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JP5904273B2 - 変倍光学系、光学装置、および変倍光学系の製造方法 - Google Patents

変倍光学系、光学装置、および変倍光学系の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、カメラ用交換レンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラなどに好適な変倍光学系と、これを有する光学装置、および変倍光学系の製造方法に関する。
従来、レンズ交換式カメラ用の交換レンズなどに用いられる変倍光学系として、日本国特開２００９−８６５３５号公報に示すように、最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するものが提案されている。
特開２００９−８６５３５号公報
しかしながら、従来の変倍光学系にあっては、小型化とオートフォーカスの高速化とを実現しつつ、充分に高い光学性能を確保することは困難であった。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、小型化とオートフォーカスの高速化とを実現しつつ、充分に高い光学性能を備えた変倍光学系、当該変倍光学系を備えた光学装置、および変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行い、次式の条件を満足することを特徴とする。
１．３８１ ≦ Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ） ＜ ３．００
３．５０ ＜ ｆｔ／ｆ３ ＜ ５．００
ただし、
Ｒ３１Ａ：前記第３レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ３１Ｂ：前記第３レンズ群の正レンズの像面側の面の曲率半径
ｆｔ：望遠端状態における変倍光学系全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
また、本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行い、前記第４レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第４Ａレンズ群と、負の屈折力を有する第４Ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第４Ｃレンズ群とを有し、前記第４Ｂレンズ群を光軸と略直交方向の成分を有するように移動させることによって、手ブレによる像ブレの補正を行い、次式の条件を満足することを特徴とする。
１．００ ＜ Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ） ＜ ３．００
Ｒ３１Ａ：前記第３レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ３１Ｂ：前記第３レンズ群の正レンズの像面側の面の曲率半径
また、本発明に係る光学装置は、上記変倍光学系を備えていることを特徴とする。
また、本発明に係る変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変化するように構成し、前記第３レンズ群を１枚の正レンズで構成し、前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行うように構成し、次式の条件を満足するように構成することを特徴とする。
１．３８１ ≦ Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ） ＜ ３．００
３．５０ ＜ ｆｔ／ｆ３ ＜ ５．００
ただし、
Ｒ３１Ａ：前記第３レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ３１Ｂ：前記第３レンズ群の正レンズの像面側の面の曲率半径
ｆｔ：望遠端状態における変倍光学系全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
本発明によれば、小型化とオートフォーカスの高速化とを実現しつつ、充分に高い光学性能を備えた変倍光学系、当該変倍光学系を備えた光学装置、および変倍光学系の製造方法を提供することができる。
図１は本発明の第１実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時における諸収差図であり、図２Ａは広角端状態、図２Ｂは中間焦点距離状態、図２Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。 図３は本発明の第２実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時における諸収差図であり、図４Ａは広角端状態、図４Ｂは中間焦点距離状態、図４Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。 図５は本発明の第３実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは第３実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時における諸収差図であり、図６Ａは広角端状態、図６Ｂは中間焦点距離状態、図６Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。 図７は本発明の第４実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは第４実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時における諸収差図であり、図８Ａは広角端状態、図８Ｂは中間焦点距離状態、図８Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。 図９は本発明の第５実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは第５実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時における諸収差図であり、図１０Ａは広角端状態、図１０Ｂは中間焦点距離状態、図１０Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。 図１１は本発明の変倍光学系を備えたカメラの概略を示す断面図である。 図１２は本発明に係る変倍光学系の製造方法の概略を示す図である。
以下、本発明に係る変倍光学系、光学装置、および変倍光学系の製造方法について説明する。
まず、本発明に係る変倍光学系から説明する。本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は変化し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は変化し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は変化し、第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行うことを特徴とする。
本発明に係る変倍光学系は、上述のように、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔を変化させ、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を変化させ、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔を変化させる。この構成により変倍可能な光学系を実現し、変倍に伴う像面湾曲の変動を抑えて、高い光学性能を実現できる。
また、本発明に係る変倍光学系は、このような構成のもと、第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、該第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行う。この構成により、フォーカスレンズが軽量化され、小型アクチュエータを用いても高速でのオートフォーカスが可能となる。さらに、変倍光学系の小型化が可能となり、鏡筒外径を小型化できる。その結果、小型化とオートフォーカスの高速化を実現しつつ、高い光学性能を備えた変倍光学系を実現できる。
また、本発明に係る変倍光学系は、第３レンズ群の正レンズは、両凸形状であることが望ましい。この構成により、フォーカシングによる球面収差の変動を抑えて高い光学性能を実現できる。
また、本発明に係る変倍光学系は、第３レンズ群の正レンズは、レンズ面が球面で構成されていることが望ましい。この構成により、フォーカシングによる球面収差の変動を抑えてさらに高い光学性能を実現できる。
また、本発明に係る変倍光学系は、次の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）１．００ ＜ Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ） ＜ ３．００
ただし、
Ｒ３１Ａ：第３レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ３１Ｂ：第３レンズ群の正レンズの像面側の面の曲率半径
条件式（１）は、第３レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径と像面側の面の曲率半径との適切な比率を規定したものである。条件式（１）を満足することで、第３レンズ群の正レンズで発生する球面収差を適正に補正し、高い光学性能を実現することができる。
条件式（１）の対応値が下限値を下回った場合、第３レンズ群の正レンズで発生する負の球面収差の補正が困難になる。その結果、高い光学性能を実現できなくなり、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を１．２０にすることが望ましい。
条件式（１）の対応値が上限値を上回った場合、第３レンズ群の正レンズで発生する正の球面収差の補正が困難になる。その結果、高い光学性能を実現できなくなり、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を２．５０にすることが望ましい。
また、本発明に係る変倍光学系は、次の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）３．５０ ＜ ｆｔ／ｆ３ ＜ ５．００
ただし、
ｆｔ：望遠端状態における変倍光学系全系の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
条件式（２）は、望遠端状態における変倍光学系全系の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離との適切な比率を規定したものである。条件式（２）を満足することで、小型化を図りつつ合焦時の収差変動を抑え、高い光学性能を実現することができる。
条件式（２）の対応値が下限値を下回った場合、合焦時の第３レンズ群の移動量が大きくなる。その結果、光学系の全長が長くなってしまい、小型化が困難になり好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を３．７０とすることが望ましい。
条件式（２）の対応値が上限値を上回った場合、第３レンズ群のパワーが強くなり、合焦時の収差変動が大きくなる。その結果、高い光学性能を実現できなくなり、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を４．７０とすることが望ましい。
また、本発明に係る変倍光学系は、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）１．００ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ ２．００
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における変倍光学系全系の焦点距離
条件式（３）は、第１レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定するものである。なお、以下の説明において、屈折力が強い或いは弱いとは、屈折力の絶対値が大きい或いは小さいことをいう。
条件式（３）の対応値が下限値を下回った場合、第１レンズ群の屈折力が強くなり、球面収差と軸上色収差の補正が困難になる。その結果、高い光学性能を実現できなくなり、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を１．２０にすることが望ましい。
条件式（３）の対応値が上限値を上回った場合、第１レンズ群の屈折力が弱くなり、変倍光学系の全長が長くなってしまう。その結果、小型化が困難になり好ましくない。また、非点収差の補正が困難になる。その結果、高い光学性能を実現できなくなり、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を１．８０とすることが望ましい。
また、本発明に係る変倍光学系は、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．３００ ＜ （−ｆ２）／ｆｗ ＜ ０．５００
ただし、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における変倍光学系全系の焦点距離
条件式（４）は、第２レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定するものである。
条件式（４）の対応値が下限値を下回った場合、第２レンズ群の負の屈折力が強くなり、球面収差とコマ収差の補正が困難になる。その結果、高い光学性能を実現できなくなり、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を０．３３０にすることが望ましい。
条件式（４）の対応値が上限値を上回った場合、第２レンズ群の負の屈折力が弱くなり、非点収差や像面湾曲の補正が困難になる。その結果、高い光学性能を実現できなくなり、好ましくない。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を０．４７０とすることが望ましい。
また、本発明に係る変倍光学系は、第４レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第４Ａレンズ群と、負の屈折力を有する第４Ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第４Ｃレンズ群とを有し、第４Ｂレンズ群を光軸と略直交方向の成分を有するように移動させることで、手ブレによる像ブレの補正すなわち防振を行うことが望ましい。このような構成とすることで、小径のレンズ群で防振することができ、手振れ補正機構の小型化および軽量化と、鏡筒の小型化とを図ることができる。なお、略直交方向の成分を有する移動とは、光軸に対して直交方向に移動する他、光軸に対して斜め方向に移動したり、光軸上の一点を回転中心として揺動したりすることも含まれる。
また、本発明に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群は光軸に沿って像面に対して物体側に移動することが望ましい。この構成とすることにより、第１レンズ群の屈折力を弱くすることが可能となり、各レンズ群の屈折力を適正にし、所定の変倍比を確保することができる。各レンズ群の屈折力が強くなりすぎると、収差の補正が困難になる。特に、第２レンズ群の屈折力が強くなりすぎると像面湾曲が大きくなり、補正することが困難になり好ましくない。また、第３レンズ群の屈折力が強くなりすぎると合焦時の収差補正が困難になり、好ましくない。
また、本発明に係る光学装置は、上述した構成の変倍光学系を有することを特徴とする。これにより、高い光学性能を備えた光学装置を実現することができる。
また、本発明に係る変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変化するように構成し、前記第３レンズ群を１枚の正レンズで構成し、前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行うように構成することを特徴とする。
斯かる変倍光学系の製造方法により、高い光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
（数値実施例）
以下、本発明の数値実施例に係る変倍光学系を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１のレンズ構成を示す断面図である。
図１に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、光軸に沿って物体側から順に、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とから構成される。
本実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は増大する。また、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側凸形状に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とは単調に物体側へ移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉ側へ移動させることによって行う。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第４Ａレンズ群Ｇ４Ａと、負の屈折力を有する第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂと、正の屈折力を有する第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃとから構成される。第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂを光軸と略直交方向の成分を持つように移動させることにより、手ブレによる像ブレの補正、すなわち防振を行う。開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４の内部に配置され、広角端から望遠端への変倍時に第４レンズ群Ｇ４と一体で移動するように構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３との接合レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ３１から構成される。
第４Ａレンズ群Ｇ４Ａは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３との接合レンズと、両凸レンズＬ４４とから構成される。
第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ４５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４６との接合レンズとから構成される。
第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４７と、両凸レンズＬ４８と両凹レンズＬ４９との接合レンズとから構成され、Ｌ４９レンズから射出された光線は像面Ｉに結像する。
以下の表１に、本発明の第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の諸元値を掲げる。
表１中の［全体諸元］において、ｆは変倍光学系全体の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位：度）、Ｙは像高、ＴＬは無限遠合焦状態における第１レンズ群Ｇ１の最も物体側の面から像面Ｉまでのレンズ全長をそれぞれ示している。Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態の各焦点距離状態をそれぞれ示す。
［面データ］において、ｍは物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、opは物体面、Ｉは像面をそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示し、空気の屈折率ｄ＝1．00000の記載は省略している。
［可変間隔データ］には、焦点距離ｆ、可変間隔、および開口絞り径φの値を示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面番号と焦点距離を示す。
［条件式対応値］は各条件式の対応値をそれぞれ示す。
ここで、表１に記載されている焦点距離ｆや曲率半径ｒ、およびその他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
（表１）第１実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.00125 134.89858 291.55642
ＦＮＯ 4.49 5.00 5.87
２ω 13.27 7.04 3.26
Ｙ 8.35 8.35 8.35
ＴＬ 174.82320 192.82728 205.27212

［面データ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
op ∞
1) 76.45460 4.70390 1.618000 63.34
2) 256.81660 0.10000
3) 83.48100 2.00000 1.795040 28.69
4) 52.02470 7.82340 1.437000 95.00
5) −2180.58150 (D5)
6) −157.69770 1.10000 1.696800 55.52
7) 24.58730 4.85060 1.846660 23.80
8) 63.50810 2.55870
9) −56.90330 1.10000 1.772500 49.62
10) 132.70460 (D10)
11) 116.40050 3.30690 1.618000 63.34
12) −74.88570 (D12)
13) 46.27990 3.11080 1.593190 67.90
14) 690.26650 2.83790
15) 36.41800 4.52180 1.603000 65.44
16) −121.73140 1.59630 1.950000 29.37
17) 27.66160 0.72790
18) 26.84000 3.88680 1.593190 67.90
19) −1460.77280 2.00000
20) −255.28680 0.90000 1.696800 55.52
21) 20.15450 2.79110 1.902650 35.73
22) 36.13630 14.30890
23) ∞ 1.00000 開口絞り
24) 53.33500 2.00000 1.805180 25.45
25) 14779.41800 18.48370
26) 216.36190 2.89740 1.603420 38.03
27) −18.15210 1.00000 1.834810 42.73
28) 86.81180 (BF)
I ∞

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.00125 134.89858 291.55642
D5 10.53320 37.13510 45.64880
D10 40.49600 25.95820 3.84220
D12 4.75360 10.25890 11.38910
BF 29.43430 29.86898 54.78592
φ 14.60 13.20 17.40

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 116.15003
G2 6 −31.59403
G3 11 74.22647
G4 13 202.33188
G4A 13 65.90638
G4B 20 −57.99956
G4C 23 471.52911

［各条件式対応値］
Ｒ３１Ａ＝116.40050
Ｒ３１Ｂ＝−74.88570
ｆｔ＝291.55642
ｆｗ＝72.00125
ｆ１＝116.15003
ｆ２＝−31.59403
ｆ３＝74.22647
（１）Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ）＝1.554
（２）ｆｔ／ｆ３＝3.928
（３）ｆ１／ｆｗ＝1.613
（４）（−ｆ２）／ｆｗ＝0.4388
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の無限遠合焦時における諸収差図であり、図２Ａは広角端状態、図２Ｂは中間焦点距離状態、図２Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ａは半画角（単位：度）をそれぞれ示している。また、図中のｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）での収差曲線を示し、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）での収差曲線を示し、記載のないものはｄ線での収差曲線を示す。非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。コマ収差を示す収差図は、各半画角において、ｄ線およびｇ線に対するメリディオナルコマ収差を表している。なお、以下に示す各実施例の諸収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。
各収差図から明らかなように、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２のレンズ構成を示す断面図である。
図３に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、光軸に沿って物体側から順に、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とから構成される。
本実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は増大する。また、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側凸形状に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とは単調に物体側へ移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉ側へ移動させることによって行う。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第４Ａレンズ群Ｇ４Ａと、負の屈折力を有する第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂと、正の屈折力を有する第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃとから構成される。第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂを光軸と略直交方向の成分を持つように移動させることにより、手ブレによる像ブレの補正、すなわち防振を行う。開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４の内部に配置され、広角端から望遠端への変倍時に第４レンズ群Ｇ４と一体で移動するように構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３との接合レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ３１から構成される。
第４Ａレンズ群Ｇ４Ａは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３と両凸レンズＬ４４との接合レンズとから構成される。
第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ４５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４６との接合レンズとから構成される。
第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４７と、両凸レンズＬ４８と両凹レンズＬ４９との接合レンズとから構成され、Ｌ４９レンズから射出された光線は像面Ｉに結像する。
以下の表２に、本発明の第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の諸元値を掲げる。
（表２）第２実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.00407 134.90005 291.56827
ＦＮＯ 4.55 5.34 5.87
２ω 13.30 7.05 3.26
Ｙ 8.35 8.35 8.35
ＴＬ 174.74594 189.28266 203.71361

［面データ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
op ∞
1) 70.10870 5.23050 1.618000 63.34
2) 268.66420 0.12210
3) 76.54770 2.00000 1.795040 28.69
4) 47.28020 8.25010 1.437000 95.00
5) −24087.04000 (D5)
6) −183.21520 1.12770 1.696800 55.52
7) 23.23900 5.01110 1.846660 23.80
8) 57.06550 2.79090
9) −52.66330 1.10000 1.772500 49.62
10) 120.63120 (D10)
11) 103.55650 3.40050 1.618000 63.34
12) −74.96490 (D12)
13) 44.07140 3.24670 1.593190 67.90
14) 1062.48610 3.54580
15) 34.82560 4.03550 1.603000 65.44
16) −137.84300 1.28180 1.950000 29.37
17) 27.29790 3.83840 1.593190 67.90
18) −368.78740 2.00000
19) −161.60230 1.10000 1.696800 55.52
20) 18.28860 2.78580 1.902650 35.73
21) 31.91770 16.09810
22) ∞ 1.00000 開口絞り
23) 41.98930 2.00000 1.805180 25.45
24) 148.51900 12.76000
25) 38.57320 3.28950 1.603420 38.03
26) −25.68470 1.00000 1.834810 42.73
27) 37.72480 (BF)
I ∞

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.00407 134.90005 291.56827
D5 8.03140 31.60210 38.95920
D10 40.23810 25.83910 3.62640
D12 4.70750 9.88860 11.68210
BF 34.75444 34.93836 62.43141
φ 13.60 11.60 16.60

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 105.61803
G2 6 −29.4996
G3 11 70.88067
G4 13 207.1073
G4A 13 58.25003
G4B 19 −47.40352
G4C 22 296.63183

［各条件式対応値］
Ｒ３１Ａ＝103.55650
Ｒ３１Ｂ＝−74.96490
ｆｔ＝291.56827
ｆｗ＝72.00407
ｆ１＝105.61803
ｆ２＝−29.4996
ｆ３＝70.88067
（１）Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ）＝1.381
（２）ｆｔ／ｆ３＝4.114
（３）ｆ１／ｆｗ＝1.467
（４）（−ｆ２）／ｆｗ＝0.4097
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の無限遠合焦時における諸収差図であり、図４Ａは広角端状態、図４Ｂは中間焦点距離状態、図４Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。
各収差図から明らかなように、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
（第３実施例）
図５は、本発明の第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３のレンズ構成を示す断面図である。
図５に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、光軸に沿って物体側から順に、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とから構成される。
本実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は増大する。また、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側凸形状に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とは単調に物体側へ移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉ側へ移動させることによって行う。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第４Ａレンズ群Ｇ４Ａと、負の屈折力を有する第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂと、正の屈折力を有する第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃとから構成される。第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂを光軸と略直交方向の成分を持つように移動させることにより、手ブレによる像ブレの補正、すなわち防振を行う。開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４の内部に配置され、広角端から望遠端への変倍時に第４レンズ群Ｇ４と一体で移動するように構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と両凸レンズＬ１３との接合レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ３１から構成される。
第４Ａレンズ群Ｇ４Ａは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズとから構成される。
第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ４５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４６との接合レンズとから構成される。
第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ４７と、両凸レンズＬ４８と両凹レンズＬ４９との接合レンズとから構成され、Ｌ４９レンズから射出された光線は像面Ｉに結像する。
以下の表３に、本発明の第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の諸元値を掲げる。
（表３）第３実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.00160 134.90047 291.52685
ＦＮＯ 4.57 5.23 5.88
２ω 13.32 7.04 3.26
Ｙ 8.35 8.35 8.35
ＴＬ 175.31110 187.01799 201.23981

［面データ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
op ∞
1) 70.57290 4.93910 1.618000 63.34
2) 242.25150 0.10000
3) 68.52880 2.00000 1.795040 28.69
4) 43.51940 8.96140 1.437000 95.00
5) −923.91020 (D5)
6) −119.38590 1.10000 1.772500 49.62
7) 19.58400 4.52140 2.000690 25.46
8) 57.05290 2.23580
9) −62.25060 1.10000 1.816000 46.59
10) 66.25170 (D10)
11) 104.75140 3.25500 1.603000 65.44
12) −65.16700 (D12)
13) 28.76740 4.34410 1.487490 70.31
14) −817.13650 0.10000
15) 30.79330 4.33220 1.603000 65.44
16) −102.29120 2.74200 1.902650 35.73
17) 17.49490 5.22550 1.487490 70.31
18) 152.53090 2.00000
19) −175.94560 0.90000 1.696800 55.52
20) 19.08870 2.32080 1.902650 35.73
21) 34.38970 14.77920
22) ∞ 1.00000 開口絞り
23) 46.00240 2.25290 1.834000 37.18
24) −262.68650 10.32110
25) 35.86780 5.06690 1.603420 38.03
26) −34.36720 1.00000 1.883000 40.66
27) 31.82930 (BF)
I ∞

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.00160 134.90047 291.52685
D5 13.85170 32.83900 39.17860
D10 37.69540 24.12950 3.55890
D12 4.37180 9.08570 10.13310
BF 34.79480 36.36639 63.77181
φ 13.40 12.10 16.90

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 98.62711
G2 6 −26.12048
G3 11 67.10744
G4 13 161.32694
G4A 13 82.33786
G4B 19 −51.98201
G4C 22 90.43851

［各条件式対応値］
Ｒ３１Ａ＝104.75140
Ｒ３１Ｂ＝−65.16700
ｆｔ＝291.52685
ｆｗ＝72.00160
ｆ１＝98.62711
ｆ２＝−26.12048
ｆ３＝67.10744
（１）Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ）＝1.607
（２）ｆｔ／ｆ３＝4.344
（３）ｆ１／ｆｗ＝1.370
（４）（−ｆ２）／ｆｗ＝0.3628
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の無限遠合焦時における諸収差図であり、図６Ａは広角端状態、図６Ｂは中間焦点距離状態、図６Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。
各収差図から明らかなように、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
（第４実施例）
図７は、本発明の第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４のレンズ構成を示す断面図である。
図７に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、光軸に沿って物体側から順に、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とから構成される。
本実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は増大する。また、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側凸形状に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とは単調に物体側へ移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉ側へ移動させることによって行う。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第４Ａレンズ群Ｇ４Ａと、負の屈折力を有する第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂと、正の屈折力を有する第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃとから構成される。第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂを光軸と略直交方向の成分を持つように移動させることにより、手ブレによる像ブレの補正、すなわち防振を行う。開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４の内部に配置され、広角端から望遠端への変倍時に第４レンズ群Ｇ４と一体で移動するように構成されている。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３との接合レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ３１から構成される。
第４Ａレンズ群Ｇ４Ａは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３と両凸レンズＬ４４との接合レンズとから構成される。
第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ４５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４６との接合レンズとから構成される。
第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ４７と、両凹レンズＬ４８と両凸レンズＬ４９との接合レンズとから構成され、Ｌ４９レンズから射出された光線は像面Ｉに結像する。
以下の表４に、本発明の第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の諸元値を掲げる。
（表４）第４実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.00198 134.90087 291.56400
ＦＮＯ 4.53 5.17 5.89
２ω 13.31 7.05 3.26
Ｙ 8.35 8.35 8.35
ＴＬ 174.11210 185.42109 200.30283

［面データ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
op ∞
1) 54.92170 6.29800 1.603000 65.44
2) 199.31210 0.10000
3) 61.80160 2.00000 1.834000 37.18
4) 34.33480 10.49620 1.437000 95.00
5) 16937.45500 (D5)
6) −156.57000 1.22310 1.618000 63.34
7) 20.34000 4.24490 1.846660 23.80
8) 33.04330 3.78250
9) −36.70970 1.10000 1.593190 67.90
10) 193.98970 (D10)
11) 122.80240 3.24640 1.603000 65.44
12) −60.94980 (D12)
13) 32.71430 4.15430 1.487490 70.31
14) −266.57680 0.10000
15) 32.58110 4.70130 1.548140 45.51
16) −62.05980 1.13330 1.902650 35.73
17) 16.57230 5.51490 1.593190 67.90
18) −229.10060 2.00000
19) −186.61440 0.90000 1.772500 49.62
20) 19.26900 2.92390 1.902650 35.73
21) 44.24910 13.47910
22) ∞ 1.00000 開口絞り
23) 78.39800 3.47240 1.517420 52.20
24) −28.49740 12.23000
25) −26.06210 1.00000 1.804000 46.60
26) 27.95010 2.09780 1.688930 31.16
27) −80.50700 (BF)
I ∞

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.00198 134.90087 291.56400
D5 10.32410 28.70590 35.09120
D10 37.61910 23.80120 3.05980
D12 4.45650 9.12770 11.45850
BF 34.51430 36.58819 63.49523
φ 14.20 12.90 17.70

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 98.28877
G2 6 −26.13187
G3 11 68.00255
G4 13 165.0289
G4A 13 70.31244
G4B 19 −56.39926
G4C 22 157.08603

［各条件式対応値］
Ｒ３１Ａ＝122.80240
Ｒ３１Ｂ＝−60.94980
ｆｔ＝291.56400
ｆｗ＝72.00198
ｆ１＝98.28877
ｆ２＝−26.13187
ｆ３＝68.00255
（１）Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ）＝2.015
（２）ｆｔ／ｆ３＝4.288
（３）ｆ１／ｆｗ＝1.365
（４）（−ｆ２）／ｆｗ＝0.3629
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の無限遠合焦時における諸収差図であり、図８Ａは広角端状態、図８Ｂは中間焦点距離状態、図８Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。
各収差図から明らかなように、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
（第５実施例）
図９は、本発明の第５実施例に係る変倍光学系ＺＬ５のレンズ構成を示す断面図である。
図９に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ５は、光軸に沿って物体側から順に、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、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから構成される。
本実施例に係る変倍光学系ＺＬ５は、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔は増大する。また、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は像面Ｉ側凸形状に移動し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とは単調に物体側へ移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉ側へ移動させることによって行う。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第４Ａレンズ群Ｇ４Ａと、負の屈折力を有する第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂと、正の屈折力を有する第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃとから構成される。第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂを光軸と略直交方向の成分を持つように移動させることにより、手ブレによる像ブレの補正、すなわち防振を行う。開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４の内部に配置され、広角端から望遠端への変倍時に第４レンズ群Ｇ４と一体で移動するように構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３との接合レンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ２１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹レンズＬ２３とから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ３１から構成される。
第４Ａレンズ群Ｇ４Ａは、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸レンズＬ４２と両凹レンズＬ４３と両凸レンズレンズＬ４４との接合レンズとから構成される。
第４Ｂレンズ群Ｇ４Ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凹レンズＬ４５と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４６との接合レンズとから構成される。
第４Ｃレンズ群Ｇ４Ｃは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ４７と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４８との接合レンズと、両凹レンズＬ４９と両凸レンズＬ５０との接合レンズとから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１から構成され、Ｌ５１レンズから射出した光線は像面Ｉに結像する。
以下の表５に、本発明の第５実施例に係る変倍光学系ＺＬ５の諸元値を掲げる。
（表５）第５実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 72.00486 134.89841 291.54877
ＦＮＯ 4.65 5.37 5.93
２ω 13.31 7.05 3.26
Ｙ 8.35 8.35 8.35
ＴＬ 174.91182 186.42192 202.55615

［面データ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
op ∞
1) 52.79430 6.72790 1.603000 65.44
2) 192.26600 0.10000
3) 59.81310 2.01620 1.834000 37.18
4) 33.06570 10.93130 1.437000 95.00
5) 1398.99180 (D5)
6) −199.73510 1.10000 1.618000 63.34
7) 20.10900 3.98210 1.846660 23.80
8) 33.06750 3.80460
9) −36.15720 1.10000 1.593190 67.90
10) 153.39170 (D10)
11) 129.41800 3.21260 1.603000 65.44
12) −58.89280 (D12)
13) 42.15740 3.02890 1.603000 65.44
14) 1041.31140 0.86670
15) 36.32190 4.54620 1.603000 65.44
16) −55.98360 1.10000 1.902650 35.73
17) 20.48130 4.50990 1.593190 67.90
18) −647.99840 2.00000
19) −222.13510 0.90000 1.772500 49.62
20) 19.09330 2.96230 1.902650 35.73
21) 43.40010 9.50520
22) ∞ 1.00000 開口絞り
23) 60.56320 3.49120 1.603420 38.03
24) −35.89700 1.00000 1.784720 25.64
25) −41.35010 13.67130
26) −45.55270 1.00000 1.816000 46.59
27) 20.47370 2.42650 1.620040 36.40
28) −139.46190 (D28)
29) −42.10500 1.50000 1.516800 63.88
30) −37.71970 (BF)
I ∞

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 72.00486 134.89841 291.54877
D5 7.38130 26.87990 33.29350
D10 36.98130 23.42730 2.50000
D12 4.30580 9.20650 11.70530
D28 7.73030 8.39550 36.54580
BF 32.02982 32.02982 32.02865
φ 15.60 13.60 18.60

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 97.08614
G2 6 −26.14657
G3 11 67.55545
G4 13 176.42266
G5 29 627.63137
G4A 13 78.55342
G4B 19 −57.55195
G4C 22 118.07179

［各条件式対応値］
Ｒ３１Ａ＝129.418000
Ｒ３１Ｂ＝−58.89280
ｆｔ＝291.54877
ｆｗ＝72.00486
ｆ１＝97.08614
ｆ２＝−26.14657
ｆ３＝67.55545
（１）Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ）＝2.198
（２）ｆｔ／ｆ３＝4.316
（３）ｆ１／ｆｗ＝1.348
（４）（−ｆ２）／ｆｗ＝0.3631
図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、第５実施例に係る変倍光学系ＺＬ５の無限遠合焦時における諸収差図であり、図１０Ａは広角端状態、図１０Ｂは中間焦点距離状態、図１０Ｃは望遠端状態をそれぞれ示している。
各収差図から明らかなように、第５実施例に係る変倍光学系ＺＬ５は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。
ここで、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
本発明の変倍光学系の数値実施例として４群または５群のものを示したが、本発明はこれに限られず、他の群構成、例えば６群等の変倍光学系を構成することも可能である。具体的には、本発明の変倍光学系の最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、空気間隔で分離された少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。
また、本発明の変倍光学系の合焦レンズ群は、オートフォーカス用のモータとして例えば超音波モータ等による駆動にも適している。
また、本発明の変倍光学系において、何れかのレンズ群全体またはその一部を、防振レンズ群として光軸に直交する方向の成分を含むように移動させ、または光軸を含む面内方向へ回転移動、すなわち揺動させることで、手ブレによって生じる像ブレを補正する構成とすることもできる。特に、第４レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。
また、本発明の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面または平面としても良く、あるいは非球面としても良い。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、レンズ加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防止することができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、またはガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも良い。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしても良い。
また、本発明の変倍光学系の開口絞りＳは第４レンズ群近傍に配置されることが好ましいが、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用しても良い。
また、本発明の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの光学性能を達成することができる。
次に、本発明の変倍光学系ＺＬを備えた光学装置について、デジタル一眼レフカメラを例に説明する。
図１１は、本発明の変倍光学系を備えたデジタル一眼レフカメラの概略を示す断面図である。図１１に示すデジタル一眼レフカメラ１において、図示しない物体（被写体）からの光は、変倍光学系ＺＬで集光されて、クイックリターンミラー３を介して集点板５に結像される。そして、集点板５に結像された光は、ペンタプリズム７中で複数回反射されて接眼レンズ９へと導かれる。これにより、撮影者は、物体像を接眼レンズ９を介して正立像として観察することができる。
また、撮影者によって図示しないレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、変倍光学系ＺＬで集光された物体の光は撮像素子１１上に被写体像を形成する。これにより、物体からの光は、撮像素子１１により撮像され、物体画像としてメモリ（図示省略）に記憶される。このようにして、撮影者はカメラ１による物体の撮影を行うことができる。
以上の構成により、本発明に係る変倍光学系ＺＬを備えたデジタル一眼レフカメラ１は、小型化とオートフォーカスの高速化を実現し、さらに諸収差を良好に補正し、高い光学性能を実現することができる。なお、図１１のカメラ１は、撮影レンズを着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズと一体に成形されるものでも良い。また、カメラは、一眼レフカメラでも良く、クイックリターンミラー等を有さないカメラでも良い。
次に、本発明の変倍光学系ＺＬの製造方法について説明する。
図１２は、本発明に係る変倍光学系ＺＬの製造方法の概略を示す図である。
本発明の変倍光学系ＺＬの製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、図１２に示すように、以下の各ステップＳ１〜Ｓ３を含むものである。
ステップＳ１：広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔は変化し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔は変化し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔は変化するように構成する。
ステップＳ２：第３レンズ群を一枚の正レンズで構成する。
ステップＳ３：第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行うように構成する。
斯かる本発明の変倍光学系の製造方法によれば、小型化とオートフォーカスの高速化を実現し、さらに高い光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。

Claims (10)

  1. 光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、
    広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変化し、
    前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、
    前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行い、
    次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
    １．３８１ ≦ Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ） ＜ ３．００
    ３．５０ ＜ ｆｔ／ｆ３ ＜ ５．００
    ただし、
    Ｒ３１Ａ：前記第３レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径
    Ｒ３１Ｂ：前記第３レンズ群の正レンズの像面側の面の曲率半径
    ｆｔ：望遠端状態における変倍光学系全系の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
  2. 光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有し、
    広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変化し、
    前記第３レンズ群は１枚の正レンズで構成され、
    前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行い、
    前記第４レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第４Ａレンズ群と、負の屈折力を有する第４Ｂレンズ群と、正の屈折力を有する第４Ｃレンズ群とを有し、前記第４Ｂレンズ群を光軸と略直交方向の成分を有するように移動させることによって、手ブレによる像ブレの補正を行い、
    次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
    １．００ ＜ Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ） ＜ ３．００
    Ｒ３１Ａ：前記第３レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径
    Ｒ３１Ｂ：前記第３レンズ群の正レンズの像面側の面の曲率半径
  3. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項２に記載の変倍光学系。
    ３．５０ ＜ ｆｔ／ｆ３ ＜ ５．００
    ただし、
    ｆｔ：望遠端状態における変倍光学系全系の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
  4. 前記第３レンズ群の正レンズは、両凸形状であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の変倍光学系。
  5. 前記第３レンズ群の正レンズのレンズ面は、球面であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の変倍光学系。
  6. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の変倍光学系。
    １．００ ＜ ｆ１／ｆｗ ＜ ２．００
    ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態における変倍光学系全系の焦点距離
  7. 次式の条件を満足することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の変倍光学系。
    ０．３００ ＜ （−ｆ２）／ｆｗ ＜ ０．５００
    ただし、
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態における変倍光学系全系の焦点距離
  8. 広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群は光軸に沿って像面に対して物体側に移動することを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の変倍光学系。
  9. 請求項１から８の何れか一項に記載の変倍光学系を有することを特徴とする光学装置。
  10. 光軸に沿って物体側から順に、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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
    広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔は変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔は変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔は変化するように構成し、
    前記第３レンズ群を１枚の正レンズで構成し、
    前記第３レンズ群を光軸方向に移動させることによって無限遠物体から近距離物体までの合焦を行うように構成し、
    次式の条件を満足するように構成することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
    １．３８１ ≦ Ｒ３１Ａ／（−Ｒ３１Ｂ） ＜ ３．００
    ３．５０ ＜ ｆｔ／ｆ３ ＜ ５．００
    ただし、
    Ｒ３１Ａ：前記第３レンズ群の正レンズの物体側の面の曲率半径
    Ｒ３１Ｂ：前記第３レンズ群の正レンズの像面側の面の曲率半径
    ｆｔ：望遠端状態における変倍光学系全系の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
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