(57)【要約】【課題】第１レンズ群のレンズ径が小さく、全体として小型で軽量の可変焦点距離レンズ系および撮像装置を提供する。【解決手段】物体側より順に、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レンズ群とを備える。第３レンズ群が負レンズとその像側に配置される正レンズとにより構成され、以下の条件式を満足する。ｆ３ａは前記第３レンズ群に配置される負レンズの焦点距離、ｆ３は前記第３レンズ群の焦点距離とする。  ０．３５＜ｆ３／｜ｆ３ａ｜＜０．８  …（１）【選択図】図１
2013054164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、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レンズ群とを備え、
開口絞りが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ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減少するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動するようになされ、
前記第３レンズ群が負レンズとその像側に配置される正レンズとにより構成され、
以下の条件式を満足する
可変焦点距離レンズ系。
０．３５＜ｆ３／｜ｆ３ａ｜＜０．８  …（１）
ただし、
ｆ３ａ：前記第３レンズ群に配置される負レンズの焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項２】
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
０．５＜ｆ４／ｆ３＜０．８  …（２）
ただし、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
とする。
【請求項３】
前記第３レンズ群内において、前記負レンズは像側に凹面を向き、前記正レンズは物体側レンズ面が物体側に凸面を向けた構成とされ、
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
０．０３＜（Ｒ３３−Ｒ３２）／（Ｒ３３＋Ｒ３２）＜０．１８  …（３）
ただし、
Ｒ３３：前記第３レンズ群中に配置される前記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
Ｒ３２：前記第３レンズ群中に配置される前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
とする。
【請求項４】
前記第４レンズ群が、物体側より順に、物体側に凸面を向けた第１の正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとの３枚で構成され、
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
１＜Ｄａ／Ｒ４４＜２．８  …（４）
ただし、
Ｄａ：広角端状態において、前記開口絞りから前記第４レンズ群中に配置される前記負レンズの像側レンズ面までの光軸に沿った長さ
Ｒ４４：前記第４レンズ群中に配置される前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
とする。
【請求項５】
以下の条件式を満足する
請求項４に記載の可変焦点距離レンズ系。
０．９＜Ｒ４１／ｆｗ＜１．８  …（５）
ただし、
Ｒ４１：前記第４レンズ群中に配置される前記第１の正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。
【請求項６】
前記第２レンズ群は、物体側より順に、像側に凹面を向けた第１の負レンズと、物体側に凹面を向けた第２の負レンズと、両凸形状の正レンズと、物体側に凹面を向けた第３の負レンズとの４枚のレンズで構成され、
以下の条件式を満足する
請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．６５＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．３５  …（６）
ただし、
Ｒ２３：前記第２レンズ群中に配置される前記第２の負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
とする。
【請求項７】
可変焦点距離レンズ系と、前記可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備え、
前記可変焦点距離レンズ系は、
物体側より順に、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レンズ群とを備え、
開口絞りが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ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減少するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動するようになされ、
前記第３レンズ群が負レンズとその像側に配置される正レンズとにより構成され、
以下の条件式を満足する
撮像装置。
０．３５＜ｆ３／｜ｆ３ａ｜＜０．８  …（１）
ただし、
ｆ３ａ：前記第３レンズ群に配置される負レンズの焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、デジタルカメラやビデオカメラに好適な対物レンズに関し、特に、広角端状態での画角が３５ｍｍ換算で２４ｍｍ〜３５ｍｍ程度を包括し、ズーム比が６〜９倍程度のズームレンズに適した可変焦点距離レンズ系、およびそのような可変焦点距離レンズ系を内蔵した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラにおける記録手段として、被写体像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Comple menttaryMetal Oxide Semiconductor）等の光電変換素子を用いた撮像素子面上に形成し、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】
一方、近年の微細加工技術の技術進歩に伴い、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、そ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、光電変換素子においても高集積化や小型化が図られ、高集積化により、より高い空間周波数の記録が可能となり、小型化により、カメラ全体の小型化が図られてきた。
【０００４】
ただし、上述の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問題があった。これを防ぐために、光学系の大口径比化により光電変換素子上に到達する光量を増大させた。また、各素子の直前に微小なレンズ素子（いわゆるマイクロレンズアレイ）を配置をした。この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光電変換素子に近づく、すなわち、光電変換素子に到達する主光線が光軸となす角度が大きくなると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、結果、光電変換素子上に到達せず、光量不足を招いてしまうからである。
【０００５】
一般に、焦点距離がもっとも短くなる広角端状態における画角が３５ｍｍ換算で２４ｍｍ〜３５ｍｍ程度の範囲を包括し、焦点距離がもっとも長くなる望遠端状態での３５ｍｍ換算の画角が５０ｍｍを超えるズームレンズが標準ズームレンズと呼ばれる。
【０００６】
この標準ズームレンズとしては、以前から、正負正正の４群ズームレンズと正負正負正の５群ズームレンズとが多く用いられてきた。正負正正の４群ズームレンズは、物体側より順に、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レンズ群とを配置する構成である。正負正負正の５群ズームレンズは、物体側より順に、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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とを配置する構成である。
【０００７】
正負正正の４群ズームレンズとしては、例えば、特開２００２−３２３６５６号公報、特開２００３−２４１０９２号公報、特開２００７−１１４４３２号公報が知られている。正負正負正の５群ズームレンズとしては、例えば、特開２００９−１５６８９１号公報、特開２０１０−２３７４５３号公報が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３２３６５６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１０９２号公報
【特許文献３】特開２００７−１１４４３２号公報
【特許文献４】特開２００９−１５６８９１号公報
【特許文献５】特開２０１０−２３７４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、正負正正の４群ズームレンズでは、第２レンズ群が変倍作用のほとんどを担っていた。このため、小型化や高変倍化を図るために、第２レンズ群の屈折力を強めると、第２レンズ群自体で発生する諸収差を良好に補正することができず、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を補正することが難しかった。特開２００２−３２３６５６号公報、特開２００３−２４１０９２号公報、および特開２００７−１１４４３２号公報に記載のズームレンズでは、第３レンズ群が正部分群と負部分群とにより構成されている。このため、第３レンズ群と第４レンズ群とを合わせた屈折力配置は正部分群、負部分群、および正部分群となっていた。結果、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、レンズ径が大きくなってしまっている。正負正負正の５群ズームレンズも第３レンズ群から第５レンズ群の屈折力配置が、同じ構造である。このため、第１レンズ群のレンズ径の小型化が難しかった。
【００１０】
本開示の目的は、第１レンズ群のレンズ径が小さく、全体として小型で軽量の可変焦点距離レンズ系および撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示による可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に、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レンズ群とを備え、開口絞りが第２レンズ群と第３レンズ群との間に配置され、広角端状態から望遠端状態までレンズ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減少するように、第１ないし第４の各レンズ群が移動するようになされ、第３レンズ群が負レンズとその像側に配置される正レンズとにより構成され、以下の条件式を満足するようにしたものである。
０．３５＜ｆ３／｜ｆ３ａ｜＜０．８  …（１）
ただし、
ｆ３ａ：第３レンズ群に配置される負レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。
【００１２】
本開示による撮像装置は、可変焦点距離レンズ系と、可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備え、可変焦点距離レンズ系を、上記本開示による可変焦点距離レンズ系によって構成したものである。
【００１３】
本開示による可変焦点距離レンズ系または撮像装置では、物体側より順に、正、負、正、正の屈折力配置とされ、広角端状態から望遠端状態までレンズ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減少するように、第１ないし第４の各レンズ群が移動する。
【発明の効果】
【００１４】
本開示の可変焦点距離レンズ系または撮像装置によれば、物体側より順に、正、負、正、正の屈折力を有する４つのレンズ群を配置し、各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、第１レンズ群のレンズ径が小さく、全体として小型で軽量にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の一実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系の第１の構成例を示すものであり、数値実施例１に対応するレンズ断面図である。
【図２】可変焦点距離レンズ系の第２の構成例を示すものであり、数値実施例２に対応するレンズ断面図である。
【図３】可変焦点距離レンズ系の第３の構成例を示すものであり、数値実施例３に対応するレンズ断面図である。
【図４】各レンズ群の屈折力配置を、変倍の際の各レンズ群の移動の様子と共に示す説明図であり、（Ａ）は広角端状態を示し、（Ｂ）は望遠端状態を示す。
【図５】（Ａ）は各レンズ群の屈折力配置を示す説明図であり、（Ｂ）は物像関係を逆向きにした場合の屈折力配置を示す説明図である。
【図６】（Ａ）は比較例としての５群構成のズームレンズの屈折力配置を示す説明図であり、（Ｂ）は物像関係を逆向きにした場合の屈折力配置を示す説明図である。
【図７】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の広角端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図８】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の中間焦点距離状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図９】数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の望遠端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図１０】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の広角端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図１１】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の中間焦点距離状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図１２】数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の望遠端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図１３】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の広角端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図１４】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の中間焦点距離状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図１５】数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の望遠端状態における諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は横収差を示す。
【図１６】撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
［レンズの基本構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系の第１の構成例を示している。この構成例は、後述の数値実施例１のレンズ構成に対応している。なお、図１は広角端で無限遠合焦時でのレンズ配置に対応している。同様にして、後述の数値実施例２〜３のレンズ構成に対応する第２および第３の構成例の断面構成を、図２〜図３に示す。図１〜図３において、符号Ｓｉｍｇは像面を示す。Ｄ５，Ｄ１３，Ｄ１８は、変倍に伴って変化する部分の面間隔を示す。Ｂｆはバックフォーカス（最終レンズ面から像面Ｓｉｍｇまでの距離）を示す。
【００１８】
本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系は、光軸Ｚ１に沿って物体側より順に、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とが順に配置された、実質的に４つのレンズ群で構成されている。
【００１９】
開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。開口絞りＳは、変倍に伴ってレンズ位置状態が変化する際に、第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動するようになっている。
【００２０】
図４（Ａ），（Ｂ）は、各レンズ群の屈折力配置を、変倍の際の各レンズ群の移動の様子と共に示している。焦点距離がもっとも短くなる広角端状態（図４（Ａ））から焦点距離がもっとも長い望遠端状態（図４（Ｂ））までレンズ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Ｄ５が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔Ｄ１３が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔Ｄ１８が減少するように、すべてのレンズ群が移動するようになっている。
【００２１】
［各レンズ群の機能］
次に、各レンズ群の機能を説明する。本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系では、広角端状態で第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２とを近接して配置することにより、第１レンズ群Ｇ１に入射する軸外光束が光軸Ｚ１に近づく。その結果、レンズ径が小型化できる。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との間隔を広げることにより、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れる。本実施の形態においては、この高さの変化を利用して、レンズ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。
【００２２】
特に、レンズ全長は広角端状態で短くして、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Ｇ１に入射する軸外光束が光軸Ｚ１から離れすぎないようにしている。
【００２３】
また、広角端状態で第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を広げることにより、第２レンズ群Ｇ２を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れる。その結果、軸上収差と軸外収差とを独立して補正できる。また、望遠端状態へ向かってレンズ位置状態が変化する際に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を狭めることにより、第２レンズ群Ｇ２を通過する軸外光束が光軸Ｚ１に近づく。このため、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を良好に補正でき、高性能化が図れる。
【００２４】
第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４はいずれも正屈折力を有するために、それらの間隔を変化させても変倍には寄与しにくい。このため、本実施の形態においては、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔を広角端状態で広げることで、第４レンズ群Ｇ４を通過する軸外光束を光軸Ｚ１から離して、画角の変化に伴う軸外収差の変動を補正している。また、望遠端状態に向かってレンズ位置状態が変化する際に第４レンズ群Ｇ４を通過する軸外光束が光軸Ｚ１に近づくので、レンズ位置状態の変化に伴う軸外収差の変動を抑えている。
【００２５】
なお、第３レンズ群Ｇ３は開口絞りＳの近傍に配置されるため、主に軸上収差の補正を行っている。これは軸外光束と軸上光束の通過する光線高さがほとんど同じだからである。
【００２６】
以上の構成の基で、広角端状態における第１レンズ群Ｇ１のレンズ径を小さくして、レンズ系の小型化を図るために、本実施の形態においては、下記の通り、構成されている。
［Ａ］第３レンズ群Ｇ３は負レンズＬ３１とその像側に配置される正レンズＬ３２とで構成
［Ｂ］第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との焦点距離比を適切に設定する
【００２７】
撮像素子を使って被写体像を記録する場合、上述の通り、射出瞳距離を適切に設定する必要がある。具体的には、射出瞳位置が像面から遠い、すなわち、最終レンズを射出する主光線が光軸Ｚ１に平行に近い状態にすることで、オンチップレンズでの光束ケラレを防いでいた。仮に、射出瞳距離が無限遠の場合、像側テレセントリック光学系となるが、この場合、像面側から平行光を入射させると、絞り位置で結像する。像高を一定にすると、焦点距離が長いほど、絞り位置で主光線と光軸Ｚ１とのなす角度が小さくなる。この主光線を物体側で考えると、この角度が小さいほど、第１レンズ群Ｇ１に入射する軸外光束が光軸Ｚ１に近づくことを意味する。
【００２８】
従って、開口絞りＳより像側に配置される第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との合成焦点距離を長くすることにより、上記の開口絞り位置での主光線角度を小さくして、第１レンズ群Ｇ１に入射する軸外光束を光軸Ｚ１に近づけて、小型化できる。
【００２９】
より具体的には、第３レンズ群Ｇ３は弱い正の屈折力とし、負レンズＬ３１とその像側に配置される正レンズＬ３２とで構成することが望ましい。これは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４を、図５（Ａ）の配置から図５（Ｂ）のように物像関係を逆向きに配置した状態で見たときに、望遠型の屈折力配置に近づける目的である。第３レンズ群Ｇ３を負屈折力とした場合、レンズ全長の大型化を引き起こしてしまうため、本実施の形態では、上記構成としている。
【００３０】
例えば、正負正負正の５群ズームレンズでは、開口絞りＳより像側に配置される第３レンズ群Ｇ３ないし第５レンズ群Ｇ５を、図６（Ａ）の配置から図６（Ｂ）のように物像関係を逆向きに配置した状態で見たときに、正負正のトリプレット構成となるため、焦点距離を長くすると、第３レンズ群Ｇ３から第５レンズ群Ｇ５のレンズ長が大きくなってしまう。これに対して、本実施の形態では、図５（Ｂ）のように望遠型の屈折力配置を行っており、結果、第３レンズ群Ｇ３から第４レンズ群Ｇ４の焦点距離を長くしつつ、レンズ長を抑えている。
【００３１】
以上の内容から、本実施の形態においては、上記条件［Ａ］［Ｂ］を満足することが肝要である。
【００３２】
［条件式の説明］
次に、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系が満足する条件式の説明する。
【００３３】
本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系は、以下の条件式（１）を満足する。
０．３５＜ｆ３／｜ｆ３ａ｜＜０．８  …（１）
ただし、
ｆ３ａ：第３レンズ群Ｇ３に配置される負レンズＬ３１の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
とする。
【００３４】
条件式（１）は開口絞り位置を通過する主光線角度を小さくして、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径を小型化するための条件式である。条件式（１）の下限値を下回った場合、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてしまい、充分な小型化が実現できなくなってしまう。逆に、条件式（１）の上限値を上回った場合、第３レンズ群Ｇ３による収斂作用が弱まるため、広角端状態におけるレンズ全長が大型化してしまうので、好ましくない。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、第３レンズ群Ｇ３で発生する負の球面収差をより良好に補正して、高性能化を図る場合、条件式（１）の上限値を、以下の条件式（１）’の通り、０．７とすることが望ましい。
０．３５＜ｆ３／｜ｆ３ａ｜＜０．７  …（１）’
【００３６】
本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．５＜ｆ４／ｆ３＜０．８  …（２）
ただし、
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
とする。
【００３７】
条件式（２）は第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の焦点距離比を規定する条件式であり、レンズ径の最適化を図るものである。条件式（２）の下限値を下回った場合、第４レンズ群Ｇ４を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてしまう。その結果、第４レンズ群Ｇ４のレンズ径がマウント内径を越えてしまい、所定の周辺光量が得られなくなってしまう。条件式（２）の上限値を上回った場合、開口絞り位置を通過する主光線角度が大きくなり、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径が大きくなるため、本実施の形態の主旨に反してしまう。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、広角端状態において、画面周辺部で発生するコマ収差を良好に補正して、さらなる高性能化を図るには、上記条件式（２）の下限値を、以下の条件式（２）’の通り、０．５５とすることが望ましい。
０．５５＜ｆ４／ｆ３＜０．８  …（２）’
【００３９】
本実施の形態においては、第３レンズ群Ｇ３の単独で発生する諸収差を良好に補正するために、第３レンズ群Ｇ３内において、負レンズＬ３１の像側レンズ面が像側に凹面を向き、正レンズＬ３２の物体側レンズ面が物体側に凸面を向けた構成とされていることが望ましい。さらに、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．０３＜（Ｒ３３−Ｒ３２）／（Ｒ３３＋Ｒ３２）＜０．１８  …（３）
ただし、
Ｒ３３：第３レンズ群中に配置される正レンズＬ３２の物体側レンズ面の曲率半径
Ｒ３２：第３レンズ群中に配置される負レンズＬ３１の像側レンズ面の曲率半径
とする。
【００４０】
条件式（３）は第３レンズ群Ｇ３の負レンズとＬ３１と正レンズＬ３２との間に形成される空気間隔の形状を規定する条件式である。条件式（３）の下限値を下回った場合、第３レンズ群Ｇ３で発生する負の球面収差を良好に補正することが難しくなり、高性能化が充分図れなくなってしまう。逆に、条件式（３）の上限値を上回った場合、第３レンズ群Ｇ３の正弦条件が崩れてしまう。その結果、画面周辺部でコマ収差を良好に補正することが難しく、高性能化が図れない。
【００４１】
本実施の形態においては、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との相互偏心による性能低下を防ぐために、第４レンズ群Ｇ４が物体側より順に、物体側に凸面を向けた第１の正レンズＬ４１と、像側に凹面を向けた負レンズＬ４２と、両凸形状の第２の正レンズＬ４３との３枚で構成されていることが望ましい。さらに、下記条件式（４）を満足することが望ましい。
１＜Ｄａ／Ｒ４４＜２．８  …（４）
ただし、
Ｄａ：広角端状態において、開口絞りＳから第４レンズ群Ｇ４中に配置される負レンズＬ４２の像側レンズ面までの光軸Ｚ１に沿った長さ
Ｒ４４：第４レンズ群Ｇ４中に配置される負レンズＬ４２の像側レンズ面の曲率半径
とする。
【００４２】
相互偏心による性能低下を防ぐ一番の近道は、第４レンズ群Ｇ４単独で収差補正することである。本実施の形態においては、トリプレット構成を採用することで、第４レンズ群Ｇ４単独で発生する収差を良好に補正できる。また、少ないレンズ枚数で構成することによって、製造ばらつきを抑えて、安定した光学品質を実現できる。正負正正の４群ズームレンズは、レンズ系全体での屈折力配置が不対称のため、広角端状態で負の歪曲収差が発生しやすい。本実施の形態では、第４レンズ群Ｇ４中に配置される負レンズＬ４２が像側に凹面を向く形状とすることで、これを補正している。より具体的には条件式（４）を満足することが望ましい。
【００４３】
条件式（４）の上限値を上回った場合、負レンズＬ４２を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れるため、負レンズＬ４２の像側レンズ面で発生するコマ収差が増大して、画面周辺部の光学性能が充分高くできなくなってしまう。逆に、条件式（４）の下限値を下回った場合、広角端状態において、負の歪曲収差を良好に補正できず、所定の光学性能を満たせなくなってしまう。
【００４４】
さらに、高性能化を実現するために、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．９＜Ｒ４１／ｆｗ＜１．８  …（５）
ただし、
Ｒ４１：第４レンズ群Ｇ４中に配置される第１の正レンズＬ４１の物体側レンズ面の曲率半径
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。
【００４５】
条件式（５）は第４レンズ群Ｇ４中に配置されるレンズの形状を規定する条件式である。広角端状態において第４レンズ群Ｇ４を通過する軸外光束は光軸Ｚ１から離れて通過することで、軸上収差と軸外収差とを独立して補正して、高性能化を実現できる。ところが、光軸Ｚ１から離れすぎると、マウントでのケラレが生じてしまう。このため、本実施の形態においては、第４レンズ群Ｇ４の第１の正レンズＬ４１で軸外光束を収斂させている。条件式（５）の上限値を上回った場合、第４レンズ群Ｇ４を射出する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてしまい、マウントでのケラレが生じてしまう。また、第１の正レンズＬ４１と負レンズＬ４２との間隔を広げることである程度回避も可能だが、レンズ全長が大きくなってしまう。条件式（５）の下限値を下回った場合、第１の正レンズＬ４１により軸外光束が強く収斂する。その結果、軸上収差と軸外収差とを独立して補正できず、高性能化を実現できなくなってしまう。
【００４６】
さらに本実施の形態においては、製造時に発生する組み立てばらつきによって生じる、性能低下を防ぎ、安定した光学品質を実現するために、上記条件式（５）の下限値を、以下の条件式（５）’の通り、１．１とすることが望ましい。これは、第１の正レンズＬ４１と負レンズＬ４２との相対偏心による性能低下が大きくなってしまうからである。
１．１＜Ｒ４１／ｆｗ＜１．８  …（５）’
【００４７】
ところで、本実施の形態においては、第２レンズ群Ｇ２の薄型化を図ることで、第１レンズ群Ｇ１のレンズ径をさらに小型化することも可能である。具体的には、第２レンズ群Ｇ２を物体側より順に、像側に凹面を向けた第１の負レンズＬ２１と、物体側に凹面を向けた第２の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けた第３の負レンズＬ２４との４枚のレンズとで構成して、下記の条件式（６）を満足することが望ましい。
−０．６５＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．３５  …（６）
ただし、
Ｒ２３：第２レンズ群Ｇ２中に配置される第２の負レンズＬ２２の物体側レンズ面の曲率半径
とする。
【００４８】
本実施の形態においては、第２レンズ群Ｇ２において発生する諸収差をより良好に補正し、かつ、第１レンズ群Ｇ１を小径化するために、第２レンズ群Ｇ２を上記の通り、構成することが望ましい。この場合、第２レンズ群Ｇ２が、第１の負レンズＬ２１により構成される第１部分群と、第２の負レンズＬ２２、正レンズＬ２３、および第３の負レンズＬ２４により構成される第２部分群との２つの部分群で構成される。この場合、第１部分群は広角端状態では開口絞りＳから離れて配置されるため、画角の変化により通過する光線の高さが大きく変化する。これを利用して、主に軸外収差を補正する。第２部分群は開口絞りＳの近くに配置されるため、主に、軸上収差を補正する。このため、上述のように、トリプレット構成とすることが望ましい。
【００４９】
本実施の形態においては、第２レンズ群Ｇ２を以上のように構成することで、収差補正上の役割分担を明確化して、良好なる結像性能が得られるようにしている。条件式（６）は第２レンズ群Ｇ２中に配置される第２の負レンズＬ２２の形状を規定する条件式である。条件式（６）の下限値を下回った場合、広角端状態において第２レンズ群Ｇ２に入射する軸外光束が光軸Ｚ１から離れ、かつ、第１の負レンズＬ２１の像側レンズ面の曲率半径が小さくなるため、第２レンズ群Ｇ２が厚くなってしまう。このため、第１レンズ群Ｇ１に入射する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてレンズ径のさらなる小型化が実現できない。逆に、条件式（６）の上限値を上回った場合、第２レンズ群Ｇ２を薄くできるが、第２の負レンズＬ２２の物体側レンズ面が開口絞りＳに対して強い凹面を向けるため、画面周辺部においてコマ収差が発生して、さらなる高性能化が難しくなってしまう。
【００５０】
以上のように本実施の形態によれば、物体側より順に、正、負、正、正の屈折力を有する４つのレンズ群を配置し、各レンズ群の構成の最適化を図るようにしたので、第１レンズ群のレンズ径が小さく、全体として小型で軽量にすることができる。
【００５１】
［各レンズ群の望ましい構成］
本実施の形態においては、高い光学性能と小型化との両立化を図るために、各レンズ群を下記の通り、構成することが望ましい。
【００５２】
本実施の形態においては、さらなる高性能化を図るために、第１レンズ群Ｇ１が物体側より順に負レンズおよび正レンズからなる接合レンズＬ１１と、その像側に配置される１枚の正レンズＬ１２とで構成されることが望ましい。第１レンズ群Ｇ１は特に望遠端状態で軸上光束が広い光束径で入射するため、負の球面収差が発生しやすい。また、軸外光束が光軸Ｚ１から離れて入射するため、軸外収差の発生が起こりやすい。本実施の形態においては、第１レンズ群Ｇ１のもっとも物体側に負レンズおよび正レンズからなる接合レンズＬ１１を配置することで、負の球面収差、および軸上色収差を良好に補正している。接合レンズＬ１１の像側に配置された１枚の正レンズＬ１２は主に画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正しており、各レンズの機能を明確にすることでより高い光学性能を実現することができる。なお、さらなる高性能化を図るには、第１レンズ群Ｇ１中の接合レンズＬ１１を、負レンズと正レンズとの分離された２枚の単レンズで構成することが望ましい。
【００５３】
本実施の形態においては、第２レンズ群Ｇ２のもっとも物体側に配置される第１の負レンズＬ２１を非球面レンズとすることで、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可能である。また、第４レンズ群Ｇ４中に配置される負レンズＬ４２の物体側レンズ面を非球面とすることで、広角端状態で画面周辺部で起こるコマ収差を良好に補正することが可能である。さらに、複数の非球面を用いることでより高い光学性能が得られるのは言うまでもない。
【００５４】
本実施の形態においては、被写体距離が変化する際に第２レンズ群Ｇ２を光軸Ｚ１に沿って移動させることが望ましい。これは少ない移動量でフォーカスが行えるからである。
【００５５】
また、本実施の形態においては、色収差の発生をより良好に抑えるために、第１レンズ群Ｇ１に異常分散性の高い硝材を用いることが望ましい。特に、第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズのうち、接合レンズＬ１１中の正レンズを異常分散性の高い硝材とすることにより、望遠端状態で画面中心部において発生する２次分散を良好に補正することができる。さらに、広角端状態における色収差を良好に補正するには、第４レンズ群Ｇ４中に異常分散性の高い硝材を用いることが望ましい。
【００５６】
本実施の形態による可変焦点距離レンズ系においては、レンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群、もしくは、１つのレンズ群のうち、一部のレンズ成分を光軸Ｚ１にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより、像位置をシフトさせることが可能である。特に、本実施の形態においては、第３レンズ群Ｇ３を光軸Ｚ１にほぼ垂直な方向にシフトさせた際の収差変化が少ない。この像シフト可能なズームレンズを検出系、演算系、および駆動系と組み合わせて、シャッターレリーズの際に発生する手ぶれ等による像のぶれを補正する、防振カメラとして機能させることが可能である。検出系はカメラのぶれ角を検出して、手ぶれ情報を出力する。演算系は手ぶれ情報に基づき、手ぶれを補正するのに必要なレンズ位置情報を出力する。像シフト可能なレンズ系はレンズ系を構成する１つのレンズ群、あるいは、１つのレンズ群の一部をシフトレンズ群として光軸Ｚ１にほぼ垂直な方向にシフトさせることが可能であり、シフトレンズ群をシフトさせた際に生じる性能変化が少なくなるように補正されたレンズ系である。駆動系はレンズ位置情報に基づき、シフトレンズ群に駆動量を与える。
【００５７】
また、レンズ系の像側にモアレ縞の発生を防ぐために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勿論、可能である。
【００５８】
［撮像装置への適用例］
図１６は、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系を適用した撮像装置１００の一構成例を示している。この撮像装置１００は、例えばデジタルスチルカメラであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０が全体を統括制御し、図１に示した可変焦点距離レンズ系１（または図２〜図３に示した可変焦点距離レンズ系２，３）によって得られる光学像を撮像素子１４０により電気信号へ変換した後、これを映像分離回路１５０へ送出するようになされている。ここで撮像素子１４０としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の光電変換素子が用いられる。映像分離回路１５０は、その電気信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、これをＣＰＵ１１０へ送出すると共に、電気信号のうち映像部分に相当する映像信号を後段の映像処理回路（図示せず）へ送出するようになされている。映像処理回路では、その後の処理に適した信号形式に変換し、表示部に対する映像表示処理、所定の記録媒体に対する記録処理、所定の通信インタフェースを介したデータ転送処理等に供するようになされている。
【００５９】
ＣＰＵ１１０は、フォーカシング操作等の外部からの操作信号が供給され、その操作信号に応じて種々の処理を実行するようになされている。ＣＰＵ１１０は、例えばフォーカシングボタンによるフォーカシング操作信号が供給された場合、その指令に応じた合焦常態にするべく、ドライバ回路１２０を介して駆動モータ１３０を動作させる。これにより撮像装置１００のＣＰＵ１１０は、フォーカシング操作信号に応じてフォーカスレンズ群（例えば第２レンズ群Ｇ２）を光軸に沿って移動させるようになされている。なお、撮像装置１００のＣＰＵ１１０は、そのときのフォーカスレンズ群の位置情報をフィードバックさせるようになされており、次に駆動モータ１３０を介してフォーカスレンズ群を移動させる際に参照するようになされている。同様にして、ＣＰＵ１１０は、ズーミングの操作信号が供給された場合には、ドライバ回路１２０を介して駆動モータ１３０を動作させる。
【００６０】
この撮像装置１００はまた、手ぶれに伴う装置のぶれを検出するぶれ検出部を備えている。ＣＰＵ１１０は、ぶれ検出部から出力される信号に基づいてドライバ回路１２０を介して駆動モータ１３０を動作させる。これにより、ＣＰＵ１１０は、ぶれ量に応じて防振レンズ群（例えば第３レンズ群Ｇ３）を光軸Ｚ１に垂直な方向に移動させる。
【００６１】
また上述の実施の形態においては、撮像装置１００の具体的対象としてデジタルスチルカメラとするようにした場合について述べたが、これに限らず、他の種々の電子機器を撮像装置１００の具体的対象とするようにしても良い。例えば、レンズ交換式のカメラや、デジタルビデオカメラ、デジタルビデオカメラ等が組み込まれた携帯電話機、ＰＤＡ（Personal DigitalAssistant）等のその他の種々の電子機器を、撮像装置１００の具体的対象とするようにしても良い。
【実施例】
【００６２】
次に、本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系の具体的な数値実施例について説明する。
なお、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。「面番号」は、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。「曲率半径」は、ｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。「面間隔」はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の間隔の値（ｍｍ）を示す。「屈折率」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率の値を示す。「アッベ数」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線におけるアッベ数の値を示す。また、Ｂｆはバックフォーカス（最終レンズ面から像面Ｓｉｍｇまでの距離）を示す。
【００６３】
「曲率半径」の値が０となっている部分は平面、または絞り面を示す。「面番号」中に「ＳＴＯ」を付した面は絞り面であることを示す。面番号に「＊」を付した面は非球面である。非球面の形状は次式で表される形状である。非球面係数のデータにおいて、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０５」であれば、「１．０×１０-5」であることを示す。
【００６４】
（非球面の式）
ｘ＝ｃｙ2／（１＋（１−（１＋ｋ）ｃ2ｙ2）1/2）＋Ａｙ4＋Ｂｙ6＋…
【００６５】
ただし、ｙは光軸Ｚ１からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、ｋは円錐定数、Ａ，Ｂ，…は非球面係数である。
【００６６】
［数値実施例１］
［表１］〜［表３］は、図１に示した第１の構成例に係る可変焦点距離レンズ系１に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１］にはその基本的なレンズデータを示し、［表２］には非球面に関するデータを示す。［表３］にはその他のデータを示す。この可変焦点距離レンズ系１は、変倍に伴って各レンズ群が移動するため、各レンズ群の前後の面間隔の値は可変となっている。この可変の面間隔のデータは［表３］に示す。
【００６７】
この可変焦点距離レンズ系１では、第１レンズ群Ｇ１が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズおよび物体側に凸面を向けた正レンズからなる接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２とにより構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ２１と、両凹形状の第２の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第３の負レンズＬ２４とにより構成されている。第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２とにより構成されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸面を向けた第１の正レンズＬ４１と、像側に凹面を向けた負レンズＬ４２と、両凸形状の第２の正レンズＬ４３とにより構成されている。開口絞り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、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。第６面と第２１面は非球面となっている。
【００６８】
【表１】
2013054164.tif 000003
【００６９】
【表２】
2013054164.tif 000004
【００７０】
【表３】
2013054164.tif 000005
【００７１】
［表４］には、上述の各条件式に関する値を、数値実施例１についてまとめたものを示す。［表４］から分かるように、各条件式について、数値実施例１の値がその数値範囲内となっている。
【００７２】
【表４】
2013054164.tif 000006
【００７３】
［数値実施例２］
［表５］〜［表７］は、図２に示した第２の構成例に係る可変焦点距離レンズ系２に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表５］にはその基本的なレンズデータを示し、［表６］には非球面に関するデータを示す。［表７］にはその他のデータを示す。この可変焦点距離レンズ系２は、変倍に伴って各レンズ群が移動するため、各レンズ群の前後の面間隔の値は可変となっている。この可変の面間隔のデータは［表７］に示す。
【００７４】
この可変焦点距離レンズ系２では、第１レンズ群Ｇ１が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズおよび物体側に凸面を向けた正レンズからなる接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２とにより構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ２１と、両凹形状の第２の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第３の負レンズＬ２４とにより構成されている。第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２とにより構成されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸面を向けた第１の正レンズＬ４１と、像側に凹面を向けた負レンズＬ４２と、両凸形状の第２の正レンズＬ４３とにより構成されている。開口絞り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、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。第６面と第２１面は非球面となっている。
【００７５】
【表５】
2013054164.tif 000007
【００７６】
【表６】
2013054164.tif 000008
【００７７】
【表７】
2013054164.tif 000009
【００７８】
［表８］には、上述の各条件式に関する値を、数値実施例２についてまとめたものを示す。［表８］から分かるように、各条件式について、数値実施例２の値がその数値範囲内となっている。
【００７９】
【表８】
2013054164.tif 000010
【００８０】
［数値実施例３］
［表９］〜［表１１］は、図３に示した第３の構成例に係る可変焦点距離レンズ系３に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表９］にはその基本的なレンズデータを示し、［表１０］には非球面に関するデータを示す。［表１１］にはその他のデータを示す。この可変焦点距離レンズ系３は、変倍に伴って各レンズ群が移動するため、各レンズ群の前後の面間隔の値は可変となっている。この可変の面間隔のデータは［表１１］に示す。
【００８１】
この可変焦点距離レンズ系３では、第１レンズ群Ｇ１が、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズおよび物体側に凸面を向けた正レンズからなる接合レンズＬ１１と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズＬ１２とにより構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ２１と、両凹形状の第２の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第３の負レンズＬ２４とにより構成されている。第３レンズ群Ｇ３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２とにより構成されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側に凸面を向けた第１の正レンズＬ４１と、像側に凹面を向けた負レンズＬ４２と、両凸形状の第２の正レンズＬ４３とにより構成されている。開口絞り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、レンズ位置状態が変化する際に第３レンズ群Ｇ３と一体的に移動する。第６面と第２１面は非球面となっている。
【００８２】
【表９】
2013054164.tif 000011
【００８３】
【表１０】
2013054164.tif 000012
【００８４】
【表１１】
2013054164.tif 000013
【００８５】
［表１２］には、上述の各条件式に関する値を、数値実施例３についてまとめたものを示す。［表１２］から分かるように、各条件式について、数値実施例３の値がその数値範囲内となっている。
【００８６】
【表１２】
2013054164.tif 000014
【００８７】
［収差性能］
図７〜図１５に、各数値実施例の収差性能を示す。図７〜図１５に示した収差はいずれも無限遠合焦時のものである。
【００８８】
図７（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系１の広角端状態における球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および横収差を示している。図８（Ａ）〜（Ｄ）は中間焦点距離状態における同様の各収差を示している。図９（Ａ）〜（Ｄ）は望遠端状態における同様の各収差を示している。これらの各収差図には、ｄ線（５８７．６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はメリジオナル方向の収差を示す。横収差において、Ａは画角、ｙは像高を示す。
【００８９】
同様に、数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系２についての球面収差、非点収差、歪曲収差、および横収差を図１０〜図１２の（Ａ）〜（Ｄ）に示す。同様にして、数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系３についての球面収差、非点収差、歪曲収差、および横収差を図１３〜図１５の（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
【００９０】
以上の各収差図から分かるように、各実施例について、広角端から望遠端の各変倍域において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有している。
【００９１】
また、各実施例について、広角端状態における画角が７０〜８０°程度で、ズーム比が６〜９倍程度、広角端状態におけるＦ値がＦ２．８〜４程度のレンズに最適な可変焦点距離レンズ系が達成できている。
【００９２】
＜その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各数値実施例において示した各部の形状および数値は、いずれも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術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。
【００９３】
また、上記実施の形態および実施例では、４つのレンズ群からなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であっても良い。
【００９４】
また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
［１］
物体側より順に、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レンズ群とを備え、
開口絞りが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ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減少するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動するようになされ、
前記第３レンズ群が負レンズとその像側に配置される正レンズとにより構成され、
以下の条件式を満足する
可変焦点距離レンズ系。
０．３５＜ｆ３／｜ｆ３ａ｜＜０．８  …（１）
ただし、
ｆ３ａ：前記第３レンズ群に配置される負レンズの焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
とする。
［２］
以下の条件式を満足する、上記［１］に記載の可変焦点距離レンズ系。
０．５＜ｆ４／ｆ３＜０．８  …（２）
ただし、
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
とする。
［３］
前記第３レンズ群内において、前記負レンズは像側に凹面を向き、前記正レンズは物体側レンズ面が物体側に凸面を向けた構成とされ、
以下の条件式を満足する、上記［１］または［２］に記載の可変焦点距離レンズ系。
０．０３＜（Ｒ３３−Ｒ３２）／（Ｒ３３＋Ｒ３２）＜０．１８  …（３）
ただし、
Ｒ３３：前記第３レンズ群中に配置される前記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
Ｒ３２：前記第３レンズ群中に配置される前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
とする。
［４］
前記第４レンズ群が、物体側より順に、物体側に凸面を向けた第１の正レンズと、像側に凹面を向けた負レンズと、両凸形状の第２の正レンズとの３枚で構成され、
以下の条件式を満足する、上記［１］ないし［３］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
１＜Ｄａ／Ｒ４４＜２．８  …（４）
ただし、
Ｄａ：広角端状態において、前記開口絞りから前記第４レンズ群中に配置される前記負レンズの像側レンズ面までの光軸に沿った長さ
Ｒ４４：前記第４レンズ群中に配置される前記負レンズの像側レンズ面の曲率半径
とする。
［５］
以下の条件式を満足する、上記［４］に記載の可変焦点距離レンズ系。
０．９＜Ｒ４１／ｆｗ＜１．８  …（５）
ただし、
Ｒ４１：前記第４レンズ群中に配置される前記第１の正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。
［６］
前記第２レンズ群は、物体側より順に、像側に凹面を向けた第１の負レンズと、物体側に凹面を向けた第２の負レンズと、両凸形状の正レンズと、物体側に凹面を向けた第３の負レンズとの４枚のレンズで構成され、
以下の条件式を満足する、上記［１］ないし［５］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
−０．６５＜ｆｗ／Ｒ２３＜−０．３５  …（６）
ただし、
Ｒ２３：前記第２レンズ群中に配置される前記第２の負レンズの物体側レンズ面の曲率半径
とする。
［７］
実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
上記［１］ないし［６］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
［８］
可変焦点距離レンズ系と、前記可変焦点距離レンズ系によって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備え、
前記可変焦点距離レンズ系は、
物体側より順に、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レンズ群とを備え、
開口絞りが前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置され、
広角端状態から望遠端状態までレンズ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減少するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動するようになされ、
前記第３レンズ群が負レンズとその像側に配置される正レンズとにより構成され、
以下の条件式を満足する
撮像装置。
０．３５＜ｆ３／｜ｆ３ａ｜＜０．８  …（１）
ただし、
ｆ３ａ：前記第３レンズ群に配置される負レンズの焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
とする。
［９］
前記可変焦点距離レンズ系は、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備える
上記［８］に記載の撮像装置。
【符号の説明】
【００９５】
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、Ｓｉｍｇ…像面、Ｚ１…光軸、１〜３…可変焦点距離レンズ系、１００…撮像装置、１１０…ＣＰＵ、１２０…ドライバ回路、１３０…駆動モータ、１４０…撮像素子、１５０…映像分離回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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