CN116338917A - 变倍光学系统、光学设备以及变倍光学系统的制造方法 - Google Patents

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CN116338917A CN202310270770.7A CN202310270770A CN116338917A CN 116338917 A CN116338917 A CN 116338917A CN 202310270770 A CN202310270770 A CN 202310270770A CN 116338917 A CN116338917 A CN 116338917A
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Abstract

本发明提供一种变倍光学系统、光学设备以及变倍光学系统的制造方法。变倍光学系统(ZL)具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组(G1)、具有负的光焦度的第2透镜组(G2)、具有正的光焦度的第3透镜组(G3)以及后续透镜组(GR)，在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，第1透镜组(G1)相对于像面固定，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第3透镜组(G3)向像侧移动，后续透镜组(GR)具有配置于最靠像侧的最终透镜组，且满足以下的条件式：‑10.00<f3/(‑fE)<3.50其中，f3：第3透镜组(G3)的焦距，fE：最终透镜组的焦距。

Description

变倍光学系统、光学设备以及变倍光学系统的制造方法
本申请是国际申请日为2018年11月20日、国际申请号为PCT/JP2018/042762、国家申请号为201880098731.0、发明名称为“变倍光学系统以及光学设备”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、使用了该变倍光学系统的光学设备以及该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)。在变倍光学系统中，要求良好地对像差进行校正。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-139125号公报
发明内容
第1方式的变倍光学系统具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组以及后续透镜组，在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，所述第1透镜组相对于像面固定，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第3透镜组向像侧移动，所述后续透镜组具备配置于最靠像侧的最终透镜组，且满足以下的条件式：
-10.00<f3/(-fE)<3.50
其中，f3：所述第3透镜组的焦距
fE：所述最终透镜组的焦距。
第2方式的光学设备构成为，搭载上述变倍光学系统。
第3方式的变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组以及后续透镜组，其中，所述变倍光学系统的制造方法为，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，所述第1透镜组相对于像面固定，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第3透镜组向像侧移动，所述后续透镜组具备配置于最靠像侧的最终透镜组，且满足以下的条件式，即，
-10.00<f3/(-fE)<3.50
其中，f3：所述第3透镜组的焦距
fE：所述最终透镜组的焦距。
附图说明
图1是示出第1实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。
图2(A)、图2(B)以及图2(C)分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
图3是示出第2实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。
图4(A)、图4(B)以及图4(C)分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
图5是示出第3实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。
图6(A)、图6(B)以及图6(C)分别是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
图7是示出第4实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。
图8(A)、图8(B)以及图8(C)分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
图9是示出第5实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。
图10(A)、图10(B)以及图10(C)分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
图11是示出第6实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。
图12(A)、图12(B)以及图12(C)分别是第6实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
图13是示出第7实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。
图14(A)、图14(B)以及图14(C)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、远焦端状态下的各像差图。
图15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。
图16是示出本实施方式的变倍光学系统的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的变倍光学系统和光学设备进行说明。首先，根据图15对具备本实施方式的变倍光学系统的相机(光学设备)进行说明。如图15所示，该相机1是具备本实施方式的变倍光学系统来作为摄影镜头2的数码相机。在相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光，通过摄影镜头2被聚光并到达摄像元件3。由此，来自被摄体的光，通过该摄像元件3被摄像，并作为被摄体图像而记录在未图示的存储器。由此，摄影者能够进行基于相机1的被摄体的摄影。另外，该相机可以是无反光镜相机，也可以是具有快速复原反光镜的单反类型的相机。
接着，对本实施方式的变倍光学系统(摄影镜头)进行说明。如图1所示，作为本实施方式的变倍光学系统(变焦镜头)ZL的一例的变倍光学系统ZL(1)具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及后续透镜组GR。在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行变倍时，第1透镜组G1相对于像面固定。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第3透镜组G3沿着光轴向像侧移动。后续透镜组GR具有配置于最靠像侧的最终透镜组。
在上述结构的基础上，本实施方式的变倍光学系统ZL满足以下的条件式(1)。
-10.00<f3/(-fE)<3.50…(1)
其中，f3：第3透镜组G3的焦距
fE：最终透镜组的焦距
根据本实施方式，能够得到良好地对球面像差等各像差进行校正的变倍光学系统以及具备该变倍光学系统的光学设备。本实施方式的变倍光学系统ZL可以是图3所示的变倍光学系统ZL(2)，也可以是图5所示的变倍光学系统ZL(3)，也可以是图7所示的变倍光学系统ZL(4)。另外，本实施方式的变倍光学系统ZL可以是图9所示的变倍光学系统ZL(5)，也可以是图11所示的变倍光学系统ZL(6)，也可以是图13所示的变倍光学系统ZL(7)。
条件式(1)规定第3透镜组G3的焦距与最终透镜组的焦距的比。通过满足条件式(1)，从而能够良好地对球面像差、彗差以及像面弯曲进行校正。
当条件式(1)的对应值超过上限值时，第3透镜组G3的光焦度变弱，因此难以良好地对球面像差和彗差进行校正。另外，最终透镜组的负的光焦度变强，因此难以良好地对彗差和像面弯曲进行校正。通过将条件式(1)的上限值设定为3.40，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(1)的上限值设定为3.30、3.20、3.10、3.00、2.90、2.85、2.75、2.70，进一步可以设定为2.65。
当条件式(1)的对应值低于下限值时，第3透镜组G3的光焦度变强，因此难以良好地对球面像差和彗差进行校正。另外，最终透镜组的光焦度变弱，因此难以良好地对彗差和像面弯曲进行校正。通过将条件式(1)的下限值设定为-8.00，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(1)的下限值设定为-5.00、-3.00、-1.00、-0.50、0.30、0.40，进一步可以设定为0.45。
本实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(2)。
-10.00<f1/(-fE)<3.50…(2)
其中，f1：第1透镜组G1的焦距
条件式(2)规定第1透镜组G1的焦距与最终透镜组的焦距的比。通过满足条件式(2)，从而能够良好地对球面像差、像面弯曲以及彗差进行校正。
当条件式(2)的对应值超过上限值时，第1透镜组G1的光焦度变弱，因此难以良好地对接近远焦端状态的一侧的球面像差和接近广角端状态的一侧的像面弯曲进行校正。另外，最终透镜组的负的光焦度变强，因此难以良好地对彗差和像面弯曲进行校正。通过将条件式(2)的上限值设定为3.40，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(2)的上限值设定为3.30、3.20、3.10、3.00、2.95、2.90、2.85、2.80，进一步可以设定为2.75。
当条件式(2)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1的光焦度变强，因此难以良好地对接近远焦端状态的一侧的球面像差和接近广角端状态的一侧的像面弯曲进行校正。另外，最终透镜组的光焦度变弱，因此难以良好地对彗差和像面弯曲进行校正。另外，通过将条件式(2)的下限值设定为-8.00，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(2)的下限值设定为-5.00、-3.00、-1.00、-0.50、0.30、0.50、0.75、0.90，进一步可以设定为1.00。
本实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(3)。
-10.00<f2/fE<1.50…(3)
其中，f2：第2透镜组G2的焦距
条件式(3)规定第2透镜组G2的焦距与最终透镜组的焦距的比。通过满足条件式(3)，从而能够良好地对球面像差和彗差进行校正。
当条件式(3)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2的光焦度变弱，因此难以良好地对球面像差和彗差进行校正。另外，最终透镜组的负的光焦度变强，因此难以良好地对彗差和像面弯曲进行校正。通过将条件式(3)的上限值设定为1.40，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(3)的上限值设定为1.30、1.20、1.10、1.00、0.90，进一步可以设定为0.80。
当条件式(3)的对应值低于下限值时，第2透镜组G2的光焦度变强，因此难以良好地对球面像差和彗差进行校正。另外，最终透镜组的光焦度变弱，因此难以良好地对彗差和像面弯曲进行校正。通过将条件式(3)的下限值设定为-8.00，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(3)的下限值设定为-5.00、-3.00、-1.00、-0.50、0.10、0.20、0.30，进一步可以设定为0.35。
本实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(4)。
1.50<f1/(-f2)<5.00…(4)
其中，f1：第1透镜组G1的焦距
f2：第2透镜组G2的焦距
条件式(4)规定第1透镜组G1的焦距与第2透镜组G2的焦距的比。通过满足条件式(4)，从而良好地对彗差和球面像差进行校正，能够确保满足本实施方式的变倍比。
当条件式(4)的对应值超过上限值时，第2透镜组G2的光焦度变强，因此难以对彗差和球面像差进行校正。通过将条件式(4)的上限值设定为4.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(4)的上限值设定为4.50、4.30、4.00、3.90、3.80，进一步可以设定为3.75。
当条件式(4)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1的光焦度变强，因此难以对彗差和球面像差进行校正。通过将条件式(4)的下限值设定为1.75，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(4)的下限值设定为1.90、2.00、2.25、2.40、2.50、2.70、2.80、2.90，进一步可以设定为3.00。
本实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(5)。
0.80<f1/f3<2.50…(5)
其中，f1：第1透镜组G1的焦距
条件式(5)规定第1透镜组G1的焦距与第3透镜组G3的焦距的比。通过满足条件式(5)，从而能够良好地对球面像差和彗差进行校正。
当条件式(5)的对应值超过上限值时，第3透镜组G3的光焦度变强，因此难以对球面像差和彗差进行校正。通过将条件式(5)的上限值设定为2.45，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(5)的上限值设定为2.40、2.20、2.00、1.90、1.80、1.70、1.60，进一步可以设定为1.50。
当条件式(5)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1的光焦度变强，因此难以对球面像差和彗差进行校正。通过将条件式(5)的下限值设定为0.82，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(5)的下限值设定为0.85、0.87、0.90、0.92、0.95、0.98，进一步可以设定为1.00。
在本实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，后续透镜组GR具备第4透镜组G4，且满足以下的条件式(6)。
-2.00<f1/f4<4.00…(6)
其中，f1：第1透镜组G1的焦距
f4：第4透镜组G4的焦距
条件式(6)规定第1透镜组G1的焦距与第4透镜组G4的焦距的比。通过满足条件式(6)，从而能够良好地对球面像差和彗差进行校正。
当条件式(6)的对应值超过上限值时，第4透镜组G4的光焦度变强，因此难以对球面像差和彗差进行校正。通过将条件式(6)的上限值设定为3.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(6)的上限值设定为3.60、3.50、3.20、3.00、2.80、2.60、2.50、2.40，进一步可以设定为2.30。
当条件式(6)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1的光焦度变强，因此难以对球面像差和彗差进行校正。通过将条件式(6)的下限值设定为-1.50，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(6)的下限值设定为0.50、0.80、1.00、1.20、1.40、1.50，进一步可以设定为1.55。
在本实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，在进行变倍时，最终透镜组相对于像面固定。由此，简化本实施方式的透镜组的驱动机构，能够使镜筒变得小型化。
在本实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，在进行变倍时，相比第3透镜组G3配置于像侧的透镜组中的至少一个透镜组相对于像面固定。由此，简化本实施方式的透镜组的驱动机构，能够使镜筒变得小型化，并且能够减少变倍时的像差变动，因此是优选的。
在本实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，后续透镜组GR具备从物体侧依次排列的在进行对焦时移动的具有负的光焦度的第1对焦透镜组以及在进行对焦时移动的具有正的光焦度的第2对焦透镜组，且满足以下的条件式(7)。
0.80<(-fF1)/fF2<5.00…(7)
其中，fF1：第1对焦透镜组的焦距
fF2：第2对焦透镜组的焦距
条件式(7)规定第1对焦透镜组的焦距与第2对焦透镜组的焦距的比。通过满足条件式(7)，从而能够抑制从无限远物体向近距离物体对焦时的以球面像差为首的各像差的变动。
当条件式(7)的对应值超过上限值时，第2对焦透镜组的光焦度变强，因此难以抑制对焦时的以球面像差为首的各像差的变动。通过将条件式(7)的上限值设定为4.75，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(7)的上限值设定为4.50、4.25、4.00、3.75、3.50、3.25、3.00、2.75、2.50、2.25，进一步可以设定为2.00。
当条件式(7)的对应值低于下限值时，第1对焦透镜组的负的光焦度变强，因此难以抑制对焦时的以球面像差为首的各像差的变动。通过将条件式(7)的下限值设定为0.85，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(7)的下限值设定为0.90、1.00、1.10、1.20、1.25、1.28，进一步可以设定为1.30。
在本实施方式的变倍光学系统ZL中，优选的是，第2透镜组G2具备满足以下的条件式(8)～(10)的正透镜。
18.0<νdP<35.0…(8)
1.83<ndP+(0.01425×νdP)<2.12…(9)
0.702<θgFP+(0.00316×νdP)…(10)
其中，νdP：正透镜的以d线为基准的阿贝数
ndP：正透镜的对d线的折射率
θgFP：正透镜的相对部分色散，在将正透镜的对g线的折射率设为ngP、将正透镜的对F线的折射率设为nFP、将正透镜的对C线的折射率设为nCP时，通过下式被定义，即，
θgFP＝(ngP-nFP)/(nFP-nCP)
另外，正透镜的以d线为基准的阿贝数νdP通过下式被定义，即，νdP＝(ndP-1)/(nFP-nCP)。
条件式(8)规定第2透镜组G2中的正透镜的以d线为基准的阿贝数的适当的范围。通过满足条件式(8)，从而能够良好地进行球面像差、彗差等标准像差的校正以及初级色差的校正(消色差)。
当条件式(8)的对应值超过上限值时，由于难以进行轴向色差的校正，因此是不优选的。通过将条件式(8)的上限值设定为32.5，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(8)的上限值为31.5。
当条件式(8)的对应值低于下限值时，由于难以进行轴向色差的校正，因此是不优选的。通过将条件式(8)的下限值设定为20.00，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(8)的下限值为22.00、23.00、23.50、24.00、25.00，进一步为26.00。
条件式(9)规定第2透镜组G2中的正透镜的对d线的折射率与以d线为基准的阿贝数的适当的关系。通过满足条件式(9)，从而能够良好地进行球面像差、彗差等标准像差的校正以及初级色差的校正(消色差)。
当条件式(9)的对应值脱离上述范围时，例如匹兹伐和变小，从而难以进行像面弯曲的校正，因此是不优选的。通过将条件式(9)的上限值设定为2.10，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(9)的上限值为2.08，进一步为2.06。另外，通过将条件式(9)的下限值设定为1.84，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(9)的下限值为1.85。
条件式(10)适当地规定第2透镜组G2中的正透镜的异常色散性。通过满足条件式(10)，从而在色差的校正中，除了初级消色差以外，还能够良好地对二级光谱进行校正。
当条件式(10)的对应值低于下限值时，由于正透镜的异常色散性变小，因此难以进行色差的校正。通过将条件式(10)的下限值设定为0.704，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，优选的是，使条件式(10)的下限值为0.708、0.710，进一步为0.715。
本实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(11)。
25.00°<2ωw<50.00°…(11)
其中，2ωw：广角端状态下的变倍光学系统ZL的全视场角
条件式(11)规定广角端状态下的变倍光学系统ZL的全视场角。通过满足条件式(11)，从而能够具有满足本实施方式的宽视场角，而且能够良好地对彗差、畸变以及像面弯曲等各像差进行校正。通过将条件式(11)的下限值设定为27.00°，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(11)的下限值设定为29.00°、30.00°、32.00°，进一步可以设定为33.00°。另外，通过将条件式(11)的上限值设定为48.00°，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(11)的上限值设定为45.00°、42.00°、40.00°、38.00°、36.00°，进一步可以设定为35.00°。
本实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(12)。
5.00°<2ωt<20.00°…(12)
其中，2ωt：远焦端状态下的变倍光学系统ZL的全视场角
条件式(12)规定远焦端状态下的变倍光学系统ZL的全视场角。通过满足条件式(12)，从而能够良好地对彗差、畸变以及像面弯曲等各像差进行校正。通过将条件式(12)的上限值设定为18.00°，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(12)的上限值设定为16.00°、15.00°、14.00°，进一步可以设定为13.00°。另一方面，通过将条件式(12)的下限值设定为7.00°，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(12)的下限值设定为8.00°、10.00°、11.00°，进一步可以设定为12.00°。
本实施方式的变倍光学系统ZL优选满足以下的条件式(13)。
0.20<BFw/fw<0.85…(13)
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(13)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的焦距的比。通过满足条件式(13)，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(13)的对应值超过上限值时，相对于广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距，后焦距变得过大，因此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(13)的上限值设定为0.80，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(13)的上限值设定为0.75、0.70、0.65、0.60，进一步可以设定为0.55。
当条件式(13)的对应值低于下限值时，相对于广角端状态下的变倍光学系统ZL的焦距，后焦距变得过小，因此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。通过将条件式(13)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。为了进一步可靠地得到本实施方式的效果，也可以将条件式(13)的下限值设定为0.30、0.35、0.40，进一步可以设定为0.42。
接着，参照图16对本实施方式的变倍光学系统ZL的制造方法进行概述。首先，从物体侧依次配置具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及后续透镜组GR(步骤ST1)。并且，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ST2)。在进行变倍时，第1透镜组G1相对于像面固定。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第3透镜组G3沿着光轴向像侧移动。另外，在后续透镜组GR的最靠像侧，配置最终透镜组(步骤ST3)。而且，以至少满足上述条件式(1)的方式，在镜头镜筒内配置各透镜(步骤ST4)。根据这种制造方法，能够制造球面像差等各像差被良好地校正的变倍光学系统。
实施例
以下，根据附图对本实施方式的实施例的变倍光学系统ZL进行说明。图1、图3、图5、图7、图9、图11、图13是示出第1～第7实施例的变倍光学系统ZL{ZL(1)～ZL(7)}从广角端状态向远焦端状态变化时的透镜移动的图。在各图中，通过箭头示出从广角端状态向远焦端状态变倍时移动的透镜组的沿着光轴的移动方向。而且，与“对焦”这样的文字一起用箭头示出对焦透镜组从无限远向近距离物体对焦时的移动方向。
在这些图(图1、图3、图5、图7、图9、图11、图13)中，通过符号G与数字的组合来表示各透镜组，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、数字的种类及位数增大而变得复杂，对每个实施例分别独立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7，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是表示第4实施例中的各参数数据的表，表5是表示第5实施例中的各参数数据的表，表6是表示第6实施例中的各参数数据的表，表7是表示第7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[全体参数]的表中，FNО表示F值，2ω表示视场角(单位为°(度)，ω为半视场角)，Y表示像高。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为止的空气换算距离(后焦距)。另外，这些值分别在广角端(W)、中间焦距(M)、远焦端(T)的各变倍状态下示出。另外，在[全体参数]的表中，θgFP表示第2透镜组中的正透镜的相对部分色散。
在[透镜参数]的表中，面编号表示沿着光线行进的方向的从物体侧起的光学面的顺序，R表示各光学面的曲率半径(使曲率中心位于像侧的面为正的值)，D表示从各光学面到下一个光学面(或像面)为止的光轴上的距离、即面间隔，nd表示光学部件的材质的对d线的折射率，νd表示光学部件的材质的以d线为基准的阿贝数，θgF表示光学部件的材料的相对部分色散。曲率半径的“∞”表示平面或开口，(光圈S)表示孔径光阑。省略空气的折射率nd＝1.00000的记载。在透镜面为非球面时，在面编号附上*标记并在曲率半径R的栏中示出近轴曲率半径。
使光学部件的材料的对g线(波长λ＝435.8nm)的折射率为ng，使光学部件的材料的对F线(波长λ＝486.1nm)的折射率为nF，使光学部件的材料的对C线(波长λ＝656.3nm)的折射率为nC。此时，光学部件的材料的相对部分色散θgF通过下式(A)被定义。
θgF＝(ng-nF)/(nF-nC)…(A)
在[非球面数据]的表中，关于[透镜参数]所示的非球面，通过下式(B)示出其形状。X(y)表示从非球面的顶点的切面到高度y处的非球面上的位置为止的沿着光轴方向的距离(凹陷量)，R表示基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示圆锥常数，Ai表示第i次的非球面系数。“E-n”表示“×10-n”。例如，1.234E-05＝1.234×10-5。另外，二次非球面系数A2为0，省略其记载。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A1
2×y12…(B)
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。
在[可变间隔数据]的表中，示出在表示[透镜参数]的表中面间隔为“可变”的面编号下的面间隔。此时，对对焦到无限远和近距离时，分别示出广角端(W)、中间焦距(M)、远焦端(T)的各变倍状态下的面间隔。在[可变间隔数据]中，f表示镜头整个系统的焦距，β表示摄影倍率。
在[条件式对应值]的表中，示出与各条件式对应的值。
以下，在所有的参数值中，对于所记载的焦距f、曲率半径R、面间隔D、其他的的长度等，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通用，以下省略重复说明。
(第1实施例)
使用图1～图2以及表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从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。第1实施例的变倍光学系统ZL(1)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5、具有正的光焦度的第6透镜组G6、具有负的光焦度的第7透镜组G7、具有正的光焦度的第8透镜组G8以及具有负的光焦度的第9透镜组G9构成。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3、第5透镜组G5、第7透镜组G7以及第8透镜组G8分别向图1的由箭头所示的方向移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行变倍时，第1透镜组G1、第4透镜组G4、第6透镜组G6以及第9透镜组G9，相对于像面I固定。由第4透镜组G4、第5透镜组G5、第6透镜组G6、第7透镜组G7、第8透镜组G8以及第9透镜组G9构成的透镜组，相当于后续透镜组GR。附在各透镜组记号的符号(+)或(-)表示各透镜组的光焦度，这在以下的所有实施例中都相同。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11与凸面朝向物体侧的平凸形状的正透镜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由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23以及双凹形状的负透镜L24构成。
第3透镜组G3由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L31构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L41以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L42构成。
第5透镜组G5由双凹形状的负透镜L51与双凸形状的正透镜L52的接合透镜构成。在第5透镜组G5的最靠物体侧配设有孔径光阑S，在进行变倍时，与第5透镜组G5一起移动。
第6透镜组G6由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L61、双凸形状的正透镜L62与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L63的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L64构成。正透镜L62的物体侧的透镜面为非球面。
第7透镜组G7由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L71以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L72构成。
第8透镜组G8由双凸形状的正透镜L81构成。
第9透镜组G9由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L91以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L92构成。负弯月形透镜L91的物体侧的透镜面为非球面。在第9透镜组G9的像侧配置有像面I。即，第9透镜组G9相当于最终透镜组。
在本实施例中，通过使第7透镜组G7向像面I侧移动，使第8透镜组G8向物体侧移动，从而进行从远距离物体向近距离物体(从无限远物体向有限距离物体)的对焦。即，第7透镜组G7相当于第1对焦透镜组，第8透镜组G8相当于第2对焦透镜组。
在以下的表1，示出第1实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表1)
[全体参数]
变倍比2.74
θgFP＝0.6319
Figure BDA0004134676750000181
[透镜参数]
Figure BDA0004134676750000191
/>
Figure BDA0004134676750000201
[非球面数据]
第26面
κ＝0.00,A4＝-2.00E-06,A6＝8.31E-10A8＝-6.83E-12,A10＝2.63E-14,A12＝-3.55E-17第37面
κ＝0.00,A4＝1.18E-06,A6＝1.63E-09
A8＝-7.32E-12,A10＝2.41E-14,A12＝-2.65E-17[透镜组数据]
Figure BDA0004134676750000202
Figure BDA0004134676750000211
[可变间隔数据]
Figure BDA0004134676750000212
[条件式对应值]
条件式(1)f3/(-fE)＝1.45
条件式(2)f1/(-fE)＝1.94
条件式(3)f2/fE＝0.53
条件式(4)f1/(-f2)＝3.65
条件式(5)f1/f3＝1.34
条件式(6)f1/f4＝2.12
条件式(7)(-fF1)/fF2＝1.31
条件式(8)νdP＝27.35
条件式(9)ndP+(0.01425×νdP)＝2.0536
条件式(10)θgFP+(0.00316×νdP)＝0.7183
条件式(11)2ωw＝33.79°
条件式(12)2ωt＝12.27°
条件式(13)BFw/fw＝0.46
图2(A)、图2(B)以及图2(C)分别是第1实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。在各像差图中，FNO表示F值，Y表示像高。在球面像差图中示出与最大口径对应的F值的值，在像散图和畸变图中示出像高的最大值，在横向像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，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能够良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
(第2实施例)
使用图3～图4以及表2，对第2实施例进行说明。图3是示出第2实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。第2实施例的变倍光学系统ZL(2)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5、具有正的光焦度的第6透镜组G6以及具有负的光焦度的第7透镜组G7构成。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3、第5透镜组G5以及第6透镜组G6，分别向图3的由箭头所示的方向移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行变倍时，第1透镜组G1、第4透镜组G4以及第7透镜组G7相对于像面I固定。由第4透镜组G4、第5透镜组G5、第6透镜组G6以及第7透镜组G7构成的透镜组相当于后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜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由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L24构成。
第3透镜组G3由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L31构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L41、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42、双凹形状的负透镜L43与双凸形状的正透镜L44的接合透镜、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L45、双凸形状的正透镜L46与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L47的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L48构成。在第4透镜组G4中的正弯月形透镜L42与负透镜L43之间配设有孔径光阑S，在进行变倍时，与第4透镜组G4一起移动。正透镜L46的物体侧的透镜面为非球面。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的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由双凸形状的正透镜L61构成。
第7透镜组G7由双凹形状的负透镜L71构成。负透镜L71的物体侧的透镜面为非球面。在第7透镜组G7的像侧配置有像面I。即，第7透镜组G7相当于最终透镜组。
在本实施例中，通过使第5透镜组G5向像面I侧移动，使第6透镜组G6向物体侧移动，从而进行从远距离物体向近距离物体(从无限远物体向有限距离物体)的对焦。即，第5透镜组G5相当于第1对焦透镜组，第6透镜组G6相当于第2对焦透镜组。
在以下的表2，示出第2实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表2)
[全体参数]
变倍比2.74
θgFP＝0.6319
Figure BDA0004134676750000241
[透镜参数]
Figure BDA0004134676750000242
/>
Figure BDA0004134676750000251
[非球面数据]
第26面
κ＝0.00,A4＝-2.17E-06,A6＝1.23E-09A8＝-8.20E-12,A10＝2.53E-14,A12＝-2.96E-17第37面
κ＝0.00,A4＝9.91E-08,A6＝2.50E-09
A8＝-1.38E-11,A10＝4.59E-14,A12＝-5.72E-17[透镜组数据]
Figure BDA0004134676750000261
[可变间隔数据]
Figure BDA0004134676750000262
[条件式对应值]
条件式(1)f3/(-fE)＝1.16
条件式(2)f1/(-fE)＝1.72
条件式(3)f2/fE＝0.54
条件式(4)f1/(-f2)＝3.20
条件式(5)f1/f3＝1.49
条件式(6)f1/f4＝1.61
条件式(7)(-fF1)/fF2＝1.37
条件式(8)νdP＝27.35
条件式(9)ndP+(0.01425×νdP)＝2.0536
条件式(10)θgFP+(0.00316×νdP)＝0.7183
条件式(11)2ωw＝33.81°
条件式(12)2ωt＝12.27°
条件式(13)BFw/fw＝0.51
图4(A)、图4(B)以及图4(C)分别是第2实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。通过各像差图可知，第2实施例的变倍光学系统能够良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
(第3实施例)
使用图5～图6以及表3，对第3实施例进行说明。图5是示出第3实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。第3实施例的变倍光学系统ZL(3)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5、具有正的光焦度的第6透镜组G6、具有负的光焦度的第7透镜组G7、具有正的光焦度的第8透镜组G8、具有正的光焦度的第9透镜组G9以及具有负的光焦度的第10透镜组G10构成。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4、第5透镜组G5、第7透镜组G7、第8透镜组G8以及第9透镜组G9，分别向图5的由箭头所示的方向移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行变倍时，第1透镜组G1、第6透镜组G6以及第10透镜组G10相对于像面I固定。由第4透镜组G4、第5透镜组G5、第6透镜组G6、第7透镜组G7、第8透镜组G8、第9透镜组G9以及第10透镜组G10构成的透镜组相当于后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜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由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23以及双凹形状的负透镜L24构成。
第3透镜组G3由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L31构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L41以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42构成。
第5透镜组G5由双凹形状的负透镜L51与双凸形状的正透镜L52的接合透镜构成。在第5透镜组G5的最靠物体侧配设有孔径光阑S，在进行变倍时，与第5透镜组G5一起移动。
第6透镜组G6由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L61、双凸形状的正透镜L62与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L63的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L64构成。正透镜L62的物体侧的透镜面为非球面。
第7透镜组G7由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L71以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L72构成。
第8透镜组G8由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L81构成。
第9透镜组G9由凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L91构成。正弯月形透镜L91的物体侧的透镜面为非球面。
第10透镜组G10由双凹形状的负透镜L101构成。在第10透镜组G10的像侧配置有像面I。即，第10透镜组G10相当于最终透镜组。
在本实施例中，通过使第7透镜组G7向像面I侧移动，使第8透镜组G8向物体侧移动，从而进行从远距离物体向近距离物体(从无限远物体向有限距离物体)的对焦。即，第7透镜组G7相当于第1对焦透镜组，第8透镜组G8相当于第2对焦透镜组。
在以下的表3，示出第3实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表3)
[全体参数]
变倍比2.74
θgFP＝0.6319
Figure BDA0004134676750000291
[透镜参数]
Figure BDA0004134676750000292
/>
Figure BDA0004134676750000301
/>
Figure BDA0004134676750000311
[非球面数据]
第26面
κ＝0.00,A4＝-2.06E-06,A6＝3.72E-10A8＝-2.74E-12,A10＝1.30E-14,A12＝-1.97E-17第37面
κ＝0.00,A4＝-5.43E-07,A6＝5.65E-10A8＝-1.54E-12,A10＝4.63E-15,A12＝-5.42E-18[透镜组数据]
Figure BDA0004134676750000312
[可变间隔数据]
Figure BDA0004134676750000321
[条件式对应值]
条件式(1)f3/(-fE)＝1.60
条件式(2)f1/(-fE)＝1.80
条件式(3)f2/fE＝0.50
条件式(4)f1/(-f2)＝3.56
条件式(5)f1/f3＝1.12
条件式(6)f1/f4＝1.62
条件式(7)(-fF1)/fF2＝1.30
条件式(8)νdP＝27.35
条件式(9)ndP+(0.01425×νdP)＝2.0536条件式(10)θgFP+(0.00316×νdP)＝0.7183条件式(11)2ωw＝33.71°
条件式(12)2ωt＝12.27°
条件式(13)BFw/fw＝0.46
图6(A)、图6(A)以及图6(C)分别是第3实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。通过各像差图可知，第3实施例的变倍光学系统能够良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
(第4实施例)
使用图7～图8以及表4，对第4实施例进行说明。图7是示出第4实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。第4实施例的变倍光学系统ZL(4)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、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、具有负的光焦度的第6透镜组G6、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G8构成。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4、第6透镜组G6以及第7透镜组G7，分别向图7的由箭头所示的方向移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行变倍时，第1透镜组G1、第5透镜组G5以及第8透镜组G8相对于像面I固定。由第4透镜组G4、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构成的透镜组相当于后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜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由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23以及双凹形状的负透镜L24构成。
第3透镜组G3由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L31构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L41以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L42构成。
第5透镜组G5由从物体侧依次排列的双凹形状的负透镜L51与双凸形状的正透镜L52的接合透镜、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L53、双凸形状的正透镜L54与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L55的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L56构成。在第5透镜组G5的最靠物体侧配设有孔径光阑S，在进行变倍时，与第5透镜组G5一起相对于像面I固定。正透镜L54的物体侧的透镜面为非球面。
第6透镜组G6由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L61以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L62构成。
第7透镜组G7由双凸形状的正透镜L71构成。
第8透镜组G8由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L81以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L82构成。负弯月形透镜L81的物体侧的透镜面为非球面。在第8透镜组G8的像侧配置有像面I。即，第8透镜组G8相当于最终透镜组。
在本实施例中，通过使第6透镜组G6向像面I侧移动，使第7透镜组G7向物体侧移动，从而进行从远距离物体向近距离物体(从无限远物体向有限距离物体)的对焦。即，第6透镜组G6相当于第1对焦透镜组，第7透镜组G7相当于第2对焦透镜组。
在以下的表4，示出第4实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表4)
[全体参数]
变倍比2.74θgFP＝0.6319
Figure BDA0004134676750000351
[透镜参数]
Figure BDA0004134676750000352
/>
Figure BDA0004134676750000361
[非球面数据]
第26面
κ＝0.00,A4＝-1.87E-06,A6＝-4.52E-10A8＝3.30E-12,A10＝-9.39E-15,A12＝1.05E-17第37面
κ＝0.00,A4＝-5.10E-07,A6＝2.18E-09A8＝-1.11E-11,A10＝3.84E-14,A12＝-5.02E-17[透镜组数据]
Figure BDA0004134676750000371
[可变间隔数据]
Figure BDA0004134676750000372
[条件式对应值]
条件式(1)f3/(-fE)＝1.37条件式(2)f1/(-fE)＝1.85条件式(3)f2/fE＝0.50条件式(4)f1/(-f2)＝3.71条件式(5)f1/f3＝1.35
条件式(6)f1/f4＝2.07
条件式(7)(-fF1)/fF2＝1.30
条件式(8)νdP＝27.35
条件式(9)ndP+(0.01425×νdP)＝2.0536
条件式(10)θgFP+(0.00316×νdP)＝0.7183
条件式(11)2ωw＝33.63°
条件式(12)2ωt＝12.27°
条件式(13)BFw/fw＝0.456
图8(A)、图8(B)以及图8(C)分别是第4实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。通过各像差图可知，第4实施例的变倍光学系统能够良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
(第5实施例)
使用图9～图10以及表5，对第5实施例进行说明。图9是示出第5实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。第5实施例的变倍光学系统ZL(5)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5、具有正的光焦度的第6透镜组G6、具有负的光焦度的第7透镜组G7、具有正的光焦度的第8透镜组G8以及具有负的光焦度的第9透镜组G9构成。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3、第5透镜组G5、第7透镜组G7以及第8透镜组G8，分别向图9的由箭头所示的方向移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行变倍时，第1透镜组G1、第4透镜组G4、第6透镜组G6以及第9透镜组G9，相对于像面I固定。由第4透镜组G4、第5透镜组G5、第6透镜组G6、第7透镜组G7、第8透镜组G8以及第9透镜组G9构成的透镜组，相当于后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜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由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凸形状的正透镜L22、双凹形状的负透镜L23以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L24构成。
第3透镜组G3由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L31构成。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L41以及双凸形状的正透镜L42构成。
第5透镜组G5由双凹形状的负透镜L51与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L52的接合透镜构成。在第5透镜组G5的最靠物体侧配设有孔径光阑S，在进行变倍时，与第5透镜组G5一起移动。
第6透镜组G6由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L61、双凸形状的正透镜L62以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L63构成。正透镜L62的像侧的透镜面为非球面。
第7透镜组G7由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L71以及双凹形状的负透镜L72构成。
第8透镜组G8由双凸形状的正透镜L81构成。
第9透镜组G9由双凹形状的负透镜L91构成。在第9透镜组G9的像侧配置有像面I。即，第9透镜组G9相当于最终透镜组。
在本实施例中，通过使第7透镜组G7向像面I侧移动，使第8透镜组G8向物体侧移动，从而进行从远距离物体向近距离物体(从无限远物体向有限距离物体)的对焦。即，第7透镜组G7相当于第1对焦透镜组，第8透镜组G8相当于第2对焦透镜组。
在以下的表5，示出第5实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表5)
[全体参数]
变倍比2.74
θgFP＝0.625146
Figure BDA0004134676750000401
[透镜参数]
Figure BDA0004134676750000402
/>
Figure BDA0004134676750000411
[非球面数据]第27面κ＝0.00,A4＝2.11E-06,A6＝-1.20E-09
A8＝-2.82E-13,A10＝-3.58E-15,A12＝0.00E+00[透镜组数据]
Figure BDA0004134676750000421
[可变间隔数据]
Figure BDA0004134676750000422
[条件式对应值]
条件式(1)f3/(-fE)＝2.62
条件式(2)f1/(-fE)＝2.71
条件式(3)f2/fE＝0.79
条件式(4)f1/(-f2)＝3.45
条件式(5)f1/f3＝1.03
条件式(6)f1/f4＝3.12
条件式(7)(-fF1)/fF2＝1.54
条件式(8)νdP＝27.57
条件式(9)ndP+(0.01425×νdP)＝2.0533
条件式(10)θgFP+(0.00316×νdP)＝0.7123
条件式(11)2ωw＝33.27°
条件式(12)2ωt＝12.20°
条件式(13)BFw/fw＝0.46
图10(A)、图10(B)以及图10(C)分别是第5实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。通过各像差图可知，第5实施例的变倍光学系统能够良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
(第6实施例)
使用图11～图12以及表6，对第6实施例进行说明。图11是示出第6实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。第6实施例的变倍光学系统ZL(6)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有正的光焦度的第4透镜组G4、具有负的光焦度的第5透镜组G5、具有正的光焦度的第6透镜组G6、具有负的光焦度的第7透镜组G7、具有正的光焦度的第8透镜组G8以及具有负的光焦度的第9透镜组G9构成。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3、第5透镜组G5、第7透镜组G7以及第8透镜组G8，分别向图11的由箭头所示的方向移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行变倍时，第1透镜组G1、第4透镜组G4、第6透镜组G6以及第9透镜组G9，相对于像面I固定。由第4透镜组G4、第5透镜组G5、第6透镜组G6、第7透镜组G7、第8透镜组G8以及第9透镜组G9构成的透镜组，相当于后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜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由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23以及双凹形状的负透镜L24构成。
第3透镜组G3由凸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构成。正透镜L41的物体侧的透镜面为非球面。
第5透镜组G5由双凹形状的负透镜L51与双凸形状的正透镜L52的接合透镜构成。在第5透镜组G5的最靠物体侧配设有孔径光阑S，在进行变倍时，与第5透镜组G5一起移动。
第6透镜组G6由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L61、双凸形状的正透镜L62与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L63的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L64构成。正透镜L62的物体侧的透镜面为非球面。
第7透镜组G7由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L71以及双凹形状的负透镜L72构成。
第8透镜组G8由双凸形状的正透镜L81构成。
第9透镜组G9由从物体侧依次排列的双凹形状的负透镜L91以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L92构成。负透镜L91的物体侧的透镜面为非球面。在第9透镜组G9的像侧配置有像面I。即，第9透镜组G9相当于最终透镜组。
在本实施例中，通过使第7透镜组G7向像面I侧移动，使第8透镜组G8向物体侧移动，从而进行从远距离物体向近距离物体(从无限远物体向有限距离物体)的对焦。即，第7透镜组G7相当于第1对焦透镜组，第8透镜组G8相当于第2对焦透镜组。
在以下的表6，示出第6实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表6)
[全体参数]
变倍比2.74
θgFP＝0.6319
Figure BDA0004134676750000451
[透镜参数]
Figure BDA0004134676750000452
/>
Figure BDA0004134676750000461
/>
Figure BDA0004134676750000471
[非球面数据]
第16面
κ＝0.00,A4＝2.07E-07,A6＝1.58E-10
A8＝-2.50E-13,A10＝2.86E-16,A12＝0.00E+00第24面
κ＝0.00,A4＝-1.36E-06,A6＝6.98E-10A8＝-4.57E-12,A10＝1.66E-14,A12＝-2.22E-17第35面
κ＝0.00,A4＝1.84E-07,A6＝3.48E-09
A8＝-1.61E-11,A10＝6.41E-14,A12＝-9.19E-17[透镜组数据]
Figure BDA0004134676750000472
[可变间隔数据]
Figure BDA0004134676750000481
[条件式对应值]
条件式(1)f3/(-fE)＝1.33
条件式(2)f1/(-fE)＝1.63
条件式(3)f2/fE＝0.46
条件式(4)f1/(-f2)＝3.54
条件式(5)f1/f3＝1.22
条件式(6)f1/f4＝1.89
条件式(7)(-fF1)/fF2＝1.31
条件式(8)νdP＝27.35
条件式(9)ndP+(0.01425×νdP)＝2.0536条件式(10)θgFP+(0.00316×νdP)＝0.7183条件式(11)2ωw＝33.76°
条件式(12)2ωt＝12.27°
条件式(13)BFw/fw＝0.46
图12(A)、图12(B)以及图12(C)分别是第6实施例的变倍光学系统的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。通过各像差图可知，第6实施例的变倍光学系统能够良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
(第7实施例)
使用图13～图14以及表7，对第7实施例进行说明。图13是示出第7实施例的变倍光学系统从广角端状态变化为远焦端状态时的透镜移动的图。第7实施例的变倍光学系统ZL(7)由从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4、具有正的光焦度的第5透镜组G5以及具有负的光焦度的第6透镜组G6构成。在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5，分别向图13的由箭头所示的方向移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行变倍时，第1透镜组G1和第6透镜组G6相对于像面I固定。由第4透镜组G4、第5透镜组G5以及第6透镜组G6构成的透镜组相当于后续透镜组GR。
第1透镜组G1由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜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由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L24构成。
第3透镜组G3由从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L31、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L32、双凸形状的正透镜L33、双凹形状的负透镜L34与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L35的接合透镜、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L36、双凸形状的正透镜L37与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L38的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L39构成。在第3透镜组G3中的正透镜L33与负透镜L34之间配设有孔径光阑S，在进行变倍时，与第3透镜组G3一起移动。正透镜L37的物体侧的透镜面为非球面。
第4透镜组G4由从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的正弯月形透镜L41以及双凹形状的负透镜L42构成。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜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。负弯月形透镜L61的物体侧的透镜面为非球面。在第6透镜组G6的像侧配置有像面I。即，第6透镜组G6相当于最终透镜组。
在本实施例中，通过使第4透镜组G4向像面I侧移动，使第5透镜组G5向物体侧移动，从而进行从远距离物体向近距离物体(从无限远物体向有限距离物体)的对焦。即，第4透镜组G4相当于第1对焦透镜组，第5透镜组G5相当于第2对焦透镜组。
在以下的表7，示出第7实施例的变倍光学系统的参数的值。
(表7)
[全体参数]
变倍比2.74
θgFP＝0.6319
Figure BDA0004134676750000501
Figure BDA0004134676750000511
[透镜参数]
Figure BDA0004134676750000512
/>
Figure BDA0004134676750000521
[非球面数据]
第26面
κ＝0.00,A4＝-1.61284E-06,A6＝4.35900E-10
A8＝-1.44229E-12,A10＝4.99341E-15,A12＝-5.72670E-18第37面
κ＝0.00,A4＝7.70231E-07,A6＝2.20982E-09
A8＝-9.92801E-12,A10＝2.79429E-14,A12＝-2.96640E-17[透镜组数据]
Figure BDA0004134676750000522
[可变间隔数据]
Figure BDA0004134676750000531
[条件式对应值]
条件式(1)f3/(-fE)＝0.47
条件式(2)f1/(-fE)＝1.15
条件式(3)f2/fE＝0.38
条件式(4)f1/(-f2)＝3.03
条件式(5)f1/f3＝2.43
条件式(6)f1/f4＝-1.45
条件式(7)(-fF1)/fF2＝1.32
条件式(8)νdP＝27.35
条件式(9)ndP+(0.01425×νdP)＝2.0536
条件式(10)θgFP+(0.00316×νdP)＝0.7183
条件式(11)2ωw＝34.09°
条件式(12)2ωt＝12.31°
条件式(13)BFw/fw＝0.44
图14(A)、图14(B)以及图14(C)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、远焦端状态下的各像差图。通过各像差图可知，第7实施例的变倍光学系统能够良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
根据各实施例，能够实现良好地对球面像差等各像差进行校正的变倍光学系统。
此处，上述各实施例示出本申请发明的一具体例，本申请发明并不限定于此。
另外，能够在不损坏本实施方式的变倍光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为变倍光学系统的数值实施例，虽然示出了6组、7组、8组、9组以及10组结构，但是本申请并不限定于此，还可以构成其他组结构(例如，5组或11组等)的变倍光学系统。具体地讲，也可以是在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。
透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，防止由加工和组装调整的误差引起的光学性能的劣化，因此是优选的。另外，即使在像面偏移的情况下，描绘性能的劣化也少，因此是优选的。
在透镜面为非球面时，非球面可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃形成为非球面形状的玻璃模铸非球面、在玻璃的表面将树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一种。另外，透镜面也可以是衍射面，也可以使透镜为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
在各透镜面上，为了减轻眩光和重影，实现高对比度的光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。由此，能够减轻眩光和重影，实现高对比度的高光学性能。
标号说明
G1第1透镜组 G2第2透镜组
G3第3透镜组 GR后续透镜组
I像面 S孔径光阑

Claims (15)

1.一种变倍光学系统，其中，
具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组以及后续透镜组，
在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，所述第1透镜组相对于像面固定，
在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第3透镜组向像侧移动，
所述后续透镜组具备配置于最靠像侧的最终透镜组，
且满足以下的条件式：
-10.00<f3/(-fE)<3.50
其中，f3：所述第3透镜组的焦距
fE：所述最终透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
-10.00<f1/(-fE)<3.50
其中，f1：所述第1透镜组的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
-10.00<f2/fE<1.50
其中，f2：所述第2透镜组的焦距。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
1.50<f1/(-f2)<5.00
其中，f1：所述第1透镜组的焦距
f2：所述第2透镜组的焦距。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
0.80<f1/f3<2.50
其中，f1：所述第1透镜组的焦距。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述后续透镜组具备第4透镜组，
且满足以下的条件式：
-2.00<f1/f4<4.00
其中，f1：所述第1透镜组的焦距
f4：所述第4透镜组的焦距。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
在进行变倍时，所述最终透镜组相对于像面固定。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
在进行变倍时，相比所述第3透镜组配置于像侧的透镜组中的至少一个透镜组相对于像面固定。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述后续透镜组具备从物体侧依次排列的在进行对焦时移动的具有负的光焦度的第1对焦透镜组以及在进行对焦时移动的具有正的光焦度的第2对焦透镜组，
且满足以下的条件式：
0.80<(-fF1)/fF2<5.00
其中，fF1：所述第1对焦透镜组的焦距
fF2：所述第2对焦透镜组的焦距。
10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
所述第2透镜组具备满足以下的条件式的正透镜：
18.0<νdP<35.0
1.83<ndP+(0.01425×νdP)<2.12
0.702<θgFP+(0.00316×νdP)
其中，νdP：所述正透镜的以d线为基准的阿贝数
ndP：所述正透镜的对d线的折射率
θgFP：所述正透镜的相对部分色散，在将所述正透镜的对g线的折射率设为ngP、将所述正透镜的对F线的折射率设为nFP、将所述正透镜的对C线的折射率设为nCP时，通过下式被定义，即，
θgFP＝(ngP-nFP)/(nFP-nCP)。
11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
25.00°<2ωw<50.00°
其中，2ωw：广角端状态下的所述变倍光学系统的全视场角。
12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的变倍光学系统，其中，
满足以下的条件式：
5.00°<2ωt<20.00°
其中，2ωt：远焦端状态下的所述变倍光学系统的全视场角。
13.根据权利要求1～12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：
0.20<BFw/fw<0.85
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。
14.一种光学设备，构成为搭载权利要求1～13中的任意一项所述的变倍光学系统。
15.一种变倍光学系统的制造方法，该变倍光学系统具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组以及后续透镜组，其中，所述变倍光学系统的制造方法为，
以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：
在进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，所述第1透镜组相对于像面固定，
在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第3透镜组向像侧移动，
所述后续透镜组具备配置于最靠像侧的最终透镜组，
且满足以下的条件式，即，
-10.00<f3/(-fE)<3.50
其中，f3：所述第3透镜组的焦距
fE：所述最终透镜组的焦距。
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