JP5164504B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、そして監視用カメラ等に好適な撮像装置に関するものである。

最近、固体撮像素子を用いたビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置(カメラ)には、小型で広画角のズームレンズが求められている。

小型で広画角のズームレンズとして、最も物体側に負の屈折力のレンズ群を配置した、全体として複数のレンズ群より成るネガティブリード型のズームレンズが知られている。

ネガティブリード型のズームレンズとして、物体側より像側へ順に負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行う２群ズームレンズが知られている（特許文献１）。

この他、物体側より像側へ順に負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群より成り、各レンズ群を移動させてズーミングを行う像側にテレセントリック性の良い３群ズームレンズが知られている（特許文献２、３）。

特許文献２、３では第１レンズ群を負レンズと正レンズより構成した小型のズームレンズを開示している。

一般にネガティブリード型のズームレンズは、広画角化になるにつれて広角側において負の歪曲収差が増大してくる。このときの負の歪曲収差を光学的に補正するには、多くのレンズを有し、良好に補正するのは大変難しい。

このため、従来より負の歪曲収差を光学的でなく、電気的に補正するようにしたズームレンズが知られている（特許文献４〜７）。

負の歪曲収差を電気的に補正するズームレンズとして、負の歪曲収差が大きくなるズーム領域においてのみ、電気的に補正するようにしたズームレンズが知られている（特許文献８）。
特開平０５−２４９３７４号公報 特開２００１−６６５０３号公報 特開２００１−２８１５４５号公報 特開２００６−４７５３７号公報 特開２００６−２８４７９０号公報 特開２００６−３３０６７５号公報 特開平２−２５２３７５号公報 特開平６−１８１５３０号公報

負の屈折力のレンズ群が先行するネガティブリード型のズームレンズは、小型化及び広画角化が比較的容易であるという特徴を有している。

しかしながら反面、ズームレンズ全体が非対称となるため、広角側において歪曲収差が多く発生しやすい。

この負の歪曲収差はズームレンズが広画角になるにつれて増大してくる。

従来より、負の歪曲収差を電気的に補正する方法が種々と提案されている。しかしながら、歪曲収差を単に電気的に補正する方法を用いても前玉径を小さくし、ズームレンズの小型化を図りつつ、画面全体にわたり歪曲収差を良好に補正し、高い光学性能を維持することは大変困難である。

歪曲収差を電気的に補正するにはズームレンズの各ズーム領域における歪曲収差の発生具合（発生量）や、レンズ構成等を考慮する必要がある。そうでないと、前玉径を小さくし、ズームレンズの小型化を図りつつ、全ズーム領域にわたり歪曲収差を良好に補正し、高い光学性能（高画質の画像）を得るのが大変困難となる。

本発明は、前玉径が小さく、全系が小型化で電気的に歪曲収差を良好に補正し、高い光学性能が得られる撮像装置の提供を目的とする。

本発明の撮像装置は、ズームレンズと、該ズームレンズによって結像される画像を光電変換する固体撮像素子と、該固体撮像素子で得られた画像データを処理する処理手段と、該処理手段からの画像データを加工し、該ズームレンズで結像される画像の歪曲収差を補正し、補正した画像データを出力する補正手段を備えた撮像装置において、該ズームレンズは物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が狭まるように各レンズ群が移動し、前記第１レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズからなり、前記補正手段は前記ズームレンズの各ズーム位置に応じて歪曲収差の補正を行っており、前記補正手段で負の歪曲収差の補正を行う場合は、前記固体撮像素子の最大撮像範囲より小さい範囲Ａから得られる画像情報を用いて補正を行い、前記範囲Ａの対角寸法を撮像対角長とし、負の歪曲収差の補正を行わない場合には前記固体撮像素子の最大撮像範囲の対角寸法を撮像対角長とし、広角端および望遠端における撮像対角長を各々Ｌｄｗ、Ｌｄｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の負レンズの物体側のレンズ面および像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１１、Ｒ１２（但し非球面の場合は参照球面の曲率半径）、前記第１レンズ群の正レンズの物体側のレンズ面および像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ２１、Ｒ２２（但し非球面の場合は参照球面の曲率半径）、前記第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの外径をＤとするとき、
とするとき、
１．７＜ｆ１／ｆｗ＜２．４
１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．５
０．８０＜Ｌｄｗ／Ｌｄｔ＜０．９６
２．０＜（Ｒ１１×Ｒ１２）／（Ｄ×Ｌｄｗ）＜２０．０
１．２＜（Ｒ２１×Ｒ２２）／（Ｄ×Ｌｄｗ）＜３．０
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、全系が小型で歪曲収差を良好に補正した高い光学性能を有する撮像装置が得られる。

以下、本発明の撮像装置の実施例について説明する。

本発明の撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズによって結像される画像を光電変換する固体撮像素子を有している。

更に固体撮像素子で得られた画像データを処理する処理手段と、処理手段からの画像データを加工し、ズームレンズで結像される画像の歪曲収差を補正し、補正した画像データを出力する補正手段を備えている。

図１は本発明の撮像装置の構成を示す要部ブロック図である。

図１において１１はズーミング機能を有する撮影レンズ（ズームレンズ）である。１２はズームレンズ１１で結像される画像を光電変換する固体撮像素子である。

１３は画像情報に関してデジタル信号を作成する信号処理回路である。１４はデジタル信号を記憶するメモリである。

１５は画像データの処理をする信号処理回路、１６は圧縮回路、１７はメモリ媒体、１８は画像データの歪曲収差を補正する歪曲収差補正回路（歪曲補正回路、補正手段）である。

信号処理回路１３、メモリ１４、信号処理回路１５は画像データを処理する処理手段の一要素を構成している。撮影レンズ１１により形成された被写体像は固体撮像素子１２の撮像面に形成される。固体撮像素子１２は被写体像に関し、光電変換を行い、被写体像に関する画像情報を電気信号に変換して信号処理回路１３へ転送する。

信号処理回路１３では電気信号のノイズ除去、増幅等を行った上でデジタル信号への変換を行なう。デジタル化された信号はメモリ１４に一旦記憶される。信号処理回路１５はメモリ１４からのデジタル信号より必要なデジタル信号処理を施し画像データを生成する。

歪曲収差補正回路１８で画像情報に関して歪曲収差の補正を行わない場合は、信号処理回路１５からの画像データは圧縮回路１６に送られる。

圧縮回路１６は画像データの所定のフォーマットに対応したデータ圧縮を行いフラッシュメモリ等のメモリ媒体１７に記憶する。

なお撮影レンズ１１は不図示のズーム位置検出手段から得られる情報（ズーム位置情報）にてズーム位置が管理されている。

外部機器からの入力信号に基づいて歪曲収差補正回路１８で画像情報の歪曲収差の補正を行う場合は、信号処理回路１５からの画像データは歪曲収差補正回路１８に入力される。

例えば、撮影レンズ１１の全ズーム領域のうち、歪曲収差が大きいズーム位置においては信号処理回路１５から歪曲収差補正回路１８に画像データが送られる。

歪曲収差補正回路１８は信号処理回路１５で生成された画像データを加工し、歪曲収差の補正を行う。

歪曲収差補正回路１８によって補正された補正後のデータは信号処理回路１５に戻され圧縮回路１６に転送される。なお歪曲収差補正回路１８は信号処理回路１５に組み込んで構成してもよい。

なお、撮影レンズ１１の歪曲収差が許容できる程度の量である場合は無理に歪曲収差を補正する必要はなく、撮影レンズ１１の歪曲収差が許容量を超えるズーム位置（変倍位置）に限定して補正するようにしても良い。

歪曲収差補正回路１８による歪曲収差の補正方法は、公知の方法、例えば特許文献４〜８等に開示されている方法が適用できる。

図２は図１の歪曲収差補正回路１８で歪曲収差を補正するときの概念図である。

図２において、２１は固体撮像素子１２の撮像面における最大撮像範囲である(以下、「撮像範囲」ともいう)。最大の撮像範囲２１の対角長をＬとする。

撮影レンズ１１の焦点距離をｆ、半画角をθとする。撮影レンズ１１に歪曲収差がない場合は
Ｌ／２＝ｆ×tanθ
なる理想結像の関係が成り立つ。

撮影レンズ１１に歪曲収差がある場合はこの関係が崩れる。樽型の歪曲収差、すなわちマイナス（負）の歪曲収差があると、
Ｌ／２＞ｆ×tanθ
となる。

このとき撮像面上の光軸外の結像点は歪（歪曲収差）がないときの理想結像点よりも画面中心側にずれる。像高が高く、マイナスの歪曲収差が多く発生する場合には画面周辺部にいくほど画面中心側へのずれ量が大きくなる。

図２の２２に示すような固体撮像素子１２の最大撮像範囲２１より小さい凸状の輪郭形状の撮像範囲（範囲Ａ）となる。

このときの撮像範囲２２の対角長Ｌｄは、半画角θに対応している。よって撮像範囲２２の画像情報を撮像範囲２１の大きさ相当に伸張すれば半画角θの画像情報が本来の（理想的な）撮像サイズ（撮像範囲）にて生成できる。

図２において、撮像範囲２１、２２の対角隅の点にて以下説明する。対角方向（半画角θ）では像点が理想結像点２４に対して撮影レンズ１１の歪曲収差により結像点２３に結像している。これに対し結像点２３が結像点２４となるような放射方向での伸張を行えば、即ち歪曲収差の補正を電子的に行い、
Ｌ／２＝ｆ×tanθ
とでき、歪曲収差が補正される。

このような変換（補正）を撮像範囲２２の輪郭上の各点について行えば輪郭線については歪曲収差が補正される。

輪郭より内側の各点についても撮影レンズ１１の像高に対応した歪曲収差量をもとに放射方向での幾何変換を行えば各像高において歪曲収差を補正することができる。

撮像範囲２２から撮像範囲２１への変換は画素数が増える方向であるので幾何変換後に必要な補間処理を行い画像データを生成すればよい。これを各ズーム位置又は必要となるズーム範囲にて行なえばよい。

以上の補正は画像データを公知の方法では歪曲収差がゼロとなるような補正であるが歪曲収差を若干残して補正不足としてもよい。

樽型（負）の歪曲収差はその量が小さければ糸巻型（正）よりも視覚的に違和感が少ないことが知られている。

撮影レンズ１１のばらつきを含めて糸巻き型とならないようにするにはある程度樽型の歪曲収差を残すように補正量を弱めればよい。

このように歪曲収差の補正量を弱める場合は
Ｌ／２＞ｆ×tanθ
の大小関係は変わらないが左辺と右辺の差がより小さくなるような補正を行うこととなる。

次に本実施例における撮影レンズ（ズームレンズ）１１を有する撮像装置の特徴について説明する。

本実施例のズームレンズ１１は物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有している。第２レンズ群の像側に１以上のレンズ群を有していても良い。

広角端から望遠端へのズーミングに際して第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が狭まるように各レンズ群が移動する。第１レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズからなっている。

補正手段(歪曲収差補正回路)１８は該ズームレンズ１１の各ズーム位置に応じて歪曲収差の補正を行っている。

補正手段１８で負の歪曲収差の補正を行う場合は、固体撮像素子の最大撮像範囲２１より小さい範囲Ａ(撮像範囲２２)から得られる画像情報を用いて補正を行い、このときの範囲Ａの対角寸法を撮像対角長Ｌｄとする。

負の歪曲収差の補正を行わない場合には固体撮像素子１２の最大撮像範囲２１の対角寸法を撮像対角長Ｌとする。

広角端および望遠端における撮像対角長を各々Ｌｄｗ、Ｌｄｔとする。ズームレンズ１１の第１レンズ群の焦点距離をｆ１、第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗとする。

第１レンズ群の負レンズの物体側のレンズ面および像側のレンズ面の曲率半径をＲ１１、Ｒ１２（但し非球面の場合は参照球面の曲率半径）、第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの外径をＤとする。

このとき、
１．７＜ｆ１／ｆｗ＜２．４ ‥‥‥（１）
１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．５ ‥‥‥（２）
０．８０＜Ｌｄｗ／Ｌｄｔ＜０．９６ ‥‥‥（３）
２．０＜（Ｒ１１×Ｒ１２）／（Ｄ×Ｌｄｗ）＜２０．０‥‥‥（４）
なる条件を満足している。

条件式（１）は第１レンズ群の焦点距離すなわち屈折力を規定した式である。条件式（１）の下限を超えて焦点距離が小さすぎると屈折力が強すぎて、広角側において像面湾曲、望遠側において球面収差、コマ収差の発生が多くなり、第１レンズ群を２枚のレンズ構成とすることが難しくなる。

収差補正のために構成レンズ枚数を増やすと第１レンズ群が大型化するためよくない。上限を超えて焦点距離が大きすぎると屈折力が弱すぎるためレトロフォーカスタイプの屈折力配置が弱まり、負レンズの外径（有効径）Ｄが大型化してくる。また像側にフィルター等を挿入するためのバックフォーカスを確保するのが困難となる。

条件式（２）は第２レンズ群の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。条件式（２）の下限を超えて焦点距離が小さすぎ屈折力が強まるとペッツバール和が大きくなり像面彎曲の補正不足となってくる。上限を超えて焦点距離が大きすぎ屈折力が弱まると所望の変倍比（ズーム比）を得るための各レンズ群の移動ストロークが増大し望遠端において全長（第１レンズ面から像面までの長さ）が増大してくるので良くない。

条件式（３）は望遠端に対する広角端の撮像対角長の比を規定する式である。条件式（３）の下限を超えて広角端において撮像対角長が小さすぎると歪曲収差補正時の伸張量が大きすぎ画素補間による画質が低下してくる。上限を超えて広角端の撮像対角長が大きすぎると歪曲収差補正時の伸張量が小さすぎレンズ外径Ｄを小型化するのが難しくなる。

条件式（４）は第１レンズ群を構成する負レンズの各レンズ面の曲率半径を規定する式である。条件式（４）の下限を超えて曲率半径が小さくなると軸外光線に対してコンセントリックな形状に近づき広角端において歪曲収差が小さくなりすぎる。

よって歪曲収差の補正における伸張量が確保できずレンズ外径Ｄの小型化が困難となる。上限を超えて曲率半径が大きすぎると歪曲収差の発生が大きくなりすぎ歪曲収差補正において画質が低下してくる。また広角側において非点収差の発生が多くなるので良くない。

更に好ましくは条件式（１）〜（４）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

１．８０＜ｆ１／ｆｗ＜２．３８ ‥‥‥（１ａ）
１．７０＜ｆ２／ｆｗ＜２．４０ ‥‥‥（２ａ）
０．８５＜Ｌｄｗ／Ｌｄｔ＜０．９６ ‥‥‥（３ａ）
２．２＜（Ｒ１１×Ｒ１２）／（Ｄ×Ｌｄｗ）＜１９．０‥‥‥（４ａ）
各実施例によれば、ネガティブリード型のズームレンズにおいて高ズーム比でズーム領域全域に渡って諸収差が良好に補正され前玉径のコンパクトなズームレンズが得られる。

尚、本発明の撮像装置で用いているズームレンズは、次の諸条件のうち１以上を満足するのがより好ましい。

それによれば各条件式に対応した効果が得られる。

第１レンズ群の正レンズの物体側のレンズ面および像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ２１、Ｒ２２（但し非球面の場合は参照球面の曲率半径）とする。

第１レンズ群の負レンズの材料の屈折率をＮ１ｎとする。

第１レンズ群の光軸上の厚み（第１レンズ群の第１レンズ面から第１レンズ群の最終レンズ面までま距離）をｄ１とする。

ズームレンズの広角端における最軸外光線（最大像高）の歪曲収差をＤＩｗとする。

ズームレンズが第２レンズ群の像側に一つ以上の正の屈折力のレンズ群を有するときは、最も像側に配置された正の屈折力のレンズ群の焦点距離をｆｋとする。

このとき、
１．２＜（Ｒ２１×Ｒ２２）／（Ｄ×Ｌｄｗ）＜３．０ ‥‥‥（５）
１．８３＜Ｎ１ｎ ‥‥‥（６）
−５．０＜（Ｒ１２＋Ｒ２１）／（Ｒ１２−Ｒ２１）＜−３．０ ‥‥‥（７）
０．５＜ｄ１／ｆｗ＜１．３ ‥‥‥（８）
０＜（１／（Ｌｄｗ／Ｌｄｔ）−１）×１００＜｜ＤＩｗ｜ ‥‥‥（９）
４．０＜ｆｋ／ｆｗ＜８．０ ‥‥‥（１０）
なる条件のうち１以上を満足するのが良い。

条件式（５）は第１レンズ群を構成する正レンズの各レンズ面の曲率半径を規定する式である。条件式（５）の下限を超えて曲率半径が小さくなると望遠側において球面収差の発生が多くなる。又、第１レンズ群全体として球面収差が補正不足となる。

上限を超えて曲率半径が大きすぎると広角側において倍率色収差が補正過剰となる。

条件式（６）は第１レンズ群の負レンズの材料の屈折率を規定する式である。条件式（６）の下限を超えて屈折率が小さすぎると負レンズを所望の屈折力としたときペッツバール和が負の方向に大きくなりすぎ像面彎曲が補正過剰となる。

条件式（７）は第１レンズ群の負レンズと正レンズで構成される空気レンズの形状因子を規定する式である。条件式（７）にて−１より小さい場合は物体側に凸を向けたメニスカス形状を意味する。

下限を超えてメニスカスの度合いが強すぎると望遠側において球面収差、コマ収差の高次成分が多く発生してくる。上限を超えてメニスカスの度合いが弱まると広角側において非点収差が多く発生してくる。

条件式（８）は第１レンズ群の光軸上の厚みを規定した式である。条件式（８）の下限を超えて厚みが小さすぎる場合は、負レンズと正レンズのレンズ厚みが薄く各々の屈折力が弱くなりすぎる。

各レンズの屈折力が弱すぎると第１レンズ群における色収差が補正不足となる。上限を超えて厚みが大きすぎる場合は負レンズの外径Ｄが大型化し、第１レンズ群全体の小型化が難しくなる。

条件式（９）は歪曲収差の補正を行う場合の補正量を規定する式である。（Ｌｄｗ／Ｌｄｔ）は望遠端に対する広角端の撮像対角長の比を表す。この逆数である１/（Ｌｄｗ／Ｌｄｔ）は広角端の撮像対角長を望遠端の撮像対角長まで伸張する場合の比を表す。

（１/（Ｌｄｗ／Ｌｄｔ）−１）×１００は広角端の撮像対角長に対する伸張量の割合を％で表したものである。歪曲収差の補正を行う前提においては伸張量はゼロより大きい値をとる。条件式（９）の上限の広角端における歪曲収差を超えた伸張量とすると補正後の歪曲収差は糸巻き型となる。広角端にて糸巻き型の歪曲収差を視覚的に嫌う場合は補正過剰となる。よって歪曲収差補正後に糸巻き型とならないようにするには条件式（９）を満足することが好ましい。

条件式（１０）は本発明に係るズームレンズが３群以上の構成のとき最も像側に配置された正の屈折力のレンズ群の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。条件式（１０）の下限を超えて焦点距離が小さすぎ屈折力が強いとペッツバール和が大きくなりすぎ像面湾曲が補正不足となる。

上限を超えて焦点距離が大きすぎ屈折力が弱いとフィールドレンズとして射出瞳を像面から遠ざける効果が薄れてくるので良くない。また最終レンズ群でフォーカシングを行う場合は近距離物体への合焦のための繰り出し量が増大するために鏡筒構成含めた小型化が難しくなる。

更に好ましくは条件式（５）〜（９）の数値範囲を次の如く設定するのが好ましい。

１．２５＜（Ｒ２１×Ｒ２２）／（Ｄ×Ｌｄｗ）＜２．９０ ‥‥‥（５ａ）
１．８４＜Ｎ１ｎ ‥‥‥（６ａ）
−４．８０＜（Ｒ１２＋Ｒ２１）／（Ｒ１２−Ｒ２１）＜−３．２‥‥‥（７ａ）
０．６＜ｄ１／ｆｗ＜１．２ ‥‥‥（８ａ）
２．０＜（１／（Ｌｄｗ／Ｌｄｔ）−１）×１００＜｜ＤＩｗ｜ ‥‥‥（９ａ）
４．０５＜ｆｋ／ｆｗ＜７．００ ‥‥‥（１０ａ）
次に本発明の撮像装置で用いる撮影レンズ（ズームレンズ）の各実施例について説明する。

図３は、本発明の実施例１のズームレンズの広角端における要部断面図（レンズ断面図）である。図４〜図６はそれぞれ実施例１のズームレンズの広角端（短焦点距離端）、中間焦点距離（中間のズーム位置）、望遠端（長焦点距離端）における収差図である。

図７は、実施例２のズームレンズの広角端における要部断面図である。図８〜図１０はそれぞれ実施例２のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図である。

図１１は、実施例３のズームレンズの広角端における要部断面図である。図１２〜図１４はそれぞれ実施例３のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図である。

図１５は、実施例４のズームレンズの広角端における要部断面図である。図１６〜図１８はそれぞれ実施例４のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図である。

図１９は、実施例５のズームレンズの広角端における要部断面図である。図２０〜図２２はそれぞれ実施例５のズームレンズの広角端、中間焦点距離、望遠端における収差図である。

図２３は本発明のズームレンズを備えるカメラ（撮像装置）の要部概略図である。

各実施例のズームレンズはビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置に用いられる撮影レンズ系である。レンズ断面図において、左方が物体側（前方）で、右方（後方）である。

レンズ断面図において、ｉは物体側からのレンズ群の順番を示し、Ｌｉは第ｉレンズ群である。

各実施例のズームレンズは物体側より像側へ順に、負の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有している。

ＳＰは開口絞りである。Ｇは光学フィルター、フェースプレート、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当する光学ブロックである。

ＩＰは像面であり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮影光学系として使用する際にはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）の撮像面が置かれる。

収差図において、ｄ、ｇは各々ｄ線及びｇ線である。ΔＭ、ΔＳはメリディオナル像面、サジタル像面、倍率色収差はｇ線によって表している。Ｙは像高である。ＦｎｏはＦナンバーである。

尚、以下の各実施例において広角端と望遠端は変倍用レンズ群（第２レンズ群Ｌ２）が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

矢印は、広角端から望遠端へのズーミングにおける各レンズ群の移動軌跡を示している。

次に図３の実施例１のズームレンズの基本構成、機能について説明する。

本実施例では、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２そして正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３を有している。広角端から望遠端へのズーミングに際して、第２レンズ群Ｌ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｌ３は若干像側に移動している。変倍に伴う像点（像面）の移動は第１レンズ群Ｌ１を像側に凸状の軌跡で移動させて補正している。

なお開口絞りＳＰは第２レンズ群Ｌ２の最も物体側のレンズ面より若干像側に配置している。開口絞りＳＰをこのような位置に配置することにより、望遠端における第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２の間隔が詰められるため、ズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２の物体側への移動量を多く確保することができる。

これにより高ズーム比化としながら望遠端におけるレンズ全長の増大を防いでいる。なお光量調節を行うために、第２レンズ群Ｌ２の像側に小絞り可能な絞りユニットもしくはＮＤフィルター等を光路中から挿脱可能に設けても良い。

第３レンズ群Ｌ３の屈折力を正とし、固体撮像素子等を用いた撮影装置に必要な像側のテレセントリックな結像を、第３レンズ群Ｌ３にフィールドレンズの役割を持たせることで達成している。

なお第３レンズ群Ｌ３は広角端から望遠端へのズーミングに際して若干像側に移動させているが、固定であっても良い。固定とすると駆動のために必要なメカ部材、アクチュエーター等が不要となる。

またズーミング中移動する場合は広角端から望遠端へのズーミングに際して物体側に移動しない方がよい。第３レンズ群Ｌ３が物体側へ移動すると第３レンズ群Ｌ３の倍率が低下するため全系のズーム比を低下させてしまう。

よって高ズーム比化を図るためには広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔が広がるように構成することが良い。さらに第３レンズ群Ｌ３を広角端から望遠端へのズーミングに際して像側に移動させると変倍作用がより高まるという効果がある。

第１レンズ群Ｌ１は物体側より像側へ順に像側に凹面を向けた負レンズ３１、物体側に凸面を向けたメニスカス状の正レンズ３２で構成している。このような構成により少ないレンズ枚数で全系の小型化を図りながら諸収差を良好に補正している。特に第１レンズ群Ｌ１に非球面を用いることにより広角側における歪曲収差、像面彎曲、望遠側における球面収差を良好に補正している。

本実施例では負レンズ３１の両レンズ面とも非球面形状としている。非球面形状は、レンズ中心からレンズ周辺に向かって負の屈折力が弱まる形状として、このような諸収差の補正を行っている。

第２レンズ群Ｌ２は物体側より順に正レンズ３３と負レンズ３４からなり、全体として正の屈折力の接合レンズ３８、負レンズ３５と正レンズ３６からなり、全体として正の屈折力の接合レンズ３９で構成している。第２レンズ群Ｌ２は変倍に伴う収差変動が起こりやすいレンズ群であるので比較的対称なレンズ構成とすることで変倍時の収差変動を低減している。

第２レンズ群Ｌ２は中間のズーム位置で等倍結像となるようにしているためトリプレット系の発展形である正、負、負、正レンズの構成としている。これにより諸収差を良好に補正するとともに変倍による収差変動が小さくなるようにしている。

特に高ズーム比とする場合にはこのようなレンズ構成が収差補正上、大変有効である。
第２レンズ群Ｌ２中の最も物体側の正レンズ３３により、第１レンズ群Ｌ１を射出した軸外主光線が大きく屈折する。このため正レンズ３３で軸外諸収差の発生が少なくなるよう物体側に凸の形状にしている。

また、正レンズ３３は、第１レンズ群Ｌ１を発散状態で射出した軸上光束に対して球面収差の発生量を抑えるためにも物体側に凸の形状が好ましい。更に物体側のレンズ面を非球面形状とするのが良く、これによれば大口径化した際の球面収差を良好に補正することができる。

さらに負レンズ３４は像側に凹面を向けたレンズ形状としている。これにより正レンズ３３の物体側のレンズ面で発生するコマ収差を負レンズ３４の像側のレンズ面で補正している。正レンズ３３と負レンズ３４を以上の形状とすることで球面収差とコマ収差をともに良好に補正している。

なお正レンズ３３と負レンズ３４で構成される接合レンズ３８は全体としてメニスカス形状としている。このため屈折力をあまり強められない。そこで本実施例では第２レンズ群Ｌ２の正の屈折力は主に像側の接合レンズ３９に分担させている。

以上のようなレンズ構成とすることで高ズーム比化に伴う第２レンズ群Ｌ２の収差の発生をズーム全域で低減するとともに薄型なレンズ構成としている。

なお正レンズ３３と負レンズ３４は必ずしも接合レンズ３８とする必要はなく、球面収差、コマ収差が良好に補正される範囲内で分離してもよい。また接合レンズ３８を物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ１枚で置き換えても構わない。このとき生ずる色収差については接合レンズ３９でより補正するようにすればよい。

第３レンズ群Ｌ３は単一の正レンズ３７より構成し、全系がテレセントリックとなるようにしている。

また、フォーカシングは構成レンズ枚数が少ない第３レンズ群Ｌ３で行い、フォーカスレンズユニットの小型化を容易にしている。

図７の実施例２のズームレンズは、図３の実施例１のズームレンズと同じズームタイプより成る３群ズームレンズである。

実施例２のズームレンズは、実施例１のズームレンズに比べて第２レンズ群Ｌ２を構成する負レンズ３５と正レンズ３６からなる接合レンズ３９の代わりに両レンズ面が凸面の単一の正レンズより構成した点が異なっているだけであり、その他の構成は同じである。

実施例２では、実施例１に比べてレンズ枚数を少なくして、光学性能を良好に維持しつつ、レンズ系全体の更なる小型化を図っている。

図１１の実施例３のズームレンズは、物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有し、双方のレンズ群の空気間隔を変えてズーミングを行う２群ズームレンズである。

実施例３の第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は、図３の実施例１の第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成と同じであり、これによって同様の効果を得ている。

実施例３のズームレンズは、実施例１のズームレンズに比べて第３レンズ群Ｌ３を省略し、光学性能を良好に維持しつつ、全系の更なる固化高を図ったものに相当している。

従来より、非撮影時に各レンズ群の間隔を短縮して全系の小型化を図る沈胴方式のズームレンズが知られている。本実施例では実施例１、２に比べて第３レンズ群がない分、沈胴時のレンズ全長が短縮され撮像装置全体の小型化の点でメリットがある。

なお本実施例は、実施例１、２に比べて第３レンズ群がないため射出瞳を像面から十分に遠ざけて、テレセントリック性とすることが難しくなる。このため、本実施例に係る撮像装置においては、入射角が大きくとも光を十分取り込める固体撮像素子を用いるのが良い。本実施例において、フォーカスは第１レンズ群Ｌ１で行っている。

図１５の実施例４のズームレンズは、図１１の実施例３の２群より成るズームレンズと同じズームタイプより成る２群ズームレンズである。

実施例４の第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成は、図７の実施例２の第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２のレンズ構成と同じであり、これによって同様の効果を得ている。

又、実施例４のズームレンズは、全体として２つのレンズ群より構成し、実施例３のズームレンズと同様の効果を得ている。

図１９の実施例５のズームレンズは、物体側から像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４を有している。そして第１〜第３レンズ群を移動させてズーミングを行う４群ズームレンズである。

実施例５のズームレンズでは、広角端から望遠端へのズーミングに際して、第１レンズ群Ｌ１は、像側へ凸状の軌跡で移動し、第２レンズ群Ｌ２は第１レンズ群Ｌ１と間隔が小さくなるように物体側へ移動し、第３レンズ群Ｌ３は第２レンズ群Ｌ２との間隔が大きくなるように物体側へ移動している。

第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３はズーミングに際して独立に異なった量だけ移動している。ズーミングに際して第４レンズ群Ｌ４は不動である。

実施例５のズームレンズでは、第２レンズ群Ｌ２の移動により主な変倍を行い、第１レンズ群Ｌ１の移動によって変倍に伴う像点の移動を補正している。実施例５では第３レンズ群Ｌ３でフォーカスを行っている。

第４レンズ群Ｌ４は実施例１の第３レンズ群Ｌ３と同様にフィールドレンズの作用を有している。第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３はズーミングの際に個別に移動することでズーミングに伴う収差変動を低減している。

フォーカス群を第３レンズ群Ｌ３で行うインナーフォーカス方式を採用して、リアフォーカス方式と比べて、フォーカス敏感度高くなるようにし、フォーカス移動量を少なくし、駆動手段を小型化している。

各実施例の撮像装置を構成するズームレンズに共通している構成は、物体側より順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｌ１と正の屈折力の第２レンズ群Ｌ２を有するネガティブリードタイプのズームレンズであることである。

いま、図３に示すように第１レンズ群Ｌ１の最も物体側の負レンズ３１の外径をＤとする。ネガティブリードタイプでは外径Ｄは広角端の最軸外光束の屈曲高さにて決められる。

歪曲収差の補正を行わない場合、図２にて最軸外光束に対応する結像点は対角長Ｌの端点２４でありその像高はＬ／２で表される。歪曲収差の補正を行う場合、図２にて最軸外光束に対応する結像点は対角長Ｌｄの端点２３でありその像高はＬｄ／２で表される。

Ｌ／２に対してＬｄ／２と像高が低い分だけ第１レンズ群Ｌ１の屈曲高さが低くなる。このため負レンズ３１の外径Ｄを小さくすることができる。

各実施例では広角端にて歪曲収差の補正を電子的に行うことを前提としてレンズ外径Ｄの小型化を図っている。

この際、広角端における歪曲収差が大きいほどレンズ外径Ｄが小さくなり、前玉径の小型化が図れる。ただし歪曲収差の補正量が大きすぎると画素補間による画質が劣化してくる。

そこで各実施例では補間処理による画質劣化が問題とならない範囲にて補正量を決めることで画質とレンズ外径Ｄの小型化の両立を図っている。

なお各実施例の後述する数値実施例においてはレンズ外径Ｄは負レンズ３１の物体側のレンズ面の光線有効径に対して１ｍｍ程度大きくした径としている。

広角端にて歪曲収差をある程度発生させるために各実施例の第１レンズ群Ｌ１の各レンズ面の曲率をある程度緩くしている。広角端の軸外光線に対してコンセントリックな形状とすれば歪曲収差が補正されるが、各実施例ではコンセントリックな状態よりも曲率を緩めることで樽型の歪曲収差を発生させている。

ただし、ゆるくしすぎると広角側において非点収差が多く発生してくるため、ある範囲で適切に設定することが必要である。なお各実施例において負レンズ３１は非球面レンズであるがこの場合は近軸の曲率ではなく参照球面の曲率がある程度ゆるくなるように設定するのが好ましい。

ここで参照球面とはレンズ面における頂点と光学有効径上の点とを含む球面のことをいう。

以下に、本発明の実施例１〜５に対応する数値実施例１〜５を示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示す。Ｒiはレンズ面の曲率半径である。Ｄiは第i面と第i+1面との間のレンズ肉厚および空気間隔である。Ｎdi、νdiはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の２面は水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター部材である。

また、B,C,D,E,Fは非球面係数である。非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき

で表される。但しＲは曲率半径、Ｋは円錐定数である。

ＢＦはレンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算したものである。レンズ全長はレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にＢＦを加えたものである。

またｊは物体側より順に数えたレンズ群の順序を示し、第ｊレンズ群の焦点距離をｆｊとする。

曲率半径、レンズ肉厚、空気間隔、焦点距離、像高、レンズ全長、ＢＦ等の長さに関する項目の単位はｍｍである。

各変倍位置における撮像対角長Ｌｄは以下像高の２倍の長さである。

前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表１に示す。

［数値実施例１］
ｆ＝4.69〜 18.01 Ｆｎｏ＝ 2.81 〜 5.89 ２ω＝71.1゜ 〜 21.1゜

面データ
R 1*= 52.277 D 1 = 1.35 Nd 1 = 1.848616 νd 1 = 40.1
R 2*= 4.843 D 2 = 2.14
R 3 = 8.542 D 3 = 1.43 Nd 2 = 1.945950 νd 2 = 18.0
R 4 = 14.724 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.49
R 6*= 4.267 D 6 = 1.94 Nd 3 = 1.766140 νd 3 = 49.5
R 7 = 9.704 D 7 = 0.60 Nd 4 = 1.698947 νd 4 = 30.1
R 8 = 3.656 D 8 = 0.51
R 9 = 7.866 D 9 = 0.50 Nd 5 = 1.846660 νd 5 = 23.9
R10 = 4.547 D10 = 2.02 Nd 6 = 1.638539 νd 6 = 55.4
R11 = -14.994 D11 = 可変
R12 = 14.878 D12 = 1.35 Nd 7 = 1.622992 νd 7 = 58.2
R13 = 89.039 D13 = 可変
R14 = ∞ D14 = 0.50 Nd 8 = 1.516330 νd 8 = 64.1
R15 = ∞

非球面係数
R1 ｋ=-5.94283e+01 Ｂ= 5.37922e-05 Ｃ= 2.54150e-06 Ｄ=-6.23141e-08
Ｅ= 4.25314e-10
R2 ｋ=-2.14411e+00 Ｂ= 1.70013e-03 Ｃ=-1.75445e-05 Ｄ= 6.85455e-07
Ｅ=-1.15655e-08
R6 ｋ=-3.28891e-01 Ｂ=-1.01018e-04 Ｃ= 4.89488e-06 Ｄ=-5.73371e-07
Ｅ= 3.51078e-08

各種データ
ズーム比 3.84
広角 中間 望遠
焦点距離 4.69 11.27 18.01
Fナンバー 2.81 4.32 5.89
画角 71.1° 35.9° 21.1°
像高 3.321 3.571 3.571
レンズ全長 33.64 31.24 36.23
ＢＦ 4.71 4.64 4.22
D 4 13.38 3.40 0.81
D11 4.19 11.85 19.85
D13 3.06 2.99 2.57

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.437
2 5 9.619
3 12 28.473

R1,R2で構成されるレンズの外径 12.8

［数値実施例２］
ｆ＝6.10〜 17.93 Ｆｎｏ＝ 2.80 〜 5.04 ２ω＝57.5゜ 〜 21.2゜

面データ
R 1*= 57.921 D 1 = 1.30 Nd 1 = 1.848620 νd 1 = 40.1
R 2*= 5.061 D 2 = 1.31
R 3 = 7.806 D 3 = 2.00 Nd 2 = 1.808095 νd 2 = 22.8
R 4 = 22.311 D 4 = 可変
R 5 = ∞ D 5 = -0.53
R 6*= 4.331 D 6 = 1.90 Nd 3 = 1.848620 νd 3 = 40.1
R 7 = 16.963 D 7 = 0.50 Nd 4 = 1.808095 νd 4 = 22.8
R 8 = 3.659 D 8 = 0.59
R 9 = 12.861 D 9 = 1.30 Nd 5 = 1.696797 νd 5 = 55.5
R10 = -17.453 D10 = 可変
R11 = 16.493 D11 = 1.46 Nd 6 = 1.603112 νd 6 = 60.6
R12 = -196.637 D12 = 可変
R13 = ∞ D13 = 0.50 Nd 7 = 1.516330 νd 7 = 64.1
R14 = ∞

非球面係数
R1 ｋ=-1.83510e+02 Ｂ= 9.35719e-05 Ｃ=-6.03699e-07 Ｄ= 8.66707e-09
Ｅ= 0.00000e+00
R2 ｋ=-1.88251e+00 Ｂ= 1.26150e-03 Ｃ=-5.48821e-06 Ｄ= 1.47361e-07
Ｅ= 0.00000e+00
R6 ｋ=-2.99134e-01 Ｂ=-5.29492e-05 Ｃ= 2.77516e-06 Ｄ=-9.02930e-08
Ｅ= 0.00000e+00

各種データ
ズーム比 2.94
広角 中間 望遠
焦点距離 6.10 11.80 17.93
Fナンバー 2.80 3.91 5.04
画角 57.5° 35.8° 21.2°
像高 3.574 3.762 3.762
レンズ全長 33.42 30.59 32.83
ＢＦ 4.76 3.72 3.39
D 4 13.13 4.75 1.44
D10 5.70 12.28 18.16
D12 3.22 2.18 1.85

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -13.806
2 5 10.434
3 11 25.295

R1,R2で構成されるレンズの外径 11.9

［数値実施例３］
ｆ＝5.10〜 14.74 Ｆｎｏ＝ 2.98 〜 5.01 ２ω＝64.2゜ 〜 24.5゜

面データ
R 1 = 224.291 D 1 = 1.35 Nd 1 = 1.900000 νd 1 = 36.0
R 2*= 5.316 D 2 = 2.06
R 3 = 8.374 D 3 = 1.43 Nd 2 = 1.850000 νd 2 = 15.5
R 4 = 14.796 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.49
R 6*= 4.312 D 6 = 1.94 Nd 3 = 1.766140 νd 3 = 49.5
R 7 = 8.758 D 7 = 0.60 Nd 4 = 1.698947 νd 4 = 30.1
R 8 = 3.828 D 8 = 0.51
R 9 = 8.096 D 9 = 0.50 Nd 5 = 1.846660 νd 5 = 23.9
R10 = 4.506 D10 = 2.02 Nd 6 = 1.638539 νd 6 = 55.4
R11 = -10.795 D11 = 可変
R12 = ∞ D12 = 0.60 Nd 7 = 1.516330 νd 7 = 64.1
R13 = ∞

非球面係数
R2 ｋ=-1.97148e+00 Ｂ= 1.27814e-03 Ｃ=-3.12158e-06 Ｄ=-4.36651e-07
Ｅ= 2.04452e-08
R6 ｋ=-4.19922e-01 Ｂ=-1.29795e-04 Ｃ= 9.20263e-06 Ｄ= 2.39139e-07
Ｅ=-2.46515e-08

各種データ
ズーム比 2.89
広角 中間 望遠
焦点距離 5.10 9.92 14.74
Fナンバー 2.98 3.99 5.01
画角 64.2° 41.0° 24.5°
像高 3.178 3.571 3.571
レンズ全長 31.81 28.58 30.40
ＢＦ 9.98 14.48 18.98
D 4 11.91 4.18 1.50
D11 8.95 13.45 17.95

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -9.329
2 5 8.713

R1,R2で構成されるレンズの外径 10.9

［数値実施例４］
ｆ＝4.70〜 16.48 Ｆｎｏ＝ 2.99 〜 5.45 ２ω＝71.0゜ 〜 23.0゜

面データ
R 1 = 55.315 D 1 = 1.30 Nd 1 = 1.851350 νd 1 = 40.1
R 2*= 5.260 D 2 = 1.96
R 3 = 8.313 D 3 = 1.50 Nd 2 = 1.954950 νd 2 = 18.0
R 4 = 13.243 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = -0.40
R 6*= 3.910 D 6 = 1.95 Nd 3 = 1.768020 νd 3 = 49.2
R 7 = 11.356 D 7 = 0.60 Nd 4 = 1.808095 νd 4 = 22.8
R 8*= 3.426 D 8 = 0.51
R 9*= 8.493 D 9 = 1.50 Nd 5 = 1.772499 νd 5 = 49.6
R10*= -19.771 D10 = 可変
R11 = ∞ D11 = 0.60 Nd 6 = 1.516330 νd 6 = 64.1
R12 = ∞

非球面係数
R2 ｋ=-2.26861e+00 Ｂ=1.52773e-03 Ｃ=-1.32355e-05 Ｄ=1.52845e-07 Ｅ=2.28145e-09
R6 ｋ=-4.83611e-01 Ｂ=-4.17348e-04 Ｃ=2.18560e-05 Ｄ=0.00000e+00 Ｅ=0.00000e+00
R8 ｋ=-3.28633e-01 Ｂ=-1.79423e-03 Ｃ=-1.71123e-04 Ｄ=0.00000e+00 Ｅ=0.00000e+00
R9 ｋ=-1.50823e+00 Ｂ=-1.85622e-04 Ｃ=-3.45234e-04 Ｄ=4.76923e-05 Ｅ=-2.73589e-06
R10 ｋ=-1.06527e+01 Ｂ=7.73037e-04 Ｃ=-1.15197e-05 Ｄ=1.36638e-05 Ｅ=4.83903e-06

各種データ
ズーム比 3.51
広角 中間 望遠
焦点距離 4.70 10.59 16.48
Fナンバー 2.99 4.18 5.45
画角 71.0° 37.9° 23.0°
像高 3.214 3.571 3.571
レンズ全長 32.70 26.08 27.42
ＢＦ 8.86 13.36 17.86
D 4 14.93 3.81 0.64
D10 7.86 12.36 16.86

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -11.086
2 5 8.464

R1,R2で構成されるレンズの外径 13.5

［数値実施例５］
ｆ＝5.24〜 10.58 Ｆｎｏ＝ 2.90 〜 3.96 ２ω＝62.8゜ 〜 33.7゜

面データ
R 1 = 71.805 D 1 = 1.20 Nd 1 = 1.851350 νd 1 = 40.1
R 2*= 3.756 D 2 = 1.14
R 3 = 6.549 D 3 = 1.70 Nd 2 = 1.846660 νd 2 = 23.9
R 4 = 25.834 D 4 = 可変
R 5 = 絞り D 5 = 0.60
R 6*= 4.131 D 6 = 1.90 Nd 3 = 1.740130 νd 3 = 49.2
R 7 = -25.143 D 7 = 0.20
R 8 = -443.894 D 8 = 0.80 Nd 4 = 1.833100 νd 4 = 23.9
R 9*= 4.653 D 9 = 可変
R10 = 29.490 D10 = 1.20 Nd 5 = 1.603112 νd 5 = 60.6
R11 = -12.889 D11 = 可変
R12 = 24.395 D12 = 1.20 Nd 6 = 1.696797 νd 6 = 55.5
R13 = ∞ D13 = 0.52
R14 = ∞ D14 = 0.50 Nd 7 = 1.516330 νd 7 = 64.1
R15 = ∞

非球面係数
R2 ｋ=-1.11592e+00 Ｂ= 1.07393e-03 Ｃ= 7.42392e-06 Ｄ=-1.94030e-07
Ｅ=-6.64122e-09
R6 ｋ=-5.28119e-02 Ｂ=-1.84158e-04 Ｃ=-1.71225e-05 Ｄ=-4.19360e-06
Ｅ= 7.62784e-08
R9 ｋ=-8.26448e-01 Ｂ= 4.08586e-03 Ｃ= 5.19353e-04 Ｄ=-1.26718e-04
Ｅ= 2.25765e-05

各種データ
ズーム比 2.02
広角 中間 望遠
焦点距離 5.24 7.78 10.58
Fナンバー 2.90 3.42 3.96
画角 62.8° 47.0° 33.7°
像高 3.131 3.296 3.296
レンズ全長 28.96 27.07 27.22
ＢＦ 3.34 3.34 3.34
D 4 9.87 5.04 2.26
D 9 1.09 1.78 2.04
D11 4.73 6.97 9.64

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 -10.470
2 5 12.441
3 10 15.031
4 12 35.010

R1,R2で構成されるレンズの外径 10.0

本発明の撮像装置の基本構成を示す図。 本発明の歪曲収差補正の概念を示す図。 本発明の撮影レンズの基本構成を示す図。（数値実施例１の光学断面図） 数値実施例１の広角端での収差図。 数値実施例１の中間位置での収差図。 数値実施例１の望遠端での収差図。 数値実施例２の光学断面図 数値実施例２の広角端での収差図。 図９…数値実施例２の中間位置での収差図。 数値実施例２の望遠端での収差図。 数値実施例３の光学断面図 数値実施例３の広角端での収差図。 数値実施例３の中間位置での収差図。 数値実施例３の望遠端での収差図。 数値実施例４の光学断面図 数値実施例４の広角端での収差図。 数値実施例４の中間位置での収差図。 数値実施例４の望遠端での収差図。 数値実施例５の光学断面図 数値実施例５の広角端での収差図。 数値実施例５の中間位置での収差図。 数値実施例５の望遠端での収差図。

符号の説明

Ｌ１…第１レンズ群
Ｌ２…第２レンズ群
Ｌ３…第３レンズ群
Ｌ４…第４レンズ群
ＳＰ…開口絞り
Ｇ…ＣＣＤのフェースプレートやローパスフィルター等のガラスブロック
ＩＰ…結像面

Claims (6)

1. ズームレンズと、該ズームレンズによって結像される画像を光電変換する固体撮像素子と、該固体撮像素子で得られた画像データを処理する処理手段と、該処理手段からの画像データを加工し、該ズームレンズで結像される画像の歪曲収差を補正し、補正した画像データを出力する補正手段を備えた撮像装置において、該ズームレンズは物体側より像側へ順に、負の屈折力の第１レンズ群、正の屈折力の第２レンズ群を有し、広角端から望遠端へのズーミングに際して前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が狭まるように各レンズ群が移動し、前記第１レンズ群は１枚の負レンズと１枚の正レンズからなり、前記補正手段は前記ズームレンズの各ズーム位置に応じて歪曲収差の補正を行っており、前記補正手段で負の歪曲収差の補正を行う場合は、前記固体撮像素子の最大撮像範囲より小さい範囲Ａから得られる画像情報を用いて補正を行い、前記範囲Ａの対角寸法を撮像対角長とし、負の歪曲収差の補正を行わない場合には前記固体撮像素子の最大撮像範囲の対角寸法を撮像対角長とし、広角端および望遠端における撮像対角長を各々Ｌｄｗ、Ｌｄｔ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端における全系の焦点距離をｆｗ、前記第１レンズ群の負レンズの物体側のレンズ面および像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ１１、Ｒ１２（但し非球面の場合は参照球面の曲率半径）、前記第１レンズ群の正レンズの物体側のレンズ面および像側のレンズ面の曲率半径を各々Ｒ２１、Ｒ２２（但し非球面の場合は参照球面の曲率半径）、前記第１レンズ群の最も物体側に配置されたレンズの外径をＤとするとき、
   とするとき、
   １．７＜ｆ１／ｆｗ＜２．４
   １．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．５
   ０．８０＜Ｌｄｗ／Ｌｄｔ＜０．９６
   ２．０＜（Ｒ１１×Ｒ１２）／（Ｄ×Ｌｄｗ）＜２０．０
   １．２＜（Ｒ２１×Ｒ２２）／（Ｄ×Ｌｄｗ）＜３．０
   なる条件を満足することを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１レンズ群の負レンズの材料の屈折率をＮ１ｎとするとき、
   １．８３＜Ｎ１ｎ
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 
   −５．０＜（Ｒ１２＋Ｒ２１）／（Ｒ１２−Ｒ２１）＜−３．０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記第１レンズ群の光軸上の厚みをｄ１とするとき、
   ０．５＜ｄ１／ｆｗ＜１．３
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記ズームレンズの広角端における最軸外光線の歪曲収差をＤＩｗとするとき、
   ０＜（１／（Ｌｄｗ／Ｌｄｔ）−１）×１００＜｜ＤＩｗ｜
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記ズームレンズは前記第２レンズ群の像側に一つ以上の正の屈折力のレンズ群を有し、最も像側に配置された正の屈折力のレンズ群の焦点距離をｆｋとするとき、
   ４．０＜ｆｋ／ｆｗ＜８．０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。

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