JP6497597B2 - 変倍光学系及び光学機器 - Google Patents

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本発明は、変倍光学系及び光学機器に関する。
従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した変倍光学系が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。しかしながら、従来の変倍光学系は、Fナンバーが大きく、更に明るいレンズとするための大口径化という要望に十分に応えることができないという課題があった。
特開2007−219040号公報
本発明の第一の態様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、第1レンズ群が、一旦像面側に移動してから物体側に移動し、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レンズ群は、少なくとも負レンズと正レンズとを有し、第3レンズ群は、物体側から順に配置された、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズからなる中間群と、中間群よりも像面側に配置された正の屈折力を有し、光軸と直交方向の成分を持つように移動する防振レンズ群と、を有し、次式の条件を満足する。
1.0 < f3/ΔT3 < 2.2
但し、
ΔT3:広角端状態から望遠端状態に変倍したときの第3レンズ群の移動量
f3:第3レンズ群の焦点距離
また、本発明の第二の態様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レンズ群との実質的に5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、第1レンズ群が、一旦像面側に移動してから物体側に移動し、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1レンズ群は、少なくとも負レンズと正レンズとを有し、第3レンズ群は、物体側から順に配置された、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズからなる中間群と、中間群よりも像面側に配置された正の屈折力を有し、光軸と直交方向の成分を持つように移動する防振レンズ群と、を有し、次式の条件を満足する。
1.0 < f3/ΔT3 < 2.2
但し、
ΔT3:広角端状態から望遠端状態に変倍したときの第3レンズ群の移動量
f3:第3レンズ群の焦点距離
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無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は広角端状態のときの諸収差図であり、(b)は広角端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は中間焦点距離状態のときの諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第1実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は望遠端状態のときの諸収差図であり、(b)は望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 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無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は広角端状態のときの諸収差図であり、(b)は広角端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は中間焦点距離状態のときの諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第2実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は望遠端状態のときの諸収差図であり、(b)は望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 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無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は広角端状態のときの諸収差図であり、(b)は広角端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は中間焦点距離状態のときの諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第3実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は望遠端状態のときの諸収差図であり、(b)は望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 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無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は広角端状態のときの諸収差図であり、(b)は広角端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は中間焦点距離状態のときの諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第4実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は望遠端状態のときの諸収差図であり、(b)は望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 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無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は広角端状態のときの諸収差図であり、(b)は広角端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第5実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は中間焦点距離状態のときの諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第5実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態の諸収差図であって、(a)は望遠端状態のときの諸収差図であり、(b)は望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 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諸収差図であって、(a)は広角端状態のときの諸収差図であり、(b)は広角端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第6実施例に係る変倍光学系の諸収差図であって、(a)は中間焦点距離状態のときの諸収差図であり、(b)は中間焦点距離状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 第6実施例に係る変倍光学系の諸収差図であって、(a)は望遠端状態のときの諸収差図であり、(b)は望遠端状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 上記変倍光学系を搭載するカメラの断面図である。 上記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、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、この第2レンズ群G2の像面側に配置された正の屈折力を有する後群GRと、を有して構成されている。また、この変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と後群GRとの間隔が変化するように構成されている。また、この変倍光学系ZLにおいて、後群GRは、物体側から順に配置された、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズを有する中間群G3bと、この中間群G3bよりも像面側に配置された正の屈折力を有する像側群と、を有する。そして、中間群G3bの像面に対する位置を固定した状態で、像側群を光軸と直交方向の成分を持つように移動する防振レンズ群(以下、「防振レンズ群Gv」と呼ぶ)とすることにより、手振れの補正(像ぶれ補正)を行うように構成されている。本実施形態に係る変倍光学系ZLをこのような構成にすることで、Fナンバーの明るいレンズで、良好な光学性能を有することができる。つまり、後群GRの中間群G3bを、正負負正の4枚レンズで構成することにより対称構造を持たせることで、Fナンバーの明るさに対して、球面収差、像面湾曲、コマ収差を良好に補正することを可能にしている。また、中間群G3bよりも像側に、正の屈折力を有する防振レンズ群Gvを配置することにより、Fナンバーの大きい明るいレンズでも防振レンズ群Gvのレンズ枚数を増やすことなく防振機能を搭載することができる。なお、レンズ成分とは、単レンズ又は複数のレンズが接合された接合レンズをいう。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRは、最も物体側に配置されており正の屈折力を有する第3レンズ群G3を少なくとも有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第3レンズ群G3を構成するレンズどうしの間隔が一定で有るように構成することができる。また、この第3レンズ群G3は、上述した中間群G3bを有している。そして、このような構成の変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(1)を満足することが望ましい。
1.0 < f3/ΔT3 < 2.2 (1)
但し、
ΔT3:広角端状態から望遠端状態に変倍したときの第3レンズ群G3の移動量
f3:第3レンズ群G3の焦点距離
条件式(1)は、第3レンズ群G3の焦点距離とこの第3レンズ群G3の変倍時の移動量を規定したものであり、この条件式(1)の上限値を上回ると、第3レンズ群G3の移動量に対してパワーが弱くなりすぎるため、第3レンズ群G3の移動が変倍に寄与できなくなり、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2のパワーが強くなり、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2が大型化したり、像面湾曲収差を良好に補正できなくなり好ましくない。また本願の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を2.0とすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(1)の上限値を1.8にすることが望ましい。また、本願の効果を更により確実にするために、条件式(1)の上限値を1.75にすることが望ましい。一方、条件式(1)の下限値を下回ると、第3レンズ群G3の移動量に対してパワーが強くなりすぎるため、球面収差の補正が良好に行えないため好ましくない。また本願の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を1.2にすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(1)の下限値を1.3とすることが望ましい。また、本願の効果を更により確実にするために、条件式(1)の下限値を1.4とすることが望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRは、中間群G3bの物体側に正の屈折力を有する物体側群G3aを有することが望ましい。このような構成にすることで、Fナンバーの明るいレンズで更に良好な光学性能を保つことができる。明るいレンズで発生し易い高次の球面収差を良好に補正することが可能になる。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、防振レンズ群Gvは、1枚の正レンズからなることが望ましい。このような構成とすることで、防振に用いられるレンズを軽くすることができ、防振機構の軽量化、防振性能向上が容易となる。さらに、この防振レンズ群Gvは、1枚の両凸レンズからなることが望ましい。このような構成にすることで、防振時に発生するコマ収差変動を抑制することができる。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、防振レンズ群Gvは、少なくとも1枚の正レンズを有し、この正レンズは、以下に示す条件式(2)を満足することが望ましい。
ndVR+0.0052×νdVR−1.965 < 0 (2)
但し、
ndVR:防振レンズ群Gvに含まれる正レンズの媒質のd線に対する屈折率
νdVR:防振レンズ群Gvに含まれる正レンズの媒質のアッベ数
条件式(2)は、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズの媒質のd線に対する屈折率を規定するものである。この条件式(2)の上限値を上回ると、この正レンズに、比較的屈折力が高く、かつ、色の分散性が大きい硝材を使用することになり、手振れ補正の範囲において、倍率色収差を良好に補正できないため好ましくない。
また、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズは、以下に示す条件式(3)を満足することが望ましい。
νdVR > 60 (3)
但し、
νdVR:防振レンズ群Gvに含まれる正レンズの媒質のアッベ数
条件式(3)は、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズの媒質のアッベ数を規定するものである。この条件式(3)の下限値を下回ると、防振レンズ群Gvの分散性が大きくなり、手振れ補正時に目立ち易い倍率色収差が、手振れ補正の範囲において、十分に補正できないため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を62にすることが望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRが、中間群G3bの物体側に正の屈折力を有する物体側群G3aを有するときは、この物体側群G3aが1枚の正レンズを有し、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
νdO > 60 (4)
但し、
νdO:物体側群G3aに含まれる正レンズの媒質のアッベ数
条件式(4)は、後群GRの物体側群G3aに含まれる正レンズの媒質のアッベ数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、明るいレンズで発生し易い軸上色収差が大きくなり、補正が困難になるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を62とすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(4)の下限値を65とすることが望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRは、複数のレンズ群(例えば、図1における第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4)を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、後群GRに含まれる複数のレンズ群の各々の間隔が変化するように構成されている。そして、複数のレンズ群のうち最も像面側にあるレンズ群(図1における第4レンズ群G4)を最終レンズ群としたとき、本実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(5)を満足することが望ましい。
4.0 < fr/fw < 11.0 (5)
但し、
fr:最終レンズ群の焦点距離
fw:広角端状態における変倍光学系ZLの全系の焦点距離
条件式(5)は、最終レンズ群の焦点距離を規定するものである。この条件式(5)の上限値を上回ると、最終レンズ群の屈折力が弱くなり、変倍時の像面湾曲補正が困難になるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(5)の上限値を10.0とすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(5)の上限値を9.0とすることが望ましい。一方、条件式(5)の下限値を下回ると、最終レンズ群の屈折力が強くなり、歪曲収差の補正が困難になり、またバックフォーカスも確保できなくなるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(5)の下限値を5.0とすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(5)の下限値を6.0とすることが望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLにおいて、後群GRは、物体側から順に、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、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、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するように構成することができる。また、第3レンズ群G3は、少なくとも上述した中間レンズ群G3bを有している。そして、このような構成の変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(6)を満足することが望ましい。
0.9 < f3/(fw×ft)1/2 < 2.0 (6)
但し、
f3:第3レンズ群G3の焦点距離
fw:広角端状態における変倍光学系ZLの全系の焦点距離
ft:望遠端状態における変倍光学系ZLの全系の焦点距離
条件式(6)は、第3レンズ群G3の焦点距離を規定するものである。この条件式(6)の上限値を上回ると、第3レンズ群G3の屈折力が弱くなり、光学系の全長が伸びるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(6)の上限値を1.8とすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(6)の上限値を1.6とすることが望ましい。一方、条件式(6)の下限値を下回ると、第3レンズ群G3の屈折力が強くなり、球面収差の補正が困難になるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(5)の下限値を1.0とすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(5)の下限値を1.1とすることが望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(7)を満足することが望ましい。
1.5 < fv×FNOw/f3 < 5.0 (7)
但し、
f3:第3レンズ群G3の焦点距離
fv:防振レンズ群Gvの焦点距離
FNOw:広角端状態におけるFナンバー
条件式(7)は、防振レンズ群Gvと第3レンズ群G3の焦点距離を規定するものである。この条件式(7)の上限値を上回ると、防振レンズ群Gvの屈折力が弱くなり、また、この防振レンズ群のGv防振時(像ぶれ補正時)の移動量が増え、防振レンズ群Gvの径が大きくなり、重量化してしまうとともに、防振時の偏心コマ収差を良好に補正できなくなり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(7)の上限値を4.5とすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(7)の上限値を4.0とすることが望ましい。一方、条件式(7)の下限値を下回ると、防振レンズ群Gvの屈折力が強くなり、防振時の偏心非点収差、偏心コマ収差を良好に補正できなくなり好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(7)の下限値を1.6とすることが望ましい。また、本願の効果を更に確実にするために、条件式(7)の下限値を1.8とすることが望ましい。また、本願の効果をより確実にするために、条件式(7)の下限値を2.2とすることが望ましい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1が、一旦像面側に移動してから物体側に移動することが望ましい。このような構成にすることで、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が広がる際の軸外の光線切れを防ぎつつ、第1レンズ群G1の径を小さく保つことができ、また歪曲収差の急峻な変化を抑制することができる。
なお、本実施形態に係る変倍光学系ZLは、後群GRを、物体側から順に、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、から構成し、変倍時に第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化することとしてもよく、または、物体側から順に、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、から構成し、変倍時に第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するとともに、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との間隔が変化することとしてもよい。また、本実施形態に係る変倍光学系ZLは、変倍時に一体的に移動する第3レンズ群G3が、物体側から順に、前側群G3aと、中間群G3bと、防振レンズ群Gvと、を有し、中間群G3bは、正負負正の4枚レンズから構成するのが好ましい。また、防振レンズ群Gvは、第3レンズ群G3に含めず、第4レンズ群G4としてもよい。また、後群GRの中間群G3bの物体側に配置されている物体側群G3aは省略してもよい。また、中間群G3bに含まれる正負負正の4枚レンズは、正レンズと負レンズとを接合してもよいし、それぞれを単レンズとして配置してもよい。
また、本実施形態に係る変倍光学系ZLは、第3レンズ群G3において、中間群G3bより像面側に、少なくとも2つのレンズ成分を有するのが好ましい。中間群G3bより像面側に少なくとも2つのレンズ成分を有することにより、合焦レンズ群と防振レンズ群Gvとを第3レンズ群G3に配置することができる。なお、第3レンズ群G3は、物体側より順に、前側群G3aと、中間レンズ群G3bと、防振レンズ群Gvと、合焦レンズ群とから構成するのが好ましい。また、防振レンズ群Gvは、1つの正レンズからなる構成が好ましいが、1つの接合レンズからなる構成や、複数のレンズ成分からなる構成としてもよい。
さらに、本実施形態に係る変倍光学系ZLは、前側群G3aを1つの非球面レンズから構成したが、2つの球面レンズから構成してもよい。
以上のような構成により、明るく、良好な光学性能を有する変倍光学系ZLを提供することができる。
次に、本実施形態に係る変倍光学系ZLを備えた光学機器であるカメラを図25に基づいて説明する。このカメラ1は、撮影レンズ2として本実施形態に係る変倍光学系ZLを備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。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、不図示のOLPF(Optical low pass filter:光学ローパスフィルタ)を介して撮像部3の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部3に設けられた光電変換素子により被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ1に設けられたEVF(Electronic view finder:電子ビューファインダ)4に表示される。これにより撮影者は、EVF4を介して被写体を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、撮像部3により光電変換された画像が不図示のメモリに記憶される。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。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本実施形態に係る変倍光学系ZL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。
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群または5群構成の変倍光学系ZLを示したが、以上の構成条件等は、6群、7群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、最も像面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。具体的には、最も像面側に、変倍時に像面に対する位置を固定されたレンズ群を追加した構成が考えられる。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、本実施形態の変倍光学系ZLは、変倍時に各群間の空気間隔が変化するように、第1レンズ群G1〜第4レンズ群G4(または第5レンズ群G5)がそれぞれ光軸に沿って移動する。
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(超音波モータ等の)モータ駆動にも適している。特に、後群(第3レンズ群G3)の一部(例えば、防振レンズ群Gvの像面側に配置された負レンズ成分、または、第3レンズ群G3の像面側に配置された第4レンズ群G4)を合焦レンズ群とし、その他のレンズは合焦時に像面に対する位置を固定とするのが好ましい。モータにかかる負荷を考慮すると、合焦レンズ群は単レンズから構成するのが好ましい。
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、上述したように、後群GRの少なくとも一部(例えば、第3レンズ群G3の防振レンズ群Gv)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。レンズ面が球面または平面の場合、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防げるので好ましい。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。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。
開口絞りSは、第3レンズ群G3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よい。
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よい。
また、本実施形態の変倍光学系ZLは、変倍比が2.5〜4倍程度である。また、本実施形態の変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態においてFナンバーが3.5より小さい。
以下、本実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法の概略を、図17を参照して説明する。まず、各レンズを配置して第1レンズ群G1、第2レンズ群G2及び後群GRをそれぞれ準備する(ステップS100)。また、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と後群GRとの間隔が変化するように配置する(ステップS200)。さらに、後群GRに、物体側から順に配置された、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズを有する中間群G3bと、この中間群G3bよりも像面側に正の屈折力を有し、光軸と直交方向の成分を持つように移動する防振レンズ群Gvと、を配置する(ステップS300)。
具体的には、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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とを接合した接合レンズを配置して第1レンズ群G1とし、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面形状が形成された負レンズL21、両凹レンズL22と両凸レンズL23とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL24と物体側に凹面を向け、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL25とを接合した接合レンズを配置して第2レンズ群G2とし、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL31、両凸レンズL32と両凹レンズL33とを接合した接合レンズ、両凹レンズL34と両凸レンズL35とを接合した接合レンズ、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL36、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37を配置した第3レンズ群G3、並びに、物体側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL41を配置して第4レンズ群G4を配置して後群GRとする。このように準備した各レンズ群を上述の手順で配置して変倍光学系ZLを製造する。
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)の構成及び屈折力配分を示す断面図である。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(またはG5)の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をKとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。なお、以降の実施例において、「E−n」は「×10-n」を示す。
S(y)=(y2/r)/{1+(1−K×y2/r21/2
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12 (a)
なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に*印を付している。
[第1実施例]
図1は、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に示す変倍光学系ZL1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、後群GRと、から構成され、さらに、後群GRは、物体側から順に、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、から構成される。
この変倍光学系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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とを接合した接合レンズで構成されている。また、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の物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面形状が形成された負レンズL21、両凹レンズL22と両凸レンズL23とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL24と物体側に凹面を向け、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL25とを接合した接合レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL31、両凸レンズL32と両凹レンズL33とを接合した接合レンズ、両凹レンズL34と両凸レンズL35とを接合した接合レンズ、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL36、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37で構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルタや、赤外フィルタなどを有するフィルタ群FLが配置されている。また、負レンズL25、正レンズL31、正レンズL36及び正レンズL41はガラスモールド非球面レンズである。
この変倍光学系ZL1は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加するように、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2が一旦像面側に移動した後、物体側に移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が一旦物体側に移動した後、像面側に移動するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この変倍光学系ZL1において、無限遠から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3の防振レンズ群Gvの像面側に配置された負レンズ成分(負メニスカスレンズL37)を像面側に移動させることによって行うように構成されている。
また、この変倍光学系ZL1において、像ぶれ補正(防振)は、第3レンズ群G3の正レンズL36を防振レンズ群Gvとし、この防振レンズ群Gvを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(像ぶれ補正での防振レンズ群Gv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、ぶれ補正用の防振レンズ群Gvを(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい(以降の実施例においても同様である)。この第1実施例の広角端状態においては、防振係数は−0.627であり、焦点距離は9.3(mm)であるので、1.03°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.170(mm)である。また、この第1実施例の中間焦点距離状態においては、防振係数は−0.831であり、焦点距離は19.1(mm)であるので、0.605°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.177(mm)である。また、この第1実施例の望遠端状態においては、防振係数は−0.963であり、焦点距離は29.1(mm)であるので、0.500°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.264(mm)である。
以下の表1に、変倍光学系ZL1の諸元の値を掲げる。この表1において、全体諸元に示すfは全系の焦点距離、FNOはFナンバー、2ωは画角、Yは最大像高、TLは全長、及び、BFはバックフォーカスの値を、広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態毎に表している。ここで、全長TLは、無限合焦時の最も物体側のレンズ面(図1における第1面)から像面Iまでの光軸上の距離(空気換算長)を示している。また、バックフォーカスBFは、無限遠合焦時の最も像面側のレンズ面(図1における第27面)から像面Iまでの光軸上の距離(空気換算長)を示している。また、レンズデータにおける第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距離(面間隔)を、第4欄νd及び第5欄ndは、アッベ数及びd線(λ=587.6nm)に対する屈折率を示している。また、曲率半径0.000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。なお、表1に示す面番号1〜33は、図1に示す番号1〜33に対応している。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。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)第1実施例
[全体諸元]
ズーム比=3.14
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 9.3 〜 19.1 〜 29.1
FNO = 1.8 〜 2.5 〜 2.9
2ω = 85.1 〜 44.7 〜 29.8
Y= = 8.0 〜 8.0 〜 8.0
TL(空気換算長)= 95.9 〜 101.1 〜 114.1
BF(空気換算長)= 13.8 〜 18.9 〜 18.4

[レンズデータ]
m r d νd nd
物面 ∞
1 52.520 1.60 17.98 1.94595
2 38.097 6.31 46.60 1.80400
3 299.948 D3
4* 4632.762 0.20 36.64 1.56093
5 105.387 1.51 40.66 1.88300
6 11.700 6.42
7 -78.778 4.04 54.61 1.72916
8 44.775 3.44 23.78 1.84666
9 -31.132 1.04
10 -18.713 2.38 30.13 1.69895
11 -13.113 0.90 40.10 1.85135
12* -35.882 D12
13 0.000 0.80 開口絞りS
14 21.574 3.26 71.67 1.55332
15* -59.840 0.30
16 35.781 4.78 23.78 1.84666
17 -14.139 0.80 28.38 1.72825
18 24.505 2.16
19 -28.756 1.50 22.74 1.80809
20 24.289 4.30 82.57 1.49782
21 -14.921 0.50
22* 24.289 2.68 81.49 1.49710
23* -70.000 1.50
24 34.328 0.80 82.57 1.49782
25 16.185 D25
26* 28.150 2.21 81.49 1.49710
27 254.991 D27
28 0.000 0.50 63.88 1.51680
29 0.000 1.11
30 0.000 1.59 63.88 1.51680
31 0.000 0.30
32 0.000 0.70 63.88 1.51680
33 0.000 0.70

[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 84.50
第2レンズ群 4 -13.26
第3レンズ群 14 22.97
第4レンズ群 26 63.45
この変倍光学系ZL1において、第4面、第12面、第14面、第15面、第22面、第23面及び第26面は非球面形状に形成されている。次の表2に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表2)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 4面 0 4.41073E-05 -1.57931E-07 4.69697E-10 -7.44801E-13
第12面 0 -1.20350E-05 -8.15569E-08 3.91594E-10 -3.58987E-12
第14面 0 -3.13883E-06 -1.57686E-08 -1.08799E-09 0.00000E+00
第15面 0 5.63460E-05 4.70520E-09 0.00000E+00 0.00000E+00
第22面 0 -1.41390E-05 -4.37524E-07 0.00000E+00 0.00000E+00
第23面 0 -5.50201E-07 -4.06545E-07 -1.23018E-09 1.33941E-11
第26面 0 4.04787E-06 -4.49391E-08 2.97650E-10 0.00000E+00
この変倍光学系ZL1において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔D12、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D25、及び、第4レンズ群G4とフィルタ群FLとの軸上空気間隔D27は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表3に、無限遠合焦時における広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表3)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 9.3 19.1 29.1
D3 1.2 13.4 23.6
D12 21.4 5.4 1.5
D25 5.20 8.94 16.23
D27 9.8 15.0 14.5
次の表4に、この変倍光学系ZL1における各条件式対応値を示す。この表4において、f3は第3レンズ群G3の焦点距離を、fvは防振レンズ群Gvの焦点距離を、FNOwは広角端状態におけるFナンバーを、frは最終レンズ群の焦点距離を、fwは広角端状態における全系の焦点距離を、ftは望遠端状態における全系の焦点距離を、ΔT3は広角端状態から望遠端状態に変倍したときの後群(第3レンズ群G3)の移動量を、ndVRは防振レンズ群Gvに含まれる正レンズの媒質のd線に対する屈折率を、νdVRは防振レンズ群Gvに含まれる正レンズの媒質のアッベ数を、νdOは後群(第3レンズ群G3)の物体側群G3aに含まれる正レンズのアッベ数を、それぞれ表している。この符号の説明は、以降の実施例においても同様である。なお、この第1実施例において、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズは正レンズL36であり、物体側群G3aに含まれる正レンズは正レンズL31であり、最終レンズ群は第4レンズ群G4である。
(表4)
[条件式対応値]
(1)f3/ΔT3=1.46
(2)ndVR−0.0052×νdVR−1.965=-0.044
(3)νdVR=81.5
(4)νdO =71.7
(5)fr/fw=6.85
(6)f3/(fw×ft)1/2=1.40
(7)fv×FNOw/f3=2.92
このように、この変倍光学系ZL1は、上記条件式(1)〜(7)を全て満足している。
この変倍光学系ZL1の、無限遠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を図2(a)、図3(a)、図4(a)に示し、無限遠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いて像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図を図2(b)、図3(b)、図4(b)に示す。各収差図において、FNOはFナンバー、Yは像高をそれぞれ示す。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像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)をそれぞれ示す。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。また、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。これらの各収差図より、この変倍光学系ZL1は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されていることがわかる。
[第2実施例]
図5は、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に示す変倍光学系ZL2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、後群GRと、から構成され、さらに、後群GRは、物体側から順に、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、から構成される。
この変倍光学系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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とを接合した接合レンズで構成されている。また、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の物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面形状が形成された負レンズL21、両凹レンズL22、両凸レンズL23、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL24と物体側に凹面を向け、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL25とを接合した接合レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL31、両凸レンズL32と両凹レンズL33とを接合した接合レンズ、両凹レンズL34と両凸レンズL35とを接合した接合レンズ、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL36、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37で構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルタや、赤外フィルタなどを有するフィルタ群FLが配置されている。また、負レンズL25、正レンズL31、正レンズL36及び正レンズL41はガラスモールド非球面レンズである。
この変倍光学系ZL2は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加するように、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2が一旦像面側に移動した後、物体側に移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が一旦物体側に移動した後、像面側に移動するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この変倍光学系ZL2において、無限遠から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3の防振レンズ群Gvの像面側に配置された負レンズ成分(負メニスカスレンズL37)を像面側に移動させることによって行うように構成されている。
また、この変倍光学系ZL2において、像ぶれ補正(防振)は、第3レンズ群G3の正レンズL36を防振レンズ群Gvとし、この防振レンズ群Gvを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第2実施例の広角端状態においては、防振係数は−0.625であり、焦点距離は9.3(mm)であるので、1.03°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.170(mm)である。また、中間焦点距離状態においては、防振係数は−0.814であり、焦点距離は19.1(mm)であるので、0.615°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.205(mm)である。また、望遠端状態においては、防振係数は−0.939であり、焦点距離は29.1(mm)であるので、0.534°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.271(mm)である。
以下の表5に、変倍光学系ZL2の諸元の値を掲げる。なお、表5に示す面番号1〜34は、図5に示す番号1〜34に対応している。
(表5)第2実施例
[全体諸元]
ズーム比=3.13
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 9.3 〜 19.1 〜 29.1
FNO = 1.8 〜 2.5 〜 2.9
2ω = 85.2 〜 44.9 〜 30.1
Y = 8.0 〜 8.0 〜 8.0
TL(空気換算長)= 95.4 〜 100.7 〜 112.1
BF(空気換算長)= 13.8 〜 18.7 〜 19.8

[レンズデータ]
m r d νd nd
物面 ∞
1 49.101 1.60 17.98 1.94595
2 35.955 6.34 46.60 1.80400
3 238.109 D3
4* 32230.587 0.20 36.64 1.56093
5 92.951 1.51 40.66 1.88300
6 11.709 6.33
7 -61.701 1.00 54.61 1.72916
8 40.995 0.94
9 38.612 4.05 23.78 1.84666
10 -35.701 1.00
11 -18.790 2.40 31.16 1.68893
12 -13.145 1.00 40.10 1.85135
13* -31.982 D13
14 0.000 0.80 開口絞りS
15* 22.706 3.20 71.68 1.55332
16* -58.429 0.30
17 46.573 5.34 23.78 1.84666
18 -12.743 0.90 28.38 1.72825
19 35.112 1.91
20 -28.666 1.21 22.74 1.80809
21 24.685 4.43 82.57 1.49782
22 -15.272 0.50
23* 24.333 2.63 81.56 1.49710
24* -70.000 1.50
25 43.446 0.80 63.88 1.51680
26 15.925 D26
27* 24.203 2.37 81.56 1.49710
28 220.780 D28
29 0.000 0.50 63.88 1.51680
30 0.000 1.11
31 0.000 1.59 63.88 1.51680
32 0.000 0.30
33 0.000 0.70 63.88 1.51680
34 0.000 0.70

[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 81.70
第2レンズ群 4 -13.37
第3レンズ群 15 23.47
第4レンズ群 27 54.46
この変倍光学系ZL2において、第4面、第13面、第15面、第16面、第23面、第24面及び第27面は非球面形状に形成されている。次の表6に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表6)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 4面 0 4.81180E-05 -1.64047E-07 4.26213E-10 -5.47014E-13
第13面 0 -8.45829E-06 2.53106E-08 -1.62200E-09 1.06953E-11
第15面 0 -8.35604E-06 3.00666E-08 -1.56105E-09 0.00000E+00
第16面 0 4.98849E-05 4.71546E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
第23面 0 -1.46890E-05 -3.34594E-07 0.00000E+00 0.00000E+00
第24面 0 3.77210E-07 -3.15609E-07 -1.42238E-09 1.85664E-11
第27面 0 -9.43792E-07 -4.37993E-08 2.66683E-10 0.00000E+00
この変倍光学系ZL2において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔D13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D26、及び、第4レンズ群G4とフィルタ群FLとの軸上空気間隔D28は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表7に、無限遠合焦時における広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表7)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 9.3 19.1 29.1
D3 1.2 13.9 23.2
D13 22.0 6.1 1.5
D26 5.20 8.78 14.40
D28 9.8 14.8 15.9
次の表8に、この変倍光学系ZL2における各条件式対応値を示す。なお、この第2実施例において、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズは正レンズL36であり、物体側群G3aに含まれる正レンズは正レンズL31であり、最終レンズ群は第4レンズ群G4である。
(表8)
[条件式対応値]
(1)f3/ΔT3=1.54
(2)ndVR−0.0052×νdVR−1.965=-0.044
(3)νdVR=81.5
(4)νdO =71.7
(5)fr/fw=5.88
(6)f3/(fw×ft)1/2=1.43
(7)fv×FNOw/f3=2.86
このように、この変倍光学系ZL2は、上記条件式(1)〜(7)を全て満足している。
この変倍光学系ZL2の、無限遠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を図6(a)、図7(a)、図8(a)に示し、無限遠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いて像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図を図6(b)、図7(b)、図8(b)に示す。これらの各収差図より、この変倍光学系ZL2は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されていることがわかる。
[第3実施例]
図9は、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に示す変倍光学系ZL3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、後群GRと、から構成され、さらに、後群GRは、物体側から順に、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、から構成される。
この変倍光学系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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とを接合した接合レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL21、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL22、両凹レンズL23と両凸レンズL24とを接合した接合レンズ、及び、物体側に凹面を向け、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL25で構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL31、両凸レンズL32と両凹レンズL33とを接合した接合レンズ、両凹レンズL34と両凸レンズL35とを接合した接合レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL36と像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL37とを接合した接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向け、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL38で構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルタや、赤外フィルタなどを有するフィルタ群FLが配置されている。また、負レンズL21、負レンズL25、正レンズL31、負レンズL36及び正レンズL37はガラスモールド非球面レンズである。
この変倍光学系ZL3は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加するように、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2が一旦像面側に移動した後、物体側に移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が一旦物体側に移動した後、像面側に移動するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この変倍光学系ZL3において、無限遠から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3の防振レンズ群Gvの像面側に配置された負レンズ成分(負メニスカスレンズL38)を像面側に移動させることによって行うように構成されている。
また、この変倍光学系ZL3において、像ぶれ補正(防振)は、第3レンズ群G3の負レンズL36及び正レンズL37からなる接合正レンズを防振レンズ群Gvとし、この防振レンズ群Gvを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第3実施例の広角端状態においては、防振係数は−0.723であり、焦点距離は9.3(mm)であるので、0.911°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.147(mm)である。また、中間焦点距離状態においては、防振係数は−0.934であり、焦点距離は19.1(mm)であるので、0.534°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.177(mm)である。また、望遠端状態においては、防振係数は−1.06であり、焦点距離は29.1(mm)であるので、0.474°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.236(mm)である。
以下の表9に、変倍光学系ZL3の諸元の値を掲げる。なお、表9に示す面番号1〜35は、図9に示す番号1〜35に対応している。
(表9)第3実施例
[全体諸元]
ズーム比=3.12
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 9.3 〜 19.1 〜 29.1
FNO = 1.8 〜 2.3 〜 2.6
2ω = 84.3 〜 45.3 〜 30.7
Y = 8.0 〜 8.0 〜 8.0
TL(空気換算長)= 93.4 〜 99.2 〜 110.9
BF(空気換算長)= 13.7 〜 21.1 〜 21.5

[レンズデータ]
m r d νd nd
物面 ∞
1 43.371 1.60 17.98 1.94595
2 32.926 6.90 45.31 1.79500
3 140.257 D3
4* 175.520 1.50 42.65 1.82080
5* 10.809 7.48
6 -15.455 0.92 29.14 2.00100
7 -20.858 0.28
8 -101.287 0.80 46.60 1.80400
9 38.949 0.00
10 36.831 4.78 23.78 1.84666
11 -25.842 0.94
12 -14.557 0.92 45.46 1.80139
13* -25.880 D13
14 0.000 1.20 開口絞りS
15* 18.690 3.57 81.56 1.497103
16* -63.173 0.78
17 42.863 3.79 22.74 1.80809
18 -17.820 1.00 28.69 1.79504
19 28.455 2.21
20 -54.464 0.90 22.74 1.80809
21 34.705 4.33 82.57 1.49782
22 -16.135 0.50
23 21.394 0.80 29.14 2.00100
24 17.003 3.74 71.67 1.55332
25* -60.926 1.60
26 29.947 0.80 81.49 1.49710
27* 14.925 D27
28 29.674 1.90 82.57 1.49782
29 96.000 D29
30 0.000 0.50 63.88 1.51680
31 0.000 1.11
32 0.000 1.59 63.88 1.51680
33 0.000 0.30
34 0.000 0.70 63.88 1.51680
35 0.000 0.70

[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 82.51
第2レンズ群 4 -11.97
第3レンズ群 15 21.69
第4レンズ群 28 85.46
この変倍光学系ZL3において、第4面、第5面、第13面、第15面、第16面、第25面及び第27面は非球面形状に形成されている。次の表10に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A12の値を示す。
(表10)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10 A12
第 4面 0 6.79E-05 -4.38E-07 3.57E-09 -1.72E-11 3.66E-14
第 5面 0 3.02E-05 -1.77E-07 2.51E-09 2.36E-11 0.00E+00
第13面 0 -1.03E-05 -1.42E-07 2.00E-09 -1.18E-11 0.00E+00
第15面 0 1.60E-05 1.53E-08 4.77E-09 0.00E+00 0.00E+00
第16面 0 9.01E-05 4.44E-09 5.55E-09 0.00E+00 0.00E+00
第25面 0 2.01E-05 -2.52E-07 4.90E-09 -3.50E-11 0.00E+00
第27面 0 -1.52E-05 2.25E-07 -5.15E-09 4.70E-11 0.00E+00
この変倍光学系ZL3において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔D13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D27、及び、第4レンズ群G4とフィルタ群FLとの軸上空気間隔D29は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表11に、無限遠合焦時における広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表11)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 9.3 19.0 29.1
D3 1.0 13.9 23.9
D13 19.2 4.9 1.2
D27 5.20 5.20 10.08
D29 9.8 17.2 17.5
次の表12に、この変倍光学系ZL3における各条件式対応値を示す。なお、この第3実施例において、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズは正レンズL37であり、物体側群G3aに含まれる正レンズは正レンズL31であり、最終レンズ群は第4レンズ群G4である。
(表12)
[条件式対応値]
(1)f3/ΔT3=1.72
(2)ndVR−0.0052×νdVR−1.965=-0.044
(3)νdVR=71.7
(4)νdO =81.6
(5)fr/fw=9.22
(6)f3/(fw×ft)1/2=1.33
(7)fv×FNOw/f3=2.87
このように、この変倍光学系ZL3は、上記条件式(1)〜(7)を全て満足している。
この変倍光学系ZL3の、無限遠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を図10(a)、図11(a)、図12(a)に示し、無限遠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いて像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図を図10(b)、図11(b)、図12(b)に示す。これらの各収差図より、この変倍光学系ZL3は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されていることがわかる。
[第4実施例]
図13は、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に示す変倍光学系ZL4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、後群GRと、から構成され、さらに、後群GRは、物体側から順に、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、から構成される。
この変倍光学系ZL4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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とを接合した接合レンズで構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向け、物体側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL21、両凹レンズL22と両凸レンズL23との接合レンズ、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL24と物体側に凹面を向け、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL25との接合レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL31、両凸レンズL32と両凹レンズL33とを接合した接合レンズ、両凹レンズL34と両凸レンズL35とを接合した接合レンズ、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL36、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37で構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向け、物体側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルタや、赤外フィルタなどを有するフィルタ群FLが配置されている。また、負レンズL21、負レンズL25、正レンズL31、正レンズL36及び正レンズL41はガラスモールド非球面レンズである。
この変倍光学系ZL4は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加するように、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2が一旦像面側に移動した後、物体側に移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が一旦物体側に移動した後、像面側に移動するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この変倍光学系ZL4において、無限遠から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3の防振レンズ群Gvの像面側に配置された負レンズ成分(負メニスカスレンズL37)を像面側に移動させることによって行うように構成されている。
また、この変倍光学系ZL4において、像ぶれ補正(防振)は、第3レンズ群G3の正レンズL36を防振レンズ群Gvとし、この防振レンズ群Gvを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第4実施例の広角端状態においては、防振係数は−0.701であり、焦点距離は9.26(mm)であるので、0.940°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.152(mm)である。また、中間焦点距離状態においては、防振係数は−0.929であり、焦点距離は19.1(mm)であるので、0.537°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.179(mm)である。また、望遠端状態においては、防振係数は−1.05であり、焦点距離は29.1(mm)であるので、0.475°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.241(mm)である。
以下の表13に、変倍光学系ZL4の諸元の値を掲げる。なお、表13に示す面番号1〜32は、図13に示す番号1〜32に対応している。
(表13)第4実施例
[全体諸元]
ズーム比=3.13
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 9.26 〜 19.1 〜 29.1
FNO = 1.8 〜 2.3 〜 2.6
2ω = 85.1 〜 45.0 〜 29.9
Y = 8.0 〜 8.0 〜 8.0
TL(空気換算長)= 93.2 〜 98.8 〜 110.7
BF(空気換算長)= 13.71 〜 19.12 〜 20.67

[レンズデータ]
m r d νd nd
物面 ∞
1 47.558 1.60 17.98 1.94595
2 35.327 6.23 46.60 1.80400
3 222.036 D3
4* 5814.989 1.61 40.10 1.85135
5 11.700 6.30
6 -90.767 1.94 49.62 1.77250
7 47.951 3.78 23.78 1.84666
8 -36.068 1.81
9 -14.307 2.06 22.74 1.80809
10 -12.194 0.90 45.46 1.80139
11* -25.687 D11
12 0.000 0.80 開口絞りS
13* 16.293 3.67 67.05 1.59201
14* -77.139 0.30
15 70.431 3.48 25.45 1.80518
16 -16.780 0.80 33.73 1.64769
17 24.325 2.59
18 -33.946 1.09 25.45 1.80518
19 18.705 4.24 82.57 1.49782
20 -16.422 0.50
21 21.829 2.84 81.49 1.49710
22* -60.000 1.60
23 113.472 0.80 82.57 1.49782
24 22.646 D24
25* 26.180 2.35 81.49 1.49710
26 607.278 D26
27 0.000 0.50 63.88 1.51680
28 0.000 1.11
29 0.000 1.59 63.88 1.51680
30 0.000 0.30
31 0.000 0.70 63.88 1.51680
32 0.000 0.70

[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 79.52
第2レンズ群 4 -12.62
第3レンズ群 13 22.96
第4レンズ群 25 54.96
この変倍光学系ZL4において、第4面、第11面、第13面、第14面、第22面及び第25面は非球面形状に形成されている。次の表14に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表14)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 4面 0 3.94307E-05 -1.29628E-07 3.43564E-10 -3.78498E-13
第11面 0 -1.30254E-05 -1.98133E-08 -6.57557E-10 4.01106E-12
第13面 0 -3.22653E-06 1.73408E-07 -7.04126E-11 0.00000E+00
第14面 0 7.18116E-05 1.79256E-07 0.00000E+00 0.00000E+00
第22面 0 1.05439E-05 2.55453E-08 8.37397E-10 -1.64088E-12
第25面 0 -1.35591E-05 1.71835E-07 -3.32810E-09 2.04907E-11
この変倍光学系ZL4において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔D11、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D24、及び、第4レンズ群G4とフィルタ群FLとの軸上空気間隔D26は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表15に、無限遠合焦時及び近距離合焦時における広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表15)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 9.3 19.1 29.1
D3 1.0 13.9 23.9
D11 19.2 4.9 1.2
D24 5.20 9.06 13.43
D26 9.8 17.2 17.5
次の表16に、この変倍光学系ZL4における各条件式対応値を示す。なお、この第4実施例において、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズは正レンズL36であり、物体側群G3aに含まれる正レンズは正レンズL31であり、最終レンズ群は第4レンズ群G4である。
(表16)
[条件式対応値]
(1)f3/ΔT3=1.51
(2)ndVR−0.0052×νdVR−1.965=-0.044
(3)νdVR=81.49
(4)νdO =67.1
(5)fr/fw=5.94
(6)f3/(fw×ft)1/2=1.40
(7)fv×FNOw/f3=2.60
このように、この変倍光学系ZL4は、上記条件式(1)〜(7)を全て満足している。
この変倍光学系ZL4の、無限遠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を図14(a)、図15(a)、図16(a)に示し、無限遠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いて像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図を図14(b)、図15(b)、図16(b)に示す。これらの各収差図より、この変倍光学系ZL4は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されていることがわかる。
[第5実施例]
図17は、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に示す変倍光学系ZL5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、後群GRと、から構成され、さらに、後群GRは、物体側から順に、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、から構成される。
この変倍光学系ZL5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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とを接合した接合レンズで構成されている。また、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の物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面形状が形成された負レンズL21、両凹レンズL22、両凸レンズL23、及び、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL24と物体側に凹面を向け、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL25とを接合した接合レンズで構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL31、両凸レンズL32と両凹レンズL33とを接合した接合レンズ、両凹レンズL34と両凸レンズL35とを接合した接合レンズ、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL36、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL37で構成されている。また、第4レンズ群G4は、物体側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL41で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルタや、赤外フィルタなどを有するフィルタ群FLが配置されている。また、負レンズL25、正レンズL31、正レンズL36及び正レンズL41はガラスモールド非球面レンズである。
この変倍光学系ZL5は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が増加するように、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2が一旦像面側に移動した後、物体側に移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が一旦物体側に移動した後、像面側に移動するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この変倍光学系ZL5において、無限遠から近距離物体への合焦は、第3レンズ群G3の防振レンズ群Gvの像面側に配置された負レンズ成分(負メニスカスレンズL37)を像面側に移動させることによって行うように構成されている。
また、この変倍光学系ZL5において、像ぶれ補正(防振)は、第3レンズ群G3の正レンズL36を防振レンズ群Gvとし、この防振レンズ群Gvを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第5実施例の広角端状態においては、防振係数は−0.636であり、焦点距離は9.3(mm)であるので、1.03°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.167(mm)である。また、中間焦点距離状態においては、防振係数は−0.859であり、焦点距離は19.1(mm)であるので、0.574°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.194(mm)である。また、望遠端状態においては、防振係数は−0.963であり、焦点距離は29.1(mm)であるので、0.519°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.271(mm)である。
以下の表17に、変倍光学系ZL5の諸元の値を掲げる。なお、表17に示す面番号1〜34は、図17に示す番号1〜33に対応している。
(表13)第5実施例
[全体諸元]
ズーム比=3.14
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 9.3 〜 19.1 〜 29.1
FNO = 1.8 〜 2.6 〜 2.9
2ω = 85.0 〜 45.2 〜 30.1
Y = 8.0 〜 8.0 〜 8.0
TL(空気換算長)= 95.9 〜 98.8 〜 112.6
BF(空気換算長)= 13.79 〜 20.56 〜 21.34

[レンズデータ]
m r d νd nd
物面 ∞
1 48.703 1.60 17.98 1.94595
2 34.692 6.38 42.73 1.83481
3 197.349 D3
4* 5896.385 0.20 36.64 1.56093
5 93.609 1.51 40.66 1.88300
6 11.700 6.47
7 -54.231 1.00 54.61 1.72916
8 54.855 1.56
9 49.676 3.34 23.78 1.84666
10 -32.621 1.12
11 -18.908 2.35 33.73 1.64769
12 -13.263 0.90 44.98 1.79050
13* -37.964 D13
14 0.000 0.80 開口絞りS
15* 20.379 3.57 71.67 1.55332
16* -42.773 0.30
17 46.219 4.49 23.78 1.84666
18 -14.503 0.90 27.57 1.75520
19 27.482 2.80
20 -29.885 1.34 25.45 1.80518
21 23.770 4.30 82.57 1.49782
22 -15.009 0.50
23* 23.770 2.70 81.49 1.49710
24* -70.000 1.50
25 54.480 0.80 67.90 1.59319
26 19.345 D26
27* 26.011 2.37 81.49 1.49710
28 500.000 D28
29 0.000 0.50 63.88 1.51680
30 0.000 1.11
31 0.000 1.59 63.88 1.51680
32 0.000 0.30
33 0.000 0.70 63.88 1.51680
34 0.000 0.70

[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 80.99
第2レンズ群 4 -12.86
第3レンズ群 15 22.96
第4レンズ群 27 55.11
この変倍光学系ZL5において、第4面、第13面、第15面、第16面、第23面、第24面及び第27面は非球面形状に形成されている。次の表14に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表14)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 4面 0 4.87287E-05 -1.73017E-07 4.92743E-10 -6.73284E-13
第13面 0 -8.09198E-06 -3.28390E-08 -3.69807E-10 1.91943E-12
第15面 0 -1.61042E-05 3.65268E-08 -5.12033E-10 0.00000E+00
第16面 0 4.30711E-05 5.71263E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
第23面 0 -1.46815E-05 -3.11565E-07 0.00000E+00 0.00000E+00
第24面 0 -7.08073E-07 -3.08275E-07 -7.09313E-10 1.17051E-11
第27面 0 -2.64761E-06 -4.55080E-08 2.47961E-10 0.00000E+00
この変倍光学系ZL5において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔D13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D26、及び、第4レンズ群G4とフィルタ群FLとの軸上空気間隔D28は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表19に、無限遠合焦時における広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表19)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 9.3 19.1 29.1
D3 1.2 11.3 22.9
D13 22.0 5.0 1.5
D26 5.20 8.12 13.07
D28 9.8 16.6 16.9
次の表20に、この変倍光学系ZL5における各条件式対応値を示す。なお、この第5実施例において、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズは正レンズL36であり、物体側群G3aに含まれる正レンズは正レンズL31であり、最終レンズ群は第4レンズ群G4である。
(表20)
[条件式対応値]
(1)f3/ΔT3=1.53
(2)ndVR−0.0052×νdVR−1.965=-0.044
(3)νdVR=81.49
(4)νdO =71.7
(5)fr/fw=5.94
(6)f3/(fw×ft)1/2=1.44
(7)fv×FNOw/f3=2.81
このように、この変倍光学系ZL5は、上記条件式(1)〜(7)を全て満足している。
この変倍光学系ZL5の、無限遠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を図18(a)、図19(a)、図20(a)に示し、無限遠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いて像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図を図18(b)、図19(b)、図20(b)に示す。これらの各収差図より、この変倍光学系ZL5は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されていることがわかる。
[第6実施例]
図21は、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に示す変倍光学系ZL6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、後群GRと、から構成され、さらに、後群GRは、物体側から順に、正の屈折力を有する第3レンズ群G3と、負の屈折力を有する第4レンズ群G4と、正の屈折力を有する第5レンズ群G5と、から構成される。
この変倍光学系ZL6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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12とを接合した接合レンズで構成されている。また、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の物体側のレンズ面に樹脂層を設けて非球面形状が形成された負レンズL21、両凹レンズL22、両凸レンズL23、及び、像面側のレンズ面が非球面形状に形成された負レンズL24で構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側から順に、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL31、両凸レンズL32と両凹レンズL33とを接合した接合レンズ、両凹レンズL34と両凸レンズL35とを接合した接合レンズ、物体側及び像面側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL36で構成されている。また第4レンズ群G4は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41で構成されている。また、第5レンズ群G5は、物体側のレンズ面が非球面形状に形成された正レンズL51で構成されている。なお、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間に開口絞りSが配置されている。また、第4レンズ群G4と像面Iとの間には、ローパスフィルタや、赤外フィルタなどを有するフィルタ群FLが配置されている。また、負レンズL25、正レンズL31、正レンズL41及び正レンズL51はガラスモールド非球面レンズである。
この変倍光学系ZL6は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が増加し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が減少し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が一旦増加した後減少し、第1レンズ群G1及び第2レンズ群G2が一旦像面側に移動した後、物体側に移動し、第3レンズ群G3が物体側に移動し、第4レンズ群G4が一旦像面側に移動した後、物体側に移動し、第5レンズ群G5が一旦物体側に移動した後、像面側に移動するように構成されている。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と一体に移動する。
また、この変倍光学系ZL6において、無限遠から近距離物体への合焦は、第4レンズ群G4を像面側に移動させることによって行うように構成されている。
また、この変倍光学系ZL6において、像ぶれ補正(防振)は、第3レンズ群G3の正レンズL36を防振レンズ群Gvとし、この防振レンズ群Gvを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第6実施例の広角端状態においては、防振係数は−0.647であり、焦点距離は9.3(mm)であるので、1.02°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.165(mm)である。また、中間焦点距離状態においては、防振係数は−0.897であり、焦点距離は19.1(mm)であるので、0.559°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.187(mm)である。また、望遠端状態においては、防振係数は−1.02であり、焦点距離は29.1(mm)であるので、0.493°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群Gvの移動量は−0.250(mm)である。
以下の表21に、変倍光学系ZL6の諸元の値を掲げる。なお、表21に示す面番号1〜34は、図21に示す番号1〜34に対応している。
(表21)第6実施例
[全体諸元]
ズーム比=3.14
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 9.3 〜 19.1 〜 29.1
FNO = 1.8 〜 2.5 〜 2.9
2ω = 81.8 〜 45.4 〜 30.3
Y = 7.3 〜 8.0 〜 8.0
TL(空気換算長)= 97.6 〜 97.9 〜 111.2
BF(空気換算長)= 13.77 〜 20.21 〜 22.17

[レンズデータ]
m r d νd nd
物面 ∞
1 50.656 1.60 17.98 1.94595
2 37.840 4.41 46.60 1.80400
3 233.428 D3
4* 4632.762 0.20 36.64 1.56093
5 109.440 1.50 42.73 1.83481
6 11.704 6.92
7 -23.983 1.00 55.52 1.69680
8 45.374 0.84
9 52.381 4.25 28.69 1.79504
10 -21.378 1.30
11 -13.669 0.00
12 -13.669 0.90 49.26 1.74330
13* -20.257 D13
14 0.000 0.80 開口絞りS
15* 20.620 3.77 71.67 1.55332
16* -59.068 0.15
17 73.847 7.46 22.74 1.80809
18 -17.447 0.90 27.57 1.75520
19 32.860 2.95
20 -133.340 0.90 23.78 1.84666
21 22.909 4.14 82.57 1.49782
22 -18.768 0.50
23* 23.489 2.71 81.49 1.49710
24* -70.000 D24
25 75.360 0.80 67.90 1.59319
26 20.437 D26
27* 29.723 2.36 81.49 1.49710
28 2125.803 D28
29 0.000 0.50 63.88 1.51680
30 0.000 1.11
31 0.000 1.59 63.88 1.51680
32 0.000 0.30
33 0.000 0.70 63.88 1.51680
34 0.000 0.70

[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 85.36
第2レンズ群 4 -14.13
第3レンズ群 15 20.88
第4レンズ群 25 -47.53
第5レンズ群 27 60.62
この変倍光学系ZL6において、第4面、第13面、第15面、第16面、第23面、第24面及び第27面は非球面形状に形成されている。次の表22に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
(表22)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第 4面 0 4.14925E-05 -1.40193E-07 3.89689E-10 -2.54524E-13
第13面 0 -1.53196E-05 -7.94859E-08 -1.88545E-11 -1.26565E-12
第15面 0 -9.91269E-06 7.57161E-08 3.07024E-11 0.00000E+00
第16面 0 3.48959E-05 8.65483E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
第23面 0 -1.31286E-05 -1.33696E-07 0.00000E+00 0.00000E+00
第24面 0 -2.92174E-06 -1.15116E-07 6.91626E-11 8.78230E-13
第27面 0 -1.97816E-06 -1.62889E-08 1.79202E-10 0.00000E+00
この変倍光学系ZL6において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔D3、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3(開口絞りS)との軸上空気間隔D13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔D24、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔D26、及び、第5レンズ群G5とフィルタ群FLとの軸上空気間隔D28は、上述したように、変倍に際して変化する。次の表23に、無限遠合焦時における広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の各焦点距離状態における可変間隔を示す。
(表23)
[可変間隔データ]
広角端 中間 望遠端
f 9.3 19.1 29.1
D3 1.20 10.52 22.40
D13 25.66 6.03 1.50
D24 1.50 1.61 1.50
D26 5.10 9.21 13.32
D28 9.82 16.26 18.22
次の表24に、この変倍光学系ZL6における各条件式対応値を示す。なお、この第6実施例において、防振レンズ群Gvに含まれる正レンズは正レンズL36であり、物体側群G3aに含まれる正レンズは正レンズL31であり、最終レンズ群は第5レンズ群G5である。
(表24)
[条件式対応値]
(1)f3/ΔT3=1.49
(2)ndVR−0.0052×νdVR−1.965=-0.044
(3)νdVR=81.49
(4)νdO =71.7
(5)fr/fw=6.54
(6)f3/(fw×ft)1/2=1.27
(1)fv×FNOw/f3=3.15
このように、この変倍光学系ZL6は、上記条件式(1)〜(7)を全て満足している。
この変倍光学系ZL6の、無限遠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を図22(a)、図23(a)、図24(a)に示し、無限遠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いて像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図を図22(b)、図23(b)、図24(b)に示す。これらの各収差図より、この変倍光学系ZL6は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差が良好に補正されていることがわかる。
本実施形態によれば、明るく、良好な光学性能を有する変倍光学系、この変倍光学系を有する光学機器及び変倍光学系の製造方法を提供することができる。
1 カメラ(光学機器) ZL(ZL1〜ZL6) 変倍光学系
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群 G3 後群(第3レンズ群)
G3a 物体側群 G3b 中間群 Gv 防振レンズ群
G4 第4レンズ群(最終レンズ群) G5 第5レンズ群(最終レンズ群)

Claims (10)

  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、前記第1レンズ群が、一旦像面側に移動してから物体側に移動し、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レンズ群は、少なくとも負レンズと正レンズとを有し、
    前記第3レンズ群は、
    物体側から順に配置された、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズからなる中間群と、
    前記中間群よりも像面側に配置された正の屈折力を有し、光軸と直交方向の成分を持つように移動する防振レンズ群と、を有し、
    次式の条件を満足する変倍光学系。
    1.0 < f3/ΔT3 < 2.2
    但し、
    ΔT3:広角端状態から望遠端状態に変倍したときの前記第3レンズ群の移動量
    f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  2. 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レンズ群との実質的に5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、前記第1レンズ群が、一旦像面側に移動してから物体側に移動し、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1レンズ群は、少なくとも負レンズと正レンズとを有し、
    前記第3レンズ群は、
    物体側から順に配置された、正レンズ、負レンズ、負レンズ、正レンズからなる中間群と、
    前記中間群よりも像面側に配置された正の屈折力を有し、光軸と直交方向の成分を持つように移動する防振レンズ群と、を有し、
    次式の条件を満足する変倍光学系。
    1.0 < f3/ΔT3 < 2.2
    但し、
    ΔT3:広角端状態から望遠端状態に変倍したときの前記第3レンズ群の移動量
    f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  3. 次式の条件を満足する請求項1または2に記載の変倍光学系。
    0.9 < f3/(fw×ft)1/2 < 2.0
    但し、
    f3:前記第3レンズ群の焦点距離
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
    ft:望遠端状態における全系の焦点距離
  4. 前記第3レンズ群より像面側に少なくとも1つのレンズ群を有し、
    最も像面側に位置するレンズ群を最終レンズ群としたとき、次式の条件を満足する請求項1〜3のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    4.0 < fr/fw < 11.0
    但し、
    fr:前記最終レンズ群の焦点距離
    fw:広角端状態における全系の焦点距離
  5. 前記第3レンズ群は、前記中間群よりも物体側に正の屈折力を有する物体側群を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  6. 前記防振レンズ群は、1枚の正レンズからなる請求項1〜5のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  7. 前記防振レンズ群は、1枚の両凸レンズからなる請求項1〜6のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  8. 前記防振レンズ群は、少なくとも1枚の正レンズを有し、次式の条件を満足する請求項1〜7のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ndVR+0.0052×νdVR−1.965 < 0
    νdVR > 60
    但し、
    ndVR:前記防振レンズ群に含まれる前記正レンズの媒質のd線に対する屈折率
    νdVR:前記防振レンズ群に含まれる前記正レンズの媒質のアッベ数
  9. 前記第3レンズ群は、前記中間群の物体側に正の屈折力を有する物体側群を有し、
    前記物体側群は、1枚の正レンズを有し、
    次式の条件を満足する請求項1〜8のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    νdO > 60
    但し、
    νdO:前記物体側群に含まれる前記正レンズの媒質のアッベ数
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の変倍光学系を備えた光学機器。
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