(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２群と正の屈折力を有する第３群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際に第１群と第２群間を可変とし、第２群と第３群の間隔が大になるように少なくとも前記第１群と第２群を移動させる光学系で、第２群が物体側より順に、両凸レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズとよりなり、前記第２群の接合レンズが物体側から順に正のメニスカスレンズと負のメニスカスレンズとよりなり、下記条件（１）、（２）、（３）、（４’）を満足するズーム光学系。
（１）    １．０＜−β２Ｔ＜２．２
（２）    １．４＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
（３）    ０．０５＜Ｄ（２Ｎ）／Ｄ（２）＜０．２
（４’）  ０．２＜Ｒ（２Ｒ）／ｆ２≦０．３０９４
ただし、β２Ｔは第２群の望遠端における横倍率、ｆ２は第２群の焦点距離、ｆＷは広角端における全系の焦点距離、Ｄ（２Ｎ）は第２群の接合レンズの負のメニスカスレンズの光軸上の厚さ、Ｄ（２）は第２群の両凸レンズの物体側の面から接合レンズの負のメニスカスレンズの像側の面までの距離、Ｒ（２Ｒ）は第２群の最も像側の面の曲率半径である。
【請求項２】
負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２群と正の屈折力を有する第３群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際に第１群と第２群間を可変とし、第２群と第３群の間隔が大になるように少なくとも前記第１群と第２群を移動させる光学系で、前記第１群が物体側より順に２枚の負レンズと１枚の正レンズとよりなり、前記負レンズのうち少なくとも１枚の負レンズが非球面を含み、第２群が物体側より順に、両凸レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズとよりなり、下記条件（１）、（２）を満足するズーム光学系。
（１）    １．０＜−β２Ｔ＜２．２
（２）    １．４＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
ただし、β２Ｔは第２群の望遠端における横倍率、ｆ２は第２群の焦点距離、ｆＷは広角端における全系の焦点距離である。
【請求項３】
負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２群と正の屈折力を有する第３群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際に第１群と第２群間を可変とし、第２群と第３群の間隔が大になるように少なくとも前記第１群と第２群を移動させる光学系で、第２群が物体側より順に、両凸レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズとよりなり、前記第３群が正レンズ１枚よりなり、下記条件（１）、（２）、（５’）、（６）を満足するズーム光学系。
（１）    １．０＜−β２Ｔ＜２．２
（２）    １．４＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
（５’）  −０．３＜｛Ｒ（２１Ｆ）＋Ｒ（２１Ｒ）｝／
｛Ｒ（２１Ｆ）−Ｒ（２１Ｒ）｝＜０．２
（６）  ０．５＜｛Ｒ（３１Ｆ）＋Ｒ（３１Ｒ）｝／
｛Ｒ（３１Ｆ）−Ｒ（３１Ｒ）｝＜３
ただし、β２Ｔは第２群の望遠端における横倍率、ｆ２は第２群の焦点距離、ｆＷは広角端における全系の焦点距離、Ｒ（２１Ｆ）、Ｒ（２１Ｒ）は第２群の最も物体側の両凸レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径、Ｒ（３１Ｆ）、Ｒ（３１Ｒ）は第３群の正レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径である。
【請求項４】
負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２群と正の屈折力を有する第３群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際に第１群と第２群間を可変とし、第２群と第３群の間隔が大になるように少なくとも前記第１群と第２群を移動させる光学系で、第２群が物体側より順に、両凸レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズとよりなり、前記第３群が正レンズ１枚よりなり、下記条件（１）、（２）、（５）、（６’）を満足するズーム光学系。
（１）    １．０＜−β２Ｔ＜２．２
（２）    １．４＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
（５）    −０．３＜｛Ｒ（２１Ｆ）＋Ｒ（２１Ｒ）｝／
｛Ｒ（２１Ｆ）−Ｒ（２１Ｒ）｝＜１
（６’）１．０００≦｛Ｒ（３１Ｆ）＋Ｒ（３１Ｒ）｝／
｛Ｒ（３１Ｆ）−Ｒ（３１Ｒ）｝＜３
ただし、β２Ｔは第２群の望遠端における横倍率、ｆ２は第２群の焦点距離、ｆＷは広角端における全系の焦点距離、Ｒ（２１Ｆ）、Ｒ（２１Ｒ）は第２群の最も物体側の両凸レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径、Ｒ（３１Ｆ）、Ｒ（３１Ｒ）は第３群の正レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径である。
【請求項５】
負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２群と正の屈折力を有する第３群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際に第１群と第２群間を可変とし、第２群と第３群の間隔が大になるように少なくとも前記第１群と第２群を移動させる光学系で、前記第１群が物体側より順に１枚又は２枚の負レンズと１枚の正レンズとよりなり、前記負レンズのうち少なくとも１枚の負レンズが非球面を含み、第２群が物体側より順に、両凸レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズとよりなり、前記第２群の接合レンズが物体側から順に正のメニスカスレンズと負のメニスカスレンズとよりなり、前記第３群が正レンズ１枚よりなり、下記条件（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）を満足するズーム光学系。
（１）    １．０＜−β２Ｔ＜２．２
（２）    １．４＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
（３）    ０．０５＜Ｄ（２Ｎ）／Ｄ（２）＜０．２
（４）    ０．２＜Ｒ（２Ｒ）／ｆ２＜０．５
（５）  −０．３＜｛Ｒ（２１Ｆ）＋Ｒ（２１Ｒ）｝／
｛Ｒ（２１Ｆ）−Ｒ（２１Ｒ）｝＜１
（６）  ０．５＜｛Ｒ（３１Ｆ）＋Ｒ（３１Ｒ）｝／
｛Ｒ（３１Ｆ）−Ｒ（３１Ｒ）｝＜３
ただし、β２Ｔは第２群の望遠端における横倍率、ｆ２は第２群の焦点距離、ｆＷは広角端における全系の焦点距離、Ｄ（２Ｎ）は第２群の接合レンズの負のメニスカスレンズの光軸上の厚さ、Ｄ（２）は第２群の両凸レンズの物体側の面から接合レンズの負のメニスカスレンズの像側の面までの距離、Ｒ（２Ｒ）は第２群の最も像側の面の曲率半径、Ｒ（２１Ｆ）、Ｒ（２１Ｒ）は第２群の最も物体側の両凸レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径、Ｒ（３１Ｆ）、Ｒ（３１Ｒ）は第３群の正レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径である。
【請求項６】
前記第２群の最も物体側のレンズと第３群中とに非球面を設けたことを特徴とする請求項１乃至５の少なくとも何れかのズーム光学系。
【請求項７】
前記第３群を移動することによりフォーカシングを行なうようにしたことを特徴とする請求項１乃至６の少なくとも何れかのズーム光学系。
【請求項８】
前記第２群の接合レンズが物体側から順に正のメニスカスレンズと負のメニスカスレンズとよりなり、下記の条件（３）、（４）を満足することを特徴とする請求項２乃至４の少なくとも何れかのズーム光学系。
（３）    ０．０５＜Ｄ（２Ｎ）／Ｄ（２）＜０．２
（４）    ０．２＜Ｒ（２Ｒ）／ｆ２＜０．５
ただし、Ｄ（２Ｎ）は第２群の接合レンズの負のメニスカスレンズの光軸上の厚さ、Ｄ（２）は第２群の両凸レンズの物体側の面から接合レンズの負のメニスカスレンズの像側の面までの距離、Ｒ（２Ｒ）は第２群の最も像側の面の曲率半径である。
【請求項９】
変倍時第３群を固定したことを特徴とする請求項１乃至８の少なくとも何れかのズーム光学系。
【請求項１０】
前記第１群が物体側より順に２枚の負レンズと１枚の正レンズとよりなり、前記負レンズのうちの少なくとも１枚の負レンズが非球面を含むことを特徴とする請求項１、２、３又は５のズーム光学系。
【請求項１１】
前記第３群が正レンズ１枚よりなり、下記条件（５）、（６）を満足することを特徴とする請求項１又は２のズーム光学系。
（５）  −０．３＜｛Ｒ（２１Ｆ）＋Ｒ（２１Ｒ）｝／
｛Ｒ（２１Ｆ）−Ｒ（２１Ｒ）｝＜１
（６）  ０．５＜｛Ｒ（３１Ｆ）＋Ｒ（３１Ｒ）｝／
｛Ｒ（３１Ｆ）−Ｒ（３１Ｒ）｝＜３
ただし、Ｒ（２１Ｆ）、Ｒ（２１Ｒ）は第２群の最も物体側の両凸レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径、Ｒ（３１Ｆ）、Ｒ（３１Ｒ）は第３群の正レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径である。
【請求項１２】
ズーム光学系と、その像面に配置された撮像素子を有する電子撮像装置において、前記ズーム光学系が下記条件（７）、（８）を満足する請求項１、２、３、４又は５のズーム光学系であることを特徴とする電子撮像装置。
（７）    ０．７＜Ｔ１／Ｙ＜１．５
（８）    ０．５＜Ｔ２／Ｙ＜１．３
ただし、Ｔ１は第１群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の厚さ、Ｔ２は第２群の両凸正レンズの最も物体側のレンズ面から第２群の接合レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の厚さ、Ｙは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラやデジタルカメラ等の電子撮像装置に適した薄型のズーム光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩３５mmフイルム（通称ライカ版）カメラに代わる次世代のカメラとしてデジタルカメラ（電子カメラ）が注目されるようになった。更に業務用の高機能なカメラからポータブルな普及タイプのカメラまで広い範囲のいくつものカテゴリーを有する。
【０００３】
このようなカメラにおいて特にポータブルな普及タイプのカテゴリーに注目し、高画質を確保しながら奥行の薄いビデオカメラやデジタルカメラ等が強く望まれている。
【０００４】
このようなカメラの奥行き方向の厚さを薄くする際に問題になるのは、カメラに用いられる光学系特にズーム光学系の最も物体側の面から像面までの長さを短くすることにある。
【０００５】
最近、撮影時に光学系をカメラボディー内からせり出しまた携帯時は光学系をカメラボディー内に収納するようにした沈胴式鏡筒を採用したカメラが主流になっている。
【０００６】
しかし、このような沈胴式鏡筒を採用したカメラは、使用するレンズのタイプやフィルターによって、光学系を沈胴させた時の厚さが大きく異なる。特にズーム光学系のズーム比やＦナンバー等の仕様を高く設定するためには、最も物体側の群が正の屈折力を有するいわゆる正先行型ズーム光学系の場合、各々のレンズの厚さやデッドスペースが大になり例えば特開平１１−２５８５０号公報に記載する従来例のように沈胴式にした場合でもカメラの厚さを薄くすることはできない。これに対し、負先行型であって特に２群ズームレンズや３群ズームレンズは、カメラの厚さを薄くする点では有利である。このタイプのズームレンズの従来例として特開平１１−５２２４６号公報に記載されているズームレンズが知られているが、各群の構成枚数が多くまた各レンズの厚さが大であり、最も物体側の負の群の先頭レンズが正レンズの場合は、沈胴してもカメラを薄くすることができない。
【０００７】
現在知られている電子撮像素子用に適したズーム光学系で、ズーム比や画角やＦナンバー等を含めた結像性能が良好であって沈胴厚を薄くし得る可能性のある従来例として特開平１１−１９４２７４号、特開平１１−２８７９５３号、特開２０００−９９９７号公報に記載されたズーム光学系が知られている。
【０００８】
これら従来のズーム光学系において第１群を薄くするためには入射瞳位置を薄くすることが望ましいが、そのためには第２群の倍率を高くする必要がある。第２群の倍率を高くすると、第２群に負担がかかり第２群を薄くすることが困難になるばかりか、収差補正が困難になり、製造誤差のききが増大し好ましくない。
【０００９】
また、カメラの薄型化、小型化を実現するためには撮像素子を小さくすればよいが、小さい撮像素子で同じ画素数にするためには画素ピッチが小になり感度が不足するため、これを光学系にてカバーする必要があり回折の影響も生ずる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、構成枚数が少なくかつ機構が簡単であって、各レンズを薄くすることによって各群の総厚が薄くなるようにし、フィルター類の選択も考慮して極めて薄型にした電子撮像装置に適したズーム光学系および、それを有する電子撮像装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のズーム光学系は、負の屈折力を有する第１群と正の屈折力を有する第２群と、正の屈折力を有する第３群とよりなり、広角端から望遠端への変倍の際に第１群と第２群間を可変とし、第２群と第３群の間隔が大になるように少なくとも前記第１群と第２群を移動させる光学系で、第２群が物体側から順に、両凸正レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の接合レンズとよりなり、下記条件（１）、（２）を満足するものである。
（１）    １．０＜−β２Ｔ＜２．２
（２）    １．４＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
ただし、β２Ｔは第２群の望遠端における横倍率、ｆ２は第２群の焦点距離、ｆＷは広角端における全系の焦点距離である。
【００１２】
条件（１）は、第２群の無限遠物点合焦時の望遠端における倍率β２Ｔを規定したものである。この第２群の倍率の絶対値が大きい方が広角端における入射瞳位置を浅くすることができ、したがって第１群の径を小さくすることが可能になり、ひいては厚さを薄くすることができる。
【００１３】
条件（１）においてβ２Ｔの値が下限の１．０より小さいと、第１群の厚さが厚くなり、沈胴時の厚さを小さくすることが困難になる。また上限の２．２を超えると収差特に球面収差、コマ収差、非点収差を補正することが困難になる。
【００１４】
条件（２）は第２群の焦点距離を薄型化と収差補正とのバランスを考慮し規定したものである。第２群の焦点距離ｆ２が小である方が、第２群自体の厚さを薄くし得るが、第２群の前側主点を物体側にまた第１群の後側主点を像側に位置せしめるようなパワー配置にすることが困難になり、収差補正上も好ましくない。
【００１５】
条件（２）においてｆ２／ｆＷの値が下限の１．４より小さいと球面収差、コマ収差、非点収差等の諸収差の補正が困難となる。上限の２．８を超えると薄型化が困難になる。
【００１６】
前記のようなタイプの光学系は、前玉径が大きくなりにくいので開口絞りを第２群と一体にし例えば第２群の直前に配置して第２群と一体にした方が機構が単純になりまた沈胴時のデットスペースが発生しにくい。
【００１７】
また前記本発明の撮像装置で用いる光学系において、変倍時の第３群の移動量を小さくすれば、良好な画質を維持したまま、射出瞳位置を遠くすることが容易になり望ましい。
【００１８】
また、前記条件（１）、又は（２）の代りに次の条件（１−１）、又は（２−１）を満足すればより望ましい。
（１−１）    １．０５＜β２Ｔ＜２．０
（２−１）    １．６＜ｆ２／ｆＷ＜２．６
【００１９】
また、条件（１）、（２）、（１−１）、（２−１）の代りに下記条件（１−２）、又は（２−２）を満足すれば一層望ましい。
（１−２）    １．１＜β２Ｔ＜１．８
（２−２）    １．８＜ｆ２／ｆＷ＜２．４
【００２０】
また前記本発明ズーム光学系において、ズーム光学系の第２群の最も物体側の正レンズおよび第３群中に非球面を設けることが好ましい。
【００２１】
第２群の最も物体側のレンズと第３群中とに非球面を設けることにより、光学系を薄型化することと光学系の収差を良好に補正することの相反する二つの要求を共に実現し得るので好ましい。特に薄型化を実現したまま球面収差、コマ収差、非点収差を良好に補正し得るため好ましい。
【００２２】
前記本発明撮像装置で用いるズーム光学系は、第３群を移動させてフォーカシングを行なうことが好ましい。
【００２３】
前述の本発明ズーム光学系においてフォーカシングを行なう場合、収差を良好に保つためには第１群を前後に移動させることが好ましい。しかし、機構上、光学系を薄型化するためには、第３群を移動させてフォーカシングを行なうことが望ましい。特に、ズーミング時の第１群、第２群の駆動とは別の動力にて第３群をズーミングおよびフォーカシングの両方を行なうようにすることが望ましい。更に無限遠に合焦されている場合にズーミング時第３群がほぼ不動であるように設定すれば移動のための制御が楽になるため望ましい。
【００２４】
また、本発明ズーム光学系において、ズーミング時に第３群を固定すれば好ましい。
【００２５】
前記ズーム光学系において、第３群は、ズームのパワー配置上、第２群よりも径が大になりまた撮像素子に近い群である。したがって、ズーミング時に第３群が第１群、第２群の移動と連動しないようにすればこのズーム光学系を備えた電子撮像装置全体の構造を簡単化し得るので好ましい。
【００２６】
また前記ズーム光学系において、第１群を物体側より順に、２枚以下の負レンズと、１枚の正レンズとにて構成し、負レンズのうちの少なくとも１枚を非球面を含むレンズにすることにより、光学系の収差特に歪曲収差と非点収差を良好に補正し得るので好ましい。
【００２７】
前記本発明のズーム光学系において、第２群の接合レンズは物体側から順に正メニスカスレンズ、負メニスカスレンズからなり、下記条件（３）、（４）を満足すれば薄型化を保ったまま、光学系の収差を良好に補正し得るので好ましい。
（３）    ０．０５＜Ｄ（２Ｎ）／Ｄ（２）＜０．２
（４）    ０．２＜Ｒ（２Ｒ）／ｆ２＜０．５
ただし、Ｄ（２Ｎ）は第２群の接合レンズの負のメニスカスレンズの軸上の厚さ、Ｄ（２）は第２群の両凸レンズの物体側の面から接合レンズのうちの負のメニスカスレンズの像側の面までの光軸上での長さ、Ｒ（２Ｒ）は第２群の最も像側の面の曲率半径である。
【００２８】
条件（３）は、第２群の接合レンズを構成するレンズの一つである負のメニスカスレンズの肉厚を規定したもので、非点収差を良好に保った状態にてこのレンズの肉厚を薄くし得る範囲を示したものである。
【００２９】
この条件（３）においてＤ（２Ｎ）／Ｄ（２）が上限の０．２を超えるとレンズの肉厚が大になり光学系の薄型化のための効果が得られない。またＤ（２Ｎ）／Ｄ（２）が下限の０．０５より小さいと非点収差を補正することが困難になる。
【００３０】
条件（４）は第２群の最も像側の面の曲率半径を規定するものである。条件（４）においてＲ（２Ｒ）／ｆ２が上限の０．５を超えると球面収差の補正が困難になる。またＲ（２Ｒ）／ｆ２が下限の０．２より小さいとコマ収差、非点収差が補正しにくく収差補正が厳しくなる。
【００３１】
また、条件（３）、又は（４）の代りに下記条件（３−１）、又は（４−１）を満足すればより望ましい。
（３−１）    ０．０６＜Ｄ（２Ｎ）／Ｄ（２）＜１．７
（４−１）    ０．２３＜Ｒ（２Ｒ）／ｆ２＜０．４
【００３２】
更に前記条件（３）、（４）または条件（３−１）、（４−１）の代りに下記条件（３−２）、又は（４−２）を満足すれば最も望ましい。
（３−２）    ０．０７＜Ｄ（２Ｎ）／Ｄ（２）＜１．４
（４−２）    ０．２５＜Ｒ（２Ｒ）／ｆ２＜０．３５
【００３３】
また本発明のズーム光学系の第２群のレンズのシェープファクターが下記条件（５）、（６）を満足することが望ましい。
（５）  −０．３＜｛Ｒ（２１Ｆ）＋Ｒ（２１Ｒ）｝／｛Ｒ（２１Ｆ）−Ｒ（２１Ｒ）｝＜１
（６）  ０．５＜｛Ｒ（３１Ｆ）＋Ｒ（３１Ｒ）｝／｛Ｒ（３１Ｆ）−Ｒ（３１Ｒ）｝＜３
ただし、Ｒ（２１Ｆ）、Ｒ（２１Ｒ）は第２群の最も物体側の正レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径、Ｒ（３１Ｆ）、Ｒ（３１Ｒ）は第３群の最も像側の正レンズの物体側の面および像側の面の曲率半径である。
【００３４】
条件（５）は第２群の最も物体側の両凸正レンズのシェープファクターを規定するものである。
【００３５】
この条件（５）の上限の１を超えると球面収差が補正しにくくなりまた下限の−０．３より小さいとコマ収差が補正しにくくなる。したがって条件（５）の範囲より外れるといずれも結像性能を実用的範囲内に良好なものにすることが困難になる。
【００３６】
また、条件（６）は第３群を正レンズ１枚にて構成した場合のこの正レンズのシェープファイターを規定するものである。条件（６）において上限の３を超えると球面収差が補正しにくくなる。また下限の０．５より小さいとコマ収差や非点収差が補正しにくくなる。つまり条件（６）の範囲を超えるといずれも実用範囲の良好な結像性を得ることが困難になる。
【００３７】
また条件（５）、（６）の代りに下記条件（５−１）、（６−１）を満足すればより好ましい。
【００３８】
更に条件（５）、（６）、（５−１）、（６−１）の代りに下記条件（５−２）、（６−２）を満足することが最も望ましい。
（５−１）  −０．４＜｛Ｒ（２１Ｆ）＋Ｒ（２１Ｒ）｝／｛Ｒ（２１Ｆ）−Ｒ（２１Ｒ）｝＜０．６
（６−１）  ０．７＜｛Ｒ（３１Ｆ）＋Ｒ（３１Ｒ）｝／｛Ｒ（３１Ｆ）−Ｒ（３１Ｒ）｝＜２．５
（５−２）  −０．３＜｛Ｒ（２１Ｆ）＋Ｒ（２１Ｒ）｝／｛Ｒ（２１Ｆ）−Ｒ（２１Ｒ）｝＜０．２
（６−２）  ０．９＜｛Ｒ（３１Ｆ）＋Ｒ（３１Ｒ）｝／｛Ｒ（３１Ｆ）−Ｒ（３１Ｒ）｝＜２
【００３９】
本発明のズーム光学系において、その像面に撮像素子を配置した構成にした場合、第１群、第２群が夫々下記条件（７）および条件（８）を満足することが好ましい。
（７）    ０．７＜Ｔ１／Ｙ＜１．５
（８）    ０．５＜Ｔ２／Ｙ＜１．３
ただし、Ｔ１は第１群の最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の厚さ、Ｔ２は第２群の両凸正レンズの最も物体側のレンズ面から第２群の接合レンズの最も像側のレンズ面までの光軸上の厚さ、Ｙは撮像素子の有効撮像領域の対角長である。
【００４０】
本発明のズーム光学系は、電子撮像装置に用いられるもので、したがって光学系の像面に撮像素子を配置した構成として用いられるものである。その場合、条件（７）、（８）を満足することが望ましい。
【００４１】
前記条件（７）は第１群の軸上の総厚と撮像素子（ほぼ矩形状）の対角長との比を規定したもので、また条件（８）は第２群の光軸上の総厚と撮像素子の対角長の比を規定するものである。
【００４２】
これら条件（７）、（８）において上限を超えるとこれら群の厚さが大になりすぎて光学系を薄型化することが困難になる。またこれら条件（７）、（８）の下限より小さいと各レンズの曲率半径を大にしなければならず、近軸関係の成立や諸収差の補正が困難になる。
【００４３】
これら条件（７）、（８）は、レンズの縁肉や機構上のスペースのためには、撮像素子の有効撮像領域の対角長Ｙの値によって異なる。即ちＹの範囲に応じて、夫々下記条件の範囲が望ましい。
（Ａ）  Ｙ＜６．２ｍｍのとき
（７−Ａ）    ０．７＜Ｔ１／Ｙ＜１．７
（Ｂ）  ６．２ｍｍ＜Ｙ＜９．２ｍｍのとき
（７−Ｂ）    ０．６＜Ｔ１／Ｙ＜１．５
（Ｃ）  ９．２ｍｍ＜Ｙのとき
（７−Ｃ）    ０．５＜Ｔ１／Ｙ＜１．３
【００４４】
同様に条件（８）も、上記のＹの値が（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各領域において、夫々次の条件（８−Ａ）、（８−Ｂ）、（８−Ｃ）を満足することが望ましい。
（８−Ａ）    ０．５＜Ｔ２／Ｙ＜１．５
（８−Ｂ）    ０．４＜Ｔ２／Ｙ＜１．３
（８−Ｃ）    ０．３＜Ｔ２／Ｙ＜１．１
【００４５】
上記の通りの光学系の像面に撮像素子を配置した構成の本発明の光学系において、光学系と撮像素子との間に波長６００ｎｍの透過率が８０％以上であり、波長７００ｎｍの透過率が１０％以下である近赤外シャープカットコートを有するフィルターを配置した構成にすることが望ましい。
【００４６】
電子撮像装置におけるように撮像素子を配置した光学系は、通常赤外光が撮像素子の撮像面に入射しないように撮像素子の物体側に一定の厚さの赤外吸収フィルターが配置される。この赤外吸収フィルターは一定の厚さを必要とするため光学系が厚くなる。
【００４７】
上記のように赤外カットコートを配置すれば、光学系を薄くすることが可能になる。
【００４８】
ズーム光学系の後方の撮像素子の前に前記の近赤外シャープカットコートを配置すれば、赤外吸収フィルターよりも相対的に赤側の透過率が高くなり、色の再現性が良くなる。
【００４９】
また、撮像素子を設けた本発明の光学系において、撮像素子のカラー化フィルターとして補色モザイクフィルターを用いることが望ましい。
【００５０】
補色フィルターを用いた場合、その透過光のエネルギーが高くなるため、原色フィルター付きの撮像素子（ＣＣＤ）に比べて実質上感度が高くなりかつ解像的にも有利である。したがって、補色フィルターを用いれば、小型撮像素子を使用する場合メリットが大きい。
【００５１】
また前述のような近赤外シャープカットコートを用いれば色モザイクフィルターを有する撮像素子（ＣＣＤ）の欠点である青紫側のマゼンタ化傾向をゲイン調整により緩和し得るので原色フィルターを有する撮像素子（ＣＣＤ）並みの色再現を得ることができる。
【００５２】
前記撮像素子を設けた本発明のズーム光学系において、撮像素子より物体側に光学的ローパスフィルターが配置され下記条件（９）を満足する構成にすることが望ましい。
（９）    ０．１５ｐ×１０3＜Ｔ（ＬＰＦ）＜０．４５ｐ×１０3
ただし、ｐは電子撮像素子の水平画素ピッチ、Ｔ（ＬＰＦ）は光学的ローパスフィルター全体の厚さである。
【００５３】
電子撮像素子を設けたズーム光学系においては、赤外カットフィルターのほかに光学的ローパスフィルターが配置される。条件（９）はこの光学的ローパスフィルターの厚さを規定する条件である。
【００５４】
光学系において沈胴厚を薄くするためには、光学的ローパスフィルターを薄くすることが有効であるが、薄くするとモアレ制御効果が減少する。
【００５５】
一方、撮像素子の画素ピッチが小になるにつれて、結像光学系の回折による影響によりナイキスト限界以上の周波数成分のコントラストが減少し、モアレ抑制効果の減少が緩和され許容し得る程度にモアレ制御効果が得られる。例えば像面上投影時の方位角度が水平（０°）と±４５°方向に夫々結晶軸を有する３種類のフィルターを光軸方向に重ねて使用する場合、かなりのモアレ抑制効果があることが知られている。この場合、フィルターが最も薄くなる仕様としては水平
0004156775.tif 000002
0004156775.tif 000003
（ｍｍ）である。これは丁度ナイキスト限界に相当する周波数においてコントラストを零にする仕様である。これよりは数％乃至数十％程度薄くすると、ナイキスト限界に相当する周波数のコントラストガ少し出て来るが回折の影響により押えることが可能になる。
【００５６】
上記以外のフィルターの仕様は、例えば２枚重ねのフィルターや、１枚のフィルターの場合も含めて、前記条件（９）を満足すればよい。
【００５７】
条件（９）の上限の０．４５ｐを超えると光学的ローパスフィルターが厚くなりすぎて薄型化することが困難になる。下限の０．１５ｐより小さいとモアレの除去が不十分になる。この場合画素ピッチｐは５μｍ以下であることが望ましい。
【００５８】
もし、画素ピッチｐが４μｍ以下の場合は、次の条件（９−１）を満足すればよい。
（９−１）    ０．１３ｐ×１０3＜Ｔ（ＬＰＥ）＜０．４２ｐ×１０3
【００５９】
また、次の（Ａ）〜（Ｆ）の場合は夫々下記条件（９−Ａ）〜（９−Ｆ）を満足することが望ましい。
【００６０】
（Ａ）光学的ローパスフィルターが３枚重ねであってピッチｐが４μｍ≦ｐ＜５μｍの場合は次の条件（９−Ａ）を満足することが望ましい。
（９−Ａ）    ０．３ｐ×１０3＜Ｔ（ＬＰＦ）＜０．４ｐ×１０3
【００６１】
（Ｂ）光学的ローパスフィルターが２枚重ねであって４μｍ≦ｐ＜５μｍの場合は次の条件（９−Ｂ）を満足することが望ましい。
（９−Ｂ）    ０．２ｐ×１０3＜Ｔ（ＬＰＦ）＜０．２８ｐ×１０3
【００６２】
（Ｃ）光学的ローパスフィルターが１枚で４μｍ≦ｐ＜５μｍの時は下記条件（９−Ｃ）を満足することが望ましい。
（９−Ｃ）    ０．１ｐ×１０3＜Ｔ（ＬＰＦ）＜０．１６ｐ×１０3
【００６３】
（Ｄ）光学的ローパスフィルターが３枚重ねでｐ＜４μｍの時は、下記条件（９−Ｄ）を満足することが望ましい。
（９−Ｄ）    ０．２５ｐ×１０3＜Ｔ（ＬＰＦ）＜０．３７ｐ×１０3
【００６４】
（Ｅ）光学的ローパスフィルターが２枚重ねでｐ＜４μｍの時は、下記条件（９−Ｅ）を満足することが望ましい。
（９−Ｅ）    ０．１６ｐ×１０3＜Ｔ（ＬＰＦ）＜０．２５ｐ×１０3
【００６５】
（Ｆ）光学的ローパスフィルターが１枚でｐ＜４μｍの時は、下記条件（９−Ｆ）を満足することが望ましい。
（９−Ｆ）    ０．０８ｐ×１０3＜Ｔ（ＬＰＦ）＜０．１４ｐ×１０3
【００６６】
以上述べた本発明のズーム光学系を用い、その像面にＣＣＤ等の撮像素子を配置することにより、これを装着した電子撮像素子を構成することにより、本発明の目的を達成し得る電子撮像装置を実現し得る。
【００６７】
【発明の実施の形態】
次に本発明のズーム光学系の実施の形態を下記レンズデータを有する実施例をもとに説明する。
実施例１
0004156775.tif 000004
0004156775.tif 000005
【００６８】
実施例２
0004156775.tif 000006
0004156775.tif 000007
【００６９】
実施例３
0004156775.tif 000008
0004156775.tif 000009
【００７０】
実施例４
0004156775.tif 000010
0004156775.tif 000011
ただしｒ1 ，ｒ2 ，・・・ はレンズ各面の曲率半径、ｄ1 ，ｄ2 ，・・・ は各レンズの肉厚およびレンズ間隔、ｎ1 ，ｎ2 ，・・・ は各レンズの屈折率、ν1 ，ν2 ，・・・ は各レンズのアッベ数である。このデータ中、ｒ1 ，ｒ2 ，・・・ ｄ1 ，ｄ2 ，・・・ 等の長さの単位はmmである。
【００７１】
またデータや断面図中のＷ（∞）、Ｓ（∞）、Ｔ（∞）は夫々無限遠合焦時の広角端、中間焦点距離、望遠端を、Ｗ（１０）、Ｓ（１０）、Ｔ（１０）は夫々物体距離１０ｃｍに合焦した時の広角端、中間焦点距離、望遠端を、Ｗ（３０）、Ｓ（３０）、Ｔ（３０）は夫々物体距離３０ｃｍに合焦した時の広角端、中間焦点距離、望遠端を、Ｓ（５０）は物体距離５０ｃｍに合焦した時の中間焦点距離を、Ｔ（８０）は物体距離８０ｃｍに合焦した時の望遠端を示す。
【００７２】
実施例１のズーム光学系は、図１に示す通りの構成であって、負の屈折力を有する第１群Ｇ１と正の屈折力を有する第２群Ｇ２と正の屈折力を有する第３群Ｇ３とよりなり、広角端から望遠端への変倍を第２群Ｇ２と第３群Ｇ３との間隔が大になるように第１群Ｇ１と第２群Ｇ２を移動させることにより行なうものである。
【００７３】
また、第１群Ｇ１が、物体側より順に、負のメニスカスレンズと両凹レンズと正のメニスカスレンズにて構成され、第２群Ｇ２が、物体側より順に、両凸レンズと正のメニスカスレンズと負のメニスカスレンズとを接合したメニスカス形状の負の接合レンズとよりなり、第３群Ｇ３が正レンズよりなる。
【００７４】
この実施例１は、条件（１）〜（９）を満足する。
【００７５】
また、この実施例１のズーム光学系は、第３群Ｇ３を物体側へ繰り出すことによりフォーカシングを行なう。
【００７６】
図２は上記のフォーカシングを行なった時の一部を示すもので、例えば、図２の［Ｗ（３０）］に示すように広角端において、図１の［Ｗ（∞）］の状態より第３群Ｇ３を物体側へ約０．１２ｍｍ繰り出すことにより物体距離が３０ｃｍの物体にフォーカシングできる。また図２［Ｓ（５０）］に示すように、図１［Ｓ（∞）］に示す中間焦点距離にて無限遠物体にフォーカシングを行なった状態から第３群Ｇ３を物体側へ約０．２３ｍｍ繰り出すことにより物体距離５０ｃｍの物体にフォーカシングを行なうことが出来、更に図２の［Ｔ（８０）］に示すように望遠端において無限遠物体にフォーカシングを行なった状態［図１の［Ｔ（∞）］の状態］より第３群Ｇ３を物体側へ約０．４１ｍｍ繰り出すことにより物体距離８０ｃｍの物体に対してフォーカシングを行なうことが可能である。
【００７７】
またこの実施例１の光学系は、物体距離１０cmの至近距離の物体へのフォーカシングが可能である。例えば図１［Ｗ（∞）］、［Ｓ（∞）］、［Ｔ（∞）］の各状態より第１群Ｇ１を物体側へ１．３８６mm繰り出すことによって広角端〜望遠端のズーム領域において物体距離１０cmの至近距離へのフォーカシングを行なうことが可能である。
【００７８】
実施例２のズーム光学系は、図３に示す通りの構成で、正の第１群Ｇ１と正の第２群Ｇ２と負の第３群Ｇ３とよりなる。
【００７９】
実施例２の第１、第２、第３群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の構成は、いずれも実施例１と類似のレンズ構成である。
【００８０】
この実施例２は、条件（１）〜条件（９）を満足する。
【００８１】
この実施例２も第３群Ｇ３を物体側へ移動させることによって近距離の物体へのフォーカシングを行なう。例えば、図３に示す広角端［Ｗ（∞）］、中間焦点距離［Ｓ（∞）］、望遠端［Ｔ（∞）］における無限遠へフォーカシングを行なった状態より第３群Ｇ３を物体側へ夫々約０．１９mm、約０．６６mm、約１．３０mm物体側へ繰り出すことによりいずれも物体距離２０cmの物体にフォーカシングを行なうことが可能である。つまり図４に示す［Ｗ（２０）］、［Ｓ（２０）］、［Ｔ（２０）］が夫々広角端、中間焦点距離、望遠端において物体距離２０cmへフォーカシングを行なった時の状態を示す。
【００８２】
また実施例２の光学系は、図３の［Ｗ（∞）］、［Ｓ（∞）］、［Ｔ（∞）］に示す各状態より、第１群Ｇ１を物体側へ約１．０６mm繰り出すことにより至近距離の１０cmへのフォーカシングを行なうことができる。つまり無限遠物体にフォーカシングを行なった状態から第１群を物体側へ約１．０６mm繰り出すことによって、広角端から望遠端までの全変倍領域において１０cmの物体へのフォーカシングが可能である。
【００８３】
本発明の実施例３のズーム光学系は、図５に示す通りの構成であって、正の第１群と正の第２群と負の第３群とよりなり、各群のレンズ構成は、実施例１と類似の構成である。
【００８４】
この実施例３は、条件（１）〜（９）を満足する。
【００８５】
この実施例３の光学系は、前玉（第１群Ｇ１）を物体側へ繰り出すことによりフォーカシングを行なうものである。
【００８６】
つまりこの実施例３の光学系において、ズーミングの各状態において第１群Ｇ１によりフォーカシングが可能であり、広角端から望遠端の全変倍領域において、無限遠にフォーカシングを行なった状態より第１群Ｇ１を約１．１６mm物体側へ繰り出すことにより物体距離１０cmの至近距離にフォーカシングを行なうことが可能である。
【００８７】
図６は実施例３の光学系で１０cmの物体にフォーカシングを行なった時の図である。この図６において［Ｗ（１０）］、［Ｓ（１０）］、［Ｔ（１０）］は夫々広角端、中間焦点距離、望遠端において１０cmの物体にフォーカシングを行なったもので、図５の［Ｗ（∞）］、［Ｓ（∞）］、［Ｔ（∞）］の無限遠にフォーカシングを行なった時の状態より夫々第１群Ｇ１が約１．１６mm物体側へ移動したものである。
【００８８】
実施例４は図７に示す通りの構成で、負の屈折力の第１群Ｇ１と正の屈折力の第２群と正の屈折力の第３群とよりなり、第１群、第２群、第３群のレンズ構成はいずれも他の実施例と類似のものである。
【００８９】
また、この実施例４は条件（１）〜条件（９）を満足する。
【００９０】
この実施例４の光学系は、第３群Ｇ３を繰り出すことによりフォーカシングを行なうようにしたものである。
【００９１】
図８は、実施例４において第３群Ｇ３を繰り出すことにより３０cmの物体にフォーカシングを行なった時の状態を示す。つまり図８の［Ｗ（３０）］は図７の［Ｗ（∞）］の広角端において無限遠にフォーカシングを行なった状態から第３群Ｇ３を約０．１２mm物体側へ移動させて３０cmの物体にフォーカシングを行なった時の図であり、図８の［Ｓ（３０）］は、同様に図７の［Ｓ（∞）］の状態から第３群Ｇ３を物体側へ約０．４１mm移動させて３０cmの物体にフォーカシングを行なった時の図であり、図８の［Ｔ（∞）］は、図７の［Ｔ（∞）］の状態より第３群Ｇ３を物体側へ約０．８４mm移動させて３０cmの物体にフォーカシングを行なった時の図である。
【００９２】
上記実施例の断面図中、Ｆ１は近赤外カットコートをほどこした近赤外カットフィルター、Ｆ２は光学的ローパスフィルタである。ローパスフィルターＦ２については厚さ０．３ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍの３枚を接合した構成となっている。ＣはＣＣＤカバーガラスである。
【００９３】
上記実施例のうち実施例１、２はいずれも第８面（ｒ8 ）と第１４面（ｒ14）が、実施例３は第４面（ｒ4 ）、第８面（ｒ8 ）、第１４面（ｒ14）が、また実施例４は第４面（ｒ4 ）、第８面（ｒ8 ）、第１３面（ｒ13）が非球面である。
【００９４】
これら非球面の形状は、光軸方向をｘ軸、光軸と直角な方向をｙ軸としたとき次の式にて表わされる。
0004156775.tif 000012
【００９５】
上記式において、ｒは基準球面の曲率半径、ｋ、Ａ2 、Ａ4 、Ａ6 、・・・は非球面係数である。
【００９６】
図９は実施例１の収差状況を示す図である。この図より明らかなように本発明の光学系は、収差が良好に補正されており、またズーミングの際の収差変動も小さい。
【００９７】
また実施例１以外の実施例も同様に良好な結像性能を有する。
【００９８】
特許請求の範囲に記載する構成の光学系のほか次の各項に記載するものも本発明の目的を達成し得る。
【００９９】
（１）特許請求の範囲の請求項１又は２に記載する光学系で、変倍時第３群を固定したことを特徴とするズーム光学系。
【０１００】
（２）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）の項に記載する光学系で、第１群が物体側より順に、１枚又は２枚の負レンズと１枚の正レンズとよりなり、前記負レンズのうちの少なくとも１枚の負レンズが非球面を含むことを特徴とするズーム光学系。
【０１０１】
（３）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）又は（２）の項に記載する光学系で、第２群の最も物体側の負レンズおよび第３群の最も物体側の正レンズが下記条件（５）、（６）を満足することを特徴とするズーム光学系。
（５）  −０．３＜｛Ｒ（２１Ｆ）＋Ｒ（２１Ｒ）｝／｛Ｒ（２１Ｆ）−Ｒ（２１Ｒ）｝＜１
（６）  ０．５＜｛Ｒ（３１Ｆ）＋Ｒ（３１Ｒ）｝／｛Ｒ（３１Ｆ）−Ｒ（３１Ｒ）｝＜３
【０１０２】
（４）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）又は（２）の項に記載する光学系で、光学系の像面に撮像素子を配置して電子撮像装置に用いられるもので下記条件（７）、（８）を満足することを特徴とするズーム光学系。
（７）    ０．７＜Ｄ（１）／Ｙ＜１．５
（８）    ０．５＜Ｄ（２）／Ｙ＜１．３
【０１０３】
（５）特許請求の範囲の請求項１、２、３又は４あるいは前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の項に記載する光学系で、像面に撮像系が配置されており、前記撮像素子の物体側に波長６００ｎｍの光の透過率が８０％以上で、波長７００ｎｍの光の透過率が１０％以下である赤外シャープカットコートを有することを特徴とする電子撮像装置用ズーム光学系。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明によれば、構成枚数が少なくかつ機構が簡単で極めて薄型な電子撮像装置に適したズーム光学系を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学系の実施例１の無限遠合焦時の断面図
【図２】前記実施例１の近距離物体への合焦時の断面図
【図３】本発明の光学系の実施例２の無限遠合焦時の断面図
【図４】前記実施例２の近距離物体への合焦時の断面図
【図５】本発明の光学系の実施例３の無限遠合焦時の断面図
【図６】前記実施例３の近距離物体への合焦時の断面図
【図７】本発明の光学系の実施例４の無限遠合焦時の断面図
【図８】前記実施例４の近距離物体への合焦時の断面図
【図９】前記実施例１の無限遠合焦時の収差曲線図である。
【図１】
0004156775.tif 000013
【図２】
0004156775.tif 000014
【図３】
0004156775.tif 000015
【図４】
0004156775.tif 000016
【図５】
0004156775.tif 000017
【図６】
0004156775.tif 000018
【図７】
0004156775.tif 000019
【図８】
0004156775.tif 000020
【図９】
0004156775.tif 000021