CN107430261B - 变倍光学系统以及光学设备 - Google Patents

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CN107430261B CN201680015607.4A CN201680015607A CN107430261B CN 107430261 B CN107430261 B CN 107430261B CN 201680015607 A CN201680015607 A CN 201680015607A CN 107430261 B CN107430261 B CN 107430261B
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Abstract

变倍光学系统具备从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组(G1)、第2透镜组(G2)、第3透镜组(G3)、具有负的光焦度的第4透镜组(G4)以及具有正的光焦度的第5透镜组(G5)，通过使第1透镜组与第2透镜组之间的间隔、第2透镜组与第3透镜组之间的间隔、第3透镜组与第4透镜组之间的间隔以及第4透镜组与第5透镜组变化来进行变倍，第4透镜组具备第42透镜组(G42)和配置在第42透镜组的物体侧的第41透镜组(G41)，所述第42透镜组(G42)构成为能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。

Description

变倍光学系统以及光学设备
技术领域
本发明涉及变倍光学系统、光学设备以及变倍光学系统的制造方法。
背景技术
以往，提出有具备手抖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、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-160229号公报
专利文献2：日本特开平11-231220号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，在变倍光学系统中，要求兼顾良好的光学性能和广视场角化或缩小F值。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的变倍光学系统，具备从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化来进行变倍，所述第4透镜组具备第42透镜组和配置在所述第42透镜组的物体侧的第41透镜组，所述第42透镜组构成为能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
本发明的另一方式的变倍光学系统，具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，所述第4透镜组具备第42透镜组和第41透镜组，所述第42透镜组构成为能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第41透镜组配置在所述第42透镜组的物体侧，且在进行像抖动校正时与光轴垂直的方向上的位置不动。
本发明的另一方式的光学设备搭载上述的变倍光学系统。
关于本发明的另一方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化来进行变倍，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：所述第4透镜组具备第42透镜组和配置在所述第42透镜组的物体侧的第41透镜组，所述第42透镜组构成为能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
关于本发明的另一方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：所述第4透镜组具备第42透镜组和第41透镜组，所述第42透镜组构成为能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第41透镜组配置在所述第42透镜组的物体侧，且在进行像抖动校正时与光轴垂直的方向上的位置不动。
本发明的另一方式的变倍光学系统，具备从物体侧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、第3透镜组、第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化来进行变倍，构成为使所述第4透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，且满足以下的条件式：
-0.400<(D34T-D34W)/(D23T-D23W)<1.000
-0.400<f4/f3<0.450
其中，
D34T：远焦端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D34W：广角端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D23T：远焦端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
D23W：广角端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
本发明的另一方式的变倍光学系统，具备从物体侧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、第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，构成为使所述第4透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，且满足以下的条件式：
-0.400<(D34T-D34W)/(D23T-D23W)<1.000
-0.400<f4/f3<0.450
其中，
D34T：远焦端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D34W：广角端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D23T：远焦端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
D23W：广角端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
本发明的另一方式的光学设备搭载上述的变倍光学系统。
关于本发明的另一方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备从物体侧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、第3透镜组、第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化来进行变倍，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：构成为使所述第4透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，且满足以下的条件式：
-0.400<(D34T-D34W)/(D23T-D23W)<1.000
-0.400<f4/f3<0.450
其中，
D34T：远焦端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D34W：广角端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D23T：远焦端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
D23W：广角端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
关于本发明的另一方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备从物体侧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、第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：构成为使所述第4透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，且满足以下的条件式：
-0.400<(D34T-D34W)/(D23T-D23W)<1.000
-0.400<f4/f3<0.450
其中，
D34T：远焦端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D34W：广角端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D23T：远焦端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
D23W：广角端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
本发明的另一方式的变倍光学系统，具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组、第4透镜组、具有负的光焦度的第5透镜组以及具有正的光焦度的第6透镜组，通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔、所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔以及所述第5透镜组与所述第6透镜组之间的间隔变化来进行变倍，构成为使所述第1透镜组～所述第6透镜组中的任意的透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
本发明的另一方式的变倍光学系统，具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组、第4透镜组、具有负的光焦度的第5透镜组以及具有正的光焦度的第6透镜组，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，构成为使所述第1透镜组～所述第6透镜组中的任意的透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
本发明的另一方式的光学设备搭载上述的变倍光学系统。
关于本发明的另一方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组、第4透镜组、具有负的光焦度的第5透镜组以及具有正的光焦度的第6透镜组，通过使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔、所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔以及所述第5透镜组与所述第6透镜组之间的间隔变化来进行变倍，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：构成为使所述第1透镜组～所述第6透镜组中的任意的透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
关于本发明的另一方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组、第4透镜组、具有负的光焦度的第5透镜组以及具有正的光焦度的第6透镜组，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：构成为使所述第1透镜组～所述第6透镜组中的任意的透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
附图说明
图1的(W)、(M)以及(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)以及(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限远对焦时的各像差图。
图3的(a)、(b)以及(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极近距离对焦时的各像差图。
图4的(a)、(b)以及(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在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图。
图5的(W)、(M)以及(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)以及(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限远对焦时的各像差图。
图7的(a)、(b)以及(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极近距离对焦时的各像差图。
图8的(a)、(b)以及(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在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图。
图9的(W)、(M)以及(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)以及(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限远对焦时的各像差图。
图11的(a)、(b)以及(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极近距离对焦时的各像差图。
图12的(a)、(b)以及(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在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图。
图13的(W)、(M)以及(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)以及(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限远对焦时的各像差图。
图15的(a)、(b)以及(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极近距离对焦时的各像差图。
图16的(a)、(b)以及(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在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图。
图17的(W)、(M)以及(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)以及(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限远对焦时的各像差图。
图19的(a)、(b)以及(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极近距离对焦时的各像差图。
图20的(a)、(b)以及(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在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图。
图21的(W)、(M)以及(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)以及(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限远对焦时的各像差图。
图23的(a)、(b)以及(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极近距离对焦时的各像差图。
图24的(a)、(b)以及(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在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图。
图25的(W)、(M)以及(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)以及(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限远对焦时的各像差图。
图27的(a)、(b)以及(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极近距离对焦时的各像差图。
图28的(a)、(b)以及(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在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图。
图29的(W)、(M)以及(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)以及(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限远对焦时的各像差图。
图31的(a)、(b)以及(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极近距离对焦时的各像差图。
图32的(a)、(b)以及(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在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图。
图33是示出搭载了变倍光学系统的相机的结构的一例的图。
图34是示出变倍光学系统的制造方法的一例的概略的图。
图35是示出变倍光学系统的制造方法的一例的概略的图。
图36是示出变倍光学系统的制造方法的另一例的概略的图。
图37是示出变倍光学系统的制造方法的另一例的概略的图。
图38是示出变倍光学系统的制造方法的另一例的概略的图。
图39是示出变倍光学系统的制造方法的另一例的概略的图。
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的结构的一例。在其他的例子中，能够适当变更透镜组的数量、各透镜组中的透镜结构等。
在一实施方式中，变倍光学系统具备从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化来进行变倍，第4透镜组G4具备第42透镜组G42和配置在第42透镜组G42的物体侧的第41透镜组G41，所述第42透镜组G42构成为能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。在一例中，可以是，第2透镜组G2和第3透镜组G3中的至少一个具有正的光焦度。
作为代替，变倍光学系统ZL具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，第4透镜组G4具备第42透镜组G42和第41透镜组G41，所述第42透镜组G42作为防抖透镜组VR，构成为为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第41透镜组G41配置在第42透镜组G42的物体侧，且在进行像抖动校正时与光轴垂直的方向上的位置不动。
通过具备负正正负正的透镜组并使各组的间隔变化，能够实现广视场角的变倍光学系统。另外，构成为使第4透镜组G4具备从物体侧依次排列的第41透镜组G41和第42透镜组G42，使第42透镜组G42以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动来进行像抖动校正，从而抑制像抖动校正时的偏心彗差的产生和单侧散景(片ボケ)的产生，实现良好的成像性能。
另外，第41透镜组G41可以具有正的光焦度，也可以具有负的光焦度。
另外，也可以是，第4透镜组G4在第42透镜组G42的像侧具备一个以上的透镜(在像抖动校正时不动)。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第42透镜组G42具有负的光焦度。
通过使第42透镜组G42具有负的光焦度，能够良好地对为了对像抖动进行校正而使第42透镜组G42以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动时的、偏心像差特别是偏心彗差的产生和像面的倾斜(单侧散景)进行校正。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(1)。
0.700<f42/f4<1.700…(1)
其中，
f42：第42透镜组G42的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距。
条件式(1)是用于规定相对于第4透镜组G4的焦距的、作为防抖透镜组VR的第42透镜组G42的焦距的条件式。通过满足条件式(1)，能够使像抖动校正时的成像性能良好，并且在进行像抖动校正时使第42透镜组G42的移动量适当。
当超过条件式(1)的上限值时，第42透镜组G42的焦距变长，像抖动校正时的第42透镜组G42的移动量变得过大。因此，存在像抖动校正的机构变得大型化的可能性。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(1)的上限值为1.600。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(1)的上限值为1.500。
当低于条件式(1)的下限值时，第42透镜组G42的焦距变短，在进行像抖动校正时产生的偏心彗差、或者单侧散景的产生增大，在进行像抖动校正时无法维持良好的成像性能。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(1)的下限值为0.800。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(1)的下限值为0.900。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(2)。
-0.400<f4/f41<0.500…(2)
其中，
f4：第4透镜组G4的焦距，
f41：第41透镜组G41的焦距。
条件式(2)是用于规定相对于第4透镜组G4的焦距的、第41透镜组G41的焦距的条件式。通过满足条件式(2)，能够使像抖动校正时的成像性能良好，并且使在进行像抖动校正时移动的第42透镜组G42的移动量适当。
当超过条件式(2)的上限值时，第41透镜组G41的负的光焦度变大，第42透镜组G42的光焦度相对地变弱。其结果是，像抖动校正时的第42透镜组G42的移动量变得过大，像抖动校正的机构变得大型化。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(2)的上限值为0.400。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(2)的上限值为0.300。
当低于条件式(2)的下限值时，第41透镜组G41的正的光焦度变大，第42透镜组G42的负的光焦度相对地变强。其结果是，在进行像抖动校正时产生的偏心彗差、或者单侧散景的产生增大，在进行像抖动校正时无法维持良好的成像性能。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(2)的下限值为-0.300。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(2)的下限值为-0.200。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(3)。
0.200<f1/f4<0.900…(3)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距。
条件式(3)是用于在广角端状态下得到(半视场角50°左右以上的)广视场角并且良好地对像面弯曲、彗差进行校正的条件式。
当超过条件式(3)的上限值时，第1透镜组G1的焦距变长，难以在广角端状态下得到(半视场角50°左右以上的)广视场角。或者，导致镜头全长和第1透镜组G1的镜头直径的大型化，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(3)的上限值为0.750。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(3)的上限值为0.600。
当低于条件式(3)的下限值时，第1透镜组G1的焦距变短，难以进行像面弯曲和彗差的校正，难以实现良好的成像性能。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(3)的下限值为0.300。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(3)的下限值为0.350。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第41透镜组G41具备负透镜和正透镜。
根据该结构，能够兼顾为了进行像抖动校正而使第42透镜组G42移动时的偏心彗差及单侧散景的校正、和变倍时的成像性能的确保(特别是，球面像差、彗差、像散的变动的抑制)。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第42透镜组G42由正透镜与负透镜的接合透镜构成。
根据该结构，对为了进行像抖动校正而使第42透镜组G42移动时的偏心彗差和单侧散景的校正有效。另外，能够使为了进行像抖动校正而移动的透镜变得小型轻量，对像抖动校正机构和镜头整个系统的小型化也有效。
另外，也可以是，第42透镜组G42并非是如上所述使正透镜与负透镜接合的结构，而是(在接合面上剥离而)由两个透镜构成的结构。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第42透镜组G42的最靠像侧的透镜面为非球面。
根据该结构，对为了进行像抖动校正而使第42透镜组G42移动时的偏心彗差和单侧散景的校正有效。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(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值对应的轴上光线穿过在第42透镜组G42的最靠像侧的透镜面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值对应的轴上光线穿过在第42透镜组G42的最靠像侧的透镜面形成的非球面的点处的非球面量。
另外，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42透镜组G42的最靠像侧的非球面上的、非球面量的适当的值的条件式。通过满足条件式(4)，能够良好地对为了进行像抖动校正而使第42透镜组G42移动时的偏心彗差和单侧散景进行校正。
当超过条件式(4)的上限值时，第42透镜组G42的非球面量变得过大，难以进行为了进行像抖动校正而使第42透镜组G42移动时的偏心彗差和单侧散景的校正。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(4)的上限值为4.000。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(4)的上限值为3.000。
当低于条件式(4)的下限值时，第42透镜组G42的非球面量不足，难以进行为了进行像抖动校正而使第42透镜组G42移动时的偏心彗差和单侧散景的校正。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(4)的下限值为1.250。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(4)的下限值为1.400。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，在进行变倍时，第1透镜组G1相对于像面而被固定。
根据该结构，对变焦移动机构的简化和镜头镜筒的牢固化有效。
关于变倍光学系统ZL，可以优选的是，通过使第2透镜组G2作为对焦透镜组而在光轴方向上移动来进行对焦。
根据该结构，能够使对焦透镜组变得小型轻量，能够实现镜头整个系统的小型化和自动对焦时的对焦速度的高速化。
如上所述，能够实现具有广视场角且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统ZL。
接着，参照附图对具备上述的变倍光学系统ZL的相机(光学设备)进行说明。图33示出搭载了变倍光学系统的相机的结构的一例。
如图33所示，相机1是具备上述的变倍光学系统ZL来作为摄影镜头2的镜头可换式的相机(所谓无反相机)。在该相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光通过摄影镜头2而被聚光，并经由未图示的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。并且，被摄体像通过设置在摄像部3上的光电转换元件被光电转换而生成被摄体的图像。该图像显示在设置于相机1的EVF(Electronic view finder：电子取景器)4上。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，通过摄像部3生成的被摄体的图像存储在未图示的存储器中。由此，摄影者能够进行基于相机1的被摄体的摄影。
关于作为摄影镜头2而搭载在相机1上的变倍光学系统ZL，如从后述的各实施例也可知，通过其特征性的镜头结构，具有广视场角，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、良好地校正了各像差、具有良好的光学性能的光学设备。
另外，虽然作为相机1，对无反相机的例子进行了说明，但是并不限定于此。例如，即使在相机主体具有快速复原反光镜并通过取景器光学系统观察被摄体的单反类型的相机上搭载了上述的变倍光学系统ZL的情况下，也能够起到与上述相机1相同的效果。
接着，对上述的变倍光学系统ZL的制造方法的一例进行概述。图34、图35示出变倍光学系统ZL的制造方法的一例。
在图34所示的例子中，首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜(步骤ST1)：具备从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化来进行变倍。以如下方式配置各透镜(步骤ST2)：第4透镜组G4具备第42透镜组G42和配置在第42透镜组G42的物体侧的第41透镜组G41，所述第42透镜组G42构成为能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
在图35所示的例子中，首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜(步骤ST10)：具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍。以如下方式配置各透镜(步骤ST20)：第4透镜组G4具备第42透镜组G42和第41透镜组G41，所述第42透镜组G42构成为为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第41透镜组G41配置在第42透镜组G42的物体侧，且在进行像抖动校正时与光轴垂直的方向上的位置不动。
如图1所示，当例举透镜配置的一例时，从物体侧依次配置凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14来作为第1透镜组G1，配置双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜来作为第2透镜组G2，配置双凸透镜L31与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L32的接合透镜来作为第3透镜组G3，配置双凹透镜L41、双凸透镜L42以及双凹透镜L43与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L44的接合透镜来作为第4透镜组G4，配置双凸透镜L51、双凸透镜L52与双凹透镜L53的接合透镜以及双凸透镜L54与双凹透镜L55的接合透镜来作为第5透镜组G5。关于第4透镜组G4，使从双凹透镜L41到双凸透镜L42为止为第41透镜组G41，使双凹透镜L43与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L44的接合透镜为第42透镜组G42(防抖透镜组VR)。按照上述的顺序配置如上所述地准备的各透镜组来制造变倍光学系统ZL。
根据上述的制造方法，能够制造具有广视场角且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统ZL。
以下，根据附图对各实施例进行说明。
图1、图5是示出各实施例的变倍光学系统ZL(ZL1～ZL2)的结构和光焦度分配的剖视图。在变倍光学系统ZL1～ZL2的剖视图的下部，用箭头表示从广角端状态(W)经由中间焦距状态(M)变倍到远焦端状态(T)时的各透镜组的沿着光轴的移动方向。在变倍光学系统ZL1～ZL2的剖视图的上部，用箭头表示从无限远向近距离物体进行对焦时的对焦透镜组的移动方向，并且示出对像抖动进行校正时的防抖透镜组VR的情况。
另外，关于第1实施例的对图1的各参照标号，为了避免由参照标号的位数的增大引起的说明的复杂化，对每个实施例独立使用。因此，即使附上与其他实施例的附图相同的参照标号，它们也不一定是与其他实施例相同的结构。
以下示出表1～表2，它们是第1实施例～第2实施例中的各参数的表。
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[透镜参数]中，面编号表示沿着光线行进的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的光学面(或像面)为止的光轴上的距离即面间隔，nd表示光学构件的材质的对d线的折射率，νd表示光学构件的材质的以d线为基准的阿贝数。另外，(Di)表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔，(孔径光阑)表示孔径光阑S。在光学面为非球面时，对面编号附上*标记，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[透镜参数]中所示的非球面，通过下式(a)表示其形状。X(y)表示从非球面的顶点处的切面到高度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。另外，二次的非球面系数A2为0，省略记载。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10…(a)
在表中的[各种数据]中，f表示镜头整个系统的焦距，FNo表示F值，ω表示半视场角(单位：°)，Y表示最大像高，BF表示将无限远对焦时的光轴上的从透镜最终面到像面I为止的距离通过空气换算长度表示的距离，TL表示在无限远对焦时的光轴上的从透镜最前面到透镜最终面为止的距离上加上BF的距离。
在表中的[可变间隔数据]中，Di表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔，D0表示物体面与第1透镜组G1的最靠物体侧的透镜面之间的轴上空气间隔，f表示镜头整个系统的焦距，β表示摄影倍率。
在表中的[透镜组数据]中，示出各透镜组的始面和焦距。
在表中的[条件式对应值]中，示出与上述的条件式(1)～(4)对应的值。
以下，在所有的参数值中，对于所记载的焦距f、曲率半径R、面间隔D、其他长度等，在没有特别记载时一般使用“mm”。但是，即使对光学系统进行比例放大或比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此并不限定于此。另外，单位不限定于“mm”，还能够使用其他适当的单位。
到此为止的表的说明在所有的实施例中通用，省略以下的说明。
(第1实施例)
使用图1～图4以及表1对第1实施例进行说明。如图1所示，第1实施例的变倍光学系统ZL(ZL1)由从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14构成。负弯月形透镜L11的两侧面为非球面。双凹透镜L12的物体侧面为非球面。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸透镜L31与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L32的接合透镜构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第41透镜组G41以及具有负的光焦度的第42透镜组G42构成。第41透镜组G41由从物体侧依次排列的双凹透镜L41以及双凸透镜L42构成。第42透镜组G42由从物体侧依次排列的双凹透镜L43与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L44的接合透镜构成。正弯月形透镜L44的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凸透镜L51、双凸透镜L52与双凹透镜L53的接合透镜以及双凸透镜L54与双凹透镜L55的接合透镜构成。双凹透镜L55的像侧面为非球面。
在第3透镜组G3与第4透镜组G4之间设置孔径光阑S，孔径光阑S构成第4透镜组G4。
使第1透镜组G1相对于像面固定，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，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5向物体侧移动，以使各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。孔径光阑S与第4透镜组G4一体地向物体侧移动。
通过使第2透镜组G2向像侧移动来进行从无限远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第42透镜组G42作为防抖透镜组VR而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)。另外，在设整个系统的焦距为f、防抖系数(抖动校正中的成像面上的像移动量相对于移动透镜组的移动量的比)为K的摄影镜头中，在对角度θ的旋转抖动进行校正时，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。另外，在进行像抖动校正时，位于第42透镜组G42的物体侧的第41透镜组G41固定。
在第1实施例中，在广角端状态下，防抖系数为-0.74，焦距为16.40mm，因此用于对0.81度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.31mm。在中间焦距状态下，防抖系数为-0.90，焦距为23.50mm，因此用于对0.68度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.31mm。在远焦端状态下，防抖系数为-1.16，焦距为34.00mm，因此用于对0.57度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.29mm。
在下述的表1中，示出第1实施例中的各参数的值。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)
[透镜参数]
Figure GDA0002280604190000231
Figure GDA0002280604190000241
[非球面数据]
Figure GDA0002280604190000242
[各种数据]
Figure GDA0002280604190000243
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280604190000244
Figure GDA0002280604190000251
[透镜组数据]
Figure GDA0002280604190000252
[条件式对应值]
条件式(1)f42/f4＝1.15
条件式(2)f4/f41＝0.077
条件式(3)f1/f4＝0.459
条件式(4)A(T3.5)/A(T4.0)＝1.735
(A(T3.5)＝-0.0180，A(T4.0)＝-0.0104)
从表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的无限远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图3是第1实施例的变倍光学系统ZL1的极近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图4是第1实施例的变倍光学系统ZL1的在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
在各像差图中，FNO表示F值，NA表示数值孔径，A表示对于各像高的半视场角(单位：°)，H0表示物体高。d表示d线下的像差，g表示g线下的像差。另外，没有这些记载的表示d线下的像差。其中，在无限远对焦时的球面像差图中，示出与最大口径对应的F值的值。在极近距离对焦时的球面像差图中，示出与最大口径对应的数值孔径的值。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符号。
从图2～图4可知，关于第1实施例的变倍光学系统ZL1，从广角端状态到远焦端状态、并且从无限远对焦状态到极近距离对焦状态能够良好地对各像差进行校正，具有良好的光学性能。另外，可知在像抖动校正时，具有高成像性能。
(第2实施例)
使用图5～图8以及表2对第2实施例进行说明。如图5所示，第2实施例的变倍光学系统ZL(ZL2)由从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14构成。负弯月形透镜L11的两侧面为非球面。双凹透镜L12的物体侧面为非球面。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜构成。
第3透镜组G3由双凸透镜L31构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第41透镜组G41以及具有负的光焦度的第42透镜组G42构成。第41透镜组G41由从物体侧依次排列的双凹透镜L41以及双凸透镜L42构成。第42透镜组G42由从物体侧依次排列的双凹透镜L43与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L44的接合透镜构成。正弯月形透镜L44的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凸透镜L51与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L52的接合透镜、凹面朝向像侧的负弯月形透镜L53与双凸透镜L54的接合透镜以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L55构成。负弯月形透镜L55的像侧面为非球面。
在第3透镜组G3与第4透镜组G4之间设置孔径光阑S，孔径光阑S构成第4透镜组G4。
使第1透镜组G1暂时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，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5向物体侧移动，以使各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。孔径光阑S与第4透镜组G4一体地向物体侧移动。
通过使第2透镜组G2向像侧移动来进行从无限远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第42透镜组G42作为防抖透镜组VR而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)。另外，在设整个系统的焦距为f、防抖系数(抖动校正中的成像面上的像移动量相对于移动透镜组的移动量的比)为K的摄影镜头中，在对角度θ的旋转抖动进行校正时，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。另外，在进行像抖动校正时，位于第42透镜组G42的物体侧的第41透镜组G41固定。
在第2实施例中，在广角端状态下，防抖系数为-0.65，焦距为16.40mm，因此用于对0.81度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.36mm。在中间焦距状态下，防抖系数为-0.76，焦距为23.50mm，因此用于对0.68度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.37mm。在远焦端状态下，防抖系数为-0.99，焦距为34.00mm，因此用于对0.57度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.34mm。
在下述的表2中，示出第2实施例中的各参数的值。表2中的面编号1～31对应于图5所示的m1～m31的各光学面。
(表2)
[透镜参数]
Figure GDA0002280604190000281
Figure GDA0002280604190000291
[非球面数据]
Figure GDA0002280604190000292
[各种数据]
Figure GDA0002280604190000293
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280604190000301
[透镜组数据]
Figure GDA0002280604190000302
[条件式对应值]
条件式(1)f42/f4＝1.27
条件式(2)f4/f41＝0.181
条件式(3)f1/f4＝0.442
条件式(4)A(T3.5)/A(T4.0)＝1.759
(A(T3.5)＝-0.0183，A(T4.0)＝-0.0104)
从表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的无限远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图7是第2实施例的变倍光学系统ZL2的极近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图8是第2实施例的变倍光学系统ZL2的在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
从图6～图8可知，关于第2实施例的变倍光学系统ZL2，从广角端状态到远焦端状态、并且从无限远对焦状态到极近距离对焦状态能够良好地对各像差进行校正，具有良好的光学性能。另外，可知在像抖动校正时，具有高成像性能。
根据以上的各实施例，能够实现具有F2.8左右的明亮的F值和半视场角为50°左右以上的广视场角、并且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统。
到此为止为了使本发明的方式容易理解，虽然附上实施方式的要素的标号来进行了说明，但是本发明的方式并不限定于此。能够在不损坏变倍光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为变倍光学系统ZL的数值实施例，虽然示出了5组结构，但是并不限定于此，还能够应用于其他的组结构(例如，6组等)。具体地讲，也可以是在最靠物体侧增加了透镜或透镜组的结构，在最靠像侧增加了透镜或透镜组的结构。除此以外，可以考虑将第1透镜组G1分割为多个透镜组，在进行变倍时以其他轨迹移动或使一个透镜组固定。另外，在上述实施例中，虽然第41透镜组G41具有负的光焦度，但是也可以具有正的光焦度。另外，在上述实施例中，虽然第42透镜组G42具有负的光焦度，但是也可以具有正的光焦度。另外，透镜组表示被进行变倍时或对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
在变倍光学系统ZL中，也可以构成为，为了进行从无限远向近距离物体的对焦，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而在光轴方向上移动。另外，该对焦透镜组能够应用于自动对焦，也适合于自动对焦用的电机(例如，超声波电机、步进电机、音圈电机等)的驱动。如上所述，虽然可以最优选使第2透镜组G2的整体作为对焦透镜组，但是也可以使第2透镜组G2的一部分作为对焦透镜组。另外，关于对焦透镜组，虽然可以如上所述地由一个单透镜和一个接合透镜构成，但是不特别限定透镜个数，也可以由一个以上的透镜成分构成。
在变倍光学系统ZL中，也可以是使任意的透镜组整体或部分透镜组作为防抖透镜组，该防抖透镜组以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，或者在包含光轴的面内方向上旋转移动(摆动)，从而对由于手抖等而产生的像抖动进行校正。如上所述，可以最优选使第4透镜组G4的一部分作为防抖透镜组。另外，关于防抖透镜组，虽然可以如上所述地由一个接合透镜构成，但是不特别限定透镜个数，也可以由一个单透镜或多个透镜成分构成。另外，防抖透镜组可以具有正的光焦度，可以优选为第4透镜组G4整体的光焦度成为负。
在变倍光学系统ZL中，透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，能够防止由加工和组装调整的误差引起的光学性能的劣化。另外，即使在像面偏移的情况下描绘性能的劣化也少。在透镜面为非球面时，非球面可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃形成为非球面形状的玻璃模铸非球面、在玻璃的表面将树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一种非球面。另外，透镜面也可以是衍射面，也可以使透镜为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，孔径光阑S在第4透镜组G4内与第41透镜组G41一体地配置。也可以构成为能够与第41透镜组G41分体地移动。另外，也可以不设置作为孔径光阑的构件，而通过透镜的框来代替其作用。
在变倍光学系统ZL中，在各透镜面上，为了减轻眩光和重影并实现高对比度的良好的光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。能够适当选择增透膜的种类。另外，也能够适当选择增透膜的张数和位置。在上述的第1实施例、第2实施例中，都可以优选的是，在第1透镜组G1的L11的像侧面、L12的物体侧面、L12的像侧面、L13的物体侧面、L13的像侧面以及L14的物体侧面中的任意一个面或者多个面上，施加在波长区域中具有高透射率的增透膜。
关于变倍光学系统ZL，例如能够使变倍比为1.5～2.5倍左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使广角端状态下的焦距(35mm规格换算)为例如15～20mm左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使广角端状态下的F值为例如2.7～3.5左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使远焦端状态下的F值为例如2.7～3.5左右。而且，关于变倍光学系统ZL，在焦距状态从广角端状态改变到远焦端状态时，能够使F值大致恒定(变化量为远焦端状态的F值的10％以下)。
接着，参照附图对其他实施方式进行说明。图9示出变倍光学系统ZL的结构的一例。在其他的例子中，能够适当变更透镜组的数量、各透镜组中的透镜结构等。
在一实施方式中，变倍光学系统具备从物体侧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、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化来进行变倍，构成为使第4透镜组G4的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。在一例中，可以是，第4透镜组G4具有负的光焦度。
作为代替，变倍光学系统ZL具备从物体侧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、第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，构成为使第4透镜组G4的至少一部分作为防抖透镜组VR，为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
通过具备负的第1透镜组G1、正的第2透镜组G2、第3透镜组G3、负的第4透镜组G4以及正的第5透镜组G5，并使各组的间隔变化，能够实现广视场角的变倍光学系统。另外，通过使负的第4透镜组G4的至少一部分以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动来进行像抖动校正，能够抑制像抖动校正时的偏心彗差的产生和单侧散景的产生，实现良好的成像性能。
另外，第3透镜组G3可以具有正的光焦度，也可以具有负的光焦度。
另外，第4透镜组G4除了具备防抖透镜组VR以外，也可以具备在像抖动校正时不动的一个以上的透镜。
变倍光学系统ZL满足以下的条件式(5)、(6)。
-0.400<(D34T-D34W)/(D23T-D23W)<1.000…(5)
-0.400<f4/f3<0.450…(6)
其中，
D34T：远焦端状态下的第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的空气间隔，
D34W：广角端状态下的第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的空气间隔，
D23T：远焦端状态下的第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的空气间隔，
D23W：广角端状态下的第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的空气间隔，
f4：第4透镜组G4的焦距，
f3：第3透镜组G3的焦距。
条件式(5)是用于规定在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化和第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化的比的适当的值的条件式。通过满足条件式(5)，能够确保变倍效果，并且能够实现(F2.8～F3.5左右的)明亮的F值和以球面像差为首的各像差的良好的校正。
当超过条件式(5)的上限值时，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化相对于第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化的比正向变大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化相对变小，变倍效果降低。其结果是，难以实现变倍比的确保和广视场角的确保。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(5)的上限值为0.800。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(5)的上限值为0.600。
当低于条件式(5)的下限值时，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化相对于第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化的比负向变大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化相对变小，变倍效果降低。其结果是，难以实现变倍比的确保和广视场角的确保。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(5)的下限值为-0.300。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(5)的下限值为-0.200。
条件式(6)是用于规定第4透镜组G4与第3透镜组G3的焦距的适当的比的条件式。通过满足条件式(6)，能够使像抖动校正时的成像性能良好，并且使在进行像抖动校正时移动的第4透镜组G4的移动量适当。
当超过条件式(6)的上限值时，第3透镜组G3的负的光焦度增大，并且第4透镜组G4的负的光焦度减少，在进行像抖动校正时移动的第4透镜组G4的移动量增大。其结果是，导致像抖动校正机构的大型化，进一步导致镜头整体的大型化。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(6)的上限值为0.400。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(6)的上限值为0.350。
当低于条件式(6)的下限值时，第3透镜组G3的正的光焦度增大，并且第4透镜组G4的负的光焦度增大，在进行像抖动校正时使第4透镜组G4以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动时的偏心像差的产生增大。其结果是，在进行像抖动校正时产生的偏心彗差、或者单侧散景的产生增大，无法维持良好的成像性能。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(6)的下限值为-0.350。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(6)的下限值为-0.300。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(7)。
0.200<f1/f4<0.900…(7)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距。
条件式(7)是用于在广角端状态下得到(半视场角50°左右以上的)广视场角并且良好地对像面弯曲、彗差进行校正的条件式。
当超过条件式(7)的上限值时，第1透镜组G1的焦距变长，难以在广角端状态下得到(半视场角50°左右以上的)广视场角。或者，导致镜头全长和第1透镜组G1的镜头直径的大型化，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(7)的上限值为0.800。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(7)的上限值为0.700。
当低于条件式(7)的下限值时，第1透镜组G1的焦距变短，难以进行像面弯曲和彗差的校正，难以实现良好的成像性能。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(7)的下限值为0.250。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(7)的下限值为0.300。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第3透镜组G3具备负透镜和正透镜。
根据该结构，对为了进行像抖动校正而使第4透镜组G4移动时的偏心彗差和单侧散景的校正有效。另外，对以变倍时的球面像差、像散为首的各像差的校正有效。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第4透镜组G4由正透镜与负透镜的接合透镜构成。
根据该结构，对为了进行像抖动校正而使第4透镜组G4移动时的偏心彗差和单侧散景的校正有效。另外，能够使为了进行像抖动校正而移动的透镜变得小型轻量，对像抖动校正机构和镜头整体的小型化也有效。
另外，也可以是，第4透镜组G4并非是如上所述使正透镜与负透镜接合的结构，而是(在接合面上剥离而)由两个透镜构成的结构。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第4透镜组G4的最靠像侧的透镜面为非球面。
根据该结构，对为了进行像抖动校正而使第4透镜组G4移动时的偏心彗差和单侧散景的校正有效。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(8)。
1.100<A(T3.5)/A(T4.0)<5.000…(8)
其中，
A(T3.5)：在远焦端状态下与F/3.5的F值对应的轴上光线穿过在第4透镜组G4的最靠像侧的透镜面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值对应的轴上光线穿过在第4透镜组G4的最靠像侧的透镜面形成的非球面的点处的非球面量。
另外，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(8)是用于规定第4透镜组G4的最靠像侧的非球面上的、非球面量的适当的值的条件式。通过满足条件式(8)，能够良好地对为了进行像抖动校正而使第4透镜组G4移动时的偏心彗差和单侧散景进行校正。
当超过条件式(8)的上限值时，第4透镜组G4的非球面量变得过大，难以对为了进行像抖动校正而使第4透镜组G4移动时的偏心彗差和单侧散景进行校正。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(8)的上限值为4.000。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(8)的上限值为3.000。
当低于条件式(8)的下限值时，第4透镜组G4的非球面量不足，难以对为了进行像抖动校正而使第4透镜组G4移动时的偏心彗差和单侧散景进行校正。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(8)的下限值为1.250。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(8)的下限值为1.400。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，例如如后述的第4实施例那样，在进行变倍时，第3透镜组G3相对于像面被固定。
根据该结构，能够简化变倍机构，对基于小型化、低成本化、偏心误差减少的成像性能的确保有效。另外，在采取使光圈与第3透镜组G3成为一体的构造时，该效果显著。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，例如如后述的第5实施例那样，在进行变倍时，第4透镜组G4相对于像面被固定。
根据该结构，能够简化变倍机构，对小型化、低成本化有效。另外，第4透镜组G4为防抖透镜组VR，因此无需使像抖动校正机构在光轴方向上移动，对镜头整体的小型化特别有效。
关于变倍光学系统ZL，可以优选的是，通过使第2透镜组G2作为对焦透镜组而在光轴方向上移动来进行对焦。
根据该结构，能够使对焦透镜组变得小型轻量，能够实现镜头整个系统的小型化和自动对焦时的对焦速度的高速化。
如上所述，能够实现F值明亮、具有广视场角且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统ZL。
上述的变倍光学系统ZL能够设置于上述的图33所示的相机(光学设备)中。
关于作为摄影镜头2而搭载在相机1上的变倍光学系统ZL，如从后述的各实施例也可知，通过其特征性的镜头结构，F值明亮，具有广视场角，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F值明亮、具有广视场角、良好地校正了各像差、具有良好的光学性能的光学设备。
另外，虽然作为相机1，对无反相机的例子进行了说明，但是并不限定于此。例如，即使在相机主体上具有快速复原反光镜，在通过取景器光学系统观察被摄体的单反类型的相机上搭载了上述的变倍光学系统ZL的情况下，也能够起到与上述相机1相同的效果。
接着，对上述的变倍光学系统ZL的制造方法的一例进行概述。图36、图37示出变倍光学系统ZL的制造方法的一例。
在图36所示的例子中，首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜(步骤ST1)：具备从物体侧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、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化来进行变倍。以如下方式配置各透镜(步骤ST2)：构成为第4透镜组G4的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。以满足以下的条件式(5)、(6)的方式配置各透镜(步骤ST3)。
-0.400<(D34T-D34W)/(D23T-D23W)<1.000…(5)
-0.400<f4/f3<0.450…(6)
其中，
D34T：远焦端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D34W：广角端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的空气间隔，
D23T：远焦端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
D23W：广角端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
在图37所示的例子中，首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜(步骤ST10)：具备从物体侧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、第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍。以如下方式配置各透镜(步骤ST20)：构成为第4透镜组G4的至少一部分为了对像抖动进行校正而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。以满足以下的条件式(5)、(6)的方式配置各透镜(步骤ST30)。
-0.400<(D34T-D34W)/(D23T-D23W)<1.000…(5)
-0.400<f4/f3<0.450…(6)
其中，
D34T：远焦端状态下的第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的空气间隔，
D34W：广角端状态下的第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的空气间隔，
D23T：远焦端状态下的第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的空气间隔，
D23W：广角端状态下的第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的空气间隔，
f4：第4透镜组G4的焦距，
f3：第3透镜组G3的焦距。
当例举透镜配置的一例时，如图9所示，从物体侧依次配置凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14来作为第1透镜组G1，配置双凸透镜L21、凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜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形透镜L25的接合透镜来作为第2透镜组G2，配置双凹透镜L31以及双凸透镜L32来作为第3透镜组G3，配置双凹透镜L41与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42的接合透镜来作为第4透镜组G4，配置双凸透镜L51、双凸透镜L52与双凹透镜L53的接合透镜以及双凸透镜L54与双凹透镜L55的接合透镜来作为第5透镜组G5。按照上述的顺序配置如上所述地准备的各透镜组来制造变倍光学系统ZL。
根据上述的制造方法，能够制造F值明亮、具有广视场角且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统ZL。
以下，根据附图对各实施例进行说明。
图9、图13、图17是示出各实施例的变倍光学系统ZL(ZL1～ZL3)的结构和光焦度分配的剖视图。在变倍光学系统ZL1～ZL3的剖视图的下部，用箭头表示从广角端状态(W)经由中间焦距状态(M)变倍到远焦端状态(T)时的各透镜组的沿着光轴的移动方向。在变倍光学系统ZL1～ZL3的剖视图的上部，用箭头表示从无限远向近距离物体进行对焦时的对焦透镜组的移动方向，并且示出对像抖动进行校正时的防抖透镜组VR的情况。
另外，关于第3实施例的对图9的各参照标号，为了避免由参照标号的位数的增大引起的说明的复杂化，对每个实施例独立使用。因此，即使附上与其他实施例的附图相同的参照标号，它们也不一定是与其他实施例相同的结构。
以下示出表3～表5，它们是第3实施例～第5实施例中的各参数的表。
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[透镜参数]中，面编号表示沿着光线行进的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的光学面(或像面)为止的光轴上的距离即面间隔，nd表示光学构件的材质的对d线的折射率，νd表示光学构件的材质的以d线为基准的阿贝数。另外，(Di)表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔，(孔径光阑)表示孔径光阑S。在光学面为非球面时，对面编号附上*标记，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[透镜参数]中所示的非球面，通过下式(a)表示其形状。X(y)表示从非球面的顶点处的切面到高度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。另外，二次的非球面系数A2为0，省略记载。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10…(a)
在表中的[各种数据]中，f表示镜头整个系统的焦距，FNo表示F值，ω表示半视场角(单位：°)，Y表示最大像高，BF表示将无限远对焦时的光轴上的从透镜最终面到像面I为止的距离通过空气换算长度表示的距离，TL表示在无限远对焦时的光轴上的从透镜最前面到透镜最终面为止的距离上加上BF的距离。
在表中的[可变间隔数据]中，Di表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔，D0表示物体面与第1透镜组G1的最靠物体侧的透镜面之间的轴上空气间隔，f表示镜头整个系统的焦距，β表示摄影倍率。
在表中的[透镜组数据]中，示出各透镜组的始面和焦距。
在表中的[条件式对应值]中，示出与上述的条件式(5)～(8)对应的值。
以下，在所有的参数值中，对于所记载的焦距f、曲率半径R、面间隔D、其他长度等，在没有特别记载时一般使用“mm”。但是，即使对光学系统进行比例放大或比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此并不限定于此。另外，单位不限定于“mm”，还能够使用其他适当的单位。
到此为止的表的说明在所有的实施例中都通用，省略以下的说明。
(第3实施例)
使用图9～图12以及表3对第3实施例进行说明。如图9所示，第3实施例的变倍光学系统ZL(ZL1)由从物体侧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、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14构成。负弯月形透镜L11的两侧面为非球面。双凹透镜L12的物体侧面为非球面。
第2透镜组G2由从物体侧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由从物体侧依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凹透镜L31以及双凸透镜L32构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的双凹透镜L41与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42的接合透镜构成。正弯月形透镜L42的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凸透镜L51、双凸透镜L52与双凹透镜L53的接合透镜以及双凸透镜L54与双凹透镜L55的接合透镜构成。双凹透镜L55的像侧面为非球面。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
使第1透镜组G1暂时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，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5向物体侧移动，以使各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。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向像侧移动来进行从无限远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第4透镜组G4作为防抖透镜组VR而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)。另外，在设整个系统的焦距为f、防抖系数(抖动校正中的成像面上的像移动量相对于移动透镜组的移动量的比)为K的摄影镜头中，在对角度θ的旋转抖动进行校正时，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。
在第3实施例中，在广角端状态下，防抖系数为-0.64，焦距为16.40mm，因此用于对0.81度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.36mm。在中间焦距状态下，防抖系数为-0.74，焦距为23.50mm，因此用于对0.68度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.38mm。在远焦端状态下，防抖系数为-0.95，焦距为34.00mm，因此用于对0.57度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.35mm。
在下述的表3中，示出第3实施例中的各参数的值。表3中的面编号1～32对应于图9所示的m1～m32的各光学面。
(表3)
[透镜参数]
Figure GDA0002280604190000471
Figure GDA0002280604190000481
[非球面数据]
Figure GDA0002280604190000482
[各种数据]
Figure GDA0002280604190000483
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280604190000491
[透镜组数据]
Figure GDA0002280604190000492
[条件式对应值]
条件式(5)(D34T-D34W)/(D23T-D23W)＝0.000
条件式(6)f4/f3＝0.282
条件式(7)f1/f4＝0.356
条件式(8)A(T3.5)/A(T4.0)＝1.736
(A(T3.5)＝-0.0112，A(T4.0)＝-0.0065)
从表3可知，第3实施例的变倍光学系统ZL1满足条件式(5)～(8)。
图10是第3实施例的变倍光学系统ZL1的无限远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图11是第3实施例的变倍光学系统ZL1的极近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图12是第3实施例的变倍光学系统ZL1的在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
在各像差图中，FNO表示F值，NA表示数值孔径，A表示对于各像高的半视场角(单位：°)，H0表示物体高。d表示d线下的像差，g表示g线下的像差。另外，没有这些记载的表示d线下的像差。其中，在无限远对焦时的球面像差图中，示出与最大口径对应的F值的值。在极近距离对焦时的球面像差图中，示出与最大口径对应的数值孔径的值。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符号。
从图10～图12可知，关于第3实施例的变倍光学系统ZL1，从广角端状态到远焦端状态、并且从无限远对焦状态到极近距离对焦状态能够良好地对各像差进行校正，具有良好的光学性能。另外，可知在像抖动校正时，具有高成像性能。
(第4实施例)
使用图13～图16以及表4对第4实施例进行说明。如图13所示，第4实施例的变倍光学系统ZL(ZL2)由从物体侧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、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14构成。负弯月形透镜L11的两侧面为非球面。双凹透镜L12的物体侧面为非球面。
第2透镜组G2由从物体侧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由从物体侧依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L31以及凸面朝向像侧的正弯月形透镜L32构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的双凹透镜L41与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42的接合透镜构成。正弯月形透镜L42的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凸透镜L51、双凸透镜L52与双凹透镜L53的接合透镜以及双凸透镜L54与双凹透镜L55的接合透镜构成。双凹透镜L55的像侧面为非球面。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
使第1透镜组G1暂时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相对于像面固定，使第4透镜组G4暂时向像侧移动之后向物体侧移动，使第5透镜组G5向物体侧移动，以使各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。孔径光阑S与第3透镜组G3一体地相对于像面固定。
通过使第21透镜组G21向像侧移动来进行从无限远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第4透镜组G4作为防抖透镜组VR而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)。另外，在设整个系统的焦距为f、防抖系数(抖动校正中的成像面上的像移动量相对于移动透镜组的移动量的比)为K的摄影镜头中，在对角度θ的旋转抖动进行校正时，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。
在第4实施例中，在广角端状态下，防抖系数为-0.68，焦距为16.40mm，因此用于对0.81度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.34mm。在中间焦距状态下，防抖系数为-0.76，焦距为24.50mm，因此用于对0.67度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.38mm。在远焦端状态下，防抖系数为-0.95，焦距为34.00mm，因此用于对0.57度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.35mm。
在下述的表4中，示出第4实施例中的各参数的值。表4中的面编号1～32对应于图13所示的m1～m32的各光学面。
(表4)
[透镜参数]
Figure GDA0002280604190000531
[非球面数据]
Figure GDA0002280604190000541
[各种数据]
Figure GDA0002280604190000542
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280604190000543
[透镜组数据]
Figure GDA0002280604190000551
[条件式对应值]
条件式(5)(D34T-D34W)/(D23T-D23W)＝-0.002
条件式(6)f4/f3＝0.209
条件式(7)f1/f4＝0.370
条件式(8)A(T3.5)/A(T4.0)＝1.694
(A(T3.5)＝-0.0079，A(T4.0)＝-0.0047)
从表4可知，第4实施例的变倍光学系统ZL2满足条件式(5)～(8)。
图14是第4实施例的变倍光学系统ZL2的无限远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图15是第4实施例的变倍光学系统ZL2的极近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图16是第4实施例的变倍光学系统ZL2的在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
从图14～图16可知，关于第4实施例的变倍光学系统ZL2，从广角端状态到远焦端状态、并且从无限远对焦状态到极近距离对焦状态能够良好地对各像差进行校正，具有良好的光学性能。另外，可知在像抖动校正时，具有高成像性能。
(第5实施例)
使用图17～图20以及表5对第5实施例进行说明。如图17所示，第5实施例的变倍光学系统ZL(ZL3)由从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14构成。负弯月形透镜L11的两侧面为非球面。双凹透镜L12的物体侧面为非球面。
第2透镜组G2由从物体侧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由从物体侧依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜构成。第22透镜组G22由从物体侧依次排列的双凸透镜L24与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L25的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L31以及双凸透镜L32构成。关于双凸透镜L32，像侧面为非球面。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的双凹透镜L41与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42的接合透镜构成。正弯月形透镜L42的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凸透镜L51、双凸透镜L52与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L53的接合透镜以及双凸透镜L54与双凹透镜L55的接合透镜构成。关于双凸透镜L52，物体侧面为非球面。双凹透镜L55的像侧面为非球面。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设置孔径光阑S，孔径光阑S构成第3透镜组G3。
使第1透镜组G1暂时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，使第4透镜组G4相对于像面固定，使第5透镜组G5向物体侧移动，以使各透镜组间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。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向像侧移动来进行从无限远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第4透镜组G4作为防抖透镜组VR而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)。另外，在设整个系统的焦距为f、防抖系数(抖动校正中的成像面上的像移动量相对于移动透镜组的移动量的比)为K的摄影镜头中，在对角度θ的旋转抖动进行校正时，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。
在第5实施例中，在广角端状态下，防抖系数为-1.03，焦距为16.40mm，因此用于对0.81度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.23mm。在中间焦距状态下，防抖系数为-1.12，焦距为23.50mm，因此用于对0.68度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.25mm。在远焦端状态下，防抖系数为-1.37，焦距为34.00mm，因此用于对0.57度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.24mm。
在下述的表5中，示出第5实施例中的各参数的值。表5中的面编号1～32对应于图17所示的m1～m32的各光学面。
(表5)
[透镜参数]
Figure GDA0002280604190000581
Figure GDA0002280604190000591
[非球面数据]
Figure GDA0002280604190000592
[各种数据]
Figure GDA0002280604190000593
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280604190000601
[透镜组数据]
Figure GDA0002280604190000602
[条件式对应值]
条件式(5)(D34T-D34W)/(D23T-D23W)＝0.398
条件式(6)f4/f3＝-0.216
条件式(7)f1/f4＝0.588
条件式(8)A(T3.5)/A(T4.0)＝1.714
(A(T3.5)＝-0.0169，A(T4.0)＝-0.0099)
从表5可知，第5实施例的变倍光学系统ZL3满足条件式(5)～(8)。
图18是第5实施例的变倍光学系统ZL3的无限远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图19是第5实施例的变倍光学系统ZL3的极近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图20是第5实施例的变倍光学系统ZL3的在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
从图18～图20可知，关于第5实施例的变倍光学系统ZL3，从广角端状态到远焦端状态、并且从无限远对焦状态到极近距离对焦状态能够良好地对各像差进行校正，具有良好的光学性能。另外，可知在像抖动校正时，具有高成像性能。
根据以上的各实施例，能够实现具有F2.8左右的明亮的F值和半视场角为50°左右以上的广视场角、并且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统。
到此为止为了使本发明的方式容易理解，虽然附上实施方式的要素的标号来进行了说明，但是本发明的方式并不限定于此。能够在不损坏变倍光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为变倍光学系统ZL的数值实施例，虽然示出了5组结构，但是并不限定于此，还能够应用于其他的组结构(例如，6组等)。具体地讲，也可以是在最靠物体侧增加了透镜或透镜组的结构，在最靠像侧增加了透镜或透镜组的结构。除此以外，可以考虑将第1透镜组G1分割为多个透镜组，在进行变倍时以其他轨迹移动或使一个透镜组固定等。另外，如上所述，第3透镜组G3可以具有负的光焦度，也可以具有正的光焦度。另外，透镜组表示被进行变倍时或对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
在变倍光学系统ZL中，也可以构成为，为了进行从无限远向近距离物体的对焦，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而在光轴方向上移动。另外，该对焦透镜组能够应用于自动对焦，也适合于自动对焦用的电机(例如，超声波电机、步进电机、音圈电机等)的驱动。特别是，虽然可以优选使第2透镜组G2的一部分作为对焦透镜组，但是也可以使第2透镜组G2整体作为对焦透镜组。另外，关于对焦透镜组，虽然可以如上所述地由一个单透镜和一个接合透镜构成，但是不特别限定透镜个数，也可以由一个以上的透镜成分构成。
在变倍光学系统ZL中，也可以是使任意的透镜组整体或部分透镜组作为防抖透镜组，该防抖透镜组以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，或者在包含光轴的面内方向上旋转移动(摆动)，从而对由于手抖等而产生的像抖动进行校正。如上所述，虽然可以最优选使第4透镜组G4整体作为防抖透镜组，但是也可以使第4透镜组G4的一部分作为防抖透镜组。另外，关于防抖透镜组，虽然可以如上所述地由一个接合透镜构成，但是不特别限定透镜个数，也可以由一个单透镜或多个透镜成分构成。另外，防抖透镜组可以具有正的光焦度，可以优选为第4透镜组G4整体的光焦度成为负。
在变倍光学系统ZL中，透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，能够防止由加工和组装调整的误差引起的光学性能的劣化。另外，即使在像面偏移的情况下描绘性能的劣化也少。在透镜面为非球面时，非球面可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃形成为非球面形状的玻璃模铸非球面、在玻璃的表面将树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一种非球面。另外，透镜面也可以是衍射面，也可以使透镜为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，孔径光阑S在第3透镜组G3内、特别是与第3透镜组G3一体地配置，但是也可以构成为与第3透镜组G3分体地移动。另外，也可以不设置作为孔径光阑的构件，而通过透镜的框来代替其作用。
在变倍光学系统ZL中，在各透镜面上，为了减轻眩光和重影并实现高对比度的良好的光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。能够适当选择增透膜的种类。另外，也能够适当选择增透膜的张数和位置。在上述的实施例的情况下，可以优选的是，在第1透镜组G1的L11的像侧面、L12的物体侧面、L12的像侧面、L13的物体侧面、L13的像侧面以及L14的物体侧面中的任意一个面或者多个面上，施加在波长区域中具有高透射率的增透膜。
关于变倍光学系统ZL，例如能够使变倍比为1.5～2.5倍左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使广角端状态下的焦距(35mm规格换算)为例如15～20mm左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使广角端状态下的F值为例如2.7～3.5左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使远焦端状态下的F值为例如2.7～3.5左右。而且，关于变倍光学系统ZL，在焦距状态从广角端状态改变到远焦端状态时，能够使F值大致恒定(变化量为远焦端状态的F值的10％以下)。
接着，参照附图对其他实施方式进行说明。图21示出变倍光学系统ZL的结构的一例。在其他的例子中，能够适当变更透镜组的数量、各透镜组中的透镜结构等。
在一实施方式中，变倍光学系统具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组G6，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔变化来进行变倍，构成为使第1透镜组G1～第6透镜组G6中的任意的透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
作为代替，变倍光学系统ZL具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组G6，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍，构成为使第1透镜组G1～第6透镜组G6中的任意的透镜组的至少一部分作为防抖透镜组VR，为了对像抖动进行校正而以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
通过具备负的第1透镜组G1、正的第2透镜组G2、正的第3透镜组G3、第4透镜组G4、负的第5透镜组G5以及正的第6透镜组G6，使各组的间隔变化，能够实现能确保像差校正的自由度、具有广视场角且明亮的变倍光学系统。另外，通过使第1透镜组G1～第6透镜组G6中的任意的透镜组的至少一部分以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动来进行像抖动校正，能够抑制像抖动校正时的偏心彗差的产生和单侧散景的产生，实现良好的成像性能。
另外，第4透镜组G4可以具有正的光焦度，也可以具有负的光焦度。
变倍光学系统ZL可以优选构成为，使第5透镜组G5的至少一部分作为防抖透镜组VR，为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
当选择负的第5透镜组G5作为为了进行像抖动校正而移动的透镜组(防抖透镜组VR)时，能够抑制使第5透镜组G5位移偏心时产生的偏心像差、特别是偏心彗差和偏心像面倾斜(单侧散景)的产生，能够使像抖动校正时的成像性能良好。另外，能够将第5透镜组G5的镜头直径构成得比较小型，对像抖动校正机构的小型化、进而对镜头整体的小型化有效。
另外，第5透镜组G5除了具备防抖透镜组VR以外，也可以具备在像抖动校正时不动的一个以上的透镜。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(9)。
-0.500<f5/f4<0.500…(9)
其中，
f5：第5透镜组G5的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距。
条件式(9)是用于规定相对于第4透镜组G4的焦距的、第5透镜组G5的焦距的适当的值的条件式。通过满足条件式(9)，能够对在进行像抖动校正时使第5透镜组G5位移偏心时的偏心像差进行校正，并且能够设定用于进行像抖动校正的第5透镜组G5的适当的移动量。
当超过条件式(9)的上限值时，第4透镜组G4的负的焦距变短，与相邻的像抖动校正用的第5透镜组G5组合下的像差校正平衡被破坏，难以确保像抖动校正时的成像性能。另外，第5透镜组G5的焦距负向变长，因此用于进行像抖动校正的第5透镜组G5的移动量增大，像抖动校正机构和镜头整体的大小增大，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(9)的上限值为0.400。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(9)的上限值为0.350。
当低于条件式(9)的下限值时，第4透镜组G4的正的焦距变短，与相邻的像抖动校正用的第5透镜组G5组合下的像差校正平衡被破坏，难以确保像抖动校正时的成像性能。另外，第5透镜组G5的焦距负向变长，因此用于进行像抖动校正的第5透镜组G5的移动量增大，像抖动校正机构和镜头整体的大小增大，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(9)的下限值为-0.400。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(9)的下限值为-0.300。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(10)。
0.300<(-f1)/f6<0.900…(10)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f6：第6透镜组G6的焦距。
条件式(10)是用于规定相对于第6透镜组G6的、第1透镜组G1的焦距的条件式。通过满足条件式(10)，能够在广角端状态下得到(半视场角50°左右以上的)广视场角，并且能够良好地对像面弯曲、彗差进行校正。
当超过条件式(10)的上限值时，第1透镜组G1的负的焦距变长，难以在广角端状态下得到(半视场角50°左右以上的)广视场角。或者，第1透镜组G1的有效直径增大，导致镜头整体的大型化，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(10)的上限值为0.800。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(10)的上限值为0.700。
当低于条件式(10)的下限值时，第1透镜组G1的负的焦距变短，广角端状态下的像散、彗差恶化，难以进行校正。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(10)的下限值为0.400。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(10)的下限值为0.500。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(11)。
-0.400<f1/f4<0.400…(11)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距。
条件式(11)是用于规定相对于第4透镜组G4的、第1透镜组G1的焦距的条件式。更详细地讲，条件式(11)是用于规定适合于为了进行像抖动校正而使相邻的第5透镜组G5位移偏心时的偏心像差的校正的第4透镜组G4的焦距、以及在广角端状态得到(半视场角50°左右以上的)广视场角且用于使镜头整体小型化的第1透镜组G1的焦距的条件式。
当超过条件式(11)的上限值时，第4透镜组G4的负的焦距变短，与相邻的像抖动校正用的第5透镜组G5组合下的像差校正平衡被破坏，难以确保像抖动校正时的成像性能。或者，第1透镜组G1的负的焦距变长，难以在广角端状态下得到(半视场角50°左右以上的)广视场角。或者，第1透镜组G1的有效直径增大，导致镜头整体的大型化，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(11)的上限值为0.300。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(11)的上限值为0.200。
当低于条件式(11)的下限值时，第4透镜组G4的正的焦距变短，与相邻的像抖动校正用的第5透镜组G5组合下的像差校正平衡被破坏，难以确保像抖动校正时的成像性能。或者，第1透镜组G1的负的焦距变长，难以在广角端状态下得到(半视场角50°左右以上的)广视场角。或者，第1透镜组G1的有效直径增大，导致镜头整体的大型化，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(11)的下限值为-0.300。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(11)的下限值为-0.200。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第4透镜组G4具备负透镜和正透镜。
根据该结构，对为了进行像抖动校正而使第5透镜组G5移动时的偏心彗差和单侧散景的校正有效。另外，对变倍时的球面像差、像散、色像差的变动的良好的校正有效。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第5透镜组G5由正透镜与负透镜的接合透镜构成。
根据该结构，对为了进行像抖动校正而使第5透镜组G5移动时的偏心彗差和单侧散景的校正有效。另外，能够使为了进行像抖动校正而移动的透镜变得小型轻量，对像抖动校正机构的小型化、低成本化有效。
另外，也可以是，第5透镜组G5并非是如上所述使正透镜与负透镜接合的结构，而是(在接合面上剥离而)由两个透镜构成的结构。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，第5透镜组G5的最靠像侧的透镜面为非球面。
根据该结构，对为了进行像抖动校正而使第5透镜组G5移动时的偏心彗差和单侧散景的校正有效。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(12)。
1.100<A(T3.5)/A(T4.0)<5.000…(12)
其中，
A(T3.5)：在远焦端状态下与F/3.5的F值对应的轴上光线穿过在第5透镜组G5的最靠像侧的透镜面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值对应的轴上光线穿过在第5透镜组G5的最靠像侧的透镜面形成的非球面的点处的非球面量。
另外，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(12)是用于规定第5透镜组G5的最靠像侧的非球面上的、非球面量的适当的值的条件式。通过满足条件式(12)，能够良好地对为了进行像抖动校正而使第5透镜组G5移动时的偏心彗差和单侧散景进行校正。
当超过条件式(12)的上限值时，第5透镜组G5的非球面量变得过大，难以对为了进行像抖动校正而使第5透镜组G5移动时的偏心彗差和单侧散景进行校正。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(12)的上限值为4.000。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(12)的上限值为3.000。
当低于条件式(12)的下限值时，第5透镜组G5的非球面量不足，难以对为了进行像抖动校正而使第5透镜组G5移动时的偏心彗差和单侧散景进行校正。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(12)的下限值为1.250。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(12)的下限值为1.400。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，在进行变倍时，第1透镜组G1相对于像面而被固定。
根据该结构，对变倍机构的简化和镜头镜筒的牢固化有效。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，在进行变倍时，第4透镜组G4相对于像面被固定。
根据该结构，能够简化变倍机构，对基于小型化、低成本化、偏心误差减少的成像性能的确保有效。另外，在采取使光圈与第4透镜组G4成为一体的构造时，该效果显著。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，在进行变倍时，第5透镜组G5相对于像面被固定。
根据该结构，能够简化变倍机构，对小型化、低成本化有效。特别是，在使第5透镜组G5作为防抖透镜组VR时，无需使像抖动校正机构在光轴方向上移动，对镜头整体的小型化特别有效。
关于变倍光学系统ZL，可以优选的是，通过使第2透镜组G2～第6透镜组G6中的任意的透镜组的至少一部分作为对焦透镜组在光轴方向上移动来进行对焦。
根据该结构，通过使大且重的第1透镜组G1以外的透镜组成为对焦透镜组，能够实现对焦透镜组的小型/轻量化及对焦速度的高速化。
关于变倍光学系统ZL，可以优选的是，通过使第2透镜组G2作为对焦透镜组在光轴方向上移动来进行对焦。
根据该结构，能够可靠地进行对焦透镜组的小型轻量化、对焦速度的高速化。另外，能够使广角端状态和远焦端状态下的对焦移动量成为基本相等的值，能够减少在近距离对焦时进行了变倍时的离焦。
变倍光学系统ZL可以优选满足以下的条件式(13)。
0.500<f2/f3<2.000…(13)
其中，
f2：第2透镜组G2的焦距，
f3：第3透镜组G3的焦距。
条件式(13)是用于规定在通过第2透镜组G2进行对焦时的、第2透镜组G2与第3透镜组G3的焦距的适当的比的条件式。通过满足条件式(13)，能够缩小广角端状态和远焦端状态下的对焦移动量的差。
当超过条件式(13)的上限值时，第2透镜组G2的焦距变长，对焦移动量增大。因此，导致对焦机构的复杂化和对焦速度的降低。特别是，远焦端状态下的对焦移动量增大，在近距离对焦时进行了变倍时的离焦增大，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(13)的上限值为1.900。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(13)的上限值为1.800。
当低于条件式(13)的下限值时，第2透镜组G2的焦距变短，广角端状态下的对焦移动量增大。因此，广角端状态和远焦端状态下的对焦移动量的差增大，在近距离对焦时进行了变倍时的离焦增大，是不优选的。
为了可靠地得到效果，可以优选使条件式(13)的下限值为0.700。为了更可靠地得到效果，可以优选使条件式(13)的下限值为0.900。
如上所述，能够实现F值明亮、具有广视场角且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统ZL。
上述的变倍光学系统ZL能够设置于上述的图33所示的相机(光学设备)中。
关于作为摄影镜头2而搭载在相机1上的变倍光学系统ZL，如从后述的各实施例也可知，通过其特征性的镜头结构，F值明亮，具有广视场角，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F值明亮、具有广视场角、良好地校正了各像差、具有良好的光学性能的光学设备。
另外，作为相机，虽然对无反相机的例子进行了说明，但是并不限定于此。例如，即使在相机主体具有快速复原反光镜并在通过取景器光学系统观察被摄体的单反类型的相机上搭载了上述的变倍光学系统ZL的情况下，也能够起到与上述相机1相同的效果。
接着，对上述的变倍光学系统ZL的制造方法的一例进行概述。图38、图39示出变倍光学系统ZL的制造方法的一例。
在图38所示的例子中，首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜(步骤ST1)：具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组G6，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔变化来进行变倍。以如下方式配置各透镜(步骤ST2)：构成为使第1透镜组G1～第6透镜组G6中的任意的透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
在图39所示的例子中，首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜(步骤ST10)：具备从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组G6，通过使各透镜组的间隔变化来进行变倍。以如下方式配置各透镜(步骤ST20)：构成为使第1透镜组G1～第6透镜组G6中的任意的透镜组的至少一部分为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
当例举透镜配置的一例时，如图21所示，从物体侧依次配置凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14来作为第1透镜组G1，配置双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜来作为第2透镜组G2，配置双凸透镜L31与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L32的接合透镜来作为第3透镜组G3，配置双凹透镜L41以及双凸透镜L42来作为第4透镜组G4，配置双凹透镜L51与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L52的接合透镜来作为第5透镜组G5，配置双凸透镜L61、双凸透镜L62与双凹透镜L63的接合透镜以及双凸透镜L64与双凹透镜L65的接合透镜来作为第6透镜组G6。按照上述的顺序配置如上所述地准备的各透镜组来制造变倍光学系统ZL。
根据上述的制造方法，能够制造F值明亮、具有广视场角且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统ZL。
以下，根据附图对各实施例进行说明。
图21、图25、图29是示出各实施例的变倍光学系统ZL(ZL1～ZL3)的结构和光焦度分配的剖视图。在变倍光学系统ZL1～ZL3的剖视图的下部，用箭头表示从广角端状态(W)经由中间焦距状态(M)变倍到远焦端状态(T)时的各透镜组的沿着光轴的移动方向。在变倍光学系统ZL1～ZL3的剖视图的上部，用箭头表示从无限远向近距离物体进行对焦时的对焦透镜组的移动方向，并且示出对像抖动进行校正时的防抖透镜组VR的情况。
另外，关于第6实施例的对图21的各参照标号，为了避免由参照标号的位数的增大引起的说明的复杂化，对每个实施例独立使用。因此，即使附上与其他实施例的附图相同的参照标号，它们也不一定是与其他实施例相同的结构。
以下示出表6～表8，它们是第6实施例～第8实施例中的各参数的表。
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[透镜参数]中，面编号表示沿着光线行进的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的光学面(或像面)为止的光轴上的距离即面间隔，nd表示光学构件的材质的对d线的折射率，νd表示光学构件的材质的以d线为基准的阿贝数。另外，(Di)表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔，(孔径光阑)表示孔径光阑S。在光学面为非球面时，对面编号附上*标记，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[透镜参数]中所示的非球面，通过下式(a)表示其形状。X(y)表示从非球面的顶点处的切面到高度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。另外，二次的非球面系数A2为0，省略记载。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10…(a)
在表中的[各种数据]中，f表示镜头整个系统的焦距，FNo表示F值，ω表示半视场角(单位：°)，Y表示最大像高，BF表示将无限远对焦时的光轴上的从透镜最终面到像面I为止的距离通过空气换算长度表示的距离，TL表示在无限远对焦时的光轴上的从透镜最前面到透镜最终面为止的距离上加上BF的距离。
在表中的[可变间隔数据]中，Di表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔，D0表示物体面与第1透镜组G1的最靠物体侧的透镜面之间的轴上空气间隔，f表示镜头整个系统的焦距，β表示摄影倍率。
在表中的[透镜组数据]中，示出各透镜组的始面和焦距。
在表中的[条件式对应值]中，示出与上述的条件式(9)～(13)对应的值。
以下，在所有的参数值中，对于所记载的焦距f、曲率半径R、面间隔D、其他长度等，在没有特别记载时一般使用“mm”。但是，即使对光学系统进行比例放大或比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此并不限定于此。另外，单位不限定于“mm”，还能够使用其他适当的单位。
到此为止的表的说明在所有的实施例中都通用，省略以下的说明。
(第6实施例)
使用图21～图24以及表6对第6实施例进行说明。如图21所示，第6实施例的变倍光学系统ZL(ZL1)由从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组G6构成。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14构成。负弯月形透镜L11的两侧面为非球面。双凹透镜L12的物体侧面为非球面。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸透镜L31与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L32的接合透镜构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的双凹透镜L41以及双凸透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凹透镜L51与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L52的接合透镜构成。正弯月形透镜L52的像侧面为非球面形状。
第6透镜组G6由从物体侧依次排列的双凸透镜L61、双凸透镜L62与双凹透镜L63的接合透镜以及双凸透镜L64与双凹透镜L65的接合透镜构成。双凹透镜L65的像侧面为非球面。
在第3透镜组G3与第4透镜组G4之间设置孔径光阑S，孔径光阑S构成第4透镜组G4。
使第1透镜组G1暂时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，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5向物体侧移动，使第6透镜组G6向物体侧移动，以使各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。孔径光阑S与第4透镜组G4一体地向物体侧移动。
通过使第2透镜组G2向像侧移动来进行从无限远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第5透镜组G5作为防抖透镜组VR而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)。另外，在设整个系统的焦距为f、防抖系数(抖动校正中的成像面上的像移动量相对于移动透镜组的移动量的比)为K的摄影镜头中，在对角度θ的旋转抖动进行校正时，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。
在第6实施例中，在广角端状态下，防抖系数为-0.64，焦距为16.40mm，因此用于对0.81度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.36mm。在中间焦距状态下，防抖系数为-0.76，焦距为23.50mm，因此用于对0.68度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.36mm。在远焦端状态下，防抖系数为-0.93，焦距为34.00mm，因此用于对0.57度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.36mm。
在下述的表6中，示出第6实施例中的各参数的值。表6中的面编号1～32对应于图21所示的m1～m32的各光学面。
(表6)
[透镜参数]
Figure GDA0002280604190000781
Figure GDA0002280604190000791
[非球面数据]
Figure GDA0002280604190000792
[各种数据]
Figure GDA0002280604190000793
Figure GDA0002280604190000801
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280604190000802
[透镜组数据]
Figure GDA0002280604190000803
[条件式对应值]
条件式(9)f5/f4＝0.187
条件式(10)(-f1)/f6＝0.557
条件式(11)f1/f4＝0.063
条件式(12)A(T3.5)/A(T4.0)＝1.735
(A(T3.5)＝-0.0111，A(T4.0)＝-0.0064)
条件式(13)f2/f3＝1.482
从表6可知，第6实施例的变倍光学系统ZL1满足条件式(9)～(13)。
图22是第6实施例的变倍光学系统ZL1的无限远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图23是第6实施例的变倍光学系统ZL1的极近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图24是第6实施例的变倍光学系统ZL1的在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
在各像差图中，FNO表示F值，NA表示数值孔径，A表示对于各像高的半视场角(单位：°)，H0表示物体高。d表示d线下的像差，g表示g线下的像差。另外，没有这些记载的表示d线下的像差。其中，在无限远对焦时的球面像差图中，示出与最大口径对应的F值的值。在极近距离对焦时的球面像差图中，示出与最大口径对应的数值孔径的值。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符号。
从图22～图24可知，关于第6实施例的变倍光学系统ZL1，从广角端状态到远焦端状态、并且从无限远对焦状态到极近距离对焦状态能够良好地对各像差进行校正，具有良好的光学性能。另外，可知在像抖动校正时，具有高成像性能。
(第7实施例)
使用图25～图28以及表7对第7实施例进行说明。如图25所示，第7实施例的变倍光学系统ZL(ZL2)由从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组G6构成。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14构成。负弯月形透镜L11的两侧面为非球面。双凹透镜L12的物体侧面为非球面。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸透镜L31与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L32的接合透镜构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L41以及双凸透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凹透镜L51与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L52的接合透镜构成。正弯月形透镜L52的像侧面为非球面。
第6透镜组G6由从物体侧依次排列的双凸透镜L61、双凸透镜L62与双凹透镜L63的接合透镜以及双凸透镜L64与双凹透镜L65的接合透镜构成。双凹透镜L65的像侧面为非球面。
在第3透镜组G3与第4透镜组G4之间设置孔径光阑S，孔径光阑S构成第4透镜组G4。
使第1透镜组G1相对于像面固定，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，使第4透镜组G4相对于像面固定，使第5透镜组G5暂时向像侧移动之后向物体侧移动，使第6透镜组G6向物体侧移动，以使各透镜组间隔(第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔)变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。孔径光阑S与第4透镜组G4一体地相对于像面固定。
通过使第2透镜组G2向像侧移动来进行从无限远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第5透镜组G5作为防抖透镜组VR而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)。另外，在设整个系统的焦距为f、防抖系数(抖动校正中的成像面上的像移动量相对于移动透镜组的移动量的比)为K的摄影镜头中，在对角度θ的旋转抖动进行校正时，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。
在第7实施例中，在广角端状态下，防抖系数为-0.68，焦距为16.40mm，因此用于对0.81度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.34mm。在中间焦距状态下，防抖系数为-0.83，焦距为23.50mm，因此用于对0.68度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.34mm。在远焦端状态下，防抖系数为-0.95，焦距为34.00mm，因此用于对0.57度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.35mm。
在下述的表7中，示出第7实施例中的各参数的值。表7中的面编号1～32对应于图25所示的m1～m32的各光学面。
(表7)
[透镜参数]
Figure GDA0002280604190000841
Figure GDA0002280604190000851
[非球面数据]
Figure GDA0002280604190000852
[各种数据]
Figure GDA0002280604190000853
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280604190000854
Figure GDA0002280604190000861
[透镜组数据]
Figure GDA0002280604190000862
[条件式对应值]
条件式(9)f5/f4＝0.190
条件式(10)(-f1)/f6＝0.594
条件式(11)f1/f4＝0.070
条件式(12)A(T3.5)/A(T4.0)＝1.707
(A(T3.5)＝-0.0102，A(T4.0)＝-0.0060)
条件式(13)f2/f3＝1.692
从表7可知，第7实施例的变倍光学系统ZL2满足条件式(9)～(13)。
图26是第7实施例的变倍光学系统ZL2的无限远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图27是第7实施例的变倍光学系统ZL2的极近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图28是第7实施例的变倍光学系统ZL2的在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
从图26～图28可知，关于第7实施例的变倍光学系统ZL2，从广角端状态到远焦端状态、并且从无限远对焦状态到极近距离对焦状态能够良好地对各像差进行校正，具有良好的光学性能。另外，可知在像抖动校正时，具有高成像性能。
(第8实施例)
使用图29～图32以及表8对第8实施例进行说明。如图29所示，第8实施例的变倍光学系统ZL(ZL3)由从物体侧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、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组G6构成。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、双凹透镜L13以及双凸透镜L14构成。负弯月形透镜L11的两侧面为非球面。双凹透镜L12的物体侧面为非球面。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸透镜L21以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸透镜L31与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L32的接合透镜构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L41以及双凸透镜L42构成。关于双凸透镜L42，像侧面为非球面。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凹透镜L51与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L52的接合透镜构成。关于正弯月形透镜L52，像侧面为非球面。
第6透镜组G6由从物体侧依次排列的双凸透镜L61、双凸透镜L62与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L63的接合透镜以及双凸透镜L64与双凹透镜L65的接合透镜构成。双凸透镜L62的物体侧面为非球面。双凹透镜L65的像侧面为非球面。
在第3透镜组G3与第4透镜组G4之间设置孔径光阑S，孔径光阑S构成第4透镜组G4。
使第1透镜组G1暂时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，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5相对于像面固定，使第6透镜组G6向物体侧移动，以使各透镜组间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。孔径光阑S与第4透镜组G4一体地向物体侧移动。
通过使第2透镜组G2向像侧移动来进行从无限远向近距离物体的对焦。
在产生像抖动时，使第5透镜组G5作为防抖透镜组VR而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)。另外，在设整个系统的焦距为f、防抖系数(抖动校正中的成像面上的像移动量相对于移动透镜组的移动量的比)为K的摄影镜头中，在对角度θ的旋转抖动进行校正时，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。
在第8实施例中，在广角端状态下，防抖系数为-0.93，焦距为16.40mm，因此用于对0.81度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.25mm。在中间焦距状态下，防抖系数为-1.02，焦距为23.50mm，因此用于对0.68度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.27mm。在远焦端状态下，防抖系数为-1.28，焦距为34.00mm，因此用于对0.57度的旋转抖动进行校正的防抖透镜组VR的移动量为-0.26mm。
在下述的表8中，示出第8实施例中的各参数的值。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)
[透镜参数]
Figure GDA0002280604190000891
Figure GDA0002280604190000901
[非球面数据]
Figure GDA0002280604190000902
Figure GDA0002280604190000911
[各种数据]
Figure GDA0002280604190000912
[可变间隔数据]
Figure GDA0002280604190000913
[透镜组数据]
Figure GDA0002280604190000914
Figure GDA0002280604190000921
[条件式对应值]
条件式(9)f5/f4＝-0.163
条件式(10)(-f1)/f6＝0.596
条件式(11)f1/f4＝-0.083
条件式(12)A(T3.5)/A(T4.0)＝1.719
(A(T3.5)＝-0.0152，A(T4.0)＝-0.0089)
条件式(13)f2/f3＝1.227
从表8可知，第8实施例的变倍光学系统ZL3满足条件式(9)～(13)。
图30是第8实施例的变倍光学系统ZL3的无限远对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图31是第8实施例的变倍光学系统ZL3的极近距离对焦时的各像差图(球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍率色像差图以及横向像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。图32是第8实施例的变倍光学系统ZL3的在无限远对焦时进行了像抖动校正时的横向像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
从图30～图32可知，关于第8实施例的变倍光学系统ZL3，从广角端状态到远焦端状态、并且从无限远对焦状态到极近距离对焦状态能够良好地对各像差进行校正，具有良好的光学性能。另外，可知在像抖动校正时，具有高成像性能。
根据以上的各实施例，能够实现具有F2.8左右的明亮的F值和半视场角为50°左右以上的广视场角、并且良好地对各像差进行了校正的变倍光学系统。
到此为止为了使本发明的方式容易理解，虽然附上实施方式的要素的标号来进行了说明，但是本发明的方式并不限定于此。能够在不损坏变倍光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为变倍光学系统ZL的数值实施例，虽然示出了6组结构，但是并不限定于此，还能够应用于其他的组结构(例如，7组等)。具体地讲，也可以是在最靠物体侧增加了透镜或透镜组的结构，在最靠像侧增加了透镜或透镜组的结构。除此以外，可以考虑将第1透镜组G1分割为多个透镜组，在进行变倍时以其他轨迹移动或使一个透镜组固定等。另外，如上所述，第4透镜组G4可以具有负的光焦度，也可以具有正的光焦度。另外，透镜组表示被进行变倍时或对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
在变倍光学系统ZL中，也可以构成为，为了进行从无限远向近距离物体的对焦，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而在光轴方向上移动。另外，该对焦透镜组能够应用于自动对焦，也适合于自动对焦用的电机(例如，超声波电机、步进电机、音圈电机等)的驱动。特别是，虽然可以最优选使第2透镜组G2的整体作为对焦透镜组，但是也可以使第2透镜组G2的一部分作为对焦透镜组。也能够将第5透镜组G5的至少一部分作为对焦透镜组来使用。另外，关于对焦透镜组，虽然可以如上所述地由一个单透镜和一个接合透镜构成，但是不特别限定透镜个数，也可以由一个以上的透镜成分构成。
在变倍光学系统ZL中，也可以是使任意的透镜组整体或部分透镜组作为防抖透镜组，该防抖透镜组以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，或者在包含光轴的面内方向上旋转移动(摆动)，从而对由于手抖等而产生的像抖动进行校正。特别是，虽然可以最优选使第5透镜组G5的整体作为防抖透镜组，但是也可以使第5透镜组G5的一部分作为防抖透镜组。另外，还能够将第2透镜组G2的至少一部分、第3透镜组G3的至少一部分作为防抖透镜组来使用。
在变倍光学系统ZL中，透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，能够防止由加工和组装调整的误差引起的光学性能的劣化。另外，即使在像面偏移的情况下描绘性能的劣化也少。在透镜面为非球面时，非球面可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃形成为非球面形状的玻璃模铸非球面、在玻璃的表面将树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一种非球面。另外，透镜面也可以是衍射面，也可以使透镜为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
在变倍光学系统ZL中，可以优选的是，孔径光阑S在第4透镜组G4内、特别是与第4透镜组G4一体地配置，但是也可以构成为与第4透镜组G4分体地移动。另外，孔径光阑S也可以配置在第5透镜G5内。另外，也可以不设置作为孔径光阑的构件，而通过透镜的框来代替其作用。
在变倍光学系统ZL中，在各透镜面上，为了减轻眩光和重影并实现高对比度的良好的光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。能够适当选择增透膜的种类。另外，也能够适当选择增透膜的张数和位置。在上述的第6实施例、第7实施例、第8实施例中，都可以优选的是，在第1透镜组G1的L11的像侧面、L12的物体侧面、L12的像侧面、L13的物体侧面、L13的像侧面以及L14的物体侧面中的任意一个面或者多个面上，施加在波长区域中具有高透射率的增透膜。
关于变倍光学系统ZL，例如能够使变倍比为1.5～2.5倍左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使广角端状态下的焦距(35mm规格换算)为例如15～20mm左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使广角端状态下的F值为例如2.7～3.5左右。另外，关于变倍光学系统ZL，能够使远焦端状态下的F值为例如2.7～3.5左右。而且，关于变倍光学系统ZL，在焦距状态从广角端状态改变到远焦端状态时，能够使F值大致恒定(变化量为远焦端状态的F值的10％以下)。
标号说明
ZL(ZL1～ZL3) 变倍光学系统
G1 第1透镜组
G2 第2透镜组
G3 第3透镜组
G4 第4透镜组
G21 第21透镜组
G22 第22透镜组
G41 第41透镜组
G42 第42透镜组
G5 第5透镜组
G6 第6透镜组
VR 防抖透镜组
S 孔径光阑
I 像面
1 相机(光学设备)。

Claims (22)

1.一种变倍光学系统，其特征在于，具备：
第1透镜组，配置于最靠物体侧，且具有负的光焦度；
第2透镜组，配置于与所述第1透镜组的像侧相对的位置；
第3透镜组，配置于与所述第2透镜组的像侧相对的位置；
第n透镜组，配置于从物体侧起依次计数的第五位或第六位，且具有正的光焦度；以及
第n-1透镜组，配置于与所述第n透镜组的物体侧相对的位置，
所述第2透镜组具有正的光焦度，并且，所述第n-1透镜组具有负的光焦度，
通过使各透镜组之间的间隔变化来进行变倍，
在进行从无限远向近距离物体的对焦时，所述第2透镜组向像侧移动，
在所述第n透镜组是从物体侧起依次计数的第五位的透镜组的情况下，作为所述第n-1透镜组的第4透镜组具备第42透镜组和配置在所述第42透镜组的物体侧的第41透镜组，所述第42透镜组构成为能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第41透镜组构成为在所述第42透镜组以具有与所述光轴垂直的方向的分量的方式移动时，不在与光轴垂直的方向上移动，
在所述第n透镜组是从物体侧起依次计数的第六位的透镜组的情况下，所述第3透镜组具有正的光焦度，且构成为使所述第1透镜组～所述第n透镜组中的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
2.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第42透镜组具有负的光焦度。
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：
0.700<f42/f4<1.700
其中，
f42：所述第42透镜组的焦距，
f4：所述第4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，
满足以下的条件式：
-0.400<f4/f41<0.500
其中，
f4：所述第4透镜组的焦距，
f41：所述第41透镜组的焦距。
5.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：
0.200<f1/f4<0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距。
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41透镜组具备负透镜和正透镜。
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42透镜组由正透镜与负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42透镜组的最靠像侧的透镜面为非球面，
且满足以下的条件式：
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值对应的轴上光线穿过在所述第42透镜组的最靠像侧的透镜面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值对应的轴上光线穿过在所述第42透镜组的最靠像侧的透镜面形成的非球面的点处的非球面量，
另外，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。
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n透镜组是从物体侧起依次计数的第五位的透镜组，
且满足以下的条件式：
-0.400<(D34T-D34W)/(D23T-D23W)<1.000
-0.400<f4/f3<0.450
其中，
D34T：远焦端状态下的所述第3透镜组与所述第n-1透镜组之间的空气间隔，
D34W：广角端状态下的所述第3透镜组与所述第n-1透镜组之间的空气间隔，
D23T：远焦端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
D23W：广角端状态下的所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的空气间隔，
f4：所述第n-1透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
10.根据权利要求9所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.200<f1/f4<0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距。
11.根据权利要求9所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第3透镜组具备负透镜和正透镜。
12.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第n透镜组是从物体侧起依次计数的第六位的透镜组，
构成为使所述第n-1透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
13.根据权利要求12所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
-0.500<f5/f4<0.500
其中，
f5：所述第n-1透镜组的焦距，
f4：配置于所述第3透镜组和所述第n-1透镜组之间的第4透镜组的焦距。
14.根据权利要求12所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.300<(-f1)/f6<0.900
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f6：所述第n透镜组的焦距。
15.根据权利要求12所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
-0.400<f1/f4<0.400
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f4：配置于所述第3透镜组和所述第n-1透镜组之间的第4透镜组的焦距。
16.根据权利要求13所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第4透镜组具备负透镜和正透镜。
17.根据权利要求12所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第n-1透镜组由正透镜与负透镜的接合透镜构成。
18.根据权利要求13所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第4透镜组的最靠像侧的透镜面为非球面，
且满足以下的条件式：
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值对应的轴上光线穿过在所述第n-1透镜组的最靠像侧的透镜面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值对应的轴上光线穿过在所述第n-1透镜组的最靠像侧的透镜面形成的非球面的点处的非球面量，
另外，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。
19.根据权利要求12所述的变倍光学系统，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.500<f2/f3<2.000
其中，
f2：所述第2透镜组的焦距，
f3：所述第3透镜组的焦距。
20.一种变倍光学系统，其特征在于，
从物体侧依次由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、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组构成，
所述第1透镜组从最靠物体侧依次具有第1负透镜、第2负透镜及第3负透镜，
所述第1透镜组的配置于最靠像侧的透镜是正透镜，
在进行变倍时，所述第1透镜组～所述第5透镜组中的一个透镜组的光轴上的位置被固定，
且满足以下的条件式：
0.350<f1/f4<0.750
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距。
21.根据权利要求20所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述第4透镜组由四个透镜构成。
22.一种光学设备，其特征在于，搭载权利要求1～21中的任意一项所述的变倍光学系统。
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