JP2010204148A - 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【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、第２レンズ群Ｇ２が、像側に凹面を向けた負レンズＬ２１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Ｌ２２とが物体側より像側へ順に配置されて構成され、第３レンズ群Ｇ３が、物体側に凸面を向けた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、両凸形状の正レンズＬ３２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両面Ｒ６、Ｒ７と接合レンズの最も像側の面Ｒ１０とを非球面に形成した。
【選択図】 図２

Description

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、広角端状態における画角が７５度を超えるとともに、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。

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。

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。

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。

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の光軸に対する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となり、従って、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

このような正先行型のズームレンズとしては、特許文献４、特許文献５、特許文献６等に記載されたものがある。

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、広角化と高変倍化が図られ、第３レンズ群が、両凸形状の正レンズと像側に凹面を向けたメニスカス形状の負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。

特許文献５に記載されたズームレンズにあっては、第３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、正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。

特許文献６に記載されたズームレンズにあっては、第３レンズ群が、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの負の屈折力を有する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。

特開２００８−１４６０１６号公報 特開２００７−９４１７４号公報 特開２００８−４６２０８号公報 特開２００８−１０２１６５号公報 特開２００７−７２１１７号公報 特開２００８−２０３４５３号公報

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。従って、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。

また、従来の正先行型ズームレンズにおいては、小型化を確保した上で広角端状態における広画角化を図るために、第２レンズ群を射出する軸外光束が強く発散されている。

従って、第３レンズ群が強い屈折力を有するように構成されているが、特許文献４や特許文献６に記載されたズームレンズのように第３レンズ群が正レンズと負レンズによって構成される場合には、これらのレンズ間の相互偏心による光学性能の低下が著しく大きくなると言う問題があった。

さらに、特許文献５に記載されたズームレンズにあっては、第３レンズ群の接合レンズの像側の面と正レンズの物体側の面との曲率半径が近い値であるために、球面収差の補正を良好に行うことができないと言う問題があった。

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。

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全てのレンズ群が可動とされ、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３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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両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）−０．６５＜（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）＜−０．２５
（２）−１．０＜（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）＜−０．６
但し、
Ｒ３３：第３レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径
Ｒ３４：第３レンズ群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２２：第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
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
とする。

従って、特に、負の球面収差及び広角端状態で発生する正の像面湾曲が良好に補正される。

上記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）１．６＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜２．１
但し、
ｆ３４ｗ：広角端状態における第３レンズ群と第４レンズ群との合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

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、第３レンズ群に入射する主光線の光軸に対する角度が小さくなる。

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の焦点距離
とする。

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。

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）１．０＜Σ２／ｆｗ＜１．３
但し、
Σ２：第２レンズ群の光軸に沿った厚み
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

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、各レンズの面の位置による屈折力の変化が抑制されると共に第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸に近付く。

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（６）を満足するように構成することが望ましい。
（６）０．２５＜Ｒ２２／Ｄ２ｗ＜０．３５
但し、
Ｄ２ｗ：広角端状態において第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面から開口絞りまでの距離
とする。

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２レンズ群の負レンズにおける像面湾曲の発生が抑制されと共に第２レンズ群に入射する軸外光束の光軸に対する角度が小さくなる。

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（７）を満足するように構成することが望ましい。
（７）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。

可変焦点距離レンズ系が上記のように構成され条件式（７）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。

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（８）を満足するように構成することが望ましい。
（８）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。

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、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。

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（９）を満足するように構成することが望ましい。
（９）−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。

可変焦点距離レンズ系が条件式（９）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が良好に補正される。

本発明撮像装置は、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全てのレンズ群が可動とされ、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３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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両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）−０．６５＜（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）＜−０．２５
（２）−１．０＜（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）＜−０．６
但し、
Ｒ３３：第３レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径
Ｒ３４：第３レンズ群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２２：第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
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
とする。

従って、特に、負の球面収差及び広角端状態で発生する正の像面湾曲が良好に補正される。

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全てのレンズ群が可動とされ、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３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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両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）−０．６５＜（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）＜−０．２５
（２）−１．０＜（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）＜−０．６
但し、
Ｒ３３：第３レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径
Ｒ３４：第３レンズ群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２２：第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
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
とする。

従って、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。

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）１．６＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜２．１
但し、
ｆ３４ｗ：広角端状態における第３レンズ群と第４レンズ群との合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

従って、レンズ全長の小型化及び第１レンズ群のレンズ径の小型化を図ることができる。

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
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

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。

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）１．０＜Σ２／ｆｗ＜１．３
但し、
Σ２：第２レンズ群の光軸に沿った厚み
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

従って、各レンズの面の位置による屈折力の変化を抑制して光学性能の向上を図ることができると共に第１レンズ群に入射する軸外光束を光軸に近付けることにより小型化を図ることができる。

請求項７及び請求項８に記載した発明にあっては、以下の条件式（６）を満足するようにした。
（６）０．２５＜Ｒ２２／Ｄ２ｗ＜０．３５
但し、
Ｄ２ｗ：広角端状態において第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面から開口絞りまでの距離
とする。

従って、第２レンズ群の負レンズにおける像面湾曲の発生を抑制すると共に第２レンズ群に入射する軸外光束の光軸に対する角度を小さくし、光学性能の向上を図ることができる。

請求項９及び請求項１０に記載した発明にあっては、前記開口絞りは、前記第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（７）を満足するようにした。
（７）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。

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。

請求項１１及び請求項１２に記載した発明にあっては、以下の条件式（８）を満足するようにした。
（８）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

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。

請求項１３及び請求項１４に記載した発明にあっては、以下の条件式（９）を満足するようにした。
（９）−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。

従って、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における全長の短縮化を図ることができる。

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全てのレンズ群が可動とされ、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３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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両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）−０．６５＜（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）＜−０．２５
（２）−１．０＜（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）＜−０．６
但し、
Ｒ３３：第３レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径
Ｒ３４：第３レンズ群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２２：第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
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
とする。

従って、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。

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。

［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。

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。

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全てのレンズ群が可動とされる。

さらに、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。

さらにまた、本発明可変焦点距離レンズ系は、第３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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。

加えて、本発明可変焦点距離レンズ系は、第２レンズ群における物体側に配置された負レンズの両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。

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。

本発明における可変焦点距離レンズ系は、広角端状態において第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。従って、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。

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。

また、広角端状態において第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。従って、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。

さらに、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。従って、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することができ、高性能化を図ることができる。

尚、上記のような４群構成の可変焦点距離レンズ系において、広角端状態において画角を広げ、かつ、小型化と高性能化を図るためには、次の２つの課題（Ａ）、（Ｂ）があった。

（Ａ）広角端状態での画角の変化に伴う軸外収差の変動が大きくなること
（Ｂ）製造時に発生するレンズの偏心による性能低下が大きくなること。

先ず、（Ａ）の課題について説明する。

一般に、広角端状態において画角を広げようとする場合には、第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れてしまい、レンズ径が大きくなってしまう。特に、第１レンズ群が正の屈折力を有する場合には、従来技術を使って画角を広げようとしたときに、第１レンズ群を射出する光束の光軸に対する角度が非常に大きくなり、画角による軸外収差の変動が大きくなってしまう。

そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第１レンズ群に入射する軸外光束を光軸に近付ければ、画角の変化に伴う軸外収差の変動を抑えられる点に着目した。具体的には、以下のように、第２レンズ群の厚みを薄くすることにより画角の変化に伴う軸外収差の変動を抑えるようにしている。

第２レンズ群の厚みを薄くするために、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るようにした。

従来の構成として、例えば、特開２００７−２９２９９４号公報に記載のように、第２レンズ群が、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凹形状の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負レンズとが物体側より像側へ順に配置されたものがある。

しかしながら、このような構成の場合には、接合レンズの最も物体側の面が物体側を向く凹面とされているため、負レンズと接合レンズとの間隔を広げる必要があった。

そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群における物体側に配置された負レンズを非球面レンズとすることにより、接合レンズの最も物体側の面の収差補正機能を軽減して物体側に凸面を向けた形状に形成し、薄型化を実現している。

また、従来の構成として、例えば、特開２００８−１９１２９１号公報に記載のように、像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと、両凹形状の負レンズと、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たものがある。

しかしながら、このような構成の場合には、第２レンズ群に接合レンズを有しないため、その分、第２レンズ群の厚みが厚くされている。

そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群の最も像側の面を非球面とすることにより、像側に位置する２枚のレンズを接合レンズとしたときに発生する負の球面収差を良好に補正し、収差の抑制が図られた接合レンズを構成するようにした。従って、本発明においては、像側に位置する２枚のレンズ、即ち、負レンズと正レンズとの間の間隔を無くすことにより薄型化を実現している。

また、本発明可変焦点距離レンズ系においては、以下のように、第３レンズ群の構造についても着目した。

従来の構成として、例えば、特開２００８−２０３４５３号公報に記載のように、第３レンズ群が、両凸形状の正レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズとの接合負レンズとが物体側から像側へ順に配置されて構成されたものがある。

しかしながら、このような構成の場合には、主光線が第３レンズ群における物体側に配置された正レンズによって収斂された後に接合レンズによって発散されるため、第３レンズ群に入射する（第２レンズ群を射出する）主光線の光軸に対する角度が大きくなってしまう。従って、主光線の光軸に対する角度が大きいために、第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れてしまう。

そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正レンズとが物体側より像側へ順に配置されて構成されるようにし、第３レンズ群の屈折力構造を従来に対して変更した。

従って、第３レンズ群に入射する（第２レンズ群を射出する）主光線の光軸に対する角度を小さくし、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によりレンズ径の小型化を実現している。

次に、（Ｂ）の課題について説明する。

従来の構成として、例えば、上記した特開２００８−２０３４５３号公報に記載のように、第３レンズ群が強い正の屈折力を有するにも拘わらず、第３レンズ群が正の屈折力を有する正レンズと負の屈折力を有する接合レンズを備えたものがある。

しかしながら、このような構成の場合には、正レンズと接合レンズの相互偏心によって光学性能が著しく低下してしまう。

そこで、本発明においては、第３レンズ群の接合レンズと正レンズを接触可能な構成としている。従って、接合レンズと正レンズを接触させることにより、接合レンズと正レンズを両者の間に別部材を介して保持する必要がなく、製造時に発生する相互偏心を低減して製造時における安定した光学品質を確保することができる。

また、従来、第２レンズ群が負レンズと最も物体側の面が凹面に形成された接合レンズとによって構成されている場合に、負レンズの像側の面における有効径の外周に平坦部を形成して負レンズと接合レンズを接触可能としたものがある。

しかしながら、このような構成の場合には、接合レンズの物体側の面が凹面であるため、接合レンズの物体側の面における有効径の外周にも平坦部を形成し、負レンズの像側の面における平坦部と接合レンズの物体側の面における平坦部とを接触させる必要がある。従って、負レンズの平坦部と接合レンズの平坦部とを接触させることにより、平坦部による接合レンズの倒れが生じるおそれがある。

そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、接合レンズの物体側の面を凸面にすることにより、接合レンズの物体側の面における有効径の外周に平坦部を形成することなく、負レンズと接合レンズを接触させることができる。従って、製造時において平坦部による接合レンズの倒れが生じることがなく、製造時における相互偏心を低減して製造時における安定した光学品質を図ることができる。

本発明においては、以上のように構成することにより、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。

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）−０．６５＜（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）＜−０．２５
（２）−１．０＜（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）＜−０．６
但し、
Ｒ３３：第３レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径
Ｒ３４：第３レンズ群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２２：第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
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
とする。

条件式（１）は、第３レンズ群の接合レンズとその像側に配置された正レンズとの間に形成される間隔の形状を規定する式である。

条件式（１）の上限値を上回った場合には、接合レンズの最も像側の面と正レンズの物体側の面との曲率半径が近付き、これらの２つの面における収差補正機能が低下してしまう。従って、負の球面収差を良好に補正することができず、良好な光学性能が得られなくなってしまう。

一方、条件式（１）の下限値を下回った場合には、広角端状態で発生する正の像面湾曲を良好に補正することができなくなり、良好な結像性能が得られなくなってしまう。

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、負の球面収差及び広角端状態で発生する正の像面湾曲を良好に補正することができ、光学性能の向上を図ることができる。

尚、本発明可変焦点距離レンズ系においては、広角端状態における画角が広くされているが、一般に、画角が広くなるに従って製造時に発生する偏心による性能低下が発生し易くなる。

そこで、本発明可変焦点距離レンズ系においては、設計段階において光学性能をより高くして製造時にもより高い光学性能を実現するために、広角端状態において発生し易い画角に基づくコマ収差の変動をより良好に補正することが望ましい。この場合には、条件式（１）の上限値を−０．３０とすることが望ましい。

条件式（２）は、第２レンズ群の負レンズとその像側に配置された接合レンズとの間に形成される間隔の形状を規定する式である。

条件式（２）の上限値を上回った場合には、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から離れてしまう。従って、画面周辺部において大きなコマ収差が発生し良好な光学性能が得られなくなり、また、第１レンズ群のレンズ径が大型化してしまう。

一方、条件式（２）の下限値を下回った場合には、第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面が物体側に凹面を向けた形状となり、上記したように、製造時における負レンズと接合レンズとの相互偏心が大きくなってしまう。従って、製造時における安定した光学性能を確保することが困難になってしまう。

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、画面周辺部におけるコマ収差の発生が抑制されると共に製造時における負レンズと接合レンズとの相互偏心が低減され、光学性能の向上を図ることができる。

尚、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群の接合レンズの最も物体側の面が凹面となった場合においても、相互偏心による性能低下を偏心調整により改善することが可能である。

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１レンズ群に入射する軸外光束を光軸に近付けてレンズ径を小型化するために、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）１．６＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜２．１
但し、
ｆ３４ｗ：広角端状態における第３レンズ群と第４レンズ群との合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
とする。

条件式（３）は、広角端状態における第３レンズ群と第４レンズ群との合成焦点距離を規定する式である。

条件式（３）の上限値を上回った場合には、第３レンズ群の位置がレンズ系の位置状態に拘わらず物体側へ移動するため、レンズ全長が大型化し十分な小型化を図ることができない。

一方、条件式（３）の下限値を下回った場合には、第３レンズ群に入射する主光線の光軸に対する角度が大きくなってしまうため、第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れ、第１レンズ群のレンズ径が大きくなってしまう。

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、レンズ全長の小型化及び第１レンズ群のレンズ径の小型化を図ることができる。

尚、本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系においては、第３レンズ群と第４レンズ群が何れも正の屈折力を有するため、軸外光束が通過する高さの変化がレンズの位置状態によって変化し難い。

そこで、レンズの位置状態の変化に伴う軸外光束が通過する高さの変化をバランス良くし、レンズの位置状態の変化に伴う軸外収差をより良好に補正するために、条件式（３）の下限値を１．７とすることが望ましい。

条件式（３）の下限値を１．７とすることが望ましい理由を以下に説明する。 撮影した画像や映像を撮像素子で記録する場合には、第４レンズ群を射出する主光線が光軸に対して平行に近い状態とされるため、ｆ３４ｗ／ｆｗの値が小さくなるに従って第３レンズ群の屈折力が強まり第４レンズ群の屈折力が弱まる。従って、レンズの位置状態の変化に伴う像面位置の変化を補正するために必要な第４レンズ群の移動量が大きくなり、第４レンズ群を通過する軸外光束の高さの変化は大きくなるが、第３レンズ群を通過する軸外光束の高さの変化は小さくなる。

そこで、上記したように、条件式（３）の下限値を１．７とすることにより、第３レンズ群と第４レンズ群のそれぞれにおいて軸外光束が通過する高さの変化を適切に設定して良好なバランスを確保し、レンズの位置状態の変化に伴う軸外収差をより良好に補正することができる。

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、一層の高変倍化、小型化及び高性能化を図るために、第１レンズ群を以下のように適切な構成にすることが望ましい。

望遠端状態の焦点距離は大きいため、変倍比が高まると色収差や球面収差を良好に補正する必要があり、また、高性能化を実現するには、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重要である。このような収差の良好な補正を行い高性能化を図るためには、少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズが必要である。

また、望遠端状態におけるレンズ全長を短縮化してレンズ径を小さくするためには、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正レンズと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。

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１レンズ群を上記のような構成としており、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強い正の屈折力を確保するようにしている。

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の焦点距離
とする。

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。

条件式（４）の上限値を上回った場合には、望遠端状態における第１レンズ群の全長が長くなってしまう。

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、特に、望遠端状態において、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。

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して光学性能の向上を図ることができる。

尚、本発明の一実施形態の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。

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。

尚、本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系においては、上記したように、第２レンズ群に非球面レンズを用いているが、特に、第２レンズ群の厚みを適切に設定することにより、小型化と高性能化を両立することができる。

小型化と高性能化の両立は、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を独立して補正することができることに基づく。

具体的には、近軸領域での入射瞳位置と画面周縁領域での入射瞳位置とを独立して補正している。従って、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と同時に、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。

本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系にあっては、小型化と高性能化のバランスを図るために、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）１．０＜Σ２／ｆｗ＜１．３
但し、
Σ２：第２レンズ群の光軸に沿った厚み
とする。

条件式（５）は、第２レンズ群の光軸に沿った厚みを規定する式である。

条件式（５）の下限値を下回った場合には、第２レンズ群の厚みが薄くなるためレンズ径の小型化を図ることが可能であるが、負レンズの物体側の面の屈折力が中心付近と周辺付近とで大きく異なってしまうため、微小な偏心によっても光学性能が著しく低下してしまう。また、接合レンズの像側の面も負レンズの物体側の面と同様に中心付近と周辺付近とで屈折力が大きく異なってしまい、光学性能の低下を来たしてしまう。

条件式（５）の上限値を上回った場合には、第１レンズ群に入射する軸外光束が光軸から離れてしまうためレンズ径が大きくなってしまう。

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、各レンズの面の位置による屈折力の変化を抑制して光学性能の向上を図ることができると共に第１レンズ群に入射する軸外光束を光軸に近付けることにより小型化を図ることができる。

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が広いため、一層の高性能化を実現するために広角端状態における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重要であり、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．２５＜Ｒ２２／Ｄ２ｗ＜０．３５
但し、
Ｄ２ｗ：広角端状態において第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面から開口絞りまでの距離
とする。

条件式（６）は、第２レンズ群の負レンズの曲率半径を規定する式である。

条件式（６）の下限値を下回った場合には、第２レンズ群の負レンズにおいて高次の像面湾曲が発生してしまうため、光学性能の低下を来たしてしまう。

一方、条件式（６）の上限値を上回った場合には、第２レンズ群に入射する軸外光束の光軸に対する角度が大きくなるため、製造時に発生する第２レンズ群の偏心によって著しく光学性能が低下してしまう。

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２レンズ群の負レンズにおける像面湾曲の発生を抑制すると共に第２レンズ群に入射する軸外光束の光軸に対する角度を小さくし、光学性能の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態の可変焦点距離レンズ系においては、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。

また、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、広角端状態において第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。

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（７）を満足することが望ましい。
（７）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。

条件式（７）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。

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。

条件式（７）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。

一方、条件式（７）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。

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、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。

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（８）を満足することが望ましい。
（８）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
とする。

条件式（８）は、第３レンズ群の焦点距離を規定する式である。

条件式（８）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。

一方、条件式（８）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。

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、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。

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（９）を満足することが望ましい。
（９）−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。

条件式（９）は、第２レンズ群の横倍率を規定する式である。

条件式（９）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。

一方、条件式（９）の下限値を下回った場合には、望遠端状態における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。

従って、可変焦点距離レンズ系が条件式（９）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における全長の短縮化を図ることができる。

尚、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。

以上のことから、本発明に係る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。

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。

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。

そこで、本発明に係る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。

尚、本発明に係る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。

特に、本発明に係る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。

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。

尚、本発明に係る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。

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。

さらに、第３レンズ群又は第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。

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。

［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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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１０枚のレンズを有している。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（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。

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＝９．４１４）における可変間隔を、ＦナンバーＦｎｏ及び画角２ωと共に表６に示す。

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＝９．４１４）における諸収差図を示す。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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８に示す。

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＝２．１００）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９に示す。

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＝２．１００）、図１３は望遠端状態（焦点距離ｆ＝９．４３４）における諸収差図を示す。

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。

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。

［条件式の各値］
表１０に可変焦点距離レンズ系１乃至可変焦点距離レンズ系３における上記条件式（１）乃至条件式（９）の各値を示す。

即ち、条件式（１）のＲ３３、Ｒ３４、（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）、条件式（２）のＲ２２、Ｒ２３、（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）、条件式（３）のｆ３４ｗ、ｆｗ、ｆ３４ｗ／ｆｗ、条件式（４）のｆ１、ｆｔ、ｆ１／（ｆｗ・ｆｔ）^１／２、条件式（５）のΣ２、Σ２／ｆｗ、条件式（６）のＤ２ｗ、Ｒ２２／Ｄ２ｗ、条件式（７）のｄＳ３、Ｒ３１、ｄＳ３／Ｒ３１、条件式（８）のｆ３、ｆ３／ｆｗ、条件式（９）のβ２ｔ、１／β２ｔを示す。

表１０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３は条件式（１）乃至条件式（９）を満足するようにされている。

［撮像装置の構成］
次に、本発明撮像装置について説明する。

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。

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。

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し、全てのレンズ群が可動とされる。

さらに、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。

また、本発明撮像装置は、可変焦点距離レンズ系が、第３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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。

さらにまた、本発明可変焦点距離レンズ系は、第３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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。

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負レンズの両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。

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、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。

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）−０．６５＜（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）＜−０．２５
（２）−１．０＜（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）＜−０．６
但し、
Ｒ３３：第３レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径
Ｒ３４：第３レンズ群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２２：第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
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
とする。

本発明撮像装置は、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、負の球面収差及び広角端状態で発生する正の像面湾曲を良好に補正することができ、光学性能の向上を図ることができる。

また、本発明撮像装置は、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、画面周辺部におけるコマ収差の発生が抑制されると共に製造時における負レンズと接合レンズとの相互偏心が低減され、光学性能の向上を図ることができる。

図１４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。

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。

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）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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２乃至図１４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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。

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、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

Claims (15)

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全てのレンズ群が可動とされ、
   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３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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両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）−０．６５＜（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）＜−０．２５
   （２）−１．０＜（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）＜−０．６
   但し、
   Ｒ３３：第３レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径
   Ｒ３４：第３レンズ群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径
   Ｒ２２：第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
   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
   とする。
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）１．６＜ｆ３４ｗ／ｆｗ＜２．１
   但し、
   ｆ３４ｗ：広角端状態における第３レンズ群と第４レンズ群との合成焦点距離
   ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
   とする。
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
   ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
   ｆｔ：望遠端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
   とする。
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の焦点距離
   とする。
5. 以下の条件式（５）を満足する
   請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （５）１．０＜Σ２／ｆｗ＜１．３
   但し、
   Σ２：第２レンズ群の光軸に沿った厚み
   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. 以下の条件式（５）を満足する
   請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （５）１．０＜Σ２／ｆｗ＜１．３
   但し、
   Σ２：第２レンズ群の光軸に沿った厚み
   とする。
7. 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）０．２５＜Ｒ２２／Ｄ２ｗ＜０．３５
   但し、
   Ｄ２ｗ：広角端状態において第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面から開口絞りまでの距離
   とする。
8. 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）０．２５＜Ｒ２２／Ｄ２ｗ＜０．３５
   但し、
   Ｄ２ｗ：広角端状態において第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面から開口絞りまでの距離
   とする。
9. 前記開口絞りは、前記第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（７）を満足する
   請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （７）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。
10. 前記開口絞りは、前記第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（７）を満足する
    請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
    （７）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。
11. 以下の条件式（８）を満足する
    請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
    （８）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
    但し、
    ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体の焦点距離
    とする。
12. 以下の条件式（８）を満足する
    請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
    （８）２＜ｆ３／ｆｗ＜２．３
    但し、
    ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
    とする。
13. 以下の条件式（９）を満足する
    請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
    （９）−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。
14. 以下の条件式（９）を満足する
    請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
    （９）−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。
15. 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全てのレンズ群が可動とされ、
    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３レンズ群が、物体側に凸面を向けた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と、両凸形状の正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両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）−０．６５＜（Ｒ３３−Ｒ３４）／（Ｒ３３＋Ｒ３４）＜−０．２５
    （２）−１．０＜（Ｒ２２−Ｒ２３）／（Ｒ２２＋Ｒ２３）＜−０．６
    但し、
    Ｒ３３：第３レンズ群の接合レンズの最も像側の面の曲率半径
    Ｒ３４：第３レンズ群の最も像側に配置された正レンズの物体側の面の曲率半径
    Ｒ２２：第２レンズ群の最も物体側に配置された負レンズの像側の面の曲率半径
    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
    とする。

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