CN114779455A - 变倍光学系统以及光学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变倍光学系统以及光学装置。变倍光学系统具备多个透镜组，在进行变倍时，各所述透镜组之间的间隔变化，所述多个透镜组中的所有透镜组沿着光轴移动，所述多个透镜组具备物体侧对焦透镜组以及至少一个像侧对焦透镜组，所述物体侧对焦透镜组在进行对焦时移动，所述像侧对焦透镜组相比所述物体侧对焦透镜组配置于像侧，并在进行对焦时以与所述物体侧对焦透镜组不同的轨迹移动，多个透镜组在最靠物体侧具有第1透镜组，且满足规定的条件式。

Description

变倍光学系统以及光学装置
本申请是国际申请日为2017年11月20日、国际申请号为PCT/JP2017/041638、国家申请号为201780097013.7、发明名称为“变倍光学系统以及光学装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及变倍光学系统、光学装置以及变倍光学系统的制造方法。
背景技术
以往，提出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，参照日本特开2004-198529号公报。但是，以往的变倍光学系统，在进行对焦时，无法充分抑制各像差的变动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-198529号公报
发明内容
本发明的第1方式提供变倍光学系统，
具备多个透镜组，
在进行变倍时，所述各透镜组之间的间隔变化，
所述多个透镜组具备物体侧对焦透镜组以及至少一个像侧对焦透镜组，所述物体侧对焦透镜组在进行对焦时移动，所述像侧对焦透镜组相比所述物体侧对焦透镜组配置于像侧，并在进行对焦时以与所述物体侧对焦透镜组不同的轨迹移动，
且满足以下的条件式：
0.70<|fF1|/|fF2|<1.90
0.2<BFw/fw<2.0
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
BFw：广角端状态下的所述变倍光学系统的后焦距
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
另外，本发明的第2方式提供变倍光学系统的制造方法，
该变倍光学系统具备多个透镜组，
所述变倍光学系统构成为，在进行变倍时所述各透镜组之间的间隔变化，
所述变倍光学系统构成为，所述多个透镜组具备物体侧对焦透镜组以及至少一个像侧对焦透镜组，所述物体侧对焦透镜组在进行对焦时移动，所述像侧对焦透镜组相比所述物体侧对焦透镜组配置于像侧，并在进行对焦时以与所述物体侧对焦透镜组不同的轨迹移动，
所述变倍光学系统构成为，满足以下的条件式：
0.70<|fF1|/|fF2|<1.90
0.2<BFw/fw<2.0
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
BFw：广角端状态下的所述变倍光学系统的后焦距
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是第1实施例的变倍光学系统的剖视图。
图2A、图2B以及图2C分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图3A、图3B以及图3C分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图4是第2实施例的变倍光学系统的剖视图。
图5A、图5B以及图5C分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图6A、图6B以及图6C分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图7是第3实施例的变倍光学系统的剖视图。
图8A、图8B以及图8C分别是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图9A、图9B以及图9C分别是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图10是第4实施例的变倍光学系统的剖视图。
图11A、图11B以及图11C分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图12A、图12B以及图12C分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图13是第5实施例的变倍光学系统的剖视图。
图14A、图14B以及图14C分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图15A、图15B以及图15C分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图16是第6实施例的变倍光学系统的剖视图。
图17A、图17B以及图17C分别是第6实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图18A、图18B以及图18C分别是第6实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图19是第7实施例的变倍光学系统的剖视图。
图20A、图20B以及图20C分别是第7实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图21A、图21B以及图21C分别是第7实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图22是第8实施例的变倍光学系统的剖视图。
图23A、图23B以及图23C分别是第8实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图24A、图24B以及图24C分别是第8实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图25是第9实施例的变倍光学系统的剖视图。
图26A、图26B以及图26C分别是第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图27A、图27B以及图27C分别是第9实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图28是第10实施例的变倍光学系统的剖视图。
图29A、图29B以及图29C分别是第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图30A、图30B以及图30C分别是第10实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图31是第11实施例的变倍光学系统的剖视图。
图32A、图32B以及图32C分别是第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的无限远物体对焦时的各像差图。
图33A、图33B以及图33C分别是第11实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态以及远焦端状态下的近距离物体对焦时的各像差图。
图34是示出具备变倍光学系统的相机结构的图。
图35是示出变倍光学系统的制造方法的概略的流程图。
具体实施方式
以下，对本实施方式的变倍光学系统、光学装置以及变倍光学系统的制造方法进行说明。
本实施方式的变倍光学系统构成为，具备多个透镜组，在进行变倍时所述各透镜组之间的间隔变化，所述多个透镜组具备物体侧对焦透镜组以及至少一个像侧对焦透镜组，所述物体侧对焦透镜组在进行对焦时移动，所述像侧对焦透镜组相比所述物体侧对焦透镜组配置于像侧，并在进行对焦时以与所述物体侧对焦透镜组不同的轨迹移动，且满足以下的条件式(1)和(2)。
(1)0.70<|fF1|/|fF2|<1.90
(2)0.2<BFw/fw<2.0
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
BFw：广角端状态下的所述变倍光学系统的后焦距
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距
本实施方式的变倍光学系统具备多个透镜组，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使各透镜组之间的间隔变化，从而能够实现变倍时的良好的像差校正。另外，在本实施方式的变倍光学系统中，多个透镜组具备物体侧对焦透镜组以及至少一个像侧对焦透镜组，所述物体侧对焦透镜组在从无限远物体向近距离物体进行对焦时移动，所述像侧对焦透镜组相比物体侧对焦透镜组配置于像侧，并在进行对焦时以与物体侧对焦透镜组不同的轨迹移动，从而能够有效地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。
另外，透镜组表示被空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
上述条件式(1)规定物体侧对焦透镜组的焦距与像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(1)，从而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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(1)的对应值超过上限值时，像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的光焦度变得过强，难以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。另外，通过将条件式(1)的上限值设定为1.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(1)的上限值为1.70。另外，优选的是，使条件式(1)的上限值为1.65，进一步为1.50，更进一步为1.30。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(1)的对应值低于下限值时，物体侧对焦透镜组的光焦度变得过强，难以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。另外，通过将条件式(1)的下限值设定为0.75，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(1)的下限值为0.80。另外，优选的是，使条件式(1)的下限值为0.83，进一步为0.85，更进一步为0.90。
条件式(2)规定广角端状态下的变倍光学系统的后焦距与广角端状态下的变倍光学系统的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(2)，从而能够有效地对广角端状态下的以彗差为首的各像差进行校正。
另外，后焦距是指从最靠像侧的透镜面到像面为止的光轴上的距离。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(2)的对应值超过上限值时，广角端状态下的后焦距相对于广角端状态下的焦距变大，难以对广角端状态下的以彗差为首的各像差进行校正。另外，通过将条件式(2)的上限值设定为1.70，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的上限值为1.40。另外，优选的是，使条件式(2)的上限值为1.20，进一步为1.00，更进一步为0.80。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(2)的对应值低于下限值时，广角端状态下的后焦距相对于广角端状态下的焦距变小，难以对广角端状态下的以彗差为首的各像差进行校正。另外，难以配置镜筒的机械部件。另外，通过将条件式(2)的下限值设定为0.30，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的下限值为0.40。另外，优选的是，使条件式(2)的下限值为0.45，进一步为0.50，更进一步为0.55，又进一步为0.60。
通过以上结构，能够实现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各像差的变动的变倍光学系统。
另外，在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，所述物体侧对焦透镜组具有正的光焦度。通过该结构，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。
另外，在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组具有正的光焦度。通过该结构，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。
另外，在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，所述物体侧对焦透镜组由一个或两个透镜成分构成。通过该结构，能够使对焦透镜组实现小型轻量化。
另外，在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，所述像侧对焦透镜组由一个或两个透镜成分构成。通过该结构，能够使对焦透镜组实现小型轻量化。
另外，本实施方式的变倍光学系统，优选的是，在最靠物体侧具备在进行对焦时固定的第1透镜组。通过该结构，能够抑制镜筒的大型化。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(3)。
(3)0.60<(-f1N)/|f1|<1.80
其中，
f1N：位于所述第1透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距
f1：所述第1透镜组的焦距
上述条件式(3)规定位于第1透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距与第1透镜组的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(3)，从而能够有效地对以彗差为首的各像差进行校正，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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(3)的对应值超过上限值时，第1透镜组的光焦度变强，难以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，通过将条件式(3)的上限值设定为1.75，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的上限值为1.70。另外，优选的是，使条件式(3)的上限值为1.65，进一步为1.60，更进一步为1.50。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(3)的对应值低于下限值时，位于第1透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的光焦度变强，难以抑制以彗差为首的各像差。另外，通过将条件式(3)的下限值设定为0.65，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的下限值为0.70。另外，优选的是，使条件式(3)的下限值为0.75，进一步为0.80，更进一步为0.85。
另外，本实施方式的变倍光学系统，优选的是，在相比所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组靠近像侧的位置具备至少一个透镜成分，且满足以下的条件式(4)。
(4)0.05<(-fRN)/ft<4.50
其中，
fRN：构成所述透镜成分的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距
ft：远焦端状态下的所述变倍光学系统的焦距
本实施方式的变倍光学系统，在相比像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组靠近像侧的位置具备至少一个透镜成分，从而能够抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的彗差的变动。另外，透镜成分是指单透镜或接合透镜。
上述条件式(4)规定构成相比像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组位于像侧的透镜成分的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距与远焦端状态下的变倍光学系统的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(4)，从而能够抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的以彗差为首的各像差的变动。
本实施方式的变倍光学系统的条件式(4)的对应值超过上限值时，构成相比像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组位于像侧的透镜成分的透镜中负的光焦度最强的透镜的光焦度变弱，难以抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的彗差的变动。另外，通过将条件式(4)的上限值设定为4.20，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的上限值为3.90。另外，优选的是，使条件式(4)的上限值为3.50，进一步为3.00，更进一步为2.50。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(4)的对应值低于下限值时，构成相比像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组位于像侧的透镜成分的透镜中负的光焦度最强的透镜的光焦度变强，难以抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的彗差的变动。另外，通过将条件式(4)的下限值设定为0.06，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的下限值为0.07。另外，优选的是，使条件式(4)的下限值为0.10，进一步为0.14，更进一步为0.65，又进一步为0.75，更加为0.85，更加进一步为0.95。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(5)。
(5)MTF1/MTF2<5.0
其中，
MTF1：在远焦端状态下从无限远物体向近距离物体进行对焦时的所述物体侧对焦透镜组的移动量的绝对值
MTF2：在远焦端状态下从无限远物体向近距离物体进行对焦时的、所述像侧对焦透镜组中配置于最靠物体侧的对焦透镜组的移动量的绝对值
条件式(5)规定在远焦端状态下从无限远物体向近距离物体进行对焦时的物体侧对焦透镜组的移动量的绝对值与在远焦端状态下从无限远物体向近距离物体进行对焦时的、像侧对焦透镜组中配置于最靠物体侧的对焦透镜组的移动量的绝对值的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(5)，从而能够有效地抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的球面像差的变动。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(5)的对应值超过上限值时，物体侧对焦透镜组的移动量相对于像侧对焦透镜组中配置于最靠物体侧的对焦透镜组变得过大，难以对从无限远物体向近距离物体进行对焦时的球面像差的变动进行校正。另外，通过将条件式(5)的上限值设定为4.7，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的上限值为4.5。另外，优选的是，使条件式(5)的上限值为4.0，进一步为3.5，更进一步为2.8，又进一步为2.4。
另外，为了可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)为2.0<MTF1/MTF2<5.0。如上所述通过将条件式(5)的下限值设定为2.0，从而能够进一步有效地抑制对焦时的球面像差的变动。
另外，本实施方式的变倍光学系统，优选的是，所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组中的至少一个对焦透镜组具备至少一个具有负的光焦度的透镜，且满足以下的条件式(6)。
(6)0.45<(-fFN)/|fF|<1.70
其中，
fFN：位于所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距
fF：所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组中光焦度最强的对焦透镜组的焦距
在本实施方式的变倍光学系统中，物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组中的至少一个对焦透镜组具备至少一个具有负的光焦度的透镜，从而能够抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的球面像差和色差的变动。
上述条件式(6)规定位于物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距与物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组中光焦度最强的对焦透镜组的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(6)，从而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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(6)的对应值超过上限值时，物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组中光焦度最强的对焦透镜组的光焦度变得过强，难以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。另外，通过将条件式(6)的上限值设定为1.60，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为1.50。另外，优选的是，使条件式(6)的上限值为1.40，进一步为1.30，更进一步为1.25。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(6)的对应值低于下限值时，位于物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的光焦度变得过强，难以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。另外，通过将条件式(6)的下限值设定为0.47，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为0.50。另外，优选的是，使条件式(6)的下限值为0.54，进一步为0.60。
另外，本实施方式的变倍光学系统，优选的是，所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组中的至少一个对焦透镜组具备至少一个具有负的光焦度的透镜，且满足以下的条件式(7)。
(7)0.65<nP/nN<1.10
其中，
nP：位于所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组内的透镜中正的光焦度最强的透镜的折射率
nN：位于所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的折射率
在本实施方式的变倍光学系统中，物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组中的至少一个对焦透镜组具备至少一个具有负的光焦度的透镜，从而能够抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的球面像差和色差的变动。
上述条件式(7)规定位于物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组内的透镜中正的光焦度最强的透镜的折射率与位于物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的折射率的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(7)，从而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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(7)的对应值超过上限值时，位于物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组内的透镜中正的光焦度最强的透镜的正的光焦度变得过强，难以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。另外，通过将条件式(7)的上限值设定为1.05，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为1.03。另外，优选的是，使条件式(7)的上限值为1.00，进一步为0.95。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(7)的对应值低于下限值时，位于物体侧对焦透镜组和像侧对焦透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的负的光焦度变得过强，难以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。另外，通过将条件式(7)的下限值设定为0.67，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为0.70。另外，优选的是，使条件式(7)的下限值为0.75，进一步为0.80，更进一步为0.83。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(8)。
(8)0.40<|fF1|/|f1|<2.60
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
f1：所述第1透镜组的焦距
条件式(8)规定物体侧对焦透镜组的焦距与第1透镜组的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(8)，从而有效地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，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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(8)的对应值超过上限值时，第1透镜组的光焦度变强，难以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，通过将条件式(8)的上限值设定为2.55，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(8)的上限值为2.50。另外，优选的是，使条件式(8)的上限值为2.30，进一步为2.10。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(8)的对应值低于下限值时，物体侧对焦透镜组的光焦度变强，难以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。另外，通过将条件式(8)的下限值设定为0.45，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(8)的下限值为0.47。另外，优选的是，使条件式(8)的下限值为0.50，进一步为0.55，更进一步为0.60。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(9)。
(9)0.20<|fF2|/|f1|<3.80
其中，
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
f1：所述第1透镜组的焦距
条件式(9)规定像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距与第1透镜组的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(9)，从而有效地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，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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(9)的对应值超过上限值时，第1透镜组的光焦度变强，难以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，通过将条件式(9)的上限值设定为3.60，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(9)的上限值为3.40。另外，优选的是，使条件式(9)的上限值为3.00，进一步为2.50，更进一步为1.90。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(9)的对应值低于下限值时，像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的光焦度变强，难以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。另外，通过将条件式(9)的下限值设定为0.25，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(9)的下限值为0.28。另外，优选的是，使条件式(9)的下限值为0.50，进一步为0.70，更进一步为0.90，又进一步为1.20。
另外，在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，物体侧对焦透镜组从物体侧依次由具有正的光焦度的透镜以及具有负的光焦度的透镜构成。通过该结构，能够有效地抑制从无限远物体向近距离物体进行对焦时的球面像差和色差的变动。
另外，在本实施方式的变倍光学系统中，优选的是，具有孔径光阑，所述物体侧对焦透镜组相比所述孔径光阑配置于像侧。通过该结构，能够使对焦透镜组实现轻量化。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(10)。
(10)0.10<|fF1|/ft<3.00
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
ft：远焦端状态下的所述变倍光学系统的焦距
条件式(10)规定物体侧对焦透镜组的焦距与远焦端状态下的变倍光学系统的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(10)，从而能够有效地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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(10)的对应值超过上限值时，物体侧对焦透镜组的焦距变长，从无限远物体向近距离物体进行对焦时的物体侧对焦透镜组的移动量变得过大，难以对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进行校正。另外，通过将条件式(10)的上限值设定为2.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(10)的上限值为2.60。另外，优选的是，使条件式(10)的上限值为2.20，进一步为1.90，更进一步为1.60。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(10)的对应值低于下限值时，物体侧对焦透镜组的光焦度变强，难以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。另外，通过将条件式(10)的下限值设定为0.12，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(10)的下限值为0.15。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(11)。
(11)0.10<|fF2|/ft<3.00
其中，
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
ft：远焦端状态下的所述变倍光学系统的焦距
条件式(11)规定像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距与远焦端状态下的变倍光学系统的焦距的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(11)，从而能够有效地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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(11)的对应值超过上限值时，像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距变长，从无限远物体向近距离物体进行对焦时的、配置于最靠像侧的对焦透镜组的移动量变得过大，难以对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进行校正。另外，通过将条件式(11)的上限值设定为2.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(11)的上限值为2.60。
另一方面，当本实施方式的变倍光学系统的条件式(11)的对应值低于下限值时，像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的光焦度变强，难以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。另外，通过将条件式(11)的下限值设定为0.12，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(11)的下限值为0.15。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(12)。
(12)|βWF1|/|βWF2|<4.00
其中，
βWF1：无限远物体对焦时的广角端状态下的所述物体侧对焦透镜组的横向倍率
βWF2：无限远物体对焦时的广角端状态下的、所述像侧对焦透镜组中配置于最靠物体侧的对焦透镜组的横向倍率
条件式(12)规定无限远物体对焦时的广角端状态下的物体侧对焦透镜组的横向倍率与无限远物体对焦时的广角端状态下的、像侧对焦透镜组中配置于最靠物体侧的对焦透镜组的横向倍率的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(12)，从而能够有效地抑制广角端状态下的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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(12)的对应值超过上限值时，相对于无限远物体对焦时的广角端状态下的、像侧对焦透镜组中配置于最靠物体侧的对焦透镜组的横向倍率，无限远物体对焦时的广角端状态下的物体侧对焦透镜组的横向倍率变大，难以抑制广角端状态下的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。另外，通过将条件式(12)的上限值设定为3.50，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(12)的上限值为3.00。另外，优选的是，使条件式(12)的上限值为2.50，进一步为2.00，更进一步为1.50，又进一步为1.20。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(13)。
(13)|βRw|/|βRt|<4.00
其中，
βRw：无限远物体对焦时的广角端状态下的从所述物体侧对焦透镜组到像面为止的合成横向倍率
βRt：无限远物体对焦时的远焦端状态下的从所述物体侧对焦透镜组到像面为止的合成横向倍率
条件式(13)规定无限远物体对焦时的广角端状态下的从物体侧对焦透镜组到像面为止的合成横向倍率与无限远物体对焦时的远焦端状态下的从物体侧对焦透镜组到像面为止的合成横向倍率的比。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(13)，从而能够有效地抑制广角端状态下的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。
当本实施方式的变倍光学系统的条件式(13)的对应值超过上限值时，相对于无限远物体对焦时的远焦端状态下的从物体侧对焦透镜组到像面为止的合成横向倍率，无限远物体对焦时的广角端状态下的从物体侧对焦透镜组到像面为止的合成横向倍率变大，难以抑制广角端状态下的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。另外，通过将条件式(13)的上限值设定为3.50，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(13)的上限值为3.00。另外，优选的是，使条件式(13)的上限值为2.60，进一步为2.20，更进一步为1.90。
另外，本实施方式的变倍光学系统优选满足以下的条件式(14)。
(14)15.0°<ωw<85.0°
其中，
ωw：广角端状态下的所述变倍光学系统的半视场角
条件式(14)是规定广角端状态下的视场角的最佳值的条件。本实施方式的变倍光学系统通过满足该条件式(14)，从而具有广视场角，并且能够良好地对彗差、畸变、像面弯曲等各像差进行校正。
为了可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(14)的上限值为80.0°。另外，优选的是，使条件式(14)的上限值为75.0°，进一步为70.0°，更进一步为65.0°。
为了可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(14)的下限值为16.0°。另外，优选的是，使条件式(14)的下限值为17.0°，进一步为35.0°，更进一步为37.0°，又进一步为39.0°，更加为40.0°，进一步更加为42.0°。
本实施方式的光学装置具有上述结构的变倍光学系统。由此，能够实现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的光学装置。
关于本实施方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备多个透镜组，其中，所述变倍光学系统构成为，在进行变倍时所述各透镜组之间的间隔变化，所述变倍光学系统构成为，所述多个透镜组具备物体侧对焦透镜组以及至少一个像侧对焦透镜组，所述物体侧对焦透镜组在进行对焦时移动，所述像侧对焦透镜组相比所述物体侧对焦透镜组配置于像侧，并在进行对焦时以与所述物体侧对焦透镜组不同的轨迹移动，所述变倍光学系统构成为，满足以下的条件式(1)和(2)。
(1)0.70<|fF1|/|fF2|<1.90
(2)0.2<BFw/fw<2.0
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
BFw：广角端状态下的所述变倍光学系统的后焦距
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距
由此，能够制造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的变倍光学系统。
以下，根据附图对本实施方式的数值实施例的变倍光学系统进行说明。
(第1实施例)
图1是第1实施例的变倍光学系统的剖视图。另外，图1和后述的图4、图7、图10、图13、图16、图19、图22、图25、图28、图31中的箭头表示从广角端状态(W)向远焦端状态(T)进行变倍时的各透镜组的移动轨迹。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3、孔径光阑S、具有负光焦度的第4透镜组G4、具有正光焦度的第5透镜组G5、具有正光焦度的第6透镜组G6以及具有负光焦度的第7透镜组G7构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11以及双凹形状的负透镜L12与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13的接合负透镜构成。
第2透镜组G2由双凸形状的正透镜L21与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L22的接合正透镜构成。
第3透镜组G3由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L31与双凸形状的正透镜L32的接合正透镜构成。
第4透镜组G4从物体侧依次由双凹形状的负透镜L41与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42的接合负透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L43构成。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L52的接合正透镜构成。
第6透镜组G6由双凸形状的正透镜L61构成。
第7透镜组G7由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L71构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第7透镜组G7为止的所有透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔、第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔以及第6透镜组G6与第7透镜组G7之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动，并且使第6透镜组G6以与第5透镜组G5不同的轨迹沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表1示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
在表1中，f表示焦距，BF表示后焦距、即从最靠像侧的透镜面到像面I为止的光轴上的距离。
在[面数据]中，m表示从物体侧起的光学面的顺序，r表示曲率半径，d表示面间隔(第n面(n为整数)与第n+1面之间的间隔)，nd表示对于d线(波长587.6nm)的折射率，νd表示对于d线(波长587.6nm)的阿贝数。另外，OP表示物体面，可变表示可变的面间隔，S表示孔径光阑，I表示像面。另外，曲率半径r＝∞表示平面。省略空气的折射率nd＝1.00000的记载。另外，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]中，关于[面数据]所示的非球面，示出通过下式表示其形状时的非球面系数和圆锥常数。
x＝(h2/r)/[1+{1-κ(h/r)2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10
此处，使h为与光轴垂直方向的高度，使x为高度h处的从非球面顶点的切面到该非球面为止的沿着光轴方向的距离、即凹陷量，使κ为圆锥常数，使A4、A6、A8、A10为非球面系数，使r为基准球面的曲率半径、即近轴曲率半径。另外，“E-n”(n：整数)表示“×10-n”，例如“1.234E-05”表示“1.234×10-5”。二次非球面系数A2为0且省略记载。
在[各种数据]中，f表示镜头整个系统的焦距，FNo表示F值，2ω表示视场角(单位为“°”)，Ymax表示最大像高，TL表示本实施例的变倍光学系统的全长、即从第1面到像面I为止的光轴上的距离，β表示物体与像间的成像倍率，d0表示从物体面OP到第1面为止的光轴上的距离，d0＝0.000表示向无限远、即无限远物体的对焦时，d0＝641.690等表示向近距离、即近距离物体的对焦时，dn表示第n面与第n+1面之间的可变间隔。另外，关于f、β，在无限远时为f，在近距离时为β，W表示广角端状态，M表示中间焦距状态，T表示远焦端状态。
在[透镜组数据]中示出各透镜组的始面编号ST和焦距f。
在[条件式对应值]中，示出本实施例的变倍光学系统的各条件式的对应值。
此处，关于表1中记载的焦距f、曲率半径r以及其他长度的单位，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。
另外，以上所述的表1的符号在后述的各实施例的表中也同样使用。
(表1)第1实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000251
Figure BDA0003623452650000261
[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 BDA0003623452650000271
Figure BDA0003623452650000281
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000282
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝0.977
(2)BFw/fw＝0.518
(3)(-f1N)/|f1|＝1.111
(4)(-fRN)/ft＝1.232
(5)MTF1/MTF2＝1.038
(6)(-fFN)/|fF|＝0.563
(7)nP/nN＝0.876
(8)|fF1|/|f1|＝1.999
(9)|fF2|/|f1|＝2.046
(10)|fF1|/ft＝1.358
(11)|fF2|/ft＝1.390
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.719
(13)|βRw|/|βRt|＝1.616
(14)ωw＝45.55°
图2A、图2B以及图2C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物体对焦时的各像差图。
图3A、图3B以及图3C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物体对焦时的各像差图。
在图2、图3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，在球面像差图中示出与最大口径对应的F值或数值孔径的值，在像散图和畸变图中示出像高的最大值，在彗差图中示出各像高的值。d表示d线(λ＝587.6nm)，g表示g线(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。
通过各像差图可知，本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)
图4是示出第2实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有负光焦度的第3透镜组G3、具有正光焦度的第4透镜组G4、具有正光焦度的第5透镜组G5以及具有负光焦度的第6透镜组G6构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13的接合负透镜构成。
第2透镜组G2从物体侧依次由双凸形状的正透镜L21与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L22的接合正透镜以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L23与双凸形状的正透镜L24的接合正透镜构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由双凹形状的负透镜L31以及双凹形状的负透镜L32与双凸形状的正透镜L33的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由双凸形状的正透镜L41与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L42的接合正透镜构成。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。
第6透镜组G6由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L61构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第6透镜组G6为止的所有的透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第4透镜组G4沿着光轴向物体侧移动，并且使第5透镜组G5以与第4透镜组G4不同的轨迹沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表2示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表2)第2实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000311
Figure BDA0003623452650000321
[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 BDA0003623452650000331
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000332
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝1.011
(2)BFw/fw＝0.713
(3)(-f1N)/|f1|＝1.132
(4)(-fRN)/ft＝1.145
(5)MTF1/MTF2＝0.995
(6)(-fFN)/|fF|＝0.583
(7)nP/nN＝0.833
(8)|fF1|/|f1|＝2.291
(9)|fF2|/|f1|＝2.266
(10)|fF1|/ft＝1.417
(11)|fF2|/ft＝1.402
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.762
(13)|βRw|/|βRt|＝1.663
(14)ωw＝45.62°
图5A、图5B以及图5C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物体对焦时的各像差图。
图6A、图6B以及图6C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第3实施例)
图7是示出第3实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3、孔径光阑S、具有负光焦度的第4透镜组G4、具有正光焦度的第5透镜组G5、具有正光焦度的第6透镜组G6以及具有负光焦度的第7透镜组G7构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13的接合负透镜构成。
第2透镜组G2由双凸形状的正透镜L21与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L22的接合正透镜构成。
第3透镜组G3由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L31与双凸形状的正透镜L32的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由双凹形状的负透镜L41与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42的接合负透镜构成。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L52的接合正透镜构成。
第6透镜组G6由双凸形状的正透镜L61构成。
第7透镜组G7由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L71构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第7透镜组G7为止的所有透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔、第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔以及第6透镜组G6与第7透镜组G7之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动，并且使第6透镜组G6以与第5透镜组G5不同的轨迹沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表3示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表3)第3实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000361
Figure BDA0003623452650000371
[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 BDA0003623452650000381
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000391
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝0.959
(2)BFw/fw＝0.625
(3)(-f1N)/|f1|＝1.049
(4)(-fRN)/ft＝1.244
(5)MTF1/MTF2＝1.313
(6)(-fFN)/|fF|＝0.635
(7)nP/nN＝0.876
(8)|fF1|/|f1|＝2.050
(9)|fF2|/|f1|＝2.137
(10)|fF1|/ft＝1.368
(11)|fF2|/ft＝1.426
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.723
(13)|βRw|/|βRt|＝2.084
(14)ωw＝45.65°
图8A、图8B以及图8C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物体对焦时的各像差图。
图9A、图9B以及图9C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第4实施例)
图10是示出第4实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有正光焦度的第1透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有正光焦度的第3透镜组G3、具有正光焦度的第4透镜组G4、具有正光焦度的第5透镜组G5以及具有负光焦度的第6透镜组G6构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L12的接合负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从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23以及双凹形状的负透镜L24与双凸形状的正透镜L25的接合负透镜构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由双凸形状的正透镜L31、凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L32、双凸形状的正透镜L33以及双凹形状的负透镜L34构成。
第4透镜组G4由双凸形状的正透镜L41与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L42的接合正透镜构成。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。
第6透镜组G6从物体侧依次由双凹形状的负透镜L61以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L62构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第6透镜组G6为止的所有的透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第4透镜组G4沿着光轴向像侧移动，并且使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表4示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表4)第4实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000411
Figure BDA0003623452650000421
Figure BDA0003623452650000431
[非球面数据]
m：6
κ＝1.0000
A4＝1.07708E-06
A6＝-2.41884E-09
A8＝5.80958E-12
A10＝-5.58700E-15
m：28
κ＝1.0000
A4＝2.10709E-06
A6＝4.40633E-09
A8＝-1.52762E-11
A10＝2.31569E-14
m：29
κ＝1.0000
A4＝-6.15448E-06
A6＝7.32819E-09
A8＝-2.45254E-11
A10＝3.72863E-14
[各种数据]
Figure BDA0003623452650000432
Figure BDA0003623452650000441
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000442
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝1.172
(2)BFw/fw＝0.584
(3)(-f1N)/|f1|＝0.867
(4)(-fRN)/ft＝1.098
(5)MTF1/MTF2＝0.980
(6)(-fFN)/|fF|＝0.936
(7)nP/nN＝0.928
(8)|fF1|/|f1|＝0.620
(9)|fF2|/|f1|＝0.530
(10)|fF1|/ft＝1.198
(11)|fF2|/ft＝1.023
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.014
(13)|βRw|/|βRt|＝0.005
(14)ωw＝45.89°
图11A、图11B以及图11C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物体对焦时的各像差图。
图12A、图12B以及图12C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第5实施例)
图13是示出第5实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有正光焦度的第1透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有正光焦度的第3透镜组G3、具有负光焦度的第4透镜组G4、具有正光焦度的第5透镜组G5以及具有负光焦度的第6透镜组G6构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11与双凸形状的正透镜L12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从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L22、凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L23以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L24构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正
Figure BDA0003623452650000461
弯月形透镜L31、双凸形状的正透镜L32以及双凸形状的正透镜L33与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L34的接合正透镜构成。
第4透镜组G4从物体侧依次由双凹形状的负透镜L41以及双凸形状的正透镜L42构成。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。
第6透镜组G6从物体侧依次由双凹形状的负透镜L61以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L62构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第6透镜组G6为止的所有的透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第4透镜组G4沿着光轴向物体侧移动，并且使第5透镜组G5以与第4透镜组G4不同的轨迹沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表5示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表5)第5实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000471
Figure BDA0003623452650000481
[非球面数据]
m：6
κ＝1.0000
A4＝8.90328E-07
A6＝-2.96841E-09
A8＝5.16084E-12
A10＝-3.05458E-15
m：27
κ＝1.0000
A4＝2.61448E-06
A6＝8.65353E-09
A8＝-3.00982E-11
A10＝4.50822E-14
m：28
κ＝1.0000
A4＝-6.11667E-06
A6＝9.18242E-09
A8＝-3.76607E-11
A10＝4.75789E-14
[各种数据]
Figure BDA0003623452650000491
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000492
Figure BDA0003623452650000501
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝0.857
(2)BFw/fw＝0.620
(3)(-f1N)/|f1|＝0.950
(4)(-fRN)/ft＝1.000
(5)MTF1/MTF2＝0.098
(6)(-fFN)/|fF|＝0.504
(7)nP/nN＝0.995
(8)|fF1|/|f1|＝0.532
(9)|fF2|/|f1|＝0.620
(10)|fF1|/ft＝1.111
(11)|fF2|/ft＝1.296
(12)|βWF1|/|βWF2|＝2.449
(13)|βRw|/|βRt|＝1.034
(14)ωw＝45.74°
图14A、图14B以及图14C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物体对焦时的各像差图。
图15A、图15B以及图15C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第6实施例)
图16是示出第6实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有正光焦度的第1透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3、孔径光阑S、具有正光焦度的第4透镜组G4、具有负光焦度的第5透镜组G5、具有正光焦度的第6透镜组G6以及具有负光焦度的第7透镜组G7构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由双凸形状的正透镜L11以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12与双凸形状的正透镜L13的接合正透镜构成。
第2透镜组G2从物体侧依次由双凹形状的负透镜L21、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L22以及双凹形状的负透镜L23与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L24的接合负透镜构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由双凸形状的正透镜L31以及双凸形状的正透镜L32与双凹形状的负透镜L33的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由双凸形状的正透镜L41与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L42的接合正透镜构成。
第5透镜组G5由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L51构成。
第6透镜组G6由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L61构成。
第7透镜组G7从物体侧依次由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L71以及双凸形状的正透镜L72构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第7透镜组G7为止的所有透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔、第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔以及第6透镜组G6与第7透镜组G7之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第4透镜组G4沿着光轴向物体侧移动，并且使第6透镜组G6以与第4透镜组G4不同的轨迹沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表6示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表6)第6实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000521
Figure BDA0003623452650000531
[各种数据]
Figure BDA0003623452650000541
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000542
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝1.035
(2)BFw/fw＝0.531
(3)(-f1N)/|f1|＝1.629
(4)(-fRN)/ft＝0.154
(5)MTF1/MTF2＝3.903
(6)(-fFN)/|fF|＝0.924
(7)nP/nN＝0.842
(8)|fF1|/|f1|＝0.567
(9)|fF2|/|f1|＝0.548
(10)|fF1|/ft＝0.325
(11)|fF2|/ft＝0.314
(12)|βWF1|/|βWF2|＝1.096
(13)|βRw|/|βRt|＝0.934
(14)ωw＝17.16°
图17A、图17B以及图17C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物体对焦时的各像差图。
图18A、图18B以及图18C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第7实施例)
图19是示出第7实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有正光焦度的第1透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有正光焦度的第3透镜组G3、具有正光焦度的第4透镜组G4、具有正光焦度的第5透镜组G5、具有负光焦度的第6透镜组G6以及具有正光焦度的第7透镜组G7构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11与双凸形状的正透镜L12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从物体侧依次由双凹形状的负透镜L21、双凹形状的负透镜L22以及双凸形状的正透镜L23与双凹形状的负透镜L24的接合正透镜构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由双凸形状的正透镜L31以及双凸形状的正透镜L32与双凹形状的负透镜L33的接合正透镜构成。
第4透镜组G4从物体侧依次由双凸形状的正透镜L41以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L42构成。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。
第6透镜组G6由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L61与双凹形状的负透镜L62的接合负透镜构成。
第7透镜组G7由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L71构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第7透镜组G7为止的所有透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔、第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔以及第6透镜组G6与第7透镜组G7之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第4透镜组G4沿着光轴向像侧移动，并且使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表7示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表7)第7实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000571
Figure BDA0003623452650000581
[非球面数据]
m：6
κ＝1.0000
A4＝1.67289E-07
A6＝-1.03260E-09
A8＝5.37315E-12
A10＝-4.58982E-15
m：24
κ＝1.0000
A4＝4.43454E-06
A6＝2.09008E-08
A8＝-1.49527E-10
A10＝8.49155E-13
m：25
κ＝1.0000
A4＝-2.21915E-05
A6＝1.15956E-07
A8＝-1.94063E-09
A10＝9.93961E-12
[各种数据]
Figure BDA0003623452650000591
Figure BDA0003623452650000601
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000602
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝0.973
(2)BFw/fw＝0.945
(3)(-f1N)/|f1|＝1.378
(4)(-fRN)/ft＝0.080
(5)MTF1/MTF2＝0.022
(6)(-fFN)/|fF|＝1.206
(7)nP/nN＝0.974
(8)|fF1|/|f1|＝0.751
(9)|fF2|/|f1|＝0.772
(10)|fF1|/ft＝0.404
(11)|fF2|/ft＝0.416
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.616
(13)|βRw|/|βRt|＝1.858
(14)ωw＝42.97°
图20A、图20B以及图20C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物体对焦时的各像差图。
图21A、图21B以及图21C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第8实施例)
图22是示出第8实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有负光焦度的第3透镜组G3、具有正光焦度的第4透镜组G4、具有负光焦度的第5透镜组G5、具有正光焦度的第6透镜组G6以及具有负光焦度的第7透镜组G7构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13的接合正透镜构成。
第2透镜组G2从物体侧依次由双凸形状的正透镜L21与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L22的接合正透镜以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L23与双凸形状的正透镜L24的接合正透镜构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L31以及双凹形状的负透镜L32与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L33的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由双凸形状的正透镜L41构成。
第5透镜组G5由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L51构成。
第6透镜组G6由双凸形状的正透镜L61构成。
第7透镜组G7由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L71构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第7透镜组G7为止的所有透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔、第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔以及第6透镜组G6与第7透镜组G7之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第4透镜组G4沿着光轴向物体侧移动，并且使第5透镜组G5和第6透镜组G6分别以与第4透镜组G4不同的轨迹沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表8示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表8)第8实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000631
Figure BDA0003623452650000641
[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 BDA0003623452650000651
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000652
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝1.000
(2)BFw/fw＝0.713
(3)(-f1N)/|f1|＝0.998
(4)(-fRN)/ft＝1.575
(5)MTF1/MTF2＝0.809
(6)(-fFN)/|fF|＝1.224
(7)nP/nN＝0.806
(8)|fF1|/|f1|＝1.591
(9)|fF2|/|f1|＝1.591
(10)|fF1|/ft＝1.001
(11)|fF2|/ft＝1.001
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.350
(13)|βRw|/|βRt|＝1.387
(14)ωw＝45.52°
图23A、图23B以及图23C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物体对焦时的各像差图。
图24A、图24B以及图24C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第9实施例)
图25是示出第9实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有正光焦度的第1透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、孔径光阑S、具有正光焦度的第3透镜组G3、具有负光焦度的第4透镜组G4、具有正光焦度的第5透镜组G5、具有正光焦度的第6透镜组G6以及具有负光焦度的第7透镜组G7构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11与双凸形状的正透镜L12的接合负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从物体侧依次由双凹形状的负透镜L21以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L22与凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L23与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L24的接合负透镜构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L31、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L32与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L33的接合正透镜以及双凸形状的正透镜L34构成。
第4透镜组G4从物体侧依次由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由双凸形状的正透镜L51与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L52的接合正透镜构成。
第6透镜组G6由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L61构成。
第7透镜组G7由双凹形状的负透镜L71构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第7透镜组G7为止的所有透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔、第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔以及第6透镜组G6与第7透镜组G7之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动，并且使第6透镜组G6以与第5透镜组G5不同的轨迹沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表9示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表9)第9实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000681
Figure BDA0003623452650000691
[非球面数据]
m：6
κ＝1.0000
A4＝1.12990E-06
A6＝-1.48448E-09
A8＝2.59485E-12
A10＝-2.03608E-15
m：20
κ＝1.0000
A4＝-1.25538E-05
A6＝2.12431E-08
A8＝-1.35330E-10
A10＝4.53472E-13
m：28
κ＝1.0000
A4＝2.57266E-05
A6＝5.03605E-08
A8＝-2.10329E-10
A10＝3.98690E-13
m：29
κ＝1.0000
A4＝1.23110E-05
A6＝2.00664E-08
A8＝-1.99371E-10
A10＝2.96093E-13
[各种数据]
Figure BDA0003623452650000701
Figure BDA0003623452650000711
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000712
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝1.179
(2)BFw/fw＝0.536
(3)(-f1N)/|f1|＝0.744
(4)(-fRN)/ft＝0.188
(5)MTF1/MTF2＝3.034
(6)(-fFN)/|fF|＝0.832
(7)nP/nN＝0.786
(8)|fF1|/|f1|＝0.922
(9)|fF2|/|f1|＝0.783
(10)|fF1|/ft＝0.387
(11)|fF2|/ft＝0.328
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.607
(13)|βRw|/|βRt|＝0.815
(14)ωw＝42.66°
图26A、图26B以及图26C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物体对焦时的各像差图。
图27A、图27B以及图27C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第10实施例)
图28是示出第10实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有正光焦度的第1透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3、孔径光阑S、具有正光焦度的第4透镜组G4、具有负光焦度的第5透镜组G5以及具有正光焦度的第6透镜组G6构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由双凸形状的正透镜L11以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L12与双凸形状的正透镜L13的接合正透镜构成。
第2透镜组G2从物体侧依次由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以及双凹形状的负透镜L23与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L24的接合负透镜构成。
第3透镜组G3从物体侧依次由双凸形状的正透镜L31以及双凸形状的正透镜L32与双凹形状的负透镜L33的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L41与双凸形状的正透镜L42的接合正透镜构成。
第5透镜组G5从物体侧依次由双凸形状的正透镜L51以及双凹形状的负透镜L52构成。
第6透镜组G6从物体侧依次由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L61以及双凸形状的正透镜L62构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第6透镜组G6为止的所有的透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔以及第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第4透镜组G4沿着光轴向物体侧移动，并且使第5透镜组G5沿着光轴向像侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表10示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表10)第10实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000741
Figure BDA0003623452650000751
[各种数据]
Figure BDA0003623452650000752
Figure BDA0003623452650000761
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000762
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝1.617
(2)BFw/fw＝0.531
(3)(-f1N)/|f1|＝1.315
(4)(-fRN)/ft＝0.269
(5)MTF1/MTF2＝0.125
(6)(-fFN)/|fF|＝0.527
(7)nP/nN＝0.913
(8)|fF1|/|f1|＝0.480
(9)|fF2|/|f1|＝0.297
(10)|fF1|/ft＝0.282
(11)|fF2|/ft＝0.175
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.288
(13)|βRw|/|βRt|＝0.911
(14)ωw＝16.93°
图29A、图29B以及图29C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物体对焦时的各像差图。
图30A、图30B以及图30C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
(第11实施例)
图31是示出第11实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
本实施例的变倍光学系统从物体侧依次由具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3、孔径光阑S、具有负光焦度的第4透镜组G4、具有正光焦度的第5透镜组G5、具有正光焦度的第6透镜组G6以及具有负光焦度的第7透镜组G7构成。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11以及双凹形状的负透镜L12与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13的接合正透镜构成。
第2透镜组G2由双凸形状的正透镜L21与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L22的接合正透镜构成。
第3透镜组G3由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L31与双凸形状的正透镜L32的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由双凹形状的负透镜L41与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42的接合负透镜构成。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。
第6透镜组G6由双凸形状的正透镜L61构成。
第7透镜组G7由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L71构成。
在本实施例的变倍光学系统中，在进行广角端状态与远焦端状态之间的变倍时，从第1透镜组G1至第7透镜组G7为止的所有透镜组沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔、第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔以及第6透镜组G6与第7透镜组G7之间的间隔变化。
在本实施例的光学系统中，作为对焦透镜组，使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动，并且使第6透镜组G6以与第5透镜组G5不同的轨迹沿着光轴向物体侧移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。
在以下的表11示出本实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表11)第11实施例
[面数据]
Figure BDA0003623452650000781
Figure BDA0003623452650000791
[非球面数据]
m：2
κ＝0.0000
A4＝3.70839E-06
A6＝7.95920E-10
A8＝7.22303E-12
A10＝-1.14971E-14
A12＝9.51080E-18
m：19
κ＝1.0000
A4＝5.13891E-06
A6＝-3.95654E-09
A8＝1.36188E-11
A10＝-1.64821E-14
m：20
κ＝1.0000
A4＝4.54393E-06
A6＝-1.30549E-09
A8＝6.99274E-13
A10＝4.71450E-15
[各种数据]
Figure BDA0003623452650000801
Figure BDA0003623452650000811
[透镜组数据]
Figure BDA0003623452650000812
[条件式对应值]
(1)|fF1|/|fF2|＝1.162
(2)BFw/fw＝0.625
(3)(-f1N)/|f1|＝0.975
(4)(-fRN)/ft＝1.471
(5)MTF1/MTF2＝1.831
(8)|fF1|/|f1|＝2.088
(9)|fF2|/|f1|＝1.796
(10)|fF1|/ft＝1.455
(11)|fF2|/ft＝1.252
(12)|βWF1|/|βWF2|＝0.764
(13)|βRw|/|βRt|＝2.455
(14)ωw＝46.34°
图32A、图32B以及图32C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物体对焦时的各像差图。
图33A、图33B以及图33C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物体对焦时的各像差图。
通过各像差图可知，本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，而且在进行近距离物体对焦时也具有优秀的成像性能。
根据上述各实施例，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具备高光学性能的变倍光学系统。而且，根据上述各实施例，能够实现对焦透镜组的轻量化和小型化，因此能够使对焦透镜组的驱动机构实现小型化，且不导致镜筒的大型化而能够实现高速且肃静性高的对焦动作。
另外，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。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。
虽然作为本实施方式的变倍光学系统的数值实施例示出了6组结构或7组结构，但是本实施方式并不限定于此，还能够构成其他组结构(例如，8组等)的变倍光学系统。具体地讲，也可以是在上述各实施例的变倍光学系统的最靠物体侧或最靠像侧增加透镜或透镜组的结构。或者，也可以在相邻的透镜组与透镜组之间增加透镜或透镜组。
另外，在上述各实施例中，虽然使两个或三个透镜组为对焦透镜组，但是也可以使透镜组的一部分四个以上的透镜组为对焦透镜组。另外，各对焦透镜组只要由一个或两个透镜成分构成即可，优选的是由一个透镜成分构成的结构。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电机，例如超声波电机、步进电机、VCM电机等的驱动。
另外，在上述各实施例的变倍光学系统中，还可以是通过使任意一个透镜组全体或其一部分作为防抖组以包含与光轴垂直方向的分量的方式移动、或向包含光轴的面内方向旋转移动(摆动)来进行防抖的结构。
另外，构成上述各实施例的变倍光学系统的透镜的透镜面可以是球面或平面，或者也可以是非球面。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，能够防止由透镜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，可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃成型为非球面形状的玻璃模铸非球面、或者将设置在玻璃表面的树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一个非球面。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。
另外，在上述各实施例的变倍光学系统中，虽然孔径光阑S优选配置在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间、或者第3透镜组G3与第4透镜组G4之间，但是也可以成为不设置作为孔径光阑的部件而通过透镜框来代替其作用的结构。
另外，也可以在构成上述各实施例的变倍光学系统的透镜的透镜面，施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。由此，减轻眩光和重影，能够实现高对比度的高光学性能。
接着，根据图34对具备本实施方式的变倍光学系统的相机进行说明。
图34是示出具备本实施方式的变倍光学系统的相机的结构的图。
如图34所示，相机1是具备上述第1实施例的变倍光学系统来作为摄影镜头2的镜头可换式的所谓无反光镜。
在本相机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，经由未图示的OLPF(Optical low pass filter：光学低通滤光片)在摄像部3的摄像面上形成被摄体像。并且，通过设置在摄像部3的光电转换元件对被摄体像进行光电转换而生成被摄体的图像。该图像显示在设置于相机1的EVF(Electronic view finder：电子取景器)4。由此，摄影者能够通过EVF4观察被摄体。
另外，当由摄影者按压未图示的释放按钮时，通过摄像部3生成的被摄体的图像被存储在未图示的存储器中。由此，摄影者能够进行基于本相机1的被摄体的摄影。
此处，作为摄影镜头2搭载于本相机1的上述第1实施例的变倍光学系统，如上所述具备良好的光学性能，实现对焦透镜组的轻量化和小型化。即，本相机1能够实现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和从无限远物体向近距离物体进行对焦时的像差变动的高光学性能，并且能够通过实现对焦透镜组的小型轻量化来实现对焦动作的高速化。另外，即使构成搭载上述第2～第11实施例的变倍光学系统来作为摄影镜头2的相机，也能够起到与上述相机1相同的效果。另外，即使在具有快速复原反光镜并通过取景器光学系统来观察被摄体的单反类型的相机上搭载了上述各实施例的变倍光学系统的情况下，也能够起到与上述相机1相同的效果。
接着，根据图35对本实施方式的变倍光学系统的制造方法的概略进行说明。
图35是示出本实施方式的变倍光学系统的制造方法的概略的流程图。
关于图35所示的本实施方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备多个透镜组，其中，包含以下的步骤S1～S3。
步骤S1：准备多个透镜组，构成为，在进行变倍时各透镜组之间的间隔变化。
步骤S2：构成为，多个透镜组具备物体侧对焦透镜组以及至少一个像侧对焦透镜组，所述物体侧对焦透镜组在进行对焦时移动，所述像侧对焦透镜组相比物体侧对焦透镜组配置于像侧，并在进行对焦时以与物体侧对焦透镜组不同的轨迹移动。
步骤S3：使变倍光学系统满足以下的条件式(1)和(2)。
(1)0.70<|fF1|/|fF2|<1.90
(2)0.2<BFw/fw<2.0
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
BFw：广角端状态下的所述变倍光学系统的后焦距
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距
根据本实施方式的变倍光学系统的制造方法，能够制造如下的变倍光学系统，该变倍光学系统实现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和从无限远物体向近距离物体进行对焦时的像差变动的高光学性能，并且通过实现对焦透镜组的小型轻量化来实现对焦动作的高速化。
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
G6 第6透镜组
G7 第7透镜组
S 孔径光阑
I 像面
1 相机
2 摄影镜头

Claims (16)

1.一种变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统具备多个透镜组，
在进行变倍时，各所述透镜组之间的间隔变化，所述多个透镜组中的所有透镜组沿着光轴移动，
所述多个透镜组具备物体侧对焦透镜组以及至少一个像侧对焦透镜组，所述物体侧对焦透镜组在进行对焦时移动，所述像侧对焦透镜组相比所述物体侧对焦透镜组配置于像侧，并在进行对焦时以与所述物体侧对焦透镜组不同的轨迹移动，
多个透镜组在最靠物体侧具有第1透镜组，
且满足以下的条件式：
0.70<|fF1|/|fF2|<1.90
0.2<BFw/fw<2.0
0.40<|fF1|/|f1|<2.60
0.10<|fF1|/ft<3.00
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
BFw：广角端状态下的所述变倍光学系统的后焦距
fw：广角端状态下的所述变倍光学系统的焦距
f1：所述第1透镜组的焦距
ft：远焦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，
所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组具有正的光焦度。
3.根据权利要求1或2所述的变倍光学系统，其中，
所述物体侧对焦透镜组由一个或两个透镜成分构成。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述像侧对焦透镜组由一个或两个透镜成分构成。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
0.60<(-f1N)/|f1|<1.80
其中，
f1N：位于所述第1透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距
f1：所述第1透镜组的焦距。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
在相比所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组靠近像侧的位置具备至少一个透镜成分，
且满足以下的条件式：
0.05<(-fRN)/ft<4.50
其中，
fRN：构成所述透镜成分的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距
ft：远焦端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组中的至少一个对焦透镜组具备至少一个具有负的光焦度的透镜，
且满足以下的条件式：
0.45<(-fFN)/|fF|<1.70
其中，
fFN：位于所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的焦距
fF：所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组中光焦度最强的对焦透镜组的焦距。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组中的至少一个对焦透镜组具备至少一个具有负的光焦度的透镜，
且满足以下的条件式：
0.65<nP/nN<1.10
其中，
nP：位于所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组内的透镜中正的光焦度最强的透镜的折射率
nN：位于所述物体侧对焦透镜组和所述像侧对焦透镜组内的透镜中负的光焦度最强的透镜的折射率。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
0.20<|fF2|/|f1|<3.80
其中，
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
f1：所述第1透镜组的焦距。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统具备孔径光阑，
所述物体侧对焦透镜组相比所述孔径光阑配置于像侧。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
0.10<|fF1|/ft<3.00
其中，
fF1：所述物体侧对焦透镜组的焦距
ft：远焦端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
0.10<|fF2|/ft<3.00
其中，
fF2：所述像侧对焦透镜组中配置于最靠像侧的对焦透镜组的焦距
ft：远焦端状态下的所述变倍光学系统的焦距。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
|βWF1|/|βWF2|<4.00
其中，
βWF1：无限远物体对焦时的广角端状态下的所述物体侧对焦透镜组的横向倍率
βWF2：无限远物体对焦时的广角端状态下的、所述像侧对焦透镜组中配置于最靠物体侧的对焦透镜组的横向倍率。
14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
|βRw|/|βRt|<4.00
其中，
βRw：无限远物体对焦时的广角端状态下的从所述物体侧对焦透镜组到像面为止的合成横向倍率
βRt：无限远物体对焦时的远焦端状态下的从所述物体侧对焦透镜组到像面为止的合成横向倍率。
15.根据权利要求1至14中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
15.0°<ωw<85.0°
其中，
ωw：广角端状态下的所述变倍光学系统的半视场角。
16.一种光学装置，具备权利要求1至15中的任意一项所述的变倍光学系统。
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