JP5582303B2 - 変倍光学系、及び、この変倍光学系を有する光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、変倍光学系、及び、この変倍光学系を有する光学機器に関する。

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１参照）。

特開２００４−１０９５５９号公報

しかしながら、従来の望遠ズームレンズにおいて合焦時の収差変動が大きく、最至近合焦時に十分な撮影倍率を得られないという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、最至近合焦時に十分な撮影倍率と良好な光学性能を有する変倍光学系、及び、この変倍光学系を有する光学機器を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、第１の本発明に係る変倍光学系は、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、正の屈折力を有する第４レンズ群との実質的に４個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が変化し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化し、第１レンズ群及び第４レンズ群は像面に対して光軸方向に固定されており、第１レンズ群は、物体側から順に、合焦に際して像面に対して光軸方向に固定される部分レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦に際して光軸に沿って移動する合焦レンズ群との実質的に２個の部分レンズ群からなり、無限遠合焦時の第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、合焦レンズ群の焦点距離をｆ１Ｒとし、望遠端状態での最大撮影倍率をβとしたとき、次式
１．７ ＜ ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜） ＜ ２．２
の条件を満足することを特徴とする。

このような変倍光学系は、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、望遠端状態での無限遠合焦時の第１レンズ群の最も像面側のレンズ面から第２レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った空気間隔をＤ１２としたとき、次式
１．２ ＜ Ｄ１２／（−ｆ２） ＜ １．６
の条件を満足することが好ましい。

また、第２の本発明に係る変倍光学系は、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、正の屈折力を有する第４レンズ群との実質的に４個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔が変化し、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔が変化し、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔が変化し、第１レンズ群及び第４レンズ群は像面に対して光軸方向に固定されており、第１レンズ群は、物体側から順に、合焦に際して像面に対して光軸方向に固定される部分レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦に際して光軸に沿って移動する合焦レンズ群との実質的に２個の部分レンズ群からなり、無限遠合焦時の第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、合焦レンズ群の焦点距離をｆ１Ｒとし、望遠端状態での最大撮影倍率をβとし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、望遠端状態での無限遠合焦時の第１レンズ群の最も像面側のレンズ面から第２レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った空気間隔をＤ１２としたとき、次式
１．７ ＜ ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜） ＜ ２．４
１．２ ＜ Ｄ１２／（−ｆ２） ＜ １．６
の条件を満足することを特徴とする。

また、このような変倍光学系は、合焦レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｒとしたとき、次式
０．１ ＜ Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ ＜ １．２
の条件を満足することが好ましい。

また、このような変倍光学系は、無限遠合焦時の第１レンズ群における合焦レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も物体側の部分レンズ群の最も像面側のレンズ面までの光軸に沿った空気間隔をＤ１１としたとき、次式
６．０ ＜ ｆ１Ｒ／Ｄ１１ ＜ １５．０
の条件を満足することが好ましい。

また、このような変倍光学系において、合焦レンズ群は、少なくとも一つの負の屈折力のレンズと、少なくとも一つの正の屈折力のレンズと、を有することが好ましい。

また、このような変倍光学系において、合焦レンズ群は、接合レンズを有することが好ましい。

また、このような変倍光学系において、第２レンズ群、第３レンズ群、及び、第４レンズ群はそれぞれ、少なくとも１つの接合レンズを有することが好ましい。

また、このような変倍光学系において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第３レンズ群は一旦像面側に移動した後に物体側へ移動することが好ましい。

また、このような変倍光学系は、全てのレンズ面が球面で構成されていることが好ましい。

また、本発明に係る光学機器は、上述の変倍光学系のいずれかを有することを特徴とする。

本発明を以上のように構成すると、最至近合焦時に十分な撮影倍率と良好な光学性能を有する変倍光学系、及び、この変倍光学系を有する光学機器を提供することができる。

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る。 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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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って、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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る。 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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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って、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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る。 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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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って、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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る。 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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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って、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 第５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る。 第５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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 第５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って、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 第５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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 第６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る。 第６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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 第６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って、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 第６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であって、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示す。 本実施形態に係る変倍光学系を有するデジタル一眼レフカメラの断面を示す説明図である。 本実施形態に係る変倍光学系の製造を示すフローチャートである。

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、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、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は像面に対して光軸方向に固定されている。また、第１レンズ群Ｇ１は、複数の部分レンズ群を有し、合焦に際して、最も物体側の部分レンズ群Ｇ１Ｆは像面に対して光軸方向に固定され、この部分レンズ群Ｇ１Ｆより像面側にある部分レンズ群のうち、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１Ｒは光軸に沿って移動する合焦レンズ群として構成されている。

それでは、このような変倍光学系ＺＬを構成するための条件について説明する。まず、この変倍光学系ＺＬは、無限遠合焦時の第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、合焦レンズ群Ｇ１Ｒの焦点距離をｆ１Ｒとし、望遠端状態での最大撮影倍率をβとしたとき、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。

１．７ ＜ ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜） ＜ ２．４ （１）

条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力及び合焦レンズ群Ｇ１Ｒの屈折力と最大撮影倍率との関係を規定したものである。本変倍光学系ＺＬは、この条件式（１）を満足することで、最至近撮影時に十分な撮影倍率を確保しつつ、良好な光学性能を実現することができる。この条件式（１）の下限値を下回ると、合焦レンズ群Ｇ１Ｒの屈折力が弱くなり過ぎて、合焦時の移動量が増加してしまい、また合焦時の球面収差が悪化してしまうため好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を１．９にすることが望ましい。反対に、条件式（１）の上限値を上回ると、合焦レンズ群Ｇ１Ｒの屈折力が強くなり過ぎて、無限遠合焦時の球面収差が悪化してしまい好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を２．２にすることが望ましい。

また、この変倍光学系ＺＬは、合焦レンズ群Ｇ１Ｒの最も物体側のレンズ面（例えば、図１における第６面）の曲率半径をＲ１Ｒとしたとき、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。

０．１ ＜ Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ ＜ １．２ （２）

条件式（２）は合焦レンズ群Ｇ１Ｒの形状を規定したものである。本変倍光学系ＺＬは、この条件式（２）を満足することで、最至近撮影時に良好な光学性能を実現することができる。この条件式（２）の下限値を下回ると合焦時の合焦レンズ群Ｇ１Ｒの移動量が増大し、合焦時の球面収差が悪化するため好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を０．２にすることが望ましい。反対に、条件式（２）の上限値を上回ると、無限遠合焦時の球面収差が悪化してしまい好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を１．１にすることが望ましい。

また、この変倍光学系ＺＬは、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、望遠端状態での無限遠合焦時の第１レンズ群Ｇ１の最も像面側のレンズ面（例えば、図１における第８面）から第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面（例えば、図１における図９面）までの光軸に沿った空気間隔をＤ１２としたとき、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。

１．２ ＜ Ｄ１２／（−ｆ２） ＜ １．６ （３）

条件式（３）は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を規定したものである。この条件式（３）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が弱くなり、変倍時の移動量が増加してしまい、また、コマ収差や像面湾曲が悪化するため好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を１．３にすることが望ましい。反対に条件式（３）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなり、コマ収差や像面湾曲が悪化するため好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を１．５にすることが望ましい。

また、この変倍光学系ＺＬは、無限遠合焦時の第１レンズ群Ｇ１における合焦レンズ群Ｇ１Ｒの最も物体側のレンズ面（例えば、図１における第６面）から最も物体側の部分レンズ群Ｇ１Ｆの最も像面側のレンズ面（例えば、図１における第５面）までの光軸に沿った空気間隔をＤ１１としたとき、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。

６．０ ＜ ｆ１Ｒ／Ｄ１１ ＜ １５．０ （４）

条件式（４）は合焦レンズ群Ｇ１Ｒの屈折力を規定するものである。この条件式（４）の下限値を下回ると、合焦レンズ群Ｇ１Ｒの屈折力が弱くなりすぎて、合焦時の移動量が増加してしまい、また、合焦時の球面収差が悪化してしまうため好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を７．０にすることが望ましい。反対に条件式（４）の上限値を上回ると、合焦レンズ群Ｇ１Ｒの屈折力が強くなりすぎて、無限遠合焦時の球面収差が悪化してしまうため好ましくない。なお、本実施形態の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を１４．０にすることが望ましい。

ところで、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、合焦レンズ群Ｇ１Ｒは、少なくとも一組の負の屈折力のレンズ成分と正の屈折力のレンズ成分の組み合わせを有することが好ましい（例えば、図１の場合、負メニスカスレンズＬ１４と両凸レンズＬ１５）。この構成により全体の色収差が改善され、合焦時において、無限遠状態から最至近に合焦しても倍率色収差の変動を良好に補正して色変動が無いようにすることができる。

また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、合焦レンズ群Ｇ１Ｒは、接合レンズを有することが好ましい（例えば、図１の場合、上記レンズＬ１４及びＬ１５からなる接合レンズ）。この構成によっても全体の色収差が改善され、合焦時において、無限遠状態から最至近に合焦しても倍率色収差の変動を良好に補正して色変動が無いようにすることができる。

さらに、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、及び、第４レンズ群Ｇ４のそれぞれは、少なくとも１つの接合レンズを有していることが望ましい。この構成により、変倍時において倍率色収差の変動を良好に補正することができる。

また、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬにおいて、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は、一旦像面側へ移動した後に物体側へ移動するように構成されることが望ましい。この構成により、本変倍光学系ＺＬの小型化と高変倍化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、全てのレンズ面が球面で構成されていることが望ましい。レンズ面が球面で構成されている場合、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妨げるので好ましい。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。なお、平面のレンズ面を含んでいても同様である。

図２５に、上述の変倍光学系ＺＬを備える光学機器として、デジタル一眼レフカメラ１（以後、単にカメラと記す）の略断面図を示す。このカメラ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（変倍光学系ＺＬ）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へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（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、撮影レンズ２で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、当該撮像素子７により撮像され、物体（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による物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、図２５に記載のカメラ１は、変倍光学系ＺＬを着脱可能に保持するものでも良く、変倍光学系ＺＬと一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１は、いわゆる一眼レフカメラでも良い。また、クイックリターンミラーを有しないカメラであっても、上記カメラ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群構成の変倍光学系ＺＬを示したが、以上の構成条件等は、５群構成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、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時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、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良い。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、前述したように第１レンズ群Ｇ１の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。

また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動（揺動）させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。

また、以上の説明では全てのレンズ面が球面で構成されている場合について説明したが、これらのレンズ面の少なくとも一部が非球面で形成されても構わない。レンズ面が非球面の場合、この非球面は、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良く、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良い。

また、開口絞りは第４レンズ群Ｇ４の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。

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良い。

また、本実施形態の変倍光学系ＺＬは、変倍比が２〜５程度である。

また、本実施形態の変倍光学系ＺＬは、第１レンズ群Ｇ１が正レンズ成分を３つ有するのが好ましい。また、第２レンズ群Ｇ２が負レンズ成分を３つ有するのが好ましい。また、第３レンズ群Ｇ３が正レンズ成分を２つ有するのが好ましい。さらに、第４レンズ群Ｇ４が正レンズ成分を４つと、負レンズ成分を４つ有するのが好ましい。

なお、本願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、本願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、本実施形態の変倍光学系ＺＬの製造方法の概略を、図２６を参照して説明する。まず、各レンズを配置してレンズ群をそれぞれ準備する（ステップＳ１００）。具体的に、本実施形態では、例えば、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負メニスカスレンズＬ１４と両凸レンズＬ１５との接合レンズを配置して第１レンズ群Ｇ１とし、物体側から順に、両凹レンズ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、両凹レンズＬ２４を配置して第２レンズ群Ｇ２とし、物体側から順に、両凸レンズＬ３１、及び、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズを配置して第３レンズ群Ｇ３とし、開口絞りＳＰ、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２、両凹レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズ、フレアカッターＦＣ１、両凸レンズＬ４５と両凹レンズＬ４６との接合レンズ、両凹レンズＬ４７、フレアカッターＦＣ２、両凸レンズＬ４８、両凸レンズＬ４９、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０を配置して第４レンズ群Ｇ４とする。

この際、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は、変倍に際して、像面に対して光軸方向に固定されるよう配置する（ステップＳ２００）。また、第１レンズ群Ｇ１を複数の部分レンズ群として構成し、合焦に際して、最も物体側の部分レンズ群Ｇ１Ｆを像面に対して光軸方向に固定して配置し、部分レンズ群Ｇ１Ｆより像面側にある部分レンズ群のうち、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１Ｒを光軸に沿って移動する合焦レンズ群として配置する（ステップＳ３００）。

そして、これらのレンズ群を、無限遠合焦時の第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、合焦レンズ群Ｇ１Ｒの焦点距離をｆ１Ｒとし、望遠端状態での最大撮影倍率をβとしたとき、前述の条件式（１）を満足するよう配置する（ステップＳ４００）。

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、図１３、図１７及び図２１は、各実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ６）の構成を示す断面図である。これらの変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ６は、いずれも、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、から構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１は、複数の部分レンズ群を有し、合焦に際して、最も物体側の部分レンズ群Ｇ１Ｆは像面に対して光軸方向に固定され、この部分レンズ群Ｇ１Ｆより物体側にある部分レンズ群のうち、正の屈折力を有する部分レンズ群Ｇ１Ｒは光軸に沿って移動する合焦レンズ群として構成されている。なお、以下の実施例においては、無限遠から最至近物体に合焦するときに合焦レンズ群Ｇ１Ｒが像面側から物体側に光軸に沿って移動する。

また、これらの変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ６の断面図の下部には、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）に変倍する際の各レンズ群Ｇ１〜Ｇ４の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。具体的には、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との軸上空気間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１及び第４レンズ群Ｇ４は像面に対して光軸方向に固定され、第２レンズ群Ｇ２は像面側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は一旦像面側へ移動した後に物体側へ移動する。

［第１実施例］
図１は、本願の第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の構成を示す図である。この図１の変倍光学系ＺＬ１において、第１レンズ群Ｇ１を構成する部分レンズ群Ｇ１Ｆ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、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１を構成する合焦レンズ群（部分レンズ群）Ｇ１Ｒ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Ｌ１４と両凸レンズＬ１５との接合レンズから構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ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、両凹レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ３１、及び、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズから構成されている。さらに、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳＰ、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２、両凹レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズ、フレアカッターＦＣ１、両凸レンズＬ４５と両凹レンズＬ４６との接合レンズ、両凹レンズＬ４７、フレアカッターＦＣ２、両凸レンズＬ４８、両凸レンズＬ４９、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０から構成されている。

以下の表１に、第１実施例の諸元の値を掲げる。この表１において、全体諸元は、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態のそれぞれにおける焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮＯ、画角２ω、全長ＴＬ、像高Ｙをそれぞれ表している。さらに、レンズ諸元の第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間隔（面間隔）を、第４欄νｄ及び第５欄ｎｄは、ｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数及び屈折率を示している。また、全長ＴＬは、無限遠合焦時のレンズ面の第１面から像面までの光軸上の距離を表している。また、レンズ群焦点距離は第１〜第４レンズ群Ｇ１〜Ｇ４の各々の始面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４、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。なお、曲率半径0.00はレンズ面の場合は平面を示し、絞りの場合は開口又は絞り面を示す。また、空気の屈折率1.00000は省略してある。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）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 102.0 〜 200.0 〜 294.0
ＦＮＯ＝ 4.1 〜 4.1 〜 4.1
２ω ＝ 24.1 〜 12.1 〜 8.2
ＴＬ ＝ 282.43 〜 282.43 〜 282.43
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 310.71 3.50 55.5 1.69680
2 85.03 11.00 82.6 1.49782
3 847.64 0.10
4 99.29 10.00 82.6 1.49782
5 1412.29 d5
6 79.43 2.50 34.9 1.80100
7 53.84 12.00 70.3 1.48749
8 -6777.87 d8
9 -2811.92 2.00 46.6 1.80400
10 48.34 5.00
11 -77.28 2.50 82.6 1.49782
12 47.81 6.00 23.8 1.84666
13 19546.42 2.34
14 -72.72 1.83 52.8 1.74100
15 208.68 d15
16 167.43 6.00 70.3 1.48749
17 -72.00 0.25
18 181.97 7.00 82.6 1.49782
19 -50.55 2.46 42.1 1.79952
20 -176.22 d20
21 0.00 3.00
22 50.05 6.50 65.4 1.60300
23 -220.59 0.20
24 57.00 4.50 70.3 1.48749
25 172.00 1.63
26 -390.65 1.80 32.4 1.85026
27 42.60 5.50 50.8 1.65844
28 139.49 11.25
29 0.00 5.60
30 79.60 4.50 25.5 1.80518
31 -79.60 1.59 52.8 1.74100
32 40.05 3.00
33 -1208.54 1.42 35.7 1.90265
34 68.43 4.66
35 0.00 0.39
36 53.64 7.00 63.9 1.51680
37 -73.09 0.20
38 86.23 4.00 47.1 1.67003
39 -371.83 3.00
40 -39.27 2.50 42.7 1.83481
41 -114.27 Bf

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 126.17
第２レンズ群 9 -30.75
第３レンズ群 16 91.50
第４レンズ群 21 133.08

この第１実施例において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔ｄ８、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ２０、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表２に、無限遠及び最至近への合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における全系の焦点距離ｆ又は最大撮影倍率βと、各可変間隔の値を示す。

（表２）
［可変間隔データ］
無限遠 最至近
広角端 中間焦点距離 望遠端 広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆまたはβ 101.99 200.00 294.00 -0.09 -0.17 -0.26
d5 20.00 20.00 20.00 2.43 2.43 2.43
d8 2.50 32.92 43.24 20.08 50.50 60.82
d15 31.14 16.89 2.99 31.14 16.89 2.99
d20 18.71 2.54 6.11 18.71 2.54 6.11
Bf 63.36 63.36 63.36 63.36 63.36 63.36

次の表３に、この第１実施例における各条件式対応値を示す。なおこの表３において、ｆ１Ｒは合焦レンズ群Ｇ１Ｒの焦点距離を、βは最大撮影倍率を、Ｒ１Ｒは合焦レンズ群Ｇ１Ｒの最も物体側のレンズ面の曲率半径を、Ｄ１１は無限遠合焦時の合焦レンズ群Ｇ１Ｒの最も物体側のレンズ面から部分レンズ群Ｇ１Ｆの最も像面側のレンズ面までの光軸に沿った空気間隔を、Ｄ１２は望遠端状態での無限遠合焦時の第１レンズ群Ｇ１の最も像面側のレンズ面から第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った空気間隔をそれぞれ表している。以上の符号の説明は以降の実施例においても同様である。

（表３）
［条件式対応値］
ｆ１Ｒ＝226.72
β＝-0.255
Ｒ１Ｒ＝79.43
Ｄ１１＝20.00
Ｄ１２＝43.24
（１）ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜）＝2.18
（２）Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ＝0.35
（３）Ｄ１２／（−ｆ２）＝1.41
（４）ｆ１Ｒ／Ｄ１１＝11.33

以上の条件式対応値に示すように、この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、上記条件式（１）〜（４）の全てを満たしていることが分かる。

この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の広角端状態における球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図及びコマ収差図の諸収差図を図２に示し、中間焦点距離状態における諸収差図を図３に示し、望遠端状態における諸収差図を図４に示す。なお、各諸収差図において、（ａ）は無限遠合焦時を示し、（ｂ）は最至近合焦時を示している。また、これらの諸収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを示し、ＮＡは開口数を示し、Ａは半画角を示し、Ｈ０は物体高を示す。また、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する収差を示し、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）に対する収差を示し、記載の無いものはｄ線に対する収差を示す。また、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している。なお、これらの収差図の説明は以降の実施例においても同様である。各収差図から明らかなように、第１実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

［第２実施例］
図５は、本願の第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の構成を示す図である。この図５の変倍光学系ＺＬ２において、第１レンズ群Ｇ１を構成する部分レンズ群Ｇ１Ｆ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と両凸レンズＬ１２との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１を構成する合焦レンズ群（部分レンズ群）Ｇ１Ｒ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Ｌ１４と両凸レンズＬ１５との接合レンズから構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ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、両凹レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ３１、及び、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズから構成されている。さらに、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳＰ、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２、両凹レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズ、フレアカッターＦＣ１、両凸レンズＬ４５と両凹レンズＬ４６との接合レンズ、両凹レンズＬ４７、フレアカッターＦＣ２、両凸レンズＬ４８、両凸レンズＬ４９、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０から構成されている。

以下の表４に、第２実施例の諸元の値を掲げる。

（表４）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 102.0 〜 200.0 〜 294.0
ＦＮＯ＝ 4.1 〜 4.1 〜 4.1
２ω ＝ 24.1 〜 12.1 〜 8.2
ＴＬ ＝ 275.78 〜 275.78 〜 275.78
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 584.38 3.50 55.5 1.69680
2 89.49 9.50 82.6 1.4978
3 -1437.18 0.10
4 94.37 8.50 82.6 1.49782
5 638.67 d5
6 69.08 2.50 35.7 1.90265
7 49.25 13.00 70.3 1.48749
8 -1980.46 d8
9 -642.91 1.83 46.6 1.80400
10 45.99 5.00
11 -72.59 1.74 82.6 1.49782
12 44.90 6.00 23.8 1.84666
13 6936.15 2.35
14 -71.51 1.83 52.8 1.74100
15 197.94 d15
16 191.57 6.00 70.3 1.48749
17 -69.32 0.25
18 134.23 7.00 82.6 1.49782
19 -49.62 2.46 42.1 1.79952
20 -166.82 d20
21 0.00 2.50
22 47.71 6.00 70.3 1.48749
23 -216.16 0.10
24 52.67 4.50 70.3 1.48749
25 167.67 2.19
26 -929.56 1.80 34.9 1.80100
27 38.59 5.50 65.4 1.60300
28 234.31 11.48
29 0.00 4.35
30 111.42 4.50 23.8 1.84666
31 -111.42 1.59 52.8 1.74100
32 36.31 2.96
33 -642.01 1.42 45.3 1.79500
34 102.60 4.00
35 0.00 0.10
36 50.89 5.00 63.9 1.51680
37 -70.92 0.10
38 96.39 4.00 41.9 1.66755
39 -487.71 3.15
40 -38.12 1.59 40.7 1.88300
41 -113.12 Bf

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 120.04
第２レンズ群 9 -28.53
第３レンズ群 16 83.86
第４レンズ群 21 136.85

この第２実施例において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔ｄ８、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ２０、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表５に、無限遠及び最至近への合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における全系の焦点距離ｆ又は最大撮影倍率βと、各可変間隔の値を示す。

（表５）
［可変間隔データ］
無限遠 最至近
広角端 中間焦点距離 望遠端 広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆまたはβ 102.00 200.00 294.00 -0.09 -0.17 -0.25
d5 23.97 23.97 23.97 8.87 8.87 8.87
d8 2.50 31.20 40.85 17.60 46.30 55.95
d15 28.91 15.74 3.01 28.91 15.74 3.01
d20 18.09 2.56 5.64 18.09 2.56 5.64
Bf 63.94 63.94 63.94 63.94 63.94 63.94

次の表６に、この第２実施例における各条件式対応値を示す。

（表６）
［条件式対応値］
ｆ１Ｒ＝199.41
β＝-0.253
Ｒ１Ｒ＝69.08
Ｄ１１＝23.97
Ｄ１２＝40.85
（１）ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜）＝2.38
（２）Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ＝0.35
（３）Ｄ１２／（−ｆ２）＝1.43
（４）ｆ１Ｒ／Ｄ１１＝8.31

以上の条件式対応値に示すように、この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、上記条件式（１）〜（４）の全てを満たしていることが分かる。また、この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の広角端状態における諸収差図を図６に示し、中間焦点距離状態における諸収差図を図７に示し、望遠端状態における諸収差図を図８に示す。各収差図から明らかなように、第２実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

［第３実施例］
図９は、本願の第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の構成を示す図である。この図９の変倍光学系ＺＬ３において、第１レンズ群Ｇ１を構成する部分レンズ群Ｇ１Ｆ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と両凸レンズＬ１２との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１を構成する合焦レンズ群（部分レンズ群）Ｇ１Ｒ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Ｌ１４と両凸レンズＬ１５との接合レンズから構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ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、両凹レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ３１、及び、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズから構成されている。さらに、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳＰ、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２、両凹レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズ、フレアカッターＦＣ１、両凸レンズＬ４５と両凹レンズＬ４６との接合レンズ、両凹レンズＬ４７、フレアカッターＦＣ２、両凸レンズＬ４８、両凸レンズＬ４９、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０から構成されている。

以下の表７に、第３実施例の諸元の値を掲げる。

（表７）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 102.0 〜 200.0 〜 294.0
ＦＮＯ＝ 4.1 〜 4.1 〜 4.1
２ω ＝ 24.1 〜 12.1 〜 8.2
ＴＬ ＝ 280.35 〜 280.35 〜 280.35
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 442.21 3.50 55.5 1.69680
2 90.89 11.00 82.6 1.49782
3 -3488.41 0.10
4 98.18 10.00 82.6 1.49782
5 680.69 d5
6 76.87 2.50 34.9 1.80100
7 52.29 12.00 70.3 1.48749
8 -2618.72 d8
9 -993.24 2.00 46.6 1.80400
10 47.72 5.00
11 -81.21 2.50 82.6 1.49782
12 45.65 6.00 23.8 1.84666
13 1583.02 3.00
14 -72.77 1.83 52.8 1.74100
15 196.16 d15
16 205.91 6.00 70.3 1.48749
17 -69.21 0.25
18 111.29 7.00 82.6 1.49782
19 -53.49 2.46 42.1 1.79952
20 -218.95 d20
21 0.00 2.50
22 52.26 6.50 65.4 1.60300
23 -203.41 0.20
24 57.76 4.50 70.3 1.48749
25 127.11 2.26
26 -395.67 1.80 32.4 1.85026
27 40.92 5.50 50.8 1.65844
28 167.85 11.64
29 0.00 6.00
30 76.96 4.50 25.5 1.80518
31 -84.45 1.59 52.8 1.74100
32 36.44 3.00
33 -558.47 1.42 35.7 1.90265
34 78.67 4.02
35 0.00 0.10
36 52.65 7.00 63.9 1.51680
37 -77.40 0.20
38 85.88 4.00 47.1 1.67003
39 -379.35 3.00
40 -39.29 2.50 42.7 1.83481
41 -99.32 Bf

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 123.17
第２レンズ群 9 -29.73
第３レンズ群 16 84.15
第４レンズ群 21 148.08

この第３実施例において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔ｄ８、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔ｄ１５、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ２０、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表８に、無限遠及び最至近への合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における全系の焦点距離ｆ又は最大撮影倍率βと、各可変間隔の値を示す。

（表８）
［可変間隔データ］
無限遠 最至近
広角端 中間焦点距離 望遠端 広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆまたはβ 102.00 200.00 294.00 -0.09 -0.17 -0.25
d5 19.66 19.66 19.66 3.36 3.36 3.36
d8 2.50 32.73 42.75 18.81 49.04 59.05
d15 30.08 16.25 3.01 30.08 16.25 3.01
d20 18.95 2.56 5.77 18.95 2.56 5.77
Bf .61.79 61.79 61.79 61.79 61.79 61.79

次の表９に、この第３実施例における各条件式対応値を示す。

（表９）
［条件式対応値］
ｆ１Ｒ＝213.31
β＝-0.255
Ｒ１Ｒ＝76.87
Ｄ１１＝19.66
Ｄ１２＝42.75
（１）ｆ１／（ｆ１Ｆ×｜β｜）＝2.27
（２）Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ＝0.36
（３）Ｄ１２／（−ｆ２）＝1.44
（４）ｆ１Ｒ／Ｄ１１＝10.85

以上の条件式対応値に示すように、この第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、上記条件式（１）〜（４）の全てを満たしていることが分かる。また、この第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の広角端状態における諸収差図を図１０に示し、中間焦点距離状態における諸収差図を図１１に示し、望遠端状態における諸収差図を図１２に示す。各収差図から明らかなように、第３実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

［第４実施例］
図１３は、本願の第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の構成を示す図である。この図１３の変倍光学系ＺＬ４において、第１レンズ群Ｇ１を構成する部分レンズ群Ｇ１Ｆ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と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１を構成する合焦レンズ群（部分レンズ群）Ｇ１Ｒ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Ｌ１４、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ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、両凹レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ３１、及び、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズから構成されている。さらに、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳＰ、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２、両凹レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズ、フレアカッターＦＣ１、両凸レンズＬ４５と両凹レンズＬ４６との接合レンズ、両凹レンズＬ４７、フレアカッターＦＣ２、両凸レンズＬ４８、両凸レンズＬ４９、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０から構成されている。

以下の表１０に、第４実施例の諸元の値を掲げる。

（表１０）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 102.0 〜 200.0 〜 294.0
ＦＮＯ＝ 4.0 〜 4.0 〜 4.1
２ω ＝ 24.1 〜 12.1 〜 8.2
ＴＬ ＝ 279.63 〜 279.63 〜 279.63
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 263.61 3.50 55.5 1.69680
2 79.02 11.00 82.6 1.49782
3 907.58 0.10
4 92.06 10.00 82.6 1.49782
5 2162.38 d5
6 84.36 2.50 23.8 1.84666
7 69.20 1.00
8 80.33 8.00 82.6 1.49782
9 985.79 d9
10 -1012.00 2.00 46.6 1.80400
11 48.62 4.61
12 -85.75 2.50 82.6 1.49782
13 47.78 6.00 23.8 1.84666
14 2972.25 2.42
15 -71.00 1.83 52.8 1.74100
16 225.16 d16
17 435.77 6.00 70.3 1.48749
18 -69.75 0.25
19 96.04 7.00 82.6 1.49782
20 -56.64 2.46 42.1 1.79952
21 -199.00 d21
22 0.00 2.39
23 53.22 6.50 65.4 1.60300
24 -228.03 0.20
25 67.75 4.50 70.3 1.48749
26 147.95 1.76
27 -386.81 1.80 32.4 1.85026
28 39.89 5.50 50.8 1.65844
29 272.19 11.42
30 0.00 5.77
31 92.44 4.50 25.5 1.80518
32 -66.85 1.59 52.8 1.74100
33 40.68 3.00
34 -614.40 1.42 35.7 1.90265
35 73.96 4.56
36 0.00 0.64
37 55.01 7.00 63.9 1.51680
38 -65.17 0.20
39 87.86 4.00 47.1 1.67003
40 -868.10 3.00
41 -41.48 2.50 42.7 1.83481
42 -109.30 Bf

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 127.03
第２レンズ群 10 -30.81
第３レンズ群 17 83.60
第４レンズ群 22 165.74

この第４実施例において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔ｄ９、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔ｄ１６、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ２１、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表１１に、無限遠及び最至近への合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における全系の焦点距離ｆ又は最大撮影倍率βと、各可変間隔の値を示す。

（表１１）
［可変間隔データ］
無限遠 最至近
広角端 中間焦点距離 望遠端 広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆまたはβ 102.00 200.00 294.00 -0.09 -0.17 -0.25
d5 21.29 21.29 21.29 0.85 0.85 0.85
d9 2.50 33.23 43.10 22.94 53.67 63.55
d16 32.39 17.32 3.13 32.39 17.32 3.13
d21 18.35 2.68 7.00 18.35 2.68 7.00
Bf 61.71 61.71 61.71 61.71 61.71 61.71

次の表１２に、この第４実施例における各条件式対応値を示す。

（表１２）
［条件式対応値］
ｆ１Ｒ＝277.33
β＝-0.254
Ｒ１Ｒ＝84.36
Ｄ１１＝21.29
Ｄ１２＝43.10
（１）ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜）＝1.81
（２）Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ＝0.30
（３）Ｄ１２／（−ｆ２）＝1.40
（４）ｆ１Ｒ／Ｄ１１＝13.02

以上の条件式対応値に示すように、この第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、上記条件式（１）〜（４）の全てを満たしていることが分かる。また、この第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の広角端状態における諸収差図を図１４に示し、中間焦点距離状態における諸収差図を図１５に示し、望遠端状態における諸収差図を図１６に示す。各収差図から明らかなように、第４実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

［第５実施例］
図１７は、本願の第５実施例に係る変倍光学系ＺＬ５の構成を示す図である。この図１７の変倍光学系ＺＬ５において、第１レンズ群Ｇ１を構成する部分レンズ群Ｇ１Ｆ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と両凸レンズＬ１２との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１を構成する合焦レンズ群（部分レンズ群）Ｇ１Ｒ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Ｌ１４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ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、両凹レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ３１、及び、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズから構成されている。さらに、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳＰ、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２、両凹レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズ、フレアカッターＦＣ１、両凸レンズＬ４５と両凹レンズＬ４６との接合レンズ、両凹レンズＬ４７、フレアカッターＦＣ２、両凸レンズＬ４８、両凸レンズＬ４９、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０から構成されている。

以下の表１３に、第５実施例の諸元の値を掲げる。

（表１３）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 102.0 〜 200.0 〜 294.0
ＦＮＯ＝ 4.1 〜 4.1 〜 4.1
２ω ＝ 24.1 〜 12.1 〜 8.2
ＴＬ ＝ 281.78 〜 281.78 〜 281.78
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 456.98 3.50 55.5 1.69680
2 99.05 12.00 82.6 1.49782
3 -644.74 0.10
4 104.62 8.00 82.6 1.49782
5 811.80 d5
6 169.22 1.50 23.8 1.84666
7 121.44 7.00 82.6 1.49782
8 21471.57 1.00
9 122.31 4.00 82.6 1.49782
10 195.92 d10
11 -757.50 2.00 46.6 1.80400
12 51.78 4.23
13 -93.75 2.50 82.6 1.49782
14 46.23 6.00 23.8 1.84666
15 589.83 2.35
16 -78.90 1.83 52.8 1.74100
17 189.21 d17
18 255.12 6.00 70.3 1.4874
19 -70.65 0.25
20 107.68 7.00 82.6 1.49782
21 -57.19 2.46 42.1 1.79952
22 -252.42 d22
23 0.00 0.10
24 48.87 6.50 65.4 1.60300
25 -20923.36 0.20
26 62.76 4.50 70.3 1.48749
27 102.05 6.20
28 -2889.67 1.80 32.4 1.85026
29 31.43 5.50 50.8 1.65844
30 753.76 10.59
31 0.00 4.94
32 97.65 4.50 25.5 1.80518
33 -61.67 1.59 52.8 1.74100
34 41.06 3.00
35 -1370.95 1.42 35.7 1.90265
36 68.69 4.35
37 0.00 0.44
38 51.01 7.00 63.9 1.51680
39 -77.78 0.10
40 73.80 4.00 47.1 1.67003
41 -708.03 3.01
42 -40.83 2.50 42.7 1.83481
43 -99.37 Bf

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 130.27
第２レンズ群 11 -31.70
第３レンズ群 18 88.16
第４レンズ群 23 146.63

この第５実施例において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔ｄ１０、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔ｄ１７、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ２２、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表１４に、無限遠及び最至近への合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における全系の焦点距離ｆ又は最大撮影倍率βと、各可変間隔の値を示す。

（表１４）
［可変間隔データ］
無限遠 最至近
広角端 中間焦点距離 望遠端 広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆまたはβ 102.00 200.00 294.00 -0.09 -0.17 -0.25
d5 21.29 21.29 21.29 0.50 0.50 0.50
d10 2.50 34.67 45.32 23.29 55.45 66.11
d17 32.11 17.32 3.17 32.11 17.32 3.17
d22 20.06 2.69 6.19 20.06 2.69 6.19
Bf 61.86 61.86 61.86 61.86 61.86 61.86

次の表１５に、この第５実施例における各条件式対応値を示す。

（表１５）
［条件式対応値］
ｆ１Ｒ＝130.27
β＝-0.255
Ｒ１Ｒ＝169.22
Ｄ１１＝21.29
Ｄ１２＝45.32
（１）ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜）＝1.88
（２）Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ＝0.62
（３）Ｄ１２／（−ｆ２）＝1.43
（４）ｆ１Ｒ／Ｄ１１＝12.82

以上の条件式対応値に示すように、この第５実施例に係る変倍光学系ＺＬ５は、上記条件式（１）〜（４）の全てを満たしていることが分かる。また、この第５実施例に係る変倍光学系ＺＬ５の広角端状態における諸収差図を図１８に示し、中間焦点距離状態における諸収差図を図１９に示し、望遠端状態における諸収差図を図２０に示す。各収差図から明らかなように、第５実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

［第６実施例］
図２１は、本願の第６実施例に係る変倍光学系ＺＬ６の構成を示す図である。この図２１の変倍光学系ＺＬ６において、第１レンズ群Ｇ１を構成する部分レンズ群Ｇ１Ｆ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と両凸レンズＬ１２との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３から構成されている。また、第１レンズ群Ｇ１を構成する合焦レンズ群（部分レンズ群）Ｇ１Ｒ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Ｌ１４と両凸レンズＬ１５との接合レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６から構成されている。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凹レンズ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、両凹レンズＬ２４から構成されている。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、両凸レンズＬ３１、及び、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズから構成されている。さらに、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、開口絞りＳＰ、両凸レンズＬ４１、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４２、両凹レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズ、フレアカッターＦＣ１、両凸レンズＬ４５と両凹レンズＬ４６との接合レンズ、両凹レンズＬ４７、フレアカッターＦＣ２、両凸レンズＬ４８、両凸レンズＬ４９、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１０から構成されている。

以下の表１６に、第６実施例の諸元の値を掲げる。

（表１６）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 102.0 〜 200.0 〜 294.0
ＦＮＯ＝ 4.1 〜 4.1 〜 4.1
２ω ＝ 24.1 〜 12.1 〜 8.2
ＴＬ ＝ 281.78 〜 281.78 〜 281.78
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 456.98 3.50 55.5 1.69680
2 99.35 12.00 82.6 1.49782
3 -647.82 0.10
4 106.29 8.00 82.6 1.49782
5 974.58 d5
6 271.00 1.50 23.8 1.84666
7 167.44 7.00 82.6 1.49782
8 -1416.21 1.00
9 113.50 4.00 82.6 1.49782
10 236.67 d10
11 -905.36 2.00 46.6 1.80400
12 52.86 4.26
13 -88.63 2.50 82.6 1.49782
14 46.30 6.00 23.8 1.84666
15 551.79 2.31
16 -81.58 1.83 52.8 1.74100
17 171.39 d17
18 234.20 6.00 70.3 1.48749
19 -71.18 0.25
20 113.95 7.00 82.6 1.49782
21 -56.48 2.46 42.1 1.79952
22 -243.60 d22
23 0.00 0.10
24 48.89 6.50 65.4 1.60300
25 1936.61 0.11
26 58.61 4.50 70.3 1.48749
27 93.97 6.44
28 1905.38 1.80 32.4 1.85026
29 30.29 5.50 50.8 1.65844
30 747.19 10.59
31 0.00 4.94
32 88.27 4.50 25.5 1.80518
33 -63.99 1.59 52.8 1.74100
34 40.12 3.00
35 -1258.64 1.42 35.7 1.90265
36 65.42 4.24
37 0.00 0.34
38 50.68 7.00 63.9 1.51680
39 -78.82 0.10
40 69.87 4.00 47.1 1.67003
41 -1126.71 3.06
42 -40.96 2.50 42.7 1.83481
43 -102.72 Bf

［レンズ群焦点距離］
レンズ群 始面 焦点距離
第１レンズ群 1 130.13
第２レンズ群 11 -31.66
第３レンズ群 18 88.91
第４レンズ群 23 142.18

この第６実施例において、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔ｄ１０、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔ｄ１７、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔ｄ２２、及び、バックフォーカスＢｆは、変倍に際して変化する。次の表１７に、無限遠及び最至近への合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における全系の焦点距離ｆ又は最大撮影倍率βと、各可変間隔の値を示す。

（表１７）
［可変間隔データ］
無限遠 最至近
広角端 中間焦点距離 望遠端 広角端 中間焦点距離 望遠端
ｆまたはβ 102.00 200.00 294.00 -0.09 -0.17 -0.25
d5 21.29 21.29 21.29 0.50 0.50 0.50
d10 2.50 34.89 45.72 23.29 55.68 66.51
d17 31.59 17.11 3.17 31.59 17.11 3.17
d22 20.60 2.69 5.80 20.60 2.69 5.80
Bf 61.86 61.86 61.86 61.86 61.86 61.86

次の表１８に、この第６実施例における各条件式対応値を示す。

（表１８）
［条件式対応値］
ｆ１Ｒ＝271.00
β＝-0.254
Ｒ１Ｒ＝271.00
Ｄ１１＝21.29
Ｄ１２＝45.72
（１）ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜）＝1.89
（２）Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ＝1.0
（３）Ｄ１２／（−ｆ２）＝1.44
（４）ｆ１Ｒ／Ｄ１１＝12.73

以上の条件式対応値に示すように、この第６実施例に係る変倍光学系ＺＬ６は、上記条件式（１）〜（４）の全てを満たしていることが分かる。また、この第６実施例に係る変倍光学系ＺＬ６の広角端状態における諸収差図を図２２に示し、中間焦点距離状態における諸収差図を図２３に示し、望遠端状態における諸収差図を図２４に示す。各収差図から明らかなように、第６実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。

ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ６） 変倍光学系 Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ１Ｆ 最も物体側の部分レンズ群 Ｇ１Ｒ 合焦レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群 Ｇ３ 第３レンズ群 Ｇ４ 第４レンズ群
１ デジタル一眼レフカメラ（光学機器）

Claims (11)

1. 物体側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群との実質的に４個のレンズ群からなり、
   広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群は像面に対して光軸方向に固定されており、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、合焦に際して像面に対して光軸方向に固定される部分レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦に際して光軸に沿って移動する合焦レンズ群との実質的に２個の部分レンズ群からなり、
   無限遠合焦時の前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記合焦レンズ群の焦点距離をｆ１Ｒとし、望遠端状態での最大撮影倍率をβとしたとき、次式
   １．７ ＜ ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜） ＜ ２．２
   の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
2. 前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、望遠端状態での無限遠合焦時の前記第１レンズ群の最も像面側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った空気間隔をＤ１２としたとき、次式
   １．２ ＜ Ｄ１２／（−ｆ２） ＜ １．６
   の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
3. 物体側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズ群との実質的に４個のレンズ群からなり、
   広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、前記第１レンズ群及び前記第４レンズ群は像面に対して光軸方向に固定されており、
   前記第１レンズ群は、物体側から順に、合焦に際して像面に対して光軸方向に固定される部分レンズ群と、正の屈折力を有し、合焦に際して光軸に沿って移動する合焦レンズ群との実質的に２個の部分レンズ群からなり、
   無限遠合焦時の前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記合焦レンズ群の焦点距離をｆ１Ｒとし、望遠端状態での最大撮影倍率をβとし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、望遠端状態での無限遠合焦時の前記第１レンズ群の最も像面側のレンズ面から前記第２レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸に沿った空気間隔をＤ１２としたとき、次式
   １．７ ＜ ｆ１／（ｆ１Ｒ×｜β｜） ＜ ２．４
   １．２ ＜ Ｄ１２／（−ｆ２） ＜ １．６
   の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
4. 前記合焦レンズ群の最も物体側のレンズ面の曲率半径をＲ１Ｒとしたとき、次式
   ０．１ ＜ Ｒ１Ｒ／ｆ１Ｒ ＜ １．２
   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。
5. 無限遠合焦時の前記第１レンズ群における前記合焦レンズ群の最も物体側のレンズ面から最も物体側の前記部分レンズ群の最も像面側のレンズ面までの光軸に沿った空気間隔をＤ１１としたとき、次式
   ６．０ ＜ ｆ１Ｒ／Ｄ１１ ＜ １５．０
   の条件を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
6. 前記合焦レンズ群は、少なくとも一つの負の屈折力のレンズと、少なくとも一つの正の屈折力のレンズと、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
7. 前記合焦レンズ群は、接合レンズを有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。
8. 前記第２レンズ群、前記第３レンズ群、及び、前記第４レンズ群はそれぞれ、少なくとも１つの接合レンズを有す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。
9. 広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記第３レンズ群は一旦像面側に移動した後に物体側へ移動することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
10. 全てのレンズ面が球面で構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
11. 請求項１〜１０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。

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