JP4511088B2 - 電子撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子撮像装置に関し、特に、ズームレンズ等の光学系部分の工夫により奥行き方向の薄型化を実現した、ビデオカメラやデジタルカメラ等の電子撮像装置に関するものである。また、そのズームレンズはリアフォーカスを可能にならしめたものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩３５ｍｍフィルム（通称ライカ版）カメラに代わる次世代カメラとしてデジタルカメラ（電子カメラ）が注目されてきている。さらに、それは業務用高機能タイプからポータブルな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。
【０００３】
本発明においては、特にポータブルな普及タイプのカテゴリーに注目し、高画質を確保しながら奥行きの薄いビデオカメラ、デジタルカメラを実現する技術を提供することをねらっている。カメラの奥行き方向を薄くするのに最大のネックとなっているのは、光学系、特にズームレンズ系の最も物体側の面から撮像面までの厚みである。最近では、撮影時に光学系をカメラボディ内からせり出し携帯時に光学系をカメラボディ内に収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することが主流になっている。
【０００４】
しかしながら、使用するレンズタイプやフィルターによって光学系沈胴時の厚みが大きく異なる。特にズーム比やＦ値等、仕様を高く設定するには、最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するいわゆる正先行型ズームレンズは、各々のレンズエレメントの厚みやデッドースペースが大きく、沈胴してもたいして厚みが薄くならない（特開平１１−２５８５０７号）。負先行型で特に２乃至３群構成のズームレンズはその点有利であるが、群内構成枚数が多かったり、エレメントの厚みが大きかったり、最も物体側のレンズが正レンズの場合も沈胴しても薄くならない（特開平１１−５２２４６号）。現在知られている中で電子撮像素子用に適しかつズーム比、画角、Ｆ値等を含めた結像性能が良好で沈胴厚を最も薄くできる可能性を有するものの例として、特開平１１−２８７９５３号、特開２０００−２６７００９、特開２０００−２７５５２０等のものがある。
【０００５】
第１群を薄くするには入射瞳位置を浅くするのがよいが、そのためには第２群の倍率を高くすることになる。一方、そのために第２群の負担が大きくなりそれ自身を薄くすることが困難になるばかりでなく、収差補正の困難さや製造誤差の効きが増大し好ましくない。薄型化、小型化を実施するには、撮像素子を小さくすればよいが、同じ画素数とするためには画素ピッチを小さくする必要があり、感度不足を光学系でカバーしなければならない。回折の影響も然りである。
【０００６】
また、奥行きの薄いカメラボディにするために、合焦時のレンズ移動を前群ではなくいわゆるリアフォーカスで行うのが駆動系のレイアウト上有効である。すると、リアフォーカスを実施したときの収差変動が少ない光学系を選択する必要が出てくる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成枚数が少なく、リアフォーカス方式等機構レイアウト上小型で簡素にしやすく、無限遠から近距離まで安定した高い結像性能を有するズーム方式あるいはズーム構成を選択し、さらには、レンズエレメントを薄くして各群の総厚を薄くしたり、フィルター類の選択をも考慮して、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子撮像装置は、変倍結像光学系及びその像側に配される電子撮像素子を有する電子撮像装置において、前記変倍結像光学系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、１つの正レンズ成分からなる第３レンズ群とからなり、各々のレンズ群間隔を変更することにより広角端から望遠端への変倍を行い、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも前記開口絞りと前記第２レンズ群は一体で物体側にのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、かつ、近距離物体への合焦を第３レンズ群の移動により行い、前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４にて構成され、以下の条件（１）を満足することを特徴とするものである。
【０００９】
（１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
ただし、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４との合成焦点距離である。
【００１０】
以下、本発明において上記構成をとる理由と作用を説明する。
【００１１】
本発明において、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、１つの正レンズ成分からなる第３レンズ群とからなり、各々のレンズ群間隔を変更することにより広角端から望遠端への変倍を行い、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも開口絞りと第２レンズ群は一体で物体側にのみ移動し、かつ、第３レンズ群は第２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、かつ、近距離物体への合焦を第３レンズ群の移動により行う変倍結像光学系において、第２レンズ群が、物体側から順に、正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４にて構成されたものをを採用している。
【００１２】
なお、本発明において、レンズ成分とは、単レンズ若しくは接合レンズを意味する。
【００１３】
古くから銀塩フィルムカメラ用ズームレンズとしてよく使用される負正の２群ズームにおいて、それを小型化するために各焦点距離における正の後群（第２レンズ群）の倍率を高くするのがよいが、そのために、第２レンズ群のさらに像側に１枚の正レンズを第３レンズ群として加え、広角端から望遠端に変倍する際に第２レンズ群との間隔を変化させるという方法がよく知られている。また、この第３レンズ群はフォーカス用としても使用できる可能性を有している。そして、本発明の目的の達成、つまり、沈胴収納時のレンズ部総厚を薄くしてなおかつ第３レンズ群にてフォーカスをする際、非点収差を始めとする軸外収差の変動を抑制するために、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズ及びこれに少なくとも正レンズを加えて構成することが必要不可欠要件で、さらに像側に負レンズを加えるとよい。
【００１４】
第３レンズ群にてフォーカスをする場合、収差変動が問題になるが、第３レンズ群に必要以上の量の非球面が入ると、その効果を出すために第１レンズ群・第２レンズ群で残存する非点収差を第３レンズ群にて補正することになり、ここで第３レンズ群がフォーカスのために動くと、そのバランスが崩れてしまい好ましくない。したがって、第３レンズ群でフォーカスする場合は、第１レンズ群・第２レンズ群で非点収差をズーム全域に亘り略取り切らねばならない。よって、第３レンズ群は球面系又は少ない非球面量にて構成し、開口絞りを第２レンズ群の物体側に配し、第２レンズ群は、正レンズ、負レンズ、正レンズ、そして負レンズの順に構成するのがよい。また、このタイプでは前玉径が大きくなり難いので、開口絞りを第２レンズ群と一体（後記の本発明の実施例では、第２レンズ群の直前に配置し第２レンズ群と一体）とした方が、機構上単純であるばかりでなく、沈胴時のデッドスペースが発生し難く、広角端と望遠端のＦ値差が小さい。
【００１５】
さらに、第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４に関して以下の条件式を満足するのがよい。
【００１６】
（１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
ただし、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４との合成焦点距離である。
【００１７】
条件（１）の下限値の−０．４を越えると、射出瞳位置が像面に接近してシェーディングを引き起こしやすく、上限値の０．９を越えると、小型で高いズーム比を確保し難い。
【００１８】
また、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２とを接合とする場合、偏心敏感度は正レンズＬ２１と負レンズＬ２２に集中させる方が都合がよいため、その場合は、できれば正の値になるようにした方がよい。特に、
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
の範囲では、第２レンズ群内の各レンズ成分の相対偏心敏感度を考慮した際のパワーバランスが好ましい。一方、小型薄型の状態でのズーム比アップや結像性能向上にはむしろ、
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
の方が有利なことが多い。
【００１９】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００２０】
（１）’ −０．３＜Ｌ／ｆ2R＜０．８
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００２１】
（１）” −０．２＜Ｌ／ｆ2R＜０．７
また、第２レンズ群の物体側の正レンズＬ２１と負レンズＬ２２はそれらの相対的偏心による収差の発生が著しいので、これらは接合とする方がよい。接合する場合は、できるだけ接合レンズ内（Ｌ２１、Ｌ２２）で収差をキャンセルして偏心敏感度を小さくするのがよい。
【００２２】
そこで、第２レンズ群の正レンズ２１、負レンズＬ２２に関して以下の条件式を満足するのがよい。
【００２３】
（２） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
ただし、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面、第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【００２４】
条件（２）の上限の３．０を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正には有利だが、接合による偏心敏感度の緩和の効果が少ない。下限の０．５を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正が困難になりやすい。
【００２５】
また、条件（２）の範囲は、
条件（１）が（１−１）のとき、
（２−１） １．０＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
条件（１）が（１−２）のとき、
（２−１） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．６
と場合分けするのが好ましい。
【００２６】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００２７】
（２）’ ０．６＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜２．０
ただし、（２）’の場合分けによる範囲の分類は、
条件（１）が（１−１）のとき、
（２−１）’１．２＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜２．７
条件（１）が（１−２）のとき、
（２−２）’０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．５
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００２８】
（２）” ０．７＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．５
ただし、（２）”の場合分けによる範囲の分類は、
条件（１）が（１−１）のとき、
（２−１）”１．４＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜２．４
条件（１）が（１−２）のとき、
（２−２）”０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．４
第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４とについても、色収差補正上、接合する方が好ましい。そして、以下の条件式を満足するのがよい。
【００２９】
（３） ０．４＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜１０
ただし、Ｒ23R は第２レンズ群の正レンズＬ２３の像側の面の光軸上の曲率半径、ｔ2 は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での厚みである。
【００３０】
条件（３）の上限の１０を越えると、軸上・倍率色収差が補正不足となりやすく、下限値の０．４を越えると、これらが補正過剰になりやすい。
【００３１】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００３２】
（３）’ ０．５＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜８
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００３３】
（３）” ０．６＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜６
また、収差補正のための非球面レンズは、第１群に歪曲収差・非点収差・コマ収差補正のためにに１枚と、第２レンズ群に球面収差・非点収差補正のために２枚の全系で合計３枚とするのがよい。それ以上入れても効果は少なく、コスト高になるだけである。
【００３４】
また、軸上色収差や倍率色収差補正について、以下の条件を満たすとよい。
【００３５】
（４） １５＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜５０
ただし、ν21、ν22、ν23、ν24はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４の媒質のアッベ数（ｄ線基準）である。
【００３６】
条件（４）の下限値１５を越えると、軸上色収差・倍率色収差が補正不足になりやすく、上限値の５０を越えると、これらが補正過剰になりやすい。
【００３７】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００３８】
（４）’ ２０＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜５０
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００３９】
（４）” ２０＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜４５
また、第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の少なくとも何れか一方の面が非球面であり、以下の条件を満足することが望ましい。
条件（１）が（１−１）のとき、
（５−１） ８．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
条件（１）が（１−２）のとき、
（５−２） ３．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０
ただし、Asp2R は正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが０．３Ｌでの非球面偏倚量である（Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長）。すなわち、本発明でいう非球面偏倚量は、図８に示すように、対象とする非球面の光軸上での曲率半径ｒを有する球面（基準球面）に対し、電子撮像素子の有効撮像領域の対角長をＬとするとき、光軸からの高さが０．３Ｌの位置でのその非球面の偏倚量を言うものである。
【００４０】
正レンズＬ２３又は負レンズＬ２４には、光軸上の曲率半径の球面に対してある程度の偏倚量の非球面を導入しないと、球面収差・コマ収差・非点収差が十分に補正できない。第２レンズ群内の各成分の相対偏心敏感度よりも、小型薄型で結像性能の良い方を重視する場合、つまり、条件（１）が（１−１）のときの条件（５−１）を満足するのがよい。その下限値の２．０×１０-3・Ｌを越えると、コマ収差、非点収差の補正が不十分となりやすい。上限値８．０×１０-3・Ｌを越えると、その正レンズＬ２３の偏心敏感度が著しく大きくなりすぎ、部品精度や組み立て精度が厳しくなり好ましくない。なお、正レンズＬ２３は球面のみで構成してもよい。
【００４１】
一方、第２レンズ群内の各成分の相対偏心敏感度を重視する場合は、条件（１）が（１−２）のときの条件（５−２）を満足するのがよい。上限値３．０×１０-3・Ｌを越えると、その正レンズＬ２３の偏心敏感度が大きくなりがちである。また、この場合、正レンズＬ２３は球面のみで構成しても構わない。ただし、結像性能やサイズは多少不利である。
【００４２】
なお、以下のようにするとよりよい。
条件（１）が（１−１）のとき、
（５−１）’７．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
条件（１）が（１−２）のとき、
（５−２）’２．５×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０
さらに、以下のようにすると最もよい。
条件（１）が（１−１）のとき、
（５−１）”６．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
条件（１）が（１−２）のとき、
（５−２）”２．５×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０．５×１０-3・Ｌ
次に、条件（１）が（１−２）のときのみ、以下の条件を満足すると、球面収差の補正上よい。
【００４３】
（６） ０．０１＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．５
ここで、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面と負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。なお、この条件式は通常のシェープファクターの逆数である。
【００４４】
この条件（６）の下限の０．０１を越えると、球面収差補正不足になりやすく、レンズ厚みが厚くなりやすい。また、物体側正レンズＬ２１の加工性も悪化する。上限の０．５を越えると、逆に高次の球面収差が発生したり負レンズＬ２２側の深い凹面の加工性が悪化する。
【００４５】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００４６】
（６）’ ０．０３＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．４
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００４７】
（６）” ０．０５＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．３
さらに、以下の条件（７）、（８）の何れかあるいは両方を満足することが望ましい。
【００４８】
（７） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
（８） ０．０３＜ｄ22／Ｌ＜０．８
ただし、ｆ2Rとｆ3 はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離と第３レンズ群の焦点距離、ｄ22は第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側面と正レンズＬ２３の物体側面との間隔、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）である。
【００４９】
条件（７）の上限値の３を越えると、広角端における射出瞳位置、つまり、シェーディングには有利であるが、望遠端に変倍する際の射出瞳位置の変動量が大きく、望遠端でのシェーディングにとって不利となる。下限値の−１を越えると、広角端での射出瞳が近すぎてシェーディングが発生しやすい点、第３レンズ群にてフォーカスをする際にその移動量が大きくなりすぎてスペース上の不利がある。また、近軸的に軸上光線高の高い第２レンズ群の像側の正レンズを強くする必要があるため、第２レンズ群の主点位置が後ろへ移動し、高い倍率を得難く、第１レンズ群が巨大化しやすい。
【００５０】
条件（８）の下限の０．０３を越えると、非点収差の補正と広角端での射出瞳位置の関係でシェーディングが発生しやすい。上限の０．８を越えると、第２レンズ群の厚みが厚く、沈胴厚の小さくするのに足枷となる。
【００５１】
なお、第２レンズ群の正レンズＬ２１、負レンズＬ２２をひとまとめにした部分群と、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４をひとまとめにした部分群との相対位置誤差の性能劣化に対する効きは小さい（ただし、その場合は正レンズＬ２３の非球面量は小さめにするのが望ましい。）ので、変倍時や撮像時には一定の間隔あるいは変化する間隔を大きめに設け、沈胴時にのみ縮める構造にしてもよい。ｄ22を撮像時に大きめにすることは周辺部の性能確保に有利である。
【００５２】
なお、条件（７）は下記のように場合分けするとよい。
条件（１）が（１−２）のときのみ、
（７−２） ０．５＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
条件（１）が（１−１）のときのみ、
（７−１） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜０．５
なお、以下のようにするとよりよい。
【００５３】
（７）’ −０．７＜ｆ3 ／ｆ2R＜２．７
（８）’ ０．０４＜ｄ22／Ｌ＜０．７
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００５４】
（７）” −０．４＜ｆ3 ／ｆ2R＜２．４
（８）” ０．０５＜ｄ22／Ｌ＜０．６
なお、（７）’と（７）”の場合分けの境界値は、条件（７−１）、（７−２）と同様、０．５である。
【００５５】
これとは別に、条件（１）が偏心敏感度に有利で結像性能上小型化に不利な（１−２）のときのみ、以下の条件（９）を満足すると、沈胴時の小型化に有利である。
【００５６】
（９） −２＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜０
ただし、Ｒ23F 、Ｒ24R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面と負レンズＬ２４の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【００５７】
条件（９）の下限の−２を越えると、第２レンズ群の空気間隔ｄ22を薄くしやすいが、コマ収差・非点収差の補正が困難になる。上限値の０を越えると、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３の機械的干渉でｄ22が大きくなりがちで、沈胴厚を薄くするのに足枷となる。
【００５８】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００５９】
（９）’ −１．７＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜−０．３
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００６０】
（９）” −１．４＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜−０．６
第１レンズ群についても、これを薄くすることが全体の薄型化に貢献する。第１レンズ群を、物体側から順に、負レンズ、正レンズの２枚にて構成し、負レンズの何れかの面は非球面とし、以下の条件を満足するとよい。
【００６１】
（10） ０．２＜ｄ11／Ｌ＜０．６５
ただし、ｄ11は第１レンズ群の負レンズと正レンズの光軸上の空気間隔である。
【００６２】
この条件の上限の０．６５を越えると、コマ収差・非点収差・歪曲収差の補正には有利であるが、光学系が分厚くなり、下限値の０．２を越えると、これらの収差が非球面を導入したにもかかわらず補正が困難になる。
【００６３】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００６４】
（10）’ ０．２５＜ｄ11／Ｌ＜０．６
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００６５】
（10）” ０．３＜ｄ11／Ｌ＜０．５５
さらに、以下の条件（１１）を満足すると、沈胴時の小型化に有利である。
【００６６】
（11） −０．６＜ｆ2 ／ｆ2R＜１．４
ここで、ｆ2 は第２レンズ群全体の合成焦点距離、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離である。
【００６７】
条件（１１）は第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離と第２レンズ群全体の合成焦点距離の比を規定したものである。その上限の１．４を越えると、第２レンズ群の主点が像側寄りになるために第２レンズ群倍率を高くならず、第１レンズ群の移動量が大きくなったり大型化しやすいか、使用状態における第２レンズ群後方にデッドスペースができやすく、全長が長くなり、沈胴厚を薄くするために鏡枠機械構造が複雑になるか巨大化する。あるいは、あまり薄くできない。下限値の−０．６を越えると、非点収差の補正が困難となる。
【００６８】
なお、条件（１１）は下記のように場合分けするとよい。
条件（１）が（１−２）のときのみ、
（11−２） ０．６＜ｆ2 ／ｆ2R＜１．４
条件（１）が（１−１）のときのみ、
（11−１） −０．６＜ｆ2 ／ｆ2R＜０．６
なお、以下のようにするとよりよい。
【００６９】
（11）’ −０．５＜ｆ2 ／ｆ2R＜１．３
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００７０】
（11）” −０．４＜ｆ2 ／ｆ2R＜１．２
なお、（１１）’と（１１）”の場合分けの境界値は、条件（１１−１）、（１２−２）と同様、０．６である。
【００７１】
また、第３レンズ群については、両面共略球面より構成した正レンズ１枚、あるいは、全レンズ面とも略球面より構成した正レンズ成分１つがよいが、その際、形状的に以下の条件を満たすのがよい。
【００７２】
（12） −１．０＜（Ｒ31＋Ｒ32）／（Ｒ31−Ｒ32）＜１．２
ここで、Ｒ31とＲ32はそれぞれ第３レンズ群の正レンズの最も物体側と最も像側の面の曲率半径である。
【００７３】
条件（１２）の上限値の１．２を越えると、リアフォーカスによる非点収差の変動が大きくなりすぎ、無限物点で非点収差を良好に補正し得ても、近距離物点に対しては非点収差が悪化しやすい。下限値の−１．０を越えると、リアフォーカスによる非点収差変動は少ないが、無限物点に対する収差補正が困難となる。
【００７４】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００７５】
（12）’ −０．３＜（Ｒ31＋Ｒ32）／（Ｒ31−Ｒ32）＜１．０
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００７６】
（12）” ０．０＜（Ｒ31＋Ｒ32）／（Ｒ31−Ｒ32）＜１．０
以上、ズームレンズ部について沈胴厚を薄くしつつも、結像性能を良好にする手段を提供した。
【００７７】
次に、フィルター類を薄くする件について言及する。電子撮像装置には、通常、赤外光が撮像面に入射しないように一定の厚みのある赤外吸収フィルターを撮像素子よりも物体側に挿入している。これを厚みのないコーティングに置き換えることを考える。当然その分薄くなる訳だが、副次的効果がある。ズームレンズ系後方にある撮像素子よりも物体側に、波長６００ｎｍでの透過率（τ600 ）が８０％以上、７００ｎｍでの透過率（τ700 ）が８％以下の近赤外シャープカットコートを導入すると、吸収タイプよりも７００ｎｍ以上の近赤外領域の透過率が低く、かつ、相対的に赤側の透過率が高くなり、補色モザイクフィルターを有するＣＣＤ等の固体撮像素子の欠点である青紫側のマゼンタ化傾向がゲイン調整により緩和され、原色フィルターを有するＣＣＤ等の固体撮像素子並みの色再現を得ることができる。
【００７８】
すなわち、
（13） τ600 ／τ550 ≧０．８
（14） τ700 ／τ550 ≦０．０８
を満たすことが望ましい。ただし、τ550 は波長５５０ｎｍでの透過率である。
【００７９】
なお、条件（１３）、（１４）の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【００８０】
（13）’ τ600 ／τ550 ≧０．８５
（14）’ τ700 ／τ550 ≦０．０５
さらに、条件（１３）、（１４）の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【００８１】
（13）” τ600 ／τ550 ≧０．９
（14）” τ700 ／τ550 ≦０．０３
ＣＣＤ等の固体撮像素子のもう１つの欠点は、近紫外域の波長５５０ｎｍに対する感度が人間の眼のそれよりもかなり高いことである。これも、近紫外域の色収差による画像のエッジ部の色にじみを目立たせている。特に光学系を小型化すると致命的である。したがって、波長４００ｎｍでの透過率（τ400 ）の５５０ｎｍでのそれ（τ550 ）に対する比が０．０８を下回り、４４０ｎｍでの透過率（τ440 ）の５５０ｎｍでのそれ（τ550 ）に対する比が０．４を上回るような吸収体あるいは反射体を光路上に挿入すれば、色再現上必要な波長域を失わず（良好な色再現を保ったまま）、色にじみなどのノイズがかなり軽減される。
【００８２】
すなわち、
（15） τ400 ／τ550 ≦０．０８
（16） τ440 ／τ550 ≧０．４
を満たすことが望ましい。
【００８３】
なお、条件（１５）、（１６）の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【００８４】
（15）’ τ400 ／τ550 ≦０．０６
（16）’ τ440 ／τ550 ≧０．５
さらに、条件（１５）、（１６）の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【００８５】
（15）” τ400 ／τ550 ≦０．０４
（16）” τ440 ／τ550 ≧０．６
なお、これらのフィルターの設置場所は結像光学系と撮像素子の間がよい。
【００８６】
一方、補色フィルターの場合、その透過光エネルギーの高さから、原色フィルター付きＣＣＤと比べ実質的感度が高く、かつ、解像的にも有利であるため、小型ＣＣＤを使用したときのメリットが大である。もう一方のフィルターである光学的ローパスフィルターについても、その総厚ｔLPF （ｍｍ）が以下の条件を満たすようにするとよい。
【００８７】
（17） ０．１５＜ｔLPF ／ａ＜０．４５
ただし、ａは撮像素子の水平画素ピッチ（単位μｍ）であり、５μｍ以下である。
【００８８】
沈胴厚を薄くするには、光学的ローパスフィルターを薄くすることも効果的であるが、一般的にはモアレ抑制効果が減少して好ましくない。一方、画素ピッチが小さくなるにつれて結像レンズ系の回折の影響により、ナイキスト限界以上の周波数成分のコントラストは減少し、モアレ抑制効果の現象はある程度許容されるようになる。例えば、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する場合、かなりモアレ抑制効果があることが知られている。この場合のフィルターが最も薄くなる仕様としては、水平にａμｍ、±４５°方向にそれぞれSQRT(1/2) ＊ａμｍだけずらせるものが知られている。このときのフィルター厚は、凡そ［１＋２＊SQRT(1/2) ］＊ａ／５．８８（ｍｍ）となる。ここで、ＳＱＲＴはスクエアルートであり平方根を意味する。これは、丁度ナイキスト限界に相当する周波数においてコントラストをゼロにする仕様である。これよりは数％乃至数十％程度薄くすると、ナイキスト限界に相当する周波数のコントラストが少し出てくるが、上記回折の影響で抑えるることが可能になる。
【００８９】
上記以外のフィルター仕様、例えば２枚重ねあるいは１枚で実施する場合も含めて、条件（１７）を満足するのがよい。その上限値の０．４５を越えると、光学的ローパスフィルターが厚すぎ薄型化の妨げになる。下限値の０．１５を越えると、モアレ除去が不十分になる。ただし、これを実施する場合のａの条件は５μｍ以下である。
【００９０】
ａが４μｍ以下なら、より回折の影響を受けやすいので
（17）’ ０．１３＜ｔLPF ／ａ＜０．４２
としてもよい。
【００９１】
また、水平画素ピッチと重ねるローパスフィルターの枚数に応じて、以下のようにしてもよい。
【００９２】
（17）” ０．３＜ｔLPF ／ａ＜０．４
ただし、３枚重ねかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、
０．２＜ｔLPF ／ａ＜０．２８
ただし、２枚重ねかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、
０．１＜ｔLPF ／ａ＜０．１６
ただし、１枚のみかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、
０．２５＜ｔLPF ／ａ＜０．３７
ただし、３枚重ねかつａ＜４（μｍ）のとき、
０．１６＜ｔLPF ／ａ＜０．２５
ただし、２枚重ねかつａ＜４（μｍ）のとき、
０．０８＜ｔLPF ／ａ＜０．１４
ただし、１枚のみかつａ＜４（μｍ）のとき。
【００９３】
画素ピッチの小さな電子撮像素子を使用する場合、絞り込みによる回折効果の影響で画質が劣化する。したがって、開口サイズが固定の複数の開口を有し、その中の１つを第１レンズ群の最も像側のレンズ面と第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の間の何れかの光路内に挿入でき、かつ、他の開口と交換可能とすることで像面照度の調節することができる電子撮像装置としておき、その複数の開口の中、一部の開口内に５５０ｎｍに対する透過率がそれぞれ異なり、かつ、８０％未満であるような媒体を有するようにして光量調節を行なうのがよい。あるいは、ａ（μｍ）／Ｆナンバー＜０．４となるようなＦ値に相当する光量になるように調節を実施する場合は、開口内に５５０ｎｍに対する透過率がそれぞれ異なりかつ８０％未満の媒体を有する電子撮像装置とするのがよい。例えば、開放値から上記条件の範囲外ではその媒体なしかあるいは５５０ｎｍに対する透過率が９１％以上のダミー媒質としておき、範囲内のときは回折の影響が出る程に開口絞り径を小さくするのではなく、ＮＤフィルターのようなもので光量調節するのがよい。
【００９４】
また、その複数の開口をそれぞれ径をＦ値に反比例して小さくしたものにして揃えておき、ＮＤフィルターの代わりにそれぞれ周波数特性の異なる光学的ローパスフィルターを開口内に入れておくのでもよい。絞り込むにつれて回折劣化が大きくなるので、開口径が小さくなる程光学的ローパスフィルターの周波数特性を高く設定しておく。
【００９５】
なお、本発明のズームレンズは、軸外主光線を像面に対して垂直に近い状態で射出できるため、その像面側に電子撮像素子を配した電子撮像装置として構成することが望ましい。
【００９６】
また、そのとき、電子撮像素子の有効撮像領域の対角長Ｌが３．０ｍｍ乃至１２．０ｍｍであることが、良好な画質と小型化を両立する上でより好ましい。この下限値３．０ｍｍを越えて電子撮像素子が小さくなると、感度不足がカバーし難しくなる。一方、上限値１２．０ｍｍを越えて電子撮像素子が大きくなると、それに付随してズームレンズも大きくなる傾向にあり、薄型化の効果が薄れる。
【００９７】
なお、本発明のズームレンズは、広角域を含む電子撮像装置を構成する上で有利である。特に、広角端における対角方向の半画角ωW が以下の条件を満足する電子撮像装置に用いることが好ましい（後記の各実施例に記載の広角端半画角はωW に相当する。）。
【００９８】
２７°＜ωW ＜４２°
この条件の下限値の２７°を越えて広角端半画角が狭くなると、収差補正上は有利になるが、実用的な広角端での画角ではなくなる。一方、上限値の４２°を越えると、歪曲収差、倍率の色収差が発生しやすくなり、レンズ枚数が増加する。
【００９９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子撮像装置に用いられるズームレンズの実施例１〜５について説明する。実施例１〜５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５に示す。各図中、第１レンズ群はＧ１、絞りはＳ、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、赤外カット吸収フィルターはＩＦ、ローパスフィルターはＬＦ、電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスはＣＧ、ＣＣＤの像面はＩで示してある。なお、赤外カット吸収フィルターＩＦに代えて、透明平板の入射面に近赤外シャープカットコートとしたものを用いてもよいし、ローパスフィルターＬＦに直接近赤外シャープカットコートを施してもよい。
【０１００】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、両凹負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなる正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端と広角端では同じ位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０１】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の２枚の接合レンズの何れも物体側の面の３面に用いられている。
【０１０２】
実施例２のズームレンズは、図２に示すように、両凹負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなる正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端と広角端では同じ位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０３】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の２枚の接合レンズの何れも物体側の面の３面に用いられている。
【０１０４】
実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、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正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０５】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の接合レンズの最も物体側の面、像面側の接合レンズの最も像面側の面の３面に用いられている。
【０１０６】
実施例４のズームレンズは、図４に示すように、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とからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、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正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０７】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の接合レンズの最も物体側の面の２面に用いられている。
【０１０８】
実施例５のズームレンズは、図５に示すように、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とからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、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正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０９】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の２枚の接合レンズの何れも物体側の面の３面に用いられている。
【０１１０】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ωは半画角、ＦNOはＦナンバー、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
【０１１３】
【０１１４】
【０１１５】
【０１１６】
【０１１７】
以上の実施例１の無限遠物点合焦時及び被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図をそれぞれ図６、図７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）は望遠端における球面収差ＳＡ、非点収差ＡＳ、歪曲収差ＤＴ、倍率色収差ＣＣを示す。図中、“ＦＩＹ”は像高を表す。
【０１１８】
なお、上記実施例中で開示した非球面について、その面の偏倚量の基準となる基準球面の曲率半径ｒはその面のｒa （ａは面番号）として示してある。
【０１１９】
次に、上記各実施例における条件（１）〜（４）、（６）〜（１７）の値、条件（５）に関するAsp2R とＬの値を示す。
【０１２０】
なお、実施例１〜５のローパスフィルターＬＦの総厚ｔLPF は何れも１．５００（ｍｍ）で３枚重ねで構成している。もちろん、上述の実施例は、例えばローパスフィルターＬＦを１枚で構成する等、前記した構成の範囲内で種々変更可能である。
【０１２１】
ここで、有効撮像面の対角長Ｌと画素間隔ａについて説明しておく。図９は、撮像素子の画素配列の１例を示す図であり、画素間隔ａでＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素あるいはシアン、マゼンダ、イエロー、グリーン（緑）の４色の画素（図９）がモザイク状に配されている。有効撮像面は撮影した映像の再生（パソコン上での表示、プリンターによる印刷等）に用いる撮像素子上の光電変換面内における領域を意味する。図中に示す有効撮像面は、光学系の性能（光学系の性能が確保し得るイメージサークル）に合わせて、撮像素子の全光電変換面よりも狭い領域に設定されている。有効撮像面の対角長Ｌは、この有効撮像面の対角長である。なお、映像の再生に用いる撮像範囲を種々変更可能としてよいが、そのような機能を有する撮像装置に本発明のズームレンズを用いる際は、その有効撮像面の対角長Ｌが変化する。そのような場合は、本発明における有効撮像面の対角長Ｌは、Ｌのとり得る範囲における最大値とする。
【０１２２】
また、赤外カット手段については、赤外カット吸収フィルターＩＦと赤外シャープカットコートとがあり、赤外カット吸収フィルターＩＦはガラス中に赤外吸収体が含有される場合で、赤外シャープカットコートは吸収でなく反射によるカットである。したがって、前記したように、この赤外カット吸収フィルターＩＦを除去して、ローパスフィルターＬＦに直接赤外シャープカットコートを施してもよいし、ダミー透明平板上に施してもよい。
【０１２３】
この場合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することが望ましい。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。
【０１２４】
【０１２５】
上記の近赤外シャープカットコートの透過率特性は図１０に示す通りである。
【０１２６】
また、ローパスフィルターＬＦの射出面側には、図１１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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
上記各実施例では、図１１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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
また、ローパスフィルターＬＦは、像面上投影時の方位角度が水平（＝０°）と±４５°方向にそれぞれ結晶軸を有する３種類のフィルターを光軸方向に重ねて使用しており、それぞれについて、水平に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。
【０１３４】
また、ＣＣＤの撮像面Ｉ上には、図１２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。
【０１３５】
補色モザイクフィルターは、具体的には、図１２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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
上記各実施例におけるそれぞれの波長特性の一例を図１３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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
ところで、上記した近赤外シャープカットコートの配置位置は、光路上のどの位置であってもよい。また、ローパスフィルターＬＦの枚数も前記した通り２枚でも１枚でも構わない。
【０１４１】
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等の電子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。
【０１４２】
図１４〜図１６は、本発明による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１４はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１５は同後方斜視図、図１６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ダミー透明平板上に施してなる赤外カット吸収フィルターＩＦ、光学的ローパスフィルターＬＦを介してＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピー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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
なお、図１６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。
【０１４６】
以上の本発明の電子撮像装置は例えば次のように構成することができる。
【０１４７】
〔１〕 変倍結像光学系及びその像側に配される電子撮像素子を有する電子撮像装置において、前記変倍結像光学系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、１つの正レンズ成分からなる第３レンズ群とからなり、各々のレンズ群間隔を変更することにより広角端から望遠端への変倍を行い、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも前記開口絞りと前記第２レンズ群は一体で物体側にのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、かつ、近距離物体への合焦を第３レンズ群の移動により行い、前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４にて構成され、以下の条件（１）を満足することを特徴とする電子撮像装置。
【０１４８】
（１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
ただし、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４との合成焦点距離である。
【０１４９】
〔２〕 前記第２レンズ群の正レンズＬ２１と負レンズＬ２２とが接合されていることを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１５０】
〔３〕 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４とが接合されていることを特徴とする上記１又は２記載の電子撮像装置。
【０１５１】
〔４〕 以下の条件（２）を満足することを特徴とする上記２記載の電子撮像装置。
【０１５２】
（２） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
ただし、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面、第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【０１５３】
〔５〕 前記条件（１）に代えて以下の条件（１−１）、前記条件（２）に代えて以下の条件（２−１）を満足することを特徴とする上記４記載の電子撮像装置。
【０１５４】
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（２−１） １．０＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
〔６〕 前記条件（１）に代えて以下の条件（１−２）、前記条件（２）に代えて以下の条件（２−２）を満足することを特徴とする上記４記載の電子撮像装置。
【０１５５】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（２−２） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．６
〔７〕 以下の条件（３）を満足することを特徴とする上記３記載の電子撮像装置。
【０１５６】
（３） ０．４＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜１０
ただし、Ｒ23R は第２レンズ群の正レンズＬ２３の像側の面の光軸上の曲率半径、ｔ2 は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での厚みである。
【０１５７】
〔８〕 以下の条件（４）を満足することを特徴とする上記１から７の何れか１項記載の電子撮像装置。
【０１５８】
（４） １５＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜５０
ただし、ν21、ν22、ν23、ν24はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４の媒質のアッベ数（ｄ線基準）である。
【０１５９】
〔９〕 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の少なくとも何れか一方の面が非球面であり、以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１６０】
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（５−１） ８．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
ただし、Asp2R は正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが０．３Ｌでの非球面偏倚量である。
【０１６１】
〔１０〕 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の少なくとも何れか一方の面が非球面であり、以下の条件（１−２）及び（５−２）を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１６２】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（５−２） ３．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０
ただし、Asp2R は正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが０．３Ｌでの非球面偏倚量である。
【０１６３】
〔１１〕 以下の条件（１−２）及び（６）を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１６４】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（６） ０．０１＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．５
ここで、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面と負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【０１６５】
〔１２〕 以下の条件（７）及び（８）を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１６６】
（７） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
（８） ０．０３＜ｄ22／Ｌ＜０．８
ただし、ｆ2Rとｆ3 はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離と第３レンズ群の焦点距離、ｄ22は第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側面と正レンズＬ２３の物体側面との間隔である。
【０１６７】
〔１３〕 以下の条件（１−１）を満足し、かつ、前記条件（７）に代えて以下の条件（７−１）を満足することを特徴とする上記１２記載の電子撮像装置。
【０１６８】
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（７−１） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜０．５
〔１４〕 以下の条件（１−２）を満足し、かつ、前記条件（７）に代えて以下の条件（７−２）を満足することを特徴とする上記１２記載の電子撮像装置。
【０１６９】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（７−２） ０．５＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
〔１５〕 以下の条件（１−２）及び条件（９）を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７０】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（９） −２＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜０
ただし、Ｒ23F 、Ｒ24R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面と負レンズＬ２４の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【０１７１】
〔１６〕 前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、広角端から望遠端に変倍する際に像側に凸の軌跡で移動することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７２】
〔１７〕 前記第３レンズ群の最物体側面及び最像側面が共に球面であることを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７３】
〔１８〕 前記第１レンズ群は、物体側より、負レンズ、正レンズの２枚のレンズにて構成され、前記第１レンズ群の負レンズは非球面を有し、以下の条件（１０）を満足することを特徴とする上記１記載のズームレンズ。
【０１７４】
（10） ０．２＜ｄ11／Ｌ＜０．６５
ただし、ｄ11は第１レンズ群の負レンズと正レンズの光軸上の空気間隔である。
【０１７５】
〔１９〕 前記電子撮像素子の有効撮像領域の対角長Ｌが以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７６】
３．０ｍｍ＜Ｌ＜１２．０ｍｍ
〔２０〕 前記第３レンズ群はフォーカシング時に単独で移動することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７７】
〔２１〕 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に配された開口絞りを有することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７８】
〔２２〕 前記開口絞りは前記第２レンズ群と一体で移動することを特徴とする上記２１記載の電子撮像装置。
【０１７９】
【発明の効果】
本発明により、沈胴厚が薄く収納性に優れ、かつ、高倍率でリアフォーカスにおいても結像性能の優れた変倍結像光学系を得ることができ、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子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（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図２】実施例２のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図３】実施例３のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図４】実施例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１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図７】実施例１の被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図である。
【図８】本発明のおける非球面偏倚量の定義を説明するための図である。
【図９】電子撮像素子にて撮影を行う場合の有効撮像面の対角長について説明するための図である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】図１４のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１６】図１４のデジタルカメラの断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｓ…開口絞り
ＩＦ…赤外カット吸収フィルター
ＬＦ…ローパスフィルター
ＣＧ…カバーガラス
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッター
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…ポロプリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子撮像装置に関し、特に、ズームレンズ等の光学系部分の工夫により奥行き方向の薄型化を実現した、ビデオカメラやデジタルカメラ等の電子撮像装置に関するものである。また、そのズームレンズはリアフォーカスを可能にならしめたものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩３５ｍｍフィルム（通称ライカ版）カメラに代わる次世代カメラとしてデジタルカメラ（電子カメラ）が注目されてきている。さらに、それは業務用高機能タイプからポータブルな普及タイプまで幅広い範囲でいくつものカテゴリーを有するようになってきている。
【０００３】
本発明においては、特にポータブルな普及タイプのカテゴリーに注目し、高画質を確保しながら奥行きの薄いビデオカメラ、デジタルカメラを実現する技術を提供することをねらっている。カメラの奥行き方向を薄くするのに最大のネックとなっているのは、光学系、特にズームレンズ系の最も物体側の面から撮像面までの厚みである。最近では、撮影時に光学系をカメラボディ内からせり出し携帯時に光学系をカメラボディ内に収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することが主流になっている。
【０００４】
しかしながら、使用するレンズタイプやフィルターによって光学系沈胴時の厚みが大きく異なる。特にズーム比やＦ値等、仕様を高く設定するには、最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するいわゆる正先行型ズームレンズは、各々のレンズエレメントの厚みやデッドースペースが大きく、沈胴してもたいして厚みが薄くならない（特開平１１−２５８５０７号）。負先行型で特に２乃至３群構成のズームレンズはその点有利であるが、群内構成枚数が多かったり、エレメントの厚みが大きかったり、最も物体側のレンズが正レンズの場合も沈胴しても薄くならない（特開平１１−５２２４６号）。現在知られている中で電子撮像素子用に適しかつズーム比、画角、Ｆ値等を含めた結像性能が良好で沈胴厚を最も薄くできる可能性を有するものの例として、特開平１１−２８７９５３号、特開２０００−２６７００９、特開２０００−２７５５２０等のものがある。
【０００５】
第１群を薄くするには入射瞳位置を浅くするのがよいが、そのためには第２群の倍率を高くすることになる。一方、そのために第２群の負担が大きくなりそれ自身を薄くすることが困難になるばかりでなく、収差補正の困難さや製造誤差の効きが増大し好ましくない。薄型化、小型化を実施するには、撮像素子を小さくすればよいが、同じ画素数とするためには画素ピッチを小さくする必要があり、感度不足を光学系でカバーしなければならない。回折の影響も然りである。
【０００６】
また、奥行きの薄いカメラボディにするために、合焦時のレンズ移動を前群ではなくいわゆるリアフォーカスで行うのが駆動系のレイアウト上有効である。すると、リアフォーカスを実施したときの収差変動が少ない光学系を選択する必要が出てくる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成枚数が少なく、リアフォーカス方式等機構レイアウト上小型で簡素にしやすく、無限遠から近距離まで安定した高い結像性能を有するズーム方式あるいはズーム構成を選択し、さらには、レンズエレメントを薄くして各群の総厚を薄くしたり、フィルター類の選択をも考慮して、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子撮像装置は、変倍結像光学系及びその像側に配される電子撮像素子を有する電子撮像装置において、前記変倍結像光学系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、１つの正レンズ成分からなる第３レンズ群とからなり、各々のレンズ群間隔を変更することにより広角端から望遠端への変倍を行い、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも前記開口絞りと前記第２レンズ群は一体で物体側にのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、かつ、近距離物体への合焦を第３レンズ群の移動により行い、前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４にて構成され、以下の条件（１）を満足することを特徴とするものである。
【０００９】
（１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
ただし、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４との合成焦点距離である。
【００１０】
以下、本発明において上記構成をとる理由と作用を説明する。
【００１１】
本発明において、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、１つの正レンズ成分からなる第３レンズ群とからなり、各々のレンズ群間隔を変更することにより広角端から望遠端への変倍を行い、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも開口絞りと第２レンズ群は一体で物体側にのみ移動し、かつ、第３レンズ群は第２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、かつ、近距離物体への合焦を第３レンズ群の移動により行う変倍結像光学系において、第２レンズ群が、物体側から順に、正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４にて構成されたものをを採用している。
【００１２】
なお、本発明において、レンズ成分とは、単レンズ若しくは接合レンズを意味する。
【００１３】
古くから銀塩フィルムカメラ用ズームレンズとしてよく使用される負正の２群ズームにおいて、それを小型化するために各焦点距離における正の後群（第２レンズ群）の倍率を高くするのがよいが、そのために、第２レンズ群のさらに像側に１枚の正レンズを第３レンズ群として加え、広角端から望遠端に変倍する際に第２レンズ群との間隔を変化させるという方法がよく知られている。また、この第３レンズ群はフォーカス用としても使用できる可能性を有している。そして、本発明の目的の達成、つまり、沈胴収納時のレンズ部総厚を薄くしてなおかつ第３レンズ群にてフォーカスをする際、非点収差を始めとする軸外収差の変動を抑制するために、第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズと負レンズ及びこれに少なくとも正レンズを加えて構成することが必要不可欠要件で、さらに像側に負レンズを加えるとよい。
【００１４】
第３レンズ群にてフォーカスをする場合、収差変動が問題になるが、第３レンズ群に必要以上の量の非球面が入ると、その効果を出すために第１レンズ群・第２レンズ群で残存する非点収差を第３レンズ群にて補正することになり、ここで第３レンズ群がフォーカスのために動くと、そのバランスが崩れてしまい好ましくない。したがって、第３レンズ群でフォーカスする場合は、第１レンズ群・第２レンズ群で非点収差をズーム全域に亘り略取り切らねばならない。よって、第３レンズ群は球面系又は少ない非球面量にて構成し、開口絞りを第２レンズ群の物体側に配し、第２レンズ群は、正レンズ、負レンズ、正レンズ、そして負レンズの順に構成するのがよい。また、このタイプでは前玉径が大きくなり難いので、開口絞りを第２レンズ群と一体（後記の本発明の実施例では、第２レンズ群の直前に配置し第２レンズ群と一体）とした方が、機構上単純であるばかりでなく、沈胴時のデッドスペースが発生し難く、広角端と望遠端のＦ値差が小さい。
【００１５】
さらに、第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４に関して以下の条件式を満足するのがよい。
【００１６】
（１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
ただし、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４との合成焦点距離である。
【００１７】
条件（１）の下限値の−０．４を越えると、射出瞳位置が像面に接近してシェーディングを引き起こしやすく、上限値の０．９を越えると、小型で高いズーム比を確保し難い。
【００１８】
また、正レンズＬ２１と負レンズＬ２２とを接合とする場合、偏心敏感度は正レンズＬ２１と負レンズＬ２２に集中させる方が都合がよいため、その場合は、できれば正の値になるようにした方がよい。特に、
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
の範囲では、第２レンズ群内の各レンズ成分の相対偏心敏感度を考慮した際のパワーバランスが好ましい。一方、小型薄型の状態でのズーム比アップや結像性能向上にはむしろ、
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
の方が有利なことが多い。
【００１９】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００２０】
（１）’ −０．３＜Ｌ／ｆ2R＜０．８
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００２１】
（１）” −０．２＜Ｌ／ｆ2R＜０．７
また、第２レンズ群の物体側の正レンズＬ２１と負レンズＬ２２はそれらの相対的偏心による収差の発生が著しいので、これらは接合とする方がよい。接合する場合は、できるだけ接合レンズ内（Ｌ２１、Ｌ２２）で収差をキャンセルして偏心敏感度を小さくするのがよい。
【００２２】
そこで、第２レンズ群の正レンズ２１、負レンズＬ２２に関して以下の条件式を満足するのがよい。
【００２３】
（２） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
ただし、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面、第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【００２４】
条件（２）の上限の３．０を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正には有利だが、接合による偏心敏感度の緩和の効果が少ない。下限の０．５を越えると、全系収差の球面収差・コマ収差・非点収差の補正が困難になりやすい。
【００２５】
また、条件（２）の範囲は、
条件（１）が（１−１）のとき、
（２−１） １．０＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
条件（１）が（１−２）のとき、
（２−１） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．６
と場合分けするのが好ましい。
【００２６】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００２７】
（２）’ ０．６＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜２．０
ただし、（２）’の場合分けによる範囲の分類は、
条件（１）が（１−１）のとき、
（２−１）’１．２＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜２．７
条件（１）が（１−２）のとき、
（２−２）’０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．５
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００２８】
（２）” ０．７＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．５
ただし、（２）”の場合分けによる範囲の分類は、
条件（１）が（１−１）のとき、
（２−１）”１．４＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜２．４
条件（１）が（１−２）のとき、
（２−２）”０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．４
第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４とについても、色収差補正上、接合する方が好ましい。そして、以下の条件式を満足するのがよい。
【００２９】
（３） ０．４＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜１０
ただし、Ｒ23R は第２レンズ群の正レンズＬ２３の像側の面の光軸上の曲率半径、ｔ2 は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での厚みである。
【００３０】
条件（３）の上限の１０を越えると、軸上・倍率色収差が補正不足となりやすく、下限値の０．４を越えると、これらが補正過剰になりやすい。
【００３１】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００３２】
（３）’ ０．５＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜８
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００３３】
（３）” ０．６＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜６
また、収差補正のための非球面レンズは、第１群に歪曲収差・非点収差・コマ収差補正のためにに１枚と、第２レンズ群に球面収差・非点収差補正のために２枚の全系で合計３枚とするのがよい。それ以上入れても効果は少なく、コスト高になるだけである。
【００３４】
また、軸上色収差や倍率色収差補正について、以下の条件を満たすとよい。
【００３５】
（４） １５＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜５０
ただし、ν21、ν22、ν23、ν24はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４の媒質のアッベ数（ｄ線基準）である。
【００３６】
条件（４）の下限値１５を越えると、軸上色収差・倍率色収差が補正不足になりやすく、上限値の５０を越えると、これらが補正過剰になりやすい。
【００３７】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００３８】
（４）’ ２０＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜５０
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００３９】
（４）” ２０＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜４５
また、第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の少なくとも何れか一方の面が非球面であり、以下の条件を満足することが望ましい。
条件（１）が（１−１）のとき、
（５−１） ８．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
条件（１）が（１−２）のとき、
（５−２） ３．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０
ただし、Asp2R は正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが０．３Ｌでの非球面偏倚量である（Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域の対角長）。すなわち、本発明でいう非球面偏倚量は、図８に示すように、対象とする非球面の光軸上での曲率半径ｒを有する球面（基準球面）に対し、電子撮像素子の有効撮像領域の対角長をＬとするとき、光軸からの高さが０．３Ｌの位置でのその非球面の偏倚量を言うものである。
【００４０】
正レンズＬ２３又は負レンズＬ２４には、光軸上の曲率半径の球面に対してある程度の偏倚量の非球面を導入しないと、球面収差・コマ収差・非点収差が十分に補正できない。第２レンズ群内の各成分の相対偏心敏感度よりも、小型薄型で結像性能の良い方を重視する場合、つまり、条件（１）が（１−１）のときの条件（５−１）を満足するのがよい。その下限値の２．０×１０-3・Ｌを越えると、コマ収差、非点収差の補正が不十分となりやすい。上限値８．０×１０-3・Ｌを越えると、その正レンズＬ２３の偏心敏感度が著しく大きくなりすぎ、部品精度や組み立て精度が厳しくなり好ましくない。なお、正レンズＬ２３は球面のみで構成してもよい。
【００４１】
一方、第２レンズ群内の各成分の相対偏心敏感度を重視する場合は、条件（１）が（１−２）のときの条件（５−２）を満足するのがよい。上限値３．０×１０-3・Ｌを越えると、その正レンズＬ２３の偏心敏感度が大きくなりがちである。また、この場合、正レンズＬ２３は球面のみで構成しても構わない。ただし、結像性能やサイズは多少不利である。
【００４２】
なお、以下のようにするとよりよい。
条件（１）が（１−１）のとき、
（５−１）’７．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
条件（１）が（１−２）のとき、
（５−２）’２．５×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０
さらに、以下のようにすると最もよい。
条件（１）が（１−１）のとき、
（５−１）”６．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
条件（１）が（１−２）のとき、
（５−２）”２．５×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０．５×１０-3・Ｌ
次に、条件（１）が（１−２）のときのみ、以下の条件を満足すると、球面収差の補正上よい。
【００４３】
（６） ０．０１＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．５
ここで、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面と負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。なお、この条件式は通常のシェープファクターの逆数である。
【００４４】
この条件（６）の下限の０．０１を越えると、球面収差補正不足になりやすく、レンズ厚みが厚くなりやすい。また、物体側正レンズＬ２１の加工性も悪化する。上限の０．５を越えると、逆に高次の球面収差が発生したり負レンズＬ２２側の深い凹面の加工性が悪化する。
【００４５】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００４６】
（６）’ ０．０３＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．４
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００４７】
（６）” ０．０５＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．３
さらに、以下の条件（７）、（８）の何れかあるいは両方を満足することが望ましい。
【００４８】
（７） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
（８） ０．０３＜ｄ22／Ｌ＜０．８
ただし、ｆ2Rとｆ3 はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離と第３レンズ群の焦点距離、ｄ22は第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側面と正レンズＬ２３の物体側面との間隔、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）である。
【００４９】
条件（７）の上限値の３を越えると、広角端における射出瞳位置、つまり、シェーディングには有利であるが、望遠端に変倍する際の射出瞳位置の変動量が大きく、望遠端でのシェーディングにとって不利となる。下限値の−１を越えると、広角端での射出瞳が近すぎてシェーディングが発生しやすい点、第３レンズ群にてフォーカスをする際にその移動量が大きくなりすぎてスペース上の不利がある。また、近軸的に軸上光線高の高い第２レンズ群の像側の正レンズを強くする必要があるため、第２レンズ群の主点位置が後ろへ移動し、高い倍率を得難く、第１レンズ群が巨大化しやすい。
【００５０】
条件（８）の下限の０．０３を越えると、非点収差の補正と広角端での射出瞳位置の関係でシェーディングが発生しやすい。上限の０．８を越えると、第２レンズ群の厚みが厚く、沈胴厚の小さくするのに足枷となる。
【００５１】
なお、第２レンズ群の正レンズＬ２１、負レンズＬ２２をひとまとめにした部分群と、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４をひとまとめにした部分群との相対位置誤差の性能劣化に対する効きは小さい（ただし、その場合は正レンズＬ２３の非球面量は小さめにするのが望ましい。）ので、変倍時や撮像時には一定の間隔あるいは変化する間隔を大きめに設け、沈胴時にのみ縮める構造にしてもよい。ｄ22を撮像時に大きめにすることは周辺部の性能確保に有利である。
【００５２】
なお、条件（７）は下記のように場合分けするとよい。
条件（１）が（１−２）のときのみ、
（７−２） ０．５＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
条件（１）が（１−１）のときのみ、
（７−１） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜０．５
なお、以下のようにするとよりよい。
【００５３】
（７）’ −０．７＜ｆ3 ／ｆ2R＜２．７
（８）’ ０．０４＜ｄ22／Ｌ＜０．７
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００５４】
（７）” −０．４＜ｆ3 ／ｆ2R＜２．４
（８）” ０．０５＜ｄ22／Ｌ＜０．６
なお、（７）’と（７）”の場合分けの境界値は、条件（７−１）、（７−２）と同様、０．５である。
【００５５】
これとは別に、条件（１）が偏心敏感度に有利で結像性能上小型化に不利な（１−２）のときのみ、以下の条件（９）を満足すると、沈胴時の小型化に有利である。
【００５６】
（９） −２＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜０
ただし、Ｒ23F 、Ｒ24R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面と負レンズＬ２４の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【００５７】
条件（９）の下限の−２を越えると、第２レンズ群の空気間隔ｄ22を薄くしやすいが、コマ収差・非点収差の補正が困難になる。上限値の０を越えると、負レンズＬ２２と正レンズＬ２３の機械的干渉でｄ22が大きくなりがちで、沈胴厚を薄くするのに足枷となる。
【００５８】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００５９】
（９）’ −１．７＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜−０．３
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００６０】
（９）” −１．４＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜−０．６
第１レンズ群についても、これを薄くすることが全体の薄型化に貢献する。第１レンズ群を、物体側から順に、負レンズ、正レンズの２枚にて構成し、負レンズの何れかの面は非球面とし、以下の条件を満足するとよい。
【００６１】
（10） ０．２＜ｄ11／Ｌ＜０．６５
ただし、ｄ11は第１レンズ群の負レンズと正レンズの光軸上の空気間隔である。
【００６２】
この条件の上限の０．６５を越えると、コマ収差・非点収差・歪曲収差の補正には有利であるが、光学系が分厚くなり、下限値の０．２を越えると、これらの収差が非球面を導入したにもかかわらず補正が困難になる。
【００６３】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００６４】
（10）’ ０．２５＜ｄ11／Ｌ＜０．６
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００６５】
（10）” ０．３＜ｄ11／Ｌ＜０．５５
さらに、以下の条件（１１）を満足すると、沈胴時の小型化に有利である。
【００６６】
（11） −０．６＜ｆ2 ／ｆ2R＜１．４
ここで、ｆ2 は第２レンズ群全体の合成焦点距離、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離である。
【００６７】
条件（１１）は第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離と第２レンズ群全体の合成焦点距離の比を規定したものである。その上限の１．４を越えると、第２レンズ群の主点が像側寄りになるために第２レンズ群倍率を高くならず、第１レンズ群の移動量が大きくなったり大型化しやすいか、使用状態における第２レンズ群後方にデッドスペースができやすく、全長が長くなり、沈胴厚を薄くするために鏡枠機械構造が複雑になるか巨大化する。あるいは、あまり薄くできない。下限値の−０．６を越えると、非点収差の補正が困難となる。
【００６８】
なお、条件（１１）は下記のように場合分けするとよい。
条件（１）が（１−２）のときのみ、
（11−２） ０．６＜ｆ2 ／ｆ2R＜１．４
条件（１）が（１−１）のときのみ、
（11−１） −０．６＜ｆ2 ／ｆ2R＜０．６
なお、以下のようにするとよりよい。
【００６９】
（11）’ −０．５＜ｆ2 ／ｆ2R＜１．３
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００７０】
（11）” −０．４＜ｆ2 ／ｆ2R＜１．２
なお、（１１）’と（１１）”の場合分けの境界値は、条件（１１−１）、（１２−２）と同様、０．６である。
【００７１】
また、第３レンズ群については、両面共略球面より構成した正レンズ１枚、あるいは、全レンズ面とも略球面より構成した正レンズ成分１つがよいが、その際、形状的に以下の条件を満たすのがよい。
【００７２】
（12） −１．０＜（Ｒ31＋Ｒ32）／（Ｒ31−Ｒ32）＜１．２
ここで、Ｒ31とＲ32はそれぞれ第３レンズ群の正レンズの最も物体側と最も像側の面の曲率半径である。
【００７３】
条件（１２）の上限値の１．２を越えると、リアフォーカスによる非点収差の変動が大きくなりすぎ、無限物点で非点収差を良好に補正し得ても、近距離物点に対しては非点収差が悪化しやすい。下限値の−１．０を越えると、リアフォーカスによる非点収差変動は少ないが、無限物点に対する収差補正が困難となる。
【００７４】
なお、以下のようにするとよりよい。
【００７５】
（12）’ −０．３＜（Ｒ31＋Ｒ32）／（Ｒ31−Ｒ32）＜１．０
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００７６】
（12）” ０．０＜（Ｒ31＋Ｒ32）／（Ｒ31−Ｒ32）＜１．０
以上、ズームレンズ部について沈胴厚を薄くしつつも、結像性能を良好にする手段を提供した。
【００７７】
次に、フィルター類を薄くする件について言及する。電子撮像装置には、通常、赤外光が撮像面に入射しないように一定の厚みのある赤外吸収フィルターを撮像素子よりも物体側に挿入している。これを厚みのないコーティングに置き換えることを考える。当然その分薄くなる訳だが、副次的効果がある。ズームレンズ系後方にある撮像素子よりも物体側に、波長６００ｎｍでの透過率（τ600 ）が８０％以上、７００ｎｍでの透過率（τ700 ）が８％以下の近赤外シャープカットコートを導入すると、吸収タイプよりも７００ｎｍ以上の近赤外領域の透過率が低く、かつ、相対的に赤側の透過率が高くなり、補色モザイクフィルターを有するＣＣＤ等の固体撮像素子の欠点である青紫側のマゼンタ化傾向がゲイン調整により緩和され、原色フィルターを有するＣＣＤ等の固体撮像素子並みの色再現を得ることができる。
【００７８】
すなわち、
（13） τ600 ／τ550 ≧０．８
（14） τ700 ／τ550 ≦０．０８
を満たすことが望ましい。ただし、τ550 は波長５５０ｎｍでの透過率である。
【００７９】
なお、条件（１３）、（１４）の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【００８０】
（13）’ τ600 ／τ550 ≧０．８５
（14）’ τ700 ／τ550 ≦０．０５
さらに、条件（１３）、（１４）の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【００８１】
（13）” τ600 ／τ550 ≧０．９
（14）” τ700 ／τ550 ≦０．０３
ＣＣＤ等の固体撮像素子のもう１つの欠点は、近紫外域の波長５５０ｎｍに対する感度が人間の眼のそれよりもかなり高いことである。これも、近紫外域の色収差による画像のエッジ部の色にじみを目立たせている。特に光学系を小型化すると致命的である。したがって、波長４００ｎｍでの透過率（τ400 ）の５５０ｎｍでのそれ（τ550 ）に対する比が０．０８を下回り、４４０ｎｍでの透過率（τ440 ）の５５０ｎｍでのそれ（τ550 ）に対する比が０．４を上回るような吸収体あるいは反射体を光路上に挿入すれば、色再現上必要な波長域を失わず（良好な色再現を保ったまま）、色にじみなどのノイズがかなり軽減される。
【００８２】
すなわち、
（15） τ400 ／τ550 ≦０．０８
（16） τ440 ／τ550 ≧０．４
を満たすことが望ましい。
【００８３】
なお、条件（１５）、（１６）の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【００８４】
（15）’ τ400 ／τ550 ≦０．０６
（16）’ τ440 ／τ550 ≧０．５
さらに、条件（１５）、（１６）の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【００８５】
（15）” τ400 ／τ550 ≦０．０４
（16）” τ440 ／τ550 ≧０．６
なお、これらのフィルターの設置場所は結像光学系と撮像素子の間がよい。
【００８６】
一方、補色フィルターの場合、その透過光エネルギーの高さから、原色フィルター付きＣＣＤと比べ実質的感度が高く、かつ、解像的にも有利であるため、小型ＣＣＤを使用したときのメリットが大である。もう一方のフィルターである光学的ローパスフィルターについても、その総厚ｔLPF （ｍｍ）が以下の条件を満たすようにするとよい。
【００８７】
（17） ０．１５＜ｔLPF ／ａ＜０．４５
ただし、ａは撮像素子の水平画素ピッチ（単位μｍ）であり、５μｍ以下である。
【００８８】
沈胴厚を薄くするには、光学的ローパスフィルターを薄くすることも効果的であるが、一般的にはモアレ抑制効果が減少して好ましくない。一方、画素ピッチが小さくなるにつれて結像レンズ系の回折の影響により、ナイキスト限界以上の周波数成分のコントラストは減少し、モアレ抑制効果の現象はある程度許容されるようになる。例えば、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する場合、かなりモアレ抑制効果があることが知られている。この場合のフィルターが最も薄くなる仕様としては、水平にａμｍ、±４５°方向にそれぞれSQRT(1/2) ＊ａμｍだけずらせるものが知られている。このときのフィルター厚は、凡そ［１＋２＊SQRT(1/2) ］＊ａ／５．８８（ｍｍ）となる。ここで、ＳＱＲＴはスクエアルートであり平方根を意味する。これは、丁度ナイキスト限界に相当する周波数においてコントラストをゼロにする仕様である。これよりは数％乃至数十％程度薄くすると、ナイキスト限界に相当する周波数のコントラストが少し出てくるが、上記回折の影響で抑えるることが可能になる。
【００８９】
上記以外のフィルター仕様、例えば２枚重ねあるいは１枚で実施する場合も含めて、条件（１７）を満足するのがよい。その上限値の０．４５を越えると、光学的ローパスフィルターが厚すぎ薄型化の妨げになる。下限値の０．１５を越えると、モアレ除去が不十分になる。ただし、これを実施する場合のａの条件は５μｍ以下である。
【００９０】
ａが４μｍ以下なら、より回折の影響を受けやすいので
（17）’ ０．１３＜ｔLPF ／ａ＜０．４２
としてもよい。
【００９１】
また、水平画素ピッチと重ねるローパスフィルターの枚数に応じて、以下のようにしてもよい。
【００９２】
（17）” ０．３＜ｔLPF ／ａ＜０．４
ただし、３枚重ねかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、
０．２＜ｔLPF ／ａ＜０．２８
ただし、２枚重ねかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、
０．１＜ｔLPF ／ａ＜０．１６
ただし、１枚のみかつ４≦ａ＜５（μｍ）のとき、
０．２５＜ｔLPF ／ａ＜０．３７
ただし、３枚重ねかつａ＜４（μｍ）のとき、
０．１６＜ｔLPF ／ａ＜０．２５
ただし、２枚重ねかつａ＜４（μｍ）のとき、
０．０８＜ｔLPF ／ａ＜０．１４
ただし、１枚のみかつａ＜４（μｍ）のとき。
【００９３】
画素ピッチの小さな電子撮像素子を使用する場合、絞り込みによる回折効果の影響で画質が劣化する。したがって、開口サイズが固定の複数の開口を有し、その中の１つを第１レンズ群の最も像側のレンズ面と第３レンズ群の最も物体側のレンズ面の間の何れかの光路内に挿入でき、かつ、他の開口と交換可能とすることで像面照度の調節することができる電子撮像装置としておき、その複数の開口の中、一部の開口内に５５０ｎｍに対する透過率がそれぞれ異なり、かつ、８０％未満であるような媒体を有するようにして光量調節を行なうのがよい。あるいは、ａ（μｍ）／Ｆナンバー＜０．４となるようなＦ値に相当する光量になるように調節を実施する場合は、開口内に５５０ｎｍに対する透過率がそれぞれ異なりかつ８０％未満の媒体を有する電子撮像装置とするのがよい。例えば、開放値から上記条件の範囲外ではその媒体なしかあるいは５５０ｎｍに対する透過率が９１％以上のダミー媒質としておき、範囲内のときは回折の影響が出る程に開口絞り径を小さくするのではなく、ＮＤフィルターのようなもので光量調節するのがよい。
【００９４】
また、その複数の開口をそれぞれ径をＦ値に反比例して小さくしたものにして揃えておき、ＮＤフィルターの代わりにそれぞれ周波数特性の異なる光学的ローパスフィルターを開口内に入れておくのでもよい。絞り込むにつれて回折劣化が大きくなるので、開口径が小さくなる程光学的ローパスフィルターの周波数特性を高く設定しておく。
【００９５】
なお、本発明のズームレンズは、軸外主光線を像面に対して垂直に近い状態で射出できるため、その像面側に電子撮像素子を配した電子撮像装置として構成することが望ましい。
【００９６】
また、そのとき、電子撮像素子の有効撮像領域の対角長Ｌが３．０ｍｍ乃至１２．０ｍｍであることが、良好な画質と小型化を両立する上でより好ましい。この下限値３．０ｍｍを越えて電子撮像素子が小さくなると、感度不足がカバーし難しくなる。一方、上限値１２．０ｍｍを越えて電子撮像素子が大きくなると、それに付随してズームレンズも大きくなる傾向にあり、薄型化の効果が薄れる。
【００９７】
なお、本発明のズームレンズは、広角域を含む電子撮像装置を構成する上で有利である。特に、広角端における対角方向の半画角ωW が以下の条件を満足する電子撮像装置に用いることが好ましい（後記の各実施例に記載の広角端半画角はωW に相当する。）。
【００９８】
２７°＜ωW ＜４２°
この条件の下限値の２７°を越えて広角端半画角が狭くなると、収差補正上は有利になるが、実用的な広角端での画角ではなくなる。一方、上限値の４２°を越えると、歪曲収差、倍率の色収差が発生しやすくなり、レンズ枚数が増加する。
【００９９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子撮像装置に用いられるズームレンズの実施例１〜５について説明する。実施例１〜５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５に示す。各図中、第１レンズ群はＧ１、絞りはＳ、第２レンズ群はＧ２、第３レンズ群はＧ３、赤外カット吸収フィルターはＩＦ、ローパスフィルターはＬＦ、電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスはＣＧ、ＣＣＤの像面はＩで示してある。なお、赤外カット吸収フィルターＩＦに代えて、透明平板の入射面に近赤外シャープカットコートとしたものを用いてもよいし、ローパスフィルターＬＦに直接近赤外シャープカットコートを施してもよい。
【０１００】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、両凹負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなる正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端と広角端では同じ位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０１】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の２枚の接合レンズの何れも物体側の面の３面に用いられている。
【０１０２】
実施例２のズームレンズは、図２に示すように、両凹負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなる正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端と広角端では同じ位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０３】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凹負レンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の２枚の接合レンズの何れも物体側の面の３面に用いられている。
【０１０４】
実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側に凸の負メニスカスレンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズとからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、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正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０５】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の接合レンズの最も物体側の面、像面側の接合レンズの最も像面側の面の３面に用いられている。
【０１０６】
実施例４のズームレンズは、図４に示すように、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とからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、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正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０７】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の物体側の接合レンズの最も物体側の面の２面に用いられている。
【０１０８】
実施例５のズームレンズは、図５に示すように、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とからなる負屈折力の第１レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、物体側に凸の正メニスカスレンズと物体側に凸の負メニスカスレンズの接合レンズと、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正屈折力の第２レンズ群Ｇ２、両凸正レンズ１枚からなる正屈折力の第３レンズ群Ｇ３からなり、広角端から望遠端に変倍する際は、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凹の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より像面側の位置になり、第２レンズ群Ｇ２は開口絞りＳと一体に物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸の軌跡を描いて移動し、望遠端では広角端より物体側の位置になる。近距離の被写体にフォーカシングするために、第３レンズ群Ｇ３は物体側に繰り出される。
【０１０９】
非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像面側の面、第２レンズ群Ｇ２の２枚の接合レンズの何れも物体側の面の３面に用いられている。
【０１１０】
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ωは半画角、ＦNOはＦナンバー、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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
以上の実施例１の無限遠物点合焦時及び被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図をそれぞれ図６、図７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）は望遠端における球面収差ＳＡ、非点収差ＡＳ、歪曲収差ＤＴ、倍率色収差ＣＣを示す。図中、“ＦＩＹ”は像高を表す。
【０１１８】
なお、上記実施例中で開示した非球面について、その面の偏倚量の基準となる基準球面の曲率半径ｒはその面のｒa （ａは面番号）として示してある。
【０１１９】
次に、上記各実施例における条件（１）〜（４）、（６）〜（１７）の値、条件（５）に関するAsp2R とＬの値を示す。
なお、実施例１〜５のローパスフィルターＬＦの総厚ｔLPF は何れも１．５００（ｍｍ）で３枚重ねで構成している。もちろん、上述の実施例は、例えばローパスフィルターＬＦを１枚で構成する等、前記した構成の範囲内で種々変更可能である。
【０１２１】
ここで、有効撮像面の対角長Ｌと画素間隔ａについて説明しておく。図９は、撮像素子の画素配列の１例を示す図であり、画素間隔ａでＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素あるいはシアン、マゼンダ、イエロー、グリーン（緑）の４色の画素（図９）がモザイク状に配されている。有効撮像面は撮影した映像の再生（パソコン上での表示、プリンターによる印刷等）に用いる撮像素子上の光電変換面内における領域を意味する。図中に示す有効撮像面は、光学系の性能（光学系の性能が確保し得るイメージサークル）に合わせて、撮像素子の全光電変換面よりも狭い領域に設定されている。有効撮像面の対角長Ｌは、この有効撮像面の対角長である。なお、映像の再生に用いる撮像範囲を種々変更可能としてよいが、そのような機能を有する撮像装置に本発明のズームレンズを用いる際は、その有効撮像面の対角長Ｌが変化する。そのような場合は、本発明における有効撮像面の対角長Ｌは、Ｌのとり得る範囲における最大値とする。
【０１２２】
また、赤外カット手段については、赤外カット吸収フィルターＩＦと赤外シャープカットコートとがあり、赤外カット吸収フィルターＩＦはガラス中に赤外吸収体が含有される場合で、赤外シャープカットコートは吸収でなく反射によるカットである。したがって、前記したように、この赤外カット吸収フィルターＩＦを除去して、ローパスフィルターＬＦに直接赤外シャープカットコートを施してもよいし、ダミー透明平板上に施してもよい。
【０１２３】
この場合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することが望ましい。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。
【０１２４】
上記の近赤外シャープカットコートの透過率特性は図１０に示す通りである。
【０１２６】
また、ローパスフィルターＬＦの射出面側には、図１１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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
上記各実施例では、図１１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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
また、ローパスフィルターＬＦは、像面上投影時の方位角度が水平（＝０°）と±４５°方向にそれぞれ結晶軸を有する３種類のフィルターを光軸方向に重ねて使用しており、それぞれについて、水平に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。
【０１３４】
また、ＣＣＤの撮像面Ｉ上には、図１２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。
【０１３５】
補色モザイクフィルターは、具体的には、図１２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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
上記各実施例におけるそれぞれの波長特性の一例を図１３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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
ところで、上記した近赤外シャープカットコートの配置位置は、光路上のどの位置であってもよい。また、ローパスフィルターＬＦの枚数も前記した通り２枚でも１枚でも構わない。
【０１４１】
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等の電子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。
【０１４２】
図１４〜図１６は、本発明による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１４はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１５は同後方斜視図、図１６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ダミー透明平板上に施してなる赤外カット吸収フィルターＩＦ、光学的ローパスフィルターＬＦを介してＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピー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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
なお、図１６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。
【０１４６】
以上の本発明の電子撮像装置は例えば次のように構成することができる。
【０１４７】
〔１〕 変倍結像光学系及びその像側に配される電子撮像素子を有する電子撮像装置において、前記変倍結像光学系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、１つの正レンズ成分からなる第３レンズ群とからなり、各々のレンズ群間隔を変更することにより広角端から望遠端への変倍を行い、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも前記開口絞りと前記第２レンズ群は一体で物体側にのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、かつ、近距離物体への合焦を第３レンズ群の移動により行い、前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４にて構成され、以下の条件（１）を満足することを特徴とする電子撮像装置。
【０１４８】
（１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
ただし、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４との合成焦点距離である。
【０１４９】
〔２〕 前記第２レンズ群の正レンズＬ２１と負レンズＬ２２とが接合されていることを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１５０】
〔３〕 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４とが接合されていることを特徴とする上記１又は２記載の電子撮像装置。
【０１５１】
〔４〕 以下の条件（２）を満足することを特徴とする上記２記載の電子撮像装置。
【０１５２】
（２） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
ただし、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面、第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【０１５３】
〔５〕 前記条件（１）に代えて以下の条件（１−１）、前記条件（２）に代えて以下の条件（２−１）を満足することを特徴とする上記４記載の電子撮像装置。
【０１５４】
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（２−１） １．０＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
〔６〕 前記条件（１）に代えて以下の条件（１−２）、前記条件（２）に代えて以下の条件（２−２）を満足することを特徴とする上記４記載の電子撮像装置。
【０１５５】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（２−２） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．６
〔７〕 以下の条件（３）を満足することを特徴とする上記３記載の電子撮像装置。
【０１５６】
（３） ０．４＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜１０
ただし、Ｒ23R は第２レンズ群の正レンズＬ２３の像側の面の光軸上の曲率半径、ｔ2 は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での厚みである。
【０１５７】
〔８〕 以下の条件（４）を満足することを特徴とする上記１から７の何れか１項記載の電子撮像装置。
【０１５８】
（４） １５＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜５０
ただし、ν21、ν22、ν23、ν24はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４の媒質のアッベ数（ｄ線基準）である。
【０１５９】
〔９〕 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の少なくとも何れか一方の面が非球面であり、以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１６０】
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（５−１） ８．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
ただし、Asp2R は正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが０．３Ｌでの非球面偏倚量である。
【０１６１】
〔１０〕 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の少なくとも何れか一方の面が非球面であり、以下の条件（１−２）及び（５−２）を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１６２】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（５−２） ３．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０
ただし、Asp2R は正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが０．３Ｌでの非球面偏倚量である。
【０１６３】
〔１１〕 以下の条件（１−２）及び（６）を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１６４】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（６） ０．０１＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．５
ここで、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面と負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【０１６５】
〔１２〕 以下の条件（７）及び（８）を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１６６】
（７） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
（８） ０．０３＜ｄ22／Ｌ＜０．８
ただし、ｆ2Rとｆ3 はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離と第３レンズ群の焦点距離、ｄ22は第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側面と正レンズＬ２３の物体側面との間隔である。
【０１６７】
〔１３〕 以下の条件（１−１）を満足し、かつ、前記条件（７）に代えて以下の条件（７−１）を満足することを特徴とする上記１２記載の電子撮像装置。
【０１６８】
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（７−１） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜０．５
〔１４〕 以下の条件（１−２）を満足し、かつ、前記条件（７）に代えて以下の条件（７−２）を満足することを特徴とする上記１２記載の電子撮像装置。
【０１６９】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（７−２） ０．５＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
〔１５〕 以下の条件（１−２）及び条件（９）を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７０】
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（９） −２＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜０
ただし、Ｒ23F 、Ｒ24R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面と負レンズＬ２４の像側の面の光軸上の曲率半径である。
【０１７１】
〔１６〕 前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、広角端から望遠端に変倍する際に像側に凸の軌跡で移動することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７２】
〔１７〕 前記第３レンズ群の最物体側面及び最像側面が共に球面であることを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７３】
〔１８〕 前記第１レンズ群は、物体側より、負レンズ、正レンズの２枚のレンズにて構成され、前記第１レンズ群の負レンズは非球面を有し、以下の条件（１０）を満足することを特徴とする上記１記載のズームレンズ。
【０１７４】
（10） ０．２＜ｄ11／Ｌ＜０．６５
ただし、ｄ11は第１レンズ群の負レンズと正レンズの光軸上の空気間隔である。
【０１７５】
〔１９〕 前記電子撮像素子の有効撮像領域の対角長Ｌが以下の条件を満足することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７６】
３．０ｍｍ＜Ｌ＜１２．０ｍｍ
〔２０〕 前記第３レンズ群はフォーカシング時に単独で移動することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７７】
〔２１〕 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に配された開口絞りを有することを特徴とする上記１記載の電子撮像装置。
【０１７８】
〔２２〕 前記開口絞りは前記第２レンズ群と一体で移動することを特徴とする上記２１記載の電子撮像装置。
【０１７９】
【発明の効果】
本発明により、沈胴厚が薄く収納性に優れ、かつ、高倍率でリアフォーカスにおいても結像性能の優れた変倍結像光学系を得ることができ、ビデオカメラやデジタルカメラの徹底的薄型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子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（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図２】実施例２のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図３】実施例３のズームレンズの図１と同様のレンズ断面図である。
【図４】実施例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１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図７】実施例１の被写体距離１０ｃｍ合焦時の収差図である。
【図８】本発明のおける非球面偏倚量の定義を説明するための図である。
【図９】電子撮像素子にて撮影を行う場合の有効撮像面の対角長について説明するための図である。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】図１４のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１６】図１４のデジタルカメラの断面図である。
【符号の説明】
Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｓ…開口絞り
ＩＦ…赤外カット吸収フィルター
ＬＦ…ローパスフィルター
ＣＧ…カバーガラス
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッター
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…ポロプリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系
Claims (22)
- 変倍結像光学系及びその像側に配される電子撮像素子を有する電子撮像装置において、前記変倍結像光学系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群と、１つの正レンズ成分からなる第３レンズ群とからなり、各々のレンズ群間隔を変更することにより広角端から望遠端への変倍を行い、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも前記開口絞りと前記第２レンズ群は一体で物体側にのみ移動し、かつ、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群とは異なる軌跡で移動し、かつ、近距離物体への合焦を第３レンズ群の移動により行い、前記第２レンズ群は、物体側から順に、正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４にて構成され、以下の条件（１）を満足することを特徴とする電子撮像装置。
（１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
ただし、Ｌは電子撮像素子の有効撮像領域（略矩形）の対角長（ｍｍ）、ｆ2Rは第２レンズ群の正レンズ２３、負レンズＬ２４との合成焦点距離であり、レンズ成分とは、単レンズ若しくは接合レンズである。 - 前記第２レンズ群の正レンズＬ２１と負レンズＬ２２とが接合されていることを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
- 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４とが接合されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電子撮像装置。
- 以下の条件（２）を満足することを特徴とする請求項２記載の電子撮像装置。
（２） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０
ただし、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面、第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。 - 前記条件（１）に代えて以下の条件（１−１）、前記条件（２）に代えて以下の条件（２−１）を満足することを特徴とする請求項４記載の電子撮像装置。
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（２−１） １．０＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜３．０ - 前記条件（１）に代えて以下の条件（１−２）、前記条件（２）に代えて以下の条件（２−２）を満足することを特徴とする請求項４記載の電子撮像装置。
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（２−２） ０．５＜Ｒ22R ／ Ｒ21F ＜１．６ - 以下の条件（３）を満足することを特徴とする請求項３記載の電子撮像装置。
（３） ０．４＜−Ｒ23R ／ｔ2 ＜１０
ただし、Ｒ23R は第２レンズ群の正レンズＬ２３の像側の面の光軸上の曲率半径、ｔ2 は第２レンズ群の最も物体側の面から最も像側の面までの光軸上での厚みである。 - 以下の条件（４）を満足することを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載の電子撮像装置。
（４） １５＜ν21−ν22＋ν23−ν24＜５０
ただし、ν21、ν22、ν23、ν24はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１、負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、負レンズＬ２４の媒質のアッベ数（ｄ線基準）である。 - 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の少なくとも何れか一方の面が非球面であり、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（５−１） ８．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜＞２．０×１０-3・Ｌ
ただし、Asp2R は正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが０．３Ｌでの非球面偏倚量である。 - 前記第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の少なくとも何れか一方の面が非球面であり、以下の条件（１−２）及び（５−２）を満足することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（５−２） ３．０×１０-3・Ｌ＞｜Asp2R ｜≧０
ただし、Asp2R は正レンズＬ２３の物体側の面又は負レンズＬ２４の像側の面の光軸上での曲率半径を有する球面に対し、光軸からの高さが０．３Ｌでの非球面偏倚量である。 - 以下の条件（１−２）及び（６）を満足することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（６） ０．０１＜（Ｒ21F −Ｒ22R ）／（Ｒ21F ＋Ｒ22R ）＜０．５
ここで、Ｒ21F 、Ｒ22R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２１の物体側の面と負レンズＬ２２の像側の面の光軸上の曲率半径である。 - 以下の条件（７）及び（８）を満足することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
（７） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜３
（８） ０．０３＜ｄ22／Ｌ＜０．８
ただし、ｆ2Rとｆ3 はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３と負レンズＬ２４との合成焦点距離と第３レンズ群の焦点距離、ｄ22は第２レンズ群の負レンズＬ２２の像側面と正レンズＬ２３の物体側面との間隔である。 - 以下の条件（１−１）を満足し、かつ、前記条件（７）に代えて以下の条件（７−１）を満足することを特徴とする請求項１２記載の電子撮像装置。
（１−１） −０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．４
（７−１） −１＜ｆ3 ／ｆ2R＜０．５ - 以下の条件（１−２）を満足し、かつ、前記条件（７）に代えて以下の条件（７−２）を満足することを特徴とする請求項１２記載の電子撮像装置。
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（７−２） ０．５＜ｆ3 ／ｆ2R＜３ - 以下の条件（１−２）及び条件（９）を満足することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
（１−２） ０．４＜Ｌ／ｆ2R＜０．９
（９） −２＜（Ｒ23F ＋Ｒ24R ）／（Ｒ23F −Ｒ24R ）＜０
ただし、Ｒ23F 、Ｒ24R はそれぞれ第２レンズ群の正レンズＬ２３の物体側の面と負レンズＬ２４の像側の面の光軸上の曲率半径である。 - 前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、広角端から望遠端に変倍する際に像側に凸の軌跡で移動することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
- 前記第３レンズ群の最物体側面及び最像側面が共に球面であることを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
- 前記第１レンズ群は、物体側より、負レンズ、正レンズの２枚のレンズにて構成され、前記第１レンズ群の負レンズは非球面を有し、以下の条件（１０）を満足することを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（10） ０．２＜ｄ11／Ｌ＜０．６５
ただし、ｄ11は第１レンズ群の負レンズと正レンズの光軸上の空気間隔である。 - 前記電子撮像素子の有効撮像領域の対角長Ｌが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
３．０ｍｍ＜Ｌ＜１２．０ｍｍ - 前記第３レンズ群はフォーカシング時に単独で移動することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
- 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間に配された開口絞りを有することを特徴とする請求項１記載の電子撮像装置。
- 前記開口絞りは前記第２レンズ群と一体で移動することを特徴とする請求項２１記載の電子撮像装置。
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