JP2003233008A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力が小さく、音が静かで、応答時間が
短く、機械的構造が簡単でコストダウンに寄与するとと
もに、外径が細く小型であるにもかかわらず、フォーカ
シング、及びズーミングが可能な光学系を提供する。 【解決手段】 可変ミラー１０２と移動する光学素子群
１０４を有し、光学素子群が変倍機能を有し、可変ミラ
ーがピント合わせ機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変焦点レンズ、
可変焦点回折光学素子、可変偏角プリズム、可変焦点ミ
ラー等の光学特性可変光学素子、及びこれらの光学特性
可変光学素子を含む光学系を備えた、例えば、カメラや
デジタルカメラやＴＶカメラのファインダー、望遠鏡や
顕微鏡や双眼鏡等の観察光学系、眼鏡、ビデオプロジェ
クター、カメラ、デジタルカメラ、ＴＶカメラ、内視
鏡、等の光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレンズは、ガラスを研磨して製造
したレンズ、または成形して製造したレンズを用いてお
り、レンズ自体で焦点距離を変化させることができない
ため、ある光学系においてフォーカシングやズーミング
を行うためには、レンズ群を光軸方向に移動させる必要
があるので、機械的構造が複雑になっている。

【０００３】そして、レンズ群の一部を移動させるため
にモーター等を用いていたため、消費電力が大きい、音
がうるさい、応答時間が長くレンズの移動に時間がかか
る、等の欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、カメラやデジタルカメラやＴＶカメラや撮像機能
付き携帯電話の撮像光学系、ファインダー、望遠鏡や双
眼鏡や顕微鏡等の観察光学系、内視鏡や監視用カメラや
小型のデジタルカメラの撮像光学系等、これらの光学系
において、消費電力が小さく、音が静かで、応答時間が
短く、機械的構造が簡単でコストダウンに寄与するとと
もに、外径が細く小型であるにもかかわらず、フォーカ
シング、及びズーミングが可能な光学系を提供すること
を目的とする。また、上記光学系以外にも、ロボットの
目、撮像機能付き携帯電話、ドアスコープ用カメラ、車
載カメラ、などにも利用できることは言うまでもない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、例
えば以下の内容のものである。 （１） 可変ミラーと移動する光学素子群を有し、光学
素子群が変倍機能を有し、可変ミラーがピント合わせ機
能を有すズーム光学系。 （２） 移動する光学素子群が負パワーを有す（１）に
記載のズーム光学系。 （３） 可変ミラーを有す山のぼり方式のオートフォー
カスを行う撮像装置において、ピント合わせに必要な可
変ミラーの変形量QRにくわえて、さらに少なくとも下記
の式３７０で決まるSdの1/3だけピントを変化させるの
に必要な変形量をQRの両端に有する可変ミラーを有す撮
像装置。

【０００６】Sd＝ｋ×Ｐ×Ｆｎｏ ・・・式３７０ 但し、 Ｐ＝√（Ｐｘ・Ｐｙ） Ｐｘ：撮像素子の１画素のｘ方向の寸法 Ｐｙ：撮像素子の１画素のｙ方向の寸法 Ｆｎｏ：撮影光学系のＦナンバー ｋ：定数（２〜３の間の値をとる） である。 （４） 可変ミラーと移動する光学素子群を有し、光学
素子群が変倍機能を有し、可変ミラーがピント合わせ機
能とコンペセータ機能を有すズーム光学系。 （５） 第１光学素子群と、その後方に配置された可変
ミラーまたは可変焦点レンズと、その後方に置かれた変
倍光学素子群と、を有す（１）〜（４）に記載のズーム
光学系。 （６） 前から順に第１光学素子群と、可変ミラーまた
は可変焦点レンズと、第２光学素子群または空気間隔と
変倍光学素子群と光学素子群とからなる（１）〜（５）
に記載のズーム光学系。 （７） ズーミング時またはフォーカシング時に、可変
ミラーの変形とともに、ミラー反射面に対してほぼ垂直
な方向への可変ミラー全体の平行移動も行うことも特徴
とする、撮像光学系。 （８） ズーミング時またはフォーカシング時に、可変
ミラーの変形とともに、可変ミラー全体をある方向に平
行移動することを特徴とする撮像光学系。 （９） 可変ミラー全体の最大の平行移動量をｘ、光学
系の焦点距離をｆとしたときに、 ０ ＜ ｜ｘ｜／ｆ ＜ １ を満たすことを特徴とする撮像光学系。 （１０） （７）又は（８）に従属する（９）に記載の
撮像光学系。 （１１） 移動するレンズ群が１つである（１）〜（１
０）に記載の撮像光学系。 （１２） 可変ミラーを備え、ある光学素子群の前後の
２つの光学素子群が変倍のために常に同じ移動量で動
き、その移動する２つの群は同じ符号のパワーを持ち、
かつ前記、移動群に挟まれた群のパワーは逆符号であ
り、可変ミラーがフォーカス機能、あるいはコンペセー
タ機能を有するズーム光学系。 （１３） 移動する２つの群のパワーが正である（１
２）に記載のズーム光学系。 （１４） 移動する２つの群のパワーが負である（１
２）に記載のズーム光学系。 （１５） 前方から順に負のパワーを有す群、可変ミラ
ー、移動群のうちの前方、移動群に挟まれた群、移動群
の後方を有す（１２）に記載のズーム光学系。 （１６） 可変ミラーと変倍機能を有する変倍群を有
し、可変ミラーがピント合わせ機能を有し、変倍群の前
方に可変ミラーを配置したことを特徴とするズーム光学
系。 （１７） 可変ミラーと移動する光学素子群を有し、光
学素子群が変倍機能を有する変倍群であり、可変ミラー
がピント合わせ機能とコンペセータ機能を有し、変倍群
の前方に可変ミラーを配置したことを特徴とするズーム
光学系。 （１８） （７）〜（１５）に従属する（１６）〜（１
７）に記載のズーム光学系。 （１９） 回転対称レンズと可変ミラーを有す（１）〜
（１８）に記載のズーム光学系。 （２０） 回転対称レンズと可変ミラーとからなる
（１）〜（１８）に記載のズーム光学系。 （２１） 式３０１〜３０４を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２２） 式３０５〜３０９を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２３） 式３１１〜３１４を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２４） 式３１６〜３２１を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２５） 式３２２〜３２３を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２６） 式３２４〜３２６を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２７） 式３２７〜３２９を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２８） 式３３０〜３３３を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２９） 式３３５〜３３６を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （３０） 式３４０〜３４７を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （３１） 式３０１〜３４７の少なくとも２つ以上を満
たす（１）〜（２０）に記載のズーム光学系。 （３２） 式３４０〜３４７の少なくとも１つ以上と式
３０１〜３３６の少なくとも１つ以上をを満たす（１）
〜（２０）に記載のズーム光学系。 （３３） 明るさ絞りが可変ミラーの後方にあることを
特徴とする（１）〜（２９）に記載のズーム光学系。 （３４） 移動する光学素子群が正パワーを有す（１）
〜（１６）に記載のズーム光学系。 （３４'） 移動する光学素子群が負パワーを有す
（１）〜（１６）に記載のズーム光学系。 （３５） 静電気により駆動される可変ミラーを有し撮
影時に、撮影する物体距離の範囲内で、可変ミラーの形
状が凹面であることを特徴とする撮像装置。 （３６） 物体に対するピントを変化させ、撮像した物
体像の高周波成分を検出し、その高周波成分が最大にな
ったところで、合焦状態と判断する山のぼり方式のオー
トフォーカスを有す撮像装置において、（３５）に記載
の撮像装置。 （３７） （３６）においてオートフォーカスを行う場
合に物体に対するピントを変化させるとき、可変ミラー
の形状が平面になる状態を含む撮像装置。 （３８） 可変ミラーを有す山のぼり方式のオートフォ
ーカスを行う撮像装置において、ピント合わせに必要な
可変ミラーの変形量QRにくわえて、さらに少なくとも式
３７０で決まるSdだけピントを変化させるのに必要な変
形量をQRの両端に有する可変ミラーを有す撮像装置。 （３９） 可変ミラーを有すズーム光学系を有す山のぼ
り方式のオートフォーカスを行う撮像装置において、ピ
ント合わせとコンペセータとして必要な可変ミラーの変
形量QRにくわえて、さらに少なくとも式３７０で決まる
Sdだけピントを変化させるのに必要な変形量をQRの両端
に有する可変ミラーを有す撮像装置。 （４０） 可変ミラーを有すズーム光学系を有す山のぼ
り方式のオートフォーカスを行う撮像装置において、ピ
ント合わせとコンペセータとして必要な可変ミラーの変
形量QRにくわえて、さらに少なくとも式３７０で決まる
Sdの１／３だけピントを変化させるのに必要な変形量を
QRの両端に有する可変ミラーを有す撮像装置。 （４１） （３５）に記載の特徴を有する（３）、（３
８）〜（４０）に記載の撮像装置。 （４２） 可変ミラーを備え、アクティブ方式のオート
フォーカスを行う撮像装置。 （４３） 可変ミラーと撮像素子を備え、アクティブ方
式のオートフォーカスを行う電子撮像装置。 （４４） （１）〜（３４'）に記載の光学系を備えた
（３５）〜（４３）に記載のの撮像装置。 （４５） 式１０２を満たす撮像装置。 （４６） 撮像素子を備え、最も物体寄りの光学素子と
撮像素子の位置関係が固定されていることを特徴とする
（１）〜（３４'）に記載の光学系を備えた撮像装置。 （４７） 撮像素子を備え、最も物体寄りの光学素子と
撮像素子の位置関係が固定されていることを特徴とする
（４４）に記載の撮像装置。 （４８） 可変ミラーに代えて通常のミラーを用いたこ
とを特徴とする（１）〜（４７）に記載の光学系又は撮
像装置。 （４９）可変ミラーに代えて、可変焦点レンズを用いた
ことを特徴とする（１）〜（４７）に記載の光学系又は
撮像装置。

【０００７】形状可変ミラーとは、可変ミラーの一つで
あり、表面形状を凸面、平面、凹面に自由に変化させる
ことで、光学パワー、又は収差を自由に変化させること
ができるミラーである。これによって、撮像系の物体距
離が変化した場合でも、可変ミラーの形状を変化させる
だけでピントを合わせることができる。このとき、可変
ミラーの形状は、回転対称な曲面でもよいが、収差補正
をより良く行うためには、回転非対称な面、あるいは自
由曲面であることが望ましい。

【０００８】その理由を以下に詳述する。まず、用いる
座標系、回転非対称な面について説明する。軸上主光線
が、光学系の第１面に交差するまでの直線によって定義
される光軸をＺ軸とし、そのＺ軸と直交し、かつ、偏心
光学系を構成する各面の偏心面内の軸をＹ軸と定義し、
前記光軸と直交し、かつＹ軸と直交する軸をＸ軸とす
る。光線の追跡方向は、物体から像面に向かう順光線追
跡で説明する。

【０００９】一般に、球面レンズのみで構成された球面
レンズ系では、球面により発生する球面収差と、コマ収
差、像面湾曲等の収差をいくつかの面で互いに補正し合
い、全体として収差を少なくする構成になっている。

【００１０】一方、少ない面数で収差を良好に補正する
ためには、回転対称非球面等が用いられる。これは、球
面で発生する各種収差自体を少なくするためである。し
かし、偏心した光学系においては、偏心により発生する
回転非対称な収差を回転対称光学系で補正することは不
可能である。この偏心により発生する回転非対称な収差
は、歪曲収差、像面湾曲、さらに、軸上でも発生する非
点収差、コマ収差がある。

【００１１】まず、回転非対称な像面湾曲について説明
する。例えば、無限遠の物点から偏心した凹面鏡に入射
した光線は、凹面鏡に当たって反射結像されるが、光線
が凹面鏡に当たって以降、像面までの後側焦点距離は、
像界側が空気の場合、光線が当たった部分の曲率半径の
半分になる。すると、図１４に示すように、軸上主光線
に対して傾いた像面を形成する。このように、回転非対
称な像面湾曲を補正するには回転対称な光学系では不可
能である。

【００１２】この傾いた像面湾曲をその発生源である凹
面鏡Ｍ自身で補正するには、凹面鏡Ｍを回転非対称な面
で構成し、この例ではＹ軸正の方向に対して曲率を強く
（屈折力を強く）し、Ｙ軸負の方向に対して曲率を弱く
（屈折力を弱く）すれば、補正することができる。ま
た、上記構成と同様な効果を持つ回転非対称な面を、凹
面鏡Ｍとは別に光学系中に配置することにより、少ない
構成枚数でフラットな像面を得ることが可能となる。

【００１３】また、回転非対称な面は、その面内及び面
外共に回転対称軸を有しない回転非対称面形状の面とす
ることが、自由度が増え収差補正上は好ましい。次に、
回転非対称な非点収差について説明する。上記説明と同
様に、偏心して配置された凹面鏡Ｍでは、軸上光線に対
しても図１５に示すような非点収差が発生する。この非
点収差を補正するためには、上記説明と同様に、回転非
対称面のＸ軸方向の曲率とＹ軸方向の曲率を適切に変え
ることによって可能となる。

【００１４】次に、回転非対称なコマ収差について説明
する。上記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡Ｍ
では、軸上光線に対しても図１６に示すようなコマ収差
が発生する。このコマ収差を補正するためには、回転非
対称面のＸ軸の原点から離れるに従って面の傾きを変え
ると共に、Ｙ軸の正負によって面の傾きを適切に変える
ことによって可能となる。

【００１５】また、本発明の偏心光学系では、前述の反
射作用を有する少なくとも１つの面が軸上主光線に対し
偏心し、回転非対称な面形状でパワーを有する構成も可
能である。このような構成をとれば、その反射面にパワ
ーを持たせることで発生する偏心収差をその面自体で補
正することが可能となり、プリズムの屈折面のパワーを
緩めることで、色収差の発生自体を小さくすることがで
きる。

【００１６】そして、本発明の偏心光学系の構成反射面
の１つである形状可変ミラー、屈折率可変ミラーの面形
状を回転非対称な面とすることが偏心収差を補正する上
で望ましい。

【００１７】以上説明したように、本発明によれば、形
状可変ミラーを用いることにより、レンズ群を前後に駆
動することなく、ミラーの表面形状を変化させるだけ
で、ズーミングやフォーカシングを行うことができる光
学装置などを提供することができる。なお、本発明で使
用する自由曲面とは次の式(a)で定義されるものであ
る。この定義式のＺ軸が自由曲面の軸となる。

【００１８】 ここで、上式(a)の第１項は球面項、第２項は自由曲面
項である。

【００１９】球面項中、 ｃ：頂点の曲率 ｋ：コーニック定数（円錐定数） ｒ＝√（Ｘ²＋Ｙ²） N：2以上の自然数 である。

【００２０】自由曲面項は、 Σ_(j=2〜₆₆₎ＣjＸ^mＹⁿ ＝Ｃ₂Ｘ＋Ｃ₃Ｙ＋ ＋Ｃ₄Ｘ²＋Ｃ₅ＸＹ＋Ｃ₆Ｙ² ＋Ｃ₇Ｘ³＋Ｃ₈Ｘ²Ｙ＋Ｃ₉ＸＹ²＋Ｃ₁₀Ｙ³ ＋Ｃ₁₁Ｘ⁴＋Ｃ₁₂Ｘ³Ｙ＋Ｃ₁₃Ｘ²Ｙ²＋Ｃ₁₄ＸＹ³＋Ｃ₁₅Ｙ⁴ ＋Ｃ₁₆Ｘ⁵＋Ｃ₁₇Ｘ⁴Ｙ＋Ｃ₁₈Ｘ³Ｙ²＋Ｃ₁₉Ｘ²Ｙ³＋Ｃ₂₀ＸＹ⁴＋Ｃ₂₁Ｙ⁵ ＋Ｃ₂₂Ｘ⁶＋Ｃ₂₃Ｘ⁵Ｙ＋Ｃ₂₄Ｘ⁴Ｙ²＋Ｃ₂₅Ｘ³Ｙ³＋Ｃ₂₆Ｘ²Ｙ⁴＋Ｃ₂₇ＸＹ⁵＋ Ｃ₂₈Ｙ⁶ ＋Ｃ₂₉Ｘ⁷＋Ｃ₃₀Ｘ⁶Ｙ＋Ｃ₃₁Ｘ⁵Ｙ²＋Ｃ₃₂Ｘ⁴Ｙ³＋Ｃ₃₃Ｘ³Ｙ⁴＋Ｃ₃₄Ｘ²Ｙ⁵ ＋Ｃ₃₅ＸＹ⁶＋Ｃ₃₆Ｙ⁷・・・ ただし、Ｃj（ｊは２以上の整数）は係数である。

【００２１】上記自由曲面は、一般的には、Ｘ−Ｚ面、
Ｙ−Ｚ面共に対称面を持つことはないが、Ｘの奇数次項
を全て０にすることによって、Ｙ−Ｚ面と平行な対称面
が１つだけ存在する自由曲面となる。また、Ｙの奇数次
項を全て０にすることによって、Ｘ−Ｚ面と平行な対称
面が１つだけ存在する自由曲面となる。

【００２２】また、上記の回転非対称な曲面形状の面で
ある自由曲面の他の定義式として、Zernike多項式によ
り定義できる。この面の形状は次式(b)により定義す
る。式(b)のＺ軸がZernike多項式の軸となる。回転非対
称面の定義は、Ｘ−Ｙ面に対するＺの軸の高さの極座標
で定義され、ＡはＸ−Ｙ面内のＺ軸からの距離、ＲはＺ
軸回りの方位角で、Ｚ軸から測った回転角で表せられ
る。

【００２３】 ｘ＝Ｒ×cos(A) ｙ＝Ｒ×sin(A) Ｚ＝Ｄ₂＋Ｄ₃Ｒcos(A)＋Ｄ₄Ｒsin(A) ＋Ｄ₅Ｒ²cos(2A)＋Ｄ₆（Ｒ²−１）＋Ｄ₇Ｒ²sin(2A) ＋Ｄ₈Ｒ³cos(3A)＋Ｄ₉（３Ｒ³−２Ｒ）cos(A)＋Ｄ₁₀（３Ｒ³−２Ｒ）sin( A) ＋Ｄ₁₁Ｒ³sin(3A)＋Ｄ₁₂Ｒ⁴cos(4A)＋Ｄ₁₃（４Ｒ⁴−３Ｒ²）cos(2A) ＋Ｄ₁₄（６Ｒ⁴−６Ｒ²＋１）＋Ｄ₁₅（４Ｒ⁴−３Ｒ²）sin(2A)＋Ｄ₁₆Ｒ⁴si n(4A) ＋Ｄ₁₇Ｒ⁵cos(5A) ＋Ｄ₁₈（５Ｒ⁵−４Ｒ³）cos(3A) ＋Ｄ₁₉（１０Ｒ⁵−１２Ｒ³＋３Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₂₀（１０Ｒ⁵−１２Ｒ³＋３Ｒ）sin(A) ＋Ｄ₂₁（５Ｒ⁵−４Ｒ³）sin(3A)＋Ｄ₂₂Ｒ⁵sin(5A) ＋Ｄ₂₃Ｒ⁶cos(6A)＋Ｄ₂₄（６Ｒ⁶−５Ｒ⁴）cos(4A) ＋Ｄ₂₅（１５Ｒ⁶−２０Ｒ⁴＋６Ｒ²）cos(2A) ＋Ｄ₂₆（２０Ｒ⁶−３０Ｒ⁴＋１２Ｒ²−１） ＋Ｄ₂₇（１５Ｒ⁶−２０Ｒ⁴＋６Ｒ²）sin(2A) ＋Ｄ₂₈（６Ｒ⁶−５Ｒ⁴）sin(4A)＋Ｄ₂₉Ｒ⁶sin(6A) ・・・(b) ただし、Ｄm（ｍは２以上の整数）は係数である。な
お、Ｘ軸方向に対称な光学系として設計するには、
Ｄ₄，Ｄ₅，Ｄ₆、Ｄ₁₀，Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₁₄，
Ｄ_{2 0}，Ｄ₂₁，Ｄ₂₂・・・を利用する。

【００２４】上記定義式は、回転非対称な曲面形状の面
の例示のために示したものであり、他のいかなる定義式
に対しても同じ効果が得られることは言うまでもない。
数学的に同値ならば他の定義で曲面形状を表してもよ
い。

【００２５】本発明においては、(a)式中のxの奇数次の
項を全て０とすることで、ｙ−ｚ面と平行な対称面を持
つ自由曲面としている。また、偏心面については、光学
系の基準面の中心からその面の面頂位置の偏心量（Ｘ軸
方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ）と、
その面の中心軸（自由曲面については、上記(a)式のＺ
軸を中心とする傾き角（それぞれα，β，γ（°））と
が与えられている。

【００２６】また、偏心の順序は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の偏
心が行われた後、α、β、γの順で座標系を回転させ
る。その座標系がミラー面のローカル座標となる。その
後、反射された光線の座標系を定義するために、再び
α、β、γの順で座標系を回転させて、定義座標系を定
義する。

【００２７】また、反射面の傾きだけを示す場合も、偏
心量としてその面の中心軸の傾き角が与えられている。
また、非球面形状は、光軸方向をｚ、光軸に直交する方
向をｙにとり、円錐係数をｋ、非球面係数をａ、ｂ、
ｃ、ｄとしたとき、次式(c)で表される。

【００２８】 ｚ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）・（ｙ／ｒ）²｝^1/2］＋ａｙ⁴ ＋ｂｙ⁶＋ｃｙ⁸＋ｄｙ¹⁰ ・・・(c) なお、上記数値データに関する説明は、本発明の各実施
例の数値データに共通である。

【００２９】

【発明の実施の形態】図８は本発明の一例（後述の実施
例８）で、可変ミラー３０１を用いたデジタルカメラ、
ＴＶカメラ等の電子撮像系に用いられる１．８倍のズー
ム光学系の例３０２である。

【００３０】凸レンズ３０３、凹レンズ３０４とからな
る第1群３０５、その後方に置かれた３０１、凸パワー
のレンズ群３０６、凹パワーを持つバリエータ（変倍
群）３０７凸レンズ３０８、３０９凹レンズ３１０から
なる第4群３１１とからなる。３０７は直線上をＺ軸に
平行に移動し、変倍が行なわれる。この時ピント移動が
生じるが、３０１を変形させることで補償している。つ
まり３０１はコンペンセータの機能を有する。また物体
距離が変わった時３０１を変形させることで４０８上に
結像させることができる。つまりピント合わせを行なう
場合、必ずしもレンズの移動を行なわせなくてもよい。
３０１はコンペンセータとフォーカスの二つの機能を有
するのである。

【００３１】凹レンズで変倍を行なうと凸レンズの移動
で変倍を行なう場合に比べ少ない移動量で同じ変倍比が
得られるメリットがある。より高性能のズーム光学系を
得るために、以下の条件式の少なくとも一つ以上を、少
なくともあるズーム状態で満たすことが望ましい。

【００３２】βｖをバリエータの倍率とすると ０．３＜｜βｖ｜＜６ ・・・式３０１ を満たすと光学系の全長が短くできてよい。なぜなら、
レンズ系の物体〜像距離Ｉｏは式３０６に示すように倍
率が−１倍の時に最小となるからである。つまりバリエ
ータの倍率の絶対値が１になるズーム状態を含むように
すると良い。

【００３３】 ０．５＜｜βｖ｜＜４．０ ・・・式３０２ であれば、より小型のズーム光学系が得られる。 ０．６＜｜βｖ｜＜２．５ ・・・式３０３ とすれば、さらに小型化が可能である。特にバリエータ
が凹パワーの場合 ０．７＜βｖ＜３．０ ・・・式３０４ であれば、より小型化が可能である。

【００３４】広角端のバリエータ倍率をβｖｗ、望遠端
のバリエータ倍率をβｖＴとすると βｖｗ・βｖT＜５ ・・・式３０５ を満たすとよい。なぜなら同じズーム比を実現する場
合、βｖｗ・βｖT＝１の時、バリエータの物体〜像距
離Ｉｏを最小にできるからである。物体〜像距離Ｉｏは Ｉｏ＝ｆｖ（−βｖ−１／βｖ＋２） ・・・式３０６ で与えられるので、上記の結論が得られるのである。但
し、ｆｖはバリエータの焦点距離である。

【００３５】またさらに ０．３＜βｖｗ・βｖT＜３ ・・・式３０７ とすればさらに小型化できる。但し、βｖはバリエータ
の倍率である。また、βｖ＝−１の近傍でコンペンセー
タとしての可変ミラーの変形量は小さくなるので収差も
良くできる。

【００３６】 ０．５＜βｖｗ・βｖT＜２ ・・・式３０８ とすればなお良い。バリエータが正パワーを持つ場合
は、 ０．８＜βｖｗ・βｖT＜１．６ ・・・式３０９ とすればさらに小型のズームレンズが得られる。収差も
式３０７、３０８と同じ理由で良くなる。

【００３７】バリエータの焦点距離ｆｖは、次式３１１
を満たすことが望ましい。ｆは３０２全体の焦点距離で
ある。なおｆは可変ミラーが自由曲面形状になった場
合、方位角によって変わるが、本発明ではＹ−Ｚ平面内
近軸光線によって計算された焦点距離をｆと定義する。
ｆの計算では、可変ミラーのパワーは無視してある。

【００３８】−３＜ｆｖ／ｆ＜１５ ・・・式３１１ ｆｖ／ｆの値が下限を下回ると凹パワーによる変倍効率
が小さくなりズームレンズとしての効果が薄れてくる。
ｆｖ／ｆの値が上限を上回ると式３０６よりＩｏがのび
るためレンズ全長が大きくなり好ましくない。

【００３９】−２＜ｆｖ／ｆ＜５ ・・・式３１２ とすれば、さらにレンズの小型化で有利になる。また式
３０６より、｜ｆｖ｜が小さいほどコンペンセータとし
ての可変ミラーの変形量が減るので収差的にも有利にな
る。

【００４０】０．５＜ｆｖ／ｆ＜５ ・・・式３１３ とすればバリエータのパワーが正になり、広角時、主光
線の光線高を下げやすいので有利である。

【００４１】 −３＜ｆｖ／ｆ＜−０．２ ・・・式３１４ とすれば、バリエータのパワーが負になり少ないレンズ
の移動量で倍率を大きく変えることができ有利である。

【００４２】また第1群の焦点距離ｆ１は次式３１６を
満たすことが望ましい。 ｆ１／ｆ＜０ ・・・式３１６ これは第1群を凹パワーにすることでレトロフォーカス
タイプとし広角レンズにするのに有利だからである。ま
た次に示す式３１８の下限は第4群の倍率β４の絶対値
が小さくなりすぎないためにも必要である。なぜなら、
可変ミラーのパワーが小さい場合これを無視すると ｆ＝ｆ１・β２・βｖ・β４・・・式３１７ となるが、｜β２｜≒１、｜βｖ｜≒１と仮定すれば、
ｆを固定した時ｆ１β４は逆比例の関係になるからであ
る。但し、β２は可変ミラーとバリエータに挟まれた光
学系の倍率である。その光学系が空気間隔の場合はβ２
＝１である。

【００４３】 −２０＜ｆ１／ｆ＜−０．２ ・・・式３１８ とすれば、｜β４｜が小さくなることで４群より前のレ
ンズ系で発生する収差の発生も抑えられてよい。式３１
９の上限をｆ１／ｆが上回るとペッツバール和がマイナ
スになりすぎ像面湾曲収差が発生し不利となる。

【００４４】 −１２＜ｆ１／ｆ＜−０．６ ・・・式３１９ とすれば収差的にさらに有利である。バリエータが凸パ
ワーなら −５＜ｆ１／ｆ＜−０．６ ・・・式３２０ とすれば、広角化及び収差的にさらに有利である。バリ
エータが凹パワーなら −２０＜ｆ１／ｆ＜−１ ・・・式３２１ とすれば、第1群での光線高も抑えられレンズの小型化
で有利である。

【００４５】バリエータより後群で像面までの光学系を
第4群と呼ぶことにする。第4群の倍率をβ４としたと
き、 ０．１＜｜β４｜＜１．３ ・・・式３２２ であることが望ましい。｜β４｜が下限を下回ると第4
群で発生する収差が増える。｜β４｜が上限を上回る
と、式３１７より｜ｆ１｜が小さくなりすぎペッツバー
ル和がマイナスになりすぎる。

【００４６】 ０．２＜｜β４｜＜０．９ ・・・式３２３ とすれば収差的になお良い。バリエータと第２群を合わ
せた光学系の前側焦点位置をＨｖ（符号は、光線の進む
方向を正にとり、第２群の最前面の面頂を原点として測
る。第２群とは可変ミラーとバリエータの間の光学系の
ことで、空気間隔でもよい）とすれば、 −０．２＜−Ｈｖ／ｆｖ ・・・式３２４ であることが望ましい。これは、バリエータの前方に可
変ミラーを置くためのスペースが必要なためバリエータ
を前方に出すことができず、このためバリエータの変倍
範囲が制限されるのを防ぐためである。

【００４７】 −０．０７＜−Ｈｖ／ｆｖ＜３０ ・・・式３２５ とすればなおよい。バリエータが凸パワーの場合は ０≦−Ｈｖ／ｆｖ＜２ ・・・式３２６ とすればバリエータが強いテレタイプにならず収差的に
有利である。

【００４８】Ｄｋｖを、可変ミラーからバリエータまで
の空気換算長とすると（符号の取り方は、光線の進む方
向を正とする）バリエータが凸パワーの場合 ０≦｜（Ｄｋｖ＋Ｈｖ）／ｆｖ｜＜３ ・・・式３２７ であることが望ましい。Ｄｋｖ＋Ｈｖは、バリエータ＋
第２群の光学系の主点位置が、可変ミラーに対してどれ
だけ"ずれ"ているかを示す量であり、この"ずれ"が小さ
いほど可変ミラーの変形量を小さくでき、収差の発生が
少なくなり有利である。

【００４９】 ０≦｜（Ｄｋｖ＋Ｈｖ）／ｆｖ｜＜２ ・・・式３２８ であればなお良い。バリエータが凹パワーの場合は、 ｜（Ｄｋｖ＋Ｈｖ）／ｆｖ｜＜５００ ・・・式３２９ であればよい。｜（Ｄｋｖ＋Ｈｖ）／ｆｖ｜の値が上限
値を超えると、やはり収差の補正が困難となる。

【００５０】Ｄｏｋを、第１群の最終面から可変ミラー
までの距離、Ｆｂｏを第１群の最終面から測った第１群
の後側焦点位置とする。Ｄｏｋ、Ｆｂｏはともに光線の
進む方向を正にとるものとする。バリエータが正パワー
の場合 ０＜（Ｄｏｋ−Ｆｂｏ）／ｆｖ＜５ ・・・式３３０ を満たすとよい。Ｄｏｋ−Ｆｂｏは可変ミラーから見た
第１群の像までの距離を与えるが、バリエータ倍率は−
１近傍であるからバリエータ主点が可変ミラー近傍にあ
れば （Ｄｏｋ−Ｆｂｏ）／ｆｖ≒２ となり、この時可変ミラーの変形量は最も小さくでき収
差も減るのである。したがって式３３０の上限、下限い
ずれを外れても収差が増加する。

【００５１】 ０．３＜（Ｄｏｋ−Ｆｂｏ）／ｆｖ＜３．５ ・・・式３３１ であればなお良い。バリエータが凹パワーの場合は −６０＜（Ｄｏｋ−Ｆｂｏ）／ｆｖ＜−３ ・・・式３３２ であれば、第１群より後の光学系に対する物点は充分遠
方となり収差が減るので良い。但し、式３３２の下限を
（Ｄｏｋ−Ｆｂｏ）／ｆｖが下回ると第１群が大きく前
に出っ張り、レンズ系が大きくなるか｜ｆ１｜が大きく
なり広角化が困難になるので好ましくない。上限を上回
ると、第１群より後の光学系に対する物点が近くなり収
差が増える。

【００５２】 −３０＜（Ｄｏｋ−Ｆｂｏ）／ｆｖ＜−５ ・・・式３３３ であればなお良い。第４群が固定群の場合、その中に非
球面を設けると良い。なぜなら、近距離物体の場合に生
じる像面湾曲の倒れ（光線の進む方向と逆方向への像面
の曲がり）が少ないからである。

【００５３】可変ミラーへの軸上光線の入射角Φは ３９°＜Φ＜５５° ・・・式３３５ であるのが、ＴＶカメラ、デジタルカメラ等直方体のボ
ディの場合にはデザイン上、機械設計上、加工上、組立
て上、有利である。

【００５４】４０°＜Φ＜５０° ・・・式３３６ であればなお良い。なお、可変ミラーの代わりに可変焦
点レンズを用いてもよい。上記の式は近軸理論に基づく
ものが大部分なので、それらについては可変焦点レンズ
についても成り立つのである。

【００５５】また本発明の光学系に共通して言えること
であるが、明るさ絞りは可変ミラーの後方に配置するの
が良い。なぜなら可変ミラーの前方に配置すると、絞り
から可変ミラー後群までの距離が長くなりすぎ、主光線
の高さが絞り後群で高くなりすぎ、軸外の収差補正が困
難になるからである。

【００５６】図１７は可変ミラーの変形量（凹み量）
と、撮像系の動作を示したものである。撮像装置の光学
系は、ズーム光学系でも単焦点光学系でも良い。撮影す
る時点では可変ミラーの形状は図のＱ〜Ｒにある。撮影
する前のオートフォーカス動作時にはＰ２〜Ｒ２の間の
形状をとる。Ｐ〜Ｐ２、Ｒ２〜Ｓは製造誤差のバラツキ
を吸収するための余裕であるが、Ｐ２はＰと一致してい
ても良く、R2はSと一致していても良い。

【００５７】Ｐ２Ｑ及びＲＲ２の凹みの変化量は、撮像
系の焦点深度Sd： Sd＝ｋ×Ｐ×Ｆｎｏ ・・・式３７０ 分だけピントを変化させるのに必要な凹み量より大きい
方がよい。これは、オートフォーカスでピントを探すと
きある程度大きく物体像をぼかした方がピント位置を検
出しやすいからである。但し、 Ｐｘ：撮像素子の１画素のｘ方向の寸法 Ｐｙ：撮像素子の１画素のｙ方向の寸法 Ｐ＝√（Ｐｘ・Ｐｙ） Ｆｎｏ：撮影光学系のＦナンバー ｋ：定数（２〜３の間の値をとる） である。

【００５８】さらに、Ｐ２Ｑ及びＲＲ２の凹み量の変化
としてはＳｄの２倍以上のピント変化に対応する量とす
ればオートフォーカスの精度が上がるのでなお良い。Sd
の４倍以上のピント変化に対応する量とすればさらに良
い。

【００５９】なお可変ミラーの変形量が大きく取れない
場合には、Ｐ2Ｑ、およびRR2の凹み量の変化としてはSd
の１／３程度あれば良い。なぜならコントラストの低い
被写体を除き、大体の被写体に対してはオートフォーカ
ス可能だからである。

【００６０】以上の議論では可変ミラーが凹む変形を行
う場合について述べたが、これに限らず可変ミラ−の凸
変形、凹変形いずれの場合についても、式３７０並び
に、Ｐ2Ｑ、およびRR2の変形量の変化に対する条件は以
下の議論含めて適用できるのは言うまでもない。

【００６１】ズーム光学系を有する撮像装置の場合には
ＱＲにはズーミングに伴うコンペンセータとしての変形
量を含んでいてもよい。もちろん可変ミラーにコンペン
セータの機能を持たせない場合にはＱＲとしてはピント
調整分だけを含めておけばよい。

【００６２】オートフォーカス方式として赤外光等を被
写体に投射し、反射光強度から測距を行なうアクティブ
方式の場合にはＰ２Ｑ、ＲＲ２に相当する変形は不要で
あり、可変ミラーの変形量が少なくてすむため撮像光学
系の収差が減ってよい。

【００６３】なお本発明の実施例の光学系は、山登り方
式、アクティブ方式いずれのオートフォーカス方式とも
組み合わせることができるのは言うまでもない。あるい
は両方式を併用するオートフォーカスと組み合わせても
よい。

【００６４】後述の実施例４は上記のコントラスト方式
のオートフォーカスを用いた例であり、ｋ＝２、Ｐ＝
２．５μmである。本発明に共通して言えることである
が、光学系全体の焦点距離をｆで表している。ｆは、可
変ミラーが凹面又は凸面の状態でも平面と見なして計算
した焦点距離、つまり可変ミラーを除いた系の焦点距離
である。

【００６５】又、可変ミラーは変倍を主に行うレンズ群
の前方に配置するのが望ましい。なぜなら可変ミラーが
ピント合わせ機能を有する場合、物体距離の変化ととも
に可変ミラーのパワーを変化させることになるが、変倍
群が可変ミラーの後方にあれば変倍群の倍率に関係なく
物体距離に応じて可変ミラーのパワーを変化させてフォ
ーカスを行えば良く、光学設計上、可変ミラーの制御
上、考え方がシンプルになり撮像系を設計しやすいから
である。そしてこのメリットは、可変ミラーがコンペセ
ータ機能を有する場合でも、有しない場合でも言える。
以下、実施例を掲げるが、バリエータを除くレンズと撮
像素子は鏡枠等に固定されている。可変ミラーはその中
心部が固定されている実施例と、その周辺部が固定され
ている実施例とがある。以下、図面を参照して本発明の
撮像装置の実施例を説明する。

【００６６】実施例１〜１３の断面図をそれぞれ図１〜
１３に示す。実施例１〜１３のレンズデータ中、"ASP"
は非球面、"FFS"は自由曲面、"DM"は形状可変ミラー、"
OB"は物体距離を示す。屈折率、アッベ数はd線（587.56
nm）のものである。長さの単位はmmである。可変の間隔
Ｄi（i＝１、２、…）は、実施例１〜８及び１３では順
に広角端〜標準〜望遠端での値を表し、実施例９〜１２
では順に望遠端〜標準〜広角端での値を表す。物体距離
が異なっても、ズーム状態の表記（“広角”、“標
準”、“望遠”）が同じであれば、間隔Diは同じ値であ
る。また各実施例とも最も像面側に２枚の平行平板が挿
入されているが、これは撮像素子のカバーガラス、ＩＲ
カットフィルタ、ローパスフィルタを想定したものであ
る。

【００６７】データの記載されていない自由曲面、非球
面等に関する項は０である。又、各実施例の条件式の値
を図１８の表に示す。 （実施例１） 物体距離 ズーム 焦点距離 対角画角 状態１ ∞ 広角 4.125 62.44° 状態２ ∞ 標準 5.775 46.82° 状態３ ∞ 望遠 7.425 37.22° 状態４ 300mm 広角 状態５ 300mm 標準 状態６ 300mm 望遠 Fno.：2.84〜3.50 撮像面サイズ：4.4mm×3.3mm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 -20.37 1.00 1.6346 52.3 2 ASP[1] 8.53 3 ∞ 0.00 4 FFS[1] （DM） 0.00 偏心[1] 5 ∞ -4.50 6 -6.53 -1.50 1.6575 33.0 7 -4.97 -0.31 8 -5.73 -2.46 1.7440 44.8 9 -6.93 D1＝-5.38〜-2.61〜-0.70 10 絞り面 -0.30 11 ASP[2] -1.65 1.5891 61.1 12 42.39 -1.13 13 -5.33 -2.23 1.4875 70.4 14 6.58 -0.87 15 5.84 -1.16 1.7545 28.2 16 -3.91 D2＝-1.36〜-4.13〜-6.04 17 -9.07 -1.69 1.6167 60.5 18 ASP[3] -0.61 19 ∞ -1.44 1.5477 62.8 20 ∞ -0.80 21 ∞ -0.60 1.5163 64.1 22 ∞ -0.30 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 10.74、k 0.0000 a -3.1561×10^-4、b 7.4345×10^-6、c -2.9402×10^-7、d 3.8352×10^-9 ASP[2] 曲率半径 -7.58、k 0.0000 a 7.2406×10^-4、b 3.3243×10^-5、c -2.1395×10^-6、d 6.9150×10^-7 ASP[3] 曲率半径 6.09、k 0.0000 a -3.0714×10^-3、b 1.1814×10^-4、c -4.5515×10^-6、d 6.6703×10^-8 FFS[1] 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ Ｃ4 -3.9028×10^-4 0.0000 -2.1318×10^-4 -7.1316×10^-4 -2.7737×10^-4 -5.3988×10^-4 Ｃ6 -2.0669×10^-4 0.0000 -1.1191×10^-4 -3.8008×10^-4 -1.4380×10^-4 -2.7559×10^-4 Ｃ8 -1.1153×10^-5 0.0000 -1.1113×10^-6 -1.1264×10^-5 -1.0592×10^-6 -5.0322×10^-6 Ｃ10 -4.8904×10^-6 0.0000 -2.1291×10^-6 -6.9295×10^-6 -1.7984×10^-6 -4.2218×10^-6 Ｃ11 1.2709×10^-5 0.0000 -1.4733×10^-6 1.5502×10^-5 3.1151×10^-7 - 1.0475×10^-6 Ｃ13 1.3639×10^-5 0.0000 -5.5535×10^-7 1.6105×10^-5 1.7493×10^-6 9 .5344×10^-7 Ｃ15 3.2175×10^-6 0.0000 -2.1544×10^-7 3.7671×10^-6 -1.5870×10^-7 -3.8757×10^-7 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ decy Ｚ decz α 45.00 β 0.00 γ 0.00 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ decy 0.003 0 0.003 0.007 0.004 0.005 decz 0.003 0 0.003 0.007 0.004 0.005 実施例１は、図１に示すように、可変ミラーを用いたデ
ジタルカメラ用の撮像装置１００の例である。

【００６８】この実施例は、４つのレンズ群と１つの可
変ミラー、平行平板、固体撮像素子から構成されてい
る。可変ミラー１０２は、負のパワーを持つ第１レンズ
群１０１とメニスカス状の正のパワーを持つ第２レンズ
群１０３の間に配置されている。第３レンズ群１０４は
正のパワーを持つバリエータ−で、光学系の画角を変え
るために光軸と平行方向に移動する。第４レンズ群１０
５は、固体撮像素子１０７の手前に配置された、正のパ
ワーを持つレンズ群である。平行平板１０６は、赤外カ
ットフィルタ、ローパスフィルタ、撮像素子のカバーガ
ラス等を表したものである。

【００６９】この実施例では、第３レンズ群１０４がバ
リエータとして機能し、可変ミラーがコンペンセータ及
び、物体距離が変化したときのピント合わせ用として機
能することで、ズーム比１．８倍の変倍が可能な光学系
となっている。 （実施例２）↓ 物体距離 ズーム 焦点距離 対角画角 状態１ ∞ 広角 4.2 61.53° 状態２ ∞ 標準 6.3 43.29° 状態３ ∞ 望遠 8.4 33.15° 状態４ 300mm 広角 状態５ 300mm 標準 状態６ 300mm 望遠 Fno.：2.84〜3.49 撮像面サイズ：4.4mm×3.3mm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 -16.83 1.01 偏心[1] 1.7748 50.1 2 ASP[1] 6.51 偏心[1] 3 ∞ 0.00 4 FFS[1] （DM） 0.00 偏心[3] 5 ∞ -4.00 6 -7.66 -1.37 1.7359 31.0 7 -6.63 -0.16 8 -11.46 -1.20 1.7850 45.2 9 -26.59 D1＝-8.05〜-3.73〜-0.10 10 絞り面 -0.10 11 ASP[2] -2.50 偏心[4] 1.5764 60.3 12 -43.52 -1.38 偏心[4] 13 -5.62 -2.53 偏心[5] 1.4900 70.0 14 6.86 -0.87 偏心[5] 15 5.31 -1.00 偏心[6] 1.7625 28.2 16 ASP[3] D2＝-0.62〜-4.95〜-8.58 偏心[6] 17 -7.77 -2.75 1.5111 67.0 18 6.00 -0.18 19 5.46 -1.47 1.7441 42.1 20 ASP[4] -0.46 21 ∞ -1.44 1.5477 62.8 22 ∞ -0.80 23 ∞ -0.60 1.5163 64.1 24 ∞ -0.50 像 面 ∞ 0.00 偏心[7] ASP[1] 曲率半径 8.84、k 0.0000 a -7.3333×10^-4、b 2.0902×10^-5、c -1.4698×10^-6、d 3.8957×10^-8 ASP[2] 曲率半径 -6.92、k 0.0000 a 3.4834×10^-4、b 1.2367×10^-5、c 6.8848×10^-7、d 7.0789×10^-8 ASP[3] 曲率半径 -5.12、k 0.0000 a -1.5211×10^-3、b 5.1273×10^-5、c -1.1665×10^-5、d 6.4114×10^-7 ASP[4] 曲率半径 5.65、k 0.0000 a -2.5044×10^-3、b 1.0252×10^-4、c -4.3124×10^-6、d 8.6293×10^-8 FFS[1] 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ Ｃ4 -7.7351×10^-4 0.0000 -3.6890×10^-4 -1.0612×10^-3 -2.8544×10^-4 -6.5807×10^-4 Ｃ6 -3.8970×10^-4 0.0000 -1.8472×10^-4 -5.3605×10^-4 -1.4050×10^-4 -3.3171×10^-4 Ｃ8 -1.7161×10^-5 0.0000 -1.0527×10^-5 -2.1366×10^-5 -8.9812×10^-6 -1.6304×10^-5 Ｃ10 -8.1320×10^-6 0.0000 -5.5679×10^-6 -1.0448×10^-5 -3.9280×10^-6 -1.0714×10^-5 Ｃ11 1.2801×10^-5 0.0000 -3.3904×10^-7 1.5724×10^-5 4.9259×10^-7 - 1.4891×10^-6 Ｃ13 1.3267×10^-5 0.0000 -8.2321×10^-7 1.5533×10^-5 1.8986×10^-6 - 8.0202×10^-7 Ｃ15 2.9429×10^-6 0.0000 -2.2205×10^-7 3.3239×10^-6 -2.2832×10^-7 -7.4651×10^-7 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.12 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[3] Ｘ 0.00 Ｙ decy Ｚ decz α 45 β 0.00 γ 0.00 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ decy 0.005 0 0.003 0.007 0.004 0.005 decz 0.005 0 0.003 0.007 0.004 0.005 偏心[4] Ｘ 0.00 Ｙ -0.07 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[5] Ｘ 0.00 Ｙ -0.05 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[6] Ｘ 0.00 Ｙ -0.04 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[7] Ｘ 0.00 Ｙ -0.03 Ｚ 0.00 α -1.74 β 0.00 γ 0.00 実施例２は、図２に示すように、可変ミラーを用いたデ
ジタルカメラ用の撮像装置１０８の例である。

【００７０】この実施例は、上記の実施例１と構成はほ
ぼ同じであるが、第４レンズ群を２枚レンズとしたこと
で、倍率色収差等の諸収差を抑え、さらにズーム比２．
０倍の変倍が可能な光学系となっている。

【００７１】この実施例では、第１レンズ群１０９と第
３レンズ群１１２のそれぞれのレンズと固体撮像素子の
撮像面に、z軸に対して垂直方向（図２の矢印の方向）
に偏心を加えている。さらに、固体撮像素子の撮像面に
はＸ軸を回転中心とするティルトも加えてある。可変ミ
ラー１１０は自由曲面形状に変形することで反射による
偏心収差を抑えているが、それでも残存する偏心収差に
対して、レンズの偏心や撮像面のティルトが有効であ
る。

【００７２】図２の矢印の方向に偏心を加えることで、
屈曲光学系に特有な台形ディストーションを抑える効果
がある。それぞれのレンズに加えた偏心量をΔ、光学系
の焦点距離をｆとしたとき、 ０ ＜ ｜Δ｜／ｆ ＜ ０．２ ・・・式１０１ となることが望ましい。

【００７３】式１０１の範囲でレンズを偏心させること
で、台形ディストーション等の収差を効果的に抑えるこ
とができる。上限である０．２を超えると、偏心量が大
きくなりすぎてしまい、周辺光線の収差が大きくなって
くるのでバランスの良い収差補正が困難になってしま
う。

【００７４】また、固体撮像素子の撮像面に加えたティ
ルト量をC（deg）としたとき、 ０ ＜ ｜C｜ ＜ １５ ・・・式１０２ となることが望ましい。

【００７５】式１０２の範囲でレンズを偏心させること
で、非対称成分を含む収差を効果的に抑えることができ
る。上限である１０を超えると、像面の両端における入
射光の主光線傾角の差が大きくなりすぎてしまい、シェ
ーディング等によって像面の両端での明るさが変わって
きてしまう。

【００７６】 ０ ＜ ｜C｜ ＜ ８ ・・・式１０３ とすればシェーディングの点ではなお良い。 ０ ＜ ｜C｜ ＜ ３ ・・・式１０３−２ とすればさらに良い。 （実施例３） 物体距離 ズーム 焦点距離 対角画角 状態１ ∞ 広角 4.2 61.53° 状態２ ∞ 標準 6.3 43.29° 状態３ ∞ 望遠 8.4 33.15° 状態４ 150mm 広角 状態５ 150mm 標準 状態６ 250mm 望遠 Fno.：2.84〜3.49 撮像面サイズ：4.4mm×3.3mm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 -19.22 1.00 偏心[1] 1.7800 50.0 2 ASP[1] 6.57 偏心[1] 3 ∞ 0.00 4 FFS[1] （DM） 0.00 偏心[3] 5 ∞ -4.00 6 -7.55 -1.45 1.7742 26.1 7 -6.44 -0.20 8 -10.73 -1.29 1.7888 43.6 9 -24.90 D1＝-8.53〜-3.97〜-0.20 10 絞り面 -0.10 11 ASP[2] -2.35 偏心[4] 1.5755 60.3 12 -55.56 -1.34 偏心[4] 13 -5.75 -2.61 偏心[5] 1.4900 70.0 14 6.87 -0.83 偏心[5] 15 5.53 -1.00 偏心[6] 1.7646 28.8 16 ASP[3] D2＝-0.62〜-5.18〜-8.95 偏心[6] 17 -7.35 -2.80 1.4900 70.0 18 6.58 -0.21 19 6.00 -2.02 1.6773 45.5 20 ASP[4] -0.30 21 ∞ -1.44 1.5477 62.8 22 ∞ -0.80 23 ∞ -0.60 1.5163 64.1 24 ∞ -0.50 像 面 ∞ 0.00 偏心[7] ASP[1] 曲率半径 7.89、k 0.0000 a -7.8557×10^-4、b 2.1256×10^-5、c -1.5582×10^-6、d 4.1906×10^-8 ASP[2] 曲率半径 -7.08、k 0.0000 a 3.2960×10^-4、b 1.0965×10^-5、c 5.8519×10^-7、d 9.2692×10^-8 ASP[3] 曲率半径 -5.09、k 0.0000 a -1.5174×10^-3、b 5.8085×10^-5、c -1.6827×10^-5、d 1.3452×10^-6 ASP[4] 曲率半径 5.70、k 0.0000 a -2.9815×10^-3、b 1.1211×10^-4、c -3.8893×10^-6、d 5.0634×10^-8 FFS[1] 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ Ｃ4 -7.2761×10^-4 0.0000 -4.1810×10^-4 -1.2865×10^-3 -5.5229×10^-4 -7.5325×10^-4 Ｃ6 -3.6010×10^-4 0.0000 -2.0911×10^-4 -6.5292×10^-4 -2.7621×10^-4 -3.7969×10^-4 Ｃ8 -1.2874×10^-5 0.0000 -1.1582×10^-5 -2.3385×10^-5 -1.1856×10^-5 -1.9045×10^-5 Ｃ10 -6.2363×10^-6 0.0000 -5.7799×10^-6 -1.2413×10^-5 -6.6142×10^-6 -1.2098×10^-5 Ｃ11 8.5992×10^-6 0.0000 -1.2374×10^-6 1.3026×10^-5 4.8420×10^-7 - 2.8955×10^-6 Ｃ13 8.0045×10^-6 0.0000 -1.7717×10^-6 1.2539×10^-5 2.4473×10^-6 - 2.3267×10^-6 Ｃ15 1.8452×10^-6 0.0000 -4.6466×10^-7 2.5536×10^-6 -3.7355×10^-7 -1.1379×10^-6 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.17 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[3] Ｘ 0.00 Ｙ decy Ｚ decz α 45 β 0.00 γ 0.00 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ decy 0.005 0 0.004 0.007 0.004 0.006 decz 0.005 0 0.004 0.007 0.004 0.006 偏心[4] Ｘ 0.00 Ｙ -0.09 Ｚ 0.00 偏心[5] Ｘ 0.00 Ｙ -0.07 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[6] Ｘ 0.00 Ｙ -0.06 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[7] Ｘ 0.00 Ｙ -0.05 Ｚ 0.00 α -2.16 β 0.00 γ 0.00 実施例３は、図３に示すように、可変ミラーを用いたデ
ジタルカメラ用の撮像装置１１６の例である。

【００７７】この実施例は、上記の実施例２と構成はほ
ぼ同じであるが、それぞれのレンズの偏心と、撮像素子
のティルトを大きくして、近点１５０ｍｍまでのフォー
カシングが可能な光学系となっている。ズーム比は２．
０倍である。 （実施例４） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 状態１ ∞ 広角 2.8449 4.22127 状態２ ∞ 標準 3.1912 5.75071 状態３ ∞ 望遠 3.4907 8.08140 状態５ 300mm 標準 3.1912 5.75071 撮像面サイズ：X 4mm×Y 3mm Px＝Py＝2.5μm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 39.4929 1.0000 1.78472 25.68 2 474.3906 7.2046 3 -42.6405 0.5000 1.88300 40.76 4 ASP[1] 8.0018 5 FFS[1] （DM） -0.0018 偏心[1] 6 999.0000 -0.3000 7 999.0000 -0.2307 8 999.0000 -0.5000 9 999.0000 D1＝-10.3161〜-7.2986〜-3.0040 10 絞り面 -0.0027 11 ASP[2] -1.5000 1.58913 61.14 12 35.8649 -0.3000 13 -5.1025 -1.9963 1.49700 81.54 14 7.2438 -0.2906 15 -8.7222 -1.0482 1.51633 64.14 16 -6.4397 -0.6000 17 8.8339 -0.3631 1.78472 25.68 18 ASP[3] D2＝-0.8526〜-3.8655〜-8.1673 19 -5.6538 -2.0000 1.58913 61.14 20 ASP[4] -0.7069 21 ∞ -1.4400 1.54771 62.84 22 ∞ -0.1000 23 ∞ -0.6000 1.51633 64.14 24 ∞ -0.1000 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 12.5383、k 0 a -3.7625×10^-4、b 1.6313×10^-5、c -5.6290×10^-7、d 6.9835×10^-9 ASP[2] 曲率半径 -10.8213、k 0 a 1.3870×10^-3、b 3.0924×10^-5、c 7.9884×10^-6、d -8.1500×10^-7 ASP[3] 曲率半径 -3.1489、k 0 a -7.5029×10^-9、b -8.0505×10^-9、c -1.2342×10^-5、d -1.9009×10^-5 ASP[4] 曲率半径 4.6193、k 0 a -8.9627×10^-3、b 4.0263×10^-4、c -1.2792×10^-5、d 2.4193×10^-11 FFS[1] 曲率半径 ∞、k 0 状態１ 状態２ 状態３ 状態５ Ｃ4 -2.7980×10^-3 -1.0000×10^-3 -1.4138×10^-3 -1.7067×10^-3 Ｃ6 -1.2465×10^-3 -7.0000×10^-4 -6.7280×10^-4 -7.8841×10^-4 Ｃ8 -1.2017×10^-5 0.0000 2.7504×10^-5 3.1915×10^-5 Ｃ10 -8.9620×10^-6 0.0000 -1.2445×10^-5 2.7793×10^-6 Ｃ11 3.7102×10^-5 0.0000 3.3091×10^-5 -1.7423×10^-7 Ｃ13 1.9287×10^-5 0.0000 2.5108×10^-5 -3.3681×10^-6 Ｃ15 4.3329×10^-6 0.0000 7.7926×10^-6 -2.4196×10^-6 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 図４に実施例４の断面図を示す。デジタルカメラ、ＴＶ
カメラ等に用いられる、２倍ズームのレンズの例であ
る。座標系の原点は第１面の中心である。５面は可変ミ
ラーであり、すべての状態で凹面である。６〜９面は仮
想面である。６面以後座標系のＺが逆向きになる。この
ためＲ、Ｄ、非球面係数の符号が実際とは逆になってい
る。

【００７８】可変ミラーは反射面の中心が固定されたま
ま変形するが、反射面の周辺が固定されたまま変形させ
ても良い。光軸は可変ミラーとの交点で９０度曲がる。
光軸と可変ミラーの交点が可変ミラーの面形状の原点で
ある。

【００７９】図４に座標軸の方向を示した。１〜４面と
５面と６面以後とで方向が異なるので注意を要する。撮
像素子の撮像面は図に示すごとく、２３分傾斜してい
る。これは、可変ミラーの変形に伴って像面の傾きが変
化するがその時に最良の解像を得るために行なったもの
である。

【００８０】可変ミラーは、レンズ群を移動して変倍す
る時に生ずる、ピント移動を補償するため、および物体
距離が変化したとき、ピントを合わせるために変形す
る。１１〜１８面が変倍レンズで、光軸に沿って移動す
る。

【００８１】本実施例では静電駆動可変ミラーを用いる
が、静電駆動可変ミラーは変形が凹面側に限られる。こ
のため、物体無限遠でも標準状態の可変ミラーの形状が
平面でないのは、レンズ部品、枠部品、組み立て誤差等
の製造誤差のために、ピント位置が設計位置からずれる
が、そのときでも可変ミラーの形状を平面に近づけてピ
ントが合わせられるようにするためである。

【００８２】また、コントラスト検出方式（山登り方
式）のオートフォーカスを行う場合に、可変ミラーを変
形させてピント位置を動かし、被写体像の高周波成分を
検出して被写体像の高周波成分が最大になったところで
合焦と判断するが、無限遠よりさらに遠方にピント位置
を動かす為にもすべての状態で可変ミラーの形状を凹面
にしておく必要がある。 （実施例５） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 対角画角 状態１ ∞ 広角 3.022 4.801 61.2° 状態２ ∞ 標準 3.411 5.756 49.84° 状態３ ∞ 望遠 3.740 6.726 42.2° 状態４ 300mm 広角 3.001 4.801 状態５ 300mm 標準 3.392 5.756 状態６ 300mm 望遠 3.721 6.726 撮像面サイズ：4mm×3mm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 -24.306 1.2 1.71297 31.69 2 ASP[1] 2.2345 3 73.3434 2 1.50461 66.38 4 -70.0057 7.0688 5 FFS[1] （DM） -4.2914 偏心[1] 6 -6.4021 -1.0841 1.71164 50.41 7 -5.1257 -0.3865 8 -5.6419 -2.3267 1.89494 24.58 9 -5.7514 D1＝-4.29597〜-2.53996〜-0.99848 10 絞り面 -0.835 11 ASP[2] -2.0224 1.58913 61.14 12 17.503 -1.0067 13 -6.0673 -2.153 1.497 81.54 14 8.6875 -0.8413 15 14.8278 -1.0216 1.84666 23.78 16 -3.8628 D2＝-1.71739〜-3.47341〜-5.01488 17 -16.9294 -2.0604 1.58913 61.14 18 ASP[3] -1.2241 19 ∞ -1.44 1.54771 62.84 20 ∞ -0.8 21 ∞ -0.6 1.51633 64.14 22 ∞ -0.5 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 9.4392、ｋ 0.0000 a -2.0683×10^-4、b 1.1006×10^-6、c -8.0740×10^-8、d 5.4537×10^-10 ASP[2] 曲率半径 -8.9634、ｋ 0.0000 a 8.1855×10^-4、b 2.9005×10^-5、c -2.9963×10^-6、d 3.7358×10^-7 ASP[3] 曲率半径6.9002、ｋ 0.0000 a -1.0905×10^-3、b 7.2538×10^-5、c -7.1600×10^-6、d 3.4177×10^-7 偏心[1] X 0 Y 0 Z 0 α -45 β 0 γ 0 FFS[1] 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ C4 -2.2433×10^-4 0.0000 -9.3831×10^-5 -5.0582×10^-4 -2.6002×10^-4 -3.8015×10^-4 C6 -1.1925×10^-4 0.0000 -5.1098×10^-5 -2.5619×10^-4 -1.2941×10^-4 -1.8895×10^-4 C8 -2.8598×10^-6 0.0000 -1.6606×10^-7 -4.9422×10^-6 -1.1846×10^-6 -1.0426×10^-6 C10 -1.6824×10^-6 0.0000 -8.8244×10^-7 -2.9138×10^-6 -1.4327×10^-6 -2.9231×10^-6 C11 6.7042×10^-6 0.0000 -2.1354×10^-6 8.3102×10^-6 1.1080×10^-6 -5 .1439×10^-7 C13 6.9240×10^-6 0.0000 -1.9547×10^-6 8.3939×10^-6 8.3965×10^-7 -8 .9360×10^-7 C15 1.7668×10^-6 0.0000 -4.1945×10^-7 1.9693×10^-6 1.2489×10^-7 -3 .5666×10^-7 実施例５は、図５に示すような、デジタルカメラ、テレ
ビカメラ等の用いられる１．４倍ズーム撮像光学系であ
る。

【００８３】凹群２１１、可変ミラー２１２、凸群２１
３、明るさ絞り２１４、凸群２１５、凸群２１６、赤外
カットフィルター及びモアレ除去フィルター２１７で構
成されており、全体でレトロフォーカスタイプの光学系
となっている。凸群２１５は、バリエータであり、光軸
方向（図のｚ軸方向）に移動することによって変倍を行
う。

【００８４】可変ミラー２１２は、コンペンセータ及び
フォーカシングレンズの機能をもっており、変倍に伴う
ピント位置のずれ及び物体距離の変化に伴うピントずれ
を補償するために変形する。形状は、物体距離∞かつズ
ーム標準状態のときに平面であり、それ以外の状態では
自由曲面形状である。

【００８５】凹群２１１は、凹レンズ２１８と凸レンズ
２１９の2枚構成となっている。これによって、凹レン
ズ２１８で発生する強い負の歪曲収差を緩和する効果が
ある他、凹レンズ２１８における光線高を低くする効果
がある。さらに前記２つの効果の結果として、光学系内
に用いている非球面レンズの収差補正の負担を減らすこ
とことができるため、非球面量を緩和することができ、
より製造しやすくなる。

【００８６】図５の光線図は、代表的なものとして物体
距離∞かつズーム状態が広角及び標準及び望遠のときの
ものである。また図５に示した座標系は、各状態共通で
ある。ただし、可変ミラー２１２より物体側、可変ミラ
ー２１２、可変ミラー２１２より像面側では、それぞれ
異なる座標系を用いているため注意を要する。 （実施例６） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 対角画角 状態１ ∞ 広角 3.980 4.652 57.1° 状態２ ∞ 標準 4.477 5.453 49.2° 状態３ ∞ 望遠 5.149 6.701 40.5° 状態４ 300mm 広角 3.961 4.652 状態５ 300mm 標準 4.459 5.453 状態６ 300mm 望遠 5.133 6.701 撮像面サイズ 4mm×3mm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 -38.5523 2.045 1.744 44.78 2 ASP[1] 3.1074 3 63.3299 3.3731 1.51633 64.14 4 -55.7768 10.5953 5 FFS[1] （DM） -4.5963 偏心[1] 6 -106.8041 -2.0514 1.92286 18.9 7 -4240.8114 D1＝-6.80213〜-4.23488〜-0.76948 ８ 絞り面 -0.0787 9 ASP[2] -6.2388 1.5725 57.74 10 23.4652 -1.2298 11 -8.3423 -2.3156 1.52249 59.84 12 11.2443 -0.8167 13 10.9717 -1.0734 1.84666 23.78 14 -4.447 D2＝-0.68903〜-3.25628〜-6.72167 15 -9.0599 -3.7612 1.5725 57.74 16 ASP[3] -1.5817 17 ∞ -1.44 1.54771 62.84 18 ∞ -0.8 19 ∞ -0.6 1.51633 64.14 20 ∞ -0.5 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 8.6410、ｋ 0.0000 A -4.5614×10^-4、B 2.9660×10^-6、C -1.3571×10^-7、D 1.5429×10^-9 ASP[2] 曲率半径 -9.4088、ｋ 0.0000 a 2.6088×10^-4、b 5.8088×10^-6、c -2.4412×10^-7、d 2.0243×10^-8 ASP[3] 曲率半径9.0075、ｋ 0.0000 a -1.3159×10^-3、b 6.5552×10^-5、c -5.2821×10^-6、d 2.0025×10^-7 FFS[1] 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ C4 -2.4155×10^-4 0.0000 2.7301×10^-5 -4.2833×10^-4 -1.7222×10^-4 - 1.5675×10^-4 C6 -1.1909×10^-4 0.0000 1.5481×10^-5 -2.1381×10^-4 -9.1215×10^-5 - 7.6576×10^-5 C8 -3.5587×10^-6 0.0000 3.8957×10^-8 -2.8029×10^-6 8.3713×10^-7 5. 9061×10^-7 C10 -1.6571×10^-6 0.0000 -6.1292×10^-8 -1.8332×10^-6 -6.6528×10^-7 -1.6575×10^-6 C11 9.5081×10^-6 0.0000 -3.0453×10^-6 8.4450×10^-6 -1.5904×10^-6 - 4.5466×10^-6 C13 8.9905×10^-6 0.0000 -3.2328×10^-6 8.0447×10^-6 -1.2389×10^-6 - 4.7765×10^-6 C15 2.3001×10^-6 0.0000 -8.8762×10^-7 1.9921×10^-6 -2.5879×10^-7 - 1.2345×10^-6 偏心[1] X 0 Y 0 Z 0 α -45 β 0 γ 0 実施例６は、図６に示すような、デジタルカメラ、テレ
ビカメラ等の用いられる１．４倍ズーム撮像光学系であ
る。

【００８７】凹群２２１、可変ミラー２２２、凸群２２
３、明るさ絞り２２４、凸群２２５、凸群２２６、赤外
カットフィルター及びモアレ除去フィルター２２７で構
成されており、全体でレトロフォーカスタイプの光学系
となっている。凸群２２５は、バリエータであり、光軸
方向（図のｚ軸方向）に移動することによって変倍を行
う。

【００８８】可変ミラー２２２は、コンペンセータ及び
フォーカシングレンズの機能をもっており、変倍に伴う
ピント位置のずれ及び物体距離の変化に伴うピントずれ
を補償するために変形する。形状は、物体距離∞かつズ
ーム標準状態のときに平面であり、それ以外の状態では
自由曲面形状である。

【００８９】本実施例は、凸群２２３が1枚構成であ
り、実施例５の凸群２１３よりも、レンズ枚数が少な
い。したがって、より低コストにすることができる。図
６の光線図は、代表的なものとして物体距離∞かつズー
ム状態が広角及び標準及び望遠のときのものである。ま
た図６に示した座標系は、各状態共通である。ただし、
可変ミラー２２２より物体側、可変ミラー２２２、可変
ミラー２２２より像面側では、それぞれ異なる座標系を
用いているため注意を要する。 （実施例７） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 対角画角 状態１ ∞ 広角 3.416 4.613 57.7° 状態２ ∞ 標準 3.859 5.452 48.8° 状態３ ∞ 望遠 4.415 6.703 39.8° 状態４ 300mm 広角 3.393 4.613 状態５ 300mm 標準 3.839 5.452 状態６ 300mm 望遠 4.394 6.703 撮像面サイズ 4mm×3mm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 -28.7616 1.6339 1.72916 54.68 2 ASP[1] 5.017 3 54.6152 2.9255 1.497 81.54 4 -49.9256 4.5 5 FFS[1] （DM） D1＝-12.1381〜-10.03316〜-7.33504 偏心[1] 6 絞り面 -0.1297 7 ASP[2] -5.2993 1.58313 59.38 8 22.9382 -1.1742 9 -6.7237 -2.2996 1.456 90.33 10 9.6725 -0.8548 11 9.7133 -1.0241 1.72151 29.23 12 -3.9774 D2＝-1.10099〜-3.20589〜-5.90401 13 -11.478 -2.244 1.603 65.44 14 ASP[3] -1.4865 15 ∞ -1.44 1.54771 62.84 16 ∞ -0.8 17 ∞ -0.6 1.51633 64.14 18 ∞ -0.5 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 10.0576、ｋ 0.0000 a -4.0835×10^-4、b 4.3979×10^-6、c -1.5633×10^-7、d 1.9974×10^-9 ASP[2] 曲率半径 -9.1682、ｋ ０．００００ ASP[3] 曲率半径7.7704、ｋ 0.0000 a -1.5911×10^-3、b 8.6440×10^-5、c -7.3116×10^-6、d 2.9293×10^-7 FFS[1] 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ C4 -3.2829×10^-4 0.0000 -2.6321×10^-6 -6.0794×10^-4 -2.5035×10^-4 -2.8099×10^-4 C6 -1.6462×10^-4 0.0000 -5.8132×10^-6 -3.0603×10^-4 -1.2764×10^-4 -1.4301×10^-4 C8 -8.0161×10^-6 0.0000 1.3356×10^-6 -5.9070×10^-6 2.6211×10^-6 3. 7096×10^-6 C10 -3.1928×10^-6 0.0000 1.6332×10^-7 -2.6085×10^-6 2.7854×10^-7 - 8.1693×10^-7 C11 1.1826×10^-5 0.0000 -4.6352×10^-6 1.1156×10^-5 -1.8158×10^-6 - 6.0249×10^-6 C13 1.1056×10^-5 0.0000 -4.1022×10^-6 1.0686×10^-5 -1.3540×10^-6 - 5.7482×10^-6 C15 2.8228×10^-6 0.0000 -1.0533×10^-6 2.5287×10^-6 -5.8769×10^-7 - 1.5497×10^-6 偏心[1] X 0 Y 0 Z 0 α -45 β 0 γ 0 実施例７は、図７に示すような、デジタルカメラ、テレ
ビカメラ等の用いられる１．４倍ズーム撮像光学系であ
る。

【００９０】凹群２３１、可変ミラー２３２、明るさ絞
り２３３、凸群２３４、凸群２３５、赤外カットフィル
ター及びモアレ除去フィルター２３６で構成されてお
り、全体でレトロフォーカスタイプの光学系となってい
る。凸群２３４はバリエータであり、光軸方向（図のｚ
軸方向）に移動することによって変倍を行う。

【００９１】可変ミラー２３２は、コンペンセータ及び
フォーカシングレンズの機能を持っており、変倍に伴う
ピント位置のずれ及び物体距離の変化に伴うピントずれ
を補償するために変形する。形状は、物体距離∞かつズ
ーム標準状態のときに平面であり、それ以外の状態では
自由曲面形状である。

【００９２】本実施例は、実施例５の凸群２１３及び実
施例６の凸群２２３に相当する凸群がない。これによっ
て、レンズ枚数が少なくなりより低コストにすることが
でき、又バリエータである凸群２３４の移動範囲を拡大
することができよりズーム比の高い光学系にすることが
容易になる、という効果がある。

【００９３】図７の光線図は、代表的なものとして物体
距離∞かつズーム状態が広角及び標準及び望遠のときの
ものである。また図７に示した座標系は、各状態共通で
ある。ただし、可変ミラー２３２より物体側、可変ミラ
ー２３２、可変ミラー２３２より像面側では、それぞれ
異なる座標系を用いているため注意を要する。 （実施例８） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 状態１ ∞ 広角 5.0000 9.04749 状態２ ∞ 標準 3.8000 7.01436 状態３ ∞ 望遠 2.8000 5.08010 撮像面サイズ X 4mm×Y 3mm Px＝Py＝5μm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 ∞ 0.0000 2 35.1214 1.0000 1.78472 25.68 3 167.8232 1.0000 4 130.3582 0.2969 1.51633 64.14 5 ASP[1] 18.7302 6 FFS[1] （DM） -4.3019 偏心[1] 7 ∞ 0.0000 8 -7.7555 -2.3000 1.58913 61.14 9 32.1532（絞り面） -0.1123 10 1000.0000 -0.1000 11 1000.0000 D1＝-4.25292〜-2.62378〜-1.01260 12 ∞ -0.7833 13 ASP[2] -0.1000 14 1000.0000 -0.1000 15 5.7308 -0.6694 1.84666 23.78 16 -15.1681 -0.2586 17 1000.0000 -0.1000 18 ASP[3] D2＝0.24107〜-1.36283〜-2.96276 19 -15.3016 -2.0000 1.69680 55.53 20 13.8966 -0.3000 21 -8.9786 -5.3922 1.58913 61.14 22 ASP[4] -0.6387 23 49.9212 -1.0000 1.51633 64.14 24 -69.5147 -1.1964 25 ∞ -1.4400 1.54771 62.84 26 ∞ -0.1000 27 ∞ -0.6000 1.51633 64.14 28 ∞ -2.1000 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 11.4689、 k 0 a -1.4142×10^-4、b 1.4501×10^-7、c 1.0445×10^-8、d -4.0703×10^-13 ASP[2] 曲率半径1000.0000、k 0 ASP[3] 曲率半径1000.0000、k 0 ASP[4] 曲率半径 11.0623、k 0 a -2.8728×10^-3、b 1.4022×10^-4、c -3.9838×10^-6、d 3.4424×10^-10 FFS[1] 曲率半径 ∞、k 0 状態１ 状態２ 状態３ Ｃ4 1.6713×10^-3 0.0000 -7.2848×10^-4 Ｃ6 1.0083×10^-3 0.0000 -8.1095×10^-4 Ｃ8 -1.1132×10^-4 0.0000 3.4637×10^-5 Ｃ10 -1.8948×10^-5 0.0000 2.3972×10^-6 Ｃ11 8.9426×10^-5 0.0000 -4.4633×10^-5 Ｃ13 3.1405×10^-5 0.0000 4.9175×10^-5 Ｃ15 1.8300×10^-5 0.0000 -9.5845×10^-6 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 図８に実施例８の断面図を示す。１５〜１６面の凹レン
ズを動かして変倍を行う１．８倍ズームの例である。６
面は可変ミラーで、変倍に伴うピント移動、物体距離変
化に伴うピント移動を面形状を変化させることで行う。
凹レンズで変倍を行うことで、凸レンズで変倍を行う場
合に比べて少ないレンズの移動量で、大きな変倍を行う
ことができるメリットがある。 （実施例９） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 状態１ ∞ 望遠 5.0000 8.15692 状態２ ∞ 標準 3.8000 6.89107 状態３ ∞ 広角 2.8000 4.52486 状態５ 300mm 標準 3.8000 6.89107 撮像面サイズ X 4mm×Y 3mm Px＝Py＝5μm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 ∞ 0.0000 2 -303.0641 0.7000 1.51633 64.14 3 9.2736 1.0000 4 20.6261 1.2000 1.78472 25.68 5 ASP[1] 7.0000 6 FFS[1] （DM） -7.2293 偏心[1] 7 ∞ 0.0000 8 -6.7720 -2.3000 1.58913 61.14 9 70.7255（絞り面）-0.0225 10 ∞ -0.1000 11 ∞ D1＝-2.74171〜-1.85566〜0.13614 12 ∞ -0.7833 13 ASP[2] -1.0000 1.69680 55.53 14 189.1667 -0.4000 15 4.6448 -1.2571 1.84666 23.78 16 -22.3831 -0.1403 17 ∞ -0.1000 18 ASP[3] D2＝-0.29533〜-1.23656〜-3.19451 19 -14.4658 -2.0000 1.69680 55.53 20 9.9717 -0.3000 21 -9.2901 -3.5540 1.58913 61.14 22 ASP[4] -0.3626 23 107.3171 -0.8865 1.51633 64.14 24 -291.5336 -0.6489 25 ∞ -1.4400 1.54771 62.84 26 ∞ -0.1000 27 ∞ -0.6000 1.51633 64.14 28 ∞ -2.1000 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 342.4201、k 0 a -9.1895×10^-5、b 5.4102×10^-7、c -2.4185×10^-8、d -2.3500×10^-11 ASP[2] 曲率半径 -186.8247、k 0 ASP[3] 曲率半径 ∞、k 0 ASP[4] 曲率半径 9.1729、k 0 a -3.2236×10^-3、b 1.6799×10^-4、c -5.5687×10^-6、d 5.0927×10^-10 FFS[1] 曲率半径 ∞、k 0 状態１ 状態２ 状態３ 状態５ Ｃ4 2.2386×10^-3 1.5000×10^-3 5.5152×10^-4 4.7137×10^-4 Ｃ6 1.4954×10^-3 1.0000×10^-3 3.2716×10^-4 3.3428×10^-4 Ｃ8 -5.4914×10^-5 0.0000 -7.2448×10^-6 2.5619×10^-5 Ｃ10 -8.2461×10^-7 0.0000 1.7986×10^-6 6.2461×10^-6 Ｃ11 1.0352×10^-5 0.0000 1.1053×10^-7 -2.7914×10^-5 Ｃ13 -3.9167×10^-5 0.0000 -5.9980×10^-6 1.2558×10^-5 Ｃ15 -1.2899×10^-7 0.0000 -3.8539×10^-7 -1.2580×10^-5 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 図９に実施例９の断面図を示す。１３〜１６面の凹レン
ズ群を移動して変倍を行う１．８倍ズームレンズの例で
ある。変倍レンズは凹凸の２枚構成で、収差の向上を実
現している。

【００９４】第1、第２レンズを凹、凸の構成にするこ
とで可変ミラー６面までの距離を短くし、これにより実
施例８より厚さの薄い光学系を実現することができた。
６面は可変ミラーで、変倍に伴うピント移動、物体距離
変化に伴うピント移動を面形状を変化させることで行
う。凹レンズで変倍を行うことで、少ないレンズの移動
量で、凸レンズで変倍を行う場合に比べて大きな変倍を
行うことができるメリットがある。

【００９５】又、上記実施例８、９は凹変倍群の設計で
あるが、この場合、第１群〜形状可変ミラー〜第２群の
系が全体として正パワーを有しており、負パワーの変倍
群に対して虚物点を作るように構成されている。このよ
うにすることで負パワーの変倍群で効果的に変倍を行な
うことができる。 （実施例１０） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 状態１ ∞ 望遠 3.9000 8.23940 状態２ ∞ 標準 3.2000 6.41384 状態３ ∞ 広角 2.8000 5.47790 状態５ 300mm 標準 3.2000 6.41384 撮像面サイズ X 4mm×Y 3mm Px＝Py＝2.5μm、k＝2.0 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 ∞ 0.0000 2 -504.0444 0.7000 1.51633 64.14 3 8.6811 1.0000 4 20.3265 1.2000 1.78472 25.68 5 ASP[1] 7.0000 6 FFS[1] （DM） -4.0000 偏心[1] 7 ∞ -2.2293 8 ∞ D1＝1.20003〜0.21911〜-0.43913 9 ∞ -1.0000 10 -9.4331 -2.3000 1.58913 61.14 11 222.2495（絞り面） -1.0000 12 ∞ D2＝-1.20003〜-0.21911〜0.43913 13 ∞ -0.6475 14 ∞ -1.0000 15 ASP[2] -1.0000 1.69680 55.53 16 2905.0515 -0.4000 17 4.9561 -0.1711 1.84666 23.78 18 -32.876 -0.0972 19 ∞ -0.3953 20 ASP[3] D3＝1.20003〜0.21911〜-0.43913 21 ∞ -1.0000 22 -11.9555 -2.0000 1.69680 55.53 23 11.2189 -0.3000 24 -6.4379 -4.2823 1.58913 61.14 25 ASP[4] -1.5598 26 ∞ D4＝-1.20003〜-0.21911〜0.43913 27 ∞ -0.9296 28 ∞ -1.4400 1.54771 62.84 29 ∞ -0.1000 30 ∞ -0.6000 1.51633 64.14 31 ∞ -2.1000 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 419.2460、k 0 a -9.4595×10^-5、b 7.2229×10^-7、c -2.5763×10^-8、d -1.0490×10^-10 ASP[2] 曲率半径 -1848.9723、k 0 ASP[3] 曲率半径 ∞、k 0 ASP[4] 曲率半径 23.0340、k 0 a -2.5469×10^-3、b 3.9717×10^-5、c -4.6619×10^-6、d 1.1907×10^-8 FFS[1] 曲率半径 ∞、k 0 状態１ 状態２ 状態３ 状態5 Ｃ4 2.2824×10^-3 1.5000×10^-3 1.9335×10^-4 1.1794×10^-3 Ｃ6 1.0312×10^-3 1.0000×10^-3 1.0345×10^-4 6.0055×10^-4 Ｃ8 9.4653×10^-6 0.0000 7.2377×10^-6 -2.1271×10^-5 Ｃ10 -1.2969×10^-5 0.0000 2.2733×10^-7 -6.3319×10^-6 Ｃ11 -2.6948×10^-5 0.0000 -4.0076×10^-6 -6.459×10^-6 Ｃ13 7.0776×10^-6 0.0000 -5.7967×10^-7 5.0297×10^-6 Ｃ15 -1.0268×10^-6 0.0000 -9.5026×10^-7 -2.6466×10^-6 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 図１０に実施例１０の断面図を示す。固定された１５面
から１８面までの３群の前後の２群（１０〜１１面）と
４群（２２〜２５面）が変倍のために常に同じ移動量で
動く。つまり２群と４群とは機械的に一体化されている
と思えば良い。そして２群と４群とは同じ符号のパワー
を持ち、かつ３群とはパワーの符号が異なる。つまり３
群が負パワーなら２，４群は正パワーである。３群が正
パワーなら２，４群は負パワーである。

【００９６】そして固体撮像素子のように撮像光学系か
ら出射される主光線がテレセントリックであることを要
求する用途では、３群が負パワーで２，４群が正パワー
の構成にするのが良い。なぜなら４群が正パワーなら主
光線をテレセントリックにしやすいからである。このよ
うなズームレンズの形式は光学補正式ズームと呼ばれて
いるものに似ているが、本実施例ではレンズ群の移動に
伴うピント移動、並びに物体距離変化に伴うピント移動
を可変ミラーで補正している。もちろん、いずれか一方
を補正するのでもよい。

【００９７】２つのレンズ群が同じ動きをするので、カ
ムが不要で、コストが安いこと、パワー配分を選べば変
倍時のピント移動が少ないので、可変ミラーの変形量が
小さくできるメリットがある。

【００９８】なお、３群は動いても良い。可変ミラーは
１群と２群の間に配置されているが４群の後、等に配置
しても良い。このタイプの光学系では、バリエータと
は、変倍時に動く光学素子群のうちで倍率の変化の比率
の最も高い群を指すことにする。実施例１０で言えば４
群である。４群は望遠端から広角端までで-0.976倍から
-0.78倍に変わるが２群は望遠端から広角端までで、-0.
325倍から-0.314倍に変わるだけである。従って４群の
定義は前述の定義に加えて、４群はバリエータ自体でも
良い。

【００９９】このタイプの光学系にもこれまでに述べた
条件式は適用されるが、式３２４〜３２９に対してはバ
リエータとは変倍時動くレンズ群のうち可変ミラーに近
いレンズ群を指すものとする。

【０１００】本発明のすべてに言えることであるが、光
学素子群とは１つ以上の光学素子からなるブロックであ
る。次の条件式を満たすと良い。

【０１０１】 ０．３＜ ｜ｆ２／ｆ｜ ＜１０ ・・・式３４０ 但し、ｆ２は移動する光学素子群のうち前方の光学素子
群の焦点距離である。｜ｆ２／ｆ｜が下限を下回ると収
差が増え、上限を上回ると変倍作用、あるいはコンペセ
ータとしての機能が不足する。あるいは ０．６＜ ｜ｆ２／ｆ｜ ＜５ ・・・式３４１ とすればなお良い。

【０１０２】 １．１＜ ｜ｆ２／ｆ｜ ＜５ ・・・式３４１−２ とすればさらに良い。又、次の条件式を満たすと良い。

【０１０３】 ０．１５＜ ｜ｆ３／ｆ｜ ＜６ ・・・式３４２ 但し、ｆ３は移動する光学素子群に挟まれた光学素子群
の焦点距離である。｜ｆ3／ｆ｜が下限を下回ると収差
が増え、上限を上回ると移動する光学素子群と合わせた
変倍作用、あるいはコンペセータとしての作用が不足す
る。

【０１０４】 ０．２５＜ ｜ｆ３／ｆ｜ ＜３ ・・・式３４３ とすればなお良い。 ０．３５＜ ｜ｆ３／ｆ｜ ＜２．２ ・・・式３４３−２ とすればさらに良い。

【０１０５】又、次の条件式を満たすと良い。 ０．１５＜ ｜ｆ4／ｆ｜ ＜７ ・・・式３４４ 但し、ｆ４は移動する光学素子群のうち後方の光学素子
群の焦点距離である。｜ｆ4／ｆ｜が下限を下回ると収
差が増え、上限を上回ると変倍作用、あるいはコンペセ
ータとしての機能が不足する。

【０１０６】 ０．２５＜ ｜ｆ4／ｆ｜ ＜３ ・・・式３４４−２ とすればなお良い。 ０．４＜ ｜ｆ4／ｆ｜ ＜２ ・・・式３４５ とすればさらに良い。式３４０〜３４５は本発明の他の
実施例に対しても支障がない限り適用してよい。 （実施例１１） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 状態１ ∞ 望遠 4.5000 8.74026 状態２ ∞ 標準 3.2000 6.42951 状態３ ∞ 広角 2.8000 4.79958 状態５ 300mm 標準 3.2000 6.42951 撮像面サイズ X 4mm×Y 3mm Px＝Py＝2.5μm、k＝2.1 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 ∞ 0.0000 2 -964.7304 0.7000 1.51633 64.14 3 9.5889 1.0000 4 17.7453 1.2000 1.78472 25.68 5 ASP[1] 7.0000 6 FFS[1] （DM） -4.0000 偏心[1] 7 ∞ -0.5000 8 ∞ D1＝1.68135〜0.59966〜-0.57528 9 ∞ -1.0000 10 -10.4257 -1.3000 1.58913 61.14 11 388.0611 -1.0000 12 ∞ D2＝-1.68135〜-0.59966〜0.57528 13 ∞ 0.0000 14 絞り面 -1.0000 15 ASP[2] -1.0000 1.69680 55.53 16 14410 -0.4000 17 4.1865 -0.1711 1.84666 23.78 18 -34.6352 -0.0967 19 ∞ -1.3953 20 ASP[3] D3＝1.68135〜0.59966〜-0.57528 21 ∞ -1.0000 22 -15.1800 -2.0000 1.69680 55.53 23 9.5514 -0.3000 24 -6.4630 -4.8432 1.58913 61.14 25 ASP[4] -1.2137 26 ∞ D4＝-1.68135〜-0.59966〜0.57528 27 ∞ -0.7234 28 ∞ -1.4400 1.54771 62.84 29 ∞ -0.1000 30 ∞ -0.6000 1.51633 64.14 31 ∞ -2.1000 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 559.6254、k 0 a -1.1630×10^-4、b 8.6486×10^-7、c -1.4621×10^-8、d -1.0484×10^-10 ASP[2] 曲率半径 -9397.6126、k 0 ASP[3] 曲率半径 ∞、ｋ ０ 曲率半径 16.8496、k 0 a -3.0683×10^-3、b 7.9412×10^-5、c -6.1481×10^-6、d 7.1383×10^-10 FFS[1] 曲率半径 ∞、k 0 状態１ 状態２ 状態３ 状態5 Ｃ4 -5.0000×10^-4 -6.2241×10^-4 -5.0000×10^-3 -1.7652×10^-3 Ｃ6 -1.5288×10^-4 -3.4826×10^-4 -2.2850×10^-3 -8.0538×10^-4 Ｃ8 2.1605×10^-5 4.2421×10^-11 5.9732×10^-5 4.6464×10^-5 Ｃ10 -1.4053×10^-6 3.0300×10^-12 4.4807×10^-5 1.5296×10^-5 Ｃ11 2.7287×10^-6 2.1366×10^-10 3.8387×10^-5 8.945×10^-6 Ｃ13 9.4480×10^-7 7.2849×10^-11 2.0863×10^-5 9.2071×10^-6 Ｃ15 -1.5247×10^-6 9.1322×10^-12 1.6418×10^-6 -1.7323×10^-6 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 図１１に実施例１１の断面図を示す。この実施例は実施
例１０と同タイプの構成である。絞りは凹パワーの固定
群近傍に固定されている。このため、変倍時の光線高の
変動が少ないメリットがある。

【０１０７】各条件式は実施例１０と同様に満たす。可
変ミラーはすべての撮影状態で凹面であり、静電駆動可
変ミラーに適した設計となっている。そして可変ミラー
の形状のうち、平面から撮影状態の凹面までの範囲はコ
ントラスト方式のオートフォーカスの為の余裕である。
つまり図１７のＰ２Ｑに相当する。

【０１０８】同様に、近点でのオートフォーカスのため
に、近点３００ｍｍの可変ミラーの形状より、さらに深
い凹面に可変ミラーは変形する。つまり近点でのオート
フォーカスのための余裕である。これは図１７のRR2に
相当する。

【０１０９】また本発明に共通して言えることである
が、画角の比較的狭いズームレンズの場合には、式３１
６を次式３４７で置き換えてもよい。 ｆ１／ｆ＜０ または ｆ１／ｆ＞５ ・・・式３４７ これは、画角が狭い場合、レトロフォーカスタイプでな
くても光学系の中の光線高を低く抑えられるからであ
る。 （実施例１２） 物体距離 ズーム Fno. 焦点距離 状態１ ∞ 望遠 4.5000 8.73317 状態２ ∞ 標準 3.2000 6.27299 状態３ ∞ 広角 2.8000 4.29905 状態５ 300mm 標準 3.2000 6.27299 撮像面サイズ X 4mm×Y 3mm Px＝Py＝2.5μm、k＝2.5 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 ∞ 0.0000 2 -482.8203 0.7000 1.51633 64.14 3 6.3094 1.0000 4 27.9840 1.2000 1.78472 25.68 5 ASP[1] 5.0000 6 FFS[1] （DM） -4.0000 偏心[1] 7 ∞ -0.5000 8 ∞ D1＝2.93012〜1.71055〜0.01162 9 ∞ -1.0000 10 -9.1491 -1.3000 1.58913 61.14 11 1065.1375 -1.0000 12 ∞ D2＝-2.93012〜-1.71055〜-0.01162 13 ∞ 0.5000 14 絞り面 -1.0000 15 ASP[2] -1.0000 1.69680 55.53 16 290700 -0.4000 17 5.8684 -0.1711 1.84666 23.78 18 -80.3252 -0.2000 19 ∞ -1.8953 20 ASP[3] D3＝2.93012〜1.71055〜0.01162 21 ∞ -1.0000 22 -15.1465 -2.0000 1.69680 55.53 23 10.5668 -0.3000 24 -8.2373 -4.3398 1.58913 61.14 25 ASP[4] -2.0230 26 ∞ D4＝-2.93012〜-1.71055〜-0.01162 27 ∞ -1.2057 28 ∞ -1.4400 1.54771 62.84 29 ∞ -0.1000 30 ∞ -0.6000 1.51633 64.14 31 ∞ -2.1000 像 面 ∞ ASP[1] 曲率半径 322.8961、k 0 a -1.8286×10^-4、b -4.7666×10^-6、c -3.6610×10^-8、d -1.0357×10^-9 ASP[2] 曲率半径 -125200、k 0 ASP[3] 曲率半径 ∞、k 0 ASP[4] 曲率半径 53.5355、k 0 a -2.0411×10^-3、b 1.8960×10^-4、c -2.1343×10^-5、d 7.5729×10^-7 FFS[1] 曲率半径 ∞、k 0 状態１ 状態２ 状態３ 状態５ Ｃ4 -1.0000×10^-3 8.0649×10^-4 -1.0000×10^-3 2.6458×10^-4 Ｃ6 -3.8000×10^-4 4.0553×10^-4 -3.5320×10^-4 1.0179×10^-4 Ｃ8 -6.5634×10^-7 9.6342×10^-6 8.1981×10^-6 8.9472×10^-6 Ｃ10 -3.2350×10^-6 6.8916×10^-6 1.4590×10^-5 3.6633×10^-6 Ｃ11 -8.6083×10^-6 -2.7438×10^-5 3.6593×10^-6 -2.4821×10^-5 Ｃ13 -9.4944×10^-6 -9.8705×10^-6 -1.0661×10^-6 -9.8971×10^-7 Ｃ15 -8.2680×10^-6 -8.2617×10^-6 -1.2234×10^-5 -6.6129×10^-6 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 図１２に実施例１２の断面図を示す。この例も実施例１
０、１１と同タイプであるが、可変ミラーの変形量を減
らすために、凹、凸両側に変形するように設計してあ
る。

【０１１０】また、第１群の負パワーを強くし、広角に
してある。可変ミラーから第1レンズまでの距離が小さ
く、小型のデジタルカメラ、カード型デジタルカメラに
向く。 （実施例１３） 物体距離 ズーム 焦点距離 対角画角 状態１ ∞ 広角 4.2 61.53° 状態２ ∞ 標準 6.3 43.29° 状態３ ∞ 望遠 8.4 33.15° 状態４ 300mm 広角 状態５ 300mm 標準 状態６ 300mm 望遠 Fno.：2.82〜3.52 撮像面サイズ：4.4mm×3.3mm 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ （物体距離） 1 -14.36 1.00 偏心[1] 1.7291 45.7 2 ASP[1] 6.45 偏心[1] 3 ∞ 0.00 4 FFS[1] （DM） 0.00 偏心[3] 5 ∞ -3.80 6 -7.65 -2.19 1.6831 31.6 7 -6.02 -0.14 8 -8.31 -2.00 1.7453 41.7 9 -16.30 D1＝-7.11〜-3.37〜-0.12 10 絞り面 -0.10 11 ASP[2] -2.69 偏心[4] 1.5821 62.5 12 -31.78 -1.38 偏心[4] 13 -5.27 -2.44 偏心[5] 1.4875 70.4 14 6.74 -0.96 偏心[5] 15 4.81 -0.80 偏心[6] 1.7551 27.6 16 ASP[3] D2＝-0.58〜-4.32〜-7.57 偏心[6] 17 -9.41 -2.61 1.6001 61.4 18 6.52 -0.20 19 5.89 -1.54 1.7444 43.9 20 ASP[4] -0.10 21 ∞ -1.44 1.5477 62.8 22 ∞ -0.80 23 ∞ -0.60 1.5163 64.1 24 ∞ -0.50 像 面 ∞ 0.00 偏心[7] ASP[1] 曲率半径 9.74、k 0.0000 a -6.2519×10^-4、b 1.2541×10^-5、c -7.6432×10^-7、d 1.7319×10^-8 ASP[2] 曲率半径 -6.60、k 0.0000 a 4.2068×10^-4、b 2.6754×10^-5、c -3.3993×10^-6、d 5.4375×10^-7 ASP[3] 曲率半径 -5.34、k 0.0000 a -1.4669×10^-3、b -2.5868×10^-5、c 2.4908×10^-5、d -3.9721×10^-6 ASP[4] 曲率半径 5.62、k 0.0000 a -2.9782×10^-3、b 1.2391×10^-4、c -4.8542×10^-6、d 7.6341×10^-8 FFS[1] 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ Ｃ4 -7.5312×10^-4 0.0000 -3.4212×10^-4 -1.0695×10^-3 -3.0806×10^-4 -6.5191×10^-4 Ｃ6 -3.7728×10^-4 0.0000 -1.7218×10^-4 -5.4546×10^-4 -1.5079×10^-4 -3.2651×10^-4 Ｃ8 -1.3987×10^-5 0.0000 -7.6019×10^-6 -1.5925×10^-5 -6.6752×10^-6 -1.7035×10^-5 Ｃ10 -5.6901×10^-6 0.0000 -3.6267×10^-6 -8.3321×10^-6 -2.9455×10^-6 -7.9035×10^-6 Ｃ11 1.0628×10^-5 0.0000 9.5627×10^-7 1.4199×10^-5 1.1005×10^-6 4. 3390×10^-7 Ｃ13 1.0528×10^-5 0.0000 8.5460×10^-7 1.3836×10^-5 2.1106×10^-6 1. 0298×10^-6 Ｃ15 2.4609×10^-6 0.0000 2.2087×10^-7 2.9930×10^-6 -5.0391×10^-8 - 1.4066×10^-7 偏心[1] Ｘ 0.00 Ｙ 0.10 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[3] Ｘ 0.00 Ｙ decy Ｚ decz α 45 β 0.00 γ 0.00 状態１ 状態２ 状態３ 状態４ 状態５ 状態６ decy 0.009 0 0 0.008 0.002 0.001 decz 0.009 0 0 0.008 0.002 0.001 偏心[4] Ｘ 0.00 Ｙ -0.02 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[5] Ｘ 0.00 Ｙ -0.01 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[6] Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心[7] Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -1.86 β 0.00 γ 0.00 実施例１３は、図１３に示すように、可変ミラーを用い
たデジタルカメラ用の撮像装置１０１の例である。

【０１１１】この実施例は、レンズと撮像素子に偏心を
加えている点で、前記の実施例２および実施例３と構成
がほぼ同じであるが、可変ミラーの変形時に、ミラー反
射面に対して垂直な方向への可変ミラー全体の平行移動
も同時に行っている。これによって、可変ミラーによっ
て発生する偏心収差を抑えている。

【０１１２】この実施例では、ズーミング時やフォーカ
シング時に可変ミラー表面の変形とともに、可変ミラー
全体の平行移動も行っている。これによって、ミラー表
面の変形だけでは補正しきれない収差を、適正な範囲で
抑えることができる。

【０１１３】可変ミラー全体の最大の平行移動量をｘ、
光学系の焦点距離をｆとしたときに、 ０ ＜ ｜ｘ｜／ｆ ＜ １ を満たすことが望ましい。上限を超えると、ミラーを平
行移動するためのスペースを確保することが困難にな
る。また、光学系をコンパクトにすることが難しくな
る。本発明に共通して言えることであるが、ズーム光学
系の場合、本発明の各条件式に対して少なくとも一つの
ズーム状態においてその条件式を満たしていればよい。
又ズーム光学系の場合、変倍群が正パワーを持てばレン
ズ構成はレトロフォーカスタイプを取りやすく広角化が
容易でよい。変倍群が負パワーを持てば変倍群の少ない
移動量で大きな変倍が実現できてよい。最後に各実施例
における座標系の定義について述べておく。 （実施例１〜３、１３）物体中心を出てかつ物体面に垂
直な直線をｚ軸とする。光学系に入射する光線の進行方
向をZ軸正方向とし、このZ軸と像面中心を含む平面をY
‐Z平面とし、原点を通りY‐Z平面に直交し、紙面の手
前から裏面側に向かう方向をX軸正方向とし、X軸、Z軸
と右手直交座標系を構成する軸をY軸とする。

【０１１４】これらの実施例では、このY‐Z平面内で各
面の偏心を行っており、また、各回転非対称自由曲面の
唯一の対称面をY‐Z面としている。偏心を行うときの座
標系の原点は、偏心を行う面をｋ面としたとき、ｋ−１
面の面頂位置からＺ軸方向に面間隔の分だけ移動した点
とする。

【０１１５】偏心面については、対応する座標系の原点
から、その面の面頂位置の偏心量（X軸方向、Y軸方向、
Z軸方向をそれぞれX、Y、Z）と、その面の中心軸（自由
曲面については、前記(a)式のＺ軸）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸それぞれを中心とする傾き角（それぞれα、β、γ
（°））とが与えられている。なお、その場合、αとβ
の符号はそれぞれＸ軸、Ｙ軸の正方向に対して反時計回
り正とし、γの符号はＺ軸の正方向に対して時計回りを
正とする。

【０１１６】偏心はディセンタアンドリターンで行われ
る。つまり、ｋ面が偏心していたときに、ｋ＋１面の面
頂位置は、偏心前のｋ面の面頂位置からＺ軸方向に面間
隔の分だけ移動した点とする。

【０１１７】偏心の順序は、その面の面頂位置をX軸方
向、Y軸方向、Z軸方向にそれぞれX、Y、Zだけ偏心させ
た後、その面のX軸を中心とする回転角α、Y軸を中心と
する回転角β、Z軸を中心とする回転角γ、の順にティ
ルトが行われる。

【０１１８】また、反射面の偏心の表現は、以下のよう
になる。偏心は全てY‐Z面内で行われるので、反射面の
回転角をX軸中心の回転角αだけで表現できる。β、γ
は常に０となる。そして、反射面をαだけ回転させたと
き、光線が反射面で反射された後の光学系の座標系は、
反射前の座標系を２αだけ回転させたものとして定義す
る。このとき、反射前と反射後で、軸上主光線の進行方
向と光学系のZ軸正方向が逆になるので注意が必要であ
る。

【０１１９】また、ミラー面の変形の符号については、
ミラー面が自由曲面形状に変形しているとき、パワー成
分であるＣ４、Ｃ６が正のとき、凸面ミラーになる。つ
まり、負のパワーを持つミラーになる。逆に、パワー成
分であるＣ４、Ｃ６が負のとき、凹面ミラーになる。つ
まり、正のパワーを持つミラーになる。 （実施例４〜１２）α、β、γの符号について、それぞ
れＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の正方向に対して時計回りを正とす
る点以外は上記と同様である。以上の説明では、すべて
可変ミラーを用いた光学系について述べてきた。しかし
ながら、可変ミラーの代わりに通常の（形状の変わらな
い）ミラーを用いた場合にも、特に支障を来さない限り
前述の条件式・制限等を適用してよい。なぜならミラー
を用いた折り曲げ光学系の小型化のメリットはそのまま
保たれるからである。また可変ミラーのパワーは弱いの
で、通常のミラーに置き換えることも技術的に容易であ
る。以上のような本発明によるズーム光学系は、フィル
ムカメラ、デジタルカメラ、テレビカメラ、携帯端末用
のカメラ、監視カメラ、ロボットの眼、電子内視鏡等に
適用可能である。

【０１２０】また、上述のズーム光学系では、レンズ群
中に反射面を有する構成のズーム光学系について説明し
たが、反射面を有しない構成のズーム光学系についても
可変形状面を備えた光学素子、例えば、可変焦点レンズ
等を用いて構成すれば、小型化、低コスト化、省電力
化、作動音の静音化等の効果を達成することが可能であ
る。更に、可変形状面を有しない可変焦点ミラーを前記
実施例に用いても良い。なお、可変焦点ミラーについて
は、その一例を図３４を用いて後述する。

【０１２１】次に、本発明の光学系あるいは撮像装置に
適用可能な形状可変ミラーの構成例について説明する。
図１９は本発明のズーム光学系に適用可能な可変ミラー
として光学特性可変ミラーを用いたデジタルカメラのケ
プラー式ファインダーの概略構成図である。本例の構成
は、もちろん銀塩フィルムカメラにも使うことができ
る。まず、光学特性可変形状鏡４０９について説明す
る。

【０１２２】光学特性可変形状鏡４０９は、アルミコー
ティングされた薄膜（反射面）４０９ａと複数の電極４
０９ｂからなる光学特性可変形状鏡（以下、単に可変形
状鏡と言う。）であり、４１１は各電極４０９ｂにそれ
ぞれ接続された複数の可変抵抗器、４１２は可変抵抗器
４１１と電源スイッチ４１３を介して薄膜４０９ａと電
極４０９ｂ間に接続された電源、４１４は複数の可変抵
抗器４１１の抵抗値を制御するための演算装置、４１
５，４１６及び４１７はそれぞれ演算装置４１４に接続
された温度センサー、湿度センサー及び距離センサー
で、これらは図示のように配設されて１つの光学装置を
構成している。

【０１２３】なお、対物レンズ９０２、接眼レンズ９０
１、及び、プリズム４０４、二等辺直角プリズム４０
５、ミラー４０６及び可変形状鏡の各面は、平面でなく
てもよく、球面、回転対称非球面の他、光軸に対して偏
心した球面、平面、回転対称非球面、あるいは、対称面
を有する非球面、対称面を１つだけ有する非球面、対称
面のない非球面、自由曲面、微分不可能な点又は線を有
する面等、いかなる形状をしていてもよく、さらに、反
射面でも屈折面でも光に何らかの影響を与え得る面なら
ばよい。以下、これらの面を総称して拡張曲面という。

【０１２４】また、薄膜４０９ａは、例えば、P.Rai-ch
oudhury編、Handbook of MichrolithoＧraphy, Michrom
achininＧ and Michrofabrication, Volume 2:Michroma
chininＧ and Michrofabrication,P495,FiＧ.8.58, SPI
E PRESS刊やOptics Communication, 140巻（1997年）P1
87〜190に記載されているメンブレインミラーのよう
に、複数の電極４０９ｂとの間に電圧が印加されると、
静電気力により薄膜４０９ａが変形してその面形状が変
化するようになっており、これにより、観察者の視度に
合わせたピント調整ができるだけでなく、さらに、レン
ズ９０１，９０２及び／又はプリズム４０４、二等辺直
角プリズム４０５、ミラー４０６の温度や湿度変化によ
る変形や屈折率の変化、あるいは、レンズ枠の伸縮や変
形及び光学素子、枠等の部品の組立誤差による結像性能
の低下が抑制され、常に適正にピント調整並びにピント
調整で生じた収差の補正が行われ得る。

【０１２５】なお、電極４０９ｂの形は、例えば図２
１、図２２に示すように、薄膜４０９ａの変形のさせ方
に応じて選べばよい。本例によれば、物体からの光は、
対物レンズ９０２及びプリズム４０４の各入射面と射出
面で屈折され、可変形状鏡４０９で反射され、プリズム
４０４を透過して、二等辺直角プリズム４０５でさらに
反射され（図１９中、光路中の＋印は、紙面の裏側へ向
かって光線が進むことを示している）、ミラー４０６で
反射され、接眼レンズ９０１を介して眼に入射するよう
になっている。このように、レンズ９０１，９０２、プ
リズム４０４，４０５、及び、可変形状鏡４０９によっ
て、本例の光学装置の観察光学系を構成しており、これ
らの各光学素子の面形状と肉厚を最適化することによ
り、物体面の収差を最小にすることができるようになっ
ている。

【０１２６】すなわち、反射面としての薄膜４０９ａの
形状は、結像性能が最適になるように演算装置４１４か
らの信号により各可変抵抗器４１１の抵抗値を変化させ
ることにより制御される。すなわち、演算装置４１４
へ、温度センサー４１５、湿度センサー４１６及び距離
サンサー４１７から周囲温度及び湿度並びに物体までの
距離に応じた大きさの信号が入力され、演算装置４１４
は、これらの入力信号に基づき周囲の温度及び湿度条件
と物体までの距離による結像性能の低下を補償すべく、
薄膜４０９ａの形状が決定されるような電圧を電極４０
９ｂに印加するように、可変抵抗器４１１の抵抗値を決
定するための信号を出力する。このように、薄膜４０９
ａは電極４０９ｂに印加される電圧すなわち静電気力で
変形させられるため、その形状は状況により非球面を含
む様々な形状をとる。

【０１２７】なお、距離センサー４１７はなくてもよ
く、その場合、固体撮像素子４０８からの像の信号の高
周波成分が略最大になるように、デジタルカメラの撮像
レンズ４０３を動かし、その位置から逆に物体距離を算
出し、可変形状鏡を変形させて観察者の眼にピントが合
うようにすればよい。

【０１２８】また、薄膜４０９ａをポリイミド等の合成
樹脂で製作すれば、低電圧でも大きな変形が可能である
ので好都合である。なお、プリズム４０４と可変形状鏡
４０９を一体的に形成してユニット化することができ
る。また、図示を省略したが、可変形状鏡４０９の基板
上に固体撮像素子４０８をリソグラフィープロセスによ
り一体的に形成してもよい。

【０１２９】また、レンズ９０１，９０２、プリズム４
０４，４０５、ミラー４０６は、プラスチックモールド
等で形成することにより任意の所望形状の曲面を容易に
形成することができ、製作も簡単である。なお、本例の
撮像装置では、レンズ９０１，９０２がプリズム４０４
から離れて形成されているが、レンズ９０１，９０２を
設けることなく収差を除去することができるようにプリ
ズム４０４，４０５、ミラー４０６、可変形状鏡４０９
を設計すれば、プリズム４０４，４０５、可変形状鏡４
０９は１つの光学ブロックとなり、組立が容易となる。
また、レンズ９０１，９０２、プリズム４０４，４０
５、ミラー４０６の一部あるいは全部をガラスで作製し
てもよく、このように構成すれば、さらに精度の良い撮
像装置が得られる。

【０１３０】なお、図１９の例では、演算装置４１４、
温度センサー４１５、湿度センサー４１６、距離センサ
ー４１７を設け、温湿度変化、物体距離の変化等も可変
形状鏡４０９で補償するようにしたが、そうではなくて
もよい。つまり、演算装置４１４、温度センサー４１
５、湿度センサー４１６、距離センサー４１７を省き、
観察者の視度変化のみを可変形状鏡４０９で補正するよ
うにしてもよい。

【０１３１】図２０は本発明のズーム光学系に用いる形
状可変ミラーとして適用可能な可変形状鏡４０９の他の
例を示す概略構成図である。本例の可変形状鏡は、薄膜
４０９ａと電極４０９ｂとの間に圧電素子４０９ｃが介
装されていて、これらが支持台４２３上に設けられてい
る。そして、圧電素子４０９ｃに加わる電圧を各電極４
０９ｂ毎に変えることにより、圧電素子４０９ｃに部分
的に異なる伸縮を生じさせて、薄膜４０９ａの形状を変
えることができるようになっている。電極４０９ｂの形
は、図２１に示すように同心分割であってもよいし、図
２２に示すように矩形分割であってもよく、その他、適
宜の形のものを選択することができる。

【０１３２】図２０中、４２４は演算装置４１４に接続
された振れ（ブレ）センサーであって、例えばデジタル
カメラの振れを検知し、振れによる像の乱れを補償する
ように薄膜４０９ａを変形させるべく、演算装置４１４
及び可変抵抗器４１１を介して電極４０９ｂに印加され
る電圧を変化させる。このとき、温度センサー４１５、
湿度センサー４１６及び距離センサー４１７からの信号
も同時に考慮され、ピント合わせ、温湿度補償等が行わ
れる。この場合、薄膜４０９ａには圧電素子４０９ｃの
変形に伴う応力が加わるので、薄膜４０９ａの厚さはあ
る程度厚めに作られて相応の強度を持たせるようにする
のがよい。

【０１３３】図２３は本発明のズーム光学系に用いる形
状可変ミラーとして適用可能な可変形状鏡４０９のさら
に他の例を示す概略構成図である。本例の可変形状鏡
は、薄膜４０９ａと電極４０９ｂの間に介置される圧電
素子が逆方向の圧電特性を持つ材料で作られた２枚の圧
電素子４０９ｃ及び４０９ｃ’で構成されている点で図
２０に示された実施例の可変形状鏡とは異なる。すなわ
ち、圧電素子４０９ｃと４０９ｃ’が強誘電性結晶で作
られているとすれば、結晶軸の向きが互いに逆になるよ
うに配置される。この場合、圧電素子４０９ｃと４０９
ｃ’は電圧が印加されると逆方向に伸縮するので、薄膜
４０９ａを変形させる力が図２０に示した実施例の場合
よりも強くなり、結果的にミラー表面の形を大きく変え
ることができるという利点がある。

【０１３４】圧電素子４０９ｃ，４０９ｃ’に用いる材
料としては、例えばチタン酸バリウム、ロッシエル塩、
水晶、電気石、リン酸二水素カリウム（ＫＤＰ）、リン
酸二水素アンモニウム（ＡＤＰ）、ニオブ酸リチウム等
の圧電物質、同物質の多結晶体、同物質の結晶、ＰｂＺ
ｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体の圧電セラミックス、二フ
ッ化ポリビニール（ＰＶＤＦ）等の有機圧電物質、上記
以外の強誘電体等があり、特に有機圧電物質はヤング率
が小さく、低電圧でも大きな変形が可能であるので好ま
しい。なお、これらの圧電素子を利用する場合、厚さを
不均一にすれば、上記例において薄膜４０９ａの形状を
適切に変形させることも可能である。

【０１３５】また、圧電素子４０９ｃ，４０９ｃ’の材
質としては、ポリウレタン、シリコンゴム、アクリルエ
ラストマー、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ、ポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）等の高分子圧電体、シアン化ビニリデン共
重合体、ビニリデンフルオライドとトリフルオロエチレ
ンの共重合体等が用いられる。圧電性を有する有機材料
や、圧電性を有する合成樹脂、圧電性を有するエラスト
マー等を用いると可変形状鏡面の大きな変形が実現でき
てよい。

【０１３６】なお、図２０、図２４の圧電素子４０９ｃ
に電歪材料、例えば、アクリルエラストマー、シリコン
ゴム等を用いる場合には、圧電素子４０９ｃを別の基板
４０９ｃ−１と電歪材料４０９ｃ−２を貼り合わせた構
造にしてもよい。

【０１３７】図２４は本発明のズーム光学系に用いる形
状可変ミラーとして適用可能な可変形状鏡４０９のさら
に他の例を示す概略構成図である。本例の可変形状鏡
は、圧電素子４０９ｃが薄膜４０９ａと電極４０９ｄと
により挟持され、薄膜４０９ａと電極４０９ｄ間に演算
装置４１４により制御される駆動回路４２５を介して電
圧が印加されるようになっており、さらにこれとは別
に、支持台４２３上に設けられた電極４０９ｂにも演算
装置４１４により制御される駆動回路４２５を介して電
圧が印加されるように構成されている。したがって、本
例では、薄膜４０９ａは電極４０９ｄとの間に印加され
る電圧と電極４０９ｂに印加される電圧による静電気力
とにより二重に変形され得、上記例に示した何れのもの
よりもより多くの変形パターンが可能であり、かつ、応
答性も速いという利点がある。

【０１３８】そして、薄膜４０９ａ、電極４０９ｄ間の
電圧の符号を変えれば、可変形状鏡を凸面にも凹面にも
変形させることができる。その場合、大きな変形を圧電
効果で行ない、微細な形状変化を静電気力で行なっても
よい。また、凸面の変形には圧電効果を主に用い、凹面
の変形には静電気力を主に用いてもよい。なお、電極４
０９ｄは電極４０９ｂのように複数の電極から構成され
てもよい。この様子を図２４に示した。なお、本発明で
は、圧電効果と電歪効果、電歪をすべてまとめて圧電効
果と述べている。従って、電歪材料も圧電材料に含むも
のとする。

【０１３９】図２５は本発明のズーム光学系に用いる形
状可変ミラーとして適用可能な可変形状鏡４０９のさら
に他の例を示す概略構成図である。本例の可変形状鏡
は、電磁気力を利用して反射面の形状を変化させ得るよ
うにしたもので、支持台４２３の内部底面上には永久磁
石４２６が、頂面上には窒化シリコン又はポリイミド等
からなる基板４０９ｅの周縁部が載置固定されており、
基板４０９ｅの表面にはアルミニウム等の金属コートで
作られた薄膜４０９ａが付設されていて、可変形状鏡４
０９を構成している。

【０１４０】基板４０９ｅの下面には複数のコイル４２
７が配設されており、これらのコイル４２７はそれぞれ
駆動回路４２８を介して演算装置４１４に接続されてい
る。したがって、各センサー４１５，４１６，４１７，
４２４からの信号によって演算装置４１４において求め
られる光学系の変化に対応した演算装置４１４からの出
力信号により、各駆動回路４２８から各コイル４２７に
それぞれ適当な電流が供給されると、永久磁石４２６と
の間に働く電磁気力で各コイル４２７は反発又は吸着さ
れ、基板４０９ｅ及び薄膜４０９ａを変形させる。

【０１４１】この場合、各コイル４２７はそれぞれ異な
る量の電流を流すようにすることもできる。また、コイ
ル４２７は１個でもよいし、永久磁石４２６を基板４０
９ｅに付設しコイル４２７を支持台４２３の内部底面側
に設けるようにしてもよい。また、コイル４２７はリソ
グラフィー等の手法で作るとよく、さらに、コイル４２
７には強磁性体よりなる鉄心を入れるようにしてもよ
い。

【０１４２】この場合、薄膜コイル４２７の巻密度を、
図２６に示すように、場所によって変化させることによ
り、基板４０９ｅ及び薄膜４０９ａに所望の変形を与え
るようにすることもできる。また、コイル４２７は１個
でもよいし、また、これらのコイル４２７には強磁性体
よりなる鉄心を挿入してもよい。

【０１４３】図２７は本発明のズーム光学系に用いる形
状可変ミラーとして適用可能な可変形状鏡４０９のさら
に他の例を示す概略構成図である。本例の可変形状鏡で
は、基板４０９ｅは鉄等の強磁性体で作られており、反
射膜としての薄膜４０９ａはアルミニウム等からなって
いる。この場合、薄膜コイルを設けなくてもすむから、
構造が簡単で、製造コストを低減することができる。ま
た、電源スイッチ４１３を切換え兼電源開閉用スイッチ
に置換すれば、コイル４２７に流れる電流の方向を変え
ることができ、基板４０９ｅ及び薄膜４０９ａの形状を
自由に変えることができる。

【０１４４】図２８は本例におけるコイル４２７の配置
を示し、図２９はコイル４２７の他の配置例を示してい
るが、これらの配置は、図２５に示した実施例にも適用
することができる。なお、図３０は、図２５に示した例
において、コイル４２７を図３３のように配置した場合
に適する永久磁石４２６の配置を示している。すなわ
ち、図３０に示すように永久磁石４２６を放射状に配置
すれば、図２５に示した例に比べて、微妙な変形を基板
４０９ｅ及び薄膜４０９ａに与えることができる。ま
た、このように電磁気力を用いて基板４０９ｅ及び薄膜
４０９ａを変形させる場合（図２５及び図２７の例）
は、静電気力を用いた場合よりも低電圧で駆動できると
いう利点がある。

【０１４５】以上いくつかの可変形状鏡の例を述べた
が、ミラーの形を変形させるのに、図２４の例に示すよ
うに、２種類以上の力を用いてもよい。つまり静電気
力、電磁力、圧電効果、磁歪、流体の圧力、電場、磁
場、温度変化、電磁波等のうちから２つ以上を同時に用
いて可変形状鏡を変形させてもよい。つまり２つ以上の
異なる駆動方法を用いて光学特性可変光学素子を作れ
ば、大きな変形と微細な変形とを同時に実現でき、精度
の良い鏡面が実現できる。

【０１４６】また、形状可変ミラーの変形する部分の外
形は、軸上光線の入射面に平行な方向に長い形状とする
のが好ましく、このように構成すれば、収差補正に有利
な楕円面に近い形状に変形させやすいという利点があ
る。前記入射面に平行な方向に長い形状としては、トラ
ック形状、多角形、楕円等が利用できる。

【０１４７】図３１は本発明のズーム光学系を用いた撮
像装置に適用可能な形状可変ミラーとして可変形状鏡４
０９を用いた撮像系、例えば携帯電話のデジタルカメ
ラ、カプセル内視鏡、電子内視鏡、パソコン用デジタル
カメラ、ＰＤＡ用デジタルカメラ等に用いられる撮像系
の概略構成図である。

【０１４８】本例の撮像系は、可変形状鏡４０９と、レ
ンズ９０２と、固体撮像素子４０８と、制御系１０３と
で一つの撮像ユニット１０４を構成している。本例の撮
像ユニット１０４では、レンズ１０２を通った物体から
の光は可変形状鏡４０９で集光され、固体撮像素子４０
８の上に結像する。可変形状鏡４０９は、光学特性可変
光学素子の一種であり、可変焦点ミラーとも呼ばれてい
る。

【０１４９】本例によれば、物体距離が変わっても可変
形状鏡４０９を変形させることでピント合わせをするこ
とができ、レンズをモータ等で駆動する必要がなく、小
型化、軽量化、低消費電力化の点で優れている。また、
撮像ユニット１０４は本発明の撮像系としてすべての実
施例で用いることができる。また、可変形状鏡４０９を
複数用いることでズーム、変倍の撮像系、光学系を作る
ことができる。

【０１５０】なお、図３１では、制御系１０３にコイル
を用いたトランスの昇圧回路を含む制御系の構成例を示
している。特に積層型圧電トランスを用いると、小型化
できてよい。昇圧回路は本発明のすべての電気を用いる
可変形状鏡、可変焦点レンズに用いることができるが、
特に静電気力、圧電効果を用いる場合の可変形状鏡、可
変焦点レンズに有用である。

【０１５１】図３２は本発明のズーム光学系に用いる形
状可変ミラーとして適用可能なさらに他の例に係る、マ
イクロポンプ１８０で流体１６１を出し入れしミラー面
を変形させる可変形状鏡１８８の概略構成図である。本
例によれば、ミラー面を大きく変形させることが可能に
なるというメリットがある。マイクロポンプ１８０は、
例えば、マイクロマシンの技術で作られた小型のポンプ
で、電力で動くように構成されている。マイクロマシン
の技術で作られたポンプの例としては、熱変形を利用し
たもの、圧電材料を用いたもの、静電気力を用いたもの
などがある。

【０１５２】図３３は本発明のズーム光学系に用いる形
状可変ミラーに適用可能なマイクロポンプの一例を示す
概略構成図である。本例のマイクロポンプ１８０では、
振動板１８１は静電気力、圧電効果等の電気力により振
動する。図３３では静電気力により振動する例を示して
おり、図３３中、１８２，１８３は電極である。また、
点線は変形した時の振動板１８１を示している。振動板
１８１の振動に伴い、２つの弁１８４，１８５が開閉
し、流体１６１を右から左へ送るようになっている。

【０１５３】本例の可変形状鏡１８８では、反射膜１８
９が流体１６１の量に応じて凹凸に変形することで、可
変形状鏡として機能する。可変形状鏡１８８は流体１６
１で駆動されている。流体としては、シリコンオイル、
空気、水、ゼリー、等の有機物、無機物を用いることが
できる。

【０１５４】なお、静電気力、圧電効果を用いた可変形
状鏡、可変焦点レンズなどにおいては、駆動用に高電圧
が必要になる場合がある。その場合には、例えば図３１
に示すように、昇圧用のトランス、あるいは圧電トラン
ス等を用いて制御系を構成するとよい。

【０１５５】また、反射用の薄膜４０９ａは、変形しな
い部分にも設けておくと、可変形状鏡の形状を干渉計等
で測定する場合に、基準面として使うことができ便利で
ある。

【０１５６】図３４は本発明のズーム光学系に適用可能
な、可変焦点レンズを応用した可変焦点ミラーを示すも
のである。この可変焦点ミラー５６５は、第１，第２の
面５６６ａ，５６６ｂを有する第１の透明基板５６６
と、第３，第４の面５６７ａ，５６７ｂを有する第２の
透明基板５６７とを有する。第１の透明基板５６６は、
平板状またはレンズ状に形成して、内面（第２の面）５
６６ｂに透明電極５１３ａを設け、第２の透明基板５６
７は、内面（第３の面）５６７ａを凹面状に形成して、
該凹面上に反射膜５６８を施し、さらにこの反射膜５６
８上に透明電極５１３ｂを設ける。透明電極５１３ａ，
５１３ｂ間には高分子分散液晶層５１４を設け、これら
透明電極５１３ａ，５１３ｂをスイッチ５１５および可
変抵抗器５１９を経て交流電源５１６に接続して、高分
子分散液晶層５１４に交流電界を印加するようにする。
なお、図３４では液晶分子の図示を省略してある。513
a、514、513ｂからなる可変焦点レンズと、567、568か
らなる凹面鏡を組み合わせた構造になっている。

【０１５７】かかる構成によれば、透明基板５６６側か
ら入射する光線は、反射膜５６８により高分子分散液晶
層５１４を折り返す光路となるので、高分子分散液晶層
５１４の作用を２回もたせることができると共に、高分
子分散液晶層５１４への印加電圧を変えることにより、
反射光の焦点位置を変えることができる。この場合、可
変焦点ミラー５６５に入射した光線は、高分子分散液晶
層５１４を２回透過するので、高分子分散液晶層５１４
の厚さの２倍をｔとすれば、上記の各式を同様に用いる
ことができる。なお、透明基板５６６または５６７の内
面を回折格子状にして、高分子分散液晶層５１４の厚さ
を薄くすることもできる。このようにすれば、散乱光を
より少なくできる利点がある。

【０１５８】以上の説明では、液晶の劣化を防止するた
め、電源として交流電源５１６を用いて、液晶に交流電
界を印加するようにしたが、直流電源を用いて液晶に直
流電界を印加するようにすることもできる。また、液晶
分子の方向を変える方法としては、電圧を変化させるこ
と以外に、液晶にかける電場の周波数、液晶にかける磁
場の強さ・周波数、あるいは液晶の温度等を変化させる
ことによってもよい。なお、本発明では図３４のような
形状の変化しない可変焦点ミラーも、可変形状鏡の中に
含めるものとする。

【０１５９】図３５は本発明のズーム光学系に用いる形
状可変ミラーとして適用可能な可変形状鏡のさらに他の
例を示す概略構成図である。本例では、デジタルカメラ
に用いられるものとして説明する。図３５中、４１１は
可変抵抗器、４１４は演算装置、４１５は温度センサ
ー、４１６は湿度センサー、４１７は距離センサー、４
２４は振れセンサーである。

【０１６０】本例の可変形状鏡４５は、アクリルエラス
トマー等の有機材料からなる電歪材料４５３と間を隔て
て分割電極４０９ｂを設け、電歪材料４５３の上に順に
電極４５２、変形可能な基板４５１を設け、さらにその
上に入射光を反射するアルミニウム等の金属からなる反
射膜４５０を設けて構成されている。このように構成す
ると、分割電極４０９ｂを電歪材料４５３と一体化した
場合に比べて、反射膜４５０の面形状が滑らかになり、
光学的に収差を発生させにくくなるというメリットがあ
る。なお、変形可能な基板４５１と電極４５２の配置は
逆でも良い。

【０１６１】また、図３５中、４４９は光学系の変倍、
あるいはズームを行なう釦であり、可変形状鏡４５は、
釦４４９を使用者が押すことで反射膜４５０の形を変形
させて、変倍あるいは、ズームをすることができるよう
に演算装置４１４を介して制御されている。

【０１６２】なお、アクリルエラストマー等の有機材料
からなる電歪材料の代わりに既に述べたチタン酸バリウ
ム等の圧電材料を用いてもよい。最後に、本発明で用い
る用語の定義を述べておく。

【０１６３】光学装置とは、光学系あるいは光学素子を
含む装置のことである。光学装置単体で機能しなくても
よい。つまり、装置の一部でもよい。光学装置には、撮
像装置、観察装置、表示装置、照明装置、信号処理装置
等が含まれる。

【０１６４】撮像装置の例としては、フィルムカメラ、
デジタルカメラ、ロボットの眼、レンズ交換式デジタル
一眼レフカメラ、テレビカメラ、動画記録装置、電子動
画記録装置、カムコーダ、ＶＴＲカメラ、電子内視鏡等
がある。デジカメ、カード型デジカメ、テレビカメラ、
ＶＴＲカメラ、動画記録カメラなどはいずれも電子撮像
装置の一例である。

【０１６５】観察装置の例としては、顕微鏡、望遠鏡、
眼鏡、双眼鏡、ルーペ、ファイバースコープ、ファイン
ダー、ビューファインダー等がある。表示装置の例とし
ては、液晶ディスプレイ、ビューファインダー、ゲーム
マシン（ソニー社製プレイステーション）、ビデオプロ
ジェクター、液晶プロジェクター、頭部装着型画像表示
装置（head mounted display：ＨＭＤ）、ＰＤＡ（携帯
情報端末）、携帯電話等がある。

【０１６６】照明装置の例としては、カメラのストロ
ボ、自動車のヘッドライト、内視鏡光源、顕微鏡光源等
がある。信号処理装置の例としては、携帯電話、パソコ
ン、ゲームマシン、光ディスクの読取・書込装置、光計
算機の演算装置等がある。

【０１６７】なお、本発明の光学系は小型軽量なので、
電子撮像装置、信号処理装置、特に、デジタルカメラ、
携帯電話の撮像系に用いると効果がある。撮像素子は、
例えばＣＣＤ、撮像管、固体撮像素子、写真フィルム等
を指す。また、平行平面板はプリズムの１つに含まれる
ものとする。観察者の変化には、視度の変化を含むもの
とする。被写体の変化には、被写体となる物体距離の変
化、物体の移動、物体の動き、振動、物体のぶれ等を含
むものとする。

【０１６８】拡張曲面の定義は以下の通りである。球
面、平面、回転対称非球面のほか、光軸に対して偏心し
た球面、平面、回転対称非球面、あるいは対称面を有す
る非球面、対称面を１つだけ有する非球面、対称面のな
い非球面、自由曲面、微分不可能な点や線を有する面
等、いかなる形をしていても良い。反射面でも、屈折面
でも、光になんらかの影響を与えうる面ならば良い。本
発明では、これらを総称して拡張曲面と呼ぶことにす
る。

【０１６９】光学特性可変光学素子とは、可変焦点レン
ズ、可変形状鏡、面形状の変わる偏光プリズム、頂角可
変プリズム、光偏向作用の変わる可変回折光学素子、つ
まり可変ＨＯＥ，可変ＤＯＥ等を含む。可変焦点レンズ
には、焦点距離が変化せず、収差量が変化するような可
変レンズも含むものとする。可変形状鏡についても同様
である。要するに、光学素子で、光の反射、屈折、回折
等の光偏向作用が変化しうるものを光学特性可変光学素
子と呼ぶ。

【０１７０】情報発信装置とは、携帯電話、固定式の電
話、ゲームマシン、テレビ、ラジカセ、ステレオ等のリ
モコンや、パソコン、パソコンのキーボード、マウス、
タッチパネル等の何らかの情報を入力し、送信すること
ができる装置を指す。撮像装置のついたテレビモニタ
ー、パソコンのモニター、ディスプレイも含むものとす
る。情報発信装置は、信号処理装置の中に含まれる。以
上説明したように、本発明による撮像装置あるいは光学
系は、例えば下記に示す特徴を備える。 （１） 可変ミラーと移動する光学素子群を有し、光学
素子群が変倍機能を有し、可変ミラーがピント合わせ機
能を有すズーム光学系。 （２） 移動する光学素子群が負パワーを有す（１）に
記載のズーム光学系。 （３） 可変ミラーを有す山のぼり方式のオートフォー
カスを行う撮像装置において、ピント合わせに必要な可
変ミラーの変形量QRにくわえて、さらに少なくとも下記
の式３７０で決まるSdの１／３だけピントを変化させる
のに必要な変形量をQRの両端に有する可変ミラーを有す
撮像装置。

【０１７１】Sd＝ｋ×Ｐ×Ｆｎｏ ・・・式３７０ 但し、 Ｐ＝√（Ｐｘ・Ｐｙ） Ｐｘ：撮像素子の１画素のｘ方向の寸法 Ｐｙ：撮像素子の１画素のｙ方向の寸法 Ｆｎｏ：撮影光学系のＦナンバー ｋ：定数（２〜３の間の値をとる） である。 （４） 可変ミラーと移動する光学素子群を有し、光学
素子群が変倍機能を有し、可変ミラーがピント合わせ機
能とコンペセータ機能を有すズーム光学系。 （５） 第１光学素子群と、その後方に配置された可変
ミラーまたは可変焦点レンズと、その後方に置かれた変
倍光学素子群と、を有す（１）〜（４）に記載のズーム
光学系。 （６） 前から順に第１光学素子群と、可変ミラーまた
は可変焦点レンズと、第２光学素子群または空気間隔と
変倍光学素子群と光学素子群とからなる（１）〜（５）
に記載のズーム光学系。 （７） ズーミング時またはフォーカシング時に、可変
ミラーの変形とともに、ミラー反射面に対してほぼ垂直
な方向への可変ミラー全体の平行移動も行うことも特徴
とする、撮像光学系。 （８） ズーミング時またはフォーカシング時に、可変
ミラーの変形とともに、可変ミラー全体をある方向に平
行移動することを特徴とする撮像光学系。 （９） 可変ミラー全体の最大の平行移動量をｘ、光学
系の焦点距離をｆとしたときに、 ０ ＜ ｜ｘ｜／ｆ ＜ １ を満たすことを特徴とする撮像光学系。 （１０） （７）又は（８）に従属する（９）に記載の
撮像光学系。 （１１） 移動するレンズ群が１つである（１）〜（１
０）に記載の撮像光学系。 （１２） 可変ミラーを備え、ある光学素子群の前後の
２つの光学素子群が変倍のために常に同じ移動量で動
き、その移動する２つの群は同じ符号のパワーを持ち、
かつ前記、移動群に挟まれた群のパワーは逆符号であ
り、可変ミラーがフォーカス機能、あるいはコンペセー
タ機能を有するズーム光学系。 （１３） 移動する２つの群のパワーが正である（１
２）に記載のズーム光学系。 （１４） 移動する２つの群のパワーが負である（１
２）に記載のズーム光学系。 （１５） 前方から順に負のパワーを有す群、可変ミラ
ー、移動群のうちの前方、移動群に挟まれた群、移動群
の後方を有す（１２）に記載のズーム光学系。 （１６） 可変ミラーと変倍機能を有する変倍群を有
し、可変ミラーがピント合わせ機能を有し、変倍群の前
方に可変ミラーを配置したことを特徴とするズーム光学
系。 （１７） 可変ミラーと移動する光学素子群を有し、光
学素子群が変倍機能を有する変倍群であり、可変ミラー
がピント合わせ機能とコンペセータ機能を有し、変倍群
の前方に可変ミラーを配置したことを特徴とするズーム
光学系。 （１８） （７）〜（１５）に従属する（１６）〜（１
７）に記載のズーム光学系。 （１９） 回転対称レンズと可変ミラーを有す（１）〜
（１８）に記載のズーム光学系。 （２０） 回転対称レンズと可変ミラーとからなる
（１）〜（１８）に記載のズーム光学系。 （２１） 式３０１〜３０４を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２２） 式３０５〜３０９を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２３） 式３１１〜３１４を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２４） 式３１６〜３２１を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２５） 式３２２〜３２３を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２６） 式３２４〜３２６を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２７） 式３２７〜３２９を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２８） 式３３０〜３３３を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （２９） 式３３５〜３３６を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （３０） 式３４０〜３４７を満たす（１）〜（２０）
に記載のズーム光学系。 （３１） 式３０１〜３４７の少なくとも２つ以上を満
たす（１）〜（２０）に記載のズーム光学系。 （３２） 式３４０〜３４７の少なくとも１つ以上と式
３０１〜３３６の少なくとも１つ以上をを満たす（１）
〜（２０）に記載のズーム光学系。 （３３） 明るさ絞りが可変ミラーの後方にあることを
特徴とする（１）〜（２９）に記載のズーム光学系。 （３４） 移動する光学素子群が正パワーを有す（１）
〜（１６）に記載のズーム光学系。 （３４'） 移動する光学素子群が負パワーを有す
（１）〜（１６）に記載のズーム光学系。 （３５） 静電気により駆動される可変ミラーを有し撮
影時に、撮影する物体距離の範囲内で、可変ミラーの形
状が凹面であることを特徴とする撮像装置。 （３６） 物体に対するピントを変化させ、撮像した物
体像の高周波成分を検出し、その高周波成分が最大にな
ったところで、合焦状態と判断する山のぼり方式のオー
トフォーカスを有す撮像装置において、（３５）に記載
の撮像装置。 （３７） （３６）においてオートフォーカスを行う場
合に物体に対するピントを変化させるとき、可変ミラー
の形状が平面になる状態を含む撮像装置。 （３８） 可変ミラーを有す山のぼり方式のオートフォ
ーカスを行う撮像装置において、ピント合わせに必要な
可変ミラーの変形量QRにくわえて、さらに少なくとも式
３７０で決まるSdだけピントを変化させるのに必要な変
形量をQRの両端に有する可変ミラーを有す撮像装置。 （３９） 可変ミラーを有すズーム光学系を有す山のぼ
り方式のオートフォーカスを行う撮像装置において、ピ
ント合わせとコンペセータとして必要な可変ミラーの変
形量QRにくわえて、さらに少なくとも式３７０で決まる
Sdだけピントを変化させるのに必要な変形量をQRの両端
に有する可変ミラーを有す撮像装置。 （４０） 可変ミラーを有すズーム光学系を有す山のぼ
り方式のオートフォーカスを行う撮像装置において、ピ
ント合わせとコンペセータとして必要な可変ミラーの変
形量QRにくわえて、さらに少なくとも式３７０で決まる
Sdの１／３だけピントを変化させるのに必要な変形量を
QRの両端に有する可変ミラーを有す撮像装置。 （４１） （３５）に記載の特徴を有する（３）、（３
８）〜（４０）に記載の撮像装置。 （４２） 可変ミラーを備え、アクティブ方式のオート
フォーカスを行う撮像装置。 （４３） 可変ミラーと撮像素子を備え、アクティブ方
式のオートフォーカスを行う電子撮像装置。 （４４） （１）〜（３４'）に記載の光学系を備えた
（３５）〜（４３）に記載のの撮像装置。 （４５） 式１０２を満たす撮像装置。 （４６） 撮像素子を備え、最も物体寄りの光学素子と
撮像素子の位置関係が固定されていることを特徴とする
（１）〜（３４'）に記載の光学系を備えた撮像装置。 （４７） 撮像素子を備え、最も物体寄りの光学素子と
撮像素子の位置関係が固定されていることを特徴とする
（４４）に記載の撮像装置。 （４８） 可変ミラーに代えて通常のミラーを用いたこ
とを特徴とする（１）〜 （４７）に記載の光学系又は撮像装置。 （４９） 可変ミラーに代えて、可変焦点レンズを用い
たことを特徴とする（１）〜（４７）に記載の光学系又
は撮像装置。

【０１７２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の撮像装置によれば、消費電力が小さく、音が静かで、
応答時間が短く、機械的構造が簡単でコストダウンに寄
与するとともに、外径が細く小型であるにもかかわら
ず、フォーカシング、及びズーミングが可能な撮像装置
を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の断面図である。

【図２】 本発明の実施例２の断面図である。

【図３】 本発明の実施例３の断面図である。

【図４】 本発明の実施例４の断面図である。

【図５】 本発明の実施例５の断面図である。

【図６】 本発明の実施例６の断面図である。

【図７】 本発明の実施例７の断面図である。

【図８】 本発明の実施例８の断面図である。

【図９】 本発明の実施例９の断面図である。

【図１０】 本発明の実施例１０の断面図である。

【図１１】 本発明の実施例１１の断面図である。

【図１２】 本発明の実施例１２の断面図である。

【図１３】 本発明の実施例１３の断面図である。

【図１４】 回転非対称な像面湾曲の説明図である。

【図１５】 回転非対称な非点収差の説明図である。

【図１６】 回転非対称なコマ収差の説明図である。

【図１７】 可変ミラーの変形量と撮像系の動作を示す
図である。

【図１８】 各実施例の条件式の値を示す表である。

【図１９】 本発明に適用可能な形状可変ミラーとして
の光学特性可変ミラーを用いたデジタルカメラのケプラ
ー式ファインダーの概略構成図である。

【図２０】 本発明に用いる形状可変ミラーとして適用
可能な可変形状鏡４０９の他の例を示す概略構成図であ
る。

【図２１】 図２０の例の可変形状鏡に用いる電極の一
形態を示す説明図である。

【図２２】 図２０の例の可変形状鏡に用いる電極の他
の形態を示す説明図である。

【図２３】 本発明に用いる形状可変ミラーとして適用
可能な可変形状鏡４０９のさらに他の例を示す概略構成
図である。

【図２４】 本発明に用いる形状可変ミラーとして適用
可能な可変形状鏡４０９のさらに他の例を示す概略構成
図である。

【図２５】 本発明に用いる形状可変ミラーとして適用
可能な可変形状鏡４０９のさらに他の例を示す概略構成
図である。

【図２６】 図２５の例における薄膜コイル４２７の巻
密度の状態を示す説明図である。

【図２７】 本発明のズーム光学系に用いる形状可変ミ
ラーとして適用可能な可変形状鏡４０９のさらに他の例
を示す概略構成図である。

【図２８】 図２７の例におけるコイル４２７の一配置
例を示す説明図である。

【図２９】 図２７の例におけるコイル４２７の他の配
置例を示す説明図である。

【図３０】 図２５に示した例において、コイル４２７
を図２９のように配置した場合に適する永久磁石４２６
の配置を示す説明図である。

【図３１】 本発明のズーム光学系を用いた撮像装置に
適用可能な形状可変ミラーとしての可変形状鏡４０９を
用いた撮像系の概略構成図である。

【図３２】 本発明に用いる形状可変ミラーとして適用
可能なさらに他の例の可変形状鏡１８８の概略構成図で
ある。

【図３３】 本発明に用いる形状可変ミラーに適用可能
なマイクロポンプの一例を示す概略構成図である。

【図３４】 本発明に適用可能な、可変焦点レンズを応
用した可変焦点ミラーを示す図である。

【図３５】 本発明に用いる形状可変ミラーに適用可能
な可変形状鏡のさらに他の例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１００ 撮像装置 １０１ 第１レンズ群 １０２ 可変ミラー １０３ 第２レンズ群 １０４ 第３レンズ群 １０５ 第４レンズ群 １０６ 平行平板 １０７ 固体撮像素子

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０３Ｂ 13/36 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ ２Ｈ１０１ 17/17 Ｇ０２Ｂ 7/18 Ｚ (72)発明者 永田 哲生 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H011 BB01 2H042 DA02 DA11 DA21 DD11 DD12 DD13 DE00 2H043 CB00 CD00 CE00 2H051 CB12 FA48 GB02 2H087 KA00 KA03 KA06 KA09 KA10 KA13 KA14 KA15 KA20 KA23 MA00 RA27 RA32 RA42 RA43 TA01 TA03 TA06 2H101 DD16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変ミラーと移動する光学素子群を有
   し、光学素子群が変倍機能を有し、可変ミラーがピント
   合わせ機能を有すズーム光学系。
2. 【請求項２】 移動する光学素子群が負パワーを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のズーム光学系。
3. 【請求項３】 可変ミラーを有す山のぼり方式のオート
   フォーカスを行う撮像装置において、ピント合わせに必
   要な可変ミラーの変形量QRにくわえて、さらに少なくと
   も下記の式３７０で決まるSdの1/3だけピントを変化さ
   せるのに必要な変形量をQRの両端に有する可変ミラーを
   有す撮像装置。 Sd＝ｋ×Ｐ×Ｆｎｏ ・・・式３７０ 但し、 Ｐ＝√（Ｐｘ・Ｐｙ） Ｐｘ：撮像素子の１画素のｘ方向の寸法 Ｐｙ：撮像素子の１画素のｙ方向の寸法 Ｆｎｏ：撮影光学系のＦナンバー ｋ：定数（２〜３の間の値をとる） である。