(57)【要約】【課題】結像光学系の小型化を図る。【解決手段】本発明では、複数のレンズ群から構成されるズームレンズＺＬと、物体側からズームレンズＺＬを透過した光を色分解する色分解光学素子Ｐ２とを備え、物体の像を色分解により３つの色分解像に分解し、当該３つの色分解像をそれぞれの像面Ｉ１〜Ｉ３上に分けて結像させる結像光学系ＳＹＳにおいて、複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる折り曲げ光学素子Ｐ１を有して構成されており、色分解光学素子Ｐ２は、折り曲げ光学素子Ｐ１により折り曲げられる前の光の光軸Ｏ１と、折り曲げ光学素子Ｐ１により折り曲げられた後の光の光軸Ｏ２とを含む平面上に色分解を行う色分解面Ｍ１，Ｍ２を有して構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズ群から構成されるズームレンズと、物体側から前記ズームレンズを透過した光を色分解する色分解光学素子とを備え、前記物体の像を前記色分解により複数の色分解像に分解し、前記複数の色分解像をそれぞれの像面上に分けて結像させる結像光学系において、
前記複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる折り曲げ光学素子を有して構成されており、
前記色分解光学素子は、前記折り曲げ光学素子により折り曲げられる前の光の光軸と、前記折り曲げ光学素子により折り曲げられた後の光の光軸とを含む平面上に前記色分解を行う色分解面を有して構成されていることを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
前記色分解面は、前記色分解光学素子に入射する光の光軸に対して約４５度傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項３】
前記色分解光学素子は、前記色分解面を少なくとも２面有していることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の結像光学系。
【請求項４】
前記第１レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の結像光学系。
【請求項５】
前記ズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有して構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の結像光学系。
【請求項６】
前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定され、
前記第２レンズ群および前記第４レンズ群は、前記広角端から望遠端へのズーミングの際に光軸に沿って移動することを特徴とする請求項５に記載の結像光学系。
【請求項７】
前記第３レンズ群をシフトレンズ群として光軸に対し略直角な方向にシフトさせることを特徴とする請求項６に記載の結像光学系。
【請求項８】
前記色分解面は、前記色分解光学素子に入射する光の光軸に対して約４５度傾斜しており、
前記色分解光学素子は正方形断面を有する直方体形に形成され、前記正方形断面の一方の対角線を含んで前記正方形断面と略直角な方向に延びる平面上に前記色分解面が形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の結像光学系。
【請求項９】
前記色分解面は、前記色分解光学素子に入射する光の光軸に対して約４５度傾斜しており、
前記色分解光学素子は正方形断面を有する直方体形に形成され、前記正方形断面の両方の対角線を含んで前記正方形断面と略直角な方向に延びる互いに直交する２つの平面上にそれぞれ前記色分解面が形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の結像光学系。
【請求項１０】
前記折り曲げ光学素子の光路長をＰｄとし、前記色分解光学素子の光路長をＳｄとしたとき、次式
１．０＜Ｐｄ／Ｓｄ＜３．０
の条件を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の結像光学系。
【請求項１１】
前記折り曲げ光学素子はプリズムであり、前記プリズムのｄ線における屈折率をｎｄ１としたとき、次式
１．８＜ｎｄ１
の条件を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の結像光学系。
【請求項１２】
前記色分解光学素子のｄ線における屈折率をｎｄ２としたとき、次式
ｎｄ２＜１．６
の条件を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載の結像光学系。
【請求項１３】
物体の像を色分解により複数の色分解像に分解し、前記複数の色分解像をそれぞれの像面上に分けて結像させる結像光学系を備えた光学機器において、
前記結像光学系が請求項１から請求項１４のうちいずれか一項に記載の結像光学系であることを特徴とする光学機器。
【請求項１４】
複数のレンズ群から構成されるズームレンズと、物体側から前記ズームレンズを透過した光束を色分解する色分解光学素子とを備えた結像光学系を用いて、前記物体の像を前記色分解により複数の色分解像に分解し、前記複数の色分解像をそれぞれの像面上に分けて結像させる結像方法において、
前記複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる折り曲げ光学素子を有して構成されており、
前記色分解光学素子に対し、前記折り曲げ光学素子により折り曲げられる前の光の光軸と、前記折り曲げ光学素子により折り曲げられた後の光の光軸とを含む平面上に前記色分解を行う色分解面を形成することを特徴とする結像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラ等の光学機器に用いられる結像光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学系内部に光路を折り曲げる光学素子を配置した、固体撮像素子等に好適なズームレンズが一般的になりつつある。また、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の記録媒体として使用されている固体メモリの大容量化に伴い、記録方法が静止画のみだったものが、記憶容量が増大する動画の記録も可能となってきている。それに伴い、撮影時により一層の高画素化が求められている。そこで、ズームレンズからの光を色分解光学素子により色分解し、色分解して得られる複数の色分解像をそれぞれ異なる複数の撮像素子で撮像する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２１５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の装置では、３つのプリズムを組み合わせて色分解光学素子を構成していたため、入射光を色分解したのち各色の光路長を揃えなければならず、色分解光学素子が大きくなって結果的に光学系の大型化を招いていた。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、結像光学系およびこれを備えた光学機器の小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的達成のため、本発明に係る結像光学系は、複数のレンズ群から構成されるズームレンズと、物体側から前記ズームレンズを透過した光を色分解する色分解光学素子とを備え、前記物体の像を前記色分解により複数の色分解像に分解し、前記複数の色分解像をそれぞれの像面上に分けて結像させる結像光学系において、前記複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる折り曲げ光学素子を有して構成されており、前記色分解光学素子は、前記折り曲げ光学素子により折り曲げられる前の光の光軸と、前記折り曲げ光学素子により折り曲げられた後の光の光軸とを含む平面上に前記色分解を行う色分解面を有して構成されている。
【０００６】
また、上述の発明において、前記色分解面は、前記色分解光学素子に入射する光の光軸に対して約４５度傾斜していることが好ましい。
【０００７】
また、上述の発明において、前記色分解光学素子は、前記色分解面を少なくとも２面有していることが好ましい。
【０００８】
また、上述の発明において、前記第１レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定されていることが好ましい。
【０００９】
また、上述の発明において、前記ズームレンズは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有して構成されることが好ましい。
【００１０】
またこのとき、前記第１レンズ群および前記第３レンズ群は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定され、前記第２レンズ群および前記第４レンズ群は、前記広角端から望遠端へのズーミングの際に光軸に沿って移動することが好ましい。
【００１１】
さらにこのとき、前記第３レンズ群をシフトレンズ群として光軸に対し略直角な方向にシフトさせることが好ましい。
【００１２】
また、上述の発明において、前記色分解面は、前記色分解光学素子に入射する光の光軸に対して約４５度傾斜しており、前記色分解光学素子は正方形断面を有する直方体形に形成され、前記正方形断面の一方の対角線を含んで前記正方形断面と略直角な方向に延びる平面上に前記色分解面が形成されることが好ましい。
【００１３】
また、上述の発明において、前記色分解面は、前記色分解光学素子に入射する光の光軸に対して約４５度傾斜しており、前記色分解光学素子は正方形断面を有する直方体形に形成され、前記正方形断面の両方の対角線を含んで前記正方形断面と略直角な方向に延びる互いに直交する２つの平面上にそれぞれ前記色分解面が形成されてもよい。
【００１４】
また、上述の発明において、前記折り曲げ光学素子の光路長をＰｄとし、前記色分解光学素子の光路長をＳｄとしたとき、次式
１．０＜Ｐｄ／Ｓｄ＜３．０
の条件を満足することが好ましい。
【００１５】
また、上述の発明において、前記折り曲げ光学素子はプリズムであり、前記プリズムのｄ線における屈折率をｎｄ１としたとき、次式
１．８＜ｎｄ１
の条件を満足することが好ましい。
【００１６】
また、上述の発明において、前記色分解光学素子のｄ線における屈折率をｎｄ２としたとき、次式
ｎｄ２＜１．６
の条件を満足することが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る光学機器は、物体の像を色分解により複数の色分解像に分解し、前記複数の色分解像をそれぞれの像面上に分けて結像させる結像光学系を備えた光学機器において、前記結像光学系が本発明に係る結像光学系であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る結像方法は、複数のレンズ群から構成されるズームレンズと、物体側から前記ズームレンズを透過した光束を色分解する色分解光学素子とを備えた結像光学系を用いて、前記物体の像を前記色分解により複数の色分解像に分解し、前記複数の色分解像をそれぞれの像面上に分けて結像させる結像方法において、前記複数のレンズ群のうち最も物体側に並ぶ第１レンズ群は、正の屈折力を有するとともに、光路を折り曲げる折り曲げ光学素子を有して構成されており、前記色分解光学素子に対し、前記折り曲げ光学素子により折り曲げられる前の光の光軸と、前記折り曲げ光学素子により折り曲げられた後の光の光軸とを含む平面上に前記色分解を行う色分解面を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、結像光学系の小型化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本願発明に係る結像光学系を備えたデジタルスチルカメラＣＡＭが図１に示されている。このデジタルスチルカメラＣＡＭは、カメラ本体Ｂに内蔵された、物体（被写体）の像を色分解により３つ（複数）の色分解像に分解して当該３つの色分解像をそれぞれの像面Ｉ１〜Ｉ３上に分けて結像させる結像光学系ＳＹＳと、各像面Ｉ１〜Ｉ３にそれぞれ配設された３つの固体撮像素子（図示せず）とを主体に構成される。なお、結像光学系ＳＹＳと各像面Ｉ１〜Ｉ３との間には、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成されるフィルタ群ＦＬが配設される。
【００２１】
結像光学系ＳＹＳは、複数のレンズ群から構成されるズームレンズＺＬと、物体側からズームレンズＺＬを透過した光を色分解する色分解光学素子Ｐ２とを備えて構成される。ズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有して構成される。また、ズームレンズＺＬは、図２に示すように、広角端から望遠端へのズーミング（変倍）の際、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４は光軸に沿って移動し、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は各像面Ｉ１〜Ｉ３に対して固定されるようになっている。なお、図１に示すように、光路を折り曲げる折り曲げ光学素子Ｐ１が第１レンズ群Ｇ１に配設されている。ここで、折り曲げ光学素子Ｐ１に入射する光の光軸Ｏ１に沿った方向をＸ方向とし、折り曲げ光学素子Ｐ１により折り曲げられた後の光の光軸Ｏ２に沿った方向をＹ方向とする。
【００２２】
色分解光学素子Ｐ２は、ガラスや樹脂等の光を透過可能な材料を用いて、ＸＹ平面における断面形状が正方形の断面を有する直方体形に形成され、内部に色分解面である第１および第２ダイクロイックミラー面Ｍ１，Ｍ２を有している。第１および第２ダイクロイックミラー面Ｍ１，Ｍ２は、色分解光学素子Ｐ２における正方形の断面の両方の対角線を含んで、正方形の断面と略直角な方向（Ｚ方向）に延びる互いに直交する２つの平面上にそれぞれ形成される。そして、第１および第２ダイクロイックミラー面Ｍ１，Ｍ２は、色分解光学素子Ｐ２に入射する光の光軸Ｏ２に対して約４５度傾斜しており、第１レンズ群Ｇ１の折り曲げ光学素子Ｐ１により折り曲げられる前の光の光軸Ｏ１と、折り曲げ光学素子Ｐ１により折り曲げられた後の光の光軸Ｏ２とを含むＸＹ平面上に色分解を行うようになっている。このような色分解光学素子の一例としては、４つの三角柱形状のプリズムを貼り合わせて作るクロスダイクロイックプリズム（図３を参照）、ダイクロイックプリズム（図４を参照）、および複数のダイクロイックプリズムの組み合わせ（図５を参照）等が挙げられる。
【００２３】
このように構成される結像光学系ＳＹＳにおいて、物体（被写体）からの光がズームレンズＺＬの第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、および第４レンズ群Ｇ４を順に透過して色分解光学素子Ｐ２に入射する。色分解光学素子Ｐ２に入射した光は、図３に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）のうち、Ｇ（緑）の光が第１ダイクロイックミラー面Ｍ１で（色分解光学素子Ｐ２に入射する光の光軸Ｏ２に対して略直角な方向のＸ方向の正の向きに）反射し、Ｇ（緑）の光による色分解像が第１像面Ｉ１で結像される。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）のうちＢ（青）の光は、第２ダイクロイックミラー面Ｍ２で（第１ダイクロイックミラー面Ｍ１で反射する方向と反対側であるＸ方向の負の向きに）反射し、Ｂ（青）の光による色分解像が第２像面Ｉ２で結像される。
【００２４】
そして、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）のうちＲ（赤）の光は、第１および第２ダイクロイックミラー面Ｍ１，Ｍ２を透過し、Ｒ（赤）の光による色分解像が第３像面Ｉ３で結像される。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）に限らず、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ（シアン、マゼンタ、イエロー）を３色に色分解するようにしてもよい。なおこのとき、例えば、Ｙｅ（イエロー）の光による色分解像が第１像面Ｉ１で結像され、Ｃｙ（シアン）の光による色分解像が第２像面Ｉ２で結像され、Ｍｇ（マゼンタ）の光による色分解像が第３像面Ｉ３で結像される。
【００２５】
このように、色分解光学素子Ｐ２は、折り曲げ光学素子Ｐ１により折り曲げられる前の光の光軸Ｏ１と、折り曲げ光学素子Ｐ１により折り曲げられた後の光の光軸Ｏ２とを含むＸＹ平面上に色分解を行う色分解面（第１および第２ダイクロイックミラー面Ｍ１，Ｍ２）を有して構成されることが好ましい。このようにすれば、色分解された波長ごとに固体撮像素子を配置することが可能となり、従来と同一サイズ、同一画素数の固体撮像素子を使用した場合、２色分解した場合には２倍の、３色分解した場合には３倍の画素数を得ることが可能となる。これにより、従来、高画素化のために固体撮像素子自体を大型化していたため、光学系自体もそれに合わせて大型化していたことを回避することが可能となる。
【００２６】
また、同一サイズでの場合、従来、高画素化のために素子サイズを小さくして固体撮像素子の総画素数を上げていたため、受光効率が低下し固体撮像素子の感度が低下してしまうことを回避することが可能になる。また、従来と同一画素数を得る場合、必要な画素数は、２色分解した場合には１／２、３色分解した場合には１／３となり、１つ１つの固体撮像素子の大きさを小さくすることが可能になる。これにより、結像光学系の小型化、延いては光学機器全体の小型化が可能になる。また、ＹＺ平面に色分解光学素子Ｐ２、各像面Ｉ１〜Ｉ３および固体撮像素子が並ぶので、Ｘ方向の寸法を小さくすることができ、光学機器（デジタルスチルカメラＣＡＭ）の薄型化が可能である。
【００２７】
また、前述のように、色分解光学素子Ｐ２は、色分解面を少なくとも２面（第１および第２ダイクロイックミラー面Ｍ１，Ｍ２）有していることが好ましい。色分解面を２面有することにより、固体撮像素子に入射する光線を３色に分解することが可能になる。固体撮像素子を使用する場合、固体撮像素子自身には色を認識する能力が無いため、カラー化するために素子上面に３原色の原理から、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）、もしくはＣｙ、Ｍｇ、Ｙｅ（シアン、マゼンタ、イエロー）の３色フィルターを規則的に配置し色を再現している。一般的に、ローパスフィルタを用いてズームレンズからの光を固体撮像素子に入射させる場合、色モアレが必ず発生していた。
【００２８】
これに対し、固体撮像素子に入射する光を３色に分解することにより、各色に対して１つの固体撮像素子を配置することが可能になり、ズームレンズに対して同一位置にある画素情報よりカラー化することができるため、色モアレが発生しなくなる。また、従来、固体撮像素子上に横方向に配置されている３画素を用いて１色を再現していたため、固体撮像素子が有する画素数分の画質を得ることが困難であったが、同一位置にある画素情報よりカラー化することにより、固体撮像素子が有する画素数分の画質を得ることが可能になる。
【００２９】
また、前述のように、色分解面である第１および第２ダイクロイックミラー面Ｍ１，Ｍ２は、色分解光学素子Ｐ２に入射する光の光軸Ｏ２に対して約４５度傾斜していることが好ましい。このようにすれば、色分解光学素子Ｐ２の形状を色分解するＸＹ平面上で正方形（すなわち、図３に示すように正方形断面）にすることが可能になる。これにより、各色ごとの光路長を同一にし、かつ大きさを最も小さくすることができる。
【００３０】
また、前述のように、第１レンズ群Ｇ１は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定されていることが好ましく、このようにすれば、全てのレンズ群の中で一番大きなレンズ群を固定するため、鏡筒構造を単純化することが可能になる。
【００３１】
なお、色分解面は２面以上に限らず、図４に示すように１面を有するだけでも構わない。このようにすれば、２色分解が可能になる。なお、図４に示す色分解光学素子Ｐ２１は、正方形断面を有する直方体形に形成され、正方形断面の一方の対角線を含んで、正方形断面と略直角な方向に延びる平面上に色分解面であるダイクロイックミラー面Ｍ２１が形成される。また、ダイクロイックミラー面Ｍ２１は、色分解光学素子Ｐ２１に入射する光の光軸に対して約４５度傾斜している。
【００３２】
このような色分解光学素子Ｐ２１に入射した光は、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）のうち、Ｇ、Ｂ（緑、青）の光がダイクロイックミラー面Ｍ２１で（色分解光学素子Ｐ２１に入射する光の光軸に対して略直角な方向に）反射し、Ｇ、Ｂ（緑、青）の光による色分解像が第１像面Ｉ１１で結像される。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）のうちＲ（赤）の光は、ダイクロイックミラー面Ｍ２１を透過し、Ｒ（赤）の光による色分解像が第２像面Ｉ１２で結像される。
【００３３】
なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）に限らず、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ（シアン、マゼンタ、イエロー）を２色に色分解するようにしてもよい。なおこのとき、例えば、Ｃｙ、Ｙｅ（シアン、イエロー）の光による色分解像が第１像面Ｉ１１で結像され、Ｍｇ（マゼンタ）の光による色分解像が第２像面Ｉ１２で結像される。
【００３４】
さらに、図４に示すような色分解光学素子を２つ組み合わせることにより、図５に示すように３色分解が可能になる。なお、図５の左側に位置する第１の色分解光学素子Ｐ２２は、色分解面である第１のダイクロイックミラー面Ｍ２２を有している。また、第１の色分解光学素子Ｐ２２の右側に隣接する第２の色分解光学素子Ｐ２３は、色分解面である第２のダイクロイックミラー面Ｍ２３を有している。
【００３５】
このような第１の色分解光学素子Ｐ２２に入射した光は、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）のうち、Ｇ、Ｂ（緑、青）の光が第１のダイクロイックミラー面Ｍ２２を透過し、第２の色分解光学素子Ｐ２３に入射する。一方、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）のうちＲ（赤）の光は、第１のダイクロイックミラー面Ｍ２２で（第１の色分解光学素子Ｐ２２に入射する光の光軸に対して略直角な方向に）反射し、Ｒ（赤）の光による色分解像が第３像面Ｉ２３で結像される。
【００３６】
第２の色分解光学素子Ｐ２３に入射した光は、Ｇ、Ｂ（緑、青）のうち、Ｂ（青）の光が第２のダイクロイックミラー面Ｍ２３を透過し、Ｂ（青）の光による色分解像が第１像面Ｉ２１で結像される。そして、Ｇ、Ｂ（緑、青）のうちＧ（緑）の光は、第２のダイクロイックミラー面Ｍ２３で（第１の色分解光学素子Ｐ２２に入射する光の光軸と同じ方向に）反射し、Ｇ（緑）の光による色分解像が第２像面Ｉ２２で結像される。
【００３７】
なお、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）に限らず、Ｃｙ、Ｍｇ、Ｙｅ（シアン、マゼンタ、イエロー）を３色に色分解するようにしてもよい。なおこのとき、例えば、Ｃｙ（シアン）の光による色分解像が第１像面Ｉ２１で結像され、Ｙｅ（イエロー）の光による色分解像が第２像面Ｉ２２で結像され、Ｍｇ（マゼンタ）の光による色分解像が第３像面Ｉ２３で結像される。
【００３８】
また、前述のように、ズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有して構成されることが好ましい。このようにすれば、ズームレンズＺＬを適切に小型化することが可能になる。
【００３９】
また、前述のように、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定され、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４は、広角端から望遠端へのズーミングの際に光軸に沿って移動することが好ましい。このようにすれば、最も物体側の第1レンズ群Ｇ１を広角端から望遠端へのズーミングに際して常に固定とすることにより、折り曲げ光学素子Ｐ１を有する一番大きなレンズ群を移動させる必要が無くなり、構造的に簡素なものにすることができる。
【００４０】
また、一番大きな第１レンズ群Ｇ１以外のレンズ群（すなわち、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４）によって広角端から望遠端へのズーミングを行うことにより、今まで使用していた駆動系より小さなものを使用することも可能となる。また、第３レンズ群Ｇ３に開口絞りを設けた場合、広角端から望遠端へのズーミングの際に第３レンズ群を固定とすることにより、開口絞りを制御するシャッターユニットを固定させることが可能になり、鏡筒構造を単純化することが可能になる。
【００４１】
さらにこのとき、第３レンズ群Ｇ３をシフトレンズ群として光軸に対し略直角な方向にシフトさせることが好ましい。このようにすれば、広角端から望遠端へのズーミングの際に固定される第３レンズ群をシフトさせることで、レンズシフトを行うための駆動ユニット等を固定させることが可能になり、鏡筒構造を単純化することが可能になる。
【００４２】
また、折り曲げ光学素子Ｐ１の光路長をＰｄとし、色分解光学素子Ｐ２の光路長をＳｄとしたとき、次の条件式（１）で表される条件を満足することが好ましい。
【００４３】
１．０＜Ｐｄ／Ｓｄ＜３．０      …（１）
【００４４】
条件式（１）は、光路を（約９０度）折り曲げることを目的とした折り曲げ光学素子Ｐ１の光路長と、色分解を行うための色分解光学素子Ｐ２の光路長との関係を規定したものである。条件式（１）の上限値を上回る条件である場合、折り曲げ光学素子Ｐ１が大型化し、それに伴いコマ収差が劣化するため好ましくない。また、色分解光学素子Ｐ２の光路長が短くなり、必要な光量を確保することが困難となるため好ましくない。一方、条件式（１）の下限値を下回る条件である場合、色分解光学素子Ｐ２が大型化し、それに伴い球面収差、歪曲収差が劣化するため好ましくない。なお、条件式（１）の上限値を２．６にすることがより好ましく、２．２にすることがさらに好ましい。また、条件式（１）の下限値を１．１にすることがより好ましく、１．２にすることがさらに好ましい。
【００４５】
また、折り曲げ光学素子Ｐ１がプリズムである場合、折り曲げ光学素子Ｐ１（プリズム）のｄ線における屈折率をｎｄ１としたとき、次の条件式（２）で表される条件を満足することが好ましい。
１．８＜ｎｄ１      …（２）
【００４６】
条件式（２）は、光路を折り曲げることを目的とした折り曲げ光学素子Ｐ１（プリズム）の適切な屈折率の範囲を規定した条件式である。条件式（２）の条件を満たさない場合、折り曲げ光学素子Ｐ１の大きさが大きくなり、ズームレンズ（結像光学系）全体が大きくなってしまい好ましくない。結果として、カメラ本体Ｂの厚さにも影響してしまい小型化が図れなくなってしまう。また、折り曲げ光学素子Ｐ１の大型化に伴い、コマ収差が劣化するため好ましくない。なお、条件式（２）の下限値を１．８２にすることがより好ましく、１．８３にすることがさらに好ましく、１．８５にすることがさらに好ましい。
【００４７】
また、色分解光学素子Ｐ２のｄ線における屈折率をｎｄ２としたとき、次の条件式（３）で表される条件を満足することが好ましい。
【００４８】
ｎｄ２＜１．６      …（３）
【００４９】
条件式（３）は、色分解を行うための色分解光学素子Ｐ２の適切な屈折率の範囲を規定した条件式である。条件式（３）の条件を満たさない場合、色分解面であるダイクロイックミラー面の特性維持が困難となるため好ましくない。なお、条件式（３）の上限値を１．５８にすることがより好ましく、１．５６にすることがさらに好ましく、１．５２にすることがさらに好ましい。
【００５０】
なお、複数の固体撮像素子（像面）のうち、少なくとも１つの固体撮像素子が、基準となる固体撮像素子に対して、（基準となる）固体撮像素子に入射する光の光軸に対し垂直な位置関係となるように取り付けられていることが望ましい（図３〜図５を参照）。
【００５１】
また、複数の固体撮像素子（像面）のうち、少なくとも１つの固体撮像素子が、基準となる固体撮像素子に対して、（基準となる）固体撮像素子に入射する光の光軸に対し垂直および平行な位置関係となるように取り付けられていることが望ましい（図３〜図５を参照）。
【００５２】
また、各レンズ群において、任意の面を回折面としてもよい。また、第１レンズ群Ｇ１から正の屈折力を持つ複数のレンズ群において、任意のレンズを、屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
【実施例】
【００５３】
以下、本願発明の各実施例を添付図面に基づいて説明する。各実施例に係る結像光学系ＳＹＳは、前述したように、複数のレンズ群から構成されるズームレンズＺＬと、物体側からズームレンズＺＬを透過した光を色分解する色分解光学素子Ｐ２とを備えて構成され、ズームレンズＺＬは、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とを有して構成される。また、色分解光学素子Ｐ２と各像面Ｉ１〜Ｉ３との間には、ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等から構成されるフィルタ群ＦＬが配設される。
【００５４】
また、図２に示すように、広角端から望遠端へのズーミングの際、第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４は光軸に沿って移動し、第１レンズ群Ｇ１および第３レンズ群Ｇ３は各像面Ｉ１〜Ｉ３に対して固定されるようになっている。このとき、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少する。なお、図２は、本発明の各実施例にかかる結像光学系（ズームレンズ）の屈折力配分および、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への焦点距離状態の変化（ズーミング）における各レンズ群の移動の様子を示す図である。
【００５５】
以下に、表１〜表５を示すが、これらは第１〜第５実施例における諸元の値をそれぞれ掲げた表である。各表において、ｆは焦点距離を、Ｆ．ＮＯはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスをそれぞれ表している。さらに、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、屈折率およびアッベ数はそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値を示している。ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径、面間隔、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。なお、曲率半径「0.0000」は平面を示し、空気の屈折率である「1.00000」の記載は省略してある。
【００５６】
また、各表中において＊印が付される非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒ、円錐定数をΚ、ｎ次（ｎ＝４，６，８，１０）の非球面係数をＣnとしたとき、次の条件式（４）で表される。なお、各実施例において、２次の非球面係数Ｃ2は０であり、記載を省略している。
【００５７】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ２／ｒ）／｛１＋（１−Κ×ｙ２／ｒ２）１／２｝
＋Ｃ4×ｙ４＋Ｃ6×ｙ６＋Ｃ8×ｙ８＋Ｃ10×ｙ１０        …（４）
【００５８】
また、各表において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔をｄ６とし、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔をｄ１１とし、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔をｄ１７とし、第４レンズ群Ｇ４とフィルタ群ＦＬとの軸上空気間隔をｄ２２とする。これらの軸上空気間隔（ｄ６，ｄ１１，ｄ１７，ｄ２２）は、ズーミングに際して変化する。
【００５９】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図６〜図１０および表１を用いて説明する。図６は、第１実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。図６のズームレンズＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、光路を約９０度折り曲げることを目的とした直角プリズム等の折り曲げ光学素子Ｐ１と、物体側に非球面を備えた両凸形状の正レンズＬ１２とから構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えた両凹形状の負レンズＬ２１と、両凹形状の負レンズおよび物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの貼り合わせからなる負の接合レンズＬ２２とから構成される。
【００６０】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に非球面を備えた両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズおよび両凹形状の負レンズの貼り合わせからなる負の接合レンズＬ３２から構成される。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、像側に非球面を備えた両凸形状の正レンズＬ４１と、両凸形状の正レンズおよび両凹形状の負レンズの貼り合わせからなる負の接合レンズＬ４２とから構成される。そして、第４レンズ群Ｇ４と各像面Ｉ１〜Ｉ３との間には、前述の色分解光学素子P２およびフィルタ群ＦＬが配設される。
【００６１】
なお、各像面Ｉ１〜Ｉ３は、不図示の撮像素子上に形成され、当該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成されている（以降の実施例についても同様である）。また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の最も物体側に配設され、広角端から望遠端へのズーミングの際、各像面Ｉ１〜Ｉ３に対して固定されるようになっている。なお、図６において、折り曲げ光学素子Ｐ１、色分解光学素子P２、および各像面Ｉ１〜Ｉ３の図示は省略化されている。
【００６２】
下の表１に、第１実施例における各諸元を示す。なお、表１における面番号１〜２６は、図６における面１〜２６と対応している。また、第１実施例において、第５面、第８面、第１３面、および第１９面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００６３】
（表１）
［全体諸元］
広角端      中間焦点距離       望遠端
ｆ＝6.49    〜     13.00     〜    18.35
Ｆ．ＮＯ＝3.19    〜      3.82     〜     4.28
２ω＝63.46   〜     31.72     〜    22.52
［レンズ諸元］
面番号    曲率半径    面間隔    屈折率    アッベ数
１      23.8032      0.80    1.92286     18.90
２      10.1687      2.92
３       0.0000      8.00    1.83481     42.71
４       0.0000      0.20
５*     16.6321      2.59    1.77377     47.18
６    −26.9981    （ｄ６）
７   −256.4288      1.00    1.80610     40.88
８*     10.7157      1.42
９    −13.9362      0.70    1.78800     47.37
１０       9.2393      1.54    1.92286     18.90
１１      99.8450  （ｄ１１）
１２       0.0000      0.50                        （開口絞りＳ）
１３*      7.8101      1.32    1.69350     53.20
１４    −23.5795      0.20
１５      15.7473      1.57    1.65160     58.55
１６     −7.0959      0.70    1.83481     42.71
１７       8.0321  （ｄ１７）
１８       9.0905      1.55    1.58913     61.16
１９*   −12.8068      0.10
２０       6.0443      2.22    1.48749     70.23
２１    −16.1930      0.75    1.79504     28.54
２２       5.2100  （ｄ２２）
２３       0.0000      5.00    1.51633     64.14
２４       0.0000      0.50
２５       0.0000      0.50    1.51633     64.14
２６       0.0000    （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号    Κ        Ｃ4          Ｃ6          Ｃ8          Ｃ10
５  −1.2278  +3.9468×10-5  -8.6595×10-8  -3.4776×10-10  +2.8995×10-11
８  −12.5336  +1.3645×10-3  -4.5372×10-5  +1.5500×10-6  -5.8194×10-9
１３  ＋0.2218  -3.8936×10-5  +1.1673×10-5  -1.3702×10-6  +9.1073×10-8
１９  ＋4.9294  +6.0202×10-4  +6.1163×10-6  -1.2221×10-8  +1.1463×10-9
［可変間隔］
広角端    中間焦点距離    望遠端
ｆ  6.4900      13.0000      18.3499
ｄ６  1.2948       5.2956       7.7475
ｄ１１  7.0629       2.4321       0.6103
ｄ１７  5.8385       3.1803       1.7314
ｄ２２  2.4555       5.1137       6.5626
Ｂｆ  0.6134       0.6134       0.6134
［条件対応値］
Ｐｄ＝8.00
Ｓｄ＝5.00
ｎｄ１＝1.83481
ｎｄ２＝1.51633
条件式（１）Ｐｄ／Ｓｄ＝1.60
条件式（２）ｎｄ１＝1.83481
条件式（３）ｎｄ２＝1.51633
【００６４】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（３）が全て満たされていることが分かる。
【００６５】
図７〜図９は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第１実施例の諸収差図である。すなわち、図７は広角端状態（ｆ＝６．４９ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図８は中間焦点距離状態（ｆ＝１３．００ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図９は望遠端状態（ｆ＝１８．３５ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。
【００６６】
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ａは各像高に対する半画角をそれぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。さらに、球面収差を示す収差図において、実線は球面収差を示し、破線はサインコンディション（正弦条件）を示している。以上、収差図の説明は他の実施例においても同様である。そして、各収差図から明らかなように、第１実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
【００６７】
（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例について図１０〜図１３および表２を用いて説明する。図１０は、第２実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。なお、第２実施例の結像光学系は、第１実施例の結像光学系と同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６８】
下の表２に、第２実施例における各諸元を示す。なお、表２における面番号１〜２６は、図１０における面１〜２６と対応している。また、第２実施例において、第５面、第８面、第１３面、および第１９面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００６９】
（表２）
［全体諸元］
広角端      中間焦点距離       望遠端
ｆ＝6.48    〜     12.99     〜    18.34
Ｆ．ＮＯ＝3.18    〜      3.82     〜     4.32
２ω＝63.52   〜     31.70     〜    22.53
［レンズ諸元］
面番号    曲率半径    面間隔    屈折率    アッベ数
１      28.7613      0.80    1.92286     18.90
２      10.8266      2.75
３       0.0000     10.50    1.88300     40.76
４       0.0000      0.20
５*     17.8735      2.55    1.77377     47.18
６    −24.8390    （ｄ６）
７   −197.9367      1.00    1.80610     40.88
８*     11.3176      1.35
９    −14.1991      0.70    1.77250     49.60
１０       8.8983      1.40    1.92286     18.90
１１      60.8921  （ｄ１１）
１２       0.0000      0.50                        （開口絞りＳ）
１３*      8.2404      1.35    1.69350     53.20
１４    −20.7695      0.10
１５      20.3386      1.55    1.65160     58.55
１６     −6.7114      0.70    1.83481     42.71
１７       9.2983  （ｄ１７）
１８       8.8660      2.05    1.58913     61.16
１９*   −12.5055      0.10
２０       6.4239      2.15    1.48749     70.23
２１    −15.2670      0.80    1.79504     28.54
２２       5.3377  （ｄ２２）
２３       0.0000      5.00    1.51633     64.14
２４       0.0000      0.40
２５       0.0000      0.50    1.51633     64.14
２６       0.0000    （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号    Κ        Ｃ4          Ｃ6          Ｃ8          Ｃ10
５  −1.5980  +2.8413×10-5  -2.5496×10-7  +1.4068×10-9  +2.5487×10-11
８  −14.3804  +1.3789×10-3  -6.1729×10-5  +3.4270×10-6  -8.2451×10-8
１３  ＋0.2757  -6.3073×10-5  +1.2749×10-5  -8.6574×10-7  +1.8164×10-8
１９  ＋7.2113  +7.9543×10-4  +1.4782×10-5  -1.2658×10-7  +3.3533×10-8
［可変間隔］
広角端    中間焦点距離    望遠端
ｆ  6.4849      12.9911      18.3439
ｄ６  1.3642       5.9178       7.6999
ｄ１１  6.7886       2.2350       0.4529
ｄ１７  6.1704       3.3715       1.8250
ｄ２２  2.9528       5.7516       7.2981
Ｂｆ  0.6957       0.6957       0.6957
［条件対応値］
Ｐｄ＝10.50
Ｓｄ＝5.00
ｎｄ１＝1.88300
ｎｄ２＝1.51633
条件式（１）Ｐｄ／Ｓｄ＝2.10
条件式（２）ｎｄ１＝1.88300
条件式（３）ｎｄ２＝1.51633
【００７０】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（３）が全て満たされていることが分かる。
【００７１】
図１１〜図１３は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第２実施例の諸収差図である。すなわち、図１１は広角端状態（ｆ＝６．４８ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１２は中間焦点距離状態（ｆ＝１２．９９ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１３は望遠端状態（ｆ＝１８．３４ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。そして、各収差図から明らかなように、第２実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
【００７２】
（第３実施例）
以下、本発明の第３実施例について図１４〜図１７および表３を用いて説明する。図１４は、第３実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。なお、第３実施例の結像光学系は、第１実施例の結像光学系と同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】
下の表３に、第３実施例における各諸元を示す。なお、表３における面番号１〜２６は、図１４における面１〜２６と対応している。また、第３実施例において、第５面、第８面、第１３面、および第１９面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００７４】
（表３）
［全体諸元］
広角端      中間焦点距離       望遠端
ｆ＝6.49    〜     12.42     〜    18.35
Ｆ．ＮＯ＝3.50    〜      4.09     〜     4.47
２ω＝63.42   〜     33.19     〜    22.52
［レンズ諸元］
面番号    曲率半径    面間隔    屈折率    アッベ数
１      22.8698      0.80    1.94595     17.98
２      10.1149      2.55
３       0.0000      9.00    1.83481     42.71
４       0.0000      0.20
５*     14.9240      2.60    1.77377     47.18
６    −24.5139    （ｄ６）
７    −49.3617      0.90    1.82080     42.71
８*     10.3465      1.40
９    −14.6332      0.80    1.81600     46.62
１０       9.4669      1.35    1.94595     17.98
１１      90.5393  （ｄ１１）
１２       0.0000      0.50                        （開口絞りＳ）
１３*      7.7413      1.50    1.68863     52.85
１４    −24.6958      0.15
１５      13.2920      1.90    1.65160     58.55
１６     −5.5359      0.80    1.83481     42.71
１７       8.0227  （ｄ１７）
１８      10.0448      2.15    1.58913     61.16
１９*   −11.5565      0.10
２０       6.8999      2.15    1.48749     70.23
２１    −12.3838      0.80    1.79504     28.54
２２       6.2075  （ｄ２２）
２３       0.0000      5.00    1.51633     64.14
２４       0.0000      0.40
２５       0.0000      0.50    1.51633     64.14
２６       0.0000    （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号    Κ        Ｃ4          Ｃ6          Ｃ8          Ｃ10
５  −1.5628  +5.1804×10-5  -3.2498×10-7  -4.7419×10-10  +2.8953×10-11
８  −9.0000  +1.0955×10-3  -2.1785×10-5  -7.9184×10-7  +1.0268×10-7
１３  ＋0.4479  -1.1788×10-5  +1.3575×10-5  -9.7036×10-7  +6.5424×10-8
１９  −9.0000  -4.6975×10-4  +3.0181×10-5  -8.7661×10-7  +3.8806×10-9
［可変間隔］
広角端    中間焦点距離    望遠端
ｆ  6.4900      12.4198      18.3496
ｄ６  1.0804       4.9100       6.9551
ｄ１１  7.3781       3.5485       1.5034
ｄ１７  4.6048       2.2489       1.0792
ｄ２２  2.7495       5.1054       6.2752
Ｂｆ  0.7233       0.7233       0.7233
［条件対応値］
Ｐｄ＝9.00
Ｓｄ＝5.00
ｎｄ１＝1.83481
ｎｄ２＝1.51633
条件式（１）Ｐｄ／Ｓｄ＝1.80
条件式（２）ｎｄ１＝1.83481
条件式（３）ｎｄ２＝1.51633
【００７５】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（３）が全て満たされていることが分かる。
【００７６】
図１５〜図１７は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第３実施例の諸収差図である。すなわち、図１５は広角端状態（ｆ＝６．４９ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１６は中間焦点距離状態（ｆ＝１２．４２ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図１７は望遠端状態（ｆ＝１８．３５ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。そして、各収差図から明らかなように、第３実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
（第４実施例）
以下、本発明の第４実施例について図１８〜図２１および表４を用いて説明する。図１８は、第４実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。なお、第４実施例の結像光学系は、第２レンズ群の構成を除いて第１実施例の結像光学系と同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、第４実施例の第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けるとともに像側に非球面を備えた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズおよび物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズの貼り合わせからなる負の接合レンズＬ２２とから構成される。
【００７７】
下の表４に、第４実施例における各諸元を示す。なお、表４における面番号１〜２６は、図１８における面１〜２６と対応している。また、第４実施例において、第５面、第８面、第１３面、および第１９面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００７８】
（表４）
［全体諸元］
広角端      中間焦点距離       望遠端
ｆ＝6.49    〜     12.42     〜    18.35
Ｆ．ＮＯ＝3.18    〜      3.72     〜     4.24
２ω＝63.45   〜     33.16     〜    22.52
［レンズ諸元］
面番号    曲率半径    面間隔    屈折率    アッベ数
１      34.4195      0.80    1.92286     18.90
２      11.4255      2.45
３       0.0000      9.00    1.80420     46.50
４       0.0000      0.20
５*     15.6178      2.55    1.77377     47.18
６    −26.3444    （ｄ６）
７     184.3834      0.85    1.82080     42.71
８*      9.4988      1.50
９    −12.6510      0.70    1.80400     46.57
１０       9.4767      1.35    1.92286     18.90
１１     289.9256  （ｄ１１）
１２       0.0000      0.35                        （開口絞りＳ）
１３*      7.7607      1.40    1.69350     53.20
１４    −17.9055      0.15
１５      25.0061      1.70    1.65160     58.55
１６     −6.0629      0.70    1.83481     42.71
１７       9.3251  （ｄ１７）
１８       8.8801      1.85    1.58913     61.16
１９*   −13.0476      0.10
２０       6.1447      2.05    1.49700     81.54
２１    −21.7291      0.80    1.79504     28.54
２２       5.0836  （ｄ２２）
２３       0.0000      7.00    1.51633     64.14
２４       0.0000      0.45
２５       0.0000      0.50    1.51633     64.14
２６       0.0000    （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号    Κ        Ｃ4          Ｃ6          Ｃ8          Ｃ10
５  −0.9695  +2.3014×10-5  -2.1735×10-7  -1.2599×10-9  +6.0695×10-11
８  −13.4799  +2.1217×10-3  -1.1819×10-4  +6.5250×10-6  -1.4665×10-7
１３  ＋0.0822  -3.1794×10-5  +9.6861×10-6  -3.5629×10-7  -1.3209×10-9
１９  −12.1130  -3.0110×10-4  +2.3681×10-5  -5.7351×10-7  -1.7525×10-9
［可変間隔］
広角端    中間焦点距離    望遠端
ｆ  6.4900      12.4200      18.3499
ｄ６  1.1252       5.2831       7.3122
ｄ１１  6.4698       2.3119       0.2828
ｄ１７  6.3409       3.8126       2.2339
ｄ２２  1.3426       3.8709       5.4496
Ｂｆ  0.6044       0.6044       0.6044
［条件対応値］
Ｐｄ＝9.00
Ｓｄ＝7.00
ｎｄ１＝1.80420
ｎｄ２＝1.51633
条件式（１）Ｐｄ／Ｓｄ＝1.29
条件式（２）ｎｄ１＝1.80420
条件式（３）ｎｄ２＝1.51633
【００７９】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（３）が全て満たされていることが分かる。
【００８０】
図１９〜図２１は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第４実施例の諸収差図である。すなわち、図１９は広角端状態（ｆ＝６．４９ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図２０は中間焦点距離状態（ｆ＝１２．４２ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図２１は望遠端状態（ｆ＝１８．３５ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。そして、各収差図から明らかなように、第４実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
（第５実施例）
以下、本発明の第５実施例について図２２〜図２５および表５を用いて説明する。図２２は、第５実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。なお、第５実施例の結像光学系は、第１実施例の結像光学系と同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８１】
下の表５に、第５実施例における各諸元を示す。なお、表５における面番号１〜２６は、図２２における面１〜２６と対応している。また、第５実施例において、第５面、第８面、第１３面、および第１９面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００８２】
（表５）
［全体諸元］
広角端      中間焦点距離       望遠端
ｆ＝6.49    〜     12.42     〜    18.35
Ｆ．ＮＯ＝3.18    〜      3.72     〜     4.24
２ω＝63.45   〜     33.16     〜    22.52
［レンズ諸元］
面番号    曲率半径    面間隔    屈折率    アッベ数
１      24.0216      0.80    1.92286     18.90
２      10.0244      2.95
３       0.0000      8.50    1.83481     42.71
４       0.0000      0.20
５*     16.6749      2.65    1.77377     47.18
６    −24.9158    （ｄ６）
７   −352.4620      1.00    1.82080     42.71
８*     10.3675      1.40
９    −13.0140      0.70    1.78800     47.37
１０       9.9339      1.35    1.92286     18.90
１１     231.7574  （ｄ１１）
１２       0.0000      0.50                        （開口絞りＳ）
１３*      7.6215      1.40    1.69350     53.20
１４    −21.3940      0.15
１５      18.5818      1.60    1.65160     58.55
１６     −6.6087      0.70    1.83481     42.71
１７       8.0936  （ｄ１７）
１８       9.0491      1.70    1.58913     61.16
１９*   −12.3491      0.10
２０       6.1843      2.20    1.48749     70.23
２１    −15.1618      0.80    1.79504     28.54
２２       5.3556  （ｄ２２）
２３       0.0000      5.20    1.51633     64.14
２４       0.0000      0.40
２５       0.0000      0.50    1.51633     64.14
２６       0.0000    （Ｂｆ）
［非球面データ］
面番号    Κ        Ｃ4          Ｃ6          Ｃ8          Ｃ10
５  −1.3825  +3.7684×10-5  -1.6924×10-7  -1.7809×10-9  +7.8309×10-11
８  −11.1862  +1.3900×10-3  -5.2587×10-5  +2.5568×10-6  -4.7734×10-8
１３  ＋0.1310  -1.5122×10-5  +9.6372×10-6  -4.1801×10-7  -4.2544×10-9
１９  −2.5439  +1.4181×10-4  +2.4273×10-6  +8.9677×10-8  -1.0707×10-8
［可変間隔］
広角端    中間焦点距離    望遠端
ｆ  6.4900      12.4200      18.3500
ｄ６  1.2347       5.4772       7.5634
ｄ１１  6.8119       2.5694       0.4832
ｄ１７  5.8894       3.4755       1.9641
ｄ２２  2.6849       5.0988       6.6102
Ｂｆ  0.5915       0.5915       0.5915
［条件対応値］
Ｐｄ＝8.50
Ｓｄ＝5.20
ｎｄ１＝1.83481
ｎｄ２＝1.51633
条件式（１）Ｐｄ／Ｓｄ＝1.63
条件式（２）ｎｄ１＝1.83481
条件式（３）ｎｄ２＝1.51633
【００８３】
このように本実施例では、上記条件式（１）〜（３）が全て満たされていることが分かる。
【００８４】
図２３〜図２５は、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する第５実施例の諸収差図である。すなわち、図２３は広角端状態（ｆ＝６．４９ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図２４は中間焦点距離状態（ｆ＝１２．４２ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図であり、図２５は望遠端状態（ｆ＝１８．３５ｍｍ）における無限遠合焦状態での諸収差図である。そして、各収差図から明らかなように、第５実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することがわかる。
【００８５】
なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
【００８６】
上述の各実施例において、ズームレンズとして４群構成を示したが、３群、５群等の他の群構成にも適用可能である。
【００８７】
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用することができ、オートフォーカス用の（超音波モーター等による）モーター駆動にも適している。特に、第２または第４レンズ群を合焦レンズ群とするのが好ましい。
【００８８】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第３または第２レンズ群を防振レンズ群とするのが好ましい。
【００８９】
また、各レンズ面を非球面としても構わない。このとき、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。
【００９０】
また、開口絞りは、第３レンズ群近傍または、第３レンズ群内に配設されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
【００９１】
また、各レンズ面には、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜が施され、フレアやゴーストを軽減し高コントラストである高い光学性能を達成できる。
【００９２】
なお、本発明を分かりやすく説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】デジタルスチルカメラの概略構成図である。
【図２】結像光学系の屈折力配置を示す説明図である。
【図３】色分解光学素子による色分解の様子を示す説明図である。
【図４】第１の変形例の色分解光学素子による色分解の様子を示す説明図である。
【図５】第２の変形例の色分解光学素子による色分解の様子を示す説明図である。
【図６】第１実施例に係る結像光学系の構成を示す断面図である。
【図７】第１実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。
【図８】第１実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図９】第１実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。
【図１０】第２実施例に係る結像光学系の構成を示す断面図である。
【図１１】第２実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。
【図１２】第２実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図１３】第２実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。
【図１４】第３実施例に係る結像光学系の構成を示す断面図である。
【図１５】第３実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。
【図１６】第３実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図１７】第３実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。
【図１８】第４実施例に係る結像光学系の構成を示す断面図である。
【図１９】第４実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。
【図２０】第４実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図２１】第４実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。
【図２２】第５実施例に係る結像光学系の構成を示す断面図である。
【図２３】第５実施例での無限遠合焦状態の広角端状態における諸収差図である。
【図２４】第５実施例での無限遠合焦状態の中間焦点距離状態における諸収差図である。
【図２５】第５実施例での無限遠合焦状態の望遠端状態における諸収差図である。
【符号の説明】
【００９４】
ＣＡＭ  デジタルスチルカメラ（光学機器）
ＳＹＳ  結像光学系                        ＺＬ  ズームレンズ
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
Ｐ１  折り曲げ光学素子（プリズム）      Ｐ２  色分解光学素子
Ｍ１  第１ダイクロイックミラー面（色分解面）
Ｍ２  第２ダイクロイックミラー面（色分解面）
Ｉ１  第１像面                          Ｉ２  第２像面
Ｉ３  第３像面
Ｏ１  光軸                              Ｏ２  光軸
Ｓ  開口絞り
Ｐ２１  色分解光学素子（第１の変形例）
Ｍ２１  ダイクロイックミラー面（色分解面）
Ｐ２２  第１の色分解光学素子（第２の変形例）
Ｍ２２  第１のダイクロイックミラー面（色分解面）
Ｐ２３  第２の色分解光学素子（第２の変形例）
Ｍ２３  第２のダイクロイックミラー面（色分解面）
【図１】
2008224908.tif 000003
【図２】
2008224908.tif 000004
【図３】
2008224908.tif 000005
【図４】
2008224908.tif 000006
【図５】
2008224908.tif 000007
【図６】
2008224908.tif 000008
【図７】
2008224908.tif 000009
【図８】
2008224908.tif 000010
【図９】
2008224908.tif 000011
【図１０】
2008224908.tif 000012
【図１１】
2008224908.tif 000013
【図１２】
2008224908.tif 000014
【図１３】
2008224908.tif 000015
【図１４】
2008224908.tif 000016
【図１５】
2008224908.tif 000017
【図１６】
2008224908.tif 000018
【図１７】
2008224908.tif 000019
【図１８】
2008224908.tif 000020
【図１９】
2008224908.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2008224908.tif 000023
【図２２】
2008224908.tif 000024
【図２３】
2008224908.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
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