(57)【要約】  【課題】  高画質を満足する高性能で小型のズームレンズ系を備えた薄型の撮像レンズ装置を提供する。  【解決手段】  物体の光学像を形成する撮影レンズ系ＴＬと、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えた撮像レンズ装置であって、撮影レンズ系ＴＬに光路を折り曲げるためのプリズムＰＲを含み、条件式：Ndp＞1.9(Ndp：プリズムＰＲのｄ線に対する屈折率)を満たす。【選択図】      図６
2005338143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の光学像を形成する撮影レンズ系と、前記光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記撮影レンズ系に光路を折り曲げるためのプリズムを含み、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする撮像レンズ装置；
Ndp＞1.9  …(1)
ただし、
Ndp：プリズムのｄ線に対する屈折率、
である。
【請求項２】
前記撮影レンズ系が焦点距離可変の結像光学系であることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ装置。
【請求項３】
前記撮影レンズ系において前記プリズムよりも物体側に少なくとも１枚の負レンズを有することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像レンズ装置。
【請求項４】
前記撮影レンズ系が複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であり、そのズームレンズ系において最も物体側に位置する群を第１群とし、その第１群において最も物体側に位置するレンズを第１レンズとするとき、前記第１レンズが前記プリズムよりも物体側に位置し、以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像レンズ装置；
0.4＜｜f1L／f1G｜＜1.2  …(2)
ただし、
f1L：第１レンズの焦点距離(f1L＜0)、
f1G：第１群の焦点距離、
である。
【請求項５】
前記撮影レンズ系が複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であり、そのズームレンズ系において最も物体側に位置する群を第１群とするとき、その第１群が前記プリズムを含むとともにそのプリズムよりも像側に少なくとも１枚のレンズを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像レンズ装置。
【請求項６】
前記撮影レンズ系が複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であり、そのズームレンズ系において最も物体側に位置する群を第１群とするとき、その第１群が前記プリズムを含むとともにそのプリズムよりも像側に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像レンズ装置。
【請求項７】
前記撮影レンズ系が前記プリズムよりも像側に絞り又はシャッターを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像レンズ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像レンズ装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像レンズ装置に関するものであり、更に詳しくは被写体の映像を撮影レンズ系により光学的に取り込んで撮像素子により電気的な信号として出力する撮像レンズ装置{例えば、デジタルスチルカメラ；デジタルビデオカメラ；パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末等に内蔵又は外付けされるカメラの主たる構成要素}、なかでも小型の撮影レンズ系を備えた撮像レンズ装置、その撮像レンズ装置を備えた薄型のカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、手軽に画像情報をデジタル機器に取り込むことの可能なデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等(以下単に「デジタルカメラ」という。)が個人ユーザーレベルで普及しつつある。そして、デジタルカメラは今後も画像情報の入力機器として益々普及することが予想される。このようなデジタルカメラの画質は、一般にＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子の画素数で決定される。現在、一般向けのデジタルカメラは５００万画素を超える高画素化がなされており、画質面で銀塩フィルム用カメラに近づきつつある。このため、撮影レンズ系には撮像素子の高画素化に対応した高い光学性能が求められている。
【０００３】
また、一般向けのデジタルカメラにおいても画像の変倍、特に画像劣化の少ない光学変倍が望まれており、その一方で携帯性を良くするための薄型化も望まれている。カメラを薄型化する上で最大のネックとなっているのは、撮影レンズ系の最も物体側の面から像面までの厚みである。この厚みを抑えるための方式として一般的に知られているのが、撮影時に撮影レンズ系をカメラボディ内から迫り出し、携帯時に撮影レンズ系をカメラボディ内に収納する方式、いわゆる沈胴タイプである。しかし沈胴タイプでは、レンズ自体の厚みと、撮像素子の厚みと、撮像素子に必要な光学フィルター類の厚みと、の合計値以下には撮像レンズ装置を薄くすることができない。結果として、デジタルカメラの十分な薄型化を達成することができない。また沈胴タイプでは、カメラ使用時にレンズを繰り出す必要があることから鏡胴構成が複雑になり、その結果、製造難易度が高いことによる大きな画質劣化とコストアップを招いてしまうという問題がある。さらに、カメラ電源ＯＮ後にレンズを繰り出す構成では、撮影準備が完了するまでに時間がかかるため、使用者が撮影機会を逃してしまうという問題もある。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、光学系内部に設けたプリズムで光路を曲げることにより、カメラ全体の薄型化を図るタイプのズームレンズ系が特許文献１〜４で提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１３１６１０号公報
【特許文献２】特開２００３−４３３５４号公報
【特許文献３】特開２００３−１０７３５６号公報
【特許文献４】特開２００３−９８４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載のズームレンズ系には、屈折率が１．５６９以下のプリズムが用いられている。このためプリズムの屈折率が低すぎて、ズームレンズ系の全長が長くなっている。しかも、光路を曲げることによる薄型化が効果的に達成されているとも言い難い。したがって、コンパクトな撮影レンズ系が達成できているとは言えない。
【０００６】
特許文献２〜４記載のズームレンズ系は、第１群が負のパワーを有するタイプ(いわゆるマイナスリード)のズーム構成になっている。その大部分には光入射側面と光射出側面の両面に曲率を持たせたプラスチックプリズムが用いられており、製造難易度の高さを窺わせるものが非常に多い。特許文献３記載のズームレンズ系には、光入射側面と光射出側面の両面に曲率を持たせたガラスプリズムが用いられているが、ガラスプリズムではプラスチックプリズムよりも製造難易度は更に高くなる。ガラスモールド成型・プラスチック射出成型の技術やプリズムの後加工を考えた場合、プリズムに曲率を持たせることには、製造上解決すべき多くの課題がある。例えば、一体加工する際の製造誤差による性能劣化や一体加工することの製造難易度によるコストアップが懸念される。また、使用するプリズムの屈折率が１．８８３以下であることから、撮影レンズ系のコンパクト化が十分に達成されているとも言い難い。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は高画質を満足する高性能で小型のズームレンズ系を備えた薄型の撮像レンズ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明の撮像レンズ装置は、物体の光学像を形成する撮影レンズ系と、前記光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記撮影レンズ系に光路を折り曲げるためのプリズムを含み、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする。
Ndp＞1.9  …(1)
ただし、
Ndp：プリズムのｄ線に対する屈折率、
である。
【０００９】
第２の発明の撮像レンズ装置は、上記第１の発明において、前記撮影レンズ系が焦点距離可変の結像光学系であることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明の撮像レンズ装置は、上記第１又は第２の発明において、前記撮影レンズ系において前記プリズムよりも物体側に少なくとも１枚の負レンズを有することを特徴とする。
【００１１】
第４の発明の撮像レンズ装置は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記撮影レンズ系が複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であり、そのズームレンズ系において最も物体側に位置する群を第１群とし、その第１群において最も物体側に位置するレンズを第１レンズとするとき、前記第１レンズが前記プリズムよりも物体側に位置し、以下の条件式(2)を満たすことを特徴とする。
0.4＜｜f1L／f1G｜＜1.2  …(2)
ただし、
f1L：第１レンズの焦点距離(f1L＜0)、
f1G：第１群の焦点距離、
である。
【００１２】
第５の発明の撮像レンズ装置は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記撮影レンズ系が複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であり、そのズームレンズ系において最も物体側に位置する群を第１群とするとき、その第１群が前記プリズムを含むとともにそのプリズムよりも像側に少なくとも１枚のレンズを含むことを特徴とする。
【００１３】
第６の発明の撮像レンズ装置は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記撮影レンズ系が複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であり、そのズームレンズ系において最も物体側に位置する群を第１群とするとき、その第１群が前記プリズムを含むとともにそのプリズムよりも像側に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを含むことを特徴とする。
【００１４】
第７の発明の撮像レンズ装置は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記撮影レンズ系が前記プリズムよりも像側に絞り又はシャッターを有することを特徴とする。
【００１５】
第８の発明のカメラは、第１〜第７のいずれか１つの発明に係る撮像レンズ装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、プリズムの屈折率が条件式(1)を満たした構成になっているため、撮影レンズ系において高い光学性能を確保しつつ小型化が十分に達成された撮像レンズ装置を実現することができる。プリズムの屈折率が高ければ高いほど、物体光がプリズムを透過する際の面間隔は物理的に短くなるため、条件式(1)を満たすプリズムを用いれば撮影レンズ系の全長及び厚さ方向サイズが共に短縮され、光学的に等価な構成をよりコンパクトなスペースで達成することができる。また、プリズムの光入射側面や光射出側面に曲率を持たせなくてもズームレンズ系の全長短縮が可能となるため、プリズムの製造が容易になり、それによる低コスト化も可能となる。そして、本発明に係る撮像レンズ装置をデジタルカメラ，携帯情報端末等の機器に用いれば、これらの機器の薄型・軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化，高機能化等に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施した撮像レンズ装置等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る撮像レンズ装置は、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する光学装置であって、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成すものである。そのようなカメラの例としては、デジタルカメラ；ビデオカメラ；監視カメラ；車載カメラ；テレビ電話用カメラ；ドアホーン用カメラ；パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)，これらの周辺機器(マウス，スキャナー，プリンター等)，その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像レンズ装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像レンズ装置を搭載することによりカメラ機能を付加することも可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
【００１８】
なお、従来「デジタルカメラ」の語は、専ら光学的な静止画を記録するものを指していたが、静止画と動画を同時に扱えるデジタルスチルカメラや家庭用デジタルムービーカメラも提案されており、現在では特に区別されなくなってきている。したがって「デジタルカメラ」の語は、デジタルスチルカメラ，デジタルムービーカメラ，ウェッブカメラ(オープン型・プライベート型を問わず、ネットワークに接続されて画像の送受信を可能にする機器に接続されるカメラであって、ネットワークに直接接続されるもの、パーソナルコンピュータ等の情報処理機能を有する機器を介して接続されるもの、の両方を含む。)等のように、光学像を形成する撮影レンズ系，その光学像を電気映像信号に変換する撮像素子等を備えた撮像レンズ装置を主たる構成要素とするカメラすべてを含むものとする。
【００１９】
図２６に、撮像レンズ装置ＵＴの構成例を示す。この撮像レンズ装置ＵＴは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(ＩＭ：像面)を変倍可能に形成する撮影レンズ系ＴＬと、平行平面板ＯＦ(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルター；撮像素子ＳＲのカバーガラス等に相当する。)と、撮影レンズ系ＴＬにより受光面ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲとを備えており、デジタルカメラ，携帯情報機器(つまり、携帯電話，ＰＤＡ等の小型で携帯可能な情報機器端末)等に相当するデジタル機器ＣＴの一部を成している。この撮像レンズ装置ＵＴでデジタルカメラを構成する場合、通常そのカメラのボディ内部に撮像レンズ装置ＵＴを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像レンズ装置ＵＴをカメラボディに対して着脱自在又は回動自在に構成してもよく、ユニット化した撮像レンズ装置ＵＴを携帯情報機器(携帯電話，ＰＤＡ等)に対して着脱自在又は回動自在に構成してもよい。
【００２０】
図２６に示す撮像レンズ装置ＵＴでは、撮影レンズ系ＴＬ内の光路の途中に平面状の反射面ＲＬが配置されており、反射面ＲＬの前側と後側には各々少なくとも１枚のレンズが配置されている。この反射面ＲＬにより、撮影レンズ系ＴＬを屈曲光学系として使用するための光路の折り曲げが行われ、その際、光軸ＡＸが略９０度(つまり９０度又は実質的に９０度)折り曲げられるようにして光束が反射される。このように撮影レンズ系ＴＬの光路中に光路を折り曲げる反射面ＲＬを設ければ、撮像レンズ装置ＵＴの配置の自由度が高まるとともに、撮像レンズ装置ＵＴの厚さ方向のサイズを変化させて、撮像レンズ装置ＵＴの見かけ上の薄型化を達成することが可能となる。
【００２１】
上記反射面ＲＬを構成している反射部材はプリズムＰＲである。図２６に示す撮像レンズ装置ＵＴや後述する各実施の形態では、プリズムＰＲとして直角プリズムが用いられているが、使用するプリズムＰＲは直角プリズムに限らない。例えば２つ以上の反射面で撮影レンズ系ＴＬの光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように光束を反射させるプリズムを用いてもよい。また、光路を折り曲げるための光学的作用も反射に限らず、屈折，回折，又はそれらの組み合わせでもよい。つまり、反射面，屈折面，回折面，又はそれらが組み合わされたものを有するプリズムを用いてもよい。
【００２２】
図２６に示す撮像レンズ装置ＵＴや後述する各実施の形態に用いられているプリズムＰＲは、光学的パワー(パワー：焦点距離の逆数で定義される量)を有していないが、光路を折り曲げるプリズムＰＲに光学的パワーを持たせてもよい。例えば、プリズムＰＲの反射面ＲＬ，光入射側面，光射出側面等に、撮影レンズ系ＴＬの光学的パワーを一部負担させれば、レンズ素子のパワー負担を減らして光学性能を向上させることが可能となる。後述する各実施の形態では、プリズムＰＲの物体側に第１レンズＬ１が配置されているが、その第１レンズＬ１を配置する代わりに、プリズムＰＲの物体側面(すなわち光入射側面)に曲率をつけて、負又は正のパワーをもたせてもよい。また、光路の折り曲げ位置は撮影レンズ系ＴＬの前側，途中，後ろ側のいずれでもよい。光路の折り曲げ位置は必要に応じて設定すればよく、光路の適正な折り曲げにより、撮像レンズ装置ＵＴが搭載されるデジタル機器(デジタルカメラ等)ＣＴの見かけ上の薄型化やコンパクト化を達成することが可能となる。
【００２３】
後述する各実施の形態では、複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系が、撮影レンズ系ＴＬとして用いられている。したがって、各実施の形態の撮影レンズ系ＴＬでは、少なくとも１つの群が光軸ＡＸに沿って移動し、各群の間隔を変化させることにより変倍(すなわちズーミング)が行われる。そして、図２６に示すように撮影レンズ系ＴＬを屈曲光学系とすることは、ズームレンズ系やバリフォーカルレンズ系のような焦点距離可変の結像光学系の全長を短縮して全体をコンパクト化する上で有効である。したがって、撮像レンズ装置の小型化・薄型化を効果的に達成することができる。
【００２４】
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられる。そして、撮影レンズ系ＴＬにより(撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に)形成された光学像は、撮像素子ＳＲにより電気的な信号に変換される。撮像素子ＳＲで生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されてデジタル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。
【００２５】
撮影レンズ系ＴＬで形成されるべき光学像は、撮像素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルター(図２６中の平行平面板ＯＦに相当する。)を通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。これにより、色モアレの発生を抑えることができる。ただし、解像限界周波数周辺の性能を抑えてやれば、光学的ローパスフィルターを用いなくてもノイズの発生を懸念する必要がなく、また、ノイズがあまり目立たない表示系(例えば、携帯電話の液晶画面等)を用いてユーザーが撮影や鑑賞を行う場合には、撮影レンズ系に光学的ローパスフィルターを用いる必要がない。したがって、光学的ローパスフィルターを必要としない撮像レンズ装置(例えば第５の実施の形態)では、射出瞳位置を適正に配置することができれば、バックフォーカスの短縮により撮像レンズ装置やカメラの小型化を達成することが可能である。
【００２６】
また光学的ローパスフィルターとしては、複屈折型ローパスフィルターや位相型ローパスフィルター等が適用可能である。複屈折型ローパスフィルターとしては、結晶軸方向が所定方向に調整された水晶等の複屈折材料から成るもの、偏光面を変化させる波長板等を積層して成るもの等が挙げられる。位相型ローパスフィルターとしては、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により達成するもの等が挙げられる。
【００２７】
なお、図２６に示す撮像レンズ装置ＵＴでは、撮影レンズ系ＴＬによって拡大側の被写体から縮小側の撮像素子ＳＲへの縮小投影が行われるが、撮像素子ＳＲの代わりに２次元画像を表示する表示素子(例えば液晶表示素子)を用い、撮影レンズ系ＴＬを投影レンズ系として使用すれば、縮小側の画像表示面から拡大側のスクリーン面への拡大投影を行う画像投影装置を構成することができる。つまり、以下に説明する各実施の形態のズームレンズ系は、撮影レンズ系ＴＬとしての使用に限らず、投影レンズ系としても好適に使用することが可能である。
【００２８】
図１〜図５は、第１〜第５の実施の形態を構成する撮影レンズ系ＴＬとしてのズームレンズ系にそれぞれ対応する光学構成図であり、広角端(Ｗ)でのレンズ配置，光路等を光路展開状態における光学断面で示している。また、図６〜図１０は、第１〜第５の実施の形態を構成する撮影レンズ系ＴＬとしてのズームレンズ系にそれぞれ対応する光学構成図であり、広角端(Ｗ)でのレンズ配置，光路等を光路折り曲げ状態における光学断面で示している。図１〜図５中、実線矢印ｍ２，ｍ３，ｍ４，ｍ５は広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)へのズーミングにおける第２群ＧＲ２，第３群ＧＲ３，第４群ＧＲ４，第５群ＧＲ５の移動をそれぞれ模式的に示しており、破線矢印ｍ１，ｍ３，ｍ４，ｍ５は第１群ＧＲ１，第３群ＧＲ３，第４群ＧＲ４，第５群ＧＲ５がズーミングにおいて位置固定であることを示している。矢印ｍＦは、無限遠撮影から近距離撮影へのフォーカスレンズ群の移動を模式的に示している。また図１〜図５中、ri(i=1,2,3,...)が付された面は物体側から数えてi番目の面(riに*印が付された面は非球面)であり、di(i=1,2,3,...)が付された軸上面間隔は、物体側から数えてi番目の軸上面間隔のうち、ズーミングにおいて変化する可変間隔である。
【００２９】
各実施の形態のズームレンズ系はいずれも、第１群ＧＲ１に光路を折り曲げるためのプリズムＰＲを含んでいる。そして、プリズムＰＲよりも物体側、つまり第１群ＧＲ１において最も物体側には負パワーの第１レンズＬ１を有している。またズームレンズ系の像面ＩＭ側には、光学フィルター等に相当する１枚又は２枚のガラス製の平行平面板ＯＦが配置されている。各実施の形態を構成しているズームレンズ系のレンズ構成を、以下に詳しく説明する。
【００３０】
第１の実施の形態(図１，図６)では、負・正・負・正の４群ズーム構成において各群が以下のように構成されている。第１群ＧＲ１は、物体側から順に、第１レンズＬ１，第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３と、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に挿入されたプリズムＰＲと、で構成されている。第１レンズＬ１は片面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズから成っており、プリズムＰＲは光軸ＡＸを９０度曲げるための反射面ＲＬ(図６，図２６)を有する直角プリズムから成っている。第２レンズＬ２は両凹の負レンズから成っており、第３レンズＬ３は物体側凸の正メニスカスレンズから成っており、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とで接合レンズを構成している。第２群ＧＲ２は、物体側から順に、絞りＳＴと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、片面非球面で像側に凹の負メニスカスレンズと、で構成されている。第３群ＧＲ３は、両面非球面で物体側に凹の負メニスカスレンズで構成されている。第４群ＧＲ４は、物体側から順に、片面が非球面から成る両凸の正レンズと、物体側に凹の負メニスカスレンズと、で構成されている。
【００３１】
第２の実施の形態(図２，図７)では、負・正・負・正・負の５群ズーム構成において各群が以下のように構成されている。第１群ＧＲ１は、物体側から順に、第１レンズＬ１，第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３と、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に挿入されたプリズムＰＲと、で構成されている。第１レンズＬ１は、物体側面が非球面から成り像側面が平面から成る、物体側に凹の負レンズで構成されている。プリズムＰＲは、光軸ＡＸを９０度曲げるための反射面ＲＬ(図７，図２６)を有する直角プリズムから成っており、第１レンズＬ１と接合されている。第２レンズＬ２は物体側面が非球面の両凹の負レンズから成っており、第３レンズＬ３は両凸の正レンズから成っており、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とで接合レンズを構成している。第２群ＧＲ２は、物体側から順に、絞りＳＴと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凹の負レンズ及び両凸の正レンズから成る接合レンズと、両面非球面で像側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第３群ＧＲ３は、両凹の負レンズで構成されている。第４群ＧＲ４は、物体側から順に、物体側に凹の負メニスカスレンズと、両面非球面を有する両凸の正レンズと、で構成されている。第５群ＧＲ５は、物体側に凹の負メニスカスレンズで構成されている。
【００３２】
第３の実施の形態(図３，図８)では、負・正・正・負の４群ズーム構成において各群が以下のように構成されている。第１群ＧＲ１は、物体側から順に、第１レンズＬ１，第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３と、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に挿入されたプリズムＰＲと、で構成されている。第１レンズＬ１は片面が非球面から成る像側に凹の負メニスカスレンズから成っており、プリズムＰＲは光軸ＡＸを９０度曲げるための反射面ＲＬ(図８，図２６)を有する直角プリズムから成っている。第２レンズＬ２は両凹の負レンズから成っており、第３レンズＬ３は両凸の正レンズから成っており、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とで接合レンズを構成している。第２群ＧＲ２は、物体側から順に、絞りＳＴと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、両凸の正レンズ及び両凹の負レンズから成る接合レンズと、両面非球面で像側に凸の負メニスカスレンズと、で構成されている。第３群ＧＲ３は、物体側から順に、両凹の負レンズと、両面が非球面から成る両凸の正レンズと、で構成されている。第４群ＧＲ４は、物体側面が凹面から成り像側面が平面から成る負レンズで構成されている。
【００３３】
第４の実施の形態(図４，図９)では、正・負・正・正・正の５群ズーム構成において各群が以下のように構成されている。第１群ＧＲ１は、物体側から順に、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２と、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に挿入されたプリズムＰＲと、で構成されている。第１レンズＬ１は像側に凹の負メニスカスレンズから成り、プリズムＰＲは光軸ＡＸを９０度曲げるための反射面ＲＬ(図９，図２６)を有する直角プリズムから成り、第２レンズＬ２は両凸の正レンズから成っている。第２群ＧＲ２は、物体側から順に、両面が非球面から成る両凹の負レンズと、物体側に凸の正メニスカスレンズと、で構成されている。第３群ＧＲ３は、絞りＳＴと、両凸の正レンズで構成されている。第４群ＧＲ４は、両凸の正レンズ及び片面非球面で両凹の負レンズから成る接合レンズで構成されている。第５群ＧＲ５は、両面が非球面から成る両凸の正レンズで構成されている。
【００３４】
第５の実施の形態(図５，図１０)では、負・正・正の３群ズーム構成において各群が以下のように構成されている。第１群ＧＲ１は、物体側から順に、第１レンズＬ１と、プリズムＰＲと、で構成されている。第１レンズＬ１は片面非球面の負レンズから成っており、プリズムＰＲは光軸ＡＸを９０度曲げるための反射面ＲＬ(図１０，図２６)を有する直角プリズムから成っている。そして、第１レンズＬ１とプリズムＰＲとは接合されている。第２群ＧＲ２は、物体側から順に、絞りＳＴと、両面が非球面から成る像面側に凸の正メニスカスレンズと、両凸の正レンズと、両凹の負レンズと、で構成されている。第３群ＧＲ３は、両面が非球面から成る両凸の正レンズで構成されている。
【００３５】
一般に、光路折り曲げのためにミラーを用いた場合に比べると、プリズムで光路を折り曲げた場合には屈折率が１より大きい媒質中を光が通るため、物体光がプリズムを透過する際の面間隔は物理的に短くなる。このため、光学的に等価な構成をよりコンパクトなスペースで達成することができる。したがって、ミラーよりもプリズムで光路を折り曲げた方が撮影レンズ系の全長を短くすることができ、撮影レンズ系をより一層小型化することができる。さらに、そのプリズムの屈折率が高ければ高いほど、光学的に等価な構成をよりコンパクトなスペースで達成することができる。
【００３６】
また、各実施の形態のように撮影レンズ系ＴＬにおいてプリズムＰＲよりも物体側に少なくとも１枚の負レンズを有する場合、光路折り曲げ部分において入射側の光軸ＡＸに対する最軸外光線の角度を小さくすれば、折り曲げスペース(光路展開状態でのプリズムＰＲの厚みに相当する。)をコンパクトにすることができる。したがって、プリズムＰＲの物体側に位置する負レンズとプリズムＰＲの屈折率との関係が重要になってくる。そこで、図２７に示すようにプリズムＰＲを光路の折り曲げに用いた場合と、図２８に示すようにミラーＭＲを光路の折り曲げに用いた場合と、を例に挙げてこれを説明する。いずれの場合も反射部材の物体側には負の第１レンズＬ１が配置されており、光路折り曲げ部分(つまり反射面ＲＬ位置)において最軸外光線ＬＫが入射側の光軸ＡＸに対して同一の角度を成すように設定されている。
【００３７】
図２７に示すようにプリズムＰＲを用いて光路を折り曲げた場合、大きな入射角度で入ってきた最軸外光線ＬＫは、入射側の光軸ＡＸに対して成す角度が小さくなるように、負の第１レンズＬ１によって曲げられる。プリズムＰＲの屈折率は１以上であるため、最軸外光線ＬＫはプリズムＰＲによって上記角度が更に小さくなるように曲げられる。つまり、負の第１レンズＬ１のパワーとプリズムＰＲの屈折率との２つの要素で、最軸外光線ＬＫの入射角度を入射側の光軸ＡＸに対して小さくすることができる。一方、図２８に示すようにミラーＭＲを用いて光路を折り曲げた場合(屈折率が空気と同じ１のプリズムを用いた場合と同様である。)、プリズムＰＲを用いた場合と同一の角度で反射面ＲＬに最軸外光線ＬＫを入射させようとすると、第１レンズＬ１の負パワーを強くしなければならなくなる。第１レンズＬ１の負パワーを強くしすぎると、歪曲収差や像面湾曲が劣化してしまうため好ましくない。したがって、折り曲げスペースをコンパクト化するにはミラーよりもプリズムＰＲを用いる方が好ましく、用いるプリズムＰＲの屈折率は高いほど好ましい。プリズムＰＲの屈折率が高いほど、第１レンズＬ１に対するパワー負担が軽減され、その負パワーが弱くて済むため、歪曲収差や像面湾曲を劣化させずに高い光学性能を保持することが可能となる。
【００３８】
一般に、光学系の面νにおける像面湾曲と歪曲収差の３次の収差係数は、簡易的に以下の式(F1),(F2)で表される(参考文献：松居吉哉著「レンズ設計法」)。
IIIν＝ｈν2・[ｈν]2・{Ａ}  …(F1)
Vν＝ｈν・[ｈν]3・{Ａ}＋[ｈν]2・{Ｂ}  …(F2)
ただし、
IIIν：３次の像面湾曲収差係数、
Vν：３次の歪曲収差係数、
ｈν：近軸光線の面νにおける入射高さ、
[ｈν]：最軸外主光線の面νにおける入射高さ、
である。
【００３９】
上記式(F1),(F2)から、入射高さ[ｈν]が像面湾曲収差係数IIIνと歪曲収差係数Vνに２乗，３乗で効いていることが分かる。よって、負の第１レンズＬ１で発生する像面湾曲と歪曲収差を抑えるためには、入射高さ[ｈν]を小さくすればよい。そのためには、折り曲げスペースを極力小さくして、負の第１レンズＬ１を絞りＳＴ位置に近づければよい。したがって、物体光がプリズムＰＲを通過する際の面間隔を物理的に短くするためには、プリズムＰＲの屈折率を高くすることが好ましい。
【００４０】
以上説明した観点から、撮影レンズ系において光路の折り曲げに用いるプリズムの屈折率は高いほど好ましく、以下の条件式(1)を満たすことが望ましい。
Ndp＞1.9  …(1)
ただし、
Ndp：プリズムのｄ線に対する屈折率、
である。
【００４１】
条件式(1)は、プリズムの屈折率に関する好ましい条件範囲を規定しており、条件式(1)を満たすことにより、撮影レンズ系の全長を短くして撮像レンズ装置の薄型化・小型化を達成することが可能となる。条件式(1)の下限を越えると、プリズムの屈折率が小さすぎて、物体光がプリズムを透過する際の面間隔が物理的に長くなってしまう。撮影レンズ系を同じ全長に保とうとすれば光学性能が低下してしまい、逆に、光学性能を保とうとすれば撮影レンズ系の全長が長くなってコンパクト化の達成が困難になる。
【００４２】
以下の条件式(1a)を満足することが更に望ましい。
Ndp＞1.95  …(1a)
この条件式(1a)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。そして、この条件式(1a)を満たすことにより、更に良好な光学性能を得ることが可能になるとともに、撮影レンズ系の全長を更に短くしてコンパクト化を達成することが可能になる。
【００４３】
以下の条件式(1b)を満足することが更に望ましい。
Ndp＞2.00  …(1b)
この条件式(1b)は、上記条件式(1a)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。そして、この条件式(1b)を満たすことにより、更に良好な光学性能を得ることが可能になるとともに、撮影レンズ系の全長を更に短くしてコンパクト化を達成することが可能になる。
【００４４】
従来の撮像レンズ装置のように、光軸の方向を変更することなくズームレンズ系に含まれるレンズや絞り等の光学要素を直線的に配列した場合、撮像レンズ装置の厚み方向の大きさは、ズームレンズ系の最も物体側の光学要素から撮像素子までの大きさで事実上決定される。ところが、半導体素子等の画像処理能力の向上により、パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末等に搭載される撮像レンズ装置にも、従来のように簡易なものではなく、より高画素，高倍率，高画質を有する撮像レンズ装置が求められるようになってきている。このため、撮像レンズ装置に含まれるズームレンズ系のレンズ素子の枚数も増大する一方であり、非使用時(いわゆる沈胴状態)でもレンズ素子の厚みのため薄型化を達成することが困難になっている。
【００４５】
これに対し、各実施の形態を構成しているズームレンズ系のように、反射面ＲＬにより物体光を反射させて光軸ＡＸを略９０度折り曲げる構成を採用すれば、撮像レンズ装置ＵＴの厚さ方向の大きさを、最も物体側に位置する第１レンズＬ１から反射面ＲＬまでの大きさにまで小さくすることが可能になる。したがって、撮像レンズ装置ＵＴの見かけ上の薄型化・小型化を達成することが可能になる。また、反射面ＲＬで光軸ＡＸを略９０度折り曲げる構成を採用すると、反射面ＲＬ近傍で物体光の光路を重ね合わせることができるため、空間を有効に利用することが可能となり、撮像レンズ装置ＵＴの更なる小型化を達成することができる。
【００４６】
各実施の形態のように撮影レンズ系ＴＬとしてズームレンズ系を用いる場合には、その第１群ＧＲ１の内部に反射面ＲＬを配置することが好ましい。最も物体側に位置する第１群ＧＲ１の内部に反射面ＲＬを配置することにより、撮像レンズ装置ＵＴの厚さ方向の大きさを最小にすることが可能になる。なお必要に応じて、光軸ＡＸの折り曲げ角度を９０度以外の角度に設定してもよいが、光軸ＡＸの折り曲げ角度が９０度に近いほど撮像レンズ装置ＵＴをよりコンパクトにすることが可能になるので、光軸ＡＸの折り曲げ角度は９０度に近いほど好ましい。
【００４７】
通常の撮像素子の画面形状は長方形であり、各実施の形態に用いられている撮像素子ＳＲの画面形状も長辺：短辺＝４：３の比率の長方形になっている。このため、撮像レンズ装置ＵＴの薄型化を達成するには、撮像素子ＳＲの短辺方向に光路を折り曲げることが好ましい。なお、図６〜図１０に示されている光路の折り曲げ方向は撮像素子ＳＲの短辺方向になっており、図１〜図５ではプリズムＰＲを平行平面板として表現することにより、その光路を直線的に展開した状態で示している。
【００４８】
前述したように各実施の形態を構成しているズームレンズ系は、反射部材としてプリズムＰＲを第１群ＧＲ１に有している。各実施の形態に用いられているプリズムＰＲは直角プリズムであり、ズームレンズ系の光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように内部の反射面ＲＬで光束を反射させる内部反射プリズムの構成になっている。反射面を構成する反射部材としては、内部反射プリズムの他に、表面反射プリズム，内部反射平板ミラー，表面反射平板ミラー等が知られている。内部反射プリズムがプリズム内部で物体光を反射させるのに対し、表面反射プリズムは物体光をプリズム内部に入射させずに、プリズム表面を反射面として物体光を反射させるものである。また、表面反射平板ミラーがミラー表面を反射面として物体光を反射させるのに対し、内部反射平板ミラーはガラス板裏面を反射面として、ガラス板内に入射させた物体光を反射させるものである。しかし、デジタルカメラ，携帯情報機器等のデジタル機器ＣＴ(図２６)の薄型化を達成するには、上記反射部材のなかでも内部反射プリズムが最適である。
【００４９】
プリズムＰＲとして内部反射プリズムを採用した場合、物体光はプリズム媒質中を通過することになるため、前述したように物体光がプリズムを透過する際の面間隔は物理的に短くなる。このため、反射面ＲＬの構成に内部反射プリズムを採用した場合、光学的に等価な構成をよりコンパクトなスペースで達成することができる。また、反射面ＲＬは完全な全反射面でなくてもよい。つまり、反射面ＲＬのうち一部分の反射率を適宜調整して一部の物体光を分岐するようにし、測光用センサーや測距用センサーに入射させてもよい。さらに、反射面ＲＬ全体の反射率を適宜調整してファインダー光を分岐させてもよい。
【００５０】
前述したように、第１群ＧＲ１にはズームレンズ系の光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように光束を反射させるプリズムＰＲが反射部材として含まれているが、プリズムＰＲの物体側には負パワーの第１レンズＬ１のみを配置することが好ましい。プリズムＰＲの物体側に配置されるレンズが単レンズであること、つまり、パワーを有する光学素子として第１レンズＬ１のみをプリズムＰＲの物体側に配置することにより、光軸ＡＸが折り曲げられたズームレンズ系の幅(つまりズームレンズ系の入射側での光軸ＡＸ方向の長さ)を小さくすることができ、撮像レンズ装置ＵＴの薄型化を達成することが可能となる。さらに、第１レンズＬ１として負レンズを用いることにより、広画角化が可能になるとともに前玉径を小さくすることが可能になる。
【００５１】
第１群において最も物体側に位置する第１レンズは、光路を折り曲げるためのプリズムよりも物体側に位置するとともに、以下の条件式(2)を満たすことが望ましい。
0.4＜｜f1L／f1G｜＜1.2  …(2)
ただし、
f1L：第１レンズの焦点距離(f1L＜0)、
f1G：第１群の焦点距離、
である。
【００５２】
条件式(2)は、第１レンズのパワーに関する好ましい条件範囲を規定している。条件式(2)の下限を越えると、第１レンズのパワーが強くなりすぎて、歪曲収差や像面湾曲が劣化してしまう。逆に、条件式(2)の上限を越えると、第１レンズの負パワーが弱くなりすぎて、大きな入射角度で入ってきた最軸外光線を入射側の光軸に対して十分小さな角度になるように曲げることができなくなり、プリズムの巨大化を招いてしまう。
【００５３】
以下の条件式(2a)を満足することが更に望ましい。
0.6≦｜f1L／f1G｜≦1.0  …(2a)
この条件式(2a)は、上記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。そして、この条件式(2a)を満たすことにより、ズームレンズ系の光学性能とズーム全長の短縮とを良好にバランスさせることができる。
【００５４】
各実施の形態において、プリズムＰＲの光入射側面と光射出側面はいずれも平面から成っている。さらに第２，第５の実施の形態では、第１レンズＬ１の光射出側面も平面から成っており、第１レンズＬ１の光射出側面とプリズムＰＲの光入射側面とが接合されている(すなわち面間隔がゼロである。)。そのプリズムＰＲと第１レンズＬ１とは屈折率が異なっているが、仮に両者の屈折率が同じである場合には一体で加工することが可能である。しかし、それはプリズムの光入射側面が平面ではなく曲面であることを意味する。したがって、ガラスモールド成型・プラスチック射出成型の技術やプリズムの後加工を考えた場合、製造上解決すべき課題が大きく、一体加工する際の製造誤差による性能劣化や一体加工の製造難易度によるコストアップが懸念されるので好ましくない。
【００５５】
各実施の形態のように第１群ＧＲ１が負パワーを有するズームレンズ系において、広角端(Ｗ)で発生する歪曲収差と像面湾曲を補正することは、一般に極めて難しい。レンズ枚数を多くすることによってこの問題を解決することは通常可能であるが、レンズ枚数を増やせば収差性能の低下を招くおそれがある。例えば第１の実施の形態のように、第１レンズＬ１と接合レンズＬ２，Ｌ３との間にプリズムＰＲを挿入した場合、プリズムＰＲが無い場合と比べて、第１群ＧＲ１の像側主点位置が物体側に大きく移動し、パワーも弱くなってしまう。同じパワーを得るためには各レンズのパワーを強くする必要があるが、パワーを強くすると像面湾曲が更に大きく発生してしまう。第１〜第３，第５の実施の形態では、第１レンズＬ１に非球面を導入することにより、構成上発生する歪曲収差，非点収差等の補正を行っている。また、第１レンズＬ１に非球面を導入することにより、第１レンズＬ１のパワーを強くすることができるため、結果としてプリズムＰＲでの光路幅を小さくすることができる。この効果を得るためには、光軸ＡＸから離れるほど第１レンズＬ１の負パワーが弱くなる非球面を、第１レンズＬ１に導入することが望ましい。
【００５６】
第５の実施の形態のように、第１群ＧＲ１を第１レンズＬ１とプリズムＰＲのみで構成すると、撮影レンズ系ＴＬはコンパクトになるが、色収差やその他の収差を補正することが難しくなる。したがって諸収差を良好に補正するためには、第１〜第４の実施の形態のように、第１群ＧＲ１がプリズムＰＲよりも像側に少なくとも１枚のレンズを含むことが好ましく、第１群ＧＲ１がプリズムＰＲよりも像側に少なくとも１枚の正レンズを含むことが更に好ましい。したがって、第１群ＧＲ１が、物体側から順に、非球面を有する負パワーの第１レンズＬ１と、ズームレンズ系の光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように光束を反射させるプリズムＰＲと、少なくとも１枚の正レンズと、で構成されることが好ましい。そして、プリズムＰＲの像側に配置される(第１群ＧＲ１中の)レンズ群は、正パワーを有することが更に好ましい。
【００５７】
また、第１群ＧＲ１内での色収差等の補正を良好に完了するためには、第１〜第３の実施の形態のように、第１群ＧＲ１がプリズムＰＲよりも像側に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを含むことが好ましい。したがって、第１群ＧＲ１を、物体側から順に、非球面を有する負パワーの第１レンズＬ１と、ズームレンズ系の光軸ＡＸを略９０度折り曲げるように光束を反射させるプリズムＰＲと、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとから成るレンズ群と、で構成することにより、コンパクトな構成で歪曲収差や非点収差等の補正が可能となる。
【００５８】
各実施の形態(図１〜図５)のように、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)までのズーミングに際し、第１群ＧＲ１を像面ＩＭに対して位置固定とすることが好ましい。第１群ＧＲ１をズーミング中位置固定とすることにより、ズームレンズ系の入射側での光軸ＡＸ方向の長さを短くすることができる。したがって、ズームレンズ系の小型化・高倍率化や撮像レンズ装置ＵＴ及びデジタル機器ＣＴの薄型化を達成することが可能になる。第１群ＧＲ１には反射面ＲＬが含まれているため、第１群ＧＲ１を移動させようとすると大きなスペースが必要になる。特に反射面ＲＬをプリズムＰＲで構成している場合には、重量の大きなプリズムＰＲを移動させようとすると、駆動機構に大きな負担を強いることになってしまう。上記のように変倍時の第１群ＧＲ１のズーム位置を像面ＩＭに対して固定とすれば、このような問題は発生せず、また全長が変化しない(つまりズーミングや沈胴による厚さの変化が生じない)ズームレンズ系を得ることができる。そして、ズームレンズ系の全長が変化しなければ、ズームレンズ系全体を箱型の構造で保持することができるので、ズームレンズ系を剛性の高い構造で保持することができる。
【００５９】
さらに、広角端(Ｗ)から望遠端(Ｔ)までのズーミングに際し像面ＩＭに対して位置固定のレンズ群(例えば、コンデンサー機能を有するレンズ群)を、像面ＩＭ付近に配置してもよい。ズーミング中位置固定の正パワー又は負パワーのレンズ群を像面ＩＭ付近に追加すれば、若干の性能向上が見込まれる。その場合でも、各実施の形態で採用しているズームレンズ系と同等の効果を得ることは可能である。
【００６０】
各実施の形態のようにプリズムＰＲよりも像側に絞りＳＴ又はシャッターを有することが、撮像レンズ装置ＵＴを小型化・薄型化する上で有効である。また、デジタルカメラの薄型化には、レンズやプリズムといった光学部品が薄い領域内に配置できることが必要であるが、それに加えて鏡胴や駆動部品を含んだ構成がコンパクトであることも必要である。第１〜第３，第５の実施の形態では、開口絞りＳＴが第２群ＧＲ２中の最も物体側に配置されており、第２群ＧＲ２の一部としてズーム移動する構成になっている。通常のデジタルカメラでは開口絞りＳＴの位置にメカシャッターを配置するが、メカシャッターを用いる場合、その遮光部が退避する場所を確保する必要がある上に、駆動モーター等の駆動素子も必要になる。したがって、かなり大きなスペースが必要となる。
【００６１】
第１〜第３，第５の実施の形態のように絞りＳＴが移動群と共にズーム移動する場合、大きなスペースを必要とするメカシャッターが移動群に搭載されると、移動群自体が大きくなってしまう。その上、駆動ユニットに過大な負担がかかるため、全体として非常に大きな構成になってしまう可能性がある。つまり、光学部品だけがコンパクトであっても、構成によっては小型化が困難になる場合がある。そこで、第１〜第３の実施の形態では、移動群にシャッター機構を搭載しないことが、メカ構成を含めた小型化に際しては好ましい。また、ズーム位置固定の第３群ＧＲ３の像面ＩＭ側にシャッター機構を配置することが好ましい。なお、撮像素子ＳＲとして電子シャッター機能を有する固体撮像素子を用いれば、撮像レンズ装置ＵＴをより一層小型化することができる。
【００６２】
各実施の形態を構成しているズームレンズ系には、入射光線を屈折作用により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)が用いられているが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回折作用により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、媒質内で屈折率が変化する屈折率分布型レンズは、その複雑な製法がコストアップを招くため、屈折率分布の均一な均質素材レンズを用いることが望ましい。また、開口絞りＳＴのほかに不要光をカットするための光束規制板等を必要に応じて配置してもよい。
【００６３】
第１，第２の実施の形態では、近接撮影を行う際のフォーカシングを、第４群ＧＲ４を物体側に繰り出すこと(矢印ｍＦ)により行う構成になっている。第３，第５の実施の形態では、近接撮影を行う際のフォーカシングを、第３群ＧＲ３を物体側に繰り出すこと(矢印ｍＦ)により行う構成になっている。第４の実施の形態では、近接撮影を行う際のフォーカシングを、第５群ＧＲ５を物体側に繰り出すこと(矢印ｍＦ)により行う構成になっている。従来より、ズーミングに対するレンズ駆動は、１つの駆動装置の動力をズームカムを通じて複数の移動レンズ群に伝達することで行われている。フォーカシングは、別の駆動装置を用いたフォーカスレンズ群の移動により行われている。しかし、各実施の形態のようにズーミングやフォーカシングで移動するレンズ群が２つであれば、カム等を使わずに２つのレンズ群にそれぞれ駆動装置を直接接続することができる。各レンズ群の移動量をコントロールすることによりズーミングやフォーカシングを行えば、カムが不要となるので構成を簡略化することができ、ひいては薄型化につながるので好ましい。
【００６４】
なお、上述した各実施の形態や後述する各実施例には以下の構成が含まれており、その構成によると、良好な光学性能が確保され、かつ、小型化を達成したズームレンズ系を実現することができる。そして、それをデジタルカメラ，携帯情報機器(携帯電話，ＰＤＡ等)等の撮影レンズ系として用いることにより、当該機器の軽量・コンパクト化，低コスト化，高性能化及び高機能化等に寄与することができる。
【００６５】
(Z1)  複数の群から成り群間隔を変えることにより変倍を行うズームレンズ系であって、光路を折り曲げるためのプリズムを含み、前記条件式(1),(1a),(1b)のうちの少なくとも１つを満たすことを特徴とするズームレンズ系。
【００６６】
(Z2)  前記プリズムよりも物体側に少なくとも１枚の負レンズを有することを特徴とする上記(Z1)記載のズームレンズ系。
【００６７】
(Z3)  最も物体側に位置する群を第１群とするとき、その第１群が前記プリズムを含むことを特徴とする上記(Z1)又は(Z2)記載のズームレンズ系。
【００６８】
(Z4)  最も物体側に位置する群を第１群とし、その第１群において最も物体側に位置するレンズを第１レンズとするとき、前記第１レンズが前記プリズムよりも物体側に位置し、前記条件式(2),(2a)のうちの少なくとも１つを満たすことを特徴とする上記(Z1)〜(Z3)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
【００６９】
(Z5)  最も物体側に位置する群を第１群とするとき、その第１群が前記プリズムを含むとともにそのプリズムよりも像側に少なくとも１枚のレンズを含むことを特徴とする上記(Z1)〜(Z4)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
【００７０】
(Z6)  最も物体側に位置する群を第１群とするとき、その第１群が前記プリズムを含むとともにそのプリズムよりも像側に少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを含むことを特徴とする上記(Z1)〜(Z5)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
【００７１】
(Z7)  前記プリズムよりも像側に絞り又はシャッターを有することを特徴とする上記(Z1)〜(Z6)のいずれか１項に記載のズームレンズ系。
【００７２】
(U1)  上記(Z1)〜(Z7)のいずれか１項に記載のズームレンズ系と、そのズームレンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像レンズ装置。
【００７３】
(C1)  上記(U1)記載の撮像レンズ装置を備え、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方に用いられることを特徴とするカメラ。
【００７４】
(C2)  デジタルカメラ；ビデオカメラ；又は携帯電話，携帯情報端末，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，若しくはこれらの周辺機器に内蔵又は外付けされるカメラであることを特徴とする上記(C1)記載のカメラ。
【００７５】
(D1)  上記(U1)記載の撮像レンズ装置を備えることにより、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されたことを特徴とするデジタル機器。
【００７６】
(D2)  携帯電話，携帯情報端末，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，又はこれらの周辺機器であることを特徴とする上記(D1)記載のデジタル機器。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明を実施した撮像レンズ装置に用いられるズームレンズ系の構成等を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜５は、前述した第１〜第５の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１〜第５の実施の形態を表す光学構成図(図１〜図１０)は、対応する実施例１〜５のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００７８】
表１〜表１０に、実施例１〜実施例５のコンストラクションデータを示し、表１１に各条件式規定のパラメータに対応するデータ及び関連するデータを各実施例について示す。表１，表３，表５，表７，表９において、λ0は設計波長(単位:nm)、Y'maxは撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上での最大像高(光軸ＡＸからの距離に相当する。単位:mm)、f,Fnoは各焦点距離状態(Ｗ),(Ｍ),(Ｔ)に対応する全系の焦点距離(単位:mm)，Ｆナンバーをそれぞれ示している。なお、Ｗは広角端(最短焦点距離状態)、Ｍはミドル(中間焦点距離状態)、Ｔは望遠端(最長焦点距離状態)である。表１，表３，表５，表７，表９中の物体面ＯＢから像面ＩＭまでの基本的な光学構成(i：面番号)において、ri(i=0,1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲率半径(単位:mm)、di(i=0,1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面と(i+1)番目の面との間の軸上面間隔(単位:mm)を示しており(d0：物体距離)、Ｎi(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,3,...)は軸上面間隔diに位置する光学材料のｄ線に対する屈折率(Ｎd),アッベ数(νd)をそれぞれ示している。
【００７９】
曲率半径riのデータに*印が付された面は、非球面(非球面形状の屈折光学面、非球面と等価な屈折作用を有する面等)であり、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義される。表２，表４，表６，表８，表１０中に、各実施例の非球面データを示す。ただし、表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してＥ−ｎ＝×１０-n，Ｅ＋ｎ＝×１０+nである。また、軸上面間隔diのデータに#印が付された空気間隔は、ズーミングにより変化する可変間隔である。表２，表４，表６，表８，表１０中に、各焦点距離状態(Ｗ),(Ｍ),(Ｔ)に対応する可変間隔データを各実施例について示す。
【００８０】
x＝(C0・y2)／[1+{1-(1+K)・C02・y2}1/2]＋Σ(Aj・yj)  …(AS)
ただし、式(AS)中、
x：高さyの位置での光軸ＡＸ方向の変位量(面頂点基準)、
y：光軸ＡＸに対して垂直な方向の高さ、
C0：近軸曲率(=1／ri)、
K：円錐係数、
Aj：j次の非球面係数、
である。
【００８１】
図１１〜図１３，図１４〜図１６，図１７〜図１９，図２０〜図２２，図２３〜図２５は、実施例１〜５の無限遠合焦状態での諸収差を示す収差図であり、図１１，図１４，図１７，図２０，図２３は広角端(Ｗ)、図１２，図１５，図１８，図２１，図２４はミドル(Ｍ)、図１３，図１６，図１９，図２２，図２５は望遠端(Ｔ)での諸収差をそれぞれ示している。図１１〜図２５中、(Ａ)は球面収差図、(Ｂ)は非点収差図、(Ｃ)は歪曲収差図である。球面収差図(Ａ)は、ラインｄで示すｄ線(波長587.56nm：λ0)に対する球面収差量、ラインＣで示すＣ線(波長656.28nm)に対する球面収差量、ラインｇで示すｇ線(波長435.84nm)に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量(横軸，単位:mm)で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値(すなわち相対瞳高さ)を表している。非点収差図(Ｂ)において、破線ＤＴはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線ＤＳはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量(横軸，単位:mm)で表しており、縦軸は像高(Y'，単位:mm)を表している。歪曲収差図(Ｃ)において、横軸はｄ線に対する歪曲(％)を表しており、縦軸は像高(Y'，単位:mm)を表している。
【００８２】
【表１】
2005338143.tif 000003
【００８３】
【表２】
2005338143.tif 000004
【００８４】
【表３】
2005338143.tif 000005
【００８５】
【表４】
2005338143.tif 000006
【００８６】
【表５】
2005338143.tif 000007
【００８７】
【表６】
2005338143.tif 000008
【００８８】
【表７】
2005338143.tif 000009
【００８９】
【表８】
2005338143.tif 000010
【００９０】
【表９】
2005338143.tif 000011
【００９１】
【表１０】
2005338143.tif 000012
【００９２】
【表１１】
2005338143.tif 000013
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)の光路及びレンズ構成を光路展開状態で示す光学構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)の光路及びレンズ構成を光路展開状態で示す光学構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)の光路及びレンズ構成を光路展開状態で示す光学構成図。
【図４】第４の実施の形態(実施例４)の光路及びレンズ構成を光路展開状態で示す光学構成図。
【図５】第５の実施の形態(実施例５)の光路及びレンズ構成を光路展開状態で示す光学構成図。
【図６】第１の実施の形態(実施例１)の光路及びレンズ構成を光路折り曲げ状態で示す光学構成図。
【図７】第２の実施の形態(実施例２)の光路及びレンズ構成を光路折り曲げ状態で示す光学構成図。
【図８】第３の実施の形態(実施例３)の光路及びレンズ構成を光路折り曲げ状態で示す光学構成図。
【図９】第４の実施の形態(実施例４)の光路及びレンズ構成を光路折り曲げ状態で示す光学構成図。
【図１０】第５の実施の形態(実施例５)の光路及びレンズ構成を光路折り曲げ状態で示す光学構成図。
【図１１】実施例１の広角端での収差図。
【図１２】実施例１のミドルでの収差図。
【図１３】実施例１の望遠端での収差図。
【図１４】実施例２の広角端での収差図。
【図１５】実施例２のミドルでの収差図。
【図１６】実施例２の望遠端での収差図。
【図１７】実施例３の広角端での収差図。
【図１８】実施例３のミドルでの収差図。
【図１９】実施例３の望遠端での収差図。
【図２０】実施例４の広角端での収差図。
【図２１】実施例４のミドルでの収差図。
【図２２】実施例４の望遠端での収差図。
【図２３】実施例５の広角端での収差図。
【図２４】実施例５のミドルでの収差図。
【図２５】実施例５の望遠端での収差図。
【図２６】本発明に係る撮像レンズ装置の概略光学構成を示す模式図。
【図２７】光路の折り曲げにプリズムを用いた場合の最軸外光線の偏向状態を示す模式図。
【図２８】光路の折り曲げにミラーを用いた場合の最軸外光線の偏向状態を示す模式図。
【符号の説明】
【００９４】
ＣＴ    デジタル機器(カメラ)
ＵＴ    撮像レンズ装置
ＴＬ    撮影レンズ系(ズームレンズ系)
ＧＲ１    第１群
ＧＲ２    第２群
ＧＲ３    第３群
ＧＲ４    第４群
ＧＲ５    第５群
Ｌ１〜Ｌ３    第１〜第３レンズ
ＰＲ    プリズム
ＲＬ    反射面
ＳＴ    絞り
ＯＦ    平行平面板
ＳＲ    撮像素子
ＳＳ    受光面
ＩＭ    像面
ＡＸ    光軸
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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