变焦透镜系统、摄像装置以及照相机的制作方法

专利名称：变焦透镜系统、摄像装置以及照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及变焦透镜系统、摄像装置以及照相机。本发明尤其涉及分辨率高、具有高变焦率、不仅具有对起因于手抖动、振动等的像模糊进行光学补偿的模糊补偿功能，还尤其能够实现收缩时的薄型化的变焦透镜系统，含有该变焦透镜的摄像装置，以及具有该摄像装置的薄型且紧凑的照相机。
背景技术：
关于数码静态照相机或数码摄影机等具有进行光电变换的摄像元件的照相机系统(以下简称为数码照相机)，尤其是近年来，要求实现高分辨率、高变焦率、对起因于手抖动、振动等的像模糊进行光学补偿的补偿功能、以及薄型化，提出了各种的透镜系统。日本特开2007-122019号公报揭示了具有如下构成的高变倍变焦透镜，其从物方依次具有第I透镜组，该第I透镜组具有正光焦度，由负弯月透镜、第I正透镜以及第2正透镜构成；具有负光焦度的第2镜组；具有正光焦度的第3组透镜组；和具有正光焦度的第4透镜组，在变倍的时候使得各透镜组全部沿着光轴移动，规定了第I透镜组和第2透镜组的焦距、负弯月透镜的屈光率、以及第I正透镜的屈光率的关系。采用该高变倍变焦透镜，对第3透镜组整体赋予了模糊补偿功能。日本特开2009 - 282439号公报揭示了一种在变焦时至少第I透镜组移动的变焦透镜，其从物方到像方依次包括正屈光力的第I透镜组；负屈光力的第2透镜组；整体上为正屈光力的第3透镜组，其具有正屈光力的第3a透镜组以及负屈光力的第3b透镜组，第3b透镜组由单一的负透镜构成；以及正屈光力的第4透镜组。采用该变焦透镜，对第3a透镜组赋予模糊补偿功能。日本特开2003-295060号公报揭示了如下结构的变焦透镜，从物方依次包括正屈光力的第I透镜组；负屈光力的第2透镜组；具有正屈光力的第3a透镜组以及负屈光力的第3b透镜组的、整体上为正屈光力的第3透镜组，使各透镜组的间隔变化以进行变焦，使第3b透镜组在与光轴垂直的方向上移动，其规定了相邻的透镜组的间隔、整个系统的焦距、第2透镜组和第3b透镜组的焦距、以及在远摄端使第3b透镜组在与光轴垂直的方向上移动时的成像位置的在与光轴垂直的方向上的位移量的关系。采用该变焦透镜，对第3b透镜组赋予了模糊补偿功能。现有技术文献专利文献专利文献I:日本特开2007-122019号公报专利文献2:日本特开2009-282439号公报专利文献3:日本特开2003-295060号公报

发明内容
发明要解决的课题
然而，所述各专利文献所揭示的变焦透镜都具有高变焦率、且对某个透镜组赋予模糊补偿功能，但不会采用适合能达到薄型化、尤其是收缩时的薄型化的透镜组配置，无法满足近年来对于数码照相机的要求。本发明的目的在于提供一种分辨率高、具有高变焦率、不仅具有对起因于手抖动、振动等的像模糊进行光学补偿的模糊补偿功能，还尤其能够实现收缩时的薄型化的变焦透镜系统，含有该变焦透镜的摄像装置，以及具有该摄像装置的薄型且紧凑的照相机。解决课题的手段上述目的之一是通过以下的变焦透镜系统达成的。即，本发明涉及一种具有多个由至少一个透镜元件构成的透镜组的变焦透镜系统，其特征在于，从物方到像方依次包括具有正光焦度的第I透镜组；具有负光焦度的第2透镜组；具有正光焦度的第3透镜组；和后续透镜组，摄像时在从广角端向远摄端进行变焦时，使所述第I透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组沿着光轴移 动以进行变倍，所述第3透镜组从物方到像方依次包括收缩时沿着与摄像时不同的轴退让的第3a透镜组；和为了对像的模糊进行光学补偿而相对于光轴向垂直方向移动的第3b透镜组。上述目的之一是通过以下的摄像装置达成的。即，本发明涉及一种摄像装置，能够将物体的光学的像输出为电的图像信号，其特征在于，包括形成物体的光学的像的变焦透镜系统；和将由该变焦透镜系统形成的光学的像转换为电的图像信号的摄像元件，所述变焦透镜系统具有多个由至少一个透镜元件构成的透镜组，从物方到像方依次包括具有正光焦度的第I透镜组；具有负光焦度的第2透镜组；具有正光焦度的第3透镜组；和后续透镜组，摄像时在从广角端向远摄端变焦之时，使所述第I透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组沿着光轴移动以进行变倍，所述第3透镜组从物方到像方依次包括收缩时沿着与摄像时不同的轴退让的第3a透镜组；和为了对像的模糊进行光学补偿而相对于光轴向垂直方向移动的第3b透镜组。上述目的之一通过以下的照相机达到。即，本发明涉及一种照相机，其将物体的光学的像转换为电的图像信号，进行被转换后的图像信号的显示以及存储中的至少一方，其特征在于，包括摄像装置，所述摄像装置包括形成物体的光学的像的变焦透镜系统、和将由该变焦透镜系统形成的光学的像转换为电的图像信号的摄像元件，
所述变焦透镜系统具有多个由至少一个透镜元件构成的透镜组，从物方到像方依次包括具有正光焦度的第I透镜组；具有负光焦度的第2透镜组；具有正光焦度的第3透镜组；和后续透镜组，摄像时在从广角端向远摄端变焦之时，使所述第I透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组沿着光轴移动以进行变倍，所述第3透镜组从物方到像方依次包括收缩时沿着与摄像时不同的轴退让的第3a透镜组；和为了对像的模糊进行光学补偿而相对于光轴向垂直方向移动的第3b透镜组。发明的效果采用本发明，能够提供一种分辨率高、具有高变焦率、不仅具有对起因于手抖动、振动等的像模糊进行光学补偿的模糊补偿功能，还尤其能够实现收缩时的薄型化的变焦透镜系统，含有该变焦透镜的摄像装置，以及具有该摄像装置的薄型且紧凑的照相机。


图I是表示实施方式I (实施例I)所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的透镜配置图。图2是实施例I所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的纵向像差图。图3是在实施例I所涉及的变焦透镜系统的远摄端的、没有进行像模糊补偿的基本状态及像模糊补偿状态下的横向像差图。图4是表示实施方式2 (实施例2)所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的透镜配置图。图5是实施例2所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的纵向像差图。图6是在实施例2所涉及的变焦透镜系统的远摄端的、没有进行像模糊补偿的基本状态及像模糊补偿状态下的横向像差图。图7是表示实施方式3 (实施例3)所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的透镜配置图。图8是实施例3所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的纵向像差图。图9是在实施例3所涉及的变焦透镜系统的远摄端的、没有进行像模糊补偿的基本状态及像模糊补偿状态下的横向像差图。图10是表示实施方式4(实施例4)所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的透镜配置图。图11是实施例4所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的纵向像差图。图12是在实施例4所涉及的变焦透镜系统的远摄端的、没有进行像模糊补偿的基本状态及像模糊补偿状态下的横向像差图。图13是表示实施方式5 (实施例5)所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的透镜配置图。
图14是实施例5所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的纵向像差图。图15是在实施例5所涉及的变焦透镜系统的远摄端的、没有进行像模糊补偿的基本状态及像模糊补偿状态下的横向像差图。图16是表示实施方式6 (实施例6)所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的透镜配置图。图17是实施例6所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的纵向像差图。图18是在实施例6所涉及的变焦透镜系统的远摄端的、没有进行像模糊补偿的基本状态及像模糊补偿状态下的横向像差图。图19是表示实施方式7 (实施例7)所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的透镜配置图。
图20是实施例7所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的纵向像差图。图21是在实施例7所涉及的变焦透镜系统的远摄端的、没有进行像模糊补偿的基本状态及像模糊补偿状态下的横向像差图。图22是表示实施方式8 (实施例8)所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的透镜配置图。图23是实施例8所涉及的变焦透镜系统的无限远对焦状态的纵向像差图。图24是在实施例8所涉及的变焦透镜系统的远摄端的、没有进行像模糊补偿的基本状态及像模糊补偿状态下的横向像差图。图25是实施方式9所涉及的数码静态照相机的概略结构图。
具体实施例方式(实施方式I 8)图1、4、7、10、13、16、19以及22是各实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统的透
镜配置图。图1、4、7、10、13、16、19以及22均表示无限远对焦状态下的变焦透镜系统。在各图中，(a)图表示广角端(最短焦距状态焦距fw)的透镜结构，(b)图表示中间位置(中间焦距状态焦距T))的透镜结构，(c)图表示远摄端(最长焦距状态焦距fT)的透镜结构。并且，在各图中，设置在(a)图与(b)图之间的直线或者曲线的箭头表示从广角端经由中间位置至远摄端的各透镜组的运动。进一步地，在各图中，被附于透镜组的箭头表示从无限远对焦状态朝近物对焦状态的聚焦，即，在图1、4、7、10、19以及22中，表示后述的第4透镜组G4在从无限远对焦状态向近物对焦状态进行聚焦时移动的方向，在图13以及16中，表示后述的第5透镜组G5在从无限远对焦状态向近物对焦状态进行聚焦时移动的方向。实施方式I 4以及8所涉及的变焦透镜系统从物方到像方依次包括具有正光焦度的第I透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3、具有正光焦度的第4透镜组G4。在各实施方式所涉及的变焦透镜系统中，在变焦时，所有的透镜组分别向沿着光轴的方向移动，以使得各透镜组的间隔，即所述第I透镜组Gl与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔、以及第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔都发生变化。各实施方式所涉及的变焦透镜系统，通过将这些各个透镜组设置为所希望的光焦度配置，能够保持高的光学性能，且能够实现透镜系统整体的小型化。实施方式5 7所涉及的变焦透镜系统从物方到像方依次包括具有正光焦度的第I透镜组G1、具有负光焦度的第2透镜组G2、具有正光焦度的第3透镜组G3、第4透镜组G4、和具有正光焦度的第5 透镜组G5，在实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4具有负光焦度，在实施方式6以及7所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4具有正光焦度。在各实施方式所涉及的变焦透镜系统中，在变焦时，所有的透镜组分别向沿着光轴的方向移动，以使得各透镜组的间隔，即第I透镜组Gl与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔、以及第4透镜组G4与第5透镜组G5的间隔都发生变化。各实施方式所涉及的变焦透镜系统，通过将这些各个透镜组设置为所希望的光焦度配置，能够保持高的光学性能，且能够实现透镜系统整体的小型化。另外，在图1、4、7、10、13、16、19以及22中，被附加在特定面的星号*表示该面是非球面。并且，在各图中，被附加于各透镜组的符号的记号(+ )及记号(一)对应于各透镜组的光焦度的符号。在各图中，位于最右侧的直线表示像面S的位置，在该像面S的物方(在图1、4、7、10以及22中像面S与第4透镜组G4的最靠近像方的透镜面之间，在图13、16以及19中像面S与第5透镜组G5的最靠近像方的透镜面之间)，设置有与光学低通滤波器、摄像元件的面板等等价的平行平板P。进一步地，在图I、4、7、10、13、16、19以及22中，在第3透镜组G3的最靠近物方侧、
即第2透镜组G2与第3透镜组G3之间设有孔径光阑A。摄像时在从广角端向远摄端变焦之时，该孔径光阑A与第3透镜组G3 —体地在光轴上向物方移动。如图I所示，在实施方式I所涉及的变焦透镜系统中，第I透镜组Gl从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第I透镜元件LI、凸面朝向物方的正弯月形状的第2透镜元件L2和凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3构成。其中，第I透镜元件LI与第2透镜元件L2接合，关于后述的对应数值实施例的面数据，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2之间的粘着剂层被赋予面编号2。在实施方式I所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第4透镜元件L4、凸面朝向像方的负弯月形状的第5透镜元件L5和双凸形状的第六透镜元件L6构成。其中，第4透镜元件L4的两面为非球面，第5透镜元件L5的物方面为非球面。又，在实施方式I所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次包括双凸形状的第7透镜元件L7、双凸形状的第8透镜元件L8、双凹形状的第9透镜元件L9和凸面朝向物方的平凸形状的第10透镜元件L10。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第8透镜元件L8与第9透镜元件L9之间的粘着剂层被赋予面编号17。又，第7透镜元件L7的两面为非球面。另外，如后述那样，所述第3透镜组G3从物方到像方依次包括第3a透镜组G3a和第3b透镜组G3b，第3a透镜组G3a从物方到像方依次由第7透镜元件L7、第8透镜元件L8和第9透镜元件L9构成，第3b透镜组G3b仅由第10透镜元件LlO构成。在实施方式I所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4仅由凸面朝向物方的正弯月形状的第11透镜元件Lll构成。第11透镜元件Lll的两面为非球面。
另外，在实施方式I所涉及的变焦透镜系统中，在像面S的物方(像面S与第11透镜元件Lll之间)设有平行平板P。在实施方式I所涉及的变焦透镜系统中，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第I透镜组Gl与第3透镜组G3向物方移动，第2透镜组G2描着朝向像方描凸出的轨迹地向像方移动，第4透镜组G4描着朝向物方凸出的轨迹移动，以使得在远摄端的位置与在广角端的位置大致相同。即，进行变焦时，各透镜组分别沿着光轴移动，以使得第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距减小，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距增大。如图4所示，在实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第I透镜组Gl从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第I透镜元件LI、凸面朝向物方的正弯月形状的第2透镜元件L2和凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3构成。其中，第I透镜元件LI与第2透镜元件L2接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2之间的粘着剂层被赋予面编号2。在实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第4透镜元件L4、双凹形状的第5透镜元件L5和双凸形状的第六透镜元件L6构成。其中，第4透镜元件L4的两面为非球面，第5透镜元件L5的物方面为非球面。又，在实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次包括双凸形状的第7透镜元件L7、双凸形状的第8透镜元件L8、双凹形状的第9透镜元件L9和凸面朝向物方的正弯月形状的第10透镜元件L10。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第8透镜元件L8与第9透镜元件L9之间的粘着剂层被赋予面编号17。又，第7透镜元件L7的两面为非球面。另外，如后述那样，所述第3透镜组G3从物方到像方依次包括第3a透镜组G3a和第3b透镜组G3b，第3a透镜组G3a从物方到像方依次由第7透镜元件L7、第8透镜元件L8和第9透镜元件L9构成，第3b透镜组G3b仅由第10透镜元件LlO构成。又，在实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4仅由凸面朝向物方的正弯月形状的第11透镜元件Lll构成。该第11透镜元件Lll的两面为非球面。另外，在实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，在像面S的物方(像面S与第11透镜元件Lll之间)设有平行平板P。在实施方式2所涉及的变焦透镜系统中，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第I透镜组Gl与第3透镜组G3向物方移动，第2透镜组G2描着朝向像方描凸出的轨迹地向像方移动，第4透镜组G4描着朝向物方凸出的轨迹移动，以使得在远摄端的位置与在广角端的位置大致相同。即，进行变焦时，各透镜组分别沿着光轴移动，以使得第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距减小，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距增大。如图7所示，在实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第I透镜组Gl从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第I透镜元件LI、和双凸形状的第2透镜元件L2构成。这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2之间的粘着剂层被赋予面编号2。又，第2透镜元、件L2的像方面为非球面。在实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第3透镜元件L3、凸面朝向像方的负弯月形状的第4透镜元件L4、和双凸形状的第5透镜元件L5构成。其中，第3透镜元件L3的两面为非球面，第4透镜元件L4的物方面为非球面。又，在实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次包括双凸形状的第6透镜元件L6、双凸形状的第7透镜元件L7、双凹形状的第8透镜元件L8、和双凸形状的第9透镜元件L9。其中，第7透镜元件L7与第8透镜元件L8接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第7透镜元件L7与第8透镜元件L8之间的粘着剂层被赋予面编号15。又,第6透镜兀件L6的两面为非球面。 另外，如后述那样，所述第3透镜组G3从物方到像方依次包括第3a透镜组G3a和第3b透镜组G3b，第3a透镜组G3a从物方到像方依次由第6透镜元件L6、第7透镜元件L7、和第8透镜元件L8构成，第3b透镜组G3b仅由第9透镜元件L9构成。又，在实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4仅由凸面朝向物方的正弯月形状的第10透镜元件LlO构成。该第10透镜元件LlO的两面为非球面。另外，在实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，在像面S的物方(像面S与第10透镜元件LlO之间)设有平行平板P。在实施方式3所涉及的变焦透镜系统中，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第I透镜组Gl与第3透镜组G3向物方移动，第2透镜组G2描着朝向像方凸出的轨迹地向像方移动，第4透镜组G4描着朝向物方凸出的轨迹移动，以使得在远摄端的位置与在广角端的位置大致相同。即，进行变焦时，各透镜组分别沿着光轴移动，以使得第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距减小，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距增大。如图10所示，在实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第I透镜组Gl从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第I透镜元件LI、凸面朝向物方的正弯月形状的第2透镜元件L2和凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3构成。其中，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2之间的粘着剂层被赋予面编号2。在实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次由双凹形状的第4透镜元件L4、双凹形状的第5透镜元件L5、和双凸形状的第6透镜元件L6构成。其中，第4透镜元件L4的两面为非球面，第5透镜元件L5的物方面为非球面。又，在实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次包括由双凸形状的第7透镜元件L7、双凸形状的第8透镜元件L8、双凹形状的第9透镜元件L9和凸面朝向物方的正弯月形状的第10透镜元件LlO构成。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第8透镜元件L8与第9透镜元件L9之间的粘着剂层被赋予面编号17。又，第7透镜元件L7的两面为非球面。另外，如后述那样，所述第3透镜组G3从物方到像方依次由第3a透镜组G3a和第3b透镜组G3b构成，第3a透镜组G3a从物方到像方依次由第7透镜元件L7、第8透镜元件L8和第9透镜元件L9构成，第3b透镜组G3b仅由第10透镜元件LlO构成。
又，在实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4仅由凸面朝向物方的正弯月形状的第11透镜元件Lll构成。该第11透镜元件Lll的两面为非球面。另外，在实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，在像面S的物方(像面S与第11透镜元件Lll之间)设有平行平板P。在实施方式4所涉及的变焦透镜系统中，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第I透镜组Gl与第3透镜组G3向物方移动，第2透镜组G2描着朝向像方凸出的轨迹地向像方移动，第4透镜组G4描着朝向物方凸出的轨迹移动，以使得在远摄端的位置与在广角端的位置大致相同。即，进行变焦时，各透镜组分别沿着光轴移动，以使得第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距减小，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距增大。如图13所示，在实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第I透镜组Gl从物方到像 方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第I透镜元件LI、凸面朝向物方的正弯月形状的第2透镜元件L2和凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3构成。其中，第I透镜元件LI与第2透镜元件L2接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2之间的粘着剂层被赋予面编号2。在实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第4透镜元件L4、凸面朝向像方的负弯月形状的第5透镜元件L5、和双凸形状的第6透镜元件L6构成。其中，第4透镜元件L4的两面为非球面，第5透镜元件L5的物方面为非球面。又，在实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次由双凸形状的第7透镜元件L7、双凸形状的第8透镜元件L8、双凹形状的第9透镜元件L9和双凸形状的第10透镜元件LlO构成。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第8透镜元件L8与第9透镜元件L9之间的粘着剂层被赋予面编号17。又,第7透镜兀件L7的两面为非球面。另外，如后述那样，所述第3透镜组G3从物方到像方依次由第3a透镜组G3a和第3b透镜组G3b构成，第3a透镜组G3a从物方到像方依次由第7透镜元件L7、第8透镜元件L8和第9透镜元件L9构成，第3b透镜组G3b仅由第10透镜元件LlO构成。又，在实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4仅由双凹形状的第11透镜元件Lll构成。该第11透镜元件Lll的像方面为非球面。又，在实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5仅由凸面朝向物方的正弯月形状的第12透镜元件L12构成。该第12透镜元件L12的两面为非球面。另外，在实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，在像面S的物方(像面S与第12透镜元件L12之间)设有平行平板P。在实施方式5所涉及的变焦透镜系统中，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第I透镜组Gl、第3透镜组G3以及第4透镜组G4向物方移动，第2透镜组G2描着朝向像方凸出的轨迹地向像方移动，第5透镜组G5描着朝向物方凸出的轨迹移动，以使得在远摄端的位置与在广角端的位置大致相同。即，进行变焦时，各透镜组分别沿着光轴移动，以使得第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距减小，第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距增大。
如图16所示，在实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第I透镜组Gl从物方到像方依次包括凸面朝向物方的负弯月形状的第I透镜元件LI、凸面朝向物方的正弯月形状的第2透镜元件L2和凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3。其中，第I透镜元件LI与第2透镜元件L2接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2之间的粘着剂层被赋予面编号2。在实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第4透镜元件L4、双凹形状的第5透镜元件L5、和双凸形状的第6透镜元件L6构成。其中，第4透镜元件L4的两面为非球面，第5透镜元件L5的物方面为非球面。 又，在实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次由双凸形状的第7透镜元件L7、双凸形状的第8透镜元件L8、双凹形状的第9透镜元件L9和凸面朝向物方的正弯月形状的第10透镜元件LlO构成。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第8透镜元件L8与第9透镜元件L9之间的粘着剂层被赋予面编号17。又，第7透镜元件L7的两面为非球面。另外，如后述那样，所述第3透镜组G3从物方到像方依次由第3a透镜组G3a和第3b透镜组G3b构成，第3a透镜组G3a从物方到像方依次由第7透镜元件L7、第8透镜元件L8和第9透镜元件L9构成，第3b透镜组G3b仅由第10透镜元件LlO构成。又，在实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4仅由双凸形状的第11透镜元件Lll构成。又，在实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5仅由凸面朝向物方的正弯月形状的第12透镜元件L12构成。该第12透镜元件L12的两面为非球面。另外，在实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，在像面S的物方(像面S与第12透镜元件L12之间)设有平行平板P。在实施方式6所涉及的变焦透镜系统中，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第I透镜组Gl、第3透镜组G3以及第4透镜组G4向物方移动，第2透镜组G2描着朝向像方凸出的轨迹地向像方移动，第5透镜组G5描着朝向物方凸出的轨迹移动，以使得在远摄端的位置与在广角端的位置大致相同。即，进行变焦时，各透镜组分别沿着光轴移动，以使得第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距减小，第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间距增大。如图19所示，在实施方式7所涉及的变焦透镜系统中，第I透镜组Gl从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第I透镜元件LI、凸面朝向物方的正弯月形状的第2透镜元件L2和凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3构成。其中，第I透镜元件LI与第2透镜元件L2接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2之间的粘着剂层被赋予面编号2。在实施方式7所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第4透镜元件L4、凸面朝向像方的负弯月形状的第5透镜元件L5、和双凸形状的第6透镜元件L6构成。其中，第4透镜元件L4的两面为非球面，第5透镜元件L5的物方面为非球面。又，在实施方式7所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次由双凸形状的第7透镜元件L7、双凸形状的第8透镜元件L8、双凹形状的第9透镜元件L9和凸面朝向物方的正弯月形状的第10透镜元件LlO构成。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第8透镜元件L8与第9透镜元件L9之间的粘着剂层被赋予面编号17。又，第7透镜元件L7的两面为非球面。另外，如后述那样，所述第3透镜组G3从物方到像方依次由第3a透镜组G3a和第3b透镜组G3b构成，第3a透镜·组G3a从物方到像方依次由第7透镜元件L7、第8透镜元件L8和第9透镜元件L9构成，第3b透镜组G3b仅由第10透镜元件LlO构成。又，在实施方式7所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4仅由凸面朝向物方的正弯月形状的第11透镜元件Lll构成。该第11透镜元件Lll的两面为非球面。又，在实施方式7所涉及的变焦透镜系统中，第5透镜组G5仅由双凸形状的第12透镜元件L12构成。该第12透镜元件L12的物方面为非球面。另外，在实施方式7所涉及的变焦透镜系统中，在像面S的物方(像面S与第12透镜元件L12之间)设有平行平板P。在实施方式7所涉及的变焦透镜系统中，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第I透镜组Gl以及第3透镜组G3向物方移动，第2透镜组G2描着朝向像方凸出的轨迹地向像方移动，第4透镜组G4描着朝向物方凸出的轨迹移动，以使得在远摄端的位置与在广角端的位置大致相同，第5透镜组G5向像方移动。即，进行变焦时，各透镜组分别沿着光轴移动，以使得第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距减小，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距增大。如图22所示，在实施方式8所涉及的变焦透镜系统中，第I透镜组Gl从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第I透镜元件LI、凸面朝向物方的正弯月形状的第2透镜元件L2和凸面朝向物方的正弯月形状的第3透镜元件L3构成。其中，第I透镜元件LI与第2透镜元件L2接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第I透镜元件LI与第2透镜元件L2之间的粘着剂层被赋予面编号2。在实施方式8所涉及的变焦透镜系统中，第2透镜组G2从物方到像方依次由凸面朝向物方的负弯月形状的第4透镜元件L4、凸面朝向像方的负弯月形状的第5透镜元件L5、和双凸形状的第6透镜元件L6构成。其中，第4透镜元件L4的两面为非球面，第5透镜元件L5的物方面为非球面。又，在实施方式8所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次由双凸形状的第7透镜元件L7、双凸形状的第8透镜元件L8、双凹形状的第9透镜元件L9和双凹形状的第10透镜元件LlO构成。其中，第8透镜元件L8与第9透镜元件L9接合，在后述的对应数值实施例的面数据中，这些第8透镜元件L8与第9透镜元件L9之间的粘着剂层被赋予面编号17。又，第7透镜元件L7的两面为非球面，第9透镜元件L9的像方面为非球面。另外，如后述那样，所述第3透镜组G3从物方到像方依次由第3a透镜组G3a和第3b透镜组G3b构成，第3a透镜组G3a从物方到像方依次由第7透镜元件L 7、第8透镜元件L8和第9透镜元件L9构成，第3b透镜组G3b仅由第10透镜元件LlO构成。又，在实施方式8所涉及的变焦透镜系统中，第4透镜组G4仅由双凸形状的第11透镜元件Lll构成。该第11透镜元件Lll的两面为非球面。
另外，在实施方式8所涉及的变焦透镜系统中，在像面S的物方(像面S与第11透镜元件Lll之间)设有平行平板P。在实施方式8所涉及的变焦透镜系统中，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第I透镜组Gl以及第3透镜组G3向物方移动，第2透镜组G2描着朝向像方凸出的轨迹地向像方移动，第4透镜组G4描着朝向物方凸出的轨迹移动，以使得在远摄端的位置与在广角端的位置相比更稍位于物方。即，进行变焦时，各透镜组分别沿着光轴移动，以使得第I透镜组Gl与第2透镜组G2之间的间距增大，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间距减小，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间距增大。实施方式I 4以及8所涉及的变焦透镜系统具有第4透镜组G4作为后续透镜组，该第4透镜组G4具有正光焦度，摄像时在从广角端向远摄端进行变焦时，该第4透镜组G4沿着光轴与第I透镜组G1、第2透镜组G2以及第3透镜组G3 —起移动，因此，能够保持高的光学性能，且能够实现透镜系统整体的小型化。在实施方式I 4以及8所涉及的变焦透镜系统中，在从无限远对焦状态至近物对焦状态的聚焦时，所述第4透镜组G4沿着光轴向物方移动，因此即便在近物对焦状态下也能够保持高的光学性能。又，构成第4透镜组G4的透镜元件具有非球面，能够良好地补偿从广角端至远摄端的轴外的像面弯曲。在实施方式I 4以及8所涉及的变焦透镜系统中，所述第4透镜组G4由两个以下的透镜元件构成，因此使得透镜系统整体的小型化成为可能，且在从无限远物体至近距离物体进行聚焦的情况下，迅速的聚焦变得容易。实施方式5 7所涉及的变焦透镜系统具有第4透镜组G4和第5透镜组G5作为后续透镜组，该第4透镜组G4具有正光焦度或者负光焦度，该第5透镜组G5具有正光焦度，摄像时在从广角端向远摄端进行变焦时，这些第4透镜组G4和第5透镜组G5沿着光轴与第I透镜组G1、第2透镜组G2以及第3透镜组G3 —起移动，因此，能够保持高的光学性能，且能够实现透镜系统整体的小型化。在实施方式5 7所涉及的变焦透镜系统中，在从无限远对焦状态至近物对焦状态的聚焦时，所述第4透镜组G4或者第5透镜组G5沿着光轴向物方移动，因此即便在近物对焦状态下也能够保持高的光学性能。又，构成第4透镜组G4或者第5透镜组G5的透镜元件具有非球面，能够良好地补偿从广角端至远摄端的轴外的像面弯曲。在实施方式5 7所涉及的变焦透镜系统中，所述第4透镜组G4以及第5透镜组G5分别由两个以下的透镜元件构成，因此使得透镜系统整体的小型化成为可能，且在从无限远物体至近距离物体进行聚焦的情况下，迅速的聚焦变得容易。在实施方式8所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3具有至少两个空气间隔，从物方到像方依次包括具有正光焦度的透镜元件、具有正光焦度的透镜元件、和位于最靠近像方的具有负光焦度的透镜元件，因此可以良好地补偿球面像差、彗形像差、色差。另外，实施方式I 4以及8所涉及的变焦透镜系统是具有第4透镜组G4作为后续透镜组的4组透镜结构，实施方式5 7所涉及的变焦透镜系统是具有第4透镜组G4以及第5透镜组G5作为后续透镜组的5组透镜结构，但构成后续透镜组的透镜组的数量并没 有特别限定。又，构成后续透镜组的各透镜组的光焦度也没有特别限定。在实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3从物方到像方依次由收缩时，沿着与摄像时不同的轴退让的第3a透镜组G3a、和相对于光轴向垂直方向移动的第3b透镜组G3b构成，通过该第3b透镜组G3b来补偿整个系统的振动导致的像点移动、即能够对起因于手抖动、振动等的像模糊进行光学补偿。在补偿整个系统的振动所导致的像点移动之时，这样构成第3b透镜组G3b的透镜元件向与光轴正交的方向移动，由此能够抑制变焦透镜系统整体的大型化从而紧凑地构成，同时能够维持偏心彗形象差、偏心像散小的优异的成像特性来进行像模糊的补偿。另外，在实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统中，第3透镜组G3由以两个空气间隔分开的三个透镜单元构 成，从物方到像方依次为G31单元、G32单元、G33单元的情况下，第3b透镜组G3b可以与G33单元等价，也可以与合并了 G32单元和G33单元的单元等价。进一步地，G33单元可以由I个透镜元件构成，也可以由多个透镜元件构成。又，在实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统中，第3b透镜组G3b由I个透镜元件构成，因此在对起因于手抖动、振动等的像的模糊进行光学补偿的情况下，使得高精度且迅速的补偿变得容易。以下，对例如如实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统那样的变焦透镜系统满足的优选条件进行说明。另外，对各个实施方式所涉及的变焦透镜系统规定了多个优选条件，但能够满足所有这些多个条件的变焦透镜系统的结构是最理想的。但是，也可以通过满足个别的条件来实现具有与之相应的效果的变焦透镜系统。例如如实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统那样，具有多个由至少一个透镜元件构成的透镜组，从物方到像方依次包括具有正光焦度的第I透镜组；具有负光焦度的第2透镜组；具有正光焦度的第3透镜组；和后续透镜组，摄像时在从广角端向远摄端变焦之时，使这些第I透镜组、第2透镜组以及第3透镜组沿着光轴移动以进行变倍，第3透镜组从物方到像方依次由收缩时沿着与摄像时不同的轴退让的第3a透镜组；和为了对像的模糊进行光学补偿而相对于光轴向垂直方向移动的第3b透镜组(以下，将该透镜结构称为实施方式的基本结构)构成。这样的变焦透镜系统优选为同时满足以下的条件(4)以及(5)。I. 5 < Lt / D < 3. 0 …(4)3. 0 < D / Ir < 6. 5 ... (5)其中，Lt :在远摄端的透镜全长(从第I透镜组的最靠近物体的物方表面至像面的距离)，D :各透镜组的光轴上的厚度的总和，Ir :由下式表示的值Ir = fTX tan ( coT),fT :整个系统在远摄端的焦距，wT :在远摄端的半视角(° )。所述条件(4)是规定了远摄端的透镜全长与各透镜组的光轴上的厚度的总和之比的条件。低于条件(4)的下限的话，相对于厚度的总和，透镜全长过短，恐怕难以进行像面性的确保、色差等的诸像差的补偿。又，关于透镜全长，确保性能维持所需要的长度，虽然也想到使厚度的总和与之相应地增大，但此时恐怕难以提供紧凑的透镜镜筒、摄像装置、照相机。因此，以所述条件(5)来规定上限以使得厚度的总和不会过大。相反，大于条件(4)的上限的话，相对于透镜全长，厚度的总和过小，恐怕难以进行球面像差、彗形像差等的诸像差的补偿。另外，通过进一步地满足以下的条件(4) ’，能够进一步得到所述效果。2. 3 < Lt / D... (4)，所述条件(5)是有关各透镜组在光轴上的厚度总和的条件。低于条件(5)的下限的话，能够使得厚度变薄，但低于在摄像时确保良好的光学性能所需要的最低限度的厚度，尤其是球面像差、彗形像差等的诸像差的补偿恐怕会难以进行。相反，大于条件(5)的上限的话，则具有超过性能確保所需要的大的厚度，恐怕难以提供紧凑的透镜镜筒、摄像装置、照相机。另外，通过进一步满足以下的条件(5)’以及(5)”中的至少一个，能够进一步得到 所述效果。4. 5 < D / Ir— (5)，D / Ir < 5. 6…(5)”例如如实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统那样，具有基本结构的变焦透镜系统优选为同时满足以下的条件(6)以及(7)。Lff / Ir < 14. 0... (6)Lt / Ir < 17. 0... (7)其中，Lff :在广角端的透镜全长(从第I透镜组的最靠近物体的物方表面至像面的距离)，Lt :在远摄端的透镜全长(从第I透镜组的最靠近物体的物方表面至像面的距离)，Ir:由下式表示的值Ir = fTX tan ( coT),fT :整个系统在远摄端的焦距，GJt :在远摄端的半视角(° )。所述条件(6)是规定了在广角端的变焦透镜系统的透镜全长与最大像高的关系的条件。超过条件(6)的上限的话，变焦透镜系统在广角端的全长变大的倾向明显，恐怕难以达成紧凑的变焦透镜系统。另外，通过进一步满足以下的条件(6 ) ’，能够进一步得到所述效果。Lff / Ir < 12. 6... (6)，所述条件(7 )是规定了在远摄端的变焦透镜系统的透镜全长与最大像高的关系的条件。超过条件(7)的上限的话，变焦透镜系统的在远摄端的全长变大的倾向明显，恐怕难以达成紧凑的变焦透镜系统。另外，通过进一步满足以下的条件(7 ) ’，能够进一步得到所述效果。Lt / Ir < 15. 0... (7)，例如如实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统那样，具有基本结构的变焦透镜系统优选为满足以下的条件(8)。M12 / Ir < 4. 7... (8)
其中，M12 :摄像时在从广角端向远摄端变焦之时的、第I透镜组与第2透镜组的相对移动量、Ir :由下式表示的值Ir = fTX tan ( coT),f T :整个系统在远摄端的焦距，Cot :在远摄 端的半视角(° )。所述条件(8)是规定了第I透镜组与第2透镜组的相对移动量与最大像高的关系的条件。为了确保高倍率，第I透镜组与第2透镜组的相对移动量有变大的倾向，但超过条件(8)的上限的话，相对移动量过大，恐怕难以提供紧凑的透镜镜筒、摄像装置、照相机。另外，通过进一步满足以下的条件(8)’，能够进一步得到所述效果。M12 / Ir < 4. 2... (8)，例如如实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统那样，具有基本结构的变焦透镜系统优选为满足以下的条件(9)。M12Xf1 / Ir2 <44.0... (9)其中，M12 :摄像时在从广角端向远摄端变焦之时的、第I透镜组与第2透镜组的相对移动量，:第I透镜组的合成焦距，Ir:由下式表示的值Ir = fTX tan ( coT),fT :整个系统在远摄端的焦距，Cot :在远摄端的半视角(° )。所述条件(9)是规定了第I透镜组和第2透镜组的相对移动量与第I透镜组的焦距相乘的值、与最大像高的关系的条件。超过条件(9)的上限的话，相对移动量过大，恐怕难以提供紧凑的透镜镜筒、摄像装置、照相机。又，第I透镜组的焦距变大，为了确保高倍率所需要的第I透镜组的移动量变得过大，恐怕难以提供紧凑的透镜镜筒、摄像装置、照相机。另外，通过进一步满足以下的条件(9)’，能够进一步得到所述效果。M12Xf1 / Ir2 <35.0... (9)，例如如实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统那样，具有基本结构的变焦透镜系统优选为满足以下的条件(10)。0. 50 < I f: / f3b I < I. 50…(10)其中，:第I透镜组的合成焦距，f3b :第3b透镜组的合成焦距。所述条件(10)是规定了第I透镜组的焦距与第3b透镜组的焦距之比的条件。低于条件(10)的下限的话，第I透镜组的焦距变得过小，变倍时的像差变动变大而难以补偿诸像差，且第I透镜组的直径也变大，因此恐怕难以提供紧凑的透镜镜筒、摄像装置、照相机。又，相对于第I透镜组的倾斜的误差灵敏度也变得过高，存在光学系统组装困难的情形。相反，超过条件(10)的上限的话，第3b透镜组的焦距变得过小，模糊补偿时的像差变动变大，恐怕难以进行诸像差的补偿。又，第I透镜组的焦距变大，为了确保高倍率所需要的第I透镜组的移动量变得过大，恐怕难以提供紧凑的透镜镜筒、摄像装置、照相机。另外，通过进一步满足以下 的条件(10)’以及(10)”中的至少一个，能够进一步得到所述效果。0. 85 < I f: / f3b I …(10)’I f: / f3b I < I. 30…(10)”例如如实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统那样，具有基本结构的变焦透镜系统优选为满足以下的条件(11)。0. 10 < I f3a / f3b I <0.65…(11)其中，f3a :第3a透镜组的合成焦距，f3b :第3b透镜组的合成焦距。所述条件(11)是规定了第3a透镜组的焦距与第3b透镜组的焦距之比的条件。低于条件(11)的下限的话，第3b透镜组的焦距变得过大，恐怕难以充分地对模糊进行补偿。又，第3b透镜组相对于光轴向垂直方向移动的移动量变得过大，恐怕难以提供紧凑的透镜镜筒、摄像装置、照相机。相反，超过条件(11)的上限的话，第3b透镜组的焦距变得过小，模糊补偿时的像差变动变大，诸像差的补偿可能变得困难。另外，通过进一步满足以下的条件(11)’以及(11)”中的至少一个，能够进一步得到所述效果。0. 30 < I f3a / f3b I ... (11)，I f3a / f3b I < 0.45…(11)”例如如实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统那样，具有基本结构的变焦透镜系统优选为在整个系统中满足以下的条件(12)以及(13)。I Yt I > I Y I — (12)I. 5 < (Y / Yt) / (f / f T) < 3. 0... (13)其中，f :整个系统的焦距，f T :整个系统在远摄端的焦距，Y :在整个系统的焦距为f的情形下，第3b透镜组的、在最大模糊补偿时的相对于光轴向垂直方向的移动量，Yt :整个系统在远摄端的焦距为“的情形下，第3b透镜组的、在最大模糊补偿时的相对于光轴向垂直方向的移动量。所述条件(12)以及(13)是规定了相对于光轴向垂直方向移动的第3b透镜组的在最大模糊补偿时的向垂直方向的移动量的条件。在变焦透镜系统的情况下，补偿角在全部变焦区域都一定的时候，变焦率越大，则相对于光轴向垂直方向移动的透镜组、透镜元件的移动量越大，相反，变焦率越小则相对于光轴向垂直方向移动的透镜组、透镜元件的移动量变得越小。不满足条件(12)的情况下或者超过条件(13)的上限时，模糊补偿过剩，光学性能的劣化可能会变大。另一方面，低于条件(13)的下限的话，恐怕不能充分地对模糊进行补偿。另外，通过进一步满足以下的条件(13)’以及(13)”中的至少一个，能够进一步得到所述效果。2. 0 < (Y / Yt) / (f / f T)…(13)，(Y / Yt) / (f / fT) < 2. 5... (13)”构成实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统的各透镜组仅由通过折射来使入射光线偏转的折射型透镜元件(即在具有不同折射率的介质之间的界面上进行偏转的类型的透镜元件)来构成，但本发明并不局限于此。例如，也可以由通过衍射来使入射光线偏转的衍射型透镜元件，或通过组合衍射作用和折射作用来使入射光线偏转的折射衍射混合型透镜元件，或通过介质内的折射率分布来使入射光线偏转的折射率分布型透镜元件等来构成各 个透镜组。特别是在折射衍射混合型透镜元件中，若在折射率不同的介质的界面形成衍射结构，则能够改善衍射效率的波长依赖性，因此是优选的。进一步地，在各个实施方式中示出的是在像面S的物方(实施方式I 4以及8 :像面S与第4透镜组G4的最靠近像方的透镜面之间、实施方式5 7 :像面S与第5透镜组G5的最靠近像方的透镜面之间)，配置等价于光学低通滤波器或摄像元件的面板等的平行平板P的结构，作为该低通滤波器，可以使用以规定的结晶轴方向经过了调整的水晶等为材料的双折射型低通滤波器，或者，通过衍射效果来实现所需的光学遮蔽频率特性的相位型低通滤波器等。(实施方式9)图25是实施方式9所涉及的数码静态照相机的概略结构图，图25的(a)示出摄像时的概略构成图，图25的(b)示出收缩时的概略构成图。在图25中，数码静态照相机具备包括变焦透镜系统I和作为C⑶的摄像元件2的摄像装置、液晶显示器3、和壳体4。变焦透镜系统I用的是实施方式I所涉及的变焦透镜系统。图25中，变焦透镜系统I具备第I透镜组G1、第2透镜组G2、孔径光阑A、由第3a透镜组G3a以及第3b透镜组G3b构成的第3透镜组G3、和第4透镜组G4。变焦透镜系统I配置于壳体4的前侧，摄像元件2配置于变焦透镜系统I的后侧。液晶显示器3配置于壳体4的后侧，变焦透镜系统I所形成的被摄体的光学像形成于像面S。镜筒包括主镜筒5、移动镜筒6和圆筒凸轮7。使圆筒凸轮7旋转时，第I透镜组G1、第2透镜组G2、孔径光阑A、第3透镜组G3、以及第4透镜组G4移动至以摄像元件2为基准的规定的位置，能够进行从广角端至远摄端的变焦。该镜筒是所谓的滑动9 4 rM> )镜筒，如图25的(b)所示，收缩时，作为第3透镜组G3的一部分的第3a透镜组G3a从光轴上退让。即，收缩时，第3a透镜组G3a沿着与摄像时不同的轴退让。又，第4透镜组G4能够通过聚焦调整用电动机在光轴方向上移动。这样，通过在数码静态照相机中使用实施方式I所涉及的变焦透镜系统，能够提供分辨率以及像面弯曲的补偿能力高、不使用时的透镜全长短的小型的数码静态照相机。另外，在图25所示的数码静态照相机中，可以采用实施方式2 8所涉及的变焦透镜系统中的任一个来替代实施方式I所涉及的变焦透镜系统。又，图25所示的数码静态照相机的光学系统也可以应用到以动态图像为对象的数码摄像机。该情况下，不仅能够拍摄静止图像，而且还能够拍摄分辨率高的动态图像。
此外，本实施方式9所涉及的数码静态照相机中，示出的变焦透镜系统I是实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统，这些变焦透镜系统不需要使用所有的变焦域。即，也可以根据期望的变焦域，来相应地取出光学性能得到保证的范围，从而作为倍率比实施方式I 8所说明的变焦透镜系统低的低倍率变焦透镜系统来使用。又，也可以将由以上说明的实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统、CXD或CMOS等摄像元件所构成的摄像装置应用到手机设备、个人数字助理(Personal DigitalAssistance)、监控系统中的监控照相机、Web照相机、车载照相机等。以下，对具体实施实施方式I 8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，表中的长度单位均为“mm”，视角单位均为“。”。又，在各数值实施例中，r是曲率半径，d是面间距，nd是相对于d线的折射率，vd是相对于d线的阿贝数。又，在各数值实施例中，标注有星号*的面是非球面，非球面形状用下面的式子来定义。[式I]
hz/ r2=........................;—...............................................— +A4H 4+A6 h +A8 h +AlOh10+Al2h1 Z+A1 4 h14其中，K是圆锥常数，A4、A6、A8、A10、A12、以及A14分别是4次、6次、8次、10次、
12次、以及14次的非球面系数。图2、5、8、11、14、17、20以及23是各实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统的纵
向像差图。在各纵向像差图中，(a)图表示广角端，(b)图表示中间位置，(C)图表示远摄端的各个像差。各个纵向像差图从左依次表示球面像差(SA(mm))、像散(AST (mm))、畸变像差(DIS(%))0在球面像差图中，纵轴表示F值(图中用F表示)，实线是d线(d-line)的特性，短虚线是F线(F-Iine)的特性，长虚线是C线(C-Iine)的特性。在像散图中，纵轴表示像高(图中用H表示)，实线是弧矢平面(图中用s表示)的特性，虚线是子午平面(图中用m表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示像高(图中用H表示)。又，图3、6、9、12、15、18、21及24分别是各实施方式I 8所涉及的变焦透镜系统
在远摄端的横向像差图。在各个横向像差图中，上段3个像差图对应于远摄端的没有进行像模糊补偿的基本状态，下段3个像差图对应于使第3透镜组G3的最靠近像方的透镜元件(第3b透镜组G3b)向垂直于光轴的方向移动规定量后的、在远摄端的像模糊补偿状态。基本状态的各个横向像差图中，上段对应于最大像高的75%像点的横向像差，中段对应于轴上像点的横向像差，下段对应于最大像高的-75%像点的横向像差。像模糊补偿状态的各个横向像差图中，上段对应于最大像高的75%像点的横向像差，中段对应于轴上像点的横向像差，下段对应于最大像高的-75%像点的横向像差。在各个横向像差图中，横轴表示瞳面上的距主光线的距离，实线是d线(d-line)的特性，短虚线是F线(F-Iine)的特性，长虚线是C线(C-Iine)的特性。另外，在各横向像差图中，使子午平面为包含第I透镜组Gl的光轴和第3透镜组G3的光轴的平面。另外，关于各实施例的变焦透镜系统，在远摄端的、像模糊补偿状态下的第3透镜组G3的最靠近像方的透镜元件(第3b透镜组G3b)的朝向垂直于光轴的方向的移动量如下所示。
实施例I 0. 470 mm实施例2 0. 380 mm实施例3 0. 420 mm实施例4 0. 460 mm实施例5 0. 320 mm实施例6 0. 410mm实施例I 0. 410 mm实施例8 0. 790 mm 在拍摄距离为的远摄端时，变焦透镜系统仅倾斜0. 3°的情况下的像偏心量等于第3透镜组G3的最靠近像方的透镜元件(第3b透镜组G3b)在垂直于光轴的方向上仅平移上述各值时的像偏心量。从各个横向像差图可以得知，轴上像点的横向像差的对称性良好。此外，在基本状态下比较+75 %像点的横向像差与-75 %像点的横向像差时，它们的弯曲度都小，且像差曲线的倾斜度几乎相等，由此可知偏心彗形像差、偏心像散小。这意味着即使在像模糊补偿状态下也能够获得充分的成像性能。此外，在变焦系统的像模糊补偿角相同的情况下，随着变焦透镜系统整体的焦距变短，像模糊补偿所需的平移量减少。因此，在任何变焦位置，对于角度是到0. 3°为止的像模糊补偿角，都能够在不降低成像特性的情况下进行充分的像模糊补偿。(数值实施例I)数值实施例I的变焦透镜系统对应于图I所示的实施方式I。在表I中示出数值实施例I的变焦透镜系统的面数据，在表2中示出非球面数据，在表3中示出各种数据。表I (面数据)
面编号rdndvd
物面00
133.24880 0.65000 1.84666 23.8
220.08830 0.01000 I. 56732 42.8
320.08830 2.29780 1.49700 81.6
478.00200 0. 15000
524. 76100 2.01630 1.8042U 46.56146. 13000可变
7t2681.075100.30000 1.80470 41.0
8氺5.515703.57630
9*-13.784200.40000 1.77200 50.0
10-199.215200. 15000
1120. 34440I. 10180 1.94595 18 0
12-103. 17930可变
13(光阑)0.00000
14*5.325103.28420 1.51610 n 3
15*-39.075900. 15000
Ib6.518302.08550 I. 7291654.7
Ir-12.564200.01000 I. 5673242.8
18-12.564200.30000 1.9036631.3
194.427501.50000
2017.289901.01540 1.4970081.6
21oo可变
10.437801.37780 1.58332^ I
23*28. 50790可变
240.78000 I. 5168054 2
25(BF)
像面 00表2(非球面数据)第7 面K=O. 00000E+00, A4=_3. 87115E-04, A6=4. 95823E-05, A8=-l. 87390E_06A10=3. 09102E-08, A12=-2. 01493E-10, A14=0. 00000E+00第8 面K=O. 00000E+00, A4=_6. 59891E-04, A6=2. 66680E-05，A8=3. 42222E_06A10=-3. 52026E-07, A12=l. 76133E-08, A14=-3. 90070E-10第9 面K=O. 00000E+00, A4=_l. 96106E-05，A6=9. 49097E-06，A8=_l. 66711E_06A10=1. 66803E-07, A12=-5. 77768E-09, A14=6. 98945E-11第14 面K=O. 00000E+00, A4=_l. 15096E-04，A6=7. 64324E-05, A8=-2. 57243E_05A10=5. 421、07E-06,A12=-4. 54685E-07, A14=9. 77076E-09第15 面K=O. 00000E+00, A4=l. 09263E-03，A6=5. 67260E-05，A8=-5. 22678E_07A10=7. 03105E-08, A12=2. 13080E-07, A14=_2. 40496E-08第22 面K=O. 00000E+00, A4=_2. 00498E-04，A6=l. 67768E-06，A8=-3. 35467E_07A10=-7. 24149E-09, A12=0. 00000E+00, A14=0. 00000E+00第23 面K=O. 00000E+00, A4=_l. 93384E-04, A6=_l. 80124E-06，A8=-5. 13021E_07A10=0. 00000E+00, A12=0. 00000E+00, A14=0. 00000E+00 表3 (各种数据)
变焦率9.39179
广角中间远摄
焦距4.6448 14.2403 43.6234
F 值3.20802 4.42052 5.82619
视角42.6052 15.2364 5.0161
像高3.7000 3.9020 3.9020
透镜全长 45.0306 47. 5541 57.4055BF0.77215 0.76299 0. 74065
d60.3158 8.7878 17.9643
dl217.0819 5.4055 0. 3000
d212.0448 4.7448 13.8007
d233.6609 6.6979 3.4448
入瞳位置 7.3202 23. 7602 67.6103 出瞳位置 9.8225 -40.3722 -61.5483
前侧主点位置 14. 3488 33. 0707 80. 6825 后侧主点位置 40.3858 33.3138 13.7821单透镜数据透镜初始面焦fc
1I-61.3315
2353. 7317
3536.7986
47-6.8688
59-19.2005
61118.0430 7149.3151
8166.1702
918-3, 5928
102034.7887
112227.4584变焦透镜组数据
组初始面焦距透镜构成长度前侧主点位置后侧主点位置
1I 35.000025. 12410L 09630 3.03611
2I -1.437355.52810-0. 15952 0.38665
313 10.685818. 34510-2.91854 1. 10192
422 27.45841 1.37780-0.48892 0.04246变焦透镜组倍率
组初始面广角中间远摄
1I 0.000000.000000.00000
27 -0.29375-0.44148-0.96968
313 -0.58581-I. 39440-1.64744
422 0.77119 0.660920.78021(数值实施例2)数值实施例2的变焦透镜系统对应于图4所示的实施方式2。在表4中示出数值实施例2的变焦透镜系统的面数据，在表5中示出非球面数据，在表6中示出各种数据。表4 (面数据)
权利要求
1.一种变焦透镜系统，其是具有多个由至少一个透镜元件构成的透镜组的变焦透镜系统，其特征在于， 从物方到像方依次包括 具有正光焦度的第I透镜组； 具有负光焦度的第2透镜组； 具有正光焦度的第3透镜组；和 后续透镜组， 摄像时在从广角端向远摄端进行变焦时，使所述第I透镜组、所述第2透镜组、所述第.3透镜组沿着光轴移动以进行变倍， 所述第3透镜组从物方到像方依次包括 收缩时沿着与摄像时不同的轴退让的第3a透镜组；和 为了对像的模糊进行光学补偿而相对于光轴向垂直方向移动的第3b透镜组。
2.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，后续透镜组由具有正光焦度的第4透镜组构成。
3.根据权利要求2所述的变焦透镜系统，其特征在于，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第4透镜组沿着光轴移动。
4.根据权利要求2所述的变焦透镜系统，其特征在于，在从无限远对焦状态至近物对焦状态的聚焦时，第4透镜组沿着光轴向物方移动。
5.根据权利要求2所述的变焦透镜系统，其特征在于，第4透镜组由两个以下的透镜元件构成。
6.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，后续透镜组由第4透镜组和具有正光焦度的第5透镜组构成。
7.根据权利要求6所述的变焦透镜系统，其特征在于，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第4透镜组沿着光轴移动。
8.根据权利要求6所述的变焦透镜系统，其特征在于，在摄像时从广角端向远摄端进行变焦时，第5透镜组沿着光轴移动。
9.根据权利要求6所述的变焦透镜系统，其特征在于，在从无限远对焦状态至近物对焦状态的聚焦时，第4透镜组以及第5透镜组中的某一个沿着光轴向物方移动。
10.根据权利要求6所述的变焦透镜系统，其特征在于，第4透镜组以及第5透镜分别由两个以下的透镜元件构成。
11.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足以下的条件(4)以及(5) .1. 5 < Lt / D < 3. 0... (4).3. 0 < D / Ir < 6. 5... (5) 其中， Lt :在远摄端的透镜全长，即从第I透镜组的最靠近物体的物方表面至像面的距离， D :各透镜组的光轴上的厚度的总和， Ir :由下式表示的值Ir = fTXtan ( coT), f T :整个系统在远摄端的焦距， T:在远摄端的半视角，其单位是。。
12.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足以下的条件(6)以及(7)Lff / Ir < 14. 0... (6)Lt / Ir < 17. 0... (7)其中，Lff :在广角端的透镜全长，即从第I透镜组的最靠近物体的物方表面至像面的距离，Lt :在远摄端的透镜全长，即从第I透镜组的最靠近物体的物方表面至像面的距离，Ir :由下式表示的值Ir = fTX tan ( coT),f T :整个系统在远摄端的焦距， T:在远摄端的半视角，其单位是。。
13.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足以下的条件(8)M12 / Ir < 4. 7... (8)其中，M12 :摄像时在从广角端向远摄端变焦之时的、第I透镜组与第2透镜组的相对移动量，Ir :由下式表示的值Ir = fTX tan ( coT),f T :整个系统在远摄端的焦距， T:在远摄端的半视角，其单位是。。
14.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足以下的条件(9)M12Xf1 / Ir2 < 44. 0... (9)其中，M12 :摄像时在从广角端向远摄端变焦之时的、第I透镜组与第2透镜组的相对移动量， :第I透镜组的合成焦距，Ir :由下式表示的值Ir = fTX tan ( coT),f T :整个系统在远摄端的焦距， T:在远摄端的半视角，其单位是。。
15.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足以下的条件(10)0.50 < I f: / f3b I < I. 50... (10)其中，:第I透镜组的合成焦距，f3b :第3b透镜组的合成焦距。
16.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足以下的条件(11)0.10 < I f3a / f3b I < 0. 65... (11)其中，f3a :第3a透镜组的合成焦距，f3b :第3b透镜组的合成焦距。
17.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，第3b透镜组由I个透镜元件构成。
18.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，第3透镜组具有至少两个空气间隔，从物方到像方依次包括 具有正光焦度的透镜元件； 具有正光焦度的透镜元件；和 位于最靠近像的像方的具有负光焦度的透镜元件。
19.根据权利要求I所述的变焦透镜系统，其特征在于，在整个系统中满足以下的条件(12)以及(13)I Yt I > I Y I (12)I. 5 <(Y / Yt) / (f / f T) < 3. 0... (13) 其中， f :整个系统的焦距， f T :整个系统在远摄端的焦距， Y :在整个系统的焦距为f的情形下，第3b透镜组的、在最大模糊补偿时的相对于光轴向垂直方向的移动量， Yt :整个系统在远摄端的焦距为〖7的情形下，第3b透镜组的、在最大模糊补偿时的相对于光轴向垂直方向的移动量。
20.一种摄像装置，能够将物体的光学的像输出为电的图像信号，其特征在于，包括 形成物体的光学的像的变焦透镜系统；和 将由该变焦透镜系统形成的光学的像转换为电的图像信号的摄像元件， 所述变焦透镜系统是权利要求I所述的变焦透镜系统。
21.一种照相机，其将物体的光学的像转换为电的图像信号，进行被转换后的图像信号的显示以及存储中的至少一方，其特征在于， 包括摄像装置，所述摄像装置包括形成物体的光学的像的变焦透镜系统、和将由该变焦透镜系统形成的光学的像转换为电的图像信号的摄像元件， 所述变焦透镜系统是权利要求I所述的变焦透镜系统。
全文摘要
一种分辨率高、具有高变焦率、不仅具有模糊补偿功能，还尤其能够实现收缩时的薄型化的变焦透镜系统、摄像装置、以及照相机。该变焦透镜系统从物方到像方依次包括具有正光焦度的第1透镜组；具有负光焦度的第2透镜组；具有正光焦度的第3透镜组；和后续透镜组，摄像时在从广角端向远摄端进行变焦时，使第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组沿着光轴移动以进行变倍，第3透镜组从物方到像方依次包括收缩时沿着与摄像时不同的轴退让的第3a透镜组；和为了对像的模糊进行光学补偿而相对于光轴向垂直方向移动的第3b透镜组。
文档编号G03B5/00GK102763019SQ201180009808
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月3日 优先权日2010年2月16日
发明者东地靖典, 山口伸二, 美藤恭一 申请人:松下电器产业株式会社