JP2018010219A - 変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法 - Google Patents

変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】Ｆ値が明るく、広画角を有し、諸収差が良好に補正された変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法を提供する。【解決手段】変倍光学系ＺＬは、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１より像側に配置され、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、第２レンズ群Ｇ２より像側に配置され、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群ＧＶＲｂを有する後続レンズ群ＧＬと、を有し、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化し、第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群ＧＬとの間隔が変化し、所定の条件式による条件を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法に関する。
従来、手振れ補正機構を備えた広角変倍光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１に記載の変倍光学系は、さらなる光学性能の向上が要望されているという課題があった。
特開平１１−２３１２２０号公報
本発明の第一の態様に係る変倍光学系は、負の屈折力を有する第１レンズ群と、第１レンズ群より像側に配置され、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第２レンズ群より像側に配置され、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群を有する後続レンズ群と、を有し、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化し、第２レンズ群と後続レンズ群との間隔が変化し、次式の条件を満足することを特徴とする。
５．０００ ＜ ｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜ ＜ １０００．０００
但し、
ｆ１ＶＲａｗ：防振群より物体側に配置されたレンズの広角端状態における合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離
また、本発明の第一の態様に係る光学系の製造方法は、負の屈折力を有する第１レンズ群と、第１レンズ群より像側に配置され、正の屈折力を有する第２レンズ群と、第２レンズ群より像側に配置され、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群を有する後続レンズ群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化し、第２レンズ群と後続レンズ群との間隔が変化するように配置し、次式の条件を満足するように配置することを特徴とする。
５．０００ ＜ ｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜ ＜ １０００．０００
但し、
ｆ１ＶＲａｗ：防振群より物体側に配置されたレンズの広角端状態における合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離
第１実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図であり、（Ｗ）は広角端状態を示し、（Ｍ）は中間焦点距離状態を示し、（Ｔ）は望遠端状態を示す。 第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第１実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第１実施例に係る変倍光学系の望遠端状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第２実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図であり、（Ｗ）は広角端状態を示し、（Ｍ）は中間焦点距離状態を示し、（Ｔ）は望遠端状態を示す。 第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第２実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第２実施例に係る変倍光学系の望遠端状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第３実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図であり、（Ｗ）は広角端状態を示し、（Ｍ）は中間焦点距離状態を示し、（Ｔ）は望遠端状態を示す。 第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第３実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第３実施例に係る変倍光学系の望遠端状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第４実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図であり、（Ｗ）は広角端状態を示し、（Ｍ）は中間焦点距離状態を示し、（Ｔ）は望遠端状態を示す。 第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第４実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 第４実施例に係る変倍光学系の望遠端状態の諸収差図であって、（ａ）は無限遠合焦状態のときの諸収差図であり、（ｂ）は無限遠合焦状態において手振れ補正を行ったときの横収差図である。 上記変倍光学系を搭載するカメラの断面図である。 上記変倍光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。
以下、好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、この第１レンズ群Ｇ１より像側に配置され、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、この第２レンズ群Ｇ２より像側に配置され、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群ＧＶＲｂを有する後続レンズ群ＧＬと、を有して構成されている。また、この変倍光学系ＺＬは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化し、第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群ＧＬとの間隔が変化するように構成されている。このように構成することにより、広画角の変倍光学系を実現することができる。また、後続レンズ群ＧＬに含まれる防振群ＧＶＲｂにより手振れ補正（防振）を行うことで、手振れ補正時の偏心コマ収差の発生および片ボケの発生を抑え、良好な結像性能を実現することができる。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、以下に示す条件式（１）を満足することが望ましい。
５．０００ ＜ ｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜ ＜ １０００．０００ （１）
但し、
ｆ１ＶＲａｗ：防振群ＧＶＲｂより物体側に配置されたレンズの広角端状態における合成焦点距離
ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離
条件式（１）は、明るいＦ値と、球面収差等をはじめとする諸収差の良好な補正とを実現するための条件である。この条件式（１）を満足することで、第１レンズ群Ｇ１及び第２レンズ群Ｇ２で収束光となっているのを、後続レンズ群ＧＬの防振群ＧＶＲｂより物体側のレンズ（以下、「物体側群ＧＶＲａ」と呼ぶ）で平行光束に近づけて防振群ＧＶＲｂに入射させることができるので、防振性能を向上させることができる。条件式（１）の上限値を上回ると、物体側群ＧＶＲａの屈折力(パワー）が強くなりすぎ、この物体側群ＧＶＲａの収差補正が不十分となり、広角端状態で広い画角を得るのが困難となるため好ましくない。なお、この条件式（１）の効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を８０．０００、更に７０．０００とすることがより望ましい。また、条件式（１）の下限値を下回ると、防振群ＧＶＲｂに対して強い収束光が入ることになり、防振時（手振れ補正時）の望遠端側の偏芯コマ、及び、広角端側の片ボケ発生の補正が困難となるため好ましくない。なお、この条件式（１）の効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を６．０００、更に７．０００、更に８．０００とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、防振群ＧＶＲｂは、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズと、を有して構成されていることが望ましい。このように構成することにより、防振群ＧＶＲｂで球面収差、コマ収差を良好に補正することができ、防振性能の向上に寄与することができる。なお、この防振群ＧＶＲｂの構成の効果を確実なものとするために、防振群ＧＶＲｂは、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも２枚の負レンズとで構成することが望ましい。また、防振群ＧＶＲｂを構成する負レンズが１枚より少なくなると、防振群ＧＶＲｂの焦点距離が短くなり、防振時（手振れ補正時）に発生する偏心コマ収差、あるいは、片ボケの発生が増大し、防振時（手振れ補正時）に良好な結像性能を維持できないため好ましくない。
また、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より像側であって、且つ、後続レンズ群ＧＬより物体側に配置されるレンズは、４枚以上であることが望ましい。このように構成することにより、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬの間に配置されたレンズにより、球面収差、コマ収差を良好に補正することができ、防振性能の向上に寄与することができる。また、この構成の効果を確実なものとするために、第１レンズ群Ｇ１より像側であって、且つ、後続レンズ群ＧＬより物体側に配置されるレンズは、５枚以上であることが望ましい。さらに、正の屈折力を有するレンズを５枚以上有することが好ましい。第１レンズ群Ｇ１より像側であって、且つ、後続レンズ群ＧＬより物体側に配置されるレンズ成分が３枚以下になると、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が短くなり、像面湾曲やコマ収差の補正が困難となり、良好な結像性能が実現できない。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、後続レンズ群ＧＬは、防振群ＧＶＲｂと、この防振群ＧＶＲｂの物体側に配置されて負の屈折力を有する物体側群ＧＶＲａと、を有し、以下に示す条件式（２）を満足することが望ましい。
−３０．００ ＜ βａｗ ＜ １０．００ （２）
但し、
βａｗ：広角端状態における物体側群ＧＶＲａの結像倍率
条件式（２）を満足すると、防振群ＧＶＲｂによる像ぶれ補正時に、広角端側での像面のたおれ（片ボケ）、望遠端側での偏心コマ収差等の光学性能の低下が小さいので好ましい。なお、この条件式（２）の効果を確実なものとするために、条件式（２）の下限値を−２５．００、更に−１５．００、更に−１０．００、更に−５．００とすることがより望ましい。また、この条件式（２）の効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を８．００、更に６．００、更に５．００とすることがより望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬとの間にあるレンズ群の少なくとも一部を合焦群ＧＦａとし、合焦時に、合焦群ＧＦａを光軸方向に移動させるように構成することが望ましい。このように構成すると、合焦の際に移動するレンズを小型軽量にすることができ、変倍光学系ＺＬ全系の小型化と、オートフォーカス時のフォーカス速度を高速化できる。また、合焦群ＧＦａは、正の屈折力を有することが望ましい。また、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬとの間にあるレンズが、物体側から順に、正の屈折力を有する前群ＧＦａと、正の屈折力を有する後群ＧＦｂとで構成されて、前群ＧＦａを合焦群とすることが望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、以下に示す条件式（３）を満足することが望ましい。
０．２００ ＜ （−ｆ１）／ｆ２ ＜ ０．７００ （３）
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（３）は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離との比を規定するものである。この条件式（３）を満足することにより、球面収差、コマ収差等の諸収差を良好に補正することができるので好ましい。なお、この条件式（３）の効果を確実なものとするために、条件式（３）の下限値を０．２２０、更に０．２４０、更に０．２６０、更に０．３００、更に０．３５０とすることがより望ましい。また、この条件式（３）の効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を０．６５０、更に０．６００、更に０．５５０、更に０．５００とすることがより望ましい。
なお、以上で説明した条件及び構成は、それぞれが上述した効果を発揮するものであり、全ての条件及び構成を満たすものに限定されることはなく、いずれかの条件又は構成、或いは、いずれかの条件又は構成の組み合わせを満たすものでも、上述した効果を得ることが可能である。
次に、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬを備えた光学機器であるカメラを図１７に基づいて説明する。このカメラ１は、撮影レンズ２として本実施形態に係る変倍光学系ＺＬを備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。本カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、不図示のＯＬＰＦ（Optical low pass filter：光学ローパスフィルタ）を介して撮像部３の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部３に設けられた光電変換素子により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ１に設けられたＥＶＦ（Electronic view finder：電子ビューファインダ）４に表示される。これにより撮影者は、ＥＶＦ４を介して被写体を観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部３により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本実施形態に係る変倍光学系ＺＬを搭載した場合でも、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。
なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
本実施形態では、４群又は５群構成の変倍光学系ＺＬを示したが、以上の構成条件等は、６群、７群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像面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。具体的には、最も像面側に、変倍時又は合焦時に像面に対する位置を固定されたレンズ群を追加した構成が考えられる。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。また、レンズ成分とは、単レンズ又は複数のレンズが接合された接合レンズをいう。
また、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦群としても良い。この場合、合焦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（超音波モータ等の）モータ駆動にも適している。特に、第２レンズ群Ｇ２の少なくとも一部を合焦群とし、その他のレンズは合焦時に像面に対する位置を固定とするのが好ましい。モータにかかる負荷を考慮すると、合焦レンズ群は単レンズから構成するのが好ましい。
また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に直交方向の変位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、手振れによって生じる像ブレを補正する防振群としてもよい。特に、後続レンズ群ＧＬ（第３レンズ群Ｇ３又は第４レンズ群Ｇ４）の少なくとも一部を防振群とするのが好ましい。
また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、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。
開口絞りＳは、後続レンズ群ＧＬ（第３レンズ群Ｇ３又は第４レンズ群Ｇ４）の近傍または中に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用してもよい。
さらに、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。
また、本実施形態の変倍光学系ＺＬは、変倍比が２．０〜３．５倍程度である。
以下、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬの製造方法の概略を、図１８を参照して説明する。まず、各レンズを配置して第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２及び防振群ＧＶＲａを有する後続レンズ群ＧＬをそれぞれ準備し（ステップＳ１００）、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が変化し、第２レンズ群Ｇ２と後続レンズ群ＧＬとの間隔が変化するように配置する（ステップＳ２００）。そして、所定の条件式（例えば、上述した条件式（１））による条件を満足するように配置する（ステップＳ３００）。
具体的には、本実施形態では、例えば図１に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＬ１２、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の非球面負レンズＬ１３、両凹負レンズＬ１４及び両凸正レンズＬ１５を配置して第１レンズ群Ｇ１とし、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２とを接合した接合負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４を配置して第２レンズ群Ｇ２とし、両凸正レンズＬ３１を配置して第３レンズ群Ｇ３とし、両凹負レンズＬ４１、両凹負レンズＬ４２、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４３を配置して後続レンズ群ＧＬである第４レンズ群Ｇ４とし、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５１と両凸正レンズＬ５２とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５３と両凸正レンズＬ５４とを接合した接合正レンズ、及び、両凹負レンズＬ５５と両凸形状の非球面正レンズＬ５６とを接合した接合負レンズを配置して第５レンズ群Ｇ５とする。このようにして準備した各レンズ群を上述した手順で配置して変倍光学系ＺＬを製造する。
以上のような構成とすると、適切なズーム構成と適切な屈折力配置により、手振れ機構を備え、Ｆ値が明るく、広画角を有し、諸収差が良好に補正された変倍光学系ＺＬ、この変倍光学系ＺＬを有する光学機器及び変倍光学系ＺＬの製造方法を提供することができる。
以下、本願の各実施例を、図面に基づいて説明する。なお、図１、図５、図９、及び、図１３は、各実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ４）の構成及び屈折力配分を示す断面図である。また、これらの変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ４の断面図の下部には、広角端状態（Ｗ）から中間焦点距離状態（Ｍ）を経て望遠端状態（Ｔ）に変倍する際の各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４（又はＧ５）の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、高さｙにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐定数をＫとし、ｎ次の非球面係数をＡnとしたとき、以下の式（ａ）で表される。なお、以降の実施例において、「Ｅ−ｎ」は「×１０-n」を示す。
Ｓ（ｙ）＝（ｙ2／ｒ）／｛１＋（１−Ｋ×ｙ2／ｒ2）1/2｝
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 （ａ）
なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に＊印を付している。
［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の構成を示す図である。この変倍光学系ＺＬ１は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する後続レンズ群ＧＬである第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５と、から構成されている。
この変倍光学系ＺＬ１において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１、像側のレンズ面が非球面形状に形成された、メニスカス形状の負レンズＬ１２、像側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面が形成され、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１３、両凹負レンズＬ１４、及び、両凸正レンズＬ１５で構成されている。また、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と両凸正レンズＬ２２とを接合した接合負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４で構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、両凸正レンズＬ３１で構成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凹負レンズＬ４１、両凹負レンズＬ４２、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４３で構成されている。また、第５レンズ群Ｇ５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Ｌ５１と両凸正レンズＬ５２とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５３と両凸正レンズＬ５４とを接合した接合正レンズ、及び、両凹負レンズＬ５５と像側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズＬ５６とを接合した接合負レンズで構成されている。また、開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置されている。この第１実施例では、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬとの間に配置されているレンズ成分は負正正正の４枚である。
この変倍光学系ＺＬ１は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が増大し、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＳとの間隔が増大し、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４との間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少し、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの間隔（後述するバックフォーカス）が増大するように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、開口絞りＳ、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って移動するように構成されている。
また、この変倍光学系ＺＬ１において、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬである第４レンズ群Ｇ４との間にあるレンズは、正の屈折力を有する前群ＧＦａである第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する後群ＧＦｂである第３レンズ群Ｇ３とで構成され、無限遠から近距離物点への合焦は、第２レンズ群Ｇ２全体を合焦群ＧＦａとし、この合焦群ＧＦａを像側に移動させることにより行うように構成されている。
また、この変倍光学系ＺＬ１において、手振れ発生時の像位置の補正（防振）は、後続レンズ群ＧＬである第４レンズ群Ｇ４における両凹負レンズＬ４２、及び、正メニスカスレンズＬ４３を防振群ＧＶＲｂとし、この防振群ＧＶＲｂを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより行う。この防振群ＧＶＲｂは負の屈折力を有している。なお、全系の焦点距離がｆで、防振係数（手振れ発生時の像位置の補正での防振群ＧＶＲｂの移動量に対する結像面での像移動量の比）がＫのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、防振レンズ群Ｇｖｒを（ｆ・ｔａｎθ）／Ｋだけ光軸と直交方向に移動させればよい（以降の実施例においても同様である）。この第１実施例の広角端状態においては、防振係数は−０．２７であり、焦点距離は１４．４０［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．４６［ｍｍ］である。また、この第１実施例の中間焦点距離状態においては、防振係数は−０．２９であり、焦点距離は１７．２３［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．５２［ｍｍ］である。また、この第１実施例の望遠端状態においては、防振係数は−０．３７であり、焦点距離は２７．３９［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．６５［ｍｍ］である。ここで、負の屈折力を有する両凹負レンズＬ４１が物体側群ＧＶＲａに相当する。
以下の表１に、変倍光学系ＺＬ１の諸元の値を掲げる。この表１において、全体諸元に示すｆは全系の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角［°］、Ｙは最大像高、ＴＬは全長、及び、ＢＦはバックフォーカスの値を、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態毎に表している。ここで、全長ＴＬは、無限遠合焦時の最も物体側のレンズ面（第１面）から像面Ｉまでの光軸上の距離を示している。また、バックフォーカスＢＦは、無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面（第３６面）から像面Ｉまでの光軸上の距離（空気換算長）を示している。また、レンズデータにおける第１欄ｍは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序（面番号）を、第２欄ｒは、各レンズ面の曲率半径を、第３欄ｄは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（面間隔）を、第４欄ｎｄ及び第５欄νｄは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率及びアッベ数を示している。また、曲率半径0.00000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。なお、レンズ群焦点距離は各レンズ群の始面の面番号と焦点距離を示している。
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
（表１）第１実施例
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 14.40 〜 17.23 〜 27.39
ＦＮｏ ＝ 2.91 〜 2.89 〜 2.89
ω［°］ ＝ 57.5 〜 51.6 〜 37.5
Ｙ ＝ 21.60 〜 21.60 〜 21.60
ＴＬ ＝ 207.441 〜 200.685 〜 194.082
ＢＦ ＝ 38.105 〜 40.845 〜 53.650
ＢＦ（空気換算長）＝ 38.105 〜 40.845 〜 53.650

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 55.00000 3.000 1.80400 46.6
2 33.50000 10.427
3 51.62844 2.800 1.74389 49.5
4* 20.67504 14.000
5 200.00000 1.900 1.74100 52.7
6 45.64422 0.200 1.56093 36.6
7* 50.13418 10.179
8 -75.13583 2.000 1.59319 67.9
9 550.33482 0.200
10 67.70943 5.778 1.88300 40.8
11 -402.55306 D11
12 177.49958 1.150 1.77250 49.6
13 30.49583 5.835 1.48749 70.4
14 -230.74721 0.200
15 149.51579 2.030 1.48749 70.4
16 3489.21250 0.200
17 70.18794 2.622 1.77250 49.6
18 414.22996 D18
19 263.50107 3.241 1.43700 95.1
20 -57.92782 D20
21 0.00000 D21 開口絞りＳ
22 -59.84186 1.150 1.59349 67.0
23 1425.54440 2.500
24 -91.74637 1.150 1.69680 55.5
25 57.64649 0.239
26 59.91277 2.700 1.90200 25.3
27 995.42001 D27
28 30.00000 1.728 1.74100 52.7
29 21.96258 8.500 1.49782 82.5
30 -102.29375 1.365
31 37.40001 1.150 1.81600 46.6
32 19.57636 10.175 1.55332 71.7
33 -44.35841 1.026
34 -42.75639 1.150 1.90265 35.7
35 42.01112 6.189 1.59319 67.9
36* -50.95836 BF
像面 ∞

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 -28.82
第２レンズ群 12 103.32
第３レンズ群 19 109.00
第４レンズ群 22 -62.73
第５レンズ群 28 43.95
この変倍光学系ＺＬ１において、第４面、第７面及び第３６面は非球面形状に形成されている。次の表２に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
（表２）
［非球面データ］
ｍ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
4 -2.46000e-02 7.88053e-07 3.76444e-09 1.16470e-12 0.00000e+00
7 4.36800e-01 5.36445e-06 -5.62569e-09 2.32198e-12 0.00000e+00
36 1.26020e+00 8.86603e-06 3.65812e-09 0.00000e+00 0.00000e+00
この変倍光学系ＺＬ１において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔Ｄ１８、第３レンズ群Ｇ３と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ２０、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔Ｄ２１、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔Ｄ２７、及び、バックフォーカスＢＦは、上述したように、変倍に際して変化する。次の表３に、無限遠合焦状態での広角端状態（Ｗ）、中間焦点距離状態（Ｍ）及び望遠端状態（Ｔ）の各焦点距離状態における可変間隔を示す。なお、Ｄ０は変倍光学系ＺＬ１の最も物体側の面（第１面）から物体までの距離を示し、ｆは焦点距離を示す（以降の実施例においても同様である）。
（表３）
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
Ｄ０ ∞ ∞ ∞
ｆ 14.40 17.23 27.39
Ｄ１１ 32.973 21.896 1.300
Ｄ１８ 9.159 10.341 14.876
Ｄ２０ 2.000 5.151 14.545
Ｄ２１ 2.660 3.799 3.225
Ｄ２７ 17.759 13.867 1.700
ＢＦ 38.105 40.845 53.650
次の表４に、この変倍光学系ＺＬ１における各条件式対応値を示す。この表４において、ｆ１ＶＲａｗは防振群ＧＶＲｂより物体側に配置されたレンズの広角端状態における合成焦点距離を、ｆｗは広角端状態における全系の焦点距離を、βａｗは広角端状態における物体側群ＧＶＲａの結像倍率を、ｆ１は第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を、ｆ２は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をそれぞれ表している。この符号の説明は、以降の実施例においても同様である。
（表４）
ｆ１ＶＲａｗ＝-562.587

[条件式対応値]
（１）｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜＝39.069
（２）βａｗ＝-19.194
（３）（−ｆ１）／ｆ２＝0.279
このように、この変倍光学系ＺＬ１は、上記条件式（１）〜（２）を全て満足している。
この変倍光学系ＺＬ１の、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及び横収差図を図２（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）に示し、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときの横収差図を図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高をそれぞれ示す。なお、球面収差図では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それぞれ示し、横収差図では各像高の値を示す。ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。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。また、以降に示す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。これらの各収差図より、この変倍光学系ＺＬ１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ていることがわかる。
［第２実施例］
図５は、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の構成を示す図である。この変倍光学系ＺＬ２は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する後続レンズ群ＧＬである第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。
この変倍光学系ＺＬ２において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１、像側のレンズ面が非球面形状に形成され、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２、像側のレンズ面が非球面形状に形成され、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１３、両凹負レンズＬ１４、及び、両凸正レンズＬ１５で構成されている。また、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と両凸正レンズＬ２２とを接合した接合負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３、及び、両凸正レンズＬ２４で構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１、及び、両凹負レンズＬ３２と両凸正レンズＬ３３とを接合した接合負レンズで構成されている。また、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メニスカスレンズＬ４１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４３と両凸正レンズＬ４４とを接合した接合正レンズ、及び、両凹負レンズＬ４５と像側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズＬ４６とを接合した接合負レンズで構成されている。また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。この第２実施例では、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬとの間に配置されているレンズ成分は負正正の３枚である。
この変倍光学系ＺＬ２は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間隔が増大し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間隔（後述するバックフォーカス）が増大するように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動するように構成されている。
また、この変倍光学系ＺＬ２において、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬである第３レンズ群Ｇ３との間にあるレンズは第２レンズ群Ｇ２であり、この第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負メニスカスレンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２とを接合した接合負レンズ、及び、正メニスカスレンズＬ２３で構成され、正の屈折力を有する前群ＧＦａと、両凸正レンズＬ２４で構成され、正の屈折力を有する後群ＧＦｂとを有し、無限遠から近距離物点への合焦は、第２レンズ群Ｇ２のうち、前群ＧＦａを合焦群として像側に移動させることにより行うように構成されている。
また、この変倍光学系ＺＬ２において、手振れ発生時の像位置の補正（防振）は、後続レンズ群ＧＬである第３レンズ群Ｇ３における両凹負レンズＬ３２と両凸正レンズＬ３３とを接合した接合負レンズを防振群ＧＶＲｂとし、この防振群ＧＶＲｂを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより行う。この防振群ＧＶＲｂは負の屈折力を有している。この第２実施例の広角端状態においては、防振係数は−０．３２であり、焦点距離は１４．４０［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．３９［ｍｍ］である。また、この第２実施例の中間焦点距離状態においては、防振係数は−０．３４であり、焦点距離は１７．５２［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．４５［ｍｍ］である。また、この第２実施例の望遠端状態においては、防振係数は−０．４３であり、焦点距離は２７．４０［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．５５［ｍｍ］である。ここで、負の屈折力を有する負メニスカスレンズＬ３１が物体側群ＧＶＲａに相当する。
以下の表５に、変倍光学系ＺＬ２の諸元の値を掲げる。
（表５）第２実施例
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 14.40 〜 17.52 〜 27.40
ＦＮｏ ＝ 2.91 〜 2.92 〜 2.89
ω［°］ ＝ 57.5 〜 50.9 〜 37.5
Ｙ ＝ 21.60 〜 21.60 〜 21.60
ＴＬ ＝ 198.658 〜 190.438 〜 179.318
ＢＦ ＝ 38.136 〜 41.168 〜 54.038
ＢＦ（空気換算長）＝ 38.136 〜 41.168 〜 54.038

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 60.00007 3.000 1.80400 46.6
2 32.99999 8.000
3 43.66262 2.800 1.69350 53.2
4* 21.77326 10.000
5 66.75791 1.900 1.74100 52.7
6* 35.89476 11.677
7 -102.20375 2.000 1.61800 63.4
8 68.44125 3.953
9 57.59931 5.905 1.88300 40.8
10 -8353.97890 D10
11 86.93551 1.150 1.81600 46.6
12 30.24772 4.604 1.48749 70.4
13 -635.62903 0.200
14 68.69195 2.462 1.77250 49.6
15 721.76917 8.778
16 1048.37080 2.410 1.59349 67.0
17 -78.39834 D17
18 0.00000 D18 開口絞りＳ
19 -96.51685 1.150 1.59349 67.0
20 -4313.74880 2.500
21 -77.26639 1.150 1.72916 54.7
22 97.91601 2.373 1.80809 22.8
23 -388.14126 D23
24 30.00000 2.856 1.74100 52.7
25 22.73754 5.338 1.49782 82.5
26 155.18278 0.400
27 30.41105 1.150 1.81600 46.6
28 19.08159 9.044 1.55332 71.7
29 -68.93485 0.200
30 -508.10216 1.150 1.90265 35.7
31 22.37987 6.933 1.59319 67.9
32* -96.52428 BF
像面 ∞

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 -28.80
第２レンズ群 11 59.73
第３レンズ群 19 -79.26
第４レンズ群 24 44.90
この変倍光学系ＺＬ２において、第４面、第６面及び第３２面は非球面形状に形成されている。次の表６に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
（表６）
［非球面データ］
ｍ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
4 3.43000e-02 -3.51269e-07 -1.01786e-09 9.51759e-14 0.00000e+00
6 -3.91000e-02 6.73249e-06 2.01986e-09 0.00000e+00 0.00000e+00
32 -1.68440e+00 1.12313e-05 1.05750e-08 0.00000e+00 0.00000e+00
この変倍光学系ＺＬ２において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１０、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ１７、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔Ｄ１８、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔Ｄ２３、及び、バックフォーカスＢＦは、上述したように、変倍に際して変化する。次の表７に、無限遠合焦状態での広角端状態（Ｗ）、中間焦点距離状態（Ｍ）及び望遠端状態（Ｔ）の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
（表７）
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
Ｄ０ ∞ ∞ ∞
ｆ 14.40 17.52 27.40
Ｄ１０ 35.272 23.314 2.681
Ｄ１７ 2.000 5.735 14.889
Ｄ１８ 2.406 4.300 2.725
Ｄ２３ 17.760 12.837 1.900
ＢＦ 38.136 41.168 54.038
次の表８に、この変倍光学系ＺＬ２における各条件式対応値を示す。
（表８）
ｆ１ＶＲａｗ＝126.415

[条件式対応値]
（１）｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜＝8.779
（２）βａｗ＝3.635
（３）（−ｆ１）／ｆ２＝0.482
このように、この変倍光学系ＺＬ２は、上記条件式（１）〜（２）を全て満足している。
この変倍光学系ＺＬ２の、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及び横収差図を図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）に示し、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときの横収差図を図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示す。これらの各収差図より、この変倍光学系ＺＬ２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ていることがわかる。
［第３実施例］
図９は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の構成を示す図である。この変倍光学系ＺＬ３は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する後続レンズ群ＧＬである第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。
この変倍光学系ＺＬ３において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１、像側のレンズ面が非球面形状に形成され、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１２、像側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面が形成され、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズＬ１３、両凹負レンズＬ１４、及び、両凸正レンズＬ１５で構成されている。また、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と両凸正レンズＬ２２とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３、及び、両凸正レンズＬ２４で構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１、及び、両凹負レンズＬ３２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３とを接合した接合負レンズで構成されている。また、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メニスカスレンズＬ４１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４３と両凸正レンズＬ４４とを接合した接合正レンズ、及び、両凹負レンズＬ４５と像側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズＬ４６とで構成されている。また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。この第３実施例では、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬとの間に配置されているレンズ成分は正正正の３枚である。
この変倍光学系ＺＬ３は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間隔が増大し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間隔（後述するバックフォーカス）が増大するように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動するように構成されている。
また、この変倍光学系ＺＬ３において、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬである第３レンズ群Ｇ３との間にあるレンズは第２レンズ群Ｇ２であり、この第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負メニスカスレンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２とを接合した接合正レンズ、及び、正メニスカスレンズＬ２３で構成され、正の屈折力を有する前群ＧＦａと、両凸正レンズＬ２４で構成され、正の屈折力を有する後群ＧＦｂとを有し、無限遠から近距離物点への合焦は、第２レンズ群Ｇ２のうち、前群ＧＦａを合焦群として像側に移動させることにより行うように構成されている。
また、この変倍光学系ＺＬ３において、手振れ発生時の像位置の補正（防振）は、後続レンズ群ＧＬである第３レンズ群Ｇ３における両凹負レンズＬ３２と正メニスカスレンズＬ３３とを接合した接合負レンズを防振群ＧＶＲｂとし、この防振群ＧＶＲｂを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより行う。この防振群ＧＶＲｂは負の屈折力を有している。この第３実施例の広角端状態においては、防振係数は−０．２９であり、焦点距離は１４．４０［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．４３［ｍｍ］である。また、この第３実施例の中間焦点距離状態においては、防振係数は−０．３０であり、焦点距離は１７．００［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．４９［ｍｍ］である。また、この第３実施例の望遠端状態においては、防振係数は−０．３９であり、焦点距離は２７．４０［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．６２［ｍｍ］である。ここで、負の屈折力を有する負メニスカスレンズＬ３１が物体側群ＧＶＲａに相当する。
以下の表９に、変倍光学系ＺＬ３の諸元の値を掲げる。
（表９）第３実施例
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 14.40 〜 17.00 〜 27.40
ＦＮｏ ＝ 2.90 〜 2.91 〜 2.91
ω［°］ ＝ 57.5 〜 51.9 〜 37.5
Ｙ ＝ 21.60 〜 21.60 〜 21.60
ＴＬ ＝ 200.708 〜 193.728 〜 180.303
ＢＦ ＝ 38.131 〜 40.536 〜 54.226
ＢＦ（空気換算長）＝ 38.131 〜 40.536 〜 54.226

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 57.00000 3.000 1.80400 46.6
2 33.50000 8.000
3 44.32444 2.800 1.74389 49.5
4* 20.56616 14.000
5 116.70614 1.900 1.74100 52.7
6 42.67501 0.200 1.56093 36.6
7* 44.45109 10.915
8 -78.51969 2.000 1.59319 67.9
9 192.14467 1.855
10 66.46240 5.433 1.90265 35.7
11 -1079.18540 D11
12 98.22853 1.150 1.81600 46.6
13 30.82561 4.765 1.48749 70.4
14 -209.88034 0.200
15 65.38068 2.237 1.77250 49.6
16 219.70389 9.164
17 432.66920 2.537 1.59349 67.0
18 -77.14457 D18
19 0.00000 D19 開口絞りＳ
20 -92.08988 1.150 1.59349 67.0
21 -1802.18800 2.500
22 -92.45942 1.150 1.69680 55.5
23 89.65294 2.196 1.90200 25.3
24 1874.55510 D24
25 30.00000 4.000 1.74100 52.7
26 22.20799 5.690 1.49782 82.5
27 150.16612 0.400
28 31.66090 1.150 1.81600 46.6
29 19.23435 8.997 1.55332 71.7
30 -57.96347 0.200
31 -193.93343 1.150 1.90265 35.7
32 26.06045 6.185 1.59319 67.9
33* -93.12648 BF
像面 ∞

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 -28.81
第２レンズ群 12 60.48
第３レンズ群 20 -83.71
第４レンズ群 25 46.09
この変倍光学系ＺＬ３において、第４面、第７面及び第３３面は非球面形状に形成されている。次の表１０に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
（表１０）
［非球面データ］
ｍ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
4 4.73000e-02 2.13716e-06 1.80496e-09 2.35690e-12 0.00000e+00
7 -5.14900e-01 6.13782e-06 -1.61401e-09 0.00000e+00 0.00000e+00
33 -3.00000e+00 1.14512e-05 1.10533e-08 0.00000e+00 0.00000e+00
この変倍光学系ＺＬ３において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１１、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ１８、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔Ｄ１９、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔Ｄ２４、及び、バックフォーカスＢＦは、上述したように、変倍に際して変化する。次の表１１に、無限遠合焦状態での広角端状態（Ｗ）、中間焦点距離状態（Ｍ）及び望遠端状態（Ｔ）の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
（表１１）
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
Ｄ０ ∞ ∞ ∞
ｆ 14.40 17.00 27.40
Ｄ１１ 35.243 24.867 1.700
Ｄ１８ 2.000 5.397 15.138
Ｄ１９ 2.445 4.222 2.415
Ｄ２４ 17.965 13.782 1.900
ＢＦ 38.131 40.536 54.226
次の表１２に、この変倍光学系ＺＬ３における各条件式対応値を示す。
（表１２）
ｆ１ＶＲａｗ＝137.512

[条件式対応値]
（１）｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜＝9.549
（２）βａｗ＝3.972
（３）（−ｆ１）／ｆ２＝0.476
このように、この変倍光学系ＺＬ３は、上記条件式（１）〜（２）を全て満足している。
この変倍光学系ＺＬ３の、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及び横収差図を図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）に示し、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときの横収差図を図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）に示す。これらの各収差図より、この変倍光学系ＺＬ３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ていることがわかる。
［第４実施例］
図１３は、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の構成を示す図である。この変倍光学系ＺＬ４は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する後続レンズ群ＧＬである第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。
この変倍光学系ＺＬ４において、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１、像側のレンズ面が非球面形状に形成された、メニスカス形状の負レンズＬ１２、像側のレンズ面が非球面形状に形成された、メニスカス形状の負レンズＬ１３、両凹負レンズＬ１４、及び、両凸正レンズＬ１５で構成されている。また、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と両凸正レンズＬ２２とを接合した接合正レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４で構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３１、両凹負レンズＬ３２、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３３で構成されている。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２と両凸正レンズＬ４３とを接合した接合正レンズ、及び、両凹負レンズＬ４４と像側のレンズ面が非球面形状に形成された両凸形状の正レンズＬ４５で構成されている。また、開口絞りＳは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に配置されている。この第４実施例では、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬとの間に配置されているレンズ成分は正正負の３枚である。
この変倍光学系ＺＬ４は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が減少し、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの間隔が増大し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔が変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と像面Ｉとの間隔（後述するバックフォーカス）が増大するように、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、開口絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４が光軸に沿って移動するように構成されている。
また、この変倍光学系ＺＬ４において、第１レンズ群Ｇ１と後続レンズ群ＧＬである第３レンズ群Ｇ３との間にあるレンズは第２レンズ群Ｇ２であり、この第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負メニスカスレンズＬ２１と両凸正レンズＬ２２とを接合した接合正レンズ、及び、正メニスカスレンズＬ２３で構成され、正の屈折力を有する前群ＧＦａと、正メニスカスレンズＬ２４で構成され、正の屈折力を有する後群ＧＦｂとを有し、無限遠から近距離物点への合焦は、第２レンズ群Ｇ２のうち、前群ＧＦａを合焦群として像側に移動させることにより行うように構成されている。
また、この変倍光学系ＺＬ４において、手振れ発生時の像位置の補正（防振）は、後続レンズ群ＧＬである第３レンズ群Ｇ３における両凹負レンズＬ３２及び正メニスカスレンズＬ３３を防振群ＧＶＲｂとし、この防振群ＧＶＲｂを光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動させることにより行う。この防振群ＧＶＲｂは負の屈折力を有している。この第４実施例の広角端状態においては、防振係数は−０．３２であり、焦点距離は１４．４０［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．３９［ｍｍ］である。また、この第４実施例の中間焦点距離状態においては、防振係数は−０．３４であり、焦点距離は１７．０１［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．４４［ｍｍ］である。また、この第４実施例の望遠端状態においては、防振係数は−０．４３であり、焦点距離は２７．４０［ｍｍ］であるので、０．５０°の回転ぶれを補正するための防振群ＧＶＲｂの移動量は−０．５６［ｍｍ］である。ここで、負の屈折力を有する負メニスカスレンズＬ３１が物体側群ＧＶＲａに相当する。
以下の表１３に、変倍光学系ＺＬ４の諸元の値を掲げる。
（表１３）第４実施例
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 14.40 〜 17.01 〜 27.40
ＦＮｏ ＝ 2.92 〜 2.91 〜 2.92
ω［°］ ＝ 57.5 〜 51.9 〜 37.5
Ｙ ＝ 21.60 〜 21.60 〜 21.60
ＴＬ ＝ 198.804 〜 191.240 〜 179.307
ＢＦ ＝ 38.139 〜 40.784 〜 54.434
ＢＦ（空気換算長）＝ 38.139 〜 40.784 〜 54.434

［レンズデータ］
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1 60.00000 3.000 1.80400 46.6
2 33.00000 7.275
3 41.80774 2.800 1.69350 53.2
4* 22.41099 8.629
5 65.63490 1.900 1.74100 52.7
6* 33.83467 13.874
7 -79.77665 2.000 1.59319 67.9
8 59.40503 4.000
9 57.71052 6.283 1.88300 40.8
10 -624.68766 D10
11 88.00189 1.150 1.77250 49.6
12 28.92756 5.218 1.48749 70.4
13 -237.39954 0.200
14 62.41514 2.570 1.59349 67.0
15 436.07106 7.583
16 -660.09319 2.088 1.77250 49.6
17 -89.22600 D17
18 0.00000 D18 開口絞りＳ
19 -61.76466 1.150 1.67790 55.4
20 -91.96957 2.500
21 -127.44790 1.150 1.72916 54.7
22 82.89939 1.024
23 76.38005 2.134 1.84666 23.8
24 284.40987 D24
25* 32.48939 4.642 1.55332 71.7
26 -824.47129 0.600
27 32.14197 1.150 1.81600 46.6
28 18.55000 9.230 1.49700 81.6
29 -43.54574 0.200
30 -56.26075 1.150 1.88300 40.8
31 23.24938 7.318 1.59319 67.9
32* -55.62584 D32
像面 ∞

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 -28.80
第２レンズ群 11 62.81
第３レンズ群 19 -100.62
第４レンズ群 25 48.29
この変倍光学系ＺＬ４において、第４面、第６面、第２５面及び第３２面は非球面形状に形成されている。次の表１４に、非球面のデータ、すなわち円錐定数Ｋ及び各非球面定数Ａ4〜Ａ10の値を示す。
（表１４）
［非球面データ］
ｍ Ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
4 1.24900e-01 -3.97515e-06 -3.16906e-09 1.82067e-12 0.00000e+00
6 1.15510e+00 5.92900e-06 1.43820e-09 0.00000e+00 0.00000e+00
25 4.93200e-01 2.95700e-06 0.00000e+00 0.00000e+00 0.00000e+00
32 7.81000e-01 1.02310e-05 8.43261e-09 0.00000e+00 0.00000e+00
この変倍光学系ＺＬ４において、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔Ｄ１０、第２レンズ群Ｇ２と開口絞りＳとの軸上空気間隔Ｄ１７、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔Ｄ１８、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔Ｄ２４、及び、バックフォーカスＢＦは、上述したように、変倍に際して変化する。次の表１５に、無限遠合焦状態での広角端状態（Ｗ）、中間焦点距離状態（Ｍ）及び望遠端状態（Ｔ）の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
（表１５）
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
Ｄ０ ∞ ∞ ∞
ｆ 14.40 17.01 27.40
Ｄ１０ 36.783 25.663 1.700
Ｄ１７ 2.000 5.556 17.491
Ｄ１８ 2.687 4.408 3.164
Ｄ２４ 18.377 14.010 1.700
ＢＦ 38.139 40.784 54.434
次の表１６に、この変倍光学系ＺＬ４における各条件式対応値を示す。
（表１６）
ｆ１ＶＲａｗ＝70.544

[条件式対応値]
（１）｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜＝4.899
（２）βａｗ＝1.907
（３）（−ｆ１）／ｆ２＝0.459
このように、この変倍光学系ＺＬ４は、上記条件式（１）〜（２）を全て満足している。
この変倍光学系ＺＬ４の、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及び横収差図を図１４（ａ）、図１５（ａ）、図１６（ａ）に示し、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときの横収差図を図１４（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）に示す。これらの各収差図より、この変倍光学系ＺＬ４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ていることがわかる。
ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ４） 変倍光学系
Ｇ１ 第１レンズ群 Ｇ２ 第２レンズ群
ＧＬ 後続レンズ群 ＧＶＲａ 物体側群 ＧＶＲｂ 防振群
ＧＦ 合焦群 １ カメラ（光学機器）

Claims (9)

  1. 負の屈折力を有する第１レンズ群と、
    前記第１レンズ群より像側に配置され、正の屈折力を有する第２レンズ群と、
    前記第２レンズ群より像側に配置され、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群を有する後続レンズ群と、を有し、
    広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化し、
    次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
    ５．０００ ＜ ｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜ ＜ １０００．０００
    但し、
    ｆ１ＶＲａｗ：前記防振群より物体側に配置されたレンズの広角端状態における合成焦点距離
    ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離
  2. 前記防振群は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズと、を有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
  3. 前記第１レンズ群より像側であって、且つ、前記後続レンズ群より物体側に配置されるレンズは、４枚以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の変倍光学系。
  4. 前記後続レンズ群は、前記防振群と、前記防振群の物体側に配置されて負の屈折力を有する物体側群と、を有し、
    次式の条件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。
    −３０．００ ＜ βａｗ ＜ １０．００
    但し、
    βａｗ：広角端状態における前記物体側群の結像倍率
  5. 前記第１レンズ群と前記後続レンズ群との間にあるレンズ群の少なくとも一部を合焦群とし、
    合焦時に、前記合焦群を光軸方向に移動させ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。
  6. 前記合焦群は、正の屈折力を有することを特徴とする請求項５に記載の変倍光学系。
  7. 次式の条件を満足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。
    ０．２００ ＜ （−ｆ１）／ｆ２ ＜ ０．７００
    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
  8. 請求項１〜７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機器。
  9. 負の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群より像側に配置され、正の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第２レンズ群より像側に配置され、光軸と直交する方向の変位成分を持つように移動する防振群を有する後続レンズ群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、
    広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記後続レンズ群との間隔が変化するように配置し、
    次式の条件を満足するように配置することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
    ５．０００ ＜ ｜ｆ１ＶＲａｗ／ｆｗ｜ ＜ １０００．０００
    但し、
    ｆ１ＶＲａｗ：前記防振群より物体側に配置されたレンズの広角端状態における合成焦点距離
    ｆｗ：広角端状態における全系の焦点距離
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