JP2014085497A - 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法を提供する。
【解決手段】物体側から順に、正の第１レンズ群Ｇ１と、負の第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し、所定の条件式を満足する。
【選択図】図１
【解決手段】物体側から順に、正の第１レンズ群Ｇ１と、負の第２レンズ群Ｇ２と、正の第３レンズ群Ｇ３と、正の第４レンズ群Ｇ４とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し、所定の条件式を満足する。
【選択図】図１
Description
本発明は、変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法に関する。
従来、カメラ用の交換レンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等に好適な変倍光学系として、最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するものが数多く提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
しかしながら、上述のような従来の変倍光学系は、大型化することなく高変倍比化を図ろうとすれば、十分に高い光学性能を得ることが困難であるという問題があった。
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、
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レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
また本発明は、
前記変倍光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
前記変倍光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。
また本発明は、
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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第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することを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第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することを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
本発明によれば、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することができる。
以下、本願の変倍光学系、光学装置、及び変倍光学系の製造方法について説明する。
本願の変倍光学系は、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化することを特徴としている。この構成により、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍を実現し、変倍に伴う歪曲収差、非点収差、及び球面収差のそれぞれの変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系は、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レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化することを特徴としている。この構成により、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍を実現し、変倍に伴う歪曲収差、非点収差、及び球面収差のそれぞれの変動を抑えることができる。
また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１） ０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
（１） ０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
条件式（１）は、第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、即ち第３レンズ群と第４レンズ群との間隔の変倍時の適切な変化量の範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（１）を満足することにより、変倍時にコマ収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第３レンズ群で発生するコマ収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を０．１７２とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔の変倍時の変化量を大きくするための機構が必要になる。これにより、小型化しづらくなるだけでなく、第３レンズ群と第４レンズ群との相互偏芯が発生しやすくなる。このため、製造時のばらつきに伴い偏芯コマ収差や非点収差が発生しやすくなり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を０．４５０とすることがより好ましい。
以上の構成により、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系を実現することができる。
本願の変倍光学系の条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第３レンズ群で発生するコマ収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を０．１７２とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔の変倍時の変化量を大きくするための機構が必要になる。これにより、小型化しづらくなるだけでなく、第３レンズ群と第４レンズ群との相互偏芯が発生しやすくなる。このため、製造時のばらつきに伴い偏芯コマ収差や非点収差が発生しやすくなり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を０．４５０とすることがより好ましい。
以上の構成により、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系を実現することができる。
また、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群が物体側へ移動することが望ましい。この構成により、変倍時に第１レンズ群を通過する軸外光束の光軸からの高さの変化を抑えることができる。これにより、第１レンズ群の径を小さくできるだけでなく、変倍時に非点収差の変動を抑えることもできる。
また、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加することが望ましい。この構成により、第２レンズ群の倍率を増倍することができ、高変倍比を効率的に実現しつつ変倍時に球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
また、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少することが望ましい。この構成により、第３レンズ群と第４レンズ群の合成倍率を増倍することができ、高変倍比を効率的に実現しつつ変倍時に球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） ３．２５０ ＜ （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＜ ４．２００
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ１ｗ：広角端状態における前記第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ１ｔ：望遠端状態における前記第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
（２） ３．２５０ ＜ （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＜ ４．２００
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ１ｗ：広角端状態における前記第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ１ｔ：望遠端状態における前記第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
条件式（２）は、第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離、即ち第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の変倍時の適切な変化量の範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（２）を満足することにより、変倍時に球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、所定の変倍比を得るために、第２レンズ群の屈折力を大きくする必要がある。これにより、変倍時に第２レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を３．４５０とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を３．５１０とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、第１レンズ群へ入射する軸上光束の径と第２レンズ群へ入射する軸上光束の径との比率が変倍に伴って大きく変化する。このため、変倍時に球面収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を４．０００とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を３．８６０とすることがより好ましい。
本願の変倍光学系の条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、所定の変倍比を得るために、第２レンズ群の屈折力を大きくする必要がある。これにより、変倍時に第２レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を３．４５０とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を３．５１０とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、第１レンズ群へ入射する軸上光束の径と第２レンズ群へ入射する軸上光束の径との比率が変倍に伴って大きく変化する。このため、変倍時に球面収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を４．０００とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を３．８６０とすることがより好ましい。
また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３） ０．１４０ ＜ （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＜ ０．７００
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ２ｉｗ：広角端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面から像面までの距離
ｄ２ｉｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面から像面までの距離
（３） ０．１４０ ＜ （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＜ ０．７００
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ２ｉｗ：広角端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面から像面までの距離
ｄ２ｉｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面から像面までの距離
条件式（３）は、第２レンズ群中の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離、即ち第２レンズ群と像面との間隔の変倍時の適切な変化量の範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（３）を満足することにより、変倍時に球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、所定の変倍比を得るために、第２レンズ群の屈折力を大きくする必要がある。これにより、変倍時に第２レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を０．１７０とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を０．２００とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。
本願の変倍光学系の条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、所定の変倍比を得るために、第２レンズ群の屈折力を大きくする必要がある。これにより、変倍時に第２レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を０．１７０とすることがより好ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を０．２００とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第１レンズ群と第２レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。
また、本願の変倍光学系は、前記第３レンズ群が２枚のレンズからなることが望ましい。この構成により、第３レンズ群を１枚のレンズで構成する場合に比べて、第３レンズ群で発生する球面収差、コマ収差、及び軸上色収差を抑えることができる。また、変倍時に球面収差、コマ収差、及び軸上色収差のそれぞれの変動を抑えることができる。また、第３レンズ群を３枚以上のレンズで構成する場合に比べて、小型にできるだけでなく、第３レンズ群の質量を抑えることができる。このため、使用状態において光学系の姿勢差による第３レンズ群の偏芯を相対的に抑え、偏芯コマ収差の発生を減らすことができる。
なお、第３レンズ群を２枚のレンズで構成し、当該２枚のレンズを接合することがより好ましい。この構成により、第３レンズ群中のレンズどうしの偏芯を抑え、偏芯コマ収差の発生を減らすことができる。
なお、第３レンズ群を２枚のレンズで構成し、当該２枚のレンズを接合することがより好ましい。この構成により、第３レンズ群中のレンズどうしの偏芯を抑え、偏芯コマ収差の発生を減らすことができる。
また、本願の変倍光学系は、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第２レンズ群と前記開口絞りとの間隔、及び前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りと前記第４レンズ群との距離が一定であることが望ましい。第２レンズ群と第３レンズ群との間に開口絞りを配置し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第２レンズ群と開口絞りとの間隔、及び開口絞りと第３レンズ群との間隔を変化させることにより、変倍時の歪曲収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。また、変倍時に開口絞りと第４レンズ群との距離を一定とすることにより、変倍に伴い第３レンズ群で発生した非点収差の変動やコマ収差の変動を抑えることができる。
また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） ０．２００ ＜ ｆ３／ｆ４ ＜ ０．６５０
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
（４） ０．２００ ＜ ｆ３／ｆ４ ＜ ０．６５０
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
条件式（４）は、第３レンズ群と第４レンズ群の適切な焦点距離比の範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（４）を満足することにより、変倍時に球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第３レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を０．４００とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（４）の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第４レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を０．５００とすることがより好ましい。
本願の変倍光学系の条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第３レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を０．４００とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（４）の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第４レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を０．５００とすることがより好ましい。
また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） ０．７８０ ＜ ｆ１／ｆ４ ＜ １．３００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
（５） ０．７８０ ＜ ｆ１／ｆ４ ＜ １．３００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
条件式（５）は、第１レンズ群と第４レンズ群の適切な焦点距離比の範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（５）を満足することにより、変倍時に球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（５）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第１レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（５）の下限値を０．８２０とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（５）の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第４レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（５）の上限値を１．１００とすることがより好ましい。
本願の変倍光学系の条件式（５）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第１レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（５）の下限値を０．８２０とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（５）の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第４レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（５）の上限値を１．１００とすることがより好ましい。
また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６） ０．０５０ ＜ （−ｆ２）／ｆ４ ＜ ０．２５０
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
（６） ０．０５０ ＜ （−ｆ２）／ｆ４ ＜ ０．２５０
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
条件式（６）は、第２レンズ群と第４レンズ群の適切な焦点距離比の範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（６）を満足することにより、変倍時に球面収差、非点収差、及び歪曲収差のそれぞれの変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（６）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第２レンズ群で発生する球面収差、非点収差、及び歪曲収差のそれぞれの変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（６）の下限値を０．１１８とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（６）の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第４レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（６）の上限値を０．１８０とすることがより好ましい。
本願の変倍光学系の条件式（６）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第２レンズ群で発生する球面収差、非点収差、及び歪曲収差のそれぞれの変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（６）の下限値を０．１１８とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（６）の対応値が上限値を上回ると、変倍時に第４レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（６）の上限値を０．１８０とすることがより好ましい。
また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７） ０．７４０ ＜ （−ｆ２）／ｆｗ ＜ １．１２０
但し、
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
（７） ０．７４０ ＜ （−ｆ２）／ｆｗ ＜ １．１２０
但し、
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
条件式（７）は、第２レンズ群の焦点距離の適切な範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（７）を満足することにより、変倍時に球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（７）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第２レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（７）の下限値を０．８６０とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（７）の対応値が上限値を上回ると、所定の変倍比を得るために、変倍時の第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の変化量を大きくする必要がある。これにより、小型化しづらくなるだけでなく、第１レンズ群から第２レンズ群へ入射する軸上光束の径が変倍に伴って大きく変化する。このため、変倍時に球面収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（７）の上限値を１．０４０とすることがより好ましい。
本願の変倍光学系の条件式（７）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第２レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（７）の下限値を０．８６０とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（７）の対応値が上限値を上回ると、所定の変倍比を得るために、変倍時の第１レンズ群と第２レンズ群との間隔の変化量を大きくする必要がある。これにより、小型化しづらくなるだけでなく、第１レンズ群から第２レンズ群へ入射する軸上光束の径が変倍に伴って大きく変化する。このため、変倍時に球面収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現することができなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（７）の上限値を１．０４０とすることがより好ましい。
本願の光学装置は、上述した構成の変倍光学系を有することを特徴としている。これにより、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する光学装置を実現することができる。
本願の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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が以下の条件式（１）を満足するようにし、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第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することを特徴としている。これにより、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系を製造することができる。
（１） ０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
（１） ０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
以下、本願の数値実施例に係る変倍光学系を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図１（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。
図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図１（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。
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との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
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Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ２１は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。なお、第３レンズ群Ｇ３の物体側には、開口絞りＳが備えられている。
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Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ２１は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。なお、第３レンズ群Ｇ３の物体側には、開口絞りＳが備えられている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４０１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４０２との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４０３と両凹形状の負レンズＬ４０４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４０５と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４０６と両凹形状の負レンズＬ４０７との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４０８と両凸形状の正レンズＬ４０９との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０とからなる。なお、正メニスカスレンズＬ４０３は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズＬ４１０は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
なお、本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタやセンサ用カバーガラス等を配置してもよい。
なお、本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタやセンサ用カバーガラス等を配置してもよい。
以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増加し、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との空気間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの空気間隔が減少し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４との距離が一定となるように、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４が光軸に沿って移動し、開口絞りＳは第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動する。詳細には、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、及び第４レンズ群Ｇ４は変倍時に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、広角端状態から中間焦点距離状態まで物体側へ移動し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで像側へ移動する。
以下の表１に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
表１において、ｆは焦点距離、ＢＦはバックフォーカス（最も像側のレンズ面と像面Ｉとの光軸上の距離）を示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは曲率半径、ｄは面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、絞りSは開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示している。非球面は面番号に＊を付して曲率半径ｒの欄に近軸曲率半径の値を示している。空気の屈折率ｎｄ＝1.000000の記載は省略している。
表１において、ｆは焦点距離、ＢＦはバックフォーカス（最も像側のレンズ面と像面Ｉとの光軸上の距離）を示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは曲率半径、ｄは面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、絞りSは開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示している。非球面は面番号に＊を付して曲率半径ｒの欄に近軸曲率半径の値を示している。空気の屈折率ｎｄ＝1.000000の記載は省略している。
［非球面データ］には、［面データ］に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の非球面係数及び円錐定数を示す。
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）２｝１／２］
＋A4ｈ４＋A6ｈ６＋A8ｈ８＋A10ｈ１０
ここで、ｈを光軸に垂直な方向の高さ、ｘを高さｈにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離（サグ量）、κを円錐定数、A4，A6，A8，A10を非球面係数、ｒを基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）とする。なお、「E−n」（nは整数）は「×10−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。２次の非球面係数A2は０であり、記載を省略している。
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）２｝１／２］
＋A4ｈ４＋A6ｈ６＋A8ｈ８＋A10ｈ１０
ここで、ｈを光軸に垂直な方向の高さ、ｘを高さｈにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離（サグ量）、κを円錐定数、A4，A6，A8，A10を非球面係数、ｒを基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）とする。なお、「E−n」（nは整数）は「×10−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。２次の非球面係数A2は０であり、記載を省略している。
［各種データ］において、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位は「°」）、Ｙは像高、ＴＬは変倍光学系の全長（無限遠物体合焦時の第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離）、dnは第n面と第n+1面との可変の間隔、φは開口絞りＳの絞り径をそれぞれ示す。なお、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
［条件式対応値］には、本実施例に係る変倍光学系の各条件式の対応値を示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
［条件式対応値］には、本実施例に係る変倍光学系の各条件式の対応値を示す。
ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ及びその他の長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
（表１）第１実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 134.9416 1.6000 2.001000 29.14
2 37.4620 7.6500 1.497820 82.57
3 -339.5674 0.1000
4 41.6639 5.5500 1.883000 40.66
5 520.6025 可変
＊6 2429.7649 1.0000 1.851350 40.10
7 8.6673 5.7500
8 -10.8429 1.0000 1.487490 70.31
9 -45.5363 0.8500
10 52.5147 3.1000 1.808090 22.74
11 -17.4657 0.3000
12 -16.1357 1.0000 1.954000 33.46
13 -39.2793 可変
14(絞りS) ∞ 可変
15 29.3843 1.0000 1.902650 35.73
16 14.8567 2.8000 1.719990 50.27
17 -55.5590 可変
18 13.5564 3.3500 1.497820 82.57
19 -24.9755 1.0000 1.950000 29.37
20 -183.0794 2.1500
＊21 -145.2052 2.2500 1.802440 25.55
22 -14.7800 1.0000 1.766840 46.78
23 23.7425 2.8000
24 25.8106 3.0000 1.516800 63.88
25 -15.0644 0.1000
26 -568.8377 3.0000 1.568830 56.00
27 -9.3137 1.0000 1.954000 33.46
28 98.3635 0.1000
29 15.0059 1.0000 1.950000 29.37
30 7.0809 4.2500 1.647690 33.73
31 -21.2496 1.4500
32 -11.4669 1.0000 1.743300 49.32
＊33 -29.8012 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
κ -20.0000
A4 9.19258E-05
A6 -6.71049E-07
A8 3.76181E-09
A10 -1.11659E-11
第２１面
κ -13.2727
A4 1.25451E-05
A6 1.56196E-07
A8 -2.20815E-09
A10 0.00000E+00
第３３面
κ -0.9208
A4 -8.91367E-05
A6 -1.72158E-06
A8 2.40673E-08
A10 -6.77013E-10
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
ｆ 10.30 〜 97.00
ＦＮＯ 4.08 〜 5.83
ω 40.21 〜 4.78°
Ｙ 8.19 〜 8.19
ＴＬ 102.69 〜 142.60
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.30000 50.00021 97.00042
ω 40.21108 9.16962 4.78008
ＦＮＯ 4.08 5.79 5.83
φ 8.40 9.20 10.10
d5 2.10000 29.30442 39.87067
d13 19.87565 4.17251 2.00000
d14 4.49060 3.80672 1.60000
d17 3.02442 3.70831 5.91502
ＢＦ 14.04941 32.95254 34.06346
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 63.95755
2 6 -10.21809
3 15 32.27954
4 18 70.96006
［条件式対応値］
（１） （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＝ 0.281
（２） （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＝ 3.667
（３） （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＝ 0.208
（４） ｆ３／ｆ４ ＝ 0.455
（５） ｆ１／ｆ４ ＝ 0.901
（６） （−ｆ２）／ｆ４ ＝ 0.144
（７） （−ｆ２）／ｆｗ ＝ 0.992
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 134.9416 1.6000 2.001000 29.14
2 37.4620 7.6500 1.497820 82.57
3 -339.5674 0.1000
4 41.6639 5.5500 1.883000 40.66
5 520.6025 可変
＊6 2429.7649 1.0000 1.851350 40.10
7 8.6673 5.7500
8 -10.8429 1.0000 1.487490 70.31
9 -45.5363 0.8500
10 52.5147 3.1000 1.808090 22.74
11 -17.4657 0.3000
12 -16.1357 1.0000 1.954000 33.46
13 -39.2793 可変
14(絞りS) ∞ 可変
15 29.3843 1.0000 1.902650 35.73
16 14.8567 2.8000 1.719990 50.27
17 -55.5590 可変
18 13.5564 3.3500 1.497820 82.57
19 -24.9755 1.0000 1.950000 29.37
20 -183.0794 2.1500
＊21 -145.2052 2.2500 1.802440 25.55
22 -14.7800 1.0000 1.766840 46.78
23 23.7425 2.8000
24 25.8106 3.0000 1.516800 63.88
25 -15.0644 0.1000
26 -568.8377 3.0000 1.568830 56.00
27 -9.3137 1.0000 1.954000 33.46
28 98.3635 0.1000
29 15.0059 1.0000 1.950000 29.37
30 7.0809 4.2500 1.647690 33.73
31 -21.2496 1.4500
32 -11.4669 1.0000 1.743300 49.32
＊33 -29.8012 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
κ -20.0000
A4 9.19258E-05
A6 -6.71049E-07
A8 3.76181E-09
A10 -1.11659E-11
第２１面
κ -13.2727
A4 1.25451E-05
A6 1.56196E-07
A8 -2.20815E-09
A10 0.00000E+00
第３３面
κ -0.9208
A4 -8.91367E-05
A6 -1.72158E-06
A8 2.40673E-08
A10 -6.77013E-10
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
ｆ 10.30 〜 97.00
ＦＮＯ 4.08 〜 5.83
ω 40.21 〜 4.78°
Ｙ 8.19 〜 8.19
ＴＬ 102.69 〜 142.60
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.30000 50.00021 97.00042
ω 40.21108 9.16962 4.78008
ＦＮＯ 4.08 5.79 5.83
φ 8.40 9.20 10.10
d5 2.10000 29.30442 39.87067
d13 19.87565 4.17251 2.00000
d14 4.49060 3.80672 1.60000
d17 3.02442 3.70831 5.91502
ＢＦ 14.04941 32.95254 34.06346
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 63.95755
2 6 -10.21809
3 15 32.27954
4 18 70.96006
［条件式対応値］
（１） （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＝ 0.281
（２） （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＝ 3.667
（３） （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＝ 0.208
（４） ｆ３／ｆ４ ＝ 0.455
（５） ｆ１／ｆ４ ＝ 0.901
（６） （−ｆ２）／ｆ４ ＝ 0.144
（７） （−ｆ２）／ｆｗ ＝ 0.992
図２（ａ）、図２（ｂ）、及び図２（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ａは光線入射角即ち半画角（単位は「°」）をそれぞれ示す。ｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示し、ｄ、ｇの記載のないものはｄ線における収差を示す。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。なお、後述する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。
各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。
図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。
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との接合レンズと、物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ１３とからなる。
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Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズＬ２１は物体側のガラス表面に設けた樹脂層を非球面形状に形成してなる複合型非球面レンズである。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。
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Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズＬ２１は物体側のガラス表面に設けた樹脂層を非球面形状に形成してなる複合型非球面レンズである。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４０１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４０２との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４０３と両凹形状の負レンズＬ４０４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４０５と、両凸形状の正レンズＬ４０６と両凹形状の負レンズＬ４０７との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４０８と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４０９との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０とからなる。なお、負レンズＬ４０４は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズＬ４１０は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
なお、本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタやセンサ用カバーガラス等を配置してもよい。
なお、本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタやセンサ用カバーガラス等を配置してもよい。
以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増加し、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との空気間隔が広角端状態から中間焦点距離状態まで減少し中間焦点距離状態から望遠端状態まで増加し、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの空気間隔が減少し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が広角端状態から中間焦点距離状態まで増加し中間焦点距離状態から望遠端状態まで減少し、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４との距離が一定となるように、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４が光軸に沿って物体側へそれぞれ移動し、開口絞りＳは第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動する。
以下の表２に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
以下の表２に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
（表２）第２実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 145.1831 1.7000 2.001000 29.14
2 36.6390 8.1000 1.497820 82.57
3 -399.3519 0.1000
4 43.2076 6.0000 1.883000 40.66
5 ∞ 可変
＊6 436.5967 0.1000 1.553890 38.09
7 87.0031 1.1000 1.834810 42.73
8 8.3001 5.3500
9 -12.6073 1.0000 1.755000 52.34
10 -32.7993 0.8000
11 41.1197 2.9500 1.808090 22.74
12 -19.6043 0.9000 1.883000 40.66
13 -73.1316 可変
14(絞りS) ∞ 可変
15 22.3725 0.9000 1.902650 35.73
16 12.2299 3.4500 1.670030 47.14
17 -59.6992 可変
18 13.7390 3.6000 1.497820 82.57
19 -24.8201 0.9000 2.000690 25.46
20 -270.0138 2.2000
21 -117.0547 2.0500 1.846660 23.80
22 -15.9850 1.0000 1.773770 47.25
＊23 24.1750 2.0836
24 66.3654 2.8000 1.568830 56.00
25 -15.4473 0.1000
26 44.9939 2.7500 1.517420 52.20
27 -15.2012 0.9000 1.903660 31.27
28 29.9926 0.3000
29 14.6093 5.0500 1.672700 32.19
30 -9.1997 0.9000 2.000690 25.46
31 -24.3892 1.4000
32 -12.8617 1.0000 1.851350 40.10
＊33 -27.4946 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
κ 20.0000
A4 9.17458E-05
A6 -6.51986E-07
A8 2.69890E-09
A10 -1.23751E-11
第２３面
κ 0.4823
A4 -7.24815E-06
A6 -3.60139E-07
A8 4.05630E-09
A10 0.00000E+00
第３３面
κ -20.0000
A4 -1.22780E-04
A6 8.28360E-07
A8 -6.05245E-09
A10 -9.88805E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
ｆ 10.30 〜 96.99
ＦＮＯ 4.12 〜 5.81
ω 40.44 〜 4.73°
Ｙ 8.19 〜 8.19
ＴＬ 103.03 〜 143.32
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.30260 30.00000 96.99284
ω 40.44283 14.85841 4.72723
ＦＮＯ 4.12 5.48 5.81
φ 8.12 8.12 9.70
d5 2.10606 20.13084 40.20889
d13 19.66416 6.24359 1.80000
d14 4.27874 4.97381 1.80000
d17 3.43763 2.74256 5.91637
ＢＦ 14.05688 27.80535 34.11509
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 64.09778
2 6 -10.16794
3 15 31.06055
4 18 67.05869
［条件式対応値］
（１） （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＝ 0.241
（２） （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＝ 3.699
（３） （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＝ 0.213
（４） ｆ３／ｆ４ ＝ 0.463
（５） ｆ１／ｆ４ ＝ 0.956
（６） （−ｆ２）／ｆ４ ＝ 0.152
（７） （−ｆ２）／ｆｗ ＝ 0.986
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 145.1831 1.7000 2.001000 29.14
2 36.6390 8.1000 1.497820 82.57
3 -399.3519 0.1000
4 43.2076 6.0000 1.883000 40.66
5 ∞ 可変
＊6 436.5967 0.1000 1.553890 38.09
7 87.0031 1.1000 1.834810 42.73
8 8.3001 5.3500
9 -12.6073 1.0000 1.755000 52.34
10 -32.7993 0.8000
11 41.1197 2.9500 1.808090 22.74
12 -19.6043 0.9000 1.883000 40.66
13 -73.1316 可変
14(絞りS) ∞ 可変
15 22.3725 0.9000 1.902650 35.73
16 12.2299 3.4500 1.670030 47.14
17 -59.6992 可変
18 13.7390 3.6000 1.497820 82.57
19 -24.8201 0.9000 2.000690 25.46
20 -270.0138 2.2000
21 -117.0547 2.0500 1.846660 23.80
22 -15.9850 1.0000 1.773770 47.25
＊23 24.1750 2.0836
24 66.3654 2.8000 1.568830 56.00
25 -15.4473 0.1000
26 44.9939 2.7500 1.517420 52.20
27 -15.2012 0.9000 1.903660 31.27
28 29.9926 0.3000
29 14.6093 5.0500 1.672700 32.19
30 -9.1997 0.9000 2.000690 25.46
31 -24.3892 1.4000
32 -12.8617 1.0000 1.851350 40.10
＊33 -27.4946 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
κ 20.0000
A4 9.17458E-05
A6 -6.51986E-07
A8 2.69890E-09
A10 -1.23751E-11
第２３面
κ 0.4823
A4 -7.24815E-06
A6 -3.60139E-07
A8 4.05630E-09
A10 0.00000E+00
第３３面
κ -20.0000
A4 -1.22780E-04
A6 8.28360E-07
A8 -6.05245E-09
A10 -9.88805E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
ｆ 10.30 〜 96.99
ＦＮＯ 4.12 〜 5.81
ω 40.44 〜 4.73°
Ｙ 8.19 〜 8.19
ＴＬ 103.03 〜 143.32
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.30260 30.00000 96.99284
ω 40.44283 14.85841 4.72723
ＦＮＯ 4.12 5.48 5.81
φ 8.12 8.12 9.70
d5 2.10606 20.13084 40.20889
d13 19.66416 6.24359 1.80000
d14 4.27874 4.97381 1.80000
d17 3.43763 2.74256 5.91637
ＢＦ 14.05688 27.80535 34.11509
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 64.09778
2 6 -10.16794
3 15 31.06055
4 18 67.05869
［条件式対応値］
（１） （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＝ 0.241
（２） （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＝ 3.699
（３） （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＝ 0.213
（４） ｆ３／ｆ４ ＝ 0.463
（５） ｆ１／ｆ４ ＝ 0.956
（６） （−ｆ２）／ｆ４ ＝ 0.152
（７） （−ｆ２）／ｆｗ ＝ 0.986
図４（ａ）、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。
図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例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Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成されている。
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との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
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Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ２１は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。なお、第３レンズ群Ｇ３の物体側には、開口絞りＳが備えられている。
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Ｌ２１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ２１は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。なお、第３レンズ群Ｇ３の物体側には、開口絞りＳが備えられている。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４０１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４０２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４０３と像側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４０４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４０５と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４０６と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４０７との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４０８と両凸形状の正レンズＬ４０９との接合レンズと、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ４０３は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズＬ４１０は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
なお、本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタやセンサ用カバーガラス等を配置してもよい。
なお、本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間に、ローパスフィルタやセンサ用カバーガラス等を配置してもよい。
以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増加し、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との空気間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの空気間隔が減少し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４との距離が一定となるように、第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４が光軸に沿って移動し、開口絞りＳは第４レンズ群Ｇ４と一体的に移動する。詳細には、第１レンズ群Ｇ１、第３レンズ群Ｇ３、及び第４レンズ群Ｇ４は変倍時に物体側へ移動する。第２レンズ群Ｇ２は、広角端状態から中間焦点距離状態まで物体側へ移動し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで像側へ移動する。
以下の表３に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
以下の表３に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
（表３）第３実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 100.6708 1.6000 2.003300 28.27
2 38.2945 7.4500 1.497820 82.57
3 -587.4003 0.1000
4 40.2838 5.4500 1.834810 42.73
5 280.5337 可変
＊6 202.2993 1.0000 1.851350 40.10
7 7.9721 5.1500
8 -9.9586 1.0000 1.883000 40.66
9 -44.8957 0.1000
10 74.4947 3.1500 1.808090 22.74
11 -13.5735 0.6500
12 -10.3252 1.0000 1.883000 40.66
13 -14.1555 可変
14(絞りS) ∞ 可変
15 26.4355 1.0000 1.954000 33.46
16 14.5535 2.9500 1.700000 48.11
17 -46.9949 可変
18 13.6121 3.5000 1.497820 82.57
19 -26.0652 1.0000 2.000690 25.46
20 -274.8099 2.1500
＊21 1292.9454 1.0000 1.806100 40.71
22 10.6698 2.1500 1.808090 22.74
23 23.0448 2.8000
24 19.2818 3.4500 1.548140 45.51
25 -13.8291 0.1000
26 -32.9399 2.8500 1.620040 36.40
27 -8.0721 1.0000 1.954000 33.46
28 -206.7578 0.1000
29 18.5580 1.0000 2.000690 25.46
30 7.4367 4.2000 1.647690 33.73
31 -21.5339 1.7500
32 -9.9511 1.0000 1.743300 49.32
＊33 -17.6298 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
κ 20.0000
A4 9.82146E-05
A6 -6.04337E-07
A8 2.59138E-09
A10 1.16839E-11
第２１面
κ 20.0000
A4 1.53849E-05
A6 1.73734E-07
A8 -2.83188E-09
A10 0.00000E+00
第３３面
κ 2.9454
A4 -6.43442E-05
A6 -1.32869E-06
A8 1.61809E-08
A10 -4.99485E-10
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
ｆ 10.30 〜 97.00
ＦＮＯ 4.10 〜 5.82
ω 40.21 〜 4.80°
Ｙ 8.19 〜 8.19
ＴＬ 100.18 〜 142.60
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.30000 50.00015 97.00042
ω 40.21026 9.21685 4.79788
ＦＮＯ 4.11 5.79 5.82
φ 8.50 9.50 10.24
d5 2.10000 28.21026 39.06515
d13 18.62936 3.83407 2.00000
d14 3.55190 3.36681 1.60000
d17 3.19885 3.38394 5.15075
ＢＦ 14.04944 35.47291 36.13193
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 63.38656
2 6 -9.32485
3 15 30.22293
4 18 70.69668
［条件式対応値］
（１） （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＝ 0.190
（２） （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＝ 3.589
（３） （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＝ 0.529
（４） ｆ３／ｆ４ ＝ 0.428
（５） ｆ１／ｆ４ ＝ 0.897
（６） （−ｆ２）／ｆ４ ＝ 0.132
（７） （−ｆ２）／ｆｗ ＝ 0.905
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 100.6708 1.6000 2.003300 28.27
2 38.2945 7.4500 1.497820 82.57
3 -587.4003 0.1000
4 40.2838 5.4500 1.834810 42.73
5 280.5337 可変
＊6 202.2993 1.0000 1.851350 40.10
7 7.9721 5.1500
8 -9.9586 1.0000 1.883000 40.66
9 -44.8957 0.1000
10 74.4947 3.1500 1.808090 22.74
11 -13.5735 0.6500
12 -10.3252 1.0000 1.883000 40.66
13 -14.1555 可変
14(絞りS) ∞ 可変
15 26.4355 1.0000 1.954000 33.46
16 14.5535 2.9500 1.700000 48.11
17 -46.9949 可変
18 13.6121 3.5000 1.497820 82.57
19 -26.0652 1.0000 2.000690 25.46
20 -274.8099 2.1500
＊21 1292.9454 1.0000 1.806100 40.71
22 10.6698 2.1500 1.808090 22.74
23 23.0448 2.8000
24 19.2818 3.4500 1.548140 45.51
25 -13.8291 0.1000
26 -32.9399 2.8500 1.620040 36.40
27 -8.0721 1.0000 1.954000 33.46
28 -206.7578 0.1000
29 18.5580 1.0000 2.000690 25.46
30 7.4367 4.2000 1.647690 33.73
31 -21.5339 1.7500
32 -9.9511 1.0000 1.743300 49.32
＊33 -17.6298 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
κ 20.0000
A4 9.82146E-05
A6 -6.04337E-07
A8 2.59138E-09
A10 1.16839E-11
第２１面
κ 20.0000
A4 1.53849E-05
A6 1.73734E-07
A8 -2.83188E-09
A10 0.00000E+00
第３３面
κ 2.9454
A4 -6.43442E-05
A6 -1.32869E-06
A8 1.61809E-08
A10 -4.99485E-10
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
ｆ 10.30 〜 97.00
ＦＮＯ 4.10 〜 5.82
ω 40.21 〜 4.80°
Ｙ 8.19 〜 8.19
ＴＬ 100.18 〜 142.60
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 10.30000 50.00015 97.00042
ω 40.21026 9.21685 4.79788
ＦＮＯ 4.11 5.79 5.82
φ 8.50 9.50 10.24
d5 2.10000 28.21026 39.06515
d13 18.62936 3.83407 2.00000
d14 3.55190 3.36681 1.60000
d17 3.19885 3.38394 5.15075
ＢＦ 14.04944 35.47291 36.13193
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 63.38656
2 6 -9.32485
3 15 30.22293
4 18 70.69668
［条件式対応値］
（１） （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＝ 0.190
（２） （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＝ 3.589
（３） （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＝ 0.529
（４） ｆ３／ｆ４ ＝ 0.428
（５） ｆ１／ｆ４ ＝ 0.897
（６） （−ｆ２）／ｆ４ ＝ 0.132
（７） （−ｆ２）／ｆｗ ＝ 0.905
図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図６（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。
上記各実施例によれば、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系を実現することができる。なお、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、本願の変倍光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
本願の変倍光学系の数値実施例として４群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、５群、６群等）の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、本願の変倍光学系の最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、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、本願の変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、１つのレンズ群全体、或いは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。特に、第２レンズ群の少なくとも一部又は第３レンズ群の少なくとも一部又は第４レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。また、斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。
また、本願の変倍光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動（揺動）させることにより、手ぶれ等によって生じる像ぶれを補正する構成とすることもできる。特に、本願の変倍光学系では第３レンズ群の少なくとも一部又は第４レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。
また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ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ため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、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よい。
また、本願の変倍光学系において開口絞りは第３レンズ群中又は第３レンズ群の近傍に配置されることが好ましく、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。
また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。
また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。
次に、本願の変倍光学系を備えたカメラを図７に基づいて説明する。
図７は、本願の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図７に示すようにカメラ１は、撮影レンズ２として上記第１実施例に係る変倍光学系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って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で生成された被写体の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。
図７は、本願の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図７に示すようにカメラ１は、撮影レンズ２として上記第１実施例に係る変倍光学系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って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で生成された被写体の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。
ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係る変倍光学系は、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系である。したがって本カメラ１は、小型化と高変倍比化を図りながら、高い光学性能を実現することができる。なお、上記第２、第３実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。また、クイックリターンミラーを有し、ファインダ光学系によって被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係る変倍光学系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。
最後に、本願の変倍光学系の製造方法の概略を図８に基づいて説明する。
図８に示す本願の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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１、Ｓ２を含むものである。
図８に示す本願の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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１、Ｓ２を含むものである。
ステップＳ１：第３レンズ群及び第４レンズ群が以下の条件式（１）を満足するようにし、第１〜第４レンズ群をレンズ鏡筒内に物体側から順に配置する。
（１） ０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
（１） ０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ステップＳ２：レンズ鏡筒に公知の移動機構を設ける等することで、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔、及び第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化するようにする。
斯かる本願の変倍光学系の製造方法によれば、小型で、高変倍比を有し、高い光学性能を有する変倍光学系を製造することができる。
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
Ｉ 像面
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
Ｉ 像面
Claims (14)
- 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離 - 広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群が物体側へ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。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変倍光学系。
- 広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第２レンズ群と前記第３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から請求項３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
３．２５０ ＜ （ｄ１ｔ−ｄ１ｗ）／ｆｗ ＜ ４．２００
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ１ｗ：広角端状態における前記第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ１ｔ：望遠端状態における前記第１レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第２レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．１４０ ＜ （ｄ２ｉｔ−ｄ２ｉｗ）／ｆｗ ＜ ０．７００
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ２ｉｗ：広角端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面から像面までの距離
ｄ２ｉｔ：望遠端状態における前記第２レンズ群中の最も像側のレンズ面から像面までの距離 - 前記第３レンズ群が２枚のレンズからなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の変倍光学系。
- 前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に開口絞りを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第２レンズ群と前記開口絞りとの間隔、及び前記開口絞りと前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記開口絞りと前記第４レンズ群との距離が一定であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の変倍光学系。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．２００ ＜ ｆ３／ｆ４ ＜ ０．６５０
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 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．７８０ ＜ ｆ１／ｆ４ ＜ １．３００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．０５０ ＜ （−ｆ２）／ｆ４ ＜ ０．２５０
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 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．７４０ ＜ （−ｆ２）／ｆｗ ＜ １．１２０
但し、
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離 - 請求項１から請求項１２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、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔、及び前記第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することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
０．１６０ ＜ （ｄ３ｔ−ｄ３ｗ）／ｆｗ ＜ ０．５５０
但し、
ｆｗ ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｄ３ｗ：広角端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
ｄ３ｔ：望遠端状態における前記第３レンズ群中の最も像側のレンズ面から前記第４レンズ群中の最も物体側のレンズ面までの距離
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