JP2003215451A - 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】 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で、各群の
総厚を薄くし、レンズ系収納時の薄型化を図る。 【解決手段】 負第１群Ｇ１と開口絞りＳと正第２群Ｇ
２と正第３群Ｇ３とからなり、広角から望遠への変倍の
際に第２群が物体側へのみ移動し、第２群が、正レンズ
と負レンズと正レンズとからなる前群Ｇ２Ｆと、負レン
ズからなる後群Ｇ２Ｒとにて構成され、第２群後群Ｇ２
Ｒは単独でフォーカスのために移動可能であり、かつ、
条件式（１）、（２）を満たしてコンパクトな構成でか
つ効率的な収差補正を可能とするズームレンズ。

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レンズ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て第１レンズ群を
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】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、全体として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レンズ群とからなり、無限遠物点
合焦点時に広角端から望遠端へ変倍する際に少なくとも
前記第２レンズ群が物体側へ移動し、前記第２レンス群
が、物体側から順に、非球面を有する正レンズＬ２１と
負レンズＬ２２と正レンズＬ２３とからなる第２レンズ
群前群と、負レンズＬ２４からなる第２レンズ群後群と
にて構成され、前記第２レンズ群後群は単独でフォーカ
スのために移動可能であり、以下の条件を満足すること
を特徴とすることを特徴とするものである。

【０００８】（１） １．２＜（Ｒ_24F ＋Ｒ_24R ）／
（Ｒ_24F −Ｒ_24R ）＜１０ （２） ０．３＜１／β₂₄＜０．９ 但し、Ｒ_24F 、Ｒ_24R はそれぞれ負レンズＬ２４の物体
側の面、像側の面の光軸上の曲率半径、β₂₄は無限遠物
点合焦時の広角端における負レンズＬ２４の倍率であ
る。

【０００９】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。

【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】電子撮像装置全体からみた場合、フォーカ
シングレンズが軽量かつ小さいことが望ましい。負の第
１レンズ群、正の第２レンズ群、正の３レンズ群からな
るズームレンズにおいて、第３レンズ群を１枚で構成し
フォーカシングレンズとして使うことがこれまで提案さ
れていたが、より絞りに近い第２レンズ群の像側のレン
ズをフォーカシングに使うことによりさらにフォーカシ
ングレンズを軽量かつ小さくすることができる。

【００１２】第２レンズ群の全体の主点を像側に配置
し、かつ、第２レンズ群後群１枚でフォーカシングする
場合、第２レンズ群前群を、物体側から順に、正レンズ
Ｌ２１と負レンズＬ２２と正レンズＬ２３とから構成
し、第２レンズ群後群を条件式（１）、（２）を満たす
ように構成すると、コンパクトな構成でかつ効率的な収
差補正が可能になる。

【００１３】また、第２レンズ群の像側のレンズをフォ
ーカシングに使うことにより、第３レンズ群の収差補正
力を向上させることができるというメリットもある。す
なわち、第３レンズ群をフォーカシング群とする場合、
フォーカシングによる収差変動を少なくするために特に
非球面効果による収差補正に制約を受ける。第２レンズ
群の像側のレンズをフォーカシングに使う場合は、条件
式（１）、（２）を満足させることにより、第３レンズ
群の収差補正力を十分に引き出しつつ、第２レンズ群で
の収差補正も確保できる。

【００１４】条件式（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。条件式（１）の上限の１０を越える
と、負レンズＬ２４の形状自身により嵩張りやすく好ま
しくない。下限の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】条件式（２）は、負レンズＬ２４によるフ
ォーカスの成立性を示すもので、その上限の０．９、下
限の０．３を越えると、負レンズＬ２４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_24F ＋Ｒ_24R ）／
（Ｒ_24F −Ｒ_24R ）＜８．０ （２）’ ０．３５＜１／β₂₄＜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_24F ＋Ｒ_24R ）／
（Ｒ_24F −Ｒ_24R ）＜６．０ （２）” ０．４＜１／β₂₄＜０．８ また、以下の条件を満足するとなおよい。

【００１９】（３） ν₂₄＞３０ （４） ０．２＜−Ｌ／ｆ₂₄＜０．６ ただし、ν₂₄は負レンズＬ２４の媒質のｄ線基準アッベ
数、ｆ₂₄は負レンズＬ２４の焦点距離、Ｌは撮像素子の
有効撮像領域の対角長（ｍｍ）である。

【００２０】条件（３）は、負レンズＬ２４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。

【００２１】条件（４）は、負レンズＬ２４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）’ ν₂₄＞３２ （４）’ ０．２５＜−Ｌ／ｆ₂₄＜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）” ν₂₄＞３４ （４）” ０．３＜−Ｌ／ｆ₂₄＜０．４ なお、本発明の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
補正には有利である。

【００２５】（５） ０．５＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ
_3F−Ｒ_3R）＜３．０ ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rは第３レンズ群の最も物体側の面、
最も像側の面の光軸上の曲率半径である。

【００２６】条件（５）の上限の３．０を越えると、球
面収差補正、下限の０．５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）’ ０．７＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ
_3F−Ｒ_3R）＜２．７ さらに、以下のようにすると最もよい。

【００２９】（５）” ０．９＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ
_3F−Ｒ_3R）＜２．４ 次に、第２レンズ群前群に関して、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／ｔ_2F＜０．２ （８） ν₂₂＜２６．５ ただし、Ｒ_23F 、Ｒ_23R はそれぞれ正レンズＬ２３の物
体側の面、像側の面の光軸上の曲率半径、ｔ₂₂は正レン
ズＬ２１の像側の面から負レンズＬ２２の像側の面まで
の光軸上の距離、ｔ_2Fは正レンズＬ２１の物体側の面か
ら正レンズＬ２３の像側の面までの光軸上の距離、ν₂₂
は負レンズＬ２２の媒質のｄ線基準アッベ数である。

【００３１】条件（６）は、正レンズＬ２３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レンズ群前群内の空気間隔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。上限の
０．５を越えると、負レンズＬ２２（第２レンズ群前群
の負レンズ）と正レンズＬ２３（第２レンズ群前群の正
レンズ）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奥
行き厚を薄くするのに足枷となる。

【００３２】条件（７）は、正レンズＬ２１の像側の面
から負レンズＬ２２の像側の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３
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、条件の上限の２６．５を越える
と、軸上色収差の補正不足を招く。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。なお、
レンズ材料を安価にするため、条件（８）について下限
値を設けて、２２＜ν₂₂としてもよい。

【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／ｔ_2F＜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／ｔ_2F＜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を接合レンズで構成し、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 は第２レンズ群前群における正レンズＬ
２１の物体側面の光軸上の曲率半径、Ｒ_22F は第２レン
ズ群前群における接合面の光軸上の曲率半径、Ｒ _22R は
第２レンズ群前群における負レンズＬ２２の像側面の光
軸上の曲率半径である。

【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、条件（１０）の上限の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について、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レンズ群の屈折面に非球面を含む
負レンズの像側の面の光軸上の曲率半径である。

【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 さらに、第１レンズ群に関して、以下の条件を満たすと
よい。

【００４８】（12） ２０＜ν₁₁−ν₁₂ （13） −１２＜（Ｒ_12F ＋Ｒ_12R ）／（Ｒ_12F −Ｒ
_12R ）＜−４ ただし、ν₁₁、ν₁₂はそれぞれ第１レンズ群の負レン
ズ、正レンズの媒質のｄ線基準アッベ数、Ｒ_12F 、Ｒ
_12R はそれぞれ第１レンズ群正レンズの物体側の面、像
側の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。その下限
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。この条件ついて、レンズ材料
を安価にするため、上限値を設け、ν₁₁−ν₁₂＜６０と
してもよい。

【００５０】条件（１３）は、第１レンズ群正レンズの
シェープファクターを規定したものである。その下限の
−１２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。その上限の−４
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）’ −１１＜（Ｒ_12F ＋Ｒ_12R ）／（Ｒ_12F −Ｒ
_12R ）＜−４．５ 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）” −１０＜（Ｒ_12F ＋Ｒ_12R ）／（Ｒ_12F −Ｒ
_12R ）＜−５ 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装置に用いるズ
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】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】（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。

【００６２】（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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】（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。

【００６６】（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。

【００６７】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。

【００６８】 （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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】 （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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】なお、以上において、各条件式について、
それぞれ個別に後記の〔１〕〜〔１４〕に記載した構成
に限定しても、小型化、高性能化何れかにも効果があ
る。

【００７７】さらに、各条件式限定について、限定した
条件式の下限値のみ若しくは上限値のみに限定しても当
然に同様の効果があり、さらに、後記の実施例の各条件
式に対応する値も各条件式の境界値近傍に変更すること
ができる。

【００７８】

【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１〜３について説明す
る。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）でのレンズ断面図を図１に示
す。実施例２、３については、実施例１と同様であるの
で図示は省く。図１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、赤外カ
ット吸収フィルターはＩＦ、ローパスフィルターはＬ
Ｆ、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で示してあり、第２レンズ群Ｇ２の前
群はＧ２Ｆで、後群はＧ２Ｒ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。

【００７９】実施例１〜３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、両凸レンズとからなる第２レンズ群前群Ｇ２Ｆ、及
び、両凸正レンズ１枚からなる第２レンズ群後群Ｇ２Ｒ
からなる第２レンズ群Ｇ２、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Ｇ
１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２レンズ群後群Ｇ２Ｒは像面側に引き込まれる。

【００８０】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レンズ群前群Ｇ２Ｆの最も
物体側の面、第３レンズ群Ｇ３の像面側の面の３面に用
いられている。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】 実施例１ ｒ₁ = 39.8669 ｄ₁ = 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂ = 5.1507（非球面） ｄ₂ = 1.5976 ｒ₃ = 6.1172 ｄ₃ = 1.8000 ｎ_d2 =1.80518 ν_d2 =25.42 ｒ₄ = 8.3237 ｄ₄ = （可変） ｒ₅ = ∞（絞り） ｄ₅ = 1.2000 ｒ₆ = 4.4582（非球面） ｄ₆ = 2.0000 ｎ_d3 =1.80610 ν_d3 =40.92 ｒ₇ = 18.0000 ｄ₇ = 0.6000 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₈ = 4.1046 ｄ₈ = 0.3500 ｒ₉ = 8.0088 ｄ₉ = 1.3000 ｎ_d5 =1.77250 ν_d5 =49.60 ｒ₁₀= -13.7769 ｄ₁₀= 0.6000 ｒ₁₁= 6.9021 ｄ₁₁= 0.6000 ｎ_d6 =1.80100 ν_d6 =34.97 ｒ₁₂= 4.3765 ｄ₁₂= （可変） ｒ₁₃= -22.1389 ｄ₁₃= 1.8000 ｎ_d7 =1.58913 ν_d7 =61.14 ｒ₁₄= -6.6283（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= 1.2099 ｒ₂₀= ∞（像面） 非球面係数 第２面 Ｋ = 0 A₄ =-3.2710 ×10^-4 A₆ = 8.9857 ×10^-6 A₈ =-1.0659 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面 Ｋ = 0 A₄ =-8.8235 ×10^-4 A₆ =-1.9523 ×10^-5 A₈ =-1.1656 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第１４面 Ｋ = 0 A₄ = 7.1404 ×10^-4 A₆ =-3.1000 ×10^-5 A₈ = 1.4092 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 4.52416 8.69426 12.89281 Ｆ_NO 2.7122 3.5966 4.4881 ω (°) 33.3 17.8 12.2 ｄ₄ 13.11465 4.54537 1.50000 ｄ₁₂ 1.50000 5.69372 9.87974 。

【００８４】 実施例２ ｒ₁ = 39.2884 ｄ₁ = 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂ = 5.1730（非球面） ｄ₂ = 1.7073 ｒ₃ = 6.1925 ｄ₃ = 1.8000 ｎ_d2 =1.84666 ν_d2 =23.78 ｒ₄ = 8.0968 ｄ₄ = （可変） ｒ₅ = ∞（絞り） ｄ₅ = 1.2000 ｒ₆ = 4.4250（非球面） ｄ₆ = 2.0000 ｎ_d3 =1.80610 ν_d3 =40.92 ｒ₇ = 30.0000 ｄ₇ = 0.6000 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₈ = 4.0575 ｄ₈ = 0.4000 ｒ₉ = 7.8656 ｄ₉ = 1.3000 ｎ_d5 =1.77250 ν_d5 =49.60 ｒ₁₀= -13.8882 ｄ₁₀= 0.6000 ｒ₁₁= 6.9391 ｄ₁₁= 0.6000 ｎ_d6 =1.77250 ν_d6 =49.60 ｒ₁₂= 4.3418 ｄ₁₂= （可変） ｒ₁₃= -26.7590 ｄ₁₃= 1.8000 ｎ_d7 =1.58913 ν_d7 =61.14 ｒ₁₄= -6.9905（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= 1.2090 ｒ₂₀= ∞（像面） 非球面係数 第２面 Ｋ = 0 A₄ =-3.2364 ×10^-4 A₆ = 7.4783 ×10^-6 A₈ =-1.0065 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第６面 Ｋ = 0 A₄ =-8.8639 ×10^-4 A₆ =-1.8671 ×10^-5 A₈ =-1.3631 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第１４面 Ｋ = 0 A₄ = 6.1728 ×10^-4 A₆ =-3.2702 ×10^-5 A₈ = 1.4592 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 4.52663 8.69347 12.89255 Ｆ_NO 2.6890 3.5706 4.4603 ω (°) 33.3 17.8 12.2 ｄ₄ 12.95651 4.50603 1.50000 ｄ₁₂ 1.50000 5.75759 10.01446 。

【００８５】 実施例３ ｒ₁ = 37.5972 ｄ₁ = 0.7000 ｎ_d1 =1.74320 ν_d1 =49.34 ｒ₂ = 5.1720（非球面） ｄ₂ = 1.7110 ｒ₃ = 6.1583 ｄ₃ = 1.8000 ｎ_d2 =1.84666 ν_d2 =23.78 ｒ₄ = 7.9790 ｄ₄ = （可変） ｒ₅ = ∞（絞り） ｄ₅ = 1.2000 ｒ₆ = 4.2907（非球面） ｄ₆ = 2.0000 ｎ_d3 =1.74320 ν_d3 =49.34 ｒ₇ = 30.0000 ｄ₇ = 0.6000 ｎ_d4 =1.76182 ν_d4 =26.52 ｒ₈ = 3.9714 ｄ₈ = 0.4000 ｒ₉ = 7.9628 ｄ₉ = 1.3000 ｎ_d5 =1.77250 ν_d5 =49.60 ｒ₁₀= -14.7155 ｄ₁₀= 0.6000 ｒ₁₁= 6.9359 ｄ₁₁= 0.6000 ｎ_d6 =1.77250 ν_d6 =49.60 ｒ₁₂= 4.3405 ｄ₁₂= （可変） ｒ₁₃= -33.3096 ｄ₁₃= 1.8000 ｎ_d7 =1.58913 ν_d7 =61.14 ｒ₁₄= -7.3448（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= 1.2092 ｒ₂₀= ∞（像面） 非球面係数 第２面 Ｋ = 0 A₄ =-3.2243 ×10^-4 A₆ = 7.7664 ×10^-6 A₈ =-1.0098 ×10^-6 第６面 Ｋ = 0 A₄ =-9.9956 ×10^-4 A₆ =-2.1892 ×10^-5 A₈ =-1.8234 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 第１４面 Ｋ = 0 A₄ = 5.1717 ×10^-4 A₆ =-3.3961 ×10^-5 A₈ = 1.5070 ×10^-6 A₁₀= 0.0000 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 4.52778 8.69395 12.89219 Ｆ_NO 2.6841 3.5622 4.4486 ω (°) 33.3 17.9 12.3 ｄ₄ 12.95411 4.50535 1.50000 ｄ₁₂ 1.50000 5.79123 10.08307 。

【００８６】上記実施例１の無限遠にフォーカシングし
た場合の収差図を図２に、第２レンズ群Ｇ２の後群Ｇ２
Ｒを像面側に移動することで撮影距離１０ｃｍにフォー
カシングした場合の収差図を図３にそれぞれ示す。実施
例２の同様の収差図を図４と図５に、実施例３の同様の
収差図を図６と図７にそれぞれ示す。これら収差図の
（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端で
の収差を表し、“ＳＡ”は球面収差、“ＡＳ”は非点収
差、“ＤＴ”は歪曲収差、“ＣＣ”は倍率色収差を示
す。また、各収差図中、“ＦＩＹ”は像高を示す。

【００８７】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。 実施例 １ ２ ３ （１） 4.46564 4.34328 4.34475 （２） 0.66415 0.66220 0.66033 （３） 34.97000 49.60000 49.60000 （４） 0.33542 0.33539 0.33537 （５） 1.85468 1.70723 1.56575 （６） -0.26476 -0.27686 -0.29776 （７） 0.14118 0.13953 0.13953 （８） 23.78000 23.78000 26.52000 （９） 0.92068 0.91696 0.92558 （10） 0.31111 0.18667 0.18667 （11） 0.91976 0.92376 0.92356 （12） 23.92000 25.56000 25.56000 （13） -6.54494 -7.50376 -7.76477 （14） 1.0 1.0 1.0 （15） 0.04 0.04 0.04 （16） 0.0 0.0 0.0 （17） 1.06 1.06 1.06 （18） 0.333 0.333 0.333 (a=3.0) (a=3.0) (a=3.0) Ｌ 5.6 5.6 5.6 。

【００８８】なお、実施例１〜３のローパスフィルター
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。

【００８９】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８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８）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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】 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 。

【００９３】上記の近赤外シャープカットコートの透過
率特性は図９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１０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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】上記各実施例では、図１０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１
００％となるコーティングとしている。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】また、ＣＣＤの撮像面Ｉ上には、図１１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。

【０１０２】補色モザイクフィルターは、具体的には、
図１１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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】上記各実施例におけるそれぞれの波長特性
の一例を図１２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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】図１３〜図１５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１３はデジタルカメラ４０の外観
を示す前方斜視図、図１４は同後方斜視図、図１５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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】なお、図１５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。

【０１１３】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。

【０１１４】〔１〕 物体側より順に、負の屈折力を有
する第１レンズ群と、全体として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レンズ群とから
なり、無限遠物点合焦点時に広角端から望遠端へ変倍す
る際に少なくとも前記第２レンズ群が物体側へ移動し、
前記第２レンス群が、物体側から順に、非球面を有する
正レンズＬ２１と負レンズＬ２２と正レンズＬ２３とか
らなる第２レンズ群前群と、負レンズＬ２４からなる第
２レンズ群後群とにて構成され、前記第２レンズ群後群
は単独でフォーカスのために移動可能であり、以下の条
件を満足することを特徴とすることを特徴とするズーム
レンズ。

【０１１５】（１） １．２＜（Ｒ_24F ＋Ｒ_24R ）／
（Ｒ_24F −Ｒ_24R ）＜１０ （２） ０．３＜１／β₂₄＜０．９ ただし、Ｒ_24F 、Ｒ_24R はそれぞれ負レンズＬ２４の物
体側の面、像側の面の光軸上の曲率半径、β₂₄は無限遠
物点合焦時の広角端における負レンズＬ２４の倍率であ
る。

【０１１６】〔２〕 無限遠物点合焦点時に広角端から
望遠端へ変倍する際に、前記第２レンズ群を含む複数の
レンズ群が移動することを特徴とする上記１記載のズー
ムレンズ。

【０１１７】〔３〕 前記負レンズＬ２２が、像側に凹
面を向けた負メニスカスレンズであることを特徴とする
上記１又は２記載のズームレンズ。

【０１１８】〔４〕 前記第３レンズ群は、変倍時及び
フォーカス時に位置が固定されており、かつ、第３レン
ズ群の何れかの面に非球面を備えていることを特徴とす
る上記１から３の何れか１項記載のズームレンズ。

【０１１９】〔５〕 前記第３レンズ群は１つのレンズ
成分からなり、以下の条件式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。

【０１２０】（５） ０．５＜（Ｒ_3F＋Ｒ_3R）／（Ｒ
_3F−Ｒ_3R）＜３．０ ただし、Ｒ_3F、Ｒ_3Rは第３レンズ群の最も物体側の面、
最も像側の面の光軸上の曲率半径である。

【０１２１】〔６〕 前記第２レンズ群前群が以下の条
件を満足することを特徴とする上記１から５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／ｔ_2F＜０．２ （８） ν₂₂＜２６．５ ただし、Ｒ_23F 、Ｒ_23R はそれぞれ正レンズＬ２３の物
体側の面、像側の面の光軸上の曲率半径、ｔ₂₂は正レン
ズＬ２１の像側の面から負レンズＬ２２の像側の面まで
の光軸上の距離、ｔ_2Fは正レンズＬ２１の物体側の面か
ら正レンズＬ２３の像側の面までの光軸上の距離、ν₂₂
は負レンズＬ２２の媒質のｄ線基準アッベ数である。

【０１２３】〔７〕 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枚で構成されており、以下の
条件を満足することを特徴とする上記１から６の何れか
１項記載のズームレンズ。

【０１２４】（12） ２０＜ν₁₁−ν₁₂ （13） −１２＜（Ｒ_12F ＋Ｒ_12R ）／（Ｒ_12F −Ｒ
_12R ）＜−４ ただし、ν₁₁、ν₁₂はそれぞれ第１レンズ群の負レン
ズ、正レンズの媒質のｄ線基準アッベ数、Ｒ_12F 、Ｒ
_12R はそれぞれ第１レンズ群正レンズの物体側の面、像
側の面の光軸上の曲率半径である。

【０１２５】〔８〕 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
ムレンズが、前記上記１から７の何れか１項記載のズー
ムレンズであることを特徴とする電子撮像装置。

【０１２６】

〔９〕 前記第２レンズ群前群が以下の条
件を満足することを特徴とする上記８記載の電子撮像装
置。

【０１２７】（３） ν₂₄＞３０ （４） ０．２＜−Ｌ／ｆ₂₄＜０．６ ただし、ν₂₄は負レンズＬ２４の媒質のｄ線基準アッベ
数、ｆ₂₄は負レンズＬ２４の焦点距離、Ｌは撮像素子の
有効撮像領域の対角長である。

【０１２８】〔１０〕 前記第２レンズ群前群が少なく
とも１面の接合面を有することを特徴とする上記８又は
９記載の電子撮像装置。

【０１２９】〔１１〕 前記接合面は、前記正レンズＬ
２１と前記負レンズＬ２２とを張り合わせた面であるこ
とを特徴とする上記１０記載の電子撮像装置。

【０１３０】〔１２〕 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１１記載の電子撮像装
置。

【０１３１】 （９） ０．６＜Ｒ_22R ／Ｒ_21F ＜１．２ （10） ０．０＜Ｌ／Ｒ_22F ＜０．８ ただし、Ｒ_21F は第２レンズ群前群における正レンズＬ
２１の物体側面の光軸上の曲率半径、Ｒ_22F は第２レン
ズ群前群における接合面の光軸上の曲率半径、Ｒ _22R は
第２レンズ群前群における負レンズＬ２２の像側面の光
軸上の曲率半径、Ｌは撮像素子の有効撮像領域の対角長
である。

【０１３２】〔１３〕 前記第１レンズ群は、物体側か
ら順に、屈折面に非球面を含む負レンズと、像側よりも
物体側の屈折面の方が曲率が強い（曲率半径の絶対値が
小さい）正レンズの２枚のレンズからなり、以下の条件
を満足することを特徴とする上記８から１２の何れか１
項記載の電子撮像装置。

【０１３３】（11） ０．６＜Ｒ_11R ／Ｌ＜１．３ ただし、Ｒ_11R は第１レンズ群の屈折面に非球面を含む
負レンズの像側の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である。

【０１３４】〔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
８から１３の何れか１項記載の電子撮像装置。

【０１３５】３．０ｍｍ＜Ｌ＜１２．０ｍｍ

【０１３６】

【発明の効果】以上の本発明により、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
が可能である。

【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１の無限遠物点合焦時の収差図である。

【図３】実施例１の被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図
である。

【図４】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。

【図５】実施例２の被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図
である。

【図６】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。

【図７】実施例３の被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図
である。

【図８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】図１３のデジタルカメラの後方斜視図であ
る。

【図１５】図１３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 Ｇ２Ｆ…第２レンズ群前群 Ｇ２Ｒ…第２レンズ群後群 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 BB02 BB10 BB46 CA12 2H049 BA06 BA42 BC22 2H087 KA03 MA13 MA18 PA06 PA18 PB07 QA02 QA07 QA17 QA21 QA25 QA32 QA42 QA45 RA05 RA12 RA13 RA36 RA42 RA43 SA14 SA16 SA20 SA62 SA63 SA74 SB03 SB15 SB22 5C022 AB66 AC13 AC54 AC55

Claims (3)

【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、全体として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レンズ群とからなり、 無限遠物点合焦点時に広角端から望遠端へ変倍する際に
   少なくとも前記第２レンズ群が物体側へ移動し、 前記第２レンス群が、物体側から順に、非球面を有する
   正レンズＬ２１と負レンズＬ２２と正レンズＬ２３とか
   らなる第２レンズ群前群と、負レンズＬ２４からなる第
   ２レンズ群後群とにて構成され、 前記第２レンズ群後群は単独でフォーカスのために移動
   可能であり、 以下の条件を満足することを特徴とすることを特徴とす
   るズームレンズ。 （１） １．２＜（Ｒ_24F ＋Ｒ_24R ）／（Ｒ_24F −Ｒ
   _24R ）＜１０ （２） ０．３＜１／β₂₄＜０．９ ただし、Ｒ_24F 、Ｒ_24R はそれぞれ負レンズＬ２４の物
   体側の面、像側の面の光軸上の曲率半径、β₂₄は無限遠
   物点合焦時の広角端における負レンズＬ２４の倍率であ
   る。
2. 【請求項２】 無限遠物点合焦点時に広角端から望遠端
   へ変倍する際に、前記第２レンズ群を含む複数のレンズ
   群が移動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】 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
   ズが、前記請求項１又は２記載のズームレンズであるこ
   とを特徴とする電子撮像装置。