンズ群よりなり、 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との合成焦点距離
   は常に正であり、 無限遠物点合焦時における広角端から望遠端への変倍に
   際して、各レンズ群の間隔を変化させつつ、かつ、前記
   第２レンズ群及び前記第３レンズ群が物体側へのみ移動
   し、 前記第２レンズ群は、物体側から順に、非球面を有する
   正レンズＬ２１、像側に凹面を向けたメニスカス形状の
   負レンズＬ２２、正レンズＬ２３の３枚のレン ズよりなり、前記第３レンズ群は１枚の負レンズよりな
   り、かつ、前記第３レンズ群はフォーカシング時に単独
   で移動し、 以下の条件を満足することを特徴とするズームレンズ。 （１） １．２＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜１０ （２） ０．３＜１／β₃ ＜０．９ ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rはそれぞれ第３レンズ群の物体側面
   及び像側面の光軸上の曲率半径、β₃ は無限遠物点合焦
   時の広角端における第３レンズ群の倍率である。
2. 【請求項２】 前記第４レンズ群は、変倍時及びフォー
   カシング時には固定され、かつ、何れかの面に非球面を
   有することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
3. 【請求項３】 前記第４レンズ群は、以下の条件を満足
   する形状を持つ１つのレンズ成分からなることを特徴と
   する請求項１又は２記載のズームレンズ。 （５） ０．２＜（Ｒ_4F＋Ｒ_4R）／（Ｒ_4F−Ｒ_4R）＜２．０ ただし、Ｒ_4F、Ｒ_4Rはそれぞれ第４レンズ群の物体側の
   面、像側の面の光軸上の曲率半径である。
4. 【請求項４】 前記第２レンズ群が、以下の条件を満足
   することを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載
   のズームレンズ。 （６） −１．０＜（Ｒ_23F ＋Ｒ_23R ）／（Ｒ_23F −Ｒ_23R ）＜０．５ （７） ０．０４＜ｔ₂₂／ｔ₂ ＜０．２ （８） ν₂₂＜２６．５ ただし、Ｒ_23F 、Ｒ_23R はそれぞれ第２レンズ群の正レ
   ンズＬ２３の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径、
   ｔ₂₂は第２レンズ群の正レンズＬ２１の像側面から負レ
   ンズＬ２２の像側面までの光軸上の距離、ｔ₂ は第２レ
   ンズ群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面
   までの光軸上の厚み、ν₂₂は第２レンズ群の負レンズＬ
   ２２の媒質のｄ線基準のアッベ数である。
5. 【請求項５】 前記第２レンズ群における正レンズＬ２
   １と負レンズＬ２２とは接合されていることを特徴とす
   る請求項１から４の何れか１項記載のズームレンズ。
6. 【請求項６】 請求項１から５の何れか１項記載のズー
   ムレンズを備え、かつ、その像側に撮像素子を配したこ
   とを特徴とする電子撮像装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載のズームレンズ及びその像
   側に配された撮像素子を有し、かつ、前記ズームレンズ
   の第２レンズ群が以下の条件を満足することを特徴とす
   る電子撮像装置。 （９） ０．６＜Ｒ_22R ／Ｒ_21F ＜１．２ （10） ０．０＜Ｌ／Ｒ_22F ＜０．８ ただし、Ｒ_21F 、Ｒ_22F 、Ｒ_22R はそれぞれ第２レンズ
   群の正レンズＬ２１の物体側面、負レンズＬ２２の物体
   側の接合面、負レンズＬ２２の像側面における光軸上の
   曲率半径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長であ
   る。
8. 【請求項８】 前記ズームレンズの第３レンズ群が以下
   の条件を満足することを特徴とする請求項６又は７記載
   の電子撮像装置。 （３） ν₃ ＞３０ （４） ０．２＜−Ｌ／ｆ₃ ＜０．６ ただし、ν₃ は第３レンズ群を構成する負レンズのｄ線
   基準のアッベ数、ｆ₃ は第３レンズ群の合成焦点距離、
   Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。