JP2004053633A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回折の影響を抑えて高画質を保ちつつ光量調整が行え、かつ、ズームレンズの全長の短縮化も可能とした撮像装置。
【解決手段】各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群Ｇ１、Ｇ２と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子Ｉを備えた撮像装置において、開口絞りは絞り形状が固定であり、開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、透過率の変更によって光量調整を行うフィルターＳ２が配されている撮像装置。
【選択図】 図３４
【解決手段】各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群Ｇ１、Ｇ２と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子Ｉを備えた撮像装置において、開口絞りは絞り形状が固定であり、開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、透過率の変更によって光量調整を行うフィルターＳ２が配されている撮像装置。
【選択図】 図３４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に、ズームレンズとＣＣＤ等の電子撮像素子を備えた撮像装置、とりわけ電子画像を得ることが可能なデジタルカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ズームレンズと電子撮像素子を用いた撮像装置では、ズームレンズを通過する光量を調整するため、開口径を変化させるいわゆる可変絞りを用いることが主流であった。
【０００３】
一方、画質の向上を目指して昨今の撮像素子の高画素化が進んでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
撮像素子の画素数が多くなると、光学系に要求される光学性能も高くなる。しかしながら、従来の可変絞りを用いる場合、絞り径を小さくして光量を調整しようとすると回折の影響により解像度が低下する問題を有しており、光量調整と高画質化の両立が困難であった。
【０００５】
また、ズームレンズの全長を小さくしたい場合であっても、可変絞りの機械的構成による厚みが光学系全長の短縮化の制限となる場合もあった。
【０００６】
本発明は以上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、回折の影響を抑えて高画質を保ちつつ光量調整が行え、かつ、ズームレンズの全長の短縮化も可能とした撮像装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の撮像装置は、各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、透過率の変更によって光量調整を行うフィルターが配されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この第１の撮像装置の作用を説明する。複数のレンズ群を備え、各群間の間隔を変化させて変倍（焦点距離の変更）を行うズームレンズとその像側に電子撮像素子を備えた撮像装置において、光量調整はフィルターの透過率変更により行い、絞り形状を固定とすることで、従来絞り径を小さくしたときに生じる回折光による電子画像の劣化を抑えることができる。
【０００９】
また、従来の絞り位置で光量を調整する機構では、絞り形状可変とする等の光量調整のための機構が光学系の配置の自由度を妨げる原因となっていたが、この発明の構成では、絞り形状が固定のものを用いているため、絞り機構自体の厚さを薄くできる。
【００１０】
したがって、絞りを挟むレンズ群間隔を従来よりも短くすることができ、レンズ全長の短縮化も可能となる。
【００１１】
なお、開口絞りはレンズ群の中、つまり変倍時に間隔が一定のレンズ間に位置していてもよい。また、開口絞りは必ずしも円形でなくても構わない。ただし、従前の可変絞りにあっては、常に円形の絞り形状とするために、多数の絞り板を用いていた。
【００１２】
本発明において、さらに開口形状を円形絞りとすることで、光量調整の状態によらず非合焦部分の画像のむらを抑えた、いわゆる綺麗なボケ味を簡易な構成で得ることができるので、より好ましい。
【００１３】
また、開口絞りで決定される軸外光束の主光線は、他の部位でケラレても構わない。つまり、一般に開口絞りの面積を小さくするタイプの光量調整手段では、絞り込んだときの画面周辺部の光量が極端に低下しない位置に配さなければならなかった。しかしながら、本発明ではその必要がないため、設計における自由度を高くすることが可能となる。
【００１４】
また、形状が固定の開口絞りに関して、以下の形状とすることで解像度の高い電子画像を得ることができる。
【００１５】
すなわち、本発明の第２の撮像装置は、第１の撮像装置において、望遠端における開放Ｆ値Ｆが、前記電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対して、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＜Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して長いか、若しくは、
望遠端における開放Ｆ値Ｆが、前記電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対して、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＞Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して短い、
ことを特徴とするものである。
【００１６】
この第２の撮像装置の作用を説明する。例えば、画素ピッチの長さが２μｍ前半になると、Ｆナンバーが５．６程度で回折限界になる。本発明では、絞りの形状が常に固定であるので、開口形状を任意に決めることで解像度を高めることが可能となる。
【００１７】
レーレー限界周波数は、使用する撮像レンズのＦナンバーをＦ、使用する光の波長をλ（ｎｍ）とすると、おおむね１／１．２２Ｆλで表される。
【００１８】
一方、複数の画素を有する撮像素子の解像限界は１／２ａ（ａは画素ピッチ：単位は全てｍｍ）で表される。
【００１９】
したがって、レーレー限界周波数が撮像素子の解像限界を越えて小さくならないようにするためには、
１．２２Ｆλ＜２ａ
つまり、
Ｆ＜１．６４ａ／λ
を満足させることが条件となる。
【００２０】
ここで、可視光線での撮影を鑑みて使用波長λ＝５４６（ｎｍ）とすると、
Ｆ＜３．０×１０３ ×ａ／１ｍｍ
がＦ値の理論限界の条件式となる。
【００２１】
一方、実際には、絞りを絞り込んで行くと、先のＦ値に対して２段明るい状態から画像の劣化が確認される。
【００２２】
したがって、
Ｆ＜１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ
をＦ値の限界の条件式としたほうが現実的である。
【００２３】
このような状況に鑑みて、電子画像は水平・垂直方向の周波数特性を良くすることが画質向上に効果的であるため、開放Ｆ値が、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＜Ｆのとき、回折の影響を受け難いように、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して長い、ことが好ましい。
【００２４】
一方、開放Ｆ値が、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＞Ｆのとき、幾何収差の影響を受け難いように、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して短い、ことが好ましい。
【００２５】
さらに、従来使用していたローパスフィルターのカットオフ周波数を上げるか、若しくは、ローパスフィルターそのものをなくすことも可能となる。
【００２６】
さらに、レンズ全長の短縮化のために、次のようにすることが望ましい。
【００２７】
すなわち、本発明の第３の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記ズームレンズにおける可変の空気間隔の中で最小の空気間隔、又は、一定の空気間隔の中で最も長い空気間隔中に前記フィルターを配したこと特徴とするものである。
【００２８】
この第３の撮像装置の作用を説明する。このような構成により、変倍域中常に広い間隔を確保した箇所にフィルターを配することができる。そのため、レンズ全長の短縮化に有利となる。後述するように、シャッターを配する場合でも同様である。つまり、以下のように構成することが可能となる。
【００２９】
各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置であって、前記開口絞りは絞り形状が固定であり、前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、シャッターが配されている撮像装置において、前記ズームレンズにおける可変の空気間隔の中で最小の空気間隔、又は、一定の空気間隔の中で最も長い空気間隔中に前記シャッターを配したこと特徴とする撮像装置。
【００３０】
ところで、絞り形状は固定であるため、光量の確保のために絞り形状を大きく設定すると、レンズ鏡筒等による光束のケラレが生じる。そのため、画像の中心部と周辺部とで明るさにムラが生じることがある。そのため、光量調整を行うフィルターにて明るさのムラを抑えるために、次のようにすることが望ましい。
【００３１】
すなわち、本発明の第４の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターは、中心部の透過率に対して周辺部の透過率を高くした透過面を少なくとも１つ有することを特徴とするものである。
【００３２】
この第４の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、明るさムラを抑えた撮影が可能となる。
【００３３】
また、フィルターの反射光によるゴーストを低減させるために、次のようにすることが望ましい。
【００３４】
すなわち、本発明の第５の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターを光軸に対して傾ける配置が可能なことを特徴とするものである。
【００３５】
また、本発明の第６の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記光量調整を行うフィルターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とするものである。
【００３６】
この第６の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、変倍時のレンズ群の移動量を大きくできるため高変倍化が容易となる。
【００３７】
また、本発明の第７の撮像装置は、第１から第６の撮像装置において、前記開口絞りは、その開口絞りから光軸に下ろした垂線と光軸との交わる位置が、レンズ群中のレンズ媒質内に位置することを特徴とするものである。
【００３８】
この第７の撮像装置の作用を説明する。開口絞りはその開口形状が変化しないため、このような構成が可能となる。それにより、より一層の小型化が達成できる。
【００３９】
また、本発明の第８の撮像装置は、第７の撮像装置において、前記開口絞りは、前記レンズ群中の何れかのレンズ面に接して設けられることを特徴とするものである。
【００４０】
この第８の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、絞り位置調整が不要なため精度を高めることが可能となる。特にレンズ面に絞りを黒塗りした構成とすると、より簡易に構成できる。
【００４１】
また、本発明の第９の撮像装置は、第１から第８の撮像装置において、前記開口絞りを、光軸側に開口を設けた口径板としたことを特徴とするものである。
【００４２】
この第９の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、絞りの厚さを薄くすることができる。
【００４３】
また、本発明の第１０の撮像装置は、第１から第９の撮像装置において、前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、
前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記光量調整を行うフィルターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とするものである。
【００４４】
この第１０の撮像装置の作用を説明する。ズームレンズ中に、負レンズ群、正レンズ群の順で配される構成を含む場合、開口絞りを負レンズ群の最も像側面から正レンズ群の像側面の間の位置に配する構成とすると、ズームレンズ全体をコンパクト化し、かつ、広角端での画角を確保しやすくできる。
【００４５】
また、このような位置に開口絞りを配すると、それよりも像側の光束の広がりが大きくなりすぎないため、光量調整フィルターを開口絞りよりも像面側の位置に配すると、フィルター自体をコンパクトに構成できるため、小型化に有利である。
【００４６】
より具体的には、次のようにすることが望ましい。
【００４７】
すなわち、本発明の第１１の撮像装置は、第１０の撮像装置において、前記負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したことを特徴とするものである。
【００４８】
この第１１の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、広画角化、高変倍比化、全長短縮の少なくとも何れかの効果を奏する。
【００４９】
さらには、次のようにすることが望ましい。
【００５０】
すなわち、本発明の第１２の撮像装置は、第１０の撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群を有し、変倍時に可動のレンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズ群と前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とするものである。
【００５１】
この第１２の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、広画角高変倍比化、全長短縮の少なくとも何れかの効果を有する。
【００５２】
さらには、次のようにすることが望ましい。
【００５３】
すなわち、本発明の第１３の撮像装置は、第１０の撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とするものである。
【００５４】
この第１３の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、さらに構成を簡単にできる。
【００５５】
また、本発明の第１４の撮像装置は、第１０から第１３の撮像装置において、前記開口絞りは、前記正の屈折力のレンズ群直前の空気間隔中に配されことを特徴とするものである。
【００５６】
この第１４の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、撮像素子に入射する光線を撮像面に対して垂直に近づけることができる。特に、ズームレンズを、物体側より、負レンズ群と正レンズ群の順で構成した場合、望遠端で、第１レンズ群である負のレンズ群を一層第２レンズ群に近づけることが可能となる。それにより、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の減少量以上にズームレンズ全長の短縮化を行うことができる。
【００５７】
また、正の屈折力のレンズ群と開口絞りが一体で移動するようにすると、鏡枠構成を簡単にできる。
【００５８】
また、本発明の第１５の撮像装置は、第１０から第１４の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターは、前記正の屈折力のレンズ群の直後の空気間隔中に配することを特徴とするものである。
【００５９】
この第１５の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、光線束があまり広がらない位置にフィルターを配することができ、より好ましい。特に、負レンズ群と正レンズ群の２群ズームレンズを用いる場合は、その光線束があまり広がらず好ましい。
【００６０】
また、本発明の第１６の撮像装置は、第１から第１５の撮像装置において、前記開口絞りとそれよりも像側の前記光量調整を行うフィルターの入射面との光軸上の距離をα、前記光量調整を行うフィルターの入射面と前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβとしたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００６１】
０．０１＜α／β＜１ ．３ ・・・（１）
この第１６の撮像装置の作用を説明する。開口絞りに対しフィルターを近くに配するとフィルター自身の大きさを小さく構成できるためより好ましい。条件（１）の上限の１．３を越えると、フィルターを小さく構成することが難しくなる。一方、条件（１）の下限の０．０１を越えると、絞りとフィルターが近くなりすぎ、ズームレンズ全体をコンパクトに構成することが難しくなる。
【００６２】
この条件式（１）において、下限値を０．１、さらには０．２とすることがより好ましい。また、上限値を１．０、さらには０．８、さらには０．６とすることがより好ましい。
【００６３】
この条件式は、全変倍域で満足することが望ましい。若しくは、変倍域中で最も像側に絞りが位置する状態で満たすことが望ましい。
【００６４】
また、本発明の第１７の撮像装置は、第１から第１６の撮像装置において、前記開口絞りの開口の最大開口径（直径）をφα、前記光量調整を行うフィルターの最大有効径（対角長）をφβとするときに、以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００６５】
０．５＜φβ／φα＜１．５ ・・・（２）
この第１７の撮像装置の作用を説明する。この条件（２）を満足するように構成することが望ましい。その下限の０．５を越えると、撮像に用いる光束のケラレの生じる可能性が大きくなる。一方、上限の１．５を越えると、フィルターが大きくなる。
【００６６】
この条件式（２）において、下限値を０．７、さらには０．８とすることがより好ましい。また、上限値を１．２、さらには１．０５とすることがより好ましい。
【００６７】
この条件式（２）は、全変倍域で満足することが望ましい。若しくは、変倍域中で最も像側に絞りが位置する状態で満たすことが望ましい。
【００６８】
また、本発明の第１８の撮像装置は、第１から第１７の撮像装置において、前記開口絞りは可変間隔に配され、前記開口絞りの直前のレンズ面及び直後のレンズ面は共に像側に凹面を向け、前記開口絞りの外形が、光軸から離れる程像側に傾いた漏斗形状であることを特徴とするものである。
【００６９】
この第１８の撮像装置の作用を説明すると、このような構成することで、絞りの外形が前後のレンズ面の形状に沿っているので前後のレンズ面を近づけることがより容易となる。もちろん、レンズ面に絞り外形を黒塗りしたものもこの概念に含んでいる。
【００７０】
なお、本発明の第１９の撮像装置は、第１から第１８の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターは、光路中に挿脱可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００７１】
このように構成するとよい。特に、次のようにすることが望ましい。
【００７２】
すなわち、本発明の第２０の撮像装置は、第１９の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターは、光軸上から待避する際に、面が光軸と平行に近づく方向に揺動することを特徴とするものである。
【００７３】
この第２０の撮像装置の作用を説明すると、このような構成することで、ズームレンズの周辺のフィルターの待避するスペースを光軸から離れる方向に大としなくてもよくなり、小型化できる。
【００７４】
以上は、光量調整を行うフィルターを主として説明したが、この他にも、従来の可変絞りがシャッターの役割を持つ場合がある。そのため、フィルターに代えて、若しくは、これに付加してフィルターの近傍にシャッターを設けることが好ましい。若しくは、フィルターとシャッターを少なくとも１つのレンズを挟んで別の空間の配することも可能である。
【００７５】
例えば以下のように構成することが可能である。それぞれ作用については、上記のフィルターで示したものをシャッターに置き換えることで理解できる。
【００７６】
すなわち、本発明の第２１の撮像装置は、各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上にシャッターが配されていることを特徴とするものである。
【００７７】
また、本発明の第２２の撮像装置は、第２１の撮像装置において、前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記シャッターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とするものである。
【００７８】
また、本発明の第２３の撮像装置は、第２１〜第２２の撮像装置において、前記開口絞りは、その開口絞りから光軸に下ろした垂線と光軸との交わる位置が、レンズ群中のレンズ媒質内に位置することを特徴とするものである。
【００７９】
また、本発明の第２４の撮像装置は、第２３の撮像装置において、前記開口絞りは、前記レンズ群中の何れかのレンズ面に接して設けられることを特徴とするものである。
【００８０】
また、本発明の第２５の撮像装置は、第２１〜第２４の撮像装置において、前記開口絞りを、光軸側に開口を設けた口径板としたことを特徴とするものである。
【００８１】
また、本発明の第２６の撮像装置は、第２１〜第２５の撮像装置において、前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、
前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記シャッターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とするものである。
【００８２】
また、本発明の第２７の撮像装置は、第２６の撮像装置において、前記負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したことを特徴とするものである。
【００８３】
また、本発明の第２８の撮像装置は、第２６の撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群を有し、変倍時に可動のレンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズ群と前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とするものである。
【００８４】
また、本発明の第２９の撮像装置は、第２６の撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とするものである。
【００８５】
また、本発明の第３０の撮像装置は、第２６〜第２９の撮像装置において、前記開口絞りは、前記正の屈折力のレンズ群直前の空気間隔中に配されことを特徴とするものである。
【００８６】
また、本発明の第３１の撮像装置は、第２６〜第３０の撮像装置において、前記シャッターは、前記正の屈折力のレンズ群の直後の空気間隔中に配することを特徴とするものである。
【００８７】
また、本発明の第３２の撮像装置は、第２１〜第３１の撮像装置において、前記開口絞りとそれよりも像側の前記シャッターとの光軸上の距離をα’、前記シャッターと前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβ’としたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００８８】
０．０１＜α’／β’＜１．３ ・・・（３）
なお、この条件式（３）において、下限値を０．１、さらには０．２とすることがより好ましい。また、上限値を１．０、さらには０．８、さらには０．６とすることがより好ましい。
【００８９】
この条件式（３）は、全変倍域で満足することが望ましい。若しくは、変倍域中で最も像側に絞りが位置する状態で満たすことが望ましい。
【００９０】
また、本発明の第３３の撮像装置は、第２１〜第３２の撮像装置において、前記開口絞りの開口の最大開口径（直径）をφα、前記シャッターの最大有効径（対角長）をφβ’とするときに、以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００９１】
０．５＜φβ’／φα＜１．５ ・・・（４）
なお、この条件式（４）において、下限値を０．７、さらには０．８とすることがより好ましい。また、上限値を１．２、さらには１．０５とすることがより好ましい。
【００９２】
この条件式（４）は、全変倍域で満足することが望ましい。若しくは、変倍域中で最も像側に絞りが位置する状態で満たすことが望ましい。
【００９３】
また、本発明の第３４の撮像装置は、第２１〜第３３の撮像装置において、前記開口絞りは可変間隔に配され、前記開口絞りの直前のレンズ面及び直後のレンズ面は共に像側に凹面を向け、前記開口絞りの外形が、光軸から離れる程像側に傾いた漏斗形状であることを特徴とするものである。
【００９４】
【発明の実施の形態】
以下、まず、本発明の撮像装置に用いられるズームレンズの実施例１〜１２について説明する。これらの実施例の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図１２に示す。各図中、第１群はＧ１、第２群はＧ２、第３群はＧ３、第４群はＧ４、光路折り曲げプリズムはＰ、近赤外シャープカットコートを施したローパスフィルターはＦ、電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスをＣ、ローパスフィルターとＣＣＤのカバーガラスを一体化し波長選択コートを施した平行平板をＦ’、ＣＣＤの像面をＩで示してあり、物体側から順に配置された、光学的ローパスフィルターＦ、カバーガラスＣは、第２群Ｇ２又は又は第４群Ｇ４と像面Ｉの間に固定配置されている。また、光量調節（ＮＤ）フィルター若しくはシャッター位置をＮで示してある。なお、光量調節フィルターとシャッターは両方を併設してもよいことはもちろんである。
【００９５】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【００９６】
実施例１の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【００９７】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【００９８】
実施例２のズームレンズは、図２に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【００９９】
実施例２の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１００】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１０１】
実施例３のズームレンズは、図３に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は物体側に凹の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１０２】
実施例３の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１０３】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１０４】
実施例４のズームレンズは、図４に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は物体側に凹の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１０５】
実施例４の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１０６】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１０７】
実施例５のズームレンズは、図５に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１０８】
実施例５の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１０９】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１１０】
実施例６のズームレンズは、図６に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１１１】
実施例６の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、両凹レンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１１２】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１１３】
実施例７のズームレンズは、図７に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１１４】
実施例７の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、両凹レンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１１５】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１１６】
実施例８のズームレンズは、図８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と物体側に凸の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズからなる第１群Ｇ１、開口絞りと、両凸正レンズと像面側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズとからなる第２群Ｇ２、物体側に凸の正メニスカスレンズと、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズとからなる第３群Ｇ３、両凸正レンズ１枚からなる第４群Ｇ４からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は固定され、第２群Ｇ２は物体側に単調に移動し、第３群Ｇ３は第２群Ｇ２との間隔を一旦広げ再度短縮するように物体側に単調に移動し、第４群Ｇ４は固定されている。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１１７】
非球面は、第１群Ｇ１の光路折り曲げプリズムＰの後の負メニスカスレンズの像面側の面、第３群Ｇ３の正メニスカスレンズの物体側の面、第４群Ｇ４の両凸正レンズの像面側の面の３面に用いられている。
【０１１８】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第３群Ｇ３の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第３群Ｇ３と一体移動するように配置される。
【０１１９】
実施例９のズームレンズは、図９に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は物体側に凹の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１２０】
実施例９の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの３枚接合レンズからなる。絞り形状は入射側から見て円形で、第２群Ｇ２の入射側凸面上に黒塗りされて構成されている（そのため、絞り位置Ｎは第２群Ｇ２の入射側面頂よりも像側に位置することになり、後記の数値データの絞りと入射側凸面間の面間隔はマイナスの値となっている。）。非球面は、第１群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２群Ｇ２の最も物体側の面及びその最も像面側の面の３面に用いられている。
【０１２１】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１２２】
実施例１０のズームレンズは、図１０に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１２３】
実施例１０の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズからなる。絞り形状は入射側から見て円形で、第２群Ｇ２の入射側凸面上に黒塗りされて構成されている（そのため、絞り位置Ｎは第２群Ｇ２の入射側面頂よりも像側に位置することになり、後記の数値データの絞りと入射側凸面間の面間隔はマイナスの値となっている。）。非球面は、第１群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２群Ｇ２の最も物体側の面の２面に用いられている。
【０１２４】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１２５】
実施例１１のズームレンズは、図１１に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は物体側に凹の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１２６】
実施例１１の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。絞り形状は入射側から見て円形で、第２群Ｇ２の入射側凸面上に黒塗りされて構成されている（そのため、絞り位置Ｎは第２群Ｇ２の入射側面頂よりも像側に位置することになり、後記の数値データの絞りと入射側凸面間の面間隔はマイナスの値となっている。）。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１２７】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１２８】
実施例１２のズームレンズは、図１２に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１２９】
実施例１２の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。絞り形状は入射側から見て円形で、第２群Ｇ２の入射側凸面上に黒塗りされて構成されている（そのため、絞り位置Ｎは第２群Ｇ２の入射側面頂よりも像側に位置することになり、後記の数値データの絞りと入射側凸面間の面間隔はマイナスの値となっている。）。非球面は、第１群Ｇ１の負メニスカスレンズの両側の面、第２群Ｇ２の両凸正レンズの両側の面の４面に用いられている。
【０１３０】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１３１】
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、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ１ 、ｒ２ …は各レンズ面の曲率半径、ｄ１ 、ｄ２ …は各レンズ面間の間隔、ｎｄ１、ｎｄ２…は各レンズのｄ線の屈折率、νｄ１、νｄ２…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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
【０１３４】
【０１３５】
【０１３６】
【０１３７】
【０１３８】
【０１３９】
【０１４０】
【０１４１】
【０１４２】
【０１４３】
【０１４４】
【０１４５】
以上の実施例１〜１２の無限遠物点合焦時の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図をそれぞれ図１３〜図２４に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端の収差図である。
【０１４６】
上記実施例１〜１２の前記の条件式（１）に関する値は次の表の通りである。
【０１４７】
【０１４８】
【０１４９】
また、実施例１〜１２の前記の条件式（２）、（４）に関するφα、φβ（＝φβ’）、広角端でのφβ／φα（＝φβ’／φα）の値は次の表の通りである。
【０１５０】
【０１５１】
【０１５２】
以上の各実施例において、第２群Ｇ２（実施例１〜７、９〜１２）あるいは第４群Ｇ４（実施例８）の像側には、図示のように、入射面側に近赤外シャープカットコートを施したローパスフィルターＦ、Ｆ’を有している。この近赤外シャープカットコートは、波長６００ｎｍでの透過率が８０％以上、波長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。
【０１５３】
【０１５４】
上記の近赤外シャープカットコートの透過率特性は図２５に示す通りである。
【０１５５】
また、ローパスフィルターＦの射出面側には、図２６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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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４２０ｎｍ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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
上記各実施例では、図２６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１００％となるコーティングとしている。
【０１６１】
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。
【０１６２】
また、ローパスフィルターＦ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ａμｍ、±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。
【０１６３】
また、ＣＣＤの撮像面Ｉ上には、図２７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。
【０１６４】
補色モザイクフィルターは、具体的には、図２７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。
【０１６５】
グリーンの色フイルター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ＭＰ２にピークを有し、以下の条件を満足する。
【０１６６】
５１０ｎｍ＜ＧＰ ＜５４０ｎｍ
５ｎｍ＜ＹＰ −ＧＰ ＜３５ｎｍ
−１００ｎｍ＜ＣＰ −ＧＰ ＜−５ｎｍ
４３０ｎｍ＜ＭＰ１＜４８０ｎｍ
５８０ｎｍ＜ＭＰ２＜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。
【０１６７】
上記各実施例におけるそれぞれの波長特性の一例を図２８に示す。グリーンの色フィルターＧは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％、Ｙｅ は９５％、Ｃは９７％、Ｍは３８％としている。
【０１６８】
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＋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。
【０１６９】
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Ｆの枚数も前記した通り２枚でも１枚でも構わない。
【０１７０】
次に、本発明の電子撮像装置に用いるズームレンズ中に形状が固定の開口絞り（固定絞り）と光量調整を行うフィルターあるいはシャッターを配置する場合の固定絞りの形状について、前記したように、望遠端における開放ＦナンバーＦが、電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対し、
１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＜Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の開口絞りの長さに対して長いように設定することが望ましい。
【０１７１】
例えば、図２９（ａ）〜（ｃ）の何れかの形状を用いることで、回折の影響を小さくすることが可能となる。例えば、特に水平方向の回折の影響を少なくしたい撮影では、開口絞りに横長の形状を用いることが好ましい。
【０１７２】
また、望遠端における開放ＦナンバーＦが、電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対し、
１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＞Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の開口絞りの長さに対して短いように設定することが望ましい。
【０１７３】
例えば、図３０（ａ）〜（ｃ）の何れかの形状を用いることで、幾何光学収差の影響を小さくすることが可能となる。例えば、特に水平方向の幾何光学収差の影響を少なくしたい撮影では、開口絞りに縦長の形状を用いることが好ましい。
【０１７４】
ところで、ズームレンズの数値データ上、固定絞りと次のレンズ面との間隔がマイナスの値となっていることがあるが、それはそのレンズ面の位置が固定絞りの位置に対して光軸方向とは逆方向に位置することによる。このような実施例では、この固定絞りを平板としているが、もちろん円形の開口を持ったレンズ面への黒塗り（図３４参照）としてもよい。また、図３１のような漏斗状の絞りを凸のレンズ面の傾きに沿って被せるようにしてもよいし、また、レンズを保持する鏡枠によって絞りを形成するようにしてもよい。
【０１７５】
また、光量調節に際しては、図３２に示したように、ターレット１０”の開口１Ａ”は素通し面又は中空の開口、開口１Ｂ”は透過率１／２のＮＤフィルター、開口１Ｃ”は透過率１／４のＮＤフィルター、開口１Ｄ”は透過率１／８のＮＤフィルター等を設けたターレット状のものを用いることができる。
【０１７６】
また、光量調節のフィルターとして、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よい。例えば、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、図３３に示すように、同心円状に光量が中心程低下するフィルターを配する構成としてもよい。
【０１７７】
さらに、図３４に模式的に示すように、フィルターＳ２を光路中に揺動にて挿脱する構成としてもよい。特に、このような実施例の場合、第２レンズ群Ｇ２以降にスペースができるため、スペースを節約したこの揺動構造を用いることができる。
【０１７８】
また、ＮＤフィルターの反射光によるゴーストを低減させるために、図３５に模式的に示すように、光量を調整するフィルターＳ２を光軸に対して傾けるように構成してもよい。このとき、フィルターＳ２を揺動構造とすると、揺動時の移動角を鋭角の範囲とできるため、撮影動作を速くできる。
【０１７９】
また、光量を調整するフィルターを２枚の偏光フィルターの偏光方向を変えることにより光量調整を行う構成としてもよい。また、フィルターに代えてシャッターを設けてもよいし、併設させてもよい。シャッターは像面近傍に配した移動幕によるフォーカルプレーンシャッターとしてもよいし、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、種々のもので構わない。
【０１８０】
図３６にシャッターの一例を示す。図２６に示すものは、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例であり、図３６（ａ）は裏面側から見た図、図３６（ｂ）は表面側から見た図である。１５はシャッター基板であり、像面の直前又は任意の光路位置に配される構成となっている。基板１５には、光学系の有効光束を透過する開口部１６が設けられている。１７はロータリーシャッター幕である。１８はロータリーシャッター幕１７の回転軸であり、回転軸１８は基板１５に対して回転し、ロータリーシャッター幕１７と一体化されている。回転軸１８は基板１５の表面のギヤ１９、２０と連結されている。このギア１９、２０は図示しないモーターと連結されている。
【０１８１】
このような構成において、図示しないモーターの駆動により、ギア１９、２０、回転軸１８を介して、ロータリーシャッター幕１７が回転軸１８を中心に回転するように構成されている。
【０１８２】
このロータリーシャッター幕１７は略半円型に構成され、回転により基板１５の開口部１６の遮蔽と退避を行い、シャッターの役割を果たしている。シャッタースピードはこのロータリーシャッター幕１７の回転するスピードを変えることで調整される。
【０１８３】
図３７（ａ）〜（ｄ）は、ロータリーシャッター幕１７が回転する様子を像面側からみた図である。時間を追って図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ａ）の順で移動する。
【０１８４】
以上のように、ズームレンズ中の異なる位置に形状が固定の開口絞りと光量調整を行うフィルターあるいはシャッターを配置することにより、回折の影響を抑えて高画質を保ちつつ、フィルターやシャッターにより光量調整が行え、かつ、ズームレンズの全長の短縮化も可能とした撮像装置を得ることができる。
【０１８５】
さて、以上のような本発明の電子撮像装置は、ズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ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。
【０１８６】
図３８〜図４０は、本発明によるのズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図３８はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図３９は同後方斜視図、図４０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１のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、近赤外カットコートを設けた光学的ローパスフィルターＦ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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
なお、図４０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。
【０１９０】
次に、本発明の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が図４１〜図４３に示される。図４１はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図４２はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図４３は図４１の状態の側面図である。図４１〜図４３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。
【０１９１】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明によるズームレンズ（図では略記）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。
【０１９２】
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Ｆ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１１２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は図示を省いてある。
【０１９３】
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４１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。
【０１９４】
次に、本発明の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が図４４に示される。図４４（ａ）は携帯電話４００の正面図、図４４（ｂ）は側面図、図４４（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図４４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、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ズームレンズ（図では略記）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。
【０１９５】
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Ｆ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１１２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は図示を省いてある。
【０１９６】
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。
【０１９７】
なお、以上の各実施例は、前記の特許請求の範囲や下記の付記の構成に合わせて種々変更することができる。
【０１９８】
以上の本発明の撮像装置は例えば次のように構成することができる。
【０１９９】
〔１〕 各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、透過率の変更によって光量調整を行うフィルターが配されていることを特徴とする撮像装置。
【０２００】
〔２〕 望遠端における開放Ｆ値Ｆが、前記電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対して、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＜Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して長いか、若しくは、
望遠端における開放Ｆ値Ｆが、前記電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対して、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＞Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して短い、
ことを特徴とする上記１記載の撮像装置。
【０２０１】
〔３〕 前記ズームレンズにおける可変の空気間隔の中で最小の空気間隔、又は、一定の空気間隔の中で最も長い空気間隔中に前記フィルターを配したこと特徴とする上記１記載の撮像装置。
【０２０２】
〔４〕 前記光量調整を行うフィルターは、中心部の透過率に対して周辺部の透過率を高くした透過面を少なくとも１つ有することを特徴とする上記１記載の撮像装置。
【０２０３】
〔５〕 前記光量調整を行うフィルターを光軸に対して傾ける配置が可能なことを特徴とする上記１記載の撮像装置。
【０２０４】
〔６〕 前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記光量調整を行うフィルターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とする上記１に記載の撮像装置。
【０２０５】
〔７〕 前記開口絞りは、その開口絞りから光軸に下ろした垂線と光軸との交わる位置が、レンズ群中のレンズ媒質内に位置することを特徴とする上記１から６の何れか１項記載の撮像装置。
【０２０６】
〔８〕 前記開口絞りは、前記レンズ群中の何れかのレンズ面に接して設けられることを特徴とする上記７記載の撮像装置。
【０２０７】
〔９〕 前記開口絞りを、光軸側に開口を設けた口径板としたことを特徴とする上記１から８の何れか１項記載の撮像装置。
【０２０８】
〔１０〕 前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、
前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記光量調整を行うフィルターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とする上記１から９の何れか１項記載の撮像装置。
【０２０９】
〔１１〕 前記負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したことを特徴とする上記１０記載の撮像装置。
【０２１０】
〔１２〕 前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群を有し、変倍時に可動のレンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズ群と前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とする上記１０記載の撮像装置。
【０２１１】
〔１３〕 前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とする上記１０記載の撮像装置。
【０２１２】
〔１４〕 前記開口絞りは、前記正の屈折力のレンズ群直前の空気間隔中に配されことを特徴とする上記１０から１３の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１３】
〔１５〕 前記光量調整を行うフィルターは、前記正の屈折力のレンズ群の直後の空気間隔中に配することを特徴とする上記１０から１４の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１４】
〔１６〕 前記開口絞りとそれよりも像側の前記光量調整を行うフィルターの入射面との光軸上の距離をα、前記光量調整を行うフィルターの入射面と前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβとしたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とする上記１から１５の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１５】
０．０１＜α／β＜１ ．３ ・・・（１）
〔１７〕 前記開口絞りの開口の最大開口径（直径）をφα、前記光量調整を行うフィルターの最大有効径（対角長）をφβとするときに、以下の条件を満足することを特徴とする上記１から１６の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１６】
０．５＜φβ／φα＜１．５ ・・・（２）
〔１８〕 前記開口絞りは可変間隔に配され、前記開口絞りの直前のレンズ面及び直後のレンズ面は共に像側に凹面を向け、前記開口絞りの外形が、光軸から離れる程像側に傾いた漏斗形状であることを特徴とする上記１から１７の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１７】
〔１９〕 前記光量調整を行うフィルターは、光路中に挿脱可能に構成されていることを特徴とする上記１から１８の何れか１項記載の撮像装置。 〔２０〕 前記光量調整を行うフィルターは、光軸上から待避する際に、面が光軸と平行に近づく方向に揺動することを特徴とする上記１９記載の撮像装置。
【０２１８】
〔２１〕 各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上にシャッターが配されていることを特徴とする撮像装置。
【０２１９】
〔２２〕 前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記シャッターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とする上記２１記載の撮像装置。
【０２２０】
〔２３〕 前記開口絞りは、その開口絞りから光軸に下ろした垂線と光軸との交わる位置が、レンズ群中のレンズ媒質内に位置することを特徴とする上記２１又は２２記載の撮像装置。
【０２２１】
〔２４〕 前記開口絞りは、前記レンズ群中の何れかのレンズ面に接して設けられることを特徴とする上記２３記載の撮像装置。
【０２２２】
〔２５〕 前記開口絞りを、光軸側に開口を設けた口径板としたことを特徴とする上記２１から２４の何れか１項記載の撮像装置。
【０２２３】
〔２６〕 前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、
前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記シャッターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とする上記２１から２５の何れか１項記載の撮像装置。
【０２２４】
〔２７〕 前記負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したことを特徴とする上記２６記載の撮像装置。
【０２２５】
〔２８〕 前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群を有し、変倍時に可動のレンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズ群と前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とする上記２６記載の撮像装置。
【０２２６】
〔２９〕 前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とする上記２６記載の撮像装置。
【０２２７】
〔３０〕 前記開口絞りは、前記正の屈折力のレンズ群直前の空気間隔中に配されことを特徴とする上記２６から２９の何れか１項記載の撮像装置。
【０２２８】
〔３１〕 前記シャッターは、前記正の屈折力のレンズ群の直後の空気間隔中に配することを特徴とする上記２６から３０の何れか１項記載の撮像装置。
【０２２９】
〔３２〕 前記開口絞りとそれよりも像側の前記シャッターとの光軸上の距離をα’、前記シャッターと前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβ’としたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とする上記２１から３１の何れか１項記載の撮像装置。
【０２３０】
０．０１＜α’／β’＜１．３ ・・・（３）
〔３３〕 前記開口絞りの開口の最大開口径（直径）をφα、前記シャッターの最大有効径（対角長）をφβ’とするときに、以下の条件を満足することを特徴とする上記２１から３２の何れか１項記載の撮像装置。
【０２３１】
０．５＜φβ’／φα＜１．５ ・・・（４）
〔３４〕 前記開口絞りは可変間隔に配され、前記開口絞りの直前のレンズ面及び直後のレンズ面は共に像側に凹面を向け、前記開口絞りの外形が、光軸から離れる程像側に傾いた漏斗形状であることを特徴とする上記２１から３３の何れか１項記載の撮像装置。
【０２３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、回折の影響を抑えて高画質を保ちつつ、フィルターやシャッターにより光量調整が行え、かつ、ズームレンズの全長の短縮化も可能としたデジタルカメラ等の撮像装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置に用いられるズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端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４のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図５】実施例５のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図６】実施例６のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図７】実施例７のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図８】実施例８のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図９】実施例９のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１０】実施例１０のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１１】実施例１１のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１２】実施例１２のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１３】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１４】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１５】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１６】実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１７】実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１８】実施例６の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１９】実施例７の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２０】実施例８の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２１】実施例９の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２２】実施例１０の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２３】実施例１１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２４】実施例１２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２５】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２６】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２７】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２８】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２９】固定絞りとフィルターあるいはシャッターを配置する本発明によるズームレンズの固定絞りがＦ値の理論限界より大きいときの固定絞りの形状例を示す図である。
【図３０】固定絞りとフィルターあるいはシャッターを配置する本発明によるズームレンズの固定絞りがＦ値の理論限界より小さいときの固定絞りの形状例を示す図である。
【図３１】漏斗状固定絞りの例を示す図である。
【図３２】本発明において利用可能なターレット状の光量調整フィルターを示す図である。
【図３３】光量ムラを抑えるフィルターの例を示す図である。
【図３４】光路中に揺動にて挿脱するフィルターの例を示す図である。
【図３５】反射光によるゴーストを低減させるフィルターの揺動挿脱構造を示す図である。
【図３６】ロータリーフォーカルプレーンシャッターの例を示す裏面図と表面図である。
【図３７】図３６のシャッターのロータリーシャッター幕が回転する様子を示す図である。
【図３８】本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図３９】図３８のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図４０】図３８のデジタルカメラの断面図である。
【図４１】本発明によるズームレンズが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４２】パソコンの撮影光学系の断面図である。
【図４３】図４１の状態の側面図である。
【図４４】本発明によるズームレンズが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群
Ｇ２…第２群
Ｇ３…第３群
Ｇ４…第４群
Ｆ…光学的ローパスフィルター
Ｆ’…ローパスフィルターとＣＣＤのカバーガラスを一体化し波長選択コートを施した平行平板
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
Ｓ２…光量調整フィルター
１Ａ”、１Ｂ”、１Ｃ”、１Ｄ”…開口
１０”…ターレット
１５…シャッター基板
１６…開口部
１７…ロータリーシャッター幕
１８…回転軸
１９、２０…ギヤ
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
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に、ズームレンズとＣＣＤ等の電子撮像素子を備えた撮像装置、とりわけ電子画像を得ることが可能なデジタルカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ズームレンズと電子撮像素子を用いた撮像装置では、ズームレンズを通過する光量を調整するため、開口径を変化させるいわゆる可変絞りを用いることが主流であった。
【０００３】
一方、画質の向上を目指して昨今の撮像素子の高画素化が進んでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
撮像素子の画素数が多くなると、光学系に要求される光学性能も高くなる。しかしながら、従来の可変絞りを用いる場合、絞り径を小さくして光量を調整しようとすると回折の影響により解像度が低下する問題を有しており、光量調整と高画質化の両立が困難であった。
【０００５】
また、ズームレンズの全長を小さくしたい場合であっても、可変絞りの機械的構成による厚みが光学系全長の短縮化の制限となる場合もあった。
【０００６】
本発明は以上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、回折の影響を抑えて高画質を保ちつつ光量調整が行え、かつ、ズームレンズの全長の短縮化も可能とした撮像装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の撮像装置は、各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、透過率の変更によって光量調整を行うフィルターが配されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この第１の撮像装置の作用を説明する。複数のレンズ群を備え、各群間の間隔を変化させて変倍（焦点距離の変更）を行うズームレンズとその像側に電子撮像素子を備えた撮像装置において、光量調整はフィルターの透過率変更により行い、絞り形状を固定とすることで、従来絞り径を小さくしたときに生じる回折光による電子画像の劣化を抑えることができる。
【０００９】
また、従来の絞り位置で光量を調整する機構では、絞り形状可変とする等の光量調整のための機構が光学系の配置の自由度を妨げる原因となっていたが、この発明の構成では、絞り形状が固定のものを用いているため、絞り機構自体の厚さを薄くできる。
【００１０】
したがって、絞りを挟むレンズ群間隔を従来よりも短くすることができ、レンズ全長の短縮化も可能となる。
【００１１】
なお、開口絞りはレンズ群の中、つまり変倍時に間隔が一定のレンズ間に位置していてもよい。また、開口絞りは必ずしも円形でなくても構わない。ただし、従前の可変絞りにあっては、常に円形の絞り形状とするために、多数の絞り板を用いていた。
【００１２】
本発明において、さらに開口形状を円形絞りとすることで、光量調整の状態によらず非合焦部分の画像のむらを抑えた、いわゆる綺麗なボケ味を簡易な構成で得ることができるので、より好ましい。
【００１３】
また、開口絞りで決定される軸外光束の主光線は、他の部位でケラレても構わない。つまり、一般に開口絞りの面積を小さくするタイプの光量調整手段では、絞り込んだときの画面周辺部の光量が極端に低下しない位置に配さなければならなかった。しかしながら、本発明ではその必要がないため、設計における自由度を高くすることが可能となる。
【００１４】
また、形状が固定の開口絞りに関して、以下の形状とすることで解像度の高い電子画像を得ることができる。
【００１５】
すなわち、本発明の第２の撮像装置は、第１の撮像装置において、望遠端における開放Ｆ値Ｆが、前記電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対して、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＜Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して長いか、若しくは、
望遠端における開放Ｆ値Ｆが、前記電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対して、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＞Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して短い、
ことを特徴とするものである。
【００１６】
この第２の撮像装置の作用を説明する。例えば、画素ピッチの長さが２μｍ前半になると、Ｆナンバーが５．６程度で回折限界になる。本発明では、絞りの形状が常に固定であるので、開口形状を任意に決めることで解像度を高めることが可能となる。
【００１７】
レーレー限界周波数は、使用する撮像レンズのＦナンバーをＦ、使用する光の波長をλ（ｎｍ）とすると、おおむね１／１．２２Ｆλで表される。
【００１８】
一方、複数の画素を有する撮像素子の解像限界は１／２ａ（ａは画素ピッチ：単位は全てｍｍ）で表される。
【００１９】
したがって、レーレー限界周波数が撮像素子の解像限界を越えて小さくならないようにするためには、
１．２２Ｆλ＜２ａ
つまり、
Ｆ＜１．６４ａ／λ
を満足させることが条件となる。
【００２０】
ここで、可視光線での撮影を鑑みて使用波長λ＝５４６（ｎｍ）とすると、
Ｆ＜３．０×１０３ ×ａ／１ｍｍ
がＦ値の理論限界の条件式となる。
【００２１】
一方、実際には、絞りを絞り込んで行くと、先のＦ値に対して２段明るい状態から画像の劣化が確認される。
【００２２】
したがって、
Ｆ＜１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ
をＦ値の限界の条件式としたほうが現実的である。
【００２３】
このような状況に鑑みて、電子画像は水平・垂直方向の周波数特性を良くすることが画質向上に効果的であるため、開放Ｆ値が、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＜Ｆのとき、回折の影響を受け難いように、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して長い、ことが好ましい。
【００２４】
一方、開放Ｆ値が、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＞Ｆのとき、幾何収差の影響を受け難いように、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して短い、ことが好ましい。
【００２５】
さらに、従来使用していたローパスフィルターのカットオフ周波数を上げるか、若しくは、ローパスフィルターそのものをなくすことも可能となる。
【００２６】
さらに、レンズ全長の短縮化のために、次のようにすることが望ましい。
【００２７】
すなわち、本発明の第３の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記ズームレンズにおける可変の空気間隔の中で最小の空気間隔、又は、一定の空気間隔の中で最も長い空気間隔中に前記フィルターを配したこと特徴とするものである。
【００２８】
この第３の撮像装置の作用を説明する。このような構成により、変倍域中常に広い間隔を確保した箇所にフィルターを配することができる。そのため、レンズ全長の短縮化に有利となる。後述するように、シャッターを配する場合でも同様である。つまり、以下のように構成することが可能となる。
【００２９】
各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置であって、前記開口絞りは絞り形状が固定であり、前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、シャッターが配されている撮像装置において、前記ズームレンズにおける可変の空気間隔の中で最小の空気間隔、又は、一定の空気間隔の中で最も長い空気間隔中に前記シャッターを配したこと特徴とする撮像装置。
【００３０】
ところで、絞り形状は固定であるため、光量の確保のために絞り形状を大きく設定すると、レンズ鏡筒等による光束のケラレが生じる。そのため、画像の中心部と周辺部とで明るさにムラが生じることがある。そのため、光量調整を行うフィルターにて明るさのムラを抑えるために、次のようにすることが望ましい。
【００３１】
すなわち、本発明の第４の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターは、中心部の透過率に対して周辺部の透過率を高くした透過面を少なくとも１つ有することを特徴とするものである。
【００３２】
この第４の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、明るさムラを抑えた撮影が可能となる。
【００３３】
また、フィルターの反射光によるゴーストを低減させるために、次のようにすることが望ましい。
【００３４】
すなわち、本発明の第５の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターを光軸に対して傾ける配置が可能なことを特徴とするものである。
【００３５】
また、本発明の第６の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記光量調整を行うフィルターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とするものである。
【００３６】
この第６の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、変倍時のレンズ群の移動量を大きくできるため高変倍化が容易となる。
【００３７】
また、本発明の第７の撮像装置は、第１から第６の撮像装置において、前記開口絞りは、その開口絞りから光軸に下ろした垂線と光軸との交わる位置が、レンズ群中のレンズ媒質内に位置することを特徴とするものである。
【００３８】
この第７の撮像装置の作用を説明する。開口絞りはその開口形状が変化しないため、このような構成が可能となる。それにより、より一層の小型化が達成できる。
【００３９】
また、本発明の第８の撮像装置は、第７の撮像装置において、前記開口絞りは、前記レンズ群中の何れかのレンズ面に接して設けられることを特徴とするものである。
【００４０】
この第８の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、絞り位置調整が不要なため精度を高めることが可能となる。特にレンズ面に絞りを黒塗りした構成とすると、より簡易に構成できる。
【００４１】
また、本発明の第９の撮像装置は、第１から第８の撮像装置において、前記開口絞りを、光軸側に開口を設けた口径板としたことを特徴とするものである。
【００４２】
この第９の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、絞りの厚さを薄くすることができる。
【００４３】
また、本発明の第１０の撮像装置は、第１から第９の撮像装置において、前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、
前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記光量調整を行うフィルターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とするものである。
【００４４】
この第１０の撮像装置の作用を説明する。ズームレンズ中に、負レンズ群、正レンズ群の順で配される構成を含む場合、開口絞りを負レンズ群の最も像側面から正レンズ群の像側面の間の位置に配する構成とすると、ズームレンズ全体をコンパクト化し、かつ、広角端での画角を確保しやすくできる。
【００４５】
また、このような位置に開口絞りを配すると、それよりも像側の光束の広がりが大きくなりすぎないため、光量調整フィルターを開口絞りよりも像面側の位置に配すると、フィルター自体をコンパクトに構成できるため、小型化に有利である。
【００４６】
より具体的には、次のようにすることが望ましい。
【００４７】
すなわち、本発明の第１１の撮像装置は、第１０の撮像装置において、前記負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したことを特徴とするものである。
【００４８】
この第１１の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、広画角化、高変倍比化、全長短縮の少なくとも何れかの効果を奏する。
【００４９】
さらには、次のようにすることが望ましい。
【００５０】
すなわち、本発明の第１２の撮像装置は、第１０の撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群を有し、変倍時に可動のレンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズ群と前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とするものである。
【００５１】
この第１２の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、広画角高変倍比化、全長短縮の少なくとも何れかの効果を有する。
【００５２】
さらには、次のようにすることが望ましい。
【００５３】
すなわち、本発明の第１３の撮像装置は、第１０の撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とするものである。
【００５４】
この第１３の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、さらに構成を簡単にできる。
【００５５】
また、本発明の第１４の撮像装置は、第１０から第１３の撮像装置において、前記開口絞りは、前記正の屈折力のレンズ群直前の空気間隔中に配されことを特徴とするものである。
【００５６】
この第１４の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、撮像素子に入射する光線を撮像面に対して垂直に近づけることができる。特に、ズームレンズを、物体側より、負レンズ群と正レンズ群の順で構成した場合、望遠端で、第１レンズ群である負のレンズ群を一層第２レンズ群に近づけることが可能となる。それにより、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の減少量以上にズームレンズ全長の短縮化を行うことができる。
【００５７】
また、正の屈折力のレンズ群と開口絞りが一体で移動するようにすると、鏡枠構成を簡単にできる。
【００５８】
また、本発明の第１５の撮像装置は、第１０から第１４の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターは、前記正の屈折力のレンズ群の直後の空気間隔中に配することを特徴とするものである。
【００５９】
この第１５の撮像装置の作用を説明すると、このような構成とすることで、光線束があまり広がらない位置にフィルターを配することができ、より好ましい。特に、負レンズ群と正レンズ群の２群ズームレンズを用いる場合は、その光線束があまり広がらず好ましい。
【００６０】
また、本発明の第１６の撮像装置は、第１から第１５の撮像装置において、前記開口絞りとそれよりも像側の前記光量調整を行うフィルターの入射面との光軸上の距離をα、前記光量調整を行うフィルターの入射面と前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβとしたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００６１】
０．０１＜α／β＜１ ．３ ・・・（１）
この第１６の撮像装置の作用を説明する。開口絞りに対しフィルターを近くに配するとフィルター自身の大きさを小さく構成できるためより好ましい。条件（１）の上限の１．３を越えると、フィルターを小さく構成することが難しくなる。一方、条件（１）の下限の０．０１を越えると、絞りとフィルターが近くなりすぎ、ズームレンズ全体をコンパクトに構成することが難しくなる。
【００６２】
この条件式（１）において、下限値を０．１、さらには０．２とすることがより好ましい。また、上限値を１．０、さらには０．８、さらには０．６とすることがより好ましい。
【００６３】
この条件式は、全変倍域で満足することが望ましい。若しくは、変倍域中で最も像側に絞りが位置する状態で満たすことが望ましい。
【００６４】
また、本発明の第１７の撮像装置は、第１から第１６の撮像装置において、前記開口絞りの開口の最大開口径（直径）をφα、前記光量調整を行うフィルターの最大有効径（対角長）をφβとするときに、以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００６５】
０．５＜φβ／φα＜１．５ ・・・（２）
この第１７の撮像装置の作用を説明する。この条件（２）を満足するように構成することが望ましい。その下限の０．５を越えると、撮像に用いる光束のケラレの生じる可能性が大きくなる。一方、上限の１．５を越えると、フィルターが大きくなる。
【００６６】
この条件式（２）において、下限値を０．７、さらには０．８とすることがより好ましい。また、上限値を１．２、さらには１．０５とすることがより好ましい。
【００６７】
この条件式（２）は、全変倍域で満足することが望ましい。若しくは、変倍域中で最も像側に絞りが位置する状態で満たすことが望ましい。
【００６８】
また、本発明の第１８の撮像装置は、第１から第１７の撮像装置において、前記開口絞りは可変間隔に配され、前記開口絞りの直前のレンズ面及び直後のレンズ面は共に像側に凹面を向け、前記開口絞りの外形が、光軸から離れる程像側に傾いた漏斗形状であることを特徴とするものである。
【００６９】
この第１８の撮像装置の作用を説明すると、このような構成することで、絞りの外形が前後のレンズ面の形状に沿っているので前後のレンズ面を近づけることがより容易となる。もちろん、レンズ面に絞り外形を黒塗りしたものもこの概念に含んでいる。
【００７０】
なお、本発明の第１９の撮像装置は、第１から第１８の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターは、光路中に挿脱可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００７１】
このように構成するとよい。特に、次のようにすることが望ましい。
【００７２】
すなわち、本発明の第２０の撮像装置は、第１９の撮像装置において、前記光量調整を行うフィルターは、光軸上から待避する際に、面が光軸と平行に近づく方向に揺動することを特徴とするものである。
【００７３】
この第２０の撮像装置の作用を説明すると、このような構成することで、ズームレンズの周辺のフィルターの待避するスペースを光軸から離れる方向に大としなくてもよくなり、小型化できる。
【００７４】
以上は、光量調整を行うフィルターを主として説明したが、この他にも、従来の可変絞りがシャッターの役割を持つ場合がある。そのため、フィルターに代えて、若しくは、これに付加してフィルターの近傍にシャッターを設けることが好ましい。若しくは、フィルターとシャッターを少なくとも１つのレンズを挟んで別の空間の配することも可能である。
【００７５】
例えば以下のように構成することが可能である。それぞれ作用については、上記のフィルターで示したものをシャッターに置き換えることで理解できる。
【００７６】
すなわち、本発明の第２１の撮像装置は、各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上にシャッターが配されていることを特徴とするものである。
【００７７】
また、本発明の第２２の撮像装置は、第２１の撮像装置において、前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記シャッターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とするものである。
【００７８】
また、本発明の第２３の撮像装置は、第２１〜第２２の撮像装置において、前記開口絞りは、その開口絞りから光軸に下ろした垂線と光軸との交わる位置が、レンズ群中のレンズ媒質内に位置することを特徴とするものである。
【００７９】
また、本発明の第２４の撮像装置は、第２３の撮像装置において、前記開口絞りは、前記レンズ群中の何れかのレンズ面に接して設けられることを特徴とするものである。
【００８０】
また、本発明の第２５の撮像装置は、第２１〜第２４の撮像装置において、前記開口絞りを、光軸側に開口を設けた口径板としたことを特徴とするものである。
【００８１】
また、本発明の第２６の撮像装置は、第２１〜第２５の撮像装置において、前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、
前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記シャッターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とするものである。
【００８２】
また、本発明の第２７の撮像装置は、第２６の撮像装置において、前記負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したことを特徴とするものである。
【００８３】
また、本発明の第２８の撮像装置は、第２６の撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群を有し、変倍時に可動のレンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズ群と前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とするものである。
【００８４】
また、本発明の第２９の撮像装置は、第２６の撮像装置において、前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とするものである。
【００８５】
また、本発明の第３０の撮像装置は、第２６〜第２９の撮像装置において、前記開口絞りは、前記正の屈折力のレンズ群直前の空気間隔中に配されことを特徴とするものである。
【００８６】
また、本発明の第３１の撮像装置は、第２６〜第３０の撮像装置において、前記シャッターは、前記正の屈折力のレンズ群の直後の空気間隔中に配することを特徴とするものである。
【００８７】
また、本発明の第３２の撮像装置は、第２１〜第３１の撮像装置において、前記開口絞りとそれよりも像側の前記シャッターとの光軸上の距離をα’、前記シャッターと前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβ’としたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００８８】
０．０１＜α’／β’＜１．３ ・・・（３）
なお、この条件式（３）において、下限値を０．１、さらには０．２とすることがより好ましい。また、上限値を１．０、さらには０．８、さらには０．６とすることがより好ましい。
【００８９】
この条件式（３）は、全変倍域で満足することが望ましい。若しくは、変倍域中で最も像側に絞りが位置する状態で満たすことが望ましい。
【００９０】
また、本発明の第３３の撮像装置は、第２１〜第３２の撮像装置において、前記開口絞りの開口の最大開口径（直径）をφα、前記シャッターの最大有効径（対角長）をφβ’とするときに、以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【００９１】
０．５＜φβ’／φα＜１．５ ・・・（４）
なお、この条件式（４）において、下限値を０．７、さらには０．８とすることがより好ましい。また、上限値を１．２、さらには１．０５とすることがより好ましい。
【００９２】
この条件式（４）は、全変倍域で満足することが望ましい。若しくは、変倍域中で最も像側に絞りが位置する状態で満たすことが望ましい。
【００９３】
また、本発明の第３４の撮像装置は、第２１〜第３３の撮像装置において、前記開口絞りは可変間隔に配され、前記開口絞りの直前のレンズ面及び直後のレンズ面は共に像側に凹面を向け、前記開口絞りの外形が、光軸から離れる程像側に傾いた漏斗形状であることを特徴とするものである。
【００９４】
【発明の実施の形態】
以下、まず、本発明の撮像装置に用いられるズームレンズの実施例１〜１２について説明する。これらの実施例の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図１２に示す。各図中、第１群はＧ１、第２群はＧ２、第３群はＧ３、第４群はＧ４、光路折り曲げプリズムはＰ、近赤外シャープカットコートを施したローパスフィルターはＦ、電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスをＣ、ローパスフィルターとＣＣＤのカバーガラスを一体化し波長選択コートを施した平行平板をＦ’、ＣＣＤの像面をＩで示してあり、物体側から順に配置された、光学的ローパスフィルターＦ、カバーガラスＣは、第２群Ｇ２又は又は第４群Ｇ４と像面Ｉの間に固定配置されている。また、光量調節（ＮＤ）フィルター若しくはシャッター位置をＮで示してある。なお、光量調節フィルターとシャッターは両方を併設してもよいことはもちろんである。
【００９５】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【００９６】
実施例１の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【００９７】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【００９８】
実施例２のズームレンズは、図２に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【００９９】
実施例２の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１００】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１０１】
実施例３のズームレンズは、図３に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は物体側に凹の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１０２】
実施例３の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１０３】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１０４】
実施例４のズームレンズは、図４に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は物体側に凹の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１０５】
実施例４の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１０６】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１０７】
実施例５のズームレンズは、図５に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１０８】
実施例５の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１０９】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１１０】
実施例６のズームレンズは、図６に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１１１】
実施例６の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、両凹レンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１１２】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１１３】
実施例７のズームレンズは、図７に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１１４】
実施例７の第１群Ｇ１は、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸レンズと、両凹レンズとからなる。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１１５】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１１６】
実施例８のズームレンズは、図８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と物体側に凸の負メニスカスレンズと物体側に凸の正メニスカスレンズからなる第１群Ｇ１、開口絞りと、両凸正レンズと像面側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズとからなる第２群Ｇ２、物体側に凸の正メニスカスレンズと、凸平正レンズと平凹負レンズの接合レンズとからなる第３群Ｇ３、両凸正レンズ１枚からなる第４群Ｇ４からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は固定され、第２群Ｇ２は物体側に単調に移動し、第３群Ｇ３は第２群Ｇ２との間隔を一旦広げ再度短縮するように物体側に単調に移動し、第４群Ｇ４は固定されている。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１１７】
非球面は、第１群Ｇ１の光路折り曲げプリズムＰの後の負メニスカスレンズの像面側の面、第３群Ｇ３の正メニスカスレンズの物体側の面、第４群Ｇ４の両凸正レンズの像面側の面の３面に用いられている。
【０１１８】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第３群Ｇ３の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第３群Ｇ３と一体移動するように配置される。
【０１１９】
実施例９のズームレンズは、図９に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は物体側に凹の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１２０】
実施例９の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズとの３枚接合レンズからなる。絞り形状は入射側から見て円形で、第２群Ｇ２の入射側凸面上に黒塗りされて構成されている（そのため、絞り位置Ｎは第２群Ｇ２の入射側面頂よりも像側に位置することになり、後記の数値データの絞りと入射側凸面間の面間隔はマイナスの値となっている。）。非球面は、第１群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２群Ｇ２の最も物体側の面及びその最も像面側の面の３面に用いられている。
【０１２１】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１２２】
実施例１０のズームレンズは、図１０に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１２３】
実施例１０の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズからなる。絞り形状は入射側から見て円形で、第２群Ｇ２の入射側凸面上に黒塗りされて構成されている（そのため、絞り位置Ｎは第２群Ｇ２の入射側面頂よりも像側に位置することになり、後記の数値データの絞りと入射側凸面間の面間隔はマイナスの値となっている。）。非球面は、第１群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２群Ｇ２の最も物体側の面の２面に用いられている。
【０１２４】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１２５】
実施例１１のズームレンズは、図１１に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は物体側に凹の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１２６】
実施例１１の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。絞り形状は入射側から見て円形で、第２群Ｇ２の入射側凸面上に黒塗りされて構成されている（そのため、絞り位置Ｎは第２群Ｇ２の入射側面頂よりも像側に位置することになり、後記の数値データの絞りと入射側凸面間の面間隔はマイナスの値となっている。）。非球面は、全てのレンズ面８面に用いられている。
【０１２７】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．５ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１２８】
実施例１２のズームレンズは、図１２に示すように、負屈折力の第１群Ｇ１、正屈折力の第２群Ｇ２からなり、無限遠物点合焦時に広角端から望遠端に変倍する際は、第１群Ｇ１は像面側に移動し、第２群Ｇ２は物体側に移動して、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２の間隔が小さくなる。
【０１２９】
実施例１２の第１群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとからなり、第２群Ｇ２は、絞りと、その後に配置された両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなる。絞り形状は入射側から見て円形で、第２群Ｇ２の入射側凸面上に黒塗りされて構成されている（そのため、絞り位置Ｎは第２群Ｇ２の入射側面頂よりも像側に位置することになり、後記の数値データの絞りと入射側凸面間の面間隔はマイナスの値となっている。）。非球面は、第１群Ｇ１の負メニスカスレンズの両側の面、第２群Ｇ２の両凸正レンズの両側の面の４面に用いられている。
【０１３０】
そして、光量調節フィルター若しくはシャッターは、第２群Ｇ２の最像側面の像側１．０ｍｍの光軸上で第２群Ｇ２と一体移動するように配置される。
【０１３１】
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、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ１ 、ｒ２ …は各レンズ面の曲率半径、ｄ１ 、ｄ２ …は各レンズ面間の間隔、ｎｄ１、ｎｄ２…は各レンズのｄ線の屈折率、νｄ１、νｄ２…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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
以上の実施例１〜１２の無限遠物点合焦時の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図をそれぞれ図１３〜図２４に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端の収差図である。
【０１４６】
上記実施例１〜１２の前記の条件式（１）に関する値は次の表の通りである。
【０１４７】
また、実施例１〜１２の前記の条件式（２）、（４）に関するφα、φβ（＝φβ’）、広角端でのφβ／φα（＝φβ’／φα）の値は次の表の通りである。
【０１５０】
以上の各実施例において、第２群Ｇ２（実施例１〜７、９〜１２）あるいは第４群Ｇ４（実施例８）の像側には、図示のように、入射面側に近赤外シャープカットコートを施したローパスフィルターＦ、Ｆ’を有している。この近赤外シャープカットコートは、波長６００ｎｍでの透過率が８０％以上、波長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。
【０１５３】
上記の近赤外シャープカットコートの透過率特性は図２５に示す通りである。
【０１５５】
また、ローパスフィルターＦの射出面側には、図２６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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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４２０ｎｍ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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
上記各実施例では、図２６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１００％となるコーティングとしている。
【０１６１】
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。
【０１６２】
また、ローパスフィルターＦ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ａμｍ、±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。
【０１６３】
また、ＣＣＤの撮像面Ｉ上には、図２７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。
【０１６４】
補色モザイクフィルターは、具体的には、図２７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。
【０１６５】
グリーンの色フイルター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ＭＰ２にピークを有し、以下の条件を満足する。
【０１６６】
５１０ｎｍ＜ＧＰ ＜５４０ｎｍ
５ｎｍ＜ＹＰ −ＧＰ ＜３５ｎｍ
−１００ｎｍ＜ＣＰ −ＧＰ ＜−５ｎｍ
４３０ｎｍ＜ＭＰ１＜４８０ｎｍ
５８０ｎｍ＜ＭＰ２＜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。
【０１６７】
上記各実施例におけるそれぞれの波長特性の一例を図２８に示す。グリーンの色フィルターＧは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％、Ｙｅ は９５％、Ｃは９７％、Ｍは３８％としている。
【０１６８】
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＋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。
【０１６９】
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Ｆの枚数も前記した通り２枚でも１枚でも構わない。
【０１７０】
次に、本発明の電子撮像装置に用いるズームレンズ中に形状が固定の開口絞り（固定絞り）と光量調整を行うフィルターあるいはシャッターを配置する場合の固定絞りの形状について、前記したように、望遠端における開放ＦナンバーＦが、電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対し、
１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＜Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の開口絞りの長さに対して長いように設定することが望ましい。
【０１７１】
例えば、図２９（ａ）〜（ｃ）の何れかの形状を用いることで、回折の影響を小さくすることが可能となる。例えば、特に水平方向の回折の影響を少なくしたい撮影では、開口絞りに横長の形状を用いることが好ましい。
【０１７２】
また、望遠端における開放ＦナンバーＦが、電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対し、
１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＞Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の開口絞りの長さに対して短いように設定することが望ましい。
【０１７３】
例えば、図３０（ａ）〜（ｃ）の何れかの形状を用いることで、幾何光学収差の影響を小さくすることが可能となる。例えば、特に水平方向の幾何光学収差の影響を少なくしたい撮影では、開口絞りに縦長の形状を用いることが好ましい。
【０１７４】
ところで、ズームレンズの数値データ上、固定絞りと次のレンズ面との間隔がマイナスの値となっていることがあるが、それはそのレンズ面の位置が固定絞りの位置に対して光軸方向とは逆方向に位置することによる。このような実施例では、この固定絞りを平板としているが、もちろん円形の開口を持ったレンズ面への黒塗り（図３４参照）としてもよい。また、図３１のような漏斗状の絞りを凸のレンズ面の傾きに沿って被せるようにしてもよいし、また、レンズを保持する鏡枠によって絞りを形成するようにしてもよい。
【０１７５】
また、光量調節に際しては、図３２に示したように、ターレット１０”の開口１Ａ”は素通し面又は中空の開口、開口１Ｂ”は透過率１／２のＮＤフィルター、開口１Ｃ”は透過率１／４のＮＤフィルター、開口１Ｄ”は透過率１／８のＮＤフィルター等を設けたターレット状のものを用いることができる。
【０１７６】
また、光量調節のフィルターとして、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よい。例えば、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、図３３に示すように、同心円状に光量が中心程低下するフィルターを配する構成としてもよい。
【０１７７】
さらに、図３４に模式的に示すように、フィルターＳ２を光路中に揺動にて挿脱する構成としてもよい。特に、このような実施例の場合、第２レンズ群Ｇ２以降にスペースができるため、スペースを節約したこの揺動構造を用いることができる。
【０１７８】
また、ＮＤフィルターの反射光によるゴーストを低減させるために、図３５に模式的に示すように、光量を調整するフィルターＳ２を光軸に対して傾けるように構成してもよい。このとき、フィルターＳ２を揺動構造とすると、揺動時の移動角を鋭角の範囲とできるため、撮影動作を速くできる。
【０１７９】
また、光量を調整するフィルターを２枚の偏光フィルターの偏光方向を変えることにより光量調整を行う構成としてもよい。また、フィルターに代えてシャッターを設けてもよいし、併設させてもよい。シャッターは像面近傍に配した移動幕によるフォーカルプレーンシャッターとしてもよいし、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、種々のもので構わない。
【０１８０】
図３６にシャッターの一例を示す。図２６に示すものは、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例であり、図３６（ａ）は裏面側から見た図、図３６（ｂ）は表面側から見た図である。１５はシャッター基板であり、像面の直前又は任意の光路位置に配される構成となっている。基板１５には、光学系の有効光束を透過する開口部１６が設けられている。１７はロータリーシャッター幕である。１８はロータリーシャッター幕１７の回転軸であり、回転軸１８は基板１５に対して回転し、ロータリーシャッター幕１７と一体化されている。回転軸１８は基板１５の表面のギヤ１９、２０と連結されている。このギア１９、２０は図示しないモーターと連結されている。
【０１８１】
このような構成において、図示しないモーターの駆動により、ギア１９、２０、回転軸１８を介して、ロータリーシャッター幕１７が回転軸１８を中心に回転するように構成されている。
【０１８２】
このロータリーシャッター幕１７は略半円型に構成され、回転により基板１５の開口部１６の遮蔽と退避を行い、シャッターの役割を果たしている。シャッタースピードはこのロータリーシャッター幕１７の回転するスピードを変えることで調整される。
【０１８３】
図３７（ａ）〜（ｄ）は、ロータリーシャッター幕１７が回転する様子を像面側からみた図である。時間を追って図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ａ）の順で移動する。
【０１８４】
以上のように、ズームレンズ中の異なる位置に形状が固定の開口絞りと光量調整を行うフィルターあるいはシャッターを配置することにより、回折の影響を抑えて高画質を保ちつつ、フィルターやシャッターにより光量調整が行え、かつ、ズームレンズの全長の短縮化も可能とした撮像装置を得ることができる。
【０１８５】
さて、以上のような本発明の電子撮像装置は、ズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ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。
【０１８６】
図３８〜図４０は、本発明によるのズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図３８はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図３９は同後方斜視図、図４０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１のズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系４１によって形成された物体像が、近赤外カットコートを設けた光学的ローパスフィルターＦ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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
なお、図４０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。
【０１９０】
次に、本発明の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が図４１〜図４３に示される。図４１はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図４２はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図４３は図４１の状態の側面図である。図４１〜図４３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。
【０１９１】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明によるズームレンズ（図では略記）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。
【０１９２】
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Ｆ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１１２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は図示を省いてある。
【０１９３】
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４１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。
【０１９４】
次に、本発明の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が図４４に示される。図４４（ａ）は携帯電話４００の正面図、図４４（ｂ）は側面図、図４４（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図４４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、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ズームレンズ（図では略記）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。
【０１９５】
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Ｆ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１１２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は図示を省いてある。
【０１９６】
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。
【０１９７】
なお、以上の各実施例は、前記の特許請求の範囲や下記の付記の構成に合わせて種々変更することができる。
【０１９８】
以上の本発明の撮像装置は例えば次のように構成することができる。
【０１９９】
〔１〕 各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、透過率の変更によって光量調整を行うフィルターが配されていることを特徴とする撮像装置。
【０２００】
〔２〕 望遠端における開放Ｆ値Ｆが、前記電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対して、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＜Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して長いか、若しくは、
望遠端における開放Ｆ値Ｆが、前記電子撮像素子の最小画素ピッチａ（単位ｍｍ）に対して、１．５×１０３ ×ａ／１ｍｍ＞Ｆのとき、
撮像面の垂直方向又は水平方向の前記開口絞りの長さが、撮像面の対角方向の前記開口絞りの長さに対して短い、
ことを特徴とする上記１記載の撮像装置。
【０２０１】
〔３〕 前記ズームレンズにおける可変の空気間隔の中で最小の空気間隔、又は、一定の空気間隔の中で最も長い空気間隔中に前記フィルターを配したこと特徴とする上記１記載の撮像装置。
【０２０２】
〔４〕 前記光量調整を行うフィルターは、中心部の透過率に対して周辺部の透過率を高くした透過面を少なくとも１つ有することを特徴とする上記１記載の撮像装置。
【０２０３】
〔５〕 前記光量調整を行うフィルターを光軸に対して傾ける配置が可能なことを特徴とする上記１記載の撮像装置。
【０２０４】
〔６〕 前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記光量調整を行うフィルターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とする上記１に記載の撮像装置。
【０２０５】
〔７〕 前記開口絞りは、その開口絞りから光軸に下ろした垂線と光軸との交わる位置が、レンズ群中のレンズ媒質内に位置することを特徴とする上記１から６の何れか１項記載の撮像装置。
【０２０６】
〔８〕 前記開口絞りは、前記レンズ群中の何れかのレンズ面に接して設けられることを特徴とする上記７記載の撮像装置。
【０２０７】
〔９〕 前記開口絞りを、光軸側に開口を設けた口径板としたことを特徴とする上記１から８の何れか１項記載の撮像装置。
【０２０８】
〔１０〕 前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、
前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記光量調整を行うフィルターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とする上記１から９の何れか１項記載の撮像装置。
【０２０９】
〔１１〕 前記負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したことを特徴とする上記１０記載の撮像装置。
【０２１０】
〔１２〕 前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群を有し、変倍時に可動のレンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズ群と前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とする上記１０記載の撮像装置。
【０２１１】
〔１３〕 前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とする上記１０記載の撮像装置。
【０２１２】
〔１４〕 前記開口絞りは、前記正の屈折力のレンズ群直前の空気間隔中に配されことを特徴とする上記１０から１３の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１３】
〔１５〕 前記光量調整を行うフィルターは、前記正の屈折力のレンズ群の直後の空気間隔中に配することを特徴とする上記１０から１４の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１４】
〔１６〕 前記開口絞りとそれよりも像側の前記光量調整を行うフィルターの入射面との光軸上の距離をα、前記光量調整を行うフィルターの入射面と前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβとしたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とする上記１から１５の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１５】
０．０１＜α／β＜１ ．３ ・・・（１）
〔１７〕 前記開口絞りの開口の最大開口径（直径）をφα、前記光量調整を行うフィルターの最大有効径（対角長）をφβとするときに、以下の条件を満足することを特徴とする上記１から１６の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１６】
０．５＜φβ／φα＜１．５ ・・・（２）
〔１８〕 前記開口絞りは可変間隔に配され、前記開口絞りの直前のレンズ面及び直後のレンズ面は共に像側に凹面を向け、前記開口絞りの外形が、光軸から離れる程像側に傾いた漏斗形状であることを特徴とする上記１から１７の何れか１項記載の撮像装置。
【０２１７】
〔１９〕 前記光量調整を行うフィルターは、光路中に挿脱可能に構成されていることを特徴とする上記１から１８の何れか１項記載の撮像装置。 〔２０〕 前記光量調整を行うフィルターは、光軸上から待避する際に、面が光軸と平行に近づく方向に揺動することを特徴とする上記１９記載の撮像装置。
【０２１８】
〔２１〕 各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上にシャッターが配されていることを特徴とする撮像装置。
【０２１９】
〔２２〕 前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記シャッターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とする上記２１記載の撮像装置。
【０２２０】
〔２３〕 前記開口絞りは、その開口絞りから光軸に下ろした垂線と光軸との交わる位置が、レンズ群中のレンズ媒質内に位置することを特徴とする上記２１又は２２記載の撮像装置。
【０２２１】
〔２４〕 前記開口絞りは、前記レンズ群中の何れかのレンズ面に接して設けられることを特徴とする上記２３記載の撮像装置。
【０２２２】
〔２５〕 前記開口絞りを、光軸側に開口を設けた口径板としたことを特徴とする上記２１から２４の何れか１項記載の撮像装置。
【０２２３】
〔２６〕 前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、
前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記シャッターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とする上記２１から２５の何れか１項記載の撮像装置。
【０２２４】
〔２７〕 前記負の屈折力のレンズ群を最も物体側に配置したことを特徴とする上記２６記載の撮像装置。
【０２２５】
〔２８〕 前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群を有し、変倍時に可動のレンズ群は、前記負の屈折力を有するレンズ群と前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とする上記２６記載の撮像装置。
【０２２６】
〔２９〕 前記ズームレンズは、物体側から順に、前記負の屈折力を有するレンズ群と、前記正の屈折力を有するレンズ群の２つのレンズ群のみであることを特徴とする上記２６記載の撮像装置。
【０２２７】
〔３０〕 前記開口絞りは、前記正の屈折力のレンズ群直前の空気間隔中に配されことを特徴とする上記２６から２９の何れか１項記載の撮像装置。
【０２２８】
〔３１〕 前記シャッターは、前記正の屈折力のレンズ群の直後の空気間隔中に配することを特徴とする上記２６から３０の何れか１項記載の撮像装置。
【０２２９】
〔３２〕 前記開口絞りとそれよりも像側の前記シャッターとの光軸上の距離をα’、前記シャッターと前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβ’としたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とする上記２１から３１の何れか１項記載の撮像装置。
【０２３０】
０．０１＜α’／β’＜１．３ ・・・（３）
〔３３〕 前記開口絞りの開口の最大開口径（直径）をφα、前記シャッターの最大有効径（対角長）をφβ’とするときに、以下の条件を満足することを特徴とする上記２１から３２の何れか１項記載の撮像装置。
【０２３１】
０．５＜φβ’／φα＜１．５ ・・・（４）
〔３４〕 前記開口絞りは可変間隔に配され、前記開口絞りの直前のレンズ面及び直後のレンズ面は共に像側に凹面を向け、前記開口絞りの外形が、光軸から離れる程像側に傾いた漏斗形状であることを特徴とする上記２１から３３の何れか１項記載の撮像装置。
【０２３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、回折の影響を抑えて高画質を保ちつつ、フィルターやシャッターにより光量調整が行え、かつ、ズームレンズの全長の短縮化も可能としたデジタルカメラ等の撮像装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置に用いられるズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端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４のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図５】実施例５のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図６】実施例６のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図７】実施例７のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図８】実施例８のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図９】実施例９のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１０】実施例１０のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１１】実施例１１のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１２】実施例１２のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図１３】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１４】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１５】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１６】実施例４の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１７】実施例５の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１８】実施例６の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図１９】実施例７の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２０】実施例８の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２１】実施例９の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２２】実施例１０の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２３】実施例１１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２４】実施例１２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図２５】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２６】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２７】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２８】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２９】固定絞りとフィルターあるいはシャッターを配置する本発明によるズームレンズの固定絞りがＦ値の理論限界より大きいときの固定絞りの形状例を示す図である。
【図３０】固定絞りとフィルターあるいはシャッターを配置する本発明によるズームレンズの固定絞りがＦ値の理論限界より小さいときの固定絞りの形状例を示す図である。
【図３１】漏斗状固定絞りの例を示す図である。
【図３２】本発明において利用可能なターレット状の光量調整フィルターを示す図である。
【図３３】光量ムラを抑えるフィルターの例を示す図である。
【図３４】光路中に揺動にて挿脱するフィルターの例を示す図である。
【図３５】反射光によるゴーストを低減させるフィルターの揺動挿脱構造を示す図である。
【図３６】ロータリーフォーカルプレーンシャッターの例を示す裏面図と表面図である。
【図３７】図３６のシャッターのロータリーシャッター幕が回転する様子を示す図である。
【図３８】本発明によるズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図３９】図３８のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図４０】図３８のデジタルカメラの断面図である。
【図４１】本発明によるズームレンズが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４２】パソコンの撮影光学系の断面図である。
【図４３】図４１の状態の側面図である。
【図４４】本発明によるズームレンズが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群
Ｇ２…第２群
Ｇ３…第３群
Ｇ４…第４群
Ｆ…光学的ローパスフィルター
Ｆ’…ローパスフィルターとＣＣＤのカバーガラスを一体化し波長選択コートを施した平行平板
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
Ｓ２…光量調整フィルター
１Ａ”、１Ｂ”、１Ｃ”、１Ｄ”…開口
１０”…ターレット
１５…シャッター基板
１６…開口部
１７…ロータリーシャッター幕
１８…回転軸
１９、２０…ギヤ
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
Claims (8)
- 各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上に、透過率の変更によって光量調整を行うフィルターが配されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記光量調整を行うフィルターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記光量調整を行うフィルターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。 - 前記開口絞りとそれよりも像側の前記光量調整を行うフィルターの入射面との光軸上の距離をα、前記光量調整を行うフィルターの入射面と前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβとしたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の撮像装置。
０．０１＜α／β＜１ ．３ ・・・（１） - 各々の間隔を変化させて焦点距離を変更させる複数のレンズ群と、光路中に配されかつ少なくとも軸上光束径を制限する開口絞りとを有するズームレンズ、及び、その像側に配された電子撮像素子を備えた撮像装置において、
前記開口絞りは絞り形状が固定であり、
前記開口絞りが配される空間とは異なる位置の空間の光軸上にシャッターが配されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記開口絞りは、変倍時若しくは合焦点動作の際に可変の空気間隔を挟む前後のレンズ群の間に配され、前記シャッターは、前記空気間隔とは異なる位置に配されることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
- 前記ズームレンズは、少なくとも負の屈折力のレンズ群と、その像側直後に配された正の屈折力のレンズ群を有し、広角端よりも望遠端において前記負の屈折力のレンズ群と前記正の屈折力のレンズ群との間隔が減少し、前記開口絞りを前記負の屈折力のレンズ群の最も像側面から前記正の屈折力のレンズ群の像側面の間に配し、
前記シャッターを前記開口絞りよりも像面側に配したことを特徴とする請求項５又は６記載の撮像装置。 - 前記開口絞りとそれよりも像側の前記シャッターとの光軸上の距離をα’、前記シャッターと前記電子撮像素子における撮像面までの光軸上での距離をβ’としたときに、常に以下の条件を満足することを特徴とする請求項５から７の何れか１項記載の撮像装置。
０．０１＜α’／β’＜１．３ ・・・（３）
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