CN109188663A - 变倍光学系统、光学设备和该变倍光学系统的制造方法 - Google Patents

变倍光学系统、光学设备和该变倍光学系统的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种用于光学装置诸如照相机(1)的变倍光学系统(ZL)，按照从物侧的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组(G1)、具有负光焦度的第二透镜组(G2)、具有正光焦度的第三透镜组(G3)，和具有正光焦度的第四透镜组(G4)。当从广角到远摄变焦时，在每个透镜组之间的距离改变。第三透镜组(G3)包括：中间组(G3b)，其由正透镜、负透镜、负透镜，和正透镜构成；和像侧组(G3c)，其比中间组(G3b)更加靠近像面置放并且具有负光焦度。在聚焦期间，当中间组(G3b)相对于像面的位置固定时，像侧组(G3c)沿着光轴移动。

Description

变倍光学系统、光学设备和该变倍光学系统的制造方法
分案声明
本申请是申请日为2014年6月26、发明名称为“变倍光学系统、光学设备和该变倍光学系统的制造方法”、申请号为：201480042953.2的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种变倍光学系统、一种光学设备和一种变倍光学系统的制造方法。
背景技术
已经提出了适合于照相机、电子静态照相机、摄影机等的变倍光学系统(例如见专利文献1)。
现有技术列表
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报No.2006-308957(A)
发明内容
本发明所要解决的问题
然而，传统的变倍光学系统不能充分地满足对于更大的孔径以进一步实现更加明亮的镜头的要求，因为其F数是约f/3.5。
鉴于前述，本发明的目的在于提供具有高亮度和极好光学性能的变倍光学系统、包括这个变倍光学系统的光学设备、和这个变倍光学系统的制造方法。
问题解决方案
为了解决以上问题，根据实施例1的变倍光学系统，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；和具有正光焦度的第四透镜组。在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、在第二透镜组和第三透镜组之间的距离、和在第三透镜组和第四透镜组之间的距离分别地改变，并且第三透镜组包括：中间组，该中间组按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜和正透镜构成；和像侧组，该像侧组具有负光焦度并且置放到中间组的像侧。在聚焦时，中间组相对于像面的位置固定并且像侧组沿着光轴移动。
优选的是，根据实施例1的变倍光学系统满足以下条件表达式：
0.4<(-f2)/(fw×ft)1/2<1.1
其中f2表示第二透镜组的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统的焦距。
在根据实施例1的变倍光学系统中，优选的是，第三透镜组包括物侧组，该物侧组具有正光焦度并且置放到中间组的物侧。
在根据实施例1的变倍光学系统中，优选的是，像侧组由一个负透镜构成。
在根据实施例1的变倍光学系统中，优选的是，像侧组由具有面对像面的凹形表面的一个负弯月形透镜构成。
在根据实施例1的变倍光学系统中，优选的是，像侧组至少包括一个负透镜，并且满足以下条件表达式：
ndF+0.0052×νdF-1.965<0
νdF>60
其中ndF表示在d线处在像侧组中包括的负透镜的介质的折射率，并且νdF表示在像侧组中包括的负透镜的介质的阿贝数。
在根据实施例1的变倍光学系统中，优选的是，第三透镜组包括物侧组，该物侧组具有正光焦度并且置放到中间组的物侧，物侧组包括一个正透镜，并且以下条件表达式得以满足：
νdO>60
其中νdO表示在物侧组中包括的正透镜的介质的阿贝数。
优选的是，根据实施例1的变倍光学系统满足以下条件表达式：
4.0<f4/fw<11.0
其中f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距。
在根据实施例1的变倍光学系统中，优选的是，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动。
在根据实施例1的变倍光学系统中，优选的是，第三透镜组包括隔振透镜组，该隔振透镜组置放到中间组的像侧、具有正光焦度，并且移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量。
在根据实施例1的变倍光学系统中，优选的是，第三透镜组，按照从物体的次序，包括：第一子组，该第一子组在校正照相机抖动时其相对于像面的位置固定；和第二子组，该第二子组被用作具有正光焦度并且在校正照相机抖动时能够移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组，并且以下条件表达式得以满足：
1.5<fv×FNOw/f3<5.0
其中f3表示第三透镜组的焦距，fv表示第二子组的焦距，并且FNOw表示在广角端状态中的F数。
根据实施例2的变倍光学系统，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；和具有正光焦度的第四透镜组。在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、在第二透镜组和第三透镜组之间的距离、和在第三透镜组和第四透镜组之间的距离分别地改变，并且第三透镜组包括：中间组，该中间组按照从物体的次序由第一正透镜、第一负透镜、第二负透镜和第二正透镜构成；和像侧组，该像侧组具有负光焦度并且置放到中间组的像侧。在聚焦时，中间组相对于像面的位置固定并且像侧组沿着光轴移动，并且以下条件表达式得以满足：
-0.8<(R2a+R1b)/(R2a-R1b)<0.5
其中R2a表示第一负透镜的像面侧透镜表面的曲率半径，并且R1b表示第二负透镜的物侧透镜表面的曲率半径。
优选的是，根据实施例2的变倍光学系统满足以下条件表达式：
0.4<(-f2)/(fw×ft)1/2<1.1
其中f2表示第二透镜组的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统的焦距。
在根据实施例2的变倍光学系统中，优选的是，第三透镜组包括物侧组，该物侧组具有正光焦度并且置放到中间组的物侧。
在根据实施例2的变倍光学系统中，优选的是，像侧组由一个负透镜构成。
在根据实施例2的变倍光学系统中，优选的是，像侧组由具有面对像面的凹形表面的一个负弯月形透镜构成。
在根据实施例2的变倍光学系统中，优选的是，像侧组至少包括一个负透镜，并且满足以下条件表达式：
ndF+0.0052×νdF-1.965<0
νdF>60
其中ndF表示在d线处在像侧组中包括的负透镜的介质的折射率，并且νdF表示在像侧组中包括的负透镜的介质的阿贝数。
在根据实施例2的变倍光学系统中，优选的是，第三透镜组包括物侧组，该物侧组具有正光焦度并且置放到中间组的物侧，物侧组包括一个正透镜，并且以下条件表达式得以满足：
νdO>60
其中νdO表示在物侧组中包括的正透镜的介质的阿贝数。
优选的是，根据实施例2的变倍光学系统满足以下条件表达式：
4.0<f4/fw<11.0
其中f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距。
在根据实施例2的变倍光学系统中，优选的是，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动。
在根据实施例2的变倍光学系统中，优选的是，第三透镜组包括隔振透镜组，该隔振透镜组置放到中间组的像侧、具有正光焦度，并且移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量。
在根据实施例2的变倍光学系统中，优选的是，第三透镜组按照从物体的次序包括：第一子组，该第一子组在校正照相机抖动时其位置相对于像面固定；和第二子组，该第二子组被用作具有正光焦度并且在校正照相机抖动时能够移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组，并且以下条件表达式得以满足：
1.5<fv×FNOw/f3<5.0
其中f3表示第三透镜组的焦距，fv表示第二子组的焦距，并且FNOw表示在广角端状态中的F数。
根据实施例3的变倍光学系统，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；和具有正光焦度并且置放到第二透镜组的像侧的后组。在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、和在第二透镜组和后组之间的距离分别地改变，并且后组包括：中间组，该中间组按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜、和正透镜构成；和隔振透镜组，该隔振透镜组具有正光焦度、置放到中间组的像侧并且移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，后组至少包括第三透镜组，该第三透镜组具有正光焦度并且最靠近物体地置放，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在构成第三透镜组的透镜之间的每个距离是恒定的，第三透镜组包括中间组，并且以下条件表达式得以满足：
1.0<f3/ΔT3<2.2
其中ΔT3表示在从广角端状态到远摄端状态变焦时第三透镜组的移动距离，并且f3表示第三透镜组的焦距。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，后组包括物侧组，该物侧组具有正光焦度并且置放到中间组的物侧。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，隔振透镜组由一个正透镜构成。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，隔振透镜组由一个双凸透镜构成。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，隔振透镜组至少包括一个正透镜，并且满足以下条件表达式：
ndVR+0.0052×νdVR-1.965<0
νdVR>60
其中ndVR表示在d线处在隔振透镜组中包括的正透镜的介质的折射率，并且νdVR表示在隔振透镜组中包括的正透镜的介质的阿贝数。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，后组包括物侧组，该物侧组具有正光焦度并且置放到中间组的物侧，物侧组包括一个正透镜，并且以下条件表达式得以满足：
νdO>60
其中νdO表示在物侧组中包括的正透镜的介质的阿贝数。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，后组包括多个透镜组，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在在后组中包括的多个透镜组之间的每个距离改变，并且当出自多个透镜组的最靠近像的透镜组是最后透镜组时，以下条件表达式得以满足：
4.0<fr/fw<11.0
其中fr表示最后透镜组的焦距，并且fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，后组按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第三透镜组；和第四透镜组，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变，第三透镜组至少包括中间透镜组，并且以下条件表达式得以满足：
0.9<f3/(fw×ft)1/2<2.0
其中f3表示第三透镜组的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统的焦距。
在根据实施例3的变倍光学系统中，优选的是，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动。
根据实施例4的变倍光学系统，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；和具有正光焦度的后组，并且后组至少包括第三透镜组，该第三透镜组具有正光焦度并且在后组中最靠近物体地置放。在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、和在第二透镜组和后组之间的距离分别地改变并且在构成第三透镜组的透镜之间的每个距离是恒定的。第三透镜组按照从物体的次序包括：第一子组，该第一子组在校正照相机抖动时其位置相对于像面固定；和第二子组，该第二子组被用作具有正光焦度并且在校正照相机抖动时能够移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组，并且以下条件表达式得以满足：
1.5<fv×FNOw/f3<5.0
其中f3表示第三透镜组的焦距，fv表示第二子组的焦距，并且FNOw表示在广角端状态中的F数。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，第一子组包括中间组，该中间组按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜和正透镜构成。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，第一子组包括物侧组，该物侧组具有正光焦度并且置放到中间组的物侧。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，第二子组由一个正透镜构成。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，第二子组由一个双凸透镜构成。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，第二子组至少包括一个正透镜，并且满足以下条件表达式：
ndVR+0.0052×νdVR-1.965<0
νdVR>60
其中ndVR表示在d线处在第二子组中包括的正透镜的介质的折射率，并且νdVR表示在第二子组中包括的正透镜的介质的阿贝数。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，第一子组包括：中间组，该中间组按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜、和正透镜构成；和物侧组，该物侧组具有正光焦度并且置放到中间组的物侧，物侧组包括一个正透镜，并且
以下条件表达式得以满足：
νdO>60
其中νdO表示在物侧组中包括的正透镜的介质的阿贝数。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，后组包括多个透镜组，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在在后组中包括的多个透镜组之间的每个距离改变，并且当出自多个透镜组的最靠近像的透镜组是最后透镜组时，以下条件表达式得以满足：
4.0<fr/fw<11.0
其中fr表示最后透镜组的焦距，并且fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，后组按照从物体的次序包括第三透镜组和第四透镜组，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变，第三透镜组至少包括中间透镜组，并且以下条件表达式得以满足：
0.9<f3/(fw×ft)1/2<2.0
其中f3表示第三透镜组的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统的焦距。
在根据实施例4的变倍光学系统中，优选的是，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动。
根据本发明的光学设备包括根据实施例1的上述变倍光学系统中的任何一个。
根据本发明的光学设备包括根据实施例2的上述变倍光学系统中的任何一个。
根据本发明的光学设备包括根据实施例3的上述变倍光学系统中的任何一个。
根据本发明的光学设备包括根据实施例4的上述变倍光学系统中的任何一个。
根据本发明的变倍光学系统的制造方法是用于一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；和具有正光焦度的第四透镜组。该方法包括：置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、在第二透镜组和第三透镜组之间的距离、和在第三透镜组和第四透镜组之间的距离分别地改变；并且配置第三透镜组从而包括：中间组，该中间组按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜、和正透镜构成；和像侧组，该像侧组具有负光焦度并且置放到中间组的像侧，并且置放第三透镜组使得在聚焦时，中间组相对于像面的位置固定并且像侧组沿着光轴移动。
根据本发明的变倍光学系统的制造方法是用于一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；和具有正光焦度的第四透镜组。该方法包括：置放每个透镜组使得，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、在第二透镜组和第三透镜组之间的距离、和在第三透镜组和第四透镜组之间的距离分别地改变；配置第三透镜组从而包括：中间组，该中间组按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜，和正透镜构成；和像侧组，该像侧组具有负光焦度并且置放到中间组的像侧，并且置放第三透镜组使得在聚焦时，中间组相对于像面的位置固定并且像侧组沿着光轴移动；并且置放每个透镜组使得以下条件表达式得以满足：
0.4<(-f2)/(fw×ft)1/2<1.1
其中f2表示第二透镜组的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统的焦距。
根据本发明的变倍光学系统的制造方法是用于一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；具有正光焦度的第三透镜组；和具有正光焦度的第四透镜组。该方法包括：置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、在第二透镜组和第三透镜组之间的距离、和在第三透镜组和第四透镜组之间的距离分别地改变；配置第三透镜组从而包括：中间组，该中间组按照从物体的次序由第一正透镜、第一负透镜、第二负透镜，和第二正透镜构成；和像侧组，该像侧组具有负光焦度并且置放到中间组的像侧，并且置放第三透镜组使得在聚焦时，中间组相对于像面的位置固定并且像侧组沿着光轴移动；并且置放第三透镜组使得以下条件表达式得以满足：
-0.8<(R2a+R1b)/(R2a-R1b)<0.5
其中R2a表示第一负透镜的像侧透镜表面的曲率半径，并且R1b表示第二负透镜的物侧透镜表面的曲率半径。
根据本发明的变倍光学系统的制造方法是用于一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；和具有正光焦度并且置放到第二透镜组的像侧的后组。该方法包括：置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、和在第二透镜组和后透镜组之间的距离分别地改变；并且在后组中置放：按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜、和正透镜构成的中间组；和具有正光焦度、置放到中间组的像侧并且移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组。
根据本发明的变倍光学系统的制造方法是用于一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；和具有正光焦度并且置放到第二透镜组的像侧的后组。该方法包括：置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、和在第二透镜组和后组之间的距离分别地改变；在后组中置放：按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜和正透镜构成的中间组；和具有正光焦度、置放到中间组的像侧并且移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组；至少在后组中置放具有正光焦度并且最靠近物体置放的第三透镜组；置放第三透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在构成第三透镜组的透镜之间的每个距离是恒定的；置放第三透镜组从而包括中间组；并且置放第三透镜组使得以下条件表达式得以满足：
1.0<f3/ΔT3<2.2
其中ΔT3表示在从广角端状态到远摄端状态变焦时第三透镜组的移动距离，并且f3表示第三透镜组的焦距。
根据本发明的变倍光学系统的制造方法是用于一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组；具有负光焦度的第二透镜组；和具有正光焦度的后组。该方法包括：至少在后组中置放具有正光焦度并且在后组中最靠近物体置放的第三透镜组；置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、和在第二透镜组和后组之间的距离分别地改变，并且在构成第三透镜组的透镜之间的每个距离是恒定的；在第三透镜组中并且按照从物体的次序置放：在校正照相机抖动时其相对于像面的位置固定的第一子组；和被用作具有正光焦度并且在校正照相机抖动时能够移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组的第二子组；并且置放每个透镜组使得以下条件表达式得以满足：
1.5<fv×FNOw/f3<5.0
其中f3表示第三透镜组的焦距，fv表示第二子组的焦距，并且FNOw表示在广角端状态中的F数。
本发明的有利效果
根据本发明，能够提供具有高亮度和极好光学性能的变倍光学系统、包括这个变倍光学系统的光学设备，和这个变倍光学系统的制造方法。
附图说明
图1是描绘根据实例1的变倍光学系统的镜头配置的横截面视图；
图2是示出在无穷远上聚焦时根据实例1的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在广角端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在广角端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图3是示出在无穷远上聚焦时根据实例1的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在中间焦距状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在中间焦距状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图4是示出在无穷远上聚焦时根据实例1的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在远摄端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在远摄端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图5是示出在近点上聚焦时根据实例1的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)示出广角端状态，图(b)示出中间焦距状态，并且图(c)示出远摄端状态；
图6是描绘根据实例2的变倍光学系统的镜头配置的横截面视图；
图7是示出在无穷远上聚焦时根据实例2的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在广角端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在广角端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图8是示出在无穷远上聚焦时根据实例2的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在中间焦距状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在中间焦距状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图9是示出在无穷远上聚焦时根据实例2的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在远摄端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在远摄端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图10是示出在近点上聚焦时根据实例2的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)示出广角端状态，图(b)示出中间焦距状态，并且图(c)示出远摄端状态；
图11是描绘根据实例3的变倍光学系统的镜头配置的横截面视图；
图12是示出在无穷远上聚焦时根据实例3的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在广角端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在广角端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图13是示出在无穷远上聚焦时根据实例3的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在中间焦距状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在中间焦距状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图14是示出在无穷远上聚焦时根据实例3的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在远摄端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在远摄端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图15是示出在近点上聚焦时根据实例3的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)示出广角端状态，图(b)示出中间焦距状态，并且图(c)示出远摄端状态；
图16是描绘根据实例4的变倍光学系统的镜头配置的横截面视图；
图17是示出在无穷远上聚焦时根据实例4的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在广角端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在广角端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图18是示出在无穷远上聚焦时根据实例4的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在中间焦距状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在中间焦距状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图19是示出在无穷远上聚焦时根据实例4的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在远摄端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在远摄端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图20是示出在近点上聚焦时根据实例4的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)示出广角端状态，图(b)示出中间焦距状态，并且图(c)示出远摄端状态；
图21是描绘根据实例5的变倍光学系统的镜头配置的横截面视图；
图22是示出在无穷远上聚焦时根据实例5的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在广角端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在广角端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图23是示出在无穷远上聚焦时根据实例5的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在中间焦距状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在中间焦距状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图24是示出在无穷远上聚焦时根据实例5的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在远摄端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在远摄端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图25是示出在近点上聚焦时根据实例5的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)示出广角端状态，图(b)示出中间焦距状态，并且图(c)示出远摄端状态；
图26是描绘根据实例6的变倍光学系统的镜头配置的横截面视图；
图27是示出在无穷远上聚焦时根据实例6的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在广角端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在广角端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图28是示出在无穷远上聚焦时根据实例6的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在中间焦距状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在中间焦距状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图29是示出在无穷远上聚焦时根据实例6的变倍光学系统的各种像差的曲线图，其中图(a)是示出在远摄端状态中各种像差的曲线图，并且图(b)是示出当在远摄端状态中校正像模糊时彗差的曲线图；
图30是包括变倍光学系统的照相机的横截面视图；
图31是描绘用于根据由实例1到实例5代表的实施例1的变倍光学系统的制造方法的流程图；
图32是描绘用于根据由实例1到实例5代表的实施例2的变倍光学系统的制造方法的流程图；
图33是描绘用于根据由实例1到实例6代表的实施例3的变倍光学系统的制造方法的流程图；并且
图34是描绘用于根据由实例1到实例6代表的实施例4的变倍光学系统的制造方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的实施例。实施例1到4中的很多构成元件是相同或者类似的，因此为了解释的方便起见，使用相同的附图(相同的附图标记)描述相同或者类似的部件。
(实施例1)
现在将参考附图描述实施例1。如在图1中所示，根据实施例1的变倍光学系统ZL，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；具有正光焦度的第三透镜组G3；和具有正光焦度的第四透镜组G4。在这个变倍光学系统ZL中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离，和在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离分别地改变。在这个变倍光学系统ZL中，第三透镜组G3包括：中间组G3b，该中间组G3b按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜和正透镜构成；和像侧组G3c，该像侧组G3c具有负光焦度并且置放到中间组G3b的像侧，并且通过在相对于像面固定中间组G3b的位置的状态中沿着光轴移动像侧组G3c而从无穷远到近距离处的物体执行聚焦。通过以此方式配置这个实施例的变倍光学系统ZL，能够利用具有小(或者明亮)的F数的明亮的透镜实现极好的光学性能。换言之，第三透镜组G3的中间组G3b由具有对称结构(正、负、负、正)的四个透镜构成，由此能够在使F数为高亮度保持小的同时良好地校正球面像差、场曲(curvature offield)、和彗差。如果孔径光阑S置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间(或者置放到第三透镜组G3的物侧)，并且由置放到中间组G3b的像侧的像侧组G3c执行聚焦，则在孔径光阑S和聚焦透镜组之间的距离能够增加，并且在聚焦时像面的波动能够受到控制。“透镜部件”指的是单透镜或者其中胶合了多个透镜的胶合透镜。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(1)。
0.4<(-f2)/(fw×ft)1/2<1.1 (1)
其中f2表示第二透镜组G2的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统ZL的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统ZL的焦距。
条件表达式(1)规定第二透镜组G2的焦距。如果超过条件表达式(1)的上限值，则第二透镜组G2的光焦度降低，因此在变焦时的移动距离增加并且光学系统的全长(totallength)增加，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(1)的上限值是1.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(1)的上限值是0.9。另一方面，如果没有达到条件表达式(1)的下限值，则第二透镜组G2的光焦度增加，并且不能良好地校正场曲和像散，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(1)的下限值是0.5。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(1)的下限值是0.6。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3包括物侧组G3a，该物侧组G3a具有正光焦度并且置放到中间组G3b的物侧。通过这种配置，能够利用具有小(明亮)的F数的明亮透镜实现更加好的光学性能。进一步，能够良好地校正趋向于在明亮透镜中产生的高阶球面像差。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第三透镜组G3中包括的并且被用于聚焦的像侧组G3c由一个负透镜构成。通过这种配置，聚焦透镜能够是更轻的并且聚焦速度能够容易地增加。此外，优选的是，像侧组G3c由具有面对像面的凹形表面的一个负弯月形透镜构成。通过这种配置，在聚焦时产生的球面像差的波动能够受到控制，并且能够实现高速聚焦。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第三透镜组G3中包括的像侧组G3c具有至少一个负透镜，并且这个负透镜满足以下条件表达式(2)。
ndF+0.0052×νdF-1.965<0 (2)
其中ndF表示在d线处在像侧组G3c中包括的负透镜的介质的折射率。
条件表达式(2)规定在d线处在像侧组G3c中包括的负透镜的介质的折射率。如果超过条件表达式(2)的上限值，则必须为这个负透镜使用具有相对高的光焦度和高的色分散性(color dispersibility)的玻璃材料，并且在聚焦时在从无穷远到近距离处的物体的范围中纵向色差不能被良好地校正，这是不理想的。
优选的是，在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜满足以下条件表达式(3)。
νdF>60 (3)
其中νdF表示在像侧组G3c中包括的负透镜的介质的阿贝数(Abbe number)。
条件表达式(3)规定在像侧组G3c中包括的负透镜的介质的阿贝数。如果没有达到条件表达式(3)的下限值，则聚焦透镜的分散性增加，并且在聚焦时在从无穷远到近距离处的物体的范围中，在明亮透镜中趋向于突出的纵向色差不能被充分地校正，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(3)的下限值是62。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，如果第三透镜组G3包括物侧组G3a，该物侧组G3a具有正光焦度并且置放到中间组G3b的物侧，则优选的是，这个物侧组G3a包括一个正透镜并且满足以下条件表达式(4)。
νdO>60 (4)
其中νdO表示在物侧组G3a中包括的正透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(4)规定在第三透镜组G3的物侧组G3a中包括的正透镜的介质的阿贝数。如果没有达到条件表达式(4)的下限值，则趋向于在明亮透镜中产生的纵向色差增加，并且其校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(4)的下限值是62。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(4)的下限值是65。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(5)。
4.0<f4/fw<11.0 (5)
其中f4表示第四透镜组G4的焦距，并且fw表示在广角端状态中变倍光学系统ZL的焦距。
条件表达式(5)规定第四透镜组G4的焦距。如果超过条件表达式(5)的上限值，则第四透镜组G4的光焦度降低，并且在变焦时场曲的校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(5)的上限值是10.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(5)的上限值是9.0。另一方面，如果没有达到条件表达式(5)的下限值，则第四透镜组G4的光焦度增加，并且畸变的校正变得困难，并且不能确保后焦长度(back focus)，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(5)的下限值是5.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(5)的下限值是6.0。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1首先朝向像面移动，然后朝向物体移动。通过这种配置，在当在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加时防止轴外光中断时，第一透镜组G1的直径保持是小的，并且畸变的突然改变能够受到控制。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3置放到中间组G3b的像侧，并且包括具有正光焦度的像侧组，并且通过使用这个像侧组作为在相对于像面固定中间组G3b的位置的状态中移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组(此后称为“隔振透镜组G32”)，照相机抖动(像模糊)得到校正。通过以此方式将具有正光焦度的隔振透镜组G32置放到中间组G3b的像侧，即使使用具有小(明亮)的F数的明亮透镜，仍然能够在不增加隔振透镜组G32的透镜的数目的情况下提供隔振功能。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，按照从物体的次序，第三透镜组G3包括：第一子组G31；和具有正光焦度的第二子组G32。并且使用第二子组G32作为在相对于像面固定第一子组G31的位置的状态中移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组来校正照相机抖动(像模糊)。如果以此方式将具有正光焦度的第二子组(隔振透镜组)G32置放到第一子组G31的像侧，则即使使用具有小(明亮)的F数的明亮透镜，仍然能够在不增加第二子组(隔振透镜组)G32的透镜的数目的情况下提供隔振功能。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(6)。
1.5<fv×FNOw/f3<5.0 (6)
其中f3表示第三透镜组G3的焦距，fv表示第二子组G32的焦距，并且FNOw表示在广角端状态中的F数。
条件表达式(6)规定用作隔振透镜组的第二子组G32的焦距和第三透镜组G3的焦距。如果超过条件表达式(6)的上限值，则第二子组G32的光焦度降低。此外，在隔振时(在像模糊校正时)第二子组G32的移动距离增加，并且第二子组G32的直径增加，这使得第二子组G32更重，并且使得难以在隔振时良好地校正偏心彗差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的上限值是4.5。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(6)的上限值是4.0。另一方面，如果没有达到条件表达式(6)的下限值，则第二子组G32的光焦度增加，并且在隔振时不能良好地校正偏心像散和偏心彗差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的下限值是1.6。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的下限值是1.8。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(6)的下限值是2.2。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，可以或者可以不在第三透镜组G3的中间组G3b和像侧组G3c之间置放至少一个正透镜部件。以相同的方式，可以省略置放到第三透镜组G3的中间组G3b的物侧的物侧组G3a。在在中间组G3b中包括的四个透镜(正、负、负、正)中，正透镜和负透镜可以被胶合或者可以分别地作为单透镜置放每个透镜。
通过以上配置，能够提供具有高亮度和极好的光学性能的变倍光学系统ZL。
将参考图30描述包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL的光学设备的照相机。这个照相机1是包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL作为像捕捉镜头2可互换镜头式无反射镜照相机。在这个照相机1中，来自物体(未示出)的光由像捕捉镜头2收集，并且经由未示出的OLPF(光学低通滤波器)在成像单元3的像面上形成物像。然后物像被置放在成像单元3中的光电转换元件光电转换，由此产生物体的像。这个像显示在置放在照相机1中的EVF(电子取景器)4上。由此使用者能够经由EVF4观察物体。
如果使用者按下释放按钮(未示出)，则成像单元3将光电转换的像存储在存储器(未示出)中。因此使用者能够使用这个照相机1捕捉物体的像。在该实施例中，描述了无反射镜照相机的一个实例，但是即使当可以在单反式相机中包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL时，仍然能够展示与这个照相机1的例子类似的效果，单反式相机具有在照相机主单元中的快速复原反射镜并且使用取景器光学系统观察物体。
能够在其中光学性能不减弱的范围内采用以下内容。
在该实例中，示出了由四个透镜组构成的变倍光学系统ZL，但是本发明还能够应用于使用不同数目的透镜组诸如五个透镜组或者六个透镜组的配置。可以将透镜或者透镜组添加到在最靠近物体一侧上的配置，或者可以将透镜或者透镜组添加到在最靠近像一侧上的配置。“透镜组”指的是由在变焦时改变的空气间隔隔离的、具有至少一个透镜的部分。在这个实施例的变倍光学系统ZL中，第一透镜组G1到第四透镜组G4分别地沿着光轴移动，使得在变焦时在透镜组之间的每个空气间隔改变。
可以将单个或者多个透镜组或者部分透镜组设计成通过在光轴方向上移动而执行从无穷远处的物体到近距离处的物体的聚焦的聚焦透镜组。这个聚焦透镜组能够应用于自动聚焦，并且还适合于驱动用于自动聚焦的马达(使用超声波马达等的驱动)。特别优选的是，将第三透镜组G3的一部分(像侧组G3c，如上所述)设计成聚焦透镜组，并且在聚焦时其它透镜相对于像面的位置优选地被固定。
可以将透镜组或者部分透镜组设计成通过移动透镜组或者部分透镜组从而具有在与光轴垂直的方向上的分量或者在包括光轴的面内方向上旋转(振荡)透镜组或者部分透镜组而校正由照相机抖动产生的像模糊的隔振透镜组。特别优选的是，将第三透镜组G3的至少一部分(例如置放到中间组G3b的四个透镜(正、负、负、正)的像侧的透镜)设计成隔振透镜组。
可以将透镜表面形成为球面或者平面、或者非球面。如果透镜表面是球面或者平面，则透镜加工、组装和调节是容易的，并且能够防止由于在加工、组装和调节中产生的误差而引起的光学性能的劣化。即使像面移位，绘图性能仍然不被非常大地影响，这是理想的。如果透镜表面是非球面，则该非球面能够是出自通过研磨产生的非球面、通过使用模具以非球面形状成形玻璃而产生的玻璃模制非球面、和通过将树脂在玻璃的表面上成形为非球面形状而产生的复合非球面的任何非球面。透镜表面可以是衍射表面，并且透镜可以是折射率分布透镜(GRIN透镜)或者塑料透镜。
优选的是，靠近第三透镜组G3置放孔径光阑S，但是在不置放作为孔径光阑的独立构件的情况下，孔径光阑的作用可以由透镜的框架代替。
每一个透镜表面可涂覆有在宽的波长范围中具有高透射率的抗反射膜，以便减少耀斑和幻像，并且实现带有高对比度的、高的光学性能。
这个实施例的变倍光学系统ZL的变焦比是约2.5到4。
现在将参考图31描述用于根据这个实施例的变倍光学系统ZL的制造方法的概要。首先，置放每个透镜以制备第一透镜组G1到第四透镜组G4(步骤S110)。置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离、和在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离分别地改变(步骤S120)。第三透镜组G3包括：中间组G3b，该中间组G3b按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜和正透镜构成；和像侧组G3c，该像侧组G3c具有负光焦度并且置放到中间组G3b的像侧，并且置放第三透镜组G3使得，中间组G3b相对于像面的位置固定，并且在聚焦时像侧组G3c沿着光轴移动(步骤S130)。
在用于根据这个实施例的变倍光学系统ZL的制造方法中，优选的是，置放每个透镜组使得上述条件表达式(1)得以满足。
如在图1中所示，根据这个实施例的具体实例，通过置放如下来制备第一透镜组G1：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。通过置放如下来制备第二透镜组G2：通过在具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜的物侧透镜表面上生成树脂层而形成其非球面形状的负透镜L21；其中双凹透镜L22和双凸透镜L23被胶合的胶合透镜；和其中具有面对物体的凹形表面的正弯月形透镜L24和具有面对物体的凹形表面并且其像侧透镜表面是非球面的负透镜L25被胶合的胶合透镜。通过置放如下来制备第三透镜组G3：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L36；和具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L37。通过置放其物侧透镜表面是非球面的正透镜L41而制备第四透镜组G4。根据上述过程置放这些透镜组，由此制造了变倍光学系统ZL。
(实施例2)
现在将参考附图描述实施例2。如在图1中所示，根据实施例2的变倍光学系统ZL，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；具有正光焦度的第三透镜组G3；和具有正光焦度的第四透镜组G4。在这个变倍光学系统ZL中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离，和在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离分别地改变。在这个变倍光学系统ZL中，第三透镜组G3包括：中间组G3b，该中间组G3b按照从物体的次序由第一正透镜、第一负透镜、第二负透镜和第二正透镜构成；和像侧组G3c，该像侧组G3c具有负光焦度并且置放到中间组G3b的像侧，并且通过在相对于像面固定中间组G3b的位置的状态中沿着光轴移动像侧组G3c而执行从无穷远到近距离处的物体聚焦。通过将这个实施例的变倍光学系统ZL设计成具有这种配置，能够利用具有小(明亮)的F数的明亮的透镜实现极好的光学性能。换言之，第三透镜组G3的中间组G3b由具有对称结构(正、负、负、正)的四个透镜构成，由此能够在使F数为高亮度保持小的同时良好地校正球面像差、场曲、和彗差。如果孔径光阑S置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间(或者置放到第三透镜组G3的物侧)，并且由置放到中间组G3b的像侧的像侧组G3c执行聚焦，则在孔径光阑S和聚焦透镜组之间的距离能够增加，并且在聚焦时像面的波动能够受到控制。“透镜部件”指的是单透镜或者其中胶合了多个透镜的胶合透镜。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，由在第三透镜组G3的中间组G3b中包括的第一负透镜和第二负透镜形成的空气透镜满足以下条件表达式(7)。
-0.8<(R2a+R1b)/(R2a-R1b)<0.5 (7)
其中R2a表示第一负透镜的像侧透镜表面的曲率半径，并且R1b表示第二负透镜的物侧透镜表面的曲率半径。
条件表达式(7)规定由在第三透镜组G3的中间组G3b中包括的第一负透镜和第二负透镜形成的空气透镜的形状。如果超过条件表达式(7)的上限值，则要求第三透镜组G3的像侧(空气透镜的像侧)的正光焦度增加，这使得难以校正轴外像差，诸如彗差，并且是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(7)的上限值是0.4。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(7)的上限值是0.3。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(7)的上限值是0.2。另一方面，如果没有达到条件表达式(7)的下限值，则第三透镜组G3的物侧(空气透镜的物侧)要求强的正光焦度，这使得难以校正球面像差，并且是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(7)的下限值是-0.7。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(7)的下限值是-0.6。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(7)的下限值是-0.5。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(1)。
0.4<(-f2)/(fw×ft)1/2<1.1 (1)
其中f2表示第二透镜组G2的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统ZL的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统ZL的焦距。
条件表达式(1)规定第二透镜组G2的焦距。如果超过条件表达式(1)的上限值，则第二透镜组G2的光焦度降低，因此在变焦时的移动距离增加并且光学系统的全长增加，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(1)的上限值是1.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(1)的上限值是0.9。另一方面，如果没有达到条件表达式(1)的下限值，则第二透镜组G2的光焦度增加，并且不能良好地校正场曲和像散，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(1)的下限值是0.5。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(1)的下限值是0.6。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3包括物侧组G3a，该物侧组G3a具有正光焦度并且置放到中间组G3b的物侧。通过这种配置，能够利用具有小的F数的明亮透镜实现更加好的光学性能。进一步，能够良好地校正趋向于在明亮透镜中产生的高阶球面像差。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第三透镜组G3中包括的并且被用于聚焦的像侧组G3c由一个负透镜构成。通过这种配置，聚焦透镜能够是更轻的并且聚焦速度能够容易地增加。此外，优选的是，像侧组G3c由具有面对像面的凹形表面的一个负弯月形透镜构成。通过这种配置，在聚焦时产生的球面像差的波动能够受到控制，并且能够实现高速聚焦。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第三透镜组G3中包括的像侧组G3c至少具有一个负透镜，并且这个负透镜满足以下条件表达式(2)。
ndF+0.0052×νdF-1.965<0 (2)
其中ndF表示在d线处在像侧组G3c中包括的负透镜的介质的折射率。
条件表达式(2)规定在d线处在像侧组G3c中包括的负透镜的介质的折射率。如果超过条件表达式(2)的上限值，则必须为这个负透镜使用具有相对高的光焦度和高的色分散性的玻璃材料，并且在聚焦时在从无穷远到近距离处的物体的范围中的纵向色差不能被良好地校正，这是不理想的。
优选的是，在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜满足以下条件表达式(3)。
νdF>60 (3)
其中νdF表示在像侧组G3c中包括的负透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(3)规定在像侧组G3c中包括的负透镜的介质的阿贝数。如果没有达到条件表达式(3)的下限值，则聚焦透镜的分散性增加，并且在聚焦时在从无穷远到近距离处的物体的范围中，在明亮透镜中趋向于突出的纵向色差不能被充分地校正，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(3)的下限值是62。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，如果第三透镜组G3包括物侧组G3a，该物侧组G3a具有正光焦度并且置放到中间组G3b的物侧，则优选的是，这个物侧组G3a包括一个正透镜并且满足以下条件表达式(4)。
νdO>60 (4)
其中νdO表示在物侧组G3a中包括的正透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(4)规定在第三透镜组G3的物侧组G3a中包括的正透镜的介质的阿贝数。如果没有达到条件表达式(4)的下限值，则趋向于在明亮透镜中产生的纵向色差增加，并且其校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(4)的下限值是62。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(4)的下限值是65。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(5)。
4.0<f4/fw<11.0 (5)
其中f4表示第四透镜组G4的焦距，并且fw表示在广角端状态中变倍光学系统ZL的焦距。
条件表达式(5)规定第四透镜组G4的焦距。如果超过条件表达式(5)的上限值，则第四透镜组G4的光焦度降低，并且在变焦时场曲的校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(5)的上限值是10.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(5)的上限值是9.0。另一方面，如果没有达到条件表达式(5)的下限值，则第四透镜组G4的光焦度增加，并且畸变的校正变得困难，并且不能确保后焦长度，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(5)的下限值是5.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(5)的下限值是6.0。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1首先朝向像面移动，然后朝向物体移动。通过这种配置，在当在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加时防止轴外光中断时，第一透镜组G1的直径保持是小的，并且畸变的突然改变能够受到控制。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3置放到中间组G3b的像侧，并且包括具有正光焦度的像侧组，并且通过使用这个像侧组作为在相对于像面固定中间组G3b的位置的状态中移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组(此后称为“隔振透镜组G32”)，照相机抖动(像模糊)得到校正。通过以此方式将具有正光焦度的隔振透镜组G32置放到中间组G3b的像侧，即使使用具有小的F数的明亮透镜，仍然能够在不增加隔振透镜组G32的透镜的数目的情况下提供隔振功能。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3，按照从物体的次序，包括：第一子组G31；和具有正光焦度的第二子组G32。并且使用第二子组G32作为在相对于像面固定第一子组G31的位置的状态中移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组来校正照相机抖动(像模糊)。通过以此方式将具有正光焦度的第二子组(隔振透镜组)G32置放到第一子组G31的像侧，则即使使用具有小的F数的明亮透镜，仍然能够在不增加第二子组(隔振透镜组)G32的透镜的数目的情况下提供隔振功能。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(6)。
1.5<fv×FNOw/f3<5.0 (6)
其中f3表示第三透镜组G3的焦距，fv表示第二子组G32的焦距，并且FNOw表示在广角端状态中的F数。
条件表达式(6)规定用作隔振透镜组的第二子组G32的焦距和第三透镜组G3的焦距。如果超过条件表达式(6)的上限值，则第二子组G32的光焦度降低。此外，在隔振(像模糊校正)时第二子组G32的移动距离增加，并且第二子组G32的直径增加，这增加了第二子组G32的重量，并且使得在隔振时难以良好地校正偏心彗差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的上限值是4.5。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(6)的上限值是4.0。另一方面，如果没有达到条件表达式(6)的下限值，则第二子组G32的光焦度增加，并且在隔振时不能良好地校正偏心像散和偏心彗差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的下限值是1.6。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的下限值是1.8。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(6)的下限值是2.2。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，可以或者可以不在第三透镜组G3的中间组G3b和像侧组G3c之间置放至少一个正透镜部件。以相同的方式，可以省略置放到第三透镜组G3的中间组G3b的物侧的物侧组G3a。在中间组G3b中，正透镜和负透镜可以被胶合或者可以分别地作为单透镜置放每个透镜。
通过以上配置，能够提供具有高亮度和极好的光学性能的变倍光学系统ZL。
将参考图30描述是包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL的光学设备的照相机。这个照相机1是包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL作为像捕捉镜头2的可互换镜头式无反反射镜照相机。在这个照相机1中，来自物体(未示出)的光由像捕捉镜头2收集，并且经由未示出的OLPF(光学低通滤波器)在成像单元3的像面上形成物像。然后物像被置放在成像单元3中的光电转换元件光电转换，由此产生物体的像。这个像显示在置放在照相机1中的EVF(电子取景器)4上。由此使用者能够经由EVF4观察物体。
如果使用者按下释放按钮(未示出)，则成像单元3将光电转换的像存储在存储器(未示出)中。因此使用者能够使用这个照相机1捕捉物体的像。在该实施例中，描述了无反射镜照相机的一个实例，但是即使当可以在单反式相机中包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL时，仍然能够展示与这个照相机1的例子类似的效果，单反式相机具有在照相机主单元中的快速复原反射镜并且使用取景器光学系统观察物体。
能够在其中光学性能不减弱的范围内采用以下内容。
在该实例中，示出了由四个透镜组构成的变倍光学系统ZL，但是本发明还能够应用于使用不同数目的透镜组诸如五个透镜组或者六个透镜组的配置。可以将透镜或者透镜组添加到在最靠近物体一侧上的配置，或者可以将透镜或者透镜组添加到在最靠近像一侧上的配置。“透镜组”指的是由在变焦时改变的空气间隔隔离的、具有至少一个透镜的部分。在这个实施例的变倍光学系统ZL中，第一透镜组G1到第四透镜组G4分别地沿着光轴移动，使得在变焦时在透镜组之间的每个空气间隔改变。
可以将单个或者多个透镜组或者部分透镜组设计成通过在光轴方向上移动而执行从无穷远处的物体到近距离处的物体的聚焦的聚焦透镜组。这个聚焦透镜组能够应用于自动聚焦，并且还适合于驱动用于自动聚焦的马达(使用超声波马达等的驱动)。特别优选的是，将第三透镜组G3的一部分(像侧组G3c，如上所述)设计成聚焦透镜组，并且在聚焦时其它透镜相对于像面的位置优选地被固定。
可以将透镜组或者部分透镜组设计成通过移动透镜组或者部分透镜组从而具有在与光轴垂直的方向上的分量或者在包括光轴的面内方向上旋转(振荡)透镜组或者部分透镜组而校正由照相机抖动产生的像模糊的隔振透镜组。特别优选的是，将第三透镜组G3的至少一部分(例如置放到中间组G3b的四个透镜(正、负、负、正)的像侧的透镜)设计成隔振透镜组。
可以将透镜表面形成为球面或者平面、或者非球面。如果透镜表面是球面或者平面，则透镜加工、组装和调节是容易的，并且能够防止由于在加工、组装和调节中产生的误差而引起的光学性能的劣化。即使像面移位，绘图性能仍然不被非常大地影响，这是理想的。如果透镜表面是非球面，则该非球面能够是出自通过研磨产生的非球面，通过使用模具以非球面形状成形玻璃而产生的玻璃模制非球面、和通过将树脂在玻璃的表面上成形为非球面形状而产生的复合非球面的任何非球面。透镜表面可以是衍射表面，并且透镜可以是折射率分布透镜(GRIN透镜)或者塑料透镜。
优选的是，靠近第三透镜组G3置放孔径光阑S，但是在不置放作为孔径光阑的独立构件的情况下，孔径光阑的作用可以由透镜的框架代替。
每一个透镜表面可涂覆有在宽的波长范围中具有高透射率的抗反射膜，以便减少耀斑和幻像，并且实现带有高对比度的、高的光学性能。
这个实施例的变倍光学系统ZL的变焦比是约2.5到4。
现在将参考图32描述用于根据这个实施例的变倍光学系统ZL的制造方法的概要。首先，置放每个透镜以制备第一透镜组G1到第四透镜组G4(步骤S210)。置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离、和在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离分别地改变(步骤S220)。第三透镜组G3包括：中间组G3b，该中间组G3b按照从物体的次序由第一正透镜、第一负透镜、第二负透镜和第二正透镜构成；和像侧组G3c，该像侧组G3c具有负光焦度并且置放到中间组G3b的像侧，并且置放第三透镜组G3使得，中间组G3b相对于像面的位置固定，并且在聚焦时像侧组G3c沿着光轴移动(步骤S230)。
此外，置放每个透镜组使得至少上述条件表达式(7)得以满足(步骤240)。如在图1中所示，根据这个实施例的具体实例，通过置放如下来制备第一透镜组G1：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。通过置放如下来制备第二透镜组G2：通过在具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜的物侧透镜表面上形成树脂层而形成其非球面形状的负透镜L21；其中双凹透镜L22和双凸透镜L23被胶合的胶合透镜；和其中具有面对物体的凹形表面的正弯月形透镜L24和具有面对物体的凹形表面并且其像侧透镜表面是非球面的负透镜L25被胶合的胶合透镜。通过置放如下来制备第三透镜组G3：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L36；和具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L37。通过置放其物侧透镜表面是非球面的正透镜L41而制备第四透镜组G4。根据上述过程置放这些透镜组，由此制造了变倍光学系统ZL。
(实施例3)
现在将参考附图描述实施例3。如在图1中所示，根据这个实施例的变倍光学系统ZL，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；和具有正光焦度并且置放到第二透镜组G2的像侧的后组GR。变倍光学系统ZL被如此配置，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、和在第二透镜组G2和后组GR之间的距离分别地改变。在变倍光学系统ZL中，后组GR包括：中间组G3b，该中间组G3b按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜和正透镜构成；和像侧组，该像侧组具有正光焦度并且置放到中间组G3b的像侧。通过使用像侧组作为在相对于像面固定中间组G3b的位置的状态中移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组(此后称为“隔振透镜组G32”)而校正照相机抖动(像模糊)。通过以此方式配置这个实施例的变倍光学系统ZL，能够利用具有小的F数的明亮透镜实现极好的光学性能。换言之，后组GR的中间组G3b由具有对称结构(正、负、负、正)的四个透镜构成，由此能够在使F数为高亮度保持小的同时良好地校正球面像差、场曲和彗差。此外，通过将具有正光焦度的隔振透镜组G32置放到中间组G3b的像侧，即使使用具有小的F数的明亮透镜，仍然能够在不增加隔振透镜组G32的透镜的数目的情况下提供隔振功能。“透镜部件”指的是单透镜或者其中多个透镜被胶合的胶合透镜。
可以配置根据这个实施例的变倍光学系统ZL，使得后组GR至少包括第三透镜组G3，该第三透镜组G3具有正光焦度并且最靠近物体地置放，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在构成第三透镜组G3的透镜之间的每个距离是恒定的。第三透镜组G3包括上述中间组G3b。优选的是，具有这种配置的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(8)。
1.0<f3/ΔT3<2.2 (8)
其中ΔT3表示在从广角端状态到远摄端状态变焦时第三透镜组G3的移动距离，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
条件表达式(8)规定第三透镜组G3的焦距和在变焦时第三透镜组G3的移动距离。如果超过条件表达式(8)的上限值，则相对于移动距离，第三透镜组G3的光焦度变得太弱，并且第三透镜组G3的移动不能有助于变焦。结果，第一透镜组G1和第二透镜组G2的光焦度增加，并且第一透镜组G1和第二透镜组G2的尺寸增加，或者不能良好地校正场曲，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(8)的上限值是2.0。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(8)的上限值是1.8。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(8)的上限值是1.75。另一方面，如果没有达到条件表达式(8)的下限值，则相对于移动距离，第三透镜组G3的光焦度变得太强，并且不能良好地校正球面像差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(8)的下限值是1.2。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(8)的下限值是1.3。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(8)的下限值是1.4。
在这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，后组GR包括物侧组G3a，该物侧组G3a具有正光焦度并且置放到中间组G3b的物侧。通过这种配置，能够使用具有小的F数的明亮透镜维持良好的光学性能。此外，能够良好地校正趋向于在明亮透镜中产生的高阶球面像差。
在变倍光学系统ZL中，优选的是，隔振透镜组G32由一个正透镜构成。通过这种配置，用于隔振的透镜能够是更轻的，并且隔振机构能够是更轻的，并且能够容易地改进隔振性能。此外，优选的是，隔振透镜组G32由一个双凸透镜构成。通过这种配置，在隔振时产生的彗差的波动能够受到控制。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，隔振透镜组G32至少包括一个正透镜，并且这个正透镜满足以下条件表达式(9)。
ndVR+0.0052×νdVR-1.965<0 (9)
其中ndVR表示在隔振透镜组G32中包括的正透镜的介质的折射率，并且νdVR表示在隔振透镜组G32中包括的正透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(9)规定在d线处在隔振透镜组G32中包括的正透镜的介质的折射率。如果超过条件表达式(9)的上限值，则必须为这个正透镜使用具有相对高的光焦度和高色分散性的玻璃材料，并且在照相机抖动校正的范围中不能良好地校正横向色差，这是不理想的。
还优选的是，在隔振透镜组G32中包括的正透镜满足以下条件表达式(10)。
νdVR>60 (10)
其中νdVR表示在隔振透镜组G32中包括的正透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(10)规定在隔振透镜组G32中包括的正透镜的介质的阿贝数。如果没有达到条件表达式(10)的下限值，则隔振透镜组G32的分散性增加，并且在照相机抖动校正的范围中不能充分地校正趋向于在照相机抖动校正时突出的横向色差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(10)的下限值是62。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，如果后组GR包括物侧组G3a，该物侧组G3a具有正光焦度并且置放到中间组G3b的物侧，则优选的是，这个物侧组G3a包括一个正透镜并且满足以下条件表达式(4)。
νdO>60 (4)
其中νdO表示在物侧组G3a中包括的正透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(4)规定在后组GR的物侧组G3a中包括的正透镜的介质的阿贝数。如果没有达到条件表达式(4)的下限值，则趋向于在明亮透镜中产生的纵向色差增加，并且其校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(4)的下限值是62。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(4)的下限值是65。
配置根据这个实施例的变倍光学系统ZL，使得后组GR包括多个透镜组(例如在图1中的第三透镜组G3和第四透镜组G4)，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在后组GR中包括的多个透镜组的每个距离改变。当出自该多个透镜组的最靠近像的透镜组(例如在图1中的第四透镜组G4)是最后透镜组时，优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(11)。
4.0<fr/fw<11.0 (11)
其中fr表示最后透镜组的焦距，并且fw表示在广角端状态中变倍光学系统ZL的焦距。
条件表达式(11)规定最后透镜组的焦距。如果超过条件表达式(11)的上限值，则最后透镜组的光焦度降低，并且在变焦时场曲的校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(11)的上限值是10.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(11)的上限值是9.0。另一方面，如果没有达到条件表达式(11)的下限值，则最后透镜组的光焦度增加，并且畸变的校正变得困难并且不能确保后焦长度，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(11)的下限值是5.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(11)的下限值是6.0。
可以配置根据这个实施例的变倍光学系统ZL，使得后组GR按照从物体的次序包括，具有正光焦度的第三透镜组G3和第四透镜组G4，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变。第三透镜组G3至少包括上述中间透镜组G3b。优选的是，具有这种配置的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(12)。
0.9<f3/(fw×ft)1/2<2.0 (12)
其中f3表示第三透镜组G3的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统ZL的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统ZL的焦距。
条件表达式(12)规定第三透镜组G3的焦距。如果超过条件表达式(12)的上限值，则第三透镜组G3的光焦度降低并且光学系统的全长增加，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(12)的上限值是1.8。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(12)的上限值是1.6。另一方面，如果没有达到条件表达式(12)的下限值，则第三透镜组G3的光焦度增加并且球面像差的校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(12)的下限值是1.0。为了展示条件表达式(12)的效果达到最大，优选的是，条件表达式(12)的下限值是1.1。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(7)。
1.5<fv×FNOw/f3<5.0 (7)
其中f3表示第三透镜组G3的焦距，fv表示隔振透镜组G32的焦距，并且FNOw表示在广角端状态中的F数。
条件表达式(7)规定隔振透镜组G32的焦距和第三透镜组G3的焦距。如果超过条件表达式(7)的上限值，则隔振透镜组G32的光焦度降低。此外，在隔振时(在像模糊校正时)隔振透镜组G32的移动距离增加，并且隔振透镜组G32的直径增加，这使得隔振透镜组G32更重，并且难以在隔振时良好地校正偏心彗差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(7)的上限值是4.5。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(7)的上限值是4.0。另一方面，如果没有达到条件表达式(7)的下限值，则隔振透镜组G32的光焦度增加，并且不能在隔振时良好地校正偏心像散和偏心彗差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(7)的下限值是1.6。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(7)的下限值是1.8。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(7)的下限值是2.2。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1首先朝向像面移动，然后朝向物体移动。通过这种配置，在当在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加时防止轴外光中断时，第一透镜组G1的直径保持是小的，并且畸变的突然改变能够受到控制。
可以配置根据这个实施例的变倍光学系统ZL，使得后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；和具有正光焦度的第四透镜组G4，并且在变焦时在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变，或者可以配置，使得后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；具有负光焦度的第四透镜组G4；和具有正光焦度的第五透镜组G5，并且在变焦时，在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离和在第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离分别地改变。在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，按照从物体的次序，第三透镜组G3包括：在变焦时一起移动的前侧组G3a；中间组G3b；和隔振透镜组G32，并且中间组G3b由四个透镜(正、负、负、正)构成。隔振透镜组G32可以被设计成第四透镜组G4，而不是被包括在第三透镜组G3中。可以省略置放到后组GR的中间组G3b的物侧的物侧组G3a。在中间组G3b中包括的该四个透镜(正、负、负、正)中，正透镜和负透镜可以被胶合，或者可以作为单透镜置放其每个透镜。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3包括至少两个透镜部件，该两个透镜部件置放到中间组G3b的像侧。通过将至少两个透镜部件置放到中间组G3b的像侧，聚焦透镜组和隔振透镜组G32能够被置放在第三透镜组G3中。优选的是，第三透镜组G3按照从物体的次序由以下构成：前侧组G3a；中间透镜组G3b；隔振透镜组G32；和聚焦透镜组。隔振透镜组G32优选地由一个正透镜构成，但是可以由一个胶合透镜构成，或者由多个透镜部件构成。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，前侧组G3a由一个非球面透镜构成，但是可以由两个球面透镜构成。
通过以上配置，能够提供具有高亮度和极好光学性能的变倍光学系统ZL。
将参考图30描述包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL的光学设备的照相机。这个照相机1是包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL作为像捕捉镜头2的可互换镜头式无反射镜照相机。在这个照相机1中，来自物体(未示出)的光由像捕捉镜头2收集，并且经由未示出的OLPF(光学低通滤波器)在成像单元3的像面上形成物像。然后物像被置放在成像单元3中的光电转换元件光电转换，由此产生物体的像。这个像显示在置放在照相机1中的EVF(电子取景器)4上。由此使用者能够经由EVF4观察物体。
如果使用者按下释放按钮(未示出)，则成像单元3将光电转换的像存储在存储器(未示出)中。因此使用者能够使用这个照相机1捕捉物体的像。在该实施例中，描述了无反射镜照相机的一个实例，但是即使当可以在单反式相机中包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL时，仍然能够展示与这个照相机1的例子类似的效果，单反式相机具有在照相机主单元中的快速复原反射镜并且使用取景器光学系统观察物体。
能够在其中光学性能不减弱的范围内采用以下内容。
在该实例中，示出了由四个透镜组或者五个透镜组构成的变倍光学系统ZL，但是本发明还能够应用于使用不同数目的透镜组诸如六个透镜组或者七个个透镜组的配置。可以将透镜或者透镜组添加到在最靠近物体一侧上的配置，或者可以将透镜或者透镜组添加到在最靠近像一侧上的配置。具体地，可以将在变焦时其相对于像面的位置固定的透镜组，添加到最靠近像一侧的配置。透镜组”指的是由在变焦时改变的空气间隔隔离的、具有至少一个透镜的部分。在这个实施例的变倍光学系统ZL中，第一透镜组G1到第四透镜组G4(或者第五透镜组G5)分别地沿着光轴移动，使得在变焦时在透镜组之间的每个空气间隔改变。
可以将单个或者多个透镜组(一个或者多个)或者部分透镜组设计成通过在光轴方向上移动而执行从无穷远处的物体到近距离处的物体的聚焦的聚焦透镜组。这个聚焦透镜组能够应用于自动聚焦，并且还适合于驱动用于自动聚焦的马达(使用超声波马达等的驱动)。特别优选的是，将后组(第三透镜组G3)的一部分(例如置放到隔振透镜组G32的像侧的负透镜部件，或者置放到第三透镜组G3的像侧的第四透镜组G4)设计成聚焦透镜组，并且在聚焦时其它透镜相对于像面的位置被固定。考虑施加到马达的负载，优选的是，聚焦透镜组由单透镜构成。
可以将透镜组或者部分透镜组设计成通过移动透镜组或者部分透镜组从而具有在与光轴垂直的方向上的分量或者在包括光轴的面内方向上旋转(振荡)透镜组或者部分透镜组而校正由照相机抖动产生的像模糊的隔振透镜组。特别优选的是，如上所述，后组GR的至少一部分(例如第三透镜组G3的隔振透镜组G32)被设计成隔振透镜组。
可以将透镜表面形成为球面或者平面、或者非球面。如果透镜表面是球面或者平面，则透镜加工、组装和调节是容易的，并且能够防止由于在加工、组装和调节中产生的误差而引起的光学性能的劣化。即使像面移位，绘图性能仍然不被非常大地影响，这是理想的。如果透镜表面是非球面，则该非球面能够是出自通过研磨产生的非球面、通过使用模具以非球面形状成形玻璃而产生的玻璃模制非球面、和通过将树脂在玻璃的表面上成形为非球面形状而产生的复合非球面的任何非球面。透镜表面可以是衍射表面，并且透镜可以是折射率分布透镜(GRIN透镜)或者塑料透镜。
优选的是，靠近第三透镜组G3置放孔径光阑S，但是在不置放作为孔径光阑的独立构件的情况下，孔径光阑的作用可以由透镜的框架代替。
每一个透镜表面可涂覆有在宽的波长范围中具有高透射率的抗反射膜，以便减少耀斑和幻像，并且实现带有高对比度的、高的光学性能。
这个实施例的变倍光学系统ZL的变焦比是约2.5到4。在广角端状态到远摄端状态中，这个实施例的变倍光学系统ZL的F数小于3.5。
现在将参考图33描述用于根据这个实施例的变倍光学系统ZL的制造方法的概要。首先，置放每个透镜以分别地制备第一透镜组G1、第二透镜组G2和后组GR(步骤S310)。置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离、和在第二透镜组G2和后组GR之间的距离分别地改变(步骤S320)。在后组GR中，置放按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜、和正透镜构成的中间组G3b；和置放到中间组G3b的像侧并且移动以具有在与光轴垂直的方向上的分量的、具有正光焦度的隔振透镜组G32(步骤S330)。
在用于根据这个实施例的变倍光学系统ZL的制造方法中，置放每个透镜组，使得后组GR至少包括具有正光焦度并且最靠近物体地置放的第三透镜组G3，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在构成第三透镜组G3的透镜之间的距离是恒定的。优选的是，第三透镜组G3包括中间组G3b并且满足上述条件表达式(8)。
如在图1中所示，根据这个实施例的具体实例，通过置放如下来制备第一透镜组G1：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。通过置放如下来制备第二透镜组G2：通过在具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜的物侧透镜表面上形成树脂层而形成其非球面形状的负透镜L21；其中双凹透镜L22和双凸透镜L23被胶合的胶合透镜；和其中具有面对物体的凹形表面的正弯月形透镜L24和具有面对物体的凹形表面并且其像侧透镜表面是非球面的负透镜L25被胶合的胶合透镜。通过置放如下来制备第三透镜组G3：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L36；和具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L37。通过置放其物侧透镜表面是非球面的正透镜L41而制备第四透镜组G4。第三透镜组G3和第四透镜组G4构成后组GR。根据上述过程置放这些透镜组，由此制造了变倍光学系统ZL。
(实施例4)
现在将参考附图描述实施例4。如在图1中所示，根据这个实施例的变倍光学系统ZL，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；和具有正光焦度的后组GR。后组GR包括第三透镜组G3，该第三透镜组G3具有正光焦度并且在后组GR中置放在最靠近物体的一侧上。变倍光学系统ZL被配置，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离和在第二透镜组G2和后组GR之间的距离分别地改变，并且在构成第三透镜组G3的透镜之间的每个距离是恒定的。在变倍光学系统ZL中，第三透镜组G3按照从物体的次序包括，第一子组G31和具有正光焦度的第二子组G32。使用第二子组G32作为在相对于像面固定第一子组G31的位置的状态中移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜组来校正照相机抖动(像模糊)。通过以此方式配置变倍光学系统ZL，能够利用具有小的F数的明亮透镜实现极好的光学性能。此外，通过将具有正光焦度的第二子组(隔振透镜组)G32置放到第一子组G31的像侧，即使使用具有小的F数的明亮透镜，仍然能够在不增加第二子组(隔振透镜组)G32的透镜的数目的情况下提供隔振功能。“透镜部件”指的是单透镜或者其中多个透镜被胶合的胶合透镜。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(6)。
1.5<fv×FNOw/f3<5.0 (6)
其中f3表示第三透镜组G3的焦距，fv表示第二子组G32的焦距，并且FNOw表示在广角端状态中的F数。
条件表达式(6)规定用作隔振透镜组的第二子组G32的焦距和第三透镜组G3的焦距。如果超过条件表达式(6)的上限值，则第二子组G32的光焦度降低。此外，在隔振时(在像模糊校正时)第二子组G32的移动距离增加，并且第二子组G32的直径增加，这使得第二子组G32更重，并且使得在隔振时难以良好地校正偏心彗差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的上限值是4.5。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(6)的上限值是4.0。另一方面，如果没有达到条件表达式(6)的下限值，则第二子组G32的光焦度增加，并且在隔振时不能良好地校正偏心像散和偏心彗差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的下限值是1.6。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(6)的下限值是1.8。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(6)的下限值是2.2。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，第一子组G31包括中间组G3b，该中间组G3b按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜、和正透镜构成。换言之，后组GR的中间组G3b由具有对称结构(正、负、负、正)的四个透镜构成，由此能够在使F数为高亮度保持小的同时良好地校正球面像差、场曲和彗差。
在这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3的第一子组G31包括物侧组G3a，该物侧组G3a具有正光焦度并且置放到中间组G3b的物侧。通过这种配置，能够使用具有小的F数的明亮透镜来维持良好的光学性能。此外，能够良好地校正趋向于在明亮透镜中产生的高阶球面像差。
在变倍光学系统ZL中，优选的是，作为隔振透镜组G32并且在第三透镜组G3中被包括并且被用于隔振的第二子组G32由一个正透镜构成。通过这种配置，用于隔振的透镜能够是更轻的，并且隔振机构能够是更轻的，并且能够容易地改进隔振性能。此外，优选的是，第二子组G32由一个双凸透镜构成。通过这种配置，在隔振时产生的彗差的波动能够受到控制。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第三透镜组G3中包括的第二子组G32至少包括一个正透镜，并且这个正透镜满足以下条件表达式(9)。
ndVR+0.0052×νdVR-1.965<0 (9)
其中ndVR表示在第二子组G32中包括的正透镜的介质的折射率，并且νdVR表示在第二子组G32中包括的正透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(9)规定在d线处在第二子组G32中包括的正透镜的介质的折射率。如果超过条件表达式(9)的上限值，则必须为这个正透镜使用具有相对高的光焦度和高色分散性的玻璃材料，并且在照相机抖动校正的范围中不能良好地校正横向色差，这是不理想的。
还优选的是，在第三透镜组G3的第二子组G32中包括的正透镜满足以下条件表达式(10)。
νdVR>60 (10)
其中νdVR表示在第二子组G32中包括的正透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(10)规定在第二子组G32中包括的正透镜的介质的阿贝数。如果没有达到条件表达式(10)的下限值，则用作隔振透镜组的第二子组G32的分散性增加，并且在照相机抖动校正的范围中不能充分地校正趋向于在照相机抖动校正时突出的横向色差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(10)的下限值是62。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，如果第三透镜组G3的第一子组G31包括物侧组G3a，该物侧组G3a具有正光焦度并且置放到中间组G3b的物侧，则优选的是，这个物侧组G3a包括一个正透镜并且满足以下条件表达式(4)。
νdO>60 (4)
其中νdO表示在物侧组G3a中包括的正透镜的介质的阿贝数。
条件表达式(4)规定在第三透镜组G3的第一子组G31的物侧组G3a中包括的正透镜的介质的阿贝数。如果没有达到条件表达式(4)的下限值，则趋向于在明亮透镜中产生的纵向色差增加，并且其校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(4)的下限值是62。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(4)的下限值是65。
根据这个实施例的变倍光学系统ZL被配置，使得后组GR包括多个透镜组(例如在图1中的第三透镜组G3和第四透镜组G4)，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在后组GR中包括的该多个透镜组的每个距离改变。当出自多个透镜组的最靠近像的透镜组(例如在图1中的第四透镜组G4)是最后透镜组时，优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(11)。
4.0<fr/fw<11.0 (11)
其中fr表示最后透镜组的焦距，并且fw表示在广角端状态中变倍光学系统ZL的焦距。
条件表达式(11)规定最后透镜组的焦距。如果超过条件表达式(11)的上限值，则最后透镜组的光焦度降低，并且在变焦时场曲的校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(11)的上限值是10.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(11)的上限值是9.0。另一方面，如果没有达到条件表达式(11)的下限值，则最后透镜组的光焦度增加，并且畸变的校正变得困难并且不能确保后焦长度，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(11)的下限值是5.0。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(11)的下限值是6.0。
根据这个实施例的变倍光学系统ZL可以被配置，使得后组GR按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第三透镜组G3；和第四透镜组G4，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变。第三透镜组G3至少包括中间透镜组G3b。优选的是，具有这种配置的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(12)。
0.9<f3/(fw×ft)1/2<2.0 (12)
其中f3表示第三透镜组G3的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统ZL的焦距，并且ft表示在远摄端状态中变倍光学系统ZL的焦距。
条件表达式(12)规定第三透镜组G3的焦距。如果超过条件表达式(12)的上限值，则第三透镜组G3的光焦度降低并且光学系统的全长增加，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(12)的上限值是1.8。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(12)的上限值是1.6。另一方面，如果没有达到条件表达式(12)的下限值，则第三透镜组G3的光焦度增加并且球面像差的校正变得困难，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(12)的下限值是1.0。为了展示条件表达式(12)的效果达到最大，优选的是，条件表达式(12)的下限值是1.1。
优选的是，根据这个实施例的变倍光学系统ZL满足以下条件表达式(8)。
1.0<f3/ΔT3<2.2 (8)
其中ΔT3表示在从广角端状态到远摄端状态变焦时第三透镜组G3的移动距离，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
条件表达式(8)规定第三透镜组G3的焦距和在变焦时第三透镜组G3的移动距离。如果超过条件表达式(8)的上限值，则相对于移动距离，第三透镜组G3的光焦度变得太弱，并且第三透镜组G3的移动不能有助于变焦。结果，第一透镜组G1和第二透镜组G2的光焦度增加，并且第一透镜组G1和第二透镜组G2的尺寸增加，或者不能良好地校正场曲，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(8)的上限值是2.0。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(8)的上限值是1.8。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(8)的上限值是1.75。另一方面，如果没有达到条件表达式(8)的下限值，则相对于移动距离，第三透镜组G3的光焦度变得太强，并且不能良好地校正球面像差，这是不理想的。为了确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(8)的下限值是1.2。为了更加确定地展示本发明的效果，优选的是，条件表达式(8)的下限值是1.3。为了展示本发明的效果达到最大，优选的是，条件表达式(8)的下限值是1.4。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1首先朝向像面移动，然后朝向物体移动。通过这种配置，在当在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加时防止轴外光中断时，第一透镜组G1的直径保持是小的，并且畸变的突然改变能够受到控制。
根据这个实施例的变倍光学系统ZL可以被配置，使得后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3和具有正光焦度的第四透镜组G4；并且在变焦时在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变，或者可以被配置，使得后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；具有负光焦度的第四透镜组G4；和具有正光焦度的第五透镜组G5，并且在变焦时，在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离和在第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离分别地改变。在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，按照从物体的次序，第三透镜组G3包括：第一子组G31，该第一子组G31由物侧组G3a和中间组G3b构成；和第二子组G32，该第二子组G32用作在变焦时一起移动的隔振透镜组，并且中间组G3b由四个透镜(正、负、负、正)构成。用作隔振透镜组的第二子组G32可以被设计成第四透镜组G4，而不是被包括在第三透镜组G3中。可以省略置放到构成后组GR的第一子组G31的中间组G3b的物侧的物侧组G3a。在中间组G3b中包括的该四个透镜(正、负、负、正)中，正透镜和负透镜可以被胶合，或者可以作为单透镜置放其每个透镜。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3包括至少两个透镜部件，该两个透镜部件置放到中间组G3b的像侧。通过将至少两个透镜部件置放到中间组G3b的像侧，聚焦透镜组和隔振透镜组G32能够被置放在第三透镜组G3中。优选的是，第三透镜组G3按照从物体的次序由以下构成：由物侧组G3a和中间组G3b构成的第一子组G31；用作隔振透镜组的第二子组G32；和聚焦透镜组。用作隔振透镜组的第二子组G32优选地由一个正透镜构成，但是可以由一个胶合透镜构成，或者由多个透镜部件构成。
在根据这个实施例的变倍光学系统ZL中，物侧组G3a由一个非球面透镜构成，但是可以由两个球面透镜构成。
通过以上配置，能够提供具有高亮度和极好光学性能的变倍光学系统ZL。
将参考图30描述包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL的光学设备的照相机。这个照相机1是包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL作为像捕捉镜头2的可互换镜头式无反射镜照相机。在这个照相机1中，来自物体(未示出)的光由像捕捉镜头2收集，并且经由未示出的OLPF(光学低通滤波器)在成像单元3的像面上形成物像。然后物像被置放在成像单元3中的光电转换元件光电转换，由此产生物体的像。这个像显示在置放在照相机1中的EVF(电子取景器)4上。由此使用者能够经由EVF4观察物体。
如果使用者按下释放按钮(未示出)，则成像单元3将光电转换的像存储在存储器(未示出)中。因此使用者能够使用这个照相机1捕捉物体的像。在该实施例中，描述了无反射镜照相机的一个实例，但是即使当可以在单反式相机中包括根据这个实施例的变倍光学系统ZL时，仍然能够展示与这个照相机1的例子类似的效果，单反式相机具有在照相机主单元中的快速复原反射镜并且使用取景器光学系统观察物体。
能够在其中光学性能不减弱的范围内采用以下内容。
在该实例中，示出了由四个或者五个透镜组构成的变倍光学系统ZL，但是本发明还能够应用于使用不同数目的透镜组诸如六个透镜组或者七个个透镜组的配置。可以将透镜或者透镜组添加到在最靠近物体一侧上的配置，或者可以将透镜或者透镜组添加到在最靠近像一侧上的配置。具体地，可以将在变焦时其相对于像面的位置固定的透镜组，添加到最靠近像一侧的配置。透镜组”指的是由在变焦时改变的空气间隔隔离的、具有至少一个透镜的部分。在这个实施例的变倍光学系统ZL中，第一透镜组G1到第四透镜组G4分别地沿着光轴移动，使得在变焦时在透镜组之间的每个空气间隔改变。“透镜部件”指的是单透镜或者其中多个透镜被胶合的胶合透镜。
可以将单个或者多个透镜组(一个或者多个)或者部分透镜组设计成通过在光轴方向上移动而执行从无穷远处的物体到近距离处的物体的聚焦的聚焦透镜组。这个聚焦透镜组能够应用于自动聚焦，并且还适合于驱动用于自动聚焦的马达(使用超声波马达等的驱动)。特别优选的是，将后组(第三透镜组G3)的一部分(例如置放到第二子组G32的像侧的负透镜部件，或者置放到第三透镜组G3的像侧的第四透镜组G4)设计成聚焦透镜组，并且在聚焦时其它透镜相对于像面的位置优选地被固定。考虑施加到马达的负载，优选的是，聚焦透镜组由单透镜构成。
可以将透镜组或者部分透镜组设计成通过移动透镜组或者部分透镜组从而具有在与光轴垂直的方向上的分量或者在包括光轴的面内方向上旋转(振荡)透镜组或者部分透镜组而校正由照相机抖动产生的像模糊的隔振透镜组。特别优选的是，如上所述，后组GR的至少一部分(例如第三透镜组G3的第二子组G32)被设计成隔振透镜组。
可以将透镜表面形成为球面或者平面、或者非球面。如果透镜表面是球面或者平面，则透镜加工、组装和调节是容易的，并且能够防止由于在加工、组装和调节中产生的误差而引起的光学性能的劣化。即使像面移位，绘图性能仍然不被非常大地影响，这是理想的。如果透镜表面是非球面，则该非球面能够是出自通过研磨产生的非球面、通过使用模具以非球面形状成形玻璃而产生的玻璃模制非球面、和通过将树脂在玻璃的表面上成形为非球面形状而产生的复合非球面的任何非球面。透镜表面可以是衍射表面，并且透镜可以是折射率分布透镜(GRIN透镜)或者塑料透镜。
优选的是，靠近第三透镜组G3置放孔径光阑S，但是在不置放作为孔径光阑的独立构件的情况下，孔径光阑的作用可以由透镜的框架代替。
每一个透镜表面可涂覆有在宽的波长范围中具有高透射率的抗反射膜，以便减少耀斑和幻像，并且实现带有高对比度的、高的光学性能。
这个实施例的变倍光学系统ZL的变焦比是大约2.5到4。在广角端状态到远摄端状态中，这个实施例的变倍光学系统ZL的F数小于3.5。
现在将参考图34描述用于根据这个实施例的变倍光学系统ZL的制造方法的概要。首先，置放每个透镜以分别地制备第一透镜组G1、第二透镜组G2和后组GR(步骤S410)。在后组GR中，至少将具有正光焦度的第三透镜组G3置放到在后组GR中最靠近物体一侧(步骤S420)。置放每个透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离和在第二透镜组G2和后组GR之间的距离分别地改变，并且构成第三透镜组G3的透镜的每个距离是恒定的(步骤S430)。在第三透镜组G3中，置放在校正照相机抖动时其相对于像面的位置固定的第一子组G31，和用作具有正光焦度并且在校正照相机抖动时能够移动从而具有在与光轴垂直的方向上的分量的隔振透镜的第二子组G32(步骤S440)。置放每个透镜组，使得上述条件表达式(6)得以满足(步骤S450)。
如在图1中所示，根据这个实施例的具体实例，通过置放如下来制备第一透镜组G1：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。通过置放如下来制备第二透镜组G2：通过在具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜的物侧透镜表面上形成树脂层而形成其非球面形状的负透镜L21；其中双凹透镜L22和双凸透镜L23被胶合的胶合透镜；和其中具有面对物体的凹形表面的正弯月形透镜L24和具有面对物体的凹形表面并且其像侧透镜表面是非球面的负透镜L25被胶合的胶合透镜。通过置放如下来制备第三透镜组G3：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L36；和具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L37。通过置放其物侧透镜表面是非球面的正透镜L41而制备第四透镜组G4。第三透镜组G3和第四透镜组G4构成后组GR。根据上述过程置放这些透镜组，由此制造了变倍光学系统ZL。
实例
现在将参考附图描述本发明的每个实例。实施例1与实例1到5对应。实施例2与实例1到5对应。实施例3与实例1到6对应。实施例4与实例1到6对应。图1、图6、图11、图16、图21和图26是描绘根据每个实例的变倍光学系统ZL(L1到L6)的配置和光焦度分配的横截面视图。在变倍光学系统ZL1到ZL6的横截面视图的下部中，在从广角端状态(W)到远摄端状态(T)变焦时每个透镜组G1到G4(或者G5)沿着光轴的移动方向由箭头标记表示。
在每个实例中，非球面由以下表达式(a)表达，其中y表示在与光轴垂直的方向上的高度，S(y)表示从每个非球面的顶点处的切平面到在高度y处的非球面上的位置沿着光轴的距离(垂度)，r表示基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)，K表示锥形系数，并且An表示在n度下的非球面系数。在以下实例中，“E-n”表示“×10–n”。
S(y)＝(y2/r)/{1+(1-K×y2/r2)1/2}
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12 (a)
在每个实例中，在2度下的非球面系数(A2)为0。在每个实例的表格中，如果表面是非球面，则将*附于表面编号的右侧。
[实例1]
图1示出根据实例1的变倍光学系统ZL1的配置。图1所示的变倍光学系统ZL1，按照从物体的次序，包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；和后组GR，并且后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；和具有正光焦度的第四透镜组G4。
在变倍光学系统ZL1中，第一透镜组G1由以下构成：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。第二透镜组G2按照从物体的次序由以下构成：通过在具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜的物侧透镜表面上形成树脂层而形成其非球面形状的负透镜L21；其中双凹透镜L22和双凸透镜L23被胶合的胶合透镜；和其中具有面对物体的凹形表面的正弯月形透镜L24和具有面对物体的凹形表面并且其像侧透镜表面是非球面的负透镜L25被胶合的胶合透镜。第三透镜组G3按照从物体的次序由以下构成：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L36；和具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L37。第四透镜组G4由其物侧透镜表面是非球面的正透镜L41构成。孔径光阑S被置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。包括低通滤波器、红外滤波器等的滤波器组FL被置放在第四透镜组G4和像面I之间。负透镜L25、正透镜L31、正透镜L36和正透镜L41是玻璃模制非球面透镜。
在这个变倍光学系统ZL1中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动，第三透镜组G3朝向物体移动，并且第四透镜组G4首先朝向物体移动并且然后朝向像面移动，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减少，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离增加。孔径光阑S与第三透镜组G3一起地移动。
在变倍光学系统ZL1中，通过朝向像面移动置放到第三透镜组G3的隔振透镜组G32的像侧的像侧组G3c(负弯月形透镜L37)来执行从无穷远到近距离处的物体的聚焦。
在变倍光学系统ZL1中，第三透镜组G3的正透镜L36被用作隔振透镜组G32，并且通过移动隔振透镜组G32从而具有在与光轴垂直的方向上的分量而执行像模糊校正(隔振)。为了校正当变倍光学系统的焦距是f并且隔振系数(在像模糊校正中在成像面上的像移动距离相对于隔振透镜组G32的移动距离的比率)是K时在角度θ处的旋转模糊，用于模糊校正的隔振透镜组G32在与光轴垂直的方向上移动(f·tanθ)/K。(这对于在以后描述的其它实例而言是相同的。)在实例1的广角端状态中，隔振系数是-0.62并且焦距是9.3(mm)，因此为了校正1.03°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.170(mm)。在实例1的中间焦距状态中，隔振系数是-0.831并且焦距是19.1(mm)，因此为了校正0.605°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.177(mm)。在实例1的远摄端状态中，隔振系数是-0.963并且焦距是29.1(mm)，因此为了校正0.500°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.264(mm)。
表格1示出变倍光学系统ZL1的数据值。在表格1中的[总体数据]中，f表示变倍光学系统的焦距，FNO表示F数，2ω表示视角，Y表示最大像高，TL表示全长，并且BF表示分别地在广角端状态、中间焦距状态，和远摄端状态中后焦长度的值。这里，全长TL表示在无穷远上聚焦时从最靠近物体的透镜表面(图1中的表面1)到像面I在光轴上的距离(空气换算长度)。BF表示在无穷远上聚焦时从最靠近像面的透镜表面(图1中的表面27)到像面I在光轴上的距离(空气换算长度)。[透镜数据]中的第一列m表示沿着光行进方向从物侧数起的、分配给透镜表面的序号(表面编号)，第二列r表示每个透镜表面的曲率半径，第三列d表示从每个光学表面到接着的光学表面在光轴上的距离(表面距离)，第四列νd和第五列nd表示阿贝数和在d线(λ＝587.6nm)处的折射率。曲率半径0.000表示平面，并且省略了空气的折射率1.00000。在表格1中的表面编号1到33与图1中的附图标记1到33对应。[透镜组焦距]表示第一表面和分别地第一透镜组G1到第四透镜组G4的焦距。
对于所有的数据值，“mm”通常地被用作焦距f、曲率半径r、表面距离d和其它长度的单位，但是该单位不限于“mm”，因为即使光学系统被成比例地扩大或者成比例地减小，仍然获取了等效的光学性能。有关符号的说明和有关数据表格的描述对于下文中的其它实例是相同的。
(表格1)实例1
[总体数据]
变焦比＝3.14
[透镜数据]
[透镜组焦距]
在这个变倍光学系统ZL1中，表面4、表面12、表面14、表面15、表面22、表面23和表面26是非球面。表格2示出非球面数据，即，锥形系数K和每个非球面系数A4到A10的值。
(表格2)
[非球面数据]
在变倍光学系统ZL1中，如上所述，在变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴向空气间隔D3、在第二透镜组G2和第三透镜组G3(孔径光阑S)之间的轴向空气间隔D12、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴向空气间隔D25和在第四透镜组G4和滤波器组FL之间的轴向空气间隔D27改变。在聚焦时，到第三透镜组G3的像侧组G3c的物侧的轴向空气间隔D23和到其像侧的轴向空气间隔D25改变。表格3示出在无穷远上聚焦时和在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态的每个焦距状态中的可变距离。在近点上聚焦时，仅仅示出了D23和D25的值，并且被省略的值与在无穷远上聚焦时获得的相应的值相同。
(表格3)
[可变距离数据]
表格4示出变倍光学系统ZL1的每个条件表达式对应值。在表格4中，f2表示第二透镜组G2的焦距，fw表示在广角端状态中变倍光学系统的焦距，ft表示在远摄端状态中变倍光学系统的焦距，ndF表示在d线处在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜的介质的折射率，νdF表示在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜的介质的阿贝数，νdO表示在后组(第三透镜组G3)的物侧组G3a中包括的正透镜的阿贝数，f4表示第四透镜组G4的焦距，fv表示隔振透镜组G32的焦距，FNOw表示在广角端状态中的F数，f3表示第三透镜组G3的焦距，R2a和R1b分别地表示在第三透镜组G3的中间组G3b中包括的第一负透镜和第二负透镜的像侧透镜表面的曲率半径和其物侧透镜表面的曲率半径，ΔT表示在从广角端状态到远摄端状态变焦时后组(第三透镜组G3)的移动距离，ndVR表示在d线处在隔振透镜组G32中包括的正透镜的介质的折射率，νdVR表示在隔振透镜组G32中包括的正透镜的介质的阿贝数，并且fr表示最后透镜组的焦距。有关参考符号的这个说明对于下文中的其它实例是相同的。在实例1中，在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜是负弯月形透镜L37，在第三透镜组G3的物侧组G3a中包括的正透镜是正透镜L31，在隔振透镜组G32中包括的正透镜是正透镜L36，并且最后透镜组是第四透镜组G4。R2a表示表面18的径向距离，并且R1b表示表面19的曲率半径。
(表格4)
[条件表达式对应值]
(1)(-f2)/(fw×ft)1/2＝0.807
(2)ndF-0.0052×νdF-1.965＝-0.038
(3)νdF＝82.6
(4)νdO＝71.7
(5)f4/fw＝6.85
(6)fv×FNOw/f3＝2.92
(7)(R2a+R1b)/(R2a-R1b)＝-0.080
(8)f3/ΔT3＝1.46
(9)ndVR-0.0052×νdVR-1.965＝-0.044
(10)νdVR＝81.5
(11)fr/fw＝6.85
(12)f3/(fw×ft)1/2＝1.40
因此变倍光学系统ZL1满足所有的条件表达式(1)到(12)。
图2(a)、图3(a)和图4(a)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态、和远摄端状态中变倍光学系统ZL1的球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图，并且图2(b)、图3(b)和图4(b)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中当校正像模糊时的彗差的曲线图。图5是示出在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图。在示出像差的每幅曲线图中，FNO表示F数，并且Y表示像高。分别地，在示出在无穷远上聚焦时的球面像差的曲线图中，示出了与最大孔径对应的F数的值；在示出在近点上聚焦时的球面像差的曲线图中，示出了与最大孔径对应的数值孔径的值；并且在示出像散和畸变的曲线图中，分别示出了像高的最大值。分别地，d表示d线(λ＝587.6nm)，并且g表示g线(λ＝435.8nm)。在示出像散的每幅曲线图中，实线表示弧矢像面，并且虚线表示子午像面。在下文中还为示出其它实例的像差的曲线图使用了与这个实例相同的参考符号。如示出像差的每幅曲线图所表明，从广角端状态到远摄端状态，在变倍光学系统ZL1中，各种像差均被良好地校正。
[实例2]
图6示出根据实例2的变倍光学系统ZL2的配置。图6所示的变倍光学系统ZL2按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；和后组GR，并且后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；和具有正光焦度的第四透镜组G4。
在变倍光学系统ZL2中，第一透镜组G1由以下构成：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。第二透镜组G2按照从物体的次序由以下构成：通过在具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜的物侧透镜表面上形成树脂层而形成其非球面形状的负透镜L21；双凹透镜L22；双凸透镜L23；和其中具有面对物体的凹形表面的正弯月形透镜L24和具有面对物体的凹形表面并且其像侧透镜表面是非球面的负透镜L25被胶合的胶合透镜。第三透镜组G3按照从物体的次序由以下构成：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜、其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜，和具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L37。第四透镜组G4由其物侧透镜表面是非球面的正透镜L41构成。孔径光阑S被置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。包括低通滤波器、红外滤波器等的滤波器组FL被置放在第四透镜组G4和像面I之间。负透镜L25、正透镜L31、正透镜L36和正透镜L41是玻璃模制非球面透镜。
在这个变倍光学系统ZL2中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动，第三透镜组G3朝向物体移动，并且第四透镜组G4首先朝向物体移动并且然后朝向像面移动，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减少，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离增加。孔径光阑S与第三透镜组G3一起地移动。
在变倍光学系统ZL2中，通过朝向像面移动置放到第三透镜组G3的隔振透镜组G32的像侧的像侧组G3c(负弯月形透镜L37)来执行从无穷远到近距离处的物体的聚焦。
在变倍光学系统ZL2中，第三透镜组G3的正透镜L36被用作隔振透镜组G32，并且通过移动隔振透镜组G32从而具有在与光轴垂直的方向上的分量而执行像模糊校正(隔振)。在实例2的广角端状态中，隔振系数是-0.625并且焦距是9.3(mm)，因此，为了校正1.03°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.170(mm)。在中间焦距状态中，隔振系数是-0.814并且焦距是19.1(mm)，因此为了校正0.615°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.205(mm)。在远摄端状态中，隔振系数是-0.939并且焦距是29.1(mm)，因此为了校正0.534°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.271(mm)。
表格5示出变倍光学系统ZL2的数据值。在表格5中的表面编号1到34与图6中的附图标记1到34对应。
(表格5)实例2
[总体数据]
变焦比＝3.13
[透镜数据]
[透镜组焦距]
在这个变倍光学系统ZL2中，表面4、表面13、表面15、表面16、表面23、表面24和表面27是非球面。表格6示出非球面数据，即，锥形系数K和每个非球面系数A4到A10的值。
(表格6)
[非球面数据]
在变倍光学系统ZL2中，如上所述，在变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴向空气间隔D3、在第二透镜组G2和第三透镜组G3(孔径光阑S)之间的轴向空气间隔D13、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴向空气间隔D26和在第四透镜组G4和滤波器组FL之间的轴向空气间隔D28改变。在聚焦时，到第三透镜组G3的像侧组G3c的物侧的轴向空气间隔D24和到其像侧的轴向空气间隔D26改变。表格7示出在无穷远上聚焦时和在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态的每个焦距状态中的可变距离。在近点上聚焦时，仅仅示出了D24和D26的值，并且被省略的值与在无穷远上聚焦时获得的相应的值相同。
(表格7)
[可变距离数据]
表格8示出变倍光学系统ZL2的条件表达式对应值。在实例2中，在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜是负弯月形透镜L37，在第三透镜组G3的物侧组G3a中包括的正透镜是正透镜L31，在隔振透镜组G32中包括的正透镜是正透镜L36，并且最后透镜组是第四透镜组G4。R2a表示表面19的径向距离，并且R1b表示表面20的曲率半径。
(表格8)
[条件表达式对应值]
(1)(-f2)/(fw×ft)1/2＝0.814
(2)ndF-0.0052×νdF-1.965＝-0.116
(3)νdF＝63.9
(4)νdO＝71.7
(5)f4/fw＝5.88
(6)fv×FNOw/f3＝2.86
(7)(R2a+R1b)/(R2a-R1b)＝0.101
(8)f3/ΔT3＝1.54
(9)ndVR-0.0052×νdVR-1.965＝-0.044
(10)νdVR＝81.5
(11)fr/fw＝5.88
(12)f3/(fw×ft)1/2＝1.43
因此变倍光学系统ZL2满足所有的条件表达式(1)到(12)。
图7(a)、图8(a)和图9(a)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态、和远摄端状态中变倍光学系统ZL2的球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图，并且图7(b)、图8(b)和图9(b)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中当校正像模糊时的彗差的曲线图。图10是示出在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图。如示出像差的每幅曲线图所表明，从广角端状态到远摄端状态，在变倍光学系统ZL2中，各种像差均被良好地校正。
[实例3]
图11示出根据实例3的变倍光学系统ZL3的配置。图11所示变倍光学系统ZL3按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；和后组GR，并且后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；和具有正光焦度的第四透镜组G4。
在变倍光学系统ZL3中，第一透镜组G1由以下构成：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。第二透镜组G2按照从物体的次序由以下构成：具有面对物体的凸形表面并且其物体(object)像侧透镜表面是非球面的负透镜L21；具有面对物体的凹形表面的负弯月形透镜L22；其中双凹透镜L23和双凸透镜L24被胶合的胶合透镜；和具有面对物体的凹形表面并且其物侧和像侧透镜表面是非球面的负透镜L25。第三透镜组G3按照从物体的次序由以下构成：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其中具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L36和其像侧透镜表面是非球面的正透镜L37被胶合的胶合正透镜；和具有面对物体的凸形表面并且其像侧透镜表面是非球面的负透镜L38。第四透镜组G4由具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L41构成。孔径光阑S被置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。包括低通滤波器、红外滤波器等的滤波器组FL被置放在第四透镜组G4和像面I之间。负透镜L21、负透镜L25、正透镜L31、负透镜L36和正透镜L37是玻璃模制非球面透镜。
在这个变倍光学系统ZL3中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动，第三透镜组G3朝向物体移动，并且第四透镜组G4首先朝向物体移动并且然后朝向像面移动，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减少，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离增加。孔径光阑S与第三透镜组G3一起地移动。
在变倍光学系统ZL3中，通过朝向像面移动置放到第三透镜组G3的隔振透镜组G32的像侧的像侧组G3c(负弯月形透镜L38)来执行从无穷远到近距离处的物体的聚焦。
在变倍光学系统ZL3中，由第三透镜组G3的负透镜L36和正透镜L37构成的胶合正透镜被用作隔振透镜组G32，并且通过移动这个隔振透镜组G32从而具有在与光轴垂直的方向上的分量而执行像模糊校正(隔振)。在实例3的广角端状态中，隔振系数是-0.723，并且焦距是9.3(mm)，因此为了校正0.911°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.147(mm)。在中间焦距状态中，隔振系数是-0.934并且焦距是19.1(mm)，因此为了校正0.534°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.177(mm)。在远摄端状态中，隔振系数是-1.06并且焦距是29.1(mm)，因此为了校正0.474°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.236(mm)。
表格9示出变倍光学系统ZL3的数据值。表格9中的表面编号1到35与图11中的附图标记1到35对应。
(表格9)实例3
[总体数据]
变焦比＝3.12
[透镜数据]
[透镜组焦距]
在这个变倍光学系统ZL3中，表面4、表面5、表面13、表面15、表面16、表面25和表面27是非球面。表格10示出非球面数据，即，锥形系数K和每个非球面系数A4到A12的值。
(表格10)
[非球面数据]
在变倍光学系统ZL3中，如上所述，在变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴向空气间隔D3、在第二透镜组G2和第三透镜组G3(孔径光阑S)之间的轴向空气间隔D13、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴向空气间隔D27，和在第四透镜组G4和滤波器组FL之间的轴向空气间隔D29改变。在聚焦时，到第三透镜组G3的像侧组G3c的物侧的轴向空气间隔D25和到其像侧的轴向空气间隔D27改变。表格11示出在无穷远上聚焦时和在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态的每个焦距状态中的可变距离。在近点上聚焦时，仅仅示出了D25和D27的值，并且被省略的值与在无穷远上聚焦时获得的相应的值相同。
(表格11)
[可变距离数据]
表格12示出变倍光学系统ZL3的每一个条件表达式对应值。在实例3中，在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜是负透镜L38，在第三透镜组G3的物侧组G3a中包括的正透镜是正透镜L31，在隔振透镜组G32中包括的正透镜是正透镜L37，并且最后透镜组是第四透镜组G4。R2a表示表面19的径向距离，并且R1b表示表面20的曲率半径。
(表格12)
[条件表达式对应值]
(1)(-f2)/(fw×ft)1/2＝0.736
(2)ndF-0.0052×νdF-1.965＝-0.044
(3)νdF＝81.5
(4)νdO＝81.6
(5)f4/fw＝9.22
(6)fv×FNOw/f3＝2.87
(7)(R2a+R1b)/(R2a-R1b)＝-0.314
(8)f3/ΔT3＝1.72
(9)ndVR-0.0052×νdVR-1.965＝-0.044
(10)νdVR＝71.7
(11)fr/fw＝9.22
(12)f3/(fw×ft)1/2＝1.33
因此变倍光学系统ZL3满足所有的条件表达式(1)到(12)。
图12(a)、图13(a)和图14(a)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态、和远摄端状态中变倍光学系统ZL3的球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图，并且图12(b)、图13(b)和图14(b)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中当校正像模糊时的彗差的曲线图。图15是示出在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图。如示出像差的每幅曲线图所表明，从广角端状态到远摄端状态，在变倍光学系统ZL3中，各种像差均被良好地校正。
[实例4]
图16示出根据实例4的变倍光学系统ZL4的配置。图16所示变倍光学系统ZL4按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；和后组GR，并且后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；和具有正光焦度的第四透镜组G4。
在变倍光学系统ZL4中，第一透镜组G1由以下构成：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。第二透镜组G2按照从物体的次序由以下构成：具有面对物体的凸形表面并且其物侧透镜表面是非球面的负透镜L21；其中双凹透镜L22和双凸透镜L23被胶合的胶合透镜；和其中具有面对物体的凹形表面的正弯月形透镜L24和其像侧透镜表面是非球面的负透镜L25被胶合的胶合透镜。第三透镜组G3按照从物体的次序由以下构成：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其像侧透镜表面是非球面的正透镜L36；和具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L37。第四透镜组G4由具有面对物体的凸形表面并且其物侧透镜表面是非球面的正透镜L41构成。孔径光阑S被置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。包括低通滤波器、红外滤波器等的滤波器组FL被置放在第四透镜组G4和像面I之间。负透镜L21、负透镜L25、正透镜L31、正透镜L36和正透镜L41是玻璃模制非球面透镜。
在这个变倍光学系统ZL4中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2首先朝向像移动并且然后朝向物体移动，第三透镜组G3朝向物体移动，并且第四透镜组G4首先朝向物体移动并且然后朝向像面移动，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减少，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离增加。孔径光阑S与第三透镜组G3一起地移动。
在变倍光学系统ZL4中，通过朝向像面移动置放到第三透镜组G3的隔振透镜组G32的像侧的像侧组G3c(负弯月形透镜L37)来执行从无穷远到近距离处的物体的聚焦。
在变倍光学系统ZL4中，第三透镜组G3的正透镜L36被用作隔振透镜组G32，并且通过移动隔振透镜组G32从而具有在与光轴垂直的方向上的分量而执行像模糊校正(隔振)。在实例4的广角端状态中，隔振系数是-0.701并且焦距是9.26(mm)，因此为了校正0.940°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.152(mm)。在中间焦距状态中，隔振系数是-0.929并且焦距是19.1(mm)，因此为了校正0.537°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.179(mm)。在远摄端状态中，隔振系数是-1.05并且焦距是29.1(mm)，因此为了校正0.475°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.241(mm)。
表格13示出变倍光学系统ZL4的数据值。表格13中的表面编号1到32与图16中的附图标记1到32对应。
(表格13)实例4
[总体数据]
变焦比＝3.13
[透镜数据]
[透镜组焦距]
在这个变倍光学系统ZL4中，表面4、表面11、表面13、表面14、表面22和表面25是非球面。表格14示出非球面数据，即，锥形系数K和每个非球面系数A4到A10的值。
(表格14)
[非球面数据]
在变倍光学系统ZL4中，如上所述，在变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴向空气间隔D3、在第二透镜组G2和第三透镜组G3(孔径光阑S)之间的轴向空气间隔D11、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴向空气间隔D24，和在第四透镜组G4和滤波器组FL之间的轴向空气间隔D26改变。在聚焦时，到第三透镜组G3的像侧组G3c的物侧的轴向空气间隔D22和到其像侧的轴向空气间隔D24改变。表格15示出在无穷远上聚焦时和在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态的每个焦距状态中的可变距离。在近点上聚焦时，仅仅示出了D22和D24的值，并且被省略的值与在无穷远上聚焦时获得的相应的值相同。
(表格15)
[可变距离数据]
表格16示出变倍光学系统ZL4的每个条件表达式对应值。在实例4中，在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜是负弯月形透镜L37，在第三透镜组G3的物侧组G3a中包括的正透镜是正透镜L31，在隔振透镜组G32中包括的正透镜是正透镜L36，并且最后透镜组是第四透镜组G4。R2a表示表面17的径向距离，并且R1b表示表面18的曲率半径。
(表格16)
[条件表达式对应值]
(1)(-f2)/(fw×ft)1/2＝0.769
(2)ndF-0.0052×νdF-1.965＝-0.038
(3)νdF＝82.6
(4)νdO＝67.1
(5)f4/fw＝5.94
(6)fv×FNOw/f3＝2.60
(7)(R2a+R1b)/(R2a-R1b)＝-0.165
(8)f3/ΔT3＝1.51
(9)ndVR-0.0052×νdVR-1.965＝-0.044
(10)νdVR＝81.49
(11)fr/fw＝5.94
(12)f3/(fw×ft)1/2＝1.40
因此变倍光学系统ZL4满足所有的条件表达式(1)到(12)。
图17(a)、图18(a)和图19(a)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态、和远摄端状态中变倍光学系统ZL4的球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图，并且图17(b)、图18(b)和图19(b)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中当校正像模糊时的彗差的曲线图。图20是示出在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图。如示出像差的每幅曲线图所表明，从广角端状态到远摄端状态，在变倍光学系统ZL4中，各种像差均被良好地校正。
[实例5]
图21示出根据实例5的变倍光学系统ZL5的配置。图21所示变倍光学系统ZL5包括，按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；和后组GR，并且后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；和具有正光焦度的第四透镜组G4。
在变倍光学系统ZL5中，第一透镜组G1由以下构成：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。第二透镜组G2按照从物体的次序以下构成：通过在具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜的物侧透镜表面上形成树脂层而形成其非球面形状的负透镜L21；双凹透镜L22；双凸透镜L23；和其中具有面对物体的凹形表面的正弯月形透镜L24和具有面对物体的凹形表面并且其像侧透镜表面是非球面的负透镜L25被胶合的胶合透镜。第三透镜组G3按照从物体的次序以下构成：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L36；和具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L37。第四透镜组G4由其物侧透镜表面是非球面的正透镜L41构成。孔径光阑S被置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。包括低通滤波器、红外滤波器等的滤波器组FL被置放在第四透镜组G4和像面I之间。负透镜L25、正透镜L31、正透镜L36和正透镜L41是玻璃模制非球面透镜。
在这个变倍光学系统ZL5中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动，第三透镜组G3朝向物体移动，并且第四透镜组G4首先朝向物体移动并且然后朝向像面移动，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减少，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离增加。孔径光阑S与第三透镜组G3一起地移动。
在变倍光学系统ZL5中，通过朝向像面移动置放到第三透镜组G3的隔振透镜组G32的像侧的像侧组G3c(负弯月形透镜L37)来执行从无穷远到近距离处的物体的聚焦。
在变倍光学系统ZL5中，第三透镜组G3的正透镜L36被用作隔振透镜组G32，并且通过移动隔振透镜组G32从而具有在与光轴垂直的方向上的分量而执行像模糊校正(隔振)。在实例5的广角端状态中，隔振系数是-0.636并且焦距是9.3(mm)，因此为了校正1.03°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.167(mm)。在中间焦距状态中，隔振系数是-0.859并且焦距是19.1(mm)，因此为了校正0.574°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.194(mm)。在远摄端状态中，隔振系数是-0.963并且焦距是29.1(mm)，因此为了校正0.519°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.271(mm)。
表格17示出变倍光学系统ZL5的数据值。表格17中的表面编号1到34与图21中的附图标记1到34对应。
(表格17)实例5
[总体数据]
变焦比＝3.14
[透镜数据]
[透镜组焦距]
在这个变倍光学系统ZL5中，表面4、表面13、表面15、表面16、表面23、表面24和表面27是非球面。表格18示出非球面数据，即，锥形系数K和每个非球面系数A4到A10的值。
(表格18)
[非球面数据]
在变倍光学系统ZL5中，如上所述，在变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴向空气间隔D3、在第二透镜组G2和第三透镜组G3(孔径光阑S)之间的轴向空气间隔D13、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴向空气间隔D26，和在第四透镜组G4和滤波器组FL之间的轴向空气间隔D28改变。在聚焦时，到第三透镜组G3的像侧组G3c的物侧的轴向空气间隔D24和到其像侧的轴向空气间隔D26改变。表格19示出在无穷远上聚焦时和在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态的每个焦距状态中的可变距离。在近点上聚焦时，仅仅示出了D24和D26的值，并且被省略的值与在无穷远上聚焦时获得的相应的值相同。
(表格19)
[可变距离数据]
表格20示出变倍光学系统ZL5的每一个条件表达式对应值。在实例5中，在第三透镜组G3的像侧组G3c中包括的负透镜是负弯月形透镜L37，在第三透镜组G3的物侧组G3a中包括的正透镜是正透镜L31，在隔振透镜组G32中包括的正透镜是正透镜L36，并且最后透镜组是第四透镜组G4。R2a表示表面19的径向距离，并且R1b表示表面20的曲率半径。
(表格20)
[条件表达式对应值]
(1)(-f2)/(fw×ft)1/2＝0.729
(2)ndF-0.0052×νdF-1.965＝-0.019
(3)νdF＝67.9
(4)νdO＝71.7
(5)f4/fw＝9.22
(6)fv×FNOw/f3＝2.81
(7)(R2a+R1b)/(R2a-R1b)＝-0.042
(8)f3/ΔT3＝1.53
(9)ndVR-0.0052×νdVR-1.965＝-0.044
(10)νdVR＝81.49
(11)fr/fw＝5.94
(12)f3/(fw×ft)1/2＝1.44
因此变倍光学系统ZL5满足所有的条件表达式(1)到(12)。
图22(a)、图23(a)和图24(a)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态、和远摄端状态中变倍光学系统ZL5的球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图，并且图22(b)、图23(b)和图24(b)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中当校正像模糊时的彗差的曲线图。图25是示出在近点上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图。如示出像差的每一幅曲线图所表明，从广角端状态到远摄端状态，在变倍光学系统ZL5中，各种像差均被良好地校正。
[实例6]
图26示出根据实例6的变倍光学系统ZL6的配置。图26所示变倍光学系统ZL6按照从物体的次序包括：具有正光焦度的第一透镜组G1；具有负光焦度的第二透镜组G2；和后组GR，并且后组GR按照从物体的次序由以下构成：具有正光焦度的第三透镜组G3；具有负光焦度的第四透镜组G4；和具有正光焦度的第五透镜组G5。
在变倍光学系统ZL6中，第一透镜组G1由以下构成：其中按照从物体的次序具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L11和具有面对物体的凸形表面的正弯月形透镜L12被胶合的胶合透镜。第二透镜组G2按照从物体的次序以下构成：通过在具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜的物侧透镜表面上形成树脂层而形成其非球面形状的负透镜L21；双凹透镜L22；双凸透镜L23；和其像侧透镜表面是非球面的负透镜L24。第三透镜组G3按照从物体的次序以下构成：其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L31；其中双凸透镜L32和双凹透镜L33被胶合的胶合透镜；其中双凹透镜L34和双凸透镜L35被胶合的胶合透镜；其物侧和像侧透镜表面是非球面的正透镜L36。第四透镜组G4由具有面对物体的凸形表面的负弯月形透镜L41构成。第五透镜组G5由其物侧透镜表面是非球面的正透镜L51构成。孔径光阑S被置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。包括低通滤波器、红外滤波器等的滤波器组FL被置放在第四透镜组G4和像面I之间。负透镜L25、正透镜L31、正透镜L41和正透镜L51是玻璃模制非球面透镜。
在这个变倍光学系统ZL6中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动，第三透镜组G3朝向物体移动，第四透镜组G4首先朝向像面移动并且然后朝向物体移动，并且第五透镜组G5首先朝向物体移动，并且然后朝向像面移动，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减少，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离首先增加并且然后降低。孔径光阑S与第三透镜组G3一起地移动。
在变倍光学系统ZL6中，通过朝向像面移动第四透镜组G4来执行从无穷远到近距离处的物体的聚焦。
在变倍光学系统ZL6中，第三透镜组G3的正透镜L36被用作隔振透镜组G32，并且通过移动隔振透镜组G32从而具有在与光轴垂直的方向上的分量而执行像模糊校正(隔振)。在实例6的广角端状态中，隔振系数是-0.647并且焦距是9.3(mm)，因此为了校正1.02°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.165(mm)。在中间焦距状态中，隔振系数是-0.897并且焦距是19.1(mm)，因此为了校正0.559°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.187(mm)。在远摄端状态中，隔振系数是-1.02并且焦距是29.1(mm)，因此为了校正0.493°旋转模糊，隔振透镜组G32的移动距离是-0.250(mm)。
表格21示出变倍光学系统ZL6的数据值。表格21中的表面编号1到34与图26中的附图标记1到34对应。
(表格21)实例6
[总体数据]
变焦比＝3.14
[透镜数据]
[透镜组焦距]
在这个变倍光学系统ZL6中，表面4、表面13、表面15、表面16、表面23、表面24和表面27是非球面。表格22示出非球面数据，即，锥形系数K和每个非球面系数A4到A10的值。
(表格22)
[非球面数据]
在变倍光学系统ZL6中，如上所述，在变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴向空气间隔D3、在第二透镜组G2和第三透镜组G3(孔径光阑S)之间的轴向空气间隔D13、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴向空气间隔D24、在第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的轴向空气间隔D26和在第五透镜组G5和滤波器组FL之间的轴向空气间隔D28改变。表格23示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态的每个焦距状态中的可变距离。
(表格23)
[可变距离数据]
表格24示出变倍光学系统ZL6的每个条件表达式对应值。在实例6中，在隔振透镜组G32中包括的正透镜是正透镜L36，在物侧组G3a中包括的正透镜是正透镜L31，并且最后透镜组是第五透镜组G5。
(表格24)
[条件表达式对应值]
(4)νdO＝71.7
(6)fv×FNOw/f3＝3.15
(8)f3/ΔT3＝1.49
(9)ndVR-0.0052×νdVR-1.965＝-0.044
(10)νdVR＝81.49
(11)fr/fw＝6.54
(12)f3/(fw×ft)1/2＝1.27
因此变倍光学系统ZL6满足以上条件表达式(4)、(6)、(8)到(12)。
图27(a)、图28(a)和图29(a)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态、和远摄端状态中变倍光学系统ZL6的球面像差、像散、畸变、横向色差和彗差的曲线图，并且图27(b)、图28(b)和图29(b)是示出在无穷远上聚焦时在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中当校正像模糊时的彗差的曲线图。如示出像差的每幅曲线图所表明，从广角端状态到远摄端状态，在变倍光学系统ZL6中，各种像差均被良好地校正。
数字和字符的解释
1 照相机(光学设备)
ZL(ZL1到ZL6) 变倍光学系统
G1 第一透镜组
G2 第二透镜组
G3 后组(第三透镜组)
G3a 物侧组
G3b 中间组
G32 隔振透镜组
G4 第四透镜组(最后透镜组)
G5 第五透镜组(最后透镜组)

Claims (1)

1.一种变倍光学系统，按照从物体的次序，包括：
具有正光焦度的第一透镜组；
具有负光焦度的第二透镜组；
具有正光焦度的第三透镜组；以及
具有正光焦度的第四透镜组，
在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离、在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、和在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离分别地改变，
所述第三透镜组包括：中间组，所述中间组按照从物体的次序由正透镜、负透镜、负透镜和正透镜构成；和像侧组，所述像侧组具有负光焦度并且置放到所述中间组的像侧，并且
在聚焦时，所述中间组相对于像面的位置固定并且所述像侧组沿着光轴移动。
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