CN114830007B - 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)由前组(GA)和后组(GB)构成，后组(GB)具有第1对焦透镜组(GF1)和第2对焦透镜组(GF2)，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，前组(GA)相对于像面固定，第1对焦透镜组(GF1)与第2对焦透镜组(GF2)分别以不同的轨迹沿着光轴移动，且该变倍光学系统(ZL)满足以下的条件式：0.25<βF1t/βF1w<2.000.25<βF2w/βF2t<2.00其中，βF1t：远焦端状态下的第1对焦透镜组(GF1)的倍率，βF1w：广角端状态下的第1对焦透镜组(GF1)的倍率，βF2t：远焦端状态下的第2对焦透镜组(GF2)的倍率，βF2w：广角端状态下的第2对焦透镜组(GF2)的倍率。

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、光学设备以及变倍光学系统的制造方法。
背景技术
以往，公开有适合于照片用相机、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)。在这种变倍光学系统中，要求抑制对焦时的视场角变动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/196022号
发明内容
第1本发明的变倍光学系统，由沿着光轴从物体侧依次排列的前组和后组构成，所述后组具有配置于所述后组的最靠物体侧的第1对焦透镜组以及配置于所述第1对焦透镜组的像面侧的第2对焦透镜组，在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，所述前组相对于像面固定，所述第1对焦透镜组与所述第2对焦透镜组分别以不同的轨迹沿着光轴移动，且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.25<βF1t/βF1w<2.00
0.25<βF2w/βF2t<2.00
其中，βF1t：远焦端状态下的所述第1对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF1w：广角端状态下的所述第1对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF2t：远焦端状态下的所述第2对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF2w：广角端状态下的所述第2对焦透镜组的无限远对焦时的倍率。
第2本发明的变倍光学系统，由沿着光轴从物体侧依次排列的前组和后组构成，所述后组具有配置于所述后组的最靠物体侧且在进行对焦时沿着光轴移动的对焦透镜组，在进行变倍时，相邻的各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：
0.35<fF2/fBF2w<0.75
其中，fF2：所述对焦透镜组的焦距，此外，在所述后组具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组的焦距，
fBF2w：广角端状态下的从所述对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距，此外，在所述后组具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为从所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距。
本发明的光学设备构成为，具备上述变倍光学系统。
本发明的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统由沿着光轴从物体侧依次排列的前组和后组构成，其中，以如下所述方式在镜头镜筒内配置各透镜：所述后组具有配置于所述后组的最靠物体侧的第1对焦透镜组以及配置于所述第1对焦透镜组的像面侧的第2对焦透镜组，在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，所述前组相对于像面固定，所述第1对焦透镜组与所述第2对焦透镜组分别以不同的轨迹沿着光轴移动，且所述变倍光学系统满足以下的条件式，即，
0.25<βF1t/βF1w<2.00
0.25<βF2w/βF2t<2.00
其中，βF1t：远焦端状态下的所述第1对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF1w：广角端状态下的所述第1对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF2t：远焦端状态下的所述第2对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF2w：广角端状态下的所述第2对焦透镜组的无限远对焦时的倍率。
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)和图2(B)分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图3(A)和图3(B)分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图4是示出第2实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图5(A)和图5(B)分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图6(A)和图6(B)分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图7是示出第3实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图8(A)和图8(B)分别是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端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3实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图10是示出第4实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图11(A)和图11(B)分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图12(A)和图12(B)分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图13是示出第5实施例的变倍光学系统的镜头结构的图。
图14(A)和图14(B)分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图15(A)和图15(B)分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。
图16是示出具备各实施方式的变倍光学系统的相机结构的图。
图17是示出各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，对本发明的优选实施方式进行说明。首先，根据图16对具备各实施方式的变倍光学系统的相机(光学设备)进行说明。如图16所示，该相机1通过主体2以及安装在主体2的摄影镜头3构成。主体2具备摄像元件4、对数字相机的动作进行控制的主体控制部(未图示)以及液晶画面5。摄影镜头3具备由多个透镜组构成的变倍光学系统ZL以及对各透镜组的位置进行控制的透镜位置控制机构(未图示)。透镜位置控制机构由对透镜组的位置进行检测的传感器、使透镜组沿着光轴向前后移动的电机以及对电机进行驱动的控制电路等构成。
来自被摄体的光通过摄影镜头3的变倍光学系统ZL被聚光，到达摄像元件4的像面I上。到达像面I的来自被摄体的光通过摄像元件4被光电转换，作为数字画像数据被记录在未图示的存储器。记录在存储器的数字画像数据能够根据用户的操作而显示在液晶画面5。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。
接着，对第1实施方式的变倍光学系统进行说明。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)由沿着光轴从物体侧依次排列的前组GA和后组GB构成。后组GB具有配置于后组GB的最靠物体侧的第1对焦透镜组GF1以及配置于第1对焦透镜组GF1的像面侧的第2对焦透镜组GF2。在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，前组GA相对于像面固定，第1对焦透镜组GF1与第2对焦透镜组GF2分别以不同的轨迹沿着光轴移动。另外，第1对焦透镜组GF1优选具有正的光焦度。第2对焦透镜组GF2优选具有负的光焦度。优选的是，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，第1对焦透镜组GF1向像面侧移动。优选的是，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，第2对焦透镜组GF2向像面侧移动。
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(1)和条件式(2)。
0.25<βF1t/βF1w<2.00…(1)
0.25<βF2w/βF2t<2.00…(2)
其中，βF1t：远焦端状态下的第1对焦透镜组GF1的无限远对焦时的倍率
βF1w：广角端状态下的第1对焦透镜组GF1的无限远对焦时的倍率
βF2t：远焦端状态下的第2对焦透镜组GF2的无限远对焦时的倍率
βF2w：广角端状态下的第2对焦透镜组GF2的无限远对焦时的倍率
根据第1实施方式，能够得到对焦时的视场角变动少的变倍光学系统以及具备该变倍光学系统的光学设备。第1实施方式的变倍光学系统ZL也可以是图4所示的变倍光学系统ZL(2)，也可以是图7所示的变倍光学系统ZL(3)，也可以是图10所示的变倍光学系统ZL(4)。
条件式(1)规定远焦端状态下的第1对焦透镜组GF1的无限远对焦时的倍率与广角端状态下的第1对焦透镜组GF1的无限远对焦时的倍率之间的适当关系。另外，条件式(2)规定远焦端状态下的第2对焦透镜组GF2的无限远对焦时的倍率与广角端状态下的第2对焦透镜组GF2的无限远对焦时的倍率之间的适当关系。
通过满足条件式(1)和条件式(2)，从而对焦时的第1对焦透镜组GF1与第2对焦透镜组GF2的倍率变化被抵消，能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(1)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(1)的下限值设定为0.30、0.40、0.50、0.55、0.60、0.65、0.68、0.70，进一步设定为0.73，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(1)的上限值设定为1.85、1.70、1.60、1.50、1.40、1.35、1.30、1.25、1.20，进一步设定为1.18，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
当条件式(2)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(2)的下限值设定为0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75，进一步设定为0.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(2)的上限值设定为1.98、1.95、1.93、1.90、1.88、1.85、1.80、1.70、1.60、1.50、1.40、1.35，进一步设定为1.30，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第1实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(3)。
0.01<βF1w/βF2w<0.25…(3)
条件式(3)规定广角端状态下的第1对焦透镜组GF1的无限远对焦时的倍率与广角端状态下的第2对焦透镜组GF2的无限远对焦时的倍率之间的适当关系。通过满足条件式(3)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(3)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(3)的下限值设定为0.02、0.03，进一步设定为0.04，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(3)的上限值设定为0.23、0.20、0.19、0.18，进一步设定为0.17，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第1实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(4)。
0.10<ΔX1w/ΔX2w<0.75…(4)
其中，ΔX1w：广角端状态下的从无限远物体向极近距离物体进行对焦时的第1对焦透镜组GF1的移动量
ΔX2w：广角端状态下的从无限远物体向极近距离物体进行对焦时的第2对焦透镜组GF2的移动量
条件式(4)规定广角端状态下的从无限远物体向极近距离物体进行对焦时的第1对焦透镜组GF1的移动量与广角端状态下的从无限远物体向极近距离物体进行对焦时的第2对焦透镜组GF2的移动量之间的适当关系。通过满足条件式(4)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(4)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(4)的下限值设定为0.12、0.14、0.15、0.20、0.23、0.25、0.30、0.35，进一步设定为0.40，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(4)的上限值设定为0.73、0.70、0.68、0.65、0.63，进一步设定为0.62，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第1实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(5)。
0.001<1/fAt<0.020…(5)
其中，fAt：远焦端状态下的前组GA的焦距
条件式(5)规定远焦端状态下的前组GA的焦距的适当范围。通过满足条件式(5)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(5)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(5)的下限值设定为0.002，进一步设定为0.003，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(5)的上限值设定为0.018、0.015、0.013，进一步设定为0.010，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第1实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(6)。
0.001<1/fAF2w<0.015…(6)
其中，fAF2w：广角端状态下的从最靠物体侧的透镜组到第2对焦透镜组GF2为止的各透镜组的合成焦距
条件式(6)规定广角端状态下的从最靠物体侧的透镜组到第2对焦透镜组GF2为止的各透镜组的合成焦距的适当范围。通过满足条件式(6)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(6)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(6)的下限值设定为0.002，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(6)的上限值设定为0.013、0.010、0.008，进一步设定为0.006，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
在第1实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第2对焦透镜组GF2具有沿着光轴从物体侧依次排列的一个正透镜和一个负透镜。由此，能够使对焦时的色差等各像差的变动少。
第1实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(7)。
0.35<fF2/fBF2w<0.75…(7)
其中，fF2：第2对焦透镜组GF2的焦距
fBF2w：广角端状态下的从第2对焦透镜组GF2到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距
条件式(7)规定第2对焦透镜组GF2的焦距与广角端状态下的从第2对焦透镜组GF2到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距之间的适当关系。通过满足条件式(7)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(7)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(7)的下限值设定为0.36、0.38、0.40、0.42、0.45、0.48、0.50、0.54，进一步设定为0.55，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(7)的上限值设定为0.73，进一步设定为0.70，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第1实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(8)。
-2.00<fBF2w/fBrw<-0.15…(8)
其中，fBF2w：广角端状态下的从第2对焦透镜组GF2到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距
fBrw：广角端状态下的相比第2对焦透镜组GF2配置于像面侧的透镜组的合成焦距
条件式(8)规定广角端状态下的从第2对焦透镜组GF2到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距与广角端状态下的相比第2对焦透镜组GF2配置于像面侧的透镜组的合成焦距之间的适当关系。通过满足条件式(8)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(8)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(8)的下限值设定为-1.90、-1.80、-1.70、-1.65、-1.35、-1.20、-1.10，进一步设定为-1.05，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(8)的上限值设定为-0.20、-0.25、-0.30、-0.35、-0.40、-0.45、-0.50、-0.55，进一步设定为-0.58，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第1实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(9)。
0.10<βBF2w/βF2w<0.80…(9)
其中，βBF2w：广角端状态下的从第2对焦透镜组GF2到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率
条件式(9)规定广角端状态下的从第2对焦透镜组GF2到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率与广角端状态下的第2对焦透镜组GF2的倍率之间的适当关系。通过满足条件式(9)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(9)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(9)的下限值设定为0.13、0.15、0.18、0.20，进一步设定为0.23，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(9)的上限值设定为0.78、0.75、0.73，进一步设定为0.70，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第1实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(10)。
0.05<βBrw/βBF2w<0.50…(10)
其中，βBrw：广角端状态下的相比第2对焦透镜组GF2配置于像面侧的透镜组的合成倍率
βBF2w：广角端状态下的从第2对焦透镜组GF2到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率
条件式(10)规定广角端状态下的相比第2对焦透镜组GF2配置于像面侧的透镜组的合成倍率与广角端状态下的从第2对焦透镜组GF2到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率之间的适当关系。通过满足条件式(10)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(10)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(10)的下限值设定为0.06、0.08、0.10，进一步设定为0.12，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(10)的上限值设定为0.48、0.45、0.43、0.41，进一步设定为0.40，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
接着，对第2实施方式的变倍光学系统进行说明。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)由沿着光轴从物体侧依次排列的前组GA和后组GB构成。后组GB具有配置于后组GB的最靠物体侧且在进行对焦时沿着光轴移动的对焦透镜组。在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化。
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(11)。
0.35<fF2/fBF2w<0.75…(11)
其中，fF2：所述对焦透镜组的焦距，此外，在后组GB具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组的焦距
fBF2w：广角端状态下的从所述对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距，此外，在后组GB具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为从所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距
根据第2实施方式，能够得到对焦时的视场角变动少的变倍光学系统以及具备该变倍光学系统的光学设备。第2实施方式的变倍光学系统ZL也可以是图4所示的变倍光学系统ZL(2)，也可以是图7所示的变倍光学系统ZL(3)，也可以是图10所示的变倍光学系统ZL(4)，也可以是图13所示的变倍光学系统ZL(5)。
条件式(11)规定对焦透镜组的焦距与广角端状态下的从对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距之间的适当关系。通过满足条件式(11)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(11)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(11)的下限值设定为0.36、0.38、0.40、0.42、0.45、0.48、0.50、0.54，进一步设定为0.55，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(11)的上限值设定为0.73，进一步设定为0.70，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第2实施方式的变倍光学系统ZL，优选满足以下的条件式(12)。
-2.00<fBF2w/fBrw<-0.15…(12)
其中，fBrw：广角端状态下的相比所述对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成焦距，此外，在后组GB具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为相比所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成焦距
条件式(12)规定广角端状态下的从对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距与广角端状态下的相比对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成焦距之间的适当关系。通过满足条件式(12)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(12)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(12)的下限值设定为-1.90、-1.80、-1.70、-1.65、-1.35、-1.20、-1.10，进一步设定为-1.05，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(12)的上限值设定为-0.20、-0.30、-0.35、-0.40、-0.45、-0.50、-0.55，进一步设定为-0.58，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第2实施方式的变倍光学系统ZL，优选满足以下的条件式(13)。
0.10<βBF2w/βF2w<0.80…(13)
其中，βBF2w：广角端状态下的从所述对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率，此外，在后组GB具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为从所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率
βF2w：广角端状态下的所述对焦透镜组的倍率，此外，在后组GB具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组的倍率
条件式(13)规定广角端状态下的从对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率与广角端状态下的对焦透镜组的倍率之间的适当关系。通过满足条件式(13)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(13)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(13)的下限值设定为0.13、0.15、0.18、0.20，进一步设定为0.23，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(13)的上限值设定为0.78、0.75、0.73，进一步设定为0.70，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第2实施方式的变倍光学系统ZL，优选满足以下的条件式(14)。
0.05<βBrw/βBF2w<0.50…(14)
其中，βBrw：广角端状态下的相比所述对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成倍率，此外，在后组GB具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为相比所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成倍率
βBF2w：广角端状态下的从所述对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率，此外，在后组GB具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为从所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率
条件式(14)规定广角端状态下的相比对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成倍率与广角端状态下的从对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率之间的适当关系。通过满足条件式(14)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(14)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(14)的下限值设定为0.06、0.08、0.10，进一步设定为0.12，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(14)的上限值设定为0.48、0.45、0.43、0.41，进一步设定为0.40，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
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)。
0.001<1/fAF2w<0.015…(15)
其中，fAF2w：广角端状态下的从最靠物体侧的透镜组到所述对焦透镜组为止的各透镜组的合成焦距，此外，在后组GB具有包含所述对焦透镜组在内的多个对焦透镜组时，为从最靠物体侧的透镜组到所述多个对焦透镜组中的位于最靠像面侧的对焦透镜组为止的各透镜组的合成焦距
条件式(15)规定广角端状态下的从最靠物体侧的透镜组到对焦透镜组为止的各透镜组的合成焦距的适当范围。通过满足条件式(15)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(15)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(15)的下限值设定为0.002，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(15)的上限值设定为0.013、0.010、0.008，进一步设定为0.006，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
第1实施方式和第2实施方式的变倍光学系统ZL，优选满足以下的条件式(16)。
0.15<(ftinf-ftmod)/ftinf<0.40…(16)
其中，ftinf：远焦端状态下的变倍光学系统ZL的无限远对焦时的焦距
ftmod：远焦端状态下的变倍光学系统ZL的极近距离对焦时的焦距
条件式(16)规定远焦端状态下的变倍光学系统ZL的无限远对焦时的焦距与远焦端状态下的变倍光学系统ZL的极近距离对焦时的焦距之间的适当关系。通过满足条件式(16)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
当条件式(16)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(16)的下限值设定为0.18、0.20、0.22、0.24、0.25，进一步设定为0.26，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(16)的上限值设定为0.38、0.36、0.35，进一步设定为0.33，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
第1实施方式和第2实施方式的变倍光学系统ZL，优选的是，具有孔径光阑S，且满足以下的条件式(17)。
0.35<STw/TLw<0.65…(17)
其中，STw：广角端状态下的从孔径光阑S到像面为止的光轴上的距离
TLw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的全长
条件式(17)规定广角端状态下的从孔径光阑S到像面为止的光轴上的距离与广角端状态下的变倍光学系统ZL的全长之间的适当关系。通过满足条件式(17)，从而能够良好地对广角端状态下的畸变和像面弯曲等各像差进行校正。
当条件式(17)的对应值脱离上述范围时，难以对广角端状态下的畸变和像面弯曲等各像差进行校正。通过将条件式(17)的下限值设定为0.33、0.35、0.38、0.40、0.43、0.45，进一步设定为0.46，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(17)的上限值设定为0.63、0.60、0.58、0.56，进一步设定为0.55，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
第1实施方式和第2实施方式的变倍光学系统ZL，优选满足以下的条件式(18)。
0.04<Bft/TLt<0.35…(18)
其中，Bft：远焦端状态下的变倍光学系统ZL的后焦距
TLt：远焦端状态下的变倍光学系统ZL的全长
条件式(18)规定远焦端状态下的变倍光学系统ZL的后焦距与远焦端状态下的变倍光学系统ZL的全长之间的适当关系。通过满足条件式(18)，从而能够良好地对远焦端状态下的球面像差等各像差进行校正。
当条件式(18)的对应值脱离上述范围时，难以对远焦端状态下的球面像差等各像差进行校正。通过将条件式(18)的下限值设定为0.05、0.06、0.08、0.10、0.13、0.15，进一步设定为0.16，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(18)的上限值设定为0.33、0.30，进一步设定为0.28，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
第1实施方式和第2实施方式的变倍光学系统ZL，优选满足以下的条件式(19)。
0.25<Bfw/fw<0.70…(19)
其中，Bfw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的后焦距
fw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距
条件式(19)规定广角端状态下的变倍光学系统ZL的后焦距与广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距之间的适当关系。通过满足条件式(19)，从而能够良好地对广角端状态下的以彗差为首的各像差进行校正。
当条件式(19)的对应值脱离上述范围时，难以对广角端状态下的以彗差为首的各像差进行校正。通过将条件式(19)的下限值设定为0.28、0.30、0.33、0.35、0.38、0.40、0.43、0.45、0.48，进一步设定为0.50，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(19)的上限值设定为0.68、0.65、0.63、0.60、0.58，进一步设定为0.55，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
接着，参照图17，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，沿着光轴从物体侧依次配置前组GA和后组GB(步骤ST1)。接着，在后组GB的最靠物体侧配置第1对焦透镜组GF1，在后组GB的第1对焦透镜组GF1的像面侧配置第2对焦透镜组GF2(步骤ST2)。接着，构成为，在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化(步骤ST3)。另外，构成为，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，前组GA相对于像面固定，第1对焦透镜组GF1与第2对焦透镜组GF2分别以不同的轨迹沿着光轴移动。并且，以至少满足上述条件式(1)和条件式(2)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，能够制造对焦时的视场角变动少的变倍光学系统。接着，与第1实施方式的情况相同，参照图17，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，沿着光轴从物体侧依次配置前组GA和后组GB(步骤ST1)。接着，在后组GB的最靠物体侧配置对焦透镜组(步骤ST2)。接着，构成为，在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化(步骤ST3)。另外，构成为，在进行对焦时，对焦透镜组沿着光轴移动。并且，以至少满足上述条件式(11)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，能够制造对焦时的视场角变动少的变倍光学系统。
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ZL进行说明。另外，与第1实施方式对应的实施例为第1～第4实施例，与第2实施方式对应的实施例为第1～第5实施例。图1、图4、图7、图10、图13是示出第1～第5实施例的变倍光学系统ZL{ZL(1)～ZL(5)}的结构和光焦度分配的剖视图。在第1～第5实施例的变倍光学系统ZL(1)～ZL(5)的剖视图中，与“对焦”这样的文字一起用箭头示出从无限远向近距离物体进行对焦时的对焦组沿着光轴的移动方向。在第1～第5实施例的变倍光学系统ZL(1)～ZL(5)的剖视图中，用箭头示出从广角端状态(W)向远焦端状态(T)进行变倍时的各透镜组沿着光轴的移动方向。
在这些图1、图4、图7、图10、图13中，通过符号G与数字的组合来表示各透镜组和各组，通过符号L与数字的组合来表示各透镜。此时，为了防止符号、数字的种类和位数变大而变得复杂化，对每个实施例分别独立地使用符号与数字的组合来表示透镜组等。因此，即使在实施例之间使用相同的符号与数字的组合，也不意味着是相同的结构。
以下示出表1～表5，其中，表1是示出第1实施例中的各参数数据的表，表2是示出第2实施例中的各参数数据的表，表3是示出第3实施例中的各参数数据的表，表4是示出第4实施例中的各参数数据的表，表5是示出第5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[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)，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)、远焦端(T)的各变倍状态下分别示出。
另外，在第1～第4实施例的[整体参数]的表中，βF1t表示远焦端状态下的第1对焦透镜组的无限远对焦时的倍率。βF1w表示广角端状态下的第1对焦透镜组的无限远对焦时的倍率。βF2t表示远焦端状态下的第2对焦透镜组的无限远对焦时的倍率。βF2w表示广角端状态下的第2对焦透镜组的无限远对焦时的倍率。βBF2w表示广角端状态下的从第2对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率。βBrw表示广角端状态下的相比第2对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成倍率。ΔX1w表示广角端状态下的从无限远物体向极近距离物体进行对焦时的第1对焦透镜组的移动量。ΔX2w表示广角端状态下的从无限远物体向极近距离物体进行对焦时的第2对焦透镜组的移动量。fF2表示第2对焦透镜组的焦距。fAF2w表示广角端状态下的从最靠物体侧的透镜组到第2对焦透镜组为止的各透镜组的合成焦距。fBF2w表示广角端状态下的从第2对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距。fBrw表示广角端状态下的相比第2对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成焦距。fAt表示远焦端状态下的前组的焦距。
另外，在第5实施例的[整体参数]的表中，βF2w表示广角端状态下的对焦透镜组的倍率。βBF2w表示广角端状态下的从所述对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率。βBrw表示广角端状态下的相比对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成倍率。fF2表示对焦透镜组的焦距。AF2w表示广角端状态下的从最靠物体侧的透镜组到对焦透镜组为止的各透镜组的合成焦距。fBF2w表示广角端状态下的从对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距。fBrw表示广角端状态下的相比对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成焦距。
在[透镜参数]的表中，面编号表示沿着光线行进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表示光学部件的材料的对d线的折射率，νd表示光学部件的材料的以d线为基准的阿贝数。曲率半径的“∞”表示平面或开口，(S)表示孔径光阑S。省略空气折射率nd＝1.00000的记载。
在[可变间隔数据]的表中，示出在[透镜参数]的表中面间隔成为(Di)的面编号i下的面间隔。另外，在[可变间隔数据]的表中，示出无限远对焦状态下的面间隔以及极近距离对焦状态下的面间隔。
在[透镜组数据]的表中，示出各透镜组的各自的始面(最靠物体侧的面)和焦距。
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2、图3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ZL(1)的镜头结构的图。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、孔径光阑S、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组构成。像面I位于第6透镜组G6之后。
在本实施例中，第4透镜组G4作为第1对焦透镜组GF1来发挥功能，第5透镜组G5作为第2对焦透镜组GF2来发挥功能。即，第1透镜组G1、第2透镜组G2以及第3透镜组G3构成在进行对焦时相对于像面I固定的前组GA。第4透镜组G4、第5透镜组G5以及第6透镜组G6构成后组GB。
在从广角端状态(W)向远焦端状态(T)进行变倍时，第1透镜组G1、第3透镜组G3、第4透镜组G4、第5透镜组G5以及第6透镜组G6沿着图1下层的箭头所示的轨迹移动。由此，相邻的各透镜组之间的间隔变化，改变摄影倍率(进行变倍)。第2透镜组G2固定，在进行变倍时不移动。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，如由图1上层的箭头所示，第4透镜组G4与第5透镜组G5以彼此不同的轨迹向像面侧移动。
第1透镜组G1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的接合正透镜以及双凸形状的正透镜L13构成。第2透镜组G2由双凹形状的负透镜L21、双凸形状的正透镜L22、双凹形状的负透镜L23以及双凹形状的负透镜L24构成。第3透镜组G3由双凸形状的正透镜L31、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L32与双凸形状的正透镜L33的接合正透镜以及双凸形状的正透镜L34与双凹形状的负透镜L35的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由双凸形状的正透镜L41、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L42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由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L51以及双凹形状的负透镜L52构成。
第6透镜组G6由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L61以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L62构成。另外，在像面I的近前配置有平行平板PP。
在表1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]
[透镜参数]
/>
[透镜组数据]
[可变间隔数据]
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3(A)是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态下的近距离对焦时的各像差图。图3(B)是第1实施例的变倍光学系统的远焦端状态下的近距离对焦时的各像差图。在无限远对焦时的各像差图中，FNO表示F值，Y表示像高。在近距离对焦时的各像差图中，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(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在从无限远对焦时到近距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。因此，在对焦到近距离物体时也能够保持良好的光学性能，并且能够使对焦时的视场角变动少。
(第2实施例)
使用图4、图5、图6及表2对第2实施例进行说明。图4是示出第2实施例的变倍光学系统ZL(2)的镜头结构的图。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、孔径光阑S、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5以及具有正的光焦度的第6透镜组构成。像面I位于第6透镜组G6之后。
在本实施例中，第4透镜组G4作为第1对焦透镜组GF1来发挥功能，第5透镜组G5作为第2对焦透镜组GF2来发挥功能。即，第1透镜组G1、第2透镜组G2以及第3透镜组G3构成在进行对焦时相对于像面I固定的前组GA。第4透镜组G4、第5透镜组G5以及第6透镜组G6构成后组GB。
在从广角端状态(W)向远焦端状态(T)移动时，第1透镜组G1、第3透镜组G3、第4透镜组G4、第5透镜组G5以及第6透镜组G6沿着图4下层的箭头所示的轨迹移动。由此，相邻的各透镜组之间的间隔变化，改变摄影倍率(进行变倍)。第2透镜组G2固定，在进行变倍时不移动。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，如由图4上层的箭头所示，第4透镜组G4与第5透镜组G5以彼此不同的轨迹向像面侧移动。
第1透镜组G1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以及双凹形状的负透镜L24构成。第3透镜组G3由双凸形状的正透镜L31、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L32与双凸形状的正透镜L33的接合正透镜以及双凸形状的正透镜L34与双凹形状的负透镜L35的接合正透镜构成。
第4透镜组G4由双凸形状的正透镜L41、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L42以及双凸形状的正透镜L43构成。第5透镜组G5由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L51以及双凹形状的负透镜L52构成。
第6透镜组G6由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L61以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L62构成。另外，在像面I的近前配置有平行平板PP。
在表2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]
[透镜参数]
/>
[透镜组数据]
[可变间隔数据]
图5(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5(B)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6(A)是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态下的近距离对焦时的各像差图。图6(B)是第2实施例的变倍光学系统的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在从无限远对焦时到近距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。因此，在对焦到近距离物体时也能够保持良好的光学性能，并且能够使对焦时的视场角变动少。
(第3实施例)
使用图7、图8、图9及表3对第3实施例进行说明。图7是示出第3实施例的变倍光学系统ZL(3)的镜头结构的图。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、具有正的光焦度的第4透镜组G4、孔径光阑S、具有正的光焦度的第5透镜组G5、具有负的光焦度的第6透镜组、具有正的光焦度的第7透镜组G7以及具有负的光焦度的第8透镜组构成。像面I位于第8透镜组G8之后。
在本实施例中，第5透镜组G5作为第1对焦透镜组GF1来发挥功能，第6透镜组G6作为第2对焦透镜组GF2来发挥功能。即，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第4透镜组G4构成进行对焦时相对于像面I固定的前组GA。第5透镜组G5、第6透镜组G6、第7透镜组G7以及第8透镜组G8构成后组GB。
在从广角端状态(W)向远焦端状态(T)进行变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3、第5透镜组G5、第6透镜组G6以及第8透镜组G8沿着图7下层的箭头所示的轨迹移动。由此，相邻的各透镜组之间的间隔变化，改变摄影倍率(进行变倍)。第1透镜组G1、第4透镜组G5以及第7透镜组G7固定，在进行变倍时不移动。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，如由图7上层的箭头所示，第5透镜组G5与第6透镜组G6以彼此不同的轨迹向像面侧移动。
第1透镜组G1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与双凸形状的正透镜L23的接合负透镜以及双凹形状的负透镜L24构成。第3透镜组G3由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L31构成。第4透镜组G4由双凸形状的正透镜L41以及双凸形状的正透镜L42与双凹形状的负透镜L43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以及双凸形状的正透镜L52构成。第6透镜组G6由双凸形状的正透镜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由凸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。第8透镜组G8由双凹形状的负透镜L81构成。另外，在像面I的近前配置有平行平板PP。
在表3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]
[透镜参数]
/>
[透镜组数据]
/>
[可变间隔数据]
图8(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8(B)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9(A)是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态下的近距离对焦时的各像差图。图9(B)是第3实施例的变倍光学系统的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在从无限远对焦时到近距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。因此，在对焦到近距离物体时也能够保持良好的光学性能，并且能够使对焦时的视场角变动少。
(第4实施例)
使用图10、图11、图12及表4对第4实施例进行说明。图10是示出第4实施例的变倍光学系统ZL(4)的镜头结构的图。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、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有正的光焦度的第5透镜组G5、配置于第5透镜组G5内的孔径光阑S、具有负的光焦度的第6透镜组、具有正的光焦度的第7透镜组G7以及具有负的光焦度的第8透镜组构成。像面I位于第8透镜组G8之后。
在本实施例中，第5透镜组G5作为第1对焦透镜组GF1来发挥功能，第6透镜组G6作为第2对焦透镜组GF2来发挥功能。即，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第4透镜组G4构成进行对焦时相对于像面I固定的前组GA。第5透镜组G5、第6透镜组G6、第7透镜组G7以及第8透镜组G8构成后组GB。
在从广角端状态(W)向远焦端状态(T)进行变倍时，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第4透镜组G4、第5透镜组G5、第6透镜组G6以及第8透镜组G8沿着图10下层的箭头所示的轨迹移动。由此，相邻的各透镜组之间的间隔变化，改变摄影倍率(进行变倍)。第2透镜组G2固定，在进行变倍时不移动。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，如由图10上层的箭头所示，第5透镜组G5与第6透镜组G6以彼此不同的轨迹向像面侧移动。
第1透镜组G1由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜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由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L22与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23的接合正透镜以及双凹形状的负透镜L24构成。第3透镜组G3由双凸形状的正透镜L31构成。第4透镜组G4由双凸形状的正透镜L41以及双凸形状的正透镜L42与双凹形状的负透镜L43的接合正透镜构成。
第5透镜组G5由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L51、孔径光阑S以及双凸形状的正透镜L52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由凸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。第8透镜组G8由双凹形状的负透镜L81构成。另外，在像面I的近前配置有平行平板PP。
在表4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]
变倍比＝2.708
fF2＝-40.33fAF2w＝300.05
fAt＝281.46
[透镜参数]
/>
/>
[透镜组数据]
[可变间隔数据]
图11(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11(B)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12(A)是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态下的近距离对焦时的各像差图。图12(B)是第4实施例的变倍光学系统的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在从无限远对焦时到近距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。因此，在对焦到近距离物体时也能够保持良好的光学性能，并且能够使对焦时的视场角变动少。
(第5实施例)
使用图13、图14、图15及表5对第5实施例进行说明。图13是示出第5实施例的变倍光学系统ZL(5)的镜头结构的图。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、配置于第3透镜组G3内的孔径光阑S、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。像面I位于第5透镜组G5之后。
在本实施例中，第4透镜组G4作为对焦透镜组GF来发挥功能。即，第1透镜组G1、第2透镜组G2以及第3透镜组G3构成在进行对焦时相对于像面固定的前组GA。第4透镜组G4和第5透镜组G5构成后组GB。
在从广角端状态(W)向远焦端状态(T)进行变倍时，第1透镜组G1、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5沿着图13下层的箭头所示的轨迹移动。由此，相邻的各透镜组之间的间隔变化，改变摄影倍率(进行变倍)。第2透镜组G2固定，在进行变倍时不移动。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，如由图13上层的箭头所示，第4透镜组G4向像面侧移动。
第1透镜组G1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以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L24构成。第3透镜组G3由双凸形状的正透镜L31、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L32与双凸形状的正透镜L33的接合透镜、双凸形状的正透镜L34与双凹形状的负透镜L35的接合透镜、孔径光阑S、凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L36、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L37以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L38构成。
第4透镜组G4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由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L51以及凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L52构成。另外，在像面I的近前配置有平行平板PP。
在表5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]
/>
[透镜参数]
/>
[透镜组数据]
[可变间隔数据]
/>
图14(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14(B)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15(A)是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态下的近距离对焦时的各像差图。图15(B)是第5实施例的变倍光学系统的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在从无限远对焦时到近距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。因此，在对焦到近距离物体时也能够保持良好的光学性能，并且能够使对焦时的视场角变动少。
接着，以下示出[条件式对应值]的表。在该表中，对所有实施例(第1～第5实施例)一并示出与各条件式(1)～(19)对应的值。
条件式(1)0.25<βF1t/βF1w<2.00
条件式(2)0.25<βF2w/βF2t<2.00
条件式(3)0.01<βF1w/βF2w<0.25
条件式(4)0.10<ΔX1w/ΔX2w<0.75
条件式(5)0.001<1/fAt<0.020
条件式(6)0.001<1/fAF2w<0.015
条件式(7)0.35<fF2/fBF2w<0.75
条件式(8)-2.00<fBF2w/fBrw<-0.15
条件式(9)0.10<βBF2w/βF2w<0.80
条件式(10)0.05<βBrw/βBF2w<0.50
条件式(11)0.35<fF2/fBF2w<0.75
条件式(12)-2.00<fBF2w/fBrw<-0.15
条件式(13)0.10<βBF2w/βF2w<0.80
条件式(14)0.05<βBrw/βBF2w<0.50
条件式(15)0.001<1/fAF2w<0.015
条件式(16)0.15<(ftinf-ftmod)/ftinf<0.40
条件式(17)0.35<STw/TLw<0.65
条件式(18)0.04<Bft/TLt<0.35
条件式(19)0.25<Bfw/fw<0.70
[条件式对应值]
根据上述各实施例，能够实现使对焦时的视场角变动少的变倍光学系统。
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。
作为本实施方式的变倍光学系统的实施例，虽然示出了5组结构、6组结构以及8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，7组、9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变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
也可以是使单独或多个透镜组、或者部分透镜组在光轴方向上移动，从而进行从无限远物体向近距离物体的对焦的对焦透镜组。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。
也可以是使透镜组或部分透镜组以具有与光轴垂直方向的分量的方式移动、或者向包含光轴的面内方向旋转移动(摆动)，从而对通过手抖产生的像抖动进行校正的防抖透镜组。
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。另外，透镜面也可以是衍射面，也可以是使透镜为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
关于孔径光阑，虽然优选配置于第3透镜组或第4透镜组，但是也可以不设置作为孔径光阑的部件，而是用透镜的框来代替其作用。
为了减轻眩光和重影，实现对比度高的光学性能，也可以在各透镜面施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。
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 G8 第8透镜组
I像面 S孔径光阑

Claims (17)

1.一种变倍光学系统，由沿着光轴从物体侧依次排列的前组和后组构成，
所述前组从最靠物体侧依次具备具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组以及具有正的光焦度的第3透镜组，
所述后组具备配置于所述后组的最靠物体侧且具有正的光焦度的第1对焦透镜组、配置于所述第1对焦透镜组的像面侧且具有负的光焦度的第2对焦透镜组以及配置于所述第2对焦透镜组的像侧且具有正的光焦度的透镜组，
在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，
在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，所述前组相对于像面固定，所述第1对焦透镜组与所述第2对焦透镜组分别以不同的轨迹沿着光轴移动，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.25<βF1t/βF1w<2.00
0.25<βF2w/βF2t<2.00
其中，βF1t：远焦端状态下的所述第1对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF1w：广角端状态下的所述第1对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF2t：远焦端状态下的所述第2对焦透镜组的无限远对焦时的倍率，
βF2w：广角端状态下的所述第2对焦透镜组的无限远对焦时的倍率。
2.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，所述第1对焦透镜组向像面侧移动。
3.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，所述第2对焦透镜组向像面侧移动。
4.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：
0.01<βF1w/βF2w<0.25。
5.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：
0.10<ΔX1w/ΔX2w<0.75
其中，ΔX1w：广角端状态下的从无限远物体向极近距离物体进行对焦时的所述第1对焦透镜组的移动量，
ΔX2w：广角端状态下的从无限远物体向极近距离物体进行对焦时的所述第2对焦透镜组的移动量。
6.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：
0.001<1/fAt<0.020
其中，fAt：远焦端状态下的所述前组的焦距。
7.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：
0.001<1/fAF2w<0.015
其中，fAF2w：广角端状态下的从最靠物体侧的透镜组到所述第2对焦透镜组为止的各透镜组的合成焦距。
8.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述第2对焦透镜组具有沿着光轴从物体侧依次排列的一个正透镜和一个负透镜。
9.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：
0.35<fF2/fBF2w<0.75
其中，fF2：所述第2对焦透镜组的焦距，
fBF2w：广角端状态下的从所述第2对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距。
10.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：
-2.00<fBF2w/fBrw<-0.15
其中，fBF2w：广角端状态下的从所述第2对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成焦距，
fBrw：广角端状态下的相比所述第2对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成焦距。
11.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：
0.10<βBF2w/βF2w<0.80
其中，βBF2w：广角端状态下的从所述第2对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率。
12.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：
0.05<βBrw/βBF2w<0.50
其中，βBrw：广角端状态下的相比所述第2对焦透镜组配置于像面侧的透镜组的合成倍率，
βBF2w：广角端状态下的从所述第2对焦透镜组到最靠像面侧的透镜组为止的各透镜组的合成倍率。
13.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：
0.15<(ftinf-ftmod)/ftinf<0.40
其中，ftinf：远焦端状态下的所述变倍光学系统的无限远对焦时的焦距，
ftmod：远焦端状态下的所述变倍光学系统的极近距离对焦时的焦距。
14.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
所述变倍光学系统具有孔径光阑，
且所述变倍光学系统满足以下的条件式：
0.35<STw/TLw<0.65
其中，STw：广角端状态下的从所述孔径光阑到像面为止的光轴上的距离，
TLw：广角端状态下的所述变倍光学系统的全长。
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：
0.04<Bft/TLt<0.35
其中，Bft：远焦端状态下的所述变倍光学系统的后焦距，
TLt：远焦端状态下的所述变倍光学系统的全长。
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：
0.25<Bfw/fw<0.70
其中，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。
17.一种光学设备，构成为具备权利要求1～16中的任意一项所述的变倍光学系统。
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