JP5617277B2 - 変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法に関する。

色収差を補正する方法として、２枚以上の凸レンズと凹レンズとを組み合わせる方法が知られている。また、これら凸レンズと凹レンズを設ける際には接合レンズとすることで、単レンズで設ける場合に比べ、偏芯に対する性能低下の影響を抑えることができることも知られている。

ところで、変倍光学系は、２つ以上のレンズ群を有して構成されている。従来より、変倍光学系を構成する各レンズ群に、上記のような凸レンズと凹レンズからなる接合レンズを配置し、各レンズ群の収差を補正することで、光学系全体としての収差補正を行っているものが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開平１１−１７４３２７号公報

しかしながら、従来の変倍光学系においては、構成する各レンズ群に接合レンズを配置しているものの、色収差の補正が十分ではない、という問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、色収差が十分に補正され、良好な光学性能を有する、変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係る変倍光学系は、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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、負の屈折力を有する第６レンズ群とからなり、変倍時に各レンズ群間隔が変化し、少なくとも８つの接合レンズを有し、前記接合レンズのうち、少なくとも２つの接合レンズを前記第２レンズ群が有し、前記第１レンズ群の最も像側に位置する接合レンズが合焦群であるように構成する。

また、本発明の変倍光学系において、前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する凸レンズのアッベ数をνｐとし、凹レンズのアッベ数をνｎとしたとき、少なくとも２つの前記接合レンズが、次式 １５．０ ＜ νｎ−νｐ の条件を満足することが好ましい。

また、本発明の変倍光学系において、前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する凸レンズの屈折率をｎｐとし、凹レンズの屈折率をｎｎとしたとき、少なくとも２つの前記接合レンズは、次式 ０．００１ ＜ ｎｐ−ｎｎ の条件を満足することが好ましい。

また、本発明の変倍光学系において、前記第１レンズ群〜前記第６レンズ群はいずれも接合レンズを有することが好ましい。

また、本発明の変倍光学系は、前記接合レンズのうち、いずれかを合焦群とすることが好ましい。

また、本発明の変倍光学系は、開口絞りを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して前記開口絞りは像面に対して固定であることが好ましい。

また、本発明の光学機器は、上記いずれかに記載の変倍光学系を有する。

本発明に係る変倍光学系の製造方法は、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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、負の屈折力を有する第６レンズ群とからなり、変倍時に各レンズ群間隔が変化する変倍光学系の製造方法であって、少なくとも８つの接合レンズを有し、前記接合レンズのうち、少なくとも２つの接合レンズを前記第２レンズ群が有し、前記第１レンズ群の最も像側に位置する接合レンズが合焦群であるように、レンズ鏡筒内に各レンズを組み込み、各種の動作確認を行う。

本発明によれば、少なくとも２つの接合レンズが色収差の発生が大きい第２レンズ群に配置されるため、色収差を十分に補正することができ、良好な光学性能を有する、変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法を提供することができる。

第１実施例に係る本変倍光学系の構成及びズーム軌跡を示す図である。 第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。 第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時にぶれ補正を行った際のメリディオナル横収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は望遠端状態をそれぞれ示す。 第１実施例に係る変倍光学系の近距離合焦時（全系の撮影距離Ｒ＝１．８ｍ）の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。 第２実施例に係る本変倍光学系の構成及びズーム軌跡を示す図である。 第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。 第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時にぶれ補正を行った際のメリディオナル横収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は望遠端状態をそれぞれ示す。 第２実施例に係る変倍光学系の近距離合焦時（全系の撮影距離Ｒ＝１．８ｍ）の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。 上記構成の変倍光学系を撮影レンズとして備えたデジタル一眼レフカメラＣＡＭの略断面図である。 上記構成の変倍光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本実施形態について、図面を用いて説明する。

本実施形態に係る変倍光学系は、図１に示すように、少なくとも物体側から順に並んだ第１レンズ群Ｇ１〜第６レンズ群Ｇ６を有し、少なくとも７つの接合レンズ（図１では８つの接合レンズ、すなわちレンズL11,L12、L14,L15、L21,L22、L23,L24、L32〜L34、L41,L42、L52,L53、L61,L62の各組み合わせからなる接合レンズが該当）を有するとともに、そのうち２つ以上の接合レンズ（図１では２つの接合レンズ、すなわちレンズL21,L22、L23,L24の各組み合わせからなる接合レンズが該当）を第２レンズ群Ｇ２が有する構成とした。

このように本実施形態に係る変倍光学系では、全体で６群以上のレンズ群を有することにより、高変倍比の光学系とすることが容易になる。また、少なくとも７つの接合レンズを有することにより、色収差の補正が容易になる。さらに、そのうち少なくとも２つの接合レンズを、色収差の発生が大きい第２レンズ群Ｇ２に配置することにより、非常に効果的に色収差の発生を抑えることができる。また、このように接合レンズを配置することにより、偏芯に伴う性能の低下が軽減され、良好な光学性能を実現することができる。

本実施形態においては、第１レンズ群Ｇ１は正の屈折力を有することが好ましい。この構成により、光学系全長を短くすることができるとともに、歪曲収差の補正が容易になる。

また、本実施形態においては、第２レンズ群Ｇ２は負の屈折力を有することが好ましい。この構成により、像面湾曲の補正が容易になる。

また、本実施形態においては、第３レンズ群Ｇ３は正の屈折力を有することが好ましい。この構成により、球面収差の補正が容易になる。

また、本実施形態においては、第４レンズ群Ｇ４は負の屈折力を有することが好ましい。この構成により、球面収差の補正が容易になる。

また、本実施形態においては、第５レンズ群Ｇ５は正の屈折力を有することが好ましい。この構成により、像面湾曲の補正が容易になる。

また、本実施形態においては、第６レンズ群Ｇ６は負の屈折力を有することが好ましい。この構成により、歪曲収差の補正が容易になる。

また、本実施形態において、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する凸レンズのアッベ数をνｐとし、凹レンズのアッベ数をνｎとしたとき、少なくとも２つの接合レンズが、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。

１５．０ ＜ νｎ−νｐ …（１）

上記条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２内の接合レンズを構成する凸レンズのアッベ数νｐと、凹レンズのアッベ数νｎとの差を規定したものである。本実施形態に係る変倍光学系は、この条件式（１）を満足することで、良好な光学性能を実現することができる。なお、条件式（１）の下限値を下回ると、凸レンズと凹レンズのアッベ数の差が小さくなり、軸上色収差の補正が困難になる。

なお、本実施形態の効果をより確実にするためには、条件式（１）の下限値を１６．０に設定することが望ましい。

また、本実施形態において、第２レンズ群Ｇ２の接合レンズを構成する凸レンズの屈折率をｎｐとし、凹レンズの屈折率をｎｎとしたとき、少なくとも２つの接合レンズは、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。

０．００１ ＜ ｎｐ−ｎｎ …（２）

上記条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２内の接合レンズを構成する凸レンズの屈折率ｎｐと、凹レンズの屈折率ｎｎとの差を規定したものである。本実施形態に係る変倍光学系は、この条件式（２）を満足することで、良好な光学性能を実現することができる。なお、条件式（２）の下限値を下回ると、凸レンズと凹レンズの屈折率の差が小さくなり、像面湾曲の補正が困難になる。

なお、本実施形態の効果をより確実にするためには、条件式（２）の下限値を０．００３に設定することが望ましい。

また、本実施形態において、第１レンズ群Ｇ１〜第６レンズ群Ｇ６はいずれも接合レンズを有することが好ましい。この構成により、色収差の補正が容易になる。また、偏芯に伴う性能の低下が軽減され、良好な光学性能を実現することができる。

また、本実施形態において、前記接合レンズのうち、いずれかを合焦群とすることが好ましい。この構成により、合焦による色収差の変化を小さくすることが容易になる。

また、本実施形態において、前記合焦群は、第１レンズ群Ｇ１の最も像側に位置する接合レンズ（図１では、後群Ｇ１ＲのレンズL14,L15の組み合わせからなる接合レンズ）であることが好ましい。この構成により、合焦機構を簡略化することができるとともに、合焦速度を高速化することができる。

また、本実施形態において、開口絞りＳを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して開口絞りＳは像面Ｉに対して固定であることが好ましい。この構成により、開口絞りＳの位置を変倍に連動させるといった機構が不要になり、本光学系の構成を簡略化することができる。

また、本実施形態において、開口絞りＳを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して開口絞りＳの絞り径は一定であることが好ましい。この構成により、開口絞りＳの絞り径を変倍に連動させるといった機構が不要になり、本光学系の構成を簡略化することができる。

図９に、上記構成の変倍光学系を撮影レンズ１として備えたデジタル一眼レフカメラＣＡＭ（光学機器）の略断面図を示す。図９に示すデジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいて、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ１で集光されて、クイックリターンミラー３を介して焦点板４に結像される。そして、焦点板４に結像された光は、ペンタプリズム５中で複数回反射されて接眼レンズ６へと導かれる。これにより、撮影者は、物体（被写体）像を接眼レンズ６を介して正立像として観察することができる。

また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー３が光路外へ退避し、撮影レンズ１で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子７上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、当該撮像素子７により撮像され、物体（被写体）画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラＣＡＭによる物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、図９に記載のカメラＣＡＭは、撮影レンズ１を着脱可能に保持するものでもよく、撮影レンズ１と一体に成形されるものでもよい。また、カメラＣＡＭは、いわゆる一眼レフカメラでもよく、クイックリターンミラー等を有さないコンパクトカメラでもよい。

続いて、図１０を参照しながら、上記構成の変倍光学系の製造方法について説明する。まず、円筒状の鏡筒内に各レンズ（例えば、図１ではレンズL11〜L62が該当）を組み込む（ステップＳ１）。レンズを鏡筒内に組み込む際、光軸に沿った順にレンズを１つずつ鏡筒内に組み込んでもよく、一部又は全てのレンズを保持部材で一体保持してから鏡筒部材と組み立ててもよい。次に、鏡筒内に各レンズが組み込まれた後、鏡筒内に各レンズが組み込まれた状態で物体の像が形成されるか、すなわち各レンズの中心が揃っているかを確認する（ステップＳ２）。続いて、変倍光学系の各種動作を確認する（ステップＳ３）。各種動作の一例としては、広角端状態から望遠端状態への変倍を行う変倍動作（例えば、図１では第２レンズ群Ｇ２，第３レンズ群Ｇ３，第５レンズ群Ｇ５及び第６レンズ群Ｇ６が光軸方向に沿ってそれぞれ移動する）、遠距離物点から近距離物点への合焦を行うレンズ（例えば、図１では後群Ｇ１Ｒが該当）が光軸方向に沿って移動する合焦動作、少なくとも一部のレンズ（例えば、図１では第４レンズ群Ｇ４が該当）を光軸と垂直方向の成分を持つように移動させる手ぶれ補正動作などが挙げられる。なお、各種動作の確認順番は任意である。

以下、本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１及び表２を示すが、これらは第１及び第２実施例における各諸元の表である。［全体諸元］において、ｆは全系の焦点距離を、ＦＮＯはＦナンバーを、ＴＬは全系の全長を、２ωは全画角を、Φは開口絞り径を示す。［レンズデータ］においては、面番号は光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各光学面から次の光学面（又は像面Ｉ）までの光軸上の距離である面間隔を、ｎｄはｄ線（波長587.6nm）に対する屈折率を、νｄはｄ線に対するアッベ数を、ＢＦはバックフォーカスを示す。また、レンズ面が非球面である場合には、面番号に＊印を付し、曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示す。なお、曲率半径の「0.0000」は平面又は開口を示す。また、空気の屈折率「1.00000」の記載は省略している。［可変間隔データ］において、ｆは全系の焦点距離を、βは全系の横倍率を、Ｄｉ（但し、ｉは整数）は第ｉ面と第（ｉ＋１）面の可変間隔を示す。［各群焦点距離データ］において、各群の初面及び焦点距離を示す。［条件式］において、上記の条件式（１）及び（２）に対応する値を示す。

［非球面データ］には、［レンズデータ］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。すなわち、光軸に垂直な方向の高さをｙとし、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に沿った距離（サグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒとし、円錐係数をκとし、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、以下の式（ａ）で示している。また、Ｅ-nは、×１０^-nを表す。例えば、1.234E-05＝1.234×10^-5である。

Ｓ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１−κ・y²／ｒ²）^1/2｝
＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸＋Ａ10×ｙ¹⁰ …（ａ）

なお、表中において、焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他の長さの単位は、一般に「mm」が使われている。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、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。

以上の表の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。

（第１実施例）
第１実施例について、図１〜図４及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図１に示すように、第１実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５と、負の屈折力を持つ第６レンズ群Ｇ６とを有する。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前群Ｇ１Ｆと、後群Ｇ１Ｒ（合焦群）とを有する。前群Ｇ１Ｆは、光軸に沿って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と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とを有する。後群Ｇ１Ｒは、光軸に沿って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Ｌ１４と両凸形状の正レンズＬ１５との接合レンズを有する。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、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と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２５とを有する。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って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との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ３４とを有する。

第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って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と両凹形状の負レンズＬ４２との接合レンズを有する。

第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２と両凸形状の正レンズＬ５３との接合レンズとを有する。

第６レンズ群Ｇ６は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ６１と両凸形状の正レンズＬ６２との接合レンズを有する。

このような構成である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に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との間隔が減少するように、各レンズ群が移動する。但し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４は像面Ｉに対して固定されている。

開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して像面Ｉに対して固定されている。

なお、本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４における、レンズＬ４１とレンズＬ４２との接合レンズを光軸と直交する方向へシフトさせることで、ぶれ発生時の像面補正が行われる。全系の焦点距離がｆで、ぶれ補正係数（光軸方向のぶれ補正用のレンズ群の移動量に対する像面Ｉ上の像の移動量の比）がＫのレンズで角度θの回転ぶれを補
正するには、ぶれ補正用のレンズ群を（ｆ・ｔａｎθ）／Ｋだけ光軸と直交方向に移動させればよい。本実施例の広角端状態において、ぶれ補正係数Ｋは−２．１００であり、焦点距離は８１．６（mm）であるので、０．３５０°の回転ぶれを補正するためのレンズＬ４１とレンズＬ４２との接合レンズの移動量は−０．２３７（mm）である。本実施例の望遠端状態において、ぶれ補正係数Ｋは−２．１３１であり、焦点距離は３９２（mm）であるので、０．１６０°の回転ぶれを補正するためのレンズＬ４１とレンズＬ４２との接合レンズの移動量は−０．５１２（mm）である。

以下の表１に第１実施例に係る変倍光学系の各諸元の値を掲げる。なお、表１に示す面番号１〜３５は、図１に示す面１〜３５に対応している。

（表１）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 81.6 〜 200.0 〜 392.0
ＦＮＯ 4.6 〜 5.7 〜 5.8
ＴＬ 256.6 〜 256.6 〜 256.6
２ω 29.7 〜 12.0 〜 6.1
Φ 25.0 〜 22.0 〜 19.2
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 179.4338 2.5 1.80610 40.9
2 89.5051 10.0 1.49782 82.5
3 -446.6400 0.1
4 110.9379 5.5 1.49782 82.5
5 234.3333 D5
6 92.3090 3.3 1.78472 25.7
7 70.7791 8.4 1.48749 70.5
8 -25475.8490 D8
9 1009.0937 4.8 1.80518 25.4
10 -89.8865 1.8 1.77250 49.6
11 65.0749 4.0
12 -181.3777 1.7 1.77250 49.6
13 36.8152 6.0 1.78472 25.7
14 226.5434 4.2
15 -66.7353 2.0 1.62299 58.2
16 368.8553 D16
17 66.6763 5.0 1.56384 60.7
18 -110.2881 0.1
19 44.7900 6.2 1.48749 70.5
20 -80.0154 2.0 1.75520 27.5
21 132.4317 0.1
22 115.9136 5.0 1.48749 70.5
23 -100.6044 D23
24 -47.5857 4.0 1.80809 22.8
25 -36.6835 1.8 1.72916 54.7
26 173.4251 2.3
27 0.0000 D27 （開口絞りＳ）
28 470.5912 4.0 1.48749 70.5
29 -41.7072 0.1
30 51.3411 1.2 1.80100 35.0
31 34.1887 5.0 1.48749 70.5
32 -432.2669 D32
33 -31.9511 1.1 1.78800 47.4
34 32.8230 4.5 1.67270 32.1
35 -81.3002 BF
［可変間隔データ］
無限遠 近距離
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
ｆ 81.6 200.0 392.0 − − −
β 0 0 0 -0.06 -0.14 -0.26
D0 0 0 0 1543.41 1543.41 1543.41
D5 14.5310 14.5310 14.5310 2.0000 2.0000 2.0000
D8 2.0014 30.5817 38.9987 14.5323 43.1127 51.5297
D16 54.2333 25.8372 2.0033 54.2333 25.8372 2.0033
D23 2.8656 2.6813 18.0983 2.8656 2.6813 18.0983
D27 10.0853 3.9231 2.0001 10.0853 3.9231 2.0001
D32 20.4765 22.0533 6.6083 20.4765 22.0533 6.6083
BF 55.7244 60.3097 77.6778 55.7244 60.3097 77.6778
［各群焦点距離データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 101.2181
Ｇ２ ９ -31.5893
Ｇ３ 17 42.3904
Ｇ４ 24 -52.1478
Ｇ５ 28 49.2644
Ｇ６ 33 -52.0818
［条件式］
条件式（１）
νｎ−νｐ ＝ 24.2（L21,L22）， 23.9（L23,L24）
条件式（２）
ｎｐ−ｎｎ ＝ 0.03268（L21,L22）， 0.01222（L23,L24）

表１に示す諸元の表から、本実施例に係る変倍光学系では、上記条件式（１）及び（２）を満たすことが分かる。

図２は、第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。図３は、第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時にぶれ補正を行った際のメリディオナル横収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は望遠端状態をそれぞれ示す。図４は、第１実施例に係る変倍光学系の近距離合焦時（全系の撮影距離Ｒ＝１．８ｍ）の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高（単位：mm）を示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバーの値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。また、ｄはｄ線（波長587.6nm）、ｇはｇ線（波長435.8nm）に対する諸収差を、記載のないものはｄ線に対する諸収差をそれぞれ示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示す。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。

各収差図から明らかなように、第１実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。

（第２実施例）
第２実施例について、図５〜図８及び表２を用いて説明する。図５は、第２実施例のレンズ構成図及びズーム軌跡を示したものである。図５に示すように、第２実施例に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、正の屈折力を持つ第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を持つ第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を持つ第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を持つ第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を持つ第５レンズ群Ｇ５と、負の屈折力を持つ第６レンズ群Ｇ６とを有する。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、前群Ｇ１Ｆと、後群Ｇ１Ｒ（合焦群）とを有する。前群Ｇ１Ｆは、光軸に沿って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と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とを有する。後群Ｇ１Ｒは、光軸に沿って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Ｌ１４と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５との接合レンズを有する。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って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との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２３と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ２５とを有する。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って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と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズとを有する。

第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って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と両凹形状の負レンズとの接合レンズＬ４２を有する。

第５レンズ群Ｇ５は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凸形状の正レンズＬ５１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５２と両凸形状の正レンズＬ５３との接合レンズとを有する。

第６レンズ群Ｇ６は、光軸に沿って物体側から順に並んだ、両凹形状の負レンズＬ６１と両凸形状の正レンズＬ６２との接合レンズを有する。

このような構成である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に際して、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔が増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間隔が増大し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との間隔が減少し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６との間隔が減少するように、各レンズ群が移動する。但し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４は像面Ｉに対して固定されている。

開口絞りＳは、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との間に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して像面Ｉに対して固定されている。

なお、本実施例に係る変倍光学系では、第４レンズ群Ｇ４における、レンズＬ４１とレンズＬ４２との接合レンズを光軸と直交する方向へシフトさせることで、ぶれ発生時の像面補正が行われる。全系の焦点距離がｆで、ぶれ補正係数（光軸方向のぶれ補正用のレンズ群の移動量に対する像面Ｉ上の像の移動量の比）がＫのレンズで角度θの回転ぶれを補
正するには、ぶれ補正用のレンズ群を（ｆ・ｔａｎθ）／Ｋだけ光軸と直交方向に移動させればよい。本実施例の広角端状態において、ぶれ補正係数Ｋは−１．８８２であり、焦点距離は８１．６（mm）であるので、０．３５０°の回転ぶれを補正するためのレンズＬ４１とレンズＬ４２との接合レンズの移動量は−０．２６５（mm）である。本実施例の望遠端状態において、ぶれ補正係数Ｋは−１．９７８であり、焦点距離は３９２（mm）であるので、０．１６０°の回転ぶれを補正するためのレンズＬ４１とレンズＬ４２との接合レンズの移動量は−０．５５２（mm）である。

以下の表２に第２実施例に係る変倍光学系の各諸元の値を掲げる。なお、表２に示す面番号１〜３３は、図５に示す面１〜３３に対応している。

（表２）
［全体諸元］
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
ｆ 81.6 〜 200.0 〜 392.0
ＦＮＯ 4.6 〜 5.6 〜 5.8
ＴＬ 257.8 〜 257.8 〜 257.8
２ω 30.1 〜 12.2 〜 6.2
Φ 24.2 〜 22.0 〜 20.4
［レンズデータ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 151.4355 2.5 1.80400 46.6
2 80.9045 10.0 1.49782 82.5
3 -660.7905 0.1
4 103.7009 5.5 1.49782 82.5
5 177.6269 D5
6 97.7191 3.3 1.84666 23.8
7 70.3201 8.4 1.58913 61.2
8 2650.6755 D8
9 2332.5539 4.8 1.80809 22.8
10 -95.5599 1.8 1.80440 39.6
11 66.9490 4.0
12 -266.6149 1.7 1.77250 49.6
13 29.9961 7.0 1.78472 25.7
14 356.0090 4.2
15 -70.4727 2.0 1.74400 44.8
16 286.5097 D16
17 47.3805 7.9 1.51680 64.1
18 -59.1743 0.2
19 56.3209 7.7 1.48749 70.5
20 -40.0873 2.0 1.80518 25.4
21 -168.1697 D21
22 0.0000 3.0 （開口絞りＳ）
23 -46.9340 4.0 1.84666 23.8
24 -29.2304 1.8 1.74100 52.7
25 200.3114 D25
26 490.9425 4.0 1.48749 70.5
27 -67.9550 0.1
28 60.1092 1.2 1.84666 23.8
29 36.2041 6.0 1.48749 70.5
30 -53.9995 D30
31 -31.7589 1.1 1.75500 52.3
32 46.0734 3.7 1.84666 23.8
33 -8940.2754 BF
［可変間隔データ］
無限遠 近距離
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
ｆ 81.6 200.0 392.0 − − −
β 0 0 0 -0.06 -0.14 -0.27
D0 0 0 0 1542.24 1542.24 1542.24
D5 13.4120 13.4120 13.4120 2.0000 2.0000 2.0000
D8 2.0000 28.5031 35.0926 13.4120 39.9151 46.5046
D16 52.6489 25.0338 2.0038 52.6489 25.0338 2.0038
D21 2.0000 3.1120 19.5525 2.0000 3.1120 19.5525
D25 20.1010 9.8885 9.1172 20.1010 9.8885 9.1172
D30 14.5969 14.6003 2.8343 14.5969 14.6003 2.8343
BF 55.0000 65.2091 77.7465 55.0000 65.2092 77.7464
［各群焦点距離データ］
群番号 群初面 群焦点距離
Ｇ１ １ 114.7469
Ｇ２ ９ -30.9191
Ｇ３ 17 40.5507
Ｇ４ 23 -55.0000
Ｇ５ 26 47.9530
Ｇ６ 31 -46.1818
［条件式］
条件式（１）
νｎ−νｐ ＝ 16.8（L21,L22）， 23.9（L23,L24）
条件式（２）
ｎｐ−ｎｎ ＝ 0.00369（L21,L22）， 0.01222（L23,L24）

表２に示す諸元の表から、本実施例に係る変倍光学系では、上記条件式（１）及び（２）を満たすことが分かる。

図６は、第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。図７は、第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時にぶれ補正を行った際のメリディオナル横収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は望遠端状態をそれぞれ示す。図８は、第２実施例に係る変倍光学系の近距離合焦時（全系の撮影距離Ｒ＝１．８ｍ）の諸収差図であり、（ａ）は広角端状態、（ｂ）は中間焦点距離状態、（ｃ）は望遠端状態をそれぞれ示す。

各収差図から明らかなように、第２実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有することが分かる。

なお、上述の実施形態において、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。

上記実施例では、変倍光学系として６群構成のものを示したが、５群、７群、８群等の他の群構成にも適用可能である。具体的には、最も物体側に正のレンズ群を追加した構成や、最も像側に正又は負のレンズ群を追加した構成が挙げられる。

また、単独又は複数のレンズ群、又は部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としてもよい。前記合焦レンズ群は、オートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の（超音波モーター等の）モーター駆動にも適している。特に、第１レンズ群Ｇ１を構成する、レンズＬ１４とレンズＬ１５との接合レンズを合焦レンズ群とするのが好ましい。

また、レンズ群又は部分レンズ群を光軸に垂直な方向に振動させて、手ブレによって生じる像ブレを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、第４レンズ群Ｇ４の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。

また、各レンズ面は、球面又は平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。特に、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５の少なくとも一部を非球面とするのが好ましい。なお、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、加工及び組立調整誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。一方、レンズ面が非球面の場合、この非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、各レンズ面は、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）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。

また、開口絞りＳは、第４レンズ群Ｇ４の近傍（好ましくは像側）又は第３レンズ群Ｇ３の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズ枠でその役割を代用してもよい。

また、各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。

本実施形態の変倍光学系は、変倍比が４．５〜６程度である。

また、本実施形態の変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１の前群Ｇ１Ｆが正レンズを２つ又は３つと、負レンズを１つ有するのが好ましい。また、前群Ｇ１Ｆは、物体側から順に、負レンズと、正レンズと、正レンズとを、又は、負レンズと、正レンズと、正レンズと、正レンズとを配置するのが好ましい。なお、各レンズは、単レンズとしてもよく、貼り合わせて接合レンズとしてもよい。

また、本実施形態の変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１の後群Ｇ１Ｒが正レンズと負レンズとを１つずつ有するのが好ましい。また、後群Ｇ１Ｒは、物体側から順に、負レンズと、正レンズとを配置するのが好ましい。また、後群Ｇ１Ｒは、１つの接合レンズから構成されるのが好ましい。

また、本実施形態の変倍光学系は、第２レンズ群Ｇ２が正レンズを１つ又は２つと、負レンズを３つ有するのが好ましい。また、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、負レンズと、負レンズと、正レンズと、負レンズとを、又は、正レンズと、負レンズと、負レンズと、正レンズと、負レンズとを配置するのが好ましい。なお、各レンズは、単レンズとしてもよく、貼り合わせて接合レンズとしてもよい。

また、本実施形態の変倍光学系は、第３レンズ群Ｇ３が正レンズを２つ又は３つと、負レンズを１つ有するのが好ましい。また、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとを、又は、正レンズと、正レンズと、負レンズと、正レンズとを配置するのが好ましい。なお、各レンズは、単レンズとしてもよく、貼り合わせて接合レンズとしてもよい。

また、本実施形態の変倍光学系は、第４レンズ群Ｇ４が、正レンズを１つと、負レンズを１つ又は２つ有するのが好ましい。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正レンズと、負レンズとを、又は、負レンズと、正レンズと、負レンズとを配置するのが好ましい。また、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、負レンズとを、又は、負レンズと、負レンズと、正レンズとを配置するのが好ましい。なお、各レンズは、単レンズとしてもよく、貼り合わせて接合レンズとしてもよい。

また、本実施形態の変倍光学系は、第５レンズ群Ｇ５が正レンズを２つ又は３つと、負レンズを１つ又は２つ有するのが好ましい。また、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、負レンズとを、又は、正レンズと、負レンズと、正レンズとを配置するのが好ましい。また、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正レンズと、正レンズと、負レンズと、正レンズとを、又は、正レンズと、負レンズとを、正レンズと、負レンズとを配置するのが好ましい。さらに、第５レンズ群Ｇ５は、物体側から順に、正レンズと、負レンズと、正レンズと、負レンズと、正レンズとを配置するのが好ましい。なお、各レンズは、単レンズとしてもよく、貼り合わせて接合レンズとしてもよい。

また、本実施形態の変倍光学系は、第６レンズ群Ｇ６が正レンズを１つと、負レンズを１つ又は２つ有するのが好ましい。第６レンズ群Ｇ６は、物体側から順に、負レンズと、正レンズとを配置するのが好ましい。なお、各レンズは、単レンズとしてもよく、貼り合わせて接合レンズとしてもよい。

なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。

以上のように、色収差が補正され、良好な光学性能を有し、写真用カメラ、電子スチルカメラ及びビデオカメラ等に好適である変倍光学系、光学機器及び変倍光学系の製造方法を提供することができる。

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ１Ｆ 前群
Ｇ１Ｒ 後群（合焦群）
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
Ｓ 開口絞り
Ｉ 像面
ＣＡＭ デジタル一眼レフカメラ（光学機器）

Claims (8)

1. 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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、負の屈折力を有する第６レンズ群とからなり、変倍時に各レンズ群間隔が変化し、
   少なくとも８つの接合レンズを有し、
   前記接合レンズのうち、少なくとも２つの接合レンズを前記第２レンズ群が有し、前記第１レンズ群の最も像側に位置する接合レンズが合焦群であることを特徴とする変倍光学系。
2. 前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する凸レンズのアッベ数をνｐとし、凹レンズのアッベ数をνｎとしたとき、少なくとも２つの前記接合レンズは、次式
   １５．０ ＜ νｎ−νｐ
   の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
3. 前記第２レンズ群の前記接合レンズを構成する凸レンズの屈折率をｎｐとし、凹レンズの屈折率をｎｎとしたとき、少なくとも２つの前記接合レンズは、次式
   ０．００１ ＜ ｎｐ−ｎｎ
   の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の変倍光学系。
4. 前記第１レンズ群〜前記第６レンズ群はいずれも接合レンズを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
5. 前記接合レンズのうちいずれかを合焦群とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
6. 開口絞りを有し、
   広角端状態から望遠端状態への変倍に際して、前記開口絞りは像面に対して固定であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の変倍光学系を有する光学機器。
8. 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、負の屈折力を有する第４レンズ群と、正の屈折力を有する第５レンズ群と、負の屈折力を有する第６レンズ群とからなり、変倍時に各レンズ群間隔が変化する変倍光学系の製造方法であって、
   少なくとも８つの接合レンズを有し、
   前記接合レンズのうち、少なくとも２つの接合レンズを前記第２レンズ群が有し、前記第１レンズ群の最も像側に位置する接合レンズが合焦群であるように、
   レンズ鏡筒内に各レンズを組み込み、各種の動作確認を行うことを特徴とする変倍光学系の製造方法。

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