JP2003302575A - 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】 光路を折り曲げる構成がとりやすく、高い光
学仕様性能を有しながらもレンズ枚数の少ないズームレ
ンズ。 【解決手段】 正の屈折力を有し広角端から望遠端にか
けて変倍する際に物体側にのみ移動する移動レンズ群Ｂ
（Ｇ２）と、移動レンズ群Ｂよりも物体側に配され負の
屈折力を有し変倍時に固定である変倍時固定レンズ群Ａ
（Ｇ１）と、移動レンズ群Ｂの像側に変倍時に移動レン
ズ群Ｂとは異なる軌跡で移動する第３のレンズ群Ｃ（Ｇ
３）とを有し、変倍時固定レンズ群Ａは、物体側より順
に、負レンズと、反射光学素子Ｐと、負レンズよりも屈
折力の絶対値が小さい正レンズとにて構成されているズ
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、ビデオカメラやデジタルカメラを始めとする電子
撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、銀塩３５ｍｍフィルム（１３５フ
ォーマット）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
行きが薄く使い勝手の良好なビデオカメラ、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。

【０００４】最近におけるカメラボディ薄型化技術の主
流は、撮影時には光学系がカメラボディ内から突出して
いるが、携帯時には収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用
することである。沈胴式鏡筒を採用して効果的に薄型化
できる可能性を有する光学系の例としては、特開平１１
−１９４２７４、特開平１１−２８７９５３、特開２０
００−９９９７等のものがある。これらは、物体側から
順に、負の屈折力を有する第１群、正の屈折力を含む第
２群を有しており、共に変倍時には移動する。しかし、
沈胴式鏡筒を採用するとレンズ収納状態から使用状態に
立ち上げるための時間が掛かり使い勝手上好ましくな
い。また、最も物体側のレンズ群を可動とすると、防水
・防塵上好ましくない。

【０００５】

【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、沈胴式鏡筒に見られるようなカメラの使用状態への
立ち上げ時間（レンズのせり出し時間）がなく、防水・
防塵上も好ましく、また、奥行き方向が極めて薄いカメ
ラとするために、光学系の光路（光軸）をミラー等の反
射光学素子で折り曲げる構成がとりやすく、高ズーム
比、広画角、小さいＦ値、少ない収差等、高い光学仕様
性能を有しながらもレンズ枚数の少ないズームレンズを
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の１つのズームレンズは、正の屈折力を有し広
角端から望遠端にかけて変倍する際に物体側にのみ移動
する移動レンズ群Ｂと、前記移動レンズ群Ｂよりも物体
側に配され負の屈折力を有し前記変倍時に固定である変
倍時固定レンズ群Ａと、前記移動レンズ群Ｂの像側に前
記変倍時に前記移動レンズ群Ｂとは異なる軌跡で移動す
る第３のレンズ群Ｃとを有し、前記変倍時固定レンズ群
Ａは、物体側より順に、負レンズと、反射光学素子と、
前記負レンズよりも屈折力の絶対値が小さい正レンズと
にて構成されていることを特徴とするものである。

【０００７】本発明のもう１つのズームレンズは、正の
屈折力を有し広角端から望遠端にかけて変倍する際に物
体側にのみ移動する移動レンズ群Ｂと、前記移動レンズ
群Ｂよりも物体側に配され負の屈折力を有し前記変倍時
に固定である変倍時固定レンズ群Ａと、前記移動レンズ
群Ｂの像側に前記変倍時に前記移動レンズ群Ｂとは異な
る軌跡で移動する第３のレンズ群Ｃとを有し、前記変倍
時固定レンズ群Ａは、物体側より順に、負レンズ、反射
光学素子、非球面を有するプラスチックからなるメニス
カスレンズにて構成されていることを特徴とするもので
ある。

【０００８】以下に、本発明において上記構成をとる理
由と作用について説明する。

【０００９】前記目的を達成するために、本発明におい
ては、正の屈折力を有し広角端から望遠端にかけて変倍
する際に物体側にのみ移動する移動レンズ群Ｂと、その
移動レンズ群Ｂよりも物体側に配され負の屈折力を有し
変倍時に固定である変倍時固定レンズ群Ａと、移動レン
ズ群Ｂの像側に変倍時に移動レンズ群Ｂとは異なる軌跡
で移動する第３のレンズ群Ｃとを有するズームレンズを
採用している。

【００１０】さらに、以下の構成を有するズームレンズ
とすることで、第１レンズ群を固定とした場合でも、高
い光学仕様性能を有しながらも、レンズ枚数の少ない光
学系を実現している。

【００１１】変倍時固定レンズ群Ａは、物体側より順
に、１枚の負レンズと、光路を折り曲げるための反射光
学素子と、弱い屈折力の正レンズにて構成されている。

【００１２】ここでは、弱い屈折力の正レンズについ
て、レンズ群Ａの負レンズよりも屈折力の絶対値が小さ
い正レンズとして規定している。

【００１３】なお、移動レンズ群Ｂと変倍時固定レンズ
群Ａとの間に他のレンズ群が配されていても構わない。
全長短縮を行うためには、移動レンズ群Ｂと変倍時固定
レンズ群Ａとが可変の空気間隔を挟んで構成されること
がより好ましい。また、変倍時固定レンズ群Ａが、ズー
ムレンズ中の最も物体側に位置する構成とすることで、
ズームレンズの入射面の肥大化を抑えることができ、よ
り好ましい。

【００１４】さらに、移動レンズ群Ｂは、少なくとも１
面以上の非球面を有する正レンズと負レンズにて構成さ
れている。

【００１５】また、第３のレンズ群Ｃは、１枚の正レン
ズにて構成されている。

【００１６】さらには、後記の実施例２と実施例３で示
されるように、レンズ群Ａの最も像面側に配置されてい
るレンズは屈折力が弱いため、温度や湿度による物理変
化が大きいプラスチックレンズでも温度や湿度による性
能劣化が少なくて済むので、プラスチックレンズで構成
できる。また、プラスチックを使用すると、非球面レン
ズとしての加工もしやすいため、より安価で高性能なズ
ームレンズが実現できる。

【００１７】また、レンズ入射面を物体側に向けなおか
つ奥行きを薄くするには、光路折り曲げを撮影光学系の
出来るだけ物体側の位置で、しかも、光線高が低い部位
で実施するのが好ましい。また、沈胴式鏡枠の廃止や防
水といった観点から、移動群は折り曲げ位置よりも像側
とするのがよい。

【００１８】折り曲げスペースを極力小さくするために
は、折り曲げ部近傍での結像に寄与する全ての光線高が
低いのがよいことを考えると、折り曲げ部の存在する最
も物体側のレンズから変倍時に可動な群の直前までの部
分系の合成焦点距離が負であることが望ましい。

【００１９】したがって、奥行き方向を薄くするために
光路を折り曲げることは、本発明のように負の屈折力を
有する最も物体側に位置するレンズ群Ａが固定であるズ
ームレンズが実施しやすい。特に、レンズ群Ａ内に反射
光学素子を挿入して光路を折り曲げるのがよい。その場
合、レンズ群Ａは、負レンズ、光路を折り曲げるための
反射光学素子、正レンズにて構成するのがよい。

【００２０】この場合、何れのタイプでも、反射光学素
子よりも物体側に配置されたレンズの最も像面側の面か
ら、反射光学素子よりも像面側に配置されたレンズの最
も物体側の面までの空気換算光路長ｄを以下のようにす
るのがよい。

【００２１】（１） １．０＜ｄ／Ｌ＜２．０ ただし、ｄは変倍時固定レンズ群Ａにおける反射光学素
子よりも物体側に配された負レンズの最も像側の面から
反射光学素子よりも像側に配置された正レンズの最も物
体側の面までの空気換算光路長、Ｌは電子撮像素子の有
効撮像領域（略矩形）の対角長である。なお、電子撮像
素子については、広角端画角が５５°以上を含むように
使用することが前提である。

【００２２】上記条件式（１）の上限値の２．０を越え
ると、反射光学素子のプリズムを含めた物体側の光学素
子が大型化しやすく、収差補正上も不利であるし、第２
レンズ群以降の群の合成倍率が低くなり、レンズ群Ｂの
移動量が増大するか、高いズーム比を確保することが困
難となる。下限値の１．０を越えると、画像周辺部の結
像に寄与する光束が満足に像面に達しないし、あるいは
ゴーストが発生しやすい。

【００２３】なお、以下のようにするとよりよい。

【００２４】（１）’ １．１＜ｄ／Ｌ＜１．７ さらに、以下のようにすると最もよい。

【００２５】（１）” １．２＜ｄ／Ｌ＜１．５ 反射光学素子は屈折率の高い媒質のプリズムにて構成す
るのが、プリズムを含めた物体側の光学素子の小型化や
収差補正上有利である。すなわち、 （２） １．５＜ｎ_pri ただし、ｎ_pri はプリズムのｄ線に対する媒質の屈折率
である。

【００２６】反射光学素子をプリズムにて構成する場
合、その屈折率は高い方が好ましく、条件式（２）の下
限値の１．５を越えると、プリズムを含めた物体側の光
学素子が大型化しやすく、収差補正上も不利であるし、
レンズ群Ｂ以降の群の合成倍率が低くなり、レンズ群Ｂ
の移動量が増大するか、高いズーム比を確保することが
困難となる。なお、条件式（２）に上限値を定める場
合、屈折率が１．９０を越えないことが望ましい。その
上限値を越えると、全反射によるゴーストが発生しやす
くなる。さらには、上限値を１．８７、さらには１．８
４とすることがより好ましい。

【００２７】なお、以下のようにするとよりよい。

【００２８】（２）’ １．６＜ｎ_pri さらに、以下のようにすると最もよい。

【００２９】（２）” １．７＜ｎ_pri なお、何れのタイプも、近軸的屈折力配置を適切にする
ために反射面を平面以外で構成してもよい。また、反射
面の形状を自由に変えることのできる制御系を設け、そ
れでもって変倍の際に発生する焦点位置や収差の変動を
補正したり、フォーカスをしたり、変倍をするために形
状制御可能な形状可変ミラーにするのがより好ましい。
これとは別に、反射光学素子としてプリズム平面部に平
凹レンズを接合したり、プリズムの有効光線通過面ある
いは反射面を曲面で構成してもよい。また、レンズ群Ａ
の最も物体側のレンズは変倍時固定とするが、最も像面
側のレンズは移動することが比較的容易なため可動とし
てもよい。その場合、変倍時に像側に凸の軌跡を描きつ
つ移動するのがよい。

【００３０】なお、以上の各ズームレンズにおいては、
レンズ群Ａ、Ｂについて以下の条件を満足するとよい。

【００３１】 （３） １．２＜−ｆ_A ／√（ｆ_W ・ｆ_T ）＜２．４ （４） １．０＜ｆ_B ／√（ｆ_W ・ｆ_T ）＜１．８ （５） ０．４＜log γ_B ／log γ＜１．１ ただし、ｆ_A 、ｆ_B はそれぞれレンズ群Ａ、Ｂの焦点距
離、ｆ_W 、ｆ_T はそれぞれズームレンズ全系の広角端、
望遠端の焦点距離、γ、γ_B はそれぞれ、 γ＝ｆ_T ／ｆ_W γ_B ＝望遠端におけるレンズ群Ｂの倍率／広角端におけ
るレンズ群Ｂの倍率とする。

【００３２】条件式（３）は、レンズ群Ａの適切な焦点
距離の範囲を示したものである。その上限値の２．４を
越えると、十分な変倍比を確保することが困難になり、
下限値の１．２を越えると、歪曲収差等の軸外収差補正
が困難になる。

【００３３】条件式（４）は、レンズ群Ｂの適切な焦点
距離の範囲を示したものである。その上限値の１．８を
越えると、光学系全長が長くなり、下限値の１．０を越
えると、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。

【００３４】条件式（５）は、広角端から望遠端に変倍
する際のレンズ群Ｂの変倍比について規定したものであ
る。その上限値の１．１を越えると、変倍時のレンズ群
Ｂの移動量が増大し、下限値の０．４を越えると、レン
ズ群Ｂ以外の変倍作用のある群に負担がかかり、全体と
してレンズ構成枚数増加につながる。

【００３５】なお、条件（３）〜（５）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。

【００３６】 （３）’ １．４＜−ｆ_A ／√（ｆ_W ・ｆ_T ）＜２．３ （４）’ １．２＜ｆ_B ／√（ｆ_W ・ｆ_T ）＜１．６ （５）’ ０．５＜log γ_B ／log γ＜１．０ さらに、条件（３）〜（５）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。

【００３７】 （３）” １．６＜−ｆ_A ／√（ｆ_W ・ｆ_T ）＜２．２ （４）” １．３＜ｆ_B ／√（ｆ_W ・ｆ_T ）＜１．５ （５）” ０．６＜log γ_B ／log γ＜０．９ さらに、レンズ群Ａに屈折力の弱いレンズを使用する場
合、以下の限定を加えると、より一層高い仕様性能・簡
素な構成の折り曲げズームレンズを得ることができ、撮
像装置のさらなる薄型化に寄与する。

【００３８】 （６） −０．３＜ｆ₁₁／ｆ₁₂＜０．１ ただし、ｆ₁₁、ｆ₁₂はそれぞれ変倍時固定レンズ群Ａに
おける反射光学素子よりも物体側の負レンズ、像側の正
レンズの焦点距離である。

【００３９】条件（６）の上限の０．１、下限の−０．
３何れを越えても、折り曲げ光学素子が大型化しやす
い。

【００４０】なお、以下のようにするとよりよい。

【００４１】 （６）’ −０．２＜ｆ₁₁／ｆ₁₂＜０．０５ さらに、以下のようにすると最もよい。

【００４２】 （６）” −０．１＜ｆ₁₁／ｆ₁₂＜０．０２ さらに、移動レンズ群Ｂについて、以下の条件（７）を
満たすとよい。

【００４３】 （７） ０．５＜（Ｒ_22F ＋Ｒ_22R ）／（Ｒ_22F −Ｒ_22R ）＜２．８ ただし、Ｒ_22F 、Ｒ_22R はそれぞれ移動レンズ群Ｂの最
も像側のレンズ成分における最物体側面、最像側面の光
軸上の曲率半径であり、ここでレンズ成分とは、光路に
沿って物体側と像側のみで空気と接したレンズを１単位
とし、単レンズ又は接合レンズを意味する。

【００４４】条件（７）の上限の２．８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、レンズ群Ｂ内の２つのレンズによる相対的な偏心
感度が大きくなり組み立てが困難となる。下限の０．５
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。

【００４５】なお、以下のようにするとよりよい。

【００４６】 （７）’ ０．７＜（Ｒ_22F ＋Ｒ_22R ）／（Ｒ_22F −Ｒ_22R ）＜２．４ さらに、以下のようにすると最もよい。

【００４７】 （７）” ０．８＜（Ｒ_22F ＋Ｒ_22R ）／（Ｒ_22F −Ｒ_22R ）＜２．１ さらには、色収差補正に関する条件（８）を満たすとよ
い。

【００４８】（８） １４＜ν₂₁−ν₂₂ ただし、ν₂₁、ν₂₂はそれぞれ移動レンズ群Ｂの物体側
レンズ、像側レンズの媒質のｄ線基準でのアッベ数であ
る。

【００４９】この条件（８）の下限値の１４を越える
と、軸上色収差が補正不足になりやすい。この条件
（８）にあえて上限を設けるとすれば、７０を越えない
ことにすると、材料を低価格に構成できて好ましい。

【００５０】なお、以下のようにするとよりよい。

【００５１】（８）’ １８＜ν₂₁−ν₂₂ さらに、以下のようにすると最もよい。

【００５２】（８）” ２２＜ν₂₁−ν₂₂ さらに、以下の条件のようにするとよりよい。

【００５３】 （９） −１．０＜（Ｒ_21F ＋Ｒ_21R ）／（Ｒ_21F −Ｒ_21R ）＜０．４ （10） −２．０＜Ｌ／ｆ₂₂＜−０．２ ただし、Ｒ_21F 、Ｒ_21R はそれぞれ移動レンズ群Ｂの物
体側レンズ成分における最物体側面、最像側面の光軸上
の曲率半径であり、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域の
対角長、ｆ₂₂は移動レンズ群Ｂの像側レンズ成分の焦点
距離である。ここでレンズ成分とは、光路に沿って物体
側と像側のみで空気と接したレンズを１単位とし、単レ
ンズ又は接合レンズを意味する。

【００５４】収差補正の面ではレンズ群Ａが負の屈折力
を有することで、レンズ群Ｂに発散光束が入射する関係
上、物体側正レンズ成分の光軸近傍での形状ファクター
条件（９）は、その上限の０．４、下限の−１．０どち
らを越えた場合でも、レンズ群Ｂの物体側に複数の非球
面を導入すしても球面収差が補正困難になる。

【００５５】条件（１０）の下限値の−２．０を越える
と、射出瞳位置が像面に接近してシェーディングを引き
起こしやすく、また、レンズ群Ｂ内の２つの成分間の偏
心敏感度が大きくなりやすい。上限値の−０．２を越え
ると、小型で高いズーム比を確保し難い。

【００５６】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。

【００５７】 （９）’ −０．８＜（Ｒ_21F ＋Ｒ_21R ）／（Ｒ_21F −Ｒ_21R ）＜０．２ （10）’ −１．７＜Ｌ／ｆ₂₂＜−０．５ 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。

【００５８】 （９）” −０．６＜（Ｒ_21F ＋Ｒ_21R ）／（Ｒ_21F −Ｒ_21R ）＜０．１５ （10）” −１．６＜Ｌ／ｆ₂₂＜−０．９ さらに、第３のレンズ群Ｃについて以下の条件を満たす
とよい。

【００５９】（11） ０．０＜Ｌ／ｆ_C ＜０．８ ただし、ｆ_C は第３のレンズ群Ｃの焦点距離、Ｌは電子
撮像素子の有効撮像領域の対角長である。

【００６０】この条件（１１）の下限値の０．０を越え
ると、広角端での射出瞳位置が像面に近づきやすく、ま
た、上限値の０．８を越えると、変倍時の射出瞳位置の
変動量が大きくなりすぎ、何れもシェーディングの原因
となりやすい。

【００６１】なお、以下のようにするとよりよい。

【００６２】（11）’ ０．２＜Ｌ／ｆ_C ＜０．８ さらに、以下のようにすると最もよい。

【００６３】（11）” ０．４＜Ｌ／ｆ_C ＜０．８ 以上の本発明によるズームレンズは、変倍比が１．８よ
り大であり５．０よりも小であることが望ましい。１．
８を越えると、変倍比が小さくなり一般的に要求される
変倍比がとはならず、一方、上限の５．０を越えると、
レンズ移動量が大となり、光路を折り曲げた方向でのコ
ンパクト化が難しくなる。

【００６４】なお、本発明によるズームレンズは、物体
側から順に、変倍時固定レンズ群Ａ、移動レンズ群Ｂ、
第３のレンズ群Ｃの３つのレンズ群から構成することが
できる。このように３つのレンズ群にて構成すること
で、コンパクト化が達成される。

【００６５】また、本発明によるズームレンズのフォー
カスについては、レンズ群Ｂの移動でも可能だが、望遠
端におけるフォーカシングスペースの余裕上、第３のレ
ンズ群Ｃで行う方が好ましい。

【００６６】なお、上記の各条件式の限定は、それぞれ
の上限値のみの限定、あるいは、下限値のみの限定でも
当然に適用できる。また、後記の各実施例のこれの条件
式に対応する値も、各条件式の上限又は下限まで変更し
得るものである。

【００６７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のズームレンズの実
施例１〜３について説明する。実施例１〜３の無限遠物
点合焦時の広角端（ａ）、望遠端（ｂ）でのレンズ断面
図をそれぞれ図１〜図３に示す。各図中、第１レンズ群
はＧ１、絞りはＳ、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群
はＧ３、光学的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。また、第１レンズ群中Ｇ１中の光路折
り曲げプリズムを展開した平行平板はＰで示してある。
なお、近赤外シャープカットコートについては、例えば
光学的ローパスフィルターＬＦに直接コートを施こして
もよく、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置し
てもよく、あるいは、透明平板の入射面に近赤外シャー
プカットコートしたものを用いてもよい。

【００６８】光路折り曲げプリズムＰは、代表例として
例えば実施例２のズームレンズの広角端無限遠物点合焦
時の折り曲げ時における光路図を図４に示すように、光
路を９０°折り曲げる反射プリズムとして構成される。

【００６９】実施例１のズームレンズは、図１に示すよ
うに、両凹負レンズと、光路折り曲げプリズムＰと、物
体側に凸の正メニスカスレンズとからなる第１レンズ群
Ｇ１、開口絞りＳ、両凸正レンズと、両凹負レンズとか
らなる第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる第
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は固定で、第２レンズ群Ｇ２は
開口絞りＳと共に物体側へ移動し、像面側へ移動する。

【００７０】非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レン
ズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの物
体側の面、両凹負レンズの両面、第３レンズ群Ｇ３の像
面側の面の５面に用いられている。

【００７１】実施例２のズームレンズは、図２に示すよ
うに、平凹負レンズと、光路折り曲げプリズムＰと、物
体側に凸の正メニスカスレンズとからなる第１レンズ群
Ｇ１、開口絞りＳ、両凸正レンズと、物体側に凸の負メ
ニスカスレンズとからなる第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は固定で、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと共
に物体側へ移動し、像面側へ移動する。

【００７２】非球面は、第１レンズ群Ｇ１の正メニスカ
スレンズの両面、第２レンズ群Ｇ２の両凸正レンズの両
面、第３レンズ群Ｇ３の像面側の面の５面に用いられて
いる。

【００７３】実施例３のズームレンズは、図３に示すよ
うに、物体側に凸の負メニスカスレンズと、光路折り曲
げプリズムＰと、物体側に凸のメニスカスレンズとから
なる第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、両凸正レンズと、
物体側に凸の負メニスカスレンズとからなる第２レンズ
群Ｇ２、平凸正レンズ１枚からなる第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は固定で、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと共に
物体側へ移動し、像面側へ移動する。

【００７４】非球面は、第１レンズ群Ｇ１の光路折り曲
げプリズムＰ直後のメニスカスレンズの両面、第２レン
ズ群Ｇ２の両凸正レンズの両面の４面に用いられてい
る。

【００７５】なお、以上の実施例１〜３の第１レンズ群
Ｇ１が本発明のレンズ群Ａを、第２レンズ群Ｇ２が本発
明のレンズ群Ｂを、第３レンズ群Ｇ３が本発明のレンズ
群Ｃを構成している。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】 実施例１ ｒ₁ = -68.745 ｄ₁ = 1.00 ｎ_d1 =1.49700 ν_d1 =81.54 ｒ₂ = 9.526 （非球面） ｄ₂ = 2.15 ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 12.50 ｎ_d2 =1.78590 ν_d2 =44.20 ｒ₄ = ∞ ｄ₄ = 0.10 ｒ₅ = 15.276 ｄ₅ = 1.46 ｎ_d3 =1.84666 ν_d3 =23.78 ｒ₆ = 16.094 ｄ₆ = （可変） ｒ₇ = ∞（絞り） ｄ₇ = 0.50 ｒ₈ = 8.164 （非球面） ｄ₈ = 4.57 ｎ_d4 =1.72916 ν_d4 =54.68 ｒ₉ = -6.072 ｄ₉ = 0.10 ｒ₁₀= -45.541 （非球面） ｄ₁₀= 2.87 ｎ_d5 =1.67270 ν_d5 =32.10 ｒ₁₁= 3.363 （非球面） ｄ₁₁= （可変） ｒ₁₂= 13.441 ｄ₁₂= 4.77 ｎ_d6 =1.48749 ν_d6 =70.23 ｒ₁₃= -6.927 （非球面） ｄ₁₃= （可変） ｒ₁₄= ∞ ｄ₁₄= 1.44 ｎ_d7 =1.54771 ν_d7 =62.84 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.80 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.80 ｎ_d8 =1.51633 ν_d8 =64.14 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 0.99 ｒ₁₈= ∞（像面） 非球面係数 第２面 Ｋ = 0.000 A₄ =-1.47020×10^-4 A₆ =-1.59222×10^-6 A₈ =-6.66878×10^-9 A₁₀= 0.000 第８面 Ｋ = 0.000 A₄ =-6.94821×10^-4 A₆ =-2.86561×10^-5 A₈ =-4.95151×10^-6 A₁₀= 0.000 第１０面 Ｋ = 0.000 A₄ =-3.19713×10^-3 A₆ = 8.56764×10^-5 A₈ = 5.81075×10^-6 A₁₀= 0.000 第１１面 Ｋ = 0.000 A₄ =-5.77833×10^-3 A₆ = 8.21103×10^-5 A₈ =-8.65867×10^-6 A₁₀= 0.000 第１３面 Ｋ = 0.000 A₄ = 1.34319×10^-3 A₆ =-2.07768×10^-5 A₈ = 4.03234×10^-7 A₁₀= 0.000 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 5.953 8.441 12.014 Ｆ_NO 2.88 3.66 4.50 ω (°) 30.8 22.6 16.3 ｄ₆ 9.19 5.25 0.71 ｄ₁₁ 1.00 5.52 10.02 ｄ₁₃ 0.83 0.24 0.30 。

【００７９】 実施例２ ｒ₁ = ∞ ｄ₁ = 1.00 ｎ_d1 =1.49700 ν_d1 =81.54 ｒ₂ = 7.168 ｄ₂ = 2.16 ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 12.50 ｎ_d2 =1.78590 ν_d2 =44.20 ｒ₄ = ∞ ｄ₄ = 0.10 ｒ₅ = 13.350 （非球面） ｄ₅ = 1.20 ｎ_d3 =1.58423 ν_d3 =30.49 ｒ₆ = 14.266 （非球面） ｄ₆ = （可変） ｒ₇ = ∞（絞り） ｄ₇ = 0.50 ｒ₈ = 5.505 （非球面） ｄ₈ = 2.42 ｎ_d4 =1.74330 ν_d4 =49.33 ｒ₉ = -17.881 （非球面） ｄ₉ = 0.13 ｒ₁₀= 11.191 ｄ₁₀= 0.95 ｎ_d5 =1.78472 ν_d5 =25.68 ｒ₁₁= 3.725 ｄ₁₁= （可変） ｒ₁₂= -92.855 ｄ₁₂= 1.74 ｎ_d6 =1.51633 ν_d6 =64.14 ｒ₁₃= -8.024 （非球面） ｄ₁₃= （可変） ｒ₁₄= ∞ ｄ₁₄= 1.44 ｎ_d7 =1.54771 ν_d7 =62.84 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.80 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.80 ｎ_d8 =1.51633 ν_d8 =64.14 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 1.00 ｒ₁₈= ∞（像面） 非球面係数 第５面 Ｋ = 0.000 A₄ = 1.24207×10^-3 A₆ =-1.46468×10^-5 A₈ = 3.63201×10^-6 A₁₀= 0.000 第６面 Ｋ = 0.000 A₄ = 1.14608×10^-3 A₆ =-2.98360×10^-5 A₈ = 6.98137×10^-6 A₁₀= 0.000 第８面 Ｋ = 0.000 A₄ =-1.23629×10^-3 A₆ =-1.01450×10^-4 A₈ = 6.25603×10^-6 A₁₀=-1.13189×10^-6 第９面 Ｋ = 0.000 A₄ =-5.48829×10^-4 A₆ =-8.02445×10^-5 A₈ = 1.81128×10^-7 A₁₀=-4.99203×10^-7 第１３面 Ｋ = 0.000 A₄ = 7.76316×10^-4 A₆ = 9.12348×10^-8 A₈ =-1.74080×10^-7 A₁₀= 0.000 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 6.010 8.437 12.077 Ｆ_NO 2.80 3.52 4.43 ω (°) 32.1 23.0 16.3 ｄ₆ 8.70 5.12 1.46 ｄ₁₁ 4.30 9.42 14.34 ｄ₁₃ 3.16 1.61 0.37 。

【００８０】 実施例３ ｒ₁ = 47.403 ｄ₁ = 1.00 ｎ_d1 =1.49700 ν_d1 =81.54 ｒ₂ = 6.426 ｄ₂ = 2.59 ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 12.50 ｎ_d2 =1.78590 ν_d2 =44.20 ｒ₄ = ∞ ｄ₄ = 0.10 ｒ₅ = 45.064 （非球面） ｄ₅ = 1.20 ｎ_d3 =1.58423 ν_d3 =30.49 ｒ₆ = 41.299 （非球面） ｄ₆ = （可変） ｒ₇ = ∞（絞り） ｄ₇ = 0.50 ｒ₈ = 4.982 （非球面） ｄ₈ = 2.86 ｎ_d4 =1.74330 ν_d4 =49.33 ｒ₉ = -19.763 （非球面） ｄ₉ = 0.30 ｒ₁₀= 10.671 ｄ₁₀= 0.80 ｎ_d5 =1.78472 ν_d5 =25.68 ｒ₁₁= 3.312 ｄ₁₁= （可変） ｒ₁₂= ∞ ｄ₁₂= 2.00 ｎ_d6 =1.51633 ν_d6 =64.14 ｒ₁₃= -9.083 ｄ₁₃= （可変） ｒ₁₄= ∞ ｄ₁₄= 1.44 ｎ_d7 =1.54771 ν_d7 =62.84 ｒ₁₅= ∞ ｄ₁₅= 0.80 ｒ₁₆= ∞ ｄ₁₆= 0.80 ｎ_d8 =1.51633 ν_d8 =64.14 ｒ₁₇= ∞ ｄ₁₇= 1.02 ｒ₁₈= ∞（像面） 非球面係数 第５面 Ｋ = 0.000 A₄ = 9.84126×10^-4 A₆ =-1.87411×10^-5 A₈ = 3.49505×10^-6 A₁₀= 0.000 第６面 Ｋ = 0.000 A₄ = 7.42301×10^-4 A₆ =-3.81867×10^-5 A₈ = 6.23611×10^-6 A₁₀= 0.000 第８面 Ｋ = 0.000 A₄ =-1.03059×10^-3 A₆ =-3.70672×10^-5 A₈ = 1.33030×10^-7 A₁₀=-3.18164×10^-7 第９面 Ｋ = 0.000 A₄ = 1.22680×10^-4 A₆ = 3.61206×10^-5 A₈ =-1.91324×10^-5 A₁₀= 1.13751×10^-6 ズームデータ（∞） ＷＥ ＳＴ ＴＥ ｆ (mm) 6.071 8.435 12.065 Ｆ_NO 2.89 3.61 4.54 ω (°) 32.2 23.9 17.2 ｄ₆ 8.42 5.10 1.46 ｄ₁₁ 3.47 8.29 12.92 ｄ₁₃ 2.86 1.33 0.37 。

【００８１】以上の実施例１の無限遠物点合焦時の収差
図を図５に示す。この収差図において、（ａ）は広角
端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収
差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。

【００８２】次に、上記各実施例における条件（（１）
〜（１１）に関する値を示す。

【００８３】 実施例１ 実施例２ 実施例３ Ｌ 7.2 7.2 7.2 ｄ／Ｌ 1.284 1.286 1.346 ｎ_pri 1.7859 1.7859 1.7859 −ｆ_A ／√（ｆ_W ・ｆ_T ） 2.183 1.815 1.7 ｆ_B ／√（ｆ_W ・ｆ_T ） 1.495 1.418 1.34 log γ_B ／log γ 0.846 0.670 0.717 ｆ₁₁／ｆ₁₂ -0.086 -0.06 0.016 （Ｒ_22F ＋Ｒ_22R ）／ （Ｒ_22F −Ｒ_22R ） 0.862 1.998 1.9 ν₂₁−ν₂₂ 22.58 23.65 23.65 （Ｒ_21F ＋Ｒ_21R ）／ （Ｒ_21F −Ｒ_21R ） 0.147 -0.529 -0.597 Ｌ／ｆ₂₂ -1.583 -0.955 -1.12 Ｌ／ｆ_C 0.709 0.426 0.409 。

【００８４】ここで、電子撮像素子の有効撮像面の対角
長Ｌと画素間隔ａについて説明しておく。図６は、電子
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９）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。

【００８５】以上の各実施例において、最終レンズ群の
像側には、近赤外カットフィルター又は近赤外カットコ
ート面を入射面側に施した光学的ローパスフィルターＬ
Ｆを有している。この近赤外カットフィルター、近赤外
カットコート面は、波長６００ｎｍでの透過率が８０％
以上、波長７００ｎｍでの透過率が１０％以下となるよ
うに構成されている。具体的には、例えば次のような２
７層の層構成からなる多層膜である。ただし、設計波長
は７８０ｎｍである。

【００８６】 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 。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】さて、以上のような本発明の電子撮像装置
は、ズームレンズ等の結像光学系で物体像を形成しその
像をＣＣＤや銀塩フィルムといった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。

【０１０３】図１１〜図１３は、本発明による結像光学
系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４６、
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２の光路折り曲げズーム
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、近赤外カットフィルターと光学
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５２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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。あるいは、省いてもよい。

【０１０７】次に、本発明の結像光学系が対物光学系と
して内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンが図
１４〜図１６に示される。図１４はパソコン３００のカ
バーを開いた前方斜視図、図１５はパソコン３００の撮
影光学系３０３の断面図、図１６は図１４の状態の側面
図である。図１４〜図１６に示されるように、パソコン
３００は、外部から繰作者が情報を入力するためのキー
ボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手
段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作
者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３と
を有している。ここで、モニター３０２は、図示しない
バックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素
子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示
素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図
中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵
されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周
囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。

【０１０８】この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４
上に、本発明による例えば実施例２の光路折り曲げズー
ムレンズからなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮
像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン
３００に内蔵されている。

【０１０９】ここで、撮像素子チップ１６２上には光学
的ローパスフィルターＬＦが付加的に貼り付けられて撮
像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１
１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取
り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像
素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要で
あり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先
端（図示略）には、対物レンズ１１２を保護するための
カバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１
３中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。

【０１１０】撮像素子チップ１６２で受光された物体像
は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に
入力され、電子画像としてモニター３０２に表示され
る、図１４には、その一例として、操作者の撮影された
画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、
処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔
地から通信相手のパソコンに表示されることも可能であ
る。

【０１１１】次に、本発明の結像光学系が撮影光学系と
して内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持
ち運びに便利な携帯電話が図１７に示される。図１７
（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１７（ｂ）は側面
図、図１７（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。
図１７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４０
０は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１
と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作
者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身
や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモ
ニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信
と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、
入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有し
ている。ここで、モニター４０４は液晶表示素子であ
る。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限
られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上
に配置された本発明による例えば実施例２の光路折り曲
げズームレンズからなる対物レンズ１１２と、物体像を
受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これら
は、携帯電話４００に内蔵されている。

【０１１２】ここで、撮像素子チップ１６２上には光学
的ローパスフィルターＬＦが付加的に貼り付けられて撮
像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１
１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取
り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像
素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要で
あり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先
端（図示略）には、対物レンズ１１２を保護するための
カバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１
３中のズームレンズの駆動機構等は図示を省いてある。

【０１１３】撮影素子チップ１６２で受光された物体像
は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入
力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信
相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通
信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で
受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換す
る信号処理機能が処理手段には含まれている。

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

【０１１５】〔１〕 正の屈折力を有し広角端から望遠
端にかけて変倍する際に物体側にのみ移動する移動レン
ズ群Ｂと、前記移動レンズ群Ｂよりも物体側に配され負
の屈折力を有し前記変倍時に固定である変倍時固定レン
ズ群Ａと、前記移動レンズ群Ｂの像側に前記変倍時に前
記移動レンズ群Ｂとは異なる軌跡で移動する第３のレン
ズ群Ｃとを有し、前記変倍時固定レンズ群Ａは、物体側
より順に、負レンズと、反射光学素子と、前記負レンズ
よりも屈折力の絶対値が小さい正レンズとにて構成され
ていることを特徴とするズームレンズ。

【０１１６】〔２〕 正の屈折力を有し広角端から望遠
端にかけて変倍する際に物体側にのみ移動する移動レン
ズ群Ｂと、前記移動レンズ群Ｂよりも物体側に配され負
の屈折力を有し前記変倍時に固定である変倍時固定レン
ズ群Ａと、前記移動レンズ群Ｂの像側に前記変倍時に前
記移動レンズ群Ｂとは異なる軌跡で移動する第３のレン
ズ群Ｃとを有し、前記変倍時固定レンズ群Ａは、物体側
より順に、負レンズ、反射光学素子、非球面を有するプ
ラスチックからなるメニスカスレンズにて構成されてい
ることを特徴とするズームレンズ。

【０１１７】〔３〕 前記移動レンズ群Ｂは少なくとも
１面以上の非球面を有する正レンズと負レンズにて構成
されてい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のレンズ群Ｃが１枚の正
レンズにて構成され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〕 前記反射光学素子が以下の条件
（２）を満足するプリズムにて構成されることを特徴と
する上記１から４の何れか１項記載のズームレンズ。

【０１２０】（２） １．５＜ｎ_pri ただし、ｎ_pri はプリズムのｄ線に対する媒質の屈折率
である。

【０１２１】〔６〕 前記変倍時固定レンズ群Ａを最も
物体側に配した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】〔７〕 前記変倍時固定レンズ群Ａの入射
面から前記移動レンズ群Ｂの直前のレンズ面までの合成
焦点距離が負であ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。

【０１２３】〔８〕 以下の条件式（３）、（４）を満
足することを特徴とする上記１乃至７の何れか１項記載
のズームレンズ。

【０１２４】 （３） １．２＜−ｆ_A ／√（ｆ_W ・ｆ_T ）＜２．４ （４） １．０＜ｆ_B ／√（ｆ_W ・ｆ_T ）＜１．８ ただし、ｆ_A 、ｆ_B はそれぞれレンズ群Ａ、Ｂの焦点距
離、ｆ_W 、ｆ_T はそれぞれズームレンズ全系の広角端、
望遠端の焦点距離である。

【０１２５】

〔９〕 以下の条件式（５）を満足するこ
とを特徴とする上記８記載のズームレンズ。

【０１２６】 （５） ０．４＜log γ_B ／log γ＜１．１ ただし、ｆ_W 、ｆ_T はそれぞれズームレンズ全系の広角
端、望遠端の焦点距離とし、γ、γ_B はそれぞれ、 γ＝ｆ_T ／ｆ_W γ_B ＝望遠端におけるレンズ群Ｂの倍率／広角端におけ
るレンズ群Ｂの倍率とする。

【０１２７】〔１０〕 以下の条件式（６）を満足する
ことを特徴とする上記１から９の何れか１項記載のズー
ムレンズ。

【０１２８】（６） −０．３＜ｆ₁₁／ｆ₁₂＜０．１ ただし、ｆ₁₁、ｆ₁₂はそれぞれ変倍時固定レンズ群Ａに
おける反射光学素子よりも物体側の負レンズ、像側の正
レンズの焦点距離である。

【０１２９】〔１１〕 以下の条件式（７）を満足する
ことを特徴とする上記１から１０の何れか１項記載のズ
ームレンズ。

【０１３０】 （７） ０．５＜（Ｒ_22F ＋Ｒ_22R ）／（Ｒ_22F −Ｒ_22R ）＜２．８ ただし、Ｒ_22F 、Ｒ_22R はそれぞれ移動レンズ群Ｂの最
も像側のレンズ成分における最物体側面、最像側面の光
軸上の曲率半径であり、ここでレンズ成分とは、光路に
沿って物体側と像側のみで空気と接したレンズを１単位
とし、単レンズ又は接合レンズを意味する。

【０１３１】〔１２〕 前記移動レンズ群Ｂが物体側レ
ンズと像側レンズの２つのレンズで構成され、以下の条
件式（８）を満足することを特徴とする上記１から１１
の何れか１項記載のズームレンズ。

【０１３２】（８） １４＜ν₂₁−ν₂₂ ただし、ν₂₁、ν₂₂はそれぞれ移動レンズ群Ｂの物体側
レンズ、像側レンズの媒質のｄ線基準でのアッベ数であ
る。

【０１３３】〔１３〕 変倍比が１．８より大であり
５．０よりも小であることを特徴とする上記１から１２
の何れか１項記載のズームレンズ。

【０１３４】〔１４〕 物体側から順に、前記変倍時固
定レンズ群Ａ、前記移動レンズ群Ｂ、前記第３のレンズ
群Ｃの３つのレンズ群からなることを特徴とする上記１
から１３の何れか１項記載のズームレンズ。

【０１３５】〔１５〕 上記１から１４の何れか１項記
載のズームレンズと、その像側に配された電子撮像素子
とを有することを特徴とする電子撮像装置。

【０１３６】〔１６〕 前記変倍時固定レンズ群Ａは、
以下の条件（１）を満足することを特徴とする上記１５
記載の電子撮像装置。

【０１３７】（１） １．０＜ｄ／Ｌ＜２．０ ただし、ｄは変倍時固定レンズ群Ａにおける反射光学素
子よりも物体側に配された負レンズの最も像側の面から
反射光学素子よりも像側に配置された正レンズの最も物
体側の面までの空気換算光路長、Ｌは電子撮像素子の有
効撮像領域の対角長である。

【０１３８】〔１７〕 前記ズームレンズの広角端画角
が５５°以上であることを特徴とする上記１６記載の電
子撮像装置。

【０１３９】〔１８〕 前記ズームレンズの前記移動レ
ンズ群Ｂが物体側レンズ成分と像側レンズ成分の２つの
レンズ成分からなり、以下の条件式（９）、（１０）を
満足することを特徴とする上記１５記載の電子撮像装
置。

【０１４０】 （９） −１．０＜（Ｒ_21F ＋Ｒ_21R ）／（Ｒ_21F −Ｒ_21R ）＜０．４ （10） −２．０＜Ｌ／ｆ₂₂＜−０．２ ただし、Ｒ_21F 、Ｒ_21R はそれぞれ移動レンズ群Ｂの物
体側レンズ成分における最物体側面、最像側面の光軸上
の曲率半径であり、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域の
対角長、ｆ₂₂は移動レンズ群Ｂの像側レンズ成分の焦点
距離である。

【０１４１】〔１９〕 以下の条件式（１１）を満足す
ることを特徴とする上記１５記載の電子撮像装置。

【０１４２】（11） ０．０＜Ｌ／ｆ_C ＜０．８ ただし、ｆ_C は第３のレンズ群Ｃの焦点距離、Ｌは電子
撮像素子の有効撮像領域の対角長である。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、ミ
ラー等の反射光学素子を光路中に挿入してズームレンズ
系の光路（光軸）を折り曲げる構成とし、諸々の工夫を
入れることにより、高ズーム比、広画角、小さいＦ値、
少ない収差等、高い光学仕様性能を確保しながらもレン
ズ枚数が少なく、沈胴式鏡筒に見られるようなカメラの
使用状態への立ち上げ時間（レンズのせり出し時間）が
なく、防水・防塵上も好ましく、奥行き方向が極めて薄
いカメラとすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のズームレンズの実施例１の無限遠物点
合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）
でのレンズ断面図である。

【図２】実施例２のズームレンズの図１と同様のレンズ
断面図である。

【図３】実施例３のズームレンズの図１と同様のレンズ
断面図である。

【図４】実施例２のズームレンズの広角端無限遠物点合
焦時の折り曲げ時における光路図である。

【図５】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。

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

【図７】近赤外シャープカットコートの一例の透過率特
性を示す図である。

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

【図９】補色モザイクフィルターの色フィルター配置を
示す図である。

【図１０】補色モザイクフィルターの波長特性の一例を
示す図である。

【図１１】本発明による光路折り曲げズーム光学系を組
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。

【図１４】本発明による光路折り曲げズーム光学系を対
物光学系として組み込れたパソコンのカバーを開いた前
方斜視図である。

【図１５】パソコンの撮影光学系の断面図である。

【図１６】図１４の状態の側面図である。

【図１７】本発明による光路折り曲げズーム光学系を対
物光学系として組み込れた携帯電話の正面図、側面図、
その撮影光学系の断面図である。

【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 Ｐ…光路折り曲げプリズム Ｓ…開口絞り ＬＦ…光学的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 １１２…対物レンズ １１３…鏡枠 １１４…カバーガラス １６０…撮像ユニット １６２…撮像素子チップ １６６…端子 ３００…パソコン ３０１…キーボード ３０２…モニター ３０３…撮影光学系 ３０４…撮影光路 ３０５…画像 ４００…携帯電話 ４０１…マイク部 ４０２…スピーカ部 ４０３…入力ダイアル ４０４…モニター ４０５…撮影光学系 ４０６…アンテナ ４０７…撮影光路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 GA04 GA11 GA24 GA46 2H087 KA01 PA05 PA17 PB05 QA01 QA07 QA17 QA18 QA19 QA21 QA25 QA32 QA33 QA34 QA42 QA45 RA05 RA12 RA13 RA36 RA41 RA42 RA43 RA44 SA12 SA16 SA19 SA63 SA64 SA72 SB03 SB13 SB22 UA01 5C022 AA13 AB66 AC42 AC54

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正の屈折力を有し広角端から望遠端にか
   けて変倍する際に物体側にのみ移動する移動レンズ群Ｂ
   と、前記移動レンズ群Ｂよりも物体側に配され負の屈折
   力を有し前記変倍時に固定である変倍時固定レンズ群Ａ
   と、前記移動レンズ群Ｂの像側に前記変倍時に前記移動
   レンズ群Ｂとは異なる軌跡で移動する第３のレンズ群Ｃ
   とを有し、 前記変倍時固定レンズ群Ａは、物体側より順に、負レン
   ズと、反射光学素子と、前記負レンズよりも屈折力の絶
   対値が小さい正レンズとにて構成されていることを特徴
   とするズームレンズ。
2. 【請求項２】 正の屈折力を有し広角端から望遠端にか
   けて変倍する際に物体側にのみ移動する移動レンズ群Ｂ
   と、前記移動レンズ群Ｂよりも物体側に配され負の屈折
   力を有し前記変倍時に固定である変倍時固定レンズ群Ａ
   と、前記移動レンズ群Ｂの像側に前記変倍時に前記移動
   レンズ群Ｂとは異なる軌跡で移動する第３のレンズ群Ｃ
   とを有し、 前記変倍時固定レンズ群Ａは、物体側より順に、負レン
   ズ、反射光学素子、非球面を有するプラスチックからな
   るメニスカスレンズにて構成されていることを特徴とす
   るズームレンズ。
3. 【請求項３】 前記移動レンズ群Ｂは少なくとも１面以
   上の非球面を有する正レンズと負レンズにて構成されて
   いることを特徴とする請求項１又は２記載のズームレン
   ズ。
4. 【請求項４】 前記第３のレンズ群Ｃが１枚の正レンズ
   にて構成されることを特徴とする請求項１から３の何れ
   か１項記載のズームレンズ。
5. 【請求項５】 請求項１から４の何れか１項記載のズー
   ムレンズと、その像側に配された電子撮像素子とを有す
   ることを特徴とする電子撮像装置。