JP2011138047A

JP2011138047A - 光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置

Info

Publication number: JP2011138047A
Application number: JP2009298816A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hosoya; 剛細谷; Masahito Watanabe; 正仁渡邉; Toshiyuki Satori; 校之左部; Eiji Shirota; 英二城田
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-14
Also published as: US8373774B2; CN102109666A; US20110157430A1; CN102109666B

Abstract

【課題】薄型化に有利な光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】ズーム鏡枠ユニット５１と、ズーム鏡枠ユニットにより形成される像を受光し電気信号に変換する撮像面を有する撮像素子４９と、を有する撮像装置４０であって、条件式（１）〜（３）を満足する。Lｖ１Eｒ／Lｖ１EL＜０．４９・・・（１）０．９３＜Lｖ１Eｆ／ＩＨｓ・・・（２）Lｖ１Eｆ／Lｖ１Eｒ＜０．９９・・・（３）ただし、Lｖ１Eｒは前記第１の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、Lｖ１ELは前記有効領域における光軸を含み前記基準面と垂直な方向に沿って測った領域の長さ、Lｖ１Eｆは前記有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、ＩＨｓは前記有効撮像領域のうち前記基準面に沿った方向での最大像高、である。
【選択図】図１２

Description

本発明は、光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。

例えば、特許文献１には、反射面を備えた物体側レンズ群と、それよりも像側に広角端から望遠端への変倍の際に光軸方向へ移動するレンズ群を配置したズームレンズが開示されている。
さらに、特許文献１には、ズームレンズの薄型化とゴースト等の低減を両立させるために、反射後のレンズの形状を小判形にし、明るさ絞りの開口部を楕円形にした撮像装置が開示されている。

特開２００８−９６５５９号公報

撮像装置の本体の厚みに影響する部品としては、光学系のみならず、撮像素子、表示モニタ、衝撃を和らげる干渉部材などがある。加えて、ズームレンズを高変倍比化しようとすると、変倍機能を持つレンズ群が大型しやすくなる。そのため、撮像装置を薄く保つためには、各部材のレイアウトを考慮したズームレンズの構成とすることが好ましい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高変倍比化しても薄型化に有利な光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、
光路を反射する反射面を持つプリズム及びプリズムよりも物体側に配置され負の屈折力を持つ物体側サブレンズ群を有し、且つ、広角端から望遠端への変倍に際して位置が固定の物体側レンズ群と、
物体側レンズ群よりも像側に配置され軸上光束を制限する明るさ絞りと、
明るさ絞りよりも像側に配置され、正の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第１の変倍レンズ群と、を有し、
物体側レンズ群を最も物体側に配置されたレンズ群としたズームレンズと、
ズームレンズにより形成される像を受光し電気信号に変換する撮像面を有する撮像素子とを有し、
反射面に入射する入射光軸及び反射面にて反射後の反射光軸を含む面を基準面とし、
反射光軸に対して入射光軸のある側を正面側とし、反射後の光軸に対して正面側とは反対側を背面側と、それぞれしたときに、
撮像素子は短辺と長辺をもつ矩形の有効撮像領域を持ち、
有効撮像領域の短辺は基準面に対して平行であり、
第１の変倍レンズ群は第１の変倍レンズ群中で明るさ絞りに最も近くに配置された物体側レンズを有し、
第１の変倍レンズ群中の物体側レンズは正面側と背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から正面側の方向の外形のサイズは、光軸から背面側の方向の外形サイズよりも小さく、
以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することを特徴とする。
Lｖ１Eｒ／Lｖ１EL＜０．４９（１）
０．９３＜Lｖ１Eｆ／ＩＨｓ（２）
Lｖ１Eｆ／Lｖ１Eｒ＜０．９９（３）
ただし、
Lｖ１Eｒは第１の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Lｖ１ELは第１の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸を含み基準面と垂直な方向に沿って測った領域の長さ、
Lｖ１Eｆは第１の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
ＩＨｓは有効撮像領域のうち基準面に沿った方向での最大像高、
である。

光路を反射するタイプのズームレンズは撮像装置の薄型化に有利となる。反射面よりも物体側に負屈折力のサブレンズ群を配置することで広角端での画角の確保に有利となる。反射部材としてプリズムを用いることで屈折作用により光路を小さくでき薄型化に有利となる。

明るさ絞りよりも像側に配置された正屈折力の変倍レンズ群（第１の変倍レンズ群）の移動により変倍を行う。ここで、変倍比を確保しようとすると広角端にて変倍レンズ群が明るさ絞りから離れる。このため、軸外の主光線の通過する位置が光軸から離れてくる。

そこで、本発明においては、有効撮像領域の短辺方向を基準面と平行とすることで正面側から背面側の方向となる前後方向の主光線の入射高を小さくできる。一方、変倍レンズ群が明るさ絞りから離れることで軸外の光束は太くなりやすい。
そのため、変倍レンズ群の最も物体側のレンズの形状を、レンズ外形の正面側と背面側とが欠落した形状としても光束が完全に遮られることは少ない。
そこで本発明では変倍レンズ群を上述のように構成して薄型化に有利な構成としている。

ここで、例えばレンズを保持する枠、遮光部材、干渉部材などを配置する。このため、変倍レンズ群よりも正面側のスペースを確保することが、撮像装置全体の小型化を行う上で好ましい。

本発明においては、上述の条件式（１）、（２）、（３）を同時に満足することを特徴としている。
条件式（１）は好ましいLｖ１Eｒを特定する条件式である。
また、条件式（２）、（３）は好ましいLｖ１Eｆを特定する条件式であり、双方を同時に満足する式として以下の式に書き換えられる。
０．９３×ＩＨｓ＜Lｖ１Eｆ＜０．９９×Lｖ１Eｒ（２・３）

条件式（１）、条件式（２・３）の上限値を上回るとスペース確保の効率が低下し薄型化のメリットが低くなる。
条件式（２・３）の下限値を下回ると小型化には有利となるものの短辺方向の最大像高付近の光量の確保が行いにくくなる。加えて、レンズの端部での内面反射によるゴーストの発生も起こり易くなる。

このように構成することで、光学性能の確保を行いながらも薄型化を行いやすい光路を屈曲させるズームレンズを備えた撮像装置を提供できる。
更には、上述の発明において、以下の各構成のいずれか１つ、更には複数を同時に満足させることがより好ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、プリズムは背面側が一部欠如された外形形状を持つことが望ましい。

プリズムにおける軸外の光束は、広角端付近では細くなり、一方、望遠端付近では太くなる。一方、広角端付近では画角の確保のためにプリズムの入射側の面は大きくしておくことが望ましい。また、射出側の面の有効面は入射側の有効面よりも小さくなりやすい。
そこで、プリズムの背面側が一部欠如した外形形状としても画像への影響を抑えられ、プリズムの厚さ方向を小さくできる。

更には、以下の構成とすることが好ましい。
物体側レンズ群はプリズムよりも像側に配置された正屈折力の像側サブレンズ群を持ち、プリズムおよび像側サブレンズ群はともに背面側が一部欠如された外形形状を持つことが望ましい。

このように正屈折力の像側サブレンズ群を配置することで、プリズム内の光束を小さくしやすくなると共に、物体側レンズ群の収差の低減にも有利となる。
このとき、プリズムの背面側の欠落した形状に従い、像側サブレンズ群も同様に背面側が欠落した形状とすることで薄型化に有利となる。

更には、以下の条件を満足することが望ましい。
Ｐe0＜ＰEｒ＜ＰEｆ（４−１）
ただし、
ＰEｒは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Ｐe0は広角端にて基準面上の正面側の最大像高に入射する光線のうちプリズムの射出面にて光軸に最も近い位置を通過する光線の光軸からの長さ、
ＰEfは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
である。

条件式（４−１）は、好ましいＰＥrを特定する条件式である。
条件式（４−１）の下限値を下回ると結像する画像面積の確保の不利となる。また、光量低下により、画像再生時のノイズが目立ちやすくなる。
条件式（４−１）の上限値を上回ると薄型化の効果が小さくなる。

また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件を満足することが望ましい。
Ｐec≦ＰEr （４−２）
ただし、
ＰEｒは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Ｐecは広角端にて基準面上の正面側の最大像高に入射する主光線がプリズムの射出面にて通過する位置の光軸からの長さ、
である。

条件式（４−２）はより好ましいＰＥrを特定する条件式である。
ＰEｒがＰecを下回らないようにすることで短辺方向の端に入射する光束の光量の確保に有利となる。加えて、明るさ絞りの開口サイズを変更した際の像高を確保できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
Ｐem≦ＰEr （４−３）
ただし、
ＰEｒは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Pemは広角端にてプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
である。

条件式（４−３）の下限値を下回らないようにすることで、広角端における短辺方向の端に入射する光束の光量の確保により有利となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件を満足することが望ましい。
０．９０＜L１ｒEr ／ＰEｒ＜１．１（６）
ただし、
L１ｒErは物体側レンズ群中の像側サブレンズ群の物体側のレンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
ＰEｒは対物レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
である。

条件式（６）の下限値を下回らないようにすることで、像側サブレンズ群によるケラレを低減しやすくなる。
上限値を上回らないようにすることで、厚さ方向の薄型化に有利となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、物体側レンズ群中の像側サブレンズ群は正面側と背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から正面側の方向の外形のサイズが光軸から背面側の方向の外形のサイズよりも大きいことが望ましい。

像側サブレンズ群の背面側の一部を欠如させることで薄型化に有利となる。一方、像側サブレンズ群の正面側の一部の欠如により負レンズ群の配置を行いやすくなる。ここで、過剰に欠如させても薄型化にはつながらない。そのため、光量の確保を行いやすくするべく前側の方向の外形のサイズが背面側の方向のサイズよりも大きい形状とすることが好ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、第１の変倍レンズ群中の物体側レンズは以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することが望ましい。
０．７０＜Lｖ１Eｒ／ＰEｒ＜０．９８（７）
ただし、
ＰEｒは対物レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Lｖ１Eｒは第１の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
である。

条件式（７）の下限値を下回らないようにすることで第１の変倍レンズ群でのケラレによる短辺方向の端の光量低下を抑えやすくなる。
一方、変倍レンズ群を保持して移動する枠とズームレンズ全体の保持枠を配置することを考慮して、条件式（７）の上限値を上回らないように背面側にてプリズムの有効領域よりも変倍レンズ群の有効領域を小さくすることが好ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、物体側レンズ群は正の屈折力を持ち、
ズームレンズは物体側レンズ群と明るさ絞りとの間に配置され負の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第２の変倍レンズ群、及び第１の変倍レンズ群の像側に配置された正屈折力のレンズ群を有し、
第２の変倍レンズ群と第１の変倍レンズ群との間に他のレンズ群が設けられていないことが望ましい。

第２の変倍レンズ群を配置することで第１の変倍レンズ群の移動範囲を抑えつつ、いっそうの高変倍比化に有利となる。
第１の変倍レンズ群の像側に正屈折力のレンズ群を配置することで、射出瞳を像面から遠ざけやすくなり撮影画像内の周辺部分のシェーディングなどを抑えやすくなる。
明るさ絞り付近に固定の正レンズを配置する場合と比較し、レンズ群数を抑えると共に偏心による影響を抑えやすくなり歩留まりが向上する。

また、本発明の好ましい態様によれば、第１の変倍レンズ群は、物体側に並んで配置された物体側面が凸面の複数の正レンズ成分とそれら複数の正レンズ成分よりも像側に配置された像側面が凹面の負レンズ成分を有することが望ましい。

第１の変倍レンズ群には、光束が発散して入射するが、物体側の複数の正レンズ成分により光束を収斂させ、像側面が凹面の負レンズ成分をこれらの正レンズ成分よりも像側に配置して軸外光束を光軸から離れる方向に屈折させることで変倍レンズ群の小型化につながる。
なお、レンズ成分は、空気と接する有効面が物体側面と像側面の２つのみのレンズ体であり、単レンズや接合レンズを意味する。

また、本発明の好ましい態様によれば、上述のズームレンズが以下の条件を満足することが望ましい。
３．４＜ｆT／ｆW （８）
ただし、
ｆTは望遠端におけるズームレンズの焦点距離、
ｆWは広角端におけるズームレンズの焦点距離、
である。

条件式（８）の下限値を下回らないようにして変倍比を確保することが好ましい。本願発明のような形状のレンズを用いることの小型化のメリットを発揮しやすくなる。

さらには、上述のズームレンズが以下の条件を満足することが好ましい。
５０°＞ωW＞３８．０° （８−１）
ただし、ωWは広角端におけるズームレンズの最大半画角、である。

条件式（８−１）の下限値を下回らないようにして画角を確保すると良い。
条件式（８−１）の上限値を上回らないようにしてケラレを少なくすると良い。

また、本発明の好ましい態様によれば、撮像素子の撮像面の中心が有効撮像領域の中心に対して正面側に位置し、ズームレンズの背面側に配置された表示モニタを有することが望ましい。

撮像素子の撮像面の中心をズームレンズの光軸よりも正面側にずらすことにより背面側のスペースの確保につながり、背面側に大型の表示モニタを配置しても撮像装置の厚さを抑えることができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、撮像素子で撮像した画像を電気的に補正する補正回路を備え、補正回路は、ズームレンズの前側（正面側）と後側（背面側）の非対称な明るさの低下率を補正するべく、画像中心の正面側と背面側で異なる明るさ補正のパラメータを保持する補正パラメータ記憶手段を有することが望ましい。

これにより、光束のケラレにより生じる正面側と背面側における露出差を信号処理により補正でき、良好な画像を得ることができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、補正パラメータ記憶手段は、ズームレンズの変倍、及び、明るさ絞りの開口面積の変更により変化する非対称な露出差を考慮して、それぞれの状態に対応した正面側と背面側で異なる補正パラメータを保持することが望ましい。

これにより、ズームレンズの状態により変化する非対称な露出差に合わせて補正ができ好ましい。
他にも、非対称なケラレにより生じる非対称な画像の変化を補正するべく、画像処理により周辺部の被写界深度の違い、画像歪みの違い、シェーディングの違いなどを補正することが好ましい。
また、測光エリアやフォーカシングエリアに応じてケラレを考慮した補正を行うことが好ましい。
また、ケラレの非対称性による影響を低減するように事前に画像処理を行い、その後、画像処理によるフィルター効果の画像変換を行うようにしてもよい。

また、本発明の好ましい態様によれば、広角端における明るさ絞り開放時にてズームレンズが以下の条件を満足することが望ましい。
−３．５＜ＥＶ_ｃ−ｆ＜−０．７（９）
ただし、
ＥＶ_ｃ−ｆは広角端における軸上のＥＶ値から広角端における基準面に沿った正面側の最大像高でのＥＶ値を引いた値、
である。

条件式（９）の下限値を下回らないようにすることで信号処理による露光量の補正によるノイズの発生を低減しやすくなる。
条件式（９）の上限値を上回らないようにすることで第１の変倍レンズ群の正面側のスペースの確保に有利となる。
なお、ズームレンズがフォーカシング機構を持つ場合は上述の各構成は最も遠距離に合焦した状態での構成とする。

上述の各構成要件は個別もしくは複数を同時に満足することが好ましい。
各数値データにて、さらに以下のようにするとその効果をいっそう確実にでき好ましい。

条件式（１）について、上限値を０．４６とすることが好ましい。

条件式（２）について、下限値を０．９５、０．９７、さらに１．００とすることが好ましい。

条件式（３）について、
上限値を０．９７５とすることが好ましい。

条件式（６）について、
下限値を０．９５、さらには０．９９とすることが好ましい。
上限値を１．０５、さらには１．０１とすることが好ましい。

条件式（７）について、
下限値を０．７３、さらには０．８５とすることが好ましい。
上限値を０．９５、さらには０．９２とすることが好ましい。

条件式（８）について、
下限値を４．５とすることが好ましい。
上限値１５．０を設け、これを上回らないようにしてもよい。
ズームレンズの光軸に沿ったサイズの増大を抑えやすくなり、撮像装置の厚さ方向以外のサイズの小型化に有利となる。さらに上限値を、１０．０としてもよい。

条件式（９）について、
下限値を−２．５、さらに−２．０とすることが好ましい。
上限値を−１．０、さらには−１．５とすることが好ましい。

本発明によれば、薄型化に有利な光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。

（ａ）は第１の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの広角端での光路つき断面図である。（ｂ）は第１の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの中間焦点距離状態での光路つき断面図である。は、第１の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの望遠端での光路つき断面図である。第１の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの第１レンズ群（物体側レンズ群）中の物体側サブレンズ群の形状と有効領域を表す図である。第１の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの第１レンズ群（物体側レンズ群）中のプリズムの形状と有効領域を表す図である。第１の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの第１レンズ群（物体側レンズ群）中の像側サブレンズ群の形状と有効領域を表す図である。第１の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの第３レンズ群（第１の変倍レンズ群）中の物体側レンズの形状と有効領域を表す図である。第１の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの第４レンズ群の形状と有効領域を表す図である。（ａ）は第２の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの広角端での光路つき断面図である。（ｂ）は第２の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの中間焦点距離状態での光路つき断面図である。第２の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの望遠端での光路つき断面図である。（ａ）は第３の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの広角端での光路つき断面図である。（ｂ）は第３の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの中間焦点距離状態での光路つき断面図である。第３の実施の形態の撮像装置が備えるズームレンズの望遠端での光路つき断面図である。撮像装置の概略断面構成図である。撮像装置の外観図である。撮像装置の回路図である。

以下に、本発明にかかる撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

以下に本願発明の実施の形態を説明する。
図１、２は本発明に基づく第１の実施の形態における光路つきズームレンズの断面構成を示している。
図３、４、５、６、７は、第１の実施の形態の代表的なレンズの外形と有効領域を示している。
また、プリズムの入射光軸と反射光軸を含む面を紙面としている。紙面が撮像素子の短辺方向となる。

後述する実施例において、第１レンズ群Ｇ１が本発明の物体側レンズ群に対応し、第３レンズ群Ｇ３が本発明の第１の変倍レンズ群に対応する。
また、各図に示すごとく、第１レンズ群Ｇ１の物体側サブレンズ群は図１、２の紙面に対称な形状としている。プリズムで反射した後に、撮影装置の下方に光軸が向かう撮影装置の場合について説明する。

図３は、第１レンズ群Ｇ１中の物体側サブレンズ群の断面構成を示している。物体側サブレンズ群は、撮影装置（図１２参照）の左右方向に対称である、また、撮影装置の上下方向には非対称の形状としている。換言すると、図３（ａ）は、物体側サブレンズ群の上述のように定義した紙面に平行な面における断面構成を示している。図３（ｂ）は、物体側サブレンズ群を光束が入射する側から見た図を示している。図３（ｃ）は、物体側サブレンズ群の光軸を含み紙面に垂直な面における断面構成を示している。図３（ｄ）は、物体側サブレンズ群を光束が射出する側から見た構成を示している。

外形の上下方向のうち、短い方を上側とすれは、撮影装置の高さ方向の小型化と、レンズの下側での面を有効面から離すことで、ゴースト低減に有利となる。
短いほうを上側とすれば、第１レンズ群中の像側レンズ群を配置するスペースに余裕が持たせられる。
また、物体側サブレンズ群の物体側面の有効領域を斜線で示す。上下方向、左右方向いずれもほぼ対称な小判形状としている。

図４（ａ）は、プリズムを紙面に平行な面における断面構成を示している。図４（ｂ）は、プリズムを撮像装置の像側から見た構成を示している。プリズムの外形は、図４（ａ）に示すように、射出面の背面側が欠如した形状としている。

図４（ｂ）において、プリズムの射出面における有効領域を斜線で示す。正面側の有効領域よりも背面側の有効領域が小さくなっている。また、条件式におけるパラメータＰＥＬ、PEｆ、ＰＥｒも合わせて図中に示している。
上述したように、軸外光束の主光線がけられないようにプリズムの背面側の有効領域とサイズを決めている。

図５（ａ）は、第１レンズ群Ｇ１中の像側サブレンズ群を光束が入射する側から見た構成を示している。図５（ｂ）は、第１レンズ群Ｇ１中の像側サブレンズ群の光軸を含み紙面に垂直な面における断面構成を示している。像側サブレンズ群の外形は、図５（ａ）に示すように、左右方向に対称で正面側と背面側が一部欠如した形状としている。欠如の具合、すなわち円形形状を基本としたときに、円形形状に比較して像側サブレンズ群において欠落している領域の大きさは、背面側のほうが正面側よりも大きい。
像側サブレンズ群の背面側のサイズは、プリズムのサイズに合わせてほぼ同じになるように構成している。また、図５（ａ）において、像側サブレンズ群の物体側面における有効範囲は斜線で示す範囲である。
正面側の有効領域よりも背面側の有効領域のほうが小さくなっている。さらに、条件式のパラメータＬ１ｒＥも合わせて図中に示している。

第２レンズ群Ｇ２については特に図では示さない。第２レンズ群Ｇ２は小型化しやすいレンズ群である。このため、第１レンズ群Ｇ１や第３レンズ群Ｇ３よりも正面側、背面側にて大きくならない形状としている。第２レンズ群Ｇ２の形状は、円形もしくは、小判形状の外形とすることが好ましい。

明るさ絞りＳは、円形の開口を持つ絞りである。明るさ絞りＳの開口面積を、光軸を中心に可変に構成してもよい。また、明るさ絞りＳは、円形に限らず、紙面に垂直方向に伸びた楕円形にしてもよい。

図６（ａ）は、第３レンズ群Ｇ３中の物体側レンズの紙面に垂直な方向から見た構成を示している（上面図）。図６（ｂ）は、物体側レンズを光束が入射する側から見た構成を示している（正面図）。図６（ｃ）は、物体側レンズの光軸を含み紙面に垂直な面における断面構成を示している（側面図）。物体側レンズは、正面側と背面側が一部欠如した外形形状を持っている。欠如の度合いは、正面側のほうが背面側よりも大きくなっている。

物体側レンズの背面側の長さは、第１レンズ群中のプリズムや像側サブレンズ群の背面側の大きさに基づき、且つ、可動群であることも考慮してプリズム等よりもやや小さめに設定している。

図６（ｂ）において、物体側レンズの物体側面の有効領域を斜線で示している。有効領域は背面側よりも正面側にて小さくなるようになっている。
また、図示しないが、第３レンズ群の他のレンズも、物体側レンズ群のサイズに合わせて正面側と背面側が欠落した形状となっている。図６（ｂ）において、条件式のパラメータＬｖ１Ｅｒ、Ｌｖ１Ｅｆ、Ｌｖ１ＥＬも合わせて図中に示している。

有効範囲を決める部材として、レンズを保持する枠、レンズ面周辺部の黒塗り、開口部を持つ絞り部材などが考えられる。黒塗りで行うことが一般的であり、コストも小さく抑えられる。

図７（ａ）は、第４レンズ群Ｇ４を構成するレンズの紙面に垂直な方向から見た構成を示している（上面図）。図７（ｂ）は、第４レンズ群Ｇ４を構成するレンズを光束が入射する側から見た構成を示している（正面図）。図７（ｃ）は、第４レンズ群Ｇ４の構成するレンズの光軸を含み紙面に垂直な面における断面構成を示している（側面図）。

第４レンズ群Ｇ４を構成するレンズは、図７（ｂ）に示すように、略矩形の外形形状を持っている。図７（ｂ）（正面図）における突出した部位（図中上端）側は、第４レンズ群Ｇ４を移動させてフォーカシングを行うためのモーター（不図示）と接続されている。
また、図７（ｂ）において、第４レンズ群Ｇ４を構成するレンズ物体側面の有効領域を斜線で示している。第４レンズ群Ｇ４は撮像素子に近い位置に配置されるので、撮像面の形状に近い略矩形としている。

以下、本発明のズームレンズの実施例１〜３について説明する。実施例１の無限遠物点合焦時の広角端、中間焦点距離状態、望遠端のレンズ断面図をそれぞれ図１（ａ）、図１（ｂ）、図２に示す。図１（ａ）、図１（ｂ）、図２中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、明るさ（開口）絞りはＳ、第３レンズ群はＧ３、第４レンズ群はＧ４、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はＦ、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はＣ、像面はＩで示してある。なお、カバーガラスＣの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスＣにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。

数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はｍｍ、角度の単位は°（度）である。フォーカシングはいずれの実施例も最も像側のレンズ群の移動により行う。

実施例１のズームレンズは、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。

広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定し、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動し、明るさ絞りＳは固定し、第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。また、第４レンズ群Ｇ４は像面位置補正のため移動し、近距離物体のフォーカシング時は物体側へ移動する。

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と、両凸正レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズの接合レンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズと、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと像面側に凹面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の両凸正レンズの両面と、第２レンズ群Ｇ２の両凹負レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の物体側の両凸正レンズの両面と、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面との８面に用いている。

また、第２の実施の形態、第３の実施の形態、及びその例においても各レンズの外形形状は上述の図４，５，６，７，８にほぼ同じとなるので、図はレンズ断面図のみを示し、本発明に関連する数値は表にて示す。

実施例２のズームレンズは、図８（ａ）、図８（ｂ）、図９に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。

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と、両凸正レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと、像面側に凹面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなる。第４レンズ群Ｇ４は、両凸正レンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像側面と、両凸正レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の物体側の両凸正レンズの両面と、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面との７面に用いている。

実施例３のズームレンズは、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１１に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、明るさ絞りＳと、正の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４とを配置している。

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と、両凸正レンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズと、両凸正レンズと、像面側に凹面を向けた正メニスカスレンズと像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。第４レンズ群Ｇ４は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。

非球面は、第１レンズ群Ｇ１の負メニスカスレンズの像側面と両凸正レンズの両面と、第３レンズ群Ｇ３の物体側の両凸正レンズの両面と、第４レンズ群Ｇ４の両凸正レンズの両面との７面に用いている。

以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、ＦＬは全系焦点距離、Ｆ_NOはＦナンバー、ωは半画角、ｒ１、ｒ２…は各レンズ面の曲率半径、ｄ１、ｄ２…は各レンズ面間の間隔、ｎｄ１、ｎｄ２…は各レンズのｄ線の屈折率、νｄ１、νｄ２…は各レンズのアッベ数である。

なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。

ｘ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ₄ｙ⁴＋Ａ₆ｙ⁶＋Ａ₈ｙ⁸＋Ａ₁₀ｙ¹⁰＋Ａ₁₂ｙ¹²
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀、Ａ₁₂はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次の非球面係数である。また、非球面係数において、「Ｅ−ｎ」（ｎは整数）は、「１０^−ｎ」を示している。

数値実施例１
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.3665 0.7 2.00069 25.46
2 10.2107 2.62
3 ∞ 8.15 1.84666 23.78
4 ∞ 0.2
5* 18.133 2.7472 1.6935 53.21
6* -12.3279 -0.5
7 ∞ 可変
8* -13.0437 0.7 1.8061 40.92
9* 27.0694 0.61
10 -25.2804 1.72 1.92286 20.88
11 -8.3108 0.4773 1.816 46.62
12 4.54E+04 可変
13 絞り可変
14* 7.1238 2.8248 1.497 81.54
15* -12.1151 0.2
16 15.0222 3.6788 1.497 81.54
17 -11.0558 0.5 1.72916 54.68
18 39.8058 0.5908
19 9.6808 0.5 2.00069 25.46
20 4.1507 1.96 1.58913 61.14
21 5.15 可変
22* 13.6247 1.8884 1.53071 55.6
23* -58.9893 可変
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.5
26 ∞ 0.5 1.51633 64.14
27 ∞ 0.37
28 像面（撮像面） ∞ （可変）
（近軸像面）

非球面データ

第５面
K=0
A4=-1.2216E-05,A6=-2.3441E-07,A8=-4.0688E-08,A10=-2.9950E-11

第６面
K=0.1399
A4=1.4627E-04,A6=-6.2795E-07,A8=-2.0350E-08,A10=-1.5266E-10

第８面
K=0
A4=-1.8897E-04,A6=-6.1814E-06,A8=1.8227E-06,A10=-9.1120E-08

第９面
K=0
A4=-4.3016E-04,A6=4.3846E-06,A8=1.4370E-06,A10=-1.2267E-07

第１４面
K=0
A4=-4.8642E-04,A6=7.9384E-07,A8=-4.6316E-08,A10=-8.6511E-10

第１５面
K=0
A4=1.9041E-04,A6=2.2176E-06,A8=1.4931E-08,A10=0.0000E+00

第２２面
K=0
A4=8.4070E-05,A6=1.5676E-05,A8=-3.9243E-06,A10=1.4920E-07

第２３面
K=0
A4=2.4046E-04,A6=-3.0261E-06,A8=-3.5165E-06,A10=1.5194E-07

ズームデータ
広角中間望遠
ω 41.2 18.8 8.6
Fno 4 5.42 5.98
FL 5.13 10.69 24.41

d7 1.07 5.01718 8.11085
d12 7.81576 3.87953 0.79274
d13 9.32878 6.01909 0.79154
d21 2.40651 5.56161 10.37915
d23 3.08094 3.23394 3.64518
(d28 -0.00005 -0.00007 -0.00019)

また、第１の実施の形態におけるレンズ断面は、共通とし、条件式に関する有効サイズ等に係る数値として、３つの例を実施例１−１、１−２、１−３として以下の表に掲げる。

実施例1-1 実施例1-2 実施例1-3
IHs 2.42 2.42 2.42
Lv1Ef 2.60 3.30 3.00
Lv1Er 2.７0 3.40 3.10
Lv1EL 7.40 7.40 7.40
L1rEr 3.00 3.60 3.40
Pｅm 2.90 2.90 2.90
PEr 2.90 3.50 3.40
ＰＥｆ 3.58 3.58 3.58
Pe0 2.25 1.96 2.08
Pec 2.62 2.62 2.62
PEL 10.40 10.40 10.40
fW 5.13 5.13 5.13
fT 24.41 24.41 24.41
Lv1Er/Lv1EL 0.365 0.459 0.419
Lv1Ef/IHs 1.074 1.364 1.240
Lv1Ef/Lv1Er 0.963 0.971 0.968
L1rEr/PEr 1.03 1.03 1.00
Lv1Er/PEr 0.931 0.971 0.912
fT/fW 4.76 4.76 4.76
EVc-f -1.7 -1.2 -1.3

数値実施例２
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 494.305 0.8 2.00069 25.46
2* 11.811 2.81
3 ∞ 9 1.834 37.16
4 ∞ 0.2
5* 9.368 2.55 1.713 53.87
6* -40.214 可変
7 -22.842 0.7 1.883 40.76
8 14.261 1.15
9 -13.699 0.7 1.883 40.76
10 20.441 1.8 1.92286 20.88
11 -20.24 可変
12 ∞ 可変
13* 7.979 1.95 1.61772 49.81
14* -66.841 0.2
15 15.96 2.43 1.497 81.54
16 -18.074 0.1
17 10.141 1.73 1.48749 70.23
18 60.508 0.8 1.92286 20.88
19 4.794 可変
20* 20.078 2 1.497 81.54
21* -32.393 可変
22 ∞ 0.5 1.51633 64.14
23 ∞ 0.5
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.37
26像面（撮像面） ∞ （可変）
（近軸像面）

非球面データ

第２面
K=0
A4=-2.7364E-04,A6=1.4504E-06,A8=-1.8043E-08,A10=1.0118E-11

第５面
K=0
A4=-1.6610E-04,A6=-2.1998E-06,A8=3.7691E-08,A10=8.0754E-10

第６面
K=0
A4=9.0942E-05,A6=-2.7554E-06,A8=8.6822E-08,A10=2.9636E-10

第１３面
K=0
A4=1.4635E-04,A6=1.3240E-06,A8=1.8472E-06,A10=-1.6558E-08

第１４面
K=0
A4=7.3575E-04,A6=4.9561E-06,A8=2.2287E-06,A10=0.0000E+00

第２０面
K=0
A4=-1.1206E-03,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00

第２１面
K=0
A4=-1.1206E-03,A6=1.9313E-06,A8=1.1559E-06,A10=-2.5715E-08

ズームデータ
広角中間望遠
ω 39.1 20.9 11.6
Fno 3.57 4.37 5.09
FL 5.07 9.37 17.43

d6 0.5 4.47 6.59
d11 6.93 2.96 0.84
d12 7.68 5.39 1.16
d19 3 5.51 10.48
d21 4.47 4.25 3.5
(d26 0.03646 0.04818 0.0876)

また、第２の実施の形態におけるレンズ断面は、共通とし、条件式に関する有効サイズ等に係る数値として、２つの例を実施例２−１、２−２して以下の表に掲げる。

実施例2-1 実施例2-2
IHs 2.42 2.42
Lv1Ef 2.45 2.45
Lv1Er 2.65 2.65
Lv1EL 6.90 6.90
L1rEr 3.40 3.40
PEm 3.30 3.30
PEr 3.30 3.60
PEf 4.00 4.00
Pe0 2.07 2.07
Pec 2.55 2.55
PEL 11.00 11.00
fW 5.07 5.07
fT 17.43 17.43
Lv1Er/Lv1EL 0.384 0.384
Lv1Ef/IHs 1.012 1.012
Lv1Ef/Lv1Er 0.925 0.925
L1rEr/PEr 1.03 0.94
Lv1Er/PEr 0.803 0.736
fT/fW 3.44 3.44
EVc-fv -0.8 -0.8

数値実施例３
単位ｍｍ

面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 101.058 0.6 2.00069 25.46
2* 9.8 2
3 ∞ 7.8 1.84666 23.78
4 ∞ 0.2
5* 16.913 2.5918 1.76802 49.24
6* -14.0938 可変
7 -16.3299 0.7 1.77377 47.17
8 13.9182 0.5637
9 -45.156 1.7 1.92286 20.88
10 -9.7361 0.8923 1.883 40.76
11 -61.2033 可変
12 ∞ 可変
13* 7.922 1.9956 1.58313 59.38
14* -39.4331 0.2
15 8.5926 2.5 1.497 81.54
16 -20.3394 0.2
17 8.7662 1.2 1.51742 52.43
18 36.4003 0.5781 2.00069 25.46
19 3.9484 可変
20* -42.8587 2 1.5311 55.91
21* -8.0127 可変
22 ∞ 0.5 1.51633 64.14
23 ∞ 0.5
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.37
26像面（撮像面） ∞ （可変）
（近軸像面）

非球面データ

第５面
K=0
A4=1.0255E-05,A6=-2.9963E-06,A8=1.5670E-07,A10=-3.2823E-09

第６面
K=0
A4=1.3596E-04,A6=-3.2171E-06,A8=1.5396E-07,A10=-3.1268E-09

第７面
K=0
A4=-3.3996E-04,A6=1.0901E-05,A8=-6.3662E-07,A10=2.9087E-08

第８面
K=0
A4=-6.1175E-04,A6=1.8130E-05,A8=-2.4649E-06,A10=1.2234E-07

第１３面
K=0
A4=-1.4085E-04,A6=-6.0043E-06,A8=3.8385E-07,A10=-1.4605E-08

第１４面
K=0
A4=5.0254E-04,A6=-1.7048E-06,A8=3.0575E-07,A10=-1.2763E-08

第２０面
K=-51.0253
A4=1.3159E-04,A6=3.9588E-05,A8=-3.9795E-06,A10=0.0000E+00

第２１面
K=0
A4=6.0395E-04,A6=2.9117E-05,A8=-3.8238E-06,A10=2.3728E-08

ズームデータ
広角中間望遠
ω 40.6 23.3 12.2
Fno 3.6 4.8 5.7
FL 5.07 8.78 17.5

d6 0.6 3.36253 6.65076
d11 7.0529 4.28987 1
d12 6.88865 4.00794 0.6
d19 2.78614 6.27688 10.65344
d21 4.07164 3.46222 2.49522
(d26 0.04424 0.0305 0.06359)

実施例3
IHs 2.42
Lv1Ef 2.42
Lv1Er 2.50
Lv1EL 8.60
L1rEr 3.00
PEm 2.90
PEr 3.00
PEf 3.40
Pe0 1.87
Pec 2.42
PEL 9.60
fW 5.07
fT 17.50
Lv1Er/Lv1EL 0.291
Lv1Ef/IHs 1.000
Lv1Ef/Lv1Er 0.968
L1rEr/PEr 1.00
Lv1Er/PEr 0.833
fT/fW 3.45
EVc-f -1.1

次に、各実施例における光量低下のデータを示す。
ここで、EVｆは正面側最大像高（被写体下端の像位置）での光量落ち量を画像中心と比較したEV値で示したもの、EVｒは背面側最大像高（被写体上端の像位置）での光量落ち量を画像中心と比較したEV値で示したものである。

実施例1-1
EVf EVr
広角端光量 -1.7 -1.6
中間焦点距離光量 -0.5 -0.2
望遠端光量 -0.4 -0.2

実施例1-2
EVf EVr
広角端光量 -1.2 -1.1
中間焦点距離光量 -0.2 -0.2
望遠端光量 -0.2 -0.2

実施例1-3
EVf EVr
広角端光量 -1.3 -1.3
中間焦点距離光量 -0.2 -0.2
望遠端光量 -0.2 -0.2

実施例2-1
EVf EVr
広角端光量 -0.8 -0.7
中間焦点距離光量 -0.6 -0.2
望遠端光量 -0.3 -0.1

実施例2-2
EVf EVr
広角端光量 -0.8 -0.7
中間焦点距離光量 -0.5 -0.2
望遠端光量 -0.3 -0.1

実施例3
EVf EVr
広角端光量 -1.1 -1.1
中間焦点距離光量 -0.4 -0.2
望遠端光量 -0.3 -0.2

（デジタルカメラ）
さて、以上のような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１２は、上述の各実施例の光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置であるデジタルカメラ４０の概略断面構成図である。
ここでは、第１実施形態のズームレンズを用いた構成を説明する。ズームレンズ中の各レンズ群は保持枠に保持され、それらを一体化した鏡枠ユニット５１に収まっている。

撮像素子４９は、撮像面の中心がカメラの正面Ａ側にずれて配置され、ズームレンズの光軸中心が撮像面の中心からずれて配置されている。
鏡枠ユニット５１の正面Ａ側には、第２レンズ群から第４レンズ群までにわたり、外からの衝撃を吸収するためのダンパー５２が備えられている。ダンパー５２よりも正面側に前板５３が配置されている。
鏡枠ユニット５１の背面Ｂ側には、第１レンズ群から撮像素子の背面側にわたって液晶表示素子５４とそれをカバーするカバーガラス５５が配置される。

図１３（ａ）は、デジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１３（ｂ）は同後方斜視図である。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シャッターボタン４５、フラッシュ４６、液晶表示モニタ４７等を含み、カメラ４０の上部に配置されたシャッターボタン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Ｆを介してＣＣＤ１４９（図１４）の撮像面上に形成される。このＣＣＤ１４９で受光された物体像は、処理手段を介し、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、この処理手段には記録手段が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段は処理手段と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、ＭＯ等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ１４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。

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。

（内部回路構成）
図１４は、上記デジタルカメラ４０の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部１１９等からなる。

図１４に示すように、デジタルカメラ４０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路１１６には、ＣＣＤ１４９とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。

操作部１１２は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。

制御部１１３は、例えばＣＰＵ等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部１１２を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ１４０全体を制御する回路である。

ＣＣＤ１４９は、本発明による撮影光学系１４１を介して形成された物体像を受光する。ＣＣＤ１４９は、撮像駆動回路１１６により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、ＣＣＤ１４９から入力する電気信号を増幅しかつアナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１１７に出力する回路である。

一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４から出力される上記ＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記録媒体部１１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。

表示部１２０は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部１２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、そのＲＯＭ部から読み出された画質パラメータの中から操作部１１２の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。設定情報記憶メモリ部１２１は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。

このように構成されたデジタルカメラ１４０は、撮影光学系１４１が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。

撮像素子（ＣＣＤ）１４９で撮像した画像を電気的に補正する補正回路２５を備えている。補正回路１２５は、ズームレンズの前側（正面側）と後側（背面側）の非対称な明るさの低下率を補正するべく、画像中心の正面側と背面側で異なる明るさ補正のパラメータを保持する補正パラメータ記憶手段１２６を有する。それにより、
光束のケラレにより生じる正面側と背面側における露出差を信号処理により補正でき、良好な画像を得ることができる。

更には、補正パラメータ記憶手段１２６は、ズームレンズの変倍、及び、明るさ絞りの開口面積の変更により変化する非対称な露出差を考慮して、それぞれの状態に対応した正面側と背面側で異なる補正パラメータを保持する。
それにより、ズームレンズの状態により変化する非対称な露出差に合わせて補正ができ好ましい。

他にも、非対称なケラレにより生じる非対称な画像の変化を補正するべく、画像処理により周辺部の被写界深度の違い、画像歪みの違い、シェーディングの違いなどを補正することが好ましい。
また、測光エリアやフォーカシングエリアに応じてケラレを考慮した補正を行うことが好ましい。
また、ケラレの非対称性による影響を低減するように事前に画像処理を行い、その後、画像処理によるフィルター効果の画像変換を行うようにしてもよい。

以上のように、本発明は、光路折り曲げカメラに有用である。

Ｇ１…第１レンズ群
Ｇ２…第２レンズ群
Ｇ３…第３レンズ群
Ｇ４…第４レンズ群
Ｓ…開口絞り
Ｆ…ローパスフィルタ
Ｃ…カバーガラス
Ｉ…像面
１１２…操作部
１１３…制御部
１１４…バス
１１５…バス
１１６…撮像駆動回路
１１７…一時記憶メモリ
１１８…画像処理部
１１９…記憶媒体部
１２０…表示部
１２１…設定情報記憶メモリ部
１２２…バス
１２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１２５…補正回路
１２６…補正パラメータ記憶手段
４０…デジタルカメラ
４１…撮影光学系
４２…撮影用光路
４５…シャッターボタン
４６…フラッシュ
４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ

Claims

光路を反射する反射面を持つプリズム及び前記プリズムよりも物体側に配置され負の屈折力を持つ物体側サブレンズ群を有し、且つ、広角端から望遠端への変倍に際して位置が固定の物体側レンズ群と、
前記物体側レンズ群よりも像側に配置され軸上光束を制限する明るさ絞りと、
前記明るさ絞りよりも像側に配置され、正の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて前記明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第１の変倍レンズ群と、を有し、
前記物体側レンズ群を最も物体側に配置されたレンズ群としたズームレンズと、
前記ズームレンズにより形成される像を受光し電気信号に変換する撮像面を有する撮像素子と、を有し、
前記反射面に入射する入射光軸及び前記反射面にて反射後の反射光軸を含む面を基準面と、
前記反射光軸に対して前記入射光軸のある側を正面側と、
前記反射後の光軸に対して前記正面側とは反対側を背面側と、それぞれしたときに、
前記撮像素子は短辺と長辺をもつ矩形の有効撮像領域を持ち、
前記有効撮像領域の短辺は前記基準面に対して平行であり、
前記第１の変倍レンズ群は前記第１の変倍レンズ群中で前記明るさ絞りに最も近くに配置された物体側レンズを有し、
前記第１の変倍レンズ群中の前記物体側レンズは前記正面側と前記背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から前記正面側の方向の外形のサイズは、光軸から前記背面側の方向の外形のサイズよりも小さく、
以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することを特徴とする撮像装置。
Lｖ１Eｒ／Lｖ１EL＜０．４９（１）
０．９３＜Lｖ１Eｆ／ＩＨｓ（２）
Lｖ１Eｆ／Lｖ１Eｒ＜０．９９（３）
ただし、
Lｖ１Eｒは前記第１の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Lｖ１ELは前記第１の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸を含み前記基準面と垂直な方向に沿って測った領域の長さ、
Lｖ１Eｆは前記第１の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
ＩＨｓは前記有効撮像領域のうち前記基準面に沿った方向での最大像高、
である。
前記プリズムは前記背面側が一部欠如された外形形状を持つことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記物体側レンズ群は前記プリズムよりも像側に配置された正屈折力の像側サブレンズ群を持ち、
前記プリズムおよび前記像側サブレンズ群はともに前記背面側が一部欠如された外形形状を持つことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
以下の条件を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置。
Ｐe0＜ＰEｒ＜ＰEｆ（４−１）
ただし、
ＰEｒは前記物体側レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
Ｐe0は広角端にて前記基準面上の前記正面側の最大像高に入射する光線のうち前記プリズムの射出面にて光軸に最も近い位置を通過する光線の光軸からの長さ、
ＰEfは前記物体側レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記正面側の領域の長さ、
である。
以下の条件を満足することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
Pec≦ＰEr （４−２）
ただし、
ＰEｒは前記物体側レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
Ｐecは広角端にて前記基準面上の前記正面側の最大像高に入射する主光線が前記プリズムの射出面にて通過する位置の光軸からの長さ、
である。
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
Ｐem≦ＰEr （４−３）
ただし、
ＰEｒは前記物体側レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
Ｐemは広角端にて前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記正面側の領域の長さ、
である。
以下の条件を満足することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の撮像装置。
０．９０＜L１ｒEr／ＰEｒ＜１．１（６）
ただし、
L１ｒErは前記物体側レンズ群中の前記像側サブレンズ群の物体側のレンズ面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
ＰEｒは前記対物レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
である。
前記物体側レンズ群中の前記像側サブレンズ群は、前記正面側と前記背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から前記正面側の方向の外形のサイズが光軸から前記背面側の方向の外形のサイズよりも大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第１の変倍レンズ群中の前記物体側レンズは以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の撮像装置。
０．７０＜Lｖ１Eｒ／ＰEｒ＜０．９８（７）
ただし、
ＰEｒは前記対物レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
Lｖ１Eｒは前記第１の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
である。
前記物体側レンズ群は正の屈折力を持ち、
前記ズームレンズは、前記物体側レンズ群と前記明るさ絞りとの間に配置され負の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて前記明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第２の変倍レンズ群、及び前記第１の変倍レンズ群の像側に配置された正屈折力のレンズ群を有し、
前記第２の変倍レンズ群と前記第１の変倍レンズ群との間に他のレンズ群が設けられていないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記第１の変倍レンズ群は、物体側に並んで配置された物体側面が凸面の複数の正レンズ成分と、前記複数の正レンズ成分よりも像側に配置された像側面が凹面の負レンズ成分とを有することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
前記ズームレンズは以下の条件を満足することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
３．４＜ｆT／ｆW （８）
ただし、
ｆTは望遠端における前記ズームレンズの焦点距離、
ｆWは広角端における前記ズームレンズの焦点距離、
である。
前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
５０°＞ωW＞３８．０° （８−１）
ただし、
ωWは広角端における前記ズームレンズの最大半画角、
である。
前記撮像素子の撮像面の中心が前記有効撮像領域の中心に対して前記正面側に位置し、前記ズームレンズの前記背面側に配置された表示モニタを有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記撮像素子で撮像した画像を電気的に補正する補正回路を備え、
前記補正回路は、前記ズームレンズの前記正面側と前記背面側の非対称な明るさの低下率を補正するべく、画像中心の前記正面側と前記背面側とで異なる明るさ補正のパラメータを保持する補正パラメータ記憶手段を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記補正パラメータ記憶手段は、ズームレンズの変倍、及び、明るさ絞りの開口面積の変更により変化する非対称な露出差を考慮して、それぞれの状態に対応した前記正面側と前記背面側で異なる補正パラメータを保持することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
広角端における明るさ絞り開放時にてズームレンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の撮像装置。
−３．５＜ＥＶ_ｃ−ｆ＜−０．７（９）
ただし、
ＥＶ_ｃ−ｆは広角端における軸上のＥＶ値から広角端における基準面に沿った正面側の最大像高でのＥＶ値を引いた値、
である。