JP4914575B2 - ズームレンズ系を用いた撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、撮像系部分の工夫により、塵埃による画質の劣化を防止すると共に、小型化を実現したズームレンズ系を用いた撮像装置に関する。
近年、デジタルカメラ等の電子撮像素子を有する撮影光学系を備えたカメラは、小型化と高画素化が進んでいる。また、そのようなカメラを搭載した携帯電話の需要も高まっている。それに伴い、それらのカメラに用いられる撮影光学系の小型化と高性能化が要求されている。そのような撮影光学系では、光学系の全長の短縮とレンズ外径の小型化を図るために光学要素の組み合わせを工夫している。
そのような構成として一般的なものには、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群とからなる３群構成（例えば特許文献１、２参照）や、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群とからなる３群構成を基本としてさらに正のパワーを有するレンズ群を配置した４群構成（例えば特許文献３、４、５及び６参照）などがある。なお、このような光学系においては、変倍に係る可動レンズ群によって可能な限り周辺光線の角度の変動を抑えることが、レンズ外径の小型化を図る上で望ましい。
特開平５−９３８６６号公報
特開２００４−２９４９１０号公報
特開平９−１７９０２６号公報
特開平１１−１０９２３０号公報
特開２００３−１３１１３０号公報
特開２００４−２４０４６４号公報
例えば、特許文献１に記載のズームレンズや特許文献２に記載の二焦点レンズでは、負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群と負のパワーを有する第３レンズ群とからなる３群構成を採用している。このような構成では、第３レンズ群に比較的強い変倍作用をもたせることができるため、光学系の全長の小型化とレンズ外径の小型化に対しては非常に有効である。しかし、これらの構成では、像高内において結像面法線に対しての結像光線の入射角度が大きく、電子撮像素子を使用するとシェーディングの影響が強く、良好な画像が得られない。
特許文献３に記載の変倍光学系、特許文献４に記載のビデオ用撮影光学系、特許文献５に記載のズームレンズ及び特許文献６に記載の光学系では、負のパワーを有する第１レンズ群と正のパワーを有する第２レンズ群と負のパワーを有する第３レンズ群とからなる３群構成を基本としてさらに正のパワーを有するレンズ群を配置した４群構成を採用している。しかし、これらの構成では、第３レンズ群の像側にさらに正レンズ群を配置しなければならず、特許文献１及び２に記載されているような３群構成の光学系に比べて、光学系の全長が大きくなってしまうという問題がある。
また、デジタルカメラの様な電子撮像系を用いた分野では、ＣＣＤ等の電子撮像素子のカバーガラス等にゴミ等の塵埃が付着し、それらが撮像素子に写り込んでしまい、画質が劣化してしまうという問題の生じる場合がある。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化、高性能化を維持しつつ、ゴミ等の塵埃による画質劣化を防止することができる撮像装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明による撮像装置は、可動レンズ群を含むズームレンズ系を備える撮像装置において、前記可動レンズ群が、物体側より順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群とからなり、前記可動レンズ群の像側に、空気間隔を挟んで、物体側から順に、正レンズと、撮像素子ユニットとが配置され、前記正レンズと前記撮像素子ユニットとを密閉構造になるように保持する保持部材を備え、前記ズームレンズ系が広角端から望遠端に変倍する際、前記第２レンズ群は前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少するように物体側に移動し、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化するように移動し、前記第１レンズ群を構成するレンズのうち負レンズは１枚のみであり、前記第２レンズ群が１枚の負レンズと少なくとも１枚以上の正レンズからなり、且つ、以下の条件式（２）、（４）、（５）、（１１）及び（１２）を満足することを特徴とする。
４．０ ≦ Ｗ＿Ｌ／ＩＨ ≦ １２．０ …（３）
１．７ ≦ ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ ≦ ４．６ …（４）
５２．０ ≦ ＰＡνｄ …（５）
７５．０ ≦ Ｐνｄ …（１１）
４５．０ ≦ Ｐνｄ−Ｎνｄ …（１２）
ただし、
Ｗ＿Ｌ ：広角端における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面までの長さ、
ＩＨ ：最大撮影像高、
ΔＤ１２：広角端から望遠端に変倍する際の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔の変化量、
ＰＡνｄ：前記第２レンズ群の全ての正レンズのアッベ数、
Ｐνｄ ：前記第２レンズ群の前記正レンズのアッベ数（複数枚の場合はいずれか１枚の正レンズ）、
Ｎνｄ ：前記第２レンズ群の前記負レンズのアッベ数、
である。
４．０ ≦ Ｗ＿Ｌ／ＩＨ ≦ １２．０ …（３）
１．７ ≦ ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ ≦ ４．６ …（４）
５２．０ ≦ ＰＡνｄ …（５）
７５．０ ≦ Ｐνｄ …（１１）
４５．０ ≦ Ｐνｄ−Ｎνｄ …（１２）
ただし、
Ｗ＿Ｌ ：広角端における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面までの長さ、
ＩＨ ：最大撮影像高、
ΔＤ１２：広角端から望遠端に変倍する際の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔の変化量、
ＰＡνｄ：前記第２レンズ群の全ての正レンズのアッベ数、
Ｐνｄ ：前記第２レンズ群の前記正レンズのアッベ数（複数枚の場合はいずれか１枚の正レンズ）、
Ｎνｄ ：前記第２レンズ群の前記負レンズのアッベ数、
である。
また、本発明による撮像装置は、前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズが、ローパス機能又は赤外カット機能を有することが好ましい。
また、本発明による撮像装置は、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０．６ ≦ ＤＬ／ＩＨ ≦ １．５ …（１）
ただし、
ＤＬ ：前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズの物体側の面から結像面までの距離、
ＩＨ ：最大撮影像高、
である。
０．６ ≦ ＤＬ／ＩＨ ≦ １．５ …（１）
ただし、
ＤＬ ：前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズの物体側の面から結像面までの距離、
ＩＨ ：最大撮影像高、
である。
また、本発明による撮像装置は、前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズの外形が矩形であることが好ましい。
また、本発明による撮像装置は、前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズがプラスチックにより製作されていることが好ましい。
さらに、本発明による撮像装置は、前記撮像装置が視野絞りを備えていて、前記視野絞りと、前記可動レンズ群よりも像側に配置された正レンズと、前記撮像素子ユニットとが前記保持部材に一体的に取付けられていることが好ましい。
さらに、本発明による撮像装置は、前記プラスチック製の正レンズのレンズ周辺部に、視野絞りが接触可能な平面状の接触部が形成されていることが好ましい。
また、本発明による撮像装置は、前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズと前記撮像素子ユニットとが少なくとも一部で接触していることが好ましい。
さらに、本発明による撮像装置は、前記プラスチック製の正レンズの有効径外に接触面が形成され、前記接触面を介して前記プラスチック製の正レンズと前記撮像素子ユニットとが接触していることが好ましい。
また、本発明による撮像装置は、前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズの像側の面に波長域制限コートが施されていることが好ましい。
また、本発明による撮像装置は、前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズが物体側に凸面を向けた凸平正レンズであることが好ましい。
さらに、本発明による撮像装置は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．４５ ≦ Ｄ２３Ｗ／ＩＨ ≦３．０ …（６）
ただし、
Ｄ２３Ｗ：広角端での前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、
である。
０．４５ ≦ Ｄ２３Ｗ／ＩＨ ≦３．０ …（６）
ただし、
Ｄ２３Ｗ：広角端での前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、
である。
さらに、本発明による撮像装置は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
０．３８ ≦ （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ） ≦ ０．９５ …（７）
ただし、
ｆ２ ：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離、
である。
０．３８ ≦ （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ） ≦ ０．９５ …（７）
ただし、
ｆ２ ：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離、
である。
さらに、本発明による撮像装置は、以下の条件式（８）を満足することが好ましい。
２．７ ≦ Ｗ＿Ｌ／ｆｗ ≦ １０．０ …（８）
ただし、
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離、
である。
２．７ ≦ Ｗ＿Ｌ／ｆｗ ≦ １０．０ …（８）
ただし、
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離、
である。
さらに、本発明による撮像装置は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
３．７ ≦ ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜ …（９）
ただし、
ΔＤ２３ ：広角端から望遠端に変倍する際の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔の変化量、
である。
３．７ ≦ ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜ …（９）
ただし、
ΔＤ２３ ：広角端から望遠端に変倍する際の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔の変化量、
である。
さらに、本発明による撮像装置は、前記第１レンズ群が物体側から順に負レンズと正レンズとからなり、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．６ ≦ Ｇ１Σｄ／ＩＨ ≦ １．３ …（１０）
ただし、
Ｇ１Σｄ：前記第１レンズ群の総肉厚、
である。
０．６ ≦ Ｇ１Σｄ／ＩＨ ≦ １．３ …（１０）
ただし、
Ｇ１Σｄ：前記第１レンズ群の総肉厚、
である。
さらに、本発明による撮像装置は、変倍する際に広角端と望遠端との間で光学系の全長が最短となるように、前記第１レンズ群が移動することが好ましい。
さらに、本発明による撮像装置は、広角端で、以下の条件式（１３−１）、（１３−２）、（１３−３）及び（１３−４）を満足することが好ましい。
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ …（１３−１）
３．５％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×０．７｜ ≦ １５．０％ …（１３−２）
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ ≦ ２５．０％ …（１３−３）
｜ΔＤＴＷ｜ ≦１５．０％ …（１３−４）
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時での広角端最大撮影像高の×０．７の位置における長さの歪曲収差の％表示、
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時での広角端最大撮影像高の×１．０の位置における長さの歪曲収差の％表示、
ΔＤＴＷ ：ＤＴＷ＿×０．７−ＤＴＷ＿×１．０、
であり、
Ｙ´０ ：近軸結像高、
Ｙ´ ：実際の結像高、
とした場合、
歪曲収差量 ＝ （Ｙ´−Ｙ´０）／Ｙ´０×１００（％）
である。
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ …（１３−１）
３．５％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×０．７｜ ≦ １５．０％ …（１３−２）
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ ≦ ２５．０％ …（１３−３）
｜ΔＤＴＷ｜ ≦１５．０％ …（１３−４）
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時での広角端最大撮影像高の×０．７の位置における長さの歪曲収差の％表示、
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時での広角端最大撮影像高の×１．０の位置における長さの歪曲収差の％表示、
ΔＤＴＷ ：ＤＴＷ＿×０．７−ＤＴＷ＿×１．０、
であり、
Ｙ´０ ：近軸結像高、
Ｙ´ ：実際の結像高、
とした場合、
歪曲収差量 ＝ （Ｙ´−Ｙ´０）／Ｙ´０×１００（％）
である。
さらに、本発明による撮像装置は、前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことが好ましい。
さらに、本発明による撮像装置は、前記第１レンズ群が、物体側より順に負レンズ、正レンズの２枚からなり、前記第２レンズ群が、物体側より順に正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚からなり、前記第３レンズ群が、負レンズ１枚からなることが好ましい。
本発明によれば、良好な性能を保持しつつ、結像面へのゴミ等の写し込み及びシェーディングの影響による画質の劣化を防ぐと共に、光学系の小型化及び縮径化を達成することのできるズームレンズ系を備えた撮像装置を得ることができる。
本発明による撮像装置は、可動レンズ群を含むズームレンズ系を備える撮像装置であって、可動レンズ群の像側に、物体側から順に、正レンズと、撮像素子ユニットとが配置され、正レンズと、撮像素子ユニットとが撮像装置を構成する部材を介して密閉構造にあり、正レンズの物体側には空気間隔を挟んで負のパワーを有するレンズ群が配置されている。
このように、撮像素子の直前にローパスフィルター等を配置せずに正のパワーを有するレンズが配置するという構成にすることにより、撮像系の小型化を実現することができる。また、この正レンズにより負のレンズ群で発散された光束を集束させ、その光束の結像面への結像面法線に対する入射角度を小さくすることができるため、シェーディングの影響を軽減することができる。さらに、正レンズと撮像素子ユニットとを密閉構造にしているため、撮像素子にゴミ等の塵埃が付着することがなく、それらのゴミが撮像素子に写り込むことによる画質の劣化を防止することができる。加えて、正レンズのすぐ物体側に負のパワーを有するレンズ群を配することにより、負レンズ群から物体側に射出される光束の光線高を低く抑えることができ、その結果、光学系の縮径化を図ることができる。
このように、撮像素子の直前にローパスフィルター等を配置せずに正のパワーを有するレンズが配置するという構成にすることにより、撮像系の小型化を実現することができる。また、この正レンズにより負のレンズ群で発散された光束を集束させ、その光束の結像面への結像面法線に対する入射角度を小さくすることができるため、シェーディングの影響を軽減することができる。さらに、正レンズと撮像素子ユニットとを密閉構造にしているため、撮像素子にゴミ等の塵埃が付着することがなく、それらのゴミが撮像素子に写り込むことによる画質の劣化を防止することができる。加えて、正レンズのすぐ物体側に負のパワーを有するレンズ群を配することにより、負レンズ群から物体側に射出される光束の光線高を低く抑えることができ、その結果、光学系の縮径化を図ることができる。
なお、本発明において、「密閉構造」とは、φ０．０２（ｍｍ）程度以上の塵埃が正レンズと撮像素子ユニットとの間に侵入しない構造を意味する。この密閉構造は、撮像装置を構成する１つの部材により形成しても良いし、複数の部材を組み合わせることにより形成させても良い。
また、上記の正レンズにローパス機能又はＩＲカット機能を持たせることが好ましい。
このようにした正レンズを配置することによって、部材数を増加させること無く、さらなる高画質化を実現することができる。
このようにした正レンズを配置することによって、部材数を増加させること無く、さらなる高画質化を実現することができる。
また、上記の負のパワーを有するレンズ群が、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０．６ ≦ ＤＬ／ＩＨ ≦ １．５ …（１）
ただし、
ＤＬ ：正レンズの物体側面から結像面までの距離
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（１）は撮像素子ユニットの物体側に配置される正レンズの物体側の面から結像面までの距離を規定する式である。条件式（１）の上限を上回ると、光学系の全長が大きくなり、装置が大型化してしまうため好ましくない。条件式（１）の下限を下回ると、例えば、撮像素子ユニットの物体側に配置される正レンズの物体側面にゴミ等の塵埃が付着してしまった場合に、その塵埃が撮像素子に写り込んでしまうため好ましくない。
０．６ ≦ ＤＬ／ＩＨ ≦ １．５ …（１）
ただし、
ＤＬ ：正レンズの物体側面から結像面までの距離
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（１）は撮像素子ユニットの物体側に配置される正レンズの物体側の面から結像面までの距離を規定する式である。条件式（１）の上限を上回ると、光学系の全長が大きくなり、装置が大型化してしまうため好ましくない。条件式（１）の下限を下回ると、例えば、撮像素子ユニットの物体側に配置される正レンズの物体側面にゴミ等の塵埃が付着してしまった場合に、その塵埃が撮像素子に写り込んでしまうため好ましくない。
また、この負のパワーを有するレンズ群は、可動レンズ群に含まれることが好ましい。
負のパワーを有するレンズ群を可動とすることで、変倍効果を高めることが可能となると共に、負レンズ群と正レンズとによる補正、特に非点収差の補正を各ズーム状態で良好に行うことができる。
負のパワーを有するレンズ群を可動とすることで、変倍効果を高めることが可能となると共に、負レンズ群と正レンズとによる補正、特に非点収差の補正を各ズーム状態で良好に行うことができる。
また、上記の可動レンズ群が、物体側より順に負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群とからなっていて、第３レンズ群の像側に空気間隔を挟んで正レンズが配置されていることが好ましい。
このような、３群構成は一般に小型化を行うために有利とされている。また、正レンズのすぐ物体側に負レンズ群を配置することにより、負、正、負、正の順で徐々に光線が曲げられるため、構成する各レンズ群での周辺光線の角度変動を抑え、光学系の縮径化を実現することが可能となる。このような構成は、小型化に有利な上記の３群構成を有するズームレンズ系に特に有効である。
このような、３群構成は一般に小型化を行うために有利とされている。また、正レンズのすぐ物体側に負レンズ群を配置することにより、負、正、負、正の順で徐々に光線が曲げられるため、構成する各レンズ群での周辺光線の角度変動を抑え、光学系の縮径化を実現することが可能となる。このような構成は、小型化に有利な上記の３群構成を有するズームレンズ系に特に有効である。
また、上記の正レンズの外形は矩形であることが好ましい。
撮像素子ユニット近傍に配置される正レンズをこのような形状とすることにより、正レンズと撮像素子ユニットとを簡単に密閉構造とすることが可能となるからである。
撮像素子ユニット近傍に配置される正レンズをこのような形状とすることにより、正レンズと撮像素子ユニットとを簡単に密閉構造とすることが可能となるからである。
また、この正レンズはプラスチックにより製作されていることが好ましい。
プラスチックレンズを用いることにより、低コスト化・軽量化が可能となる。また、プラスチックはガラスよりも成形の自由度が大きいため、必要に応じて所望の形状に作製することができ、設計の自由度を増大させることが可能となる。
プラスチックレンズを用いることにより、低コスト化・軽量化が可能となる。また、プラスチックはガラスよりも成形の自由度が大きいため、必要に応じて所望の形状に作製することができ、設計の自由度を増大させることが可能となる。
さらに、正レンズがプラスチック製である場合、撮像装置が視野絞りを備えていて、視野絞りと正レンズと撮像素子ユニットとが撮像装置を構成する部材に一体的に取付けられていることが好ましい。
このような構成にすることにより、結像面近傍へのゴミの進入を抑えるだけでなく、手ブレが生じた際に一体化した部分を同時に振動させ、撮像素子によるブレ補正・ブレ防止も容易に行うことが可能となる。また、一体化した部分を同時に光軸方向に動かすことが可能となるため、フォーカシングも容易に行うことが可能となる。
このような構成にすることにより、結像面近傍へのゴミの進入を抑えるだけでなく、手ブレが生じた際に一体化した部分を同時に振動させ、撮像素子によるブレ補正・ブレ防止も容易に行うことが可能となる。また、一体化した部分を同時に光軸方向に動かすことが可能となるため、フォーカシングも容易に行うことが可能となる。
さらに、正レンズがプラスチック製である場合、正レンズのレンズ周辺部に、視野絞りが接触可能な平面状の接触部が形成されていることが好ましい。
成形の自由度が大きいプラスチックレンズのレンズ周辺部にこのような接触部を設けることにより、視野絞りを容易に配置することが可能となる。
成形の自由度が大きいプラスチックレンズのレンズ周辺部にこのような接触部を設けることにより、視野絞りを容易に配置することが可能となる。
また、正レンズと撮像素子ユニットとが少なくとも一部で接触していることが好ましい。
このように構成することにより、密閉構造を容易に形成することができるとともに、密閉度をさらに高めることが可能となる。
このように構成することにより、密閉構造を容易に形成することができるとともに、密閉度をさらに高めることが可能となる。
さらに、正レンズがプラスチック製である場合、正レンズの有効径外に接触面が形成され、該接触面を介して正レンズと撮像素子ユニットとが接触していることが好ましい。
成形の自由度が大きいプラスチックレンズに撮像素子ユニットに接触する接触面を設けることにより、低コスト化・軽量化に加え、密閉構造を容易に形成させることができるとともに、密閉度をさらに高めることが可能となる。
成形の自由度が大きいプラスチックレンズに撮像素子ユニットに接触する接触面を設けることにより、低コスト化・軽量化に加え、密閉構造を容易に形成させることができるとともに、密閉度をさらに高めることが可能となる。
また、正レンズの像側の面に波長域制限コートが施されていることが好ましい。
例えば、波長域を制限することのできるフィルム等を用いてこのように構成とすることにより、ゴミ等の塵埃を波長域制限コートに付着させることなく所望の波長域を制限することが可能となる。
例えば、波長域を制限することのできるフィルム等を用いてこのように構成とすることにより、ゴミ等の塵埃を波長域制限コートに付着させることなく所望の波長域を制限することが可能となる。
また、正レンズは物体側に凸面を向けた凸平正レンズであることが好ましい。
正レンズに像側の面が平面形状である凸平正レンズを用いることにより、ＩＲカットコートなどの波長域制限コートを正レンズの像側面に容易に施すことが可能となる。また、正レンズの像側の面、即ちＩＲカットコートが施されている面に、光線を光軸に略平行な角度で入射させやすく、結像面全域で均一な波長カット特性を得ることが可能となる。
正レンズに像側の面が平面形状である凸平正レンズを用いることにより、ＩＲカットコートなどの波長域制限コートを正レンズの像側面に容易に施すことが可能となる。また、正レンズの像側の面、即ちＩＲカットコートが施されている面に、光線を光軸に略平行な角度で入射させやすく、結像面全域で均一な波長カット特性を得ることが可能となる。
さらに、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズが配置している場合、広角端から望遠端に変倍する際、第２レンズ群は第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が減少するように物体側に移動し、第３レンズ群は第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が変化するように移動し、第１レンズ群を構成するレンズのうち負レンズは１枚のみであり、第２レンズ群は少なくとも１枚以上の正レンズと少なくとも１枚以上の負レンズとを有していることが好ましい。
このように、広角端から望遠端に変倍する際に第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が減少するように第２レンズ群を物体側へ移動させる構成とすると、光学系の全長を短縮しながらも入射光線高を低く抑え、結像面への入射角度を結像面法線に対して小さくし、電子撮像素子を使用する場合の撮像素子によるシェーディングの影響を減少させることができる。また、負のパワーを有する第３レンズ群を、第２レンズ群に対して間隔をあけて配置し、且つ、変倍時に第２レンズ群に対して可動とすることによって、第３レンズ群に変倍作用を持たせることができる。これにより、２．５倍を超える変倍比を確保しても、全系の短縮を図りつつ第１レンズ群の外径を小さく抑えることができ、さらに広角端での半画角を２８°以上（つまり、条件式（１４）「０．５３≦ＩＨ／ｆｗ」、ただし、ｆｗ：広角端での全系焦点距離）とした構成をとることができる。
このように、広角端から望遠端に変倍する際に第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が減少するように第２レンズ群を物体側へ移動させる構成とすると、光学系の全長を短縮しながらも入射光線高を低く抑え、結像面への入射角度を結像面法線に対して小さくし、電子撮像素子を使用する場合の撮像素子によるシェーディングの影響を減少させることができる。また、負のパワーを有する第３レンズ群を、第２レンズ群に対して間隔をあけて配置し、且つ、変倍時に第２レンズ群に対して可動とすることによって、第３レンズ群に変倍作用を持たせることができる。これにより、２．５倍を超える変倍比を確保しても、全系の短縮を図りつつ第１レンズ群の外径を小さく抑えることができ、さらに広角端での半画角を２８°以上（つまり、条件式（１４）「０．５３≦ＩＨ／ｆｗ」、ただし、ｆｗ：広角端での全系焦点距離）とした構成をとることができる。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置している場合、可動レンズ群の各レンズ群を上記のような動作をする３群構成としたときには、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
４．０ ≦ Ｗ＿Ｌ／ＩＨ ≦ １２．０ …（３）
ただし、
Ｗ＿Ｌ ：広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面ま での長さ
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（３）は、光学系の全長を短縮し、結像面への光束の射出角度を適切な角度に維持し良好な画像を得る為の条件である。条件式（３）の下限を下回ると、光学系の全長が短くなりすぎるため光学系からの射出された結像面への入射光束の角度を、結像面法線に対して小さく抑えることが困難となり、小型化が達成できてもシェーディングの影響で良好な画像を得ることができない。条件式（３）の上限を上回ると、光学系の全長が長くなりすぎるため小型化が達成できなくなる。
４．０ ≦ Ｗ＿Ｌ／ＩＨ ≦ １２．０ …（３）
ただし、
Ｗ＿Ｌ ：広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面ま での長さ
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（３）は、光学系の全長を短縮し、結像面への光束の射出角度を適切な角度に維持し良好な画像を得る為の条件である。条件式（３）の下限を下回ると、光学系の全長が短くなりすぎるため光学系からの射出された結像面への入射光束の角度を、結像面法線に対して小さく抑えることが困難となり、小型化が達成できてもシェーディングの影響で良好な画像を得ることができない。条件式（３）の上限を上回ると、光学系の全長が長くなりすぎるため小型化が達成できなくなる。
加えて、このとき、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
１．７ ≦ ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ ≦ ４．６ …（４）
ただし、
ΔＤ１２：広角端から望遠端への変倍の際の第１レンズ群と第２レンズ群との 間隔の変化量
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（４）を満足することにより、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くしたり第３レンズ群の変倍作用を高めるといった必要が無く、また光学系の全長の短縮の実現を阻害せずに２．５倍を超える変倍比を確保することができ、さらに光学系の全長の短縮を図りながら良好な性能を得ることができる。条件式（４）の下限を下回った状態で２．５倍以上の変倍比を得るためには、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くするか、第３レンズ群の変倍作用を高める必要がある。第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くする場合、要求される変倍比を得るためにはそれらのパワーが強くなりすぎるため、変倍による良好な性能が得られなくなる。第３レンズ群の変倍作用を高める場合、第３レンズ群のレンズ枚数が２枚以下では変倍による収差変動を抑えることができなくなり、その結果、第３レンズ群を構成するレンズの肉厚と該レンズ間の間隔の総和が増加してしまい、光学系全系の全長の短縮や沈胴時における鏡枠の全長の短縮ができなくなる。条件式（４）の上限を上回った場合、高変倍化は得やすくなるが、光学系の全長の短縮が困難になり、さらに例えば第２レンズ群と一体的に移動する絞りを第２レンズ群の物体側に配置した場合などは、入射瞳が第１レンズ群の最も物体側の面から結像面側に入りすぎてしまうこととなる。その結果、軸外光線がその入射瞳の中心を通るために必要とされる第１レンズ群の外径が大きくなり、レンズ径の小型化が達成できなくなる。
１．７ ≦ ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ ≦ ４．６ …（４）
ただし、
ΔＤ１２：広角端から望遠端への変倍の際の第１レンズ群と第２レンズ群との 間隔の変化量
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（４）を満足することにより、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くしたり第３レンズ群の変倍作用を高めるといった必要が無く、また光学系の全長の短縮の実現を阻害せずに２．５倍を超える変倍比を確保することができ、さらに光学系の全長の短縮を図りながら良好な性能を得ることができる。条件式（４）の下限を下回った状態で２．５倍以上の変倍比を得るためには、第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くするか、第３レンズ群の変倍作用を高める必要がある。第１レンズ群と第２レンズ群のパワーを強くする場合、要求される変倍比を得るためにはそれらのパワーが強くなりすぎるため、変倍による良好な性能が得られなくなる。第３レンズ群の変倍作用を高める場合、第３レンズ群のレンズ枚数が２枚以下では変倍による収差変動を抑えることができなくなり、その結果、第３レンズ群を構成するレンズの肉厚と該レンズ間の間隔の総和が増加してしまい、光学系全系の全長の短縮や沈胴時における鏡枠の全長の短縮ができなくなる。条件式（４）の上限を上回った場合、高変倍化は得やすくなるが、光学系の全長の短縮が困難になり、さらに例えば第２レンズ群と一体的に移動する絞りを第２レンズ群の物体側に配置した場合などは、入射瞳が第１レンズ群の最も物体側の面から結像面側に入りすぎてしまうこととなる。その結果、軸外光線がその入射瞳の中心を通るために必要とされる第１レンズ群の外径が大きくなり、レンズ径の小型化が達成できなくなる。
加えて、このとき、第１レンズ群を構成しているレンズのうち負レンズは１枚のみとする構成をとることが好ましい。そのような構成とすることにより、第１レンズ群の総肉厚を短縮し光学系全系の全長又は沈胴時における鏡枠の全長を短縮することができ、さらに第１レンズ外径の小型化が可能となる。
加えて、このとき、第２レンズ群は正レンズと負レンズを有する構成とし、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
５２．０ ≦ ＰＡνｄ …（５）
ＰＡνｄ：第２レンズ群における正レンズのアッベ数（複数枚の場合は全ての 正レンズ）
上記条件式（５）を満足することにより、第２レンズ群の構成枚数が少なくても変倍時の軸上色収差と倍率色収差を効果的に補正することができ、変倍比が２．５倍以上であっても全域で良好な性能が得られる。なお、第２レンズ群に正レンズが複数枚存在する場合には、それらの全てがこの条件式（５）を満たすことが好ましい。
５２．０ ≦ ＰＡνｄ …（５）
ＰＡνｄ：第２レンズ群における正レンズのアッベ数（複数枚の場合は全ての 正レンズ）
上記条件式（５）を満足することにより、第２レンズ群の構成枚数が少なくても変倍時の軸上色収差と倍率色収差を効果的に補正することができ、変倍比が２．５倍以上であっても全域で良好な性能が得られる。なお、第２レンズ群に正レンズが複数枚存在する場合には、それらの全てがこの条件式（５）を満たすことが好ましい。
なお、上記条件式（３）及び（４）を
５.５ ≦ Ｗ＿Ｌ／ＩＨ ≦ １０.５ …（３’）
２.２ ≦ ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ ≦４.６ …（４’）
とし、この条件を満足すれば、さらに上記効果を高めることができる。
５.５ ≦ Ｗ＿Ｌ／ＩＨ ≦ １０.５ …（３’）
２.２ ≦ ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ ≦４.６ …（４’）
とし、この条件を満足すれば、さらに上記効果を高めることができる。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズが配置している場合、以下の条件式（６）をさらに満足することが好ましい。
０．４５ ≦ Ｄ２３Ｗ／ＩＨ ≦ ３．０ …（６）
ただし、
Ｄ２３Ｗ：広角端での第２レンズ群と第３レンズ群との間隔
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（６）を満足することにより、第３レンズ群が２枚以下の少ないレンズ枚数であっても、第３レンズ群による良好な収差補正効果と変倍作用を得ることができる。条件式（６）の下限を下回ると、広角端での収差補正が困難になり、広角端での半画角２８°以上を確保することが困難になる。また、第３レンズ群の第２レンズ群に対する移動量を確保しにくくなり、中間や望遠端での性能維持が困難になる。条件式（４）の上限を上回ると、シェーディング対策として、第３レンズ群からの射出光束の角度を小さくしようとした場合、第３レンズ群のパワーが弱くなりすぎてしまうため変倍作用が得にくくなり、その結果、光学系の全長の短縮が困難になる。
なお、上記条件式（６）を
０．７ ≦ Ｄ２３Ｗ／ＩＨ ≦ ２．５ …（６’）
とし、この条件を満足すれば、さらに上記効果を高めることができる。
０．４５ ≦ Ｄ２３Ｗ／ＩＨ ≦ ３．０ …（６）
ただし、
Ｄ２３Ｗ：広角端での第２レンズ群と第３レンズ群との間隔
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（６）を満足することにより、第３レンズ群が２枚以下の少ないレンズ枚数であっても、第３レンズ群による良好な収差補正効果と変倍作用を得ることができる。条件式（６）の下限を下回ると、広角端での収差補正が困難になり、広角端での半画角２８°以上を確保することが困難になる。また、第３レンズ群の第２レンズ群に対する移動量を確保しにくくなり、中間や望遠端での性能維持が困難になる。条件式（４）の上限を上回ると、シェーディング対策として、第３レンズ群からの射出光束の角度を小さくしようとした場合、第３レンズ群のパワーが弱くなりすぎてしまうため変倍作用が得にくくなり、その結果、光学系の全長の短縮が困難になる。
なお、上記条件式（６）を
０．７ ≦ Ｄ２３Ｗ／ＩＨ ≦ ２．５ …（６’）
とし、この条件を満足すれば、さらに上記効果を高めることができる。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置している場合、以下の条件式（７）をさらに満足することが好ましい。
０．３８ ≦ （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ） ≦ ０．９５ …（７）
ただし、
ｆ２ ：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（７）を満足することにより、変倍比と広角端での半画角２８°以上とを確保しながら小型で良好な性能を得ることができる。条件式（７）の下限を下回ると、変倍領域全域での性能を維持しつつ２．５倍以上の変倍比を確保しようとした場合に、大きな変倍作用を持つ第２レンズ群のパワーをより弱くする必要があるため、広角端での２８°以上の半画角と良好な性能とを併せて確保することが困難になる。条件式（７）の上限を上回ると、第２レンズ群のパワーが弱くなってしまい、変倍領域全域での性能を維持しつつ２.５倍以上の変倍比と広角端での２８°以上の半画角とを確保するためには、第２レンズ群の大きく移動させる必要がある。従って、第２レンズ群が移動するためのスペースを大きくとらなければならず、光学系の全長が長くなりやすい。
なお、上記条件式（７）を
０．３８ ≦ （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ） ≦ ０．９５ …（７’）
とし、この条件を満足すれば、さらに上記効果を高めることができる。
０．３８ ≦ （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ） ≦ ０．９５ …（７）
ただし、
ｆ２ ：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
上記条件式（７）を満足することにより、変倍比と広角端での半画角２８°以上とを確保しながら小型で良好な性能を得ることができる。条件式（７）の下限を下回ると、変倍領域全域での性能を維持しつつ２．５倍以上の変倍比を確保しようとした場合に、大きな変倍作用を持つ第２レンズ群のパワーをより弱くする必要があるため、広角端での２８°以上の半画角と良好な性能とを併せて確保することが困難になる。条件式（７）の上限を上回ると、第２レンズ群のパワーが弱くなってしまい、変倍領域全域での性能を維持しつつ２.５倍以上の変倍比と広角端での２８°以上の半画角とを確保するためには、第２レンズ群の大きく移動させる必要がある。従って、第２レンズ群が移動するためのスペースを大きくとらなければならず、光学系の全長が長くなりやすい。
なお、上記条件式（７）を
０．３８ ≦ （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ） ≦ ０．９５ …（７’）
とし、この条件を満足すれば、さらに上記効果を高めることができる。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置している場合、以下の条件式（８）をさらに満足することが好ましい。
２．７ ≦ Ｗ＿Ｌ／ｆｗ ≦ １０．０ …（８）
ただし、
Ｗ＿Ｌ ：広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面ま での長さ
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離
である。
上記条件式（８）を満足することにより、広画角で、光学系の全長を短縮し、結像面法線に対する結像面への光束の入射角度を、良好な画像を得ることのできる適切な角度に維持することができる。条件式（８）の下限を下回ると、広角端で半画角２８°以上を確保しようとした場合に、結像面法線に対する結像面への光束の入射角度が大きくなりすぎるため、シェーディングにより良好な画像が得られない。条件式（８）の上限を上回ると、広角端での半画角２８°以上を確保しようとした場合に、広角端における光学系の全長が長くなりすぎるために小型化を達成できない。
２．７ ≦ Ｗ＿Ｌ／ｆｗ ≦ １０．０ …（８）
ただし、
Ｗ＿Ｌ ：広角端における第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面ま での長さ
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離
である。
上記条件式（８）を満足することにより、広画角で、光学系の全長を短縮し、結像面法線に対する結像面への光束の入射角度を、良好な画像を得ることのできる適切な角度に維持することができる。条件式（８）の下限を下回ると、広角端で半画角２８°以上を確保しようとした場合に、結像面法線に対する結像面への光束の入射角度が大きくなりすぎるため、シェーディングにより良好な画像が得られない。条件式（８）の上限を上回ると、広角端での半画角２８°以上を確保しようとした場合に、広角端における光学系の全長が長くなりすぎるために小型化を達成できない。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置している場合、本発明による撮像装置は、以下の条件式をさらに満足することが好ましい。
３．７ ≦ ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜ …（９）
ただし、
ΔＤ１２：広角端から望遠端への変倍の際の第１レンズ群と第２レンズ群との 間隔の変化量
ΔＤ２３：広角端から望遠端への変倍の際の第２レンズ群と第３レンズ群との 間隔の変化量
である。
上記条件式（９）を満足することにより、第３レンズ群を２枚以下の少ない枚数で構成しても、変倍領域全域で良好な性能を確保することができる。条件式（７）の下限を下回ると、第２レンズ群に対する第３レンズ群の位置変動が大きくなりすぎるために、第３レンズ群が２枚以下では変倍領域全域で収差を良好に保つことが困難になる。また、第３レンズ群を３枚以上とすることによって変倍による性能変動を抑えることもできるが、第３レンズ群の総肉厚が厚くなり、光学系の全長又は鏡枠の沈胴時の全長の短縮が難しくなる。
３．７ ≦ ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜ …（９）
ただし、
ΔＤ１２：広角端から望遠端への変倍の際の第１レンズ群と第２レンズ群との 間隔の変化量
ΔＤ２３：広角端から望遠端への変倍の際の第２レンズ群と第３レンズ群との 間隔の変化量
である。
上記条件式（９）を満足することにより、第３レンズ群を２枚以下の少ない枚数で構成しても、変倍領域全域で良好な性能を確保することができる。条件式（７）の下限を下回ると、第２レンズ群に対する第３レンズ群の位置変動が大きくなりすぎるために、第３レンズ群が２枚以下では変倍領域全域で収差を良好に保つことが困難になる。また、第３レンズ群を３枚以上とすることによって変倍による性能変動を抑えることもできるが、第３レンズ群の総肉厚が厚くなり、光学系の全長又は鏡枠の沈胴時の全長の短縮が難しくなる。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置している場合、第１レンズ群が、物体側から順に、負レンズと正レンズの２枚で構成されていることが好ましい。
この構成により、２．５倍を超える変倍比であっても軸上色収差と倍率色収差の変倍による変動を、少ないレンズ枚数で良好に確保することができる。
この構成により、２．５倍を超える変倍比であっても軸上色収差と倍率色収差の変倍による変動を、少ないレンズ枚数で良好に確保することができる。
加えて、このとき、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．６≦ Ｇ１Σｄ／ＩＨ ≦ １．３ …（１０）
ただし、
Ｇ１Σｄ：第１レンズ群の総肉厚
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
条件式（１０）を満足することにより、光学系の全長の短縮を図りつつ収差変動を良好に確保することができる。条件式（１０）の下限を下回ると、収差補正を行うための自由度、すなわち、レンズの肉厚や曲率半径が制限されてしまうため、変倍比が２．５倍を超えた場合に、変倍領域全域で良好な軸外収差を確保することが困難である。条件式（１０）の上限を上回ると、光学系の全長または鏡枠の沈胴時の全長の短縮が困難となる。また、第１レンズ群のレンズ外径が大きくなり小型化が達成できない。
０．６≦ Ｇ１Σｄ／ＩＨ ≦ １．３ …（１０）
ただし、
Ｇ１Σｄ：第１レンズ群の総肉厚
ＩＨ ：最大撮影像高
である。
条件式（１０）を満足することにより、光学系の全長の短縮を図りつつ収差変動を良好に確保することができる。条件式（１０）の下限を下回ると、収差補正を行うための自由度、すなわち、レンズの肉厚や曲率半径が制限されてしまうため、変倍比が２．５倍を超えた場合に、変倍領域全域で良好な軸外収差を確保することが困難である。条件式（１０）の上限を上回ると、光学系の全長または鏡枠の沈胴時の全長の短縮が困難となる。また、第１レンズ群のレンズ外径が大きくなり小型化が達成できない。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置している場合、第２レンズ群が、負レンズ１枚と少なくとも１枚以上の正レンズにより構成されており、加えて、それらの正レンズのうち少なくとも１枚は以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
７５．０ ≦ Ｐνｄ …（１１）
ただし、
Ｐνｄ ：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数（複数枚の場合はいずれか１ 枚の正レンズ）
である。
変倍作用が大きい第２レンズ群をこのように構成することにより、主に変倍による軸上色収差の変動を良好に保つことができる。
７５．０ ≦ Ｐνｄ …（１１）
ただし、
Ｐνｄ ：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数（複数枚の場合はいずれか１ 枚の正レンズ）
である。
変倍作用が大きい第２レンズ群をこのように構成することにより、主に変倍による軸上色収差の変動を良好に保つことができる。
さらに、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズが配置され、且つ、第２レンズ群が１枚の負レンズと上記条件式（１１）を満たす少なくとも１枚以上の正レンズを有する場合、以下の条件式（１２）をさらに満足することが好ましい。
４５．０ ≦ Ｐνｄ−Ｎνｄ …（１２）
ただし、
Ｐνｄ ：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数（複数枚の場合はいずれか１ 枚の正レンズ）
Ｎνｄ ：第２レンズ群内の負レンズのアッベ数
である。
上記条件式（１２）を満足することにより、変倍による軸上色収差の変動を良好に確保することができ、性能をさらに向上させることができる。
４５．０ ≦ Ｐνｄ−Ｎνｄ …（１２）
ただし、
Ｐνｄ ：第２レンズ群内の正レンズのアッベ数（複数枚の場合はいずれか１ 枚の正レンズ）
Ｎνｄ ：第２レンズ群内の負レンズのアッベ数
である。
上記条件式（１２）を満足することにより、変倍による軸上色収差の変動を良好に確保することができ、性能をさらに向上させることができる。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置されている場合、第１レンズ群が変倍時に広角端と望遠端との間において、光学系の全長が最短となり得るように可動であることが好ましい。
このように構成することによって、第１レンズ群から第２レンズ群までの変倍による間隔変化量を大きくとることが可能となり、第１レンズ群と第２レンズ群での収差補正を効率的に行うことが可能となる。すなわち、変倍中間域での像面湾曲補正効果を第１レンズ群に効果的に持たせることができ、その性能上、光学系の全長をさらに短縮することが容易となる。
このように構成することによって、第１レンズ群から第２レンズ群までの変倍による間隔変化量を大きくとることが可能となり、第１レンズ群と第２レンズ群での収差補正を効率的に行うことが可能となる。すなわち、変倍中間域での像面湾曲補正効果を第１レンズ群に効果的に持たせることができ、その性能上、光学系の全長をさらに短縮することが容易となる。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置している場合、以下の条件式（１３−１）を満足することが好ましい。
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ …（１３−１）
ただし、
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×１．０の 位置における長さの歪曲収差の％表示
である。
上記条件式（１３−１）を満足する構成、すなわち、ある程度、歪曲収差を発生させる構成にすれば、第１レンズ群の歪曲収差補正に対する負担、特に広角端における負担を軽減することができる。従って、広角端において最も歪曲収差の発生する第１レンズ群内における、収差補正の自由度を大幅に高めることができる。これによって、第１レンズ群の総肉厚を薄くすることが可能となり、光学系の全長または鏡枠の沈胴時の全長をさらに短縮することができる。
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ …（１３−１）
ただし、
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×１．０の 位置における長さの歪曲収差の％表示
である。
上記条件式（１３−１）を満足する構成、すなわち、ある程度、歪曲収差を発生させる構成にすれば、第１レンズ群の歪曲収差補正に対する負担、特に広角端における負担を軽減することができる。従って、広角端において最も歪曲収差の発生する第１レンズ群内における、収差補正の自由度を大幅に高めることができる。これによって、第１レンズ群の総肉厚を薄くすることが可能となり、光学系の全長または鏡枠の沈胴時の全長をさらに短縮することができる。
加えて、このとき、撮影後に電気的処理を用いて、撮影画像の歪曲収差を補正することによっても良好な画像を得ることができる。その場合、以下の条件式（１３−２）、（１３−３）及び（１３−４）を満足することが望ましい。
３．５％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×０．７｜ ≦ １５．０％ ・・・（１３−２）
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ ≦ ２５．０％ ・・・（１３−３）
｜ΔＤＴＷ｜ ≦１５．０％ ・・・（１３−４）
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×０．７
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×１．０
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ΔＤＴＷ ：ＤＴＷ＿×０．７ − ＤＴＷ＿×１．０
である。
上記条件式（１３−２）及び（１３−３）において各々の下限を下回る、すなわち、歪曲収差量が少なすぎると、レンズ系の歪曲収差補正に対する負担が大きくなるため、第１レンズ群内での歪曲収差の補正機能を高める必要があり、その結果、第１レンズ群の総肉厚を薄くすることが難しくなる。また、上記条件式（１３−２）及び（１３−３）において各々の上限を上回って画像の電気的処理による歪曲収差補正を行うと、解像力の低下が著しく、良好な画像が得られなくなる。また、電気的補正による解像力の低下を防ぐには、上記条件式（１３−４）を満足することが好ましい。
３．５％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×０．７｜ ≦ １５．０％ ・・・（１３−２）
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ ≦ ２５．０％ ・・・（１３−３）
｜ΔＤＴＷ｜ ≦１５．０％ ・・・（１３−４）
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×０．７
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時における、広角端最大撮影像高の×１．０
の位置における長さの歪曲収差の％表示
ΔＤＴＷ ：ＤＴＷ＿×０．７ − ＤＴＷ＿×１．０
である。
上記条件式（１３−２）及び（１３−３）において各々の下限を下回る、すなわち、歪曲収差量が少なすぎると、レンズ系の歪曲収差補正に対する負担が大きくなるため、第１レンズ群内での歪曲収差の補正機能を高める必要があり、その結果、第１レンズ群の総肉厚を薄くすることが難しくなる。また、上記条件式（１３−２）及び（１３−３）において各々の上限を上回って画像の電気的処理による歪曲収差補正を行うと、解像力の低下が著しく、良好な画像が得られなくなる。また、電気的補正による解像力の低下を防ぐには、上記条件式（１３−４）を満足することが好ましい。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズが配置している場合、第３レンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことが好ましい。
第３レンズ群は、上記のような３群構成をとることにより小径化が可能であるため、小型化軽量化が可能となっている。従って、第３レンズ群を移動させることによりフォーカシングを行えば、駆動アクチュエータの小型化も図ることが容易となり鏡枠を小型化することが可能となる。
なお、このとき、上記条件式（６）を満足することにより、第２レンズ群から第３レンズ群までの間隔を適切に確保することができ、製造バラツキによるフォーカシングの駆動余裕量を十分に確保することができる。また、上記条件式（９）を満足することにより、フォーカシングによる収差変動を抑えることができ、至近距離においても良好な性能を確保することができる。
第３レンズ群は、上記のような３群構成をとることにより小径化が可能であるため、小型化軽量化が可能となっている。従って、第３レンズ群を移動させることによりフォーカシングを行えば、駆動アクチュエータの小型化も図ることが容易となり鏡枠を小型化することが可能となる。
なお、このとき、上記条件式（６）を満足することにより、第２レンズ群から第３レンズ群までの間隔を適切に確保することができ、製造バラツキによるフォーカシングの駆動余裕量を十分に確保することができる。また、上記条件式（９）を満足することにより、フォーカシングによる収差変動を抑えることができ、至近距離においても良好な性能を確保することができる。
また、可動レンズ群が３つのレンズ群からなり、第３レンズ群の像側に空気間隔をはさんで正レンズを配置している場合、第１レンズ群が、物体側より順に負レンズ、正レンズの２枚、第２レンズ群が、物体側より順に正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚、又は正レンズ、負レンズ、負レンズの３枚、第３レンズ群が、負レンズ１枚、からなることが好ましい。
このように構成することにより、各レンズ群の総肉厚を薄くすることができ、鏡枠の沈胴時の全長をより短縮しつつ、より良好な性能を確保することができる。また、第２レンズ群は最も物体側の面と最も像側の面を非球面とすることで、物体側より順に正レンズ、負レンズの２枚で構成することも可能であり、このようにすることによって、さらに鏡枠の沈胴時の全長をより短縮することができる。
このように構成することにより、各レンズ群の総肉厚を薄くすることができ、鏡枠の沈胴時の全長をより短縮しつつ、より良好な性能を確保することができる。また、第２レンズ群は最も物体側の面と最も像側の面を非球面とすることで、物体側より順に正レンズ、負レンズの２枚で構成することも可能であり、このようにすることによって、さらに鏡枠の沈胴時の全長をより短縮することができる。
以下、図示した実施例及び参考例に基づき、本発明を詳細に説明する。
なお、以下の実施例及び参考例において、Ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズの肉厚または間隔、Ｎｄは各レンズのｄ線における屈折率、Ｖｄは各レンズのｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は非球面係数、ｆは全系焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、２ωは全画角、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は可変間隔をそれぞれ示している。
また、上記各非球面形状は、上記各非球面係数を用いて以下の式で表される。但し、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10
なお、非球面係数中、例えば、実施例１の非球面４におけるＡ4の値、−５．６３４３ｅ−４は、−５．６３４３×１０-4とも表示され得るが、本数値データ中では、全て前者の形式で表示してある。
また、上記各非球面形状は、上記各非球面係数を用いて以下の式で表される。但し、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10
なお、非球面係数中、例えば、実施例１の非球面４におけるＡ4の値、−５．６３４３ｅ−４は、−５．６３４３×１０-4とも表示され得るが、本数値データ中では、全て前者の形式で表示してある。
図１は、本実施例に係る撮像装置の構成を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態をそれぞれ示している。図２は、本実施例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示している。図３は、本実施例の正レンズと撮像素子ユニットの密閉構造の構成例を具体的に示す断面図である。
本実施例の撮像装置は、図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ1と正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ2と負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ3とからなる可動レンズ群と、フィールドレンズである正レンズＬ4と、カバーガラスＣＧと、電子撮像素子としての固体撮像素子ＣＣＤとで構成され、第２レンズ群Ｇ2の物体側には明るさ絞りＳが配置されている。ただし、固体撮像素子ＣＣＤはその結像面を示している。
可動レンズ群を構成するレンズ群において、第１レンズ群Ｇ1は、両凹負レンズＬ11と、像側の面が非球面である両凸正レンズＬ12と、からなっている。第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、物体側の面が非球面である両凸正レンズＬ21と、両凹負レンズＬ22と、像側の面が非球面であり光軸近傍において両凸形状の正レンズＬ23と、からなる接合レンズである。第３レンズ群Ｇ3は、物体側の面が非球面である両凹負レンズＬ3のみからなっている。また、フィールドレンズである正レンズＬ4は、図４に示すような矩形の外形を有する物体側に凸面を向けた凸平レンズであり、その像側の面には波長域制限コートとして、公知の赤外線カットコートが施されている。
このように構成された本実施例の撮影光学系では、広角端から望遠端へ変倍する際に、光軸Ｌｃ上において、第１レンズ群Ｇ1が像側に移動した後に再度物体側へと移動し、第２レンズ群Ｇ2が第１レンズ群Ｇ1に近づくように移動し、第３レンズ群Ｇ3が物体側へ移動する。
上記の正レンズＬ4から固体撮像素子ＣＣＤまでの具体的な構成を図３を用いて説明する。第３レンズ群の像側には、物体側から順に、凸平レンズである正レンズＬ4と、カバーガラスＣＧと、固体撮像素子ＣＣＤが配置されている。そして、カバーガラスＣＧと固体撮像素子ＣＣＤとは、支持枠１１に取付けられることによって撮像素子ユニット１を構成している。また、その撮像素子ユニット１は、正レンズＬ4と共に撮像装置を構成する部材の一部である保持部材２に取付けられ、両者間は密閉されている。本実施例は、このような構成をとることによって、カバーガラスＣＧの表面にゴミ等の塵埃が付着しなくなり画質の劣化を防止することが可能となっている。
なお、正レンズと撮像素子ユニットを密閉する構造は、このような構成に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、保持部材２’の内部に、物体側から順に、視野絞り３、レンズ周辺部に視野絞り３と接触する平面状の接触部Ｌ411が形成された正レンズＬ41、ゴム等の弾性体からなる環状枠４、カバーガラスＣＧと固体撮像素子ＣＣＤと支持枠１１’からなる撮像素子ユニット１’を配置させ、固体撮像素子ＣＣＤと電気的に接続されている金属板５をネジ６によって保持部材２’に取付けるようにした密閉構造としても良い。このように、視野絞り３と正レンズＬ41と撮像素子ユニット１’とを一体化させる構成とすれば、結像面近傍へのゴミの進入を抑えるだけでなく、手ブレが生じた際に一体化した部分を同時に振動させ、撮像素子によるブレ補正・ブレ防止も容易に行うことが可能となる。また、一体化した部分を同時に光軸方向に動かすことが可能となるため、フォーカシングも容易に行うことが可能となる。なお、本実施例において、正レンズＬ41をプラスチックで作製しているため、低コスト化にも有利である。
また、正レンズＬ4を、図６（ａ）に示すように、像側の平面において撮像素子ユニット１と全面で直接接触するようにしても良い。このような構成とすれば、ゴミ等の塵埃の付着を効果的に防止することができる。また、図６（ｂ）に示す正レンズＬ42のように接触部Ｌ421を設ける形状とし、撮像素子ユニット１と一部で接触するようにしても良い。正レンズＬ42をこのような形状にすれば、密閉性を確保できると共に、接着剤を用いて行う撮像素子ユニット１との一体化が簡単になり組み立てがより容易となる。
次に、本実施例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。
面 Ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 -47.518 1.000 1.88300 40.76
2 5.169 1.376
3 23.251 1.900 1.79491 25.63
4 * -20.455 Ｄ１
5（絞り） ∞ 0.000
6 * 4.172 2.300 1.58913 61.14
7 -13.092 0.700 1.90366 31.31
8 13.883 2.400 1.49700 81.54
9 * -17.320 Ｄ２
10 * -24.216 1.000 1.69350 53.21
11 26.122 Ｄ３
12 20.000 1.200 1.52542 55.78
13 ∞ 0.400
14 ∞ 0.500 1.51633 64.14
15 ∞ 0.700
16 （結像面） ∞
*印：非球面
1 -47.518 1.000 1.88300 40.76
2 5.169 1.376
3 23.251 1.900 1.79491 25.63
4 * -20.455 Ｄ１
5（絞り） ∞ 0.000
6 * 4.172 2.300 1.58913 61.14
7 -13.092 0.700 1.90366 31.31
8 13.883 2.400 1.49700 81.54
9 * -17.320 Ｄ２
10 * -24.216 1.000 1.69350 53.21
11 26.122 Ｄ３
12 20.000 1.200 1.52542 55.78
13 ∞ 0.400
14 ∞ 0.500 1.51633 64.14
15 ∞ 0.700
16 （結像面） ∞
*印：非球面
非球面係数
面 ＲＤＹ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
4 -20.455 0.0000 -5.6343e-4 -3.2087e-5 2.2662e-6 -1.4938e-7
6 4.172 0.0000 -3.0725e-4 5.3126e-6 5.8987e-7 0
9 -17.320 0.0000 3.6809e-3 4.1838e-4 -6.7426e-5 1.2679e-5
10 -24.216 -9.3274 -1.9976e-4 3.4609e-5 -1.4306e-5 1.5505e-6
面 ＲＤＹ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
4 -20.455 0.0000 -5.6343e-4 -3.2087e-5 2.2662e-6 -1.4938e-7
6 4.172 0.0000 -3.0725e-4 5.3126e-6 5.8987e-7 0
9 -17.320 0.0000 3.6809e-3 4.1838e-4 -6.7426e-5 1.2679e-5
10 -24.216 -9.3274 -1.9976e-4 3.4609e-5 -1.4306e-5 1.5505e-6
ズームデータ
広角端 中間 望遠端
ｆ 6.388 11.022 18.400
Ｆｎｏ 3.160 4.326 5.800
２ω（°） 63.1 36.5 21.9
Ｄ１ 10.078 4.714 0.612
Ｄ２ 5.349 5.022 7.310
Ｄ３ 1.938 6.155 8.565
広角端 中間 望遠端
ｆ 6.388 11.022 18.400
Ｆｎｏ 3.160 4.326 5.800
２ω（°） 63.1 36.5 21.9
Ｄ１ 10.078 4.714 0.612
Ｄ２ 5.349 5.022 7.310
Ｄ３ 1.938 6.155 8.565
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１） ： ＤＬ／ＩＨ＝０．７８
条件式（３） ： Ｗ＿Ｌ／ＩＨ＝８．５７
条件式（４） ： ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ＝２．６３
条件式（５） ： ＰＡνｄ＝６１．１４（レンズＬ21）
ＰＡνｄ＝８１．５４（レンズＬ23）
条件式（６） ： Ｄ２３Ｗ／ＩＨ＝１．４９
条件式（７） ： （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ）＝０．７８
条件式（８） ： Ｗ＿Ｌ／ｆｗ＝４．９０
条件式（９） ： ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜＝４．８３
条件式（１０） ： Ｇ１Σｄ／ＩＨ＝１．１９
条件式（１１） ： Ｐνｄ＝６１．１４（レンズＬ21）
Ｐνｄ＝８１．５４（レンズＬ23）
条件式（１２） ： Ｐνｄ−Ｎνｄ＝２９．８３（レンズＬ 21 、レンズＬ 22 ）
Ｐνｄ−Ｎνｄ＝５０．２３（レンズＬ 23 、レンズＬ 22 ）
条件式（１３−１） ： ｜ＤＴＷ＿×１．０｜＝８．１７
条件式（１３−２） ： ｜ＤＴＷ＿×０．７｜＝４．２７
条件式（１３−３） ： ｜ＤＴＷ＿×１．０｜＝８．１７
条件式（１３−４） ： ｜ΔＤＴＷ｜＝３．９
条件式（１４） ： ＩＨ／ｆｗ＝０．５７
である。
条件式（１） ： ＤＬ／ＩＨ＝０．７８
条件式（３） ： Ｗ＿Ｌ／ＩＨ＝８．５７
条件式（４） ： ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ＝２．６３
条件式（５） ： ＰＡνｄ＝６１．１４（レンズＬ21）
ＰＡνｄ＝８１．５４（レンズＬ23）
条件式（６） ： Ｄ２３Ｗ／ＩＨ＝１．４９
条件式（７） ： （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ）＝０．７８
条件式（８） ： Ｗ＿Ｌ／ｆｗ＝４．９０
条件式（９） ： ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜＝４．８３
条件式（１０） ： Ｇ１Σｄ／ＩＨ＝１．１９
条件式（１１） ： Ｐνｄ＝６１．１４（レンズＬ21）
Ｐνｄ＝８１．５４（レンズＬ23）
条件式（１２） ： Ｐνｄ−Ｎνｄ＝２９．８３（レンズＬ 21 、レンズＬ 22 ）
Ｐνｄ−Ｎνｄ＝５０．２３（レンズＬ 23 、レンズＬ 22 ）
条件式（１３−１） ： ｜ＤＴＷ＿×１．０｜＝８．１７
条件式（１３−２） ： ｜ＤＴＷ＿×０．７｜＝４．２７
条件式（１３−３） ： ｜ＤＴＷ＿×１．０｜＝８．１７
条件式（１３−４） ： ｜ΔＤＴＷ｜＝３．９
条件式（１４） ： ＩＨ／ｆｗ＝０．５７
である。
図７は、本参考例に係る撮像装置の構成を示す図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態をそれぞれ示している。図８は、本参考例に係るズームレンズの無限遠物点合焦時での球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図であり、（ａ）は広角端、（ｂ）は中間、（ｃ）は望遠端での状態を示している。
本参考例の撮像装置は、図７（ａ）乃至（ｃ）に示すように、負のパワーを有する第１レンズ群Ｇ1と正のパワーを有する第２レンズ群Ｇ2と負のパワーを有する第３レンズ群Ｇ3とからなる可動レンズ群と、フィールドレンズである正レンズＬ4と、カバーガラスＣＧと、電子撮像素子としての固体撮像素子ＣＣＤとで構成され、第２レンズ群Ｇ2の前面には明るさ絞りＳが配置されている。ただし、固体撮像素子ＣＣＤはその結像面を示している。
可動レンズ群を構成するレンズ群において、第１レンズ群Ｇ1は、像側の面が非球面である両凹負レンズＬ11と、両凸正レンズＬ12と、からなっている。第２レンズ群Ｇ2は、物体側から順に、物体側の面が非球面である両凸正レンズＬ21と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ22と、像側の面が非球面であり像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ23と、からなる接合レンズである。第３レンズ群Ｇ3は、両側の面が非球面である両凹負レンズＬ3のみからなっている。また、フィールドレンズである正レンズＬ4は、実施例１と同様に矩形の外形を有する物体側に凸面を向けた凸平レンズである。なお、正レンズＬ4の像側の面には、例えば、特開平９−２１１２０６号に記載されているような方法により、ローパスフィルター機能及びＩＲカット機能を持たせている。
このように構成された本参考例の撮影光学系では、広角端から望遠端へ変倍する際に、光軸Ｌｃ上において、第１レンズ群Ｇ1が像側へ移動し、第２レンズ群Ｇ2が第１レンズ群Ｇ1に近づくように移動し、第３レンズ群Ｇ3が物体側へ移動する。
また、本参考例においても実施例１と同様に、正レンズＬ4と撮像素子ユニット１とは密閉構造となっている。
次に、本参考例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。
面 Ｒ ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 -36.131 1.000 1.80610 40.92
2 * 4.971 1.063
3 8.286 1.900 2.00069 25.46
4 20.764 Ｄ１
5（絞り） ∞ 0.000
6 * 3.551 2.500 1.49700 81.54
7 -7.800 0.500 1.80810 22.76
8 -16.330 1.350 1.49700 81.54
9 * -21.673 Ｄ２
10 * -31.090 0.800 1.52542 55.78
11 * 9.948 Ｄ３
12 16.945 1.200 1.52542 55.78
13 ∞ 0.270
14 ∞ 0.500 1.51633 64.14
15 ∞ 0.700
16 （結像面） ∞
*印：非球面
1 -36.131 1.000 1.80610 40.92
2 * 4.971 1.063
3 8.286 1.900 2.00069 25.46
4 20.764 Ｄ１
5（絞り） ∞ 0.000
6 * 3.551 2.500 1.49700 81.54
7 -7.800 0.500 1.80810 22.76
8 -16.330 1.350 1.49700 81.54
9 * -21.673 Ｄ２
10 * -31.090 0.800 1.52542 55.78
11 * 9.948 Ｄ３
12 16.945 1.200 1.52542 55.78
13 ∞ 0.270
14 ∞ 0.500 1.51633 64.14
15 ∞ 0.700
16 （結像面） ∞
*印：非球面
非球面係数
面 ＲＤＹ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
2 4.971 0.0000 -6.4942e-4 -9.0006e-6 -1.3803e-6 -4.5550e-9
6 3.551 0.0000 -4.4733e-4 2.5140e-5 1.6854e-6 0
9 -21.6730 0.0000 5.1327e-3 4.1441e-4 1.0422e-5 1.4336e-5
10 -31.090 171.5492 -2.2956e-3 9.2140e-4 -1.8915e-4 2.0037e-5
11 9.948 0.0000 -2.0877e-3 3.9956e-5 -3.9926e-5 0
面 ＲＤＹ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
2 4.971 0.0000 -6.4942e-4 -9.0006e-6 -1.3803e-6 -4.5550e-9
6 3.551 0.0000 -4.4733e-4 2.5140e-5 1.6854e-6 0
9 -21.6730 0.0000 5.1327e-3 4.1441e-4 1.0422e-5 1.4336e-5
10 -31.090 171.5492 -2.2956e-3 9.2140e-4 -1.8915e-4 2.0037e-5
11 9.948 0.0000 -2.0877e-3 3.9956e-5 -3.9926e-5 0
ズームデータ
広角端 中間 望遠端
ｆ 6.093 10.637 17.596
Ｆｎｏ 3.384 4.484 5.958
２ω（°） 66.7 37.3 22.6
Ｄ１ 10.450 4.272 0.440
Ｄ２ 3.094 3.400 4.735
Ｄ３ 3.211 5.997 8.474
広角端 中間 望遠端
ｆ 6.093 10.637 17.596
Ｆｎｏ 3.384 4.484 5.958
２ω（°） 66.7 37.3 22.6
Ｄ１ 10.450 4.272 0.440
Ｄ２ 3.094 3.400 4.735
Ｄ３ 3.211 5.997 8.474
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１） ： ＤＬ／ＩＨ＝０．７４
条件式（３） ： Ｗ＿Ｌ／ＩＨ＝７．９３
条件式（４） ： ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ＝２．７８
条件式（５） ： ＰＡνｄ＝８１．５４
条件式（６） ： Ｄ２３Ｗ／ＩＨ＝０．８６
条件式（７） ： （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ）＝０．７０
条件式（８） ： Ｗ＿Ｌ／ｆｗ＝４．６８
条件式（９） ： ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜＝６．１０
条件式（１０） ： Ｇ１Σｄ／ＩＨ＝１．１０
条件式（１１） ： Ｐνｄ＝８１．５４
条件式（１２） ： Ｐνｄ−Ｎνｄ＝５８．７８（レンズＬ21、レンズＬ22 ）
条件式（１３−１） ： ｜ＤＴＷ＿×１．０｜＝１０．１６４
条件式（１３−２） ： ｜ＤＴＷ＿×０．７｜＝４．９２
条件式（１３−３） ： ｜ＤＴＷ＿×１．０｜＝１０．１６４
条件式（１３−４） ： ｜ΔＤＴＷ｜＝５．２４４
条件式（１４） ： ＩＨ／ｆｗ＝０．５９
である。
条件式（１） ： ＤＬ／ＩＨ＝０．７４
条件式（３） ： Ｗ＿Ｌ／ＩＨ＝７．９３
条件式（４） ： ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ＝２．７８
条件式（５） ： ＰＡνｄ＝８１．５４
条件式（６） ： Ｄ２３Ｗ／ＩＨ＝０．８６
条件式（７） ： （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ）＝０．７０
条件式（８） ： Ｗ＿Ｌ／ｆｗ＝４．６８
条件式（９） ： ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜＝６．１０
条件式（１０） ： Ｇ１Σｄ／ＩＨ＝１．１０
条件式（１１） ： Ｐνｄ＝８１．５４
条件式（１２） ： Ｐνｄ−Ｎνｄ＝５８．７８（レンズＬ21、レンズＬ22 ）
条件式（１３−１） ： ｜ＤＴＷ＿×１．０｜＝１０．１６４
条件式（１３−２） ： ｜ＤＴＷ＿×０．７｜＝４．９２
条件式（１３−３） ： ｜ＤＴＷ＿×１．０｜＝１０．１６４
条件式（１３−４） ： ｜ΔＤＴＷ｜＝５．２４４
条件式（１４） ： ＩＨ／ｆｗ＝０．５９
である。
以上のような本発明の撮像装置の具体例を以下に示す。
図９、図１０及び図１１は、本発明を用いたデジタルカメラの構成を示す概念図である。図９は、デジタルカメラ４０の外観を示す前方斜視図、図１０は同後方正面図、図１１はデジタルカメラ４０の構成を示す模式的な透視平面図である。ただし、図９と図１１は、撮影光学系４１の非沈胴時を示したものである。
デジタルカメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２上に配置された撮影光学系４１、ファインダー用光路４４上に配置された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、焦点距離変更ボタン６１、設定変更スイッチ６２等を備えている。また、撮影光学系４１の沈胴時には、カバー６０がスライドし、撮影光学系４１とファインダー光学系４３とを覆うように構成されている。
カバー６０を開きデジタルカメラ４０を撮影状態に設定すると、撮影光学系４１は図１１に示す非沈胴状態になる。その状態でデジタルカメラ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、例えば本発明の実施例１に記載されているような撮影光学系を通して撮影が行われる。この撮影光学系４１によって形成された物体像は、カバーガラスＣＧを介して固体撮像素子であるＣＣＤ４９の結像面上に形成される。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に記録手段５２を接続することによって、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と別体に設けても良いし、フロッピー（登録商標）ディスク、メモリーカードまたはＭＯ等により電子的に記録書き込みを行うように構成しても良い。
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。ファインダー用対物光学系５３は、複数のレンズ群（図の場合は３群）と２つのプリズムからなり、撮影光学系４１に連動して焦点距離が変化する。このファインダー光学系５３によって形成された物体像は、像正立部材である正立プリズム５５の視野枠５７上に形成される。この正立プリズム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、接眼光学系５９の射出側にはカバー部材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、高性能で小型であって、かつ沈胴収納が可能であるので、良好な性能を確保すると共にデジタルカメラ４０の小型化を実現することができる。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施例１においては、正レンズＬ4に赤外カット機能を持たせ、実施例２においては、赤外カット機能及びローパスフィルター機能を持たせている。しかし、本発明はこれらに限られず、正レンズＬ4にローパスフィルター機能のみを持たせる等、所望の性能に応じて適宜機能を変更することができる。また、これらの機能（赤外カット機能及び／又はローパスフィルター機能）を持たせる面は、正レンズＬ4の像側の面に限らず、他のレンズ面であっても良い。
なお、これらの機能（赤外カット機能及び／又はローパスフィルター機能）を正レンズＬ4に持たせることは、必ずしも必須条件ではない。
なお、これらの機能（赤外カット機能及び／又はローパスフィルター機能）を正レンズＬ4に持たせることは、必ずしも必須条件ではない。
以上の本発明の撮像装置は、特許請求の範囲の記載の他に、例えば次のように構成することができる。
（１）可動レンズ群を含むズームレンズ系を備える撮像装置において、
前記可動レンズ群の像側に、物体側から順に、正レンズ、撮像素子ユニットが配置 され、
前記正レンズと前記撮像素子ユニットとは、前記撮像装置を構成する部材を介して 密閉構造にあることを特徴とする撮像装置。
（１）可動レンズ群を含むズームレンズ系を備える撮像装置において、
前記可動レンズ群の像側に、物体側から順に、正レンズ、撮像素子ユニットが配置 され、
前記正レンズと前記撮像素子ユニットとは、前記撮像装置を構成する部材を介して 密閉構造にあることを特徴とする撮像装置。
Ｇ1 第１レンズ群
Ｇ2 第２レンズ群
Ｇ3 第３レンズ群
Ｓ 明るさ絞り
ＣＧ カバーガラス
ＣＣＤ 固体撮像素子
Ｌｃ 光軸
Ｌ4、Ｌ41、Ｌ42 正レンズ
Ｌ411、Ｌ421 接触部
１、１’ 撮像素子ユニット
１１、１１’ 支持枠
２、２’ 保持部材
３ 視野絞り
４ 環状枠
５ 金属板
６ ネジ
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 正立プリズム
５７ 視野枠
５９ 接眼光学系
６０ カバー
６１ 焦点距離変更ボタン
６２ 設定変更スイッチ
Ｇ2 第２レンズ群
Ｇ3 第３レンズ群
Ｓ 明るさ絞り
ＣＧ カバーガラス
ＣＣＤ 固体撮像素子
Ｌｃ 光軸
Ｌ4、Ｌ41、Ｌ42 正レンズ
Ｌ411、Ｌ421 接触部
１、１’ 撮像素子ユニット
１１、１１’ 支持枠
２、２’ 保持部材
３ 視野絞り
４ 環状枠
５ 金属板
６ ネジ
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 正立プリズム
５７ 視野枠
５９ 接眼光学系
６０ カバー
６１ 焦点距離変更ボタン
６２ 設定変更スイッチ
Claims (20)
- 可動レンズ群を含むズームレンズ系を備える撮像装置において、
前記可動レンズ群が、物体側より順に、負のパワーを有する第１レンズ群と、正のパワーを有する第２レンズ群と、負のパワーを有する第３レンズ群とからなり、
前記可動レンズ群の像側に、空気間隔を挟んで、物体側から順に、正レンズと、撮像素子ユニットとが配置され、
前記正レンズと前記撮像素子ユニットとを密閉構造になるように保持する保持部材を備え、
前記ズームレンズ系が広角端から望遠端に変倍する際、前記第２レンズ群は前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が減少するように物体側に移動し、前記第３レンズ群は前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化するように移動し、
前記第１レンズ群を構成するレンズのうち負レンズは１枚のみであり、
前記第２レンズ群が１枚の負レンズと少なくとも１枚以上の正レンズからなり、
且つ、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
４．０ ≦ Ｗ＿Ｌ／ＩＨ ≦ １２．０ …（３）
１．７ ≦ ｜ΔＤ１２｜／ＩＨ ≦ ４．６ …（４）
５２．０ ≦ ＰＡνｄ …（５）
７５．０ ≦ Ｐνｄ …（１１）
４５．０ ≦ Ｐνｄ−Ｎνｄ …（１２）
ただし、
Ｗ＿Ｌ ：広角端における前記第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から結像面までの長さ、
ＩＨ ：最大撮影像高、
ΔＤ１２：広角端から望遠端に変倍する際の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔の変化量、
ＰＡνｄ：前記第２レンズ群の全ての正レンズのアッベ数、
Ｐνｄ ：前記第２レンズ群の前記正レンズのアッベ数（複数枚の場合は少なくともいずれか１枚の正レンズ）、
Ｎνｄ ：前記第２レンズ群の前記負レンズのアッベ数、
である。 - 前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズが、ローパス機能又は赤外カット機能を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
０．６ ≦ ＤＬ／ＩＨ ≦ １．５ …（１）
ただし、
ＤＬ ：前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズの物体側の面から結像面までの距離、
ＩＨ ：最大撮影像高、
である。 - 前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズの外形が矩形であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
- 前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズがプラスチックにより製作されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
- 前記撮像装置が視野絞りを備えていて、
前記視野絞りと、前記可動レンズ群よりも像側に配置された正レンズと、前記撮像素子ユニットとが前記保持部材に一体的に取付けられていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。 - 前記プラスチック製の正レンズのレンズ周辺部に、視野絞りが接触可能な平面状の接触部が形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置。
- 前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズと前記撮像素子ユニットとが少なくとも一部で接触していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
- 前記プラスチック製の正レンズの有効径外に接触面が形成され、前記接触面を介して前記プラスチック製の正レンズと前記撮像素子ユニットとが接触していることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
- 前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズの像側の面に波長域制限コートが施されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の撮像装置。
- 前記可動レンズ群よりも像側に配置された前記正レンズが物体側に凸面を向けた凸平正レンズであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の撮像装置。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の撮像装置。
０．４５ ≦ Ｄ２３Ｗ／ＩＨ ≦３．０ …（６）
ただし、
Ｄ２３Ｗ：広角端での前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、
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１乃至１２の何れか１項に記載の撮影装置。
０．３８ ≦ （ｆ２／ｆｗ）×（ＩＨ／ｆｗ） ≦ ０．９５ …（７）
ただし、
ｆ２ ：前記第２レンズ群の焦点距離、
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離、
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１乃至１３の何れか１項に記載の撮像装置。
２．７ ≦ Ｗ＿Ｌ／ｆｗ ≦ １０．０ …（８）
ただし、
ｆｗ ：広角端での全系焦点距離、
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１乃至１４の何れか１項に記載の撮像装置。
３．７ ≦ ｜ΔＤ１２／ΔＤ２３｜ …（９）
ただし、
ΔＤ２３ ：広角端から望遠端に変倍する際の前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔の変化量、
である。 - 前記第１レンズ群が物体側から順に負レンズと正レンズとからなり、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の撮像装置。
０．６ ≦ Ｇ１Σｄ／ＩＨ ≦ １．３ …（１０）
ただし、
Ｇ１Σｄ：前記第１レンズ群の総肉厚、
である。 - 変倍する際に広角端と望遠端との間で光学系の全長が最短となるように、前記第１レンズ群が移動することを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の撮像装置。
- 広角端で、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１７の何れか１項に記載の撮像装置。
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ …（１３−１）
３．５％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×０．７｜ ≦ １５．０％ …（１３−２）
７．０％ ≦ ｜ＤＴＷ＿×１．０｜ ≦ ２５．０％ …（１３−３）
｜ΔＤＴＷ｜ ≦１５．０％ …（１３−４）
ただし、
ＤＴＷ＿×０．７：無限遠合焦時での広角端最大撮影像高の×０．７の位置における長さの歪曲収差の％表示、
ＤＴＷ＿×１．０：無限遠合焦時での広角端最大撮影像高の×１．０の位置における長さの歪曲収差の％表示、
ΔＤＴＷ ：ＤＴＷ＿×０．７−ＤＴＷ＿×１．０、
であり、
Ｙ´０ ：近軸結像高、
Ｙ´ ：実際の結像高、
とした場合、
歪曲収差量＝（Ｙ´−Ｙ´０）／Ｙ´０×１００（％）
である。 - 前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによりフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１乃至１８の何れか１項に記載の撮像装置。
- 前記第１レンズ群が、物体側より順に負レンズ、正レンズの２枚からなり、
前記第２レンズ群が、物体側より順に正レンズ、負レンズ、正レンズの３枚からなり、
前記第３レンズ群が、負レンズ１枚からなることを特徴とする請求項１乃至１９の何れか１項に記載の撮像装置。
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