JP2003329931A - 電子撮像装置及び電子撮像装置に用いるズームレンズ - Google Patents

電子撮像装置及び電子撮像装置に用いるズームレンズ

Info

Publication number
JP2003329931A
JP2003329931A JP2002134439A JP2002134439A JP2003329931A JP 2003329931 A JP2003329931 A JP 2003329931A JP 2002134439 A JP2002134439 A JP 2002134439A JP 2002134439 A JP2002134439 A JP 2002134439A JP 2003329931 A JP2003329931 A JP 2003329931A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
image pickup
lens group
electronic image
object side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002134439A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003329931A5 (ja
JP4197888B2 (ja
Inventor
Shinichi Mihara
伸一 三原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2002134439A priority Critical patent/JP4197888B2/ja
Publication of JP2003329931A publication Critical patent/JP2003329931A/ja
Publication of JP2003329931A5 publication Critical patent/JP2003329931A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4197888B2 publication Critical patent/JP4197888B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】立ち上げ時間がなく、防水・防塵上も好まし
く、奥行き方向の極めて薄いカメラを実現でき、駆動機
構も単純で、将来の撮像素子の小型化に比例して小形化
し易いズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置を提
供する。 【解決手段】ズームレンズは、物体側から順に、変倍時
に位置が固定のレンズ群G1、広角端から望遠端に変倍
する際に一方向にのみ移動する正のレンズ群G2を有す
る。レンズ群G1は、物体側から順に、負の前側副群、
光路を折り曲げるための反射面を持つ反射光学素子R
1、後側副群を有し、次の条件式を満足する。 1.4 < d/L < 2.7 1.2< −βVRt < 2.8 ただし、dは前側副群の最も像側の面頂から後側副群の
最も物体側の面頂までの距離、Lは電子撮像素子の有効
撮像領域の対角長、βVRtはレンズ群G1よりも像側の
全レンズ群の無限遠物点合焦時における望遠端での合成
倍率である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子撮像装置及び
それに用いるズームレンズに関し、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
像装置及びそれに用いるズームレンズに関するものであ
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。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。
【0003】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号公
報、特開平11−287953号公報、特開2000−
9997号公報等に記載のものがある。これらは、物体
側から順に負の屈折力を有する第1群と、正の屈折力を
有する第2群を有し、第1群、第2群共に変倍時には移
動する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】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。なお、レンズ部品の厚み方向には加工限界サイ
ズという物理的制約があり、また、沈胴式鏡筒の長さは
レンズ部品の厚みで決まってしまう関係上、今後、撮像
素子のさらなる小型化が実現しても、それに比例したカ
メラの奥行き方向の薄型化は期待できない。
【0005】一方、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)
をミラーなど反射光学素子で折り曲げる構成も考えられ
る。この場合は、奥行き方向は薄くできても、折り曲げ
た後の光路全長が長くなるため、奥行き以外の寸法が大
きくなりがちである。しかし、この光路を折り曲げる構
成は、今後、撮像素子のさらなる小型化が実現するとそ
れに比例して薄くできることが期待できる。ただし、一
方では、撮像素子の小型化による回折の影響を考慮する
必要がある。
【0006】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ことが可能
であり、駆動機構も単純で小型化しやすく、将来の撮像
素子の小型化に比例して小さくすることが容易なズーム
レンズ及びズームレンズを用いた電子撮像装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】上記目的を達成するため、本第1の発明に
よる電子撮像装置は、ズームレンズとその像側に配置さ
れた電子撮像素子を有する電子撮像装置であって、前記
ズームレンズが、正の屈折力を有し広角端から望遠端に
変倍する際に一方向にのみ移動する第1移動レンズ群を
少なくとも1つ含み、前記第1移動レンズ群よりも物体
側に変倍時に位置が固定の第1位置固定レンズ群を有
し、前記第1位置固定レンズ群が、物体側から順に、負
の屈折力を有する前側副群と、光路を折り曲げるための
反射面を持つ表面鏡と、後側副群とを有し、次の条件式
(1),(2)を満足することを特徴とする。 1.4 < d/L < 2.7 …(1) 1.2< −βVRt < 2.8 …(2) ただし、dは前側副群の最も像側の面頂から後側副群の
最も物体側の面頂までの光軸に沿って測ったときの距
離、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、βVRt
は第1位置固定レンズ群よりも像側の全レンズ群の無限
遠物点合焦時における望遠端での合成倍率である。
【0008】また、本第2の発明による電子撮像装置
は、ズームレンズとその像側に配置された電子撮像素子
を有する電子撮像装置であって、前記ズームレンズが、
正の屈折力を有し広角端から望遠端に変倍する際に一方
向にのみ移動する第1移動レンズ群を少なくとも1つ含
み、前記第1移動レンズ群よりも物体側に変倍時に位置
が固定の第1位置固定レンズ群を有し、前記第1位置固
定レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有する前
側副群と、光路を折り曲げるための反射面を持つ反射光
学素子と、後側副群とを有し、前記反射面が形状を可変
に構成され、次の条件式(1),(2)を満足することを特徴
とする。 1.4 < d/L < 2.7 …(1) 1.2< −βVRt < 2.8 …(2) ただし、dは前側副群の最も像側の面頂から後側副群の
最も物体側の面頂までの光軸に沿って測ったときの距
離、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、βVRt
は第1位置固定レンズ群よりも像側の全レンズ群の無限
遠物点合焦時における望遠端での合成倍率である。
【0009】また、本第3の発明による電子撮像装置
は、本第1又は第2の発明において、合焦に際して前記
反射面の形状が変化することを特徴とする。
【0010】また、本第4の発明によるズームレンズ
は、本第1〜第3のいずれかの発明に用いるズームレン
ズにおいて、前記反射面は金属あるいは誘電体がコーテ
ィングされた薄膜で構成され、前記薄膜には複数の電極
及び可変抵抗器を介して電源と接続されており、前記可
変抵抗器の可変抵抗値を制御する演算装置を備え、前記
薄膜に掛けられる静電気力の分布をコントロールするこ
とにより前記反射面の形状を可変に構成したことを特徴
とする。
【0011】また、本第5の発明による電子撮像装置
は、本第1〜第4のいずれかの発明において、前記電子
撮像素子の水平画素ピッチをa、前記ズームレンズの広
角端での開放F値をFとするときに、次の条件式(5)を
満足することを特徴とするれかに記載の電子撮像装置。 F ≧ a/(1μm) …(5)
【0012】また、本第6の発明による電子撮像装置
は、本第5の発明において、前記開放F値を決定する開
口絞りの内径は固定であり、該絞りの直前または直後
に、該絞りに向って凸面を向けたレンズを備え、光軸と
前記開口絞りから光軸に下した垂線との交点が、前記レ
ンズの内部乃至前記凸面の面頂点から0.5mm以内に
位置することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】実施例の説明に先立ち、本発明に
おいて上記構成を採用する理由及び作用について説明す
る。本発明の撮像装置では、ズームレンズ系の光路(光
軸)をミラーなど反射光学素子で折り曲げる構成を採用
し、その小型化に向けて様々な工夫を盛り込んでいる。
【0014】本発明におけるズームレンズ系の基本的構
成は、正の屈折力を有し広角端から望遠端に変倍する際
に一方向にのみ移動する第1移動レンズ群を少なくとも
1つ含み、前記第1移動レンズ群よりも物体側に変倍時
に位置が固定の第1位置固定レンズ群を有し、前記第1
位置固定レンズ群が、物体側から順に、負の屈折力を有
する前側副群と、光路を折り曲げるための反射面を持つ
表面鏡等の反射光学素子と、後側副群とを有するものと
なっている。しかし、第1位置固定レンズ群に光路を折
り曲げるための反射光学素子を設けると、次の2つの問
題が生じる。第1に、入射瞳が深くなり、もともと径の
大きな第1位置固定レンズ群を構成する各レンズエレメ
ントがさらに肥大化し、光路折り曲げの成立性が問題に
なる。第2に、もともと変倍機能を有する、第1位置固
定レンズ群よりも像側の各レンズ群の合成系倍率がゼロ
に近づき、移動量の割に変倍率が低くなる。
【0015】そこで、まず、光路折り曲げの成立条件に
ついて説明する。第1位置固定レンズ群に光路を折り曲
げるための反射光学素子を設けると、必然的に入射瞳位
置が深くなる傾向にあり、第1位置固定レンズ群を構成
する各光学エレメントの径やサイズが肥大化し、光路折
り曲げが物理的に成立しにくくなる。従って、前記第1
位置固定レンズ群は、物体側から順に、負の屈折力を有
する前側副群と、光路を折り曲げるための反射面を持つ
表面鏡等の反射光学素子と、後側副群とで構成し、次の
条件式(1)を満足すると良い。特に、前記反射面は、光
学諸特性を自在に可変にできるように面の形状を可変に
すると良い。 1.4 < d/L < 2.7 …(1) ただし、dは前側副群の最も像側の面頂から後側副群の
最も物体側の面頂までの光軸上に沿って測ったときの距
離、Lは電子撮像素子の有効撮像領域(ほぼ矩形)の対
角長である。
【0016】条件式(1)は光路を折り曲げるための反射
光学素子を設けるために必要な光軸に沿って測った長さ
を規定する条件式である。条件式(1)の値は出来るだけ
小さい方が良いが、下限値を下回ると、画面周辺部の結
像に寄与する光束が満足に像面に達しなくなる。一方、
条件式(1)の上限値を上回ると、光路折り曲げが物理的
に成立しにくくなる。なお、次の条件式(1')を満足する
とさらに良い。 1.7 < d/L < 2.5 …(1') さらに、次の条件式(1")を満足すると最も良い。 2.0 < d/L < 2.3 …(1")
【0017】次に、変倍時に移動するレンズ群の移動量
を出来るだけ小さく保ち且つ変倍比を確保する方法につ
いて説明する。この場合、固定レンズ群よりも像側の全
レンズ群の無限遠物点合焦時における望遠端での合成倍
率βVRtが−1倍近傍で変倍するのが良く、次の条件式
(2)を満足するのが良い。 1.2 < −βVRt < 2.8 …(2)
【0018】条件式(2)の下限値を下回ると、変倍時に
移動するレンズ群の移動量が大きくなりやすい。一方、
条件式(2)の上限を上回ると、第1位置固定レンズ群の
焦点距離が短くなるため軸外収差補正が困難となる。な
お、次の条件式(2')を満足すればさらに良い。 1.3 < −βVRt < 2.6 …(2') さらに、次の条件式(2")を満足すれば最も良い。 1.4 < −βVRt < 2.4 …(2")
【0019】一方、本発明のように第1位置固定レンズ
群に光路を折り曲げるための反射光学素子を挿入する
と、第1位置固定レンズ群による像点が物体側に逃げる
方向となり、後続の変倍をつかさどるレンズ群の倍率が
ゼロに近づく傾向となるため、変倍のために移動しても
全系の焦点距離の変化が少なくなる。それを解消するに
は、後続の変倍をつかさどるレンズ群の焦点距離をある
程度長くして倍率を大きくする方法がある。そこで、第
1位置固定レンズ群、正の屈折力を有し広角端から望遠
端に変倍する際に一方向にのみ移動するレンズ群のうち
最も物体側のレンズ群V1について次の条件式(3),(4)
を満足すると良い。 0.6 < −fC/√(fw・fT) < 1.5 …(3) 1.1 < fV1/√(fw・fT) < 2.5 …(4) ただし、fCは第1位置固定レンズ群の合成焦点距離、
fV1は正の屈折力を有し広角端から望遠端に変倍する
際に一方向にのみ移動するレンズ群のうち最も物体側の
レンズ群V1の合成焦点距離、fwは広角端におけるズ
ームレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズー
ムレンズ全系の焦点距離である。
【0020】条件式(3)は第1位置固定レンズ群の適切
な焦点距離の範囲を示したものである。条件式(3)の上
限値を上回ると、十分な変倍比を確保することが困難に
なる。一方、条件式(3)の下限値を下回ると、歪曲収差
など軸外収差補正が困難になる。条件式(4)はレンズ群
V1の適切な焦点距離の範囲を示したものである。条件
式(4)の下限値を下回ると、レンズ群V1の倍率がゼロ
に近づく方向となり、変倍のため、あるいは、変倍によ
る像点移動の補正量が増大し好ましくない。一方、条件
式(4)の上限値を上回ると、倍率は確保できるが、光学
系の全長が増大し好ましくない。
【0021】なお、次の条件式(3'),(4')のうち少なく
ともいずれか1つ満たすとさらに良い。 0.65 < −fC/√(fw・fT) < 1.4 …(3') 1.3 < fV1/√(fw・fT) < 2.2 …(4') さらに、次の条件式(3"),(4") のうち少なくともいず
れか1つ満たすと最も良い。 0.7 < −fC/√(fw・fT) < 1.3 …(3") 1.5 < fV1/√(fw・fT) < 1.9 …(4")
【0022】なお、合焦は通常ズームレンズの中のいず
れかのレンズ群を移動して行なうが、ズームレンズ鏡筒
でのレンズ群の駆動量を減らして小型化するためには、
前記第1位置固定レンズ群の反射面の形状を可変に制御
することにより合焦を行うのが良い。たとえば、前記反
射面を金属あるいは誘電体がコーティングされた薄膜で
構成し、前記薄膜に複数の電極や可変抵抗器を介して電
源と接続し、さらに、可変抵抗値を制御する演算装置を
設け、前記薄膜に掛かる静電気力の分布をコントロール
することで反射面形状を可変にするのが良い。
【0023】ところで、形状可変の反射面はその製作性
や制御性の面から小型である方が有利である。また、撮
像素子の小型化が進んだ場合のカメラ奥行きの縮小は、
本発明のような光路を折り曲げる方式のほうが、前記沈
胴方式よりも有利である。従って、カメラをさらに薄く
するために電子撮像素子の水平画素ピッチa(μm)を
ズームレンズの広角端での開放F値に対して、次の条件
式(5) F ≧ a …(5) を満足する関係となるほどに小さな電子撮像素子を使用
して、本発明のズームレンズを使用すると効果的であ
る。その際、次に述べるような工夫をするとさらに良
い。
【0024】撮像素子が小さくなると画素ピッチも比例
して小さくなり、回折の影響による画質劣化が無視でき
なくなる。特に、広角端での開放F値と使用する電子撮
像素子の水平画素ピッチa(μm)との関係が、上記条
件式(5)を満足するまで縮小化した場合、開放のみの使
用しか出来なくなる。従って、F値を決める開口絞りは
内径を固定とし、さらに開口絞りの挿脱や抜き差し交換
をも行わないようにする。そのうえで、前記開口絞りと
隣りあう屈折面のうち少なくとも一方を前記開口絞りに
向かって凸面を向け(本発明では像側に隣り合う屈折面
が相当する)、前記開口絞りから光軸に下ろした垂線と
光軸との交点が前記凸面の面頂から0.5mm以内であ
るか、あるいは前記凸面が開口絞り部位の裏面まで含め
た開口絞り部材の内径部と交差あるいは接するように配
置する。このようにすれば、従来よりスペースを著しく
占有していた開口絞りのためのスペースが不要となり、
スペースを大幅に節約して、小型化に著しく貢献でき
る。
【0025】また、光量調節については開口絞りに代え
て透過率可変手段を用いると良い。透過率可変手段は、
光路のどの位置に入れても問題ないため、元々スペース
の余裕のある空間に入れると良い。特に本発明の場合、
変倍のために移動するレンズ群と撮像素子との間に挿入
するのが良い。透過率可変手段としては透過率が電圧等
で可変であるものを用いたり、異なった透過率を有する
複数のフィルターを挿脱や抜き差し交換して組み合わせ
ても良い。また、電子撮像素子に導かれる光束の受光時
間を調節するシャッターを開口絞りとは別の空間に配置
するのが良い。
【0026】また、広角端の開放F値と使用する電子撮
像素子の水平画素ピッチa(μm)との関係において、
上記条件式(5)(F≧a)を満たす場合は、光学ローパ
スフィルターはなくても良い。つまり、ズームレンズ系
と撮像素子との間の光路上の媒質はすべて空気あるいは
非結晶媒質のみとして良い。回折と幾何収差による結像
特性の劣化のために折り返し歪みを発生させ得る周波数
成分が、ほとんどないからである。あるいは、前記ズー
ムレンズ系と前記電子撮像素子との間にある各々の光学
素子は媒質境界面が全てほぼ平面であり、かつ、光学ロ
ーパスフィルターのような空間周波数特性変換作用がな
いものを使用する構成でも良い。
【0027】ここで、本発明のズームレンズの構成につ
いてより詳細に述べる。本発明のズームレンズは、物体
側から順に、物体側から順に、負の屈折力を有する前側
副群と、光路を折り曲げるための反射面と、後側副群と
を有し、前記反射面は形状が可変であり、変倍時に位置
が固定の第1位置固定レンズ群と、正の屈折力を有し広
角端から望遠端に変倍する際に一方向にのみ移動する第
1移動レンズ群と、正の屈折力を有し広角端から望遠端
に変倍する際に前記レンズ群とは異なった動きをする第
2レンズ群を有した構成としている。
【0028】あるいは、本発明のズームレンズは、物体
側から順に、物体側から順に負の屈折力を有する前側副
群と、光路を折り曲げるための反射面と、後側副群とを
有し、前記反射面は形状が可変であり、変倍時に位置が
固定の第1位置固定レンズ群と、該第1位置固定レンズ
群に隣接して正の屈折力を有し広角端から望遠端に変倍
する際に一方向にのみ移動する第1レンズ群と、正の屈
折力を有し広角端から望遠端に変倍する際に前記第1レ
ンズ群とは異なった動きをする第2レンズ群とを有して
構成しても良い。
【0029】さらに、本発明のズームレンズは、前記第
2レンズ群よりも像側に固定の第2位置固定レンズ群を
有する構成としても良い。その場合、前記第2位置固定
レンズ群に非球面を導入すると、特にコマ収差、非点収
差の補正に良い。
【0030】広角端から望遠端に変倍する際は、前記第
1移動レンズ群と第2移動レンズ群とが相対的間隔を変
えながら移動するズーム形式にすると良い。このように
すれば、スペースを効率良く使って変倍による焦点位置
補正を行ないながら高い変倍率を稼ぐことができる。そ
の場合、前記第2移動レンズ群の焦点距離fV2や、無限
遠合焦時に広角端から望遠端に変倍する際の第1移動レ
ンズ群の移動量M1と第2移動レンズ群の移動量M2の
比を次の条件式(6),(7)を満たすようにすると良い。な
おこの場合、像側への移動を正とする。 0.01 < L/fV2 < 0.5 …(6) 0.0 < M2/M1 < 1.2 …(7) 条件式(6)の下限を下回ると、変倍時の移動量が大きく
なりすぎ、第1移動レンズ群や第2位置固定レンズ群と
干渉しやすく、また、駆動力を多く必要とし好ましくな
い。一方、条件式(6)の上限値を上回ると、第1移動レ
ンズ群のパワーが弱くなる。このため、その変倍時の移
動量が増大しやすい。又は、変倍時の移動量が増大しな
い場合には変倍比が低下しやすい。条件式(7)の上限値
を上回ると、ズーム比を十分にとることが出来ない。一
方、条件式(7)の下限値を下回ると、この場合もズーム
比の確保が困難である。
【0031】なお、次の条件式(6'),(7')を満たすとさ
らに良い。 0.02 < L/fV2 < 0.4 …(6') 0.2 < M2/M1 < 1.1 …(7') さらに、次の条件式(6"),(7")を満たすと最も良い。 0.04 < L/fV2 < 0.35 …(6") 0.4 < M2/M1 < 1.0 …(7")
【0032】構成枚数を削減してコストダウンをはかる
場合は、第1移動レンズ群、第2移動レンズ群のいずれ
か一方の群を単レンズで構成し、他方の群を少なくとも
凹レンズを含む構成としても良い。本発明の第1移動レ
ンズ群と第2移動レンズ群は変倍時に相対的間隔をわず
かに変えながらおおむね同一方向に移動するため、移動
スペースを共用出来、少ないスペースで焦点位置を一定
に保ち、且つ、変倍することができるうえに、第1移動
レンズ群、第2移動レンズ群で相互に色収差を補正出来
るというメリットがある。従って、それぞれの群で色収
差の補正が完結している必要がなく、上記のような構成
が可能である。
【0033】なお、収差補正や射出側テレセントリック
性を良くするためには、第2移動レンズ群よりも像側に
第2位置固定レンズ群を配置するのが良い。その場合、
さらに、次の条件式(8)を満足すると良い。 −0.25 < L/fR < 0.4 …(8) ただし、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、f
Rは第2位置固定レンズ群の焦点距離である。
【0034】条件式(8)の下限値を下回ると、広角端で
の射出瞳位置が像面に近づきやすく、一方、条件式(8)
の上限値を上回ると、変倍時の射出瞳位置の変動量が大
きくなりすぎ、いずれもシェーディングの原因となりや
すい。なお、次の条件式(8')を満たすとさらに良い。 −0.2 < L/fR < 0.3 …(8') さらに、次の条件式(8")を満たすと最も良い。 −0.15 < L/fR < 0.2 …(8")
【0035】また、第1位置固定レンズ群と、第1移動
レンズ群とで補正しきれない収差を第2位置固定レンズ
群に非球面を導入して補正すると効果的である。特に、
歪曲収差・非点収差・コマ収差など軸外収差の補正には大
変効果がある。この場合、第2位置固定レンズ群を介し
て、それより物体側で発生する収差を相当量キャンセル
するわけであるから、第2位置固定レンズ群を合焦等の
ために動かすと収差のバランスを崩してしまう。従っ
て、第2位置固定レンズ群は、合焦動作時には固定であ
るほうが望ましい。
【0036】以上、カメラの奥行きを薄くするのに適し
たズームレンズ方式とそのメカ機構をシンプルにし、さ
らに小さく薄くする手段について説明した。次に、本発
明に適用した光路折り曲げ式ズームレンズの結像性能を
確保するための構成要件について説明する。まず、前記
移動するレンズ群のうち少なくとも1つのレンズ群につ
いては、2枚の正レンズと1枚の負レンズとで構成する
と良い。そして、前記1枚の負レンズは、隣接する少な
くとも1つの正レンズと接合されていると良い。さら
に、前記2枚の正レンズと1枚の負レンズは、物体側か
ら、正レンズ、負レンズ、正レンズの順の並び、あるい
は、正レンズ、正レンズ、負レンズの順の並びで配置さ
れていると良い。前記移動するレンズ群のうち少なくと
も1つのレンズ群が、特に、物体側から順に、正レンズ
と負レンズとの接合レンズ成分と、正レンズとからなる
場合、次の条件式(9A)を満たすと良い。 0.65 < RVC3/RVC1 < 1.4 …(9A) ただし、RVC1は接合レンズの最も物体側の面の光軸上
での曲率半径、RVC3は接合レンズの最も像側の面の光
軸上での曲率半径である。
【0037】条件式(9A)の上限を上回ると、全系収差に
おける球面収差・コマ収差・非点収差の補正には有利であ
るものの、接合による偏心敏感度の緩和の効果が少な
い。一方、条件式(9A)の下限を下回ると、全系収差にお
ける球面収差・コマ収差・非点収差の補正が困難になりや
すい。なお、次の条件式(9'A)を満たすとさらに良い。 0.75 < RVC3/RVC1 < 1.2 …(9'A) さらに、次の条件式(9"A)を満たすと最も良い。 0.85 < RVC3/RVC1 < 1.0 …(9"A) なお、条件式(9A),(9'A)又は(9"A)を満足する移動レン
ズ群は、第1移動レンズ群、第2移動レンズ群のいずれ
でもよいが、第1移動レンズ群がこれらの条件式を満た
すように構成すると、変倍時の収差変動を抑えやすくな
り好ましい。
【0038】さらには、色収差補正に関する条件式(10
A),(11A)を満たすと良い。 0.2 < L/RVC2 < 1.2 …(10A) 15 < νVCP−νVCN …(11A) ただし、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長(m
m)、RVC2は移動レンズ群の接合レンズの接合面の光
軸上における曲率半径、νVCPは接合面の物体側の正レ
ンズの媒質のd線基準でのアッベ数、νVCNは接合面の
像側の負レンズの媒質のd線基準でのアッベ数である。
【0039】条件式(10A)の下限値を下回ると、軸上色
収差・倍率色収差の補正には有利であるものの、球面収
差の色収差が発生しやすく、特に基準波長における球面
収差が良好に補正できても短波長の球面収差はオーバー
コレクト状態となり、画像における色のにじみの原因と
なるので好ましくない。一方、条件式(10A)の上限値を
上回ると、軸上色収差・倍率色収差が補正不足や短波長
球面収差のアンダーコレクト状態となりやすい。条件式
(11A)の下限値を下回ると、軸上色収差が補正不足にな
りやすい。一方、条件式(11A)の上限値を上回る媒質の
組み合わせは自然界には存在しない。なお、次の条件式
(10'A),(11'A)のうち少なくともいずれか1つ満たすと
さらに良い。 0.3 < L/RVC2 < 1 …(10'A) 20 < νVCP−νVCN …(11'A) さらに、次の条件式(10"A),(11"a)のうち少なくともい
ずれか1つ満たすと最も良い。 0.35 < L/RVC2 < 0.9 …(10"A) 25 < νVCP−νVCN …(11"A) また、条件式(11A),(11'A),(11"A)については、νVCP
−νVCNが90を超えないように定めても良い。上限値
90を超える媒質の組み合せは自然界には存在しない。
さらには、νVCP−νVCNが60を超えないようにするの
が望ましい。上限値60を超えると、用いる材料が高価
になってしまう。
【0040】また、条件式(9A)を満たすズームレンズで
は、次の条件式(12A),(13A)を条件(9A)の補助的な条件
として加えても良い。 −1.2 < (RVS1+RVS2)/(RVS1−RVS2) < 0.4 …(12A) 0 < L/fVS < 0.9 …(13A) ただし、RVS1は前記第1移動レンズ群または第2移動
レンズ群のいずれか接合レンズ成分を含んだほうの群に
おける最も像側の単レンズの物体側の面の光軸上での曲
率半径、RVS2は前記第1移動レンズ群または第2移動
レンズ群のいずれか接合レンズ成分を含んだほうの群に
おける最も像側の単レンズの像側の面の光軸上での曲率
半径、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、fVS
は前記第1移動レンズ群または第2移動レンズ群のいず
れか接合レンズ成分を含んだほうの群における最も像側
の単レンズの焦点距離である。
【0041】条件式(12A)は前記単レンズの形状ファク
ターに関する規定である。条件式(12A)の下限値を下回
ると、前記単レンズと前記接合レンズ成分との空気間隔
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。一方、条件式(12A)の上限値を上回ると、2つの
レンズ成分の機械的干渉がおきやすく、それを防ぐため
に両者の間隔を大きくすることになり好ましくない。条
件式(13A)の下限値を下回ると、射出瞳位置が像面に接
近しシェーディングを引き起こしやすく、また、前記2
つのレンズ成分間の偏心敏感度が大きくなりやすい。一
方、条件式(13A)の上限値を上回ると、小型で高い変倍
比を確保しにくい。なお、次の条件式(12'A),(13'A)の
うち少なくともいずれか1つ満たすとさらに良い。 −0.9 < (RVS1+RVS2)/(RVS1−RVS2) < 0.1 …(12'A) 0.2 < L/fVS < 0.7 …(13'A) さらに、次の条件式(12"A),(13"A)のうち少なくともい
ずれか1つ満たすと最も良い。 −0.7 < (RVS1+RVS2)/(RVS1−RVS2) < −0.1 …(12"A) 0.35 < L/fVS < 0.55 …(13"A)
【0042】一方、第1移動レンズ群または第2移動レ
ンズ群の構成が、物体側から順に、正の単レンズと、正
レンズと負レンズとの接合レンズ成分とからなる場合
は、上述の正レンズと負レンズとの接合レンズ成分と、
正レンズとからなる場合と全く同じ理由で次の条件式(9
B)を満たすと良い。 0.35 < RVC3/RVC1 < 0.8 …(9B) なお、次の条件式(9'B)を満たすとさらに良い。 0.4 < RVC3/RVC1 < 0.7 …(9'B) さらに、次の条件式(9"B)を満たすと最も良い。 0.45 < RVC3/RVC1 < 0.6 …(9"B) なお、条件式(9B),(9'B)又は(9"B)を満足する移動レン
ズ群は、第1移動レンズ群、第2移動レンズ群のいずれ
でもよいが、第1移動レンズ群がこれらの条件式を満た
すように構成すると、変倍時の収差変動を抑えやすくな
り好ましい。
【0043】また、色収差補正に関する条件式(10B),
(11B)を満たすと良い。 −0.2 < L/RVC2 < 0.8 …(10B) 20 < νVCP−νVCN …(11B) なお、次の条件式(10'b),(11'b)うち少なくともいずれ
か1つ満たすとさらによい。 −0.1 < L/RVC2 < 0.7 …(10'B) 25 < νVCP−νVCN …(11'B) さらに、次の条件式(10"B),(11"B)のうち少なくともい
ずれか1つ満たすと最も良い。 0 < L/RVC2 < 0.6 …(10"B) 30 < νVCP−νVCN …(11"B) また、条件式(11B),(11'B),(11"B)については、νVCP
−νVCNが90を超えないように定めても良い。上限値
90を超える媒質の組み合せは自然界には存在しない。
さらには、νVCP−νVCNが60を超えないようにするの
が望ましい。上限値60を超えると、用いる材料が高価
になってしまう。
【0044】また、条件式(9B)を満たすズームレンズで
は、次の条件式(12B),(13B)を条件式(9B)の補助的な条
件として加えても良い。 −1.4 < (RVS1+RVS2)/(RVS1−RVS2) < 0.2 …(12B) 0.1 < L/fVS < 1.0 …(13B) なお、次の条件式(12'B),(13'B)のうち少なくともいず
れか1つ満たすとさらに良い。 −1.1 < (RVS1+RVS2)/(RVS1−RVS2) < −0.1 …(12'B) 0.3 < L/fVS < 0.8 …(13'B) さらに、次の条件式(12"B),(13"B)のうち少なくとも
いずれか1つ満たすと最も良い。 −0.9 < (RVS1+RVS2)/(RVS1−RVS2) < −0.3 …(12"B) 0.45 < L/fVS < 0.65 …(13"B)
【0045】ところで、第1移動レンズ群または第2移
動レンズ群のいずれか接合レンズ成分を含んだほうの群
の構成によって、条件式(2)等で規定した固定レンズ群
よりも像側の全レンズ群の無限遠物点合焦時における望
遠端での合成倍率βVRtのより好ましい範囲、及び条件
式(8)等で示した第2位置固定レンズ群の焦点距離に対
する電子撮像素子の有効撮像領域の対角長L/fRのよ
り好ましい範囲が異なる。特に、物体側から順に、正レ
ンズと負レンズとの接合レンズ成分と、正レンズとから
なる場合、条件式(2'A),(8'A)を満たすとさらによい。 1.5 < −βVRt < 2.6 …(2'A) −0.2 < L/fR < 0.2 …(8'A) さらに、条件式(2"A),(8"A)を満たすと最も良い。 1.6 < −βVRt < 2.4 …(2"A) −0.15 < L/fR < 0.1 …(8"A)
【0046】一方、第1移動レンズ群または第2移動レ
ンズ群の構成が、物体側から順に、正の単レンズと、正
レンズと負レンズとの接合レンズ成分とからなる場合、
次の条件式(2'B),(8'B)を満たすとさらに良い。 1.3 < βVRt < 2.4 …(2'B) −0.1 < L/fR < 0.3 …(8'B) さらに、次の条件式(2"B),(8"B)を満たすと最も良い。 1.4 < βVRt < 2.2 …(2"B) −0.05 < L/fR < 0.2 …(8"B)
【0047】次に、第1位置固定レンズ群の後側副群
は、色収差や歪曲収差などの軸外収差を補正するため
に、物体側から順に、負レンズ・正レンズの2枚で構成
するか、あるいは正レンズ・負レンズ・正レンズの3枚
で構成し、さらには、その負レンズを隣接するいずれか
の正レンズと接合すると良い。その場合は次の条件式(1
4),(15)を満足すると良い。 3 < νC2N−νC2P < 40 …(14) −0.4 < Q・L/RC2C < 1.5 …(15) ただし、νC2Pは前記第1位置固定レンズ群の後側副群
における接合レンズ成分の正レンズの媒質のアッベ数、
νC2Pは前記第1位置固定レンズ群の後側副群における
接合レンズ成分の負レンズの媒質のアッベ数、RC2C
前記第1位置固定レンズ群の後側副群における接合レン
ズ成分の接合面の光軸上での曲率半径である。なお、接
合レンズの順番が負レンズ、正レンズのときは、Q=
1、逆の順番のときはQ=−1とする。
【0048】条件式(14)の下限値を下回っても、上限値
を上回っても、軸上色収差・倍率色収差の同時補正が困
難となる。条件式(15)の下限値を下回ると、球面収差の
色収差が発生しやすく、特に基準波長における球面収差
が良好に補正できても、短波長の球面収差はアンダーコ
レクト状態となり画像における色のにじみの原因となる
ので好ましくない。一方、条件式(15)の上限値を上回る
と、接合偏心敏感度が大きくなり好ましくない。
【0049】なお、第1移動レンズ群または第2移動レ
ンズ群のいずれか接合レンズ成分を含んだほうの群の構
成が、物体側から順に、正レンズと負レンズとの接合レ
ンズ成分と、正の単レンズとからなる場合、次の条件式
(14'A),(15'A)を満たすと良い。 6 < νC2N−νC2P < 20 …(14'A) 0.25 < Q・L/RC2C < 1.2 …(15'A) さらに、次の条件式(14"A),(15"A)を満たすとなお良
い。 9 < νC2N−νC2P < 17 …(14"A) 0.35 < Q・L/RC2C < 1 …(15"A)
【0050】一方、第1移動レンズ群または第2移動レ
ンズ群いずれか接合レンズ成分を含んだ方の群の構成
が、物体側から順に、正の単レンズと、正レンズと負レ
ンズとの接合レンズ成分とからなる場合、次の条件式(1
4'B),(15'B)を満たすと良い。 15 < νC2N−νC2P < 35 …(14'B) −0.25 < Q・L/RC2C < 0.7 …(15'B) さらに、次の条件式(14"B),(15"B)を満たすとなお良
い。 22 < νC2N−νC2P < 30 …(14"B) −0.15 < Q・L/RC2C < 0.5 …(15"B)
【0051】また、第1位置固定レンズ群の前側副群に
ついては、奥行きを薄くし、かつ、軸外収差を良好にす
るために、物体側に凸面を向けた負のメニスカス単レン
ズで構成するのが良い。この配置が画角を維持しながら
光学系の奥行きを最も薄く出来る構成である。その場
合、前記負レンズのパワーがある程度ないと意味がない
ので、第1位置固定レンズ群の前側副群と第1位置固定
レンズ群の後側副群とのパワー比について、次の条件式
(16)を満たすと良い。 0.05 < fC1/fC2 < 1.0 …(16) ただし、fC1は第1位置固定レンズ群の前側副群の焦点
距離、fC2は第1位置固定レンズ群の後側副群の焦点距
離である。
【0052】条件式(16)の上限値を上回ると、第1移動
レンズ群以降の群の合成倍率が低くなり、変倍時に移動
するレンズ群の移動量が増大する。あるいは、変倍時に
移動するレンズ群の移動量が増大しない場合には、高い
ズーム比を確保することが困難となる。一方、条件式(1
6)の下限値を下回ると、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。なお、
次の条件式(16')を満たすとさらに良い。 0.15 < fC1/fC2 < 0.8 …(16') さらに、次の条件式(16")を満たすと最も良い。 0.20 < fC1/fC2 < 0.6 …(16")
【0053】また、第1位置固定レンズ群の前側副群は
変倍時固定とするが、第1位置固定レンズ群の後側副群
は移動することが比較的容易なため可動としても良い。
その場合、変倍時に像側に凸の軌跡を描きながら移動す
るようにするのが良い。
【0054】なお、本発明に用いるズームレンズは、次
の条件式(17)を満たすと良い。 1.8 < fT/fw …(17) ただし、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点
距離、fwは広角端におけるズームレンズ全系の焦点距
離である。条件式(17)の下限値を下回ると、ズームレン
ズ全系の変倍比が1.8よりも小さくなってしまう。更
には、fT/fwが5.5を上回らないようにするのが
より好ましい。5.5を上回ると変倍比が大きくなり、
変倍時に移動するレンズ群の移動量が大きくなりすぎる
ために、光路を折り曲げた方向での大型化が起こり、コ
ンパクトな撮像装置が達成できなくなる。
【0055】また、本発明に用いる電子撮像素子におい
ては、広角端全画角が55度以上を有することが前提で
ある。55度は電子撮像装置に通常求められる広角端全
画角である。また、電子撮像装置における広角端画角は
80度以下であるのが好ましい。上記広角端画角が80
度を上回ると、歪曲収差が起こりやすく、また、第1レ
ンズ群を小型に構成することが難しくなる。従って、電
子撮像装置の薄型化が難しくなる。
【0056】最後に、赤外カットフィルターを薄くする
ための要件について説明する。電子撮像装置において
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。光学系を短くあるいは薄くするために、
赤外吸収フィルターを厚みのないコーティングに置き換
えると、当然その分薄くなるが、副次的効果がある。前
記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での透過率が80%以上、波長700n
mでの透過率が8%以下の近赤外シャープカットコート
を導入すると、吸収タイプよりも波長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
率が高くなる。そして、補色モザイクフィルターを有す
るCCDなど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CCDなど固体撮像素子並みの色再現を得るこ
とができる。また、原色・補色に限らず、植物や人肌の
様に近赤外領域に強い反射率を有するものの色再現が改
善される。
【0057】即ち、次の条件式(18),(19)を満たすのが
望ましい。 τ600/τ550 ≧ 0.8 …(18) τ700/τ550 ≦ 0.08 …(19) ただし、τ600は波長600nmでの透過率、τ55
0は波長550nmでの透過率、τ700は波長700
nmでの透過率である。なお、次の条件式(18'),(19')
を満たすとさらに良い。 τ600/τ550 ≧ 0.85 …(18') τ700/τ550 ≦ 0.05 …(19') さらに、次の条件式(18"),(19")を満たすと最も良い。 τ600/τ550 ≧ 0.9 …(18") τ700/τ550 ≦ 0.03 …(19")
【0058】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。従って、
波長400nmでの透過率(τ400)の波長550n
mでの透過率(τ550)に対する比が0.08を下回
り、波長440nmでの透過率(τ440)の波長55
0nmでの透過率(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。
【0059】即ち、次の条件式(20),(21)を満たすのが
望ましい。 τ400/τ550 ≦ 0.08 …(20) τ440/τ550 ≧ 0.4 …(21) なお、次の条件式(20'),(21')を満たすとさらに良い。 τ400/τ550 ≦ 0.06 …(20') τ440/τ550 ≧ 0.5 …(21') さらに、次の条件式(20"),(21")を満たすと最もよい。 τ400/τ550 ≦ 0.04 …(20") τ440/τ550 ≧ 0.6 …(21") なお、これらのフィルターの設置場所は結像光学系と撮
像素子との間が良い。
【0060】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
て実質的感度が高く、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。
【0061】なお、上記各条件式や各構成は適宜組み合
せることでより良好な電子撮像装置を構成できる。ま
た、各条件式においては、その上限値のみ、もしくは下
限値のみを、より好ましい条件式の対応する上限値、下
限値で限定してもよい。また、後述の各実施例に記載の
条件式の対応値を上限値または下限値としてもよい。
【0062】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。第1実施例 図1は本発明による電子撮像装置に用いるズームレンズ
の第1実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面図
であり、広角端無限遠物点合焦時の折り曲げ時における
状態を示している。図2は第1実施例にかかるズームレ
ンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断
面図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端で
の状態を示している。図3〜図5は第1実施例にかかる
ズームレンズの無限遠物点合焦時における球面収差、非
点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であり、図3は
広角端、図4は中間、図5は望遠端での状態を示してい
る。
【0063】第1実施例の電子撮像装置は、図1に示す
ように、物体側から順に、ズームレンズと、電子撮像素
子であるCCDを有している。図1中、IはCCDの撮
像面である。ズームレンズと撮像面Iとの間には、平面
平板状のCCDカバーガラスCGが設けられている。ズ
ームレンズは、物体側から順に、第1位置固定レンズ群
G1と、開口絞りSと、第1移動レンズ群G2と、第2
移動レンズ群G3と、第2位置固定レンズ群G4とを有
している。第1位置固定レンズ群G1は、物体側から順
に、物体側に凸面を向けた負メニスカス単レンズL11
からなる負の屈折力を有する前側副群と、光路を折り曲
げるための反射面を持つ反射光学素子R1と、両凹負レ
ンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
L13との接合レンズからなる後側副群とで構成されて
いる。反射光学素子R1は、光路を90°折り曲げる表
面鏡として構成されている。なお、本発明の各実施例に
おける有効撮像領域の縦横比は3:4であり、折り曲げ
方向は横方向である。第1移動レンズ群G2は、物体側
から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL
1と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22
の接合レンズと、両凸正レンズL23とで構成されてお
り、全体で正の屈折力を有している。第2移動レンズ群
G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3
1で構成されている。第2位置固定レンズ群G4は、物
体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズL41と両凸正レンズL42との接合レンズで構成され
ている。
【0064】広角端から望遠端へと変倍する際には、第
1位置固定レンズ群G1と第2位置固定レンズ群G4は
位置が固定され、第1移動レンズ群G2は開口絞りSと
ともに物体側へ移動し、第2移動レンズ群G3は像側へ
移動して第1移動レンズ群G2との間隔を一旦広げた
後、物体側へ移動しながら第1移動レンズ群G2との間
隔を縮めるようになっている。第2位置固定レンズ群G
4は、合焦動作時にも位置が固定されている。非球面
は、第1位置固定レンズ群G1中の物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズL11の像側の面、第1移動レン
ズ群G2の最も物体側の面、第2位置固定レンズ群G4
の最も像側の面の3面に設けられている。
【0065】次に、第1実施例のズームレンズを構成す
る光学部材の数値データを示す。なお、第1実施例の数
値データにおいて、r1、r2、…は各レンズ面の曲率半
径、d1、d2、…は各レンズの肉厚または空気間隔、n
d1、nd2、…は各レンズのd線での屈折率、νd1
νd2、…は各レンズのアッべ数、Fno.はFナンバ
ー、fは全系焦点距離、D0は物体から第1面までの距
離を表している。なお、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A4、A6、A8、A10としたとき、次の式で表さ
れる。 z=(y2/r)/[1+{1−(1+K)(y/
r)21/2]+A44+A66+A88+A1010 なお、これらの記号は後述の実施例の数値データにおい
ても共通である。また、数値データにおける第3,4面
は仮想面である。光路を折り曲げるための反射面を持つ
反射光学素子として、屈折率1のプリズムを想定し、そ
の入射面、射出面を想定して設計したものであり、実際
は空気間隔になる。
【0066】数値データ11=15.5466 d1=0.7000 nd1=1.77250 νd1=49.60 r2=4.8517(非球面) d2=1.7000 r3=∞(仮想面) d3=6.8000 r4=∞(仮想面) d4=0.1500 r5=-27.3963 d5=0.7000 nd5=1.74320 νd5=49.34 r6=4.8487 d6=1.2500 nd6=1.80100 νd6=34.97 r7=45.1811 d7=D7 r8=∞(絞り) d8=0 r9=4.4863(非球面) d9=1.8000 nd9=1.74320 νd9=49.34 r10=11.0000 d10=0.7000 nd10=1.84666 νd10=23.78 r11=4.2567 d11=0.5000 r12=10.7543 d12=1.6500 nd12=1.72916 νd12=54.68 r13=-14.5935 d13=D13 r14=12.7727 d14=1.0000 nd14=1.48749 νd14=70.23 r15=20.3281 d15=D15 r16=58.0852 d16=0.7000 nd16=1.84666 νd16=23.78 r17=6.5000 d17=1.4500 nd17=1.74320 νd17=49.34 r18=-51.3433(非球面) d18=0.7000 r19=∞ d19=0.6000 nd19=1.51633 νd19=64.14 r20=∞ d20=D20 r21=∞(撮像面) d21=0
【0067】 非球面係数 第2面 K=0 A2 =0 A4 =-3.1826×10-4 6 =-1.6763×10-5 8 =-7.7198×10-7 10 =0 第9面 K=0 A2 =0 A4 =-6.9648×10-4 6 =-8.0348×10-6 8 =-1.6092×10-6 10 =0 第18面 K=0 A2 =0 A4 =6.1299×10-5 6 =5.4502×10-4 8 =-6.3390×10-5 10 =0
【0068】 ズームデータ(無限遠物点合焦時) 広角端 中間 望遠端 f(mm) 3.25820 5.63973 9.74758 Fno. 2.6621 3.5594 4.5487 D0 ∞ ∞ ∞ D7 10.78027 5.54380 0.89779 D13 1.09990 10.18514 1.29971 D15 5.62926 1.79170 15.31194 D20 1.00000 1.00000 1.00000
【0069】第2実施例 図6は本発明による電子撮像装置に用いるズームレンズ
の第2実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面図
であり、広角端無限遠物点合焦時の折り曲げ時における
状態を示している。図7は第2実施例にかかるズームレ
ンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断
面図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端で
の状態を示している。
【0070】第2実施例の電子撮像装置は、図6に示す
ように、物体側から順に、ズームレンズと、電子撮像素
子であるCCDを有している。図6中、IはCCDの撮
像面である。ズームレンズと撮像面Iとの間には、平面
平板状のCCDカバーガラスCGが設けられている。ズ
ームレンズは、物体側から順に、第1位置固定レンズ群
G1と、開口絞りSと、第1移動レンズ群G2と、第2
移動レンズ群G3と、第2位置固定レンズ群G4とを有
している。第1位置固定レンズ群G1は、物体側から順
に、物体側に凸面を向けた負メニスカス単レンズL11
からなる負の屈折力を有する前側副群と、光路を折り曲
げるための反射面を持つ反射光学素子R1と、両凹負レ
ンズL12と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
L13との接合レンズからなる後側副群とで構成されて
いる。反射光学素子R1は、光路を90°折り曲げる表
面鏡として構成されている。なお、本発明の各実施例に
おける有効撮像領域の縦横比は3:4であり、折り曲げ
方向は横方向である。第1移動レンズ群G2は、物体側
から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL
1と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22
の接合レンズと、両凸正レンズL23とで構成されてお
り、全体で正の屈折力を有している。第2移動レンズ群
G3は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL3
1で構成されている。第2位置固定レンズ群G4は、物
体側から順に、両凹負レンズL41’と両凸正レンズL
2との接合レンズで構成されている。
【0071】広角端から望遠端へと変倍する際には、第
1位置固定レンズ群G1と第2位置固定レンズ群G4は
位置が固定され、第1移動レンズ群G2は開口絞りSと
ともに物体側へ移動し、第2移動レンズ群G3は像側へ
移動して第1移動レンズ群G2との間隔を一旦広げた
後、物体側へ移動しながら第1移動レンズ群G2との間
隔を縮めるようになっている。第2位置固定レンズ群G
4は、合焦動作時にも位置が固定されている。非球面
は、第1位置固定レンズ群G1中の物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズL11の像側の面、第1移動レン
ズ群G2の最も物体側の面、第2位置固定レンズ群G4
の最も像側の面の3面に設けられている。
【0072】次に、第2実施例のズームレンズを構成す
る光学部材の数値データを示す。数値データ21=14.0394 d1=0.7000 nd1=1.77250 νd1=49.60 r2=4.6694(非球面) d2=1.7000 r3=∞(仮想面) d3=6.8000 r4=∞(仮想面) d4=0.1500 r5=-33.1184 d5=0.7000 nd5=1.75700 νd5=47.82 r6=4.2000 d6=2.1000 nd6=1.80100 νd6=34.97 r7=33.0826 d7=D7 r8=∞(絞り) d8=0 r9=4.1102(非球面) d9=1.8000 nd9=1.74320 νd9=49.34 r10=8.8000 d10=0.7000 nd10=1.84666 νd10=23.78 r11=3.7817 d11=0.5000 r12=10.0575 d12=1.6500 nd12=1.72916 νd12=54.68 r13=-15.8485 d13=D13 r14=6.8836 d14=1.0000 nd14=1.48749 νd14=70.23 r15=9.2690 d15=D15 r16=-34.2452 d16=0.7000 nd16=1.84666 νd16=23.78 r17=6.5000 d17=1.6000 nd17=1.74320 νd17=49.34 r18=-15.3642(非球面) d18=0.7000 r19=∞ d19=0.6000 nd19=1.51633 νd19=64.14 r20=∞ d20=D20 r21=∞(撮像面) d21=0
【0073】 非球面係数 第2面 K=0 A2 =0 A4 =-3.0634×10-4 6 =-1.8047×10-5 8 =-1.2245×10-6 10 =0 第9面 K=0 A2 =0 A4 =-8.2968×10-4 6 =-4.4215×10-6 8 =-3.8788×10-6 10 =0 第18面 K=0 A2 =0 A4 =-3.0414×10-4 6 =7.5042×10-4 8 =-8.9306×10-5 10 =0
【0074】 ズームデータ(無限遠物点合焦時) 広角端 中間 望遠端 f(mm) 3.26424 5.63999 9.74415 Fno. 2.6579 3.5180 4.5628 D0 ∞ ∞ ∞ D7 10.32613 5.13283 0.89456 D13 1.09970 6.92108 1.29913 D15 5.09662 4.47420 14.32890 D20 1.00000 1.00000 1.00000
【0075】第3実施例 図8は本発明による電子撮像装置に用いるズームレンズ
の第3実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面図
であり、広角端無限遠物点合焦時の折り曲げ時における
状態を示している。図9は第3実施例にかかるズームレ
ンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断
面図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端で
の状態を示している。
【0076】第3実施例の電子撮像装置は、図8に示す
ように、物体側から順に、ズームレンズと、電子撮像素
子であるCCDを有している。図8中、IはCCDの撮
像面である。ズームレンズと撮像面Iとの間には、平面
平板状のCCDカバーガラスCGが設けられている。ズ
ームレンズは、物体側から順に、第1位置固定レンズ群
G1と、開口絞りSと、第1移動レンズ群G2と、第2
移動レンズ群G3と、第2位置固定レンズ群G4とを有
している。第1位置固定レンズ群G1は、物体側から順
に、物体側に凸面を向けた負メニスカス単レンズL11
からなる負の屈折力を有する前側副群と、光路を折り曲
げるための反射面を持つ反射光学素子R1と、両凸正レ
ンズL12’と両凹負レンズL13’との接合レンズと、
物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL14からな
る後側副群とで構成されている。反射光学素子R1は、
光路を90°折り曲げる表面鏡として構成されている。
なお、本発明の各実施例における有効撮像領域の縦横比
は3:4であり、折り曲げ方向は横方向である。第1移
動レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向
けた正メニスカスレンズL21と物体側に凸面を向けた
負メニスカスレンズL22との接合レンズと、両凸正レ
ンズL23とで構成されており、全体で正の屈折力を有
している。第2移動レンズ群G3は、両凸正レンズL3
1’で構成されている。第2位置固定レンズ群G4は、
物体側から順に、物体側に凹面を有し像側に平面を有す
る負レンズL41”と物体側に平面を有し像側に凸面を
有する正レンズL42’との接合レンズで構成されてい
る。
【0077】広角端から望遠端へと変倍する際には、第
1位置固定レンズ群G1と第2位置固定レンズ群G4は
位置が固定され、第1移動レンズ群G2は開口絞りSと
ともに物体側へ移動し、第2移動レンズ群G3は物体側
へ移動しながら第1移動レンズ群G2との間隔を一旦広
げた後、第1移動レンズ群G2との間隔を縮めるように
なっている。第2位置固定レンズ群G4は、合焦動作時
にも位置が固定されている。非球面は、第1位置固定レ
ンズ群G1中の物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズL11の像側の面、第1移動レンズ群G2の最も物体
側の面、第2位置固定レンズ群G4の最も像側の面の3
面に設けられている。
【0078】次に、第3実施例のズームレンズを構成す
る光学部材の数値データを示す。数値データ31=13.3684 d1=0.7000 nd1=1.80610 νd1=40.92 r2=4.7737(非球面) d2=1.5500 r3=∞(仮想面) d3=6.8000 r4=∞(仮想面) d4=0.1500 r5=40.0504 d5=1.4000 nd5=1.75520 νd5=27.51 r6=-10.0000 d6=0.7000 nd6=1.80440 νd6=39.59 r7=8.2862 d7=0.5000 r8=6.3061 d8=1.0000 nd8=1.84666 νd8=23.78 r9=7.4494 d9=D9 r10=∞(絞り) d10=0 r11=4.2127(非球面) d11=1.8000 nd11=1.74320 νd11=49.34 r12=8.0000 d12=0.7000 nd12=1.84666 νd12=23.78 r13=3.7773 d13=0.5000 r14=7.8428 d14=1.5000 nd14=1.72916 νd14=54.68 r15=-65.4053 d15=D15 r16=7.7629 d16=1.5000 nd16=1.48749 νd16=70.23 r17=-56.7880 d17=D17 r18=∞(透過率可変手段又はシャッター配置位置) d18=4.0000 r19=-4.1202 d19=0.7000 nd19=1.84666 νd19=23.78 r20=∞ d20=1.4000 nd20=1.74320 νd20=49.34 r21=-5.1232(非球面) d21=0.7000 r22=∞ d22=0.6000 nd22=1.51633 νd22=64.14 r23=∞ d23=D23 r24=∞(撮像面) d24=0
【0079】 非球面係数 第2面 K=0 A2 =0 A4 =-2.1367×10-4 6 =-2.2134×10-5 8 =-9.8406×10-7 10 =0 第11面 K=0 A2 =0 A4 =-7.2322×10-4 6 =-4.5474×10-7 8 =-3.2137×10-6 10 =0 第21面 K=0 A2 =0 A4 =9.8601×10-4 6 =2.5377×10-4 8 =-3.0336×10-5 10 =0
【0080】 ズームデータ(無限遠物点合焦時) 広角端 中間 望遠端 f(mm) 3.26996 5.68856 9.73139 Fno. 2.8123 3.5300 4.5214 D0 ∞ ∞ ∞ D9 9.54198 4.27844 0.88064 D15 1.09629 3.57294 1.28958 D17 1.18911 3.99095 9.65757 D23 1.00000 1.00000 1.00000
【0081】第4実施例 図10は本発明による電子撮像装置に用いるズームレン
ズの第4実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面
図であり、広角端無限遠物点合焦時の折り曲げ時におけ
る状態を示している。図11は第4実施例にかかるズー
ムレンズの無限遠物点合焦時の光学構成を示す光軸に沿
う断面図であり、(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠
端での状態を示している。図12〜図14は第4実施例
にかかるズームレンズの無限遠物点合焦時における球面
収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す図であ
り、図12は広角端、図13は中間、図14は望遠端で
の状態を示している。
【0082】第4実施例の電子撮像装置は、図10に示
すように、物体側から順に、ズームレンズと、電子撮像
素子であるCCDを有している。図10中、IはCCD
の撮像面である。ズームレンズと撮像面Iとの間には、
平面平板状のCCDカバーガラスCGが設けられてい
る。ズームレンズは、物体側から順に、第1位置固定レ
ンズ群G1と、開口絞りSと、第1移動レンズ群G2
と、第2移動レンズ群G3と、第2位置固定レンズ群G
4とを有している。第1位置固定レンズ群G1は、物体
側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカス単レン
ズL11からなる負の屈折力を有する前側副群と、光路
を折り曲げるための反射面を持つ反射光学素子R1と、
物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL12”と物
体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL13”との接
合レンズからなる後側副群とで構成されている。反射光
学素子R1は、光路を90°折り曲げる表面鏡として構
成されている。なお、本発明の各実施例における有効撮
像領域の縦横比は3:4であり、折り曲げ方向は横方向
である。第1移動レンズ群G2は、物体側から順に、両
凸正レンズL21’と、物体側に凸面を向けた正メニス
カスレンズL22’と物体側に凸面を向けた負メニスカ
スレンズL23’との接合レンズとで構成されており、
全体で正の屈折力を有している。第2移動レンズ群G3
は、両凸正レンズL31’で構成されている。第2位置
固定レンズ群G4は、物体側から順に、両凸正レンズL
1”’と物体側に凹面を有する負メニスカスレンズL
2”との接合レンズで構成されている。
【0083】広角端から望遠端へと変倍する際には、第
1位置固定レンズ群G1と第2位置固定レンズ群G4は
位置が固定され、第1移動レンズ群G2は開口絞りSと
ともに物体側へ移動し、第2移動レンズ群G3は像側へ
移動して第1移動レンズ群G2との間隔を一旦広げた
後、物体側へ移動しながら第1移動レンズ群G2との間
隔を縮めるようになっている。第2位置固定レンズ群G
4は、合焦動作時にも位置が固定されている。非球面
は、第1位置固定レンズ群G1中の物体側に凸面を向け
た負メニスカスレンズL11の像側の面、第1移動レン
ズ群G2の最も物体側の面、第2位置固定レンズ群G4
の最も像側の面の3面に設けられている。
【0084】次に、第4実施例のズームレンズを構成す
る光学部材の数値データを示す。数値データ41=48.0190 d1=0.7000 nd1=1.74320 νd1=49.34 r2=6.2622(非球面) d2=1.4000 r3=∞(仮想面) d3=6.8000 r4=∞(仮想面) d4=0.5000 r5=-7.0305 d5=0.7000 nd5=1.72916 νd5=54.68 r6=-70.0000 d6=1.3000 nd6=1.75520 νd6=27.51 r7=-10.9296 d7=D7 r8=∞(絞り) d8=0 r9=6.0615(非球面) d9=2.0000 nd9=1.69350 νd9=53.21 r10=-24.3840 d10=0.1500 r11=7.1211 d11=1.4000 nd11=1.72916 νd11=54.68 r12=17.0000 d12=0.7000 nd12=1.84666 νd12=23.78 r13=3.7142 d13=D12 r14=15.6721 d14=1.2000 nd14=1.48749 νd14=70.23 r15=-257.3208 d15=D15 r16=17.6349(非球面) d16=1.7000 nd16=1.69350 νd16=53.21 r17=-10.0000 d17=0.7000 nd17=1.84666 νd17=23.781 r18=-61.5603 d18=0.7000 r19=∞ d19=0.6000 nd19=1.51633 νd19=64.14 r20=∞ d20=D20 r21=撮像面 d21=0
【0085】 非球面係数 第2面 K=0 A2 =0 A4 =-5.3261×10-4 6 =2.9820×10-7 8 =-2.8551×10-7 10 =0 第9面 K=0 A2 =0 A4 =-7.0758×10-4 6 =-5.4206×10-6 8 =-3.3921×10-7 10 =0 第16面 K=0 A2 =0 A4 =-4.4139×10-4 6 =-8.9132×10-5 8 =1.1288×10-5 10 =0
【0086】 ズームデータ(無限遠物点合焦時) 広角端 中間 望遠端 f(mm) 3.25523 5.63899 9.74742 Fno. 2.5152 3.4674 4.5349 D0 ∞ ∞ ∞ D7 11.80653 6.20999 0.89934 D13 2.00102 8.04632 3.99953 D15 3.44522 3.00007 12.35394 D20 1.00000 1.00000 1.00000
【0087】次に、上記実施例における条件式のパラメ
ータ等の値を次の表に示す。 なお、表中、折り曲げポイントは、上記レンズレータの
仮想面前面(第3面)からの距離(45度反射面と光軸
上での距離)で示してある。また、上記各実施例では、
各数値データの反射面は無限物点合焦時に平面、近距離
物点合焦時は凹面となる。なお、形状可変の原理から無
限遠物点合焦時においても、やや凹面にしておき、近距
離物点合焦時にはさらに曲率の強い方向の凹面にすると
よい。なお、反射面の曲率半径は光軸との交点における
ものであり、非球面であってもよい。
【0088】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15は本発
明の各実施例に用いる電子撮像素子の画素配列の一例を
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24)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、とり得る範囲における最大値とする。
【0089】なお、上記各実施例では、最終レンズ群の
像側に近赤外カットフィルターを有するか、又は近赤外
カットコートをCCDカバーガラスCGの入射面側の表
面、もしくは他のレンズの入射面側の面に施してある。
また、ズームレンズの入射面から撮像面までの光路にロ
ーパスフィルターは配置していない。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60nmで
の透過率が80%以上、波長700nmでの透過率が1
0%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27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。
【0090】 基 板 材質 物理的膜厚(nm) λ/4 第1層 Al23 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
【0091】上記の近赤外シャープカットコートの透過
率特性は図16に示す通りである。また、近赤外カット
コートを施したCCDカバーガラスCGの射出面側、も
しくは、近赤外カットコートを施した他のレンズの射出
面側には、図17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、もしくは、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。具体的には、この近赤外カットフィルター、もし
くは、近赤外カットコーティングにより、波長400n
m〜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。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。
【0092】上記の400nmの波長の透過率の比が6
%を上回ると、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%を下回ると、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。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。
【0093】上記各実施例では、図17に示すように、
波長400nmにおける透過率が0%、波長420nm
における透過率が90%、波長440nmにおいて透過
率のピーク100%となるコーティングとしている。そ
して、上述の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における透過率99%
をピークとして、波長400nmにおける透過率が0
%、波長420nmにおける透過率が80%、波長60
0nmにおける透過率が82%、波長700nmにおけ
る透過率が2%となっている。それにより、より忠実な
色再現を行っている。
【0094】また、CCDの撮像面I上には、図18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。
【0095】補色モザイクフィルターは、具体的には、
図18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。グリーンの色フィルター
Gは波長GPに分光強度のピークを有し、イエローの色フ
ィルターYeは波長YP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CP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MP1とMP 2にピー
クを有し、次の条件式を満足する。 510nm < GP < 540nm 5nm < YP−GP < 35nm −100nm < CP−GP < −5nm 430nm < MP1 < 480nm 580nm < MP2 < 640nm
【0096】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530
nm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。
【0097】上記各実施例におけるそれぞれの波長特性
の一例を図19に示す。グリーンの色フィルターGは、
波長525nm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Yeは、波長555nmに分光強度
のピークを有している。シアンの色フィルターCは、波
長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、波長445nmと波長620n
mにピークを有している。また、波長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%、Yeは95%、Cは97%、Mは3
8%となっている。
【0098】このような補色フィルターの場合、図示し
ないコントローラー(もしくは、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、即ち、 輝度信号 Y=|G+M+Ye+C|×1/4 色信号 R−Y=|(M+Ye)−(G+C)| B−Y=|(M+C)−(G+Ye)| の信号処理を経て、R(赤)、G(緑)、B(青)の信
号に変換される。なお、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。
【0099】また、上記各実施例の数値データにおいて
開口絞りSの位置から次の像側のレンズの凸面までの間
隔(d8)が0となっているのは、該レンズの凸面の面
頂位置と、開口絞りSから光軸へと下ろした垂線と光軸
との交点とが等しいことを意味する。なお、上記各実施
例では絞りSを平板としているが、他の構成として円形
の開口を持った黒塗り部材を用いても良い。または、図
20に示すような漏斗状の絞りをレンズの凸面の傾きに
沿ってかぶせても良い。さらには、レンズを保持する鏡
枠において絞りを形成してもよい。
【0100】また、上記各実施例においては、本発明に
おける光量を調節するための透過率可変手段や受光時間
を調節するためのシャッターを、第2移動レンズ群G3
の像側の空気間隔に配置することができるように設計さ
れている。そして、光量調節手段に関しては、図21に
示すように、素通し面又は中空の開口、透過率1/2の
NDフィルター、透過率1/4のNDフィルター等をタ
ーレット状に設けて構成したものを用いることができ
る。
【0101】この具体例を図22に示す。ただし、この
図では便宜上、第1位置固定レンズ群G1〜第1移動レ
ンズG2は省いて図示してある。第2移動レンズ群G3
と第2位置固定レンズG4との間の光軸上の位置に、0
段、−1段、−2段、−3段の明るさ調節を可能とする
図21に示すターレット10を配置している。ターレッ
ト10には、有効光束を透過する領域にて、各々波長5
50nmに対する透過率について、透過率100%の開
口、透過率50パーセントのNDフィルター、透過率2
5%のNDフィルター、透過率12.5%のNDフィル
ターが設けられた開口部1A,1B,1C,1Dを有し
ている。そして、ターレット10の回転軸11の周りの
回動により、いずれかの開口を、絞り位置とは異なる空
間であるレンズ間の光軸上に配置することで光量調節を
行っている。
【0102】また、光量調節手段として、図23に示す
ように、光量ムラを抑えるように、光量調節が可能なフ
ィルター面を設けても良い。図23のフィルター面は、
同心円状に透過率が異なり、中心にいくほど光量が低下
するようになっている。そして、上記フィルター面を配
置することにより、暗い被写体に対しては中心部の光量
確保を優先して透過率を均一とし、明るい被写体に対し
てのみ明るさムラを補うように構成してもよい。
【0103】さらには、装置全体の薄型化を考慮する
と、電気的に透過率を制御できる電気光学素子を用いる
ことが出来る。電気光学素子は、たとえば、図24に示
すように、TN液晶セルを透明電極と偏光方向を一致さ
せた偏光膜を持つ2枚の平行平板で両側から挟み込み、
透明電極間の電圧を適宜かえることにより液晶の内での
偏光方向を変化させて透過する光量を調節する液晶フィ
ルター等で構成できる。なお、この液晶フィルターで
は、可変抵抗を介してTN液晶セルにかかる電圧を調整
して、TN液晶セルの配向を変化させている。
【0104】さらには、光量調節手段として、上述のよ
うな透過率を調節する各種フィルターにかえて受光時間
を調節するシャッターを設けても良い。又はシャッター
をフィルターと併設させても良い。シャッターは像面近
傍に配置した移動幕によるフォーカルプレーンシャッタ
ーで構成しても良いし、光路途中に設けた2枚羽のレン
ズシャッター、フォーカルプレーンシャッター、液晶シ
ャッター等、種々のもので構成しても構わない。
【0105】図25は本発明の各実施例にかかる電子撮
像装置に適用可能な受光時間を調節するフォーカルプレ
ーンシャッターの1つであるロータリーフォーカルプレ
ーンシャッターの一例を示す概略構成図であり、(a)は
裏面図、(b)は表面図、図32(a)〜(d)はロータリーシ
ャッター幕Bが回転する様子を像面側からみた図であ
る。図25中、Aはシャッター基板、Bはロータリーシ
ャッター幕、Cはロータリーシャッター幕の回転軸、D
1,D2はギアである。
【0106】シャッター基板Aは、本発明の電子撮像装
置において、像面の直前、または任意の光路に配置され
る構成となっている。また、シャッター基板Aには、光
学系の有効光束を透過する開口部A1が設けられてい
る。ロータリーシャッター幕Bは略半円型に形成されて
いる。ロータリーシャッター幕の回転軸Cは、ロータリ
ーシャッター幕Bと一体化されている。また、回転軸C
は、シャッター基板Aに対して回転するようになってい
る。また、回転軸Cは、シャッター基板Aの表面のギア
D1,D2と連結されている。ギアD1,D2は図示し
ないモーターと連結されている。そして、図示しないモ
ーターの駆動により、ギアD2,D1、回転軸Cを介し
てロータリーシャッター幕Bが回転軸Cを中心に、時間
を追って図26(a)〜(d)の順で回転するようになってい
る。ロータリーシャッター幕Bは、回転により、シャッ
ター基板Aの開口部A1の遮蔽と退避を行いシャッター
としての役割を果たしている。また、シャッタースピー
ドはロータリーシャッター幕Bの回転するスピードを変
えることで調整されるようになっている。
【0107】以上、光量調節手段について説明したが、
これらのシャッター、透過率可変フィルターは、上述の
本発明の実施例においては、例えば、第3実施例18面
(INF)に配置される。なお、これらの光量調節手段
は、上述の開口絞りとは異なる位置であれば、他の位置
に配置しても良い。
【0108】また、上述の電気光学素子に、シャッター
の役割を兼用させても良い。このようにすると、部品点
数の削減、光学系の小型化の点でより好ましい。
【0109】次に、本発明の電子撮像装置のズームレン
ズにおける光路折り曲げ用の反射面を持つ反射光学素子
として適用可能な可変ミラーの構成例について説明す
る。図27は本発明のズームレンズの折り曲げ用の反射
面を持つ反射光学素子として適用可能な可変形状鏡40
9の一実施例を示す概略構成図である。まず、光学特性
可変形状鏡409の基本構成について説明する。
【0110】可変形状鏡409は、アルミコーティング
等で作られた薄膜(反射面)409aと複数の電極40
9bを有して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、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、4
15,416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。
【0111】可変形状鏡の面は、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。
【0112】なお、可変形状鏡の反射面の形状は、自由
曲面に構成するのがよい。なぜなら、収差補正が容易に
でき、有利だからである。また、本発明で使用する自由
曲面とは以下の式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。
【0113】 ここで、(a)式の第1項は球面項、第2項は自由曲面
項である。Mは2以上の自然数である。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 ) である。
【0114】自由曲面項は、 ただし、Cj (jは2以上の整数)は係数である。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。
【0115】本実施例の可変形状鏡は、図28に示すよ
うに、薄膜409aと電極409bとの間に圧電素子4
09c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409b毎に変えることにより、圧電素子40
9c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4
09bの形は、図28に示すように、同心分割であって
もよいし、図29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。
図27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。
【0116】図30は本発明のズームレンズの折り曲げ
用の反射面を持つ反射光学素子として適用可能な可変形
状鏡409のさらに他の実施例を示す概略構成図であ
る。本実施例の可変形状鏡は、薄膜409aと電極40
9b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409
c’で構成されている点で、図27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409c’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27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。
【0117】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、上記実施例において薄膜409aの
形状を適切に変形させることも可能である。
【0118】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。
【0119】なお、図27、図31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。
【0120】図31は本発明のズームレンズの折り曲げ
用の反射面を持つ反射光学素子として適用可能な可変形
状鏡409のさらに他の実施例を示す概略構成図であ
る。本実施例の可変形状鏡は、圧電素子409cが薄膜
409aと電極409dとにより挟持され、薄膜409
a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、本実施例では、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、上記実施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。
【0121】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31に示した。なお、本願で
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。
【0122】図32は本発明のズームレンズの折り曲げ
用の反射面を持つ反射光学素子として適用可能な可変形
状鏡409のさらに他の実施例を示す概略構成図であ
る。本実施例の可変形状鏡は、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42
3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409を構成している。基板4
09eの下面には複数のコイル427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。
【0123】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。
【0124】この場合、薄膜コイル427の巻密度を、
図33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。
【0125】図34は本発明のズームレンズの折り曲げ
用の反射面を持つ反射光学素子として適用可能な可変形
状鏡409のさらに他の実施例を示す概略構成図であ
る。図中、412は電源である。本実施例の可変形状鏡
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。図35は本実施例に
おけるコイル427の配置を示し、図36はコイル42
7の他の配置例を示しているが、これらの配置は、図3
2に示した実施例にも適用することができる。なお、図
37は、図32に示した実施例において、コイル427
の配置を図36に示したように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37に示す
ように、永久磁石426を放射状に配置すれば、図32
に示した実施例に比べて、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33及び図34の実施例)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。
【0126】以上いくつかの可変形状鏡の実施例を述べ
たが、ミラーの形を変形させるのに、図31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。
【0127】図38は本発明のさらに他の実施例に係
る、ズームレンズの折り曲げ用の反射面を持つ反射光学
素子として適用可能な可変形状鏡409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。本実施例の撮像系は、第1実施例で示した光学構成
における反射光学素子R1を可変形状鏡409で構成し
たものである。そして、これらのズームレンズと、電子
撮像素子であるCCD408と、制御系103とで一つ
の撮像ユニット104を構成している。本実施例の撮像
ユニット104では、物体側に凸面を向けた負メニスカ
ス単レンズL11を通った物体からの光は、可変形状鏡
409で集光され、両凹負レンズL12、物体側に凸面
を向けた正メニスカスレンズL13、第1移動レンズ群
G2、第2移動レンズ群G3、第2位置固定レンズ群G
4、CCDカバーガラスCGを経て、固体撮像素子であ
るCCD408の上に結像する。この可変形状鏡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。
【0128】本実施例によれば、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4
09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。なお、図38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に有用であ
る。なお、可変形状鏡409でピント合わせを行なう為
には、例えば固体撮像素子408に物体像を結像させ、
可変形状鏡409の焦点距離を変化させながら物体像の
高周波成分が最大になる状態を見つければよい。高周波
成分を検出するには、固体撮像素子408にマイクロコ
ンピュータ等を含む処理回路を接続し、その中で高周波
成分を検出すればよい。
【0129】さて、以上のような本発明の折り曲げズー
ムレンズを用いた電子撮像装置は、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。
【0130】図39〜図41は本発明による折り曲げズ
ームレンズをデジタルカメラの撮影光学系41に組み込
んだ構成の概念図であり、図39はデジタルカメラ40
の外観を示す前方斜視図、図40は同後方斜視図、図4
1はデジタルカメラ40の構成を示す断面図である。な
お、図41に示すデジタルカメラは、撮像光路をファイ
ンダーの長辺方向に折り曲げた構成となっており、図4
1中の観察者の眼を上側からみて示してある。
【0131】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、第
1実施例の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行
われるようになっている。そして、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、又
はCCDカバーガラス又はその他のレンズに施された近
赤外カットコートを経てCCD49の撮像面上に形成さ
れる。
【0132】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。
【0133】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。
【0134】このように構成されたデジタルカメラ40
は、長辺方向に光路を置き曲げたことによりカメラの薄
型化に効果がある。また、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。なお、本実
施例のデジタルカメラ40の撮像光路をファインダーの
短辺方向に折り曲げて構成してもよい。その場合には、
撮影レンズの入射面からストロボ(又はフラッシュ)を
より上方に離して配置し、人物のストロボ撮影時の際に
生じる影の影響を緩和できるレイアウトにし得る。ま
た、図41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。
【0135】次に、本発明の折り曲げズームレンズが対
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
ソコンを図42〜図44に示す。図42はパソコン30
0のカバーを開いた前方斜視図、図43はパソコン30
0の撮影光学系303の断面図、図44は図42の側面
図である。
【0136】図42〜図44に示すように、パソコン3
00は、外部から操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。
この撮影光学系303は、撮影光路304上に、本発明
による例えば第1実施例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。
【0137】ここで、撮像素子チップ162上にはカバ
ーガラスCGが付加的に貼り付けられて撮像ユニット1
60として一体に形成され、対物レンズ112の鏡枠1
13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1
62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113中のズーム
レンズの駆動機構等は図示を省いてある。
【0138】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42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。
【0139】次に、本発明の折り曲げズームレンズが撮
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を図45に示す。図
45(a)は携帯電話400の正面図、図45(b)は側面
図、図45(c)は撮影光学系405の断面図である。図
45(a)〜(c)に示すように、携帯電話400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第1実施例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。
【0140】ここで、撮像素子チップ162上にはカバ
ーガラスCGが付加的に貼り付けられて撮像ユニット1
60として一体に形成され、対物レンズ112の鏡枠1
13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1
62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113中のズーム
レンズの駆動機構等は図示を省いてある。
【0141】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。
【0142】以上説明したように、本発明の電子撮像装
置及び電子撮像装置に用いるズームレンズは、特許請求
の範囲に記載された発明の他に、次に示すような特徴も
備えている。
【0143】(1)前記交点が、前記レンズの内部乃至
面頂以内に位置することを特徴とする請求項6に記載の
電子撮像装置。
【0144】(2)透過率を変更することにより前記電
子撮像素子に導かれる光量を調節する透過率可変手段を
備え、該透過率可変手段を前記絞りの配置される空間と
は異なる空間の光路中に配置したことを特徴とする請求
項6または上記(1)に記載の電子撮像装置。
【0145】(3)前記電子撮像素子に導かれる光束の
受光時間を調節するシャッターを備え、該シャッターを
前記絞りの配置される空間とは異なる空間の光路中に配
置したことを特徴とする請求項6または上記(1)、
(2)のいずれかに記載の電子撮像装置。
【0146】(4)光学系の入射面から撮像面までの光
路にローパスフィルターを配置しないことを特徴とする
請求項1〜6、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の
電子撮像装置。
【0147】(5)前記ズームレンズと撮像面までの間
に配置される各々の媒質境界面が全てほぼ平面であり、
かつ光学ローパスフィルターのような空間周波数変換作
用が無いことを特徴とする請求項1〜6、上記(1)〜
(4)のいずれかに記載の電子撮像装置に用いる電子撮
像素子。
【0148】(6)前記ズームレンズが、前記第1移動
レンズ群よりも像側に、正の屈折力を有し広角端から望
遠端に変倍する際に前記第1移動レンズ群とは異なった
動きをする第2移動レンズ群を有することを特徴とする
請求項1〜6、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の
電子撮像装置。
【0149】(7)前記ズームレンズが、物体側から順
に、前記第1位置固定レンズ群と、該第1位置固定レン
ズ群とは空気間隔を挟んで隣接する前記第1移動レンズ
群と、前記第1移動レンズ群とは空気間隔を挟んで隣接
する前記第2移動レンズ群とを有することを特徴とする
上記(6)に記載の電子撮像装置。
【0150】(8)前記第2移動レンズ群よりも像側に
変倍時に位置が固定である第2固定レンズ群を有するこ
とを特徴とする上記(6)または(7)に記載の電子撮
像装置。
【0151】(9)前記第2固定レンズ群が、非球面を
有していることを特徴とする上記(8)に記載の電子撮
像装置。
【0152】(10)前記第1移動レンズ群が、2枚の
正レンズと1枚の負レンズとからなることを特徴とする
上記(6)〜(9)のいずれかに記載の電子撮像装置に
用いるズームレンズ。
【0153】(11)前記第1移動レンズ群における前
記負レンズが、隣接する少なくとも1つの正レンズと接
合されていることを特徴とする上記(10)に記載の電
子撮像装置に用いるズームレンズ。
【0154】(12)前記第1移動レンズ群の前記2枚
の正レンズと前記1枚の負レンズとが、物体側から、正
レンズ、負レンズ、正レンズの順で配置されることを特
徴とする上記(10)または(11)に記載の電子撮像
装置。
【0155】(13)前記第1移動レンズ群の前記2枚
の正レンズと前記1枚の負レンズとが、物体側から、正
レンズ、正レンズ、負レンズの順で配置されることを特
徴とする上記(10)または(11)に記載の電子撮像
装置。
【0156】(14)前記第1位置固定レンズ群及び前
記第1移動レンズ群が、次の条件式を満足することを特
徴とする請求項1〜6、上記(1)〜(13)のいずれ
かに記載の電子撮像装置。 0.6 < −fC/√(fw・fT) < 1.5 1.1 < fV1/√(fw・fT) < 2.5 但し、fCは第1位置固定レンズ群の合成焦点距離、f
V1は正の屈折力を有し広角端から望遠端に変倍する際
に一方向にのみ移動するレンズ群のうち最も物体側のレ
ンズ群V1の合成焦点距離、fwは広角端におけるズー
ムレンズ全系の焦点距離、fTは望遠端におけるズーム
レンズ全系の焦点距離である。
【0157】(15)前記第1移動レンズ群、前記第2
移動レンズ群が次の条件式を満足することを特徴とする
上記(6)〜(13)のいずれかに記載の電子撮像装置
に用いるズームレンズ。 0.01 < L/fV2 < 0.5 0.0 < M2/M1 < 1.2 ただし、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、f
V2は第2移動レンズ群の焦点距離、M2は第2移動レ
ンズ群の移動量、M1は第1移動レンズ群の移動量であ
る。なお、像側への移動を正とする。
【0158】(16)前記第1移動レンズ群、前記第2
移動レンズ群のうちの一方の移動レンズ群を単レンズで
構成し、他方の移動レンズ群に負レンズを含ませたこと
を特徴とする上記(6)〜(13)、(15)のいずれ
かに記載の電子撮像装置。
【0159】(17)前記第2固定レンズ群が次の条件
式を満足することを特徴とする上記(8)または(9)
に記載の電子撮像装置。 −0.25 < L/fR < 0.4 ただし、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、f
Rはレンズ群Rの焦点距離である。
【0160】(18)前記第2固定レンズ群は合焦動作
時にも固定であることを特徴とする上記(8)、
(9)、(17)のいずれかに記載の電子撮像装置。
【0161】(19)前記移動レンズ群のいずれかが、
物体側から順に、正レンズ負レンズとの接合レンズと、
正の単レンズとで構成されると共に、次の条件式を満足
することを特徴とする請求項1〜6、上記(1)〜(1
8)のいずれかに記載の電子撮像装置。 0.65 < RVC3/RVC1 < 1.4 ただし、RVC1は接合レンズの最も物体側の面の光軸上
での曲率半径、RVC3は接合レンズの最も像側の面の光
軸上での曲率半径である。
【0162】(20)前記移動レンズ群の前記接合レン
ズの接合面とその両側のレンズの媒質が、次の条件式を
満足することを特徴とする上記(19)に記載の電子撮
像装置。 0.2 < L/RVC2 < 1.2 15 < νVCP−νVCN ただし、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、R
VC2は移動レンズ群の接合レンズの接合面の光軸上にお
ける曲率半径、νVCPは接合面の物体側の正レンズの媒
質のd線基準でのアッベ数、νVCNは接合面の像側の負
レンズの媒質のd線基準でのアッベ数である。
【0163】(21)前記移動レンズ群中の前記正の単
レンズが、次の条件式を満足することを特徴とする上記
(19)または(20)に記載の電子撮像装置。−1.
2 < (RVS1+RVS2)/(RVS1−RVS2) <
0.4 0 < L/fVS < 0.9 ただし、RVS1は前記第1移動レンズ群または第2移動
レンズ群のいずれか接合レンズ成分を含んだほうの群に
おける最も像側の単レンズの物体側の面の光軸上での曲
率半径、RVS2は前記第1移動レンズ群または第2移動
レンズ群のいずれか接合レンズ成分を含んだほうの群に
おける最も像側の単レンズの像側の面の光軸上での曲率
半径、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、fVS
は前記第1移動レンズ群または第2移動レンズ群のいず
れか接合レンズ成分を含んだほうの群における最も像側
の単レンズの焦点距離である。
【0164】(22)前記移動レンズ群のいずれかが、
物体側から順に、正の単レンズと、正レンズと負レンズ
との接合レンズとで構成されると共に、次の条件式を満
足することを特徴とする請求項1〜6、上記(1)〜
(18)のいずれかに記載の電子撮像装置。 0.35 < RVC3/RVC1 < 0.8 ただし、RVC1は接合レンズの最も物体側の面の光軸上
での曲率半径、RVC3は接合レンズの最も像側の面の光
軸上での曲率半径である。
【0165】(23)前記移動レンズ群の前記接合レン
ズの接合面とその両側のレンズの媒質が、次の条件式を
満足することを特徴とする上記(22)に記載の電子撮
像装置。 −0.2 < L/RVC2 < 0.8 20 < νVCP−νVCN ただし、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、R
VC2は移動レンズ群の接合レンズの接合面の光軸上にお
ける曲率半径、νVCPは接合面の物体側の正レンズの媒
質のd線基準でのアッベ数、νVCNは接合面の像側の負
レンズの媒質のd線基準でのアッベ数である。
【0166】(24)前記移動レンズ群中の前記正の単
レンズが、次の条件式を満足することを特徴とする上記
(22)または(23)に記載の電子撮像装置。 −1.4 < (RVS1+RVS2)/(RVS1−RVS2
< 0.2 0.1 < L/fVS < 1.0
【0167】(25)前記第1位置固定レンズ群の後側
副群は、物体側から順に、負レンズと、正レンズの2枚
のレンズからなり、もしくは、正レンズと、負レンズ
と、正レンズの3枚のレンズからなり、そのうちの負レ
ンズの少なくとも一方の面が正レンズと接合されている
ことを特徴とする請求項1〜6、上記(1)〜(24)
のいずれかに記載の電子撮像装置。
【0168】(26)次の条件式を満足することを特徴
とする上記(25)に記載の電子撮像装置。 3 < νC2N−νC2P < 40 −0.4 < Q・L/RC2C < 1.5 ただし、νC2Pは前記第1位置固定レンズ群の後側副群
における接合レンズ成分の正レンズの媒質のアッベ数、
νC2Pは前記第1位置固定レンズ群の後側副群における
接合レンズ成分の負レンズの媒質のアッベ数、RC2C
前記第1位置固定レンズ群の後側副群における接合レン
ズ成分の接合面の光軸上での曲率半径である。なお、接
合レンズの順番が物体側から負レンズ、正レンズのとき
はQ=1、逆の順番のときはQ=−1とする。
【0169】(27)前記第1位置固定レンズ群の前側
副群が、物体側に凸面を向けた負のメニスカス単レンズ
で構成されることを特徴とする請求項1〜6、上記
(1)〜(26)のいずれかに記載の電子撮像装置。
【0170】(28)次の条件式を満足することを特徴
とする上記(27)に記載の電子撮像装置。 0.05 < fC1/fC2 < 1.0 ただし、fC1は第1位置固定レンズ群の前側副群の焦点
距離、fC2は第1位置固定レンズ群の後側副群の焦点距
離である。
【0171】(29)前記ズームレンズが次の条件式を
満足することを特徴とする請求項1〜6、上記(1)〜
(29)のいずれかに記載の電子撮像装置。 1.8 < fT/fw ただし、fwは広角端におけるズームレンズ全系の焦点
距離、fTは望遠端におけるズームレンズ全系の焦点距
離である。
【0172】(30)前記電子撮像装置における広角端
全画角が55度以上であることを特徴とする請求項1〜
6、上記(1)〜(29)のいずれかに記載の電子撮像
装置。
【0173】(31)前記電子撮像装置における広角端
全画角が80度以下であることを特徴とする上記(3
0)に記載の電子撮像装置。
【0174】
【発明の効果】本発明によれば、極力物体側にミラーな
ど反射光学素子を挿入して光学系特にズームレンズ系の
光路(光軸)を折り曲げる構成とし、さらに諸々の条件
式等を満たすように構成したので、ズーム比、画角、F
値、少ない収差など高い光学仕様性能を確保しながら
も、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
ラを実現することができる。加えて、沈胴式鏡筒に適し
たズームレンズなど他のズーム光学系と異なり、今後、
撮像素子の小型化が進んだ場合に、その小形化された撮
像素子を使用する場合におけるカメラのさらなる小型
化、薄型化を有利に進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子撮像装置に用いるズームレン
ズの第1実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面
図であり、広角端無限遠物点合焦時の折り曲げ時におけ
る状態を示している。
【図2】第1実施例にかかるズームレンズの無限遠物点
合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)
は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示してい
る。
【図3】第1実施例にかかるズームレンズの無限遠物点
合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色
収差を示す図であり、広角端での状態を示している。
【図4】第1実施例にかかるズームレンズの無限遠物点
合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色
収差を示す図であり、中間での状態を示している。
【図5】第1実施例にかかるズームレンズの無限遠物点
合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色
収差を示す図であり、望遠端での状態を示している。
【図6】本発明による電子撮像装置に用いるズームレン
ズの第2実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面
図であり、広角端無限遠物点合焦時の折り曲げ時におけ
る状態を示している。
【図7】第2実施例にかかるズームレンズの無限遠物点
合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)
は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示してい
る。
【図8】本発明による電子撮像装置に用いるズームレン
ズの第3実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面
図であり、広角端無限遠物点合焦時の折り曲げ時におけ
る状態を示している。
【図9】第3実施例にかかるズームレンズの無限遠物点
合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)
は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示してい
る。
【図10】本発明による電子撮像装置に用いるズームレ
ンズの第4実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断
面図であり、広角端無限遠物点合焦時の折り曲げ時にお
ける状態を示している。
【図11】第4実施例にかかるズームレンズの無限遠物
点合焦時の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、
(a)は広角端、(b)は中間、(c)は望遠端での状態を示し
ている。
【図12】第4実施例にかかるズームレンズの無限遠物
点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率
色収差を示す図であり、広角端での状態を示している。
【図13】第4実施例にかかるズームレンズの無限遠物
点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率
色収差を示す図であり、中間での状態を示している。
【図14】第4実施例にかかるズームレンズの無限遠物
点合焦時における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率
色収差を示す図であり、望遠端での状態を示している。
【図15】本発明の各実施例に用いる電子撮像素子の画
素配列の一例を示す説明図である。
【図16】近赤外シャープカットコートの一例の透過率
特性を示すグラフである。
【図17】近赤外カットコートを施したCCDカバーガ
ラスCGの射出面側、もしくは、近赤外カットコートを
施した他のレンズ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グラフである。
【図18】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19】補色モザイクフィルターの波長特性の一例を
示すグラフである。
【図20】本発明の各実施例にかかる電子撮像装置に用
いる絞りSの変形例を示す説明図である。
【図21】本発明の各実施例にかかる電子撮像装置に用
いる光量調節手段の一例を示す説明図である。
【図22】図21に示した光量調節手段を本発明に適用
した状態の具体例を示す斜視図である。
【図23】本発明の各実施例にかかる電子撮像装置に適
用可能な光量調節手段の他の例を示す説明図である。
【図24】本発明の各実施例にかかる電子撮像装置に適
用可能な光量調節手段のさらに他の例を示す説明図であ
る。
【図25】本発明の各実施例にかかる電子撮像装置に適
用可能な受光時間を調節するフォーカルプレーンシャッ
ターの1つであるロータリーフォーカルプレーンシャッ
ターの一例を示す概略構成図であり、(a)は裏面図、(b)
は表面図である。
【図26】(a)〜(d)は図25に示したロータリーシャッ
ター幕Bが回転する様子を像面側からみた図である。
【図27】本発明のズームレンズの折り曲げ用の反射面
を持つ反射光学素子として適用可能な可変形状鏡409
の一実施例を示す概略構成図である。
【図28】図27の実施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29】図27の実施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30】本発明のズームレンズの折り曲げ用の反射面
を持つ反射光学素子として適用可能な可変形状鏡409
のさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【図31】本発明のズームレンズの折り曲げ用の反射面
を持つ反射光学素子として適用可能な可変形状鏡409
のさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【図32】本発明のズームレンズの折り曲げ用の反射面
を持つ反射光学素子として適用可能な可変形状鏡409
のさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【図33】図32の実施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34】本発明のズームレンズの折り曲げ用の反射面
を持つ反射光学素子として適用可能な可変形状鏡409
のさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【図35】図34の実施例におけるコイル427の一配
置例を示す説明図である。
【図36】図34の実施例におけるコイル427の他の
配置例を示す説明図である。
【図37】図32に示した実施例において、コイル42
7の配置を図36に示したように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38】本発明のさらに他の実施例に係る、ズームレ
ンズの折り曲げ用の反射面を持つ反射光学素子として適
用可能な可変形状鏡409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。
【図39】本発明による折り曲げ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で
あり、デジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図であ
る。
【図40】図39に示したデジタルカメラ40の後方斜
視図である。
【図41】図39に示したデジタルカメラ40の構成を
示す断面図である。
【図42】本発明の折り曲げズームレンズが対物光学系
として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコン3
00のカバーを開いた前方斜視図である。
【図43】図42に示したパソコン300の撮影光学系
303の断面図である。
【図44】図42の側面図である。
【図45】本発明の折り曲げズームレンズが撮影光学系
として内蔵された情報処理装置の一例である携帯電話を
示す図であり、(a)は携帯電話400の正面図、(b)は
(a)の側面図、(c)は撮影光学系405の断面図である。
【符号の説明】
A シャッター基板 A1 基板の開口部 B ロータリーシャッター幕 C ロータリーシャッター幕の回転軸 D1,D2 ギア CG CCDカバーガラス E 観察者眼球 G1 第1位置固定レンズ群 G2 第1移動レンズ群 G3 第2移動レンズ群 G4 第2位置固定レンズ群 I 撮像面 L11 物体側に凸面を向けた負メニスカス単レ
ンズ L12 両凹負レンズ L12’ 両凸正レンズ L13’ 両凹負レンズ L12” 物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズ L13 物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ L13” 物体側に凹面を向けた正メニスカスレン
ズ L14 物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ L21 物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ L21’ 両凸正レンズ L22 物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズ L22’ 物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ L23 両凸正レンズ L23’ 物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズ L31 物体側に凸面を向けた正メニスカスレン
ズ L31’ 両凸正レンズ L41 物体側に凸面を向けた負メニスカスレン
ズ L41’ 両凹負レンズ L41” 物体側に凹面を有し像側に平面を有する
負レンズ L41”’ 両凸正レンズ L42 両凸正レンズ L42’ 物体側に平面を有し像側に凸面を有する
正レンズ L42” 物体側に凹面を有する負メニスカスレン
ズ R1 反射光学素子 S 開口絞り 1A,1B,1C,1D 開口 10 ターレット 11 回転軸 40 デジタルカメラ 41 撮像光学系 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 103 制御系 104 撮像ユニット 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 408 固体撮像素子 409b,409d 電極 409c−2 電歪材料 409 光学特性可変形状鏡 409a 薄膜 409c,409c’ 圧電素子 409c−1,409e 基板 411 可変抵抗器 412 電源 413 電源スイッチ 414 演算装置 415 温度センサー 416 湿度センサー 417 距離センサー 423 支持台 424 振れセンサー 425,428 駆動回路 426 永久磁石 427 コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA02 LA02 PA06 PA20 PB09 QA02 QA07 QA17 QA22 QA25 QA34 QA42 QA45 RA02 RA32 RA42 SA63 SA64 SA72 SA75 SB04 SB14 SB22 SB33 TA01 TA03 5C022 AA00 AB23 AB44 AB66 AC54 AC69 AC74 AC77 AC78 CA00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ズームレンズとその像側に配置された電
    子撮像素子を有する電子撮像装置であって、 前記ズームレンズが、 正の屈折力を有し広角端から望遠端に変倍する際に一方
    向にのみ移動する第1移動レンズ群を少なくとも1つ含
    み、 前記第1移動レンズ群よりも物体側に変倍時に位置が固
    定の第1位置固定レンズ群を有し、 前記第1位置固定レンズ群が、物体側から順に、負の屈
    折力を有する前側副群と、光路を折り曲げるための反射
    面を持つ表面鏡と、後側副群とを有し、 次の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。 1.4 < d/L < 2.7 1.2< −βVRt < 2.8 ただし、dは前側副群の最も像側の面頂から後側副群の
    最も物体側の面頂までの光軸に沿って測ったときの距
    離、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、βVRt
    は第1位置固定レンズ群よりも像側の全レンズ群の無限
    遠物点合焦時における望遠端での合成倍率である。
  2. 【請求項2】 ズームレンズとその像側に配置された電
    子撮像素子を有する電子撮像装置であって、 前記ズームレンズが、 正の屈折力を有し広角端から望遠端に変倍する際に一方
    向にのみ移動する第1移動レンズ群を少なくとも1つ含
    み、 前記第1移動レンズ群よりも物体側に変倍時に位置が固
    定の第1位置固定レンズ群を有し、 前記第1位置固定レンズ群が、物体側から順に、負の屈
    折力を有する前側副群と、光路を折り曲げるための反射
    面を持つ反射光学素子と、後側副群とを有し、 前記反射面が形状を可変に構成され、 次の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。 1.4 < d/L < 2.7 1.2< −βVRt < 2.8 ただし、dは前側副群の最も像側の面頂から後側副群の
    最も物体側の面頂までの光軸に沿って測ったときの距
    離、Lは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長、βVRt
    は第1位置固定レンズ群よりも像側の全レンズ群の無限
    遠物点合焦時における望遠端での合成倍率である。
  3. 【請求項3】 合焦に際して前記反射面の形状が変化す
    ることを特徴とする請求項1または2に記載の電子撮像
    装置。
  4. 【請求項4】 前記反射面は金属あるいは誘電体がコー
    ティングされた薄膜で構成され、 前記薄膜には複数の電極及び可変抵抗器を介して電源と
    接続されており、 前記可変抵抗器の可変抵抗値を制御する演算装置を備
    え、 前記薄膜に掛けられる静電気力の分布をコントロールす
    ることにより前記反射面の形状を可変に構成したことを
    特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子撮像装
    置に用いるズームレンズ。
  5. 【請求項5】 前記電子撮像素子の水平画素ピッチを
    a、前記ズームレンズの広角端での開放F値をFとする
    ときに、次の条件式を満足することを特徴とする請求項
    1〜4のいずれかに記載の電子撮像装置。 F ≧ a/(1μm)
  6. 【請求項6】 前記開放F値を決定する開口絞りの内径
    は固定であり、 該絞りの直前または直後に、該絞りに向って凸面を向け
    たレンズを備え、 光軸と前記開口絞りから該光軸に下した垂線との交点
    が、前記レンズの内部乃至前記凸面の面頂から0.5m
    m以内に位置することを特徴とする請求項5に記載の電
    子撮像装置。
JP2002134439A 2002-05-09 2002-05-09 電子撮像装置及び電子撮像装置に用いるズームレンズ Expired - Fee Related JP4197888B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002134439A JP4197888B2 (ja) 2002-05-09 2002-05-09 電子撮像装置及び電子撮像装置に用いるズームレンズ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002134439A JP4197888B2 (ja) 2002-05-09 2002-05-09 電子撮像装置及び電子撮像装置に用いるズームレンズ

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2003329931A true JP2003329931A (ja) 2003-11-19
JP2003329931A5 JP2003329931A5 (ja) 2005-09-22
JP4197888B2 JP4197888B2 (ja) 2008-12-17

Family

ID=29697082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002134439A Expired - Fee Related JP4197888B2 (ja) 2002-05-09 2002-05-09 電子撮像装置及び電子撮像装置に用いるズームレンズ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4197888B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004334070A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Minolta Co Ltd 撮像レンズ装置
JP2006106089A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Nikon Corp ズームレンズ
JP2007093985A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Nikon Corp ズームレンズ
JP2010152144A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Panasonic Corp ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7233771B1 (ja) 2021-12-07 2023-03-07 合同会社小林知財研鑽処 海底資源掘削船

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004334070A (ja) * 2003-05-12 2004-11-25 Minolta Co Ltd 撮像レンズ装置
JP2006106089A (ja) * 2004-09-30 2006-04-20 Nikon Corp ズームレンズ
JP4670300B2 (ja) * 2004-09-30 2011-04-13 株式会社ニコン ズームレンズ
JP2007093985A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Nikon Corp ズームレンズ
JP2010152144A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Panasonic Corp ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ

Also Published As

Publication number Publication date
JP4197888B2 (ja) 2008-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7215486B2 (en) Zoom lens and electronic imaging device having the same
JP4285951B2 (ja) ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
JP4285957B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する電子撮像装置
JP3909989B2 (ja) ズームレンズと電子撮像素子を備えたカメラ
JP2002048975A (ja) 電子撮像装置
JP2003302576A (ja) ズームレンズとそれを用いた電子撮像装置
JP2009047988A (ja) 結像光学系及びそれを有する電子撮像装置
EP1494054B1 (en) Zoom lens and electronic imaging apparatus using it
JP2003140043A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
JP4262439B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する電子撮像装置
JP2002023053A (ja) ズームレンズおよびズームレンズを備えた撮像装置
JP2003302575A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
JP4307789B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する電子撮像装置
JP4590127B2 (ja) 電子撮像装置
JP2002090624A (ja) 電子撮像装置
JP4197888B2 (ja) 電子撮像装置及び電子撮像装置に用いるズームレンズ
JP2009122682A (ja) ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置
JP2008122874A (ja) 撮影光学系及びこの撮影光学系を備えた撮像装置
JP4666669B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する電子撮像装置
JP2003344767A (ja) ズームレンズ及びそれを有する電子撮像装置
JP2003005072A (ja) ズームレンズ
JP2004318098A (ja) ズームレンズ装置
JP4472662B2 (ja) ズームレンズ及びズームレンズと撮像素子を備えたカメラ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050411

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080527

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080704

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080916

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080930

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4197888

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees