(57)【要約】【課題】合焦レンズ群を小型軽量化することで、鏡筒を大型化することなく高速なＡＦ、及び、ＡＦ時の静粛性を実現し、さらに、広角端状態から望遠端状態への変倍時の収差変動、ならびに無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系、光学装置及びこの変倍光学系の製造方法を提供する。【解決手段】カメラ１等の光学装置に用いられる変倍光学系ＺＬは、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、少なくとも１つのレンズ群を含む後続レンズ群ＧＲと、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、各レンズ群の間隔が変化し、無限遠から近距離物体への合焦に際し、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って移動する。【選択図】図１
2015026032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
少なくとも１つのレンズ群を含む後続レンズ群と、を有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、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し、前記第４レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、前記後続レンズ群が複数のレンズ群から構成されるときは、前記複数のレンズ群の各々の間隔が変化し、
無限遠から近距離物体への合焦に際し、前記第３レンズ群が光軸に沿って移動し、
次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
０．６０  ＜  ｆ３／ｆ４  ＜  １．３０
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
【請求項２】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群が物体方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
【請求項３】
広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が増大し、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が増大することを特徴とする請求項１または２に記載の変倍光学系。
【請求項４】
前記第３レンズ群は、１つの正レンズ、もしくは、１つの正の屈折力を有する接合レンズのみで構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項５】
前記第３レンズ群の最も物体側の面が非球面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項６】
前記非球面は、光軸から離れるに従い正の屈折力が弱くなる形状であることを特徴とする請求項５に記載の変倍光学系。
【請求項７】
次式の条件を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．１１  ＜  （−ｆ２）／ｆ１  ＜  ０．１９
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
【請求項８】
次式の条件を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の変倍光学系。
３．００  ＜  ｆ１／ｆｗ  ＜  ６．００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離
【請求項９】
前記後続レンズ群の少なくとも一部を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の変倍光学系を備えたことを特徴とする光学装置。
【請求項１１】
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、少なくとも１つのレンズ群を含む後続レンズ群と、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に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、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し、前記第４レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、前記後続レンズ群が複数のレンズ群から構成されるときは、前記複数のレンズ群の各々の間隔が変化するように配置し、
無限遠から近距離物体への合焦に際し、前記第３レンズ群が光軸に沿って移動するように配置し、
次式の条件を満足するように配置することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
０．６０  ＜  ｆ３／ｆ４  ＜  １．３０
但し、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変倍光学系、光学装置及び変倍光学系の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＦ（インナー・フォーカス）方式の導入で、合焦レンズ群の軽量化がなされた写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した変倍光学系が提案されている（例えば、特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８７６５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の変倍光学系において、ＡＦ（オート・フォーカス）時の十分な静粛性を実現するためには合焦レンズ群の軽量化が、不十分であり、また、合焦レンズ群の重量が大きいために、高速にＡＦを行おうとすると、大きなモータやアクチュエータが必要となり、鏡筒が大型化してしまうという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、合焦レンズ群を小型軽量化することで、鏡筒を大型化することなく高速なＡＦ、及び、ＡＦ時の静粛性を実現し、さらに、広角端状態から望遠端状態への変倍時の収差変動、ならびに無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系、光学装置及びこの変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る変倍光学系は、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、少なくとも１つのレンズ群を含む後続レンズ群と、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レンズ群との間隔が変化し、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し、第４レンズ群と後続レンズ群との間隔が変化し、後続レンズ群が複数のレンズ群から構成されるときは、複数のレンズ群の各々の間隔が変化し、無限遠から近距離物体への合焦に際し、第３レンズ群が光軸に沿って移動し、次式の条件を満足することを特徴とする。
０．６０  ＜  ｆ３／ｆ４  ＜  １．３０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
【０００７】
このような変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群が物体方向に移動することが好ましい。
【０００８】
また、このような変倍光学系は、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レンズ群との間隔が増大し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が減少し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が増大し、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔が増大することが好ましい。
【０００９】
また、このような変倍光学系において、第３レンズ群は、１つの正レンズ、もしくは、１つの正の屈折力を有する接合レンズのみで構成されていることが好ましい。
【００１０】
また、このような変倍光学系は、第３レンズ群の最も物体側の面が非球面であることが好ましい。
【００１１】
また、このよう変倍光学系において、非球面は、光軸から離れるに従い正の屈折力が弱くなる形状であることが好ましい。
【００１２】
また、このような変倍光学系は、次式の条件を満足することが好ましい。
０．１１  ＜  （−ｆ２）／ｆ１  ＜  ０．１９
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
【００１３】
また、このような変倍光学系は、次式の条件を満足することが好ましい。
３．００  ＜  ｆ１／ｆｗ  ＜  ６．００
但し、
ｆ１：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
【００１４】
また、このような変倍光学系は、後続レンズ群の少なくとも一部を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させることが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る光学装置は、上述の変倍光学系のいずれかを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る変倍光学系の製造方法は、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、少なくとも１つのレンズ群を含む後続レンズ群と、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に際し、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化し、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し、第４レンズ群と後続レンズ群との間隔が変化し、後続レンズ群が複数のレンズ群から構成されるときは、複数のレンズ群の各々の間隔が変化するように配置し、無限遠から近距離物体への合焦に際し、第３レンズ群が光軸に沿って移動するように配置し、次式の条件を満足するように配置することを特徴とする。
０．６０  ＜  ｆ３／ｆ４  ＜  １．３０
但し、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、合焦レンズ群を小型軽量化することで、鏡筒を大型化することなく高速なＡＦ、及び、ＡＦ時の静粛性を実現し、さらに、広角端状態から望遠端状態への変倍時の収差変動、ならびに無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系、光学装置及びこの変倍光学系の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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２】第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の諸収差図であって、（ａ）は広角端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は望遠端状態を示す。
【図３】第１実施例に係る変倍光学系の近距離合焦時の諸収差図であって、（ａ）は広角端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は望遠端状態を示す。
【図４】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５】第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の諸収差図であって、（ａ）は広角端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は望遠端状態を示す。
【図６】第２実施例に係る変倍光学系の近距離合焦時の諸収差図であって、（ａ）は広角端状態を示し、（ｂ）は中間焦点距離状態を示し、（ｃ）は望遠端状態を示す。
【図７】上記変倍光学系を搭載するカメラの断面図である。
【図８】上記変倍光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、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、少なくとも１つのレンズ群を含む後続レンズ群ＧＲと、を有して構成されている。また、この変倍光学系ＺＬは、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と後続レンズ群ＧＲとの間隔が変化し、さらに、後続レンズ群ＧＲが複数のレンズ群から構成されるときは、この複数のレンズ群の各々の間隔が変化させることで、変倍時の良好な収差補正を図ることができる。
【００２０】
この変倍光学系ＺＬは、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が増大することで、所定の変倍比を確保することができる。さらに、この変倍光学系ＺＬは、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Ｇ１を物体方向に移動させる構成とすることで、広角端状態でのレンズ全長の短縮と、第1レンズ群の有効径の縮小ができ、変倍光学系ＺＬの小型化を図ることができる。
【００２１】
また、この変倍光学系ＺＬは、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って移動するように構成されている。このような構成にすることで、ピント合わせの際の像の大きさの変化を抑えることができ、また、球面収差等の収差変動を良好に抑えることができる。なお、以降の説明においては、この第３レンズ群Ｇ３を「合焦レンズ群」とも呼ぶ。
【００２２】
また、この変倍光学系ＺＬは、以下に示す条件式（１）を満足することが望ましい。
【００２３】
０．６０  ＜  ｆ３／ｆ４  ＜  １．３０            （１）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
【００２４】
条件式（１）は、無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動の抑制と諸収差の良好な補正に適した第４レンズ群Ｇ４の焦点距離に対する第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を規定するものである。この条件式（１）の上限値を上回ると、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が大きくなり、球面収差をはじめとする諸収差を補正することが困難となる。また、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が小さくなり、無限遠物体から近距離物体への合焦時の第３レンズ群Ｇ３の移動量が大きくなるため、レンズ全長の大型化につながってしまう。なお、条件式（１）の上限値を１．１０に設定することで、本願の効果をより確実なものにすることができる。一方、この条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が大きくなり、無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動が大きくなってしまう。なお、条件式（１）の下限値を０．８０に設定することで、本願の効果をより確実なものにすることができる。
【００２５】
また、この変倍光学系ＺＬは、合焦レンズ群である第３レンズ群Ｇ３が１枚の正レンズ、もしくは、１つの正の屈折力を有する接合レンズのみで構成されていることが望ましい。この構成により、合焦レンズ群が軽量化され、鏡筒を大型化することなく高速なＡＦ、及び、ＡＦ時の静粛性を実現することができる。
【００２６】
また、この変倍光学系ＺＬは、合焦レンズ群である第３レンズ群Ｇ３の最も物体側の面が非球面であることが望ましい。このとき、その非球面形状が、光軸から離れるに従い正の屈折力を弱くするような形状であるとさらに望ましい。この構成により、合焦レンズ群の軽量化と無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動の抑制が両立でき、鏡筒を大型化することなく高速なＡＦ、及び、ＡＦ時の静粛性を実現することができる。
【００２７】
また、この変倍光学系ＺＬは、以下に示す条件式（２）を満足することが望ましい。
【００２８】
０．１１  ＜  （−ｆ２）／ｆ１  ＜  ０．１９      （２）
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
【００２９】
条件式（２）は、十分な変倍比を確保し、良好な光学性能を実現するための第１レンズ群Ｇ１の焦点距離に対する第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を規定するものである。この条件式（２）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなり、望遠端における球面収差の劣化が著しくなる。また、広角端における倍率色収差の劣化も顕著となるため好ましくない。なお、条件式（２）の上限値を０．１６とすることで、本願の効果をより確実なものとすることができる。一方、この条件式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなり、広角端における軸外収差、特に像面湾曲と非点収差の補正が困難となる。なお、条件式（２）の下限値を０．１４に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。
【００３０】
また、この変倍光学系ＺＬは、以下に示す条件式（３）を満足することが望ましい。
【００３１】
３．００  ＜  ｆ１／ｆｗ  ＜  ６．００            （３）
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離
【００３２】
条件式（３）は、広角端状態における変倍光学系ＺＬの焦点距離に対する第１レンズ群Ｇ１の適正な焦点距離を規定するものである。この条件式（３）を満足することにより、レンズ全長の小型化と、像面湾曲、歪曲収差、及び球面収差の良好な補正を両立することができる。条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が大きくなり、球面収差をはじめとする諸収差を補正することが困難となる。なお、条件式（３）の下限値を４．００に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。一方、この条件式（３）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が小さくなり、レンズ全長の小型化が困難となる。なお、条件式（３）の上限値を５．００に設定することで、本願の効果をより確実なものとすることができる。
【００３３】
また、この変倍光学系ＺＬは、後続レンズ群ＧＲの少なくとも一部を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させることによって、手ブレ等による結像位置の変位を補正するレンズ群を有することが望ましい。この構成により、効果的に手ブレ等による結像位置の変位を補正することができる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬを備えた光学装置であるカメラを図７に基づいて説明する。このカメラ１は、撮影レンズ２として本実施形態に係る変倍光学系ＺＬを備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。本カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、不図示のＯＬＰＦ（Optical low pass filter：光学ローパスフィルタ）を介して撮像部３の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部３に設けられた光電変換素子により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ１に設けられたＥＶＦ（Electronic view finder：電子ビューファインダ）４に表示される。これにより撮影者は、ＥＶＦ４を介して被写体を観察することができる。
【００３５】
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部３により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本実施形態に係る変倍光学系ＺＬを搭載した場合でも、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。
【００３６】
このように、本実施形態に係る光学装置は、上述した構成の変倍光学系ＺＬを備えることにより、鏡筒を大型化することなく高速なＡＦ、及び、ＡＦ時の静粛性を実現し、さらに、広角端状態から望遠端状態への変倍時、ならびに無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動を良好に抑えた光学装置を実現することができる。
【００３７】
なお、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可能である。
【００３８】
本実施形態では、５群以上の構成の変倍光学系ＺＬを示したが、以上の構成条件等は、６群、７群等の他の群構成にも適用可能である。また、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。また、レンズ群とは、変倍時に変化する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。
【００３９】
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この場合、合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等の）モーター駆動にも適している。特に、前述のように第３レンズ群Ｇ３を合焦レンズ群とするのが好ましい。
【００４０】
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、前述のように後続レンズ群ＧＲの少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
【００４１】
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を妨げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に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構わない。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）或いはプラスチックレンズとしても良い。
【００４２】
開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
【００４３】
さらに、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、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。
【００４４】
また、本実施形態の変倍光学系ＺＬは、変倍比が５〜１５倍程度である。
【００４５】
以下、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬの製造方法の概略を、図８を参照して説明する。まず、各レンズを配置して第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４及び後続レンズ群ＧＲをそれぞれ準備する（ステップＳ１００）。また、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と後続レンズ群ＧＲとの間隔が変化するように配置する（ステップＳ２００）。また、無限遠から近距離物体への合焦に際し、第３レンズ群Ｇ３が光軸に沿って移動するように配置する（ステップＳ３００）。さらにまた、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４，ＧＲが、前述の条件式（１）を満足するように配置する(ステップＳ４００)。
【００４６】
具体的には、本実施形態では、例えば図１に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３を配置して第１レンズ群Ｇ１とし、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面にプラスチック樹脂で形成された非球面が設けられた負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、両凸形状の正レンズＬ２３、及び、両凹形状の負レンズＬ２４を配置して第２レンズ群Ｇ２とし、物体側レンズ面が非球面形状である正レンズＬ３１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２との接合レンズを配置して第３レンズ群Ｇ３とし、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と両凸形状の正レンズＬ４２との接合正レンズを配置して第４レンズ群Ｇ４とし、物体側レンズ面が非球面形状である負レンズＬ５１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５２との接合負レンズをからなる第５レンズ群Ｇ５、並びに、両凸形状の正レンズＬ６１、及び、両凸形状の正レンズＬ６２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６３との接合正レンズからなる第６レンズ群を配置して後続レンズ群ＧＲとする。このように準備した各レンズ群を上述の手順で配置して変倍光学系ＺＬを製造する。
【実施例】
【００４７】
以下、本願の各実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図１及び図４は、各実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１，ＺＬ２）の構成及び屈折力配分を示す断面図である。また、これらの変倍光学系ＺＬ１，ＺＬ２の断面図の下部には、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）に変倍する際の各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４，ＧＲ（Ｇ５，Ｇ６）の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。
【００４８】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をＫとし、ｎ次の非球面係数をＡnとしたとき、以下の式（ａ）で表される。なお、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示す。
【００４９】
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／｛１＋（１−Ｋ×ｙ2／ｒ2）1/2｝
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10            （ａ）
【００５０】
なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に＊印を付している。
【００５１】
［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の構成を示す図である。この図１に示す変倍光学系ＺＬ１は、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、開口絞りＳ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、後続レンズ群ＧＲとから構成されている。また、後続レンズ群ＧＲは、物体側から順に、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とから構成されている。
【００５２】
この変倍光学系ＺＬ１において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面にプラスチック樹脂で形成された非球面が設けられた負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、両凸形状の正レンズＬ２３、及び、両凹形状の負レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側レンズ面が非球面形状である正レンズＬ３１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３２との接合レンズから構成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と両凸形状の正レンズＬ４２との接合正レンズから構成されている。また、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、物体側レンズ面が非球面形状である負レンズＬ５１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５２との接合負レンズから構成されている。また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ６１、及び、両凸形状の正レンズＬ６２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６３との接合正レンズから構成されている。
【００５３】
この第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への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が増大し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との空気間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１から第６レンズ群Ｇ６の各レンズ群が物体方向へ移動する。なお、このとき、開口絞りＳは第４レンズ群Ｇ４一体に（同じ移動量で）移動する。
【００５４】
また、この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、合焦レンズ群である第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像面方向へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
【００５５】
また、この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、第５レンズ群Ｇ５を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させることによって、手ブレ等による結像位置の変位を補正する。
【００５６】
以下の表１に、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の諸元の値を掲げる。この表１において、全体諸元におけるｆは全系の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角、Ｙｍａｘは最大像高、及び、ＴＬは全長をそれぞれ表している。ここで、全長ＴＬは、無限遠合焦時のレンズ面の第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離を表している。また、レンズデータにおける第１欄ｍは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序（面番号）を、第２欄ｒは、各レンズ面の曲率半径を、第３欄ｄは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄ｎｄ及び第５欄νｄは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率及びアッベ数を示している。また、曲率半径∞は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。なお、表１に示す面番号１〜２９は、図１に示す番号１〜２９に対応している。また、レンズ群焦点距離は第１〜第６レンズ群Ｇ１〜Ｇ６の各々の始面と焦点距離を示している。
【００５７】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、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ので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
【００５８】
（表１）第１実施例
［全体諸元］
変倍比＝7.44
広角端状態  中間焦点距離状態  望遠端状態
ｆ      ＝   18.5   〜       69.5     〜  137.5
ＦＮＯ  ＝    3.37  〜        5.07    〜    5.87
２ω    ＝   78.10  〜       22.38    〜   11.42
Ｙｍａｘ＝   14.25  〜       14.25    〜   14.25
ＴＬ    ＝  149.23  〜      191.09    〜  211.23
［レンズデータ］
ｍ        ｒ        ｄ       ｎｄ    νｄ
物面      ∞
1      198.0585   2.000   1.84666   23.78
2       71.0593   8.436   1.59319   67.90
3     -281.2745   0.100
4       64.3516   4.808   1.81600   46.62
5      209.7899    d5
6*      91.7725   0.150   1.55389   38.23
7       87.5466   1.200   1.77250   49.61
8       13.5061   5.769
9      -35.0552   1.000   1.81600   46.62
10       42.8672   0.839
11       31.6462   5.245   1.84666   23.78
12      -26.4739   0.392
13      -23.1802   1.000   1.88300   40.76
14      937.7494    d14
15        ∞        d15                      開口絞りＳ
16*      28.1133   5.000   1.48749   70.40
17      -30.8336   1.000   1.84666   23.78
18      -46.1545    d18
19       34.2511   1.000   2.00069   25.45
20       23.7294   5.400   1.49782   82.51
21      -34.5514    d21
22*     -77.1085   1.400   1.77250   49.61
23       17.7029   2.768   1.84666   23.78
24       31.2636    d24
25      182.8242   3.970   1.57221   46.67
26      -34.4813   0.100
27       37.3517   6.951   1.48749   70.40
28      -21.1812   1.300   1.90265   35.70
29     -119.3320    BF
像面      ∞
［レンズ群焦点距離］
レンズ群      始面    焦点距離
第１レンズ群      1       85.560
第２レンズ群      6      -13.001
第３レンズ群     16       42.405
第４レンズ群     19       45.251
第５レンズ群     22      -30.006
第６レンズ群     25       44.754
【００５９】
この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１において、第６面、第１６面及び第２２面は非球面形状に形成されている。次の表２に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
【００６０】
（表２）
［非球面データ］
Ｋ        Ａ4           Ａ6           Ａ8           Ａ10
第 6面  11.2598   6.09566E-06  -4.17845E-08   1.53230E-10  -3.43299E-13
第16面  -0.5485  -1.67764E-05   1.74753E-08  -1.42820E-10   0.00000E+00
第22面   0.6725   8.48847E-06  -1.22182E-08   1.81567E-10   0.00000E+00
【００６１】
この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔ｄ１４、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ１８、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔ｄ２１、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との軸上空気間隔ｄ２４、及び、バックフォーカスＢＦは、上述したように、変倍に際して変化する。次の表３に無限遠合焦時及び近距離合焦時のそれぞれにおける広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態の各焦点距離における可変間隔及びバックフォーカスの値を示す。なお、バックフォーカスＢＦは、最も像側のレンズ面（図１における第２９面）から像面Ｉまでの光軸上の距離を示している。この説明は以降の実施例においても同様である。
【００６２】
（表３）
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態                  近距離合焦状態
広角端   中間    望遠端        広角端   中間    望遠端
ｆ      18.5     69.5    137.5         18.5     69.5    137.5
ｄ５     1.500   28.095   44.228        1.500   28.095   44.228
ｄ１４  21.923    5.441    3.000       21.923    5.441    3.000
ｄ１５   6.423    4.512    2.000        6.862    4.833    2.504
ｄ１８   3.063    4.974    7.486        2.624    4.653    6.982
ｄ２１   2.500    6.346    7.564        2.500    6.346    7.564
ｄ２４  10.064    6.218    5.000       10.064    6.218    5.000
ＢＦ    38.02    69.76    76.21        38.02    69.76    76.21
【００６３】
次の表４に、この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１における各条件式対応値を示す。なお、この表４において、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を、ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離を、ｆｗはこの変倍光学系ＺＬ１の全系の焦点距離を、それぞれ表している。以上の符号の説明は以降の実施例においても同様である。
【００６４】
（表４）
［条件対応値］
（１）ｆ３／ｆ４      ＝ 0.937
（２）（−ｆ２）／ｆ１＝ 0.152
（３）ｆ１／ｆｗ      ＝ 4.627
【００６５】
このように、この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、上記条件式（１）〜（３）を全て満足している。
【００６６】
この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図を図２に示し、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図を図３に示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ｙは像高をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーまたは開口数の値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。また、以下に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。これらの各収差図より、この第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わたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【００６７】
［第２実施例］
図４は、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の構成を示す図である。この図４に示す変倍光学系ＺＬ２は、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、開口絞りＳ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、後続レンズ群ＧＲとから構成されている。また、後続レンズ群ＧＲは、物体側から順に、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とから構成されている。
【００６８】
この変倍光学系ＺＬ２において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの物体側の面にプラスチック樹脂で形成された非球面が設けられた負レンズＬ２１、両凹形状の負レンズＬ２２、両凸形状の正レンズＬ２３、及び、両凹形状の負レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側レンズ面が非球面形状である正レンズＬ３１で構成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４１と両凸形状の正レンズＬ４２との接合正レンズで構成されている。また、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、物体側レンズ面が非球面形状である負レンズＬ５１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５２との接合負レンズで構成されている。また、第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ６１、及び、両凸形状の正レンズＬ６２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６３との接合正レンズで構成されている。
【００６９】
この第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への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が増大し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との空気間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１から第６レンズ群Ｇ６の各レンズ群が物体方向へ移動する。なお、このとき、開口絞りＳは第４レンズ群Ｇ４一体に（同じ移動量で）移動する。
【００７０】
また、この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、合焦レンズ群である第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像面方向へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
【００７１】
また、この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、第５レンズ群Ｇ５を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させることによって、手ブレ等による結像位置の変位を補正する。
【００７２】
以下の表５に、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の諸元の値を掲げる。なお、表５に示す面番号１〜２８は、図４に示す番号１〜２８に対応している。
【００７３】
（表５）第２実施例
［全体諸元］
変倍比＝7.41
広角端状態  中間焦点距離状態  望遠端状態
ｆ      ＝   18.5   〜       70.1     〜  137.2
ＦＮＯ  ＝    3.45  〜        5.13    〜    5.89
２ω    ＝   78.06  〜       22.18    〜   11.50
Ｙｍａｘ＝   14.25  〜       14.25    〜   14.25
ＴＬ    ＝  150.24  〜      192.79    〜  211.18
［レンズデータ］
ｍ        ｒ        ｄ       ｎｄ    νｄ
物面      ∞
1      164.7224   2.000   1.84666   23.78
2       69.2610   9.569   1.49782   82.51
3     -215.6328   0.100
4       59.9128   5.133   1.77250   49.61
5      210.3577    d5
6*     151.4197   0.150   1.55389   38.23
7      141.4818   1.200   1.77250   49.61
8       13.4456   5.852
9      -46.9540   1.000   1.81600   46.62
10       50.1225   0.500
11       27.2349   5.330   1.84666   23.78
12      -29.7129   0.313
13      -26.7614   1.000   1.88300   40.76
14       69.1420    d14
15        ∞        d15                      開口絞りＳ
16*      28.2763   4.500   1.49782   82.51
17      -63.7625    d17
18       41.6479   1.000   1.84666   23.78
19       25.3852   6.300   1.48749   70.40
20      -26.7000    d20
21*     -67.5835   1.400   1.77250   49.61
22       18.4411   2.600   1.85026   32.35
23       30.5414    d23
24      126.3398   3.816   1.54282   48.67
25      -47.7988   0.100
26       42.8945   7.746   1.48749   70.40
27      -20.5949   1.300   1.90265   35.70
28      -57.7623    BF
像面      ∞
［レンズ群焦点距離］
レンズ群      始面    焦点距離
第１レンズ群      1       85.126
第２レンズ群      6      -12.427
第３レンズ群     16       40.000
第４レンズ群     18       41.836
第５レンズ群     21      -28.132
第６レンズ群     24       43.839
【００７４】
この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２において、第６面、第１６面及び第２１面は非球面形状に形成されている。次の表６に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
【００７５】
（表６）
［非球面データ］
Ｋ        Ａ4           Ａ6           Ａ8           Ａ10
第 6面   3.5648   8.42661E-06  -5.67193E-08   2.35593E-10  -4.71958E-13
第16面  -0.6804  -2.20261E-05   1.26254E-08  -2.16161E-10   0.00000E+00
第21面   1.4368   7.94766E-06   4.75605E-09   1.24853E-10   0.00000E+00
【００７６】
この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔ｄ５、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔ｄ１４、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ１７、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔ｄ２０、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との軸上空気間隔ｄ２３、及び、バックフォーカスＢＦは、上述したように、変倍に際して変化する。次の表７に無限遠合焦時及び近距離合焦時のそれぞれにおける広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態の各焦点距離における可変間隔及びバックフォーカスの値を示す。
【００７７】
（表７）
［可変間隔データ］
無限遠合焦状態                  近距離合焦状態
広角端   中間    望遠端        広角端   中間    望遠端
ｆ      18.5     70.1    137.2         18.5     70.1    137.2
ｄ５     1.500   29.460   43.956        1.500   29.460   43.956
ｄ１４  21.129    6.175    3.000       21.129    6.175    3.000
ｄ１５   5.970    3.536    2.000        6.367    3.851    2.459
ｄ１７   3.062    5.497    7.033        2.665    5.182    6.573
ｄ２０   2.500    6.941    8.730        2.500    6.941    8.730
ｄ２３  11.230    6.789    5.000       11.230    6.789    5.000
ＢＦ    38.02    67.56    74.63        38.02    67.56    74.63
【００７８】
次の表８に、この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２における各条件式対応値を示す。
【００７９】
（表４）
［条件対応値］
（１）ｆ３／ｆ４      ＝ 0.956
（２）（−ｆ２）／ｆ１＝ 0.146
（３）ｆ１／ｆｗ      ＝ 4.602
【００８０】
このように、この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、上記条件式（１）〜（３）を全て満足している。
【００８１】
この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図を図５に示し、広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図を図６に示す。これらの各収差図より、この第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わたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【符号の説明】
【００８２】
１  カメラ（光学装置）    ＺＬ（ＺＬ１，ＺＬ２）  変倍光学系
Ｇ１  第１レンズ群    Ｇ２  第２レンズ群    Ｇ３  第３レンズ群
Ｇ４  第４レンズ群    ＧＲ  後続レンズ群
【図１】
2015026032.tif 000003
【図２】
2015026032.tif 000004
【図３】
2015026032.tif 000005
【図４】
2015026032.tif 000006
【図５】
2015026032.tif 000007
【図６】
2015026032.tif 000008
【図７】
2015026032.tif 000009
【図８】
2015026032.tif 000010