(57)【要約】【課題】十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比の高性能なズームレンズを有する電子撮像装置及びこれを有する携帯端末装置を提供すること。【解決手段】複数の群からなり各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズ４と、そのズームレンズ４によって形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子１４を備えた電子撮像装置であって、前記ズームレンズ４が、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群Ｉと、正の焦点距離を持つ第２群ＩＩとを少なくとも有し、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有しており、前記絞りは離散的な２種類の開口面積が選択可能な絞りＡ，Ｂであると共に、開口面積の大きな順に絞りＡ、絞りＢ（Ａ＞Ｂ）とするとき、前記ズームレンズ４の短焦点端においては絞りＢが有効となり、前記ズームレンズ４の長焦点端においては絞りＡが有効となるよう、前記絞りＡ，Ｂが駆動制御される電子撮像装置。【選択図】  図３
2005049536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の群からなり各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズと、そのズームレンズによって形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた電子撮像装置であって、
前記ズームレンズが、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群と、正の焦点距離を持つ第２群とを少なくとも有し、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有しており、
前記絞りは離散的な２種類の開口面積が選択可能な絞りＡ，Ｂであると共に、開口面積の大きな順に絞りＡ、絞りＢ（Ａ＞Ｂ）とするとき、前記ズームレンズの短焦点端においては絞りＢが有効となり、前記ズームレンズの長焦点端においては絞りＡが有効となるよう、前記絞りＡ，Ｂが駆動制御されることを特徴とする電子撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子撮像装置において、以下の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
ＦＷＢ  ＞  ３．０
Ｆｍａｘ  ＜  １１
０．２５  ＜  （  ＳＢ  ／  ＳＡ  ）  ＜  ０．７５
ただし、ＦＷＢ  は絞りＢが有効なときの短焦点端におけるＦナンバ、Ｆｍａｘ  は変倍範囲全域における最大Ｆナンバ、ＳＢ  は絞りＢの開口面積、ＳＡ  は絞りＡの開口面積を表す。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電子撮像装置において、前記絞りＡ・Ｂを、それぞれ直径が異なる略円形の開口を有する複数の遮光部材によって構成し、その遮光部材を光路中に挿脱することにより、有効な絞りを選択するようにしたことを特徴とする電子撮像装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の電子撮像装置において、絞りＢが有効となる短焦点端側の焦点距離領域と、絞りＡが有効となる長焦点端側の焦点距離領域とを設けると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
０．７５  ＜  （  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  ＜  １．２５
ただし、ｆＷ  は短焦点端における焦点距離、ｆＴ  は長焦点端における焦点距離、ｆＣ  は前記焦点距離領域の切替点となる焦点距離を表す。
【請求項５】
複数の群からなり各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズと、そのズームレンズによって形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた電子撮像装置であって、
前記ズームレンズが、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群と、正の焦点距離を持つ第２群とを少なくとも有し、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有しており、
前記絞りとして、離散的な少なくとも２種類の開口面積が選択可能であり、短焦点端における絞りの最大開口面積が、長焦点端における絞りの最大開口面積よりも小さくなるよう、前記絞りが制御されると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
ＦＷｍｉｎ  ＞  ３．０
Ｆｍａｘ  ＜  １１
０．２５  ＜  （  ＳＷ  ／  ＳＴ  ）  ＜  ０．７５
ただし、ＦＷｍｉｎ  は短焦点端における最小Ｆナンバ、Ｆｍａｘ  は変倍範囲全域における最大Ｆナンバ、ＳＷ  は短焦点端における絞りの最大開口面積、ＳＴ  は長焦点端における絞りの最大開口面積を表す。
【請求項６】
請求項５に記載の電子撮像装置において、前記絞りを、それぞれ直径が異なる略円形の開口を有する複数の遮光部材によって構成し、その遮光部材を光路中に挿脱することにより、絞りの開口面積を選択するようにしたことを特徴とする電子撮像装置。
【請求項７】
請求項５ないし請求項６のいずれか一つに記載の電子撮像装置において、絞りの最大開口面積が短焦点端と同一である短焦点端側の焦点距離領域と、絞りの最大開口面積が長焦点端と同一である長焦点端側の距離領域とを設けると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
０．７５  ＜  （  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  ＜  １．２５
ただし、ｆＷ  は短焦点端における焦点距離、ｆＴ  は長焦点端における焦点距離、ｆＣ  は前記焦点距離領域の切替点となる焦点距離を表す。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の電子撮像装置において、前記ズームレンズの第１群が負レンズ２枚と正レンズ１枚を有し、第２群が正レンズ２枚と負レンズ１枚を有することを特徴とする電子撮像装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一つに記載の電子撮像装置において、前記ズームレンズが、物体側から順に、負の焦点距離を持つ第１群と、正の焦点距離を持つ第２群と、正の焦点距離を持つ第３群とから構成されることを特徴とする電子撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子撮像装置において、有限距離の物体へのフォーカシングを第３群の移動により行うことを特徴とする電子撮像装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一つに記載の電子撮像装置を有することを特徴とする携帯情報端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
この発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の電子撮像装置及びこれを有する携帯端末装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラの市場は非常に大きなものとなっており、ユーザのデジタルカメラに対する要望も多岐にわたっている。中でも、高画質化と小型化は常にユーザの欲するところであり、ウエイトが大きい。よって、撮影レンズとして用いるズームレンズにも、高性能化と小型化の両立が求められる。
【０００３】
この様な要求を満たすズームレンズとしては、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群と、正の焦点距離を持つ第２群とを有し、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有する小型ズームレンズが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、小型化という面では、まず、レンズ全長（最も物体側のレンズ面から像面までの距離）を短縮することが必要である。さらに、高性能化という面では、少なくとも、３００万〜６００万画素の撮像素子に対応した解像力を全ズーム域にわたって有することが必要である。
【０００５】
また、撮影レンズの広画角化を望むユーザも多く、ズームレンズの短焦点端の半画角は３８度以上であることが望ましい。半画角３８度は、３５ｍｍ銀塩カメラ（いわゆるライカ版）換算の焦点距離で２８ｍｍに相当する。さらに、変倍比として３を越えるような高変倍化への要望も強い。
【０００６】
デジタルカメラ用のズームレンズには多くの種類が考えられる。特に、小型化に適したタイプのズームレンズとしては、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群と、正の焦点距離を持つ第２群と、正の焦点距離を持つ第３群を有し、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有しており、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第２群は像側から物体側へと単調に移動し、第１群は変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するものもある（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００７】
このようなタイプのズームレンズとしては、より高変倍化を図った変倍レンズ群が設けられた高変倍ズームレンズも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、このようなタイプのズームレンズとしては、より高画角化を図った高画質ズームレンズも知られている（例えば、特許文献３、４、５参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−０３９２１４号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−２６７９３０号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開２０００−１１１７９８号公報
【００１２】
【特許文献４】
特開２００３−１０７３４８号公報
【００１３】
【特許文献５】
特開２００３−３５８６８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した小型ズームレンズは、基本的な構成を有しているが、小型化という面では十分な構成要件を必ずしも有していないものであった。
【００１５】
また、上述したズームレンズとしては、変倍比が２．５程度で、各レンズ群に非球面を用いることでレンズ構成を簡素化し、かつ、ある程度広画角となっているものも知られている（例えば特許文献３参照）。しかし、このタイプのズームレンズにおいては、変倍比は２．５程度であるため、高変倍化という面で十分ではない。
【００１６】
更に、ズームレンズとしては、第２群に６枚ものレンズを用いると共に、変倍比が３．８と大きいものも知られている（例えば特許文献５参照）。しかし、半画角は３１度程度であり、広画角化という面で十分ではなく、また、第２群に６枚ものレンズが用いられているため、結果的に大型化している。
【００１７】
また、ズームレンズとしては、変倍比を２．５以下にすると共に、変倍群である第２群の構成の工夫により十分に広画角かつ小型にしたものもある（例えば、特許文献５参照）。しかし、変倍比は２．５以下であるため、高変倍化という面で十分ではない。
【００１８】
更に、ズームレンズとしては、変倍比を３以下にすると共に、十分に広画角であり、収差も良好に補正されている構成のものも知られている（例えば、特許文献４参照）。しかし、変倍比が３以下であるため、やはり高変倍化という面で十分なものとは言えない。
【００１９】
さらに、上述したような従来例のズームレンズにおいては、絞りの最大開口面積はズームポジションによらず略一定となっており、短焦点端における最小Ｆナンバは２．４〜２．８程度、長焦点端における最小Ｆナンバは４〜５．３程度と、その差が大きい。短焦点端においてＦナンバが小さすぎることは、収差補正を困難にし、結像性能の低下を招く。一方、長焦点端においてＦナンバが大きすぎることは、回折現象による解像力の低下を招く。
【００２０】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比の高性能なズームレンズを有する電子撮像装置及びこれを有する携帯端末装置を提供することを目的としている．
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため請求項１の発明は、複数の群からなり各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズと、そのズームレンズによって形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた電子撮像装置であって、前記ズームレンズが、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群と、正の焦点距離を持つ第２群とを少なくとも有し、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有しており、前記絞りは離散的な２種類の開口面積が選択可能な絞りＡ，Ｂであると共に、開口面積の大きな順に絞りＡ、絞りＢ（Ａ＞Ｂ）とするとき、前記ズームレンズの短焦点端においては絞りＢが有効となり、前記ズームレンズの長焦点端においては絞りＡが有効となるよう、前記絞りＡ，Ｂが駆動制御される電子撮像装置としたことを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比の高性能なズームレンズを有することができる。
【００２３】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の電子撮像装置において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ＦＷＢ  ＞  ３．０
Ｆｍａｘ  ＜  １１
０．２５  ＜  （  ＳＢ  ／  ＳＡ  ）  ＜  ０．７５
ただし、ＦＷＢ  は絞りＢが有効なときの短焦点端におけるＦナンバ、Ｆｍａｘ  は変倍範囲全域における最大Ｆナンバ、ＳＢ  は絞りＢの開口面積、ＳＡ  は絞りＡの開口面積を表す。
【００２４】
この請求項２の発明によれば、より広画角化・高変倍化に適した、小型で高性能なズームレンズを有することができる。
【００２５】
更に、請求項３の発明は、請求項１ないし請求項２に記載の電子撮像装置において、前記絞りＡ・Ｂを、それぞれ直径が異なる略円形の開口を有する複数の遮光部材によって構成し、その遮光部材を光路中に挿脱することにより、有効な絞りを選択するようにしたことを特徴とする。
【００２６】
この請求項３の発明によれば、請求項１ないし請求項２に記載の発明の具体的な実施に際し、簡素で小型な機構を提供できる。
【００２７】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３に記載の電子撮像装置において、絞りＢが有効となる短焦点端側の焦点距離領域と、絞りＡが有効となる長焦点端側の焦点距離領域とを設けると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．７５  ＜  （  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  ＜  １．２５
ただし、ｆＷ  は短焦点端における焦点距離、ｆＴ  は長焦点端における焦点距離、ｆＣ  は前記焦点距離領域の切替点となる焦点距離を表す。
【００２８】
この請求項４の発明によれば、請求項１ないし請求項３に記載の発明の具体的な実施に際し、簡素な機構のまま、変倍範囲全域でのＦナンバの変化がより小さくなる手段を提供するできる。
【００２９】
また、請求項５の発明は、上述した目的を達成するため、複数の群からなり各群の間隔を変化させることにより変倍を行うズームレンズと、そのズームレンズによって形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた電子撮像装置であって、前記ズームレンズが、物体側より順に、負の焦点距離を持つ第１群と、正の焦点距離を持つ第２群とを少なくとも有し、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有しており、
前記絞りとして、離散的な少なくとも２種類の開口面積が選択可能であり、短焦点端における絞りの最大開口面積が、長焦点端における絞りの最大開口面積よりも小さくなるよう、前記絞りが制御されると共に、以下の条件式を満足する電子撮像装置としたことを特徴とする。
ＦＷｍｉｎ  ＞  ３．０
Ｆｍａｘ  ＜  １１
０．２５  ＜  （  ＳＷ  ／  ＳＴ  ）  ＜  ０．７５
ただし、ＦＷｍｉｎ  は短焦点端における最小Ｆナンバ、Ｆｍａｘ  は変倍範囲全域における最大Ｆナンバ、ＳＷ  は短焦点端における絞りの最大開口面積、ＳＴ  は長焦点端における絞りの最大開口面積を表す。
【００３０】
この請求項５の発明によれば、十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比を有する高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を実現する別の手段を提供することができる。
【００３１】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の電子撮像装置において、前記絞りを、それぞれ直径が異なる略円形の開口を有する複数の遮光部材によって構成し、その遮光部材を光路中に挿脱することにより、絞りの開口面積を選択するようにしたことを特徴とする。
【００３２】
この請求項６の発明によれば、請求項５に記載の発明の具体的な実施に際し、簡素で小型な機構を提供することができる。
【００３３】
また、請求項７の発明は、請求項５ないし請求項６に記載の電子撮像装置において、絞りの最大開口面積が短焦点端と同一である短焦点端側の焦点距離領域と、絞りの最大開口面積が長焦点端と同一である長焦点端側の距離領域とを設けると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．７５  ＜  （  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  ＜  １．２５
ただし、ｆＷ  は短焦点端における焦点距離、ｆＴ  は長焦点端における焦点距離、ｆＣ  は前記焦点距離領域の切替点となる焦点距離を表す。
【００３４】
この請求項７の発明によれば、請求項５ないし請求項６に記載の発明の具体的な実施に際し、簡素な機構のまま、変倍範囲全域でのＦナンバの変化がより小さくなる手段を提供することができる。
【００３５】
また、請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７に記載の電子撮像装置において、前記ズームレンズの第１群が負レンズ２枚と正レンズ１枚を有し、第２群が正レンズ２枚と負レンズ１枚を有することを特徴とする。
【００３６】
この請求項８の発明によれば、各収差をより良好に補正した、さらに高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができる。
【００３７】
また、請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８に記載の電子撮像装置において、前記ズームレンズが、物体側から順に、負の焦点距離を持つ第１群と、正の焦点距離を持つ第２群と、正の焦点距離を持つ第３群とから構成されることを特徴とする。
【００３８】
この請求項９の発明によれば、射出瞳距離が十分に確保された、より高性能化なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができる。
【００３９】
また、請求項１０の発明は、請求項９に記載の電子撮像装置において、有限距離の物体へのフォーカシングを第３群の移動により行うことを特徴とする。
【００４０】
この請求項１０の発明によれば、有限距離の物体へのフォーカシングを簡単な機構で実現可能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができる。
【００４１】
更に、請求項１１の発明は、請求項１〜請求項１０に記載の電子撮像装置を有する携帯情報端末装置としたことを特徴とする。
【００４２】
この請求項１１の発明によれば、十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比を有する高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を搭載した、小型で汎用性の高い携帯情報端末装置を提供することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態１】
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図５に基づいて説明する。
［構成］
図１はこの発明の電子撮像装置を示したものである。この図１（ａ）において、１は装置本体としてのカメラボディ、２はカメラボディ１の右側上部に設けられたファインダ、３はカメラボディ１の前面１ａの中央上部に設けられたフラッシュ、４は複数のレンズ群からなり各レンズ群の間隔を変化させることにより変倍を行う撮影レンズとしてのズームレンズである。
【００４４】
また、５はカメラボディ１の上面に設けられたシャッターボタン、６はカメラボディ１の上面１ｂに設けられたスライド式のズームレバーである。このズームレバー６は、矢印７で示したように左右方向にスライド操作することにより、短焦点Ｗ（Ｗｉｄｅ）と長焦点Ｔ（Ｔｅｌｅ）との間でスライドするようになっている。
【００４５】
更に、図１（ｃ）に示したようにカメラボディ１の背面１ｃには、液晶モニタ（表示装置）８，電源スイッチ９，複数の操作ボタン１０が設けられている。更に、カメラボディ１の側面１ｄにはメモリカードスロット１１が設けられ、このメモリカードスロット１１にはメモリカードである図２のメモリ（半導体メモリ）１１ａが挿入される。
【００４６】
また、液晶モニタ（表示装置）８は、図２に示したように中央演算装置を有する演算制御回路１２により作動制御されるようになっている。この演算制御回路１２には、スライドレバー６で操作されるスイッチ６ａ，電源スイッチ９，複数の操作ボタン１０が接続されている。また、演算制御回路１２には、メモリカードスロット１１に着脱可能に挿入されたメモリ（半導体メモリ）１１ａが接続されている。しかも、シャッターボタン５で操作されるスイッチ５ａ，５ｂが演算制御回路９に接続されている。このシャッターボタン５を半押しするとスイッチ５ａがＯＮして演算制御回路９はフォーカシング制御し、シャッターボタン５を前押しすると演算制御回路１２はスイッチ５ｂがＯＮして演算制御回路１２は撮影を実行する。この構成には周知の構成が採用されるので、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
更に、演算制御回路１２は、パルスモータ或いは超音波モータ等の駆動装置１３によりズームレンズ４の鏡胴４ａを伸縮させるようになっている。
【００４８】
また、カメラボディ１内には、ズームレンズ４により導かれる光束により被写体像を結像させるＣＣＤ等の撮像素子１４が配設されている。この撮像素子１４は、ズームレンズ４によって形成された光学像を電気信号に変換するものである。
【００４９】
この撮像素子１４から出力される電気信号は信号処理装置１５及び画像処理装置１６を介して演算制御回路１２に入力されるようになっている。そして、演算制御回路１２は、画像処理装置１６から出力される画像信号を液晶モニタ８に映し出すようになっている。
＜ズームレンズ４＞
また、ズームレンズ４は、図３に示したように物体側より順に負の焦点距離を持つ第１群（第１レンズ群）Ｉと、正の焦点距離を持つ第２群ＩＩ（第２レンズ群）と、第３レンズＩＩＩ（第３レンズ群）と、フィルタＦを有する。しかも、ズームレンズ４は、第２群ＩＩの物体側に位置してこの第２群ＩＩと一体に光軸方向に移動する絞り装置（絞り）Ｓを有している。
（レンズ群）
この第１群Ｉは、負レンズである第１レンズＬ１と、負レンズである第２レンズＬ２と、正レンズである第３レンズＬ３と、負レンズである第４レンズＬ４をこの順に有する。そして、第３，第４レンズＬ３，Ｌ４は、貼り合わせられて一体に設けられて、一つのレンズＬａを構成している。
【００５０】
また、第２群ＩＩは、正レンズである第５レンズＬ５と、負レンズである第６，第７レンズＬ６，Ｌ７と、正レンズである第８レンズＬ８を有する。そして、第６，第７レンズＬ６，Ｌ７は、貼り合わせられて一体に設けられて、一つのレンズＬｂを構成している。また、第３群ＩＩＩは、正レンズである第９レンズＬ９を有する。
【００５１】
ここで、Ｒ１は第１レンズＬ１の前側の屈折面、Ｒ２は第１レンズＬ１の後側の屈折面である。Ｒ３は第２レンズＬ２の前側の屈折面、Ｒ４は第２レンズＬ２の後側の屈折面である。Ｒ５は第３レンズＬ３の前側の屈折面、Ｒ６は第３，第４レンズＬ３，Ｌ４の貼り合わせ面（屈折面）、Ｒ７は第４レンズＬ４の後側の屈折面である。また、Ｒ９は第５レンズＬ５の前側の屈折面、Ｒ１０は第５レンズＬ５の後側の屈折面である。Ｒ１１は第６レンズＬ６の前側の屈折面、Ｒ１２は第６，第７レンズＬ６，Ｌ７の貼り合わせ面（屈折面）、Ｒ１３は第７レンズＬ７の後側の屈折面である。Ｒ１４は第８レンズＬ８の前側の屈折面、Ｒ１５は第８レンズＬ８の後側の屈折面である。更に、Ｒ１６は第９レンズＬ９の前側の屈折面、Ｒ１７は第９レンズＬ９の後側の屈折面である。更に、Ｒ１８はフィルタＦの前面、Ｒ１９はフィルタＦの後面である。
【００５２】
更に、Ｄ１は第１レンズＬ１の屈折面Ｒ１，Ｒ２間の間隔、Ｄ２は第１レンズＬ１の屈折面Ｒ２と第２レンズＬ２の屈折面Ｒ３との間の間隔、Ｄ３は第２レンズＬ２の屈折面Ｒ３，Ｒ４間の間隔である。また、Ｄ４は第２レンズＬ２の屈折面Ｒ４と第３レンズＬ３の屈折面Ｒ５との間の間隔、Ｄ５は第４レンズＬ４の屈折面Ｒ５と第３，第４レンズＬ３，Ｌ４の貼り合わせ面（屈折面）Ｒ６との間の間隔、Ｄ６は第３，第４レンズＬ３，Ｌ４の貼り合わせ面（屈折面）Ｒ６と第４レンズＬ４の屈折面Ｒ７との間の間隔である。
【００５３】
また、Ｄ７は第４レンズＬ４の屈折面Ｒ７と絞り装置Ｓとの間の間隔、Ｄ８は絞り装置Ｓと第５レンズＬ５の屈折面Ｒ９との間の間隔である。
【００５４】
更に、Ｄ９は第５レンズＬ５の屈折面Ｒ９，Ｒ１０間の間隔、Ｄ１０は第５レンズＬ５の屈折面Ｒ１０と第６レンズＬ６の屈折面Ｒ１１との間の間隔、Ｄ１１は第６レンズＬ６の屈折面Ｒ１１と第６，第７レンズＬ６，Ｌ７の貼り合わせ面（屈折面）Ｒ１２との間の間隔、Ｄ１２は第６，第７レンズＬ６，Ｌ７の貼り合わせ面（屈折面）Ｒ１２と第７レンズＬ７の屈折面Ｒ１３との間の間隔である。また、Ｄ１３は第７レンズＬ７の屈折面Ｒ１３と第８レンズＬ８の屈折面Ｒ１４との間の間隔、Ｄ１４は第８レンズＬ８の屈折面Ｒ１４，Ｒ１５間の間隔である。
【００５５】
また、Ｄ１５は第８レンズＬ８の屈折面Ｒ１５と第９レンズＬ９の屈折面Ｒ１６との間の間隔、Ｄ１６は第９レンズＬ９の屈折面Ｒ１６，Ｒ１７間の間隔、Ｄ１７は第９レンズＬ９の屈折面Ｒ１７とフィルタＦの屈折面（前面）Ｒ１８との間の間隔、Ｄ１８はフィルタＦの屈折面（前面）Ｒ１８と屈折面（後面）Ｒ１９との間の間隔である。
（絞り装置Ｓ）
また、絞り機構である絞り装置（絞り）Ｓは、図４（ａ），（ｂ）に示した様に絞り孔１７ａを有する第１絞り板（絞りＡ）１７と、先端部に絞り孔１８ａを有する第２絞り板（絞りＢ）１８を有する。この絞り孔１７ａの開口面積ＳＡは、絞り孔１８ａの開口面積ＳＢよりも大きく設定されている。そして、第２絞り板１８は、支持軸１９を中心に回動するように基端部が第１絞り板１７に回動自在に保持されている。しかも、第１絞り板（絞りＡ）１７は光路中に常時配設されていて、第１絞り板（絞りＡ）１７の絞り孔１７ａの中心はズームレンズ４の光軸と一致させられている。
【００５６】
また、第２絞り板１８の先端部が図４（ａ）の如く絞り孔１７ａから退避している状態では第１絞り板１７の絞り孔１７ａが光路の光束を絞るようになっている。一方、第２絞り板１８の先端部が図４（ｂ）の如く絞り孔１７ａの周縁部を覆うと共に、第２絞り板１８の絞り孔１８ａが絞り孔１７ａと同心となっている状態では第２絞り板１８の絞り孔１８ａが光路の光束を絞るようになっている。
【００５７】
従って、電子撮像装置の絞り装置（絞り）Ｓは、離散的な２種類の開口面積（絞りＡ，Ｂ）が選択可能である。この第２絞り板１８は、ズームレンズ４のズーム動作に連動するカム機構でズームレンズ４の光路に対して出し入れすることにより、図４（ａ）の状態と図４（ｂ）の状態との一方に切り替えることができる。尚、第２絞り板１８は、電磁プランジャー等の単純なアクチュエータで駆動して、図４（ａ）の状態と図４（ｂ）の状態との一方に切り替える様にすることもできる。
【００５８】
しかも、絞り装置（絞り）Ｓは上述のように絞りＡ，絞りＢを有し、この絞りＡの開口面積ＳＡは上述のように絞りＢの開口面積ＳＢより大きくなっている。その上、絞り装置Ｓの開度は、ズームレンズ４の短焦点（Ｗｉｄｅ）端においては絞りＢが有効となり、ズームレンズ４の長焦点（Ｔｅｌｅ）端においては絞りＡが有効となるように制御される様になっている。
［作用］
以下、この様な構成の電子撮像装置の作用を説明する。
【００５９】
撮影レンズであるズームレンズ４によって形成された光学像を撮像素子（エリアセンサ）１４によって電気信号に変換する。
【００６０】
この撮像素子１４からの出力は中央演算装置を有する演算制御回路１２の制御を受ける信号処理装置１５によってデジタル情報に変換処理される。そして、信号処理装置１５によってデジタル化された画像情報は、演算制御回路１２の制御を受ける画像処理装置１６において所定の画像処理を受けた後、メモリ１１ａに記録される。また、液晶モニタ８には撮影中の画像を表示することもできるし、メモリ１１ａに記録されている画像を表示することもできる。
【００６１】
また、撮影レンズ４はカメラの携帯時には図１（ａ）に示すように沈胴状態にあり、ユーザが電源スイッチ９を操作して電源を入れると、図１（ｂ）に示すように鏡胴４ａが繰り出される。このとき、鏡胴４ａの内部でズームレンズ４の各群Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩは例えば短焦点端の配置となっており、ズームレバー６を長焦点側に操作することで各群Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩの配置が変化し、ズームレンズ４を長焦点端への変倍を行うことができる。尚、ファインダ２も撮影レンズの画角の変化に連動して変倍する。
【００６２】
更に、シャッタボタン５の半押しによりスイッチ５ａがＯＮしてフォーカシングがなされる。また、同時にホワイトバランス・露出の決定が行われる。この際、撮像素子１４に到達する光量をコントロールするため、絞りの変更やＮＤフィルタの挿脱がなされる場合もある。シャッタボタン５をさらに押し込むとスイッチ５ｂがＯＮさせられて撮影がなされ、その後は既述の処理がなされる。
【００６３】
また、演算制御回路１２は、図５（ａ）の状態から図５（ｄ）の状態にレンズ群（第１〜第３群Ｉ〜ＩＩＩ）を作動制御すると共に、絞り装置Ｓの開口面積を変化させる。以下、この作用を詳述する。
【００６４】
図５（ａ）では、ズームレンズ４が短焦点（Ｗｉｄｅ）端に位置していて、第２絞り板１８の先端部が図４（ｂ）の如く絞り孔１７ａの周縁部を覆うと共に、第２絞り板１８の絞り孔１８ａが絞り孔１７ａと同心となっている状態では第２絞り板１８の絞り孔１８ａが光路の光束を絞るようになっている。この位置では、絞り装置Ｓの絞りＢ（Ｂ＜Ａ）となっていて、開口面積ＳＢ（ＳＢ＜ＳＡ）となっている。
【００６５】
この状態から演算制御回路１２は、ズームレバー６を短焦点Ｗ（Ｗｉｄｅ）側から長焦点Ｔ（Ｔｅｌｅ）側にスライド操作されると、駆動装置１３によりズームレンズ４のレンズ鏡胴４ａを収縮させて、第１群Ｉを図５（ａ）の状態から図５（ｂ）のように第２群ＩＩ側に移動させる。この際、第２群ＩＩ及び絞り装置Ｓは、図示しないカム機構等により図５（ａ）の短焦点（Ｗｉｄｅ）端にある状態から図５（ｂ）の如く第１群Ｉ側に一体に移動させられる。一方、第３群ＩＩＩが僅かにフィルタＦから離反する方向にリードスクリュー機構により移動させられる。このリードスクリュー機構には周知の構造を採用できるので、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
そして、第２群ＩＩが図５（ｂ）の位置まで移動させられると、絞り装置Ｓの第２絞り板１８が第１絞り板１７の絞り孔１７ａから退避するように支持軸１９を中心に回動させられる。この第２絞り板１８の回動操作も、図示を省略したカム機構を利用して自動的に実行できる。
【００６７】
この様に絞り装置Ｓの第２絞り板１８が第１絞り板１７の絞り孔１７ａから退避させられると、絞り装置Ｓの絞りが図５（ｂ）から図５（ｃ）の様に切り替えられる様になっている。即ち、絞り装置Ｓの絞りＢ（Ｂ＜Ａ）から絞りＡとなって、開口面積ＳＡ（ＳＢ＜ＳＡ）となる。
【００６８】
この後、演算制御回路１２は、駆動装置１３によりズームレンズ４のレンズ鏡胴４ａを伸張させて、第１群Ｉを図５（ｃ）の状態から図５（ｄ）のように第２群ＩＩと共に第３群ＩＩＩから離反する方向に移動させる。この際、第２群ＩＩ及び絞り装置Ｓは、図示しないカム機構等により図５（ｃ）にある状態から図５（ｄ）の如く第１群Ｉ側に移動させられる。一方、第３群ＩＩＩが図示しないカム機構等により図５（ｃ）にある状態から図５（ｄ）の如くフィルタＦ側に移動させられる。このカム機構には周知の構造を採用できるので、その詳細な説明は省略する。この図５（ｄ）の状態ではズームレンズ４が長焦点（Ｔｅｌｅ）端に位置することになる。この状態においては、絞りＡが有効となる。
【００６９】
また、演算制御回路１２は、ズームレバー６が長焦点Ｔ（Ｔｅｌｅ）側から短焦点Ｗ（Ｗｉｄｅ）側にスライド操作されると、上述した制御動作とは逆に図５（ｄ）から図５（ａ）の制御を実行する。
（変形例１）
また、上述した絞り装置Ｓは、２つの絞り孔１７ａ，１８ａを設けることにより、２つの絞りＡ，Ｂの間で切り替えることができるようにしているが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００７０】
例えば、図４の構成に加えて、図６に示したように絞り孔２０ａが先端部に設けられた第３絞り板（絞りＣ）２０を設け、この第３絞り板２０の基端部を第１絞り板１７に支持軸２１を介して回動可能に取り付けた構成として良い。この場合、絞り孔２０ａは第２絞り板１８の絞り孔１８ａよりも小さく設定されている。即ち、絞り孔２０ａの開口面積は第２絞り板１８の絞り孔１８ａの開口面積よりも小さく設定されている。即ち、絞りＣは絞りＢよりも小さく設定されている。
【００７１】
この第３絞り板２０は、第２絞り板１７と同様にズームレンズ４のズーム動作に連動するカム機構でズームレンズ４の光路に対して出し入れする様にしても良いし、電磁プランジャー等の単純なアクチュエータで駆動して第２絞り板１７と同様にズームレンズ４の光路に対して出し入れする様にしても良い。
【００７２】
【実施例１】
以下に、図３〜図６に示した本発明の電子撮像装置に用いるズームレンズ４の具体的な数値実施例を示す。なお、この実施例において最大像高は４．６５ｍｍである。
【００７３】
また、この実施例の収差は図７〜図１０に示したように十分に補正されており、３００万画素〜６００万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明のように電子撮像装置を構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例より明らかである。
【００７４】
実施例における記号の意味は以下の通りである。
ｆ              ：全系の焦点距離
Ｆ        ：Ｆナンバ
ω      ：半画角
Ｒ        ：曲率半径
Ｄ        ：面間隔
Ｎｄ      ：屈折率
νｄ    ：アッベ数
Ｋ        ：非球面の円錐定数
Ａ４      ：４次の非球面係数
Ａ６      ：６次の非球面係数
Ａ８      ：８次の非球面係数
Ａ１０    ：１０次の非球面係数
Ａ１２    ：１２次の非球面係数
Ａ１４    ：１４次の非球面係数
Ａ１６    ：１６次の非球面係数
Ａ１８    ：１８次の非球面係数
ただし、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数（近軸曲率）をＣ、光軸からの高さをＨとするとき、以下の式で定義される。
【００７５】
【数１】
2005049536.tif 000003
【００７６】
【表１】
2005049536.tif 000004
【００７７】
尚、図３において、Ｒに数字を付した屈折面の番号及びＤに数字を付した間隔の番号と表１の面番号は一致している。
【００７８】
【表２】
2005049536.tif 000005
【００７９】
開放絞り径
短焦点端  〜  中間焦点距離（切替点）
φ４．７０
中間焦点距離（切替点）〜  長焦点端
φ６．４０
条件式数値
ＦＷＢ  ＝  ３．６４
Ｆｍａｘ  ＝  ５．４４
（  ＳＢ  ／  ＳＡ  ）  ＝  ０．５３９
（  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  ＝  １．００
この数値実施例１では、絞りＡがφ６．４０、絞りＢがφ４．７０であり、中間焦点距離を切替点として、絞りＢが有効となる短焦点端側の焦点距離領域ではＦナンバが３．６４〜４．８５、絞りＡが有効となる長焦点端側の焦点距離領域ではＦナンバが３．５７〜５．４４となる。
【００８０】
長焦点端側の焦点距離領域において絞りＢを光路中に挿入することもでき、その場合のＦナンバは４．８６〜７．４１となる。
【００８１】
また、φ３．２０の絞りＣを付加し、これを短焦点端側の焦点距離領域で光路中に挿入すれば、Ｆナンバは５．３５〜７．１２となる。
【００８２】
この様なレンズ構成では、図７〜図１０の収差が得られた。ここで、図７は数値実施例１のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図８は数値実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図（絞り径は短焦点端と同一）、図９は数値実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図（絞り径は長焦点端と同一）、図１０は数値実施例１のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【００８３】
尚、図７〜図１０において、球面収差の図中の破線は正弦条件を表し、非点収差の図中の実線はサジタルを表し、破線はメリディオナルを表す。
（変形例２）
また、上述した実施例では、ズームレンズ４の第１群Ｉを４枚のレンズＬ１〜Ｌ４で構成し、第２群ＩＩを４枚のレンズＬ５〜Ｌ８で構成しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図１１に示したように、第１群Ｉを３枚のレンズから構成し、第２群ＩＩを５枚のレンズから構成しても良い。
【００８４】
この図１１では、第１群Ｉが２枚の負レンズである第１，第２レンズＬ１，Ｌ２及び正レンズである第３レンズＬ３をこの順に備えている。また、第２群ＩＩは、負レンズである第４，第５レンズＬ４，Ｌ５，正レンズである第６レンズＬ６，負レンズである第７レンズＬ７，及び正レンズである第８レンズＬ８を有する。尚、絞り装置Ｓの構成は上述した実施例と同じである。
【００８５】
ここで、Ｒ１は第１レンズＬ１の前側の屈折面、Ｒ２は第１レンズＬ１の後側の屈折面である。Ｒ３は第２レンズＬ２の前側の屈折面、Ｒ４は第２レンズＬ２の後側の屈折面である。Ｒ５は第３レンズＬ３の前側の屈折面、Ｒ６は第３レンズＬ３の後側の屈折面である。
【００８６】
また、Ｒ８は第４レンズＬ４の前側の屈折面、Ｒ９は第４レンズＬ４の後側の屈折面である。Ｒ１０は第５レンズＬ５の前側の屈折面、Ｒ１１は第５，第６レンズＬ５，Ｌ６の貼り合わせ面（屈折面）、Ｒ１２は第６，第７レンズＬ６，Ｌ７の貼り合わせ面（屈折面）、Ｒ１３は第７レンズＬ７の後側の屈折面である。Ｒ１４は第８レンズＬ８の前側の屈折面、Ｒ１５は第８レンズＬ８の後側の屈折面である。
【００８７】
更に、Ｒ１６は第９レンズＬ９の前側の屈折面、Ｒ１７は第９レンズＬ９の後側の屈折面である。更に、Ｒ１８はフィルタＦの前面、Ｒ１９はフィルタＦの後面である。
【００８８】
更に、Ｄ１は第１レンズＬ１の屈折面Ｒ１，Ｒ２間の間隔、Ｄ２は第１レンズＬ１の屈折面Ｒ２と第２レンズＬ２の屈折面Ｒ３と間の間隔、Ｄ３は第２レンズＬ２の屈折面Ｒ３，Ｒ４間の間隔、Ｄ４は第２レンズＬ２の屈折面Ｒ４と第３レンズＬ３の屈折面Ｒ５との間の間隔、Ｄ５は第３レンズＬ３の屈折面Ｒ５，Ｒ６間の間隔である。
【００８９】
また、Ｄ６は第３レンズＬ３の屈折面Ｒ６と絞り装置Ｓとの間の間隔、Ｄ７は絞り装置Ｓと第４レンズＬ４の屈折面Ｒ８との間の間隔である。
【００９０】
更に、Ｄ８は第４レンズＬ４の屈折面Ｒ８，Ｒ９間の間隔、Ｄ９は第４レンズＬ４の屈折面Ｒ９と第５レンズＬ５の屈折面Ｒ１０との間の間隔である。また、Ｄ１０は第５レンズＬ５の屈折面Ｒ１０と第５，第６レンズＬ５，Ｌ６の貼り合わせ面（屈折面）Ｒ１１との間の間隔、Ｄ１１は第５，第６レンズＬ５，Ｌ６の貼り合わせ面（屈折面）Ｒ１１と第６，第７レンズＬ６，Ｌ７の貼り合わせ面（屈折面）Ｒ１２との間の間隔である。また、Ｄ１３は第７レンズＬ７の屈折面Ｒ１３と第８レンズＬ８の屈折面Ｒ１４との間の間隔、Ｄ１４は第８レンズＬ８の屈折面Ｒ１４，Ｒ１５間の間隔である。
【００９１】
また、Ｄ１５は第８レンズＬ８の屈折面Ｒ１５と第９レンズＬ９の屈折面Ｒ１６との間の間隔、Ｄ１６は第９レンズＬ９の屈折面Ｒ１６，Ｒ１７間の間隔、Ｄ１７は第９レンズＬ９の屈折面Ｒ１７とフィルタＦの屈折面（前面）Ｒ１８との間の間隔、Ｄ１８はフィルタＦの屈折面（前面）Ｒ１８と屈折面（後面）Ｒ１９との間の間隔である。
【００９２】
この実施例においても、第１群Ｉ〜第３群ＩＩＩは図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に示したように図５（ａ）〜（ｄ）と略同じように移動制御される。この移動制御において、上述した実施例と異なる点は、図１２（ａ）から図１２（ｂ）に移行する際、第３群ＩＩＩが僅かにフィルタＦ側に接近する方向にカム機構により移動させられる点である。このカム機構には周知の構造を採用できるので、その詳細な説明は省略する。他の作用は上述した実施例と同じであるので、その説明は省略する。
【００９３】
【実施例２】
以下に、図１１，図１２の変形例２の電子撮像装置に用いるズームレンズ４の具体的な数値実施例を示す。この実施例においても最大像高は４．６５ｍｍである。また、実施例の収差は図１３〜図１６に示したように十分に補正されており、３００万画素〜６００万画素の受光素子に対応することが可能となっている。本発明のように電子撮像装置を構成することで、十分な小型化を達成しながら非常に良好な像性能を確保し得ることは、実施例より明らかである。
【００９４】
【表３】
2005049536.tif 000006
【００９５】
尚、図１１において、Ｒに数字を付した屈折面の番号及びＤに数字を付した間隔の番号と表３の面番号は一致している。
【００９６】
【表４】
2005049536.tif 000007
【００９７】
開放絞り径
短焦点端  〜  中間焦点距離（切替点）
φ５．２６
中間焦点距離（切替点）〜  長焦点端
φ７．４２
条件式数値
ＦＷＢ  ＝  ３．６１
Ｆｍａｘ  ＝  ５．３４
（  ＳＢ  ／  ＳＡ  ）  ＝  ０．５０３
（  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  ＝  １．００
数値実施例２では、絞りＡがφ５．２６、絞りＢがφ７．４２であり、中間焦点距離を切替点として、絞りＢが有効となる短焦点端側の焦点距離領域ではＦナンバが３．６１〜４．９２、絞りＡが有効となる長焦点端側の焦点距離領域ではＦナンバが３．５０〜５．３４となる。
【００９８】
長焦点端側の焦点距離領域において絞りＢを光路中に挿入することもでき、その場合のＦナンバは４．９４〜６．９４となる。
【００９９】
また、φ３．７１の絞りＣを付加し、これを短焦点端側の焦点距離領域で光路中に挿入すれば、Ｆナンバは５．１１〜６．９７となる。
【０１００】
この様なレンズ構成では、図１３〜図１６の収差が得られた。ここで、図１３は数値実施例２のズームレンズの短焦点端における収差曲線図、図１４は数値実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図（絞り径は短焦点端と同一）、図１５は数値実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図（絞り径は長焦点端と同一）、図１６は数値実施例２のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。尚、図１３〜図１６において、球面収差の図中の破線は正弦条件を表し、非点収差の図中の実線はサジタルを表し、破線はメリディオナルを表す。
【０１０１】
以上説明したように、本発明の実施の形態の電子撮像装置に用いられているズームレンズ４は物体側から負・正の２群ＩＩのレンズ群を有する。しかも、このズームレンズ４は、短焦点端から長焦点端への変倍に際して、第２群ＩＩが像側から物体側へと単調に移動し、第１群Ｉが変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。ここで、第２群ＩＩの物体側に第２群ＩＩと一体に移動する絞り（絞り装置Ｓ）を設けた場合、入射瞳は第１群Ｉによる絞り開口部の虚像であると考えることができる。
【０１０２】
また、変倍範囲全域わたって絞りの開口面積を一定としたとき、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、入射瞳の面積は第１群Ｉと絞りとの距離の変化に応じて次第に大きくなるが、その変化率は変倍率よりも小さいため、長焦点端のＦナンバは短焦点端のＦナンバよりも自然と大きくなってしまう。実際には、変倍比３の場合で、短焦点端をＦ２．８としたとき、長焦点端では４．５〜５．２程度となることが多い。
【０１０３】
更に、Ｆナンバが小さい（レンズが明るい）ことは、各種の収差補正を困難にし、結像性能の低下や、レンズの大型化、コストアップ等の要因となる。一方、Ｆナンバが大きい（レンズが暗い）ことは、収差補正上は有利であるが、限度を超えると回折現象による解像力の低下を招く。特に近年、光学像を電気信号に変換する撮像素子においてはその微細化が進み、画素間のピッチが２．５μｍを下回るものも現れており、レスポンスの必要な空間周波数が２００本／ｍｍにもなるため、回折現象による解像力の低下が問題になりやすい。
【０１０４】
ここで、変倍範囲全域にわたって絞りの開口面積を一定としたまま、変倍比を３より大きくしていくと、短焦点端から長焦点端への変倍に際するＦナンバの変動もより大きくなり、次のような問題が生じる。つまり、短焦点端におけるＦナンバを収差補正がしやすいようにある程度大きく設定すると、長焦点端でＦナンバが大きくなりすぎて回折現象による解像力の低下を招いてしまい、逆に、長焦点端におけるＦナンバを回折現象による解像力の低下が問題にならないようにある程度小さく設定すると、短焦点端でＦナンバが小さくなりすぎて、収差補正が困難になるのである。
【０１０５】
特に、このタイプのズームレンズを広画角化する場合、第１群Ｉに大きなパワー与える必要があり、全体として強いレトロフォーカスタイプの構成となるため、収差補正は難しい。ここで、短焦点端におけるＦナンバが小さいと、まず、球面収差・コマ収差の補正が困難になる。また、焦点深度が狭くなるため、広画角化に伴って増大しがちな像面湾曲もより小さく抑える必要があり、全体として非常に高度な収差補正が必要となって、構成枚数の増大、レンズ系の大型化につながってしまう。
【０１０６】
従って、本発明の実施の形態の電子撮像装置は、上述した問題を解決し、物体側から負・正の２群を有するズームレンズ４を用いて、半画角３８度以上の広画角化と、変倍比３．５以上の高変倍化を達成可能な電子撮像装置を、比較的小型で、簡易な構成により得ようとするものである。
【０１０７】
すなわち、本発明の実施の形態の電子撮像装置は、離散的な少なくとも２種類の開口面積が選択可能であるような絞りＡ，Ｂを有し、開口面積の大きな順に絞りＡ、絞りＢ（Ａ＞Ｂ）とするとき、ズームレンズ４の短焦点端においては絞りＢが有効となり、ズームレンズ４の長焦点端においては絞りＡが有効となるよう、前記絞りＡ，Ｂが駆動制御されるようにした（請求項１）。
【０１０８】
この構成によれば、十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比を有する高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、小型で広画角かつ高変倍のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１０９】
しかも、このような構成および制御によって、短焦点端におけるＦナンバが必要以上に小さくなったり、長焦点端におけるＦナンバが大きくなりすぎたりすることを防止することができるため、変倍範囲全域にわたって、収差補正の難度と回折現象の影響とのバランスをとることができ、小型で広画角・高変倍のズームレンズの設計が可能となるのである。
【０１１０】
また、絞りの開口面積の選択を、連続的ではなく離散的なものとすることにより、絞りの機構を簡易なものとし、その制御も簡素なものとすることができる。
【０１１１】
本発明の電子撮像装置を、より広画角化・高変倍化に適したものとするためには、以下の条件式を満足することが望ましい（請求項２）。
ＦＷＢ  ＞  ３．０
Ｆｍａｘ  ＜  １１
０．２５  ＜  （  ＳＢ  ／  ＳＡ  ）  ＜  ０．７５
ただし、ＦＷＢ  は絞りＢが有効なときの短焦点端におけるＦナンバ、Ｆｍａｘ  は変倍範囲全域における最大Ｆナンバ、ＳＢ  は絞りＢの開口面積、ＳＡ  は絞りＡの開口面積を表す。
【０１１２】
この構成によれば、より広画角化・高変倍化に適した小型で高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、より広画角で高変倍化のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１１３】
また、ＦＷＢ  が３．０以下であると、短焦点端における収差補正が難しくなり、十分な小型化が達成できなくなる。Ｆｍａｘ  が１１以上であると、回折現象による解像力の低下が問題になり、十分な結像性能が得られなくなる。また、（  ＳＢ  ／  ＳＡ  ） が０．７５以上であると、短焦点端におけるＦナンバが必要以上に小さくなったり、長焦点端におけるＦナンバが大きくなりすぎたりすることを、十分に防止することができなくなる。一方、（  ＳＢ  ／  ＳＡ  ） が０．２５以下であると、変倍範囲の中間部において、Ｆナンバが小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりする場合がでてきて望ましくない。
【０１１４】
なお、ＦＷＢ  の上限としては５．６、Ｆｍａｘ  の下限としては４．５が、変倍範囲全域のＦナンバのバランスをとる上で望ましい。さらに、以下の条件式を満足するように構成すれば、高性能化・小型化にとってより有利となる。
３．５  ＜  ＦＷＢ  ＜  ５．６
４．５  ＜  Ｆｍａｘ  ＜  ８
０．３５  ＜  （  ＳＢ  ／  ＳＡ  ）  ＜  ０．６５
具体的な絞り機構としては、絞りＡ・Ｂを、それぞれ直径が異なる略円形の開口を有する複数の遮光部材（第１絞り板１７，第２絞り板１８）によって構成し、その遮光部材（第１絞り板１７，第２絞り板１８）を光路中に挿脱することにより、有効な絞りを選択するような方式が望ましい（請求項３）。この構成によれば、発明の具体的な実施に際し、簡素で小型な機構を提供することができるため、さらに安価で小型のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１１５】
その他の方式としては、多数枚の羽根で構成されるいわゆる虹彩絞りや、複数の大きさが異なる開口部を円周上に並べたターレット方式等が考えられるが、虹彩絞りは構造が複雑であり、ターレット方式は小型化に適さない。
【０１１６】
本発明の実施の形態の電子撮像装置においては、最低２種類の開口が選択できれば良いため、例えば、絞りＡは光路中に挿入されたまま不動としておき、絞りＢのみが絞りＡのごく近傍で光路中に挿脱可能な構造とすれば、電磁プランジャ等の単純なアクチュエータのみで駆動が可能であるため、小型で低コストな機構を実現できる。
【０１１７】
機構を複雑化させることなく、変倍範囲全域におけるＦナンバの変化をより小さくするためには、絞りＢが有効となる短焦点端側の焦点距離領域と、絞りＡが有効となる長焦点端側の焦点距離領域とを設けると共に、以下の条件式を満足することが望ましい（請求項４）。
０．７５  ＜  （  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  ＜  １．２５
ただし、ｆＷ  は短焦点端における焦点距離、ｆＴ  は長焦点端における焦点距離、ｆＣ  は前記焦点距離領域の切替点となる焦点距離を表す。この構成によれば、具体的な実施に際し、変倍範囲全域でのＦナンバの変化がより小さくなる手段を提供することができるため、Ｆナンバが小さすぎることに起因する残存収差による解像力不足や、Ｆナンバが大きすぎることに起因する回折現象による解像力不足等のないデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１１８】
尚、（  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  が０．７５以下であると、絞りＡが有効となる長焦点端側の焦点距離領域におけるＦナンバの変化が大きくなり、（  ｆＣ  ／  （  ｆＷ  ・ｆＴ  ）１／２  ）  が１．２５以上であると、絞りＢが有効となる短焦点端側の焦点距離領域におけるＦナンバの変化が大きくなって、いずれも好ましくない。
【０１１９】
また、絞りＡが有効となる長焦点端側の焦点距離領域において、絞りＢを挿入してはならないわけではない。前述した条件式の範囲を逸脱しない範囲であれば、絞りＢの挿入によってＦナンバを変更し、露出や被写界深度のコントロールが可能である。
【０１２０】
本発明の実施の形態の電子撮像装置において、選択できる絞りの開口面積は必ずしも２種類である必要はなく、３種類またはそれ以上の開口面積を選択可能な構成としても良い。前述の絞りＡ・Ｂの中間となる開口面積の絞りを追加すれば、変倍範囲全域におけるＦナンバの変化をより小さくすることができる。また、前述した条件式の範囲を逸脱しない範囲であれば、絞りＢよりも小さな開口面積の絞りを追加することで、絞りＢが有効となる短焦点端側の焦点距離領域においてもＦナンバの変更が可能となる。
【０１２１】
すなわち、絞りとして、離散的な少なくとも２種類の開口面積が選択可能であり、短焦点端における絞りの最大開口面積が、長焦点端における絞りの最大開口面積よりも小さくなるよう、前記絞りが制御されるようにすれば良い（請求項５〜７）。
【０１２２】
このとき、本発明の電子撮像装置を、より広画角化・高変倍化に適したものとするための条件式は、以下のようになる。
ＦＷｍｉｎ  ＞  ３．０
Ｆｍａｘ  ＜  １１
０．２５  ＜  （  ＳＷ  ／  ＳＴ  ）  ＜  ０．７５
ただし、ＦＷｍｉｎ  は短焦点端における最小Ｆナンバ、Ｆｍａｘ  は変倍範囲全域における最大Ｆナンバ、ＳＷ  は短焦点端における絞りの最大開口面積、ＳＴは長焦点端における絞りの最大開口面積を表す。
【０１２３】
この構成によれば、十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比を有する高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を実現する別の手段を提供することができるため、小型で広画角かつ高変倍のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。また、具体的な実施に際し、簡素で小型な機構を提供することができるため、さらに安価で小型のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。また、具体的な実施に際し、変倍範囲全域でのＦナンバの変化がより小さくなる手段を提供することができるため、Ｆナンバが小さすぎることに起因する残存収差による解像力不足や、Ｆナンバが大きすぎることに起因する回折現象による解像力不足等のないデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１２４】
尚、ＦＷｍｉｎ  が３．０以下であると、短焦点端における収差補正が難しくなり、十分な小型化が達成できなくなる。Ｆｍａｘ  が１１以上であると、回折現象による解像力の低下が問題になり、十分な結像性能が得られなくなる。また、（  ＳＷ  ／  ＳＴ  ） が０．７５以上であると、短焦点端におけるＦナンバが必要以上に小さくなったり、長焦点端におけるＦナンバが大きくなりすぎたりすることを、十分に防止することができなくなる。一方、（  ＳＷ  ／  ＳＴ  ） が０．２５以下であると、変倍範囲の中間部において、Ｆナンバが小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりする場合がでてきて望ましくない。
【０１２５】
また、ＦＷｍｉｎ  の上限としては５．６、Ｆｍａｘ  の下限としては４．５が、変倍範囲全域のＦナンバのバランスをとる上で望ましい。さらに、以下の条件式を満足するように構成すれば、高性能化・小型化にとってより有利となる。
３．５  ＜  ＦＷｍｉｎ  ＜  ５．６
４．５  ＜  Ｆｍａｘ  ＜  ８
０．３５  ＜  （  ＳＷ  ／  ＳＴ  ）  ＜  ０．６５
以上に説明したような構成によって、本発明は十分に特徴付けられているが、電子撮像装置として、さらに好ましい性能・機能を確保するための条件について記す。
【０１２６】
また、ズームレンズ４の第１群Ｉは負レンズ２枚と正レンズ１枚を有し、第２群ＩＩは正レンズ２枚と負レンズ１枚を有することが望ましい（請求項８）。この構成によれば、各収差をより良好に補正したさらに高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、コントラストの高い画質の得られる高画質のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１２７】
尚、広画角化のために第１群に大きなパワーが必要となっていることは既に述べたが、このため、負レンズを２枚でパワーを分担する構成が適している。変倍群である第２群は単独で良好に収差補正されていなければならず、トリプレットを基本とした構成が適している。
【０１２８】
より具体的には、第１群Ｉを物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズＬ２と、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズＬ３の３枚からなり、該負レンズＬ２の像側の面Ｃ（屈折面Ｒ４）が非球面である構成とすることができる。第１群Ｉをこのような構成とすることにより、像面湾曲を小さくすることができ、また、軸外光線の屈折角が大きな面（屈折面Ｒ４）を非球面とすることにより、特に短焦点端における歪曲収差を抑制することが可能となる。
【０１２９】
また、第２群ＩＩを物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズと、正レンズの３枚を配し、さらに最も像面側に正レンズを配して、計４枚ないし５枚の構成とし、最も物体側および最も像側の面を非球面とすることができる。
【０１３０】
例えば、図１１に示したように第２群ＩＩを物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズＬ４と、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズＬ５と、正レンズＬ６の３枚を配し、さらに最も像面側に正レンズＬ８を配して計４枚の構成とし、又はこれにレンズＬ７を加えて５枚の構成とし、最も物体側の面（屈折面Ｒ８）および最も像側の面（屈折面Ｒ１５）を非球面とすることができる。
【０１３１】
しかも、軸外収差の補正に関与が深い像側の正のパワーを２枚のレンズＬ４，Ｌ８に分割することによって自由度が増え、軸外収差の良好な補正が可能になる。その上、２面（屈折面Ｒ８，Ｒ１５）の非球面を互いに光線の通り方が異なる最も物体側の面（屈折面Ｒ８）と最も像側の面（屈折面Ｒ１５）に用いることで、それぞれの非球面が収差補正上十分に異なる効果をもたらすことになり、収差の補正の自由度が飛躍的に増加する。
【０１３２】
電子撮像装置として、画面周辺部の減光を十分に目立たなくするためには、ズームレンズ４が、物体側から順に、負の焦点距離を持つ第１群Ｉと、正の焦点距離を持つ第２群ＩＩと、正の焦点距離を持つ第３群ＩＩＩとから構成されることが望ましい（請求項９）。この構成によれば、射出瞳距離が十分に確保された、より高性能化なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、広画角でありながら周辺光量不足のない高画質のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
。
【０１３３】
また、正の第３群ＩＩＩを付加することで、射出瞳距離の確保が容易となり、周辺光束の撮像素子１４への入射角を十分に小さくできるため、撮像素子１４のマイクロレンズに起因するシェーディングの発生を抑止することが可能となる。
【０１３４】
なお、第３群ＩＩＩは物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズからなり、少なくとも１面の非球面を有することが望ましい。このような構成によれば、第３群ＩＩＩの厚みを最小限に抑えつつ、非点収差等の軸外収差をより良好に補正することができる。また、第３群ＩＩＩは変倍に際して固定としても良いが、少量移動させることにより、収差補正の自由度を増加させることができる。
【０１３５】
第３群ＩＩＩを付加した場合、有限距離の物体へのフォーカシングは第３群ＩＩＩの移動により行うのが良い（請求項１０）。この構成によれば、有限距離の物体へのフォーカシングを簡単な機構で実現可能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、小型・省電力で素早いフォーカシングの可能なデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１３６】
尚、第１群Ｉの移動によってフォーカシングを行うこともできるが、第１群Ｉは広画角化のために構成枚数が多く質量も増加しがちである。構成枚数が少なく質量の小さな第３群ＩＩＩの方が、移動に要するエネルギーが小さくて済むメリットがある。また、変倍系とは独立しているため、フォーカシングのための機構も比較的簡易なものとしやすい。
【０１３７】
また、本発明の電子撮像装置には、回折現象による解像力の低下を防止しつつ、光量を減少させる手段として、ＮＤフィルタの挿脱等による透過率変更手段（透過率変更部材）が付加されても良い。
【０１３８】
【発明の実施の形態２】
以下、この発明の実施の形態２を図１７，図１８に基づいて説明する。
【０１３９】
図１７，図１８は、上述した電子撮像装置のカメラボディ１に通信カードスロット２２を設けて、電子撮像装置を携帯情報端末装置とした例を示したものである。この通信カードスロット２２には図１８の通信カード２３が着脱可能に挿入される。この通信カード２３は通信カードスロット２２に挿入されることで、演算制御回路１２に接続される。
【０１４０】
そして、メモリ１１ａに記録した画像は通信カード２３等を使用して外部へ送信することができる。尚、メモリ１１ａおよび通信カード２３等は、それぞれ専用または汎用のスロットに挿入して使用される。
【０１４１】
以上に説明したような携帯情報端末装置には、発明の実施の形態１又は変形例２に示したズームレンズ４を撮影レンズとして備えた電子撮像装置を使用することができる。この場合、数値実施例１，２にあるようなズームレンズ４を撮影レンズとして備えた電子撮像装置を使用することができる。これにより３００万画素〜６００万画素クラスの撮像素子を使用した高画質で小型の携帯情報端末装置を実現できる。
【０１４２】
また、この携帯情報端末装置は、十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比の高性能なズームレンズが設けられた電子撮像装置を搭載している。このため、この発明の実施の形態では、小型で汎用性の高い携帯情報端末装置を提供することができる。従って、ユーザは携帯性に優れた携帯情報端末装置で様々なシーンや対象物をデジタル画像として取得し、その画像を加工したり、外部へ送信したりすることができる。
【０１４３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、十分に小型，広画角でありながら、３．５以上の変倍比の高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができる。
【０１４４】
請求項１に記載の発明によれば、十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比を有する高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、小型で広画角かつ高変倍のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１４５】
請求項２に記載の発明によれば、より広画角化・高変倍化に適した小型で高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、より広画角で高変倍化のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１４６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項２に記載の発明の具体的な実施に際し、簡素で小型な機構を提供することができるため、さらに安価で小型のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１４７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３に記載の発明の具体的な実施に際し、変倍範囲全域でのＦナンバの変化がより小さくなる手段を提供することができるため、Ｆナンバが小さすぎることに起因する残存収差による解像力不足や、Ｆナンバが大きすぎることに起因する回折現象による解像力不足等のないデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１４８】
請求項５に記載の発明によれば、十分に小型、広画角でありながら、３．５以上の変倍比を有する高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を実現する別の手段を提供することができるため、小型で広画角かつ高変倍のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１４９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の具体的な実施に際し、簡素で小型な機構を提供することができるため、さらに安価で小型のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１５０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項５ないし請求項６に記載の発明の具体的な実施に際し、変倍範囲全域でのＦナンバの変化がより小さくなる手段を提供することができるため、Ｆナンバが小さすぎることに起因する残存収差による解像力不足や、Ｆナンバが大きすぎることに起因する回折現象による解像力不足等のないデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１５１】
請求項８に記載の発明によれば、各収差をより良好に補正したさらに高性能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、コントラストの高い画質の得られる高画質のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１５２】
請求項９に記載の発明によれば、射出瞳距離が十分に確保されたより高性能化なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、広画角でありながら周辺光量不足のない高画質のデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１５３】
請求項１０に記載の発明によれば、有限距離の物体へのフォーカシングを簡単な機構で実現可能なズームレンズを有する電子撮像装置を提供することができるため、小型・省電力で素早いフォーカシングの可能なデジタルカメラ（携帯情報端末装置）を実現することができる。
【０１５４】
請求項１２に記載の発明によれば、十分に小型，広画角でありながら、３．５以上の変倍比の高性能なズームレンズが設けられた電子撮像装置を携帯情報端末装置に搭載している。このため、小型で汎用性の高い携帯情報端末装置を提供することができる。しかも、ユーザは携帯性に優れた携帯情報端末装置で様々なシーンや対象物をデジタル画像として取得し、その画像を加工したり、外部へ送信したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はこの発明の電子撮像装置を斜め前側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のズームの鏡胴が突出した状態の部分斜視図、（ａ）の電子撮像装置を斜め後側から見た斜視図である。
【図２】図１の電子撮像装置の制御回路図である。
【図３】図１の電子撮像装置のズームレンズの構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）は図３の絞り装置の平面図で、（ｂ）は（ａ）の作用説明図である。
【図５】図３のズームレンズの作用を示す説明図である。
【図６】図４の絞り装置の変形例を示す平面図である。
【図７】数値実施例１のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図８】数値実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図（絞り径は短焦点端と同一）である。
【図９】数値実施例１のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図（絞り径は長焦点端と同一）である。
【図１０】数値実施例１のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図１１】図１の電子撮像装置のズームレンズの他の構成例を示す断面図である。
【図１２】図１１のズームレンズの作用を示す説明図である。
【図１３】数値実施例２のズームレンズの短焦点端における収差曲線図である。
【図１４】数値実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図（絞り径は短焦点端と同一）である。
【図１５】数値実施例２のズームレンズの中間焦点距離における収差曲線図（絞り径は長焦点端と同一）である。
【図１６】数値実施例２のズームレンズの長焦点端における収差曲線図である。
【図１７】携帯情報端末装置としての一実施形態を示す外観図である。
【図１８】図１７の携帯情報端末装置の制御回路図である。
【符号の説明】
４…ズームレンズ
１４…撮像素子
１７…第１絞り板（絞りＡ）
１７ａ…絞り孔
１８…第２絞り板（絞りＢ）
１８ａ…絞り孔
Ｉ…第１群（第１レンズ群）
ＩＩ…第２群（第２レンズ群）
ＩＩＩ…第３群（第３レンズ群）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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