CN102193173A - 变焦透镜系统、可换镜头装置及照相机系统 - Google Patents

变焦透镜系统、可换镜头装置及照相机系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种伴随聚焦的像差变动小，在近物聚焦状态下的各像差能够得到充分的补偿，从而在整个聚焦状态下的光学性能好，小型且轻量的变焦透镜系统，含有该变焦透镜系统的可换镜头装置以及照相机系统。其中，变焦透镜系统具有多个在变焦时沿光轴独立移动的移动透镜组，变焦时最靠近物方而配置的透镜组相对于像面固定，移动透镜组中的至少2组是聚焦透镜组，该至少2组聚焦透镜组在至少1个变焦位置处，在聚焦时沿光轴移动，并且，该变焦透镜系统满足条件：0.1＜T1/fw＜1.5(其中，T1：配置在最靠近物方的透镜组的光轴上的厚度，fw：整个系统在广角端的焦距)。

Description

变焦透镜系统、可换镜头装置及照相机系统
技术领域
本发明涉及一种变焦透镜系统、可换镜头装置以及照相机系统，具体涉及一种具有较高变焦比，聚焦时的像差变动小，尤其在近物聚焦状态下的各像差能够得到充分补偿，从而在整个聚焦状态下的光学性能好，小型且轻量的变焦透镜系统，含有该变焦透镜系统的可换镜头装置以及照相机系统。
背景技术
镜头可换式数码照相机系统(以下简称为“照相机系统”)能够以高灵敏度拍摄高画质的图像，具有聚焦或拍摄后的图像处理速度快，能够结合想要拍摄的场景来轻松地更换可换镜头装置等优点，近年来得到迅速地普及。此外，可换镜头装置具备可变倍来进行光学成像的变焦透镜系统，从而不用更换镜头便能够自由地改变焦距，因而受到人们的青睐。
作为用于可换镜头装置的变焦透镜系统，为了满足对具有变焦比高，从广角端到远摄端的光学性能高，并且小型的变焦透镜系统的追求，现有技术中提出了4组结构、5组结构等多组结构的变焦透镜系统。这样的变焦透镜系统的聚焦通常是通过使透镜系统的一部分透镜组沿光轴移动而进行的，但是在通过单独的透镜组来进行从无穷远聚焦状态到近物聚焦状态的聚焦时，由于该透镜组的聚焦移动量取决于整个透镜系统在近轴的光焦度配置，因而从广角端到远摄端难以对像差变动进行良好的补偿。
于是，为了降低在聚焦时的像差变动，提出了使透镜系统的多个透镜组相互独立地沿光轴方向移动的变焦透镜系统的技术方案。
专利文献1公开了一种变焦透镜，为正负负正的4组结构，在变焦时，第1及第4透镜组从像方向物方移动，从而各个透镜组的间距发生变化，在聚焦时，第2透镜组在广角端向像方移动，在远摄端向物方移动，第3透镜组不管变焦的状态而向物方移动，并规定了有关第2及第3透镜组的聚焦移动量。
专利文献2中公开了一种变焦透镜，该变焦透镜是以负组在前的3组以上的结构，在变焦时各个透镜组之间的间距发生变化，具备聚焦时相互独立移动的第1聚焦组，以及含有正透镜和负透镜的第2聚焦组，并规定了有关正透镜及负透镜的阿贝数。
专利文献3中公开了一种变焦透镜，该变焦透镜为正负正正负正的6组结构，在变焦时，通过使第2～第6透镜组中的至少1组变倍透镜组沿光轴移动，并使第3～第6透镜组中的至少1组沿光轴移动，来对伴随变焦而发生的像点位置的变动进行补偿，并通过使第1～第6透镜组的至少2组聚焦透镜组沿光轴移动来进行聚焦。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4402368号公报
专利文献2：日本特开2009-169051号公报
专利文献3：日本特开平11-072705号公报
然而，上述专利文献1～3中所公开的变焦透镜虽然都能够在一定程度上减少在聚焦时的像差变动，但由于特别是在近物聚焦状态下的各像差的补偿不充分，因而在从无穷远到近的整个物距中不具有良好的光学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种伴随聚焦的像差变动小，尤其在近物聚焦状态下的各像差能够得到充分补偿，从而在整个聚焦状态下的光学性能好，小型且轻量的变焦透镜系统，含有该变焦透镜系统的可换镜头装置以及照相机系统。
上述的一个目的通过下述的变焦透镜系统来实现。即，本发明涉及一种变焦透镜系统，该变焦透镜系统是具有多组由至少1个透镜元件构成的透镜组的变焦透镜系统，该变焦透镜系统具备多组移动透镜组，该多组移动透镜组在拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下沿光轴独立地移动；在所述变焦时，最靠近物方而配置的透镜组相对于像面固定，所述移动透镜组中的至少2组是聚焦透镜组，该至少2组聚焦透镜组在从广角端到远摄端的至少1个变焦位置处，从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时沿光轴移动，并且，该变焦透镜系统满足下述条件(1)：
0.1＜T1/fw＜1.5      ……(1)
(其中，
T1：最靠近物方而配置的透镜组在光轴上的厚度，
fw：整个系统在广角端状态下的焦距)。
上述的一个目的通过下述的可换镜头装置来实现。即，本发明涉及一种可换镜头装置，具备变焦透镜系统以及照相机安装部，该照相机安装部与具有拍摄元件的照相机主体连接在一起，该拍摄元件接收所述变焦透镜系统所形成的光学图像，并将该光学图像转换为电图像信号；所述变焦透镜系统是具有多组由至少1个透镜元件构成的透镜组的变焦透镜系统，该变焦透镜系统具备多组移动透镜组，该多组移动透镜组在拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下沿光轴独立地移动；在所述变焦时，最靠近物方而配置的透镜组相对于像面固定；所述移动透镜组中的至少2组是聚焦透镜组，该至少2组聚焦透镜组在从广角端到远摄端的至少1个变焦位置处，从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时沿光轴移动；并且，该变焦透镜系统满足下述条件(1)：
0.1＜T1/fw＜1.5    ……(1)
(其中，
T1：最靠近物方而配置的透镜组在光轴上的厚度，
fw：整个系统在广角端的焦距)。
上述的一个目的通过下述的照相机系统来实现。即，本发明涉及一种照相机系统，具备含有变焦透镜系统的可换镜头装置以及照相机主体，该照相机主体经由照相机安装部与所述可换镜头装置能装卸地连接，并具有拍摄元件，该拍摄元件接收上述变焦透镜系统所形成的光学图像，并将该光学图像转换为电图像信号；所述变焦透镜系统是具有多组由至少1个透镜元件构成的透镜组的变焦透镜系统，该变焦透镜系统具备多组移动透镜组，该多组移动透镜组在拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下沿光轴独立地移动；在所述变焦时，最靠近物方而配置的透镜组相对于像面固定；所述移动透镜组中的至少2组是聚焦透镜组，该聚焦透镜组在从广角端到远摄端的至少1个变焦位置处，从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时沿光轴移动，并且，该变焦透镜系统满足下述条件(1)：
0.1＜T1/fw＜1.5    ……(1)
(其中，
T1：最靠近物方而配置的透镜组在光轴上的厚度，
fw：整个系统在广角端的焦距)。
发明效果：根据本发明，能够提供一种具有较高变焦比，伴随聚焦的像差变动小，尤其在近物聚焦状态下的各像差能够得到充分的补偿，从而在整个聚焦状态下的光学性能好，小型且轻量的变焦透镜系统，以及含有该变焦透镜系统的可换镜头装置和照相机系统。
附图说明
图1是示出实施方式1(实施例1)所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的透镜配置图。
图2是实施例1所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的纵向像差图。
图3是实施例1所涉及的变焦透镜系统的近物聚焦状态的纵向像差图。
图4是在实施例1所涉及的变焦透镜系统的远摄端，没有进行像模糊补偿的基本状态以及在像模糊补偿状态下的横向像差图。
图5是示出实施方式2(实施例2)所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的透镜配置图。
图6是实施例2所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的纵向像差图。
图7是实施例2所涉及的变焦透镜系统的近物聚焦状态的纵向像差图。
图8是在实施例2所涉及的变焦透镜系统的远摄端，没有进行像模糊补偿的基本状态以及在像模糊补偿状态下的横向像差图。
图9是示出实施方式3(实施例3)所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的透镜配置图。
图10是实施例3所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的纵向像差图。
图11是实施例3所涉及的变焦透镜系统的近物聚焦状态的纵向像差图。
图12是在实施例3所涉及的变焦透镜系统的远摄端，没有进行像模糊补偿的基本状态以及在像模糊补偿状态下的横向像差图。
图13是示出实施方式4(实施例4)所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的透镜配置图。
图14是实施例4所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的纵向像差图。
图15是实施例4所涉及的变焦透镜系统的近物聚焦状态的纵向像差图。
图16是在实施例4所涉及的变焦透镜系统的远摄端，没有进行像模糊补偿的基本状态以及在像模糊补偿状态下的横向像差图。
图17是示出实施方式5(实施例5)所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的透镜配置图。
图18是实施例5所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的纵向像差图。
图19是实施例5所涉及的变焦透镜系统的近物聚焦状态的纵向像差图。
图20是在实施例5所涉及的变焦透镜系统的远摄端，没有进行像模糊补偿的基本状态以及在像模糊补偿状态下的横向像差图。
图21是示出实施方式6(实施例6)所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的透镜配置图。
图22是实施例6所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的纵向像差图。
图23是实施例6所涉及的变焦透镜系统的近物聚焦状态的纵向像差图。
图24是在实施例6所涉及的变焦透镜系统的远摄端，没有进行像模糊补偿的基本状态以及在像模糊补偿状态下的横向像差图。
图25是实施方式7所涉及的镜头可换式数码照相机系统的大致结构图。
具体实施方式
(实施方式1～6)
图1、5、9、13、17及21是各个实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统的透镜配置图，均表示无穷远聚焦状态下的变焦透镜系统。
在各图中，(a)图表示广角端(最短焦距状态：焦距fw)的透镜结构，(b)图表示中间位置(中间焦距状态：焦距
Figure BSA00000459996500061
的透镜结构，(c)图表示远摄端(最长焦距状态：焦距fT)的透镜结构。并且，在各图中，设置在(a)图与(b)图之间的折线箭头是将广角端、中间位置、远摄端的各状态下的透镜组的位置从上到下依次连接而得到的直线。广角端与中间位置之间、中间位置与远摄端之间只是单纯地用直线连接的，与各透镜组的实际运动不同。
并且，在各图中，赋予透镜组的箭头表示从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态的聚焦，即，该箭头在图1及图5中表示后述的第2透镜组G2及第4透镜组G4从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时的移动方向；在图9及图13中表示后述的第2透镜组G2及第5透镜组G5从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时的移动方向；在图17及图21中表示后述的第2透镜组G2、第3透镜组G3及第5透镜组G5从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时的移动方向。此外，在这些图1、5、9、13、17及21中，由于在(a)图中标上了各个透镜组的标记，因此为了方便起见，在该各个透镜组的标记的下部附上了表示聚焦的箭头，以下将在各个实施方式中具体地说明各个透镜组在各个变焦状态下聚焦时的移动方向。
实施方式1～2所涉及的变焦透镜系统从物方到像方依次具备：具有正光焦度的第1透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3、具有负光焦度的第4透镜组G4以及具有正光焦度的第5透镜组G5。各个实施方式所涉及的变焦透镜系统中，在进行变焦时，为了使各个透镜组之间的间距，即，所述第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间距，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距，以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距都发生变化，而分别使第2透镜组G2及第4透镜组G4沿光轴方向移动。各个实施方式所涉及的变焦透镜系统通过将这些各个透镜组按规定的光焦度来配置，不仅能够保持高光学性能，而且能够实现透镜系统整体的小型化。
实施方式3～6所涉及的变焦透镜系统从物方到像方依次具备：具有正光焦度的第1透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、第3透镜组G3、具有正光焦度的第4透镜组G4、具有负光焦度的第5透镜组G5以及具有正光焦度的第6透镜组G6，并且，在实施方式3～4所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3具有正光焦度，在实施方式5～6所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3具有负光焦度。各个实施方式所涉及的变焦透镜系统中，在进行变焦时，为了使各个透镜组之间的间距，即，所述第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间距，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距，第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间距都发生变化，而分别使第2透镜组G2、第3透镜组G3及第5透镜组G5沿光轴方向移动。各个实施方式所涉及的变焦系统通过将这些各个透镜组按规定的光焦度来配置，不仅能够保持高光学性能，而且能够实现透镜系统整体的小型化。
此外，在图1、5、9、13、17及21中，赋予特定面的星号＊表示该面是非球面。并且，在各图中，赋予各透镜组的符号(+)及符号(-)对应于各透镜组的光焦度的标记。在各图中，位于最右侧的直线表示像面S的位置。
此外，如图1及图5所示，在第3透镜组G3中的第9透镜元件L9与第10透镜元件L10之间设置有孔径光阑A。并且，如图9及图13所示，在第4透镜组G4中最靠近物方侧，也就是在第11透镜元件L11的物方侧设置有孔径光阑A。此外，如图17及图21所示，在第4透镜组G4中的第7透镜元件L7与第8透镜元件L8之间设置有孔径光阑A。
如图1所示，实施方式1所涉及的变焦透镜系统中，第1透镜组G1从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第1透镜元件L1、双凸形状的第2透镜元件L2以及凸面朝向像方的正弯月形状的第3透镜元件L3。这些第1透镜元件L1、第2透镜元件L2与第3透镜元件L3接合。此外，第3透镜元件L3是由树脂等薄层形成的复合非球面透镜元件，其像方面为非球面。
实施方式1所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次包括：双凹形状的第4透镜元件L4、双凹形状的第5透镜元件L5以及凸面朝向物方的正弯月形状的第6透镜元件L6。其中，第5透镜元件L5的物方面为非球面。并且，如后述的数值实施例1所示，该第2透镜组G2是所有透镜组中光焦度的绝对值最大的透镜组。
此外，实施方式1所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的正弯月形状的第7透镜元件L7、凸面朝向物方的负弯月形状的第8透镜元件L8、凸面朝向物方的正弯月形状的第9透镜元件L9、双凸形状的第10透镜元件L10以及凸面朝向像方的负弯月形状的第11透镜元件L11。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，第10透镜元件L10与第11透镜元件L11接合。此外，第9透镜元件L9的像方面为非球面，第10透镜元件L10的物方面为非球面。并且，第9透镜元件L9与第10透镜元件L10之间设置有孔径光阑A。
此外，实施方式1所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第12透镜元件L12以及双凹形状的第13透镜元件L13。
此外，实施方式1所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5只包括双凸形状的第14透镜元件L14。该第14透镜元件L14的像方面为非球面。
此外，实施方式1所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3中的第10透镜元件L10和第11透镜元件L11相当于后述的、为了对像模糊进行光学补偿而相对于光轴在垂直方向上移动的像模糊补偿透镜组。
实施方式1所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，第2透镜组G2及第4透镜组G4单纯地向像方移动，第1透镜组G1、第3透镜组G3以及第5透镜组G5相对于像面S固定。即，在变焦时，分别使第2透镜组G2以及第4透镜组G4沿光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间距、以及第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距、以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距减小。
此外，实施方式1所涉及的变焦透镜系统中，从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第2透镜组G2在广角端不沿光轴移动，在除此以外的变焦状态下沿光轴向物方移动。并且，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第4透镜组G4在广角端沿光轴向像方移动，而在除此以外的变焦状态下沿光轴向物方移动。
如图5所示，实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第1透镜组G1从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第1透镜元件L1、双凸形状的第2透镜元件L2以及凸面朝向像方的正弯月形状的第3透镜元件L3。这些第1透镜元件L1、第2透镜元件L2与第3透镜元件L3接合。此外，第3透镜元件L3是由树脂等薄层形成的复合非球面透镜元件，其像方面为非球面。
实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次包括：双凹形状的第4透镜元件L4、双凹形状的第5透镜元件L5以及凸面朝向物方的正弯月形状的第6透镜元件L6。其中，第5透镜元件L5的物方侧面为非球面。并且，如后述的数值实施例2所示，该第2透镜组G2是所有透镜组中光焦度的绝对值最大的透镜组。
此外，实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的正弯月形状的第7透镜元件L7、凸面朝向物方的负弯月形状的第8透镜元件L8、凸面朝向物方的正弯月形状的第9透镜元件L9、双凸形状的第10透镜元件L10以及凸面朝向像方的负弯月形状的第11透镜元件L11。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，第10透镜元件L10与第11透镜元件L11接合。此外，第9透镜元件L9的像方面为非球面，第10透镜元件L10的物方面为非球面。并且，第9透镜元件L9与第10透镜元件L10之间设置有孔径光阑A。
此外，实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第12透镜元件L12以及双凹形状的第13透镜元件L13。
此外，实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5只包括双凸形状的第14透镜元件L14。该第14透镜元件L14的像方面为非球面。
此外，实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3中的第10透镜元件L10和第11透镜元件L11相当于后述的、为了对像模糊进行光学补偿而相对于光轴在垂直方向上移动的像模糊补偿透镜组。
实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，第2透镜组G2与第4透镜组G4单纯地向像方移动，第1透镜组G1、第3透镜组G3以及第5透镜组G5相对于像面S固定。即，在变焦时，分别使第2透镜组G2以及第4透镜组G4沿光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间距、以及第3透镜组与第4透镜组之间的间距增大，使第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距、以及第4透镜组与第5透镜组之间的间距减小。
此外，实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第2透镜组G2在广角端不沿光轴移动，而在除此以外的变焦状态下沿光轴向物方移动。并且，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第4透镜组G4在广角端沿光轴向像方移动，在除此以外的变焦状态下沿光轴向物方移动。
如图9所示，实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第1透镜组G1从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第1透镜元件L1、双凸形状的第2透镜元件L2以及凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3。其中，第1透镜元件L1与第2透镜元件L2接合。
实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次包括：凸面朝向像方的正弯月形状的第4透镜元件L4、双凹形状的第5透镜元件L5、双凹形状的第6透镜元件L6以及双凸形状的第7透镜元件L7。其中，第4透镜元件L4与第5透镜元件L5接合。并且，第4透镜元件L4是由树脂等薄层形成的复合非球面透镜元件，其物方面为非球面。此外，如后述的数值实施例3所示，该第2透镜组G2是所有透镜组中光焦度的绝对值最大的透镜组。
此外，实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次包括：双凸形状的第8透镜元件L8、凸面朝向物方的负弯月形状的第9透镜元件L9、双凸形状的第10透镜元件L10。其中，第9透镜元件L9与第10透镜元件L10接合。并且，第8透镜元件L8的两面为非球面。
此外，实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4从物方到像方依次包括：双凸形状的第11透镜元件L11、凸面朝向像方的负弯月形状的第12透镜元件L12。这些第11透镜元件L11与第12透镜元件L12接合。并且，第11透镜元件L11的物方面为非球面。此外，第11透镜元件L11的物方侧设置有孔径光阑A。
此外，实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第13透镜元件L13、双凹形状的第14透镜元件L14、双凸形状的第15透镜元件L15、双凸形状的第16透镜元件L16。其中，第14透镜元件L14与第15透镜元件L15接合。并且，第16透镜元件L16的两面为非球面。
此外，实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第6透镜组G6只包括凸面朝向物方的正弯月形状的第17透镜元件L17。该第17透镜元件L17的两面为非球面。
此外，实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4中的第11透镜元件L11和第12透镜元件L12相当于后述的、为了对像模糊进行光学补偿而相对于光轴在垂直方向上移动的像模糊补偿透镜组。
实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，第2透镜组G2单纯地向像方移动，第3透镜组G3向物方描绘凸的轨迹移动，第5透镜组G5向像方描绘凸的轨迹移动，从而该第5透镜组G5在远摄端的位置比在广角端的位置更靠近像方。并且，第1透镜组G1、第4透镜组G4以及第6透镜组G6相对于像面S固定。即，在变焦时，分别使第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第5透镜组G5沿光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间距、以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距增大，使第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距、以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间距减小。
此外，实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第2透镜组G2在广角端不沿光轴移动，而在除此以外的变焦状态下沿光轴向物方移动。并且，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第5透镜组G5在广角端以及远摄端沿光轴向像方移动，而在除此以外的变焦状态下沿光轴向物方移动。
如图13所示，实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第1透镜组G1从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第1透镜元件L1、双凸形状的第2透镜元件L2以及凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3。其中，第1透镜元件L1与第2透镜元件L2接合。
实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次包括：凸面朝向像方的负弯月形状的第4透镜元件L4、双凹形状的第5透镜元件L5、双凹形状的第6透镜元件L6以及双凸形状的第7透镜元件L7。其中，第4透镜元件L4与第5透镜元件L5接合。并且，第4透镜元件L4是由树脂等薄层形成的复合非球面透镜元件，其物方面为非球面。此外，如后述的数值实施例4所示，该第2透镜组G2是所有透镜组中光焦度的绝对值最大的透镜组。
此外，实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次包括：双凸形状的第8透镜元件L8、凸面朝向物方的负弯月形状的第9透镜元件L9、双凸形状的第10透镜元件L10。其中，第9透镜元件L9与第10透镜元件L10接合。并且，第8透镜元件L8的两面为非球面。
此外，实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4从物方到像方依次包括：双凸形状的第11透镜元件L11、凸面朝向像方的负弯月形状的第12透镜元件L12。这些第11透镜元件L11与第12透镜元件L12接合。并且，第11透镜元件L11的物方面为非球面。此外，第11透镜元件L11的物方侧设置有孔径光阑A。
此外，实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第13透镜元件L13、双凹形状的第14透镜元件L14、双凸形状的第15透镜元件L15、双凸形状的第16透镜元件L16。其中，第14透镜元件L14与第15透镜元件L15接合。并且，第16透镜元件L16的两面为非球面。
此外，实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第6透镜组G6只包括凸面朝向物方的正弯月形状的第17透镜元件L17。该第17透镜元件L17的两面为非球面。
此外，实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4中的第11透镜元件L11和第12透镜元件L12相当于后述的、为了对像模糊进行光学补偿而相对于光轴在垂直方向上移动的像模糊补偿透镜组。
实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，第2透镜组G2单纯地向像方移动，第3透镜组G3向物方描绘凸的轨迹移动，第5透镜组G5向像方描绘凸的轨迹移动，从而该第5透镜组G5在远摄端的位置比在广角端的位置更靠近像方。并且，第1透镜组G1、第4透镜组G4以及第6透镜组G6相对于像面S固定。即，在变焦时，分别使第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第5透镜组G5沿光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间距、以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距增大，使第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距、以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间距减小。
此外，实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第2透镜组G2在广角端不沿光轴移动，在除此以外的变焦状态下沿光轴向物方移动。并且，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第5透镜组G5在任何变焦状态下都沿光轴向像方移动。
如图17所示，实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第1透镜组G1从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第1透镜元件L1、双凸形状的第2透镜元件L2以及双凸形状的第3透镜元件L3。其中，第1透镜元件L1与第2透镜元件L2接合。
实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第4透镜元件L4、凸面朝向物方的正弯月形状的第5透镜元件L5。这些第4透镜元件L4与第5透镜元件L5接合。
此外，实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3只包括双凹形状的第6透镜元件L6。
此外，实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4从物方到像方依次包括：双凸形状的第7透镜元件L7、凸面朝向物方的负弯月形状的第8透镜元件L8、凸面朝向物方的正弯月形状的第9透镜元件L9、双凸形状的第10透镜元件L10以及凸面朝向像方的负弯月形状的第11透镜元件L11。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，第10透镜元件L10与第11透镜元件L11接合。此外，第7透镜元件L7的两面为非球面，第10透镜元件L10的物方面为非球面。并且，第7透镜元件L7与第8透镜元件L8之间设置有孔径光阑A。
此外，实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第12透镜元件L12、双凹形状的第13透镜元件L13、双凸形状的第14透镜元件L14、凸面朝向物方的负弯月形状的第15透镜元件L15。其中，第13透镜元件L13与第14透镜元件L14接合。并且，如后述的数值实施例5所示，该第5透镜组G5是所有透镜组中光焦度的绝对值最大的透镜组。
此外，实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第6透镜组G6只包括凸面朝向物方的正弯月形状的第16透镜元件L16。
此外，实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4中的第10透镜元件L10和第11透镜元件L11相当于后述的、为了对像模糊进行光学补偿而相对于光轴在垂直方向上移动的像模糊补偿透镜组。
实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，第2透镜组G2及第3透镜组G3单纯地向像方移动，第5透镜组G5向像方描绘凸的轨迹向物方移动。并且，第1透镜组G1、第4透镜组G4以及第6透镜组G6相对于像面S固定。即，在变焦时，分别使第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第5透镜组G5沿光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间距、以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间距增大，使第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距、以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距减小。
此外，实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第2透镜组G2在远摄端沿光轴向物方移动，在除此以外的变焦状态下不沿光轴移动。并且，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第3透镜组G3在任何变焦状态下都沿光轴向物方移动。并且，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第5透镜组G5在广角端不沿光轴移动，而在除此以外的变焦状态下沿光轴向像方移动。
如图21所示，实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第1透镜组G1从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第1透镜元件L1、双凸形状的第2透镜元件L2以及双凸形状的第3透镜元件L3。其中，第1透镜元件L1与第2透镜元件L2接合。
实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第4透镜元件L4、凸面朝向物方的正弯月形状的第5透镜元件L5。其中，第4透镜元件L4与第5透镜元件L5接合。
此外，实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3只包括双凹形状的第6透镜元件L6。
此外，实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4从物方到像方依次包括：双凸形状的第7透镜元件L7、凸面朝向物方的负弯月形状的第8透镜元件L8、凸面朝向物方的正弯月形状的第9透镜元件L9、双凸形状的第10透镜元件L10以及凸面朝向像方的负弯月形状的第11透镜元件L11。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，第10透镜元件L10与第11透镜元件L11接合。此外，第7透镜元件L7的两面为非球面，第10透镜元件L10的物方面为非球面。并且，第7透镜元件L7与第8透镜元件L8之间设置有孔径光阑A。
此外，实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5从物方到像方依次包括：凸面朝向物方的负弯月形状的第12透镜元件L12、双凹形状的第13透镜元件L13、双凸形状的第14透镜元件L14、凸面朝向物方的负弯月形状的第15透镜元件L15。其中，第13透镜元件L13与第14透镜元件L14接合。并且，如后述的数值实施例6所示，该第5透镜组G5是所有透镜组中光焦度的绝对值最大的透镜组。
此外，实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第6透镜组G6只包括凸面朝向物方的正弯月形状的第16透镜元件L16。
此外，实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4中的第10透镜元件L10和第11透镜元件L11相当于后述的、为了对像模糊进行光学补偿而相对于光轴在垂直方向上移动的像模糊补偿透镜组。
实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，第2透镜组G2及第3透镜组G3单纯地向像方移动，第5透镜组G5朝像方描绘凸的轨迹向物方移动。并且，第1透镜组G1、第4透镜组G4以及第6透镜组G6相对于像面S固定。即，在变焦时，分别使第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第5透镜组G5沿光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间距、以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间距增大，使第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距、以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距减小。
此外，实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第2透镜组G2在远摄端沿光轴向物方移动，在除此以外的变焦状态下不沿光轴移动。并且，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第3透镜组G3在任何变焦状态下都沿光轴向物方移动。并且，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，第5透镜组G5在广角端不沿光轴移动，在除此以外的变焦状态下沿光轴向像方移动。
实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统具备相对于光轴在垂直方向上移动的像模糊补偿透镜组。通过该像模糊补偿透镜组，能够对因整个系统的振动而导致的像点移动进行补偿，也就是能够对起因于手抖动、振动等的像模糊进行光学补偿。
在对因整个系统的振动而导致的像点移动进行补偿时，如此通过使像模糊补偿透镜组沿与光轴正交的方向移动，不仅能够抑制变焦透镜系统整体的大型化，使其结构紧凑，而且能够在维持彗形像差或像散小的优良成像特性的情况下来进行像模糊的补偿。
此外，本发明中的像模糊补偿透镜组可以是1组透镜组，在1组透镜组由多个透镜元件构成的情况下，本发明的像模糊补偿透镜组既可以是该多个透镜元件中的任意一个透镜元件，也可以是相邻的多个透镜元件。
实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统具有多组移动透镜组，该多组移动透镜组在拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，沿光轴独立地移动，但由于最靠近物方而配置的透镜组，即第1透镜组G1相对于像面固定，因此能够实现移动透镜组的轻量化，并能够廉价地配置驱动器。此外，不仅能够抑制变焦时产生噪音，而且由于镜头的总长不变，因而还具有用户容易操作，并能够充分防御尘埃等进入透镜系统内的优点。
实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统由于在像模糊补偿透镜组的物方及像方分别具备至少1个聚焦透镜组，因而具有的优点是容易配置驱动器，并能够减小透镜镜筒直径。
在实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统中，由于聚焦透镜组中的一组是所有透镜组中光焦度的绝对值最大的透镜组，因而聚焦时的透镜移动量变小，从而具有能够促进聚焦的高速化、变焦系统的小型化的优点。
在实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，由于像模糊补偿透镜组相对于像面固定，因而能够抑制变焦透镜系统整体的大型化，使其结构紧凑。此外，由于不使含有重量大的像模糊补偿透镜组的单元移动，因而具有能够廉价地配置驱动器的优点。
在实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，由于具有孔径光阑的透镜组，即实施方式1～2中的第3透镜组G3，实施方式3～6中的第4透镜组G4相对于像面固定，从而不使包括重量大的且具有孔径光阑的透镜组的单元移动，因而具有能够廉价地配置驱动器的优点。
在实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，由于最靠近像方而配置的透镜组，即实施方式1～2中的第5透镜组G5，实施方式3～6中的第6透镜组G6相对于像面固定，因而具有能够充分防御尘埃等进入透镜系统内的优点。
在实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统中，由于最靠近物方而配置的透镜组，即第1透镜组G1具有正光焦度，因而不仅具有能够缩小透镜系统的优点，而且还具有的优点是能够减小因透镜元件的偏心而引起的像差产生量。
在实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统中，拍摄时在从广角端到远摄端的相同变焦位置处，从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，由于1组聚焦透镜组的移动量与其它聚焦透镜组的移动量之比，在任意物距都相同，所以具有能够容易地控制聚焦的优点。
实施方式1～4所涉及的变焦透镜系统中，由于在最靠近物方而配置的透镜组的像方侧间隔2个空气间距而配置的透镜组中，即，在第3透镜组G3中或在第3透镜组G3的像方具有孔径光阑，因而光圈直径变小，从而具有能够减小孔径光阑的单元的优点。此外，由于孔径光阑不位于第3透镜组G3的物方，因而能够在远摄端使第2透镜组G2与第3透镜组G3接近，从而具有的优点是在远摄端的像差补偿变得容易。并且，由于直径容易变大的孔径光阑的单元远离第2透镜组G2而设置，因而容易配置第2透镜组G2驱动器，从而具有的优点是能够实现透镜镜筒的直径方向的小型化。
此外，实施方式1～2所涉及的变焦透镜系统是具备第1透镜组G1～第5透镜组G5的5组结构，实施方式3～6所涉及的变焦透镜系统是具备第1透镜组G1～第6透镜组G6的6组结构，但在本发明中，只要具有多个移动透镜组，在变焦时最靠近物方而配置的透镜组相对于像面固定，且移动透镜组中的至少2组是聚焦透镜组，对构成变焦透镜系统的透镜组的数量并不特别地限制。此外，对构成变焦透镜系统的各个透镜组的光焦度也没有特别的限制。
以下，对满足如实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统那样的变焦透镜系统的优选条件进行说明。此外，对各个实施方式所涉及的变焦透镜系统规定了多个优选条件，能够满足这些所有的多个条件的变焦透镜系统的结构是最理想的。但是，也可以通过满足个别的条件来实现具有与之相应的效果的变焦透镜系统。
例如，一种变焦透镜系统是如实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统那样，具有多组由至少1个透镜元件构成的透镜组的变焦透镜系统，该变焦透镜系统的结构如下：具有多组移动透镜组，该移动透镜组在拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下沿光轴独立地移动，在所述变焦时，最靠近物方而配置的透镜组相对于像面固定，所述移动透镜组中的至少2组是聚焦透镜组，该至少2组聚焦透镜组在从广角端到远摄端中的至少1个变焦位置处，在从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时沿光轴移动(以下，将该透镜结构称为实施方式的基本结构)。该变焦透镜系统满足以下的条件(1)：
0.1＜T1/fw＜1.5    ……(1)
其中，
T1：最靠近物方而配置的透镜组在光轴上的厚度，
fw：整个系统在广角端的焦距。
上述条件(1)规定了最靠近物方而配置的透镜组，即第1透镜组在光轴上的厚度与整个透镜系统在广角端的焦距之间的关系。若低于条件(1)的下限，则不能够增大第1透镜组的光焦度，从而导致变焦透镜系统的大型化。相反地，若超过条件(1)的上限，则第1透镜组的厚度增大，从而还是会导致变焦透镜系统的大型化。
此外，若能进一步满足以下的条件(1)’及(1)”中的至少一个，则能够使上述效果进一步地奏效。
0.17＜T1/fw    ……(1)’
T1/fw＜1.20    ……(1)”
例如如实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统那样的、具有基本结构的变焦透镜系统最好是满足以下的条件(2)：
0.1＜(T1+T2)/fw＜2.5    ……(2)
其中，
T1：最靠近物方而配置的透镜组在光轴上的厚度，
T2：在最靠近物方而配置的透镜组的像方，间隔1个空气间距而配置的透镜组在光轴上的厚度，
fw：整个系统在广角端的焦距。
上述条件(2)规定最靠近物方而配置的透镜组，即第1透镜组在光轴上的厚度与紧接其像方而配置的透镜组即第2透镜组在光轴上的厚度之和、与整个透镜系统在广角端的焦距之间的关系。若低于条件(2)的下限，则不能够增大透镜组的光焦度，从而可能导致变焦透镜系统的大型化。相反地，若超过条件(2)的上限，则透镜组的厚度增大，从而还是可能会导致变焦透镜系统的大型化。
此外，若能进一步满足以下的条件(2)’-1或(2)’-2，以及(2)”-1或(2)”-2中的至少一个，则能够使上述效果进一步地奏效。
0.20＜(T1+T2)/fw    ……(2)’-1
0.25＜(T1+T2)/fw    ……(2)’-2
(T1+T2)/fw＜2.0     ……(2)”-1
(T1+T2)/fw＜1.5     ……(2)”-2
例如，如实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统那样的变焦透镜系统，具有基本结构，并且，至少1组聚焦透镜组具有至少1个具有正光焦度的透镜元件和至少1个具有负光焦度的透镜元件，该变焦透镜系统最好满足以下的条件(3)：
νp-νn＜0    ……(3)
其中，
νp：具有正光焦度的透镜元件相对于d线的阿贝数的平均值，
νn：具有负光焦度的透镜元件相对于d线的阿贝数的平均值。
上述条件(3)规定至少1个构成聚焦透镜组的正透镜元件与负透镜元件之间的阿贝数的关系。若满足条件(3)，即，若正透镜元件的阿贝数的平均值小于负透镜元件的阿贝数的平均值，则即使物距发生变化，各像差，尤其是色像差的变动也不会增大。
此外，若能进一步满足以下的条件(3)’及(3)”中的至少一个，则能够使上述效果进一步地奏效。
νp-νn＜-10.0    ……(3)’
-50.0＜νp-νn    ……(3)”
构成实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统的各个透镜组仅由通过折射来使入射光线偏转的折射型透镜元件(即，在具有不同折射率的介质之间的界面上进行偏转的类型的透镜元件)来构成的，但本发明并不局限于此。例如，也可以由通过衍射来使入射光线偏转的衍射型透镜元件，或通过组合衍射作用和折射作用来使入射光线偏转的折射/衍射混合型透镜元件，或通过介质内的折射率分布来使入射光线偏转的折射率分布型透镜元件等来构成各个透镜组。特别是在折射/衍射混合型透镜元件中，若在折射率不同的介质的界面形成衍射结构，则能够改善衍射效率的波长依赖性，因此是优选的。
(实施方式7)
图25是实施方式7所涉及的镜头可换式数码照相机系统的概要结构图。
本实施方式7所涉及的镜头可换式数码照相机系统100包括照相机主体101和可自由装卸地连接在照相机主体101上的可换镜头装置201。
照相机主体101包括拍摄元件102、液晶显视器103和照相机安装部104，该拍摄元件102接收由可换镜头装置201的变焦透镜系统202所形成的光学图像，将其变换为电图像信号，该液晶显视器103对由拍摄元件102所转换的图像信号进行显示。可换镜头装置201包括实施方式1～6中任一实施方式所涉及的变焦透镜系统202、保持变焦透镜系统202的镜筒203和连接在照相机主体的照相机安装部104上的镜头安装部204。照相机安装部104及镜头安装部204不仅进行物理连接，而且还可以发挥接口的作用，使照相机主体101内的控制器(无图示)与可换镜头装置201内的控制器(无图示)实现电连接，从而使彼此进行信号的交换。此外，图25中示出的是将实施方式1所涉及的变焦透镜系统用作变焦透镜系统202的情况。
在本实施方式7中，由于使用的是实施方式1～6中任一实施方式所涉及的任意变焦透镜系统202，从而以低成本便能够实现结构紧凑，且具有优良成像性能的可换镜头装置。此外，能够使本实施方式7所涉及的照相机系统100的整体实现小型化及低成本化。并且，这些实施方式1～6中所涉及的变焦透镜系统不需要使用所有的变焦域。即，也可以根据期望的变焦域，来相应地取出光学性能得到保证的范围，从而作为倍率比以下的对应数值实施例1～6所说明的变焦透镜系统低的低倍率变焦透镜系统来使用。
以下，对具体实施实施方式1～6所涉及的变焦透镜系统的数值实施例进行说明。另外，在各数值实施例中，表中的长度单位均为“mm”，视角单位均为“°”。并且，在各数值实施例中，r是曲率半径，d是面间距，nd是相对于d线的折射率，νd是相对于d线的阿贝数。在各数值实施例中，标注有星号＊的面是非球面，用下面的式子定义非球面形状。
(式1)
Z = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + κ ) ( h / r ) 2 + Σ A n h n
其中，
Z：从距光轴的高度为h的非球面上的点到与非球面顶点相切的平面为止的距离；
h：距光轴的高度；
r：顶点曲率半径；
κ：圆锥常数；
An：n次非球面系数。
图2、6、10、14、18及22分别是各个数值实施例1～6所涉及的变焦透镜系统的无穷远聚焦状态的纵向像差图。
此外，图3、7、11、15、19及23是各个数值实施例1～6所涉及的变焦透镜系统的近物聚焦状态的纵向像差图。并且，各个实施例中的物距如下：在实施例1～2中为896mm，在实施例3～4中为854mm，在实施例5～6中为881mm。
在各纵向像差图中，(a)图表示广角端，(b)图表示中间位置，(c)图表示远摄端的各个像差。各个纵向像差图从左依次表示球面像差(SA(mm))、像散AST(mm))、畸变像差(DIS(％))。在球面像差图中，纵轴表示F值(在图中，用F表示)，实线是d线(d-line)特性，短虚线是F线(F-line)特性，长虚线是C线(C-line)特性。在像散图中，纵轴表示像高(在图中，用H表示)，实线是弧矢像面(在图中，用s表示)特性，虚线是子午平面(在图中，用m表示)特性。在畸变像差图中，纵轴表示像高(在图中，用H表示)。
图4、8、12、16、20及24分别是各个数值实施例1～6所涉及的变焦透镜系统在远摄端的横向像差图。
在各个横向像差图中，上段3个像差图对应于远摄端中的没有进行像模糊补偿的基本状态，下段3个像差图对应于使像模糊补偿透镜组(实施例1～2：第3透镜组G3的第10透镜元件L10及第11透镜元件L11；实施例3～4：第4透镜组G4的第11透镜元件L11及第12透镜元件L12；实施例5～6：第4透镜组G4的第10透镜元件L10及第11透镜元件L11)沿垂直于光轴的方向移动规定量后的、在远摄端的像模糊补偿状态。基本状态的各个横向像差图中，上段对应于最大像高的70％像点的横向像差，中段对应于轴上像点的横向像差，下段对应于最大像高的-70％像点的横向像差。像模糊补偿状态的各个横向像差图中，上段对应于最大像高的70％像点的横向像差，中段对应于轴上像点的横向像差，下段对应于最大像高的-70％像点的横向像差。在各个横向像差图中，横轴表示光瞳面上的距主光线的距离，实线是d线(d-line)特性，短虚线是F线(F-line)特性，长虚线是C线(C-line)特性。另外，在各个横向像差图中，使子午平面为包含第1透镜组G1的光轴和第3透镜组G3(实施例1～2)的光轴的平面，或者为包含第1透镜组G1的光轴和第4透镜组G4(实施例3～6)的光轴的平面。
另外，各个实施例的变焦透镜系统中，像模糊补偿透镜组在远摄端中的像模糊补偿状态下朝向垂直于光轴的方向移动的移动量如下所示：
Figure BSA00000459996500251
在拍摄距离为∞且在远摄端时，变焦透镜系统仅倾斜0.3°的情况下的像偏心量等于像模糊补偿透镜组在垂直于光轴的方向上仅平移上述各值时的像偏心量。
从各个横向像差图可以得知，轴上像点的横向像差的对称性良好。此外，在基本状态下比较+70％像点的横向像差与-70％像点的横向像差时，它们的弯曲度都小，且像差曲线的倾斜度几乎相等，由此可知彗形像差、像散小。这意味着即使在像模糊补偿状态下也能够获得充分的成像性能。此外，在变焦系统的像模糊补偿角相同的情况下，随着变焦透镜系统整体的焦距变短，像模糊补偿所需的平移量减少。因此，在任何变焦位置，对于角度是到0.3°为止的像模糊补偿角，都能够在不降低成像特性的情况下进行充分的像模糊补偿。
(数值实施例1)
数值实施例1的变焦透镜系统与图1所示的实施方式1对应。表1示出数值实施例1的变焦透镜系统的面数据；表2示出非球面数据；表3示出无穷远聚焦状态下的各种数据；表4示出近物聚焦状态下的各种数据。
表1(面数据surface data)
Figure BSA00000459996500261
Figure BSA00000459996500271
表2(非球面数据)
第4面
K＝0.00000E+00，A4＝1.59175E-06，A6＝-5.65531E-10，
A8＝-8.27315E-13，A10＝1.92113E-15
第7面
K＝0.00000E+00，A4＝1.15853E-05，A6＝-1.83673E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第15面
K＝0.00000E+00，A4＝5.82942E-05，A6＝2.22556E-07，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第17面
K＝0.00000E+00，A4＝-2.92912E-05，A6＝7.90138E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第25面
K＝0.00000E+00，A4＝2.74726E-05，A6＝-2.32111E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
表3(无穷远聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500272
Figure BSA00000459996500281
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500282
表4(近物聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500283
Figure BSA00000459996500291
变焦透镜组数据
(数值实施例2)
数值实施例2的变焦透镜系统与图5所示的实施方式2对应。表5示出数值实施例2的变焦透镜系统的面数据；表6示出非球面数据；表7示出无穷远聚焦状态下的各种数据；表8示出近物聚焦状态下的各种数据。
表5(面数据)
Figure BSA00000459996500293
Figure BSA00000459996500301
表6(非球面数据)
第4面
K＝0.00000E+00，A4＝1.75040E-06，A6＝-3.78270E-10，
A8＝-2.13675E-12，A10＝4.12655E-15
第7面
K＝0.00000E+00，A4＝1.11950E-05，A6＝-1.53738E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第15面
K＝0.00000E+00，A4＝5.64172E-05，A6＝1.87513E-07，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第17面
K＝0.00000E+00，A4＝-2.72386E-05，A6＝7.50074E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第25面
K＝0.00000E+00，A4＝2.37053E-05，A6＝-2.00013E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
表7(无穷远聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500311
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500312
Figure BSA00000459996500321
表8(近物聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500322
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500323
(数值实施例3)
数值实施例3的变焦透镜系统与图9所示的实施方式3对应。表9示出数值实施例3的变焦透镜系统的面数据；表10示出非球面数据；表11示出无穷远聚焦状态下的各种数据；表12示出近物聚焦状态下的各种数据。
表9(面数据)
Figure BSA00000459996500331
Figure BSA00000459996500341
表10(非球面数据)
第6面
K＝0.00000E+00，A4＝2.01530E-05，A6＝-3.19211E-08，
A8＝-6.43627E-10
A10＝3.55147E-12，A12＝2.66776E-24，A14＝-2.26298E-28
第13面
K＝0.00000E+00，A4＝-9.57249E-06，A6＝9.88186E-09，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第14面
K＝0.00000E+00，A4＝1.06524E-05，A6＝1.33013E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第19面
K＝0.00000E+00，A4＝-8.77083E-06，A6＝3.14909E-08，
A8＝-6.84306E-10
A10＝8.56895E-12，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00
第27面
K＝0.00000E+00，A4＝4.46319E-05，A6＝6.77191E-09，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第28面
K＝0.00000E+00，A4＝1.34658E-05，A6＝1.49028E-07，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第29面
K＝0.00000E+00，A4＝1.01972E-05，A6＝-1.03884E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第30面
K＝0.00000E+00，A4＝3.97637E-05，A6＝-7.00288E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
表11(无穷远聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500351
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500362
表12(近物聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500371
变焦透镜组数据
(数值实施例4)
数值实施例4的变焦透镜系统与图13所示的实施方式4对应。表13示出数值实施例4的变焦透镜系统的面数据；表14示出非球面数据；表15示出无穷远聚焦状态下的各种数据；表16示出近物聚焦状态下的各种数据。
表13(面数据)
Figure BSA00000459996500373
Figure BSA00000459996500381
表14(非球面数据)
第6面
K＝0.00000E+00，A4＝2.10416E-05，A6＝-2.92860E-08，
A8＝-6.98171E-10，A10＝4.08074E-12，A12＝1.73740E-24，
A14＝-2.70044E-28
第13面
K＝0.00000E+00，A4＝-9.93011E-06，A6＝5.89524E-09，
A8＝0.00000E+00A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第14面
K＝0.00000E+00，A4＝1.13075E-05，A6＝1.02487E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第19面
K＝0.00000E+00，A4＝-1.01537E-05，A6＝1.79066E-08，
A8＝-3.49077E-10，A10＝4.27140E-12，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第27面
K＝0.00000E+00，A4＝4.25046E-05，A6＝2.21671E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第28面
K＝0.00000E+00，A4＝1.79639E-05，A6＝1.43785E-07，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第29面
K＝0.00000E+00，A4＝3.72666E-06，A6＝-3.41007E-09，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
第30面
K＝0.00000E+00，A4＝2.71450E-05，A6＝-4.05670E-08，
A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，
A14＝0.00000E+00
表15(无穷远聚焦状态下的各种数据)
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500402
Figure BSA00000459996500411
表16(近物聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500412
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500413
Figure BSA00000459996500421
(数值实施例5)
数值实施例5的变焦透镜系统与图17所示的实施方式5对应。表17示出数值实施例5的变焦透镜系统的面数据；表18示出非球面数据；表19示出无穷远聚焦状态下的各种数据；表20示出近物聚焦状态下的各种数据。
表17(面数据)
Figure BSA00000459996500422
Figure BSA00000459996500431
表18(非球面数据)
第11面
K＝0.00000E+00，A4＝-9.71527E-06，A6＝-7.84804E-09
第12面
K＝0.00000E+00，A4＝3.99238E-06，A6＝1.21228E-08
第17面
K＝0.00000E+00，A4＝-2.08789E-05，A6＝-3.79883E-10
表19(无穷远聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500441
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500442
表20(近物聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500443
Figure BSA00000459996500451
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500452
(数值实施例6)
数值实施例6的变焦透镜系统与图21所示的实施方式6对应。表21示出数值实施例6的变焦透镜系统的面数据；表22示出非球面数据；表23示出无穷远聚焦状态下的各种数据；表24示出近物聚焦状态下的各种数据。
表21(面数据)
Figure BSA00000459996500453
Figure BSA00000459996500461
表22(非球面数据)
第11面
K＝0.00000E+00，A4＝-1.02115E-05，A6＝-1.05302E-08
第12面
K＝0.00000E+00，A4＝3.20166E-06，A6＝1.24871E-08
第17面
K＝0.00000E+00，A4＝-2.23016E-05，A6＝2.24085E-09
表23(无穷远聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500471
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500472
Figure BSA00000459996500481
表24(近物聚焦状态下的各种数据)
Figure BSA00000459996500482
变焦透镜组数据
Figure BSA00000459996500483
Figure BSA00000459996500491
下表25示出各个数值实施例的变焦透镜系统中、各条件的对应值。
表25(条件的对应值)
工业实用性
本发明所涉及的变焦透镜系统适用于如下数字输入装置：数码相机、数码摄像机、便携式电话设备的照相机、PDA(Personal Digital Assistance)的照相机、监视系统中的电子眼、Web照相机、车载照相机等，特别适用于数码相机、数码摄像机等要求高画质的摄影光学系统。
此外，本发明的变焦透镜系统也可以应用在本发明的可换镜头装置中，或数码摄像机系统所具备的、搭载有通过电动机来驱动变焦透镜系统的电动变焦功能的可换镜头装置中。

Claims (14)

1.一种变焦透镜系统，具有多组由至少1个透镜元件构成的透镜组，其特征在于：
该变焦透镜系统具备多组移动透镜组，拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，该多组移动透镜组沿光轴独立地移动，
在所述变焦时，最靠近物方而配置的透镜组相对于像面固定，并且，
所述移动透镜组中的至少2组是聚焦透镜组，在从广角端到远摄端的至少1个变焦位置处，从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚焦时，该至少2组聚焦透镜组沿光轴移动，
该变焦透镜系统满足下述条件(1)：
0.1＜T1/fw＜1.5        ……(1)
其中，
T1：最靠近物方而配置的透镜组在光轴上的厚度，
fw：整个系统在广角端的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，具备：
为了对像模糊进行光学补偿而在光轴的垂直方向上移动的像模糊补偿透镜组。
3.根据权利要求2所述的变焦透镜系统，其特征在于：
在像模糊补偿透镜组的物方及像方分别具备至少1组聚焦透镜组。
4.根据权利要求2所述的变焦透镜系统，其特征在于：
拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，像模糊补偿透镜组相对于像面固定。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于：
聚焦透镜组中的1组是所有透镜组中光焦度的绝对值最大的透镜组。
6.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于：
拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，具有孔径光阑的透镜组相对于像面固定。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于：
拍摄时在从广角端向远摄端变焦的情况下，最靠近像方而配置的透镜组相对于像面固定。
8.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于：
最靠近物方而配置的透镜组具有正光焦度。
9.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于：
拍摄时在从广角端到远摄端的相同变焦位置处，从无穷远聚焦状态向近物聚焦状态聚集时，1组聚焦透镜组的移动量与其它聚焦透镜组的移动量之比，在任意物距都相同。
10.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于：
在最靠近物方而配置的透镜组的像方间隔2个空气间距而配置的透镜组内具有孔径光阑，或者在该透镜组的像方具有孔径光阑。
11.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于：
权利要求1所述的变焦透镜系统满足下述条件(2)：
0.1＜(T1+T2)/fw＜2.5        ……(2)
其中，
T1：最靠近物方而配置的透镜组在光轴上的厚度，
T2：在最靠近物方而配置的透镜组的像方间隔1个空气间距而配置的透镜组在光轴上的厚度，
fw：整个系统在广角端的焦距。
12.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于：
至少1组聚焦透镜组具有至少1个具有正光焦度的透镜元件和至少1个具有负光焦度的透镜元件，并且，满足下述条件(3)：
νp-νn＜0……(3)
其中，
νp：具有正光焦度的透镜元件相对于d线的阿贝数的平均值，
νn：具有负光焦度的透镜元件相对于d线的阿贝数的平均值。
13.一种可换镜头装置，其特征在于，具备：
权利要求1所述的变焦透镜系统；以及
镜头安装部，与具有拍摄元件的照相机主体连接在一起，该拍摄元件接收所述变焦透镜系统所形成的光学图像，并将该光学图像转换为电图像信号。
14.一种照相机系统，其特征在于，具备：
可换镜头装置，含有权利要求1所述的变焦透镜系统，以及，
照相机主体，经由照相机安装部与所述可换镜头装置能装卸地连接，并具有拍摄元件，该拍摄元件接收所述变焦透镜系统所形成的光学图像，并将该光学图像转换为电图像信号。
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