JP2017026716A - 光学系及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、小型化、軽量化を図りつつ、大口径で結像性能が高く、変倍域全域において広い波長域の光線を良好に収差補正することができる変倍光学系、及び当該変倍光学系を備えた撮像装置を提供することにある。
【解決手段】上記課題を解決するため、物体側から順に配置される、正の第１レンズ群Ｇ１、負の第２レンズ群Ｇ２、正の第３レンズ群Ｇ３、正の第４レンズ群Ｇ４、及び、正の第５レンズ群Ｇ５から構成され、第３レンズ群Ｇ３は正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも１枚含み、且つ、実質的に３枚以下のレンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１及び第３レンズ群Ｇ３を固定し、各レンズ群間の距離を相対的に変化させ、所定の条件を満足することを特徴とする変倍光学系とする。
【選択図】図１

Description

本件発明は、光学系及び撮像装置に関し、特に、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適な光学系及び当該光学系を備えた撮像装置に関する。

従来より、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が普及している。これらの撮像装置は種々の分野で利用されている。近年、固体撮像素子の高画素化が進み、３００万画素以上の固体撮像素子が一般的に使用されるようになってきている。また、固体撮像素子の高感度化も進んでおり、このような固体撮像素子に対応可能な結像性能が高く、明るい大口径比の撮像光学系が求められている。また、撮像装置の小型化も進んでいることから、撮像光学系の小型化、軽量化も求められている。

さらに、近年、防犯、防災等の種々の目的で、店舗等の商業施設、駅や空港等の公共的施設、工場等など各種施設に監視用撮像装置が設置されるようになってきている。監視用撮像装置には、監視対象領域の監視を常時行うことが求められる。そのため、夜間等の低照度環境下でも撮像が可能な撮像光学系が求められている。さらに、より広範囲を監視可能な変倍撮像光学系が求められている。

例えば、特許文献１には、正・負・正・正・負の５群構成からなり、高画素数の固体撮像素子に対応可能な変倍撮像光学系が記載されている。当該変倍撮像光学系は、変倍域全域で明るい画像を得ることができる。また、変倍域全域に渡って、諸収差を良好に補正することができるため、良好な結像性能を有する。

しかしながら、当該特許文献１に記載の変倍光学系では、第５レンズ群が負の屈折力を有する。そのため、各レンズ群の焦点距離を適切に設定しなければ、広角化、高性能化、大口径化が困難である。また、特許文献１に記載の第３レンズ群及び第４レンズ群のレンズ構成では、近赤外線波長域の光線の収差補正を良好に行うことが困難である。そのため、可視光波長域の光線を用いて撮像を行う場合は、変倍域全域に渡って良好な結像性能が得られるが、近赤外波長域の光線を用いて撮像を行った場合は結像性能が低下する蓋然性が高い。

一方、特許文献２には正・負・正・正・正の５群構成からなり、変倍率が高く、高画素数の固体撮像素子に好適な変倍光学系が記載されている。この特許文献２に記載の変倍光学系では、第５レンズ群が正の屈折力を有する。そのため、特許文献１に記載の変倍光学系のように第５レンズ群が負の屈折力を有する場合と比較すると、広角化、高性能化、大口径化を図ることが容易になる。また、特許文献２に記載の変倍光学系は、可視光波長域だけではなく、近赤外波長域においても収差補正を良好に行うことがで、変倍域全域に渡って良好な結像性能を実現している。

しかしながら、特許文献２に記載の変倍光学系では、第１レンズ群の焦点距離が適切ではなく、第３レンズ群及び第４レンズ群を構成するレンズ枚数が多い。このため、当該変倍光学系は、小型化、軽量化が十分ではなく、小型で簡易な構成の撮像装置には適していない。

特開２０１４−５６０５５号公報 特開２０１３−１７１２０７号公報

そこで、本発明の課題は、小型化、軽量化を図りつつ、大口径で結像性能が高く、変倍域全域において広い波長域の光線を良好に収差補正することができる変倍光学系、及び当該変倍光学系を備えた撮像装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本件発明に係る変倍光学系は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、及び、正の屈折力を有する第５レンズ群から構成され、前記第３レンズ群は正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも１枚含み、且つ、実質的に３枚以下のレンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群を光軸方向に固定し、各レンズ群間の距離を相対的に変化させ、以下の条件式で表される条件を満足することを特徴とする。

２．５ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ ５．５ ・・・（１）
０．００５ ≦ ｆｗ／ｆ１３ｗ ≦ ０．２７０ ・・・（２）

ただし、
ｆｗは、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
ｆ１は、前記第１レンズ群の焦点距離であり、
ｆ１３ｗは、広角端における無限遠合焦時の前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の合成焦点距離である。

また、上記課題を解決するために、本件発明に係る撮像装置は上記変倍光学系と、当該変倍光学系の像側に設けられ、前記変倍光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。

本件発明によれば、小型化、軽量化を図りつつ、大口径で結像性能が高く、変倍域全域において広い波長域の光線を良好に収差補正することができる。

本件発明の実施例１の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例１の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例１の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例２の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例２の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例２の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例３の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例３の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例３の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例４の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例４の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例４の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例５の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例５の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例５の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例６の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例６の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例６の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例７の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例７の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例７の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例８の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例８の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例８の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 本件発明の実施例９の変倍光学系の広角端及び望遠端におけるレンズ構成例を示す断面図である。 実施例９の変倍光学系の広角端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 実施例９の変倍光学系の望遠端における無限遠合焦時の球面収差図、非点収差図及び歪曲収差図である。 異常分散性を説明するための図である。

以下、本件発明に係る変倍光学系及び撮像装置の実施の形態を説明する。

１．変倍光学系
１−１．変倍光学系の構成
本件発明に係る変倍光学系は、物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、及び、正の屈折力を有する第５レンズ群から構成され、第３レンズ群は正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも１枚含み、且つ、実質的に３枚以下のレンズから構成され、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群及び第３レンズ群を光軸方向に固定し、各レンズ群間の距離を相対的に変化させ、後述する条件式（１）及び条件式（２）で表される条件を満足することを特徴とする。まず、本件発明に係る変倍光学系の構成について説明する。

本件発明に係る変倍光学系は、物体側から順に、正・負・正・正・正のパワー配置を有する。すなわち、最も像側に正の屈折力を有する第５レンズ群を備える。そのため、第５レンズ群が負の屈折力を有する場合と比較すると、より高い収差補正効果が得られ、非常に高い解像力を有する高性能な変倍光学系を得ることが容易である他、広角化、大口径化を図ることが容易である。なお、本件発明に係る変倍光学系は、いわゆるズームレンズであってもよいし、バリフォーカルレンズであってもよいし、特に限定されるものではない。また、当該変倍光学系は、可視光波長域の光線から近赤外波長域の光線まで、広い波長域の光線を用いることができる。

以下、各レンズ群の具体的な構成について説明する。但し、各レンズ群を構成するレンズ等において満足すべき条件式、或いは満足することが好ましい条件式に関する事項は後述する。

（１）第１レンズ群
第１レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群であり、第１レンズ群全体で正の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。

（２）第２レンズ群
第２レンズ群は負の屈折力を有するレンズ群であり、第２レンズ群全体で負の屈折力を有する限り、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。しかしながら、当該第２レンズ群は少なくとも負レンズを１枚有するものとし、正レンズを少なくとも１枚含むことが好ましい。第２レンズ群を正のレンズを少なくとも１枚含む構成とすることにより、球面収差、コマ収差、像面湾曲、色収差を適切に補正することができ、結像性能の高い変倍光学系を得ることができる。

また、第２レンズ群は物体側から順に配置される、負レンズ及び正レンズをそれぞれ少なくとも１枚含むと共に、更に、当該負レンズよりも像側に非球面を有する負レンズを１枚含む構成とすれば、より良好に収差補正を行うことができる。但し、当該変倍光学系の大型化、重量化を抑制するため、第２レンズ群を構成するレンズ枚数は実質的に３枚以下であることが好ましい。

（３）第３レンズ群
第３レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群であり、正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも１枚含み、実質的に３枚以下のレンズから構成されるものとする。正の屈折力を有する第３レンズ群に負レンズを少なくとも１枚配置することで、広い波長域の光線に対して収差補正を良好に行うことができる。第３レンズ群において、当該正レンズと負レンズとを配列する順序は特に限定されるものではないが、物体側から正レンズ、負レンズの順に配列することが好ましい。当該順序で正レンズと負レンズとを配列することにより、より良好に収差補正を行うことができ、且つ、当該変倍光学系の小型化を図る上でも有利である。

第３レンズ群において、上記正レンズと負レンズとは接合されていてもよいし、両レンズ間に空気層が介在していてもよい。いずれの場合も収差補正を良好に行うことができ、結像性能の高い変倍光学系を得ることができる。しかしながら、当該変倍光学系の一層の小型化及び軽量化を図る、或いは、量産性を向上するという観点から、当該正レンズと負レンズとは接合されていることが好ましい。すなわち、接合レンズを用いて、第３レンズ群を構成すれば、第３レンズ群をコンパクトに構成することができるため当該変倍光学系の一層の小型化、軽量化が容易になる。また、接合レンズを用いることにより、製造誤差に対する敏感度を低減させることができる。そのため量産性が向上する。なお、本件発明において、接合レンズを構成する各レンズはそれぞれ１枚のレンズとして数える。

また、第３レンズ群を上記正レンズと負レンズとに加えて、更に正レンズを１枚含む構成とすることで、より良好に収差補正を行うことができると共に量産性を向上させることができる。但し、小型であり、且つ、軽量の変倍光学系を得るという観点から、当該第３レンズ群を構成するレンズ枚数は上述のとおり実質的に３枚以下とする。

ここで、第３レンズ群を実質的に３枚以下のレンズから構成するとは、第３レンズ群を実質的に構成するレンズの枚数が３枚以下であることをいう。第３レンズ群を実質的に構成するレンズとは、正又は負の屈折力を有し、収差補正等に実質的に寄与するレンズをいう。例えば、屈折力がほぼ「０」の光学フィルターや、平行平面板、或いは、収差補正にほとんど寄与しない、焦点距離の極めて長いレンズなどは、この第３レンズ群を実質的に構成するレンズには含まれない。なお、第２レンズ群においても同様である。

また、当該第３レンズ群において、最も物体側に配置されるレンズの物体側の面を非球面とすることが好ましい。第３レンズ群における最も物体側の面を非球面とすることにより、球面収差と像面湾曲を良好に補正することができる。特に、本件発明に係る変倍光学系は、大口径比の明るい光学系であるため、負の屈折力を有する第２レンズ群に後続する正の屈折力を有する第３レンズ群において、その最も物体側の面を非球面とすることにより、球面収差と像面湾曲を効果的に補正することができる。

（４）第４レンズ群
本件発明において、第４レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群であり、その具体的なレンズ構成は特に限定されるものではない。しかしながら、当該第４レンズ群は少なくとも正レンズを１枚有するものとし、負レンズを少なくとも１枚含むことが好ましい。正の屈折力を有する第４レンズ群を負のレンズを少なくとも１枚含む構成とすることにより、像面湾曲、色収差補正を効果的に行うことができる。このとき、当該正レンズと当該負レンズとの間には空気層が介在していてもよいし、当該正レンズと当該負レンズとが接合されていてもよい。しかしながら、第３レンズ群において述べた理由と同様の理由から、正レンズと負レンズとが接合された接合レンズを用いて第４レンズ群を構成することが当該変倍光学系の小型化等を図る上でより好ましい。

また、当該第４レンズ群において、最も物体側に配置されるレンズの物体側の面を物体に対して凸面とすることが好ましい。第４レンズ群における最も物体側の面を物体に対して凸面とすることにより、第４レンズ群に入射した光束を収束させることができ、第４レンズ群以降の光路長を短くすることができ、当該変倍光学系の一層の小型化を図ることができる。

（５）第５レンズ群
本件発明において、第５レンズ群は正の屈折力を有するレンズ群である。上述したとおり、本件発明では正・負・正・正・正の５群構成とすることにより、高性能な変倍光学系を得ることが容易であり、広角化、大口径化を図ることが容易になる。

当該第５レンズ群の具体的なレンズ構成は特に限定されるものではないが、例えば、当該第５レンズ群を物体側から順に配置される正レンズと負レンズとから構成することが好ましい。第５レンズ群をこのように構成することで、像面湾曲及び色収差のバランスをとることが容易になる。また、第５レンズ群のレンズ構成を上記のようにすることで、像面に対する主光線入射角度を調整して、適切な光量を得ることが容易になる。従って、当該変倍光学系の大口径化を図ることがより容易になる。ここで、主光線とは像面に入射する光線のうち、開口絞りの中心、若しくは入射瞳の中心を通る光線と定義する。このように定義することで、像面の各点に入射する光線束のうち、一つの主光線が与えられる。

また、当該第５レンズ群において最も像側に負レンズを配置した場合、当該負レンズの物体側又は像側の面を像面に対して凸面とすることが好ましい。特に、第５レンズ群において、当該負レンズを像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとすることにより、像を劣化させる原因の一つであるゴーストの発生を低減することができる。

（６）開口絞り
本件発明において開口絞りの位置は特に限定されるものではないが、当該変倍光学系の小型化及び軽量化を図る観点から、第３レンズ群の物体側に配置されることが好ましい。

１−２．変倍時の動作
（１）第１レンズ群〜第４レンズ群
本件発明に係る変倍光学系では、広角端から望遠端への変倍に際して第１レンズ群と第３レンズ群とを固定し、各レンズ群間の間隔を相対的に変化させる。このとき、少なくとも第２レンズ群及び第４レンズ群が光軸方向に移動する。

第１レンズ群を構成するレンズは、他のレンズ群を構成するレンズと比較すると径が大きく、重たい。このため第１レンズ群を固定群とすることにより、第１レンズ群が移動群である場合と比較すると変倍駆動機構の構成を簡素にすることができる。また、第１レンズ群を固定群とすることにより、変倍時に鏡筒長が変化しないため、鏡筒の構成を簡易にすることができる。また、第１レンズ群と共に第３レンズ群を固定群とすることにより、当該変倍光学系における移動群の数が少なくなるため、変倍駆動機構の構成を一層簡素にすることができる。これらのことから、当該変倍光学系の小型化、軽量化を図ることができる。

また、第１レンズ群及び第３レンズ群を固定群とし、第２レンズ群を移動させることで変倍させることができる。このとき、第４レンズ群を光軸方向に移動させることで、変倍に伴う像面変動を補正することができ、変倍域全域において良好な結像性能を得ることができる。

（２）第５レンズ群
本件発明に係る変倍光学系において、第５レンズ群は移動群であってもよいし、固定群であってもよい。しかしながら、変倍駆動機構の構成を簡素にし、当該変倍光学系の小型化、軽量化を図る上で、第５レンズ群は変倍時に光軸方向に固定の固定群であることが好ましい。

（３）開口絞り
上述したとおり、第３レンズ群の物体側に開口絞りを配置させることが好ましい。このとき、第３レンズ群と共に当該開口絞りを変倍時に光軸方向に固定させることがより好ましい。開口絞りを第３レンズ群の物体側に配置すると共に変倍時に固定とすることで、開口絞り径を小さくすることができると共に、入射瞳をより物体側に位置させることができる。その結果、第１レンズ群の小型化が可能になり、当該変倍光学系の一層の小型化、軽量化が可能になる。これに対して、開口絞りを移動群とすると、変倍駆動機構も含めた当該変倍光学系の構成が複雑になり、当該変倍光学系の小型化、軽量化を図ることが困難になる場合がある。

１−３．合焦時の動作
次に、合焦時の動作を説明する。本件発明に係る変倍光学系において、無限遠物体から近距離物体への合焦時に第４レンズ群を光軸方向に移動させることが好ましい。第４レンズ群をいわゆる合焦群とすることにより、無限遠物体から近距離物体への合焦時に発生する諸収差を補正し、良好な解像性能を得ることができる。

１−４．条件式
次に、本件発明に係る変倍光学系が満足すべき条件、又は、満足することが好ましい条件について説明する。

本件発明に係る変倍光学系は、以下に示す条件式（１）及び条件式（２）で表される条件を満足することを特徴とする。
２．５ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ ５．５ ・・・（１）
０．００５ ≦ ｆｗ／ｆ１３ｗ ≦ ０．２７０ ・・・（２）

ただし、
ｆｗは、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
ｆ１は、上記第１レンズ群の焦点距離であり、
ｆ１３ｗは、広角端における無限遠合焦時の上記第１レンズ群、上記第２レンズ群及び上記第３レンズ群の合成焦点距離である。

１−４−１．条件式（１）
条件式（１）は、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の比を規定する式である。条件式（１）を満足することで、第１レンズ群の焦点距離、すなわち第１レンズ群の屈折力が適切な範囲内となり、球面収差、像面湾曲、広い波長域の軸上色収差を適切に補正することができると共に、当該変倍光学系の小型化が可能となる。そのため、変倍域全域において結像性能が高く、且つ、小型の変倍光学系を得ることができる。

これに対して、条件式（１）の数値が下限を下回ると、第１レンズ群の焦点距離が短くなりすぎるため、第１レンズ群において大きな球面収差や像面湾曲、軸上色収差が発生する。その場合、望遠端においてこれらの収差を補正することが困難になる。そのため、変倍域全域において結像性能の良好な変倍光学系を得ることが困難になる。また、条件式（１）の数値が上限を上回ると、第１レンズ群の焦点距離が長くなりすぎるため、変倍域全域において各収差が補正不足となると共に、当該変倍光学系の全長が長くなる。そのため、変倍域全域において結像性能が高く、且つ、小型の変倍光学系を得ることが困難になる。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（１ａ）を満足することが好ましく、条件式（１ｂ）を満足することがより好ましく、条件式（１ｃ）を満足することがさらに好ましい。なお、下記条件式（１ａ）〜（１ｃ）の下限値又は上限値のいずれかのみによって、上記条件式（１）の範囲を限縮することも好ましい。以下の条件式（２）〜条件式（１６）においても同様である。

２．６ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ ５．３ ・・・（１ａ）
２．８ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ ５．１ ・・・（１ｂ）
２．９ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ ４．１ ・・・（１ｃ）

１−４−２．条件式（２）
条件式（２）は、広角端における無限遠合焦時の第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群の合成焦点距離に対する、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離の比を規定する式である。条件式（２）を満足することで、広角端における、第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群の合成焦点距離が適切な範囲内となる。そのため、当該変倍光学系を小型化することができ、大口径比の明るい変倍光学系が得られる。また、球面収差、非点収差、広い波長域の軸上色収差を適切に補正することができ、変倍域全域において結像性能の高い変倍光学系とすることができる。

これに対して、条件式（２）の数値が下限を下回ると、広角端における第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群の合成焦点距離が長くなりすぎるため、球面収差や非点収差、軸上色収差が補正不足になる。そのため、結像性能の良好な変倍光学系を得ることが困難になる。また、第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群の合成焦点距離が長くなると、当該変倍光学系の全長が長くなる。そのため、大口径化することが難しく、当該変倍光学系の小型化が困難になる。

また、条件式（２）の数値が上限を上回ると、広角端における第１レンズ群、第２レンズ群及び第３レンズ群の合成焦点距離が短くなりすぎるため、球面収差や非点収差、軸上色収差が補正過剰になる。そのため、この場合も結像性能の良好な変倍光学系を得ることが困難になる。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（２ａ）を満足することが好ましく、条件式（２ｂ）を満足することがより好ましく、条件式（２ｃ）を満足することがさらに好ましい。

０．００８ ≦ ｆｗ／ｆ１３ｗ ≦ ０．２７０ ・・・（２ａ）
０．０１５ ≦ ｆｗ／ｆ１３ｗ ≦ ０．２７０ ・・・（２ｂ）
０．０３０ ≦ ｆｗ／ｆ１３ｗ ≦ ０．２７０ ・・・（２ｃ）

ここで、例えば、第３レンズ群を正レンズと負レンズとが接合された接合レンズを用いると共に、更に１枚の正レンズを含む構成とする場合、以下の条件式（２ｄ）を満足することが上記条件式（２ｃ）の次に好ましい。

０．０５０ ≦ ｆｗ／ｆ１３ｗ ≦ ０．２５０ ・・・（２ｄ）

一方、第３レンズ群を１枚の正レンズと負レンズとにより構成すると共に、両レンズの間に空気層を介在させる場合は、以下の条件式（２ｅ）を満足することが上記条件式（２ａ）の次に好ましい。この場合、上限値が０．１５０であることがさらに好ましく、当該上限値が０．１００であることがより好ましい。

０．０１０ ≦ ｆｗ／ｆ１３ｗ ≦ ０．２００ ・・・（２ｅ）

１−４−３．条件式（３）
本件発明に係る変倍光学系において、以下の条件式で表される条件を満足することが好ましい。

２．５ ≦ ｜ｆ１／ｆ２｜ ≦ ５．１ ・・・（３）
ただし、
ｆ２は、上記第２レンズ群の焦点距離である。

条件式（３）は、第２レンズ群の焦点距離に対する第１レンズ群の焦点距離の比を規定する式である。条件式（３）を満足することで、より大口径比の明るい変倍光学系が得られる。また、条件式（３）を満足することにより、変倍時における第２レンズ群の移動量を適切な範囲内に設定することができ、変倍に伴う非点収差や像面湾曲等の諸収差を良好に補正することができる。そのため、変倍域全域においてより良好な結像性能を得ることが容易になる。

これに対して、条件式（３）の数値が下限を下回ると、第２レンズ群の焦点距離が長くなりすぎる。その場合、像面湾曲を補正することが困難になるため、好ましくない。また、この場合、第２レンズ群の焦点距離が長いと、広角端から望遠端への変倍時に第２レンズ群の移動量が大きくなる。その場合、小型の変倍光学系を得ることが困難になるため、好ましくない。

また、条件式（３）の数値が上限を上回ると、第２レンズ群の焦点距離が短くなりすぎる。その場合、像面湾曲が補正過剰となると共に非点収差を補正することが困難になる。特に、大口径比の明るい変倍光学系では変倍時の球面収差、像面湾曲、非点収差を含む諸収差の補正が極めて困難になる。そのため、大口径比で明るく良好な結像性能を有する変倍光学系を得ることが困難になるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（３ａ）を満足することが好ましく、条件式（３ｂ）を満足することがより好ましい。

２．６ ≦ ｜ｆ１／ｆ２｜ ≦ ４．８ ・・・（３ａ）
３．３ ≦ ｜ｆ１／ｆ２｜ ≦ ４．３ ・・・（３ｂ）

１−４−４．条件式（４）
本件発明に係る変倍光学系において、第２レンズ群は負レンズを少なくとも一枚含むと共に、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

０．０００≦ＰＣｔ＿２ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿２ｎ）・・・（４）
ただし、
ＰＣｔ＿２ｎは、上記第２レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線及びｔ線に関する部分分散比であり、
ｖｄ＿２ｎは、上記第２レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（４）は、第２レンズ群に含まれる負レンズのＣ線及びｔ線に関する異常分散性を規定する式である。第２レンズ群が条件式（４）を満足する負レンズを少なくとも一枚含むことにより、第２レンズ群においてＣ線からｔ線までの近赤外波長域を含む波長域の光線について軸上色収差、倍率色収差を補正することが容易になる。なお、当該第２レンズ群に複数の負レンズが含まれる場合、いずれか一の負レンズが上記条件式（４）を満足すればよい。また、第２レンズ群に複数の負レンズが含まれる場合、その二以上の負レンズがそれぞれ上記条件式（４）を満足してもよい。

これに対して、条件式（４）を満足しない場合、第２レンズ群に含まれる負レンズの異常分散性がＣ線からｔ線までの色収差補正を行う上で適切ではなくなる。特に、ｔ線を含む波長域で色収差が大きくなるため、近赤外波長域を含む波長域の光に対して良好な光学性能を得ることが難しくなるため、好ましくない。

ここで、異常分散性について説明する。まず、異常分散性を評価するために用いる部分分散比について説明する。各スペクトル線とその波長をｔ線（１０１３．９８ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１３ｎｍ）、ｇ線（４３５．８４ｎｍ）とし、任意の文字ｘ，ｙを各スペクトル線に対応させたときの、ｘ線，ｙ線に対するそれぞれの屈折率をｎｘ，ｎｙと定義する。たとえば、ｄ線に対する屈折率はｎｄ、Ｆ線に対する屈折率はｎＦと表す。さらに、ｘ線とｙ線に対する部分分散比をＰｘｙと表し、Ｐｘｙ＝（ｎｘ−ｎｙ）／（ｎＦ−ｎＣ）と定義する。たとえば、Ｃ線とｔ線に対する部分分散比ＰＣｔは、ＰＣｔ＝（ｎＣ−ｎｔ）／（ｎＦ−ｎＣ）で表される。

次に、図２８を参照しながら、Ｃ線とｔ線に対するレンズの異常分散性について説明する。図２８に示すように、まず、ＸＹ座標平面上のＸ軸にｄ線に対するアッベ数ｖｄ、Ｙ軸にＣ線とｔ線に対する部分分散比ＰＣｔをとる。そして、Ｃ線とｔ線に関する２つの基準硝材に対して座標平面上の２点を定め、その２点を結ぶ直線を「Ｃ線とｔ線に関する標準線Ｃｔ」と定義する。本発明では、標準線Ｃｔを、傾き０．００４６７、切片０．５４６ の直線とする。すなわち、標準線Ｃｔを「ＰＣｔ＝０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ」と定める。これにより、Ｃ線とｔ線に関するレンズの異常分散性を、与えられた硝材の（ｖｄ、ＰＣｔ）に対して、標準線ＣｔからのＰＣｔの偏差ΔＰＣｔを異常分散性の値と定義することができる。たとえば、任意の硝材ｉのｄ線に対するアッベ数をｖｄ＿ｉ、Ｃ線とｔ線に対する部分分散比をＰＣｔ＿ｉとしたとき、任意の硝材ｉのＣ線とｔ線に関する異常分散性 ΔＰＣｔ＿ｉの値は、以下の計算式（ｉ）に従って求めることができる。なお、以下の式は上記条件式（４）と略同様である。

ΔＰＣｔ＿ｉ＝ＰＣｔ＿ｉ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿ｉ）・・・（ｉ）

ここで、近赤外波長域の波長の光線に対する色収差補正を良好に行うには、その光学系において各レンズ群に負レンズが含まれる場合、当該負レンズの異常分散性の値が０以上であることが好ましい。すなわち、ΔＰＣｔ＿ｉ≧０を満足する硝材からなる負レンズを用いることが好ましい。

このΔＰＣｔ＿ｉ ≧ ０を満足する硝材は、ｄ線に対するアッベ数（ｖｄ）が比較的大きな値を示す側、すなわち低分散側でＣ線からｔ線までの分散（ｎＣ−ｎｔ）が小さくなる傾向がある。そのため、負レンズで発生するＣ線からｔ線までの色収差を抑えることができ、色収差を補正するために配置する正レンズに適切な異常分散性を持たせることで可視光波長域から近赤外波長域までの広い波長域の光線に対して色収差の補正をより良好に行うことが可能となる。これらの点は、後述する条件式（７）、条件式（１０）において同様である。

なお、上述した効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（４ａ）を満足することが好ましく、条件式（４ｂ）を満足することがより好ましく、条件式（４ｃ）を満足することがさらに好ましい。

０．００２≦ＰＣｔ＿２ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿２ｎ）・・・（４ａ）
０．００４≦ＰＣｔ＿２ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿２ｎ）・・・（４ｂ）
０．０１０≦ＰＣｔ＿２ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿２ｎ）・・・（４ｃ）

１−４−５．条件式（５）
本件発明に係る変倍光学系において、第２レンズ群が正レンズを少なくとも１枚含むとき、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

ｖｄ＿２ｐ ≦ ３０．０ ・・・（５）
ただし、
ｖｄ＿２ｐは、上記第２レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（５）は、第２レンズ群が正レンズを少なくとも１枚含むとき、第２レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数を規定する式である。第２レンズ群が条件式（５）を満足する正レンズを少なくとも一枚含むことにより、主として可視光波長域の光線に対する軸上色収差、倍率色収差をより良好に補正することができ、変倍域全域において良好な結像性能を得ることがより容易になる。なお、当該第２レンズ群に複数の正レンズが含まれる場合、いずれか一の正レンズが上記条件式（５）を満足すればよい。第２レンズ群は負の屈折力を有するレンズ群であるため、当該第２レンズ群に含まれる正レンズの枚数は１枚でよい。しかしながら、第２レンズ群に複数の正レンズが含まれる場合、その二以上の正レンズがそれぞれ上記条件式（５）を満足してもよい。

これに対して、条件式（５）を満足しない場合、主として可視光波長域の光線の軸上色収差及び倍率色収差が大きくなり、変倍時における第２レンズ群の移動に伴う色収差変動を抑制することが困難になる。そのため、変倍域全域において良好な結像性能を得ることが困難になるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（５ａ）を満足することが好ましく、条件式（５ｂ）を満足することがより好ましく、条件式（５ｃ）を満足することがさらに好ましい。

ｖｄ＿２ｐ ≦ ２７．５ ・・・（５ａ）
ｖｄ＿２ｐ ≦ ２４．５ ・・・（５ｂ）
ｖｄ＿２ｐ ≦ ２０．０ ・・・（５ｃ）

１−４−６．条件式（６）
本件発明に係る変倍光学系は以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

｜ＰＣｔ＿３ｐ − ＰＣｔ＿３ｎ｜ ≦ ０．２０ ・・・（６）
ただし、
ＰＣｔ＿３ｐは、上記第３レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比であり、
ＰＣｔ＿３ｎは、上記第３レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比である。

条件式（６）は、第３レンズ群に含まれるいずれか一の正レンズ、及び、いずれか一の負レンズのＣ線及びｔ線に関する部分分散比の差を規定する式である。条件式（６）を満足することで、第３レンズ群に含まれる正レンズで発生する軸上色収差及び倍率色収差を第３レンズ群に含まれる負レンズで補正することができる。このため、少ないレンズ枚数で、Ｃ線からｔ線までの近赤外波長域の光線を含む波長域の光線に対して適切な色収差補正が可能になり、当該変倍光学系の一層の小型化、軽量化を図ると共に、変倍域全域において広い波長域の光線に対してより良好な結像性能を得ることができる。但し、第３レンズ群に含まれる正レンズ及び負レンズが複数である場合、第３レンズ群に含まれる正レンズ及び負レンズのうち、それぞれいずれか一の正レンズ及び負レンズが上記条件式（６）を満足する関係にあればよい。

これに対して、条件式（６）を満足しない場合、第３レンズ群においてＣ線からｔ線までの波長域の光線に対し、大きな色収差が発生する場合がある。その場合、良好な結像性能を得るには、収差補正に要するレンズ枚数が増加するため、変倍光学系の小型化及び軽量化と、良好な結像性能とを両立することが困難になるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（６ａ）を満足することが好ましく、条件式（６ｂ）を満足することがより好ましい。

｜ＰＣｔ＿３ｐ − ＰＣｔ＿３ｎ｜ ≦ ０．１４ ・・・（６ａ）
｜ＰＣｔ＿３ｐ − ＰＣｔ＿３ｎ｜ ≦ ０．１３ ・・・（６ｂ）

１−４−７．条件式（７）
本件発明に係る変倍光学系は以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

０．０００≦ＰＣｔ＿３ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿３ｎ）・・・（７）
ただし、
ＰＣｔ＿３ｎは、上記第３レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比であり、
ｖｄ＿３ｎは、上記第３レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（７）は、第３レンズ群に含まれる負レンズのＣ線及びｔ線に関する異常分散性を規定する式である。第３レンズ群が条件式（７）を満足する負レンズを少なくとも一枚含むことにより、第３レンズ群においてＣ線からｔ線までの近赤外波長域を含む波長域の光線について軸上色収差、倍率色収差を補正することが容易になる。なお、当該第４レンズ群に複数の負レンズが含まれる場合、いずれか一の負レンズが上記条件式（７）を満足すればよい。また、第３レンズ群に複数の負レンズが含まれる場合、その二以上の負レンズがそれぞれ上記条件式（７）を満足してもよい。

これに対して、条件式（７）を満足しない場合、第３レンズ群に含まれる負レンズの異常分散性がＣ線からｔ線までの色収差補正を行う上では適切ではなくなる。特に、ｔ線を含む波長域で色収差が大きくなる。その場合、近赤外波長域を含む波長域の光に対して良好な光学性能を得ることが難しくなるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（７ａ）を満足することが好ましく、条件式（７ｂ）を満足することがより好ましい。

０．００２≦ＰＣｔ＿３ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿３ｎ）・・・（７）
０．００４≦ＰＣｔ＿３ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿３ｎ）・・・（７）

１−４−８．条件式（８）
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

６５．０ ≦ ｖｄ＿３ｐ ・・・（８）
ただし、
ｖｄ＿３ｐは、上記第３レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（８）は、第３レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数を規定する式である。第３レンズ群が条件式（８）を満足する正レンズを少なくとも一枚含むことにより、第３レンズ群で発生する軸上色収差、倍率色収差をより良好に補正することができ、変倍域全域において良好な結像性能を得ることが更に容易になる。なお、当該第３レンズ群に複数の正レンズが含まれる場合、いずれか一の正レンズが上記条件式（８）を満足すればよい。また、第３レンズ群に複数の正レンズが含まれる場合、その二以上の正レンズがそれぞれ上記条件式（８）を満足してもよい。

これに対して、条件式（８）を満足しない場合、第３レンズ群に含まれる正レンズの分散が大きくなるため、第３レンズ群で発生する軸上色収差及び倍率色収差が大きくなる場合がある。その場合、適切なレンズ枚数で変倍域全域において良好な結像性能を得ることが困難になるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（８ａ）を満足することが好ましく、条件式（８ｂ）を満足することがより好ましい。

６７．０ ≦ ｖｄ＿３ｐ ・・・（８ａ）
７５．０ ≦ ｖｄ＿３ｐ ・・・（８ｂ）

１−４−９．条件式（９）
本件発明に係る変倍光学系において、第４レンズ群が正レンズと負レンズを少なくとも１枚含むとき、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

｜ＰＣｔ＿４ｐ−ＰＣｔ＿４ｎ｜ ≦ ０．１２ ・・・（９）
ただし、
ＰＣｔ＿４ｐは、上記第４レンズ群に含まれるいずれか一の正レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比であり、
ＰＣｔ＿４ｎは、上記第４レンズ群に含まれるいずれか一の負レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比である。

条件式（９）は、第４レンズ群が正レンズと負レンズを少なくとも１枚含むとき、これらの正レンズ及び負レンズのＣ線及びｔ線に関する部分分散比の差を規定する式である。条件式（９）を満足することで、第４レンズ群に含まれる正レンズで発生するＣ線からｔ線までの軸上色収差及び倍率色収差を第４レンズ群に含まれる負レンズで補正することができる。このため、少ないレンズ枚数で、Ｃ線からｔ線までの近赤外波長域の光線を含む波長域の光線に対して適切な色収差補正が可能になり、当該変倍光学系の一層の小型化、軽量化を図ると共に、広い波長域の光線に対してより良好な結像性能を得ることができる。また、第４レンズ群は上述したとおり、変倍時に移動する移動群である。条件式（９）を満足することにより、変倍時における第４レンズ群の移動に伴う色収差変動を抑制することができ、変倍域全域において良好な結像性能を得ることができる。同様に、第４レンズ群を合焦群としたときも条件式（９）を満足することにより、物体距離によらず良好な結像性能を得ることができる。但し、第４レンズ群に含まれる正レンズ及び負レンズが複数である場合、第４レンズ群に含まれる正レンズ及び負レンズのうち、それぞれいずれか一の正レンズ及び負レンズが上記条件式（９）を満足する関係にあればよい。

これに対して、条件式（９）を満足しない場合、第４レンズ群においてＣ線からｔ線までの波長域の光線に対し、大きな色収差が発生する場合がある。その場合、変倍時或いは合焦時の色収差の変動が大きくなる。従って、良好な結像性能を得るには、収差補正に要するレンズ枚数が増加するため、変倍光学系の小型化及び軽量化と、良好な結像性能とを両立することが困難になるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（９ａ）を満足することが好ましく、条件式（９ｂ）を満足することがより好ましい。

｜ＰＣｔ＿４ｐ−ＰＣｔ＿４ｎ｜ ≦ ０．１０ ・・・（９ａ）
｜ＰＣｔ＿４ｐ−ＰＣｔ＿４ｎ｜ ≦ ０．０７ ・・・（９ｂ）

また、第４レンズ群が正レンズと負レンズとを少なくとも１枚含むとき、これらの正レンズ及び負レンズが以下の条件式（ｉｉ）を満足することがさらに好ましい。

｜ＰｇＦ＿４ｐ−ＰｇＦ＿４ｎ｜ ≦ ０．０３ ・・・（ｉｉ）
ただし、
ＰｇＦ＿４ｐは、上記第４レンズ群に含まれるいずれか一の正レンズのｇ線とＦ線に関する部分分散比であり、
ＰｇＦ＿４ｎは、上記第４レンズ群に含まれるいずれか一の負レンズのｇ線とＦ線に関する部分分散比である。
なお、ＰｇＦは上述したＰｘｙにおいてｘがｇ線であり、ｙがＦ線である場合を示し、部分分散比の求め方は上述したとおりである。

上記式（ｉｉ）を満足することで、可視光波長域の軸上色収差及び倍率色収差を一層良好に補正することができ、広い波長域の光線に対してさらに良好に収差補正を行うことができるため、変倍域全域においてより高い結像性能を有する変倍光学系を得ることができる。同様に、第４レンズ群を合焦群としたときも条件式（ｉｉ）を満足することにより、物体距離によらず一層良好な結像性能を得ることができる。

１−４−１０．条件式（１０）
本件発明に係る変倍光学系において、第４レンズ群が少なくとも負レンズを１枚含むとき、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

０．０００≦ＰＣｔ＿４ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿４ｎ）・・・（１０）
ただし、
ＰＣｔ＿４ｎは、上記第４レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比であり、
ｖｄ＿４ｎは、上記第４レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（１０）は、第４レンズ群に負レンズが含まれるとき、その負レンズのＣ線及びｔ線に関する異常分散性を規定する式である。第４レンズ群が条件式（１０）を満足する負レンズを少なくとも一枚含むことにより、第４レンズ群においてＣ線からｔ線までの近赤外波長域を含む波長域の光線について軸上色収差、倍率色収差を補正することが容易になる。これと同時に、変倍時における第４レンズ群の移動に伴う色収差変動を抑制することができ、変倍域全域において良好な結像性能を得ることができる。同様に、第４レンズ群を合焦群としたときも条件式（１０）を満足することにより、物体距離によらず良好な結像性能を得ることができる。なお、当該第４レンズ群に複数の負レンズが含まれる場合、いずれか一の負レンズが上記条件式（１０）を満足すればよい。また、第４レンズ群に複数の負レンズが含まれる場合、その二以上の負レンズがそれぞれ上記条件式（１０）を満足してもよい。

これに対して、条件式（１０）を満足しない場合、第４レンズ群に含まれる負レンズの異常分散性がＣ線からｔ線までの色収差補正を行う上で適切ではなくなる。特に、ｔ線を含む波長域で色収差が大きくなる。その場合、近赤外波長域を含む波長域の光に対して良好な光学性能を得ることが難しくなるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（１０ａ）を満足することが好ましく、条件式（１０ｂ）を満足することがより好ましい。

０．００２≦ＰＣｔ＿４ｎ−(０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿４ｎ)・・・(１０ａ)
０．００４≦ＰＣｔ＿４ｎ−(０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿４ｎ)・・・(１０ｂ)

１−４−１１．条件式（１１）
本件発明に係る変倍光学系において、第４レンズ群は少なくとも正レンズを１枚含み、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

６５．０ ≦ ｖｄ＿４ｐ ・・・（１１）
ただし、
ｖｄ＿４ｐは、上記第４レンズ群に含まれるいずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数である。

条件式（１１）は、第４レンズ群が正レンズを少なくとも１枚含むとき、第４レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数を規定する式である。第４レンズ群が条件式（１１）を満足する正レンズを少なくとも一枚含むことにより、主として可視光波長域の光線に対する軸上色収差、倍率色収差をより良好に補正することができ、変倍域全域において良好な結像性能を得ることが更に容易になる。これと同時に、変倍時における第４レンズ群の移動に伴う色収差変動を抑制することができ、変倍域全域において良好な結像性能を得ることができる。同様に、第４レンズ群を合焦群としたときも条件式（１１）を満足することにより、物体距離によらず良好な結像性能を得ることができる。なお、当該第４レンズ群に複数の正レンズが含まれる場合、いずれか一の正レンズが上記条件式（１１）を満足すればよい。また、第４レンズ群に複数の正レンズが含まれる場合、その二以上の正レンズがそれぞれ上記条件式（１１）を満足してもよい。

これに対して、条件式（１１）を満足しない場合、第４レンズ群に含まれる正レンズのうち、少なくともいずれか一の正レンズの分散が大きくなるため、第４レンズ群において軸上色収差及び倍率色収差が発生する。その場合、適切なレンズ枚数で変倍域全域において良好な結像性能を得ることが困難になるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（１１ａ）を満足することが好ましく、条件式（１１ｂ）を満足することがより好ましい。

６７．０ ≦ ｖｄ＿４ｐ ・・・（１１ａ）
７５．０ ≦ ｖｄ＿４ｐ ・・・（１１ｂ）

１−４−１２．条件式（１２）
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

１．６ ≦ ｆ３／ｆｗ ≦ ４．５ ・・・（１２）
ただし、
ｆ３は、上記第３レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは上述したとおりである。

条件式（１２）は、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離に対する第３レンズ群の焦点距離の比を規定する式である。条件式（１２）を満足することで、第３レンズ群の焦点距離、すなわち第３レンズ群の屈折力が適切な範囲内となり、第３レンズ群で発生する球面収差や像面湾曲をより適切に補正することができる。そのため、変倍域全域において結像性能がより高い変倍光学系を得ることができる。

これに対して、条件式（１２）の数値が下限を下回ると、第３レンズ群の焦点距離が短くなりすぎる。そのため、望遠端における球面収差や像面湾曲の補正が過剰になり、変倍域全域において結像性能の良好な変倍光学系を得ることが困難になるため、好ましくない。また、条件式（１２）の数値が上限を上回ると、第３レンズ群の焦点距離が長くなりすぎる。そのため、球面収差や像面湾曲の補正が不足すると共に、小型の変倍光学系を得ることが困難になるため、好ましくない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（１２ａ）を満足することが好ましく、条件式（１２ｂ）を満足することがより好ましい。

１．９ ≦ ｆ３／ｆｗ ≦ ４．３ ・・・（１２ａ）
２．１ ≦ ｆ３／ｆｗ ≦ ４．０ ・・・（１２ｂ）

１−４−１３．条件式（１３）
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

１．７ ≦ ｆ４／ｆｗ ≦ ４．８ ・・・（１３）
ただし、
ｆ４は、前記第４レンズ群の焦点距離であり、ｆｗは上述したとおりである。

条件式（１３）は、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離に対する第４レンズ群の焦点距離の比を規定する式である。条件式（１３）を満足することで、第４レンズ群の焦点距離、すなわち第４レンズ群の屈折力が適切な範囲内となり、像面湾曲をより適切に補正することができる。そのため、変倍域全域における結像性能がより高い変倍光学系を得ることができる。

これに対して、条件式（１３）の数値が下限を下回ると、第４レンズ群の焦点距離が短くなりすぎる。そのため、像面湾曲の補正が過剰になり、変倍域全域において結像性能の良好な変倍光学系を得ることが困難になるため、好ましくない。

また、条件式（１３）の数値が上限を上回ると、第４レンズ群の焦点距離が長くなりすぎる。そのため、像面湾曲の補正が不足し、変倍域全域において結像性能の良好な変倍光学系を得ることが困難になるため、好ましくない。さらに、第４レンズ群は上述のとおり、移動群である。そのため、条件式（１３）の数値が上限を上回ると、第４レンズ群の移動量が多くなり、当該変倍光学系の小型化を図ることが困難になる。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（１３ａ）を満足することが好ましく、条件式（１３ｂ）を満足することがより好ましい。

２．２ ≦ ｆ４／ｆｗ ≦ ４．５ ・・・（１３ａ）
２．４ ≦ ｆ４／ｆｗ ≦ ４．３ ・・・（１３ｂ）

１−４−１５．条件式（１４）
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

０．３８ ≦ ｆ４／ｆｔ ≦ １．５０ ・・・（１４）
ただし、
ｆｔは、望遠端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
ｆ４は、上記第４レンズ群の焦点距離である。

条件式（１４）は、望遠端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離に対する第４レンズ群の焦点距離の比を規定する式である。条件式（１４）を満足することで、第４レンズ群の焦点距離、すなわち第４レンズ群の屈折力が適切な範囲内となり、主として望遠端における像面湾曲をより適切に補正することができる。そのため、望遠端における結像性能がより高い変倍光学系を得ることができる。

これに対して、条件式（１４）の数値が下限を下回ると、第４レンズ群の焦点距離が短くなりすぎる。そのため、特に望遠端における像面湾曲の補正が過剰になり、望遠端において結像性能の良好な変倍光学系を得ることが困難になるため、好ましくない。また、条件式（１４）の数値が上限を上回ると、第４レンズ群の焦点距離が長くなりすぎる。そのため、特に望遠端における像面湾曲の補正が不足し、望遠端において結像性能の良好な変倍光学系を得ることが困難になるため、好ましくない。また、上述したとおり、第４レンズ群は移動群である。そのため、条件式（１４）の数値が上限を上回ると、第４レンズ群の移動量が多くなり、条件式（１３）の場合と同様に、当該変倍光学系の小型化を図ることが困難になる。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（１４ａ）を満足することが好ましく、条件式（１４ｂ）を満足することがより好ましい。

０．４０ ≦ ｆ４／ｆｔ ≦ １．３０ ・・・（１４ａ）
０．５０ ≦ ｆ４／ｆｔ ≦ １．２０ ・・・（１４ｂ）

１−４−１５．条件式（１５）
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

０．６００ ≦ β５ｔ ≦ ０．８５０ ・・・（１５）
ただし、
β５ｔは、望遠端における無限遠合焦時の上記第５レンズ群の結像倍率である。

条件式（１５）は、第５レンズ群の望遠端における 望遠端における無限遠合焦時の上記第５レンズ群の結像倍率を規定する式である。条件式（１５）を満足することで、第５レンズ群で発生する諸収差を適切に補正することができ、より良好な結像性能の変倍光学系を得ることができる。

これに対して、条件式（１５）の数値が下限を下回ると、第５レンズ群の屈折力が強くなりすぎ、変倍域全域における球面収差、像面湾曲の補正が困難になるため、好ましくない。また、条件式（１５）の数値が上限を上回ると、第５レンズ群の屈折力が弱くなりすぎ、当該変倍光学系の光学全長が長くなるため、当該変倍光学系の小型化を図る上で好ましくない。但し、当該第５レンズ群を固定群としたとき、当該変倍光学系の光学全長は広角端及び望遠端において変化しない。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（１５ａ）を満足することが好ましく、条件式（１５ｂ）を満足することがより好ましい。

０．６５０ ≦ β５ｔ ≦ ０．８００ ・・・（１５ａ）
０．６８０ ≦ β５ｔ ≦ ０．７９５ ・・・（１５ｂ）

１−４−１６．条件式（１６）
本件発明に係る変倍光学系において、以下に示す条件式で表される条件を満足することが好ましい。

６０．０ ≦ ｖｄ＿ｐ＿ａｖｅ ・・・（１６）
ただし、
ｖｄ＿ｐ＿ａｖｅは、上記第１レンズ群においてｄ線に対するアッベ数が最も大きな正レンズのｄ線に対するアッベ数と、上記第３レンズ群においてｄ線に対するアッベ数が最も大きな正レンズのｄ線に対するアッベ数と、上記第４レンズ群においてｄ線に対するアッベ数が最も大きな正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値である。

条件式（１６）は、正のレンズ群である第１レンズ群、第３レンズ群及び第４レンズ群に含まれる正レンズのうち、それぞれのレンズ群においてｄ線に対するアッベ数が最も大きな正レンズを選んだときに、その３枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値を規定する式である。条件式（１６）を満足することで、各レンズ群における正レンズの分散が適切になり、変倍域全域において可視光波長域の光線に対する軸上色収差及び倍率色収差を抑制することができ、変倍域全域において良好な結像性能を実現することがより容易になる。

一方、条件式（１６）を満足しない場合、各レンズ群に含まれる正レンズの分散が大きくなるため、変倍域全域において可視光波長域の光線に対する軸上色収差及び倍率色収差が大きくなり、変倍域全域において良好な結像性能を実現することが困難になる。

これらの効果を得る上で、当該変倍光学系は条件式（１６ａ）を満足することが好ましく、条件式（１６ｂ）を満足することがより好ましい。

６５．０ ≦ ｖｄ＿ｐ＿ａｖｅ ・・・（１６ａ）
７０．０ ≦ ｖｄ＿ｐ＿ａｖｅ ・・・（１６ｂ）

２．撮像装置
次に、本件発明に係る撮像装置について説明する。本件発明に係る撮像装置は、上記本件発明に係る変倍光学系と、当該変倍光学系の像側に設けられ、当該変倍光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする。ここで、撮像素子等に特に限定はなく、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子等を用いることができる。当該固体撮像素子の画素数等に限定はないが、本件発明に係る変倍光学系は高解像力を有するため高画素数の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適であり、１００万画素以上、３００万画素以上、５００万画素以上等の高画素数の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適である。

また、当該撮像装置は、レンズが筐体に固定されたレンズ固定式の撮像装置であってもよいし、一眼レフカメラやミラーレス一眼カメラ等のレンズ交換式の撮像装置であってもよいのは勿論である。さらに、上記変倍光学系は、小型、軽量であり、簡易な構成とすることができる。さらに、上記変倍光学系は、大口径で結像性能が高く、可視光波長域から近赤外波長域まで、変倍域全域において広い波長域の光線を良好に補正することができる。これらのことから、当該撮像装置は、可視光波長域の光線だけではなく近赤外波長域の光線を用いて撮像を行う監視用撮像装置等の広い波長範囲の光線を用いて撮像を行う簡易な構成の小型の撮像装置に好適である。

次に、実施例および比較例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に挙げる各実施例の変倍光学系は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルムカメラ等の撮像装置（光学装置）に用いられる撮像光学系である。また、各レンズ断面図において、図面に向かって左方が物体側、右方が像側である。

（１）変倍光学系の構成
図１は、本件発明に係る実施例１の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該変倍光学系は、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、正の屈折力を有する第５レンズ群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、負レンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に負レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。

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正のメニスカスレンズと、両凸レンズ及び負レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。

当該実施例１の変倍光学系において、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群、第３レンズ群及び第５レンズ群を光軸方向に固定し、第２レンズ群及び第４レンズ群を光軸方向に移動させることで、各レンズ群間の距離を相対的に変化させることにより変倍を行う。より具体的には、図１に示すように、広角端から望遠端への変倍に際し、第２レンズ群は光軸方向に沿って物体側から像面側に移動し、第４レンズ群は光軸方向に沿って物体側に凸の軌跡を描くように移動する。また、第３レンズ群の物体側には開口絞りが配置され、広角端から望遠端への変倍に際し、この開口絞りは第３レンズ群と共に光軸方向に固定される。

また、当該実施例１の変倍光学系では、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、第４レンズ群Ｇ４を光軸方向に沿って物体側に移動させる。

なお、図１において、第３レンズ群Ｇ３の物体側に示す「Ｓ」は開口絞りである。また、第３レンズ群Ｇ３の像側に示す「ＣＧ」はローパスフィルターやカバーガラス等を示す。また、「ＣＧ」の像側に示す「ＩＭＧ」は像面であり、具体的にはＣＣＤやＣＭＯＳセンサーなどの固体撮像装置の撮像面、あるいは銀塩フィルムのフィルム面等を示す。これらの符号等は以下の実施例で示す各レンズ断面図においても同様であるため、以下では説明を省略する。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１に当該変倍光学系のレンズデータを示す。表１において、「ＮＳ」は物体側から数えたレンズ面の順番（面番号）、「Ｒ」はレンズ面の曲率半径、「Ｄ」はレンズ面の光軸上の間隔、「ｎｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、「ｖｄ」はｄ線に対するアッベ数を示している。また、ＰｇＦは上述したとおりｇ線とＦ線に関する部分分散比であり、ＰＣｔはＣ線とｔ線に関する部分分散比である。表２は、当該変倍光学系の各種データである。具体的には、表２にはズーム比、広角端、中間、望遠端における各焦点距離、各焦点距離におけるＦナンバー（Ｆｎｏ）、半画角（ω）、表１に示した光軸上の可変間隔を示している。なお、各表中の長さの単位は全て「ｍｍ」であり、画角の単位は全て「°」である。これらの事項は以下の実施例でも同じであるため、以下では説明を省略する。さらに、表３は、表１に示した非球面に関する非球面データである。非球面の形状は、光軸方向をＸ、光軸に垂直な方向の高さをＨ、レンズ面頂を原点としたときの高さＨにおける光軸方向の変位量をＸ（Ｈ）、近軸曲率半径をＲ、円錐係数をｋ、２次、４次、６次、８次、１０次の非球面係数をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとするとき、光の進行方向を正として、以下に示す式（Ｘ（Ｈ））で表される。表３には、下記式で非球面形状を表したときの非球面係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを示している。また、表２８に条件式（１）〜条件式（１６）の数値を示す。

また、図２及び図３に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。縦収差図は、図面に向かって左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差を表している。球面収差を表す図では、縦軸は開放Ｆ値との割合、横軸にデフォーカスをとり、長波線がＩＲ（波長λ＝８５０．００ｎｍ）、実線がｄ線（波長λ＝５８７．５６ｎｍ）、短破線がｇ線（波長λ＝４３５．８４ｎｍ）における球面収差を表す。非点収差を表す図では、縦軸は像高、横軸にデフォーカスをとり、実線がサジタル面（Ｓ）、破線がメリジオナル面（Ｍ）での非点収差を表す。歪曲収差を表す図では、縦軸は像高、横軸に％をとり、歪曲収差を表す。これらの縦収差図に関する事項は以下の実施例で示す各縦収差図においても同様であるため、以下では説明を省略する。

（１）変倍光学系の構成
図４は、本件発明に係る実施例２の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例２の変倍光学系は実施例１の変倍光学系と略同様の構成を有する。具体的には以下のとおりである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に負レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。

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正のメニスカスレンズと、両凸レンズ及び負レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとから構成される。

なお、変倍時及び合焦時の動作は実施例１と略同様である。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表４は、当該変倍光学系のレンズデータである。表５は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表６は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図５及び図６に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式（１）〜条件式（１６）の数値を表２８に示す。

（１）変倍光学系の構成
図７は、本件発明に係る実施例３の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例３の変倍光学系は実施例１の変倍光学系と略同様の構成を有する。具体的には以下のとおりである。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負レンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に負レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。

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正のメニスカスレンズと、両凸レンズ及び負レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。

なお、変倍時及び合焦時の動作は実施例１と略同様である。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表７は、当該変倍光学系のレンズデータである。表８は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表９は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図８及び図９に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式（１）〜条件式（１６）の数値を表２８に示す。

（１）変倍光学系の構成
図１０は、本件発明に係る実施例４の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例４の変倍光学系は実施例１の変倍光学系と略同様の構成を有する。具体的には以下のとおりである。

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のメニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に両凹レンズと、像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと、両凸レンズとから構成される。

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正のメニスカスレンズと、両凸レンズ及び負レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとから構成される。

なお、変倍時及び合焦時の動作は実施例１と略同様である。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１０は、当該変倍光学系のレンズデータである。表１１は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表１２は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図１１及び図１２に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式（１）〜条件式（１６）の数値を表２８に示す。

（１）変倍光学系の構成
図１３は、本件発明に係る実施例５の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例５の変倍光学系は実施例１の変倍光学系と略同様の構成を有る。具体的には以下のとおりである。

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のメニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に負レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。

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正のメニスカスレンズと、正レンズ及び像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。

なお、変倍時及び合焦時の動作は実施例１と略同様である。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１３は、当該変倍光学系のレンズデータである。表１４は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表１５は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図１４及び図１５に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式（１）〜条件式（１６）の数値を表２８に示す。

（１）変倍光学系の構成
図１６は、本件発明に係る実施例６の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例６の変倍光学系は実施例１の変倍光学系と略同様の構成を有る。具体的には以下のとおりである。

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のメニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
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のメニスカスレンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。

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正のメニスカスレンズと、両凸レンズ及び両凹レンズを接合した接合レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に両凸レンズと両凹レンズとから構成される。

なお、変倍時及び合焦時の動作は実施例１と略同様である。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１６は、当該変倍光学系のレンズデータである。表１７は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表１８は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図１７及び図１８に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式（１）〜条件式（１６）の数値を表２８に示す。

（１）変倍光学系の構成
図１９は、本件発明に係る実施例７の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。当該変倍光学系は、実施例１と同様に物体側から順に、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、正の屈折力を有する第５レンズ群とから構成されている。

第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５の具体的なレンズ構成は、第３レンズ群Ｇ３の構成を除いて実施例１の各レンズ群の構成と略同様である。
当該実施例７において、第３レンズは、物体側から順に、両凸レンズと、像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。両レンズ間には空気層が介在している。また、変倍時及び合焦時の各レンズ群の動作は実施例１と同様である。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表１９は、当該変倍光学系のレンズデータである。表２０は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表２１は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図２０及び図２１に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式（１）〜条件式（１６）の数値を表２８に示す。

（１）変倍光学系の構成
図２２は、本件発明に係る実施例８の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例８の変倍光学系は実施例７の変倍光学系と略同様の構成を有る。具体的には以下のとおりである。

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のメニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に両凹レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に両凸レンズと、像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。

なお、変倍時及び合焦時の動作は実施例１と略同様である。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表２２は、当該変倍光学系のレンズデータである。表２３は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表２４は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図２３及び図２４に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式（１）〜条件式（１６）の数値を表２８に示す。

（１）変倍光学系の構成
図２５は、本件発明に係る実施例９の変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時のレンズ構成を示すレンズ断面図である。実施例９の変倍光学系は実施例７の変倍光学系と略同様の構成を有する。具体的には以下のとおりである。

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のメニスカスレンズ及び両凸レンズを接合した接合レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に両凹レンズと、両凹レンズと、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズとから構成される。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に両凸レンズと、像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズと両凸レンズとを接合した接合レンズから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に両凸レンズと像面側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとから構成される。

なお、変倍時及び合焦時の動作は実施例１と略同様である。

（２）数値実施例
次に、当該変倍光学系の具体的数値を適用した数値実施例について説明する。表２５は、当該変倍光学系のレンズデータである。表２６は、当該変倍光学系の可変間隔を含む各種データである。また、表２７は、当該変倍光学系の非球面データである。さらに、図２６及び図２７に、当該変倍光学系の広角端及び望遠端における無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。また、条件式（１）〜条件式（１６）の数値を表２８に示す。

本件発明によれば、小型化、軽量化を図りつつ、大口径で結像性が高く、変倍域全域において広い波長域の光線を良好に収差補正することができる変倍光学系、及び当該変倍光学系を備えた撮像装置を提供することができる。本件発明に係る変倍光学系は、特に、１００万画素以上の固体撮像素子を備える撮像装置に好適であり、３００万画素以上、５００万画素以上の高画素数の固体撮像素子を備える撮像装置により好適である。さらに、本件発明に係る変倍光学系は、可視光波長域から近赤外波長域の光線まで、変倍域全域において広い波長域の光線を良好に収差補正することができる。これらのことから、本件発明は監視用撮像装置用の撮像光学系、或いは監視用撮像装置に好適である。

Claims (15)

1. 物体側から順に配置される、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群、及び、正の屈折力を有する第５レンズ群から構成され、
   前記第３レンズ群は、正レンズと負レンズとをそれぞれ少なくとも１枚含み、且つ、実質的に３枚以下のレンズから構成され、
   広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群及び前記第３レンズ群を固定し、各レンズ群間の距離を相対的に変化させ、
   以下の条件式で表される条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
   ２．５ ≦ ｆ１／ｆｗ ≦ ５．５ ・・・（１）
   ０．００５ ≦ ｆｗ／ｆ１３ｗ ≦ ０．２７０ ・・・（２）
   ただし、
   ｆｗは、広角端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
   ｆ１は、前記第１レンズ群の焦点距離であり、
   ｆ１３ｗは、広角端における無限遠合焦時の前記第１レンズ群、前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の合成焦点距離である。
2. 以下の条件式で表される条件を満足する請求項１記載の変倍光学系。
   ２．５ ≦ ｜ｆ１／ｆ２｜ ≦ ５．１ ・・・（３）
   ただし、
   ｆ２は、前記第２レンズ群の焦点距離である。
3. 前記第２レンズ群は、物体側から順に負レンズと正レンズとをそれぞれ少なくとも１枚ずつ含み、且つ、実質的に３枚以下のレンズから構成され、
   以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１又は請求項２に記載の変倍光学系。
   ０．０００≦ＰＣｔ＿２ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿２ｎ）・・・（４）
   ただし、
   ＰＣｔ＿２ｎは、前記第２レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線及びｔ線に関する部分分散比であり、
   ｖｄ＿２ｎは、前記第２レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのｄ線に対するアッベ数である。
4. 前記第２レンズ群は、正レンズを少なくとも１枚含み、
   以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   ｖｄ＿２ｐ ≦ ３０．０ ・・・（５）
   ただし、
   ｖｄ＿２ｐは、前記第２レンズ群に含まれる正レンズのうちいずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数である。
5. 前記第３レンズ群の最も物体側に開口絞りが配置され、
   広角端から望遠端への変倍に際し、当該開口絞りは前記第３レンズ群と共に固定され、
   以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   ｜ＰＣｔ＿３ｐ − ＰＣｔ＿３ｎ｜ ≦ ０．２０ ・・・（６）
   ただし、
   ＰＣｔ＿３ｐは、前記第３レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比であり、
   ＰＣｔ＿３ｎは、前記第３レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比である。
6. 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   ０．０００≦ＰＣｔ＿３ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿３ｎ）・・・（７）
   ただし、
   ＰＣｔ＿３ｎは、前記第３レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比であり、
   ｖｄ＿３ｎは、前記第３レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのｄ線に対するアッベ数である。
7. 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   ６５．０ ≦ ｖｄ＿３ｐ ・・・（８）
   ただし、
   ｖｄ＿３ｐは、前記第３レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数である。
8. 前記第４レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時及び無限遠物体から近距離物体への合焦時に光軸方向に移動し、
   当該第４レンズ群は正レンズと負レンズとを少なくとも１枚ずつ含み、
   以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   ｜ＰＣｔ＿４ｐ−ＰＣｔ＿４ｎ｜ ≦ ０．１２ ・・・（９）
   ただし、
   ＰＣｔ＿４ｐは、前記第４レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比であり、
   ＰＣｔ＿４ｎは、前記第４レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比である。
9. 前記第４レンズ群は、少なくとも負レンズを１枚含み、
   以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   ０．０００≦ＰＣｔ＿４ｎ−（０．５４６＋０．００４６７×ｖｄ＿４ｎ）・・・（１０）
   ただし、
   ＰＣｔ＿４ｎは、前記第４レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのＣ線とｔ線に関する部分分散比であり、
   ｖｄ＿４ｎは、前記第４レンズ群に含まれる負レンズのうち、いずれか一の負レンズのｄ線に対するアッベ数である。
10. 前記第４レンズ群は、少なくとも正レンズを１枚含み、
    以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ６５．０ ≦ ｖｄ＿４ｐ ・・・（１１）
    ただし、
    ｖｄ＿４ｐは、前記第４レンズ群に含まれる正レンズのうち、いずれか一の正レンズのｄ線に対するアッベ数である。
11. 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    １．６ ≦ ｆ３／ｆｗ ≦ ４．５ ・・・（１２）
    ただし、
    ｆ３は、前記第３レンズ群の焦点距離である。
12. 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    １．７ ≦ ｆ４／ｆｗ ≦ ４．８ ・・・（１３）
    ただし、
    ｆ４は、前記第４レンズ群の焦点距離である。
13. 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．３８ ≦ ｆ４／ｆｔ ≦ １．５０ ・・・（１４）
    ただし、
    ｆｔは、望遠端における無限遠合焦時の当該変倍光学系全系の焦点距離であり、
    ｆ４は、前記第４レンズ群の焦点距離である。
14. 以下に示す条件式で表される条件を満足する請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．６００ ≦ β５ｔ ≦ ０．８５０ ・・・（１５）
    ただし、
    β５ｔは、望遠端における無限遠合焦時の前記第５レンズ群の結像倍率である。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の変倍光学系と、当該変倍光学系の像側に設けられ、前記変倍光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。

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