JP5407364B2 - 変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の製造方法に関する。

従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適しており、防振機能を備え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。）。

特開平１１−２３１２２０号公報

しかしながら従来の変倍光学系は、変倍比が小さく、高変倍化の要求を十分に満足することができないという問題があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトするレンズを有し、高変倍比と良好な光学性能を備えた変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなり、
前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、
前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
１．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
０．５０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．５０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
Ｄｔ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｄｗ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
また本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなり、
前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、
前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
１．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．２０
０．６０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＜１．６０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
Ｄｔ ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｄｗ ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｙmax：最大像高
また本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなり、
前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、
前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
１．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
７２１≦｜ＲＡ・ｆ１｜＜１３００ （単位：ｍｍ^２）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ＲＡ：前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面の曲率半径
また本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなり、
前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有し、
前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、
前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
１．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
０．６０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＜１．６０
１．４０＜ｆ１１／ｆ１＜２．１０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆ１１：前記第１レンズ群における前記負レンズの焦点距離
Ｄｔ ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｄｗ ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｙmax：最大像高

また本発明は、
前記変倍光学系を備えたことを特徴とする撮像装置を提供する。

また本発明は、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなる変倍光学系の製造方法であって、
前記第３レンズ群に接合負レンズを配置し、
前記変倍光学系の各レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に前記各レンズ群どうしの間隔を変化可能とし、
前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフト可能とすることを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
１．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
０．５０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．５０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
Ｄｔ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｄｗ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離

本発明によれば、光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトするレンズを有し、高変倍比と良好な光学性能を備えた変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の製造方法を提供することができる。

本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態におけるレンズ断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。 本願の第１実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図である。 （ａ）及び（ｂ）は本願の第１実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。 本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態におけるレンズ断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。 本願の第２実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図である。 （ａ）及び（ｂ）は本願の第２実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。 本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態におけるレンズ断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。 本願の第３実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図である。 （ａ）及び（ｂ）は本願の第３実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。 本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態におけるレンズ断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。 本願の第４実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図である。 （ａ）及び（ｂ）は本願の第４実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。 本願の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。 本願の変倍光学系の製造方法を示す図である。

以下、本願の変倍光学系、撮像装置、変倍光学系の製造方法について説明する。
本願の変倍光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有し、前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、以下の条件式（１），（２）を満足することを特徴とする。
（１） ０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
（２） １．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離

条件式（１）は、第１レンズ群の屈折力を設定するものであり、これによって本願の変倍光学系は良好な光学性能を保つことができる。
条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなり過ぎて、球面収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（１）の下限値を０．６５に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズ群の屈折力が小さくなり過ぎて、高変倍を実現することができなくなってしまう。なお、条件式（１）の上限値を０．７６に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

条件式（２）は、第１レンズ群と第３レンズ群の屈折力を設定するものである。これにより、所定の変倍比を効果的に確保しつつ良好な光学性能を確保しながら、第３レンズ群中の接合負レンズを光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトした際（以下、単に「シフト時」という。）にも良好な光学性能を実現している。
条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなりすぎて、変倍時の球面収差変動を良好に補正することができない。なお、条件式（２）の下限値を１．８２に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

一方、条件式（２）の上限値を上回ると、第１レンズ群の屈折力が小さくなりすぎて、高変倍比化を実現することができない。なお、条件式（２）の上限値を２．２０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。
本願の変倍光学系は、第３レンズ群が接合負レンズを有することで、シフト時の色収差を良好に保つことができる。
また、第３レンズ群中の接合負レンズを光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトすることで、振動に起因する画像ブレ発生時の像面補正を行うことができる。
以上の構成により、高変倍比と良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。

また本願の変倍光学系は、前記第１レンズ群は、以下の条件式（３）を満足するレンズを少なくとも２枚有することが望ましい。
（３） １．７５０＜ｎ１＜２．５００
ただし、
ｎ１：前記第１レンズ群中のレンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率

条件式（３）は、第１レンズ群中のレンズの屈折力を設定するものであり、これによって本願の変倍光学系は良好な光学性能を保つことができる。
条件式（３）の下限値を下回ると、第１レンズ群中の各レンズの曲率半径が小さくなり、球面収差、像面湾曲収差、コマ収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（３）の下限値を１．７７０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。また、条件式（３）の下限値を１．７８５に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（３）の上限値を上回ると、可視域短波長光の透過率が低くなり、色付きが生ずるので好ましくない。なお、条件式（３）の上限値を２．２５０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。また、条件式（３）の上限値を２．１５０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。さらに、条件式（３）の上限値を２．０００に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

また本願の変倍光学系は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４） ０．５０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．５０
ただし、
Ｄｔ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｄｗ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離

条件式（４）は、本願の変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの距離を設定するものであり、これによって良好な光学性能を確保しながら高変倍比化を実現することができる。
条件式（４）の下限値を下回ると、変倍時の像面湾曲収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（４）の下限値を０．７０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（４）の上限値を上回ると、望遠端状態における本願の変倍光学系の全長が大きくなりすぎてしまう。なお、条件式（４）の上限値を１．３０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

また本願の変倍光学系は、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５） ０．６０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＜１．６０
ただし、
Ｄｔ ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｄｗ ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
Ｙmax：最大像高

条件式（５）は、本願の変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの距離を設定するものであり、これによって良好な光学性能を確保しながら高変倍比化を実現することができる。
条件式（５）の下限値を下回ると、変倍時の像面湾曲収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（５）の下限値を０．８０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（５）の上限値を上回ると、望遠端状態における本願の変倍光学系の全長が大きくなりすぎてしまう。なお、条件式（５）の上限値を１．４０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

また本願の変倍光学系は、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６） ４００＜｜ＲＡ・ｆ１｜＜１３００
ただし、
ＲＡ：前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面の曲率半径
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離

条件式（６）は、本願の変倍光学系中の最も物体側のレンズ面の曲率半径と第１レンズ群の焦点距離を設定するものであり、これによって良好な光学性能を保つことができる。
条件式（６）の下限値を下回ると、最も物体側のレンズ面の曲率半径が小さくなりすぎる、若しくは第１レンズ群の屈折力が大きくなりすぎるため、変倍時の像面湾曲変動を良好に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（６）の下限値を５５０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

条件式（６）の上限値を上回ると、最も物体側のレンズ面の曲率半径が大きくなりすぎる、若しくは第１レンズ群の屈折力が小さくなりすぎるため、コマ収差を良好に補正することができない、若しくは高変倍比化を実現することができなくなってしまう。なお、条件式（６）の上限値を１１００に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

また本願の変倍光学系は、前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有し、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７） １．４０＜ｆ１１／ｆ１＜２．１０
ただし、
ｆ１ ：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ１１：前記第１レンズ群における前記負レンズの焦点距離

条件式（７）は、第１レンズ群中の最も物体側の負レンズの焦点距離と第１レンズ群の焦点距離を設定するものであり、これによって良好な光学性能を保つことができる。
条件式（７）の下限値を下回ると、第１レンズ群中の最も物体側の負レンズの屈折力が大きくなりすぎるため、コマ収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（７）の下限値を１．５０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。
条件式（７）の上限値を上回ると、第１レンズ群中の最も物体側の負レンズの屈折力が小さくなりすぎるため、レンズ外径が大きくなってしまう。また、球面収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、条件式（７）の上限値を２．００に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

また本願の変倍光学系は、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８） １．００＜ｆ４／ｆ２＜２．００
ただし、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

条件式（８）は、第２レンズ群と第４レンズ群の屈折力を設定するものであり、これによって良好な光学性能を確保しながら、シフト時にも良好な光学性能を実現することができる。
条件式（８）の下限値を下回ると、第４レンズ群の屈折力が大きくなりすぎて、シフト時のコマ収差が悪化してしまう。なお、条件式（８）の下限値を１．２０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（８）の上限値を上回ると、第４レンズ群の屈折力が小さくなりすぎて、シフト時のコマ収差が悪化してしまう。なお、条件式（８）の上限値を１．８０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

また本願の変倍光学系は、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９） ０．８０＜ｆ４／（−ｆ３）＜１．３０
ただし、
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

条件式（９）は、第３レンズ群と第４レンズ群の屈折力を設定するものであり、これによって良好な光学性能を確保しながら、シフト時にも良好な光学性能を実現することができる。
条件式（９）の下限値を下回ると、第４レンズ群の屈折力が大きくなりすぎて、シフト時のコマ収差が悪化してしまう。なお、条件式（９）の下限値を０．９０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。
一方、条件式（９）の上限値を上回ると、第４レンズ群の屈折力が小さくなりすぎて、シフト時のコマ収差が悪化してしまう。なお、条件式（９）の上限値を１．２０に設定すれば、本発明の効果をより発揮することができる。

また本願の変倍光学系は、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群との間に、開口絞りを有することが望ましい。
この構成により、本願の変倍光学系では変倍時における光軸外のコマ収差を補正し、良好な光学性能を実現することができる。

また本願の変倍光学系は、前記第１レンズ群が、少なくとも２枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとから構成されていることが望ましい。
この構成により、本願の変倍光学系では変倍時における光軸外の色収差の変動を良好に補正することができる。

また本願の変倍光学系は、前記第１レンズ群が、非球面レンズを有することが望ましい。
この構成により、本願の変倍光学系では歪曲収差を良好に補正することができる。

また本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが一体となって移動することが望ましい。
この構成により、本願の変倍光学系では変倍時における像面湾曲収差を良好に補正することができる。

また本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少することが望ましい。
この構成により、本願の変倍光学系では第１レンズ群の径を小さくすることができ、また、高変倍比化を図ることが容易となる。また、望遠端状態において球面収差を良好に補正することもできる。

また本願の撮像装置は、上述した構成の変倍光学系を備えていることを特徴とする。
これにより、光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトするレンズを有し、高変倍比と良好な光学性能を備えた撮像装置を実現することができる。

また本願の変倍光学系の製造方法は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、前記第３レンズ群に接合負レンズを配置し、前記変倍光学系の各レンズ群が以下の条件式（１），（２）を満足するようにし、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に前記各レンズ群どうしの間隔を変化可能とし、前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフト可能とすることを特徴とする。
（１） ０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
（２） １．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
これにより、光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトするレンズを有し、高変倍比と良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。

以下、本願の数値実施例に係る変倍光学系を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態におけるレンズ断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、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とからなる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ１１は、像面Ｉ側のガラスレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と両凸形状の正レンズＬ２２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とからなる。

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正メニスカスレンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２との接合負レンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、像面Ｉ側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズとからなる。

本実施例に係る変倍光学系では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。
本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、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と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１が像面Ｉ側へ移動した後に物体側へ移動する、即ち移動軌跡が像面Ｉ側へ凸形状となるように光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、及び第４レンズ群Ｇ４が物体側へ光軸に沿って移動する。なお、このとき第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４は一体となって移動する。
本実施例に係る変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３中の上記接合負レンズが光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトする。

以下の表１に、本願の第１実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
表１において、ｆは焦点距離、ＢＦはバックフォーカスを示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、(絞りＳ)は開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒの「∞」は平面を示し、空気の屈折率ｎｄ＝1.00000の記載は省略している。また、レンズ面が非球面である場合には面番号に＊印を付して曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示している。

［非球面データ］には、［面データ］に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の非球面係数を示す。
ｘ＝（ｈ^２／ｒ）／［１＋｛１−Ｋ（ｈ／ｒ）^２｝^１／２］
＋Ａ4ｈ^４＋Ａ6ｈ^６＋Ａ8ｈ^８＋Ａ10ｈ^１０
ここで、ｘは光軸から垂直方向の高さｈにおける各非球面の頂点の接平面から光軸方向に沿った距離（サグ量）、Ｋを円錐定数、Ａ4,Ａ6,Ａ8,Ａ10を非球面係数、ｒを基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）とする。また、「E−n」（n：整数）は「×10^−ｎ」を示し、例えば「1.234E−05」は「1.234×10^−５」を示す。

［各種データ］において、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角、Ｙは像高、ＴＬは光学系全長、ｄi（i：整数）は第i面の可変の面間隔をそれぞれ示す。なお、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。

ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆや曲率半径ｒ、及びその他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。

（表１）第１実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1) 33.333 1.90 1.79500 45.30
2) 16.100 0.17 1.55389 38.09
＊3) 13.600 10.60
4) -102.031 1.50 1.72916 54.66
5) 27.621 2.30
6) 28.541 3.45 1.84666 23.78
7) 82.554 可変
8) 27.300 0.90 1.80518 25.43
9) 15.551 4.60 1.51823 58.89
10) -37.422 0.10
11) 25.246 2.45 1.51823 58.89
12) 55.309 可変
13)(絞りＳ) ∞ 2.90
14) -32.302 2.75 1.85026 32.35
15) -11.682 0.80 1.77250 49.61
16) 161.664 可変
17) ∞ 3.00 1.51823 58.89
18) -23.681 0.10
19) 114.651 5.00 1.49782 82.56
20) -16.345 1.00 1.85026 32.35
21) -46.453 ＢＦ
像面 ∞

［非球面データ］
第３面
Ｋ ＝ 1
Ａ4 ＝ 2.54910E-05
Ａ6 ＝ 5.94080E-08
Ａ8 ＝ -1.06500E-10
Ａ10 ＝ 7.27750E-13

［各種データ］
ズーム比 3.22
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 16.5 32.8 53.3
ＦＮＯ 3.5 4.8 6.0
２ω 84.4 47.2 29.9
Ｙ 14.25 14.25 14.25
ＴＬ 130.18 128.00 147.05
ＢＦ 38.29 57.79 84.31

ｄ7 31.23 9.55 2.07
ｄ12 1.61 7.22 11.15
ｄ16 15.53 9.92 5.99

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 -21.64
2 8 27.99
3 13 -40.96
4 17 43.13

［条件式対応値］
（１） ｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＝ 0.729
（２） ｆ３／ｆ１＝ 1.89
（３） ｎ１＝ 1.79500, 1.84666
（４） （Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＝ 1.02
（５） （Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＝ 1.18
（６） ｜ＲＡ・ｆ１｜＝ 721
（７） ｆ１１／ｆ１＝ 1.52
（８） ｆ４／ｆ２＝ 1.54
（９） ｆ４／（−ｆ３）＝ 1.05

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。図３は、本願の第１実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、本願の第１実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。

図２〜図４の各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ａは半画角をそれぞれ示す。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半画角の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各半画角の値を示す。またｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）をそれぞれ示す。そして非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。
なお、以下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。

図２〜図４より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。

（第２実施例）
図５は、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態におけるレンズ断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、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とからなる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ１１は、像面Ｉ側のガラスレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と両凸形状の正レンズＬ２２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とからなる。
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正メニスカスレンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２との接合負レンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、像面Ｉ側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズとからなる。

本実施例に係る変倍光学系では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。
本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、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と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１が像面Ｉ側へ移動した後に物体側へ移動する、即ち移動軌跡が像面Ｉ側へ凸形状となるように光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、及び第４レンズ群Ｇ４が物体側へ光軸に沿って移動する。なお、このとき第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４は一体となって移動する。
本実施例に係る変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３中の上記接合負レンズが光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトする。
以下の表２に、本願の第２実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。

（表２）第２実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1) 40.043 1.90 1.51680 64.12
2) 16.100 0.17 1.55389 38.09
＊3) 13.900 11.00
4) -114.885 1.40 1.80400 46.58
5) 32.203 3.00
6) 123.629 1.28 1.80400 46.58
7) 45.051 0.10
8) 32.378 3.50 1.80518 25.43
9) 838.071 可変
10) 31.539 0.90 1.75520 27.51
11) 16.577 4.30 1.51680 64.12
12) -44.059 2.16
13) 21.883 2.10 1.51823 58.89
14) 52.902 可変
15)(絞りＳ) ∞ 2.90
16) -36.742 2.75 1.85026 32.35
17) -12.426 0.80 1.77250 49.61
18) 104.520 可変
19) ∞ 2.75 1.48749 70.45
20) -23.444 0.10
21) 116.161 5.26 1.49782 82.56
22) -15.151 1.00 1.80100 34.96
23) -41.509 ＢＦ
像面 ∞

［非球面データ］
第３面
Ｋ ＝ 1
Ａ4 ＝ 2.65560E-05
Ａ6 ＝ 5.94080E-08
Ａ8 ＝ -1.00010E-10
Ａ10 ＝ 9.63140E-13

［各種データ］
ズーム比 3.24
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 16.5 32.6 53.3
ＦＮＯ 3.7 4.8 5.9
２ω 84.6 47.4 29.9
Ｙ 14.25 14.25 14.25
ＴＬ 130.85 128.70 148.00
ＢＦ 38.56 57.90 84.68

ｄ9 29.65 8.16 0.69
ｄ14 1.69 7.40 11.23
ｄ18 13.58 7.87 4.04

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 -21.90
2 10 29.17
3 15 -41.04
4 19 41.07

［条件式対応値］
（１） ｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＝ 0.739
（２） ｆ３／ｆ１＝ 1.87
（３） ｎ１＝ 1.80400, 1.80400, 1.80518
（４） （Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＝ 1.04
（５） （Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＝ 1.20
（６） ｜ＲＡ・ｆ１｜＝ 885
（７） ｆ１１／ｆ１＝ 1.91
（８） ｆ４／ｆ２＝ 1.41
（９） ｆ４／（−ｆ３）＝ 1.00

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。図７は、本願の第２実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、本願の第２実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。
図６〜図８より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。

（第３実施例）
図９は、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態におけるレンズ断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、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とからなる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、両凸形状の正レンズＬ１４とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ１１は、像面Ｉ側のガラスレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と両凸形状の正レンズＬ２２との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ２３とからなる。
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正メニスカスレンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２との接合負レンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズとからなる。

本実施例に係る変倍光学系では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。
本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、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と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１が像面Ｉ側へ移動した後に物体側へ移動する、即ち移動軌跡が像面Ｉ側へ凸形状となるように光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、及び第４レンズ群Ｇ４が物体側へ光軸に沿って移動する。なお、このとき第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４は一体となって移動する。
本実施例に係る変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３中の上記接合負レンズが光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトする。
以下の表３に、本願の第３実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。

（表３）第３実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1) 48.776 1.90 1.51680 64.12
2) 16.100 0.17 1.55389 38.09
＊3) 13.900 11.00
4) -114.885 1.40 1.80400 46.58
5) 28.378 3.20
6) 486.611 1.28 1.80400 46.58
7) 87.125 0.10
8) 36.548 3.50 1.80518 25.43
9) -893.698 可変
10) 31.539 0.90 1.80518 25.43
11) 17.844 2.89 1.51823 58.89
12) -80.458 4.24
13) 29.000 2.30 1.51823 58.89
14) -257.990 可変
15)(絞りＳ) ∞ 2.90
16) -42.033 2.75 1.85026 32.35
17) -14.348 0.80 1.77250 49.61
18) 92.894 可変
19) -1000.000 2.75 1.48749 70.45
20) -23.091 0.10
21) 113.640 5.88 1.49782 82.56
22) -15.170 1.00 1.80100 34.96
23) -45.654 ＢＦ
像面 ∞

［非球面データ］
第３面
Ｋ ＝ 1
Ａ4 ＝ 2.59080E-05
Ａ6 ＝ 5.94080E-08
Ａ8 ＝ -1.85780E-10
Ａ10 ＝ 9.08510E-13

［各種データ］
ズーム比 3.12
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 16.0 31.2 49.9
ＦＮＯ 3.6 4.8 5.9
２ω 87.6 49.7 31.9
Ｙ 14.25 14.25 14.25
ＴＬ 132.45 130.09 147.53
ＢＦ 38.56 57.70 82.60

ｄ9 29.65 8.16 0.69
ｄ14 1.89 7.40 11.23
ｄ18 10.88 5.37 1.54

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 -20.95
2 10 29.66
3 15 -42.98
4 19 43.95

［条件式対応値］
（１） ｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＝ 0.741
（２） ｆ３／ｆ１＝ 2.05
（３） ｎ１＝ 1.80400, 1.80400, 1.80518
（４） （Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＝ 1.04
（５） （Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＝ 1.21
（６） ｜ＲＡ・ｆ１｜＝ 879
（７） ｆ１１／ｆ１＝ 1.90
（８） ｆ４／ｆ２＝ 1.48
（９） ｆ４／（−ｆ３）＝ 1.02

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。図１１は、本願の第３実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図である。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、本願の第３実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。
図１０〜図１２より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。

（第４実施例）
図１３は、本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態におけるレンズ断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、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とからなる。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と、両凹形状の負レンズＬ１２と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４とからなる。なお、負メニスカスレンズＬ１１は、像面Ｉ側のガラスレンズ面に樹脂層を設けて非球面を形成した非球面レンズである。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と両凸形状の正レンズＬ２２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とからなる。
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正メニスカスレンズＬ３１と両凹形状の負レンズＬ３２との接合負レンズと、像面Ｉ側に凹面を向けた平凹形状の負レンズＬ３３とからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、像面Ｉ側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と像面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４３との接合レンズとからなる。

本実施例に係る変倍光学系では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りＳが配置されており、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第３レンズ群Ｇ３と一体となって移動する。
本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、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と第４レンズ群Ｇ４との間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１が像面Ｉ側へ移動した後に物体側へ移動する、即ち移動軌跡が像面Ｉ側へ凸形状となるように光軸に沿って移動し、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、及び第４レンズ群Ｇ４が物体側へ光軸に沿って移動する。なお、このとき第２レンズ群Ｇ２と第４レンズ群Ｇ４は一体となって移動する。
本実施例に係る変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３中の上記接合負レンズが光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトする。
以下の表４に、本願の第４実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。

（表４）第４実施例
[面データ]
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1) 40.043 1.90 1.51680 64.12
2) 16.100 0.17 1.55389 38.09
3) 13.900 11.00
4) -114.885 1.40 1.80400 46.58
5) 30.106 3.00
6) 120.351 1.28 1.80400 46.58
7) 50.332 0.10
8) 33.144 3.50 1.80518 25.43
9) 838.075 可変
10) 31.539 0.90 1.75520 27.51
11) 16.806 4.30 1.51680 64.12
12) -57.150 2.06
13) 24.603 2.10 1.51823 58.89
14) 107.987 可変
15)(絞りＳ) ∞ 2.90
16) -50.100 2.75 1.85026 32.35
17) -14.650 0.80 1.77250 49.61
18) 104.520 2.50
19) ∞ 1.20 1.51680 64.12
20) 100.452 可変
21) 0.000 2.75 1.48749 70.45
22) -24.078 0.10
23) 74.578 4.72 1.49782 82.56
24) -16.452 1.00 1.80100 34.96
25) -49.260 ＢＦ
像面 ∞

［非球面データ］
第３面
Ｋ ＝ 1
Ａ4 ＝ 2.47620E-05
Ａ6 ＝ 5.94080E-08
Ａ8 ＝ -7.24100E-11
Ａ10 ＝ 6.81200E-13

［各種データ］
ズーム比 3.24
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 16.5 32.5 53.3
ＦＮＯ 3.6 4.9 5.9
２ω 84.6 47.4 29.8
Ｙ 14.25 14.25 14.25
ＴＬ 131.41 129.27 148.63
ＢＦ 38.56 57.91 84.73

ｄ9 29.65 8.16 0.69
ｄ14 1.69 7.40 11.23
ｄ20 11.08 5.37 1.54

［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1 1 -21.94
2 10 29.55
3 15 -40.37
4 21 40.26

［条件式対応値］
（１） ｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＝ 0.740
（２） ｆ３／ｆ１＝ 1.84
（３） ｎ１＝ 1.80400, 1.80400, 1.80518
（４） （Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＝ 0.94
（５） （Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＝ 1.06
（６） ｜ＲＡ・ｆ１｜＝ 1022
（７） ｆ１１／ｆ１＝ 1.81
（８） ｆ４／ｆ２＝ 1.36
（９） ｆ４／（−ｆ３）＝ 1.00

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。図１５は、本願の第４実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における諸収差図である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、本願の第４実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図及びシフト時のコマ収差図である。
図１４〜図１６より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらにシフト時にも優れた結像性能を有していることがわかる。

上記各実施例によれば、光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトするレンズを有し、高変倍比と良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。ここで、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。

なお、以下の内容は、本願の変倍光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。
本願の変倍光学系の数値実施例として４群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、５群等）の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、本願の変倍光学系の最も物体側や最も像面側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。

また、本願の変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、１つのレンズ群全体、又は複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としてもよい。特に、第１レンズ群の少なくとも一部又は第２レンズ群の少なくとも一部を合焦レンズ群とすることが好ましい。また、斯かる合焦レンズ群は、オートフォーカスに適用することも可能であり、オートフォーカス用のモータ、例えば超音波モータ等による駆動にも適している。
また、本願の変倍光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に垂直な成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動（揺動）させることで、手ブレによって生じる像ブレを補正する構成とすることもできる。特に、本願の変倍光学系では第３レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。

また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。レンズ面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に成型したガラスモールド非球面、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）或いはプラスチックレンズとしてもよい。

また、本願の変倍光学系において開口絞りは第３レンズ群の内部又は近傍に配置されることが好ましいが、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。
また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。

また、本願の変倍光学系は、変倍比が２〜５倍程度である。
また、本願の変倍光学系は、第１レンズ群が正のレンズ成分を１つと負のレンズ成分を２つ、又は、正のレンズ成分を１つと負のレンズ成分を３つ有することが好ましい。また、第１レンズ群はこれらのレンズ成分を、物体側から負負正、又は、負負負正の順に空気間隔を介在させて配置することが好ましい。
また、本願の変倍光学系は、第２レンズ群が正のレンズ成分を２つ、又は、正のレンズ成分を２つと負のレンズ成分を１つ有することが好ましい。また後者の場合、第２レンズ群はこれらのレンズ成分を、物体側から負正正の順に空気間隔を介在させて配置することが好ましい。

また、本願の変倍光学系は、第３レンズ群が負のレンズ成分を１つ、又は、負のレンズ成分を２つ有することが好ましい。
また、本願の変倍光学系は、第４レンズ群が正のレンズ成分を２つ、又は、正のレンズ成分を２つと負のレンズ成分を１つ有することが好ましい。また後者の場合、第２レンズ群はこれらのレンズ成分を、物体側から正正負の順に空気間隔を介在させて配置することが好ましい。

次に、本願の変倍光学系を備えたカメラを図１７に基づいて説明する。
図１７は、本願の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
本カメラ１は、図１７に示すように撮影レンズ２として上記第１実施例に係る変倍光学系を備えたデジタル一眼レフカメラである。
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、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして焦点板４に結像されたこの光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へ導かれる。これにより撮影者は、被写体像を接眼レンズ６を介して正立像として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、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、不図示の被写体からの光は撮像素子７へ到達する。これにより被写体からの光は、当該撮像素子７によって撮像されて、被写体画像として不図示のメモリに記録される。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。
以上の構成により、上記第１実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ２として搭載した本カメラ１は、光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトするレンズを有し、高変倍比と良好な光学性能を実現することができる。なお、上記第２〜第４実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。

以下、本願の変倍光学系の製造方法の概略を図１８に基づいて説明する。
図１８は、本願の変倍光学系の製造方法を示す図である。
本願の変倍光学系の製造方法は、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、図１８に示す各ステップＳ１〜Ｓ３を含むものである。

ステップＳ１：以下の条件式（１），（２）を満足するように、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、前記第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とを用意し、円筒状の鏡筒内に物体側から配置する。
（１） ０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
（２） １．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離

ステップＳ２：前記各レンズ群に公知の移動機構を設ける等することで、広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に前記各レンズ群どうしの光軸上の間隔を変化可能とする。
ステップＳ３：前記第３レンズ群の少なくとも一部に公知の移動機構を設ける等することで、前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフト可能とする。

斯かる本願の変倍光学系の製造方法によれば、光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトするレンズを有し、高変倍比と良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
Ｗ 広角端状態
Ｔ 望遠端状態

Claims (17)

1. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなり、
   前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、
   広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、
   前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、
   以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
   ０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
   １．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
   ０．５０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．５０
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
   ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
   Ｄｔ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   Ｄｗ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
2. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなり、
   前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、
   広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、
   前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、
   以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
   ０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
   １．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．２０
   ０．６０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＜１．６０
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
   ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
   Ｄｔ ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   Ｄｗ ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   Ｙmax：最大像高
3. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなり、
   前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、
   広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、
   前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、
   以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
   ０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
   １．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
   ７２１≦｜ＲＡ・ｆ１｜＜１３００ （単位：ｍｍ^２）
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
   ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
   ＲＡ：前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面の曲率半径
4. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなり、
   前記第１レンズ群は、最も物体側に負レンズを有し、
   前記第３レンズ群は、接合負レンズを有し、
   広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記各レンズ群どうしの間隔が変化し、
   前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフトし、
   以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
   ０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
   １．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
   ０．６０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＜１．６０
   １．４０＜ｆ１１／ｆ１＜２．１０
   ただし、
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
   ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
   ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
   ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
   ｆ１１：前記第１レンズ群における前記負レンズの焦点距離
   Ｄｔ ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   Ｄｗ ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   Ｙmax：最大像高
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の変倍光学系。
   ０．５０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．５０
   ただし、
   Ｄｔ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   Ｄｗ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
6. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   ４００＜｜ＲＡ・ｆ１｜＜１３００ （単位：ｍｍ^２）
   ただし、
   ＲＡ：前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面の曲率半径
   ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
7. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の変倍光学系。
   ０．６０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／Ｙmax＜１．６０
   ただし、
   Ｄｔ ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   Ｄｗ ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
   Ｙmax：最大像高
8. 前記第１レンズ群は、以下の条件式を満足するレンズを少なくとも２枚有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   １．７５０＜ｎ１＜２．５００
   ただし、
   ｎ１：前記第１レンズ群中のレンズのｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
9. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
   １．００＜ｆ４／ｆ２＜２．００
   ただし、
   ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
   ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
10. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．８０＜ｆ４／（−ｆ３）＜１．３０
    ただし、
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
    ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
11. 前記第２レンズ群と前記第４レンズ群との間に、開口絞りを有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の変倍光学系。
12. 前記第１レンズ群が、少なくとも２枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとから構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の変倍光学系。
13. 前記第１レンズ群が、非球面レンズを有することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の変倍光学系。
14. 広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第４レンズ群とが一体となって移動することを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
15. 広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が増大し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が減少することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
16. 請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の変倍光学系を備えたことを特徴とする撮像装置。
17. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群とにより、実質的に４個のレンズ群からなる変倍光学系の製造方法であって、
    前記第３レンズ群に接合負レンズを配置し、
    前記変倍光学系の各レンズ群が以下の条件式を満足するようにし、
    広角端状態から望遠端状態まで変倍を行う際に前記各レンズ群どうしの間隔を変化可能とし、
    前記第３レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むようにシフト可能とすることを特徴とする変倍光学系の製造方法。
    ０．６０＜｜ｆ１｜／√（ｆｗ・ｆｔ）＜０．７８
    １．８０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０
    ０．５０＜（Ｄｔ−Ｄｗ）／ｆｗ＜１．５０
    ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
    ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の焦点距離
    Ｄｔ：望遠端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
    Ｄｗ：広角端状態における前記変倍光学系中の最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離

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