JP6205858B2 - 変倍光学系、撮像装置、および変倍光学系の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、写真用カメラや電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した変倍光学系と、該変倍光学系を有する撮像装置、および変倍光学系の製造方法に関する。

従来、バックフォーカスが短く、レンズ系全体を小さくした、写真用カメラや電子スチルカメラ、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１参照）。

特許第３８９０５７４号公報

しかしながら、従来の変倍光学系にあっては、レンズ系全体は比較的小さく構成されているが、望遠端状態においてレンズが極端に暗くなるという問題がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、小型で収差変動が少なく、望遠端状態でも充分に明るい高性能な変倍光学系、当該変倍光学系を備えた撮像装置、および変倍光学系の製造方法を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、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、第４レンズ群とにより実質的に４個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとからなり、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、互いの間隔が変化し、または互いの間隔が不変であり、前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有し、次の条件式（１Ａ）および（２）を満足することを特徴とする。
（１Ａ） ０．３２６ ≦ ｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
（２） ０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
ただし、
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離
また、本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、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、第４レンズ群とにより実質的に４個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとからなり、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、互いの間隔が変化し、または互いの間隔が不変であり、前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有し、次の条件式（１）、（２）、および（４Ａ）を満足することを特徴とする。
（１） ｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
（２） ０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
（４Ａ）０．３００ ＜ ｜ｆ３ｂ／ｆ４｜ ＜ １．０００
ただし、
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離
ｆ３ｂ：前記第３ｂレンズ群の焦点距離
また、本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、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、第４レンズ群とにより実質的に４個のレンズ群からなり、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動し、前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとからなり、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、互いの間隔が変化し、または互いの間隔が不変であり、前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有し、次の条件式（１）、（２）、および（３Ａ）を満足することを特徴とする。
（１） ｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
（２） ０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
（３Ａ）０．５３０ ≦ ｆ３ａ／ｆ３ｂ ＜ ０．６２０
ただし、
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離
ｆ３ｂ：前記第３ｂレンズ群の焦点距離

また、本発明に係る撮像装置は、上記変倍光学系を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、第４レンズ群とにより実質的に４個のレンズ群からなる変倍光学系の製造方法であって、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動するように構成し、前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとで構成し、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とで構成し、前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、互いの間隔が変化し、または互いの間隔が不変であるように構成し、前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有するように構成し、次の条件式（１Ａ）および（２）を満足するように構成したことを特徴とする。
（１Ａ） ０．３２６ ≦ ｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
（２） ０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
ただし、
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離

本発明によれば、小型で収差変動が少なく、望遠端状態でも充分に明るい高性能な変倍光学系、当該変倍光学系を備えた撮像装置、および変倍光学系の製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施例に係る変倍光学系の構成を示す図である。 （ａ）は第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態での諸収差図であり、（ｂ）は当該広角端状態において像ブレ補正を行ったときのメリディオナル横収差図である。 第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図である。 （ａ）は第１実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図であり、（ｂ）は当該望遠端状態において像ブレ補正を行ったときのメリディオナル横収差図である。 本発明の第２実施例に係る変倍光学系の構成を示す図である。 （ａ）は第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態での諸収差図であり、（ｂ）は当該広角端状態において像ブレ補正を行ったときのメリディオナル横収差図である。 第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図である。 （ａ）は第２実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図であり、（ｂ）は当該望遠端状態において像ブレ補正を行ったときのメリディオナル横収差図である。 本発明の第３実施例に係る変倍光学系の構成を示す図である。 （ａ）は第３実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態での諸収差図であり、（ｂ）は当該広角端状態において像ブレ補正を行ったときのメリディオナル横収差図である。 第３実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図である。 （ａ）は第３実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図であり、（ｂ）は当該望遠端状態において像ブレ補正を行ったときのメリディオナル横収差図である。 本発明の第４実施例に係る変倍光学系の構成を示す図である。 （ａ）は第４実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の広角端状態での諸収差図であり、（ｂ）は当該広角端状態において像ブレ補正を行ったときのメリディオナル横収差図である。 第４実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の中間焦点距離状態での諸収差図である。 （ａ）は第４実施例に係る変倍光学系の無限遠合焦時の望遠端状態での諸収差図であり、（ｂ）は当該望遠端状態において像ブレ補正を行ったときのメリディオナル横収差図である。 本発明にかかる変倍光学系を搭載する電子スチルカメラを示し、（ａ）は正面図を、（ｂ）は背面図をそれぞれ示す。 図１７（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図を示している。本発明の変倍光学系を備えた撮像装置の概略を示す断面図である。 本発明に係る変倍光学系の製造方法の概略を示す図である。

以下、本発明に係る変倍光学系、撮像装置、および変倍光学系の製造方法について説明する。

まず、本発明に係る変倍光学系から説明する。本発明に係る変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、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、第４レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動する。この構成により変倍可能な光学系を実現し、変倍に伴う像面湾曲の変動を抑えて、高い光学性能を実現できる。

また、本発明に係る変倍光学系は、このような構成のもと、第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとから構成されている。このような構成とすることにより、光学系の全長を短くしつつ、倍率色収差を良好に補正することができる。なお、正レンズを１枚追加することでコマ収差、像面湾曲をさらに良好に補正することができるが、光学系の全長が長くなってしまうので小型化が困難になってしまう。

また、本発明に係る変倍光学系は、このような構成のもと、第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とから構成されている。この構成により、コマ収差を良好に補正することができる。

また、本発明に係る変倍光学系は、このような構成のもと、次の条件式（１）を満足することにより、小型化および高性能化を実現できる。
（１）｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
ただし、
ｆ３ａ：前記第３ａ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（１）は、第３ａレンズ群および第４レンズ群の焦点距離を規定する条件式であり、条件式（１）を満足することにより、良好な収差補正と小型化とを実現できる。

条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、第４レンズ群の焦点距離が短くなり、コマ収差および像面湾曲の補正が困難になる。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（１）の上限値を０．８００にすることが好ましい。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式（１）の上限値を０．６００にすることが好ましい。

また、本発明の効果を確実にするために、条件式（１）は、
０．１００ ＜ ｜ｆ３ａ／ｆ４｜
をさらに満足することが好ましい。条件式（１）の対応値が該下限値を下回ると、第３ａレンズ群の焦点距離が短くなり、球面収差の補正が困難になる。球面収差を良好に補正しようとするとレンズの枚数が増えることとなり、本発明の目的である小型化を実現できなくなる。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式（１）の該下限値を０．２００にすることが好ましい。

また、本発明に係る変倍光学系は、このような構成のもと、３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有し、次の条件式（２）を満足することにより、小型化および高性能化を実現できる。
（２）０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
ただし、
ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
なお、前記レンズ成分とは、単レンズまたは接合レンズのことをいう。

条件式（２）は、第３ａレンズ群および第３ｂレンズ群中で最も像側にある負レンズ成分の焦点距離を規定する条件式であり、条件式（４）を満足することにより、変倍時に良好な光学性能を保ちつつ小型の光学系を実現できる。

条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、第３ａレンズ群の焦点距離が短くなり、球面収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（２）の上限値を１．４００にすることが好ましい。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式（２）の上限値を１．３００にすることが好ましい。

条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、第３ｂレンズ群の焦点距離が短くなり、像面湾曲とコマ収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（２）の下限値を０．７５０にすることが好ましい。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式（２）の下限値を０．７８０にすることが好ましい。

また、本発明に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第３ａレンズ群と第３ｂレンズ群との間隔は増大することが望ましい。このような構成とすることにより、変倍による球面収差の変動を良好に補正することができる。

また、本発明に係る変倍光学系は、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．１００ ＜ ｆ３ａ／ｆ３ｂ ＜ ０．７００
ただし、
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
ｆ３ｂ：前記第３ｂレンズ群の焦点距離

条件式（３）は、第３ａレンズ群および第３ｂレンズ群の焦点距離を規定する条件式であり、条件式（３）を満足することにより、変倍時に良好な光学性能を保ちつつ小型の光学系を実現できる。

条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、第３ｂレンズ群の焦点距離が短くなり、像面湾曲とコマ収差の補正を良好に補正することができなくなってしまう。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（３）の上限値を０．６２０にすることが好ましい。

条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、第３ａレンズ群の焦点距離が短くなり、球面収差を良好に補正することができなくなってしまう。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（３）の下限値を０．２００にすることが好ましい。

また、本発明に係る変倍光学系は、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）｜ｆ３ｂ／ｆ４｜ ＜ １．０００
ただし、
ｆ３ｂ：前記第３ｂ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３ｂレンズ群および第４レンズ群の焦点距離を規定する条件式であり、条件式（２）を満足することにより、変倍時に良好な光学性能を保ちつつ小型の光学系を実現できる。

条件式（４）の対応値が上限値を上回ると、第４レンズ群の焦点距離が短くなり、像面湾曲とコマ収差の補正を良好に補正することができなくなってしまう。なお、本発明の効果を確実にするために、条件式（４）の上限値を０．９００にすることが好ましい。

また、本発明の効果を確実にするために、条件式（４）は、
０．１００ ＜ ｜ｆ３ｂ／ｆ４｜
をさらに満足することが好ましい。条件式（４）の対応値が該下限値を下回ると、第３ｂレンズ群の焦点距離が短くなり、像面湾曲とコマ収差を良好に補正することができなくなってしまう。また、本発明の効果をさらに確実にするために、条件式（４）の該下限値を０．３００にすることが好ましい。

また、本発明に係る変倍光学系は、第２レンズ群は３つのレンズからなることが望ましい。第２レンズ群が２枚からなる構成では、変倍の際のコマ収差、倍率色収差の補正が困難になってしまう。また、４枚以上の構成では、第２レンズ群の光軸上の厚みが増え、全長が長くなってしまい、小型化が困難になってしまう。

また、本発明に係る撮像装置は、上述した構成の変倍光学系を有することを特徴とする。これにより、高い光学性能を備えた撮像装置を実現することができる。

また、本発明に係る変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、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、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動するように構成し、前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとで構成し、前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とで構成し、前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有するように構成し、次式の条件を満足するように構成したことを特徴とする。
｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
ただし、
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離

斯かる変倍光学系の製造方法により、高い光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。

（数値実施例）
以下、本発明の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、本発明の第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１のレンズ構成を示す断面図である。

図１に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成され、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置する負メニスカスレンズＬ２１は、物体側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、開口絞りＳＰと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとから構成される。

第３ａレンズ群Ｇ３ａは、両凸レンズＬ３１からなる。
第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ３２と両凹レンズＬ３３との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と両凹レンズＬ３５との接合レンズとから構成される。

第４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ４１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４２とから構成され、第４レンズ群Ｇ４の最も像側に位置する負メニスカスレンズＬ４２は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

像面Ｉの近傍には、ローパスフィルタＦＬが配置されている。
像面Ｉ上には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成された撮像素子（図示省略）が配置されている。

本実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３ａレンズ群Ｇ３ａとの間隔は減少し、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとの間隔は増大し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと第４レンズ群Ｇ４との間隔は減少するように、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像面Ｉ側へ移動してから物体側へ移動し、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第４レンズ群Ｇ４とは一体に物体側へ移動し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは物体側へ移動する。

開口絞りＳＰは、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとの間に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと共に移動する。

また、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを構成する接合レンズのうち、負の屈折力を有する像面側の接合レンズを防振レンズ群Ｇvrとして光軸と直交する方向の成分を含む方向に移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行っている。

また、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、防振レンズ群Ｇvrの移動量は、広角端状態において０．３８７（ｍｍ）であり、望遠端状態において０．４０４（ｍｍ）である。

以下の表１に、本発明の第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の諸元値を掲げる。
表１中の［全体諸元］において、ｆは変倍光学系全体の焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは画角（単位：度）、Ｙは像高、ＴＬは光学系全長、空気換算ＢＦは空気換算したバックフォーカスをそれぞれ示している。ここで、光学系全長ＴＬは第１レンズ群Ｇ１中の最も物体側のレンズ面から像面Ｉまでの光軸上の距離である。また、空気換算ＢＦは第４レンズ群Ｇ４中の最も像側のレンズ面から像面Ｉまでの光軸上の距離を、屈折力のないフィルタ等の光学ブロックを光路中から除去した状態で測ったときの値である。また、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態の各焦点距離状態をそれぞれ示す。

［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面の順番、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ面の間隔、ｎｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長λ＝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、（絞りＳＰ）は開口絞りＳＰ、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、空気の屈折率ｄ＝1．00000の記載は省略している。また、レンズ面が非球面である場合には面番号に＊印を付して曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示している。

［非球面データ］には、［面データ］に示した非球面について、その形状を次式で表した場合の円錐係数と非球面係数を示す。
Ｘ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｙ²／ｒ²）｝^1／2］＋Ａ４ｙ⁴＋Ａ６ｙ⁶＋Ａ８ｙ⁸＋Ａ１０ｙ¹⁰
ここで、光軸に垂直な方向の高さをｙ、高さｙにおける光軸方向の変位量をＸ（ｙ）、基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）をｒ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＡｎとする。また、「Ｅ−ｎ」は「×１０^−ｎ」を示し、例えば、「１．２３４Ｅ−０５」は、「１．２３４×１０⁻⁵」を示す。

［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面番号と焦点距離を示す。
［可変間隔データ］には、焦点距離ｆ、可変間隔の値を示す。
［条件式対応値］には、各条件式の対応値をそれぞれ示す。
ここで、表１に記載されている焦点距離ｆや曲率半径ｒ、およびその他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大また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
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 28.5 49.2 78.9
ＦＮＯ 3.6 5.0 5.6
２ω 38.2 22.8 14.6
Ｙ 21.6 21.6 21.6
ＴＬ 104.3 118.9 137.5
空気換算ＢＦ 22.4 33.0 43.6

［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1) 69.8451 1.70 1.84666 63.34
2) 49.2913 6.13 1.6968 55.52
3) 330.0000 D3
＊4) 79.1000 1.35 1.755 52.34
5) 16.5989 7.79
6) −50.9281 1.30 1.72916 54.61
7) 109.8840 0.10
8) 30.8619 3.36 1.84666 23.8
9) 104.8439 D9
10) 123.7807 2.52 1.5186 69.89
11) −38.2947 D11
12) (絞り) 0.50
13) 16.5221 4.00 1.59319 67.9
14) −32.3462 1.44 1.84666 23.8
15) 221.1481 4.00
16) −154.6423 2.69 1.64769 33.73
17) −14.3173 1.26 1.60738 56.74
18) 30.5152 D18
19) 32.4553 5.03 1.48749 70.31
20) −26.6257 3.96
21) −12.7834 1.50 1.7725 49.62
＊22) −26.6557 D22
23) ∞ 2.00 1.5168 63.88
24) ∞ 0.10
像面 ∞

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 140.90
G2 4 −26.75
G3a 10 56.70
G3b 13 103.66
G4 19 142.76
Gvr 16 −46.70

［非球面データ］
面番号：4
κ = 1
A4 ＝−2.27070E−06
A6 ＝−8.69500E−09
A8 ＝ 2.51440E−11
A10＝−2.72400E−14

面番号：22
κ = 1.0000
A4 ＝ 1.45840E−05
A6 ＝ 1.55010E−08
A8 ＝ 3.09160E−11

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 28.5 49.2 78.9
D3 1.50 17.68 33.08
D9 22.13 10.00 2.50
D11 4.00 5.30 6.00
D18 5.00 3.70 3.00
D22 20.94 31.53 42.15

［各条件式対応値］
（１）｜ｆ３ａ／ｆ４｜＝０．３９７
（２）（−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ＝０．８２４
（３）ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝０．５４７
（４）｜ｆ３ｂ／ｆ４｜＝０．７２７

図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正を行った時のメリディオナル横収差図である。

図３は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の無限遠合焦時の中間焦点距離状態における諸収差図である。

図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１の無限遠合焦時の望遠端状態における諸収差図、および像ブレ補正を行った時のメリディオナル横収差図である。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高をそれぞれ示している。また、図中のｄはｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）での収差曲線を示し、ｇはｇ線（波長λ＝４３５．８ｎｍ）での収差曲線を示し、記載のないものはｄ線での収差曲線を示す。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ている。非点収差を示す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している。コマ収差を示す収差図は、ｄ線およびｇ線に対するメリディオナルコマ収差を表している。なお、以下に示す各実施例の諸収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。

各収差図から明らかなように、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。

（第２実施例）
図５は、本発明の第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２のレンズ構成を示す断面図である。

図５に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成され、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置する負メニスカスレンズＬ２１は、物体側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、開口絞りＳＰと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとから構成される。

第３ａレンズ群Ｇ３ａは、両凸レンズＬ３１からなる。
第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と両凹レンズＬ３５との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３６とから構成され、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂの最も物体側に位置する両凸レンズＬ３２は、物体側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

該４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４２とから構成され、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に位置する負メニスカスレンズＬ４１は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

像面Ｉの近傍には、ローパスフィルタＦＬが配置されている。
像面Ｉ上には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成された撮像素子（図示省略）が配置されている。

本実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３ａレンズ群Ｇ３ａとの間隔は減少し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと第４レンズ群Ｇ４との間隔は減少するように、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとは一体には物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。

開口絞りＳＰは、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとの間に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第３ａレンズ群G３ａおよび第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと共に移動する。

また、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを構成する接合レンズのうち、負の屈折力を有する像面側の接合レンズを防振レンズ群Ｇvrとして光軸と直交する方向の成分を含む方向に移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行っている。

また、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、防振レンズ群Ｇvrの移動量は、広角端状態において０．３３０（ｍｍ）であり、望遠端状態において０．３６４（ｍｍ）である。

以下の表２に、本発明の第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の諸元値を掲げる。
（表２）第２実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 28.1 39.1 81.2
ＦＮＯ 3.6 4.6 6.0
２ω 78.6 58.6 29.0
Ｙ 21.6 21.6 21.6
ＴＬ 106.9 111.6 143.7
空気換算ＢＦ 17.8 31.2 43.5

［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1) 49.8244 2.00 1.80518 25.45
2) 35.6484 9.11 1.63854 55.34
3) 181.0912 D3
＊4) 95.5564 1.50 1.80400 46.60
5) 14.4419 8.80
6) −104.0414 1.00 1.69680 55.52
7) 31.0596 0.10
8) 22.6472 4.00 1.75520 27.57
9) 210.8334 D9
10) 23.4456 3.00 1.61800 63.34
11) −658.7055 4.96
12) (絞り) 0.50
＊13) 145.1295 4.00 1.61881 63.85
14) −13.9631 1.00 1.75520 27.57
15) −29.2259 2.00
16) −65.0000 2.80 1.75520 27.57
17) −13.1839 1.00 1.67270 32.19
18) 39.0356 2.00
19) −298.7544 2.00 1.51823 58.82
20) −27.2336 D20
21) −250.0000 4.00 1.58913 61.22
＊22) −31.3591 3.70
23) −21.5784 2.20 1.58913 61.22
24) −1521.8520 D24
25) ∞ 2.00 1.5168 63.88
26) ∞ 0.10
像面 ∞

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 120.00
G2 4 −21.83
G3a 10 36.70
G3b 13 65.77
G4 21 −112.60
Gvr 16 −43.76

［非球面データ］
面番号：4
κ = 1
A4 ＝−7.19631E−07
A6 ＝−7.19631E−09
A8 ＝−3.84239E−11
A10＝−5.62787E−14

面番号：13
κ = 1.0000
A4 ＝−3.82892E−05
A6 ＝ 2.39543E−08
A8 ＝−4.31977E−09
A10＝ 5.50769E−11

面番号：22
κ = 1.0000
A4 ＝ 1.98292E−06
A6 ＝−5.99060E−08
A8 ＝ 5.18983E−10
A10＝−1.30187E−12

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 28.1 39.1 81.2
D3 3.00 5.28 34.73
D9 15.82 9.46 1.20
D20 10.03 5.30 3.92
D24 16.37 29.76 42.12

［各条件式対応値］
（１）｜ｆ３ａ／ｆ４｜＝０．３２６
（２）（−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ＝１．１９３
（３）ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝０．５５８
（４）｜ｆ３ｂ／ｆ４｜＝０．５８４

図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正を行った時のメリディオナル横収差図である。

図７は、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の無限遠合焦時の中間焦点距離状態における諸収差図である。

図８（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２の無限遠合焦時の望遠端状態における諸収差図、および像ブレ補正を行った時のメリディオナル横収差図である。

各収差図から明らかなように、第２実施例に係る変倍光学系ＺＬ２は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。

（第３実施例）
図９は、本発明の第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３のレンズ構成を示す断面図である。

図９に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、負の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成され、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置する負メニスカスレンズＬ２１は、物体側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、開口絞りＳＰと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとから構成される。

第３ａレンズ群Ｇ３ａは、両凸レンズＬ３１からなる。
第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ３２と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ３３との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と両凹レンズＬ３５との接合レンズと、両凸レンズＬ３６とから構成され、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂの最も物体側に位置する両凸レンズＬ３２は、物体側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

該４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４２とから構成され、第４レンズ群Ｇ４の最も物体側に位置する負メニスカスレンズＬ４１は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

像面Ｉの近傍には、ローパスフィルタＦＬが配置されている。
像面Ｉ上には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成された撮像素子（図示省略）が配置されている。

本実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は一旦減少した後に増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３ａレンズ群Ｇ３ａとの間隔は減少し、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとの間隔は増大し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと第４レンズ群Ｇ４との間隔は減少するように、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は物体側へ移動し、第３ａレンズ群Ｇ３ａは物体側へ移動し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。

開口絞りＳＰは、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとの間に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと共に移動する。

また、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを構成する接合レンズのうち、負の屈折力を有する像面側の接合レンズを防振レンズ群Ｇvrとして光軸と直交する方向の成分を含む方向に移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行っている。

また、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、防振レンズ群Ｇvrの移動量は、広角端状態において０．３２３（ｍｍ）であり、望遠端状態において０．３６７（ｍｍ）である。

以下の表３に、本発明の第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の諸元値を掲げる。
（表３）第３実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 28.1 40.6 81.2
ＦＮＯ 3.7 4.9 5.8
２ω 78.0 56.3 28.1
Ｙ 21.6 21.6 21.6
ＴＬ 107.9 107.3 142.1
空気換算ＢＦ 16.1 27.2 33.4

［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1) 56.3898 2.00 1.80518 25.45
2) 38.6820 11.00 1.63854 55.34
3) 343.2075 D3
＊4) 129.4511 1.50 1.80400 46.60
5) 14.8481 8.80
6) −162.5392 1.00 1.69680 55.52
7) 30.4039 0.10
8) 23.1811 4.00 1.75520 27.57
9) 232.6964 D9
10) 21.4215 3.00 1.48749 70.32
11) −94.2244 D11
12) (絞り) 1.00
＊13) 74.0303 4.00 1.61881 63.85
14) −13.2841 1.00 1.67270 32.19
15) −42.7602 2.00
16) −60.0000 2.80 1.75520 27.57
17) −15.8382 1.00 1.67270 32.19
18) 42.0000 2.00
19) 110.9609 2.00 1.54072 46.97
20) −40.9338 D20
21) −250.0000 4.00 1.58913 61.22
＊22) −36.0000 3.70
23) −20.9907 2.20 1.63854 55.34
24) −271.6504 D24
25) ∞ 2.00 1.5168 63.88
26) ∞ 0.10
像面 ∞

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 120.00
G2 4 −22.48
G3a 10 36.11
G3b 13 68.07
G4 21 −79.25
Gvr 16 −42.23

［非球面データ］
面番号：4
κ = 1
A4 ＝−2.61235E−06
A6 ＝ 3.87740E−09
A8 ＝−1.26453E−11
A10＝ 2.36388E−14

面番号：13
κ = 1.0000
A4 ＝−2.55225E−05
A6 ＝−2.85293E−08
A8 ＝−2.25512E−09
A10＝ 2.62109E−11

面番号：22
κ = 1.0000
A4 ＝ 7.13545E−06
A6 ＝−3.87577E−08
A8 ＝ 4.32982E−10
A10＝−1.32702E−12

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 28.1 40.6 81.2
D3 3.00 0.10 35.55
D9 16.88 8.08 1.20
D11 4.24 4.86 5.09
D20 9.96 9.34 9.11
D24 14.66 25.76 31.97

［各条件式対応値］
（１）｜ｆ３ａ／ｆ４｜＝０．４５６
（２）（−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ＝１．１６９
（３）ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝０．５３０
（４）｜ｆ３ｂ／ｆ４｜＝０．８５９

図１０（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正を行った時のメリディオナル横収差図である。

図１１は、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の無限遠合焦時の中間焦点距離状態における諸収差図である。

図１２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３の無限遠合焦時の望遠端状態における諸収差図、および像ブレ補正を行った時のメリディオナル横収差図である。

各収差図から明らかなように、第３実施例に係る変倍光学系ＺＬ３は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。

（第４実施例）
図１３は、本発明の第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４のレンズ構成を示す断面図である。

図１３に示すように、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とから構成される。

第１レンズ群Ｇ１は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１２との接合レンズからなる。

第２レンズ群Ｇ２は、光軸に沿って物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹レンズＬ２２と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２３とから構成され、第２レンズ群Ｇ２の最も物体側に位置する負メニスカスレンズＬ２１は、物体側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群Ｇ３ａと、開口絞りＳＰと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとから構成される。

第３ａレンズ群Ｇ３ａは、両凸レンズＬ３１からなる。
第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ３２と両凹レンズＬ３３との接合レンズと、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズＬ３４と両凹レンズＬ３５との接合レンズとから構成される。

該４レンズ群Ｇ４は、光軸に沿って物体側から順に、両凸レンズＬ４１と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４２とから構成され、第４レンズ群Ｇ４の最も像側に位置する負メニスカスレンズＬ４２は、像側のレンズ面を非球面形状とした非球面レンズである。

像面Ｉの近傍には、ローパスフィルタＦＬが配置されている。
像面Ｉ上には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等から構成された撮像素子（図示省略）が配置されている。

本実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３ａレンズ群Ｇ３ａとの間隔は減少し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと第４レンズ群Ｇ４との間隔は減少するように、像面Ｉに対して、第１レンズ群Ｇ１は物体側へ移動し、第２レンズ群Ｇ２は一旦像面Ｉ側へ移動した後に物体側へ移動し、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとは一体に物体側へ移動し、第４レンズ群Ｇ４は物体側へ移動する。

開口絞りＳＰは、第３ａレンズ群Ｇ３ａと第３ｂレンズ群Ｇ３ｂとの間に位置し、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂと共に移動する。

また、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを構成する接合レンズのうち、負の屈折力を有する像面側の接合レンズを防振レンズ群Ｇvrとして光軸と直交する方向の成分を含む方向に移動させることにより像ブレ発生時の像面補正、すなわち防振を行っている。

また、本実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、防振レンズ群Ｇvrの移動量は、広角端状態において０．３８７（ｍｍ）であり、望遠端状態において０．４０４（ｍｍ）である。

以下の表４に、本発明の第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の諸元値を掲げる。
（表４）第４実施例
［全体諸元］
Ｗ Ｍ Ｔ
ｆ 28.5 49.2 79.0
ＦＮＯ 3.6 5.0 5.6
２ω 38.2 22.8 14.6
Ｙ 21.6 21.6 21.6
ＴＬ 104.8 118.1 136.0
空気換算ＢＦ 22.3 33.0 43.6

［面データ］
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
物面 ∞
1) 69.8451 1.70 1.84666 23.8
2) 49.2913 6.13 1.6968 55.52
3) 330.0000 D3
＊4) 79.1000 1.35 1.755 52.34
5) 16.5989 7.79
6) −50.9281 1.30 1.72916 54.61
7) 109.8840 0.10
8) 30.8619 3.36 1.84666 23.8
9) 104.8439 D9
10) 123.7807 2.52 1.5186 69.89
11) −38.2947 4.50
12) (絞り) 0.50
13) 16.5221 4.00 1.59319 67.9
14) −32.3462 1.44 1.84666 23.8
15) 221.1481 4.00
16) −154.6423 2.69 1.64769 33.73
17) −14.3173 1.26 1.60738 56.74
18) 30.5152 D18
19) 32.4553 5.03 1.48749 70.31
20) −26.6257 3.96
21) −12.7834 1.50 1.7725 49.62
＊22) −26.6557 D22
23) ∞ 2.00 1.5168 63.88
24) ∞ 0.10
像面 ∞

［レンズ群データ］
始面 焦点距離
G1 1 14.090
G2 4 −26.75
G3a 10 56.70
G3b 13 103.66
G4 19 142.76
Gvr 16 −46.70

［非球面データ］
面番号：4
κ = 1
A4 ＝−2.27070E−06
A6 ＝−8.69500E−09
A8 ＝ 2.51440E−11
A10＝−2.72400E−14

面番号：22
κ = 1.0000
A4 ＝ 1.45840E−05
A6 ＝ 1.55010E−08
A8 ＝ 3.09160E−11

［可変間隔データ］
Ｗ Ｍ Ｔ
f 28.5 49.2 79.0
D3 1.50 17.68 33.08
D9 22.13 10.00 2.50
D18 5.00 3.70 3.00
D22 20.90 31.53 42.16

［各条件式対応値］
（１）｜ｆ３ａ／ｆ４｜＝０．３９７
（２）（−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ＝０．８２４
（３）ｆ３ａ／ｆ３ｂ＝０．５４７
（４）｜ｆ３ｂ／ｆ４｜＝０．７２７

図１４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の無限遠合焦時の広角端状態における諸収差図、および像ブレ補正を行った時のメリディオナル横収差図である。

図１５は、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の無限遠合焦時の中間焦点距離状態における諸収差図である。

図１６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４の無限遠合焦時の望遠端状態における諸収差図、および像ブレ補正を行った時のメリディオナル横収差図である。

各収差図から明らかなように、第４実施例に係る変倍光学系ＺＬ４は、広角端状態から望遠端状態に亘って諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有することがわかる。

以上説明したように、上記各実施例によれば、高い光学性能を有する変倍光学系を実現することができる。

ここで、上記各実施例は本発明の一具体例を示しているものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。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することが可能である。

本発明の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、本発明はこれに限られず、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可能である。具体的には、本発明の変倍光学系の最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、空気間隔で分離された少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。

また、本発明の変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を行うために、レンズ群の一部、１つのレンズ群全体、あるいは複数のレンズ群を合焦レンズ群として光軸方向へ移動させる構成としても良い。合焦レンズ群は、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、本発明の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面または平面としても良く、あるいは非球面としても良い。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工および組立調整が容易になり、レンズ加工および組立調整の誤差による光学性能の劣化を防止することができるため好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないため好ましい。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、またはガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも良い。また、レンズ面は回折面としても良く、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良い。

また、本発明の変倍光学系の開口絞りＳＰは第３レンズ群Ｇ３近傍に配置されることが好ましいが、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しても良い。

また、本発明の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良い。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの光学性能を達成することができる。

次に、本発明に係る変倍光学系を有するカメラについて図面を参照しつつ説明する。図１７は、本発明に係る変倍光学系を搭載する電子スチルカメラを示し、（ａ）は正面図を、（ｂ）は背面図をそれぞれ示す。図１８は、図１７（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図を示している。

図１７、１８において、電子スチルカメラ１（以後、単にカメラ１と記す）の撮影レンズ２は、第１実施例に係る変倍光学系ＺＬ１で構成されている。電子スチルカメラ１は、不図示の電源ボタンを押すと撮影レンズ２の不図示のシャッタが開放され、不図示の被写体からの光が撮影レンズ２で集光されて、像面Ｉに配置された撮像素子Ｃ（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）に結像される。撮像素子Ｃに結像された被写体像は、カメラ１の背面に配置された液晶モニター３に表示される。撮影者は、液晶モニター３を見ながら被写体像の構図を決めた後、レリーズボタン４を押し下げ被写体像を撮像素子Ｃで撮影し、不図示のメモリーに記録保存する。この際、カメラ１もしくは撮影レンズ鏡筒に内蔵された不図示の角速度センサーにより手ブレ等によって発生するカメラ１のブレが検出され、不図示の防振機構により、撮影レンズ２に配設された第３ｂレンズ群Ｇ３ｂ中の防振レンズ群Ｇvrが撮影レンズ２の光軸に対して垂直方向にシフトされ、カメラ１のブレによって生じる像面Ｉ上の像ブレを補正する。

また、カメラ１には、被写体が暗い場合に補助光を発光する補助光発光部５、撮影レンズ２である変倍光学系ＺＬ１を広角端状態（Ｗ）から望遠端状態（Ｔ）に変倍する際のワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）ボタン６、およびカメラ１の種々の条件設定等に使用するファンクションボタン７等が配置されている。

このようにして、第１実施例にかかる変倍光学系ＺＬ１を内蔵し、高い光学性能を有するカメラ１が構成されている。なお、カメラ１に内蔵される撮影レンズ２は、他の実施例に係る変倍光学系であっても良い。また、カメラ１は、撮影レンズ２を着脱可能に保持するものでも良く、撮影レンズ２と一体に成形されるものでも良い。また、カメラ１は、一眼レフカメラでも良く、クイックリターンミラー等を有さないカメラでも良い。

次に、本発明の変倍光学系の製造方法について説明する。図１９は、本発明に係る変倍光学系の製造方法の概略を示す図である。

本発明の変倍光学系の製造方法は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、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、図１９に示すように、以下の各ステップＳ１〜Ｓ５を含むものである。

ステップＳ１：広角端状態から望遠端状態への変倍の際、第１レンズ群と第２レンズ群と第３レンズ群と第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動するように構成する。

ステップＳ２：第１レンズ群を、１つの負レンズと１つの正レンズとで構成する。
ステップＳ３：第３レンズ群を、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とで構成する。

ステップＳ４：３ｂレンズ群を、少なくとも１つの負レンズ成分を有するように構成する。

ステップＳ５：次式の条件を満足するように構成する。
｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
ただし、
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離

斯かる本発明の変倍光学系の製造方法によれば、小型で高い光学性能を備えた変倍光学系を製造することができる。

ＺＬ 変倍光学系
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ３ａ 第３ａレンズ群
Ｇ３ｂ 第３ｂレンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Gvr 防振レンズ群
ＳＰ 開口絞り
Ｉ 像面
１ カメラ
２ 撮影レンズ
３ 液晶モニター
４ レリーズボタン
５ 補助光発光部
６ ワイド（Ｗ）−テレ（Ｔ）ボタン
７ ファンクションボタン

Claims (9)

1. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、第４レンズ群とにより実質的に４個のレンズ群からなり、
   広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動し、
   前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとからなり、
   前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、
   前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、互いの間隔が変化し、または互いの間隔が不変であり、
   前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有し、
   次の条件式（１Ａ）および（２）を満足することを特徴とする変倍光学系。
   （１Ａ） ０．３２６ ≦ ｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
   （２） ０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
   ただし、
   ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
   ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
   ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離
2. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、第４レンズ群とにより実質的に４個のレンズ群からなり、
   広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動し、
   前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとからなり、
   前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、
   前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、互いの間隔が変化し、または互いの間隔が不変であり、
   前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有し、
   次の条件式（１）、（２）、および（４Ａ）を満足することを特徴とする変倍光学系。
   （１） ｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
   （２） ０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
   （４Ａ）０．３００ ＜ ｜ｆ３ｂ／ｆ４｜ ＜ １．０００
   ただし、
   ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
   ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
   ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離
   ｆ３ｂ：前記第３ｂレンズ群の焦点距離
3. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、第４レンズ群とにより実質的に４個のレンズ群からなり、
   広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動し、
   前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとからなり、
   前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とからなり、
   前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、互いの間隔が変化し、または互いの間隔が不変であり、
   前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有し、
   次の条件式（１）、（２）、および（３Ａ）を満足することを特徴とする変倍光学系。
   （１） ｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
   （２） ０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
   （３Ａ）０．５３０ ≦ ｆ３ａ／ｆ３ｂ ＜ ０．６２０
   ただし、
   ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
   ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
   ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離
   ｆ３ｂ：前記第３ｂレンズ群の焦点距離
4. 次の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１または３に記載の変倍光学系。
   （４） ｜ｆ３ｂ／ｆ４｜ ＜ １．０００
   ただし、
   ｆ３ｂ：前記第３ｂレンズ群の焦点距離
   ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
5. 次の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の変倍光学系。
   （３） ０．１００ ＜ ｆ３ａ／ｆ３ｂ ＜ ０．７００
   ただし、
   ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
   ｆ３ｂ：前記第３ｂレンズ群の焦点距離
6. 広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群との間隔は増大することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の変倍光学系。
7. 前記第２レンズ群は、３つのレンズからなることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の変倍光学系。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載の変倍光学系を有することを特徴とする撮像装置。
9. 光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、第４レンズ群とにより実質的に４個のレンズ群からなる変倍光学系の製造方法であって、
   広角端状態から望遠端状態への変倍の際、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群と前記第３レンズ群と前記第４レンズ群とは、それぞれ光軸に沿って移動するように構成し、
   前記第１レンズ群は、１つの負レンズと１つの正レンズとで構成し、
   前記第３レンズ群は、光軸に沿って物体側から順に、正の屈折力を有する第３ａレンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第３ｂレンズ群とで構成し、
   前記第３ａレンズ群と前記第３ｂレンズ群とは、広角端状態から望遠端状態への変倍の際、互いの間隔が変化し、または互いの間隔が不変であるように構成し、
   前記３ｂレンズ群は、少なくとも１つの負レンズ成分を有するように構成し、
   次の条件式（１Ａ）および（２）を満足するように構成したことを特徴とする変倍光学系の製造方法。
   （１Ａ） ０．３２６ ≦ ｜ｆ３ａ／ｆ４｜ ＜ １．０００
   （２） ０．７００ ＜ （−ｆ３ｂｎ）／ｆ３ａ ＜ １．５００
   ただし、
   ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離
   ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
   ｆ３ｂｎ：前記３ｂレンズ群の中で最も像側にある前記負レンズ成分の焦点距離

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