可变放大率光学系统、光学装置,和用于可变放大率光学系统的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可变放大率光学系统、一种光学装置，和一种用于可变放大率光 学系统的生产方法。
【背景技术】
[0002] 作为适合于用于照相机、数字静态照相机、摄影机等的可互换镜头的可变放大率 光学系统，已经提出了包括具有正屈光力的最物体侧透镜组的很多可变放大率光学系统。 在这些可变放大率光学系统中，已经提出一种能够通过沿着光轴移动透镜组的一部分而从 无穷远物体到近距离物体聚焦的光学系统（例如，见日本专利申请公开No. 2010-19959)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利申请特开公报No. 2010-19959
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的问题
[0007] 然而，在如上所述传统的可变放大率光学系统中，存在以下问题，即，难以在从无 穷远物体到近距离物体聚焦时保持高变焦比并且还实现足够优良的光学性能时实现小型 化。
[0008] 本发明是鉴于上述问题而得以做出的，并且目的在于提供一种能够在从无穷远物 体到近距离物体聚焦时实现高变焦比和优良光学性能的小型可变放大率光学系统、一种光 学设备，和一种用于制造可变放大率光学系统的方法。
[0009] 问题解决方案
[0010] 为了解决上述问题，根据本发明，提供一种可变放大率光学系统，按照从物体侧的 次序包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；和具有正屈光力的 第三透镜组；
[0011] 在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、 在第二透镜组和第三透镜组之间的距离和在第三透镜组和像平面之间的距离改变；
[0012] 在最像侧上，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，固定透镜组的位置固定；并且
[0013] 在从无穷远物体到近距离物体聚焦时，第三透镜组沿着光轴移动。
[0014] 此外，根据本发明，提供一种可变放大率光学系统，按照从物体侧的次序包括：具 有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具 有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；
[0015] 在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、 在第二透镜组和第三透镜组之间的距离、在第三透镜组和第四透镜组之间的距离和在第四 透镜组和第五透镜组之间的距离改变；
[0016] 在从无穷远物体到近距离物体聚焦时，第三透镜组沿着光轴移动；并且
[0017] 以下条件表达式得以满足：
[0018] 0. 220<f3/ft<0. 500
[0019] -0. 010<(d3t-d3w)/ft<0. 130
[0020] 其中ft表示在远摄端状态中可变放大率光学系统的整体系统焦距，f3表示第三 透镜组的焦距，d3w表示在广角端状态中从第三透镜组的最像侧上的透镜表面到第四透镜 组的最物体侧上的透镜表面在光轴上的距离，并且d3t表示在远摄端状态中从第三透镜组 的最像侧上的透镜表面到第四透镜组的最物体侧上的透镜表面在光轴上的距离。
[0021] 此外，根据本发明，提供一种配备有该可变放大率光学系统的光学设备。
[0022] 此外，根据本发明，提供一种用于制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率 光学系统按照从物体侧的次序包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透 镜组；和具有正屈光力的第三透镜组；该方法包括以下步骤：
[0023] 将在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、在第二透镜组和第三透镜组之间的 距离和在第三透镜组和像平面之间的距离布置为在从广角端状态到远摄端状态变焦时改 变；
[0024] 在最像侧上置放固定透镜组以在从广角端状态到远摄端状态变焦时位置固定；和
[0025] 构造第三透镜组以在从无穷远物体到近距离物体聚焦时沿着光轴移动。
[0026] 此外，根据本发明，提供一种用于制造一种可变放大率光学系统的方法，该可变放 大率光学系统按照从物体侧的次序包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第 二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；具有正屈光力的第四透镜组；和第五透镜组；该方 法包括以下步骤：
[0027] 布置第三透镜组以满足下述条件表达式；
[0028] 将在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、在第二透镜组和第三透镜组之间的距 离、在第三透镜组和第四透镜组之间的距离和在第四透镜组和第五透镜组之间的距离布置 为在从广角端状态到远摄端状态变焦时改变；和
[0029] 构造第三透镜组以在从无穷远物体到近距离物体聚焦时沿着光轴移动：
[0030] 0. 220<f3/ft<0. 500
[0031] -0. 010<(d3t-d3w)/ft<0. 130
[0032] 其中ft表示在远摄端状态中可变放大率光学系统的整体系统焦距，f3表示第三 透镜组的焦距，d3w表示在广角端状态中从第三透镜组的最像侧上的透镜表面到第四透镜 组的最物体侧上的透镜表面在光轴上的距离，并且d3t表示在远摄端状态中从第三透镜组 的最像侧上的透镜表面到第四透镜组的最物体侧上的透镜表面在光轴上的距离。
[0033] 本发明的效果
[0034] 根据本发明，能够提供一种能够在从无穷远物体到近距离物体聚焦时实现高变焦 比和优良光学性能的小型可变放大率光学系统、一种光学设备，和一种用于制造该可变放 大率光学系统的方法。
[0035] 附图简要说明
[0036] 图1A、1B、1C、ID和IE分别地是在广角端状态中、在第一中间焦距状态中、在第二 中间焦距状态中、在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中示出根据本申请第一和第二实 施例的第一实例的可变放大率光学系统的截面视图。
[0037] 图2A、2B和2C分别地是在广角端状态中、在第一中间焦距状态中和在第二中间焦 距状态中示出在于无穷远物体上聚焦时根据本申请第一和第二实施例的第一实例的可变 放大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0038] 图3A和3B分别地是在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中示出在于无穷远物 体上聚焦时根据本申请第一和第二实施例的第一实例的可变放大率光学系统的各种像差 的曲线图。
[0039] 图4A、4B和4C分别地是示出在广角端状态中、在第一中间焦距状态中和在第二中 间焦距状态中在于近距离物体上聚焦时（拍摄放大率-0.0100)根据本申请第一和第二实 施例的第一实例的可变放大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0040] 图5A和5B分别地是示出在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中在于近距离物 体上聚焦时（拍摄放大率-0.0100)根据本申请第一和第二实施例的第一实例的可变放大 率光学系统的各种像差的曲线图。
[0041] 图6A、6B、6C、6D和6E分别地是在广角端状态中、在第一中间焦距状态中、在第二 中间焦距状态中、在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中示出根据本申请第一和第二实 施例的第二实例的可变放大率光学系统的截面视图。
[0042] 图7A、7B和7C分别地是在广角端状态中、在第一中间焦距状态中和在第二中间焦 距状态中示出在于无穷远物体上聚焦时根据本申请第一和第二实施例的第二实例的可变 放大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0043] 图8A和8B分别地是在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中示出在于无穷远物 体上聚焦时根据本申请第一和第二实施例的第二实例的可变放大率光学系统的各种像差 的曲线图。
[0044] 图9A、9B和9C分别地是示出在广角端状态中、在第一中间焦距状态中和在第二中 间焦距状态中在于近距离物体上聚焦时（拍摄放大率-0.0100)根据本申请第一和第二实 施例的第二实例的可变放大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0045] 图IOA和IOB分别地是示出在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中在于近距离 物体上聚焦时（拍摄放大率-0.0100)根据本申请第一和第二实施例的第二实例的可变放 大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0046] 图11A、11B、11C、11D和IlE分别地是在广角端状态中、在第一中间焦距状态中、在 第二中间焦距状态中、在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中示出根据本申请第一和第 二实施例的第三实例的可变放大率光学系统的截面视图。
[0047] 图12A、12B和12C分别地是在广角端状态中、在第一中间焦距状态中和在第二中 间焦距状态中示出在于无穷远物体上聚焦时根据本申请第一和第二实施例的第三实例的 可变放大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0048] 图13A和13B分别地是在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中示出在于无穷远 物体上聚焦时根据本申请第一和第二实施例的第三实例的可变放大率光学系统的各种像 差的曲线图。
[0049] 图14A、14B和14C分别地是示出在广角端状态中、在第一中间焦距状态中和在第 二中间焦距状态中在于近距离物体上聚焦时（拍摄放大率-0.0100)根据本申请第一和第 二实施例的第三实例的可变放大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0050] 图15A和15B分别地是示出在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中在于近距离 物体上聚焦时（拍摄放大率-0.0100)根据本申请第一和第二实施例的第三实例的可变放 大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0051] 图16A、16B、16C、16D和16E分别地是在广角端状态中、在第一中间焦距状态中、在 第二中间焦距状态中、在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中示出根据本申请第一和第 二实施例的第四实例的可变放大率光学系统的截面视图。
[0052] 图17A、17B和17C分别地是在广角端状态中、在第一中间焦距状态中和在第二中 间焦距状态中示出在于无穷远物体上聚焦时根据本申请第一和第二实施例的第四实例的 可变放大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0053] 图18A和18B分别地是在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中示出在于无穷远 物体上聚焦时根据本申请第一和第二实施例的第四实例的可变放大率光学系统的各种像 差的曲线图。
[0054] 图19A、19B和19C分别地是示出在广角端状态中、在第一中间焦距状态中和在第 二中间焦距状态中在于近距离物体上聚焦时（拍摄放大率-0.0100)根据本申请第一和第 二实施例的第四实例的可变放大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0055] 图20A和20B分别地是示出在第三中间焦距状态中和在远摄端状态中在于近距离 物体上聚焦时（拍摄放大率-0.0100)根据本申请第一和第二实施例的第四实例的可变放 大率光学系统的各种像差的曲线图。
[0056] 图21是示出配备有根据本申请第一和第二实施例的可变放大率光学系统的照相 机的构造的图表
[0057] 图22是概略地示出用于制造根据本申请第一实施例的可变放大率光学系统的方 法的流程图。
[0058] 图23是概略地示出用于制造根据本申请第二实施例的可变放大率光学系统的方 法的流程图。
【具体实施方式】
[0059] 在下面解释根据本申请第一和第二实施例的可变放大率光学系统、光学设备和用 于制造该可变放大率光学系统的方法。
[0060] 根据本申请第一实施例的可变放大率光学系统按照从物体侧的次序包括：具有正 屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；和具有正屈光力的第三透镜组；其中 在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离、在第二透 镜组和第三透镜组之间的距离和在第三透镜组和像平面之间的距离改变。利用这种配置， 本申请的可变放大率光学系统能够实现从广角端状态到远摄端状态的变焦并且抑制与变 焦相关联的畸变、像散和球面像差的分别的变化。
[0061] 此外，在最像侧上，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，固定透镜组的位置固 定。利用这种配置，改变在从广角端状态到远摄端状态变焦时入射在固定透镜组上的边际 光线距光轴的高度并且由此抑制像散的变化是可能的。
[0062] 此外，第三透镜组配置为在从无穷远物体到近距离物体聚焦时沿着光轴移动。利 用这种配置，能够抑制在远摄侧中变焦时的移动量并且减小整个光学系统的全长，由此实 现小型化，并且另外地抑制在远摄侧上入射在作为聚焦透镜组的第三透镜组上的光线距光 轴的高度的变化，由此抑制在聚焦时球面像差和像散的变化。
[0063] 利用如上所述的配置，实现具有高变焦比和高光学性能的小型可变放大率光学系 统是可能的。
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