特開 2023-22519 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】P2023022519

(43)【公開日】2023-02-15

(54)【発明の名称】変倍結像光学系

(51)【国際特許分類】

   G02B 15/20 20060101AFI20230208BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20230208BHJP

【ＦＩ】

G02B15/20

G02B13/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021127427

(22)【出願日】2021-08-03

(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】荻野目 泰基

【テーマコード（参考）】

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H087KA01

2H087KA02

2H087MA19

2H087NA07

2H087NA14

2H087PA15

2H087PA16

2H087PB20

2H087QA02

2H087QA07

2H087QA14

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA22

2H087QA25

2H087QA32

2H087QA37

2H087QA42

2H087QA45

2H087RA04

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087SA57

2H087SA61

2H087SA62

2H087SA63

2H087SA65

2H087SA66

2H087SA71

2H087SA74

2H087SB04

2H087SB05

2H087SB13

2H087SB14

2H087SB26

2H087SB27

2H087SB34

2H087SB36

2H087SB37

2H087SB44

2H087SB45

2H087UA06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】小型化と軽量化を実現しながら、変倍時の倍率色収差を抑え、合焦時の高速化と性能低下を抑えたフォーカシングを有し、ズーム全域にわたり良好な光学性能を備えた変倍結像光学系を提供する
【解決手段】物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力の第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３と、１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む第１中間群ＧＭ１と、第２中間群ＧＭ２と、１つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲからなり、隣り合うレンズ群の間隔は変倍もしくはフォーカシング時に変化し、広角端から望遠端への変倍に際し、第１レンズ群は物体側に移動し、第２レンズ群は像側へ移動し、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔は増大し、第２レンズ群と第３レンズ群の間隔は減少し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、第２中間群とそれ以外の１つ以上のレンズ群が光軸に沿って移動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む第１中間群ＧＭ１と、第２中間群ＧＭ２と、１つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲからなり、隣り合うレンズ群の間隔は変倍もしくはフォーカシング時に変化し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、前記第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３の間隔は減少し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、前記第２中間群ＧＭ２とそれ以外の１つ以上のレンズ群が光軸に沿って移動することを特徴とする変倍結像光学系。

【請求項2】

物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む第１中間群ＧＭ１と、第２中間群ＧＭ２と、１つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲからなり、条件式（１）を満足し、前記第２レンズ群Ｇ２のうち最も物体側の面と最も像側の面は条件式（２）を満足し、隣り合うレンズ群の間隔は変倍もしくはフォーカシング時に変化し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、前記第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３の間隔は減少し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、前記第２中間群ＧＭ２は光軸に沿って移動することを特徴とする変倍結像光学系。
（１）０．７＜ｆ１／ｆ２＜２．２
（２）－５．４＜（ＳＧ２ｆ-ＳＧ２ｒ）/（ＳＧ２ｆ+ＳＧ２ｒ）＜０．６
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群Ｇ２の焦点距離
ＳＧ２ｆ：第２レンズ群Ｇ２のうち最も物体側の面の曲率半径
ＳＧ２ｒ：第２レンズ群Ｇ２のうち最も像側の面の曲率半径

【請求項3】

前記第１レンズ群Ｇ１は、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の変倍結像光学系。
（３）０．２＜ｆ１／ｆＴ＜１．０
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【請求項4】

前記第２レンズ群Ｇ２は、以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（４）０．１＜ｆ２／ｆＴ＜０．８
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【請求項5】

前記第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２は、以下の条件式（５）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の変倍結像光学系。
（５）０．７＜ｆ１／ｆ２＜２．２
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群Ｇ２の焦点距離

【請求項6】

以下の条件式（６）を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（６）１．３＜ＤＧ２Ｓw／ＤＧ２Ｓｔ＜３．２
ＤＧ２Ｓｗ：広角端における前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から前記開口絞りＳまでの距離
ＤＧ２Ｓｔ：望遠端における前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から前記開口絞りＳまでの距離

【請求項7】

前記第２レンズ群Ｇ２は下記の条件式（７）および（８）を満たす凹レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（７）－１．５＜（ｇ２ｈｒＷ／Ｗｉｈ）－（ｇ２ｈｒＴ／Ｔｉｈ）＜－０．３
（８）ΔＰｇＦＬｇ２＞０．００９
ｇ２ｈｒＷ：無限遠広角端における前記第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さ
ｇ２ｈｒＴ：無限遠望遠端における前記第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さ
なお、前記軸外主光線の定義であるが、絞り位置と光軸が交わる点を通る光線である。
Ｗｉｈ：広角端における前記軸外主光線の結像像高
Ｔｉｈ：望遠端における前記軸外主光線の結像像高
ΔＰｇＦＬｇ２：前記第２レンズ群Ｇ２に含まれる前記凹レンズのうち最も異常分散性が大きい凹レンズの異常分散性

【請求項8】

以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（９）１．０＜ｆ１／ｆＷ＜２．５
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＷ：無限遠広角端における全系の焦点距離

【請求項9】

以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１乃至８いずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（１０）０．７＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
ｆ２：前記第１レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆＷ：無限遠広角端における全系の焦点距離

【請求項10】

前記第２中間群ＧＭ２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光軸方向に移動する群のうち、望遠端での無限遠から至近端への移動量が最も大きい群であり、下記の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（１１）０．０５＜｜ｆＧＭ２／ｆＴ｜＜０．２５
ｆＧＭ２：前記第２中間群ＧＭ２の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【請求項11】

前記後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群には下記の条件式（１２）を満足する凹レンズが少なくとも１枚以上含まれていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（１２）ΔＰｇＦｎＬｒ＞０．００９
ΔＰｇＦｎＬｒ：前記後続群の凹レンズの異常分散性

【請求項12】

前記後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群には下記の条件式（１３）を満足する凹レンズが少なくとも１枚以上含まれていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（１３）１．００＜νｄｎＬｒ×ΔＰｇＦｎＬｒ
νｄｎＬｒ：前記後続群の凹レンズのアッベ数
ΔＰｇＦｎＬｒ：前記後続群の凹レンズの異常分散性

【請求項13】

前記後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群には下記の条件式（１４）を満足する凸レンズが少なくとも１枚以上含まれていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（１４）ΔＰｇＦｐＬｒ＜－０．００１０
ΔＰｇＦｐＬｒ：前記後続群の凸レンズの異常分散性

【請求項14】

最も像側から数えて２枚の凸レンズは以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（１５）ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ＜－０．００１０
ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ：最も像側から２枚の凸レンズの異常分散性の平均値

【請求項15】

前記第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し固定であることを特徴とする請求項1乃至１４のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。

【請求項16】

前記後続群ＧＲのうち、最も像側に配置されたレンズ群は広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し固定であることを特徴とする請求項1乃至１５のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はデジタルカメラやビデオカメラなど撮像装置に用いられる、撮像光学系に好適な変倍結像光学系に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、デジタルカメラやビデオカメラ等のミラーレス化が進むと同時に、スマートフォンやモバイルデータ端末に高性能なカメラが搭載されるようになり、デジタルカメラやビデオカメラにはそれらのモバイル機器と差別化を図るため、超望遠域のズームレンズへの需要が高まっている。

【0003】

また近年のデジタルカメラやビデオカメラは撮像素子の高画素化が一段と進み、撮像光学系に対する高性能化の要求は一段と増している。

【0004】

特許文献１～４は望遠端の半画角がおおよそ３度以下の変倍結像光学系の例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－１６７７４９

【特許文献2】特開２０１６－０８０８２５

【特許文献3】特開２０１９－０２０４５０

【特許文献4】特開２０２０－０５２３３８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

望遠端の画角の狭い超望遠ズームレンズでは、ズームレンズとしての使い勝手を向上させるため、変倍比をなるべく大きく取ることと、携帯性を向上させるための小型化と、結像性能の３点を両立させる必要がある。

【0007】

変倍比を大きく取るためには最も物体側に正の屈折力を有するレンズ群を配置し、それを変倍によって物体側へ繰り出すことで、望遠端での望遠比（光学全長を焦点距離で割った値）をなるべく大きくし望遠時の結像性能を高めるのが一般的である。

【0008】

また望遠タイプのレンズでは、物体側に配置された収束系のレンズ群で発生した収差が、後方のレンズ群で拡大される。単焦点レンズであれば、この関係を基に単純に物体側の収束系で発生する収差を抑えることで結像性能の向上を図ることが出来るが、ズームレンズでは変倍によるパワー配置の変化によって諸収差が変動するため、単焦点レンズの様に単純化出来ない。特に画角の狭い超望遠域のレンズで課題となる倍率色収差は、変倍によって発生する方向が変わるので、ズーム全域にわたって倍率色収差の発生を抑えながら光学系の小型化を図るためには、変倍によるパワー配置の変化に応じた光学材料の選択が重要である。

【0009】

また、望遠域で撮影倍率を大きくしようとすると単一のフォーカス群では至近の結像性能が低下することから複数のフォーカス群を用いて近距離の結像性能を向上させる方法が知られている。

【0010】

特許文献１に記載の光学系は全長固定の超望遠ズームレンズの例であるが、ズーム全域で諸収差が抑えられており結像性能は高いが、このように全長固定のタイプで結像性能を維持したまま変倍比を大きくしようとすると光学系が著しく肥大化してしまい好ましくない。

【0011】

特許文献２に記載の光学系は第１群が繰り出す全長可変タイプの超望遠ズームレンズの例であるが、光学全長に対するバックフォーカス（最終レンズから像面までの距離）が大きく、昨今のミラーレス化によるショートフランジバック化を鑑みると光学系の小型化という点では不十分である。また広角端から望遠端における倍率色収差の変動が大きく、補正が不十分である。

【0012】

特許文献３に記載の光学系はショートフランジバック化に対応した超望遠ズームレンズの例であるが、広角端から望遠端における倍率色収差の変動が大きく、補正が不十分であり、広角端における光学全長の抑制も不十分である。

【0013】

特許文献４には複数のフォーカス群を持つ超望遠ズームの実施例が含まれ、望遠端で０．２倍を超える撮影倍率でも良好な性能を保っているが、変倍比は２倍程度と小さく光学系の小型化も不十分である。

【0014】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、小型化と軽量化を実現しながら、変倍時の倍率色収差を抑え、合焦時の高速化と近距離での性能低下を抑えたフォーカシングを有し、ズーム全域にわたり無限遠から至近まで良好な光学性能を備えた変倍結像光学系を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記課題を解決するための手段である本発明を実施の変倍結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む第１中間群ＧＭ１と、第２中間群ＧＭ２と、１つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲからなり、隣り合うレンズ群の間隔は変倍もしくはフォーカシング時に変化し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、前記第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３の間隔は減少し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、前記第２中間群ＧＭ２とそれ以外の１つ以上のレンズ群が光軸に沿って移動することを特徴とする。

【0016】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む第１中間群ＧＭ１と、第２中間群ＧＭ２と、１つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲからなり、条件式（１）を満足し、前記第２レンズ群Ｇ２のうち最も物体側の面と最も像側の面は条件式（２）を満足し、隣り合うレンズ群の間隔は変倍もしくはフォーカシング時に変化し、広角端から望遠端への変倍に際し、前記第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、前記第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、前記第１レンズ群Ｇ１と前記第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３の間隔は減少し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、前記第２中間群ＧＭ２は光軸に沿って移動することを特徴とする。
（１）０．７＜ｆ１／ｆ２＜２．２
（２）－５．４＜（ＳＧ２ｆ-ＳＧ２ｒ）／（ＳＧ２ｆ+ＳＧ２ｒ）＜０．６
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群Ｇ２の焦点距離
ＳＧ２ｆ：第２レンズ群Ｇ２のうち最も物体側の面の曲率半径
ＳＧ２ｒ：第２レンズ群Ｇ２のうち最も像側の面の曲率半径

【0017】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記第１レンズ群Ｇ１が、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする。
（３）０．２＜ｆ１／ｆＴ＜１．０
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【0018】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記第２レンズ群Ｇ２が、以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする。
（４）０．１＜ｆ２／ｆＴ＜０．８
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【0019】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２は、以下の条件式（５）を満たすことを特徴とする。
（５）０．７＜ｆ１／ｆ２＜２．２
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群Ｇ２の焦点距離

【0020】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに以下の条件式（６）を満たすことを特徴とする。
（６）１．３＜ＤＧ２Ｓw／ＤＧ２Ｓｔ＜３．２
ＤＧ２Ｓｗ：広角端における前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から前記開口絞りＳまでの距離
ＤＧ２Ｓｔ：望遠端における前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から前記開口絞りＳまでの距離

【0021】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記第２レンズ群Ｇ２が下記の条件式（７）および（８）を満たす凹レンズを含むことを特徴とする。
（７）－１．５＜（ｇ２ｈｒＷ／Ｗｉｈ）－（ｇ２ｈｒＴ／Ｔｉｈ）＜－０．３
（８）ΔＰｇＦＬｇ２＞０．００９
ｇ２ｈｒＷ：無限遠広角端における前記第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さ
ｇ２ｈｒＴ：無限遠望遠端における前記第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さ
なお、前記軸外主光線の定義であるが、絞り位置と光軸が交わる点を通る光線である。
Ｗｉｈ：広角端における前記軸外主光線の結像像高
Ｔｉｈ：望遠端における前記軸外主光線の結像像高
ΔＰｇＦＬｇ２：前記第２レンズ群Ｇ２に含まれる前記凹レンズのうち最も異常分散性が大きい凹レンズの異常分散性

【0022】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに以下の条件式（９）を満足することを特徴とする。
（９）１．０＜ｆ１／ｆＷ＜２．５
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＷ：無限遠広角端における全系の焦点距離

【0023】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする。
（１０）０．７＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
ｆ２：前記第１レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆＷ：無限遠広角端における全系の焦点距離

【0024】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記第２中間群ＧＭ２が、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し光軸方向に移動する群のうち、望遠端での無限遠から至近端への移動量が最も大きい群であり、下記の条件式（１１）を満足することを特徴とする。
（１１）０．０５＜｜ｆＧＭ２／ｆＴ｜＜０．２５
ｆＧＭ２：前記第２中間群ＧＭ２の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【0025】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群には下記の条件式（１２）を満足する凹レンズが少なくとも１枚以上含まれていることを特徴とする。
（１２）ΔＰｇＦｎＬｒ＞０．００９
ΔＰｇＦｎＬｒ：前記後続群の凹レンズの異常分散性

【0026】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群には下記の条件式（１３）を満足する凹レンズが少なくとも１枚以上含まれていることを特徴とする。
（１３）１．００＜νｄｎＬｒ×ΔＰｇＦｎＬｒ
νｄｎＬｒ：前記後続群の凹レンズのアッベ数
ΔＰｇＦｎＬｒ：前記後続群の凹レンズの異常分散性

【0027】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群には下記の条件式（１４）を満足する凸レンズが少なくとも１枚以上含まれていることを特徴とする。
（１４）ΔＰｇＦｐＬｒ＜－０．００１０
ΔＰｇＦｐＬｒ：前記後続群の凸レンズの異常分散性

【0028】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに最も像側から数えて２枚の凸レンズが以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする。
（１５）ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ＜－０．００１０
ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ：最も像側から２枚の凸レンズの異常分散性の平均値

【0029】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記第３レンズ群Ｇ３は広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し固定であることを特徴とする。

【0030】

また、本発明を実施の変倍結像光学系は、さらに前記後続群ＧＲのうち、最も像側に配置されたレンズ群は広角端から望遠端への変倍に際し、像面に対し固定であることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図2】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図3】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図4】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図5】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図6】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図7】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図8】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る広角端の物体距離１．５ｍ合焦時の横収差図である。

【図9】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る中間焦点距離の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図10】本発明の変倍結像光学系の実施例１に係る望遠端の物体距離２．３ｍ合焦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に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図12】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図13】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図14】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図15】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図16】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図17】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図18】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る広角端の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図19】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る中間焦点距離の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図20】本発明の変倍結像光学系の実施例２に係る望遠端の物体距離２．０ｍ合焦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に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図22】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図23】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図24】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図25】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図26】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図27】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図28】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る広角端の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図29】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る中間焦点距離の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図30】本発明の変倍結像光学系の実施例３に係る望遠端の物体距離２．０ｍ合焦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に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図32】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図33】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図34】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図35】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図36】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図37】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図38】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る広角端の物体距離１．５ｍ合焦時の横収差図である。

【図39】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る中間焦点距離の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図40】本発明の変倍結像光学系の実施例４に係る望遠端の物体距離２．２５ｍ合焦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に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図42】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図43】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図44】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図45】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図46】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図47】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図48】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る広角端の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図49】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る中間焦点距離の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図50】本発明の変倍結像光学系の実施例５に係る望遠端の物体距離２．０ｍ合焦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に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図52】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図53】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図54】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図55】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図56】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図57】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図58】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る広角端の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図59】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る中間焦点距離の物体距離２．０ｍ合焦時の横収差図である。

【図60】本発明の変倍結像光学系の実施例６に係る望遠端の物体距離２．０ｍ合焦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に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図62】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図63】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図64】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図65】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図66】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図67】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図68】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る広角端の物体距離２．５０ｍ合焦時の横収差図である。

【図69】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る中間焦点距離の物体距離２．４６ｍ合焦時の横収差図である。

【図70】本発明の変倍結像光学系の実施例７に係る望遠端の物体距離２．４２ｍ合焦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に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図72】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図73】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図74】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図75】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図76】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図77】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図78】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る広角端の物体距離１．９０ｍ合焦時の横収差図である。

【図79】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る中間焦点距離の物体距離１．８４ｍ合焦時の横収差図である。

【図80】本発明の変倍結像光学系の実施例８に係る望遠端の物体距離１．８１ｍ合焦時の横収差図である。

【図81】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図82】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図83】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図84】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図85】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図86】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図87】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図88】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る広角端の物体距離２．５０ｍ合焦時の横収差図である。

【図89】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る中間焦点距離の物体距離２．４６ｍ合焦時の横収差図である。

【図90】本発明の変倍結像光学系の実施例９に係る望遠端の物体距離２．４２ｍ合焦時の横収差図である。

【図91】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図92】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図93】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図94】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図95】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図96】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図97】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図98】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る広角端の物体距離２．５０ｍ合焦時の横収差図である。

【図99】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る中間焦点距離の物体距離２．４６ｍ合焦時の横収差図である。

【図100】本発明の変倍結像光学系の実施例１０に係る望遠端の物体距離２．４２ｍ合焦時の横収差図である。

【図101】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る広角端の無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【図102】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る広角端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図103】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図104】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る望遠端の無限遠合焦時の縦収差図である。

【図105】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る広角端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図106】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る中間焦点距離の無限遠合焦時の横収差図である。

【図107】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る望遠端の無限遠合焦時の横収差図である。

【図108】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る広角端の物体距離２．５０ｍ合焦時の横収差図である。

【図109】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る中間焦点距離の物体距離２．４６ｍ合焦時の横収差図である。

【図110】本発明の変倍結像光学系の実施例１１に係る望遠端の物体距離２．４２ｍ合焦時の横収差図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の実施形態に係る変倍結像光学系について説明する。なお、以下の実施例の説明は本発明の光学系の一例を説明したものであり、本発明はその要旨を逸脱しない範囲において本実施例に限定されるものではない。また、物体側を先、像側を後として説明する。

【0033】

また、以下の実施例の説明における、ｇ線（波長４３５ ．８ｎｍ），Ｆ線（４８６．１ｎｍ），ｄ線（５８７．６ｎｍ），Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する材料の屈折率をそれぞれＮｇ，ＮＦ，Ｎｄ，ＮＣとする。そしてアッベ数νｄ、部分分散比ＰｇＦ、異常部分分散性ΔＰｇＦを、
νｄ ＝ （Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
ＰｇＦ ＝ （Ｎｇ－ＮＦ）／（ＮＦ－ＮＣ）
ΔＰｇＦ ＝ ＰｇＦ－０．６４８３３＋０．００１８０×νｄ
として表す。

【0034】

本出願中でレンズの枚数をカウントする場合は、特段の記載がない限り、単レンズは１枚、接合レンズの場合はそれを構成する単レンズごとに１枚としてカウントする。例えば、凸レンズと凹レンズの接合レンズであれば２枚としてカウントする。

【0035】

一般に薄肉レンズで構成される光学系の倍率色収差は各レンズの和として以下の（参考式１）で与えられ、次の様に考えることが出来る。

【0036】

絞りよりも物体側に正の屈折力を有するレンズを配置すると、レンズを通過する周辺光束は結像位置と反対側の象限を通過することになり、一般的な光学ガラスの場合、分散の特性から長波長ほど低像高の位置に結像することになり、Ｃ線はアンダー方向の倍率色収差として観測される。同様に、絞りより物体側に負の屈折力を有するレンズを配置させた場合は前記と逆の現象となる。また、絞りより像側にレンズを配置させた場合にはレンズを通過する周辺光束と結像位置が同じ象限を通過することになるので、絞りより物体側にレンズを配置させた場合と逆の現象となる。
（参考式１）Σ（ｈ・ｈｂ・φ／ν）
ｈ：軸上光線高さ
ｈｂ：軸外主光線高さ
φ：屈折力
ν：アッベ数
なお、主光線は絞り面と光軸が交差する点を通過する光線と定義する。

【0037】

本発明のような第１レンズ群Ｇ１が正の屈折力を持ち、広角端から望遠端への変倍によって大きく第１レンズ群Ｇ１が繰り出し、開口絞りＳとの間隔が広がるような変倍結像光学系では、多くの場合、広角側でＣ線がオーバー、望遠側でＣ線がアンダー方向の倍率色収差が発生し変倍によって変動する。そのため、ｇ線とＣ線をコレクションするようなまとめ方がなされ、それ以外の波長との結像倍率の差が大きい場合には、２次スペクトルとして被写体の輪郭に赤紫色などの色にじみが現れ好ましくない。

【0038】

この現象は、広角側から望遠側への変倍によって第１レンズ群Ｇ１が繰り出し、開口絞りＳとの間隔が広がり、第２レンズ群Ｇ２以降のレンズ群は開口絞りＳに近づくパワー配置の変化によって、第１レンズ群Ｇ１で発生する倍率色収差の変化に加え、第２レンズ群Ｇ２以降のレンズ群での倍率色収差の補正効果が大きく変化することによって発生するものである。開口絞りＳからの距離が離れるほど軸外主光線は光軸から離れた高い位置を通るようになり、（参考式１）で示したように光線高の変化は倍率色収差の変化をもたらす。

【0039】

また、２次スペクトルの補正には異常分散性を持つ硝材を変倍による倍率色収差の補正効果の変化に合わせて適切に配置することが効果的である。例えば、ｇ線とＣ線をコレクションし、ｄ線との間で２次スペクトルが問題となるような場合では、無理にｄ線とＣ線をコレクションしようとすると、ｇ線は補正不足となってしまうが、異常分散性を持つ硝材を利用するとｇ線の補正不足を補うことが可能になり、結果的に２次スペクトルの軽減を図ることが可能となる。以下、ズーム全域で２次スペクトルを抑え倍率色収差を効果的に補正した本発明の実施形態について、ｇ線の補正に着目し説明する。

【0040】

本発明の変倍結像光学系は、数値実施例や各実施例の構成図からもわかるように、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む第１中間群ＧＭ１と、第２中間群ＧＭ２と、1つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲとからなり、変倍もしくはフォーカシング時に、隣り合うレンズ群の間隔が変化し、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は像側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少し、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２中間群ＧＭ２に加え１つ以上のレンズ群が光軸に沿って物体側へ移動する構成となっている。

【0041】

正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３は、広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少するように変化することによって変倍結像光学系の主な変倍効果を得ている。

【0042】

正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２は広角端から望遠端にズーミングする際に像面に対し像側に移動することで、広角端で高い位置を通過していた軸外主光線が望遠端では低い位置を通過するように変化させ、第２レンズ群Ｇ２の倍率色収差の補正効果は広角端で大きく望遠端で小さくなる効果を発揮する。

【0043】

また第２レンズ群Ｇ２には、凹レンズに正の異常分散性、凸レンズに負の異常分散性を持つガラスを使用すると広角側でｇ線をアンダー方向に補正することが可能となり倍率色収差を補正しやすくなる。

【0044】

１つ以上のレンズ群からなり開口絞りＳを含む第１中間群ＧＭ１は、第３レンズ群Ｇ３で発散された光束を収束させる効果を持ち、第２中間群ＧＭ２へ入射する光線高を適切な高さに制御する効果を持っており、第２中間群ＧＭ２の軽量化に寄与するとともに、ズーミング時の像面補償の役割も担っている。

【0045】

第２中間群ＧＭ２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光軸に沿って移動し、物体距離が変化した際の結像位置のズレを補正している。

【0046】

１つ以上のレンズ群からなる後続群ＧＲは、像面補償を担うとともに望遠端で大きくなる倍率色収差の補正の役割を担っている。後続群ＧＲの凹レンズに正の異常分散性を持つガラス、凸レンズに負の異常分散性を持つガラスを用いることで、ｇ線をオーバー方向に補正する効果が発生し望遠側での倍率色収差の補正することが可能となる。また後続群ＧＲでは軸外主光線に対し軸上光線は低い光線高で通過しており、倍率色収差の補正効果はより高い像高で大きくなる特性を持つ。

【0047】

一方で、後続群ＧＲで凹レンズに正の異常分散性を持つガラス、凸レンズに負の異常分散性を持つガラスを用いることで望遠側の倍率色収差を補正すると、広角側でｇ線がオーバー側に過剰補正となり倍率色収差が悪化することとなるが、その広角側で悪化する倍率色収差を、広角側でｇ線をアンダー方向に補正効果を大きく持つ第２レンズ群Ｇ２での倍率色収差の補正効果で相殺することで、広角端から望遠端まで全域にわたり倍率色収差を良好に補正することが可能となる。

【0048】

また、本発明の変倍結像光学系では、光学系の全長短縮と高性能化さらに製造時に安定した結像性能を実現するため以下の条件式（１）および（２）を満足することが望ましい。
（１）０．７＜ｆ１／ｆ２＜２．２
（２）－５．４＜（ＳＧ２ｆ－ＳＧ２ｒ）／（ＳＧ２ｆ＋ＳＧ２ｒ）＜０．６
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群Ｇ２の焦点距離
ＳＧ２ｆ：第２レンズ群Ｇ２のうち最も物体側の面の曲率半径
ＳＧ２ｒ：第２レンズ群Ｇ２のうち最も像側の面の曲率半径

【0049】

本発明の変倍結像光学系の満たすべき条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の比の望ましい範囲を示したものである。本発明の変倍結像光学系は第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２が共に正の屈折力を有し、広角端から望遠端へのズーミングの際に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に移動し、第２レンズ群Ｇ２は像側へ移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔は減少するように変化することによって変倍結像光学系の主な変倍効果を得ているが、物体からの光線を収束される効果は、第１レンズ群Ｇ１が主として担い第２レンズ群Ｇ２がそれを補完しながら双方が分担して担うことになる。望遠端においては、主たる光線の収束効果を持つ第１レンズ群Ｇ１の屈折力は弱い方が第１レンズ群Ｇ１で発生する諸収差が小さくなるので高性能化の観点からは好ましいが、小さすぎると光学系が肥大化する事にもつながり、広角端で屈折力が不足することになる。また、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が大きすぎると製造誤差などで第１レンズ群Ｇ１が偏芯した場合の結像性能の低下にもつながるので、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の屈折力の分担は適切に行う必要がある。

【0050】

条件式（１）の上限値を超え、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の比が大きくなると、第２レンズ群Ｇ２に対し第１レンズ群Ｇ１の屈折力がより小さくなることを意味し第１レンズ群Ｇ１の屈折力が不足して光学系の肥大化につながるため好ましくない。

【0051】

条件式（１）の下限値を超え、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の比が小さくなると、第２レンズ群Ｇ２に対し第１レンズ群Ｇ１の屈折力がより大きくなることを意味し、望遠端における第２レンズ群Ｇ２以降の合成系の結像倍率が高くなりすぎて望遠端における軸上色収差等諸収差の補正が難しくなる。

【0052】

なお、条件式（１）については、望ましくは下限値を０．８、上限値を１．８に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0053】

また本発明の変倍結像光学系の満たすべき条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２のうち最も物体側の面の曲率半径と第２レンズ群Ｇ２のうち最も像側の面の曲率半径の関係を示したものである。第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面が物体側に凸の形状を持つ場合、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面は、像側に凸であればその曲率半径の絶対値は第２レンズ群Ｇ２の最も物体側の面の曲率半径の絶対値より大きいこと、もしくは像側に凹であることが望ましい。第２レンズ群の最も像側の面の曲率が大きいと、第２レンズ群Ｇ２を出射する光線が当該面で大きく曲げられる事になり、コマ収差、非点収差が大きく発生し高性能化が難しくなる。この現象は第２レンズ群Ｇ２に入射する周辺光束がより高い位置を通過する広角側でより顕著となる。従って第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズの最も物体側の面と最も像側の面の曲率半径は適切に設定する必要がある。

【0054】

条件式（２）の対応値が上限値を超え、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面が物体側に凸で曲率が大きくなると、コマ収差や非点収差の悪化につながり高性能化は難しくなるため好ましくない。

【0055】

条件式（２）の対応値が下限値を超え、第２レンズ群Ｇ２の最も像側の面が像側に凸で、曲率が大きくなると、コマ収差や非点収差の悪化につながり高性能化は難しくなるため好ましくない。

【0056】

なお、条件式（２）については、望ましくは下限値を－５．３、上限値を０．３５に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0057】

また、本発明の変倍結像光学系では、光学系の全長短縮と高性能化を両立させるため以下の条件式（３）を満たすことが望ましい。
（３）０．２＜ｆ１／ｆＴ＜１．０
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【0058】

本発明の変倍結像光学系の満たすべき条件式（３）は、無限遠望遠端における全系の焦点距離と第１レンズ群Ｇ１の焦点距離の比を規定し、光学系の全長短縮と鏡筒の軽量化に関して望ましい範囲を示したものである。

【0059】

条件式（３）の上限値を超え、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が無限遠望遠端の全系の焦点距離に対して長くなると、望遠端における光学全長が長くなり過ぎ第１レンズ群Ｇ１のズーミングによる移動量が増大し移動機構が複雑になり鏡筒が大型化してしまう。

【0060】

条件式（３）の下限値を超え、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が無限遠望遠端の全系の焦点距離に対して短くなると、望遠端における第２レンズ群Ｇ２以降の合成系の結像倍率が高くなりすぎて望遠端における軸上色収差等諸収差の補正が難しくなる。

【0061】

なお、条件式（３）については、望ましくは下限値を０．３、上限値を０．７に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0062】

同様に、本発明の変倍結像光学系では、光学系の全長短縮と高性能化を両立するため以下の条件式（４）を満たすことが望ましい。
（４）０．１＜ｆ２／ｆＴ＜０．８
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【0063】

本発明の変倍結像光学系の満たすべき条件式（４）は、無限遠望遠端における全系の焦点距離と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の比を規定し、光学系の全長短縮と鏡筒の軽量化に関して望ましい範囲を示したものである。

【0064】

条件式（４）の上限値を超え、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が無限遠望遠端における全系の焦点距離に対して長くなると、屈折力が不足して光学系の全長短縮が困難になる。また無理に全長短縮を狙い、不足する屈折力を第１レンズ群Ｇ１のパワーを強め補う形を取ると、軸上色収差の補正に重要な役割を果たす第１レンズ群Ｇ１の凸レンズに蛍石などの低屈折率・低分散のガラスを使う事が難しくなり高性能化が難しくなる。

【0065】

条件式（４）の下限値を超え、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が無限遠望遠端の全系の焦点距離に対して小さくなると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強まり、特に軸外主光線が高い位置を通る広角端において非点収差を抑えることが難しくなり高性能化が難しくなる。

【0066】

なお、条件式（４）については、望ましくは下限値を０．１５、上限値を０．６に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0067】

同様に、本発明の変倍結像光学系では、光学系の全長短縮と高性能化を両立するため以下の条件式（５）を満たすことが望ましい。
（５）０．７＜ｆ１／ｆ２＜２．２
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆ２：前記第１レンズ群Ｇ２の焦点距離

【0068】

本発明の変倍結像光学系の満たすべき条件式（５）は、条件式（１）と同様に第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の比の望ましい範囲を示したものである。

【0069】

条件式（５）の上限値を超え、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の比が大きくなると、第２レンズ群Ｇ２に対し第１レンズ群Ｇ１の屈折力がより小さくなることを意味し第１レンズ群Ｇ１の屈折力が不足して光学系の肥大化につながるため好ましくない。

【0070】

条件式（５）の下限値を超え、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離の比が小さくなると、第２レンズ群Ｇ２に対し第１レンズ群Ｇ１の屈折力がより大きくなることを意味し、望遠端における第２レンズ群Ｇ２以降の合成系の結像倍率が高くなりすぎて望遠端における軸上色収差等諸収差の補正が難しくなる。

【0071】

なお、条件式（５）については、望ましくは下限値を０．８、上限値を１．８に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0072】

また、本発明の変倍結像光学系では、ズーム全域での倍率色収差の効果的な補正を実現するため以下の条件式（６）を満たすことが望ましい。
（６）１．３＜ＤＧ２Ｓw／ＤＧ２Ｓｔ＜３．２
ＤＧ２Ｓｗ：広角端における前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から絞りまでの距離
ＤＧ２Ｓｔ：望遠端における前記第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から絞りまでの距離

【0073】

本発明の変倍結像光学系が満たすべき条件式（６）は、広角端と望遠端における第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から開口絞りＳまでの距離の比について望ましい範囲を規定したものである。前述のように、本発明の変倍結像光学系の第２レンズ群Ｇ２は広角端から望遠端への変倍に際し、像側に移動し第３レンズ群Ｇ３との間隔が縮小する事で、中間群ＧＭに含まれている開口絞りＳとの距離は縮まる。第２レンズ群Ｇ２の倍率色収差補正の効果は、広角側で大きく望遠側で小さくなることが望ましいので、第２レンズ群Ｇ２は望遠側で開口絞りＳに近づき第２レンズ群Ｇ２を通過する軸外主光線の高さが低くなることが望ましい。

【0074】

条件式（６）の下限値を超え、広角端と望遠端における第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から開口絞りＳまでの距離の比が小さくなると、第２レンズ群Ｇ２を通過する軸外主光線の変化が小さくなり、倍率色収差の補正効果の変化が小さくなり、ズーム全域での効果的な倍率色収差の補正が困難となり好ましくない。

【0075】

条件式（６）の上限値を超え、広角端と望遠端における第２レンズ群Ｇ２の最も物体側のレンズの物体側面頂から絞りまでの距離の比が大きくなると、第２レンズ群Ｇ２の変倍による移動量が大きくなり広角端における軸外光束がより高いところ通ることになり、第２レンズ群Ｇ２の外径が肥大化してしまうことにつながるので好ましくない。

【0076】

なお、条件式（６）については、望ましくは下限値を１．４、上限値を２．６に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0077】

本発明の変倍結像光学系において、広角端から望遠端へのズーミングの際に軸外主光線の光線高変化が大きい第２レンズ群Ｇ２は、ズーミングによって変動する倍率色収差を効果的に補正するために重要な役割を担っており、光学系の高性能化のためには以下の条件式（７）および（８）を満たすことが望ましい。
（７）－１．５＜（ｇ２ｈｒＷ／Ｗｉｈ）－（ｇ２ｈｒＴ／Ｔｉｈ）＜－０．３
（８）ΔＰｇＦＬｇ２＞０．００９
ｇ２ｈｒＷ：無限遠広角端における前記第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さ
ｇ２ｈｒＴ：無限遠望遠端における前記第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さ
なお、前記軸外主光線の定義であるが、絞り位置と光軸が交わる点を通る光線である。
Ｗｉｈ：広角端における前記軸外主光線の結像像高
Ｔｉｈ：望遠端における前記軸外主光線の結像像高
ΔＰｇＦＬｇ２：前記第２レンズ群Ｇ２に含まれる凹レンズのうち最も異常分散性が大きい凹レンズの異常分散性

【0078】

条件式（７）は無限遠広角端における第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さと同広角端における軸外主光線の結像像高との比と、無限遠望遠端における第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さと同望遠端における軸外主光線の結像像高との比の差分について望ましい範囲を規定したものである。この差分が０に近づいて大きくなると、無限遠広角端から無限遠望遠端へズーミングした際に第２レンズ群Ｇ２での軸外主光線の変化が小さいことを意味し、逆に０から離れる方向で小さくなると無限遠広角端から無限遠望遠端へズーミングした際に第２レンズ群Ｇ２での軸外主光線の変化が大きいことを意味する。

【0079】

条件式（７）の上限値を超え、無限遠広角端における第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さと同広角端における軸外主光線の結像像高との比と、無限遠望遠端における第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さと同望遠端における軸外主光線の結像像高との比の差分が０に近づく形で大きくなると、無限遠広角端から無限遠望遠端へズーミングした際に第２レンズ群Ｇ２での軸外主光線の変化が小さくなり、倍率色収差の補正効果が小さくなり、広角側か望遠側のどちらかで倍率色収差が十分に補正出来ない形になり、好ましくない。

【0080】

条件式（７）の下限値を超え、無限遠広角端における第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さと同広角端における軸外主光線の結像像高との比と、無限遠望遠端における第２レンズ群Ｇ２先頭の面における軸外主光線の高さと同望遠端における軸外主光線の結像像高との比の差分が０から離れる方向に小さくなると、無限遠広角端から無限遠望遠端へズーミングした際に第２レンズ群Ｇ２での軸外主光線の変化が大きくなり過ぎて、非点収差や像面湾曲の補正が困難になり好ましくない。

【0081】

なお、条件式（７）については、望ましくは下限値を－１．３、上限値を－０．４に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0082】

条件式（８）は、第２レンズ群Ｇ２に1枚以上含まれる凹レンズの望ましい異常分散性の範囲を規定したものである。なお、ここで示している凹レンズとは単体で配置されているレンズでも、接合レンズの一部として配置されている凹レンズでもどちらでも良い。

【0083】

前述のとおり、第２レンズ群Ｇ２は広角端から望遠端にズーミングする際に像面に対し像側に移動し、第２レンズ群Ｇ２を通る軸外主光線は広角側で高く、望遠側で低い位置を通過する。倍率色収差をズーム全域で抑え高性能化を図るためには第２レンズ群Ｇ２は広角側でｇ線をよりアンダー方向へ補正する必要がある。従って、ΔＰｇＦが大きく正の異常分散性が大きい方がｇ線の補正には有利である。

【0084】

条件式（８）の下限値を超えて異常分散性が小さくなると、広角側でｇ線をアンダーに補正する効果が低下し、ズーム全域で倍率色収差を抑え高性能化を図ることが難しくなる。

【0085】

なお、条件式（８）については、望ましくは下限値を０．００９５、より望ましくは０．０１０に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0086】

また、本発明の変倍結像光学系では、光学系の全長短縮と高性能化を両立するため以下の条件式（９）を満たすことが望ましい。
（９）１．０＜ｆ１／ｆＷ＜２．５
ｆ１：前記第１レンズ群Ｇ１の焦点距離
ｆＷ：無限遠広角端における全系の焦点距離

【0087】

条件式（９）は無限遠広角端における全系の焦点距離と第１レンズ群Ｇ１の焦点距離との比を規定し、光学系の全長短縮と高性能化の両立を図るために望ましい範囲を示したものである。

【0088】

条件式（９）の上限値を超えて第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が、無限遠広角端における全系の焦点距離に対して大きくなると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が不足して光学系の全長短縮が困難になり好ましくない。

【0089】

条件式（９）の下限値を超えて第１レンズ群Ｇ１の焦点距離が、無限遠広角端における全系の焦点距離に対して小さくなると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力が強くなりすぎて、球面収差や非点収差など諸収差の補正が困難になり、高性能化が難しくなり好ましくない。

【0090】

なお、条件式（９）については、望ましくは下限値を１．３、上限値を１．９とすることで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0091】

また、本発明の変倍結像光学系では、光学系の全長短縮と高性能化を両立するため以下の条件式（１０）を満たすことが望ましい。
（１０）０．７＜ｆ２／ｆＷ＜２．８
ｆ２：前記第２レンズ群Ｇ２の焦点距離
ｆＷ：無限遠広角端における全系の焦点距離

【0092】

条件式（１０）は無限遠広角端における全系の焦点距離と第２レンズ群Ｇ２の焦点距離との比を規定し、光学系の全長短縮と高性能化の両立を図るために望ましい範囲を示したものである。

【0093】

条件式（１０）の上限値を超えて第２レンズ群Ｇ１の焦点距離が、無限遠広角端における全系の焦点距離に対して大きくなると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が不足して光学系の全長短縮が困難になるのと同時に、不足した屈折力を第１レンズ群Ｇ１の屈折力を強めることで補う必要が出て、第１レンズ群Ｇ１で発生する収差が増大し高性能化が難しくなり好ましくない。

【0094】

条件式（１０）の下限値を超えて第２レンズ群Ｇ２の焦点距離が、無限遠広角端における全系の焦点距離に対して小さくなると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力が強くなり過ぎて、第２レンズ群で発生するコマ収差、非点収差が大きくなり高性能化が難しくなり好ましくない。

【0095】

なお、条件式（１０）については、望ましくは下限値を０．８、上限値を２．２とすることで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0096】

また、本発明の変倍結像光学系において、前記第２中間群ＧＭ２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光軸方向に移動する群のうち、望遠端での無限遠から至近端への移動量が最も大きい群であり、下記の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の変倍結像光学系。
（１１）０．０５＜｜ｆＧＭ２／ｆＴ｜＜０．２５
ｆＧＭ２：前記第２中間群ＧＭ２の焦点距離
ｆＴ：無限遠望遠端における全系の焦点距離

【0097】

条件式（１１）は第２中間群ＧＭ２の焦点距離と無限遠望遠端における全系の焦点距離の比の絶対値について規定したものである。

【0098】

第２中間群ＧＭ２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光軸方向に移動する群のうち、望遠端での無限遠から至近端への移動量が最も大きい群であり、物体距離が変化した場合に発生する結像点のずれを補正する像面補正の効果の主要な部分を担っている群である。第２中間群ＧＭ２のパワーを強めれば、フォーカシング時の移動量を短くすることが出来るが、フォーカシング時の性能低下が大きくなり好ましくない。条件式（１１）を満たすことで、フォーカシングスピードの高速化とフォーカシング時の性能低下の抑制の両立を可能とする。

【0099】

条件式（１１）の下限値を超え、第２中間群ＧＭ２の焦点距離と無限遠望遠端における全系の焦点距離の比が小さくなると、第２中間群ＧＭ２のパワーが不足し、無限遠から至近側への第２中間群ＧＭ２の移動距離が長くなりフォーカシングスピードの低下が発生し好ましくない。

【0100】

条件式（１１）の上限値を超え、第２中間群ＧＭ２の焦点距離と無限遠望遠端における全系の焦点距離の比が大きくなると、第２中間群ＧＭ２のパワーが強くなり過ぎて、フォーカシング時の諸収差の悪化による性能変動が大きくなり好ましくない。

【0101】

なお、条件式（１１）については、望ましくは下限値を０．０７、上限値を０．２０とすることで、前述の効果をより確実とすることが可能となる。

【0102】

また、本発明の変倍結像光学系では、後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち、最も像側のレンズ群には下記条件式（１２）を満足する凹レンズが少なくとも1枚以上含まれることが望ましい。
（１２）ΔＰｇＦｎＬｒ＞０．００９
ΔＰｇＦｎＬｒ：前記後続群の凹レンズの異常分散性

【0103】

条件式（１２）は、本発明の変倍結像光学系の後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち、最も像側のレンズ群に１枚以上含まれることが望ましい凹レンズの異常分散性について規定したものである。本発明の変倍結像光学系では、望遠側で短波長、特にｇ線より短波長側の光線が補正不足となり、結像倍率が下がってアンダーの方向の倍率色収差が残る。これを効果的に補正するには、開口絞りＳより後ろの群では凹レンズにはΔＰｇＦが大きく正の異常分散性が大きいレンズを使用するのが望ましい。

【0104】

条件式（１２）の下限値を超え、後続群ＧＲを構成する凹レンズの異常分散性が小さくなると、望遠側の周辺像高でのｇ線をオーバーに補正する効果が小さくなり、ズーム全域での倍率色収差補正が困難になる。

【0105】

なお、条件式（１２）の下限値については、望ましくは下限値を０．０１０、より望ましくは０．０１１、さらに望ましくは０．０１３に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0106】

また、本発明の変倍結像光学系では、後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち、最も像側のレンズ群には下記条件式（１３）を満足する凹レンズが少なくとも1枚以上含まれることが望ましい。なお、ここで示している凹レンズとは単体で配置されているレンズでも、接合レンズの一部として配置されている凹レンズでもどちらでも良い。
（１３）１．００＜νｄＬｒ×ΔＰｇＦＬｒ
νｄＬｒ：前記後続群ＧＲの凹レンズのアッベ数
ΔＰｇＦＬｒ：前記後続群ＧＲの凹レンズの異常分散性

【0107】

条件式（１３）は、本発明の変倍結像光学系の後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち、最も像側のレンズ群に１枚以上含まれることが望ましい凹レンズのアッベ数と異常分散性の関係を規定したものである。本発明の変倍結像光学系では、望遠側で短波長、特にｇ線より短波長側の光線が補正不足となり、結像倍率が下がってアンダーの方向の倍率色収差が残る。これを効果的に補正するには、開口絞りＳより後ろの群では凹レンズにはΔＰｇＦが大きく正の異常分散性が大きいレンズを使用するのが望ましい。また、条件式（１３）を満たす硝材は総じて屈折率１．６程度以下の比較的低屈折率の硝材が多く倍率色収差の補正に望ましい異常分散性を持つだけでなく、低屈折率であることからペッツバール和の補正に有利である。

【0108】

条件式（１３）の下限値を超え、後続群ＧＲを構成する凹レンズの異常分散性が小さくなると、望遠側の周辺像高でのｇ線をオーバーに補正する効果が小さくなり、ズーム全域での倍率色収差補正が困難になる。

【0109】

なお、条件式（１３）の下限値については、望ましくは下限値を１．１５、より望ましくは１．３０に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0110】

また、本発明の変倍結像光学系では、後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち、最も像側のレンズ群には下記条件式（１４）を満足する凸レンズが少なくとも1枚以上含まれることが望ましい。なお、ここで示している凸レンズとは単体で配置されているレンズでも、接合レンズの一部として配置されている凸レンズでもどちらでも良い。
（１４）ΔＰｇＦｐＬｒ＜－０．００１０
ΔＰｇＦｐＬｒ：前記後続群の凸レンズの異常分散性

【0111】

条件式（１４）は、本発明の変倍結像光学系の後続群ＧＲを構成するレンズ群のうち最も像側のレンズ群に少なくとも１枚以上含まれる凸レンズの異常分散性について規定したものであり、本発明の変倍結像光学系では、望遠側で短波長、特にｇ線から短波長側の光線の結像倍率が下がりアンダーの方向の倍率色収差が残る。これを効果的に補正するには、開口絞りＳより後ろの群では凸レンズにはΔＰｇＦが小さく負の異常分散性が大きいレンズを使用するのが望ましい。

【0112】

条件式（１４）の上限値を超え、後続群を構成する凸レンズのうち最も像側から２枚の異常分散性が大きくなると、望遠側でｇ線をオーバーに補正する効果が低下し、ズーム全域で倍率色収差を抑えることが困難になる。

【0113】

なお、条件式（１４）については、望ましくは上限値を－０．００２０、より望ましくは－０．００３０、さらに望ましくは－０．００４０に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0114】

また、本発明の変倍結像光学系では、最も像側から数えて２枚の凸レンズの異常分散性の平均値が条件式（１５）の範囲を満たすことが望ましい。なお、ここで示している凸レンズとは単体で配置されているレンズでも、接合レンズの一部として配置されている凸レンズでもどちらでも良い。
（１５）ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ＜－０．００１０
ΔＰｇＦｐｒＡＶＥ：最も像側から２枚の凸レンズの異常分散性の平均値

【0115】

条件式（１５）は、本発明の変倍結像光学系のうち、最も像側から数えて２枚の凸レンズら２枚の異常分散性の平均値を規定したものであり、本発明の変倍結像光学系では、望遠側で短波長、特にｇ線から短波長側の光線の結像倍率が下がりアンダーの方向の倍率色収差が残る。これを効果的に補正するには、開口絞りＳより後ろの群では凸レンズにはΔＰｇＦが小さく負の異常分散性が大きいレンズを使用するのが望ましい。

【0116】

条件式（１５）の上限値を超え、後続群を構成する凸レンズのうち最も像側から２枚の異常分散性が大きくなると、望遠側でｇ線をオーバーに補正する効果が低下し、ズーム全域で倍率色収差を抑えることが困難になる。

【0117】

なお、条件式（１５）については、望ましくは上限値を－０．００２０、より望ましくは－０．００３０、さらに望ましくは－０．００４０に規定することで前述の効果をより確実にすることが可能となる。

【0118】

また、本発明の変倍結像光学系では、第３レンズ群Ｇ３を変倍時に像面に対し固定とすることで機構が複雑化することを防いでいる。これは第３レンズ群Ｇ３の一部を光軸に対し略垂直方向に移動させ、防振群としたような場合には、駆動ユニットや配線が変倍で移動しないので機構が簡素化でき好ましい。

【0119】

また、本発明の変倍結像光学系では、機械機構の複雑化を防ぐため、後続群ＧＲのうち最も像側のレンズ群はズーミングの際に像面に対して固定されていることが望ましい。

【0120】

次に、本発明の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。

【0121】

［面データ］において、面番号は物体側から数えたレンズ面または開口絞りＳの番号、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面の間隔、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、ΔＰｇＦはＰｇＦ－０．６４８３３＋０．００１８０×ｖｄの式より計算された数値である。また、該当硝材は、[面データ]に記載されている屈折率、アッベ数およびΔＰｇＦに該当するガラスの例として、ＨＯＹＡ社、オハラ社、光ガラス社の硝材名を記載した。

【0122】

面番号に付した＊（アスタリスク）は、そのレンズ面形状から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、物面の距離は被写体からレンズ第１面までの距離を示している。

【0123】

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。平面または開口絞りＳに対する曲率半径には∞（無限大）を記入している。

【0124】

［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の値を示している。非球面の形状は、下記の式で表される。以下の式において、光軸に直交する方向への光軸からの変位をｙ、非球面との光軸の交点から光軸方向への変位（ザク量）をｚ、基準球面の曲率半径をｒ、コーニック係数をＫで表している。また、４、６、８、１０次の非球面係数をそれぞれＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０で表している。

【0125】

［各種データ］には、各撮影距離合焦状態における焦点距離などの値を示している。

【0126】

［可変間隔データ］には、各種撮影距離合焦状態における可変間隔およりＢＦの値を示している。

【0127】

［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両番号および群全体の合成焦点距離を示している。

【0128】

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、ΔＳ、ΔＭ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。

【0129】

なお、以下のすべ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においても同様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。

【0130】

また、各実施例のレンズ構成図において、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0131】

図１は実施例１に係る変倍結像光学系の広角端無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【0132】

図１の変倍結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４および第５レンズ群Ｇ５からなる第１中間群ＧＭ１と、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングで光軸に沿って移動する第６レンズ群Ｇ６からなる第２中間群ＧＭ２と、第７レンズ群Ｇ７と無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングで光軸に沿って移動する第８レンズ群Ｇ８と第９レンズ群Ｇ９からなる後続群ＧＲから構成される。

【0133】

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズから構成される。第２レンズ群Ｇ２は両凸レンズと像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの接合レンズから構成される。第３レンズ群Ｇ３は両凸レンズと、両凹レンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズと、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズから構成される。また第３レンズ群Ｇ３のうち物体側から４枚目以降のレンズを一体として光軸に対し垂直方向に移動させることにより防振群として機能させることも可能である。第４レンズ群Ｇ４は両凸レンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズから構成される。第５レンズ群Ｇ５は両凸レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと開口絞りＳから構成される。第６レンズ群Ｇ６は両凸レンズと像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの接合レンズから構成される。第７レンズ群Ｇ７は両凸レンズと両凹レンズの接合レンズから構成される。第８レンズ群Ｇ８は両凸レンズと両凹レンズの接合レンズから構成される。第９レンズ群Ｇ９は両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと、像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズから構成される。

【0134】

広角端から望遠端への変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３と第９レンズ群Ｇ９は像面に対し固定であり、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４レンズ群Ｇ４から第８レンズ群Ｇ８はそれぞれ物体側に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔は減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔は減少し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔は増大し、第６レンズ群Ｇ６と第７レンズ群Ｇ７の間隔は減少し、第７レンズ群Ｇ７と第８レンズ群Ｇ８の間隔は増大し、第８レンズ群Ｇ８と第９レンズ群Ｇ９の間隔は増大し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、第６レンズ群Ｇ６と第８レンズ群Ｇ８はそれぞれ光軸に沿って物体側に異なる移動量で移動する。

【0135】

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 ΔPgF 該当硝材
0 (d0）
1 362.3840 3.0000 1.61340 44.27 -0.0054 S-NBM51
2 141.2704 0.7000
3 143.4434 10.0654 1.49700 81.61 0.0373 FCD1
4 -1226.7330 0.3000
5 134.6757 8.6482 1.43700 95.10 0.0564 FCD100
6 1129.8578 (d6)
7 104.1189 8.7380 1.69895 30.05 0.0084 E-FD15L
8 -144.0179 1.7999 1.92286 20.88 0.0281 E-FDS1-W
9 -964.0708 (d9)
10 129.4424 3.4095 1.61800 63.39 0.0058 PCD4
11 -3016.9949 4.4170
12 -373.5501 1.0000 1.91082 35.25 -0.0028 TAFD35
13 45.6754 3.2360 1.80809 22.76 0.0212 FD225
14 82.2269 4.1883
15 -710.8534 1.0000 1.85150 40.78 -0.0055 S-LAH89
16 69.8308 3.7575
17 -46.3585 1.0000 1.74330 49.22 -0.0104 NBF1
18 96.7384 3.7305 1.85451 25.15 0.0071 NBFD25
19 -151.6365 (d19)
20 158.6512 3.8429 1.76385 48.49 -0.0022 S-LAH96
21 -107.6822 0.3000
22 43.4131 6.7810 1.43700 95.10 0.0564 FCD100
23 -50.6231 1.0000 1.91082 35.25 -0.0028 TAFD35
24 1731.2796 (d24)
25 228.0550 3.7967 1.84666 23.78 0.0136 FDS90-SG
26 -71.3444 0.3000
27 -217.4034 1.0000 1.91082 35.25 -0.0028 TAFD35
28 35.0822 5.0702 1.43700 95.10 0.0564 FCD100
29 -153.3073 3.0000
30(絞り) ∞ (d30)
31 57.0703 4.6589 1.72825 28.32 0.0101 E-FD10L
32 -63.5013 0.9500 1.94595 17.98 0.0385 FDS18-W
33 -389.5260 (d33)
34 317.8644 5.2864 1.72825 28.32 0.0101 E-FD10L
35 -63.9882 1.0000 1.90525 35.04 -0.0005 S-LAH93
36 42.8723 (d36)
37 74.4849 5.9789 1.61340 44.27 -0.0054 S-NBM51
38 -29.0999 1.0000 1.43700 95.10 0.0564 FCD100
39 73.1302 (d39)
40 64.9239 7.4320 1.61340 44.27 -0.0054 S-NBM51
41 -29.7489 1.0000 1.59282 68.62 0.0192 FCD515
42 109.9287 10.4518
43 -48.6266 1.0000 1.95375 32.32 -0.0002 TAFD45
44 -113.9461 35.2576
45 ∞ 2.5000 1.51680 64.20 0.0014 BSC7
46 ∞ (BF)

[各種データ]
ズーム比 3.78
広角(INF) 中間(INF) 望遠(INF)
焦点距離 153.00 280.00 577.80
Fナンバー 5.16 5.80 6.49
全画角2ω 15.77 8.63 4.18
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 280.00 331.38 376.64

[可変間隔データ]
広角(INF) 広角(近距離) 中間(INF)
(d0) ∞ 1500.0000 ∞
(d6) 12.9726 12.9726 68.3388
(d9) 15.0000 15.0000 11.0173
(d19) 43.0950 43.0950 26.0049
(d24) 8.3111 8.3111 6.1107
(d30) 13.3688 10.1400 26.3017
(d33) 10.7755 14.0043 9.4446
(d36) 4.4600 3.8408 6.1983
(d39) 10.4204 11.0396 16.3706
(BF) 1.0000 1.0000 1.0000

中間(近距離) 望遠(INF) 望遠(近距離)
(d0) 2000.0000 ∞ 2300.0000
(d6) 68.3388 121.6141 121.6141
(d9) 11.0173 3.0000 3.0000
(d19) 26.0049 2.0000 2.0000
(d24) 6.1107 8.0984 8.0984
(d30) 19.2244 49.3991 26.8953
(d33) 16.5219 3.3000 25.8038
(d36) 5.0785 7.1424 3.5136
(d39) 17.4905 20.4908 24.1196
(BF) 1.0000 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 245.4145
G2 7 163.0934
G3 10 -31.1728
G4 20 76.7446
G5 25 1100.2397
G6 31 84.8607
G7 34 -46.6684
G8 37 119.3694
G9 40 -197.7327

【実施例0136】

図１１は実施例２に係る変倍結像光学系の広角端無限遠合焦時のレンズ構成図である。

【0137】

図１１の変倍結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４、第５レンズ群Ｇ５および第６レンズ群Ｇ６からなる第１中間群ＧＭ１と、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングで光軸に沿って移動する第７レンズ群Ｇ７からなる第２中間群ＧＭ２と、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングで光軸に沿って移動する第８レンズ群Ｇ８と第９レンズ群Ｇ９からなる後続群ＧＲから構成される。

【0138】

物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１は物体側に凸面を向けた凹メニスカスレンズと、両凸レンズと、物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズから構成される。第２レンズ群Ｇ２は両凸レンズと像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの接合レンズから構成される。第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズと、両凹レンズと物体側に凸面を向けた凸メニスカスレンズの接合レンズと、両凹レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズから構成される。また第３レンズ群Ｇ３のうち物体側から４枚目以降のレンズを一体として光軸に対し垂直方向に移動させることにより防振群として機能させることも可能である。第４レンズ群Ｇ４は両凸レンズと、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズから構成される。第５レンズ群Ｇ５は両凸レンズと、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズと、開口絞りＳから構成される。第６レンズ群Ｇ６は両凸レンズと像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズの接合レンズから構成される。第７レンズ群Ｇ７は両凸レンズと両凹レンズの接合レンズから構成される。第８レンズ群Ｇ８は両凸レンズと両凹レンズの接合レンズから構成される。第９レンズ群Ｇ９は両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと、像側に凸面を向けた凹メニスカスレンズから構成される。

【0139】

広角端から望遠端への変倍に際し、第３レンズ群Ｇ３と第９レンズ群Ｇ９は像面に対し固定であり、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４レンズ群Ｇ４から第８レンズ群Ｇ８はそれぞれ物体側に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔は増大し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の間隔は減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４の間隔は減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５の間隔は減少し、第５レンズ群Ｇ５と第６レンズ群Ｇ６の間隔は増大し、第６レンズ群Ｇ６と第７レンズ群Ｇ７の間隔は減少し、第７レンズ群Ｇ７と第８レンズ群Ｇ８の間隔は増大し、第８レンズ群Ｇ８と第９レンズ群Ｇ９の間隔は増大し、無限遠物体から近距離物体へのフォーカシングに際し、第７レンズ群Ｇ７と第８レンズ群Ｇ８はそれぞれ光軸に沿って像側に異なる移動量で移動する。

【0140】

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 ΔPgF 該当硝材
0 (d0）
1 333.2113 3.0000 1.61340 44.27 -0.0054 S-NBM51
2 136.7470 0.7000
3 137.6151 10.3345 1.49700 81.61 0.0373 FCD1
4 -1048.8125 0.3000
5 142.8458 7.8084 1.43700 95.10 0.0564 FCD100
6 904.3776 (d6)
7 92.7119 9.4833 1.72047 34.71 -0.0025 S-NBH8
8 -177.4352 1.7999 2.00069 25.46 0.0110 TAFD40-W
9 -6739.4423 (d9)
10 128.4088 3.3589 1.51742 52.15 0.0044 E-CF6
11 -2567.3042 4.2102
12 -985.2738 1.0000 1.91082 35.25 -0.0028 TAFD35
13 42.9486 3.2024 1.80809 22.76 0.0212 FD225
14 74.3149 4.2293
15 -1008.3424 1.0000 1.83481 42.74 -0.0066 S-LAH55VS
16 67.0699 3.5818
17 -49.8523 1.0000 1.74330 49.22 -0.0104 NBF1
18 95.1821 3.4266 1.85451 25.15 0.0071 NBFD25
19 -223.0253 (d19)
20 199.5137 3.6415 1.76385 48.49 -0.0022 S-LAH96
21 -98.0030 0.3000
22 43.4507 6.5057 1.43700 95.10 0.0564 FCD100
23 -49.4307 1.0000 1.91082 35.25 -0.0028 TAFD35
24 306.8338 (d24)
25 89.5337 4.2996 1.84666 23.78 0.0136 FDS90-SG
26 -78.7021 0.3000
27 -177.4713 1.0000 1.90366 31.31 0.0027 TAFD25
28 34.2075 5.0681 1.43700 95.10 0.0564 FCD100
29 -159.5556 3.0000
30(絞り) ∞ (d30)
31 76.3733 4.9921 1.76182 26.61 0.0117 FD140
32 -49.3634 0.9500 1.94595 17.98 0.0385 FDS18-W
33 -151.9435 (d33)
34 909.6900 3.1240 1.80518 25.46 0.0131 FD60-W
35 -64.0568 1.0000 1.95375 32.32 -0.0002 TAFD45
36 44.4990 (d36)
37 76.2386 10.0071 1.61340 44.27 -0.0054 S-NBM51
38 -29.7101 1.0000 1.43700 95.10 0.0564 FCD100
39 80.4949 (d39)
40 67.9725 12.0000 1.61340 44.27 -0.0054 S-NBM51
41 -37.5022 1.0000 1.55032 75.50 0.0274 FCD705
42 156.0679 13.6176
43 -47.6840 1.0000 1.95375 32.32 -0.0002 TAFD45
44 -150.9922 35.5404
45 ∞ 2.5000 1.51680 64.20 0.0014 BSC7
46 ∞ (BF)

[各種データ]
ズーム比 3.78
広角(INF) 中間(INF) 望遠(INF)
焦点距離 153.00 280.00 577.80
Fナンバー 5.16 5.80 6.49
全画角2ω 15.82 8.65 4.18
像高Y 21.63 21.63 21.63
レンズ全長 280.00 334.00 380.00

[可変間隔データ]
広角(INF) 広角(近距離) 中間(INF)
(d0) ∞ 2000.0000 ∞
(d6) 13.3827 13.3827 71.8517
(d9) 15.0000 15.0000 10.5307
(d19) 39.7887 39.7887 24.9168
(d24) 7.6915 7.6915 3.4265
(d30) 10.8063 10.8063 13.3495
(d33) 10.7755 13.3255 8.6403
(d36) 6.7809 5.8656 8.9827
(d39) 4.4931 2.8583 21.0200
(BF) 1.0000 1.0000 1.0000

中間(近距離) 望遠(INF) 望遠(近距離)
(d0) 2000.0000 ∞ 2000.0000
(d6) 71.8517 125.3826 125.3826
(d9) 10.5307 3.0000 3.0000
(d19) 24.9168 2.0000 2.0000
(d24) 3.4265 2.0000 2.0000
(d30) 13.3495 34.4222 34.4222
(d33) 15.5319 3.3000 29.0902
(d36) 8.1285 8.7179 3.5298
(d39) 14.9827 29.8958 9.2937
(BF) 1.0000 1.0000 1.0000

[レンズ群データ]
群 始面 焦点距離
G1 1 249.2809
G2 7 156.2341
G3 10 -29.8335
G4 20 96.7570
G5 25 222.3041
G6 31 80.7708
G7 34 -43.7704
G8 37 116.5440
G9 40 -253.1811