JP2003315674A

JP2003315674A - 電子撮像装置

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Publication number: JP2003315674A
Application number: JP2002117777A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kato; 茂加藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-04-19
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Abstract

(57)【要約】【課題】撮像素子を水平配置して高さを低くするため
に反射部材配置に必要なスペースを確保しながらも、全
長が短く抑えられ、低コストな電子撮像装置。【解決手段】撮影レンズと撮像素子を有する電子撮像
装置の撮影レンズが、負レンズと正レンズとからなる正
の前群Ｇ１と、負レンズと正レンズとからなる正の後群
Ｇ２と、前群Ｇ１と後群Ｇ２の間に配された絞りＳとに
て構成され、ｆ_Bを撮影レンズのバックフォーカス、Ｉ
Ｈを像面Ｉに配置される撮像素子の有効面対角長の１／
２、ＳＦを前群Ｇ１の負レンズのシェイプファクターと
するとき、以下の条件を満足する。２．８＜ｆ_B／ＩＨ＜４．５
・・・（１）２＜ＳＦ＜３
・・・（２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラやス
チルビデオカメラ等の電子撮像装置に関し、特に、反射
部材を用いて電子撮像装置の小型化を図った広角撮像レ
ンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＣＤ等の電子撮像素子の小型化
で撮像ユニットの小型化が進んでいる。このような中、
特開平１０−３９２０７号においては、撮影レンズの構
成枚数が４枚と少なく、全長も短いので、レンズ部のみ
がコンパクトである。

【０００３】また、特開平１１−９５０９６号において
は、撮影レンズの構成枚数が４枚と少ないが、非球面レ
ンズを使っており、コストが高いものとなっている。ま
た、像面サイズの小型化でレンズ自体は小さくなってい
るものの、図１７に示すように、撮像素子１５の受光面
の外周には配線や端子があり、撮像素子１５のパッケー
ジサイズのため相対的に高さ方向が低くできない。な
お、図１７は、撮像ユニットの光軸を含む断面図であ
り、符号１０は枠（レンズ鏡筒）、１１は撮像レンズ、
１２は開口絞り、１３は光学フィルター、１４はカバー
ガラス、１５は撮像素子である。なお、高さ方向の小型
化を図るため、内視鏡用の対物レンズでは光路を折り曲
げることで撮像素子を横に配置する提案も出ている。

【０００４】また、特開平９−１２２０７０号では、撮
像レンズのバックフォーカス部に光学フィルターと三角
プリズムを配置するため、長い折り曲げスペースを必要
とし、撮像ユニット全体としての長さは不利になってい
る。内視鏡対物レンズの場合は、長さの制約は緩いが、
カメラではレンズユニットが長くなることは、カメラの
厚さが厚くなることになり、好ましくない。

【０００５】また、特開平１１−１０９２２３号では、
バックフォーカスが長くとられているが、開口絞りが負
の前群と正の後群の間に配置されているため、後群での
周辺光線高が高く、レンズ径が大きくなっている。その
ため、このタイプでバックフォーカス部に反射部材を配
置しようとすると、反射部材入射面での光線高が高く、
配置体積が大きく必要となってしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、電子撮像素子を水平配置して高さを低くするために
反射部材配置に必要となるスペースを確保しながらも、
全長も短く抑えられ、なおかつ低コストの電子撮像装置
及び撮像光学系を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の電子撮像装置は、撮影レンズ及びその像側に配され
た電子撮像素子を有する電子撮像装置において、前記撮
影レンズは、負レンズと正レンズとからなる正屈折力の
前群と、物体側より順に、負レンズと正レンズとからな
る正屈折力の後群と、前記前群と前記後群の間に配され
た明るさ絞りとにて構成され、以下の条件を満足するこ
とを特徴とするものである。

【０００８】２．８＜ｆ_B／ＩＨ＜４．５・・・（１）２＜ＳＦ＜３・・・（２）ただし、ｆ_Bは撮像レンズのバックフォーカスの空気換
算長、ＩＨは電子撮像素子の有効面対角長の１／２の長
さ、ＳＦは前群における負レンズのシェイプファクター
（Ｒ_F＋Ｒ_R）／（Ｒ_F−Ｒ_R）であり、ここで、Ｒ_F
は負レンズの物体側曲率半径、Ｒ_Rは負レンズの像側曲
率半径である。

【０００９】以下、本発明において上記構成をとる理由
と作用について説明する。

【００１０】通常、撮影レンズのバックフォーカス（ｆ
_B）を長く取るためには、負パワーの前群と正パワーの
後群で構成されるレトロフォーカスタイプが使われる。
しかし、レトロフォーカスタイプは、図１４（ａ）に示
すように、焦点距離に対して全長が長くなりすぎる欠点
がある。図１４中、Ｇ１は前群、Ｇ２は後群を示す。図
１４（ｂ）に示すように、前群Ｇ１を正パワーとすれ
ば、ｆ_Bは短くなるものの、全長を短く抑えられる。こ
こで、後群Ｇ２を、図１４（ｃ）に示すように、負正の
レトロフォーカスタイプにすることで、ｆ_Bも確保する
ことができるようになる。したがって、本発明の撮影レ
ンズは、負レンズと正レンズとからなる正屈折力の前群
と、負レンズと正レンズとからなる正屈折力の後群とで
構成される。

【００１１】また、周辺光線を考えた場合、開口絞り
（明るさ絞り）は、光学系中心に配置することで、前
群、後群の径を均等に小さくできるため、前群と後群に
間に明るさ絞りを配置する必要がある。

【００１２】そして、条件式（１）と（２）を満足する
ものである。

【００１３】条件式（１）の下限の２．８を越えると、
反射部材を配置するスペースが確保できなくなり、折り
曲げレイアウトが実現できない。また、上限の４．５を
越えると、前群を正パワーのままでは構成できなくな
り、レトロフォーカスタイプとなるため、光学全長が長
くなってしまう。

【００１４】また、条件式（２）の下限の２を越える
と、前群の負レンズでの負のディストーション発生が大
きくなり、前群の正レンズでは補正不足となる。上限の
３を越えると、その負レンズの発散効果が弱まり、周辺
光束が通る光線高さが高くなるため、レンズ径が大きく
なってしまう。

【００１５】また、前群は、物体側より、負レンズ、正
レンズの順で配されていることが望ましい。最も物体側
に負レンズが配される構成とすることで、第１レンズの
径を小さく保ったまま広角化が図れる。

【００１６】なお、本発明の電子撮像装置における最大
撮影半画角ωが以下の条件を満足することが望ましい。

【００１７】２０°＜ω＜３５° ・・・（ａ）この条件式（ａ）の下限の２０°を越えると、一般的に
用いられるカメラ等の撮像装置において十分な撮影画角
とは言えなくなる。上限の３５°を越えると、撮影レン
ズが少ないレンズ枚数で収差補正を行うことが難しくな
る。

【００１８】さらに、前群について、図１４（ｄ）に示
すように、正パワーが弱いと全長は長くなってしまい、
逆に強すぎると、図１４（ｅ）に示すように、ｆ_Bが短
くなりすぎるため、前群パワーを最適にすることが望ま
れる。したがって、次の条件式（３）を満たすことが好
ましい。

【００１９】０．０２＜ｆ／ｆ₁＜０．５０・・・（３）ただし、ｆは撮影レンズ全系の焦点距離、ｆ₁は前群の
焦点距離である。

【００２０】この条件式（３）の下限の０．０２を越え
ると、全長が長くなり、かつ、後群のパワーが強くなり
すぎ、球面レンズ２枚構成では良好な性能が得られなく
なる。上限の０．５０を越えると、ｆ_Bを長く取れなく
なり、反射部材スペースを確保できなくなる。

【００２１】図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、後群
後方に反射部材（反射ミラー）を配置する場合には、後
群Ｇ２からの射出光線高を低く抑えることで、反射部材
のスペースを抑えることができる（図１５（ｂ））。後
群Ｇ２からの射出光線高は絞り１２の位置に大きく依存
するため、絞り１２から後群Ｇ２射出面までの距離は短
い程よいことになるが、後群正レンズは強いパワーを持
つため曲率半径が小さい。正レンズの縁肉を確保するた
めには、極端な薄肉化はできない。よって、下記の条件
式（４）を満たすことが好ましい。

【００２２】１．５＜ｆ_B／ｄ_S-R＜３・・・（４）ただし、ｄ_S-Rは明るさ絞りから後群最終面までの光軸
上での距離である。

【００２３】条件式（４）の下限の１．５を越えると、
後群の径が大きくなりすぎ、反射部材の配置体積が大き
くなる。上限の３を越えると、後群の構成長が短くなり
すぎ、後群正レンズが加工可能な形状とならなくなる。

【００２４】ところで、電子撮像素子では赤外カットフ
ィルター等の光学フィルターを必要とするが、通常はレ
ンズ系と撮像素子の間に配置される。しかし、図１６
（ａ）に示すように、そのフィルター１３の後方に反射
部材（反射ミラー）１６を配置するとなると、全長が長
くなり、また、レンズ１１のバックフォーカスも長く必
要になる。図１６（ｂ）に示すように、光学フィルター
１３を開口絞り１２よりも物体側に配置すれば、バック
フォーカス部には反射部材（反射ミラー）１６のみの配
置となり、レンズ１１と撮像素子１５全体での配置体積
を最小にできる。なお、図１６（ｂ）の場合は、反射部
材（反射ミラー）１６の物体側にフレア絞り１７を配置
してある。

【００２５】なお、光学フィルター１３は、図１６
（ｂ）に示すように、前群と明るさ絞りの間に配置する
と、フィルターの径を小さくでき、低価格に構成するこ
とができる。

【００２６】反射部材としては、プリズムとミラーの利
用が可能であるが、プリズムはミラーに対してコストが
高く、重量も重たい。また、撮像素子のカバーガラスと
プリズム射出面とが近くなるため、２平面間でゴースト
が発生する危険性がある。したがって、反射部材として
ミラーを使うことで、低コスト化、軽量化、ゴースト予
防ができる。なお、ミラーは、表面鏡でも、平行平面板
による裏面鏡でもよい。

【００２７】ところで、反射部材の配置方向として、電
子撮像素子の有効撮像領域が矩形（長方形）をしている
場合に、撮影レンズの入射光軸とその矩形の長辺方向と
が略平行となるように反射部材を配置することができ
る。以上のように、本発明により、バックフォーカスの
長い撮像レンズとすることで、このようなレイアウトも
容易に行えるようになり、撮像装置のレイアウト自由度
が増す。

【００２８】また、反対に撮影レンズの入射光軸とその
矩形の短辺方向とが略平行となるように反射部材を配置
することができる。特に、短辺方向と入射光軸とを略平
行とすると、反射部材を配するスペースを小さくでき
る。

【００２９】また、電子撮像装置の入射光軸方向の厚さ
を、電子撮像装置の高さ方向又は幅方向に対して長くす
ることができる。厚さ方向に厚いカメラ等の電子撮像装
置に、この構成を採用することにより、装置の高さ方向
若しくは幅方向をより小さく構成できるため、装置全体
の薄型化が図れる。

【００３０】また、その高さ方向又は幅方向の中、厚さ
方向の長さよりも小さい長さを有する方向に光軸を折り
曲げるように反射部材を配することが望ましい。こうす
ることで、装置全体の薄型化に貢献できる。

【００３１】また、本発明の電子撮像装置は、撮影レン
ズを配する撮影部を電子撮像装置本体に対して相対位置
が変更可能に構成することができる。こうすることで、
装置全体の薄型化を図ることが可能となり、携帯性を向
上させることが可能である。さらに、この構成とするこ
とで、撮影時における保持性の向上も図ることが可能と
なる。

【００３２】なお、以上の各条件式（１）〜（４）に関
し、上限又は下限若しくは双方を以下のように限定する
と、各条件式に記載の効果をより高めることが可能とな
る。

【００３３】反射部材の配置スペース確保の点で、条件
式（１）の下限値を３．１とするか、若しくは、３．２
２、３．３１何れかとすることがより好ましい。

【００３４】光学系全長を小さくする観点で、条件式
（１）の上限値を４．０とするか、若しくは、３．８
５、３．３２何れかとすることがより好ましい。

【００３５】収差補正の観点で、条件式（２）の下限値
を２．２とするか、若しくは、２．２３、２．２７何れ
かとすることがより好ましい。

【００３６】レンズの径を小さくする観点で、条件式
（２）の上限値を２．５とするか、若しくは、２．３
２、２．２８何れかとすることがより好ましい。

【００３７】光学系の全長を小さくする観点で、条件式
（３）の下限値を０．０３とするか、若しくは、０．０
４、０．１３何れかとすることがより好ましい。

【００３８】反射部材の配置スペース確保の点で、条件
式（３）の上限値を０．４とするか、若しくは、０．２
８、０．２２何れかとすることがより好ましい。

【００３９】反射部材の配置体積を抑える観点で、条件
式（４）の下限値を１．８とするか、若しくは、１．８
５、２．４９何れかとすることがより好ましい。

【００４０】後群の加工性の向上の観点で、条件式
（４）の上限値を２．９３とするか、若しくは、２．６
８、２．４９何れかとすることがより好ましい。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子撮像装置に用
いられる撮影レンズの実施例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レンズ断面図をそれ
ぞれ図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）、図４
（ａ）、図５（ａ）に示す。図中、前群はＧ１、開口絞
りはＳ、後群はＧ２、光学フィルターはＦ、像面はＩで
示してある。また、これらの実施例１〜５の収差図をそ
れぞれ図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４
（ｂ）、図５（ｂ）に示す。図中、“ＳＡ”は球面収
差、“ＡＳ”は非点収差、“ＤＴ”は歪曲収差を示す。
なお、各実施例の数値データは後記する。

【００４２】実施例１の撮影レンズは、図１（ａ）に示
すように、像面側に深い凹面を持った負メニスカスレン
ズ、像側に深い凸面を持った正メニスカスレンズからな
る前群Ｇ１、赤外カットのための光学フィルターＦ、開
口絞りＳ、像側に深い凹面を持った負メニスカスレンズ
と両凸正レンズの接合正レンズからなる後群Ｇ２で構成
されている。

【００４３】この実施例において、負メニスカスレンズ
を第１レンズにすることで、広角レンズでありながら
も、前玉径を小さく抑えている。

【００４４】実施例２の撮影レンズは、図２（ａ）に示
すように、像面側に深い凹面を持った負メニスカスレン
ズ、像側に深い凸面を持った正メニスカスレンズからな
る前群Ｇ１、赤外カットのための光学フィルターＦ、開
口絞りＳ、像側に深い凹面を持った負メニスカスレンズ
と両凸正レンズの接合正レンズからなる後群Ｇ２で構成
されている。

【００４５】この実施例において、第１レンズを肉薄の
負メニスカスレンズとすることで、軽量化を図ってい
る。

【００４６】実施例３の撮影レンズは、図３（ａ）に示
すように、像面側に深い凹面を持った負メニスカスレン
ズ、像側に深い凸面を持った両凸正レンズからなる前群
Ｇ１、赤外カットのための光学フィルターＦ、開口絞り
Ｓ、像側に深い凹面を持った負メニスカスレンズ、両凸
正レンズからなる後群Ｇ２で構成されている。

【００４７】実施例４の撮影レンズは、図４（ａ）に示
すように、像面側に深い凹面を持った負メニスカスレン
ズ、像側に深い凸面を持った正メニスカスレンズからな
る前群Ｇ１、赤外カットのための光学フィルターＦ、開
口絞りＳ、像側に深い凹面を持った負メニスカスレン
ズ、両凸正レンズからなる後群Ｇ２で構成されている。

【００４８】実施例５の撮影レンズは、図５（ａ）に示
すように、像面側に深い凹面を持った負メニスカスレン
ズ、像側に深い凸面を持った肉厚の平凸正レンズからな
る前群Ｇ１、赤外カットのための光学フィルターＦ、開
口絞りＳ、像側に深い凹面を持った平凹負レンズと両凸
正レンズの接合正レンズからなる後群Ｇ２で構成されて
いる。

【００４９】この実施例において、前群Ｇ１の２つのレ
ンズは平面部で当て付けることができ、組立精度向上や
生産作業の効率化が図れる。

【００５０】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、Ｆ_NOはＦナン
バー、ωは半画角、ＩＨは像高、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、
ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…
は各レンズのｄ線基準のアッベ数である。

【００５１】（実施例１）ｆ 5.32 Ｆ_NO 2.80 ω 24.2 ° ＩＨ 2.30 ｆ_B 7.167 ｒ₁= 5.591 ｄ₁= 2.314 ｎ_d1 =1.77250 ν_d1 =49.60 ｒ₂= 2.128 ｄ₂= 2.645 ｒ₃= -31.816 ｄ₃= 1.405 ｎ_d2 =1.62004 ν_d2 =36.26 ｒ₄= -4.551 ｄ₄= 0.141 ｒ₅= ∞ ｄ₅= 1.000 ｎ_d3 =1.49782 ν_d3 =66.83 ｒ₆= ∞ ｄ₆= 0.300 ｒ₇= ∞（絞り）ｄ₇= 0.300 ｒ₈= 21.773 ｄ₈= 1.868 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₉= 2.928 ｄ₉= 1.706 ｎ_d5 =1.67003 ν_d5 =47.23 ｒ₁₀= -4.366 ｆ_B／ＩＨ 3.116 ＳＦ 2.229 ｆ／ｆ₁ 0.039 ｆ_B／ｄ_S-R 1.850 。

【００５２】（実施例２）ｆ 5.24 Ｆ_NO 2.80 ω 24.5 ° ＩＨ 2.30 ｆ_B 7.410 ｒ₁= 5.636 ｄ₁= 0.713 ｎ_d1 =1.77250 ν_d1 =49.60 ｒ₂= 2.237 ｄ₂= 3.173 ｒ₃= -101.818 ｄ₃= 1.729 ｎ_d2 =1.62004 ν_d2 =36.26 ｒ₄= -4.003 ｄ₄= 1.332 ｒ₅= ∞ ｄ₅= 1.000 ｎ_d3 =1.49782 ν_d3 =66.83 ｒ₆= ∞ ｄ₆= 0.300 ｒ₇= ∞（絞り）ｄ₇= 0.300 ｒ₈= 13.366 ｄ₈= 0.600 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₉= 2.78 ｄ₉= 2.069 ｎ_d5 =1.67003 ν_d5 =47.23 ｒ₁₀= -8.307 ｆ_B／ＩＨ 3.222 ＳＦ 2.316 ｆ／ｆ₁ 0.385 ｆ_B／ｄ_S-R 2.496 。

【００５３】（実施例３）ｆ 5.54 Ｆ_NO 2.82 ω 23.3 ° ＩＨ 2.30 ｆ_B 7.614 ｒ₁= 6.559 ｄ₁= 2.177 ｎ_d1 =1.77250 ν_d1 =49.60 ｒ₂= 2.542 ｄ₂= 2.698 ｒ₃= 328.8 ｄ₃= 1.516 ｎ_d2 =1.62004 ν_d2 =36.26 ｒ₄= -5.193 ｄ₄= 1.954 ｒ₅= ∞ ｄ₅= 1.000 ｎ_d3 =1.49782 ν_d3 =66.83 ｒ₆= ∞ ｄ₆= 0.300 ｒ₇= ∞（絞り）ｄ₇= 0.300 ｒ₈= 15.038 ｄ₈= 0.600 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₉= 3.494 ｄ₉= 0.400 ｒ₁₀= 5.095 ｄ₁₀= 1.540 ｎ_d5 =1.67003 ν_d5 =47.23 ｒ₁₁= -4.329 ｆ_B／ＩＨ 3.311 ＳＦ 2.266 ｆ／ｆ₁ 0.131 ｆ_B／ｄ_S-R 2.681 。

【００５４】（実施例４）ｆ 4.75 Ｆ_NO 2.78 ω 21.5 ° ＩＨ 1.80 ｆ_B 6.873 ｒ₁= 4.556 ｄ₁= 1.276 ｎ_d1 =1.77250 ν_d1 =49.60 ｒ₂= 1.809 ｄ₂= 3.257 ｒ₃= -30.16 ｄ₃= 0.914 ｎ_d2 =1.62004 ν_d2 =36.26 ｒ₄= -3.519 ｄ₄= 0.695 ｒ₅= ∞ ｄ₅= 0.800 ｎ_d3 =1.49782 ν_d3 =66.83 ｒ₆= ∞ ｄ₆= 0.240 ｒ₇= ∞（絞り）ｄ₇= 0.240 ｒ₈= 6.463 ｄ₈= 0.480 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₉= 2.458 ｄ₉= 0.057 ｒ₁₀= 2.379 ｄ₁₀= 1.576 ｎ_d5 =1.51633 ν_d5 =64.14 ｒ₁₁= -5.579 ｆ_B／ＩＨ 3.818 ＳＦ 2.317 ｆ／ｆ₁ 0.280 ｆ_B／ｄ_S-R 2.921 。

【００５５】（実施例５）ｆ 5.03 Ｆ_NO 2.81 ω 25.2 ° ＩＨ 2.30 ｆ_B 7.643 ｒ₁= 5.836 ｄ₁= 0.900 ｎ_d1 =1.77250 ν_d1 =49.60 ｒ₂= 2.273 ｄ₂= 1.000 ｒ₃= ∞ ｄ₃= 3.800 ｎ_d2 =1.62004 ν_d2 =36.26 ｒ₄= -4.201 ｄ₄= 0.940 ｒ₅= ∞ ｄ₅= 1.000 ｎ_d3 =1.49782 ν_d3 =66.83 ｒ₆= ∞ ｄ₆= 0.300 ｒ₇= ∞（絞り）ｄ₇= 0.300 ｒ₈= ∞ ｄ₈= 0.900 ｎ_d4 =1.84666 ν_d4 =23.78 ｒ₉= 2.645 ｄ₉= 2.900 ｎ_d5 =1.67003 ν_d5 =47.23 ｒ₁₀= -4.07 ｆ_B／ＩＨ 3.323 ＳＦ 2.276 ｆ／ｆ₁ 0.222 ｆ_B／ｄ_S-R 1.864 。

【００５６】ところで、本発明で用いる“ＩＨ”につい
て説明しておく。ＩＨは電子撮像素子の有効面対角長の
１／２の長さである。図６は、電子撮像素子の有効撮像
面の対角長を示す図であり、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、撮像素子であるＣＣＤ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、すなわ
ち、有効面対角長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
明の撮像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
面対角長Ｌは、Ｌのとり得る範囲における最大値とす
る。なお、図６は、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色の画素がモザイク状に配されてい
る画素配列の例を示すものである。

【００５７】さて、以上のような撮像レンズは、撮像レ
ンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ等の撮像素子に受
光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカ
メラやビデオカメラ、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。

【００５８】図７〜図９は、本発明による撮像レンズを
デジタルカメラに組み込んだ構成の概念図を示す。図７
はデジタルカメラ２０の外観を示す前方斜視図、図８は
同後方斜視図、図９はデジタルカメラ２０の構成を示す
側面からの透視図である。デジタルカメラ２０は、この
例の場合、デジタルカメラ本体２１と撮影部２２とで構
成し、カメラ本体２１に対して撮影部２２を両矢符で示
したように回動調整可能（バリアングル）に取り付けて
構成されている。撮影部２２には、入射光軸２３を有す
る本発明による撮影レンズ２４が、反射部材（反射ミラ
ー）１６、撮像素子（ＣＣＤ）１５と共に配置されてお
り、また、カメラ本体２１には、シャッター２５、フラ
ッシュ２６、液晶表示モニター２７等が配置されてい
る。液晶表示モニター２７に表示された被写体を見なが
ら、カメラ本体２１の上部に配置されたシャッター２５
を押圧すると、それに連動して撮影部２２の撮影レンズ
２４、例えば実施例１の撮影レンズを通して撮影が行わ
れる。この際、カメラ本体２１と撮影部２２との角度関
係は任意に設定可能である。なお、この例では、ファイ
ンダーは図示していないが、撮影部２２に共に設けても
省いてもよい。

【００５９】この例で、撮影部２２の撮影レンズ２４の
撮像面に配置される撮像素子１５の短辺方向が入射光軸
２３と略平行となるように反射部材１６が配置されてお
り、反射部材１６を配するスペースが小さくできる配置
となっている。

【００６０】また、撮影部２２の入射光軸２３方向の厚
さを、高さ方向に対して長くしており、装置の高さ方向
をより小さく構成して装置の薄型化を図っている。

【００６１】また、この実施例では、撮像素子１５を入
射光軸２３に対して退避させたことによって生まれた反
対面の裏側のスペースに、バリアングルを行う機構とし
てのシャフト等を配することができ、電子撮像装置全体
のレイアウトの自由度を高めることができる。

【００６２】図１０〜図１１は、本発明による撮像レン
ズをビデオカメラに組み込んだ構成の概念図を示す。図
１０はビデオカメラ３０の外観を示す前方斜視図、図１
１は上方からの透視図である。ビデオカメラ３０は、こ
の例の場合、ビデオカメラ本体３１と、携帯時にカメラ
本体３１に対して折り畳むことができ、また、角度が調
整可能（バリアングル）に取り付けられた液晶表示モニ
ター３２とで構成されており、カメラ本体３１には、入
射光軸３３を有する本発明による撮影レンズ３４が、反
射部材（反射ミラー）１６、撮像素子（ＣＣＤ）１５と
共に配置されており、また、撮影された映像信号を処理
する処理手段３７、その映像信号を記録する記録手段３
８が内蔵されており、さらに、このビデオカメラ３０を
操作するための操作ボタン３６、音声をとるステレオマ
イク３５等が配置されている。液晶表示モニター３２に
表示された被写体を見ながら、操作ボタン３６を操作す
ると、それに連動して撮影レンズ３４、例えば実施例１
の撮影レンズを通して撮影が行われ、その撮影された映
像信号は処理手段３７を介して記録手段３８に録画され
る。この際、カメラ本体３１に対して液晶表示モニター
３２の角度関係は任意に設定可能である。なお、この例
では、ファインダーは図示していないが、設けても省い
てもよい。

【００６３】この例で、撮影レンズ３４の撮像面に配置
される撮像素子１５の長辺方向が入射光軸３３と略平行
となるように反射部材１６が配置されており、撮像装置
のレイアウト自由度が増す。

【００６４】また、入射光軸３３方向の厚さを、幅方向
に対して長くしており、装置の幅方向をより小さく構成
して装置の薄型化を図っている。

【００６５】次に、本発明の撮像レンズが撮影光学系と
して内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持
ち運びに便利な携帯電話を図１２に示す。図１２（ａ）
は携帯電話４０の正面図、図１２（ｂ）は側面図、図１
２（ｃ）は撮影光学系４５の断面図である。図１２
（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４０は、操
作者の声を情報として入力するマイク部４１と、通話相
手の声を出力するスピーカ部４２と、操作者が情報を入
力する入力ダイアル４３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４４と、
撮影光学系４５と、通信電波の送信と受信を行うアンテ
ナ４６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４４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
４５としては、撮影光路４７上に配置された本発明によ
る撮像レンズ、例えば実施例１の撮影レンズが、反射部
材（反射ミラー）１６、撮像素子（ＣＣＤ又はＣ−ＭＯ
Ｓ）１５と共に用いられており、これらは、携帯電話４
０に内蔵されている。また、撮影光学系４５の先端に
は、撮影レンズを保護するためのカバーガラス４９が配
置されている。

【００６６】撮像素子１５で受光された物体像は、撮像
素子１５の端子を介して、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４４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１５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。

【００６７】以上の図１２（ａ）〜（ｃ）に示す構成で
は、携帯電話の高さ方向を抑えることができる。一方、
携帯電話の厚さ方向を抑えるレイアウトを図１３（ａ）
〜（ｃ）に示す。図１３（ａ）は携帯電話４０の変形例
の正面図、図１３（ｂ）は側面図、図１３（ｃ）は断面
図である。動作は図１２（ａ）〜（ｃ）に示すものと同
様なため、異なる点のみを説明する。

【００６８】この構成では、携帯電話４０の側面から光
束が入射するように構成している。そして、反射部材
（反射ミラー）１６が携帯電話４０の厚さ方向に光路を
折り曲げる構成としている。このように構成すること
で、撮影機能を持つ携帯電話４０の薄型化を行うことが
できる。また、この例では、反射面１６の裏側のスペー
スにアンテナ４６が配される構成とし、レイアウト上有
利な構成となっている。

【００６９】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。

【００７０】〔１〕撮影レンズ及びその像側に配され
た電子撮像素子を有する電子撮像装置において、前記撮
影レンズは、負レンズと正レンズとからなる正屈折力の
前群と、物体側より順に、負レンズと正レンズとからな
る正屈折力の後群と、前記前群と前記後群の間に配され
た明るさ絞りとにて構成され、以下の条件を満足するこ
とを特徴とする電子撮像装置。

【００７１】２．８＜ｆ_B／ＩＨ＜４．５・・・（１）２＜ＳＦ＜３・・・（２）ただし、ｆ_Bは撮像レンズのバックフォーカスの空気換
算長、ＩＨは電子撮像素子の有効面対角長の１／２の長
さ、ＳＦは前群における負レンズのシェイプファクター
（Ｒ_F＋Ｒ_R）／（Ｒ_F−Ｒ_R）であり、ここで、Ｒ_F
は負レンズの物体側曲率半径、Ｒ_Rは負レンズの像側曲
率半径である。

【００７２】〔２〕前記前群が、物体側より、負レン
ズ、正レンズの順で配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。

【００７３】〔３〕前記電子撮像装置における最大撮
影半画角ωが以下の条件を満足することを特徴とする上
記１又は２記載の電子撮像装置。

【００７４】２０°＜ω＜３５° ・・・（ａ）〔４〕以下の条件式を満足することを特徴とする上記
１から３の何れか１項記載の電子撮像装置。

【００７５】０．０２＜ｆ／ｆ₁＜０．５０・・・（３）ただし、ｆは撮影レンズ全系の焦点距離、ｆ₁は前群の
焦点距離である。

【００７６】〔５〕以下の条件式を満足することを特
徴とする上記１から４の何れか１項記載の電子撮像装
置。

【００７７】１．５＜ｆ_B／ｄ_S-R＜３・・・（４）ただし、ｄ_S-Rは明るさ絞りから後群最終面までの光軸
上での距離である。

【００７８】〔６〕前記明るさ絞りよりも物体側に光
学フィルターを配したことを特徴とする上記１から５の
何れか１項記載の電子撮像装置。

【００７９】〔７〕前記光学フィルターは、前記前群
と前記明るさ絞りの間に配されたことを特徴とする上記
６記載の電子撮像装置。

【００８０】〔８〕前記後群と前記電子撮像素子の間
に反射部材を配した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。

【００８１】

〔９〕前記反射部材は反射鏡であること
を特徴とする上記８記載の電子撮像装置。

【００８２】〔１０〕前記電子撮像素子の有効撮像領
域は矩形をなし、前記撮影レンズの入射光軸と前記矩形
の長辺方向とが略平行となるように前記反射部材が配さ
れていることを特徴とする上記８記載の電子撮像装置。

【００８３】〔１１〕前記電子撮像素子の有効撮像領
域は矩形をなし、前記撮影レンズの入射光軸と前記矩形
の短辺方向とが略平行となるように前記反射部材が配さ
れていることを特徴とする上記８記載の電子撮像装置。

【００８４】〔１２〕電子撮像装置の入射光軸方向の
厚さが、電子撮像装置の高さ方向又は幅方向に対して長
いことを特徴とする上記８から１１の何れか１項記載の
電子撮像装置。

【００８５】〔１３〕前記高さ方向又は幅方向の中前
記厚さ方向の長さよりも小さい長さを有する方向に光軸
を折り曲げるように前記反射部材を配したことを特徴と
する上記１２記載の電子撮像装置。

【００８６】〔１４〕前記電子撮像装置は、前記撮影
レンズを配する撮影部を電子撮像装置本体に対して相対
位置が変更可能に構成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。

【００８７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、電子撮像素子を水平配置して高さを低くする
ために反射部材配置に必要となるスペースを確保しなが
らも、全長も短く抑えられ、なおかつ低コストの電子撮
像装置及び撮像光学系を提供することができる。

【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撮影レンズ
の実施例１のレンズ断面図と収差図である。

【図２】本発明の電子撮像装置に用いられる撮影レンズ
の実施例２のレンズ断面図と収差図である。

【図３】本発明の電子撮像装置に用いられる撮影レンズ
の実施例３のレンズ断面図と収差図である。

【図４】本発明の電子撮像装置に用いられる撮影レンズ
の実施例４のレンズ断面図と収差図である。

【図５】本発明の電子撮像装置に用いられる撮影レンズ
の実施例５のレンズ断面図と収差図である。

【図６】電子撮像素子の有効撮像面の対角長を示す図で
ある。

【図７】本発明による撮像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８】図７のデジタルカメラの後方斜視図である。

【図９】図７のデジタルカメラの構成を示す側面からの
透視図である。

【図１０】本発明による撮像レンズを組み込んだビデオ
カメラの外観を示す前方斜視図である。

【図１１】図１０のビデオカメラの上方からの透視図で
ある。

【図１２】本発明による撮影レンズを組み込れた携帯電
話の正面図、側面図、その撮影光学系の断面図である。

【図１３】本発明による撮影レンズを組み込れた携帯電
話の変形例の正面図、側面図、断面図である。

【図１４】本発明に用いる撮影レンズの近軸構成を検討
するための図である。

【図１５】撮影レンズから射出する光線による反射部材
スペースを説明するための図である。

【図１６】本発明に基づき光学フィルター配置位置を検
討するための図である。

【図１７】像面サイズの小型化のみでは撮像ユニットの
小型化に限界があることを説明するための図である。

【符号の説明】

Ｇ１…前群Ｇ２…後群Ｓ…開口絞りＦ…光学フィルターＩ…像面１０…枠（レンズ鏡筒）１１…撮像レンズ１２…開口絞り１３…光学フィルター１４…カバーガラス１５…撮像素子（ＣＣＤ）１６…反射部材（反射ミラー）１７…フレア絞り２０…デジタルカメラ２１…デジタルカメラ本体２２…撮影部２３…入射光軸２４…撮影レンズ２５…シャッター２６…フラッシュ２７…液晶表示モニター３０…ビデオカメラ３１…ビデオカメラ本体３２…液晶表示モニター３３…入射光軸３４…撮影レンズ３５…ステレオマイク３６…操作ボタン３７…処理手段３８…記録手段４０…携帯電話４１…マイク部４２…スピーカ部４３…入力ダイアル４４…モニター４５…撮影光学系４６…アンテナ４７…撮影光路４９…カバーガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影レンズ及びその像側に配された電子
撮像素子を有する電子撮像装置において、前記撮影レンズは、負レンズと正レンズとからなる正屈
折力の前群と、物体側より順に、負レンズと正レンズと
からなる正屈折力の後群と、前記前群と前記後群の間に
配された明るさ絞りとにて構成され、以下の条件を満足
することを特徴とする電子撮像装置。２．８＜ｆ_B／ＩＨ＜４．５・・・（１）２＜ＳＦ＜３・・・（２）ただし、ｆ_Bは撮像レンズのバックフォーカスの空気換
算長、ＩＨは電子撮像素子の有効面対角長の１／２の長
さ、ＳＦは前群における負レンズのシェイプファクター
（Ｒ_F＋Ｒ_R）／（Ｒ_F−Ｒ_R）であり、ここで、Ｒ_F
は負レンズの物体側曲率半径、Ｒ_Rは負レンズの像側曲
率半径である。
【請求項２】以下の条件式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。０．０２＜ｆ／ｆ₁＜０．５０・・・（３）ただし、ｆは撮影レンズ全系の焦点距離、ｆ₁は前群の
焦点距離である。
【請求項３】以下の条件式を満足することを特徴とす
る請求項１又は２記載の電子撮像装置。１．５＜ｆ_B／ｄ_S-R＜３・・・（４）ただし、ｄ_S-Rは明るさ絞りから後群最終面までの光軸
上での距離である。
【請求項４】前記明るさ絞りよりも物体側に光学フィ
ルターを配したことを特徴とする請求項１から３の何れ
か１項記載の電子撮像装置。
【請求項５】前記後群と前記電子撮像素子の間に反射
部材を配したことを特徴とする請求項１から４の何れか
１項記載の電子撮像装置。