JP4839788B2 - 撮像光学系および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像光学系および撮像装置に関し、特に、撮像倍率が可変である折り曲げ撮像光学系に関する。

近年、パーソナルコンピュータの普及に伴い、手軽にパーソナルコンピュータに画像を取り込めるデジタルカメラが普及している。また、モバイルコンピュータ、携帯電話、情報携帯端末（ＰＤＡ：Ｐａｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の情報処理機器にデジタルカメラを組み込むことも一般化している。このようなデジタルカメラの普及にともない、より小型のデジタルカメラが要望されるようになり、撮像光学系も一層小型にする必要がある。

そこで、撮像光学系を小型にするために、特許文献１では、撮像光学系の光路の途中にプリズムや反射ミラーの反射光学素子を設けて、光路を折り曲げ、変倍しても光路長を変化させずに小型化を図る提案がされている。また、折り曲げ撮像光学系において高変倍のニーズに対応するため、特許文献２では、６倍以上の変倍比のズームレンズが提案されているが、第１レンズ群に反射光学素子を配設しているため、反射光学素子が大型になり、撮像光学系の小型化が図られていない。

反射光学素子を第１レンズ群より像面側に配設して、さらに小型化を図る撮像光学系が特許文献３、４で提案されている。
特開２０００−１３１６１０号公報 特開平９−１３８３４７号公報 特開２００２−１６９０８８号公報 特開２００４−１０２０８９号公報

ところが、特許文献３に記載されている光学系は、第２レンズ群と第３レンズ群との間に反射光学素子を配設しているが、反射光学素子より撮像対象側に多数のレンズを設けているため、デジタルカメラの奥行き方向に小型化を達成できていない。

また、特許文献４に記載されている光学系は、第２レンズ群内に反射光学素子を配設することで、デジタルカメラの奥行き方向に小型化を図っているが、反射光学素子から撮像対象側の厚みが大きく、十分に小型化されたとはいい難い。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、変倍比が大きくても小型で、収差が良好に補正された撮像光学系を提供することを目的とする。

上記の課題は次の構成により解決される。

１．撮像対象からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系において、
撮像対象側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸を略直角に折り曲げる反射光学素子を有し前記反射光学素子の撮像対象側と像面側とにレンズを有するとともに負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから成るとともに、
沈胴時に少なくとも前記反射光学素子を退避させ、退避させて生じた空間に前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の前記反射光学素子の撮像対象側の前記レンズとを移動させて収納する沈胴手段を有し、
少なくとも前記第１レンズ群と前記第３または第４レンズ群とを移動させて変倍を行い、
第１レンズ群の屈折力をφ１、第２レンズ群の屈折力をφ２で表すとき、
−０．６＜φ１／φ２＜−０．１５
の関係を満たし、かつ、
広角端における第１レンズ群の撮像対象側の面から反射光学素子の撮像対象側に位置するレンズの像面側の面までの軸上間隔をＤｆ、像面の最大像高をＹｍａｘで表すとき、
０．６＜Ｄｆ／Ｙｍａｘ＜２．５
の関係を満たすことを特徴とする撮像光学系。

２．撮像対象からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系において、
撮像対象側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸を略直角に折り曲げる反射光学素子を有し前記反射光学素子の撮像対象側と像面側とにレンズを有するとともに負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから成るとともに、
沈胴時に少なくとも前記反射光学素子を退避させ、退避させて生じた空間に前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の前記反射光学素子の撮像対象側の前記レンズとを移動させて収納する沈胴手段を有し、
少なくとも前記第１レンズ群と前記第３または第４レンズ群とを移動させて変倍を行い、
第１レンズ群の屈折力をφ１、第２レンズ群の屈折力をφ２で表すとき、
−０．６＜φ１／φ２＜−０．１５
の関係を満たし、かつ、
前記第３レンズ群の屈折力をφ３、広角端での全系の屈折力をφｗで表すとき、
０．３５＜φ３／φｗ＜１．５
の関係を満たすことを特徴とする撮像光学系。

３． 前記第２レンズ群において前記反射光学素子の撮像対象側に設けられた前記レンズは一つの負レンズであることを特徴とする１または２に記載の撮像光学系。

４． １乃至３のいずれか１項に記載の撮像光学系と、撮像素子を備えることを特徴とする撮像装置。

本発明は、正屈折力の第１レンズ群と負屈折力の第２レンズ群と後続レンズ群を有するズームレンズであり、第２レンズ群に光路を略直角に折り曲げる反射光学素子を有するとともに、反射光学素子の撮像対象側と像面側とにレンズを有し、第１レンズ群の屈折力と第２レンズ群の屈折力との関係を適切な範囲に設定することにより、小型で、収差を良好に補正した撮像光学系と小型の撮像装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態であるデジタルカメラの外観を図１に模式的に示す。図１において、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。

デジタルカメラ１は概ね直方体状の筐体１０を有しており、通常の撮像時には筐体１０の最も短い辺の方向である、図１の紙面に垂直な方向を奥行き方向、図１の左右方向を横方向、図１の上下方向を縦方向と定める。

デジタルカメラ１は、前面に撮像光学系１２、フラッシュ発光部１３、セルフタイマーランプ１４、背面に表示部１５、モード設定スイッチ１６、十字キー１７、複数の操作キー１８、上面にレリーズボタン１９、電源ボタン２０を備えている。

撮像光学系１２は、その一部が筐体１０の前面から突出し、残りのレンズ部が図１（ａ）の点線で示すように筐体１０の内部に設けられている。フラッシュ発光部１３は撮像対象を照明するフラッシュ光を発する。セルフタイマーランプ１４は、セルフタイマー撮像の準備が進行中であることを点灯により示す。

表示部１５は、液晶表示器から成り、撮像した画像のほか、デジタルカメラ１の設定状況、操作案内等の諸情報を表示する。モード設定スイッチ１６は、スライド式であり、デジタルカメラ１の動作モードの設定に用いられる。

十字キー１７は、上下左右に４つの接点を有しており、表示部１５に表示されるカーソルの移動に用いられる。撮像光学系１２はズームレンズを備えており、十字キー１７はその焦点距離の調節にも使用される。操作キー１８は、表示部１５に表示される項目の切り換え、表示された項目の選択等、デジタルカメラ１の機能に関する設定に用いられる。レリーズボタン１９は２段階で動作し、記録する画像の撮像準備の指示と、記録する画像の撮像の指示に用いられる。

図２にデジタルカメラ１の構成を模式的に示す。デジタルカメラ１は、撮像光学系１２および表示部１５のほか、撮像素子２８、信号処理部２２、記録部２３、操作部２４、撮像光学系駆動部２５および制御部２６を有している。撮像素子２８はＣＣＤエリアセンサであり、画素ごとの受光量を表す信号を出力する。信号処理部２２は、撮像素子２６の出力信号を処理して、撮像した画像を表す画像データを生成する。記録部２３は、信号処理部２２が生成した画像データを着脱可能な記録媒体２３ａに記録し、また、画像の再生表示のために、記録媒体２３ａから画像データを読み出す。操作部２４は、前述の諸ボタン１６〜２０の総称であり、使用者の操作に関する信号を制御部２６に伝達する。

撮像光学系駆動部２５は、いくつかのモータとその駆動力を撮像光学系１２のレンズ群に伝達する伝達機構を有しており、撮像光学系１２の焦点距離と焦点位置を設定する。制御部２６は操作部２４を介して与えられる指示に応じて各部を制御する。

撮像光学系１２の構成について説明する。図３乃至図６は、本発明の第１乃至第４実施形態の撮像光学系の広角端焦点距離における無限遠合焦状態を示し、矢印はズーミングに際してのレンズ群Ｇ１〜Ｇ４の位置を表している。矢印の基端が広角端（Ｗ）、先端が望遠端（Ｔ）に対応する。なお、ズーミングに際し像面に対して固定であるレンズ群には矢印を示していない。なお、図３乃至図６は、デジタルカメラ１に組み込まれた状態を平面に展開した図であり、プリズムを平行平板で表し、ミラーを空気間隔で表し、光軸を直線上で表している。

第１実施形態を図３に示す。図３の撮像光学系は、撮像対象側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、絞りＳ、後続レンズ群としての正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成される。ローパスフィルタ、カバーガラスと等価な平行平板Ｆが撮像光学系の像面側にある。

第１レンズ群Ｇ１は、撮像対象側から順に、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３から構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、撮像対象側から順に、両凹形状であり像面側の面が非球面である負レンズＬ４、図上平行平板で表させる直角プリズムＬ５、両凹形状の負レンズＬ６、両凸形状の正レンズＬ７から構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、撮像対象側から順に、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ８、両凸形状の正レンズＬ９、レンズＬ９と接合され像面側に凸面向けたメニスカス形状の負レンズＬ１０、両凹形状であり像面側が非球面である負レンズＬ１１、両凸形状である正レンズＬ１２から構成される。

第４レンズ群は、撮像対象側から順に、両凸形状であり両面が非球面である正レンズＬ１３、撮像対象側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１４から構成される。

広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は撮像対象側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面に対して固定であり、第３レンズ群Ｇ３は撮像対象側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は撮像対象側に移動し中間焦点距離付近から像面側に移動する。

第２実施形態を図４に示す。図４の撮像光学系は、撮像対象側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、絞りＳ、後続レンズ群としての正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成される。ローパスフィルタ、カバーガラスと等価な平行平板Ｆが撮像光学系の像面側にある。

第１レンズ群Ｇ１は、撮像対象側から順に、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ２、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ３から構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、撮像対象側から順に、両凹形状であり像面側の面が非球面である負レンズＬ４、図上空気間隔で表されるミラーＬ５、両凹形状の負レンズＬ６、両凸形状の正レンズＬ７、両凹形状の負レンズＬ８から構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、撮像対象側から順に、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ９、両凸形状の正レンズＬ１０、レンズＬ１０と接合され両凹形状の負レンズＬ１１、両凹形状であり像面側が非球面である負レンズＬ１２、両凸形状である正レンズＬ１３から構成される。

第４レンズ群は、撮像対象側から順に、両凸形状であり両面が非球面である正レンズＬ１３、撮像対象側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１４から構成される。

広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は撮像対象側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面に対して固定であり、第３レンズ群Ｇ３は撮像対象側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は撮像対象側に移動し中間焦点距離付近から像面側に移動する。

第３実施形態を図５に示す。図５の撮像光学系は、撮像対象側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、絞りＳ、後続レンズ群としての正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成される。ローパスフィルタＦ１、カバーガラスＦ２が撮像光学系の像面側にある。

第１レンズ群Ｇ１は、撮像対象側から順に、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状であり像面側の面が非球面である負レンズＬ１、両凸形状の正レンズＬ２から構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、撮像対象側から順に、両凹形状である負レンズＬ３、図上空気間隔で表されるミラーＬ４、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ５、レンズＬ５と接合され像面側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ６から構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、撮像対象側から順に、両凸形状の正レンズＬ７、両凹形状であり像面側の面が非球面である負レンズＬ８、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ９から構成される。

第４レンズ群は、撮像対象側から順に、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１０、両凸形状であり両面が非球面である正レンズ１１から構成される。

広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は撮像対象側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は撮像対象側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は撮像対象側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は像面に対して固定である。

第４実施形態を図６に示す。図６の撮像光学系は、撮像対象側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、絞りＳ、後続レンズ群としての正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４から構成される。ローパスフィルタＦ１、カバーガラスＦ２が撮像光学系の像面側にある。

第１レンズ群Ｇ１は、撮像対象側から順に、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状であり像面側の面が非球面である負レンズＬ１、両凸形状の正レンズＬ２から構成される。

第２レンズ群Ｇ２は、撮像対象側から順に、両凹形状である負レンズＬ３、図上空気間隔で表されるミラーＬ４、像面側に凹面を向けた負レンズＬ５、レンズＬ５と接合され像面側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ６から構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、撮像対象側から順に、両凸形状の正レンズＬ７、両凹形状であり像面側の面が非球面である負レンズＬ８、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ９から構成される。

第４レンズ群は、撮像対象側から順に、撮像対象側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１０、両凸形状であり両面が非球面である正レンズ１１から構成される。

広角端から望遠端へのズーミングに際しては、第１レンズ群Ｇ１は撮像対象側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面に対して固定であり、第３レンズ群Ｇ３は撮像対象側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は像面に対して固定である。

次に、反射光学素子より撮像対象側にあるレンズを収納する構成、動作を説明する。図７において、図７（ａ）では第１実施形態の撮像光学系の広角端の使用状態を示し、図７（ｂ）では撮像光学系の第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ４を収納した沈胴状態を示す。

撮像を終了するために、使用者がデジタルカメラ１の電源ボタン２０のオフ操作を行うと、電源ボタン２０からの信号を受けて制御部２６は、沈胴手段を駆動させるモータ４１を駆動制御して、駆動軸４７を回転駆動させる。

駆動軸４７が回転すると、駆動軸４７に螺合してプリズムＬ５を保持する反射部保持枠７３の係合部７３ａが、図示しない直進ガイドとの連係により、光軸７５に沿って像面側に直進移動し、第１レンズ群Ｇ１を保持する第１保持枠７１、レンズＬ４を保持する第２レンズ保持枠７２を収納する収納空間が確保される。

次に、モータ４２が駆動制御され、駆動軸４８が回転すると、駆動軸４８に螺合する第２レンズ保持部材７２の係合部７３ａが、図示しない直進ガイドとの連係により、第２レンズ保持枠７２が収納空間に移動する。また、第１保持枠７１は、第１保持部材７１のバネ７１ｂにより、第２レンズ保持部材７２に常に当接し、第２レンズ保持部材７２と連動して、収納空間に移動する。

第１保持枠７１、第２レンズ保持枠７２が収納空間の所定の収納位置に到着したときに、モータ４１を停止すべく信号が発生する。

図７では、反射光学素子にプリズムを用いたものであるが、図８では、反射光学素子にミラーを用いた場合の収納の構成、動作を説明する。図８（ａ）は第３実施形態の撮像光学系の広角端の使用状態を示し、図８（ｂ）は撮像光学系の第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２のレンズＬ３を収納した沈胴状態を示す。

図７と同様に、撮像を終了するために、電源ボタン２０のオフ操作を行うと、図示しないモータが駆動制御され、減速系を介して沈胴手段を駆動させるギヤ５１が回転される。

ギヤ５１が回転すると、ギヤ５１に噛み合う作動板５３のラック５３ａと図示しない直進ガイドとの連係により、作動板５３が光軸７５に沿って像面側に直進移動する。

作動板５３には、レンズＬ３を保持する第２レンズ保持枠７２のピン７２ａを案内するカムスロット５３ｃが設けられていて、作動板５３が像面側に移動すると、第２レンズ保持枠７２がカムスロット５３ｃに案内され、図示しない直進ガイドとの連係により、図面に対して下側の沈胴方向に移動する。

第２レンズ保持枠７２には、ミラーＬ４を保持する反射部保持枠７３の突起７３ｂと当接する当接部７２ｂ、第１レンズ群Ｇ１を保持する第１保持枠７１の平面部７１ｃと当接する当接部７２ｃが設けられ、第２レンズ保持枠７２が図面の下側に移動すると、反射部保持枠７３は、反射部保持枠７３のバネ７３ａにより、突起７３ｂが第２レンズ保持枠７２の当接部７２ｂに常に当接して、回転軸７３ｄを軸として回転しながら図面の下側に押し下げられる。また、第２レンズ保持枠７２の下側への移動にともない、第１保持枠７１は、第１保持部材７１のバネ７１ｂにより、第１保持部材７１の平面部７１ｃが第２レンズ保持枠７２の当接部７２ｃに常に当接し図面の下側に移動して、反射部保持枠７３が退避して確保された収納空間に第１保持枠７１、第２レンズ保持枠７２が収納される。

第１保持枠７１、第２レンズ保持枠７２が収納空間の所定の収納位置に到着したときに、図示しないモータを停止すべく信号が発生する。

ここまで説明した各実施形態における、撮像対象からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系は、正屈折力の第１レンズ群と負屈折力の第２レンズ群と後続レンズ群を有し、第２レンズ群が光軸を折り曲げる反射光学素子を有するとともに、反射光学素子の撮像対象側と像面側にはそれぞれレンズを有し、少なくとも第１レンズ群と後続レンズ群を移動させて変倍を行う。

この構成にすることにより、正屈折力の第１レンズ群を射出する光束が光軸近傍に収束されて第２レンズ群に入射するため、第２レンズ群の有効径が小さくなり、第２レンズ群に配設した反射光学素子を小型にすることができ、デジタルカメラの奥行き方向に小型にすることができる
また、次の１式の関係を満たす構成である。
−０．６＜φ１／φ２＜−０．１５ ・・・式１
ただし、φ１は第１レンズ群の屈折力、φ２は第２レンズ群の屈折力である。

式１は、第２レンズ群の屈折力に対する第１レンズ群の屈折力を適切な範囲に規定し、第１レンズ群の軸上間隔を短くし、レンズ外径を小さくするものである。φ１／φ２の値が式１の下限を越えると、第１レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、望遠端で球面収差が補正不足となり、光学性能を劣化させる。逆に、φ１／φ２の値が式１の上限を越えると、第１レンズ群の屈折力が弱くなり、入射瞳が像面に近くなるため、第１レンズ群に入射する光束の有効径が大きくなり、また、レンズの厚みを増やすこととなり、第１レンズ群が大きくなる。

式１に代えて、式１’の関係を満たすようにすると好ましい。
−０．３５＜φ１／φ２＜−０．１５ ・・・式１’
また、次の式２の関係を満たすことが好ましい。
０．６＜Ｄｆ／Ｙｍａｘ＜２．５ ・・・式２
ただし、Ｄｆは広角端における第１レンズ群の撮像対象側の面から反射光学素子の撮像対象側に位置するレンズの像面側の面までの軸上間隔、Ｙｍａｘは像面の最大像高である。

式２は、広角端における像面の最大像高に対する第１レンズ群の撮像対象側の面から反射光学素子の撮像対象側に位置するレンズの像面側の面までの軸上間隔を適切な範囲に規定するものである。Ｄｆ／Ｙｍａｘの式の値が下限を越えると、収差補正に必要なレンズを配置することができなくなり、十分な収差補正を行うことができない。逆に、Ｄｆ／Ｙｍａｘの値が式２の上限を越えると、軸上間隔が大きくなるため、カメラの奥行き方向が大きくなる。

式２に代えて、式２’の関係を満たすようにすると一層好ましい。
１＜Ｄｆ／Ｙｍａｘ＜２ ・・・式２’
さらに、第２レンズ群において反射光学素子の撮像対象側に設けられたレンズは一つの負レンズであることが好ましい。この構成により、反射光学素子に入射する光線角度を小さくすることができるため、反射光学素子を小さくすることができ、また、反射光学素子から撮像対象側の軸上間隔を短くすることができる。

さらに、次の式３の関係を満たすことが好ましい。
０．３５＜φ３／φｗ＜１．５ ・・・式３
ただし、φ３は後続レンズ群に含まれる第３レンズ群の屈折力、φｗは広角端での全系の屈折力である。

式３は、広角端での全系の屈折力に対する第３レンズ群の屈折力を適正な範囲に規定し、球面収差を良好に補正するものである。φ３／φｗの値が式３の下限を越えると、球面収差が補正過剰となり光学性能を劣化させる。逆に、φ３／φｗの値が式３の上限を超えると、球面収差が補正不足となり光学性能を劣化させる。

式３に代えて、式３’の関係を満たすようにすると一層好ましい。
０．３５＜φ３／φｗ＜１ ・・・式３’
また、沈胴時に反射光学素子が退避し、退避して生じた空間に第１レンズ群と第２レンズ群の反射光学素子の撮像対象側のレンズとが収納される構成とすることにより、撮像対象側に配置された光学要素をデジタルカメラ内に収納することができ、非撮影時にさらにデジタルカメラを小さくすることができる。

なお、上記の各実施形態ではスチル画像を撮像するデジタルカメラの例を掲げたが、本発明の撮像光学系は、動画を撮像するデジタルビデオカメラや、モバイルコンピュータ、携帯電話、情報携帯端末等の情報処理機器に組み込まれるカメラに採用することも可能である。

本発明を実施した撮像装置に含まれる撮像光学系の構成を、コンストラクションデータ、収差図を挙げて、更に具体的に説明する。ここで実施例として説明する実施例１乃至４は、前述した第１乃至第４の実施形態にそれぞれ対応している。第１乃至第４の実施形態を表すレンズ構成図（図３乃至６）は、対応する実施例１乃至４のレンズ構成をそれぞれ示している。

表１乃至８のコンストラクションデータにおいて、曲率半径をｒで示し、撮像対象側から順に番号を付し、軸上間隔をｄで示し、撮像対象側からの軸上間隔を表の上から順に表している。ズーミングにより変化する軸上間隔については、広角端と中間の焦点距離と望遠端での値を、左から順に表している。屈折率、アッベ数をＮ、νで示し、撮像対象側からの屈折率、アッベ数を表の上から順に表している。また、屈折率およびアッベ数はｄ線に対するものであり、屈折率およびアッベ数は空気については省略してある。実施例２乃至４では、反射光学素子がミラーであり、ミラーへの入射面から射出面までの間隔が空気であり、反射光学素子の屈折率およびアッベ数を省略している。なお、非球面については面番号の末尾にアスタリスク（＊印）を付している。撮像素子が最終面の後ろに配置されている。全系の焦点距離距離（ｆ）を広角端と中間の焦点距離と望遠端で、各焦点距離におけるＦナンバー（ＦＮＯ）を他のデータとともに示す。焦点距離、曲率半径、軸上間隔の単位はｍｍである。

非球面は次の式４で定義している。
Ｘ（Ｈ）＝Ｃ・Ｈ²／｛１＋（１−ε・Ｃ²・Ｈ²）^1/2｝＋ΣＡｋ・Ｈｋ ・・・式４
ここで、Ｈは光軸に対して垂直な方向の高さ、Ｘ（Ｈ）は高さＨの位置での光軸方向の変位量（面頂点基準）、Ｃは近軸曲率、εは２次曲面パラメータ、ｋは非球面の次数、Ａｋはｋ次の非球面係数である。

図９乃至１２の収差図について、広角端（ａ）と中間の焦点距離（ｂ）と望遠端（ｃ）の各収差を示す。球面収差の線ｄはｄ線の収差、線ＳＣは正弦条件不満足量を表している。また、非点収差の線ＤＭおよび線ＤＳはそれぞれメリジオナル面およびサジタル面での収差である。単位は、歪曲の横軸のみ百分率であり、他の軸については全てｍｍである。

条件式に対応する各実施例の値を表９に示し、各実施例はすべて条件式を満たしている。
＜実施例１＞

［非球面データ］

＜実施例２＞

［非球面データ］

＜実施例３＞

［非球面データ］

＜実施例４＞

［非球面データ］

［条件式対応値］

各実施形態のデジタルカメラの外観を模式的に示す正面図（ａ）および背面図（ｂ）。 各実施形態のデジタルカメラの構成を模式的に示す図。 第１実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。 第２実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。 第３実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。 第４実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の構成を示す図。 第１実施形態の撮像光学系の使用状態を示す模式図（ａ）、撮像光学系の収納状態を示す模式図（ｂ）。 第３実施形態の撮像光学系の使用状態を示す模式図（ａ）、撮像光学系の収納状態を示す模式図（ｂ）。 第１実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。 第２実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。 第３実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。 第４実施形態のデジタルカメラの撮像光学系の広角端（ａ）、中間焦点距離（ｂ）、望遠端（ｃ）での収差を示す図。

符号の説明

１ デジタルカメラ
１２ 撮像光学系
２８ 撮像素子
４１ モータ
５１ ギヤ
５３ 作動板
４７ 駆動軸
７１ 第１保持枠
７２ 第２レンズ保持枠
７３ 第２反射部保持枠
Ｇ１〜Ｇ４ レンズ群
Ｌ１〜Ｌ１５ レンズ
Ｓ 絞り
Ｆ ローパスフィルタ
ｒ１〜ｒ３２ 面

Claims (4)

1. 撮像対象からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系において、
   撮像対象側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸を略直角に折り曲げる反射光学素子を有し前記反射光学素子の撮像対象側と像面側とにレンズを有するとともに負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから成るとともに、
   沈胴時に少なくとも前記反射光学素子を退避させ、退避させて生じた空間に前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の前記反射光学素子の撮像対象側の前記レンズとを移動させて収納する沈胴手段を有し、
   少なくとも前記第１レンズ群と前記第３または第４レンズ群とを移動させて変倍を行い、
   第１レンズ群の屈折力をφ１、第２レンズ群の屈折力をφ２で表すとき、
   −０．６＜φ１／φ２＜−０．１５
   の関係を満たし、かつ、
   広角端における第１レンズ群の撮像対象側の面から反射光学素子の撮像対象側に位置するレンズの像面側の面までの軸上間隔をＤｆ、像面の最大像高をＹｍａｘで表すとき、
   ０．６＜Ｄｆ／Ｙｍａｘ＜２．５
   の関係を満たすことを特徴とする撮像光学系。
2. 撮像対象からの光を撮像素子上に結像させる撮像光学系において、
   撮像対象側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、光軸を略直角に折り曲げる反射光学素子を有し前記反射光学素子の撮像対象側と像面側とにレンズを有するとともに負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とから成るとともに、
   沈胴時に少なくとも前記反射光学素子を退避させ、退避させて生じた空間に前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の前記反射光学素子の撮像対象側の前記レンズとを移動させて収納する沈胴手段を有し、
   少なくとも前記第１レンズ群と前記第３または第４レンズ群とを移動させて変倍を行い、
   第１レンズ群の屈折力をφ１、第２レンズ群の屈折力をφ２で表すとき、
   −０．６＜φ１／φ２＜−０．１５
   の関係を満たし、かつ、
   前記第３レンズ群の屈折力をφ３、広角端での全系の屈折力をφｗで表すとき、
   ０．３５＜φ３／φｗ＜１．５
   の関係を満たすことを特徴とする撮像光学系。
3. 前記第２レンズ群において前記反射光学素子の撮像対象側に設けられた前記レンズは一つの負レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像光学系。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像光学系と、撮像素子を備えることを特徴とする撮像装置。

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