JP2006276808A - ズーム光学系及びそれを有する電子撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高ズーム比で、奥行きが薄く、光学系全長が短いズーム光学系を搭載して、コンパクト性を向上させて、使い勝手の良好な電子撮像装置を提供する。
【解決手段】 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群、を少なくとも有するズーム光学系と、前記ズーム光学系より像側に配置された電子撮像素子とを備える電子撮像装置において、前記第１レンズ群が、物体側より順に、１枚の両面が凹面である負の単レンズと、１枚の反射部材と、１枚の正レンズを有し、前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる処理を行う画像処理部を有することを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ズーム光学系とそれを用いた電子撮像装置に関し、特に、ズーム光学系の奥行き方向の薄型化を実現した、ビデオカメラやデジタルカメラを始めとする電子撮像装置に関するものである。

近年、被写体像を、例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子等の固体撮像素子により撮像し、被写体の静止画像（スティル画像）または動画像（ムービー画像）の画像データをディジタル処理して記録するデジタルカメラ等が、既に一般化している。

カメラの薄型化を図る上で、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た光学系に関する技術として、例えば、特許文献１乃至３が提案されている。

特開平１１−１９４２７４号公報 特開平１１−２８７９５３号公報 特開２０００−９９９７号公報

特許文献１乃至３に記載の光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を含む第２レンズ群を有しており、広角端から望遠端にズーミングする際には、共に移動するようになっている。

しかし、特許文献１乃至３に記載のものは、ズームレンズの光学系が直線であるため、光学系のせり出し部分が大きかった。そのため、沈胴式鏡筒を採用するとレンズを収納した状態から使用する状態に立ち上げるための時間（光学系のせり出し部分）がかかり、使用する上で好ましくないということが問題であった。また、最も物体側のレンズ群をズーミングする際に可動するようにすると、防水・防塵上好ましくないということが問題であった。

カメラの使用状態への立ち上げ時間（レンズのせり出し時間）がなく、防水・防塵上も好ましく、また、奥行き方向が極めて薄いカメラとするために、光学系の光路（光軸）をミラー等の反射光学素子で折り曲げる構成がとりやすいズーム光学系に関する技術として、例えば、特許文献４乃至７が提案されている。

特開２００４−４５３３号公報 特開２００４−５６４３４３号公報 特開２００３−２０２５００号公報 特開２００４−３７９６７号公報

特許文献４乃至７に記載の光学系は、光学系の光路（光軸）をミラー等の反射光学素子で折り曲げる構成を採用することで、ズームレンズの入射光軸方向の長さを短くするようになっている。具体的には、前記反射光学素子以降の光路をカメラボディの縦あるいは横方向に折り曲げることによって、奥行き方向の寸法を極力薄くするようになっている。

しかしながら、デジタルカメラの小型化を図る上で、さらに、小型で、高性能なズームレンズが必要である。

そこで、本発明は、従来方法の有する上記のような課題に鑑みて成されたものである。その目的とするところは、高ズーム比で、奥行きが薄く、光学系全長が短いズーム光学系を搭載して、コンパクト性を向上させて、使い勝手の良好な電子撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の電子撮像装置は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群、を少なくとも有するズーム光学系と、前記ズーム光学系より像側に配置された電子撮像素子とを備える電子撮像装置において、前記第１レンズ群が、物体側より順に、１枚の両面が凹面である負の単レンズと、反射部材と、１枚の正レンズを有し、前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる処理を行う画像処理部を有することを特徴とする。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記ズーム光学系が、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式（１）（２）を満足することを特徴とする。
０．８５＜｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）｜＜０．９７ ・・・（１）
０．７５＜｜ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜＜０．９２ ・・・（２）
但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離であり、ｙ₀₇は前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とした時に0.7ｙ₁₀で表わされる像高であり、ω_07wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、ω_10wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₁₀の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。

また、本発明の電子撮像装置においては、好ましくは、前記ズーム光学系が、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式（３）を満足することを特徴とする。
０．０２＜｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）−ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜＜０．１５ ・・・（３）
但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離であり、ｙ₀₇は前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とした時に0.7ｙ₁₀で表わされる像高であり、ω_07wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、ω_10wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₁₀の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。

本発明のズーム光学系は、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群とを有するズーム光学系において、前記第１レンズ群が、物体側より順に、１枚の両面が凹面である負の単レンズと、反射部材と、１枚の正の単レンズから構成されることを特徴とする。

また、本発明のズーム光学系においては、好ましくは、前記第１レンズ群が、物体側より順に、１枚の両面が凹面である負の単レンズと、反射部材と、１枚の両凸正レンズから構成されることを特徴とする。

本発明の他の電子撮像装置は、上記本発明のズーム光学系と、前記ズーム光学系の像側に配置された電子撮像素子とを備える電子撮像装置であって、前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる処理を行う画像処理部をさらに有することを特徴とする。

また、本発明において、好ましくは、前記ズーム光学系が、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式（４）を満足することを特徴とする。
０．３３＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．８２ ・・・（４）
但し、Ｒ１は前記第１レンズ群の負レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、Ｒ２は前記第１レンズ群の負レンズの像側面光軸上曲率半径である。

また、本発明において、好ましくは、前記ズーム光学系が、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式（５）を満足することを特徴とする。
ｎ_dA>１．７０ ・・・（５）
但し、ｎ_dAは前記第１レンズ群における負の単レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。

また、本発明において、好ましくは、次の条件式（６）を満足することを特徴とする。
−３＜ｆ₁／ｆｗ＜−０．５ ・・・（６）
但し、ｆ₁は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。

また、本発明において、好ましくは、前記ズーム光学系が、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群、を少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し、少なくとも、前記第１レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が固定され、前記第４レンズ群が物体側へ移動することを特徴とする。

本発明によれば、３倍程度の高変倍比を有し、十分コンパクトなズーム光学系及びそれを備えた電子撮像装置を提供することが可能である。

本発明の実施形態の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。

本発明のように、前記第１レンズ群の物体側のレンズを両面が凹面の負の単レンズにすれば、レンズの厚みを抑えることができる。また、両面が凹面である負の単レンズの負のパワーを強くすれば、より広い画角を得ることできるとともに、レンズ径を小型化することができる。さらに、ワイド側の軸外の色収差やコマ収差を効率的に補正することができる。

本発明のように、第１レンズ群内の反射部材によって光軸を折り曲げるようにすれば、撮像装置からレンズ部が繰出さないような構成にできるため、撮像装置の薄型化および電源オンからのセットアップ時間短縮のためにも都合が良い。また、防水、防塵のためにも都合が良い。

本発明のように、第１レンズ群の反射部材の像側に正レンズを配置すれば、光線の高さを低くし、第２レンズ群以降のレンズ径を小さくすることができる。

また、第１レンズ群の反射部材の撮像素子側に配置した正レンズのパワーを調整すれば、光学系の全長を短縮することができる。前記第１レンズ群の正レンズは、単レンズであることが好ましい。また、前記第１レンズ群の正レンズを両凸レンズにしても良い。

前記第１レンズ群の正レンズを両凸レンズにすれば、光線の高さをより低くすることができる。

また、本発明のように、前記第１レンズ群の物体側に配置した両面が凹面の負レンズによりコマ収差を補正し、反射部材の撮像素子側に配置した上記正レンズにより色収差を補正することができる。

さらに、画像処理による歪曲収差の補正を組み合わせれば、収差補正の効果を向上させることができる。

即ち、本発明の電子撮像装置のように、電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる処理を行う画像処理部を設けることにより、補正するのが困難となる歪曲収差を画像処理過程で補正し、全体の画像の質をより向上させることができる。

このように、本発明は、高ズーム比のズーム光学系を搭載した電子撮像装置において、奥行きの薄型化と広画角化を両立させるものである。特にズームレンズ広角端近傍の焦点距離において、意図的に大きな樽型の歪曲収差を有した像を前記電子撮像素子に形成させる構成とした。このように構成すると、光学系を肥大化させずに広い画角の情報を取り込むことが可能となる。樽型に歪んだ像は、前記撮像素子を介して光電変換されて画像データとなる。そして、前記電子撮像装置に内蔵されている信号処理系等を介して、電気的に形状変化（画像の歪み）に相当する修正加工が施される。このようにすれば、最終的に前記電子撮像装置より出力された画像データを表示装置において再生したときに、画像の歪みがデジタル補正されて被写体形状にほぼ相似した画像が得られる。

画像処理過程では、コマ収差を補正する場合に比べ歪曲収差を補正する方が、システムへの負荷をかけることなくすることができる。

ここで、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
例えば、図１に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円周上（像高）での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点をほぼ放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正する。例えば、図１において、半径Ｒの円の内側に位置する任意の半径ｒ１（ω）の円周上の点Ｐ１は、円の中心に向けて補正すべき半径ｒ１'（ω）円周上の点Ｐ２に移動させる。また、半径Ｒの円の外側に位置する任意の半径ｒ２（ω）の円周上の点Ｑ１は、円の中心か
ら離れる方向に向けて補正すべき半径ｒ２'（ω）円周上の点Ｑ２に移動させる。ここで、ｒ'（ω）は次のように表わすことができる。
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω （０≦α≦１）
但し、ωは被写体半画角、ｆは結像光学系（本発明ではズーム光学系）の焦点距離である。
ここで、前記半径Ｒの円上（像高）に対応する理想像高をＹとすると、
α＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／ｆｔａｎω
となる。

光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。従って、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円の円周上（像高）の倍率を固定して、それ以外の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点をほぼ放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。

ところが、光学像は、前記電子撮像素子で撮像された時点で（サンプリングのため）連続量ではなくなる。従って、厳密には前記光学像上に描かれる上記半径Ｒの円も、前記電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素（Ｘｉ，Ｙｊ）毎に、移動先の座標（Ｘｉ'，Ｙｊ'）を決める方法を用いるのがよい。なお、座標（Ｘｉ'，Ｙｊ'）に（Ｘｉ，Ｙｊ）の２点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標（Ｘｉ'，Ｙｉ'）の値を用いて補間すればよい。

このような方法は、特に光学系や電子撮像素子の製造誤差などのために光軸に対して歪みが著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Ｒの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子或いは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪みなどが発生する場合などの補正に有効である。また、トーリック面その他の回転非対称面などを応用すれば、プリズムをさらに小型化でき、電子撮像装置のさらなる薄型化が可能であるが、その場合においてもこの補正方法は有効である。

本発明の電子撮像装置では、補正量ｒ'（ω）−ｒ（ω）を計算するために、ｒ（ω）即ち半画角と像高との関係、或いは、実像高ｒと理想像高ｒ'／αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としても良い。
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Ｒが、次の条件式を満足するのが良い。
０≦Ｒ≦０．６Ｌｓ
但し、Ｌｓは有効撮像面の短辺の長さである。
好ましくは、前記半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
０．３Ｌｓ≦Ｒ≦０．６Ｌｓ

さらには、前記半径Ｒは、ほぼ有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径Ｒ＝０の近傍、即ち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画像数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。

なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍でほぼ
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した１つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による即手に基づいて決定しておけば良い。そして、前記分割されたゾーン内の望遠鏡近傍でほぼ
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。

ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω
が成立する。
但し、ｙは像点の光軸からの高さ（像高）、ｆは結像系（本発明ではズーム光学系）の焦点距離、ωは前記撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度（被写体半画角）である。
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω
となる。
つまり、結像系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。

条件式（１）（２）は、ズーム光学系の広角端における樽型歪曲の度合いを規定したものである。
０．８５＜｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）｜＜０．９７ ・・・（１）
０．７５＜｜ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜＜０．９２ ・・・（２）
但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離であり、ｙ₀₇は前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とした時に0.7ｙ₁₀で表わされる像高であり、ω_07wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、ω_10wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₁₀の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
より詳しくは、図２に示すように、ω_07wは、像高ｙ₀₇の位置を通過する主光線と光軸とがなす物体側における角度であって、物体側からズーム光学系の前側主点位置に向かう主光線が光軸となす角度である。

｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）｜の値と｜ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜の値が、いずれも、条件式（１）（２）の上限を上回ると、各レンズ群の径、厚さが大きくなり、好ましくない。

一方、｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）｜の値と｜ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜の値が、いずれも、条件式（１）（２）の下限を下回ると、画像の歪みが大きくなり、電気的画像処理による補正の際に、画面周辺部の像の解像力の劣化が大きくなるため、好ましくない。

また、本発明では、次の条件式（３）を満足する。
０．０２＜｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）−ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜＜０．１５ ・・・（３）
但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離であり、ｙ₀₇は前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とした時に0.7ｙ₁₀で表わされる像高であり、ω_07wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、ω_10wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₁₀の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。

上記条件式（３）を満たせば、画像の電気的加工による画質劣化の影響を小さく抑えることができる。

従って、本発明は、上記条件式（１）（２）（３）のいずれも満たすことによって、画質劣化と光学系の小型化との良好なバランスを得ることができる。

｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）−ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜の値が、条件式（３）の上限を上回ると、画像処理による画像の電気的加工により周辺部の画質の劣化が著しくなり、好ましくない。

一方、｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）−ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜の値が、条件式（３）の下限を下回ると、各レンズ群の径と厚さ方向の大きさが大きくなり、好ましくない。

さらに、条件式（３）は、次の条件式（３-１）を満足することがより好ましい。
０．０５＜｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）−ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜＜０．１０ ・・・（３-１）

本発明において、敢えて光学系で意図的に歪曲収差を出しておき、電子撮像素子で撮像後に電気的に画像処理して歪みを補正するような構成としたのは、光学系の小型化と広角化や高変倍化等を満たすためである。従って、本発明では、光学系自体のサイズに無駄がないように、光学系を選択することも重要である。

また、本発明のように、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．３３＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．８２ ・・・（４）
但し、Ｒ１は前記第１レンズ群の負の単レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、Ｒ２は前記第１レンズ群の負の単レンズの像側面光軸上曲率半径である。

条件式（４）は、前記第１レンズ群の両面が凹面の負レンズの形状を表わしたものである。

（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）の値が、条件式（４）の上限を上回ると、Ｒ２のサグ量が大きくなり第１レンズ群の厚さが大きくなってしまう。または、Ｒ１のパワーが小さくなり十分な画角を稼ぐことが困難になり、好ましくない。

一方、（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）の値が、条件式（４）の下限を下回ると、Ｒ１のサグ量が大きくなりレンズの厚さが大きくなってしまう。または、Ｒ２のパワーが小さくなり十分な画角を稼ぐことが困難になり、好ましくない。

さらに、条件式（４）は、次の条件式（４-１）を満足することがより好ましい。
０．４０＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．８ ・・・（４-１）

また、本発明のように、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
ｎ_dA>１．７０ ・・・（５）
但し、ｎ_dAは前記第１レンズ群における負の単レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。

上記条件式（５）を満たせば、Ｒ１及びＲ２のサグ量をより小さくすることができ、小型化に好ましい。

また、本発明のように、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
−３.０＜ｆ₁／ｆｗ＜−０．５ ・・・（６）
但し、ｆ₁は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。

条件式（６）は、第１レンズ群の焦点距離を広角端の全系焦点距離で規格化したものである。
上記条件式（６）を満たせば、小型化、高性能化することができる。

ｆ₁／ｆｗの値が、条件式（６）の上限を上回ると、上限を超えると第１レンズ群のパワーが強くなり、球面収差やコマ収差の補正のためには好ましくない。

一方、ｆ₁／ｆｗの値が、条件式（６）の下限を下回ると、第１レンズ群のパワーが弱くなり、第１レンズ群の厚さや径の小型化のためには好ましくない。

さらに、条件式（６）は、次の条件式（６-１）を満足することがより好ましい。
−２.０＜ｆ₁／ｆｗ＜−１．０ ・・・（６-１）

また、本発明のように、広角端から望遠端へ変倍する際に、変倍時に第１レンズ群を像面に対し固定すれば、第１レンズ群及び撮像素子を含む保持部分の構造を簡略化できるとともに、防水、防塵のためにも都合が良い。

また、広角端から望遠端へ変倍する際に、第３レンズ群を固定とすれば、第３レンズ群より像側のレンズ群の外径方向の大きさを抑えることができる。

以下、本発明のズーム光学系の実施例１乃至４について図面を用いて説明する。

第１実施例
図３は、本発明による電子撮像装置に用いるズーム光学系の第１実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図３において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図４は、第１実施例にかかるズーム光学系の無限遠合焦時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（縦収差）、コマ収差（横収差）、を示す図である。

第１実施例のズーム光学系は、図３に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とを有している。図３中、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。第５レンズ群Ｇ５と撮像面Ｉとの間には、平面平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧが設けられている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側Ｘから順に、１枚の両凹負レンズＬ１１と、光路を折り曲げるための反射光学素子（反射部材）Ｒ１と、１枚の両凸正レンズＬ１２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レンズ群Ｇ２は、物体側Ｘから順に、両凹負レンズＬ２１と、両凹負レンズＬ２２と両凸正レンズＬ２３との接合レンズとで構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳを挟んで上記第２レンズ群Ｇ２の撮像面Ｉ側にあって、光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸正レンズＬ３２と両凹負レンズＬ３３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。尚、正レンズＬ３１は、レンズ中心部から周辺部にかけて負のパワーが徐々に強くなっていく構成となっている。

第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凸面を向けた負メ二スカスレンズＬ４１で構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズＬ５１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズＬ１２の両側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸形状の正レンズＬ３１の両側の面、第５レンズ群Ｇ５の両凸正レンズＬ５１の物体側Ｘの面にそれぞれ設けられている。

広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は位置が固定され、第２レンズ群Ｇ２は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において像側へ移動し、開口絞りＳは位置が固定され、第３レンズ群Ｇ３は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は像側に凸の軌跡で移動し、第５レンズ群Ｇ５は位置が固定されるようになっている。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ₆が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ₁₁とｄ₁₂が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔ｄ₁₇が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔ｄ₁₉が広角端（ａ）から中間（ｂ）では減少し中間（ｂ）から望遠端（ｃ）では増大するように、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。

次に、本発明の第１実施例の変倍光学系を構成する光学部材の数値データを以下に示す。

ここで、数値データ中、ｒ₁、ｒ₂・・・は各光学部材の面の曲率半径(mm)、ｄ₁、ｄ₂・・・は各光学部材の肉厚又はそれらの空気間隔(mm)、ｎ_d1、ｎ_d2・・・は各光学部材のｄ線の波長（587.6nm）における屈折率、ν_d1、ν_d2・・・は各光学部材のｄ線の波長（587.6nm）におけるアッベ数を表している。ｆは全系の焦点距離を表している。
また、光軸に対して回転対象な非球面形状は、光軸方向をｚとし，光軸に直交する方向をｙとし、ｚとｙの直交する方向をｘとして、円錐係数をｋ、光軸に対して回転対象な非球面係数をＡ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀とした時、次式で定義される。
ｚ＝（ｙ²／ｒ）／〔１＋[１−（1＋ｋ）（ｙ／ｒ）²]^1/2〕＋Ａ₄ｙ⁴
＋Ａ₆ｙ⁶＋Ａ₈ｙ⁸＋Ａ₁₀ｙ¹⁰
なお、これらの記号は、後述の実施例２乃至実施例３の数値データにおいても共通である。

数値データ１
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.80mm
焦点距離f：6.90mm〜19.49mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：3.50〜5.13
ｒ₁=-52.39 ｄ₁=0.84 ｎ_d1=1.81186 ν_d1=25.72
ｒ₂=10.59 ｄ₂=1.37
ｒ₃=∞ ｄ₃=7.39 ｎ_d3=1.84666 ν_d3=23.78
ｒ₄=∞ ｄ₄=0.16
ｒ₅=16.43（非球面） ｄ₅=2.74 ｎ_d5=1.74320 ν_d5=49.34
ｒ₆=-14.97（非球面） ｄ₆=D6（可変）
ｒ₇=-52.98 ｄ₇=0.84 ｎ_d7=1.88300 ν_d7=40.76
ｒ₈=32.48 ｄ₈=0.63
ｒ₉=-17.46 ｄ₉=0.84 ｎ_d9=1.88300 ν_d9=40.76
ｒ₁₀=8.037 ｄ₁₀=2.14 ｎ_d10=1.84666 ν_d10=23.78
ｒ₁₁=-107.0 ｄ₁₁=D11（可変）
ｒ₁₂=∞（絞り） ｄ₁₂=D12（可変）
ｒ₁₃=7.537（非球面） ｄ₁₃=2.20 ｎ_d13=1.74320 ν_d13=49.34
ｒ₁₄=-32.87（非球面） ｄ₁₄=0.21
ｒ₁₅=8.885 ｄ₁₅=2.44 ｎ_d15=1.69584 ν_d15=42.98
ｒ₁₆=-46.50 ｄ₁₆=0.84 ｎ_d16=1.84666 ν_d16=23.78
ｒ₁₇=4.558 ｄ₁₇=D17（可変）
ｒ₁₈=190.7 ｄ₁₈=0.84 ｎ_d18=1.84666 ν_d18=23.78
ｒ₁₉=24.18 ｄ₁₉=D19（可変）
ｒ₂₀=11.54（非球面） ｄ₂₀=2.20 ｎ_d20=1.49700 ν_d20=81.54
ｒ₂₁=-26.42 ｄ₂₁=2.33
ｒ₂₂=∞ ｄ₂₂=0.93 ｎ_d22=1.54771 ν_d22=62.84
ｒ₂₃=∞ ｄ₂₃=0.94
ｒ₂₄=∞ ｄ₂₄=0.53 ｎ_d24=1.51633 ν_d24=64.14
ｒ₂₅=∞ ｄ₂₅=0.58
ｒ₂₆=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
5 0.00 -6.27251×10^-5 4.81767×10^-6 -2.76647×10^-7 8.86129×10^-9
6 0.00 2.76467×10^-5 4.35667×10^-6 -2.30756×10^-7 7.75216×10^-9
13 0.00 -1.48421×10^-5 3.02417×10^-5 -1.65090×10^-6 1.59641×10^-7
14 0.00 4.53970×10^-4 4.70445×10^-5 -3.48547×10^-6 3.17476×10^-7
20 0.00 4.00006×10^-5 -1.95270×10^-5 1.78900×10^-6 -6.11181×10^-8

ズームデータ１
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 6.903 11.534 19.49
Ｆｎｏ． 3.50 4.19 5.13
画角（ω） 32.476° 18.478° 10.930°
Ｄ６ 0.63 4.64 8.15
Ｄ１１ 8.49 4.54 0.95
Ｄ１２ 4.55 2.57 0.42
Ｄ１７ 3.43 5.62 7.44
Ｄ１９ 2.74 2.47 2.97

第２実施例
図５は、本発明による電子撮像装置に用いるズーム光学系の第２実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図５において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図６は、第２実施例にかかるズーム光学系の無限遠合焦時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（縦収差）、コマ収差（横収差）、を示す図である。

第２実施例のズーム光学系は、図５に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５とを有している。図５中、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。ズーム光学系と撮像面Ｉとの間には、平面平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧが設けられている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側Ｘから順に、１枚の両凹負レンズＬ１１と、光路を折り曲げるための反射光学素子（反射部材）Ｒ１と、１枚の両凸正レンズＬ１２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レンズ群Ｇ２は、物体側Ｘから順に、両凹負レンズＬ２１と、両凹負レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３’との接合レンズとで構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳを挟んで上記第２レンズ群Ｇ２の撮像面Ｉ側にあって、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１’で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ４１’と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第５レンズ群Ｇ５は、両凸正レンズＬ５１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズＬ１２の両側の面、第３レンズ群Ｇ３の正メニスカスレンズＬ３１’の両側の面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズ４１’の両側の面にそれぞれ設けられている。

広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は位置が固定され、第２レンズ群Ｇ２は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において像側へ移動し、開口絞りＳは位置が固定され、第３レンズ群Ｇ３は位置が固定され、第４レンズ群Ｇ４は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は位置が固定されるようになっている。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ₆が増大し、第２レンズ群Ｇ２と絞りＳの間隔ｄ₁₁が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔ｄ₁₄が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔ｄ₁₈が増大するように、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。

次に、本発明の第２実施例の変倍光学系を構成する光学部材の数値データを以下に示す。

数値データ２
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
焦点距離f：6.69mm〜18.45mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：3.50〜5.00
ｒ₁=-33.39 ｄ₁=0.80 ｎ_d1=1.80518 ν_d1=25.42
ｒ₂=13.44 ｄ₂=1.10
ｒ₃=∞ ｄ₃=7.00 ｎ_d3=1.84666 ν_d3=23.78
ｒ₄=∞ ｄ₄= 0.15
ｒ₅=15.02（非球面） ｄ₅=2.50 ｎ_d5=1.74320 ν_d5=49.34
ｒ₆=-12.93（非球面） ｄ₆=D6（可変）
ｒ₇=-150.6 ｄ₇=0.80 ｎ_d7=1.79952 ν_d7=42.22
ｒ₈=11.76 ｄ₈=1.10
ｒ₉=-14.94 ｄ₉=0.80 ｎ_d9=1.79952 ν_d9=42.22
ｒ₁₀=5.843 ｄ₁₀=1.80
ｒ₁₁=54.03 ｄ₁₁=D11（可変) ｎ_d11=1.84666 ν_d11=23.78
ｒ₁₂=∞（絞り） ｄ₁₂=0.40
ｒ₁₃=8.372（非球面） ｄ₁₃=1.50 ｎ_d13=1.74320 ν_d13=49.34
ｒ₁₄=18.31（非球面） ｄ₁₄=D14（可変）
ｒ₁₅=6.253（非球面） ｄ₁₅=2.90 ｎ_d15=1.74320 ν_d15=49.34
ｒ₁₆=-13.49（非球面） ｄ₁₆=0.15
ｒ₁₇=55.684 ｄ₁₇=0.80 ｎ_d17=1.84666 ν_d18=23.78
ｒ₁₈=4.296 ｄ₁₈=D18（可変）
ｒ₁₉=43.860 ｄ₁₉=2.00 ｎ_d19=1.49700 ν_d19=81.54
ｒ₂₀=-15.81 ｄ₂₀=6.33
ｒ₂₁=∞ ｄ₂₁=0.88 ｎ_d21=1.54771 ν_d21=62.84
ｒ₂₂=∞ ｄ₂₂=0.89
ｒ₂₃=∞ ｄ₂₃=0.50 ｎ_d24=1.51633 ν_d24=64.14
ｒ₂₄=∞ ｄ₂₄=0.56
ｒ₂₅=∞ （撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
5 0.00 -8.75679×10^-5 -3.28931×10^-6 2.81096×10^-7 -1.53034×10^-9
6 0.00 8.86390×10^-5 6.60148×10^-8 5.41252×10^-8 -9.60653×10^-9
13 0.00 6.57110×10^-4 -1.96290×10^-5 7.68643×10^-6 -5.19184×10^-7
14 0.00 1.08296×10^-3 -3.88758×10^-5 1.60807×10^-5 -1.20522×10^-6
15 0.00 5.69022×10^-4 -2.13312×10^-5 1.33198×10^-6 -9.45570×10^-8
16 0.00 3.09325×10^-4 -5.18559×10^-5 -2.09692×10^-8 -6.64648×10^-8

ズームデータ２
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 6.688 10.940 18.452
Ｆｎｏ． 3.50 4.18 5.00
画角（ω） 30.355° 18.192° 10.655°
Ｄ６ 0.60 3.53 7.08
Ｄ１１ 7.39 4.50 0.90
Ｄ１４ 4.58 1.46 0.90
Ｄ１８ 2.50 5.60 6.21

第３実施例
図７は、本発明による電子撮像装置に用いるズーム光学系の第３実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図７において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図８は、第３実施例にかかるズーム光学系の無限遠合焦時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（縦収差）、コマ収差（横収差）、を示す図である。

第３実施例のズーム光学系は、図７に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とを有している。図７中、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。ズーム光学系と撮像面Ｉとの間には、平面平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧが設けられている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側Ｘから順に、１枚の両凹負レンズＬ１１と、光路を折り曲げるための反射光学素子（反射部材）Ｒ１と、１枚の光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ１２’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レンズ群Ｇ２は、物体側Ｘから順に、両凹負レンズＬ２１と、両凹負レンズＬ２２と両凸正レンズＬ２３との接合レンズとで構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳを挟んで上記第２レンズ群Ｇ２の撮像面Ｉ側にあって、光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸正レンズＬ３２と両凹負レンズＬ３３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４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ４１’と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４２’とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の正レンズＬ１２’の両側の面、第３レンズ群Ｇ３の正レンズＬ３１の両側の面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズＬ４１’の両側の面にそれぞれ設けられている。

尚、第１レンズ群Ｇ１の正レンズＬ１２’及び第３レンズ群Ｇ３の正レンズＬ３１は、レンズ中心部から周辺部にかけて負のパワーが徐々に強くなるように構成されている。

広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は位置が固定され、第２レンズ群Ｇ２は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において像側へ移動し、開口絞りＳは位置が固定され、第３レンズ群Ｇ３は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は像側に凹の軌跡で移動するようになっている。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ₆が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔ｄ₁₁とｄ₁₂が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔ｄ₁₇が広角端（ａ）から中間（ｂ）では減少して中間（ｂ）から望遠端（ｃ）では増大し、第４レンズ群Ｇ４と平行平面板ＦＬの間隔ｄ₂₁が広角端（ａ）から中間（ｂ）では増大して中間（ｂ）から望遠端（ｃ）では減少するように、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。

次に、本発明の第３実施例の変倍光学系を構成する光学部材の数値データを以下に示す。

数値データ３
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
焦点距離f：6.49mm〜18.47mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：3.60〜5.10
ｒ₁=-71.23 ｄ₁=0.80 ｎ_d1=1.83988 ν_d1=26.17
ｒ₂=10.20 ｄ₂=1.20
ｒ₃=∞ ｄ₃=7.00 ｎ_d3=1.84666 ν_d3=23.78
ｒ₄=∞ ｄ₄=0.15
ｒ₅=16.36（非球面） ｄ₅=2.70 ｎ_d5=1.74320 ν_d5=49.34
ｒ₆=-14.68（非球面） ｄ₆=D6（可変）
ｒ₇=-41.38 ｄ₇=0.80 ｎ_d7=1.88300 ν_d7=40.76
ｒ₈=34.67 ｄ₈=0.60
ｒ₉=-18.02 ｄ₉=0.80 ｎ_d9=1.90091 ν_d9=40.09
ｒ₁₀=8.556 ｄ₁₀=1.80
ｒ₁₁=-56.53 ｄ₁₁=D11（可変) ｎ_d11=1.84666 ν_d11=23.78
ｒ₁₂=∞（絞り） ｄ₁₂=D12（可変）
ｒ₁₃=7.204（非球面） ｄ₁₃=1.80 ｎ_d13=1.74320 ν_d13=49.34
ｒ₁₄=-81.23（非球面） ｄ₁₄=0.20
ｒ₁₅=8.559 ｄ₁₅=2.30 ｎ_d15=1.73804 ν_d15=40.33
ｒ₁₆=-38.55 ｄ₁₆=0.80
ｒ₁₇=4.667 ｄ₁₇=D17（可変) ｎ_d17=1.84666 ν_d17=23.78
ｒ₁₈=18.26（非球面） ｄ₁₈=1.80 ｎ_d18=1.46968 ν_d18=79.60
ｒ₁₉=-14.91（非球面） ｄ₁₉=0.20
ｒ₂₀=-24.77 ｄ₂₀=0.80 ｎ_d20=1.84666 ν_d20=23.78
ｒ₂₁=-947.4 ｄ₂₁=D21（可変）
ｒ₂₂=∞ ｄ₂₂=0.88 ｎ_d22=1.54771 ν_d22=62.84
ｒ₂₃=∞ ｄ₂₃=0.89
ｒ₂₄=∞ ｄ₂₄=0.50 ｎ_d24=1.51633 ν_d24=64.14
ｒ₂₅=∞ ｄ₂₅=0.52
ｒ₂₆=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
5 0.00 -2.01853×10^-4 2.01458×10^-6 2.17879×10^-8 -1.00734×10^-8
6 0.00 -1.10982×10^-4 3.01286×10^-6 -8.52575×10^-8 -6.02335×10^-9
13 0.00 2.06138×10^-4 4.30326×10^-5 1.92948×10^-8 1.96534×10^-7
14 0.00 6.74285×10^-4 7.43242×10^-5 -2.73629×10^-6 4.90486×10^-7
18 0.00 6.23611×10^-5 5.72091×10^-5 7.72127×10^-7 -3.84119×10^-7
19 0.00 4.98499×10^-6 9.35779×10^-5 1.94066×10^-8 -3.80890×10^-7

ズームデータ３
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 6.487 10.971 18.47
Ｆｎｏ． 3.60 4.22 5.10
画角（ω） 32.710° 18.296° 10.883°
Ｄ６ 0.60 6.52 9.85
Ｄ１１ 10.14 4.20 0.90
Ｄ１２ 3.28 2.94 0.40
Ｄ１７ 3.54 2.69 7.83
Ｄ２１ 4.02 5.25 2.70

第４実施例
図９は、本発明による電子撮像装置に用いるズーム光学系の第４実施例であって、光学構成を示す光軸に沿う断面図である。図９において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示す。図１０は、第４実施例にかかるズーム光学系の無限遠合焦時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（縦収差）、コマ収差（横収差）、を示す図である。

第４実施例のズーム光学系は、図９に示すように、物体側Ｘから撮像面Ｉに向かって、順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４と、第５レンズ群Ｇ５と、第６レンズ群Ｇ６とを有している。図９中、ＩはＣＣＤ等の電子撮像素子の撮像面である。ズーム光学系と撮像面Ｉとの間には、平面平板状の光学的ローパスフィルターＬＦとＣＣＤカバーガラスＣＧが設けられている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側Ｘから順に、１枚の両凹負レンズＬ１１と、光路を折り曲げるための反射光学素子（反射部材）Ｒ１と、１枚の両凸正レンズＬ１２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レンズ群Ｇ２は、物体側Ｘから順に、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２１’と、両凹負レンズＬ２２と両凸正レンズＬ２３との接合レンズとで構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第３レンズ群Ｇ３は、明るさ絞りＳを挟んで上記第２レンズ群Ｇ２撮像面Ｉ側にあって、両凸正レンズＬ３１”で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズＬ４１’と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４２’とで構成されており、全体で正の屈折力を有している。

第５レンズ群Ｇ５は、像側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５１’で構成されており、全体で負の屈折力を有している。

第６レンズ群Ｇ６は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６１で構成されており、全体で正の屈折力を有している。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズＬ１２の両側の面、第３レンズ群Ｇ３の両凸正レンズＬ３１”の両側の面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズＬ４１’の物体側Ｘの面にそれぞれ設けられている。

広角端（ａ）から望遠端（ｃ）に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は位置が固定され、第２レンズ群Ｇ２は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において像側へ移動し、開口絞りＳは位置が固定され、第３レンズ群Ｇ３は位置が固定され、第４レンズ群Ｇ４は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において物体側へ移動し、第５レンズ群Ｇ５は広角端（ａ）に対して望遠端（ｃ）において物体側へ移動し、第６レンズ群Ｇ６は位置が固定されるようになっている。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔ｄ₆が増大し、第２レンズ群Ｇ２と絞りＳの間隔ｄ₁₁が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔ｄ₁₄が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔ｄ₁₇が減少し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔ｄ₁₉が増大するように、各レンズ群の間隔は変化する。なお、撮像面Ｉは、ＣＣＤ若しくはＣＭＯＳセンサーの有効撮像対角方向に置かれている。

次に、本発明の第４実施例の変倍光学系を構成する光学部材の数値データを以下に示す。

数値データ４
像高（有効撮像領域の対角長の半分の長さ）：3.60mm
焦点距離f：6.45mm〜18.62mm
Ｆｎｏ．（Ｆナンバー）：3.50〜5.00
ｒ₁=-64.65 ｄ₁=0.80 ｎ_d1=1.80518 ν_d1=25.42
ｒ₂=10.22 ｄ₂=1.20
ｒ₃=∞ ｄ₃=7.00 ｎ_d3=1.84666 ν_d3=23.78
ｒ₄=∞ ｄ₄=0.15
ｒ₅=12.96（非球面） ｄ₅=2.50 ｎ_d5=1.74320 ν_d5=49.34
ｒ₆=-13.90（非球面） ｄ₆=D6（可変）
ｒ₇=21.63 ｄ₇=0.80 ｎ_d7=1.79952 ν_d7=42.22
ｒ₈=8.619 ｄ₈=1.20
ｒ₉=-9.218 ｄ₉=0.80 ｎ_d9=1.80610 ν_d9=40.92
ｒ₁₀=6.493 ｄ₁₀=1.80 ｎ_d10=1.84666 ν_d10=23.78
ｒ₁₁=-169.6 ｄ₁₁=D11（可変）
ｒ₁₂=∞（絞り） ｄ₁₂=0.40
ｒ₁₃=16.83（非球面） ｄ₁₃=1.50 ｎ_d13=1.76802 ν_d13=49.24
ｒ₁₄=-189.4（非球面） ｄ₁₄=D14（可変）
ｒ₁₅=13.76（非球面） ｄ₁₅=2.50 ｎ_d15=1.74320 ν_d15=49.34
ｒ₁₆=-5.453 ｄ₁₆=0.80 ｎ_d16=1.84666 ν_d16=23.78
ｒ₁₇=-13.50 ｄ₁₇=D17（可変）
ｒ₁₈=40.32 ｄ₁₈=0.70 ｎ_d18=1.80100 ν_d18=34.97
ｒ₁₉=5.700 ｄ₁₉=D19（可変）
ｒ₂₀=7.537 ｄ₁₁=2.30 ｎ_d20=1.49700 ν_d20=81.54
ｒ₂₁=-24967.7 ｄ₁₂=1.20
ｒ₂₂=∞ ｄ₂₂=0.88 ｎ_d22=1.54771 ν_d22=62.84
ｒ₂₃=∞ ｄ₂₃=0.89
ｒ₂₄=∞ ｄ₂₄=0.50 ｎ_d24=1.51633 ν_d24=64.14
ｒ₂₅=∞ ｄ₂₅=0.60
ｒ₂₆=∞（撮像面）

非球面係数
面番号 ｋ Ａ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
5 0.00 -1.42787×10^-4 5.20969×10^-6 -2.70467×10^-7 7.69228×10^-9
6 0.00 4.66210×10^-5 5.40371×10^-6 -2.77354×10^-7 7.90983×10^-9
13 0.00 8.06284×10^-5 -1.54500×10^-4 2.72105×10^-5 -1.72771×10^-6
14 0.00 1.67854×10^-4 -1.65114×10^-4 2.81941×10^-5 -1.73858×10^-6
15 0.00 -1.43067×10^-4 -2.86767×10^-5 4.50634×10^-6 -2.10252×10^-7

ズームデータ４
ズーム状態 広角端 中間 望遠端
ｆ 6.450 10.94 18.62
Ｆｎｏ． 3.50 3.80 5.00
画角（ω） 31.805° 18.161° 10.697°
Ｄ６ 0.60 4.11 7.41
Ｄ１１ 7.70 4.15 0.90
Ｄ１４ 4.28 2.54 0.90
Ｄ１７ 3.97 3.93 3.09
Ｄ１９ 2.98 4.75 7.23

上記各実施例において、反射光学素子（反射部材）Ｒ１として、例えば、光路折り曲げプリズム等が好適に用いられる。

次に、上記各実施例における条件式に対応した値を次の表１に示す。
表１

以上、説明した本発明のズーム光学系を用いた電子撮像装置は、ズーム光学系等の結像光学系で物体像を形成しその像をＣＣＤ等の固体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。

図１１〜図１３は、本発明のズーム光学系をデジタルカメラの撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図であり、図１１はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１２は同後方斜視図、図１３はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。なお、図１３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１３中の観察者の眼を上側からみて示してある。

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、第１実施例の光路折り曲げズーム光学系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、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルターを介して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、フレキシブル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。

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。

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光学系であるので、高性能化が実現できると共に、撮影光学系４１を少ない光学部材で構成できるため、小型化、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１３の例では、カバー部材５０として平行平面板を配置しているが、パワーを持ったレンズを用いてもよい。

ここで、カバー部材を設けずに、本発明の光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１レンズ群Ｇ１の入射面となる。

図１４は、上記デジタルカメラ４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。尚、以下の説明では、上記の処理手段５１は例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等からなり、記憶手段５２は例えば記憶媒体部１９等からなる。

図１４に示すようにデジタルカメラ４０は、操作部１２と、この操作部１２に接続する制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０、及び設定情報記憶メモリ部２１はバス２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。

操作部１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。制御部１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ４０全体を制御する回路である。

ＣＣＤ４９は、本発明によるズーム光学系を組み込んだ撮影光学系４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し且つアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。

画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記録媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。

表示部２０は、液晶表示モニター４７を備え、その液晶表示モニター４７に画像や操作メニューなどを表示する回路である。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。

尚、以下の実施の形態においても、その主要部は、上記構成とほぼ同様のものが用いられている。

次に、本発明のズーム光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図１５〜図１７に示す。図１５はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図１６はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図１７は図１５の側面図である。

図１５〜図１７に示すように、パソコン３００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光学系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。

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（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中のズーム光学系の駆動機構等は図示を省いてある。

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１５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。

次に、本発明のズーム光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を図１８に示す。図１８（ａ）は携帯電話４００の正面図、図１８（ｂ）は側面図、図１８（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。

図１８（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光学系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。

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（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中のズーム光学系の駆動機構等は図示を省いてある。

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。

本発明において、画像処理部は電子撮像装置と一体に設けても良く、或いは、電子撮像装置とは別に画像処理装置として設けても良い。

以上説明したように、本発明のズーム光学系及びそれを有する電子撮像装置は、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。

〔１〕前記ズーム光学系が、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し、少なくとも、前記第１レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が広角端よりも望遠端において像側に位置するように移動することを特徴とする請求項１乃至５、８、９の何れか１項に記載の電子撮像装置。

〔２〕前記ズーム光学系が、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群を少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し、少なくとも、前記第１レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が広角端よりも望遠端において像側に位置するように移動することを特徴とする請求項６、７、１０の何れか１項に記載のズーム光学系。

〔３〕前記ズーム光学系が、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群を少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し、少なくとも、前記第１レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が固定されていることを特徴とする請求項１乃至５、８、９の何れか１項に記載の電子撮像装置。

〔４〕前記ズーム光学系が、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、負の屈折力を有する第４レンズ群を少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し、少なくとも、前記第１レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が物体側へ移動し、前記第４レンズ群が固定されていることを特徴とする請求項６、７、１０の何れか１項に記載のズーム光学系。

〔５〕前記第４レンズ群の像側に正の屈折力を有する第５レンズ群をさらに有し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第５レンズ群は固定であることを特徴とする請求項１１に記載の電子撮像装置。

〔６〕前記第４レンズ群の像側に正の屈折力を有する第５レンズ群をさらに有し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第５レンズ群は固定であることを特徴とする請求項１２に記載のズーム光学系。

〔７〕前記第４レンズ群の像側に負の屈折力を有する第５レンズ群をさらに有し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第５レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１１に記載の電子撮像装置。

〔８〕前記第４レンズ群の像側に負の屈折力を有する第５レンズ群をさらに有し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第５レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１２に記載のズーム光学系。

〔９〕前記ズーム光学系は５群からなることを特徴とする上記〔４〕、〔５〕又は〔６〕の電子撮像装置／ズーム光学系。

〔１０〕前記ズーム光学系は６群からなることを特徴とする上記〔７〕又は〔８〕の電子撮像装置／ズーム光学系。

〔１１〕次の条件式をさらに満足することを特徴とする請求項３に記載の電子撮像装置。
０．０５＜｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）−ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜＜０．１０
但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離であり、ｙ₀₇は前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とした時に0.7ｙ₁₀で表わされる像高であり、ω_07wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、ω_10wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₁₀の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。

〔１２〕次の条件式をさらに満足することを特徴とする請求項４に記載の電子撮像装置。
０．４＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．８８
但し、Ｒ１は前記第１レンズ群の負の単レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、Ｒ２は前記第１レンズ群の負の単レンズの像側面光軸上曲率半径である。

〔１３〕次の条件式をさらに満足することを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子撮像装置／ズーム光学系。
−２.０＜ｆ₁／ｆｗ＜−１．０
但し、ｆ₁は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。

本発明の電子撮像装置における光学系で発生した像面歪曲をデジタル補正するための基本的概念を示す説明図である。 物体側からズーム光学系の前側主点位置に向かう主光線と光軸との関係を示す説明図である。 本発明の第１実施例に係るズーム光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態をそれぞれ示している。 第１実施例に係るズーム光学系の無限遠合焦点時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態におけるコマ収差（縦収差）、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（縦収差）、コマ収差（横収差）をそれぞれ示している。 本発明の第２実施例に係るズーム光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態をそれぞれ示している。 第２実施例に係るズーム光学系の無限遠合焦点時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態におけるコマ収差（縦収差）、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（縦収差）、コマ収差（横収差）をそれぞれ示している。 本発明の第３実施例に係るズーム光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態をそれぞれ示している。 第３実施例に係るズーム光学系の無限遠合焦点時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態におけるコマ収差（縦収差）、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（縦収差）、コマ収差（横収差）をそれぞれ示している。 本発明の第４実施例に係るズーム光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図で、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態をそれぞれ示している。 第４実施例に係るズーム光学系の無限遠合焦点時での広角端（ａ）、中間（ｂ）、望遠端（ｃ）の状態におけるコマ収差（縦収差）、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、コマ収差（縦収差）、コマ収差（横収差）をそれぞれ示している。 本発明の光学系を適用した電子カメラの外観を示す前方斜視図である。 図１１の電子カメラの後方斜視図である。 図１１の電子カメラの構成を示す断面図である。 一実施の形態における電子カメラの各部を制御する回路構成を示すブロック図である。 本発明の光学系が対物光学系として組み込まれたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。 パソコンの撮影光学系の断面図である。 図１５の状態の側面図である。 本発明の光学系が対物光学系として組み込ま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

Ｓ 明るさ絞り
ＦＬ 平行平面板
ＣＧ カバーがラス
Ｉ 撮像面
Ｘ 物体側
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇ６ 第６レンズ群
Ｌ１１ 両凹負レンズ
Ｌ１２ 両凸正レンズ
Ｌ１２’ 光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズ
Ｌ２１ 両凹負レンズ
Ｌ２１’ 像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ２２ 両凹負レンズ
Ｌ２３ 両凸正レンズ
Ｌ２３’ 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｌ３１ 光軸近傍（レンズ中心部）において両凸形状の正レンズ
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
Ｌ３２ 両凸正レンズ
Ｌ３３ 両凹負レンズ
Ｌ４１ 物体側に凸面を向けた負メ二スカスレンズ
Ｌ４１’ 両凸正レンズ
Ｌ４２ 物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ４２’ 物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ５１ 両凸正レンズ
Ｌ５１’ 像側に凹面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ６１ 物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ
Ｒ１ 反射光学素子（反射部材）
１２ 操作部
１３ 制御部
１４、１５、２２ バス
１６ 撮像駆動回路
１７ 一時記憶メモリ
１８ 画像処理部
１９ 記憶媒体部
２０ 表示分
２１ 設定情報記憶メモリ
２４ ＣＤＳ／ＡＤＣ部
２５ レンズ部
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
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
Ｅ 観察者眼球

Claims (12)

1. 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群、を少なくとも有するズーム光学系と、
   前記ズーム光学系より像側に配置された電子撮像素子とを備える電子撮像装置において、
   前記第１レンズ群が、物体側より順に、１枚の両面が凹面である負の単レンズと、反射部材と、１枚の正レンズを有し、
   前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる処理を行う画像処理部を有することを特徴とする電子撮像装置。
2. 前記ズーム光学系が、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
   ０．８５＜｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）｜＜０．９７
   ０．７５＜｜ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜＜０．９２
   但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離であり、ｙ₀₇は前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とした時に0.7ｙ₁₀で表わされる像高であり、ω_07wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、ω_10wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₁₀の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
3. 前記ズーム光学系が、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子撮像装置。
   ０．０２＜｜ｙ₀₇／（ｆｗ・ｔａｎω_07w）−ｙ₁₀／（ｆｗ・ｔａｎω_10w）｜＜０．１５
   但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離であり、ｙ₀₇は前記電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とした時に0.7ｙ₁₀で表わされる像高であり、ω_07wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、ω_10wは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₁₀の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
4. 前記ズーム光学系が、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子撮像装置。
   ０．３３＜（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）＜０．８２
   但し、Ｒ１は前記第１レンズ群の負の単レンズの物体側面光軸上曲率半径であり、Ｒ２は前記第１レンズ群の負の単レンズの像側面光軸上曲率半径である。
5. 前記ズーム光学系が、ほぼ無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電子撮像装置。
   ｎ_dA>１．７０
   但し、ｎ_dAは前記第１レンズ群における負の単レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
6. 物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群とを有するズーム光学系において、
   前記第１レンズ群が、物体側より順に、１枚の両面が凹面である負の単レンズと、反射部材と、１枚の正の単レンズから構成されることを特徴とするズーム光学系。
7. 前記第１レンズ群が、物体側より順に、１枚の両面が凹面である負の単レンズと、反射部材と、１枚の両凸正レンズから構成されることを特徴とする請求項６に記載のズーム光学系。
8. 請求項６又は７に記載のズーム光学系と、前記ズーム光学系の像側に配置された電子撮像素子とを備える電子撮像装置であって、
   前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる処理を行う画像処理部をさらに有することを特徴とする電子撮像装置。
9. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５、８の何れか１項に記載の電子撮像装置。
   −３＜ｆ₁／ｆｗ＜−０．５
   但し、ｆ₁は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。
10. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項６又は７の何れか１項に記載のズーム光学系。
    −３＜ｆ₁／ｆｗ＜−０．５
    但し、ｆ₁は第１レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。
11. 前記ズーム光学系が、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群、を少なくとも有し、
    広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し、少なくとも、前記第１レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が固定され、前記第４レンズ群が物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至５、８、９の何れか１項に記載の電子撮像装置。
12. 前記ズーム光学系が、物体側より順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群、を少なくとも有し、
    広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し、少なくとも、前記第１レンズ群が固定され、前記第２レンズ群が像側へ移動し、前記第３レンズ群が固定され、前記第４レンズ群が物体側へ移動することを特徴とする請求項６、７、１０の何れか１項に記載のズーム光学系。

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