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JP2019061064A - 変倍光学系及び光学装置 - Google Patents

変倍光学系及び光学装置 Download PDF

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泰孝 島田
長　倫生
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Abstract

【課題】色収差を含めた諸収差が良好に補正された高性能の変倍光学系、及びこの変倍光学系を備えた光学装置を提供する。【解決手段】変倍光学系は、物体側から順に、最も物体側に配置された正の第１レンズ群Ｇ１、負レンズ群の中で最も物体側に配置されて変倍時に移動する変倍レンズ群Ｇｖ、少なくとも１つのレンズ群を含む中間群Ｇｍ、最も像側に配置された正の最終レンズ群Ｇｅを有する。変倍レンズ群Ｇｖと中間群Ｇｍと最終レンズ群Ｇｅは連続して配置される。変倍光学系は少なくとも１枚のＬＡレンズを有し、このＬＡレンズは、屈折率、アッベ数、部分分散比に関する所定の条件式を満足し、かつ変倍レンズ群Ｇｖから中間群Ｇｍまでに位置する。【選択図】図１

Description

本発明は、変倍光学系及び光学装置に関し、特に、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、フィルムカメラ、監視用カメラ、及びプロジェクター等に好適な変倍光学系、並びにこの変倍光学系を備えた光学装置に関する。
従来、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、デジタルカメラ等の光学装置において、変倍光学系が用いられている。例えば、下記特許文献１〜３には、上記光学装置に使用するためのズームレンズとして４群又は５群構成のレンズ系が記載されている。
特開２０１５−９４８６９号公報 特開２０１６−１６４６２９号公報 特開２０１６−１２１１９号公報
近年、上記光学装置においてレンズ系と組み合わせて使用される撮像素子の高性能化が進んできており、それに伴い、色収差を含めた諸収差がより高度に補正された変倍光学系が求められている。これに対応するためには、レンズの材料を好適に選択し、各レンズを好適に配置する等、レンズ構成をさらに最適化する必要がある。これらの事情を鑑みると、特許文献１〜３に記載のレンズ系からさらに収差補正を改善したレンズ系が望まれる。
本発明は、色収差を含めた諸収差が良好に補正されて高い光学性能を有する変倍光学系、及びこの変倍光学系を備えた光学装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の変倍光学系は、物体側から像側へ向かって順に、最も物体側に配置された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レンズ群の中で最も物体側に配置されて変倍時に移動する変倍レンズ群と、少なくとも１つのレンズ群を含む中間群と、最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群とを備え、変倍レンズ群と、中間群と、最終レンズ群とは連続して配置されており、変倍時に隣接するレンズ群の光軸方向の間隔が変化し、全系に含まれるレンズのｄ線における屈折率をＮｄ、このレンズのｄ線基準のアッベ数をνｄ、このレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦとした場合、
１．９２＜Ｎｄ＜２．３ （１）
２６＜νｄ＜２８．５ （２ａ）
０．６２＜θｇＦ＋０．００１６２×νｄ＜０．９ （３）
で表される条件式（１）、（２ａ）、及び（３）を満足し、かつ変倍レンズ群から中間群までに位置するＬＡレンズを少なくとも１枚有する。
本発明の第１の変倍光学系においては、ＬＡレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＡ、ＬＡレンズの焦点距離をｆＡとした場合、
−１＜ｆＧＡ／ｆＡ＜１ （４Ａ）
で表される条件式（４Ａ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有することが好ましい。
本発明の第１の変倍光学系においては、ＬＡレンズを含むレンズ群を構成するレンズの総数をｋａ、１からｋａまでの自然数をｉ、ＬＡレンズを含むレンズ群の物体側からｉ番目のレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦａｉ、ＬＡレンズを含むレンズ群の物体側からｉ番目のレンズの焦点距離をｆａｉ、ＬＡレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＡとした場合、

で表される条件式（５Ａ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有することが好ましい。
本発明の第１の変倍光学系においては、変倍レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、変倍レンズ群の最も物体側の正レンズより物体側に配置された変倍レンズ群内の全ての負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比の平均値をθｖｎｆとした場合、
０．５８＜θｖｎｆ＜０．８ （６）
で表される条件式（６）を満足することが好ましい。
本発明の第１の変倍光学系においては、変倍レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、変倍レンズ群の最も物体側の正レンズより物体側に配置された変倍レンズ群内の負レンズの少なくとも１枚がＬＡレンズであるように構成してもよい。
本発明の第１の変倍光学系においては、中間群内の最も像側のレンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、中間群内の最も像側のレンズ群内の負レンズの少なくとも１枚がＬＡレンズであるように構成してもよい。
本発明の第１の変倍光学系においては、変倍時に第１レンズ群は像面に対して固定されていることが好ましい。
また、本発明の第２の変倍光学系は、物体側から像側へ向かって順に、物体側から像側へ向かって順に、最も物体側に配置された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レンズ群の中で最も物体側に配置されて変倍時に移動する変倍レンズ群と、少なくとも１つのレンズ群を含む中間群と、最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群とを備え、変倍レンズ群と、中間群と、最終レンズ群とは連続して配置されており、変倍時に隣接するレンズ群の光軸方向の間隔が変化し、全系に含まれるレンズのｄ線における屈折率をＮｄ、このレンズのｄ線基準のアッベ数をνｄ、このレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦとした場合、
１．９２＜Ｎｄ＜２．３ （１）
２６＜νｄ＜２８ （２ｂ）
０．６２＜θｇＦ＋０．００１６２×νｄ＜０．９ （３）
で表される条件式（１）、（２ｂ）、及び（３）を満足し、かつ変倍レンズ群から最終レンズ群までに位置するＬＢレンズを少なくとも１枚有する。
本発明の第２の変倍光学系においては、ＬＢレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＢ、ＬＢレンズの焦点距離をｆＢとした場合、
−１＜ｆＧＢ／ｆＢ＜１ （４Ｂ）
で表される条件式（４Ｂ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有することが好ましい。
本発明の第２の変倍光学系においては、ＬＢレンズを含むレンズ群を構成するレンズの総数をｋｂ、１からｋｂまでの自然数をｊ、ＬＢレンズを含むレンズ群の物体側からｊ番目のレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｂｊ、ＬＢレンズを含むレンズ群の物体側からｊ番目のレンズの焦点距離をｆｂｊ、ＬＢレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＢとした場合、

で表される条件式（５Ｂ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有することが好ましい。
本発明の第２の変倍光学系においては、変倍レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、変倍レンズ群の最も物体側の正レンズより物体側に配置された変倍レンズ群内の全ての負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比の平均値をθｖｎｆとした場合、
０．５８＜θｖｎｆ＜０．８ （６）
で表される条件式（６）を満足することが好ましい。
本発明の第２の変倍光学系においては、変倍レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、変倍レンズ群の最も物体側の正レンズより物体側に配置された変倍レンズ群内の負レンズの少なくとも１枚がＬＢレンズであるように構成してもよい。
本発明の第２の変倍光学系においては、最終レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、最終レンズ群の最も物体側の正レンズがＬＢレンズであるように構成してもよい。
本発明の第２の変倍光学系においては、最終レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、最終レンズ群の最も像側の負レンズがＬＢレンズであるように構成してもよい。
本発明の第２の変倍光学系においては、中間群内の最も像側のレンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、中間群内の最も像側のレンズ群内の負レンズの少なくとも１枚がＬＢレンズであるように構成してもよい。
本発明の第２の変倍光学系においては、第１レンズ群は像面に対して固定されていることが好ましい。
本発明の光学装置は、本発明の変倍光学系を備えたものである。
なお、本明細書において、「〜からなり」、「〜からなる」は、構成要素として挙げたもの以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、及びカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル、撮像素子、及び手振れ補正機構等の機構部分、等が含まれていてもよいことを意図する。
なお、本明細書において、「正の屈折力を有する〜群」は、群全体として正の屈折力を有することを意味する。同様に、「負の屈折力を有する〜群」は、群全体として負の屈折力を有することを意味する。屈折力の符号は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えることとする。「レンズ群」は、変倍時に変化する間隔でレンズ群を区切った場合に１区切りに含まれるレンズ群を１つのレンズ群として扱う。「レンズ群」は、必ずしも複数のレンズから構成されるものだけでなく、１枚のレンズのみで構成されるものも含む。上記条件式は全て、無限遠物体に合焦した状態において、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））を基準としたものである。
なお、あるレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比θｇＦとは、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、及びＣ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））に対するそのレンズの屈折率をそれぞれＮｇ、ＮＦ、及びＮＣとしたとき、θｇＦ＝（Ｎｇ−ＮＦ）／（ＮＦ−ＮＣ）で定義される。
本発明によれば、物体側から順に、最も物体側に配置された正の第１レンズ群と、負レンズ群の中で最も物体側に配置されて変倍時に移動する変倍レンズ群と、少なくとも１つのレンズ群を含む中間群と、最も像側に配置された正の最終レンズ群とを有し、変倍レンズ群と中間群と最終レンズ群とが連続配置されたレンズ系において、所定の条件式を満足する材料で構成されたレンズを所定の範囲に配置することによって、色収差を含めた諸収差が良好に補正されて高い光学性能を有する変倍光学系、及びこの変倍光学系を備えた光学装置を提供することができる。
本発明の実施例１の変倍光学系の構成を示す断面図である。 本発明の実施例２の変倍光学系の構成を示す断面図である。 本発明の実施例３の変倍光学系の構成を示す断面図である。 本発明の実施例４の変倍光学系の構成を示す断面図である。 本発明の実施例５の変倍光学系の構成を示す断面図である。 本発明の実施例６の変倍光学系の構成を示す断面図である。 本発明の実施例７の変倍光学系の構成を示す断面図である。 本発明の実施例８の変倍光学系の構成を示す断面図である。 本発明の実施例１の変倍光学系の各収差図である。 本発明の実施例２の変倍光学系の各収差図である。 本発明の実施例３の変倍光学系の各収差図である。 本発明の実施例４の変倍光学系の各収差図である。 本発明の実施例５の変倍光学系の各収差図である。 本発明の実施例６の変倍光学系の各収差図である。 本発明の実施例７の変倍光学系の各収差図である。 本発明の実施例８の変倍光学系の各収差図である。 本発明の一実施形態に係る光学装置の概略的な構成図である。 本発明の別の実施形態に係る光学装置の正面側の斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る光学装置の背面側の斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図１を参照しながら本発明の第１の実施形態に係る変倍光学系について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る変倍光学系の構成を示す断面図である。図１に示す例は後述の実施例１の変倍光学系に対応している。図１では、広角端で無限遠物体に合焦している状態を示し、左側が物体側、右側が像側である。
本実施形態の変倍光学系は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、最も物体側に配置された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レンズ群の中で最も物体側に配置されて変倍時に移動する負の屈折力を有する変倍レンズ群Ｇｖと、少なくとも１つのレンズ群を含む中間群Ｇｍと、最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群Ｇｅとを備える。変倍レンズ群Ｇｖと、中間群Ｇｍと、最終レンズ群Ｇｅとは連続して配置され、変倍時に隣接するレンズ群の光軸方向の間隔が変化する。上記構成によって、全長を短く保ちつつ大きな変倍作用を有することができる。なお、変倍レンズ群Ｇｖは広角端から望遠端への変倍時に光軸Ｚに沿って像側へ移動することが好ましく、このようにした場合は、全長を短く保ちつつ大きな変倍作用を有することにより有利となる。
図１に示す例の変倍光学系は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、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、屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。図１では第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３の下に、広角端から望遠端への変倍時に移動する各レンズ群の概略的な移動軌跡を矢印で示している。図１に示す例では、第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応し、第３レンズ群Ｇ３が中間群Ｇｍに対応し、第４レンズ群Ｇ４が最終レンズ群Ｇｅに対応する。図１に示す例では中間群Ｇｍは１つのレンズ群からなる。
図１に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は、１１枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなり、第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４１〜Ｌ４９の９枚のレンズとからなる。
なお、図１では最も像側のレンズと像面Ｓｉｍとの間に入射面と出射面が平行の光学部材ＰＰを配置した例を示している。光学部材ＰＰは、保護用のカバーガラス、各種フィルタ、及びプリズム等を想定したものである。図１の光学部材ＰＰは３つの部材からなるが、光学部材ＰＰを構成する部材の数は図１のものに限定されないし、また光学部材ＰＰを省略した構成も可能である。
第１の実施形態の変倍光学系は、全系に含まれるレンズのｄ線における屈折率をＮｄ、このレンズのｄ線基準のアッベ数をνｄ、このレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦとした場合、
１．９２＜Ｎｄ＜２．３ （１）
２６＜νｄ＜２８．５ （２ａ）
０．６２＜θｇＦ＋０．００１６２×νｄ＜０．９ （３）
で表される条件式（１）、（２ａ）、及び（３）を満足し、かつ変倍レンズ群Ｇｖから中間群Ｇｍまでに位置するＬＡレンズを少なくとも１枚有するように構成される。
条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、曲率の絶対値が過大になるのを防ぐことができ、高次の球面収差の発生を抑制し、波長による球面収差の差が発生するのを抑制することができる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、分散が大きくなるのを防ぐことができ、色収差の発生を抑制することができる。なお、条件式（１）に代えて下記条件式（１−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．９５＜Ｎｄ＜２．２ （１−１）
条件式（２ａ）及び条件式（３）を満足する材料を用いることによって、軸上色収差、倍率色収差、及び二次色収差を良好に抑えることができる。なお、条件式（２ａ）に代えて下記条件式（２ａ−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。同様に、条件式（３）に代えて下記条件式（３−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
２６．５＜νｄ＜２８．３ （２ａ−１）
０．６３＜θｇＦ＋０．００１６２×νｄ＜０．７ （３−１）
本実施形態の変倍光学系は、ＬＡレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＡ、ＬＡレンズの焦点距離をｆＡとした場合、
−１＜ｆＧＡ／ｆＡ＜１ （４Ａ）
で表される条件式（４Ａ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有することが好ましい。このようにした場合は、条件式（２ａ）及び条件式（３）に関する効果が過剰となるのを防ぐことができる。なお、条件式（４Ａ）に代えて、下記条件式（４Ａ−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができ、下記条件式（４Ａ−２）を満足する構成とすれば、さらにより良好な特性とすることができる。
−０．９＜ｆＧＡ／ｆＡ＜０．９５ （４Ａ−１）
−０．８＜ｆＧＡ／ｆＡ＜０．８ （４Ａ−２）
また、本実施形態の変倍光学系は、ＬＡレンズを含むレンズ群を構成するレンズの総数をｋａ、１からｋａまでの自然数をｉ、ＬＡレンズを含むレンズ群の物体側からｉ番目のレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦａｉ、ＬＡレンズを含むレンズ群の物体側からｉ番目のレンズの焦点距離をｆａｉ、ＬＡレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＡとした場合、

で表される条件式（５Ａ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有することが好ましい。このようにした場合は、レンズ群内での二次色収差の発生を抑えることができる。なお、条件式（５Ａ）に代えて下記条件式（５Ａ−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
ＬＡレンズは変倍レンズ群Ｇｖに含まれるように構成してもよい。例えば、変倍レンズ群Ｇｖは、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、変倍レンズ群Ｇｖの最も物体側の正レンズより物体側に配置された変倍レンズ群Ｇｖ内の負レンズの少なくとも１枚がＬＡレンズであるように構成してもよい。このようにした場合は、変倍による二次の倍率色収差の変動の抑制と、望遠端での二次の軸上色収差の抑制とをバランスをとりながら良好に補正することができる。
ＬＡレンズは中間群Ｇｍ内の最も像側のレンズ群に含まれるように構成してもよい。例えば、中間群Ｇｍ内の最も像側のレンズ群は少なくとも１枚の負レンズを有し、中間群Ｇｍ内の最も像側のレンズ群内の負レンズの少なくとも１枚がＬＡレンズであるように構成してもよい。このようにした場合は、変倍による二次の軸上色収差の変動を抑えることができる。
次に、本発明の第２の実施形態に係る変倍光学系について説明する。図１に示す例は本発明の第２の実施形態の構成も有している。第２の実施形態の変倍光学系は、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、最も物体側に配置された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レンズ群の中で最も物体側に配置されて変倍時に移動する負の屈折力を有する変倍レンズ群Ｇｖと、少なくとも１つのレンズ群を含む中間群Ｇｍと、最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群Ｇｅとを備える。変倍レンズ群Ｇｖと、中間群Ｇｍと、最終レンズ群Ｇｅとは連続して配置され、変倍時に隣接するレンズ群の光軸方向の間隔が変化する。上記の群構成は、第１の実施形態の変倍光学系と同様であり、その効果も同様である。また、第２の実施形態においても、変倍レンズ群Ｇｖは広角端から望遠端への変倍時に光軸Ｚに沿って像側へ移動することが好ましく、そのようにした場合の効果も第１の実施形態で説明した効果と同様である。
第２の実施形態の変倍光学系は、全系に含まれるレンズのｄ線における屈折率をＮｄ、このレンズのｄ線基準のアッベ数をνｄ、このレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦとした場合、
１．９２＜Ｎｄ＜２．３ （１）
２６＜νｄ＜２８ （２ｂ）
０．６２＜θｇＦ＋０．００１６２×νｄ＜０．９ （３）
で表される条件式（１）、（２ｂ）、及び（３）を満足し、かつ変倍レンズ群Ｇｖから最終レンズ群Ｇｅまでに位置するＬＢレンズを少なくとも１枚有するように構成される。
条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、曲率の絶対値が過大になるのを防ぐことができ、高次の球面収差の発生を抑制し、波長による球面収差の差が発生するのを抑制することができる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、分散が大きくなるのを防ぐことができ、色収差の発生を抑制することができる。なお、条件式（１）に代えて下記条件式（１−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
１．９５＜Ｎｄ＜２．２ （１−１）
条件式（２ｂ）及び条件式（３）を満足する材料を用いることによって、軸上色収差、倍率色収差、及び二次色収差を良好に抑えることができる。なお、条件式（２ｂ）に代えて下記条件式（２ｂ−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。同様に、条件式（３）に代えて下記条件式（３−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
２６．５＜νｄ＜２７．５ （２ｂ−１）
０．６３＜θｇＦ＋０．００１６２×νｄ＜０．７ （３−１）
本実施形態の変倍光学系は、ＬＢレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＢ、ＬＢレンズの焦点距離をｆＢとした場合、
−１＜ｆＧＢ／ｆＢ＜１ （４Ｂ）
で表される条件式（４Ｂ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有することが好ましい。このようにした場合は、条件式（２ｂ）及び条件式（３）に関する効果が過剰となるのを防ぐことができる。なお、条件式（４Ｂ）に代えて、下記条件式（４Ｂ−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができ、下記条件式（４Ｂ−２）を満足する構成とすれば、さらにより良好な特性とすることができる。
−０．９＜ｆＧＢ／ｆＢ＜０．９５ （４Ｂ−１）
−０．８＜ｆＧＢ／ｆＢ＜０．８ （４Ｂ−２）
また、本実施形態の変倍光学系は、ＬＢレンズを含むレンズ群を構成するレンズの総数をｋｂ、１からｋｂまでの自然数をｊ、ＬＢレンズを含むレンズ群の物体側からｊ番目のレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｂｊ、ＬＢレンズを含むレンズ群の物体側からｊ番目のレンズの焦点距離をｆｂｊ、ＬＢレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＢとした場合、

で表される条件式（５Ｂ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有することが好ましい。このようにした場合は、レンズ群内での二次色収差の発生を抑えることができる。なお、条件式（５Ｂ）に代えて下記条件式（５Ｂ−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
ＬＢレンズは変倍レンズ群Ｇｖに含まれるように構成してもよい。例えば、変倍レンズ群Ｇｖは、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、変倍レンズ群Ｇｖの最も物体側の正レンズより物体側に配置された変倍レンズ群Ｇｖ内の負レンズの少なくとも１枚がＬＢレンズであるように構成してもよい。このようにした場合は、変倍による二次の倍率色収差の変動の抑制と、望遠端での二次の軸上色収差の抑制とをバランスをとりながら良好に補正することができる。
ＬＢレンズは中間群Ｇｍ内の最も像側のレンズ群に含まれるように構成してもよい。例えば、中間群Ｇｍ内の最も像側のレンズ群は少なくとも１枚の負レンズを有し、中間群Ｇｍ内の最も像側のレンズ群内の負レンズの少なくとも１枚がＬＢレンズであるように構成してもよい。このようにした場合は、変倍による二次の軸上色収差の変動を抑えることができる。
ＬＢレンズは最終レンズ群Ｇｅに含まれるように構成してもよい。例えば、最終レンズ群Ｇｅは、少なくとも１枚の正レンズを有し、最終レンズ群Ｇｅの最も物体側の正レンズがＬＢレンズであるように構成してもよい。このようにした場合は、二次の軸上色収差のバランスを良好にとることができる。あるいは、最終レンズ群Ｇｅは、少なくとも１枚の負レンズを有し、最終レンズ群Ｇｅの最も像側の負レンズがＬＢレンズであるように構成してもよい。このようにした場合は、二次の倍率色収差と二次の軸上色収差のバランスを良好にとることができる。
次に、上述した第１の実施形態の変倍光学系、及び第２の実施形態の変倍光学系に共通の好ましい構成、又は可能な構成について述べる。第１及び第２の実施形態の変倍光学系において、変倍レンズ群Ｇｖは、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、変倍レンズ群Ｇｖの最も物体側の正レンズより物体側に配置された変倍レンズ群Ｇｖ群内の全ての負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比の平均値をθｖｎｆとした場合、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）の下限以下とならないようにすることによって、変倍による二次の倍率色収差の変動を抑えることができる。条件式（６）の上限以上とならないようにすることによって、望遠端での二次の軸上色収差の発生を抑えることができる。なお、下記条件式（６−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。
０．５８＜θｖｎｆ＜０．８ （６）
０．５８＜θｖｎｆ＜０．７ （６−１）
また、第１及び第２の実施形態の変倍光学系において、変倍時に第１レンズ群Ｇ１は像面Ｓｉｍに対して固定されているように構成してもよく、このようにした場合は変倍による重心移動を少なくすることができる。
第１及び第２の実施形態の変倍光学系において、中間群Ｇｍが含むレンズ群の数は任意の数とすることができる。例えば、中間群Ｇｍは、１つの負の屈折力を有するレンズ群からなるように構成してもよく、このようにした場合は、広角化と高変倍比の両立に有利となる。あるいは、中間群Ｇｍは、１つの負の屈折力を有するレンズ群と、１つの正の屈折力を有するレンズ群とからなるように構成してもよく、このようにした場合は、変倍による像面湾曲の変動を抑えるのに有利となる。またあるいは、中間群Ｇｍは、２つの正の屈折力を有するレンズ群からなるように構成してもよく、このようにした場合は、高変倍化に有利となる。
第１及び第２の実施形態の変倍光学系において、中間群Ｇｍは、変倍時に移動するレンズ群を有するように構成してもよく、変倍時に像面Ｓｉｍに対して固定されているレンズ群を有するように構成してもよく、あるいは、変倍時に移動するレンズ群と変倍時に像面Ｓｉｍに対して固定されているレンズ群の両方を有するように構成してもよい。
第１及び第２の実施形態の変倍光学系において、最終レンズ群Ｇｅは、変倍時に移動するように構成してもよい。あるいは、最終レンズ群Ｇｅは、変倍時に像面Ｓｉｍに対して固定されているように構成してもよく、このようにした場合は、変倍による塵等の侵入を防ぐことができる。
第１及び第２の実施形態の変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１と変倍レンズ群Ｇｖとの間に、変倍時に移動する正の屈折力を有するレンズ群を備えるように構成してもよい。あるいは、第１及び第２の実施形態の変倍光学系は、第１レンズ群Ｇ１と、変倍レンズ群Ｇｖと、中間群Ｇｍと、最終レンズ群Ｇｅとからなるように構成してもよい。高性能と小型化とを両立させるためには、変倍光学系は４つ、又は５つのレンズ群からなるように構成することが好ましい。
第１及び第２の実施形態の変倍光学系は、ズームレンズでもよく、あるいはバリフォーカルレンズでもよい。上述したＬＡレンズとＬＢレンズは同一のレンズであってもよく、あるいは異なるレンズであってもよい。
上述した第１の実施形態及び第２の実施形態に関する好ましい構成及び可能な構成は、各実施形態において任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。第１の実施形態及び第２の実施形態によれば、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を有する変倍光学系を実現することが可能である。
次に、本発明の変倍光学系の数値実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１の変倍光学系の断面図は図１に示したものであり、その図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例１の変倍光学系は、４群構成であり、物体側から像側へ向かって順に、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、負の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３と、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｇ４とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第４レンズ群Ｇ４とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応する。第３レンズ群Ｇ３が中間群Ｇｍに対応する。第４レンズ群Ｇ４が最終レンズ群Ｇｅに対応する。
第１レンズ群Ｇ１は、１１枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４１〜Ｌ４９の９枚のレンズとからなる。レンズＬ２１がＬＡレンズ及びＬＢレンズに対応する。
実施例１の変倍光学系の基本レンズデータを表１に、諸元と可変面間隔を表２に、非球面係数を表３に示す。表１において、面番号の欄には最も物体側の面を第１面とし像側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示し、Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とその像側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示し、θｇＦの欄には各構成要素のｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））とＦ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））間の部分分散比を示す。
表１では、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状のものを正、像側に凸面を向けた面形状のものを負としている。表１には開口絞りＳｔ及び光学部材ＰＰも合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には面番号と（Ｓｔ）という語句を記載している。表１のＤの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。表１では変倍時の可変面間隔については、ＤＤ［ ］という記号を用い、［ ］の中にこの間隔の物体側の面番号を付してＤの欄に記入している。
表２に、変倍比Ｚｒ、焦点距離ｆ、空気換算距離でのバックフォーカスＢｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ω、及び可変面間隔の値をｄ線基準で示す。２ωの欄の（°）は単位が度であることを意味する。表２では、広角端状態、中間焦点距離状態、及び望遠端状態の各値をそれぞれＷＩＤＥ、ＭＩＤＤＬＥ、及びＴＥＬＥと表記した欄に示している。表１と表２の値は、無限遠物体に合焦した状態のものである。
表１では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表３に、非球面の面番号と各非球面に関する非球面係数を示す。表３の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝４、６、８、…）の値である。
Ｚｄ＝Ｃ×ｈ２／｛１＋（１−ＫＡ×Ｃ２×ｈ２）１/２｝＋ΣＡｍ×ｈｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
図９に左から順に、実施例１の変倍光学系の無限遠物体に合焦した状態での各収差図を示す。図９では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。図９ではＷＩＤＥと付した上段に広角端状態のものを示し、ＭＩＤＤＬＥと付した中段に中間焦点距離状態のものを示し、ＴＥＬＥと付した下段に望遠端状態のものを示す。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））、及びｇ線（波長４３５．８ｎｍ（ナノメートル））における収差をそれぞれ黒の実線、長破線、短破線、及び二点鎖線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、Ｆ線、及びｇ線における収差をそれぞれ長破線、短破線、及び二点鎖線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
上述した実施例１の変倍光学系に関する各データの記号、意味、記載方法、及び図示方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
［実施例２］
実施例２の変倍光学系の断面図を図２に示す。実施例２の変倍光学系は、５群構成であり、物体側から像側へ向かって順に、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、負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とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる群が中間群Ｇｍに対応する。第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅに対応する。
第１レンズ群Ｇ１は、６枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ３１〜Ｌ３２の２枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ４１〜Ｌ４４の４枚のレンズとからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５１〜Ｌ５６の６枚のレンズからなる。レンズＬ２１がＬＡレンズ及びＬＢレンズに対応する。
実施例２の変倍光学系の基本レンズデータを表４に、諸元と可変面間隔を表５に、非球面係数を表６に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１０に示す。
［実施例３］
実施例３の変倍光学系の断面図を図３に示す。実施例３の変倍光学系は、５群構成であり、物体側から像側へ向かって順に、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とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる群が中間群Ｇｍに対応する。第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅに対応する。
第１レンズ群Ｇ１は、５枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ４１〜Ｌ４４の４枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ向かって順に、開口絞りＳｔと、レンズＬ５１〜Ｌ６３の１３枚のレンズとからなる。レンズＬ２２がＬＡレンズ及びＬＢレンズに対応する。
実施例３の変倍光学系の基本レンズデータを表７に、諸元と可変面間隔を表８に、非球面係数を表９に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１１に示す。
［実施例４］
実施例４の変倍光学系の断面図を図４に示す。実施例４の変倍光学系は、５群構成であり、物体側から像側へ向かって順に、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とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる群が中間群Ｇｍに対応する。第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅに対応する。
第１レンズ群Ｇ１は、５枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ４１〜Ｌ４５の５枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５１〜Ｌ６３の１３枚のレンズからなる。レンズＬ２２がＬＡレンズ及びＬＢレンズに対応する。
実施例４の変倍光学系の基本レンズデータを表１０に、諸元と可変面間隔を表１１に、非球面係数を表１２に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１２に示す。なお、実施例４〜８の変倍光学系では、非球面係数のＡｍをＡｍ（ｍ＝３、４、５、…）としている。
［実施例５］
実施例５の変倍光学系の断面図を図５に示す。実施例５の変倍光学系は、５群構成であり、物体側から像側へ向かって順に、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とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる群が中間群Ｇｍに対応する。第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅに対応する。
第１レンズ群Ｇ１は、５枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ４１〜Ｌ４５の５枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５１〜Ｌ６３の１３枚のレンズからなる。レンズＬ２２がＬＡレンズに対応する。
実施例５の変倍光学系の基本レンズデータを表１３に、諸元と可変面間隔を表１４に、非球面係数を表１５に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１３に示す。
［実施例６］
実施例６の変倍光学系の断面図を図６に示す。実施例６の変倍光学系は、５群構成であり、物体側から像側へ向かって順に、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とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる群が中間群Ｇｍに対応する。第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅに対応する。
第１レンズ群Ｇ１は、５枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ４１〜Ｌ４５の５枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５１〜Ｌ６３の１３枚のレンズからなる。レンズＬ２２がＬＡレンズに対応する。レンズＬ６３がＬＢレンズに対応する。
実施例６の変倍光学系の基本レンズデータを表１６に、諸元と可変面間隔を表１７に、非球面係数を表１８に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１４に示す。
［実施例７］
実施例７の変倍光学系の断面図を図７に示す。実施例７の変倍光学系は、５群構成であり、物体側から像側へ向かって順に、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とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる群が中間群Ｇｍに対応する。第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅに対応する。
第１レンズ群Ｇ１は、５枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ４１〜Ｌ４５の５枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５１〜Ｌ６３の１３枚のレンズからなる。レンズＬ２２がＬＡレンズに対応する。レンズＬ５２がＬＢレンズに対応する。
実施例７の変倍光学系の基本レンズデータを表１９に、諸元と可変面間隔を表２０に、非球面係数を表２１に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１５に示す。
［実施例８］
実施例８の変倍光学系の断面図を図８に示す。実施例８の変倍光学系は、５群構成であり、物体側から像側へ向かって順に、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とからなる。変倍時に、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とが互いに異なる軌跡で移動し、第１レンズ群Ｇ１と第５レンズ群Ｇ５とは像面Ｓｉｍに対して固定されている。第２レンズ群Ｇ２が変倍レンズ群Ｇｖに対応する。第３レンズ群Ｇ３と第４レンズ群Ｇ４とからなる群が中間群Ｇｍに対応する。第５レンズ群Ｇ５が最終レンズ群Ｇｅに対応する。
第１レンズ群Ｇ１は、５枚のレンズからなる。第２レンズ群Ｇ２は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ２１〜Ｌ２６の６枚のレンズからなる。第３レンズ群Ｇ３は、レンズＬ３１の１枚のレンズからなる。第４レンズ群Ｇ４は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ４１〜Ｌ４５の５枚のレンズからなる。第５レンズ群Ｇ５は、物体側から像側へ向かって順に、レンズＬ５１〜Ｌ６３の１３枚のレンズからなる。レンズＬ２２及びレンズＬ４４がＬＡレンズに対応する。レンズＬ４４がＬＢレンズに対応する。
実施例８の変倍光学系の基本レンズデータを表２２に、諸元と可変面間隔を表２３に、非球面係数を表２４に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１６に示す。
表２５に実施例１〜８の変倍光学系の各条件式の対応値を示す。表２５では「ＬＡレンズ」及び「ＬＢレンズ」の欄に対応するレンズの符号を示す。「ＬＡレンズ」の行の直下の（１）から（５Ａ）までの行は各ＬＡレンズに関する条件式（１）から（５Ａ）の対応値を示す。「ＬＢレンズ」の行の直下の（１）から（５Ｂ）までの行は各ＬＢレンズに関する条件式（１）から（５Ｂ）の対応値を示す。実施例５はＬＢレンズに対応するレンズを有しないため実施例５のＬＢレンズに関する欄には「−」を記入している。実施例８は「ＬＡレンズ」に対応するレンズがレンズＬ２２とレンズＬ４４の２つあるため、対応値の各枠内において、上段にレンズＬ２２に関する対応値を示し、下段にレンズＬ４４に関する対応値を示す。
次に、本発明の実施形態に係る光学装置について説明する。図１７に、本発明の実施形態の光学装置の一例として、本発明の実施形態に係る変倍光学系１を用いた光学装置１００の概略構成図を示す。光学装置１００としては、例えば、放送用カメラ、映画撮影用カメラ、ビデオカメラ、及び監視用カメラ等を挙げることができる。
光学装置１００は、変倍光学系１と、変倍光学系１の像側に配置されたフィルタ２と、フィルタ２の像側に配置された撮像素子３とを備えている。なお、図１７では、変倍光学系１が備える複数のレンズを概略的に図示している。
撮像素子３は変倍光学系１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いることができる。撮像素子３は、その撮像面が変倍光学系１の像面に一致するように配置される。
光学装置１００はまた、撮像素子３からの出力信号を演算処理する信号処理部５と、信号処理部５により形成された像を表示する表示部６と、変倍光学系１の変倍を制御する変倍制御部７とを備える。なお、図１７では１つの撮像素子３のみ図示しているが、本発明の光学装置はこれに限定されず、３つの撮像素子を有するいわゆる３板方式の光学装置であってもよい。
次に、図１８及び図１９を参照して本発明の別の実施形態に係る光学装置２００について説明する。図１８、図１９にそれぞれ正面側、背面側の斜視形状を示す光学装置２００は、交換レンズ２０８が取り外し自在に装着される、レフレックスファインダーを持たない一眼形式のデジタルカメラである。交換レンズ２０８は、本発明の実施形態に係る光学系である変倍光学系２０９を鏡筒内に収納したものである。
この光学装置２００はカメラボディ２０１を備え、カメラボディ２０１の上面にはシャッターボタン２０２と、電源ボタン２０３とが設けられている。またカメラボディ２０１の背面には、操作部２０４と、操作部２０５と、表示部２０６とが設けられている。表示部２０６は、撮像された画像、及び撮像される前の画角内にある画像を表示するためのものである。
カメラボディ２０１の前面中央部には、撮影対象からの光が入射する撮影開口が設けられ、その撮影開口に対応する位置にマウント２０７が設けられ、マウント２０７を介して交換レンズ２０８がカメラボディ２０１に装着される。
カメラボディ２０１内には、交換レンズ２０８によって形成された被写体像に応じた撮像信号を出力するＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子（図示せず）、その撮像素子から出力された撮像信号を処理して画像を生成する信号処理回路（図示せず）、及びその生成された画像を記録するための記録媒体（図示せず）などが設けられている。この光学装置２００では、シャッターボタン２０２を押すことにより静止画又は動画の撮影が可能であり、この撮影で得られた画像データが上記記録媒体に記録される。
以上、実施形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
また、本発明の実施形態に係る光学装置についても、上記例に限定されず、例えば、一眼レフ形式のカメラ、フィルムカメラ、及びプロジェクター等、種々の態様とすることができる。
１、２０９ 変倍光学系
２ フィルタ
３ 撮像素子
５ 信号処理部
６ 表示部
７ 変倍制御部
１００、２００ 光学装置
２０１ カメラボディ
２０２ シャッターボタン
２０３ 電源ボタン
２０４、２０５ 操作部
２０６ 表示部
２０７ マウント
２０８ 交換レンズ
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
Ｇｅ 最終レンズ群
Ｇｍ 中間群
Ｇｖ 変倍レンズ群
Ｌ２１〜Ｌ２６、Ｌ３１〜Ｌ３２、Ｌ４１〜Ｌ４９、Ｌ５１〜Ｌ６３ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (17)

  1. 物体側から像側へ向かって順に、最も物体側に配置された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レンズ群の中で最も物体側に配置されて変倍時に移動する変倍レンズ群と、少なくとも１つのレンズ群を含む中間群と、最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群とを備え、
    前記変倍レンズ群と、前記中間群と、前記最終レンズ群とは連続して配置されており、
    変倍時に隣接するレンズ群の光軸方向の間隔が変化し、
    全系に含まれるレンズのｄ線における屈折率をＮｄ、該レンズのｄ線基準のアッベ数をνｄ、該レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦとした場合、
    １．９２＜Ｎｄ＜２．３ （１）
    ２６＜νｄ＜２８．５ （２ａ）
    ０．６２＜θｇＦ＋０．００１６２×νｄ＜０．９ （３）
    で表される条件式（１）、（２ａ）、及び（３）を満足し、かつ前記変倍レンズ群から前記中間群までに位置するＬＡレンズを少なくとも１枚有する変倍光学系。
  2. 前記ＬＡレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＡ、前記ＬＡレンズの焦点距離をｆＡとした場合、
    −１＜ｆＧＡ／ｆＡ＜１ （４Ａ）
    で表される条件式（４Ａ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有する請求項１記載の変倍光学系。
  3. 前記ＬＡレンズを含むレンズ群を構成するレンズの総数をｋａ、１からｋａまでの自然数をｉ、前記ＬＡレンズを含むレンズ群の物体側からｉ番目のレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦａｉ、前記ＬＡレンズを含むレンズ群の物体側からｉ番目のレンズの焦点距離をｆａｉ、前記ＬＡレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＡとした場合、

    で表される条件式（５Ａ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有する請求項１又は２記載の変倍光学系。
  4. 前記変倍レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、
    前記変倍レンズ群の最も物体側の正レンズより物体側に配置された前記変倍レンズ群内の全ての負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比の平均値をθｖｎｆとした場合、
    ０．５８＜θｖｎｆ＜０．８ （６）
    で表される条件式（６）を満足する請求項１から３のいずれか１項記載の変倍光学系。
  5. 前記変倍レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、
    前記変倍レンズ群の最も物体側の正レンズより物体側に配置された前記変倍レンズ群内の負レンズの少なくとも１枚が前記ＬＡレンズである請求項１から４のいずれか１項記載の変倍光学系。
  6. 前記中間群内の最も像側のレンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、
    前記中間群内の最も像側のレンズ群内の負レンズの少なくとも１枚が前記ＬＡレンズである請求項１から４のいずれか１項記載の変倍光学系。
  7. 変倍時に前記第１レンズ群は像面に対して固定されている請求項１から６のいずれか１項記載の変倍光学系。
  8. 物体側から像側へ向かって順に、最も物体側に配置された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レンズ群の中で最も物体側に配置されて変倍時に移動する変倍レンズ群と、少なくとも１つのレンズ群を含む中間群と、最も像側に配置された正の屈折力を有する最終レンズ群とを備え、
    前記変倍レンズ群と、前記中間群と、前記最終レンズ群とは連続して配置されており、
    変倍時に隣接するレンズ群の光軸方向の間隔が変化し、
    全系に含まれるレンズのｄ線における屈折率をＮｄ、該レンズのｄ線基準のアッベ数をνｄ、該レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦとした場合、
    １．９２＜Ｎｄ＜２．３ （１）
    ２６＜νｄ＜２８ （２ｂ）
    ０．６２＜θｇＦ＋０．００１６２×νｄ＜０．９ （３）
    で表される条件式（１）、（２ｂ）、及び（３）を満足し、かつ前記変倍レンズ群から前記最終レンズ群までに位置するＬＢレンズを少なくとも１枚有する変倍光学系。
  9. 前記ＬＢレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＢ、前記ＬＢレンズの焦点距離をｆＢとした場合、
    −１＜ｆＧＢ／ｆＢ＜１ （４Ｂ）
    で表される条件式（４Ｂ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有する請求項８記載の変倍光学系。
  10. 前記ＬＢレンズを含むレンズ群を構成するレンズの総数をｋｂ、１からｋｂまでの自然数をｊ、前記ＬＢレンズを含むレンズ群の物体側からｊ番目のレンズのｇ線とＦ線間の部分分散比をθｇＦｂｊ、前記ＬＢレンズを含むレンズ群の物体側からｊ番目のレンズの焦点距離をｆｂｊ、前記ＬＢレンズを含むレンズ群の焦点距離をｆＧＢとした場合、

    で表される条件式（５Ｂ）を満足するレンズ群を少なくとも１つ有する請求項８又は９記載の変倍光学系。
  11. 前記変倍レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、
    前記変倍レンズ群の最も物体側の正レンズより物体側に配置された前記変倍レンズ群内の全ての負レンズのｇ線とＦ線間の部分分散比の平均値をθｖｎｆとした場合、
    ０．５８＜θｖｎｆ＜０．８ （６）
    で表される条件式（６）を満足する請求項８から１０のいずれか１項記載の変倍光学系。
  12. 前記変倍レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズと、少なくとも１枚の正レンズとを有し、
    前記変倍レンズ群の最も物体側の正レンズより物体側に配置された前記変倍レンズ群内の負レンズの少なくとも１枚が前記ＬＢレンズである請求項８から１１のいずれか１項記載の変倍光学系。
  13. 前記最終レンズ群は、少なくとも１枚の正レンズを有し、
    前記最終レンズ群の最も物体側の正レンズが前記ＬＢレンズである請求項８から１１のいずれか１項記載の変倍光学系。
  14. 前記最終レンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、
    前記最終レンズ群の最も像側の負レンズが前記ＬＢレンズである請求項８から１１のいずれか１項記載の変倍光学系。
  15. 前記中間群内の最も像側のレンズ群は、少なくとも１枚の負レンズを有し、
    前記中間群内の最も像側のレンズ群内の負レンズの少なくとも１枚が前記ＬＢレンズである請求項８から１１のいずれか１項記載の変倍光学系。
  16. 変倍時に前記第１レンズ群は像面に対して固定されている請求項８から１５のいずれか１項記載の変倍光学系。
  17. 請求項１から１６のいずれか１項記載の変倍光学系を備えた光学装置。
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