JP5354345B2 - 変倍光学系、この変倍光学系を備えた光学機器 - Google Patents
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Description
本発明は、変倍光学系、この変倍光学系を備えた光学機器に関する。
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を参照）。また近年、上記のような写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した変倍光学系に対しては、光学性能を損なう要因の一つであるゴーストやフレアに関する要求も厳しさを増しており、そのためレンズ面に施される反射防止膜にもより高い性能が要求され、要求に応えるべく多層膜設計技術や多層膜成膜技術も進歩を続けている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００６−２０１５２４号公報
特開２０００−３５６７０４号公報
従来、変倍光学系に対しては、より高画質化を図るため、手ぶれ補正機構を備えることが望まれている。また、これに加えて、従来の変倍光学系では、光学面から光学性能に影響を与えるゴーストやフレアとなる反射光が発生しやすいという問題もあった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、手ぶれ補正機構を備えつつ、ゴースト、フレアをより低減させることができる高い光学性能を備えた変倍光学系、この変倍光学系を備えた光学機器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、第１の本発明に係る変倍光学系は、物体側から順に並んだ、第１レンズ群〜第ｎレンズ群（ｎ＝５）からなり、前記第１レンズ群は正の屈折力を有し、変倍に際し、各レンズ群間隔が変化するとともに、前記第１レンズ群と前記第ｎレンズ群とが固定されており、合焦に際し、前記第２レンズ群と前記第（ｎ−１）レンズ群との間に配置された少なくとも一つのレンズ群が移動し、前記第ｎレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交方向の成分を持つように移動するとともに、前記第ｎレンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜を設け、前記反射防止膜は、複数層から構成され、そのうちの少なくとも１層がウェットプロセスにより形成され、前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、ｄ線に対する屈折率をｎｄとしたとき、次式ｎｄ≦１．３０の条件を満足する。
なお、第１の本発明に係る変倍光学系は、前記第（ｎ−１）レンズ群の焦点距離をｆＧn-1とし、全系の焦点距離をｆｗとしたとき、次式０．５＜｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＜５．０の条件を満足することが好ましい。
第２の本発明に係る変倍光学系は、物体側より順に並んだ、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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、変倍に際し、各レンズ群間隔が変化するとともに、前記第１レンズ群は固定されており、合焦に際し、前記第３レンズ群が移動し、前記第５レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交方向の成分を持つように移動するとともに、前記第５レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜を設け、前記反射防止膜は、複数層から構成され、そのうちの少なくとも１層がウェットプロセスにより形成され、前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、ｄ線に対する屈折率をｎｄとしたとき、次式ｎｄ≦１．３０の条件を満足する。
また、上記の変倍光学系において、前記反射防止膜は多層膜であり、前記多層膜の最表面層は、前記ウェットプロセスを用いて形成された層であることが好ましい。
また、上記の変倍光学系において、変倍に際し、前記第５レンズ群は固定されていることが好ましい。
また、第２の本発明に係る変倍光学系において、前記第４レンズ群の焦点距離をｆＧn-1とし、全系の焦点距離をｆｗとしたとき、次式０．５＜｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＜５．０の条件を満足することが好ましい。
また、上記の変倍光学系において、前記第４レンズ群は、１つのレンズ成分からなることが好ましい。
また、上記の変倍光学系において、前記第４レンズ群は、１つの負メニスカスレンズからなることが好ましい。
また、本発明に係る光学機器（本実施形態では電子スチルカメラ１）は、上記変倍光学系のいずれかを備える。
本発明によれば、手ぶれ補正機構を備えつつ、ゴースト、フレアをより低減させることができる高い光学性能を備えた変倍光学系、この変倍光学系を備えた光学機器を提供することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る変倍光学系は、物体側から順に並んだ、第１レンズ群〜第ｎレンズ群（ｎ≧５）を有して構成される。なお、本実施形態において、レンズ群は５群構成であり（ｎ＝５）、第ｎレンズ群Ｇｎは第５レンズ群Ｇ５を示す。
よって、本変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１）は、図１に示すように、物体側から順に第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５を、具体的には、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Ｇ５とを有して構成される。この構成により、鏡筒全体の小型化が達成できる。
本実施形態において、変倍光学系ＺＬは、変倍に際して、すなわち広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１が固定されていることが好ましい。この構成により、ズーム機構の簡略化に有利となる。
また、変倍光学系ＺＬは、変倍に際し、すなわち広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第５レンズ群Ｇ５は固定されていることが好ましい。この構成により、変倍光学系ＺＬのズーム機構を簡略化することができる。なお、第５レンズ群Ｇ５中又は第５レンズ群Ｇ５の近傍に開口絞りＳを配置し、上記のように広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第５レンズ群Ｇ５とともに開口絞りＳを固定とすることにより、Ｆナンバーを一定とすることができる。
もしくは、変倍光学系ＺＬは、変倍に際し、すなわち広角端状態から望遠端状態までレンズ位置状態が変化する際に、第１レンズ群Ｇ１と第ｎレンズ群Ｇｎ（本実施形態においては第５レンズ群Ｇ５）とが固定されていることが好ましい。この構成により、変倍光学系ＺＬの全長を一定に保つことができる。
また、変倍光学系ＺＬは、遠距離物体から近距離物体への合焦に際し、第２レンズ群Ｇ２と第（ｎ−１）レンズ群Ｇn-1との間に配置された、少なくとも一つのレンズ群（本実施形態においては第３レンズ群Ｇ３）を移動させることが好ましい。このようなレンズ群は、他のレンズ群に比べてレンズ枚数が少なく且つ外径が小さく合焦を行うのに適している。この構成により、合焦による全長変化もなく、近距離物体撮影時にも良好な光学性能を得ることができる。
また、変倍光学系ＺＬは、第ｎレンズ群Ｇｎ（本実施形態においては第５レンズ群Ｇ５）の少なくとも一部を光軸と直交方向の成分を持つように移動させて、手振れ補正を行うことが好ましい。この構成により、手振れ補正機構の小型化・軽量化を図ることができる。なお、光軸と直交方向の成分を持つような移動とは、光軸に対して直交方向に移動する他、光軸に対して斜め方向に移動したり、光軸上の一点を回転中心として揺動したりすることも含まれる。
また、変倍光学系ＺＬは、第ｎレンズ群Ｇｎ（本実施形態においては第５レンズ群Ｇ５）における光学面のうち少なくとも１面に、ウェットプロセスを用いて形成された層を少なくとも１層含んだ反射防止膜が施されている。本変倍光学系ＺＬに施される反射防止膜は多層膜であり、この多層膜の最表面層はウェットプロセスを用いて形成された層であることが好ましい。この構成により、空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより小さくすることが可能になり、ゴーストやフレアをさらに低減させることができる。
なお、変倍光学系ＺＬでは、ウェットプロセスを用いて形成された層のｄ線（波長587.6nm）における屈折率をｎｄとしたとき、次式ｎｄ≦１．３０の条件を満足することが好ましい。この条件式を満足することで、空気との屈折率差を小さくすることができるため、光の反射をより小さくすることが可能になり、ゴーストやフレアをさらに低減させることができる。
また、反射防止膜は、ウェットプロセスに限らず、（ドライプロセス等により）屈折率が１．３０以下となる層を少なくとも１層含むようにしてもよい。このように構成しても、ウェットプロセスを用いた場合と同様の効果を得ることができる。なおこの時、屈折率が１．３０以下になる層は、多層膜を構成する層のうち最表面層であることが望ましい。
また、上記のように変倍光学系ＺＬが第１レンズ群Ｇ１〜第ｎレンズ群Ｇｎを有する場合、第（ｎ−１）レンズ群Ｇn-1の焦点距離をｆＧn-1とし、全系の焦点距離をｆｗとしたとき、次式（１）を満足することが好ましい。なお、本実施形態においては、上記のようにレンズ群が５群構成であるため（ｎ＝５）、第（ｎ−１）レンズ群Ｇn-1は第４レンズ群Ｇ４を示し、焦点距離ｆＧn-1は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離を示す。
０．５＜｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＜５．０ …（１）
上記条件式（１）は、本変倍光学系ＺＬ全系の焦点距離に対する、第（ｎ−１）レンズ群Ｇn-1（本実施形態では第４レンズ群Ｇ４）の焦点距離を規定するものである。この条件式（１）の上限値を上回ると、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が弱くなり、変倍における球面収差の変動を抑えることが困難となるため好ましくない。反対に、条件式（１）の下限値を下回ると、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が強くなり、色収差の補正が困難となる。また、製造誤差による偏心で発生する偏心コマ収差の量が多くなるため好ましくない。
なお、条件式（１）の上限値を３．５とすることが好ましい。また、下限値を１．５とすることが好ましい。この構成により、本実施形態の効果をより確実なものにすることができる。
また、変倍光学系ＺＬにおいて、第４レンズ群Ｇ４は、１つのレンズ成分からなることが好ましい。この構成により、製造誤差による偏心で発生する偏心コマ収差や像面のタオレを緩和することができる。
また、この場合、第４レンズＧ４群は、１つの負メニスカスレンズからなることが好ましい。この構成により、望遠端状態における球面収差と色収差を効果的に補正することができる。
図１７及び図１８に、上記の変倍光学系ＺＬを備えた光学機器として、電子スチルカメラ１（以後、単にカメラと記す）の構成を示す。このカメラ１は、不図示の電源ボタンを押すと撮影レンズ（変倍光学系ＺＬ）の不図示のシャッタが開放され、変倍光学系ＺＬで不図示の被写体からの光が集光され、像面Ｉに配置された撮像素子Ｃ（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）に結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、カメラ１の背後に配置された液晶モニター２に表示される。撮影者は、液晶モニター２を見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズボタン３を押し下げ被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。
このカメラ１には、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部４、変倍光学系ＺＬを広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）にズーミングする際のワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）ボタン５、及び、カメラ１の種々の条件設定等に使用するファンクションボタン６等が配置されている。なお、このカメラ１は、ハーフミラー、焦点板、ペンタプリズム、接眼光学系などを備える、いわゆる一眼レフカメラとしてもよい。また、変倍光学系ＺＬは、一眼レフカメラに着脱可能な交換レンズに備えられるものとしてもよい。
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。
本実施形態においては５群構成の変倍光学系ＺＬを示したが、これに限定されず、６群、７群等の他の群構成にも適用可能である。具体的には、最も物体側に正の屈折力を有する少なくとも１つのレンズを追加した構成や、最も像側に正の屈折力または負の屈折力を有する少なくとも１つのレンズを追加した構成や、第２レンズ群Ｇ２と第５レンズ群Ｇ５との間に３つ以上のレンズ群を配置した構成が挙げられる。
また、本実施形態においては第３レンズ群Ｇ３を合焦に用いる場合について説明したが、この第３レンズ群Ｇ３に限らず、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。この場合、合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等の）モーター駆動にも適している。特に、上記のように第３レンズ群Ｇ３を合焦レンズ群とするのが好ましいが、第４レンズ群Ｇ４で合焦してもよい。
また、本実施形態において、変倍光学系ＺＬは、レンズ面を非球面としても構わない。このとき、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。
また、本実施形態において、開口絞りＳは上述したように第５レンズ群Ｇ５の近傍または第５レンズ群Ｇ５中に配置されるのが好ましいが、開口絞りＳ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。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、３５ｍｍフィルムサイズ換算での焦点距離が広角端状態で６０〜８０ｍｍ程度であり、また、望遠端状態で１８０〜４００ｍｍ程度であり、変倍比が２〜５程度である。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、第１レンズ群Ｇ１が、少なくとも正のレンズ成分を２つと負のレンズ成分を１つ有するのが好ましい。また、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、負正正の順番にレンズ成分を配置するのが好ましい。また、これら正のレンズ成分が全て単レンズであるのが好ましい。また、負のレンズ成分は接合レンズであるのが好ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、第２レンズ群Ｇ２が、少なくとも正のレンズ成分を１つと負のレンズ成分を２つ有するのが好ましい。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負負正の順番にレンズ成分を配置するのが好ましい。また、２番目と３番目のレンズ成分を貼り合わせるのがよい。さらに、第２レンズ群Ｇ２の最も像面側に負のレンズ成分を追加してもよい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、第３レンズ群Ｇ３が、少なくとも正のレンズ成分を１つと負のレンズ成分を１つ有するのが好ましい。また、第３レンズ群Ｇ３は１つの接合レンズから構成してもよい。
また、本実施形態の変倍光学系ＺＬは、第５レンズ群Ｇ５は、正負正の部分レンズ群（具体的には、物体側より順に並んだ、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａ、第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂ、第５ｃ部分レンズ群Ｇ５ｃ）を有し、第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂを光軸と直交方向に移動させることにより手振れ補正（防振）することができる。この構成により、変倍光学系ＺＬの径を小さくすることができる。なお、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａは少なくとも１つの正のレンズ成分を有し、第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂ群は少なくとも１つの接合レンズを有し、第５ｃ部分レンズ群Ｇ５ｃは少なくとも負正１つずつのレンズ成分を有するのがよい。
なお、本発明を分かり易く説明するために実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
以下、各実施例について図面に基づき説明する。第１実施例〜第３実施例のいずれにおいても、変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３）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、負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Ｇ５とから構成される。なお、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａと、負の屈折力を有する第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂと、正の屈折力を有する第５ｃ部分レンズ群Ｇ５ｃとから構成される。そして、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１及び第５レンズ群Ｇ５を像面Ｉに対して固定させた状態で、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦を行う。さらに、第５レンズ群Ｇ５を構成する第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂを光軸と直交方向に移動させることにより、手ぶれ補正（防振）を行う。
以下に、表１〜表３を示すが、これらには第１実施例〜第３実施例における各諸元の値を掲げている。［全体諸元］において、ｆは全系の焦点距離を、ＦＮＯはＦナンバーを、２ωは画角を、Ｂｆはバックフォーカスを示す。また、［レンズデータ］においては、面番号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を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、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を、νｄはｄ線（波長587.6nm）に対するアッベ数を、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、Ｂｆは最終面から像面Ｉまでの光軸上の距離（バックフォーカス）を示す。なお、曲率半径の「0.0000」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略している。また、［可変間隔データ］においては、変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３）の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態の各焦点距離における可変間隔データ及び全長を挙げ、ｄ１は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔を、ｄ２は第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔を、ｄ３は第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔を、ｄ４は第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔を示す。なお、いずれの実施例においても、軸上空気間隔ｄ１〜ｄ４は変倍に際して変化している。［レンズ群焦点距離データ］において、各群の焦点距離を示す。［条件式対応値］において、上記の条件式（１）に対応する値を示す。なお、以下の実施例においては、ｆＧn-1は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離を、ｆｗは変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３）全系の焦点距離を示すものとする。
なお、表中において、焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他の長さの単位は、一般に「ｍｍ」が使われている。但し、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、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。
以上の表の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。
（第１実施例）
第１実施例について、図１〜図６及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１のレンズの構成を示す断面図、及び、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）への焦点距離状態の変化における各レンズ群の移動の様子を示す。図１に示す、第１実施例に係る変倍光学系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との接合レンズ、両凸レンズＬ１３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４から構成される。
第１実施例について、図１〜図６及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１のレンズの構成を示す断面図、及び、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）への焦点距離状態の変化における各レンズ群の移動の様子を示す。図１に示す、第１実施例に係る変倍光学系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との接合レンズ、両凸レンズＬ１３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４から構成される。
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、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との接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４から構成される。
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負メニスカスレンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズ、及び、両凸レンズＬ３３から構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１から構成される。
第５レンズ群Ｇ５において、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａ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Ｌ５１と両凸レンズＬ５２との接合レンズから構成され、第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５３と両凹レンズＬ５４との接合レンズから構成され、第５ｃ部分レンズ群Ｇ５ｃ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Ｌ５５と両凸レンズＬ５６との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５７、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５８から構成される。
開口絞りＳは、第５レンズ群Ｇ５の最も物体側に位置し、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａに含まれる。
なお、全系の焦点距離がｆで、防振係数（振れ補正での移動レンズ群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の回転振れを補正するには、振れ補正用の移動レンズ群を（ｆ・tanθ）／Ｋだけ光軸と直交方向に移動させればよい（この関係は、以降の実施例においても同様である）。第１実施例の広角端状態においては、防振係数は１．２０であり、焦点距離は７１．４（ｍｍ）であるので、０．４０°の回転ぶれを補正するための第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂの移動量は０．４２（ｍｍ）である。また、第１実施例の望遠端状態においては、防振係数は１．２０であり、焦点距離は１９６．０（ｍｍ）であるので、０．３０°の回転ぶれを補正するための第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂの移動量は０．８６（ｍｍ）である。
以下の表１に、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の各諸元の値を掲げる。表１における面番号１〜３５は、図１に示す面１〜３５に対応している。
（表１）
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ ＝71.40 〜 135.00 〜 196.00
FNO ＝ 2.90 〜 2.90 〜 2.90
ω ＝17.118 〜 8.939 〜 6.137
Bf ＝58.11630
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 207.2519 2.0000 32.35 1.850260
2 77.5141 9.5000 82.52 1.497820
3 461.0795 0.1000
4 96.8810 8.0000 82.52 1.497820
5 -2446.3946 0.1000
6 74.8396 8.0000 65.46 1.603001
7 635.5296 (d1)
8 301.7367 2.2000 42.72 1.834807
9 35.0104 9.1179
10 -83.6050 2.0000 70.41 1.487490
11 42.3925 6.0000 23.78 1.846660
12 647.2222 4.5999
13 -49.2733 2.2000 65.46 1.603001
14 -2747.7138 (d2)
15 350.7655 2.0000 28.46 1.728250
16 91.4253 6.5000 65.46 1.603001
17 -94.5881 0.1000
18 143.9361 5.5000 65.46 1.603001
19 -132.9507 (d3)
20 -84.4304 2.5000 52.31 1.754999
21 -211.8686 (d4)
22 0.0000 1.0000 （絞りＳ）
23 44.5401 2.0000 32.35 1.850260
24 30.5381 9.0000 65.46 1.603001
25 -8165.2768 25.0000
26 -197.5962 4.0000 32.35 1.850260
27 -34.4924 2.0000 54.66 1.729157
28 47.2773 5.0000
29 147.5802 2.0000 32.35 1.850260
30 52.0642 6.0000 82.52 1.497820
31 -60.9696 0.1000
32 37.8007 6.0000 82.52 1.497820
33 394.5473 5.0000
34 -47.6819 2.0000 44.88 1.639300
35 -113.6656 Bf
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
d1 2.000 23.001 30.816
d2 29.816 15.626 2.943
d3 6.617 14.919 19.787
d4 17.113 2.000 2.000
全長 253.180 253.180 253.180
［レンズ群焦点距離データ］
レンズ群 焦点距離
第１レンズ群Ｇ１ 92.25351
第２レンズ群Ｇ２ -28.02093
第３レンズ群Ｇ３ 64.31275
第４レンズ群Ｇ４ -187.49944
第５レンズ群Ｇ５ 111.81491
［条件式対応値］
条件式（１）｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＝2.626
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ ＝71.40 〜 135.00 〜 196.00
FNO ＝ 2.90 〜 2.90 〜 2.90
ω ＝17.118 〜 8.939 〜 6.137
Bf ＝58.11630
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 207.2519 2.0000 32.35 1.850260
2 77.5141 9.5000 82.52 1.497820
3 461.0795 0.1000
4 96.8810 8.0000 82.52 1.497820
5 -2446.3946 0.1000
6 74.8396 8.0000 65.46 1.603001
7 635.5296 (d1)
8 301.7367 2.2000 42.72 1.834807
9 35.0104 9.1179
10 -83.6050 2.0000 70.41 1.487490
11 42.3925 6.0000 23.78 1.846660
12 647.2222 4.5999
13 -49.2733 2.2000 65.46 1.603001
14 -2747.7138 (d2)
15 350.7655 2.0000 28.46 1.728250
16 91.4253 6.5000 65.46 1.603001
17 -94.5881 0.1000
18 143.9361 5.5000 65.46 1.603001
19 -132.9507 (d3)
20 -84.4304 2.5000 52.31 1.754999
21 -211.8686 (d4)
22 0.0000 1.0000 （絞りＳ）
23 44.5401 2.0000 32.35 1.850260
24 30.5381 9.0000 65.46 1.603001
25 -8165.2768 25.0000
26 -197.5962 4.0000 32.35 1.850260
27 -34.4924 2.0000 54.66 1.729157
28 47.2773 5.0000
29 147.5802 2.0000 32.35 1.850260
30 52.0642 6.0000 82.52 1.497820
31 -60.9696 0.1000
32 37.8007 6.0000 82.52 1.497820
33 394.5473 5.0000
34 -47.6819 2.0000 44.88 1.639300
35 -113.6656 Bf
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
d1 2.000 23.001 30.816
d2 29.816 15.626 2.943
d3 6.617 14.919 19.787
d4 17.113 2.000 2.000
全長 253.180 253.180 253.180
［レンズ群焦点距離データ］
レンズ群 焦点距離
第１レンズ群Ｇ１ 92.25351
第２レンズ群Ｇ２ -28.02093
第３レンズ群Ｇ３ 64.31275
第４レンズ群Ｇ４ -187.49944
第５レンズ群Ｇ５ 111.81491
［条件式対応値］
条件式（１）｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＝2.626
表１に示す諸元の表から、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ１では、上記条件式（１）を満たすことが分かる。
第１実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図２（ａ）に、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図３に、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図４（ａ）に、広角端状態での近距離物体合焦状態の収差図を図５（ａ）に、中間焦点距離状態での近距離物体合焦状態の収差図を図５（ｂ）に、望遠端状態での近距離物体合焦状態の収差図を図５（ｃ）にそれぞれ示す。また、第１実施例の広角端状態での無限遠撮影状態において０．４０°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のメリディオナル横収差図を図２（ｂ）に示し、第１実施例の望遠端状態での無限遠撮影状態において０．３０°の回転ぶれに対するぶれ補正を行った時のメリディオナル横収差図を図４（ｂ）に示す。
各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ｄはｄ線（波長587.6nm）の収差曲線、ｇはｇ線（波長435.8nm）の収差曲線をそれぞれ示す。なお、非点収差を示す収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示す。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。
各収差図から明らかなように、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
なお、図６に示すように、物体側からの光線ＢＭが変倍光学系ＺＬ１に入射すると、その光は負メニスカスレンズＬ５８における像側のレンズ面（第１番目のゴースト発生面であり、面番号３５に該当）で反射した後に、その反射光は両凸レンズＬ５６における像側のレンズ面（第２番目のゴースト発生面であり、面番号３１に該当）で再度反射して像面Ｉに到達し、ゴーストを発生させてしまう。なお、反射防止膜について詳細は後述するが、各実施例に係る反射防止膜は７層からなる多層構造であり、最表面層の第７層はウェットプロセスを用いて形成され、ｄ線に対する屈折率は１．２６（以下に示す、表４参照）である。
（第２実施例）
第２実施例について、図７〜図１１及び表２を用いて説明する。図７は、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２のレンズの構成を示す断面図、及び、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）への焦点距離状態の変化における各レンズ群の移動の様子を示す。図７に示す、第２実施例に係る変倍光学系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との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４から構成される。
第２実施例について、図７〜図１１及び表２を用いて説明する。図７は、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２のレンズの構成を示す断面図、及び、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）への焦点距離状態の変化における各レンズ群の移動の様子を示す。図７に示す、第２実施例に係る変倍光学系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との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４から構成される。
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、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との接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２４と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２５との接合レンズから構成される。
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負メニスカスレンズＬ３１と両凸レンズＬ３２との接合レンズ、及び、両凸レンズＬ３３から構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１から構成される。
第５レンズ群Ｇ５において、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａは、物体側から順に並んだ、両凸レンズＬ５１と両凹レンズＬ５２との接合レンズから構成され、第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５３と両凹レンズＬ５４との接合レンズから構成され、第５ｃ部分レンズ群Ｇ５ｃ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Ｌ５５と両凸レンズＬ５６との接合レンズ、両凸レンズＬ５７、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５８から構成される。
開口絞りＳは、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａと第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂとの間であって、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａの最も像側に位置する。
なお、第２実施例の広角端状態においては、防振係数は１．００であり、焦点距離は７１．４（ｍｍ）であるので、０．４０°の回転ぶれを補正するための第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂの移動量は０．５０（ｍｍ）である。また、第２実施例の望遠端状態においては、防振係数は１．００であり、焦点距離は１９６．０（ｍｍ）であるので、０．３０°の回転ぶれを補正するための第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂの移動量は１．０３（ｍｍ）である。
以下の表２に、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の各諸元の値を掲げる。表２における面番号１〜３６は、図７に示す面１〜３６に対応している。
（表２）
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ ＝71.40 〜 135.00 〜 196.00
FNO ＝ 2.90 〜 2.90 〜 2.90
ω ＝17.086 〜 8.942 〜 6.142
Bf ＝63.53948
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 138.9420 2.0000 32.35 1.850260
2 74.8515 10.0000 82.52 1.497820
3 499.1083 0.1000
4 86.7613 8.0000 82.52 1.497820
5 437.0393 0.1000
6 84.2569 7.0000 82.52 1.497820
7 938.7139 (d1)
8 384.1157 2.0000 40.94 1.806100
9 35.6165 9.6847
10 -131.1744 2.0000 70.41 1.487490
11 42.3484 4.5000 23.78 1.846660
12 163.1687 5.0588
13 -53.5772 4.0000 22.76 1.808095
14 -32.5969 2.0000 42.72 1.834807
15 -234.9579 (d2)
16 510.9139 2.0000 32.35 1.850260
17 86.7071 7.0000 65.46 1.603001
18 -83.2647 0.1000
19 103.7337 6.0000 65.46 1.603001
20 -116.8560 (d3)
21 -103.1415 2.5000 42.72 1.834807
22 -342.0133 (d4)
23 58.8589 7.0000 42.72 1.834807
24 -140.2358 2.0000 23.78 1.846660
25 198.9539 3.0000
26 0.0000 20.0000 （絞りＳ）
27 -183.3956 4.0000 23.78 1.846660
28 -45.0249 2.0000 41.96 1.667551
29 57.8421 5.0000
30 383.3560 2.0000 50.23 1.719995
31 39.1251 7.0000 82.52 1.497820
32 -82.1158 0.1000
33 45.2987 7.0000 82.52 1.497820
34 -153.4974 7.5493
35 -47.9028 2.0000 32.35 1.850260
36 -82.5403 Bf
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
d1 2.000 25.437 33.995
d2 24.330 12.566 2.000
d3 4.668 10.865 14.953
d4 21.950 4.080 2.000
全長 259.180 259.180 259.180
［レンズ群焦点距離データ］
レンズ群 焦点距離
第１レンズ群Ｇ１ 98.41898
第２レンズ群Ｇ２ -26.61069
第３レンズ群Ｇ３ 59.32138
第４レンズ群Ｇ４ -177.74549
第５レンズ群Ｇ５ 114.05658
［条件式対応値］
条件式（１）｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＝2.489
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ ＝71.40 〜 135.00 〜 196.00
FNO ＝ 2.90 〜 2.90 〜 2.90
ω ＝17.086 〜 8.942 〜 6.142
Bf ＝63.53948
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 138.9420 2.0000 32.35 1.850260
2 74.8515 10.0000 82.52 1.497820
3 499.1083 0.1000
4 86.7613 8.0000 82.52 1.497820
5 437.0393 0.1000
6 84.2569 7.0000 82.52 1.497820
7 938.7139 (d1)
8 384.1157 2.0000 40.94 1.806100
9 35.6165 9.6847
10 -131.1744 2.0000 70.41 1.487490
11 42.3484 4.5000 23.78 1.846660
12 163.1687 5.0588
13 -53.5772 4.0000 22.76 1.808095
14 -32.5969 2.0000 42.72 1.834807
15 -234.9579 (d2)
16 510.9139 2.0000 32.35 1.850260
17 86.7071 7.0000 65.46 1.603001
18 -83.2647 0.1000
19 103.7337 6.0000 65.46 1.603001
20 -116.8560 (d3)
21 -103.1415 2.5000 42.72 1.834807
22 -342.0133 (d4)
23 58.8589 7.0000 42.72 1.834807
24 -140.2358 2.0000 23.78 1.846660
25 198.9539 3.0000
26 0.0000 20.0000 （絞りＳ）
27 -183.3956 4.0000 23.78 1.846660
28 -45.0249 2.0000 41.96 1.667551
29 57.8421 5.0000
30 383.3560 2.0000 50.23 1.719995
31 39.1251 7.0000 82.52 1.497820
32 -82.1158 0.1000
33 45.2987 7.0000 82.52 1.497820
34 -153.4974 7.5493
35 -47.9028 2.0000 32.35 1.850260
36 -82.5403 Bf
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
d1 2.000 25.437 33.995
d2 24.330 12.566 2.000
d3 4.668 10.865 14.953
d4 21.950 4.080 2.000
全長 259.180 259.180 259.180
［レンズ群焦点距離データ］
レンズ群 焦点距離
第１レンズ群Ｇ１ 98.41898
第２レンズ群Ｇ２ -26.61069
第３レンズ群Ｇ３ 59.32138
第４レンズ群Ｇ４ -177.74549
第５レンズ群Ｇ５ 114.05658
［条件式対応値］
条件式（１）｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＝2.489
表２に示す諸元の表から、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ２では、上記条件式（１）を満たすことが分かる。
第２実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図８（ａ）に、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図９に、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図１０（ａ）に、広角端状態での近距離物体合焦状態の収差図を図１１（ａ）に、中間焦点距離状態での近距離物体合焦状態の収差図を図１１（ｂ）に、望遠端状態での近距離物体合焦状態の収差図を図１１（ｃ）に示す。また、第２実施例の広角端状態での無限遠撮影状態において０．４０°の回転ぶれに対する振れ補正を行った時のメリディオナル横収差図を図８（ｂ）に示し、第２実施例の望遠端状態での無限遠撮影状態において０．３０°の回転ぶれに対する振れ補正を行った時のメリディオナル横収差図を図１０（ｂ）に示す。
各収差図から明らかなように、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた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１２〜図１６及び表３を用いて説明する。図１２は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３のレンズの構成を示す断面図、及び、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）への焦点距離状態の変化における各レンズ群の移動の様子を示す。図１２に示す、第３実施例に係る変倍光学系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との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４から構成される。
第３実施例について、図１２〜図１６及び表３を用いて説明する。図１２は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３のレンズの構成を示す断面図、及び、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）への焦点距離状態の変化における各レンズ群の移動の様子を示す。図１２に示す、第３実施例に係る変倍光学系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との接合レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４から構成される。
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、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との接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ２４と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２５との接合レンズから構成される。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３１、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３２と両凸レンズＬ３３との接合レンズから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１から構成される。
第５レンズ群Ｇ５において、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａは、物体側から順に並んだ、両凸レンズＬ５１、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５２から構成され、第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂは、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５３と両凹レンズＬ５４との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５５から構成され、第５ｃ部分レンズ群Ｇ５ｃは、物体側から順に並んだ、両凸レンズＬ５６、両凸レンズＬ５７、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５８から構成される。
開口絞りＳは、第５レンズ群Ｇ５の最も物体側に位置し、第５ａ部分レンズ群Ｇ５ａに含まれる。
なお、第３実施例の広角端状態においては、防振係数は１．３０であり、焦点距離は７１．４（ｍｍ）であるので、０．４０°の回転ぶれを補正するための第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂの移動量は０．３８（ｍｍ）である。また、第３実施例の望遠端状態においては、防振係数は１．３０であり、焦点距離は１９６．０（ｍｍ）であるので、０．３０°の回転ぶれを補正するための第５ｂ部分レンズ群Ｇ５ｂの移動量は０．７９（ｍｍ）である。
以下の表３に、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の各諸元の値を掲げる。表３における面番号１〜３８は、図１２に示す面１〜３８に対応している。
（表３）
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ ＝71.40 〜 135.00 〜 196.00
FNO ＝ 2.90 〜 2.90 〜 2.90
ω ＝16.965 〜 8.903 〜 6.119
Bf ＝60.30361
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 150.1075 2.2000 28.69 1.795041
2 77.1608 9.5000 82.52 1.497820
3 756.3684 0.1000
4 82.5453 8.0000 82.52 1.497820
5 581.7849 0.0000
6 73.1642 8.0000 82.52 1.497820
7 427.5813 (d1)
8 214.3299 2.0000 42.72 1.834807
9 33.7853 12.1976
10 -109.2380 2.0000 82.52 1.497820
11 39.0214 6.0000 23.78 1.846660
12 220.3271 4.2950
13 -55.0435 4.0000 25.68 1.784723
14 -31.3217 2.0000 42.72 1.834807
15 -1128.7256 (d2)
16 -4413.9629 4.0000 37.95 1.723420
17 -90.7104 0.1000
18 74.5140 2.0000 22.79 1.808090
19 42.9390 9.0000 65.46 1.603001
20 -133.3513 (d3)
21 -90.0000 2.5000 23.78 1.846660
22 -222.6096 (d4)
23 0.0000 2.0000 （絞りＳ）
24 181.5274 4.0000 82.52 1.497820
25 -226.9093 0.1000
26 42.1406 4.0000 82.52 1.497820
27 81.5898 17.0000
28 -5404.9164 4.0000 28.46 1.728250
29 -46.9905 1.6000 53.71 1.579570
30 64.5686 3.5000
31 1040.8030 1.6000 55.52 1.696797
32 57.6196 5.0000
33 329.9937 4.5000 82.52 1.497820
34 -56.0769 1.1857
35 41.0985 6.0000 82.52 1.497820
36 -1567.9225 4.0871
37 -49.0618 2.0000 23.78 1.846660
38 -109.7403 Bf
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
d1 2.089 21.088 27.934
d2 24.923 12.762 2.000
d3 5.167 11.520 15.477
d4 16.232 3.041 3.000
全長 247.180 247.180 247.180
［レンズ群焦点距離データ］
レンズ群 焦点距離
第１レンズ群Ｇ１ 87.95573
第２レンズ群Ｇ２ -24.08353
第３レンズ群Ｇ３ 55.39945
第４レンズ群Ｇ４ -180.00001
第５レンズ群Ｇ５ 110.90545
［条件式対応値］
条件式（１）｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＝2.521
［全体諸元］
広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆ ＝71.40 〜 135.00 〜 196.00
FNO ＝ 2.90 〜 2.90 〜 2.90
ω ＝16.965 〜 8.903 〜 6.119
Bf ＝60.30361
［レンズ諸元］
面番号 ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 150.1075 2.2000 28.69 1.795041
2 77.1608 9.5000 82.52 1.497820
3 756.3684 0.1000
4 82.5453 8.0000 82.52 1.497820
5 581.7849 0.0000
6 73.1642 8.0000 82.52 1.497820
7 427.5813 (d1)
8 214.3299 2.0000 42.72 1.834807
9 33.7853 12.1976
10 -109.2380 2.0000 82.52 1.497820
11 39.0214 6.0000 23.78 1.846660
12 220.3271 4.2950
13 -55.0435 4.0000 25.68 1.784723
14 -31.3217 2.0000 42.72 1.834807
15 -1128.7256 (d2)
16 -4413.9629 4.0000 37.95 1.723420
17 -90.7104 0.1000
18 74.5140 2.0000 22.79 1.808090
19 42.9390 9.0000 65.46 1.603001
20 -133.3513 (d3)
21 -90.0000 2.5000 23.78 1.846660
22 -222.6096 (d4)
23 0.0000 2.0000 （絞りＳ）
24 181.5274 4.0000 82.52 1.497820
25 -226.9093 0.1000
26 42.1406 4.0000 82.52 1.497820
27 81.5898 17.0000
28 -5404.9164 4.0000 28.46 1.728250
29 -46.9905 1.6000 53.71 1.579570
30 64.5686 3.5000
31 1040.8030 1.6000 55.52 1.696797
32 57.6196 5.0000
33 329.9937 4.5000 82.52 1.497820
34 -56.0769 1.1857
35 41.0985 6.0000 82.52 1.497820
36 -1567.9225 4.0871
37 -49.0618 2.0000 23.78 1.846660
38 -109.7403 Bf
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
d1 2.089 21.088 27.934
d2 24.923 12.762 2.000
d3 5.167 11.520 15.477
d4 16.232 3.041 3.000
全長 247.180 247.180 247.180
［レンズ群焦点距離データ］
レンズ群 焦点距離
第１レンズ群Ｇ１ 87.95573
第２レンズ群Ｇ２ -24.08353
第３レンズ群Ｇ３ 55.39945
第４レンズ群Ｇ４ -180.00001
第５レンズ群Ｇ５ 110.90545
［条件式対応値］
条件式（１）｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＝2.521
表３に示す諸元の表から、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ３では、上記条件式（１）を満たすことが分かる。
第３実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図１３（ａ）に、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図１４に、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図１５（ａ）に、広角端状態での近距離物体合焦状態の収差図を図１６（ａ）に、中間焦点距離状態での近距離物体合焦状態の収差図を図１６（ｂ）に、望遠端状態での近距離物体合焦状態の収差図を図１６（ｃ）に示す。また、第３実施例の広角端状態での無限遠撮影状態において０．４０°の回転ぶれに対する振れ補正を行った時のメリディオナル横収差図を図１３（ｂ）に示し、第３実施例の望遠端状態での無限遠撮影状態において０．３０°の回転ぶれに対する振れ補正を行った時のメリディオナル横収差図を図１５（ｂ）に示す。
各収差図から明らかなように、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。
ここで、第１〜第３実施例の変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３）に用いられる反射防止膜について説明する。本実施形態に係る反射防止膜１０１は、図１９に示すように、７層（第１層１０１ａ〜第７層１０１ｇ）からなり、本変倍光学系ＺＬの光学部材１０２の光学面に形成されている。
第１層１０１ａは真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムで形成されている。この第１層１０１ａの上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第２層１０１ｂが形成される。続いて、第２層１０１ｂの上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる第３層１０１ｃが形成され、第３層１０１ｃの上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第４層１０１ｄが形成される。さらに、第４層１０１ｄの上に真空蒸着法で蒸着された酸化アルミニウムからなる第５層１０１ｅが形成され、第５層１０１ｅの上に真空蒸着法で蒸着された酸化チタンと酸化ジルコニウムの混合物からなる第６層１０１ｆが形成される。そして、第６層１０１ｆの上にウェットプロセスによりシリカとフッ化マグネシウムの混合物からなる第７層１０１ｇが形成される。このようにして本実施形態の反射防止膜１０１が形成される。
なお、第７層１０１ｇの形成には、ウェットプロセスの一種であるゾル−ゲル法を用いている。ゾル−ゲル法とは、光学部材の光学面上に光学薄膜材料であるゾルを塗布し、ゲル膜を堆積後、液体に浸漬し、この液体の温度及び圧力を臨界状態以上にしてその液体を気化・乾燥させることにより、膜を生成する製法である。但し、ウェットプロセスとして、ゾル−ゲル法に限らず、ゲル状態を経ることなしに固体膜を得る方法を用いてもよい。
以上のように、反射防止膜１０１は、第１層１０１ａ〜第６層１０１ｆまではドライプロセスである電子ビーム蒸着により形成され、最表面層（最上層）である第７層１０１ｇはフッ酸／酢酸マグネシウム法で調製したゾル液を用いるウェットプロセスにより形成されている。
続いて、上記構成の反射防止膜１０１を形成する手順を説明する。まず、予めレンズ成膜面（上述の光学部材１０２の光学面）に真空蒸着装置を用いて、第１層１０１ａとなる酸化アルミニウム層、第２層１０１ｂとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第３層１０１ｃとなる酸化アルミニウム層、第４層１０１ｄとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層、第５層１０１ｅとなる酸化アルミニウム層、第６層１０１ｆとなる酸化チタン−酸化ジルコニウム混合層を順に形成する。そして、真空蒸着装置より光学部材１０２を取り出した後、フッ酸／酢酸マグネシウム法により調製したゾル液にバインダー成分を添加したものをスピンコート法により塗布して、第７層１０１ｇとなるシリカとフッ化マグネシウムの混合物からなる層を形成する。ここで、フッ酸／酢酸マグネシウム法によって調製される際の反応式を以下の次式に示す。
２ＨＦ＋Ｍｇ（ＣＨ3ＣＯＯ）2 → ＭｇＦ2＋２ＣＨ3ＣＯＯＨ
この成膜に用いたゾル液は、原料混合後、オートクレーブで１４０℃、２４時間高温加圧熟成処理を施した後、成膜に用いられる。光学部材１０２は、第７層１０１ｇの成膜終了後、大気中で１６０℃、１時間加熱処理して完成される。より具体的には、上記のゾル−ゲル法を用いることにより、大きさが数ｎｍから数十ｎｍのＭｇＦ２粒子ができ、さらに、それらの粒子が数個集まって二次粒子が形成され、それら二次粒子が堆積することにより第７層１０１ｇが形成される。
上記のようにして形成された反射防止膜１０１の光学的性能について、図２０に示す分光特性を用いて説明する。なお、図２０は、基準波長λを５５０ｎｍとしたときに、以下の表４で示される条件で反射防止膜１０１を設計した場合、光線が垂直入射するときの分光特性を表している。また、表４では、酸化アルミニウムをＡｌ2Ｏ3、酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物をＺｒＯ2＋ＴｉＯ2、シリカとフッ化マグネシウムの混合物をＳｉＯ2＋ＭｇＦ2と示しており、基準波長λを５５０ｎｍとしたときに、基板の屈折率が１．４６、１．６２、１．７４及び１．８５の４種類であるときの各々の設計値を示している。
（表４）
物質 屈折率 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚
媒質 空気 1.00
第７層 SiO2＋MgF2 1.26 0.275λ 0.268λ 0.271λ 0.269λ
第６層 ZrO2＋TiO2 2.12 0.045λ 0.057λ 0.054λ 0.059λ
第５層 Al2O3 1.65 0.212λ 0.171λ 0.178λ 0.162λ
第４層 ZrO2＋TiO2 2.12 0.077λ 0.127λ 0.13λ 0.158λ
第３層 Al2O3 1.65 0.288λ 0.122λ 0.107λ 0.08λ
第２層 ZrO2＋TiO2 2.12 0 0.059λ 0.075λ 0.105λ
第１層 Al2O3 1.65 0 0.257λ 0.03λ 0.03λ
基板の屈折率 1.46 1.62 1.74 1.85
物質 屈折率 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚 光学膜厚
媒質 空気 1.00
第７層 SiO2＋MgF2 1.26 0.275λ 0.268λ 0.271λ 0.269λ
第６層 ZrO2＋TiO2 2.12 0.045λ 0.057λ 0.054λ 0.059λ
第５層 Al2O3 1.65 0.212λ 0.171λ 0.178λ 0.162λ
第４層 ZrO2＋TiO2 2.12 0.077λ 0.127λ 0.13λ 0.158λ
第３層 Al2O3 1.65 0.288λ 0.122λ 0.107λ 0.08λ
第２層 ZrO2＋TiO2 2.12 0 0.059λ 0.075λ 0.105λ
第１層 Al2O3 1.65 0 0.257λ 0.03λ 0.03λ
基板の屈折率 1.46 1.62 1.74 1.85
図２０より、波長が４２０ｎｍ〜７２０ｎｍの全域で、反射率が０．２％以下に抑えられていることが分かる。
なお、第１実施例の変倍光学系ＺＬ１において、第５６レンズ成分Ｌ５６の屈折率は１．４９７８２０であり、第５６レンズ成分Ｌ５６における像側のレンズ面に基板の屈折率が１．４６に対応する反射防止膜を用いることが可能である。また、第５８レンズ成分Ｌ５８の屈折率は１．６３９３００であるため、第５８レンズ成分Ｌ５８の像側のレンズ面に基板の屈折率が１．６２に対応する反射防止膜を用いることが可能である。
また、第２実施例の変倍光学系ＺＬ２において、第５６レンズ成分Ｌ５６の屈折率は１．４９７８２０であり、第５６レンズ成分Ｌ５６における像側のレンズ面に基板の屈折率が１．４６に対応する反射防止膜を用いることが可能である。また、第５８レンズ成分Ｌ５８の屈折率は１．８５０２６０であるため、第５８レンズ成分Ｌ５８の像側のレンズ面に基板の屈折率が１．８５に対応する反射防止膜を用いることが可能である。
また、第３実施例の変倍光学系ＺＬ３において、第５１レンズ成分Ｌ５１の屈折率は１．４９７８２０であり、第５１レンズ成分Ｌ５１における物体側のレンズ面に基板の屈折率が１．４６に対応する反射防止膜を用いることが可能である。また、第５７レンズ成分Ｌ５７の屈折率は１．４９７８２０であるため、第５７レンズ成分Ｌ５７の物体側のレンズ面に基板の屈折率が１．４６に対応する反射防止膜を用いることが可能である。
このように、本実施形態の反射防止膜１０１を、第１〜第３実施例の変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３）にそれぞれ適用することで、ゴーストやフレアをより低減させた、高い光学性能を持つ変倍光学系、この変倍光学系を備えた光学機器、及び変倍光学系の変倍方法を提供することができる。
なお、上記の反射防止膜１０１は、平行平面板の光学面に設けた光学素子として利用することも可能であるし、曲面状に形成されたレンズの光学面に設けて利用することも可能である。
次に、上記反射防止膜１０１の変形例について説明する。この変形例の反射防止膜は５層からなり、以下の表５で示される条件で構成される。なお、第５層の形成に、前述のゾル−ゲル法を用いている。また、表５では、基準波長λを５５０ｎｍとしたときに、基板の屈折率が１．５２であるときの設計値を示している。
（表５）
物質 屈折率 光学膜厚
媒質 空気 1.00
第５層 シリカとフッ化マグネシウムの混合物 1.26 0.269λ
第４層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.043λ
第３層 酸化アルミニウム 1.65 0.217λ
第２層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.066λ
第１層 酸化アルミニウム 1.65 0.290λ
基板 ＢＫ７ 1.52
物質 屈折率 光学膜厚
媒質 空気 1.00
第５層 シリカとフッ化マグネシウムの混合物 1.26 0.269λ
第４層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.043λ
第３層 酸化アルミニウム 1.65 0.217λ
第２層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.066λ
第１層 酸化アルミニウム 1.65 0.290λ
基板 ＢＫ７ 1.52
図２１に、変形例の反射防止膜に光が垂直入射するときの分光特性を示す。図２１により、波長が４２０ｎｍ〜７２０ｎｍの全域で、反射率が０．２％以下に抑えられていることが分かる。なお、図２２に、入射角が３０度、４５度、６０度の場合の分光特性を示す。
比較のため、図２３に、従来の真空蒸着法などのドライプロセスのみで成膜し、以下の表６で示される条件で構成される多層広帯域反射防止膜の垂直入射時の分光特性を示す。なお、図２４に、入射角が３０度、４５度、６０度の場合の分光特性を示す。
（表６）
物質 屈折率 光学膜厚
媒質 空気 1.00
第７層 ＭｇＦ２ 1.39 0.243λ
第６層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.119λ
第５層 酸化アルミニウム 1.65 0.057λ
第４層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.220λ
第３層 酸化アルミニウム 1.65 0.064λ
第２層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.057λ
第１層 酸化アルミニウム 1.65 0.193λ
基板 ＢＫ７ 1.52
物質 屈折率 光学膜厚
媒質 空気 1.00
第７層 ＭｇＦ２ 1.39 0.243λ
第６層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.119λ
第５層 酸化アルミニウム 1.65 0.057λ
第４層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.220λ
第３層 酸化アルミニウム 1.65 0.064λ
第２層 酸化チタン−酸化ジルコニウム混合物 2.12 0.057λ
第１層 酸化アルミニウム 1.65 0.193λ
基板 ＢＫ７ 1.52
図２１及び図２２で示す変形例の分光特性を、図２３及び図２４で示す従来例の分光特性と比較すると、変形例に係る反射防止膜の反射率の低さが良く分かる。
以上のように、本実施形態によれば、手ぶれ補正機構を備えつつ、ゴースト、フレアをより低減させることができる高性能な変倍光学系、この変倍光学系を備えた光学機器、及び、変倍光学系の変倍方法を提供することができる。
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
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇ５ａ 第５ａ部分レンズ群
Ｇ５ｂ 第５ｂ部分レンズ群
Ｇ５ｃ 第５ｃ部分レンズ群
Ｓ 開口絞り
１ 電子スチルカメラ（光学機器）
１０１ 反射防止膜
１０１ａ 第１層
１０１ｂ 第２層
１０１ｃ 第３層
１０１ｄ 第４層
１０１ｅ 第５層
１０１ｆ 第６層
１０１ｇ 第７層
１０２ 光学部材
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
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇ５ａ 第５ａ部分レンズ群
Ｇ５ｂ 第５ｂ部分レンズ群
Ｇ５ｃ 第５ｃ部分レンズ群
Ｓ 開口絞り
１ 電子スチルカメラ（光学機器）
１０１ 反射防止膜
１０１ａ 第１層
１０１ｂ 第２層
１０１ｃ 第３層
１０１ｄ 第４層
１０１ｅ 第５層
１０１ｆ 第６層
１０１ｇ 第７層
１０２ 光学部材
Claims (9)
- 物体側から順に並んだ、第１レンズ群〜第ｎレンズ群（ｎ＝５）からなり、
前記第１レンズ群は正の屈折力を有し、
変倍に際し、各レンズ群間隔が変化するとともに、前記第１レンズ群と前記第ｎレンズ群とが固定されており、
合焦に際し、前記第２レンズ群と前記第（ｎ−１）レンズ群との間に配置された少なくとも一つのレンズ群が移動し、
前記第ｎレンズ群の少なくとも一部が光軸と直交方向の成分を持つように移動するとともに、
前記第ｎレンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜を設け、
前記反射防止膜は、複数層から構成され、そのうちの少なくとも１層がウェットプロセスにより形成され、
前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、ｄ線に対する屈折率をｎｄとしたとき、次式
ｎｄ≦１．３０
の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。 - 前記第（ｎ−１）レンズ群の焦点距離をｆＧn-1とし、全系の焦点距離をｆｗとしたとき、次式
０．５＜｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＜５．０
の条件を満足する請求項１に記載の変倍光学系。 - 物体側より順に並んだ、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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群とからなり、
変倍に際し、各レンズ群間隔が変化するとともに、前記第１レンズ群は固定されており、
合焦に際し、前記第３レンズ群が移動し、
前記第５レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交方向の成分を持つように移動するとともに、
前記第５レンズ群における光学面のうち少なくとも１面に反射防止膜を設け、
前記反射防止膜は、複数層から構成され、そのうちの少なくとも１層がウェットプロセスにより形成され、
前記ウェットプロセスを用いて形成された層は、ｄ線に対する屈折率をｎｄとしたとき、次式
ｎｄ≦１．３０
の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。 - 前記反射防止膜は多層膜であり、
前記多層膜の最表面層は、前記ウェットプロセスを用いて形成された層であ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。 - 変倍に際し、前記第５レンズ群は固定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の変倍光学系。
- 前記第４レンズ群の焦点距離をｆＧn-1とし、全系の焦点距離をｆｗとしたとき、次式
０．５＜｜ｆＧn-1｜／ｆｗ＜５．０
の条件を満足することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の変倍光学系。 - 前記第４レンズ群は、１つのレンズ成分からな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４レンズ群は、１つの負メニスカス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。
- 請求項１〜８のいずれか一項に記載の変倍光学系を備えた光学機器。
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