(57)【要約】      （修正有）【課題】倍率変換群の挿入前後において、良好な光学性能を維持しつつ、全系の焦点距離を長い方へ容易に変化させることができる小型で高性能な光学系を得ること。【解決手段】ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する複数のレンズ群を有する主光学系ＺＬと、前記主光学系の光路上かつ像側に挿脱可能であり、挿入されることで全系の焦点距離を伸長させる倍率変換群ＬＣを有し、前記主光学系はフォーカシングに際して移動する第１部分群と第２部分群を有し、前記倍率変換群の挿脱に際して、前記第１部分群と前記第２部分群は、前記倍率変換群の挿脱によって生じるレンズ全長の変化を低減する方向に移動することを特徴とすること。【選択図】図１
2020106627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する複数のレンズ群を有する主光学系と、
前記主光学系の光路上かつ像側に挿脱可能であり、挿入されることで全系の焦点距離を伸長させる倍率変換群を有し、
前記主光学系はフォーカシングに際して移動する第１部分群と第２部分群を有し、
前記倍率変換群の挿脱に際して、前記第１部分群と前記第２部分群は、前記倍率変換群の挿脱によって生じるレンズ全長の変化を低減する方向に移動することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記倍率変換群は、前記主光学系に含まれる一部のレンズ群が全系の焦点距離を長くする方向へのズーミングに際して移動することで生じる空間内に挿入されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記倍率変換群の焦点距離の絶対値をｆＬＣ、前記主光学系の望遠端において、前記倍率変換群を前記主光学系の像側に挿入したときの前記光学系の焦点距離をｆｔｅｘとするとき、
０．０５＜ｆＬＣ／ｆｔｅｘ＜０．２０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記倍率変換群の最も物体側のレンズ面の面頂点位置から最も像側のレンズ面の面頂点位置までの光軸上における距離をｔｃ、前記倍率変換群の最も像側のレンズ面の面頂点位置から像面までの光軸上における距離をＬ２とするとき、
０．２０＜ｔｃ／Ｌ２＜１．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記倍率変換群の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上における距離をＬ１、前記倍率変換群を前記主光学系の像側に挿入したときの前記光学系の焦点距離をｆｔｅｘとするとき、
０．０５＜Ｌ１／ｆｔｅｘ＜０．２０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記倍率変換群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上における距離をＬ２、前記倍率変換群を前記光路上に挿入したときの前記光学系の焦点距離をｆｔｅｘとするとき、
０．０２＜Ｌ２／ｆｔｅｘ＜０．１５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記光学系の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上における距離をＬｔ、前記倍率変換群を前記光路上に挿入したときの前記光学系の焦点距離をｆｔｅｘとするとき、
０．３０＜Ｌｔ／ｆｔｅｘ＜０．７０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記倍率変換群の前記主光学系の像側への挿脱前後における前記第１部分群の移動量の絶対値の最大値をｘＬｆ１、前記第１部分群の焦点距離をｆＬｆ１とするとき、
０．００１＜ｘＬｆ１／ｆＬｆ１＜０．０５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記倍率変換群の前記主光学系の像側への挿脱前後における前記第２部分群の移動量の絶対値の最大値をｘＬｆ２、前記第２部分群の焦点距離をｆＬｆ２とするとき、
０．００１＜ｘＬｆ２／ｆＬｆ２＜０．２５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記倍率変換群は２枚以上の負レンズを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
前記第１部分群は前記第２部分群よりも物体側に配置されており、前記第１部分群は物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
前記第２部分群は前記第１部分群よりも像側に配置されており、前記第２部分群は像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
前記倍率変換群は、正レンズと負レンズを接合した接合レンズを複数有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のレンズ装置と該レンズ装置によって形成される像を受光する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系及びそれを有する撮像装置に関し、特にビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、監視カメラ、放送用テレビカメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラ等の撮像装置では、主レンズ系の像側に倍率変換群（エクステンダ）（コンバータ）を挿入することにより全系（被写体から像面までの間に配置される光学系）の焦点距離を変化させるコンバータ方式が知られている。即ち、全系の焦点距離を主レンズ系の焦点距離に比べて長い方向へ変化させるコンバータ方式が知られている。例えば、一眼レフカメラ用の交換レンズでは、交換レンズとカメラボディ側のレンズマウントの間にコンバータを挿脱可能に装着して、全系の焦点距離が長くなるようにしたコンバータ方式が知られている。
【０００３】
一方、コンバータの光路中への挿入の前後でレンズ全長（第１レンズ面から像面までの距離）が変化しないコンバータ方式として、ズームレンズのリレー部の一部に、カメラ内に内蔵されている倍率変換群を挿脱する方式が知られている。テレビカメラ用のズームレンズでは、ズームレンズのリレー部のうち比較的前方にアフォーカル部を設け、このアフォーカル部に倍率変換群を挿脱する光学系が知られている（特許文献１）。
【０００４】
交換レンズ用のズームレンズとしてはリレー部の比較的後方の軸上光束が収斂（収束）する位置において倍率変換群を挿脱するようにした光学系が提案されている（特許文献２）。
【０００５】
さらに、コンパクトデジタルカメラでは像面近傍に倍率変換群を挿脱し、このときズームレンズの一部のレンズ群が挿脱前後で移動し、全系のレンズ全長が一定となるようにした光学系が知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１８６１７９号公報
【特許文献１】特開２０１３−２３８８２７号公報
【特許文献２】特開２０１６−２１２２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光学系の一部に倍率変換群を内蔵するコンバータ方式は、倍率変換群を光路中に挿入することにより、レンズ全長を変化させずに全系の焦点距離範囲を長焦点距離側へ変化させることができる。
【０００８】
しかしながら倍率変換群を光路中より挿脱するとき、光学性能を良好に維持するためには、倍率変換群のレンズ構成を適切にすると共に、倍率変換群を光路中の適切な位置において挿脱する必要がある。例えば、倍率変換群を挿脱する前後の光学系のレンズ構成が不適切であると、倍率変換群を挿入したときに光学性能が大きく低下してくる。また、倍率変換群が大型化してしまい、迅速な挿脱操作が困難になる。
【０００９】
本発明は、倍率変換群の挿入前後において、良好な光学性能を維持しつつ、全系の焦点距離を長い方へ容易に変化させることができる小型で高性能な光学系及びそれを有する撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光学系は、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する複数のレンズ群を有する主光学系と、前記主光学系の光路上かつ像側に挿脱可能であり、挿入されることで全系の焦点距離を伸長させる倍率変換群を有し、前記主光学系はフォーカシングに際して移動する第１部分群と第２部分群を有し、前記倍率変換群の挿脱に際して、前記第１部分群と前記第２部分群は、前記倍率変換群の挿脱によって生じるレンズ全長の変化を低減する方向に移動することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、倍率変換群の挿入前後において、良好な光学性能を維持しつつ、全系の焦点距離を長い方へ容易に変化させることができる小型で高性能な光学系及びそれを有する撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のレンズ装置の無限遠に合焦時のレンズ断面図
【図２】実施例１のレンズ装置の無限遠に合焦時の縦収差図
【図３】実施例２のレンズ装置の無限遠に合焦時のレンズ断面図
【図４】実施例２のレンズ装置の無限遠に合焦時の縦収差図
【図５】本発明の撮像装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の光学系及びそれを有する撮像祖位置について説明する。
【００１４】
本発明の光学系は、複数のレンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する主レンズ系（主光学系）としてのズームレンズを有する。更に、ズームレンズの像側に挿入して挿入前のズームレンズの焦点距離よりも更に長い方向へ変化（伸長）させる光路中より挿脱可能な倍率変換群を有する。
【００１５】
ズームレンズはフォーカシングに際して移動する部分群ＬＦ１（第１部分群）と部分群ＬＦ２（第２部分群）を有する。そして、倍率変換群の光路中への挿入に際して、ズームレンズの単独のときのレンズ全長と、倍率変換群を装着したとき（挿脱前後）のレンズ全長の変化を低減する方向に部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２が移動する。部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２は、特に、部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２がレンズ全長が一定となるように移動することが好ましい。これにより倍率変換群の挿入前後で同じ位置において合焦状態を維持することができる。
【００１６】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１の光学系の一部を構成するズームレンズ（主レンズ系）の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図１（Ｄ）は実施例１のズームレンズの像側に倍率変換群を挿入したときの、光学系の超望遠端におけるレンズ断面図である。
【００１７】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１の光学系の一部を構成するズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。図２（Ｄ）は実施例１のズームレンズの像側に倍率変換群を挿脱したときの光学系の超望遠端における収差図である。実施例１のズームレンズはズーム比３．８１、開口比４．６３〜５．８５程度である。実施例１のズームレンズの望遠端における焦点距離は３８９．００である。実施例１のズームレンズに倍率変換群を挿入したときの光学系の超望遠端図１（Ｄ）における焦点距離は５４９．９７である。また実施例１における倍率変換群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなる接合レンズを３枚有している。
【００１８】
図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例２の光学系の一部を構成するズームレンズ（主レンズ系）の広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図３（Ｄ）、（Ｅ）は実施例２のズームレンズの像側に倍率変換群を挿入したときの光学系の倍率変換群挿入時の中間のズーム位置、（以下「ＬＣ挿入時の中間ズーム位置」という）、超望遠端におけるレンズ断面図である。また実施例１における倍率変換群は、１枚の正レンズと１枚の負レンズからなる接合レンズを１枚、２枚の負レンズと１枚の正レンズを接合した接合レンズを１枚有する。
【００１９】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例１の光学系の一部を構成するズームレンズの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。
【００２０】
図４（Ｄ）、（Ｅ）は実施例２のズームレンズの像側に倍率変換群を挿脱したときの、光学系のＬＣ挿入時の中間のズーム位置、超望遠端における収差図である。実施例２のズームレンズはズーム比３．８１、開口比４．６３〜５．８５程度である。実施例２のズームレンズの望遠端における焦点距離は４８４．９９である。実施例２のズームレンズに倍率変換群を挿入したときの光学系の超望遠端図３（Ｅ）における焦点距離は６８５．８０である。
【００２１】
図５は本発明の光学系を備えるデジタルスチルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。各実施例の光学系はビデオカメラやデジタルスチルカメラ、監視カメラ、テレビカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。なお各実施例の光学系は投射装置（プロジェクタ）用の投射光学系としても用いることができる。レンズ断面図において左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。
【００２２】
またレンズ断面図において、Ｌ０は光学系、ＺＬは主レンズ系であり、複数のレンズ群を有するズームレンズより構成されている。ＬＣは倍率変換群である。ＬＦ１、ＬＦ２はフォーカシングに際して移動する部分群である。ズームレンズＺＬはｉを物体側からのレンズ群の順番とするとＬｉは第ｉレンズ群を示す。レンズ断面図において、ＳＰは開口絞りである。
【００２３】
ＩＭＧは像面である。ビデオカメラやデジタルカメラの撮像光学系として光学系を使用する際には、像面ＩＭＧはＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサといった撮像素子（光電変換素子）に相当する。
【００２４】
レンズ断面図において矢印は広角端から望遠端へのズーミング（変倍）、又は全系の焦点距離の長焦点距離化（超望遠化）に際しての各レンズ群の移動軌跡を示している。球面収差図においてＦｎｏはＦナンバーである。また実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、２点鎖線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）である。
【００２５】
非点収差図において実線のＳはｄ線におけるサジタル像面、点線のＭはｄ線におけるメリディオナル像面である。歪曲収差はｄ線について示している。倍率色収差図において２点鎖線のｇはｇ線である。ωは撮像半画角（度）である。なお以下の各実施例において広角端と望遠端はそれぞれ、変倍用のレンズ群が機構上、光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときの各ズーム位置をいう。
【００２６】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
本発明に係る主レンズ系（主光学系）としてのズームレンズは、複数のレンズ群を有し、ズーミングに際して隣り合うレンズ群の間隔が変化する。ズームレンズの焦点距離を長い方向に変化させるために最も像側のレンズ群の像側に挿脱可能の倍率変換群ＬＣを有する。倍率変換群ＬＣを最も像側に挿脱可能に配置することにより、ズーミングで移動するレンズ群を動かすカム環や案内筒等のメカ機構の配置の自由度を高くして、光学系の小型化を容易にしている。
【００２８】
例えば倍率変換群ＬＣをズームレンズの中央部に配置すると、倍率変換群ＬＣを挿脱する機構とカム環や案内筒等のメカ機構が干渉しやすくなり、全体が大型化するため好ましくない。本発明に係るズームレンズはフォーカシングに際して移動する部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２を有する。フォーカシングに際して移動する部分群のうち、焦点距離の絶対値が大きい方を部分群ＬＦ１、焦点距離の絶対値が小さい方を部分群ＬＦ２とする。
【００２９】
本発明の光学系は倍率変換群ＬＣを光路中に挿脱時のレンズ全長を一定に保つために部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２が移動する。部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２を移動させずに倍率変換群ＬＣを光路中への挿脱時のレンズ全長を一定に保つためには、倍率変換群ＬＣのレンズ構成を正の屈折力の前方群と負の屈折力の後方群に分割する必要がある。そうすると、倍率変換群ＬＣの構成が複雑になり、大型化するため好ましくない。
【００３０】
倍率変換群ＬＣの光路中への挿脱時のレンズ全長を一定に保つために移動する部分群が１つだと、光路中への挿脱時の諸収差の変化の補正、特に非点収差の補正が困難となり、好ましくない。そこで本発明の光学系においては部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２をフォーカスのための移動群としている。フォーカスで移動する部分群はフォーカスのためにピント変化と諸収差の補正、特に像面湾曲の補正を行いやすい。これにより、最小限の構成で倍率変換群ＬＣを光路中に挿脱したときのレンズの全長を一定に保ち、良好な光学性能を達成している。
【００３１】
また、倍率変換群ＬＣを光路中に挿脱したときにフォーカスで移動する部分群を移動させる構成とすることで、フォーカスにおけるレンズ移動と倍率変換群ＬＣの挿脱時のレンズ移動においてアクチュエータを共用して、小型化を図っている。
【００３２】
本発明の光学系において、倍率変換群ＬＣはズーミングに際して移動するときに形成される空間内の一部に挿脱可能であることを特徴としている。ズーミングに際して移動するときに形成される空間内に挿脱可能とすることで、スペースを有効活用し、全系の小型化を容易にしている。ズーム全域で挿脱可能な空間に挿脱するためには、ズームレンズ（主レンズ系）のバックフォーカスを長く設計するか、倍率変換群ＬＣを極端に像面に近い配置にする必要がある。
【００３３】
ズームレンズのバックフォーカスを長く設計すると、ズームレンズが大型化し、好ましくない。倍率変換群ＬＣを極端に像面に近い配置にすると、十分な拡大倍率を得るためには倍率変換群ＬＣの焦点距離を極端に短くすることが必要となる。そうすると倍率変換群ＬＣの光路中への挿入時の光学性能、特に倍率色収差と像面湾曲の補正が困難となり、好ましくない。
【００３４】
倍率変換群ＬＣが光路中に挿脱容易なズーム域は望遠端のみか、またはズーム中間域から望遠端までのズーム範囲とするとよい。実施例１では望遠端のみで倍率変換群ＬＣが挿脱可能になる構成としている。望遠端のみで倍率変換群ＬＣが挿脱可能な構成とすると、倍率変換群ＬＣを挿脱するためのスペースの確保を最小限とすることができるため、全系の小型化に最も有利な構成となる。実施例２ではズーム中間域から望遠端までのズーム範囲において倍率変換群ＬＣが挿脱可能な構成としている。
【００３５】
これにより、倍率変換群ＬＣの光路中への挿入時も連続的にズーム操作が可能になるため、ある程度の小型化を維持しつつ、広い焦点距離域をカバーする光学系を得ることが容易となる。倍率変換群ＬＣをズーム中間域から光路中に挿入できるように構成する場合、部分群ＬＦ１と部群ＬＦ２の倍率変換群ＬＣの光路中への挿脱時における移動量はズーミングにより可変とすると良い。これにより、光路中への挿脱時に発生するピント変化と収差変動を各ズーム位置で適切に補正している。
【００３６】
倍率変換群ＬＣの焦点距離の絶対値をｆＬＣ、ズームレンズＺＬの望遠端において、倍率変換群ＬＣをズームレンズＺＬの像側に挿入したときの光学系Ｌ０の焦点距離をｆｔｅｘとする。倍率変換群ＬＣの最も物体側のレンズ面の面頂点位置から最も像側のレンズ面のレンズの面頂点までの光軸上における距離をｔｃ、倍率変換群ＬＣの最も像側のレンズ面の面頂点位置から像面までの光軸上における距離をＬ２とする。
【００３７】
倍率変換群ＬＣの最も物体側のレンズ面の面頂点位置から像面までの光軸上における距離をＬ１とする。光学系Ｌ０の最も物体側のレンズ面の面頂点位置から像面までの光軸上における距離をＬｔとする。倍率変換群ＬＣの光路上への挿入前後でレンズ装置のレンズ全長が一定となるように部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２を移動させたときの、部分群ＬＦ１の移動量の絶対値の最大値をｘＬｆ１、部分群ＬＦ１の焦点距離をｆＬｆ１とする。倍率変換群ＬＣの光路上への挿入前後でレンズ装置のレンズ全長が一定となるように部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２を移動させる。このときのズームレンズＬ０の像側への挿脱前後における部分群ＬＦ２の移動量の絶対値の最大値をｘＬｆ２、部分群ＬＦ２焦点距離をｆＬｆ２とする。
【００３８】
このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
【００３９】
０．０５＜ｆＬＣ／ｆｔｅｘ＜０．２０      ・・・（１）
０．２０＜ｔｃ／Ｌ２＜１．００            ・・・（２）
０．０５＜Ｌ１／ｆｔｅｘ＜０．２０        ・・・（３）
０．０２＜Ｌ２／ｆｔｅｘ＜０．１５        ・・・（４）
０．３０＜Ｌｔ／ｆｔｅｘ＜０．７０        ・・・（５）
０．００１＜ｘＬｆ１／ｆＬｆ１＜０．０５０・・・（６）
０．００１＜ｘＬｆ２／ｆＬｆ２＜０．２５０・・・（７）
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
【００４０】
条件式（１）は倍率変換群ＬＣの焦点距離の絶対値と全系の焦点距離の比を規定している。条件式（１）の上限値を超えて倍率変換群ＬＣの焦点距離の絶対値が大きくなると全系が大型化するため好ましくない。条件式（１）の下限値を下回り倍率変換群ＬＣの焦点距離の絶対値が小さくなると、倍率変換群ＬＣの光路中への挿入時における倍率色収差と像面湾曲の補正が困難となり、好ましくない。
【００４１】
条件式（２）は倍率変換群ＬＣの光軸方向の厚みと倍率変換群ＬＣの光路中への挿入時のバックフォーカスの比を規定している。条件式（２）の上限値を超えて倍率変換群ＬＣが厚くなると、倍率変換群ＬＣを固定する鏡筒が大型化し、倍率変換群ＬＣを挿脱するためのメカ機構が大型化するため好ましくない。条件式（２）の下限値を下回り倍率変換群ＬＣが薄くなると、諸収差の補正、特に倍率色収差と像面湾曲の補正が困難となるため好ましくない。
【００４２】
条件式（３）は倍率変換群ＬＣを光路中に挿入する位置と全系の焦点距離の比を規定している。条件式（３）の上限値を超えて倍率変換群ＬＣを物体側に配置すると、ズームレンズＺＬのバックフォーカスを長くする必要があり、全系が大型化するため好ましくない。条件式（３）の下限値を下回り像側に配置すると、十分な拡大倍率を得るために必要な倍率変換群ＬＣの焦点距離が短くなり、倍率変換群ＬＣの光路中への挿入時の光学性能、特に倍率色収差と像面湾曲の補正が困難となり、好ましくない。
【００４３】
条件式（４）は倍率変換群ＬＣを挿入したときのバックフォーカスと全系の焦点距離の比を規定している。条件式（４）の上限値を超えて倍率変換群ＬＣを挿入したときのバックフォーカスが大きくなると、レンズが大型化し、好ましくない。条件式（４）の下限値を下回りバックフォーカスが短くなると、レンズのマウント部と倍率変換群ＬＣの挿脱機構が干渉し、好ましくない。
【００４４】
条件式（５）は倍率変換群ＬＣの光路中への挿入時のレンズ全長と焦点距離の比を規定している。条件式（５）の上限値を超えてレンズ全長が長くなると、全系が大型化し、好ましくない。条件式（５）の下限値を下回りレンズ全長が短くなると、倍率色収差の補正とペッツバール和の補正が困難となり、高画質化を達成するのが困難となるため好ましくない。
【００４５】
条件式（６）は倍率変換群ＬＣの光路上への挿入前後でレンズ装置のレンズ全長が一定となるように部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２を移動させたときの、部分群ＬＦ１の移動量の絶対値の最大値と部分群ＬＦ１の焦点距離の比を規定している。部分群ＬＦ１は焦点距離の長い方のフォーカス群であるため、ピント移動にはあまり寄与しないが収差補正に効果を出しやすい傾向がある。条件式（６）の上限値を超えて移動量が大きくなると、収差補正効果が大きくなりすぎ、非点収差が補正過剰となり好ましくない。条件式（６）の下限値を下回り移動量が少なくなると非点収差が補正不足となり好ましくない。
【００４６】
条件式（７）は倍率変換群ＬＣの光路中上に挿入前後でレンズ装置のレンズ全長が一定となるように部分群ＬＦ１と部分群ＬＦ２を移動させたときの、部分群ＬＦ２の移動量の絶対値の最大値と部分群ＬＦ２の焦点距離の比を規定している。部分群ＬＦ２は焦点距離の短い方のフォーカス群であるため、ピント移動の敏感度が高い傾向があり、部分群ＬＦ２の移動量を適切に設定することで、ピント移動を抑えつつ諸収差の増大を抑制することが容易となる。条件式（７）の上限値を超えて移動量が大きくなると、収差補正効果が大きくなりすぎ、非点収差が補正過剰となり好ましくない。条件式（７）の下限値を下回り移動量が少なくなると非点収差が補正不足となり好ましくない。また上限を超えて移動量が大きくなりすぎると移動量を確保するためにフォーカス前後の空気間隔を大きくする必要があり、全系が大型化するため好ましくない。また下限を下回り移動量が小さくなると倍率変換群ＬＣの光路中への挿脱時のレンズ全長を一定に保つことが困難となり好ましくない。
【００４７】
好ましくは条件式（１）乃至（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４８】
０．０７＜ｆＬｃ／ｆｔｅｘ＜０．１２      ・・・（１ａ）
０．４５＜ｔｃ／Ｌ２＜０．７５            ・・・（２ａ）
０．０８＜Ｌ１／ｆｔｅｘ＜０．１６        ・・・（３ａ）
０．０４＜Ｌ２／ｆｔｅｘ＜０．１２        ・・・（４ａ）
０．３５＜Ｌｔ／ｆｔｅｘ＜０．６０        ・・・（５ａ）
０．００５＜ｘＬｆ１／ｆＬｆ１＜０．０３０・・・（６ａ）
０．０３０＜ｘＬｆ２／ｆＬｆ２＜０．１８０・・・（７ａ）
更に好ましくは条件式（１）乃至（７）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
【００４９】
０．０８＜ｆＬｃ／ｆｔｅｘ＜０．１１      ・・・（１ｂ）
０．５０＜ｔｃ／Ｌ２＜０．６５            ・・・（２ｂ）
０．０９＜Ｌ１／ｆｔｅｘ＜０．１４        ・・・（３ｂ）
０．０５＜Ｌ２／ｆｔｅｘ＜０．０９        ・・・（４ｂ）
０．４２＜Ｌｔ／ｆｔｅｘ＜０．５５        ・・・（５ｂ）
０．００８＜ｘＬｆ１／ｆＬｆ１＜０．０１３・・・（６ｂ）
０．０６０＜ｘＬｆ２／ｆＬｆ２＜０．１２０・・・（７ｂ）
倍率変換群ＬＣは複数（２枚以上）の負レンズを有する構成とすると好ましい。倍率変換群ＬＣは強い負の屈折力を有するため、複数の負レンズでパワー（屈折力）を分担することで収差補正が容易となる。さらに好ましくは正レンズと負レンズを接合した接合レンズを少なくとも複数有すると良い。これによれば、倍率変換群ＬＣで発生する倍率色収差とペッツバール和の補正が容易となる。
【００５０】
部分群ＬＦ１は部分群ＬＦ２よりも物体側に配置され、部分群ＬＦ１は物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分（ここでレンズ成分とは単一又は複数のレンズを接合した接合レンズである。）で構成すると良い。部分群ＬＦ１を部分群ＬＦ２の物体側に配置すると、部分群ＬＦ１を通過する軸上光線の入射高さが高くなるため、収差補正に効果的な部分群となる。
【００５１】
また、部分群ＬＦ１を物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分で構成することにより、軸上光線の入射角度が大きくなり、収差補正の敏感度を高めることができる。これらにより、倍率変換群ＬＣの光路中への挿脱時の部分群ＬＦ１の移動量を小さくできるため、全系の小型化を図りつつ高画質化が容易となる。
【００５２】
部分群ＬＦ２は部分群ＬＦ１よりも像面側に配置され、部分群ＬＦ２は像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分で構成すると良い。部分群ＬＦ２を部分群ＬＦ１の像面側に配置することで、ピント移動の敏感度を高くすることが容易となり、倍率変換群ＬＣの光路中への挿脱時の移動量を軽減することが容易となり、全系の小型化が容易となる。
【００５３】
部分群ＬＦ２を像面側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズ成分で構成することで、軸上光線の入射角度を緩やかにすることができるため、部分群ＬＦ２を移動したときの収差変動を軽減することが容易となり、高画質化が容易となる。
【００５４】
図５は本発明の撮像装置（カメラ）の要部概略図である。図５において、撮像装置は、カメラ本体１０、本発明の光学系によって構成された撮像光学系１１を有する。撮像素子１２は、カメラ本体１０に内蔵され、撮像光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子である。
【００５５】
このように本発明の光学系をデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型で高い光学性能を有する撮像装置を実現している。本発明の光学系Ｌ０は一眼レフカメラ交換レンズ等の撮像装置にも同様に適用することもできる。この他、本発明の光学系は、デジタルカメラ・ビデオカメラ等の他に望遠鏡、双眼鏡、複写機、プロジェクタ等の光学機器にも同様に適用できる。
【００５６】
次に本発明の実施例１、２にそれぞれ対応する数値データ１、２を示す。数値データはズームレンズＺＬのみのときと、ズームレンズＺＬに倍率変換群ＬＣを挿入した場合を示す。
【００５７】
各数値データにおいて、ｉは物体側からの光学面の順序を示す。ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間の間隔、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。バックフォーカスＢＦは最終レンズ面から像面までの空気換算での距離である。レンズ全長は第１レンズ面から最終レンズ面までの距離にバックフォーカスの値を加えた値である。各実施例における上述した条件式との対応を表１に示す。
【００５８】
（数値データ１）
倍率変換群ＬＣ挿入前
面番号       r        d      nd         vd
1         97.972    6.95   1.59349    67.0           
2        405.966    0.20                             
3        109.361    2.80   1.65412    39.7           
4         58.272    9.54   1.43875    94.7           
5        281.910  (可変)                             
6         62.412    4.20   1.59270    35.3           
7        313.256    1.60   1.85150    40.8           
8         85.316    2.54                             
9        196.286    1.20   1.77250    49.6           
10         50.799    4.67                             
11        -59.883    1.20   1.49700    81.5           
12         59.960    2.35   1.84666    23.8           
13        147.342  (可変)                             
14         64.481    5.22   1.49700    81.5           
15        -74.914    0.15                             
16         73.497    5.47   1.49700    81.5           
17        -56.520    1.60   1.83400    37.2           
18       -864.365  (可変)                             
19        -47.200    1.50   1.59282    68.6           
20       -135.123  (可変)                             
21(絞り)    ∞       5.76                             
22        188.907    3.43   1.70000    48.1           
23        -51.081    0.15                             
24         79.982    4.28   1.48749    70.2           
25        -41.096    1.20   1.91082    35.3           
26       -302.909  (可変)                             
27       2865.631    1.62   1.92286    20.9           
28        -88.178    1.00   1.85150    40.8           
29         42.619  (可変)                             
30         52.024    1.20   1.92286    20.9           
31         39.951    4.30   1.61340    44.3           
32        -95.208  (可変)                             
33       -193.731    1.20   1.49700    81.5           
34         62.527    2.94                             
35        -47.979    1.20   1.49700    81.5           
36         65.294    3.04   1.61340    44.3           
37       -226.808  (可変)                             
像面        ∞   
各種データ
ズーム比      3.81 
広角     中間     望遠
焦点距離     102.00   199.22   389.00  
Fナンバー      4.63     4.93     5.85  
半画角（度）  11.98     6.20     3.18  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   203.20   246.45   273.23  
BF            31.56    44.72    66.00  
d 5            1.00    44.25    71.03  
d13           33.39    20.93     1.20  
d18            9.29    17.16    16.34  
d20           10.24     2.36     3.19  
d26            5.57     3.49     1.67  
d29            5.63    16.58    29.90  
d32           24.01    14.45     1.39  
d37           31.56    44.72    66.00  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     181.56  
2    6     -53.93  
3   14      61.57  
4   19    -123.14  
5   21      60.30  
6   27     -53.11  
7   30      61.44  
8   33     -60.90  
倍率変換群ＬＣ挿入時
面番号       r        d      nd         vd
1         97.972    6.95   1.59349    67.0           
2        405.966    0.20                             
3        109.361    2.80   1.65412    39.7           
4         58.272    9.54   1.43875    94.7           
5        281.910   71.03                             
6         62.412    4.20   1.59270    35.3           
7        313.256    1.60   1.85150    40.8           
8         85.316    2.54                             
9        196.286    1.20   1.77250    49.6           
10         50.799    4.67                             
11        -59.883    1.20   1.49700    81.5           
12         59.960    2.35   1.84666    23.8           
13        147.342    1.20                             
14         64.481    5.22   1.49700    81.5           
15        -74.914    0.15                             
16         73.497    5.47   1.49700    81.5           
17        -56.520    1.60   1.83400    37.2           
18       -864.365   14.89                             
19        -47.200    1.50   1.59282    68.6           
20       -135.123    4.64                             
21(絞り)    ∞       5.76                             
22        188.907    3.43   1.70000    48.1           
23        -51.081    0.15                             
24         79.982    4.28   1.48749    70.2           
25        -41.096    1.20   1.91082    35.3           
26       -302.909    7.30                             
27       2865.631    1.62   1.92286    20.9           
28        -88.178    1.00   1.85150    40.8           
29         42.619   24.27                             
30         52.024    1.20   1.92286    20.9           
31         39.951    4.30   1.61340    44.3           
32        -95.208    1.39                             
33       -193.731    1.20   1.49700    81.5           
34         62.527    2.94                             
35        -47.979    1.20   1.49700    81.5           
36         65.294    3.04   1.61340    44.3           
37       -226.808    1.00                             
38         85.616    0.70   1.76385    48.5           
39         21.988    5.34   1.66565    35.6           
40        -30.077    0.14                             
41        -38.259    0.80   1.83634    44.7           
42         28.026    0.15                             
43         24.141    6.97   1.73800    32.3           
44        -18.481    0.90   2.05090    26.9           
45         68.745    0.15                             
46         64.881    7.95   1.61340    44.3           
47        -14.619    1.00   1.59282    68.6           
48        160.116   40.92                            
像面        ∞   
焦点距離     549.97  
Fナンバー      8.43  
半画角（度）   2.25  
像高          21.64  
レンズ全長   273.26  
BF            40.92  
倍率変換群ＬＣ
始面    焦点距離  
38     -53.82  
（数値データ２）
倍率変換群ＬＣ挿入前
面番号       r        d      nd         vd
1         95.405    7.87   1.49700    81.5           
2        685.419    0.20                             
3        105.505    2.80   1.61340    44.3           
4         54.593   10.53   1.43875    94.7           
5        263.636  (可変)                             
6         60.979    4.32   1.69895    30.1           
7       -510.836    1.60   2.00100    29.1           
8         85.737    3.19                             
9       -554.369    1.20   1.72916    54.7           
10         56.005    3.24                             
11        -72.373    1.20   1.59282    68.6           
12         53.869    2.59   1.85478    24.8           
13        197.011  (可変)                             
14         60.994    5.31   1.49700    81.5           
15        -72.210    0.15                             
16        117.633    4.80   1.51742    52.4           
17        -53.983    1.60   1.91082    35.3           
18       -298.164  (可変)                             
19        -43.908    1.50   1.80400    46.5           
20        -73.467  (可変)                             
21(絞り)    ∞       2.00                             
22        276.846    3.93   1.80400    46.5           
23        -55.264    0.15                             
24         51.728    5.93   1.48749    70.2           
25        -46.378    1.20   1.91082    35.3           
26       11655.779  (可変)                             
27        101.092    2.28   1.80810    22.8           
28       -100.136    1.00   1.88300    40.8           
29         37.014  (可変)                             
30        107.752    1.20   1.92286    20.9           
31         42.338    5.46   1.58144    40.8           
32        -59.756  (可変)                             
33       -118.336    1.00   1.49700    81.5           
34        115.478    2.92                             
35        -52.763    1.00   1.49700    81.5           
36         43.826    3.94   1.72047    34.7           
37        550.354  (可変)                             
像面        ∞   
各種データ
ズーム比      4.75 
広角     中間     望遠
焦点距離     102.00   222.63   484.99  
Fナンバー      4.63     5.61     7.10  
半画角（度）  11.98     5.55     2.55  
像高          21.64    21.64    21.64  
レンズ全長   213.21   260.74   293.47  
BF            29.01    65.99    87.39  
d 5            1.00    48.52    81.25  
d13           36.00    23.79     1.19  
d18            8.48    11.50     7.56  
d20            5.94     2.92     6.86  
d26           11.11     9.87     1.50  
d29           24.51     9.46    22.57  
d32           13.06     4.58     1.04  
d37           29.01    65.99    87.39  
レンズ群データ
群  始面    焦点距離  
1    1     178.57  
2    6     -45.43  
3   14      65.72  
4   19    -138.87  
5   21      53.89  
6   27     -61.46  
7   30      98.01  
8   33     -69.96  
倍率変換群ＬＣ挿入時
面番号       r        d      nd         vd
1         95.405    7.87   1.49700    81.5           
2        685.419    0.20                             
3        105.505    2.80   1.61340    44.3           
4         54.593   10.53   1.43875    94.7           
5        263.636  (可変)                             
6         60.979    4.32   1.69895    30.1           
7       -510.836    1.60   2.00100    29.1           
8         85.737    3.19                             
9       -554.369    1.20   1.72916    54.7           
10         56.005    3.24                             
11        -72.373    1.20   1.59282    68.6           
12         53.869    2.59   1.85478    24.8           
13        197.011  (可変)                             
14         60.994    5.31   1.49700    81.5           
15        -72.210    0.15                             
16        117.633    4.80   1.51742    52.4           
17        -53.983    1.60   1.91082    35.3           
18       -298.164  (可変)                             
19        -43.908    1.50   1.80400    46.5           
20        -73.467  (可変)                             
21(絞り)    ∞       2.00                             
22        276.846    3.93   1.80400    46.5           
23        -55.264    0.15                             
24         51.728    5.93   1.48749    70.2           
25        -46.378    1.20   1.91082    35.3           
26       11655.779  (可変)                             
27        101.092    2.28   1.80810    22.8           
28       -100.136    1.00   1.88300    40.8           
29         37.014  (可変)                             
30        107.752    1.20   1.92286    20.9           
31         42.338    5.46   1.58144    40.8           
32        -59.756  (可変)                             
33       -118.336    1.00   1.49700    81.5           
34        115.478    2.92                             
35        -52.763    1.00   1.49700    81.5           
36         43.826    3.94   1.72047    34.7           
37        550.354  (可変)                             
38         32.898    0.70   1.49700    81.5           
39         16.643    6.19   1.51742    52.4           
40        -51.182    0.15                             
41        289.485    0.80   1.81600    46.6           
42         18.412    3.61   1.61293    37.0           
43        141.358    1.17                             
44        -47.726    0.90   2.00100    29.1           
45         32.656    7.53   1.66680    33.0           
46        -14.373    1.00   1.81600    46.6           
47       -156.550  (可変)                             
像面        ∞   
中間     望遠
焦点距離     297.81   685.80  
Fナンバー    7.53    10.04  
半画角（度） 4.16     1.81  
像高         21.64    21.64  
レンズ全長   260.74   293.47  
BF           42.96    42.96  
d 5          48.52    81.25  
d13          23.79     1.19  
d18          10.17     7.43  
d20           4.25     6.99  
d26          14.01     3.77  
d29           5.32    20.31  
d32           4.58     1.04  
d37           0.97    22.38  
d47          42.96    42.96  
倍率変換群ＬＣ
始面    焦点距離  
38     -59.67  
【００５９】
【表１】
2020106627.tif 000003
【符号の説明】
【００６０】
Ｌ０    光学系
ＺＬ    ズームレンズ
ＬＣ    倍率変換群
ＬＦ１  部分群
ＬＦ２  部分群
【図１】
2020106627.tif 000004
【図２】
2020106627.tif 000005
【図３】
2020106627.tif 000006
【図４】
2020106627.tif 000007
【図５】
2020106627.tif 000008