CN110520777B - 变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法 - Google Patents

变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法 Download PDF

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Abstract

一种变倍光学系统，按照从物侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第一中间透镜组、具有负屈光力的第二中间透镜组、和后续透镜组；在从广角端状态到远摄端状态变倍时，第一透镜组和第一中间透镜组之间的距离改变，第一中间透镜组和第二中间透镜组之间的距离改变，并且第二中间透镜组和后续透镜组之间的距离改变；后续透镜组包括至少一个聚焦透镜组，该聚焦透镜组在执行从无限远物体到近距离物体的聚焦时移动；并且满足预定的条件表达式，由此减轻聚焦透镜组的重量。

Description

变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法
技术领域
本发明涉及变倍光学系统、光学装置和制造变倍光学系统的方法。
背景技术
已经提出了一种适用于相机、电子静态相机、摄像机等的变倍光学系统。例如，参见日本专利申请公开公报No.2013-160944。然而，在传统的变倍光学系统中，聚焦透镜组的重量还不足够轻。
现有技术参考
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开公报No.2013-160944。
发明内容
根据本发明，提供一种变倍光学系统，按照从物侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第一中间透镜组、具有负屈光力的第二中间透镜组、和后续透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变倍时，所述第一透镜组和所述第一中间透镜组之间的距离改变，所述第一中间透镜组和所述第二中间透镜组之间的距离改变，并且所述第二中间透镜组和所述后续透镜组之间的距离改变；
所述后续透镜组包括至少一个聚焦透镜组，所述聚焦透镜组在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时移动；以及
满足下述条件表达式：
0.40<(-f1)/ftM1<2.00
0.80<|fF|/ftM1<4.00
0.10<BFw/fw<1.00
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，ftM1表示在远摄端状态下所示第一中间透镜组的焦距，fF表示在所述聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距，BFw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的后焦距离(back focus)，以及fw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的焦距。
此外，根据本发明，提供一种用于制造变倍光学系统的方法，所述变倍光学系统按照从物侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第一中间透镜组、具有负屈光力的第二中间透镜组、和后续透镜组，所述方法包括下述步骤：
构造使得在从广角端状态到远摄端状态变倍时，所述第一透镜组和所述第一中间透镜组之间的距离改变，所述第一中间透镜组和所述第二中间透镜组之间的距离改变，并且所述第二中间透镜组和所述后续透镜组之间的距离改变；
构造使得所述后续透镜组包括至少一个聚焦透镜组，所述聚焦透镜组在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时移动；以及
构造使得满足下述条件表达式：
0.40<(-f1)/ftM1<2.00
0.80<|fF|/ftM1<4.00
0.10<BFw/fw<1.00
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，ftM1表示在远摄端状态下所示第一中间透镜组的焦距，fF表示在所述聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距，BFw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的后焦距离，以及fw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的焦距。
附图说明
[图1]图1是根据第一示例的变倍光学系统的截面图。
[图2]图2A、图2B和图2C是示出分别在根据第一示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图3]图3A、图3B和图3C是示出分别在根据第一示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图4]图4是根据第二示例的变倍光学系统的截面图。
[图5]图5A、图5B和图5C是示出分别在根据第二示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图6]图6A、图6B和图6C是示出分别在根据第二示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图7]图7是根据第三示例的变倍光学系统的截面图。
[图8]图8A、图8B和图8C是示出分别在根据第三示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图9]图9A、图9B和图9C是示出分别在根据第三示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图10]图10是根据第四示例的变倍光学系统的截面图。
[图11]图11A、图11B和图11C是示出分别在根据第四示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图12]图12A、12B和12C是示出分别在根据第四示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图13]图13是根据第五示例的变倍光学系统的截面图。
[图14]图14A、图14B和图14C是示出分别在根据第五示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图15]图15A、图15B和图15C是示出分别在根据第五示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图16]图16是根据第六示例的变倍光学系统的截面图。
[图17]图17A、图17B和图17C是示出分别在根据第六示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图18]图18A、图18B和图18C是示出分别在根据第六示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图19]图19是根据第七示例的变倍光学系统的截面图。
[图20]图20A、图20B和图20C是示出分别在根据第七示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图21]图21A、图21B和图21C是示出分别在根据第七示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图22]图22是根据第八示例的变倍光学系统的截面图。
[图23]图23A、图23B和图23C是示出分别在根据第八示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图24]图24A、图24B和图24C是示出分别在根据第八示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
[图25]图25是示出配备有变倍光学系统的相机的构造的视图。
[图26]图26是示意性地示出用于制造变倍光学系统的方法的流程图。
具体实施方式
接下来，将说明根据本实施例的变倍光学系统、光学装置和用于制造变倍光学系统的方法。
根据本实施例的变倍光学系统按照从物侧的次序，包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第一中间透镜组、具有负屈光力的第二中间透镜组和后透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变倍时，所述第一透镜组和所述第一中间透镜组之间的距离改变，所述第一中间透镜组和所述第二中间透镜组之间的距离改变，并且所述第二中间透镜组和所述后续透镜组之间的距离改变；
所述后续透镜组包括至少一个聚焦透镜组，所述聚焦透镜组在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时移动；以及
满足下述条件表达式(1)、(2)和(3)：
0.40<(-f1)/ftM1<2.00 (1)
0.80<|fF|/ftM1<4.00 (2)
0.10<BFw/fw<1.00 (3)
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，ftM1表示在远摄端状态下所示第一中间透镜组的焦距，fF表示在所述聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距，BFw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的后焦距离，以及fw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的焦距。
在此，在本实施例中，第一中间透镜组、第二中间透镜组、和后续透镜组分别包括至少一个透镜组。同时，在本实施例中，透镜组是指由空气间隔分离的包括至少一个透镜的部分。
根据本实施例的变倍光学系统包括至少四个透镜组，并且在从广角端状态到远摄端状态变倍时，改变相邻透镜组之间的距离，由此能够在变倍时获得极好的像差校正。此外，通过在后续透镜组中设置聚焦透镜组，可以减小聚焦透镜组的尺寸并使其重量轻。
条件表达式(1)定义第一透镜组的焦距相对于远摄端状态下的所示第一中间透镜组的焦距的比率。通过满足条件表达式(1)，在从广角端状态到远摄端状态变倍时，可以抑制球面像差和其他各种像差的变化。
当(-f1)/ftM1的值等于或超过本申请的变倍光学系统的条件表达式(1)的上限时，在远摄端状态下所示第一中间透镜组的的屈光力变强，并且在从广角端状态到远摄端状态变倍时，变得难以抑制球面像差和其他各种像差的变化。同时，优选地将条件表达式(1)的上限值设定为1.90，更优选地设定为1.80。
另一方面，当(-f1)/ftM1的值等于或低于本申请的变倍光学系统的条件表达式(1)的下限时，第一透镜组的屈光力变强，并且变得难以抑制在从广角端状态到远摄端状态变倍时球面像差和其他各种像差的变化。同时，优选地将条件表达式(1)的下限值设定为0.50，并且进一步优选地设定为0.60。
条件表达式定义在所述聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距相对于在远摄端状态下所示第一中间透镜组的焦距的比率。通过满足条件表达式(2)，可以抑制在从广角端状态到远摄端状态变倍时的球面像差和其他各种像差的变化，并且还可以抑制在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时的球面像差和其他各种像差的变化。
当|fF|/ftM1的值等于或超过本申请的变倍光学系统的条件表达式(2)的上限时，在远摄端状态下所示第一中间透镜组的的屈光力变强，并且变得难以抑制在从广角端状态到远摄端状态变倍时的球面像差和其他各种像差的变化。同时，优选地将条件表达式(2)的上限值设定为3.90，更优选地设定为3.80。
另一方面，当|fF|/ftM1的值等于或低于本申请的变倍光学系统的条件表达式(2)的下限时，聚焦透镜组的屈光力变强，并且变得难以抑制在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时的球面像差的变化。同时，优选地将条件表达式(2)的下限值设定为0.90，并且进一步优选地设定为1.00。
条件表达式(3)定义广角端状态下的所述变倍光学系统的后焦距离相对于广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距的比率。通过满足条件表达式(3)，根据本实施例的变倍光学系统可以在广角端状态下有效地校正彗差和其他各种像差。同时，术语“后焦距离”是指沿着光轴，从最像侧透镜表面到像平面的距离。
当BFw/fw的值等于或超过本申请的变倍光学系统的条件表达式(3)的上限时，广角端状态下的后焦距离相对于广角端状态下的焦距变大，并且变得难以在广角端状态下校正彗差和其他各种像差。同时，优选地将条件表达式(3)的上限值设定为0.95，进一步优选地设定为0.90，更进一步优选地设定为0.85，仍然进一步优选地设定为0.80。
另一方面，当BFw/fw的值等于或低于本申请的变倍光学系统的条件表达式(3)的下限值时，广角端状态下的后焦距离相对于广角端状态下的焦距变小，并且变得难以在广角端状态下校正彗差和其他各种像差。也变得难以设置镜筒的机械构件。同时，优选地将条件表达式(3)的下限值设定为0.20，进一步优选地设定为0.25，更进一步优选地设定为0.30，仍然进一步优选地设定为0.40。
利用上述构造，可以实现具有优异光学性能并且使其中的聚焦透镜组的重量轻的变倍光学系统。
在根据本实施例的变倍光学系统中，期望满足下述条件表达式(4)：
0.70<|fF|/ft<3.30 (4)
其中，fF表示聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距，以及ft表示在远摄端状态下的变倍光学系统的焦距。
条件表达式(4)定义聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距相对于远摄端状态下的变倍光学系统的焦距的比率。
通过满足条件表达式(4)，根据本实施例的变倍光学系统可以在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时，抑制球面像差和其他各种像差的变化，而不会使镜筒变大。
当|fF|/ft的值等于或超过根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(4)的上限值时，聚焦透镜组的屈光力变弱，并且在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时，聚焦透镜组的移动量变大，使得镜筒的尺寸变大。同时，优选地将条件表达式(4)的上限值设定为3.20并且进一步优选地设定为3.10。
另一方面，当根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(4)中的|fF|/ft的值等于或低于下限值时，聚焦透镜组的屈光力变强，并且在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时，变得难以抑制球面像差的变化。同时，优选地将条件表达式(4)的下限值设定为0.75，并且进一步优选地设定为0.80。
此外，在根据本实施例的变倍光学系统中，期望满足下述条件表达式(5)：
0.60<f1N/f1<2.20 (5)
其中f1N表示第一透镜组中具有最强负屈光力的透镜的焦距，以及f1表示第一透镜组的焦距。
条件表达式(5)定义第一透镜组中具有最强负屈光力的透镜的焦距与第一透镜组的焦距的比率。
通过满足条件表达式(5)，根据本实施例的变倍光学系统可以有效地校正彗差和其他各种像差，并且在从广角端状态到远摄端状态变倍时，抑制球面像差和其他各种像差的变化。
当f1N/f1的值等于或超过根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(5)的上限值时，第一透镜组的屈光力变强，并且在从广角端状态到远摄端状态变倍时，变得难以抑制球面像差和其他各种像差的变化。同时，优选地将条件表达式(5)的上限值设定为1.90并且进一步优选地设定为1.80。
另一方面，当根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(5)中的f1N/f1的值等于或低于下限值时，第一透镜组中具有最强负屈光力的透镜的屈光力变强，并且变得难以抑制彗差和其他各种像差。同时，优选地将条件表达式(5)的下限值设定为0.70，进一步优选地设定为0.80，并且进一步优选地设定为0.90。
在根据本实施例的变倍光学系统中，期望满足下述条件表达式(6)：
2.00<D1Mw/fw<4.00 (6)
其中，D1Mw表示在广角端状态下，第一透镜组和第一中间透镜组之间沿光轴的距离，以及fw表示在广角端状态下的变倍光学系统的焦距。
条件表达式(6)定义在广角端状态下第一透镜组和第一中间透镜组之间沿光轴的距离与广角端状态下的变倍光学系统的焦距的比率。
通过满足条件表达式(6)，根据本实施例的变倍光学系统可以，在广角端状态下，有效地校正彗差和其他各种像差，而不使镜筒的尺寸变大。
当D1Mw/fw的值等于或超过根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(6)的上限值时，广角端状态下的第一透镜组与第一中间透镜组之间沿光轴的距离变大，由此镜筒的尺寸变大。同时，优选地将条件表达式(6)的上限值设定为3.90并且进一步优选地设定为3.80。
另一方面，当根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(6)中的D1Mw/fw的值等于或低于下限值时，广角端状态下的第一透镜组和第一中间透镜组之间沿着光轴的距离变小，并且变得难以在广角端状态下有效地校正彗差和其他各种像差。同时，优选地将条件表达式(6)的下限值设定为2.10，并且进一步优选地设定为2.20。
在根据本实施例的变倍光学系统中，期望满足下述条件表达式(7)：
2.00<νM1P/νM1N<3.00 (7)
其中，νM1P表示第一中间透镜组中具有最强正屈光力的透镜的阿贝数，以及νM1N表示第一中间透镜组中具有最强负屈光力的透镜的阿贝数。
条件表达式(7)定义第一中间透镜组中具有最强正屈光力的透镜的阿贝数与第一中间透镜组中具有最强负屈光力的透镜的阿贝数的比率。通过满足条件表达式(7)，根据本实施例的变倍光学系统可以有效地校正色像差。
当νM1P/νM1N的值等于或超过根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(7)的上限值时，第一中间透镜组中具有最强负屈光力的透镜的阿贝数变小，由此色像差的校正变得过大。同时，优选地将条件表达式(7)的上限值设定为2.95，进一步优选地设定为2.90，并且更进一步优选地设定为2.85。
另一方面，当根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(7)的νM1P/νM1N的值等于或低于下限值时，第一中间透镜组中具有最强正屈光力的透镜的阿贝数变小，并且产生的色像差变得过大，由此变得难以校正。
同时，优选的是将条件表达式(7)的下限值设定为2.05，进一步优选地设定为2.10并且更进一步优选地设定为2.15。
在根据本实施例的变倍光学系统中，期望满足下述条件表达式(8)：
0.20<fM1P/fM1N<0.80 (8)
其中，fM1P表示第一中间透镜组中具有最强正屈光力的透镜的焦距，以及fM1N表示第一中间透镜组中具有最强负屈光力的透镜的焦距。
条件表达式(8)定义第一中间透镜组中具有最强正屈光力的透镜的焦距与第一中间透镜组中具有最强负屈光力的透镜的焦距的比率。通过满足条件表达式(8)，根据本实施例的变倍光学系统可以有效地校正球面像差和其他各种像差。
当fM1P/fM1N的值等于或超过根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(8)的上限值时，第一中间透镜组中具有最强负屈光力的透镜的屈光力变强，由此球面像差的校正变得过大。同时，优选地将条件表达式(8)的上限值设定为0.75，并且进一步优选地将其设定为0.70。
另一方面，当根据本实施例的变倍光学系统的条件表达式(8)中的fM1P/fM1N的值等于或低于下限值时，第一中间透镜组中具有最强正屈光力的透镜的屈光力变强，并且产生的球面像差变得过大，由此变得难以校正。同时，优选地将条件表达式(8)的下限值设定为0.25，并且进一步优选地将其设定为0.30。
在根据本实施例的变倍光学系统中，期望满足下述条件表达式(9)：
38.00°<ωw<85.00° (9)
其中，ωw表示在广角端状态下的变倍光学系统的半视角。
条件表达式(9)定义了限定广角端状态下的视角的最佳值的条件。通过满足条件表达式(9)，根据本实施例的变倍光学系统可以在具有广视角的同时极好地校正诸如彗差、畸变和场曲的各种像差。
为了确保本实施例的效果，优选的是将条件表达式(9)的上限值设定为84.00°。
为了确保本实施例的效果，优选的是将条件表达式(9)的下限值设定为39.00°，进一步设定为40.00°，并且更进一步设定为41.00°。
在根据本实施例的变倍光学系统中，期望聚焦透镜组由一个或两个透镜构成。利用这种构造，可以减小聚焦透镜组的尺寸并且使其重量轻。
此外，在根据本实施例的变倍光学系统中，期望第一中间透镜组包括至少两个具有负屈光力的透镜零件。利用这种构造，可以在远摄端状态下有效地校正球面像差和色像差。
此外，在根据本实施例的变倍光学系统中，期望第一透镜组由两个透镜零件构成。利用这种构造，即使发生制造误差，也可以实现批量生产。
此外，在根据本实施例的变倍光学系统中，期望后续透镜组包括在聚焦透镜组中的最像侧聚焦透镜组的像侧处的至少一个透镜零件。利用这种构造，可以抑制在实施从无限远物体到近距离物体的聚焦时发生的彗差的变化。同时，单透镜或胶合透镜在本说明书中由术语“透镜零件”表示。
在根据本实施例的变倍光学系统中，期望聚焦透镜组中的至少一个具有正屈光力。利用这种构造，可以抑制在实施从无限远物体到近距离物体的聚焦时引起的球面像差和其他各种像差的变化。
此外，在根据本实施例的变倍光学系统中，期望第一中间透镜组按照从物侧的次序，包括具有正屈光力的第二透镜组和具有正屈光力的第三透镜组。利用这种构造，可以抑制在从广角端状态到远摄端状态变倍时引起的球面像差和其他各种像差的变化。
此外，在根据本实施例的变倍光学系统中，期望后续透镜组包括至少两个聚焦透镜组。利用这种构造，可以有效地抑制在实施从无限远物体到近距离物体的聚焦时引起的球面像差和其他各种像差的变化。
此外，本实施例的光学装置配备有具有上述构造的变倍光学系统，因此可以实现具有极好光学性能并且使其中的聚焦透镜组重量轻的光学装置。
此外，用于制造根据本实施例的变倍光学系统的方法是一种用于制造变倍光学系统的方法，所述变倍光学系统按照从物侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第一中间透镜组、具有负屈光力的第二中间透镜组、和后续透镜组，所述方法包括下述步骤：
构造使得当从广角端状态到远摄端状态变倍时，所述第一透镜组和所述第一中间透镜组之间的距离改变，所述第一中间透镜组和所述第二中间透镜组之间的距离改变，并且所述第二中间透镜组和所述后续透镜组之间的距离改变；
构造使得所述后续透镜组包括至少一个聚焦透镜组，所述聚焦透镜组在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时移动；以及
构造使得满足下述条件表达式(1)和(2)：
0.40<(-f1)/ftM1<2.00 (1)
0.80<|fF|/ftM1<4.00 (2)
0.10<BFw/fw<1.00 (3)
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，ftM1表示在远摄端状态下所示第一中间透镜组的焦距，fF表示在所述聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距，BFw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的后焦距离，以及fw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的焦距。
在下文中，将参考附图说明涉及本实施例的数值示例的变倍光学系统。
<第一示例>
图1是根据第一示例的变倍光学系统的截面图。同时，在后面所述的图1和图4、图7、图10、图13、图16、图19和图22中，箭头示出了在从广角端状态(W)到远摄端状态(T)变倍时，各个透镜组的移动轨迹。
根据本示例的变倍光学系统按照从物侧的次序，由具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第一中间透镜组GM1、孔径光阑S、具有负屈光力的第二中间透镜组GM2，以及具有正屈光力的后续透镜组GR构成。
第一中间透镜组GM1按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第二透镜组G2和具有正屈光力的第三透镜组G3构成。
第二中间透镜组GM2由第四透镜组G4构成。
后续透镜组GR按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第五透镜组G5、具有正屈光力的第六透镜组G6和具有负屈光力的第七透镜组G7构成。
第一透镜组G1按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L11以及胶合负透镜组成，该胶合负透镜由双凹负透镜L12与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L13胶合而构成。
第二透镜组G2由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凸正透镜L21与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L22胶合而构成。
第三透镜组G3由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L31与双凸正透镜L32胶合而构成。
第四透镜组G4按照从物侧的次序，由胶合负透镜和具有面向物侧的正弯月透镜L43组成，该胶合负透镜由双凹负透镜L41与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L42胶合而构成。
第五透镜组G5由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凸正透镜L51与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L52胶合而构成。
第六透镜组G6由双凸正透镜L61组成。
第七透镜组G7由具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L71组成。
在根据本示例的变倍光学系统中，在广角端状态和远摄端状态之间变倍时，沿光轴移动第一透镜组G1至第七透镜组G7的所有透镜组，使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离、第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的距离、第五透镜组G5与第六透镜组G6之间的距离以及第六透镜组G6与第七透镜组G7之间的距离均被改变。
在根据本示例的变倍光学系统中，通过使第五透镜组G5和第六透镜组G6作为相应的聚焦透镜组彼此独立地移动来执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦。
下表1示出了与本示例有关的变倍光学系统的各种值。
在表1中，“f”表示焦距，以及“BF”表示后焦距离，即，从最像侧透镜表面到像平面I的沿光轴的距离。
在[表面数据]中，“m”表示从物侧计数的光学表面的顺序，“r”表示曲率半径，“d”表示表面之间的距离，即，第n表面到第(n+1)表面的间隔，其中，n为整数，“nd”表示d线(波长λ＝587.6nm)的折射率，以及“νd”表示d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数。此外，“OP”表示物平面，“可变”表示可变的表面间距离，“S”表示孔径光阑，“I”表示像平面。同时，曲率半径r＝∞表示平面，并且忽略空气的折射率nd＝1.00000。另外，通过在表面编号附加“*”来表示非球面的位置，以及在曲率半径“r”的列中，示出了近轴曲率半径。
在[非球面数据]中，相对于[表面数据]中所示的非球面表面，在通过下述表达式展示非球面表面的情况下，示出了非球面表面系数和圆锥系数：
x＝(h2/r)/[1+{1-κ(h/r)2}1/2]
+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10
其中“h”表示垂直于光轴的方向上的高度，“x”表示垂度(sag)量，该垂度量是与高度“h”处的每个非球面的顶点处的切面的沿光轴的距离；“κ”表示圆锥系数；“A4”、“A6”、“A8”和“A10”表示各自的非球面系数，并且“r”表示近轴曲率半径，其是基准球面的曲率半径。“E-n”，其中n是整数，表示“×10-n”，例如，“1.234E-05”表示“1.234×10-5”。二阶非球面系数“A2”为0并省略。
在[各种数据]中，“FNO”表示F数，“2ω”表示视角(单位为“°”)，“Ymax”表示最大像高，“TL”表示根据本示例的变倍光学系统的全长(total length)，即，沿着光轴从第一透镜表面到像平面I的距离，以及“dn”表示从第n表面到第(n+1)表面的可变距离。同时，“W”表示广角端状态，“M”表示中间焦距状态，“T”表示远摄端状态，“INF”表示聚焦于无限远距离物体时的时间，以及“CLO”表示聚焦在近距离物体上的时间。
在[透镜组数据]中，示出了每个透镜组的起始表面ST和焦距f。
在[条件表达式的值]中，示出了对应于根据本示例的变倍光学系统的各个条件表达式的值。
在此应注意，“mm”通常用于长度单位，诸如表1中所示的焦距f、曲率半径r和其他长度的单位。但是，由于通过成比例放大或缩小的光学系统也可以获得类似的光学性能，因此，该单位不必限于“mm”。
同时，上述表1中的参考符号的说明同样适用于本文后续所述的其他示例的表。
(表1)第一示例
[表面数据]
Figure BDA0002224906850000171
Figure BDA0002224906850000181
Figure BDA0002224906850000191
[非球面数据]
m:2
κ＝0.0000
A4＝2.97162E-06
A6＝1.62510E-09
A8＝2.42658E-13
A10＝4.56491E-16
A12＝8.02650E-19
m:22
κ＝1.0000
A4＝8.43912E-06
A6＝6.68890E-10
A8＝1.69267E-11
A10＝-5.36609E-14
m:23
κ＝1.0000
A4＝8.13845E-06
A6＝-4.05875E-09
A8＝1.66491E-11
A10＝-5.84964E-14
[各种数据]
Figure BDA0002224906850000192
Figure BDA0002224906850000201
Figure BDA0002224906850000202
[透镜组数据]
Figure BDA0002224906850000203
[条件表达式的值]
(1)(-f1)/ftM1＝1.134
(2)|fF|/ftM1＝2.268
(3)BFw/fw＝0.518
(4)|fF|/ft＝1.358
(5)f1N/f1＝1.111
(6)D1Mw/fw＝2.819
(7)νM1P/νM1N＝2.463
(8)fM1P/fM1N＝0.587
(9)ωw＝45.55°
图2A、2B和2C是示出分别在根据第一示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
图3A、图3B和图3C是示出分别在根据第一示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
在示出如图2和图3中绘制的像差的曲线图中，“FNO”表示F数，“NA”表示数值孔径，以及“Y”表示像高。在示出球面像差的曲线图中，示出了对应于最大孔径的数值孔径或F数的值。在示出像散和畸变的图中，示出了像高的最大值。在示出彗差的图中，示出了每个像高的值。“d”表示d线(波长λ＝587.6nm)，以及“g”表示g线(波长λ＝435.8nm)。在示出像散的图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。同时，在示出如下所述的其他示例中的各种像差的曲线图中，采用与本示例相同的符号。
从示出各种像差的上述曲线图中可以明显看出，与本示例有关的变倍光学系统可以在广角端状态到远摄端状态下极好地校正各种像差并且具有优异的成像性能，并且进一步即使在聚焦近距离物体时也具有优异的成像性能。
<第二示例>
图4是根据本申请的第二示例的变倍光学系统的截面图。
根据本示例的变倍光学系统按照从物侧的次序，由具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第一中间透镜组GM1、孔径光阑S、具有负屈光力的第二中间透镜组GM2，以及具有正屈光力的后续透镜组GR构成。
第一中间透镜组GM1按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第二透镜组G2和具有正屈光力的第三透镜组G3构成。
第二中间透镜组GM2由第四透镜组G4构成。
后续透镜组GR按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第五透镜组G5、具有负屈光力的第六透镜组G6和具有正屈光力的第七透镜组G7构成。
第一透镜组G1按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L11以及胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凹负透镜L12与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L13胶合而构成。
第二透镜组G2由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凸正透镜L21与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L22胶合而构成。
第三透镜组G3由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L31与双凸正透镜L32胶合而构成。
第四透镜组G4按照从物侧的次序，由双凹负透镜L41和胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L42与双凸正透镜L43胶合而构成。
第五透镜组G5由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L51与双凸正透镜L52胶合而构成。
第六透镜组G6按照从物侧的次序，由双凸正透镜L61和双凹负透镜L62组成。
第七透镜组G7由具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L71组成。
在根据本示例的变倍光学系统中，在广角端状态和远摄端状态之间变倍时，沿光轴移动第一透镜组G1至第七透镜组G7的所有透镜组，使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离、第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的距离、第五透镜组G5与第六透镜组G6之间的距离以及第六透镜组G6与第七透镜组G7之间的距离均被改变。
在根据本示例的变倍光学系统中，通过作为聚焦透镜组朝像平面移动第六透镜组G6，执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦。
下表2示出了与本示例有关的变倍光学系统的各种值。
(表2)第二示例
[表面数据]
Figure BDA0002224906850000231
Figure BDA0002224906850000241
[非球面数据]
m:2
κ＝0.0000
A4＝3.47464E-06
A6＝2.06289E-09
A8＝-2.87066E-12
A10＝6.84678E-15
A12＝-3.05130E-18
m:3
κ＝1.0000
A4＝-3.34275E-07
A6＝-6.53686E-10
A8＝1.41918E-12
A10＝-6.87012E-16
m:20
κ＝1.0000
A4＝3.21231E-06
A6＝-2.72101E-08
A8＝1.74184E-10
A10＝-4.74606E-13
m:21
κ＝1.0000
A4＝4.04674E-06
A6＝-1.32981E-08
A8＝1.27233E-10
A10＝-1.86784E-13
[各种数据]
Figure BDA0002224906850000251
Figure BDA0002224906850000261
[透镜组数据]
Figure BDA0002224906850000262
[条件表达式的值]
(1)(-f1)/ftM1＝1.238
(2)|fF|/ftM1＝1.873
(3)BFw/fw＝0.735
(4)|fF|/ft＝0.978
(5)f1N/f1＝0.995
(6)D1Mw/fw＝2.863
(7)νM1P/νM1N＝2.281
(8)fM1P/fM1N＝0.405
(9)ωw＝45.56°
图5A、图5B和图5C是示出分别在根据第二示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
图6A、图6B和图6C是示出分别在根据第二示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
从示出各种像差的上述曲线图中可以明显看出，与本示例有关的变倍光学系统可以在广角端状态到远摄端状态下极好地校正各种像差并且具有优异的成像性能，并且进一步即使在聚焦近距离物体时也具有优异的成像性能。
<第三示例>
图7是根据本申请的第三示例的变倍光学系统的截面图。
根据本示例的变倍光学系统按照从物侧的次序，由具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第一中间透镜组GM1、孔径光阑S、具有负屈光力的第二中间透镜组GM2，以及具有正屈光力的后续透镜组GR构成。
第一中间透镜组GM1按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第二透镜组G2和具有正屈光力的第三透镜组G3构成。
第二中间透镜组GM2由第四透镜组G4构成。
后续透镜组GR按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第五透镜组G5、具有正屈光力的第六透镜组G6和具有负屈光力的第七透镜组G7构成。
第一透镜组G1按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L11以及胶合负透镜组成，该胶合负透镜由双凹负透镜L12与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L13胶合而构成。
第二透镜组G2由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凸正透镜L21与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L22胶合而构成。
第三透镜组G3由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L31与双凸正透镜L32胶合而构成。
第四透镜组G4按照从物侧的次序，由双凹负透镜L41和胶合负透镜组成，该胶合负透镜由双凹负透镜L42与双凸正透镜L43胶合而构成。
第五透镜组G5由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L51与双凸正透镜L52胶合而构成。
第六透镜组G6由双凸正透镜L61组成。
第七透镜组G7按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凹面的正弯月透镜L71和双凹负透镜L72构成。
在根据本示例的变倍光学系统中，在广角端状态和远摄端状态之间变倍时，沿光轴移动第一透镜组G1至第七透镜组G7的所有透镜组，使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离、第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的距离、第五透镜组G5与第六透镜组G6之间的距离以及第六透镜组G6与第七透镜组G7之间的距离均被改变。
在根据本示例的变倍光学系统中，通过作为聚焦透镜组沿光轴朝物体移动第六透镜组G6，执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦。
下表3示出了与本实施例有关的变倍光学系统的各种值。
(表3)第三示例
[表面数据]
Figure BDA0002224906850000291
Figure BDA0002224906850000301
[非球面数据]
m:2
κ＝0.0000
A4＝2.64488E-06
A6＝7.93387E-10
A8＝-2.18796E-13
A10＝2.18394E-15
A12＝-6.34900E-19
m:3
κ＝1.0000
A4＝-2.63676E-07
A6＝-4.45738E-10
A8＝9.61010E-13
A10＝-3.72624E-16
m:23
κ＝1.0000
A4＝-2.62769E-07
A6＝7.24281E-10
A8＝-9.63646E-13
A10＝-6.01683E-15
m:26
κ＝1.0000
A4＝5.86678E-07
A6＝1.11104E-09
A8＝1.08716E-11
A10＝-2.05060E-14
[各种数据]
Figure BDA0002224906850000311
Figure BDA0002224906850000312
[透镜组数据]
Figure BDA0002224906850000313
Figure BDA0002224906850000321
[条件表达式的值]
(1)(-f1)/ftM1＝1.100
(2)|fF|/ftM1＝1.844
(3)BFw/fw＝0.735
(4)|fF|/ft＝1.003
(5)f1N/f1＝1.174
(6)D1Mw/fw＝2.603
(7)νM1P/νM1N＝2.750
(8)fM1P/fM1N＝0.376
(9)ωw＝45.13°
图8A、图8B和图8C是示出分别在根据第三示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
图9A、图9B和图9C是示出分别在根据第三示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
从示出各种像差的上述曲线图中可以明显看出，与本示例有关的变倍光学系统可以在广角端状态到远摄端状态下极好地校正各种像差并且具有优异的成像性能，并且进一步即使在聚焦近距离物体时也具有优异的成像性能。
<第四示例>
图10是根据本申请的第四示例的变倍光学系统的截面图。
根据本示例的变倍光学系统按照从物侧的次序，由具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第一中间透镜组GM1、孔径光阑S、具有负屈光力的第二中间透镜组GM2，以及具有正屈光力的后续透镜组GR构成。
第一中间透镜组GM1由具有正屈光力的第二透镜组G2构成。
第二中间透镜组GM2由第三透镜组G3构成。
后续透镜组GR按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第四透镜组G4和具有负屈光力的第五透镜组G5构成。
第一透镜组G1按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L11以及胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L12与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L13胶合而构成。
第二透镜组G2按照从物侧的次序，由通过双凸正透镜L21与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L22胶合构成的胶合正透镜、和通过具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L23与双凸正透镜L24胶合构成的胶合正透镜组成。
第三透镜组G3按照从物侧的次序，由双凹负透镜L31、通过具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L32与双凸正透镜L33胶合构成的胶合正透镜以及通过具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L34与双凸正透镜L35胶合构成的胶合正透镜组成。
第四透镜组G4由双凸正透镜L41组成。
第五透镜组G5按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凹面的正弯月透镜L51与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L52组成。
在根据本示例的变倍光学系统中，在广角端状态和远摄端状态之间变倍时，沿光轴移动第一透镜组G1至第五透镜组G5的所有透镜组，使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离以及第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的距离均被改变。
在根据本示例的变倍光学系统中，通过作为聚焦透镜组朝物体移动第四透镜组G4，执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦。
下表4示出了与本示例有关的变倍光学系统的各种值。
(表4)第四示例
[表面数据]
Figure BDA0002224906850000341
Figure BDA0002224906850000351
[非球面数据]
m:2
κ＝0.0000
A4＝3.03915E-06
A6＝2.46295E-09
A8＝-2.53532E-12
A10＝3.74583E-15
A12＝-6.34900E-19
m:3
κ＝1.0000
A4＝-2.78528E-07
A6＝-3.14446E-10
A8＝3.58529E-13
A10＝-1.27209E-16
m:23
κ＝1.0000
A4＝6.52833E-06
A6＝1.33655E-08
A8＝-7.01957E-12
A10＝5.45626E-14
m:26
κ＝1.0000
A4＝-2.26773E-06
A6＝-1.49552E-09
A8＝2.69475E-11
A10＝-3.21917E-14
[各种数据]
Figure BDA0002224906850000361
Figure BDA0002224906850000371
[透镜组数据]
Figure BDA0002224906850000372
[条件表达式的值]
(1)(-f1)/ftM1＝1.148
(2)|fF|/ftM1＝2.154
(3)BFw/fw＝0.604
(4)|fF|/ft＝1.196
(5)f1N/f1＝1.009
(6)D1Mw/fw＝2.853
(7)νM1P/νM1N＝2.853
(8)fM1P/fM1N＝0.424
(9)ωw＝45.40°
图11A、图11B和图11C是示出分别在根据第四示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
图12A、图12B和图12C是示出分别在根据第四示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
从示出各种像差的上述曲线图中可以明显看出，与本示例有关的变倍光学系统可以在广角端状态到远摄端状态下极好地校正各种像差并且具有优异的成像性能，并且进一步即使在聚焦近距离物体时也具有优异的成像性能。
<第五示例>
图13是根据本申请的第五示例的变倍光学系统的截面图。
根据本示例的变倍光学系统按照从物侧的次序，由具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第一中间透镜组GM1、孔径光阑S、具有负屈光力的第二中间透镜组GM2，以及具有正屈光力的后续透镜组GR构成。
第一中间透镜组GM1由具有正屈光力的第二透镜组G2构成。
第二中间透镜组GM2由第三透镜组G3构成。
后续透镜组GR按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第四透镜组G4、具有正屈光力的第五透镜组G5以及具有负屈光力的第六透镜组G6构成。
第一透镜组G1按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L11以及胶合负透镜组成，该胶合负透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L12与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L13胶合而构成。
第二透镜组G2按照从物侧的次序，由通过双凸正透镜L21与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L22胶合构成的胶合正透镜、和通过具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L23与双凸正透镜L24胶合构成的胶合正透镜组成。
第三透镜组G3按照从物侧的次序，由双凹负透镜L31和胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凹负透镜L32与双凸正透镜L33胶合构成。
第四透镜组G4由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凸正透镜L41与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L42胶合而构成。
第五透镜组G5由双凸正透镜L51组成。
第六透镜组G6由具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L61组成。
在根据本示例的变倍光学系统中，在广角端状态和远摄端状态之间变倍时，沿光轴移动第一透镜组G1至第六透镜组G6的所有透镜组，使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离、第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的距离以及第五透镜组G5与第六透镜组G6之间的距离均被改变。
在根据本示例的变倍光学系统中，通过作为相应的聚焦透镜组朝物体独立地移动第四透镜组G4和第五透镜组G5，执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦。
下表5示出了与本示例有关的变倍光学系统的各种值。
(表5)第五示例
[表面数据]
Figure BDA0002224906850000401
Figure BDA0002224906850000411
[非球面数据]
m:2
κ＝0.0000
A4＝3.46899E-06
A6＝3.81982E-09
A8＝-6.40834E-12
A10＝1.09738E-14
A12＝-4.82160E-18
m:22
κ＝1.0000
A4＝6.88818E-06
A6＝-6.09818E-10
A8＝8.44660E-12
A10＝-2.63571E-14
m:23
κ＝1.0000
A4＝8.06346E-06
A6＝-8.60497E-09
A8＝2.28581E-11
A10＝-5.12367E-14
[各种数据]
Figure BDA0002224906850000412
Figure BDA0002224906850000421
Figure BDA0002224906850000422
[透镜组数据]
Figure BDA0002224906850000423
[条件表达式的值]
(1)(-f1)/ftM1＝1.164
(2)|fF|/ftM1＝2.639
(3)BFw/fw＝0.713
(4)|fF|/ft＝1.402
(5)f1N/f1＝1.132
(6)D1Mw/fw＝2.813
(7)νM1P/νM1N＝2.421
(8)fM1P/fM1N＝0.521
(9)ωw＝45.62°
图14A、图14B和图14C是示出分别在根据第五示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
图15A、图15B和图15C是示出分别在根据第五示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
从示出各种像差的上述曲线图中可以明显看出，与本示例有关的变倍光学系统可以在广角端状态到远摄端状态下极好地校正各种像差并且具有优异的成像性能，并且进一步即使在聚焦近距离物体时也具有优异的成像性能。
<第六示例>
图16是根据本申请的第六示例的变倍光学系统的截面图。
根据本示例的变倍光学系统按照从物侧的次序，由具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第一中间透镜组GM1、孔径光阑S、具有负屈光力的第二中间透镜组GM2，以及具有正屈光力的后续透镜组GR构成。
第一中间透镜组GM1按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第二透镜组G2和具有正屈光力的第三透镜组G3构成。
第二中间透镜组GM2由第四透镜组G4构成。
后续透镜组GR按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第五透镜组G5、具有正屈光力的第六透镜组G6和具有负屈光力的第七透镜组G7构成。
第一透镜组G1按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L11以及胶合负透镜组成，该胶合负透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L12与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L13胶合而构成。
第二透镜组G2由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凸正透镜L21与具有面向物体的凹面的负弯月透镜L22胶合而构成。
第三透镜组G3由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L31与双凸正透镜L32胶合而构成。
第四透镜组G4由胶合负透镜组成，该胶合负透镜由双凹负透镜L41与具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L42胶合而构成。
第五透镜组G5由胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凸正透镜L51与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L52胶合而构成。
第六透镜组G6由双凸正透镜L61组成。
第七透镜组G7由具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L71组成。
在根据本示例的变倍光学系统中，在广角端状态和远摄端状态之间变倍时，沿光轴移动第一透镜组G1至第七透镜组G7的所有透镜组，使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离、第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的距离、第五透镜组G5与第六透镜组G6之间的距离以及第六透镜组G6与第七透镜组G7之间的距离均被改变。
在根据本示例的变倍光学系统中，通过沿光轴，作为相应的聚焦透镜组朝物体独立地移动第五透镜组G5和第六透镜组G6，执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦。
下表6示出了与本示例有关的变倍光学系统的各种值。
(表6)第六示例
[表面数据]
Figure BDA0002224906850000451
Figure BDA0002224906850000461
[非球面数据]
m:2
κ＝0.0000
A4＝3.40299E-06
A6＝1.78453E-09
A8＝-2.01869E-13
A10＝1.07948E-15
A12＝2.74510E-19
m:20
κ＝1.0000
A4＝8.80591E-06
A6＝-1.07404E-09
A8＝1.74456E-11
A10＝-2.66494E-14
m:21
κ＝1.0000
A4＝6.66893E-06
A6＝-5.20154E-09
A8＝5.00802E-12
A10＝-7.75803E-15
[各种数据]
Figure BDA0002224906850000471
Figure BDA0002224906850000472
[透镜组数据]
Figure BDA0002224906850000473
Figure BDA0002224906850000481
[条件表达式的值]
(1)(-f1)/ftM1＝1.072
(2)|fF|/ftM1＝2.196
(3)BFw/fw＝0.625
(4)|fF|/ft＝1.368
(5)f1N/f1＝1.049
(6)D1Mw/fw＝2.859
(7)νM1P/νM1N＝2.393
(8)fM1P/fM1N＝0.435
(9)ωw＝45.65°
图17A、图17B和图17C是示出分别在根据第六示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
图18A、图18B和图18C是示出分别在根据第六示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
从示出像差的上述曲线图中可以明显看出，与本示例有关的变倍光学系统可以在广角端状态到远摄端状态下极好地校正各种像差并且具有优异的成像性能，并且进一步即使在聚焦近距离物体时也具有优异的成像性能。
<第七示例>
图19是根据本申请的第七示例的变倍光学系统的截面图。
根据本示例的变倍光学系统按照从物侧的次序，由具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第一中间透镜组GM1、孔径光阑S、具有负屈光力的第二中间透镜组GM2，以及具有正屈光力的后续透镜组GR构成。
第一中间透镜组GM1由具有正屈光力的第二透镜组G2构成。
第二中间透镜组GM2由第三透镜组G3构成。
后续透镜组GR按照从物侧的次序，由具有正屈光力的第四透镜组G4、具有正屈光力的第五透镜组G5以及具有负屈光力的第六透镜组G6构成。
第一透镜组G1按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L11以及胶合负透镜组成，该胶合负透镜由双凹负透镜L12与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L13胶合而构成。
第二透镜组G2按照从物侧的次序，由通过双凸正透镜L21与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L22胶合构成的胶合正透镜、和通过具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L23与双凸正透镜L24胶合构成的胶合正透镜组成。
第三透镜组G3按照从物侧的次序，由双凹负透镜L31、通过具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L32与双凸正透镜L33胶合而构成的胶合正透镜以及通过双凹负透镜L33与双凸正透镜L34胶合而构成的胶合正透镜组成。
第四透镜组G4由双凸正透镜L41组成。
第五透镜组G5由具有面向物侧的凹面的正弯月透镜L51组成。
第六透镜组G6由具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L61组成。
在根据本示例的变倍光学系统中，在广角端状态和远摄端状态之间变倍时，沿光轴移动第一透镜组G1至第六透镜组G6的所有透镜组，使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离、第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的距离以及第五透镜组G5与第六透镜组G6之间的距离均被改变。
在根据本示例的变倍光学系统中，通过沿光轴作为聚焦透镜组朝物体移动第四透镜组G4，执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦。
下表7示出了与本示例有关的变倍光学系统的各种值。
(表7)第七示例
[表面数据]
Figure BDA0002224906850000501
Figure BDA0002224906850000511
[非球面数据]
m:2
κ＝0.0000
A4＝3.18150E-06
A6＝1.29143E-09
A8＝-4.45637E-13
A10＝2.21668E-15
A12＝-6.34900E-19
m:3
κ＝1.0000
A4＝-1.73423E-07
A6＝-4.20289E-10
A8＝7.96941E-13
A10＝-4.23115E-16
m:23
κ＝1.0000
A4＝2.52053E-06
A6＝5.96196E-09
A8＝1.22687E-12
A10＝-9.60903E-15
m:26
κ＝1.0000
A4＝-3.00816E-06
A6＝2.06736E-09
A8＝2.50057E-11
A10＝-4.88231E-14
[各种数据]
Figure BDA0002224906850000521
Figure BDA0002224906850000531
Figure BDA0002224906850000532
[透镜组数据]
Figure BDA0002224906850000533
[条件表达式的值]
(1)(-f1)/ftM1＝1.158
(2)|fF|/ftM1＝2.037
(3)BFw/fw＝0.649
(4)|fF|/ft＝1.122
(5)f1N/f1＝1.039
(6)D1Mw/fw＝2.902
(7)νM1P/νM1N＝2.853
(8)fM1P/fM1N＝0.413
(9)ωw＝45.41°
图20A、图20B和图20C是示出分别在根据第七示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
图21A、图21B和图21C是示出分别在根据第七示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
从示出各种像差的上述曲线图中可以明显看出，与本示例有关的变倍光学系统可以在广角端状态到远摄端状态下极好地校正各种像差并且具有优异的成像性能，并且进一步即使在聚焦近距离物体时也具有优异的成像性能。
<第八示例>
图22是根据本申请的第八示例的变倍光学系统的截面图。
根据本示例的变倍光学系统按照从物侧的次序，由具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第一中间透镜组GM1、孔径光阑S、具有负屈光力的第二中间透镜组GM2，以及具有正屈光力的后续透镜组GR构成。
第一中间透镜组GM1由具有正屈光力的第二透镜组G2构成。
第二中间透镜组GM2由第三透镜组G3构成。
后续透镜组GR按照从物侧的次序由具有正屈光力的第四透镜组G4、具有负屈光力的第五透镜组G5、具有正屈光力的第六透镜组G6和具有负屈光力的第七透镜组G7构成。
第一透镜组G1按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L11以及胶合正透镜组成，该胶合正透镜由具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L12与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L13胶合而构成。
第二透镜组G2按照从物侧的次序，由通过双凸正透镜L21与具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L22胶合而构成的胶合正透镜、以及通过具有面向物侧的凸面的负弯月透镜L23与双凸正透镜L24胶合而构成的胶合正透镜组成。
第三透镜组G3按照从物侧的次序，由具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L31与胶合正透镜组成，该胶合正透镜由双凹负透镜L32与具有面向物侧的凸面的正弯月透镜L33胶合而构成。
第四透镜组G4由双凸正透镜L41组成。
第五透镜组G5由具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L51组成。
第六透镜组G6由双凸正透镜L61组成。
第七透镜组G7由具有面向物侧的凹面的负弯月透镜L71组成。
在根据本示例的变倍光学系统中，在广角端状态和远摄端状态之间变倍时，沿光轴移动第一透镜组G1至第七透镜组G7的所有透镜组，使得第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离、第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的距离、第五透镜组G5与第六透镜组G6之间的距离以及第六透镜组G6与第七透镜组G7之间的距离均被改变。
在根据本示例的变倍光学系统中，通过沿光轴彼此独立地作为相应的聚焦透镜组朝向物体移动第四透镜组G4、第五透镜组G6和第六透镜组G6，执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦。
下表8示出了与本示例有关的变倍光学系统的各种值。
(表8)第八示例
[表面数据]
Figure BDA0002224906850000561
Figure BDA0002224906850000571
[非球面数据]
m:2
κ＝0.0000
A4＝3.95960E-06
A6＝3.76748E-09
A8＝-5.23494E-12
A10＝1.04782E-14
A12＝-4.82160E-18
m:23
κ＝1.0000
A4＝6.76320E-06
A6＝-8.33082E-09
A8＝3.88079E-11
A10＝-7.09278E-14
m:24
κ＝1.0000
A4＝5.00393E-06
A6＝-8.92918E-09
A8＝2.86537E-11
A10＝-5.32582E-14
[各种数据]
Figure BDA0002224906850000581
Figure BDA0002224906850000582
[透镜组数据]
Figure BDA0002224906850000583
Figure BDA0002224906850000591
[条件表达式的值]
(1)(-f1)/ftM1＝1.053
(2)|fF|/ftM1＝1.675
(3)BFw/fw＝0.713
(4)|fF|/ft＝1.001
(5)f1N/f1＝0.998
(6)D1Mw/fw＝2.858
(7)νM1P/νM1N＝2.421
(8)fM1P/fM1N＝0.456
(9)ωw＝45.52°
图23A、图23B和图23C是示出分别在根据第八示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在无限远距离物体上时的各种像差的曲线图。
图24A、图24B和图24C是示出分别在根据第八示例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态下聚焦在近距离物体上时的各种像差的曲线图。
从示出各种像差的上述曲线图中可以明显看出，与本示例有关的变倍光学系统可以在广角端状态到远摄端状态下极好地校正各种像差并且具有优异的成像性能，并且进一步即使在聚焦近距离物体时也具有优异的成像性能。
根据上述每个示例，可以实现具有聚焦透镜组的变倍光学系统，该聚焦透镜组重量轻且尺寸小，并且可以在从广角端状态到远摄端状态变倍时极好地抑制像差的变化，以及在执行从无限远距离物体聚焦到近距离物体时，抑制像差的变化。在该变倍光学系统中，由于聚焦透镜组的尺寸小且重量轻，因此聚焦透镜组的驱动机构也小型化，因此可以实现高速和无噪声聚焦操作，而不会使镜筒变大。
同时，应注意到，上述每个示例是本申请的发明的具体示例，并且本申请的发明不限于此。可以适当地采用下文所述的内容而不会降低根据本实施例的变倍光学系统的光学性能。
尽管上文将具有五组构造、六组构造和七组构造的变倍光学系统示为根据本申请的变倍光学系统的数值示例，但是本申请的发明不限于它们并且可以配置具有其他构造，诸如八组构造等的变倍光学系统。具体地，将透镜或透镜组添加到根据每个上述示例的变倍光学系统的最物侧或最像侧的透镜构造是可能的。替选地，可以在第一透镜组G1和第一中间透镜组GM1之间添加透镜或透镜组。替选地，可以在第一中间透镜组GM1和第二中间透镜组GM2之间添加透镜或透镜组。或者，可以在第二中间透镜组GM2和后续透镜组GR之间添加透镜或透镜组。
此外，在每个上述示例中，示出了第一中间透镜组GM1由第二透镜组G2或第二透镜组G2和第三透镜组G3构成的构造，但是构造不限于它们。此外，在每个上述示例中，示出了第二中间透镜组GM2由第三透镜组G3、或第四透镜组G4、或第三透镜组G3和第四透镜组G4构成的构造，但构造不限于它们。
此外，在每个上述示例中，将一个、两个或三个透镜组用作聚焦透镜组，但是可以将透镜组中的一部分或四个或以上透镜组用作聚焦透镜组。每个聚焦透镜组可以由一个或两个透镜零件构成，并且更优选由一个透镜零件构成的构造。可以对这种聚焦组应用自动聚焦，并且可以适当地采用诸如超声波马达、步进马达和VCM马达的用于自动聚焦的马达驱动。
此外，在根据每个上述示例的变倍光学系统中，作为减振透镜组，可以在包括垂直于光轴的分量的方向上移动作为其整体的任何透镜组或其一部分，或者在包括光轴的面内方向上旋转地移动(摇摆)，由此可以获得减振的构造。
此外，在根据每个上述示例的变倍光学系统中，透镜的透镜表面可以是球面、平面或非球面。当透镜表面是球面或平面时，透镜加工、组装和调整变得容易，并且可以防止由透镜加工、组装和调整误差引起的光学性能的劣化，因此是优选的。此外，即使像面移位，描绘性能的劣化也很小，因此是优选的。当透镜表面是非球面时，可以通过研磨工艺、通过模具将玻璃材料形成为非球面形状的玻璃成型工艺，或者将树脂材料形成为玻璃透镜表面的非球面形状的复合型工艺来制造非球面。透镜表面可以是衍射光学表面，并且透镜可以是渐变折射率型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
此外，在根据每个上述示例的变倍光学系统中，优选的是，孔径光阑S设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，或者设置在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间。但是，该功能可以由透镜框架代替，而不需要将构件设置为孔径光阑。
此外，构成根据每个上述实施例的变倍光学系统的透镜的透镜表面可以涂覆有在宽波长区域中具有高透射率的抗反射涂层。通过这种设计，可以减少闪光和重影，并且获得具有高对比度的优异光学性能。
接下来，将参照图25说明配备有根据本实施例的变倍光学系统的相机。图25是示出配备有根据本实施例的变倍光学系统的相机的构造的视图。如图25所示，相机1是配备有根据第一示例的变倍光学系统作为成像透镜2的透镜可互换类型的所谓的无镜相机。
在本相机1中，从未示出的物体(待拍摄的物体)发出的光通过未示出的OLPF(光学低通滤波器)由成像透镜2会聚，并且在成像部3的成像平面上形成物体的图像。来自物体的光通过在成像部3上提供的光电转换元件进行光电转换，以形成物体的照片图像。该照片图像被显示在相机1上提供的EVF(电子取景器)4上。因此，拍摄者可以通过EVF观察待拍摄的物体。
此外，在拍摄者按下未示出的释放按钮时，由成像部3形成的物体的照片图像被存储在未示出的存储器中。因此，拍摄者可以通过相机1拍摄物体的照片。
在此应注意到，安装在相机1上的作为成像透镜2的与第一示例有关的变倍光学系统具有如上所述的极好的光学性能，并且聚焦透镜组的重量轻并且尺寸小。换句话说，通过使聚焦透镜组尺寸小且重量轻，可以实现高速聚焦，并且可以获得极好的光学性能，即可以抑制在从广角端状态到远摄端状态变倍时的像差的变化以及在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时的像差变化。
顺便说一下，即使在构成将根据前述第二至第八示例中的任何一个的变倍光学系统安装为成像透镜2的相机的情况下，相机也可以具有与上述相机1相同的效果。此外，即使当根据任何示例的变倍光学系统被安装在配备有快速返回镜的单透镜反光型相机中时，其中，通过取景器光学系统观察物体图像，相机仍然具有与上述相机1相同的效果。
接下来，参考图26，描述制造根据本实施例的变倍光学系统的方法的概要。图26是示意性地示出用于制造变倍光学系统的方法的流程图。
图26所示的用于制造根据本实施例的变倍光学系统的方法是一种用于制造按照从物侧的次序包括具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第一中间透镜组、具有负屈光力的第二中间透镜组、和后续透镜组的变倍光学系统的方法，该方法包括下述步骤S1至S3。
步骤S1：构造使得在从广角端状态到远摄端状态变倍时，所述第一透镜组和所述第一中间透镜组之间的距离改变，所述第一中间透镜组和所述第二中间透镜组之间的距离改变，并且所述第二中间透镜组和所述后续透镜组之间的距离改变。
步骤S2：构造使得所述后续透镜组包括至少一个聚焦透镜组，所述聚焦透镜组在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时移动。
步骤S3：构造使得所述变倍光学系统满足下述条件表达式(1)、(2)和(3)：
0.40<(-f1)/ftM1<2.00 (1)
0.80<|fF|/ftM1<4.00 (2)
0.10<BFw/fw<1.00 (3)
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，ftM1表示在远摄端状态下所示第一中间透镜组的焦距，fF表示在所述聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距，BFw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的后焦距离，以及fw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的焦距。
根据用于制造根据本实施例的变倍光学系统的上述方法，可以实现一种变倍光学系统，其中，聚焦透镜组的尺寸减小并且重量减轻并且可以极好地抑制在从广角端状态到远摄端状态变倍时的像差的变化以及在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时的像差的变化。
参考符号的说明
G1 第一透镜组
G2 第二透镜组
G3 第三透镜组
G4 第四透镜组
G5 第五透镜组
G6 第六透镜组
G7 第七透镜组
GM1 第一中间透镜组
GM2 第二中间透镜组
GR 后续透镜组
S 孔径光阑
I 像平面

Claims (13)

1.一种变倍光学系统，按照从物侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组、具有正屈光力的第一中间透镜组、具有负屈光力的第二中间透镜组、和后续透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变倍时，所述第一透镜组和所述第一中间透镜组之间的距离改变，所述第一中间透镜组和所述第二中间透镜组之间的距离改变，并且所述第二中间透镜组和所述后续透镜组之间的距离改变；
所述第一透镜组由两个透镜零件构成；
所述后续透镜组包括至少一个聚焦透镜组，所述聚焦透镜组在执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时移动；以及
满足下述条件表达式：
0.40<(-f1)/ftM1<2.00
1.844≤|fF|/ftM1<4.00
0.10<BFw/fw<1.00
0.80<|fF|/ft<3.30
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，ftM1表示在远摄端状态下所示第一中间透镜组的焦距，fF表示在所述聚焦透镜组中具有最强屈光力的聚焦透镜组的焦距，BFw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的后焦距离，fw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的焦距，以及ft表示在远摄端状态下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，
满足下述条件表达式：
0.60<f1N/f1<2.00
其中f1N表示所述第一透镜组中具有最强负屈光力的透镜的焦距，以及f1表示所述第一透镜组的焦距。
3.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
满足下述条件表达式：
2.00<D1Mw/fw<4.00
其中，D1Mw表示在广角端状态下所述第一透镜组和所述第一中间透镜组之间沿光轴的距离，以及fw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的焦距。
4.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
满足下述条件表达式：
2.00<νM1P/νM1N<3.00
其中，νM1P表示所述第一中间透镜组中具有最强正屈光力的透镜的阿贝数，以及νM1N表示所述第一中间透镜组中具有最强负屈光力的透镜的阿贝数。
5.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，满足下述条件表达式：
0.20<fM1P/(-fM1N)<0.80
其中，fM1P表示所述第一中间透镜组中具有最强正屈光力的透镜的焦距，以及fM1N表示所述第一中间透镜组中具有最强负屈光力的透镜的焦距。
6.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
38.00°<ωw<85.00°
其中，ωw表示在广角端状态下所述变倍光学系统的半视角。
7.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，所述聚焦透镜组由一个或两个透镜构成。
8.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，所述第一中间透镜组包括至少两个具有负屈光力的透镜。
9.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，所述后续透镜组包括在所述聚焦透镜组中的最像侧聚焦透镜组的像侧处的至少一个透镜零件。
10.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，所述聚焦透镜组中的至少一个具有正屈光力。
11.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，所述第一中间透镜组按照从物侧的次序，包括具有正屈光力的第二透镜组和具有正屈光力的第三透镜组。
12.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，所述后续透镜组包括至少两个聚焦透镜组。
13.一种光学装置，包括根据权利要求1至12中任一项所述的变倍光学系统。
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