CN109952524A - 变倍光学系统、使用了该变倍光学系统的光学设备和摄像设备、以及该变倍光学系统的制造方法 - Google Patents

变倍光学系统、使用了该变倍光学系统的光学设备和摄像设备、以及该变倍光学系统的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明具备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)、具有正的光焦度的第3透镜组(G3)及后续透镜组(GR)而构成变倍光学系统(ZL)，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)与后续透镜组(GR)之间的间隔变化，后续透镜组(GR)具备在进行对焦时移动的对焦透镜组，第2透镜组(G2)具备满足以下条件式的部分组：1.40<fvr/f2<2.30 1.80<f1/fw<3.50其中，fvr：部分组的焦距，f2：第2透镜组(G2)的焦距，f1：第1透镜组(G1)的焦距，fw：广角端状态下的变倍光学系统(ZL)的焦距。

Description

变倍光学系统、使用了该变倍光学系统的光学设备和摄像设 备、以及该变倍光学系统的制造方法
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和摄像设备、以及该变倍光学系统的制造方法。
背景技术
以往，公开了适合于照片用相机、电子静态相机、摄像机等的变倍光学系统(例如，参照专利文献1)。但是，在以往的变倍光学系统中，光学性能不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-293007号公报
发明内容
第1方式的变倍光学系统具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组及后续透镜组，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透镜组与所述后续透镜组之间的间隔变化，所述后续透镜组具备在进行对焦时移动的对焦透镜组，所述第2透镜组具备满足以下条件式的部分组：
1.40<fvr/f2<2.30
1.80<f1/fw<3.50
其中，fvr：所述部分组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距，
f1：所述第1透镜组的焦距，
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
第2方式的光学设备构成为，具备上述变倍光学系统。
第3方式的摄像设备构成为，具备上述变倍光学系统以及对通过上述变倍光学系统形成的像进行摄像的摄像部。
关于第4方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统构成为具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组及后续透镜组，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透镜组与所述后续透镜组之间的间隔变化，所述后续透镜组具备在进行对焦时移动的对焦透镜组，所述第2透镜组具备满足以下条件式的部分组，即，
1.40<fvr/f2<2.30
1.80<f1/fw<3.50
其中，fvr：所述部分组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距，
f1：所述第1透镜组的焦距，
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
附图说明
图1是示出本实施方式的第1实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图2(a)是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图2(b)是对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图3是第1实施例的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。
图4(a)是第1实施例的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图，图4(b)是对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图5(a)、图5(b)及图5(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6是示出本实施方式的第2实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图7(a)是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图7(b)是对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图8是第2实施例的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。
图9(a)是第2实施例的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图，图9(b)是对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图10(a)、图10(b)及图10(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11是示出本实施方式的第3实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图12(a)是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图12(b)是对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图13是第3实施例的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。
图14(a)是第3实施例的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图，图14(b)是对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图15(a)、图15(b)及图15(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16是示出本实施方式的第4实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图17(a)是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图17(b)是对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图18是第4实施例的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。
图19(a)是第4实施例的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图，图19(b)是对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图20(a)、图20(b)及图20(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21是示出本实施方式的第5实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图22(a)是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图22(b)是对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图23是第5实施例的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。
图24(a)是第5实施例的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图，图24(b)是对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图25(a)、图25(b)及图25(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26是示出本实施方式的第6实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图27(a)是第6实施例的变倍光学系统的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图27(b)是对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图28是第6实施例的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。
图29(a)是第6实施例的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图，图29(b)是对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。
图30(a)、图30(b)及图30(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31是示出具备本实施方式的变倍光学系统的相机结构的图。
图32是示出本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
以下，参照附图对本实施方式的变倍光学系统、光学设备以及摄像设备进行说明。如图1所示，作为本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、具有正的光焦度的第3透镜组G3及由至少一个透镜组构成的后续透镜组GR(第4透镜组G4和第5透镜组G5)。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与后续透镜组GR之间的间隔变化。另外，后续透镜组GR具备在进行对焦时移动的对焦透镜组。
本实施方式的变倍光学系统ZL可以是图6所示的变倍光学系统ZL(2)，也可以是图11所示的变倍光学系统ZL(3)，也可以是图16所示的变倍光学系统ZL(4)，也可以是图21所示的变倍光学系统ZL(5)，也可以是图26所示的变倍光学系统ZL(6)。另外，图6、图11、图21以及图26所示的变倍光学系统ZL(2)、ZL(3)、ZL(5)、ZL(6)的各组与图1所示的变倍光学系统ZL(1)同样地构成。在图16所示的变倍光学系统ZL(4)中，后续透镜组GR由第4透镜组G4构成。
本实施方式的变倍光学系统ZL具备至少四个透镜组，在进行变倍时，使各透镜组间隔变化，从而能够实现变倍时的良好的像差校正。另外，在后续透镜组GR配置对焦透镜组，从而能够使对焦透镜组实现小型轻量化。
在上述结构的基础上，本实施方式的变倍光学系统ZL的第2透镜组G2具备满足以下条件式的部分组。
1.40<fvr/f2<2.30…(1)
1.80<f1/fw<3.50…(2)
其中，fvr：部分组的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距，
f1：第1透镜组G1的焦距，
fw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距。
条件式(1)规定(第2透镜组G2的)部分组的焦距与第2透镜组G2的焦距的比的适当范围。通过满足条件式(1)，从而能够有效地抑制进行了抖动校正时的性能劣化。另外，能够抑制从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。
当条件式(1)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2的光焦度变强，难以抑制变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。通过将条件式(1)的上限值设定为2.20，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(1)的上限值设定为2.10。
当条件式(1)的对应值低于下限值时，部分组的光焦度变强，难以对进行了抖动校正时产生的偏心彗差进行校正。通过将条件式(1)的下限值设定为1.50，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(1)的下限值设定为1.60。
条件式(2)规定第1透镜组G1的焦距与广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距的比的适当范围。通过满足条件式(2)，从而防止镜筒的大型化，能够抑制从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。
当条件式(2)的对应值超过上限值时，第1透镜组G1的光焦度变弱，镜筒变得大型化。通过将条件式(2)的上限值设定为3.30，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(2)的上限值设定为3.10。
当条件式(2)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1的光焦度变强，难以对变倍时的以球面像差为首的各像差进行校正。通过将条件式(2)的下限值设定为1.90，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(2)的下限值设定为2.00，更优选的是，将条件式(2)的下限值设定为2.10。
本实施方式的变倍光学系统优选满足以下条件式(3)。
3.70<f1/(-f2)<5.00…(3)
条件式(3)规定第1透镜组G1的焦距与第2透镜组G2的焦距的比的适当范围。通过满足条件式(3)，从而能够抑制从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。
当条件式(3)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2的光焦度变强，难以抑制变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。通过将条件式(3)的上限值设定为4.90，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(3)的上限值设定为4.80。
当条件式(3)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1的光焦度变强，难以对变倍时的以球面像差为首的各像差进行校正。通过将条件式(3)的下限值设定为3.90，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(3)的下限值设定为3.95。
本实施方式的变倍光学系统优选满足以下条件式(4)。
3.20<f1/f3<5.00…(4)
其中，f3：第3透镜组G3的焦距。
条件式(4)规定第1透镜组G1的焦距与第3透镜组G3的焦距的比的适当范围。通过满足条件式(4)，从而能够抑制从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。
当条件式(4)的对应值超过上限值时，第3透镜组G3的光焦度变强，难以抑制变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。通过将条件式(4)的上限值设定为4.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(4)的上限值设定为4.60。
当条件式(4)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1的光焦度变强，难以对变倍时的以球面像差为首的各像差进行校正。通过将条件式(4)的下限值设定为3.40，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(4)的下限值设定为3.60。
本实施方式的变倍光学系统优选满足以下条件式(5)。
0.18<(-fF)/f1<0.30…(5)
其中，fF：对焦透镜组的焦距。
条件式(5)规定对焦透镜组的焦距与第1透镜组G1的焦距的比的适当范围。通过满足条件式(5)，从而能够抑制从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。另外，能够抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的以球面像差为首的各像差的变动。
当条件式(5)的对应值超过上限值时，第1透镜组G1的光焦度变强，难以抑制变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。通过将条件式(5)的上限值设定为0.29，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(5)的上限值设定为0.28。
当条件式(5)的对应值低于下限值时，对焦透镜组的光焦度变强，难以对对焦时的以球面像差为首的各像差进行校正。通过将条件式(5)的下限值设定为0.19，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(5)的下限值设定为0.20。
本实施方式的变倍光学系统优选满足以下条件式(6)。
0.84<(-f2)/f3<1.20…(6)
其中，f3：第3透镜组G3的焦距。
条件式(6)规定第2透镜组G2的焦距与第3透镜组G3的焦距的比的适当范围。通过满足条件式(6)，从而能够抑制从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。
当条件式(6)的对应值超过上限值时，第3透镜组G3的光焦度变强，难以抑制变倍时的以球面像差为首的各像差的变动。通过将条件式(6)的上限值设定为1.15，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(6)的上限值设定为1.10。
当条件式(6)的对应值低于下限值时，第2透镜组G2的光焦度变强，难以对变倍时的以球面像差为首的各像差进行校正。通过将条件式(6)的下限值设定为0.87，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(6)的下限值设定为0.90。
在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，第1透镜组G1向物体侧移动。由此，能够缩短广角端状态下的镜头全长，能够实现变倍光学系统的小型化。
在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，对焦透镜组具备至少一个具有正的光焦度的透镜和至少一个具有负的光焦度的透镜。由此，能够抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的以球面像差为首的各像差的变动。
在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，(第2透镜组G2的)部分组由从物体侧依次排列的具有负的光焦度的透镜和具有正的光焦度的透镜构成。由此，能够有效地抑制进行了抖动校正时的性能劣化。
本实施方式的变倍光学系统优选满足以下条件式(7)。
0.80<nN/nP<1.00…(7)
其中，nN：部分组中的具有负的光焦度的透镜的折射率，
nP：部分组中的具有正的光焦度的透镜的折射率。
条件式(7)规定(第2透镜组G2的)部分组中的具有负的光焦度的透镜的折射率与部分组中的具有正的光焦度的透镜的折射率的比的适当范围。通过满足条件式(7)，从而能够有效地抑制进行了抖动校正时的性能劣化。
当条件式(7)的对应值超过上限值时，部分组中的具有正的光焦度的透镜的折射率变低，难以对进行了抖动校正时产生的偏心彗差进行校正。通过将条件式(7)的上限值设定为0.98，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(7)的上限值设定为0.96。
当条件式(7)的对应值低于下限值时，部分组中的具有负的光焦度的透镜的折射率变低，难以对进行了抖动校正时产生的偏心彗差进行校正。通过将条件式(7)的下限值设定为0.82，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(7)的下限值设定为0.84。
本实施方式的变倍光学系统优选满足以下条件式(8)。
1.20<νN/νP<2.40…(8)
其中，νN：部分组中的具有负的光焦度的透镜的阿贝数，
νP：部分组中的具有正的光焦度的透镜的阿贝数。
条件式(8)规定(第2透镜组G2的)部分组中的具有负的光焦度的透镜的阿贝数与部分组中的具有正的光焦度的透镜的阿贝数的比的适当范围。通过满足条件式(8)，从而能够有效地抑制进行了抖动校正时的性能劣化。
当条件式(8)的对应值超过上限值时，部分组中的具有正的光焦度的透镜的阿贝数变得过小，因此难以对进行了抖动校正时产生的色差进行校正。通过将条件式(8)的上限值设定为2.30，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(8)的上限值设定为2.20。
当条件式(8)的对应值低于下限值时，部分组中的具有负的光焦度的透镜的阿贝数变得过小，因此难以对进行了抖动校正时产生的色差进行校正。通过将条件式(8)的下限值设定为1.30，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(8)的下限值设定为1.40。
在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，(第2透镜组G2的)部分组是为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动的防抖透镜组。由此，能够有效地抑制进行了抖动校正时的性能劣化。
在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，后续透镜组GR具备配置于对焦透镜组的像侧的具有负的光焦度的透镜以及配置于该具有负的光焦度的透镜的像侧的具有正的光焦度的透镜。由此，能够有效地对以彗差为首的各像差进行校正。
本实施方式的变倍光学系统优选满足以下条件式(9)。
0.70<(-fN)/fP<2.00…(9)
其中，fN：配置于对焦透镜组的像侧的具有负的光焦度的透镜的焦距，
fP：配置于具有负的光焦度的透镜的像侧的具有正的光焦度的透镜的焦距。
条件式(9)规定配置于对焦透镜组的像侧的具有负的光焦度的透镜的焦距与配置于对焦透镜组的像侧(具有负的光焦度的透镜的像侧)的具有正的光焦度的透镜的焦距的比的适当范围。通过满足条件式(9)，从而能够有效地对以彗差为首的各像差进行校正。
当条件式(9)的对应值超过上限值时，配置于对焦透镜组的像侧的具有正的光焦度的透镜的光焦度变强，难以对彗差进行校正。通过将条件式(9)的上限值设定为1.90，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(9)的上限值设定为1.80。
当条件式(9)的对应值低于下限值时，配置于对焦透镜组的像侧的具有负的光焦度的透镜的光焦度变强，难以对彗差进行校正。通过将条件式(9)的下限值设定为0.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，将条件式(9)的下限值设定为0.90。
本实施方式的光学设备和摄像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31对具备上述变倍光学系统ZL的相机(对应于本申请发明的摄像设备)进行说明。如图31所示，该相机1为能够更换摄影镜头2的镜头组装结构，在该摄影镜头2设置有上述结构的变倍光学系统。即，摄影镜头2对应于本申请发明的光学设备。相机1为数码相机，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，并作为被摄体图像而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，该相机可以是无反光镜相机，也可以是具有快速复原反光镜的单反类型的相机。
通过以上结构，将上述变倍光学系统ZL搭载于摄影镜头2而得到的相机1通过使对焦透镜组变得小型轻量化，从而无需使镜筒变得大型化就能够实现高速的AF、AF时的安静性。而且，能够良好地抑制从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的像差变动以及从无限远物体向近距离物体进行对焦时的像差变动，实现良好的光学性能。
接着，参照图32对上述的变倍光学系统ZL的制造方法进行概述。首先，从物体侧依次排列配置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、具有正的光焦度的第3透镜组G3及后续透镜组GR(步骤ST1)。并且，以如下方式构成：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与后续透镜组GR之间的间隔变化(步骤ST2)。另外，以如下方式构成：后续透镜组GR具备在进行对焦时移动的对焦透镜组(步骤ST3)。而且，以第2透镜组G2具备至少满足上述条件式(1)～(2)的部分组的方式，在镜头镜筒内配置各透镜(步骤ST4)。
实施例
以下，根据附图对本实施方式的实施例的变倍光学系统(变焦镜头)ZL进行说明。图1、图6、图11、图16、图21、图26是示出第1～第6实施例的变倍光学系统ZL{ZL(1)～ZL(6)}的结构和光焦度分配的剖视图。在变倍光学系统ZL(1)～ZL(6)的剖视图的下部，通过箭头示出从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时的各透镜组的沿着光轴的移动方向。而且，与“对焦”这样的文字一起用箭头表示对焦透镜组从无限远对焦到近距离物体时的移动方向。
在上述图1、图6、图11、图16、图21、图26中，通过标号G与数字的组合来表示各透镜组，通过标号L与数字的组合来表示各透镜。此时，为了防止标号、数字的种类以及位数增大而变得复杂化，对每个实施例分别独立使用标号与数字的组合来表示透镜组等。因此，即使在实施例之间使用相同的标号与数字的组合，也不意味着是相同的结构。
以下示出表1～表6，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。在各实施例中，作为像差特性的计算对象选择d线(波长λ＝587.6nm)、g线(波长λ＝435.8nm)。
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(使曲率中心位于像侧的面为正的值)，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。物面表示物体面，曲率半径的“∞”表示平面或开口，(光圈S)表示孔径光阑S，像面表示像面I。省略空气的折射率nd＝1.00000的记载。
在[各种数据]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)，Ymax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为止的距离(后焦距)。另外，这些值在广角端(W)、中间焦距(M)、远焦端(T)的各变倍状态下分别示出。
[可变间隔数据]的表示出在示出[透镜参数]的表中面间隔成为“可变”的面编号下的面间隔。关于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[透镜组数据]的表中，示出第1～第5透镜组(或者第4透镜组)各自的始面(最靠物体侧的面)和焦距。
在[条件式对应值]的表中示出与上述的条件式(1)～(9)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。
到此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5以及表1对第1实施例进行说明。图1是示出本实施方式的第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、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1的由箭头所示的方向移动。在本实施例中，第4透镜组G4和第5透镜组G5构成后续透镜组GR。附在各透镜组记号的符号(+)或(-)表示各透镜组的光焦度，这在以下的所有的实施例中也相同。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L11以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12和双凸形状的正透镜L13组成的接合正透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凸形状的正透镜L22、双凹形状的负透镜L23以及由双凹形状的负透镜L24和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、由双凸形状的正透镜L32和双凹形状的负透镜L33构成的接合正透镜、孔径光阑S、由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L34和双凸形状的正透镜L35构成的接合正透镜以及双凸形状的正透镜L36构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L41以及双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L51以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L52构成。在第5透镜组G5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的全体构成对焦透镜组，使第4透镜组G4的全体向像面方向移动，从而进行从远距离物体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的由负透镜L24和正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖透镜组(部分组)，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、防抖系数(抖动校正中的相对于移动透镜组的移动量的成像面上的像移动量比)为K的镜头中对角度θ的旋转抖动进行校正时，只要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0.97，焦距为72.1mm，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0.39mm。在第1实施例的远焦端状态下，防抖系数为2.01，焦距为292.0mm，因此用于对0.20°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为0.51mm。
在以下的表1中示出第1实施例的光学系统的各参数的值。
(表1)
[透镜参数]
[各种数据]
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)fvr/f2＝1.807
条件式(2)f1/fw＝2.325
条件式(3)f1/(-f2)＝4.198
条件式(4)f1/f3＝4.443
条件式(5)(-fF)/f1＝0.219
条件式(6)(-f2)/f3＝1.058
条件式(7)nN/nP＝0.925
条件式(8)νN/νP＝1.493
条件式(9)(-fN)/fP＝1.011
图2(a)和图2(b)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下的无限远对焦时的各像差图和对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图3是第1实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。图4(a)和图4(b)分别是第1实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图和对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图5(a)、图5(b)及图5(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。
在图2～图5的各像差图中，FNO表示F值，NA表示数值孔径，Y表示像高。另外，在球面像差图中表示与最大口径对应的F值或数值孔径的值，在像散图和畸变图中分别表示像高的最大值，在彗差图中表示各像高的值。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标号，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且具有优秀的成像性能，而且在进行近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第2实施例)
使用图6～图10以及表2对第2实施例进行说明。图6是示出本实施方式的第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、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6的由箭头的方向移动。在本实施例中，第4透镜组G4和第5透镜组G5构成后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L11以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12和双凸形状的正透镜L13组成的接合正透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、由双凸形状的正透镜L22和双凹形状的负透镜L23构成的接合正透镜以及由双凹形状的负透镜L24和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、由双凸形状的正透镜L32和双凹形状的负透镜L33构成的接合正透镜、孔径光阑S、由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L34和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L35构成的接合负透镜以及双凸形状的正透镜L36构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L41以及双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L51以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L52构成。在第5透镜组G5的像侧配置有像面I。
在第2实施例的变倍光学系统ZL(2)中，第4透镜组G4的全体构成对焦透镜组，使第4透镜组G4的全体向像面方向移动，从而进行从远距离物体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的由负透镜L24和正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖透镜组(部分组)，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、防抖系数(抖动校正中的相对于移动透镜组的移动量的成像面上的像移动量比)为K的镜头中对角度θ的旋转抖动进行校正时，只要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0.93，焦距为72.1mm，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2实施例的远焦端状态下，防抖系数为1.90，焦距为292.0mm，因此用于对0.20°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为0.54mm。
在以下的表2中示出第2实施例的光学系统的各参数的值。
(表2)
[透镜参数]
[各种数据]
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)fvr/f2＝2.028
条件式(2)f1/fw＝2.243
条件式(3)f1/(-f2)＝4.204
条件式(4)f1/f3＝4.204
条件式(5)(-fF)/f1＝0.242
条件式(6)(-f2)/f3＝1.000
条件式(7)nN/nP＝0.894
条件式(8)νN/νP＝2.031
条件式(9)(-fN)/fP＝0.968
图7(a)和图7(b)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下的无限远对焦时的各像差图和对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图8是第2实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。图9(a)和图9(b)分别是第2实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图和对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图10(a)、图10(b)及图10(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。
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且具有优秀的成像性能，而且在进行近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第3实施例)
使用图11～图15以及表3对第3实施例进行说明。图11是示出本实施方式的第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、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11的由箭头所示的方向移动。在本实施例中，第4透镜组G4和第5透镜组G5构成后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12和双凸形状的正透镜L13组成的接合正透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、由双凸形状的正透镜L22和双凹形状的负透镜L23构成的接合正透镜以及由双凹形状的负透镜L24和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、由双凸形状的正透镜L32和双凹形状的负透镜L33构成的接合正透镜、孔径光阑S以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L34和双凸形状的正透镜L35组成的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L41以及双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜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3实施例的变倍光学系统ZL(3)中，第4透镜组G4的全体构成对焦透镜组，使第4透镜组G4的全体向像面方向移动，从而进行从远距离物体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的由负透镜L24和正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖透镜组(部分组)，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、防抖系数(抖动校正中的相对于移动透镜组的移动量的成像面上的像移动量比)为K的镜头中对角度θ的旋转抖动进行校正时，只要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0.96，焦距为72.1mm，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0.39mm。在第3实施例的远焦端状态下，防抖系数为2.00，焦距为292.0mm，因此用于对0.20°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为0.51mm。
在以下的表3中示出第3实施例的光学系统的各参数的值。
(表3)
[透镜参数]
[各种数据]
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)fvr/f2＝1.860
条件式(2)f1/fw＝2.353
条件式(3)f1/(-f2)＝4.242
条件式(4)f1/f3＝4.370
条件式(5)(-fF)/f1＝0.221
条件式(6)(-f2)/f3＝1.030
条件式(7)nN/nP＝0.925
条件式(8)νN/νP＝1.852
条件式(9)(-fN)/fP＝1.529
图12(a)和图12(b)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下的无限远对焦时的各像差图和对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图13是第3实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。图14(a)和图14(b)分别是第3实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图和对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图15(a)、图15(b)及图15(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。
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且具有优秀的成像性能，而且在进行近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第4实施例)
使用图16～图20以及表4对第4实施例进行说明。图16是示出本实施方式的第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、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16的由箭头所示的方向移动。在本实施例中，第4透镜组G4构成后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12和双凸形状的L13组成的接合正透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、由双凸形状的正透镜L22和双凹形状的负透镜L23构成的接合正透镜以及由双凹形状的负透镜L24和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、由双凸形状的正透镜L32和双凹形状的负透镜L33构成的接合正透镜、孔径光阑S以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L34和双凸形状的正透镜L35组成的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L41、双凹形状的负透镜L42、凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L43以及双凸形状的正透镜L44构成。在第4透镜组G4的像侧配置有像面I。
在第4实施例的变倍光学系统ZL(4)中，第4透镜组G4的正弯月形透镜L41和负透镜L42构成对焦透镜组，使第4透镜组G4的正弯月形透镜L41和负透镜L42向像面方向移动，从而进行从远距离物体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的由负透镜L24和正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖透镜组(部分组)，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、防抖系数(抖动校正中的相对于移动透镜组的移动量的成像面上的像移动量比)为K的镜头中对角度θ的旋转抖动进行校正时，只要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1.05，焦距为72.1mm，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4实施例的远焦端状态下，防抖系数为2.20，焦距为292.0mm，因此用于对0.20°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为0.46mm。
在以下的表4中示出第4实施例的光学系统的各参数的值。
(表4)
[透镜参数]
[各种数据]
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)fvr/f2＝1.802
条件式(2)f1/fw＝2.280
条件式(3)f1/(-f2)＝4.397
条件式(4)f1/f3＝4.255
条件式(5)(-fF)/f1＝0.268
条件式(6)(-f2)/f3＝0.968
条件式(7)nN/nP＝0.924
条件式(8)νN/νP＝1.645
条件式(9)(-fN)/fP＝1.378
图17(a)和图17(b)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下的无限远对焦时的各像差图和对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图18是第4实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。图19(a)和图19(b)分别是第4实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图和对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图20(a)、图20(b)及图20(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。
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且具有优秀的成像性能，而且在进行近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第5实施例)
使用图21～图25以及表5对第5实施例进行说明。图21是示出本实施方式的第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、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21的由箭头所示的方向移动。在本实施例中，第4透镜组G4和第5透镜组G5构成后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L11以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12和物体侧双凸形状的正透镜L13组成的接合正透镜构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L22以及由双凹形状的负透镜L23和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L24组成的接合负透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、由双凸形状的正透镜L32和双凹形状的负透镜L33构成的接合正透镜、孔径光阑S以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L34和双凸形状的正透镜L35组成的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L41以及双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜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5实施例的变倍光学系统ZL(5)中，第4透镜组G4的全体构成对焦透镜组，使第4透镜组G4的全体向像面方向移动，从而进行从远距离物体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，由第2透镜组G2的负透镜L23和正弯月形透镜L24组成的接合负透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖透镜组(部分组)，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、防抖系数(抖动校正中的相对于移动透镜组的移动量的成像面上的像移动量比)为K的镜头中对角度θ的旋转抖动进行校正时，只要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1.02，焦距为72.1mm，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5实施例的远焦端状态下，防抖系数为2.10，焦距为292.0mm，因此用于对0.20°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为0.49mm。
在以下的表5中示出第5实施例的光学系统的各参数的值。
(表5)
[透镜参数]
[各种数据]
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)fvr/f2＝1.695
条件式(2)f1/fw＝2.377
条件式(3)f1/(-f2)＝4.087
条件式(4)f1/f3＝4.182
条件式(5)(-fF)/f1＝0.268
条件式(6)(-f2)/f3＝1.023
条件式(7)nN/nP＝0.942
条件式(8)νN/νP＝1.890
条件式(9)(-fN)/fP＝1.209
图22(a)和图22(b)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下的无限远对焦时的各像差图和对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图23是第5实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。图24(a)和图24(b)分别是第5实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图和对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图25(a)、图25(b)及图25(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。
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且具有优秀的成像性能，而且在进行近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
(第6实施例)
使用图26～图30以及表6对第6实施例进行说明。图26是示出本实施方式的第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、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26的由箭头所示的方向移动。在本实施例中，第4透镜组G4和第5透镜组G5构成后续透镜组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负弯月形透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合正透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜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、双凹形状的负透镜L22、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23以及由双凹形状的负透镜L24和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、由双凸形状的正透镜L32和双凹形状的负透镜L33构成的接合正透镜、孔径光阑S以及由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L34和双凸形状的正透镜L35组成的接合正透镜构成。
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凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L51以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L52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的全体构成对焦透镜组，使第4透镜组G4的全体向像面方向移动，从而进行从远距离物体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的由负透镜L24和正弯月形透镜L25组成的接合负透镜构成能够在与光轴垂直的方向上移动的防抖透镜组(部分组)，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、防抖系数(抖动校正中的相对于移动透镜组的移动量的成像面上的像移动量比)为K的镜头中对角度θ的旋转抖动进行校正时，只要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1.01，焦距为72.1mm，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6实施例的远焦端状态下，防抖系数为2.10，焦距为292.0mm，因此用于对0.20°的旋转抖动进行校正的防抖透镜组的移动量为0.49mm。
在以下的表6中示出第6实施例的光学系统的各参数的值。
(表6)
[透镜参数]
[各种数据]
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)fvr/f2＝1.620
条件式(2)f1/fw＝2.441
条件式(3)f1/(-f2)＝4.162
条件式(4)f1/f3＝4.516
条件式(5)(-fF)/f1＝0.253
条件式(6)(-f2)/f3＝1.085
条件式(7)nN/nP＝0.924
条件式(8)νN/νP＝1.645
条件式(9)(-fN)/fP＝1.286
图27(a)和图27(b)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下的无限远对焦时的各像差图和对0.30°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图28是第6实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图。图29(a)和图29(b)分别是第6实施例的具有防抖功能的变倍光学系统的远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图和对0.20°的旋转抖动进行了抖动校正时的子午横向像差图。图30(a)、图30(b)及图30(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。
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且具有优秀的成像性能，而且在进行近距离对焦时也具有优秀的成像性能。
根据上述各实施例，通过使对焦透镜组实现小型轻量化，从而无需使镜筒变得大型化就能够实现高速的AF(自动对焦)、AF时的安静性，而且，能够实现良好地抑制了从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的像差变动以及从无限远物体向近距离物体进行对焦时的像差变动的变倍光学系统。
此处，上述各实施例示出本申请发明的一具体例，本申请发明并不限定于此。
另外，能够在不损坏本实施方式的变倍光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为本实施方式的变倍光学系统的数值实施例，虽然示出了4组结构和5组结构，但是本申请并不限定于此，还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，也可以是在本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透镜或透镜组的结构。另外，透镜组表示被进行变倍时或对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
对焦透镜组表示被进行对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。即，也可以使单独或多个透镜组、或部分透镜组作为在光轴方向上移动来进行从无限远物体向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(使用了超声波电机等的)电机驱动。
在本实施方式的变倍光学系统的各实施例中，虽然示出了具有防抖功能的结构，但是本申请并不限定于此，也可以是不具有防抖功能的结构。
透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，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的任意一种。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3透镜组，但是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 G2第2透镜组
G3第3透镜组 G4第4透镜组
G5第5透镜组
GR后续透镜组
I像面 S孔径光阑

Claims (16)

1.一种变倍光学系统，具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组及后续透镜组，
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透镜组与所述后续透镜组之间的间隔变化，
所述后续透镜组具备在进行对焦时移动的对焦透镜组，
所述第2透镜组具备满足以下条件式的部分组：
1.40<fvr/f2<2.30
1.80<f1/fw<3.50
其中，fvr：所述部分组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距，
f1：所述第1透镜组的焦距，
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
2.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条件式：
3.70<f1/(-f2)<5.00。
3.根据权利要求1或2所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下条件式：
3.20<f1/f3<5.00
其中，f3：所述第3透镜组的焦距。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下条件式：
0.18<(-fF)/f1<0.30
其中，fF：所述对焦透镜组的焦距。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下条件式：
0.84<(-f2)/f3<1.20
其中，f3：所述第3透镜组的焦距。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第1透镜组向物体侧移动。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述对焦透镜组具备至少一个具有正的光焦度的透镜和至少一个具有负的光焦度的透镜。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述部分组由从物体侧依次排列的具有负的光焦度的透镜和具有正的光焦度的透镜构成。
9.根据权利要求8所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下条件式：
0.80<nN/nP<1.00
其中，nN：所述部分组中的所述具有负的光焦度的透镜的折射率，
nP：所述部分组中的所述具有正的光焦度的透镜的折射率。
10.根据权利要求8或9所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下条件式：
1.20<νN/νP<2.40
其中，νN：所述部分组中的所述具有负的光焦度的透镜的阿贝数，
νP：所述部分组中的所述具有正的光焦度的透镜的阿贝数。
11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述部分组是为了对像抖动进行校正而能够以具有与光轴垂直的方向的位移分量的方式移动的防抖透镜组。
12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述后续透镜组具备配置于所述对焦透镜组的像侧的具有负的光焦度的透镜和配置于所述具有负的光焦度的透镜的像侧的具有正的光焦度的透镜。
13.根据权利要求12所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统满足以下条件式：
0.70<(-fN)/fP<2.00
其中，fN：配置于所述对焦透镜组的像侧的所述具有负的光焦度的透镜的焦距，
fP：配置于所述具有负的光焦度的透镜的像侧的所述具有正的光焦度的透镜的焦距。
14.一种光学设备，构成为具备权利要求1～13中的任意一项所述的变倍光学系统。
15.一种摄像设备，构成为具备权利要求1～14中的任意一项所述的变倍光学系统以及对通过所述变倍光学系统形成的像进行摄像的摄像部。
16.一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统构成为具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组及后续透镜组，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透镜组与所述后续透镜组之间的间隔变化，
所述后续透镜组具备在进行对焦时移动的对焦透镜组，
所述第2透镜组具备满足以下条件式的部分组，即，
1.40<fvr/f2<2.30
1.80<f1/fw<3.50
其中，fvr：所述部分组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距，
f1：所述第1透镜组的焦距，
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
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