CN107407795B - 变倍光学系统以及光学设备 - Google Patents

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Abstract

一种变倍光学系统，包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组(G1)、具有正的光焦度的第2透镜组(G2)、具有负的光焦度的第3透镜组(G3)以及具有正的光焦度的第4透镜组(G4)，通过使第1透镜组与第2透镜组的间隔、第2透镜组与第3透镜组的间隔以及第3透镜组与第4透镜组的间隔变化，从而进行变倍，第3透镜组具有：第32透镜组(G32)，作为防抖透镜组(VR)，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组(G31)，配置于第32透镜组的物体侧，第32透镜组具有负的光焦度，变倍光学系统满足如下条件式(1)：0.200＜f1/f3＜0.900…(1)。

Description

变倍光学系统以及光学设备
技术领域
本发明涉及一种变倍光学系统、光学设备以及变倍光学系统的制造方法。
本申请基于在2015年01月30日提出申请的日本专利申请2015-017910号主张优先权，并将其内容援引到本文中。
背景技术
一直以来，提出了具备手抖动校正机构的广视场角的变倍光学系统(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-231220号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，期待在变倍光学系统中能够兼顾广视场角化和良好的光学性能。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方式涉及一种变倍光学系统，其特征在于，包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、具有负的光焦度的第3透镜组以及具有正的光焦度的第4透镜组，通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组的间隔以及所述第3透镜组与所述第4透镜组的间隔变化，从而进行变倍，所述第3透镜组具有：第32透镜组，作为防抖透镜组，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组，配置于所述第32透镜组的物体侧，所述第32透镜组具有负的光焦度，所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.200＜f1/f3＜0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
本发明的另一个方式涉及一种变倍光学系统，包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、具有负的光焦度的第3透镜组以及具有正的光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组的间隔变化，从而进行变倍，所述第3透镜组具有：第32透镜组，作为防抖透镜组，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组，配置于所述第32透镜组的物体侧，并且在校正像抖动时与光轴垂直的方向上的位置不动，所述第31透镜组具有正或负的光焦度，所述第32透镜组具有负的光焦度，所述变倍光学系统满足如下条件式：
0.200＜f1/f3＜0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
本发明的另一个方式涉及一种光学设备，搭载上述变倍光学系统。
本发明的另一个方式涉及一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、具有负的光焦度的第3透镜组以及具有正的光焦度的第4透镜组，通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组的间隔以及所述第3透镜组与所述第4透镜组的间隔变化，从而进行变倍，其中，以如下方式将各透镜配置于透镜镜筒内：所述第3透镜组具有：第32透镜组，作为防抖透镜组，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组，配置于所述第32透镜组的物体侧，所述第32透镜组具有负的光焦度，且满足以下的条件式：
0.200＜f1/f3＜0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
本发明的另一个方式涉及一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、具有负的光焦度的第3透镜组以及具有正的光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组的间隔变化，从而进行变倍，其中，以如下方式将各透镜配置于透镜镜筒内：所述第3透镜组具有：第32透镜组，作为防抖透镜组，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组，配置于所述第32透镜组的物体侧，并且在校正像抖动时与光轴垂直的方向上的位置不动，所述第31透镜组具有正或负的光焦度，所述第32透镜组具有负的光焦度，且满足以下的条件式：
0.200＜f1/f3＜0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
附图说明
图1的(W)、(M)和(T)分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图2的(a)、(b)和(c)分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图3的(a)、(b)和(c)分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图4的(a)、(b)和(c)分别是在第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图5的(W)、(M)和(T)分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图6的(a)、(b)和(c)分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图7的(a)、(b)和(c)分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图8的(a)、(b)和(c)分别是在第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图9的(W)、(M)和(T)分别是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图10的(a)、(b)和(c)分别是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图11的(a)、(b)和(c)分别是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图12的(a)、(b)和(c)分别是在第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图13的(W)、(M)和(T)分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图14的(a)、(b)和(c)分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图15的(a)、(b)和(c)分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图16的(a)、(b)和(c)分别是在第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图17的(W)、(M)和(T)分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图18的(a)、(b)和(c)分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图19的(a)、(b)和(c)分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图20的(a)、(b)和(c)分别是在第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图21的(W)、(M)和(T)分别是第6实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图22的(a)、(b)和(c)分别是第6实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图23的(a)、(b)和(c)分别是第6实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图24的(a)、(b)和(c)分别是在第6实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图25的(W)、(M)和(T)分别是第7实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图26的(a)、(b)和(c)分别是第7实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图27的(a)、(b)和(c)分别是第7实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图28的(a)、(b)和(c)分别是在第7实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图29的(W)、(M)和(T)分别是第8实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图30的(a)、(b)和(c)分别是第8实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图31的(a)、(b)和(c)分别是第8实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图32的(a)、(b)和(c)分别是在第8实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图33的(W)、(M)和(T)分别是第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图34的(a)、(b)和(c)分别是第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图35的(a)、(b)和(c)分别是第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图36的(a)、(b)和(c)分别是在第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图37的(W)、(M)和(T)分别是第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图38的(a)、(b)和(c)分别是第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图39的(a)、(b)和(c)分别是第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图40的(a)、(b)和(c)分别是在第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图41的(W)、(M)和(T)分别是第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图42的(a)、(b)和(c)分别是第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图43的(a)、(b)和(c)分别是第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图44的(a)、(b)和(c)分别是在第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图45的(W)、(M)和(T)分别是第12实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图46的(a)、(b)和(c)分别是第12实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图47的(a)、(b)和(c)分别是第12实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图48的(a)、(b)和(c)分别是在第12实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图49的(W)、(M)和(T)分别是第13实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的剖视图。
图50的(a)、(b)和(c)分别是第13实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时的各像差图。
图51的(a)、(b)和(c)分别是第13实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的最近距离对焦时的各像差图。
图52的(a)、(b)和(c)分别是在第13实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无穷远对焦时进行了像抖动校正时的横像差图。
图53是示出搭载有变倍光学系统的相机的结构的一个例子的图。
图54是示出变倍光学系统的制造方法的一个例子的概要的图。
图55是示出变倍光学系统的制造方法的一个例子的概要的图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。图1示出变倍光学系统ZL的结构的一个例子。在其他例子中，透镜组的数量、各透镜组中的透镜结构等能够适当变更。
在一个实施方式中，变倍光学系统ZL包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔变化而进行变倍，第3透镜组G3具有：第32透镜组G32，作为防抖透镜组(VR)，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组G31，配置于第32透镜组G32的物体侧，第32透镜组G32具有负的光焦度。
作为替代，变倍光学系统ZL包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4，通过使各透镜组的间隔变化而进行变倍，第3透镜组G3具有：第32透镜组G32，作为防抖透镜组(VR)，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组G31，配置于第32透镜组G32的物体侧，并且在校正像抖动时与光轴垂直的方向上的位置不动，第31透镜组G31具有正或负的光焦度，第32透镜组G32具有负的光焦度。
这样一来，通过具有负正负正的透镜组并使各组的间隔变化，从而能够实现广视场角的变倍光学系统。另外，使负的第3透镜组G3构成为具有第31透镜组G31和负的第32透镜组G32，使第32透镜组G32以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动而进行像抖动校正，从而能够抑制校正像抖动时的偏心彗形像差的产生以及单侧模糊的产生，实现良好的成像性能。在此，如果想要将第3透镜组G3以外的透镜组(例如，第2透镜组G2)的至少一部分设为防抖透镜组，则存在如下这样的问题：在使F值变小(变明亮)且使像高也变大的情况下，制造灵敏度增加、制造变得困难。然而，在具有负正负正的光学系统中，如果将第3透镜组G3的至少一部分设为防抖透镜组，则具有即使在使F值变小或者使像高变大的情况下也能够避免制造灵敏度增加这样的效果。如果将第3透镜组G3的一部分设为防抖透镜组，并在比该防抖透镜组靠物体侧且在第3透镜组G3内配置在防抖时固定的透镜，则具有这样的效果：即使使F值变小，防抖性能也不降低。
变倍光学系统ZL满足如下条件式(1)。
0.200＜f1/f3＜0.900…(1)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f3：第3透镜组G3的焦距。
条件式(1)是用于在广角端状态下获得(半视场角50°左右以上的)较宽的视场角且良好地校正像面弯曲、彗形像差的条件式。
如果超过条件式(1)的上限值，则第1透镜组G1的焦距变长，难以在广角端状态下获得(半视场角50°左右以上的)广视场角。或者，导致透镜总长和第1透镜组G1的透镜直径的大型化。
为了使效果可靠，可优选将条件式(1)的上限值设为0.800。为了使效果更加可靠，可优选将条件式(1)的上限值设为0.700。
如果低于条件式(1)的下限值，则第1透镜组G1的焦距变短，有可能难以校正像面弯曲、彗形像差，难以实现良好的成像性能。
为了使效果可靠，可优选将条件式(1)的下限值设为0.250。为了使效果更加可靠，可优选将条件式(1)的下限值设为0.300。
变倍光学系统ZL可优选满足如下条件式(2)。
0.700＜f32/f3＜2.500…(2)
其中，
f32：第32透镜组G32的焦距。
条件式(2)是用于规定相对于第3透镜组G3的焦距的防抖透镜组(VR)即第32透镜组G32的焦距的条件式。通过满足条件式(2)，在校正像抖动时，能够使成像性能良好，并且使第32透镜组G32的移动量适当。
如果超过条件式(2)的上限值，则第32透镜组G32的焦距变长，校正像抖动时的第32透镜组G32的移动量变大。因此，存在像抖动校正的机构大型化的可能性。
为了使效果可靠，可优选将条件式(2)的上限值设为2.100。为了使效果更加可靠，可优选将条件式(2)的上限值设为1.700。
如果低于条件式(2)的下限值，则第32透镜组G32的焦距变短，在校正像抖动时产生的偏心彗形像差或者单侧模糊的产生增多，在校正像抖动时难以维持良好的成像性能。
为了使效果可靠，可优选将条件式(2)的下限值设为0.800。为了使效果更加可靠，可优选将条件式(2)的下限值设为0.900。
变倍光学系统ZL可优选满足如下条件式(3)。
0.400＜f4/f2＜1.600…(3)
其中，
f4：第4透镜组G4的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(3)是用于规定第2透镜组G2的焦距与第4透镜组G4的焦距的适当的比的条件式。通过满足条件式(3)，能够实现(F2.8～F3.5左右的)明亮的F值和球面像差等各像差的良好的校正，并且实现透镜总长的小型化。
如果超过条件式(3)的上限值，则与第4透镜组G4的焦距相比，第2透镜组G2的焦距变短，难以校正球面像差。其结果是，难以实现(F2.8～F3.5左右的)明亮的F值。
为了使效果可靠，可优选将条件式(3)的上限值设为1.400。为了使效果更加可靠，可优选将条件式(3)的上限值设为1.200。
如果低于条件式(3)的下限值，则与第4透镜组G4的焦距相比，第2透镜组G2的焦距变长，难以实现透镜总长的小型化。
为了使效果可靠，可优选将条件式(3)的下限值设为0.500。为了使效果更加可靠，可优选将条件式(3)的下限值设为0.600。
在变倍光学系统ZL中，第32透镜组G32可优选由正透镜与负透镜的接合透镜构成。
根据该结构，对于为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊的校正是有效的。另外，能够使为了校正像抖动而移动的透镜小型轻质化，对于像抖动校正机构以及透镜整体的小型化也是有效的。
在变倍光学系统ZL中，第31透镜组G31可优选具有负透镜和正透镜。
根据该结构，对于为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊的校正是有效的。
在变倍光学系统ZL中，第31透镜组G31可优选由从物体侧起依次排列的负透镜和正透镜构成。
根据该结构，对于为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊的校正是有效的。
在变倍光学系统ZL中，第31透镜组G31可优选由从物体侧起依次排列的负透镜与正透镜的接合透镜构成。
根据该结构，对于为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊的校正是有效的。
在变倍光学系统ZL中，第31透镜组G31可优选由从物体侧起依次排列的正透镜和负透镜构成。
根据该结构，对于为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊的校正是有效的。
在变倍光学系统ZL中，第31透镜组31可优选由从物体侧起依次排列的正透镜与负透镜的接合透镜构成。
根据该结构，对于为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊的校正是有效的。
在变倍光学系统ZL中，可优选的是，第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成，通过使第21透镜组G21作为对焦透镜组在光轴方向上移动而进行对焦。
根据该结构，能够使在对焦时移动的透镜组小型轻质化，能够实现整个透镜系统的小型化，并且能够使自动聚焦时的对焦速度高速化。
在变倍光学系统ZL中，第32透镜组G32的最靠像侧的透镜面可优选是非球面。
根据该结构，对于为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊的校正是有效的。
变倍光学系统ZL可优选满足如下条件式(4)。
1.100＜A(T3.5)/A(T4.0)＜5.000…(4)
其中，
A(T3.5)：在远焦端状态下，与F/3.5的F值对应的轴上光线通过在第32透镜组G32的最靠像侧的透镜面上形成的非球面的点处的非球面量，
A(T4.0)：在远焦端状态下，与F/4.0的F值对应的轴上光线通过在第32透镜组G32的最靠像侧的透镜面上形成的非球面的点处的非球面量。
此外，所述非球面量是指沿着光轴对非球面相对于近似球面在非球面的光轴上的凹陷量进行测量而得到的量。
条件式(4)是用于规定第32透镜组G32的最靠像侧的非球面处的非球面量的适当的值的条件式。通过满足条件式(4)，能够良好地校正为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊。
如果超过条件式(4)的上限值，则第32透镜组G32的非球面量变得过大，难以校正为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊。
为了使效果可靠，可优选将条件式(4)的上限值设为4.000。为了使效果更加可靠，可优选将条件式(4)的上限值设为3.000。
如果低于条件式(4)的下限值，则第32透镜组G32的非球面量不足，难以校正为了校正像抖动而使第32透镜组G32移动时的偏心彗形像差以及单侧模糊。
为了使效果可靠，可优选将条件式(4)的下限值设为1.250。为了使效果更加可靠，可优选将条件式(4)的下限值设为1.400。
如上所述，能够实现具有广视场角且良好地校正了各像差的变倍光学系统ZL。
接下来，参照附图，说明具备上述变倍光学系统ZL的相机(光学设备)。图53示出搭载有变倍光学系统的相机的结构的一个例子。
如图53所示，相机1是具备上述变倍光学系统ZL作为摄影镜头2的镜头可换式相机(所谓的无反光镜相机)。在该相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光由摄影镜头2聚光，经由未图示的OLPF(Optical low pass filter：光学低通滤波器)而在摄像部3的摄像面上形成被摄体像。然后，通过设置于摄像部3的光电变换元件对被摄体像进行光电变换而生成被摄体的图像。将该图像在设置于相机1的EVF(Electronic view finder：电子取景器)4中显示。由此，摄影者能够通过EVF4来观察被摄体。另外，当由摄影者按下未图示的释放按钮时，将由摄像部3生成的被摄体的图像存储于未图示的存储器中。由此，摄影者能够通过相机1进行被摄体的摄影。
根据后述各实施例也可知的是，作为摄影镜头2而搭载于相机1的变倍光学系统ZL通过其特征性的透镜结构，具有广视场角，被良好地校正了各像差，具有良好的光学性能。因此，根据相机1，能够实现具有广视场角、被良好地校正了各像差且具有良好的光学性能的光学设备。
此外，作为相机1，说明了无反光镜相机的例子，但不限定于此。例如在将上述变倍光学系统ZL搭载于在相机主体中具有快速复原反光镜且通过取景器光学系统观察被摄体的单镜头反光类型的相机的情况下，也能够起到与上述相机1相同的效果。
接下来，对上述变倍光学系统ZL的制造方法的一个例子进行概述。图54以及图55示出变倍光学系统ZL的制造方法的一个例子。
在图54所示的例子中，首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜：包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔变化，从而进行变倍(步骤ST1)。以如下方式配置各透镜：第3透镜组G3包括：第32透镜组G32，作为防抖透镜组(VR)，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组G31，配置于第32透镜组G32的物体侧，第32透镜组G32具有负的光焦度(步骤ST2)。以满足以下的条件式(1)的方式，将各透镜配置于透镜镜筒内(步骤ST3)。
0.200＜f1/f3＜0.900…(1)
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
在图55所示的例子中，首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜：包括从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4，通过使各透镜组的间隔变化，从而进行变倍(步骤ST10)。以如下方式配置各透镜：第3透镜组G3包括：第32透镜组G32，作为防抖透镜组(VR)，构成为能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动；以及第31透镜组G31，配置于第32透镜组G32的物体侧，并且在校正像抖动时与光轴垂直的方向上的位置不动，第31透镜组G31具有正或负的光焦度，第32透镜组G32具有负的光焦度(步骤ST20)。以满足如下条件式(1)的方式配置各透镜(步骤ST30)。
0.200＜f1/f3＜0.900…(1)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f3：第3透镜组G3的焦距。
如果举出透镜配置的一个例子，则如图1所示，从物体侧起依次配置凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13、双凸透镜L14而作为第1透镜组G1，配置双凸透镜L21、凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜以及双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜而作为第2透镜组G2，配置双凹透镜L31、双凸透镜L32以及双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜而作为第3透镜组G3，配置双凸透镜L41、双凹透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜、双凸透镜L44以及双凹透镜L45而作为第4透镜组G4。另外，在第3透镜组G3中，将双凹透镜L31到双凸透镜L32设为第31透镜组G31，将双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜设为第32透镜组G32(防抖透镜组VR)。按上述步骤配置以上述方式准备的各透镜组而制造变倍光学系统ZL。
根据上述制造方法，能够制造具有广视场角且良好地校正了各像差的变倍光学系统ZL。
实施例
以下，根据附图来说明各实施例。
图1、图5、图9、图13、图17、图21、图25、图29、图33、图37、图41、图45以及图49是示出各实施例的变倍光学系统ZL(ZL1～ZL13)的结构以及光焦度分配的剖视图。在变倍光学系统ZL1～ZL13的剖视图的下部，以箭头示出从广角端状态(W)经过中间焦距状态(M)向远焦端状态(T)进行变倍时的各透镜组的沿着光轴的移动方向。在变倍光学系统ZL1～ZL13的剖视图的上部，以箭头示出从无穷远向近距离物体对焦时的对焦透镜组的移动方向，并且还示出校正像抖动时的防抖透镜组VR的情形。
此外，关于针对第1实施例的图1的各附图标记，为了避免由附图标记的位数增加而导致说明的繁杂化，针对每个实施例独立地使用。因此，即使标注有与其他实施例的附图共同的附图标记，这些结构也不一定是与其他实施例共同的结构。
以下示出表1～表13，这些表是第1实施例～第13实施例中的各规格的表。
在各实施例中，作为像差特性的计算对象，选择d线(波长587.562nm)、g线(波长435.835nm)。
在表中的[透镜规格]中，面编号表示沿着光线的行进方向的从物体侧起的光学面的顺序，R表示各光学面的曲率半径，D表示从各光学面到下一个光学面(或者像面)为止的光轴上的距离即面间隔，nd表示光学部件的材质的针对d线的折射率，νd表示光学部件的材质的以d线为基准的阿贝数。另外，(Di)表示第i面与第(i+1)面的面间隔，(孔径光阑)表示孔径光阑S。在光学面是非球面的情况下，对面编号附加＊记号，在曲率半径R的栏中示出近轴曲率半径。
在表中的[非球面数据]中，关于[透镜规格]所示的非球面，以下式(a)表示其形状。X(y)表示从非球面的顶点处的切平面到高度y处的非球面上的位置为止的沿着光轴方向的距离，R表示基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示圆锥常数，Ai表示第i次的非球面系数。“E-n”表示“×10-n”。例如，1.234E-05＝1.234×10-5。此外，2次的非球面系数A2是0，省略记载。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12+A14×y14+A16×y16+A18×y18…(a)
在表中的[各种数据]中，f表示整个透镜系统的焦距，FNo表示光圈数，ω表示半视场角(单位：°)，Y表示最大像高，BF表示通过空气换算长度来表示无穷远对焦时的光轴上的从透镜最终侧面到像面I的距离的量，TL表示对无穷远对焦时的光轴上的从透镜最前侧面到透镜最终侧面的距离加上BF而得到的量。
在表中的[可变间隔数据]中，Di表示第i面与第(i+1)面的面间隔，D0表示物体面与第1透镜组G1的最靠物体侧的透镜面的轴上空气间隔，f表示整个透镜系统的焦距，β表示摄影倍率。
在表中的[透镜组数据]中，示出各透镜组的起始面和焦距。
在表中的[条件式对应值]中，示出与上述条件式(1)～(4)对应的值。
以下，在全部的规格值中记载的焦距f、曲率半径R、面间隔D、其他的长度等在不特别标明的情况下通常使用“mm”。但是，光学系统即使进行比例放大或者比例缩小，也能够获得同等的光学性能，因此不限于此。另外，单位不限定于“mm”，能够使用其他适当的单位。
到此为止对表的说明在全部实施例中是共通的，省略以下的说明。
(第1实施例)
使用图1～图4以及表1来说明第1实施例。如图1所示，第1实施例的变倍光学系统ZL(ZL1)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的双凹透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与双凹透镜L45的接合透镜构成。此外，双凹透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第1实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.73，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.32mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.85，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.33mm。在远焦端状态下，防抖系数是-1.14，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.29mm。
在下述表1中示出第1实施例中的各规格的值。表1中的面编号1～32对应于图1所示的m1～m32的各光学面。
(表1)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000211
Figure GDA0002280678610000221
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000222
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000223
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000231
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000232
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.452
条件式(2) f32/f3＝1.149
条件式(3) f4/f2＝0.927
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.740
根据表1，可知第1实施例的变倍光学系统ZL1满足条件式(1)～(4)。
图2是第1实施例的变倍光学系统ZL1的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图3是第1实施例的变倍光学系统ZL1的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图4是第1实施例的变倍光学系统ZL1的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
在各像差图中，FNO表示光圈数，NA表示开口数，A表示针对各像高的半视场角(单位：°)，H0表示物体高度。d表示d线处的像差，g表示g线处的像差。另外，没有这些记载的部分表示d线处的像差。其中，在无穷远对焦时的球面像差图中，示出与最大口径对应的光圈数的值。在最近距离对焦时的球面像差图中，示出与最大口径对应的开口数的值。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。
在后述的各实施例的像差图中也使用与本实施例相同的标号。
根据图2～图4可知，第1实施例的变倍光学系统ZL1从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第2实施例)
使用图5～图8以及表2来说明第2实施例。如图5所示，第2实施例的变倍光学系统ZL(ZL2)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与双凹透镜L45的接合透镜构成。此外，双凹透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第2实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.64，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.36mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.72，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.39mm。在远焦端状态下，防抖系数是-0.95，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.35mm。
在下述表2中示出第2实施例中的各规格的值。表2中的面编号1～32对应于图5所示的m1～m32的各光学面。
(表2)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000271
Figure GDA0002280678610000281
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000282
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000283
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000284
Figure GDA0002280678610000291
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000292
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.376
条件式(2) f32/f3＝1.039
条件式(3) f4/f2＝1.000
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.755
根据表2，可知第2实施例的变倍光学系统ZL2满足条件式(1)～(4)。
图6是第2实施例的变倍光学系统ZL2的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图7是第2实施例的变倍光学系统ZL2的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图8是第2实施例的变倍光学系统ZL2的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图6～图8可知，第2实施例的变倍光学系统ZL2从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第3实施例)
使用图9～图12以及表3来说明第3实施例。如图9所示，第3实施例的变倍光学系统ZL(ZL3)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由双凸透镜L24构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与双凹透镜L45的接合透镜构成。此外，双凹透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第3实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.63，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.37mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.73，焦距是23.95mm，因此用于校正0.67度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.38mm。在远焦端状态下，防抖系数是-0.95，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.35mm。
在下述表3中示出第3实施例中的各规格的值。表3中的面编号1～31对应于图9所示的m1～m31的各光学面。
(表3)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000321
Figure GDA0002280678610000331
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000332
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000333
Figure GDA0002280678610000341
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000342
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000343
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.363
条件式(2) f32/f3＝1.000
条件式(3) f4/f2＝0.999
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.770
根据表3，可知第3实施例的变倍光学系统ZL3满足条件式(1)～(4)。
图10是第3实施例的变倍光学系统ZL3的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图11是第3实施例的变倍光学系统ZL3的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图12是第3实施例的变倍光学系统ZL3的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图10～图12可知，第3实施例的变倍光学系统ZL3从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第4实施例)
使用图13～图16以及表4来说明第4实施例。如图13所示，第4实施例的变倍光学系统ZL(ZL4)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由双凸透镜L24构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43与双凸透镜L44的接合透镜以及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L45构成。此外，负弯月透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第4实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.64，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.36mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.77，焦距是23.50mm，因此用于校正0.67度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.37mm。在远焦端状态下，防抖系数是-0.99，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.34mm。
在下述表4中示出第4实施例中的各规格的值。表4中的面编号1～31对应于图13所示的m1～m31的各光学面。
(表4)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000371
Figure GDA0002280678610000381
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000382
Figure GDA0002280678610000391
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000392
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000393
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000394
Figure GDA0002280678610000401
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.410
条件式(2) f32/f3＝1.130
条件式(3) f4/f2＝0.951
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.770
根据表4，可知第4实施例的变倍光学系统ZL4满足条件式(1)～(4)。
图14是第4实施例的变倍光学系统ZL4的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图15是第4实施例的变倍光学系统ZL4的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图16是第4实施例的变倍光学系统ZL4的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图14～图16可知，第4实施例的变倍光学系统ZL4从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第5实施例)
使用图17～图20以及表5来说明第5实施例。如图17所示，第5实施例的变倍光学系统ZL(ZL5)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24和双凹透镜L25构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的双凹透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L42的接合透镜、凹面朝向像侧的负弯月透镜L43与双凸透镜L44与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L45的接合透镜以及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L46构成。此外，负弯月透镜L46是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第5实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.64，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.36mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.75，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.37mm。在远焦端状态下，防抖系数是-1.00，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.33mm。
在下述表5中示出第5实施例中的各规格的值。表5中的面编号1～34对应于图17所示的m1～m34的各光学面。
(表5)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000431
Figure GDA0002280678610000441
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000442
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000443
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000444
Figure GDA0002280678610000451
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000452
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.503
条件式(2) f32/f3＝1.186
条件式(3) f4/f2＝0.784
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.801
根据表5，可知第5实施例的变倍光学系统ZL5满足条件式(1)～(4)。
图18是第5实施例的变倍光学系统ZL5的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图19是第5实施例的变倍光学系统ZL5的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图20是第5实施例的变倍光学系统ZL5的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图18～图20可知，第5实施例的变倍光学系统ZL5从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第6实施例)
使用图21～图24以及表6来说明第6实施例。如图21所示，第6实施例的变倍光学系统ZL(ZL6)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由双凸透镜L24构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的双凹透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L42的接合透镜、凹面朝向像侧的负弯月透镜L43与双凸透镜L44的接合透镜以及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L45构成。此外，负弯月透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第6实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.64，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.36mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.75，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.37mm。在远焦端状态下，防抖系数是-0.99，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.34mm。
在下述表6中示出第6实施例中的各规格的值。表6中的面编号1～31对应于图21所示的m1～m31的各光学面。
(表6)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000481
Figure GDA0002280678610000491
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000492
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000501
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000502
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000503
Figure GDA0002280678610000511
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.453
条件式(2) f32/f3＝1.308
条件式(3) f4/f2＝0.887
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.769
根据表6，可知第6实施例的变倍光学系统ZL6满足条件式(1)～(4)。
图22是第6实施例的变倍光学系统ZL6的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图23是第6实施例的变倍光学系统ZL6的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图24是第6实施例的变倍光学系统ZL6的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图22～图24可知，第6实施例的变倍光学系统ZL6从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第7实施例)
使用图25～图28以及表7来说明第7实施例。如图25所示，第7实施例的变倍光学系统ZL(ZL7)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、凹面朝向物体侧的负弯月透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，负弯月透镜L13是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L21和双凸透镜L21构成。第22透镜组G22由双凸透镜L23构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L42的接合透镜、凹面朝向像侧的负弯月透镜L43与双凸透镜L44的接合透镜以及双凹透镜L45构成。此外，双凹透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第7实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.65，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.36mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.75，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.37mm。在远焦端状态下，防抖系数是-0.98，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.34mm。
在下述表7中示出第7实施例中的各规格的值。表7中的面编号1～30对应于图25所示的m1～m30的各光学面。
(表7)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000531
Figure GDA0002280678610000541
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000551
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000552
Figure GDA0002280678610000561
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000562
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000563
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.404
条件式(2) f32/f3＝1.237
条件式(3) f4/f2＝1.011
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.676
根据表7，可知第7实施例的变倍光学系统ZL7满足条件式(1)～(4)。
图26是第7实施例的变倍光学系统ZL7的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图27是第7实施例的变倍光学系统ZL7的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图28是第7实施例的变倍光学系统ZL7的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图26～图28可知，第7实施例的变倍光学系统ZL7从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第8实施例)
使用图29～图32以及表8来说明第8实施例。如图29所示，第8实施例的变倍光学系统ZL(ZL8)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的双凹透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L45的接合透镜构成。此外，负弯月透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第8实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.94，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.25mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-1.09，焦距是24.50mm，因此用于校正0.67度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.26mm。在远焦端状态下，防抖系数是-1.39，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.24mm。
在下述表8中示出第8实施例中的各规格的值。表8中的面编号1～32对应于图29所示的m1～m32的各光学面。
(表8)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000591
Figure GDA0002280678610000601
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000611
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000612
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000613
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000621
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.635
条件式(2) f32/f3＝1.331
条件式(3) f4/f2＝0.901
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.738
根据表8，可知第8实施例的变倍光学系统ZL8满足条件式(1)～(4)。
图30是第8实施例的变倍光学系统ZL8的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图31是第8实施例的变倍光学系统ZL8的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图32是第8实施例的变倍光学系统ZL8的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图30～图32可知，第8实施例的变倍光学系统ZL8从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第9实施例)
使用图33～图36以及表9来说明第9实施例。如图33所示，第9实施例的变倍光学系统ZL(ZL9)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31、具有负的光焦度的第32透镜组G32以及具有正的光焦度的第33透镜组G33构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的双凹透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。第33透镜组G33由凸面朝向物体侧的正弯月透镜L35构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L45的接合透镜构成。此外，负弯月透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的两侧的第31透镜组G31和第33透镜组G33在校正像抖动时固定。
在第9实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-1.10，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.21mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-1.30，焦距是24.50mm，因此用于校正0.67度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.22mm。在远焦端状态下，防抖系数是-1.67，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.20mm。
在下述表9中示出第9实施例中的各规格的值。表9中的面编号1～34对应于图33所示的m1～m34的各光学面。
(表9)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000651
Figure GDA0002280678610000661
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000662
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000663
Figure GDA0002280678610000671
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000672
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000673
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.613
条件式(2) f32/f3＝1.098
条件式(3) f4/f2＝0.917
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.741
根据表9，可知第9实施例的变倍光学系统ZL9满足条件式(1)～(4)。
图34是第9实施例的变倍光学系统ZL9的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图35是第9实施例的变倍光学系统ZL9的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图36是第9实施例的变倍光学系统ZL9的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图34～图36可知，第9实施例的变倍光学系统ZL9从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第10实施例)
使用图37～图40以及表10来说明第10实施例。如图37所示，第10实施例的变倍光学系统ZL(ZL10)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第31透镜组G31、具有负的光焦度的第32透镜组G32以及具有负的光焦度的第33透镜组G33构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的双凹透镜L31和双凸透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。第33透镜组G33由凹面朝向像侧的负弯月透镜L35构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与双凹透镜L45的接合透镜构成。此外，双凹透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的两侧的第31透镜组G31和第33透镜组G33在校正像抖动时固定。
在第10实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.71，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.33mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.83，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.34mm。在远焦端状态下，防抖系数是-1.10，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.30mm。
在下述表10中示出第10实施例中的各规格的值。表10中的面编号1～34对应于图37所示的m1～m34的各光学面。
(表10)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000701
Figure GDA0002280678610000711
Figure GDA0002280678610000721
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000722
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000723
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000724
Figure GDA0002280678610000731
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000732
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.482
条件式(2) f32/f3＝1.264
条件式(3) f4/f2＝0.921
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.727
根据表10，可知第10实施例的变倍光学系统ZL10满足条件式(1)～(4)。
图38是第10实施例的变倍光学系统ZL10的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图39是第10实施例的变倍光学系统ZL10的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图40是第10实施例的变倍光学系统ZL10的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图38～图40可知，第10实施例的变倍光学系统ZL10从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第11实施例)
使用图41～图44以及表11来说明第11实施例。如图41所示，第11实施例的变倍光学系统ZL(ZL11)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的凸面朝向像侧的正弯月透镜L31以及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L32构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与双凹透镜L45的接合透镜构成。此外，双凹透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第11实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.70，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.33mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.84，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.33mm。在远焦端状态下，防抖系数是-1.11，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.30mm。
在下述表11中示出第11实施例中的各规格的值。表11中的面编号1～32对应于图41所示的m1～m32的各光学面。
(表11)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000761
Figure GDA0002280678610000771
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000772
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000781
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000782
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000783
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.462
条件式(2) f32/f3＝1.228
条件式(3) f4/f2＝0.934
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.717
根据表11，可知第11实施例的变倍光学系统ZL11满足条件式(1)～(4)。
图42是第11实施例的变倍光学系统ZL11的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图43是第11实施例的变倍光学系统ZL11的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图44是第11实施例的变倍光学系统ZL11的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图42～图44可知，第11实施例的变倍光学系统ZL11从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第12实施例)
使用图45～图48以及表12来说明第12实施例。如图45所示，第12实施例的变倍光学系统ZL(ZL12)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的凸面朝向像侧的正弯月透镜L31与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L32的接合透镜构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与双凹透镜L45的接合透镜构成。此外，双凹透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第12实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.67，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.35mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.80，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.35mm。在远焦端状态下，防抖系数是-1.06，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.32mm。
在下述表12中示出第12实施例中的各规格的值。表12中的面编号1～31对应于图45所示的m1～m31的各光学面。
(表12)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000821
Figure GDA0002280678610000831
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000832
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000833
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000834
Figure GDA0002280678610000841
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000842
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.467
条件式(2) f32/f3＝1.322
条件式(3) f4/f2＝0.949
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.704
根据表12，可知第12实施例的变倍光学系统ZL12满足条件式(1)～(4)。
图46是第12实施例的变倍光学系统ZL12的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图47是第12实施例的变倍光学系统ZL12的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图48是第12实施例的变倍光学系统ZL12的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图46～图48可知，第12实施例的变倍光学系统ZL12从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
(第13实施例)
使用图49～图52以及表13来说明第13实施例。如图49所示，第13实施例的变倍光学系统ZL(ZL13)由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有负的光焦度的第3透镜组G3以及具有正的光焦度的第4透镜组G4构成。
第1透镜组G1由从物体侧起依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13和双凸透镜L14构成。此外，负弯月透镜L11是将两侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。另外，双凹透镜L12是将物体侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第2透镜组G2由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组G21以及具有正的光焦度的第22透镜组G22构成。第21透镜组G21由从物体侧起依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧起依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧起依次排列的具有负的光焦度的第31透镜组G31以及具有负的光焦度的第32透镜组G32构成。第31透镜组G31由从物体侧起依次排列的双凹透镜L31与双凸透镜L32的接合透镜构成。第32透镜组G32由从物体侧起依次排列的双凹透镜L33与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L34的接合透镜构成。此外，正弯月透镜L34是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
第4透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、双凸透镜L42与双凹透镜L43的接合透镜以及双凸透镜L44与双凹透镜L45的接合透镜构成。此外，双凹透镜L45是将像侧的透镜面形成为非球面形状的玻璃模制非球面透镜。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置有孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
通过使第1透镜组G1在暂且向像侧移动之后向物体侧移动，使第2透镜组G2向物体侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，并使第4透镜组G4向物体侧移动，以使得各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。使孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
通过使第21透镜组G21向像侧移动，进行从无穷远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第32透镜组G32作为防抖透镜组VR以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，从而进行像面I上的像抖动校正(防抖)。此外，在将整个系统的焦距设为f且将防抖系数(振动校正中的成像面处的像移动量与移动透镜组的移动量之比)设为K的摄影镜头的情况下，如果要校正角度θ的旋转抖动，则使像抖动校正用的防抖透镜组VR(移动透镜组)在与光轴垂直的方向上移动(f×tanθ)/K即可。此外，位于第32透镜组G32的物体侧的第31透镜组G31在校正像抖动时固定。
在第13实施例中，在广角端状态下，防抖系数是-0.70，焦距是16.40mm，因此用于校正0.81度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.33mm。在中间焦距状态下，防抖系数是-0.83，焦距是23.50mm，因此用于校正0.68度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.34mm。在远焦端状态下，防抖系数是-1.11，焦距是34.00mm，因此用于校正0.57度的旋转抖动的防抖透镜组VR的移动量是-0.30mm。
在下述表13中示出第13实施例中的各规格的值。表13中的面编号1～31对应于图49所示的m1～m31的各光学面。
(表13)
[透镜规格]
Figure GDA0002280678610000871
Figure GDA0002280678610000881
[非球面数据]
Figure GDA0002280678610000882
[各种数据]
Figure GDA0002280678610000883
Figure GDA0002280678610000891
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280678610000892
[透镜组数据]
Figure GDA0002280678610000893
[条件式对应值]
条件式(1) f1/f3＝0.499
条件式(2) f32/f3＝1.344
条件式(3) f4/f2＝0.959
条件式(4) A(T3.5)/A(T4.0)＝1.711
根据表13，可知第13实施例的变倍光学系统ZL13满足条件式(1)～(4)。
图50是第13实施例的变倍光学系统ZL13的无穷远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图51是第13实施例的变倍光学系统ZL13的最近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图以及横像差图)，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。图52是第13实施例的变倍光学系统ZL13的无穷远对焦时的进行了像抖动校正时的横像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出远焦端状态。
根据图50～图52可知，第13实施例的变倍光学系统ZL13从广角端状态到远焦端状态且从无穷远对焦状态到最近距离对焦状态都良好地校正各像差，具有良好的光学性能。另外，可知在校正像抖动时具有较高的成像性能。
根据以上的各实施例，从广角端状态到远焦端状态使F值小于F3.5左右(优选小于F2.8)，另外，从广角端状态到远焦端状态使F值大致恒定，按半视场角具有50左右以上的广视场角，能够实现良好地校正了各像差的变倍光学系统。
到此为止，为了易于理解本发明的方式，附加实施方式的要素的标号而进行了说明，但本发明的方式不限定于此。以下内容在不损害变倍光学系统的光学性能的范围内能够适当采用。
作为变倍光学系统ZL的数值实施例，示出了4组结构，但不限定于此，也能够应用于其他组结构(例如，5组等)。具体来说，也可以是在最靠物体侧处追加透镜或者透镜组的结构、在最靠像侧处追加透镜或者透镜组的结构。此外，透镜组表示由在变倍时或者对焦时发生变化的空气间隔分离开的具有至少一片透镜的部分。
在变倍光学系统ZL中，为了进行从无穷远向近距离物体的对焦，也可以形成为使透镜组的一部分、一个透镜组整体或者多个透镜组作为对焦透镜组向光轴方向移动的结构。另外，上述对焦透镜组还能够应用于自动聚焦，也适于由自动聚焦用的马达(例如，超声波马达等)进行的驱动。特别是，可优选将第2透镜组G2中的至少一部分作为对焦透镜组。
在变倍光学系统ZL中，也可以使某一个透镜组整体或者部分透镜组以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，或者在包括光轴的面内方向上旋转移动(摆动)，而作为对由于手抖动等而产生的像抖动进行校正的防抖透镜组。特别是，可优选将第3透镜组G3中的至少一部分作为防抖透镜组。另外，也可以在第32透镜组G32的像侧配置在防抖时固定的透镜。
在变倍光学系统ZL中，透镜面可以由球面或者平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面是球面或者平面的情况下，容易进行透镜加工以及组装调整，防止由加工以及组装调整的误差引起的光学性能的劣化。另外，即使在像面发生偏移的情况下，描绘性能的劣化也较少。在透镜面是非球面的情况下，非球面可以是通过磨削加工而形成的非球面、利用模具将玻璃形成为非球面形状而成的玻璃模制非球面、在玻璃的表面将树脂形成为非球面形状而成的复合型非球面中的任一种非球面。另外，可以将透镜面作为衍射面，也可以将透镜形成为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或者塑料透镜。
在变倍光学系统ZL中，孔径光阑S可优选配置于第3透镜组G3的附近。也可以不设置作为孔径光阑的部件，而利用透镜的框来替代其作用。
在变倍光学系统ZL中，为了减轻反射光斑、双重影像且实现高对比度的良好的光学性能，也可以对各透镜面施加在较宽的波段内具有较高的透射率的防反射膜。
变倍光学系统ZL例如能够将变倍比设为2倍左右。
标号说明
ZL(ZL1～ZL13) 变倍光学系统
G1 第1透镜组
G2 第2透镜组
G21 第21透镜组(对焦透镜组)
G22 第22透镜组
G3 第3透镜组
G31 第31透镜组
G32 第32透镜组(防抖透镜组)
G33 第33透镜组
G4 第4透镜组
S 孔径光阑
I 像面
1 相机(光学设备)。

Claims (33)

1.一种变倍光学系统，其特征在于，包括：
配置于最靠物体侧且具有负的光焦度的第1透镜组；
相比所述第1透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第2透镜组；
相比所述第2透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第3透镜组；以及
相比所述第3透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第4透镜组，
通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组的间隔以及所述第3透镜组与所述第4透镜组的间隔变化，从而进行变倍，
所述第3透镜组的至少一部分作为防抖透镜组而能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，
所述防抖透镜组具有负的光焦度，
所述防抖透镜组由从物体侧起依次排列的负透镜与正透镜的接合透镜构成，
所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.200＜f1/f3＜0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.700＜f32/f3＜2.500
其中，
f32：所述防抖透镜组的焦距。
3.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.400＜f4/f2＜1.600
其中，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
4.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述防抖透镜组中包含的所述负透镜为双凹形状。
5.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
在进行变倍时，所述第3透镜组沿着光轴移动。
6.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第3透镜组具有作为所述防抖透镜组的第32透镜组和配置于所述第32透镜组的物体侧的第31透镜组，
所述第31透镜组由从物体侧起依次排列的负透镜和正透镜构成。
7.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第3透镜组具有作为所述防抖透镜组的第32透镜组和配置于所述第32透镜组的物体侧的第31透镜组，
所述第31透镜组由从物体侧起依次排列的负透镜与正透镜的接合透镜构成。
8.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第3透镜组具有作为所述防抖透镜组的第32透镜组和配置于所述第32透镜组的物体侧的第31透镜组，
所述第31透镜组由从物体侧起依次排列的正透镜和负透镜构成。
9.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第3透镜组具有作为所述防抖透镜组的第32透镜组和配置于所述第32透镜组的物体侧的第31透镜组，
所述第31透镜组由从物体侧起依次排列的正透镜与负透镜的接合透镜构成。
10.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第2透镜组由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组和具有正的光焦度的第22透镜组构成，
通过使所述第21透镜组作为对焦透镜组在光轴方向上移动而进行对焦。
11.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第3透镜组具有作为所述防抖透镜组的第32透镜组，
所述第32透镜组的最靠像侧的透镜面是非球面。
12.根据权利要求11所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
1.100＜A(T3.5)/A(T4.0)＜5.000
其中，
A(T3.5)：在远焦端状态下与F/3.5的F值对应的轴上光线通过在所述第32透镜组的最靠像侧的透镜面上形成的非球面的点处的非球面量，
A(T4.0)：在远焦端状态下与F/4.0的F值对应的轴上光线通过在所述第32透镜组的最靠像侧的透镜面上形成的非球面的点处的非球面量，
所述非球面量是指沿着光轴对非球面相对于近似球面在非球面的光轴上的凹陷量进行测量而得到的量。
13.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第2透镜组具有两个接合透镜，各接合透镜包含彼此接合的多个透镜。
14.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第2透镜组具有五个透镜。
15.一种光学设备，其特征在于，
搭载权利要求1～14中的任一项所述的变倍光学系统。
16.一种变倍光学系统，其特征在于，包括：
配置于最靠物体侧且具有负的光焦度的第1透镜组；
相比所述第1透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第2透镜组；
相比所述第2透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第3透镜组；以及
相比所述第3透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第4透镜组，
通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组的间隔以及所述第3透镜组与所述第4透镜组的间隔变化，从而进行变倍，
在进行变倍时，所述第3透镜组沿着光轴移动，
所述第3透镜组的至少一部分作为防抖透镜组而能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，
所述防抖透镜组具有负的光焦度，
所述防抖透镜组由从物体侧起依次排列的第1负透镜与第1正透镜的接合透镜构成，
所述第3透镜组具有在所述第3透镜组所包含的透镜中配置于最靠物体侧的第2负透镜，
所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.200＜f1/f3＜0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
17.根据权利要求16所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第3透镜组具有配置于所述第2负透镜的像侧的第2正透镜。
18.根据权利要求17所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第2负透镜和所述第2正透镜相接合。
19.根据权利要求16所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.700＜f32/f3＜2.500
其中，
f32：所述防抖透镜组的焦距。
20.根据权利要求16所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.400＜f4/f2＜1.600
其中，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
21.根据权利要求16所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述防抖透镜组中包含的所述第1负透镜为双凹形状。
22.根据权利要求16所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第2透镜组由从物体侧起依次排列的具有正的光焦度的第21透镜组和具有正的光焦度的第22透镜组构成，
通过使所述第21透镜组作为对焦透镜组在光轴方向上移动而进行对焦。
23.根据权利要求16所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第3透镜组具有作为所述防抖透镜组的第32透镜组，
所述第32透镜组的最靠像侧的透镜面是非球面。
24.根据权利要求16所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第2透镜组具有两个接合透镜，各接合透镜包含彼此接合的多个透镜。
25.根据权利要求16所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第2透镜组具有五个透镜。
26.一种光学设备，其特征在于，
搭载权利要求16～25中的任一项所述的变倍光学系统。
27.一种变倍光学系统，其特征在于，包括：
配置于最靠物体侧且具有负的光焦度的第1透镜组；
相比所述第1透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第2透镜组；
相比所述第2透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第3透镜组；以及
相比所述第3透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第4透镜组，
通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组的间隔以及所述第3透镜组与所述第4透镜组的间隔变化，从而进行变倍，
所述第3透镜组的至少一部分作为防抖透镜组而能够为了校正像抖动而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，
所述防抖透镜组由从物体侧起依次排列的负透镜与正透镜的接合透镜构成，
所述防抖透镜组具有负的光焦度，
所述防抖透镜组的最靠像侧的透镜面是非球面，
所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.200＜f1/f3＜0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
28.根据权利要求27所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.700＜f32/f3＜2.500
其中，
f32：所述防抖透镜组的焦距。
29.根据权利要求27所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.400＜f4/f2＜1.600
其中，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
30.根据权利要求27所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述防抖透镜组中包含的所述负透镜为双凹形状。
31.根据权利要求27所述的变倍光学系统，其特征在于，
在进行变倍时，所述第3透镜组沿着光轴移动。
32.根据权利要求31所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
1.100＜A(T3.5)/A(T4.0)＜5.000
其中，
A(T3.5)：在远焦端状态下与F/3.5的F值对应的轴上光线通过在所述防抖透镜组的最靠像侧的透镜面上形成的非球面的点处的非球面量，
A(T4.0)：在远焦端状态下与F/4.0的F值对应的轴上光线通过在所述防抖透镜组的最靠像侧的透镜面上形成的非球面的点处的非球面量，
所述非球面量是指沿着光轴对非球面相对于近似球面在非球面的光轴上的凹陷量进行测量而得到的量。
33.一种光学设备，其特征在于，
搭载权利要求27～32中的任一项所述的变倍光学系统。
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