(57)【要約】【課題】ネガティブリードタイプのメリットを生かしながら、反射部材以降の全長の小型化に適した反射部材を有するズームレンズを備えた電子撮像装置を提供すること。【解決手段】ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置され、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する電子撮像装置であって、ズームレンズは、物体側から順に、負の第１レンズ群Ｇ１と、正の第２レンズ群Ｇ２と、負の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４と、を有し、第１レンズ群Ｇ１は、物体側より順に、負レンズ、光路を反射する反射部材Ｐを有し、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群に挟まれる各間隔が変化し、第１レンズ群Ｇ１は撮像素子に対して固定であり、少なくとも第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３が移動することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配置され、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する電子撮像装置であって、
前記ズームレンズは、物体側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負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、
前記第１レンズ群は、物体側より順に、
負レンズ、光路を反射する反射部材を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、
前記各レンズ群に挟まれる各間隔が変化し、
前記第１レンズ群は前記撮像素子に対して固定であり、
少なくとも前記第２レンズ群、前記第３レンズ群が移動することを特徴とする電子撮像装置。
【請求項２】
前記ズームレンズは、前記第２レンズ群と一体で移動する開口絞りを有することを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
【請求項３】
ズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配置され、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する電子撮像装置であって、
前記ズームレンズは、物体側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負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、
前記第１レンズ群は物体側より順に、
負レンズ、光路を反射する反射部材を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、
前記各レンズ群に挟まれる各間隔が変化し、
前記第１レンズ群は前記撮像素子に対して固定であり、
前記第４レンズ群は正の屈折力を有する単レンズからなることを特徴とする電子撮像装置。
【請求項４】
ズームレンズと、前記ズームレンズの像側に配置され、前記ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する電子撮像装置であって、
前記ズームレンズは、物体側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負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、からなり、
前記第１レンズ群は物体側より順に、
負レンズ、光路を反射する反射部材を有し、
広角端から望遠端への変倍に際して、
前記各レンズ群に挟まれる各間隔が変化し、
前記第１レンズ群は前記撮像素子に対して固定であり、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、複数の正レンズと負レンズを有し、前記負レンズは、その物体側に配置された正レンズと接合されたことを特徴とする電子撮像装置。
【請求項５】
前記第４レンズ群は正屈折力を有する単レンズからなることを特徴とする請求項１または４に記載の電子撮像装置。
【請求項６】
広角端から望遠端への変倍に際して、
少なくとも前記第２レンズ群、前記第３レンズ群が移動し、開口絞りは前記第２レンズ群と一体で移動することを特徴とする請求項３または４に記載の電子撮像装置。
【請求項７】
前記第２レンズ群は少なくとも正レンズ、物体側から順に正レンズと負レンズを接合したレンズを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
【請求項８】
前記反射部材は、反射面を有するプリズムからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
【請求項９】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
０．４＜ｆ2／ｆt＜０．８  ・・・（１）
ただし、
ｆ2：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆt：望遠端での前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
【請求項１０】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
１．５＜｜ｆ1／ｆw｜＜３．０  ・・・（２）
ただし、
ｆ1：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆw：広角端での前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
【請求項１１】
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９の少なくとも何れか一項に記載の電子撮像装置。
１．０＜｜ｆL1／ｆw｜＜２．０  ・・・（３）
ただし、
ｆL1：前記第１レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離、
ｆw：広角端での前記ズームレンズ全系の焦点距離、
である。
【請求項１２】
広角端から望遠端への変倍に際して、
前記第３レンズ群は、物体側に移動後像面側に移動することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
【請求項１３】
前記第３レンズ群は、広角端での位置に対して望遠端にて物体側に位置することを特徴とする請求項１２に記載の電子撮像装置。
【請求項１４】
広角端から望遠端への変倍に際して、
前記第２レンズ群は、変倍中、第２レンズ群での倍率が−１倍となる状態を経由して物体側にのみ移動し、
前記第３レンズ群は、物体側に移動後像面側に移動し、
前記第４レンズ群は、変倍中、撮像素子に対して固定であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
【請求項１５】
前記第２レンズ群を、複数の正レンズと負レンズを含んで構成し、
前記第３レンズ群を一枚の負屈折力の単レンズで構成したことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
【請求項１６】
前記第２レンズ群の物体側直前に前記第２レンズ群と一体で移動する開口絞りを有し、
前記第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた２つの正レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズとからなることを特徴とする請求項１４に記載の電子撮像装置。
【請求項１７】
前記第３レンズ群が以下の条件式を満足する像側に凹面を向けた負レンズ成分を有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
１．０＜（Ｒ1＋Ｒ2）／（Ｒ1−Ｒ2）＜３．０  ・・・（４）
ただし、
Ｒ1：前記負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ2：前記負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
であり、
レンズ成分は、光路中にて空気と接する面が物体側面と像側面の２つのみのレンズであり、単レンズまたは接合レンズを意味する。
【請求項１８】
前記第３レンズ群を前記負レンズ成分のみで構成し、
前記第２レンズ群の像側面を凹面、前記第４レンズ群の物体側面を凸面としたことを特徴とする請求項１７に記載の電子撮像装置。
【請求項１９】
前記第１レンズ群は、前記反射部材の像面側に正レンズと負レンズをそれぞれ１枚ずつ有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
【請求項２０】
前記第４レンズ群を、非球面を有する１つの正レンズ成分としたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
ただし、レンズ成分は、光路中にて空気と接する面が物体側面と像側面の２つのみのレンズであり、単レンズまたは接合レンズを意味する。
【請求項２１】
前記撮像素子からの信号をもとに、前記ズームレンズの歪曲収差補正する信号処理を行う処理部を有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子撮像装置、特に反射部材を有するズームレンズを備えた電子撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。
【０００３】
特に、ポータブルな普及タイプのカテゴリーに注目し、ズームレンズを備えながらも奥行きが薄く、使い勝手の良好な電子撮像装置（ビデオカメラ、デジタルカメラ等）の提供が望まれている。
【０００４】
カメラの奥行き方向を薄くするのに最大の課題（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。
【０００５】
しかしながら、沈胴式鏡筒を採用するとレンズ収納状態から使用状態に起動するための時間が掛かり使い勝手上好ましくない。また、最も物体側のレンズ群を可動とすると、防水・防塵上不利となる点も多い。
【０００６】
最近では、沈胴式鏡筒に見られるようなカメラの使用状態への立ち上げ時間（レンズのせり出し時間）がなく、防水・防塵上も好ましく、また、奥行き方向が極めて薄いカメラとするために光学系の光路（光軸）をミラーやプリズムなど反射光学部材で折り曲げる構成をとるものも出現している。
【０００７】
それは、最も物体側のレンズ群を位置固定レンズ群とし、その中に反射光学部材を設け、その部材で反射した光路はカメラボディの縦あるいは横方向となり、電子撮像装置の奥行き方向の寸法を極力薄くしたものである。
【０００８】
装置の薄型化を達成できる光学系を採用したズームレンズで、ポジティブリードのレンズタイプ（最も物体側のレンズ群の屈折力が正）であるものとして、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されたズームレンズが存在する。
【０００９】
しかしながら、このようなレンズタイプの場合、広角端で第１レンズ群と第２レンズ群の合成系にて負の屈折力となるように構成されるが、全体的に全長が大きくなりやすい。また、ポジティブリードのレンズタイプのズームレンズは製造誤差の影響が大きい。
【００１０】
一方、ネガティブリードのレンズタイプ（最も物体側のレンズ群の屈折力が負）のズームレンズは、広角端で一つのレンズ群にて負屈折力の系となり、全長を小型化に有利となる。また、製造誤差の影響が少ないことが知られている。
【００１１】
このようなネガティブリードのレンズタイプのズームレンズとしては、特許文献３に開示されたズームレンズが知られている。このズームレンズは、物体側から順に、固定の負レンズ群、変倍のために移動する正レンズ群、固定の負レンズ群、像位置合わせのために像面側に凸状に移動する第４レンズ群を有する構成のものである。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−３５４８７１号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４８６９号公報
【特許文献３】特開２００５−３３８３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この従来技術に開示されたネガティブリードの反射部材を有するズームレンズを備えた電子撮像装置は、第４レンズ群から電子撮像素子までの距離を短縮し難いズーム移動方式となっている。また、おそらくは第４レンズ群の移動にともなう収差を抑えるため、第４レンズ群のレンズ枚数が多くなっている。また、第５レンズ群を有する等、全長の小型化が十分に行えているとは言い難い。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ネガティブリードタイプのメリットを生かしながら、反射部材以降の全長の小型化に適した反射部材を有するズームレンズを備えた電子撮像装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１の電子撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置され、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する構成である。
【００１６】
そして、そのズームレンズが、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、を有する。
【００１７】
第１レンズ群は物体側より順に、負レンズ、光路を反射する反射部材を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群に挟まれる各間隔が変化し、第１レンズ群は撮像素子に対して固定とする構成としている。そして、少なくとも第２レンズ群、第３レンズ群が移動する。
【００１８】
第１の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。第１レンズ群に負の屈折力を持たせることにより、第１レンズ群の径を小さくすることができる。また、第１レンズ群内に反射部材を設けることにより、光路を折り曲げた後の有効径を小さくできると共に、電子撮像装置の奥行き方向の厚さを薄くすることができる。
【００１９】
また、第２レンズ群を正レンズ群、第３レンズ群を負レンズ群とすることにより、この第２、３レンズ群で正負屈折力配置のテレフォト光学系が構成できる。この構成により、第２レンズ群と第３レンズ群の合成光学系の前側主点位置を、第１レンズ群側に近づけることができる。このため、第１レンズ群と第２、３レンズ群の合成光学系との主点間隔を小さくすることができるため、ズームレンズ全長を小さくすることができる。
【００２０】
また、第４レンズ群を正レンズ群とする配置することにより、撮像素子へ入射する光線を垂直に近づけ、テレセン性を確保し、画像の劣化を抑えやすくなる。
【００２１】
上述のレンズ構成としつつ、変倍のためのスペースを確保するために、これら第２レンズ群と第３レンズ群が変倍時に移動するように構成すれば、変倍と、変倍に伴う像面位置の変化の補正の両方を行うことができる。
【００２２】
このような構成とすることで、第４レンズ群を固定もしくは微小な移動量としてもズーミングが行いやすくなり、第４レンズ群と像面との距離を小さくでき全長の小型化に有利となる。
【００２３】
また、第２の電子撮像装置は、第１の電子撮像装置において、第２レンズ群と一体で動く開口絞りを有するようにすることが好ましい。これにより、第２レンズ群以降のレンズの径を小さくすることができ、一層、小型化に有利となる。
【００２４】
また、第３の電子撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置され、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する構成である。
【００２５】
そして、そのズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、を有する。
【００２６】
第１レンズ群は物体側より順に、負レンズ、光路を反射する反射部材を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群に挟まれる各間隔が変化し、第１レンズ群は撮像素子に対して固定であり、第４レンズ群は正の屈折力を有する単レンズからなることを特徴とする。
【００２７】
第３の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。第４レンズ群は正の屈折力を有する単レンズからなるようにしている。第４レンズ群はフィールドレンズとしての作用を持たせテレセン性を確保するために配置する。このような機能を持たせるためには、正屈折力の単レンズで十分であり、小型化を図るためにも１枚構成が望ましい。
【００２８】
また、上述のズームレンズを４群ズームレンズとすることが、全長短縮の点で好ましい。
【００２９】
また、第４の電子撮像装置は、ズームレンズと、ズームレンズの像側に配置され、ズームレンズにより形成された像を電気信号に変換する撮像素子とを有する構成である。
【００３０】
そして、ズームレンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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、を有する。
【００３１】
第１レンズ群は物体側より順に負レンズ、光路を反射する反射部材を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、各レンズ群に挟まれる各間隔が変化し、第１レンズ群は撮像素子に対して固定であり、第２レンズ群は、物体側から順に、複数の正レンズと負レンズを有し、負レンズは、その物体側に配置された正レンズと接合されている。
【００３２】
第４の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。上述のように、第２レンズ群を、物体側から順に、複数の正レンズと負レンズを有し、負レンズは、その物体側に配置された正レンズと接合された構成とすることがより好ましい。
【００３３】
第２レンズ群を上述の構成とすることで、第２レンズ群の正屈折力を複数の正レンズで分担し、負レンズを配置することで正レンズによることで収差をキャンセルさせやすくなる。また、この負レンズを物体側の正レンズと接合させることで、色収差の補正や、パワーが強いレンズ同士の相対偏心の影響を抑えやすくなる。
【００３４】
第２レンズ群は変倍作用を持つレンズ群となるが、この第２レンズ群の屈折力を大きくしても収差補正有利となり、全長の短縮化には有利となる。
【００３５】
そして、レンズの配置順を上述の配置とすることで、第１レンズ群からの発散光束を徐々に収束させ、その後負レンズを介することによって、第２レンズ群の前側主点を物体よりにでき、移動量に対する変倍比の確保に有利となり、一層小型化に有利となる。また、コマ収差、像面湾曲を補正にも有利となる。
【００３６】
第５の電子撮像装置は、第１または第４の電子撮像装置において、第４レンズ群は正屈折力を有する単レンズからなることが好ましい。このように、第４レンズ群は正の屈折力を有する単レンズからなるようにしている。第４レンズ群はフィールドレンズとしての作用を持たせテレセン性を確保するために配置する。このような機能を持たせるためには、正屈折力の単レンズで十分であり、小型化を図るためにも１枚構成が望ましい。
【００３７】
第６の電子撮像装置は、第３または第４の電子撮像装置において、広角端から望遠端への変倍に際して、少なくとも第２レンズ群、第３レンズ群が移動し、開口絞りは第２レンズ群と一体で移動することが好ましい。
【００３８】
第６の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。上述のレンズ構成としつつ、変倍のためのスペースを確保するために、これら第２レンズ群と第３レンズ群が変倍時に移動するように構成すれば、変倍と、変倍に伴う像面位置の変化の補正の両方を行うことができる。
【００３９】
また、開口絞りは第２レンズ群と一体で移動する。これにより、第２レンズ群以降のレンズの径を小さくすることができ、一層、小型化に有利となる。
【００４０】
また、第７の電子撮像装置は、第１〜第３の電子撮像装置において、第２レンズ群は少なくとも正レンズ、物体側から順に正レンズと負レンズを接合したレンズを有することが好ましい。
【００４１】
第７の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。第２レンズ群を上述の構成とすることで、第２レンズ群に負レンズを配置することで正レンズによることで収差をキャンセルさせやすくなる。また、この負レンズを物体側の正レンズと接合させることで、色収差の補正や、パワーが強いレンズ同士の相対偏心の影響を抑えやすくなる。
【００４２】
第２レンズ群は変倍作用を持つレンズ群となるが、この第２レンズ群の屈折力を大きくしても収差補正有利となり、全長の短縮化には有利となる。
【００４３】
そして、レンズの配置順を上述の配置とすることで、第１レンズ群からの発散光束を徐々に収束させ、その後負レンズを介することによって、第２レンズ群の前側主点を物体よりにでき、移動量に対する変倍比の確保に有利となり、一層小型化に有利となる。また、コマ収差、像面湾曲を補正にも有利となる。さらに、上述の各発明は複数同時に満足することで、一層全長の短縮化に有利となる。
【００４４】
また、第８の電子撮像装置は、第１〜第７の電子撮像装置において、反射部材は、反射面を有するプリズムからなる構成とすることがより好ましい。
【００４５】
反射部材をプリズムで構成することにより、光路長を短くすることができるため、入射瞳を浅くでき、レンズ径の小型化、プリズム長の小型化ができる。
【００４６】
また、第９の電子撮像装置は、第１〜第８の電子撮像装置において、以下の条件式を満足する構成とすることがより好ましい。
【００４７】
０．４＜ｆ2／ｆt＜０．８  ・・・（１）
ただし、
ｆ2：第２レンズ群の焦点距離、
ｆt：望遠端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
【００４８】
第９の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。条件式（１）は第２レンズ群の屈折力を適切に規定するものである。
【００４９】
条件式（１）の上限を上回らないようにして、第２レンズ群の正屈折力を確保することで、第２レンズ群の移動量を抑え、小型化に一層有利となる。
【００５０】
条件式（１）の下限を下回らないようにすることで、第２レンズ群の正屈折力を適度に抑え、収差の発生、特に像面湾曲を補正に有利となる。
【００５１】
また、第１０の電子撮像装置は、第１〜第９の電子撮像装置において、以下の条件式を満足する構成とすることがより好ましい。
【００５２】
１．５＜｜ｆ1／ｆw｜＜３．０  ・・・（２）
ただし、
ｆ1：第１レンズ群の焦点距離、
ｆw：広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
【００５３】
第１０の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。条件式（２）は第１レンズ群の屈折力を適切に規定するものである。
【００５４】
条件式（２）の上限を上回らないようにすることで、入射瞳が深くなる（入射面からの距離が長くなる）ことを抑え、第１レンズ群の負レンズの径が大きくなることを防止しやすくなる。また、反射部材の反射面のサイズも抑えやすくなる。
【００５５】
条件式（２）の下限を下回らないようにすることで、歪曲収差、像面湾曲が大きくなりすぎることを抑えやすくなる。
【００５６】
また、第１１の電子撮像装置は、第１〜第１０の電子撮像装置において、以下の条件式を満足することがより好ましい。
【００５７】
１．０＜｜ｆL1／ｆw｜＜２．０  ・・・（３）
ただし、
ｆL1：第１レンズ群の最も物体側の負レンズの焦点距離、
ｆw：広角端でのズームレンズ全系の焦点距離、
である。
【００５８】
第１１の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。条件式（３）は第１レンズ群の負レンズの屈折力を適切に規定するものである。入射瞳を浅くして（入射面からの距離が短くなる）光路の反射を物理的に可能にするには、第１レンズ群の負レンズの屈折力を強くするのがよい。
【００５９】
条件式（３）の上限を上回らないようにすることで負レンズの屈折力を確保し、入射瞳を浅くしやすくなる。そのため、画角を確保しても、第１レンズ群を構成する各光学エレメント（レンズや反射部材）の径やサイズの肥大化を抑えやすく、反射部材を配置しやすくなる。また、第１レンズ群に後続する第２レンズ群の移動による変倍比を得やすくなり、第２レンズ群の移動量を抑えながら変倍比の確保を行いやすくなる。
【００６０】
条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、光線入射高が大きくなりやすいこの負レンズで発生しやすい歪曲収差等の軸外収差補正や色収差の補正にも有利となる。
【００６１】
また、第１２の電子撮像装置は、第１〜第１１の電子撮像装置において、広角端から望遠端への変倍に際して、第３レンズ群は、物体側に移動後像面側に移動することがより好ましい。
【００６２】
第１２の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。全長の短縮化に有利であると共に、第３レンズ群が像面位置を補正する役割を持たせることができる。また、像面湾曲の補正にも有利となる。
【００６３】
第１３の電子撮像装置は、第１２の電子撮像装置において、第３レンズ群は広角端の位置に対して望遠端にて物体側に位置させることがより好ましい。これにより、第３レンズ群にも変倍負担を持たせやすくなり、小型化と変倍比確保のバランスをとりやすくなる。
【００６４】
第１４の電子撮像装置は、第１〜第１３の電子撮像装置において、広角端から望遠端への変倍に際して、第２レンズ群は、変倍中、第２レンズ群での倍率が−１倍となる状態を経由して物体側にのみ移動し、第３レンズ群は、物体側に移動後像面側に移動し、第４レンズ群は、変倍中、撮像素子に対して固定とすることがより好ましい。
【００６５】
第１４の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。全長を抑えながら第２レンズ群に主たる変倍作用を持たせやすくなるとともに、第３レンズ群に変倍による像位置あわせを行う機能をもたせる移動方式となる。第３レンズ群は、第２レンズ群での倍率が−１倍付近で最も物体側に位置する軌跡となる。
【００６６】
第４レンズ群で像位置合わせを行おうとすると正レンズが像側に凸の軌跡となるが、その場合、第４レンズ群と撮像素子間の距離を小さくできない。第３レンズ群を上述の移動とすることで、レンズ群を配置するスペースの短縮化に有利となる。
【００６７】
第１５の電子撮像装置は、第１〜第１４の電子撮像装置において、第２レンズ群を、複数の正レンズと負レンズを含んで構成し、第３レンズ群を一枚の負屈折力の単レンズで構成することが好ましい。
【００６８】
第１５の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。第２レンズ群は移動による変倍負担が大きくなるので、第２レンズ群の収差発生を抑えやすくするために、第２レンズ群の正パワーを複数のレンズに分担させ、さらに負レンズを含めることで収差のキャンセルや色収差の低減を行いやすく構成できる。
【００６９】
そして、第３レンズ群は、像位置合わせの機能を持たせるために最小限のレンズ枚数で構成し、小型化を行いやすくできる。
【００７０】
第１６の電子撮像装置は、第１４の電子撮像装置において、第２レンズ群の物体側直前に第２レンズ群と一体で移動する開口絞りを有し、第２レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた２つの正レンズと、正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズ、とからなる構成とすることがより好ましい。
【００７１】
第１６の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。開口絞りを第２レンズ群と一体とすることで、屈折力が大きくなりやすい第２レンズ群の有効径を小さくして、小型化と屈折力の確保の両立に有利となる。
【００７２】
このとき、第２レンズ群を上述の構成とすることで、第１レンズ群からの光束に徐々に正パワーを与え、光束を収束させ、最も像側の負レンズにて軸外光束を光軸から離れる方向に屈折させることで像面にサイズに対する第２レンズ群のサイズを小さくできる。
【００７３】
また、第２レンズ群自体の主点を第１レンズ群側にでき、第２レンズ群の移動量に対する変倍比の確保に有利となる。
【００７４】
また、第１７の電子撮像装置は、第１〜第１６の電子撮像装置において、第３レンズ群が以下の条件式を満足する像側に凹面を向けた負レンズ成分を有することがより好ましい。
【００７５】
１．０＜（Ｒ1＋Ｒ2）／（Ｒ1−Ｒ2）＜３．０  ・・・（４）
ただし、
Ｒ1：負レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ2：負レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
であり、
レンズ成分は、光路中にて空気と接する面が物体側面と像側面の２つのみのレンズであり、単レンズまたは接合レンズを意味する。
【００７６】
第１７の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。条件式（４）は第３レンズ群に含まれる負レンズ成分の形状を適切に規定するものである。
【００７７】
条件式（４）の上限を上回らないようにすることで、第３レンズ群を主点に対して物体よりにしやすくなり、径の小型化に有利となる。また像面中心の収差発生を抑えやすくなる。
【００７８】
条件式（４）の下限を下回らないようにすることで、負レンズ成分の近軸曲率半径が小さくなりすぎることを抑え、像面湾曲の補正を行いやすくなる。
【００７９】
また、第１８の電子撮像装置は、第１７の電子撮像装置において、第３レンズ群を負レンズ成分のみで構成し、第２レンズ群の像側面を凹面、第４レンズ群の物体側面を凸面とすることがより好ましい。
【００８０】
第１８の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。このように構成することで、第２、第３レンズ群の向かい合うレンズ面の曲率の符号、第３、第４レンズ群間の向かい合うレンズ面の曲率の符号が同じとなり、さらに第４レンズ群自体も薄く構成でき、小型化に有利となる。加えて、変倍時の収差変動を抑えやすくなる。この点でも上述の条件式（４）を満足することが好ましい。
【００８１】
また、第１９の電子撮像装置は、第１〜第１８の電子撮像装置において、第１レンズ群は、反射部材の像面側に正レンズと負レンズをそれぞれ１枚ずつ有する構成とすることが好ましい。これにより、第１レンズ群での色収差等の補正と第１レンズ群のサイズの小型化に有利となる。
【００８２】
また、第２０の電子撮像装置は、第１〜第１９の電子撮像装置において、第４レンズ群を、非球面を有する１つの正レンズ成分とすることが好ましい。これにより、非点収差の補正や、射出瞳位置の調整と小型化に有利となる。
【００８３】
また、第２１の電子撮像装置は、第１〜第２０の電子撮像装置において、撮像素子からの信号をもとに、ズームレンズの歪曲収差を補正する信号処理を行う処理部を有する構成とすることがより好ましい。
【００８４】
第２１の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。第１レンズ群の負の屈折力を大きくすると、変倍比の確保と小型化に有利となる。その一方で、広角端付近での樽型の歪曲収差が出やすくなる。そのため、上述の構成とし、電気的に歪曲収差の影響を補うことで、小型化、高性能化に一層有利となる。なお、上述の発明を複数同時に満足することがより好ましい。
【００８５】
また、上述の各条件式について、以下のようにすることがより好ましい。これにより、上述の効果をさらに奏することができる。
【００８６】
条件式（１）について、
上限値を０．７とすることがより好ましい。
下限値を０．５とすることがより好ましい。
【００８７】
条件式（２）について、
上限値を２．５とすることがより好ましい。
下限値を１．８とすることがより好ましい。
【００８８】
条件式（３）について、
上限値を１．９とすることがより好ましい。
下限値を１．５とすることがより好ましい。
【００８９】
条件式（４）について、
上限値を２．５とすることがより好ましい。
下限値を１．５とすることがより好ましい。
【発明の効果】
【００９０】
本発明によれば、ネガティブリードレンズタイプの特性を考慮し、反射部材以降の全長の小型化に適したズームレンズを備えた電子撮像装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９１】
以下に、本発明に係るズームレンズ、撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００９２】
以下、本発明のズームレンズの実施例１〜３について説明する。実施例１〜３の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図３に示す。図１〜図３中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、開口絞りはＳ、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面はＩで示してある。なお、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。また、第１レンズ群中Ｇ１中の光路折り曲げプリズムを展開した平行平板はＰで示してある。なお、光路折り曲げプリズムＰは、代表的には、光路を９０°折り曲げる反射プリズムとして構成される。また、図では光路を展開したものを示しているが、反射面は、後述のカメラの図のように、レンズデータの第３、第４面の中間に位置する。
【００９３】
実施例１のズームレンズは、図１に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。
【００９４】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定し、第２レンズ群Ｇ２は物体像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は一旦物体側に移動したあと移動方向が反転して像側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定している。
【００９５】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けた第１負メニスカスレンズと、光路折り曲げプリズムＰと、第２両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた第３正メニスカスレンズから構成される。第２両凹負レンズと、第３正メニスカスレンズは接合されている。第２レンズ群Ｇ２は、第４両凸正レンズと、第５両凸正レンズと、物体側に凹面を向けた第６正メニスカスレンズと、第７両凹負レンズとで構成される。第６正メニスカスレンズと、第７両凹負レンズとは接合されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた第８負メニスカスレンズで構成される。第４レンズ群Ｇ４は、第９両凸正レンズで構成されている。
【００９６】
非球面は、第１負メニスカスレンズの像側の面と、第４両凸正レンズの両面と、第９両凸正レンズの両面との５面に用いている。
【００９７】
実施例２のズームレンズは、図２に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。
【００９８】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定し、第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は一旦物体側に移動したあと移動方向が反転して像側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定している。
【００９９】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けた第１負メニスカスレンズと、光路折り曲げプリズムＰと、第２両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた第３正メニスカスレンズから構成される。第２両凹負レンズと、第３正メニスカスレンズは接合されている。第２レンズ群Ｇ２は、第４両凸正レンズと、第５両凸正レンズと、物体側に凹面を向けた第６正メニスカスレンズと、第７両凹負レンズとで構成される。第６正メニスカスレンズと、第７両凹負レンズとは接合されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた第８負メニスカスレンズで構成される。第４レンズ群Ｇ４は、第９両凸正レンズで構成されている。
【０１００】
非球面は、第１負メニスカスレンズの像側の面と、第４両凸正レンズの両面と、第９両凸正レンズの両面との５面に用いている。
【０１０１】
実施例３のズームレンズは、図３に示すように、物体側から順に、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。
【０１０２】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定し、第２レンズ群Ｇ２は物体側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は一旦物体側に移動したあと移動方向が反転して像側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は固定している。
【０１０３】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、像側に凹面を向けた第１負メニスカスレンズと、光路折り曲げプリズムＰと、第２両凹負レンズと、物体側に凸面を向けた第３正メニスカスレンズから構成される。第２両凹負レンズと、第３正メニスカスレンズは接合されている。第２レンズ群Ｇ２は、第４両凸正レンズと、第５両凸正レンズと、物体側に凹面を向けた第６正メニスカスレンズと、第７両凹負レンズとで構成される。第６正メニスカスレンズと、第７両凹負レンズとは接合されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた第８負メニスカスレンズで構成される。第４レンズ群Ｇ４は、第９両凸正レンズで構成されている。
【０１０４】
非球面は、第１負メニスカスレンズの像側の面と、第４両凸正レンズの両面と、第９両凸正レンズの両面との５面に用いている。
【０１０５】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴは中間状態、ＴＥは望遠端、ｒ1、ｒ2…は各レンズ面の曲率半径、ｄ1、ｄ2…は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１０６】
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋Ａ4 ｙ4 ＋Ａ6 ｙ6 ＋Ａ8 ｙ8 ＋Ａ10ｙ10＋Ａ12ｙ12
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ4 、Ａ6 、Ａ8 、Ａ10、Ａ12はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、非球面係数において、「ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０−ｎ」を示している。
【０１０７】
実施例１
ｒ1 =    37.208            ｄ1 =  1.00     ｎd1 =  1.85135     νd1 =  40.10
ｒ2 =     6.337（非球面）  ｄ2 =  3.10
ｒ3 =      ∞              ｄ3 =  7.80     ｎd2 =  1.83481     νd2 =  42.71
ｒ4 =      ∞              ｄ4 =  0.20
ｒ5 = -1172.817            ｄ5 =  0.66     ｎd3 =  1.49700     νd3 =  81.54
ｒ6 =    10.191            ｄ6 =  1.69     ｎd4 =  1.90366     νd4 =  31.31
ｒ7 =    29.145            ｄ7 =（可変）  
ｒ8 =     ∞（絞り）       ｄ8 =  0.75
ｒ9 =    11.445（非球面）  ｄ9 =  3.16     ｎd5 =  1.59201     νd5 =  67.02
ｒ10=   -14.097（非球面）  ｄ10=  0.10
ｒ11=     7.662            ｄ11=  2.00     ｎd6 =  1.72916     νd6 =  54.68
ｒ12=   -47.575            ｄ12=  0.10 
ｒ13=  -291.192            ｄ13=  1.51     ｎd7 =  1.88300     νd7 =  40.76
ｒ14=   -10.276            ｄ14=  0.66     ｎd8 =  1.90366     νd8 =  31.31
ｒ15=     4.480            ｄ15=（可変） 
ｒ16=    36.574            ｄ16=  0.70     ｎd9 =  1.80400     νd9 =  46.57
ｒ17=    14.427            ｄ17=（可変） 
ｒ18=    10.155（非球面）  ｄ18=  3.55     ｎd10=  1.58913     νd10=  61.25
ｒ19=   -14.054（非球面）  ｄ19=  0.50
ｒ20=      ∞              ｄ20=  0.50     ｎd11=  1.54771     νd11=  62.84
ｒ21=      ∞              ｄ21=  0.50
ｒ22=      ∞              ｄ22=  0.50     ｎd12=  1.51633     νd12=  64.14
ｒ23=      ∞              ｄ23=  0.37
ｒ24=      ∞(電子撮像素子の受光面、像面)
非球面係数
第2面
ｒ =    6.337  
Ｋ =    0.000
Ａ4 =   -1.68882e-04  
Ａ6 =   -4.89187e-06    
Ａ8 =   -4.47919e-08   
Ａ10=    2.02995e-09  
Ａ12=   -1.74477e-10  
第9面
ｒ =   11.445  
Ｋ =    0.000
Ａ4 =   -2.99481e-04 
Ａ6 =   -1.32415e-05   
Ａ8 =    6.10010e-07    
Ａ10=   -3.03819e-08  
第10面
ｒ =  -14.097   
Ｋ =    0.000
Ａ4 =    1.74109e-05  
Ａ6 =   -6.71330e-06  
Ａ8 =    1.81593e-07   
Ａ10=   -1.56812e-08  
第18面
ｒ =   10.155   
Ｋ =    0.000
Ａ4 =   -9.25614e-04    
Ａ6 =    7.45283e-05  
Ａ8 =   -3.13454e-06  
Ａ10=    2.89740e-08  
第19面
ｒ =   -14.054  
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -2.05197e-03 
Ａ6 =     2.92360e-04     
Ａ8 =    -1.69661e-05  
Ａ10=     4.22694e-07   
Ａ12=    -4.07295e-09  
ズームデータ（∞）
ＷＥ      ＳＴ      ＴＥ          
ｆ（mm）        5.07      9.58      17.37
ＦNO            3.30      4.50      5.09
２ω（°）     80.83     44.00     24.46
ｄ7             16.58     8.94      1.98  
ｄ15            3.27      2.93      16.25  
ｄ17            3.90      11.88     5.52  
【０１０８】
実施例２
ｒ1 =    37.232            ｄ1 =  1.00     ｎd1 =  1.85135     νd1 =  40.10
ｒ2 =     6.345（非球面）  ｄ2 =  3.08
ｒ3 =      ∞              ｄ3 =  7.80     ｎd2 =  1.83481     νd2 =  42.71
ｒ4 =      ∞              ｄ4 =  0.20
ｒ5 = -1122.538            ｄ5 =  0.66     ｎd3 =  1.49700     νd3 =  81.54
ｒ6 =    10.192            ｄ6 =  1.70     ｎd4 =  1.90366     νd4 =  31.31
ｒ7 =    29.093            ｄ7 =（可変） 
ｒ8 =      ∞（絞り）      ｄ8 =  0.75
ｒ9 =    11.448（非球面）  ｄ9 =  3.19     ｎd5 =  1.59201     νd5 =  67.02
ｒ10=   -14.103（非球面）  ｄ10=  0.10
ｒ11=     7.659            ｄ11=  2.00     ｎd6 =  1.72916     νd6 =  54.68
ｒ12=   -47.547            ｄ12=  0.10
ｒ13=  -288.469            ｄ13=  1.51     ｎd7 =  1.88300     νd7 =  40.76
ｒ14=   -10.239            ｄ14=  0.66     ｎd8 =  1.90366     νd8 =  31.31
ｒ15=     4.484            ｄ15=（可変） 
ｒ16=    36.590            ｄ16=  0.70     ｎd9 =  1.80400     νd9 =  46.57
ｒ17=    14.378            ｄ17=（可変） 
ｒ18=    10.143（非球面）  ｄ18=  3.55     ｎd10=  1.58913     νd10=  61.25
ｒ19=   -13.943（非球面）  ｄ19=  0.50
ｒ20=      ∞              ｄ20=  0.50     ｎd11=  1.54771     νd11=  62.84
ｒ21=      ∞              ｄ21=  0.50
ｒ22=      ∞              ｄ22=  0.50     ｎd12=  1.51633     νd12=  64.14
ｒ23=      ∞              ｄ23=  0.37
ｒ24=      ∞(電子撮像素子の受光面、像面)
非球面係数
第2面
ｒ =     6.345  
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -1.65289e-04  
Ａ6 =    -4.88389e-06   
Ａ8 =    -2.32910e-08  
Ａ10=     8.96908e-10   
Ａ12=    -1.50387e-10  
第9面
ｒ =    11.448 
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -2.97053e-04   
Ａ6 =    -1.26024e-05   
Ａ8 =     6.30126e-07  
Ａ10=    -3.04937e-08  
第10面
ｒ =   -14.103   
Ｋ =     0.000
Ａ4 =     2.22265e-05   
Ａ6 =    -6.38515e-06  
Ａ8 =     2.15120e-07 
Ａ10=    -1.62773e-08  
第18面
ｒ =    10.143  
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -8.93052e-04   
Ａ6 =     7.24554e-05    
Ａ8 =    -2.87069e-06  
Ａ10=     2.33783e-08  
第19面
ｒ =   -13.943  
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -1.99543e-03  
Ａ6 =     2.91865e-04  
Ａ8 =    -1.65663e-05  
Ａ10=     3.97965e-07  
Ａ12=    -3.65767e-09  
ズームデータ（∞）
ＷＥ     ＳＴ      ＴＥ          
ｆ（mm）       5.07      9.58     17.39
ＦNO           3.30      4.50     5.10
２ω（°）    80.95     44.02    24.44
ｄ7            16.56     8.92     1.97  
ｄ15           3.25      2.93     16.23  
ｄ17           3.91      11.86    5.52  
【０１０９】
実施例３
ｒ1 =    37.875            ｄ1 =  1.00     ｎd1 =  1.85135     νd1 =  40.10
ｒ2 =     6.325（非球面）  ｄ2 =  3.10
ｒ3 =      ∞              ｄ3 =  7.80     ｎd2 =  1.83481     νd2 =  42.71
ｒ4 =      ∞              ｄ4 =  0.20
ｒ5 =  1354.124            ｄ5 =  0.66     ｎd3 =  1.49700     νd3 =  81.54
ｒ6 =    10.228            ｄ6 =  1.72     ｎd4 =  1.90366     νd4 =  31.31
ｒ7 =    29.207            ｄ7 =（可変） 
ｒ8 =      ∞（絞り）      ｄ8 =  0.75
ｒ9 =    11.431（非球面）  ｄ9 =  3.25     ｎd5 =  1.59201     νd5 =  67.02
ｒ10=   -14.592（非球面）  ｄ10=  0.10
ｒ11=     7.477            ｄ11=  2.00     ｎd6 =  1.74100     νd6 =  52.64
ｒ12=   -49.707            ｄ12=  0.10
ｒ13=  -173.749            ｄ13=  1.51     ｎd7 =  1.88300     νd7 =  40.76
ｒ14=    -9.286            ｄ14=  0.66     ｎd8 =  1.90366     νd8 =  31.31
ｒ15=     4.418            ｄ15=（可変） 
ｒ16=    49.887            ｄ16=  0.70     ｎd9 =  1.80400     νd9=  46.57
ｒ17=    16.178            ｄ17=（可変） 
ｒ18=    10.157（非球面）  ｄ18=  3.57     ｎd10=  1.58913     νd10=  61.25
ｒ19=   -12.911（非球面）  ｄ19=  0.50
ｒ20=      ∞              ｄ20=  0.50     ｎd11=  1.54771     νd11=  62.84
ｒ21=      ∞              ｄ21=  0.50
ｒ22=      ∞              ｄ22=  0.50     ｎd12=  1.51633     νd12=  64.14
ｒ23=      ∞              ｄ23=  0.37
ｒ24=      ∞(電子撮像素子の受光面、像面)
非球面係数
第2面
ｒ =     6.325   
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -1.80433e-04   
Ａ6 =    -6.62233e-07    
Ａ8 =    -4.72215e-07    
Ａ10=     1.86810e-08  
Ａ12=    -3.99354e-10  
第9面
ｒ =    11.431  
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -2.48988e-04   
Ａ6 =    -9.02312e-06    
Ａ8 =     4.37993e-07   
Ａ10=    -2.13163e-08  
第10面
ｒ =   -14.592 
Ｋ =     0.000
Ａ4 =     5.94815e-05  
Ａ6 =    -5.56616e-06   
Ａ8 =     2.19551e-07   
Ａ10=    -1.34713e-08  
第18面
ｒ =    10.157   
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -1.11958e-03          
Ａ6 =     8.51909e-05 
Ａ8 =    -2.98901e-06  
Ａ10=     2.01912e-08  
第19面
ｒ =   -12.911   
Ｋ =     0.000
Ａ4 =    -2.72379e-03  
Ａ6 =     3.73308e-04  
Ａ8 =    -2.00079e-05 
Ａ10=     4.70692e-07  
Ａ12=    -4.35154e-09  
ズームデータ（∞）
ＷＥ     ＳＴ      ＴＥ          
ｆ（mm）        5.07      9.55     17.38
ＦNO            3.30      4.50     5.10
２ω（°）     80.73     44.05    24.42
ｄ7             16.63     8.99     1.98  
ｄ15            3.24      2.93     16.30  
ｄ17            3.92      11.88    5.53  
【０１１０】
以上の実施例１〜３の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図４〜図６に示す。これらの収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は望遠端における球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。各図中、“ω”は半画角を示す。
【０１１１】
次に、各実施例における条件式（１）〜（４）の値を掲げる。
条件式                           実施例１  実施例２  実施例３
（１）ｆ2／ｆt＜                 0.65      0.65      0.65
（２）｜ｆ1／ｆw｜               2.08      2.08      2.09
（３）｜ｆL1／ｆw｜               1.8       1.8       1.78
（４）（Ｒ1＋Ｒ2）／（Ｒ1−Ｒ2）  2.30      2.29      1.96
【０１１２】
（各実施例の効果）
本発明に対応する上記各実施例は、沈胴式鏡筒に見られるようなカメラの使用状態への立ち上げ時間（レンズのせり出し時間）がなく、防水・防塵上も好ましく、また、奥行き方向が極めて薄いカメラとするために光学系の光路（光軸）をプリズムなど反射光学部材で折り曲げる構成がとり易い。かつ、広角で変倍比３．４倍程度の、高い光学性能を有する奥行き方向が極めて薄い安価なズームレンズとなっている。
【０１１３】
（歪曲収差補正）
ところで、本発明のズームレンズを用いたときに、像の歪曲は電気的にデジタル補正する。以下に、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。
【０１１４】
例えば、図７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）の各点を略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。
【０１１５】
例えば、図７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）円周上の点Ｑ2に移動させる。
【０１１６】
ここで、ｒ'（ω）は次のように表すことができる。
ｒ'（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω    （０≦α≦１）
ただし、
ωは被写体半画角、ｆは結像光学系（本発明では、ズームレンズ）の焦点距離である。
【０１１７】
ここで、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／（ｆ・ｔａｎω）
となる。
【０１１８】
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。したがって、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）の各点を略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。
【０１１９】
ところが、光学像は、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。したがって、厳密には光学像上に描かれる上記半径Ｒの円も、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。
【０１２０】
つまり、離散的座標点毎に表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'，Ｙj'）の値を用いて補間すればよい。
【０１２１】
このような方法は、特にズームレンズが有する電子撮像装置において光学系や電子撮像素子の製造誤差等のために光軸に対して歪みが著しく、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、撮像素子ある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等が発生する場合等の補正に有効である。
【０１２２】
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）すなわち半画角と像高との関係、あるいは、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よい。
【０１２３】
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、半径Ｒが、次の条件式を満足するのがよい。
【０１２４】
０≦Ｒ≦０．６Ｌs 
ただし、Ｌs は有効撮像面の短辺の長さである。
【０１２５】
好ましくは、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、半径Ｒは、略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、すなわち、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。
【０１２６】
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略、
ｒ'（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
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。
【０１２７】
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測定に基づいて決定しておけばよい。
【０１２８】
そして、分割されたゾーン内の望遠端近傍で略、
ｒ'（ω）＝α・ｆ・ｔａｎω
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係数を一律に掛けて最終的な補正量にしてもよい。
【０１２９】
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（本発明ではズームレンズ）の焦点距離、ωは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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
（デジタルカメラ）
さて、以上のような本発明のズームレンズで物体像を形成しその像をＣＣＤ等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ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。
【０１３２】
図８〜図１０は、本発明によるズームレンズをデジタルカメラの撮影光学系１４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図８はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図９は同後方斜視図、図１０はデジタルカメラ１４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影光学系１４１、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッター１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７等を含み、カメラ１４０の上部に配置されたシャッター１４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１４１、例えば実施例１の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系１４１によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパスフィルターＦを介してＣＣＤ１４９の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１４９で受光された物体像は、処理手段１５１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１４７に表示される。また、この処理手段１５１には記録手段１５２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１５２は処理手段１５１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。また、ＣＣＤ１４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【０１３３】
さらに、ファインダー用光路１４４上にはファインダー用対物光学系１５３が配置してある。このファインダー用対物光学系１５３によって形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム１５５の視野枠１５７上に形成される。このポリプリズム１５５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１５９が配置されている。なお、撮影光学系１４１及びファインダー用対物光学系１５３の入射側、接眼光学系１５９の射出側にそれぞれカバー部材１５０が配置されている。
【０１３４】
このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が３．４倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有するズームレンズであるので、高性能で、奥行き方向が極めて薄い安価なデジタルカメラが実現できる。
【０１３５】
なお、図１０の例では、カバー部材１５０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。あるいは、省いてもよい。
【０１３６】
（内部回路構成）
図１１は、上記デジタルカメラ１４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部１１９等からなる。
【０１３７】
図１１に示すように、デジタルカメラ１４０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。
【０１３８】
上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２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１１６には、ＣＣＤ１４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。
【０１３９】
操作部１１２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。
【０１４０】
制御部１１３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１１２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１４０全体を制御する回路である。
【０１４１】
ＣＣＤ１４９は、本発明による撮影光学系１４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ１４９は、撮像駆動回路１１６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１２４に出力する撮像素子である。
【０１４２】
ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、ＣＣＤ１４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／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１１７に出力する回路である。
【０１４３】
一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４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１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３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。
【０１４４】
記録媒体部１１９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１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８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。
【０１４５】
表示部１２０は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部１２１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１１２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１２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
【０１４６】
このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明は、ネガティブリードタイプのメリットを生かしながら、反射部材以降の全長の小型化に適した反射部材を有するズームレンズを備えた電子撮像装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明のズームレンズの実施例１の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図２】本発明のズームレンズの実施例２の図１と同様の図である。
【図３】本発明のズームレンズの実施例３の図１と同様の図である。
【図４】実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図５】実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図６】実施例３の無限遠物点合焦時の収差図である。
【図７】歪曲収差の補正を説明する図である。
【図８】本発明による光路折り曲げズームレンズを組み込んだデジタルカメラの外観を示す前方斜視図である。
【図９】図８のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図１０】図８のデジタルカメラの断面図である。
【図１１】デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
【符号の説明】
【０１４９】
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…開口絞り
Ｆ…ローパスフィルタ
Ｃ…カバーガラス
Ｐ…プリズム
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
１１２…操作部
１１３…制御部
１１４…バス
１１５…バス
１１６…撮像駆動回路
１１７…一時記憶メモリ
１１８…画像処理部
１１９…記憶媒体部
１２０…表示部
１２１…設定情報記憶メモリ部
１２２…バス
１２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１４０…デジタルカメラ
１４１…撮影光学系
１４２…撮影用光路
１４３…ファインダー光学系
１４４…ファインダー用光路
１４５…シャッター
１４６…フラッシュ
１４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ
１５０…カバー部材
１５１…処理手段
１５２…記録手段
１５３…ファインダー用対物光学系
１５５…ポロプリズム
１５７…視野枠
１５９…接眼光学系
【図１】
2008096787.tif 000003
【図２】
2008096787.tif 000004
【図３】
2008096787.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008096787.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008096787.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008096787.tif 000011
【図１０】
2008096787.tif 000012
【図１１】
2008096787.tif 000013