JP5949438B2 - 光学系、これを具備する光学装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光学系と、これを具備する光学装置に関する。
近年、カメラ等に使用される光学系は、高画角化や高開口化に伴い最も物体側のレンズ群が大型化する傾向にある。このためレンズの有効光束外の光が最も物体側のレンズ群に入射して光学性能を悪化させるため、これを防止する対策を施した光学系が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
そして、上記光学系において、最も物体側に配置されるレンズ群が正屈折力を有する場合、この光学系の有効光束外（最大画角以上）の光が前記正屈折力のレンズ群に入射し、この正屈折力のレンズ群の焦点位置（像面湾曲面）に集光し、この位置に存在する部材を加熱することで、部材の変形や劣化を生じさせるなどにより光学性能を悪化させることがある。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、最も物体側の正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで前記正屈折力のレンズ群の焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止し、結像性能への影響を低減することを可能にした光学系と、これを具備する光学装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、
最も物体側に配置される正屈折力の第１レンズ群と、
前記第１レンズ群の像側に配置される絞り部材と、
前記絞り部材の像側に配置される第２レンズ群と、
前記第２レンズ群の像側に配置される少なくとも１つのレンズ群とを有し、
変倍の際、前記第１レンズ群と前記絞り部材との間隔が変化し、前記絞り部材と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンジ群と前記少なくとも１つのレンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式を満足する状態を有することを特徴とする変倍可能な光学系を提供する。
最も物体側に配置される正屈折力の第１レンズ群と、
前記第１レンズ群の像側に配置される絞り部材と、
前記絞り部材の像側に配置される第２レンズ群と、
前記第２レンズ群の像側に配置される少なくとも１つのレンズ群とを有し、
変倍の際、前記第１レンズ群と前記絞り部材との間隔が変化し、前記絞り部材と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンジ群と前記少なくとも１つのレンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式を満足する状態を有することを特徴とする変倍可能な光学系を提供する。
０．２０ ＜ ｄｓ／ｆ１ ＜ ０．６０
１．００×φ２ ＜ φｓ ＜ ０．８×φ１ （単位：ｍｍ）
但し、
ｄｓ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズのレンズ面と前記絞り部材との光軸上の距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
φ１：前記第１レンズ群の最も像側に配置されるレンズの外径
φ２：前記第２レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの外径
φｓ：前記絞り部材の開口径
１．００×φ２ ＜ φｓ ＜ ０．８×φ１ （単位：ｍｍ）
但し、
ｄｓ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズのレンズ面と前記絞り部材との光軸上の距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
φ１：前記第１レンズ群の最も像側に配置されるレンズの外径
φ２：前記第２レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの外径
φｓ：前記絞り部材の開口径
本発明によれば、最も物体側の正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止し、結像性能への影響を低減することを可能にした光学系と、これを具備する光学装置を提供することができる。
以下、本願の実施形態にかかる光学系、光学装置について説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解を容易にするためのものに過ぎず、本願発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。
本願の光学系は、最も物体側に配置される正屈折力の第１レンズ群と、前記第１レンズ群の像側に配置される絞り部材と、前記絞り部材の像側に配置される第２レンズ群とを有することを特徴としている。この構成により、正屈折力の第１レンズ群の像面湾曲面に沿った焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を絞り部材により低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止し、結像性能への影響を低減することが可能になる。
また、本願の光学系は、以下の条件式（１）、（２）を満足する状態を有することを特徴とする。
（１） ０．２０ ＜ ｄｓ／ｆ１ ＜ ０．６０
（２） １．００×φ２ ＜ φｓ ＜ ０．８×φ１ （単位：ｍｍ）
但し、
ｄｓ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズのレンズ面と前記絞り部材との光軸上の距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
φ１：前記第１レンズ群の最も像側に配置されるレンズの外径
φ２：前記第２レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの外径
φｓ：前記絞り部材の開口径
である。
（１） ０．２０ ＜ ｄｓ／ｆ１ ＜ ０．６０
（２） １．００×φ２ ＜ φｓ ＜ ０．８×φ１ （単位：ｍｍ）
但し、
ｄｓ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズのレンズ面と前記絞り部材との光軸上の距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
φ１：前記第１レンズ群の最も像側に配置されるレンズの外径
φ２：前記第２レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの外径
φｓ：前記絞り部材の開口径
である。
条件式（１）は、絞り部材の光軸上の最適な位置を第１レンズ群の焦点距離との関係で規定する式である。本願の光学系は、条件式（１）を満足することにより、正屈折力の第１レンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができる。
条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、正屈折力の第１レンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を良好に低減することができなくなり、結像性能への影響を低減することが難しくなるので好ましくない。
一方、条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、光学系の有効光束内に絞り部材の端部がかかり有効光束を遮り、結像性能に影響を与えるので好ましくない。また、絞り部材の端部に光線が集光し、絞りが熱を持ち光学性能に影響を与えるので好ましくない。
条件式（２）は、絞り部材の最適な開口径を第１レンズ群と第２レンズ群の外径との関係で規定する式である。本願の光学系は、条件式（２）を満足することにより、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができる。
条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、光学系の有効光束内に絞り部材の端部がかかり有効光束を遮り、結像性能に影響を与えるので好ましくない。また、絞り部材の端部に光線が集光し、絞りが熱を持ち光学性能に影響を与えるので好ましくない。
一方、条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、正屈折力の第１レンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を良好に低減することができなくなり、結像性能への影響を低減することが難しくなるので好ましくない。
また、本願の光学系は、前記絞り部材の開口径は、当該絞り部材の光軸に沿った位置における前記光学系の有効径より大きいことが望ましい。
本願の光学系は、前記絞り部材の開口径は、当該絞り部材の光軸に沿った位置における前記光学系の有効径より大きいことにより、有効光束には影響を与えず、正屈折力の第１レンズ群の焦点位置に集光する有効光束（最大画角）外の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができる。また、絞り部材の開口径が有効径より大きくない場合、絞り部材にあたる光線が反射して画面内にフレアとなって到達し結像を悪化させることがあるため、好ましくない。
また、本願の光学系は変倍可能であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化することが望ましい。この構成により、本願の光学系は、良好な結像性能を有する変倍光学系を実現することができる。
また、本願の光学系は変倍可能であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記絞り部材の間隔が変化することが望ましい。この構成により、有効光束には影響を与えず、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱しやすい状態、即ち第１レンズ群と第２レンズ群の距離が離れた状態において、最も発熱を低減できる状態を作ることが可能となり、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができる変倍光学系を実現することができる。
また、本願の光学系は変倍可能であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第２レンズ群と前記絞り部材の間隔が変化することが望ましい。この構成により、有効光束には影響を与えず、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱しやすい状態、即ち第１レンズ群と第２レンズ群の距離が離れた状態において、最も発熱を低減できる状態を作ることが可能となり、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができる変倍光学系を実現することができる。
また、本願の光学系は変倍可能であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記絞り部材を光軸に沿って移動する移動手段を有することが好ましい。この構成により、変倍光学系において、絞り部材を最適位置に配置することができ、有効光束には影響を与えず、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができる変倍光学系を実現することができる。
また、本願の光学系において、前記絞り部材は、表面に反射防止部材を有することが望ましい。この構成により、絞り部材表面に当たった有効光束外（最大画角以上）の光が絞り部材表面で反射し、鏡筒内面で反射を繰り返して像面に到達することで発生するフレア光を低減し、結像性能への影響を低減することができる光学系を実現することができる。
また、本願の光学系は、前記絞り部材の光軸側端部の光軸上の位置は、当該絞り部材の鏡筒側端部の光軸上の位置より像面側にあることが望ましい。この構成により、光学系の鏡筒内に配置された各種部材と絞り部材の端部とが干渉することを防止することができ、絞り部材を最適位置に配置することができ、有効光束には影響を与えず、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができる変倍光学系を実現することができる。
本願の光学装置は、上述した構成の光学系を有することを特徴としている。これにより、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができ、高い決像性能を有する光学装置を実現することができる。
以下、本願の数値実施例に係る光学系であ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（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本願の第１実施例に係る光学系は、最も物体側に配置される正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１の像側に配置される負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、第２レンズ群Ｇ２の像側に配置される正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、第３レンズ群Ｇ３の像側に配置される負屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、第４レンズ群Ｇ４の像側に配置される正屈折力の第５レンズ群Ｇ５から構成される。第３レンズ群Ｇ３の物体側には開口絞りＳが配置される。
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と両凸形状の正レンズＬ１２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Ｌ１３から構成される。
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、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、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、負メニスカスレンズＬ２４は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に絞り部材ＳＴが配置される。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズで構成される。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズで構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の負レンズＬ４２との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズで構成される。両凹形状の負レンズＬ４２は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ５１と、両凸形状の正レンズＬ５２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５４と両凸形状の正レンズＬ５５との接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５６から構成され、負メニスカスレンズＬ５６は像側の面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズＬ５６から射出した光線は像面Ｉに結像する。
以上の構成の下、本第１実施例に係る光学系では、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔は減少し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４は一体に移動するように、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は広角端状態Ｗから中間焦点距離状態Ｍまで物体側へ移動し、中間焦点距離状態Ｍから望遠端状態Ｔまで像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は単調に物体側へ移動し、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５は、広角端状態Ｗから中間焦点距離状態Ｍまで物体側へ移動し、中間焦点距離状態Ｍから望遠端状態Ｔまで像側へ移動する。
絞り部材ＳＴは、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と絞り部材ＳＴとの間隔は増大し、絞り部材ＳＴと第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大する。
なお、本第１実施例においては不図示のローパスフィルターやセンサーカバーガラスなどを負メニスカスレンズＬ５６と像面Ｉの間に配置してもよい。
以下の表１に、本実施例に係る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（最も像側のレンズ面と像面Ｉとの光軸上の距離）を示す。
表１において、ｆは焦点距離、ＢＦはバックフォーカス（最も像側のレンズ面と像面Ｉとの光軸上の距離）を示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは曲率半径、ｄは面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長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＝∞は平面を示している。非球面は面番号に＊を付して曲率半径ｒの欄に近軸曲率半径の値を示している。空気の屈折率ｎｄ＝1.000000の記載は省略している。
［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及び円錐定数を示す。
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）２｝１／２］
＋A4ｈ４＋A6ｈ６＋A8ｈ８＋A10ｈ１０
ここで、ｈを光軸に垂直な方向の高さ、ｘを高さｈにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離（サグ量）、κ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。なお、「E−n」（nは整数）は「×10−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。２次の非球面係数A2は０であり、記載を省略している。
ｘ＝（ｈ２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）２｝１／２］
＋A4ｈ４＋A6ｈ６＋A8ｈ８＋A10ｈ１０
ここで、ｈを光軸に垂直な方向の高さ、ｘを高さｈにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離（サグ量）、κ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。なお、「E−n」（nは整数）は「×10−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10−５」を示す。２次の非球面係数A2は０であり、記載を省略している。
［各種データ］において、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位は「°」）、Ｙは像高、ＴＬは変倍光学系の全長（無限遠物体合焦時の第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離）、dnは第n面と第n+1面との可変の間隔、φは開口絞りＳの絞り径をそれぞれ示す。なお、Ｗは広角端状態、Ｍ中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
［絞り部材配置］において、d1は第１レンズ群Ｇ１の最も像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距離を光軸に沿って測った距離、dsは第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面と絞り部材ＳＴの開口部との光軸に沿って測った距離、ds2は絞り部材ＳＴの開口部と第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面の光軸に沿って測った距離、φｅは絞り部材ＳＴ位置における光線有効径、φｓは絞り部材ＳＴの開口径、φ１は第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されるレンズＬ１３の外径、φ２は第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置されるレンズＬ２１の外径をそれぞれ示す。
［絞り部材配置］において、d1は第１レンズ群Ｇ１の最も像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距離を光軸に沿って測った距離、dsは第１レンズ群Ｇ１の最も像側のレンズ面と絞り部材ＳＴの開口部との光軸に沿って測った距離、ds2は絞り部材ＳＴの開口部と第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズ面の光軸に沿って測った距離、φｅは絞り部材ＳＴ位置における光線有効径、φｓは絞り部材ＳＴの開口径、φ１は第１レンズ群Ｇ１の最も像側に配置されるレンズＬ１３の外径、φ２は第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に配置されるレンズＬ２１の外径をそれぞれ示す。
［条件式対応値］には、本実施例に係る光学系の各条件式の対応値を示す。
ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ及びその他の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。
ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ及びその他の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 ∞
1 104.5118 1.6000 2.003300 28.27
2 39.3751 7.4000 1.497820 82.57
3 -463.5701 0.1000
4 40.3116 5.4000 1.834810 42.73
5 241.9089 可変
＊6 79.9711 1.0000 1.851350 40.10
7 8.1252 4.8500
8 -14.2116 1.0000 1.883000 40.66
9 124.9279 0.1000
10 30.8124 3.3500 1.808090 22.74
11 -15.1873 0.3000
12 -13.2222 1.0000 1.883000 40.66
13 -23.0302 可変
14（絞り） ∞ 可変
15 26.1923 1.0000 1.954000 33.46
16 12.2483 2.8500 1.719990 50.27
17 -43.5073 可変
18 14.5527 2.8500 1.497820 82.57
19 -40.3302 1.0000 1.950000 29.37
20 173.4596 2.1500
＊21 -105.0156 1.0000 1.806100 40.71
22 10.9037 2.2000 1.808090 22.74
23 28.6084 可変
24 30.6882 2.8500 1.579570 53.74
25 -18.3905 0.1000
26 18.8919 3.6000 1.518230 58.82
27 -13.1344 1.0000 2.000690 25.46
28 -2198.5412 0.7500
29 412.2295 1.0000 1.954000 33.46
30 12.8823 3.5000 1.755200 27.57
31 -23.7185 1.1500
32 -16.1296 1.0000 1.806100 40.71
＊33 -97.3104 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第6面
κ -8.7294
A4 4.64796E-05
A6 -4.09659E-07
A8 2.44519E-09
A10 -9.90503E-12
第21面
κ -1.5760
A4 1.72590E-05
A6 9.45415E-08
A8 -1.00397E-09
A10 0.00000E+00
第33面
κ -19.8082
A4 -1.67719E-05
A6 -2.11776E-07
A8 -4.15932E-10
A10 -1.15008E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
f 10.30 〜 97.00
FNO 4.09 〜 5.81
ω 40.21 〜 4.76°
Y 8.19 〜 8.19
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30000 50.00013 97.00039
ω 40.21337 9.15519 4.75685
FNO 4.09 5.78 5.81
φ 7.68 8.50 9.20
TL 100.29944 130.25093 139.59967
d5 2.10000 28.50000 39.66696
d13 17.38897 3.31447 2.00000
d14 4.87082 3.98262 1.60000
d17 2.59389 3.48209 5.86471
d23 5.29632 3.42829 3.30000
ＢＦ 13.94944 33.44346 33.06800
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1（ｆ１） 1 64.38705
2 6 -9.57903
3 15 29.91408
4 18 -81.48313
5 24 28.77173
［絞り部材配置］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30000 50.00013 97.00039
d5 2.10000 28.50000 39.66696
ds 1.80000 16.20000 16.20000
ds2 0.30000 12.30000 23.46696
φｅ 19.6 20.7 24.4
φs ＝ 26.5
φ１＝ 40.0
φ２＝ 17.5
［条件式対応値］
（１） ｄｓ／ｆ１ ＝ ０．２５ (望遠端状態Ｔにおいて)
（２） φｓ ＝ ２６．５ （単位：ｍｍ）
１．００×φ２ ＝ １７．５
０．８０×φ１ ＝ ３２．０
本第１実施例に係る光学系では、絞り部材の開口径φsは、絞り部材ＳＴ位置における光線有効径φｅより大きい。また、望遠端状態Ｔにおける絞り部材ＳＴによる減光率は、光軸からの高さ２２ｍｍにおける第１レンズ群Ｇ１の像点位置において約２５％であり、十分な減光効果を有している。
（第２実施例）
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本願の第２実施例に係る光学系は、最も物体側に配置される正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１の像側に配置される負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、第２レンズ群Ｇ２の像側に配置される正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、第３レンズ群Ｇ３の像側に配置される負屈折力の第４レンズ群Ｇ４と、第４レンズ群Ｇ４の像側に配置される正屈折力の第５レンズ群Ｇ５から構成される。第３レンズ群Ｇ３の物体側には開口絞りＳが配置される。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に絞り部材ＳＴが配置される。
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と両凸形状の正レンズＬ１２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Ｌ１３から構成される。
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と両凸形状の正レンズＬ１２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Ｌ１３から構成される。
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、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と、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、負メニスカスレンズＬ２４は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズで構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の負レンズＬ４２との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ４３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４４との接合レンズで構成される。両凹形状の負レンズＬ４２は、物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ５１と、両凸形状の正レンズＬ５２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５３との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５４と両凸形状の正レンズＬ５５との接合レンズと、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５６から構成され、負メニスカスレンズＬ５６は像側の面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズＬ５６から射出した光線は像面Ｉに結像する。
以上の構成の下、本第２実施例に係る光学系では、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔は減少し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４は一体に移動するように、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は広角端状態Ｗから中間焦点距離状態Ｍまで物体側へ移動し、中間焦点距離状態Ｍから望遠端状態Ｔまで像側へ移動し、第３レンズ群Ｇ３は単調に物体側へ移動し、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５は、広角端状態Ｗから中間焦点距離状態Ｍまで物体側へ移動し、中間焦点距離状態Ｍから望遠端状態Ｔまで像側へ移動する。
絞り部材ＳＴは、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と絞り部材ＳＴとの間隔は増大し、絞り部材ＳＴと第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大する。
なお、本第２実施例においては不図示のローパスフィルターやセンサーカバーガラスなどを負メニスカスレンズＬ５６と像面Ｉの間に配置してもよい。
以下の表２に、本第２実施例に係る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 ∞
1 104.5118 1.6000 2.003300 28.27
2 39.3751 7.4000 1.497820 82.57
3 -463.5701 0.1000
4 40.3116 5.4000 1.834810 42.73
5 241.9089 可変
＊6 79.9711 1.0000 1.851350 40.10
7 8.1252 4.8500
8 -14.2116 1.0000 1.883000 40.66
9 124.9279 0.1000
10 30.8124 3.3500 1.808090 22.74
11 -15.1873 0.3000
12 -13.2222 1.0000 1.883000 40.66
13 -23.0302 可変
14（絞り） ∞ 可変
15 26.1923 1.0000 1.954000 33.46
16 12.2483 2.8500 1.719990 50.27
17 -43.5073 可変
18 14.5527 2.8500 1.497820 82.57
19 -40.3302 1.0000 1.950000 29.37
20 173.4596 2.1500
＊21 -105.0156 1.0000 1.806100 40.71
22 10.9037 2.2000 1.808090 22.74
23 28.6084 可変
24 30.6882 2.8500 1.579570 53.74
25 -18.3905 0.1000
26 18.8919 3.6000 1.518230 58.82
27 -13.1344 1.0000 2.000690 25.46
28 -2198.5412 0.7500
29 412.2295 1.0000 1.954000 33.46
30 12.8823 3.5000 1.755200 27.57
31 -23.7185 1.1500
32 -16.1296 1.0000 1.806100 40.71
＊33 -97.3104 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第6面
κ -8.7294
A4 4.64796E-05
A6 -4.09659E-07
A8 2.44519E-09
A10 -9.90503E-12
第21面
κ -1.5760
A4 1.72590E-05
A6 9.45415E-08
A8 -1.00397E-09
A10 0.00000E+00
第33面
κ -19.8082
A4 -1.67719E-05
A6 -2.11776E-07
A8 -4.15932E-10
A10 -1.15008E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
f 10.30 〜 97.00
FNO 4.09 〜 5.81
ω 40.21 〜 4.76°
Y 8.19 〜 8.19
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30000 50.00013 97.00039
ω 40.21337 9.15519 4.75685
FNO 4.09 5.78 5.81
φ 7.68 8.50 9.20
TL 100.29944 130.25093 139.59967
d5 2.10000 28.50000 39.66696
d13 17.38897 3.31447 2.00000
d14 4.87082 3.98262 1.60000
d17 2.59389 3.48209 5.86471
d23 5.29632 3.42829 3.30000
ＢＦ 13.94944 33.44346 33.06800
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1（ｆ１） 1 64.387056
2 6 -9.57903
3 15 29.91408
4 18 -81.48313
5 24 28.77173
［絞り部材配置］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30000 50.00013 97.00039
d5 2.10000 28.50000 39.66696
ds 2.40000 20.40000 28.60000
ds2 -0.30000 8.10000 11.06696
φｅ 17.2 16.6 14.5
φs ＝ 22.5
φ１＝ 40.0
φ２＝ 17.5
［条件式対応値］
（１） ｄｓ／ｆ１ ＝ ０．４４ (望遠端状態において)
（２） φｓ ＝ ２２．５ （単位：ｍｍ）
１．００×φ２ ＝ １７．５
０．８０×φ１ ＝ ３２．０
（表２）第２実施例
［面データ］
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 104.5118 1.6000 2.003300 28.27
2 39.3751 7.4000 1.497820 82.57
3 -463.5701 0.1000
4 40.3116 5.4000 1.834810 42.73
5 241.9089 可変
＊6 79.9711 1.0000 1.851350 40.10
7 8.1252 4.8500
8 -14.2116 1.0000 1.883000 40.66
9 124.9279 0.1000
10 30.8124 3.3500 1.808090 22.74
11 -15.1873 0.3000
12 -13.2222 1.0000 1.883000 40.66
13 -23.0302 可変
14（絞り） ∞ 可変
15 26.1923 1.0000 1.954000 33.46
16 12.2483 2.8500 1.719990 50.27
17 -43.5073 可変
18 14.5527 2.8500 1.497820 82.57
19 -40.3302 1.0000 1.950000 29.37
20 173.4596 2.1500
＊21 -105.0156 1.0000 1.806100 40.71
22 10.9037 2.2000 1.808090 22.74
23 28.6084 可変
24 30.6882 2.8500 1.579570 53.74
25 -18.3905 0.1000
26 18.8919 3.6000 1.518230 58.82
27 -13.1344 1.0000 2.000690 25.46
28 -2198.5412 0.7500
29 412.2295 1.0000 1.954000 33.46
30 12.8823 3.5000 1.755200 27.57
31 -23.7185 1.1500
32 -16.1296 1.0000 1.806100 40.71
＊33 -97.3104 ＢＦ
像面 ∞
［非球面データ］
第6面
κ -8.7294
A4 4.64796E-05
A6 -4.09659E-07
A8 2.44519E-09
A10 -9.90503E-12
第21面
κ -1.5760
A4 1.72590E-05
A6 9.45415E-08
A8 -1.00397E-09
A10 0.00000E+00
第33面
κ -19.8082
A4 -1.67719E-05
A6 -2.11776E-07
A8 -4.15932E-10
A10 -1.15008E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
f 10.30 〜 97.00
FNO 4.09 〜 5.81
ω 40.21 〜 4.76°
Y 8.19 〜 8.19
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30000 50.00013 97.00039
ω 40.21337 9.15519 4.75685
FNO 4.09 5.78 5.81
φ 7.68 8.50 9.20
TL 100.29944 130.25093 139.59967
d5 2.10000 28.50000 39.66696
d13 17.38897 3.31447 2.00000
d14 4.87082 3.98262 1.60000
d17 2.59389 3.48209 5.86471
d23 5.29632 3.42829 3.30000
ＢＦ 13.94944 33.44346 33.06800
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1（ｆ１） 1 64.387056
2 6 -9.57903
3 15 29.91408
4 18 -81.48313
5 24 28.77173
［絞り部材配置］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30000 50.00013 97.00039
d5 2.10000 28.50000 39.66696
ds 2.40000 20.40000 28.60000
ds2 -0.30000 8.10000 11.06696
φｅ 17.2 16.6 14.5
φs ＝ 22.5
φ１＝ 40.0
φ２＝ 17.5
［条件式対応値］
（１） ｄｓ／ｆ１ ＝ ０．４４ (望遠端状態において)
（２） φｓ ＝ ２２．５ （単位：ｍｍ）
１．００×φ２ ＝ １７．５
０．８０×φ１ ＝ ３２．０
本第２実施例に係る光学系では、絞り部材の開口径φsは、絞り部材ＳＴ位置における光線有効径φｅより大きい。また、望遠端状態Ｔにおける絞り部材ＳＴによる減光率は、光軸からの高さ２２ｍｍにおける第１レンズ群Ｇ１の像点位置において約５５％であり、十分な減光効果を有している。
（第３実施例）
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例のレンズ構成を示す断面図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例のレンズ構成を示す断面図である。
第３実施例に係る光学系は、最も物体側に配置される正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１の像側に配置される負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、第２レンズ群Ｇ２の像側に配置される正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、第３レンズ群Ｇ３の像側に配置される正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成される。第３レンズ群Ｇ３の物体側には開口絞りＳが配置される。
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と両凸形状の正レンズＬ１２の接合レンズと、物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ１３から構成される。
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、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズから構成され、負メニスカスレンズＬ２１は、物体側のレンズ面を非球面形状とした樹脂材料とガラス材料の複合型非球面レンズである。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に絞り部材ＳＴが配置される。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズで構成される。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズで構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３と両凹形状の負レンズＬ４４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４５と、両凸形状の正レンズＬ４６と両凹形状の負レンズＬ４７との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４８と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４９との接合レンズと、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、両凹形状の負レンズＬ４４は、像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズＬ４１０は、像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。負メニスカスレンズＬ４１０から射出した光線は像面Ｉに結像する。
以下の構成の下、本第３実施例に係る光学系では、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は、広角端状態Ｗから中間焦点距離状態Ｍまで減少し、中間焦点距離状態Ｍから望遠端状態Ｔまで増大し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔は、広角端状態Ｗから中間焦点距離状態Ｍまで増大し、中間焦点距離状態Ｍから望遠端状態Ｔまで減少し、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は単調に物体側へ移動する。また、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４は一体に移動する。
絞り部材ＳＴは、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と絞り部材ＳＴとの間隔は増大し、絞り部材ＳＴと第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大する。
なお、本実施例においては不図示のローパスフィルターやセンサーカバーガラスなどを負メニスカスレンズＬ１９と像面Ｉの間に配置してもよい。
以下の表３に第３実施例に係るレンズ系の諸元値を掲げる。
（表３）第３実施例
［面データ］
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 145.1831 1.7000 2.001000 29.14
2 36.6390 8.1000 1.497820 82.57
3 -399.3519 0.1000
4 43.2076 6.0000 1.883000 40.66
5 ∞ 可変
＊6 436.5967 0.1000 1.553890 38.09
7 87.0031 1.1000 1.834810 42.73
8 8.3001 5.3500
9 -12.6073 1.0000 1.755000 52.34
10 -32.7993 0.8000
11 41.1197 2.9500 1.808090 22.74
12 -19.6043 0.9000 1.883000 40.66
13 -73.1316 可変
14（絞り） ∞ 可変
15 22.3725 0.9000 1.902650 35.73
16 12.2299 3.4500 1.670030 47.14
17 -59.6992 可変
18 13.7390 3.6000 1.497820 82.57
19 -24.8201 0.9000 2.000690 25.46
20 -270.0138 2.2000
21 -117.0547 2.0500 1.846660 23.80
22 -15.9850 1.0000 1.773770 47.25
＊23 24.1750 2.0836
24 66.3654 2.8000 1.568830 56.00
25 -15.4473 0.1000
26 44.9939 2.7500 1.517420 52.20
27 -15.2012 0.9000 1.903660 31.27
28 29.9926 0.3000
29 14.6093 5.0500 1.672700 32.19
30 -9.1997 0.9000 2.000690 25.46
31 -24.3892 1.4000
32 -12.8617 1.0000 1.851350 40.10
＊33 -27.4946 可変
像面 ∞
［非球面データ］
第6面
κ 20.0000
A4 9.17458E-05
A6 -6.51986E-07
A8 2.69890E-09
A10 -1.23751E-11
第23面
κ 0.4823
A4 -7.24815E-06
A6 -3.60139E-07
A8 4.05630E-09
A10 0.00000E+00
第33面
κ -20.0000
A4 -1.22780E-04
A6 8.28360E-07
A8 -6.05245E-09
A10 -9.88805E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
f 10.30 〜 96.99
FNO 4.12 〜 5.81
ω 40.44 〜 4.73°
Y 8.19 〜 8.19
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30260 30.00000 96.99284
ω 40.44283 14.85841 4.72723
FNO 4.12 5.48 5.81
φ 8.12 8.12 9.70
TL 103.02710 121.37977 143.32397
d5 2.10606 20.13084 40.20889
d13 19.66416 6.24359 1.80000
d14 4.27874 4.97381 1.80000
d17 3.43763 2.74256 5.91637
ＢＦ 14.05688 27.80535 34.11509
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1（ｆ１） 1 64.09778
2 6 -10.16794
3 15 31.06055
4 18 67.05869
［絞り部材配置］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30260 30.00000 96.99284
d5 2.10606 20.13084 40.20889
ds 3.20000 13.60000 25.00000
ds2 -1.09394 6.53084 15.20889
φｅ 14.6 18.3 18.0
φs ＝ 27.2
φ１＝ 39.5
φ２＝ 21.5
［条件式対応値］
（１） ｄｓ／ｆ１ ＝ ０．３９ (望遠端状態において)
（２） φｓ ＝ ２７．２ （単位：ｍｍ）
１．００×φ２ ＝ ２１．５
０．８０×φ１ ＝ ３１．６
（表３）第３実施例
［面データ］
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 145.1831 1.7000 2.001000 29.14
2 36.6390 8.1000 1.497820 82.57
3 -399.3519 0.1000
4 43.2076 6.0000 1.883000 40.66
5 ∞ 可変
＊6 436.5967 0.1000 1.553890 38.09
7 87.0031 1.1000 1.834810 42.73
8 8.3001 5.3500
9 -12.6073 1.0000 1.755000 52.34
10 -32.7993 0.8000
11 41.1197 2.9500 1.808090 22.74
12 -19.6043 0.9000 1.883000 40.66
13 -73.1316 可変
14（絞り） ∞ 可変
15 22.3725 0.9000 1.902650 35.73
16 12.2299 3.4500 1.670030 47.14
17 -59.6992 可変
18 13.7390 3.6000 1.497820 82.57
19 -24.8201 0.9000 2.000690 25.46
20 -270.0138 2.2000
21 -117.0547 2.0500 1.846660 23.80
22 -15.9850 1.0000 1.773770 47.25
＊23 24.1750 2.0836
24 66.3654 2.8000 1.568830 56.00
25 -15.4473 0.1000
26 44.9939 2.7500 1.517420 52.20
27 -15.2012 0.9000 1.903660 31.27
28 29.9926 0.3000
29 14.6093 5.0500 1.672700 32.19
30 -9.1997 0.9000 2.000690 25.46
31 -24.3892 1.4000
32 -12.8617 1.0000 1.851350 40.10
＊33 -27.4946 可変
像面 ∞
［非球面データ］
第6面
κ 20.0000
A4 9.17458E-05
A6 -6.51986E-07
A8 2.69890E-09
A10 -1.23751E-11
第23面
κ 0.4823
A4 -7.24815E-06
A6 -3.60139E-07
A8 4.05630E-09
A10 0.00000E+00
第33面
κ -20.0000
A4 -1.22780E-04
A6 8.28360E-07
A8 -6.05245E-09
A10 -9.88805E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
f 10.30 〜 96.99
FNO 4.12 〜 5.81
ω 40.44 〜 4.73°
Y 8.19 〜 8.19
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30260 30.00000 96.99284
ω 40.44283 14.85841 4.72723
FNO 4.12 5.48 5.81
φ 8.12 8.12 9.70
TL 103.02710 121.37977 143.32397
d5 2.10606 20.13084 40.20889
d13 19.66416 6.24359 1.80000
d14 4.27874 4.97381 1.80000
d17 3.43763 2.74256 5.91637
ＢＦ 14.05688 27.80535 34.11509
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1（ｆ１） 1 64.09778
2 6 -10.16794
3 15 31.06055
4 18 67.05869
［絞り部材配置］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30260 30.00000 96.99284
d5 2.10606 20.13084 40.20889
ds 3.20000 13.60000 25.00000
ds2 -1.09394 6.53084 15.20889
φｅ 14.6 18.3 18.0
φs ＝ 27.2
φ１＝ 39.5
φ２＝ 21.5
［条件式対応値］
（１） ｄｓ／ｆ１ ＝ ０．３９ (望遠端状態において)
（２） φｓ ＝ ２７．２ （単位：ｍｍ）
１．００×φ２ ＝ ２１．５
０．８０×φ１ ＝ ３１．６
本第３実施例に係る光学系では、絞り部材の開口径φsは、絞り部材ＳＴ位置における光線有効径φｅより大きい。また、望遠端状態Ｔにおける絞り部材ＳＴによる減光率は、光軸からの高さ２２ｍｍにおける第１レンズ群Ｇ１の像点位置において約３３％であり、十分な減光効果を有している。
（第４実施例）
図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）はそれぞれ、本願の第４実施例のレンズ構成を示す断面図である。
図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）はそれぞれ、本願の第４実施例のレンズ構成を示す断面図である。
第４実施例に係る光学系は、最も物体側に配置される正屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ群Ｇ１の像側に配置される負屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、第２レンズ群Ｇ２の像側に配置される正屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、第３レンズ群Ｇ３の像側に配置される正屈折力の第４レンズ群Ｇ４から構成される。第３レンズ群Ｇ３の物体側には開口絞りＳが配置される。
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と両凸形状の正レンズＬ１２の接合レンズと、物体側に凸面を向けた平凸形状の正レンズＬ１３から構成される。
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、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズから構成され、負メニスカスレンズＬ２１は、物体側のレンズ面を非球面形状とした樹脂材料とガラス材料の複合型非球面レンズである。
第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に絞り部材ＳＴが配置される。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズで構成される。
第３レンズ群Ｇ３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Ｌ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズで構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４３と両凹形状の負レンズＬ４４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４５と、両凸形状の正レンズＬ４６と両凹形状の負レンズＬ４７との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４８と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４９との接合レンズと、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、両凹形状の負レンズＬ４４は、像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズＬ４１０は、像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。負メニスカスレンズＬ４１０から射出した光線は像面Ｉに結像する。
以下の構成の下、本第４実施例に係る光学系では、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔は、広角端状態Ｗから中間焦点距離状態Ｍまで減少し、中間焦点距離状態Ｍから望遠端状態Ｔまで増大し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との間隔は、広角端状態Ｗから中間焦点距離状態Ｍまで増大し、中間焦点距離状態Ｍから望遠端状態Ｔまで減少し、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は単調に物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４は単調に物体側へ移動する。また、開口絞りＳと第４レンズ群Ｇ４は一体に移動する。
絞り部材ＳＴは、広角端状態Ｗから望遠端状態Ｔへの変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と絞り部材ＳＴとの間隔は増大し、絞り部材ＳＴと第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大する。
なお、本実施例においては不図示のローパスフィルターやセンサーカバーガラスなどを負メニスカスレンズＬ１９と像面Ｉの間に配置してもよい。
以下の表４に第４実施例に係るレンズ系の諸元値を掲げる。
（表４）第４実施例
［面データ］
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 145.1831 1.7000 2.001000 29.14
2 36.6390 8.1000 1.497820 82.57
3 -399.3519 0.1000
4 43.2076 6.0000 1.883000 40.66
5 ∞ 可変
＊6 436.5967 0.1000 1.553890 38.09
7 87.0031 1.1000 1.834810 42.73
8 8.3001 5.3500
9 -12.6073 1.0000 1.755000 52.34
10 -32.7993 0.8000
11 41.1197 2.9500 1.808090 22.74
12 -19.6043 0.9000 1.883000 40.66
13 -73.1316 可変
14（絞り） ∞ 可変
15 22.3725 0.9000 1.902650 35.73
16 12.2299 3.4500 1.670030 47.14
17 -59.6992 可変
18 13.7390 3.6000 1.497820 82.57
19 -24.8201 0.9000 2.000690 25.46
20 -270.0138 2.2000
21 -117.0547 2.0500 1.846660 23.80
22 -15.9850 1.0000 1.773770 47.25
＊23 24.1750 2.0836
24 66.3654 2.8000 1.568830 56.00
25 -15.4473 0.1000
26 44.9939 2.7500 1.517420 52.20
27 -15.2012 0.9000 1.903660 31.27
28 29.9926 0.3000
29 14.6093 5.0500 1.672700 32.19
30 -9.1997 0.9000 2.000690 25.46
31 -24.3892 1.4000
32 -12.8617 1.0000 1.851350 40.10
＊33 -27.4946 可変
像面 ∞
［非球面データ］
第6面
κ 20.0000
A4 9.17458E-05
A6 -6.51986E-07
A8 2.69890E-09
A10 -1.23751E-11
第23面
κ 0.4823
A4 -7.24815E-06
A6 -3.60139E-07
A8 4.05630E-09
A10 0.00000E+00
第33面
κ -20.0000
A4 -1.22780E-04
A6 8.28360E-07
A8 -6.05245E-09
A10 -9.88805E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
f 10.30 〜 96.99
FNO 4.12 〜 5.81
ω 40.44 〜 4.73°
Y 8.19 〜 8.19
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30260 30.00000 96.99284
ω 40.44283 14.85841 4.72723
FNO 4.12 5.48 5.81
φ 8.12 8.12 9.70
TL 103.02710 121.37977 143.32397
d5 2.10606 20.13084 40.20889
d13 19.66416 6.24359 1.80000
d14 4.27874 4.97381 1.80000
d17 3.43763 2.74256 5.91637
ＢＦ 14.05688 27.80535 34.11509
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1（ｆ１） 1 64.09778
2 6 -10.16794
3 15 31.06055
4 18 67.05869
［絞り部材配置］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30260 30.00000 96.99284
d5 2.10606 20.13084 40.20889
ds 4.20000 10.10000 21.40000
ds2 -2.09394 10.03084 18.80889
φｅ 10.7 22.4 20.8
φs ＝ 25.0
φ１＝ 39.5
φ２＝ 21.5
［条件式対応値］
（１） ｄｓ／ｆ１ ＝ ０．３３ (望遠端状態において)
（２） φｓ ＝ ２５．０ （単位：ｍｍ）
１．００×φ２ ＝ ２１．５
０．８０×φ１ ＝ ３１．６
（表４）第４実施例
［面データ］
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 145.1831 1.7000 2.001000 29.14
2 36.6390 8.1000 1.497820 82.57
3 -399.3519 0.1000
4 43.2076 6.0000 1.883000 40.66
5 ∞ 可変
＊6 436.5967 0.1000 1.553890 38.09
7 87.0031 1.1000 1.834810 42.73
8 8.3001 5.3500
9 -12.6073 1.0000 1.755000 52.34
10 -32.7993 0.8000
11 41.1197 2.9500 1.808090 22.74
12 -19.6043 0.9000 1.883000 40.66
13 -73.1316 可変
14（絞り） ∞ 可変
15 22.3725 0.9000 1.902650 35.73
16 12.2299 3.4500 1.670030 47.14
17 -59.6992 可変
18 13.7390 3.6000 1.497820 82.57
19 -24.8201 0.9000 2.000690 25.46
20 -270.0138 2.2000
21 -117.0547 2.0500 1.846660 23.80
22 -15.9850 1.0000 1.773770 47.25
＊23 24.1750 2.0836
24 66.3654 2.8000 1.568830 56.00
25 -15.4473 0.1000
26 44.9939 2.7500 1.517420 52.20
27 -15.2012 0.9000 1.903660 31.27
28 29.9926 0.3000
29 14.6093 5.0500 1.672700 32.19
30 -9.1997 0.9000 2.000690 25.46
31 -24.3892 1.4000
32 -12.8617 1.0000 1.851350 40.10
＊33 -27.4946 可変
像面 ∞
［非球面データ］
第6面
κ 20.0000
A4 9.17458E-05
A6 -6.51986E-07
A8 2.69890E-09
A10 -1.23751E-11
第23面
κ 0.4823
A4 -7.24815E-06
A6 -3.60139E-07
A8 4.05630E-09
A10 0.00000E+00
第33面
κ -20.0000
A4 -1.22780E-04
A6 8.28360E-07
A8 -6.05245E-09
A10 -9.88805E-11
［各種データ］
変倍比 9.42
Ｗ Ｔ
f 10.30 〜 96.99
FNO 4.12 〜 5.81
ω 40.44 〜 4.73°
Y 8.19 〜 8.19
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30260 30.00000 96.99284
ω 40.44283 14.85841 4.72723
FNO 4.12 5.48 5.81
φ 8.12 8.12 9.70
TL 103.02710 121.37977 143.32397
d5 2.10606 20.13084 40.20889
d13 19.66416 6.24359 1.80000
d14 4.27874 4.97381 1.80000
d17 3.43763 2.74256 5.91637
ＢＦ 14.05688 27.80535 34.11509
［レンズ群データ］
群 始面 ｆ
1（ｆ１） 1 64.09778
2 6 -10.16794
3 15 31.06055
4 18 67.05869
［絞り部材配置］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 10.30260 30.00000 96.99284
d5 2.10606 20.13084 40.20889
ds 4.20000 10.10000 21.40000
ds2 -2.09394 10.03084 18.80889
φｅ 10.7 22.4 20.8
φs ＝ 25.0
φ１＝ 39.5
φ２＝ 21.5
［条件式対応値］
（１） ｄｓ／ｆ１ ＝ ０．３３ (望遠端状態において)
（２） φｓ ＝ ２５．０ （単位：ｍｍ）
１．００×φ２ ＝ ２１．５
０．８０×φ１ ＝ ３１．６
本第４実施例に係る光学系では、絞り部材の開口径φsは、絞り部材ＳＴ位置における光線有効径φｅより大きい。また、望遠端状態Ｔにおける絞り部材ＳＴによる減光率は、光軸からの高さ２２ｍｍにおける第１レンズ群Ｇ１の像点位置において約４３％であり、十分な減光効果を有している。
上記各実施例によれば、有効光束には影響を与えず、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束（最大画角）外の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能の劣化を防止することができる変倍光学系を実現することができる。
なお、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。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。
上記各実施例では、光学系として変倍光学系の数値実施例を示したが、本願はこれに限られず単焦点レンズでもかまわない。
また、本願の変倍光学系の数値実施例として４群構成と５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、３群、６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側にレンズ又はレンズ群を追加したり、削除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、或い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３レンズ群の少なくとも一部又は第４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対して垂直な方向の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）させることにより、手ぶれ等によって生じる像ぶれ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４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レンズ群又は第４レンズ群の近傍に配置されることが好ましく、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。
次に、本願の光学系を備えたカメラを図５に基づいて説明する。
図５は、本願の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図５は、本願の光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図５に示すようにカメラ１は、光学系２として上記第１実施例に係る変倍光学系を備えた一眼レフレックスカメラである。
図５において、実施の形態にかかるカメラ１では、不図示の物体（被写体）からの光は、上記第１実施例にかかる光学系２で集光されて、クイックリターンミラー３を介して光学系２の像面Ｉに結像され、像面Ｉの近傍に配置された焦点板３で実像化される。そして焦点板３からの光は、ペンタプリズム４によって反射されて接眼光学系６へ導かれる。ペンタプリズム５によって正立像となった光は接眼光学系６で拡大されアイポイントＥＰヘ導かれる。このようにして撮影者は、被写体像を接眼光学系６を介して正立像として拡大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。
ここで、本カメラ１に光学系２として搭載した上記第１実施例に係る変倍光学系は、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止し、結像性能への影響を低減し、高い光学性能を有する変倍光学系である。したがって本カメラ１は、正屈折力のレンズ群の焦点位置に集光する有効光束外（最大画角以上）の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止し、結像性能への影響を低減しながら、高い光学性能を実現することができる。なお、上記第２乃至第４実施例に係る変倍光学系を光学系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。また、クイックリターンミラーを有さない、ミラーレスカメラに上記各実施例に係る光学系を搭載した場合でも、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。
次に、本願の光学系を備えたレンズ鏡筒について説明する。
図６は、本願の光学系である変倍光学系のレンズ鏡筒の一例の断面図を示す。図６において、光軸の上側の断面図は広角端状態を、光軸の下側の断面図は望遠端状態をそれぞれ示している。
図６は、本願の光学系である変倍光学系のレンズ鏡筒の一例の断面図を示す。図６において、光軸の上側の断面図は広角端状態を、光軸の下側の断面図は望遠端状態をそれぞれ示している。
図６において、レンズ鏡筒１００内には、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、絞り部材ＳＴと、第２レンズ群Ｇ２と、その他の部材、レンズ群等が配置されている。第１レンズ群、絞り部材ＳＴ、および第２レンズ群は、それぞれ第１レンズ群枠１０４、絞り部材枠１０６、第２レンズ群枠１０８、に固定されている。最も像側には、カメラ１に着脱する為のマウント部１１６が配置されている。広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、およびその他のレンズ群等は、公知の機構によって光軸に沿って移動する。
カム筒１２０は、第１レンズ群枠１０４と第２レンズ群枠１０８との間に配置され、最外周にはズーム環１３０が配置されている。カム筒１２０とズーム環１３０の間には、連結部材１３２が配置されている。
カム筒１２０には、第１レンズ群枠１０４、第２レンズ群枠１０８等を光軸に沿って移動させるための不図示のカム溝 が形成されている。
カム筒１２０の最も物体側近傍には、絞り部材枠ＳＴを光軸に沿って移動させる際のガイド溝孔１４０が形成されている。ガイド溝孔１４０には、絞り部材枠１０６が摺動可能に係合し、絞り部材１０６に台形ピン１４２が配置されている。台形ピン１４２の一端部は、第１レンズ群枠１０４に形成された絞り部材移動用カム溝孔１４４に係合されている。
撮影者がズーム環１３０を光軸周りに時計・反時計方向に回転すると、連結部材１３２を介してカム筒１２０に伝達され、カム筒１２０に形成された各移動部材に対応する不図示のカム溝に係合したカムピン１３４、１３６を介して、第１レンズ群枠１０４、第２レンズ群枠１０８等を光軸に沿って前後に移動する。この際、絞り部材ＳＴは、第１レンズ群枠１０４の移動に伴って、第１レンズ群枠１０４に形成された絞り部材移動用カム溝１４４に係合した台形ピン１４２ を介して光軸に沿って移動する。そして絞り部材移動用カム溝１４４ は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、絞り部材ＳＴを物体側に移動するように、かつ望遠端近傍において物体側から像面側に移動したのち物体側に移動するように形成されている。また、絞り部材ＳＴは表面に反射防止部材で構成される。
レンズ鏡筒１００が、上記の如く構成されているので、有効光束には影響を与えず、正屈折力のレンズ群（第１レンズ群）の焦点位置（図中の破線で示す）に集光する有効光束（最大画角）外の光を低減することで焦点位置近傍の部材の発熱を低減し、部材の変形や劣化を防止することができ、結像性能への影響を低減することができる。
１ カメラ
２ 光学系
３ クイックリターンミラー
４ 焦点板
５ ペンタプリズム
６ 接眼レンズ系
７ 撮像素子
１００ レンズ鏡筒
１０４ 第１レンズ群枠
１０６ 絞り部材枠
１０８ 第２レンズ群枠
１１６ マウント部
１２０ カム筒
１３０ ズーム環
１３２、連結部材
１３４、１３６ カムピン
１４０ ガイド溝孔
１４２ 台形ピン
１４４ 絞り部材移動用カム溝
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
Ｓ 開口絞り
ＳＴ 絞り部材
Ｉ 像面
２ 光学系
３ クイックリターンミラー
４ 焦点板
５ ペンタプリズム
６ 接眼レンズ系
７ 撮像素子
１００ レンズ鏡筒
１０４ 第１レンズ群枠
１０６ 絞り部材枠
１０８ 第２レンズ群枠
１１６ マウント部
１２０ カム筒
１３０ ズーム環
１３２、連結部材
１３４、１３６ カムピン
１４０ ガイド溝孔
１４２ 台形ピン
１４４ 絞り部材移動用カム溝
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
Ｓ 開口絞り
ＳＴ 絞り部材
Ｉ 像面
Claims (6)
- 最も物体側に配置される正屈折力の第１レンズ群と、
前記第１レンズ群の像側に配置される絞り部材と、
前記絞り部材の像側に配置される第２レンズ群と、
前記第２レンズ群の像側に配置される少なくとも１つのレンズ群とを有し、
変倍の際、前記第１レンズ群と前記絞り部材との間隔が変化し、前記絞り部材と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンジ群と前記少なくとも１つのレンズ群との間隔が変化し、
以下の条件式を満足する状態を有することを特徴とする変倍可能な光学系。
０．２０ ＜ ｄｓ／ｆ１ ＜ ０．６０
１．００×φ２ ＜ φｓ ＜ ０．８×φ１ （単位：ｍｍ）
但し、
ｄｓ：前記第１レンズ群の最も像側のレンズのレンズ面と前記絞り部材との光軸上の距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
φ１：前記第１レンズ群の最も像側に配置されるレンズの外径
φ２：前記第２レンズ群の最も物体側に配置されるレンズの外径
φｓ：前記絞り部材の開口径 - 前記絞り部材の開口径は、当該絞り部材の光軸に沿った位置における前記光学系の有効径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
- 変倍の際、前記絞り部材を光軸に沿って移動する移動手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
- 前記絞り部材は、表面に反射防止部材を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学系。
- 前記絞り部材の光軸側端部の光軸上の位置は、当該絞り部材の鏡筒側端部の光軸上の位置より像面側にあることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学系。
- 請求項１から５のいずれか１項に記載の光学系を具備してなることを特徴とする光学装置。
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