ズームレンズを用いた電子撮像装置
【課題】ゴースト、フレアを抑え、結像性能も確保しやすい電子撮像装置を提供すること。
【解決手段】第１レンズ群の反射面により反射された光路中に配置された明るさ絞りを備え、明るさ絞りは、開口部の面積が最も大きくなる状態にて非円形形状であり、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最大状態での開口部の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸とこの反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最大状態での開口部の大きさよりも小さく、第１レンズ群中の反射面により反射された光路中であって、且つ、最も像側に配置されるレンズの外形形状が、非円形であり、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、外形形状の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸とこの反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、外形形状の大きさよりも小さく、所定の条件式を満足する。
【解決手段】第１レンズ群の反射面により反射された光路中に配置された明るさ絞りを備え、明るさ絞りは、開口部の面積が最も大きくなる状態にて非円形形状であり、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最大状態での開口部の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸とこの反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最大状態での開口部の大きさよりも小さく、第１レンズ群中の反射面により反射された光路中であって、且つ、最も像側に配置されるレンズの外形形状が、非円形であり、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、外形形状の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸とこの反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、外形形状の大きさよりも小さく、所定の条件式を満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光路中に反射面を持つズームレンズを用いた電子撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、銀塩フィルムカメラに代わり、ＣＣＤやＣＭＯＳのような電子撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが主流となっている。更にそれは業務用高機能タイプからコンパクト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、特にコンパクトな普及タイプのカテゴリーに注目している。
【０００３】
このような普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく持ち運びが便利な、厚み方向のサイズが薄型であるタイプのデジタルカメラが好まれるようになっている。
【０００４】
カメラの厚さ方向のサイズはレンズ鏡筒のサイズが大きなウェイトを占める。したがって、レンズ鏡筒の薄型化を考慮したズームレンズの構成が極めて重要である。
【０００５】
レンズ鏡筒の薄型化にはいくつか手段があるが、そのうちのひとつに、光路の途中に配置したミラーやプリズムなどの反射部材により光路を反射させて薄型化を達成させようとするズームレンズがある。
【０００６】
これには、撮影時と携帯時でカメラの形状がほとんど変わらないという特徴があり、デザイン、堅牢性、防塵・防滴への適用など、さまざまなメリットがあるが、薄型を達成できることが最大のメリットである。そのメリットを更に大きくするために、レンズの一部をカメラの厚さ方向にカットするという手段が採用される。特許文献１には、レンズの一部をカメラの厚さ方向にカットした例が示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１２１７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このようなレンズのカットを行うと、撮像面の有効範囲内に到達する光線（有効光線）とレンズ外径との余裕が非常に小さくなるため、迷光がレンズのカット部に当たって反射または乱反射し、撮像面の有効範囲内に到達しやすくなる。所謂ゴースト、フレアの発生である。
【０００９】
ゴースト、フレアはその強度が被写体の明るさに比して微弱である場合は問題にならないことが多い。しかし、それ以外の場合にはユーザーに対して好意的に受け止められることは稀である。
【００１０】
また、迷光がレンズのカット面に当たらないようにするために、フレア絞りをレンズの周辺に設ける場合がある。しかし、レンズをカットした付近にフレア絞りを設けると、有効光束のケラレを生じやすくなる。この場合、撮影画面の中心部分と周辺部分での光量の差が大きくなりやすくなる。光量が低下した撮影画面の周辺部を信号処理により復元することも可能ではあるが、画面周辺でのノイズが出やすく、画面の中心と周辺の画質の差が目立ってくる。また、周辺部で被写界深度が深くなり違和感を生じやすくなる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ズームレンズ内構成の工夫により、薄型化を行ってもゴースト、フレアの発生を抑え、結像性能も確保しやすい電子撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１の電子撮像装置は、被写体の像を形成するズームレンズと、ズームレンズにより形成された像を受光して電気信号に変換する電子撮像素子と、を備えた電子撮像装置において、ズームレンズは、被写体側から像面にいたる光軸を含む光路に沿って並んで配置された複数のレンズ群を備え、複数のレンズ群の互いの間隔を変化させることによりズームレンズ全系の焦点距離を変化させ、複数のレンズ群中の最も物体側に配置されたレンズ群を第１レンズ群としたときに、第１レンズ群は光路を反射させる反射面を備え、第１レンズ群中の反射面により反射された光路中に配置された明るさ絞りを備えている。
【００１３】
また、明るさ絞りは、開口部の面積が最も大きくなる状態にて非円形の形状の開口部を持ち、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさよりも小さいように構成されている。
【００１４】
さらに、第１レンズ群中の反射面により反射された光路中であって、且つ、最も像側に配置されるレンズの外形形状が、非円形であり、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、外形形状の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、外形形状の大きさよりも小さいように構成されている。そして、以下の条件式を満足することを特徴としている。
【００１５】
１．１０＜Ｄx／Ｄy＜１．７５ ・・・（１）
ただし、
Ｄyは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
Ｄxは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、である。
【００１６】
第１の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。本発明では複数のレンズ群を配置したズームレンズ内の構成の工夫により、電子撮像装置の薄型化（鏡筒の薄型化）を行うために、光軸を含む光路を反射する反射面を備えた構成を採用している。
【００１７】
このような構成の中でも、ズームレンズ中で最も物体側に位置する第１レンズ群内に光路を反射させる反射面を有する構成とすることで、撮像装置の厚さ方向の大きさを最も小さくすることが出来る。
【００１８】
また、鏡筒の厚さを決めるのはこの反射面に続くレンズのうち、明るさ絞りから離れた位置のレンズ群の外径である場合が多い。このため、これを少しでも小さくする、つまりレンズの外形が円形ではなく、上述の形状として、撮像装置の厚さ方向の寸法がそれと直行する方向より小さくしている。例えば、円形のレンズをカットして小判型にするなどの方法が考えられる。
【００１９】
ところが、このようなレンズ形状にすると、撮像装置の厚さは薄く出来るが、レンズのサイズを小さくした部分に迷光が当たり、ゴースト、フレアが発生する可能性が高くなってくる。
【００２０】
迷光の発生を低減するために、上述の形状となる開口部としている。この形状により、レンズのサイズを小さくした方向での迷光を抑えやすくなる。付随的に、撮像画面周辺での光束のケラレによる光量低下を抑えやすくなり、撮影画面の中心と周辺の画質の差を低減しやすくなる。
【００２１】
また、上述の条件式（１）は、明るさ絞りの開放時の開口部分の非円形の程度を規定するものである。上述の非円形形状とすると、撮像装置の厚さ方向にレンズの短辺方向を配置することになるので、Ｄyは撮像装置の厚さ方向の寸法に影響する。
【００２２】
条件式（１）の下限を下回ると、ゴースト、フレア回避の効果が小さくなり、本発明の上記目的達成が困難になってくる。
【００２３】
一方、条件式（１）の上限を上回ると、絞りの形状が円形から大きく乖離してしまい、それに付随した問題が出やすくなる。たとえば、撮影画面全体の光量低下が起こりやすくなる。また、点像のぼけ形状が明るさ絞りの開口形状を反映するという物理現象から、一般に明るさ絞りは円形が良いとされている。上限を上回ると、ボケ方が不自然になってくる。
【００２４】
更には、レンズ鏡筒、電子撮像装置の小型化のために、第２の電子撮像装置は、第１の電子撮像装置において、開口部の面積が一定であることが好ましい。
【００２５】
第２の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。従来の、光軸を反射させないズームレンズにおいては、絞りの形状を可変にする構成を絞り周辺に設けるスペースの確保がしやすかった。
【００２６】
しかしながら、光軸を反射させるタイプのズームレンズでは、薄型化のメリットを生かすために、絞り周辺に形状を変化させる機構をもたせると、鏡筒が厚くなってくる。そのため、上述の構成とすることで、開口部の面積を調整する機構を省略でき、電子撮像装置の薄型化に一層有利となる。
【００２７】
また、明るさ絞りの開口部の面積を可変とする場合、以下の構成とすることが好ましい。第３の電子撮像装置は、第１の電子撮像装置において、開口部は、望遠端の最小Ｆナンバーとなる状態よりも、広角端での最小Ｆナンバーとなる状態にて明るさ絞り開口部の面積が小さくなり、広角端での最小Ｆナンバーとなる状態での開口部の形状が以下の条件式を満足することが好ましい。
【００２８】
１．１０＜ＤxW／ＤyW＜１．７５ ・・・（２）
ただし、
ＤyWは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、広角端にて開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
ＤxWは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、広角端にて開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、である。
【００２９】
第３の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。一般にズームレンズは、広角端に近いほど迷光による影響が目立ちやすくなる。例えば、太陽が撮影画角の外側周辺に位置する場合、ズームレンズ内に光線が入り込み、単純なフレア絞りでは迷光を低減し切れないことがある。そのため、広角端では絞りの面積を小さくして迷光の発生を抑え、一方望遠端では絞りの面積を大きくすることでＦナンバーが大きくなりすぎる（暗くなる）ことを抑え易くなる。
【００３０】
また、広角端での開口部の最大面積を小さくすることで、コマ収差の影響も抑えやすくなる。そして、広角端であっても条件式（２）を満足する非円形とすることが明るさの確保と迷光による影響を抑えることにつながり、より好ましい。
【００３１】
第４の電子撮像装置は、第１または第３の電子撮像装置において、開口部の面積を小さくする機構を有し、開口部の面積を最も小さくした際に、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００３２】
Ｄx／Ｄy＞Ｄxm／Ｄym≧０．５ ・・・（３）
ただし、
Ｄymは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も小さくなる状態での開口部の大きさ、
Ｄxmは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最も小さくなる状態での開口部の大きさ、である。
【００３３】
第４の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。開口部の形状の非円形の度合いを確保したまま開口部の面積を小さくすると、絞り込んだ状態での回折の影響が大きくなり、解像度が低下しやすくなる。そのため、絞り込んだ状態での回折の影響を低減しやすくするため、上述の条件式（３）を満足することが好ましい。
【００３４】
条件式（３）の上限を上回ると、絞り込んだ状態での回折の影響が大きくなりやすくなる。
【００３５】
条件式（３）の下限を下回ると、非円形の度合いによる影響（回折、ボケ方の不自然さ）が出やすくなる。
【００３６】
さらには、第５の電子撮像装置は、第４の電子撮像装置において、開口部の面積を小さくする機構は、前期開口部の径の大きい方向に移動する開口形状が固定の補助絞りであることが好ましい。
【００３７】
第５の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。鏡筒の厚さの方向に対してほぼ垂直の方向に補助絞りが退避挿入されるので、補助絞りの退避スペースを確保しても撮像装置の厚さを抑えやすくなる。
【００３８】
また、第６の電子撮像装置は、第４の電子撮像装置において、開口部の面積を小さくする機構は、開口部の径の大きい方向に移動する２枚の絞り羽であることが好ましい。
【００３９】
第６の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。鏡筒の厚さの方向に対してほぼ垂直の方向に絞り羽が退避挿入されるので、絞り羽の退避スペースを確保しても電子撮像装置の厚さを抑えやすくなる。
【００４０】
第７の電子撮像装置は、第１〜第６の電子撮像装置において、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面が、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００４１】
１．１５＜Ｆx／Ｆy＜１．８０ ・・・（４）
ただし、
Ｆyは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
Ｆxは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、である。
【００４２】
第７の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。これは、明るさ絞りより物体側にあるレンズのうち、最も明るさ絞りに近いレンズ面の有効径を示している。
【００４３】
（１）の条件式を満足する絞り形状に対しては、この条件式（４）を満足するような有効面形状とすることが、撮像装置の薄型化を行いながら、ゴースト、フレアの少ないズームレンズを実現するために望ましい構成である。
【００４４】
また、さらに、第８の電子撮像装置は、第１〜第７の電子撮像装置において、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りに最も近いレンズ面の有効面が、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００４５】
１．１５＜Ｒx／Ｒy＜１．８０ ・・・（５）
ただし、
Ｒyは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
Ｒxは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、明るさ絞よりも像面側で明るさ絞りに最も近いレンズ面の有効面の大きさ、である。
【００４６】
第８の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。条件式（５）は、明るさ絞りより物体側にあるレンズのうち、最も明るさ絞りに近いレンズの長辺方向の大きさと短辺方向の有効面の比を表している。
【００４７】
（１）の条件式を満足する絞り形状に対しては、条件式（５）を満足するような有効面形状とすることが、撮像装置の薄型化を行いながら、ゴースト、フレアの少ないズームレンズを実現するために望ましい構成である。
【００４８】
第９の電子撮像装置は、第１〜第８の電子撮像装置において、電子撮像素子の受光面の有効撮像領域は、短辺方向と長辺方向とを持つ矩形であり、有効撮像領域の長辺方向が、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向となるように配置し、電子撮像素子上の像の長辺方向のコントラストにもとづきフォーカシング情報を検出する制御部を有することが好ましい。
【００４９】
第９の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。上述の構成とすることで、電子撮像素子の短辺方向が撮像装置本体の厚さ方向となり薄型化に有利となる。そして、絞りの径が大きい方向に対応する像面上の方向は回折の影響が小さくなり、コントラストは高くなる。そのため、上述のように電子撮像素子の長辺方向のコントラストにもとづいてフォーカシング情報を検出する方式とすることで、フォーカシングの精度を高くできる。
【００５０】
また、良好な撮像を行いやすくするために、第１０の電子撮像装置は、第１〜第９の電子撮像装置において、電子撮像素子が、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００５１】
１．４５μｍ＜Ｐ＜２．１５μｍ ・・・（６）
ただし、Ｐは電子撮像素子の受光領域における画素ピッチの平均である。
【００５２】
第１０の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。画素ピッチが条件式（６）の下限を超えて小さくなると、光学系のＦナンバー（ＦNO）を小さくしていっても、各画素に入射する光量はさほど上がらなくなり、受光効率が落ち、解像度が向上しにくくなる。
【００５３】
また、条件式（６）の上限を超えて大きくなると、有効画素数が少なくなるか、もしくは、撮像素子の有効撮像領域が大きくなる。条件式（６）を満足する範囲でも、条件式（１）の上限を超えると撮像素子上の厚さ方向の解像が低下し、不自然な画像になる。また、明るさ絞りを非円形としたので、明るさ絞りの直前、または直後、または双方のレンズについての形状を非円形として小型化を行っても迷光の発生を抑えやすくなる。
【００５４】
また、第１１の電子撮像装置は、第７の電子撮像装置において、条件式（４）を満足しながら、明るさ絞りの直前のレンズの外形形状を特定するものである。
【００５５】
具体的には、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りに最も近いレンズの外形形状について、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における外形形状の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における外形形状の大きさよりも小さいことを特徴とする。
【００５６】
また、第１２の電子撮像装置は、第８の電子撮像装置において、条件式（５）を満足しながら、明るさ絞りの直後のレンズの外形形状を特定するものである。
【００５７】
具体的には、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りに最も近いレンズの外形形状について、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における外形形状の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における外形形状の大きさよりも小さいことを特徴とする。
【００５８】
明るさ絞り前後のレンズには、像高ごとに分離していない太い光束がレンズにあたる。明るさ絞りの形状が円形に近いと、これらのレンズの端部をカットした場合、この端部での反射による迷光が生じやすくなる。
【００５９】
本発明は、明るさ絞りを非円形としたので、明るさ絞りの直前または直後、または双方のレンズの形状を非円形としても迷光の発生を低減でき、小型化に有利となる。なお、上述の各発明は、任意に複数を同時に満足することがより好ましい。
【発明の効果】
【００６０】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ズームレンズ内構成の工夫により、薄型化を行ってもゴースト、フレアの発生を抑え、結像性能も確保しやすい電子撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下に、本発明にかかる電子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。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明の電子撮像装置の実施例について説明する。電子撮像装置は、ズームレンズとその像側に配置された電子撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）を備えて構成される。物体側から像面側に向かって順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４で構成される。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置される。広角端から望遠端への変倍に際して各レンズ群は以下の移動を行う。ズームレンズは、電子撮像装置本体に固定されている。
【００６３】
第２レンズ群Ｇ２は、像面側に移動し、第１レンズ群Ｇ１との距離を変化させることで変倍機能をもたせている。明るさ絞りＳは、光軸方向には変位せず、位置固定としている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に移動して、変倍の機能を第２レンズ群Ｇ２と分担させている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に移動後、像面側に移動し、変倍時の像面の位置ずれを補正している。また、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング動作は、第４レンズ群Ｇ４を移動させることで行う。
【００６４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズと、反射面を持つ部材（ここでは直角プリズム）と正レンズで構成されており、物体側から入射した光束を反射させる。なお、第１レンズ群中Ｇ１中において、光路折り曲げプリズムＰを展開して平行平板で示してある。なお、光路折り曲げプリズムＰは、代表的には、光路を９０°折り曲げる反射プリズムとして構成される。図３の（ａ）において、Ｙ方向から入射した光軸は９０°反射し、Ｚ方向が射出光軸となる。
【００６５】
後述するレンズデータ中には反射面の位置は示していないが、直角プリズムの入射面と射出面との丁度中間において光軸を９０度反射する反射面が形成されるように配置されている。また、反射面以降の光軸（Ｚ軸方向）に沿って、各レンズや明るさ絞り、電子撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）は配置される。
【００６６】
電子撮像素子の受光面は長辺方向と短辺方向をもち、短辺方向が撮像装置の厚さ方向となるように、第１レンズ群へ入射する光軸の方向（Ｙ方向）と同じ方向となるように配置される。一方、長辺方向は、反射面での反射前後の光軸を含む面（図３における紙面であり図中のＹ−Ｚ面）に垂直な方向（Ｘ方向）と同じ方向となるように配置されている。
【００６７】
明るさ絞りＳは、ズームレンズの焦点距離の状態に応じて、開口サイズが変化する構成としている。具体的には、広角端、望遠端それぞれ最小Ｆナンバーとした状態で比較したとき、広角端では開口面積を小さくし、望遠端で開口面積を最も大きくする構成としている。
【００６８】
以下の数値例では、開口サイズを楕円形とし、楕円の短辺方向を上述のＹ方向、楕円の長辺方向をＸ方向として配置し、
Ｄx／Ｄy＝１．３５０
となる形状としている。
【００６９】
また、広角端では、絞りの開口面積を小さくし、焦点距離が変化した際も、短辺方向と長辺方向の大きさの比がほぼ一定となるように、開口面積を変化させ、
ＤxW／ＤyW＝１．３５０
となるように構成している。
【００７０】
そのため、広角端での迷光の発生を抑え、一方望遠端では絞りの面積を大きくしてＦナンバーが大きくなりすぎる（暗くなる）ことを抑えられる。
【００７１】
明るさ絞りＳの開口部の面積は、多数の絞り羽にて連続して変化させる構成としてもよく、また、それぞれ開口面積の異なる開口を持った絞り部材を光路中に抜き差しして、面積を多段階に変化させる構成としてもよい。
【００７２】
明るさ絞りＳの開口部の形状は楕円形に限らず、例えば、菱形としてもよい。開口部の形状を菱形とした場合は、例えば、図８の絞り部２００に示すように、菱形の開口部を菱形の長辺方向（Ｘ方向）に移動する２枚の絞り羽２０１、２０２にて構成できる。そして、絞り羽２０１、２０２を移動することで、開口面積を変化させる構成とすれば、常に短辺方向（Ｙ方向）の開口部の大きさと長辺方向（Ｘ方向）の開口部の大きさとの比は一定となる。また、この実施例では、最も絞り込んだ状態にて、ｓ12x＝１．０、ｓ12y＝１．０、ｓ12x／ｓ12y＝１．０となる構成としている。
【００７３】
また、各レンズの外形は、以下の数値データに示す有効面サイズを確保した上で、図３の紙面に示すように、第１レンズ群の負レンズはＺ方向、その他のレンズはＹ方向にて短くなる形状としている。
【００７４】
以下、本発明の電子撮像装置が備えるズームレンズについてさらに説明する。ズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端（焦点距離６．８１）（ａ）、第２の中間状態（焦点距離１１．５３）（ｂ）、望遠端（焦点距離１９．６５）（ｃ）のレンズ断面図を図１に示す。図１中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、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。また、第１レンズ群中Ｇ１中の光路折り曲げプリズムを展開した平行平板はＰで示してある。なお、光路折り曲げプリズムＰは、代表的には、光路を９０°折り曲げる反射プリズムとして構成される。なお、レンズ形状は最大光線高を考慮した状態になっている。
【００７５】
本実施例のズームレンズは、図１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とで構成されている。
【００７６】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は物体側に固定し、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動したあと移動方向が反転して像側に移動する。
【００７７】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、第１両凹負レンズと、光路折り曲げプリズムＰと、第２両凸正レンズから構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた第３負メニスカスレンズと、第４両凹負レンズと、第５両凸正レンズで構成される。第４両凹負レンズと、第５両凸正レンズは接合されている。第３レンズ群Ｇ３は、第６両凸正レンズと、第７両凸正レンズと、第８両凸正レンズと、第９両凹負レンズとで構成される。第８両凸正レンズと、第９両凹負レンズとは接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、第１０両凸正レンズで構成されている。
【００７８】
非球面は、第２両凸正レンズの両面と、第６両凸正レンズの両面と、第１０両凸正レンズの両面との６面に用いている。
【００７９】
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、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴ１は第１の中間状態、ＳＴ２は第２の中間状態、ＳＴ３は第３の中間状態、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、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、ｚ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。ここで、非球面形状はｚ軸に関して回転対称である。このため、ｚ軸に直交するｘ軸についても、以下と同様の式で表現することができる。
【００８０】
ｚ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋Ａ4 ｙ4 ＋Ａ6 ｙ6 ＋Ａ8 ｙ8 ＋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。
【００８１】
また、
ＦNO.xは、Ｘ方向のＦナンバー、
ＦNO.yは、Ｙ方向のＦナンバー、
ｅｄxは、各面のＸ方向の有効面の大きさの半分、
ｅｄyは、各面のＹ方向（反射面よりも物体側の面はＺ方向）の有効面の大きさの半分、
ｓ12xは、明るさ絞りのＸ方向の大きさの半分、
ｓ12ｙは、明るさ絞りのＹ方向の大きさの半分、
をそれぞれ示している。
【００８２】
ｒ1 = -205.452 ｄ1 = 0.80 ｎd1 = 1.84666 νd1 = 23.78
ｅｄ1x = 6.20 ｅｄ1y = 4.24
ｒ2 = 10.665 ｄ2 = 1.52
ｅｄ2x = 5.58 ｅｄ2y = 4.00
ｒ3 = ∞ ｄ3 = 7.40 ｎd2 = 1.80610 νd2 = 40.92
ｅｄ3x = 5.56 ｅｄ3y = 3.97
ｒ4 = ∞ ｄ4 = 0.20
ｅｄ4x = 5.22 ｅｄ4y = 4.53
ｒ5 = 15.074（非球面） ｄ5 = 2.49 ｎd3 = 1.76802 νd3 = 49.24
ｅｄ5x = 5.14 ｅｄ5y = 4.66
ｒ6 = -14.697（非球面） ｄ6 =（可変）
ｅｄ6x = 4.07 ｅｄ6y = 4.63
ｒ7 = 153.510 ｄ7 = 0.70 ｎd4 = 1.88300 νd4 = 40.76
ｅｄ7x = 3.73 ｅｄ7y = 3.29
ｒ8 = 13.647 ｄ8 = 1.15
ｅｄ8x = 3.60 ｅｄ8y = 3.10
ｒ9 = -11.094 ｄ9 = 0.70 ｎd5 = 1.88300 νd5 = 40.76
ｅｄ9x = 3.53 ｅｄ9y = 2.45
ｒ10= 16.398 ｄ10= 1.80 ｎd6 = 1.92286 νd6 = 20.88
ｅｄ10x= 4.00 ｅｄ10y= 2.45
ｒ11= -32.399 ｄ11=（可変）
ｅｄ11x= 4.00 ｅｄ11y= 2.45
ｒ12= ∞（絞り） ｄ12=（可変）
ｅｄ12x= ｓ12x ｅｄ12y= ｓ12y
ｒ13= 9.297（非球面） ｄ13= 2.43 ｎd7 = 1.58913 νd7 = 61.25
ｅｄ13x= 4.00 ｅｄ13y= 3.45
ｒ14= -24.419（非球面） ｄ14= 0.20
ｅｄ14x= 4.00 ｅｄ14y= 3.45
ｒ15= 9.855 ｄ15= 2.60 ｎd8 = 1.49700 νd8 = 81.54
ｅｄ15x= 3.95 ｅｄ15y= 3.87
ｒ16= -150.333 ｄ16= 0.80
ｅｄ16x= 3.71 ｅｄ16y= 3.54
ｒ17= 19.700 ｄ17= 1.77 ｎd9 = 1.60172 νd9 = 60.60
ｅｄ17x= 3.50 ｅｄ17y= 3.26
ｒ18= -32.398 ｄ18= 0.80 ｎd10= 1.84666 νd10= 23.78
ｅｄ18x= 3.24 ｅｄ18y= 2.93
ｒ19= 4.457 ｄ19=（可変）
ｅｄ19x= 2.99 ｅｄ19y= 2.66
ｒ20= 15.828（非球面） ｄ20= 2.49 ｎd11= 1.52500 νd11= 55.80
ｅｄ20x= 4.90 ｅｄ20y= 3.26
ｒ21= -15.755（非球面） ｄ21=（可変）
ｅｄ21x= 5.02 ｅｄ21y= 3.28
ｒ22= ∞ ｄ22= 0.88 ｎd12= 1.54771 νd12= 62.84
ｅｄ22x= 4.73 ｅｄ22y= 2.98
ｒ23= ∞ ｄ23= 0.89
ｅｄ23x= 4.68 ｅｄ23y= 2.93
ｒ24= ∞ ｄ24= 0.50 ｎd13= 1.51633 νd13= 64.14
ｅｄ24x= 4.61 ｅｄ24y= 2.85
ｒ25= ∞ ｄ25= 0.60
ｅｄ25x= 4.60 ｅｄ25y= 2.83
ｒ26= ∞（電子撮像素子の受光面、像面）
ｅｄ26x= 4.58 ｅｄ26y= 2.79
非球面係数
第5面
ｒ = 15.074
Ｋ = 0.000
Ａ4 = -1.26135e-04
Ａ6 = 2.52905e-06
Ａ8 = -4.00946e-08
Ａ10= -1.87589e-09
第6面
ｒ = -14.697
Ｋ = 0.000
Ａ4 = -4.93971e-06
Ａ6 = 3.84372e-06
Ａ8 = -1.00573e-07
Ａ10= -6.58744e-10
第13面
ｒ = 9.297
Ｋ = 0.000
Ａ4 = -2.02391e-04
Ａ6 = -4.63863e-07
Ａ8 = -2.67686e-08
Ａ10= -1.07522e-08
第14面
ｒ = -24.419
Ｋ = 0.000
Ａ4 = 1.06475e-04
Ａ6 = 2.61409e-06
Ａ8 = -3.62177e-07
第20面
ｒ = 15.828
Ｋ = 0.000
Ａ4 = 4.10682e-04
Ａ6 = -2.65177e-05
Ａ8 = 1.17779e-06
Ａ10= -3.98281e-08
第21面
ｒ = -15.755
Ｋ = 0.000
Ａ4 = 3.52819e-04
Ａ6 = -1.96304e-05
Ａ8 = 7.23922e-07
Ａ10= -3.11244e-08
ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ１ ＳＴ２ ＳＴ３ ＴＥ
ｆ（mm） 6.81 8.90 11.53 15.10 19.65
ＦNO.x 3.57 3.99 4.00 4.70 5.10
ＦNO.y 4.81 5.37 5.39 6.34 6.87
２ω（°） 61.19 46.43 35.86 27.81 21.70
ｄ6 0.60 1.99 3.50 4.44 5.26
ｄ11 5.56 4.17 2.66 1.72 0.90
ｄ12 7.85 6.37 5.28 3.26 1.10
ｄ19 3.00 4.45 5.69 7.77 9.96
ｄ21 3.21 3.24 3.09 3.03 3.00
ｓ12x 1.957 1.984 2.175 2.184 2.391
ｓ12y 1.450 1.470 1.612 1.618 1.771
ｓ12x／ｓ12y 1.350 1.350 1.349 1.350 1.350
【００８３】
以上の実施例の無限遠物点合焦時の収差図を図２に示す。収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は第２の中間状態、（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、“ω”は半画角を示す。
【００８４】
また、図３の（ａ）は、本発明の実施例のＹ−Ｚ断面でのレンズ断面図を示している。撮像素子の受光面の有効撮像領域のアスペクト比（本実施例では、長辺4.58：短辺2.79）が横長であり、プリズム等で光軸を反射する際に、反射後の光軸が撮像装置の上または下方向へ向かうように反射させると撮像装置の厚さ方向を小さくするのに最も有利なレイアウトになる。つまり、撮像素子の有効撮像領域の短辺方向が撮像装置の厚さ方向となるように配置した場合である。この実施例はそのようなレイアウトにしたものである。なお、有効撮像領域は、撮像素子の受光面のうち、印刷、表示画像に用いるための領域である。
【００８５】
各レンズが光軸方向から見て円形の場合、各レンズの有効面を確保すると、断面図では破線のような形状になるが、撮像装置の厚さ方向（Ｙ方向）にレンズをカットしたような形状になっているため、実線の形状になっている。
【００８６】
明るさ絞りについても同様にカメラの厚さ方向（Ｙ方向）に小さくなっており、これにより明るさ絞りの像側のレンズに当たる光線を制限している。
【００８７】
点線で示す形状が上述の数値データのＥＤXにあわせてレンズを円形とした場合の外形形状であり、実線がＥＤYを考慮して薄型化を行った場合の外形である。
【００８８】
また、レンズ断面図の図３の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、明るさ絞りとその直前、直後のレンズ面の有効領域を明るさ絞り側から見た概略構成を示している。なお、正確な形状は、上述した数値データに従う。
【００８９】
本実施例では、明るさ絞り直前のレンズ面の有効範囲のＸ方向、Ｙ方向のサイズをそれぞれＦx、Ｆy、明るさ絞りの直後のレンズ面の有効範囲のＸ方向、Ｙ方向のサイズをＲx、Ｒyとして表している。
【００９０】
この有効面のサイズを考慮してレンズをカットすることで小型化できる。レンズの外形は、一部を直線的にカットした形状である必要はなく、カメラ奥行き方向のサイズが小さくなれば、例えば楕円など、どんな形でもよい。
【００９１】
同様に、本発明の実施例では、明るさ絞り開口部の形状が楕円になっているが、本発明の条件式（１）を満足していれば、形状は例えば菱形など、どのような形状でもよい。また、本発明の実施例では、光軸が明るさ絞り開口部やレンズの中央にあるが、中央からずれていても構わない。
【００９２】
また、撮像素子の画素ピッチは、短辺方向、長辺方向、ともに１．７μｍ（Ｐ＝１．７μｍ）としている。
【００９３】
本発明の実施例の各条件式に対応する値は以下の通りである。
（１）Ｄx／Ｄy … １．３５０
（２）ＤxW／ＤyW … １．３５０
（３）Ｄxm／Ｄym … １．０
（４）Ｆx／Ｆy … １．６３
（５）Ｒx／Ｒy … １．１６
（６）Ｐ … １．７μｍ
【００９４】
また、本実施例では第４レンズ群Ｇ４を光軸方向に移動させ、撮像素子の受光面の長辺方向のコントラストを検出する。第４レンズ群Ｇ４の位置（場所）によるコントラストを複数点測定し、コントラストが最も高くなる状態を合焦点状態とみなして第４レンズ群Ｇ４をその位置に移動させ固定する。
【００９５】
もちろん、複数状態のコントラストからフォーカス位置を予測する演算を行い、第４レンズ群Ｇ４を移動させる構成としてもよい。Ｘ方向は明るさ絞りの大きいサイズの方向になるので、絞りによる回折の影響が抑えられ、良好なフォーカシングが行える。このようなフォーカシング制御は、後述の制御部にて制御を行っている。
【００９６】
（デジタルカメラ）
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。
【００９７】
図４〜図６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１４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図４はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図５は同後方斜視図、図６はデジタルカメラ１４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影光学系１４１、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッター１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７等を含み、カメラ１４０の上部に配置されたシャッター１４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１４１、例えば上述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１４１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１５１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１４７に表示される。また、この処理手段１５１には記録手段１５２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１５２は処理手段１５１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。
【００９８】
さらに、ファインダー用光路１４４上にはファインダー用対物光学系１５３が配置してある。このファインダー用対物光学系１５３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１５５の視野枠１５７上に形成される。このポリプリズム１５５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１５９が配置されている。なお、撮影光学系１４１及びファインダー用対物光学系１５３の入射側、接眼光学系１５９の射出側にそれぞれカバー部材１５０が配置されている。
【００９９】
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。
【０１００】
なお、図６の例では、カバー部材１５０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。
【０１０１】
（内部回路構成）
図７は、上記デジタルカメラ１４０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。
【０１０２】
図７に示すように、デジタルカメラ１４０は、操作部１１２と、操作部１１２に接続された制御部１１３と、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。
【０１０３】
また、この制御部は、ズームレンズを制御するズームレンズ駆動回路１３０とも電気的に接続され、駆動回路に情報を伝達し、ズーミング動作、絞り形状の操作、ＣＣＤと連携をとりながらの上述のフォーカシング動作も行う。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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１７に出力する回路である。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
上述の実施例では、広角端から望遠端にかけて明るさ絞りの開口部の面積が変化し、開口部の短辺方向と長辺方向の大きさの比を一定とする例を示した。もちろん、上述の記載のごとく、絞りの開口面積を常に一定とすれば、構成をより簡単に構成できる。例えば、開口部のサイズをｓ12x＝1.957、ｓ12y＝1.450 で一定の固定絞りとしてもよい。
【０１１４】
また、開口部のサイズの比等も、上記数値実施例に限らない。さらに、開口部を絞り込んだときに、開口部のＸ方向とＹ方向の大きさの比が変化する構成としてもよい。また、明るさ絞りの面積を換えて光量調整を行う機構としてもよい。以下にその例を説明する。
【０１１５】
図９は、絞り部３００の概略構成を示している。開口面積が最大となる状態において、楕円形状の開口ＡＰ１が絞り部本体３０１に形成されている。そして、明るさ絞りの面積の制御を、補助絞り３０２の抜き差しにより行うように構成されている。図９において、絞り部本体３０１には、Ｘ方向に２つのレール部３０３が形成されている。補助絞り３０２は、レール部３０３に沿って、Ｘ方向に移動可能に構成されている。
【０１１６】
補助絞り３０２には、中円形状の開口ＡＰ２と、小円形状の開口ＡＰ３との２種類の開口が形成されている。開口ＡＰ３は、開口ＡＰ２よりも小さい開口面積を有している。そして、補助絞り３０２をレール部３０３に沿ってＸ方向に移動する。これにより、明るさ絞りの面積を変更させることができる。本例では、開口ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３の３段階の明るさ絞り面積を得ることができる。
【０１１７】
また、絞り込んだ状態、即ち開口ＡＰ３の状態において、明るさ絞りのＸ方向とＹ方向のサイズの比が１（Ｄxm／Ｄym＝１）としている。これにより、絞り込んだ状態での回折の影響を抑えやすくしている。この例を上述の実施例のズームレンズ、電子撮像装置に採用してもよい。
【０１１８】
次に、明るさ絞りの開口面積を可変とする他の構成例を説明する。開口部の面積が最も大きくなる状態となる楕円状の開口部の前面または背面側に、図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなＸ方向に移動可能な絞り羽４０１、４０２を配置する。
【０１１９】
絞り羽４０１、４０２を相互にＸ方向に近づけること、または遠ざけることで、開口部の面積を連続的に制御できる。図１０の（ａ）は開口部の面積が最も大きくなる状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は最も絞り込んだ状態をそれぞれ示している。
【０１２０】
最小に絞り込んだ（ｃ）の状態において、開口部は略正方形となり、Ｘ方向の両端がやや丸みを持った形状となるように構成されている。ここで、Ｄxm／Ｄym≒０．８となるように制御している。
【０１２１】
なお、明るさ絞りの開口面積を可変とする構成は、上述したものに限られず、上述の構成以外の他の構成を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、薄型化を行ってもゴースト、フレアの発生を抑え、結像性能も確保しやすい電子撮像装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の電子撮像装置に用いるズームレンズの実施例の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、第２の中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図２】上記ズームレンズの無限遠物点合焦時の収差図である。
【図３】上記ズームレンズの他のレンズ断面図である。
【図４】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５】図４のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図６】図４のデジタルカメラの断面図である。
【図７】デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
【図８】明るさ絞りの概略構成を示す図である。
【図９】明るさ絞りの概略構成を示す他の図である。
【図１０】明るさ絞りの概略構成を示す別の図である。
【符号の説明】
【０１２４】
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
Ｐ…プリズム
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
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
１３０…ズームレンズ駆動回路
１４０…デジタルカメラ
１４１…撮影光学系
１４２…撮影用光路
１４３…ファインダー光学系
１４４…ファインダー用光路
１４５…シャッター
１４６…フラッシュ
１４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ
１５０…カバー部材
１５１…処理手段
１５２…記録手段
１５３…ファインダー用対物光学系
１５５…ポロプリズム
１５７…視野枠
１５９…接眼光学系
２００…絞り部
２０１、２０２…絞り羽
３００…絞り部
３０１…絞り部本体
３０２…補助絞り
４０１、４０２…絞り羽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光路中に反射面を持つズームレンズを用いた電子撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、銀塩フィルムカメラに代わり、ＣＣＤやＣＭＯＳのような電子撮像素子を用いて被写体を撮影するようにしたデジタルカメラが主流となっている。更にそれは業務用高機能タイプからコンパクト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、特にコンパクトな普及タイプのカテゴリーに注目している。
【０００３】
このような普及タイプのデジタルカメラのユーザーは、いつでもどこでも手軽に幅広いシーンで撮影を楽しみたいという要望をもっている。そのため、小型な商品、特に服やカバンのポケット等への収納性がよく持ち運びが便利な、厚み方向のサイズが薄型であるタイプのデジタルカメラが好まれるようになっている。
【０００４】
カメラの厚さ方向のサイズはレンズ鏡筒のサイズが大きなウェイトを占める。したがって、レンズ鏡筒の薄型化を考慮したズームレンズの構成が極めて重要である。
【０００５】
レンズ鏡筒の薄型化にはいくつか手段があるが、そのうちのひとつに、光路の途中に配置したミラーやプリズムなどの反射部材により光路を反射させて薄型化を達成させようとするズームレンズがある。
【０００６】
これには、撮影時と携帯時でカメラの形状がほとんど変わらないという特徴があり、デザイン、堅牢性、防塵・防滴への適用など、さまざまなメリットがあるが、薄型を達成できることが最大のメリットである。そのメリットを更に大きくするために、レンズの一部をカメラの厚さ方向にカットするという手段が採用される。特許文献１には、レンズの一部をカメラの厚さ方向にカットした例が示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１２１７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このようなレンズのカットを行うと、撮像面の有効範囲内に到達する光線（有効光線）とレンズ外径との余裕が非常に小さくなるため、迷光がレンズのカット部に当たって反射または乱反射し、撮像面の有効範囲内に到達しやすくなる。所謂ゴースト、フレアの発生である。
【０００９】
ゴースト、フレアはその強度が被写体の明るさに比して微弱である場合は問題にならないことが多い。しかし、それ以外の場合にはユーザーに対して好意的に受け止められることは稀である。
【００１０】
また、迷光がレンズのカット面に当たらないようにするために、フレア絞りをレンズの周辺に設ける場合がある。しかし、レンズをカットした付近にフレア絞りを設けると、有効光束のケラレを生じやすくなる。この場合、撮影画面の中心部分と周辺部分での光量の差が大きくなりやすくなる。光量が低下した撮影画面の周辺部を信号処理により復元することも可能ではあるが、画面周辺でのノイズが出やすく、画面の中心と周辺の画質の差が目立ってくる。また、周辺部で被写界深度が深くなり違和感を生じやすくなる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ズームレンズ内構成の工夫により、薄型化を行ってもゴースト、フレアの発生を抑え、結像性能も確保しやすい電子撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１の電子撮像装置は、被写体の像を形成するズームレンズと、ズームレンズにより形成された像を受光して電気信号に変換する電子撮像素子と、を備えた電子撮像装置において、ズームレンズは、被写体側から像面にいたる光軸を含む光路に沿って並んで配置された複数のレンズ群を備え、複数のレンズ群の互いの間隔を変化させることによりズームレンズ全系の焦点距離を変化させ、複数のレンズ群中の最も物体側に配置されたレンズ群を第１レンズ群としたときに、第１レンズ群は光路を反射させる反射面を備え、第１レンズ群中の反射面により反射された光路中に配置された明るさ絞りを備えている。
【００１３】
また、明るさ絞りは、開口部の面積が最も大きくなる状態にて非円形の形状の開口部を持ち、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさよりも小さいように構成されている。
【００１４】
さらに、第１レンズ群中の反射面により反射された光路中であって、且つ、最も像側に配置されるレンズの外形形状が、非円形であり、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、外形形状の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、外形形状の大きさよりも小さいように構成されている。そして、以下の条件式を満足することを特徴としている。
【００１５】
１．１０＜Ｄx／Ｄy＜１．７５ ・・・（１）
ただし、
Ｄyは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
Ｄxは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、である。
【００１６】
第１の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。本発明では複数のレンズ群を配置したズームレンズ内の構成の工夫により、電子撮像装置の薄型化（鏡筒の薄型化）を行うために、光軸を含む光路を反射する反射面を備えた構成を採用している。
【００１７】
このような構成の中でも、ズームレンズ中で最も物体側に位置する第１レンズ群内に光路を反射させる反射面を有する構成とすることで、撮像装置の厚さ方向の大きさを最も小さくすることが出来る。
【００１８】
また、鏡筒の厚さを決めるのはこの反射面に続くレンズのうち、明るさ絞りから離れた位置のレンズ群の外径である場合が多い。このため、これを少しでも小さくする、つまりレンズの外形が円形ではなく、上述の形状として、撮像装置の厚さ方向の寸法がそれと直行する方向より小さくしている。例えば、円形のレンズをカットして小判型にするなどの方法が考えられる。
【００１９】
ところが、このようなレンズ形状にすると、撮像装置の厚さは薄く出来るが、レンズのサイズを小さくした部分に迷光が当たり、ゴースト、フレアが発生する可能性が高くなってくる。
【００２０】
迷光の発生を低減するために、上述の形状となる開口部としている。この形状により、レンズのサイズを小さくした方向での迷光を抑えやすくなる。付随的に、撮像画面周辺での光束のケラレによる光量低下を抑えやすくなり、撮影画面の中心と周辺の画質の差を低減しやすくなる。
【００２１】
また、上述の条件式（１）は、明るさ絞りの開放時の開口部分の非円形の程度を規定するものである。上述の非円形形状とすると、撮像装置の厚さ方向にレンズの短辺方向を配置することになるので、Ｄyは撮像装置の厚さ方向の寸法に影響する。
【００２２】
条件式（１）の下限を下回ると、ゴースト、フレア回避の効果が小さくなり、本発明の上記目的達成が困難になってくる。
【００２３】
一方、条件式（１）の上限を上回ると、絞りの形状が円形から大きく乖離してしまい、それに付随した問題が出やすくなる。たとえば、撮影画面全体の光量低下が起こりやすくなる。また、点像のぼけ形状が明るさ絞りの開口形状を反映するという物理現象から、一般に明るさ絞りは円形が良いとされている。上限を上回ると、ボケ方が不自然になってくる。
【００２４】
更には、レンズ鏡筒、電子撮像装置の小型化のために、第２の電子撮像装置は、第１の電子撮像装置において、開口部の面積が一定であることが好ましい。
【００２５】
第２の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。従来の、光軸を反射させないズームレンズにおいては、絞りの形状を可変にする構成を絞り周辺に設けるスペースの確保がしやすかった。
【００２６】
しかしながら、光軸を反射させるタイプのズームレンズでは、薄型化のメリットを生かすために、絞り周辺に形状を変化させる機構をもたせると、鏡筒が厚くなってくる。そのため、上述の構成とすることで、開口部の面積を調整する機構を省略でき、電子撮像装置の薄型化に一層有利となる。
【００２７】
また、明るさ絞りの開口部の面積を可変とする場合、以下の構成とすることが好ましい。第３の電子撮像装置は、第１の電子撮像装置において、開口部は、望遠端の最小Ｆナンバーとなる状態よりも、広角端での最小Ｆナンバーとなる状態にて明るさ絞り開口部の面積が小さくなり、広角端での最小Ｆナンバーとなる状態での開口部の形状が以下の条件式を満足することが好ましい。
【００２８】
１．１０＜ＤxW／ＤyW＜１．７５ ・・・（２）
ただし、
ＤyWは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、広角端にて開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
ＤxWは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、広角端にて開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、である。
【００２９】
第３の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。一般にズームレンズは、広角端に近いほど迷光による影響が目立ちやすくなる。例えば、太陽が撮影画角の外側周辺に位置する場合、ズームレンズ内に光線が入り込み、単純なフレア絞りでは迷光を低減し切れないことがある。そのため、広角端では絞りの面積を小さくして迷光の発生を抑え、一方望遠端では絞りの面積を大きくすることでＦナンバーが大きくなりすぎる（暗くなる）ことを抑え易くなる。
【００３０】
また、広角端での開口部の最大面積を小さくすることで、コマ収差の影響も抑えやすくなる。そして、広角端であっても条件式（２）を満足する非円形とすることが明るさの確保と迷光による影響を抑えることにつながり、より好ましい。
【００３１】
第４の電子撮像装置は、第１または第３の電子撮像装置において、開口部の面積を小さくする機構を有し、開口部の面積を最も小さくした際に、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００３２】
Ｄx／Ｄy＞Ｄxm／Ｄym≧０．５ ・・・（３）
ただし、
Ｄymは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も小さくなる状態での開口部の大きさ、
Ｄxmは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最も小さくなる状態での開口部の大きさ、である。
【００３３】
第４の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。開口部の形状の非円形の度合いを確保したまま開口部の面積を小さくすると、絞り込んだ状態での回折の影響が大きくなり、解像度が低下しやすくなる。そのため、絞り込んだ状態での回折の影響を低減しやすくするため、上述の条件式（３）を満足することが好ましい。
【００３４】
条件式（３）の上限を上回ると、絞り込んだ状態での回折の影響が大きくなりやすくなる。
【００３５】
条件式（３）の下限を下回ると、非円形の度合いによる影響（回折、ボケ方の不自然さ）が出やすくなる。
【００３６】
さらには、第５の電子撮像装置は、第４の電子撮像装置において、開口部の面積を小さくする機構は、前期開口部の径の大きい方向に移動する開口形状が固定の補助絞りであることが好ましい。
【００３７】
第５の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。鏡筒の厚さの方向に対してほぼ垂直の方向に補助絞りが退避挿入されるので、補助絞りの退避スペースを確保しても撮像装置の厚さを抑えやすくなる。
【００３８】
また、第６の電子撮像装置は、第４の電子撮像装置において、開口部の面積を小さくする機構は、開口部の径の大きい方向に移動する２枚の絞り羽であることが好ましい。
【００３９】
第６の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。鏡筒の厚さの方向に対してほぼ垂直の方向に絞り羽が退避挿入されるので、絞り羽の退避スペースを確保しても電子撮像装置の厚さを抑えやすくなる。
【００４０】
第７の電子撮像装置は、第１〜第６の電子撮像装置において、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面が、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００４１】
１．１５＜Ｆx／Ｆy＜１．８０ ・・・（４）
ただし、
Ｆyは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
Ｆxは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、である。
【００４２】
第７の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。これは、明るさ絞りより物体側にあるレンズのうち、最も明るさ絞りに近いレンズ面の有効径を示している。
【００４３】
（１）の条件式を満足する絞り形状に対しては、この条件式（４）を満足するような有効面形状とすることが、撮像装置の薄型化を行いながら、ゴースト、フレアの少ないズームレンズを実現するために望ましい構成である。
【００４４】
また、さらに、第８の電子撮像装置は、第１〜第７の電子撮像装置において、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りに最も近いレンズ面の有効面が、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００４５】
１．１５＜Ｒx／Ｒy＜１．８０ ・・・（５）
ただし、
Ｒyは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
Ｒxは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、明るさ絞よりも像面側で明るさ絞りに最も近いレンズ面の有効面の大きさ、である。
【００４６】
第８の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。条件式（５）は、明るさ絞りより物体側にあるレンズのうち、最も明るさ絞りに近いレンズの長辺方向の大きさと短辺方向の有効面の比を表している。
【００４７】
（１）の条件式を満足する絞り形状に対しては、条件式（５）を満足するような有効面形状とすることが、撮像装置の薄型化を行いながら、ゴースト、フレアの少ないズームレンズを実現するために望ましい構成である。
【００４８】
第９の電子撮像装置は、第１〜第８の電子撮像装置において、電子撮像素子の受光面の有効撮像領域は、短辺方向と長辺方向とを持つ矩形であり、有効撮像領域の長辺方向が、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向となるように配置し、電子撮像素子上の像の長辺方向のコントラストにもとづきフォーカシング情報を検出する制御部を有することが好ましい。
【００４９】
第９の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。上述の構成とすることで、電子撮像素子の短辺方向が撮像装置本体の厚さ方向となり薄型化に有利となる。そして、絞りの径が大きい方向に対応する像面上の方向は回折の影響が小さくなり、コントラストは高くなる。そのため、上述のように電子撮像素子の長辺方向のコントラストにもとづいてフォーカシング情報を検出する方式とすることで、フォーカシングの精度を高くできる。
【００５０】
また、良好な撮像を行いやすくするために、第１０の電子撮像装置は、第１〜第９の電子撮像装置において、電子撮像素子が、以下の条件式を満足することが好ましい。
【００５１】
１．４５μｍ＜Ｐ＜２．１５μｍ ・・・（６）
ただし、Ｐは電子撮像素子の受光領域における画素ピッチの平均である。
【００５２】
第１０の電子撮像装置において上記構成をとった理由と作用を説明する。画素ピッチが条件式（６）の下限を超えて小さくなると、光学系のＦナンバー（ＦNO）を小さくしていっても、各画素に入射する光量はさほど上がらなくなり、受光効率が落ち、解像度が向上しにくくなる。
【００５３】
また、条件式（６）の上限を超えて大きくなると、有効画素数が少なくなるか、もしくは、撮像素子の有効撮像領域が大きくなる。条件式（６）を満足する範囲でも、条件式（１）の上限を超えると撮像素子上の厚さ方向の解像が低下し、不自然な画像になる。また、明るさ絞りを非円形としたので、明るさ絞りの直前、または直後、または双方のレンズについての形状を非円形として小型化を行っても迷光の発生を抑えやすくなる。
【００５４】
また、第１１の電子撮像装置は、第７の電子撮像装置において、条件式（４）を満足しながら、明るさ絞りの直前のレンズの外形形状を特定するものである。
【００５５】
具体的には、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りに最も近いレンズの外形形状について、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における外形形状の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における外形形状の大きさよりも小さいことを特徴とする。
【００５６】
また、第１２の電子撮像装置は、第８の電子撮像装置において、条件式（５）を満足しながら、明るさ絞りの直後のレンズの外形形状を特定するものである。
【００５７】
具体的には、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りに最も近いレンズの外形形状について、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における外形形状の大きさが、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における外形形状の大きさよりも小さいことを特徴とする。
【００５８】
明るさ絞り前後のレンズには、像高ごとに分離していない太い光束がレンズにあたる。明るさ絞りの形状が円形に近いと、これらのレンズの端部をカットした場合、この端部での反射による迷光が生じやすくなる。
【００５９】
本発明は、明るさ絞りを非円形としたので、明るさ絞りの直前または直後、または双方のレンズの形状を非円形としても迷光の発生を低減でき、小型化に有利となる。なお、上述の各発明は、任意に複数を同時に満足することがより好ましい。
【発明の効果】
【００６０】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ズームレンズ内構成の工夫により、薄型化を行ってもゴースト、フレアの発生を抑え、結像性能も確保しやすい電子撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
以下に、本発明にかかる電子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。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明の電子撮像装置の実施例について説明する。電子撮像装置は、ズームレンズとその像側に配置された電子撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）を備えて構成される。物体側から像面側に向かって順に、正屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負屈折力の第２レンズ群Ｇ２、正屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正屈折力の第４レンズ群Ｇ４で構成される。明るさ絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置される。広角端から望遠端への変倍に際して各レンズ群は以下の移動を行う。ズームレンズは、電子撮像装置本体に固定されている。
【００６３】
第２レンズ群Ｇ２は、像面側に移動し、第１レンズ群Ｇ１との距離を変化させることで変倍機能をもたせている。明るさ絞りＳは、光軸方向には変位せず、位置固定としている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側に移動して、変倍の機能を第２レンズ群Ｇ２と分担させている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側に移動後、像面側に移動し、変倍時の像面の位置ずれを補正している。また、遠距離物体から近距離物体へのフォーカシング動作は、第４レンズ群Ｇ４を移動させることで行う。
【００６４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズと、反射面を持つ部材（ここでは直角プリズム）と正レンズで構成されており、物体側から入射した光束を反射させる。なお、第１レンズ群中Ｇ１中において、光路折り曲げプリズムＰを展開して平行平板で示してある。なお、光路折り曲げプリズムＰは、代表的には、光路を９０°折り曲げる反射プリズムとして構成される。図３の（ａ）において、Ｙ方向から入射した光軸は９０°反射し、Ｚ方向が射出光軸となる。
【００６５】
後述するレンズデータ中には反射面の位置は示していないが、直角プリズムの入射面と射出面との丁度中間において光軸を９０度反射する反射面が形成されるように配置されている。また、反射面以降の光軸（Ｚ軸方向）に沿って、各レンズや明るさ絞り、電子撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）は配置される。
【００６６】
電子撮像素子の受光面は長辺方向と短辺方向をもち、短辺方向が撮像装置の厚さ方向となるように、第１レンズ群へ入射する光軸の方向（Ｙ方向）と同じ方向となるように配置される。一方、長辺方向は、反射面での反射前後の光軸を含む面（図３における紙面であり図中のＹ−Ｚ面）に垂直な方向（Ｘ方向）と同じ方向となるように配置されている。
【００６７】
明るさ絞りＳは、ズームレンズの焦点距離の状態に応じて、開口サイズが変化する構成としている。具体的には、広角端、望遠端それぞれ最小Ｆナンバーとした状態で比較したとき、広角端では開口面積を小さくし、望遠端で開口面積を最も大きくする構成としている。
【００６８】
以下の数値例では、開口サイズを楕円形とし、楕円の短辺方向を上述のＹ方向、楕円の長辺方向をＸ方向として配置し、
Ｄx／Ｄy＝１．３５０
となる形状としている。
【００６９】
また、広角端では、絞りの開口面積を小さくし、焦点距離が変化した際も、短辺方向と長辺方向の大きさの比がほぼ一定となるように、開口面積を変化させ、
ＤxW／ＤyW＝１．３５０
となるように構成している。
【００７０】
そのため、広角端での迷光の発生を抑え、一方望遠端では絞りの面積を大きくしてＦナンバーが大きくなりすぎる（暗くなる）ことを抑えられる。
【００７１】
明るさ絞りＳの開口部の面積は、多数の絞り羽にて連続して変化させる構成としてもよく、また、それぞれ開口面積の異なる開口を持った絞り部材を光路中に抜き差しして、面積を多段階に変化させる構成としてもよい。
【００７２】
明るさ絞りＳの開口部の形状は楕円形に限らず、例えば、菱形としてもよい。開口部の形状を菱形とした場合は、例えば、図８の絞り部２００に示すように、菱形の開口部を菱形の長辺方向（Ｘ方向）に移動する２枚の絞り羽２０１、２０２にて構成できる。そして、絞り羽２０１、２０２を移動することで、開口面積を変化させる構成とすれば、常に短辺方向（Ｙ方向）の開口部の大きさと長辺方向（Ｘ方向）の開口部の大きさとの比は一定となる。また、この実施例では、最も絞り込んだ状態にて、ｓ12x＝１．０、ｓ12y＝１．０、ｓ12x／ｓ12y＝１．０となる構成としている。
【００７３】
また、各レンズの外形は、以下の数値データに示す有効面サイズを確保した上で、図３の紙面に示すように、第１レンズ群の負レンズはＺ方向、その他のレンズはＹ方向にて短くなる形状としている。
【００７４】
以下、本発明の電子撮像装置が備えるズームレンズについてさらに説明する。ズームレンズの無限遠物点合焦時の広角端（焦点距離６．８１）（ａ）、第２の中間状態（焦点距離１１．５３）（ｂ）、望遠端（焦点距離１９．６５）（ｃ）のレンズ断面図を図１に示す。図１中、第１レンズ群はＧ１、第２レンズ群はＧ２、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。また、第１レンズ群中Ｇ１中の光路折り曲げプリズムを展開した平行平板はＰで示してある。なお、光路折り曲げプリズムＰは、代表的には、光路を９０°折り曲げる反射プリズムとして構成される。なお、レンズ形状は最大光線高を考慮した状態になっている。
【００７５】
本実施例のズームレンズは、図１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とで構成されている。
【００７６】
広角端から望遠端にかけての変倍時、第１レンズ群Ｇ１は物体側に固定し、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は一旦物体側に移動したあと移動方向が反転して像側に移動する。
【００７７】
物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は、第１両凹負レンズと、光路折り曲げプリズムＰと、第２両凸正レンズから構成される。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた第３負メニスカスレンズと、第４両凹負レンズと、第５両凸正レンズで構成される。第４両凹負レンズと、第５両凸正レンズは接合されている。第３レンズ群Ｇ３は、第６両凸正レンズと、第７両凸正レンズと、第８両凸正レンズと、第９両凹負レンズとで構成される。第８両凸正レンズと、第９両凹負レンズとは接合されている。第４レンズ群Ｇ４は、第１０両凸正レンズで構成されている。
【００７８】
非球面は、第２両凸正レンズの両面と、第６両凸正レンズの両面と、第１０両凸正レンズの両面との６面に用いている。
【００７９】
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、ｆは全系焦点距離、ＦNOはＦナンバー、ωは半画角、ＷＥは広角端、ＳＴ１は第１の中間状態、ＳＴ２は第２の中間状態、ＳＴ３は第３の中間状態、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、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、ｚ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。ここで、非球面形状はｚ軸に関して回転対称である。このため、ｚ軸に直交するｘ軸についても、以下と同様の式で表現することができる。
【００８０】
ｚ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋Ａ4 ｙ4 ＋Ａ6 ｙ6 ＋Ａ8 ｙ8 ＋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。
【００８１】
また、
ＦNO.xは、Ｘ方向のＦナンバー、
ＦNO.yは、Ｙ方向のＦナンバー、
ｅｄxは、各面のＸ方向の有効面の大きさの半分、
ｅｄyは、各面のＹ方向（反射面よりも物体側の面はＺ方向）の有効面の大きさの半分、
ｓ12xは、明るさ絞りのＸ方向の大きさの半分、
ｓ12ｙは、明るさ絞りのＹ方向の大きさの半分、
をそれぞれ示している。
【００８２】
ｒ1 = -205.452 ｄ1 = 0.80 ｎd1 = 1.84666 νd1 = 23.78
ｅｄ1x = 6.20 ｅｄ1y = 4.24
ｒ2 = 10.665 ｄ2 = 1.52
ｅｄ2x = 5.58 ｅｄ2y = 4.00
ｒ3 = ∞ ｄ3 = 7.40 ｎd2 = 1.80610 νd2 = 40.92
ｅｄ3x = 5.56 ｅｄ3y = 3.97
ｒ4 = ∞ ｄ4 = 0.20
ｅｄ4x = 5.22 ｅｄ4y = 4.53
ｒ5 = 15.074（非球面） ｄ5 = 2.49 ｎd3 = 1.76802 νd3 = 49.24
ｅｄ5x = 5.14 ｅｄ5y = 4.66
ｒ6 = -14.697（非球面） ｄ6 =（可変）
ｅｄ6x = 4.07 ｅｄ6y = 4.63
ｒ7 = 153.510 ｄ7 = 0.70 ｎd4 = 1.88300 νd4 = 40.76
ｅｄ7x = 3.73 ｅｄ7y = 3.29
ｒ8 = 13.647 ｄ8 = 1.15
ｅｄ8x = 3.60 ｅｄ8y = 3.10
ｒ9 = -11.094 ｄ9 = 0.70 ｎd5 = 1.88300 νd5 = 40.76
ｅｄ9x = 3.53 ｅｄ9y = 2.45
ｒ10= 16.398 ｄ10= 1.80 ｎd6 = 1.92286 νd6 = 20.88
ｅｄ10x= 4.00 ｅｄ10y= 2.45
ｒ11= -32.399 ｄ11=（可変）
ｅｄ11x= 4.00 ｅｄ11y= 2.45
ｒ12= ∞（絞り） ｄ12=（可変）
ｅｄ12x= ｓ12x ｅｄ12y= ｓ12y
ｒ13= 9.297（非球面） ｄ13= 2.43 ｎd7 = 1.58913 νd7 = 61.25
ｅｄ13x= 4.00 ｅｄ13y= 3.45
ｒ14= -24.419（非球面） ｄ14= 0.20
ｅｄ14x= 4.00 ｅｄ14y= 3.45
ｒ15= 9.855 ｄ15= 2.60 ｎd8 = 1.49700 νd8 = 81.54
ｅｄ15x= 3.95 ｅｄ15y= 3.87
ｒ16= -150.333 ｄ16= 0.80
ｅｄ16x= 3.71 ｅｄ16y= 3.54
ｒ17= 19.700 ｄ17= 1.77 ｎd9 = 1.60172 νd9 = 60.60
ｅｄ17x= 3.50 ｅｄ17y= 3.26
ｒ18= -32.398 ｄ18= 0.80 ｎd10= 1.84666 νd10= 23.78
ｅｄ18x= 3.24 ｅｄ18y= 2.93
ｒ19= 4.457 ｄ19=（可変）
ｅｄ19x= 2.99 ｅｄ19y= 2.66
ｒ20= 15.828（非球面） ｄ20= 2.49 ｎd11= 1.52500 νd11= 55.80
ｅｄ20x= 4.90 ｅｄ20y= 3.26
ｒ21= -15.755（非球面） ｄ21=（可変）
ｅｄ21x= 5.02 ｅｄ21y= 3.28
ｒ22= ∞ ｄ22= 0.88 ｎd12= 1.54771 νd12= 62.84
ｅｄ22x= 4.73 ｅｄ22y= 2.98
ｒ23= ∞ ｄ23= 0.89
ｅｄ23x= 4.68 ｅｄ23y= 2.93
ｒ24= ∞ ｄ24= 0.50 ｎd13= 1.51633 νd13= 64.14
ｅｄ24x= 4.61 ｅｄ24y= 2.85
ｒ25= ∞ ｄ25= 0.60
ｅｄ25x= 4.60 ｅｄ25y= 2.83
ｒ26= ∞（電子撮像素子の受光面、像面）
ｅｄ26x= 4.58 ｅｄ26y= 2.79
非球面係数
第5面
ｒ = 15.074
Ｋ = 0.000
Ａ4 = -1.26135e-04
Ａ6 = 2.52905e-06
Ａ8 = -4.00946e-08
Ａ10= -1.87589e-09
第6面
ｒ = -14.697
Ｋ = 0.000
Ａ4 = -4.93971e-06
Ａ6 = 3.84372e-06
Ａ8 = -1.00573e-07
Ａ10= -6.58744e-10
第13面
ｒ = 9.297
Ｋ = 0.000
Ａ4 = -2.02391e-04
Ａ6 = -4.63863e-07
Ａ8 = -2.67686e-08
Ａ10= -1.07522e-08
第14面
ｒ = -24.419
Ｋ = 0.000
Ａ4 = 1.06475e-04
Ａ6 = 2.61409e-06
Ａ8 = -3.62177e-07
第20面
ｒ = 15.828
Ｋ = 0.000
Ａ4 = 4.10682e-04
Ａ6 = -2.65177e-05
Ａ8 = 1.17779e-06
Ａ10= -3.98281e-08
第21面
ｒ = -15.755
Ｋ = 0.000
Ａ4 = 3.52819e-04
Ａ6 = -1.96304e-05
Ａ8 = 7.23922e-07
Ａ10= -3.11244e-08
ズームデータ（∞）
ＷＥ ＳＴ１ ＳＴ２ ＳＴ３ ＴＥ
ｆ（mm） 6.81 8.90 11.53 15.10 19.65
ＦNO.x 3.57 3.99 4.00 4.70 5.10
ＦNO.y 4.81 5.37 5.39 6.34 6.87
２ω（°） 61.19 46.43 35.86 27.81 21.70
ｄ6 0.60 1.99 3.50 4.44 5.26
ｄ11 5.56 4.17 2.66 1.72 0.90
ｄ12 7.85 6.37 5.28 3.26 1.10
ｄ19 3.00 4.45 5.69 7.77 9.96
ｄ21 3.21 3.24 3.09 3.03 3.00
ｓ12x 1.957 1.984 2.175 2.184 2.391
ｓ12y 1.450 1.470 1.612 1.618 1.771
ｓ12x／ｓ12y 1.350 1.350 1.349 1.350 1.350
【００８３】
以上の実施例の無限遠物点合焦時の収差図を図２に示す。収差図において、（ａ）は広角端、（ｂ）は第２の中間状態、（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、“ω”は半画角を示す。
【００８４】
また、図３の（ａ）は、本発明の実施例のＹ−Ｚ断面でのレンズ断面図を示している。撮像素子の受光面の有効撮像領域のアスペクト比（本実施例では、長辺4.58：短辺2.79）が横長であり、プリズム等で光軸を反射する際に、反射後の光軸が撮像装置の上または下方向へ向かうように反射させると撮像装置の厚さ方向を小さくするのに最も有利なレイアウトになる。つまり、撮像素子の有効撮像領域の短辺方向が撮像装置の厚さ方向となるように配置した場合である。この実施例はそのようなレイアウトにしたものである。なお、有効撮像領域は、撮像素子の受光面のうち、印刷、表示画像に用いるための領域である。
【００８５】
各レンズが光軸方向から見て円形の場合、各レンズの有効面を確保すると、断面図では破線のような形状になるが、撮像装置の厚さ方向（Ｙ方向）にレンズをカットしたような形状になっているため、実線の形状になっている。
【００８６】
明るさ絞りについても同様にカメラの厚さ方向（Ｙ方向）に小さくなっており、これにより明るさ絞りの像側のレンズに当たる光線を制限している。
【００８７】
点線で示す形状が上述の数値データのＥＤXにあわせてレンズを円形とした場合の外形形状であり、実線がＥＤYを考慮して薄型化を行った場合の外形である。
【００８８】
また、レンズ断面図の図３の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、明るさ絞りとその直前、直後のレンズ面の有効領域を明るさ絞り側から見た概略構成を示している。なお、正確な形状は、上述した数値データに従う。
【００８９】
本実施例では、明るさ絞り直前のレンズ面の有効範囲のＸ方向、Ｙ方向のサイズをそれぞれＦx、Ｆy、明るさ絞りの直後のレンズ面の有効範囲のＸ方向、Ｙ方向のサイズをＲx、Ｒyとして表している。
【００９０】
この有効面のサイズを考慮してレンズをカットすることで小型化できる。レンズの外形は、一部を直線的にカットした形状である必要はなく、カメラ奥行き方向のサイズが小さくなれば、例えば楕円など、どんな形でもよい。
【００９１】
同様に、本発明の実施例では、明るさ絞り開口部の形状が楕円になっているが、本発明の条件式（１）を満足していれば、形状は例えば菱形など、どのような形状でもよい。また、本発明の実施例では、光軸が明るさ絞り開口部やレンズの中央にあるが、中央からずれていても構わない。
【００９２】
また、撮像素子の画素ピッチは、短辺方向、長辺方向、ともに１．７μｍ（Ｐ＝１．７μｍ）としている。
【００９３】
本発明の実施例の各条件式に対応する値は以下の通りである。
（１）Ｄx／Ｄy … １．３５０
（２）ＤxW／ＤyW … １．３５０
（３）Ｄxm／Ｄym … １．０
（４）Ｆx／Ｆy … １．６３
（５）Ｒx／Ｒy … １．１６
（６）Ｐ … １．７μｍ
【００９４】
また、本実施例では第４レンズ群Ｇ４を光軸方向に移動させ、撮像素子の受光面の長辺方向のコントラストを検出する。第４レンズ群Ｇ４の位置（場所）によるコントラストを複数点測定し、コントラストが最も高くなる状態を合焦点状態とみなして第４レンズ群Ｇ４をその位置に移動させ固定する。
【００９５】
もちろん、複数状態のコントラストからフォーカス位置を予測する演算を行い、第４レンズ群Ｇ４を移動させる構成としてもよい。Ｘ方向は明るさ絞りの大きいサイズの方向になるので、絞りによる回折の影響が抑えられ、良好なフォーカシングが行える。このようなフォーカシング制御は、後述の制御部にて制御を行っている。
【００９６】
（デジタルカメラ）
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。
【００９７】
図４〜図６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１４１に組み込んだ構成の概念図を示す。図４はデジタルカメラ１４０の外観を示す前方斜視図、図５は同後方斜視図、図６はデジタルカメラ１４０の構成を示す断面図である。デジタルカメラ１４０は、この例の場合、撮影用光路１４２を有する撮影光学系１４１、ファインダー用光路１４４を有するファインダー光学系１４３、シャッター１４５、フラッシュ１４６、液晶表示モニター１４７等を含み、カメラ１４０の上部に配置されたシャッター１４５を押圧すると、それに連動して撮影光学系１４１、例えば上述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１４１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１５１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１４７に表示される。また、この処理手段１５１には記録手段１５２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１５２は処理手段１５１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。
【００９８】
さらに、ファインダー用光路１４４上にはファインダー用対物光学系１５３が配置してある。このファインダー用対物光学系１５３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１５５の視野枠１５７上に形成される。このポリプリズム１５５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１５９が配置されている。なお、撮影光学系１４１及びファインダー用対物光学系１５３の入射側、接眼光学系１５９の射出側にそれぞれカバー部材１５０が配置されている。
【００９９】
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。
【０１００】
なお、図６の例では、カバー部材１５０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。
【０１０１】
（内部回路構成）
図７は、上記デジタルカメラ１４０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。
【０１０２】
図７に示すように、デジタルカメラ１４０は、操作部１１２と、操作部１１２に接続された制御部１１３と、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。
【０１０３】
また、この制御部は、ズームレンズを制御するズームレンズ駆動回路１３０とも電気的に接続され、駆動回路に情報を伝達し、ズーミング動作、絞り形状の操作、ＣＣＤと連携をとりながらの上述のフォーカシング動作も行う。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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１７に出力する回路である。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
上述の実施例では、広角端から望遠端にかけて明るさ絞りの開口部の面積が変化し、開口部の短辺方向と長辺方向の大きさの比を一定とする例を示した。もちろん、上述の記載のごとく、絞りの開口面積を常に一定とすれば、構成をより簡単に構成できる。例えば、開口部のサイズをｓ12x＝1.957、ｓ12y＝1.450 で一定の固定絞りとしてもよい。
【０１１４】
また、開口部のサイズの比等も、上記数値実施例に限らない。さらに、開口部を絞り込んだときに、開口部のＸ方向とＹ方向の大きさの比が変化する構成としてもよい。また、明るさ絞りの面積を換えて光量調整を行う機構としてもよい。以下にその例を説明する。
【０１１５】
図９は、絞り部３００の概略構成を示している。開口面積が最大となる状態において、楕円形状の開口ＡＰ１が絞り部本体３０１に形成されている。そして、明るさ絞りの面積の制御を、補助絞り３０２の抜き差しにより行うように構成されている。図９において、絞り部本体３０１には、Ｘ方向に２つのレール部３０３が形成されている。補助絞り３０２は、レール部３０３に沿って、Ｘ方向に移動可能に構成されている。
【０１１６】
補助絞り３０２には、中円形状の開口ＡＰ２と、小円形状の開口ＡＰ３との２種類の開口が形成されている。開口ＡＰ３は、開口ＡＰ２よりも小さい開口面積を有している。そして、補助絞り３０２をレール部３０３に沿ってＸ方向に移動する。これにより、明るさ絞りの面積を変更させることができる。本例では、開口ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３の３段階の明るさ絞り面積を得ることができる。
【０１１７】
また、絞り込んだ状態、即ち開口ＡＰ３の状態において、明るさ絞りのＸ方向とＹ方向のサイズの比が１（Ｄxm／Ｄym＝１）としている。これにより、絞り込んだ状態での回折の影響を抑えやすくしている。この例を上述の実施例のズームレンズ、電子撮像装置に採用してもよい。
【０１１８】
次に、明るさ絞りの開口面積を可変とする他の構成例を説明する。開口部の面積が最も大きくなる状態となる楕円状の開口部の前面または背面側に、図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなＸ方向に移動可能な絞り羽４０１、４０２を配置する。
【０１１９】
絞り羽４０１、４０２を相互にＸ方向に近づけること、または遠ざけることで、開口部の面積を連続的に制御できる。図１０の（ａ）は開口部の面積が最も大きくなる状態、（ｂ）は中間状態、（ｃ）は最も絞り込んだ状態をそれぞれ示している。
【０１２０】
最小に絞り込んだ（ｃ）の状態において、開口部は略正方形となり、Ｘ方向の両端がやや丸みを持った形状となるように構成されている。ここで、Ｄxm／Ｄym≒０．８となるように制御している。
【０１２１】
なお、明るさ絞りの開口面積を可変とする構成は、上述したものに限られず、上述の構成以外の他の構成を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、薄型化を行ってもゴースト、フレアの発生を抑え、結像性能も確保しやすい電子撮像装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の電子撮像装置に用いるズームレンズの実施例の無限遠物点合焦時の広角端（ａ）、第２の中間状態（ｂ）、望遠端（ｃ）でのレンズ断面図である。
【図２】上記ズームレンズの無限遠物点合焦時の収差図である。
【図３】上記ズームレンズの他のレンズ断面図である。
【図４】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５】図４のデジタルカメラの後方斜視図である。
【図６】図４のデジタルカメラの断面図である。
【図７】デジタルカメラの主要部の内部回路の構成ブロック図である。
【図８】明るさ絞りの概略構成を示す図である。
【図９】明るさ絞りの概略構成を示す他の図である。
【図１０】明るさ絞りの概略構成を示す別の図である。
【符号の説明】
【０１２４】
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
Ｐ…プリズム
Ｉ…像面
Ｅ…観察者眼球
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
１３０…ズームレンズ駆動回路
１４０…デジタルカメラ
１４１…撮影光学系
１４２…撮影用光路
１４３…ファインダー光学系
１４４…ファインダー用光路
１４５…シャッター
１４６…フラッシュ
１４７…液晶表示モニター
１４９…ＣＣＤ
１５０…カバー部材
１５１…処理手段
１５２…記録手段
１５３…ファインダー用対物光学系
１５５…ポロプリズム
１５７…視野枠
１５９…接眼光学系
２００…絞り部
２０１、２０２…絞り羽
３００…絞り部
３０１…絞り部本体
３０２…補助絞り
４０１、４０２…絞り羽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の像を形成するズームレンズと、
前記ズームレンズにより形成された前記像を受光して電気信号に変換する電子撮像素子と、を備えた電子撮像装置において、
前記ズームレンズは、
被写体側から像面にいたる光軸を含む光路に沿って並んで配置された複数のレンズ群を備え、前記複数のレンズ群の互いの間隔を変化させることによりズームレンズ全系の焦点距離を変化させ、
前記複数のレンズ群中の最も物体側に配置されたレンズ群を第１レンズ群としたときに、
前記第１レンズ群は前記光路を反射させる反射面を備え、
前記第１レンズ群中の前記反射面により反射された光路中に配置された明るさ絞りを備え、
前記明るさ絞りは、開口部の面積が最も大きくなる状態にて非円形の形状の開口部を持ち、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、前記開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさが、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさよりも小さく、
前記第１レンズ群中の前記反射面により反射された光路中であって、且つ、最も像側に配置されるレンズの外形形状が、非円形であり、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、前記外形形状の大きさが、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記外形形状の大きさよりも小さく、
以下の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
１．１０＜Ｄx／Ｄy＜１．７５ ・・・（１）
ただし、
Ｄyは、前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
Ｄxは、前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
である。
【請求項２】
前記開口部の面積が一定であることを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
【請求項３】
前記開口部は、望遠端の最小Ｆナンバーとなる状態よりも、広角端での最小Ｆナンバーとなる状態において明るさ絞り開口部の面積が小さくなり、
広角端での最小Ｆナンバーとなる状態での開口部の形状が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
１．１０＜ＤxW／ＤyW＜１．７５ ・・・（２）
ただし、
ＤyWは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、広角端にて開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
ＤxWは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、広角端にて開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
である。
【請求項４】
前記開口部の面積を小さくする機構を有し、
前記開口部の面積を最も小さくした際に、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または３に記載の電子撮像装置。
Ｄx／Ｄy＞Ｄxm／Ｄym≧０．５ ・・・（３）
ただし、
Ｄymは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も小さくなる状態での開口部の大きさ、
Ｄxmは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最も小さくなる状態での開口部の大きさ、
である。
【請求項５】
前記開口部の面積を小さくする機構は、前記開口部の径の大きい方向に移動する開口形状が固定の補助絞りであることを特徴とする請求項４に記載の電子撮像装置。
【請求項６】
前記開口部の面積を小さくする機構は、前記開口部の径の大きい方向に移動する２枚の絞り羽であることを特徴とする請求項４に記載の電子撮像装置。
【請求項７】
前記明るさ絞りよりも物体側で前記明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面が、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
１．１５＜Ｆx／Ｆy＜１．８０ ・・・（４）
ただし、
Ｆyは、前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
Ｆxは、前記第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
である。
【請求項８】
前記明るさ絞りよりも像面側で前記明るさ絞りに最も近いレンズ面の有効面が、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
１．１５＜Ｒx／Ｒy＜１．８０ ・・・（５）
ただし、
Ｒyは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
Ｒxは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りに最も近いレンズ面の有効面の大きさ、
である。
【請求項９】
前記電子撮像素子の受光面の有効撮像領域は、短辺方向と長辺方向とを持つ矩形であり、
前記有効撮像領域の長辺方向が、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向となるように配置し、
前記電子撮像素子上の像の前記長辺方向のコントラストに基づいてフォーカシング情報を検出する制御部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電子撮像装置。
【請求項１０】
前記電子撮像素子が、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
１．４５μｍ＜Ｐ＜２．１５μｍ ・・・（６）
ただし、Ｐは電子撮像素子の受光領域における画素ピッチの平均である。
【請求項１１】
前記明るさ絞りよりも物体側で前記明るさ絞りに最も近いレンズの外形形状について、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、前記外形形状の大きさが、前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記外形形状の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の電子撮像装置。
【請求項１２】
前記明るさ絞りよりも像面側で前記明るさ絞りに最も近いレンズの外形形状について、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、前記外形形状の大きさが、前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記外形形状の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の電子撮像装置。
【請求項１】
被写体の像を形成するズームレンズと、
前記ズームレンズにより形成された前記像を受光して電気信号に変換する電子撮像素子と、を備えた電子撮像装置において、
前記ズームレンズは、
被写体側から像面にいたる光軸を含む光路に沿って並んで配置された複数のレンズ群を備え、前記複数のレンズ群の互いの間隔を変化させることによりズームレンズ全系の焦点距離を変化させ、
前記複数のレンズ群中の最も物体側に配置されたレンズ群を第１レンズ群としたときに、
前記第１レンズ群は前記光路を反射させる反射面を備え、
前記第１レンズ群中の前記反射面により反射された光路中に配置された明るさ絞りを備え、
前記明るさ絞りは、開口部の面積が最も大きくなる状態にて非円形の形状の開口部を持ち、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、前記開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさが、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさよりも小さく、
前記第１レンズ群中の前記反射面により反射された光路中であって、且つ、最も像側に配置されるレンズの外形形状が、非円形であり、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、前記外形形状の大きさが、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記外形形状の大きさよりも小さく、
以下の条件式を満足することを特徴とする電子撮像装置。
１．１０＜Ｄx／Ｄy＜１．７５ ・・・（１）
ただし、
Ｄyは、前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
Ｄxは、前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
である。
【請求項２】
前記開口部の面積が一定であることを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
【請求項３】
前記開口部は、望遠端の最小Ｆナンバーとなる状態よりも、広角端での最小Ｆナンバーとなる状態において明るさ絞り開口部の面積が小さくなり、
広角端での最小Ｆナンバーとなる状態での開口部の形状が以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の電子撮像装置。
１．１０＜ＤxW／ＤyW＜１．７５ ・・・（２）
ただし、
ＤyWは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、広角端にて開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
ＤxWは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、広角端にて開口部の面積が最も大きくなる状態での開口部の大きさ、
である。
【請求項４】
前記開口部の面積を小さくする機構を有し、
前記開口部の面積を最も小さくした際に、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または３に記載の電子撮像装置。
Ｄx／Ｄy＞Ｄxm／Ｄym≧０．５ ・・・（３）
ただし、
Ｄymは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、開口部の面積が最も小さくなる状態での開口部の大きさ、
Ｄxmは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、開口部の面積が最も小さくなる状態での開口部の大きさ、
である。
【請求項５】
前記開口部の面積を小さくする機構は、前記開口部の径の大きい方向に移動する開口形状が固定の補助絞りであることを特徴とする請求項４に記載の電子撮像装置。
【請求項６】
前記開口部の面積を小さくする機構は、前記開口部の径の大きい方向に移動する２枚の絞り羽であることを特徴とする請求項４に記載の電子撮像装置。
【請求項７】
前記明るさ絞りよりも物体側で前記明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面が、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
１．１５＜Ｆx／Ｆy＜１．８０ ・・・（４）
ただし、
Ｆyは、前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
Ｆxは、前記第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、明るさ絞りよりも物体側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
である。
【請求項８】
前記明るさ絞りよりも像面側で前記明るさ絞りに最も近いレンズ面の有効面が、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
１．１５＜Ｒx／Ｒy＜１．８０ ・・・（５）
ただし、
Ｒyは、第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りにもっとも近いレンズ面の有効面の大きさ、
Ｒxは、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、明るさ絞りよりも像面側で明るさ絞りに最も近いレンズ面の有効面の大きさ、
である。
【請求項９】
前記電子撮像素子の受光面の有効撮像領域は、短辺方向と長辺方向とを持つ矩形であり、
前記有効撮像領域の長辺方向が、第１レンズ群に入射する入射光軸と第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向となるように配置し、
前記電子撮像素子上の像の前記長辺方向のコントラストに基づいてフォーカシング情報を検出する制御部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電子撮像装置。
【請求項１０】
前記電子撮像素子が、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子撮像装置。
１．４５μｍ＜Ｐ＜２．１５μｍ ・・・（６）
ただし、Ｐは電子撮像素子の受光領域における画素ピッチの平均である。
【請求項１１】
前記明るさ絞りよりも物体側で前記明るさ絞りに最も近いレンズの外形形状について、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、前記外形形状の大きさが、前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記外形形状の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の電子撮像装置。
【請求項１２】
前記明るさ絞りよりも像面側で前記明るさ絞りに最も近いレンズの外形形状について、
前記第１レンズ群に入射する入射光軸の方向における、前記外形形状の大きさが、前記第１レンズ群に入射する入射光軸と前記第１レンズ群の反射面により反射された反射光軸とに垂直な方向における、前記外形形状の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の電子撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−９６５５９（Ｐ２００８−９６５５９Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７６１３７（Ｐ２００６−２７６１３７）
【出願日】平成１８年１０月１０日（２００６．１０．１０）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１０日（２００６．１０．１０）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
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