WO2014034728A1 - 変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法 - Google Patents

変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法 Download PDF

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WO2014034728A1
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lens group
lens
optical system
focal length
magnification optical
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健 上原
鈴木 剛司
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株式会社ニコン
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1445Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative
    • G02B15/144511Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative arranged -+-+
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    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses

Definitions

  • the present invention relates to a variable magnification optical system, an optical apparatus having the variable magnification optical system, and a method for manufacturing the variable magnification optical system.
  • variable power optical system suitable for a photographic camera, an electronic still camera, a video camera, and the like has been proposed (see, for example, JP-A-11-174329).
  • the conventional variable power optical system has a problem that the aberration fluctuation at the time of zooming is large and that it cannot cope with the aberration fluctuation at the time of camera shake correction.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and a variable power optical system having an optical performance that is small in aberration fluctuation at the time of zooming and can cope with aberration fluctuation at the time of camera shake correction, and the variable power optical system It is an object of the present invention to provide an optical device having the above and a method for manufacturing a variable magnification optical system.
  • the first aspect of the present invention is, A first lens group having negative refractive power; A second lens group having a positive refractive power; A third lens group having negative refractive power; A fourth lens group having a positive refractive power,
  • the distance between the first lens group and the second lens group changes, and the distance between the second lens group and the third lens group changes,
  • the distance between the third lens group and the fourth lens group changes
  • At least one single lens of the second lens group is an anti-vibration lens group that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis
  • a variable magnification optical system characterized by satisfying the condition of the following formula is provided. 0.35 ⁇ D3w / (-f3) ⁇ 0.45
  • D3w Air distance between the third lens group and the fourth lens group in the wide-angle end state
  • f3 Focal length of the third lens group
  • the second aspect of the present invention provides an optical device characterized by having the variable magnification optical system according to the first aspect of the present invention.
  • the third aspect of the present invention is, in order from the object side, A first lens group having negative refractive power; A second lens group having a positive refractive power; A third lens group having negative refractive power; A fourth lens group having a positive refractive power,
  • At least one single lens of the second lens group is an anti-vibration lens group that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis
  • the first lens group has a first negative lens closest to the object side, a positive lens closest to the image side, and satisfies the following formula. 2.10 ⁇ f1gr / ( ⁇ f1gf) ⁇ 3.00
  • f1gf focal length of the first negative lens
  • f1gr focal length of the positive lens
  • a fourth aspect of the present invention provides an optical device characterized by having the variable magnification optical system according to the third aspect of the present invention.
  • the fifth aspect of the present invention is, in order from the object side, A first lens group having negative refractive power; A second lens group having a positive refractive power; A third lens group having negative refractive power; A fourth lens group having a positive refractive power,
  • the distance between the first lens group and the second lens group changes, and the distance between the second lens group and the third lens group changes,
  • the distance between the third lens group and the fourth lens group changes,
  • At least one single lens in the second lens group is an anti-vibration lens group that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis, and satisfies the following condition.
  • a double optical system is provided. 0.81 ⁇ f2 / (-f3) ⁇ 1.00
  • f2 Focal length of the second lens group
  • f3 Focal length of the third lens group
  • a sixth aspect of the present invention provides an optical device comprising the variable magnification optical system according to the fifth aspect of the present invention.
  • a seventh aspect of the present invention in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a negative refractive power; A fourth lens group having a positive refractive power, and a method of manufacturing a variable magnification optical system,
  • the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group are zoomed from the wide-angle end state to the telephoto end state, the first lens group and the second lens group And the distance between the second lens group and the third lens group is changed, and the distance between the third lens group and the fourth lens group is changed,
  • Arranging at least one single lens of the second lens group as an anti-vibration lens group that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis Provided is a method for manufacturing a variable magnification optical system, wherein the third lens group and the fourth lens group are arranged so as to satisfy the following condition. 0.35
  • a fourth lens group having a positive refractive power, and a method of manufacturing a variable magnification optical system When the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group are zoomed from the wide-angle end state to the telephoto end state, the first lens group and the second lens group And the distance between the second lens group and the third lens group is changed, and the distance between the third lens group and the fourth lens group is changed, Arranging at least one single lens of the second lens group as an anti-vibration lens group that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis, In the first lens group, a first negative lens is disposed closest to the object side and a positive lens is disposed closest to the image side so as to satisfy the condition of the
  • a fourth lens group having a positive refractive power, and a method of manufacturing a variable magnification optical system When the first lens group, the second lens group, the third lens group, and the fourth lens group are zoomed from the wide-angle end state to the telephoto end state, the first lens group and the second lens group And the distance between the second lens group and the third lens group is changed, and the distance between the third lens group and the fourth lens group is changed, Arranging at least one single lens of the second lens group as an anti-vibration lens group that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis,
  • a variable magnification optical system manufacturing method characterized in that the second lens group and the third lens group are arranged so as to satisfy the following condition. 0.81 ⁇
  • variable magnification optical system having an optical performance that is small in aberration variation at the time of zooming and can cope with aberration variation at the time of camera shake correction
  • an optical device having the variable magnification optical system and A variable magnification optical system manufacturing method can be provided.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a first example common to the first to third embodiments of the present application.
  • 2A and 2B are graphs showing various aberrations in the wide-angle end state of the variable magnification optical system according to Example 1 of the present application.
  • FIG. 2A is an aberration diagram in the infinite focus state
  • FIG. FIG. 6 is a coma aberration diagram when image blur correction is performed in a focused state.
  • FIG. 3 is a diagram of various aberrations in the infinitely focused state in the intermediate focal length state of the variable magnification optical system according to the first example of the present application.
  • FIG. 4A and 4B are graphs showing various aberrations in the telephoto end state of the variable magnification optical system according to Example 1 of the present application.
  • FIG. 4A is an aberration diagram in the infinitely focused state
  • FIG. 4B is infinity.
  • FIG. 6 is a coma aberration diagram when image blur correction is performed in a focused state.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a second example common to the first to third embodiments of the present application.
  • 6A and 6B are graphs showing various aberrations in the wide-angle end state of the variable magnification optical system according to Example 2 of the present application.
  • FIG. 6A is an aberration diagram in the infinitely focused state
  • FIG. 6 is a coma aberration diagram when image blur correction is performed in a focused state.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the intermediate focal length state of the variable magnification optical system according to the second example of the present application.
  • 8A and 8B are various aberration diagrams in the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the second example of the present application.
  • FIG. 8A is an aberration diagram in the infinite focus state
  • FIG. FIG. 6 is a coma aberration diagram when image blur correction is performed in a focused state.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a third example common to the first to third embodiments of the present application.
  • FIG. 10A and 10B are graphs showing various aberrations in the wide-angle end state of the variable magnification optical system according to the third example of the present application.
  • FIG. 10A is an aberration diagram in the infinite focus state
  • FIG. FIG. 6 is a coma aberration diagram when image blur correction is performed in a focused state.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the intermediate focal length state of the variable magnification optical system according to the third example of the present application.
  • 12A and 12B are various aberration diagrams in the telephoto end state of the variable magnification optical system according to the third example of the present application.
  • FIG. 12A is an aberration diagram in the infinite focus state
  • FIG. 6 is a coma aberration diagram when image blur correction is performed in a focused state.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a lens configuration of a variable magnification optical system according to a fourth example common to the first to third embodiments of the present application.
  • 14A and 14B are aberration diagrams in the wide-angle end state of the variable magnification optical system according to the fourth example of the present application.
  • FIG. 14A is an aberration diagram in the infinite focus state
  • FIG. FIG. 6 is a coma aberration diagram when image blur correction is performed in a focused state.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating various aberrations in the infinitely focused state in the intermediate focal length state of the variable magnification optical system according to the fourth example of the present application.
  • FIG. 16A and 16B are graphs showing various aberrations in the telephoto end state of the zoom optical system according to Example 4 of the present application.
  • FIG. 16A is an aberration diagram in the infinite focus state
  • FIG. FIG. 6 is a coma aberration diagram when image blur correction is performed in a focused state.
  • FIG. 17 is a sectional view of a camera equipped with a variable magnification optical system according to the first to third embodiments of the present application.
  • FIG. 18 is a flowchart for explaining the method of manufacturing the variable magnification optical system according to the first embodiment of the present application.
  • FIG. 19 is a flowchart for explaining a method for manufacturing a variable magnification optical system according to the second embodiment of the present application.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining a method for manufacturing a variable magnification optical system according to the third embodiment of the present application.
  • the variable magnification optical system ZL includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power. And a third lens group G3 having a negative refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the zooming optical system ZL zooms from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 changes, and the second lens group G2 and the third lens group G3 change.
  • variable magnification optical system ZL at least one single lens (for example, the positive meniscus lens L21 in FIG. 1) of the second lens group G2 moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
  • This is an anti-vibration lens group VL.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (1). 0.35 ⁇ D3w / (-f3) ⁇ 0.45 (1)
  • D3w Air distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state
  • f3 Focal length of the third lens group G3
  • Conditional expression (1) is a conditional expression for defining the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 with respect to the focal length of the third lens group G3.
  • D3w / ( ⁇ f3) exceeds the upper limit value of the conditional expression (1)
  • the air space D3w between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state becomes wide, and the third lens group G3 Is not preferable because the focal length f3 of the lens becomes shorter and it becomes difficult to correct spherical aberration in the wide-angle end state.
  • conditional expression (1) when D3w / ( ⁇ f3) falls below the lower limit value of conditional expression (1), the air gap D3w between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state becomes narrower, and the third lens This is not preferable because the focal length f3 of the group G3 becomes long and it becomes difficult to correct field curvature aberration in the wide-angle end state. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (1) to 0.38.
  • the first lens group G1 has a first negative lens (for example, an aspherical negative lens L11 in FIG. 1) closest to the object side, and a positive lens (for example, the most negative lens) It is desirable to have the positive meniscus lens L13) in FIG. 1 and satisfy the following conditional expression (2). 2.10 ⁇ f1gr / ( ⁇ f1gf) ⁇ 3.00 (2) However, f1gf: focal length of the first negative lens f1gr: focal length of the positive lens
  • Conditional expression (2) appropriately sets the focal length f1gf of the first negative lens arranged closest to the object side and the focal length f1gr of the positive lens arranged closest to the image side with respect to the focal length of the first lens group G1.
  • f1gr / ( ⁇ f1gf) exceeds the upper limit value of the conditional expression (2), the focal length f1gf of the first negative lens becomes shorter, the focal length f1gr of the positive lens becomes longer, and coma aberration in the wide-angle end state is increased. Since correction becomes difficult, it is not preferable.
  • conditional expression (2) when f1gr / ( ⁇ f1gf) falls below the lower limit value of conditional expression (2), the focal length f1gf of the first negative lens becomes longer, and the focal length f1gr of the positive lens becomes shorter, and the spherical surface in the telephoto end state is reduced. Since it is difficult to correct aberrations, it is not preferable. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (2) to 2.14.
  • the biconcave lens L12 in FIG. 1 by providing at least one negative lens (for example, the biconcave lens L12 in FIG. 1) between the first negative lens and the positive lens, an image near the wide-angle end is obtained without increasing the diameter of the front lens. Surface curvature can be corrected satisfactorily. Furthermore, this effect can be exhibited more by configuring the first lens group G1 with three lenses including a first negative lens, a second negative lens, and a positive lens.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (3). 0.81 ⁇ f2 / ( ⁇ f3) ⁇ 1.00 (3)
  • f2 Focal length of the second lens group G2
  • f3 Focal length of the third lens group G3
  • Conditional expression (3) defines an appropriate focal length of the third lens group G3 with respect to the focal length of the second lens group G2.
  • f2 / ( ⁇ f3) exceeds the upper limit value of the conditional expression (3), the focal length of the third lens group G3 is shortened, and the focal length of the second lens group G2 is increased, so that an image in the telephoto end state is obtained. This is not preferable because it is difficult to correct surface curvature aberration.
  • conditional expression (3) when f2 / ( ⁇ f3) falls below the lower limit value of conditional expression (3), the focal length of the third lens group G3 becomes longer, and the focal length of the second lens group G2 becomes shorter, so that the wide-angle end state is reached. This is not preferable because correction of spherical aberration in the lens becomes difficult. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (3) to 0.82.
  • variable magnification optical system ZL has an aperture stop S in the vicinity of the third lens group G3. According to such a configuration, the open aperture diameter from the wide-angle end to the telephoto end is made constant, and the mechanical configuration is simplified, thereby preventing the optical performance from being deteriorated due to an assembly error.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (4). 0.60 ⁇ f2 / f4 ⁇ 0.70 (4)
  • f2 Focal length of the second lens group G2
  • f4 Focal length of the fourth lens group G4
  • Conditional expression (4) defines an appropriate focal length of the fourth lens group G4 with respect to the focal length of the second lens group G2.
  • f2 / f4 exceeds the upper limit value of the conditional expression (4), the focal length of the fourth lens group G4 is shortened, the focal length of the second lens group G2 is lengthened, and spherical aberration is corrected in the wide-angle end state. Is not preferable because it becomes difficult.
  • conditional expression (4) when f2 / f4 falls below the lower limit value of the conditional expression (4), the focal length of the fourth lens group G4 becomes long, and the focal length of the second lens group G2 becomes short, and the image plane in the telephoto end state Since it is difficult to correct the curvature aberration, it is not preferable. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (4) to 0.65.
  • the most object side lens in the first lens group G1 has an aspherical surface (for example, the image side surface (third surface) of the aspherical negative lens L11 in FIG. 1). It is desirable. Thereby, the field curvature aberration in the wide-angle end state and the spherical aberration in the telephoto end state can be effectively corrected.
  • the third lens group G3 is composed of a cemented lens in which a positive lens and a negative lens are bonded together. Thereby, the chromatic coma aberration in the wide-angle end state can be effectively corrected.
  • the zoom optical system ZL when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 It is desirable that the distance from the lens group G4 is reduced. As a result, it is possible to ensure a predetermined zoom ratio while effectively correcting variations in spherical aberration and field curvature.
  • the zoom optical system ZL it is desirable that all the lenses of the second lens group G2, the third lens group G3, and the fourth lens group G4 are spherical lenses. Thereby, lens processing and assembly adjustment are facilitated, and deterioration of optical performance due to errors in processing and assembly adjustment can be prevented.
  • the lenses are arranged to prepare the lens groups G1 to G4 (step S11). Further, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 changes, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 changes. Then, it arrange
  • At least one single lens in the second lens group G2 is arranged as a vibration-proof lens group VL that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis (step S13). Furthermore, the third lens group G3 and the fourth lens group G4 are arranged so as to satisfy the conditional expression (1) (step S14).
  • a negative meniscus aspherical negative lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconcave lens L12, and an object A positive meniscus lens L13 having a convex surface on the side is arranged as a first lens group G1, and in order from the object side, a positive meniscus lens L21 having a concave surface on the object side, a negative meniscus lens L22 having a convex surface on the object side, A positive meniscus lens L23 having a convex surface facing the object side is arranged as the second lens group G2, and a cemented lens of a positive meniscus lens L31 having a concave surface facing the object side and a biconcave lens L32 is arranged in order from the object side.
  • the lens groups thus prepared are arranged according to the above-described procedure to manufacture the variable magnification optical system ZL.
  • the variable magnification optical system ZL includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power. And a third lens group G3 having a negative refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the zooming optical system ZL zooms from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 changes, and the second lens group G2 and the third lens group G3 change.
  • variable magnification optical system ZL at least one single lens (for example, the positive meniscus lens L21 in FIG. 1) of the second lens group G2 moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
  • This is an anti-vibration lens group VL.
  • the first lens group G1 has a first negative lens (for example, an aspherical negative lens L11 in FIG. 1) closest to the object side, and a positive lens (for example, closest to the image side) It is desirable to have the positive meniscus lens L13) in FIG. 1 and satisfy the following conditional expression (2). 2.10 ⁇ f1gr / ( ⁇ f1gf) ⁇ 3.00 (2) However, f1gf: focal length of the first negative lens f1gr: focal length of the positive lens
  • Conditional expression (2) appropriately sets the focal length f1gf of the first negative lens arranged closest to the object side and the focal length f1gr of the positive lens arranged closest to the image side with respect to the focal length of the first lens group G1.
  • f1gr / ( ⁇ f1gf) exceeds the upper limit value of the conditional expression (2), the focal length f1gf of the first negative lens becomes shorter, the focal length f1gr of the positive lens becomes longer, and coma aberration in the wide-angle end state is increased. Since correction becomes difficult, it is not preferable.
  • conditional expression (2) when f1gr / ( ⁇ f1gf) falls below the lower limit value of conditional expression (2), the focal length f1gf of the first negative lens becomes longer, and the focal length f1gr of the positive lens becomes shorter, and the spherical surface in the telephoto end state is reduced. Since it is difficult to correct aberrations, it is not preferable. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (2) to 2.14.
  • the biconcave lens L12 in FIG. 1 by providing at least one negative lens (for example, the biconcave lens L12 in FIG. 1) between the first negative lens and the positive lens, an image near the wide-angle end is obtained without increasing the diameter of the front lens. Surface curvature can be corrected satisfactorily. Furthermore, this effect can be exhibited more by configuring the first lens group G1 with three lenses including a first negative lens, a second negative lens, and a positive lens.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (1). 0.35 ⁇ D3w / (-f3) ⁇ 0.45 (1)
  • D3w Air distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state
  • f3 Focal length of the third lens group G3
  • Conditional expression (1) is a conditional expression for defining the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 with respect to the focal length of the third lens group G3.
  • D3w / ( ⁇ f3) exceeds the upper limit value of the conditional expression (1)
  • the air space D3w between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state becomes wide, and the third lens group G3 Is not preferable because the focal length f3 of the lens becomes shorter and it becomes difficult to correct spherical aberration in the wide-angle end state.
  • conditional expression (1) when D3w / ( ⁇ f3) falls below the lower limit value of conditional expression (1), the air gap D3w between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state becomes narrower, and the third lens This is not preferable because the focal length f3 of the group G3 becomes long and it becomes difficult to correct field curvature aberration in the wide-angle end state. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (1) to 0.38.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (3). 0.81 ⁇ f2 / ( ⁇ f3) ⁇ 1.00 (3)
  • f2 Focal length of the second lens group G2
  • f3 Focal length of the third lens group G3
  • Conditional expression (3) defines an appropriate focal length of the third lens group G3 with respect to the focal length of the second lens group G2.
  • f2 / ( ⁇ f3) exceeds the upper limit value of the conditional expression (3), the focal length of the third lens group G3 is shortened, and the focal length of the second lens group G2 is increased, so that an image in the telephoto end state is obtained. This is not preferable because it is difficult to correct surface curvature aberration.
  • conditional expression (3) when f2 / ( ⁇ f3) falls below the lower limit value of conditional expression (3), the focal length of the third lens group G3 becomes longer, and the focal length of the second lens group G2 becomes shorter, so that the wide-angle end state is reached. This is not preferable because correction of spherical aberration in the lens becomes difficult. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (3) to 0.82.
  • variable magnification optical system ZL has an aperture stop S in the vicinity of the third lens group G3. According to such a configuration, the open aperture diameter from the wide-angle end to the telephoto end is made constant, and the mechanical configuration is simplified, thereby preventing the optical performance from being deteriorated due to an assembly error.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (4). 0.60 ⁇ f2 / f4 ⁇ 0.70 (4)
  • f2 Focal length of the second lens group G2
  • f4 Focal length of the fourth lens group G4
  • Conditional expression (4) defines an appropriate focal length of the fourth lens group G4 with respect to the focal length of the second lens group G2.
  • f2 / f4 exceeds the upper limit value of the conditional expression (4), the focal length of the fourth lens group G4 is shortened, the focal length of the second lens group G2 is lengthened, and spherical aberration is corrected in the wide-angle end state. Is not preferable because it becomes difficult.
  • conditional expression (4) when f2 / f4 falls below the lower limit value of the conditional expression (4), the focal length of the fourth lens group G4 becomes long, and the focal length of the second lens group G2 becomes short, and the image plane in the telephoto end state Since it is difficult to correct the curvature aberration, it is not preferable. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (4) to 0.65.
  • the most object-side lens in the first lens group G1 has an aspherical surface (for example, the image-side surface (third surface) of the aspherical negative lens L11 in FIG. 1). It is desirable. Thereby, the field curvature aberration in the wide-angle end state and the spherical aberration in the telephoto end state can be effectively corrected.
  • the third lens group G3 is composed of a cemented lens in which a positive lens and a negative lens are bonded together. Thereby, the chromatic coma aberration in the wide-angle end state can be effectively corrected.
  • the zoom optical system ZL when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 It is desirable that the distance from the lens group G4 is reduced. As a result, it is possible to ensure a predetermined zoom ratio while effectively correcting variations in spherical aberration and field curvature.
  • the zoom optical system ZL it is desirable that all the lenses of the second lens group G2, the third lens group G3, and the fourth lens group G4 are spherical lenses. Thereby, lens processing and assembly adjustment are facilitated, and deterioration of optical performance due to errors in processing and assembly adjustment can be prevented.
  • the lenses are arranged to prepare the lens groups G1 to G4 (step S21). Further, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 changes, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 changes. Then, it arrange
  • At least one single lens in the second lens group G2 is arranged as a vibration-proof lens group VL that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis (step S23). Furthermore, in the first lens group G1, the first negative lens is disposed on the most object side and the positive lens is disposed on the most image side so as to satisfy the conditional expression (2) (step S24).
  • a negative meniscus aspherical negative lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconcave lens L12, and an object A positive meniscus lens L13 having a convex surface on the side is arranged as a first lens group G1, and in order from the object side, a positive meniscus lens L21 having a concave surface on the object side, a negative meniscus lens L22 having a convex surface on the object side, A positive meniscus lens L23 having a convex surface facing the object side is arranged as the second lens group G2, and a cemented lens of a positive meniscus lens L31 having a concave surface facing the object side and a biconcave lens L32 is arranged in order from the object side.
  • the lens groups thus prepared are arranged according to the above-described procedure to manufacture the variable magnification optical system ZL.
  • the variable magnification optical system ZL includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a negative refractive power and a second lens group G2 having a positive refractive power. And a third lens group G3 having a negative refractive power and a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the zooming optical system ZL zooms from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 changes, and the second lens group G2 and the third lens group G3 change.
  • variable magnification optical system ZL at least one single lens (for example, the positive meniscus lens L21 in FIG. 1) of the second lens group G2 moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
  • the anti-vibration lens group VL When the zoom optical system ZL according to the third embodiment is configured in this way, the coma aberration at the telephoto end and the field curvature aberration at the wide angle end during zooming are effectively corrected and substantially orthogonal to the optical axis. It is possible to secure a predetermined amount of image plane movement in the direction of movement.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (3). 0.81 ⁇ f2 / ( ⁇ f3) ⁇ 1.00 (3)
  • f2 focal length of the second lens group
  • G2 focal length of the third lens group G3
  • Conditional expression (3) defines an appropriate focal length of the third lens group G3 with respect to the focal length of the second lens group G2.
  • f2 / ( ⁇ f3) exceeds the upper limit value of the conditional expression (3), the focal length of the third lens group G3 is shortened, and the focal length of the second lens group G2 is increased, so that an image in the telephoto end state is obtained. This is not preferable because it is difficult to correct surface curvature aberration.
  • conditional expression (3) when f2 / ( ⁇ f3) falls below the lower limit value of conditional expression (3), the focal length of the third lens group G3 becomes longer, and the focal length of the second lens group G2 becomes shorter, so that the wide-angle end state is reached. This is not preferable because correction of spherical aberration in the lens becomes difficult. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (3) to 0.82.
  • variable magnification optical system ZL has an aperture stop S in the vicinity of the third lens group G3. According to such a configuration, the open aperture diameter from the wide-angle end to the telephoto end is made constant, and the mechanical configuration is simplified, thereby preventing the optical performance from being deteriorated due to an assembly error.
  • the first lens group G1 has a first negative lens (for example, an aspherical negative lens L11 in FIG. 1) closest to the object side, and a positive lens (for example, the most negative lens) It is desirable to have the positive meniscus lens L13) in FIG. 1 and satisfy the following conditional expression (2). 2.10 ⁇ f1gr / ( ⁇ f1gf) ⁇ 3.00 (2) However, f1gf: focal length of the first negative lens f1gr: focal length of the positive lens
  • Conditional expression (2) appropriately sets the focal length f1gf of the first negative lens arranged closest to the object side and the focal length f1gr of the positive lens arranged closest to the image side with respect to the focal length of the first lens group G1.
  • f1gr / ( ⁇ f1gf) exceeds the upper limit value of the conditional expression (2), the focal length f1gf of the first negative lens becomes shorter, the focal length f1gr of the positive lens becomes longer, and coma aberration in the wide-angle end state is increased. Since correction becomes difficult, it is not preferable.
  • conditional expression (2) when f1gr / ( ⁇ f1gf) falls below the lower limit value of conditional expression (2), the focal length f1gf of the first negative lens becomes longer, and the focal length f1gr of the positive lens becomes shorter, and the spherical surface in the telephoto end state is reduced. Since it is difficult to correct aberrations, it is not preferable. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (2) to 2.14.
  • the biconcave lens L12 in FIG. 1 by providing at least one negative lens (for example, the biconcave lens L12 in FIG. 1) between the first negative lens and the positive lens, an image near the wide-angle end is obtained without increasing the diameter of the front lens. Surface curvature can be corrected satisfactorily. Furthermore, this effect can be exhibited more by configuring the first lens group G1 with three lenses including a first negative lens, a second negative lens, and a positive lens.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (1). 0.35 ⁇ D3w / (-f3) ⁇ 0.45 (1)
  • D3w Air distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state
  • f3 Focal length of the third lens group G3
  • Conditional expression (1) is a conditional expression for defining the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 with respect to the focal length of the third lens group G3.
  • D3w / ( ⁇ f3) exceeds the upper limit value of the conditional expression (1)
  • the air space D3w between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state becomes wide, and the third lens group G3 Is not preferable because the focal length f3 of the lens becomes shorter and it becomes difficult to correct spherical aberration in the wide-angle end state.
  • conditional expression (1) when D3w / ( ⁇ f3) falls below the lower limit value of conditional expression (1), the air gap D3w between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state becomes narrower, and the third lens This is not preferable because the focal length f3 of the group G3 becomes long and it becomes difficult to correct field curvature aberration in the wide-angle end state. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (1) to 0.38.
  • variable magnification optical system ZL satisfies the following conditional expression (4). 0.60 ⁇ f2 / f4 ⁇ 0.70 (4)
  • f2 Focal length of the second lens group G2
  • f4 Focal length of the fourth lens group G4
  • Conditional expression (4) defines an appropriate focal length of the fourth lens group G4 with respect to the focal length of the second lens group G2.
  • f2 / f4 exceeds the upper limit value of the conditional expression (4), the focal length of the fourth lens group G4 is shortened, the focal length of the second lens group G2 is lengthened, and spherical aberration is corrected in the wide-angle end state. Is not preferable because it becomes difficult.
  • conditional expression (4) when f2 / f4 falls below the lower limit value of the conditional expression (4), the focal length of the fourth lens group G4 becomes long, and the focal length of the second lens group G2 becomes short, and the image plane in the telephoto end state Since it is difficult to correct the curvature aberration, it is not preferable. In order to secure the effect of the present application, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (4) to 0.65.
  • the most object side lens in the first lens group G1 has an aspherical surface (for example, the image side surface (third surface) of the aspherical negative lens L11 in FIG. 1). It is desirable. Thereby, the field curvature aberration in the wide-angle end state and the spherical aberration in the telephoto end state can be effectively corrected.
  • the third lens group G3 is composed of a cemented lens in which a positive lens and a negative lens are bonded together. Thereby, the chromatic coma aberration in the wide-angle end state can be effectively corrected.
  • the zoom optical system ZL when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 increases, and the third lens group G3 and the fourth lens group G4 It is desirable that the distance from the lens group G4 is reduced. As a result, it is possible to ensure a predetermined zoom ratio while effectively correcting variations in spherical aberration and field curvature.
  • the zoom optical system ZL it is desirable that all the lenses of the second lens group G2, the third lens group G3, and the fourth lens group G4 are spherical lenses. Thereby, lens processing and assembly adjustment are facilitated, and deterioration of optical performance due to errors in processing and assembly adjustment can be prevented.
  • the lenses are arranged to prepare the lens groups G1 to G4, respectively (step S31). Further, when zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state, the distance between the first lens group G1 and the second lens group G2 changes, and the distance between the second lens group G2 and the third lens group G3 changes. Then, it arrange
  • At least one single lens in the second lens group G2 is arranged as a vibration-proof lens group VL that moves so as to include a component in a direction orthogonal to the optical axis (step S33). Furthermore, the second lens group G2 and the third lens group G3 are arranged so as to satisfy the above-described conditional expression (3) (step S34).
  • a positive meniscus lens L13 having a convex surface on the side is arranged as a first lens group G1
  • a positive meniscus lens L23 having a convex surface facing the object side is arranged as the second lens group G2
  • a cemented lens of a positive meniscus lens L31 having a concave surface facing the object side and a biconcave lens L32 is arranged in order from the object side.
  • the lens groups thus prepared are arranged according to the above-described procedure to manufacture the variable magnification optical system ZL.
  • This camera 1 is a so-called mirrorless camera of an interchangeable lens provided with a variable magnification optical system ZL according to the first example of the present application as a photographing lens 2.
  • OLPF Optical Low Pass Filter
  • a subject image is formed on the screen.
  • the subject image is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element provided in the imaging unit 3 to generate an image of the subject.
  • EVF Electronic view finder
  • variable power optical system ZL is applied to a single-lens reflex camera that has a quick return mirror in the camera body and observes a subject with a finder optical system. Even when the camera is mounted, the same effect as the camera 1 can be obtained.
  • variable magnification optical system ZL having a four-group configuration is shown, but the above-described configuration conditions and the like can also be applied to other group configurations such as the fifth group and the sixth group. Further, a configuration in which a lens or a lens group is added to the most object side, or a configuration in which a lens or a lens group is added to the most image side may be used.
  • the lens group refers to a portion having at least one lens separated by an air interval that changes during zooming.
  • the focusing lens group may be a focusing lens group that performs focusing from an object at infinity to a short distance object by moving a single lens group, a plurality of lens groups, or a partial lens group in the optical axis direction.
  • the focusing lens group can be applied to autofocus, and is also suitable for driving a motor for autofocus (such as an ultrasonic motor).
  • a motor for autofocus such as an ultrasonic motor.
  • the lens group or partial lens group by moving the lens group or partial lens group so that it has a component in the direction perpendicular to the optical axis, or rotating (swinging) in the in-plane direction including the optical axis, image blur caused by camera shake is corrected.
  • An anti-vibration lens group may be used.
  • the lens surface may be formed of a spherical surface, a flat surface, or an aspheric surface. It is preferable that the lens surface is a spherical surface or a flat surface because lens processing and assembly adjustment are facilitated, and deterioration of optical performance due to errors in processing and assembly adjustment is prevented. Further, even when the image plane is deviated, it is preferable because there is little deterioration in drawing performance.
  • the aspheric surface is an aspheric surface by grinding, a glass mold aspheric surface made of glass with an aspheric shape, or a composite aspheric surface made of resin with an aspheric shape on the glass surface. Any aspherical surface may be used.
  • the lens surface may be a diffractive surface, and the lens may be a gradient index lens (GRIN lens) or a plastic lens.
  • GRIN lens gradient index lens
  • the aperture stop S is preferably disposed in the vicinity of the third lens group G3.
  • the role of the aperture stop may be substituted by a lens frame without providing a member as an aperture stop.
  • each lens surface may be provided with an antireflection film having a high transmittance in a wide wavelength range in order to reduce flare and ghost and achieve high optical performance with high contrast.
  • the zoom optical system ZL of the first to third embodiments of the present application has a zoom ratio of about 2.0 to 5.0.
  • FIG. 5 show the configuration and refractive power distribution of the variable magnification optical system ZL (ZL1 to ZL4) according to each example, and from the infinite focus state to the short distance focus state. It is sectional drawing which shows the mode of the movement of each lens group in the change of a focusing state.
  • variable magnification optical systems ZL1 to ZL4 along the optical axis of each lens group G1 to G4 when changing magnification from the wide-angle end state (W) to the telephoto end state (T)
  • the direction of movement is indicated by an arrow.
  • the variable magnification optical systems ZL1 to ZL4 according to the first to fourth examples include a first lens having negative refractive power in order from the object side.
  • the lens unit includes a group G1, a second lens group G2 having a positive refractive power, a third lens group G3 having a negative refractive power, and a fourth lens group G4 having a positive refractive power.
  • the air gap between the first lens group G1 and the second lens group G2 changes, and the air gap between the second lens group G2 and the third lens group G3 changes.
  • the distance between the lens groups changes so that the air distance between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 decreases and increases.
  • the height of the aspheric surface in the direction perpendicular to the optical axis is y, and the distance (sag amount) along the optical axis from the tangential plane of the apex of each aspheric surface to each aspheric surface at height y.
  • Is S (y) r is the radius of curvature of the reference sphere (paraxial radius of curvature)
  • is the conic constant
  • An is the nth-order aspheric coefficient, and is expressed by the following equation (a). .
  • the secondary aspheric coefficient A2 is zero.
  • an aspherical surface is marked with * on the right side of the surface number.
  • E ⁇ n represents “ ⁇ 10 ⁇ n ”.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a variable magnification optical system ZL1 according to the first example.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a negative meniscus aspheric negative lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconcave lens L12, and an object side. And a positive meniscus lens L13 having a convex surface.
  • a resin layer is provided on the glass lens surface (second surface) on the image side, and the image side surface (third surface) of the resin layer is formed in an aspheric shape.
  • the second lens group G2 in order from the object side, includes a positive meniscus lens L21 having a concave surface facing the object side, a negative meniscus lens L22 having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens L23 having a convex surface facing the object side. It is configured.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side, a cemented lens of a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side and a biconcave lens L32.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L41 having a concave surface facing the object side, and a cemented lens of a biconvex lens L42 and a negative meniscus lens L43 having a concave surface facing the object side. .
  • the aperture stop S is disposed between the second lens group G2 and the third lens group G3 (near the object side of the third lens group G3), and is used for zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. It moves together with the three lens group G3. Further, focusing from infinity to a close object is performed by extending (moving) the first lens group G1 in the object direction.
  • the positive meniscus lens L21 of the second lens group G2 is set as the anti-shake lens group VL, and the anti-shake lens group VL is moved to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
  • the focal length of the entire system is f
  • the image stabilization coefficient ratio of the amount of image movement on the imaging surface to the amount of movement of the image stabilization lens group VL in image blur correction
  • K the image stabilization coefficient
  • the image stabilization coefficient is 0.77
  • the focal length is 18.11 (mm). Therefore, the image stabilization lens for correcting the rotation blur of 0.45 ° is used.
  • the movement amount of the group VL is 0.18 (mm).
  • the image stabilization coefficient is 1.29 and the focal length is 50.92 (mm). Therefore, the anti-shake for correcting the rotational blur of 0.27 ° is required.
  • the moving amount of the vibration lens group VL is 0.18 (mm).
  • Table 1 below lists the values of the specifications of the first embodiment.
  • W represents a wide-angle end state
  • M represents an intermediate focal length state
  • T represents a telephoto end state
  • f represents a focal length
  • FNO represents an F number
  • 2 ⁇ represents an angle of view
  • TL represents an overall length.
  • the total length TL represents the distance on the optical axis from the first surface of the lens surface to the image plane I when focusing on infinity.
  • the first column m of the lens data indicates the order (surface number) of the lens surfaces from the object side along the traveling direction of the light beam
  • the second column r indicates the curvature radius of each lens surface
  • d is the distance on the optical axis from each optical surface to the next optical surface (surface interval).
  • the radius of curvature of 0.0000 indicates a plane, and the refractive index of air of 1.0000 is omitted.
  • the surface numbers 1 to 22 shown in Table 1 correspond to the numbers 1 to 22 shown in FIG.
  • the lens group focal length indicates the start surface ST and the focal length f of each of the first to fourth lens groups G1 to G4.
  • the focal length f, the radius of curvature r, the surface interval d, and other length units listed in all the following specification values are generally “mm”, but the optical system is proportionally enlarged or proportional. Since the same optical performance can be obtained even if the image is reduced, the present invention is not limited to this.
  • the description of these symbols and the description of the specification table are the same in the following embodiments.
  • the third surface is formed in an aspheric shape.
  • Table 2 shows aspheric data, that is, the values of the conic constant ⁇ and the aspheric constants A4 to A10. (Table 2) m ⁇ A4 A6 A8 A10 3 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
  • the on-axis air distance d17 between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 and the back focus Bf change during zooming.
  • Table 3 below shows the values of the variable interval and the back focus Bf at the respective focal lengths in the wide-angle end state W, the intermediate focal length state M, and the telephoto end state T at the time of focusing on infinity.
  • the back focus Bf represents the distance on the optical axis from the most image side lens surface (22nd surface in FIG. 1) to the image surface I. This description is the same in the following embodiments.
  • Table 4 below shows values corresponding to the conditional expressions in the first embodiment.
  • f2 is the focal length of the second lens group G2
  • f3 is the focal length of the third lens group G3
  • f4 is the focal length of the fourth lens group G4
  • f1gf is the first lens group G1.
  • the focal length of the first negative lens, f1gr represents the focal length of the positive lens of the first lens group G1
  • D3w represents the air gap between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 in the wide-angle end state.
  • variable magnification optical system ZL1 satisfies all the conditional expressions (1) to (4).
  • FIG. 2A shows an aberration diagram in the infinite focus state in the wide-angle end state of the first embodiment
  • FIG. 3 shows an aberration diagram in the infinite focus state in the intermediate focal length state
  • FIG. FIG. 4A shows an aberration diagram in the infinitely focused state
  • FNO is an F number
  • Y is an image height with respect to a half angle of view
  • the solid line shows the sagittal image plane
  • the broken line shows the meridional image plane.
  • various aberrations are favorably corrected in each focal length state from the wide-angle end state to the telephoto end state, and aberration fluctuations at the time of camera shake correction are also excellent. It can be seen that the imaging performance is excellent.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the variable magnification optical system ZL2 according to the second example.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a negative meniscus aspheric negative lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconcave lens L12, and an object side. And a positive meniscus lens L13 having a convex surface.
  • a resin layer is provided on the glass lens surface (second surface) on the image side, and the image side surface (third surface) of the resin layer is formed in an aspheric shape.
  • the second lens group G2 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L21 having a concave surface facing the object side, and a cemented lens of a negative meniscus lens L22 having a convex surface facing the object side and a biconvex lens L23.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side, a cemented lens of a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side and a biconcave lens L32.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L41 having a concave surface facing the object side, and a cemented lens of a biconvex lens L42 and a negative meniscus lens L43 having a concave surface facing the object side. .
  • the aperture stop S is disposed between the second lens group G2 and the third lens group G3 (near the object side of the third lens group G3), and is used for zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. It moves together with the three lens group G3. Further, focusing from infinity to a close object is performed by extending (moving) the first lens group G1 in the object direction.
  • the positive meniscus lens L21 of the second lens group G2 is set as the anti-shake lens group VL, and the anti-shake lens group VL is moved to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
  • the image stabilization coefficient is 0.65 and the focal length is 10.30 (mm). Therefore, the image stabilization lens for correcting the rotation blur of 0.61 °.
  • the movement amount of the group VL is 0.17 (mm).
  • the image stabilization coefficient is 1.10 and the focal length is 29.60 (mm), so that the anti-shake for correcting the rotation blur of 0.36 ° is performed.
  • the moving amount of the vibration lens group VL is 0.17 (mm).
  • Table 5 shows values of specifications of the second embodiment.
  • the third surface is formed in an aspheric shape.
  • Table 6 shows the aspheric data, that is, the values of the conic constant ⁇ and the aspheric constants A4 to A10. (Table 6) m ⁇ A4 A6 A8 A10 3 -1.0 1.69521E-04 8.82411E-07 -4.21030E-11 1.60414E-10
  • the axial air distance d16 between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 and the back focus Bf change during zooming. Table 7 below shows the values of the variable interval and the back focus Bf at the respective focal lengths in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state when focusing on infinity.
  • Table 8 shows values corresponding to the conditional expressions in the second embodiment.
  • D3w / ( ⁇ f3) 0.42
  • f1gr / ( ⁇ f1gf) 2.14
  • f2 / ( ⁇ f3) 0.84
  • f2 / f4 0.67
  • variable magnification optical system ZL2 satisfies all the conditional expressions (1) to (4).
  • FIG. 6A shows an aberration diagram in the infinite focus state in the wide-angle end state of this second embodiment
  • FIG. 7 shows an aberration diagram in the infinite focus state in the intermediate focal length state
  • FIG. FIG. 8A shows an aberration diagram in the infinitely focused state
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the variable magnification optical system ZL3 according to the third example.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a negative meniscus aspheric negative lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconcave lens L12, and an object side. And a positive meniscus lens L13 having a convex surface.
  • a resin layer is provided on the glass lens surface (second surface) on the image side, and the image side surface (third surface) of the resin layer is formed in an aspheric shape.
  • the second lens group G2 in order from the object side, includes a positive meniscus lens L21 having a concave surface facing the object side, a negative meniscus lens L22 having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens L23 having a convex surface facing the object side. This is composed of a cemented lens.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side, a cemented lens of a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side and a biconcave lens L32.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a positive meniscus lens L41 having a concave surface facing the object side, and a cemented lens of a biconvex lens L42 and a negative meniscus lens L43 having a concave surface facing the object side. .
  • the aperture stop S is disposed between the second lens group G2 and the third lens group G3 (near the object side of the third lens group G3), and is used for zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. It moves together with the three lens group G3. Further, focusing from infinity to a close object is performed by extending (moving) the first lens group G1 in the object direction.
  • the positive meniscus lens L21 of the second lens group G2 is set as the anti-shake lens group VL, and the anti-shake lens group VL is moved to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
  • the image stabilization coefficient is 0.84 and the focal length is 18.50 (mm). Therefore, the image stabilization lens for correcting the rotation blur of 0.44 ° is used.
  • the movement amount of the group VL is 0.17 (mm).
  • the anti-vibration for correcting the rotation blur of 0.26 ° is 0.26 °.
  • the moving amount of the vibration lens group VL is 0.17 (mm).
  • Table 9 shows values of specifications of the third embodiment.
  • the surface numbers 1 to 21 shown in Table 9 correspond to the numbers 1 to 21 shown in FIG. (Table 9)
  • [Overall specifications] W M T f 18.50 to 35.00 to 53.40
  • the third surface is formed in an aspheric shape.
  • Table 10 shows the aspheric data, that is, the values of the conic constant ⁇ and the aspheric constants A4 to A10. (Table 10) m ⁇ A4 A6 A8 A10 3 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
  • the axial air distance d16 between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 and the back focus Bf change during zooming. Table 11 below shows the values of the variable interval and the back focus Bf at each focal length in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state at the time of focusing on infinity.
  • Table 12 shows values corresponding to the conditional expressions in the third embodiment.
  • D3w / ( ⁇ f3) 0.41
  • f1gr / ( ⁇ f1gf) 2.35
  • f2 / ( ⁇ f3) 0.84
  • f2 / f4 0.66
  • the zoom optical system ZL3 according to the third example satisfies all the conditional expressions (1) to (4).
  • FIG. 10A shows an aberration diagram in the infinite focus state in the wide-angle end state of this third embodiment
  • FIG. 11 shows an aberration diagram in the infinite focus state in the intermediate focal length state
  • FIG. FIG. 12A shows an aberration diagram in the infinitely focused state
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of the variable magnification optical system ZL4 according to the fourth example.
  • the first lens group G1 includes, in order from the object side, a negative meniscus aspheric negative lens L11 having a convex surface facing the object side, a biconcave lens L12, and an object side. And a positive meniscus lens L13 having a convex surface.
  • a resin layer is provided on the glass lens surface (second surface) on the image side, and the image side surface (third surface) of the resin layer is formed in an aspheric shape.
  • the second lens group G2 in order from the object side, includes a positive meniscus lens L21 having a concave surface facing the object side, a negative meniscus lens L22 having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens L23 having a convex surface facing the object side. This is composed of a cemented lens.
  • the third lens group G3 includes, in order from the object side, a cemented lens of a positive meniscus lens L31 having a concave surface directed toward the object side and a biconcave lens L32.
  • the fourth lens group G4 includes, in order from the object side, a biconvex lens L41, a negative meniscus lens L42 having a convex surface facing the object side, a positive meniscus lens L43 having a convex surface facing the object side, and a biconvex lens L44. .
  • the aperture stop S is disposed between the second lens group G2 and the third lens group G3 (near the object side of the third lens group G3), and is used for zooming from the wide-angle end state to the telephoto end state. It moves together with the three lens group G3. Further, focusing from infinity to a close object is performed by extending (moving) the first lens group G1 in the object direction.
  • the positive meniscus lens L21 of the second lens group G2 is set as the anti-shake lens group VL, and the anti-shake lens group VL is moved to include a component in a direction orthogonal to the optical axis.
  • the image stabilization coefficient is 0.81 and the focal length is 18.74 (mm). Therefore, the image stabilization lens for correcting the rotation blur of 0.45 ° is used.
  • the movement amount of the group VL is 0.18 (mm).
  • the image stabilization coefficient is 1.38 and the focal length is 53.15 (mm).
  • the moving amount of the vibration lens group VL is 0.18 (mm).
  • Table 13 below lists values of specifications of the fourth embodiment.
  • the surface numbers 1 to 24 shown in Table 13 correspond to the numbers 1 to 24 shown in FIG. (Table 13) [Overall specifications]
  • W M T f 18.74 to 44.99 to 53.15
  • TL 127.97 to 122.70 to 123.10
  • the third surface is formed in an aspheric shape.
  • Table 14 shows the aspheric data, that is, the values of the conic constant ⁇ and the aspheric constants A4 to A10. (Table 14) m ⁇ A4 A6 A8 A10 3 -1.0 2.55993E-05 4.63315E-08 -2.47460E-11 6.32636E-13
  • the axial air distance d16 between the third lens group G3 and the fourth lens group G4 and the back focus Bf change during zooming.
  • Table 15 below shows the values of the variable interval and the back focus Bf at each focal length in the wide-angle end state, the intermediate focal length state, and the telephoto end state at the time of focusing on infinity.
  • Table 16 shows values corresponding to the conditional expressions in the fourth embodiment.
  • D3w / ( ⁇ f3) 0.40
  • f1gr / ( ⁇ f1gf) 2.32
  • f2 / ( ⁇ f3) 0.82
  • f2 / f4 0.65
  • the zoom optical system ZL4 according to the fourth example satisfies all the conditional expressions (1) to (4).
  • FIG. 14A shows an aberration diagram in the infinite focus state in the wide-angle end state of the fourth embodiment
  • FIG. 15 shows an aberration diagram in the infinite focus state in the intermediate focal length state, in the telephoto end state.
  • FIG. 16A shows an aberration diagram in the infinitely focused state.

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Abstract

 物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有し、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群G1と前記第2レンズ群G2との間隔が変化し、前記第2レンズ群G2と前記第3レンズ群G3との間隔が変化し、前記第3レンズ群G3と前記第4レンズ群G4との間隔が変化し、前記第2レンズ群G2のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群VLであり、所定の条件を満足することにより、変倍時における収差変動が小さく、手ぶれ補正時の収差変動に対応可能な光学性能を備えた変倍光学系、この光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法を提供することができる。

Description

変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法
 本発明は、変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法に関する。
 従来、写真用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等に適した変倍光学系が提案されている(例えば、特開平11-174329号公報を参照。)。
 しかしながら、従来の変倍光学系は、変倍時における収差変動が大きく、また、手ぶれ補正時の収差変動にも対応できていないという課題があった。
 本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、変倍時における収差変動が小さく、手ぶれ補正時の収差変動に対応可能な光学性能を備えた変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法を提供することを目的とする。
 前記課題を解決するため、本発明の第1態様は、物体側から順に、
 負の屈折力を有する第1レンズ群と、
 正の屈折力を有する第2レンズ群と、
 負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、を有し、
 広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、
 前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群であり、
 次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
0.35 < D3w/(-f3) < 0.45
 但し、
 D3w:広角端状態における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との空気間隔
 f3:前記第3レンズ群の焦点距離
 また、本発明の第2態様は、本発明の第1態様に係る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、本発明の第3態様は、物体側から順に、
 負の屈折力を有する第1レンズ群と、
 正の屈折力を有する第2レンズ群と、
 負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、を有し、
 広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、
 前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群であり、
 前記第1レンズ群は、最も物体側に第1負レンズを有し、最も像側に正レンズを有し、次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00
 但し、
 f1gf:前記第1負レンズの焦点距離
 f1gr:前記正レンズの焦点距離
 また、本発明の第4態様は、本発明の第3態様に係る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、本発明の第5態様は、物体側から順に、
 負の屈折力を有する第1レンズ群と、
 正の屈折力を有する第2レンズ群と、
 負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、を有し、
 広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、
 前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群であり、次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系を提供する。
0.81 < f2/(-f3) < 1.00
 但し、
 f2:前記第2レンズ群の焦点距離
 f3:前記第3レンズ群の焦点距離
 また、本発明の第6態様は、本発明の第5態様に係る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、本発明の第7態様は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負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、を有する変倍光学系の製造方法であって、
 前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群を、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように配置し、
 前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群として配置し、
 前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群を、次式の条件を満足するように配置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。
0.35 < D3w/(-f3) < 0.45
 但し、
 D3w:広角端状態における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との空気間隔
 f3:前記第3レンズ群の焦点距離
 また、本発明の第8態様は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負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、を有する変倍光学系の製造方法であって、
 前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群を、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように配置し、
 前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群として配置し、
 前記第1レンズ群に、次式の条件を満足するように、最も物体側に第1負レンズを配置し、最も像側に正レンズを配置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。
2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00
 但し、
 f1gf:前記第1負レンズの焦点距離
 f1gr:前記正レンズの焦点距離
 また、本発明の第9態様は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負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、を有する変倍光学系の製造方法であって、
 前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群を、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように配置し、
 前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群として配置し、
 前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群を、次式の条件を満足するように配置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。
0.81 < f2/(-f3) < 1.00
 但し、
 f2:第2レンズ群の焦点距離
 f3:第3レンズ群の焦点距離
 本発明を以上のように構成すると、変倍時における収差変動が小さく、手ぶれ補正時の収差変動に対応可能な光学性能を備えた変倍光学系、この変倍光学系を有する光学装置、及び、変倍光学系の製造方法を提供することができる。
図1は、本願の第1ないし第3実施形態に共通の第1実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図2A、図2Bは、本願の第1実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図2Aは無限遠合焦状態の収差図であり、図2Bは無限遠合焦状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 図3は、本願の第1実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦状態の諸収差図である。 図4A、図4Bは、本願の第1実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図4Aは無限遠合焦状態の収差図であり、図4Bは無限遠合焦状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 図5は、本願の第1ないし第3実施形態に共通の第2実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図6A、図6Bは、本願の第2実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図6Aは無限遠合焦状態の収差図であり、図6Bは無限遠合焦状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 図7は、本願の第2実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦状態の諸収差図である。 図8A、図8Bは、本願の第2実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図8Aは無限遠合焦状態の収差図であり、図8Bは無限遠合焦状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 図9は、本願の第1ないし第3実施形態に共通の第3実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図10A、図10Bは、本願の第3実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図10Aは無限遠合焦状態の収差図であり、図10Bは無限遠合焦状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 図11は、本願の第3実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦状態の諸収差図である。 図12A、図12Bは、本願の第3実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図12Aは無限遠合焦状態の収差図であり、図12Bは無限遠合焦状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 図13は、本願の第1ないし第3実施形態に共通の第4実施例に係る変倍光学系のレンズ構成を示す断面図である。 図14A、図14Bは、本願の第4実施例に係る変倍光学系の広角端状態における諸収差図であって、図14Aは無限遠合焦状態の収差図であり、図14Bは無限遠合焦状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 図15は、本願の第4実施例に係る変倍光学系の中間焦点距離状態における無限遠合焦状態の諸収差図である。 図16A、図16Bは、本願の第4実施例に係る変倍光学系の望遠端状態における諸収差図であって、図16Aは無限遠合焦状態の収差図であり、図16Bは無限遠合焦状態において像ぶれ補正を行ったときのコマ収差図である。 図17は、本願の第1ないし第3実施形態に係る変倍光学系を搭載するカメラの断面図を示す。 図18は、本願の第1実施形態に係る変倍光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図19は、本願の第2実施形態に係る変倍光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図20は、本願の第3実施形態に係る変倍光学系の製造方法を説明するためのフローチャートである。
(第1実施形態)
 以下、本発明の好ましい第1実施形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、本第1実施形態に係る変倍光学系ZLは、物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有して構成される。また、この変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化する。また、この変倍光学系ZLにおいて、第2レンズ群G2のうちの少なくとも一枚の単レンズ(例えば、図1における正メニスカスレンズL21)は、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群VLである。本第1実施形態に係る変倍光学系ZLをこのように構成すると、変倍時の望遠端におけるコマ収差と広角端における像面湾曲収差とを効果的に補正しつつ、光軸と略直交する方向の所定の像面移動量を確保することができる。
 それでは、このような変倍光学系ZLを構成するための条件について説明する。まず、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(1)を満足することが望ましい。
0.35 < D3w/(-f3) < 0.45       (1)
 但し、
 D3w:広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔
 f3:第3レンズ群G3の焦点距離
 条件式(1)は第3レンズ群G3の焦点距離に対する第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔を規定するための条件式である。D3w/(-f3)がこの条件式(1)の上限値を上回ると、広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔D3wが広くなり、また第3レンズ群G3の焦点距離f3が短くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を0.42にすることが好ましい。反対に、D3w/(-f3)が条件式(1)の下限値を下回ると、広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔D3wが狭くなり、また第3レンズ群G3の焦点距離f3が長くなり、広角端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を0.38にすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第1レンズ群G1は、最も物体側に第1負レンズ(例えば、図1における非球面負レンズL11)を有し、最も像側に正レンズ(例えば、図1における正メニスカスレンズL13)を有し、以下に示す条件式(2)を満足することが望ましい。
2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00    (2)
 但し、
 f1gf:第1負レンズの焦点距離
 f1gr:正レンズの焦点距離
 条件式(2)は第1レンズ群G1の焦点距離に対して、最も物体側に配置された第1負レンズの焦点距離f1gfと最も像側に配置された正レンズの焦点距離f1grとを適切に規定するものである。f1gr/(-f1gf)がこの条件式(2)の上限値を上回ると、第1負レンズの焦点距離f1gfが短くなり、また正レンズの焦点距離f1grが長くなり、広角端状態におけるコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を2.44にすることが好ましい。反対に、f1gr/(-f1gf)が条件式(2)の下限値を下回ると、第1負レンズの焦点距離f1gfが長くなり、また正レンズの焦点距離f1grが短くなり、望遠端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を2.14にすることが好ましい。
 ここで、第1負レンズと正レンズとの間に少なくとも一枚の負レンズ(例えば、図1における両凹レンズL12)を設けることにより、先玉レンズ径が大きくなることなく、広角端近傍の像面湾曲を良好に補正することができる。さらには、この第1レンズ群G1を、第1負レンズ、第2負レンズ及び正レンズからなる3枚のレンズで構成することにより、この効果をより発揮させることができる。
 また、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(3)を満足することが望ましい。
0.81 < f2/(-f3) < 1.00        (3)
 但し、
 f2:第2レンズ群G2の焦点距離
 f3:第3レンズ群G3の焦点距離
 条件式(3)は第2レンズ群G2の焦点距離に対する、適切な第3レンズ群G3の焦点距離を規定するものである。f2/(-f3)がこの条件式(3)の上限値を上回ると、第3レンズ群G3の焦点距離が短くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が長くなり、望遠端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を0.84とすることが好ましい。反対に、f2/(-f3)が条件式(3)の下限値を下回ると、第3レンズ群G3の焦点距離が長くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を0.82とすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLは、第3レンズ群G3の近傍に開口絞りSを有することが望ましい。このような構成によると、広角端から望遠端の開放絞り径を一定にして、メカ構成を簡素化することで、組み付け誤差による光学性能の劣化を防ぐことができる。
 また、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
0.60 < f2/f4 < 0.70           (4)
 但し、
 f2:第2レンズ群G2の焦点距離
 f4:第4レンズ群G4の焦点距離
 条件式(4)は第2レンズ群G2の焦点距離に対する、適切な第4レンズ群G4の焦点距離を規定するものである。f2/f4がこの条件式(4)の上限値を上回ると、第4レンズ群G4の焦点距離が短くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が長くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を0.68とすることが好ましい。反対に、f2/f4が条件式(4)の下限値を下回ると、第4レンズ群G4の焦点距離が長くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、望遠端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を0.65とすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第1レンズ群G1のうち、最も物体側のレンズは非球面(例えば、図1における非球面負レンズL11の像側の面(第3面))を有することが望ましい。これにより、広角端状態における像面湾曲収差と望遠端状態における球面収差を効果的に補正することができる。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第3レンズ群G3は、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズで構成されていることが望ましい。これにより、広角端状態における色コマ収差を効果的に補正することができる。
 また、この変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減少するように構成されていることが望ましい。これにより、球面収差と像面湾曲の変動を効果的に補正しつつ、所定の変倍比を確保することができる。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4は、全てのレンズが球面レンズで構成されていることが望ましい。これにより、レンズ加工及び組立調整が容易になり、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。
 以下、本第1実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法の概略を、図18を参照して説明する。まず、各レンズを配置してレンズ群G1~G4をそれぞれ準備する(ステップS11)。また、広角端状態から望遠端状態まで変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するよう配置する(ステップS12)。また、第2レンズ群G2のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群VLとして配置する(ステップS13)。さらにまた、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4を、前述の条件式(1)を満足するように配置する(ステップS14)。
 具体的には、本第1実施形態では、例えば図1に示すように、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形状の非球面負レンズL11、両凹レンズL12、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13を配置して第1レンズ群G1とし、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L21、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23を配置して第2レンズ群G2とし、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L31と両凹レンズL32との接合レンズを配置して第3レンズ群G3とし、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41、及び、両凸レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズを配置して第4レンズ群G4とする。このようにして準備した各レンズ群を上述の手順で配置して変倍光学系ZLを製造する。
(第2実施形態)
 以下、本発明の好ましい第2実施形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、本第2実施形態に係る変倍光学系ZLは、物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有して構成される。また、この変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化する。また、この変倍光学系ZLにおいて、第2レンズ群G2のうちの少なくとも一枚の単レンズ(例えば、図1における正メニスカスレンズL21)は、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群VLである。本第2実施形態に係る変倍光学系ZLをこのように構成すると、変倍時の望遠端におけるコマ収差と広角端における像面湾曲収差とを効果的に補正しつつ、光軸と略直交する方向の所定の像面移動量を確保することができる。
 それでは、このような変倍光学系ZLを構成するための条件について説明する。まず、この変倍光学系ZLにおいて、第1レンズ群G1は、最も物体側に第1負レンズ(例えば、図1における非球面負レンズL11)を有し、最も像側に正レンズ(例えば、図1における正メニスカスレンズL13)を有し、以下に示す条件式(2)を満足することが望ましい。
2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00    (2)
 但し、
 f1gf:第1負レンズの焦点距離
 f1gr:正レンズの焦点距離
 条件式(2)は第1レンズ群G1の焦点距離に対して、最も物体側に配置された第1負レンズの焦点距離f1gfと最も像側に配置された正レンズの焦点距離f1grとを適切に規定するものである。f1gr/(-f1gf)がこの条件式(2)の上限値を上回ると、第1負レンズの焦点距離f1gfが短くなり、また正レンズの焦点距離f1grが長くなり、広角端状態におけるコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を2.44にすることが好ましい。反対に、f1gr/(-f1gf)が条件式(2)の下限値を下回ると、第1負レンズの焦点距離f1gfが長くなり、また正レンズの焦点距離f1grが短くなり、望遠端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を2.14にすることが好ましい。
 ここで、第1負レンズと正レンズとの間に少なくとも一枚の負レンズ(例えば、図1における両凹レンズL12)を設けることにより、先玉レンズ径が大きくなることなく、広角端近傍の像面湾曲を良好に補正することができる。さらには、この第1レンズ群G1を、第1負レンズ、第2負レンズ及び正レンズからなる3枚のレンズで構成することにより、この効果をより発揮させることができる。
 また、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(1)を満足することが望ましい。
0.35 < D3w/(-f3) < 0.45       (1)
 但し、
 D3w:広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔
 f3:第3レンズ群G3の焦点距離
 条件式(1)は第3レンズ群G3の焦点距離に対する第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔を規定するための条件式である。D3w/(-f3)がこの条件式(1)の上限値を上回ると、広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔D3wが広くなり、また第3レンズ群G3の焦点距離f3が短くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を0.42にすることが好ましい。反対に、D3w/(-f3)が条件式(1)の下限値を下回ると、広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔D3wが狭くなり、また第3レンズ群G3の焦点距離f3が長くなり、広角端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を0.38にすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(3)を満足することが望ましい。
0.81 < f2/(-f3) < 1.00        (3)
 但し、
 f2:第2レンズ群G2の焦点距離
 f3:第3レンズ群G3の焦点距離
 条件式(3)は第2レンズ群G2の焦点距離に対する、適切な第3レンズ群G3の焦点距離を規定するものである。f2/(-f3)がこの条件式(3)の上限値を上回ると、第3レンズ群G3の焦点距離が短くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が長くなり、望遠端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を0.84とすることが好ましい。反対に、f2/(-f3)が条件式(3)の下限値を下回ると、第3レンズ群G3の焦点距離が長くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を0.82とすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLは、第3レンズ群G3の近傍に開口絞りSを有することが望ましい。このような構成によると、広角端から望遠端の開放絞り径を一定にして、メカ構成を簡素化することで、組み付け誤差による光学性能の劣化を防ぐことができる。
 また、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
0.60 < f2/f4 < 0.70           (4)
 但し、
 f2:第2レンズ群G2の焦点距離
 f4:第4レンズ群G4の焦点距離
 条件式(4)は第2レンズ群G2の焦点距離に対する、適切な第4レンズ群G4の焦点距離を規定するものである。f2/f4がこの条件式(4)の上限値を上回ると、第4レンズ群G4の焦点距離が短くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が長くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を0.68とすることが好ましい。反対に、f2/f4が条件式(4)の下限値を下回ると、第4レンズ群G4の焦点距離が長くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、望遠端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を0.65とすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第1レンズ群G1のうち、最も物体側のレンズは非球面(例えば、図1における非球面負レンズL11の像側の面(第3面))を有することが望ましい。これにより、広角端状態における像面湾曲収差と望遠端状態における球面収差を効果的に補正することができる。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第3レンズ群G3は、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズで構成されていることが望ましい。これにより、広角端状態における色コマ収差を効果的に補正することができる。
 また、この変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減少するように構成されていることが望ましい。これにより、球面収差と像面湾曲の変動を効果的に補正しつつ、所定の変倍比を確保することができる。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4は、全てのレンズが球面レンズで構成されていることが望ましい。これにより、レンズ加工及び組立調整が容易になり、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。
 以下、本第2実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法の概略を、図19を参照して説明する。まず、各レンズを配置してレンズ群G1~G4をそれぞれ準備する(ステップS21)。また、広角端状態から望遠端状態まで変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するよう配置する(ステップS22)。また、第2レンズ群G2のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群VLとして配置する(ステップS23)。さらにまた、第1レンズ群G1に、前述の条件式(2)を満足するように、最も物体側に第1負レンズを配置し、最も像側に正レンズを配置する(ステップS24)。
 具体的には、本第2実施形態では、例えば図1に示すように、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形状の非球面負レンズL11、両凹レンズL12、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13を配置して第1レンズ群G1とし、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L21、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23を配置して第2レンズ群G2とし、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L31と両凹レンズL32との接合レンズを配置して第3レンズ群G3とし、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41、及び、両凸レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズを配置して第4レンズ群G4とする。このようにして準備した各レンズ群を上述の手順で配置して変倍光学系ZLを製造する。
(第3実施形態)
 以下、本発明の好ましい第3実施形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、本第3実施形態に係る変倍光学系ZLは、物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、を有して構成される。また、この変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化する。また、この変倍光学系ZLにおいて、第2レンズ群G2のうちの少なくとも一枚の単レンズ(例えば、図1における正メニスカスレンズL21)は、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群VLである。本第3実施形態に係る変倍光学系ZLをこのように構成すると、変倍時の望遠端におけるコマ収差と広角端における像面湾曲収差とを効果的に補正しつつ、光軸と略直交する方向の所定の像面移動量を確保することができる。
 それでは、このような変倍光学系ZLを構成するための条件について説明する。まず、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(3)を満足することが望ましい。
0.81 < f2/(-f3) < 1.00        (3)
 但し、f2:第2レンズ群G2の焦点距離
 f3:第3レンズ群G3の焦点距離
 条件式(3)は第2レンズ群G2の焦点距離に対する、適切な第3レンズ群G3の焦点距離を規定するものである。f2/(-f3)がこの条件式(3)の上限値を上回ると、第3レンズ群G3の焦点距離が短くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が長くなり、望遠端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の上限値を0.84とすることが好ましい。反対に、f2/(-f3)が条件式(3)の下限値を下回ると、第3レンズ群G3の焦点距離が長くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(3)の下限値を0.82とすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLは、第3レンズ群G3の近傍に開口絞りSを有することが望ましい。このような構成によると、広角端から望遠端の開放絞り径を一定にして、メカ構成を簡素化することで、組み付け誤差による光学性能の劣化を防ぐことができる。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第1レンズ群G1は、最も物体側に第1負レンズ(例えば、図1における非球面負レンズL11)を有し、最も像側に正レンズ(例えば、図1における正メニスカスレンズL13)を有し、以下に示す条件式(2)を満足することが望ましい。
2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00    (2)
 但し、
 f1gf:第1負レンズの焦点距離
 f1gr:正レンズの焦点距離
 条件式(2)は第1レンズ群G1の焦点距離に対して、最も物体側に配置された第1負レンズの焦点距離f1gfと最も像側に配置された正レンズの焦点距離f1grとを適切に規定するものである。f1gr/(-f1gf)がこの条件式(2)の上限値を上回ると、第1負レンズの焦点距離f1gfが短くなり、また正レンズの焦点距離f1grが長くなり、広角端状態におけるコマ収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(2)の上限値を2.44にすることが好ましい。反対に、f1gr/(-f1gf)が条件式(2)の下限値を下回ると、第1負レンズの焦点距離f1gfが長くなり、また正レンズの焦点距離f1grが短くなり、望遠端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(2)の下限値を2.14にすることが好ましい。
 ここで、第1負レンズと正レンズとの間に少なくとも一枚の負レンズ(例えば、図1における両凹レンズL12)を設けることにより、先玉レンズ径が大きくなることなく、広角端近傍の像面湾曲を良好に補正することができる。さらには、この第1レンズ群G1を、第1負レンズ、第2負レンズ及び正レンズからなる3枚のレンズで構成することにより、この効果をより発揮させることができる。
 また、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(1)を満足することが望ましい。
0.35 < D3w/(-f3) < 0.45       (1)
 但し、
 D3w:広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔
 f3:第3レンズ群G3の焦点距離
 条件式(1)は第3レンズ群G3の焦点距離に対する第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔を規定するための条件式である。D3w/(-f3)がこの条件式(1)の上限値を上回ると、広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔D3wが広くなり、また第3レンズ群G3の焦点距離f3が短くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(1)の上限値を0.42にすることが好ましい。反対に、D3w/(-f3)が条件式(1)の下限値を下回ると、広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔D3wが狭くなり、また第3レンズ群G3の焦点距離f3が長くなり、広角端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(1)の下限値を0.38にすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLは、以下に示す条件式(4)を満足することが望ましい。
0.60 < f2/f4 < 0.70           (4)
 但し、
 f2:第2レンズ群G2の焦点距離
 f4:第4レンズ群G4の焦点距離
 条件式(4)は第2レンズ群G2の焦点距離に対する、適切な第4レンズ群G4の焦点距離を規定するものである。f2/f4がこの条件式(4)の上限値を上回ると、第4レンズ群G4の焦点距離が短くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が長くなり、広角端状態における球面収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の上限値を0.68とすることが好ましい。反対に、f2/f4が条件式(4)の下限値を下回ると、第4レンズ群G4の焦点距離が長くなり、また第2レンズ群G2の焦点距離が短くなり、望遠端状態における像面湾曲収差の補正が困難となるため好ましくない。なお、本願の効果を確実にするために、条件式(4)の下限値を0.65とすることが好ましい。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第1レンズ群G1のうち、最も物体側のレンズは非球面(例えば、図1における非球面負レンズL11の像側の面(第3面))を有することが望ましい。これにより、広角端状態における像面湾曲収差と望遠端状態における球面収差を効果的に補正することができる。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第3レンズ群G3は、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズで構成されていることが望ましい。これにより、広角端状態における色コマ収差を効果的に補正することができる。
 また、この変倍光学系ZLは、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が減少するように構成されていることが望ましい。これにより、球面収差と像面湾曲の変動を効果的に補正しつつ、所定の変倍比を確保することができる。
 また、この変倍光学系ZLにおいて、第2レンズ群G2、第3レンズ群G3及び第4レンズ群G4は、全てのレンズが球面レンズで構成されていることが望ましい。これにより、レンズ加工及び組立調整が容易になり、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。
 以下、本第3実施形態に係る変倍光学系ZLの製造方法の概略を、図20を参照して説明する。まず、各レンズを配置してレンズ群G1~G4をそれぞれ準備する(ステップS31)。また、広角端状態から望遠端状態まで変倍する際に、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間隔が変化し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間隔が変化するよう配置する(ステップS32)。また、第2レンズ群G2のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群VLとして配置する(ステップS33)。さらにまた、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3を、前述の条件式(3)を満足するように配置する(ステップS34)。
 具体的には、本第3実施形態では、例えば図1に示すように、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形状の非球面負レンズL11、両凹レンズL12、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13を配置して第1レンズ群G1とし、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L21、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23を配置して第2レンズ群G2とし、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L31と両凹レンズL32との接合レンズを配置して第3レンズ群G3とし、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL41、及び、両凸レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズを配置して第4レンズ群G4とする。このようにして準備した各レンズ群を上述の手順で配置して変倍光学系ZLを製造する。
 次に、本願の第1ないし第3実施形態に共通の第1実施例に係る変倍光学系ZLを備えた光学装置であるカメラを図17に基づいて説明する。このカメラ1は、撮影レンズ2として本願の第1実施例に係る変倍光学系ZL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り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により光電変換された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。なお、本実施形態では、ミラーレスカメラの例を説明したが、カメラ本体にクイックリターンミラーを有しファインダー光学系により被写体を観察する一眼レフタイプのカメラに本実施形態に係る変倍光学系ZL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。
 なお、以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。
 本願の第1ないし第3実施形態では、4群構成の変倍光学系ZLを示したが、以上の構成条件等は、5群、6群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズまたはレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズまたはレンズ群を追加した構成でも構わない。また、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、単独または複数のレンズ群、または部分レンズ群を光軸方向に移動させて、無限遠物体から近距離物体への合焦を行う合焦レンズ群としても良い。この場合、合焦レンズ群はオートフォーカスにも適用でき、オートフォーカス用の(超音波モーター等の)モーター駆動にも適している。特に、前述のように、第1レンズ群G1の少なくとも一部を合焦レンズ群とするのが好ましい。
 また、レンズ群または部分レンズ群を光軸に垂直な方向の成分を持つように移動させ、または、光軸を含む面内方向に回転移動(揺動)させて、手ぶれによって生じる像ぶれを補正する防振レンズ群としてもよい。特に、前述のように、第2レンズ群G2の少なくとも一部を防振レンズ群とするのが好ましい。
 また、レンズ面は、球面または平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面または平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を妨げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としても良く、レンズを屈折率分布型レンズ(GRINレンズ)或いはプラスチックレンズとしても良い。
 開口絞りSは、第3レンズ群G3の近傍に配置されるのが好ましいが、開口絞りとしての部材を設けずに、レンズの枠でその役割を代用しても良い。
 さらに、各レンズ面には、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ために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施しても良い。
 また、本願の第1ないし第3実施形態の変倍光学系ZLは、変倍比が2.0~5.0程度である。
 以下、本願の第1ないし第3実施形態に共通の各実施例を、図面に基づいて説明する。第1ないし第4実施例は、第1ないし第3実施形態の全てに共通する実施例である。なお、図1、図5、図9及び図13は、各実施例に係る変倍光学系ZL(ZL1~ZL4)の構成及び屈折力配分並びに無限遠合焦状態から近距離合焦状態への合焦状態の変化における各レンズ群の移動の様子を示す断面図である。また、これらの変倍光学系ZL1~ZL4の断面図の下部には、広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際の各レンズ群G1~G4の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。また、図1、図5、図9及び図13に示すように、第1~第4実施例に係る変倍光学系ZL1~ZL4は、物体側から順に、負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、正の屈折力を有する第4レンズ群G4とから構成されている。そして、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との空気間隔が変化し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との空気間隔が増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔が減少するように、各レンズ群の間隔が変化する。
 各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をκとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。
S(y)=(y2/r)/{1+(1-κ×y2/r21/2
    +A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10    (a)
 なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に*印を付している。また、以降の実施例において、「E-n」は「×10-n」を示す。
〔第1実施例〕
 図1は、第1実施例に係る変倍光学系ZL1の構成を示す図である。この図1に示す変倍光学系ZL1において、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形状の非球面負レンズL11、両凹レンズL12、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13から構成されている。ここで、非球面負レンズL11は、像側のガラスレンズ面(第2面)に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面(第3面)が非球面形状に形成されている。第2レンズ群G2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L21、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23から構成されている。第3レンズ群G3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L31と両凹レンズL32との接合レンズから構成されている。第4レンズ群G4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L41、及び、両凸レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズから構成されている。
 また、開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間(第3レンズ群G3の物体側の近傍)に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第3レンズ群G3とともに移動する。また、無限遠から近距離物体への合焦は、第1レンズ群G1を物体方向に繰り出す(移動させる)ことにより行う。
 また、像ぶれ補正(防振)は、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL21を防振レンズ群VLとし、この防振レンズ群VLを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。
 なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(像ぶれ補正での防振レンズ群VLの移動量に対する結像面での像移動量の比)がKのレンズで角度θの回転ぶれを補正するには、ぶれ補正用の防振レンズ群VLを(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい(以降の実施例においても同様である)。この第1実施例の広角端状態においては、防振係数は0.77であり、焦点距離は18.11(mm)であるので、0.45°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群VLの移動量は0.18(mm)である。また、この第1実施例の望遠端状態においては、防振係数は1.29であり、焦点距離は50.92(mm)であるので、0.27°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群VLの移動量は0.18(mm)である。
 以下の表1に、第1実施例の諸元の値を掲げる。この表1において、Wは広角端状態、Mは中間焦点距離状態、Tは望遠端状態、fは焦点距離、FNOはFナンバー、2ωは画角、TLは全長をそれぞれ表している。ここで、全長TLは、無限遠合焦時のレンズ面の第1面から像面Iまでの光軸上の距離を表している。さらに、レンズデータの第1欄mは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序(面番号)を、第2欄rは、各レンズ面の曲率半径を、第3欄dは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離(面間隔)を、第4欄νd及び第5欄ndは、d線(λ=587.6nm)に対するアッベ数及び屈折率を示している。また、曲率半径0.0000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。なお、表1に示す面番号1~22は、図1に示す番号1~22に対応している。また、レンズ群焦点距離は第1~第4レンズ群G1~G4の各々の始面STと焦点距離fを示している。ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径r、面間隔d、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
 
(表1)
[全体諸元]
      W       M      T
f  = 18.11  ~   43.19   ~ 50.92
FNO=  3.62  ~   5.12   ~  5.72
2ω = 79.5   ~   36.33   ~ 31.1
TL = 127.96  ~  121.45   ~ 125.27
 
[レンズデータ]
m    r    d   νd   nd
1   69.440   2.00  61.22  1.58913
2   15.900   0.17  38.09  1.55389
3*   13.749  10.00
4  -284.727   1.50  50.84  1.65844
5   39.340   2.70
6   31.807   2.80  23.78  1.84666
7   65.687   d7
8  -169.197   2.00  58.54  1.61272
9   -33.549   1.00
10   18.465   0.90  25.26  1.90200
11   13.324   0.40
12   13.850   3.80  67.90  1.59319
13   205.700   d13
14    0.000   1.50           開口絞りS
15   -66.540   2.60  25.45  1.80518
16   -13.193   0.80  37.18  1.83400
17   52.452   d17
18  -110.104   2.80  70.31  1.48749
19   -17.370   0.10
20   81.550   4.20  63.88  1.51680
21   -15.015   1.30  37.18  1.83400
22   -54.306   Bf
 
[レンズ群焦点距離]
    ST   f
G1  1   -25.74
G2  8   27.22
G3  15   -32.68
G4  18   40.31
 
 この第1実施例において、第3面は非球面形状に形成されている。次の表2に、非球面のデータ、すなわち、円錐定数κ及び各非球面定数A4~A10の値を示す。
 
(表2)
 m   κ   A4      A6      A8      A10
 3  -1.0  2.55993E-05  4.63315E-08 -2.47460E-11  6.32636E-13
 
 この第1実施例において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d7、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とともに移動する開口絞りSとの軸上空気間隔d13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d17、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表3に、無限遠合焦時の広角端状態W、中間焦点距離状態M、及び、望遠端状態Tの各焦点距離における可変間隔及びバックフォーカスBfの値を示す。なお、バックフォーカスBfは、最も像側のレンズ面(図1における第22面)から像面Iまでの光軸上の距離を表している。この説明は以降の実施例においても同様である。
 
(表3)
[可変間隔データ]
    W      M     T
f  18.11    43.19    50.92
d7  32.88     5.45    2.93
d13  2.87    10.64    12.40
d17  13.06     5.29    3.53
Bf  38.58    59.50    65.84
 
 次の表4に、この第1実施例における各条件式対応値を示す。なおこの表4において、f2は第2レンズ群G2の焦点距離を、f3は第3レンズ群G3の焦点距離を、f4は第4レンズ群G4の焦点距離を、f1gfは第1レンズ群G1の第1負レンズの焦点距離を、f1grは第1レンズ群G1の正レンズの焦点距離を、D3wは広角端状態における第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との空気間隔を、それぞれ表している。以上の符号の説明は以降の実施例においても同様である。
 
(表4)
(1)D3w/(-f3)   =0.40
(2)f1gr/(-f1gf)=2.35
(3)f2/(-f3)    =0.83
(4)f2/f4       =0.68
 
 このように、この第1実施例に係る変倍光学系ZL1は、上記条件式(1)~(4)を全て満足している。
 この第1実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図2Aに示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図3に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図4Aに示す。また、第1実施例の広角端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正(防振レンズ群VLのシフト量=0.18)を行ったときのコマ収差図を図2Bに示し、望遠端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正(防振レンズ群VLのシフト量=0.18)を行った時のコマ収差図を図4Bに示す。各収差図において、FNOはFナンバーを、Yは半画角に対する像高を、dはd線(λ=587.6nm)を、gはg線(λ=435.6nm)を、それぞれ示している。また、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。この収差図の説明は以降の実施例においても同様である。各収差図から明らかなように、第1実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、また手ぶれ補正時の収差変動も良好であり、優れた結像性能を有することがわかる。
〔第2実施例〕
 図5は、第2実施例に係る変倍光学系ZL2の構成を示す図である。この図5に示す変倍光学系ZL2において、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形状の非球面負レンズL11、両凹レンズL12、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13から構成されている。ここで、非球面負レンズL11は、像側のガラスレンズ面(第2面)に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面(第3面)が非球面形状に形成されている。第2レンズ群G2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L21、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22と両凸レンズL23との接合レンズから構成されている。第3レンズ群G3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L31と両凹レンズL32との接合レンズから構成されている。第4レンズ群G4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L41、及び、両凸レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズから構成されている。
 また、開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間(第3レンズ群G3の物体側の近傍)に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第3レンズ群G3とともに移動する。また、無限遠から近距離物体への合焦は、第1レンズ群G1を物体方向に繰り出す(移動させる)ことにより行う。
 また、像ぶれ補正(防振)は、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL21を防振レンズ群VLとし、この防振レンズ群VLを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第2実施例の広角端状態においては、防振係数は0.65であり、焦点距離は10.30(mm)であるので、0.61°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群VLの移動量は0.17(mm)である。また、この第2実施例の望遠端状態においては、防振係数は1.10であり、焦点距離は29.60(mm)であるので、0.36°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群VLの移動量は0.17(mm)である。
 以下の表5に、この第2実施例の諸元の値を掲げる。なお、表5に示す面番号1~21は、図5に示す番号1~21に対応している。
 
(表5)
[全体諸元]
      W       M      T
f  = 10.30  ~   19.40   ~ 29.60
FNO=  3.64  ~   4.53   ~  5.67
2ω = 80.2   ~   45.84   ~ 30.7
TL = 68.73  ~   64.04   ~ 67.33
 
[レンズデータ]
m    r    d   νd   nd
1   31.564   1.11  61.22  1.58913
2    8.825   0.09  38.09  1.55389
3*   7.604   5.72
4   -70.851   0.83  63.88  1.51680
5   17.760   1.33
6   16.239   1.67  25.64  1.78472
7   34.618   d7
8  -230.613   1.08  61.22  1.58913
9   -22.997   0.56
10   10.388   0.50  23.78  1.84666
11    6.916   2.16  60.71  1.56384
12  -116.864   d12
13    0.000   0.83           開口絞りS
14   -40.668   1.44  25.45  1.80518
15   -6.308   0.44  37.18  1.83400
16   25.885   d16
17  -102.429   1.55  70.31  1.48749
18   -10.217   0.06
19   33.821   2.33  70.31  1.48749
20   -9.235   0.72  37.18  1.83400
21   -33.599   Bf
 
[レンズ群焦点距離]
   ST   f
G1  1   -14.60
G2  8   14.57
G3  14   -17.43
G4  17   21.82
 
 この第2実施例において、第3面は非球面形状に形成されている。次の表6に、非球面のデータ、すなわち、円錐定数κ及び各非球面定数A4~A10の値を示す。
 
(表6)
 m    κ   A4      A6      A8      A10
  3    -1.0  1.69521E-04  8.82411E-07 -4.21030E-11  1.60414E-10
 
 この第2実施例において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d7、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とともに移動する開口絞りSとの軸上空気間隔d12、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d16、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表7に、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態の各焦点距離における可変間隔及びバックフォーカスBfの値を示す。
 
(表7)
[可変間隔データ]
    W      M     T
f  10.30    19.40    29.60
d7  17.11     4.64    0.59
d12  1.83     4.40    7.11
d16  7.36     4.79    2.08
Bf  20.00    27.79    35.11
 
 次の表8に、この第2実施例における各条件式対応値を示す。
 
(表8)
(1)D3w/(-f3)   =0.42
(2)f1gr/(-f1gf)=2.14
(3)f2/(-f3)    =0.84
(4)f2/f4       =0.67
 
 このように、この第2実施例に係る変倍光学系ZL2は、上記条件式(1)~(4)を全て満足している。
 この第2実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図6Aに示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図7に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図8Aに示す。また、第2実施例の広角端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正(防振レンズ群VLのシフト量=0.17)を行ったときのコマ収差図を図6Bに示し、望遠端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正(防振レンズ群VLのシフト量=0.17)を行った時のコマ収差図を図8Bに示す。各収差図から明らかなように、第2実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、また手ぶれ補正時の収差変動も良好であり、優れた結像性能を有することがわかる。 
〔第3実施例〕
 図9は、第3実施例に係る変倍光学系ZL3の構成を示す図である。この図9に示す変倍光学系ZL3において、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形状の非球面負レンズL11、両凹レンズL12、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13から構成されている。ここで、非球面負レンズL11は、像側のガラスレンズ面(第2面)に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面(第3面)が非球面形状に形成されている。第2レンズ群G2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L21、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23との接合レンズから構成されている。第3レンズ群G3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L31と両凹レンズL32との接合レンズから構成されている。第4レンズ群G4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L41、及び、両凸レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43との接合レンズから構成されている。
 また、開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間(第3レンズ群G3の物体側の近傍)に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第3レンズ群G3とともに移動する。また、無限遠から近距離物体への合焦は、第1レンズ群G1を物体方向に繰り出す(移動させる)ことにより行う。
 また、像ぶれ補正(防振)は、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL21を防振レンズ群VLとし、この防振レンズ群VLを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第3実施例の広角端状態においては、防振係数は0.84であり、焦点距離は18.50(mm)であるので、0.44°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群VLの移動量は0.17(mm)である。また、この第3実施例の望遠端状態においては、防振係数は1.45であり、焦点距離は53.40(mm)であるので、0.26°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群VLの移動量は0.17(mm)である。
 以下の表9に、この第3実施例の諸元の値を掲げる。なお、表9に示す面番号1~21は、図9に示す番号1~21に対応している。
 
(表9)
[全体諸元]
      W       M      T
f  = 18.50  ~   35.00   ~ 53.40
FNO=  3.64  ~   4.58   ~  5.87
2ω = 78.2   ~   44.4    ~ 29.7
TL = 127.58  ~  119.94   ~ 122.39
 
[レンズデータ]
m    r    d   νd   nd
1   69.440   2.00  61.22  1.58913
2   15.900   0.17  38.09  1.55389
3*   13.749  10.00
4  -284.727   1.50  50.84  1.65844
5   39.340   2.70
6   31.807   2.80  23.78  1.84666
7   65.687   d7
8  -823.405   2.00  58.54  1.61272
9   -36.990   1.00
10   18.878   0.90  25.26  1.90200
11   12.630   3.80  58.54  1.61272
12   136.708   d12
13    0.000   1.50           開口絞りS
14   -64.796   2.60  25.45  1.80518
15   -12.403   0.80  37.18  1.83400
16   52.452   d16
17  -136.622   2.80  70.31  1.48749
18   -17.927   0.10
19   90.259   4.20  63.88  1.51680
20   -15.399   1.30  37.18  1.83400
21   -54.3063   Bf
 
[レンズ群焦点距離]
   ST   f
G1  1   -25.74
G2  8   26.90
G3  14   -32.18
G4  17   40.64
 
 この第3実施例において、第3面は非球面形状に形成されている。次の表10に、非球面のデータ、すなわち、円錐定数κ及び各非球面定数A4~A10の値を示す。
 
(表10)
  m   κ   A4      A6      A8      A10
   3   -1.0 2.55993E-05  4.63315E-08 -2.47460E-11  6.32636E-13
 
 この第3実施例において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d7、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とともに移動する開口絞りSとの軸上空気間隔d12、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d16、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表11に、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態の各焦点距離における可変間隔及びバックフォーカスBfの値を示す。
 
(表11)
[可変間隔データ]
    W     M     T
f  18.50    35.00    53.40
d7  32.88    10.21    2.93
d12  2.87     7.53    12.40
d16  13.06     8.39    3.53
Bf  38.60    53.63    67.80
 
 次の表12に、この第3実施例における各条件式対応値を示す。
 
(表12)
(1)D3w/(-f3)   =0.41
(2)f1gr/(-f1gf)=2.35
(3)f2/(-f3)    =0.84
(4)f2/f4       =0.66
 
 このように、この第3実施例に係る変倍光学系ZL3は、上記条件式(1)~(4)を全て満足している。
 この第3実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図10Aに示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図11に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図12Aに示す。また、第3実施例の広角端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正(防振レンズ群VLのシフト量=0.17)を行ったときのコマ収差図を図10Bに示し、望遠端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正(防振レンズ群VLのシフト量=0.17)を行った時のコマ収差図を図12Bに示す。各収差図から明らかなように、第3実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、また手ぶれ補正時の収差変動も良好であり、優れた結像性能を有することがわかる。
〔第4実施例〕
 図13は、第4実施例に係る変倍光学系ZL4の構成を示す図である。この図13に示す変倍光学系ZL4において、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形状の非球面負レンズL11、両凹レンズL12、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13から構成されている。ここで、非球面負レンズL11は、像側のガラスレンズ面(第2面)に樹脂層を設け、その樹脂層の像側の面(第3面)が非球面形状に形成されている。第2レンズ群G2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L21、及び、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23との接合レンズから構成されている。第3レンズ群G3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L31と両凹レンズL32との接合レンズから構成されている。第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸レンズL41、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL42、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL43、及び、両凸レンズL44から構成されている。
 また、開口絞りSは、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との間(第3レンズ群G3の物体側の近傍)に配置され、広角端状態から望遠端状態への変倍に際して第3レンズ群G3とともに移動する。また、無限遠から近距離物体への合焦は、第1レンズ群G1を物体方向に繰り出す(移動させる)ことにより行う。
 また、像ぶれ補正(防振)は、第2レンズ群G2の正メニスカスレンズL21を防振レンズ群VLとし、この防振レンズ群VLを光軸と直交する方向の成分を含むように移動させることにより行う。この第4実施例の広角端状態においては、防振係数は0.81であり、焦点距離は18.74(mm)であるので、0.45°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群VLの移動量は0.18(mm)である。また、この第4実施例の望遠端状態においては、防振係数は1.38であり、焦点距離は53.15(mm)であるので、0.27°の回転ぶれを補正するための防振レンズ群VLの移動量は0.18(mm)である。
 以下の表13に、この第4実施例の諸元の値を掲げる。なお、表13に示す面番号1~24は、図13に示す番号1~24に対応している。
 
(表13)
[全体諸元]
      W       M      T
f  = 18.74  ~   44.99   ~ 53.15
FNO=  3.47  ~   5.15   ~  6.12
2ω = 78.0   ~   34.9    ~ 29.7
TL = 127.97  ~  122.70   ~ 123.10
 
[レンズデータ]
m    r    d   νd   nd
1   60.955   2.00  61.22  1.58913
2   14.479   0.17  38.09  1.55389
3*   14.004  10.00
4  -189.528   1.50  50.84  1.65844
5   41.116   2.70
6   32.479   2.80  23.78  1.84666
7   65.687   d7
8  -471.246   2.00  58.54  1.61272
9   -36.768   1.00
10   18.710   0.90  25.26  1.90200
11   12.572   3.80  58.54  1.61272
12   136.708   d12
13    0.000   1.50           開口絞りS
14   -68.773   2.60  25.45  1.80518
15   -12.883   0.80  37.18  1.83400
16   52.452   d16
17   130.964   2.00  70.31  1.48749
18   -28.695   0.10
19   97.235   1.30  37.18  1.83400
20   18.752   0.30
21   19.4416  3.00  63.88  1.51680
22   737.7872  0.30
23   50.7898  1.80  63.88  1.51680
24  -142.991   Bf
 
[レンズ群焦点距離]
   ST   f
G1  1   -26.03
G2  8   26.97
G3  14   -33.06
G4  17   41.33
 
 この第4実施例において、第3面は非球面形状に形成されている。次の表14に、非球面のデータ、すなわち、円錐定数κ及び各非球面定数A4~A10の値を示す。
 
(表14)
 m   κ   A4      A6      A8      A10
  3  -1.0  2.55993E-05  4.63315E-08 -2.47460E-11  6.32636E-13
 
 この第4実施例において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d7、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3とともに移動する開口絞りSとの軸上空気間隔d12、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d16、及び、バックフォーカスBfは、変倍に際して変化する。次の表15に、無限遠合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠端状態の各焦点距離における可変間隔及びバックフォーカスBfの値を示す。
 
(表15)
[可変間隔データ]
    W      M     T
f  18.74    44.99    53.15
d7  32.88     5.45    2.93
d12  2.87    10.64    12.40
d16  13.06     5.29    3.53
Bf  38.59    60.76    67.54
 
 次の表16に、この第4実施例における各条件式対応値を示す。
 
(表16)
(1)D3w/(-f3)   =0.40
(2)f1gr/(-f1gf)=2.32
(3)f2/(-f3)    =0.82
(4)f2/f4       =0.65
 
 このように、この第4実施例に係る変倍光学系ZL4は、上記条件式(1)~(4)を全て満足している。
 この第4実施例の広角端状態での無限遠合焦状態の収差図を図14Aに示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の収差図を図15に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の収差図を図16Aに示す。また、第4実施例の広角端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正(防振レンズ群VLのシフト量=0.18)を行ったときのコマ収差図を図14Bに示し、望遠端状態での無限遠合焦状態において像ぶれ補正(防振レンズ群VLのシフト量=0.18)を行った時のコマ収差図を図16Bに示す。各収差図から明らかなように、第4実施例では、広角端状態から望遠端状態までの各焦点距離状態において諸収差が良好に補正され、また手ぶれ補正時の収差変動も良好であり、優れた結像性能を有することがわかる。

Claims (27)

  1.  物体側から順に、
     負の屈折力を有する第1レンズ群と、
     正の屈折力を有する第2レンズ群と、
     負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、を有し、
     広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、
     前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群であり、
     次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
    0.35 < D3w/(-f3) < 0.45
     但し、
     D3w:広角端状態における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との空気間隔
     f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  2.  前記第1レンズ群は、最も物体側に第1負レンズを有し、最も像側に正レンズを有することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
  3.  次式の条件を満足することを特徴とする請求項2に記載の変倍光学系。
    2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00
     但し、
     f1gf:前記第1負レンズの焦点距離
     f1gr:前記正レンズの焦点距離
  4.  前記第1レンズ群は、前記第1負レンズと前記正レンズとの間に少なくとも一枚の負レンズを有することを特徴とする請求項2に記載の変倍光学系。
  5.  前記第1レンズ群は、物体側から順に、前記第1負レンズ、第2負レンズ及び前記正レンズからなることを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
  6.  次式の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
    0.81 < f2/(-f3) < 1.00
     但し、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  7.  前記第3レンズ群の近傍に開口絞りを有することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
  8.  次式の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
    0.60 < f2/f4 < 0.70
     但し、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  9.  前記第1レンズ群のうち、最も物体側のレンズは非球面を有することを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
  10.  前記第3レンズ群は、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズであることを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
  11.  広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が増大し、前記第3レンズ群と前記第4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に記載の変倍光学系。
  12.  前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群は、全てのレンズが球面レンズで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の変倍光学系。
  13.  物体の像を所定の像面上に結像させる請求項1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。
  14.  物体側から順に、
     負の屈折力を有する第1レンズ群と、
     正の屈折力を有する第2レンズ群と、
     負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、を有し、
     広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、
     前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群であり、
     前記第1レンズ群は、最も物体側に第1負レンズを有し、最も像側に正レンズを有し、次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
    2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00
     但し、
     f1gf:前記第1負レンズの焦点距離
     f1gr:前記正レンズの焦点距離
  15.  次式の条件を満足することを特徴とする請求項14に記載の変倍光学系。
    0.81 < f2/(-f3) < 1.00
     但し、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  16.  次式の条件を満足することを特徴とする請求項14に記載の変倍光学系。
    0.60 < f2/f4 < 0.70
     但し、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  17.  物体の像を所定の像面上に結像させる請求項14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。
  18.  物体側から順に、
     負の屈折力を有する第1レンズ群と、
     正の屈折力を有する第2レンズ群と、
     負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、を有し、
     広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化し、
     前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズは、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群であり、次式の条件を満足することを特徴とする変倍光学系。
    0.81 < f2/(-f3) < 1.00
     但し、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  19.  次式の条件を満足することを特徴とする請求項18に記載の変倍光学系。
    0.60 < f2/f4 < 0.70
     但し、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  20.  物体の像を所定の像面上に結像させる請求項18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。
  21.  物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負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、を有する変倍光学系の製造方法であって、
     前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群を、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように配置し、
     前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群として配置し、
     前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群を、次式の条件を満足するように配置することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
    0.35 < D3w/(-f3) < 0.45
     但し、
     D3w:広角端状態における前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との空気間隔
     f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  22.  前記第1レンズ群は、最も物体側に第1負レンズを有し、最も像側に正レンズを有することを特徴とする請求項21に記載の変倍光学系の製造方法。
  23.  次式の条件を満足するように前記第1レンズ群を配置することを特徴とする請求項22に記載の変倍光学系の製造方法。
    2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00
     但し、
     f1gf:前記第1負レンズの焦点距離
     f1gr:前記正レンズの焦点距離
  24.  次式の条件を満足するように前記第2レンズ群と前記第3レンズ群とを配置することを特徴とする請求項21に記載の変倍光学系の製造方法。
    0.81 < f2/(-f3) < 1.00
     但し、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f3:前記第3レンズ群の焦点距離
  25.  次式の条件を満足するように前記第2レンズ群と前記第4レンズ群とを配置することを特徴とする請求項21に記載の変倍光学系。
    0.60 < f2/f4 < 0.70
     但し、
     f2:前記第2レンズ群の焦点距離
     f4:前記第4レンズ群の焦点距離
  26.  物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負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、を有する変倍光学系の製造方法であって、
     前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群を、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように配置し、
     前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群として配置し、
     前記第1レンズ群に、次式の条件を満足するように、最も物体側に第1負レンズを配置し、最も像側に正レンズを配置することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
    2.10 < f1gr/(-f1gf) < 3.00
     但し、
     f1gf:前記第1負レンズの焦点距離
     f1gr:前記正レンズの焦点距離
  27.  物体側から順に、負の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、負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、を有する変倍光学系の製造方法であって、
     前記第1レンズ群、前記第2レンズ群、前記第3レンズ群及び前記第4レンズ群を、広角端状態から望遠端状態に変倍する際に、前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間隔が変化し、前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間隔が変化し、前記第3レンズ群と前記第4レンズ群との間隔が変化するように配置し、
     前記第2レンズ群のうちの少なくとも一枚の単レンズを、光軸と直交する方向の成分を含むように移動する防振レンズ群として配置し、
     前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群を、次式の条件を満足するように配置することを特徴とする変倍光学系の製造方法。
    0.81 < f2/(-f3) < 1.00
     但し、
     f2:第2レンズ群の焦点距離
     f3:第3レンズ群の焦点距離
     
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