JP4210935B2 - 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は新規な可変焦点距離レンズ系及び撮像装置に関する。詳しくは、複数のレンズ群が移動することにより焦点距離が可変のレンズ系、特に、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像素子により受光する撮像装置に好適な可変焦点距離レンズ系及び該可変焦点距離レンズ系を使用した撮像装置に関する。

従来より、カメラにおける記録手段として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementtary 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、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れるようになった。

但し、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受光素子上に到達する光量を増大させるために、各光電変換素子の直前に微小なレンズ素子（所謂、マイクロレンズアレイ）を配置する試みが為された。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受光素子に近づく、すなわち、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、受光素子上に到達せず、光量不足を招いてしまうからである。

光電変換素子を受光素子に用いて記録するカメラ、所謂、デジタルスチルカメラは現像作業が不要のため、撮影結果を容易に確認できる等、データの取扱いやすさがある反面、画質の面で銀塩カメラに劣っていたり、パーソナルコンピュータ等の機器との接続が必要となるため、普及率が向上しなかったが、近年の画質向上や機器の普及により、デジタルスチルカメラがより一般的に使われるようになってきた。

画質向上については上述の受光素子の高集積化と併せて、光学系の高性能化が必要不可欠である。

また、変倍比を高めることは撮影者に撮影の自由度を高め、例えば、被写体により近づいた撮影が可能となったり、室内など被写体位置が近い時でも広い範囲が撮影できるなどの利点を生み出した。

具体的なズームレンズとして、例えば、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群を配置した、所謂、負正正３群タイプが知られている。

具体的には、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されたものが知られている。

特許文献１に示されたズームレンズは、第２レンズ群が凸凸凹凸の４枚構成のエルノスタータイプを採用していた。特許文献２に示されたズームレンズにおいては、第２レンズ群が凸凸凹の３枚構成で、第３レンズ群と合わせてエルノスタータイプとなっていた。

特許文献３に示されたズームレンズでは、第２レンズ群が凸凹凸の３枚構成のトリプレットタイプを採用していた。

特許文献４のの第５実施例によるズームレンズでは、第２レンズ群が凸凹の接合レンズ及び凸レンズから成る３枚構成であった。

そして、近年の高集積化に伴う受光素子の小型化により、レンズ系は小型化と高性能化との両立化が要求され、製造時に生じる各レンズ同士の偏心に伴う性能劣化を抑える必要が生じてきた。

特開２００３−６６３３２号公報

特開２００３−１４００４１号公報

特開２００３−１４００４７号公報

特開２００３−１４９５５５号公報

しかしながら、小型化に伴うレンズの小径化により偏心量が増加し、また、各レンズの屈折力の増大により性能劣化をもたらす偏心の敏感度が増大することにになってしまった。

軸上光束が第１レンズ群により広げられて第２レンズ群に入射するため、第２レンズ群は大口径化が必要であり、且つ、軸外光束がレンズ位置状態に伴って入射高が変化せずに入射角だけが変化するため、レンズ位置状態の変化に伴う、軸外収差の変動を良好に抑える必要があり、第２レンズ群により発生する性能劣化をできるだけ抑える必要がある。

特許文献１や、特許文献２に示されたズームレンズの第２レンズ群は、凸レンズ、凸と凹の接合レンズを配置しており、レンズ室に収める際に凸レンズと接合レンズとの間にスペーサーを配置することが必要である。仮に、スペーサーの加工精度が同じ条件であるとすると、小径になるほど、製造時に発生する偏肉によるレンズ倒れが大きくなってしまうという問題点があった。

特許文献３に示されたズームレンズの第２レンズ群では、３枚のレンズがレンズ同士で直接ぶつかるため、製造時に各レンズの偏心の累積による性能劣化を安定させることが難しい。

特許文献４の第５実施例によるズームレンズでは、第２レンズ群が２つのブロックで構成されるため、小型化の点が充分といえなかった。

そこで、本発明は上記問題点を解決し、製造時ににおける組付誤差の影響を少なくして、安定した光学品質を達成することが可能な可変焦点距離レンズ系及び該可変焦点距離レンズ系を使用した撮像装置を提供することを課題とするものである。

本発明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、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群によって構成され、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、少なくとも上記第１レンズ群と上記第２レンズ群が移動し、上記第２レンズ群は上記第１レンズ群との間の間隔が狭まるように物体側へ移動し、開口絞りが上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間に配置され、上記第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、上記第２レンズ群は、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、該接合レンズの像側に空気間隔を隔てて配置された両凸形状の正レンズとで構成され、上記第３レンズ群は正レンズで構成され、Ｄｓを上記接合レンズと上記正レンズとの間に形成される空気間隔の長さ、Ｒ22aを上記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径、Ｒ21bを上記接合レンズの像側レンズ面の曲率半径、Ｄａを上記開口絞りから上記接合レンズの像側レンズ面までの距離として、条件式（１）０．０２＜Ｄｓ／（Ｒ22a−Ｒ21b）＜０．１及び条件式（２）０．６＜Ｄａ／Ｒ21b＜０．８を満足するようにしたものである。

また、本発明撮像装置は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群によって構成され、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、少なくとも上記第１レンズ群と上記第２レンズ群が移動し、上記第２レンズ群は上記第１レンズ群との間の間隔が狭まるように物体側へ移動する可変焦点距離レンズ系と、上記可変焦点距離レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備え、上記可変焦点距離レンズ系は、開口絞りが上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間に配置され、上記第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、上記第２レンズ群は、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、該接合レンズの像側に空気間隔を隔てて配置された両凸形状の正レンズとで構成され、上記第３レンズ群は正レンズで構成され、Ｄｓを上記接合レンズと上記正レンズとの間に形成される空気間隔の長さ、Ｒ22aを上記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径、Ｒ21bを上記接合レンズの像側レンズ面の曲率半径、Ｄａを上記開口絞りから上記接合レンズの像側レンズ面までの距離として、条件式（１）０．０２＜Ｄｓ／（Ｒ22a−Ｒ21b）＜０．１及び条件式（２）０．６＜Ｄａ／Ｒ21b＜０．８を満足するようにしたものである。

従って、本発明にあっては、各収差が良好に補正され、且つ、接合レンズと正レンズとをレンズ有効径より外側で直接レンズ同士が当接させることが可能になる。

本発明可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群によって構成され、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、少なくとも上記第１レンズ群と上記第２レンズ群が移動し、上記第２レンズ群は上記第１レンズ群との間の間隔が狭まるように物体側へ移動する可変焦点距離レンズ系において、
開口絞りが上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間に配置され、
上記第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、
上記第２レンズ群は、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、該接合レンズの像側に空気間隔を隔てて配置された両凸形状の正レンズとで構成され、
上記第３レンズ群は正レンズで構成され、
以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。

（１）０．０２＜Ｄｓ／（Ｒ22a−Ｒ21b）＜０．１
（２）０．６＜Ｄａ／Ｒ21b＜０．８
但し、
Ｄｓ：上記接合レンズと上記正レンズとの間に形成される空気間隔の長さ
Ｒ22a：上記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
Ｒ21b：上記接合レンズの像側レンズ面の曲率半径
Ｄａ：上記開口絞りから上記接合レンズの像側レンズ面までの距離
とする。

また、本発明撮像装置は、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群によって構成され、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、少なくとも上記第１レンズ群と上記第２レンズ群が移動し、上記第２レンズ群は上記第１レンズ群との間の間隔が狭まるように物体側へ移動する可変焦点距離レンズ系と、上記可変焦点距離レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
上記可変焦点距離レンズ系は、開口絞りが上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間に配置され、
上記第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、
上記第２レンズ群は、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、該接合レンズの像側に空気間隔を隔てて配置された両凸形状の正レンズとで構成され、
上記第３レンズ群は正レンズで構成され、
以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする撮像装置。

（１）０．０２＜Ｄｓ／（Ｒ22a−Ｒ21b）＜０．１
（２）０．６＜Ｄａ／Ｒ21b＜０．８
但し、
Ｄｓ：上記接合レンズと上記正レンズとの間に形成される空気間隔の長さ
Ｒ22a：上記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
Ｒ21b：上記接合レンズの像側レンズ面の曲率半径
Ｄａ：上記開口絞りから上記接合レンズの像側レンズ面までの距離
とする。

従って、本発明にあっては、製造時に発生するレンズ偏心による性能劣化を抑えつつレンズ系の小型化を可能にすると共に、高性能化を図ることが出来る。

請求項２に記載した発明にあっては、ｆ１を上記第１レンズ群の焦点距離、ｆｗを広角端状態における全系の焦点距離として、条件式（３）１．８＜|ｆ１|／ｆｗ＜２．３を満足するので、レンズ全長の一層の小型化が可能になると共に、軸上収差と軸外収差とをバランス良く補正することが出来、さらに、画角によるコマ収差の変動を良好に補正することが出来る。

請求項３及び請求項４に記載した発明にあっては、Ｒ22bを上記正レンズの像側レンズ面の曲率半径、ｆ２を上記第２レンズ群の焦点距離として、条件式（４）−０．３＜（Ｒ22a＋Ｒ22b）／（Ｒ22a−Ｒ22b）＜０．２及び（５）１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．１のうち、少なくともいずれか一方を満足するので、条件式（４）を満足することによって、広角端状態での画角の変化に伴うコマ収差の変動をさらに良好に補正することができると共に画角の変化に伴う軸上収差の変動をさらに良好に補正することができ、また、条件式（５）を満足することによって、レンズ径の大型化を防ぐと共に画角の変動に伴う軸上収差の変動をより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、上記条件式（４）及び（５）を同時に満足するので、広角端状態での画角の変化に伴う、コマ収差の変動及び軸上収差の変動をさらに良好に補正することができ、また、レンズ径が大型化することを避けることができる。

請求項７乃至請求項１２に記載した発明にあっては、Σ２を上記第２レンズ群のレンズ厚、ＴＬｗを広角端状態でのレンズ全長として、条件式（６）Σ２／ｆｗ＜０．８５及び（７）ＴＬｗ／ｆｗ＜６．５のうち、少なくともいずれか一方を満足するので、条件式（６）を満足することによって第２レンズ群の厚みが厚くなることを避け、また、条件式（７）を満足することによってレンズ全長の長さが長くくなることを避け、これらによって、レンズの更なる小型化が可能になる。

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添付図面を参照して説明する。

本発明にかかる可変焦点距離レンズ系は、物体側より順に配列された負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群を有し、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、少なくとも第１レンズ群と第２レンズ群とが移動し、第１レンズ群と第２レンズ群との間の間隔が減少するように、第２レンズ群が物体側に移動するように構成されている。開口絞りは第１レンズ群と第２レンズ群との間に配置されている。

このように構成することにより、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レンズ群を通過する軸外光束が光軸に近づくことを利用して、レンズ位置状態の変化に伴って発生する軸外収差の変動を良好に抑えている。

本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群のレンズ構成に注目し、第２レンズ群を接合レンズＬ２１及び該接合レンズＬ２１と空気間隔を隔てて像側に配置される正レンズＬ２２により構成し、接合レンズＬ２１と正レンズＬ２２とが、レンズ有効径より外側で直接レンズ同士が当接するる、所謂、「縁当り」の構造を取ることが可能なレンズ構成とすることにより、第２レンズ群中で発生するレンズ同士の偏心を抑えることを可能とし、製造時に発生する偏心を抑えて安定した光学性能を得ることを可能にしている。

また、さらなる小型化を実現するために、第２レンズ群中に配置される接合レンズの形状を工夫している。

レンズ系の小型化には各レンズ群の屈折力を強めることが適しているが、各レンズ群の屈折力を強めると、製造時に発生するレンズ偏心による性能劣化が大きくなってしまう。

特に、第２レンズ群を構成する接合レンズＬ２１の物体側レンズ面は開口絞りに対して凸面を向けるため、軸外光束が強く発散され、軸外収差が発生しやすい。そこで、この接合レンズＬ２１の像側レンズ面の曲率半径を適切に設定することによって、製造時に発生するレンズ偏心による性能劣化を抑えて、レンズ系の小型化を達成している。

本発明可変焦点距離レンズ系は、Ｄｓを上記接合レンズと上記正レンズとの間に形成される空気間隔の長さ、Ｒ22aを上記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径、Ｒ21bを上記接合レンズの像側レンズ面の曲率半径、Ｄａを上記開口絞りから上記接合レンズの像側レンズ面までの距離として以下の条件式（１）及び（２）を満足する。

（１）０．０２＜Ｄｓ／（Ｒ22a−Ｒ21b）＜０．１
（２）０．６＜Ｄａ／Ｒ21b＜０．８
条件式（１）は第２レンズ群中に形成される空気間隔の形状を規定する条件式である。

本発明可変焦点距離レンズ系においては、上記した通り、第２レンズ群を構成する接合レンズＬ２１とその像側に空気間隔を隔てて配置される正レンズＬ２２とがレンズ室に収める際にスペーサー無しでレンズ同士がレンズ有効径の外側で直接当接する状態とすることができるように、第２レンズ群中の空気間隔と接合レンズＬ２１の像側レンズ面、正レンズＬ２２の物体側レンズ面それぞれの曲率半径を適切に設定すること肝要である。

条件式（１）の上限値を上回った場合、正レンズＬ２２の物体側レンズ面と接合レンズＬ２１の像側レンズ面の球心距離が大きくなるために、「縁当り」の状態でレンズ室に収めたとしても、接合レンズＬ２１に対する正レンズＬ２２のシフト（光軸に対して垂直な方向へのずれ）を抑えることが難しくなってしまい、製造時の偏心を確実に抑えることが難しくなってしまう。

また、接合レンズＬ２１と正レンズＬ２２との間の空気間隔が大きくなった場合には、レンズ同士が光軸から大きく離間した位置でしか当接することができず、レンズ径の大型化を引き起こしてしまい、好ましくない。

さらに、本発明可変焦点距離レンズ系においては、接合レンズＬ２１とその像側に空気間隔を隔てて配置される正レンズＬ２２との間に形成される空気間隔を利用して、高次の正の球面収差を発生させている。条件式（１）の上限値を０．０７以下とすることにより、高次の正の球面収差が良好に発生して更なる高性能化を図ることができる。

逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、広角端状態における負の歪曲収差が極端に大きくなってしまうため、好ましくない。また、接合レンズＬ２１とその像側に空気間隔を隔てて配置される正レンズＬ２２との間の空気間隔で発生する高次の球面収差が少なくなり、所定の光学性能を得ることが難しくなってしまう。

条件式（２）は第２レンズ群に配置された接合レンズＬ２１の曲率半径を規定する条件式である。

広角端状態では第１レンズ群と第２レンズ群とが離れて配置されることにより、レンズ系全体での屈折力配置が極端な非対称となるので、第２レンズ群中で正の歪曲収差を発生させるために、像側に凹面を向けたレンズが必要である。

このため、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群中に配置される接合レンズＬ２１の像側レンズ面を強い凹面とすることが望ましい。

接合レンズＬ２１の像側レンズ面に入射する軸外光束の入射角は正の歪曲収差に関連するため、条件式（２）は、開口絞りから接合レンズＬ２１の像側レンズ面までの距離をそのレンズ面の曲率半径で割った数値を規定することで、負の歪曲収差を良好に補正するための数値範囲を規定するものである。

条件式（２）の下限値を下回った場合、広角端状態において発生する負の歪曲収差を良好に補正することができなくなってしまう。

逆に、条件式（２）の上限値を上回った場合、微小な偏心によっても広角端状態で画面周辺部で偏心コマ収差が大きく発生するようになってしまうため、製造時に生じる偏心により所定の光学性能が安定して得られなくなってしまう。

以上の条件式（１）と（２）を満足するように構成することにより、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群を簡単なレンズ構成とし、且つ、小型化を充分に図ることができる。

本発明可変焦点距離レンズ系においては、さらなる高性能化を図るために、ｆ１を前記第１レンズ群の焦点距離、ｆｗを広角端状態における焦点距離として、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。

（３）１．８＜|ｆ１|／ｆｗ＜２．３
条件式（３）は第１レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。

条件式（３）の上限値を上回った場合、広角端状態におけるレンズ全長が大きくなってしまう。逆に、条件式（３）の下限値を下回った場合、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近づいてしまうため、軸上収差と軸外収差とを独立して補正することが難しくなってしまい、画角によるコマ収差の変動を良好に補正することが難しくなってしまう。

本発明可変焦点距離レンズ系においては、小型化と高性能化とをバランス良く達成するために、Ｒ22bを上記正レンズ成分Ｌ２２の像側レンズ面の曲率半径、ｆ２を上記第２レンズ群の焦点距離として、以下の条件式（４）及び（５）のうち、少なくともいずれか一方を満足することが望ましい。

（４）−０．３＜（Ｒ22a＋Ｒ22b）／（Ｒ22a−Ｒ22b）＜０．２
（５）１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．１
条件式（４）は第２レンズ群中に配置された正レンズの形状を規定する条件式である。

条件式（４）の上限値を上回った場合、外向性コマ収差が発生しやすくなり、広角端状態で画角によるコマ収差の変動を良好に補正することができなくなってしまう。

なお、ここで外向性コマ収差とは、点像が彗星のように流れる収差であるコマ収差のうち彗星の尾に相当する部分が外方に流れているものを称する。例えば、図１９（ａ）に示すように、点像ｘが外方へ尾ｘ′を引いた彗星のように見える収差であり、収差図で示すと図１９（ｂ）のようになる。これに対し、内向性コマ収差は、図２０（ａ）に示すように、点像ｘが内方へ尾ｘ′を引いた彗星のように見える収差であり、収差図で示すと図２０（ｂ）のようになる。

条件式（４）の下限値を下回った場合、第２レンズ群中の接合レンズと正レンズとがレンズ有効径の外側で当接する時に形成される空気間隔が狭くなってしまい、第２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ことが難しく、レンズ位置状態（画角）の変化に伴う軸上収差の変動を良好に補正することができなくなってしまう。

条件式（５）は第２レンズ群の焦点距離を規定する条件式である。

条件式（５）の上限値を上回った場合、広角端状態における第１レンズ群と第２レンズ群との間の軸上間隔が広がってしまうため、第１レンズ群を通過する軸外光束が光軸から離れて、レンズ径の大型化を引き起こしてしまう。

逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合、第２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難しくなってしまう。

なお、本発明可変焦点距離レンズ系においては、条件式（４）及び（５）を同時に満足することにより、より高性能化を図ることができる。

本発明可変焦点距離レンズ系においては、Σ２を前記第２レンズ群のレンズ厚、ＴＬｗを広角端状態でのレンズ全長として、以下の条件式（６）及び（７）を満足することにより、更なる小型化が可能となる。

（６）Σ２／ｆｗ＜０．８５
（７）ＴＬｗ／ｆｗ＜６．５
条件式（６）は第２レンズ群のレンズ厚を規定する条件式である。

一般的に、カメラ携行時に鏡筒をカメラ本体内に、最小の厚みとなるような状態で格納するカメラ（いわゆる沈胴式カメラ）にあっては、各レンズ群の厚みが大きくなると、カメラ本体が厚くなってしまう。

条件式（６）の上限値を上回った場合、第２レンズ群の厚みの増大により、カメラ本体が厚くなってしまうため、好ましくない。

条件式（７）は広角端状態におけるレンズ全長を規定する条件式である。

本発明可変焦点距離レンズ系では、広角端状態でのレンズ全長が長くなりやすい。上述の通り、カメラ携行時に最小厚となる状態で格納する場合、レンズ全長が大きくなると、鏡筒の厚みによりカメラ本体が大きくなってしまう。

条件式（７）の上限値を上回ると、広角端状態でのレンズ全長が長くなって、カメラ本体が厚くなってしまうため、好ましくない。

本発明のレンズ系は、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、無限遠に位置する被写体のレンズ系による像位置が常に一定でない、バリフォーカルレンズ、すなわち、可変焦点距離レンズ系である。

本発明可変焦点距離レンズ系は、像位置の変化を検出する検出系、フォーカス群等、一部のレンズ群を光軸方向に移動させる駆動系、検出系からの出力に従って像位置を補償するために必要な駆動量を駆動系に与える制御系を組み合わせることにより、レンズシステムとして機能させることが可能である。

また、勿論、各レンズ群の移動軌跡の選択により、像位置がレンズ位置状態によらず一定となる、ズームレンズとして実施することも可能である。

なお、本発明可変焦点距離レンズ系においては、近距離合焦時にレンズ系を構成するレンズ群のうち、１つのレンズ群を移動させるか、あるいは、１つのレンズ群のうち、一部のレンズ群を移動させることが望ましい。特に、第３レンズ群を移動させる場合、被写体位置の変化に伴って発生する軸外収差の変動が少なく、好ましい。後述する各実施の形態においては、第３レンズ群がレンズ位置状態によらず、像面に対して常に一定位置となっているが、広角端状態、望遠端状態との間の中間焦点距離状態で移動させることも可能である。

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レンズ群のもっとも物体側のレンズ面を非球面レンズとすることによって、中心性能の更なる高性能化が可能となる。また、第１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となる。

さらに、複数の非球面を１つの光学系に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。

本発明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、あるいは１つのレンズ群の一部を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより、像をシフトさせることも可能であり、カメラのブレを検出する検出系、上記レンズ群をシフトさせる駆動系、検出系の出力に従って駆動系にシフト量を与える制御系と組合せることにより、防振光学系として機能させることが可能である。

特に、本発明可変焦点距離レンズ系においては、第２レンズ群の一部、あるいは全体を光軸にほぼ垂直な方向にシフトさせることにより、少ない収差変動で像をシフトさせることが可能である。第２レンズ群は開口絞りの近傍に配置されるため、軸外光束が光軸付近を通過するので、シフトさせた際に発生するコマ収差の変動が少ないからである。

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。

以下に、本発明可変焦点距離レンズ系の幾つかの実施の形態について説明する。各実施の形態において、非球面は以下の数１式で表される。

なお、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｃは曲率、κは円錐定数、Ｃ_４、Ｃ_６、…は非球面係数である。

図１は、各実施の形態にかかる可変焦点距離レンズ系の屈折力配分を示しており、物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３が配置されて構成され、広角端状態から望遠端状態へのレンズ位置状態の変化に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の空気間隔は変化するように、第２レンズ群Ｇ２が物体側へ移動して、第１レンズ群Ｇ１が一旦像側へ移動した後、物体側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３が光軸方向で固定となっている。

なお、各実施の形態においては、もっとも像側の位置にに保護ガラスが配置されている。

図２は、本発明可変焦点距離レンズ系の第１の実施の形態１のレンズ構成を示しており、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レンズ成分Ｌ１１、物体側に凸面を向けた正レンズ成分Ｌ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は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成分Ｌ２１及び両凸形状の正レンズ成分Ｌ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は正レンズ成分Ｌ３で構成される。なお、この可変焦点距離レンズ系１において、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ成分Ｌ２１の像側の面にはレンズ有効径の外側で、且つ、レンズ有効径近傍に全周に亘って当接縁Ｌｍが形成され、正レンズ成分Ｌ２２の物体側面ｓ９がレンズ有効径の外側で上記当接縁Ｌｍに当接する、いわゆる「縁当たり」構造を採っている。

第１の実施の形態１では、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２の物体側に配置され、レンズ位置状態の変化時に第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

以下の表１に、第１の実施の形態１に具体的数値を適用した数値実施例１の諸元の値を示す。なお、表において、「ｓｉ」は物体側からｉ番目の面を、「ｒｉ」は物体側からｉ番面の面の曲率半径を、「ｄｉ」は物体側からｉ番目の面とｉ＋１番面の面との間の面間隔を、「ｎｉ」は物体側からｉ番目の硝材のｄ線（λ=587.6nm）に対する屈折率を、「νｉ」は物体側からｉ番目の硝材のｄ線（λ=587.6nm）に対するアッベ数をそれぞれ示すものである。また、「ＩＮＦＩＮＩＴＹ」は当該面が平面であることを示し、「ＡＳＰ］は当該面が非球面であることを示す。

可変焦点距離レンズ系１において、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と保護ガラスＧＬとの間の面間隔ｄ１２がレンズ位置状態の変化時に可変である。そこで、数値実施例１におけるこれら面間隔ｄ４、ｄ１０及びｄ１２の広角端状態、広角端と望遠端との中間焦点距離状態、望遠端状態における各値を焦点距離、Ｆナンバー及び画角（２ω（度））と共に表２に示す。

数値実施例１において、第１レンズ群Ｇ１の負レンズ成分Ｌ１１の像側の面ｓ２及び第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ成分Ｌ２１の物体側の面ｓ６は非球面によって構成される。そこで、これら面ｓ２及びｓ６の４次、６次、８次、１０次の非球面係数、Ｃ_４、Ｃ_６、Ｃ_８、Ｃ_１０を円錐定数κと共に表３に示す。

数値実施例１の上記各条件式対応値を表４に示す。

図３乃至図５は数値実施例１の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図３は広角端状態（ｆ＝1.000）、図４は中間焦点距離状態（ｆ＝1.581）、図５は望遠端状態（ｆ＝3.296）における諸収差図を示す。

非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図において、Ａは画角を示す。

各収差図から、数値実施例１にあって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。

図６は、本発明可変焦点距離レンズ系の第２の実施の形態２のレンズ構成を示しており、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レンズ成分Ｌ１１、物体側に凸面を向けた正レンズ成分Ｌ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は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成分Ｌ２１及び両凸形状の正レンズ成分Ｌ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は正レンズ成分Ｌ３で構成される。なお、この可変焦点距離レンズ系２において、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ成分Ｌ２１の像側の面にはレンズ有効径の外側で、且つ、レンズ有効径近傍に全周に亘って当接縁Ｌｍが形成され、正レンズ成分Ｌ２２の物体側面ｓ９がレンズ有効径の外側で上記当接縁Ｌｍに当接する、いわゆる「縁当たり」構造を採っている。

第２の実施の形態２では、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２の物体側に配置され、レンズ位置状態の変化時に第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

以下の表５に、第２の実施の形態２に具体的数値を適用した数値実施例２の諸元の値を示す。なお、表における各文字の持つ意味は上記数値実施例１におけると同様である。

可変焦点距離レンズ系２において、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と保護ガラスＧＬとの間の面間隔ｄ１２がレンズ位置状態の変化時に可変である。そこで、数値実施例２におけるこれら面間隔ｄ４、ｄ１０及びｄ１２の広角端状態、広角端と望遠端との中間焦点距離状態、望遠端状態における各値を焦点距離、Ｆナンバー及び画角（２ω（度））と共に表６に示す。

数値実施例２において、第１レンズ群Ｇ１の負レンズ成分Ｌ１１の像側の面ｓ２及び第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ成分Ｌ２１の物体側の面ｓ６は非球面によって構成される。そこで、これら面ｓ２及びｓ６の４次、６次、８次、１０次の非球面係数、Ｃ_４、Ｃ_６、Ｃ_８、Ｃ_１０を円錐定数κと共に表７に示す。

数値実施例２の上記各条件式対応値を表８に示す。

図７乃至図９は数値実施例２の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図７は広角端状態（ｆ＝1.000）、図８は中間焦点距離状態（ｆ＝1.581）、図１０は望遠端状態（ｆ＝3.296）における諸収差図を示す。

非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図において、Ａは画角を示す。

各収差図から、数値実施例２にあって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。

図１０は、本発明可変焦点距離レンズ系の第３の実施の形態３のレンズ構成を示しており、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レンズ成分Ｌ１１、物体側に凸面を向けた正レンズ成分Ｌ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は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成分Ｌ２１及び両凸形状の正レンズ成分Ｌ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は正レンズ成分Ｌ３で構成される。なお、この可変焦点距離レンズ系３において、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ成分Ｌ２１の像側の面にはレンズ有効径の外側で、且つ、レンズ有効径近傍に全周に亘って当接縁Ｌｍが形成され、正レンズ成分Ｌ２２の物体側面ｓ９がレンズ有効径の外側で上記当接縁Ｌｍに当接する、いわゆる「縁当たり」構造を採っている。

第３の実施の形態３では、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２の物体側に配置され、レンズ位置状態の変化時に第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

以下の表９に、第３の実施の形態３に具体的数値を適用した数値実施例３の諸元の値を示す。なお、表における各文字の持つ意味は上記数値実施例１におけると同様である。

可変焦点距離レンズ系３において、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と保護ガラスＧＬとの間の面間隔ｄ１２がレンズ位置状態の変化時に可変である。そこで、数値実施例３におけるこれら面間隔ｄ４、ｄ１０及びｄ１２の広角端状態、広角端と望遠端との中間焦点距離状態、望遠端状態における各値を焦点距離、Ｆナンバー及び画角（２ω（度））と共に表１０に示す。

数値実施例３において、第１レンズ群Ｇ１の負レンズ成分Ｌ１１の像側の面ｓ２及び第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ成分Ｌ２１の物体側の面ｓ６は非球面によって構成される。そこで、これら面ｓ２及びｓ６の４次、６次、８次、１０次の非球面係数、Ｃ_４、Ｃ_６、Ｃ_８、Ｃ_１０を円錐定数κと共に表１１に示す。

数値実施例３の上記各条件式対応値を表１２に示す。

図１１乃至図１２は数値実施例３の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図１１は広角端状態（ｆ＝1.000）、図１２は中間焦点距離状態（ｆ＝1.581）、図１３は望遠端状態（ｆ＝3.296）における諸収差図を示す。

非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図において、Ａは画角を示す。

各収差図から、数値実施例３にあって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。

図１４は、本発明可変焦点距離レンズ系の第４の実施の形態４のレンズ構成を示しており、第１レンズ群Ｇ１は像側に凹面を向けた負レンズ成分Ｌ１１、物体側に凸面を向けた正レンズ成分Ｌ１２で構成され、第２レンズ群Ｇ２は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成分Ｌ２１及び両凸形状の正レンズ成分Ｌ２２で構成され、第３レンズ群Ｇ３は正レンズ成分Ｌ３で構成される。なお、この可変焦点距離レンズ系２において、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ成分Ｌ２１の像側の面にはレンズ有効径の外側で、、且つ、レンズ有効径近傍に全周に亘って当接縁Ｌｍが形成され、正レンズ成分Ｌ２２の物体側面ｓ９がレンズ有効径の外側で上記当接縁Ｌｍに当接する、いわゆる「縁当たり」構造を採っている。

第４の実施の形態４では、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２の物体側に配置され、レンズ位置状態の変化時に第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

以下の表１３に、第４の実施形態４に具体的数値を適用した数値実施例４の諸元の値を示す。なお、表における各文字の持つ意味は上記数値実施例１におけると同様である。

可変焦点距離レンズ系４において、第１レンズ群Ｇ１と開口絞りＳとの間の面間隔ｄ４、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の面間隔ｄ１０、第３レンズ群Ｇ３と保護ガラスＧＬとの間の面間隔ｄ１２がレンズ位置状態の変化時に可変である。そこで、数値実施例４におけるこれら面間隔ｄ４、ｄ１０及びｄ１２の広角端状態、広角端と望遠端との中間焦点距離状態、望遠端状態における各値を焦点距離、Ｆナンバー及び画角（２ω（度））と共に表１４に示す。

数値実施例４において、第１レンズ群Ｇ１の負レンズ成分Ｌ１１の像側の面ｓ２及び第２レンズ群Ｇ２の接合レンズ成分Ｌ２１の物体側の面ｓ６は非球面によって構成される。そこで、これら面ｓ２及びｓ６の４次、６次、８次、１０次の非球面係数、Ｃ_４、Ｃ_６、Ｃ_８、Ｃ_１０を円錐定数κと共に表１５に示す。

数値実施例４の上記各条件式対応値を表１６に示す。

図１５乃至図１７は数値実施例４の無限遠合焦状態での諸収差図をそれぞれ示し、図１５は広角端状態（ｆ＝1.000）、図１６は中間焦点距離状態（ｆ＝1.581）、図１７は望遠端状態（ｆ＝3.296）における諸収差図を示す。

非点収差図中の実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図において、Ａは画角を示す。

各収差図から、数値実施例４にあって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。

図１８に本発明撮像装置の実施の形態を示す。

撮像装置１０は可変焦点距離レンズ系２０を備え、可変焦点距離レンズ系２０によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像素子３０を有する。なお、撮像素子３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。上記可変焦点距離レンズ系２０には本発明にかかる可変焦点距離レンズ系を適用することができ、例えば、上記した第１の実施の形態１乃至４に示した可変焦点距離レンズ系１、２、３、４を使用することができる。

上記撮像素子３０によって形成された電気信号は映像分離回路４０によってフォーカス制御用の信号が制御回路５０に送られ、映像用の信号は映像処理回路へと送られる。映像処理回路へ送られた信号は、その後の処理に適した形態に加工されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等々種々の処理に供される。

制御回路５０には、例えば、ズームボタンの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理が成される。例えば、ズームボタンによるズーミング指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態とすべく、ドライバ回路６０、７０、８０を介して駆動部（例えば、モータ）６１、７１、８１を動作させて、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を所定の位置へと移動させる。各センサ６２、７２、８２によって得られた第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３の位置情報は制御回路５０に入力されて、ドライバ回路６０、７０、８０へ指令信号を出力する際に参照される。また、制御回路５０は上記映像分離回路４０から送られた信号に基づいてフォーカス状態をチェックし、最適なフォーカス状態が得られるように、例えば、第３レンズ群Ｇ３をドライバ回路８０を介して制御する。

上記した撮像装置１０は、具体的製品としては、各種の形態を採りうる。例えば、デジタルスチルカメラ、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）等々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。

なお、上記した各実施の形態及び各数値実施例において示した各部の具体的な形状や構造並びに数値は、本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、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。

ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話等、薄型化と高性能を要求される撮像装置に適用して好適である。

図２乃至図１７と共に本発明可変焦点距離レンズ系の実施の形態を示すものであり、本図は各レンズ群の屈折力配分を示す図である。 図３乃至図５と共に本発明可変焦点距離レンズ系の第１の実施の形態を示すものであり、本図は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１の球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図であり、本図は広角端状態におけるこれら収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ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、歪曲収差及びコマ収差状態を示す図である。 図７乃至図９と共に本発明可変焦点距離レンズ系の第２の実施の形態を示すものであり、本図は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２の球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図であり、本図は広角端状態におけるこれら収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ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、歪曲収差及びコマ収差状態を示す図である。 図１１乃至図１３と共に本発明可変焦点距離レンズ系の第３の実施の形態を示すものであり、本図は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３の球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図であり、本図は広角端状態におけるこれら収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ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、歪曲収差及びコマ収差状態を示す図である。 図１５乃至図１７と共に本発明可変焦点距離レンズ系の第４の実施の形態を示すものであり、本図はレンズ構成を示す図である。 図１６及び図１７と共に第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例４の球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差を示す図であり、本図は広角端状態におけるこれら収差を示すものである。 広角端と望遠端との中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ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、歪曲収差及びコマ収差状態を示す図である。 本発明撮像装置の実施の形態を示すブロック図である。 図２０と共にコマ収差の説明をする図であり、本図は外向性コマ収差を示し、（ａ）は概念図であり、（ｂ）は収差図である。 内向性コマ収差を示し、（ａ）は概念図であり、（ｂ）は収差図である。

符号の説明

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、Ｌ１１…負レンズ、Ｌ１２…正レンズ、Ｌ２１…第２レンズ群の接合レンズ、Ｌ２２…第２レンズ群の正レンズ、１０…撮像装置、２０…可変焦点距離レンズ系、３０…撮像素子

Claims (13)

1. 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群によって構成され、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、少なくとも上記第１レンズ群と上記第２レンズ群が移動し、上記第２レンズ群は上記第１レンズ群との間の間隔が狭まるように物体側へ移動する可変焦点距離レンズ系において、
   開口絞りが上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間に配置され、
   上記第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、
   上記第２レンズ群は、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、該接合レンズの像側に空気間隔を隔てて配置された両凸形状の正レンズとで構成され、
   上記第３レンズ群は正レンズで構成され、
   以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする可変焦点距離レンズ系。
   （１）０．０２＜Ｄｓ／（Ｒ22a−Ｒ21b）＜０．１
   （２）０．６＜Ｄａ／Ｒ21b＜０．８
   但し、
   Ｄｓ：上記接合レンズと上記正レンズとの間に形成される空気間隔の長さ
   Ｒ22a：上記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
   Ｒ21b：上記接合レンズの像側レンズ面の曲率半径
   Ｄａ：上記開口絞りから上記接合レンズの像側レンズ面までの距離
   とする。
2. 以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （３）１．８＜|ｆ１|／ｆｗ＜２．３
   但し、
   ｆ１：上記第１レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離
   とする。
3. 以下の条件式（４）及び（５）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （４）−０．３＜（Ｒ22a＋Ｒ22b）／（Ｒ22a−Ｒ22b）＜０．２
   （５）１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．１
   但し、
   Ｒ22b：上記正レンズの像側レンズ面の曲率半径
   ｆ２：上記第２レンズ群の焦点距離
   とする。
4. 以下の条件式（４）及び（５）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とする請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （４）−０．３＜（Ｒ22a＋Ｒ22b）／（Ｒ22a−Ｒ22b）＜０．２
   （５）１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．１
   但し、
   Ｒ22b：上記正レンズの像側レンズ面の曲率半径
   ｆ２：上記第２レンズ群の焦点距離
   とする。
5. 以下の条件式（４）及び（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （４）−０．３＜（Ｒ22a＋Ｒ22b）／（Ｒ22a−Ｒ22b）＜０．２
   （５）１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．１
   但し、
   Ｒ22b：上記正レンズの像側レンズ面の曲率半径
   ｆ２：上記第２レンズ群の焦点距離
   とする。
6. 以下の条件式（４）及び（５）を満足することを特徴とする請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （４）−０．３＜（Ｒ22a＋Ｒ22b）／（Ｒ22a−Ｒ22b）＜０．２
   （５）１．６＜ｆ２／ｆｗ＜２．１
   但し、
   Ｒ22b：上記正レンズの像側レンズ面の曲率半径
   ｆ２：上記第２レンズ群の焦点距離
   とする。
7. 以下の条件式（６）及び（７）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とする請求項１に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （６）Σ２／ｆｗ＜０．８５
   （７）ＴＬｗ／ｆｗ＜６．５
   但し、
   Σ２：上記第２レンズ群のレンズ厚
   ＴＬｗ：広角端状態でのレンズ全長
   とする。
8. 以下の条件式（６）及び（７）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とする請求項２に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （６）Σ２／ｆｗ＜０．８５
   （７）ＴＬｗ／ｆｗ＜６．５
   但し、
   Σ２：上記第２レンズ群のレンズ厚
   ＴＬｗ：広角端状態でのレンズ全長
   とする。
9. 以下の条件式（６）及び（７）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とする請求項３に記載の可変焦点距離レンズ系。
   （６）Σ２／ｆｗ＜０．８５
   （７）ＴＬｗ／ｆｗ＜６．５
   但し、
   Σ２：上記第２レンズ群のレンズ厚
   ＴＬｗ：広角端状態でのレンズ全長
   とする。
10. 以下の条件式（６）及び（７）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とする請求項４に記載の可変焦点距離レンズ系。
    （６）Σ２／ｆｗ＜０．８５
    （７）ＴＬｗ／ｆｗ＜６．５
    但し、
    Σ２：上記第２レンズ群のレンズ厚
    ＴＬｗ：広角端状態でのレンズ全長
    とする。
11. 以下の条件式（６）及び（７）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とする請求項５に記載の可変焦点距離レンズ系。
    （６）Σ２／ｆｗ＜０．８５
    （７）ＴＬｗ／ｆｗ＜６．５
    但し、
    Σ２：上記第２レンズ群のレンズ厚
    ＴＬｗ：広角端状態でのレンズ全長
    とする。
12. 以下の条件式（６）及び（７）のうち、少なくともいずれか一方を満足することを特徴とする請求項６に記載の可変焦点距離レンズ系。
    （６）Σ２／ｆｗ＜０．８５
    （７）ＴＬｗ／ｆｗ＜６．５
    但し、
    Σ２：上記第２レンズ群のレンズ厚
    ＴＬｗ：広角端状態でのレンズ全長
    とする。
13. 物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群、正の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群によって構成され、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、少なくとも上記第１レンズ群と上記第２レンズ群が移動し、上記第２レンズ群は上記第１レンズ群との間の間隔が狭まるように物体側へ移動する可変焦点距離レンズ系と、上記可変焦点距離レンズ系により形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置であって、
    上記可変焦点距離レンズ系は、開口絞りが上記第１レンズ群と上記第２レンズ群との間に配置され、
    上記第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、
    上記第２レンズ群は、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、該接合レンズの像側に空気間隔を隔てて配置された両凸形状の正レンズとで構成され、
    上記第３レンズ群は正レンズで構成され、
    以下の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする撮像装置。
    （１）０．０２＜Ｄｓ／（Ｒ22a−Ｒ21b）＜０．１
    （２）０．６＜Ｄａ／Ｒ21b＜０．８
    但し、
    Ｄｓ：上記接合レンズと上記正レンズとの間に形成される空気間隔の長さ
    Ｒ22a：上記正レンズの物体側レンズ面の曲率半径
    Ｒ21b：上記接合レンズの像側レンズ面の曲率半径
    Ｄａ：上記開口絞りから上記接合レンズの像側レンズ面までの距離
    とする。

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