CN109791273B - 变倍光学系统以及光学设备 - Google Patents

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Abstract

变倍光学系统(ZL)具备具有负的光焦度的第1负透镜组(G2)及相比第1负透镜组(G2)配置于像侧的第2负透镜组(G4)，在进行变倍时，第1负透镜组(G2)与第2负透镜组(G4)之间的间隔变化，第1负透镜组(G2)的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，第2负透镜组(G4)的至少一部分能够在进行对焦时沿光轴移动，且所述变倍光学系统满足以下的条件式：0.50<fGb/fGa<2.60其中，fGa：第1负透镜组(G2)的焦距，fGb：第2负透镜组(G4)的焦距。

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、使用了该变倍光学系统的光学设备以及该变倍光学系统的制造方法。
背景技术
以往，提出了具备用于对像抖动进行校正的防抖组的变倍光学系统(例如，参照专利文献1)。但是，在具备防抖组的变倍光学系统中，要求更宽的视场角。另外，在具备防抖组的变倍光学系统中，要求更高的变倍比。另外，在具备防抖组的变倍光学系统中，要求防抖组的小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-316342号公报
发明内容
第1方式的变倍光学系统，具备：具有负的光焦度的第1负透镜组；及相比所述第1负透镜组配置于像侧的第2负透镜组，在进行变倍时，所述第1负透镜组与所述第2负透镜组之间的间隔变化，所述第1负透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，所述第2负透镜组的至少一部分能够在进行对焦时沿光轴移动，且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.50<fGb/fGa<2.60
其中，fGa：所述第1负透镜组的焦距，
fGb：所述第2负透镜组的焦距。
第2方式的变倍光学系统，具备具有正的光焦度的第1透镜组、相比所述第1透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第2透镜组、相比所述第2透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第3透镜组及相比所述第3透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第4透镜组，在进行变倍时，所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔变化，所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔变化，所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔变化，所述第2透镜组的至少一部分具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，所述第4透镜组具备从物体侧依次排列的正透镜和负透镜，在所述正透镜与所述负透镜之间存在空气间隔，且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.001<Dpn/(-f4)<0.400
0.93<fVR/f2<2.50
其中，Dpn：所述第4透镜组中的所述正透镜与所述负透镜之间的空气间隔，
f4：所述第4透镜组的焦距，
fVR：所述防抖组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
第3方式的变倍光学系统，具备具有正的光焦度的第1透镜组、相比所述第1透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第2透镜组、相比所述第2透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第3透镜组及相比所述第3透镜组配置于像侧且由至少一个透镜组构成的后续组，在进行变倍时，所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔变化，所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔变化，所述第3透镜组与所述后续组之间的间隔变化，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组及所述后续组的所述透镜组中的任意一个透镜组的至少一部分具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，所述防抖组由从物体侧依次排列的正透镜、第1负透镜及第2负透镜构成，在所述正透镜与所述第1负透镜之间存在空气间隔，在所述第1负透镜与所述第2负透镜之间存在空气间隔。
第4方式的光学设备构成为搭载有上述变倍光学系统。
第5方式的变倍光学系统的制造方法，所述变倍光学系统具备具有负的光焦度的第1负透镜组及相比所述第1负透镜组配置于像侧的第2负透镜组，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：在进行变倍时，所述第1负透镜组与所述第2负透镜组之间的间隔变化，所述第1负透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，所述第2负透镜组的至少一部分能够在进行对焦时沿光轴移动，且所述变倍光学系统满足以下的条件式，即，
0.50<fGb/fGa<2.60
其中，fGa：所述第1负透镜组的焦距，
fGb：所述第2负透镜组的焦距。
第6方式的变倍光学系统的制造方法，所述变倍光学系统具备具有正的光焦度的第1透镜组、相比所述第1透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第2透镜组、相比所述第2透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第3透镜组及相比所述第3透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第4透镜组，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：在进行变倍时，所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔变化，所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔变化，所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔变化，所述第2透镜组的至少一部分具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，所述第4透镜组具备从物体侧依次排列的正透镜和负透镜，在所述正透镜与所述负透镜之间存在空气间隔，且所述变倍光学系统满足以下的条件式，即，
0.001<Dpn/(-f4)<0.400
0.93<fVR/f2<2.50
其中，Dpn：所述第4透镜组中的所述正透镜与所述负透镜之间的空气间隔，
f4：所述第4透镜组的焦距，
fVR：所述防抖组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
第7方式的变倍光学系统的制造方法，所述变倍光学系统具备具有正的光焦度的第1透镜组、相比所述第1透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第2透镜组、相比所述第2透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第3透镜组及相比所述第3透镜组配置于像侧且由至少一个透镜组构成的后续组，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：在进行变倍时，所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔变化，所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔变化，所述第3透镜组与所述后续组之间的间隔变化，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组及所述后续组的所述透镜组中的任意一个透镜组的至少一部分具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，所述防抖组由从物体侧依次排列的正透镜、第1负透镜及第2负透镜构成，在所述正透镜与所述第1负透镜之间存在空气间隔，在所述第1负透镜与所述第2负透镜之间存在空气间隔。
附图说明
图1是示出第1实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图2(a)、图2(b)及图2(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、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图3(a)、图3(b)及图3(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、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图4(a)、图4(b)及图4(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、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图5是示出第2实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图6(a)、图6(b)及图6(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、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图7(a)、图7(b)及图7(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、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图8(a)、图8(b)及图8(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、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图9是示出第3实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图10(a)、图10(b)及图10(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、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图11(a)、图11(b)及图11(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、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图12(a)、图12(b)及图12(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、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图13是示出第4实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图14(a)、图14(b)及图14(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、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图15(a)、图15(b)及图15(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、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图16(a)、图16(b)及图16(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、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图17是示出第5实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图18(a)、图18(b)及图18(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、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图19(a)、图19(b)及图19(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、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图20(a)、图20(b)及图20(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、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图21是示出第6实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图22(a)、图22(b)及图22(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、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图23(a)、图23(b)及图23(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、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图24(a)、图24(b)及图24(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、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图25是示出第7实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图26(a)、图26(b)及图26(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、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图27(a)、图27(b)及图27(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、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图28(a)、图28(b)及图28(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、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图29是示出第8实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图30(a)、图30(b)及图30(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、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图31(a)、图31(b)及图31(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、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图32(a)、图32(b)及图32(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、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图33是示出第9实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图34(a)、图34(b)及图34(c)分别是第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图35(a)、图35(b)及图35(c)分别是第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图36(a)、图36(b)及图36(c)分别是第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图37是示出第10实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图38(a)、图38(b)及图38(c)分别是第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图39(a)、图39(b)及图39(c)分别是第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图40(a)、图40(b)及图40(c)分别是第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图41是示出第11实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图42(a)、图42(b)及图42(c)分别是第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图43(a)、图43(b)及图43(c)分别是第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图44(a)、图44(b)及图44(c)分别是第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图45是示出第12实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图46(a)、图46(b)及图46(c)分别是第12实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图47(a)、图47(b)及图47(c)分别是第12实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图48(a)、图48(b)及图48(c)分别是第12实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图49是示出具备各实施方式的变倍光学系统的相机的结构的图。
图50是示出第1实施方式的变倍光学系统的制造方法的流程图。
图51是示出第2实施方式的变倍光学系统的制造方法的流程图。
图52是示出第3实施方式的变倍光学系统的制造方法的流程图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照附图对第1实施方式的变倍光学系统、光学设备进行说明。如图1所示，作为第1实施方式的变倍光学系统(变焦镜头)ZL的一例的变倍光学系统ZL(1)构成为，具备具有负的光焦度的第1负透镜组(第2透镜组G2)及相比第1负透镜组配置于像侧的第2负透镜组(第4透镜组G4)。在进行变倍时，第1负透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化。第1负透镜组的至少一部分能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动。第2负透镜组的至少一部分能够在进行对焦时沿光轴移动。
第1实施方式的变倍光学系统ZL可以是图5所示的变倍光学系统ZL(2)，也可以是图9所示的变倍光学系统ZL(3)，也可以是图13所示的变倍光学系统ZL(4)，也可以是图17所示的变倍光学系统ZL(5)，也可以是图21所示的变倍光学系统ZL(6)。另外，第1实施方式的变倍光学系统ZL也可以是图25所示的变倍光学系统ZL(7)，也可以是图29所示的变倍光学系统ZL(8)，也可以是图33所示的变倍光学系统ZL(9)，也可以是图37所示的变倍光学系统ZL(10)，也可以是图41所示的变倍光学系统ZL(11)。另外，图5等所示的变倍光学系统ZL(2)～ZL(11)的各组与图1所示的变倍光学系统ZL(1)同样地构成。
在上述结构的基础上，第1实施方式的变倍光学系统ZL满足以下的条件式。由此，能够得到广角端状态下的光学性能提高且具有更宽的视场角的长焦型的变倍光学系统。另外，通过取得第1负透镜组与第2负透镜组的光焦度平衡，并对第2负透镜组的光焦度进行调整，从而能够得到适合拍摄动画的变倍光学系统。
0.50<fGb/fGa<2.60…(1)
其中，fGa：第1负透镜组的焦距，
fGb：第2负透镜组的焦距。
条件式(1)是对第2负透镜组(第4透镜组G4)与第1负透镜组(第2透镜组G2)的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(1)的对应值超过上限值时，第1负透镜组相对于第2负透镜组的光焦度(power)过强，因此难以进行远焦端状态下的球面像差和彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(1)的上限值为2.40，也可以更优选为2.10。
当条件式(1)的对应值低于下限值时，第2负透镜组相对于第1负透镜组的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的像散和远焦端状态下的球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(1)的下限值为0.60，也可以更优选为0.70。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第1负透镜组(第2透镜组G2)的至少一部分具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(2)。
0.93<fVR/fGa<2.50…(2)
其中，fVR：防抖组的焦距。
条件式(2)是对防抖组与第1负透镜组(第2透镜组G2)的焦距的比规定适当范围的条件式。通过满足条件式(2)，能够良好地对进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲进行校正。另外，能够良好地对广角端状态下的倍率色差和畸变进行校正。另外，不用使防抖组的光焦度过强而能够确保第1负透镜组的光焦度来得到变倍比。例如，能够得到3倍以上的变倍比、或者4倍以上的变倍比。
当条件式(2)的对应值超过上限值时，第1负透镜组相对于防抖组的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的倍率色差和畸变的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(2)的上限值为2.10，也可以更优选为1.70。
当条件式(2)的对应值低于下限值时，防抖组相对于第1负透镜组的光焦度过强，因此进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲的校正变得困难。为了可靠地得到本实施方式的效果，也可以优选使条件式(2)的下限值为1.00。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第2负透镜组(第4透镜组G4)具备从物体侧依次排列的正透镜和负透镜，在正透镜与负透镜之间存在空气间隔，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(3)。
0.001<Dpn/(-fGb)<0.400…(3)
其中，Dpn：第2负透镜组中的正透镜与负透镜之间的空气间隔。
条件式(3)是对第2负透镜组(第4透镜组G4)中的正透镜与负透镜之间的空气间隔规定适当范围的条件式。通过条件式(3)，能够进行良好的像差校正。另外，由于第2负透镜组的制造灵敏度降低，因此能够容易制造变倍光学系统ZL。
当条件式(3)的对应值超过上限值时，第2负透镜组中的正透镜与负透镜之间的空气间隔变大，因此难以进行广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(3)的上限值为0.300，也可以更优选为0.200。
当条件式(3)的对应值低于下限值时，第2负透镜组中的正透镜与负透镜之间的空气间隔变小，因此难以进行远焦端状态下的彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(3)的下限值为0.003，也可以更优选为0.005。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，也可以构成为第1负透镜组(第2透镜组G2)的至少一部分具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，防抖组由从物体侧依次排列的正透镜、第1负透镜及第2负透镜构成，在正透镜与第1负透镜之间存在空气间隔，在第1负透镜与第2负透镜之间存在空气间隔。由此，能够良好地对进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲进行校正。另外，能够良好地对广角端状态下的倍率色差和畸变进行校正。另外，由于在防抖组中正透镜相比第1负透镜和第2负透镜配置于物体侧，因此能够实现防抖组的小径化。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备配置于第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间的中间透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与中间透镜组之间的间隔变化，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化。由此，在进行变倍时，第1负透镜组与中间透镜组之间的间隔变化，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，因此能够得到高变倍比。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备物体侧透镜组(第1透镜组G1)，该物体侧透镜组(第1透镜组G1)相比第1负透镜组(第2透镜组G2)配置于物体侧，且具有正的光焦度，在进行变倍时，物体侧透镜组与第1负透镜组之间的间隔变化。由此，在进行变倍时，物体侧透镜组与第1负透镜组之间的间隔变化，因此能够得到高变倍比。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备相比第2负透镜组(第4透镜组G4)配置于像侧的像侧透镜组(第5透镜组G5)，在进行变倍时，第2负透镜组与像侧透镜组之间的间隔变化。由此，在进行变倍时，第2负透镜组与像侧透镜组之间的间隔变化，因此能够得到高变倍比。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备配置于第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间的中间透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与中间透镜组之间的间隔变化，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，在第1负透镜组与中间透镜组之间配置有孔径光阑S。由此，能够良好地对像散、彗差以及倍率色差进行校正。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备配置于第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间的中间透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与中间透镜组之间的间隔变化，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，中间透镜组由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，当在像侧部分组的最靠物体侧配置有包含负透镜的透镜成分时(在之后的各实施例中，将这种情况下的物体侧部分组和像侧部分组分别称为第1物体侧部分组和第1像侧部分组)，且满足以下的条件式(4)。
0.06<fa/fb<1.20…(4)
其中，fa：物体侧部分组的焦距，
fb：像侧部分组的焦距。
条件式(4)是对中间透镜组(第3透镜组G3)中的物体侧部分组与像侧部分组的焦距的比规定适当范围的条件式。通过满足条件式(4)，能够良好地对轴向色差和球面像差进行校正。另外，在各实施方式中，透镜成分表示单透镜或接合透镜。
当条件式(4)的对应值超过上限值时，像侧部分组相对于物体侧部分组的光焦度过强，因此难以进行轴向色差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(4)的上限值为1.00，也可以更优选为0.80。
当条件式(4)的对应值低于下限值时，物体侧部分组相对于像侧部分组的光焦度过强，因此难以进行球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(4)的下限值为0.08，也可以更优选为0.10。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备配置于第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间的中间透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与中间透镜组之间的间隔变化，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，中间透镜组由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，在物体侧部分组与像侧部分组之间的空气间隔为中间透镜组中的透镜彼此的空气间隔中最大的空气间隔时(在之后的各实施例中，将这种情况下的物体侧部分组和像侧部分组分别称为第2物体侧部分组和第2像侧部分组)，且满足以下的条件式(5)。
0.06<fα/fβ<2.60…(5)
其中，fα：物体侧部分组的焦距，
fβ：像侧部分组的焦距。
条件式(5)是对中间透镜组(第3透镜组G3)中的物体侧部分组与像侧部分组的焦距的比规定适当范围的条件式。通过满足条件式(5)，能够良好地对轴向色差和球面像差进行校正。
当条件式(5)的对应值超过上限值时，像侧部分组相对于物体侧部分组的光焦度过强，因此难以进行轴向色差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(5)的上限值为2.20，也可以更优选为1.80。
当条件式(5)的对应值低于下限值时，物体侧部分组相对于像侧部分组的光焦度过强，因此难以进行球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(5)的下限值为0.08，也可以更优选为0.10。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，也可以是第1负透镜组(第2透镜组G2)的一部分具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，该第1负透镜组由从物体侧依次排列的具有负的光焦度的负部分组和具有负的光焦度的上述防抖组构成，在防抖组的最靠像侧配置有包含正透镜的透镜成分。由此，能够良好地对进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲进行校正。另外，能够良好地对广角端状态下的倍率色差和畸变进行校正。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备配置于第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间的中间透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与中间透镜组之间的间隔变化，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(6)。
0.40<fGc/(-fGa)<2.60…(6)
其中，fGc：中间透镜组的焦距。
条件式(6)是对中间透镜组(第3透镜组G3)与第1负透镜组(第2透镜组G2)的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(6)的对应值超过上限值时，第1负透镜组相对于中间透镜组的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(6)的上限值为2.20，也可以更优选为1.80。
当条件式(6)的对应值低于下限值时，中间透镜组相对于第1负透镜组的光焦度过强，因此难以进行远焦端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(6)的下限值为0.55，也可以更优选为0.70。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备配置于第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间的中间透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与中间透镜组之间的间隔变化，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(7)。
0.20<fGc/(-fGb)<2.40…(7)
其中，fGc：中间透镜组的焦距。
条件式(7)是对中间透镜组(第3透镜组G3)与第2负透镜组(第4透镜组G4)的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(7)的对应值超过上限值时，第2负透镜组相对于中间透镜组的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(7)的上限值为2.00，也可以更优选为1.60。
当条件式(7)的对应值低于下限值时，中间透镜组相对于第2负透镜组的光焦度过强，因此难以进行远焦端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(7)的下限值为0.30，也可以更优选为0.40。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备物体侧透镜组(第1透镜组G1)，该物体侧透镜组(第1透镜组G1)相比第1负透镜组(第2透镜组G2)配置于物体侧，且具有正的光焦度，在进行变倍时，物体侧透镜组与第1负透镜组之间的间隔变化，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(8)。
0.30<|mda|/fw<2.30…(8)
其中，|mda|：从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、从物体侧透镜组的最靠像侧的透镜面到第1负透镜组的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的变化量的绝对值，
fw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距。
条件式(8)是对第1负透镜组(第2透镜组G2)的变倍负担规定适当范围的条件式。当条件式(8)的对应值超过上限值时，物体侧透镜组(第1透镜组G1)与第1负透镜组(第2透镜组G2)之间的间隔的变化量(绝对值)变大，因此第1负透镜组的变倍负担增大，难以进行彗差和像面弯曲的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(8)的上限值为1.90，也可以更优选为1.50。
当条件式(8)的对应值低于下限值时，物体侧透镜组与第1负透镜组之间的间隔的变化量(绝对值)变小，因此难以确保高变倍比。在条件式(8)的对应值低于下限值的状态下，为了确保变倍比，需要增强第1负透镜组的光焦度，难以进行球面像差和彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(8)的下限值为0.40，也可以更优选为0.50。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，具备配置于第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间的中间透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与中间透镜组之间的间隔变化，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(9)。
0.050<|mcb|/fw<0.750…(9)
其中，|mcb|：从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、从中间透镜组的最靠像侧的透镜面到第2负透镜组的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的变化量的绝对值，
fw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距。
条件式(9)是用于使第2负透镜组(第4透镜组G4)的变倍负担与像差校正效果并存的条件式。当条件式(9)的对应值超过上限值时，中间透镜组(第3透镜组G3)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间的间隔的变化量(绝对值)变大，因此第2负透镜组的变倍负担增大，难以进行远焦端状态下的球面像差和广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(9)的上限值为0.650，也可以更优选为0.550。
当条件式(9)的对应值低于下限值时，中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔的变化量(绝对值)变小，因此难以得到基于中间透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化的像差校正效果。因此，难以使远焦端状态下的像差校正和广角端状态下的像差校正并存，难以进行广角端状态下的球面像差和像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(9)的下限值为0.065，也可以更优选为0.080。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间配置有孔径光阑S，具备与孔径光阑S的像侧相对地配置且具有正透镜成分的透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与具有正透镜成分的透镜组之间的间隔变化，具有正透镜成分的透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(10)。
0.40<fp/fGp<3.60…(10)
其中，fp：正透镜成分的焦距，
fGp：具有正透镜成分的透镜组的焦距。
条件式(10)是对与孔径光阑S的像侧相对地配置的正透镜成分的焦距规定适当范围的条件式。当条件式(10)的对应值超过上限值时，由于正透镜成分的光焦度变弱，因此难以进行球面像差和彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(10)的上限值为3.00，也可以更优选为2.60。
当条件式(10)的对应值低于下限值时，正透镜成分的光焦度变强，因此虽然有利于以球面像差为首的各像差的校正，但是在正透镜成分由于制造时的组装精度而偏心时，光学性能的劣化显著，因此是不优选的。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(10)的下限值为0.50，也可以更优选为0.60。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间配置有孔径光阑S，具备与孔径光阑S的像侧相对地配置且具有正透镜成分的透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与具有正透镜成分的透镜组之间的间隔变化，具有正透镜成分的透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(11)。
0.40<LS/LGp<0.90…(11)
其中，LS：具有正透镜成分的透镜组中的比正透镜成分靠像侧的空气间隔的总和，
LGp：具有正透镜成分的透镜组在光轴上的厚度。
条件式(11)是对具有正透镜成分的透镜组在光轴上的厚度规定适当范围的条件式。当条件式(11)的对应值超过上限值时，在具有正透镜成分的透镜组中，比正透镜成分靠像侧的透镜面的光焦度变强，难以进行远焦端状态下的彗差和广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(11)的上限值为0.80，也可以更优选为0.70。
当条件式(11)的对应值低于下限值时，在具有正透镜成分的透镜组中，比正透镜成分靠像侧的透镜面的光焦度变弱，难以进行远焦端状态下的彗差和广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(11)的下限值为0.42，也可以更优选为0.435。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第1负透镜组(第2透镜组G2)与第2负透镜组(第4透镜组G4)之间配置有孔径光阑S，具备与孔径光阑S的像侧相对地配置且具有正透镜成分的透镜组(第3透镜组G3)，在进行变倍时，第1负透镜组与具有正透镜成分的透镜组之间的间隔变化，具有正透镜成分的透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化，正透镜成分的至少一个透镜面为非球面，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(12)。
Figure GDA0002197315020000201
其中，
Figure GDA0002197315020000202
正透镜成分的物体侧的透镜面的最大有效直径，
Δ：正透镜成分的物体侧的透镜面的与最大有效直径对应的位置处的非球面量和正透镜成分的像侧的透镜面的与最大有效直径对应的位置处的非球面量之差的绝对值。
条件式(12)是对与孔径光阑S的像侧相对地配置的正透镜成分的非球面量(凹陷量)规定适当范围的条件式。另外，虽然正透镜成分的物体侧的透镜面或像侧的透镜面上的有效直径例如在远焦端状态下的无限远对焦时成为最大有效直径，但是并不限定于此。另外，非球面也可以仅形成在正透镜成分的物体侧的透镜面，也可以仅形成在正透镜成分的像侧的透镜面，也可以形成在正透镜成分的两侧的透镜面。即，如上所述，非球面只要形成在正透镜成分的至少任意一个透镜面即可。
当条件式(12)的对应值超过上限值时，由于正透镜成分的非球面量变大，因此虽然有利于以球面像差为首的各像差的校正，但是在正透镜成分由于制造时的组装精度而偏心时，光学性能的劣化显著，因此是不优选的。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(12)的上限值为1.00，也可以更优选为0.80。
当条件式(12)的对应值低于下限值时，由于正透镜成分的非球面量变小，因此难以进行球面像差和彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(12)的下限值为0.20，也可以更优选为0.25。
第1实施方式的光学设备构成为具备上述结构的变倍光学系统。作为其具体例，根据图49对具备第1实施方式的变倍光学系统ZL的相机(光学设备)进行说明。如图49所示，该相机1是具备上述实施方式的变倍光学系统来作为摄影镜头2的数码相机。在相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光通过摄影镜头2而被聚光并到达摄像元件3。由此，来自被摄体的光通过该摄像元件3而被摄像，作为被摄体图像记录在未图示的存储器。由此，摄影者能够进行基于相机1的被摄体的摄影。另外，该相机可以是无反相机，也可以是具有快速复原反光镜的单反类型的相机。根据如上所述的结构，搭载第1实施方式的变倍光学系统ZL来作为摄影镜头，从而能够得到广角端状态下的光学性能提高且具有更宽的视场角的光学设备。
接着，参照图50对第1实施方式的变倍光学系统ZL的制造方法进行概述。首先，在镜筒内配置具有负的光焦度的第1负透镜组(第2透镜组G2)及相比第1负透镜组靠像侧的具有负的光焦度的第2负透镜组(第4透镜组G4)(步骤ST1)。并且构成为，在进行变倍时，第1负透镜组与第2负透镜组之间的间隔变化(步骤ST2)。另外，将第1负透镜组的至少一部分构成为能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，将第2负透镜组的至少一部分构成为能够在进行对焦时沿光轴移动(步骤ST3)。而且，以至少满足上述条件式(1)的方式，在镜头镜筒内配置各透镜(步骤ST4)。根据如上所述的制造方法，能够制造广角端状态下的光学性能提高且具有更宽的视场角的长焦型的变倍光学系统。
(第2实施方式)
接着，参照附图对第2实施方式的变倍光学系统、光学设备进行说明。如图1所示，作为第2实施方式的变倍光学系统(变焦镜头)ZL的一例的变倍光学系统ZL(1)构成为，具备具有正的光焦度的第1透镜组G1、相比第1透镜组G1配置于像侧且具有负的光焦度的第2透镜组G2、相比第2透镜组G2配置于像侧且具有正的光焦度的第3透镜组G3及相比第3透镜组G3配置于像侧且具有负的光焦度的第4透镜组G4。在进行变倍时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔变化，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化。另外，第2透镜组G2构成为至少一部分具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动。第4透镜组G4构成为具备从物体侧依次排列的、正透镜和负透镜。另外，在正透镜与负透镜之间存在空气间隔。
第2实施方式的变倍光学系统ZL可以是图5所示的变倍光学系统ZL(2)，也可以是图9所示的变倍光学系统ZL(3)，也可以是图13所示的变倍光学系统ZL(4)，也可以是图17所示的变倍光学系统ZL(5)，也可以是图21所示的变倍光学系统ZL(6)。另外，第2实施方式的变倍光学系统ZL也可以是图25所示的变倍光学系统ZL(7)，也可以是图29所示的变倍光学系统ZL(8)，也可以是图33所示的变倍光学系统ZL(9)，也可以是图37所示的变倍光学系统ZL(10)，也可以是图41所示的变倍光学系统ZL(11)。另外，图5等所示的变倍光学系统ZL(2)～ZL(11)的各组与图1所示的变倍光学系统ZL(1)同样地构成。
在上述结构的基础上，第2实施方式的变倍光学系统ZL满足以下的条件式。由此，能够得到具有更高变倍比的长焦型的变倍光学系统。
0.001<Dpn/(-f4)<0.400…(13)
0.93<fVR/f2<2.50…(14)
其中，Dpn：第4透镜组G4中的正透镜与负透镜之间的空气间隔，
f4：第4透镜组G4的焦距，
fVR：防抖组的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(13)是对第4透镜组G4中的正透镜与负透镜之间的空气间隔规定适当范围的条件式。当条件式(13)的对应值超过上限值时，第4透镜组G4中的正透镜与负透镜之间的空气间隔变大，因此难以进行广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(13)的上限值为0.300，也可以更优选为0.200。
当条件式(13)的对应值低于下限值时，第4透镜组G4中的正透镜与负透镜之间的空气间隔变小，因此难以进行远焦端状态下的彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(13)的下限值为0.003，也可以更优选为0.005。
条件式(14)是对防抖组与第2透镜组G2的焦距的比规定适当范围的条件式。通过满足条件式(14)，能够良好地对进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲进行校正。另外，能够良好地对广角端状态下的倍率色差和畸变进行校正。
当条件式(14)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2相对于防抖组的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的倍率色差和畸变的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(14)的上限值为2.10，也可以更优选为1.70。
当条件式(14)的对应值低于下限值时，防抖组相对于第2透镜组G2的光焦度过强，因此进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲的校正变得困难。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(14)的下限值为1.00。
在第2实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，在进行对焦时，第4透镜组G4中的至少一部分透镜沿光轴移动。由此，能够良好地对对焦时的色差的变动和球面像差的变动进行校正。
第2实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(15)。
0.40<f4/f2<4.00…(15)
其中，f4：第4透镜组G4的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(15)是对第4透镜组G4与第2透镜组G2的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(15)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2相对于第4透镜组G4的光焦度(power)过强，因此难以进行远焦端状态下的球面像差和彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(15)的上限值为3.25，也可以更优选为2.50。
当条件式(15)的对应值低于下限值时，第4透镜组G4相对于第2透镜组G2的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的像散和远焦端状态下的球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(15)的下限值为0.55，也可以更优选为0.70。
在第2实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间配置有孔径光阑S。由此，能够良好地对像散、彗差以及倍率色差进行校正。
在第2实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第3透镜组G3由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，当在像侧部分组的最靠物体侧配置有包含负透镜的透镜成分时(在之后的各实施例中，将这种情况下的物体侧部分组和像侧部分组分别称为第1物体侧部分组和第1像侧部分组)，且满足以下的条件式(16)。
0.06<f3a/f3b<1.20…(16)
其中，f3a：物体侧部分组的焦距，
f3b：像侧部分组的焦距。
条件式(16)是对第3透镜组G3中的物体侧部分组与像侧部分组的焦距的比规定适当范围的条件式。通过满足条件式(16)，从而能够良好地对轴向色差和球面像差进行校正。
当条件式(16)的对应值超过上限值时，像侧部分组相对于物体侧部分组的光焦度过强，因此难以进行轴向色差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(16)的上限值为1.00，也可以更优选为0.80。
当条件式(16)的对应值低于下限值时，物体侧部分组相对于像侧部分组的光焦度过强，因此难以进行球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(16)的下限值为0.08，也可以更优选为0.10。
在第2实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第3透镜组G3由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，在物体侧部分组与像侧部分组之间的空气间隔为第3透镜组G3中的透镜彼此的空气间隔中最大的空气间隔时(在之后的各实施例中，将这种情况下的物体侧部分组和像侧部分组分别称为第2物体侧部分组和第2像侧部分组)，且满足以下的条件式(17)。
0.06<f3α/f3β<2.60…(17)
其中，f3α：物体侧部分组的焦距，
f3β：像侧部分组的焦距。
条件式(17)是对第3透镜组G3中的物体侧部分组与像侧部分组的焦距的比规定适当范围的条件式。通过满足条件式(17)，从而能够良好地对轴向色差和球面像差进行校正。
当条件式(17)的对应值超过上限值时，像侧部分组相对于物体侧部分组的光焦度过强，因此难以进行轴向色差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(17)的上限值为2.20，也可以更优选为1.80。
当条件式(17)的对应值低于下限值时，物体侧部分组相对于像侧部分组的光焦度过强，因此难以进行球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(17)的下限值为0.08，也可以更优选为0.10。
在第2实施方式的变倍光学系统ZL中，也可以是第2透镜组G2由从物体侧依次排列的具有负的光焦度的负部分组和具有负的光焦度的上述防抖组构成，在防抖组的最靠像侧配置有包含正透镜的透镜成分。由此，能够良好地对进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲进行校正。另外，能够良好地对广角端状态下的倍率色差和畸变进行校正。
在第2实施方式的变倍光学系统ZL中，也可以构成为防抖组由从物体侧依次排列的正透镜、第1负透镜及第2负透镜构成，在正透镜与第1负透镜之间存在空气间隔，在第1负透镜与第2负透镜之间存在空气间隔。由此，能够良好地对进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲进行校正。另外，能够良好地对广角端状态下的倍率色差和畸变进行校正。
第2实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(18)。
0.40<f3/(-f2)<2.60…(18)
其中，f3：第3透镜组G3的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(18)是对第3透镜组G3与第2透镜组G2的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(18)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2相对于第3透镜组G3的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(18)的上限值为2.20，也可以更优选为1.80。
当条件式(18)的对应值低于下限值时，第3透镜组G3相对于第2透镜组G2的光焦度过强，因此难以进行远焦端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(18)的下限值为0.55，也可以更优选为0.70。
第2实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(19)。
0.20<f3/(-f4)<2.40…(19)
其中，f3：第3透镜组G3的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距。
条件式(19)是对第3透镜组G3与第4透镜组G4的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(19)的对应值超过上限值时，第4透镜组G4相对于第3透镜组G3的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(19)的上限值为2.00，也可以更优选为1.60。
当条件式(19)的对应值低于下限值时，第3透镜组G3相对于第4透镜组G4的光焦度过强，因此难以进行远焦端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(19)的下限值为0.30，也可以更优选为0.40。
第2实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(20)。
0.30<|m12|/fw<2.30…(20)
其中，|m12|：从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、从第1透镜组G1的最靠像侧的透镜面到第2透镜组G2的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的变化量的绝对值，
fw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距。
条件式(20)是对第2透镜组G2的变倍负担规定适当范围的条件式。当条件式(20)的对应值超过上限值时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔的变化量(绝对值)变大，因此第2透镜组G2的变倍负担增大，难以进行彗差和像面弯曲的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(20)的上限值为1.90，也可以更优选为1.50。
当条件式(20)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔的变化量(绝对值)变小，因此难以确保高变倍比。在条件式(20)的对应值低于下限值的状态下，为了确保变倍比，需要增强第2透镜组G2的光焦度，难以进行球面像差和彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(20)的下限值为0.40，也可以更优选为0.50。
第2实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(21)。
0.050<|m34|/fw<0.750…(21)
其中，|m34|：从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、从第3透镜组G3的最靠像侧的透镜面到第4透镜组G4的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的变化量的绝对值，
fw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距。
条件式(21)是用于使第4透镜组G4的变倍负担与像差校正效果并存的条件式。当条件式(21)的对应值超过上限值时，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔的变化量(绝对值)变大，因此第4透镜组G4的变倍负担增大，难以进行远焦端状态下的球面像差和广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(21)的上限值为0.650，也可以更优选为0.550。
当条件式(21)的对应值低于下限值时，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔的变化量(绝对值)变小，因此难以得到基于第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化的像差校正效果。因此，难以使远焦端状态下的像差校正和广角端状态下的像差校正并存，难以进行广角端状态下的球面像差和像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(21)的下限值为0.065，也可以更优选为0.080。
第2实施方式的光学设备构成为具备上述结构的变倍光学系统。作为其具体例，根据图49对具备第2实施方式的变倍光学系统ZL的相机(光学设备)进行说明。如图49所示，该相机1是具备上述实施方式的变倍光学系统来作为摄影镜头2的数码相机。在相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光通过摄影镜头2而被聚光并到达摄像元件3。由此，来自被摄体的光通过该摄像元件3而被摄像，作为被摄体图像记录在未图示的存储器。由此，摄影者能够进行基于相机1的被摄体的摄影。另外，该相机可以是无反相机，也可以是具有快速复原反光镜的单反类型的相机。根据如上所述的结构，通过搭载第2实施方式的变倍光学系统ZL来作为摄影镜头，从而能够得到具有更高变倍比的光学设备。
接着，参照图51对第2实施方式的变倍光学系统ZL的制造方法进行概述。首先，在镜筒内配置具有正的光焦度的第1透镜组G1、相比第1透镜组G1靠像侧的具有负的光焦度的第2透镜组G2、相比第2透镜组G2靠像侧的具有正的光焦度的第3透镜组G3及相比第3透镜组G3靠像侧的具有负的光焦度的第4透镜组G4(步骤ST11)。并且构成为，在进行变倍时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔变化，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化(步骤ST12)。另外，在第2透镜组G2的至少一部分设置防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动。另外，在第4透镜组G4从物体侧依次排列配置正透镜和负透镜，在正透镜与负透镜之间设置空气间隔(步骤ST13)。而且，以至少满足上述条件式(13)和条件式(14)的方式，在镜头镜筒内配置各透镜(步骤ST14)。根据如上所述的制造方法，能够制造具有更高变倍比的长焦型的变倍光学系统。
(第3实施方式)
接着，参照附图对第3实施方式的变倍光学系统、光学设备进行说明。如图33所示，作为第3实施方式的变倍光学系统(变焦镜头)ZL的一例的变倍光学系统ZL(9)构成为，具备具有正的光焦度的第1透镜组G1、相比第1透镜组G1配置于像侧且具有负的光焦度的第2透镜组G2、相比第2透镜组G2配置于像侧且具有正的光焦度的第3透镜组G3以及由相比第3透镜组G3配置于像侧的至少一个透镜组(第4透镜组G4和第5透镜组G5)构成的后续组GR。在进行变倍时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔变化，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化，第3透镜组G3与后续组GR之间的间隔变化。
另外，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3以及后续组GR的透镜组中的任意一个透镜组构成为具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动。防抖组由从物体侧依次排列的正透镜、第1负透镜及第2负透镜构成。另外，在正透镜与第1负透镜之间存在空气间隔，在第1负透镜与第2负透镜之间存在空气间隔。由此，能够得到具有小型防抖组的长焦型的变倍光学系统。
第3实施方式的变倍光学系统ZL也可以是图37所示的变倍光学系统ZL(10)，也可以是图41所示的变倍光学系统ZL(11)，也可以是图45所示的变倍光学系统ZL(12)。另外，图37等所示的变倍光学系统ZL(10)～ZL(12)的各组与图33所示的变倍光学系统ZL(9)同样地构成。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第2透镜组G2由上述防抖组构成。由此，能够良好地对进行了抖动校正时的偏心彗差和偏心像面弯曲进行校正。另外，能够良好地对广角端状态下的倍率色差和畸变进行校正。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，后续组GR包含相比第3透镜组G3配置于像侧的第4透镜组G4，在进行对焦时，第4透镜组G4中的至少一部分透镜沿光轴移动。由此，能够良好地对对焦时的色差的变动和球面像差的变动进行校正。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，后续组GR包含相比第3透镜组G3配置于像侧的第4透镜组G4，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(22)。
0.40<|f4|/(-f2)<4.00…(22)
其中，f4：第4透镜组G4的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(22)是对第4透镜组G4与第2透镜组G2的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(22)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2相对于第4透镜组G4的光焦度(power)过强，因此难以进行远焦端状态下的球面像差和彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(22)的上限值为3.30，也可以更优选为2.70。
当条件式(22)的对应值低于下限值时，第4透镜组G4相对于第2透镜组G2的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的像散和远焦端状态下的球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(22)的下限值为0.60，也可以更优选为0.80。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间配置有孔径光阑S。由此，能够良好地对像散、彗差以及倍率色差进行校正。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第3透镜组G3由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，当在像侧部分组的最靠物体侧配置有包含负透镜的透镜成分时(在之后的各实施例中，将这种情况下的物体侧部分组和像侧部分组分别称为第1物体侧部分组和第1像侧部分组)，且满足以下的条件式(23)。
0.08<f3a/f3b<1.20…(23)
其中，f3a：物体侧部分组的焦距，
f3b：像侧部分组的焦距。
条件式(23)是对第3透镜组G3中的物体侧部分组与像侧部分组的焦距的比规定适当范围的条件式。通过满足条件式(23)，能够良好地对轴向色差和球面像差进行校正。在本实施方式中，透镜成分表示单透镜或接合透镜。
当条件式(23)的对应值超过上限值时，像侧部分组相对于物体侧部分组的光焦度过强，因此难以进行轴向色差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(23)的上限值为1.00，也可以更优选为0.80。
当条件式(23)的对应值低于下限值时，物体侧部分组相对于像侧部分组的光焦度过强，因此难以进行球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(23)的下限值为0.09，也可以更优选为0.10。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第3透镜组G3由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，在物体侧部分组与像侧部分组之间的空气间隔为第3透镜组G3中的透镜彼此的空气间隔中最大的空气间隔时(在之后的各实施例中，将这种情况下的物体侧部分组和像侧部分组分别称为第2物体侧部分组和第2像侧部分组)，且满足以下的条件式(24)。
0.04<f3α/f3β<1.40…(24)
其中，f3α：物体侧部分组的焦距，
f3β：像侧部分组的焦距。
条件式(24)是对第3透镜组G3中的物体侧部分组与像侧部分组的焦距的比规定适当范围的条件式。通过满足条件式(24)，能够良好地对轴向色差和球面像差进行校正。
当条件式(24)的对应值超过上限值时，像侧部分组相对于物体侧部分组的光焦度过强，因此难以进行轴向色差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(24)的上限值为1.15，也可以更优选为0.90。
当条件式(24)的对应值低于下限值时，物体侧部分组相对于像侧部分组的光焦度过强，因此难以进行球面像差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(24)的下限值为0.05，也可以更优选为0.06。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，后续组GR包含相比第3透镜组G3配置于像侧的第4透镜组G4，第4透镜组G4具备从物体侧依次排列的正透镜和负透镜，在正透镜与负透镜之间存在空气间隔。由此，能够良好地对对焦时的色差的变动和球面像差的变动进行校正。
第3实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(25)。
0.40<f3/(-f2)<2.60…(25)
其中，f3：第3透镜组G3的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(25)是对第3透镜组G3与第2透镜组G2的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(25)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2相对于第3透镜组G3的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(25)的上限值为2.20，也可以更优选为1.80。
当条件式(25)的对应值低于下限值时，第3透镜组G3相对于第2透镜组G2的光焦度过强，因此难以进行远焦端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(25)的下限值为0.55，也可以更优选为0.70。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，后续组GR包含相比第3透镜组G3配置于像侧的第4透镜组G4，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(26)。
0.10<f3/|f4|<1.50…(26)
其中，f3：第3透镜组G3的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距。
条件式(26)是对第3透镜组G3与第4透镜组G4的焦距的比规定适当范围的条件式。当条件式(26)的对应值超过上限值时，第4透镜组G4相对于第3透镜组G3的光焦度过强，因此难以进行广角端状态下的彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(26)的上限值为1.25，也可以更优选为1.00。
当条件式(26)的对应值低于下限值时，第3透镜组G3相对于第4透镜组G4的光焦度过强，因此难以进行远焦端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(26)的下限值为0.20，也可以更优选为0.30。
第3实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(27)。
0.30<|m12|/fw<2.30…(27)
其中，|m12|：从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、从第1透镜组G1的最靠像侧的透镜面到第2透镜组G2的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的变化量的绝对值，
fw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距。
条件式(27)是对第2透镜组G2的变倍负担规定适当范围的条件式。当条件式(27)的对应值超过上限值时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔的变化量(绝对值)变大，因此第2透镜组G2的变倍负担增大，难以进行彗差和像面弯曲的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(27)的上限值为1.90，也可以更优选为1.50。
当条件式(27)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔的变化量(绝对值)变小，因此难以确保高变倍比。在条件式(27)的对应值低于下限值的状态下，为了确保变倍比，需要增强第2透镜组G2的光焦度，难以进行球面像差和彗差的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(27)的下限值为0.50，也可以更优选为0.70。
在第3实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，后续组GR包含相比第3透镜组G3配置于像侧的第4透镜组G4，且所述变倍光学系统满足以下的条件式(28)。
0.080<|m34|/fw<0.800…(28)
其中，|m34|：从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、从第3透镜组G3的最靠像侧的透镜面到第4透镜组G4的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的变化量的绝对值，
fw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距。
条件式(28)是用于使第4透镜组G4的变倍负担与像差校正效果并存的条件式。当条件式(28)的对应值超过上限值时，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔的变化量(绝对值)变大，因此第4透镜组G4的变倍负担增大，难以进行远焦端状态下的球面像差和广角端状态下的像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(28)的上限值为0.650，也可以更优选为0.500。
当条件式(28)的对应值低于下限值时，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔的变化量(绝对值)变小，因此难以得到基于第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化的像差校正效果。因此，难以使远焦端状态下的像差校正和广角端状态下的像差校正并存，难以进行广角端状态下的球面像差和像散的校正。为了可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(28)的下限值为0.130，也可以更优选为0.180。
第3实施方式的光学设备构成为具备上述结构的变倍光学系统。作为其具体例，根据图49对具备第3实施方式的变倍光学系统ZL的相机(光学设备)进行说明。如图49所示，该相机1是具备上述实施方式的变倍光学系统来作为摄影镜头2的数码相机。在相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光通过摄影镜头2而被聚光并到达摄像元件3。由此，来自被摄体的光通过该摄像元件3而被摄像，作为被摄体图像记录在未图示的存储器。由此，摄影者能够进行基于相机1的被摄体的摄影。另外，该相机可以是无反相机，也可以是具有快速复原反光镜的单反类型的相机。根据如上所述的结构，通过搭载第3实施方式的变倍光学系统ZL来作为摄影镜头，从而能够得到具有小型防抖组的光学设备。
接着，参照图52对第3实施方式的变倍光学系统ZL的制造方法进行概述。首先，在镜筒内配置具有正的光焦度的第1透镜组G1、相比第1透镜组G1靠像侧的具有负的光焦度的第2透镜组G2、相比第2透镜组G2靠像侧的具有正的光焦度的第3透镜组G3及相比第3透镜组G3靠像侧的由至少一个透镜组构成的后续组GR(步骤ST21)。并且构成为，在进行变倍时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔变化，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔变化，第3透镜组G3与后续组GR之间的间隔变化(步骤ST22)。另外，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3以及后续组GR的透镜组中的任意一个透镜组具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，防抖组由从物体侧依次排列的正透镜、第1负透镜及第2负透镜构成，在正透镜与第1负透镜之间存在空气间隔，在第1负透镜与第2负透镜之间存在空气间隔(步骤ST23)。根据如上所述的制造方法，能够制造具有小型防抖组的长焦型的变倍光学系统。
实施例
以下，根据附图对各实施方式的实施例的变倍光学系统(长焦型变焦镜头)ZL进行说明。另外，与第1实施方式和第2实施方式对应的实施例为第1～第11实施例，与第3实施方式对应的实施例为第9～第12实施例。图1、图5、图9、图13、图17、图21、图25、图29、图33、图37、图41、图45是示出第1～第12实施例的变倍光学系统ZL{ZL(1)～ZL(12)}的结构和光焦度分配的剖视图。在各剖视图中记载了从广角端状态(W)经由中间焦距状态(M)变倍到远焦端状态(T)时的各透镜组的位置。在这些图的中间部所示的箭头表示从广角端状态经中间焦距状态变焦到远焦端状态(变倍动作)时的、第1～第4透镜组G1～G4(或第5透镜组G5)的移动方向。而且，与“对焦”这一文字一起用箭头表示第4透镜组G4作为对焦组而从无限远对焦到近距离物体时的移动方向。与“防抖”这一文字一起用箭头表示第2透镜组G2的至少一部分作为防抖组而对像抖动进行校正时的移动方向。
在这些图(图1、图5、图9、图13、图17、图21、图25、图29、图33、图37、图41、图45)中，通过符号G与数字的组合来表示各透镜组，通过符号L与数字的组合来表示各透镜。在该情况下，为了防止符号、数字的种类以及位数增大而变得复杂，对每个实施例分别独立使用符号与数字的组合来表示透镜组等。因此，即使在实施例间使用相同符号与数字的组合，也不意味着是相同的结构。
以下示出表1～表12，其中，表1是表示第1实施例中的各参数数据的表，表2是表示第2实施例中的各参数数据的表，表3是表示第3实施例中的各参数数据的表，表4是表示第4实施例中的各参数数据的表，表5是表示第5实施例中的各参数数据的表，表6是表示第6实施例中的各参数数据的表，表7是表示第7实施例中的各参数数据的表，表8是表示第8实施例中的各参数数据的表，表9是表示第9实施例中的各参数数据的表，表10是表示第10实施例中的各参数数据的表，表11是表示第11实施例中的各参数数据的表，表12是表示第12实施例中的各参数数据的表。在各实施例中，作为像差特性的计算对象而选择d线(波长λ＝587.6nm)、g线(波长λ＝435.8nm)。
在[整体参数]的表中，f表示镜头整个系统的焦距，FNО表示F值，2ω表示视场角(单位为°(度)，ω为半视场角)，Y表示最大像高。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加上BF而得到的距离，BF表示无限远对焦时的光轴上的从透镜最终面到像面I为止的空气换算距离(后焦距)。另外，这些值是在广角端(W)、中间焦距(M)、远焦端(T)的各变倍状态下分别示出的。另外，在[整体参数]的表中，
Figure GDA0002197315020000391
表示与孔径光阑的像侧相对地配置的第3透镜组的正透镜成分的物体侧的透镜面的最大有效直径，Δ表示该正透镜成分的物体侧的透镜面的与最大有效直径对应的位置处的非球面量和该正透镜成分的像侧的透镜面的与最大有效直径对应的位置处的非球面量之差的绝对值。
在[透镜参数]的表中，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(将曲率中心位于像侧的面作为正的值)，D表示从各光学面到下一个光学面(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。曲率半径的“∞”表示平面或开口，(光圈S)表示孔径光阑S。省略空气折射率nd＝1.00000的记载。在透镜面为非球面时，在面编号上附上*标记，在曲率半径R的栏中表示近轴曲率半径。
在[非球面数据]的表中，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(凹陷量)，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，二次非球面系数A2为0，省略其记载。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10…(a)
在[透镜组数据]的表中，示出第1～第4透镜组G1～G4(或第5透镜组G5)各自的始面(最靠物体侧的面)和焦距。
[可变间隔数据]的表示出在表示[透镜参数]的表中面间隔成为“可变”的面编号处的面间隔。此处，对对焦到无限远和近距离时分别示出广角端(W)、中间焦距(M)、远焦端(T)的各变倍状态下的面间隔。
在[条件式对应值]的表示出与上述的条件式(1)～(28)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，在没有特别记载的情况下一般使用“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。
此处为止的表的说明在所有的实施例中相同，以下省略重复的说明。
(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。图1是示出第1实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第1实施例的变倍光学系统ZL(1)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4构成。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第4透镜组G1～G4分别向图1的由箭头所示的方向移动。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。附在各透镜组标号上的符号(+)或(-)表示各透镜组的光焦度，此点在以下的所有的实施例中也都相同。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的第1正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L12和双凸形状的第2正透镜L13构成的接合透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的第1负透镜L21、双凹形状的第2负透镜L22以及由双凹形状的第3负透镜L23和双凸形状的正透镜L24构成的接合透镜构成。在本实施例中，第1负透镜L21构成负部分组，第2负透镜L22、第3负透镜L23以及正透镜L24构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的平凸形状的第1正透镜L31、由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L32和双凸形状的第2正透镜L33构成的接合透镜以及双凸形状的第3正透镜L34构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。第1正透镜L31的物体侧的透镜面为非球面，与孔径光阑S的像侧相对地配置。在本实施例中，第1正透镜L31构成第1物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31构成第2物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第2像侧部分组。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L41以及相对于正透镜L41隔开空气间隔地配置的双凹形状的负透镜L42构成。在第4透镜组G4的像侧配置有像面I。
在第1实施例的变倍光学系统ZL(1)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第1实施例的变倍光学系统ZL(1)中，第2透镜组G2中的第2负透镜L22、第3负透镜L23以及正透镜L24构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第1实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.16，焦距为51.50mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.29mm。在第1实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.13，焦距为146.99mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.36mm。在第1实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.07，焦距为242.50mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.41mm。
在以下的表1中示出第1实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表1)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000421
Figure GDA0002197315020000431
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000432
Figure GDA0002197315020000441
[非球面数据]
第14面
κ＝1.00000E+00
A4＝-8.52477E-06，A6＝-4.03131E-09，A8＝1.30869E-11，A10＝-1.23416E-13
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000442
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000443
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.6045
条件式(2)fVR/fGa＝1.2759
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.0869
条件式(4)fa/fb＝0.4765
条件式(5)fα/fβ＝0.4765
条件式(6)fGc/(-fGa)＝1.2597
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.7851
条件式(8)|mda|/fw＝0.6782
条件式(9)|mcb|/fw＝0.3706
条件式(10)fp/fGp＝1.1733
条件式(11)LS/LGp＝0.5904
条件式
Figure GDA0002197315020000451
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.0869
条件式(14)fVR/f2＝1.2759
条件式(15)f4/f2＝1.6045
条件式(16)f3a/f3b＝0.4765
条件式(17)f3α/f3β＝0.4765
条件式(18)f3/(-f2)＝1.2597
条件式(19)f3/(-f4)＝0.7851
条件式(20)|m12|/fw＝0.6782
条件式(21)|m34|/fw＝0.3706
图2(a)、图2(b)及图2(c)分别是第1实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图3(a)、图3(b)及图3(c)分别是第1实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图4(a)、图4(b)及图4(c)分别是第1实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。
在图2(a)～图2(c)的各像差图中，FNO表示F值，A表示半视场角。另外，在球面像差图中示出与最大口径对应的F值的值，在像散图和畸变图中示出半视场角的最大值，在横向像差图中示出各半视场角的值。在图3(a)～图3(c)的各像差图中，NA表示数值孔径，H0表示物体高。另外，在球面像差图中示出与最大口径对应的数值孔径的值，在像散图和畸变图中示出物体高的最大值，在横向像差图中示出各物体高的值。在图4(a)～图4(c)的各像差图中，A表示半视场角。另外，在横向像差图中示出各半视场角的值。另外在各像差图中，d表示d线(波长λ＝587.6nm)，g表示g线(波长λ＝435.8nm)。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。另外，在以下所示的各实施例的像差图中，也使用与本实施例相同的符号，并省略重复的说明。
通过各像差图可知，第1实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(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。图5是示出第2实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第2实施例的变倍光学系统ZL(2)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4构成。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第4透镜组G1～G4分别向图5的由箭头所示的方向移动。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。在第2实施例中，第1透镜组G1、第2透镜组G2以及第4透镜组G4与第1实施例同样地构成，因此附上与第1实施例的情况相同的符号，省略这些各透镜的详细的说明。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的第1正透镜L31、凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L32、由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L33和双凸形状的第3透镜L34构成的接合透镜以及双凸形状的第4正透镜L35构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。第1正透镜L31的物体侧的透镜面为非球面，与孔径光阑S的像侧相对地配置。在本实施例中，第1正透镜L31和第2正透镜L32构成第1物体侧部分组，负透镜L33和第3透镜L34以及第4正透镜L35构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31和第2正透镜L32构成第2物体侧部分组，负透镜L33和第3透镜L34以及第4正透镜L35构成第2像侧部分组。
在第2实施例的变倍光学系统ZL(2)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第2实施例的变倍光学系统ZL(2)中，第2透镜组G2中的第2负透镜L22、第3负透镜L23以及正透镜L24构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第2实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.21，焦距为51.50mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.28mm。在第2实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.18，焦距为147.00mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.35mm。在第2实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.12，焦距为242.51mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.41mm。
在以下的表2中示出第2实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表2)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000481
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000482
Figure GDA0002197315020000491
[非球面数据]
第14面
κ＝1.00000E+00
A4＝-7.36136E-06，A6＝-2.03409E-09，A8＝1.41855E-11，A10＝-1.07528E-13
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000492
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000493
Figure GDA0002197315020000501
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.6877
条件式(2)fVR/fGa＝1.2947
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.0747
条件式(4)fa/fb＝0.3462
条件式(5)fα/fβ＝0.3462
条件式(6)fGc/(-fGa)＝1.2896
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.7641
条件式(8)|mda|/fw＝0.6778
条件式(9)|mcb|/fw＝0.3685
条件式(10)fp/fGp＝1.9423
条件式(11)LS/LGp＝0.5006
条件式
Figure GDA0002197315020000502
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.0747
条件式(14)fVR/f2＝1.2947
条件式(15)f4/f2＝1.6877
条件式(16)f3a/f3b＝0.3462
条件式(17)f3α/f3β＝0.3462
条件式(18)f3/(-f2)＝1.2896
条件式(19)f3/(-f4)＝0.7641
条件式(20)|m12|/fw＝0.6778
条件式(21)|m34|/fw＝0.3685
图6(a)、图6(b)及图6(c)分别是第2实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图7(a)、图7(b)及图7(c)分别是第2实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图8(a)、图8(b)及图8(c)分别是第2实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第2实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(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。图9是示出第3实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第3实施例的变倍光学系统ZL(3)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4构成。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第4透镜组G1～G4分别向图9的由箭头所示的方向移动。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。在第3实施例中，第1透镜组G1、第2透镜组G2以及第4透镜组G4与第1实施例同样地构成，因此附上与第1实施例的情况相同的符号，省略这些各透镜的详细的说明。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的由双凸形状的第1正透镜L31和双凹形状的第1负透镜L32构成的接合透镜、由凸面朝向物体侧的弯月形状的第2负透镜L33和双凸形状的第2正透镜L34构成的接合透镜以及双凸形状的第3正透镜L35构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。第1正透镜L31的物体侧的透镜面为非球面，与孔径光阑S的像侧相对地配置。在本实施例中，第1正透镜L31和第1负透镜L32构成第1物体侧部分组，第2负透镜L33和第2正透镜L34以及第3正透镜L35构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31和第1负透镜L32构成第2物体侧部分组，第2负透镜L33和第2正透镜L34以及第3正透镜L35构成第2像侧部分组。
在第3实施例的变倍光学系统ZL(3)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第3实施例的变倍光学系统ZL(3)中，第2透镜组G2中的第2负透镜L22、第3负透镜L23以及正透镜L24构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第3实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.14，焦距为51.49mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.30mm。在第3实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.09，焦距为146.98mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.37mm。在第3实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.01，焦距为242.46mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.42mm。
在以下的表3中示出第3实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表3)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000531
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000532
Figure GDA0002197315020000541
[非球面数据]
第14面
κ＝1.00000E+00
A4＝-7.74297E-06，A6＝-3.79343E-09，A8＝1.13866E-11，A10＝-1.06621E-13
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000542
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000543
Figure GDA0002197315020000551
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.6339
条件式(2)fVR/fGa＝1.3095
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.0861
条件式(4)fa/fb＝0.4711
条件式(5)fα/fβ＝0.4711
条件式(6)fGc/(-fGa)＝1.2507
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.7655
条件式(8)|mda|/fw＝0.6737
条件式(9)|mcb|/fw＝0.3753
条件式(10)fp/fGp＝1.2010
条件式(11)LS/LGp＝0.5150
条件式
Figure GDA0002197315020000552
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.0861
条件式(14)fVR/f2＝1.3095
条件式(15)f4/f2＝1.6339
条件式(16)f3a/f3b＝0.4711
条件式(17)f3α/f3β＝0.4711
条件式(18)f3/(-f2)＝1.2507
条件式(19)f3/(-f4)＝0.7655
条件式(20)|m12|/fw＝0.6737
条件式(21)|m34|/fw＝0.3753
图10(a)、图10(b)及图10(c)分别是第3实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图11(a)、图11(b)及图11(c)分别是第3实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图12(a)、图12(b)及图12(c)分别是第3实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第3实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(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。图13是示出第4实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第4实施例的变倍光学系统ZL(4)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4构成。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第4透镜组G1～G4分别向图13的由箭头所示的方向移动。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。在第4实施例中，第1透镜组G1和第4透镜组G4与第1实施例同样地构成，因此附上与第1实施例的情况相同的符号，省略这些各透镜的详细的说明。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的第1负透镜L21、双凹形状的第2负透镜L22以及凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜L23构成。在本实施例中，第1负透镜L21、第2负透镜L22以及正透镜L23(即，第2透镜组G2中的所有的透镜)构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的第1正透镜L31、由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L32和双凸形状的第2正透镜L33构成的接合透镜以及双凸形状的第3正透镜L34构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。第1正透镜L31的物体侧的透镜面为非球面，与孔径光阑S的像侧相对地配置。在本实施例中，第1正透镜L31构成第1物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31构成第2物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第2像侧部分组。
在第4实施例的变倍光学系统ZL(4)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第4实施例的变倍光学系统ZL(4)中，第2透镜组G2中的所有的透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第4实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.11，焦距为51.50mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.30mm。在第4实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.06，焦距为146.99mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.37mm。在第4实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.00，焦距为242.48mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.42mm。
在以下的表4中示出第4实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表4)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000571
Figure GDA0002197315020000581
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000582
Figure GDA0002197315020000591
[非球面数据]
第13面
κ＝1.00000E+00
A4＝-5.91135E-06，A6＝-4.94128E-09，A8＝1.13438E-11，A10＝-9.44997E-14
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000592
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000593
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.0476
条件式(2)fVR/fGa＝1.0000
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.1077
条件式(4)fa/fb＝0.2816
条件式(5)fα/fβ＝0.2816
条件式(6)fGc/(-fGa)＝0.9852
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.9404
条件式(8)|mda|/fw＝0.9178
条件式(9)|mcb|/fw＝0.3130
条件式(10)fp/fGp＝1.0384
条件式(11)LS/LGp＝0.5789
条件式
Figure GDA0002197315020000601
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.1077
条件式(14)fVR/f2＝1.0000
条件式(15)f4/f2＝1.0476
条件式(16)f3a/f3b＝0.2816
条件式(17)f3α/f3β＝0.2816
条件式(18)f3/(-f2)＝0.9852
条件式(19)f3/(-f4)＝0.9404
条件式(20)|m12|/fw＝0.9178
条件式(21)|m34|/fw＝0.3130
图14(a)、图14(b)及图14(c)分别是第4实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图15(a)、图15(b)及图15(c)分别是第4实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图16(a)、图16(b)及图16(c)分别是第4实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第4实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(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。图17是示出第5实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第5实施例的变倍光学系统ZL(5)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、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以及具有负的光焦度的第5透镜组G5构成。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第4透镜组G1～G4分别向图17的由箭头所示的方向移动，第5透镜组G5被固定。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。第5透镜组G5相当于第1实施方式中的像侧透镜组。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的第1正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L12和双凸形状的第2正透镜L13构成的接合透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的第1负透镜L21、双凹形状的第2负透镜L22以及由双凹形状的第3负透镜L23和双凸形状的正透镜L24构成的接合透镜构成。在本实施例中，第1负透镜L21构成负部分组，第2负透镜L22、第3负透镜L23以及正透镜L24构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的第1正透镜L31、由双凹形状的负透镜L32和双凸形状的第2正透镜L33构成的接合透镜以及双凸形状的第3正透镜L34构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。第1正透镜L31的物体侧的透镜面为非球面，与孔径光阑S的像侧相对地配置。在本实施例中，第1正透镜L31构成第1物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31构成第2物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第2像侧部分组。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L41以及相对于正透镜L41隔开空气间隔地配置的双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜L51构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第5实施例的变倍光学系统ZL(5)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第5实施例的变倍光学系统ZL(5)中，第2透镜组G2中的第2负透镜L22、第3负透镜L23以及正透镜L24构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第5实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.21，焦距为51.50mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.28mm。在第5实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.14，焦距为146.99mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.36mm。在第5实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.08，焦距为242.48mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.41mm。
在以下的表5中示出第5实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表5)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000631
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000632
Figure GDA0002197315020000641
[非球面数据]
第14面
κ＝1.00000E+00
A4＝-7.86750E-06，A6＝-2.82414E-09，A8＝-5.58002E-12,，A10＝-5.40323E-14
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000642
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000651
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.5600
条件式(2)fVR/fGa＝1.1429
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.0070
条件式(4)fa/fb＝0.5198
条件式(5)fα/fβ＝0.5198
条件式(6)fGc/(-fGa)＝1.2313
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.7893
条件式(8)|mda|/fw＝0.7370
条件式(9)|mcb|/fw＝0.3656
条件式(10)fp/fGp＝1.0647
条件式(11)LS/LGp＝0.6307
条件式
Figure GDA0002197315020000652
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.0070
条件式(14)fVR/f2＝1.1429
条件式(15)f4/f2＝1.5600
条件式(16)f3a/f3b＝0.5198
条件式(17)f3α/f3β＝0.5198
条件式(18)f3/(-f2)＝1.2313
条件式(19)f3/(-f4)＝0.7893
条件式(20)|m12|/fw＝0.7370
条件式(21)|m34|/fw＝0.3656
图18(a)、图18(b)及图18(c)分别是第5实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图19(a)、图19(b)及图19(c)分别是第5实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图20(a)、图20(b)及图20(c)分别是第5实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第5实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(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。图21是示出第6实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第6实施例的变倍光学系统ZL(6)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、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。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第4透镜组G1～G4分别向图21的由箭头所示的方向移动，第5透镜组G5被固定。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。第5透镜组G5相当于第1实施方式中的像侧透镜组。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的第1正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L12和双凸形状的第2正透镜L13构成的接合透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凹形状的第1负透镜L21以及由双凹形状的第2负透镜L22和凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜L23构成的接合透镜构成。在本实施例中，第1负透镜L21、第2负透镜L22以及正透镜L23(即，第2透镜组G2中的所有的透镜)构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的第1正透镜L31、由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L32和双凸形状的第2正透镜L33构成的接合透镜以及双凸形状的第3正透镜L34构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。第1正透镜L31的物体侧的透镜面为非球面，与孔径光阑S的像侧相对地配置。在本实施例中，第1正透镜L31构成第1物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第1像侧部分组。另一方面，第1正透镜L31、负透镜L32以及第2正透镜L33构成第2物体侧部分组，第3正透镜L34构成第2像侧部分组。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L41以及相对于正透镜L41隔开空气间隔地配置的双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L51构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第6实施例的变倍光学系统ZL(6)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第6实施例的变倍光学系统ZL(6)中，第2透镜组G2中的所有的透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第6实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.18，焦距为51.50mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.29mm。在第6实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.12，焦距为147.00mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.36mm。在第6实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.02，焦距为242.50mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.42mm。
在以下的表6中示出第6实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表6)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000681
Figure GDA0002197315020000691
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000692
[非球面数据]
第12面
κ＝1.00000E+00
A4＝-7.37913E-06，A6＝-5.05231E-09，A8＝-5.01437E-11，A10＝1.59136E-13
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000701
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000702
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.0556
条件式(2)fVR/fGa＝1.0000
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.1157
条件式(4)fa/fb＝0.2920
条件式(5)fα/fβ＝1.3131
条件式(6)fGc/(-fGa)＝1.0532
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.9978
条件式(8)|mda|/fw＝0.9390
条件式(9)|mcb|/fw＝0.2218
条件式(10)fp/fGp＝0.9202
条件式(11)LS/LGp＝0.5937
条件式
Figure GDA0002197315020000711
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.1157
条件式(14)fVR/f2＝1.0000
条件式(15)f4/f2＝1.0556
条件式(16)f3a/f3b＝0.2920
条件式(17)f3α/f3β＝1.3131
条件式(18)f3/(-f2)＝1.0532
条件式(19)f3/(-f4)＝0.9978
条件式(20)|m12|/fw＝0.9390
条件式(21)|m34|/fw＝0.2218
图22(a)、图22(b)及图22(c)分别是第6实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图23(a)、图23(b)及图23(c)分别是第6实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图24(a)、图24(b)及图24(c)分别是第6实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第6实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(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。图25是示出第7实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第7实施例的变倍光学系统ZL(7)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、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。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第4透镜组G1～G4分别向图25的由箭头所示的方向移动，第5透镜组G5被固定。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。第5透镜组G5相当于第1实施方式中的像侧透镜组。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L11和双凸形状的第1正透镜L12构成的接合透镜以及凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L13构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凹形状的第1负透镜L21以及由双凹形状的第2负透镜L22和凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜L23构成的接合透镜构成。在本实施例中，第1负透镜L21、第2负透镜L22以及正透镜L23(即，第2透镜组G2中的所有的透镜)构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的第1正透镜L31、由双凸形状的第2正透镜L32和双凹形状的负透镜L33构成的接合透镜以及双凸形状的第3正透镜L34构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。第1正透镜L31的物体侧的透镜面为非球面，与孔径光阑S的像侧相对地配置。在本实施例中，第1正透镜L31构成第1物体侧部分组，第2正透镜L32和负透镜L33以及第3正透镜L34构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31构成第2物体侧部分组，第2正透镜L32和负透镜L33以及第3正透镜L34构成第2像侧部分组。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L41以及相对于正透镜L41隔开空气间隔地配置的双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L51构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第7实施例的变倍光学系统ZL(7)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第7实施例的变倍光学系统ZL(7)中，第2透镜组G2中的所有的透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第7实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.04，焦距为51.50mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.33mm。在第7实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-1.92，焦距为146.99mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.40mm。在第7实施例的远焦端状态下，防抖系数为-2.87，焦距为242.46mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.44mm。
在以下的表7中示出第7实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表7)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000741
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000742
Figure GDA0002197315020000751
[非球面数据]
第12面
κ＝1.00000E+00
A4＝-5.26085E-06，A6＝-1.54081E-09，A8＝-2.64260E-11，A10＝0.00000E+00
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000752
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000753
Figure GDA0002197315020000761
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝0.8156
条件式(2)fVR/fGa＝1.0000
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.1592
条件式(4)fa/fb＝0.1214
条件式(5)fα/fβ＝0.1214
条件式(6)fGc/(-fGa)＝0.9352
条件式(7)fGc/(-fGb)＝1.1466
条件式(8)|mda|/fw＝1.0369
条件式(9)|mcb|/fw＝0.0977
条件式(10)fp/fGp＝0.8481
条件式(11)LS/LGp＝0.4634
条件式
Figure GDA0002197315020000762
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.1592
条件式(14)fVR/f2＝1.0000
条件式(15)f4/f2＝0.8156
条件式(16)f3a/f3b＝0.1214
条件式(17)f3α/f3β＝0.1214
条件式(18)f3/(-f2)＝0.9352
条件式(19)f3/(-f4)＝1.1466
条件式(20)|m12|/fw＝1.0369
条件式(21)|m34|/fw＝0.0977
图26(a)、图26(b)及图26(c)分别是第7实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图27(a)、图27(b)及图27(c)分别是第7实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图28(a)、图28(b)及图28(c)分别是第7实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第7实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(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。图29是示出第8实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第8实施例的变倍光学系统ZL(8)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、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。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第4透镜组G1～G4分别向图29的由箭头所示的方向移动，第5透镜组G5被固定。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。第5透镜组G5相当于第1实施方式中的像侧透镜组。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L11和双凸形状的第1正透镜L12构成的接合透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凹形状的第1负透镜L21以及由双凹形状的第2负透镜L22和凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜L23构成的接合透镜构成。在本实施例中，第1负透镜L21、第2负透镜L22以及正透镜L23(即，第2透镜组G2中的所有的透镜)构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的第1正透镜L31、由双凹形状的负透镜L32和双凸形状的第2正透镜L33构成的接合透镜以及双凸形状的第3正透镜L34构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。第1正透镜L31的物体侧的透镜面为非球面，与孔径光阑S的像侧相对地配置。在本实施例中，第1正透镜L31构成第1物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31构成第2物体侧部分组，负透镜L32和第2正透镜L33以及第3正透镜L34构成第2像侧部分组。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L41以及相对于正透镜L41隔开空气间隔地配置的双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L51构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第8实施例的变倍光学系统ZL(8)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第8实施例的变倍光学系统ZL(8)中，第2透镜组G2中的所有的透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第8实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.02，焦距为51.50mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.33mm。在第8实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-1.86，焦距为147.00mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.41mm。在第8实施例的远焦端状态下，防抖系数为-2.68，焦距为242.50mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.47mm。
在以下的表8中示出第8实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表8)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000791
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000792
Figure GDA0002197315020000801
[非球面数据]
第10面
κ＝1.00000E+00
A4＝-6.04393E-06，A6＝-5.13093E-09，A8＝-1.58013E-11，A10＝0.00000E+00
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000802
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000811
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝0.8714
条件式(2)fVR/fGa＝1.0000
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.0847
条件式(4)fa/fb＝0.1658
条件式(5)fα/fβ＝0.1658
条件式(6)fGc/(-fGa)＝0.9373
条件式(7)fGc/(-fGb)＝1.0757
条件式(8)|mda|/fw＝1.1297
条件式(9)|mcb|/fw＝0.1876
条件式(10)fp/fGp＝0.8001
条件式(11)LS/LGp＝0.6199
条件式
Figure GDA0002197315020000812
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.0847
条件式(14)fVR/f2＝1.0000
条件式(15)f4/f2＝0.8714
条件式(16)f3a/f3b＝0.1658
条件式(17)f3α/f3β＝0.1658
条件式(18)f3/(-f2)＝0.9373
条件式(19)f3/(-f4)＝1.0757
条件式(20)|m12|/fw＝1.1297
条件式(21)|m34|/fw＝0.1876
图30(a)、图30(b)及图30(c)分别是第8实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图31(a)、图31(b)及图31(c)分别是第8实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图32(a)、图32(b)及图32(c)分别是第8实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第8实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第9实施例)
使用图33～图36以及表9对第9实施例进行说明。图33是示出第9实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第9实施例的变倍光学系统ZL(9)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、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以及具有负的光焦度的第5透镜组G5构成。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第5透镜组G1～G5分别向图33的由箭头所示的方向移动。另外，在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第3透镜组G3与第5透镜组G5同步移动。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。第5透镜组G5相当于第1实施方式中的像侧透镜组。另外，第4透镜组G4和第5透镜组G5构成第3实施方式中的后续组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的双凸形状的第1正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L12和凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L13构成的接合透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L21、对于正透镜L21隔开空气间隔配置的双凹形状的第1负透镜L22以及对于第1负透镜L22隔开空气间隔配置的双凹形状的第2负透镜L23构成。在本实施例中，正透镜L21、第1负透镜L22以及第2负透镜L23(即，第2透镜组G2中的所有的透镜)构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的由双凸形状的第1正透镜L31和凸面朝向像侧的弯月形状的第1负透镜L32构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L33、由凸面朝向物体侧的弯月形状的第2负透镜L34和双凸形状的第3正透镜L35构成的接合透镜以及双凸形状的第4正透镜L36构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。在本实施例中，第1正透镜L31和第1负透镜L32以及第2正透镜L33构成第1物体侧部分组，第2负透镜L34和第3正透镜L35以及第4正透镜L36构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31和第1负透镜L32以及第2正透镜L33构成第2物体侧部分组，第2负透镜L34和第3正透镜L35以及第4正透镜L36构成第2像侧部分组。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L41以及相对于正透镜L41隔开空气间隔地配置的双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜L51以及凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L52构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第9实施例的变倍光学系统ZL(9)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第9实施例的变倍光学系统ZL(9)中，第2透镜组G2中的所有的透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第9实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.14，焦距为51.25mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.29mm。在第9实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.14，焦距为150.00mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.37mm。在第9实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.00，焦距为243.75mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.42mm。
在以下的表9中示出第9实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表9)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000841
Figure GDA0002197315020000851
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000852
Figure GDA0002197315020000861
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000862
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000863
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.2967
条件式(2)fVR/fGa＝1.0000
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.0257
条件式(4)fa/fb＝0.1146
条件式(5)fα/fβ＝0.1146
条件式(6)fGc/(-fGa)＝0.8698
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.6708
条件式(8)|mda|/fw＝1.0588
条件式(9)|mcb|/fw＝0.2746
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.0257
条件式(14)fVR/f2＝1.0000
条件式(15)f4/f2＝1.2967
条件式(16)f3a/f3b＝0.1146
条件式(17)f3α/f3β＝0.1146
条件式(18)f3/(-f2)＝0.8698
条件式(19)f3/(-f4)＝0.6708
条件式(20)|m12|/fw＝1.0588
条件式(21)|m34|/fw＝0.2746
条件式(22)|f4|/(-f2)＝1.2967
条件式(23)f3a/f3b＝0.1146
条件式(24)f3α/f3β＝0.1146
条件式(25)f3/(-f2)＝0.8698
条件式(26)f3/|f4|＝0.6708
条件式(27)|m12|/fw＝1.0588
条件式(28)|m34|/fw＝0.2746
图34(a)、图34(b)及图34(c)分别是第9实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图35(a)、图35(b)及图35(c)分别是第9实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图36(a)、图36(b)及图36(c)分别是第9实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第9实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第10实施例)
使用图37～图40以及表10对第10实施例进行说明。图37是示出第10实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第10实施例的变倍光学系统ZL(10)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、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以及具有负的光焦度的第5透镜组G5构成。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第5透镜组G1～G5分别向图37的由箭头所示的方向移动。另外，在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第3透镜组G3与第5透镜组G5同步移动。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。第5透镜组G5相当于第1实施方式中的像侧透镜组。另外，第4透镜组G4和第5透镜组G5构成第3实施方式中的后续组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L11和凸面朝向物体侧的弯月形状的第1正透镜L12构成的接合透镜以及双凸形状的第2正透镜L13构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L21、对于正透镜L21隔开空气间隔配置的双凹形状的第1负透镜L22以及对于第1负透镜L22隔开空气间隔配置的凹面朝向物体侧的平凹形状的第2负透镜L23构成。在本实施例中，正透镜L21、第1负透镜L22以及第2负透镜L23(即，第2透镜组G2中的所有的透镜)构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的由双凸形状的第1正透镜L31和凸面朝向像侧的弯月形状的第1负透镜L32构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L33、由凸面朝向物体侧的弯月形状的第2负透镜L34和双凸形状的第3正透镜L35构成的接合透镜以及双凸形状的第4正透镜L36构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。在本实施例中，第1正透镜L31和第1负透镜L32以及第2正透镜L33构成第1物体侧部分组，第2负透镜L34和第3正透镜L35以及第4正透镜L36构成第1像侧部分组。同样地，第1正透镜L31和第1负透镜L32以及第2正透镜L33构成第2物体侧部分组，第2负透镜L34和第3正透镜L35以及第4正透镜L36构成第2像侧部分组。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L41以及相对于正透镜L41隔开空气间隔地配置的双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜L51以及双凸形状的正透镜L52构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第10实施例的变倍光学系统ZL(10)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第10实施例的变倍光学系统ZL(10)中，第2透镜组G2中的所有的透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第10实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.15，焦距为51.25mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.29mm。在第10实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.17，焦距为150.00mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.36mm。在第10实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.00，焦距为243.75mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.42mm。
在以下的表10中示出第10实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表10)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000901
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000902
Figure GDA0002197315020000911
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000921
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000922
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.8255
条件式(2)fVR/fGa＝1.0000
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.0072
条件式(4)fa/fb＝0.5679
条件式(5)fα/fβ＝0.5679
条件式(6)fGc/(-fGa)＝0.8610
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.4716
条件式(8)|mda|/fw＝1.0237
条件式(9)|mcb|/fw＝0.3560
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.0072
条件式(14)fVR/f2＝1.0000
条件式(15)f4/f2＝1.8255
条件式(16)f3a/f3b＝0.5679
条件式(17)f3α/f3β＝0.5679
条件式(18)f3/(-f2)＝0.8610
条件式(19)f3/(-f4)＝0.4716
条件式(20)|m12|/fw＝1.0237
条件式(21)|m34|/fw＝0.3560
条件式(22)|f4|/(-f2)＝1.8255
条件式(23)f3a/f3b＝0.5679
条件式(24)f3α/f3β＝0.5679
条件式(25)f3/(-f2)＝0.8610
条件式(26)f3/|f4|＝0.4716
条件式(27)|m12|/fw＝1.0237
条件式(28)|m34|/fw＝0.3560
图38(a)、图38(b)及图38(c)分别是第10实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图39(a)、图39(b)及图39(c)分别是第10实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图40(a)、图40(b)及图40(c)分别是第10实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第10实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第11实施例)
使用图41～图44以及表11对第11实施例进行说明。图41是示出第11实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第11实施例的变倍光学系统ZL(11)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、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。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第5透镜组G1～G5分别向图41的由箭头所示的方向移动。另外，在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第3透镜组G3与第5透镜组G5同步移动。第1透镜组G1相当于第1实施方式中的物体侧透镜组。第2透镜组G2相当于第1实施方式中的第1负透镜组。第3透镜组G3相当于第1实施方式中的中间透镜组。第4透镜组G4相当于第1实施方式中的第2负透镜组。第5透镜组G5相当于第1实施方式中的像侧透镜组。另外，第4透镜组G4和第5透镜组G5构成第3实施方式中的后续组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的双凸形状的第1正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L12和凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L13构成的接合透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L21、对于正透镜L21隔开空气间隔配置的双凹形状的第1负透镜L22以及对于第1负透镜L22隔开空气间隔配置的双凹形状的第2负透镜L23构成。在本实施例中，正透镜L21、第1负透镜L22以及第2负透镜L23(即，第2透镜组G2中的所有的透镜)构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的由凸面朝向物体侧的弯月形状的第1负透镜L31和双凸形状的第1正透镜L32构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L33、由双凹形状的第2负透镜L34和双凸形状的第3正透镜L35构成的接合透镜以及双凸形状的第4正透镜L36构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L41以及相对于正透镜L41隔开空气间隔地配置的双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜L51以及双凸形状的正透镜L52构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第11实施例的变倍光学系统ZL(11)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第11实施例的变倍光学系统ZL(11)中，第2透镜组G2中的所有的透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第11实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.13，焦距为51.25mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.30mm。在第11实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.10，焦距为150.00mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.37mm。在第11实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.00，焦距为243.75mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.42mm。
在以下的表11中示出第11实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表11)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020000951
Figure GDA0002197315020000961
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020000962
Figure GDA0002197315020000971
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020000972
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020000973
Figure GDA0002197315020000981
[条件式对应值]
条件式(1)fGb/fGa＝1.1538
条件式(2)fVR/fGa＝1.0000
条件式(3)Dpn/(-fGb)＝0.0297
条件式(6)fGc/(-fGa)＝0.8480
条件式(7)fGc/(-fGb)＝0.7350
条件式(8)|mda|/fw＝1.0898
条件式(9)|mcb|/fw＝0.2290
条件式(13)Dpn/(-f4)＝0.0297
条件式(14)fVR/f2＝1.0000
条件式(15)f4/f2＝1.1538
条件式(18)f3/(-f2)＝0.8480
条件式(19)f3/(-f4)＝0.7350
条件式(20)|m12|/fw＝1.0898
条件式(21)|m34|/fw＝0.2290
条件式(22)|f4|/(-f2)＝1.1538
条件式(25)f3/(-f2)＝0.8480
条件式(26)f3/|f4|＝0.7350
条件式(27)|m12|/fw＝1.0898
条件式(28)|m34|/fw＝0.2290
图42(a)、图42(b)及图42(c)分别是第11实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图43(a)、图43(b)及图43(c)分别是第11实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图44(a)、图44(b)及图44(c)分别是第11实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第11实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第12实施例)
使用图45～图48以及表12对第12实施例进行说明。图45是示出第12实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。第12实施例的变倍光学系统ZL(12)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、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以及具有负的光焦度的第5透镜组G5构成。在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第1～第5透镜组G1～G5分别向图45的由箭头所示的方向移动。另外，在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时，第3透镜组G3与第5透镜组G5同步移动。第4透镜组G4和第5透镜组G5构成第3实施方式中的后续组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的双凸形状的第1正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L12和双凸形状的第2正透镜L13构成的接合透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L21、对于正透镜L21隔开空气间隔配置的双凹形状的第1负透镜L22以及对于第1负透镜L22隔开空气间隔配置的双凹形状的第2负透镜L23构成。在本实施例中，正透镜L21、第1负透镜L22以及第2负透镜L23(即，第2透镜组G2中的所有的透镜)构成防抖组。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的第1正透镜L31、由双凸形状的第2正透镜L32和双凹形状的负透镜L33构成的接合透镜以及凸面朝向像侧的弯月形状的第3正透镜L34构成。孔径光阑S设置在第3透镜组G3的物体侧附近，在进行变倍时与第3透镜组G3一体地移动。在本实施例中，第1正透镜L31构成第1物体侧部分组，第2正透镜L32和负透镜L33以及第3正透镜L34构成第1像侧部分组。另一方面，第1正透镜L31以及第2正透镜L32和负透镜L33构成第2物体侧部分组，第3正透镜L34构成第2像侧部分组。
第4透镜组G4由接合透镜构成，该接合透镜从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L41和凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由接合透镜构成，该接合透镜由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜L51和双凹形状的负透镜L52构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第12实施例的变倍光学系统ZL(12)中，第4透镜组G4中的所有的透镜沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。另外，在第12实施例的变倍光学系统ZL(12)中，第2透镜组G2中的所有的透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖组，对由手抖等引起的成像位置的位移(像面I上的像抖动)进行校正。
另外，在整个系统的焦距为f且防抖系数(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的镜头中，对角度θ的旋转抖动进行校正时，使抖动校正用的移动透镜组在与光轴正交的方向上移动(f·tanθ)/K即可。在第12实施例的广角端状态下，防抖系数为-1.04，焦距为51.25mm，因此用于对0.38°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.32mm。在第12实施例的中间焦距状态下，防抖系数为-2.19，焦距为150.00mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.36mm。在第12实施例的远焦端状态下，防抖系数为-3.00，焦距为243.75mm，因此用于对0.30°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为-0.42mm。
在以下的表12中示出第12实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表12)
[整体参数]
Figure GDA0002197315020001011
[透镜参数]
Figure GDA0002197315020001012
Figure GDA0002197315020001021
[透镜组数据]
Figure GDA0002197315020001022
[可变间隔数据]
Figure GDA0002197315020001023
Figure GDA0002197315020001031
[条件式对应值]
条件式(22)|f4|/(-f2)＝2.1830
条件式(23)f3a/f3b＝0.5028
条件式(24)f3α/f3β＝0.6284
条件式(25)f3/(-f2)＝1.0155
条件式(26)f3/|f4|＝0.4652
条件式(27)|m12|/fw＝0.9843
条件式(28)|m34|/fw＝0.3488
图46(a)、图46(b)及图46(c)分别是第12实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。图47(a)、图47(b)及图47(c)分别是第12实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的近距离(至近距离)对焦时的各像差图。图48(a)、图48(b)及图48(c)分别是第12实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的进行了抖动校正时的子午横向像差图。通过各像差图可知，第12实施例的变倍光学系统从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能，而且在近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
根据第1～第11实施例，能够实现广角端状态下的光学性能提高且具有更宽的视场角的长焦型的变倍光学系统。根据第1～第11实施例，能够实现具有更高变倍比的长焦型的变倍光学系统。根据第9～第12实施例，能够实现具有小型防抖组的长焦型的变倍光学系统。
此处，上述各实施例示出各实施方式的一具体例，各实施方式并不限定于此。
另外，能够在不损坏各实施方式的光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为各实施方式的变倍光学系统的数值实施例，虽然示出了4组结构的例子和5组结构的例子，但是本申请并不限定于此，也能够构成其他组结构(例如，6组等)的变倍光学系统。具体地讲，也可以是在第1负透镜组与第2负透镜组之间配置具有正或负的光焦度的两个以上的透镜组的结构。另外，也可以是在相比第1负透镜组靠物体侧配置具有正或负的光焦度的两个以上的透镜组的结构。另外，也可以是在相比第2负透镜组靠像侧配置具有正或负的光焦度的两个以上的透镜组的结构。另外，也可以是在各实施方式的变倍光学系统的最靠物体侧或最靠像面侧增加了透镜或透镜组的结构。另外，透镜组表示被进行变倍时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
在各实施方式的变倍光学系统中，也可以是不限于第2负透镜组中的至少一部分的透镜而使单独或多个透镜组、或者部分透镜组在光轴方向上移动来进行从无限远物体到近距离物体的对焦的对焦透镜组。该对焦透镜组还能够应用于自动对焦，也适合于自动对焦用的(使用了步进电机等的)电机驱动。另外，通过将第2负透镜组的焦距规定在适当范围，从而还能够减小像面移动系数来抑制动画摄影中的焦点调整时的像面的变化量。
透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。特别是，对与孔径光阑的像侧相对地配置的正透镜成分使用非球面来进行像差校正，从而能够减少包含孔径光阑的透镜组(或者，当孔径光阑在进行变倍时单独移动时，与孔径光阑的像侧相对地配置的透镜组)的透镜个数。另外，能够对与孔径光阑的像侧相对地配置的正透镜成分使用非球面，而且使用包含孔径光阑的透镜组(或者，当孔径光阑在进行变倍时单独移动时，与孔径光阑的像侧相对地配置的透镜组)中的空气间隔来进行像差校正和制造灵敏度的调整。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，防止由加工和组装调整的误差引起的光学性能的劣化，因此是优选的。另外，即使在像面偏移的情况下，描绘性能的劣化也少，因此是优选的。
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。
孔径光阑虽然优选配置在第2透镜组与第3透镜组之间，但是也可以配置在第3透镜组中，或者相比第3透镜组配置于像侧，也可以不设置作为孔径光阑的部件，而通过透镜的框来代替其作用。
在各透镜面上，为了减轻眩光和重影并实现高对比度的光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。由此，能够减轻眩光和重影，并实现高对比度的高光学性能。
标号说明
G1 第1透镜组(物体侧透镜组)
G2 第2透镜组(第1负透镜组)
G3 第3透镜组(中间透镜组)
G4 第4透镜组(第2负透镜组)
G5 第5透镜组(像侧透镜组)
I 像面
S 孔径光阑

Claims (26)

1.一种变倍光学系统，具备：
位于最靠物体侧且具有正的光焦度的物体侧透镜组；
配置于所述物体侧透镜组的像侧且具有负的光焦度的第1负透镜组；
配置于所述第1负透镜组的像侧且具有正的光焦度的中间透镜组；
配置于所述中间透镜组的像侧且具有负的光焦度的第2负透镜组；及
配置于所述第2负透镜组的像侧且具有负的光焦度的第3负透镜组，
在进行变倍时，所述物体侧透镜组与所述第1负透镜组之间的间隔变化，所述第1负透镜组与所述中间透镜组之间的间隔变化，所述中间透镜组与所述第2负透镜组之间的间隔变化，所述第2负透镜组与所述第3负透镜组之间的间隔变化，
所述第1负透镜组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，
所述第2负透镜组的至少一部分能够在进行对焦时沿光轴移动，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.50<fGb/fGa<2.60
0.40<fGc/(-fGa)<2.60
其中，fGa：所述第1负透镜组的焦距，
fGb：所述第2负透镜组的焦距，
fGc：所述中间透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述中间透镜组由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜、由双凹形状的负透镜和双凸形状的正透镜构成的接合透镜以及双凸形状的正透镜构成，或者，由从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜和凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜、由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜和双凸形状的正透镜构成的接合透镜以及双凸形状的正透镜构成。
3.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述中间透镜组由配置于所述第1负透镜组的像侧且具有正的光焦度的正透镜组构成。
4.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述第3负透镜组由凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜构成，或者由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜以及凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜构成，或者由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜以及双凸形状的正透镜构成。
5.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
在进行变倍时，所述第3负透镜组在光轴上的位置被固定。
6.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述物体侧透镜组从物体侧依次由凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜、凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜及双凸形状的正透镜构成，或者由双凸形状的正透镜、凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜及凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜构成。
7.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
配置于最靠像侧的位置的透镜成分由凸面朝向像侧的弯月形状的负的单透镜构成，或者由凸面朝向像侧的弯月形状的正的单透镜构成，或者由双凸形状的正的单透镜构成。
8.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述第1负透镜组构成防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.93<fVR/fGa<2.50
其中，fVR：所述防抖组的焦距。
9.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述第2负透镜组具备从物体侧依次排列的正透镜和负透镜，
在所述正透镜与所述负透镜之间存在空气间隔，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.001<Dpn/(-fGb)<0.400
其中，Dpn：所述第2负透镜组中的所述正透镜与所述负透镜之间的空气间隔。
10.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述第1负透镜组构成防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，
所述防抖组由从物体侧依次排列的正透镜、第1负透镜及第2负透镜构成，
在所述正透镜与所述第1负透镜之间存在空气间隔，
在所述第1负透镜与所述第2负透镜之间存在空气间隔。
11.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
在所述第1负透镜组与所述中间透镜组之间配置有孔径光阑。
12.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述中间透镜组由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，
在所述像侧部分组的最靠物体侧配置有包含负透镜的透镜成分，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.06<fa/fb<1.20
其中，fa：所述物体侧部分组的焦距，
fb：所述像侧部分组的焦距。
13.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述中间透镜组由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，
所述物体侧部分组与所述像侧部分组之间的空气间隔为所述中间透镜组中的透镜彼此的空气间隔中最大的空气间隔，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.06<fα/fβ<2.60
其中，fα：所述物体侧部分组的焦距，
fβ：所述像侧部分组的焦距。
14.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述第1负透镜组构成防抖组，
在所述防抖组的最靠像侧配置有包含正透镜的透镜成分。
15.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.20<fGc/(-fGb)<2.40
其中，fGc：所述中间透镜组的焦距。
16.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.30<|mda|/fw<2.30
其中，|mda|：从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、从所述物体侧透镜组的最靠像侧的透镜面到所述第1负透镜组的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的变化量的绝对值，
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
17.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.050<|mcb|/fw<0.750
其中，|mcb|：从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的、从所述中间透镜组的最靠像侧的透镜面到所述第2负透镜组的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的变化量的绝对值，
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
18.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，
在所述第1负透镜组与所述第2负透镜组之间配置有孔径光阑，
所述中间透镜组与所述孔径光阑的像侧相对地配置，所述中间透镜组具有正透镜成分，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.40<fp/fGp<3.60
其中，fp：所述正透镜成分的焦距，
fGp：具有所述正透镜成分的透镜组的焦距。
19.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
在所述第1负透镜组与所述第2负透镜组之间配置有孔径光阑，
所述中间透镜组与所述孔径光阑的像侧相对地配置，所述中间透镜组具有正透镜成分，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.40<LS/LGp<0.90
其中，LS：具有所述正透镜成分的透镜组中的比所述正透镜成分靠像侧的空气间隔的总和，
LGp：具有所述正透镜成分的透镜组在光轴上的厚度。
20.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
在所述第1负透镜组与所述第2负透镜组之间配置有孔径光阑，
所述中间透镜组与所述孔径光阑的像侧相对地配置，所述中间透镜组具有正透镜成分，
所述正透镜成分的至少一个透镜面为非球面，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
Figure FDA0003195858220000061
其中，
Figure FDA0003195858220000062
所述正透镜成分的物体侧的透镜面的最大有效直径，
Δ：所述正透镜成分的物体侧的透镜面的与最大有效直径对应的位置处的非球面量和所述正透镜成分的像侧的透镜面的与最大有效直径对应的位置处的非球面量之差的绝对值。
21.一种变倍光学系统，具备：
配置于最靠物体侧且具有正的光焦度的第1透镜组；
相比所述第1透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第2透镜组；
相比所述第2透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第3透镜组；
相比所述第3透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第4透镜组；及
相比所述第4透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第5透镜组，
在进行变倍时，所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔变化，所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔变化，所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔变化，所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化，
所述第2透镜组具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，
所述第4透镜组具备从物体侧依次排列的正透镜和负透镜，
在所述正透镜与所述负透镜之间存在空气间隔，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.001<Dpn/(-f4)<0.400
0.93<fVR/f2<2.50
其中，Dpn：所述第4透镜组中的所述正透镜与所述负透镜之间的空气间隔，
f4：所述第4透镜组的焦距，
fVR：所述防抖组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
22.根据权利要求21所述的变倍光学系统，其中，
所述第3透镜组由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜、由双凹形状的负透镜和双凸形状的正透镜构成的接合透镜以及双凸形状的正透镜构成，或者，由从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜和凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜、由凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜和双凸形状的正透镜构成的接合透镜以及双凸形状的正透镜构成。
23.根据权利要求21所述的变倍光学系统，其中，
所述第5透镜组由凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜构成，或者由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜以及凸面朝向像侧的弯月形状的正透镜构成，或者由从物体侧依次排列的凸面朝向像侧的弯月形状的负透镜以及双凸形状的正透镜构成。
24.一种变倍光学系统，具备：
配置于最靠物体侧且具有正的光焦度的第1透镜组；
相比所述第1透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第2透镜组；
相比所述第2透镜组配置于像侧且具有正的光焦度的第3透镜组；
相比所述第3透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第4透镜组；及
相比所述第4透镜组配置于像侧且具有负的光焦度的第5透镜组，
在进行变倍时，所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔变化，所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔变化，所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔变化，
所述第2透镜组具备防抖组，该防抖组能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动，
所述防抖组由从物体侧依次排列的正透镜、第1负透镜及第2负透镜构成，
在所述正透镜与所述第1负透镜之间存在空气间隔，
在所述第1负透镜与所述第2负透镜之间存在空气间隔，
所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.40<|f4|/(-f2)<4.00
其中，f4：所述第4透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
25.根据权利要求24所述的变倍光学系统，其中，
所述第3透镜组由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的物体侧部分组和具有正的光焦度的像侧部分组构成，
在所述像侧部分组的最靠物体侧配置有包含负透镜的透镜成分，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.08<f3a/f3b<1.20
其中，f3a：所述物体侧部分组的焦距，
f3b：所述像侧部分组的焦距。
26.一种光学设备，构成为搭载有权利要求1～25中的任意一项所述的变倍光学系统。
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