JP2015210385A

JP2015210385A - 変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法

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Publication number: JP2015210385A
Application number: JP2014091863A
Authority: JP
Inventors: 知之幸島; Tomoyuki Kojima; 昭彦小濱; Akihiko Kohama
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: JP6364930B2

Abstract

【課題】高変倍比を有し、小型で、無限遠物体から近距離物体への合焦時に高い光学性能を有する変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法を提供すること。
【解決手段】光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔と、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔と、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔と、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔とが変化し、第５レンズ群は像面に対して移動し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第３レンズ群は光軸に沿って移動し、所定の条件式を満足する。
【選択図】図１

Description

本発明は、変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法に関する。

従来、カメラ用の交換レンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等に好適な変倍光学系として、最も物体側のレンズ群が正の屈折力を有するものが数多く提案されているが、これらの変倍光学系のうち、一部のレンズ群を光軸に沿って移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を行なうことができる光学系が提案されている。（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００９−２５１１１８号公報

しかしながら、上述のような従来の変倍光学系は、高変倍比を維持しながら小型化しようとすると、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、充分に高い光学性能を得ることが困難であるという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高変倍比を有し、小型で、無限遠物体から近距離物体への合焦時に高い光学性能を有する変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔と、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔と、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔とが変化し、前記第５レンズ群は像面に対して移動し、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群は光軸に沿って移動し、以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
０．０１０＜（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＜１．０００
但し、
ｄ４ｔ：望遠端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｄ４ｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

また、本発明は、前記変倍光学系を有することを特徴とする光学装置を提供する。

また、本発明は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、第５レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群とが以下の条件式を満足するようにし、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔と、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔と、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔とが変化するようにし、前記第５レンズ群が像面に対して移動するようにし、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法を提供する。
０．０１０＜（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＜１．０００
但し、
ｄ４ｔ：望遠端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｄ４ｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

本発明によれば、高変倍比を有し、小型で、無限遠物体から近距離物体への合焦時に高い光学性能を有する変倍光学系、光学装置、変倍光学系の製造方法を提供することができる。

（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時（撮影倍率-0.0100倍）の諸収差図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時（撮影倍率-0.0100倍）の諸収差図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時（撮影倍率-0.0100倍）の諸収差図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）はそれぞれ、本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時（撮影倍率-0.0100倍）の諸収差図である。本願の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。本願の変倍光学系の製造方法の概略を示す図である。

以下、本願の変倍光学系、光学装置、及び変倍光学系の製造方法について説明する。
本願の変倍光学系は、光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、第５レンズ群とを有し、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔と、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔と、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔とが変化し、前記第５レンズ群は像面に対して移動することを特徴としている。この構成により、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍を実現し、変倍に伴う歪曲収差、非点収差、及び球面収差のそれぞれの変動を抑えることができる。

また、本願の変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦を、第３レンズ群を光軸に沿って移動させる構成である。この構成により、望遠側の合焦時の移動量を抑え、光学系全系の全長を抑えて小型化できるようになり、加えて望遠側において合焦レンズ群である第３レンズ群に入射する光線の光軸からの高さの変動を抑え、合焦時における球面収差や非点収差の変動を抑えることができる。

また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（１）を満足することを特徴としている。
（１）０．０１０＜（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＜１．０００
但し、
ｄ４ｔ：望遠端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｄ４ｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

条件式（１）は、広角端状態から望遠端状態への変倍時における、第４レンズ群の最も像側のレンズ面から第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の間隔変化の適切な範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（１）を満足することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍時に非点収差の変動と歪曲収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（１）の対応値が下限値を下回ると、変倍時に第４レンズ群で発生する非点収差の変動や歪曲収差の変動を第５レンズ群で抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の下限値を０．２００とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（１）の対応値が上限値を上回ると、第４レンズ群から第５レンズ群へ入射する軸外光束の光軸からの高さが変倍に伴って大きく変化する。このため、変倍時に第５レンズ群で発生する非点収差の変動や歪曲収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。また、第５レンズ群における軸外光束の光軸からの高さが増大するため、第５レンズ群の外径が大型化してしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（１）の上限値を０．８００とすることがより好ましい。

また、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群が物体側へ移動することが望ましい。この構成により、変倍時に第１レンズ群を通過する軸外光束の光軸からの高さの変化を抑えることができ、第１レンズ群の外径を小さくできるだけでなく、変倍時に非点収差の変動を抑えることができる。

また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）２．９７０＜ｆ３／ｆｗ＜１０．０００
但し、
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離

条件式（２）は、第３レンズ群の適切な焦点距離範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（２）を満足することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍時、及び無限遠物体から近距離物体への合焦時の球面収差や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（２）の対応値が下限値を下回ると、変倍時や合焦時に第３レンズ群で発生する球面収差や非点収差の変動を抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の下限値を３．３００とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、無限遠物体から近距離物体への合焦時の第３レンズ群の移動量が大きくなる。これにより、合焦時の第３レンズ群に入射する軸上光束と軸外光束の光軸からの高さが大きく変動するため、球面収差や非点収差の変動が大きくなり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（２）の上限値を７．０００とすることがより好ましい。

また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）２．７００＜（ｄ１ｉｔ−ｄ１ｉｗ）／ｆｗ＜１０．０００
但し、
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の全系の焦点距離
ｄ１ｉｔ：望遠端状態における前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
ｄ１ｉｗ：広角端状態における前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離

条件式（３）は、広角端状態から望遠端状態への変倍時における、第１レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離変化の適切な範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（３）を満足することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍時の球面収差や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（３）の対応値が下限値を下回ると、変倍時の第１レンズ群で発生する非点収差の変動を抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の下限値を３．９００とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（３）の対応値が上限値を上回ると、第１レンズ群から第２レンズ群へ入射する軸上光束の径が変倍に伴って大きく変化する。すると、変倍時に球面収差の変動が過大になり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（３）の上限値を７．８００とすることがより好ましい。

また、本願の変倍光学系は、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）０．０１０＜ｆ３／ｆｔ＜０．６５０
但し、
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離

条件式（４）は、第３レンズ群の適切な焦点距離範囲を規定するものである。本願の変倍光学系は、条件式（４）を満足することにより、広角端状態から望遠端状態への変倍時、及び無限遠物体から近距離物体への合焦時の球面収差や非点収差の変動を抑えることができる。
本願の変倍光学系の条件式（４）の対応値が下限値を下回ると、変倍時や合焦時に第３レンズ群で発生する球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることが困難となり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の下限値を０．１３０とすることがより好ましい。
一方、本願の変倍光学系の条件式（２）の対応値が上限値を上回ると、無限遠物体から近距離物体への合焦時の第３レンズ群の移動量が大きくなる。これにより、合焦時の第３レンズ群に入射する軸上光束や軸外光束の光軸からの高さが大きく変動するため、球面収差の変動や非点収差の変動が大きくなり、高い光学性能を実現できなくなってしまう。なお、本願の効果をより確実にするために、条件式（４）の上限値を０．４７０とすることがより好ましい。

また、本願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時に、開口絞りと前記第４レンズ群との距離が不変であることが望ましい。この構成により、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第４レンズ群に入射する軸外光束の光軸からの高さの変化を抑えることができ、変倍時に非点収差及び歪曲収差の変動を抑えることができる。

また、本願の変倍光学系は開口絞りを有し、開口絞りは、光軸に沿って前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置されることが望ましい。この構成により、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第３レンズ群に入射する軸上光束の光軸からの高さの変化を抑えることができ、変倍時の球面収差の変動を抑えることができる。

また、本願の変倍光学系は、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群が像側へ移動することが望ましい。本願の変倍光学系は、合焦時に第３レンズ群を像側へ移動させることで無限遠物体から近距離物体への合焦を効率的に行うことができ、球面収差や非点収差の変動を抑えることができる。

また、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加することが望ましい。この構成により、第２レンズ群の倍率を増倍することができ、高変倍比を効率的に実現し変倍時の球面収差の変動や非点収差の変動を抑えることができる。

また、本願の変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少することが望ましい。この構成により、第３レンズ群から第５レンズ群の合成倍率を増倍することができ、高変倍比を効率的に実現し変倍時の球面収差や非点収差の変動を抑えることができる。

また、本願の変倍光学系は、前記第５レンズ群が正の屈折力を有することが望ましい。この構成により、第５レンズ群の使用倍率が等倍よりも小さくなり、第１レンズ群から第４レンズ群までの合成焦点距離を相対的に大きくすることができる。その結果、製造時に第１レンズ群から第４レンズ群において発生するレンズどうしの偏芯に起因する偏芯コマ収差等の影響を相対的に小さく抑えることができ、高い光学性能を実現することができる。

本願の光学装置は、上述した構成の変倍光学系を有することを特徴としている。これにより、高変倍比を有し、小型で、高い光学性能を有する光学装置を実現することができる。

本願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、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、第５レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
前記第４レンズ群と前記第５レンズ群とが以下の条件式（１）を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔と、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔と、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔とが変化するようにし、前記第５レンズ群が像面に対して移動するようにし、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動するようにすることを特徴としている。これにより、高変倍比を有し、小型で、無限遠物体から近距離物体への合焦時に高い光学性能を有する変倍光学系を製造することができる。
（１）０．０１０＜（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＜１．０００
但し、
ｄ４ｔ：望遠端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｄ４ｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

以下、本願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（ａ）、図１（ｂ）、及び図１（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳが備えられている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ２４との接合レンズとからなる。なお、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ガラスモールド非球面レンズである。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、両凸形状の正レンズＬ４１と両凹形状の負レンズＬ４２との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４４との接合レンズと、両凹形状の負レンズＬ４５と両凸形状の正レンズＬ４６との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４７と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４８との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズＬ４８は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。

第５レンズ群Ｇ５は、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Ｌ５１と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ５２との接合レンズからなる。なお、負メニスカスレンズＬ５２は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。

以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔、及び第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの空気間隔がそれぞれ変化するように、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って移動する。
詳細には、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５が物体側へ移動する。なお、開口絞りＳは変倍時に第４レンズ群Ｇ４と一体的に物体側へ移動する。
また、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像面Ｉ側に移動させることで行う。

これにより、変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔が増加し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が増加し、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの空気間隔が増加する。なお、変倍時に開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少する。
これらにより、本実施例に係る変倍光学系は、高変倍率を有し、且つ小型に構成されている。

以下の表１に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。
表１において、ｆは焦点距離、ＢＦはバックフォーカス（最も像側のレンズ面と像面Ｉとの光軸上の距離）を示す。
[面データ]において、面番号は物体側から数えた光学面の順番、ｒは曲率半径、ｄは面間隔（第n面（nは整数）と第n+1面との間隔）、ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、νｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数をそれぞれ示している。また、物面は物体面、可変は可変の面間隔、絞りSは開口絞りＳ、像面は像面Ｉをそれぞれ示している。なお、曲率半径ｒ＝∞は平面を示している。非球面は面番号に＊を付して曲率半径ｒの欄に近軸曲率半径の値を示している。空気の屈折率ｎｄ＝1.000000の記載は省略している。

［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非球面係数及び円錐定数を示す。
ｘ＝（ｈ^２／ｒ）／［１＋｛１−κ（ｈ／ｒ）^２｝^１／２］
＋A4ｈ^４＋A6ｈ^６＋A8ｈ^８＋A10ｈ^１０＋A12ｈ^１２
ここで、ｈを光軸に垂直な方向の高さ、ｘを高さｈにおける非球面の頂点の接平面から当該非球面までの光軸方向に沿った距離（サグ量）、κを円錐定数、A4，A6，A8，A10，A12を非球面係数、ｒを基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）とする。なお、「E−n」（nは整数）は「×10^−ｎ」を示し、例えば「1.234E-05」は「1.234×10^−５」を示す。２次の非球面係数A2は０であり、記載を省略している。

［各種データ］において、ＦＮＯはＦナンバー、ωは半画角（単位は「°」）、Ｙは像高、ＴＬは変倍光学系の全長（無限遠物体合焦時の第１面から像面Ｉまでの光軸上の距離）、dnは第n面と第n+1面との可変の間隔、φは開口絞りＳの絞り径をそれぞれ示す。なお、これらの値は無限遠物体合焦時のものである。また、Ｗは広角端状態、Ｍは中間焦点距離状態、Ｔは望遠端状態をそれぞれ示す。
[合焦時の合焦群移動量]は、無限遠合焦状態から近距離合焦状態（撮影倍率-0.0100倍）への、合焦レンズ群（第３レンズ群）の移動量を示す。ここで、合焦レンズ群の移動方向は像側への移動を正とする。また撮影距離は、物体から像面までの距離を示す。
［レンズ群データ］には、各レンズ群の始面と焦点距離を示す。
［条件式対応値］には、本実施例に係る変倍光学系の各条件式の対応値を示す。

ここで、表１に掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ及びその他の長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかしながら光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、これに限られるものではない。
なお、以上に述べた表１の符号は、後述する各実施例の表においても同様に用いるものとする。

（表１）第１実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞

1 135.6506 1.6350 1.950000 29.37
2 41.9822 8.2991 1.497820 82.57
3 -344.6351 0.1000
4 45.0112 4.7994 1.834810 42.73
5 373.7571 可変

＊6 345.5995 1.0000 1.851348 40.10
7 9.1082 4.2862
8 -21.4543 1.0000 1.903660 31.27
9 38.9573 0.7420
10 26.9213 4.0891 1.808090 22.74
11 -12.6120 1.0000 1.883000 40.66
12 -42.4301 可変

13(絞りS) ∞ 可変

14 29.6793 1.0000 1.883000 40.66
15 15.0612 3.3397 1.593190 67.90
16 -42.4934 可変

17 12.5743 8.9691 1.717000 47.97
18 -33.1381 1.0000 1.883000 40.66
19 10.7605 2.0000
20 19.2566 3.2971 1.516800 63.88
21 -11.7331 1.0000 1.850260 32.35
22 -20.8570 1.5000
23 -40.3315 1.0000 1.950000 29.37
24 11.6425 3.4850 1.672700 32.18
25 -26.8269 0.1735
26 33.9424 5.2543 1.581440 40.98
27 -8.0332 1.0000 1.820798 42.71
＊28 -31.1190 可変

29 -40.0000 2.0872 1.497820 82.57
30 -16.7056 1.0000 1.834410 37.28
＊31 -21.8116 ＢＦ

像面 ∞

［非球面データ］
第６面
κ 11.00000
A4 3.74799E-05
A6 -8.44116E-08
A8 -3.25426E-09
A10 4.01677E-11
A12 -1.75260E-13

第２８面
κ 1.00000
A4 -7.52150E-05
A6 -3.56328E-07
A8 1.74159E-09
A10 -3.33007E-11
A12 0.00000E+00

第３１面
κ 1.00000
A4 2.74991E-05
A6 -2.52954E-09
A8 -1.90467E-10
A10 0.00000E+00
A12 0.00000E+00

［各種データ］
変倍比 14.13

ＷＴ
ｆ 9.27 〜 130.95
ＦＮＯ 4.12 〜 5.77
ω 42.66 〜 3.35°
Ｙ 8.00 〜 8.00
ＴＬ 111.87 〜 169.05

ＷＭＴ
ｆ 9.27000 60.49999 130.94999
ω 42.66043 7.22371 3.35343
ＦＮＯ 4.12 5.77 5.77
φ 8.49 9.57 11.01
d5 2.10000 36.64491 46.82787
d12 24.15923 5.26241 2.20000
d13 4.86826 4.21826 1.80000
d16 2.25000 2.90000 5.31826
d28 1.50000 29.01348 34.90774
ＢＦ 13.93934 14.90154 14.93894

[合焦時の合焦群移動量]
ＷＭＴ
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 901.6746 5886.4066 12728.2773
移動量 0.1610 0.1701 0.3030

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 1 69.37620
2 6 -9.50000
3 14 41.26133
4 17 51.13596
5 29 150.09211

［条件式対応値］
（１）（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＝ 0.653
（２）ｆ３／ｆｗ＝ 4.451
（３）（ｄ１ｉｔ−ｄ１ｉｗ）／ｆｗ＝ 6.168
（４）ｆ３／ｆｔ＝ 0.315

図２（ａ）、図２（ｂ）、及び図２（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）はそれぞれ、本願の第１実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時（撮影倍率-0.0100倍）の諸収差図である。

各収差図において、ＦＮＯはＦナンバー、ＮＡは最も像側のレンズから射出する光線の開口数、Ａは光線入射角即ち半画角（単位は「°」）、Ｈ０は物体高（単位：ｍｍ）をそれぞれ示す。ｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示し、ｄ、ｇの記載のないものはｄ線における収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。なお、後述する各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。

各収差図より、本実施例に係る変倍光学系は、広角端状態から望遠端状態にわたって、また、無限遠物体合焦状態から近距離物体合焦状態まで諸収差が良好に補正され、高い光学性能を有していることがわかる。

（第２実施例）
図４（ａ）、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳが備えられている。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１と両凸形状の正レンズＬ１２との接合レンズと、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１３とからなる。
第２レンズ群Ｇ２は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１と、両凹形状の負レンズＬ２２と、両凸形状の正レンズＬ２３と両凹形状の負レンズＬ２４との接合レンズとからなる。なお、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ガラスモールド非球面レンズである。

これにより、変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が増加し、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの空気間隔が増加する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は、広角端状態から中間焦点距離状態まで減少し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで増加する。なお、変倍時に開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は、広角端状態から中間焦点距離状態まで増加し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで減少する。
これらにより、本実施例に係る変倍光学系は、高変倍率を有し、且つ小型に構成されている。
以下の表２に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。

（表２）第２実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞

1 141.5341 1.6350 1.950000 29.37
2 42.4212 8.4111 1.497820 82.57
3 -315.7583 0.1000
4 44.6738 4.8257 1.834810 42.73
5 329.2991 可変

＊6 500.0000 1.0000 1.851348 40.10
7 9.1215 4.1187
8 -36.3703 1.0000 1.903660 31.27
9 36.8310 0.5585
10 20.9196 4.4577 1.808090 22.74
11 -11.3592 1.0000 1.883000 40.66
12 231.4820 可変

13(絞りS) ∞ 可変

14 27.6206 1.0000 1.883000 40.66
15 13.6993 3.2013 1.593190 67.90
16 -42.3833 可変

17 13.2112 9.5050 1.717000 47.97
18 -49.0716 1.0000 1.883000 40.66
19 11.5987 2.0000
20 23.5510 3.3277 1.516800 63.88
21 -10.5463 1.0000 1.850260 32.35
22 -17.4426 1.5000
23 -39.5142 1.0000 1.950000 29.37
24 14.3546 3.3123 1.672700 32.18
25 -31.7031 1.0351
26 20.4892 5.4304 1.581440 40.98
27 -9.0024 1.0000 1.820798 42.71
＊28 -40.3228 可変

29 -59.5141 1.1354 1.497820 82.57
30 -26.1606 1.0000 1.834410 37.28
＊31 -50.8846 ＢＦ

像面 ∞

［非球面データ］
第６面
κ -9.00000
A4 3.41888E-05
A6 -2.73054E-08
A8 -3.06893E-09
A10 3.86737E-11
A12 -1.69230E-13

第２８面
κ 1.00000
A4 -6.20378E-05
A6 -2.88775E-07
A8 3.11023E-09
A10 -4.32584E-11
A12 0.00000E+00

第３１面
κ 1.00000
A4 2.66064E-05
A6 1.04446E-07
A8 -5.78528E-10
A10 0.00000E+00
A12 0.00000E+00

［各種データ］
変倍比 14.13

ＷＴ
ｆ 9.27 〜 130.95
ＦＮＯ 4.12 〜 5.81
ω 42.67 〜 3.42°
Ｙ 8.00 〜 8.00
ＴＬ 111.02 〜 169.05

ＷＭＴ
ｆ 9.27006 60.50093 130.95187
ω 42.67385 7.37624 3.41696
ＦＮＯ 4.12 5.77 5.81
φ 8.83 9.26 10.38
d5 2.10000 37.01608 47.51778
d12 23.62886 5.00952 2.20000
d13 2.40610 3.40014 1.80000
d16 3.89404 2.90000 4.50014
d28 1.50000 16.70292 20.53836
ＢＦ 13.93925 26.92305 28.93970

[合焦時の合焦群移動量]
ＷＭＴ
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 902.7175 5891.6497 12742.6968
移動量 0.1146 0.1322 0.2361

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 1 70.20776
2 6 -8.28282
3 14 40.62229
4 17 37.83706
5 29 -216.44842

［条件式対応値］
（１）（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＝ 0.503
（２）ｆ３／ｆｗ＝ 4.382
（３）（ｄ１ｉｔ−ｄ１ｉｗ）／ｆｗ＝ 6.260
（４）ｆ３／ｆｔ＝ 0.310

図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図６（ｃ）はそれぞれ、本願の第２実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時（撮影倍率-0.0100倍）の諸収差図である。

（第３実施例）
図７（ａ）、図７（ｂ）、及び図７（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、正の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳが備えられている。

第３レンズ群Ｇ３は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ３１と両凸形状の正レンズＬ３２との接合レンズからなる。
第４レンズ群Ｇ４は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ４１と物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４２との接合レンズと、両凸形状の正レンズＬ４３と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４４との接合レンズと、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ４５と、両凸形状の正レンズＬ４６と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ４７との接合レンズとからなる。なお、負メニスカスレンズＬ４５は物体側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズであり、負メニスカスレンズＬ４７は像側のレンズ面を非球面形状としたガラスモールド非球面レンズである。

以上の構成の下、本実施例に係る変倍光学系では、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔、第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔、及び第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの空気間隔がそれぞれ変化するように、第１レンズ群Ｇ１〜第５レンズ群Ｇ５が光軸に沿って移動する。
詳細には、第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４が物体側へ移動する。第５レンズ群Ｇ５は、広角端状態から中間焦点距離状態まで物体側へ移動し、中間焦点距離状態から望遠端状態までは像側へ移動する。なお、開口絞りＳは変倍時に第４レンズ群Ｇ４と一体的に物体側へ移動する。
また、無限遠物体から近距離物体への合焦は、第３レンズ群Ｇ３を光軸に沿って像面Ｉ側に移動させることで行う。

これにより、変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が増加する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は、広角端状態から中間焦点距離状態まで減少し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで増加する。第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの空気間隔は、広角端状態から中間焦点距離状態まで増加し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで減少する。なお、変倍時に開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は、広角端状態から中間焦点距離状態まで増加し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで減少する。
これらにより、本実施例に係る変倍光学系は、高変倍率を有し、且つ小型に構成されている。
以下の表３に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。

（表３）第３実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞

1 125.4788 1.6350 1.950000 29.37
2 42.8963 8.6176 1.497820 82.57
3 -200.0000 0.1000
4 41.6251 4.9380 1.816000 46.59
5 230.0985 可変

＊6 500.0000 1.0000 1.851348 40.10
7 9.5652 3.8048
8 -36.8357 1.0000 1.883000 40.66
9 44.2906 0.3520
10 18.6401 4.2703 1.808090 22.74
11 -12.0124 1.0000 1.902650 35.72
12 83.8674 可変

13(絞りS) ∞ 可変

14 23.0558 1.0000 1.883000 40.66
15 12.1495 3.4115 1.593190 67.90
16 -46.4710 可変

17 13.4790 6.8280 1.816000 46.59
18 22.4551 1.0000 1.850260 32.35
19 10.9985 2.0000
20 19.0986 3.2170 1.516800 63.88
21 -11.7780 1.0000 1.850260 32.35
22 -21.0372 1.5000
＊23 689.8893 1.0000 1.806100 40.73
24 15.3049 2.8460
25 16.4239 5.9978 1.567320 42.58
26 -8.0000 1.0000 1.851348 40.10
＊27 -24.2284 可変

28 -40.0000 1.6708 1.497820 82.57
29 -19.2635 1.0000 1.834410 37.28
＊30 -24.2511 ＢＦ

像面 ∞

［非球面データ］
第６面
κ 11.00000
A4 1.38428E-05
A6 2.39881E-07
A8 -9.46864E-09
A10 1.17699E-10
A12 -5.24010E-13

第２３面
κ 1.00000
A4 -1.65484E-05
A6 7.20023E-07
A8 -8.24637E-09
A10 1.55522E-10
A12 0.00000E+00

第２７面
κ 1.00000
A4 -5.27520E-05
A6 1.28445E-07
A8 -5.41725E-09
A10 1.08848E-11
A12 0.00000E+00

第３０面
κ 1.00000
A4 3.58303E-05
A6 -1.13073E-07
A8 6.69333E-10
A10 0.00000E+00
A12 0.00000E+00

［各種データ］
変倍比 14.13

ＷＴ
ｆ 10.30 〜 145.50
ＦＮＯ 4.12 〜 5.77
ω 39.66 〜 3.01°
Ｙ 8.00 〜 8.00
ＴＬ 107.35 〜 157.35

ＷＭＴ
ｆ 10.30000 59.49997 145.49942
ω 39.65540 7.34800 3.01140
ＦＮＯ 4.12 5.76 5.77
φ 8.49 8.51 10.06
d5 2.10000 32.00138 41.35684
d12 22.21167 6.19340 2.20000
d13 3.21330 4.23594 1.80000
d16 4.08103 3.05839 5.49433
d27 1.60536 23.96409 31.36057
ＢＦ 13.94931 15.18421 14.94893

[合焦時の合焦群移動量]
ＷＭＴ
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 1003.1781 5789.3595 14161.5191
移動量 0.1286 0.1638 0.3103

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 1 62.41033
2 6 -8.66265
3 14 37.00000
4 17 45.93796
5 28 189.05625

［条件式対応値］
（１）（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＝ 0.648
（２）ｆ３／ｆｗ＝ 3.592
（３）（ｄ１ｉｔ−ｄ１ｉｗ）／ｆｗ＝ 4.854
（４）ｆ３／ｆｔ＝ 0.254

図８（ａ）、図８（ｂ）、及び図８（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
図９（ａ）、図９（ｂ）、及び図９（ｃ）はそれぞれ、本願の第３実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時（撮影倍率-0.0100倍）の諸収差図である。

（第４実施例）
図１０（ａ）、図１０（ｂ）、及び図１０（ｃ）はそれぞれ、本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における断面図である。
本実施例に係る変倍光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４と、負の屈折力を有する第５レンズ群Ｇ５とから構成されている。第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には、開口絞りＳが備えられている。

これにより、変倍時に、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との空気間隔が増加し、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との空気間隔が減少し、第４レンズ群Ｇ４と第５レンズ群Ｇ５との空気間隔が増加し、第５レンズ群Ｇ５と像面Ｉとの空気間隔が増加する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４との空気間隔は、広角端状態から中間焦点距離状態まで減少し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで増加する。なお、変倍時に開口絞りＳと第３レンズ群Ｇ３との空気間隔は、広角端状態から中間焦点距離状態まで増加し、中間焦点距離状態から望遠端状態まで減少する。
これらにより、本実施例に係る変倍光学系は、高変倍率を有し、且つ小型に構成されている。
以下の表４に、本実施例に係る変倍光学系の諸元の値を掲げる。

（表４）第４実施例
[面データ]
面番号ｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞

1 128.6583 1.6350 1.950000 29.37
2 43.3153 8.5924 1.497820 82.57
3 -200.5952 0.1000
4 41.6932 4.9416 1.816000 46.59
5 226.2028 可変

＊6 500.0000 1.0000 1.851348 40.10
7 9.4698 3.7102
8 -51.4849 1.0000 1.883000 40.66
9 32.3052 0.4591
10 17.6836 4.3937 1.808090 22.74
11 -11.5727 1.0000 1.902650 35.72
12 68.1728 可変

13(絞りS) ∞ 可変

14 23.9084 1.0000 1.883000 40.66
15 12.0540 3.5286 1.593190 67.90
16 -41.2723 可変

17 13.3372 7.1262 1.816000 46.59
18 23.6925 1.0000 1.850260 32.35
19 10.6208 2.0000
20 22.6183 3.2312 1.516800 63.88
21 -10.6478 1.0000 1.850260 32.35
22 -17.8847 1.5000
＊23 88.9298 1.0000 1.806100 40.73
24 14.7135 3.2670
25 17.6589 5.9445 1.567320 42.58
26 -8.0000 1.0000 1.851348 40.10
＊27 -23.1716 可変

28 -86.3077 1.3257 1.497820 82.57
29 -40.4370 1.0000 1.834410 37.28
＊30 -70.0000 ＢＦ

像面 ∞

［非球面データ］
第６面
κ 11.00000
A4 2.16452E-05
A6 -6.30268E-08
A8 -2.73814E-09
A10 5.05766E-11
A12 -2.61890E-13

第２３面
κ 1.00000
A4 -2.28843E-05
A6 8.75761E-07
A8 -2.20702E-08
A10 4.21746E-10
A12 0.00000E+00

第２７面
κ 1.00000
A4 -8.32547E-05
A6 -6.55824E-08
A8 1.23463E-09
A10 -5.63694E-11
A12 0.00000E+00

第３０面
κ 1.00000
A4 3.80084E-05
A6 -2.56034E-08
A8 4.99788E-11
A10 0.00000E+00
A12 0.00000E+00

［各種データ］
変倍比 14.13

ＷＴ
ｆ 10.30 〜 145.50
ＦＮＯ 4.12 〜 5.85
ω 39.50 〜 3.03°
Ｙ 8.00 〜 8.00
ＴＬ 107.35 〜 157.35

ＷＭＴ
ｆ 10.30000 59.49985 145.49848
ω 39.49758 7.41063 3.03486
ＦＮＯ 4.12 5.76 5.85
φ 8.71 8.62 10.14
d5 2.10000 32.37072 41.89456
d12 22.31334 6.07934 2.20000
d13 3.17825 4.10045 1.80000
d16 3.82220 2.90000 5.20045
d27 1.23135 12.66515 16.54997
ＢＦ 13.94909 25.45018 28.94846

[合焦時の合焦群移動量]
ＷＭＴ
撮影倍率 -0.0100 -0.0100 -0.0100
撮影距離 1003.5628 5791.2514 14169.5696
移動量 0.1205 0.1520 0.2832

［レンズ群データ］
群始面ｆ
1 1 63.10081
2 6 -8.44812
3 14 37.00000
4 17 42.46436
5 28 -485.09743

［条件式対応値］
（１）（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＝ 0.361
（２）ｆ３／ｆｗ＝ 3.592
（３）（ｄ１ｉｔ−ｄ１ｉｗ）／ｆｗ＝ 4.854
（４）ｆ３／ｆｔ＝ 0.254

図１１（ａ）、図１１（ｂ）、及び図１１（ｃ）はそれぞれ、本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における無限遠物体合焦時の諸収差図である。
図１２（ａ）、図１２（ｂ）、及び図１２（ｃ）はそれぞれ、本願の第４実施例に係る変倍光学系の広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態における近距離物体合焦時（撮影倍率-0.0100倍）の諸収差図である。

上記各実施例によれば、高変倍比を有し、小型で、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。
なお、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。以下の内容は、本願の変倍光学系の光学性能を損なわない範囲で適宜採用することが可能である。

本願の変倍光学系の数値実施例として５群構成のものを示したが、本願はこれに限られず、その他の群構成（例えば、６群、７群等）の変倍光学系を構成することもできる。具体的には、本願の変倍光学系の最も物体側や最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。なお、レンズ群とは、変倍時に変化する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、本願の変倍光学系は、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、或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よい。本願の変倍光学系では第３レンズ群全体を合焦レンズ群とする例を示したが、第１レンズ群の少なくとも一部又は第２レンズ群の少なくとも一部又は第３レンズ群の少なくとも一部又は第４レンズ群の少なくとも一部又は第５レンズ群の少なくとも一部又はそれらの組合せで合焦レンズ群とすることも可能である。また、斯かる合焦レンズ群は、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、本願の変倍光学系において、いずれかのレンズ群全体又はその一部を、防振レンズ群として光軸に対して垂直な方向の成分を含むように移動させ、又は光軸を含む面内方向へ回転移動（揺動）させることにより、手ぶれ等によって生じる像ぶれを補正する構成とすることもできる。特に、本願の変倍光学系では第２レンズ群の少なくとも一部又は第３レンズ群の少なくとも一部又は第４レンズ群の少なくとも一部又は第５レンズ群の少なくとも一部を防振レンズ群とすることが好ましい。

また、本願の変倍光学系を構成するレンズのレンズ面は、球面又は平面としてもよく、或いは非球面としてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、レンズ加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防ぐことができるため好ましい。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、又はガラス表面に設けた樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれでもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）或いはプラスチックレンズとしてもよい。

また、本願の変倍光学系において開口絞りは第３レンズ群の近傍に配置されているが、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する構成としてもよい。
また、本願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よい。これにより、フレアやゴーストを軽減し、高コントラストの高い光学性能を達成することができる。

次に、本願の変倍光学系を備えたカメラを図１３に基づいて説明する。
図１３は、本願の変倍光学系を備えたカメラの構成を示す図である。
図１３に示すようにカメラ１は、撮影レンズ２として上記第１実施例に係る変倍光学系を備えたレンズ交換式の所謂ミラーレスカメラである。
本カメラ１において、不図示の物体（被写体）からの光は、撮影レンズ２で集光されて、不図示のＯＬＰＦ（Optical low pass filter：光学ローパスフィルタ）を介して撮像部３の撮像面上に被写体像を形成する。そして、撮像部３に設けられた光電変換素子によって被写体像が光電変換されて被写体の画像が生成される。この画像は、カメラ１に設けられたＥＶＦ（Electronic view finder：電子ビューファインダ）４に表示される。これにより撮影者は、ＥＶＦ４を介して被写体を観察することができる。
また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、撮像部３で生成された被写体の画像が不図示のメモリに記憶される。このようにして、撮影者は本カメラ１による被写体の撮影を行うことができる。

ここで、本カメラ１に撮影レンズ２として搭載した上記第１実施例に係る変倍光学系は、高変倍比を有し、小型で、高い光学性能を有する変倍光学系である。したがって本カメラ１は、高変倍比を有しつつ、小型化と高い光学性能を実現することができる。なお、上記第２〜第４実施例に係る変倍光学系を撮影レンズ２として搭載したカメラを構成しても、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。また、クイックリターンミラーを有し、ファインダ光学系によって被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに上記各実施例に係る変倍光学系を搭載した場合でも、上記カメラ１と同様の効果を奏することができる。

最後に、本願の変倍光学系の製造方法の概略を図１４に基づいて説明する。
図１４に示す本願の変倍光学系の製造方法は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、負の屈折力を有する第２レンズ群と、正の屈折力を有する第３レンズ群と、正の屈折力を有する第４レンズ群と、第５レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、以下のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を含むものである。

ステップＳ１：第４レンズ群と第５レンズ群とが以下の条件式（１）を満足するようにし、各レンズ群をレンズ鏡筒内に物体側から順に配置する。
（１）０．０１０＜（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＜１．０００
但し、
ｄ４ｔ：望遠端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｄ４ｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離

ステップＳ２：レンズ鏡筒に公知の移動機構を設ける等することで、広角端状態から望遠端状態への変倍時に、第１レンズ群と第２レンズ群との間隔と、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔と、第３レンズ群と第４レンズ群との間隔と、第４レンズ群と第５レンズ群との間隔とが変化するようにし、第５レンズ群が像面に対して移動するようにする。
ステップＳ３：レンズ鏡筒に公知の移動機構を設ける等することで、無限遠物体から近距離物体への合焦時に、第３レンズ群が光軸に沿って移動するようにする。

斯かる本願の変倍光学系の製造方法によれば、高変倍比を有し、小型で、高い光学性能を有する変倍光学系を製造することができる。

Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群
Ｇ４第４レンズ群
Ｇ５第５レンズ群
Ｓ開口絞り
Ｉ像面

Claims

光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、第５レンズ群とを有し、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔と、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔と、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔とが変化し、前記第５レンズ群は像面に対して移動し、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群は光軸に沿って移動し、
以下の条件式を満足することを特徴とする変倍光学系。
０．０１０＜（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＜１．０００
但し、
ｄ４ｔ：望遠端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｄ４ｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群は物体側へ移動することを特徴とする請求項１に記載の変倍光学系。
以下の条件式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。
２．９７０＜ｆ３／ｆｗ＜１０．０００
但し、
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の変倍光学系。
２．７００＜（ｄ１ｉｔ−ｄ１ｉｗ）／ｆｗ＜１０．０００
但し、
ｆｗ：広角端状態における前記変倍光学系の全系の焦点距離
ｄ１ｉｔ：望遠端状態における前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
ｄ１ｉｗ：広角端状態における前記第１レンズ群の最も像側のレンズ面から像面までの光軸上の距離
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の変倍光学系。
０．０１０＜ｆ３／ｆｔ＜０．６５０
但し、
ｆｔ：望遠端状態における前記変倍光学系の全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズ群の焦点距離
前記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時に、前記開口絞りと前記第４レンズ群との距離が不変であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の変倍光学系。
前記変倍光学系は開口絞りを有し、
前記開口絞りは、光軸に沿って前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間に配置されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の変倍光学系。
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群は像側へ移動することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の変倍光学系。
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔が増加することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の変倍光学系。
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔が減少することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の変倍光学系。
前記第５レンズ群は正の屈折力を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の変倍光学系。
請求項１から１１のいず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光学装置。
光軸に沿って物体側から順に、正屈折力の第１レンズ群と、負屈折力の第２レンズ群と、正屈折力の第３レンズ群と、正屈折力の第４レンズ群と、第５レンズ群とを有する変倍光学系の製造方法であって、
前記第４レンズ群と前記第５レンズ群とが以下の条件式を満足するようにし、
広角端状態から望遠端状態への変倍時に、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔と、前記第２レンズ群と前記第３レンズ群との間隔と、前記第３レンズ群と前記第４レンズ群との間隔と、前記第４レンズ群と前記第５レンズ群との間隔とが変化するようにし、前記第５レンズ群が像面に対して移動するようにし、
無限遠物体から近距離物体への合焦時に、前記第３レンズ群を光軸に沿って移動するようにすることを特徴とする変倍光学系の製造方法。
０．０１０＜（ｄ４ｔ−ｄ４ｗ）／ｆ４＜１．０００
但し、
ｄ４ｔ：望遠端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｄ４ｗ：広角端状態における前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記第５レンズ群の最も物体側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ４：前記第４レンズ群の焦点距離