(57)【要約】【課題】  小型化を確保した上で高変倍化及び広角化を図る。【解決手段】  正負正正の４群構成とされ、開口絞りＳが第３レンズ群Ｇ３の近傍に配置され、第４レンズ群Ｇ４が近距離合焦に際して移動し、第２レンズ群Ｇ２が、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、第２レンズ群における物体側に配置された負レンズの最も物体側の面と接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにした。（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２但し、ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離、Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径、Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の屈折力を有する第１レンズ群と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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて成り、
広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に前記全てのレンズ群が可動とされ、
開口絞りが前記第３レンズ群の近傍に配置され、
前記第４レンズ群が近距離合焦に際して移動し、
前記第２レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
前記第２レンズ群における物体側に配置された前記負レンズの最も物体側の面と前記接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成され、
以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足する
可変焦点距離レンズ系。
（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８
（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径
Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
とする。
【請求項２】
以下の条件式（３）を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
（３）０．０１＜ｆｗ／ｆ２ｃ＜０．０９
但し、
ｆ２ｃ：第２レンズ群の接合レンズの焦点距離
とする。
【請求項３】
前記第１レンズ群は、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた第１正レンズと、物体側に凸面を向けた第２正レンズとの３枚のレンズが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
以下の条件式（４）を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
（４）２．３＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．７
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
とする。
【請求項４】
前記第１レンズ群は、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた第１正レンズと、物体側に凸面を向けた第２正レンズとの３枚のレンズが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
以下の条件式（４）を満足する
請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
（４）２．３＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．７
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
とする。
【請求項５】
以下の条件式（５）を満足する
請求項３に記載の可変焦点距離レンズ系。
（５）０．６５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．９
但し、
ｆ１ｃ：第１レンズ群の第２正レンズの焦点距離
とする。
【請求項６】
以下の条件式（５）を満足する
請求項４に記載の可変焦点距離レンズ系。
（５）０．６５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．９
但し、
ｆ１ｃ：第１レンズ群の第２正レンズの焦点距離
とする。
【請求項７】
前記開口絞りは、第３レンズ群の物体側に配置され、レンズの位置状態が変化する際に前記第３レンズ群と一体に移動し、
以下の条件式（６）を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【請求項８】
前記開口絞りは、第３レンズ群の物体側に配置され、レンズの位置状態が変化する際に前記第３レンズ群と一体に移動し、
以下の条件式（６）を満足する
請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【請求項９】
前記開口絞りは、第３レンズ群の物体側に配置され、レンズの位置状態が変化する際に前記第３レンズ群と一体に移動し、
以下の条件式（６）を満足する
請求項３に記載の可変焦点距離レンズ系。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【請求項１０】
前記開口絞りは、第３レンズ群の物体側に配置され、レンズの位置状態が変化する際に前記第３レンズ群と一体に移動し、
以下の条件式（６）を満足する
請求項４に記載の可変焦点距離レンズ系。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【請求項１１】
前記開口絞りは、第３レンズ群の物体側に配置され、レンズの位置状態が変化する際に前記第３レンズ群と一体に移動し、
以下の条件式（６）を満足する
請求項５に記載の可変焦点距離レンズ系。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【請求項１２】
前記開口絞りは、第３レンズ群の物体側に配置され、レンズの位置状態が変化する際に前記第３レンズ群と一体に移動し、
以下の条件式（６）を満足する
請求項６に記載の可変焦点距離レンズ系。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【請求項１３】
以下の条件式（７）を満足する
請求項７に記載の可変焦点距離レンズ系。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項１４】
以下の条件式（７）を満足する
請求項８に記載の可変焦点距離レンズ系。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項１５】
以下の条件式（７）を満足する
請求項９に記載の可変焦点距離レンズ系。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項１６】
以下の条件式（７）を満足する
請求項１０に記載の可変焦点距離レンズ系。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項１７】
以下の条件式（７）を満足する
請求項１１に記載の可変焦点距離レンズ系。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項１８】
以下の条件式（７）を満足する
請求項１２に記載の可変焦点距離レンズ系。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項１９】
可変焦点距離レンズ系と該可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
前記可変焦点距離レンズ系は、
正の屈折力を有する第１レンズ群と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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて成り、
広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に前記全てのレンズ群が可動とされ、
開口絞りが前記第３レンズ群の近傍に配置され、
前記第４レンズ群が近距離合焦に際して移動し、
前記第２レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、
前記第２レンズ群における物体側に配置された前記負レンズの最も物体側の面と前記接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成され、
以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足する
撮像装置。
（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８
（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径
Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変焦点距離レンズ系及び撮像装置に関する。詳しくは、特に、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に用いられ、画角が７０度を超えるともに、ズーム比が１０倍を超える可変焦点距離レンズ系及び撮像装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カメラにおける記録手段として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を用いた撮像素子によって、撮像素子面上に形成された被写体像を各光電変換素子によって被写体像の光量を電気的出力に変換して記録する方法が知られている。
【０００３】
近年の微細加工技術の進歩に伴い、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の高速化や記憶媒体の高集積化が図られ、これまでは取り扱えなかったような大容量の画像データが高速処理できるようになってきた。また、受光素子においても高集積化や小型化が図られ、高集積化によってより高い空間周波数の記録が可能となり、小型化によってカメラ全体の小型化を図ることができるようになった。
【０００４】
但し、上記した高集積化や小型化により、個々の光電変換素子の受光面積が狭まり、電気出力の低下に伴ってノイズの影響が大きくなると言う問題があった。そこで、このようなノイズの影響を軽減するために、光学系の大口径比化により受光素子上に到達する光量を増大させるようにしたものがある。また、各素子の直前にマイクロレンズアレイと称される微小なレンズ素子を配置したものがある。
【０００５】
マイクロレンズアレイは、隣り合う素子同士の間に至る光束を素子上へ導く代わりに、レンズ系の射出瞳位置に制約を与えていた。レンズ系の射出瞳位置が受光素子に近付くと、受光素子に到達する主光線が光軸となす角度が大きくなるため、画面周辺部へ向かう軸外光束が光軸に対して大きな角度をなし、その結果、受光素子に必要な光量が到達せず、光量不足を招いてしまうからである。
【０００６】
近年、デジタルカメラが普及するに従ってユーザーのニーズが多様化してきた。
【０００７】
特に、小型でありながら、変倍比が高いズームレンズ（可変焦点距離レンズ系）を搭載したカメラが望まれており、変倍比が１０倍を超えるズームレンズが提供されている。
【０００８】
一般的に、変倍比が高いズームレンズの構成を表すタイプとして、正負正正４群タイプが使用されてきた。
【０００９】
正負正正４群タイプのズームレンズは、正の屈折力を有する第１レンズ群と、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レンズ群の４つのレンズ群が物体側より像側へ順に配置されて構成されている。正負正正４群タイプのズームレンズにあっては、焦点距離が最も短い広角端状態から焦点距離が最も長い望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少するように、第１レンズ群乃至第３レンズ群の各レンズ群が移動し、第４レンズ群の移動により像面位置の変動が補償される。
【００１０】
このような正負正正４群タイプのズームレンズとして、例えば、特許文献１に記載されたズームレンズが知られている。
【００１１】
また、近年、画角が７５度を超える広角ズームレンズが増えてきている。このような広角ズームレンズとしては、従来から、第１レンズ群が負の屈折力を有する所謂負先行型のズームレンズが多く使用されている。
【００１２】
例えば、特許文献２に記載されたズームレンズにあっては、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群の２つのレンズ群が物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
【００１３】
また、特許文献３に記載されたズームレンズにあっては、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負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レンズ群の４つのレンズ群が物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
【００１４】
さらに、近年、非球面レンズが一般的に用いられるようになり、第１レンズ群が正の屈折力を有する所謂正先行型のズームレンズも多く使用されるようになってきた。
【００１５】
例えば、特許文献４に記載された正先行型のズームレンズにあっては、非球面レンズを多用することにより、広角化と高倍率化が図られている。
【００１６】
【特許文献１】特開２００８−１４６０１６号公報
【特許文献２】特開２００７−９４１７４号公報
【特許文献３】特開２００８−４６２０８号公報
【特許文献４】特開２００８−１０２１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、７５度を超える画角と１０倍程度の高変倍化との両立を図ろうとした場合には、負先行型ズームレンズでは、望遠端状態において、一旦、光束が広がるため、第２レンズ群以降の各レンズ群を通過する光束径が広く、球面収差をより良好に補正することが必要である。その結果、レンズ全長の短縮化やレンズ径の小型化を十分に図ることができないと言う問題があった。
【００１８】
正負正正４群タイプのズームレンズのような正先行型のズームレンズにおいては、上記した問題点は発生しないが、広角端状態において第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸に対して大きな角度で射出してしまう。その結果、第１レンズ群のレンズ径が大きくなると言う問題や、第１レンズ群と第２レンズ群との相互偏心による著しい性能低下が生じてしまうと言う問題が発生し易かった。
【００１９】
従って、例えば、特許文献４に記載されたズームレンズにあっては、７５度程度の画角を確保することが限界であった。
【００２０】
そこで、本発明可変焦点距離レンズ系及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、小型化を確保した上で高変倍化及び広角化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
可変焦点距離レンズ系は、上記した課題を解決するために、正の屈折力を有する第１レンズ群と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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて成り、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に前記全てのレンズ群が可動とされ、開口絞りが前記第３レンズ群の近傍に配置され、前記第４レンズ群が近距離合焦に際して移動し、前記第２レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第２レンズ群における物体側に配置された前記負レンズの最も物体側の面と前記接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにしたものである。
（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８
（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径
Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
とする。
【００２２】
従って、可変焦点距離レンズ系にあっては、必要な収差補正機能が確保されると共に特に第２レンズ群の薄型化が図られる。
【００２３】
上記した可変焦点距離レンズ系においては、以下の条件式（３）を満足するように構成することが望ましい。
（３）０．０１＜ｆｗ／ｆ２ｃ＜０．０９
但し、
ｆ２ｃ：第２レンズ群の接合レンズの焦点距離
とする。
【００２４】
可変焦点距離レンズ系が条件式（３）を満足することにより、画面周辺部における高次の軸外収差及びレンズの位置状態の変化に伴う軸外収差が良好に補正される。
【００２５】
上記した可変焦点距離レンズ系においては、以下の条件式（４）を満足するように構成することが望ましい。
（４）２．３＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．７
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
とする。
【００２６】
可変焦点距離レンズ系が条件式（４）を満足することにより、望遠端状態における第１レンズ群の全長が短縮化されると共に第１レンズ群により発生する負の球面収差が良好に補正される。
【００２７】
上記した可変焦点距離レンズ系においては、以下の条件式（５）を満足するように構成することが望ましい。
（５）０．６５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．９
但し、
ｆ１ｃ：第１レンズ群の第２正レンズの焦点距離
とする。
【００２８】
可変焦点距離レンズ系が条件式（５）を満足することにより、広角端状態で第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸に近付くと共に第１レンズ群の主点位置が物体側へ近付く。
【００２９】
上記した可変焦点距離レンズ系においては、前記開口絞りは、第３レンズ群の物体側に配置され、レンズの位置状態が変化する際に前記第３レンズ群と一体に移動し、以下の条件式（６）を満足するように構成することが望ましい。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【００３０】
可変焦点距離レンズ系が上記のように構成され条件式（６）を満足することにより、第３レンズ群において発生する負の球面収差が良好に補正されると共に望遠端状態における全長が短縮化される。
【００３１】
上記した可変焦点距離レンズ系においては、以下の条件式（７）を満足するように構成することが望ましい。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【００３２】
可変焦点距離レンズ系が条件式（７）を満足することにより、広角端状態における画角の変化に伴うコマ収差の変動が良好に補正されると共にレンズの位置状態によらず全長が短縮される。
【００３３】
撮像装置は、上記した課題を解決するために、可変焦点距離レンズ系と該可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記可変焦点距離レンズ系は、正の屈折力を有する第１レンズ群と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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて成り、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に前記全てのレンズ群が可動とされ、開口絞りが前記第３レンズ群の近傍に配置され、前記第４レンズ群が近距離合焦に際して移動し、前記第２レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第２レンズ群における物体側に配置された前記負レンズの最も物体側の面と前記接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにしたものである。
（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８
（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径
Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
とする。
【００３４】
従って、撮像装置にあっては、必要な収差補正機能が確保されると共に特に第２レンズ群の薄型化が図られる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明可変焦点距離レンズ系は、正の屈折力を有する第１レンズ群と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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて成り、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に前記全てのレンズ群が可動とされ、開口絞りが前記第３レンズ群の近傍に配置され、前記第４レンズ群が近距離合焦に際して移動し、前記第２レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第２レンズ群における物体側に配置された前記負レンズの最も物体側の面と前記接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにした。
（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８
（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径
Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
とする。
【００３６】
従って、必要な収差補正機能を確保した上でレンズの厚みを薄くすることができ、小型化を確保した上で高変倍化及び広角化を図ることができる。
【００３７】
請求項２に記載した発明にあっては、以下の条件式（３）を満足するようにした。
（３）０．０１＜ｆｗ／ｆ２ｃ＜０．０９
但し、
ｆ２ｃ：第２レンズ群の接合レンズの焦点距離
とする。
【００３８】
従って、画面周辺部における高次の軸外収差の発生を抑制することができると共にレンズの位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することができ、一層の高性能化を図ることができる。
【００３９】
請求項３及び請求項４に記載した発明にあっては、前記第１レンズ群は、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた第１正レンズと、物体側に凸面を向けた第２正レンズとの３枚のレンズが物体側より像側へ順に配置されて構成され、以下の条件式（４）を満足するようにした。
（４）２．３＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．７
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
とする。
【００４０】
従って、望遠端状態における全長の短縮化を図ることができると共に第１レンズ群により発生する負の球面収差を良好に補正することができる。
【００４１】
請求項５及び請求項６に記載した発明にあっては、以下の条件式（５）を満足するようにした。
（５）０．６５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．９
但し、
ｆ１ｃ：第１レンズ群の第２正レンズの焦点距離
とする。
【００４２】
従って、画面周辺部におけるコマ収差の発生を抑制することができると共に望遠端状態における第１レンズ群の全長の短縮化を図ることができる。
【００４３】
請求項７乃至請求項１２に記載した発明にあっては、前記開口絞りは、第３レンズ群の物体側に配置され、レンズの位置状態が変化する際に前記第３レンズ群と一体に移動し、以下の条件式（６）を満足するようにした。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【００４４】
従って、第３レンズ群において発生する負の球面収差を良好に補正することができると共に望遠端状態における全長の短縮化を図ることができる。
【００４５】
請求項１３乃至請求項１８に記載した発明にあっては、以下の条件式（７）を満足するようにした。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【００４６】
従って、広角端状態におけるコマ収差の変動を良好に補正することができると共にレンズの位置状態によらず全長の短縮化を図ることができる。
【００４７】
本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系と該可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記可変焦点距離レンズ系は、正の屈折力を有する第１レンズ群と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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて成り、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に前記全てのレンズ群が可動とされ、開口絞りが前記第３レンズ群の近傍に配置され、前記第４レンズ群が近距離合焦に際して移動し、前記第２レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成され、前記第２レンズ群における物体側に配置された前記負レンズの最も物体側の面と前記接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成され、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにした。
（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８
（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径
Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
とする。
【００４８】
従って、必要な収差補正機能を確保した上でレンズの厚みを薄くすることができ、小型化を確保した上で高変倍化及び広角化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下に、本発明可変焦点距離レンズ系及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。
【００５０】
［可変焦点距離レンズ系の構成］
先ず、本発明可変焦点距離レンズ系について説明する。
【００５１】
本発明可変焦点距離レンズ系は、正の屈折力を有する第１レンズ群と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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて成る。
【００５２】
また、本発明可変焦点距離レンズ系は、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化する。
【００５３】
さらに、本発明可変焦点距離レンズ系は、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に全てのレンズ群が可動とされ、開口絞りが第３レンズ群の近傍に配置され、第４レンズ群が近距離合焦に際して移動する。
【００５４】
以下に、本発明可変焦点距離レンズ系を構成する各レンズ群の機能について説明する。
【００５５】
本発明における可変焦点距離レンズ系は、広角端状態で第１レンズ群と第２レンズ群とを近接して配置し、第１レンズ群に入射する軸外光束を光軸に近付けるようにしている。その結果、レンズ径の小型化を図ることができる。同時に、広角端状態から望遠端状態へ向かってレンズの位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を広げるようにし、第１レンズ群を通過する軸外光束を光軸から離すようにしている。
【００５６】
本発明可変焦点距離レンズ系においては、上記した軸外光束の高さの変化を利用して、レンズの位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正している。特に、レンズ全長を広角端状態で短くし望遠端状態で長くすることにより、画角の広い広角端状態で第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れすぎないようにしている。また、広角端状態で第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を広げることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束を光軸から離すようにしている。その結果、軸上収差と軸外収差とを独立して補正することができる。
【００５７】
さらに、望遠端状態へ向かってレンズの位置状態が変化する際に、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を狭めることにより、第２レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近付けるようにしている。その結果、レンズの位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することができ、高性能化を図ることができる。
【００５８】
第４レンズ群は像面に近い位置に配置されているため移動による横倍率の変化が少なく、第１レンズ群乃至第３レンズ群の移動に伴う像面位置の変動を補償するように移動する。
【００５９】
また、撮像素子により被写体像を記録する撮像装置（カメラ）に適切なレンズは、射出瞳位置が像面から離れる、即ち、主光線が光軸に平行に近い状態とされている。従って、第４レンズ群を通過する光束は、光軸方向に移動した際に光線高さの変化が小さくなる。このように高さの変化が小さいために、第４レンズ群は被写体位置が変化した際に生じる像面位置の変動を補償する所謂近距離合焦作用に適している。
【００６０】
以上のことから、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第４レンズ群が近距離合焦時に移動するようにしている。
【００６１】
レンズ径の小型化と高性能化を両立するためには、開口絞りの位置が重要である。
【００６２】
一般に、レンズの位置状態が変化する際に、開口絞りとの距離が変化するレンズ群が増えるほど、各レンズ群を通過する軸外光束の高さが変化し易い。軸外光束の高さの変化を利用してレンズの位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を補正するが、軸外光束の高さを積極的に変化させることにより、軸外収差の変動をより良好に補正することが可能である。さらに、レンズ系の中央付近に開口絞りを配置することにより、レンズ径の小型化を図ることができる。
【００６３】
そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、上記したように、第３レンズ群の近傍に開口絞りを配置することにより、レンズ径の小型化と高性能化の両立を図っている。
【００６４】
また、第３レンズ群の物体側に開口絞りを配置し、レンズの位置状態が変化する際に開口絞りと第３レンズ群とを一体に移動させることにより、レンズ径のさらなる小型化と鏡筒構造の簡略化を図ることができる。
【００６５】
さらに、第３レンズ群の物体側に開口絞りを配置することにより、特に、広角端状態において第１レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近付けて小型化を図ることができる。同時に、広角端状態で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近付くため、画面周辺部におけるコマ収差の発生を抑制することが可能となり、高性能化を図ることができる。
【００６６】
一方、高変倍化と小型化を両立させるためには、各レンズ群の屈折力を強めることが効果的であるが、各レンズ群の屈折力を強めると、各レンズ群のレンズの各面の曲率が大きくなってしまう。従って、高変倍化及び小型化を図った上で広角化を図ろうとすると、画面周辺部において極めて大きな収差が発生してしまうことになる。
【００６７】
広角端状態で第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまう点は、正先行型タイプで発生し易い問題点である。特に、第１レンズ群の屈折力が強まるほど、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れてしまい、また、画面周辺部において大きなコマ収差が発生してしまう。
【００６８】
従って、高変倍化と小型化を両立させた上で広角化を図るには、第１レンズ群の屈折力を弱めることが望ましいが、第１レンズ群の屈折力を弱めてしまうと、全長が長くなり所定の変倍比を確保することが困難であると言う問題が生じる。
【００６９】
そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、特に、第２レンズ群を以下のように構成することにより、レンズの位置状態によらず、高変倍化及び小型化を図った上で広角化を図り高い光学性能を確保するようにしている。
【００７０】
特に、本発明可変焦点距離レンズ系においては、広角端状態で７０度を超える広画角でありながら、高変倍化及び小型化が確保される。
【００７１】
本発明可変焦点距離レンズ系は、第２レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズ（第１負レンズ）と、像側に凹面を向けた負レンズ（第２負レンズ）と物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。また、第２レンズ群における第１負レンズの物体側の面と接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成されている。
【００７２】
特に、第２レンズ群に関して、下記の２点を実現することにより高い光学性能を確保するようにしている。
【００７３】
（Ａ）接合レンズに関し、物体側に負レンズ（第２負レンズ）を配置し、像側に正レンズを配置し、接合面は物体側に対して凸面を向けるようにした点。
【００７４】
（Ｂ）負レンズ（第１負レンズ）と接合レンズとの間隔を狭めるようにした点。
【００７５】
広角端状態における画角を広げても第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸から極端に離れないようにするためには、第２レンズ群の厚みを薄くすることが重要である。
【００７６】
従来のズームレンズにあっては、第２レンズ群が、像側に凹面を向けた第１負レンズと、像側に凹面を向けた第２負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズの３枚のレンズが物体側より像側へ順に配置されて構成されることが多かった（例えば、特開２００８−２０９８６６号公報）。
【００７７】
しかしながら、上記した従来の構成において、第２負レンズと正レンズとの間隔を狭めると、相互偏心に伴って性能が著しく低下してしまうため、第２負レンズと正レンズとの間隔を広げて製造時に発生するばらつきを低減して性能の低下を抑制する必要があった。また、第２負レンズは物体側の面が物体側を向く強い凹面とされているため、第１負レンズと第２負レンズとの間隔を広げる必要があった。従って、従来の構成においては、第２レンズ群の厚みが厚くなってしまう。
【００７８】
そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群を構成する各面の収差補正上の機能を明確化することにより、第２レンズ群の厚みを薄くするようにしている。
【００７９】
即ち、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群において、第２負レンズと正レンズによって接合レンズを構成し、正レンズの像側の面を非球面に形成することにより、軸上収差を補正する。また、第１負レンズを非球面レンズとすることにより、軸外収差を補正して、第２負レンズの物体側の面の曲率をマイナスとせずプラスになるようにしている（凹面は平面に、凸面は曲率を大きくしている）。
【００８０】
尚、従来は、第１負レンズと第２負レンズの物体側の面が広角端状態で画角の変化に伴う軸外収差の変動を補正する機能を有し、第２負レンズの像側の面と正レンズが軸上収差を補正する機能を有するようにしている。
【００８１】
本発明可変焦点距離レンズ系にあっては、上記のように構成することにより、必要な収差補正機能を確保した上でレンズの厚みを薄くすることができ、高い光学性能を確保した上で第１レンズ群の小型化を図ることができる。
【００８２】
また、本発明可変焦点距離レンズ系においては、非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能を実現することができる。特に、第２レンズ群に非球面レンズを用いることにより、広角端状態において発生する画角によるコマ収差の変動を良好に補正することが可能である。
【００８３】
本発明可変焦点距離レンズ系にあっては、第２レンズ群における物体側に配置された負レンズ（第１負レンズ）の最も物体側の面と接合レンズの最も像側の面の少なくとも２つの面を非球面とすることにより、広角端状態における小型化と高性能化との両立を図っている。
【００８４】
一般的な非球面の使い方としては２つの方法が知られている。
（Ｃ）開口絞り付近に存在する面を非球面とする方法。
（Ｄ）開口絞りから離れた位置に存在する面を非球面とする方法。
【００８５】
（Ｃ）の場合には、非球面が球面収差の補正に最適であり、（Ｄ）の場合には、非球面が歪曲収差や像面湾曲などの軸外収差の補正に最適である。
【００８６】
ところが、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群における離れた位置に２つの非球面を配置することにより、光軸付近の屈折力と光軸から離れた位置の屈折力とを独立して補正するようにしている。具体的には、近軸領域での入射瞳位置と画面周辺での入射瞳位置とを独立して補正するようにしている。その結果、第１レンズ群に入射する軸外光束を光軸に近付けることが可能となり、レンズ径の小型化を図ることができると共に画角の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することができる。
本発明可変焦点距離レンズ系は、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するようにしている。
（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８
（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径
Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
とする。
【００８７】
条件式（１）は第２レンズ群の第２負レンズの物体側の面の形状を規定する式であり、第１負レンズと第２負レンズとの間隔を狭めるための式である。
【００８８】
条件式（１）の上限値を上回った場合には、第１負レンズの屈折力が負に強まり、接合レンズの屈折力が正に強まる。従って、第１負レンズと接合レンズのそれぞれで発生する球面収差を良好に補正することができず、レンズの位置状態の変化に伴う球面収差の変動を良好に補正することができず高性能化を図ることが難しくなってしまう。
【００８９】
一方、条件式（１）の下限値を下回った場合には、接合レンズの屈折力が負に強まるため、第１負レンズを通過する軸外光束が光軸から離れてしまい、また、第１負レンズと接合レンズとの間隔が広がり、第１負レンズを通過する軸外光束がより光軸から離れてレンズ径の大型化を引き起こしてしまう。
【００９０】
従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（１）を満足することにより、レンズの位置状態の変化に伴う球面収差の変動を良好に補正することができると共に第１負レンズを通過する軸外光束を光軸に近付けてレンズ径の小型化を図ることができる。
条件式（２）は第２レンズ群の第２負レンズの像側の面の曲率半径を規定する式であり、第２レンズ群の構成の簡素化を図るための式である。
【００９１】
条件式（２）の下限値を下回った場合には、接合レンズの接合面で発生する高次の球面収差が大きく発生してしまうため、所定の光学性能を得ることができなくなってしまう。
【００９２】
一方、条件式（２）の上限値を上回った場合には、接合レンズの接合面の収差補正機能が弱まるため、所定の光学性能を得ることが難しくなってしまう。
【００９３】
従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（２）を満足することにより、接合レンズの接合面で発生する収差を良好に補正することができ、所定の光学性能を得ることができる。
【００９４】
尚、本発明可変焦点距離レンズ系においては、さらに第２レンズ群を薄くし第１レンズ群を通過する軸外光束を光軸に近付けてレンズ径の小型化を図るために、条件式（２）の上限値を０．６４とすることが望ましい。
【００９５】
また、第２レンズ群の接合レンズの接合面が開口絞りに対して凸面を向けていると、軸外収差が発生して光学性能の低下を引き起こしてしまう。従って、本発明可変焦点距離レンズ系のように、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとによって接合レンズを構成することにより、良好な光学性能を図ることができる。
【００９６】
本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、上記した条件式（１）を満足するとともに、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．０１＜ｆｗ／ｆ２ｃ＜０．０９
但し、
ｆ２ｃ：第２レンズ群の接合レンズの焦点距離
とする。
【００９７】
条件式（３）は第２レンズ群の接合レンズの焦点距離を規定する式であり、高性能化を図るための式である。
【００９８】
条件式（３）の下限値を下回った場合には、画面周辺部において高次の軸外収差が大きく発生してしまうため、さらなる高性能化を図ることができなくなってしまう。
【００９９】
一方、条件式（３）の上限値を上回った場合には、レンズの位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することが難しく、さらなる高性能化を図ることができなくなってしまう。
【０１００】
従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（３）を満足することにより、画面周辺部における高次の軸外収差の発生を抑制することができると共にレンズの位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正することができ、一層の高性能化を図ることができる。
【０１０１】
ところで、本発明可変焦点距離レンズ系において、さらなる高変倍化、さらなる小型化、さらなる高性能化を両立するには、第１レンズ群を適切な構成にすることが望ましい。
【０１０２】
このようなさらなる高変倍化を図ろうとすると、望遠端状態においては焦点距離が大きいため、色収差や球面収差を良好に補正する必要がある。また、高性能化を図るためには、各レンズ群で発生する色収差と球面収差を良好に補正することが必要であり、第１レンズ群にそれぞれ少なくとも１枚の正レンズと負レンズが必要になる。
【０１０３】
さらに、望遠端状態での全長を短縮してレンズ径を小型化するには、第１レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズと、物体側に凸面を向けた第１正レンズと、物体側に凸面を向けた第２正レンズの３枚のレンズが物体側より像側へ順に配置されて構成されることが望ましい。
【０１０４】
本発明可変焦点距離レンズ系にあっては、第１レンズ群をこのような構成にし、最も像側に負レンズを配置することにより第１レンズ群に入射する軸外光束を光軸に近付けると同時に、２枚の正レンズを配置することにより正の屈折力を強めて全長を短縮化している。
【０１０５】
本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）２．３＜ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２＜２．７
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
とする。
【０１０６】
条件式（４）は第１レンズ群の焦点距離を規定する式であり、高変倍化、小型化、高性能化をより良好に両立させるための式である。
【０１０７】
条件式（４）の上限値を上回った場合には、望遠端状態において第１レンズ群の全長が長くなってしまう。
【０１０８】
一方、条件式（４）の下限値を下回った場合には、第１レンズ群により発生する負の球面収差を良好に補正することができず、さらなる光学性能の向上を図ることができなくなってしまう。
【０１０９】
従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（４）を満足することにより、望遠端状態における全長の短縮化を図ることができると共に第１レンズ群により発生する負の球面収差を良好に補正することができる。
【０１１０】
尚、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第１レンズ群を通過する軸外光束をより光軸に近付けてレンズ径の小型化を図るために、条件式（４）の下限値を２．４とすることが望ましい。
【０１１１】
また、製造時に発生する組立誤差による性能劣化を抑制し製造時にも安定した光学性能を実現するために、負レンズと第１正レンズとを接合することが望ましい。
【０１１２】
本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、広角端状態における画角を広げたときにおいても高い光学性能を得るために、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）０．６５＜ｆ１／ｆ１ｃ＜０．９
但し、
ｆ１ｃ：第１レンズ群の第２正レンズの焦点距離
とする。
【０１１３】
条件式（５）は第１レンズ群の第２正レンズの焦点距離を規定する式であり、広角端状態においてさらに良好な軸外性能を得るための式である。
【０１１４】
条件式（５）の下限値を下回った場合には、広角端状態で第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れ、画面周辺部において大きなコマ収差が発生してしまう。
【０１１５】
一方、条件式（５）の上限値を上回った場合には、第１レンズ群の主点位置が像側へ移動するため、望遠端状態において第１レンズ群の全長が長くなってしまう。
【０１１６】
従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（５）を満足することにより、画面周辺部におけるコマ収差の発生を抑制することができると共に望遠端状態における第１レンズ群の全長の短縮化を図ることができる。
【０１１７】
本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、第３レンズ群単独で発生する負の球面収差を良好に補正すると共に全長の短縮化を図るために、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．０６＜ｄＳ３／Ｒ３１＜０．１０
但し、
ｄＳ３：開口絞りと第３レンズ群の最も物体側の面との光軸に沿った距離
Ｒ３１：第３レンズ群の最も物体側の面の曲率半径
とする。
【０１１８】
条件式（６）は第３レンズ群の最も物体側の面の形状を規定する式である。
【０１１９】
第３レンズ群は第２レンズ群により発散された光束を収斂させるために強い屈折力を有している。従って、第３レンズ群の形状を最適化し、さらなる高性能化を図る上では、第３レンズ群の最も物体側の面の果たす役割は重要である。
【０１２０】
条件式（６）の上限値を上回った場合には、第３レンズ群において発生する負の球面収差を良好に補正することができず、さらなる高性能化を図ることができなくなってしまう。
【０１２１】
一方、条件式（６）の下限値を下回った場合には、望遠端状態における全長の短縮化を図ることができなくなってしまう。
【０１２２】
従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（６）を満足することにより、第３レンズ群において発生する負の球面収差を良好に補正することができると共に望遠端状態における全長の短縮化を図ることができる。
【０１２３】
本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、さらなる高性能化を図るために、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【０１２４】
条件式（７）は第３レンズ群の焦点距離を規定する式である。
【０１２５】
条件式（７）の下限値を下回った場合には、広角端状態において画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正することが難しくなり、十分な高性能化を図ることができない。
【０１２６】
一方、条件式（７）の上限値を上回った場合には、レンズの位置状態によらず全長が長くなってしまい、さらなる小型化を図ることができない。
【０１２７】
従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（７）を満足することにより、広角端状態におけるコマ収差の変動を良好に補正することができると共にレンズの位置状態によらず全長の短縮化を図ることができる。
【０１２８】
本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、第２レンズ群により発生する正の球面収差を良好に補正し、さらなる高性能化を図るために、下記の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８）−１＜１／β２ｔ＜−０．８
但し、
β２ｔ：望遠端状態における第２レンズ群の横倍率
とする。
【０１２９】
条件式（８）は第２レンズ群の横倍率を規定する式である。
【０１３０】
条件式（８）の上限値を上回った場合には、第２レンズ群において発生する正の球面収差を十分に補正することができず、十分な高性能化を図ることができなくなってしまう。
【０１３１】
一方、条件式（８）の下限値を下回った場合には、望遠端状態での全長を十分に短縮することができず、十分な小型化を図ることができなくなってしまう。
【０１３２】
従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（８）を満足することにより、第２レンズ群において発生する正の球面収差を十分に補正することができると共に望遠端状態での全長の短縮化を図ることができる。
【０１３３】
尚、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第１レンズ群乃至第４レンズ群のうち、一つのレンズ群又は一つのレンズ群の一部を光軸に略垂直な方向へ移動（シフト）させることにより、像をシフトさせることが可能である。このようにレンズ群又はその一部を光軸に略垂直な方向へ移動させ、像ブレを検出する検出系、各レンズ群をシフトさせる駆動系及び検出系の出力に基づいて駆動系にシフト量を付与する制御系と組み合わせることにより、可変焦点距離レンズ系を防振光学系としても機能させることが可能である。
【０１３４】
特に、本発明可変焦点距離レンズ系にあっては、第３レンズ群を光軸に略垂直な方向へシフトさせることにより、シフトさせる際に生じる性能の変化を小さくすることができる。
【０１３５】
また、第３レンズ群の近傍に開口絞りを配置した場合には、軸外光束が光軸付近を通過するため、第３レンズ群を光軸に略垂直な方向へシフトさせた際に生じる軸外収差の変動を抑えることが可能である。
【０１３６】
尚、本発明可変焦点距離レンズ系にあっては、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐためのローパスフィルタを配置したり、受光素子の分光感度特性に応じて赤外カットフィルタを配置することも可能である。
【０１３７】
また、小型化より高性能化を優先する場合には、第１レンズ群における第２正レンズの像側に物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３正レンズを配置することが望ましい。
【０１３８】
さらに、第３レンズ又は第４レンズ群に非球面レンズを導入することにより、中心性能のさらなる高性能化を図ることが可能である。
【０１３９】
加えて、可変焦点距離レンズ系の光学系に複数の非球面を形成することにより、より高い光学性能を確保することができる。
【０１４０】
［数値実施例］
次に、本発明可変焦点距離レンズ系の具体的な実施の形態及び該実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
【０１４１】
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
【０１４２】
「ｆ」は焦点距離、「Ｆｎｏ」はＦナンバー、「２ω」は画角、「Ｄｉ」は第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を示す。面番号に関し「Ｓ」は開口絞りであることを示し、曲率半径に関し「ＡＳＰ」は当該面が非球面であることを示す。「Ｋ」は円錐定数（コーニック定数）、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」はそれぞれ４次、６次、８次及び１０次の非球面係数、「Ｂｆ」はバックフォーカスを示す。
【０１４３】
また、屈折率はｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する値であり、曲率半径が「０．００００」とあるのは当該面が平面であることを示す。
【０１４４】
各数値実施例において用いられたレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面形状は、「ｘ」をレンズ面の頂点からの光軸方向における距離、「ｙ」を光軸に垂直な方向における高さ（像高）、「ｃ」をレンズの頂点における近軸曲率（曲率半径の逆数）、「Ｋ」を円錐定数（コーニック定数）、「Ａ」、「Ｂ」、・・・をそれぞれ４次、６次、・・・の非球面係数とすると、以下の数式１によって定義される。
【０１４５】
【数１】
2010181543.tif 000003
【０１４６】
図１は、本発明の各実施の形態における可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示した図である。各実施の形態は、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、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とが物体側より像側へ順に配置されて成る。
【０１４７】
各実施の形態において、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化する。
【０１４８】
また、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、全てのレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が可動とされている。開口絞りＳは第３レンズ群Ｇ３の物体側における近傍に配置され、第４レンズ群Ｇ４が各レンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の移動に伴う像面位置の変動を補正するように移動すると共に近距離合焦時に物体側へ移動する。
【０１４９】
＜第１の実施の形態＞
図２は、本発明の第１の実施の形態における可変焦点距離レンズ系１のレンズ構成を示しており、該可変焦点距離レンズ系１は１０枚のレンズを有している。
【０１５０】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた第１正レンズとの接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２正レンズＬ１２とによって構成されている。
【０１５１】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１負レンズＬ２１と、像側に凹面を向けた第２負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ２２とによって構成されている。
【０１５２】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた第１正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ３１と、両凸形状の第２正レンズＬ３２とによって構成されている。
【０１５３】
第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４によって構成されている。
【０１５４】
第４レンズ群Ｇ４と像面ＩＭＧの間には、フィルターＦＬが配置されている。
【０１５５】
表１に、第１の実施の形態における可変焦点距離レンズ系１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデーターを示す。
【０１５６】
【表１】
2010181543.tif 000004
【０１５７】
可変焦点距離レンズ系１において、第２レンズ群Ｇ２の第１負レンズＬ２１の物体側の面（Ｒ６）、第２レンズ群Ｇ２の第１負レンズＬ２１の像側の面（Ｒ７）、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズＬ２２の最も像側の面（Ｒ１０）、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＬ３１の最も物体側の面（Ｒ１２）、第４レンズ群Ｇ４の正レンズＬ４の物体側の面（Ｒ１７）及び第４レンズ群Ｇ４の正レンズＬ４の像側の面（Ｒ１８）は非球面に形成されている。数値実施例１における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表２に示す。
【０１５８】
尚、表２及び後述する非球面係数を示す各表において、「Ｅ−ｉ」は１０を底とする指数表現、即ち、「１０−ｉ」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ−０５」は「０．１２３４５×１０−５」を表している。
【０１５９】
【表２】
2010181543.tif 000005
【０１６０】
可変焦点距離レンズ系１において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳの間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の面間隔Ｄ１６及び第４レンズ群Ｇ４とフィルターＦＬの間の面間隔Ｄ１８が変化する。数値実施例１における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝２．１０１）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４２０）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表３に示す。
【０１６１】
【表３】
2010181543.tif 000006
【０１６２】
図３乃至図５に数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図３は広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、図４は中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝２．１０１）、図５は望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４２０）における諸収差図を示す。
【０１６３】
図３乃至図５には、非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。横収差図において、「ｙ」は像高、「Ａ」は半画角を示す。
【０１６４】
各収差図から、数値実施例１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【０１６５】
＜第２の実施の形態＞
図６は、本発明の第２の実施の形態における可変焦点距離レンズ系２のレンズ構成を示しており、該可変焦点距離レンズ系２は１１枚のレンズを有している。
【０１６６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた第１正レンズとの接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２正レンズＬ１２とによって構成されている。
【０１６７】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１負レンズＬ２１と、像側に凹面を向けた第２負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ２２とによって構成されている。
【０１６８】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた第１正レンズと像側に凹面を向けた第１負レンズとの接合レンズＬ３１と、両凸形状の第２正レンズＬ３２と、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第２負レンズＬ３３とによって構成されている。
【０１６９】
第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４によって構成されている。
【０１７０】
第４レンズ群Ｇ４と像面ＩＭＧの間には、フィルターＦＬが配置されている。
【０１７１】
表４に、第２の実施の形態における可変焦点距離レンズ系２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデーターを示す。
【０１７２】
【表４】
2010181543.tif 000007
【０１７３】
可変焦点距離レンズ系２において、第２レンズ群Ｇ２の第１負レンズＬ２１の物体側の面（Ｒ６）、第２レンズ群Ｇ２の第１負レンズＬ２１の像側の面（Ｒ７）、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズＬ２２の最も像側の面（Ｒ１０）、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＬ３１の最も物体側の面（Ｒ１２）、第４レンズ群Ｇ４の正レンズＬ４の物体側の面（Ｒ１９）及び第４レンズ群Ｇ４の正レンズＬ４の像側の面（Ｒ２０）は非球面に形成されている。数値実施例２における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表５に示す。
【０１７４】
【表５】
2010181543.tif 000008
【０１７５】
可変焦点距離レンズ系２において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳの間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の面間隔Ｄ１８及び第４レンズ群Ｇ４とフィルターＦＬの間の面間隔Ｄ２０が変化する。数値実施例２における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝２．１０１）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４１８）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表６に示す。
【０１７６】
【表６】
2010181543.tif 000009
【０１７７】
図７乃至図９に数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図７は広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、図８は中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝２．１０１）、図９は望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４１８）における諸収差図を示す。
【０１７８】
図７乃至図９には、非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。横収差図において、「ｙ」は像高、「Ａ」は半画角を示す。
【０１７９】
各収差図から、数値実施例２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【０１８０】
＜第３の実施の形態＞
図１０は、本発明の第３の実施の形態における可変焦点距離レンズ系３のレンズ構成を示しており、該可変焦点距離レンズ系３は１０枚のレンズを有している。
【０１８１】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた第１正レンズとの接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２正レンズＬ１２とによって構成されている。
【０１８２】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１負レンズＬ２１と、像側に凹面を向けた第２負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ２２とによって構成されている。
【０１８３】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた第１正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ３１と、両凸形状の第２正レンズＬ３２とによって構成されている。
【０１８４】
第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４によって構成されている。
【０１８５】
第４レンズ群Ｇ４と像面ＩＭＧの間には、フィルターＦＬが配置されている。
【０１８６】
表７に、第３の実施の形態における可変焦点距離レンズ系３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデーターを示す。
【０１８７】
【表７】
2010181543.tif 000010
【０１８８】
可変焦点距離レンズ系３において、第２レンズ群Ｇ２の第１負レンズＬ２１の物体側の面（Ｒ６）、第２レンズ群Ｇ２の第１負レンズＬ２１の像側の面（Ｒ７）、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズＬ２２の最も像側の面（Ｒ１０）、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＬ３１の最も物体側の面（Ｒ１２）、第４レンズ群Ｇ４の正レンズＬ４の物体側の面（Ｒ１７）及び第４レンズ群Ｇ４の正レンズＬ４の像側の面（Ｒ１８）は非球面に形成されている。数値実施例３における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表８に示す。
【０１８９】
【表８】
2010181543.tif 000011
【０１９０】
可変焦点距離レンズ系３において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳの間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の面間隔Ｄ１６及び第４レンズ群Ｇ４とフィルターＦＬの間の面間隔Ｄ１８が変化する。数値実施例３における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝２．１０１）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４１４）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表９に示す。
【０１９１】
【表９】
2010181543.tif 000012
【０１９２】
図１１乃至図１３に数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１１は広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、図１２は中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝２．１０１）、図１３は望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４１４）における諸収差図を示す。
【０１９３】
図１１乃至図１３には、非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。横収差図において、「ｙ」は像高、「Ａ」は半画角を示す。
【０１９４】
各収差図から、数値実施例３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【０１９５】
＜第４の実施の形態＞
図１４は、本発明の第４の実施の形態における可変焦点距離レンズ系４のレンズ構成を示しており、該可変焦点距離レンズ系４は１０枚のレンズを有している。
【０１９６】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側に凸面を向けた第１正レンズとの接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第２正レンズＬ１２とによって構成されている。
【０１９７】
第２レンズ群Ｇ２は、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１負レンズＬ２１と、像側に凹面を向けた第２負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズとの接合レンズＬ２２とによって構成されている。
【０１９８】
第３レンズ群Ｇ３は、物体側に凸面を向けた第１正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの接合レンズＬ３１と、両凸形状の第２正レンズＬ３２とによって構成されている。
【０１９９】
第４レンズ群Ｇ４は両凸形状の正レンズＬ４によって構成されている。
【０２００】
第４レンズ群Ｇ４と像面ＩＭＧの間には、フィルターＦＬが配置されている。
【０２０１】
表１０に、第４の実施の形態における可変焦点距離レンズ系４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデーターを示す。
【０２０２】
【表１０】
2010181543.tif 000013
【０２０３】
可変焦点距離レンズ系４において、第２レンズ群Ｇ２の第１負レンズＬ２１の物体側の面（Ｒ６）、第２レンズ群Ｇ２の第１負レンズＬ２１の像側の面（Ｒ７）、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズＬ２２の最も像側の面（Ｒ１０）、第３レンズ群Ｇ３の接合レンズＬ３１の最も物体側の面（Ｒ１２）、第４レンズ群Ｇ４の正レンズＬ４の物体側の面（Ｒ１７）及び第４レンズ群Ｇ４の正レンズＬ４の像側の面（Ｒ１８）は非球面に形成されている。数値実施例４における非球面の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを円錐定数Ｋと共に表１１に示す。
【０２０４】
【表１１】
2010181543.tif 000014
【０２０５】
可変焦点距離レンズ系４において、広角端状態と望遠端状態の間の変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間の面間隔Ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳの間の面間隔Ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間の面間隔Ｄ１６及び第４レンズ群Ｇ４とフィルターＦＬの間の面間隔Ｄ１８が変化する。数値実施例４における各面間隔の広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝２．１００）及び望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４３４）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表１２に示す。
【０２０６】
【表１２】
2010181543.tif 000015
【０２０７】
図１５乃至図１７に数値実施例４の無限遠合焦状態での諸収差図を示し、図１５は広角端状態（焦点距離ｆ＝１．０００）、図１６は中間焦点距離状態（焦点距離ｆ＝２．１００）、図１７は望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４３４）における諸収差図を示す。
【０２０８】
図１５乃至図１７には、非点収差図において、実線でサジタル像面における値を示し、破線でメリディオナル像面における値を示す。横収差図において、「ｙ」は像高、「Ａ」は半画角を示す。
【０２０９】
各収差図から、数値実施例４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
【０２１０】
［条件式の各値］
表１３に可変焦点距離レンズ系１乃至可変焦点距離レンズ系４における上記条件式（１）乃至条件式（８）の各値を示す。
【０２１１】
即ち、条件式（１）のｆｗ、Ｒ２３、ｆｗ／Ｒ２３、条件式（２）のｆｗ、Ｒ２４、ｆｗ／Ｒ２４、条件式（３）のｆｗ、ｆ２ｃ、ｆｗ／ｆ２ｃ、条件式（４）のｆ１、ｆｗ、ｆｔ、ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）１／２、条件式（５）のｆ１、ｆ１ｃ、ｆ１／ｆ１ｃ、条件式（６）のｄＳ３、Ｒ３１、ｄＳ３／Ｒ３１、条件式（７）のｆ３、ｆｗ、ｆ３／ｆｗ及び条件式（８）のβ２ｔ、１／β２ｔを示す。
【０２１２】
【表１３】
2010181543.tif 000016
【０２１３】
表１３から明らかなように、可変焦点距離レンズ系１乃至可変焦点距離レンズ系４は条件式（１）乃至条件式（８）を満足するようにされている。
【０２１４】
［撮像装置の構成］
次に、本発明撮像装置について説明する。
【０２１５】
本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系と該可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えた装置である。
【０２１６】
本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系が、正の屈折力を有する第１レンズ群と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レンズ群とが物体側より像側へ順に配置されて成る。
【０２１７】
また、本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系が、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化する。
【０２１８】
さらに、本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系が、広角端状態から望遠端状態までレンズの位置状態が変化する際に全てのレンズ群が可動とされ、開口絞りが第３レンズ群の近傍に配置され、第４レンズ群が近距離合焦に際して移動する。
【０２１９】
さらにまた、本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系が、第２レンズ群が、像側に凹面を向けた負レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズとの接合レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成されている。
【０２２０】
加えて、本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系が、第２レンズ群における物体側に配置された前記負レンズの最も物体側の面と接合レンズの最も像側の面とが非球面に形成されている。
【０２２１】
本発明撮像装置にあっては、可変焦点距離レンズ系を上記のように構成することにより、必要な収差補正機能を確保した上でレンズの厚みを薄くすることができ、高い光学性能を確保した上で小型化を図ることができる。
【０２２２】
また、非球面レンズを用いることにより、より高い光学性能を実現することができる。特に、第２レンズ群に非球面レンズを用いることにより、広角端状態において発生する画角によるコマ収差の変動を良好に補正することが可能である。
【０２２３】
さらに、第２レンズ群における物体側に配置された負レンズ（第１負レンズ）の最も物体側の面と接合レンズの最も像側の面の少なくとも２つの面を非球面とすることにより、広角端状態における小型化と高性能化との両立を図ることができる。
【０２２４】
本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系が、以下の条件式（１）及び条件式（２）を満足するように構成されている。
（１）−０．０４＜ｆｗ／Ｒ２３＜０．１８
（２）０．４８＜ｆｗ／Ｒ２４＜０．７２
但し、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
Ｒ２３：第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面の曲率半径
Ｒ２４：第２レンズ群の接合レンズの接合面の曲率半径
とする。
【０２２５】
本発明撮像装置において、可変焦点距離レンズ系が条件式（１）を満足することにより、レンズの位置状態の変化に伴う球面収差の変動を良好に補正することができると共に第１負レンズを通過する軸外光束を光軸に近付けてレンズ径の小型化を図ることができる。
【０２２６】
また、本発明撮像装置において、可変焦点距離レンズ系が条件式（２）を満足することにより、接合レンズの接合面で発生する収差を良好に補正することができ、所定の光学性能を得ることができる。
【０２２７】
図１８に、本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
【０２２８】
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００は、撮像機能を担うカメラブロック１０と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０と、撮影された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、メモリーカード１０００への画像信号の書込及び読出を行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、撮像装置の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部７０と、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを備えている。
【０２２９】
カメラブロック１０は、可変焦点距離レンズ系１１（本発明が適用される可変焦点距離レンズ系１、２、３、４）を含む光学系や、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２等とによって構成されている。
【０２３０】
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
【０２３１】
画像処理部３０は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
【０２３２】
ＬＣＤ４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデータを表示する機能を有している。
【０２３３】
Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データの読出を行う。
【０２３４】
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
【０２３５】
入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。
【０２３６】
レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいて可変焦点距離レンズ系１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
【０２３７】
メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
【０２３８】
［撮像装置の動作］
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
【０２３９】
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいて可変焦点距離レンズ系１１の所定のレンズが移動される。
【０２４０】
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。
【０２４１】
尚、フォーカシングは、例えば、入力部５０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０が可変焦点距離レンズ系１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
【０２４２】
メモリーカード１０００に記録された画像データを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。
【０２４３】
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等のデジタル入出力機器のカメラ部等として広く適用することができる。
【０２４４】
上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【０２４５】
【図１】図２乃至図１８と共に本発明撮像装置及び可変焦点距離レンズ系を実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示した図である。
【図２】本発明可変焦点距離レンズ系の第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図３】図４及び図５と共に第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図４】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図５】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図６】本発明可変焦点距離レンズ系の第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図７】図８及び図９と共に第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図８】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図９】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１０】本発明可変焦点距離レンズ系の第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図１１】図１２及び図１３と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１２】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１３】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１４】本発明可変焦点距離レンズ系の第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。
【図１５】図１６及び図１７と共に第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例の収差図を示し、本図は、広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１６】中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１７】望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及び横収差を示す図である。
【図１８】本発明撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２４６】
１…可変焦点距離レンズ系、２…可変焦点距離レンズ系、３…可変焦点距離レンズ系、４…可変焦点距離レンズ系、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、１００…撮像装置、１１…可変焦点距離レンズ系、１２…撮像素子
【図１】
2010181543.tif 000017
【図２】
2010181543.tif 000018
【図３】
2010181543.tif 000019
【図４】
2010181543.tif 000020
【図５】
2010181543.tif 000021
【図６】
2010181543.tif 000022
【図７】
2010181543.tif 000023
【図８】
2010181543.tif 000024
【図９】
2010181543.tif 000025
【図１０】
2010181543.tif 000026
【図１１】
2010181543.tif 000027
【図１２】
2010181543.tif 000028
【図１３】
2010181543.tif 000029
【図１４】
2010181543.tif 000030
【図１５】
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【図１６】
2010181543.tif 000032
【図１７】
2010181543.tif 000033
【図１８】
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