特開 2023-180574 変倍結像光学系

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180574

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】変倍結像光学系

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20231214BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20231214BHJP

   G03B 5/00 20210101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

G02B15/20

G02B13/18

G03B5/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093975

(22)【出願日】2022-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000131326

【氏名又は名称】株式会社シグマ

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 良祐

【テーマコード（参考）】

2H087

2K005

【Ｆターム（参考）】

2H087KA01

2H087KA02

2H087LA01

2H087MA16

2H087MA17

2H087MA19

2H087NA07

2H087PA15

2H087PA16

2H087PB20

2H087QA02

2H087QA06

2H087QA07

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA25

2H087QA37

2H087QA39

2H087QA41

2H087QA45

2H087QA46

2H087RA12

2H087SA57

2H087SA61

2H087SA62

2H087SA63

2H087SA65

2H087SA66

2H087SA71

2H087SA74

2H087SB04

2H087SB14

2H087SB26

2H087SB27

2H087SB31

2H087SB42

2H087SB43

2H087UA06

2K005CA23

(57)【要約】

【課題】望遠端の半画角が５°程度以下と狭く、変倍比が１０倍程度と大きく、ズーム全域で高い光学性能を有し、防振機能を有し、フォーカスレンズ群の重量を抑制した変倍結像光学系を提供する
【解決手段】物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、複数のレンズ群から成る後続レンズ群から成り、広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群は物体側へ移動し、前記第２レンズ群は像側へ移動し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の防振レンズ群を有し、前記防振レンズ群を光軸に対して略垂直方向に変位させ、像を光軸に対して垂直方向に移動させることによって防振を行い、前記後続レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して移動する合焦レンズ群を有し、前記合焦レンズ群は２枚以下のレンズから成ることを特徴とする変倍結像光学系
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、複数のレンズ群から成る後続レンズ群から成り、
広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群は物体側へ移動し、前記第２レンズ群は像側へ移動し、
前記第３レンズ群は、負の屈折力の防振レンズ群を有し、
前記防振レンズ群を光軸に対して略垂直方向に変位させ、像を光軸に対して垂直方向に移動させることによって防振を行い、
前記後続レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して移動する合焦レンズ群を有し、
前記合焦レンズ群は２枚以下のレンズから成ることを特徴とする変倍結像光学系。

【請求項2】

前記第２レンズ群は少なくとも２枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズを有し、
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（１） ４．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１５．０
（２） －１５．０＜ｆＴ／ｆ２＜－５．０
但し、
β２Ｔ：望遠端における無限遠合焦時の前記第２レンズ群の横倍率
β２Ｗ：広角端における無限遠合焦時の前記第２レンズ群の横倍率
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

【請求項3】

前記第３レンズ群は物体側から像側へ順に正の屈折力の第３ａレンズ群と負の屈折力の第３ｂレンズ群から構成され、第３ｂレンズ群を防振レンズ群として光軸に対して略垂直方向に変位させ、像を光軸に対して垂直方向に移動させることによって防振を行い、
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（３） －８．０＜ｆＴ／ｆ３＜０．０
（４） ５．０＜ｆＴ／ｆ３ａ＜１５．０
但し、
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離

【請求項4】

前記防振レンズ群は広角端から望遠端への変倍時に像面に対して固定され、２枚の負レンズと１枚の正レンズから構成され、
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（５） ３．５＜｜（１－βｏｓＴ）×βＲｏｓＴ｜＜１０．０
（６） －２５．０＜ｆＴ／ｆｏｓ＜－１０．０
（７） νｄｏｓｎ－νｄｏｓｐ＞３０．０
但し、
βｏｓＴ：望遠端における無限遠合焦時の前記防振レンズ群の横倍率
βＲｏｓＴ：望遠端における無限遠合焦時の前記防振レンズ群より像側に位置するレンズ系の横倍率
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆｏｓ：前記防振レンズ群の焦点距離
νｄｏｓｎ：前記防振レンズ群に含まれる２枚の負レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値
νｄｏｓｐ：前記防振レンズ群に含まれる１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数

【請求項5】

前記第４レンズ群は開口絞りを有し、
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（８） ４．０＜ｆＴ／ｆ４＜１８．０
但し、
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

【請求項6】

前記合焦レンズ群は１枚のレンズ、または１組の接合レンズから構成され、
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（９） ３．５＜｜（１－βｆｏｃＴ＾２）×βＲｆｏｃＴ＾２｜＜１０．０
但し、
βｆｏｃＴ：望遠端における無限遠合焦時の前記合焦レンズ群の横倍率
βＲｆｏｃＴ：望遠端における無限遠合焦時の前記合焦レンズ群より像側に位置するレンズ系の横倍率

【請求項7】

前記後続レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に互いの間隔が変化するレンズ群を少なくとも３つ有し、最も像側に負の屈折力の像側レンズ群を有し、
前記像側レンズ群は広角端から望遠端への変倍時、及び無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時に像面に対して固定され、
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（１０） ２．５＜ＥＸＰＴ／Ｙｍａｘ＜６．０
但し、
ＥＸＰＴ：望遠端における無限遠合焦時の射出瞳位置から像面までの距離
Ｙｍａｘ：最大像高

【請求項8】

前記第１レンズ群は１枚の負レンズと２枚の正レンズから成り、
以下に示す条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（１１） １．０＜ｆＴ／ｆ１＜４．０
（１２） νｄｍａｘ１ｐ＞８５．０
（１３） θｇＦｍａｘ１ｐ－０．６４８３＋０．００１８×νｄｍａｘ１ｐ＞０．０４０
（１４） ０．４０＜ＬＴＴ／ｆＴ＜０．８５
但し、
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
νｄｍａｘ１ｐ：前記第１レンズ群が有する正レンズのうち、アッベ数が最大の正レンズのｄ線に対するアッベ数
θｇＦｍａｘ１ｐ：前記第１レンズ群が有する正レンズのうち、アッベ数が最大の正レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比
ＬＴＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の最も物体側のレンズ面から像面までの長さ

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置に用いられる防振機能を有する変倍結像光学系に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、望遠端の半画角が５°以下である変倍結像光学系が特許文献１乃至２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２０９４８号公報

【特許文献2】特開２０１９－２０４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に用いられる変倍結像光学系においては、ズーム全域で高い光学性能を有することが要求されている。また、レンズを交換することなく様々な対象を撮影するために大きな変倍比を実現することが求められている。

【0005】

近年では、デジタルスチルカメラを用いた動画撮影が一般的になっている。動画撮影において、被写体に対する合焦状態を維持するために、フォーカスレンズ群を光軸方向に常に微小振動（ウォブリング）させ続けることによりコントラストの変化を常時検出してフォーカスレンズ群の移動方向を決定する方法が多く採用されている。ウォブリングによりフォーカスレンズ群を駆動する場合、フォーカスレンズ群の重量が大きいとフォーカスレンズ群を駆動するためのアクチュエータが大型化し、撮影レンズの小型化・軽量化が困難となってしまう。また、アクチュエータを大型化させずに重量の大きいフォーカスレンズ群を無理にウォブリング駆動させようとすると、アクチュエータから発生する駆動音が大きくなり、この駆動音が動画撮影において雑音として記録されてしまうため問題となる。したがって、動画撮影に適応する変倍結像光学系はフォーカスレンズ群の軽量化が要求されている。

【0006】

また、特に望遠端の画角が狭い変倍結像光学系においては、手振れなどの振動の影響による撮影画像のぶれが発生しやすいため、光学系の一部のレンズ群（防振レンズ群）を光軸に対して略垂直方向に変位させることにより撮影画像のぶれを補正する防振機能を有する事が求められている。さらに、変倍結像光学系において防振機能を有する場合には、防振レンズ群を駆動するためのアクチュエータの大型化を避けるため、防振レンズ群は径が小さく、重量が軽いことが要求されている。また、十分な防振機能を得るために防振レンズ群の防振係数（防振レンズ群の光軸に対する垂直方向への移動量に対する像の移動量の比）の絶対値が十分に大きいことが求められている。

【0007】

特許文献１に開示された光学系は、望遠端の半画角が狭く、変倍比が９倍以上と大きく、防振機能を有しているが、フォーカスレンズ群が３枚、または４枚のレンズから構成されており軽量化が不十分という課題がある。また、望遠端において射出瞳位置から像面までの距離が大きく、フランジバックの短いミラーレスカメラシステムに適用する場合にカメラとの接続部周辺のメカパーツによって周辺光束がケラレやすいという課題がある。

【0008】

特許文献２に開示された光学系は、望遠端の半画角が狭く、フォーカスレンズ群が２枚のレンズから構成され軽量化を達成しているが、変倍比が４倍以下と小さい。また防振機能を有しているが防振係数の絶対値が小さく、十分な防振効果を得るために必要な移動量が大きくなるという課題がある。

【0009】

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、望遠端の半画角が５°程度以下と狭く、変倍比が１０倍程度と大きく、ズーム全域で高い光学性能を有し、防振機能を有し、フォーカスレンズ群の重量を抑制した変倍結像光学系を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、複数のレンズ群から成る後続レンズ群から成り、広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群は物体側へ移動し、前記第２レンズ群は像側へ移動し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の防振レンズ群を有し、前記防振レンズ群を光軸に対して略垂直方向に変位させることによって防振を行い、前記後続レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して移動する合焦レンズ群を有し、前記合焦レンズ群は２枚以下のレンズから成ることを特徴とする変倍結像光学系。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、望遠端の半画角が５°程度以下と狭く、変倍比が１０倍程度と大きく、ズーム全域で高い光学性能を有し、防振機能を有し、フォーカスレンズ群の重量を抑制した変倍結像光学系を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係るレンズ構成図である。

【図2】実施例１の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図3】実施例１の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図4】実施例１の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図5】実施例１の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図6】実施例１の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における横収差図である。

【図7】実施例１の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図8】実施例１の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図9】実施例１の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図10】実施例１の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図11】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係るレンズ構成図である。

【図12】実施例２の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図13】実施例２の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図14】実施例２の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図15】実施例２の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図16】実施例２の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における横収差図である。

【図17】実施例２の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図18】実施例２の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図19】実施例２の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図20】実施例２の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図21】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係るレンズ構成図である。

【図22】実施例３の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図23】実施例３の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図24】実施例３の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図25】実施例３の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図26】実施例３の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における横収差図である。

【図27】実施例３の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図28】実施例３の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図29】実施例３の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図20】実施例３の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図31】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係るレンズ構成図である。

【図32】実施例４の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図33】実施例４の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図34】実施例４の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図35】実施例４の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図36】実施例４の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における横収差図である。

【図37】実施例４の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図38】実施例４の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図39】実施例４の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図40】実施例４の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図41】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係るレンズ構成図である。

【図42】実施例５の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図43】実施例５の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図44】実施例５の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図45】実施例５の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図46】実施例５の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における横収差図である。

【図47】実施例５の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図48】実施例５の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図49】実施例５の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図50】実施例５の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図51】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係るレンズ構成図である。

【図52】実施例６の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図53】実施例６の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図54】実施例６の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図55】実施例６の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図56】実施例６の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における横収差図である。

【図57】実施例６の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図58】実施例６の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図59】実施例６の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図60】実施例６の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図61】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係るレンズ構成図である。

【図62】実施例７の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図63】実施例７の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図64】実施例７の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図65】実施例７の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図66】実施例７の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における横収差図である。

【図67】実施例７の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図68】実施例７の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図69】実施例７の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図70】実施例７の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図71】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係るレンズ構成図である。

【図72】実施例８の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図73】実施例８の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図74】実施例８の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における縦収差図である。

【図75】実施例８の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図76】実施例８の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時における横収差図である。

【図77】実施例８の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時における横収差図である。

【図78】実施例８の変倍結像光学系の広角端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図79】実施例８の変倍結像光学系の中間焦点距離の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【図80】実施例８の変倍結像光学系の望遠端の無限遠合焦時におけるぶれ角度０．４°に対する防振時の横収差図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る変倍結像光学系は、図１、図１１、図２１、図３１、図４１、図５１、図６１、図７１の各実施例のレンズ構成図に示される通り、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、負の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群、複数のレンズ群から成る後続レンズ群から成り、広角端から望遠端への変倍時に隣り合うレンズ群の間隔が変化し、前記第１レンズ群は物体側へ移動し、前記第２レンズ群は像側へ移動し、前記第３レンズ群は、負の屈折力の防振レンズ群を有し、前記防振レンズ群を光軸に対して略垂直方向に変位させることによって防振を行い、前記後続レンズ群は、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して移動する合焦レンズ群を有し、前記合焦レンズ群は２枚以下のレンズから成る。

【0014】

正の屈折力の第１レンズ群と負の屈折力の第２レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に、その間隔を増加させることにより主な変倍効果を得ている。大きな変倍比を実現したい場合に、第１レンズ群と第２レンズ群のうち片方のレンズ群のみを移動させると必要な移動量が大きくなる。第１レンズ群の移動量が大きくなり過ぎると、二重の繰り出し機構が必要になり径方向に大型化することや、第１レンズ群の偏芯誤差が生じやすく製造時の性能低下の可能性が高まるため好ましくない。一方で第２レンズ群の移動量が大きくなり過ぎると、第２レンズ群の移動スペースを確保するために広角端における光学系全長が大きくなり小型化が困難になる。従って、本発明の変倍結像光学系においては、広角端から望遠端への変倍時に、第１レンズ群を物体側へ、第２レンズ群を像側へそれぞれ移動させる構成とする事で大きな変倍比とサイズの抑制の両立を図っている。

【0015】

第３レンズ群は負の屈折力の防振レンズ群を有し、防振レンズ群を光軸に対して略垂直方向に変位させることによって防振を行う。大きな補正角を確保して十分な防振効果を得るために、防振レンズ群は強い負の屈折力を有する必要がある。第３レンズ群全体の屈折力を正にする場合には、防振レンズ群以外のレンズ群にさらに強い正の屈折力を持たせる必要があり、製造時の偏芯による性能低下が起こりやすくなる。そのため、第３レンズ群全体としては負の屈折力となる構成としている。

【0016】

第４レンズ群は強い正の屈折力を有し、光束を収斂させ結像作用を担うと共に、広角端から望遠端への変倍時に物体側に移動することで補助的な変倍作用を担っている。

【0017】

第４レンズ群の像側に位置する後続レンズ群は複数のレンズ群から構成され、広角端から望遠端への変倍時に各レンズ群間の間隔が変化することで像面補償や収差変動の抑制に寄与している。また、後続レンズ群は無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して移動する合焦レンズ群を有する。第４レンズ群によって収斂された光束が入射する後続レンズ群内に配置することで合焦レンズ群の外径を小型化することが可能となる。さらに合焦レンズ群を２枚以下のレンズから構成することで合焦レンズ群の軽量化が可能となる。

【0018】

さらに本発明にかかる変倍結像光学系では、第２レンズ群は少なくとも２枚の負レンズと１枚の正レンズを有することが望ましい。大きな変倍比を得るためには第２レンズ群の負の屈折力を強める必要がある。少なくとも２枚の負レンズに屈折力を分担させることにより球面収差、コマ収差をはじめとする諸収差を抑制しながら強い負の屈折力を得ている。また、正レンズを有する構成により色収差の低減が可能になる。
また、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（１） ４．０＜β２Ｔ／β２Ｗ＜１５．０
（２） －１５．０＜ｆＴ／ｆ２＜－５．０
但し、
β２Ｔ：望遠端における無限遠合焦時の前記第２レンズ群の横倍率
β２Ｗ：広角端における無限遠合焦時の前記第２レンズ群の横倍率
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆ２：前記第２レンズ群の焦点距離

【0019】

条件式（１）は広角端と望遠端における第２レンズ群の横倍率の比、即ち第２レンズ群の変倍作用の大きさについて好ましい範囲を規定するものである。

【0020】

条件式（１）の下限値を超えて、広角端と望遠端における第２レンズ群の横倍率の比が小さくなると、大きな変倍比を得るためには第３レンズ群より像側の変倍負担が大きくなる。第３レンズ群は防振レンズ群を有するため機構的な都合から変倍時の移動量が小さい方が好ましく、第４レンズ群より像側のレンズ群の移動量もそれに伴って制限される。従って第３レンズ群より像側のレンズ群の変倍作用を大きくするためには各群の屈折力を強める必要があり、変倍時の諸収差の抑制が困難になる。一方、条件式（１）の上限値を超えて、広角端と望遠端における第２レンズ群の横倍率の比が大きくなるとレンズ全系の変倍比に対して過剰となるため好ましくない。

【0021】

なお、条件式（１）について、望ましくはその下限値を５．０に、また上限値を１２．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0022】

条件式（２）は望遠端の無限遠合焦時における光学系全系の焦点距離と第２レンズ群の焦点距離との比について好ましい範囲を規定するものである。

【0023】

条件式（２）の下限値を超えて、第２レンズ群の負の屈折力が強くなると、第３レンズ群内の防振レンズ群に入射する光線の光線高が大きくなり、防振レンズ群の小型化、軽量化が困難になる。一方、条件式（２）の上限値を超えて、第２レンズ群の負の屈折力が弱くなると、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔を広げることによる変倍作用が小さくなり、大きな変倍比を得ることが困難になる。

【0024】

なお、条件式（２）について、望ましくはその下限値を－１３．０に、また上限値を－６．５に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0025】

さらに本発明にかかる変倍結像光学系では、第３レンズ群は物体側から像側へ順に正の屈折力の第３ａレンズ群と負の屈折力の第３ｂレンズ群から構成され、第３ｂレンズ群を防振レンズ群として光軸に対して略垂直方向に変位させることによって防振を行うことが望ましい。正の屈折力の第３ａレンズ群を配置することで、強い負の屈折力を有する防振レンズ群で発生する諸収差を相殺して第３レンズ群内の諸収差を抑制することが容易になる。また、正の屈折力のレンズ群を防振レンズ群よりも物体側に配置することで、防振レンズ群に入射する軸上光束径を小さくして、防振レンズ群の小型化にも寄与している。
また、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（３） －８．０＜ｆＴ／ｆ３＜０．０
（４） ５．０＜ｆＴ／ｆ３ａ＜１５．０
但し、
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
ｆ３ａ：前記第３ａレンズ群の焦点距離

【0026】

条件式（３）は望遠端の無限遠合焦時における光学系全系の焦点距離と第３レンズ群の焦点距離との比について好ましい範囲を規定するものである。

【0027】

条件式（３）の下限値を超えて、第３レンズ群の負の屈折力が強くなると、防振レンズ群の負の屈折力が強くなる、あるいは第３ａレンズ群の正の屈折力が弱くなる。防振レンズ群の負の屈折力が強くなると、防振レンズ群の重量が増大し、防振用のアクチュエータが大型化する。また、第３ａレンズ群の正の屈折力が弱くなると、防振レンズ群で発生する諸収差の相殺と、防振レンズ群に入射する軸上光束径の抑制の効果が得られない。一方、条件式（３）の上限値を超えて、第３レンズ群が正の屈折力になると、防振レンズ群の負の屈折力が弱くなるか、第３ａレンズ群の正の屈折力が強くなる。防振レンズ群の負の屈折力が弱くなると防振係数の絶対値を十分に大きくすることが困難になり、十分な補正角を得るために防振レンズ群のシフト移動量を増やせば防振機構が径方向に大型化する。また、第３ａレンズ群の正の屈折力が強くなると、製造時に第３ａレンズ群や防振レンズ群が偏芯した際に性能低下が起こりやすくなる。

【0028】

なお、条件式（３）について、望ましくはその下限値を－６．０に、また上限値を－０．５に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0029】

条件式（４）は望遠端の無限遠合焦時における光学系全系の焦点距離と第３ａレンズ群の焦点距離との比について好ましい範囲を規定するものである。

【0030】

条件式（４）の下限値を超えて、第３ａレンズ群の正の屈折力が弱くなると、防振レンズ群で発生する諸収差の相殺と、防振レンズ群に入射する軸上光束径の抑制の効果が弱まってしまう。一方、条件式（４）の上限値を超えて、第３ａレンズ群の正の屈折力が強くなると、製造時に第３ａレンズ群や防振レンズ群が偏芯した際に性能低下が起こりやすくなる。

【0031】

なお、条件式（４）について、望ましくはその下限値を７．０に、また上限値を１３．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0032】

さらに本発明にかかる変倍結像光学系では、防振レンズ群は広角端から望遠端への変倍時に像面に対して固定されることが望ましい。防振レンズ群が変倍時に移動する場合には、防振レンズ群を光軸に対して垂直方向に駆動するためのアクチュエータを含む防振機構とともに移動する必要があるため、移動のための機構が大型化、複雑化して撮影レンズの小型化、軽量化が困難になる。

【0033】

また防振レンズ群は、２枚の負レンズと１枚の正レンズから構成されることが望ましい。防振レンズ群は強い負の屈折力を有するが、防振時の偏芯による倍率色収差を抑制するためには防振レンズ群内で色消しされていることが望ましく、少なくとも１枚の正レンズを有することが望ましい。また防振時の偏芯によるコマ収差、非点収差の変動を抑制するためには１枚の負レンズと１枚の正レンズのみでは自由度が不足するため少なくとも２枚の負レンズを有することが望ましい。レンズ枚数をさらに増やすことで防振時の収差変動を抑制することはより容易になるが、防振レンズ群のレンズ重量を抑制するためには、２枚の負レンズと１枚の正レンズのみから構成されることが望ましい。
また、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（５） ３．５＜｜（１－βｏｓＴ）×βＲｏｓＴ｜＜１０．０
（６） －２５．０＜ｆＴ／ｆｏｓ＜－１０．０
（７） νｄｏｓｎ－νｄｏｓｐ＞３０．０
但し、
βｏｓＴ：望遠端における無限遠合焦時の前記防振レンズ群の横倍率
βＲｏｓＴ：望遠端における無限遠合焦時の前記防振レンズ群より像側に位置するレンズ系の横倍率
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆｏｓ：前記防振レンズ群の焦点距離
νｄｏｓｎ：前記防振レンズ群に含まれる２枚の負レンズのｄ線に対するアッベ数の平均値
νｄｏｓｐ：前記防振レンズ群に含まれる１枚の正レンズのｄ線に対するアッベ数

【0034】

条件式（５）は望遠端における無限遠合焦時の防振レンズ群の防振係数の絶対値について好ましい範囲を規定するものである。

【0035】

条件式（５）の下限値を超えて、防振レンズ群の防振係数の絶対値が小さくなると、必要な補正角を得るために防振レンズ群の光軸に対する垂直方向への移動量が大きくなり、鏡筒径が大型化して、撮影レンズの小型化、軽量化が困難になる。一方、条件式（５）の上限値を超えて、防振レンズ群の防振係数の絶対値が大きくなると、防振レンズ群の負の屈折力が強くなるため、防振レンズ群の重量が増大し、防振用のアクチュエータが大型化する。また、防振時の偏芯によるコマ収差、非点収差の変動を抑制することが困難になる。また、微小なシフト量でも像の変位量が大きくなるため、防振機構の制御難易度が高くなる。

【0036】

なお、条件式（５）について、望ましくはその下限値を４．２に、また上限値を７．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0037】

条件式（６）は、望遠端の無限遠合焦時における光学系全系の焦点距離と防振レンズ群の焦点距離との比について好ましい範囲を規定するものである。

【0038】

条件式（６）の下限値を超えて、防振レンズ群の負の屈折力が強くなると、防振レンズ群の重量が増大し、防振用のアクチュエータの大型化につながってしまう。また、防振時の偏芯によるコマ収差、非点収差の変動を抑制することが困難になる。一方、条件式（６）の上限値を超えて、防振レンズ群の負の屈折力が弱くなると、防振レンズ群の適切な防振係数の維持が難しくなる。

【0039】

なお、条件式（６）について、望ましくはその下限値を－２２．０に、また上限値を－１３．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0040】

条件式（７）は、防振レンズ群に含まれる負レンズと正レンズの材料のアッベ数の差について、好ましい範囲を規定するものである。防振レンズ群内の正レンズと負レンズの材料のアッベ数の差が大きいほど、正レンズ、負レンズそれぞれの屈折力が弱くても色消しが可能になり防振レンズ群の軽量化が容易になる。

【0041】

条件式（７）の下限値を超えて、正レンズと負レンズの材料のアッベ数の差が小さくなると、防振レンズ群内で色消しをした上でレンズの重量を抑制することが困難になる。

【0042】

なお、条件式（７）について、望ましくはその下限値を３５．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0043】

さらに本発明にかかる変倍結像光学系では、第４レンズ群は開口絞りを有することが望ましい。第４レンズ群は防振レンズ群、合焦レンズ群を含まないため、絞り機構を配置するスペースが確保しやすい。また第４レンズ群は周辺画角の光束中心の光線高が比較的低くなりやすい位置であるため、絞りを配置するのに適している。
また、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（８） ４．０＜ｆＴ／ｆ４＜１８．０
但し、
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

【0044】

条件式（８）は、望遠端の無限遠合焦時における光学系全系の焦点距離と第４レンズ群の焦点距離との比について好ましい範囲を規定するものである。

【0045】

条件式（８）の下限値を超えて、第４レンズ群の正の屈折力が弱くなると、後続レンズ群に向かう光束を十分に収斂することができず、合焦レンズ群の外径の小型化と軽量化が困難になる。一方、条件式（８）の上限値を超えて、第４レンズ群の正の屈折力が強くなると、第４レンズ群内の各レンズの屈折力が強くなり、第４レンズ群内のレンズが製造ばらつきで偏芯した場合や、面間隔誤差が発生した場合に性能低下が起こりやすくなる。

【0046】

なお、条件式（８）について、望ましくはその下限値６．０をに、また上限値を１４．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0047】

さらに本発明にかかる変倍結像光学系では、合焦レンズ群は１枚のレンズ、または１組の接合レンズから構成されることが望ましい。合焦レンズ群を１枚のレンズで構成すると最も軽量化に有利になる。２枚のレンズで構成する場合は接合レンズにすることでスペーサーなどの部材が不要になったり、鏡室の光軸方向の長さが短くなったりすることにより可動部の軽量化に有利になる。
また、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（９） ３．５＜｜（１－βｆｏｃＴ＾２）×βＲｆｏｃＴ＾２｜＜１０．０
但し、
βｆｏｃＴ：望遠端における無限遠合焦時の前記合焦レンズ群の横倍率
βＲｆｏｃＴ：望遠端における無限遠合焦時の前記合焦レンズ群より像側に位置するレンズ系の横倍率

【0048】

条件式（９）は、合焦レンズ群のフォーカス敏感度について好ましい範囲を規定するものである。尚、無限遠から近距離物体への合焦時に複数のレンズ群が異なる軌跡で移動するフローティングタイプのレンズ構成の場合は、少なくとも片方の合焦レンズ群が条件式（９）を満たすことが望ましい。

【0049】

条件式（９）の下限値を超えて、合焦レンズ群のフォーカス敏感度が小さくなると、無限遠物体から所望の近距離物体へと合焦させる際に必要な合焦レンズ群の移動量が大きくなる。合焦レンズ群の移動のためのスペース確保のために光学系全長が増大して、撮像レンズの小型化が困難になる。また、オートフォーカス機能による合焦に要する時間も長くなってしまう。一方、条件式（９）の上限値を超えて、合焦レンズ群のフォーカス敏感度が大きくなると、合焦レンズ群の光軸方向の位置ずれの許容幅が狭くなり、オートフォーカス機能による合焦時の適切な制御が困難になる。

【0050】

なお、条件式（９）について、望ましくはその下限値を４．５に、また上限値を８．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0051】

さらに本発明にかかる変倍結像光学系では、後続レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に互いに間隔が変化するレンズ群を少なくとも３つ有し、最も像側に負の屈折力の像側レンズ群を有し、像側レンズ群は広角端から望遠端への変倍時、及び無限遠物体から近距離物体へのフォーカシング時に像面に対して固定されることが望ましい。

【0052】

次に、後続レンズ群の最も像側に負の屈折力の像側レンズを有することにより、像面へ向かう周辺光束の光線高を下げることが可能となる。それによりカメラとの接続部周辺のメカパーツによる光線高制限を満たしつつ十分な周辺光量を確保することが可能となる。また撮像レンズの像側に着脱可能なテレコンバーターに対応することも容易になる。

【0053】

さらには、像側レンズ群は変倍時、およびフォーカシング時に像面に対して固定されることによりカメラとの接続部周辺の機構を簡素化して外径を抑制することで、カメラ本体側との干渉を避けることが容易になる。

【0054】

また、後続レンズ群内に、合焦レンズ群、像側レンズ群の他に変倍時に独立した軌跡で移動するレンズ群を有することで変倍時の球面収差、像面湾曲の変動を抑制することが容易になる。従って後続レンズ群は、広角端から望遠端への変倍時に互いに間隔が変化するレンズ群を少なくとも３つ有することが望ましい。
また、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（１０） ２．５＜ＥＸＰＴ／Ｙｍａｘ＜６．０
但し、
ＥＸＰＴ：望遠端における無限遠合焦時の射出瞳位置から像面までの距離
Ｙｍａｘ：最大像高

【0055】

条件式（１０）は、望遠端の無限遠合焦時における射出瞳位置から像面までの距離と最大像高との比について好ましい範囲を規定するものである。

【0056】

条件式（１０）の下限値を超えて、射出瞳位置から像面までの距離が小さくなると、像側レンズ群の負の屈折力は強くなる。像側レンズ群の負の屈折力を強くし過ぎると、よりテレフォト型の屈折力配置になるためレンズ全長の短縮には有利だが倍率色収差をはじめとした諸収差の抑制が困難になる。また射出瞳位置が像面に近すぎると周辺光線の像面への入射角が大きくなりイメージセンサーの感度特性上好ましくない。一方、条件式（１０）の上限値を超えて、射出瞳位置から像面までの距離が大きくなると、像面へ向かう周辺光束の光線高が高くなりカメラとの接続部周辺のメカパーツによる光線高制限を満たしつつ十分な周辺光量を確保することが困難になる。

【0057】

なお、条件式（１０）について、望ましくはその下限値を３．５に、また上限値を５．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0058】

さらに本発明にかかる変倍結像光学系では、第１レンズ群は１枚の負レンズと２枚の正レンズから成ることが望ましい。正先行の変倍結像光学系の望遠端ではテレフォト型の屈折力配置となり第１レンズ群内で残存する収差が拡大される。そのため、負レンズを配置して色消しを行うことが望ましい。また、正レンズを２枚有することで十分な正の屈折力を確保しつつ、第１レンズ群内に残存する球面収差の抑制が容易になる。レンズの枚数をさらに増やすことで諸収差の抑制はさらに容易になるが、第１レンズ群は外径が大きく撮像レンズの重量増加につながるため、１枚の負レンズと２枚の正レンズのみから成る構成とするのが望ましい。
また、以下に示す条件式を満足することが望ましい。
（１１） １．０＜ｆＴ／ｆ１＜４．０
（１２） νｄｍａｘ１ｐ＞８５．０
（１３） θｇＦｍａｘ１ｐ－０．６４８３＋０．００１８×νｄｍａｘ１ｐ＞０．０４０
（１４） ０．４０＜ＬＴＴ／ｆＴ＜０．８５
但し、
ｆＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の焦点距離
ｆ１：前記第１レンズ群の焦点距離
νｄｍａｘ１ｐ：前記第１レンズ群が有する正レンズのうち、アッベ数が最大の正レンズのｄ線に対するアッベ数
θｇＦｍａｘ１ｐ：前記第１レンズ群が有する正レンズのうち、アッベ数が最大の正レンズのｇ線とＦ線に対する部分分散比
ＬＴＴ：望遠端における無限遠合焦時のレンズ全系の最も物体側のレンズ面から像面までの長さ
尚、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、及びＣ線（波長６５６．３ｎｍ）に対する屈折率を、それぞれｎｇ、ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとした時、アッベ数νｄ、及び部分分散比θｇＦは以下の式で表される。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）
θｇＦ＝（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎＣ）

【0059】

条件式（１１）は、望遠端の無限遠合焦時における光学系全系の焦点距離と第１レンズ群の焦点距離との比について好ましい範囲を規定するものである。

【0060】

条件式（１１）の下限値を超えて、第１レンズ群の正の屈折力が弱くなると、望遠端におけるテレフォト型の屈折力配置が弱まり、レンズ全長が増大し、撮像レンズの小型化が困難になる。一方、条件式（１１）の上限値を超えて、第１レンズ群の正の屈折力が強くなると、望遠端におけるテレフォト型の屈折力配置が強まり、レンズ全長の短縮には有利だが倍率色収差をはじめとした諸収差の抑制が困難になる。

【0061】

なお、条件式（１１）について、望ましくはその下限値を２．０に、また上限値を３．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0062】

条件式（１２）、（１３）は、第１レンズ群が有する正レンズの材料について、２次スペクトルを含めた色収差を良好に補正するために好ましい特性を規定するものである。

【0063】

２次スペクトルを含めた色収差を良好に補正するためには、アッベ数の差が大きく、部分分散比の差が小さくなるような正レンズと負レンズを組み合わせるのが良い。そのため、第１レンズ群が有する正レンズに低分散かつ異常分散性が高い（通常の材料と比較して部分分散比が大きい）材料を用いることが望ましい。

【0064】

条件式（１２）の下限値を超えて、第１レンズ群が有する正レンズのうち、アッベ数が最大の正レンズのｄ線に対するアッベ数が小さくなると、第１レンズ群内の正レンズと負レンズのアッベ数差が小さくなり、色収差の補正が困難になる。

【0065】

なお、条件式（１２）について、望ましくはその下限値を９２．０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0066】

条件式（１３）は、第１レンズ群が有する正レンズのうち、アッベ数が最大の正レンズの異常分散性について好ましい範囲を規定するものである。

【0067】

条件式（１３）の下限値を超えて、第１レンズ群が有する正レンズのうち、アッベ数が最大の正レンズの異常分散性が小さくなると、正レンズと負レンズの部分分散比の差が大きくなり、色収差、特に２次スペクトルの補正が困難になる。

【0068】

なお、条件式（１３）について、望ましくはその下限値を０．０５０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0069】

条件式（１４）は、望遠端における無限遠合焦時のレンズ全長と焦点距離との比、いわゆるテレフォト比について好ましい範囲を規定するものである。

【0070】

条件式（１４）の下限値を超えて、テレフォト比が小さくなると、テレフォト型の屈折力配置が強まるため、倍率色収差をはじめとした諸収差の抑制が困難になる。一方、条件式（１４）の上限値を超えて、テレフォト比が大きくなると撮像レンズの大型化につながってしまう。

【0071】

なお、条件式（１４）について、望ましくはその下限値を０．５０に、また上限値を０．８０に限定することで、前述の効果をより確実にすることができる。

【0072】

本発明に係る変倍結像光学系は、さらに以下の構成を伴うことがより好ましい。

【0073】

合焦レンズ群に非球面を導入することで、フォーカシング時の球面収差、コマ収差、像面湾曲の変動を抑制することがより容易になる。

【0074】

第４レンズ群は物体側から順に負レンズ、正レンズ、負レンズから成る３枚接合レンズを有することで、第４レンズ群内の偏芯による性能低下を抑制することが容易になる。

【0075】

次に、本発明の変倍結像光学系に係る実施例のレンズ構成について説明する。なお、以下の説明ではレンズ構成を物体側から像側の順番で記載する。

【0076】

［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面又は開口絞りＳの番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは各面の間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率、ｖｄはｄ線に対するアッベ数を示している。

【0077】

面番号に付した＊（アスタリスク）は、そのレンズ面形状が非球面であることを示している。また、ＢＦはバックフォーカスを表している。

【0078】

面番号に付した（絞り）は、その位置に開口絞りＳが位置していることを示している。平面又は開口絞りＳに対する曲率半径には∞（無限大）を記入している。

【0079】

［非球面データ］には、［面データ］において＊を付したレンズ面の非球面形状を与える各係数値を示している。非球面の形状は、光軸に直行する方向への光軸からの変位をｙ、非球面と光軸の交点から光軸方向への変位（サグ量）をｚ、基準球面の曲率半径をｒ、コーニック係数をＫ、４、６、８次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８と置くとき、非球面の座標が以下の式で表されるものとする。

【0080】

［各種データ］には、ズーム比及び各焦点距離状態における焦点距離等の値を示している。

【0081】

［可変間隔データ］には、各焦点距離状態における、無限遠及び物体距離１ｍでの可変間隔及びＢＦの値を示している。

【0082】

［レンズ群データ］には、各レンズ群を構成する最も物体側の面番号及び群全体の合成焦点距離を示している。

【0083】

また、各実施例に対応する収差図において、ｄ、ｇ、Ｃはそれぞれｄ線、ｇ線、Ｃ線を表しており、△Ｓ、△Ｍはそれぞれサジタル像面、メリジオナル像面を表している。

【0084】

なお、以下の全ての諸元の値において、記載している焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、レンズ面間隔ｄ、その他の長さの単位は特記のない限りミリメートル（ｍｍ）を使用するが、光学系では比例拡大と比例縮小とにおいても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。

【0085】

また、各実施例のレンズ構成図において、矢印は広角端から望遠端への変倍に際してのレンズ群の軌跡、Ｉは像面、Ｆはフィルタ、中心を通る一点鎖線は光軸である。

【実施例0086】

図１は、本発明の実施例１の変倍結像光学系のレンズ構成図である。

【0087】

物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４、複数のレンズ群から成る後続レンズ群ＧＲから成り、後続レンズ群ＧＲは正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５、負の屈折力の第６レンズ群Ｇ６、負の屈折力の第７レンズ群Ｇ７から構成される。

【0088】

広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は物体側に移動し、第６レンズ群Ｇ６は物体側に移動し、第７レンズ群Ｇ７は像面に対して固定である。また、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って物体側に移動する。

【0089】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３から構成される。

【0090】

第２レンズ群Ｇ２は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ５からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６から構成される。

【0091】

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力の第３ａレンズ群Ｇ３ａと負の屈折力の第３ｂレンズ群Ｇ３ｂから構成される。第３ｂレンズ群Ｇ３ｂが防振レンズ群に相当し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを光軸に対して略垂直方向に変位させることによって防振を行う。第３ａレンズ群Ｇ３ａは、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ７と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ８から構成される。第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、両凹レンズＬ９と、両凹レンズＬ１０と両凸レンズＬ１１からなる接合レンズから構成される。

【0092】

第４レンズ群Ｇ４は、両凸レンズＬ１２と、両凸レンズＬ１３と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１４からなる接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１６と両凸レンズＬ１７と両凹レンズＬ１８からなる３枚接合レンズから構成される。また、負メニスカスレンズＬ１４と正メニスカスレンズＬ１５の間に開口絞りＳを備える。

【0093】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１９から構成される。

【0094】

第６レンズ群Ｇ６は、両凸レンズＬ２０と、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、両凸レンズＬ２３から構成される。

【0095】

第７レンズ群Ｇ７は、両凸レンズＬ２４と、両凹レンズＬ２５から構成される。

【0096】

以下に実施例１に係る変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例1
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd θgF
物面 ∞ (d0)
1 265.8737 3.0000 1.80610 40.73 0.5672
2 133.3597 10.2893 1.49700 81.61 0.5389
3 -1518.2062 0.1500
4 123.5711 9.3109 1.43700 95.10 0.5336
5 988.5529 (d5)
6 98.3998 4.6862 1.80809 22.76 0.6287
7 4603.1447 1.5000 1.87070 40.73 0.5682
8 71.0826 3.5704
9 666.5204 1.5000 1.90043 37.37 0.5767
10 66.2461 (d10)
11 -493.0497 3.9036 1.48749 70.44 0.5306
12 -56.9988 0.1500
13 35.3143 4.4671 1.48749 70.44 0.5306
14 106.9387 3.2912
15 -447.6909 0.9000 1.72916 54.67 0.5453
16 45.0512 5.2423
17 -39.4556 0.9000 1.59282 68.62 0.5440
18 76.1464 3.3361 1.85478 24.80 0.6122
19 -340.9035 (d19)
20 220.2046 4.0644 1.78472 25.72 0.6158
21 -94.2729 0.1500
22 52.7964 6.7452 1.51823 58.96 0.5442
23 -48.1977 0.9000 2.05090 26.94 0.6052
24 -14519.8030 5.3500
25(絞り) ∞ 7.2878
26 -123.9647 3.5661 1.80809 22.76 0.6287
27 -51.5585 0.1500
28 53.1871 0.9000 1.85896 22.73 0.6284
29 27.2187 8.4092 1.51742 52.15 0.5590
30 -59.2354 0.9000 1.90043 37.37 0.5767
31 844.6034 (d31)
32 52.1689 3.9553 1.55032 75.50 0.5401
33 3679.0034 (d33)
34 142.9947 2.5119 1.73037 32.23 0.5899
35 -199.4928 0.1500
36 92.5531 0.9000 1.77250 49.60 0.5520
37 25.3554 20.5704
38 -40.3661 0.9000 1.55032 75.50 0.5401
39 315.2775 0.1500
40 51.9158 4.6802 1.67270 32.17 0.5963
41 -196.8493 (d41)
42 167.1323 4.0607 1.78472 25.72 0.6158
43 -69.4451 1.1493
44 -50.5099 0.9000 2.05090 26.94 0.6052
45 234.1676 31.9792
46 ∞ 2.5000 1.52301 58.59 0.5448
47 ∞ (BF)
像面 ∞

[各種データ]
広角 中間 望遠
焦点距離 62.10 189.73 578.88
Fナンバー 4.56 5.49 6.50
全画角2ω 38.22 12.73 4.18
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 293.50 349.72 393.50

[可変間隔データ]
広角 中間 望遠
d0 ∞ ∞ ∞
d5 4.7000 88.4335 139.0970
d10 40.4453 12.9325 6.0483
d19 48.4179 27.9638 2.0000
d31 24.4018 23.0748 43.9309
d33 3.0083 6.8064 3.0000
d41 2.5000 20.4830 29.3971
BF 1.0000 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 242.38
G2 6 -63.42
G3 11 -161.60
G4 20 60.16
G5 32 96.12
G6 34 -89.32
G7 42 -114.99
G3a 11 58.35
G3b 15 -36.35

【実施例0097】

図１１は、本発明の実施例２の変倍結像光学系のレンズ構成図である。

【0098】

物体側より順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｇ２、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｇ４、複数のレンズ群から成る後続レンズ群ＧＲから成り、後続レンズ群ＧＲは正の屈折力の第５レンズ群Ｇ５、負の屈折力の第６レンズ群Ｇ６、正の屈折力の第７レンズ群Ｇ７、負の屈折力の第８レンズ群Ｇ８から構成される。

【0099】

広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は像面に対して固定であり、第４レンズ群Ｇ４は物体側に移動し、第５レンズ群Ｇ５は物体側に移動し、第６レンズ群Ｇ６は物体側に移動し、第７レンズ群Ｇ７は物体側に移動し、第８レンズ群Ｇ８は像面に対して固定である。また、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際して、第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って物体側に移動する。

【0100】

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１と両凸レンズＬ２からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３から構成される。

【0101】

第２レンズ群Ｇ２は、両凸レンズＬ４と両凹レンズＬ５からなる接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ６から構成される。

【0102】

第３レンズ群Ｇ３は、正の屈折力の第３ａレンズ群Ｇ３ａと負の屈折力の第３ｂレンズ群Ｇ３ｂから構成される。第３ｂレンズ群Ｇ３ｂが防振レンズ群に相当し、第３ｂレンズ群Ｇ３ｂを光軸に対して略垂直方向に変位させることによって防振を行う。第３ａレンズ群Ｇ３ａは、両凸レンズＬ７と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ８からなる接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ９から構成される。第３ｂレンズ群Ｇ３ｂは、両凹レンズＬ１０と、両凹レンズＬ１１と両凸レンズＬ１２からなる接合レンズから構成される。

【0103】

第４レンズ群Ｇ４は、両凸レンズＬ１３と、両凸レンズＬ１４と像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１５からなる接合レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１６と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１７と両凸レンズＬ１８と両凹レンズＬ１９からなる３枚接合レンズから構成される。また、負メニスカスレンズＬ１５と正メニスカスレンズＬ１６の間に開口絞りＳを備える。

【0104】

第５レンズ群Ｇ５は、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２０から構成される。正メニスカスレンズＬ２０の物体側の面は所定の非球面形状となっている。

【0105】

第６レンズ群Ｇ６は、両凸レンズＬ２１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２２から構成される。

【0106】

第７レンズ群Ｇ７は両凹レンズＬ２３と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２４から構成される。

【0107】

第８レンズ群Ｇ８は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２５と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２６から構成される。

【0108】

以下に実施例２に係る変倍結像光学系の諸元値を示す。
数値実施例2
単位：mm
[面データ]
面番号 r d nd vd θgF
物面 ∞ (d0)
1 247.4681 3.0000 1.80450 39.64 0.5715
2 127.9302 10.4047 1.49700 81.61 0.5389
3 -340.7072 0.1500
4 107.2854 6.9314 1.42537 97.80 0.5330
5 340.6600 (d5)
6 330.5688 3.1766 1.78472 25.72 0.6158
7 -457.1933 1.5000 1.87070 40.73 0.5682
8 88.7397 1.2733
9 127.2821 1.5000 1.80610 40.73 0.5672
10 52.9857 (d10)
11 62.4409 6.7109 1.51742 52.15 0.5590
12 -58.7501 0.9000 1.70154 41.15 0.5770
13 -130.7300 0.6000
14 -330.6763 2.5329 1.61340 44.27 0.5633
15 -75.3123 2.1201
16 -91.6685 0.9000 1.69680 55.46 0.5426
17 58.7659 4.1131
18 -37.8938 0.9000 1.59349 67.00 0.5366
19 104.7094 3.0352 1.84666 23.78 0.6192
20 -160.0055 (d20)
21 101.7630 3.1486 1.80809 22.76 0.6287
22 -241.1711 0.1500
23 58.7632 6.1936 1.49700 81.61 0.5389
24 -48.5350 0.9000 2.00100 29.13 0.5995
25 -429.8405 2.9500
26(絞り) ∞ 7.8860
27 -96.4433 2.5341 1.78472 25.72 0.6158
28 -49.6772 0.3000
29 46.9234 0.9045 1.85896 22.73 0.6284
30 25.2707 8.7731 1.51742 52.15 0.5590
31 -47.6765 0.9000 1.87070 40.73 0.5682
32 313.0319 (d32)
33* 44.6595 3.6222 1.61881 63.85 0.5417
34 628.3647 (d34)
35 102.6917 2.6198 1.77047 29.74 0.5951
36 -428.3588 0.1500
37 45.9840 0.9000 1.90043 37.37 0.5767
38 22.6140 (d38)
39 -47.5082 0.9000 1.41390 101.00 0.5340
40 102.6353 1.7465
41 43.0707 3.6284 1.72825 28.32 0.6059
42 187.4226 (d42)
43 -66.9379 3.0960 1.51823 58.96 0.5442
44 -41.7178 2.3277
45 -36.0309 0.9000 2.00100 29.13 0.5995
46 -71.7248 31.8862
47 ∞ 2.1000 1.51680 64.20 0.5343
48 ∞ (BF)
像面 ∞

[非球面データ]
33面
K 0.00000
A4 -5.50723E-07
A6 4.83977E-10
A8 -3.39205E-12

[各種データ]
広角 中間 望遠
焦点距離 52.00 159.27 485.00
Fナンバー 4.57 5.68 6.50
全画角2ω 45.37 14.97 4.93
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 270.99 313.85 357.94

[可変間隔データ]
広角 中間 望遠
d0 ∞ ∞ ∞
d5 6.3215 69.4587 113.8777
d10 26.0601 5.7786 5.4500
d20 56.2485 30.5454 2.0011
d32 19.9032 23.9955 47.9392
d34 2.9996 4.5307 3.0000
d38 15.5594 14.8795 16.8949
d42 4.6348 25.3944 29.5102
BF 1.0000 0.9999 1.0000

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 199.03
G2 6 -60.63
G3 11 -120.71
G4 21 63.99
G5 33 77.51
G6 35 -98.40
G7 39 1525.03
G8 43 -112.79
G3a 11 61.30
G3b 16 -36.13