JP5915437B2 - 可変焦点距離レンズ系および撮像装置 - Google Patents

Description

本開示は、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ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用いた撮像装置に関する。特に、広角端状態での画角が３５ｍｍ換算で１４〜１６ｍｍ程度を包括し、開放Ｆ値が２．８〜４程度で、ズーム比が２倍程度の可変焦点距離レンズ系に適している。

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（Complementary Metal 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。

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。

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。

ところで、広画角を包括するズームレンズでは、最も物体側に負の屈折力を有するレンズ群を配置することが多い。より具体的には、物体側より順に、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レンズ群とにより構成される、いわゆる、負正２群ズームレンズが知られている（例えば特許文献１参照）。また、物体側より順に、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レンズ群とにより構成される、いわゆる、負正負正４群ズームレンズが知られている（例えば特許文献２ないし４参照）。

特開２００４−２１２２３号公報 特開２０１０−２４９９５９号公報 特開２００６−３９５３１号公報 特開２００４−２４００３８号公報

しかしながら、負正２群ズームレンズは、可動レンズ群が少ないため、第１レンズ群のレンズ径が大きくなりやすい。一方、負正負正４群ズームレンズは、可動レンズ群が増えるため、第１レンズ群のレンズ径を小さくできる。しかしながら、例えば上記特許文献２のように、第１レンズ群を２つのブロックに分け、被写体距離が変化した際に第１レンズ群における像側に配置されたレンズブロックをフォーカスレンズとして移動させていたため、フォーカスレンズのレンズ径が大きく、駆動が難しい点がある。さらに、フォーカスレンズの移動スペースを前後に設けるために、そのレンズ径が大きくなりやすかった。

本開示の目的は、広画角域を包括しながら、小型化できる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。

本開示による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レンズ群とが配置されると共に、第１レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、かつ、第２レンズ群は、負レンズおよび正レンズからなる接合レンズで構成され、第４レンズ群の最も物体側に両凸形状の正レンズが配置されている。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レンズ群との空気間隔が減少し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が変化し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化するように、第１ないし第４の各レンズ群が移動し、被写体位置の変化に伴う像面位置の変動を補正するように第３レンズ群が移動し、以下の条件式を満足する。
０．０５＜Ｄａ／Ｒ３ａ＜０．５ ……（１）
２＜Ｄｓ／Ｙｍａｘ＜３ ……（３）
−１．３＜Ｒ４ｂ／Ｄｂ＜−０．４ ……（４）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における開口絞りから第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの距離
Ｒ３ａ：第３レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
Ｄｓ：広角端状態における開口絞りから像面までの距離
Ｙｍａｘ：最大像高
Ｒ４ｂ：第４レンズ群の最も物体側に配置された正レンズの像側のレンズ面の曲率半径
Ｄｂ：広角端状態において開口絞りから正レンズの像側のレンズ面までの距離
とする。

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。

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、全体として４群ズームの構成において、各レンズ群の構成が最適化され、かつ、被写体位置の変化に伴う像面位置の変動を補正するように第３レンズ群が移動する。

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、全体を４群ズームの構成とし、各レンズ群の構成の最適化を図りつつ、フォーカシングを第３レンズ群で行うようにしたので、広画角域を包括しながら、小型化できる。

本開示の一実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系における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た説明図である。 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。 数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 数値実施例１に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 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。 数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 数値実施例２に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 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。 数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 数値実施例３に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 可変焦点距離レンズ系の第４の構成例を示すものであり、数値実施例４に対応するレンズ断面図である。 数値実施例４に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で広角端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 数値実施例４に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で中間焦点距離状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 数値実施例４に対応する可変焦点距離レンズ系の物体距離無限遠で望遠端状態における球面収差、非点収差、歪曲収差および横収差を示す収差図である。 撮像装置の一構成例を示すブロック図である。

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。なお、説明は以下の順序で行う。
１．レンズの基本構成
２．各レンズ群の機能
３．条件式の説明
４．各レンズ群の望ましい構成
５．撮像装置への適用例
６．レンズの数値実施例
７．その他の実施の形態

［１．レンズの基本構成］
図２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２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２〜４のレンズ構成に対応する第２、第３および第４の構成例の断面構成を、図６、図１０および図１４に示す。図２、図６、図１０および図１４において、符号Ｓｉｍｇは像面を示す。Ｄ７，Ｄ１１，Ｄ１３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。Ｚ１は光軸を示す。

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、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とが配置された、実質的に４つのレンズ群で構成されている。

開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１よりも像側に配置されている。特に、第１の構成例に係る可変焦点距離レンズ系１（図２）、第２の構成例に係る可変焦点距離レンズ系２（図６）、第３の構成例に係る可変焦点距離レンズ系３（図１０）においては、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳが配置されている。図１４の第４の構成例に係る可変焦点距離レンズ系４においては、第２レンズ群Ｇ２の物体側に開口絞りＳが配置されている。

図１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。焦点距離が最も短くなる広角端状態（Ｗ）から焦点距離が最も長い望遠端状態（Ｔ）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Ｄ７が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔Ｄ１１が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔Ｄ１３が変化するように、すべてのレンズ群が移動するようになっている。また、被写体位置の変化に伴う像面位置の変動を補正するように第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に移動するようになっている。

［２．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は、広角端状態で第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔Ｄ７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を光軸Ｚ１から離して、画角の変化に伴うコマ収差の変動を良好に補正している。第２レンズ群Ｇ２は軸上光束が第１レンズ群Ｇ１により広げられたで入射するため、主に、負の球面収差を補正する役割を担う。開口絞りＳは、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３との間、すなわち、第２レンズ群Ｇ２の近傍に配置することにより、軸外光線が光軸Ｚ１に近い位置を通過するため、軸外収差の発生が少ない。このため、第２レンズ群Ｇ２の収差補正上の機能が明確になり、高性能化を実現できる。第３レンズ群Ｇ３はレンズ系全体での屈折力配置を対称型に近づけるために、負の屈折力を有している。第４レンズ群Ｇ４は第３レンズ群Ｇ３により発散作用を受けるため、強い正の屈折力を有し、像を形成する役割を果たす。

広角端状態では、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔Ｄ７を広げて配置することで、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れるため、画角の変化によるコマ収差の変動を良好に補正できる。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、その間隔を狭めることで、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束の高さが変化して、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できる。

本実施の形態に係る可変焦点距離レンズ系は広画角域を包括するために、高性能化を図るためには、レンズ位置状態に伴うコマ収差の変動を補正することが肝要である。このため、４つのレンズ群を可動レンズ群として、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔Ｄ１１、ならびに、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔Ｄ１３を変化させている。

上記構成の基で、本実施の形態においては、近距離合焦を行う際に、第３レンズ群Ｇ３を移動させている。特に、第３レンズ群Ｇ３の形状を工夫すると同時に、軽量化を図ることで、高性能化とオートフォーカス機構の簡略化（すなわち、小型化）を実現している。第３レンズ群Ｇ３は広角端状態で発生する負の歪曲収差を良好に補正するために、最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた形状とすることが好ましい。ただし、強い凹面となると、画面周辺部で発生するコマ収差の発生が極めて大きくなるので、適切な形状とする必要がある。

［３．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。

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。
０．０５＜Ｄａ／Ｒ３ａ＜０．５ ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における開口絞りＳから第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面までの距離（図２参照）
Ｒ３ａ：第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面の曲率半径
とする。

条件式（１）は第３レンズ群Ｇ３の形状を規定する条件式であり、負の歪曲収差と画面周辺部でのコマ収差とのバランスを図る条件である。条件式（１）の上限値を上回った場合、画面周辺部でコマ収差が多大に発生してしまい、所定の光学性能が得られなくなってしまう。逆に、条件式（１）の下限値を下回った場合、負の歪曲収差を良好に補正することが難しくなってしまう。

なお、より良好な光学性能を得るために、上記条件式（１）の数値範囲は以下の条件式（１）’の通り、設定することが好ましい。
０．０５＜Ｄａ／Ｒ３ａ＜０．４ ……（１）’

本実施の形態においては、第１レンズ群Ｇ１が物体側より順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ１１と、像側に凹面を向けた第２の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３との３枚のレンズで構成されることが望ましい。第１の負レンズＬ１１は軸上光束と軸外光束とが離れて通過するため、画角によるコマ収差の変動を補正する役割を果たす。また、第２の負レンズＬ１２と正レンズＬ１３は主に軸上収差を補正する役割を果たす。このように収差補正上の機能を明確にすることで、高性能化と小型化とを両立できる。

また第１レンズ群Ｇ１の構成に関して、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
０．２５＜ｆｗ／｜ｆ１｜＜０．７ ……（２）
ただし、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離

条件式（２）は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を規定する条件式である。条件式（２）の上限値を上回った場合、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸Ｚ１に近づくため、軸上収差と軸外収差とを両方とも良好に補正することが難しく、高性能化が充分に図れない。逆に、条件式（２）の下限値を下回った場合、広角端状態で所定のバックフォーカスを確保することが難しくなってしまう。

本実施の形態においては、さらなる小型化を図るには、条件式（２）の下限値を０．３とすることが望ましい。これは、広角端状態で第１レンズ群Ｇ１に入射する光線を光軸Ｚ１に近づけて、レンズ径を小型化できるからである。

さらに、より良好な光学性能を得るために、上記条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２Ａ）’または（２Ｂ）’の通り、設定することが好ましい。
０．２５＜ｆｗ／｜ｆ１｜＜０．６ ……（２Ａ）’
または、
０．３５＜ｆｗ／｜ｆ１｜＜０．７ ……（２Ｂ）’

さらに以下の条件式（２）’’の通り、設定することがより好ましい。
０．３５＜ｆｗ／｜ｆ１｜＜０．６ ……（２）’’

本実施の形態においては、各レンズ群のレンズ径を適切にするために、第１レンズ群Ｇ１よりも像側に開口絞りＳを配置することが望ましい。この場合において、以下の条件式（３）を満足するように開口絞りＳを配置することが望ましい。
２＜Ｄｓ／Ｙｍａｘ＜３ ……（３）
ただし、
Ｄｓ：広角端状態における開口絞りＳから像面までの距離（図２参照）
Ｙｍａｘ：最大像高
とする。

第１レンズ群Ｇ１が負の屈折力を有するため、第２レンズ群Ｇ２ないし第４レンズ群Ｇ４の合成屈折力は正の屈折力となる。このため、開口絞りＳが第１レンズ群Ｇ１に近い位置に配置されると、第４レンズ群Ｇ４を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れすぎる。逆に、開口絞りＳが第４レンズ群Ｇ４に近い位置に配置されると、第１レンズ群Ｇ１を通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れすぎる。条件式（３）を満足するように開口絞りＳを配置することで、各レンズ群のレンズ径を適切に設定でき、高性能化も実現することができる。

さらなる高性能化を図るために、上記条件式（３）の数値範囲を以下の条件式（３）’の通り、設定することが好ましい。
２．３＜Ｄｓ／Ｙｍａｘ＜３ ……（３）’

本実施の形態においては、広角端状態で画面周辺部において発生しやすいコマ収差を良好に補正するために、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に両凸形状の正レンズＬ４１を配置することが望ましい。この場合において、下記の条件式（４）を満足することが望ましい。
−１．３＜Ｒ４ｂ／Ｄｂ＜−０．４ ……（４）
ただし、
Ｒ４ｂ：第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に配置された正レンズＬ４１の像側のレンズ面の曲率半径
Ｄｂ：広角端状態において開口絞りＳから正レンズＬ４１の像側のレンズ面までの距離（図２参照）
とする。

本実施の形態においては、第４レンズ群Ｇ４でコマ収差を良好に補正するために、軸上光束と軸外光束とが離れて通過することが望ましい。しかしながら、像面に対して、光線を導く上で、極端に離れてしまうとマウント部分でのケラレが生じてしまうので、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に正レンズＬ４１を配置して、軸外光束を収斂させることが望ましい。特に、形状を工夫することにより、広角端状態での画面周辺性能を高めることができる。条件式（４）の下限値を下回った場合、最終レンズを通過する軸外光束が光軸Ｚ１から離れてしまい、レンズとカメラボディとをつなぐマウント部分で光束が遮られて、所定の周辺光量が得られない。条件式（４）の上限値を上回った場合、画面周辺部でコマ収差が多大に発生してしまい、さらなる高性能化が実現できない。

さらなる高性能化を図るために、上記条件式（４）の数値範囲を以下の条件式（４Ａ）’または（４Ｂ）’の通り、設定することが好ましい。
−１．２＜Ｒ４ｂ／Ｄｂ＜−０．４ ……（４Ａ）’
または、
−１．３＜Ｒ４ｂ／Ｄｂ＜−０．５５ ……（４Ｂ）’

さらに以下の条件式（４）’’の通り、設定することがより好ましい。
−１．２＜Ｒ４ｂ／Ｄｂ＜−０．５５ ……（４）’’

なお、本実施の形態においては、球面収差をより良好に補正して、高性能化を図るために、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
０．３５＜ｆｗ／ｆ２＜０．５５ ……（５）
ただし、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
とする。

条件式（５）は第２レンズ群Ｇ２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、第２レンズ群Ｇ２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、さらなる高性能化が図れない。逆に、条件式（５）の下限値を下回った場合、レンズ全長が大きくなりすぎて、レンズ系の小型化に反してしまう。

さらなる高性能化を図るために、上記条件式（５）の数値範囲を以下の条件式（５Ａ）’または（５Ｂ）’の通り、設定することが好ましい。
０．４＜ｆｗ／ｆ２＜０．５５ ……（５Ａ）’
または、
０．３５＜ｆｗ／ｆ２＜０．５ ……（５Ｂ）’

さらに以下の条件式（５）’’の通り、設定することがより好ましい。
０．４＜ｆｗ／ｆ２＜０．５ ……（５）’’

以上のように本実施の形態によれば、全体を４群ズームの構成とし、各レンズ群の構成の最適化を図りつつ、フォーカシングを第３レンズ群Ｇ３で行うようにしたので、広画角域を包括しながら、小型化できる。

［４．各レンズ群の望ましい構成］
本実施の形態においては、鏡筒構造の簡略化を図るために、第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４とが、レンズ位置状態が変化する際に一体的に移動することが望ましい。

本実施の形態においては、第３レンズ群Ｇ３を工夫することにより、近距離合焦時にも性能変化の少ない光学系を実現できるが、特に、第３レンズ群Ｇ３を１つのレンズブロックで構成することで、フォーカスレンズの軽量化や鏡筒構造の簡略化を図ることができ、鏡筒全体の小型化が図れる。ここで「１つのレンズブロック」とは、単レンズかあるいは凸レンズと凹レンズとの接合レンズのことである。

さらに、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。

第２レンズ群Ｇ２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の接合レンズＬ２で構成することが望ましい。これにより、軸上色収差と負の球面収差を良好に補正することができ、良好な光学性能を得ることができる。

第３レンズ群Ｇ３は１枚の両凹レンズＬ３で構成することで、さらなる軽量化が可能であり、オートフォーカスの高速化に最適である。

第４レンズ群Ｇ４は物体側より順に、両凸形状の正レンズＬ４１と、両凹レンズＬ４２と、像側に凸面を向けた正レンズＬ４３との３枚のレンズで構成することが望ましい。トリプレット構成とすることで、軸上収差と軸外収差を同時に補正して、高性能化が実現できる。

本実施の形態においては、第１レンズ群Ｇ１を上述のように構成し、さらに、第１の負レンズＬ１１と第２の負レンズＬ１２とを非球面レンズとすることで、さらなる高性能化と小型化とを実現できる。また、第３レンズ群Ｇ３に非球面レンズを導入することで、距離の変化による球面収差の変動を良好に補正することが可能である。さらに、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に配置される正レンズＬ４１に非球面を導入することにより、コマ収差が良好に補正でき、さらなる高性能化が実現できる。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。

本実施の形態においては、広角端状態における色収差をより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。

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、第２レンズ群Ｇ２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可変焦点距離レンズ系を検出系、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。

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。

［５．撮像装置への適用例］
図１８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、カメラブロック１０と、カメラ信号処理部２０と、画像処理部３０と、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、入力部７０と、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、撮像機能を担うものであり、撮像レンズとしてのレンズ系１１（例えば図２に示した可変焦点距離レンズ系１）を含む光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２とを有している。撮像素子１２は、レンズ系１１によって形成された光学像を電気信号へ変換することで、光学像に応じた撮像信号（画像信号）を出力するようになっている。

カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２から出力された画像信号に対してアナログ−デジタル変換、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ものである。

画像処理部３０は、画像信号の記録再生処理を行うものであり、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ようになっている。

ＬＣＤ４０は、ユーザの入力部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カード１０００への書込、およびメモリーカード１０００に記録された画像データの読み出しを行うものである。メモリカード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。

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するものであり、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ようになっている。入力部７０は、ユーザによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等からなり、例えば、シャッタ操作を行うためのシャッタレリーズボタンや、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に対して出力するようになっている。レンズ駆動制御部８０は、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ものであり、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ系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ようになっている。

図示は省略するが、この撮像装置１００は、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ても良い。

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、例えば入力部７０からのズーミングやフォーカシ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の制御に基づいてレンズ系１１の所定のレンズが移動する。

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、メモリカード１０００に書き込まれる。

なお、フォーカシングは、例えば、入力部７０のシャッタ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。

また、ＣＰＵ６０は、図示しないぶれ検出部から出力される信号に基づいてレンズ駆動制御部８０を動作させ、ぶれ量に応じて防振用のレンズ群を光軸Ｚ１に略垂直な方向に移動させるようにしても良い。

なお、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、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。

＜６．レンズの数値実施例＞
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。ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離、ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離を示す。

「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。

（非球面の式）
ｘ＝ｃｙ²／（１＋（１−（１＋ｋ）ｃ²ｙ²）^1/2）＋Ａｙ⁴＋Ｂｙ⁶＋…

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。

（各数値実施例に共通の構成）
以下の各数値実施例に係る可変焦点距離レンズ系１〜４はいずれも、光軸Ｚ１に沿って物体側より順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負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とが配置された、実質的に４つのレンズ群で構成されている。また、被写体位置の変化に伴う像面位置の変動を補正するように第３レンズ群Ｇ３が光軸方向に移動する。第１レンズ群Ｇ１は物体側より順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズＬ１１と、像側に凹面を向けた第２の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正レンズＬ１３との３枚のレンズで構成されている。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負レンズと両凸形状の正レンズとの接合レンズＬ２により構成されている。第３レンズ群Ｇ３は１枚の両凹レンズＬ３により構成されている。第４レンズ群Ｇ４は物体側より順に、両凸形状の正レンズＬ４１と、両凹レンズＬ４２と、両凸形状の正レンズＬ４３との３枚のレンズで構成されている。

［数値実施例１］
［表１］〜［表３］は、図２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。この数値実施例１に係る可変焦点距離レンズ系１は、変倍に伴って第１ないし第４の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を［表３］に示す。［表３］にはまた、各変倍域における全系の焦点距離、半画角、Ｆナンバーの値を示す。

この数値実施例１では、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置され、変倍に伴ってレンズ位置状態が変化する際に、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

この数値実施例１では、第１面、第５面、第１３面、および第１５面が非球面となっている。なお、この数値実施例１では、負レンズＬ１２はガラスレンズの上に薄い樹脂製の非球面を付加した形状であるが、勿論、ガラスの非球面レンズとすることも可能である。

［表４］には、上述の各条件式に関する値を示す。［表４］から分かるように、この数値実施例１に係る可変焦点距離レンズ系１は、各条件式の値を満たしている。

［数値実施例２］
［表５］〜［表７］は、図６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。この数値実施例２に係る可変焦点距離レンズ系２は、変倍に伴って第１ないし第４の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を［表７］に示す。［表７］にはまた、各変倍域における全系の焦点距離、半画角、Ｆナンバーの値を示す。

この数値実施例２では、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置され、変倍に伴ってレンズ位置状態が変化する際に、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

この数値実施例２では、第１面、第５面、第１３面、および第１５面が非球面となっている。なお、この数値実施例２では、負レンズＬ１２はガラスレンズの上に薄い樹脂製の非球面を付加した形状であるが、勿論、ガラスの非球面レンズとすることも可能である。

［表８］には、上述の各条件式に関する値を示す。［表８］から分かるように、この数値実施例２に係る可変焦点距離レンズ系２は、各条件式の値を満たしている。

［数値実施例３］
［表９］〜［表１１］は、図１０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。この数値実施例３に係る可変焦点距離レンズ系３は、変倍に伴って第１ないし第４の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を［表１１］に示す。［表１１］にはまた、各変倍域における全系の焦点距離、半画角、Ｆナンバーの値を示す。

この数値実施例３では、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置され、変倍に伴ってレンズ位置状態が変化する際に、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

この数値実施例３では、第５面、第１２面、第１４面、および第１５面が非球面となっている。なお、この数値実施例３では、負レンズＬ１２はガラスレンズの上に薄い樹脂製の非球面を付加した形状であるが、勿論、ガラスの非球面レンズとすることも可能である。

［表１２］には、上述の各条件式に関する値を示す。［表１２］から分かるように、この数値実施例３に係る可変焦点距離レンズ系３は、各条件式の値を満たしている。

［数値実施例４］
［表１３］〜［表１６］は、図１４に示した第４の構成例に係る可変焦点距離レンズ系４に対応する具体的なレンズデータを示している。特に［表１３］にはその基本的なレンズデータを示し、［表１４］には非球面に関するデータを示す。［表１５］にはその他のデータを示す。この数値実施例４に係る可変焦点距離レンズ系４は、変倍に伴って第１ないし第４の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を［表１５］に示す。［表１５］にはまた、各変倍域における全系の焦点距離、半画角、Ｆナンバーの値を示す。

この数値実施例４では、開口絞りＳが第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間に配置され、変倍に伴ってレンズ位置状態が変化する際に、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と一体的に移動する。

この数値実施例４では、第５面、第１２面、第１４面、および第１５面が非球面となっている。なお、この数値実施例４では、負レンズＬ１２はガラスレンズの上に薄い樹脂製の非球面を付加した形状であるが、勿論、ガラスの非球面レンズとすることも可能である。

［表１６］には、上述の各条件式に関する値を示す。［表１６］から分かるように、この数値実施例４に係る可変焦点距離レンズ系４は、各条件式の値を満たしている。

［収差性能］
数値実施例１に係る可変焦点距離レンズ系１の収差性能を図３〜図５に示す。また、数値実施例２に係る可変焦点距離レンズ系２の収差性能を図７〜図９に示す。また、数値実施例３に係る可変焦点距離レンズ系３の収差性能を図１１〜図１３に示す。また、数値実施例４に係る可変焦点距離レンズ系４の収差性能を図１５〜図１７に示す。

各収差はいずれも無限遠合焦時のものである。図３、図７、図１１、および図１５は広角端における収差を示す。図４、図８、図１２、および図１６は中間焦点距離における収差を示す。図５、図９、図１３、および図１７は望遠端における収差を示す。

これらの各図には収差図として、球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、および横収差を示す。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。

以上の各収差図から分かるように、各実施例について、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることは明らかである。

＜７．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。

また、上記実施の形態および実施例では、実質的に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。

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、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レンズ群とが配置されると共に、前記第１レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、
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レンズ群との空気間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動し、被写体位置の変化に伴う像面位置の変動を補正するように前記第３レンズ群が移動し、以下の条件式を満足する
可変焦点距離レンズ系。
０．０５＜Ｄａ／Ｒ３ａ＜０．５ ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における前記開口絞りから前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの距離
Ｒ３ａ：前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
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。
０．２５＜ｆｗ／｜ｆ１｜＜０．７ ……（２）
ただし、
ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
とする。
［３］
前記第１レンズ群は物体側より順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、像側に凹面を向けた第２の負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとの３枚のレンズで構成されている
上記［１］または［２］に記載の可変焦点距離レンズ系。
［４］
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。
２＜Ｄｓ／Ｙｍａｘ＜３ ……（３）
ただし、
Ｄｓ：広角端状態における前記開口絞りから像面までの距離
Ｙｍａｘ：最大像高
とする。
［５］
レンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが一体的に移動する
上記［１］ないし［４］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
［６］
前記第４レンズ群の最も物体側に両凸形状の正レンズが配置され、
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。
−１．３＜Ｒ４ｂ／Ｄｂ＜−０．４ ……（４）
ただし、
Ｒ４ｂ：前記第４レンズ群の最も物体側に配置された前記正レンズの像側のレンズ面の曲率半径
Ｄｂ：広角端状態において前記開口絞りから前記正レンズの像側のレンズ面までの距離
とする。
［７］
前記第３レンズ群は１つのレンズブロックにより構成されている
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］
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［７］のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
［９］
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含み、
前記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レンズ群とが配置されると共に、前記第１レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、
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レンズ群との空気間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動し、被写体位置の変化に伴う像面位置の変動を補正するように前記第３レンズ群が移動し、以下の条件式を満足する
撮像装置。
０．０５＜Ｄａ／Ｒ３ａ＜０．５ ……（１）
ただし、
Ｄａ：広角端状態における前記開口絞りから前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの距離
Ｒ３ａ：前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
とする。
［１０］
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［９］に記載の撮像装置。

Ｇ１…第１レンズ群、Ｇ２…第２レンズ群、Ｇ３…第３レンズ群、Ｇ４…第４レンズ群、Ｓ…開口絞り、Ｓｉｍｇ…像面、Ｚ１…光軸、１，２，３，４…可変焦点距離レンズ系、１０…カメラブロック、１１…レンズ系、１２…撮像素子、２０…カメラ信号処理部、３０…画像処理部、４０…ＬＣＤ、５０…Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）、６０…ＣＰＵ、７０…入力部、８０…レンズ駆動制御部、１００…撮像装置、１０００…メモリカード。

Claims (9)

1. 物体側より順に、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レンズ群とが配置されると共に、前記第１レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、
   かつ、
   前記第２レンズ群は、負レンズおよび正レンズからなる接合レンズで構成され、
   前記第４レンズ群の最も物体側に両凸形状の正レンズが配置され、
   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レンズ群との空気間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動し、被写体位置の変化に伴う像面位置の変動を補正するように前記第３レンズ群が移動し、以下の条件式を満足する
   可変焦点距離レンズ系。
   ０．０５＜Ｄａ／Ｒ３ａ＜０．５ ……（１）
   ２＜Ｄｓ／Ｙｍａｘ＜３ ……（３）
   −１．３＜Ｒ４ｂ／Ｄｂ＜−０．４ ……（４）
   ただし、
   Ｄａ：広角端状態における前記開口絞りから前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの距離
   Ｒ３ａ：前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
   Ｄｓ：広角端状態における前記開口絞りから像面までの距離
   Ｙｍａｘ：最大像高
   Ｒ４ｂ：前記第４レンズ群の最も物体側に配置された前記正レンズの像側のレンズ面の曲率半径
   Ｄｂ：広角端状態において前記開口絞りから前記正レンズの像側のレンズ面までの距離
   とする。
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。
   ０．２５＜ｆｗ／｜ｆ１｜＜０．７ ……（２）
   ただし、
   ｆｗ：広角端状態におけるレンズ系全体での焦点距離
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   とする。
3. 前記第１レンズ群は物体側より順に、像側に凹面を向けたメニスカス形状の第１の負レンズと、像側に凹面を向けた第２の負レンズと、物体側に凸面を向けた正レンズとの３枚のレンズで構成されている
   請求項１または２に記載の可変焦点距離レンズ系。
4. 前記第４レンズ群は、物体側より順に、両凸形状の正レンズと、両凹形状の負レンズと、像側に凸面を向けた正レンズとで構成されている
   請求項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。
5. レンズ位置状態が変化する際に、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが一体的に移動する
   請求項１ないし４のいずれか１つに記載の可変焦点距離レンズ系。
6. 前記第３レンズ群は１つのレンズブロックにより構成されている
   請求項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。
7. 実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
   請求項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含み、
   前記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レンズ群とが配置されると共に、前記第１レンズ群よりも像側に開口絞りが配置され、
   かつ、
   前記第２レンズ群は、負レンズおよび正レンズからなる接合レンズで構成され、
   前記第４レンズ群の最も物体側に両凸形状の正レンズが配置され、
   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レンズ群との空気間隔が減少し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化するように、前記第１ないし第４の各レンズ群が移動し、被写体位置の変化に伴う像面位置の変動を補正するように前記第３レンズ群が移動し、以下の条件式を満足する
   撮像装置。
   ０．０５＜Ｄａ／Ｒ３ａ＜０．５ ……（１）
   ２＜Ｄｓ／Ｙｍａｘ＜３ ……（３）
   −１．３＜Ｒ４ｂ／Ｄｂ＜−０．４ ……（４）
   ただし、
   Ｄａ：広角端状態における前記開口絞りから前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面までの距離
   Ｒ３ａ：前記第３レンズ群の最も像側のレンズ面の曲率半径
   Ｄｓ：広角端状態における前記開口絞りから像面までの距離
   Ｙｍａｘ：最大像高
   Ｒ４ｂ：前記第４レンズ群の最も物体側に配置された前記正レンズの像側のレンズ面の曲率半径
   Ｄｂ：広角端状態において前記開口絞りから前記正レンズの像側のレンズ面までの距離
   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
   請求項８に記載の撮像装置。

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