JP2006098685A - ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学系の光路を反射光学部材で折り曲げる構成がとりやすく、５倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有する奥行き方向が極めて薄くコンパクトで安価なズームレンズ。 【解決手段】 複数のレンズ群Ｇ１〜Ｇ５を有するズームレンズにおいて、最も物体側にレンズ群Ｆ（Ｇ１）を有し、前記レンズ群Ｆ内に配置された第１の反射光学部材ＰＲによって第１の光路折り曲げを行い、レンズ群Ｆよりも像側に配置された第２の反射光学部材ＲＭによって第１の光路折り曲げとは異なる方向に第２の光路折り曲げを行い、レンズ群Ｆは変倍時に像面Ｉに対して略固定であるズームレンズ。
【選択図】 図９

Description

本発明は、ズームレンズ及びそれを用いた電子撮像装置に関し、特に、ズームレンズ等の光学系部分の工夫により奥行き方向を薄型化し、かつ、広角端から望遠端までの広い焦点距離域をカバーする高変倍化を実現した安価なビデオカメラやデジタルカメラを始めとする電子撮像装置に関するものである。

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。本発明においては、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きが薄く、使い勝手の良好な、広角端から望遠端までの広い焦点距離域をカバーする高変倍で安価なビデオカメラ、デジタルカメラを実現する技術を提供することをねらっている。

カメラの奥行き方向を薄くするのに最大の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。

しかし、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立ち上げるための時間がかかり、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・防塵上好ましくない。

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等の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。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、以降の光路はカメラボディの縦あるいは横方向に折り曲げ、奥行き方向の寸法を極力薄くしたものである。

加えて、現在のところ、本発明が注目するポータブルなカテゴリーのビデオカメラ、デジタルカメラにおいては、変倍比が３倍程度のものが主流であるが、５倍程度という高変倍比のものも期待されている。

しかしながら、変倍比を大きくすると、折り曲げズーム光学系を採用したとしても、変倍時に移動するレンズ群の移動量が大きくなりすぎるために、光路を折り曲げた方向での大型化が起こり、コンパクトな撮像装置が構成できなくなるという問題がある。

折り曲げ光学系を採用したズームレンズで５倍程度の変倍比を持つ例として、特許文献１に開示されているものがあるが、変倍比は５倍程度と大きいものの、十分コンパクトとは言えず、また、レンズ構成が６群構成と複雑であり、レンズ枚数も多く、コストが高いという欠点がある。

また、反射光学部材を設ける位置を最も物体側のレンズ群よりも後側のレンズ群あるいはレンズ群間として光路の折り曲げを行っているものとして、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等に開示されているものがある。しかし、入射面から光路折り曲げ用の反射光学部材までの距離が長いため、光路折り曲げ後の奥行き方向の厚さが余り薄くならないという問題がある。

加えて、上で述べた特許文献１のような最も物体側のレンズ群内に反射光学部材を設けて行う光路の折り曲げと、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５のような最も物体側のレンズ群よりも後側のレンズ群あるいはレンズ群間での光路の折り曲げとを単純に組み合わせても、必ずしも高変倍化・コンパクト化が図れる訳ではない。
特開２００４−３７９６７号公報 特開平１０−２０１９１号公報 特開２０００−１８７１５９号公報 特開２０００−１８７１６０号公報 特開２００２−１６９０８８号公報

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、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）をプリズム等の反射光学部材で折り曲げる構成がとりやすく、かつ、５倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有する奥行き方向が極めて薄くコンパクトで安価なズームレンズとそれを用いた電子撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のズームレンズは、複数のレンズ群を有するズームレンズにおいて、最も物体側にレンズ群Ｆを有し、前記レンズ群Ｆ内に配置された第１の反射光学部材によって第１の光路折り曲げを行い、前記レンズ群Ｆよりも像側に配置された第２の反射光学部材によって第１の光路折り曲げとは異なる方向に第２の光路折り曲げを行い、前記レンズ群Ｆは変倍時に像面に対して略固定であることを特徴とするものである。

以下に、本発明において上記構成をとる理由と作用を説明する。

このような構成にすると、最も物体側のレンズ群Ｆ内に配置された第１の反射光学部材によって第１の光路折り曲げを行うことで、奥行き方向の厚さの薄型化を可能とすると共に、さらにレンズ群Ｆよりも像側に配置された第２の反射光学部材によって第１の光路折り曲げとは異なる方向に第２の光路折り曲げを行うことで、第１の光路折り曲げによって折り曲げられた方向での大型化を防ぎ、コンパクトな撮像装置を実現することが可能である。

第１及び第２の光路折り曲げの方向は、例えば第１の光路折り曲げによってカメラボディの縦方向に折り曲げ、第２の光路折り曲げによってカメラボディの横方向に折り曲げてもよい。あるいは、第１の光路折り曲げによってカメラボディの横方向に折り曲げ、第２の光路折り曲げによってカメラボディの縦方向に折り曲げてもよい。

また、変倍時に最も物体側のレンズ群を像面に対して略固定とすることで、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・防塵上も好ましい構成となっている。

本発明のように光路を２回折り曲げる構成をとると、折り曲げスペースの確保のためにレンズ系全長が長くなりやすい。そのため、入射面から撮像面までの全体にわたって光線の高さを低く抑えることが難しくなる。そうすると鏡枠ユニットが大型化しやすいし、光路を折り曲げたときに周辺の光束がケラレやすくなり、画面の周辺光量不足が起こるというような問題も発生する。さらには、レンズ群Ｆ内の第１の折り曲げが不可能になることもある。

したがって、本発明では、さらに以下に述べるようにレンズ系全体がコンパクトになるような種々の工夫を施している。

第２の反射光学部材を配置するスペースについて、次の条件式を満たすようにするとよい。

（１） １．０＜Ｄ／ｆ_W ＜４．０
ただし、Ｄ ：第２の反射光学部材の直前の群と第２の反射光学部材の直後の群の間隔が 最小となるときの空気間隔、
ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
である。

上記の条件式（１）の上限の４．０を越えると、第２の反射光学部材を配置するためのスペースが大きくなりすぎるため、レンズ系の全長が長くなり、カメラが大型化する。条件式（１）の下限の１．０を越えると、第２の反射光学部材とその前後のレンズ群とが干渉してしまう。

なお、以下の条件を満たすと、さらによい。

（１’） １．３＜Ｄ／ｆ_W ＜３．５
さらに、以下の条件を満たすと、最もよい。

（１”） １．６＜Ｄ／ｆ_W ＜３．０
さらに、レンズ群Ｆよりも像側に、負のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で像側にあるように移動するレンズ群ＶＦと、レンズ群ＶＦより像側に位置し正のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で物体側にあるように移動するレンズ群ＶＲとを有することで、変倍作用をレンズ群ＶＦ及びレンズ群ＶＲの両方に持たせることができるようになり、高変倍比を実現することができる。このとき、変倍機能を効率的に行って小型化を確保するためには、レンズ群ＶＦのパワーに関して以下の条件式を満たすのがよい。

（２） ０．８＜｜ｆ₂ ／ｆ_W ｜＜４．０
ただし、ｆ₂ ：レンズ群ＶＦの焦点距離、
ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
である。

この条件式（２）の上限の４．０を越えると、レンズ群ＶＦのパワーが弱くなり過ぎるため、変倍のための移動量が大きくなる。そうすると、特に広角端でレンズ群ＶＦよりも像面側で光線高が上がりやすくなるので、第２の反射光学部材が大型化したり、第２の光路折り曲げができなくなったりする。その下限の０．８を越えると、レンズ群ＶＦの近軸結像倍率が小さくなり、やはり変倍のための移動量が大きくなるし、収差補正も困難になる。

なお、以下の条件を満たすと、さらによい。

（２’） １．０＜｜ｆ₂ ／ｆ_W ｜＜３．５
さらに、以下の条件を満たすと、最もよい。

（２”） １．２＜｜ｆ₂ ／ｆ_W ｜＜２．５
レンズ群ＶＦと同様な理由から、レンズ群ＶＲについても、以下の条件式を満たすのがよい。

（３） ０．８＜｜ｆ₄ ／ｆ_W ｜＜６．０
ただし、ｆ₄ ：レンズ群ＶＲの焦点距離、
ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
である。

なお、以下の条件を満たすと、さらによい。

（３’） ２．４＜｜ｆ₄ ／ｆ_W ｜＜５．５
さらに、以下の条件を満たすと、最もよい。

（３”） ４．０＜｜ｆ₄ ／ｆ_W ｜＜５．０
本発明のズームレンズは、最も物体側のレンズ群内の光線高をなるべく低くすることで、第１の光路折り曲げを成立させている。そのため、入射面にパワーの強い負レンズを配置することになるため、歪曲収差が発生しやすい。しかし、歪曲収差を許容すると、画角の割に入射光線高が低くなるために、最も物体側のレンズ群内の第１の光路折り曲げ用光学部材を小さくすることが可能である。そこで、本発明においては、意図的に樽型歪曲収差を発生させ、ズームレンズを通じて結像された像を電子撮像素子にて撮像して得られた画像データを加工して形状を変化させる機能を用いて、光学系で発生した歪曲収差による画像歪みを補正して観察できるようにするとよい。特に、カメラ等の電子撮像装置からすでに補正された形の画像データとして出力するのが理想的である。なお、光学系については略無限遠物点合焦時にズームレンズの歪曲収差に関して以下の条件式を満足するのがよい。

（４） ０．７５＜ｙ₀₇／（ｆ_w ・ tanω_07w ）＜０．９７
ただし、電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とすると、ｙ₀₇＝０．７ｙ₁₀、ω_07w は広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇ 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である。

この条件式（４）の上限の０．９７を越えて１前後の値のとき、歪曲収差が光学的に良好に補正されたことに相当するが、光学系の小型化を維持しながら広い視野角にわたって像として取り込むことが困難になる。下限の０．７５を越えると、光学系の歪曲収差による画像歪みを画像処理にて補正した場合、画角周辺部の放射方向への引き伸ばし倍率が高くなりすぎて、画像周辺部の鮮鋭度の劣化が目立つようになる。

なお、以下の条件を満たすと、さらによい。

（４’） ０．８０＜ｙ₀₇／（ｆ_w ・ tanω_07w ）＜０．９６
さらに、以下の条件を満たすと、最もよい。

（４”） ０．８５＜ｙ₀₇／（ｆ_w ・ tanω_07w ）＜０．９５
さて、次に最も物体側のレンズ群Ｆについて詳しく説明する。

まず、この群のパワーであるが、正パワーでも負パワーでも構わない。ただし、正パワーとした方が、Ｆ値を明るくしても開口絞り径が大きくなり難いため、レンズ系全体的に径方向が大きくなり難いし、球面収差を始めとする諸収差の補正が行いやすくなり、高変倍化したときの光学性能が確保しやすくなり、好ましい。

本発明の目的である小型化を実現するために、最も物体側のレンズ群Ｆ内で光路折り曲げを物理的に成立させ、第１の光路折り曲げ用の光学部材を小さく薄くし、レンズ群Ｆを構成する各光学エレメントの径やサイズの肥大化を避けるためには、入射瞳位置をできるだけ入射面から浅くすることが重要である。そのためには、レンズ群Ｆ内の構成を、物体側から順に、負レンズ成分、第１の光路折り曲げ用反射光学素子、正レンズ成分の構成とし、この負レンズ成分と正レンズ成分のパワーをできるだけ強くすることが必要である。このとき、以下の条件式を満足するようにするとよい。

（５） ０．８＜｜ｆ_1n／√（ｆ_w ×ｆ_t ）｜＜３．０
（６） ０．８＜ｆ_1p／√（ｆ_w ×ｆ_t ）＜３．０
ただし、ｆ_1n：レンズ群Ｆ内の負レンズ成分の焦点距離、
ｆ_1p：レンズ群Ｆ内の正レンズ成分の焦点距離、
ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
ｆ_t ：望遠端での全系焦点距離、
である。

条件式（５）、（６）共に上限値の３．０を越えると、入射瞳は深いままであり、レンズ群Ｆを構成する各光学エレメントの径やサイズが肥大化し、光路折り曲げが物理的に成立し難くなる。下限値の０．８を越えると、レンズ群Ｆ内の負レンズ成分とレンズ群Ｆ内の正レンズ成分のパワーが強くなりすぎ、両者の相対偏心による性能劣化の敏感度が大きくなってしまう。また、軸外収差が発生しやすくなり、補正が困難になる。

なお、少なくとも以下の何れか一方を満たすと、さらによい。

（５’） ０．９＜｜ｆ_1n／√（ｆ_w ×ｆ_t ）｜＜２．５
（６’） ０．９＜ｆ_1p／√（ｆ_w ×ｆ_t ）＜２．５
さらに、少なくとも以下の何れか一方を満たすと、最もよい。

（５”） １．０＜｜ｆ_1n／√（ｆ_w ×ｆ_t ）｜＜２．０
（６”） １．０＜ｆ_1p／√（ｆ_w ×ｆ_t ）＜２．０
入射瞳位置を浅くするためには、開口絞りまでの光学部品点数を極力少なくすることが必要である。それに、レンズ群Ｆ内の第１の光路折り曲げ用反射光学部材よりも物体側にレンズ枚数を増やすと、第１の光路折り曲げによって光路を折り曲げたときの奥行き方向の厚さが薄くならない。したがって、本発明の後記の実施例においては、レンズ群Ｆ内の負レンズ成分、及び、レンズ群Ｆ内の正レンズ成分は共に１枚の単レンズからなる構成としている。

レンズ群Ｆ内で発生する収差を補正するには、この群内の最も物体側の負レンズの像側面を凹面とし非球面を配するとよい。特に非点収差を補正するのに効果的である。また、この面の曲率を弱くすることができるので、製造誤差による性能劣化が少なくてすむし、光路を折り曲げたときの奥行き方向の厚さ短縮にも貢献する。

レンズ群Ｆのパワーに関しては、以下の条件式を満足するのがよい。

（７） １．５＜ｆ₁ ／ｆ_W ＜７．５
ただし、ｆ₁ ：レンズ群Ｆの焦点距離、
ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
である。

条件式（７）の上限の７．５を越えると、軸外収差や色収差の補正が困難になる。下限の１．５を越えると、レンズ群ＶＦの変倍時の近軸倍率が小さくなり、移動量の割に変倍率が少なくなりやすい。

なお、以下の条件を満たすと、さらによい。

（７’） ２．０＜ｆ₁ ／ｆ_W ＜６．５
さらに、以下の条件を満たすと、最もよい。

（７”） ３．０＜ｆ₁ ／ｆ_W ＜５．５
レンズ群Ｆ内の第１の光路折り曲げ用反射光学部材はプリズムとしてもミラーとしても構わないが、プリズムを採用する方が奥行きを短縮する上で最も有利である。プリズム媒質のｄ線に対する屈折率は高い方が好ましく、１．７０以上がよく、１．８０以上ならばより好ましい。なお、本発明の後記の実施例としては、最も物体側のレンズ群Ｆ内を、物体側から順に、負レンズ、プリズムとして構成しているが、プリズムの入射面に球面又は非球面からなる負の屈折面を設けたパワープリズムとして、独立した負レンズ成分をプリズム入射面よりも物体側に配置しなくてもよい。

次に、レンズ群ＶＦに関して詳述する。

レンズ群Ｆと同様に、レンズ群ＶＦも、入射瞳位置を浅くするために開口絞りまでの部品点数を最小にすることが望ましい。開口絞りまでの部品点数を最小にしながら負の屈折力を確保するために、本発明の後記の実施例では、２枚の負レンズと１枚の正レンズの３枚構成としている。レンズ群ＶＦは変倍を担うレンズ群であるため、大きな負のパワーを有しており、２枚の負レンズを配置して負パワーを分散させている。最小限の枚数の中で負のパワーを確保するために、レンズ群ＶＦ内の最も物体側の負レンズは両凹レンズとしている。さらに、正レンズを１枚配置させることで、ペッツバール和の悪化を防ぎ、軸外の諸収差を補正している。また、何れかの負レンズと正レンズを接合レンズとしてもよい。これは色収差補正に有効である。接合される正レンズとして、アッベ数が７０以上の硝材を用いると、効果的に色収差補正ができる。アッベ数が８０以上であるとより望ましい。

前述したように、レンズ群ＶＦは変倍を担うレンズであるためパワーが強く、変倍時に収差の変動が大きくなりやすい。したがって、全変倍域で良好な性能を保つためには、レンズ群ＶＦ内で収差を取り去っておく必要がある。そのためには、レンズ群ＶＦ内の最も物体側の負レンズの像側凹面を非球面とするとよい。特に非点収差の補正に効果的である。

次に、レンズ群ＶＲについて詳述する。

レンズ群ＶＲには、正のパワーを持たせ、広角端よりも望遠端で物体側にあるように移動することで、変倍の機能を持たせている。しかしながら、本発明のような折り曲げ光学系では、レンズ群ＶＲよりも物体側にあるレンズ群の合成系による像点、つまりレンズ群ＶＲ以後の合成系に対する物点が被写体側に遠くなりやすく、そのためにレンズ群ＶＲ以降の合成系の倍率が小さくなりがちで、レンズ群ＶＲの移動の割に倍率が稼ぎ難くなりやすい。そこで、後記の実施例では、レンズ群ＶＲのパワーをできるだけ強くかつ主点をできるだけ物体側に位置するように、レンズ群ＶＲの内部構成は、物体側から正、正、負という構成にしている。収差補正上は、この中の正レンズと負レンズを接合レンズとするとよい。このようにすると、軸上及び軸外の色収差を効果的に補正できる。また、この群内を構成するレンズの何れかの面に非球面を１面以上配置すると、球面収差及びコマ収差補正に有効である。

さらに、レンズ群ＶＦとレンズ群ＶＲに関して、次の条件式を満たすようにするとよい。

（８） １．２＜β_VF＜６．５
（９） １．２＜β_VR＜６．５
ただし、β_VF：（レンズ群ＶＦの望遠端での倍率）／（レンズ群ＶＦの広角端での倍率） 、
β_VR：（レンズ群ＶＲの望遠端での倍率）／（レンズ群ＶＲの広角端での倍率） 、
である。

条件式（８）について説明すると、上限の６．５を越えると、レンズ群ＶＦの変倍時の負担が大きくなりすぎ、レンズ群ＶＦ内で発生する収差が過大になり補正をするのが困難になる。下限の１．２を越えると、レンズ群ＶＦの変倍作用が弱くなるためレンズ群ＶＲの変倍時の負担が大きくなりすぎ、レンズ群ＶＲ内で発生する収差が過大になり補正をするのが困難になる。また、特に広角端でレンズ群ＶＦよりも像面側の光線高が上がりやすくなるので、第２の反射光学部材が大型化したり、第２の光路折り曲げができなくなったりする。

条件式（９）については、上限の６．５を越えると、レンズ群ＶＲの変倍時の負担が大きくなりすぎ、レンズ群ＶＲ内で発生する収差が過大になり補正をするのが困難になる。下限の１．２を越えると、レンズ群ＶＲの変倍作用が弱くなるため、レンズ群ＶＦの変倍時の負担が大きくなりすぎ、レンズ群ＶＦ内で発生する収差が過大になり補正をするのが困難になる。

なお、少なくとも以下の何れか一方を満たすと、さらによい。

（８’） １．６＜β_VF＜５．５
（９’） １．６＜β_VR＜５．５
さらに、少なくとも以下の何れか一方を満たすと、最もよい。

（８”） ２．０＜β_VF＜４．５
（９”） ２．０＜β_VR＜４．５
さらに、光学系の性能を確保するために、レンズ群ＶＲよりも像側にレンズ群Ｒを配置してもよい。レンズ群Ｒには、電子撮像素子に入射する光線の角度を適切にする役割を与えることができる。この群は正のパワーとしてもよいし、負のパワーとしてもいい。負のパワーにすると、レンズ全系での光線高を低くすることができるので、折り曲げたときの奥行き方向の厚みを小さくしても周辺の光束がケラレ難くなり、画面周辺の光量を確保することができる。収差補正の自由度を大きくするために、変倍時に可動とさせてもよいが、電子撮像素子に入射する光線の角度を適切にする役割という点では、変倍時に像面に対して略固定としてもよい。

レンズ群Ｒのパワーに関しては、次の条件式を満足させるとよい。

（１０） ０．６＜｜ｆ₅ ／ｆ_W ｜＜２０
（１１） ０．１＜｜ｆ₅ ／ｆ_t ｜＜６．０
ただし、ｆ₅ ：レンズ群Ｒの焦点距離、
ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
ｆ_t ：望遠端での全系焦点距離、
である。

レンズ群Ｒはフォーカシング群として用いることも可能であるが、条件式（１０）及び（１１）の上限のそれぞれ２０、６．０を越えると、第５群（レンズ群Ｒ）をフォーカシング群として用いるときに、無限遠から近接物点までの合焦時の移動量が大きくなり、コンパクト化に反する。下限のそれぞれ０．６、０．１を越えると、軸外光線が電子撮像素子上に結像する入射角度が大きくなるため、ＣＣＤ等の電子撮像素子に特有の画面周辺部での明るさの陰り（シェーディング）が発生しやすくなる。

なお、少なくとも以下の何れか一方を満たすと、さらによい。

（１０’） １．３＜｜ｆ₅ ／ｆ_W ｜＜１５．０
（１１’） ０．４＜｜ｆ₅ ／ｆ_t ｜＜４．０
さらに、少なくとも以下の何れか一方を満たすと、最もよい。

（１０”） ２．０＜｜ｆ₅ ／ｆ_W ｜＜１０．０
（１１”） ０．７＜｜ｆ₅ ／ｆ_t ｜＜２．０
光路を折り曲げての薄型化をより一層効果的に行うためには、レンズ群ＶＦとレンズ群ＶＲの間に正のパワーを有するレンズ群Ｍを配置するとよい。レンズ群Ｍには、正のパワーを持たせるとよい。そうすると、後続するレンズ群での光線高を低く抑えることができるので、光路を折り曲げたときの奥行き方向の厚みを薄くしても周辺光束のケラレが少なくてすみ、画面周辺での光量落ちを小さくすることができる。この群の作用は、主に後続するレンズ群の光線高を下げる作用であるので、１枚の正レンズで構成されていれば十分である。もちろん、２枚以上のレンズで構成して積極的に収差補正に活用してもよいが、コストが高くなるし、スペース的にも不利になる。また、レンズ群Ｍを正の単レンズで構成したときは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状にするとよい。そうすると、主点を物体側に近づけることができるため、レンズ群Ｍ及びそれに後続するレンズ群での近軸結像倍率を大きくしやすくなる。変倍時には像面に対して略固定とすると、レンズを駆動させるアクチュエータ等の部品点数を削減できるので、スペース面、コスト面で利点があるが、移動できるようにしてもよい。

次に、開口絞りについて言及する。

開口絞りを配置する位置としては、レンズ群ＶＦとレンズ群ＶＲの間に配置するのがよい。ここに配置すると、開口径が大きくなり難いし、光線高が比較的低くなる場所なので、シャッターアクチュエーターや絞り羽根の退避スペースを確保しやすい。

また、開口絞りは位置固定としてもよいし、あるいは、ある移動レンズ群と一体で移動させてもよい。本発明の後記の実施例においては、開口絞りを像面に対して略固定とする構成としている。こうすると、絞り・シャッターアクチュエータ等の部材が移動するためのスペースが不要であるため、鏡枠ユニットにデッドスペースができ難く、レンズ駆動用のアクチュエータ等の他部材を配置するためのスペースが確保しやすい。あるいは、絞りを移動群と一体として広角端で望遠端よりも物体側にあるように移動させてもよい。例えば、レンズ群Ｍやレンズ群ＶＲと一体として変倍時可動とすることもできる。このようにすると、広角端では絞りを物体側に移動させて入射瞳位置をより浅くすることができるため、最も物体側のレンズ群Ｆ内での光線高を低く抑え、光路の折り曲げを容易にすると共に、前玉系の大型化を防ぐことがより効果的に行える。

以上のようなレンズ構成をとることで、最も物体側のレンズ群Ｆでの光線高が低くできるため、レンズ群Ｆ内での第１の光路折り曲げが可能になるし、レンズ群ＶＲよりも像面側では、軸上、軸外の光線共に光軸となす角度が小さくなりやすいため、光線高が高くなり難く、第２の光路折り曲げ用反射光学部材が小さく薄くなり、２度の折り曲げを行うのに好適である。第２の反射光学部材による第２の光路折り曲げは、電気基板、電池、ストロボ等の部品配置等、カメラ筐体内のレイアウトや、カメラのデザイン等を考慮して最適な位置で行えばよいのであるが、開口絞りよりも像面側で行うのが好ましい。上でも述べた通り、開口絞りよりも像面側では光線高が高くなり難いので、第２の反射光学部材を小さく薄くしやすいからである。また、開口絞りよりも物体側に第２の光路折り曲げのためのスペースを確保しようとすると、最も物体側のレンズ群Ｆから開口絞りまでの距離が長くなるため、入射瞳を浅くすることが困難になり、レンズ群Ｆ内での第１の光路折り曲げが困難になったり、前玉径が巨大化したりする。その点からも、第２の光路折り曲げは開口絞りよりも像面側で行うのがよい。また、第２の光路折り曲げ用の反射光学部材は、レンズ群とレンズ群の間のスペースではなく、レンズ群の内部に配置しても構わない。この第２の光路折り曲げ用反射光学部材は、ミラーとしてもプリズムとしてもよいし、プリズムとした場合は、入射面又は射出面に球面あるいは非球面を設けたパワープリズムとしてもよい。

フォーカシングについて言及する。

本発明の目的上、最も物体側のレンズ群Ｆは固定とするのがよく、また、本発明の構成では、変倍時にレンズ群ＶＦの近軸結像倍率が−1 倍を挟みやすい。したがって、フォーカシングはレンズ群ＶＦよりも像面側に位置するレンズ群又はレンズ群の一部で行うのが好ましい。何れのレンズ群でフォーカシングを行ってもよいが、変倍時に移動する群をフォーカス群として用いると、変倍レンズ群駆動用のアクチュエータをフォーカシング駆動用として併用できるため、フォーカシング駆動のためのアクチュエータを別に用意しなくてもすみ、スペース及びコスト面で有利である。

ところで、本発明のズームレンズは、以下の条件式を満足することが望ましい。

（１２） ３．５＜ｆ_t ／ｆ_W ＜１０．０
ただし、ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
ｆ_t ：望遠端での全系焦点距離、
である。

この条件式（１２）の上限の１０．０を越えると、変倍比が大きくなり変倍時に移動するレンズ群の移動量が大きくなりすぎるために、コンパクトな撮像装置が構成できなくなる。下限の３．５を越えると、本発明よりも簡素な構成でも、目的を達成し得る。

なお、以下の条件を満たすと、さらによい。

（１２’） ４．０＜ｆ_t ／ｆ_W ＜８．０
さらに、以下の条件を満たすと、最もよい。

（１２”） ４．５＜ｆ_t ／ｆ_W ＜６．０

以上説明したように、本発明により、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）をプリズム等の反射光学部材で折り曲げる構成がとりやすく、かつ、５倍程度の高変倍比で、高い光学性能を有する奥行き方向が極めて薄いコンパクトで安価なズームレンズを提供することができる。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜２について説明する。実施例１の無限遠物点合焦時の広角端、中間状態、望遠端でのレンズ断面図をそれぞれ図１〜図３に示す。また、実施例２の無限遠物点合焦時の同様のレンズ断面図をそれぞれ図４〜図６に示す。各図中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、絞りはＳ、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、第５レンズ群はＧ５、第２の反射光学部材としてのミラー（平面鏡）はＲＭ、光学的ローパスフィルターはＬＦ、電子撮像素子であるＣＣＤのカバーガラスはＣＧ、ＣＣＤの像面はＩで示してある。なお、図１〜図６においては、第１レンズ群中Ｇ１中に配置される第１の反射光学部材としての光路折り曲げプリズムは、光路を展開した平行平板Ｐとして示してあり、反射面は示していない。なお、近赤外シャープカットコートについては、例えば光学的ローパスフィルターＬＦに直接コートを施こしてもよく、また、別に赤外カット吸収フィルターを配置してもよく、あるいは、透明平板の入射面に近赤外シャープカットコートしたものを用いてもよい。

実施例１では、図１〜図３に示すように、物体側から順に、正のパワーを有し変倍時固定の第１レンズ群Ｇ１、負のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で像側にあるように、広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第２レンズ群Ｇ２、変倍時固定の開口絞りＳ、正のパワーを有し変倍時固定の第３レンズ群Ｇ３、正のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で物体側にあるように、広角端から望遠端にかけて物体側へ移動する第４レンズ群Ｇ４、正のパワーを有し広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第５レンズ群Ｇ５の構成とし、第１の光路折り曲げを第１レンズ群Ｇ１内に配置したプリズムで行い、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３群の間に配置した固定のミラーＲＭで第２の光路折り曲げを行うようにしている。なお、第２の光路折り曲げはプリズムで行ってもよい。第１の光路折り曲げでカメラの縦方向に光路を折り曲げ、第２の光路折り曲げでカメラの横方向に光路を折り曲げている。フォーカシングは、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、あるいは、第５レンズ群Ｇ５で行える。

各レンズ群の構成は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、光路折り曲げプリズムＰと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズ２枚と、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚からなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズとからなり、第５レンズ群Ｇ５は、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の両凹負レンズの像側の面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面の４面に用いられている。

実施例２では、図４〜図６に示すように、物体側から順に、正のパワーを有し変倍時固定の第１レンズ群Ｇ１、負のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で像側にあるように、広角端から望遠端にかけて像側へ移動する第２レンズ群Ｇ２、変倍時固定の開口絞りＳ、正のパワーを有し変倍時固定の第３レンズ群Ｇ３、正のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で物体側にあるように、広角端から望遠端にかけて物体側へ移動する第４レンズ群Ｇ４、正のパワーを有し広角端から望遠端にかけて像側へ凹状の軌跡に沿って移動し、望遠端では広角端より像側に位置する第５レンズ群Ｇ５の構成とし、第１の光路折り曲げを第１レンズ群Ｇ１内に配置したプリズムで行い、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間に配置した固定のミラーＲＭで第２の光路折り曲げを行うようにしている。なお、第２の光路折り曲げはプリズムで行ってもよい。第１の光路折り曲げでカメラの縦方向に光路を折り曲げ、第２の光路折り曲げでカメラの横方向に光路を折り曲げている。フォーカシングは第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、あるいは、第５レンズ群Ｇ５で行える。

各レンズ群の構成は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、光路折り曲げプリズムＰと、両凸正レンズとからなり、第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズ２枚と、両凸正レンズとからなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ１枚からなり、第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズとからなり、第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像側の面、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の両凹負レンズの像側の面、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面の４面に用いられている。

以下に、上記各実施例の数値データを示すが、記号は上記の外、ｆは全系焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、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、ｎ_d1、ｎ_d2…は各レンズのｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…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。

ｘ＝（ｙ² ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）² ｝^1/2 ］
＋Ａ₄ ｙ⁴ ＋Ａ₆ ｙ⁶ ＋Ａ₈ ｙ⁸ ＋Ａ₁₀ｙ¹⁰
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄ 、Ａ₆ 、Ａ₈ はそれぞれ４次、６次、８次の、１０次の非球面係数である。

実施例１
ｒ₁ = 443.279 ｄ₁ = 1.00 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78
ｒ₂ = 16.898 （非球面） ｄ₂ = 1.80
ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 10.40 ｎ_d2 =1.83400 ν_d2 =37.16
ｒ₄ = ∞ ｄ₄ = 0.10
ｒ₅ = 38.693 ｄ₅ = 3.00 ｎ_d3 =1.74320 ν_d3 =49.34
ｒ₆ = -19.138 ｄ₆ = （可変）
ｒ₇ = -15.765 ｄ₇ = 1.00 ｎ_d4 =1.80610 ν_d4 =40.71
ｒ₈ = 22.393 （非球面） ｄ₈ = 0.84
ｒ₉ = -201.091 ｄ₉ = 1.00 ｎ_d5 =1.80610 ν_d5 =40.92
ｒ₁₀= 11.885 ｄ₁₀= 0.15
ｒ₁₁= 14.116 ｄ₁₁= 1.99 ｎ_d6 =1.84666 ν_d6 =23.78
ｒ₁₂= -40.776 ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= ∞（絞り） ｄ₁₃= 5.00
ｒ₁₄= ∞（反射面） ｄ₁₄= 5.00
ｒ₁₅= 24.015 ｄ₁₅= 3.00 ｎ_d7 =1.48749 ν_d7 =70.23
ｒ₁₆= 122.275 ｄ₁₆= （可変）
ｒ₁₇= 13.611 （非球面） ｄ₁₇= 4.00 ｎ_d8 =1.48749 ν_d8 =70.23
ｒ₁₈= -33.003 （非球面） ｄ₁₈= 3.79
ｒ₁₉= 8.449 ｄ₁₉= 2.00 ｎ_d9 =1.43875 ν_d9 =94.93
ｒ₂₀= 18.766 ｄ₂₀= 1.10 ｎ_d10=1.80518 ν_d10=25.43
ｒ₂₁= 6.561 ｄ₂₁= （可変）
ｒ₂₂= -22.273 ｄ₂₂= 1.07 ｎ_d11=1.84666 ν_d11=23.78
ｒ₂₃= -38.737 ｄ₂₃= 1.81
ｒ₂₄= 15.731 ｄ₂₄= 2.20 ｎ_d12=1.49700 ν_d12=81.54
ｒ₂₅= -27.349 ｄ₂₅= （可変）
ｒ₂₆= ∞ ｄ₂₆= 0.76 ｎ_d13=1.54771 ν_d13=62.84
ｒ₂₇= ∞ ｄ₂₇= 0.55
ｒ₂₈= ∞ ｄ₂₈= 0.50 ｎ_d14=1.51633 ν_d14=64.14
ｒ₂₉= ∞ ｄ₂₉= 1.00
ｒ₃₀= ∞（像面）
非球面係数
第２面
Ｋ = 0.926
Ａ₄ = 3.65999×10^-5
Ａ₆ = -1.59844×10^-7
Ａ₈ = 1.04955×10^-8
Ａ₁₀= -1.31398×10^-10
第８面
Ｋ = -2.087
Ａ₄ = -1.70092×10^-4
Ａ₆ = -3.06972×10^-7
Ａ₈ = -2.40346×10^-8
Ａ₁₀= 7.41918×10^-10
第１７面
Ｋ = -0.310
Ａ₄ = -5.25541×10^-5
Ａ₆ = -7.81138×10^-7
Ａ₈ = -1.09903×10^-8
Ａ₁₀= 0
第１８面
Ｋ = 0.000
Ａ₄ = 1.68767×10^-5
Ａ₆ = -1.18091×10^-6
Ａ₈ = -1.08603×10^-8
Ａ₁₀= 1.35500×10^-10
ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 6.460 14.440 31.000
Ｆ_NO 3.60 4.82 5.53
ｄ₆ 1.00 9.77 18.67
ｄ₁₂ 18.67 9.90 1.00
ｄ₁₆ 9.65 3.17 1.00
ｄ₂₁ 2.50 12.95 17.27
ｄ₂₅ 7.07 3.10 0.94 。

実施例２
ｒ₁ = 9484.771 ｄ₁ = 1.00 ｎ_d1 =1.84666 ν_d1 =23.78
ｒ₂ = 21.472 （非球面） ｄ₂ = 1.80
ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 10.40 ｎ_d2 =1.83400 ν_d2 =37.16
ｒ₄ = ∞ ｄ₄ = 0.10
ｒ₅ = 41.426 ｄ₅ = 3.18 ｎ_d3 =1.74320 ν_d3 =49.34
ｒ₆ = -18.992 ｄ₆ = （可変）
ｒ₇ = -18.723 ｄ₇ = 1.00 ｎ_d4 =1.80610 ν_d4 =40.71
ｒ₈ = 9.372 （非球面） ｄ₈ = 1.91
ｒ₉ = -20.685 ｄ₉ = 1.07 ｎ_d5 =1.80610 ν_d5 =40.92
ｒ₁₀= 635.707 ｄ₁₀= 0.10
ｒ₁₁= 39.589 ｄ₁₁= 2.06 ｎ_d6 =1.84666 ν_d6 =23.78
ｒ₁₂= -21.780 ｄ₁₂= （可変）
ｒ₁₃= ∞（絞り） ｄ₁₃= 1.01
ｒ₁₄= 28.468 ｄ₁₄= 2.52 ｎ_d7 =1.80610 ν_d7 =40.92
ｒ₁₅= 118.663 ｄ₁₅= （可変）
ｒ₁₆= 28.871 （非球面） ｄ₁₆= 5.00 ｎ_d8 =1.48749 ν_d8 =70.23
ｒ₁₇= -11.414 （非球面） ｄ₁₇= 0.10
ｒ₁₈= 1849.026 ｄ₁₈= 1.48 ｎ_d9 =1.72916 ν_d9 =54.68
ｒ₁₉= -33.641 ｄ₁₉= 1.10 ｎ_d10=1.80518 ν_d10=25.43
ｒ₂₀= 35.506 ｄ₂₀= （可変）
ｒ₂₁= ∞（反射面） ｄ₂₁= （可変）
ｒ₂₂= 14.028 ｄ₂₂= 0.80 ｎ_d11=1.84666 ν_d11=23.78
ｒ₂₃= 6.567 ｄ₂₃= 0.16
ｒ₂₄= 6.982 ｄ₂₄= 2.90 ｎ_d12=1.72916 ν_d12=54.68
ｒ₂₅= 93.363 ｄ₂₅= （可変）
ｒ₂₆= ∞ ｄ₂₆= 0.76 ｎ_d13=1.54771 ν_d13=62.84
ｒ₂₇= ∞ ｄ₂₇= 0.55
ｒ₂₈= ∞ ｄ₂₈= 0.50 ｎ_d14=1.51633 ν_d14=64.14
ｒ₂₉= ∞ ｄ₂₉= 1.00
ｒ₃₀= ∞（像面）
非球面係数
第２面
Ｋ = 1.748
Ａ₄ = 5.42850×10^-5
Ａ₆ = 1.60485×10^-7
Ａ₈ = 5.72772×10^-10
Ａ₁₀= 1.54234×10^-11
第８面
Ｋ = -0.769
Ａ₄ = -1.73713×10^-4
Ａ₆ = 1.43381×10^-6
Ａ₈ = -6.28482×10^-8
Ａ₁₀= 1.23906×10^-9
第１６面
Ｋ =-10.741
Ａ₄ = -2.36898×10^-4
Ａ₆ = -2.98324×10^-6
Ａ₈ = -1.16695×10^-7
Ａ₁₀= 0
第１７面
Ｋ = 0.000
Ａ₄ = -8.67559×10^-5
Ａ₆ = -1.50524×10^-6
Ａ₈ = -9.02808×10^-8
Ａ₁₀= 8.16542×10^-10
ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ ＴＥ
ｆ (mm) 6.460 13.870 31.001
Ｆ_NO 3.64 3.99 4.43
ｄ₆ 1.00 10.93 18.86
ｄ₁₂ 18.86 8.94 1.00
ｄ₁₅ 8.44 4.11 2.07
ｄ₂₀ 6.80 11.13 13.07
ｄ₂₁ 10.49 9.60 11.40
ｄ₂₅ 1.91 2.80 1.10 。

以上の実施例１〜２の無限遠物点合焦時の収差図をそれぞれ図７、図８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、“ＦＩＹ”は最大像高を示す。

次に、上記各実施例における条件式（１）〜（１２）の値を示す。

条件式 実施例１ 実施例２
（１） 1.70 2.68
（２） 2.11 1.69
（３） 4.82 4.28
（４） 0.92 0.93
（５） 1.47 1.80
（６） 1.25 1.27
（７） 4.77 4.32
（８） 2.55 3.16
（９） 2.70 3.97
（１０） 4.28 5.09
（１１） 0.89 1.06
（１２） 4.80 4.80 。

以上のような本発明のズームレンズは、像面Ｉに例えば水平方向を長辺とする横長の長方形の画面を撮像するＣＣＤ４９を電子撮像素子として配置して撮像する場合、図９に実施例１の場合の斜視図を示すように、第１レンズ群Ｇ１中に配置された直角プリズムＰＲで、ＣＣＤ４９の短辺方向（縦方向）に折り曲げ、次いで、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間に配置されたミラー（平面鏡）ＲＭ（又は、直角プリズム）で長辺方向（横方向）へ折り曲げるようにして使用することができる。その代わりに、直角プリズムＰＲで長辺方向（横方向）へ折り曲げ、次いで、ミラー（平面鏡）ＲＭ（又は、直角プリズム）で短辺方向（縦方向）に折り曲げるようにしてもよい。

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。

図１０〜図１２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４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図１０はデジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１１は同後方斜視図、図１２はデジタルカメラ４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系４１、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４１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ＬＦを介してＣＣＤ４９の撮像面上に形成される。なお、図１２では、ミラーＲＭ、第３レンズ群Ｇ３〜第５レンズ群Ｇ５、光学的ローパスフィルターＬＦ、ＣＣＤのカバーガラスＣＧは、ＣＣＤ４９の背後に隠れるように、ミラーＲＭで光路が図面の手前側へ折り曲げられている。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５１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４７に表示される。また、この処理手段５１には記録手段５２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５２は処理手段５１と別体に設けてもよいし、フロッピー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、ＣＣＤ４９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。

さらに、ファインダー用光路４４上にはファインダー用対物光学系５３が配置してある。このファインダー用対物光学系５３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５５の視野枠５７上に形成される。このポリプリズム５５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５９が配置されている。なお、撮影光学系４１及びファインダー用対物光学系５３の入射側、接眼光学系５９の射出側にそれぞれカバー部材５０が配置されている。

このように構成されたデジタルカメラ４０は、撮影光学系４１が５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。

なお、図１２の例では、カバー部材５０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。

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でのレンズ断面図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の中間状態でのレンズ断面図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の望遠端でのレンズ断面図である。 本発明のズームレンズの実施例２の無限遠物点合焦時の広角端でのレンズ断面図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の中間状態でのレンズ断面図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の望遠端でのレンズ断面図である。 実施例１の無限遠物点合焦時の収差図である。 実施例２の無限遠物点合焦時の収差図である。 光路の折り曲げ方向の例を示すための実施例１のズームレンズの斜視図である。 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１０のデジタルカメラの後方斜視図である。 図１０のデジタルカメラの断面図である。

符号の説明

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
Ｇ５…第５レンズ群
Ｐ…平行平板（光路折り曲げプリズム）
Ｓ…開口絞り
ＲＭ…ミラー（平面鏡）
ＬＦ…光学的ローパスフィルター
ＣＧ…カバーガラス
Ｉ…像面
ＰＲ…光路折り曲げプリズム
Ｅ…観察者眼球
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４３…ファインダー光学系
４４…ファインダー用光路
４５…シャッター
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
４９…ＣＣＤ
５０…カバー部材
５１…処理手段
５２…記録手段
５３…ファインダー用対物光学系
５５…ポロプリズム
５７…視野枠
５９…接眼光学系

Claims (14)

1. 複数のレンズ群を有するズームレンズにおいて、最も物体側にレンズ群Ｆを有し、前記レンズ群Ｆ内に配置された第１の反射光学部材によって第１の光路折り曲げを行い、前記レンズ群Ｆよりも像側に配置された第２の反射光学部材によって第１の光路折り曲げとは異なる方向に第２の光路折り曲げを行い、前記レンズ群Ｆは変倍時に像面に対して略固定であることを特徴とするズームレンズ。
2. 次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
   （１） １．０＜Ｄ／ｆ_W ＜４．０
   ただし、Ｄ ：第２の反射光学部材の直前の群と第２の反射光学部材の直後の群の間隔が 最小となるときの空気間隔、
   ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
   である。
3. 前記レンズ群Ｆよりも像側に、負のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で像側にあるように移動するレンズ群ＶＦと、前記レンズ群ＶＦより像側に位置し正のパワーを有し変倍時に広角端よりも望遠端で物体側にあるように移動するレンズ群ＶＲと、前記レンズ群ＶＦと前記レンズ群ＶＲとの間に位置する開口絞りとを有し、次の条件式を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズ。
   （２） ０．８＜｜ｆ₂ ／ｆ_W ｜＜４．０
   （３） ０．８＜｜ｆ₄ ／ｆ_W ｜＜６．０
   ただし、ｆ₂ ：レンズ群ＶＦの焦点距離、
   ｆ₄ ：レンズ群ＶＲの焦点距離、
   ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
   である。
4. 前記レンズ群ＶＲより像側に正又は負のパワーを有するレンズ群Ｒを有することを特徴とする請求項３記載のズームレンズ。
5. 前記レンズ群ＶＦと前記レンズ群ＶＲとの間に正のパワーを有するレンズ群Ｍが配置されていることを特徴とする請求項３又は４記載のズームレンズ。
6. 前記レンズ群Ｆは、物体側から順に、負レンズ成分、第１の反射光学部材、正レンズ成分で構成され、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載のズームレンズ。
   （５） ０．８＜｜ｆ_1n／√（ｆ_w ×ｆ_t ）｜＜３．０
   （６） ０．８＜ｆ_1p／√（ｆ_w ×ｆ_t ）＜３．０
   ただし、ｆ_1n：レンズ群Ｆ内の負レンズ成分の焦点距離、
   ｆ_1p：レンズ群Ｆ内の正レンズ成分の焦点距離、
   ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
   ｆ_t ：望遠端での全系焦点距離、
   である。
7. 前記レンズ群Ｆ内の負レンズ成分及び正レンズ成分は、それぞれ単レンズからなることを特徴とする請求項６記載のズームレンズ。
8. 前記レンズ群Ｆ内の最も物体側の負レンズ成分の像側面は、非球面を有する凹面であることを特徴とする請求項６又は７記載のズームレンズ。
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の何れか１項記載のズームレンズ。
   （７） １．５＜ｆ₁ ／ｆ_W ＜７．５
   ただし、ｆ₁ ：レンズ群Ｆの焦点距離、
   ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
   である。
10. 次の条件式を満たすことを特徴とする請求項３〜９の何れか１項記載のズームレンズ。
    （８） １．２＜β_VF＜６．５
    （９） １．２＜β_VR＜６．５
    ただし、β_VF：（レンズ群ＶＦの望遠端での倍率）／（レンズ群ＶＦの広角端での倍率） 、
    β_VR：（レンズ群ＶＲの望遠端での倍率）／（レンズ群ＶＲの広角端での倍率） 、
    である。
11. 次の条件式を満足することを特徴とする請求項４〜１０の何れか１項記載のズームレンズ。
    （１０） ０．６＜｜ｆ₅ ／ｆ_W ｜＜２０
    （１１） ０．１＜｜ｆ₅ ／ｆ_t ｜＜６．０
    ただし、ｆ₅ ：レンズ群Ｒの焦点距離、
    ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
    ｆ_t ：望遠端での全系焦点距離、
    である。
12. 前記レンズ群Ｍは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の単レンズからなることを特徴とする請求項５〜１１の何れか１項記載のズームレンズ。
13. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項記載のズームレンズ。
    （１２） ３．５＜ｆ_t ／ｆ_W ＜１０．０
    ただし、ｆ_w ：広角端での全系焦点距離、
    ｆ_t ：望遠端での全系焦点距離、
    である。
14. 請求項１〜１３の何れか１項記載のズームレンズと、電子撮像素子とを有し、前記ズームレンズを通じて結像された像を前記電子撮像素子にて撮像して得られた画像データを加工して形状を変化させた画像データとして出力することが可能な電子撮像装置において、
    前記結像光学系が略無限遠物点合焦時に以下の条件を満足することを特徴とする電子撮像装置。
    （４） ０．７５＜ｙ₀₇／（ｆ_w ・ tanω_07w ）＜０．９７
    ただし、電子撮像素子の有効撮像面内（撮像可能な面内）で中心から最も遠い点までの距離（最大像高）をｙ₁₀とすると、ｙ₀₇＝０．７ｙ₁₀、ω_07w は広角端における電子撮像素子の有効撮像面上の中心からｙ₀₇ 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である。

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