JP2006284790A - 電子撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高変倍比であり、厚さを薄くでき、カメラ全体のコンパクト性を向上させる。
【解決手段】物体側より順に、負の第1レンズ群G1と、正の第2レンズ群G2とを有し、G1内のレンズが、最も物体側に配置された両凹負単レンズL11と最も像側に配置された正レンズ成分のみであるズーム光学系と、ズーム光学系の像側に配された電子撮像素子と、電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる画像処理部１８とを備える。ズーム光学系が無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。 0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.97 0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.93ただし、fwは広角端におけるズーム光学系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の最大像高、ｙ０７は０．７＊ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
【選択図】図３
【解決手段】物体側より順に、負の第1レンズ群G1と、正の第2レンズ群G2とを有し、G1内のレンズが、最も物体側に配置された両凹負単レンズL11と最も像側に配置された正レンズ成分のみであるズーム光学系と、ズーム光学系の像側に配された電子撮像素子と、電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる画像処理部１８とを備える。ズーム光学系が無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。 0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.97 0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.93ただし、fwは広角端におけるズーム光学系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の最大像高、ｙ０７は０．７＊ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
【選択図】図３
Description
本発明は、ズームレンズとそれを用いた電子撮像装置に関し、特に、奥行き方向の薄型化を実現した、ビデオカメラやデジタルカメラを始めとする電子撮像装置に関するものである。
近年、銀塩３５ｍｍフィルム（１３５フォーマット）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。
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が薄く使い勝手の良好なビデオカメラ、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。
最近におけるカメラボディ薄型化技術の主流は、撮影時には光学系がカメラボディ内から突出しているが、携帯時には収納するいわゆる沈胴式鏡筒を採用することである。沈胴式鏡筒を採用して効果的に薄型化できる可能性を有する光学系の例としては、特許文献１乃至３に記載されたものがある。これらは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１群と、正の屈折力を含む第２群とを有しており、共に変倍時には移動する。
特開平１０−２１３７４５号公報
特開２００２−７２０９５号公報
特開２００２-９０６２４号公報
特開２００４−４５３３号公報
特開２００４−２６４３４３号公報
特開２００４−１６３４７７号公報
また、光学系の光路（光軸）をミラー等の反射光学素子で折り曲げる構成がとりやすいズーム光学系として、特許文献４乃至６に記載のものがある。特に、特許文献５では、電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる画像処理過程を付加させることが開示されている。
しかしながら、特にズーム比が3倍程度以上で、奥行き方向をもっと薄くしたり、光学系全長や収納寸法を短くしたり、カメラ全体のコンパクト性を更に向上させたいという要望がある。また、沈胴タイプは前玉径を小さくして鏡筒をコンパクトに構成させることによりボディ全体をコンパクトにしたいという要望もある。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高変倍比でありながら、奥行き方向の厚さを更に薄くすることができ、カメラ全体のコンパクト性を更に向上させることのできる電子撮像装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明による電子撮像装置は、物体側より順に負の第1レンズ群と正の第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群内の屈折力を有するレンズが最も物体側に配置された両凹負単レンズと最も像側に配置された正レンズ成分のみであるズーム光学系と、該ズーム光学系の像側に配された電子撮像素子と、前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる画像処理部とを備えた電子撮像装置であって、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.97 （１）
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.93 （２）
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、レンズ成分とはそのレンズの最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面のみが空気と接触しており且つその間には空気間隔がないものであり単レンズ又は接合レンズを１単位とする。
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.97 （１）
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.93 （２）
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、レンズ成分とはそのレンズの最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面のみが空気と接触しており且つその間には空気間隔がないものであり単レンズ又は接合レンズを１単位とする。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする。
0.03<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.15 （３）
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
0.03<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.15 （３）
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする。
0.33<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93 （４）
ただし、R1は第１レンズ群における負単レンズの物体側の曲率半径、R2は第１レンズ群における負単レンズの像側の曲率半径である。
0.33<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93 （４）
ただし、R1は第１レンズ群における負単レンズの物体側の曲率半径、R2は第１レンズ群における負単レンズの像側の曲率半径である。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする。
ndA>1.70 （５）
ただし、ndAは第１レンズ群における負単レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
ndA>1.70 （５）
ただし、ndAは第１レンズ群における負単レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
-3.1<f1/fw<-1.5 （６）
ただし、f1は第１レンズ群の焦点距離、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。
-3.1<f1/fw<-1.5 （６）
ただし、f1は第１レンズ群の焦点距離、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
-0.85<(R3-R4)/(R3+R4)<-0.008 （７）
ただし、R3は第１レンズ群における正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径、R4は第１レンズ群における正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径である。
-0.85<(R3-R4)/(R3+R4)<-0.008 （７）
ただし、R3は第１レンズ群における正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径、R4は第１レンズ群における正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径である。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記第1レンズ群が物体側より順に両凹負単レンズ、反射部材、正レンズ成分からなることを特徴とする。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記第1レンズ群が物体側より順に両凹負単レンズ、正レンズ成分からなることを特徴とする。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記正レンズ成分が正の単レンズであることを特徴とする。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記正レンズ成分が負の単レンズと正の単レンズとの接合レンズであることを特徴とする。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、ズーム群が、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群から構成され、この2つの群のみが移動することで焦点距離を変化させることを特徴とする。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、ズーム群が、物体側から順に前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群と、1つのレンズからなる第３レンズ群から構成され、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群が移動することで焦点距離を変化させることを特徴とする。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群のみが移動することで焦点距離を変化させることを特徴とする。
本発明によれば、高変倍比でありながら、奥行き方向の厚さを更に薄くすることができ、カメラ全体のコンパクト性を更に向上させることのできる電子撮像装置を提供することができる。
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明による電子撮像装置は、物体側より順に負の第1レンズ群と正の第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群内の屈折力を有するレンズが最も物体側に配置された両凹負単レンズと最も像側に配置された正レンズ成分のみであるズーム光学系と、該ズーム光学系の像側に配された電子撮像素子と、前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる画像処理部とを備えた電子撮像装置であって、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.97 （１）
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.93 （２）
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、レンズ成分とはそのレンズの最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面のみが空気と接触しており且つその間には空気間隔がないものであり単レンズ又は接合レンズを１単位とする。
本発明によれば、最も物点に近い負単レンズを両凹レンズにすることで、レンズの厚みを抑えつつ、負パワーを強くし、より広い画角を得るとともにレンズ径の小型化に寄与する。また、両凹レンズにすることで特にワイド側の軸外の色収差やコマ収差を効率的に補正できる。また、ここで補正するのが難しくなる歪曲収差は画像処理部で補正することで全体の画像の質を向上させる。（画像処理部では、コマ収差の補正より歪曲収差の補正の方がシステムへの負荷をかけることなくできる。）即ち、この構成は光学系の構成で前玉径の小型化とコマ収差の補正を効率的に行い、画像処理で全体の画質の劣化を抑えながら歪曲収差を効率的に補正することができる。
前記条件式（１）および（２）において、いずれも下限を下回ると画像の歪みが大きくなり、電気的画像処理による補正の際に、画面周辺部の像の解像力の劣化が大きくなる。上限を上回るると、各レンズ群の径、厚さが大きくなってしまう。
この場合、下記条件式（１'）および（２'）を満足すると、より好ましい。
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.96 （１'）
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.91 （２'）
本発明による電子撮像装置は、物体側より順に負の第1レンズ群と正の第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群内の屈折力を有するレンズが最も物体側に配置された両凹負単レンズと最も像側に配置された正レンズ成分のみであるズーム光学系と、該ズーム光学系の像側に配された電子撮像素子と、前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる画像処理部とを備えた電子撮像装置であって、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする。
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.97 （１）
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.93 （２）
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、レンズ成分とはそのレンズの最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面のみが空気と接触しており且つその間には空気間隔がないものであり単レンズ又は接合レンズを１単位とする。
本発明によれば、最も物点に近い負単レンズを両凹レンズにすることで、レンズの厚みを抑えつつ、負パワーを強くし、より広い画角を得るとともにレンズ径の小型化に寄与する。また、両凹レンズにすることで特にワイド側の軸外の色収差やコマ収差を効率的に補正できる。また、ここで補正するのが難しくなる歪曲収差は画像処理部で補正することで全体の画像の質を向上させる。（画像処理部では、コマ収差の補正より歪曲収差の補正の方がシステムへの負荷をかけることなくできる。）即ち、この構成は光学系の構成で前玉径の小型化とコマ収差の補正を効率的に行い、画像処理で全体の画質の劣化を抑えながら歪曲収差を効率的に補正することができる。
前記条件式（１）および（２）において、いずれも下限を下回ると画像の歪みが大きくなり、電気的画像処理による補正の際に、画面周辺部の像の解像力の劣化が大きくなる。上限を上回るると、各レンズ群の径、厚さが大きくなってしまう。
この場合、下記条件式（１'）および（２'）を満足すると、より好ましい。
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.96 （１'）
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.91 （２'）
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする。
0.03<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.15 （３）
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
前記条件式（３）を満足することで、画像の電気的加工による画質劣化の影響を小さく抑えることと、光学系の小型化との良好なバランスを得ることができる。
条件式（３）において、下限を下回ると各レンズ群の径と厚さ方向の大きさが大きくなり、上限を上回ると画像処理による画像の電気的加工により周辺部の画質の劣化が著しくなる。
この場合、下記条件式（３'）を満足すると、より好ましい。
0.05<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.10 （３'）
0.03<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.15 （３）
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。
前記条件式（３）を満足することで、画像の電気的加工による画質劣化の影響を小さく抑えることと、光学系の小型化との良好なバランスを得ることができる。
条件式（３）において、下限を下回ると各レンズ群の径と厚さ方向の大きさが大きくなり、上限を上回ると画像処理による画像の電気的加工により周辺部の画質の劣化が著しくなる。
この場合、下記条件式（３'）を満足すると、より好ましい。
0.05<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.10 （３'）
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする。
0.33<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93 （４）
ただし、R1は第１レンズ群における負単レンズの物体側の曲率半径、R2は第１レンズ群における負単レンズの像側の曲率半径である。
前記条件式（４）は負単レンズの形状をあらわしており、下限を下回ると、R1のサグ量が大きくなりレンズの厚さが大きくなってしまうか、またはR2のパワーが小さくなり十分な画角を稼ぐことが困難になる。また、上限を上回ると、R2のサグ量が大きくなり第１レンズ群の厚さが大きくなってしまうか、またはR1のパワーが小さくなり十分な画角を稼ぐことが困難になる。
この場合、下記条件式（４'）を満足すると、より好ましい。
0.5<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93 （４'）
また、下記条件式（４''）を満足すると、更に好ましい。
0.4<(R1+R2)/(R1-R2)<0.88 （４''）
0.33<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93 （４）
ただし、R1は第１レンズ群における負単レンズの物体側の曲率半径、R2は第１レンズ群における負単レンズの像側の曲率半径である。
前記条件式（４）は負単レンズの形状をあらわしており、下限を下回ると、R1のサグ量が大きくなりレンズの厚さが大きくなってしまうか、またはR2のパワーが小さくなり十分な画角を稼ぐことが困難になる。また、上限を上回ると、R2のサグ量が大きくなり第１レンズ群の厚さが大きくなってしまうか、またはR1のパワーが小さくなり十分な画角を稼ぐことが困難になる。
この場合、下記条件式（４'）を満足すると、より好ましい。
0.5<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93 （４'）
また、下記条件式（４''）を満足すると、更に好ましい。
0.4<(R1+R2)/(R1-R2)<0.88 （４''）
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする。
ndA>1.70 （５）
ただし、ndAは第１レンズ群における負単レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
前記条件式（５）は負単レンズの屈折率を規制しており、この条件式を満足することにより、R1およびR2のサグ量をより小さくできるので、小型化に好ましい。特に、コマ収差の補正と前玉径の小型化にも効果がある。
ndA>1.70 （５）
ただし、ndAは第１レンズ群における負単レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。
前記条件式（５）は負単レンズの屈折率を規制しており、この条件式を満足することにより、R1およびR2のサグ量をより小さくできるので、小型化に好ましい。特に、コマ収差の補正と前玉径の小型化にも効果がある。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
-3.1<f1/fw<-1.5 （６）
ただし、f1は第１レンズ群の焦点距離、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。
前記条件式（６）は広角端での全系の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の比を規定するものであり、下限を下回ると第１レンズ群のパワーが弱くなりすぎて第1レンズ群の径、厚さをより小さくすることが難しくなる。上限を上回ると第１レンズ群のパワーが強くなりすぎるので収差補正上好ましくない。
-3.1<f1/fw<-1.5 （６）
ただし、f1は第１レンズ群の焦点距離、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。
前記条件式（６）は広角端での全系の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の比を規定するものであり、下限を下回ると第１レンズ群のパワーが弱くなりすぎて第1レンズ群の径、厚さをより小さくすることが難しくなる。上限を上回ると第１レンズ群のパワーが強くなりすぎるので収差補正上好ましくない。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
-0.85<(R3-R4)/(R3+R4)<-0.008 （７）
ただし、R3は第１レンズ群における正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径、R4は第１レンズ群における正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径である。
前記条件式（７）は正レンズの形状をあらわしており、下限を下回ると正レンズの厚さをより薄くしづらくなる。上限を上回るとR4面での屈折が大になり、球面収差、コマ収差を良好に補正することが難しくなる。
-0.85<(R3-R4)/(R3+R4)<-0.008 （７）
ただし、R3は第１レンズ群における正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径、R4は第１レンズ群における正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径である。
前記条件式（７）は正レンズの形状をあらわしており、下限を下回ると正レンズの厚さをより薄くしづらくなる。上限を上回るとR4面での屈折が大になり、球面収差、コマ収差を良好に補正することが難しくなる。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記第1レンズ群が物体側より順に両凹負単レンズ、反射部材、正レンズ成分からなることを特徴とする。
第１レンズ群内の反射部材で光軸を折り曲げることで撮像装置からレンズ部が繰出さないような構成にできるため、撮像装置の薄型化および電源オンからのセットアップ時間短縮のためにも都合が良い。また防水、防塵のためにも都合が良い。
第１レンズ群内の反射部材で光軸を折り曲げることで撮像装置からレンズ部が繰出さないような構成にできるため、撮像装置の薄型化および電源オンからのセットアップ時間短縮のためにも都合が良い。また防水、防塵のためにも都合が良い。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記第1レンズ群が物体側より順に両凹負単レンズ、正レンズ成分からなることを特徴とする。
コスト、性能、製造の難易度を考慮した場合、構成が最もバランスがよく、また軽量化の面でも有利である。
コスト、性能、製造の難易度を考慮した場合、構成が最もバランスがよく、また軽量化の面でも有利である。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記正レンズ成分が正の単レンズであることを特徴とする。
これにより、コストやコンパクト化の点で有利である。
これにより、コストやコンパクト化の点で有利である。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、前記正レンズ成分が負の単レンズと正の単レンズとの接合レンズであることを特徴とする。
これにより、特に倍率の色を良好に補正できる。
これにより、特に倍率の色を良好に補正できる。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、ズーム群が、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群から構成され、この2つの群のみが移動することで焦点距離を変化させることを特徴とする。
これにより、単純な構成で且つコンパクトなカメラを構成できる。
これにより、単純な構成で且つコンパクトなカメラを構成できる。
また、本発明による電子撮像装置は、好ましくは、ズーム群が、物体側から順に前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群と、1つのレンズからなる第３レンズ群から構成され、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群が移動することで焦点距離を変化させるか、又は、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群のみが移動することで焦点距離を変化させることを特徴とする。
これにより、少ない構成枚数で、また、高い変倍レンズ系をよりコンパクトなカメラで構成できる。
これにより、少ない構成枚数で、また、高い変倍レンズ系をよりコンパクトなカメラで構成できる。
一般的に、広角端の画角が大きいか、または、ズーム比が大きくなると、像高に対する前玉径は大きくなる。
ここで、像の歪曲をデジタル補正するための基本的概念について説明する。
例えば、図１に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円周上（像高）での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点をほぼ放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正する。例えば、図１において、半径Ｒの円の内側に位置する任意の半径ｒ１（ω）の円周上の点Ｐ１は、円の中心に向けて補正すべき半径ｒ１'（ω）円周上の点Ｐ２に移動させる。また、半径Ｒの円の外側に位置する任意の半径ｒ２（ω）の円周上の点Ｑ１は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径ｒ２'（ω）の円周上の点Ｑ２に移動させる。ここで、ｒ'（ω）は次のように表わすことができる。
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω （０≦α≦１）
但し、ωは被写体半画角、ｆは結像光学系（本発明ではズーム光学系）の焦点距離である。
ここで、前記半径Ｒの円上（像高）に対応する理想像高をＹとすると、
α＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／ｆｔａｎω
となる。
例えば、図１に示すように、光軸と撮像面との交点を中心として有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円周上（像高）での倍率を固定し、この円周を補正の基準とする。そして、それ以外の任意の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点をほぼ放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正する。例えば、図１において、半径Ｒの円の内側に位置する任意の半径ｒ１（ω）の円周上の点Ｐ１は、円の中心に向けて補正すべき半径ｒ１'（ω）円周上の点Ｐ２に移動させる。また、半径Ｒの円の外側に位置する任意の半径ｒ２（ω）の円周上の点Ｑ１は、円の中心から離れる方向に向けて補正すべき半径ｒ２'（ω）の円周上の点Ｑ２に移動させる。ここで、ｒ'（ω）は次のように表わすことができる。
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω （０≦α≦１）
但し、ωは被写体半画角、ｆは結像光学系（本発明ではズーム光学系）の焦点距離である。
ここで、前記半径Ｒの円上（像高）に対応する理想像高をＹとすると、
α＝Ｒ／Ｙ＝Ｒ／ｆｔａｎω
となる。
光学系は、理想的には、光軸に対して回転対称であり、すなわち歪曲収差も光軸に対して回転対称に発生する。従って、上述のように、光学的に発生した歪曲収差を電気的に補正する場合には、再現画像上で光軸と撮像面との交点を中心とした有効撮像面の長辺に内接する半径Ｒの円の円周上（像高）の倍率を固定して、それ以外の半径ｒ（ω）の円周上（像高）の各点をほぼ放射方向に移動させて、半径ｒ'（ω）となるように同心円状に移動させることで補正することができれば、データ量や演算量の点で有利と考えられる。
ところが、光学像は、前記電子撮像素子で撮像された時点で（サンプリングのため）連続量ではなくなる。従って、厳密には前記光学像上に描かれる上記半径Ｒの円も、前記電子撮像素子上の画素が放射状に配列されていない限り正確な円ではなくなる。つまり、離散的座標点毎に表わされる画像データの形状補正においては、上記倍率を固定できる円は存在しない。そこで、各画素（Ｘｉ，Ｙｊ）毎に、移動先の座標（Ｘｉ'，Ｙｊ'）を決める方法を用いるのがよい。なお、座標（Ｘｉ'，Ｙｊ'）に（Ｘｉ，Ｙｊ）の２点以上が移動してきた場合には、各画素が有する値の平均値をとる。また、移動してくる点がない場合には、周囲のいくつかの画素の座標（Ｘｉ'，Ｙｉ'）の値を用いて補間すればよい。
このような方法は、特に光学系や電子撮像素子の製造誤差などのために光軸に対して歪みズームレンズを有する電子撮像装置が著しく、前記光学像上に描かれる上記半径Ｒの円が非対称になった場合の補正に有効である。また、撮像素子或いは各種出力装置において信号を画像に再現する際に幾何学的歪みなどが発生する場合などの補正に有効である。また、トーリック面その他の回転非対称面などを応用すれば、プリズムをさらに小型化でき、電子撮像装置のさらなる薄型化が可能であるが、その場合においてもこの補正方法は有効である。
本発明の電子撮像装置では、補正量ｒ'（ω）−ｒ（ω）を計算するために、ｒ（ω）即ち半画角と像高との関係、或いは、実像高ｒと理想像高ｒ'／αとの関係が、電子撮像装置に内蔵された記録媒体に記録されている構成としても良い。
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Ｒが、次の条件式を満足するのが良い。
０ ≦ Ｒ ≦ ０．６Ｌｓ
但し、Ｌｓは有効撮像面の短辺の長さである。
好ましくは、前記半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
０．３Ｌｓ ≦ Ｒ ≦ ０．６Ｌｓ
さらには、前記半径Ｒは、ほぼ有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径Ｒ＝０の近傍、即ち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画像数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
なお、歪曲補正後の画像が短辺方向の両端において光量が極端に不足することのないようにするには、前記半径Ｒが、次の条件式を満足するのが良い。
０ ≦ Ｒ ≦ ０．６Ｌｓ
但し、Ｌｓは有効撮像面の短辺の長さである。
好ましくは、前記半径Ｒは、次の条件式を満足するのがよい。
０．３Ｌｓ ≦ Ｒ ≦ ０．６Ｌｓ
さらには、前記半径Ｒは、ほぼ有効撮像面の短辺方向の内接円の半径に一致させるのが最も有利である。なお、半径Ｒ＝０の近傍、即ち、軸上近傍において倍率を固定した補正の場合は、実質画像数の面で若干の不利があるが、広角化しても小型化にするための効果は確保できる。
なお、補正が必要な焦点距離区間については、いくつかの焦点ゾーンに分割する。そして、該分割された焦点ゾーン内の望遠端近傍で、ほぼ
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した１つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による即手に基づいて決定しておけば良い。そして、前記分割されたゾーン内の望遠鏡近傍でほぼ
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合と同じ補正量で補正してもよい。ただし、その場合、分割された焦点ゾーン内の広角端において樽型歪曲量がある程度残存してしまう。また、分割ゾーン数を増加させてしまうと、補正のために必要な固有データを記録媒体に余計に保有する必要が生じあまり好ましくない。そこで、分割された焦点ゾーン内の各焦点距離に関連した１つ又は数個の係数を予め算出しておく。この係数は、シミュレーションや実機による即手に基づいて決定しておけば良い。そして、前記分割されたゾーン内の望遠鏡近傍でほぼ
ｒ'（ω）＝αｆｔａｎω
を満足する補正結果が得られる場合の補正量を算出し、この補正量に対して焦点距離毎に前記係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
ところで、無限遠物体を結像させて得られた像に歪曲がない場合は、
ｆ＝ｙ／ｔａｎω
が成立する。ただし、ｙは像点の光軸からの高さ（像高）、ｆは結像系（本発明ではズーム光学系）の焦点距離、ωは前記撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度（被写体半画角）である。
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω
となる。
つまり、結像系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
ｆ＝ｙ／ｔａｎω
が成立する。ただし、ｙは像点の光軸からの高さ（像高）、ｆは結像系（本発明ではズーム光学系）の焦点距離、ωは前記撮像面上の中心からｙの位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度（被写体半画角）である。
結像系に樽型の歪曲収差がある場合は、
ｆ＞ｙ／ｔａｎω
となる。
つまり、結像系の焦点距離ｆと、像高ｙとを一定とすると、ωの値は大きくなる。
下記条件式（８）はズーム光学系の広角端における樽型歪曲の度合いを規定したものである。
０．８５ ＜ ｙ０７／（ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ） ＜ ０．９７ …（８）
但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ０７は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ１０としたときに０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効 撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。より詳しくは、図２に示すように、ω０７ｗは、像高ｙ０７の位置を通過する主光線と光軸とがなす物体側における角度であって、物体側からズーム光学系の前側主点位置に向かう主光線が光軸となす角度である。
条件式（８）を満足すれば、光学系の大きさを小型に維持しながら広い視野角に亘って像として取り込むことができ、かつ、上述の電子撮像装置に内蔵されている信号処理系等による画像処理で、画角周辺部の放射方向への引き伸ばし率が高くなることなく画像周辺部の鮮鋭度の劣化も目立たせずに光学系の歪曲収差による画像歪みを補正することができる。
０．８５ ＜ ｙ０７／（ｆｗ・ｔａｎω０７ｗ） ＜ ０．９７ …（８）
但し、ｆｗは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ０７は電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ１０としたときに０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効 撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。より詳しくは、図２に示すように、ω０７ｗは、像高ｙ０７の位置を通過する主光線と光軸とがなす物体側における角度であって、物体側からズーム光学系の前側主点位置に向かう主光線が光軸となす角度である。
条件式（８）を満足すれば、光学系の大きさを小型に維持しながら広い視野角に亘って像として取り込むことができ、かつ、上述の電子撮像装置に内蔵されている信号処理系等による画像処理で、画角周辺部の放射方向への引き伸ばし率が高くなることなく画像周辺部の鮮鋭度の劣化も目立たせずに光学系の歪曲収差による画像歪みを補正することができる。
本発明において、敢えて光学系で意図的に歪曲収差を出しておき、電子撮像素子で撮像後に電気的に画像処理して歪みを補正するような構成としたのは、光学系の小型化と広角化や高変倍化等を満たすためである。従って、本発明では、光学系自体のサイズに無駄がないように、光学系を選択することも重要である。
以下、本発明の実施例を図面および数値データを用いて説明する。
第１実施例
図３は本発明によるズーム光学系の第１実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図４は第１実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
第１実施例
図３は本発明によるズーム光学系の第１実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図４は第１実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
第１実施例の４群ズーム光学系は、物体側より順に、負の第１レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の第２レン群G2と、負の第３レンズ群G3と、正の第４レンズ群G4とで構成されている。LPFは光学ローパスフィルター、CGはカバーガラス、IはCCD等の電子撮像素子の撮像面である。
第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、光路折り曲げプリスムPと、負の第２レンズL１2と正の第３レンズL１3との接合レンズで構成されている。負の第１レンズL１1は、像側に非球面を有する両凹レンズである。負の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、正の第３レンズL１3も物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、両面に非球面を有する正の第１レンズL２1と、正の第２レンズL22と負の第３レンズL23との接合レンズで構成されている。正の第１レンズL２1は両凸レンズであり、正の第２レンズL22は両凸レンズであり、負の第３レンズL23は両凹負レンズである。
負の第３レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた一枚の負メニスカスレンズL31で構成されている。
正の第４レンズ群G4は、両面に非球面を有する一枚の両凸正レンズL４1で構成されている。
第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、光路折り曲げプリスムPと、負の第２レンズL１2と正の第３レンズL１3との接合レンズで構成されている。負の第１レンズL１1は、像側に非球面を有する両凹レンズである。負の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、正の第３レンズL１3も物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、両面に非球面を有する正の第１レンズL２1と、正の第２レンズL22と負の第３レンズL23との接合レンズで構成されている。正の第１レンズL２1は両凸レンズであり、正の第２レンズL22は両凸レンズであり、負の第３レンズL23は両凹負レンズである。
負の第３レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた一枚の負メニスカスレンズL31で構成されている。
正の第４レンズ群G4は、両面に非球面を有する一枚の両凸正レンズL４1で構成されている。
また、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群G1と第２レンズ群G2との間隔が減少し、第３レンズ群G３と第４レンズ群G4との間隔が増大するように、第２および第３レンズ群G2およびG3が物体側に移動し、且つ第３レンズ群G3が像側へ移動するズーム方式を採用している。即ち、第１レンズ群G1及び第４レンズ群Ｇ４は固定、第２レンズ群G2は物体側へ常に移動、第３レンズ群G3は物体側に凸の軌跡を描いて移動する。絞りSは第２レンズ群G2と一体に移動するようになっている。
次に、第１実施例のズーム光学系を構成する光学部材の数値データを示す。このデータ中、Rは光学部材の各面の曲率半径、Dは前記各面間の間隔、Ndは各光部材のｄ線での屈折率、Vdは各光部材のアッべ数、ｆは焦点距離、FNO.はFナンバー、ωは半画角を表している。なお、非球面係数は、光軸方向をｚ、光軸方向に直交する方向をｙにとり、Rを各レンズ面の光軸上の曲率半径、ｋを円錐係数、A４、A6、A8、A10、A12を非球面係数としたとき、下記の式で表される。
ｚ＝(y2/r）/[1＋{1-(1＋K）×(y/r）2}1/2]＋A4y4＋A6y6＋A8y8＋A10y10＋A12y12
なお、例えば、非球面係数A4＝-1.31300e-04はA4＝-1.31300×10-4とも表示され得るが、本データ中では、非球面係数を前者の形式で表示してある。
これらの記号および表示形式は、後述の各実施例の数値データにおいても共通に用いられている。
ｚ＝(y2/r）/[1＋{1-(1＋K）×(y/r）2}1/2]＋A4y4＋A6y6＋A8y8＋A10y10＋A12y12
なお、例えば、非球面係数A4＝-1.31300e-04はA4＝-1.31300×10-4とも表示され得るが、本データ中では、非球面係数を前者の形式で表示してある。
これらの記号および表示形式は、後述の各実施例の数値データにおいても共通に用いられている。
ｆ＝6.45〜18.62ｍｍ FNO.＝3.2〜6.0 ２ω＝63.6°〜21.4°
面番 R D Nd Vd
1 -67.100 1.20 1.81474 37.03
2 9.884 （非球面） 1.50
3 ∞ 7.30 1.80400 46.57
4 ∞ 0.80
5 12.008 1.00 1.72916 54.68
6 7.519 1.69 1.84666 23.78
7 12.236 D7
8 ∞（絞り） 0.70
9 10.781 （非球面） 2.43 1.58913 61.25
10 -10.394 （非球面） 0.10
11 8.942 3.05 1.81600 46.62
12 -8.006 0.73 1.90366 31.31
13 5.267 D13
14 11.734 1.20 1.65160 58.55
15 6.220 D15
16 23.546（非球面） 2.70 1.52542 55.78
17 -9.313（非球面） 1.40
18 ∞ 0.88 1.54771 62.84
19 ∞ 0.89
20 ∞ 0.50 1.51633 64.14
21 ∞ 0.62
22 ∞ （像面）
面番 R D Nd Vd
1 -67.100 1.20 1.81474 37.03
2 9.884 （非球面） 1.50
3 ∞ 7.30 1.80400 46.57
4 ∞ 0.80
5 12.008 1.00 1.72916 54.68
6 7.519 1.69 1.84666 23.78
7 12.236 D7
8 ∞（絞り） 0.70
9 10.781 （非球面） 2.43 1.58913 61.25
10 -10.394 （非球面） 0.10
11 8.942 3.05 1.81600 46.62
12 -8.006 0.73 1.90366 31.31
13 5.267 D13
14 11.734 1.20 1.65160 58.55
15 6.220 D15
16 23.546（非球面） 2.70 1.52542 55.78
17 -9.313（非球面） 1.40
18 ∞ 0.88 1.54771 62.84
19 ∞ 0.89
20 ∞ 0.50 1.51633 64.14
21 ∞ 0.62
22 ∞ （像面）
非球面係数
面番 R k
2 9.884 0.000
A4 A6 A8 A10 A12
-1.31300e-04 2.97528e-05 -2.75471e-06 1.20347e-07 -2.02603e-09
面番 R k
9 10.781 0.000
A4 A6 A8 A10
-7.58378e-04 -5.07344e-05 1.86460e-06 -3.68215e-07
面番 R k
10 -10.394 0.000
A4 A6 A8 A10
-3.63767e-04 -4.26261e-05 4.29324e-07 -1.75891e-07
面番 R k
16 23.546 0.000
A4 A6 A8 A10
-6.23936e-04 1.37158e-04 -1.02433e-05 2.65418e-07
面番 R k
17 -9.313 0.000
A4 A6 A8 A10 A12
-1.64033e-04 8.38956e-05 -2.36184e-06 -2.14260e-07 9.65083e-09
面番 R k
2 9.884 0.000
A4 A6 A8 A10 A12
-1.31300e-04 2.97528e-05 -2.75471e-06 1.20347e-07 -2.02603e-09
面番 R k
9 10.781 0.000
A4 A6 A8 A10
-7.58378e-04 -5.07344e-05 1.86460e-06 -3.68215e-07
面番 R k
10 -10.394 0.000
A4 A6 A8 A10
-3.63767e-04 -4.26261e-05 4.29324e-07 -1.75891e-07
面番 R k
16 23.546 0.000
A4 A6 A8 A10
-6.23936e-04 1.37158e-04 -1.02433e-05 2.65418e-07
面番 R k
17 -9.313 0.000
A4 A6 A8 A10 A12
-1.64033e-04 8.38956e-05 -2.36184e-06 -2.14260e-07 9.65083e-09
ズームデータ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.454 10.602 18.615
ＦＮＯ． 3.22 4.40 6.03
画角（2ω） 63.6° 38.3° 21.4°
D7 13.61 8.07 2.00
D13 3.00 3.09 9.80
D15 2.73 8.18 7.53
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.454 10.602 18.615
ＦＮＯ． 3.22 4.40 6.03
画角（2ω） 63.6° 38.3° 21.4°
D7 13.61 8.07 2.00
D13 3.00 3.09 9.80
D15 2.73 8.18 7.53
第２実施例
図５は本発明によるズーム光学系の第２実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図４は第２実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
図５は本発明によるズーム光学系の第２実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図４は第２実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
第２実施例の４群ズーム光学系は、物体側より順に、負の第１レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の第２レン群G2と、負の第３レンズ群G3と、正の第４レンズ群G4とで構成されている。LPFは光学ローパスフィルター、CGはカバーガラス、IはCCD等の電子撮像素子の撮像面である。
第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、光路折り曲げプリスムPと、負の第２レンズL１2と正の第３レンズL１3との接合レンズで構成されている。負の第１レンズL１1は、像側に非球面を有する両凹レンズである。負の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、正の第３レンズL１3も物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、両面に非球面を有する正の第１レンズL２1と、負の第２レンズL22と正の第３レンズL23との接合レンズで構成されている。正の第１レンズL２1は両凸レンズであり、負の第２レンズL22は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、正の第３レンズL23は両凸正レンズである。
負の第３レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた一枚の負メニスカスレンズL31で構成されている。
正の第４レンズ群G4は、両面に非球面を有し物体側に凹面を向けた一枚の正メニスカスレンズL４1で構成されている。
第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、光路折り曲げプリスムPと、負の第２レンズL１2と正の第３レンズL１3との接合レンズで構成されている。負の第１レンズL１1は、像側に非球面を有する両凹レンズである。負の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、正の第３レンズL１3も物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、両面に非球面を有する正の第１レンズL２1と、負の第２レンズL22と正の第３レンズL23との接合レンズで構成されている。正の第１レンズL２1は両凸レンズであり、負の第２レンズL22は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、正の第３レンズL23は両凸正レンズである。
負の第３レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた一枚の負メニスカスレンズL31で構成されている。
正の第４レンズ群G4は、両面に非球面を有し物体側に凹面を向けた一枚の正メニスカスレンズL４1で構成されている。
また、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群G1と第２レンズ群G2との間隔が減少し、第３レンズ群G３と第４レンズ群G4との間隔が増大するように、第１レンズ群G1及び第４レンズ群Ｇ４固定で、第２および第３レンズ群G2およびG3が常に物体側に移動するズーム方式を採用している。絞りSは第２レンズ群G2と一体に移動するようになっている。
次に、第２実施例のズーム光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
ｆ＝6.45〜18.62ｍｍ FNO.＝3.1〜5.9 ２ω＝63.6°〜20.9°
面番 R D Nd Vd
1 -34.972 1.20 1.76802 49.24
2 11.387（非球面） 1.50
3 ∞ 7.30 1.80400 46.57
4 ∞ 1.00
5 11.379 1.00 1.69567 53.79
6 8.322 1.51 1.84666 23.78
7 11.648 D7
8 ∞（ 絞り） 0.70
9 8.066（非球面） 2.05 1.58736 60.70
10 -25.833（非球面） 0.19
11 24.177 0.70 1.90366 31.31
12 5.050 2.50 1.73159 49.03
13 -966.947 D13
14 13.069 1.20 1.69713 55.36
15 5.631 D15
16 -16.032（非球面） 2.50 1.52542 55.78
17 -5.686（非球面） 1.40
18 ∞ 0.88 1.54771 62.84
19 ∞ 0.89
20 ∞ 0.50 1.51633 64.14
21 ∞ 0.60
22 ∞（像面）
ｆ＝6.45〜18.62ｍｍ FNO.＝3.1〜5.9 ２ω＝63.6°〜20.9°
面番 R D Nd Vd
1 -34.972 1.20 1.76802 49.24
2 11.387（非球面） 1.50
3 ∞ 7.30 1.80400 46.57
4 ∞ 1.00
5 11.379 1.00 1.69567 53.79
6 8.322 1.51 1.84666 23.78
7 11.648 D7
8 ∞（ 絞り） 0.70
9 8.066（非球面） 2.05 1.58736 60.70
10 -25.833（非球面） 0.19
11 24.177 0.70 1.90366 31.31
12 5.050 2.50 1.73159 49.03
13 -966.947 D13
14 13.069 1.20 1.69713 55.36
15 5.631 D15
16 -16.032（非球面） 2.50 1.52542 55.78
17 -5.686（非球面） 1.40
18 ∞ 0.88 1.54771 62.84
19 ∞ 0.89
20 ∞ 0.50 1.51633 64.14
21 ∞ 0.60
22 ∞（像面）
非球面係数
面番 R k
2 11.387 0.000
A4 A6 A8 A10 A12
-2.36856e-05 1.56593e-05 -1.19658e-06 4.93186e-08 -7.68594e-10
面番 R k
9 8.066 0.000
A4 A6 A8 A10
5.78516e-05 1.27990e-05 9.56592e-08 7.99014e-08
面番 R k
10 -25.833 0.000
A4 A6 A8 A10
4.82107e-04 1.29892e-05 2.28462e-07 1.10251e-07
面番 R k
16 -16.032 0.000
A4 A6 A8 A10
2.64878e-04 1.56556e-04 -8.32879e-06 1.28521e-07
面番 R k
17 -5.686 0.000
A4 A6 A8 A10 A12
2.08343e-03 3.75514e-05 5.17129e-06 -4.96626e-07 1.09322e-08
面番 R k
2 11.387 0.000
A4 A6 A8 A10 A12
-2.36856e-05 1.56593e-05 -1.19658e-06 4.93186e-08 -7.68594e-10
面番 R k
9 8.066 0.000
A4 A6 A8 A10
5.78516e-05 1.27990e-05 9.56592e-08 7.99014e-08
面番 R k
10 -25.833 0.000
A4 A6 A8 A10
4.82107e-04 1.29892e-05 2.28462e-07 1.10251e-07
面番 R k
16 -16.032 0.000
A4 A6 A8 A10
2.64878e-04 1.56556e-04 -8.32879e-06 1.28521e-07
面番 R k
17 -5.686 0.000
A4 A6 A8 A10 A12
2.08343e-03 3.75514e-05 5.17129e-06 -4.96626e-07 1.09322e-08
ズームデータ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.451 10.501 18.623
ＦＮＯ． 3.11 4.28 5.86
画角（２ω） 63.6° 37.2° 20.9°
D7 13.38 8.14 1.60
D13 5.00 3.91 5.50
D15 2.00 8.33 13.28
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.451 10.501 18.623
ＦＮＯ． 3.11 4.28 5.86
画角（２ω） 63.6° 37.2° 20.9°
D7 13.38 8.14 1.60
D13 5.00 3.91 5.50
D15 2.00 8.33 13.28
第３実施例
図７は本発明によるズーム光学系の第３実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図８は第３実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
図７は本発明によるズーム光学系の第３実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図８は第３実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
第３実施例の２群ズーム光学系は、物体側より順に、負の第１レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の第２レン群G2とで構成されている。LPFは光学ローパスフィルター、CGはカバーガラス、IはCCD等の電子撮像素子の撮像面である。
負の第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、正の第２レンズL１2で構成されている。負の第１レンズL１1は像側に非球面を有する両凹レンズであり、正の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、両面に非球面を有する正の第１レンズL２1と、正の第２レンズL22と負の第３レンズL23との接合レンズと、負の第４レンズL24と、像側に非球面を有する正の第５レンズL25で構成されている。正の第１レンズL２1は両凸レンズであり、正の第２レンズL22と負の第３レンズL23と負の第４レンズL24は、何れも物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。正の第５レンズL25は両凸レンズである。
負の第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、正の第２レンズL１2で構成されている。負の第１レンズL１1は像側に非球面を有する両凹レンズであり、正の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、両面に非球面を有する正の第１レンズL２1と、正の第２レンズL22と負の第３レンズL23との接合レンズと、負の第４レンズL24と、像側に非球面を有する正の第５レンズL25で構成されている。正の第１レンズL２1は両凸レンズであり、正の第２レンズL22と負の第３レンズL23と負の第４レンズL24は、何れも物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。正の第５レンズL25は両凸レンズである。
また、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群G1は像側へ第２レンズ群G2は物体側へ移動してその間隔が減少し、且つ第１レンズ群G１は再び物体側へ移動して第２レンズ群G2との間隔が更に減少するズーム方式を採用している。即ち、第１レンズ群G1は、像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群は常に物体側へ移動する。絞りSは第２レンズ群G2と一体に移動するようになっている。
次に、第３実施例のズーム光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
ｆ＝6.12〜29.40ｍｍ FNO.＝2.9〜6.1 ２ω＝68.1°〜14.0°
面番 R D Nd Vd
1 -83.970 1.42 1.77377 47.17
2 8.217（非球面） 3.80
3 16.385 2.05 1.84666 23.78
4 40.048 D4
5 ∞ （絞り） 0.50
6 15.909（非球面） 1.81 1.49700 81.54
7 -37.889（非球面） 0.10
8 6.545 2.75 1.57000 53.00
9 233.651 1.00 1.80962 34.50
10 6.478 0.44
11 8.406 1.00 1.84134 25.11
12 6.822 1.43
13 10.076 1.74 1.48700 70.40
14 -82.513（非球面） D14
15 ∞ 0.96 1.54771 62.84
16 ∞ 0.60
17 ∞ 0.50 1.51633 64.14
18 ∞ 1.00
19 ∞（像面）
ｆ＝6.12〜29.40ｍｍ FNO.＝2.9〜6.1 ２ω＝68.1°〜14.0°
面番 R D Nd Vd
1 -83.970 1.42 1.77377 47.17
2 8.217（非球面） 3.80
3 16.385 2.05 1.84666 23.78
4 40.048 D4
5 ∞ （絞り） 0.50
6 15.909（非球面） 1.81 1.49700 81.54
7 -37.889（非球面） 0.10
8 6.545 2.75 1.57000 53.00
9 233.651 1.00 1.80962 34.50
10 6.478 0.44
11 8.406 1.00 1.84134 25.11
12 6.822 1.43
13 10.076 1.74 1.48700 70.40
14 -82.513（非球面） D14
15 ∞ 0.96 1.54771 62.84
16 ∞ 0.60
17 ∞ 0.50 1.51633 64.14
18 ∞ 1.00
19 ∞（像面）
非球面係数
面番 R k
2 8.217 -0.768
A4 A6 A8 A10
7.25067e-07 1.29952e-06 -4.28542e-08 3.95671e-10
面番 R k
6 15.909 -13.771
A4 A6 A8 A10
2.17312e-04 -1.47408e-05 6.45021e-08 9.60002e-10
面番 R k
7 -37.889 0.000
A4 A6
-1.70020e-04 -7.31971e-06
面番 R k
14 -82.513 463.833
A4 A6 A8 A10
3.80501e-04 2.74732e-05 -2.08288e-06 1.25816e-07
面番 R k
2 8.217 -0.768
A4 A6 A8 A10
7.25067e-07 1.29952e-06 -4.28542e-08 3.95671e-10
面番 R k
6 15.909 -13.771
A4 A6 A8 A10
2.17312e-04 -1.47408e-05 6.45021e-08 9.60002e-10
面番 R k
7 -37.889 0.000
A4 A6
-1.70020e-04 -7.31971e-06
面番 R k
14 -82.513 463.833
A4 A6 A8 A10
3.80501e-04 2.74732e-05 -2.08288e-06 1.25816e-07
ズームデータ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.120 16.000 29.399
ＦＮＯ． 2.88 4.22 6.07
画角（2ω） 68.1° 25.6° 14.0°
D4 32.73 7.99 1.00
D14 10.17 19.48 32.11
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.120 16.000 29.399
ＦＮＯ． 2.88 4.22 6.07
画角（2ω） 68.1° 25.6° 14.0°
D4 32.73 7.99 1.00
D14 10.17 19.48 32.11
第４実施例
図９は本発明によるズーム光学系の第４実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図１０は第４実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
図９は本発明によるズーム光学系の第４実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図１０は第４実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
第４実施例の３群ズーム光学系は、物体側より順に、負の第１レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の第２レン群G2と、正の第３レンズ群G3で構成されている。LPFは光学ローパスフィルター、CGはカバーガラス、IはCCD等の電子撮像素子の撮像面である。
負の第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、正の第２レンズL１2で構成されている。負の第１レンズL１1は像側面に非球面を有する両凹レンズであり、正の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、両面に非球面を有する正の第１レンズL２1と、正の第２レンズL22と負の第３レンズL23との接合レンズと、正の第４レンズL24とで構成されている。正の第１レンズL２1と正の第２レンズL22は何れも両凸レンズであり、負の第３レンズL23は両凹レンズであり、正の第４レンズL24は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第３レンズ群G3は、物体側に凸面を向け像側面に非球面を有する一枚のメニスカスレンズで構成されている。
負の第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、正の第２レンズL１2で構成されている。負の第１レンズL１1は像側面に非球面を有する両凹レンズであり、正の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、両面に非球面を有する正の第１レンズL２1と、正の第２レンズL22と負の第３レンズL23との接合レンズと、正の第４レンズL24とで構成されている。正の第１レンズL２1と正の第２レンズL22は何れも両凸レンズであり、負の第３レンズL23は両凹レンズであり、正の第４レンズL24は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第３レンズ群G3は、物体側に凸面を向け像側面に非球面を有する一枚のメニスカスレンズで構成されている。
また、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群G1は像側へ第２レンズ群G2および第３レンズ群G3は物体側へそれぞれ移動して、第１レンズ群G1と第２レンズ群G2の間隔が減少すると共に、第２レンズ群G2と第３レンズ群G3の間隔が増大し、且つ第１レンズ群G１は再び像側へ移動して第２レンズ群G2との間隔が更に減少すると共に、第２レンズ群G2と第３レンズ群G3の間隔が更に増大するズーム方式を採用している。即ち、第１レンズ群G1は像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群Ｇ２は常に物体側へ移動する。絞りSは第２レンズ群G2と一体に移動するようになっている。
次に、第４実施例のズーム光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
ｆ＝6.12〜29.40ｍｍ FNO.＝2.6〜6.1 ２ω＝66.3°〜14.4°
面番 R D Nd Vd
1 -62.387 1.30 1.80610 40.73
2 7.292（非球面） 2.52
3 15.317 2.36 1.84666 23.78
4 116.876 D4
5 ∞（絞り） 0.80
6 13.243（非球面） 2.11 1.58913 61.25
7 -32.184（非球面） 0.30
8 8.086 3.50 1.67790 55.34
9 -27.972 1.98 1.90366 31.31
10 5.317 1.20
11 14.432 2.59 1.72000 46.02
12 156.168 D12
13 11.588（非球面） 1.99 1.49700 81.61
14 40.354（非球面） D14
15 ∞ 0.95 1.54771 62.84
16 ∞ 0.60
17 ∞ 0.50
18 ∞ 1.00 1.51633 64.14
19 ∞ （像面）
ｆ＝6.12〜29.40ｍｍ FNO.＝2.6〜6.1 ２ω＝66.3°〜14.4°
面番 R D Nd Vd
1 -62.387 1.30 1.80610 40.73
2 7.292（非球面） 2.52
3 15.317 2.36 1.84666 23.78
4 116.876 D4
5 ∞（絞り） 0.80
6 13.243（非球面） 2.11 1.58913 61.25
7 -32.184（非球面） 0.30
8 8.086 3.50 1.67790 55.34
9 -27.972 1.98 1.90366 31.31
10 5.317 1.20
11 14.432 2.59 1.72000 46.02
12 156.168 D12
13 11.588（非球面） 1.99 1.49700 81.61
14 40.354（非球面） D14
15 ∞ 0.95 1.54771 62.84
16 ∞ 0.60
17 ∞ 0.50
18 ∞ 1.00 1.51633 64.14
19 ∞ （像面）
非球面係数
面番 R k
2 7.292 -0.210
A4 A6 A8 A10
-2.50306e-04 -3.66180e-07 -7.08895e-08 2.06659e-10
面番 R k
6 13.243 -14.956
A4 A6 A8 A10
5.92083e-04 -3.62746e-05 1.34535e-06 -5.20347e-08
面番 R k
7 -32.184 -0.102
A4 A6 A8 A10
-1.98559e-04 -8.66572e-06 3.29960e-07 -2.97872e-08
面番 R k
13 11.588 0.000
A4 A6 A8 A10
-7.53605e-04 4.70479e-05 -1.05712e-06 1.94335e-08
面番 R k
14 40.354 0.000
A4 A6 A8 A10
-1.14451e-03 7.40857e-05 -2.01432e-06 3.76683e-08
面番 R k
2 7.292 -0.210
A4 A6 A8 A10
-2.50306e-04 -3.66180e-07 -7.08895e-08 2.06659e-10
面番 R k
6 13.243 -14.956
A4 A6 A8 A10
5.92083e-04 -3.62746e-05 1.34535e-06 -5.20347e-08
面番 R k
7 -32.184 -0.102
A4 A6 A8 A10
-1.98559e-04 -8.66572e-06 3.29960e-07 -2.97872e-08
面番 R k
13 11.588 0.000
A4 A6 A8 A10
-7.53605e-04 4.70479e-05 -1.05712e-06 1.94335e-08
面番 R k
14 40.354 0.000
A4 A6 A8 A10
-1.14451e-03 7.40857e-05 -2.01432e-06 3.76683e-08
ズームデータ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.120 16.017 29.400
ＦＮＯ． 2.60 4.00 6.10
画角（2ω） 66.4° 26.0° 14.4°
D4 26.31 5.97 1.00
D12 4.47 12.46 28.28
D14 1.55 4.34 5.04
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.120 16.017 29.400
ＦＮＯ． 2.60 4.00 6.10
画角（2ω） 66.4° 26.0° 14.4°
D4 26.31 5.97 1.00
D12 4.47 12.46 28.28
D14 1.55 4.34 5.04
第５実施例
図１１は本発明によるズーム光学系の第５実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図１２は第５実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
図１１は本発明によるズーム光学系の第５実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図１２は第５実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
第５実施例の２群ズーム光学系は、物体側より順に、負の第１レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の第２レン群G2とで構成されている。LPFは光学ローパスフィルター、CGはカバーガラス、IはCCD等の電子撮像素子の撮像面である。
負の第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、正の第２レンズL１2で構成されている。負の第１レンズL１1は像側に非球面を有する両凹レンズであり、正の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、物体側面に非球面を有する正の第１レンズL２1と像側面に非球面を有する負の第２レンズL22との接合レンズで構成されている。正の第１レンズL２1は両凸正レンズであり、負の第２レンズL22は光軸近傍において像側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
負の第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、正の第２レンズL１2で構成されている。負の第１レンズL１1は像側に非球面を有する両凹レンズであり、正の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、物体側面に非球面を有する正の第１レンズL２1と像側面に非球面を有する負の第２レンズL22との接合レンズで構成されている。正の第１レンズL２1は両凸正レンズであり、負の第２レンズL22は光軸近傍において像側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
また、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群G1は像側へ第２レンズ群G2は物体側へ移動してその間隔が減少し、且つ第１レンズ群G１は再び物体側へ移動して第２レンズ群G2との間隔が更に減少するズーム方式を採用している。即ち、第１レンズ群G1は像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群G2は常に物体側へ移動する。絞りSは第２レンズ群G2の第１レンズL２1の物体側面に設けられている。
次に、第５実施例のズーム光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
ｆ＝5.54〜15.97ｍｍ FNO.＝3.3〜5.7 ２ω＝77.2°〜26.9°
面番 R D Nd Vd
1 -100.000 1.05 1.74320 49.34
2 4.130（非球面） 1.51
3 7.546 2.00 2.00330 28.27
4 16.070 D4
5 ∞（絞り） -0.50
6 3.859（非球面） 3.35 1.49700 81.61
7 -6.663 1.36 1.68893 31.08
8 -54.645（非球面） D8
9 ∞ 0.76 1.54771 62.84
10 ∞ 0.50
11 ∞ 0.50 1.51633 64.14
12 ∞ 0.61
13 ∞（像面）
ｆ＝5.54〜15.97ｍｍ FNO.＝3.3〜5.7 ２ω＝77.2°〜26.9°
面番 R D Nd Vd
1 -100.000 1.05 1.74320 49.34
2 4.130（非球面） 1.51
3 7.546 2.00 2.00330 28.27
4 16.070 D4
5 ∞（絞り） -0.50
6 3.859（非球面） 3.35 1.49700 81.61
7 -6.663 1.36 1.68893 31.08
8 -54.645（非球面） D8
9 ∞ 0.76 1.54771 62.84
10 ∞ 0.50
11 ∞ 0.50 1.51633 64.14
12 ∞ 0.61
13 ∞（像面）
非球面係数
面番 R k
2 4.130 -1.000
A4 A6 A8
7.45220e-04 3.71680e-07 1.23023e-08
面番 R k
6 3.859 -0.000
A4 A6 A8 A10
-1.32045e-04 -4.27932e-06 7.11990e-06 -7.29742e-07
面番 R k
8 -54.645 0.000
A4 A6 A8 A10
3.11821e-03 3.10545e-04 -2.42093e-05 8.19075e-06
面番 R k
2 4.130 -1.000
A4 A6 A8
7.45220e-04 3.71680e-07 1.23023e-08
面番 R k
6 3.859 -0.000
A4 A6 A8 A10
-1.32045e-04 -4.27932e-06 7.11990e-06 -7.29742e-07
面番 R k
8 -54.645 0.000
A4 A6 A8 A10
3.11821e-03 3.10545e-04 -2.42093e-05 8.19075e-06
ズームデータ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 5.539 10.174 15.970
ＦＮＯ． 3.31 4.36 5.68
画角（２ω） 77.2 ° 42.0° 26.9°
D4 11.86 4.66 1.53
D8 8.13 12.06 16.96
広角端 中間 望遠端
焦点距離 5.539 10.174 15.970
ＦＮＯ． 3.31 4.36 5.68
画角（２ω） 77.2 ° 42.0° 26.9°
D4 11.86 4.66 1.53
D8 8.13 12.06 16.96
第６実施例
図１３は本発明によるズーム光学系の第６実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図１４は第６実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
図１３は本発明によるズーム光学系の第６実施例のレンズ構成を示す光軸に沿う断面図で、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。図１４は第６実施例における球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、縦のコマ収差、横のコマ収差を示し、（a）は広角端、（b）は中間、（c）は望遠端の状態をそれぞれ示している。
第６実施例の３群ズーム光学系は、物体側より順に、負の第１レンズ群G1と、明るさ絞りSと、正の第２レン群G2と、負の第３レンズ群G3で構成されている。LPFは光学ローパスフィルター、CGはカバーガラス、IはCCD等の電子撮像素子の撮像面である。
負の第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、正の第２レンズL１2で構成されている。負の第１レンズL１1は像側面に非球面を有する両凹レンズであり、正の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、正の第１レンズL２1と負の第２レンズL22と正の第３レンズL23との接合レンズで構成されている。正の第１レンズL２1は両凸レンズであり、負の第２レンズL22は両凹レンズであり、正の第３レンズL23は光軸近傍において両凸形状の正レンズである。
負の第３レンズ群G3は、物体側面に非球面を有する一枚の負メニスカスレンズで構成されている。
負の第１レンズ群G1は、物体側より順に、負の第１レンズL１1と、正の第２レンズL１2で構成されている。負の第１レンズL１1は像側面に非球面を有する両凹レンズであり、正の第２レンズL１2は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズである。
正の第２レンズ群G2は、物体側より順に、正の第１レンズL２1と負の第２レンズL22と正の第３レンズL23との接合レンズで構成されている。正の第１レンズL２1は両凸レンズであり、負の第２レンズL22は両凹レンズであり、正の第３レンズL23は光軸近傍において両凸形状の正レンズである。
負の第３レンズ群G3は、物体側面に非球面を有する一枚の負メニスカスレンズで構成されている。
また、広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群G1は像側へ第２レンズ群G2および第３レンズ群G3は物体側へそれぞれ移動して、第１レンズ群G1と第２レンズ群G2の間隔が減少すると共に、第２レンズ群G2と第３レンズ群G3の間隔が減少し、且つ第１レンズ群G１は再び物体側へ移動するズーム方式を採用している。即ち、第１レンズ分G1は像側に凸の軌跡を描いて移動し、第２レンズ群Ｇ２は常に物体側へ移動する。絞りSは第２レンズ群G2と一体に移動するようになっている。
次に、第６実施例のズーム光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
ｆ＝6.42〜18.47ｍｍ FNO.＝3.3〜5.9 ２ω＝63.8°〜22.1°
面番 R D Nd Vd
1 -32.124 1.00 1.80610 40.92
2 5.093（非球面） 1.28
3 9.074 1.90 1.80518 25.42
4 101.120 D4
5 ∞（絞り） 0.00
6 4.169（非球面） 2.30 1.58913 61.14
7 -8.891 0.70 1.90366 31.31
8 25.399 2.40 1.49700 81.54
9 -20.234（非球面） D9
10 -20.714（非球面） 1.00 1.69350 53.21
11 -128.281 D11
12 ∞ 0.86 1.53996 59.45
13 ∞ 0.27
14 ∞ 0.50 1.51633 64.14
15 ∞ 0.70
16 ∞ （像面）
ｆ＝6.42〜18.47ｍｍ FNO.＝3.3〜5.9 ２ω＝63.8°〜22.1°
面番 R D Nd Vd
1 -32.124 1.00 1.80610 40.92
2 5.093（非球面） 1.28
3 9.074 1.90 1.80518 25.42
4 101.120 D4
5 ∞（絞り） 0.00
6 4.169（非球面） 2.30 1.58913 61.14
7 -8.891 0.70 1.90366 31.31
8 25.399 2.40 1.49700 81.54
9 -20.234（非球面） D9
10 -20.714（非球面） 1.00 1.69350 53.21
11 -128.281 D11
12 ∞ 0.86 1.53996 59.45
13 ∞ 0.27
14 ∞ 0.50 1.51633 64.14
15 ∞ 0.70
16 ∞ （像面）
非球面係数
面番 R k
2 5.093 0.000
A4 A6 A8 A10
-6.99633e-04 -3.82888e-05 1.68446e-06 -9.90448e-08
面番 R k
6 4.169 0.000
A4 A6 A8
-1.89108e-04 2.57822e-05 -2.60395e-07
面番 R k
9 -20.234 0.000
A4 A6 A8 A10
3.74729e-03 3.95148e-04 -5.71334e-05 1.32310e-05
面番 R k
10 -20.714 -8.695
A4 A6 A8 A10
-2.34605e-04 7.28848e-05 -1.83932e-05 1.74716e-06
面番 R k
2 5.093 0.000
A4 A6 A8 A10
-6.99633e-04 -3.82888e-05 1.68446e-06 -9.90448e-08
面番 R k
6 4.169 0.000
A4 A6 A8
-1.89108e-04 2.57822e-05 -2.60395e-07
面番 R k
9 -20.234 0.000
A4 A6 A8 A10
3.74729e-03 3.95148e-04 -5.71334e-05 1.32310e-05
面番 R k
10 -20.714 -8.695
A4 A6 A8 A10
-2.34605e-04 7.28848e-05 -1.83932e-05 1.74716e-06
ズームデータ
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.421 10.972 18.471
ＦＮＯ． 3.30 4.33 5.85
画角（２ω） 63.8° 37.0° 22.1°
D4 10.80 4.59 0.55
D9 5.40 4.41 5.32
D11 1.98 6.55 10.92
広角端 中間 望遠端
焦点距離 6.421 10.972 18.471
ＦＮＯ． 3.30 4.33 5.85
画角（２ω） 63.8° 37.0° 22.1°
D4 10.80 4.59 0.55
D9 5.40 4.41 5.32
D11 1.98 6.55 10.92
次に、各実施例における条件式の値を下表に示す。
さて、以上のような本発明の折り曲げズーム光学系を用いた電子撮像装置は、ズーム光学系等の結像光学系で物体像を形成し、その像をＣＣＤ等の撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ、情報処理装置の例であるパソコン、電話、特に持ち運びに便利な携帯電話等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
図１５乃至図１７は、本発明による折り曲げズーム光学系をデジタルカメラ４０の撮影光学系４１に組み込んだ構成の概念図であり、図１５はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１６は同後方斜視図、図１７はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。なお、図１７に示すデジタルカメラは、撮像光路をファインダーの長辺方向に折り曲げた構成となっており、図１７中の観察者の眼を上側からみて示してある。
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッターボタン４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、例えば、第１実施例の光路折り曲げズーム光学系を通して撮影が行われるようになっている。
そして、撮影光学系４１によって形成された物体像が、近赤外カットフィルター、又はＣＣＤカバーガラス又はその他のレンズに施された近赤外カットコートを経てＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。
そして、撮影光学系４１によって形成された物体像が、近赤外カットフィルター、又はＣＣＤカバーガラス又はその他のレンズに施された近赤外カットコートを経てＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。
このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。このファインダー用対物光学系５３によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム５５の視野枠５７上に形成される。この正立プリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ４０は、長辺方向に光路を折り曲げたことによりカメラの薄型化に効果がある。また、撮影光学系４１が広画角で高変倍比であり、収差が良好で、明るく、フィルター等が配置できるバックフォーカスの大きなズーム光学系であるので、高性能・低コスト化が実現できる。
なお、本実施例のデジタルカメラ４０の撮像光路をファインダーの短辺方向に折り曲げて構成してもよい。その場合には、撮影レンズの入射面からストロボ（又はフラッシュ）をより上方に離して配置し、人物のストロボ撮影時の際に生じる影の影響を緩和できるレイアウトにし得る。
また、図１７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。
また、図１７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。
また、図１８乃至図２０は、本発明によるズーム光学系を沈胴式の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１８はデジタルカメラ４０’の外観を示す前方斜視図、図１９は同後方正面図、図２０はデジタルカメラ４０’の構成を示す模式的な透視平面図である。ただし、図１８と図２０においては、撮影光学系４１’の非沈胴時を示している。尚、上記折り曲げズーム光学系を組み込んだデジタルカメラ４０と同様の部材に関しては同一の符号を付している。
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、シャッター釦４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７、焦点距離変更ボタン６１、設定変更スイッチ６２等を含み、撮影光学系４１の沈胴時には、カバー６０をスライドすることにより、撮影光学系４１’とファインダー光学系４３とフラッシュ４６はそのカバー６０で覆われる。そして、カバー６０を開いてカメラ４０’を撮影状態に設定すると、撮影光学系４１’は図２０の非沈胴状態になり、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３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、ＩＲカットコートを施したローパスフィルターＬPＦとカバーガラスＣＧ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（登録商標）ディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。
さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。ファインダー用対物光学系５３は、複数のレンズ群（図の場合は３群）と２つのプリズムからなり、撮影光学系４１’のズームレンズに連動して焦点距離が変化するズーム光学系からなり、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、像正立部材である正立プリズム５５の視野枠５７上に形成される。この正立プリズム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、接眼光学系５９の射出側にカバー部材５０が配置されている。
このように構成されたデジタルカメラ４０’は、撮影光学系４１’が高性能で小型で沈胴収納が可能であるので、高性能・小型化が実現できる。
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’が高性能で小型で沈胴収納が可能であるので、高性能・小型化が実現できる。
図２１は、上記デジタルカメラ４０、４０’の主要部の内部回路の構成ブロック図である。尚、以下の説明では、上記の処理手段５１は例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部２４、一時記憶メモリ１７、画像処理部１８等からなり、記憶手段５２は例えば記憶媒体部１９等からなる。
図２１に示すようにデジタルカメラ４０、４０’は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。
図２１に示すようにデジタルカメラ４０、４０’は、操作部１２と、この操作部１２に接続された制御部１３と、この制御部１３の制御信号出力ポートにバス１４及び１５を介して接続された撮像駆動回路１６並びに一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０及び設定情報記憶メモリ部２１を備えている。
上記の一時記憶メモリ１７、画像処理部１８、記憶媒体部１９、表示部２０及び設定情報記憶メモリ部２１は、バス２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１６には、ＣＣＤ４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部２４が接続されている。
操作部１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。制御部１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ４０、４０’全体を制御する回路である。
操作部１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。制御部１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ４０、４０’全体を制御する回路である。
ＣＣＤ４９は、本発明による撮影光学系４１、４１’を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ４９は、撮像駆動回路１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部２４に出力する撮像素子である。
ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し且つアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。
ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４は、ＣＣＤ４９から入力する電気信号を増幅し且つアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという）を一時記憶メモリ１７に出力する回路である。
一時記憶メモリ１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１８は、一時記憶メモリ１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記録媒体部１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
表示部２０は、液晶表示モニター４７を備え、その液晶表示モニター４７に画像や操作メニューなどを表示する回路である。設定情報記憶メモリ部２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
次に、本発明の折り曲げズーム光学系が対物光学系として内蔵された情報処理装置の一例であるパソコンを図２２乃至図２４に示す。図２２はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図２３はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図２４は図２２の側面図である。
図２２乃至図２４に示すように、パソコン３００は、外部から操作者が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影するための撮影光学系３０３とを有している。
ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明による例えば第１実施例の光路折り曲げズーム光学系からなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
ここで、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明による例えば第１実施例の光路折り曲げズーム光学系からなる対物レンズ１１２と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ１６２上にはカバーガラスＣＧが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端（図示せず）には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中のズーム光学系の駆動機構等は図示を省いてある。
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される。図２２には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から通信相手のパソコンに表示されることも可能である。
次に、本発明の折り曲げズーム光学系が撮影光学系として内蔵された情報処理装置の一例である電話、特に持ち運びに便利な携帯電話を図２５に示す。図２５（ａ）は携帯電話４００の正面図、図２５（ｂ）は側面図、図２５（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。
図２５（ａ）乃至（ｃ）に示すように、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピーカ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５は、撮影光路４０７上に配置された本発明による例えば第１実施例の光路折り曲げズーム光学系からなる対物レンズ１１２と、物体像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
ここで、撮像素子チップ１６２上にはカバーガラスＣＧが付加的に貼り付けられて撮像ユニット１６０として一体に形成され、対物レンズ１１２の鏡枠１１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっているため、対物レンズ１１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単となっている。また、鏡枠１１３の先端（図示省略）には、対物レンズ１１２を保護するためのカバーガラス１１４が配置されている。なお、鏡枠１１３中のズーム光学系の駆動機構等は図示を省いてある。
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
以上説明したように、本発明の電子撮像装置は、特許請求の範囲に記載された発明の他に、次に示すように構成してもよい。
〔１〕前記ズーム光学系が、物体側より順に、負の第1レンズ群と、正の第2レンズ群と、負の第3レンズ群を少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し少なくとも前記第1レンズ群が固定、前記第2レンズ群が物体側へ移動、前記第3レンズ群が物体側に凸の軌跡を描いて移動することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の電子撮像装置。
〔１〕前記ズーム光学系が、物体側より順に、負の第1レンズ群と、正の第2レンズ群と、負の第3レンズ群を少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し少なくとも前記第1レンズ群が固定、前記第2レンズ群が物体側へ移動、前記第3レンズ群が物体側に凸の軌跡を描いて移動することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の電子撮像装置。
〔２〕前記ズーム光学系が、物体側より順に、負の第1レンズ群と、正の第2レンズ群と、負の第3レンズ群を少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し少なくとも前記第1レンズ群が固定、前記第2レンズ群が像側へ移動、前記第3レンズ群が物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の電子撮像装置。
〔３〕前記第３レンズ群の像側に変倍時固定である正の第４レンズ群を更に有することを特徴とする上記〔１〕又は〔２〕に記載の電子撮像装置。
〔４〕前記ズーム光学系が、物体側より順に、負の第1レンズ群と、正の第2レンズ群とを少なくとも有し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第1レンズ群が像側に凸の軌跡を描いて移動し、前記第2レンズ群が物体側へ移動することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の電子撮像装置。
〔５〕前記第２レンズ群の像側に一枚のレンズからなる第３レンズ群を更に有し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第３レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする上記〔４〕に記載の電子撮像装置。
〔６〕前記第３レンズ群は正の屈折力を有することを特徴とする上記〔５〕に記載の電子撮像装置。
〔７〕前記第３レンズ群は負の屈折力を有することを特徴とする上記〔５〕に記載の電子撮像装置。
〔８〕前記ズーム光学系は４群からなることを特徴とする上記〔１〕乃至〔３〕の何れか１項に記載の電子撮像装置。
〔９〕前記ズーム光学系は２群からなることを特徴とする上記〔４〕に記載の電子撮像装置。
〔１０〕前記ズーム光学系は３群からなることを特徴とする上記〔５〕乃至〔７〕の何れか１項に電子撮像装置。
〔１１〕以下の両条件式を更に満足することを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.96
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.91
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.96
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.91
〔１２〕以下の条件式を更に満足することを特徴とする請求項２に記載の電子撮像装置。
0.05<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.10
0.05<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.10
〔１３〕以下の条件式を更に満足することを特徴とする請求項３に記載の電子撮像装置。
0.5<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93
0.5<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93
〔１４〕以下の条件式を更に満足することを特徴とする請求項３に記載の電子撮像装置。
0.4<(R1+R2)/(R1-R2)<0.88
0.4<(R1+R2)/(R1-R2)<0.88
G1 第１レンズ群
G2 第２レンズ群
G3 第３レンズ群
G4 第４レンズ群
S 絞り
LPF 光学ローパスフィルター
CG カバーガラス
I 電子撮像素子の撮像面
L11, L12,L１3 第１レンズ群の第１レンズ,第２レンズ,第３レンズ
L２1, L２2,L２3, L２4, L２5 第２レンズ群の第１レンズ,第２レンズ,第３レンズ,第４レンズ,第５レンズ
L３1 第３レンズ群の第１レンズ
L４1 第４レンズ群の第１レンズ
１２ 操作部
１３ 制御部
１４,１５,２２ バス
１６ 撮像駆動回路
１７ 一時記憶メモリ
１８ 画像処理部
１９ 記憶媒体部
２０ 表示部
２１ 設定情報記憶メモリ部
２４ CDS/ADC部
４０,４０' デジタルカメラ
４１,４１' 撮影光学系
４２ 撮影用光路
４３ モニター４７
４４ ファインダー用光路
４５ シャッターボタン
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４９ CCD
５１ 処理手段
５０ カバー部材
５２ 記録手段
５３ ファインダー用対物光学系
５５ 正立プリズム
５７ 視野枠
５９ 接眼光学系
６０ カバー
６１ 焦点距離変更ボタン
１１２ 対物レンズ
１１３ 鏡枠
１１４ カバーガラス
１６０ 撮像ユニット
１６２ 撮像素子チップ
１６６ 端子
３００ パソコン
３０１ キーボード
３０２ モニター
３０３ 撮影光学系
３０４ 撮影光路
３０５ 画像
G2 第２レンズ群
G3 第３レンズ群
G4 第４レンズ群
S 絞り
LPF 光学ローパスフィルター
CG カバーガラス
I 電子撮像素子の撮像面
L11, L12,L１3 第１レンズ群の第１レンズ,第２レンズ,第３レンズ
L２1, L２2,L２3, L２4, L２5 第２レンズ群の第１レンズ,第２レンズ,第３レンズ,第４レンズ,第５レンズ
L３1 第３レンズ群の第１レンズ
L４1 第４レンズ群の第１レンズ
１２ 操作部
１３ 制御部
１４,１５,２２ バス
１６ 撮像駆動回路
１７ 一時記憶メモリ
１８ 画像処理部
１９ 記憶媒体部
２０ 表示部
２１ 設定情報記憶メモリ部
２４ CDS/ADC部
４０,４０' デジタルカメラ
４１,４１' 撮影光学系
４２ 撮影用光路
４３ モニター４７
４４ ファインダー用光路
４５ シャッターボタン
４６ フラッシュ
４７ 液晶表示モニター
４９ CCD
５１ 処理手段
５０ カバー部材
５２ 記録手段
５３ ファインダー用対物光学系
５５ 正立プリズム
５７ 視野枠
５９ 接眼光学系
６０ カバー
６１ 焦点距離変更ボタン
１１２ 対物レンズ
１１３ 鏡枠
１１４ カバーガラス
１６０ 撮像ユニット
１６２ 撮像素子チップ
１６６ 端子
３００ パソコン
３０１ キーボード
３０２ モニター
３０３ 撮影光学系
３０４ 撮影光路
３０５ 画像
Claims (13)
- 物体側より順に負の第1レンズ群と正の第2レンズ群とを有し、前記第1レンズ群内の屈折力を有するレンズが最も物体側に配置された両凹負単レンズと最も像側に配置された正レンズ成分のみであるズーム光学系と、該ズーム光学系の像側に配された電子撮像素子と、前記電子撮像素子で撮像した画像データを電気的に加工してその形状を変化させる画像処理部とを備える電子撮像装置であって、
前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
0.85<|y07/(fw・tanω07w)|<0.97
0.75<|y10/(fw・tanω10w)|<0.93
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０電子撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効 撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度であり、レンズ成分とはそのレンズの最も物体側のレンズ面と最も像側のレンズ面のみが空気と接触しており且つその間には空気間隔がないものであり単レンズ又は接合レンズを１単位とする。 - 前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
0.03<|y07/(fw・tanω07w)-y10/(fw・tanω10w)|<0.15
ただし、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離、ｙ１０は電子撮像素子の有効撮像面内で中心から最も遠い点までの距離、ｙ０７は０．７ｙ１０で表わされる像高、ω０７ｗは広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ０７の位置に結ぶ像点に対応する物点方向の光軸に対する角度である。 - 前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子撮像装置。
0.33<(R1+R2)/(R1-R2)<0.93
ただし、R1は第１レンズ群における負単レンズの物体側の曲率半径、R2は第１レンズ群における負単レンズの像側の曲率半径である。 - 前記ズーム光学系が略無限遠物点合焦時に次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか1項に記載の電子撮像装置。
ndA>1.70
ただし、ndAは第１レンズ群における負単レンズのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４の何れか1項に記載の電子撮像装置。
-3.1<f1/fw<-1.5
ただし、f1は第１レンズ群の焦点距離、fwは広角端におけるズーム光学系全系の焦点距離である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５の何れか1項に記載の電子撮像装置。
-0.85<(R3-R4)/(R3+R4)<-0.008
ただし、R3は第１レンズ群における正レンズ成分の最も物体側の面の曲率半径、R4は第１レンズ群における正レンズ成分の最も像側の面の曲率半径である。 - 前記第1レンズ群が物体側より順に両凹負単レンズ、反射部材、正レンズ成分からなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか1項に記載の電子撮像装置。
- 前記第1レンズ群が物体側より順に両凹負単レンズ、正レンズ成分からなることを特徴とする請求項１乃至６の何れか1項に記載の電子撮像装置。
- 前記正レンズ成分は正の単レンズであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか1項に記載の電子撮像装置。
- 前記正レンズ成分は負の単レンズと正の単レンズとの接合レンズであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか1項に記載の電子撮像装置。
- ズーム群は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群から構成され、この2つの群のみが移動することで焦点距離を変化させることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか1項に記載の電子撮像装置。
- ズーム群は、物体側から順に前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群と、1つのレンズからなる第３レンズ群から構成され、少なくとも前記第１レンズ群と前記第２レンズ群が移動することで焦点距離を変化させることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか1項に記載の電子撮像装置。
- 前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群のみが移動することで焦点距離を変化させることを特徴とする請求項１２に記載の電子撮像装置。
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