(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、変倍の際に像面に対して固定され正の屈折力を有する第１レンズ群と、広角端から望遠端への変倍の際に物体側から像側へ移動し負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する少なくとも１つのレンズ群を含み変倍の際に前記第２レンズ群との間隔が変化し全変倍域で正の屈折力を有する後続レンズ群とから実質的になり、
前記第１レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群前群と、正の屈折力を有する第１レンズ群中群と、負の屈折力を有する第１レンズ群後群とから実質的になり、
前記第１レンズ群前群は、物体側から順に負レンズと正レンズとを接合してなる接合レンズから実質的になり、該接合レンズの接合面は物体側に凸面を向けており、最も物体側の面が凸面であり、
前記第１レンズ群中群は、物体側から順に負レンズと正レンズとを接合してなる接合レンズから実質的になり、該接合レンズの接合面は物体側に凸面を向けており、最も物体側の面が凸面であり、
前記第１レンズ群後群は、１枚の負レンズから実質的になり、
下記条件式（１）を満足することを特徴とする変倍光学系。
−５０＜ｆＴ／ｆ２＜−１０    （１）
ただし、
ｆＴ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
【請求項２】
下記条件式（２）を満足する請求項１記載の変倍光学系。
２＜ｆＴ／ｆ１＜５    （２）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
【請求項３】
下記条件式（３）を満足する請求項１または２記載の変倍光学系。
−１．５＜ｆ１／ｆ１Ｃ＜−０．３    （３）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ１Ｃ：前記第１レンズ群後群の焦点距離
【請求項４】
下記条件式（４）を満足する請求項１から３のいずれか１項記載の変倍光学系。
０＜（Ｌ１Ｃｆ＋Ｌ１Ｃｒ）／（Ｌ１Ｃｆ−Ｌ１Ｃｒ）＜０．９５    （４）
ただし、
Ｌ１Ｃｆ：前記第１レンズ群後群の前記負レンズの物体側の面の曲率半径
Ｌ１Ｃｒ：前記第１レンズ群後群の前記負レンズの像側の面の曲率半径
【請求項５】
下記条件式（５）および（６）を満足する請求項１から４のいずれか１項記載の変倍光学系。
０＜νＡｐ−νＡｎ＜３５    （５）
６０＜（νＡｐ＋νＡｎ）／２＜９０    （６）
ただし、
νＡｐ：前記第１レンズ群前群の前記正レンズのｄ線基準のアッベ数
νＡｎ：前記第１レンズ群前群の前記負レンズのｄ線基準のアッベ数
【請求項６】
前記後続レンズ群が、物体側から順に、変倍の際に像面に対して固定され正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に移動し負の屈折力を有する第４レンズ群と、変倍の際に前記第４レンズ群との間隔が変化し正の屈折力を有する第５レンズ群とから実質的になる請求項１から５のいずれか１項記載の変倍光学系。
【請求項７】
変倍の際に像面に対して固定されている絞りを有する請求項６記載の変倍光学系。
【請求項８】
下記条件式（７）を満足する請求項６または７記載の変倍光学系。
−１＜β５Ｔ＜０    （７）
ただし、
β５Ｔ：望遠端で無限遠物体に合焦した状態での前記第５レンズ群の横倍率
【請求項９】
下記条件式（８）を満足する請求項６から８のいずれか１項記載の変倍光学系。
１．１５＜β４Ｔ／β４Ｗ＜３    （８）
ただし、
β４Ｔ：望遠端で無限遠物体に合焦した状態での前記第４レンズ群の横倍率
β４Ｗ：広角端で無限遠物体に合焦した状態での前記第４レンズ群の横倍率
【請求項１０】
前記第５レンズ群が変倍の際に像面に対して固定されている請求項６から９のいずれか１項記載の変倍光学系。
【請求項１１】
下記条件式（１−２）を満足する請求項１から１０のいずれか１項記載の変倍光学系。
−４０＜ｆＴ／ｆ２＜−１５    （１−２）
【請求項１２】
下記条件式（２−１）を満足する請求項１から１１のいずれか１項記載の変倍光学系。
２．５＜ｆＴ／ｆ１＜３．５    （２−１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
【請求項１３】
下記条件式（３−１）を満足する請求項１から１２のいずれか１項記載の変倍光学系。
−１＜ｆ１／ｆ１Ｃ＜−０．５    （３−１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ１Ｃ：前記第１レンズ群後群の焦点距離
【請求項１４】
下記条件式（４−１）を満足する請求項１から１３のいずれか１項記載の変倍光学系。
０．０５＜（Ｌ１Ｃｆ＋Ｌ１Ｃｒ）／（Ｌ１Ｃｆ−Ｌ１Ｃｒ）＜０．５    （４−１）
ただし、
Ｌ１Ｃｆ：前記第１レンズ群後群の前記負レンズの物体側の面の曲率半径
Ｌ１Ｃｒ：前記第１レンズ群後群の前記負レンズの像側の面の曲率半径
【請求項１５】
下記条件式（５−１）を満足する請求項５記載の変倍光学系。
５＜νＡｐ−νＡｎ＜３０    （５−１）
【請求項１６】
下記条件式（６−１）を満足する請求項５記載の変倍光学系。
６５＜（νＡｐ＋νＡｎ）／２＜８０    （６−１）
【請求項１７】
下記条件式（７−１）を満足する請求項８から１０のいずれか１項記載の変倍光学系。
−０．６＜β５Ｔ＜−０．２    （７−１）
ただし、
β５Ｔ：望遠端で無限遠物体に合焦した状態での前記第５レンズ群の横倍率
【請求項１８】
下記条件式（８−１）を満足する請求項９または１０記載の変倍光学系。
１．２＜β４Ｔ／β４Ｗ＜２    （８−１）
ただし、
β４Ｔ：望遠端で無限遠物体に合焦した状態での前記第４レンズ群の横倍率
β４Ｗ：広角端で無限遠物体に合焦した状態での前記第４レンズ群の横倍率
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項記載の変倍光学系を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変倍光学系および撮像装置に関し、特に、遠距離用の監視カメラに好適な変倍光学系、およびこの変倍光学系を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、防犯や記録等の目的で監視カメラが用いられており、近年その設置数は増加している。監視カメラ用のレンズ系としては、高い汎用性が求められる場面では変倍光学系が好んで使用されており、その中でも変倍の際に最も物体側のレンズ群が移動しない構成が好まれる傾向にある。変倍の際に最も物体側のレンズ群が固定されている変倍光学系としては例えば下記特許文献１、２に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２５２６９号公報
【特許文献２】特開平４−１９１８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
遠距離用の監視カメラは、従来、港湾や空港等で用いられていたが、近年では多くの用途で需要が高まっている。そのため、遠距離用の監視カメラに使用可能な高変倍比を有する変倍光学系が求められている。しかしながら、特許文献１、２に記載の光学系は、変倍比が十分高いとは言えない。仮に、特許文献１、２に記載の光学系を高変倍化した場合は、軸上色収差と歪曲収差の変倍による変動を抑えることが困難である。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、高変倍比で、高い光学性能を有する変倍光学系、およびこの変倍光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の変倍光学系は、物体側から順に、変倍の際に像面に対して固定され正の屈折力を有する第１レンズ群と、広角端から望遠端への変倍の際に物体側から像側へ移動し負の屈折力を有する第２レンズ群と、変倍の際に移動する少なくとも１つのレンズ群を含み変倍の際に第２レンズ群との間隔が変化し全変倍域で正の屈折力を有する後続レンズ群とから実質的になり、第１レンズ群が、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群前群と、正の屈折力を有する第１レンズ群中群と、負の屈折力を有する第１レンズ群後群とから実質的になり、第１レンズ群前群は、物体側から順に負レンズと正レンズとを接合してなる接合レンズから実質的になり、この接合レンズの接合面は物体側に凸面を向けており、最も物体側の面が凸面であり、第１レンズ群中群は、物体側から順に負レンズと正レンズとを接合してなる接合レンズから実質的になり、この接合レンズの接合面は物体側に凸面を向けており、第１レンズ群中群の最も物体側の面が凸面であり、第１レンズ群後群は、１枚の負レンズから実質的になり、下記条件式（１）を満足するものである。
−５０＜ｆＴ／ｆ２＜−１０    （１）
ただし、
ｆＴ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
【０００７】
本発明の変倍光学系においては、上記条件式（１）を満足する範囲内で下記条件式（１−１）を満足することが好ましく、さらに下記条件式（１−２）を満足することがより好ましい。
−４０＜ｆＴ／ｆ２＜−１０    （１−１）
−４０＜ｆＴ／ｆ２＜−１５    （１−２）
【０００８】
本発明の変倍光学系においては、下記条件式（２）〜（４）、（２−１）〜（４−１）の少なくとも１つを満足することが好ましい。
２＜ｆＴ／ｆ１＜５    （２）
−１．５＜ｆ１／ｆ１Ｃ＜−０．３    （３）
０＜（Ｌ１Ｃｆ＋Ｌ１Ｃｒ）／（Ｌ１Ｃｆ−Ｌ１Ｃｒ）＜０．９５    （４）
２．５＜ｆＴ／ｆ１＜３．５    （２−１）
−１＜ｆ１／ｆ１Ｃ＜−０．５    （３−１）
０．０５＜（Ｌ１Ｃｆ＋Ｌ１Ｃｒ）／（Ｌ１Ｃｆ−Ｌ１Ｃｒ）＜０．５    （４−１）ただし、
ｆＴ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ１Ｃ：第１レンズ群後群の焦点距離
Ｌ１Ｃｆ：第１レンズ群後群の負レンズの物体側の面の曲率半径
Ｌ１Ｃｒ：第１レンズ群後群の負レンズの像側の面の曲率半径
【０００９】
また、本発明の変倍光学系においては、下記条件式（５）および（６）を満足することが好ましい。そして、下記条件式（５）および（６）を満足する範囲内で下記条件式（５−１）および（６−１）の少なくとも一方を満足することがより好ましい。
０＜νＡｐ−νＡｎ＜３５    （５）
６０＜（νＡｐ＋νＡｎ）／２＜９０    （６）
５＜νＡｐ−νＡｎ＜３０    （５−１）
６５＜（νＡｐ＋νＡｎ）／２＜８０    （６−１）
ただし、
νＡｐ：第１レンズ群前群の正レンズのｄ線基準のアッベ数
νＡｎ：第１レンズ群前群の負レンズのｄ線基準のアッベ数
【００１０】
本発明の変倍光学系においては、後続レンズ群が、物体側から順に、変倍の際に像面に対して固定され正の屈折力を有する第３レンズ群と、変倍の際に移動し負の屈折力を有する第４レンズ群と、変倍の際に第４レンズ群との間隔が変化し正の屈折力を有する第５レンズ群とから実質的になるように構成してもよい。その際には、変倍の際に像面に対して固定されている絞りを有することが好ましい。また、その際には第５レンズ群が変倍の際に像面に対して固定されていることが好ましい。
【００１１】
後続レンズ群が、上記第３レンズ群〜第５レンズ群から実質的になる場合、下記条件式（７）〜（８）、（７−１）〜（８−１）の少なくとも１つを満足することが好ましい。
−１＜β５Ｔ＜０    （７）
１．１５＜β４Ｔ／β４Ｗ＜３    （８）
−０．６＜β５Ｔ＜−０．２    （７−１）
１．２＜β４Ｔ／β４Ｗ＜２    （８−１）
ただし、
β５Ｔ：望遠端で無限遠物体に合焦した状態での第５レンズ群の横倍率
β４Ｔ：望遠端で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群の横倍率
β４Ｗ：広角端で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群の横倍率
【００１２】
本発明の撮像装置は、本発明の変倍光学系を備えたものである。
【００１３】
なお、上記の「〜から実質的になり」、「〜から実質的になる」の「実質的に」は、挙げた構成要素以外に、実質的にパワーを有さないレンズ、絞りやカバーガラスやフィルタ等のレンズ以外の光学要素、レンズフランジ、レンズバレル、手ぶれ補正機構等の機構部分、等を含んでもよいことを意図するものである。
【００１４】
なお、「レンズ群」とは、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含むものとする。
【００１５】
なお、上記の「正の屈折力を有する第１レンズ群」等の各レンズ群の屈折力の符号は、対応するレンズ群の全体としての屈折力の符号を表すものである。また、本明細書に記載されている各レンズ群の屈折力の符号は、特に断りがない限り、無限遠物体に合焦した状態におけるものである。また、横倍率の符号は以下のように定義する。すなわち、水平方向に配置された光軸を含む断面において、光軸より上方向の物体高、像高の符号を正とし、光軸より下方向の物体高、像高の符号を負としたとき、物体高と像高が同符号の場合は横倍率の符号が正、物体高と像高が異符号の場合は横倍率の符号が負であるとする。
【００１６】
なお、上記の本発明の変倍光学系におけるレンズ群の屈折力の符号、レンズの屈折力の符号、レンズの面形状、曲率半径の値は、非球面が含まれているものについては近軸領域で考えるものとする。また、曲率半径の符号は、物体側に凸を向けた形状のものを正とし、像側に凸を向けた形状のものを負とすることにする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、物体側から順に、正の固定群の第１レンズ群、負の移動群の第２レンズ群、移動群を含み全変倍域で正の後続レンズ群が配されてなるレンズ系において、第１レンズ群の構成を詳細に設定し、第２レンズ群の屈折力に関する所定の条件式を満足するように構成しているため、高変倍比で、高い光学性能を有する変倍光学系、およびこの変倍光学系を備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１の変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２の変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例３の変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例４の変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例５の変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例６の変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例７の変倍光学系の構成を示す断面図である。
【図８】図１に示す変倍光学系の構成と光路を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例１の変倍光学系の各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。
【図１０】本発明の実施例２の変倍光学系の各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。
【図１１】本発明の実施例３の変倍光学系の各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。
【図１２】本発明の実施例４の変倍光学系の各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。
【図１３】本発明の実施例５の変倍光学系の各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。
【図１４】本発明の実施例６の変倍光学系の各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。
【図１５】本発明の実施例７の変倍光学系の各収差図であり、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す。
【図１６】本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１〜図７は、本発明の実施形態に係る変倍光学系の構成を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例１〜７に対応している。図１〜図７は、左側を物体側、右側を像側とし、広角端で無限遠物体に合焦した状態のレンズ配置を示したものである。また、図８に、図１に示す構成例の各変倍状態における構成と光束を示す。図８では、ＷＩＤＥと付した上段に広角端、ＭＩＤＤＬＥと付した中段に中間焦点距離状態、ＴＥＬＥと付した下段に望遠端の各状態を示している。図８では光束として、広角端での軸上光束２ｗおよび最大画角の軸外光束３ｗ、中間焦点距離状態での軸上光束２ｍおよび最大画角の軸外光束３ｍ、望遠端での軸上光束２ｔおよび最大画角の軸外光束３ｔを示している。図１〜図７に示す例の基本構成や図示方法は同様であるため、以下では主に図１に示す例を参照しながら説明する。
【００２０】
この変倍光学系は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、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、変倍の際に移動する少なくとも１つのレンズ群を含み全変倍域で正の屈折力を有する後続レンズ群ＧＲとから実質的になる。広角端から望遠端への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群ＧＲとの間隔が変化する。このような構成を採ることで、第２レンズ群Ｇ２が主な変倍作用を担うことが可能となり、また、高倍率化に有利となる。
【００２１】
図１では後続レンズ群ＧＲが、物体側から順に、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５の３つのレンズ群からなる例を示している。図１の例は、広角端から望遠端への変倍の際に、第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５は像面Ｓｉｍに対して固定され、第４レンズ群Ｇ４は物体側から像側へ移動した後、像側から物体側へ移動する。図１では、広角端から望遠端へ変倍する際に移動する第２レンズ群Ｇ２および第４レンズ群Ｇ４の模式的な移動軌跡を各レンズ群の下に矢印で示している。
【００２２】
また、図１の例では第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間に開口絞りＳｔが配置されている。しかし、開口絞りＳｔはこの例とは異なる位置に配置することも可能である。なお、図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。開口絞りＳｔは、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されていることが好ましく、このようにした場合は、広角端での第１レンズ群Ｇ１のレンズの大径化の抑制に有利となる。開口絞りＳｔは、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面から後続レンズ群ＧＲの最も像側のレンズ群の最も物体側の面までの間に配置されることが好ましく、このようにした場合は、広角端での第１レンズ群Ｇ１のレンズの大径化の抑制により有利となる。そして、後続レンズ群ＧＲが物体側から順に、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５の３つのレンズ群からなる場合、広角端での第１レンズ群Ｇ１のレンズの大径化の抑制にさらにより有利な構成とするためには、開口絞りＳｔは、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面から第４レンズ群Ｇ４の最も物体側の面までの間に配置されることが好ましい。
【００２３】
また、図１ではレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に平行平板状の光学部材ＰＰを配置した例を示している。光学部材ＰＰは、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタなどの各種フィルタやカバーガラス等を想定したものである。本発明においては光学部材ＰＰを図１の例とは異なる位置に配置してもよく、また光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。
【００２４】
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群前群Ｇ１Ａと、正の屈折力を有する第１レンズ群中群Ｇ１Ｂと、負の屈折力を有する第１レンズ群後群Ｇ１Ｃとから実質的になる。図１に示す例では、第１レンズ群前群Ｇ１Ａは物体側から順にレンズＬ１１とレンズＬ１２とからなり、第１レンズ群中群Ｇ１Ｂは物体側から順にレンズＬ１３とレンズＬ１４とからなり、第１レンズ群後群Ｇ１ＣはレンズＬ１５からなる。
【００２５】
第１レンズ群前群Ｇ１Ａは、物体側から順に負レンズと正レンズとを接合してなり全体として正の屈折力を有する接合レンズから実質的に構成される。第１レンズ群中群Ｇ１Ｂは、物体側から順に負レンズと正レンズとを接合してなり全体として正の屈折力を有する接合レンズから実質的に構成される。このように、最も物体側から順に連続して２組の正の屈折力を有する接合レンズを配置することにより、球面収差、および望遠側での軸上色収差の低減に有利となる。
【００２６】
第１レンズ群前群Ｇ１Ａの接合レンズの接合面は物体側に凸面を向けるように構成されており、これにより各波長による球面収差曲線の差、高次の球面収差の発生を抑制できる。第１レンズ群前群Ｇ１Ａの最も物体側の面は凸面となるように構成されており、これにより全長の短縮に有利となる。第１レンズ群中群Ｇ１Ｂの接合レンズの接合面は物体側に凸面を向けるように構成されており、これにより各波長による球面収差曲線の差、高次の球面収差の発生を抑制できる。第１レンズ群中群Ｇ１Ｂの最も物体側の面は凸面となるように構成されており、これにより全長の短縮、球面収差の低減に有利となる。
【００２７】
第１レンズ群後群Ｇ１Ｃは１枚の負レンズから実質的に構成される。これにより望遠端での球面収差、広角端での歪曲収差の補正に有利となる。図８に示すように、広角端では第１レンズ群Ｇ１の最も像側のこの負レンズにおける軸上光束２ｗは細く、そのマージナル光線の光線高は高くないが、望遠端ではこの負レンズにおける軸上光束２ｔのマージナル光線の光線高は高い。第１レンズ群Ｇ１を上記のような構成とし、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に負レンズを配置することで、この負レンズにより広角端での球面収差にあまり影響を与えずに望遠端での球面収差を良好に補正することができる。
【００２８】
さらに、この変倍光学系は変倍作用を担う第２レンズ群Ｇ２について下記条件式（１）を満足するように構成される。
−５０＜ｆＴ／ｆ２＜−１０    （１）
ただし、
ｆＴ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
【００２９】
条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、変倍の際の諸収差の変動、特に球面収差、歪曲収差の変動を抑制できる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、高倍率化、全長の短縮に有利となる。
【００３０】
条件式（１）の上限に関する効果を得ながら条件式（１）の下限に関する効果をより高めるためには、下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。
−４０＜ｆＴ／ｆ２＜−１０    （１−１）
また、条件式（１）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（１−２）を満足することが好ましい。
−４０＜ｆＴ／ｆ２＜−１５    （１−２）
【００３１】
そして、この変倍光学系は下記条件式（２）を満足することが好ましい。
２＜ｆＴ／ｆ１＜５    （２）
ただし、
ｆＴ：望遠端での全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
【００３２】
条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、全長の短縮に有利となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、高倍率化、望遠端での球面収差の低減に有利となる。条件式（２）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
２．５＜ｆＴ／ｆ１＜３．５    （２−１）
【００３３】
また、この変倍光学系は下記条件式（３）を満足することが好ましい。
−１．５＜ｆ１／ｆ１Ｃ＜−０．３    （３）
ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ１Ｃ：第１レンズ群後群の焦点距離
【００３４】
ｆ１／ｆ１Ｃを条件式（３）の範囲にすることで、球面収差を適切な範囲に補正することが容易となる。条件式（３）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
−１＜ｆ１／ｆ１Ｃ＜−０．５    （３−１）
【００３５】
また、この変倍光学系は下記条件式（４）を満足することが好ましい。
０＜（Ｌ１Ｃｆ＋Ｌ１Ｃｒ）／（Ｌ１Ｃｆ−Ｌ１Ｃｒ）＜０．９５    （４）
ただし、
Ｌ１Ｃｆ：第１レンズ群後群の負レンズの物体側の面の曲率半径
Ｌ１Ｃｒ：第１レンズ群後群の負レンズの像側の面の曲率半径
【００３６】
上述したように、第１レンズ群後群Ｇ１Ｃの負レンズは望遠端の球面収差を補正する上で重要である。条件式（４）はこの負レンズの形状に関する式である。（Ｌ１Ｃｆ＋Ｌ１Ｃｒ）／（Ｌ１Ｃｆ−Ｌ１Ｃｒ）を条件式（４）の範囲に保つことで、望遠端における球面収差を良好に補正することができる。条件式（４）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（４−１）を満足することがより好ましい。
０．０５＜（Ｌ１Ｃｆ＋Ｌ１Ｃｒ）／（Ｌ１Ｃｆ−Ｌ１Ｃｒ）＜０．５    （４−１）
【００３７】
また、第１レンズ群前群Ｇ１Ａを構成する接合レンズの正レンズ、負レンズについて下記条件式（５）および（６）を満足することが好ましい。
０＜νＡｐ−νＡｎ＜３５    （５）
６０＜（νＡｐ＋νＡｎ）／２＜９０    （６）
ただし、
νＡｐ：第１レンズ群前群の正レンズのｄ線基準のアッベ数
νＡｎ：第１レンズ群前群の負レンズのｄ線基準のアッベ数
【００３８】
条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、望遠端における軸上色収差を良好に補正することが容易となる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることで、望遠端における軸上２次色収差の発生を抑制できる。条件式（５）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（５−１）を満足することがより好ましい。
５＜νＡｐ−νＡｎ＜３０    （５−１）
【００３９】
条件式（６）の下限以下とならないようにすることで、望遠端における軸上２次色収差の発生を抑制できる。現在使用可能な光学材料の中から条件式（６）の上限以上とならないように材料を選択することで、第１レンズ群前群Ｇ１Ａを構成する接合レンズの正レンズと負レンズに屈折率差のある材料を選択することができ、球面収差の補正に有利となる。条件式（６）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（６−１）を満足することがより好ましい。
６５＜（νＡｐ＋νＡｎ）／２＜８０    （６−１）
【００４０】
なお、後続レンズ群ＧＲを構成するレンズ群の数は任意に設定可能であり、２つでもよく、３つでもよい。後続レンズ群ＧＲは例えば、物体側から順に、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定され正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、変倍の際に移動し負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、変倍の際に第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから実質的になるように構成することができる。
【００４１】
後続レンズ群ＧＲが上記の３つのレンズ群からなる場合、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力を有することで、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５のレンズの大径化を抑えることができ、また球面収差の軽減に効果をもたらすことができる。第４レンズ群Ｇ４が負の屈折力を有することで、変倍の際の第４レンズ群Ｇ４の移動量を抑えることができ、全長の短縮に寄与することができる。また、変倍の際に第４レンズ群Ｇ４を移動させることで、変倍の際の第２レンズ群Ｇ２の移動により生じる結像位置の変動を補正することができる。第５レンズ群Ｇ５が正の屈折力を有することで、周辺画角の主光線の像面Ｓｉｍへの入射角を抑えることができる。第５レンズ群Ｇ５は、変倍の際に像面Ｓｉｍに対して固定されていることが好ましく、このようにした場合は、光学系内部への塵埃の進入防止が容易となる。また、変倍の際に第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４のみを移動させる構成とすることで、第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５が移動する構成に比べ、撮像装置の機構を簡易化することができ、装置の信頼性の向上に貢献できる。
【００４２】
後続レンズ群ＧＲが上記の３つのレンズ群からなる場合、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
−１＜β５Ｔ＜０    （７）
ただし、
β５Ｔ：望遠端で無限遠物体に合焦した状態での第５レンズ群の横倍率
【００４３】
第５レンズ群Ｇ５の横倍率が負であるということは、発散光が第５レンズ群Ｇ５に入り収束光として射出することを意味する。条件式（７）の下限以下とならないようにすることで、第５レンズ群Ｇ５の屈折力が強くなりすぎるのを防ぎ、球面収差を軽減することが可能になる。条件式（７）の上限以上とならないようにすることで、変倍の際の第４レンズ群Ｇ４の移動量を抑えることができ、全長の短縮に寄与できる。条件式（７）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（７−１）を満足することがより好ましい。
−０．６＜β５Ｔ＜−０．２    （７−１）
【００４４】
また、後続レンズ群ＧＲが上記の３つのレンズ群からなる場合、下記条件式（８）を満足することが好ましい。
１．１５＜β４Ｔ／β４Ｗ＜３    （８）
ただし、
Β４Ｔ：望遠端で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群の横倍率
Β４Ｗ：広角端で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群の横倍率
【００４５】
条件式（８）の下限以下とならないようにすることで、変倍作用を第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４とで好適に分担することができ、高倍率化に有利となる。条件式（８）の上限以上とならないようにすることで、変倍の際の第４レンズ群Ｇ４の移動量を抑えることができ、全長の短縮に寄与できる。なお、条件式（８）を満足し、且つ、合焦の際に第４レンズ群を移動させる構成とした場合は、合焦の際の第４レンズ群Ｇ４の移動量をさらに抑えることができる。条件式（８）に関する効果をより高めるためには、下記条件式（８−１）を満足することがより好ましい。
１．２＜β４Ｔ／β４Ｗ＜２    （８−１）
【００４６】
後続レンズ群ＧＲが上記の３つのレンズ群からなる場合、合焦の際に移動するレンズ群（以下、フォーカス群という）は、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５のいずれを用いてもよく、またこれらのレンズ群の一部のみをフォーカス群としてもよい。
【００４７】
例えば、フォーカス群は第３レンズ群Ｇ３の一部のみとしてもよい。その場合は、第３レンズ群Ｇ３が、物体側から順に、正の屈折力を有する第３レンズ群前群Ｇ３Ａと、正の屈折力を有する第３レンズ群後群Ｇ３Ｂとから実質的になり、合焦の際には第３レンズ群前群Ｇ３Ａのみが移動し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に第３レンズ群前群Ｇ３Ａが物体側から像側へ移動するように構成することが好ましい。図１に示す例はこの構成を採っており、図１ではフォーカス群である第３レンズ群前群Ｇ３Ａの下に、無限遠物体から近距離物体へ合焦する際のフォーカス群の移動方向を示す矢印と「ｆｏｃｕｓ」という語句を記載している。このような構成を採った場合は、第３レンズ群Ｇ３を２つの正レンズ群に分割することにより、第２レンズ群Ｇ２から第３レンズ群Ｇ３へ向かう発散光に対して第３レンズ群前群Ｇ３Ａが収束作用を施すことができ、第３レンズ群前群Ｇ３Ａからの射出光を平行光に近づけることができる。第３レンズ群前群Ｇ３Ａからの射出光が平行光となる場合は、物体距離の変動による上記発散光の虚像位置の変動量だけ第３レンズ群前群Ｇ３Ａを光軸方向に移動させることにより、第３レンズ群前群Ｇ３Ａの結像関係を変化させずに合焦することができる。したがって、第３レンズ群前群Ｇ３Ａからの射出光が平行光になる場合や平行光に近い場合は、合焦の際の画角変動を小さくすることができる。
【００４８】
あるいは、フォーカス群は第４レンズ群Ｇ４であってもよい。その場合は、全変倍域で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群Ｇ４の横倍率が負の値をとり、合焦の際には第４レンズ群Ｇ４のみが移動し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に第４レンズ群Ｇ４が物体側から像側へ移動するように構成することが好ましい。第４レンズ群Ｇ４は負レンズ群である。負レンズ群の横倍率が負であるということは、収束光がこの負レンズ群に入り発散光として射出することを意味するため、このような構成とした場合は、フォーカス群を小径化することができる。
【００４９】
あるいは、フォーカス群は第５レンズ群Ｇ５の一部のみとしてもよい。その場合は、第５レンズ群Ｇ５が、物体側から順に、正の屈折力を有する第５レンズ群前群Ｇ５Ａと、正の屈折力を有する第５レンズ群中群Ｇ５Ｂと、負の屈折力を有する第５レンズ群後群Ｇ５Ｃとから実質的になり、合焦の際には第５レンズ群中群Ｇ５Ｂのみが移動し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に第５レンズ群中群Ｇ５Ｂが像側から物体側へ移動するように構成することが好ましい。このようにした場合は、第５レンズ群前群Ｇ５Ａで光束を収束させることができるため、フォーカス群を小径化することができる。
【００５０】
条件式に関する構成も含め、以上述べた好ましい構成や可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。本実施形態によれば、高変倍比で高い光学性能を有する変倍光学系を実現することが可能である。なお、ここでいう「高変倍比」とは変倍比が３０倍以上のことを意味する。
【００５１】
次に、本発明の変倍光学系の数値実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１の変倍光学系のレンズ構成は図１、図８に示したものであり、その図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を省略する。実施例１の変倍光学系は群構成として、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、開口絞りＳｔと、負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とからなり、そのうち第３レンズ群Ｇ３〜第５レンズ群Ｇ５が後続レンズ群ＧＲを構成し、後続レンズ群ＧＲは全変倍域で正の屈折力を有する構成を採っている。広角端から望遠端への変倍の際に、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＳｔと第５レンズ群Ｇ５とは像面Ｓｉｍに対して固定されており、第２レンズ群Ｇ２は物体側から像側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側から像側へ移動した後、像側から物体側へ移動する。
【００５２】
合焦の際には、第３レンズ群Ｇ３の一部のみが移動する。実施例１の変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順に、正の屈折力を有する第３レンズ群前群Ｇ３Ａと、正の屈折力を有する第３レンズ群後群Ｇ３Ｂとからなる。無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第３レンズ群前群Ｇ３Ａが物体側から像側へ移動し、第３レンズ群後群Ｇ３Ｂは像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【００５３】
第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１５からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２５からなる。第３レンズ群前群Ｇ３Ａは正のレンズＬ３１からなり、第３レンズ群後群Ｇ３Ｂは物体側から順にレンズＬ３２〜Ｌ３３からなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側から順にレンズＬ４１〜Ｌ４２からなり、第５レンズ群Ｇ５は物体側から順にレンズＬ５１〜Ｌ５９からなる。
【００５４】
実施例１の変倍光学系の基本レンズデータを表１に、諸元と可変面間隔を表２に示す。表１のＳｉの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するように構成要素の面に面番号を付した場合のｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示し、Ｎｄｊの欄には最も物体側の構成要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に関する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。
【００５５】
ここで、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状のものを正とし、像側に凸面を向けた面形状のものを負としている。表１には開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。Ｄｉの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。また、表１では変倍の際に変化する可変面間隔については、ＤＤ［  ］という記号を用い、［  ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤｉの欄に記入している。
なお、表１の値は無限遠物体に合焦した状態におけるものである。
【００５６】
表２に、変倍比Ｚｒ、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ωと、可変面間隔の値をｄ線基準で示す。２ωの欄の［°］は単位が度であることを意味する。表２では、広角端、中間焦点距離状態、望遠端での各値をそれぞれ広角端、中間、望遠端と表記した欄に示している。表１のデータと表２の可変面間隔の値は無限遠物体に合焦した状態のものである。
【００５７】
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍを用いているが、光学系は比例拡大または比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
【００５８】
【表１】
0006356639.tif 000002
【００５９】
【表２】
0006356639.tif 000003
【００６０】
図９に実施例１の変倍光学系の無限遠物体に合焦した状態での各収差図を示す。図９では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差（ディストーション）、倍率色収差（倍率の色収差）を示す。図９では、ＷＩＤＥと付した上段に広角端、ＭＩＤＤＬＥと付した中段に中間焦点距離状態、ＴＥＬＥと付した下段に望遠端における各収差図を示す。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）に関する収差をそれぞれ黒の実線、長破線、一点鎖線、灰色の実線で示す。非点収差図では、サジタル方向、タンジェンシャル方向のｄ線に関する収差をそれぞれ実線、短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線に関する収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線、ｇ線に関する収差をそれぞれ長破線、一点鎖線、灰色の実線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００６１】
上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【００６２】
［実施例２］
実施例２の変倍光学系のレンズ構成は図２に示したものである。実施例２の変倍光学系の群構成、変倍の際に移動するレンズ群とその移動方向は、実施例１の変倍光学系と同様である。
【００６３】
合焦の際には、第３レンズ群Ｇ３の一部のみが移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側から順に、正の屈折力を有する第３レンズ群前群Ｇ３Ａと、正の屈折力を有する第３レンズ群後群Ｇ３Ｂとからなる。無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第３レンズ群前群Ｇ３Ａが物体側から像側へ移動し、第３レンズ群後群Ｇ３Ｂは像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【００６４】
第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１５からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２５からなる。第３レンズ群前群Ｇ３Ａは正のレンズＬ３１と負のレンズＬ３２とが接合された接合レンズからなり、第３レンズ群後群Ｇ３Ｂは物体側から順にレンズＬ３３〜Ｌ３４からなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側から順にレンズＬ４１〜Ｌ４２からなり、第５レンズ群Ｇ５は物体側から順にレンズＬ５１〜Ｌ５９からなる。
【００６５】
実施例２の変倍光学系の基本レンズデータを表３に、諸元と可変面間隔を表４に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１０に示す。
【００６６】
【表３】
0006356639.tif 000004
【００６７】
【表４】
0006356639.tif 000005
【００６８】
［実施例３］
実施例３の変倍光学系のレンズ構成は図３に示したものである。実施例３の変倍光学系の群構成、変倍の際に移動するレンズ群とその移動方向は、実施例１の変倍光学系と同様である。
【００６９】
合焦の際には、第３レンズ群Ｇ３の一部のみが移動する。第３レンズ群Ｇ３は物体側から順に、正の屈折力を有する第３レンズ群前群Ｇ３Ａと、正の屈折力を有する第３レンズ群後群Ｇ３Ｂとからなる。無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第３レンズ群前群Ｇ３Ａが物体側から像側へ移動し、第３レンズ群後群Ｇ３Ｂは像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【００７０】
第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１５からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２５からなる。第３レンズ群前群Ｇ３Ａは物体側から順に単レンズである正のレンズＬ３１と単レンズである負のレンズＬ３２とからなり、第３レンズ群後群Ｇ３Ｂは物体側から順にレンズＬ３３〜Ｌ３４からなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側から順にレンズＬ４１〜Ｌ４２からなり、第５レンズ群Ｇ５は物体側から順にレンズＬ５１〜Ｌ５９からなる。
【００７１】
実施例３の変倍光学系の基本レンズデータを表５に、諸元と可変面間隔を表６に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１１に示す。
【００７２】
【表５】
0006356639.tif 000006
【００７３】
【表６】
0006356639.tif 000007
【００７４】
［実施例４］
実施例４の変倍光学系のレンズ構成は図４に示したものである。実施例４の変倍光学系の群構成、変倍の際に移動するレンズ群とその移動方向は、実施例１の変倍光学系と同様である。
【００７５】
合焦の際には第４レンズ群Ｇ４のみが移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第４レンズ群Ｇ４が物体側から像側へ移動する。全変倍域で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群Ｇ４の横倍率は負の値をとるように構成されている。
【００７６】
第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１５からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２５からなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３５からなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側から順に、単レンズの負のレンズＬ４１と、正のレンズＬ４２および負のレンズＬ４３を接合した接合レンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は物体側から順にレンズＬ５１〜Ｌ５８からなる。なお、図４の例では、レンズＬ５６とレンズＬ５７の間、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｓｉｍとの間にそれぞれ平行平板状の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２が配置されている。光学部材ＰＰ１、ＰＰ２は図１の光学部材ＰＰと同様のものであり、本発明に必須の構成ではない。光学部材ＰＰ１は例えば、使用波長を可視域と赤外域で切り替える際の波長切替用フィルタとすることができる。
【００７７】
実施例４の変倍光学系の基本レンズデータを表７に、諸元と可変面間隔を表８に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１２に示す。
【００７８】
【表７】
0006356639.tif 000008
【００７９】
【表８】
0006356639.tif 000009
【００８０】
［実施例５］
実施例５の変倍光学系のレンズ構成は図５に示したものである。実施例５の変倍光学系の群構成、変倍の際に移動するレンズ群とその移動方向は、実施例１の変倍光学系と同様である。
【００８１】
合焦の際には第４レンズ群Ｇ４のみが移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第４レンズ群Ｇ４が物体側から像側へ移動する。全変倍域で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群Ｇ４の横倍率は負の値をとるように構成されている。
【００８２】
第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１５からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２５からなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３５からなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側から順に、単レンズの負のレンズＬ４１と、正のレンズＬ４２および負のレンズＬ４３を接合した接合レンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は物体側から順にレンズＬ５１〜Ｌ５８からなる。なお、図５の例では、レンズＬ５４とレンズＬ５５の間、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｓｉｍとの間にそれぞれ平行平板状の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２が配置されている。光学部材ＰＰ１、ＰＰ２は図４の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２と同様のものであり、本発明に必須の構成ではない。
【００８３】
実施例５の変倍光学系の基本レンズデータを表９に、諸元と可変面間隔を表１０に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１３に示す。
【００８４】
【表９】
0006356639.tif 000010
【００８５】
【表１０】
0006356639.tif 000011
【００８６】
［実施例６］
実施例６の変倍光学系のレンズ構成は図６に示したものである。実施例６の変倍光学系の群構成、変倍の際に移動するレンズ群とその移動方向は、実施例１の変倍光学系と同様である。
【００８７】
合焦の際には第４レンズ群Ｇ４のみが移動する。無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第４レンズ群Ｇ４が物体側から像側へ移動する。全変倍域で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群Ｇ４の横倍率は負の値をとるように構成されている。
【００８８】
第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１５からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２５からなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３５からなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側から順に、単レンズの負のレンズＬ４１と、正のレンズＬ４２および負のレンズＬ４３を接合した接合レンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は物体側から順にレンズＬ５１〜Ｌ５８からなる。なお、図６の例では、レンズＬ５４とレンズＬ５５の間、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｓｉｍとの間にそれぞれ平行平板状の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２が配置されている。光学部材ＰＰ１、ＰＰ２は図４の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２と同様のものであり、本発明に必須の構成ではない。
【００８９】
実施例６の変倍光学系の基本レンズデータを表１１に、諸元と可変面間隔を表１２に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１４に示す。
【００９０】
【表１１】
0006356639.tif 000012
【００９１】
【表１２】
0006356639.tif 000013
【００９２】
［実施例７］
実施例７の変倍光学系のレンズ構成は図７に示したものである。実施例７の変倍光学系の群構成、変倍の際に移動するレンズ群とその移動方向は、実施例１の変倍光学系と同様である。
【００９３】
合焦の際には、第５レンズ群Ｇ５の一部のみが移動する。第５レンズ群Ｇ５は物体側から順に、正の屈折力を有する第５レンズ群前群Ｇ５Ａと、正の屈折力を有する第５レンズ群中群Ｇ５Ｂと、負の屈折力を有する第５レンズ群後群Ｇ５Ｃとからなる。無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、第５レンズ群中群Ｇ５Ｂが像側から物体側へ移動し、第５レンズ群前群Ｇ５Ａと第５レンズ群後群Ｇ５Ｃは像面Ｓｉｍに対して固定されている。
【００９４】
第１レンズ群Ｇ１は物体側から順にレンズＬ１１〜Ｌ１５からなり、第２レンズ群Ｇ２は物体側から順にレンズＬ２１〜Ｌ２５からなり、第３レンズ群Ｇ３は物体側から順にレンズＬ３１〜Ｌ３５からなる。第４レンズ群Ｇ４は物体側から順にレンズＬ４１〜Ｌ４３からなる。第５レンズ群前群Ｇ５Ａは物体側から順にレンズＬ５１〜Ｌ５４からなり、第５レンズ群中群Ｇ５Ｂは物体側から順に正のレンズＬ５５と負のレンズＬ５６とが接合された接合レンズからなり、第５レンズ群後群Ｇ５Ｃは物体側から順にレンズＬ５７〜Ｌ５８からなる。
【００９５】
実施例７の変倍光学系の基本レンズデータを表１３に、諸元と可変面間隔を表１４に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１５に示す。
【００９６】
【表１３】
0006356639.tif 000014
【００９７】
【表１４】
0006356639.tif 000015
【００９８】
表１５に実施例１〜７の変倍光学系の条件式（１）〜（８）の対応値を示す。また、表１５に実施例１〜７の変倍光学系の、広角端で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群Ｇ４の横倍率β４Ｗと、望遠端で無限遠物体に合焦した状態での第４レンズ群Ｇ４の横倍率β４Ｔを示す。表１５に示す値はｄ線を基準とするものである。
【００９９】
【表１５】
0006356639.tif 000016
【０１００】
以上のデータからわかるように、実施例１〜７の変倍光学系は、変倍比が３６．６倍あり高い変倍比を有し、各収差が良好に補正されて、高い光学性能が実現されている。また、実施例１〜７の変倍光学系は、望遠端での全系の焦点距離が４００以上あり長い焦点距離を有し、望遠端での全画角が１．４°以下と小さく、望遠系の変倍光学系として好適なものとなっている。なお、比較例として特許文献１、２に記載の光学系を挙げた場合、特許文献１、２に記載の光学系をスケーリングにより長焦点距離化すると、球面収差と望遠端での軸上色収差の補正が不十分になり、高い光学性能を有する望遠系の変倍光学系を実現することは難しいと考えられる。
【０１０１】
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１６に、本発明の実施形態の撮像装置の一例として、本発明の実施形態に係る変倍光学系１を用いた撮像装置１０の概略構成図を示す。撮像装置１０としては、例えば、監視カメラ、ビデオカメラ、電子スチルカメラ等を挙げることができる。
【０１０２】
撮像装置１０は、変倍光学系１と、変倍光学系１の像側に配置されたフィルタ７と、変倍光学系によって結像される被写体の像を撮像する撮像素子８と、撮像素子８からの出力信号を演算処理する信号処理部４と、変倍光学系１の変倍を行うための変倍制御部５と、変倍光学系１の合焦を行うためのフォーカス制御部６とを備える。図１６では変倍光学系１が、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５からなる例を示しており、各レンズ群を概念的に図示している。撮像素子８は、変倍光学系１により形成された被写体の像を撮像して電気信号に変換するものであり、その撮像面は変倍光学系１の像面に一致するように配置される。撮像素子８としては例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。なお、図１１では１つの撮像素子８のみ図示しているが、本発明の撮像装置はこれに限定されず、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の撮像装置であってもよい。
【０１０３】
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１    変倍光学系
２    軸上光束
３    最大画角の軸外光束
４    信号処理部
５    変倍制御部
６    フォーカス制御部
７    フィルタ
８    撮像素子
１０    撮像装置
Ｇ１    第１レンズ群
Ｇ１Ａ    第１レンズ群前群
Ｇ１Ｂ    第１レンズ群中群
Ｇ１Ｃ    第１レンズ群後群
Ｇ２    第２レンズ群
Ｇ３    第３レンズ群
Ｇ３Ａ    第３レンズ群前群
Ｇ３Ｂ    第３レンズ群後群
Ｇ４    第４レンズ群
Ｇ５    第５レンズ群
Ｇ５Ａ    第５レンズ群前群
Ｇ５Ｂ    第５レンズ群中群
Ｇ５Ｃ    第５レンズ群後群
ＧＲ    後続レンズ群
Ｌ１１〜Ｌ１５、Ｌ２１〜Ｌ２５、Ｌ３１〜Ｌ３５、Ｌ４１〜Ｌ４３、Ｌ５１〜Ｌ５９    レンズ
ＰＰ、ＰＰ１、ＰＰ２    光学部材
Ｓｉｍ    像面
Ｓｔ    開口絞り
Ｚ    光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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