CN108008526B - 变倍光学系统以及摄像装置 - Google Patents

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CN108008526B CN201710963624.7A CN201710963624A CN108008526B CN 108008526 B CN108008526 B CN 108008526B CN 201710963624 A CN201710963624 A CN 201710963624A CN 108008526 B CN108008526 B CN 108008526B
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Abstract

本发明的变倍光学系统，从物体侧起依次具备：具有正屈光力的第1镜头组、具有负屈光力的第2镜头组和至少一个镜头组，该变倍光学系统通过改变各镜头组的间隔来进行变倍，且分别至少具备一枚具有正屈光力的塑料镜头、和一枚具有负屈光力的塑料镜头，并且满足给定的条件。从而，本发明提供一种既维持足够的光学性能，又实现低成本化，且温度特性良好的变倍光学系统以及具备该变倍光学系统的摄像装置。

Description

变倍光学系统以及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种对胶片相机、摄像机、数码相机等摄像光学系统而言适合的变倍光学系统以及具备该变倍光学系统的摄像装置。
背景技术
采用数码相机、摄像机等固体摄像元件的摄像装置正在普及。并且，近年来，伴随镜头可更换系统中的光学系统的小型化等，单反相机、无反单镜头相机等镜头可更换式摄像装置的市场显著扩大，大量的用户层会使用镜头可更换式摄像装置。伴随这样的用户层的扩大，在镜头可更换系统中，光学系统的高性能化以及小型化自不必说，还要求低成本化。
这样的状况下，例如，为了实现低成本化，光学系统的一部分采用塑料透镜。例如，专利文献1中，提出了一种采用具有正屈光力的塑料透镜所构成的所谓袖珍相机用的高倍变焦镜头用光学系统。
另外，专利文献2中提出了采用多枚塑料透镜构成的所谓无反相机用的标准变焦镜头用光学系统。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2013－61418
【专利文献2】日本特开2011－99250
然而，塑料透镜，与玻璃制透镜相比，线膨胀系数更大，随着气氛温度的变化会使得透镜的形状、折射率发生很大变化。因此，在含有塑料透镜的光学系统中，存在随着气氛温度的变化使得焦点位置或各像差产生变动的情况，要求温度特性良好的光学系统。
在专利文献1记载的光学系统中，仅采用具有正屈光力的塑料透镜，在该塑料透镜的折射率因气氛温度的变化而产生了变化时，无法对焦点位置、各像差的变动进行充分补正。
专利文献2记载的光学系统，不仅包含具有正屈光力的塑料透镜，还包含具有负屈光力的塑料透镜，但各塑料透镜的配置、对各塑料透镜的屈光力的分配不适当，也不能说该光学系统对温度特性的考虑会充分。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种既能维持足够的光学性能，还实现低成本化，且温度特性良好的变倍光学系统以及具备该变倍光学系统的摄像装置。
为了解决上述课题，本发明涉及的变倍光学系统，从物体侧起依次具备：具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、和至少一个透镜组，所述变倍光学系统通过改变各透镜组的间隔来进行变倍，所述变倍光学系统的特征在于，
至少分别具备一枚具有正屈光力的塑料透镜、和一枚具有负屈光力的塑料透镜，且满足以下的条件：
－5.00＜fw/f12w＜－0.60···(1)
－2.80＜Σi(φppi×hppi)/Σj(φpnj×hpnj)＜－0.35···(2)
其中，
fw：广角端的该变倍光学系统整体的合成焦距
f12w：广角端的前述第1透镜组以及前記第2透镜组的合成焦距
φppi：在将该变倍光学系统中所含的具有正屈光力的塑料透镜从物体侧起依次表示为Gpp1、Gpp2、···时，从物体侧起第i个(i＝1，2，···)具有正屈光力的塑料透镜Gppi的屈光力
hppi：望远端的轴上光束通过前述具有正屈光力的塑料透镜Gppi的物体侧的面时，该轴上光束距离光轴的最大高度
φpnj：在将该变倍光学系统所含的具有负屈光力的塑料透镜从物体侧起依次表示为Gpn1、Gpn2、···时，从物体侧起第j(j＝1，2，···)个具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的屈光力
hpnj：望远端的轴上光束通过前述具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的物体侧的面时，该轴上光束距离光轴的最大高度。
本发明涉及的摄像装置，其特征在于，具备：上述本发明涉及的光学系统，和在该光学系统的像侧的、将通过该光学系统形成的光学像变换成电信号的摄像元件。
【发明效果】
根据本发明，能够提供一种既维持足够的光学性能，又实现低成本化，且温度特性良好的变倍光学系统以及具备该变倍光学系统的摄像装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的透镜结构例的剖视图。
图2是实施例1的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图3是实施例1的变倍光学系统在中间焦距的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图4是实施例1的变倍光学系统在望远端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图5是表示本发明的实施例2的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的透镜结构例的剖视图。
图6是实施例2的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图7是实施例2的变倍光学系统在中间焦距的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图8是实施例2的变倍光学系统在望远端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图9是表示本发明的实施例3的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的透镜结构例的剖视图。
图10是实施例3的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图11是实施例3的变倍光学系统在中间焦距的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图12是实施例3的变倍光学系统在望远端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图13是表示本发明的实施例4的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的透镜结构例的剖视图。
图14是实施例4的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图15是实施例4的变倍光学系统在中间焦距的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图16是实施例4的变倍光学系统在望远端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图17是表示本发明的实施例5的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的透镜结构例的剖视图。
图18是实施例5的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图19是实施例5的变倍光学系统在中间焦距的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图20是实施例5的变倍光学系统在望远端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图21是表示本发明的实施例6的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的透镜结构例的剖视图。
图22是实施例6的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图23是实施例6的变倍光学系统在中间焦距的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图24是实施例6的变倍光学系统在望远端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图25是表示本发明的实施例7的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的透镜结构例的剖视图。
图26是实施例7的变倍光学系统在广角端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图27是实施例7的变倍光学系统在中间焦距的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
图28是实施例7的变倍光学系统在望远端的无限远对焦时的球面像差图、像散图以及畸变图。
具体实施方式
以下，对本发明涉及的变倍光学系统以及摄像装置的实施方式进行说明。但是，以下说明的该变倍光学系统以及摄像装置，是本发明涉及的变倍光学系统以及摄像装置的一种形式，本发明涉及的变倍光学系统以及摄像装置不限定于以下的形式。
1.变倍光学系统
1－1.变倍光学系统的结构
首先，对本发明涉及的变倍光学系统的实施方式进行说明。本发明涉及的变倍光学系统，从物体侧起依次具备：具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、以及至少一个透镜组，通过改变各透镜组的间隔来进行变倍，该变倍光学系统分别至少具备一枚具有正屈光力的塑料透镜、和一枚具有负屈光力的塑料透镜，且满足后述的条件式(1)以及条件式(2)表示的条件。
(1)透镜组结构
在该变倍光学系统中，从物体侧起依次具备：具有正屈光力的第1透镜组、和具有负屈光力的第2透镜组，且具有继第2透镜组之后的至少一个透镜组，只要是满足条件式(1)以及条件式(2)表示的条件的结构，则其具体的透镜组结构不被特别限定。
例如，继第2透镜组之后的透镜组的数目可以是一个，也可以是两个以上。构成变倍光学系统的透镜组的数目越多，则在实现高变倍比以及高光学性能方面越有利。然而，若构成变倍光学系统的透镜组的数目变多，则难以实现该变倍光学系统的小型/轻量化、低成本化。另外，在变倍时用于使透镜组沿着光轴移动的移动机构等也变得复杂。因此，通过将变倍光学系统的结构简单化，从而根据小型化、低成本化的观点来看，优选继第2透镜组之后的透镜组的数目为两个以下，更优选为一个。
即，该变倍光学系统，优选从物体侧起依次由第1透镜组、第2透镜组以及第3透镜组这三个透镜组构成。该情况下，第3透镜组优选具有正屈光力。通过采用这样的结构，从而既能维持足够的光学性能，又能实现该变倍光学系统的小型·轻量化、用于使透镜组移动的移动机构等的简单化，从而更容易实现低成本化。
(2)塑料透镜
该变倍光学系统，分别至少具有一枚具有正屈光力的塑料透镜、和一枚具有负屈光力的负的塑料透镜。在该变倍光学系统中，只要满足条件式(1)以及条件式(2)，则该变倍光学系统内的具有正屈光力的塑料透镜以及具有负屈光力的塑料透镜的配置、各塑料透镜的枚数、各塑料透镜的材质(丙烯、聚碳酸酯等)不受特别限定。在实现具有更加良好的温度特性的变倍光学系统方面，优选塑料透镜的枚数、配置、面形状等是以下的形式。
a)塑料透镜的枚数
该变倍光学系统中，具有正屈光力的塑料透镜以及具有负屈光力的塑料透镜各自的枚数都是一枚以上，只要满足上述条件，则其枚数没有特别限定。具有正屈光力的塑料透镜的枚数、和具有负屈光力的塑料透镜的枚数可以相同，也可以不同。若与玻璃制透镜进行比较，则塑料透镜由于比较廉价，因此塑料透镜的枚数较多的情况下，更容易实现该光学系统的低成本化。然而，若气氛温度变化，则塑料透镜的透镜面形状或厚度发生变化，产生像差变动或焦点位置的变动。因此，从实现温度特性良好的光学系统的观点来看，优选在该光学系统内配置的塑料透镜的枚数较少。因此，根据既实现低成本化，又实现温度特性良好的光学系统的观点，更加优选具有正屈光力的塑料透镜和具有负屈光力的塑料透镜的枚数分别各自为一枚。
b)配置
在该变倍光学系统中，具有正屈光力的塑料透镜以及具有负屈光力的塑料透镜的配置没有特别限定。也可以配置在第1透镜组、第2透镜组以及继第2透镜组之后的其它透镜组中的任意透镜组中。另外，具有正屈光力的塑料透镜、和具有负屈光力的塑料透镜的排列也没有特别限定。然而，在该光学系统中，优选从物体侧起依次将具有正屈光力的塑料透镜和具有负屈光力的塑料透镜按照该顺序邻接配置。如果采用这样的配置，则通过具有正屈光力的塑料透镜的会聚作用，从而能够降低通过具有负屈光力的塑料的轴上光束的高度。并且，通过增强具有该负屈光力的塑料透镜的曲率，即通过对具有该负屈光力的塑料透镜配置大的屈光力，从而能够更加良好地进行球面像差、彗形像差、像面弯曲的修正，能够更加容易地实现具有良好的光学性能的光学系统。
在此，上述所谓“具有正屈光力的塑料透镜和具有负屈光力的塑料透镜按照该顺序邻接配置”，是指配置成在具有正屈光力的塑料透镜和具有负屈光力的塑料透镜之间不包含其它透镜组成部分，也可以在两个塑料透镜之间设置空气间隔。即，具有正屈光力的塑料透镜和具有负屈光力的塑料透镜可以经由空气间隔按照该顺序配置，具有正屈光力的塑料透镜和具有负屈光力的塑料透镜也可以按照该顺序无空气间隔地进行接合配置。
c)面形状
具有正屈光力的塑料透镜以及具有负屈光力的塑料透镜的面形状没有特别限定，可以是球面以及非球面的任意种。另外，其单面也可以是平面。然而，该变倍光学系统内配置的塑料透镜中、至少任一种优选至少一个面具有非球面。通过在该变倍光学系统内至少一个面配置非球面，从而与所有的面都是球面的情况相比，能够以较少的透镜枚数更加良好地进行球面像差、彗形像差、像面弯曲的修正。因此，不但确保良好的光学性能，而且实现透镜结构的简单化，更加容易实现该变倍光学系统的低成本化。
另外，上述非球面优选是减少近轴曲率的形状。即，优选在该变倍光学系统内将至少一个面配置为减少近轴曲率的形状的非球面。通过在该变倍光学系统内配置这样的面形状的非球面，从而能够更加良好地进行球面像差、彗形像差、像面弯曲的修正。因此，实现透镜结构的简单化，更加容易实现光学系统的低成本化。但是，所谓减少近轴曲率的非球面，是指对透镜的外缘部的面形状进行近似的曲率比近轴曲率更小的非球面形状。
另外，在该变倍光学系统中，优选具有负屈光力的塑料透镜配置在第2透镜组之后，且该物体侧面是凹面。在此，在该变倍光学系统中，因具有负屈光力的塑料透镜配置在第2透镜组以后的透镜组，因此会聚光入射至具有负屈光力的塑料透镜的物体侧面，物体侧的凹面对球面像差进行过度修正。因此，该变倍光学系统内的具有负屈光力的塑料透镜所产生的过度的球面像差，与具有正屈光力的塑料透镜中产生的不足的球面像差相抵消，容易实现良好的光学性能。另外，上述球面像差的修正效果，即使在气氛温度变化的情况下也能维持，能够提供温度特性更加良好的光学系统。
d)单一透镜
在该变倍光学系统中，优选上述具有正屈光力的塑料透镜以及具有负屈光力的塑料透镜中的至少一个是单透镜。在此，所谓单透镜，是指物体侧和像侧分别各自具备光学面，在物体侧的光学面和像侧的光学面之间不含其它光学面的透镜(光学元件)。通过将光学系统内配置的塑料透镜中的至少一个设置为单透镜，从而对于该单透镜，能够防止如在光学面对多枚透镜进行接合的接合透镜那样因在粘合时产生的応力导致塑料透镜的光学面的形状发生变化、光学性能劣化，可实现具有更加良好的光学性能的变倍光学系统。另外，只要上述具有正屈光力的塑料透镜以及具有负屈光力的塑料透镜中的至少一个是单透镜即可，但更加优选上述具有正屈光力的塑料透镜以及具有负屈光力的塑料透镜双方都是单透镜。该情况下，在存在多枚具有正屈光力的塑料透镜的情况下，优选所有透镜都是单透镜，也可以其中至少一枚是单透镜。在具有负屈光力的塑料透镜中也同样。
在此，作为该单透镜的塑料透镜的制造方法，没有特别限定，包含通过研磨、模具成型、或者射出成型等制造的各种透镜。另外，单透镜，原则上是指由一枚透镜构成，对其光学面进行防反射膜或保护膜等各种涂覆后的透镜也包含在该单透镜中。正透镜以及负透镜等多个透镜在其光学面彼此不经由空气层而粘结或紧贴而成的接合透镜、在多枚透镜的光学面之间隔着空气层的状态下一体化而成的透镜、在球面透镜的表面以薄树脂层形成非球面的所谓复合非球面透镜除外。
1－2.条件式
接着，针对该变倍光学系统应满足的条件、或者优选满足的条件进行说明。
该变倍光学系统，其特征在于，满足以下的条件式(1)以及条件式(2)所表示的条件。
－5.00＜fw/f12w＜－0.60···(1)
－2.80＜Σi(φppi×hppi)/Σj(φpnj×hpnj)＜－0.35···(2)
其中，
fw：广角端的该变倍光学系统整体的合成焦距
f12w：广角端的第1透镜组以及第2透镜组的合成焦距
φppi：在该变倍光学系统中包含的具有正屈光力的塑料透镜从物体侧起依次表示为Gpp1、Gpp2、···时，从物体侧起第i个(i＝1，2，···)具有正屈光力的塑料透镜Gppi的屈光力
hppi：望远端在轴上光束通过上述具有正屈光力的塑料透镜Gppi的物体侧的面时，该轴上光束距离光轴的最大高度
φpnj：在该变倍光学系统中包含的具有负屈光力的塑料透镜从物体侧起依次表示为Gpn1、Gpn2、···时，从物体侧起第j(j＝1，2，···)个具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的屈光力
hpnj：望远端在轴上光束通过上述具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的物体侧的面时，该轴上光束距离光轴的最大高度
1－2－1.条件式(1)
条件式(1)，是规定广角端的该变倍光学系统整体的合成焦距相对于广角端的第1透镜组以及第2透镜组的合成焦距的比例的式子。与此同时，该条件式(1)表示广角端的第3透镜组之后的透镜组的合成横向放大率。该变倍光学系统，是通过改变各透镜组的间隔从而进行变倍的变焦透镜或者可变焦距透镜等。为了在整个变倍范围实现良好的光学性能，要求恰当地设计各透镜组的屈光力、各透镜组之间的间隔、各透镜组的横向放大率。通过满足条件式(1)，从而各透镜组的屈光力、各透镜组之间的间隔、各透镜组的横向放大率成为恰当的范围内，即使在提高变倍比时，也能够在整个变倍范围内实现良好的光学性能。
相比之下，若条件式(1)的数值成为上限值以上，则广角端的该变倍光学系统整体的合成焦距相对于广角端的第1透镜组以及第2透镜组的合成焦距之比作为绝对值变小。与此同时，广角端的第1透镜组以及第2透镜组的合成焦距超过恰当的范围而变长，并且广角端的第3透镜组以后的透镜组的合成横向放大率超过恰当的范围而变小。结果，若要实现给定的变倍比，则由于变倍时的各透镜组的移动量变大，因此会关联到该变倍光学系统的全長方向的大型化。另外，若各透镜组的移动量变大，则变倍时用于使各透镜组移动的移动机构也会大型化。因而会导致收纳该变倍光学系统的镜筒等的大型化，变焦透镜等的产品整体的成本提高，因此，难以进行适当的价格设定，故而不优选。另外，若第3透镜组以后的透镜组的合成横向放大率超过恰当的范围而变小，则在与单反相机用的摄像光学系统等、无反单透镜相机用的摄像光学系统等相比较，要求更长的后焦的摄像光学系统中，难以确保恰当的后焦，因此不优选。
另一方面，若条件式(1)的数值成为下限值以下，则广角端的该变倍光学系统整体的合成焦距相对于广角端的第1透镜组以及第2透镜组的合成焦距之比作为绝对值变大。与此同时，广角端的第1透镜组以及第2透镜组的合成焦距超过适当的范围而变短，且广角端的第3透镜组以后的透镜组的合成横向放大率超过恰当的范围而变大。其结果，第1透镜组以及第2透镜组所产生的球面像差、彗形像差变大。由于这些像差在第3透镜组以后的透镜组被放大，因此难以在整个光学系统对这些像差进行修正。例如，如果构成各透镜组的透镜枚数增加，则对这些像差进行修正，可实现光学性能高的变倍光学系统。然而，该情况下，成本变高，难以将产品价格廉价设置，除此之外，由于会导致该变倍光学系统的大型化，因此不优选。另外，若第3透镜组以后的透镜组的合成横向放大率会超过恰当的范围而变大，则在第1透镜组以及/或者第2透镜组离心时产生的离心彗形像差或离心像面弯曲扩大。即，由于离心敏感度变高，因此在制造该变倍光学系统时难以确保稳定的光学性能，故而不优选。
在获得这些效果的基础上，条件式(1)中，优选其下限值为－5.00，更优选为－3.00，进一步优选为－2.00。另外，条件式(1)中，优选其上限值为－0.70，更优选为－0.85，进一步优选为－1.00。
1－2－2.条件式(2)
条件式(2)中，分母，在将该变倍光学系统中所含的具有负屈光力的塑料透镜从物体侧起依次表示为Gpn1、Gpn2、···时，将从物体侧起第j个(j＝1，2，···)具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的屈光力，与望远端的、轴上光束通过上述具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的物体侧的面时该轴上光束距离光轴的最大高度相乘，作为与该变倍光学系统中所含的具有负屈光力的塑料透镜有关的总和。
另外，在条件式(2)中，分子，在该变倍光学系统所含的具有正屈光力的塑料透镜从物体侧起依次表示为Gpp1、Gpp2、···时，将从物体侧起第i个(i＝1，2，···)具有正屈光力的塑料透镜Gppi的屈光力、与望远端的轴上光束通过上述具有正屈光力的塑料透镜Gppi的物体侧的面时该轴上光束距离光轴的最大高度相乘，来作为该变倍光学系统所含的具有正屈光力的塑料透镜的总和。
因此，条件式(2)是对该变倍光学系统所含的具有正屈光力的塑料透镜Gppi的屈光力与轴上光束距离光轴的高度之积的总和，相对于该变倍光学系统中所含的具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的屈光力与轴上光束距光轴的最大高度之积的总和之比进行规定的式子。
在此，若与玻璃制透镜进行比较，则塑料透镜的材料費廉价，由于通过射出成型而形成其表面形状，因此容易得到非球面透镜。由此，塑料透镜若与玻璃制透镜进行比较，则作为能廉价地使光学性能提高的要素技术是公知的。另一方面，作为材料的塑料，与玻璃相比较，线膨胀系数大，温度变化对应的折射率的变化大。因此，难以抑制伴随气氛温度的变化的球面像差的变动、后焦的变动。
在该变倍光学系统中，至少分别具备一枚具有正屈光力的塑料透镜、和具有负屈光力的塑料透镜，来设置为满足条件式(2)表示的条件的光学系统，从而通过正负的塑料透镜将气氛温度变化时的球面像差的变动、后焦的变动相互抵消，能够既维持足够的光学性能，又实现低成本化，提供一种温度特性良好的变倍光学系统。
相比之下，若条件式(2)的数值成为上限值以上，则相对于与具有负屈光力的塑料透镜Gpnj相关的上述总和，与具有正屈光力的塑料透镜Gppi相关的上述总和变得更小。因此，关于气氛温度改变时的球面像差或后焦，相比于因具有正屈光力的塑料透镜而产生的这些变动，因具有负屈光力的塑料透镜而产生的这些变动变得过大。即，变成过度修正。其结果，由于球面像差和后焦成为比适当值过度的值，因此不优选。
另一方面，若条件式(2)的数值成为下限值以下，则相比于与具有负屈光力的塑料透镜Gpnj相关的上述总和，与具有正屈光力的塑料透镜Gppi相关的上述总和变得更大。因此，关于气氛温度变化时的球面像差、后焦，相比于因具有正屈光力的塑料透镜而产生的这些变动，因具有负屈光力的塑料透镜而产生的这些变动变得过小。即，成为修正不足。其结果，由于球面像差和后焦成为比恰当值不足的值，因此不优选。
在获得这些效果的基础上，在条件式(2)中，优选其下限值为－2.00，更优选为－1.40，进一步优选为－1.20。另外，在条件式(2)中，优选其上限值为－0.40，更优选为－0.50，进一步优选为－0.60。
1－2－3.条件式(3)
优选该变倍光学系统满足以下的条件式(3)表示的条件。
0.10＜f1/ft＜1.70···(3)
其中，
f1：第1透镜组的合成焦距
ft：望远端的该变倍光学系统整体的合成焦距
条件式(3)对望远端的第1透镜组的合成焦距相对于该变倍光学系统整体的合成焦距的比例进行规定。在满足条件式(3)的情况下，望远端的第1透镜组的合成焦距相对于该变倍光学系统整体的合成焦距的比例成为适当的范围内。由于变倍时的各透镜组的移动量变得适当，因此容易实现该变倍光学系统的小型化/轻量化。另外，该变倍光学系统整体对应的第1透镜组的屈光力成为适当的范围内，即使在提高了变倍比时，也能够在整个变倍范围实现良好的光学性能。
相比之下，若条件式(3)的数值成为上限值以上，则相比于望远端的该变倍光学系统整体的合成焦距，第1透镜组的合成焦距超过合适的范围而变长。其结果，若要实现给定的变倍比，则由于变倍时的各透镜组的移动量变大，因此会关联到该变倍光学系统的全长方向的大型化。若各透镜组的移动量变大，则变倍时用于使各透镜组移动的移动机构也会大型化。因此会导致收纳该变倍光学系统的镜筒等的大型化，因变焦透镜等产品整体的成本提高，故而难以难以进行合适的价格设定，故不优选。
另一方面，若条件式(3)的数值成为下限值以下，则相对于望远端的该变倍光学系统整体的合成焦距而言，第1透镜组的合成焦距会超过合适的范围而变短。其结果，为了使第1透镜组产生的球面像差、彗形像差因其它透镜组而抵消，需要使第2透镜组以后的透镜组的焦距变短。即，由于各透镜组的屈光力变大，因此在变倍时若使各透镜组移动，则像差变动变大。因此，为了在整个变倍范围确保足够的光学性能，需要使构成各透镜组的透镜枚数变多。该情况下，成本提高，难以将产品价格设定为廉价，除此之外，还会导致该变倍光学系统的大型化，因此不优选。
在获得这些效果的基础上，条件式(3)中，优选其下限值为0.15，更优选为0.20，进一步优选为0.30。另外，在条件式(3)中，优选其上限值为1.50，更优选为1.10，进一步优选为0.90，更进一步优选为0.80。
1－2－4.条件式(4)
在该变倍光学系统中，在将第2透镜组以后配置的各透镜组表示为第n透镜组(n＝2，3···)时，还优选各透镜组满足以下的条件式(4)所表示的条件。
bnt/bnw＞0.80···(4)
其中，
bnt：望远端的第n透镜组的横向放大率
bnw：广角端的第n透镜组的横向放大率
条件式(4)是针对第2透镜组以后的各组，对从广角端向望远端变倍时的各透镜组的横向放大率的变化的比例进行规定的式子。在第2透镜组、第3透镜组等、该变倍光学系统所具备的第2透镜组以后的各透镜组分别满足上述条件式(4)的情况下，各透镜组的横向放大率成为合适的范围内，能够将变倍时的各透镜组的移动量设置为合适的范围内，更加容易在整个变倍范围实现良好的光学性能。
相比之下，若条件式(4)的值成为下限值以下，则该透镜组从广角端向望远端变倍时的横向放大率的变化的比例超过适当的范围而变小。因此，在从广角端向望远端变倍时，该透镜组起使该变倍光学系统的焦距变短的作用。因此，若要实现给定的变倍比，则必须增加其它透镜组的移动量，或者通过增强其它透镜组的屈光力，从而争取整个系统的变倍率。该情况下，会导致产品的大型化、或者球面像差或彗形像差的修正不足，不优选。
为了获得上述效果，该变倍光学系统，代替上述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4)’，进一步优选满足下述条件式(4)”。
bnt/bnw≧1.00···(4)’
bnt/bnw＞1.00···(4)”
2.摄像装置
接着，针对本发明涉及的摄像装置进行说明。本发明涉及的摄像装置，其特征在于，具备：上述本发明涉及的变倍光学系统，和在该变倍光学系统的像侧设置的、将通过该变倍光学系统形成的光学像变换成电信号的摄像元件。在此，对于摄像元件没有特别限定，还可以采用CCD传感器、CMOS传感器等固体摄像元件等。本发明涉及的摄像装置，适于数码相机、摄像机等采用这些固体摄像元件的摄像装置。另外，该摄像装置，可以是将透镜固定在框体中的透镜固定式的摄像装置，当然也可以是单反相机或无反单透镜相机等可更换透镜的摄像装置。
接着，示出实施例以及比较例来具体说明本发明。但是，本发明并不限定于以下的实施例。以下列举的各实施例的光学系统，是用于数码相机、摄像机、银盐胶片相机等摄像装置(光学装置)的撮影光学系统。另外，透镜剖视图(图1、图5、图9、图13、图17、图21、图25)中，面向附图，左方是物体侧，右方是像侧。
【实施例1】
(1)光学系统的结构
图1是表示本发明涉及的实施例1的变倍光学系统的结构的透镜剖视图。该变倍光学系统，从物体侧起依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、和具有正屈光力的第3透镜组G3构成，是通过改变各透镜组的间隔从而进行变倍的变焦镜头。
图1中，标注L10符号的透镜是本发明所言的具有正屈光力的塑料透镜Gpp1，标注L11符号的透镜是本发明所言的具有负屈光力的塑料透镜Gpn1。光学系统中所示的“S”是孔径光阑，光学系统的像侧所示的“I”是像面，具体而言，示出CCD传感器或CMOS传感器等固体摄像元件的摄像面、或者银盐胶片的胶片面等。另外，各透镜组的具体透镜结构如图1所示。另外，这些符号在实施例2～实施例7所示的图5、图9、图13、图17、图21、图25中也表示同样的部件，以下省略说明。
另外，也可以在该变倍光学系统中设置通过使之向与光轴垂直的方向移动从而修正像晃动的防振组、在从无限远物体向近距离物体对焦时沿着光轴移动的聚焦组。该情况下，虽然图1所示的第1透镜组～第3透镜组中、可将其中某个透镜组(或者由构成透镜组的至少一枚透镜组成的部分透镜组)作为防振组、聚焦组，但优选例如将第2透镜组作为防振组，将第1透镜组作为聚焦群。
(2)数值实施例
接着，针对应用了该变倍光学系统的具体数值的数值实施例1进行说明。表1表示该变倍光学系统的透镜数据。表1中，分别，“No.”表示从物体侧数起的透镜面的顺序，“R”表示透镜面的曲率半径，“D”表示透镜面在光轴上的间隔，“Nd”表示相对于d线(波长λ＝587.5600nm)的折射率，“νd”表示相对于d线(波长λ＝587.600nm)的阿贝数。另外，孔径光阑(光圈S)是在面编号之后附加“STOP”而示出的。进而，在透镜面是非球面的情况下，在面编号之后附加“ASPH”，在曲率半径R栏示出近轴曲率半径，“inf.”表示∞。
另外，关于非球面，表2示出在由下式表示其形状的情况下的非球面系数以及圆锥常数。非球面由下式定义。
z＝ch2/[1+{1－(1+k)c2h2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10···
但是，c是曲率(1/r)，h是距离光轴的高度，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10···是各级的非球面系数。
表3表示该变倍光学系统在各焦距(f)的情况下的F数值(Fno)、半视场角(W)、变倍时移动的各透镜组(可动组)在像侧的透镜间隔。
另外，关于这些表的事项，在实施例2～实施例7所示的表4至表21中也同样，因此以下省略说明。
图2～图4分别示出该变倍光学系统在广角端、中间焦距、望远端的无限远对焦时的纵向像差图。各个纵向像差图从左起依次表示为球面像差、像散、畸变。在表示球面像差的图中，纵轴表示与光圈值F值之间的比例，横轴表示散焦，实线表示d线(587.5600nm)，虚线表示g线(435.8400nm)。在表示像散的图中，纵轴为视场角，横轴为散焦，实线表示d线的弧矢方向(X)，虚线表示d线的子午方向(Y)。在表示畸变的附图中，纵轴为视场角，横轴为％。另外，表示这些像差的顺序、以及各图中实线、波浪线等所示的内容在实施例2～实施例7所示的图6～图8、图10～图12、图14～图16、图18～图20、图22～图24以及图26～图28中也同样，因此以下省略说明。
另外，各条件式(1)～条件式(4)的数值和各透镜组的合成焦距(f1、f2、f3)在表22中示出。
【表1】
No. R D Nd v d
1 185.5842 1.2001 1.72825 28.46
2 80.9079 7.3376 1.48749 70.44
3 -155.9215 0.3000
4 75.1270 3.8949 1.48749 70.44
5 221.3655 D(5)
6 -341.6612 3.3329 1.84666 23.78
7 -35.1952 1.0017 1.69680 55.46
8 51.5556 3.1898
9 -36.9591 1.0610 1.74330 49.22
10 -1761.6372 D(10)
11 61.6555 4.3970 1.48749 70.44
12 -64.2786 0.5000
13Stop 0.0000 4.4100
14 41.4614 5.3464 1.48749 70.44
15 -40.6126 1.0340 1.90366 31.31
16 101.7472 0.5132
17 52.9046 3.8512 1.58144 40.89
18 -307.2159 21.8763
19ASPH -90.5490 2.5182 1.61467 25.57
20ASPH -42.5272 17.6221
21ASPH -17.3667 2.0006 1.53522 56.16
22ASPH -29.5599 D(22)
23 inf. 2.0000 1.51680 64.20
24 inf. 1.0000
【表2】
No. k A4 A6 A8 A10
19 0.00000E+00 -3.03425E-06 2.77380E-08 3.20185E-11 0.00000E+00
20 0.00000E+00 -2.80911E-06 2.76230E-08 2.33344E-11 0.00000E+00
21 000000E+00 -2.94721E-07 1.50830E-07 -2.71077E-10 0.00000E+00
22 0.00000E+00 -4.07059E-06 1.01696E-07 -2.81056E-10 0.00000E+00
【表3】
广角端 中间焦距 望远端
f 72.18850 149.33140 291.06460
Fno 4.62640 5.07290 6.48360
W 17.10200 8.01340 4.15410
Y 21.60 21.60 21.60
D(5) 6.39130 39.20320 52.32060
D(10) 35.00010 20.70060 3.20020
D(22) 51.50240 60.37700 82.80240
【实施例2】
(1)光学系统的结构
图5是表示本发明涉及的实施例2的变倍光学系统的结构的透镜剖视图。该变倍光学系统，从物体侧起依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、和具有正屈光力的第3透镜组G3构成，是通过改变各透镜组的间隔从而进行变倍的变焦镜头。图5中，标注L10符号的透镜是本发明所言的具有正屈光力的塑料透镜(Gpp1)，标注L11符号的透镜是本发明所言的具有负屈光力的塑料透镜Gpn1。具体透镜结构如图5所示。
另外，也可以在该变倍光学系统中设置防振组、聚焦组。该情况下，可以将图5所示的第1透镜组～第3透镜组中的某个透镜组(或者部分透镜组)作为防振组、聚焦组，但优选例如将第2透镜组作为防振组，将第1透镜组作为聚焦组。
(2)数值实施例
接着，针对应用了该变倍光学系统的具体数值的数值实施例2进行说明。表4表示该变倍光学系统的透镜数据。表5表示关于非球面的非球面系数以及圆锥常数。表6表示该光学系统在各焦距(f)的情况下的F数值(Fno)、半视场角(W)、变倍时进行移动的各透镜组(可动组)在像侧的透镜间隔、。另外，图5～图8表示该变倍光学系统在无限远对焦时的纵向像差图。进而，表22表示各条件式(1)～条件式(4)的数值与各透镜组的合成焦距(f1、f2、f3)。
【表4】
No. R D Nd ν d
1 74.1493 1.4000 1.80610 33.27
2 45.5364 0.5000
3 45.3172 9.6604 1.51633 64.14
4 -230.3462 D(4)
5 -211.1058 3.6000 1.84666 23.78
6 -36.9928 1.0000 1.69680 55.46
7 77.1479 2.5711
8 -43.9124 1.0000 1.77250 49.62
9 10951.1822 D(9)
10 57.2412 3.8677 1.51680 64.2
11 -93.2109 1.5000
12Stop 0.0000 1.0000
13 43.8002 5.0526 1.48749 70.44
14 -43.8002 1.0000 1.80610 33.27
15 63.4781 0.2000
16 33.5809 3.9029 1.51823 58.96
17 -741.4460 23.8461
18ASPH 38.4706 3.1866 1.58547 29.91
19ASPH 223.9396 9.4109
20ASPH -18.1137 1.0000 1.52528 55.95
21ASPH -76.7526 D(21)
22 inf. 2.0000 1.51680 64.20
23 inf. 1.0000
【表5】
No. k A4 A6 A8 A10
18 0.000000E+00 -1.667410E-05 -1.815360E-07 1.261400E-09 -5.555240E-12
19 0.000000E+00 -3.162840E-05 -1.895660E-07 1.923810E-09 -7.810050E-12
20 0.000000E+00 -1.382370E-05 8.248150E-07 -4.082630E-09 4.972230E-12
21 0.000000E+00 8.013620E-06 7.018200E-07 -4.907170E-09 1.025800E-11
【表6】
广角端 中间焦距 望远端
F 72.0000 135.0000 291.4000
Fno 4.5961 4.9958 6.4946
W 17.1178 8.8247 4.1350
Y 21.6 21.6 21.6
D(4) 1.7000 41.2577 61.4556
D(9) 33.3140 20.9470 1.5000
D(21) 48.9692 55.6292 81.0276
【实施例3】
(1)光学系统的结构
图9是表示本发明涉及的实施例3的变倍光学系统的结构的透镜剖视图。该变倍光学系统，从物体侧起依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、和具有正屈光力的第3透镜组G3构成，是通过改变各透镜组的间隔从而进行变倍的变焦透镜。图9中标注了L10符号的透镜是本发明所言的具有正屈光力的塑料透镜(Gpp1)，标注L11符号的透镜是本发明所言的具有负屈光力的塑料透镜Gpn1。具体透镜结构如图9所示。
另外，也可以在该变倍光学系统中设置防振组、聚焦组。该情况下，可以将图9所示的第1透镜组～第3透镜组中的某个透镜组(或者部分透镜组)作为防振组、聚焦组，但优选例如将第2透镜组作为防振组，将第1透镜组作为聚焦组。
(2)数值实施例
接着，针对应用了该变倍光学系统的具体数值的数值实施例3进行说明。表7表示该变倍光学系统的透镜数据。表8表示关于非球面的非球面系数以及圆锥常数。表9表示该光学系统在各焦距(f)下的F数值(Fno)、半视场角(w)、变倍时移动的各透镜组(可动组)在像侧的透镜间隔。另外，图10～图12表示该变倍光学系统在无限远对焦时的纵向像差图。进而，表22表示各条件式(1)～条件式(4)的数值与各透镜组的合成焦距(f1、f2、f3)。
【表7】
No. R D Nd v d
1 71.4197 1.4000 1.80610 33.27
2 43.9745 0.5000
3 43.8600 10.1117 1.51633 64.14
4 -219.4001 D(4)
5 -174.5053 3.2485 1.84666 23.78
6 -33.8949 1.0000 1.69680 55.46
7 71.5939 2.5599
8 -41.5574 1.0000 1.77250 49.62
9 11535.1706 D(9)
10 50.0852 3.6593 1.51680 64.20
11 -137.0062 1.5000
12Stop 0.0000 1.0000
13 40.0344 5.2519 1.48749 70.44
14 --40.0344 1.0000 1.80610 33.27
15 52.0250 0.2000
16 28.7759 4.2718 1.51823 58.96
17 -686.3080 16.6721
18ASPH 40.0167 3.3000 1.58547 29.91
19ASPH 1130.1976 9.8337
20ASPH -17.0827 1.0000 1.52528 55.95
21ASPH -52.2358 D(21)
22 inf. 2.0000 1.51680 64.20
23 inf. 1.0000
【表8】
No. k A4 A6 A8 A10
18 0.00000E+00 -1.35330E-05 -1.04166E-07 3.06941E-10 -1.25307E-12
19 0.00000E+00 -2.40759E-05 -1.11733E-07 6.34407E-10 -1.58459E-12
20 0.00000E+00 -8.38644E-06 7.57021E-07 -6.06587E-09 2.75252E-11
21 0.00000E+00 1.00373E-05 6.28526E-07 -5.75612E-09 2.22980E-11
【表9】
广角端 中间焦距 望远端
F 71.9926 135.0048 291.4556
Fno 4.6007 5.0894 6.5023
W 17.146 8.8526 4.1402
Y 21.6 21.6 21.6
D(4) 5.9834 41.1757 61.2631
D(9) 31.0602 19.4507 1.5000
D(21) 56.1124 64.8891 90.3984
【实施例4】
(1)光学系统的结构
图13是表示本发明涉及的实施例4的变倍光学系统的结构的透镜剖视图。该变倍光学系统，从物体侧起依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、和具有正屈光力的第3透镜组G3构成，是通过改变各透镜组的间隔，从而进行变倍的变焦透镜。在图13中，标注了L11符号的透镜，是本发明所言的具有正屈光力的塑料透镜(Gpp1)，标注了L12符号的透镜，是本发明所言的具有负屈光力的塑料透镜Gpn1。具体透镜结构如图13所示。
另外，也可以在该变倍光学系统中设置防振组、聚焦组。该情况下，可以将图13所示的第1透镜组～第3透镜组中的某个透镜组(或者部分透镜组)设置为防振组、聚焦组，但优选将例如第2透镜组设置为防振组，将第1透镜组设置为聚焦组。
(2)数值实施例
接着，针对应用了该变倍光学系统的具体数值的数值实施例4进行说明。表10表示该变倍光学系统的透镜数据。表11表示关于非球面的非球面系数以及圆锥常数。表12表示该光学系统在各焦距(f)下的F数值(Fno)、半视场角(w)、在变倍时进行移动的各透镜组(可动组)在像侧的透镜间隔。另外，图14～图16表示该变倍光学系统在无限远对焦时的纵向像差图。进而，表22表示各条件式(1)～条件式(4)的数值和各透镜组的合成焦距(f1、f2、f3)。
【表10】
No. R D Nd v d
1 80.9902 4.5038 1.51680 64.20
2 388.2779 0.2152
3 103.1111 1.1000 1.79138 36.97
4 48.4503 0.0100 1.56732 42.84
5 48.4503 8.5881 1.48749 70.44
6 -482.7547 D(6)
7 -254.9403 2.8017 1.82115 24.06
8 -39.3066 0.7000 1.61716 63.43
9 62.1094 3.2393
10 -41.4065 0.7000 1.78004 47.81
11 1456.6158 D(11)
12 50.3920 3.5267 1.48749 70.44
13 -164.8417 1.5000
14Stop 0.0000 1.0000
15 35.4727 6.0000 1.48749 70.44
16 -49.3146 0.9000 1.81010 34.91
17 57.7161 1.2000
18 33.0494 5.5000 1.48749 70.44
19 -317.3487 17.5383
20ASPH 68.1764 3.0000 1.61422 25.57
21ASPH -400.0000 10.9907
22ASPH -17.7141 1.3000 1.53446 57.04
23ASPH -50.3265 D(23)
24 inf. 2.0000 1.51680 64.20
25 inf. 1.0000
【表11】
No. k A4 A6 A8 A10
20 0.00000E+00 -3.04137E-05 -5.62691E-08 2.68432E-10 4.38149E-13
21 0.00000E+00 -3.62906E-05 -3.63165E-08 5.34553E-10 -5.54530E-13
22 0.00000E+00 2.69513E-05 4.39009E-08 1.68633E-09 -1.17331E-11
23 0.00000E+00 3.33837E-05 -2.22869E-08 7.82399E-10 -6.67003E-12
【表12】
广角端 中间焦距 望远端
F 72.1002 135.0006 291.0030
Fno 4.6350 4.9945 6.5698
W 17.1776 8.8608 4.1535
Y 21.6 21.6 21.6
D(6) 1.6306 35.5225 51.5892
D(11) 35.1313 21.4298 0.2000
D(23) 50.1497 56.2225 83.1497
【实施例5】
(1)光学系统的结构
图17是表示本发明涉及的实施例5的变倍光学系统的结构的透镜剖视图。该变倍光学系统，从物体侧起依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、和具有负屈光力的第4透镜组G4构成，是通过改变各透镜组的间隔从而进行变倍的变焦透镜。在图17中，标注了L11符号的透镜，是本发明所言的具有正屈光力的塑料透镜(Gpp1)，标注了L12符号的透镜，是本发明所言的具有负屈光力的塑料透镜Gpn1。具体的透镜结构如图17所示。
另外，也可以在该变倍光学系统中设置防振组、聚焦组。该情况下，虽然可以将图17所示的第1透镜组～第4透镜组中的某个透镜组(或者部分透镜组)作为防振组、聚焦组，但优选将例如第2透镜组作为防振组，将第1透镜组作为聚焦组。
(2)数值实施例
接着，针对应用了该变倍光学系统的具体数值的数值实施例5进行说明。表13表示该变倍光学系统的透镜数据。表14表示关于非球面的非球面系数以及圆锥常数。表15表示该光学系统在各焦距(f)下的F数值(Fno)、半视场角(w)、变倍时进行移动的各透镜组(可动组)在像侧的透镜间隔。另外，图18～图20表示该变倍光学系统在无限远对焦时的纵向像差图。进而，表22表示各条件式(1)～条件式(4)的数值和各透镜组的合成焦距(f1、f2、f3、f4)。
【表13】
No. R D Nd v d
1 241.6257 1.9996 1.72825 28.46
2 90.8410 6.9365 1.48749 70.44
3 -149.3762 0.3000
4 74.4519 4.0931 1.48749 70.44
5 237.9446 D(5)
6 -329.4506 3.4680 1.84666 23.78
7 -36.8973 3.4617 1.69680 55.46
8 60.2641 2.8868
9 -39.5217 1.0000 1.74330 49.22
10 435.8312 D(10)
11 56.6898 5.7872 1.48749 70.44
12 -66.7000 0.5005
13Stop 0.0000 1.3993
14 43.3153 5.1718 1.48749 70.44
15 -40.1011 1.2063 1.90366 31.31
16 110.7632 0.5000
17 59.4231 3.5024 1.58144 40.89
18 -213.6796 D(18)
19ASPH -64.1549 2.5000 1.61467 25.57
20ASPH -35.8075 17.3536
21ASPH -16.7915 2.0000 1.53522 56.16
22ASPH -28.4421 D(22)
23 inf. 2.0000 1.51680 64.20
24 inf. 1.0000
【表14】
No. k A4 A6 A8 A10
19 0.00000E+00 -3.14861E-06 3.03097E-08 -1.22402E-10 0.00000E+00
20 0.00000E+00 -2.53626E-06 3.07209E-08 -1.28553E-10 0.00000E+00
21 0.00000E+00 -2.88041E-06 1.54934E-07 -1.82746E-10 0.00000E+00
22 0.00000E+00 -7.66075E-06 1.03332E-07 -2.38463E-10 0.00000E+00
【表15】
广角端 中间焦距 望远端
F 72.0302 149.3415 290.9534
Fno 4.6212 5.0622 6.4712
W 17.2332 8.0703 4.1574
Y 21.6 21.6 21.6
D(5) 6.1789 36.9522 52.6560
D(10) 35.6321 20.3992 2.0000
D(18) 20.5940 20.6597 23.6648
D(22) 51.5009 64.2782 79.0082
【实施例6】
(1)光学系统的结构
图21是表示本发明涉及的实施例6的变倍光学系统的结构的透镜剖视图。该变倍光学系统，从物体侧起依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、和具有正屈光力的第3透镜组G3构成，是通过改变各透镜组的间隔从而进行变倍的变焦透镜。在图21中，标注了L11符号的透镜，是本发明所言的具有正屈光力的塑料透镜(Gpp1)，标注了L12符号的透镜，是本发明所言的具有负屈光力的塑料透镜Gpn1。具体的透镜结构如图21所示。
另外，也可以在该变倍光学系统中设置防振组、聚焦组。该情况下，可将图21所示的第1透镜组～第3透镜组中的某个透镜组(或者部分透镜组)作为防振组、聚焦组，但优选将例如第2透镜组作为防振组，将第1透镜组作为聚焦组。
(2)数值实施例
接着，针对应用了该变倍光学系统的具体数值的数值实施例6进行说明。表16表示该变倍光学系统的透镜数据。表17表示关于非球面的非球面系数以及圆锥常数。表18表示该光学系统在各焦距(f)下的F数值(Fno)、半视场角(w)、变倍时进行移动的各透镜组(可动组)在像侧的透镜间隔。另外，图22～图24表示该变倍光学系统在无限远对焦时的纵向像差图。进而，表22表示各条件式(1)～条件式(4)的数值和各透镜组的合成焦距(f1、f2、f3)。
【表16】
No. R D Nd v d
1 170.0000 1.2000 1.72825 28.46
2 78.2877 7.0768 1.48749 70.44
3 -156.1945 0.3000
4 68.9611 4.0259 1.48749 70.44
5 134.8341 D(5)
6 -642.2893 5.1312 1.84666 23.78
7 -36.8482 1.0000 1.69680 55.46
8 51.4579 4.2882
9 -36.0473 1.0000 1.74330 49.22
10 -984.5773 D(10)
11 55.8303 4.5302 1.48749 70.44
12 -55.1070 0.5000
13Stop 0.0000 0.5000
14 48.6461 5.1271 1.48749 70.44
15 -41.6675 1.0000 1.90366 31.31
16 143.2969 0.5170
17 54.5684 2.7661 1.58144 40.89
18 1643.1175 27.1210
19ASPH -1214.2030 2.9535 1.61467 25.57
20ASPH -76.0151 17.1585
21ASPH --20.0043 2.0075 1.53522 56.16
22ASPH -44.4132 D(22)
23 inf. 2.0000 1.51680 64.20
24 inf. 1.0000
【表17】
No. k A4 A6 A8 A10
19 0.00000E+00 -2.23061E-06 1.71846E-08 3.33575E-10 0.00000E+00
20 0.00000E+00 -2.13191E-06 1.80569E-08 3.61378E-10 0.00000E+00
21 0.00000E+00 -2.90441E-06 1.19629E-07 -8.38105E-11 0.00000E+00
22 0.00000E+00 -4.45647E-06 8.54748E-08 -1.62689E-10 0.00000E+00
【表18】
广角端 中间焦距 望远端
F 102.8763 194.0279 388.0109
Fno 5.6778 6.1837 8.3455
W 11.8585 6.2329 3.1482
Y 10.8 10.8 10.8
D(5) 17.3040 42.4483 53.2803
D(10) 27.7187 15.4059 1.0000
D(22) 54.7449 67.0350 105.8804
【实施例7】
(1)光学系统的结构
图25是表示本发明涉及的实施例7的变倍光学系统的结构的透镜剖视图。该变倍光学系统，从物体侧起依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、和具有负屈光力的第4透镜组G4构成，是通过改变各透镜组的间隔，从而进行变倍的变焦透镜。在图25中，标注了L10符号的透镜，是本发明所言的具有正屈光力的塑料透镜(Gpp1)，标注了L11符号的透镜是本发明所言的具有负屈光力的塑料透镜Gpn1。具体的透镜结构如图25所示。
另外，也可以在该变倍光学系统中设置防振组、聚焦组。该情况下，如图25所示的情况下，可以将如图25所示的第1透镜组～第4透镜组中的某个透镜组(或者部分透镜组)作为防振组、聚焦组，但优选将例如第4透镜组中所含的部分透镜组(L11)作为防振组，将第3透镜组所含的部分透镜组(L10)作为聚焦组。
(2)数值实施例
接着，针对应用了该变倍光学系统的具体数值的数值实施例7进行说明。表19表示该变倍光学系统的透镜数据。表20表示关于非球面的非球面系数以及圆锥常数。表21表示该光学系统在各焦距(f)下的F数值(Fno)、半视场角(w)、变倍时进行移动的各透镜组(可动组)在像侧的透镜间隔。另外，图26～图28表示该变倍光学系统在无限远对焦时的纵向像差图。进而，表22表示各条件式(1)～条件式(4)的数值和各透镜组的合成焦距(f1、f2、f3、f4)。
【表19】
No. R D Nd v d
1 140.5262 0.8000 1.91695 35.25
2 68.7930 5.6620 1.49845 81.61
3 -2354.0618 0.2000
4 81.5176 5.5219 1.48914 70.44
5 -354.1811 D(5)
6 -1439.2497 0.8000 1.81081 40.73
7 14.8875 4.9885 1.8629 24.80
8 65.6709 3.1391
9 -56.4582 0.8000 1.91048 31.31
10 159.5420 D(10)
11Stop 0.0000 0.1000
12 35.6235 3.0992 1.91695 35.25
13 -121.7136 1.4594
14 23.9262 4.0082 1.49845 81.61
15 -40.4715 0.8000 1.8629 24.80
16 39.4254 11.0197
17ASPH 50.7015 2.6236 1.53749 56.16
18ASPH -59.9369 D(18)
19ASPH -140.9041 0.8000 1.53749 56.16
20ASPH 25.8651 7.1686
21 -111.3867 5.1851 1.74375 27.95
22 -11.1141 0.8000 1.88892 40.69
23 -94.7579 D(23)
24 inf. 2.0000 1.51872 64.20
25 inf. 1.0000
【表20】
No. k A4 A6 A8 A10
17 0.00000E+00 -4.13161E-06 -5.43960E-08 7.29722E-09 1.55212E-12
18 0.00000E+00 1.18599E-05 1.65468E-07 2.22453E-09 4.82687E-11
19 0.00000E+00 2.41066E-04 -4.56435E-06 3.13831E-08 4.82687E-11
20 0.00000E+00 2.47126E-04 -4.85449E-06 3.89185E-08 -4.82687E-11
【表21】
广角端 中间焦距 望远端
F 61.8349 145.7061 291.1824
Fno 5.1861 5.1716 6.1954
W 12.8180 5.3079 2.6976
Y 7.1 7.1 7.1
D(5) 0.5000 52.0144 66.9969
D(10) 29.2931 17.6439 0.3497
D(18) 5.4377 3.8079 0.8262
D(23) 32.8904 34.5871 49.8519
【表22】
Figure GDA0002680332410000271
【工业上的可利用性】
根据本发明，能够提供一种既维持足够的光学性能又实现低成本化，且温度特性良好的变倍光学系统以及具备该变倍光学系统的摄像装置。
【符号说明】
G1···第1透镜组
G2···第2透镜组
G3···第3透镜组
G4···第4透镜组
S···孔径光阑
I···像面。

Claims (11)

1.一种变倍光学系统，从物体侧起依次具备：具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、和另外至少一个透镜组，所述变倍光学系统通过改变各透镜组的间隔来进行变倍，所述变倍光学系统的特征在于，
至少分别具备一枚具有正屈光力的塑料透镜、和一枚具有负屈光力的塑料透镜，且满足以下的条件：
－5.00＜fw/f12w＜－0.60···(1)
－2.80＜Σi(φppi×hppi)/Σj(φpnj×hpnj)＜－0.35···(2)
其中，
fw：广角端的该变倍光学系统整体的合成焦距
f12w：广角端的所述第1透镜组以及前記第2透镜组的合成焦距
φppi：在将该变倍光学系统中所含的具有正屈光力的塑料透镜从物体侧起依次表示为Gpp1、Gpp2、···时，从物体侧起第i个(i＝1，2，···)具有正屈光力的塑料透镜Gppi的屈光力
hppi：望远端的轴上光束通过所述具有正屈光力的塑料透镜Gppi的物体侧的面时，该轴上光束距离光轴的最大高度
φpnj：在将该变倍光学系统所含的具有负屈光力的塑料透镜从物体侧起依次表示为Gpn1、Gpn2、···时，从物体侧起第j(j＝1，2，···)个具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的屈光力
hpnj：望远端的轴上光束通过所述具有负屈光力的塑料透镜Gpnj的物体侧的面时，该轴上光束距离光轴的最大高度。
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：
0.10＜f1/ft＜1.70···(3)
其中，
f1：所述第1透镜组的合成焦距
ft：望远端的该变倍光学系统整体的合成焦距。
3.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述具有负屈光力的塑料透镜中、至少任一塑料透镜的物体侧的面是凹面。
4.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述具有正屈光力的塑料透镜以及所述具有负屈光力的塑料透镜中、至少一个塑料透镜至少具有一个非球面。
5.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述具有正屈光力的塑料透镜以及所述具有负屈光力的塑料透镜中、至少一个塑料透镜至少具有一个减少近轴曲率的非球面。
6.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述具有正屈光力的塑料透镜以及所述具有负屈光力的塑料透镜中的至少一个是单透镜。
7.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
从物体侧起，所述具有正屈光力的塑料透镜中的一枚、和所述具有负屈光力的塑料透镜中的一枚依次按照该顺序邻接配置。
8.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
分别具备一枚所述具有正屈光力的塑料透镜、和一枚所述具有负屈光力的塑料透镜。
9.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述变倍光学系统中，在将配置在所述第2透镜组以后的各透镜组表示为第n透镜组(n＝2，3···)时，各透镜组满足以下的条件：
bnt/bnw＞0.80···(4)
其中，
bnt：望远端的第n透镜组的横向放大率
bnw：广角端的第n透镜组的横向放大率。
10.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
所述变倍光学系统，从物体侧起依次具有：具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、和具有正屈光力的第3透镜组。
11.一种摄像装置，其特征在于，具备：
根据权利要求1至10中的任一项所述的变倍光学系统；和
在所述变倍光学系统的像侧设置的、将由所述变倍光学系统形成的光学像变换成电信号的摄像元件。
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