JP4301226B2 - 変倍光学系、および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズユニット等に用いられる変倍光学系、およびこの変倍光学系を備える撮像装置に関するものである。

近年、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）の普及に伴い、手軽に画像を取り込めるデジタルスチルカメラ（撮像装置）が普及している。そして、このようなデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）にも、銀塩フィルムを用いたカメラ（銀塩カメラ）同様に、小型化（薄型化）や高性能化（例えば、高い変倍機能や高い収差補正機能）が要望されている。そのため、デジタルスチルカメラに搭載されるレンズ光学系（例えば変倍光学系）も、小型化かつ高性能化が要望されている。

これらの要望を達するため、光学プリズムや反射ミラーによって、物体側から像側に至る光線を屈曲させ、全長の短縮化を図ったレンズ光学系が開発されている（例えば特許文献１および２等）。このようなレンズ光学系は、ＤＳＣのハウジングの限られたスペース内に、全長の抑制されたレンズ光学系が適切に配設できる。そのため、ハウジングのサイズ（ひいてはＤＳＣのサイズ）が小型・薄型になる。
特開２００２−１６９０８８号公報 特開２０００−１８７１５９号公報

しかしながら、特許文献１および２のレンズ光学系は、小型ではあるものの、ズーム比７〜１０倍程度を想定している。したがって、これらのレンズ光学系は、十分な高性能化を達しているとはいいがたい。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。そして、その目的は、高性能で小型化された変倍光学系、およびそれを備えた撮像装置を提供することにある。

本発明の変倍光学系は、物体側からの光線を撮像素子に結像させる複数のレンズ群と、撮像素子に到達する光線の一部を遮光する光学絞りと、光学絞りによって一部遮光された光線の光軸を変更させる光軸変更素子と、を有している。なお、複数のレンズ群は、物体側から像側に向かって、少なくとも、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、正のパワーを有する第４レンズ群と、を含んでいる。そして、この変倍光学系は、広角端から望遠端までの変倍において、少なくとも２個のレンズ群を移動させるようになっている。

かかる構成の変倍光学系では、パワー配置の特性上、光学絞りが、第３レンズ群の近傍に配置されることが多い。すると、一部遮光された光線の光軸を変更する（例えば折り曲げる）光軸変更素子は、光学絞りよりも像側に配置される。そのため、一方向にストレートな変倍光学系（ストレート光学系）に比べて、本発明の変倍光学系は、光軸の折れ曲がった以降に位置するレンズ群のスペース分、その一方向の長さの短縮を図れる。

そして、このような短縮化を図った変倍光学系が撮像装置に搭載される場合、光軸変更素子より像側に位置するレンズ群が撮像装置の筐体（ボディ）内に組みこみやすくなる。すると、本発明の撮像装置は、ストレート光学系を搭載する撮像装置よりも、例えば奥行き方向を短縮できる。

また、像側に位置する光束は、物体側に位置する光束に比べて小さくなるので、かかるような小さな光束の光軸を変更させる光軸変更素子は、比較的小さいものでよい。すると、本発明は、比較的小型の光軸変更素子を含めるだけで、撮像装置の限られたハウジング空間に、適切にレンズ群の一部を組みこめる変倍光学系といえる。

また、本発明の変倍光学系では、以下の条件式（１）を満たすことが望ましい。
１．１＜β３ｔ／β３ｗ＜５．０ … 条件式（１）
ただし、
β３ｔ：望遠端での第３レンズ群の横倍率
β３ｗ：広角端での第３レンズ群の横倍率
である。

この条件式（１）は、第３レンズ群の変倍比を適切な範囲に規定するものである。かかる範囲内であれば、例えば、第２レンズ群または第３レンズ群に、適切に変倍負担を割り振ることができる。そのため、条件式（１）の範囲内では、過度に変倍負担を負うレンズ群が存在しないようになる。すると、過剰な変倍負担に起因する諸収差の発生およびレンズ群の移動量増加が抑制される。よって、本発明は、種々の収差の発生を抑制（補正）しつつも、小型化された変倍光学系になる。

また、本発明の変倍光学系では、以下の条件式（２）を満たすことが望ましい。
０．２＜ｆ１／ｆｍ＜１．０ … 条件式（２）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｍ：√（ｆｗ×ｆｔ）
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
である。

この条件式（２）は、第１レンズ群の焦点距離（パワー）に関する式であり、第１レンズ群のパワーに基づいて、変倍光学系における全長の抑制と、諸収差発生の抑制（補正）との調和を図るための範囲を規定している。そのため、条件式（２）の範囲内では、本発明は、小型でありながら、諸収差の発生を抑制した変倍光学系になる。

また、本発明の変倍光学系では、以下の条件式（３）を満たすことが望ましい。
０．０５＜ｆ３／ｆ４＜１．００ … 条件式（３）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
である。

この条件式（３）は、第３レンズ群および第４レンズ群のパワー比に基づいて、変倍光学系の小型化と、収差補正の高性能化との調和を図るための範囲を規定している。そのため、条件式（３）の範囲内でも、本発明は、小型でありながら、諸収差の発生を抑制した変倍光学系になる。

また、本発明の変倍光学系では、以下の条件式（４）を満たすことが望ましい。
ｆｔ／ｆｗ≧１２．００ … 条件式（４）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
である。

この条件式（４）は、変倍光学系の変倍比を表している。すると、この条件式（４）を満たすと、本発明は高い変倍比を備える変倍光学系といえる。よって、本発明の変倍光学系における変倍性能の有意性が大きくなり、ユーザーベネフィットが達成可能となる。

また、変倍光学系における複数のレンズ群には、第４レンズ群よりも像側に、変倍のときに不動になっている第５レンズ群が含まれていると望ましい。かかる構成であれば、第５レンズ群の移動に起因した異物（ゴミ）が、近傍の撮像素子に付着するおそれを除去できる。その結果、撮像面（撮像画像上）に、ゴミが写り込む事態は起きにくい。

また、本発明の変倍光学系は、撮像素子に対するテレセントリック性の向上のために、正のパワーを有する第５レンズ群を配置していると望ましい。なお、変倍光学系の小型化の観点から、第５レンズ群において正のパワーを生じさせる光学素子は、１枚状の正のレンズであると望ましい。

また、本発明の変倍光学系における光軸変更素子は、第４レンズ群よりも像側に配置されていてもよいし、第３レンズ群と第４レンズ群との間に配置されていてもよい。

本発明によれば、第３レンズ群の変倍比を適切な範囲に設定できる、そのため、例えば、第２レンズ群または第３レンズ群に、適切に変倍負担を割り振ることができる。その結果、各レンズ群による種々の収差の発生を抑制（補正）しつつも、小型化された変倍光学系が実現する。また、このような変倍光学系を備える撮像装置も、小型かつ高性能な装置となる。

［実施の形態１］
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔１．デジタルスチルカメラについて〕
図７は、本発明の撮像装置の一例であるデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）２９の内部を示すブロック構成図である。

図７に示すように、ＤＳＣ２９は、変倍光学系ＯＳ、フラッシュＦＬ、光学系駆動部１３、撮像素子ＳＲ、信号処理部１４、表示部１５、記録部１６、記録媒体１７、操作部１８、および制御部１９を含むようになっている。

変倍光学系ＯＳは、撮影対象からの光を撮像素子ＳＲに導くとともに、その光を撮像素子ＳＲの受光面（像面）上に結像させるものである。したがって、この変倍光学系ＯＳは、結像光学系や撮像光学系と表現してもよい。なお、変倍光学系ＯＳの詳細については後述する。

フラッシュＦＬは、被写体へ光線を照射させることで、被写体からの光（反射光）を増加させ、容易に撮像素子ＳＲの撮像を可能にさせる光源である。

光学系駆動部１３は、いくつかの駆動モータ（光学系用駆動モータ）と、その駆動力を変倍光学系ＯＳを構成するレンズ群に伝達する伝達機構（光学系用伝達機構）とを有している（なお、駆動モータ・伝達機構は不図示）。そして、光学系駆動部１３は、駆動モータ・伝達機構を用いて、変倍光学系ＯＳの焦点距離および焦点位置を設定する。具体的には、光学系駆動部１３は、制御部１９からの指示に応じて、焦点距離および焦点位置を設定する。

撮像素子ＳＲは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）のエリアセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等であり、変倍光学系ＯＳを経た光線を受光し、電気的信号（撮像データ）に変換する。そして、撮像素子ＳＲは、この撮像データを信号処理部１４へと出力する。

信号処理部１４は、撮像素子ＳＲからの電子データ（撮像データ）を処理することで、撮像データに基づいた撮像画像データを生成する。なお、この信号処理部１４は、制御部１９の指示に応じて処理動作のＯＮまたはＯＦＦを行う。また、制御部１９の指示に応じて、信号処理部１４は、撮像画像データを表示部１５や記録部１６に出力する。

表示部１５は、例えば液晶パネルから構成されており、信号処理部１４からの撮像画像データ等や、ＤＳＣ２９の使用状況等を表示する。

記録部１６は、制御部１９の指示に応じて、記録媒体１７に、信号処理部１４の生成した撮像画像データを記録する。また、記録部１６は、操作部１８等による操作に応じた制御部１９の指示に従い、記録媒体１７から撮像画像データを読み出す。

記録媒体１７は、例えばＤＳＣ２９の内部に組み込まれるようになったものでもよいし、フラッシュメモリ等のように着脱可能なものであってもよい。要は、撮像画像データ等を記録できるような媒体（光ディスクや半導体メモリ等）であればよい。

操作部１８は、ユーザー等による各種操作指示を制御部１９に出力するものであり、例えばシャッターレリーズボタンや操作ダイヤル等から構成されている。

制御部１９は、ＤＳＣ２９全体の動作制御等を行う中枢部分となっており、ＤＳＣ２９の各部材の駆動を有機的に制御して、動作を統括制御する。

〔２．変倍光学系について〕
ここで、変倍光学系ＯＳについて、図１および図２を用いて説明する。図１は、変倍光学系ＯＳを一列状の展開した状態を示すレンズ構成図である。一方、図２は、ＤＳＣ２９内に搭載するときの変倍光学系ＯＳと撮像素子ＳＲとの配置を示すレンズ構成図である。

なお、これらの図１および図２での「ＧＲｉ」はレンズ群を示し、「Ｌｉ」はレンズを示す。さらに、「ｓｉ」はレンズ面（透過面等）を示している。そして、「ＧＲｉ」、「Ｌｉ」、および「ｓｉ」に付される数字（ｉ）は、物体側から像側に至るまでの順番を示している。また、非球面の面には、「＊」（アスタリスク）が付されている。そして、この図１および図２に示される変倍光学系ＯＳは実施例１と称す。

〈２−１．変倍光学系の構成について（実施例１）〉
変倍光学系ＯＳは、撮影対象（物体側）から順に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、第４レンズ群ＧＲ４、および第５レンズ群ＧＲ５を有している。

《第１レンズ群について》
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、および第３レンズＬ３を含んでいる。そして、この第１レンズ群ＧＲ１は、全体として「正」の光学的パワー（屈折力）を有している。なお、パワーは、焦点距離の逆数で定義されている。

そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第１レンズＬ１：物体側凸の負メニスカスレンズ
・第２レンズＬ２：両側凸の正レンズ
・第３レンズＬ３：物体側凸の正メニスカスレンズ
なお、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、ｓ２にて接合することで接合レンズを構成している。また、接合方法としては、接着剤等による接合が挙げられる（なお、後述の接合レンズの接合方法としても、同様に接着剤等の接合が挙げられる）。

《第２レンズ群について》
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、および第７レンズ群Ｌ７を含んでいる。そして、この第２レンズ群ＧＲ２は、全体として「負」の光学的パワーを有している。

そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第４レンズＬ４：物体側凸の負メニスカスレンズ
・第５レンズＬ５：両側凹の負レンズ
・第６レンズＬ６：両側凸の正レンズ
・第７レンズＬ７：両側凹の負レンズ（ｓ１２は非球面）
なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、ｓ９にて接合することで接合レンズを構成している。また、非球面は、非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等をいう。

《第３レンズ群について》
第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、光学絞りＳＴ、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０、および第１１レンズ群Ｌ１１を含んでいる。そして、この第３レンズ群ＧＲ３は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

そして、光学絞りＳＴおよび各レンズは、下記のような特徴を有している。
・光学絞りＳＴ ：第１レンズ群ＧＲ１および第２レンズ群ＧＲ２を経た光線を一 部遮光する絞りであり、ｓ１３とも表記。なお、この光学絞り ＳＴは、第３レンズ群ＧＲ３と一体的に構成されている。
・第８レンズＬ８ ：両側凸の正レンズ（ｓ１４は非球面）
・第９レンズＬ９ ：物体側凸の負メニスカスレンズ
・第１０レンズＬ１０：両側凸の正レンズ
・第１１レンズＬ１１：物体側凹の負メニスカスレンズ（ｓ２０・ｓ２１は非球面）

《第４レンズ群について》
第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に、第１２レンズＬ１２、および第１３レンズＬ１３を含んでいる。そして、この第４レンズ群ＧＲ４は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第１２レンズＬ１２：物体側凹の負メニスカスレンズ
・第１３レンズＬ１３：物体側凹の正メニスカスレンズ

《第５レンズ群について》
第５レンズ群ＧＲ５は、物体側から順に、反射ミラーＭＲ、第１４レンズＬ１４、およびローパスフィルタＬＦを含んでいる。そして、この第５レンズ群ＧＲ５は、全体として「正」の光学的パワーを有している。

そして、反射ミラーＭＲ、第１４レンズＬ１４、およびローパスフィルタＬＦは、下記のような特徴を有している。
・反射ミラーＭＲ ：第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、および第３レン ズ群ＧＲ３を通過してきた光線の光軸を略９０°の屈折させ る光軸変更素子である。なお、この反射ミラーＭＲは、第５ レンズ群ＧＲ５と一体的に構成されている。
・第１４レンズＬ１４ ：物体側凹の負メニスカスレンズ（ｓ26・ｓ27は非球面）
・ローパスフィルタＬＦ：２面構成（ｓ２８・ｓ２９）の光学的フィルタであり、撮像 素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特 性を有する。

なお、ローパスフィルタＬＦよりも像側に撮像素子ＳＲが位置するようになっている。そして、この撮像素子ＳＲと変倍光学系ＯＳとを含めたものをレンズユニットと称してもよい。

〈２−２．変倍光学系（実施例１）のコンストラクションデータについて〉〉
次に、実施例１の変倍光学系ＯＳのコンストラクションデータについて、表１および表２を用いて説明する。

この表１での「ｒｉ」は、各面（ｓｉ）における曲率半径［単位；ｍｍ］を示している。なお、非球面の面には、アスタリスク（＊）が付されている。「ｄｉ」は、ｉ番目の面（ｓｉ）と、ｉ＋１番目の面（ｓｉ＋１）との間における軸上面間隔［単位；ｍｍ］を示している。なお、ズーミングにより軸上面間隔（群間距離）が変化する場合、広角端状態（Ｗ）でのｄｉ、中間焦点距離状態（Ｍ）でのｄｉ、および望遠端状態（Ｔ）でのｄｉが、この順で表記されている。

また、「Ｎｉ」および「υｉ」は、軸上面間隔（ｄｉ）での媒質の有する屈折率（Ｎｄ）およびアッベ数（νｄ）を示している。なお、屈折率（Ｎｄ）およびアッベ数（νｄ）は、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものである。

また、「焦点距離状態」は、広角端状態（Ｗ；最短焦点距離状態）〜中間焦点距離状態（Ｍ）〜望遠端状態（Ｔ；最長焦点距離状態）を意味している。そして、「ｆ」と「ＦＮＯ」とは、各焦点状態（Ｗ）、（Ｍ）、および（Ｔ）に対応する全系の焦点距離［単位；ｍｍ］とＦナンバーとを示している。

なお、上記の非球面は、下記の式（定義式１）で定義される。
Ｘ（Ｈ）＝Ｃ₀・Ｈ²／｛１＋√（１−ε・Ｃ₀ ²・Ｈ²）｝＋ΣＡｊ・Ｈ^j…（定義式
１）
ただし、定義式１中、
Ｈ ：光軸ＡＸに対しての垂直な方向の高さ
Ｘ（Ｈ）：高さＨの位置での光軸ＡＸ方向（サグ）の変位量
Ｃ₀ ：近軸曲率（＝１／ｒｉ）
ε ：２次曲面パラメータ
ｊ ：非球面の次数、
Ａｊ ：ｊ次の非球面係数
である。

そこで、非球面に関するデータ（非球面データ）を下記の表２に示す。ただし、表記されていない項の係数は「０」（ゼロ）であり、すべてのデータに関して、「Ｅ−ｎ」＝「×１０^-n」になっている。

〈２−３．変倍光学系における各レンズ群の移動について〉
ここで、各レンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ５）の移動について、図１を用いて説明する。通常、ズーミング等（変倍等）のとき、変倍光学系ＯＳは、各レンズ群の間隔を光軸ＡＸに沿って変化させる。例えば、実施例１の変倍光学系ＯＳは、第５レンズ群ＧＲ５を不動にし、その他のレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ４）を移動させている。

かかるようなズーミングのときには、各レンズ群間の距離（群間距離）が変動する。具体的には、広角端から望遠端に至るズーミングの場合、変倍光学系ＯＳは、第１レンズ群ＧＲ１〜第２レンズ群ＧＲ２の群間距離を広げ、第２レンズ群ＧＲ２〜第３レンズ群ＧＲ３の群間距離を狭め、第３レンズ群ＧＲ３〜第４レンズ群ＧＲ４の群間距離を広げ、第４レンズ群ＧＲ４〜第５レンズ群ＧＲ５の群間距離を一旦広げた後に狭めている。

そこで、図１は、ズーミングに伴って間隔変動の生じる軸上面間隔（ｄｉ）のみに番号を付している。具体的には、ｄ５、ｄ１２、ｄ２１、およびｄ２４が図示されている。また、図における矢印「ＭＭｉ」は、望遠端状態（Ｗ）から中間焦点状態（Ｍ）、さらには、中間焦点状態（Ｍ）から望遠端状態（Ｔ）に至るまでの各レンズ群の移動を模式的に表記している。なお、ＭＭｉのｉは物体側から像側に至るまでの順番を示している。したがって、各レンズ群の順番に対応する。

なお、図３〜図５は、ズーミングにおける変倍光学系ＯＳの収差を示している。具体的には、図３（図３Ａ〜図３Ｃ）は広角端状態（Ｗ）での収差、図４（図４Ａ〜図４Ｃ）は中間焦点距離状態（Ｍ）での収差、図５（図５Ａ〜図５Ｃ）は望遠端状態（Ｔ）での収差を示している。

そして、図３Ａ・図４Ａ・図５Ａは球面収差（spherical aberration；Ｓ．Ａ．）・正弦条件（sine condition；Ｓ．Ｃ．）を示している。そして、これらの図における各線は、下記のようになっている。なお、これらの図には、ＦＮＯ（Ｆナンバー）も表記されている。
・線ｄ（実線） …ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する球面収差［単位；ｍｍ］
・線ｇ（一点鎖線）…ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に対する球面収差［単位；ｍｍ］
・破線ＳＣ（破線）…正弦条件不満足量［単位；ｍｍ］

図３Ｂ・図４Ｂ・図５Ｂは非点収差（astigmatism）を示している。そして、これらの図における各線は、下記のようになっている。なお、これらの図には、撮像素子ＳＲの受光面上での最大像高（光軸ＡＸからの距離）である「Ｙ’」［単位：ｍｍ］も表記されている。
・線ＤＭ（破線） …メリジオナル面でのｄ線に対する非点収差［単位：ｍｍ］
・線ＤＳ（実線） …サジタル面でのｄ線に対する非点収差［単位：ｍｍ］

図３Ｃ・図４Ｃ・図５Ｃは歪曲収差（distortion）を示している。そして、図における実線は、ｄ線に対する歪曲［単位：％］を示している。なお、これらの図にも、「Ｙ’」が表記されている。

〔３．本発明の種々の特徴の一例について〕
以上のように、本発明の変倍光学系ＯＳは、物体側からの光線を撮像素子ＳＲに結像させる複数のレンズ群と、撮像素子ＳＲに到達する光線の一部を遮光する光学絞りＳＴと、光学絞りＳＴによって一部遮光された光線の光軸を変更させる反射ミラーＭＲと、を有している。

そして、複数のレンズ群は、物体側から像側に向かって、少なくとも、正のパワーを有する第１レンズ群ＧＲ１と、負のパワーを有する第２レンズ群ＧＲ２と、正のパワーを有する第３レンズ群ＧＲ３と、正のパワーを有する第４レンズ群ＧＲ４と、を含んでいるともいえる。そして、この複数のレンズ群は、広角端から望遠端までのズーミング（変倍）において、少なくとも２個のレンズ群（実施例１ではＧＲ１〜ＧＲ４）を移動させるようになっている。

かかる構成の変倍光学系ＯＳは、第１レンズ群ＧＲ１〜第４レンズ群ＧＲ４までを、正・負・正・正のパワー配置にしている。そのため、パワー配置の特性上、光学絞りＳＴが、第３レンズ群ＧＲの近傍に配置されることが多い。すると、一部遮光された光線を反射する反射ミラーＭＲは、光学絞りＳＴよりも像側（例えば第３レンズ群ＧＲ３よりも像側）に配置されることが多くなる。実施例１の変倍光学系ＯＳでは、光学絞りＳＴは第３レンズ群ＧＲにおける最物体側に位置し、反射ミラーＭＲは第５レンズ群における最物体側に位置している。

このように、反射ミラーＭＲが第５レンズ群における最物体側に位置すると、図６（Ａ）に示すように、反射ミラーＭＲより像側に位置するレンズ等（Ｌ１４やＬＦ）がＤＳＣ２９等のボディ内（ハウジング内）に組みこまれるようになる。すると、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように、本発明のＤＳＣ２９は、ストレート状に伸びている同性能の変倍光学系（例えば同じズーム比を有するストレート光学系）を搭載するＤＳＣよりも、奥行き方向Ｕを短縮できる。つまり、図６（Ａ）のＤＳＣ２９の奥行きＵ１は、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）のＤＳＣ２９の奥行きＵ２よりも短くなる（Ｕ１＜Ｕ２）。

また、像側に位置する光束（例えば光学絞りＳＴ以降の光束）は、物体側に位置する光束に比べて小さくなる。そのため、かかるような小さな光束を反射させる反射ミラーＭＲは、比較的小さいものでよい。すると、本発明は、比較的小型の反射ミラーＭＲを含めるだけで、限られたＤＳＣ２９のボディ空間に、適切にレンズの一部を組みこめる変倍光学系ＯＳといえる｛図６（Ａ）参照｝。

なお、上記のような、本発明のＤＳＣ２９は、ストレート光学系よりも短くなった変倍光学系（屈曲光学系）ＯＳを搭載することで、奥行き方向Ｕを短くしている。そのため、図６（Ａ）のＤＳＣ２９におけるフラッシュＦＬの光束幅α１が、図６（Ｂ）のＤＳＣ２９のように、レンズ鏡胴ＬＢで遮光されるような事態が防止される｛図６（Ｂ）の斜線部参照｝。なお、かかるような変倍光学系ＯＳの含むレンズ鏡胴ＬＢによってフラッシュＦＬの光束が遮光されることを、フラッシュＦＬの「ケラレ」と称する。そして、かかるフラッシュＦＬのケラレが生じると、図６（Ｂ）に示すように、ＤＳＣ２９の光束幅α２は、図６（Ａ）のＤＳＣ２９のフラッシュＦＬの光束幅α１よりも小さなものになる。

また、フラッシュＦＬのケラレを防止するために、フラッシュＦＬの位置をレンズ鏡胴ＬＢの軸方向（すなわち光軸方向ＡＸ）から離すようにすると、図６（Ｃ）に示すように、ＤＳＣ２９の高さ方向Ｈが増加してしまう。つまり、図６（Ａ）のＤＳＣ２９の高さＨ１に比べて、図６（Ｃ）のＤＳＣ２９の高さＨ２が高くなってしまう（Ｈ１＜Ｈ２）。そのため、本発明の変倍光学系ＯＳは、ＤＳＣ２９の高さ方向Ｈおよび奥行き方向Ｕの短縮化に寄与しているといえる。

そして、本発明の変倍光学系ＯＳは、下記の条件式（Ａ）〜条件式（Ｅ）を満たすようにもなっている。ただし、これらの条件式を、全て満たす必要はない。各々の条件式が満たされるだけでも、対応する作用および効果が本発明の変倍光学系ＯＳに奏じる。もちろん、複数の条件式が満たされると、より好ましい作用および効果が、本発明の変倍光学系ＯＳに奏じることはいうまでもない。

条件式（Ａ）は、下記のようになっている。
０．１５＜（β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＜０．８０ … 条件式（Ａ）
ただし、
β２ｔ：望遠端での第２レンズ群の横倍率
β２ｗ：広角端での第２レンズ群の横倍率
Ｚ ：ｆｔ／ｆｗ
ｆｔ ：望遠端での全系の焦点距離
ｆｗ ：広角端での全系の焦点距離
である。

この条件式（Ａ）は、第２レンズ群ＧＲ２のズーム比（変倍比）を、全系（変倍光学系ＯＳ全体）のズーム比Ｚで割ることで、変倍光学系ＯＳのズーミングにおける第２レンズ群ＧＲ２の変倍負担を示している。そして、ズーム比に対する第２レンズ群ＧＲ２のズーム比が、条件式（Ａ）の上限値を上回る場合、第２レンズ群ＧＲ２の変倍負担が大きくなって、第２レンズ群ＧＲ２の前後の間隔変化が大きくなる。一方、ズーム比に対する第２レンズ群ＧＲ２のズーム比が条件式（Ａ）の下限値を下回る場合、例えば第３レンズ群ＧＲ３の変倍負担が大きくなって、第３レンズ群ＧＲ３の前後の間隔変化が大きくなる。

このように、第２レンズ群ＧＲ２または第３レンズ群ＧＲ３等のいずれか一方に過度の変倍負担がかかると、一方のみのレンズ群における前後の間隔変化が過剰に大きくなりやすい。そのため、一方のレンズ群の移動距離が長くなりやすいといえる。そして、このように一方のみのレンズ群の移動距離が長くなると、それに起因してそのレンズ群近傍のスペースも増加し、変倍光学系ＯＳの大型化の原因となる。

かかるようなレンズ群の移動距離の増加を抑制するために、過度の変倍負担を負うレンズ群におけるパワーの増加が望ましい。しかし、増加したパワーの影響でレンズ群内で諸収差も大きくなってしまうという問題が生じる（例えば第２レンズ群ＧＲ２のパワーが増加する場合、広角端での像面湾曲および歪曲収差が発生する）。この問題を解決策として、例えばレンズの枚数を増加させたり、レンズ面を非球面にする方策がある。しかし、レンズの枚数を増加させた場合等、かえって変倍光学系ＯＳの大型化の原因になる。

以上の点から、本発明の変倍光学系ＯＳは、ズーミングにおいて第２レンズ群ＧＲ２の負担するズーム比の割合を適切に設定している。その結果、条件式（Ａ）の範囲内では、本発明は、種々の収差の発生を抑制（補正）しつつも、小型化された変倍光学系ＯＳになる。

なお、実施例１の変倍光学系ＯＳを条件式（Ａ）に対応させた結果は、下記のようになっている。
・実施例１の（β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＝０．３０４

また、条件式（Ａ）の規定する条件範囲のなかでも、下記条件式（Ａ’）の範囲を満たすほうが望ましいといえる。
０．２０＜（β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＜０．６０ … 条件式（Ａ’）

次に、条件式（Ｂ）｛条件式（１）｝は、下記のようになっている。
１．１＜β３ｔ／β３ｗ＜５．０ … 条件式（Ｂ）
ただし、
β３ｔ：望遠端での第３レンズ群の横倍率
β３ｗ：広角端での第３レンズ群の横倍率
である。

この条件式（Ｂ）は、第３レンズ群ＧＲ３のズーム比を適切な範囲に規定するものである。なぜなら、第３レンズ群ＧＲ３が変倍作用を発揮すると、正・負・正・正のパワー配置の変倍光学系ＯＳで比較的に変倍負担の大きくなりやすい第２レンズ群ＧＲ２の負担軽減を図れるためである。

横倍率β３ｗに対する横倍率β３ｔの比率が、条件式（Ｂ）の上限値を上回る場合、第３レンズ群ＧＲ３の変倍負担が大きくなって、第３レンズ群ＧＲ３の前後の間隔変化が大きくなる。そのため、第３レンズ群ＧＲ３の移動距離が長くなる。かかるような第３レンズ群ＧＲ３の移動距離の増加を抑制するために、第３レンズ群ＧＲ３のパワーの増加が望ましい。しかし、増加したパワーの影響で第３レンズ群ＧＲ３内で諸収差の発生が問題になる。

一方、β３ｗに対する横倍率β３ｔの比率が、条件式（Ｂ）の下限値を下回る場合、第３レンズ群ＧＲ３の変倍負担が小さくなって、例えば第２レンズ群ＧＲ２の変倍負担が大きくなる。そのため、第２レンズ群ＧＲ２の前後の間隔変化が大きくなる。すると、第２レンズ群ＧＲ２の移動距離の増加を抑制するために、第２レンズ群ＧＲ２のパワーの増加が望ましい。しかし、増加したパワーの影響で第２レンズ群ＧＲ２内で諸収差が生じ得る。

このように、第２レンズ群ＧＲ２等または第３レンズ群ＧＲ３のいずれか一方に過度の変倍負担がかかると、一方のみのレンズ群における前後の間隔変化が過剰に大きくなる（つまり、過度の変倍負担を負うレンズ群の移動距離が長くなる）。そして、このように一方のみのレンズ群の移動距離が長くなると、それに起因してそのレンズ群近傍のスペースも増加し、変倍光学系ＯＳの大型化の原因となる。

また、移動距離抑制のために、第２レンズ群ＧＲ２等または第３レンズ群ＧＲ３のパワーが増加している場合、増加したパワーの影響でレンズ群内で諸収差が大きくなる。そして、この問題を解決策として、上記同様、レンズの枚数を増加させた場合等、かえって変倍光学系ＯＳの大型化の原因になる。

以上の点から、本発明の変倍光学系ＯＳは、第２レンズ群ＧＲ２等または第３レンズ群ＧＲ３に、適切に変倍負担を割り振っている。その結果、条件式（Ｂ）の範囲内では、本発明は、種々の収差の発生を抑制しつつも、小型化された変倍光学系ＯＳになる。

なお、実施例１の変倍光学系ＯＳを条件式（Ｂ）に対応させた結果は、下記のようになっている。
・実施例１のβ３ｔ／β３ｗ＝３．６１４

また、条件式（Ｂ）の規定する条件範囲のなかでも、下記条件式（Ｂ’）の範囲を満たすほうが望ましいといえる。
１．５＜β３ｔ／β３ｗ＜４．０ … 条件式（Ｂ’）

次に、条件式（Ｃ）｛条件式（２）｝は、下記のようになっている。
０．２＜ｆ１／ｆｍ＜１．０ … 条件式（Ｃ）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｍ：√（ｆｗ×ｆｔ）
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
である。

この条件式（Ｃ）は、第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離、すなわちパワーに関する式である。そして、この条件式（Ｃ）は、第１レンズ群ＧＲ１のパワーに基づいて、変倍光学系における全長の抑制（コンパクト化）と、諸収差発生の抑制（補正）との調和を図るための範囲を規定している。

広角端での変倍光学系（全系）ＯＳの焦点距離ｆｗと望遠端での変倍光学系ＯＳの焦点距離ｆｔとの相乗平均であるｆｍ｛√（ｆｗ×ｆｔ）｝に対する第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離ｆ１の比が、条件式（Ｃ）の上限値を上回る場合、焦点距離ｆ１が比較的長いことになる（すなわちパワーが比較的弱くなっている）。

かかる場合、第１レンズ群ＧＲ１のパワーの低下にともない、ズーミングにおける第１レンズ群ＧＲ１の移動量が長くなってしまう（ひいては、変倍光学系ＯＳが大型化してしまう）。ただし、一般的に、パワーが弱いと諸収差は現れにくいという傾向がある。

一方、相乗平均であるｆｍ｛中間焦点距離状態（Ｍ）での焦点距離｝に対する第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離ｆ１の比が、条件式（Ｃ）の下限値を下回る場合、第１レンズ群ＧＲ１の焦点距離ｆ１が比較的短いことになる（すなわちパワーが比較的強くなっている）。

かかる場合、第１レンズ群ＧＲ１のパワーの増加にともない、ズーミングにおける第１レンズ群ＧＲ１の移動量が比較的短くなる（ひいては、変倍光学系ＯＳが比較的小型化する）。また、第１レンズ群の前玉径等も比較的小さくなる。しかしながら、このような強い正のパワーを有すると、第１レンズ群ＧＲ１では、諸収差（特に像面湾曲および歪曲収差）が比較的現れやすくなる。この問題を解決策として、上記同様、例えばレンズの枚数を増加させたり、レンズ面を非球面にする方策がある。しかし、レンズの枚数を増加させた場合等、変倍光学系ＯＳの大型化の原因となる。

以上の点から、本発明の変倍光学系ＯＳは、第１レンズ群のパワーを適切に設定している。その結果、条件式（Ｃ）の範囲内では、本発明は、小型でありながら、諸収差の発生を抑制した変倍光学系ＯＳになる。

なお、実施例１の変倍光学系ＯＳを条件式（Ｃ）に対応させた結果は、下記のようになっている。
・実施例１のｆ１／ｆｍ＝０．３４７

また、条件式（Ｃ）の規定する条件範囲のなかでも、下記条件式（Ｃ’）の範囲を満たすほうが望ましいといえる。
０．３＜ｆ１／ｆｍ＜０．６ … 条件式（Ｃ’）

次に、条件式（Ｄ）｛条件式（３）｝は、下記のようになっている。
０．０５＜ｆ３／ｆ４＜１．００ … 条件式（Ｄ）
ただし、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
である。

この条件式（Ｄ）は、第３レンズ群ＧＲ３の焦点距離を、第４レンズ群ＧＲ４の焦点距離で割ることで規格化したものである。そして、この条件式（Ｄ）は、第３レンズ群ＧＲ３および第４レンズ群ＧＲ４のパワー比に基づいて、変倍光学系ＯＳの小型化と、収差補正の高性能化との調和を図るための範囲を規定している。

条件式（Ｄ）において上限値を上回る場合、第４レンズ群ＧＲ４の焦点距離が短くなる、あるいは第３レンズ群の焦点距離が長くなっている。すると、第４レンズ群ＧＲ４のパワーが比較的強くなる、あるいは第３レンズ群ＧＲ３のパワーが比較的弱くなることを意味している。

例えば、第４レンズ群ＧＲ４のパワーが強くなっている場合であれば、それに伴って諸収差が発生しやすくなる。そして、このような事態が発生してしまうと、広角端状態（Ｗ）〜望遠端状態（Ｔ）に至るまでに、像面湾曲を良好に補正することは困難になる。

また、フォーカシング（合焦）で第４レンズ群ＧＲ４が移動するとき、フォーカスによる収差変動、特に像面湾曲の収差変動や色収差の収差変動が比較的大きくなりやすい。そして、このような収差を良好に補正するために、レンズの枚数を増加させたり非球面のレンズに形成させたりと、変倍光学系ＯＳの小型化を阻害する事態が生じ得る。

また、第３レンズ群ＧＲ３のパワーが弱くなっている場合であれば、それに伴って変倍光学系ＯＳの全長の大型化につながる。また、パワーが弱いために、フォーカシングでの第３レンズ群ＧＲ３の移動量も比較的増加してしまう。その結果、第３レンズ群ＧＲ３の弱いパワーに起因して、変倍光学系ＯＳの全長も増大してしまう。

一方、条件式（Ｄ）において下限値を下回る場合、第３レンズ群ＧＲ３の焦点距離が短くなる、あるいは第４レンズ群ＧＲ４の焦点距離が長くなる。つまり、第３レンズ群ＧＲ３のパワーが比較的強くなる、あるいは第４レンズ群ＧＲ４のパワーが比較的弱くなることを意味している。

例えば、第３レンズ群ＧＲ３のパワーが比較的強くなる場合であれば、それに伴って諸収差（特に、球面収差）が発生しやすくなる。すると、諸収差を良好に補正するために、レンズの枚数を増加させたり非球面のレンズに形成させたりと、変倍光学系ＯＳの小型化を阻害する事態までもが生じ得る。

また、第４レンズ群ＧＲ４のパワーが比較的弱くなる場合であれば、この弱いパワーに対応し、第４レンズ群ＧＲ４に起因する諸収差が発生しにくくなる。しかしながら、第４レンズ群ＧＲ４の発揮するパワーが弱いと、フォーカシングでの第４レンズ群ＧＲ４の移動量が比較的増大してしまう。その結果、第４レンズ群ＧＲ４の弱いパワーに起因して、変倍光学系ＯＳの全長も増大してしまう。

すると、条件式（Ｄ）の範囲内では上記の弊害が解消され、本発明は、収差発生を抑制しつつも（高性能化しつつも）、コンパクト化された変倍光学系ＯＳになる。

なお、実施例１の変倍光学系ＯＳを条件式（Ｄ）に対応させた結果は、下記のようになっている。
・実施例１のｆ３／ｆ４＝０．０８５

また、条件式（Ｄ）の規定する条件範囲のなかでも、下記条件式（Ｄ’）の範囲を満たすほうが望ましいといえる。
０．０８＜ｆ３／ｆ４＜０．５０ … 条件式（Ｄ’）

次に、条件式（Ｅ）｛条件式（４）｝は、下記のようになっている。
ｆｔ／ｆｗ≧１２．００ … 条件式（Ｅ）
ただし、
ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
である。

この条件式（Ｅ）は、変倍光学系ＯＳ全体（全系）のズーム比を表している。すると、この条件式（Ｅ）を満たすことは、従来のＤＳＣ２９のズーム比（例えば７〜１０倍程度）に比べて、かなり高いズーム比を有してることになる。つまり、本発明は、高いズーム比を備える変倍光学系ＯＳになっている。このことにより、本発明の変倍光学系ＯＳにおけるズーム性能（変倍性能）の有意性が大きくなり、ユーザーベネフィットが達成可能となる。

なお、実施例１の変倍光学系ＯＳを条件式（Ｅ）に対応させた結果は、下記のようになっている。
・実施例１のｆｔ／ｆｗ＝１７．５０

また、条件式（Ｅ）の規定する条件範囲のなかでも、下記条件式（Ｅ’）の範囲を満たすほうが望ましいといえる。
ｆｔ／ｆｗ≧１５．００ … 条件式（Ｅ’）

ところで、変倍光学系ＯＳにおけるレンズ群がズーミング等のために移動するとき、レンズ群の移動に起因した異物（ゴミ等）が、撮像素子ＳＲやレンズ群自体に付着する場合がある。かかる事態を防止するために、本発明の変倍光学系ＯＳは、撮像素子ＳＲに最も近い第５レンズ群ＧＲ５を固定配置させている。そのため、ズーミングやフォーカシングにおいて、第５レンズ群ＧＲ５は不動になり、異物混入の事態が生じ得ない。

なお、この第５レンズ群ＧＲ５は、撮像素子ＳＲに対する光線のテレセントリック性を向上させるために正のパワーを発揮するようになっている。また、コスト抑制や変倍光学系ＯＳの全長抑制の観点から、第５レンズ群ＧＲ５において正のパワーを生じさせる光学素子は、１枚状の正のレンズ（実施例１ではＬ１４）のみから成っている。

また、実施例１の変倍光学系ＯＳでは、第５レンズ群ＧＲ５に反射ミラーＭＲが含まれるようになっている。すなわち、反射ミラーＭＲは、第４レンズ群ＧＲ４よりも像側に配置されている。

通常、第１レンズ群ＧＲ１〜第４レンズ群ＧＲ４が正・負・正・正のパワー配置になっている場合、広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）までのズーミングでは、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２との間隔は広がり、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３との間隔は狭まり、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間隔は広がるようになる。

すると、反射ミラーＭＲが、第４レンズ群ＧＲ４よりも像側に位置していれば、上記のような各レンズ群（GR1〜GR2、GR2〜GR3、GR3〜GR4）の間隔変動を妨げることがない。そのため、本発明は、ズーミングにおける各レンズ群（GR1〜GR2、GR2〜GR3、GR3〜GR4）の通常の間隔変動を維持できる変倍光学系ＯＳになっている。

［実施の形態２］
本発明の実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１で用いた部材と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、その説明を省略する。

実施の形態１での変倍光学系ＯＳ（実施例１）では、反射ミラーＭＲは、第４レンズ群ＧＲ４よりも像側に配置されている。しかし、反射ミラーＭＲの位置はこれに限定されるものではない。そこで、他の変倍光学系ＯＳ（実施例２）を図８および図９を用いながら説明する。なお、図８および図９は、図１および図２と同様の表現になっている。

〔１．実施例２の変倍光学系について〕
図８および図９に示す実施例２の変倍光学系ＯＳは、撮影対象（物体側）から順に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、第４レンズ群ＧＲ４、および第５レンズ群ＧＲ５を有している。そして、これらのレンズ群（ＧＲ１〜ＧＲ５）は、実施例１の変倍光学系ＯＳと同様に、正・負・正・正・正のパワー配置になっている。

〈１−１．変倍光学系の構成について（実施例２）〉
変倍光学系ＯＳは、撮影対象（物体側）から順に、第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３、第４レンズ群ＧＲ４、および第５レンズ群ＧＲ５を有している。

《第１レンズ群について》
第１レンズ群ＧＲ１は、物体側から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、および第３レンズＬ３を含んでいる。

そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第１レンズＬ１：物体側凸の負メニスカスレンズ
・第２レンズＬ２：物体側凸の正メニスカスレンズ
・第３レンズＬ３：物体側凸の正メニスカスレンズ
なお、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とは、ｓ２にて接合することで接合レンズを構成している。。

《第２レンズ群について》
第２レンズ群ＧＲ２は、物体側から順に、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、および第７レンズ群Ｌ７を含んでいる。

そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第４レンズＬ４：物体側凸の負メニスカスレンズ
・第５レンズＬ５：両側凹の負レンズ
・第６レンズＬ６：両側凸の正レンズ
・第７レンズＬ７：物体側凹の負メニスカスレンズ（ｓ１２は非球面）
なお、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６とは、ｓ９にて接合することで接合レンズを構成している。

《第３レンズ群について》
第３レンズ群ＧＲ３は、物体側から順に、光学絞りＳＴ、第８レンズＬ８、第９レンズＬ９、第１０レンズＬ１０、第１１レンズ群Ｌ１１、および反射ミラーＭＲを含んでいる。

そして、光学絞りＳＴ、各レンズ、および反射ミラーＭＲは、下記のような特徴を有している。
・光学絞りＳＴ ：第１レンズ群ＧＲ１および第２レンズ群ＧＲ２を経た光線を一 部遮光する絞りであり、ｓ１３とも表記。なお、この光学絞り ＳＴは、第３レンズ群ＧＲ３と一体的に構成されている。
・第８レンズＬ８ ：物体側凸の正メニスカスレンズ（ｓ１４は非球面）
・第９レンズＬ９ ：物体側凸の負メニスカスレンズ
・第１０レンズＬ１０：両側凸の正レンズ
・第１１レンズＬ１１：物体側凹の負メニスカスレンズ（ｓ２０・ｓ２１は非球面）
・反射ミラーＭＲ ：第１レンズＬ１〜第１１レンズＬ１１を通過してきた光線の光 軸を略９０°の屈折させる光軸変更素子である。なお、この反 射ミラーＭＲは、第３レンズ群ＧＲ３と一体的に構成されてい る。

《第４レンズ群について》
第４レンズ群ＧＲ４は、物体側から順に、第１２レンズＬ１２、および第１３レンズＬ１３を含んでいる。

そして、各レンズは、下記のような特徴を有している。
・第１２レンズＬ１２：両側凸の正レンズ
・第１３レンズＬ１３：両側凹の負レンズ
なお、第１２レンズＬ１２と第１３レンズＬ１３とは、ｓ２４にて接合することで接合レンズを構成している。

《第５レンズ群について》
第５レンズ群ＧＲ５は、物体側から順に、第１４レンズＬ１４およびローパスフィルタＬＦを含んでいる。

そして、第１４レンズＬ１４、およびローパスフィルタＬＦは、下記のような特徴を有している。
・第１４レンズＬ１４ ：物体側凹の負メニスカスレンズ（ｓ26・ｓ27は非球面）
・ローパスフィルタＬＦ：２面構成（ｓ２８・ｓ２９）の光学的フィルタであり、撮像 素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特 性を有する。

〈１−２．変倍光学系（実施例２）のコンストラクションデータについて〉〉
次に、実施例２の変倍光学系ＯＳのコンストラクションデータについて、表３・表４を用いて説明する。なお、この表３・表４は、上記の表１・表２と同様の表現になっている。

〈１−３．変倍光学系（実施例２）における各レンズ群の移動について〉
実施例２の変倍光学系ＯＳは、図８に示すように、ズーミングの場合、第３レンズ群ＧＲ３を不動にし、その他のレンズ群（GR1・GR2・GR4・GR5）を移動させている。かかるようなズーミングのときには、各レンズ群間の距離（群間距離）が変動する。

具体的には、広角端から望遠端に至るズーミングの場合、変倍光学系ＯＳは、第１レンズ群ＧＲ１〜第２レンズ群ＧＲ２の群間距離を広げ、第２レンズ群ＧＲ２〜第３レンズ群ＧＲ３の群間距離を狭め、第３レンズ群ＧＲ３〜第４レンズ群ＧＲ４の群間距離を広げ、第４レンズ群ＧＲ４〜第５レンズ群ＧＲ５の群間距離を広げている。

そこで、図８は、ズーミングに伴って間隔変動の生じる軸上面間隔（ｄｉ）のみに番号を付している。具体的には、ｄ５、ｄ１２、ｄ２２、およびｄ２５が図示されている。なお、図１０〜図１２は、ズーミングにおける実施例２の変倍光学系ＯＳの収差を示している。そして、この図１０〜図１２は、図３〜図５と同様の表現になっている。

〔２．本発明の種々の特徴の一例について〕
以上のような、実施例２の変倍光学系ＯＳは、実施例１同様に、物体側からの光線を撮像素子ＳＲに結像させる複数のレンズ群と、撮像素子ＳＲに到達する光線の一部を遮光する光学絞りＳＴと、光学絞りＳＴによって一部遮光された光線の光軸を変更させる反射ミラーＭＲと、を有している。そして、複数のレンズ群も、第１レンズ群ＧＲ１〜第４レンズ群ＧＲ４を、正・負・正・正のパワー配置にしている。なお、この複数のレンズ群は、広角端から望遠端までのズーミングにおいて、少なくとも２個のレンズ群（実施例２ではGR1・GR2・GR4・GR5）を移動させるようになっている。

つまり、実施例２の変倍光学系ＯＳも、第１レンズ群ＧＲ１〜第４レンズ群ＧＲ４までを、正・負・正・正のパワー配置にしている。そのため、光学絞りＳＴが、第３レンズ群ＧＲの近傍に配置されることが多い。すると、実施例１同様に、反射ミラーＭＲは、光学絞りＳＴよりも像側に配置されることが多くなる。実施例２の変倍光学系ＯＳでは、光学絞りＳＴは第３レンズ群ＧＲにおける最物体側に位置し、反射ミラーＭＲは第３レンズ群における最像側に位置している。

このように、反射ミラーＭＲが第３レンズ群における最像側に位置すると、反射ミラーＭＲより像側に位置する第４レンズ群ＧＲ４および第５レンズ群ＧＲ５がＤＳＣ２９等のボディ内に組みこまれるようになる。すると、実施例１同様、実施例２の変倍光学系ＯＳを搭載する本発明のＤＳＣ２９は、ストレート光学系を搭載するＤＳＣよりも、奥行き方向Ｕを短縮できる｛図６（Ａ）参照｝。

また、実施例２の変倍光学系ＯＳも、光学絞りＳＴ以降の光束を反射させているので、反射ミラーＭＲを比較的小さいものにできる（具体的には、反射ミラーＭＲが、第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４との間に配置されているためである）。そのため、実施例２も、比較的小型の反射ミラーＭＲを含めるだけで、限られたＤＳＣ２９のボディ空間に、適切に一部レンズを組みこめる変倍光学系ＯＳといえる。

また、実施例２の変倍光学系ＯＳは、ズーミングのときに、第３レンズ群ＧＲ３を不動にしている。すると、この第３レンズ群ＧＲ３は、ＤＳＣ２９のボディ内に組みこみやすいといえる。そのため、例えばレンズ鏡胴ＬＢに含まれるレンズ群の個数を削減でき、多彩なＤＳＣ２９の設計が可能になる。

その上、実施例２の変倍光学系ＯＳは、下記に示すように、条件式（Ａ）〜条件式（Ｅ）を満たすようになっている。したがって、実施例２の変倍光学系ＯＳも、各条件式に対応する作用効果を奏じることはいうまでもない。
・実施例２の（β２ｔ／β２ｗ）／Ｚ＝ ０．３１８ …条件式（Ａ）
・実施例２のβ３ｔ／β３ｗ ＝ ３．１５９ …条件式（Ｂ）
・実施例２のｆ１／ｆｍ ＝ ０．５２５ …条件式（Ｃ）
・実施例２のｆ３／ｆ４ ＝ ０．１８９ …条件式（Ｄ）
・実施例２のｆｔ／ｆｗ ＝１７．４９ …条件式（Ｅ）

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、本発明のＤＳＣ２９は、図６（Ａ）に示すように、反射ミラーＭＲによって変更された光軸方向ＡＸと、ＤＳＣ２９の高さ方向Ｈとを同方向にしている（このような配置を「縦置き配置」と称する）。しかし、これに限定されるものではない。例えば、反射ミラーＭＲによって変更された光軸方向ＡＸと、ＤＳＣ２９の水平方向（図６（Ａ）の紙面に対して垂直方向）とが同方向になっていてもよい（このような配置を「横置き配置」と称する）。

また、実施例１および実施例２の変倍光学系ＯＳは、光軸を変更させるために反射ミラーＭＲを用いている。しかし、本発明の変倍光学系ＯＳはこれに限定されない。例えば、反射ミラーＭＲに代えて、光学プリズム（例えば直角プリズム）であってもよい。なお、反射ミラーＭＲを用いる場合には変倍光学系ＯＳのコスト抑制が図れ、光学プリズムを用いる場合には変倍光学系ＯＳの光学設計が容易になる。

また、本発明に係る撮像装置は、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する光学装置であって、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成すものである。そのようなカメラの例としては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラ、テレビ電話用カメラ、ドアホーン用カメラ等が挙げられる。また、パーソナルコンピュータ、携帯情報機器(モバイルコンピュータ・携帯電話・携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)等の小型で携帯可能な情報機器端末)、これらの周辺機器(マウス・スキャナー・プリンター・メモリー等)、その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラも挙げられる。

これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することも可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。

なお、従来「デジタルスチルカメラ」の語は、専ら光学的な静止画を記録するものを指していたが、静止画と動画を同時に扱えるデジタルスチルカメラや家庭用デジタルムービーカメラも提案されており、現在では特に区別されなくなってきている。したがって「デジタルスチルカメラ」の語は、デジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラ、ウェッブカメラ(オープン型・プライベート型を問わず、ネットワークに接続されて画像の送受信を可能にする機器に接続されるカメラであって、ネットワークに直接接続されるもの、パーソナルコンピュータ等の情報処理機能を有する機器を介して接続されるもの、の両方を含む。)等のように、光学像を形成する撮影レンズ系、その光学像を電気映像信号に変換する撮像素子等を備えた撮像装置を主たる構成要素とするカメラすべてを含むものとする。

また、本発明の変倍光学系ＯＳは、種々の撮像装置やデジタル入力機器（例えば撮像装置を具備したデジタル機器）に用いられる。したがって、本発明の変倍光学系ＯＳを用いた撮像装置等は、コンパクトなものになる。また、撮像装置等における限られた筐体内（ハウジング内）の容積に占める変倍光学系ＯＳの割合は、比較的小さくなる。そのため、撮像装置等の余裕のあるハウジング内に、種々の部品（電子部品等）が配置できる（ハウジング容積の有効活用が達成できる）。したがって、種々の部品を搭載した高性能な撮像装置が実現できる。

実施例１の変倍光学系を一列状の展開した状態を示すレンズ構成図である 本発明の撮像装置（ＤＳＣ）内に搭載する実施例１の変倍光学系と撮像素子との配置を示すレンズ構成図である。 実施例１の変倍光学系でのズーミングにおける広角端状態（Ｗ）の収差図であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。 実施例１の変倍光学系でのズーミングにおける中間焦点状態（Ｍ）の収差図であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。 実施例１の変倍光学系でのズーミングにおける望遠端状態（Ｔ）の収差図であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。 ＤＳＣの側面図であり、（Ａ）は本発明の変倍光学系を搭載するＤＳＣの側面図、（Ｂ）および（Ｃ）はストレート光学系を搭載するＤＳＣの側面図である。 本発明のＤＳＣの内部を示すブロック構成図である。 実施例２の変倍光学系を一列状の展開した状態を示すレンズ構成図である 本発明のＤＳＣ内に搭載する実施例２の変倍光学系と撮像素子との配置を示すレンズ構成図である。 実施例２の変倍光学系でのズーミングにおける広角端状態（Ｗ）の収差図であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。 実施例２の変倍光学系でのズーミングにおける中間焦点状態（Ｍ）の収差図であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。 実施例２の変倍光学系でのズーミングにおける望遠端状態（Ｔ）の収差図であり、（Ａ）は球面収差図、（Ｂ）は非点収差図、（Ｃ）は歪曲収差図である。

符号の説明

２９ ＤＳＣ（撮像装置）
ＯＳ 変倍光学系
ＭＲ 反射ミラー
ＳＲ 撮像素子
ＬＦ ローパスフィルタ
ｓ レンズ面
Ｌ レンズ
＊ 非球面
ＡＸ 光軸
ＧＲ１ 第１レンズ群
ＧＲ２ 第２レンズ群
ＧＲ３ 第３レンズ群
ＧＲ４ 第４レンズ群
ＧＲ５ 第５レンズ群
ＬＢ レンズ鏡胴
ＦＬ フラッシュ

Claims (10)

1. 物体側からの光線を撮像素子に結像させる複数のレンズ群と、
   上記撮像素子に到達する光線の一部を遮光する光学絞りと、
   上記光学絞りによって一部遮光された光線の光軸を変更させる光軸変更素子と、
   を有しており、
   上記複数のレンズ群は、
   物体側から像側に向かって、少なくとも、
   正のパワーを有する第１レンズ群と、
   負のパワーを有する第２レンズ群と、
   正のパワーを有する第３レンズ群と、
   正のパワーを有する第４レンズ群と、
   を含むとともに、
   広角端から望遠端までの変倍において、少なくとも２個のレンズ群を移動させるようになっており、
   さらに、以下の条件式（１），（２）及び（４）を満たすことを特徴とする変倍光学系；
   １．１＜β３ｔ／β３ｗ＜５．０ … 条件式（１）
   ０．２＜ｆ１／ｆｍ＜１．０ … 条件式（２）
   ｆｔ／ｆｗ≧１２．００ … 条件式（４）
   ただし、
   β３ｔ：望遠端での第３レンズ群の横倍率
   β３ｗ：広角端での第３レンズ群の横倍率
   ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
   ｆｍ：√（ｆｗ×ｆｔ）
   ｆｗ：広角端での全系の焦点距離
   ｆｔ：望遠端での全系の焦点距離
   である。
2. 以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系；
   ０．０５＜ｆ３／ｆ４＜１．００ … 条件式（３）
   ただし、
   ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
   ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
   である。
3. 上記光学絞りが上記第３レンズ群の近傍に配置されており、上記光軸変更素子が上記光学絞りよりも像側に配置されており、上記光軸変更素子で光軸が折り曲げられて、その折れ曲がった位置以降に少なくとも１個のレンズ群が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の変倍光学系。
4. 上記光軸変更素子が変倍のときに不動になっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の変倍光学系。
5. 上記複数のレンズ群には、上記第４レンズ群よりも像側に、変倍のときに不動になっている第５レンズ群が含まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の変倍光学系。
6. 上記第５レンズ群は、正のパワーを有していることを特徴とする請求項５に記載の変倍光学系。
7. 上記第５レンズ群において正のパワーを生じさせる光学素子は、１枚状の正のレンズであることを特徴とする請求項６に記載の変倍光学系。
8. 上記光軸変更素子は、上記第４レンズ群よりも像側に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の変倍光学系。
9. 上記光軸変更素子は、上記の第３レンズ群と第４レンズ群との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の変倍光学系。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の変倍光学系を備える撮像装置。

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