JP6512226B2 - 変倍光学系、及び光学装置 - Google Patents

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Description

本発明は、変倍光学系、及び光学装置に関する。
本願は、２０１４年１２月２６日に出願された日本国特許出願２０１４−２６６０３４
号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
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）。
特開２０１０−２１７８３８号公報
しかしながら従来の変倍光学系は、変倍時や合焦時に良好な光学性能を確保することは困難であった。
本発明の一態様に係る変倍光学系は、最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群と、前記負レンズ群より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群と、前記負レンズ群と前記正レンズ群との間に配置された合焦群と、実質的に４個のレンズ群からなり、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群の間隔が変化し、合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、以下の条件式を満足する。
２．０１２≦ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８
０．３８＜ｆｆ／ｆｐ≦０．５３１
但し、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記負レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記正レンズ群の焦点距離
本発明の一態様に係る変倍光学系は、最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群と、前記負レンズ群より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群と、前記負レンズ群と前記正レンズ群との間に配置された合焦群と、実質的に４個のレンズ群からなり、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群の間隔が変化し、合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群が単一のレンズ成分から構成され、以下の条件式を満足する変倍光学系。
１．６９＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８ （１Ｂ）
０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００ （２）
０．１２＜（−ｆｎ）／ｆｔ＜０．２８ （３Ａ）
ただし、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記負レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記正レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態での全系の焦点距離
本発明の一態様に係る変倍光学系は、最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群と、前記負レンズ群より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群と、前記負レンズ群と前記正レンズ群との間に配置された合焦群と、実質的に４個のレンズ群からなり、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群の間隔が変化し、合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群が単一のレンズ成分から構成され、以下の条件式を満足する変倍光学系。
１．６９＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８ （１Ｂ）
０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００ （２）
１．６２＜ｆｐ／ｆｗ＜４．００ （４Ａ）
ただし、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記負レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記正レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
本発明の別の一態様は、光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、実質的に４個のレンズ群からなり、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群を構成し、以下の条件式を満足する変倍光学系とした。
２．０１２≦ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８
０．３８＜ｆｆ／ｆｐ≦０．５３１
但し、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記第４レンズ群の焦点距離
本発明の別の一態様は、光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、実質的に４個のレンズ群からなり、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群を構成し、前記合焦レンズ群は、単一のレンズ成分から構成され、以下の条件式を満足する変倍光学系。
１．６９＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８ （１Ｂ）
０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００ （２）
０．１２＜（−ｆｎ）／ｆｔ＜０．２８ （３Ａ）
ただし、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆｔ：望遠端状態での全系の焦点距離
本発明の別の一態様は、光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、実質的に４個のレンズ群からなり、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群を構成し、前記合焦レンズ群は、単一のレンズ成分から構成され、以下の条件式を満足する変倍光学系。
１．６９＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８ （１Ｂ）
０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００ （２）
１．６２＜ｆｐ／ｆｗ＜４．００ （４Ａ）
ただし、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
本発明の別の一態様に係る光学装置は、前記変倍光学系を有する。
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。（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態を示している。 第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態における諸収差図であって、（ａ）は広角端状態での諸収差、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差、（ｃ）は望遠端状態での諸収差を示す。 第１実施例に係る変倍光学系の近距離合焦状態における諸収差図であって、（ａ）は広角端状態での諸収差、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差、（ｃ）は望遠端状態での諸収差を示す。 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。（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態を示している。 第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態における諸収差図であって、（ａ）は広角端状態での諸収差、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差、（ｃ）は望遠端状態での諸収差を示す。 第２実施例に係る変倍光学系の近距離合焦状態における諸収差図であって、（ａ）は広角端状態での諸収差、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差、（ｃ）は望遠端状態での諸収差を示す。 変倍光学系が搭載されたカメラの一例の構成を示す図である。 変倍光学系の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
以下、変倍光学系、光学装置、及び変倍光学系の製造方法について説明する。
一実施形態において、変倍光学系は、最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群と、前記負レンズ群より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群と、前記負レンズ群と前記正レンズ群との間に配置された合焦群と、を有し、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群の間隔が変化する。このような構成とすることで、広角端状態から望遠端状態への変倍を実現しつつ、変倍に伴う球面収差変動と非点収差変動を抑制し、変倍時でも良好な光学性能を実現することができる。また、合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化する。このような構成とすることで、合焦群を動かす駆動機構を簡素化することが可能となり、変倍光学系の小型化を実現しつつ無限遠物体から近距離物体への合焦を実現することができる。
代替実施形態において、変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化する。このような構成とすることで、広角端状態から望遠端状態への変倍を実現しつつ、変倍に伴う球面収差変動と非点収差変動を抑制し、変倍時でも良好な光学性能を実現することができる。
また、代替実施形態において、変倍光学系は、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群（合焦レンズ群）を構成することが好ましくは可能である。このような構成とすることで、合焦群を動かす駆動機構を簡素化することが可能となり、変倍光学系の小型化を実現しつつ無限遠物体から近距離物体への合焦を実現することができる。なお、「前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部」には、第１〜第４レンズ群の全部、第１〜第４レンズ群のいずれか１つのレンズ群全部、第１〜第４レンズ群から選択した任意の複数のレンズ群の全部、第１〜第４レンズ群のいずれか１つのレンズ群の中の一部分、及び、第１〜第４レンズ群から選択した任意の複数のレンズ群の中の一部分が含まれる。
これらの実施形態において、変倍光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましくは可能である。
（１） １．３７＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．３４
但し、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記負レンズ群（第２レンズ群）の焦点距離
条件式（１）は、負レンズ群（第２レンズ群）の焦点距離と合焦群の焦点距離の適切な比を規定するものである。条件式（１）を満足することにより、変倍光学系の小型化を実現しつつ合焦時の非点収差変動や球面収差変動を抑えることができる。
条件式（１）の上限を上回ると、合焦群の屈折力が弱くなるため、合焦時の合焦群の移動量が大きくなる。これにより、変倍光学系の小型化が困難となるばかりでなく、合焦において合焦群を通る軸外光束の光軸からの高さの変動が大きくなるため、非点収差の変動を抑えることが困難になる。なお、効果をより確実にするため、条件式（１）の上限値を２．２８とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするため、条件式（１）の上限値を２．２２とすることが更に好ましくは可能である。
一方、条件式（１）の下限を下回ると、合焦群の屈折力が強くなるため、合焦時の球面収差変動の補正が困難になる。加えて、製造誤差によって発生する偏芯コマ収差などによる光学性能劣化が大きくなるため好ましくない。なお、効果をより確実にするため、条件式（１）の下限値を１．５３とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするため、条件式（１）の下限値を１．６９にすることが更に好ましくは可能である。
これらの実施形態において、変倍光学系は、以下の条件式（２）を満足することが好ましくは可能である。
（２） ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
但し、
ｆｐ：前記正レンズ群（第４レンズ群）の焦点距離
条件式（２）は、合焦群の焦点距離と正レンズ群（第４レンズ群）の焦点距離の適切な比を規定するものである。条件式（２）を満足することにより、合焦時の非点収差変動や球面収差変動を抑えることができる。
条件式（２）の上限を上回ると、合焦群の屈折力が弱くなるため、合焦時の合焦群の移動量が大きくなる。これにより、変倍光学系の小型化が困難になるばかりでなく、合焦時における合焦群を通る軸外光束の光軸からの高さの変動が大きくなるため、非点収差の変動を抑えることが困難になる。なお、効果をより確実にするため、条件式（２）の上限値を０．８８とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするため、条件式（２）の上限値を０．７７とすることが更に好ましくは可能である。
一方、条件式（２）の下限を下回ると、合焦群の屈折力が強くなるため、合焦時の球面収差変動、非点収差変動を抑えることが困難となる。なお、効果をより確実にするため、条件式（２）の下限値を０．４０とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするため、条件式（２）の下限値を０．４１とすることが更に好ましくは可能である。
以上の構成により、変倍光学系は、変倍時や合焦時でも良好な光学性能を確保した変倍光学系を実現することができる。また、以上の構成により、変倍光学系の小型化を実現することができる。
これらの実施形態において、変倍光学系は、以下の条件式（３）を満足することが好ましくは可能である。
（３） ０．１２＜（−ｆｎ）／ｆｔ＜０．４０
但し、
ｆｔ：望遠端状態での全系の焦点距離
条件式（３）は、望遠端状態における変倍光学系の全系の焦点距離と負レンズ群（第２レンズ群）の焦点距離の適切な比を規定するものである。条件式（３）を満足することにより、変倍時の球面収差変動や非点収差変動を抑えることができる。
条件式（３）の上限を上回ると、負レンズ群（第２レンズ群）の屈折力が弱くなり、第１レンズ群や正レンズ群（第４レンズ群）で変倍時に生じる球面収差変動を負レンズ群（第２レンズ群）で補正することが困難になる。また、望遠端状態における最も物体側のレンズ面から像面までの光学全長が長くなる。加えて、望遠端状態において負レンズ群（第２レンズ群）を通る軸上光束の径が大きくなることによる負レンズ群（第２レンズ群）の有効径の増大を招き、小型化が困難となる。なお、効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を０．３４とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするために、条件式（３）の上限値を０．２８にすることが更に好ましくは可能である。
一方、条件式（３）の下限を下回ると、負レンズ群（第２レンズ群）の屈折力が強くなり、広角端状態での合焦時の非点収差変動を補正することが困難となる。なお、効果をより確実にするため、条件式（３）の下限値を０．１３とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするため、条件式（３）の下限値を０．１４とすることが更に好ましくは可能である。
これらの実施形態において、変倍光学系は、以下の条件式（４）を満足することが好ましくは可能である。
（４） １．００＜ｆｐ／ｆｗ＜４．００
但し、
ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
条件式（４）は広角端状態での変倍光学系の全系の焦点距離と正レンズ群（第４レンズ群）の焦点距離の適切な比を規定するものである。条件式（４）を満足することにより、変倍時の球面収差変動や非点収差変動を抑えることができる。
条件式（４）の上限を上回ると、正レンズ群（第４レンズ群）の屈折力が弱くなり、広角端状態から望遠端状態までの全域において最も物体側のレンズ面から像面までの光学全長が長くなるばかりでなく、広角端状態から望遠端状態への変倍時に像面に対する正レンズ群（第４レンズ群）の移動量が大きくなることで変倍時における非点収差の変動を抑えることが困難となる。なお、効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を３．６２とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするために、条件式（４）の上限値を３．２５にすることが好ましくは可能である。
一方、条件式（４）の下限を下回ると、正レンズ群（第４レンズ群）の屈折力が強くなり、変倍時における球面収差変動が大きくなる。なお、効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を１．３１とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするために、条件式（４）の下限値を１．６２とすることが更に好ましくは可能である。
これらの実施形態において、変倍光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましくは可能である。
（５） １．２０＜ｆ１／ｆｗ＜２．４０
但し、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
条件式（５）は、広角端状態での変倍光学系の全系の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離の適切な比を規定するものである。条件式（５）を満足することにより、変倍時の球面収差変動や非点収差変動を抑えることができる。
条件式（５）の上限を上回ると、第１レンズ群の屈折力が弱くなり、所望の変倍比を確保するためには広角端状態から望遠端状態への変倍時において第１レンズ群と負レンズ群（第２レンズ群）との間の間隔変化を大きくする必要がある。その結果、望遠端状態における最も物体側のレンズ面から像面までの光学全長が長くなるばかりでなく、変倍時において第１レンズ群で発生する非点収差の変動を抑えることが困難となる。なお、効果をより確実にするために、条件式（５）の上限値を２．２８とすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするために、条件式（５）の上限値を２．１７とすることが更に好ましくは可能である。
条件式（５）の下限を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなり、望遠端状態での球面収差、軸上色収差の補正が困難になる。なお、効果をより確実にするために、条件式（５）の下限値を１．３８にすることがより好ましくは可能である。また、効果を更に確実にするために、条件式（５）の下限値を１．５６とすることが更に好ましくは可能である。
これらの実施形態において、変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化し、前記合焦群が前記第３レンズ群からなることが好ましくは可能である。一例において、無限遠物体から近距離物体への合焦の際に、前記第３レンズ群が、前記合焦群として、光軸方向に移動する。この構成により、合焦に伴う非点収差の変動を抑えることができる。また、この構成により、合焦群を軽量化できるため、合焦時に高速で合焦群を動かすことが可能になる。
これらの実施形態において、前記合焦群が単一のレンズ成分から構成されることが好ましくは可能である。この構成により、合焦群の製造誤差によって生じる偏芯コマ収差等による光学性能劣化を抑えることができる。また、この構成により、合焦群を軽量化できるため、合焦時に高速で合焦群を動かすことが可能になる。なお、「レンズ成分」とは、単レンズ、又は、複数枚のレンズが貼り合わされた接合レンズのことを言う。
これらの実施形態において、変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化し、前記第３レンズ群が正の屈折力を有することが好ましくは可能である。このように構成することで、望遠端状態での球面収差を良好に補正することができ、高い光学性能を有する変倍光学系を実現できる。
これらの実施形態において、変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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、開口絞りとを有し、変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、前記開口絞りは前記第２レンズ群より像側に配置されていることが好ましくは可能である。このように構成することで、開口絞り径を小さくすることが可能となり、更に小型な変倍光学系を実現することが可能となる。なお、前記開口絞りは前記正レンズ群（第４レンズ群）中に配置されていることがより好ましくは可能である。また、前記開口絞りは前記正レンズ群（第４レンズ群）中で最も物体側に配置されたレンズよりも像面側に配置されることが更に好ましくは可能である。
これらの実施形態において、変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、を有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広がり、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭まることが好ましくは可能である。このような構成により、広角端状態から望遠端状態への変倍を実現しつつ、変倍に伴う球面収差変動と非点収差変動を抑制し、変倍時でも良好な光学性能を実現することができる。
なお、以上の構成は任意に組み合わせることができ、それにより良好な光学性能を有する変倍光学系を実現することができる。
一実施形態において、光学装置は、上述した構成の変倍光学系を備えていることを特徴とする。これにより、変倍時や合焦時でも良好な光学性能を有する光学装置を実現することができる。また、光学装置の小型化を実現することができる。
一実施形態において、変倍光学系の製造方法は、最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群と、前記負レンズ群より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群と、前記負レンズ群と前記正レンズ群との間に配置された合焦群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群の間隔が変化するように配置し、合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化するように配置し、以下の条件式を満足する変倍光学系の製造方法である。
１．３７＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．３４
０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
但し、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記負レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記正レンズ群の焦点距離
代替実施形態において、変倍光学系の製造方法は、
光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、
変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化するように配置し、
前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群を構成するように配置し、
以下の条件式（１）、（２）を満足するようにする変倍光学系の製造方法である。
（１） １．３７＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．３４
（２） ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
但し、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記第４レンズ群の焦点距離
これらの製造方法により、変倍時や合焦時でも良好な光学性能を確保した変倍光学系を製造することができる。
以下、数値実施例に係る変倍光学系を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、第１実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態を示している。第１実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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から構成されている。
広角端状態から望遠端状態への変倍は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔が広がり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の空気間隔が狭まり、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の空気間隔が広がるように、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４までの各レンズ群を移動させることにより行う。この際、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とは物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像面Ｉ側に移動させた後に物体側に移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１２と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３との接合レンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凹形状の負レンズＬ２１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２３からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１からなる。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と両凹形状の負レンズＬ４３との接合レンズと、開口絞りＳと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４４と両凹形状の負レンズＬ４５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Ｌ４６と両凸形状の正レンズＬ４７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Ｌ４８からなる。
無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉ側に移動させることにより行う。
以下の表１に第１実施例に係る変倍光学系の諸元の値を示す。
［面データ］において、「面番号」は光軸に沿って物体側から数えたレンズ面の順番を、「r」は曲率半径を、「d」は間隔（第ｎ面（ｎは整数）と第ｎ＋１面の間隔）を、「nd」はｄ線（波長λ=５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、「νｄ」はｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示している。また、「物面」は物体面を、「可変」は可変の面間隔を、「絞り」は開口絞りＳを、「Bf」はバックフォーカスを、「像面」は像面Ｉを示している。なお、曲率半径「ｒ」において「∞」は平面を示し、空気の屈折率ｎｄ=1.000000の記載は省略している。
［各種データ］において、「Ｗ」は広角端を、「Ｍ」は中間焦点距離を、「Ｔ」は望遠端を、「f」は焦点距離を、「FNO」はＦナンバーを、「ω」は半画角（単位は「°」）を、「Y」は最大像高を、「TL」は光学全長（レンズ面の第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離）を、「Bf」はバックフォーカスを示している。
［可変間隔データ］において、「dn」は第ｎ面（ｎは整数）と第ｎ＋１面の可変の面間隔を、「Bf」はバックフォーカスを、「Ｗ」は広角端を、「Ｍ」は中間焦点距離を、「Ｔ」は望遠端を示している。なお、「d0」は物体面から第１面までの光軸上の距離を示している。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面と焦点距離ｆを示している。
［条件式対応値］には、本実施例に係る変倍光学系の各条件式の対応値を示している。
表１に掲載されている焦点距離fや曲率半径r、及びその他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表1の符号は、後述する実施例の表においても同様に用いるものとする。
（表１）
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 51.1394 5.8000 1.487490 70.31
2 1133.2099 0.1000
3 82.0020 1.5000 1.672700 32.19
4 33.9780 6.2000 1.516800 63.88
5 133.9229 可変
6 -577.3429 1.0000 1.772500 49.62
7 21.5312 3.4000 1.846660 23.80
8 63.3609 3.4167
9 -39.1089 1.0000 1.622990 58.12
10 126.2187 可変
11 2276.1596 3.2242 1.603000 65.44
12 -37.4736 可変
13 23.6470 3.8000 1.487490 70.31
14 161.4472 0.1000
15 35.8671 4.4658 1.497820 82.57
16 -50.2203 1.6000 1.902000 25.26
17 64.6451 5.3469
18(絞り) ∞ 7.4591
19 -157.1854 2.9000 1.850260 32.35
20 -14.7113 0.9000 1.795000 45.31
21 35.0299 2.2000
22 29.4465 1.0000 1.806100 40.97
23 21.3319 3.3000 1.603420 38.03
24 -48.3688 11.6956
25 -16.7768 1.0000 1.744000 44.81
26 -31.2907 Bf
像面 ∞

[各種データ]
Ｗ Ｍ Ｔ
f 56.60 135.00 194.00
FNO 4.11 5.27 5.82
ω 14.23 5.84 4.07
Y 14.00 14.00 14.00
TL 131.99 157.03 166.71
Bf 23.64 39.59 52.68

[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態（撮影距離 1.5m）
Ｗ Ｍ Ｔ Ｗ Ｍ Ｔ
D0 ∞ ∞ ∞ 1368.01 1342.97 1333.288
D5 2.595 24.025 28.556 2.595 24.025 28.5560
D10 28.666 9.576 1.980 30.970 14.542 8.1859
D12 5.674 12.431 12.086 3.371 7.464 5.8803
Bf 23.644 39.593 52.682 23.644 39.593 52.682

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
1 1 108.548
2 6 -30.400
3 11 61.171
4 13 141.532

[条件式対応値]
（１）ｆｆ／（−ｆｎ） ＝ 2.012
（２）ｆｆ／ｆｐ ＝ 0.432
（３）（−ｆｎ）／ｆｔ ＝ 0.157
（４）ｆｐ／ｆｗ ＝ 2.501
（５）ｆ１／ｆｗ ＝ 1.918
図２は、第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態における諸収差図であって、（ａ）は広角端状態での諸収差、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差、（ｃ）は望遠端状態での諸収差を示す。図３は、第１実施例に係る変倍光学系の近距離合焦状態における諸収差図であって、（ａ）は広角端状態での諸収差、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差、（ｃ）は望遠端状態での諸収差を示す。
図２及び図３の各収差図において、「FNO」はFナンバー、「NA」は開口数、「Y」は像高、「d」はd線（波長λ=587.6nm）、「g」はg線（波長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。なお、以下に示す実施例の収差図においても、第１実施例と同様の符号を用いる。
各収差図から明らかなように、第１実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、無限遠合焦状態から近距離合焦状態にわたって諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
（第２実施例)
図４は、第２実施例に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態を示している。第２実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、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から構成されている。
広角端状態から望遠端状態への変倍は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間の空気間隔が広がり、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間の空気間隔が狭まり、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間の空気間隔が広がるように、第１レンズ群Ｇ１から第４レンズ群Ｇ４までの各レンズ群を移動させることにより行う。この際、第１レンズ群Ｇ１と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とは物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像面Ｉ側に移動した後に物体側に移動する。
第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、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との接合レンズからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ２１と両凹形状の負レンズＬ２２との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２３からなる。
第３レンズ群Ｇ３は、両凸形状の正レンズＬ３１からなる。
第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、開口絞りＳと、両凸形状の正レンズＬ４１と物体側に凹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、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４６からなる。
無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を像面Ｉ側に移動させることにより行う。
以下の表２に第２実施例に係る変倍光学系の諸元の値を示す。
（表２）
[面データ]
面番号 r d nd νd
物面 ∞
1 63.095 1.500 1.80518 25.45
2 41.791 7.123 1.58913 61.22
3 -386.418 可変
4 479.014 3.954 1.80518 25.45
5 -32.519 1.100 1.72916 54.61
6 59.138 3.181 1.00000
7 -37.896 1.100 1.80400 46.60
8 743.156 可変
9 114.932 2.900 1.49782 82.57
10 -47.146 可変
11(絞り) ∞ 0.100
12 32.029 4.395 1.60300 65.44
13 -34.300 1.100 1.80518 25.45
14 -459.609 15.385
15 -63.416 3.199 1.85026 32.35
16 -16.491 1.100 1.75500 52.34
17 44.329 5.586
18 92.872 2.697 1.71999 50.26
19 -40.382 8.116
20 -22.000 1.400 1.80100 34.92
21 -35.076 Bf
像面 ∞

[各種データ]
Ｗ Ｍ Ｔ
f 56.60 135.00 194.00
FNO 4.12 5.03 5.86
ω 14.25 5.83 4.06
Y 14.00 14.00 14.00
TL 148.32 172.86 180.32
Bf 39.01 52.66 65.83

[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態（撮影距離 1.5m）
Ｗ Ｍ Ｔ Ｗ Ｍ Ｔ
D0 ∞ ∞ ∞ 1351.67 1327.14 1319.67
D3 3.000 31.280 36.518 3.000 31.280 36.518
D8 34.644 12.104 1.500 36.933 18.430 9.778
D10 7.717 12.876 12.530 5.427 6.550 4.252
Bf 39.019 52.657 65.834 39.019 52.657 65.834

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
1 1 109.858
2 4 -32.251
3 9 67.558
4 11 127.122

[条件式対応値]
（１）ｆｆ／（−ｆｎ） ＝ 2.095
（２）ｆｆ／ｆｐ ＝ 0.531
（３）（−ｆｎ）／ｆｔ ＝ 0.166
（４）ｆｐ／ｆｗ ＝ 2.246
（５）ｆ１／ｆｗ ＝1.941
図５は、第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦状態における諸収差図であって、（ａ）は広角端状態での諸収差、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差、（ｃ）は望遠端状態での諸収差を示す。図６は、第２実施例に係る変倍光学系の近距離合焦状態における諸収差図であって、（ａ）は広角端状態での諸収差、（ｂ）は中間焦点距離状態での諸収差、（ｃ）は望遠端状態での諸収差を示す。
各収差図から明らかなように、第２実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において、無限遠合焦状態から近距離合焦状態にわたって諸収差が良好に補正され、優れた光学性能を有することが分かる。
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、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。
変倍光学系の数値実施例として４群構成のものを示したが、本願発明はこれに限られず、その他の群構成（例えば、５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、変倍光学系の最も物体側や最も像面側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、 少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。
また、変倍光学系は、無限遠物点から近距離物点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群として光軸方向に移動させる構成としてもよい。例えば、第１レンズ群全体を合焦群としてもよく、又は、第１レンズ群を２以上の部分レンズ群に分割した構成で物体側から２番目以降の部分レンズ群を合焦群としてもよい。特に、前述のように、単レンズからなる第３レンズ群が光軸上を像面側に移動するように構成することが好ましくは可能である。また、上記の合焦群は、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、ステッピングモータ、ＶＣＭ等による駆動にも適している。合焦群が接合レンズからなる構成としても良好な光学性能を得ることができるが、上記のように合焦群を単レンズから構成することで、変倍光学系をより小型化することができる。
また、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、手ブレ等によって生じる像ブレを補正する構成とすることもできる。特に、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くは可能である。具体的には、第１実施例では正メニスカスレンズＬ４４と負レンズＬ４５との接合レンズを防振レンズ群とすることが好ましくは可能である。第２実施例では正メニスカスレンズＬ４３と負レンズＬ４４との接合レンズを防振レンズ群とすることが好ましくは可能である。
また、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。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ない。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。
開口絞りＳは、第２レンズ群より像側に配置されるのが好ましくは可能であるが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズ枠でその役割を代用しても良い。
また、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。
変倍光学系は、望遠端状態における半画角ωｔが１．５°〜４．５°であることが好ましくは可能であり、広角端状態における半画角ωｗが１１．０°〜２４．０°であることが好ましくは可能である。
次に、変倍光学系を備えたカメラの一例を図７に基づいて説明する。図７は、変倍光学系を備えたカメラの一例の構成を示す図である。図７に示すように、カメラ１は、撮影レンズ２として上記第１実施例に係る変倍光学系を備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。
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って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で生成された被写体の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、カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係る変倍光学系は、変倍時や合焦時でも良好な光学性能を確保した変倍光学系である。したがってカメラ１は、変倍時や合焦時でも良好な光学性能を実現することができる。なお、上記第２実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。また、クイックリターンミラーを有し、ファインダ光学系によって被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係る変倍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。
以下、変倍光学系の製造方法の一例の概略を図８に基づいて説明する。
図８に示す例において、変倍光学系の製造方法は、最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群（第２レンズ群）と、前記負レンズ群（第２レンズ群）より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群（第４レンズ群）と、前記負レンズ群（第２レンズ群）と前記正レンズ群（第４レンズ群）との間に配置された合焦群（合焦レンズ群）と、を有する変倍光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１〜Ｓ３を含むものである。
すなわち、ステップＳ１として、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群の間隔が変化するように配置する。ステップＳ２として、合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化するように配置する。ステップＳ３として、以下の条件式（１）、（２）を満足するようにする。
（１） １．３７＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．３４
（２） ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
但し、
ｆｆ：前記合焦群（合焦レンズ群）の焦点距離
ｆｎ：前記負レンズ群（第２レンズ群）の焦点距離
ｆｐ：前記正レンズ群（第４レンズ群）の焦点距離
あるいは、図８に示す例において、変倍光学系の製造方法は、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有する変倍光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１〜Ｓ３を含むものである。
すなわち、ステップＳ１として、変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化するように配置する。ステップＳ２として、前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群（合焦レンズ群）を構成するように配置する。ステップＳ３として、以下の条件式（１）、（２）を満足するようにする。
（１） １．３７＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．３４
（２） ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
但し、
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
ｆｎ：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｐ：前記第４レンズ群の焦点距離
以上の製造方法によれば、変倍による収差変動を抑え、高い光学性能を有する変倍光学系を製造することができる。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群（負レンズ群）
Ｇ３ 第３レンズ群（合焦群）
Ｇ４ 第４レンズ群（正レンズ群）
Ｉ 像面
Ｓ 開口絞り
１ カメラ
２ 撮影レンズ
３ 撮像部
４ ＥＶＦ 。

Claims (15)

  1. 最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、
    前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群と、
    前記負レンズ群より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群と、
    前記負レンズ群と前記正レンズ群との間に配置された合焦群と、実質的に４個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、
    合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、以下の条件式を満足する変倍光学系。
    ２．０１２≦ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８
    ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ≦０．５３１
    ただし、
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
    ｆｎ：前記負レンズ群の焦点距離
    ｆｐ：前記正レンズ群の焦点距離
  2. 最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、
    前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群と、
    前記負レンズ群より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群と、
    前記負レンズ群と前記正レンズ群との間に配置された合焦群と、実質的に４個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群との間隔が変化し、
    合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像面側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、
    前記合焦群が単一のレンズ成分から構成され、
    以下の条件を満足する変倍光学系。
    １．６９＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８
    ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
    ０．１２＜（−ｆｎ）／ｆｔ＜０．２８
    ただし、
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
    ｆｎ：前記負レンズ群の焦点距離
    ｆｐ：前記正レンズ群の焦点距離
    ｆｔ：望遠端状態での全系の焦点距離
  3. 最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群と、
    前記第１レンズ群より像側に配置された負の屈折力を有する負レンズ群と、
    前記負レンズ群より像側に配置され、かつ、絞りより像側に配置されたレンズを少なくとも１つ含み、正の屈折力を有する正レンズ群と、
    前記負レンズ群と前記正レンズ群との間に配置された合焦群と、実質的に４個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記負レンズ群の間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群との間隔が変化し、
    合焦に際し、前記合焦群と前記合焦群の物体側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、前記合焦群と前記合焦群の像面側に対向する位置に配置されたレンズとの間隔が変化し、
    前記合焦群が単一のレンズ成分から構成され、
    以下の条件を満足する変倍光学系。
    １．６９＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８
    ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
    １．６２＜ｆｐ／ｆｗ＜４．００
    ただし、
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
    ｆｎ：前記負レンズ群の焦点距離
    ｆｐ：前記正レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
  4. 光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、実質的に４個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群と前期第４レンズ群の間隔が変化し、
    前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群と構成し、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    ２．０１２≦ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８
    ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ≦０．５３１
    ただし、
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
    ｆｎ：前記第２レンズ群の焦点距離
    ｆｐ：前記第４レンズ群の焦点距離
  5. 光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、実質的に４個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群と前期第４レンズ群の間隔が変化し、
    前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群と構成し、
    前記合焦レンズ群は、単一のレンズ成分から構成され、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    １．６９＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８
    ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
    ０．１２＜（−ｆｎ）／ｆｔ＜０．２８
    ただし、
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
    ｆｎ：前記第２レンズ群の焦点距離
    ｆｐ：前記第４レンズ群の焦点距離
    ｆｔ：望遠端状態での全系の焦点距離
  6. 光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、実質的に４個のレンズ群からなり、
    変倍に際し、前記第１レンズ群が像面に対して移動し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群と前期第４レンズ群の間隔が変化し、
    前記第１レンズ群、前記第２レンズ群、前記第３レンズ群及び前記第４レンズ群の少なくとも一部が、正の屈折力を有し、合焦に際し光軸に沿って移動する合焦群と構成し、
    前記合焦レンズ群は、単一のレンズ成分から構成され、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    １．６９＜ｆｆ／（−ｆｎ）＜２．２８
    ０．３８＜ｆｆ／ｆｐ＜１．００
    １．６２＜ｆｐ／ｆｗ＜４．００
    ただし、
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
    ｆｎ：前記第２レンズ群の焦点距離
    ｆｐ：前記第４レンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
  7. 以下の条件式を満足する請求項１、３、４、６、のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．１２＜（−ｆｎ）／ｆｔ＜０．４０
    但し、
    ｆｔ：望遠端状態での全系の焦点距離
  8. 以下の条件式を満足する請求項１、２、４、５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    １．００＜ｆｐ／ｆｗ＜４．００
    但し、
    ｆｗ：広角端状態での全系の焦点距離
  9. 前記合焦群が単一のレンズ成分から構成される請求項１または４に記載の変倍光学系。
  10. 以下の条件式を満足する請求項１から９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    １．２０＜ｆ１／ｆｗ＜２．４０
    但し、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
  11. 光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、
    変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化し、
    前記合焦群が前記第３レンズ群からなる請求項１から１０のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  12. 光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、を有し、
    変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、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レンズ群の間隔が変化し、
    前記第３レンズ群が正の屈折力を有する請求項１から１１のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  13. 光軸に沿って物体側から順に、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、開口絞りと、を有し、
    変倍に際し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が変化し、
    前記開口絞りは前記第２レンズ群より像側に配置されている請求項１から１２のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  14. 光軸に沿って物体側から順に、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、第３レンズ群と、を有し、
    広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、
    前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間隔が広がり、
    前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間隔が狭まる請求項１から１３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の変倍光学系を有する光学装置。
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