JP2014048376A - 変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】変倍時における収差変動が小さく、手ぶれ補正時の収差変動に対応可能な光学性能を備えた変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法を提供する。
【解決手段】カメラ１等に搭載される変倍光学系ＺＬは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、を有し、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、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２レンズ群Ｇ２のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群ＶＬである。
【選択図】図１
【解決手段】カメラ１等に搭載される変倍光学系ＺＬは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、を有し、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、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２レンズ群Ｇ２のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群ＶＬである。
【選択図】図１
Description
本発明は、変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法に関する。
従来、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）。
しかしながら、従来の変倍光学系は、変倍時における収差変動が大きく、また、手ぶれ補正時の収差変動にも対応できていないという課題があった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、変倍時における収差変動が小さく、手ぶれ補正時の収差変動に対応可能な光学性能を備えた変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
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、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、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２レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群であり、次式の条件を満足することを特徴とする。
０．８１ ＜ ｆ２／（−ｆ３） ＜ １．００
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
０．８１ ＜ ｆ２／（−ｆ３） ＜ １．００
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
また、このような変倍光学系において、第１レンズ群は、最も物体側に第１負レンズを有し、最も像側に正レンズを有することが好ましい。
また、このような変倍光学系において、第１レンズ群は、第１負レンズと正レンズとの間に少なくとも一枚の負レンズを有することが好ましい。
また、このような変倍光学系において、第１レンズ群は、物体側から順に、第１負レンズ、負レンズ及び正レンズからなることが好ましい。
また、このような変倍光学系は、第３レンズ群の近傍に開口絞りを有することが好ましい。
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。
０．６０ ＜ ｆ２／ｆ４ ＜ ０．７０
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
０．６０ ＜ ｆ２／ｆ４ ＜ ０．７０
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群の焦点距離
また、このような変倍光学系において、第１レンズ群のうち、最も物体側のレンズは非球面を有することが好ましい。
また、このような変倍光学系において、第３レンズ群は、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズであることが好ましい。
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に変倍する際に、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が増大し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が減少することが好ましい。
また、このような変倍光学系において、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群は、全てのレンズが球面レンズで構成されていることが好ましい。
また、本発明に係る光学装置は、物体の像を所定の像面上に結像させる上述の変倍光学系のいずれかを有す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、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群を、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、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するように配置し、第２レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群として配置し、第２レンズ群及び第３レンズ群を、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。
０．８１ ＜ ｆ２／（−ｆ３） ＜ １．００
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
０．８１ ＜ ｆ２／（−ｆ３） ＜ １．００
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
本発明を以上のように構成すると、変倍時における収差変動が小さく、手ぶれ補正時の収差変動に対応可能な光学性能を備えた変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法を提供することができる。
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、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、を有して構成される。また、この変倍光学系ＺＬは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、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との間隔が変化する。また、この変倍光学系ＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２のうちの少なくとも一枚の単レンズ（例えば、図１における正メニスカスレンズＬ２１）は、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群ＶＬである。本実施形態に係る変倍光学系ＺＬをこのように構成すると、変倍時の望遠端におけるコマ収差と広角端における像面湾曲収差とを効果的に補正しつつ、光軸と略直交する方向の所定の像面移動量を確保することができる。
それでは、このような変倍光学系ＺＬを構成するための条件について説明する。まず、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。
０．８１ ＜ ｆ２／（−ｆ３） ＜ １．００ （１）
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
条件式（１）は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離に対する、適切な第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３レンズ群Ｇ３の焦点距離が短くなり、また第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が長くなり、望遠端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を０．８４とすることが好ましい。反対に、条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離が長くなり、また第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が短くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を０．８２とすることが好ましい。
また、この変倍光学系ＺＬは、第３レンズ群Ｇ３の近傍に開口絞りＳを有することが望ましい。このような構成によると、広角端から望遠端の開放絞り径を一定にして、メカ構成を簡素化することで、組み付け誤差による光学性能の劣化を防ぐことができる。
また、この変倍光学系ＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、最も物体側に第１負レンズ（例えば、図１における非球面負レンズＬ１１）を有し、最も像側に正レンズ（例えば、図１における正メニスカスレンズＬ１３）を有し、以下に示す条件式（２）を満足することが望ましい。
２．１０ ＜ ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ） ＜ ３．００ （２）
但し、
ｆ１ｇｆ：第１負レンズの焦点距離
ｆ１ｇｒ：正レンズの焦点距離
但し、
ｆ１ｇｆ：第１負レンズの焦点距離
ｆ１ｇｒ：正レンズの焦点距離
条件式（２）は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離に対して、最も物体側に配置された第１負レンズの焦点距離ｆ１ｇｆと最も像側に配置された正レンズの焦点距離ｆ１ｇｒとを適切に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負レンズの焦点距離ｆ１ｇｆが短くなり、また正レンズの焦点距離ｆ１ｇｒが長くなり、広角端状態におけるコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を２．４４にすることが好ましい。反対に、条件式（２）の下限値を下回ると、第１負レンズの焦点距離ｆ１ｇｆが長くなり、また正レンズの焦点距離ｆ１ｇｒが短くなり、望遠端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を２．１４にすることが好ましい。
ここで、第１負レンズと正レンズとの間に少なくとも一枚の負レンズ（例えば、図１における両凹レンズＬ１２）を設けることにより、先玉レンズ径が大きくなることなく、広角端近傍の像面湾曲を良好に補正することができる。さらには、この第１レンズ群Ｇ１を、第１負レンズ、第２負レンズ及び正レンズからなる３枚のレンズで構成することにより、この効果をより発揮させることができる。
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。
０．３５ ＜ Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＜ ０．４５ （３）
但し、
Ｄ３ｗ：広角端状態における第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
但し、
Ｄ３ｗ：広角端状態における第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離
条件式（３）は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離に対する第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔を規定するための条件式である。この条件式（３）の上限値を上回ると、広角端状態における第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔Ｄ３ｗが広くなり、また第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３が短くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を０．４２にすることが好ましい。反対に、条件式（３）の下限値を下回ると、広角端状態における第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔Ｄ３ｗが狭くなり、また第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３が長くなり、広角端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を０．３８にすることが好ましい。
また、この変倍光学系ＺＬは、以下に示す条件式（４）を満足することが望ましい。
０．６０ ＜ ｆ２／ｆ４ ＜ ０．７０ （４）
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆ４：第４レンズ群Ｇ４の焦点距離
条件式（４）は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離に対する、適切な第４レンズ群Ｇ４の焦点距離を規定するものである。この条件式（４）の上限値を上回ると、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離が短くなり、また第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が長くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を０．６８とすることが好ましい。反対に、条件式（４）の下限値を下回ると、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離が長くなり、また第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が短くなり、望遠端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を０．６５とすることが好ましい。
また、この変倍光学系ＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１のうち、最も物体側のレンズは非球面（例えば、図１における非球面負レンズＬ１１の像側の面（第３面））を有することが望ましい。これにより、広角端状態における像面湾曲収差と望遠端状態における球面収差を効果的に補正することができる。
また、この変倍光学系ＺＬにおいて、第３レンズ群Ｇ３は、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズで構成されていることが望ましい。これにより、広角端状態における色コマ収差を効果的に補正することができる。
また、この変倍光学系ＺＬは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように構成されていることが望ましい。これにより、球面収差と像面湾曲の変動を効果的に補正しつつ、所定の変倍比を確保することができる。
また、この変倍光学系ＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４は、全てのレンズが球面レンズで構成されていることが望ましい。これにより、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防ぐことができる。
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１７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。
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。
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。
本実施形態では、４群構成の変倍光学系ＺＬを示したが、以上の構成条件等は、５群、６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。
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１レンズ群Ｇ１の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。
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、手ぶれによって生じる像ぶれ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、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
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。
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。
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。
また、本実施形態の変倍光学系ＺＬは、変倍比が２．０〜５．０程度である。
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１８を参照して説明する。まず、各レンズを配置してレンズ群Ｇ１〜Ｇ４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まで変倍する際に、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との間隔が変化するよう配置する（ステップＳ２００）。また、第２レンズ群Ｇ２のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群ＶＬとして配置する（ステップＳ３００）。さらにまた、第２レンズ群Ｇ２及び第３レンズ群Ｇ３を、前述の条件式（１）を満足するように配置する(ステップＳ４００)。
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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３を配置して第２レンズ群Ｇ２とし、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズを配置して第３レンズ群Ｇ３とし、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１、及び、両凸レンズＬ４２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズを配置して第４レンズ群Ｇ４とする。このようにして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。
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、図５、図９及び図１３は、各実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ４）の構成及び屈折力配分並びに無限遠合焦状態から近距離合焦状態への合焦状態の変化における各レンズ群の移動の様子を示す断面図である。また、これらの変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ４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の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。また、図１、図５、図９及び図１３に示すように、第１〜第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ４は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。そして、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Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が変化し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が減少するように、各レンズ群の間隔が変化する。
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κ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。
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／｛１＋（１−κ×ｙ2／ｒ2）1/2｝
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 （ａ）
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 （ａ）
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。また、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示す。
〔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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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。ここで、非球面負レンズＬ１１は、像側のガラスレンズ面（第２面）に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面（第３面）が非球面形状に形成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１、及び、両凸レンズＬ４２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズから構成されている。
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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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。ここで、非球面負レンズＬ１１は、像側のガラスレンズ面（第２面）に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面（第３面）が非球面形状に形成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３から構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１、及び、両凸レンズＬ４２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズから構成されている。
また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間（第３レンズ群Ｇ３の物体側の近傍）に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３とともに移動する。また、無限遠から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１を物体方向に繰り出す（移動させる）ことにより行う。
また、像ぶれ補正（防振）は、第２レンズ群Ｇ２の正メニスカスレンズＬ２１を防振レンズ群ＶＬとし、この防振レンズ群ＶＬを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。
なお、全系の焦点距離がｆで、防振係数（像ぶれ補正での防振レンズ群ＶＬの移動量に対する結像面での像移動量の比）がＫのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の防振レンズ群ＶＬを（ｆ・ｔａｎθ）／Ｋだけ光軸と直交方向に移動させればよい（以降の実施例においても同様である）。この第１実施例の広角端状態においては、防振係数は０．７７であり、焦点距離は１８．１１（ｍｍ）であるので、０．４５°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群ＶＬの移動量は０．１８（ｍｍ）である。また、この第１実施例の望遠端状態においては、防振係数は１．２９であり、焦点距離は５０．９２（ｍｍ）であるので、０．２７°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群ＶＬの移動量は０．１８（ｍｍ）である。
以下の表１に、第１実施例の諸元の値を掲げる。この表１において、ｆは焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角、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。さらに、レンズデータの第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νｄ及び第５欄ｎｄは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数及び屈折率を示している。また、曲率半径0.0000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１〜２２は、図１に示す番号１〜２２に対応している。また、レンズ群焦点距離は第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４の各々の始面と焦点距離を示している。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。
（表１）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.11 〜 43.19 〜 50.92
ＦＮＯ＝ 3.62 〜 5.12 〜 5.72
２ω ＝ 79.5 〜 36.33 〜 31.1
ＴＬ ＝ 127.96 〜 121.45 〜 125.27
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 69.440 2.00 61.22 1.58913
2 15.900 0.17 38.09 1.55389
3* 13.749 10.00
4 -284.727 1.50 50.84 1.65844
5 39.340 2.70
6 31.807 2.80 23.78 1.84666
7 65.687 d7
8 -169.197 2.00 58.54 1.61272
9 -33.549 1.00
10 18.465 0.90 25.26 1.90200
11 13.324 0.40
12 13.850 3.80 67.90 1.59319
13 205.700 d13
14 0.000 1.50 開口絞りＳ
15 -66.540 2.60 25.45 1.80518
16 -13.193 0.80 37.18 1.83400
17 52.452 d15
18 -110.104 2.80 70.31 1.48749
19 -17.370 0.10
20 81.550 4.20 63.88 1.51680
21 -15.015 1.30 37.18 1.83400
22 -54.306 Bf
［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 -25.74
第２レンズ群 8 27.22
第３レンズ群 15 -32.68
第４レンズ群 18 40.31
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.11 〜 43.19 〜 50.92
ＦＮＯ＝ 3.62 〜 5.12 〜 5.72
２ω ＝ 79.5 〜 36.33 〜 31.1
ＴＬ ＝ 127.96 〜 121.45 〜 125.27
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 69.440 2.00 61.22 1.58913
2 15.900 0.17 38.09 1.55389
3* 13.749 10.00
4 -284.727 1.50 50.84 1.65844
5 39.340 2.70
6 31.807 2.80 23.78 1.84666
7 65.687 d7
8 -169.197 2.00 58.54 1.61272
9 -33.549 1.00
10 18.465 0.90 25.26 1.90200
11 13.324 0.40
12 13.850 3.80 67.90 1.59319
13 205.700 d13
14 0.000 1.50 開口絞りＳ
15 -66.540 2.60 25.45 1.80518
16 -13.193 0.80 37.18 1.83400
17 52.452 d15
18 -110.104 2.80 70.31 1.48749
19 -17.370 0.10
20 81.550 4.20 63.88 1.51680
21 -15.015 1.30 37.18 1.83400
22 -54.306 Bf
［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 -25.74
第２レンズ群 8 27.22
第３レンズ群 15 -32.68
第４レンズ群 18 40.31
この第１実施例において、第３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、すなわち頂点曲率半径Ｒ、円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
（表２）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
この第１実施例において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とともに移動する開口絞りＳとの軸上空気間隔ｄ１３、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ１７、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表３に、無限遠合焦時の広角端状態、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Ｂｆ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２０面）から像面Ｉまでの光軸上の距離を表している。この説明は以降の実施例においても同様である。
（表３）
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 18.11 43.19 50.92
d7 32.88 5.45 2.93
d13 2.87 10.64 12.40
d17 13.06 5.29 3.53
Bf 38.58 59.50 65.84
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 18.11 43.19 50.92
d7 32.88 5.45 2.93
d13 2.87 10.64 12.40
d17 13.06 5.29 3.53
Bf 38.58 59.50 65.84
次の表４に、この第１実施例における各条件式対応値を示す。なおこの表４において、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、ｆ１ｇｆは第１レンズ群Ｇ１の第１負レンズの焦点距離を、ｆ１ｇｒは第１レンズ群Ｇ１の正レンズの焦点距離を、Ｄ３ｗは広角端状態における第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔を、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。
（表４）
（１）ｆ２／（−ｆ３） ＝0.83
（２）ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ）＝2.35
（３）Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＝0.40
（４）ｆ２／ｆ４ ＝0.68
（１）ｆ２／（−ｆ３） ＝0.83
（２）ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ）＝2.35
（３）Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＝0.40
（４）ｆ２／ｆ４ ＝0.68
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）〜（４）を全て満足している。
この第１実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図２（ａ）に示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図３に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図４（ａ）に示す。また、第１実施例の広角端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正（防振レンズ群ＶＬのシフト量＝0.18）を行ったときのコマ収差図を図２（ｂ）に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正（防振レンズ群ＶＬのシフト量＝0.18）を行った時のコマ収差図を図４（ｂ）に示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは半画角に対する像高を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）を、それぞれ示している。また、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。この収差図の説明は以降の実施例においても同様である。各収差図から明らかなように、第１実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、また手ぶれ補正時の収差変動も良好であり、優れた結像性能を有することがわかる。
〔第２実施例〕
図５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５に示す変倍光学系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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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。ここで、非球面負レンズＬ１１は、像側のガラスレンズ面（第２面）に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面（第３面）が非球面形状に形成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と両凸レンズＬ２３との接合レンズから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１、及び、両凸レンズＬ４２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズから構成されている。
図５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５に示す変倍光学系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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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。ここで、非球面負レンズＬ１１は、像側のガラスレンズ面（第２面）に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面（第３面）が非球面形状に形成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と両凸レンズＬ２３との接合レンズから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１、及び、両凸レンズＬ４２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズから構成されている。
また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間（第３レンズ群Ｇ３の物体側の近傍）に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３とともに移動する。また、無限遠から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１を物体方向に繰り出す（移動させる）ことにより行う。
また、像ぶれ補正（防振）は、第２レンズ群Ｇ２の正メニスカスレンズＬ２１を防振レンズ群ＶＬとし、この防振レンズ群ＶＬを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第２実施例の広角端状態においては、防振係数は０．６５であり、焦点距離は１０．３０（ｍｍ）であるので、０．６１°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群ＶＬの移動量は０．１７（ｍｍ）である。また、この第２実施例の望遠端状態においては、防振係数は１．１０であり、焦点距離は２９．６０（ｍｍ）であるので、０．３６°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群ＶＬの移動量は０．１７（ｍｍ）である。
以下の表５に、この第２実施例の諸元の値を掲げる。なお、表５に示す面番号１〜２１は、図５に示す番号１〜２１に対応している。
（表５）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 10.30 〜 19.40 〜 29.60
ＦＮＯ＝ 3.64 〜 4.53 〜 5.67
２ω ＝ 80.2 〜 45.84 〜 30.7
ＴＬ ＝ 68.73 〜 64.04 〜 67.33
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 31.564 1.11 61.22 1.58913
2 8.825 0.09 38.09 1.55389
3* 7.604 5.72
4 -70.851 0.83 63.88 1.51680
5 17.760 1.33
6 16.239 1.67 25.64 1.78472
7 34.618 d7
8 -230.613 1.08 61.22 1.58913
9 -22.997 0.56
10 10.388 0.50 23.78 1.84666
11 6.916 2.16 60.71 1.56384
12 -116.864 d12
13 0.000 0.83 開口絞りＳ
14 -40.668 1.44 25.45 1.80518
15 -6.308 0.44 37.18 1.83400
16 25.885 d16
17 -102.429 1.55 70.31 1.48749
18 -10.217 0.06
19 33.821 2.33 70.31 1.48749
20 -9.235 0.72 37.18 1.83400
21 -33.599 Bf
［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 -14.60
第２レンズ群 8 14.57
第３レンズ群 14 -17.43
第４レンズ群 17 21.82
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 10.30 〜 19.40 〜 29.60
ＦＮＯ＝ 3.64 〜 4.53 〜 5.67
２ω ＝ 80.2 〜 45.84 〜 30.7
ＴＬ ＝ 68.73 〜 64.04 〜 67.33
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 31.564 1.11 61.22 1.58913
2 8.825 0.09 38.09 1.55389
3* 7.604 5.72
4 -70.851 0.83 63.88 1.51680
5 17.760 1.33
6 16.239 1.67 25.64 1.78472
7 34.618 d7
8 -230.613 1.08 61.22 1.58913
9 -22.997 0.56
10 10.388 0.50 23.78 1.84666
11 6.916 2.16 60.71 1.56384
12 -116.864 d12
13 0.000 0.83 開口絞りＳ
14 -40.668 1.44 25.45 1.80518
15 -6.308 0.44 37.18 1.83400
16 25.885 d16
17 -102.429 1.55 70.31 1.48749
18 -10.217 0.06
19 33.821 2.33 70.31 1.48749
20 -9.235 0.72 37.18 1.83400
21 -33.599 Bf
［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 -14.60
第２レンズ群 8 14.57
第３レンズ群 14 -17.43
第４レンズ群 17 21.82
この第２実施例において、第３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、すなわち頂点曲率半径Ｒ、円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
（表６）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.0 1.69521E-04 8.82411E-07 -4.21030E-11 1.60414E-10
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.0 1.69521E-04 8.82411E-07 -4.21030E-11 1.60414E-10
この第２実施例において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とともに移動する開口絞りＳとの軸上空気間隔ｄ１２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ１６、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表７に、無限遠合焦時の広角端状態、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Ｂｆの値を示す。
（表７）
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 10.30 19.40 29.60
d7 17.11 4.64 0.59
d12 1.83 4.40 7.11
d16 7.36 4.79 2.08
Bf 20.00 27.79 35.11
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 10.30 19.40 29.60
d7 17.11 4.64 0.59
d12 1.83 4.40 7.11
d16 7.36 4.79 2.08
Bf 20.00 27.79 35.11
次の表８に、この第２実施例における各条件式対応値を示す。
（表８）
（１）ｆ２／（−ｆ３） ＝0.84
（２）ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ）＝2.14
（３）Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＝0.42
（４）ｆ２／ｆ４ ＝0.67
（１）ｆ２／（−ｆ３） ＝0.84
（２）ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ）＝2.14
（３）Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＝0.42
（４）ｆ２／ｆ４ ＝0.67
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）〜（４）を全て満足している。
この第２実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図６（ａ）に示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図７に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図８（ａ）に示す。また、第２実施例の広角端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正（防振レンズ群ＶＬのシフト量＝0.17）を行ったときのコマ収差図を図６（ｂ）に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正（防振レンズ群ＶＬのシフト量＝0.17）を行った時のコマ収差図を図８（ｂ）に示す。各収差図から明らかなように、第２実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、また手ぶれ補正時の収差変動も良好であり、優れた結像性能を有することがわかる。
〔第３実施例〕
図９は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の構成を示す図である。この図９に示す変倍光学系ＺＬ３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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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。ここで、非球面負レンズＬ１１は、像側のガラスレンズ面（第２面）に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面（第３面）が非球面形状に形成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１、及び、両凸レンズＬ４２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズから構成されている。
図９は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の構成を示す図である。この図９に示す変倍光学系ＺＬ３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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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。ここで、非球面負レンズＬ１１は、像側のガラスレンズ面（第２面）に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面（第３面）が非球面形状に形成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１、及び、両凸レンズＬ４２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズから構成されている。
また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間（第３レンズ群Ｇ３の物体側の近傍）に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３とともに移動する。また、無限遠から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１を物体方向に繰り出す（移動させる）ことにより行う。
また、像ぶれ補正（防振）は、第２レンズ群Ｇ２の正メニスカスレンズＬ２１を防振レンズ群ＶＬとし、この防振レンズ群ＶＬを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第３実施例の広角端状態においては、防振係数は０．８４であり、焦点距離は１８．５０（ｍｍ）であるので、０．４４°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群ＶＬの移動量は０．１７（ｍｍ）である。また、この第３実施例の望遠端状態においては、防振係数は１．４５であり、焦点距離は５３．４０（ｍｍ）であるので、０．２６°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群ＶＬの移動量は０．１７（ｍｍ）である。
以下の表９に、この第３実施例の諸元の値を掲げる。なお、表９に示す面番号１〜２１は、図９に示す番号１〜２１に対応している。
（表９）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.50 〜 35.00 〜 53.40
ＦＮＯ＝ 3.64 〜 4.58 〜 5.87
２ω ＝ 78.2 〜 44.4 〜 29.7
ＴＬ ＝ 127.58 〜 119.94 〜 122.39
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 69.440 2.00 61.22 1.58913
2 15.900 0.17 38.09 1.55389
3* 13.749 10.00
4 -284.727 1.50 50.84 1.65844
5 39.340 2.70
6 31.807 2.80 23.78 1.84666
7 65.687 d7
8 -823.405 2.00 58.54 1.61272
9 -36.990 1.00
10 18.878 0.90 25.26 1.90200
11 12.630 3.80 58.54 1.61272
12 136.708 d12
13 0.000 1.50 開口絞りＳ
14 -64.796 2.60 25.45 1.80518
15 -12.403 0.80 37.18 1.83400
16 52.452 d16
17 -136.622 2.80 70.31 1.48749
18 -17.927 0.10
19 90.259 4.20 63.88 1.51680
20 -15.399 1.30 37.18 1.83400
21 -54.3063 Bf
［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 -25.74
第２レンズ群 8 26.90
第３レンズ群 14 -32.18
第４レンズ群 17 40.64
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.50 〜 35.00 〜 53.40
ＦＮＯ＝ 3.64 〜 4.58 〜 5.87
２ω ＝ 78.2 〜 44.4 〜 29.7
ＴＬ ＝ 127.58 〜 119.94 〜 122.39
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 69.440 2.00 61.22 1.58913
2 15.900 0.17 38.09 1.55389
3* 13.749 10.00
4 -284.727 1.50 50.84 1.65844
5 39.340 2.70
6 31.807 2.80 23.78 1.84666
7 65.687 d7
8 -823.405 2.00 58.54 1.61272
9 -36.990 1.00
10 18.878 0.90 25.26 1.90200
11 12.630 3.80 58.54 1.61272
12 136.708 d12
13 0.000 1.50 開口絞りＳ
14 -64.796 2.60 25.45 1.80518
15 -12.403 0.80 37.18 1.83400
16 52.452 d16
17 -136.622 2.80 70.31 1.48749
18 -17.927 0.10
19 90.259 4.20 63.88 1.51680
20 -15.399 1.30 37.18 1.83400
21 -54.3063 Bf
［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 -25.74
第２レンズ群 8 26.90
第３レンズ群 14 -32.18
第４レンズ群 17 40.64
この第３実施例において、第３面は非球面形状に形成されている。次の表１０に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径Ｒ、円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
（表１０）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
この第３実施例において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とともに移動する開口絞りＳとの軸上空気間隔ｄ１２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ１６、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表１１に、無限遠合焦時の広角端状態、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Ｂｆの値を示す。
（表１１）
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 18.50 35.00 53.40
d7 32.88 10.21 2.93
d12 2.87 7.53 12.40
d16 13.06 8.39 3.53
Bf 38.60 53.63 67.80
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 18.50 35.00 53.40
d7 32.88 10.21 2.93
d12 2.87 7.53 12.40
d16 13.06 8.39 3.53
Bf 38.60 53.63 67.80
次の表１２に、この第３実施例における各条件式対応値を示す。
（表１２）
（１）ｆ２／（−ｆ３） ＝0.84
（２）ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ）＝2.35
（３）Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＝0.41
（４）ｆ２／ｆ４ ＝0.66
（１）ｆ２／（−ｆ３） ＝0.84
（２）ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ）＝2.35
（３）Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＝0.41
（４）ｆ２／ｆ４ ＝0.66
このように、この第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、上記条件式（１）〜（４）を全て満足している。
この第３実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図１０（ａ）に示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図１１に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図１２（ａ）に示す。また、第３実施例の広角端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正（防振レンズ群ＶＬのシフト量＝0.17）を行ったときのコマ収差図を図１０（ｂ）に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正（防振レンズ群ＶＬのシフト量＝0.17）を行った時のコマ収差図を図１２（ｂ）に示す。各収差図から明らかなように、第３実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、また手ぶれ補正時の収差変動も良好であり、優れた結像性能を有することがわかる。
〔第４実施例〕
図１３は、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の構成を示す図である。この図１３に示す変倍光学系ＺＬ４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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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。ここで、非球面負レンズＬ１１は、像側のガラスレンズ面（第２面）に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面（第３面）が非球面形状に形成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４３、及び、両凸レンズＬ４４から構成されている。
図１３は、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の構成を示す図である。この図１３に示す変倍光学系ＺＬ４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形状の非球面負レンズＬ１１、両凹レンズＬ１２、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。ここで、非球面負レンズＬ１１は、像側のガラスレンズ面（第２面）に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面（第３面）が非球面形状に形成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３との接合レンズから構成されている。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と両凹レンズＬ３２との接合レンズから構成されている。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４３、及び、両凸レンズＬ４４から構成されている。
また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間（第３レンズ群Ｇ３の物体側の近傍）に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３とともに移動する。また、無限遠から近距離物体への合焦は、第１レンズ群Ｇ１を物体方向に繰り出す（移動させる）ことにより行う。
また、像ぶれ補正（防振）は、第２レンズ群Ｇ２の正メニスカスレンズＬ２１を防振レンズ群ＶＬとし、この防振レンズ群ＶＬを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第４実施例の広角端状態においては、防振係数は０．８１であり、焦点距離は１８．７４（ｍｍ）であるので、０．４５°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群ＶＬの移動量は０．１８（ｍｍ）である。また、この第４実施例の望遠端状態においては、防振係数は１．３８であり、焦点距離は５３．１５（ｍｍ）であるので、０．２７°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群ＶＬの移動量は０．１８（ｍｍ）である。
以下の表１３に、この第４実施例の諸元の値を掲げる。なお、表１３に示す面番号１〜２４は、図１３に示す番号１〜２４に対応している。
（表１３）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.74 〜 44.99 〜 53.15
ＦＮＯ＝ 3.47 〜 5.15 〜 6.12
２ω ＝ 78.0 〜 34.9 〜 29.7
ＴＬ ＝ 127.97 〜 122.70 〜 123.10
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 60.955 2.00 61.22 1.58913
2 14.479 0.17 38.09 1.55389
3* 14.004 10.00
4 -189.528 1.50 50.84 1.65844
5 41.116 2.70
6 32.479 2.80 23.78 1.84666
7 65.687 d7
8 -471.246 2.00 58.54 1.61272
9 -36.768 1.00
10 18.710 0.90 25.26 1.90200
11 12.572 3.80 58.54 1.61272
12 136.708 d12
13 0.000 1.50 開口絞りＳ
14 -68.773 2.60 25.45 1.80518
15 -12.883 0.80 37.18 1.83400
16 52.452 d16
17 130.964 2.00 70.31 1.48749
18 -28.695 0.10
19 97.235 1.30 37.18 1.83400
20 18.752 0.30
21 19.4416 3.00 63.88 1.51680
22 737.7872 0.30
23 50.7898 1.80 63.88 1.51680
24 -142.991 Bf
［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 -26.03
第２レンズ群 8 26.97
第３レンズ群 14 -33.06
第４レンズ群 17 41.33
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 18.74 〜 44.99 〜 53.15
ＦＮＯ＝ 3.47 〜 5.15 〜 6.12
２ω ＝ 78.0 〜 34.9 〜 29.7
ＴＬ ＝ 127.97 〜 122.70 〜 123.10
［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 60.955 2.00 61.22 1.58913
2 14.479 0.17 38.09 1.55389
3* 14.004 10.00
4 -189.528 1.50 50.84 1.65844
5 41.116 2.70
6 32.479 2.80 23.78 1.84666
7 65.687 d7
8 -471.246 2.00 58.54 1.61272
9 -36.768 1.00
10 18.710 0.90 25.26 1.90200
11 12.572 3.80 58.54 1.61272
12 136.708 d12
13 0.000 1.50 開口絞りＳ
14 -68.773 2.60 25.45 1.80518
15 -12.883 0.80 37.18 1.83400
16 52.452 d16
17 130.964 2.00 70.31 1.48749
18 -28.695 0.10
19 97.235 1.30 37.18 1.83400
20 18.752 0.30
21 19.4416 3.00 63.88 1.51680
22 737.7872 0.30
23 50.7898 1.80 63.88 1.51680
24 -142.991 Bf
［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 -26.03
第２レンズ群 8 26.97
第３レンズ群 14 -33.06
第４レンズ群 17 41.33
この第４実施例において、第３面は非球面形状に形成されている。次の表１４に、非球面のデータ、すなわち頂点曲率半径Ｒ、円錐定数κ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
（表１４）
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
κ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
第 3面 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
この第４実施例において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔ｄ７、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とともに移動する開口絞りＳとの軸上空気間隔ｄ１２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ１６、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表１５に、無限遠合焦時の広角端状態、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Ｂｆの値を示す。
（表１５）
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 18.74 44.99 53.15
d7 32.88 5.45 2.93
d12 2.87 10.64 12.40
d16 13.06 5.29 3.53
Bf 38.59 60.76 67.54
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ 18.74 44.99 53.15
d7 32.88 5.45 2.93
d12 2.87 10.64 12.40
d16 13.06 5.29 3.53
Bf 38.59 60.76 67.54
次の表１６に、この第４実施例における各条件式対応値を示す。
（表１６）
（１）ｆ２／（−ｆ３） ＝0.82
（２）ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ）＝2.32
（３）Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＝0.40
（４）ｆ２／ｆ４ ＝0.65
（１）ｆ２／（−ｆ３） ＝0.82
（２）ｆ１ｇｒ／（−ｆ１ｇｆ）＝2.32
（３）Ｄ３ｗ／（−ｆ３） ＝0.40
（４）ｆ２／ｆ４ ＝0.65
このように、この第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、上記条件式（１）〜（４）を全て満足している。
この第４実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図１４（ａ）に示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図１５に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図１６（ａ）に示す。また、第４実施例の広角端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正（防振レンズ群ＶＬのシフト量＝0.18）を行ったときのコマ収差図を図１４（ｂ）に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正（防振レンズ群ＶＬのシフト量＝0.18）を行った時のコマ収差図を図１６（ｂ）に示す。各収差図から明らかなように、第４実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、また手ぶれ補正時の収差変動も良好であり、優れた結像性能を有することがわかる。
ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ４） 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 Ｓ 開口絞り
１ カメラ（光学装置）
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群 Ｓ 開口絞り
１ カメラ（光学装置）
Claims (12)
- 物体側から順に、
負の屈折力を有する第１レンズ群と、
正の屈折力を有する第２レンズ群と、
負の屈折力を有する第３レンズ群と、
正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、
広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、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２レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群であり、次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
０．８１ ＜ ｆ２／（−ｆ３） ＜ １．００
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離 - 前記第１レンズ群は、最も物体側に第１負レンズを有し、最も像側に正レンズを有することを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
- 前記第１レンズ群は、前記第１負レンズと前記正レンズとの間に少なくとも一枚の負レンズを有することを特徴とする請求項２に記載の変倍光学系。
- 前記第１レンズ群は、物体側から順に、前記第１負レンズ、第２負レンズ及び前記正レンズからなることを特徴とする請求項３に記載の変倍光学系。
- 前記第３レンズ群の近傍に開口絞りを有す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。
- 次式の条件を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．６０ ＜ ｆ２／ｆ４ ＜ ０．７０
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離 - 前記第１レンズ群のうち、最も物体側のレンズは非球面を有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。
- 前記第３レンズ群は、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズであ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。
- 広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少す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。
- 前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群は、全てのレンズが球面レンズで構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 物体の像を所定の像面上に結像させる請求項１〜１０のいず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。
- 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群を、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、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するように配置し、
前記第２レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群として配置し、
前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群を、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。
０．８１ ＜ ｆ２／（−ｆ３） ＜ １．００
但し、
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離
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|---|---|---|---|
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