JP5674125B2 - 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）。

特開平１１−２２３７７０公報

しかしながら従来の変倍光学系は、変倍時の収差変動が大き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、変倍時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系、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、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、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、負の屈折力を有する第６レンズ群との実質的に６個のレンズ群からなり、変倍に際し、第１レンズ群は、像面に対して光軸方向に固定され、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４レンズ群と第５レンズ群との間隔が変化し、第５レンズ群と第６レンズ群との間隔が変化する。そして、この変倍光学系は、第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、次式
３．１０ ＜ ｆ１／（−ｆ２） ＜ ５．００
０．４０ ＜ （−ｆ２）／ｆ３ ＜ ０．６０
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、第４レンズ群の焦点距離をｆ４とし、第６レンズ群の焦点距離をｆ６としたとき、次式
２．００ ＜ ｆ４／ｆ６ ＜ ３．００
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、第５レンズ群の焦点距離をｆ５とし、第６レンズ群の焦点距離をｆ６としたとき、次式
０．６６ ＜ ｆ５／（−ｆ６） ＜ １．５０
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、第３レンズ群と第６レンズ群との間に開口絞りを有することが好ましい。

また、このような変倍光学系は、第１〜第６レンズ群のうち、いずれか１つの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移動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、合焦に際し、第３レンズ群の少なくとも一部は、光軸に沿って移動することが好ましい。

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。

本発明によれば、変倍時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系、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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 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）は無限遠合焦状態においてぶれ補正を行ったときのコマ収差図を示す。 本実施形態に係る変倍光学系が搭載された一眼レフカメラの断面図を示す。 本実施形態に係る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、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、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、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６と、を有する。また、この変倍光学系ＺＬは、変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１が像面に対して光軸方向に固定されている。この第１レンズ群Ｇ１を像面に対して光軸方向に固定することにより、変倍のための駆動機構を簡素化することができ、これにより鏡筒の小型化を図ることができる。

また、本変倍光学系ＺＬは、変倍に際し、上記第１〜第６レンズ群Ｇ１〜Ｇ６どうしの間隔（第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔、及び、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との間隔）が変化することが望ましい。この構成により、変倍時の球面収差の変動、像面湾曲の変動を小さくすることができる。

また、本変倍光学系ＺＬは、上記第１〜第６レンズ群Ｇ１〜Ｇ６のうち、いずれか１つの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持つように移動させて像を変位させる防振レンズ群として機能させるように構成されている。このように、レンズ群の一部を移動させることにより、移動機構の小型化を図ることができる。

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、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたとき、以下の条件式（１）を満足することが望ましい。

３．１０ ＜ ｆ１／（−ｆ２） ＜ ５．００ （１）

条件式（１）は第２レンズ群Ｇ２の焦点距離に対する、適正な第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を規定するものである。条件式（１）を満足することにより、望遠端状態における球面収差と色収差を良好に補正することができる。この条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が大きくなり、望遠端状態における球面収差と色収差の補正が困難とな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（１）の下限値を３．４０にすることが望ましい。また、この条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が小さくなり、全長の増大を招い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）の上限値を４．５０とすることが望ましい。

また、本変倍光学系ＺＬは、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。

０．４０ ＜ （−ｆ２）／ｆ３ ＜ ０．６０ （２）

条件式（２）は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離に対する、適正な第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を規定するものである。条件式（２）を満足することにより、広角端状態におけるコマ収差、及び、望遠端状態における球面収差を良好に補正することができる。この条件式（２）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が大きくなり、広角端状態におけるコマ収差、及び、望遠端における球面収差の補正が困難となり好ましくない。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０．４２にすることが望ましい。また、この条件式（２）の上限値を上回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が小さくなり、第１レンズ群Ｇ１の径が大きくなっ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（２）の上限値を０．５５とすることが望ましい。

このように本変倍光学系ＺＬは、条件式（１）又は条件式（２）を満足するように構成することにより、変倍時の収差変動及び像ぶれ補正時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系を実現することができる。

また、本変倍光学系ＺＬは、第４レンズ群Ｇ４の焦点距離をｆ４とし、第６レンズ群Ｇ６の焦点距離をｆ６としたとき、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。

２．００ ＜ ｆ４／ｆ６ ＜ ３．００ （３）

条件式（３）は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離に対する、適正な第６レンズ群Ｇ６の焦点距離を規定するものである。条件式（３）を満足することにより、変倍時の球面収差の変動を良好に補正することができる。この条件式（３）の下限値を下回ると、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が大きくなり、製造誤差による偏心コマ収差の発生が顕著にな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２．２０にすることが望ましい。また、この条件式（３）の上限値を上回ると、第４レンズ群Ｇ４の屈折力が小さくなり、変倍時の球面収差の変動を補正することが困難となり好ましくない。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２．８０にすることが望ましい。

また、本変倍光学系ＺＬは、第５レンズ群Ｇ５の焦点距離をｆ５とし、第６レンズ群Ｇ６の焦点距離をｆ６としたとき、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。

０．６６ ＜ ｆ５／（−ｆ６） ＜ １．５０ （４）

条件式（４）は第６レンズ群Ｇ６の焦点距離に対する、適正な第５レンズ群Ｇ５の焦点距離を規定するものである。条件式（４）を満足することにより、変倍時の像面湾曲の変動を良好に補正することができる。この条件式（４）の下限値を下回ると、第５レンズ群Ｇ５の屈折力が大きくなり、広角端状態における像面湾曲および非点収差の補正が困難となり好ましくない。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０．８０にすることが望ましい。また、この条件式（４）の上限値を上回ると、第５レンズ群Ｇ５の屈折力が小さくなり、変倍時の像面湾曲の変動を補正することが困難となり好ましくない。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１．３０にすることが望ましい。

また、本変倍光学系ＺＬは、第３レンズ群Ｇ３と第６レンズ群Ｇ６の間（レンズ群とレンズ群との間、または、レンズ群中に配置されることも含む）に開口絞りＳを有することが望ましい。この構成により、コマ収差と像面湾曲を良好に補正することができる。

また、本変倍光学系ＺＬは、合焦に際し、第３レンズ群Ｇ３の少なくとも一部が光軸に沿って移動することが望ましい。さらに、第３レンズ群Ｇ３の全てのレンズが、合焦に際し、光軸に沿って物体側に移動することがより望ましい。この構成により、迅速な合焦を行うことができ、また合焦時の画角変動と球面収差の変動を小さくすることができる。

図１３に、上述の変倍光学系ＺＬを備える光学機器として、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１３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、６群構成の変倍光学系ＺＬを示したが、以上の構成条件等は、７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、合焦時に変化する空気間隔で分離された、若しくは光軸と略直交成分を持つように移動するか否か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３レンズ群Ｇ３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と直交する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５レンズ群Ｇ５若しくは第６レンズ群Ｇ６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、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。本実施形態に示す変倍光学系ＺＬのように非球面を用いずに全てのレンズ面を球面で形成すると、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。レンズ面に平面が含まれていても同様である。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。また、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、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、本実施形態に係る変倍光学系ＺＬは、変倍比が２．５〜８程度である。

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１４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、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と両凸レンズＬ１２との接合負レンズ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１４を配置して第１レンズ群Ｇ１とし、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、両凹レンズＬ２２と両凸レンズＬ２３との接合正レンズ、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との接合負レンズを配置して第３レンズ群Ｇ３とし、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４１を配置して第４レンズ群Ｇ４とし、物体側から順に、開口絞りＳ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１、及び、両凸レンズＬ５２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５３との接合正レンズを配置して第５レンズ群Ｇ５とし、物体側から順に、両凹レンズＬ６１と両凸レンズＬ６２との接合正レンズ、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６３を配置して第６レンズ群Ｇ６とする。

この際、第１レンズ群Ｇ１は、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）。

そして、これらのレンズ群Ｇ１〜Ｇ６を、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２とし、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３としたとき、前述の条件式（１）及び（２）を満足するよう配置する（ステップＳ３００）。

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、及び、図９は、各実施例に係る変倍光学系ＺＬ（ＺＬ１〜ＺＬ３）の構成を示す断面図である。これらの変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ３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、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、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６と、から構成されている。

また、これらの変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ３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〜Ｇ６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変化し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔が変化し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔が減少し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との軸上空気間隔が減少するように、第１レンズ群Ｇ１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し、第４レンズ群Ｇ４は像面側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は物体側へ移動し、第６レンズ群Ｇ６は物体側へ移動する。

また、これらの変倍光学系ＺＬ１〜ＺＬ３は、無限遠から最至近物体に合焦するときに、第３レンズ群Ｇ３が物体側から像面側に光軸に沿って移動する。また、第１及び第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ１，ＺＬ２においては、第５レンズ群Ｇ５の一部が変倍レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動し、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３においては、第６レンズ群Ｇ６の一部が変倍レンズ群として光軸と直交する方向の成分を含むように移動する。

［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との接合負レンズ、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から構成されている。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、両凹レンズＬ２２と両凸レンズＬ２３との接合正レンズ、及び、両凹レンズＬ２４から構成されている。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との接合負レンズから構成されている。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から構成されている。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、開口絞りＳ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１、及び、両凸レンズＬ５２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５３との接合正レンズから構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凹レンズＬ６１と両凸レンズＬ６２との接合正レンズ、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６３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、像高Ｙ、及び、全長ＴＬ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６レンズ群Ｇ１〜Ｇ６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。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 ＝ 81.6 〜 240.0 〜 392.0
ＦＮＯ＝ 4.59 〜 5.00 〜 5.77
２ω ＝ 29.4 〜 9.9 〜 6.1
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6
ＴＬ ＝ 272.2 〜 272.2 〜 272.2

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 296.532 2.500 32.35 1.85026
2 99.157 7.768 82.51 1.49782
3 -5648.049 0.100
4 107.361 6.853 82.51 1.49782
5 1442.619 0.100
6 87.207 7.958 82.51 1.49782
7 1442.621 D1
8 1295.063 2.000 46.62 1.81600
9 43.784 5.132
10 -72.122 2.000 65.46 1.60300
11 40.058 6.018 23.78 1.84666
12 -127.005 1.379
13 -58.482 2.000 42.72 1.83481
14 184.347 D2
15 110.569 5.196 53.87 1.71300
16 -65.335 0.200
17 280.819 6.998 82.51 1.49782
18 -46.060 1.800 29.37 1.95000
19 -129.313 D3
20 -80.102 2.000 60.09 1.64000
21 -422.530 D4
22 0.000 2.000 開口絞りＳ
23 44.633 3.987 82.51 1.49782
24 224.471 13.809
25 71.214 5.405 52.30 1.51742
26 -74.260 1.500 23.78 1.84666
27 -191.536 D5
28 -997.616 1.500 40.76 1.88300
29 24.061 7.006 33.80 1.64769
30 -45.482 1.665
31 -29.745 1.500 46.62 1.81600
32 -102.450 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 1 111.246
第２レンズ群 8 -28.407
第３レンズ群 15 60.186
第４レンズ群 20 -154.790
第５レンズ群 22 66.241
第６レンズ群 28 -63.117

この第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔Ｄ２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔Ｄ３、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔Ｄ４、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との軸上空気間隔Ｄ５、及び、バックフォーカスＢＦが変化する。次の表２に、無限遠合焦状態の、広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における各可変間隔の値を示す。

（表２）
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
D1 12.385 45.589 51.052
D2 42.241 16.728 2.000
D3 8.980 19.588 17.980
D4 39.432 11.781 2.000
D5 18.379 18.556 19.067
BF 52.4 61.6 81.7

また、本変倍光学系ＺＬ１において、全系の焦点距離がｆで、防振係数（ぶ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の回転ぶれを補正するには、ぶ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良い（以降の実施例においても同様である）。以下の表３に、本第１実施例に変倍光学系ＺＬ１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焦点距離、防振係数、回転ぶれ［°］及びレンズ群移動量［ｍｍ］を示す。

（表３）
焦点距離 防振係数 回転ぶれ レンズ群移動量
広角端 81.6 0.76 0.3 0.56
中間焦点距離 240.0 0.86 0.2 0.98
望遠端 392.0 1.07 0.2 1.28

次の表４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４において、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、ｆ３は第３レンズ群Ｇ３の焦点距離を、ｆ４は第４レンズ群Ｇ４の焦点距離を、ｆ５は第５レンズ群Ｇ５の焦点距離を、ｆ６は第６レンズ群Ｇ６の焦点距離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４）
［条件式対応値］
（１）ｆ１／（−ｆ２）＝3.92
（２）（−ｆ２）／ｆ３＝0.47
（３）ｆ４／ｆ６＝2.45
（４）ｆ５／（−ｆ６）＝1.05

図２〜図４に、本第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。なお、図２〜図４において、（ａ）は無限遠合焦状態の諸収差を示し、（ｂ）は上述の表３に示す回転ぶれに対するぶれ補正を行ったときのコマ収差を示す。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ａは半画角を、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）を、それぞれ示している。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との接合負レンズ、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から構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、両凸レンズＬ２１と両凹レンズＬ２２との接合負レンズ、両凹レンズＬ２３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４との接合負レンズ、及び、両凹レンズＬ２５から構成されている。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との接合正レンズから構成されている。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から構成されている。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、開口絞りＳ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５１、及び、両凸レンズＬ５２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５３との接合正レンズから構成される。第６レンズ群Ｇ６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Ｌ６１と両凸レンズＬ６２との接合正レンズ、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６３から構成されている。

以下の表５に、第２実施例の諸元の値を掲げる。

（表５）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 81.6 〜 240.0 〜 392.0
ＦＮＯ＝ 4.59 〜 4.96 〜 5.77
２ω ＝ 29.6 〜 10.0 〜 6.1
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6
ＴＬ ＝ 259.3 〜 259.3 〜 259.3

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 335.544 2.500 32.35 1.85026
2 93.505 7.996 82.51 1.49782
3 -1086.225 0.100
4 96.595 7.149 82.51 1.49782
5 2728.493 0.100
6 88.859 7.036 82.51 1.49782
7 1101.814 D1
8 1028.718 3.605 23.78 1.84666
9 -72.545 2.000 63.37 1.61800
10 54.820 2.862
11 -227.525 2.000 54.66 1.72916
12 40.357 3.253 22.79 1.80809
13 150.185 2.893
14 -53.892 2.000 42.72 1.83481
15 136.842 D2
16 141.465 4.145 54.66 1.72916
17 -67.855 0.200
18 128.206 4.357 82.51 1.49782
19 -60.471 2.000 25.45 2.00069
20 -168.761 D3
21 -75.436 2.000 54.66 1.72916
22 -170.623 D4
23 0.000 2.000 開口絞り
24 39.720 3.230 82.51 1.49782
25 107.621 4.538
26 84.859 4.750 52.30 1.51742
27 -54.303 2.000 28.46 1.72825
28 -156.848 D5
29 125.494 2.000 46.62 1.81600
30 20.977 4.948 36.30 1.62004
31 -39.213 2.487
32 -30.042 2.000 40.76 1.88300
33 -376.111 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 1 107.465
第２レンズ群 8 -26.561
第３レンズ群 16 57.782
第４レンズ群 21 -187.102
第５レンズ群 23 69.602
第６レンズ群 29 -76.319

この第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔Ｄ２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔Ｄ３、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔Ｄ４、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との軸上空気間隔Ｄ５、及び、バックフォーカスＢＦが変化する。次の表６に、無限遠合焦状態の、広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における各可変間隔の値を示す。

（表６）
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
D1 6.027 41.419 47.116
D2 38.421 16.139 2.000
D3 9.884 18.100 16.200
D4 39.081 10.416 2.000
D5 17.135 17.511 17.879
BF 64.6 71.5 89.9

以下の表７に、本第２実施例における変倍光学系ＺＬ２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焦点距離、防振係数、回転ぶれ［°］及びレンズ群移動量［ｍｍ］を示す。

（表７）
焦点距離 防振係数 回転ぶれ レンズ群移動量
広角端 81.6 0.80 0.3 0.53
中間焦点距離 240.0 0.87 0.2 0.98
望遠端 392.0 1.05 0.2 1.30

次の表８に、この第２実施例における各条件式対応値を示す。

（表８）
［条件式対応値］
（１）ｆ１／（−ｆ２）＝4.05
（２）（−ｆ２）／ｆ３＝0.46
（３）ｆ４／ｆ６＝2.45
（４）ｆ５／（−ｆ６）＝0.91

図６〜図８に、本第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。なお、図６〜図８において、（ａ）は無限遠合焦状態の諸収差を示し、（ｂ）は上述の表７に示す回転ぶれに対するぶれ補正を行ったときのコマ収差を示す。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との接合負レンズ、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から構成されている。第２レンズ群Ｇ２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Ｌ２１と両凹レンズＬ２２との接合負レンズ、両凸レンズＬ２３と両凹レンズＬ２４との接合負レンズ、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２５から構成されている。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との接合負レンズから構成されている。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から構成されている。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、開口絞りＳ、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との接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５３から構成されている。第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、両凸レンズＬ６１と両凹レンズＬ６２との接合負レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ６４との接合正レンズ、及び、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６５から構成されている。

以下の表９に、第３実施例の諸元の値を掲げる。

（表９）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ ＝ 81.6 〜 240.0 〜 392.0
ＦＮＯ＝ 4.59 〜 5.00 〜 5.77
２ω ＝ 29.6 〜 10.0 〜 6.1
Ｙ＝ 21.6 〜 21.6 〜 21.6
ＴＬ ＝ 283.6 〜 283.6 〜 283.6

［レンズ諸元］
ｍ ｒ ｄ νｄ ｎｄ
1 320.893 2.500 31.27 1.90366
2 112.834 6.507 82.51 1.49782
3 -3554.736 0.100
4 115.342 5.868 82.51 1.49782
5 1458.395 0.100
6 111.883 5.830 82.51 1.49782
7 1458.395 D1
8 -4213.036 2.473 23.78 1.84666
9 -133.478 2.000 54.66 1.72916
10 59.984 1.578
11 128.930 4.222 23.78 1.84666
12 -77.994 2.000 54.66 1.72916
13 77.642 4.034
14 -57.953 2.000 47.38 1.78800
15 -3369.986 D2
16 130.165 6.000 54.66 1.72916
17 -68.142 0.200
18 284.742 4.725 58.93 1.51823
19 -50.235 2.000 29.37 1.95000
20 -241.532 D3
21 -56.158 2.000 40.76 1.88300
22 -110.578 D4
23 0.000 2.000 開口絞りＳ
24 59.819 2.000 37.16 1.83400
25 40.409 7.114 64.11 1.51680
26 -91.984 0.100
27 90.161 2.573 82.51 1.49782
28 904.396 D5
29 110.032 2.314 25.43 1.80518
30 -108.778 1.500 40.76 1.88300
31 55.519 22.382
32 58.247 1.500 40.76 1.88300
33 30.631 4.891 38.01 1.60342
34 598.923 5.810
35 -34.467 1.500 40.76 1.88300
36 -68.483 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 1 135.000
第２レンズ群 8 -36.474
第３レンズ群 16 73.876
第４レンズ群 21 -131.497
第５レンズ群 23 61.193
第６レンズ群 29 -55.551

この第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の軸上空気間隔Ｄ１、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との軸上空気間隔Ｄ２、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との軸上空気間隔Ｄ３、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との軸上空気間隔Ｄ４、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との軸上空気間隔Ｄ５、及び、バックフォーカスＢＦが変化する。次の表１０に、無限遠合焦状態の、広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態における各可変間隔の値を示す。

（表１０）
［可変間隔データ］
広角端 中間焦点距離 望遠端
D1 8.441 49.813 58.145
D2 59.847 22.570 3.383
D3 17.930 17.586 23.344
D4 26.917 9.136 2.573
D5 16.815 23.327 26.470
BF 45.8 53.4 61.9

以下の表１１に、本第３実施例における変倍光学系ＺＬ３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焦点距離、防振係数、回転ぶれ［°］及びレンズ群移動量［ｍｍ］を示す。

（表１１）
焦点距離 防振係数 回転ぶれ レンズ群移動量
広角端 81.6 0.80 0.3 0.53
中間焦点距離 240.0 0.89 0.2 0.95
望遠端 392.0 0.98 0.2 1.39

次の表１２に、この第３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］
（１）ｆ１／（−ｆ２）＝3.70
（２）（−ｆ２）／ｆ３＝0.49
（３）ｆ４／ｆ６＝2.37
（４）ｆ５／（−ｆ６）＝1.10

図１０〜図１２に、本第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３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、非点収差、歪曲収差、倍率色収差及びコマ収差の諸収差図を示す。なお、図１０〜図１２において、（ａ）は無限遠合焦状態の諸収差を示し、（ｂ）は上述の表１１に示す回転ぶれに対するぶれ補正を行ったときのコマ収差を示す。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。

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 Ｇ６ 第６レンズ群
Ｓ 開口絞り １ 一眼レフカメラ（光学機器）

Claims (7)

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、
   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、
   負の屈折力を有する第６レンズ群との実質的に６個のレンズ群からなり、
   変倍に際し、前記第１レンズ群は、像面に対して光軸方向に固定され、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４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔が変化し、前記第５レンズ群と前記第６レンズ群との間隔が変化し、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３としたとき、次式
   ３．１０ ＜ ｆ１／（−ｆ２） ＜ ５．００
   ０．４０ ＜ （−ｆ２）／ｆ３ ＜ ０．６０
   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４レンズ群の焦点距離をｆ４とし、前記第６レンズ群の焦点距離をｆ６としたとき、次式
   ２．００ ＜ ｆ４／ｆ６ ＜ ３．００
   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. 前記第５レンズ群の焦点距離をｆ５とし、前記第６レンズ群の焦点距離をｆ６としたとき、次式
   ０．６６ ＜ ｆ５／（−ｆ６） ＜ １．５０
   の条件を満足す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. 前記第３レンズ群と前記第６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１〜３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
5. 前記レンズ群のうち、いずれか１つの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移動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. 合焦に際し、前記第３レンズ群の少なくとも一部は、光軸に沿って移動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. 請求項１〜６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。

Images