变焦光学系统、配备其的光学设备和用于制造其的方法

专利名称：变焦光学系统、配备其的光学设备和用于制造其的方法
技术领域：
本发明涉及一种变焦光学系统、配备了变焦光学系统的光学设备和用于制造变焦 光学系统的方法。
背景技术：
迄今已经提出了适用于胶片照相机、电子静态照相机、摄像机等的变焦光学系统 (参见例如日本公开专利公布No. 2003-140048)。然而，具有减振(照相机摇动)功能的变焦透镜有具有构成光学系统的较大数量 的透镜和使得其在透镜镜筒的总长度和外径上的紧凑性变差的趋势。而且，如果计划在具 有减振功能的同时提高变焦比，则光学性能的显著变差增加，导致不满意的光学性能。

发明内容
根据如上所述的问题设计的本发明的目的是提供一种变焦光学系统，其包括可以 校正照相机摇动的能够实现图像移位的光学系统，并且显示具有小的F数(明亮的透镜) 的高性能，以及显示高变焦比。为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种变焦光学系统，以从物体 侧起的顺序包括第一透镜组，其具有正折射光焦度；第二透镜组，其具有负折射光焦度； 第三透镜组，其具有正折射光焦度；以及，第四透镜组，其具有正折射光焦度；在所述第三 透镜组内的透镜的至少一部分构成可移动透镜组，所述可移动透镜组在具有与光轴垂直的 分量的方向上移动，当从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二 透镜组之间的距离、在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、以及在所述第三透 镜组和所述第四透镜组之间的距离是可变的，并且满足下面的条件表达式(1)和O)
0.47 <φ3/ 3 < 1.00(1)4. 50 < fl/(-f2) < 8. 50(2)其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接 近物体侧的透镜表面，fl表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并 且f3表示所述第三透镜组的焦距。根据本发明的第二方面，提供了一种包括根据第一方面的所述变焦光学系统的光 学设备。根据本发明的第三方面，提供了一种变焦光学系统，以从物体侧起的顺序包括第 一透镜组，其具有正折射光焦度；第二透镜组，其具有负折射光焦度；第三透镜组，其具有 正折射光焦度；以及，第四透镜组，其具有正折射光焦度；在所述第三透镜组内的至少一部分透镜构成可移动透镜组，所述可移动透镜组在具有与光轴垂直的分量的方向上移动，当 从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离、在 所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、以及在所述第三透镜组和所述第四透镜组 之间的距离是可变的，并且满足下面的条件表达式(3)和O)
0.50 < tp3/Bfw < 0.85(3)4. 50 < fl/(-f2) < 8. 50(2)其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接 近物体侧的透镜表面，fl表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并 且BfV表示在广角端状态中的变焦光学系统的后焦距。根据本发明的第四方面，提供了一种用于制造变焦光学系统的方法，以从物体侧 起的顺序包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组；所述方法包括步骤向 所述第三透镜组内布置构成可移动透镜组的至少一部分透镜，所述可移动透镜组在具有与 光轴垂直的分量的方向上移动；在从广角端状态向远摄端状态变焦时，改变在所述第一透 镜组和所述第二透镜组之间的距离、在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、以 及在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离；满足下面的条件表达式(1)和(2)地 布置具有正折射光焦度的所述第一透镜组、具有负折射光焦度的所述第二透镜组、具有正 折射光焦度的所述第三透镜组以及具有正折射光焦度的所述第四透镜组，
0.47 < φ3/β < 1.00(1)4. 50 < fl/(-f2) < 8. 50(2)其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接 近物体侧的透镜表面，fl表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并 且f3表示所述第三透镜组的焦距。根据本发明的第五方面，提供了一种用于制造变焦光学系统的方法，所述变焦光 学系统以从物体侧起的顺序包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组；所述 方法包括步骤向所述第三透镜组内布置构成可移动透镜组的至少一部分透镜，所述可移 动透镜组在具有与光轴垂直的分量的方向上移动；在从广角端状态向远摄端状态变焦时， 改变在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离、在所述第二透镜组和所述第三透镜 组之间的距离、以及在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离；满足下面的条件表 达式C3)和( 地布置具有正折射光焦度的所述第一透镜组、具有负折射光焦度的所述第 二透镜组、具有正折射光焦度的所述第三透镜组以及具有正折射光焦度的所述第四透镜 组，
0.50 < (p3/Bfw < 0.85(3)4. 50 < fl/(-f2) < 8. 50(2)其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接 近物体侧的透镜表面，fl表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并 且BfV表示在广角端状态中的变焦光学系统的后焦距。
在以如上所述的方式构造根据本发明的变焦光学系统、包括变焦光学系统的光学 设备和用于制造变焦光学系统的方法的情况下，可行的是，通过实现图像移位的光学系统 来校正照相机摇动，并且显示具有小F数的高光学性能以及显示高变焦比。


图1是示出根据实例1的变焦光学系统的构造的截面图。图2A和2B是在实例1中在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图2A是在广 角端状态中的各种像差的图；并且，图2B是当在广角端状态中在无限远距离拍摄状态中校 正0.52°的旋转振动时的彗差的图。图3是根据实例1的在中间焦距状态中在无限远距离聚焦状态中的像差的图。图4A和4B是根据实例1的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图4A是在 远摄端状态中的各种像差的图；并且，图4B是当在远摄端状态中在无限远距离拍摄状态中 校正0.20°的旋转振动时的彗差的图。图5是示出根据实例2的变焦光学系统的构造的截面图。图6A和6B是根据实例2的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图6A是在 广角端状态中的各种像差的图；并且，图6B是当在广角端状态中在无限远距离拍摄状态中 校正0.64°的旋转振动时的彗差的图。图7是根据实例2的在中间焦距状态中在无限远距离聚焦状态中的像差的图。图8A和8B是根据实例2的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图8A是在 远摄端状态中的各种像差的图；并且，图8B是当在远摄端状态中在无限远距离拍摄状态中 校正0.34°的旋转振动时的彗差的图。图9是示出根据实例3的变焦光学系统的构造的截面图。图IOA和IOB是根据实例3的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图IOA 是在广角端状态中的各种像差的图；并且，图IOB是当在广角端状态中在无限远距离拍摄 状态中校正0.66°的旋转振动时的彗差的图。图11是根据实例3的在中间焦距状态中在无限远距离聚焦状态中的像差的图。图12A和12B是根据实例3的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图12A 是在远摄端状态中的各种像差的图；并且，图12B是当在远摄端状态中在无限远距离拍摄 状态中校正0.19°的旋转振动时的彗差的图。图13是示出根据实例4的变焦光学系统的构造的截面图。图14A和14B是根据实例4的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图14A 是在广角端状态中的各种像差的图；并且，图14B是当在广角端状态中在无限远距离拍摄 状态中校正0.68°的旋转振动时的彗差的图。图15是根据实例4的在中间焦距状态中在无限远距离聚焦状态中的像差的图。图16A和16B是根据实例4的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图16A 是在远摄端状态中的各种像差的图；并且，图16B是当在远摄端状态中在无限远距离拍摄 状态中校正0. 21°的旋转振动时的彗差的图。图17是示出安装了根据本实施例的变焦光学系统的数字单镜头反射式照相机的 截面图。
图18是用于制造根据本实施例的变焦光学系统的方法的说明性流程图。
具体实施例方式以下将参考附图来描述本申请的示例性实施例。开始，通过如图1中所示包括下 面的部分而构成根据本实施例的变焦光学系统ZL，S卩，以从物体侧起的顺序包括具有正 折射光焦度的第一透镜组G1、具有负折射光焦度的第二透镜组G2、具有正折射光焦度的第 三透镜组G3以及具有正折射光焦度的第四透镜组G4。然后，在第三透镜组G3内的至少一 部分透镜构成可移动透镜组Gvr，可移动透镜组Gvr移位使得具有在垂直于光轴的方向上 的分量。这种构造使得能够在保证给定的变焦比的同时获取显示优选的性能的光学系统。 以下描述用于构造根据本实施例的变焦光学系统ZL的条件表达式。开始，当φ3被定义为透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组 的最接近物体侧的透镜表面，并且f3被定义为第三透镜组G3的焦距时，期望根据本实施例 的变焦光学系统ZL满足下面的条件表达式(1)
0.47 < φ3/β < 1.00(1)条件表达式(1)指定第三透镜组G3的折射光焦度相对于第三透镜组G3的最接近 物体侧的透镜表面的光束有效直径。在本实施例中的变焦光学系统ZL可以实现优选的光 学性能，并且可以通过满足透镜表达是(1)来保证预定变焦比。当值φ3/ 3等于或超过条件 表达式(1)的上限值时，第三透镜组G3的折射光焦度增大，并且难以校正在远摄端状态中 的彗差，这是不期望的方面。应当注意在条件表达式(1)中的上限值优选地被设置为0.80 以保证本实施例的效果，这使得能够适当地设置第三透镜组G3的折射光焦度，并且特别是 当变焦时进一步减小彗差。当φ3/ 3等于或小于在条件表达式(1)中的下限值时，第三透镜 组G3的折射光焦度降低，因此增大第一透镜组Gl和第四透镜组G4的折射光焦度以保持变 焦比的必要性增加，因此，难以校正在远摄端状态中的像场弯曲，这也是不期望的方面。注 意，在条件表达式(1)中的下限值优选地被设置为0.51，以便保证本实施例的效果，这使得 能够适当地设置第三透镜组G3的折射光焦度，并且特别是当改变倍率时进一步减小像场 弯曲。而且，当f 1被定义为第一透镜组Gl的焦距，并且f2被定义为第二透镜组G2的焦 距时，期望根据本实施例的变焦光学系统ZL满足下面的条件表达式(2)。4. 50 < fl/(-f2) < 8. 50(2)条件表达式(2)指定第一透镜组Gl的折射光焦度相对于第二透镜组G2的折射光 焦度。在本实施例中的变焦光学系统ZL可以实现优选的光学性能，并且可以通过满足条件 表达式( 来保证预定变焦比。当值Π/(_ )等于或超过条件表达式O)的上限值时，第 二透镜组G2的折射光焦度增加，并且难以校正在广角端状态中的像场弯曲和在远摄端状 态中的球面像差，这也是不期望的方面。应当注意，在条件表达式( 中的上限值优选地被 设置为7. 0以保证本实施例的效果，这使得能够适当地设置第二透镜组G2的折射光焦度， 并且进一步减小广角端状态中的像场弯曲。当在条件表达式O)中的下限值之下时，第一 透镜组Gl的折射光焦度降低，并且难以校正在远摄端状态中的像场弯曲，这也是不期望的 方面。注意在条件表达式O)中的下限值优选地被设置为5.0，以便保证本实施例的效果，这使得能够适当地设置第一透镜组Gl的折射光焦度，并且更优选地减小在远摄端状态中 的像场弯曲。而且，当Bfw被定义为在广角端状态中的后焦距时，期望根据本实施例的变焦光 学系统ZL满足下面的条件表达式(3)
0.50 < q)3/Bfw < 0.85(3)条件表达式( 指定在广角端状态中的后焦距相对于第三透镜组G3的光束有效 直径。在本实施例的变焦光学系统ZL可以实现优选的光学性能，并且可以通过满足条件表 达式C3)来保证预定变焦比。当值cp3/Bfw等于或超过条件表达式C3)的上限值时，结果，第 二透镜组G2的折射光焦度增加，并且在广角端状态中出现像场弯曲和畸变，这也是不期望 的方面。应当注意，在条件表达式(3)中的上限值优选地被设置为0. 75以保证本实施例的 效果，这使得能够适当地设置每一个透镜组的折射光焦度，并且进一步减小在广角端状态 中的像场弯曲。另一方面，当值φ3/Β \ν等于或小于条件表达式(3)的下限值时，第四透镜 组G4的折射光焦度结果降低，并且难以校正在远摄端状态中的像场弯曲，这也是不期望的 方面。注意在条件表达式(3)中的下限值优选地被设置为0. 55以便保证本实施例的效果， 这使得能够正确地设置每一个透镜组的折射光焦度，并且进一步减小在远摄端状态中的像 场弯曲。应当注意，根据本实施例的变焦光学系统ZL可以以下述方式来获取良好的光学 性能其被构造使得满足条件表达式C3)和O)，而不是如上所述的表达式(1)和O)。而且，期望根据本实施例的变焦光学系统ZL在第三透镜组G3内包括胶合透镜。这 种构造使得能够同时校正在远摄端状态中的色差和彗差。而且，期望根据本实施例的变焦光学系统ZL在第二透镜组G2内包括非球面透镜。 这种构造使得能够同时校正在广角端状态中的像场弯曲和畸变。而且，当fvr被定义为可移动透镜组Gvr的焦距，并且ft被定义为在远摄端状态 中的变焦光学系统的焦距时，期望根据本实施例的变焦光学系统ZL满足下面的条件表达 式⑷。0. 20 < I fvr | /ft < 0. 70(4)条件表达式(4)指定在与光轴垂直的方向上移位的可移动透镜组Gvr的折射光 焦度相对于在远摄端状态中的整个系统的折射光焦度。在本实施例中的变焦光学系统ZL 可以实现优选的光学性能，并且可以通过满足条件表达式(4)来保证预定变焦比。当值
fvr I/ft等于或超过条件表达式的上限值时，可移动透镜组Gvr的折射光焦度降低， 第四透镜组G4的折射光焦度需要加强以移位成像位置，因此难以校正在远摄端状态中的 像场弯曲，这也是不期望的方面。应当注意，在条件表达式(4)中的上限值优选地被设置为 0. 60以保证本实施例的效果，这使得能够适当地设置可移动透镜组Gvr的折射光焦度，并 且优选地校正在远摄端状态中的像场弯曲。另一方面，当值I fvr I/ft等于或小于在条件表 达式(4)中的下限值时，可移动透镜组Gvr的折射光焦度增加，并且难以校正在远摄端状态 中的球面像差，这也是不期望的方面。注意，在条件表达式(4)中的下限值优选地被设置为 0. 25以便保证本实施例的效果，这使得能够适当地设置可移动透镜组Gvr的折射光焦度， 并且优选地校正在远摄端状态中的球面像差。
而且，在根据本实施例的变焦光学系统ZL中，期望可移动透镜组Gvr包括胶合透 镜。这种构造使得能够当在垂直于光轴的方向上移动时同时校正偏心彗差和色差。而且，在根据本实施例的变焦光学系统ZL中，期望可移动透镜组Gvr被布置得最 接近第三透镜组G3的图像侧。而且，在该情况下，期望第三透镜组G3在可移动透镜组Gvr 的图像侧包括至少一个透镜。也期望可移动透镜组Gvr具有负折射光焦度。这种构造使得 能够降低变焦光学系统ZL的大小，并且良好地校正在减振时的彗差。 而且，当f3被定义为第三透镜组G3的焦距，并且f4被定义为第四透镜组G4的焦 距时，期望根据本实施例的变焦光学系统ZL满足下面的条件表达式(5)1. 00 < f4/f3 < 4. 00(5)条件表达式( 指定了第四透镜组G4的折射光焦度相对于第三透镜组G3的折射 光焦度。在本实施例中的变焦光学系统ZL可以实现优选的光学性能，并且可以通过满足条 件表达式( 来保证预定的变焦比。当值f4/f3等于或超过条件表达式(5)的上限值时， 第三透镜组G3的折射光焦度增加，并且难以校正在远摄端状态中的彗差，这也是不期望的 方面。应当注意，在条件表达式(5)中的上限值优选地被设置为2. 70以保证本实施例的效 果，这使得能够适当地设置第三透镜组G3的折射光焦度，并且良好地校正在远摄端状态中 的彗差。另一方面，当值f4/f3等于或小于条件表达式(5)的下限值时，第四透镜组G4的 折射光焦度增加，并且难以校正在远摄端状态中的像场弯曲，这也是不期望的方面。注意， 在条件表达式( 中的下限值优选地被设置为1. 10以便保证本实施例的效果，由此使得能 够适当地设置第四透镜组G4的折射光焦度，并且良好地校正在远摄端状态中的像场弯曲。而且，期望变焦光学系统在第四透镜组G4内包括非球面透镜。使用这种构造，可 以良好地校正像场弯曲。而且，期望变焦光学系统在第四透镜组G4内包括以从物体侧起的顺序通过正透 镜与负透镜胶合而构成的胶合透镜。使用这种构造，可行的是，同时校正在远摄端状态中的 色差和球面像差以及在广角端状态中的像场弯曲。图17通过包括如上所述的变焦光学系统ZL的光学设备的方式示出单镜头反射式 数字照相机1(以下简称为照相机)的示意截面图。在照相机1中，在变焦光学系统2(变 焦光学系统ZL)会聚来自未示出的物体(要成像的物体)的光，并且经由快速复原镜3来 在聚焦屏幕4上形成物体的图像。然后，在聚焦屏幕4上形成其图像的光束在五边形屋脊 棱镜5内被多次反射，并且被引导到目镜6。拍摄者由此能够经由目镜6来观察作为正像的 物体(要成像的物体)。而且，当拍摄者按下未示出的释放按钮时，快速复原镜3退回光路的外部，并且， 由变焦光学系统2会聚的、来自未示出的物体(要成像的物体)的光束在成像装置7上形 成物体图像。来自物体(要成像的物体)的光被成像装置7捕获，并且在未示出的存储器 中被存储作为物体(要成像的物体)的图像。因此，拍摄者通过使用本照相机1可以拍摄 物体(要成像的物体)。注意，在图17中所示的照相机1可以被构造为以可附接/可拆卸 的方式来保持变焦光学系统ZL，并且也可以与变焦光学系统ZL集成地被构造。而且，照相 机1可以被构造为所谓的单镜头反射式照相机，并且也可以被构造为不包括快速复原镜的 紧凑照相机。应当注意，可以在不影响光学性能的范围内适当地采用下面的内容。
开始，在以下例示的实例以及在如上所述的讨论中，虽然已经或将要示出4组构 造，但是如上所述的结构条件也可以被应用到其他组构造，诸如5组构造和6组构造。而 且，其他可用构造是在最接近物体的侧上增加透镜或透镜组的构造和在最接近图像的侧上 增加透镜或透镜组的构造。而且，透镜组表示具有至少一个透镜的部分，所述至少一个透镜 被在变焦时改变的空气距离分隔。而且，可以采用下面这样的聚焦透镜组沿着光轴移动单个或多个透镜组或部分 透镜组，由此进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上。在该情况下，聚焦透镜组可 以被应用到自动聚焦，并且适合于驱动用于自动聚焦的马达(诸如超声波马达)。特别地， 期望第二透镜组G2的至少一部分用作聚焦透镜组。也可以以下面的方式来构造校正由手振动(照相机摇动)引起的图像模糊的减振 透镜组，即，移动透镜组或透镜组的一部分，以便包括在垂直于光轴的方向上的分量，或在 包含光轴的平面内方向上旋转地移动(摇摆)透镜组或透镜组的一部分。具体地说，如上 所述，优选的是，在第三透镜组G3内的至少一部分(可移动透镜组Gvr)被构造为减振透镜组。而且，任何透镜表面可以形成为球面、平面或非球面。当透镜表面是球面或平面 时，处理和装配变得容易，因此可以防止由在处理和装配时的误差引起的光学性能的变差。 即使透镜表面被移位，在光学性能上的变差也小，因此这是期望的。当透镜表面是非球面 时，可以通过细磨处理、玻璃模造处理或复合型处理来制造非球面，所述玻璃模造处理即通 过模具将玻璃材料形成为非球面形状，所述复合型处理即将树脂材料在玻璃表面上形成为 非球面形状。任何透镜表面可以是衍射光学表面。任何透镜可以是梯度折射率透镜(GRIN 透镜)或塑料透镜。优选的是，孔径光阑S被布置在第三透镜组G3附近或第三透镜组G3内，然而，可 用的构造是透镜框替代孔径光阑的角色，而不提供作为孔径光阑的构件。而且，每一个透镜表面可以被涂敷在宽波长范围上具有高透射率的防反射膜，以 便通过减少闪耀或幻象来获得高对比度和高光学性能。根据本实施例的变焦光学系统ZL具有在3至10的数量级上的变焦比。在根据本实施例的变焦光学系统ZL中，优选的是，第一透镜组Gl具有两个正透镜 元件。而且，第一透镜组Gl由如此的透镜元件构成，即，所述透镜元件以从物体侧起的顺序 以正/正顺序被布置，并且在元件之间布置了空气距离。而且，在根据本实施例的变焦光学系统ZL中，优选的是，第二透镜组G2包括一个 正透镜元件和三个负透镜元件。而且，优选的是，第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由 负-负-正-负构成，并且在相邻的透镜元件之间有空气距离。而且，在根据本实施例的变焦光学系统ZL中，优选的是，第三透镜组G3包括两个 正透镜元件和一个负透镜元件。替代地，优选的是，第三透镜组G3由三个正透镜元件和两 个负透镜元件构成。而且，优选的是，第三透镜组G3以从物体侧起的顺序包括以正/正/ 负顺序或以正/正/正/负/负顺序布置的透镜元件，并且在相邻的透镜元件之间布置了 每一个空气距离。而且，在根据本实施例的变焦光学系统ZL中，优选的是，第四透镜组G4包括一个 正透镜元件和一个负透镜元件。替代地，优选的是，第四透镜组G4包括两个正透镜元件和一个负透镜元件。而且，优选的是，第四透镜组G4以从物体侧起的顺序包括以正/负顺序 或正/正/负顺序布置的透镜元件，并且在相邻的透镜元件之间布置了每一个气隙。注意，已经以如下的方式描述了本实施例，S卩，增加结构要求以用于提供本申请的 易于明白的描述，但是，当然，本申请不限于这种说明性模式。以下将参考图18来描述用于制造根据本实施例的变焦光学系统ZL的方法的概 况，该变焦光学系统ZL以从物体侧起的顺序包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和 第四透镜组。一种用于制造包括在具有圆柱形状的透镜镜筒中的第一透镜组、第二透镜组、第 三透镜组和第四透镜组的变焦光学系统的方法包括下面的步骤SlOO 使用在第三透镜组G3中的至少一部分的透镜组Gvr来构成可移动透镜组， 该透镜组Gvr在包括与光轴垂直的分量的方向上可移动；S200 在从广角端状态向远摄端状态变焦时，可变地布置在第一透镜组Gl和第二 透镜组G2之间的距离、在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离、以及在第三透镜组 G3和第四透镜组G4之间的距离；S300 满足下面的条件表达式(1)和( 地布置具有正折射光焦度的第一透镜组 G1、具有负折射光焦度的第二透镜组G2、具有正折射光焦度的第三透镜组G3、以及具有正 折射光焦度的第四透镜组G4:
0.47 < φ3/β < 1.00(1)4. 50 < fl/(-f2) < 8. 50(2)其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接 近物体侧的透镜表面，fl表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并 且f3表示所述第三透镜组的焦距。以下将参考附图来描述本申请的每一个实例。图1、5、9和13图示如何分布变焦光 学系统ZLl至ZL4的折射光焦度和如何在从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的焦距状态 的改变中移动各个透镜组。如图1、5、9和13中所示，在各个实例中的变焦光学系统ZLl至 ZL4的每一个以从物体侧起的顺序由下述部分构成具有正折射光焦度的第一透镜组G1、 具有负折射光焦度的第二透镜组G2、具有正折射光焦度的第三透镜组G3以及具有正折射 光焦度的第四透镜组G4。然后，在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在各个透镜组之间 的气体距离改变，以便在第一透镜组Gl和第二透镜组G2之间的气体距离增大，在第二透镜 组G2和第三透镜组G3之间的气体距离减小，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间 的气体距离减小。孔径光阑S在实例1、2和3中邻近第三透镜组G3的最接近物体侧的正透镜(L31) 的物体侧而定位，或在实例4中邻近第三透镜组G3的最接近物体侧的正透镜(L31)的图像 侧而定位，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时与第三透镜组G3—起移动。以向物体 移动第二透镜组G2的方式来执行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上。通过在垂 直于光轴的方向上移动在第三透镜组G3内的最接近图像侧(在实例3和4中其是从图像 侧起的第二)的胶合透镜(可移动透镜组Gvr)而执行手摇动(减振)的校正。在每一个实例中，当y是在垂直于光轴的方向上的高度、S(y)是从非球面的顶点处的切表面到自光轴在竖直高度y处的非球面沿着光轴的距离(垂度量sag quantity) ,r 是参考球面的曲率半径(近轴曲率半径)、k是锥形系数、并且An是第η阶非球面系数时， 通过下面的表达式(a)来表达非球面。注意在随后的工作实例中[E-n]表示[X10_n]。S(y) = (y2/r)/[l+[l-K (y2/r2)]1/2]+A4 X y4+A6 X y6+A8 X y8+A10 X y10+A12 X y12 (a)应当注意，第二阶非球面系数A2在每一个实例中为“0”。而且，在每一个实例的 [透镜数据]中，非球面在表面编号的右侧上被附有标记“*”。< 实例 1>图1是示出根据实例1的变焦光学系统ZLl的构造的视图。在图1中的变焦光学 系统ZLl中，第一透镜组Gl以从物体侧起的顺序由下述部分构成胶合透镜，其由具有朝向 物体侧的凸表面的负弯月形透镜Lll与双凸透镜L12胶合构成；以及，正弯月形透镜L13， 其具有朝向物体侧的凸表面。第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由下述部分构成负弯月 形透镜L21，其具有朝向物体侧的凸表面；双凹透镜L22 ；双凸透镜L23 ；以及，具有朝向物 体侧的凹表面的负弯月形透镜L24，其中，第二透镜组G2的最接近物体侧的负弯月形透镜 L21是非球面透镜，其物体侧玻璃透镜表面由非球面形成，并且最接近图像侧的负弯月形透 镜LM是非球面透镜，其图像侧玻璃透镜表面由非球面形成。第三透镜组G3以从物体侧起 的顺序由下述部分构成双凸透镜L31 ；胶合透镜，其由双凸透镜L32与具有朝向物体侧的 凹表面的负弯月形透镜L33胶合构成；以及，胶合透镜，其由具有朝向图像侧的凸表面的正 弯月形透镜L34与双凹透镜L35(可移动透镜组Gvr)胶合构成，其中，第三透镜组G3的从 图像侧位于第二的正弯月形透镜L34是非球面透镜，其物体侧玻璃透镜表面是以非球面形 成的。第四透镜组G4以从物体侧起的顺序由下述部分构成胶合透镜，其由具有朝向物体 侧的凸表面的负弯月形透镜L41与双凸透镜L42胶合构成；以及，胶合透镜，其由双凸透镜 L43与具有朝向图像侧的凸表面的负弯月形透镜L44胶合构成，其中，第四透镜组G4的最接 近图像侧的负弯月形透镜L44是非球面透镜，其图像侧玻璃透镜表面是以非球面形成的。注意，通过如下的透镜来校正角度θ的旋转振动，S卩，其整个系统的焦距是f并且 减振系数(在图像平面上的图像移位量与用于校正振动的可移动透镜组Gvr的移位量的比 率)是K，并且为了获得这个校正，可以在垂直于光轴的方向上将用于校正振动的可移动透 镜组Gvr移动(f ^tan θ )/K(在随后的实例中，描述是相同的)。在根据实例1的广角端 状态中，减振系数是0. 74，并且焦距是7(mm)，因此，用于校正0. 52°的旋转振动的可移 动透镜组Gvr的移位量是0.30 (mm)。在根据实例1的远摄端状态中，减振系数是1. 34，并 且，焦距是116. 7 (mm)，因此用于校正0. 20°的旋转振动的可移动透镜组Gvr的移位量是 0. 30(mm)。下面的表1示出根据实例的1的各个数据项。在[规格]中，W表示广角端状态，M 表示中间焦距状态，T表示远摄端状态，f表示变焦光学系统的焦距，FNO表示f数，2 ω表示 视角(单位度)，TL表示总透镜长度，并且Bf表示后焦距。在[透镜数据]中，最左的列 “i”示出沿着光传播方向以从物体侧起的顺序计数的透镜表面编号，第二列“r”示出透镜 表面的曲率半径，第三列“d”示出到下一个光学表面的距离，第四列“ vd”示出在d线(波 长λ = 587.6mm)的阿贝数，第五列“nd”示出在d线(波长λ = 587. 6mm)的折射率。在 第五列“nd”中，省略了空气的折射率nd = 1.000000。在第二列“r”中，r = 0. 0000表示平面。在第三列“d”中，Bf表示后焦距。在[透镜组数据]中，示出每一个透镜组的焦距。 在[可变距离]中，示出相对于每一个焦距状态的可变距离和总透镜长度TL。在[条件表 达式的值]中，示出用于条件表达式的值。在用于各个值的相应表格中，“mm” 一般用于诸 如焦距、曲率半径和到下一个透镜表面的距离这样的长度的单位。然而，因为通过成比例地 放大或缩小其尺寸的光学系统可以获得类似的光学性能，所以单位不必然限于[mm]，并且 可以使用任何其他适当的单位。在其他实例中，附图标记的说明是相同的。
0099]表10100][规格]0101]WMT0102]f =24. 749. 8116. 70103]FNO =4. 14. 14. 10104]2ω =85. 545. 820. 40105]TL =138. 9158. 5195. 20106]Bf =34. 353. 378. 40107][透镜数据]0108]irdvdnd0109]1433. 33801. 523. 781.846660110]2106.27177. 565. 471.603000111]3-488. 55440. 20112]461. 79476. 146. 631.816000113]5157. 8314(d5)0114]*6172. 22190. 238. 091.553890115]7108.75891. 542. 721.834810116]816.82807. 00117]9-32. 96351. 142. 721.834810118]1090.39000. 10119]1149.75645. 023. 781.846660120]12-28. 72881. 00121]13-21. 66351. 142. 721. 834810122]14*-59. 2704(dl4)0123]150. 00000. 2孔径光阑S0124]1683. 55723. 552. 291. 755000125]17-63.14650. 20126]1837. 98296. 565. 471. 603000127]19-29.17401. 523. 781. 846660128]20-154.45082. 40129]21*-50.00000. 138. 091. 553890130]22-50.00002. 923. 781. 846660131]23-24. 26741. 545. 301. 79500
24 1552.3648 (d24)25 37.1161 1.526 23. 1455 6.027 -70. 7250 6.328 293.8058 5.029 -29. 7266 2.030* -147.4982 (Bf)[非球面数据]表面编号6κ = 99. 0000A4 = 7. 24080E-06A6 = -1. 89560E-08A8 = 5.61340E-11AlO = -1. 00700E-13A12 = 0.00000E+00表面编号14K=L 0000A4 = -8. 90470E-07A6 = -8. 45490E-09A8 = 2.43120E-11AlO = 0.00000E+00A12 = 0.00000E+00表面编号21K=L 0000A4 = 5.76870E-06A6 = 4.96800E-09A8 = 0.00000E+00AlO = 0.00000E+00A12 = 0.00000E+00表面编号30K=L 0000A4 = 1.28760E-05A6 = 1.57610E-08A8 = -2. 42460E-11AlO = 1.25150E-13A12 = 0.00000E+00[在变焦时的可变距离]W Mf = 24. 7 4980171]d5 =2. 2 20. 142.0172]dl4 =20.6 9. 11. 00173]d24 =9. 7 3. 81. 00174]Bf =34. 3 53. 378.0175]TL =138.9 158. 51950176][透镜_且数据]0177]组I 焦距0178]11 108.90179]26 -17. 20180]316 44. 10181]4 2554. 60182][条件表达式的值]0183]fvr =-65. 40184]
φ3=23.9
(1)φ3/ 3=0.54(2)fl/(-f2) = 6. 32
(3)cp3/Bfw=0.70(4) I fvr | /ft = 0. 56(5)f4/f3 = 1. 24图2A和2B是在实例1中在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图2A是在广 角端状态中的各种像差的图；并且，图2B是当在广角端状态中在无限远距离拍摄状态中校 正0.52°的旋转振动时的彗差的图。图3是根据实例1的在中间焦距状态中在无限远距离 聚焦状态中的像差的图。图4A和4B是根据实例1的在无限远距离聚焦状态中的各种像差 的图；图4A是在远摄端状态中的各种像差的图；并且，图4B是当在远摄端状态中在无限远 距离拍摄状态中校正0.20°的旋转振动时的彗差的图。在示出像散的图中，实线表示弧矢像面，而虚线表示子午像面。在各个图中，FNO表 示f数，Y表示图像高度，d表示d线(波长λ = 587.6nm)，并且，g表示g线(波长λ = 435. 6nm)。关于各个像差图的上述解释与其他实例相同。从各个图显然，根据实例1的变焦光学系统示出了作为对于从广角端状态到远摄 端状态的每个焦距状态中的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。〈实例2>图5是示出根据实例2的变焦光学系统ZL2的构造的视图。在图5中的变焦光学 系统ZL2中，第一透镜组Gl以从物体侧起的顺序由下述部分构成胶合透镜，其由具有朝向 物体侧的凸表面的负弯月形透镜Lll与双凸透镜L12胶合构成；以及，正弯月形透镜L13， 其具有朝向物体侧的凸表面。第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由下述部分构成负弯月 形透镜L21，其具有朝向物体侧的凸表面；双凹透镜L22 ；胶合透镜，其由双凸透镜L23与具有朝向物体侧的凹表面的负弯月形透镜LM胶合构成；以及，负弯月形透镜L25，其具有朝 向物体侧的凹表面，其中，第二透镜组G2的最接近物体侧的负弯月形透镜L21是非球面透 镜，其物体侧玻璃透镜表面由非球面形成。第三透镜组G3以从物体侧起的顺序由下述部分 构成双凸透镜L31 ；胶合透镜，其由双凸透镜L32与具有朝向物体侧的凹表面的负弯月形 透镜L33胶合构成；以及，胶合透镜(可移动透镜组Gvr)，其由双凹透镜L34与具有朝向物 体侧的凸表面的正弯月形透镜L35胶合构成，其中，第三透镜组G3的从图像侧位于第二的 双凹透镜L34是非球面透镜，其物体侧玻璃透镜表面是以非球面形成的。第四透镜组G4以 从物体侧起的顺序由下述部分构成双凸透镜L41 ；胶合透镜，其由双凸透镜L42与双凹透 镜L43胶合构成；以及，正弯月形透镜L44，其具有朝向图像侧的凸表面，其中，第四透镜组 G4的最接近物体侧的双凸透镜L41是非球面透镜，其物体侧玻璃透镜表面是由非球面形成 的。 在根据实例2的广角端状态中，减振系数是1. 00，并且焦距是6(mm)，因此，用 于校正0.64°的旋转振动的可移动透镜组Gvr的移位量是0.27 (mm)。在根据实例2的远 摄端状态中，减振系数是1. 72，并且，焦距是102. 0 (mm)，因此用于校正0. 34°的旋转振动 的可移动透镜组Gvr的移位量是0. 34 (mm)。下面的表2示出根据实例2的各个ξ数据项。
表2
[规格]
WMT
f = 24. 650. 0102. 0
FNO = 4. 14. 14. 1
2ω = 85. 546. 123. 3
TL = 146. 6167. 1199. 6
Bf = 39. 964. 584. 0
[透镜数据]
i rdvdnd
1 338.90201. 532. 351.85026
2 60.62658. 765. 471.60300
3 -725. 55040. 2
4 54. 18487. 052. 291.75500
5 220.8993(d5)
6* 169.71931. 542. 721.83480
7 16.31616. 3
8 -44.81191. 052. 311.75499
9 41. 26410. 2
10 33.84905. 423. 771.84666
11 -34.97821. 142. 721.83481
12 -62.41401. 8
13 -24.80141. 040. 941.80610
14 -49. 2693 (dl4)
150.0000
1645. 3309
1. 5 4. 5
17 -49. 3832 0.2
18 37. 6971
19
20 21
-29. 6774 -400. 6411 -38. 0412
22 38.4634
5. 9 1. 0 3. 3 1. 0 3. 7
23 -664.9509 (d23) 24* 189.6816 4.0 25 -27. 6473 0. 2
26 48.2882
5. 6
27 -44. 5374 1. 2
28 53. 3483
3. 3
29-84. 9425 3. 1
30-31. 3071 (Bf) [非球面数据]
表面编号6 κ = 20. 2901 A4 = 7.21010E-06 A6 = -1. 68940E-08 A8 = 7.36240E-11 AlO = -3. 11700E-13 A12 = 0.61143E-15 表面编号21 κ = 2. 4406 A4 = 8.56080E-06 A6 = 8.41180E-09 A8 = 0.00000E+00 AlO = 0.00000E+00 A12 = 0.00000E+00 表面编号24
K=L 0000 A4 = -2. 36790E-05 A6 = 1.97200E-08 A8 = -1. 54680E-10 AlO = 4. 10050E-13 A12 = 0.00000E+00
孔径光阑S 52. 29 1. 75500
82. 56 1. 49782 23. 77 1. 84666
42.72 1.83481 23. 78 1. 84666
70. 45 1. 48749
82. 42.
56 1. 72 1.
49782 83481
65. 47 1. 60300
[在变焦时的可变距离]WMT
f =24.650. 0102. 0
d5 =2. 515. 936. 8
dl4 =19.87. 61. 5
d23 =9. 44. 02. 2
Bf =39.964. 584. 0
TL =146,6167. 1199. 6
[透镜组数据]
组I焦距
1199.6
26-161. 0
31642.8
42449.8[条件表达式的值]fvr = -49. 3
φ3=24.3
(1)φ3/ 3=0.57(2)fl/(-f2) = 6. 21
(3)cp3/Bfw=0.61(4) I fvr | /ft = 0. 48(5)f4/f3 = 1. 16图6A和6B是根据实例2的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图6A是在 广角端状态中的各种像差的图；并且，图6B是当在广角端状态中在无限远距离拍摄状态中 校正0.64°的旋转振动时的彗差的图。图7是根据实例2的在中间焦距状态中在无限远距 离聚焦状态中的像差的图。图8A和8B是根据实例2的在无限远距离聚焦状态中的各种像 差的图；图8A是在远摄端状态中的各种像差的图；并且，图8B是当在远摄端状态中在无限 远距离拍摄状态中校正0. 34°的旋转振动时的彗差的图。从各个图显然，根据实例2的变焦光学系统示出了作为对于从广角端状态到远摄 端状态的每个焦距状态中的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。< 实例 3>图9是示出根据实例3的变焦光学系统ZL3的构造的截面图。在图9中的变焦光学 系统ZL3中，第一透镜组Gl以从物体侧起的顺序由下述部分构成胶合透镜，其由具有朝向 物体侧的凸表面的负弯月形透镜Lll与双凸透镜L12胶合构成；以及，正弯月形透镜L13， 其具有朝向物体侧的凸表面。第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由下述部分构成负弯月 形透镜L21，其具有朝向物体侧的凸表面；负弯月形透镜L22，其具有朝向物体侧的凹表面；双凸透镜L23 ；以及，双凹透镜L24，其中，第二透镜组G2的最接近物体侧的负弯月形透镜 L21是非球面透镜，其物体侧玻璃透镜表面由非球面形成，并且最接近图像侧的负弯月形透 镜LM是非球面透镜，其图像侧玻璃透镜表面由非球面形成。第三透镜组G3以从物体侧起 的顺序由下述部分构成双凸透镜L31 ；胶合透镜，其由具有朝向图像侧的凹表面的负弯月 形透镜L32与双凸透镜L33胶合构成；双凹透镜L34 ；胶合透镜(可移动透镜组Gvr)，其由 具有朝向图像侧的凸表面的正弯月形透镜L35与双凹透镜L36胶合构成；以及，负弯月形 透镜L37，其具有朝向物体侧的凹表面。第四透镜组G4以从物体侧起的顺序由下述部分构 成正弯月形透镜L41，其具有朝向图像侧的凸表面；以及，胶合透镜，其由具有朝向图像侧 的凸表面的正弯月形透镜L42与具有朝向图像侧的凸表面的负弯月形透镜L43胶合构成， 其中，第四透镜组G4的最接近物体侧的正弯月形透镜L41是非球面透镜，其物体侧玻璃透 镜表面是由非球面形成的。 在根据实例3的广角端状态中，减振系数是1. 06，并且焦距是27. 2 (mm)，因此，用 于校正0. 66°的旋转振动的可移动透镜组Gvr的移位量是0. 3 (mm)。在根据实例3的远摄 端状态中，减振系数是1. 58，并且焦距是143. 0 (mm)，因此用于校正0. 19°的旋转振动的可 移动透镜组Gvr的移位量是0. 3 (mm)。下面的表3示出根据实例3的各个_女据项。
表3
[规格]
WMT
f =27. 248.1143 0
FNO ==4. 54. 34. 2
2ω ==79. 747.616.6
TL =144. 9158.0188 8
Bf =38. 555.570.7
[透镜数据]
irdvdnd
1157. 26752.023.771.84666
274. 20187.567.871.59318
3-7189.00150.1
453. 73915.652.291.75500
5142. 1986(d5)
6*153. 04551.246.631.81600
714. 47958.0
8-25. 28161.045.301.79500
9-53. 66820.1
1052. 44234.223.771.84666
11-32. 78130.5
12-26.13241.040.941.80610
13*1638.3373(dl3)
1461. 13842.652.29 1 75500
15-388.31961.4
160. 00000.5孔径光阑S
1727. 82313.023.77184666
1816.96996.670.45148749
19-58.91720.1
2047. 25983.467.87159318
21-433.22581.8
22-58. 59283.532.35185026
23-29. 83511.052.29175500
2480.47103.0
25-131. 01071.053.89171300
26-943. 5177(d26)
27-1253.27895.761.18158913
28-21. 83920.1
29-40.98544.070.45148749
30-28. 26782.032.35185026
31-73. 8800(Bf)
[非球面数据]
表面编号6
K1. 0000
-=9.10590E-06
A6 =-2.46720E-08
A8 =4.74440E-11
AlO ==-3. 43860E-14
A12 ==0.00000E+00
表面编号13
K1. 0000
-=-4. 34150E-06
A6 =-1. 54250E-08
A8 =8. 52640E-12
AlO ==-8. 74630E-14
A12 ==0. 00000E+00
表面编号27
K-30. 0000
-=-2. 01880E-05
A6 =-1. 57780E-08
A8 =4. 19740E-11
AlO ==-1. 12730E-1321
A12 =0.00000E+00
[在变焦时的可变距离]
WMT
f =27.248. 1143
d5 =2. 916. 044.
dl3 =24.013. 41. 2
d26 =8. 32. 01. 3
Bf =38.555. 570.
TL =144.9158. 0188
[透镜组数据]
组I焦距
1191.4
26-17.1
31436.4
42774.8
[条件表达式的值]
fvr =-47.8
φ3=23.1
(1)φ3/0=0.63(2)fl/(-f2) = 5. 36
(3)(p3/Bfw 二 0.60(4) I fvr | /ft = 0. 33(5) f4/f 3 = 2. 06图IOA和IOB是根据实例3的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图IOA 是在广角端状态中的各种像差的图；并且，图IOB是当在广角端状态中在无限远距离拍摄 状态中校正0.66°的旋转振动时的彗差的图。图11是根据实例3的在中间焦距状态中在 无限远距离聚焦状态中的像差的图。图12A和12B是根据实例3的在无限远距离聚焦状态 中的各种像差的图；图12A是在远摄端状态中的各种像差的图；并且，图12B是当在远摄端 状态中在无限远距离拍摄状态中校正0. 19°的旋转振动时的彗差的图。从各个图显然，根据实例3的变焦光学系统示出了作为对于从广角端状态到远摄 端状态的每个焦距状态中的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。< 实例 4>图13是示出根据实例4的变焦光学系统ZL4的构造的视图。在图13中的变焦光 学系统ZL4中，第一透镜组Gl以从物体侧起的顺序由下述部分构成胶合透镜，其由具有 朝向物体侧的凸表面的负弯月形透镜Lll与双凸透镜L12胶合构成；以及，正弯月形透镜 L13，其具有朝向物体侧的凸表面。第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由下述部分构成负弯月形透镜L21，其具有朝向物体侧的凸表面；负弯月形透镜L22，其具有朝向物体侧的凹 表面；双凸透镜L23 ；以及，双凹透镜L24，其中，第二透镜组G2的最接近物体侧的负弯月形 透镜L21是非球面透镜，其物体侧玻璃透镜表面由非球面形成，并且最接近图像侧的负弯 月形透镜LM是非球面透镜，其图像侧玻璃透镜表面由非球面形成。第三透镜组G3以从物 体侧起的顺序由下述部分构成双凸透镜L31 ；胶合透镜，其由具有朝向图像侧的凹表面的 负弯月形透镜L32与双凸透镜L33胶合构成；正弯月形透镜L34，其具有朝向物体侧的凸表 面；胶合透镜(可移动透镜组Gvr)，其由具有朝向图像侧的凸表面的正弯月形透镜L35与 双凹透镜L36胶合构成；以及，负弯月形透镜L37，其具有朝向物体侧的凹表面。第四透镜 组G4以从物体侧起的顺序由下述部分构成正弯月形透镜L41，其具有朝向图像侧的凸表 面；以及，胶合透镜，其由具有朝向图像侧的凸表面的正弯月形透镜L42与具有朝向图像侧 的凸表面的负弯月形透镜L44胶合构成，其中，第四透镜组G4的最接近物体侧的双凸透镜 L41是非球面透镜，其物体侧玻璃透镜表面是以非球面形成的。 在根据实例4的广角端状态中，减振系数是1. 00，并且焦距是25. 1 (mm)，因此，用 于校正0. 68°的旋转振动的可移动透镜组Gvr的移位量是0. 3 (mm)。在根据实例4的远摄 端状态中，减振系数是1. 55，并且焦距是126. 2(mm)，因此用于校正0. 21°的旋转振动的可 移动透镜组Gvr的移位量是0. 3 (mm)。下面的表4示出根据实例4的各个養女据项。
表4
[规格]
WMT
f =25. 149. 0126. 2
FNO=4. 14. 34. 3
2ω=84. 346. 018. 7
TL ==144.4161. 4191. 3
Bf ==38. 555. 472. 8
[透镜数据]
irdVdnd
1193. 02352. 023. 771.84666
283. 80127. 567. 871.59318
3-963.44110. 1
455. 76676. 352. 291.75500
5141. 2394(d5)
6*190.76831. 246. 631.81600
714. 08808. 0
8-22. 94391. 045. 301.79500
9-41. 96120. 10
1049.97574. 223. 771.84666
11-35. 34870. 5
12-28.13831. 040. 941.80610
13*1638.3373(dl3)
140. 00001.4孔径光阑S
15166.92792.652.291.75500
16-127.47410.5
1725. 95211.523.771.84666
1816.60407.570.451.48749
19-80.18010.1
2039.19933.467.871.59318
214775.82972.5
22-87. 51913.532.351.85026
23-23. 68051.052.291.75500
2453. 28303.0
25-176.22041.053.891.71300
26-943. 5176(d26)
27*739. 66405.761.181.58913
28-21. 15370.1
29-53. 78664.070.451.48749
30-21. 32932.032.351.85026
31-73. 8800(Bf)
[非球面数据]
表面编号6
K ==1. 0000
A4 ==1. 32270E-05
A6 ==-3. 14110E-08
A8 ==4. 74440E-11
AlO=-3. 43860E-14
A12=0. 00000E+00
表面编号13
K ==1. 0000
A4 ==-3. 02320E-06
A6 ==-1. 73280E-08
A8 ==8. 52640E-12
AlO=-8.74630E-14
A12=0.00000E+00
表面编号27
K ==-30. 0000
A4 ==-1. 97540E-05
A6 ==-1. 56180E-08
A8 ==4.19740E-11
AlO = -1. 12730E-13A12 = 0. 00000E+00[在变焦时的可变距离]WMT
f =25. 149. 0126
d5 =2. 020. 444.
dl3 =23. 611. 70. 8
d26 =8. 32. 01. 3
Bf =38. 555. 472.
TL =144. 4161. 4191
[透镜组数据]组 I 焦距1 1 96.42 6 -17. 23 15 38.44 27 69.8[条件表达式的值]fvr = -49. 8
φ3=23.4
(1)φ3/ 3=0.61(2)fl/(-f2) = 5. 59
(3)cp3/Bfw=0.61(4) I fvr I/ft = 0. 39(5)f4/f3 = 1. 82图14A和14B是根据实例4的在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图；图14A 是在广角端状态中的各种像差的图；并且，图14B是当在广角端状态中在无限远距离拍摄 状态中校正0.68°的旋转振动时的彗差的图。图15是根据实例4的在中间焦距状态中在 无限远距离聚焦状态中的像差的图。图16A和16B是根据实例4的在无限远距离聚焦状态 中的各种像差的图；图16A是在远摄端状态中的各种像差的图；并且，图16B是当在远摄端 状态中在无限远距离拍摄状态中校正0.21°的旋转振动时的彗差的图。从各个图显然，根据实例4的变焦光学系统示出了作为对于从广角端状态向远摄 端状态的每个焦距状态中的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。
权利要求
1.一种变焦光学系统，以从物体侧起的顺序包括 第一透镜组，其具有正折射光焦度；第二透镜组，其具有负折射光焦度； 第三透镜组，其具有正折射光焦度；以及， 第四透镜组，其具有正折射光焦度；在所述第三透镜组内的透镜的至少一部分构成可移动透镜组，所述可移动透镜组在具 有垂直于光轴的分量的方向上移动，当从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距 离、在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、以及在所述第三透镜组和所述第四 透镜组之间的距离是可变的，并且 满足下面的条件表达式0.47 < φ3/￡3 < 1.004. 50 < fl/(-f2) < 8. 50其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接近物 体侧的透镜表面，Π表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f3 表示所述第三透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，满足下面的条件表达式0.50 < (p3/Bfw< 1.00其中，Bfw表示在所述广角端状态中的所述变焦光学系统的后焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，在所述第三透镜组内包括胶合透镜。
4.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，在所述第二透镜组内设置非球面透镜。
5.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，满足下面的条件表达式0.20 < I fvr I /ft < 0. 70其中，fvr表示所述可移动透镜组的焦距，并且，ft表示在所述远摄端状态中的所述变 焦光学系统的焦距。
6.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述可移动透镜组包括胶合透镜。
7.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述可移动透镜组被布置得最接近所 述第三透镜组的图像侧。
8.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述第三透镜组在所述可移动透镜组 的图像侧包括至少一个透镜。
9.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述可移动透镜组具有负折射光焦度。
10.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，满足下面的条件表达式1.00 < f4/f3 < 4. 00其中，f3表示所述第三透镜组的焦距，并且，f4表示所述第四透镜组的焦距。
11.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，在所述第四透镜组内设置非球面透^Ml O
12.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，在所述第四透镜组内设置胶合透镜， 所述胶合透镜以从物体侧起的顺序由正透镜与负透镜胶合而构成。
13.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间布置孔径光阑。
14.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，在从所述广角端状态向所述远摄端状 态变焦时，孔径光阑被与所述第三透镜组一起地移动。
15.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，所述第三透镜组包括两个胶合透镜。
16.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其中，在所述第三透镜组中的最物体侧透镜 是单透镜。
17.一种光学设备，包括根据权利要求1的所述变焦光学系统。
18.一种变焦光学系统，以从物体侧起的顺序包括 第一透镜组，其具有正折射光焦度；第二透镜组，其具有负折射光焦度； 第三透镜组，其具有正折射光焦度；以及， 第四透镜组，其具有正折射光焦度；在所述第三透镜组内的透镜的至少一部分构成可移动透镜组，所述可移动透镜组在具 有垂直于光轴的分量的方向上移动，当从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距 离、在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、以及在所述第三透镜组和所述第四 透镜组之间的距离是可变的，并且 满足下面的条件表达式0.50 < (p3/Bfw < 0.854. 50 < fl/(-f2) < 8. 50其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接近物 体侧的透镜表面，Π表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并且BfV 表示在所述广角端状态中的所述变焦光学系统的后焦距。
19.一种用于制造变焦光学系统的方法，所述变焦光学系统以从物体侧起的顺序包括 第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组，所述方法包括步骤将构成可移动透镜组的至少一部分透镜布置到所述第三透镜组内，所述可移动透镜组 在具有垂直于光轴的分量的方向上移动；在从广角端状态向远摄端状态变焦时，改变在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间 的距离、在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、以及在所述第三透镜组和所述 第四透镜组之间的距离；满足下面的条件表达式地布置具有正折射光焦度的所述第一透镜组、具有负折射光焦 度的所述第二透镜组、具有正折射光焦度的第三透镜组、以及具有正折射光焦度的第四透 镜组，0.47 < φ3/ 3 < 1.004. 50 < fl/(-f2) < 8. 50其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接近物 体侧的透镜表面，Π表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f3 表示所述第三透镜组的焦距。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括步骤满足下面的条件表达式，0.50 < cp3/Bfw < 1.00其中，Bfw表示在所述广角端状态中的所述变焦光学系统的后焦距。
21.根据权利要求19所述的方法，进一步包括步骤满足下面的条件表达式 ，0.20 < I fvr I /ft < 0. 70其中，fVr表示所述可移动透镜组的焦距，并且ft表示在所述远摄端状态中的所述变 焦光学系统的焦距。
22.根据权利要求19所述的方法，进一步包括步骤布置包括胶合透镜的所述可移动透镜组。
23.根据权利要求19所述的方法，进一步包括步骤满足下面的条件表达式， 1.00 < f4/f3 < 4. 00其中，f3表示所述第三透镜组的焦距，并且f4表示所述第四透镜组的焦距。
24.一种用于制造变焦光学系统的方法，所述变焦光学系统以从物体侧起的顺序包括 第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组，所述方法包括步骤将构成可移动透镜组的至少一部分透镜布置到所述第三透镜组内，所述可移动透镜组 在具有垂直于光轴的分量的方向上移动；在从广角端状态向远摄端状态变焦时，改变在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间 的距离、在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、以及在所述第三透镜组和所述 第四透镜组之间的距离；满足下面的条件表达式地布置具有正折射光焦度的所述第一透镜组、具有负折射光焦 度的所述第二透镜组、具有正折射光焦度的第三透镜组、以及具有正折射光焦度的第四透 镜组，0.50 < tp3/Bfw < 0.85，4.50 < fl/(-f2) < 8. 50其中，φ3表示透镜表面的光束有效直径，所述透镜表面是所述第三透镜组的最接近物 体侧的透镜表面，Π表示所述第一透镜组的焦距，f2表示所述第二透镜组的焦距，并且BfV 表示在所述广角端状态中的所述变焦光学系统的后焦距。
全文摘要
本发明涉及一种变焦光学系统、配备了其的光学设备和用于制造其的方法。变焦光学系统以从物体侧起的顺序包括第一透镜组，具有正折射光焦度；第二透镜组，具有负折射光焦度；第三透镜组，具有正折射光焦度；以及，第四透镜组，具有正折射光焦度；在第三透镜组内的透镜的至少一部分构成可移动透镜组，可移动透镜组在具有垂直于光轴的分量的方向上移动，当从广角端状态向远摄端状态变焦时，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以及在第三透镜组和第四透镜组之间的距离是可变的。变焦光学系统能够通过可移动组来校正照相机摇动，并且实现高光学性能、高变焦比和小的f数。
文档编号G02B15/04GK102087403SQ20101056675
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者三轮哲史, 铃木刚司 申请人:株式会社尼康