JP2015191060A - 変倍光学系、撮像装置及び変倍光学系の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 良好な光学性能を有する変倍光学系、撮像装置及び変倍光学系の製造方法を提供する。
【解決手段】 物体側から順に並んだ、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とを有し、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行い、次の条件式（１）を満足する。
０．９０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ １．５０ …（１）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
【選択図】 図１
【解決手段】 物体側から順に並んだ、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とを有し、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行い、次の条件式（１）を満足する。
０．９０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ １．５０ …（１）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
【選択図】 図１
Description
本発明は、変倍光学系、撮像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）。
近年、より良好な光学性能である変倍光学系が求められている。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、良好な光学性能を有する変倍光学系、撮像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。
このような目的を達成するため、本発明に係る変倍光学系は、物体側から順に並んだ、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レンズ群とを有し、前記第３レンズ群の少なくとも一部を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行い、次の条件式を満足する。
０．９０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ １．５０
但し、
ｆ３：前記第３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。
但し、
ｆ３：前記第３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。
本発明に係る変倍光学系は、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔とを変化させることにより変倍を行うことが好ましい。
本発明に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を拡大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔を縮小することが好ましい。
本発明に係る変倍光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
４．７０ ＜ ｆ１／ｆ３ ＜ ３０．００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離。
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離。
本発明に係る変倍光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
０．６０ ＜ （−ｆ２）／ｆ３ ＜ １．０５
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離。
但し、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離。
本発明に係る変倍光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
５．２０ ＜ ｆ１／（−ｆ２） ＜ ３０．００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離。
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離。
本発明に係る変倍光学系において、前記第３レンズ群の少なくとも一部を、像ブレを補正するための防振レンズ群として、光軸と垂直方向の成分を持つように移動可能に構成することが好ましい。
本発明に係る変倍光学系において、前記第１レンズ群は、１つの接合レンズからなることが好ましい。
本発明に係る変倍光学系において、前記第２レンズ群は、２枚の負レンズと、１枚の正レンズとからなることが好ましい。
本発明に係る変倍光学系において、前記第２レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズとからなることが好ましい。
本発明に係る変倍光学系において、前記第３レンズ群は、６枚以上のレンズからなることが好ましい。
本発明に係る変倍光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
３０．００° ＜ωｗ＜ ８０．００°
但し、
ωｗ：広角端状態における半画角。
但し、
ωｗ：広角端状態における半画角。
本発明に係る変倍光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
２．００ ＜ｆｔ／ｆｗ＜ １５．００
但し、
ｆｔ：望遠端状態の全系の焦点距離。
但し、
ｆｔ：望遠端状態の全系の焦点距離。
本発明に係る撮像装置は、上記いずれかの変倍光学系を備える。
本発明に係る変倍光学系の製造方法は、物体側から順に並んだ、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レンズ群の少なくとも一部を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行い、次の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する。
０．９０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ １．５０
但し、
ｆ３：前記第３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。
但し、
ｆ３：前記第３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。
本発明によれば、良好な光学性能を有する変倍光学系、撮像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、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、図１に示すように、物体側から順に並んだ、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とを有する。
この構成により、鏡筒の小型化と、変倍時の収差変動を良好に補正することができる。
また、変倍光学系ＺＬは、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部（例えば、図１の両凸レンズＬ３１）を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行う。
この構成により、鏡筒の小型化と、合焦時の収差変動（例えば、球面収差、像面湾曲など）を良好に補正することができる。
上記構成のもと、変倍光学系ＺＬは、次の条件式（１）を満足する。
０．９０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ １．５０ …（１）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
条件式（１）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３と、広角端状態における全系の焦点距離ｆｗとの比を規定するものである。本変倍光学系ＺＬは、条件式（１）を満足することにより、鏡筒の小型化と、良好な光学性能とを実現することができる。
条件式（１）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が弱くなり、鏡筒の小型化が困難になる。小型化するためには、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の屈折力を強めることになり、コマ収差、非点収差、像面湾曲の補正が困難となる。条件式（１）の下限値を下回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなり、球面収差、コマ収差、非点収差の補正が困難になる。
条件式（１）の下限値を１．００に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
条件式（１）の上限値を１．３５に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔と、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔とを変化させることにより変倍を行うことが好ましい。
この構成により、変倍時に発生する球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔を拡大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を縮小することが好ましい。
この構成により、変倍時に発生する球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、次の条件式（２）を満足することが好ましい。
４．７０ ＜ ｆ１／ｆ３ ＜ ３０．００ …（２）
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離。
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離。
条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１と、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３との比を規定するものである。本変倍光学系ＺＬは、条件式（２）を満足することにより、鏡筒の小型化と、所定の変倍比を実現することができる。
条件式（２）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなり、望遠端状態における球面収差、コマ収差の補正が困難になる。条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなり、望遠端状態におけるコマ収差、非点収差、像面湾曲の補正が困難となる。
条件式（２）の下限値を４．７６に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
条件式（２）の上限値を１０．００に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．６０ ＜ （−ｆ２）／ｆ３ ＜ １．０５ …（３）
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離。
但し、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離。
条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離ｆ３と、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２との比を規定するものである。本変倍光学系ＺＬは、条件式（３）を満足することにより、良好な光学性能と、所定の変倍比を実現することができる。
条件式（３）の上限値を上回ると、第３レンズ群Ｇ３の屈折力が強くなり、望遠端状態における球面収差、コマ収差の補正が困難になる。条件式（３）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、広角端状態におけるコマ収差、非点収差の補正が困難となる。
条件式（３）の下限値を０．７０に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
条件式（３）の上限値を１．００に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、次の条件式（４）を満足することが好ましい。
５．２０ ＜ ｆ１／（−ｆ２） ＜ ３０．００ …（４）
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離。
但し、
ｆ１：第１レンズ群Ｇ１の焦点距離、
ｆ２：第２レンズ群Ｇ２の焦点距離。
条件式（４）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１と、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２との比を規定するものである。本変倍光学系ＺＬは、条件式（４）を満足することにより、良好な光学性能と、所定の変倍比を実現することができる。
条件式（４）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなり、広角端状態におけるコマ収差、非点収差の補正が困難になる。条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなり、望遠端状態におけるコマ収差、非点収差、像面湾曲の補正が困難となる。
条件式（４）の下限値を５．３０に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
条件式（４）の上限値を１０．００に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部（例えば、図１の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４）を、像ブレを補正するための防振レンズ群として、光軸と垂直方向の成分を持つように移動可能に構成することが好ましい。
この構成により、像ブレ補正時の像面湾曲の変動と、偏芯コマ収差の変動を同時に補正することができる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、第１レンズ群Ｇ１は、１つの接合レンズからなることが好ましい。
この構成により、鏡筒を小型化しつつ、望遠端状態における倍率色収差を良好に補正することができる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２は、２枚の負レンズと、１枚の正レンズとからなることが好ましい。
この構成により、広角端状態におけるコマ収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズとからなることが好ましい。
この構成により、広角端状態におけるコマ収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、第３レンズ群Ｇ３は、６枚以上のレンズからなることが好ましい。
この構成により、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、次の条件式（５）を満足することが好ましい。
３０．００° ＜ωｗ＜ ８０．００° …（５）
但し、
ωｗ：広角端状態における半画角。
但し、
ωｗ：広角端状態における半画角。
条件式（５）は、広角端状態における画角の値を規定する条件である。この条件式（５）を満足することにより、広い画角を有しつつ、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲を良好に補正することができる。
条件式（５）の下限値を３３．００°に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。条件式（５）の下限値を３６．００°に設定することにより、さらに良好な収差補正が可能になる。
条件式（５）の上限値を７７．００°に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。
本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、次の条件式（６）を満足することが好ましい。
２．００ ＜ｆｔ／ｆｗ＜ １５．００ …（６）
但し、
ｆｔ：望遠端状態の全系の焦点距離。
但し、
ｆｔ：望遠端状態の全系の焦点距離。
条件式（６）は、望遠端状態の全系の焦点距離と広角端状態の全系の焦点距離との比を規定する条件である。本変倍光学系ＺＬは、条件式（６）を満足することにより、高いズーム比を得ることができるとともに、球面収差、コマ収差を良好に補正することができる。
条件式（６）の下限値を２．３０に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。条件式（６）の下限値を２．５０に設定することにより、さらに良好な収差補正が可能になる。条件式（６）の下限値を２．７０に設定することにより、本実施形態の効果を最大限に発揮できる。
条件式（６）の上限値を１０．００に設定することにより、より良好な収差補正が可能になる。条件式（６）の上限値を７．００に設定することにより、さらに良好な収差補正が可能になる。
以上のような本実施形態によれば、良好な光学性能を有する変倍光学系ＺＬを実現することができる。
次に、図１３を参照しながら、上述の変倍光学系ＺＬを備えたカメラ（撮像装置）１について説明する。カメラ１は、図１３に示すように、撮影レンズ２として上述の変倍光学系ＺＬを備えたレンズ交換式のカメラ（所謂ミラーレスカメラ）である。
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、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。
カメラ１に撮影レンズ２として搭載した本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、後述の各実施例からも分かるように、その特徴的なレンズ構成によって、良好な光学性能を有している。したがって、本カメラ１によれば、良好な光学性能を有する撮像装置を実現することができる。
なお、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、上述の変倍光学系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。また、ビデオカメラに、上述の変倍光学系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。
続いて、図１４を参照しながら、上記構成の変倍光学系ＺＬの製造方法について概説する。まず、レンズ鏡筒内に、物体側から順に並んだ、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とを有するように、各レンズを配置する（ステップＳＴ１０）。このとき、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行うように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する（ステップＳＴ２０）。次の条件式（１）を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置する（ステップＳＴ３０）。
０．９０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ １．５０ …（１）
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
但し、
ｆ３：第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離。
本実施形態におけるレンズ配置の一例を挙げると、図１に示すように、第１レンズ群Ｇ１として、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と両凸レンズＬ１２との接合正レンズを配置する。第２レンズ群Ｇ２として、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、両凹レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とを配置する。第３レンズ群Ｇ３として、物体側から順に、両凸レンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２と両凹レンズＬ３３との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、両凸レンズＬ３５と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３６とを配置する。また、条件式（１）を満足するように、各レンズを配置する（条件式（１）の対応値は、1.14）。
以上のような本実施形態に係る変倍光学系の製造方法によれば、良好な光学性能を有する変倍光学系ＺＬを得ることができる。
以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１〜表３を示すが、これらは第１実施例〜第３実施例における各諸元の表である。
図１、図５及び図９は、各実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３）の構成を示す断面図である。これら変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ３の断面図では、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〜Ｇ３の光軸に沿った移動軌跡を矢印で示す。
第１実施例に係る図１に対する各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。ゆえに、他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。
各実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線（波長587.5620nm）、ｇ線（波長435.8350nm）を選んでいる。
表中の［レンズデータ］において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序、ｒは各光学面の曲率半径、Ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔、νｄは光学部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数、ｎｄは光学部材の材質のｄ線に対する屈折率を示す。（可変）は可変の面間隔、曲率半径の「∞」は平面又は開口、（絞りＳ）は開口絞りＳを示す。空気の屈折率（ｄ線）「1.00000」は省略する。光学面が非球面である場合には、面番号の左側に「＊」を付し、曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示す。
表中の［非球面データ］では、［レンズデータ］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。ここで、ｙは光軸に垂直な方向の高さ、Ｘ（ｙ）は高さｙにおける光軸方向の変位量（サグ量）、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）、κは円錐定数、Ａｎは第ｎ次の非球面係数を示す。なお、「Ｅ-n」は「×１０-n」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10-5」を示す。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ2／ｒ2）｝1/2］＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（ａ）
表中の［各種データ］において、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、ωは半画角（単位：°）、Ｙは像高、ＴＬはレンズ系の全長（光軸上でのレンズ最前面から像面Ｉまでの距離）、Ｂｆはバックフォーカス（光軸上でのレンズ最終面から像面Ｉまでの距離）を示す。
表中の［可変間隔データ］において、無限遠物体及び近距離物体（撮影距離Ｒ＝２．０ｍ）への合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における全系の焦点距離ｆ又は撮影倍率βと、各可変間隔の値を示す。なお、Ｄ０は物体面から第１面までの距離、Ｄｉ（但し、ｉは整数）は第ｉ面と第（ｉ＋１）面の可変間隔、Ｂｆはバックフォーカスを示す。
表中の［レンズ群データ］において、群初面に各群の始面番号（最も物体側の面番号）、群焦点距離に各群の焦点距離を示す。
表中の［条件式対応値］において、上記の条件式（１）〜（６）に対応する値を示す。
以下、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、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、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ので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。
ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。
（第１実施例）
第１実施例について、図１〜図４及び表１を用いて説明する。第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１）は、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
第１実施例について、図１〜図４及び表１を用いて説明する。第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１）は、図１に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸レンズＬ１２との接合正レンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とからなる。負メニスカスレンズＬ２１の物体側面は、非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、両凸レンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２と両凹レンズＬ３３との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と、両凸レンズＬ３５と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３６とからなる。
Ｆナンバーを決定する開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中に設けられている。
像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成される。
第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔と、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔とを変化させることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。開口絞りＳは、変倍に際して、第３レンズ群Ｇ３と一体となって、物体側へ移動する。
詳細には、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、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との空気間隔が縮小するように、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより、広角端状態から望遠端状態までの変倍を行う。
第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズＬ３１を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行う構成であり、図１の矢印に示すように、無限遠物体に合焦した状態から近距離物体へ合焦する状態に変化させたときに、両凸レンズＬ３１は物体側から像側へ移動する。
像ブレ発生時には、防振レンズ群として、第３レンズ群Ｇ３の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３４を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより、像面Ｉ上の像ブレ補正（防振）を行う。
下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。表１における面番号１〜２１が、図１に示すｍ１〜ｍ２１の各光学面に対応している。
（表１）
［レンズデータ］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 73.1346 1.6000 23.80 1.84666
2 47.7461 4.4680 55.52 1.69680
3 -2795.9453 D3(可変)
*4 86.1349 1.3000 46.60 1.80400
5 11.7958 6.0000
6 -86.9238 1.0000 46.60 1.80400
7 38.6168 0.1000
8 20.8772 3.0000 23.80 1.84666
9 111.9344 D9(可変)
10 32.7034 2.2000 55.35 1.67790
11 -64.0118 D11(可変)
12 ∞ 0.5000 (絞りＳ)
13 9.7190 3.1000 61.22 1.58913
14 -45.7099 1.1044 29.37 1.95000
15 14.5899 5.0000
16 30.0000 1.5000 31.27 1.90366
17 200.0000 3.0000
18 296.9316 2.1000 50.27 1.71999
19 -22.1475 1.6841
20 -9.9417 1.1000 46.60 1.80400
21 -24.7454 Bf(可変)
［非球面データ］
第4面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ -1.68932E-06
A6 ＝ 3.45601E-09
A8 ＝ 3.25066E-11
A10＝ -1.38349E-13
［各種データ］
ｆ 18.50 〜 53.50
Ｆｎｏ 3.62 〜 5.91
ω 39.30 〜 14.42
Ｙ 14.25 〜 14.25
ＴＬ 80.892 〜 108.569
Ｂｆ 18.519 〜 37.340
［可変間隔データ］
（無限遠） （撮影距離２ｍ）
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
f,β 18.503 34.953 53.500 -0.009 -0.018 -0.027
D0 0.000 0.000 0.000 1918.427 1909.008 1890.749
D3 1.000 9.986 25.233 1.000 9.986 25.233
D9 17.878 6.525 2.500 18.261 6.878 3.013
D11 4.739 4.739 4.739 4.356 4.387 4.226
Bf 18.519 30.304 37.340 18.519 30.304 37.340
［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ 1 114.802
Ｇ２ 4 -18.462
Ｇ３ 10 21.087
［条件式対応値］
条件式（１）：ｆ３／ｆｗ ＝ 1.14
条件式（２）：ｆ１／ｆ３ ＝ 5.44
条件式（３）：ｆ２／（−ｆ３） ＝ 0.88
条件式（４）：ｆ１／（−ｆ２） ＝ 6.22
条件式（５）：ωｗ ＝ 39.30
条件式（６）：ｆｔ／ｆｗ ＝ 2.89
［レンズデータ］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 73.1346 1.6000 23.80 1.84666
2 47.7461 4.4680 55.52 1.69680
3 -2795.9453 D3(可変)
*4 86.1349 1.3000 46.60 1.80400
5 11.7958 6.0000
6 -86.9238 1.0000 46.60 1.80400
7 38.6168 0.1000
8 20.8772 3.0000 23.80 1.84666
9 111.9344 D9(可変)
10 32.7034 2.2000 55.35 1.67790
11 -64.0118 D11(可変)
12 ∞ 0.5000 (絞りＳ)
13 9.7190 3.1000 61.22 1.58913
14 -45.7099 1.1044 29.37 1.95000
15 14.5899 5.0000
16 30.0000 1.5000 31.27 1.90366
17 200.0000 3.0000
18 296.9316 2.1000 50.27 1.71999
19 -22.1475 1.6841
20 -9.9417 1.1000 46.60 1.80400
21 -24.7454 Bf(可変)
［非球面データ］
第4面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ -1.68932E-06
A6 ＝ 3.45601E-09
A8 ＝ 3.25066E-11
A10＝ -1.38349E-13
［各種データ］
ｆ 18.50 〜 53.50
Ｆｎｏ 3.62 〜 5.91
ω 39.30 〜 14.42
Ｙ 14.25 〜 14.25
ＴＬ 80.892 〜 108.569
Ｂｆ 18.519 〜 37.340
［可変間隔データ］
（無限遠） （撮影距離２ｍ）
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
f,β 18.503 34.953 53.500 -0.009 -0.018 -0.027
D0 0.000 0.000 0.000 1918.427 1909.008 1890.749
D3 1.000 9.986 25.233 1.000 9.986 25.233
D9 17.878 6.525 2.500 18.261 6.878 3.013
D11 4.739 4.739 4.739 4.356 4.387 4.226
Bf 18.519 30.304 37.340 18.519 30.304 37.340
［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ 1 114.802
Ｇ２ 4 -18.462
Ｇ３ 10 21.087
［条件式対応値］
条件式（１）：ｆ３／ｆｗ ＝ 1.14
条件式（２）：ｆ１／ｆ３ ＝ 5.44
条件式（３）：ｆ２／（−ｆ３） ＝ 0.88
条件式（４）：ｆ１／（−ｆ２） ＝ 6.22
条件式（５）：ωｗ ＝ 39.30
条件式（６）：ｆｔ／ｆｗ ＝ 2.89
表１から、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、上記条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。
図２は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の広角端状態（ｆ＝18.50）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.009）の諸収差図を示す。図３は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の中間焦点距離状態（ｆ＝34.95）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.018）の諸収差図を示す。図４は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の望遠端状態（ｆ＝53.50）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.027）の諸収差図を示す。本実施例では、防振時の光学性能を、図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図４（ｂ）のように、像高ｙ＝0.0を中心に、上下プラスマイナスの像高10.0に対応したコマ収差図で示す。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ｄはｄ線における収差、ｇはｇ線における収差を示す。ｄ、ｇの記載のないものは、ｄ線における収差を示す。球面収差図において、最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、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、破線はメリジオナル像面を示す。コマ収差図において、実線はメリジオナルコマ、破線はサジタルコマを示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
図２〜図４に示す各収差図から、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り諸収差が良好に補正され、高い結像性能を有することが分かる。また、像ブレ補正時にも高い結像性能を有することが分かる。
（第２実施例）
第２実施例について、図５〜図８及び表２を用いて説明する。第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ２）は、図５に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
第２実施例について、図５〜図８及び表２を用いて説明する。第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ２）は、図５に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合正レンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とからなる。負メニスカスレンズＬ２１の物体側面は、非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２と負メニスカスレンズＬ３３との接合正レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３４と、両凸レンズＬ３５と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３６とからなる。負メニスカスレンズＬ３６の像側面は、非球面である。
Ｆナンバーを決定する開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中に設けられている。
像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成される。
第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔と、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔とを変化させることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。開口絞りＳは、変倍に際して、第３レンズ群Ｇ３と一体となって、物体側へ移動する。
詳細には、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、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との空気間隔が縮小するように、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより、広角端状態から望遠端状態までの変倍を行う。
第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、第３レンズ群Ｇ３の物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行う構成であり、図５の矢印に示すように、無限遠物体に合焦した状態から近距離物体へ合焦する状態に変化させたときに、正メニスカスレンズＬ３１は物体側から像側へ移動する。
像ブレ発生時には、防振レンズ群として、第３レンズ群Ｇ３の物体側に凸面を向けた負正メニスカスレンズＬ３４を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより、像面Ｉ上の像ブレ補正（防振）を行う。
下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。表２における面番号１〜２１が、図５に示すｍ１〜ｍ２１の各光学面に対応している。
（表２）
［レンズデータ］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 53.5681 1.6000 23.80 1.84666
2 37.0346 5.7211 55.52 1.69680
3 353.3821 D3(可変)
*4 45.0000 1.2492 46.60 1.80400
5 12.0000 4.6255
6 -419.8499 1.0000 46.60 1.80400
7 16.0327 2.2223
8 17.7685 3.0523 23.80 1.84666
9 54.0639 D9(可変)
10 30.8461 2.0203 55.52 1.69680
11 1697.1702 D11(可変)
12 ∞ 0.5000 (絞りＳ)
13 15.5855 3.7128 63.88 1.51680
14 -13.3636 1.0121 27.57 1.75520
15 -31.5468 4.5348
16 52.8796 1.0000 29.37 1.95000
17 26.1372 4.8969
18 23.6866 2.7133 46.97 1.54072
19 -63.5925 1.9047
20 -10.9032 1.5000 46.60 1.80400
*21 -19.7349 Bf(可変)
［非球面データ］
第4面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ -5.26610E-06
A6 ＝ -3.69410E-08
A8 ＝ 1.17750E-10
A10＝ -9.98120E-14
第21面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ 2.90520E-05
A6 ＝ -1.19970E-08
A8 ＝ -6.98280E-10
A10＝ 0.00000E+00
［各種データ］
ｆ 18.74 〜 52.08
Ｆｎｏ 3.77 〜 5.71
ω 39.16 〜 14.81
Ｙ 14.25 〜 14.25
ＴＬ 79.523 〜 109.107
Ｂｆ 18.021 〜 35.053
［可変間隔データ］
（無限遠） （撮影距離２ｍ）
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
f,β 18.741 34.496 52.082 -0.010 -0.018 -0.026
D0 0.000 0.000 0.000 1919.796 1906.950 1890.212
D3 1.546 11.351 25.190 1.546 11.351 25.190
D9 13.592 5.482 2.500 13.794 5.765 2.958
D11 3.099 3.099 3.099 2.897 2.816 2.641
Bf 18.021 29.172 35.053 18.021 29.172 35.053
［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ 1 100.52307
Ｇ２ 4 -15.10823
Ｇ３ 10 19.34026
［条件式対応値］
条件式（１）：ｆ３／ｆｗ ＝ 1.03
条件式（２）：ｆ１／ｆ３ ＝ 5.20
条件式（３）：ｆ２／（−ｆ３） ＝ 0.78
条件式（４）：ｆ１／（−ｆ２） ＝ 6.65
条件式（５）：ωｗ ＝ 39.16
条件式（６）：ｆｔ／ｆｗ ＝ 2.78
［レンズデータ］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 53.5681 1.6000 23.80 1.84666
2 37.0346 5.7211 55.52 1.69680
3 353.3821 D3(可変)
*4 45.0000 1.2492 46.60 1.80400
5 12.0000 4.6255
6 -419.8499 1.0000 46.60 1.80400
7 16.0327 2.2223
8 17.7685 3.0523 23.80 1.84666
9 54.0639 D9(可変)
10 30.8461 2.0203 55.52 1.69680
11 1697.1702 D11(可変)
12 ∞ 0.5000 (絞りＳ)
13 15.5855 3.7128 63.88 1.51680
14 -13.3636 1.0121 27.57 1.75520
15 -31.5468 4.5348
16 52.8796 1.0000 29.37 1.95000
17 26.1372 4.8969
18 23.6866 2.7133 46.97 1.54072
19 -63.5925 1.9047
20 -10.9032 1.5000 46.60 1.80400
*21 -19.7349 Bf(可変)
［非球面データ］
第4面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ -5.26610E-06
A6 ＝ -3.69410E-08
A8 ＝ 1.17750E-10
A10＝ -9.98120E-14
第21面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ 2.90520E-05
A6 ＝ -1.19970E-08
A8 ＝ -6.98280E-10
A10＝ 0.00000E+00
［各種データ］
ｆ 18.74 〜 52.08
Ｆｎｏ 3.77 〜 5.71
ω 39.16 〜 14.81
Ｙ 14.25 〜 14.25
ＴＬ 79.523 〜 109.107
Ｂｆ 18.021 〜 35.053
［可変間隔データ］
（無限遠） （撮影距離２ｍ）
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
f,β 18.741 34.496 52.082 -0.010 -0.018 -0.026
D0 0.000 0.000 0.000 1919.796 1906.950 1890.212
D3 1.546 11.351 25.190 1.546 11.351 25.190
D9 13.592 5.482 2.500 13.794 5.765 2.958
D11 3.099 3.099 3.099 2.897 2.816 2.641
Bf 18.021 29.172 35.053 18.021 29.172 35.053
［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ 1 100.52307
Ｇ２ 4 -15.10823
Ｇ３ 10 19.34026
［条件式対応値］
条件式（１）：ｆ３／ｆｗ ＝ 1.03
条件式（２）：ｆ１／ｆ３ ＝ 5.20
条件式（３）：ｆ２／（−ｆ３） ＝ 0.78
条件式（４）：ｆ１／（−ｆ２） ＝ 6.65
条件式（５）：ωｗ ＝ 39.16
条件式（６）：ｆｔ／ｆｗ ＝ 2.78
表２から、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、上記条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。
図６は、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の広角端状態（ｆ＝18.74）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.010）の諸収差図を示す。図７は、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の中間焦点距離状態（ｆ＝34.50）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.018）の諸収差図を示す。図８は、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の望遠端状態（ｆ＝52.08）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.026）の諸収差図を示す。
図６〜図８に示す各収差図から、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り諸収差が良好に補正され、高い結像性能を有することが分かる。また、像ブレ補正時にも高い結像性能を有することが分かる。
（第３実施例）
第３実施例について、図９〜図１２及び表３を用いて説明する。第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ３）は、図９に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
第３実施例について、図９〜図１２及び表３を用いて説明する。第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ３）は、図９に示すように、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とから構成される。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸レンズＬ１２との接合正レンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とからなる。負メニスカスレンズＬ２１の物体側面は、非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凸レンズＬ３２と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合正レンズと、両凸レンズＬ３４と、両凹レンズＬ３５とからなる。負メニスカスレンズＬ３４の像側面は、非球面である。
Ｆナンバーを決定する開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３中に設けられている。
像面Ｉは、不図示の撮像素子上に形成され、該撮像素子はＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成される。
第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔と、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔とを変化させることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う。このとき、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３は物体側へ移動する。開口絞りＳは、変倍に際して、第３レンズ群Ｇ３と一体となって、物体側へ移動する。
詳細には、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、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との空気間隔が縮小するように、各レンズ群Ｇ１〜Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより、広角端状態から望遠端状態までの変倍を行う。
第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、第３レンズ群Ｇ３の両凸レンズＬ３４を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行う構成であり、図９の矢印に示すように、無限遠物体に合焦した状態から近距離物体へ合焦する状態に変化させたときに、両凸レンズＬ３４は物体側から像側へ移動する。
像ブレ発生時には、防振レンズ群として、第３レンズ群Ｇ３の像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させることにより、像面Ｉ上の像ブレ補正（防振）を行う。
下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。表３における面番号１〜１９が、図９に示すｍ１〜ｍ１９の各光学面に対応している。
（表３）
［レンズデータ］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 53.2376 1.6000 23.80 1.84666
2 38.1514 6.3571 63.34 1.61800
3 -369.5355 D3(可変)
*4 37.0679 1.2789 52.34 1.75500
5 11.0000 5.1524
6 -55.1564 1.0000 46.60 1.80400
7 24.6508 0.5019
8 17.1923 3.0456 23.80 1.84666
9 55.8429 D9(可変)
10 -147.8871 1.8235 59.42 1.58313
11 -38.8546 0.9660
12 ∞ 0.4673 (絞りＳ)
13 13.2618 3.3759 65.44 1.60300
14 -18.1264 1.0943 29.37 1.95000
15 -141.8073 D15(可変)
16 32.4435 1.9144 49.62 1.77250
*17 -28.4962 D17(可変)
18 -19.1230 1.1000 46.59 1.81600
19 55.1349 Bf(可変)
［非球面データ］
第4面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ -2.53250E-05
A6 ＝ -1.03610E-07
A8 ＝ 7.17390E-10
A10＝ -2.12490E-12
第17面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ 7.38500E-05
A6 ＝ 4.27730E-07
A8 ＝ 0.00000E+00
A10＝ 0.00000E+00
［各種データ］
ｆ 18.72 〜 52.00
Ｆｎｏ 3.60 〜 5.57
ω 39.22 〜 14.29
Ｙ 14.25 〜 14.25
ＴＬ 74.332 〜 95.718
Ｂｆ 18.038 〜 32.068
［可変間隔データ］
（無限遠） （撮影距離２ｍ）
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
f,β 18.724 35.500 52.000 -0.010 -0.018 -0.027
D0 0.000 0.000 0.000 1924.987 1912.247 1903.600
D3 1.000 14.288 20.264 1.000 14.288 20.264
D9 13.907 5.856 2.000 13.907 5.856 2.000
D15 8.710 8.710 8.710 8.661 8.597 8.533
D17 3.000 3.000 3.000 3.049 3.112 3.177
Bf 18.038 25.541 32.068 18.038 25.541 32.068
［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ 1 86.38416
Ｇ２ 4 -15.99559
Ｇ３ 10 17.86718
［条件式対応値］
条件式（１）：ｆ３／ｆｗ ＝ 0.95
条件式（２）：ｆ１／ｆ３ ＝ 4.83
条件式（３）：ｆ２／（−ｆ３） ＝ 0.90
条件式（４）：ｆ１／（−ｆ２） ＝ 5.40
条件式（５）：ωｗ ＝ 39.22
条件式（６）：ｆｔ／ｆｗ ＝ 2.78
［レンズデータ］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 53.2376 1.6000 23.80 1.84666
2 38.1514 6.3571 63.34 1.61800
3 -369.5355 D3(可変)
*4 37.0679 1.2789 52.34 1.75500
5 11.0000 5.1524
6 -55.1564 1.0000 46.60 1.80400
7 24.6508 0.5019
8 17.1923 3.0456 23.80 1.84666
9 55.8429 D9(可変)
10 -147.8871 1.8235 59.42 1.58313
11 -38.8546 0.9660
12 ∞ 0.4673 (絞りＳ)
13 13.2618 3.3759 65.44 1.60300
14 -18.1264 1.0943 29.37 1.95000
15 -141.8073 D15(可変)
16 32.4435 1.9144 49.62 1.77250
*17 -28.4962 D17(可変)
18 -19.1230 1.1000 46.59 1.81600
19 55.1349 Bf(可変)
［非球面データ］
第4面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ -2.53250E-05
A6 ＝ -1.03610E-07
A8 ＝ 7.17390E-10
A10＝ -2.12490E-12
第17面
κ ＝ 1.0000
A4 ＝ 7.38500E-05
A6 ＝ 4.27730E-07
A8 ＝ 0.00000E+00
A10＝ 0.00000E+00
［各種データ］
ｆ 18.72 〜 52.00
Ｆｎｏ 3.60 〜 5.57
ω 39.22 〜 14.29
Ｙ 14.25 〜 14.25
ＴＬ 74.332 〜 95.718
Ｂｆ 18.038 〜 32.068
［可変間隔データ］
（無限遠） （撮影距離２ｍ）
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
f,β 18.724 35.500 52.000 -0.010 -0.018 -0.027
D0 0.000 0.000 0.000 1924.987 1912.247 1903.600
D3 1.000 14.288 20.264 1.000 14.288 20.264
D9 13.907 5.856 2.000 13.907 5.856 2.000
D15 8.710 8.710 8.710 8.661 8.597 8.533
D17 3.000 3.000 3.000 3.049 3.112 3.177
Bf 18.038 25.541 32.068 18.038 25.541 32.068
［レンズ群データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ 1 86.38416
Ｇ２ 4 -15.99559
Ｇ３ 10 17.86718
［条件式対応値］
条件式（１）：ｆ３／ｆｗ ＝ 0.95
条件式（２）：ｆ１／ｆ３ ＝ 4.83
条件式（３）：ｆ２／（−ｆ３） ＝ 0.90
条件式（４）：ｆ１／（−ｆ２） ＝ 5.40
条件式（５）：ωｗ ＝ 39.22
条件式（６）：ｆｔ／ｆｗ ＝ 2.78
表３から、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、上記条件式（１）〜（６）を満たすことが分かる。
図１０は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の広角端状態（ｆ＝18.72）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.010）の諸収差図を示す。図１１は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の中間焦点距離状態（ｆ＝35.50）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.018）の諸収差図を示す。図１２は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の望遠端状態（ｆ＝52.00）における収差図であり、（ａ）無限遠合焦時の諸収差図、（ｂ）は無限遠合焦時に像ブレ補正を行った時（防振レンズ群のシフト量＝0.2mm）のコマ収差図、（ｃ）は近距離合焦時（撮影倍率β＝-0.027）の諸収差図を示す。
図１０〜図１２に示す各収差図から、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、広角端状態から望遠端状態にわたり諸収差が良好に補正され、高い結像性能を有することが分かる。また、像ブレ補正時にも高い結像性能を有することが分かる。
以上の各実施例によれば、良好な光学性能を有する変倍光学系が実現できる。
なお、上記の各実施例は、本実施形態に係る変倍光学系の一具体例を示しているものであり、本実施形態に係る変倍光学系はこれらに限定されるものではない。本実施形態において、下記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。
本実施形態の数値実施例では、３群構成を示したが、４群等の他の群構成にも適用可能である。例えば、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、変倍時又は合焦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。
本実施形態において、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よい。この合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等を用いた）モーター駆動にも適している。特に、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。
本実施形態において、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、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
本実施形態において、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防げるので好ましい。また、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よく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。
本実施形態において、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３の中又は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枠でその役割を代用してもよい。
本実施形態において、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減して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よい。
本実施形態の変倍光学系ＺＬは、変倍比が２〜７程度である。
ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３） 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
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ（撮像装置）
２ 撮影レンズ（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
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ（撮像装置）
２ 撮影レンズ（変倍光学系）
Claims (15)
- 物体側から順に並んだ、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レンズ群とを有し、
前記第３レンズ群の少なくとも一部を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行い、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
０．９０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ １．５０
但し、
ｆ３：前記第３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。 - 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との空気間隔とを変化させることにより変倍を行う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に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との空気間隔を拡大し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔を縮小することを特徴とする請求項１又は２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１〜３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
４．７０ ＜ ｆ１／ｆ３ ＜ ３０．００
但し、
ｆ１：前記第１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１〜４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．６０ ＜ （−ｆ２）／ｆ３ ＜ １．０５
但し、
ｆ２：前記第２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１〜５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
５．２０ ＜ ｆ１／（−ｆ２） ＜ ３０．００
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離。 - 前記第３レンズ群の少なくとも一部を、像ブレを補正するための防振レンズ群として、光軸と垂直方向の成分を持つように移動可能に構成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１レンズ群は、１つの接合レンズからな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。
- 前記第２レンズ群は、２枚の負レンズと、１枚の正レンズとからな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レンズ群は、物体側から順に並んだ、負レンズと、負レンズと、正レンズとからな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。
- 前記第３レンズ群は、６枚以上のレンズからなることを特徴とする請求項１〜１０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１〜１１のいずれか一項に記載の変倍光学系。
３０．００° ＜ωｗ＜ ８０．００°
但し、
ωｗ：広角端状態における半画角。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の変倍光学系。
２．００ ＜ｆｔ／ｆｗ＜ １５．００
但し、
ｆｔ：望遠端状態の全系の焦点距離。 - 請求項１〜１３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撮像装置。
- 物体側から順に並んだ、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レンズ群の少なくとも一部を光軸方向に沿って移動させることにより合焦を行い、
以下の条件式を満足するように、レンズ鏡筒内に各レンズを配置することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
０．９０ ＜ ｆ３／ｆｗ ＜ １．５０
但し、
ｆ３：前記第３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。
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| US16/599,107 US11428911B2 (en) | 2014-03-27 | 2019-10-10 | Zoom optical system, imaging device and method for manufacturing the zoom optical system |
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