CN104769477B - 可变放大率光学系统、光学装置以及可变放大率光学系统的生产方法 - Google Patents

可变放大率光学系统、光学装置以及可变放大率光学系统的生产方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种可变放大率光学系统，其从物体侧开始依次具有：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。由于在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变，并且满足预定条件表达式，该可变放大率光学系统是紧凑的、具有高变焦比和高光学性能。也提供了一种光学设备以及一种制造所述可变放大率光学系统的方法。

Description

可变放大率光学系统、光学装置以及可变放大率光学系统的 生产方法
技术领域
本发明涉及一种可变放大率光学系统、一种光学装置以及一种可变放大率光学系统的生产方法。
背景技术
作为适合用于相机、数码相机、摄影机等等的可换镜头的可变放大率光学系统，已经提出了包括具有正屈光力的最物体侧透镜组的许多可变放大率光学系统(例如，参见日本专利申请公开No.2007-292994)。
现有专利文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开No.2007-292994
发明内容
本发明将解决的问题
然而，在上述传统的可变放大率光学系统中，存在难以在保持高变焦比同时实现小型化，并且也获得充分优秀的光学性能的问题。
考虑到上述问题做出本发明，并且本发明的目标在于提供一种具有高变焦比和优异的光学性能的小尺寸可变放大率光学系统、一种光学设备、以及一种制造该可变放大率光学系统的方法。
解决问题的措施
为了解决上述问题，根据本发明，提供一种可变放大率光学系统，从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；
在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变；
满足以下条件表达式：
0.650<(-f2)/fw<1.240
0.410<f3/f4<1.000
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，f3表示第三透镜组的焦距，并且f4表示第四透镜组的焦距。
此外，根据本发明，提供一种可变放大率光学系统，从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；
在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变；
满足以下条件表达式：
0.650<(-f2)/fw<1.240
-0.050<(d3t-d3w)/fw<0.750
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
此外，根据本发明，提供一种可变放大率光学系统，从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；
在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变；
满足以下条件表达式：
4.000<(TLt-TLw)/fw<7.000
-0.010<(d3t-d3w)/ft<0.130
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，ft表示可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距，TLw表示在广角端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，TLt表示在远摄端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
此外，根据本发明，提供一种可变放大率光学系统，从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；孔径光阑；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；
在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变，并且孔径光阑和第四透镜组之间的距离固定。
此外，根据本发明，提供一种配备有该可变放大率光学系统的光学设备。
此外，根据本发明，提供一种制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；该方法包括以下步骤：
布置第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以满足下文所述的条件表达式；和
布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变：
0.650<(-f2)/fw<1.240
0.410<f3/f4<1.000
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，f3表示第三透镜组的焦距，并且f4表示第四透镜组的焦距。
此外，根据本发明，提供一种制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；该方法包括以下步骤：
布置第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以满足下文所述的条件表达式；和
布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变：
0.650<(-f2)/fw<1.240
-0.050<(d3t-d3w)/fw<0.750
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
此外，根据本发明，提供一种制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；该方法包括以下步骤：
布置第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组以满足下文所述的条件表达式；和
布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变：
4.000<(TLt-TLw)/fw<7.000
-0.010<(d3t-d3w)/ft<0.130
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，ft表示可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距，TLw表示在广角端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，TLt表示在远摄端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
此外，根据本发明，提供一种制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；孔径光阑；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；该方法包括以下步骤：
布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变，并且孔径光阑和第四透镜组之间的距离固定。
本发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够实现高变焦比和优异的光学性能的小尺寸可变放大率光学系统、一种光学设备、以及一种制造该可变放大率光学系统的方法。
附图说明
图1A、1B、1C、1D和1E是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第一实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态、第二中间焦距状态、第三中间焦距状态和远摄端状态下的截面图。
图2A、2B和2C是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第一实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态和第二中间焦距状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图3A和3B是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第一实例的可变放大率光学系统在第三中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图4A、4B、4C、4D和4E是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第二实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态、第二中间焦距状态、第三中间焦距状态和远摄端状态下的截面图。
图5A、5B和5C是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第二实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态和第二中间焦距状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图6A和6B是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第二实例的可变放大率光学系统在第三中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图7A、7B、7C、7D和7E是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第三实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态、第二中间焦距状态、第三中间焦距状态和远摄端状态下的截面图。
图8A、8B和8C是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第三实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态和第二中间焦距状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图9A和9B是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第三实例的可变放大率光学系统在第三中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图10A、10B、10C、10D和10E是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第四实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态、第二中间焦距状态、第三中间焦距状态和远摄端状态下的截面图。
图11A、11B和11C是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第四实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态和第二中间焦距状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图12A和12B是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第四实例的可变放大率光学系统在第三中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图13是示出配备有根据本申请的第一至第四实施例的可变放大率光学系统的相机构造的视图。
图14是示意性示出制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法的流程图。
图15是示意性示出制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法的流程图。
图16是示意性示出制造根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的方法的流程图。
图17是示意性示出制造根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统的方法的流程图。
具体实施方式
下面解释根据本申请的第一至第四实施例的一种可变放大率光学系统、一种光学设备和一种制造该可变放大率光学系统的方法。
根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；其中在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。通过这种构造，本申请的可变放大率光学系统能够实现从广角端状态变焦至远摄端状态，并且抑制关联变焦的畸变、像散和球面像差的相应变化。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，满足以下条件表达式(1-1)和(1-2)：
0.650<(-f2)/fw<1.240 (1-1)
0.410<f3/f4<1.000 (1-2)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，f3表示第三透镜组的焦距，并且f4表示第四透镜组的焦距。
条件表达式(1-1)限定了第二透镜组的适当焦距范围。通过满足条件表达式(1-1)，根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的球面像差和像散变化。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当(-f2)/fw的值等于或降至低于条件表达式(1-1)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第二透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(1-1)的下限值设为0.760。
另一方面，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当(-f2)/fw的值等于或超过条件表达式(1-1)的上限值时，变得需要在变焦时提高第一透镜组和第二透镜组之间的距离变化量以便获得预定变焦比。出于该原因，难以实现小型化，并且另外，从第一透镜组入射到第二透镜组的离轴光束距离光轴的高度根据变焦变化极大。因此，在变焦时导致像散过度变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(1-1)的上限值设为1.180。此外，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(1-1)的上限值设为1.145。
条件表达式(1-2)限定了第三透镜组与第四透镜组的适当焦距比的范围。通过满足条件表达式(1-2)，根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的球面像差和像散变化。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当f3/f4的值等于或降至低于条件表达式(1-2)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(1-2)的下限值设为0.550。
另一方面，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当f3/f4的值等于或超过条件表达式(1-2)的上限值时，变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(1-2)的上限值设为0.880。
通过上述构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选地满足以下条件表达式(1-3)：
-0.050<(d3t-d3w)/fw<0.750
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
条件表达式(1-3)限定了在变焦时在光轴上的，从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，即第三透镜组和第四透镜组之间的距离的适当变化量范围。通过满足条件表达式(1-3)，根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的彗差和像散的变化。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当(d3t-d3w)/fw的值等于或降至低于条件表达式(1-3)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(1-3)的下限值设为0.000。
另一方面，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当(d3t-d3w)/fw的值等于或超过条件表达式(1-3)的上限值时，变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致的彗差变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(1-3)的上限值设为0.500。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第一透镜组在从广角端状态变焦至远摄端状态时朝着物体侧移动。通过这种构造，可能抑制变焦时穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度变化。因此，可能抑制变焦时的像散变化，另外减小第一透镜组的直径。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第五透镜组具有正屈光力。通过这种构造，第五透镜组的可用放大率变得比等效放大率更小。结果，可能相对地延长第一至第四透镜组的复合焦距，所以能够将制造期间第一至第四透镜组中的透镜之间导致的偏心引起的对偏心彗差等等的影响抑制地相对小，并且由此能够实现高光学性能。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第一透镜组和第二透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造，可能使第二透镜组的放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第二透镜组和第三透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时减小。通过这种构造，可能使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第四透镜组和第五透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造，可能使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第五透镜组在从广角端状态变焦至远摄端状态时位置固定。通过这种构造，可能在变焦时改变从第四透镜组入射到第五透镜组上的周边光线离光轴的高度，并且由此更优异地抑制变焦时的像散变化。
一种根据本申请的第一实施例的光学设备包括具有上述构造的可变放大率光学系统。通过这种构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸光学设备。
在制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法中，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。该方法包括以下步骤：布置第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以满足下文所述的条件表达式(1-1)和(1-2)；和布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变：
0.650<(-f2)/fw<1.240 (1-1)
0.410<f3/f4<1.000 (1-2)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，f3表示第三透镜组的焦距，并且f4表示第四透镜组的焦距。通过这种构造，可能制造一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸光学设备。
下面解释根据本申请的第二实施例的一种可变放大率光学系统、一种光学设备和一种制造该可变放大率光学系统的方法。
根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；其中在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。通过这种构造，本申请的可变放大率光学系统能够实现从广角端状态变焦至远摄端状态，并且抑制关联变焦的畸变、像散和球面像差的相应变化。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，满足以下条件表达式(2-1)和(2-2)：
0.650<(-f2)/fw<1.240 (2-1)
-0.050<(d3t-d3w)/fw<0.750 (2-2)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
条件表达式(2-1)限定了第二透镜组的适当焦距范围。通过满足条件表达式(2-1)，根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的球面像差和像散变化。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当(-f2)/fw的值等于或降至低于条件表达式(2-1)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第二透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(2-1)的下限值设为0.760。
另一方面，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当(-f2)/fw的值等于或超过条件表达式(2-1)的上限值时，变得需要在变焦时提高第一透镜组和第二透镜组之间的距离变化量以便获得预定变焦比。出于该原因，难以实现小型化，并且另外，从第一透镜组入射到第二透镜组的离轴光束距离光轴的高度根据变焦变化极大。因此，导致像散过度变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(2-1)的上限值设为1.180。此外，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(2-1)的上限值设为1.145。
条件表达式(2-2)限定了在变焦时，在光轴上的从第三透镜组的最像侧的透镜表面至第四透镜组的最物体侧的透镜表面的距离，即第三透镜组和第四透镜组之间的距离的适当变化量范围。通过满足条件表达式(2-2)，根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的彗差和像散变化。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当(d3t-d3w)/fw的值等于或降至低于条件表达式(2-2)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(2-2)的下限值设为0.000。
另一方面，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当(d3t-d3w)/fw的值等于或超过条件表达式(2-2)的上限值时，变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致的彗差变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(2-2)的上限值设为0.500。
通过上述构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第一透镜组在从广角端状态变焦至远摄端状态时朝着物体侧移动。通过这种构造，可能抑制变焦时穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度变化。因此，可能抑制变焦时的像散变化，另外减小第二透镜组的直径。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第五透镜组具有正屈光力。通过这种构造，第五透镜组的可用放大率变得比等效放大率更小。结果，可能相对地延长第一至第四透镜组的复合焦距，所以能够将制造期间第一至第四透镜组中的透镜之间导致的偏心引起的对偏心彗差等等的影响抑制地相对小，并且由此能够实现高光学性能。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第一透镜组和第二透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造，可能使第二透镜组的放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第二透镜组和第三透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时减小。通过这种构造，可能使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第四透镜组和第五透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造，可能使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第五透镜组在从广角端状态变焦至远摄端状态时位置固定。通过这种构造，可能在变焦时改变从第四透镜组入射到第五透镜组上的周边光线离光轴的高度，并且由此更优异地抑制变焦时的像散变化。
一种根据本申请的第二实施例的光学设备包括具有上述构造的可变放大率光学系统。通过这种构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸光学设备。
在制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法中，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。该方法包括以下步骤：布置第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以满足下文所述的条件表达式(2-1)和(2-2)；和布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变：
0.650<(-f2)/fw<1.240 (2-1)
-0.050<(d3t-d3w)/fw<0.750 (2-2)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。通过这种构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率系统。
下面解释根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统、光学设备和制造该可变放大率光学系统的方法。
根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；其中在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。通过这种构造，本申请的可变放大率光学系统能够实现从广角端状态变焦至远摄端状态，并且抑制关联变焦的畸变、像散和球面像差的相应变化。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，满足以下条件表达式(3-1)和(3-2)：
4.000<(TLt-TLw)/fw<7.000 (3-1)
-0.010<(d3t-d3w)/ft<0.130 (3-2)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，ft表示可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距，TLw表示在广角端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，TLt表示在远摄端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
条件表达式(3-1)限定了在变焦时，在光轴上从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，即根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的总光学长度的适当变化量范围。
通过满足条件表达式(3-1)，根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的像散变化，另外减小第一透镜组的直径。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当(TLt-TLw)/fw的值等于或降至低于条件表达式(3-1)的下限值时，穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度在广角端状态下变大。出于该原因，难以实现小型化，并且另外，穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度根据变焦变化极大。因此，导致像散过度变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-1)的下限值设为4.200。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当(TLt-TLw)/fw的值等于或超过条件表达式(3-1)的上限值时，穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度在远摄端状态下变大。出于该原因，难以实现小型化，并且另外，穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度根据变焦变化极大。因此，在变焦时导致像散过度变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-1)的上限值设为5.900。
条件表达式(3-2)限定了在变焦时在光轴上，从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，即第三透镜组和第四透镜组之间距离的适当变化量范围。通过满足条件表达式(3-2)，根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的彗差和像散变化。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当(d3t-d3w)/ft的值等于或降至低于条件表达式(3-2)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-2)的下限值设为0.000。
另一方面，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当(d3t-d3w)/ft的值等于或超过条件表达式(3-2)的上限值时，变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致的彗差变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-2)的上限值设为0.065。此外，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-2)的上限值设为0.035。
通过上述构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选地满足以下条件表达式(3-3)：
0.300<f1/ft<0.555 (3-3)
其中ft表示可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距，并且f1表示第一透镜组的焦距。
条件表达式(3-3)限定了第一透镜组的焦距的适当范围。通过满足条件表达式(3-3)，根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的球面像差和像散变化。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当f1/ft的值等于或降至低于条件表达式(3-3)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第一透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-3)的下限值设为0.421。
另一方面，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当f1/ft的值等于或超过条件表达式(3-3)的上限值时，变得需要在变焦时增大第一透镜组和第二透镜组之间的距离变化量，以便获得预定变焦比。出于该原因，难以实现小型化，并且另外，入射在第一透镜组上的轴上光束的直径与入射在第二透镜组上的轴上光束的直径的比例根据变焦变化极大。因此，导致球面像差过度变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-3)的上限值设为0.530。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选地满足以下条件表达式(3-4)：
0.410<f3/f4<1.000 (3-4)
其中f3表示第三透镜组的焦距，f4表示第四透镜组的焦距。
条件表达式(3-4)限定了第三透镜组的焦距与第四透镜组的焦距的适当比例范围。通过满足条件表达式(3-4)，根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的球面像差和像散变化。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当f3/f4的值等于或降至低于条件表达式(3-4)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-4)的下限值设为0.550。
另一方面，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当f3/f4的值等于或超过条件表达式(3-4)的上限值时，变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(3-4)的上限值设为0.880。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第五透镜组具有正屈光力。通过这种构造，第五透镜组的可用放大率变得比等效放大率更小。结果，可能相对地延长第一至第四透镜组的复合焦距，所以能够将制造期间第一至第四透镜组中的透镜之间导致的偏心引起的对偏心彗差等等的影响抑制地相对小，并且由此能够实现高光学性能。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第一透镜组和第二透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造，可能使第二透镜组的放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第二透镜组和第三透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时减小。通过这种构造，可能使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第四透镜组和第五透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造，可能使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第五透镜组在从广角端状态变焦至远摄端状态时位置固定。通过这种构造，可能在变焦时改变从第四透镜组入射到第五透镜组上的周边光线离光轴的高度，并且由此更优异地抑制变焦时的像散变化。
一种根据本申请的第三实施例的光学设备包括具有上述构造的可变放大率光学系统。通过这种构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸光学设备。
在制造根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的方法中，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。该方法包括以下步骤：布置第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组以满足下文所述的条件表达式(3-1)和(3-2)；和布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变：
4.000<(TLt-TLw)/fw<7.000
-0.010<(d3t-d3w)/ft<0.130
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，ft表示可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距，TLw表示在广角端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，TLt表示在远摄端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。通过这种构造，可能制造一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
下面解释根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统、光学设备和制造该可变放大率光学系统的方法。
根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；孔径光阑；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；其中在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。通过这种构造，本申请的可变放大率光学系统能够实现从广角端状态变焦至远摄端状态，并且抑制关联变焦的畸变、像散和球面像差的相应变化。
此外，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，孔径光阑和第四透镜组之间的距离被配置成固定。通过这种构造，可能抑制穿过第四透镜组的离轴光束距离光轴的高度的变化。因此，也可能抑制变焦时的像散和球面像差的变化。
通过上述构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地满足以下条件表达式(4-1)：
0.410<f3/f4<1.000 (4-1)
其中f3表示第三透镜组的焦距，f4表示第四透镜组的焦距。
条件表达式(4-1)限定了第三透镜组的焦距与第四透镜组的焦距的适当比例范围。通过满足条件表达式(4-1)，根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的球面像差和像散变化。
在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，当f3/f4的值等于或降至低于条件表达式(4-1)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(4-1)的下限值设为0.550。
另一方面，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，当f3/f4的值等于或超过条件表达式(4-1)的上限值时，变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(4-1)的上限值设为0.880。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地满足以下条件表达式(4-2)：
-0.010<(d3t-d3w)/ft<0.130 (4-2)
其中ft表示可变放大率光学系统在远摄端状态下的总系统焦距，d3w表示在广角端状态下在光轴上从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下在光轴上从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
条件表达式(4-2)限定了在从广角端状态变焦至远摄端状态时，在光轴上从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离的适当范围。通过满足条件表达式(4-2)，根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的彗差和像散变化。
在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，当(d3t-d3w)/ft的值等于或降至低于条件表达式(4-2)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第三透镜组导致的像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(4-2)的下限值设为0.000。
另一方面，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，当(d3t-d3w)/ft的值等于或超过条件表达式(4-2)的上限值时，变得难以在变焦时抑制第四透镜组导致的彗差变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(4-2)的上限值设为0.065。此外，为了更确定地获得本申请的有利效果，又更优选将条件表达式(4-2)的上限值设为0.035。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地满足以下条件表达式(4-3)：
4.000<(TLt-TLw)/fw<7.000 (4-3)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的总系统焦距，TLw表示在广角端状态下在光轴上从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，并且TLt表示在远摄端状态下在光轴上从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离。
条件表达式(4-3)限定了在从广角端状态变焦至远摄端状态时，在光轴上从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的适当距离范围，即总光学长度的适当范围。通过满足条件表达式(4-3)，根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的像散变化，另外减小第一透镜组的直径。
在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，当(TLt-TLw)/fw的值等于或降至低于条件表达式(4-3)的下限值时，穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度在广角端状态下变大。出于该原因，难以实现小型化，并且另外，穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度根据变焦变化极大。因此，导致像散过度变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(4-3)的下限值设为4.200。
在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，当(TLt-TLw)/fw的值等于或超过条件表达式(4-3)的上限值时，穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度在远摄端状态下变大。出于该原因，难以实现小型化，并且另外，穿过第一透镜组的离轴光束距离光轴的高度根据变焦变化极大。因此，在变焦时导致像散过度变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(4-2)的上限值设为5.900。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地满足以下条件表达式(4-4)：
0.300<f1/ft<0.555 (4-4)
其中f1表示第一透镜组的焦距，并且ft表示远摄端状态下的可变放大率光学系统的总系统焦距。
条件表达式(4-4)限定了第一透镜组的焦距的适当范围。通过满足条件表达式(4-4)，本申请的可变放大率光学系统能够抑制变焦时的球面像差和像散变化。
在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，当f1/ft的值等于或降至低于条件表达式(4-4)的下限值时，变得难以在变焦时抑制第一透镜组导致的球面像差和像散变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(4-4)的下限值设为0.421。
另一方面，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，当f1/ft的值等于或超过条件表达式(4-4)的上限值时，变得需要在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大第一透镜组和第二透镜组之间的距离变化量，以便获得预定变焦比。出于该原因，难以实现小型化，并且另外，入射在第一透镜组上的轴上光束的直径与入射在第二透镜组上的轴上光束的直径的比例根据变焦变化极大。因此，导致球面像差过度变化，所以不能实现高光学性能。同时，为了更确定地获得本申请的有利效果，更优选将条件表达式(4-4)的上限值设为0.530。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第五透镜组具有正屈光力。通过这种构造，第五透镜组的可用放大率比等效放大率更小。结果，可能相对地延长第一至第四透镜组的复合焦距，所以能够将制造期间第一至第四透镜组中的透镜导致的偏心引起的对偏心彗差等等的影响抑制地相对小，并且由此能够实现高光学性能。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第一透镜组和第二透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造，可能使第二透镜组的放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第二透镜组和第三透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时减小。通过这种构造，可能使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第四透镜组和第五透镜组之间的距离在从广角端状态变焦至远摄端状态时增大。通过这种构造，可能使第三透镜组和第四透镜组的复合放大率更大，以便能够在有效地实现高变焦比的同时抑制在变焦时的球面像差和像散变化。
此外，在根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统中，优选地，第五透镜组在从广角端状态变焦至远摄端状态时位置固定。通过这种构造，可能在变焦时改变从第四透镜组入射到第五透镜组上的周边光线离光轴的高度，并且由此更优异地抑制变焦时的像散变化。
一种根据本申请的第四实施例的光学设备包括具有上述构造的可变放大率光学系统。通过这种构造，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸光学设备。
在制造根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统的方法中，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；孔径光阑；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。该方法包括以下步骤：布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变，并且孔径光阑和第四透镜组之间的距离固定。
下面将参考附图解释可变放大率光学系统，其涉及根据本申请的第一至第四实施例的编号实例。
(第一实例)
图1A、1B、1C、1D和1E是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第一实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态、第二中间焦距状态、第三中间焦距状态和远摄端状态下的截面图。
根据本实例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次由以下构成：第一透镜组G1，其具有正屈光力；第二透镜组G2，其具有负屈光力；第三透镜组G3，其具有正屈光力；第四透镜组G4，其具有正屈光力；和第五透镜组G5，其具有正屈光力。
从物体侧开始，第一透镜组G1依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面对物体侧的凸表面的负弯月透镜L11与双凸正透镜L12胶合构成；和具有面对物体侧的凸表面的正弯月透镜L13。
从物体侧开始，第二透镜组G2依次由以下组成：具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L21；双凹负透镜L22；和胶合透镜，其由双凸正透镜L23与具有面对物体侧的凹表面的负弯月透镜L24胶合构成。同时，负弯月透镜L21是玻璃模铸非球面透镜，其物体侧透镜表面成型为非球面形状。
从物体侧开始，第三透镜组G3依次由胶合透镜组成，其由具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L31与双凸正透镜L32胶合构成。同时，孔径光阑S被设置在第三透镜组G3的物体侧。
从物体侧开始，第四透镜组G4依次由以下组成：胶合透镜，其由双凸正透镜L41与双凹负透镜L42胶合构成；胶合透镜，其由双凸正透镜L43与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L44胶合构成；胶合透镜，其由双凹负透镜L45与双凸正透镜L46胶合构成；和胶合透镜，其由双凸正透镜L47与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L48胶合构成。同时，负弯月透镜L48是玻璃模铸非球面透镜，其像侧透镜表面成型为非球面形状。
从物体侧开始，第五透镜组G5依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面向物体侧的凹表面的正弯月透镜L51与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L52胶合构成。同时，负弯月透镜L52是玻璃模铸非球面透镜，其像侧透镜表面成型为非球面形状。
通过上述构造，在根据本实例的可变放大率光学系统中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组G1至第四透镜组G4沿光轴移动，以便第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离以及第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离分别改变。
更具体地，在变焦时，第一透镜组G1、第三透镜组G3和第四透镜组G4朝着物体侧移动。第二透镜组G2在从广角端状态至第三中间焦距状态时朝着物体侧移动，并且在从第三中间焦距状态至远摄端状态时朝着像侧移动。在变焦时，第五透镜组G5在光轴方向中位置固定。同时，在变焦时，孔径光阑S与第四透镜组G4成整体地移动。
因此，在变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小，并且第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离增大。第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离在从广角端至第一中间焦距状态时增大，在从第一中间焦距状态至第二中间焦距状态时减小，并且从第二中间焦距状态至远摄端状态时增大。同时，在变焦时，孔径光阑S和第三透镜组G3之间的距离在从广角端至第一中间焦距状态时减小，在从第一中间焦距状态至第二中间焦距状态时增大，并且从第二中间焦距状态至远摄端状态时减小。
下表1示出根据本实例的可变放大率光学系统的各种数值。
在表1中，f表示焦距，并且BF表示后焦距(光轴上的最像侧透镜表面和像平面I之间的距离)。
在[表面数据]中，m表示从物体侧开始计算的光学表面次序，r表示曲率半径，d表示表面间的距离(第n个表面与第(n+1)个表面的间距，其中n为整数)，nd表示d线(波长λ＝587.6mm)的折光率，并且νd表示d线(波长λ＝587.6mm)阿贝数。此外，OP表示物表面，S表示孔径光阑，并且I表示像平面。同时，曲率半径r＝∞表示平表面。对于非球面，将“*”附接至表面编号，并且在曲率半径r一列中示出近轴曲率半径。在说明中省略了空气的折光率nd＝1.000000。
在[非球面数据]中，关于[表面数据]中所示的非球面表面，在其中通过以下表达式展现非球面表面的情况下示出非球面表面系数和锥体系数：
X＝(h2/r)/[1+[1-κ(h/r)2]1/2]
+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12
其中h表示距离光轴的垂直高度，X表示以下距离，其为在处于距离光轴该垂直高度处在光轴方向中从处于非球面表面的顶点处的切平面至非球面表面的距离(垂度)，κ表示锥体系数，A4、A6、A8、A10和A12表示相应的非球面系数，并且r表示参考球体的曲率半径(近轴曲率半径)。其中n为整数的“E-n”表示“×10-n”，例如“1.234E-05”表示“1.234×10-5”。二阶非球面表面系数A2为0，并且在说明中省略。
在[各种数据]中，FNO表示f数，ω表示半视角(单位“°”)，Y表示图像高度，TL表示可变放大率光学系统的全长(在聚焦到无限远物体时在光轴上从第一表面至像平面I的距离)，dn表示第n个表面和第(n+1)个表面之间的可变间距，并且φ表示孔径光阑S的光圈直径。同时，W表示广角端状态，M1表示第一中间焦距状态，M2表示第二中间焦距状态，M3表示第三中间焦距状态，并且T表示远摄端状态。
在[透镜组数据]中，示出每个透镜组的起始表面ST和焦距f。
在[条件表达式的值]中，示出对应于根据本实例的可变放大率光学系统中的相应的条件表达式的值。
这里应注意，通常使用“mm”作为长度，诸如焦距f、曲率半径r的单位，以及表1中所示的其它长度的单位。然而，由于能够通过按比例放大或减小其尺寸的光学系统获得类似的光学性能，所以单位不必限于“mm”。
也在下文所述实例的表中以相同的方式采用表1中的上述标识符。
(表1)第一实例
[表面数据]
[非球面数据]
[各种数据]
[透镜组数据]
[条件表达式的值]
图2A、2B和2C是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第一实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态和第二中间焦距状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图3A和3B是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第一实例的可变放大率光学系统在第三中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
在相应的图中，FNO表示F数，A表示光线的入射角度，也就是半观察角(单位“°”)。d表示d线(波长λ＝587.6nm)的像差曲线，g表示g光(波长λ＝435.8nm)的像差曲线，并且当未提及d或g时，曲线表示d线的像差。在示出像散的图示中，实线表示弧矢像平面，并且虚线表示子午像平面。顺便提及，也在下文所述实例的图中以相同的方式采用本实例中的上述标识符。
通过相应的图应明白，根据本实例的可变放大率光学系统显现了对从广角端状态至远摄端状态的各种像差的良好修正，并且也显示了高光学特性。
(第二实例)
图4A、4B、4C、4D和4E是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第二实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态、第二中间焦距状态、第三中间焦距状态和远摄端状态下的截面图。
根据本实例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次由以下构成：第一透镜组G1，其具有正屈光力；第二透镜组G2，其具有负屈光力；第三透镜组G3，其具有正屈光力；第四透镜组G4，其具有正屈光力；和第五透镜组G5，其具有正屈光力。
从物体侧开始，第一透镜组G1依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面对物体侧的凸表面的负弯月透镜L11与双凸正透镜L12胶合构成；和具有面对物体侧的凸表面的正弯月透镜L13。
从物体侧开始，第二透镜组G2依次由以下组成：具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L21；双凹负透镜L22；和胶合透镜，其由双凸正透镜L23与双凹负透镜L24胶合构成。同时，负弯月透镜L21是玻璃模铸非球面透镜，其物体侧透镜表面成型为非球面形状。
从物体侧开始，第三透镜组G3依次由胶合透镜组成，其由具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L31与双凸正透镜L32胶合构成。同时，孔径光阑S被设置在第三透镜组G3的物体侧。
从物体侧开始，第四透镜组G4依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L41与具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L42胶合构成；胶合透镜，其由双凸正透镜L43与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L44胶合构成；胶合透镜，其由双凹负透镜L45与双凸正透镜L46胶合构成；和胶合透镜，其由双凸正透镜L47与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L48胶合构成。同时，负弯月透镜L48是玻璃模铸非球面透镜，其像侧透镜表面成型为非球面形状。
从物体侧开始，第五透镜组G5依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面向物体侧的凹表面的正弯月透镜L51与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L52胶合构成。同时，负弯月透镜L52是玻璃模铸非球面透镜，其像侧透镜表面成型为非球面形状。
通过上述构造，在根据本实例的可变放大率光学系统中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组G1至第四透镜组G4沿光轴移动，以便第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离以及第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离分别改变。
更具体地，在变焦时，第一透镜组G1、第三透镜组G3和第四透镜组G4朝着物体侧移动。第二透镜组G2在从广角端状态至第三中间焦距状态时朝着物体侧移动，并且在从第三中间焦距状态至远摄端状态时朝着像侧移动。在变焦时，第五透镜组G5在光轴方向中位置固定。同时，在变焦时，孔径光阑S与第四透镜组G4朝向物体侧成整体地移动。
因此，在变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小，并且第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离增大。第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离在从广角端至第一中间焦距状态时增大，在从第一中间焦距状态至第二中间焦距状态时减小，并且从第二中间焦距状态至远摄端状态时增大。同时，在变焦时，孔径光阑S和第三透镜组G3之间的距离在从广角端至第一中间焦距状态时减小，在从第一中间焦距状态至第二中间焦距状态时增大，并且从第二中间焦距状态至远摄端状态时减小。
下表2示出根据本实例的可变放大率光学系统的各种数值。
(表2)第二实例
[表面数据]
[非球面数据]
[各种数据]
[透镜组数据]
[条件表达式的值]
图5A、5B和5C是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第二实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态和第二中间焦距状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图6A和6B是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第二实例的可变放大率光学系统在第三中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
通过相应的图应明白，根据本实例的可变放大率光学系统显现了对从广角端状态至远摄端状态的各种像差的优异修正，并且也显示了高光学特性。
(第三实例)
图7A、7B、7C、7D和7E是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第三实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态、第二中间焦距状态、第三中间焦距状态和远摄端状态下的截面图。
根据本实例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次由以下构成：第一透镜组G1，其具有正屈光力；第二透镜组G2，其具有负屈光力；第三透镜组G3，其具有正屈光力；第四透镜组G4，其具有正屈光力；和第五透镜组G5，其具有正屈光力。
从物体侧开始，第一透镜组G1依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面对物体侧的凸表面的负弯月透镜L11与双凸正透镜L12胶合构成；和具有面对物体侧的凸表面的正弯月透镜L13。
从物体侧开始，第二透镜组G2依次由以下组成：具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L21；双凹负透镜L22；和胶合透镜，其由双凸正透镜L23与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L24胶合构成。同时，负弯月透镜L21是玻璃模铸非球面透镜，其物体侧透镜表面成型为非球面形状。
从物体侧开始，第三透镜组G3依次由胶合透镜组成，其由具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L31与双凸正透镜L32胶合构成。同时，孔径光阑S被设置在第三透镜组G3的物体侧。
从物体侧开始，第四透镜组G4依次由以下组成：胶合透镜，其由双凸正透镜L41与双凹负透镜L42胶合构成；胶合透镜，其由双凸正透镜L43与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L44胶合构成；胶合透镜，其由双凹负透镜L45与双凸正透镜L46胶合构成；和胶合透镜，其由双凸正透镜L47与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L48胶合构成。同时，负弯月透镜L48是玻璃模铸非球面透镜，其像侧透镜表面成型为非球面形状。
从物体侧开始，第五透镜组G5依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面向物体侧的凹表面的正弯月透镜L51与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L52胶合构成。同时，负弯月透镜L52是玻璃模铸非球面透镜，其像侧透镜表面成型为非球面形状。
通过上述构造，在根据本实例的可变放大率光学系统中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组G1至第四透镜组G4沿光轴朝着物体侧移动，以便第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离以及第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离分别改变。在变焦时，第五透镜组G5在光轴方向中位置固定。同时，在变焦时，孔径光阑S与第四透镜组G4朝着物体侧成整体地移动。
更具体地，在变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小，并且第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离增大。第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离在从广角端至第一中间焦距状态时增大，在从第一中间焦距状态至第二中间焦距状态时减小，并且从第二中间焦距状态至远摄端状态时增大。同时，在变焦时，孔径光阑S和第三透镜组G3之间的距离在从广角端至第一中间焦距状态时减小，在从第一中间焦距状态至第二中间焦距状态时增大，并且从第二中间焦距状态至远摄端状态时减小。
下表3示出根据本实例的可变放大率光学系统的各种数值。
(表3)第三实例
[表面数据]
[非球面数据]
[各种数据]
[透镜组数据]
[条件表达式的值]
图8A、8B和8C是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第三实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态和第二中间焦距状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图9A和9B是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第三实例的可变放大率光学系统在第三中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
通过相应的图应明白，根据本实例的可变放大率光学系统显现了对从广角端状态至远摄端状态的对各种像差的优异修正，并且也显示了高光学特性。
(第四实例)
图10A、10B、10C、10D和10E是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第四实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态、第二中间焦距状态、第三中间焦距状态和远摄端状态下的截面图。
根据本实例的可变放大率光学系统从物体侧开始依次由以下构成：第一透镜组G1，其具有正屈光力；第二透镜组G2，其具有负屈光力；第三透镜组G3，其具有正屈光力；第四透镜组G4，其具有正屈光力；和第五透镜组G5，其具有正屈光力。
从物体侧开始，第一透镜组G1依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面对物体侧的凸表面的负弯月透镜L11与双凸正透镜L12胶合构成；和具有面对物体侧的凸表面的正弯月透镜L13。
从物体侧开始，第二透镜组G2依次由以下组成：具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L21；双凹负透镜L22；和胶合透镜，其由双凸正透镜L23与双凹负透镜L24胶合构成。同时，负弯月透镜L21是玻璃模铸非球面透镜，其物体侧透镜表面成型为非球面形状。
从物体侧开始，第三透镜组G3依次由胶合透镜组成，其由具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L31与双凸正透镜L32胶合构成。同时，孔径光阑S被设置在第三透镜组G3的物体侧。
从物体侧开始，第四透镜组G4依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L41与具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L42胶合构成；胶合透镜，其由双凸正透镜L43与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L44胶合构成；双凹负透镜L45；和胶合透镜，其由双凸正透镜L46与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L47胶合构成。同时，负弯月透镜L45是玻璃模铸非球面透镜，其物体侧透镜表面成型为非球面形状，并且负弯月透镜L47是玻璃模铸非球面透镜，其像侧透镜表面成型为非球面形状
从物体侧开始，第五透镜组G5依次由以下组成：胶合透镜，其由具有面向物体侧的凹表面的正弯月透镜L51与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L52胶合构成。同时，负弯月透镜L52是玻璃模铸非球面透镜，其像侧透镜表面成型为非球面形状。
通过上述构造，在根据本实例的可变放大率光学系统中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组G1至第四透镜组G4沿光轴移动，以便第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离以及第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离分别改变。
更具体地，在变焦时，第一透镜组G1、第三透镜组G3和第四透镜组G4朝着物体侧移动。第二透镜组G2在从广角端状态至第二中间焦距状态时朝着物体侧移动，在从第二中间焦距状态至第三中间焦距状态时朝着像侧移动，并且在从第三中间焦距状态至远摄端状态时朝着物体侧移动。在变焦时，第五透镜组G5在光轴方向中位置固定。同时，在变焦时，孔径光阑S与第四透镜组G4朝着物体侧成整体地移动。
更具体地，在变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小，并且第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离增大。第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离在从广角端至第一中间焦距状态时增大，在从第一中间焦距状态至第二中间焦距状态时减小，并且从第二中间焦距状态至远摄端状态时增大。同时，在变焦时，孔径光阑S和第三透镜组G3之间的距离在从广角端至第一中间焦距状态时减小，在从第一中间焦距状态至第二中间焦距状态时增大，并且从第二中间焦距状态至远摄端状态时减小。
下表4示出根据本实例的可变放大率光学系统的各种数值。
(表4)第四实例
[表面数据]
[非球面数据]
[各种数据]
[透镜组数据]
[条件表达式的值]
图11A、11B和11C是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第四实例的可变放大率光学系统在广角端状态、第一中间焦距状态和第二中间焦距状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
图12A和12B是分别示出根据本申请的第一至第四实施例的第四实例的可变放大率光学系统在第三中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远物体上时的各种像差的视图。
通过相应的图应明白，根据本实例的可变放大率光学系统显现了对从广角端状态至远摄端状态的对各种像差的优异修正，并且也显示了高光学特性。
根据上述实例，可能实现一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
应注意，上述实例中的每个都是本申请的发明的具体实例，并且本申请的发明不限于这些实例。
能够不影响本申请的可变放大率光学系统的光学性能地采用上述内容。
虽然在上文中作为本申请的可变放大率光学系统的编号实例例示了每个都具有5组构造的可变放大率光学系统，但是本申请不限于这些系统，并且能够构造具有其它构造(诸如6组构造、7组构造等等)的可变放大率光学系统。具体地，可能存在向本申请的可变放大率光学系统的最物体侧添加透镜或透镜组的透镜构造，并且也可能存在向本申请的可变放大率光学系统的最像侧添加透镜或透镜组的透镜构造。同时，透镜组表示由在变焦时可变的空气间距分离的包括至少一个透镜的部分。
此外，在该可变放大率光学系统中，透镜组的一部分、作为其整体的单个透镜组或多个透镜组能够作为聚焦透镜组在光轴的方向中移动。特别优选地，第二透镜组的至少一部分或第三透镜组的至少一部分或第四透镜组的至少一部分或第五透镜组的至少一部分作为聚焦透镜组移动。聚焦透镜组能够用于自动聚焦，并且适合由用于自动聚焦的马达，诸如超声波马达驱动。
此外，在本申请的可变放大率光学系统中，作为其整体或其一部分的任何透镜组都能够作为减震透镜组移动，以在垂直于光轴的方向中具有分量，或者在包括光轴的面内方向中可旋转地移动(摇动)，以修正相机抖动导致的图像模糊。特别地，在本申请的可变放大率光学系统中，优选地，第三透镜组的至少一部分或第四透镜组的至少一部分或第五透镜组的至少一部分用作减震透镜组。
此外，在本申请的可变放大率光学系统中，透镜的透镜表面可为球面、平面或非球面。当透镜表面是球面或平面时，透镜处理、装配和调节变得容易，并且可能防止透镜处理、装配和调节中的误差导致的光学性能劣化，所以这是优选的。此外，即使像平面移动，表现性能的劣化也小，所以这是优选的。当透镜表面为非球面表面时，可通过研磨工艺、将玻璃材料通过铸模成型为非球面形状的玻璃模铸工艺，或者玻璃透镜表面上的树脂材料成型为非球面形状的复合式工艺制作非球面表面。透镜表面可为衍射光学表面，并且透镜可为渐变折射率透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
此外，在本申请的可变放大率光学系统中，优选地，孔径光阑被布置在第三透镜组中或第三透镜组附近，并且其功能可由透镜框架代替，而不设置作为孔径光阑的构件。
此外，构成本申请的可变放大率光学系统的透镜表面可涂有防反射涂层，其在大波长范围内具有高透射性。通过这种设计，可能降低光斑以及伪影，并且获得高对比度的高光学性能。
然后将参考图13解释配备有根据本申请的第一至第四实施例的可变放大率光学系统的相机。
图13是示出配备有根据本申请的第一至第四实施例的可变放大率光学系统的相机构造的截面图。
如图13中所示，相机1是一种配备有根据第一实例的可变放大率光学系统作为成像镜头2的所谓无反光镜的可换镜头式相机。
在相机1中，从未示出的物体(将被成像的物体)发出的光被成像镜头2会聚，并且通过未示出的OLPF(光学低通滤波器)形成将在成像部分3的成像面上成像的物体的图像。将被成像的物体的图像通过设置在成像部分3中的光电转换元件光电地转换，以形成物体图像。在设置在相机1上的EVF(电子取景器)上显示这种物体图像。因而，摄影者能够通过EVF 4观察物体图像。
当摄影者按下未示出的释放按钮时，通过成像部分3形成的物体图像就被存储在未示出的存储器内。因而，摄影者能够拍摄将由相机1成像的物体的照片。
安装在相机1上的作为成像镜头2的根据第一实例的可变放大率光学系统是一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。因而，相机1能够实现小型化和高光学性能，同时具有高变焦比。顺便提及，即使相机被构成为在相机上安装根据第二至第四实例的可变放大率光学系统作为成像透镜2，也能够获得与相机1相同的效果。此外，即使在单镜头反光式相机上安装根据上述每个实例的可变放大率光学系统的情况下，也获得与上述相机1相同的效果，单镜头反光式相机的相机主体具有快速复原反射镜，并且其中通过取景器光学系统观察将被成像的物体。
然后参考图14描述一种制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法概述。
在制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法中，如图14中所示，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。该方法包括以下步骤S11和S12：
步骤S11：布置第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以满足以下条件表达式(1-1)和(1-2)，并且从物体侧开始依次将第一至第五透镜组设置在镜筒中：
0.650<(-f2)/fw<1.240 (1-1)
0.410<f3/f4<1.000 (1-2)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，f3表示第三透镜组的焦距，并且f4表示第四透镜组的焦距。
步骤S12：例如，通过在镜筒处设置已知的运动机构，构造成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。
因而，制造根据本申请的第一实例的可变放大率光学系统的方法能够制造一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
然后参考图15描述一种制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法概述。
在制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法中，如图15中所示，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。该方法包括以下步骤S21和S22：
步骤S21：布置第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以满足以下条件表达式(2-1)和(2-2)，并且从物体侧开始依次将第一至第五透镜组设置在镜筒中：
0.650<(-f2)/fw<1.240 (2-1)
-0.050<(d3t-d3w)/fw<0.750 (2-2)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示第二透镜组的焦距，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
步骤S22：例如，通过在镜筒处设置已知的运动机构，构造成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。
因而，制造根据本申请的第二实例的可变放大率光学系统的方法能够制造一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
然后参考图16描述一种制造根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的方法概述。
在制造根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的方法中，如图16中所示，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。该方法包括以下步骤S31和S32：
步骤S31：布置第一至第五透镜组以满足以下条件表达式(3-1)和(3-2)，并且从物体侧开始将各个透镜组依次布置在镜筒中：
4.000<(TLt-TLw)/fw<7.000 (3-1)
-0.010<(d3t-d3w)/ft<0.130 (3-2)
其中fw表示可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，ft表示可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距，TLw表示在广角端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，TLt表示在远摄端状态下从第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，d3w表示在广角端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从第三透镜组的最像侧透镜表面至第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
步骤S32：例如，通过在镜筒处设置已知的运动机构，构造成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变。
因而，制造根据本申请的第三实例的可变放大率光学系统的方法能够制造一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。
最后参考图17描述一种制造根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统的方法概述。
在制造根据本申请的第四实施例的可变放大率光学系统的方法中，如图17中所示，该可变放大率光学系统从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；孔径光阑；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。该方法包括以下步骤S41和S42：
步骤S41：在镜筒中从物体侧开始依次设置：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；孔径光阑S；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组。
步骤S42：例如，通过在镜筒处设置已知的运动机构，布置成在从广角端状态变焦至远摄端状态时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离、第三透镜组和第四透镜组之间的距离以及第四透镜组和第五透镜组之间的距离改变，并且孔径光阑和第四透镜组之间的距离固定。
因而，制造根据本申请的第四实例的可变放大率光学系统的方法能够制造一种具有高变焦比和高光学性能的小尺寸可变放大率光学系统。

Claims (12)

1.一种可变放大率光学系统，从物体侧开始依次包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；
在从广角端状态变焦至远摄端状态时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离、所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离以及所述第四透镜组和所述第五透镜组之间的距离改变；
满足以下条件表达式：
0.760<(-f2)/fw<1.240
0.410<f3/f4<1.000
4.000<(TLt-TLw)/fw<7.000
其中fw表示所述可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，f3表示所述第三透镜组的焦距，f4表示所述第四透镜组的焦距，TLw表示在广角端状态下从所述第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离，并且TLt表示在远摄端状态下从所述第一透镜组的最物体侧透镜表面至像平面的距离。
2.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，满足以下条件表达式：
-0.050<(d3t-d3w)/fw<0.750
其中fw表示所述可变放大率光学系统在广角端状态下的焦距，d3w表示在广角端状态下从所述第三透镜组的最像侧透镜表面至所述第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从所述第三透镜组的最像侧透镜表面至所述第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
3.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，所述第一透镜组朝着物体侧移动。
4.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，所述第五透镜组具有正屈光力。
5.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离增大。
6.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离减小。
7.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，所述第四透镜组和所述第五透镜组之间的距离增大。
8.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，所述第五透镜组位置固定。
9.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，满足以下条件表达式：
-0.010<(d3t-d3w)/ft<0.130
其中ft表示所述可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距，d3w表示在广角端状态下从所述第三透镜组的最像侧透镜表面至所述第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离，并且d3t表示在远摄端状态下从所述第三透镜组的最像侧透镜表面至所述第四透镜组的最物体侧透镜表面的距离。
10.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，满足以下条件表达式：
0.300<f1/ft<0.555
其中ft表示所述可变放大率光学系统在远摄端状态下的焦距，并且f1表示所述第一透镜组的焦距。
11.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，进一步包括在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的孔径光阑，其中，在从广角端状态变焦至远摄端状态时，所述孔径光阑和所述第四透镜组之间的距离固定。
12.一种光学设备，包括根据权利要求1所述的可变放大率光学系统。
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