CN115176188A

CN115176188A - 光学系统、图像投影装置以及摄像装置

Info

Publication number: CN115176188A
Application number: CN202080097408.9A
Authority: CN
Inventors: 今冈卓也; 赵庆华; 山田克
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2022-10-11
Also published as: WO2021171713A1; JPWO2021171713A1; US20220397749A1

Abstract

本公开涉及一种光学系统，在内部具有与放大侧的放大共轭点以及缩小侧的缩小共轭点分别共轭的中间成像位置，所述光学系统具备：位于比中间成像位置更靠放大侧的位置的放大光学系统；和位于比中间成像位置更靠缩小侧的位置的中继光学系统，中继光学系统在最靠放大侧具有第1透镜组，在比第1透镜组更靠缩小侧的位置具有2个透镜组，具有被配置于2个透镜组之间的负透镜组，在变焦时在负透镜组被固定的状态下，2个透镜组进行移动。

Description

光学系统、图像投影装置以及摄像装置

技术领域

本公开涉及形成中间像的光学系统。此外，本公开涉及使用了这种光学系统的图像投影装置以及摄像装置。

背景技术

中间成像方式的光学系统具有能够以短焦点实现大画面的广角投影的优点，但存在光学系统的全长变大的倾向。因此，光学系统变重，在将光学系统的一部分搭载于图像投影装置主体的壳体之外的情况下，由于作用于重心的力矩，光学系统可能相对于装置主体倾斜，光学性能降低。

为了削减光学系统的重量，作为玻璃透镜的代替，假定合成树脂透镜的使用。合成树脂相比于玻璃，比重较小，但热传导性小，线膨胀系数大。因此，虽然可实现光学系统的轻型化，但存在产生局部的温度上升、热变形、光学像差特别是色差增加的倾向。这种倾向在高亮度投影的情况下特别显著。

专利文献1公开了一种广角的成像光学系统，最接近于放大共轭点的第1透镜L1a具有最大的口径。第1透镜L1a的两面都是非球面，是非常复杂的形状，因此推断使用了合成树脂透镜。但是，这种复杂的非球面形状对于热变形非常敏感，预计因温度上升引起的光学像差的劣化较为显著。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-174633号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

本公开提供一种能够减少作用于重心的力矩且能够减轻热量的影响的光学系统。此外，本公开提供一种使用了这种光学系统的图像投影装置以及摄像装置。

-解决课题的手段-

本公开的一方式是一种光学系统，在内部具有分别与放大侧的放大共轭点以及缩小侧的缩小共轭点共轭的中间成像位置，所述光学系统具备：

放大光学系统，位于比所述中间成像位置更靠所述放大侧的位置；和

中继光学系统，位于比所述中间成像位置更靠所述缩小侧的位置，

中继光学系统在最靠放大侧具有第1透镜组，

中继光学系统在比第1透镜组更靠缩小侧的位置具有2个透镜组，

中继光学系统具有被配置于2个透镜组之间的负透镜组，

在变焦时，在负透镜组被固定的状态下，2个透镜组进行移动。

此外，本公开所涉及的图像投影装置具备：上述光学系统；和图像形成元件，生成经由该光学系统而投影到屏幕的图像。

此外，本公开所涉及的摄像装置具备：上述光学系统；和摄像元件，对该光学系统形成的光学像进行受光并转换为电图像信号。

-发明效果-

通过本公开所涉及的光学系统，能够减少作用于重心的力矩，能够减轻热量的影响。因此，在高强度的光穿过透镜的情况下，例如高亮度投影的情况下，能够维持稳定的光学性能。

附图说明

图1是表示实施例1的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的光路的配置图。

图2是实施例1的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的配置图。

图3是实施例1的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的纵像差图。

图4是表示实施例2的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的光路的配置图。

图5是实施例2的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的配置图。

图6是实施例2的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的纵像差图。

图7是表示实施例3的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的光路的配置图。

图8是实施例3的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的配置图。

图9是实施例3的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的纵像差图。

图10是表示实施例4的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的光路的配置图。

图11是实施例4的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的配置图。

图12是实施例4的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的纵像差图。

图13是表示实施例5的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的光路的配置图。

图14是实施例5的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的配置图。

图15是实施例5的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的纵像差图。

图16是表示实施例6的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的光路的配置图。

图17是实施例6的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的广角端的配置图。

图18是实施例7的变焦透镜的物体距离1065.7157mm处的纵像差图。

图19是表示本公开所涉及的图像投影装置的一个例子的框图。

图20是表示本公开所涉及的摄像装置的一个例子的框图。

具体实施方式

以下，适当参照附图，对实施方式详细进行说明。其中，可能省略非必要详细的说明。例如，可能省略已知事项的详细说明、或者针对实质相同结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗余，使本领域技术人员容易理解。

另外，申请人为了本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明，并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。

以下，对本公开所涉及的光学系统的各实施例进行说明。在各实施例中，说明以下情况：光学系统被用于将基于图像信号并通过液晶、DMD(数字微镜器件)等的图像形成元件来对入射光进行空间调制的原图像S的图像光投影到屏幕的投影仪(图像投影装置的一个例子)。即，本公开所涉及的光学系统能够利用于在放大侧的延长线上配置未图示的屏幕、将被配置于缩小侧的图像形成元件上的原图像S放大并投影到屏幕。

此外，本公开所涉及的光学系统也能够利用于对从位于放大侧的延长线上的物体放射的光进行聚光、在被配置于缩小侧的摄像元件的摄像面形成物体的光学像。

(实施方式1)

以下，使用图1～图15来对本公开的实施方式1进行说明。这里，作为光学系统的一个例子，对变焦透镜系统进行说明。

图1、图4、图7、图10、图13、图16是表示实施例1～6所涉及的变焦透镜系统的物体距离1065.7157mm处的广角端的光路的配置图。图2、图5、图8、图11、图14、图17是实施例1～6所涉及的变焦透镜系统的物体距离1065.7157mm处的广角端的配置图。图2的(a)、图5的(a)、图8的(a)、图11的(a)、图14的(a)、图17的(a)表示变焦透镜系统的广角端处的透镜配置图。图2的(b)、图5的(b)、图8的(b)、图11的(b)、图14的(b)、图17的(b)表示变焦透镜系统的中间位置处的透镜配置图。图2的(c)、图5的(c)、图8的(c)、图11的(c)、14的(c)、图17的(c)表示变焦透镜系统的望远端处的透镜配置图。

广角端是整个系统具有最短的焦距fw的最短焦距状态。中间位置是广角端与望远端之间的中间焦距状态。望远端是整个系统具有最长的焦距ft的最长焦距状态。基于广角端的焦距fw和望远端的焦距ft，规定中间位置的焦距fm＝√(fw×ft)。

实施例1所涉及的变焦透镜系统包含放大光学系统Op、中继光学系统Ol和光学元件P，中继光学系统Ol包含第1透镜组G1～第4透镜组G4。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12，包含面1至面24(参照后述的数值实施例)。中继光学系统Ol包含第13透镜元件L13至第25透镜元件L25，包含面25至面51。第1透镜组G1具有正的光焦度，包含第13透镜元件L13至第15透镜元件L15，包含面25至面30。第2透镜组G2具有正的光焦度，包含第16透镜元件L16至第18透镜元件L18，包含面31至面36。第3透镜组G3具有负的光焦度，包含第19透镜元件L19至第22透镜元件L22，包含面37至面45。第4透镜组G4具有正的光焦度，包含第23透镜元件L23至第25透镜元件L25，包含面46至面51。光学元件P包含面52至面53。

实施例2所涉及的变焦透镜系统包含放大光学系统Op、中继光学系统Ol和光学元件P，中继光学系统Ol包含第1透镜组G1～第4透镜组G4。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12，包含面1至面24(参照后述的数值实施例)。中继光学系统Ol包含第13透镜元件L13至第25透镜元件L25，包含面25至面51。第1透镜组G1具有正的光焦度，包含第13透镜元件L13至第15透镜元件L15，包含面25至面30。第2透镜组G2具有正的光焦度，包含第16透镜元件L16至第18透镜元件L18，包含面31至面36。第3透镜组G3具有负的光焦度，包含第19透镜元件L19至第22透镜元件L22，包含面37至面45。第4透镜组G4具有正的光焦度，包含第23透镜元件L23，包含面46至面47。第5透镜组G5具有正的光焦度，包含第24透镜元件L24、第25透镜元件L25至第25透镜元件L25，包含面48至面51。光学元件P包含面52至面53。

实施例3所涉及的变焦透镜系统包含放大光学系统Op、中继光学系统Ol和光学元件P，中继光学系统Ol包含第1透镜组G1～第4透镜组G4。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12，包含面1至面24(参照后述的数值实施例)。中继光学系统Ol包含第13透镜元件L13至第25透镜元件L25，包含面25至面51。第1透镜组G1具有正的光焦度，包含第13透镜元件L13至第15透镜元件L15，包含面25至面30。第2透镜组G2具有正的光焦度，包含第16透镜元件L16至第18透镜元件L18，包含面31至面36。第3透镜组G3具有负的光焦度，包含第19透镜元件L19至第22透镜元件L22，包含面37至面45。第4透镜组G4具有正的光焦度，包含第23透镜元件L23，包含面46至面47。第5透镜组G5具有负的光焦度，包含第24透镜元件L24，包含面48至面49。第6透镜组G6具有正的光焦度，包含第25透镜元件L2，包含面50至面51。光学元件P包含面52至面53。

实施例4所涉及的变焦透镜系统包含放大光学系统Op、中继光学系统Ol和光学元件P，中继光学系统Ol包含第1透镜组G1～第4透镜组G4。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12，包含面1至面24(参照后述的数值实施例)。中继光学系统Ol包含第13透镜元件L13至第25透镜元件L25，包含面25至面51。第1透镜组G1具有正的光焦度，包含第13透镜元件L13至第15透镜元件L15，包含面25至面30。第2透镜组G2具有正的光焦度，包含第16透镜元件L16至第17透镜元件L17，包含面31至面34。第3透镜组G3具有正的光焦度，包含第18透镜元件L18，包含面35至面36。第4透镜组G4具有负的光焦度，包含第19透镜元件L19至第22透镜元件L22，包含面37至面45。第5透镜组G4具有正的光焦度，包含第23透镜元件L23，包含面46至面47。第6透镜组G6具有正的光焦度，包含第24透镜元件L25，包含面48至面51。光学元件P包含面52至面53。

实施例5所涉及的变焦透镜系统包含放大光学系统Op、中继光学系统Ol和光学元件P，中继光学系统O1包含第1透镜组G1～第8透镜组G8。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12，包含面1至面24(参照后述的数值实施例)。中继光学系统Ol包含第13透镜元件L13至第25透镜元件L25，包含面25至面51。第1透镜组G1具有正的光焦度，包含第13透镜元件L13至第15透镜元件L15，包含面25至面30。第2透镜组G2具有正的光焦度，包含第16透镜元件L16，包含面31至面32。第3透镜组G3具有负的光焦度，包含第17透镜元件L17，包含面33至面34。第4透镜组G4具有正的光焦度，包含第18透镜元件L18，包含面35至面36。第5透镜组G5具有负的光焦度，包含第19透镜元件L19至第22透镜元件L22，包含面37至面45。第6透镜组G6具有正的光焦度，包含第23透镜元件L23，包含面46至面47。第7透镜组G7具有负的光焦度，包含第24透镜元件，包含面48至面49。第8透镜组G8具有正的光焦度，包含第25透镜元件L25，包含面50至面51。光学元件P包含面52至面53。

实施例6所涉及的变焦透镜系统包含放大光学系统Op、中继光学系统Ol和光学元件P，中继光学系统O1包含第1透镜组G1～第8透镜组G8。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12，包含面1至面24(参照后述的数值实施例)。中继光学系统Ol包含第13透镜元件L13至第25透镜元件L25，包含面25至面51。第1透镜组G1具有负的光焦度，包含第13透镜元件L13至第15透镜元件L15，包含面25至面30。第2透镜组G2具有正的光焦度，包含第16透镜元件L16至第18透镜元件L18，包含面31至面36。第3透镜组G3具有正的光焦度，包含第19透镜元件L19，包含面37至面38。第4透镜组G4具有负的光焦度，包含光圈和第20透镜元件L20，包含面39至面41。第5透镜组G5具有负的光焦度，包含第21透镜元件L21至第22透镜元件L22，包含面42至面45。第6透镜组G6具有正的光焦度，包含第23透镜元件L23至第25透镜元件L25，包含面46至面51。光学元件P包含面52至面53。

图2、图5、图8、图11、图14、图17的各图的(a)与各图的(b)之间图示的折线的箭头是从图中的上方依次将广角端、中间位置以及望远端的各状态下的第1透镜组G1～第8透镜组G8的位置连结而得到的直线。广角端与中间位置之间、中间位置与望远端之间单纯地通过直线而连接，与实际的各透镜组G1～G8的移动不同。此外，对各个透镜组G1～G8的符号赋予的记号(+)、(-)表示各透镜组G1～G8的光焦度的正负。

实施例1～6所涉及的变焦透镜系统也可以根据需要而包含：在物体距离变化时进行聚焦调整的聚焦调整透镜组、在聚焦调整透镜组进行了聚焦调整之后进行像面弯曲像差的修正的像面弯曲修正透镜组。

在各图中，放大侧的成像位置(即，放大共轭点)位于左侧，缩小侧的成像位置(即，缩小共轭点)位于右侧。此外，各图中，记载于最靠缩小侧的直线表示原图像S的位置，光学元件P位于原图像S的放大侧。光学元件P表示颜色分解、颜色合成用的棱镜、光学滤波器、平行平板玻璃、晶体低通滤光器、红外截止滤光片等光学元件。

实施例1～6所涉及的变焦透镜系统在内部具有与放大侧的放大共轭点以及缩小侧的缩小共轭点分别共轭的中间成像位置MI。此外，各图中，在比中间成像位置MI更靠放大侧配置放大光学系统Op，在比中间成像位置MI更靠缩小侧配置中继光学系统Ol。

在实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，在第1透镜元件L1至第25透镜元件L25以及光学元件P之间存在多个空气间隔。放大光学系统Op沿着放大光学系统内的光轴具有最长的空气间隔。例如，如图2、图5、图8、图11、图14、图17所示，在第9透镜元件L9与第10透镜元件L10之间存在最长的空气间隔。放大光学系统Op具备：位于比最长的空气间隔更靠放大侧的位置的前组Opf、位于比最长的空气间隔更靠缩小侧的位置的后组Opr。前组Opf以及后组Opr可以具有单一或者多个透镜元件。

图3、图6、图9、图12、图15、图18是实施例1～6所涉及的变焦透镜系统的物体距离1065.7157mm处的纵像差图。各图中的(a)、(b)、(c)表示变焦透镜系统的广角端、中间位置以及望远端处的纵像差图。

各纵像差图从左侧起依次表示球面像差(SA(mm))、像散(AST(mm))、畸变像差(DIS(％))。在球面像差图中，纵轴表示光瞳的高度，实线是d线(d-line)，短虚线是F线(F-line)，长虚线是C线(C-line)的特性。在像散图中，纵轴表示像高，实线是弧矢平面(图中，由s所示)，虚线是子午平面(图中，由m所示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示像高。此外，畸变像差表示针对等距离射影的畸变像差。

(实施例1)

如图1、图2所示，实施例1所涉及的变焦透镜系统具备放大光学系统Op和中继光学系统Ol。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12。放大光学系统Op包含前组Opf和后组Opr。

放大光学系统Op的前组Opf从放大侧向缩小侧依次包含第1透镜元件L1至第9透镜元件L9。第1透镜元件L1具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第2透镜元件L2具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第3透镜元件L3具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第4透镜元件L4具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第5透镜元件L5具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第6透镜元件L6具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状的。第7透镜元件L7具有将凸面朝向缩小侧的负弯月形状。第8透镜元件L8具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第9透镜元件L9具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。

放大光学系统Op的后组Opr从放大侧向缩小侧依次包含第10透镜元件L10至第12透镜元件L12。第10透镜元件L10具有双凸形状。第11透镜元件L11具有将凸面朝向放大侧的正弯月形状。第12透镜元件L12具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。

中继光学系统Ol从放大侧向缩小侧依次包含第13透镜元件L13至第25透镜元件L25。第13透镜元件L13具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第14透镜元件L14具有双凹形状。第15透镜元件L15具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第16透镜元件L16具有双凸形状。第17透镜元件L17具有将凸面朝向缩小侧的负弯月形状。第18透镜元件L18具有双凸形状。第19透镜元件L19具有将凸面朝向放大侧的正弯月形状。第20透镜元件L20具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第21透镜元件L21具有双凹形状。第22透镜元件L22具有双凸形状。第23透镜元件L23具有双凸形状。第24透镜元件L24具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第25透镜元件L25具有双凸形状。

中继光学系统Ol从放大侧向缩小侧依次包含：具有正的光焦度的第1透镜组(L13～L15)、具有正的光焦度的第2透镜组(L16～L18)、具有负的光焦度的第3透镜组(L19～L22)、以及具有正的光焦度的第4透镜组(L23～L25)。在变焦时，第1透镜组以及第3透镜组被固定，第2透镜组以及第4透镜组沿着光轴位移，在从广角端向望远端变焦时，第2透镜组与第4透镜组向放大侧位移。

换句话说，中继光学系统Ol具有：在放大侧具有正的光焦度的第1透镜组(第1透镜组的例)、在缩小侧被配置于第2透镜组与第4透镜组(2个透镜组的例)之间的第3透镜组(负透镜组的例)，在变焦时第3透镜组被固定的状态下，第2透镜组和第4透镜组向放大侧移动。

在第12透镜元件L12与第13透镜元件L13之间具有中间成像位置MI。此外，在第19透镜元件L19与第20透镜元件L20之间配置光圈A。在中继光学系统Ol的缩小侧，配置光焦度为零的光学元件P。

(实施例2)

如图4、图5所示，实施例2所涉及的变焦透镜系统具备放大光学系统Op和中继光学系统Ol。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12。放大光学系统Op包含前组Opf和后组Opr。

放大光学系统Op的前组Opf从放大侧向缩小侧依次包含第1透镜元件L1至第9透镜元件L9。第1透镜元件L1具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第2透镜元件L2具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第3透镜元件L3具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第4透镜元件L4具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第5透镜元件L5具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第6透镜元件L6具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第7透镜元件L7具有将凸面朝向缩小侧的负弯月形状。第8透镜元件L8具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第9透镜元件L9具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。

中继光学系统Ol从放大侧向缩小侧依次包含：具有正的光焦度的第1透镜组(L13～L15)、具有正的光焦度的第2透镜组(L16～L18)、具有负的光焦度的第3透镜组(L19～L22)、具有正的光焦度的第4透镜组(L23)、以及具有正的光焦度的第5透镜组(L24至L25)。在变焦时，第1透镜组、第3透镜组以及第5透镜组被固定，第2透镜组以及第4透镜组沿着光轴位移，在从广角端向望远端变焦时，第2透镜组和第4透镜组向放大侧位移。

在第12透镜元件L12与第13透镜元件L13之间存在中间成像位置MI。此外，在第19透镜元件L19与第20透镜元件L20之间配置光圈A。在中继光学系统Ol的缩小侧，配置光学光焦度为零的光学元件P。

(实施例3)

如图7、图8所示，实施例3所涉及的变焦透镜系统具备放大光学系统Op和中继光学系统Ol。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12。放大光学系统Op包含前组Opf和后组Opr。

中继光学系统Ol从放大侧向缩小侧依次包含：具有正的光焦度的第1透镜组(L13～L15)、具有正的光焦度的第2透镜组(L16～L18)、具有负的光焦度的第3透镜组(L19～L22)、具有正的光焦度的第4透镜组(L23)、具有负的光焦度的第5透镜组(L24)以及具有正的光焦度的第6透镜组(L25)。在变焦时，第1透镜组、第3透镜组以及第6透镜组被固定，第2透镜组、第4透镜组以及第5透镜组沿着光轴位移，在从广角端向望远端变焦时，第2透镜组、第4透镜组以及第5透镜组向放大侧位移。

换句话说，中继光学系统Ol具有：在放大侧具有正的光焦度的第1透镜组(第1透镜组的例)、在缩小侧被配置于第2透镜组与第4透镜组(2个透镜组的例)之间的第3透镜组(负透镜组的例)，在变焦时第3透镜组被固定的状态下，第2透镜组和第4透镜组向放大侧移动。中继光学系统Ol还具有第5透镜组(其他负透镜组的例)，第3透镜组的负光焦度比第5透镜组小。

(实施例4)

如图10、图11所示，实施例4所涉及的变焦透镜系统具备放大光学系统Op和中继光学系统Ol。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12。放大光学系统Op包含前组Opf和后组Opr。

放大光学系统Op的前组Opf从放大侧向缩小侧依次包含第1透镜元件L1至第9透镜元件L9。第1透镜元件L1具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第2透镜元件L2具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第3透镜元件L3具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第4透镜元件L4具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第5透镜元件L5具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第6透镜元件L6具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第7透镜元件L7具有双凹形状。第8透镜元件L8具有双凸形状。第9透镜元件L9具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。

中继光学系统Ol从放大侧向缩小侧依次包含：具有正的光焦度的第1透镜组(L13～L15)、具有正的光焦度的第2透镜组(L16～L17)、具有正的光焦度的第3透镜组(L18)、具有负的光焦度的第4透镜组(L19～L22)、具有正的光焦度的第5透镜组(L23)、以及具有正的光焦度的第6透镜组(L24～L25)。在变焦时，第1透镜组、第4透镜组以及第6透镜组被固定，第2透镜组、第3透镜组以及第5透镜组沿着光轴位移，在从广角端向望远端变焦时，第2透镜组、第3透镜组以及第5透镜组向放大侧位移。

换句话说，中继光学系统Ol具有：在放大侧具有正的光焦度的第1透镜组(第1透镜组的例)、在缩小侧被配置于第3透镜组与第5透镜组(2个透镜组的例)之间的第4透镜组(负透镜组的例)，在变焦时第4透镜组被固定的状态下，第3透镜组和第5透镜组向放大侧移动。

(实施例5)

如图13、图14所示，实施例5所涉及的变焦透镜系统具备放大光学系统Op和中继光学系统Ol。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12。放大光学系统Op包含前组Opf和后组Opr。

放大光学系统Op的前组Opf从放大侧向缩小侧依次包含第1透镜元件L1至第9透镜元件L9。第1透镜元件L1具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第2透镜元件L2具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第3透镜元件L3具有将凸面朝向放大侧的负弯月形状。第4透镜元件L4具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第5透镜元件L5具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第6透镜元件L6具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第7透镜元件L7具有双凹形状。第8透镜元件L8具有将凸面朝向缩小侧的正弯月形状。第9透镜元件L9具有双凸形状。

中继光学系统Ol从放大侧向缩小侧依次包含：具有正的光焦度的第1透镜组(L13～L15)、具有正的光焦度的第2透镜组(L16)、具有负的光焦度的第3透镜组(L17)、具有正的光焦度的第4透镜组(L18)、具有负的光焦度的第5透镜组(L19～L22)、具有正的光焦度的第6透镜组(L23)、具有负的光焦度的第7透镜组(L24)以及具有正的光焦度的第8透镜组(L25)。在变焦时，第1透镜组、第5透镜组以及第8透镜组被固定，第2透镜组、第3透镜组、第3透镜组、第4透镜组、第6透镜组以及第7透镜组沿着光轴位移，在从广角端向望远端变焦时，第2透镜组、第3透镜组、第4透镜组、第6透镜组以及第7透镜组向放大侧位移。

换句话说，中继光学系统Ol具有：在放大侧具有正的光焦度的第1透镜组(第1透镜组的例)、在缩小侧被配置于第4透镜组与第6透镜组(2个透镜组的例)之间的第5透镜组(负透镜组的例)，在变焦时第5透镜组被固定的状态下，第4透镜组和第6透镜组向放大侧移动。中继光学系统Ol还具有第3透镜组以及第7透镜组(其他负透镜组的例)，第5透镜组的负光焦度比第3透镜组以及第7透镜组小。

在第12透镜元件L12与第13透镜元件LI3之间具有中间成像位置MI。此外，在第19透镜元件L19与第20透镜元件L20之间配置光圈A。在中继光学系统Ol的缩小侧，配置光焦度为零的光学元件P。

(实施例6)

如图16、图17所示，实施例6所涉及的变焦透镜系统具备放大光学系统Op和中继光学系统Ol。放大光学系统Op包含第1透镜元件L1至第12透镜元件L12。放大光学系统Op包含前组Opf和后组Opr。

中继光学系统Ol从放大侧向缩小侧依次包含：具有负的光焦度的第1透镜组(L13～L15)、具有正的光焦度的第2透镜组(L16～L18)、具有正的光焦度的第3透镜组(L19)、具有负的光焦度的第4透镜组(L20)、具有负的光焦度的第5透镜组(L21～L22)、具有正的光焦度的第6透镜组(L23～L25)。在变焦时，第1透镜组以及第4透镜组被固定，第2透镜组、第3透镜组、第5透镜组以及第6透镜组沿着光轴位移，在从广角端向望远端变焦时，第2透镜组、第5透镜组以及第6透镜组向放大侧位移，第3组向缩小侧位移。

换句话说，中继光学系统Ol具有：在放大侧具有负的光焦度的第1透镜组(第1透镜组的例)、在缩小侧被配置于第3透镜组与第5透镜组(2个透镜组的例)之间的第4透镜组(负透镜组的例)，在变焦时第4透镜组被固定的状态下，第3透镜组向缩小侧移动，第5透镜组向放大侧移动。中继光学系统Ol还具有第4透镜组以及第5透镜组(其他负透镜组的例)，第4透镜组的负光焦度比第5透镜组小。

另外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统不仅是具有光学光焦度的透镜元件，也可以包含光学光焦度为零或者实质为零的元件、例如反光镜、光圈、掩膜、玻璃罩、滤光器、棱镜、波长板、偏振元件等的光学要素等。

接下来，对本实施方式所涉及的变焦透镜系统能够满足的条件进行说明。另外，对各实施例所涉及的变焦透镜系统规定了多个条件，但可以满足这些多个条件全部，或者通过满足个别的条件，也可得到分别对应的效果。

实施例1～6所涉及的变焦透镜系统是一种光学系统，在内部具有与放大侧的放大共轭点以及缩小侧的缩小共轭点分别共轭的中间成像位置，所述光学系统具备：位于比所述中间成像位置更靠所述放大侧的位置的放大光学系统、和位于比所述中间成像位置更靠所述缩小侧的位置的中继光学系统，所述中继光学系统具有：在最靠放大侧具有正的光焦度的第1透镜组、在比所述第1透镜组更靠缩小侧的位置具有2个透镜组、被配置于所述2个透镜组之间的负透镜组，在变焦时所述负透镜组被固定的状态下，所述2个透镜组移动。

根据这种结构，即使将透镜广角化，也能够减小透镜的有效直径，能够减轻透镜重量，此外，变焦动作机构也能够简单地构成，因此能够使机构部件轻型化，透镜整体能够轻型化。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，所述第1透镜组和所述放大光学系统在变焦时固定。

根据这种结构，通过将变焦机构配置于比中间成像位置更靠缩小侧的位置，能够将变焦动作机构、例如凸轮、马达等安装于缩小侧。因此能够使镜筒的重心靠向缩小侧。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，中继光学系统还具有其他负透镜组，所述负透镜组的负光焦度比所述其他负透镜组小。

根据这种结构，在变焦时，能够减小像差变动，能够遍及变焦全域得到良好的性能。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，所述负透镜组具有光圈。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，所述放大光学系统的最靠缩小侧的透镜是负透镜。

根据这种结构，能够减小接近于中间成像的透镜的有效直径，能够使透镜轻型化。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，所述中继光学系统的最靠放大侧的透镜是正透镜。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统也可以满足条件(1)。

0.1＜fp/fr＜0.5···(1)

这里，

fp：放大光学系统的焦距，

fr：广角端处的中继光学系统的焦距。

条件(1)是用于规定放大光学系统与中继光学系统的合成焦距的关系的条件式。通过满足该条件，能够实现广角且透镜直径小的光学系统。若低于条件式(1)的下限值，则处于比中间成像位置更靠放大侧且从中间成像位置在放大侧第二接近的正光焦度的透镜元件的有效直径变得过大，透镜变重。相反地，若超过上限值，则处于最靠放大侧的透镜的有效直径变得过大，透镜变重。

另外，除了条件(1)，通过还满足以下的条件(1A)，可得到更加有利的效果。

0.15＜fp/fr＜0.30...(1A)

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统也可以满足条件(2)。

100＜|fr1/fw|＜1000···(2)

这里，

fr1：第1透镜组的焦距，

fw：广角端处的整个系统的焦距。

条件(2)是用于对第1透镜组的焦距与广角端处的整个系统的焦距的关系进行规定的条件式。通过满足该条件，能够实现广角且透镜直径小的光学系统。若超过条件(2)的上限侧，则第1透镜组的口径变得过大，透镜变重。相反地若低于下限，则放大光学系统后组的口径变得过大，透镜变重。

另外，除了条件(2)，还满足以下的条件(2A)，从而可得到更加有利的效果。

150＜|fr1/fw|＜700···(2A)

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统也可以满足条件(3)。

5＜frn/fw＜50···(3)

这里，

frn：负透镜组的焦距，

fw：广角端处的整个系统的焦距。

条件(3)是用于对负透镜组的焦距与广角端处的整个系统的焦距的关系进行规定的条件式。通过满足该条件，能够实现广角且透镜直径小的光学系统。若超过条件(3)的上限侧，则负透镜组的口径变得过大，透镜变重。相反地，若低于下限，则比负透镜组更靠缩小侧的组的口径变得过大，透镜变重。

另外，除了条件(3)，还满足以下的条件(3A)，可得到更加有利的效果。

8＜frn/fw＜30···(3A)

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，也可以所述放大光学系统具有最长的空气间隔，以所述最长的空气间隔为界具备放大侧的放大光学系统前组和缩小侧的放大光学系统后组，并满足条件(4)以及(5)。

6.5＜|Ts/fw|＜12.0···(4)

3.0＜|Tpr/fw|＜8.0···(5)

这里，

Ts：放大光学系统的最长的空气间隔，

fw：整个系统的焦距，

Tpr：放大光学系统后组的最靠放大侧的面到中间成像的距离。

条件(4)是对放大光学系统内的最长的空气间隔与广角端的整个系统的焦距的关系进行规定的条件式。通过满足条件(4)，能够使光学系统广角化。若低于条件(4)的下限，则放大光学系统前组的透镜变重。若超过条件(4)的上限，则光学系统整体的重心向放大侧移动。此外，条件(5)是对从放大光学系统后组的放大侧的面到中间成像的距离与广角端的整个系统的焦距的关系进行规定的条件式。通过满足条件(5)，能够发挥条件(4)的效果。

另外，除了条件(4)以及(5)，还满足以下的条件(4A)以及(5A)的至少一个，从而可得到更加有利的效果。

6.5＜|Ts/fw|＜10.0...(4A)

5.0＜|Tpr/fw|＜6.5...(5A)

实施例1～6所涉及的变焦透镜系统也可以满足以下的条件式(6)。

0.8＜Tp/Tr＜1.0...(6)

这里，

Tp：所述放大光学系统的最靠放大侧的面到所述中间成像位置的距离，

Tr：广角端处的所述中间成像位置到所述中继光学系统的最靠缩小侧的面的距离。

条件(6)是对放大光学系统的最靠放大侧的面到中间成像位置的距离与广角端处的中间成像位置到中继光学系统的最靠缩小侧的面的距离的关系进行规定的条件式。若超过条件(6)的上限，则难以修正像面弯曲。若低于条件(6)的下限，则重心向放大侧移动。

另外，除了条件(6)，还满足以下的条件(6A)，从而可得到更加有利的效果。

0.9＜Tp/Tr＜1.0...(6A)

实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，也可以所述放大光学系统具有最长的空气间隔，以所述最长的空气间隔为界具备放大侧的放大光学系统前组和缩小侧的放大光学系统后组，农民画满足以下的条件式(7)。

7＜|fpr/fw|＜12...(7)

这里，

fpr：所述放大光学系统后组的焦距。

条件(7)是对放大光学系统后组的焦距与广角端的整个系统的焦距的关系进行规定的条件式。若超过条件(7)的上限，则放大光学系统后组的口径变得过大，透镜变重。若低于条件(7)的下限，则放大光学系统前组的口径变得过大，透镜变重。

另外，除了条件(7)，还满足以下的条件(7A)，可得到更加有利的效果。

9＜|fpr/fw|＜10...(7A)

实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，也可以所述放大光学系统具有最长的空气间隔，以所述最长的空气间隔为界具备放大侧的放大光学系统前组和缩小侧的放大光学系统后组，并满足以下的条件式(8)。

2＜|fpf/fw|＜5...(8)

这里，

fpf：所述放大光学系统前组的焦距。

条件(8)是对放大光学系统前组的焦距与广角端的整个系统的焦距的关系进行规定的条件式。若超过条件(8)的上限，则放大光学系统前组的口径变得过大，透镜变重。若低于条件(8)的下限，则放大光学系统后组的口径变得过大，透镜变重。

另外，除了条件(8)，还满足以下的条件(8A)，从而可得到更加有利的效果。

3＜|fpf/fw|＜4...(8A)

此外，在实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，也可以在所述放大光学系统的最靠放大侧配置第1透镜元件，所述第1透镜元件具有朝向所述放大侧的非球面的第1透镜放大侧面以及朝向所述缩小侧的非球面的第1透镜缩小侧面，

所述第1透镜放大侧面以及所述第1透镜缩小侧面在从r＞0到有效直径内，满足以下的条件(9)。

dZ(r)/dr＞0...(9)

这里，

r：沿着相对于光学系统的光轴垂直的面的面的距顶点的距离(r＞0)，

Z(r)：面的下垂量(顶点(r＝0)处设为Z＝0，相对于顶点将缩小侧位移设为符号+，将放大侧位移设为符号-)。

条件(9)是对面的下垂量Z(r)的1次微分dZ(r)/dr为正进行规定的条件式。通过满足条件(9)，即使在第1透镜元件产生局部热量的情况下，基于热膨胀的形状变化也变化为第1透镜的放大侧面以及缩小侧面相同。其结果，能够抑制像面弯曲、像散的发生。

此外，在实施例1～6所涉及的变焦透镜系统中，所述第1透镜元件也可以是合成树脂制。

根据这种结构，第1透镜元件容易大口径化，因此通过设为合成树脂制能够使透镜轻型化。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统的所述多个透镜元件之中，可以满足条件(10)的全部的透镜元件满足条件(11)，也可以所述多个透镜元件之中的一片透镜元件不满足条件(10)以及(11)这两者。

|ym/(fw·tan(ωm))|＜3.0...(10)

Tg＞300℃...(11)

这里，

ωm：广角端处的最大的半视场角，

ym：望远端处的最轴外的主光线穿过透镜面的高度，

Tg：透镜材料的玻璃转化点。

条件(10)是对望远端处的最轴外的主光线穿过透镜面的高度、广角端的整个系统的焦距、以及广角端处的最大的半视场角的关系进行规定的条件式。条件(11)是对透镜材料的玻璃转化点进行规定的条件式。通过满足条件(10)以及(11)这两者，在高强度的光穿过透镜的情况下，能够防止透镜的劣化。另外，ym以穿过透镜的放大侧和缩小侧的面的高度较低的面计算。此外，在不满足(10)的区域，为了难以受到热量的影响，扩大玻璃材料的选择的宽度，可选择不满足透镜材料的玻璃转化点Tg的材料。由此，能够选择例如树脂等的玻璃转化点Tg低的材料，能够进行轻型化。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统也可以满足以下的条件式(12)。

ωm＞65°...(12)

这里，

ωm：广角端处的最大的半视场角。

条件(12)是对广角端处的最大的半视场角进行规定的条件式。通过满足条件(12)，能够缩短工作距离(动作距离)。

此外，实施例1～6所涉及的变焦透镜系统也可以满足以下的条件式(13)。

-1.5＜(L1R1+L1R2)/(L1R2-L1R1)＜-0.9...(13)

这里，

L1R1：最靠放大侧的透镜放大侧面的中心曲率半径，

L1R2：最靠放大侧的透镜缩小侧面的中心曲率半径。

条件(13)是对放大光学系统中位于最靠放大侧的第1透镜元件的形状因子(shaping factor)进行规定的条件式。通过满足条件(13)，能够修正像面弯曲和畸变像差，并且能够减小透镜的有效直径。若低于条件(13)的下限值，则像面弯曲和畸变像差的修正变得不充分。此外，若超过上限值，则位于缩小侧的透镜的有效直径变大。

另外，除了条件(13)，还满足以下的条件(13A)，从而可得到更加有利的效果。

-1.2＜(L1R1+L1R2)/(L1R2-L1R1)＜-1.07...(13A)

实施例1至6所涉及的变焦光学系统也可以后组的最靠放大侧的组具有正的光焦度，在从广角端向望远端变焦时，向放大侧移动。

根据这种结构，能够减小变倍时的像差变动。

实施例1至6所涉及的变焦光学系统也可以与负组相邻的放大侧的组具有正的光焦度，与缩小侧相邻的组具有正的光焦度。

根据这种结构，能够减小变倍时的像差变动。

如以上那样，作为本申请中公开的技术的示例，说明了几个实施例。但是，本公开中的技术并不局限于此，也能够应用于适当进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。

以下，对实施例1～6所涉及的变焦透镜系统的数值实施例进行说明。另外，在各数值实施例中，表中的长度的单位全部是“mm”，视场角的单位全部是“°”。此外，在各数值实施例中，r是曲率半径，d是面间隔，nd是相对于d线的折射率，vd是相对于d线的阿贝数。此外，在各数值实施例中，附上＊记号的面是非球面，非球面形状通过下式定义。

[式1]

这里，

Z：从距光轴的高度为h的非球面上的点、到非球面顶点的切平面的距离，

h：距光轴的距离，

r：顶点曲率半径，

κ：圆锥常量，

An：n次的非球面系数。

(数值实施例1)

关于数值实施例1(对应于实施例1)的变焦透镜系统，将面数据表示于表1，将各种数据表示于表2，将单透镜数据表示于表3(单位是mm)。

[表1]

非球面数据

第1面

K＝0.00000E+00，A3＝1.28353E-04，A4＝-2.64195E-07，A5＝-6.74969E-08

A6＝1.81712E-09，A7＝-1.58164E-11，A8＝-6.22311E-14，A9＝2.06740E-15

A10＝-1.04375E-17

第2面

K＝-8.26520E-01，A3＝1.67017E-04，A4＝-3.90151E-06，A5＝4.01101E-09

A6＝8.36718E-11，A7＝-1.92652E-12，A8＝3.11135E-14，A9＝6.71471E-16

A10＝-8.69102E-18

第9面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝-2.79259E-05，A5＝0.00000E+00

A6＝-9.86305E-08，A7＝0.00000E+00，A8＝-4.35015E-11，A9＝0.00000E+00

A10＝-3.54848E-12

第10面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝6.83358E-06，A5＝0.00000E+00

A6＝5.05887E-09，A7＝0.00000E+00，A8＝4.34142E-12，A9＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00

[表2]

[表3]

(数值实施例2)

关于数值实施例2(对应于实施例2)的变焦透镜系统，将面数据表示于表4，将各种数据表示于表5，将单透镜数据表示于表5(单位是mm)。

[表4]

非球面数据

第1面

K＝0.00000E+00，A3＝1.28839E-04，A4＝-3.08330E-07，A5＝-6.71661E-08

A6＝1.82141E-09，A7＝-1.58537E-11，A8＝-6.25886E-14，A9＝2.06822E-15

A10＝-1.04113E-17

第2面

K＝-8.31900E-01，A3＝1.67819E-04，A4＝-3.91209E-06，A5＝3.98957E-09

A6＝8.43543E-11，A7＝-1.91614E-12，A8＝3.12599E-14，A9＝6.71655E-16

A10＝-8.70014E-18

第9面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝-2.77656E-05，A5＝0.00000E+00

A6＝-1.04848E-07，A7＝0.00000E+00，A8＝-1.16343E-11，A9＝0.00000E+00

A10＝-3.81206E-12

第10面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝6.68590E-06，A5＝0.00000E+00

A6＝4.30475E-09，A7＝0.00000E+00，A8＝5.04148E-12，A9＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00

[表5]

[表6]

(数值实施例3)

关于数值实施例3(对应于实施例3)的变焦透镜系统，将面数据表示于表7，将各种数据表示于表8，将单透镜数据表示于表9(单位是mm)。

[表7]

非球面数据

第1面

K＝0.00000E+00，A3＝1.27352E-04，A4＝-2.46395E-07，A5＝-6.78194E-08

A6＝1.82353E-09，A7＝-1.58698E-11，A8＝-6.23368E-14，A9＝2.06906E-15

A10＝-1.04258E-17

第2面

K＝-8.34168E-01，A3＝1.66154E-04，A4＝-3.92942E-06，A5＝3.98305E-09

A6＝8.75484E-11，A7＝-1.87356E-12，A8＝3.13986E-14，A9＝6.69332E-16

A10＝-8.78444E-18

第9面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝-2.59408E-05，A5＝0.00000E+00

A6＝-1.01204E-07，A7＝0.00000E+00，A8＝1.03376E-11，A9＝0.00000E+00

A10＝-3.68227E-12

第10面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝6.01465E-06，A5＝0.00000E+00

A6＝4.28522E-09，A7＝0.00000E+00，A8＝4.82571E-12，A9＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00

[表8]

[表9]

(数值实施例4)

关于数值实施例4(对应于实施例4)的变焦透镜系统，将面数据表示于表10，将各种数据表示于表11，将单透镜数据表示于表12(单位是mm)。

[表10]

非球面数据

第1面

K＝0.00000E+00，A3＝1.23207E-04，A4＝-2.64346E-07，A5＝-6.70631E-08

A6＝1.82466E-09，A7＝-1.59622E-11，A8＝-6.20200E-14，A9＝2.06858E-15

A10＝-1.04117E-17

第2面

K＝-8.53791E-01，A3＝1.65320E-04，A4＝-4.01450E-06，A5＝4.12521E-09

A6＝9.64433E-11，A7＝-1.78094E-12，A8＝3.16260E-14，A9＝6.61916E-16

A10＝-8.92584E-18

第9面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝-2.10717E-05，A5＝0.00000E+00

A6＝-6.55977E-08，A7＝0.00000E+00，A8＝-1.66719E-11，A9＝0.00000E+00

A10＝-2.25629E-12

第10面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝4.94270E-06，A5＝0.00000E+00

A6＝4.28518E-09，A7＝0.00000E+00，A8＝1.37239E-11，A9＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00

[表11]

[表12]

(数值实施例5)

关于数值实施例5(对应于实施例5)的变焦透镜系统，将面数据表示于表13，将各种数据表示于表14，将单透镜数据表示于表15(单位是mm)。

[表13]

非球面数据第1面

K＝0.00000E+00，A3＝1.17463E-04，A4＝-2.31628E-07，A5＝-6.59395E-08

A6＝1.81310E-09，A7＝-1.60936E-11，A8＝-6.10381E-14，A9＝2.09440E-15

A10＝-1.06332E-17

第2面

K＝-8.25922E-01，A3＝1.59536E-04，A4＝-4.03112E-06，A5＝5.08423E-09

A6＝1.00553E-10，A7＝-1.90015E-12，A8＝2.91500E-14，A9＝6.51056E-16

A10＝-8.49456E-18

第9面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝-2.18898E-05，A5＝0.00000E+00

A6＝-7.41292E-08，A7＝0.00000E+00，A8＝4.43382E-11，A9＝0.00000E+00

A10＝-2.46623E-12

第10面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝3.98821E-06，A5＝0.00000E+00

A6＝2.26149E-09，A7＝0.00000E+00，A8＝2.47661E-13，A9＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00

[表14]

[表15]

(数值实施例6)

关于数值实施例6(对应于实施例6)的变焦透镜系统，将面数据表示于表16，将各种数据表示于表17，将单透镜数据表示于表18(单位是mm)。

[表16]

非球面数据

第1面

K＝0.00000E+00，A3＝1.21277E-04，A4＝-5.82244E-07，A5＝-5.95006E-08

A6＝1.77842E-09，A7＝-1.63746E-11，A8＝-5.85060E-14，A9＝2.11902E-15

A10＝-1.08872E-17

第2面

K＝-8.11394E-01，A3＝1.65003E-04，A4＝-4.20440E-06，A5＝3.97809E-09

A6＝1.14779E-10，A7＝-1.71713E-12，A8＝2.91519E-14，A9＝6.24786E-16

A10＝-8.50847E-18

第9面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝-1.13910E-05，A5＝0.00000E+00

A6＝-2.46711E-08，A7＝0.00000E+00，A8＝-1.20244E-11，A9＝0.00000E+00

A10＝-1.67140E-12

第10面

K＝0.00000E+00，A3＝0.00000E+00，A4＝5.61069E-06，A5＝0.00000E+00

A6＝9.40124E-09，A7＝0.00000E+00，A8＝3.22652E-11，A9＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00

[表17]

[表18]

单透镜数据

透镜始面焦距

1 1 -101.8693

以下的表19中，表示各数值实施例中的各条件式的对应值。

[表19]

以下的表20中，表示各数值实施例中的各条件式(1)～(13)的变量的值以及各组的焦距。

[表20]

fp：放大光学系统的焦距，

fr：广角端处的中继光学系统的焦距，

fw：系统的焦距，

fr1：第1透镜组的焦距，

frn：负透镜组的焦距，

Ts：放大光学系统的最长的空气间隔，

Tpr：放大光学系统后组的最靠放大侧的面到中间成像的距离，

Tp：放大光学系统的最靠放大侧的面到中间成像的距离，

Tr：广角端处的中间成像到中继光学系统的最靠缩小侧的面的距离，

fpr：放大光学系统后组的焦距，

fpf：放大光学系统前组的焦距，

ωm：广角端处的最大的半视场角，

ym：望远端处穿过面的最轴外的主光线所通过的高度，

L1R1：最靠放大侧的透镜放大侧面的中心曲率半径，

L1R2：最靠放大侧的透镜缩小侧面的中心曲率半径，

fr2：第2透镜组的焦距，

fr3：第3透镜组的焦距，

fr4：第4透镜组的焦距，

fr5：第5透镜组的焦距，

fr6：第6透镜组的焦距。

以下的表21和表22中，表示各数值实施例中的条件式(10)的|ym/(fw·tan(ωm))|以及条件式(11)的Tg的值。另外，透镜材料Z330R是环烯烃聚合物(COP)(Zeon公司)的产品名。透镜元件L1能够通过各种合成树脂来制作，由此可实现轻型化。关于剩余的透镜元件L2～L25，也通过各种合成树脂来制作，从而可实现轻型化。

[表21]

[表22]

(实施方式2)

以下，使用图19来对本公开的实施方式2进行说明。图19是表示本公开所涉及的图像投影装置的一个例子的框图。图像投影装置100具备：实施方式1中公开的光学系统1、图像形成元件101、光源102、控制部110等。图像形成元件101包含液晶、DMD等，生成经由光学系统1而投影到屏幕SR的图像。光源102包含LED(发光二极管)、激光器等，向图像形成元件101提供光。控制部110包含CPU或者MPU等，对装置整体以及各组件进行控制。光学系统1也可以构成为相对于图像投影装置100可自由装卸地安装的交换透镜。该情况下，从图像投影装置100取下光学系统1的装置是主体装置的一个例子。

以上的图像投影装置100通过实施方式1所涉及的光学系统1，能够减少作用于光学系统1的重心的力矩，能够减轻热量的影响，并且实现广角的变焦功能。

(实施方式3)

以下，使用图20来对本公开的实施方式3进行说明。图20是表示本公开所涉及的摄像装置的一个例子的框图。摄像装置200具备：实施方式1中公开的光学系统1、摄像元件201、控制部210等。摄像元件201包含CCD(电荷耦合元件)图像传感器、CMOS图像传感器等，对光学系统1形成的物体OBJ的光学像进行受光并转换为电图像信号。控制部110包含CPU或者MPU等，对装置整体以及各组件进行控制。光学系统1也可以构成为相对于摄像装置200可自由装卸地安装的交换透镜。该情况下，从摄像装置200取下光学系统1的装置是主体装置的一个例子。

以上的摄像装置200通过实施方式1所涉及的光学系统1，能够减少作用于光学系统1的重心的力矩，能够减轻热量的影响，并且实现广角的变焦功能。

如以上那样，作为本公开中的技术公开，说明了实施方式。为此提供了附图以及详细的说明。

因此，在附图以及详细的说明所述的结构要素中，不仅包含为了课题解决所必须的结构要素，为了示例上述技术也可能包含并非为了课题解决所必须的结构要素。因此，这些非必须的结构要素被记载于附图或者详细的说明，但不应直接认定为这些非必须的结构要素是必须的。

此外，上述的实施方式用于示例本公开中的技术，因此在权利要求书或者其等同的范围内，能够进行各种变更、置换、附加、省略等。

产业上的可利用性

本公开能够应用于投影仪、平视显示器等图像投影装置以及数码照相机、数字摄影机、监视系统中的监视相机、Web相机、车载相机等摄像装置。特别地，本公开能够应用于投影仪、数码照相机系统、数字摄影机系统这种要求高画质的光学系统。

Claims

1.一种光学系统，在内部具有分别与放大侧的放大共轭点以及缩小侧的缩小共轭点共轭的中间成像位置，所述光学系统具备：

所述中继光学系统在最靠放大侧具有第1透镜组，

所述中继光学系统在比所述第1透镜组更靠缩小侧具有2个透镜组，

所述中继光学系统具有被配置于所述2个透镜组之间的负透镜组，

在变焦时，在所述负透镜组被固定的状态下，所述2个透镜组进行移动。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述第1透镜组具有正的光焦度，

所述第1透镜组与所述放大光学系统在变焦时是固定的。

3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述中继光学系统还具有其他负透镜组，

所述负透镜组的负光焦度比所述其他负透镜组的负光焦度小。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述负透镜组具有光圈。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述放大光学系统的最靠缩小侧的透镜是负透镜。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述中继光学系统的最靠放大侧的透镜是正透镜。

7.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述光学系统满足以下的条件(1)，

0.1＜fp/fr＜0.5… (1)

这里，

fp：所述放大光学系统的焦距，

fr：广角端处的所述中继光学系统的焦距。

8.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述光学系统满足以下的条件(2)，

100＜fr1/fw＜1000… (2)

这里，

frl：所述第1透镜组的焦距，

fw：广角端处的整个系统的焦距。

9.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述光学系统满足以下的条件(3)，

5＜frn/fw＜50… (3)

这里，

frn：所述负透镜组的焦距，

fw：广角端处的整个系统的焦距。

10.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述放大光学系统具有最长的空气间隔，以所述最长的空气间隔为界具备放大侧的放大光学系统前组和缩小侧的放大光学系统后组，所述光学系统满足以下的条件(4)以及(5)，

6.5＜|Ts/fw|＜12.0… (4)

3.0＜|Tpr/fw|＜8.0… (5)

这里，

Ts：所述放大光学系统的最长的空气间隔，

fw：整个系统的焦距，

Tpr：从所述放大光学系统后组的最靠放大侧的面到中间成像的距离。

11.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述光学系统满足以下的条件(6)，

0.8＜Tp/Tr＜1.0... (6)

这里，

Tp：从所述放大光学系统的最靠放大侧的面到所述中间成像位置的距离，

Tr：从广角端处的所述中间成像位置到所述中继光学系统的最靠缩小侧的面的距离。

12.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述放大光学系统具有最长的空气间隔，以所述最长的空气间隔为界具备放大侧的放大光学系统前组和缩小侧的放大光学系统后组，所述光学系统满足以下的条件(7)，

7＜|fpr/fw|＜12... (7)

这里，

fpr：所述放大光学系统后组的焦距。

13.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述放大光学系统具有最长的空气间隔，以所述最长的空气间隔为界具备放大侧的放大光学系统前组和缩小侧的放大光学系统后组，所述光学系统满足以下的条件(8)，

2＜|fpf/fw|＜5... (8)

这里，

fpf：所述放大光学系统前组的焦距。

14.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

在所述放大光学系统的最靠放大侧配置第1透镜元件，所述第1透镜元件具有朝向所述放大侧的非球面的第1透镜放大侧面以及朝向所述缩小侧的非球面的第1透镜缩小侧面，

所述第1透镜放大侧面以及所述第1透镜缩小侧面在从r＞0到有效直径内，满足以下的条件(9)，

dZ(r)/dr＞0... (9)

这里，

r：沿着相对于光学系统的光轴垂直的面的面的距顶点的距离，其中r＞0，

Z(r)：面的下垂量，其中顶点(r＝0)处设为Z＝0，相对于顶点将缩小侧位移设为符号+，将放大侧位移设为符号-。

15.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

在所述放大光学系统的最靠放大侧配置第1透镜元件，所述第1透镜元件是合成树脂制。

16.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述多个透镜元件之中满足条件(10)的全部透镜元件满足条件(11)，所述多个透镜元件之中的一片透镜元件不满足条件(10)以及(11)这两者，

|ym/(fw·tan(ωm))|＜3.0... (10)

Tg＞300℃... (11)

这里，

ωm：广角端处的最大的半视场角，

ym：望远端处的最轴外的主光线穿过透镜面的高度，

Tg：透镜材料的玻璃转化点。

17.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述光学系统满足以下的条件(12)，

ωm＞65°... (12)

这里，

ωm：广角端处的最大的半视场角。

18.根据权利要求1所述的光学系统，其中，

所述光学系统满足以下的条件(13)，

-1.5＜(L1R1+L1R2)/(L1R2-L1R1)＜-0.9... (13)

这里，

L1R1：最靠放大侧的透镜放大侧面的中心曲率半径，

L1R2：最靠放大侧的透镜缩小侧面的中心曲率半径。

19.一种图像投影装置，具备：

权利要求1至18的任一项所述的光学系统；和

图像形成元件，生成经由该光学系统而投影到屏幕的图像。

20.一种摄像装置，具备：

权利要求1至18的任一项所述的光学系统；和

摄像元件，对该光学系统形成的光学像进行受光并转换为电图像信号。