WO2016104785A1 - 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 - Google Patents

変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 Download PDF

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WO2016104785A1
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lens group
lens
group
refractive power
focusing
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PCT/JP2015/086407
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山本　浩史
拓 松尾
昭彦 小濱
健介 内田
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株式会社ニコン
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    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/20—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
    • G—PHYSICS
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    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++
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    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G—PHYSICS
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake

Definitions

  • the present invention relates to a variable magnification optical system, an optical apparatus, and a method for manufacturing the variable magnification optical system.
  • This application claims priority based on the Japan patent application 2014-266036 for which it applied on December 26, 2014, and uses the content here.
  • variable power optical system as described above has a problem that it cannot achieve good optical performance.
  • a variable magnification optical system has a first lens group having a positive refractive power disposed closest to the object side, and a negative refractive power disposed on the image side from the first lens group.
  • the distance from the lens disposed at the position facing the image side of the focusing group changes, and the focusing group is composed of one single lens having a positive refractive power, and satisfies the following conditional expression: . 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20
  • f1 Focal length of the first lens group
  • ff Focal length of the focusing group
  • variable magnification optical system includes a first lens group having a positive refractive power disposed closest to the object side, and a negative refractive power disposed on the image side from the first lens group.
  • the distance between the first lens group and the negative lens group changes, and the distance between the negative lens group and the positive lens group changes at the time of zooming.
  • the focusing group is composed of a single lens having positive refractive power, and satisfies the following conditional expression: The variable magnification optical system. 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20 However, f1: Focal length of the first lens group ff: Focal length of the focusing group
  • Another aspect of the present invention is: In order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power And having a group
  • the third lens group comprises one single lens having positive refractive power
  • a variable magnification optical system that satisfies the following conditional expression is provided. 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20
  • f1 Focal length ff of the first lens group
  • ff Focal length of the third lens group
  • Another embodiment of the present invention is as follows.
  • An optical apparatus having the zoom optical system is provided.
  • a variable magnification optical system manufacturing method includes a first lens group having a positive refractive power disposed closest to the object side, and a negative lens disposed closer to the image side than the first lens group.
  • a variable power optical system manufacturing method comprising: a negative lens group having a refractive power of 5; and a focusing group disposed between the negative lens group and an aperture stop. The distance between the negative lens group and the negative lens group is changed, and the distance between the negative lens group and the aperture is changed. When focusing, the focus group and the object side of the focus group are opposed to each other. The distance between the lens arranged at the position is changed, and the distance between the focusing group and the lens arranged at the position facing the image side of the focusing group is changed.
  • the lens is composed of one single lens having a positive refractive power and satisfies the following conditional expression. 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20 However, f1: Focal length of the first lens group ff: Focal length of the focusing group
  • Another embodiment of the present invention is as follows.
  • a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power A variable magnification optical system having a group,
  • the third lens group is composed of one single lens having a positive refractive power;
  • the zoom optical system satisfies the following conditional expression, At the time of zooming, the distance between the first lens group and the second lens group changes, the distance between the second lens group and the third lens group changes, and the third lens group and the fourth lens
  • a method for manufacturing a variable magnification optical system in which the distance from a group is changed 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20
  • f1 Focal length ff of the first lens group
  • ff Focal length of the third lens group
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to the first example.
  • 2 (a), 2 (b) and 2 (c) are respectively when an object at infinity is in focus in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the first example.
  • FIG. 3 (a), 3 (b) and 3 (c) are respectively when focusing on a short-distance object in the wide-angle end state, intermediate focal length state and telephoto end state of the variable magnification optical system according to the first example.
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the lens configuration of the variable magnification optical system according to the second example.
  • FIG. 5 (a), 5 (b) and 5 (c) are respectively when an object at infinity is in focus in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the second example.
  • FIG. 6 (a), 6 (b) and 6 (c) are respectively when a short distance object is focused in the wide-angle end state, intermediate focal length state and telephoto end state of the variable magnification optical system according to the second example.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to the third example.
  • FIGS. 9A, 9B, and 9C are diagrams for focusing a short distance object in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the third example, respectively.
  • FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to the fourth example.
  • FIG. 11 (a), 11 (b), and 11 (c), respectively, are focused on an object at infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the fourth example.
  • FIG. 12 (a), 12 (b), and 12 (c), respectively, are those when focusing on a short-distance object in the wide-angle end state, intermediate focal length state, and telephoto end state of the variable magnification optical system according to the fourth example.
  • FIG. FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an example of a camera provided with a variable magnification optical system.
  • FIG. 14 is a diagram showing an outline of an example of a method for manufacturing a variable magnification optical system.
  • FIG. 15 is a diagram showing an outline of an example of a manufacturing method of the variable magnification optical system.
  • variable magnification optical system an optical apparatus, and a method for manufacturing the variable magnification optical system will be described.
  • variable magnification optical system includes a first lens group having a positive refractive power disposed closest to the object side, and a negative lens having a negative refractive power disposed closer to the image side than the first lens group. And a focusing group disposed between the negative lens group and the aperture stop, and the distance between the first lens group and the negative lens group changes during zooming, and the negative lens The distance between the group and the diaphragm changes.
  • the distance between the focusing group and the lens arranged at the position facing the object side of the focusing group changes, and the position facing the focusing group and the image side of the focusing group
  • the distance between the lens and the lens arranged on the lens changes, and the focusing group is composed of one single lens having a positive refractive power.
  • variable magnification optical system includes a first lens group having a positive refractive power disposed closest to the object side, and a negative lens having a negative refractive power disposed closer to the image side than the first lens group.
  • a positive lens group having a group, an anti-vibration group movable so as to have at least a part of a component orthogonal to the optical axis, and a focusing group disposed between the negative lens group and the positive lens group
  • the distance between the first lens group and the negative lens group changes, and the distance between the negative lens group and the positive lens group changes.
  • the distance between the focusing group and the lens arranged at the position facing the object side of the focusing group changes, and the position facing the focusing group and the image side of the focusing group
  • the distance between the lens and the lens arranged on the lens changes, and the focusing group is composed of one single lens having a positive refractive power.
  • the zoom optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power.
  • a lens group and a fourth lens group having a positive refractive power and at the time of zooming, an interval between the first lens group and the second lens group changes, and the second lens group and the third lens group The distance between the lens group changes, and the distance between the third lens group and the fourth lens group changes.
  • the third lens group is composed of a single lens having positive refractive power. With this configuration, it is possible to satisfactorily correct aberration fluctuations during zooming while reducing the size of the lens barrel.
  • variable magnification optical system satisfies the following conditional expression (1).
  • (1) 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20
  • f1 Focal length ff of the first lens group: Focal length of the focusing group (third lens group)
  • Conditional expression (1) defines the ratio between the focal length of the first lens group and the focal length of the focusing group (focusing lens group, third lens group).
  • variable magnification optical system when the corresponding value of the conditional expression (1) is less than the lower limit value, the refractive power of the first lens unit increases. This is not preferable because it becomes difficult to correct spherical aberration and longitudinal chromatic aberration in the telephoto end state.
  • the lower limit value of conditional expression (1) In order to secure the effect, it is preferable that the lower limit value of conditional expression (1) is 1.45. In order to make the effect more reliable, it is preferable that the lower limit value of the conditional expression (1) is 1.48.
  • the refractive power of the third lens group increases. This is not preferable because it becomes difficult to correct spherical aberration and coma in the telephoto end state.
  • the upper limit value of conditional expression (1) is 2.00. In order to make the effect more reliable, it is preferable that the upper limit value of the conditional expression (1) is 1.93.
  • variable magnification optical system with good optical performance can be realized.
  • the aberration fluctuation is large when focusing on a short distance object.
  • the conventional variable magnification optical system is configured to extend the first lens group having a large weight when focusing on a short-distance object, the load on the autofocus mechanism such as a motor is large.
  • the variable magnification optical system can suppress aberration fluctuations when focusing on a short-distance object.
  • the variable magnification optical system adopts an inner focus method and performs focusing with a small and lightweight lens, so that the burden on the autofocus mechanism is small.
  • variable magnification optical system can perform focusing from an object at infinity to a near object by moving the focusing group (third lens group) along the optical axis. It is. With this configuration, it is possible to satisfactorily correct aberration fluctuations during focusing.
  • the zoom optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power (negative lens group).
  • a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a negative refractive power (negative lens group).
  • the distance between the first lens group and the second lens group changes and the following conditional expression (2) is satisfied.
  • f1 Focal length of the first lens group
  • f2 Focal length of the second lens group
  • Conditional expression (2) defines the ratio between the focal length of the first lens group and the focal length of the second lens group.
  • variable magnification optical system when the corresponding value of the conditional expression (2) is lower than the lower limit value, the refractive power of the first lens unit is increased. This is not preferable because it becomes difficult to correct spherical aberration and longitudinal chromatic aberration in the telephoto end state.
  • the lower limit value of conditional expression (2) is 2.50.
  • the lower limit value of the conditional expression (2) is 2.85.
  • conditional expression (2) when the corresponding value of the conditional expression (2) exceeds the upper limit value, the refractive power of the second lens group increases. This is not preferable because correction of coma and astigmatism becomes difficult in the wide-angle end state.
  • the upper limit value of conditional expression (2) is 3.70. In order to make the effect more reliable, it is preferable that the upper limit value of conditional expression (2) is 3.63.
  • variable magnification optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power (negative lens group), and a positive refractive power.
  • a distance between the first lens group and the second lens group changes, and a distance between the second lens group and the third lens group changes during zooming.
  • f2 focal length of the second lens group
  • ff focal length of the third lens group
  • Conditional expression (3) defines the ratio of the focal length of the second lens group and the focal length of the third lens group.
  • conditional expression (3) when the corresponding value of conditional expression (3) is below the lower limit, the refractive power of the third lens unit increases. This is not preferable because it becomes difficult to correct spherical aberration and coma in the telephoto end state.
  • the lower limit value of conditional expression (3) is 1.40. In order to make the effect more reliable, it is preferable that the lower limit value of the conditional expression (3) is 1.61.
  • the refractive power of the second lens group increases. This is not preferable because correction of coma and astigmatism becomes difficult in the wide-angle end state.
  • the upper limit value of conditional expression (3) is 2.20. In order to make the effect more reliable, it is preferable that the upper limit value of conditional expression (3) is 2.16.
  • variable magnification optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power (negative lens group), and a positive refractive power. And a fourth lens group (positive lens group) having a positive refractive power, and at the time of zooming, the distance between the first lens group and the second lens group changes, The distance between the second lens group and the third lens group changes, the distance between the third lens group and the fourth lens group changes, and at least a part of the fourth lens group is orthogonal to the optical axis.
  • variable magnification optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power (negative lens group), and a positive refractive power.
  • a fourth lens group (positive lens group) having a positive refractive power and at the time of zooming, the distance between the first lens group and the second lens group changes, Preferably, the distance between the second lens group and the third lens group changes, the distance between the third lens group and the fourth lens group changes, and the following conditional expression (4) is satisfied. Is possible. (4) 0.10 ⁇ ff / f4 ⁇ 0.90 However, ff: focal length of the third lens group f4: focal length of the fourth lens group
  • Conditional expression (4) defines the ratio between the focal length of the third lens group and the focal length of the fourth lens group. In the variable magnification optical system, satisfying conditional expression (4) makes it possible to satisfactorily correct spherical aberration, coma aberration, and astigmatism in the telephoto end state.
  • variable magnification optical system when the corresponding value of conditional expression (4) is below the lower limit value, the refractive power of the third lens unit increases. This is not preferable because it becomes difficult to correct spherical aberration and coma in the telephoto end state.
  • the lower limit value of conditional expression (4) is 0.20. In order to further secure the effect, it is preferable that the lower limit value of conditional expression (4) is 0.24.
  • variable magnification optical system when the corresponding value of the conditional expression (4) exceeds the upper limit value, the refractive power of the fourth lens group increases. This is not preferable because correction of coma and astigmatism becomes difficult in the telephoto end state.
  • variable magnification optical system includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power (negative lens group), and a positive refractive power.
  • a distance between the first lens group and the second lens group changes, and a distance between the second lens group and the third lens group changes during zooming.
  • conditional expression (5) 60.00 ⁇ d3
  • ⁇ d3 Abbe number of the single lens included in the third lens group
  • Conditional expression (5) defines the Abbe number of a single lens in the third lens group.
  • conditional expression (5) In a variable magnification optical system, if the corresponding value of conditional expression (5) is less than the lower limit, it is not preferable because it is difficult to correct longitudinal chromatic aberration and spherical aberration in the telephoto end state. In order to secure the effect, it is preferable to set the lower limit value of conditional expression (5) to 63.00. In order to further secure the effect, it is preferable that the lower limit value of conditional expression (5) is 64.00.
  • the optical device includes a variable magnification optical system having the above-described configuration. Thereby, an optical device having good optical performance can be realized.
  • a method for manufacturing a variable magnification optical system includes a first lens group having a positive refractive power arranged closest to the object side, and a negative refractive power arranged on the image side from the first lens group.
  • a variable magnification optical system having a negative lens group, and a focusing group disposed between the negative lens group and an aperture stop, wherein the first lens group and the negative The distance between the lens group is changed and the distance between the negative lens group and the stop is changed, and at the time of focusing, the lens is disposed at a position facing the object side of the focusing group and the focusing group.
  • a variable power optical system that is composed of a single lens having power and satisfies the following conditional expression (1): It is a method. Thereby, a variable magnification optical system having good optical performance can be manufactured.
  • (1) 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20
  • f1 Focal length of the first lens group
  • ff Focal length of the focusing group
  • the zoom optical system manufacturing method includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a first lens group having a positive refractive power.
  • a variable magnification optical system manufacturing method having three lens groups and a fourth lens group having a positive refractive power, wherein the third lens group is composed of one single lens having a positive refractive power.
  • the zoom optical system satisfies the following conditional expression (1) so that the distance between the lens groups changes during zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. Thereby, a variable magnification optical system having good optical performance can be manufactured.
  • (1) 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20
  • f1 Focal length ff of the first lens group
  • ff Focal length of the third lens group
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the variable magnification optical system according to the first example in the wide-angle end state. 1 and FIG. 4, FIG. 7 and FIG. 10, which will be described later, indicate the movement trajectory of each lens group during zooming from the wide-angle end state (W) to the telephoto end state (T).
  • variable magnification optical system includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power.
  • the lens group G3 includes a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side, and a cemented lens of a negative meniscus lens L12 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L13.
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconcave negative lens L21 and a positive meniscus lens L22 having a convex surface facing the object side, and a biconcave negative lens L23.
  • the third lens group G3 is composed of a biconvex positive lens L31.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, an aperture stop S, a cemented lens of a biconvex positive lens L41, a negative meniscus lens L42 having a convex surface on the image side, and a positive surface having a convex surface on the image side. It consists of a cemented lens of a meniscus lens L43 and a biconcave negative lens L44, a biconvex positive lens L45, and a negative meniscus lens L46 with a convex surface facing the image side.
  • the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 and the second lens group at the time of zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state is arranged along the optical axis so that the air gap between G2 and the third lens group G3 and the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 are changed. Move each.
  • the third lens group G3 is moved to the image side along the optical axis, thereby focusing from an object at infinity to an object at a short distance.
  • the image stabilization is achieved by moving the cemented lens of the positive meniscus lens L43 and the negative lens L44 in the fourth lens group G4 so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis. I do.
  • Table 1 below lists values of specifications of the variable magnification optical system according to the present example.
  • f represents the focal length
  • Bf represents the back focus (distance on the optical axis between the lens surface closest to the image side and the image plane I).
  • the surface number is the order of the optical surfaces counted from the object side
  • r is the radius of curvature
  • d is the surface interval (the interval between the nth surface (n is an integer) and the n + 1th surface)
  • nd is The refractive index for d-line (wavelength 587.6 nm) and ⁇ d indicate the Abbe number for d-line (wavelength 587.6 nm), respectively.
  • the object plane indicates the object plane
  • the variable indicates the variable plane spacing
  • the stop S indicates the aperture stop S
  • the image plane indicates the image plane I.
  • the radius of curvature r ⁇ indicates a plane.
  • FNO is the F number
  • ⁇ is the half angle of view (unit is “°”)
  • Y is the image height
  • TL is the total length of the variable magnification optical system according to the present embodiment (from the first surface to the image surface I).
  • Dn represents the variable distance between the nth surface and the (n + 1) th surface.
  • W represents the wide-angle end state
  • M represents the intermediate focal length state
  • T represents the telephoto end state.
  • d0 represents the distance from the object to the first surface.
  • [Lens Group Data] indicates the start surface and focal length of each lens group.
  • [Conditional Expression Corresponding Value] shows the corresponding value of each conditional expression of the variable magnification optical system according to the present example.
  • the focal length f, the radius of curvature r, and other length units listed in Table 1 are generally “mm”.
  • the optical system is not limited to this because an equivalent optical performance can be obtained even when proportionally enlarged or proportionally reduced.
  • symbol of Table 1 described above shall be similarly used also in the table
  • FIG. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) are respectively when an object at infinity is in focus in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the first example.
  • FIG. 3 (a), 3 (b) and 3 (c) are respectively when focusing on a short-distance object in the wide-angle end state, intermediate focal length state and telephoto end state of the variable magnification optical system according to the first example.
  • FNO represents the F number
  • Y represents the image height
  • NA represents the numerical aperture
  • the spherical aberration diagram shows the value of the F number FNO or the numerical aperture NA corresponding to the maximum aperture
  • the astigmatism diagram and the distortion diagram show the maximum value of the image height Y
  • the coma aberration diagram shows each image height. Indicates the value of.
  • d indicates the aberration at the d-line (wavelength 587.6 nm)
  • g indicates the aberration at the g-line (wavelength 435.8 nm).
  • the solid line indicates the sagittal image plane
  • the broken line indicates the meridional image plane.
  • the coma aberration diagram shows coma aberration at each image height Y. Note that the same reference numerals as in this embodiment are used in the aberration diagrams of each embodiment described later.
  • variable magnification optical system according to the present example has various aberrations corrected satisfactorily and has excellent imaging performance.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the variable magnification optical system according to the second example in the wide-angle end state.
  • the variable magnification optical system according to the present example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power.
  • the lens group G3 includes a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented lens of a negative meniscus lens L11 having a convex surface directed toward the object side and a biconvex positive lens L12.
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L21 and a biconcave negative lens L22, and a biconcave negative lens L23.
  • the third lens group G3 is composed of a biconvex positive lens L31.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, an aperture stop S, a cemented lens of a biconvex positive lens L41, a negative meniscus lens L42 having a convex surface on the image side, and a positive surface having a convex surface on the image side. It consists of a cemented lens of a meniscus lens L43 and a biconcave negative lens L44, a biconvex positive lens L45, and a negative meniscus lens L46 with a convex surface facing the image side.
  • the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 and the second lens group at the time of zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state is arranged along the optical axis so that the air gap between G2 and the third lens group G3 and the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 are changed. Move each.
  • the third lens group G3 is moved to the image side along the optical axis, thereby focusing from an object at infinity to an object at a short distance.
  • the image stabilization is achieved by moving the cemented lens of the positive meniscus lens L43 and the negative lens L44 in the fourth lens group G4 so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis. I do.
  • Table 2 below provides values of specifications of the variable magnification optical system according to the present example.
  • FIG. 5 (a), 5 (b) and 5 (c) are respectively when an object at infinity is in focus in the wide-angle end state, the intermediate focal length state and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the second example.
  • FIG. 6 (a), 6 (b) and 6 (c) are respectively when a short distance object is focused in the wide-angle end state, intermediate focal length state and telephoto end state of the variable magnification optical system according to the second example.
  • variable magnification optical system according to the present example has various aberrations corrected satisfactorily and has excellent imaging performance.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the zoom optical system according to the third example in the wide-angle end state.
  • the variable magnification optical system according to the present example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power.
  • the lens group G3 includes a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a cemented lens of a negative meniscus lens L11 having a convex surface directed toward the object side and a biconvex positive lens L12.
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconcave negative lens L21 and a positive meniscus lens L22 having a convex surface facing the object side, and a biconcave negative lens L23.
  • the third lens group G3 is composed of a biconvex positive lens L31.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L41 and a biconcave negative lens L42, an aperture stop S, and a positive meniscus lens L43 with a convex surface facing the image side. It consists of a cemented lens with a biconcave negative lens L44, a biconvex positive lens L45, a biconvex positive lens L46, and a biconcave negative lens L47.
  • the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 and the second lens group at the time of zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state is arranged along the optical axis so that the air gap between G2 and the third lens group G3 and the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 are changed. Move each.
  • the third lens group G3 is moved to the image side along the optical axis, thereby focusing from an object at infinity to an object at a short distance.
  • the image stabilization is achieved by moving the cemented lens of the positive meniscus lens L43 and the negative lens L44 in the fourth lens group G4 so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis. I do. Table 3 below lists values of specifications of the variable magnification optical system according to the present example.
  • FIGS. 8A, 8B, and 8C are respectively focused on an object at infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the third example.
  • FIGS. 9A, 9B, and 9C are diagrams for focusing a short distance object in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the third example, respectively.
  • FIG. 9A, 9B, and 9C are diagrams for focusing a short distance object in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the third example, respectively.
  • variable magnification optical system according to the present example has various aberrations corrected satisfactorily and has excellent imaging performance.
  • FIG. 10 is a sectional view of the zoom optical system according to the fourth example in the wide-angle end state.
  • the variable magnification optical system according to the present example includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a positive refractive power, a second lens group G2 having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power.
  • the lens group G3 includes a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L11 having a convex surface facing the object side, a negative meniscus lens L12 having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens L13 having a convex surface facing the object side. It consists of a cemented lens.
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a cemented lens of a biconcave negative lens L21 and a positive meniscus lens L22 having a convex surface facing the object side, and a biconcave negative lens L23.
  • the third lens group G3 is composed of a biconvex positive lens L31.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L41 having a convex surface directed toward the object side, a cemented lens of a biconvex positive lens L42 and a biconcave negative lens L43, an aperture stop S, A cemented lens of a positive meniscus lens L44 having a convex surface facing the image side and a biconcave negative lens L45, and a cemented lens of a negative meniscus lens L46 having a convex surface facing the object side and a biconvex positive lens L47; And a negative meniscus lens L48 having a convex surface directed toward the object side.
  • the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 and the second lens group at the time of zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state is arranged along the optical axis so that the air gap between G2 and the third lens group G3 and the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 are changed. Move each.
  • the third lens group G3 is moved to the image side along the optical axis, thereby focusing from an object at infinity to an object at a short distance.
  • the image stabilization is achieved by moving the cemented lens of the positive meniscus lens L44 and the negative lens L45 in the fourth lens group G4 so as to include a component in a direction perpendicular to the optical axis. I do. Table 4 below lists values of specifications of the variable magnification optical system according to the present example.
  • FIG. 11 (a), 11 (b), and 11 (c), respectively, are focused on an object at infinity in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the fourth example.
  • FIG. 12 (a), 12 (b), and 12 (c), respectively, are those when focusing on a short-distance object in the wide-angle end state, intermediate focal length state, and telephoto end state of the variable magnification optical system according to the fourth example.
  • FIG. 12 (a), 12 (b), and 12 (c), respectively, are those when focusing on a short-distance object in the wide-angle end state, intermediate focal length state, and telephoto end state of the variable magnification optical system according to the fourth example.
  • variable magnification optical system according to the present example has various aberrations corrected satisfactorily and has excellent imaging performance.
  • each of the above embodiments it is possible to realize a variable magnification optical system having a good optical performance while having an anti-vibration function.
  • each said Example has shown one specific example of this invention, and this invention is not limited to these. The following contents can be appropriately adopted as long as the optical performance of the variable magnification optical system is not impaired.
  • variable magnification optical system Although a four-group configuration is shown as a numerical example of the variable magnification optical system, the present application is not limited to this, and a variable magnification optical system of another group configuration (for example, five groups) can also be configured. Specifically, a configuration in which a lens or a lens group is added on the most object side or the most image side of the variable magnification optical system may be used.
  • the variable magnification optical system uses the third lens group consisting of one positive single lens as the focusing group (focusing lens group) on the optical axis in order to focus from an object at infinity to an object at a short distance. It is the structure moved along.
  • the above focusing group can also be applied to autofocus, and is also suitable for driving by an autofocus motor, such as an ultrasonic motor.
  • any lens group or a part thereof is moved as an anti-vibration lens group so as to include a component in a direction perpendicular to the optical axis, or an in-plane direction including the optical axis It can also be set as the structure which carries out anti-vibration by carrying out rotational movement (oscillation) to (F).
  • the lens surface of the lens constituting the variable magnification optical system may be a spherical surface, a flat surface, or an aspherical surface.
  • the lens surface is a spherical surface or a flat surface, lens processing and assembly adjustment are facilitated, and deterioration of optical performance due to errors in lens processing and assembly adjustment can be prevented. Further, even when the image plane is deviated, there is little deterioration in drawing performance.
  • the lens surface is aspherical, any of aspherical surface by grinding, glass mold aspherical surface in which glass is molded into an aspherical shape, or composite aspherical surface in which resin provided on the glass surface is formed in an aspherical shape Good.
  • the lens surface may be a diffractive surface, and the lens may be a gradient index lens (GRIN lens) or a plastic lens.
  • GRIN lens gradient index lens
  • the aperture stop be disposed in the fourth lens group, and a configuration may be adopted in which the role is replaced by a lens frame without providing a member as the aperture stop.
  • an antireflection film having a high transmittance in a wide wavelength range may be provided on the lens surface of the lens constituting the variable magnification optical system.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an example of a camera including a variable magnification optical system.
  • the camera 1 is a so-called mirrorless camera of an interchangeable lens type that includes the variable magnification optical system according to the first example as the photographing lens 2.
  • the camera 1 In the camera 1, light from an object (not shown) that is not shown is collected by the taking lens 2, and passes through an OLPF (Optical Low Pass Filter) that is not shown on the imaging surface of the imaging unit 3. Form a subject image. Then, the subject image is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element provided in the imaging unit 3 to generate an image of the subject. This image is displayed on an EVF (Electronic view finder) 4 provided in the camera 1. Thus, the photographer can observe the subject via the EVF 4. When the release button (not shown) is pressed by the photographer, the subject image generated by the imaging unit 3 is stored in a memory (not shown). In this way, the photographer can shoot the subject with the camera 1.
  • OLPF Optical Low Pass Filter
  • variable magnification optical system according to the first embodiment mounted on the camera 1 as the photographing lens 2 has good optical performance. That is, the camera 1 can realize good optical performance. Even if a camera equipped with the variable magnification optical system according to the second to fourth embodiments as the photographing lens 2 is configured, the same effect as the camera 1 can be obtained. Further, even when the variable magnification optical system according to each of the above embodiments is mounted on a single-lens reflex camera that has a quick return mirror and observes a subject with a finder optical system, the same effect as the camera 1 can be obtained. it can.
  • FIGS. 14 and 15 are diagrams showing an outline of a method for manufacturing a variable magnification optical system.
  • the zoom optical system manufacturing method includes a first lens group having a positive refractive power disposed closest to the object side, and a negative refraction disposed closer to the image side than the first lens group.
  • a variable magnification optical system manufacturing method including a negative lens group having power and a focusing group disposed between the negative lens group and an aperture stop, and includes the following steps S1 to S3.
  • step S1 at the time of zooming, the distance between the first lens group and the negative lens group is changed, and the distance between the negative lens group and the stop is changed.
  • the distance between the focusing group (at least part of the third lens group) and the lens disposed at the position facing the object side of the focusing group changes, and the focusing group (at least part of the third lens group) ) And a lens disposed at a position facing the image side of the focusing group.
  • the focusing group is constituted by one single lens having a positive refractive power.
  • step S3 the following conditional expression (1) is satisfied.
  • f1 Focal length of the first lens group
  • ff Focal length of the focusing group
  • variable magnification optical system manufacturing method includes, in order from the object side, a first lens group having a positive refractive power, a second lens group having a negative refractive power, and a positive refractive power.
  • a variable magnification optical system manufacturing method including a third lens group having a fourth lens group having a positive refractive power, and includes the following steps S1 to S3.
  • Step S1 First to fourth lens groups are prepared, and the third lens group is made of one single lens having a positive refractive power. Then, each lens group is arranged in the lens barrel in order from the object side.
  • Step S2 The variable magnification optical system is made to satisfy the following conditional expression (1).
  • (1) 1.40 ⁇ f1 / ff ⁇ 2.20
  • f1 Focal length ff of the first lens group
  • ff Focal length of the third lens group
  • Step S3 By providing a known moving mechanism in the lens barrel, the distance between the lens groups is changed at the time of zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state.
  • variable magnification optical system According to the above method for manufacturing a variable magnification optical system, it is possible to manufacture a variable magnification optical system having good optical performance.
  • G1 First lens group G2 Second lens group (negative lens group) G3 Third lens group (focusing group) G4 4th lens group (positive lens group) S aperture stop I image plane W wide-angle end state T telephoto end state

Abstract

　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（Ｇ１）と、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（Ｇ２）と、負レンズ群と開口絞りとの間に配置された合焦群（Ｇ３）と、を有し、変倍時に、第１レンズ群と負レンズ群との間隔が変化し、負レンズ群と絞りとの間隔が変化し、合焦に際し、合焦群と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、合焦群と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、合焦群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなり、所定の条件式を満足する。

Description

変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法
　本発明は、変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法に関する。
　本願は、２０１４年１２月２６日に出願された日本国特許出願２０１４－２６６０３６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、上述のような従来の変倍光学系は、良好な光学性能を達成できていないという問題があった。
　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、前記負レンズ群と開口絞りとの間に配置された合焦群と、を有し、変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、前記負レンズ群と前記絞りとの間隔が変化し、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、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなり、以下の条件式を満足する。
１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
　本発明の別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、少なくとも一部に光軸と直交方向の成分を持つように移動可能な防振群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、変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、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、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなり、以下の条件式を満足する変倍光学系。
１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
　本発明の別の一態様は、
　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レンズ群とを有し、
　変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
　前記第３レンズ群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなり、
　以下の条件式を満足する変倍光学系を提供する。
１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記第３レンズ群の焦点距離
　また本発明の別の一態様は、
　前記変倍光学系を有する光学装置を提供する。
　本発明の別の一態様に係る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、前記負レンズ群と開口絞り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、変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、前記負レンズ群と前記絞りと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、前記合焦群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなるように構成し、以下の条件式を満足する。
１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
　また、本発明の別の一態様は、
　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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
　前記第３レンズ群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなるようにし、
　前記変倍光学系が以下の条件式を満足するようにし、
　変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化するようにする変倍光学系の製造方法を提供する。
１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記第３レンズ群の焦点距離
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断面図である。 図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）はそれぞれ、第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）はそれぞれ、第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。 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断面図である。 図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）はそれぞれ、第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）はそれぞれ、第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。 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断面図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）はそれぞれ、第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）はそれぞれ、第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。 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断面図である。 図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）はそれぞれ、第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。 図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）はそれぞれ、第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。 図１３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１４は変倍光学系の製造方法の一例の概略を示す図である。 図１５は変倍光学系の製造方法の一例の概略を示す図である。
　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、前記負レンズ群と開口絞りとの間に配置された合焦群と、を有し、変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、前記負レンズ群と前記絞りとの間隔が変化する。この構成により、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し、前記合焦群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなる。この構成により、鏡筒の小型化を図りつつ、変倍時の収差変動を良好に補正することができる。
　代替実施形態において、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、少なくとも一部に光軸と直交方向の成分を持つように移動可能な防振群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、変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、前記負レンズ群と前記正レンズ群との間隔が変化する。この構成により、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し、前記合焦群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなる。この構成により、鏡筒の小型化を図りつつ、変倍時の収差変動を良好に補正することができる。
　別の代替実施形態において、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レンズ群とを有し、変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化する。この構成において、広角端状態から望遠端状態への変倍を実現しつつ、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、前記第３レンズ群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなる。この構成により、鏡筒の小型化を図りつつ、変倍時の収差変動を良好に補正することができる。
　これらの実施形態において、変倍光学系は、以下の条件式（１）を満足することが好ましくは可能である。
（１）　１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記合焦群（第３レンズ群）の焦点距離
　条件式（１）は、第１レンズ群の焦点距離と合焦群（合焦レンズ群、第３レンズ群）の焦点距離の比を規定するものである。変倍光学系は、条件式（１）を満足することにより、望遠端状態において球面収差、軸上色収差及びコマ収差を良好に補正することができる。
　変倍光学系において、条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、望遠端状態において球面収差と軸上色収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（１）の下限値を１．４５とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を１．４８とすることが好ましくは可能である。
　一方、変倍光学系において、条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、第３レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、望遠端状態において球面収差とコマ収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を２．００とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を１．９３とすることが好ましくは可能である。
　以上の構成により、良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。なお、上述のような従来の変倍光学系では、近距離物体合焦時の収差変動が大きい。また、従来の変倍光学系では、近距離物体合焦時に重量の大きな第１レンズ群を繰り出す構成であるため、モータ等のオートフォーカス機構の負担が大きい。これに対して、上述の実施形態において、変倍光学系は、近距離物体合焦時の収差変動を抑えることができる。また、これらの実施形態において、変倍光学系は、インナーフォーカス方式を採用して小型軽量なレンズで合焦を行う構成であるため、オートフォーカス機構の負担が小さい。
　これらの実施形態において、変倍光学系は、前記合焦群（第３レンズ群）を光軸に沿って移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行うことが好ましくは可能である。この構成により、合焦時の収差変動を良好に補正することができる。
　これらの実施形態において、変倍光学系は、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（負レンズ群）と、を有し、変倍時に、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、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）　２．００＜ｆ１／（－ｆ２）＜４．００
　ただし、
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
　条件式（２）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。変倍光学系は、条件式（２）を満足することにより、望遠端状態における球面収差と軸上色収差、及び広角端状態におけるコマ収差と非点収差を良好に補正することができる。
　変倍光学系において、条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、望遠端状態において球面収差と軸上色収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を２．５０とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を２．８５とすることが好ましくは可能である。
　一方、変倍光学系において、条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、広角端状態においてコマ収差と非点収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を３．７０とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を３．６３とすることが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、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（負レンズ群）と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有し、変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、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）　１．００＜ｆｆ／（－ｆ２）＜２．３０
　ただし、
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記第３レンズ群の焦点距離
　条件式（３）は、第２レンズ群の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。変倍光学系において、条件式（３）を満足することにより、望遠端状態における球面収差とコマ収差、及び広角端状態におけるコマ収差と非点収差を良好に補正することができる。
　変倍光学系において、条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、第３レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、望遠端状態において球面収差とコマ収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を１．４０とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を１．６１とすることが好ましくは可能である。
　一方、変倍光学系において、条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、第２レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、広角端状態においてコマ収差と非点収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を２．２０とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を２．１６とすることが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、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（負レンズ群）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（正レンズ群）とを有し、変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、前記第４レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動することが好ましくは可能である。これにより、手ぶれや振動等に起因する像ぶれの補正即ち防振を行うことができ、特に鏡筒の小型化を図りつつ防振時にも良好な光学性能を達成することができる。
　これらの実施形態において、変倍光学系は、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（負レンズ群）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（正レンズ群）とを有し、変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、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）　０．１０＜ｆｆ／ｆ４＜０．９０
　ただし、
ｆｆ：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
　条件式（４）は、第３レンズ群の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離の比を規定するものである。変倍光学系において、条件式（４）を満足することにより、望遠端状態における球面収差、コマ収差及び非点収差を良好に補正することができる。
　変倍光学系において、条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、第３レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、望遠端状態において球面収差とコマ収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（４）の下限値を０．２０とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を０．２４とすることが好ましくは可能である。
　一方、変倍光学系において、条件式（４）の対応値が上限値を上回ると、第４レンズ群の屈折力が大きくなる。これにより、望遠端状態においてコマ収差と非点収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を０．７５とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を０．６４とすることが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、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（負レンズ群）と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、を有し、変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、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）　６０．００＜νｄ３
　ただし、
νｄ３：前記第３レンズ群に含まれる前記単レンズのアッベ数
　条件式（５）は、第３レンズ群における単レンズのアッベ数を規定するものである。変倍光学系において、条件式（５）を満足することにより、望遠端状態において軸上色収差と球面収差を良好に補正することができる。
　変倍光学系において、条件式（５）の対応値が下限値を下回ると、望遠端状態において軸上色収差と球面収差の補正が困難になってしまうので好ましくない。なお、効果を確実にするために、条件式（５）の下限値を６３．００とすることが好ましくは可能である。また、効果をより確実にするために、条件式（５）の下限値を６４．００とすることが好ましくは可能である。
　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有する。これにより、良好な光学性能を備えた光学装置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、前記負レンズ群と開口絞り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、変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、前記負レンズ群と前記絞りと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、前記合焦群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなるように構成し、以下の条件式（１）を満足する変倍光学系の製造方法である。これにより、良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
（１）１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
　代替実施形態において、変倍光学系の製造方法は、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レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、前記第３レンズ群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなるようにし、前記変倍光学系が以下の条件式（１）を満足するようにし、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記レンズ群どうしの間隔が変化するようにする。これにより、良好な光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。
（１）　１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記第３レンズ群の焦点距離
　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広角端状態における断面図である。なお、図１及び後述する図４、図７及び図１０中の矢印は、広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）への変倍時の各レンズ群の移動軌跡を示している。
　本実施例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とから構成されている。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた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と両凸形状の正レンズＬ１３との接合レンズとからなる。
　第２レンズ群Ｇ２は、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とからなる。
　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、物体側から順に、開口絞りＳと、両凸形状の正レンズＬ４１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズと、像側に凸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、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４６とからなる。
　以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔がそれぞれ変化するように、第１～第４レンズ群Ｇ１～Ｇ４が光軸に沿ってそれぞれ移動する。
　また本実施例に係る変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
　また本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４中の正メニスカスレンズＬ４３と負レンズＬ４４との接合レンズ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防振を行う。
　以下の表１に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
　表１において、ｆは焦点距離、Ｂｆはバックフォーカス（最も像側のレンズ面と像面Ｉとの光軸上の距離）を示す。
　［面データ］において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは曲率半径、ｄは面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、絞りＳは開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示している。
　［各種データ］において、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位は「°」）、Ｙは像高、ＴＬは本実施例に係る変倍光学系の全長（第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離）、ｄnは第n面と第n+1面との可変の間隔をそれぞれ示す。なお、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。ｄ0は物体から第１面までの距離を示す。
　［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
　［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す。
　ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ及びその他の長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
　なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。
（表１）第１実施例
［面データ］
 面番号   ｒ          ｄ         ｎｄ        νｄ
 物面     ∞
  1     71.181      3.783      1.51680      63.88
  2    215.901      0.095      1.00000
  3     63.130      1.500      1.78472      25.64
  4     39.888      7.004      1.48749      70.31
  5   -337.340       可変
  6   -522.329      1.200      1.72916      54.61
  7     18.825      4.059      1.80518      25.45
  8     50.914      3.117      1.00000
  9    -43.738      1.100      1.80400      46.60
 10    217.724       可変
 11     94.133      3.391      1.49782      82.57
 12    -41.765       可変
 13(絞りＳ) ∞      0.100      1.00000
 14     29.229      4.644      1.56384      60.71
 15    -31.326      1.100      1.80518      25.45
 16  -2034.980     13.423      1.00000
 17    -65.010      2.981      1.85026      32.35
 18    -15.931      1.100      1.75500      52.34
 19     42.547      4.150      1.00000
 20     95.432      2.397      1.77250      49.62
 21    -36.738      8.561      1.00000
 22    -22.000      1.400      1.80100      34.92
 23    -39.498       Ｂｆ
 像面     ∞
 
［各種データ］
変倍比 3.43
        Ｗ       Ｔ
ｆ    56.59   193.99
ＦＮＯ 4.12     5.80
ω    14.31°   4.06°
Ｙ    14.00    14.00
ＴＬ 148.31   170.32
Ｂｆ  39.30    63.82
 
＜無限遠物体合焦時＞
         Ｗ       Ｍ       Ｔ
ｄ0      ∞       ∞       ∞
ｄ5     3.619   23.832   27.378
ｄ10   34.229   11.631    1.500
ｄ12    6.050   10.275   12.507
 
＜近距離物体合焦時（撮影距離１．５ｍ）＞
         Ｗ       Ｍ       Ｔ
ｄ0  1351.68  1337.34  1329.67
ｄ5     3.619   23.832   27.378
ｄ10   36.680   18.152    9.762
ｄ12    3.599    3.753    4.244
 
［レンズ群データ］
群  始面    ｆ
 1    1   89.021
 2    6  -27.756
 3   11   58.599
 4   13  165.813
 
［条件式対応値］
（１）　ｆ１／ｆｆ       ＝ 1.52
（２）　ｆ１／（－ｆ２） ＝ 3.21
（３）　ｆｆ／（－ｆ２） ＝ 2.11
（４）　ｆｆ／ｆ４       ＝ 0.35
（５）　νｄ３           ＝ 82.57
 
　図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）はそれぞれ、第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
　図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）はそれぞれ、第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。
　各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、Ｙは像高、ＮＡは開口数をそれぞれ示す。詳しくは、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーＦＮＯ又は開口数ＮＡの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高Ｙ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。また、各収差図において、ｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示す。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。コマ収差図は、各像高Ｙにおけるコマ収差を示す。なお、後述する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。
　各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第２実施例）
　図４は第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。
　本実施例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とから構成されている。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズからなる。
　第２レンズ群Ｇ２は、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とからなる。
　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、物体側から順に、開口絞りＳと、両凸形状の正レンズＬ４１と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズと、像側に凸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、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４６とからなる。
　以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔がそれぞれ変化するように、第１～第４レンズ群Ｇ１～Ｇ４が光軸に沿ってそれぞれ移動する。
　また本実施例に係る変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
　また本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４中の正メニスカスレンズＬ４３と負レンズＬ４４との接合レンズ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防振を行う。
　以下の表２に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
（表２）第２実施例
[面データ]
 面番号   ｒ          ｄ        ｎｄ       νｄ
 物面     ∞
  1     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Ｓ) ∞       0.100     1.00000
 12     32.029       4.395     1.60300     65.44
 13    -34.300       1.100     1.80518     25.45
 14   -459.609      15.385     1.00000
 15    -63.416       3.199     1.85026     32.35
 16    -16.491       1.100     1.75500     52.34
 17     44.329       5.586     1.00000
 18     92.872       2.697     1.71999     50.26
 19    -40.382       8.116     1.00000
 20    -22.000       1.400     1.80100     34.92
 21    -35.076        Ｂｆ 
 像面     ∞
 
［各種データ］
変倍比 3.43
        Ｗ       Ｔ
ｆ    56.60   194.00
ＦＮＯ 4.12     5.86
ω    14.25°   4.06°
Ｙ    14.00    14.00
ＴＬ 148.32   180.32
Ｂｆ  39.01    65.83
 
＜無限遠物体合焦時＞
        Ｗ       Ｍ       Ｔ
ｄ0     ∞       ∞       ∞
ｄ3    3.000   31.280   36.518
ｄ8   34.644   12.104    1.500
ｄ10   7.717   12.876   12.530
 
＜近距離物体合焦時（撮影距離１．５ｍ）＞
         Ｗ       Ｍ       Ｔ
ｄ0  1351.67  1327.14  1319.67
ｄ3     3.000   31.280   36.518
ｄ8    36.933   18.430    9.778
ｄ10    5.427    6.550    4.252
 
［レンズ群データ］
群  始面    ｆ
 1    1   109.858
 2    4   -32.251
 3    9    67.558
 4   11   127.122
 
［条件式対応値］
（１）　ｆ１／ｆｆ       ＝ 1.63
（２）　ｆ１／（－ｆ２） ＝ 3.41
（３）　ｆｆ／（－ｆ２） ＝ 2.09
（４）　ｆｆ／ｆ４       ＝ 0.53
（５）　νｄ３           ＝ 82.57
 
　図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）はそれぞれ、第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
　図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）はそれぞれ、第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。
　各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第３実施例）
　図７は第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。
　本実施例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とから構成されている。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズからなる。
　第２レンズ群Ｇ２は、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とからなる。
　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、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の負レンズＬ４２との接合レンズと、開口絞りＳと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４３と両凹形状の負レンズＬ４４との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４５と、両凸形状の正レンズＬ４６と、両凹形状の負レンズＬ４７とからなる。
　以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔がそれぞれ変化するように、第１～第４レンズ群Ｇ１～Ｇ４が光軸に沿ってそれぞれ移動する。
　また本実施例に係る変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
　また本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４中の正メニスカスレンズＬ４３と負レンズＬ４４との接合レンズ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防振を行う。
　以下の表３に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
（表３）第３実施例
[面データ]
 面番号   ｒ         ｄ        ｎｄ        νｄ
 物面     ∞
  1     52.406      1.800     1.80518     25.45
  2     38.475      8.542     1.48749     70.31
  3   -284.767       可変
  4   -199.633      1.200     1.79500     45.31
  5     20.975      3.861     1.80518     25.45
  6     77.691      3.309     1.00000
  7    -41.578      1.200     1.60300     65.44
  8    934.959       可変
  9    132.334      3.206     1.60300     65.44
 10    -49.998       可変
 11     23.991      4.868     1.49782     82.57
 12    -45.086      1.100     1.84666     23.80
 13    540.330      4.000     1.00000
 14(絞りＳ) ∞      7.518     1.00000
 15    -65.783      2.726     1.90366     31.27
 16    -17.427      1.100     1.77250     49.62
 17     36.809      2.000     1.00000
 18     43.409      2.613     1.58913     61.22
 19    -46.365      7.365     1.00000
 20     65.436      2.969     1.51823     58.82
 21    -74.103      1.270     1.00000
 22    -22.594      1.300     1.48749     70.31
 23     90.297       Ｂｆ
 像面     ∞
 
［各種データ］
変倍比 3.43
        Ｗ       Ｔ
ｆ    56.60   194.00
ＦＮＯ 4.03     5.87
ω    14.30°   4.06°
Ｙ    14.00    14.00
ＴＬ 145.47   177.47
Ｂｆ  39.01    65.81
 
＜無限遠物体合焦時＞
         Ｗ       Ｍ       Ｔ
ｄ0      ∞       ∞       ∞
ｄ3     1.945   30.560   35.645
ｄ8    33.942   11.510    1.500
ｄ10    8.611   12.554   12.554
 
＜近距離物体合焦時（撮影距離１．５ｍ）＞
         Ｗ       Ｍ       Ｔ
ｄ0  1354.52  1330.98  1322.52
ｄ3     1.945   30.560   35.645
ｄ8    36.720   18.240    9.780
ｄ10    5.834    5.824    4.273
 
［レンズ群データ］
群  始面      ｆ
 1    1     113.015
 2    4     -33.355
 3    9      60.579
 4   11     212.840
 
［条件式対応値］
（１）　ｆ１／ｆｆ       ＝ 1.87
（２）　ｆ１／（－ｆ２） ＝ 3.39
（３）　ｆｆ／（－ｆ２） ＝ 1.82
（４）　ｆｆ／ｆ４       ＝ 0.28
（５）　νｄ３           ＝ 65.44
 
　図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）はそれぞれ、第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
　図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）はそれぞれ、第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。
　各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
（第４実施例）
　図１０は第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態における断面図である。
　本実施例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とから構成されている。
　第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた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との接合レンズとからなる。
　第２レンズ群Ｇ２は、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とからなる。
　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、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、像側に凸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、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４８とからなる。
　以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔、及び第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔がそれぞれ変化するように、第１～第４レンズ群Ｇ１～Ｇ４が光軸に沿ってそれぞれ移動する。
　また本実施例に係る変倍光学系では、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像側へ移動させることにより無限遠物体から近距離物体への合焦を行う。
　また本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４中の正メニスカスレンズＬ４４と負レンズＬ４５との接合レンズ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防振を行う。
　以下の表４に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
（表４）第４実施例
[面データ]
 面番号   ｒ         ｄ         ｎｄ      νｄ
 物面     ∞
  1     51.1394     5.8000    1.487490    70.31
  2   1133.2099     0.1000    1.000000
  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    1.000000
  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    1.000000
 15     35.8671     4.4658    1.497820    82.57
 16    -50.2203     1.6000    1.902000    25.26
 17     64.6451     5.3469    1.000000
 18(絞りＳ) ∞      7.4591    1.000000
 19   -157.1854     2.9000    1.850260    32.35
 20    -14.7113     0.9000    1.795000    45.31
 21     35.0299     2.2000    1.000000
 22     29.4465     1.0000    1.806100    40.97
 23     21.3319     3.3000    1.603420    38.03
 24    -48.3688    11.6956    1.000000
 25    -16.7768     1.0000    1.744000    44.81
 26    -31.2907      Ｂｆ
 像面     ∞
 
［各種データ］
変倍比 3.43
        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
 
＜無限遠物体合焦時＞
        Ｗ       Ｍ       Ｔ
ｄ0     ∞       ∞       ∞
ｄ5    2.595   24.025   28.556
ｄ10  28.666    9.576    1.980
ｄ12   5.674   12.431   12.086
 
＜近距離物体合焦時（撮影距離１．５ｍ）＞
        Ｗ       Ｍ       Ｔ
ｄ0 1368.01  1342.97  1333.288
ｄ5    2.595   24.025   28.5560
ｄ10  30.970   14.542    8.1859
ｄ12   3.371    7.464    5.8803
 
［レンズ群データ］
群  始面      ｆ
 1    1     108.548
 2    6     -30.400
 3   11      61.171
 4   13     141.532
 
［条件式対応値］
（１）　ｆ１／ｆｆ       ＝ 1.77
（２）　ｆ１／（－ｆ２） ＝ 3.57
（３）　ｆｆ／（－ｆ２） ＝ 2.01
（４）　ｆｆ／ｆ４       ＝ 0.43
（５）　νｄ３           ＝ 65.44
 
　図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）はそれぞれ、第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
　図１２（ａ）、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）はそれぞれ、第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態における近距離物体合焦時の諸収差図である。
　各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。
　上記各実施例によれば、防振機能を備えつつ、良好な光学性能を備えた変倍光学系を実現することができる。なお、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、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、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、５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側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。
　また、変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、正の単レンズ１枚からなる第３レンズ群を合焦群（合焦レンズ群）として光軸に沿って移動させる構成である。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等による駆動にも適している。
　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、防振を行う構成とすることもできる。特に、変倍光学系では第４レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましくは可能である。
　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。
　また、変倍光学系において開口絞りは第４レンズ群中に配置されることが好ましくは可能であり、開口絞りとして部材を設けずにレンズ枠でその役割を代用する構成としてもよい。
　また、変倍光学系を構成するレンズのレンズ面に、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。
　次に、変倍光学系を備えたカメラの一例を図１３に基づいて説明する。
　図１３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１３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良好な光学性能を備えている。即ちカメラ１は良好な光学性能を実現することができる。なお、上記第２～第４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。
　最後に、変倍光学系の製造方法の一例の概略を図１４及び図１５に基づいて説明する。図１４及び図１５は、変倍光学系の製造方法の概略を示す図である。
　図１４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と、前記負レンズ群と開口絞り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、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、変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、前記負レンズ群と前記絞りとの間隔が変化するように配置し、合焦に際し、前記合焦群（第３レンズ群の少なくとも一部）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（第３レンズ群の少なくとも一部）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Ｓ２として、前記合焦群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなるように構成する。ステップＳ３として、以下の条件式（１）を満足するようにする。
（１）　１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
　図１５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、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。
　ステップＳ１：第１～第４レンズ群を準備し、第３レンズ群が正の屈折力を有する１枚の単レンズからなるようにする。そして、各レンズ群を鏡筒内に物体側から順に配置する。
　ステップＳ２：変倍光学系が以下の条件式（１）を満足するようにする。
（１）　１．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
　ただし、
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆｆ：第３レンズ群の焦点距離
　ステップＳ３：公知の移動機構を鏡筒に設けることにより、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、レンズ群どうしの間隔が変化するようにする。
　以上の変倍光学系の製造方法によれば、良好な光学性能を備えた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）
Ｓ　　　　　開口絞り
Ｉ　　　　　像面
Ｗ　　　　　広角端状態
Ｔ　　　　　望遠端状態。

Claims (11)

  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、
    　前記負レンズ群と開口絞りとの間に配置された合焦群と、を有し、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、前記負レンズ群と前記絞りとの間隔が変化し、
    　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、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなり、
    　以下の条件式を満足する変倍光学系。
    １．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
    　ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
  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、
    　少なくとも一部に光軸と直交方向の成分を持つように移動可能な防振群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、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、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、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなり、
    　以下の条件式を満足する変倍光学系。
    １．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
    　ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
  3. 　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レンズ群とを有し、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
    　前記第３レンズ群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなり、
    　以下の条件式を満足する変倍光学系。
    １．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
    　ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆｆ：前記第３レンズ群の焦点距離
  4. 　前記第３レンズ群を光軸に沿って移動させることにより合焦を行う請求項３に記載の変倍光学系。
  5. 　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、を有し、
    　変倍時に、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、
    　以下の条件式を満足する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ２．００＜ｆ１／（－ｆ２）＜４．００
    　ただし、
    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
  6. 　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、を有し、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
    　以下の条件式を満足する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    １．００＜ｆｆ／（－ｆ２）＜２．３０
    　ただし、
    ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離
    ｆｆ：前記第３レンズ群の焦点距離
  7. 　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レンズ群とを有し、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
    　前記第４レンズ群の少なくとも一部が光軸と直交する方向の成分を含むように移動する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の変倍光学系。
  8. 　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レンズ群とを有し、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔が変化し、
    　以下の条件式を満足する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ０．１０＜ｆｆ／ｆ４＜０．９０
    　ただし、
    ｆｆ：前記第３レンズ群の焦点距離
    ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
  9. 　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、を有し、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が変化し、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が変化し、
    　以下の条件式を満足する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
    ６０．００＜νｄ３
    　ただし、
    νｄ３：前記第３レンズ群に含まれる単レンズのアッベ数
  10. 　請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の変倍光学系を有する光学装置。
  11. 　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、
    　前記負レンズ群と開口絞り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、
    　変倍時に、前記第１レンズ群と前記負レンズ群との間隔が変化し、前記負レンズ群と前記絞りと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、
    　前記合焦群が、正の屈折力を有する１枚の単レンズからなるように構成し、
    　以下の条件式を満足する変倍光学系の製造方法。
    １．４０＜ｆ１／ｆｆ＜２．２０
    　ただし、
    ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
    ｆｆ：前記合焦群の焦点距離
PCT/JP2015/086407 2014-12-26 2015-12-25 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法 WO2016104785A1 (ja)

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