JP2003131133A

JP2003131133A - 電子撮像装置

Info

Publication number: JP2003131133A
Application number: JP2001324539A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Mihara; 伸一三原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: JP4007789B2

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】電子撮像装置のズームレンズが、負第１
群Ｇ１と、開口絞りＳと、正第２群Ｇ２と、正第３群Ｇ
３とからなり、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が物体側へのみ移
動し、第３群Ｇ３が第２群Ｇ２とは異なる軌跡で移動
し、物体側面に非球面を有する正又は負の第１レンズ、
正の第２レンズ、負の第３レンズよりなり、第２レンズ
と第３レンズとは接合されており、第１レンズの物体側
面及び像側面の光軸上の曲率半径に関する条件（１）
と、第２レンズと第３レンズの合成焦点距離に関する条
件（２）を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、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１１−２８７９５３号、特開２０００−２６７００
９、特開２０００−２７５５２０等のものがある。

【０００５】第１群を薄くするには入射瞳位置を浅くす
るのがよいが、そのためには第２群の倍率を高くするこ
とになる。一方、そのために第２群の負担が大きくなり
それ自身を薄くすることが困難になるばかりでなく、収
差補正の困難さや製造誤差の効きが増大し好ましくな
い。薄型化、小型化を実施するには、撮像素子を小さく
すればよいが、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。

【０００６】また、奥行きの薄いカメラボディにするた
めに、合焦時のレンズ移動を前群ではなくいわゆるリア
フォーカスで行うのが駆動系のレイアウト上有効であ
る。すると、リアフォーカスを実施したときの収差変動
が少ない光学系を選択する必要が出てくる。

【０００７】

【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、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化
を図ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子撮像装置は、ズームレンズ及びその像
側に配された撮像素子を備えた電子撮像装置において、
前記ズームレンズは、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、正の屈折力を有する第３レンズ群よりなり、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、前記第２レンズ
群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は第
２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、前記第２レンズ群
は、物体側から順に、物体側面に非球面を有する正又は
負の第１レンズＬ２１、正の第２レンズＬ２２、負の第
３レンズＬ２３の３枚のレンズよりなると共に、前記第
２レンズＬ２２と第３レンズＬ２３とは接合されてお
り、以下の条件を満足することを特徴とする電子撮像装
置。

【０００９】（１）０．６５＜Ｒ_21R／Ｒ_21F＜１．０５（２）０．３＜Ｌ／ｆ_2R＜０．９ただし、Ｒ_21F、Ｒ_21Rはそれぞれ第２レンズ群の第１
レンズＬ２１の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半
径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長、ｆ_2Rは第２
レンズ群の第２レンズＬ２２と第３レンズＬ２３との合
成焦点距離である。

【００１０】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。

【００１１】本発明の電子撮像装置は、ズームレンズ及
びその像側に配された撮像素子を備えた電子撮像装置に
おいて、ズームレンズとして、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、正の屈折力を有する第３レンズ群よりな
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、前記第
２レンズ群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第３レン
ズ群は第２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、前記第２
レンズ群は、物体側から順に、物体側面に非球面を有す
る正又は負の第１レンズＬ２１、正の第２レンズＬ２
２、負の第３レンズＬ２３の３枚のレンズよりなると共
に、前記第２レンズＬ２２と第３レンズＬ２３とは接合
されたタイプのズームレンズを採用している。

【００１２】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。

【００１３】古くから銀塩フィルムカメラ用ズームレン
ズとしてよく使用される負正の２群ズームレンズにおい
て、それを小型化するために各焦点距離における正の後
群（第２レンズ群）の倍率を高くするのがよいが、その
ために、第２レンズ群のさらに像側に正レンズ成分を第
３レンズ群として加え、広角端から望遠端に変倍する際
に第２レンズ群との間隔を変化させるという方法がよく
知られている。また、この第３レンズ群はフォーカス用
としても使用できる可能性を有している。

【００１４】そして、本発明の目的の達成、つまり、沈
胴収納時のレンズ部総厚を薄くしてなおかつ第３レンズ
群にてフォーカスをする際、非点収差を始めとする軸外
収差変動を抑制するために、第２レンズ群は、物体側か
ら順に、最も物体側の面を非球面とした単独の正又は負
レンズＬ２１と、正レンズＬ２２と負レンズＬ２３の順
の接合からなる正レンズ成分とから構成し、特に、最も
物体側のレンズ成分は物体側に凸面を向け両面の曲率半
径が近い強いメニスカス形状とするのがよい。

【００１５】第３レンズ群にてフォーカスをする場合、
収差変動が問題になるが、第３レンズ群に必要以上の量
の非球面が入ると、その効果を出すために第１レンズ群
・第２レンズ群で残存する非点収差を第３レンズ群にて
補正することになり、ここで第３レンズ群がフォーカス
のために動くと、そのバランスが崩れてしまい好ましく
ない。したがって、第３レンズ群でフォーカスする場合
は、第１レンズ群・第２レンズ群で非点収差をズーム全
域に亘り略取り切らねばならない。

【００１６】よって、第３レンズ群は球面系又は少ない
非球面量にて構成し、開口絞りを第２レンズ群の物体側
に配し、第２レンズ群は、物体側の面に非球面を有する
単独の正又は負レンズＬ２１と、正レンズＬ２２、負レ
ンズＬ２３の順の接合レンズ成分にて構成するのがよ
い。

【００１７】また、このタイプでは、前玉径が大きくな
り難いので、開口絞りを第２レンズ群と一体（本発明の
後記の実施例では、第２レンズ群の直前に配置し、第２
レンズ群と一体）とした方が、機構上単純であるばかり
でなく、沈胴時のデッドスペースが発生し難く、広角端
と望遠端のＦ値差が小さい。

【００１８】また、第２レンズ群の正レンズＬ２２と像
側の負レンズＬ２３とは、それらの相対的偏心による収
差の発生が著しいので、これらは互いに接合した方がよ
い。接合する場合は、できるだけ接合レンズ内（Ｌ２
２、Ｌ２３）で収差をキャンセルして偏心敏感度を小さ
くするのがよい。

【００１９】そして、単独の正又は負レンズＬ２１と、
正レンズＬ２２、負レンズＬ２３の接合成分との相対偏
心敏感度を少なくするため、以下の条件を満たすのがよ
い。

【００２０】（１）０．６５＜Ｒ_21R／Ｒ_21F＜１．０５（２）０．３＜Ｌ／ｆ_2R＜０．９ただし、Ｒ_21F、Ｒ_21Rはそれぞれ第２レンズ群の第１
レンズＬ２１の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半
径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長、
ｆ_2Rは第２レンズ群の第２レンズＬ２２と第３レンズＬ
２３との合成焦点距離である。

【００２１】条件（１）の上限の１．０５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０．６５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。

【００２２】条件（２）の下限値の０．３を越えると、
射出瞳位置が像面に接近しシェーディングを引き起こし
やすく、また、第１レンズＬ２１と、第２レンズＬ２
２、第３レンズＬ２３の接合成分との偏心敏感度が大き
くなりやすい。上限値の０．９を越えると、小型で高い
ズーム比を確保し難い。

【００２３】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。

【００２４】（１）’ ０．７＜Ｒ_21R／Ｒ_21F＜１（２）’ ０．３５＜Ｌ／ｆ_2R＜０．８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。

【００２５】（１）” ０．７５＜Ｒ_21R／Ｒ_21F＜０．９５（２）” ０．４＜Ｌ／ｆ_2R＜０．７また、第２レンズＬ２２、第３レンズＬ２３の接合成分
について、以下の条件式を満足するのがよい。

【００２６】（３）１０＜ν₂₂−ν₂₃ （４） −１．５＜（Ｒ_22F＋Ｒ_23R）／（Ｒ_22F−Ｒ_23R）＜−０．１ただし、ν₂₂は第２レンズ群の第２レンズＬ２２のｄ線
基準アッベ数、ν₂₃は第２レンズ群の第３レンズＬ２３
のｄ線基準アッベ数、Ｒ_22F、Ｒ_23Rはそれぞれ第２レ
ンズ群の第２レンズＬ２２の物体側面、第３レンズＬ２
３の像側面における光軸上の曲率半径である。

【００２７】条件（３）の下限の１０を越えると、軸上
色収差・倍率色収差共補正不足となる。上限はそれ以上
に現実に適した媒質の組み合わせ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、ν₂₃−ν₂₂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、レンズ材料が高価となる。

【００２８】条件（４）は第２レンズ群の接合成分（Ｌ
２２、Ｌ２３）の形状ファクターに関する規定である。
下限の−１．５を越えると、第２レンズ群の空気間隔ｄ
₂₁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−０．１を越えると、第１レンズＬ２
１と第２レンズＬ２２の機械的干渉でｄ₂₁が大きくなり
がちで、沈胴厚を薄くするのに足枷となる。

【００２９】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。

【００３０】（３）’ １２＜ν₂₂−ν₂₃ （４）’ −１．４＜（Ｒ_22F＋Ｒ_23R）／（Ｒ_22F−Ｒ_23R）＜−０．２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。

【００３１】（３）” １４＜ν₂₂−ν₂₃ （４）” −１．３＜（Ｒ_22F＋Ｒ_23R）／（Ｒ_22F−Ｒ_23R）＜−０．３一方、第３レンズ群は１つの正レンズ成分で構成可能で
ある。そして、以下の条件を満足するとよい。

【００３２】（５） −１．０＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜０．５ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rはそれぞれ第３レンズ群の正レンズ
成分の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。

【００３３】条件（５）の上限値の０．５を越えると、
リアフォーカスによる非点収差の変動が大きくなりす
ぎ、無限物点で非点収差を良好に補正し得ても、近距離
物点に対しては非点収差が悪化しやすい。下限値の−
１．０を越えると、リアフォーカスによる非点収差変動
は少ないが、無限物点に対する収差補正が困難となる。

【００３４】また、第３レンズ群は正レンズ１枚で構成
してもよい。実用的な収差レベルの補正は可能であり、
薄型化に貢献する。

【００３５】なお、以下のようにするとよりよい。

【００３６】（５）’ −０．９＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜０．３さらに、以下のようにすると最もよい。

【００３７】（５）” −０．８＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜０．１次に、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。

【００３８】（６）２０＜ν₁₁−ν₁₂ （７） −１０＜（Ｒ₁₃＋Ｒ₁₄）／（Ｒ₁₃−Ｒ₁₄）＜−２．０ただし、ν₁₁は第１レンズ群の負レンズのｄ線基準アッ
ベ数、ν₁₂は第１レンズ群の正レンズのｄ線基準アッベ
数、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄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。

【００３９】条件（６）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２
０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。

【００４０】条件（７）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−１
０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−２．０を越
えると、歪曲収差の補正が不利になりやすい。

【００４１】なお、条件（６）、（７）の何れかあるい
は両方を以下のようにするとよりよい。

【００４２】（６）’ ２２＜ν₁₁−ν₁₂ （７）’ −９＜（Ｒ₁₃＋Ｒ₁₄）／（Ｒ₁₃−Ｒ₁₄）＜−２．５さらに、条件（６）、（７）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。

【００４３】（６）” ２４＜ν₁₁−ν₁₂ （７）” −８＜（Ｒ₁₃＋Ｒ₁₄）／（Ｒ₁₃−Ｒ₁₄）＜−３また、以下の条件を満たすとよい。

【００４４】（８）０．２＜ｄ₁₁／Ｌ＜０．６５ただし、ｄ₁₁は第１レンズ群の負レンズと正レンズとの
光軸上の空気間隔である。

【００４５】この条件の上限の０．６５を越えると、コ
マ収差・非点収差・歪曲収差の補正には有利であるが、
光学系が分厚くなり、下限値の０．２を越えると、これ
らの収差が非球面を導入したにもかかわらず補正が困難
になる。

【００４６】なお、以下のようにするとよりよい。

【００４７】（８）’ ０．２５＜ｄ₁₁／Ｌ＜０．６さらに、以下のようにすると最もよい。

【００４８】（８）” ０．３＜ｄ₁₁／Ｌ＜０．５５前に、第３レンズ群は球面系又は少ない非球面量にて構
成することがフォーカシング時における収差変動を抑え
る上で好ましい旨を説明したが、より具体的には、以下
の条件を満足する構成とすることが好ましい。

【００４９】（９）０≦｜Asp_3MAX｜／｜Asp_2MAX｜≦０．５ただし、Asp_3MAXは第３レンズ群における各々の屈折面
の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの
高さが絞り半径最大値の０．７倍の位置における非球面
偏倚量の最大値、Asp_2MAXは第２レンズ群における各々
の屈折面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光
軸からの高さが絞り半径最大値の０．７倍の位置におけ
る非球面偏倚量の最大値である。

【００５０】条件（９）の下限値を第３レンズ群が全て
球面又は平面で構成された値に対応する値の０としてい
るため、この条件の下限値０を越えて小さくなることは
ない。一方、上限の０．５を越えて第３レンズ群におけ
る非球面偏倚量が大きくなると、フォーカシング時の収
差変動が大きくなる。

【００５１】なお、本発明で、非球面偏倚量は、図５に
示すように、対象とする非球面の光軸上での曲率半径ｒ
を有する球面（基準球面）に対し、光軸からの高さが絞
り半径最大値の０．７倍の位置でのその非球面の偏倚量
を言うものである。

【００５２】また、後記の実施例１〜３の条件（９）の
対応値は何れも０となる。後記の実施例１〜４に関する
表では、最大絞り径（直径）としており、絞り形状は円
形である。本発明において、絞りは形状可変でも、形状
固定でもよい。

【００５３】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】この条件の下限値の３．０ｍｍを越えて撮
像素子が小さくなると、感度不足がカバーし難くなる。
一方、上限値の１２．０ｍｍを越えて撮像素子が大きく
なると、それに付随してズームレンズも大きくなる傾向
にあり、薄型化の効果が薄れる。

【００５７】なお、先述の条件（１）と同時に以下の条
件を満足することで、非点収差を始めとする軸外収差の
補正により有利となる。

【００５８】（10）０．３＜Ｒ_21R／Ｌ＜０．７なお、以下のようにするとよりよい。

【００５９】（10）’ ０．３５＜Ｒ_21R／Ｌ＜０．６５さらに、以下のようにすると最もよい。

【００６０】（10）” ０．４＜Ｒ_21R／Ｌ＜０．６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。

【００６１】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。

【００６２】すなわち、（11） τ₆₀₀／τ₅₅₀≧０．８（12） 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。

【００６３】なお、条件（１１）、（１２）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】（11）’ τ₆₀₀／τ₅₅₀≧０．８５（12）’ τ₇₀₀／τ₅₅₀≦０．０５さらに、条件（１１）、（１２）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】（11）” τ₆₀₀／τ₅₅₀≧０．９（12）” τ₇₀₀／τ₅₅₀≦０．０３ＣＣＤ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。

【００６６】すなわち、（13） τ₄₀₀／τ₅₅₀≦０．０８（14） τ₄₄₀／τ₅₅₀≧０．４を満たすことが望ましい。

【００６７】なお、条件（１３）、（１４）の何れかあ
るいは両方を以下のようにするとよりよい。

【００６８】（13）’ τ₄₀₀／τ₅₅₀≦０．０６（14）’ τ₄₄₀／τ₅₅₀≧０．５さらに、条件（１３）、（１４）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。

【００６９】（13）” τ₄₀₀／τ₅₅₀≦０．０４（14）” 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。

【００７０】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。

【００７１】（15）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。

【００７２】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。

【００７３】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（１５）
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。

【００７４】ａが４μｍ以下なら、より回折の影響を受
けやすいので（15）’ ０．１３＜ｔ_LPF／ａ＜０．４２としてもよい。

【００７５】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。

【００７６】（15）” 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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】

【発明の実施の形態】以下、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１〜４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２に示す。実施例２、４については図１と
同様であるので、図示は省く。図中、第１レンズ群はＧ
１、絞りはＳ、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ
３、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、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。

【００８０】実施例１、２、４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、物体側に凸の負メニスカ
スレンズと、両凸レンズと像面側に凸の負メニスカスレ
ンズの接合レンズとからなる正屈折力の第２レンズ群Ｇ
２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群
Ｇ３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Ｇ
２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群
Ｇ３は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広
角端より若干物体側の位置になる。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は物体側に
繰り出される。

【００８１】非球面については、実施例１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の単独の負メニスカスレンズの物体側の面の２
面に用いられている。

【００８２】実施例２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の単独の負
メニスカスレンズの両面の３面に用いられている。

【００８３】実施例４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の単独の負
メニスカスレンズの物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の物
体側の面の３面に用いられている。

【００８４】実施例３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、物体側に凸の負メニスカスレンズ
と、両凸レンズと像面側に凸の負メニスカスレンズの接
合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と両凸正レンズの接合レン
ズからなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３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は物体側に凸の
軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より若干物体側
の位置になる。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は物体側に繰り出される。

【００８５】非球面については、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の単
独の負メニスカスレンズの物体側の面の２面に用いられ
ている。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】実施例１ｒ₁= 31.5054 ｄ₁= 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂= 5.3305（非球面）ｄ₂= 2.0000 ｒ₃= 7.0428 ｄ₃= 1.8000 ｎ_d2 =1.80809 ν_d2 =22.76 ｒ₄= 9.4679 ｄ₄= （可変）ｒ₅= ∞（絞り）ｄ₅= 1.2000 ｒ₆= 3.1756（非球面）ｄ₆= 2.0000 ｎ_d3 =1.74320 ν_d3 =49.34 ｒ₇= 2.6732 ｄ₇= 0.6000 ｒ₈= 7.6776 ｄ₈= 1.6000 ｎ_d4 =1.69700 ν_d4 =48.52 ｒ₉= -4.8693 ｄ₉= 0.6500 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78 ｒ₁₀= -24.2139 ｄ₁₀= （可変）ｒ₁₁= 14.1645 ｄ₁₁= 1.8000 ｎ_d6 =1.60311 ν_d6 =60.64 ｒ₁₂= -33.7455 ｄ₁₂= （可変）ｒ₁₃= ∞ ｄ₁₃= 0.8000 ｎ_d7 =1.51633 ν_d7 =64.14 ｒ₁₄= ∞ ｄ₁₄= 1.5000 ｎ_d8 =1.54771 ν_d8 =62.84 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.8000 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.7500 ｎ_d9 =1.51633 ν_d9 =64.14 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 1.2142 ｒ₁₈= ∞（像面）非球面係数第２面Ｋ = 0 A₄ =-5.7653 ×10^-4 A₆ = 2.1777 ×10^-5 A₈ =-1.5548 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面Ｋ = 0 A₄ =-1.4728 ×10^-3 A₆ = 8.9783 ×10^-5 A₈ =-3.3965 ×10^-5 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞）ＷＥＳＴＴＥｆ (mm) 4.54054 8.68866 12.87963 Ｆ_NO 2.7511 3.4823 4.5092 ω (°) 33.3 18.3 12.4 ｄ₄ 14.19508 3.92484 1.50000 ｄ₁₀ 2.53628 5.94986 12.43170 ｄ₁₂ 0.92173 1.95053 1.01189 。

【００８９】実施例２ｒ₁= 42.0104 ｄ₁= 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂= 5.2335（非球面）ｄ₂= 2.0000 ｒ₃= 7.7169 ｄ₃= 1.8000 ｎ_d2 =1.80809 ν_d2 =22.76 ｒ₄= 11.4482 ｄ₄= （可変）ｒ₅= ∞（絞り）ｄ₅= 1.2000 ｒ₆= 3.2009（非球面）ｄ₆= 2.0000 ｎ_d3 =1.74320 ν_d3 =49.34 ｒ₇= 2.6172（非球面）ｄ₇= 0.6000 ｒ₈= 6.5022 ｄ₈= 2.0000 ｎ_d4 =1.76200 ν_d4 =40.10 ｒ₉= -3.4753 ｄ₉= 0.6500 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78 ｒ₁₀= -82.9557 ｄ₁₀= （可変）ｒ₁₁= 24.6245 ｄ₁₁= 1.8000 ｎ_d6 =1.80610 ν_d6 =40.92 ｒ₁₂= -30.3067 ｄ₁₂= （可変）ｒ₁₃= ∞ ｄ₁₃= 0.8000 ｎ_d7 =1.51633 ν_d7 =64.14 ｒ₁₄= ∞ ｄ₁₄= 1.5000 ｎ_d8 =1.54771 ν_d8 =62.84 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.8000 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.7500 ｎ_d9 =1.51633 ν_d9 =64.14 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 1.2103 ｒ₁₈= ∞（像面）非球面係数第２面Ｋ = 0 A₄ =-6.5793 ×10^-4 A₆ = 2.0456 ×10^-5 A₈ =-1.8538 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面Ｋ = 0 A₄ =-7.0982 ×10^-4 A₆ = 8.7468 ×10^-7 A₈ =-2.9003 ×10^-5 A₁₀= 0.0000 第７面Ｋ = 0 A₄ = 9.1525 ×10^-4 A₆ =-6.8625 ×10^-5 A₈ =-6.6671 ×10^-5 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞）ＷＥＳＴＴＥｆ (mm) 4.51496 8.68912 12.89259 Ｆ_NO 2.7226 3.4838 4.5004 ω (°) 33.2 18.2 12.4 ｄ₄ 13.75548 4.01020 1.50000 ｄ₁₀ 2.53628 6.34985 12.47248 ｄ₁₂ 0.92173 1.76960 0.98818 。

【００９０】実施例３ｒ₁= 68.1830 ｄ₁= 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂= 5.2637（非球面）ｄ₂= 2.0000 ｒ₃= 8.9627 ｄ₃= 1.8000 ｎ_d2 =1.84666 ν_d2 =23.78 ｒ₄= 15.6301 ｄ₄= （可変）ｒ₅= ∞（絞り）ｄ₅= 1.2000 ｒ₆= 3.2578（非球面）ｄ₆= 2.0000 ｎ_d3 =1.74320 ν_d3 =49.34 ｒ₇= 2.7435 ｄ₇= 0.6000 ｒ₈= 8.2026 ｄ₈= 2.0000 ｎ_d4 =1.76200 ν_d4 =40.10 ｒ₉= -3.5116 ｄ₉= 0.6500 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78 ｒ₁₀= -34.7761 ｄ₁₀= （可変）ｒ₁₁= 16.7864 ｄ₁₁= 0.6500 ｎ_d6 =1.84666 ν_d6 =23.78 ｒ₁₂= 9.4111 ｄ₁₂= 1.8000 ｎ_d7 =1.80100 ν_d7 =34.97 ｒ₁₃= -70.1350 ｄ₁₃= （可変）ｒ₁₄= ∞ ｄ₁₄= 0.8000 ｎ_d8 =1.51633 ν_d8 =64.14 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 1.5000 ｎ_d9 =1.54771 ν_d9 =62.84 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.8000 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.7500 ｎ_d10=1.51633 ν_d10=64.14 ｒ₁₈= ∞ ｄ₁₈= 1.2107 ｒ₁₉= ∞（像面）非球面係数第２面Ｋ = 0 A₄ =-7.4871 ×10^-4 A₆ = 1.6887 ×10^-5 A₈ =-1.7692 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面Ｋ = 0 A₄ =-1.1760 ×10^-3 A₆ = 5.5788 ×10^-5 A₈ =-2.4495 ×10^-5 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞）ＷＥＳＴＴＥｆ (mm) 4.51735 8.68968 12.89107 Ｆ_NO 2.7264 3.4585 4.5154 ω (°) 33.2 18.3 12.4 ｄ₄ 14.10503 3.87916 1.50000 ｄ₁₀ 2.53628 6.24913 13.18371 ｄ₁₃ 0.92173 2.00866 0.98271 。

【００９１】実施例４ｒ₁= 30.6836 ｄ₁= 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂= 5.5251（非球面）ｄ₂= 2.0000 ｒ₃= 7.2926 ｄ₃= 1.8000 ｎ_d2 =1.80809 ν_d2 =22.76 ｒ₄= 9.4029 ｄ₄= （可変）ｒ₅= ∞（絞り）ｄ₅= 1.2000 ｒ₆= 3.1639（非球面）ｄ₆= 2.0000 ｎ_d3 =1.74320 ν_d3 =49.34 ｒ₇= 2.6800 ｄ₇= 0.6000 ｒ₈= 8.4730 ｄ₈= 1.6000 ｎ_d4 =1.69700 ν_d4 =48.52 ｒ₉= -4.1927 ｄ₉= 0.6500 ｎ_d5 =1.84666 ν_d5 =23.78 ｒ₁₀= -17.6085 ｄ₁₀= （可変）ｒ₁₁= 13.2437（非球面）ｄ₁₁= 1.8000 ｎ_d6 =1.60311 ν_d6 =60.64 ｒ₁₂= -43.4843 ｄ₁₂= （可変）ｒ₁₃= ∞ ｄ₁₃= 0.8000 ｎ_d7 =1.51633 ν_d7 =64.14 ｒ₁₄= ∞ ｄ₁₄= 1.5000 ｎ_d8 =1.54771 ν_d8 =62.84 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.8000 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.7500 ｎ_d9 =1.51633 ν_d9 =64.14 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 1.2097 ｒ₁₈= ∞（像面）非球面係数第２面Ｋ = 0 A₄ =-4.9848 ×10^-4 A₆ = 1.6773 ×10^-5 A₈ =-1.1824 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面Ｋ = 0 A₄ =-1.2458 ×10^-3 A₆ =-1.4022 ×10^-5 A₈ =-2.2382 ×10^-5 A₁₀= 0.0000 第１１面Ｋ = 0 A₄ =-3.6632 ×10^-5 A₆ = 1.2810 ×10^-5 A₈ =-3.3502 ×10^-7 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞）ＷＥＳＴＴＥｆ (mm) 4.52637 8.68800 12.88686 Ｆ_NO 2.7622 3.4463 4.4904 ω (°) 33.3 18.4 12.5 ｄ₄ 14.16737 3.83307 1.50000 ｄ₁₀ 2.53628 5.82186 12.48668 ｄ₁₂ 0.92173 2.02864 0.96740 。

【００９２】以上の実施例２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３、図４
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。

【００９３】次に、上記各実施例における条件（１）〜
（８）、（１０）〜（１５）の値、条件（９）に関する
Asp_2MAX、Asp_3MAX、最大絞り径（直径）φ、及び、Ｌ
の値を示す。実施例１２３４（１） 0.84181 0.81765 0.84214 0.84707 （２） 0.52573 0.58563 0.51800 0.51998 （３） 24.74000 16.32000 16.32000 24.74000 （４） -0.51852 -0.85463 -0.61830 -0.35027 （５） -0.40870 -0.10344 -0.61376 -0.53308 （６） 26.58000 26.58000 25.56000 26.58000 （７） -6.80831 -5.13622 -3.68850 -7.91143 （８） 0.35714 0.35714 0.35714 0.35714 （10） 0.47736 0.46736 0.48991 0.47857 （11） 1.0 1.0 1.0 1.0 （12） 0.04 0.04 0.04 0.04 （13） 0.0 0.0 0.0 0.0 （14） 1.06 1.06 1.06 1.06 （15） 0.333 0.333 0.333 0.333 (a=3.0) (a=3.0) (a=3.0) (a=3.0) Asp_2MAX -0.00444 -0.00274 -0.00428 -0.00383 Asp_3MAX 0 0 0 -0.00005 φ 3.80 3.88 3.96 3.72 Ｌ 5.6 5.6 5.6 5.6 。

【００９４】なお、実施例１〜４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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】基板材質物理的膜厚（ｎｍ） λ／４ ─────────────────────────────── 第１層Ａｌ₂Ｏ₃ ５８．９６０．５０第２層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第３層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００第４層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第５層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００第６層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第７層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００第８層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第９層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００第10層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第11層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００第12層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第13層ＳｉＯ₂ １３４．１４１．００第14層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第15層ＳｉＯ₂ １７８．４１１．３３第16層ＴｉＯ₂ １０１．０３１．２１第17層ＳｉＯ₂ １６７．６７１．２５第18層ＴｉＯ₂ ９６．８２１．１５第19層ＳｉＯ₂ １４７．５５１．０５第20層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第21層ＳｉＯ₂ １６０．９７１．２０第22層ＴｉＯ₂ ８４．１９１．００第23層ＳｉＯ₂ １５４．２６１．１５第24層ＴｉＯ₂ ９５．１３１．１３第25層ＳｉＯ₂ １６０．９７１．２０第26層ＴｉＯ₂ ９９．３４１．１８第27層ＳｉＯ₂ ８７．１９０．６５ ─────────────────────────────── 空気。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】５１０ｎｍ＜Ｇ_P＜５４０ｎｍ５ｎｍ＜Ｙ_P−Ｇ_P＜３５ｎｍ −１００ｎｍ＜Ｃ_P−Ｇ_P＜−５ｎｍ４３０ｎｍ＜Ｍ_P1＜４８０ｎｍ５８０ｎｍ＜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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】以上の本発明の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。

【０１２０】〔１〕ズームレンズ及びその像側に配さ
れた撮像素子を備えた電子撮像装置において、前記ズー
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、正の
屈折力を有する第３レンズ群よりなり、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、前記第２レンズ群が物体側
へのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は第２レンズ群
とは異なる軌跡で移動し、前記第２レンズ群は、物体側
から順に、物体側面に非球面を有する正又は負の第１レ
ンズＬ２１、正の第２レンズＬ２２、負の第３レンズＬ
２３の３枚のレンズよりなると共に、前記第２レンズＬ
２２と第３レンズＬ２３とは接合されており、以下の条
件を満足することを特徴とする電子撮像装置。

【０１２１】（１）０．６５＜Ｒ_21R／Ｒ_21F＜１．０５（２）０．３＜Ｌ／ｆ_2R＜０．９ただし、Ｒ_21F、Ｒ_21Rはそれぞれ第２レンズ群の第１
レンズＬ２１の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半
径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長、ｆ_2Rは第２
レンズ群の第２レンズＬ２２と第３レンズＬ２３との合
成焦点距離である。

【０１２２】〔２〕前記第２レンズ群における第２レ
ンズＬ２２及び第３レンズＬ２３が以下の条件を満足す
ることを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。

【０１２３】（３）１０＜ν₂₂−ν₂₃ （４） −１．５＜（Ｒ_22F＋Ｒ_23R）／（Ｒ_22F−Ｒ_23R）＜−０．１ただし、ν₂₂は第２レンズ群の第２レンズＬ２２のｄ線
基準アッベ数、ν₂₃は第２レンズ群の第３レンズＬ２３
のｄ線基準アッベ数、Ｒ_22F、Ｒ_23Rはそれぞれ第２レ
ンズ群の第２レンズＬ２２の物体側面、第３レンズＬ２
３の像側面における光軸上の曲率半径である。

【０１２４】〔３〕前記第３レンズ群は１つの正レン
ズ成分からなり、以下の条件を満足することを特徴とす
る上記１又は２記載の電子撮像装置。

【０１２５】（５） −１．０＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜０．５ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rはそれぞれ第３レンズ群の正レンズ
成分の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。

【０１２６】〔４〕前記第３レンズ群は１つの正の単
レンズからなることを特徴とする上記３記載の電子撮像
装置。

【０１２７】〔５〕前記第３レンズ群は球面のみで構
成されていることを特徴とする上記１から４の何れか１
項記載の電子撮像装置。

【０１２８】〔６〕光路中に開口絞りを有し、かつ、
前記第３レンズ群の屈折面の面形状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
電子撮像装置。

【０１２９】（９）０≦｜Asp_3MAX｜／｜Asp_2MAX｜≦０．５ただし、Asp_3MAXは第３レンズ群における各々の屈折面
の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの
高さが絞り半径最大値の０．７倍の位置における非球面
偏倚量の最大値、Asp_2MAXは第２レンズ群における各々
の屈折面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光
軸からの高さが絞り半径最大値の０．７倍の位置におけ
る非球面偏倚量の最大値である。

【０１３０】〔７〕広角端から望遠端への変倍に際し
て、前記第３レンズ群は物体側に凸の形状の軌跡で移動
することを特徴とする上記１から６の何れか１項記載の
電子撮像装置。

【０１３１】〔８〕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
の条件式を満足することを特徴とする上記１から７の何
れか１項記載の電子撮像装置。

【０１３２】（６）２０＜ν₁₁−ν₁₂ （７） −１０＜（Ｒ₁₃＋Ｒ₁₄）／（Ｒ₁₃−Ｒ₁₄）＜−２．０ただし、ν₁₁は第１レンズ群の負レンズのｄ線基準アッ
ベ数、ν₁₂は第１レンズ群の正レンズのｄ線基準アッベ
数、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄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。

【０１３３】

〔９〕前記第１レンズ群は、空気間隔を
挟んで負レンズと正レンズの２枚のレンズで構成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする上記１から８
の何れか１項記載の電子撮像装置。

【０１３４】（８）０．２＜ｄ₁₁／Ｌ＜０．６５ただし、ｄ₁₁は第１レンズ群の負レンズと正レンズとの
光軸上の空気間隔である。

【０１３５】〔１０〕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
１から９の何れか１項記載の電子撮像装置。

【０１３６】３．０ｍｍ＜ L ＜１２．０ｍｍ〔１１〕前記ズームレンズの広角端半画角ω_Wが２７
°から４２°の範囲にあることを特徴とする上記１から
１０の何れか１項記載の電子撮像装置。

【０１３７】〔１２〕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ことを特徴とする上記１から１
１の何れか１項記載の電子撮像装置。

【０１３８】〔１３〕前記第１レンズ群と前記第２レ
ンズ群との間に配された開口絞りを有することを特徴と
する上記１から１２の何れか１項記載の電子撮像装置。

【０１３９】〔１４〕前記開口絞りは前記第２レンズ
群と一体で移動することを特徴とする上記１３記載の電
子撮像装置。

【０１４０】

【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３】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。

【図４】実施例２の被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図
である。

【図５】本発明のおける非球面偏倚量の定義を説明する
ための図である。

【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…ＣＣＤ５０…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

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ズームレンズ及びその像側に配された撮
像素子を備えた電子撮像装置において、前記ズームレンズは、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、正の屈折力を有する第３レンズ群よりなり、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、前記第２レンズ
群が物体側へのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は第
２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体側面に非球
面を有する正又は負の第１レンズＬ２１、正の第２レン
ズＬ２２、負の第３レンズＬ２３の３枚のレンズよりな
ると共に、前記第２レンズＬ２２と第３レンズＬ２３と
は接合されており、以下の条件を満足することを特徴とする電子撮像装置。（１）０．６５＜Ｒ_21R／Ｒ_21F＜１．０５（２）０．３＜Ｌ／ｆ_2R＜０．９ただし、Ｒ_21F、Ｒ_21Rはそれぞれ第２レンズ群の第１
レンズＬ２１の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半
径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長、ｆ_2Rは第２
レンズ群の第２レンズＬ２２と第３レンズＬ２３との合
成焦点距離である。
【請求項２】前記第２レンズ群における第２レンズＬ
２２及び第３レンズＬ２３が以下の条件を満足すること
を特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。（３）１０＜ν₂₂−ν₂₃ （４） −１．５＜（Ｒ_22F＋Ｒ_23R）／（Ｒ_22F−Ｒ_23R）＜−０．１ただし、ν₂₂は第２レンズ群の第２レンズＬ２２のｄ線
基準アッベ数、ν₂₃は第２レンズ群の第３レンズＬ２３
のｄ線基準アッベ数、Ｒ_22F、Ｒ_23Rはそれぞれ第２レ
ンズ群の第２レンズＬ２２の物体側面、第３レンズＬ２
３の像側面における光軸上の曲率半径である。
【請求項３】前記第３レンズ群は１つの正レンズ成分
からなり、以下の条件を満足することを特徴とする請求
項１又は２記載の電子撮像装置。（５） −１．０＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ_3F−Ｒ_3R）＜０．５ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rはそれぞれ第３レンズ群の正レンズ
成分の物体側面及び像側面の光軸上の曲率半径である。
【請求項４】広角端から望遠端への変倍に際して、前
記第３レンズ群は物体側に凸の形状の軌跡で移動するこ
とを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の電子
撮像装置。
【請求項５】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
式を満足することを特徴とする請求項１から４の何れか
１項記載の電子撮像装置。（６）２０＜ν₁₁−ν₁₂ （７） −１０＜（Ｒ₁₃＋Ｒ₁₄）／（Ｒ₁₃−Ｒ₁₄）＜−２．０ただし、ν₁₁は第１レンズ群の負レンズのｄ線基準アッ
ベ数、ν₁₂は第１レンズ群の正レンズのｄ線基準アッベ
数、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄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。