JP7272433B2 - 変倍光学系および光学機器 - Google Patents

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Description

本発明は、変倍光学系およ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）。変倍光学系においては、合焦レンズ群の軽量化と、合焦時の収差の変動を抑制することが求められている。
特開２０１３－１６０９４４号公報
本発明は、以下に説明する変倍光学系と、その変倍光学系を搭載した光学機器を提案するものである。第１の本発明の変倍光学系は複数のレンズ群を有し、複数のレンズ群は、物体側から順に並んだ、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レンズ群とを含み、変倍の際、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、複数のレンズ群のうち最も像面側に配置されたレンズ群が移動する。複数のレンズ群は、合焦の際に移動する第１合焦レンズ群と、第１合焦レンズ群より像面側に配置され合焦の際に第１合焦レンズ群とは異なる軌跡で移動する第２合焦レンズ群とを含み、合焦の際、複数のレンズ群のうち最も像面側に配置されたレンズ群が像面に対して固定される。第１合焦レンズ群および第２合焦レンズ群は、いずれも負の屈折力を有する。第１合焦レンズ群または第２合焦レンズ群は、正の屈折力を有するレンズを少なくとも一つ含み、第３レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズとを有し、最も像面側に配置されたレンズは、像面側が凸形状の正レンズであり、以下の条件式を満足するように構成される。
１．４０＜ｆＦＰ／（－ｆＦＮ）＜３．５０
但し、
ｆＦＰ：第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群を構成するレンズのうち、最も正の屈折力の強いレンズの焦点距離
ｆＦＮ：第１合焦レンズ群内または第２合焦レンズ群内の、最も負の屈折力の強いレンズの焦点距離
第２の本発明の変倍光学系は複数のレンズ群を有し、前記複数のレンズ群は、物体側から順に並んだ、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レンズ群とを含み、変倍の際、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。複数のレンズ群は、第３レンズ群より像面側に配置され合焦の際に移動する第１合焦レンズ群と、第１合焦レンズ群より像面側に配置され合焦の際に第１合焦レンズ群とは異なる軌跡で移動する第２合焦レンズ群とを含む。第１合焦レンズ群および第２合焦レンズ群は、いずれも負の屈折力を有する。第１合焦レンズ群または第２合焦レンズ群は、正の屈折力を有するレンズを少なくとも一つ含み、以下の条件式を満足するように構成される。
１．４０＜ｆＦＰ／（－ｆＦＮ）＜３．５０
１．００＜（－ｆＦｓ）／ｆｗ＜４．００
但し、
ｆＦＰ：第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群を構成するレンズのうち、最も正の屈折力の強いレンズの焦点距離
ｆＦＮ：第１合焦レンズ群内または第２合焦レンズ群内の、最も負の屈折力の強いレンズの焦点距離
ｆＦｓ：第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における変倍光学系の焦点距離
変倍光学系の第１実施例におけるレンズ構成を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第１実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第１実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。 変倍光学系の第２実施例におけるレンズ構成を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第２実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第２実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。 変倍光学系の第３実施例におけるレンズ構成を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第３実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第３実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。 変倍光学系の第４実施例におけるレンズ構成を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第４実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第４実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。 変倍光学系の第５実施例におけるレンズ構成を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第５実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における無限遠合焦時の諸収差図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ、第５実施例の変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、望遠端状態における近距離合焦時の諸収差図である。 光学機器の一実施形態であるデジタルカメラの構成を示す図である。 変倍光学系の製造方法を示すフローチャートである。
以下に、本発明を実施するための好ましい形態を示す。
図１６に、本発明の光学機器の一実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示す。このカメラは、撮像素子３が搭載された本体１と、本発明の変倍光学系の実施形態に相当する撮影レンズ２とにより構成される。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、撮像素子３に到達する。これにより被写体からの光が撮像素子３により撮像され、被写体画像として不図示のメモリに記録される。撮影レンズ２の詳細は、以下に、変倍光学系の実施形態として説明する。
本発明の一実施形態における変倍光学系は、複数のレンズ群を有し、複数のレンズ群は、変倍の際、隣り合う各レンズ群の間隔が変化する。複数のレンズ群は、合焦の際に移動する第１合焦レンズ群と、第１合焦レンズ群より像面側に配置され合焦の際に第１合焦レンズ群とは異なる軌跡で移動する第２合焦レンズ群とを含んでいる。第１合焦レンズ群および第２合焦レンズ群は、いずれも負の屈折力を有している。第１合焦レンズ群または第２合焦レンズ群は、正の屈折力を有するレンズを少なくとも一つ含み、以下の条件式（１）を満足するように構成される。
１．４０＜ｆＦＰ／（－ｆＦＮ）＜３．５０ ・・・（１）
但し、
ｆＦＰ：第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群を構成するレンズのうち、最も正の屈折力の強いレンズの焦点距離
ｆＦＮ：第１合焦レンズ群内または第２合焦レンズ群内の、最も負の屈折力の強いレンズの焦点距離
上記条件式（１）は、第１合焦レンズ群内または第２合焦レンズ群内の最も正の屈折力の強いレンズの焦点距離と、第１合焦レンズ群内または第２合焦レンズ群内の最も負の屈折力の強いレンズの焦点距離との比を規定するものである。この条件式（１）を満足することで、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（１）の対応値が上限値３．５０を上回ると、第１合焦レンズ群内または第２合焦レンズ群内の最も負の屈折力の強いレンズの屈折力が強くなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１）の上限値を３．４５に設定することが好ましい。条件式（１）の上限値をより小さな値、例えば３．４０、３．３０、３．２０、３．１５、３．１０、３．０５、３．００、２．９５、２．９０に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（１）の対応値が下限値１．４０を下回ると、第１合焦レンズ群内、または第２合焦レンズ群内の最も正の屈折力の強いレンズの屈折力が強くなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１）の下限値を１．４５に設定することが好ましい。条件式（１）の下限値をより大きな値、例えば１．５０、１．５５、１．６０、１，６５、１．７０、１．７５、１．８０、１．９０、２．００に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
上記構成の変倍光学系は、変倍の際に隣り合う各レンズ群の間隔を変化させることで良好な収差補正を図り、屈折力を有する合焦レンズ群を複数配置することにより、合焦レンズ群を大型化することなく、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
第１合焦レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、像面方向に移動することが好ましい。これにより、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を、効果的に抑えることができる。
第２合焦レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、像面方向に移動することが好ましい。これにより、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を、さらに効果的に抑えることができる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
１．００＜（－ｆＦｓ）／ｆｗ＜４．００ ・・・（２）
但し、
ｆＦｓ：第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離
ｆｗ：広角端状態における変倍光学系の焦点距離
条件式（２）は、第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離と広角端状態における変倍光学系の焦点距離との比を規定するものである。この条件式（２）を満足することで、鏡筒を大型化することなく広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（２）の対応値が上限値４．００を上回ると、合焦レンズ群の屈折力が弱くなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の合焦レンズ群の移動量が大きくなり、鏡筒が大型化してしまう。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（２）の上限値を３．９０に設定することが好ましい。条件式（２）の上限値をより小さな値、例えば３．８０、３．５０、３．３０、３．１５、３．００、２．８０、２．５０、２．２０、２．００に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（２）の対応値が下限値１．００を下回ると、合焦レンズ群の屈折力が強くなり、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（２）の下限値を１．１０に設定することが好ましい。条件式（２）の下限値をより大きな値、例えば１．２０、１．２５、１．３０、１．３５、１．４０、１．４５、１．５０、１．５５、１．６０に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．１０＜ＭＷＦ１／ＭＷＦ２＜３．００ ・・・（３）
但し、
ＭＷＦ１：広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体から近距離物体への合焦の際の移動量の絶対値
ＭＷＦ２：広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体から近距離物体への合焦の際の移動量の絶対値
条件式（３）は、広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体から近距離物体への合焦の際の移動量の絶対値と広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体から近距離物体への合焦の際の移動量の絶対値の比を規定するものである。この条件式（３）を満足することで、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（３）の対応値が上限値３．００を上回ると、第１合焦レンズ群の移動量が大きくなりすぎ、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（３）の上限値を２．５０に設定することが好ましい。条件式（３）の上限値をより小さな値、例えば２．００、１．７５、１．５０、１．３０、１．１５、１．００、０．８５、０．８０、０．７５に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（３）の対応値が下限値０．１０を下回ると、第２合焦レンズ群の移動量が大きくなりすぎ、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（３）の下限値を０．１３、０．１５、０．１８、０．２０、０．２１、０．２３に設定することが好ましい。条件式（３）の下限値をより大きな値、例えば０．２５、０．３０、０．３５、０．３８に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．２０＜βＷＦ１／βＷＦ２＜５．００ ・・・（４）
但し、
βＷＦ１：広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
βＷＦ２：広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
条件式（４）は、広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率と広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率の比を規定するものである。この条件式（４）を満足することで、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（４）の対応値が上限値５．００を上回ると、広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率が大きくなりすぎ、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（４）の上限値を４．８０に設定することが好ましい。条件式（４）の上限値をより小さな値、例えば４．６０、４．００、３．５０、３．３０、３．００、２．５０、２．００、１．５０、１．２５に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（４）の対応値が下限値０．２０を下回ると、広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率が大きくなりすぎ、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（４）の下限値を０．３０または０．３５に設定することが好ましい。条件式（４）の下限値をより大きな値、例えば０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、前記複数のレンズ群は、第２合焦レンズ群より像面側に配置された後続レンズ群を含み、後続レンズ群は少なくとも一つのレンズ群により構成されることが好ましい。これにより、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を効果的に抑えることができる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
－２．００＜（－ｆＦｓ）／ｆＲ＜２．００ ・・・（５）
但し、
ｆＦｓ：第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離
ｆＲ：後続レンズ群の焦点距離
条件式（５）は、第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離と後続レンズ群の焦点距離との比を規定するものである。この条件式（５）を満足することで、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（５）の対応値が上限値２．００を上回ると、後続レンズ群の正の屈折力が強くなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（５）の上限値を１．９０に設定することが好ましい。また、条件式（５）の上限値をより小さな値、例えば１．８０、１．６５、１．５０、１．３５、１．２０、１．１０、１．１０、０．９０、０．８０に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（５）の対応値が下限値－２．００を下回ると、後続レンズ群の負の屈折力が強くなり、無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（５）の下限値を－１．９０に設定することが好ましい。また、条件式（５）の下限値をより大きな値、例えば－１．８０、－１．６５、－１．５０、－１．２５、－１．００、－０．７５、－０．５０、－０．２５、－０．１０に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、上記複数のレンズ群は、第１合焦レンズ群より物体側に配置された先行レンズ群を含み、先行レンズ群は少なくとも一つのレンズ群により構成されることが好ましい。これにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を効果的に抑えることができる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０．３０＜（－ｆＦｓ）／ｆＦ＜３．００ ・・・（６）
但し、
ｆＦｓ：第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離
ｆＦ：先行レンズ群のうち、第１合焦レンズ群に隣接するレンズ群の焦点距離
条件式（６）は、第１合焦レンズ群と第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離と先行レンズ群の焦点距離との比を規定するものである。この条件式（６）を満足することで、鏡筒を大型化することなく広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（６）の対応値が上限値３．００を上回ると、先行レンズ群の屈折力が強くなり、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（６）の上限値を２．９０に設定することが好ましい。また、条件式（６）の上限値をより小さな値、例えば２．８０、２．６５、２．５０、２．３０、２．１５、２．００、１．９０、１．８５、１．８０に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（６）の対応値が下限値０．３０を下回ると、先行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への変倍の際の先行レンズ群の移動量が大きくなり、鏡筒が大型化してしまう。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（６）の下限値を０．４０に設定することが好ましい。条件式（６）の下限値をより大きな値、例えば０．５０、０．７０、０．８５、１．００、１．１０、１．１５、１．２０、１．２５、１．３０に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、先行レンズ群は、最も物体側に配置された正の屈折力を有する第１レンズ群を有することが好ましい。これにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を効果的に抑えることができる。
また、先行レンズ群は、第１レンズ群に隣接する負の屈折力を有する第２レンズ群を有することが好ましい。これにより、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を効果的に抑えることができる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
４．００＜ｆ１／（－ｆ２）＜８．００ ・・・（７）
但し、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ２：第２レンズ群の焦点距離
条件式（７）は、第１レンズ群の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。この条件式（７）を満足することで、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（７）の対応値が上限値８．００を上回ると、第２レンズ群の屈折力が強くなり、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えるのが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（７）の上限値を７．８０に設定することが好ましい。条件式（７）の上限値をより小さな値、例えば７．５０、７．２５、７．００、６．７５、６．５０、６．３０、６．２０、６．１０、６．００に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（７）の対応値が下限値４．００を下回ると、第１レンズ群の屈折力が強くなり、広角端状態から望遠端状態への変倍の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えるのが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（７）の下限値を４．２０に設定することが好ましい。条件式（７）の下限値をより大きな値、例えば４．５０、４．７０、４．８５、５．００、５．２０、５．４０、５．５０、５．６０、５．７０に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、上記変倍光学系は、上述した構成をとることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍時の収差変動を良好に抑えながら、以下の条件式（８）を満たすことができる。
２ωｗ＞７５．０° ・・・（８）
但し、
ωｗ：広角端状態における変倍光学系の半画角
上述した構成では、各条件式の対応値の範囲を絞り込むことで、条件式（８）の下限値をより大きな値、例えば７７．０°、８０．０°、８２．０°、８３．５°とすることもできる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
０．１０＜ＢＦｗ／ｆｗ＜１．００ ・・・（９）
但し、
ＢＦｗ：広角端状態における変倍光学系の空気換算距離（バックフォーカス）
ｆｗ：広角端状態における変倍光学系の焦点距離
条件式（９）は、広角端状態における変倍光学系のバックフォーカスと広角端状態における変倍光学系の焦点距離の比を規定するものである。この条件式（９）を満足することで、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を効果的に補正することができる。
条件式（９）の対応値が上限値１．００を上回ると、広角端状態における焦点距離に対して広角端状態におけるバックフォーカスが大きくなり、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を補正することが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（９）の上限値を０．９０または０．８５に設定することが好ましい。条件式（９）の上限値をより小さな値、例えば０．８０、０．７５、０．７０、０．６５、０．６０、０．５５に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（９）の対応値が下限値０．１０を下回ると、広角端状態における焦点距離に対して広角端状態におけるバックフォーカスが小さくなり、広角端状態におけるコマ収差をはじめとする諸収差を補正することが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（９）の下限値を０．１５、０．２０または０．２５に設定することが好ましい。条件式（９）の下限値をより大きな値、例えば０．３０、０．３５、０．３８、０．４０、０．４２、０．４５に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、第２合焦レンズ群は、負の屈折力を有するレンズ成分を有し、そのレンズ成分は以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。ここで、「レンズ成分」は、単レンズ、接合レンズの両方を意味する用語として用いている。
－２．００＜（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２－ｒ１）＜６．００ ・・・（１０）
但し、
ｒ１：前記レンズ成分の物体側のレンズ面の曲率半径
ｒ２：前記レンズ成分の像面側のレンズ面の曲率半径
条件式（１０）は、第２合焦レンズ群内にある負の屈折力を有するレンズのシェイプファクターを規定するものである。この条件式（１０）を満足することで、無限遠物体から近距離物体への合焦の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（１０）の対応値が上限値６．００を上回ると、第２合焦レンズ群のコマ収差補正力が不足し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１０）の上限値を５．５０に設定することが好ましい。また、条件式（１０）の上限値をより小さな値、例えば５．００、４．７５、４．５０、４．２５、４．００、３．７０、３．５０、３．２０に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
一方、条件式（１０）の対応値が下限値－２．００を下回ると、第２合焦レンズ群のコマ収差補正力が不足し、無限遠物体から近距離物体への合焦の際のコマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１０）の下限値を－１．５０に設定することが好ましい。条件式（１０）の下限値をより大きな値、例えば－１．００、－０．５０、－０．１０、－０．０５、０．０５、０．０８、０．１２、０．４０、０．５５に設定すれば、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
１．０５＜βＷＦ１＜１．８０ ・・・（１１）
但し、
βＷＦ１：広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
条件式（１１）は、広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率を規定するものである。この条件式（１１）を満足することで、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（１１）の対応値が上限値１．８０を上回ると、広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率が大きくなりすぎ、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１１）の上限値を１．７５に設定することが好ましい。条件式（１１）の上限値をより小さな値、例えば１．７０、１．６５、１．６０、１．５８、１．５５、１．５３、１．５０、１．４９、さらに１．４８に設定することで、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
条件式（１１）の対応値が下限値１．０５を下回ると、広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率が小さくなりすぎ、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめ、歪曲収差やコマ収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１１）の下限値を１．０６に設定することが好ましい。条件式（１１）の下限値を、１．０８、１．１０、１．１２、１．１５、１．１６、１．２０、１．２２、さらに１．２５に設定することで、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。
１．０５＜βＷＦ２＜１．８０ ・・・（１２）
但し、
βＷＦ２：広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
条件式（１２）は、広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率を規定するものである。この条件式（１２）を満足することで、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることができる。
条件式（１２）の対応値が上限値１．８０を上回ると、広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率が大きくなりすぎ、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめとする諸収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１２）の上限値を１．７５に設定することが好ましい。条件式（１２）の上限値を、１．７０、１．６８、１．６５、１．６３、１．６０、１．５８、１．５５、さらに１．５４に設定することで、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
条件式（１２）の対応値が下限値１．０５を下回ると、広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率が小さくなりすぎ、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差をはじめ、歪曲収差やコマ収差の変動を抑えることが困難となる。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１２）の下限値を１．０８に設定することが好ましい。条件式（１２）の下限値を、１．１０、１．１３、１．１５、１．１８、１．２０、１．２３、１．２４、１．２８、さらに１．３０に設定することで、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（１３）を満足することが好ましい。
(βＷＦ１＋１／βＷＦ１)-2＜０．２５０ ・・・（１３）
但し、
βＷＦ１：広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
条件式（１３）は、広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率が満たす条件を規定するものである。この条件式（１３）を満足することで、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差や歪曲収差、コマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えつつ、第１合焦レンズ群の移動量を小さくすることができる。
条件式（１３）の対応値が上限値０．２５０を上回ると、広角端状態における第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の移動量が大きくなりすぎるため好ましくない。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１３）の上限値を０．２４９に設定することが好ましい。条件式（１３）の上限値を、０．２４８、０．２４７、０．２４６、さらに０．２４５に設定することで、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
また、上記変倍光学系は、さらに以下の条件式（１４）を満足することが好ましい。
(βＷＦ２＋１／βＷＦ２)-2＜０．２５０ ・・・（１４）
但し、
βＷＦ２：広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
条件式（１４）は、広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率を規定するものである。この条件式（１４）を満足することで、広角端状態における無限遠物体から近距離物体への合焦の際の球面収差や歪曲収差、コマ収差をはじめとする諸収差の変動を抑えつつ、第２合焦レンズ群の移動量を小さくすることができる。
条件式（１４）の対応値が上限値０．２４９を上回ると、広角端状態における第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の移動量が大きくなりすぎるため好ましくない。本実施形態の効果を確実なものとするためには、条件式（１４）の上限値を０．２４８に設定することが好ましい。条件式（１４）の上限値を、０．２４５、０．２４０、０．２３８、０．２３５、０．２３３、０．２３０、０．２２８、さらに０．２２５に設定することで、本実施形態の効果はさらに確実なものとなる。
先に説明した光学機器は、以上に説明した変倍光学系を搭載することにより、鏡筒を大型化することなく高速且つ静粛なオートフォーカスを実現するとともに、広角端状態から望遠端状態への変倍時の収差変動、ならびに無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動を良好に抑えることができる。
続いて、図１７を参照しながら、上記変倍光学系の製造方法について概説する。変倍光学系は、複数のレンズ群をそれぞれ構成し（ＳＴ１）、構成されたレンズ群を以下の条件でレンズ鏡筒内に配置する（ＳＴ２）ことにより製造される。複数のレンズ群は、変倍の際に隣り合う各レンズ群の間隔が変化するように配置する。ここで配置する複数のレンズ群の中には、合焦の際に移動する第１合焦レンズ群と、第１合焦レンズ群より像面側に配置され合焦の際に前記第１合焦レンズ群とは異なる軌跡で移動する第２合焦レンズ群とが含まれている。第１合焦レンズ群および第２合焦レンズ群は、いずれも負の屈折力を有している。第１合焦レンズ群または第２合焦レンズ群は、正の屈折力を有するレンズを少なくとも一つ含み、前述の条件式（１）を満足するように構成される。
上記手順により製造された変倍光学系およびその変倍光学系を搭載した光学機器は、鏡筒を大型化することなく高速且つ静粛なオートフォーカスを実現するとともに、広角端状態から望遠端状態への変倍時の収差変動、ならびに無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動を良好に抑えることができる。
以下、上記変倍光学系について、第１実施例から第５実施例までの５つの数値実施例を示して、さらに説明する。はじめに、各実施例の説明の中で参照する図表の見方を説明する。
図１、図４、図７、図１０および図１３は、各実施例における変倍光学系のレンズ構成および動作を示す図である。各図の中央には、レンズ群の配列を断面図により示している。各図の下段には、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態に（Ｔ）ズーミング（変倍）するときのレンズ群Ｇおよび絞りＳの光軸に沿った移動軌跡を、２次元平面上の矢印で示している。２次元平面の横軸は光軸上の位置、縦軸は変倍光学系の状態である。また、各図の上段には、無限遠から近距離物体に合焦する際の合焦レンズ群の移動軌跡（移動方向および移動量）を、「合焦」および「∞」の文字とともに矢印で示している。
図１、図４、図７、図１０および図１３では、各レンズ群を符号Ｇと数字の組み合わせにより表し、各レンズを符号Ｌと数字の組み合わせにより表している。本明細書では、符号の増加による煩雑化を防ぐため、実施例ごとに付番を行っている。このため、複数の実施例において同一の符号と数字の組み合わせが用いられる場合があるが、これは、その符号と数字の組み合わせが示す構成が同一であることを意味するものではない。
図２、図５、図８、図１１および図１４は、各実施例における変倍光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、図３、図６、図９、図１２および図１５は、各実施例における変倍光学系の近距離合焦時の諸収差図である。これらの図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは開口数、Ｙは像高をそれぞれ示す。球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーまたは開口数の値を示し、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。倍率色収差図では、ｇ線を基準とした倍率色収差を示す。
続いて、各実施例の説明に用いられる表について説明する。［全体諸元］の表において、ｆはレンズ全系の焦点距離、ＦＮОはＦナンバー、２ωは画角（単位は°（度）で、ωが半画角である）、Ｙｍａｘは最大像高を示す。ＴＬは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最前面からレンズ最終面までの距離にＢＦを加えた距離を示し、ＢＦは無限遠合焦時の光軸上でのレンズ最終面から像面Ｉまでの空気換算距離（バックフォーカス）を示す。なお、これらの値は、広角端（Ｗ）、中間焦点距離（Ｍ）、望遠端（Ｔ）の各変倍状態におけるそれぞれについて示している。
また、［全体諸元］の表において、ＭＷＦ１は、広角端状態において無限遠物体から近距離物体（最も近距離の物体）へ合焦する際の第１の合焦レンズ群の移動量の絶対値を示す。ＭＷＦ２は、広角端状態において無限遠物体から近距離物体（最も近距離の物体）へ合焦する際の第２の合焦レンズ群の移動量の絶対値を示す。βＷＦ１は、広角端状態において無限遠物体に合焦する場合の第１の合焦レンズ群の横倍率を示す。βＷＦ２は、広角端状態において無限遠物体に合焦する場合の第２の合焦レンズ群の横倍率を示す。
［レンズ諸元］の表において、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からの光学面の順序を示し、Ｒは各光学面の曲率半径（曲率中心が像面側に位置する面を正の値としている）、Ｄは各光学面から次の光学面（又は像面）までの光軸上の距離である面間隔、ｎｄは光学部材の材質のｄ線に対する屈折率、νｄは光学部材の材質のｄ線を基準とするアッベ数を、それぞれ示す。（絞りＳ）は開口絞りを、曲率半径の「∞」は平面又は開口を、それぞれ示す。空気の屈折率ｎｄ＝1.00000の記載は省略している。レンズ面が非球面である場合には面番号に＊印を付して曲率半径Ｒの欄には近軸曲率半径を示している。
［非球面データ］の表には、［レンズ諸元］に示した非球面について、その形状を次式（Ａ）で示す。Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離（ザグ量）を、Ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。「Ｅ-n」は、「×１０-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10-5である。なお、２次の非球面係数Ａ２は０であり、その記載を省略している。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ2／Ｒ）／｛１＋（１－κ×ｙ2／Ｒ2）1/2｝＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10＋Ａ12×ｙ12 ・・・（Ａ）
［レンズ群データ］の表には、各レンズ群のそれぞれの始面（最も物体側の面）と焦点距離を示す。
［可変間隔データ］の表には、［レンズ諸元］を示す表において面間隔が「可変」となっている面番号での面間隔を示す。ここでは無限遠および近距離に合焦させたときのそれぞれについて、広角端（Ｗ）、中間焦点距離（Ｍ）、望遠端（Ｔ）の各変倍状態における面間隔を示す。
［条件式対応値］の表には、各条件式に対応する値を示す。
なお、焦点距離ｆ、曲率半径Ｒ、面間隔Ｄ、その他の長さの単位としては、一般に「mm」が用いられているため、本明細書の各表でも長さの単位は「mm」としている。但し、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ので、長さの単位は必ずしも「mm」に限られるものではない。
ここまでの図および表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での重複する説明は省略する。
（第１実施例）
第１実施例について、図１、図２、図３および表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ（１）は、物体側から順に並んだ、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、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５（第１合焦レンズ群）と、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６（第２合焦レンズ群）と、正の屈折力を有する第７レンズ群Ｇ７とから構成されている。ここでは、第１から第４までのレンズ群Ｇ１～Ｇ４が先行レンズ群ＧＦに該当し、第７レンズ群Ｇ７が後続レンズ群ＧＲに該当する。像面Ｉは、第７レンズ群Ｇ７の後に位置する。
広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍の際には、第１～第７レンズ群Ｇ１～Ｇ７が図１下段の矢印が示す軌跡に沿って移動することで、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、変倍が行われる。また、合焦の際には、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６が、図１上段の矢印で示す方向（像面方向）に、独立して（異なる軌跡で）移動することで、無限遠物体から近距離物体への合焦が行われる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、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、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とから構成される。負メニスカスレンズＬ２１は、物体側の面が非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合負レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と、両凹形状の負レンズＬ４２と両凸形状の正レンズＬ４３との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ４４とから構成される。正レンズＬ４１は、物体側の面が非球面である。正レンズＬ４４は、像面側の面が非球面である。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と、両凹形状の負レンズＬ５２とから構成される。
第６レンズ群Ｇ６は、両凹形状の負レンズＬ６１から構成される。負レンズＬ６１は、物体側の面が非球面である。
第７レンズ群Ｇ７は、両凸形状の正レンズＬ７１から構成される。
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掲げる。
（表１）
［全体諸元］
変倍比＝2.74
ｆＦＰ＝53.823（Ｌ５１）
ｆＦＮ＝-26.346（Ｌ５２）
ＭＷＦ１＝0.255
ＭＷＦ２＝0.618
βＷＦ１＝1.418
βＷＦ２＝1.530
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 24.8 50.0 67.9
ＦＮＯ 2.92 2.92 2.92
２ω 85.14 45.20 34.12
Ｙｍａｘ 21.60 21.60 21.60
ＴＬ 135.45 153.76 169.45
ＢＦ 13.08 25.53 33.89
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νd
物体面 ∞
1 11820.3050 2.500 1.84666 23.80
2 254.8436 3.832 1.59319 67.90
3 1938.9860 0.200
4 81.3609 6.634 1.81600 46.59
5 717.8392 D5(可変)
6* 170.2224 2.000 1.67798 54.89
7 19.0228 8.030
8 -102.7918 1.200 1.59319 67.90
9 39.9274 0.200
10 30.7705 3.844 1.85000 27.03
11 120.7450 4.556
12 -26.6990 1.200 1.60300 65.44
13 -48.1940 D13(可変)
14(絞りS) ∞ 1.500
15 51.8883 3.971 1.90265 35.73
16 -335.1012 0.200
17 34.2757 7.394 1.49782 82.57
18 -32.4829 1.300 1.81600 46.59
19 124.5969 D19(可変)
20* 73.3752 4.605 1.82098 42.50
21 -40.9497 0.222
22 -60.6253 1.200 1.85478 24.80
23 23.2350 6.747 1.49782 82.57
24 -68.9735 0.930
25 51.1526 5.532 1.80604 40.74
26* -59.8674 D26(可変)
27 364.3227 3.545 1.94595 17.98
28 -58.9057 0.200
29 -87.4737 1.200 1.77250 49.62
30 26.6831 D30(可変)
31* -54.3769 1.300 1.95150 29.83
32 226.2913 D32(可変)
33 84.9939 5.357 1.83481 42.73
34 -133.1562 BF
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
K=1.0000
A4=2.79734E-06, A6=-1.48626E-09, A8=2.33651E-12, A10=-3.91747E-17
第２０面
K=1.0000
A4=-1.24053E-05, A6=2.41375E-10, A8=1.23614E-11, A10=-2.66251E-14
第２６面
K=1.0000
A4=1.94712E-06, A6=-7.52657E-09, A8=-2.53945E-12, A10=9.10643E-15
第３１面
K=1.0000
A4=-5.72467E-06, A6=-2.85790E-08, A8=9.21679E-11, A10=-4.86764E-13
［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
1 1 129.519
2 6 -21.862
3 14 47.382
4 20 28.141
5 27 -53.501
6 31 -45.973
7 33 62.847
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ Ｗ Ｍ Ｔ
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
Ｄ５ 2.000 20.511 30.687 2.000 20.511 30.687
Ｄ１３ 18.977 5.779 2.000 18.977 5.779 2.000
Ｄ１９ 9.078 3.248 2.000 9.078 3.248 2.000
Ｄ２６ 2.614 2.197 2.001 2.869 2.555 2.431
Ｄ３０ 7.108 7.282 6.363 7.472 7.442 6.438
Ｄ３２ 3.198 9.812 13.117 2.579 9.294 12.612
［条件式対応値］
条件式（１） ｆＦＰ／（－ｆＦＮ） ＝ 2.043
条件式（２） （－ｆＦｓ）／ｆｗ ＝ 1.857
条件式（３） ＭＷＦ１／ＭＷＦ２ ＝ 0.412
条件式（４） βＷＦ１／βＷＦ２ ＝ 0.927
条件式（５） （－ｆＦｓ）／ｆＲ ＝ 0.732
条件式（６） （－ｆＦｓ）／ｆＦ ＝ 1.634
条件式（７） ｆ１／（－ｆ２） ＝ 5.924
条件式（８） ２ωｗ ＝ 85.14
条件式（９） ＢＦｗ／ｆｗ ＝ 0.529
条件式（10） （ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２－ｒ１） ＝ 0.613
条件式（11） βＷＦ１ ＝ 1.418
条件式（12） βＷＦ２ ＝ 1.530
条件式（13） (βＷＦ１＋１／βＷＦ１)-2 ＝ 0.2218
条件式（14） (βＷＦ２＋１／βＷＦ２)-2 ＝ 0.2097
図２に、第１実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける無限遠合焦時の諸収差を示す。また、図３に、第１実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける近距離合焦時の諸収差値を示す。
各諸収差図より、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にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
第２実施例について、図４、図５、図６および表２を用いて説明する。図４は、第２実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ（２）は、物体側から順に並んだ、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、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５（第１合焦レンズ群）と、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６（第２合焦レンズ群）と、正の屈折力を有する第７レンズ群Ｇ７とから構成されている。ここでは、第１から第４までのレンズ群Ｇ１～Ｇ４が先行レンズ群ＧＦに該当し、第７レンズ群Ｇ７が後続レンズ群ＧＲに該当する。像面Ｉは、第７レンズ群Ｇ７の後に位置する。
広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍の際には、第１～第７レンズ群Ｇ１～Ｇ７が図４下段の矢印が示す軌跡に沿って移動することで、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、変倍が行われる。また、合焦の際には、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６が、図４上段の矢印で示す方向（像面方向）に、独立して（異なる軌跡で）移動することで、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、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、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とから構成される。負メニスカスレンズＬ２１は、物体側の面が非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合負レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と、両凹形状の負レンズＬ４２と両凸形状の正レンズＬ４３との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ４４とから構成される。正レンズＬ４１は、物体側の面が非球面である。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と、両凹形状の負レンズＬ５２とから構成される。
第６レンズ群Ｇ６は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６１から構成される。負メニスカスレンズＬ６１は、物体側の面が非球面である。
第７レンズ群Ｇ７は、両凸形状の正レンズＬ７１から構成される。正レンズＬ７１は、物体側の面が非球面である。
（表２）
［全体諸元］
変倍比＝2.74
ｆＦＰ＝61.860（Ｌ５１）
ｆＦＮ＝-26.486（Ｌ５２）
ＭＷＦ１＝0.274
ＭＷＦ２＝0.666
βＷＦ１＝1.466
βＷＦ２＝1.399
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 24.8 50.0 67.9
ＦＮＯ 2.92 2.92 2.92
２ω 85.14 45.14 33.98
Ｙｍａｘ 21.60 21.60 21.60
ＴＬ 136.45 152.83 166.55
ＢＦ 11.75 22.94 28.76
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νd
物体面 ∞
1 11836.0180 2.500 1.84666 23.80
2 263.6060 3.519 1.81600 46.59
3 996.8722 0.200
4 97.5302 5.847 1.81600 46.59
5 894.1609 D5(可変)
6* 469.8262 2.000 1.58887 61.13
7 20.0932 8.459
8 -202.0263 1.200 1.77250 49.62
9 46.2591 0.200
10 32.7348 4.789 1.75520 27.57
11 757.6545 3.868
12 -30.1213 1.200 1.60300 65.44
13 -58.1128 D13(可変)
14(絞りS) ∞ 1.500
15 43.9945 3.971 1.90265 35.73
16 1479.7660 0.603
17 33.0299 7.156 1.49782 82.57
18 -34.0457 1.300 1.81600 46.59
19 92.8728 D19(可変)
20* 124.2240 4.029 1.77387 47.25
21 -37.2228 0.200
22 -64.0093 1.200 1.85478 24.80
23 21.9014 6.529 1.59319 67.90
24 -90.1349 0.921
25 48.3180 5.294 1.83400 37.18
26 -66.0132 D26(可変)
27 -1051.5067 3.250 1.94595 17.98
28 -55.5153 0.431
29 -85.9904 1.200 1.69680 55.52
30 23.6335 D30(可変)
31* -49.1357 1.300 1.95150 29.83
32 -2454.5649 D32(可変)
33* 121.4403 4.780 1.88202 37.22
34 -126.7893 BF
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
K=1.0000
A4=3.12101E-06, A6=-1.77766E-09, A8=2.07046E-12, A10=-3.82388E-16
第２０面
K=1.0000
A4=-1.59181E-05, A6=-3.41748E-10, A8=5.24280E-11, A10=-1.12143E-13
第３１面
K=1.0000
A4=-8.64573E-06, A6=-1.85220E-08, A8=3.17657E-11, A10=-2.40014E-13
第３３面
K=1.0000
A4=1.15695E-06, A6=7.52900E-10, A8=-4.19329E-12, A10=4.10233E-15
［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
1 1 151.194
2 6 -25.501
3 14 49.576
4 20 27.755
5 27 -47.512
6 31 -52.709
7 33 70.966
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ Ｗ Ｍ Ｔ
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
Ｄ５ 2.000 21.966 33.591 2.000 21.966 33.591
Ｄ１３ 23.054 7.122 2.000 23.054 7.122 2.000
Ｄ１９ 8.670 3.016 2.000 8.670 3.016 2.000
Ｄ２６ 2.760 2.196 2.542 3.034 2.530 2.948
Ｄ３０ 7.661 8.136 7.640 8.053 8.378 7.816
Ｄ３２ 3.109 10.012 12.574 2.444 9.436 11.991
［条件式対応値］
条件式（１） ｆＦＰ／（－ｆＦＮ） ＝ 2.336
条件式（２） （－ｆＦｓ）／ｆｗ ＝ 1.920
条件式（３） ＭＷＦ１／ＭＷＦ２ ＝ 0.412
条件式（４） βＷＦ１／βＷＦ２ ＝ 1.048
条件式（５） （－ｆＦｓ）／ｆＲ ＝ 0.670
条件式（６） （－ｆＦｓ）／ｆＦ ＝ 1.712
条件式（７） ｆ１／（－ｆ２） ＝ 5.929
条件式（８） ２ωｗ ＝ 85.14
条件式（９） ＢＦｗ／ｆｗ ＝ 0.475
条件式（10） （ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２－ｒ１） ＝ 1.041
条件式（11） βＷＦ１ ＝ 1.466
条件式（12） βＷＦ２ ＝ 1.399
条件式（13） (βＷＦ１＋１／βＷＦ１)-2 ＝ 0.2167
条件式（14） (βＷＦ２＋１／βＷＦ２)-2 ＝ 0.2238
図５に、第２実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける無限遠合焦時の諸収差を示す。また、図６に、第２実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける近距離合焦時の諸収差値を示す。
各諸収差図より、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にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
第３実施例について、図７、図８、図９および表３を用いて説明する。図７は、第３実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ（３）は、物体側から順に並んだ、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、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４（第１合焦レンズ群）と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５（第２合焦レンズ群）と、正の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６とから構成されている。ここでは、第１から第３までのレンズ群Ｇ１～Ｇ３が先行レンズ群ＧＦに該当し、第６レンズ群Ｇ６が後続レンズ群ＧＲに該当する。像面Ｉは、第６レンズ群Ｇ６の後に位置する。
広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍の際には、第１～第６レンズ群Ｇ１～Ｇ６が図７下段の矢印が示す軌跡に沿って移動することで、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、変倍が行われる。また、合焦の際には、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５が、図７上段の矢印で示す方向（像面方向）に、独立して（異なる軌跡で）移動することで、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、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とから構成される。負メニスカスレンズＬ２１は、物体側の面が非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ３４と、両凹形状の負レンズＬ３５と両凸形状の正レンズＬ３６との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ３７とから構成される。正レンズＬ３４は、物体側の面が非球面である。正レンズＬ３７は、像面側の面が非球面である。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２とから構成される。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５１から構成される。負メニスカスレンズＬ５１は、物体側の面が非球面である。
第６レンズ群Ｇ６は、両凸形状の正レンズＬ６１から構成される。
以下の表３に、第３実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
（表３）
［全体諸元］
変倍比＝2.74
ｆＦＰ＝119.327（Ｌ４１）
ｆＦＮ＝-43.472（Ｌ５１）
ＭＷＦ１＝0.419
ＭＷＦ２＝0.625
βＷＦ１＝1.168
βＷＦ２＝1.427
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 24.8 50.0 67.9
ＦＮＯ 3.50 3.50 3.50
２ω 85.10 45.60 34.40
Ｙｍａｘ 21.60 21.60 21.60
ＴＬ 135.45 152.59 169.45
ＢＦ 11.75 18.25 23.91
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νd
物体面 ∞
1 800.0000 2.500 1.84666 23.80
2 149.2823 3.000 1.59319 67.90
3 205.0385 0.200
4 75.1891 6.257 1.81600 46.59
5 947.1276 D5(可変)
6* 500.0000 2.000 1.67798 54.89
7 18.8391 14.459
8 -25.1985 1.200 1.59319 67.90
9 -118.4665 0.200
10 97.8539 3.812 1.85000 27.03
11 -61.2035 1.947
12 -28.1128 1.200 1.60300 65.44
13 -45.1446 D13(可変)
14(絞りS) ∞ 1.500
15 39.0407 5.431 1.75520 27.57
16 -150.5310 0.200
17 27.2134 6.774 1.49782 82.57
18 -75.8975 1.300 2.00069 25.46
19 65.0385 2.024
20* 112.8457 3.574 1.66755 41.87
21 -42.5203 0.290
22 -65.7387 1.200 1.85478 24.80
23 18.5000 7.483 1.49782 82.57
24 -72.5400 3.463
25 94.8511 5.524 1.72825 28.38
26* -33.9997 D26(可変)
27 -157.1254 2.312 1.94594 17.98
28 -66.1574 0.200
29 77.0731 1.200 1.80400 46.60
30 30.1840 D30(可変)
31* -20.0000 1.300 1.95150 29.83
32 -39.9506 D32(可変)
33 389.0189 2.631 1.84666 23.80
34 -287.6232 BF
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
K=1.0000
A4=9.81697E-06, A6=-1.08680E-08, A8=1.23597E-11, A10=-2.17136E-15
第２０面
K=1.0000
A4=-2.26533E-05, A6=5.36979E-09, A8=1.47314E-11, A10=-1.43415E-14
第２６面
K=1.0000
A4=2.62785E-07, A6=-1.29286E-08, A8=-4.74230E-12, A10=-5.79020E-14
第３１面
K=1.0000
A4=1.10646E-06, A6=-1.33919E-08, A8=2.15561E-11, A10=-5.38428E-13
［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
1 1 154.131
2 6 -25.881
3 14 30.388
4 27 -131.942
5 31 -43.472
6 33 195.660
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ Ｗ Ｍ Ｔ
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
Ｄ５ 2.000 18.585 26.409 2.000 18.585 26.409
Ｄ１３ 22.225 5.535 2.000 22.225 5.535 2.000
Ｄ２６ 2.386 3.229 2.000 2.805 3.825 2.582
Ｄ３０ 10.756 9.234 9.377 10.962 9.079 9.166
Ｄ３２ 3.151 14.573 22.575 2.526 14.132 22.204
［条件式対応値］
条件式（１） ｆＦＰ／（－ｆＦＮ） ＝ 2.745
条件式（２） （－ｆＦｓ）／ｆｗ ＝ 1.756
条件式（３） ＭＷＦ１／ＭＷＦ２ ＝ 0.671
条件式（４） βＷＦ１／βＷＦ２ ＝ 0.819
条件式（５） （－ｆＦｓ）／ｆＲ ＝ 0.222
条件式（６） （－ｆＦｓ）／ｆＦ ＝ 1.431
条件式（７） ｆ１／（－ｆ２） ＝ 5.955
条件式（８） ２ωｗ ＝ 85.10
条件式（９） ＢＦｗ／ｆｗ ＝ 0.475
条件式（10） （ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２－ｒ１） ＝ 3.005
条件式（11） βＷＦ１ ＝ 1.168
条件式（12） βＷＦ２ ＝ 1.427
条件式（13） (βＷＦ１＋１／βＷＦ１)-2 ＝ 0.2440
条件式（14） (βＷＦ２＋１／βＷＦ２)-2 ＝ 0.2096
図８に、第３実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける無限遠合焦時の諸収差を示す。また、図９に、第３実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける近距離合焦時の諸収差値を示す。
各諸収差図より、第３実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
（第４実施例）
参考例である第４実施例について、図１０、図１１、図１２および表４を用いて説明する。図１０は、第４実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ（４）は、物体側から順に並んだ、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５（第１合焦レンズ群）と、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６（第２合焦レンズ群）と、正の屈折力を有する第７レンズ群Ｇ７とから構成されている。ここでは、第１から第４までのレンズ群Ｇ１～Ｇ４が先行レンズ群ＧＦに該当し、第７レンズ群Ｇ７が後続レンズ群ＧＲに該当する。像面Ｉは、第７レンズ群Ｇ７の後に位置する。
広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍の際には、第１～第７レンズ群Ｇ１～Ｇ７が図１０下段の矢印が示す軌跡に沿って移動することで、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、変倍が行われる。また、合焦の際には、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６が、図１０上段の矢印で示す方向（像面方向）に、独立して（異なる軌跡で）移動することで、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１から構成される。負メニスカスレンズＬ２１は、物体側の面が非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、物体側に凹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、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３とから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と、両凸形状の正レンズＬ４２と両凹形状の負レンズＬ４３との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ４４と、両凹形状の負レンズＬ４５と両凸形状の正レンズＬ４６との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ４７とから構成される。正レンズＬ４４は、物体側の面が非球面である。正レンズＬ４７は、像面側の面が非球面である。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に並んだ、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ５１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２とから構成される。
第６レンズ群Ｇ６は、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ６１から構成される。負メニスカスレンズＬ６１は、物体側の面が非球面である。
第７レンズ群Ｇ７は、両凸形状の正レンズＬ７１から構成される。
以下の表４に、第４実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
（表４）
［全体諸元］
変倍比＝2.74
ｆＦＰ＝104.146（Ｌ５１）
ｆＦＮ＝-39.924（Ｌ６１）
ＭＷＦ１＝0.375
ＭＷＦ２＝0.564
βＷＦ１＝1.173
βＷＦ２＝1.459
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 24.8 50.0 67.9
ＦＮＯ 3.50 3.50 3.50
２ω 85.08 45.84 34.44
Ｙｍａｘ 21.60 21.60 21.60
ＴＬ 135.43 152.96 169.45
ＢＦ 11.75 20.53 22.23
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νd
物体面 ∞
1 800.0000 2.500 1.84666 23.80
2 161.6173 3.000 1.59319 67.90
3 233.4567 0.200
4 88.3647 5.578 1.81600 46.59
5 1494.7667 D5(可変)
6* 500.0000 2.000 1.67798 54.89
7 20.0442 D7(可変)
8 -23.6909 1.200 1.59319 67.90
9 -99.5585 0.200
10 130.0428 3.826 1.85000 27.03
11 -52.3275 1.221
12 -32.7025 1.200 1.60300 65.44
13 -46.7034 D13(可変)
14(絞りS) ∞ 1.658
15 42.4477 4.725 1.75520 27.57
16 -240.9219 1.366
17 27.1858 6.996 1.49782 82.57
18 -51.9273 1.300 2.00069 25.46
19 50.0514 2.382
20* 108.1669 2.719 1.66755 41.87
21 -76.2004 0.200
22 -3410.9598 1.200 1.85478 24.80
23 20.2029 7.635 1.49782 82.57
24 -49.1628 1.439
25 149.7679 6.074 1.72825 28.38
26* -30.1914 D26(可変)
27 -162.6654 2.460 1.94594 17.98
28 -61.8074 0.200
29 86.8437 2.035 1.80400 46.60
30 28.2564 D30(可変)
31* -20.2693 1.300 1.95150 29.83
32 -44.8147 D32(可変)
33 15425.4800 2.506 1.84666 23.80
34 -190.6511 BF
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
K=1.0000
A4=7.50942E-06, A6=-6.77248E-09, A8=6.81523E-12, A10=-1.86349E-15
第２０面
K=1.0000
A4=-2.45608E-05, A6=-6.09341E-09, A8=4.23890E-11, A10=-3.30984E-13
第２６面
K=1.0000
A4=-1.46127E-06, A6=-1.78339E-08, A8=1.84178E-11, A10=-1.65357E-13
第３１面
K=1.0000
A4=-1.14793E-07, A6=-2.17369E-08, A8=6.66752E-11, A10=-6.03155E-13
［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
1 1 176.909
2 6 -30.851
3 8 -1135.437
4 14 29.673
5 27 -109.998
6 31 -39.925
7 33 222.447
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ Ｗ Ｍ Ｔ
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
Ｄ５ 2.000 19.897 29.314 2.000 19.897 29.314
Ｄ７ 17.679 14.397 13.852 17.679 14.397 13.852
Ｄ１３ 20.371 5.813 2.000 20.371 5.813 2.000
Ｄ２６ 4.463 2.867 2.000 4.838 3.299 2.417
Ｄ３０ 8.754 8.749 8.885 8.943 8.714 8.824
Ｄ３２ 3.289 13.586 24.053 2.725 13.189 23.697
［条件式対応値］
条件式（１） ｆＦＰ／（－ｆＦＮ） ＝ 2.609
条件式（２） （－ｆＦｓ）／ｆｗ ＝ 1.613
条件式（３） ＭＷＦ１／ＭＷＦ２ ＝ 0.665
条件式（４） βＷＦ１／βＷＦ２ ＝ 0.804
条件式（５） （－ｆＦｓ）／ｆＲ ＝ 0.179
条件式（６） （－ｆＦｓ）／ｆＦ ＝ 1.346
条件式（７） ｆ１／（－ｆ２） ＝ 5.734
条件式（８） ２ωｗ ＝ 85.08
条件式（９） ＢＦｗ／ｆｗ ＝ 0.475
条件式（10） （ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２－ｒ１） ＝ 2.652
条件式（11） βＷＦ１ ＝ 1.1727
条件式（12） βＷＦ２ ＝ 1.4585
条件式（13） (βＷＦ１＋１／βＷＦ１)-2 ＝ 0.2438
条件式（14） (βＷＦ２＋１／βＷＦ２)-2 ＝ 0.2175
図１１に、第４実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける無限遠合焦時の諸収差を示す。また、図１２に、第４実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける近距離合焦時の諸収差値を示す。
各諸収差図より、第４実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
（第５実施例）
第５実施例について、図１３、図１４、図１５および表５を用いて説明する。図１３は、第５実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す図である。第５実施例に係る変倍光学系ＺＬ（５）は、物体側から順に並んだ、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、開口絞りＳと、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５（第１合焦レンズ群）と、負の屈折力を有する第６レンズ群Ｇ６（第２合焦レンズ群）と、正の屈折力を有する第７レンズ群Ｇ７と、正の屈折力を有する第８レンズ群Ｇ８とから構成されている。ここでは、第１から第４までのレンズ群Ｇ１～Ｇ４が先行レンズ群ＧＦに該当し、第７レンズ群Ｇ７と第８レンズ群Ｇ８が後続レンズ群ＧＲに該当する。像面Ｉは、第８レンズ群Ｇ８の後に位置する。
広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍の際には、第１～第８レンズ群Ｇ１～Ｇ８が図１３下段の矢印が示す軌跡に沿って移動することで、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、変倍が行われる。また、合焦の際には、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６が、図１３上段の矢印で示す方向（像面方向）に、独立して（異なる軌跡で）移動することで、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に並んだ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合負レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とから構成される。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に並んだ、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、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４とから構成される。負メニスカスレンズＬ２１は、物体側の面が非球面である。
第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ３１と、両凸形状の正レンズＬ３２と両凹形状の負レンズＬ３３との接合正レンズとから構成される。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ４１と、両凹形状の負レンズＬ４２と両凸形状の正レンズＬ４３との接合負レンズと、両凸形状の正レンズＬ４４とから構成される。正レンズＬ４１は、物体側の面が非球面である。正レンズＬ４４は、像面側の面が非球面である。
第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と、両凹形状の負レンズＬ５２とから構成される。
第６レンズ群Ｇ６は、両凹形状の負レンズＬ６１から構成される。負レンズＬ６１は、物体側の面が非球面である。
第７レンズ群Ｇ７は、両凸形状の正レンズＬ７１から構成される。
第８レンズ群Ｇ８は、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ８１から構成される。
以下の表５に、第５実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
（表５）
［全体諸元］
変倍比＝2.74
ｆＦＰ＝60.229（Ｌ５１）
ｆＦＮ＝-28.641（Ｌ５２）
ＭＷＦ１＝0.201
ＭＷＦ２＝0.694
βＷＦ１＝1.405
βＷＦ２＝1.534
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 24.8 50.0 67.9
ＦＮＯ 2.92 2.92 2.92
２ω 85.18 45.24 34.12
Ｙｍａｘ 21.60 21.60 21.60
ＴＬ 135.45 154.15 169.45
ＢＦ 11.38 23.63 31.35
［レンズ諸元］
面番号 Ｒ Ｄ ｎｄ νd
物体面 ∞
1 11891.6830 2.500 1.84666 23.80
2 259.8551 3.953 1.59319 67.90
3 4532.4082 0.200
4 82.2793 6.511 1.81600 46.59
5 637.5320 D5(可変)
6* 166.9549 2.000 1.67798 54.89
7 18.9915 7.826
8 -128.0661 1.200 1.59319 67.90
9 39.3297 0.200
10 30.2329 3.805 1.85000 27.03
11 108.1671 4.249
12 -26.7310 1.200 1.60300 65.44
13 -50.1190 D13(可変)
14(絞りS) ∞ 1.500
15 52.2117 3.906 1.90265 35.72
16 -426.9813 0.200
17 36.5119 7.383 1.49782 82.57
18 -31.0542 1.300 1.81600 46.59
19 191.2416 D19(可変)
20* 83.3066 4.681 1.82098 42.50
21 -38.9988 0.299
22 -52.7599 1.200 1.85478 24.80
23 26.2315 6.594 1.49782 82.57
24 -62.9470 0.212
25 52.3086 5.490 1.80604 40.74
26* -58.3708 D26(可変)
27 592.1811 3.338 1.94594 17.98
28 -62.8662 0.200
29 -106.8070 1.200 1.77250 49.62
30 28.0432 D30(可変)
31* -84.0436 1.300 1.95150 29.83
32 101.0812 D32(可変)
33 76.7980 4.332 1.83481 42.73
34 -571.5236 D34(可変)
35 -84.4248 2.428 1.67252 26.52
36 -64.1857 BF
像面 ∞
［非球面データ］
第６面
K=1.0000
A4=2.89860E-06, A6=-1.09792E-09, A8=1.24848E-12, A10=1.65714E-15
第２０面
K=1.0000
A4=-1.21758E-05, A6=2.33795E-10, A8=1.34229E-11, A10=-2.74633E-14
第２６面
K=1.0000
A4=2.89243E-06, A6=-6.52485E-09, A8=1.47471E-14, A10=1.05852E-14
第３１面
K=1.0000
A4=-5.73632E-06, A6=-2.30482E-08, A8=6.15426E-11, A10=-2.77958E-13
［レンズ群データ］
群 始面 焦点距離
1 1 130.490
2 6 -21.991
3 14 47.900
4 20 27.873
5 27 -56.211
6 31 -48.064
7 33 81.345
8 35 379.801
［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ Ｗ Ｍ Ｔ
無限遠 無限遠 無限遠 近距離 近距離 近距離
Ｄ５ 2.000 20.708 31.055 2.000 20.708 31.055
Ｄ１３ 18.835 5.825 2.000 18.835 5.825 2.000
Ｄ１９ 9.480 3.315 2.000 9.480 3.315 2.000
Ｄ２６ 2.777 2.126 2.000 2.977 2.460 2.419
Ｄ３０ 6.407 6.601 5.787 6.901 6.815 5.893
Ｄ３２ 3.039 10.144 13.339 2.345 9.596 12.814
Ｄ３４ 2.329 2.594 2.721 2.329 2.594 2.721
［条件式対応値］
条件式（１） ｆＦＰ／（－ｆＦＮ） ＝ 2.103
条件式（２） （－ｆＦｓ）／ｆｗ ＝ 1.942
条件式（３） ＭＷＦ１／ＭＷＦ２ ＝ 0.289
条件式（４） βＷＦ１／βＷＦ２ ＝ 0.916
条件式（５） （－ｆＦｓ）／ｆＲ ＝ 0.702
条件式（６） （－ｆＦｓ）／ｆＦ ＝ 1.724
条件式（７） ｆ１／（－ｆ２） ＝ 5.934
条件式（８） ２ωｗ ＝ 85.18
条件式（９） ＢＦｗ／ｆｗ ＝ 0.460
条件式（10） （ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２－ｒ１） ＝ 0.092
条件式（11） βＷＦ１ ＝ 1.405
条件式（12） βＷＦ２ ＝ 1.534
条件式（13） (βＷＦ１＋１／βＷＦ１)-2 ＝ 0.2232
条件式（14） (βＷＦ２＋１／βＷＦ２)-2 ＝ 0.2093
図１４に、第５実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける無限遠合焦時の諸収差を示す。また、図１５に、第５実施例に係る変倍光学系の、広角端状態（Ａ）、中間焦点距離状態（Ｂ）、望遠端状態（Ｃ）のそれぞれにおける近距離合焦時の諸収差値を示す。
各諸収差図より、第５実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
以上に説明した各実施例によれば、合焦用レンズ群を小型軽量化することで、鏡筒を大型化することなく高速なＡＦ、ＡＦ時の静粛性を実現し、さらに、広角端状態から望遠端状態への変倍時の収差変動、ならびに無限遠物体から近距離物体への合焦時の収差変動を良好に抑えた変倍光学系を実現することができる。
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項の記載により特定される光学性能を損なわない範囲で、適宜変更可能である。
また、上記実施例では、６群構成、７群構成、８群構成の変倍光学系を示したが、その他の群構成の変倍光学系（例えば、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９群構成等）とすることもできる。ここで、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、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面としては、球面、平面、非球面のいずれを採用してもよい。球面または平面のレンズ面は、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工およ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、さらには像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないという利点がある。非球面のレンズ面としては、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、また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、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面には、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。
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｇ５ 第５レンズ群
Ｇ６ 第６レンズ群
Ｇ７ 第７レンズ群
Ｇ８ 第８レンズ群
Ｉ 像面
Ｓ 開口絞り

Claims (20)

  1. 複数のレンズ群を有し、
    前記複数のレンズ群は、物体側から順に並んだ、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レンズ群とを含み、変倍の際、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、前記複数のレンズ群のうち最も像面側に配置されたレンズ群が移動し、
    前記複数のレンズ群は、合焦の際に移動する第１合焦レンズ群と、前記第１合焦レンズ群より像面側に配置され合焦の際に前記第１合焦レンズ群とは異なる軌跡で移動する第２合焦レンズ群とを含み、合焦の際、前記複数のレンズ群のうち最も像面側に配置されたレンズ群が像面に対して固定され、
    前記第１合焦レンズ群および前記第２合焦レンズ群は、いずれも負の屈折力を有し、
    前記第１合焦レンズ群または前記第２合焦レンズ群は、正の屈折力を有するレンズを少なくとも一つ含み、
    前記第３レンズ群は、物体側から順に並んだ、正レンズと、正レンズと負レンズとの接合レンズとを有し、
    最も像面側に配置されたレンズは、像面側が凸形状の正レンズであり、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    １．４０＜ｆＦＰ／（－ｆＦＮ）＜３．５０
    但し、
    ｆＦＰ：前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦レンズ群を構成するレンズのうち、最も正の屈折力の強いレンズの焦点距離
    ｆＦＮ：前記第１合焦レンズ群内または前記第２合焦レンズ群内の、最も負の屈折力の強いレンズの焦点距離
  2. 複数のレンズ群を有し、
    前記複数のレンズ群は、物体側から順に並んだ、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レンズ群とを含み、変倍の際、隣り合う各レンズ群の間隔が変化し、
    前記複数のレンズ群は、前記第３レンズ群より像面側に配置され合焦の際に移動する第１合焦レンズ群と、前記第１合焦レンズ群より像面側に配置され合焦の際に前記第１合焦レンズ群とは異なる軌跡で移動する第２合焦レンズ群とを含み、
    前記第１合焦レンズ群および前記第２合焦レンズ群は、いずれも負の屈折力を有し、
    前記第１合焦レンズ群または前記第２合焦レンズ群は、正の屈折力を有するレンズを少なくとも一つ含み、
    以下の条件式を満足する変倍光学系。
    １．４０＜ｆＦＰ／（－ｆＦＮ）＜３．５０
    １．００＜（－ｆＦｓ）／ｆｗ＜４．００
    但し、
    ｆＦＰ：前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦レンズ群を構成するレンズのうち、最も正の屈折力の強いレンズの焦点距離
    ｆＦＮ：前記第１合焦レンズ群内または前記第２合焦レンズ群内の、最も負の屈折力の強いレンズの焦点距離
    ｆＦｓ：前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
  3. 以下の条件式を満足する請求項１に記載の変倍光学系。
    １．００＜（－ｆＦｓ）／ｆｗ＜４．００
    但し、
    ｆＦｓ：前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離
    ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
  4. 前記第１合焦レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、像面方向に移動する請求項１～３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  5. 前記第２合焦レンズ群は、無限遠物体から近距離物体への合焦の際、像面方向に移動する請求項１～４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  6. 以下の条件式を満足する請求項１～５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．１０＜ＭＷＦ１／ＭＷＦ２＜３．００
    但し、
    ＭＷＦ１：広角端状態における前記第１合焦レンズ群の無限遠物体から近距離物体への合焦の際の移動量の絶対値
    ＭＷＦ２：広角端状態における前記第２合焦レンズ群の無限遠物体から近距離物体への合焦の際の移動量の絶対値
  7. 以下の条件式を満足する請求項１～６のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．２０＜βＷＦ１／βＷＦ２＜５．００
    但し、
    βＷＦ１：広角端状態における前記第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
    βＷＦ２：広角端状態における前記第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
  8. 前記複数のレンズ群は、前記複数のレンズのうち前記第２合焦レンズ群より像面側に配置されたレンズ群により構成される後続レンズ群を含み、前記後続レンズ群は少なくとも一つのレンズ群により構成される請求項１～７のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  9. 前記複数のレンズ群は、前記複数のレンズのうち前記第２合焦レンズ群より像面側に配置されたレンズ群により構成される後続レンズ群を含み、
    以下の条件式を満足する請求項１～８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    －２．００＜（－ｆＦｓ）／ｆＲ＜２．００
    但し、
    ｆＦｓ：前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離
    ｆＲ：前記後続レンズ群の焦点距離
  10. 前記複数のレンズ群は、前記複数のレンズのうち前記第１合焦レンズ群より物体側に配置されたレンズ群により構成される先行レンズ群を含み、前記先行レンズ群は、前記第１レンズ群と、前記第２レンズ群と、前記第３レンズ群とを含む少なくとも三つのレンズ群により構成される請求項１～９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  11. 前記複数のレンズ群は、前記複数のレンズのうち前記第１合焦レンズ群より物体側に配置されたレンズ群により構成される先行レンズ群を含み、
    以下の条件式を満足する請求項１～９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．３０＜（－ｆＦｓ）／ｆＦ＜３．００
    但し、
    ｆＦｓ：前記第１合焦レンズ群と前記第２合焦レンズ群のうち、屈折力が強い方のレンズ群の焦点距離
    ｆＦ：前記先行レンズ群を構成するレンズ群のうち、前記第１合焦レンズ群に隣接するレンズ群の焦点距離
  12. 以下の条件式を満足する請求項１～１１のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ４．００＜ｆ１／（－ｆ２）＜８．００
    但し、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
  13. 以下の条件式を満足する請求項１～１２のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ２ωｗ＞７５．０°
    但し、
    ωｗ：広角端状態における前記変倍光学系の半画角
  14. 以下の条件式を満足する請求項１～１３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．１０＜ＢＦｗ／ｆｗ＜１．００
    但し、
    ＢＦｗ：広角端状態における前記変倍光学系のバックフォーカス
    ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の焦点距離
  15. 前記第２合焦レンズ群は、負の屈折力を有するレンズ成分を有し、前記レンズ成分は以下の条件式を満足する請求項１～１４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    －２．００＜（ｒ２＋ｒ１）／（ｒ２－ｒ１）＜６．００
    但し、
    ｒ１：前記レンズ成分の物体側のレンズ面の曲率半径
    ｒ２：前記レンズ成分の像面側のレンズ面の曲率半径
  16. 以下の条件式を満足する請求項１～１５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    １．０５＜βＷＦ１＜１．８０
    但し、
    βＷＦ１：広角端状態における前記第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
  17. 以下の条件式を満足する請求項１～１６のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    １．０５＜βＷＦ２＜１．８０
    但し、
    βＷＦ２：広角端状態における前記第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
  18. 以下の条件式を満足する請求項１～１７のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    (βＷＦ１＋１／βＷＦ１)-2＜０．２５０
    但し、
    βＷＦ１：広角端状態における前記第１合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
  19. 以下の条件式を満足する請求項１～１８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    (βＷＦ２＋１／βＷＦ２)-2＜０．２５０
    但し、
    βＷＦ２：広角端状態における前記第２合焦レンズ群の無限遠物体合焦時の横倍率
  20. 請求項１～１９のいずれかに記載の変倍光学系が搭載された光学機器。
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