專利名稱：變焦透鏡及其制造方法、配備變焦透鏡的光學裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及變焦透鏡、配備有該變焦透鏡的光學裝置和用于制造該變焦透鏡的方法。
背景技術：
提出了在諸如日本專利申請特開No.2001-330777中公開的適于膠片相機、電子靜態相機、視頻相機等的變焦透鏡。
然而，期望的是光學性能優于傳統變焦透鏡的變焦透鏡。
發明內容
鑒于上述期望提出本發明，本發明的目的在于提供實現更佳的光學性能的變焦透鏡、配備有該變焦透鏡的光學裝置和用于制造該變焦透鏡的方法。
根據本發明的第一方面，提供了一種變焦透鏡，該變焦透鏡按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的后部透鏡組；第二透鏡組包括至少一個正透鏡和設為與正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變，第二透鏡組和后部透鏡組之間的距離改變，并且滿足以下條件表達式(1)和(2) 0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50(1) 0.50＜(-f2)/fw＜0.90 (2) 其中，r1表示第二透鏡組中的負透鏡的物側透鏡表面的曲率半徑，r2表示第二透鏡組中的負透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距。
在本發明的第一方面中，優選地，當從無限遠處對焦到近物時，第二透鏡組的至少一部分沿著光軸移動。
在本發明的第一方面中，優選地，后部透鏡組按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第三透鏡組、具有負折射光焦度的第四透鏡組和具有正折射光焦度的第五透鏡組。
在本發明的第一方面中，優選地，后部透鏡組按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組。
在本發明的第一方面中，優選地，第二透鏡組的最像側透鏡表面為非球面。
在本發明的第一方面中，優選地，滿足以下條件表達式(3) 2.00＜f1/|f4|＜6.00(3) 其中，f1表示第一透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距。
在本發明的第一方面中，優選地，后部透鏡組的一部分在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動。
在本發明的第一方面中，優選地，第四透鏡組的至少一部分在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動。
在本發明的第一方面中，優選地，第二透鏡組的最物側透鏡表面為非球面。
在本發明的第一方面中，優選地，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離增加，第二透鏡組和后部透鏡組之間的距離減小。
在本發明的第一方面中，優選地，滿足以下條件表達式(4) 0.30＜(-f2)/BFw＜0.60(4) 其中，f2表示第二透鏡組的焦距，BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
在本發明的第一方面中，優選地，滿足以下條件表達式(5) 0.45＜fw/BFw＜0.80 (5) 其中，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
根據本發明的第二方面，提供了一種配備有根據第一方面的變焦透鏡的光學裝置。
根據本發明的第三方面，提供了一種變焦透鏡，該變焦透鏡按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的后部透鏡組；第二透鏡組包括至少一個正透鏡和設為與正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變，第二透鏡組和后部透鏡組之間的距離改變，并且滿足以下條件表達式(1)、(4)和(5) 0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50 (1) 0.30＜(-f2)/BFw＜0.60(4) 0.45＜fw/BFw＜0.80 (5) 其中，r1表示第二透鏡組中的負透鏡的物側表面的曲率半徑，r2表示第二透鏡組中的負透鏡的像側表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
在本發明的第三方面中，優選地，滿足以下條件表達式(2) 0.50＜(-f2)/fw＜0.90(2) 其中，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距。
在本發明的第三方面中，優選地，后部透鏡組按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第三透鏡組、具有負折射光焦度的第四透鏡組和具有正折射光焦度的第五透鏡組。
在本發明的第三方面中，優選地，后部透鏡組按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組。
在本發明的第三方面中，優選地，滿足以下條件表達式(3) 2.00＜f1/|f4|＜6.00 (3) 其中，f1表示第一透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距。
根據本發明的第四方面，提供一種配備有根據第三方面的變焦透鏡的光學裝置。
根據本發明的第五方面，提供一種用于制造變焦透鏡的方法，所述變焦透鏡按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的后部透鏡組，所述方法包括以下步驟在第二透鏡組中設置至少一個正透鏡和設為與正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡；設置第一透鏡組、第二透鏡組和后部透鏡組，以使當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變，第二透鏡組和后部透鏡組之間的距離改變；設置第二透鏡組，滿足以下條件表達式(1)和(2) 0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50(1) 0.50＜(-f2)/fw＜0.90 (2) 其中，r1表示第二透鏡組中的負透鏡的物側透鏡表面的曲率半徑，r2表示第二透鏡組中的負透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距。
在本發明的第五方面中，優選包括以下步驟按從物側起的順序將具有正折射光焦度的第三透鏡組、具有負折射光焦度的第四透鏡組和具有正折射光焦度的第五透鏡組設置到后部透鏡組中。
在本發明的第五方面中，優選包括以下步驟按從物側起的順序將具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組設置到后部透鏡組中。
在本發明的第五方面中，優選包括以下步驟設置第四透鏡組，滿足以下條件表達式 2.00＜f1/|f4|＜6.00 其中，f1表示第三透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距。
根據本發明的第六方面，提供一種用于制造變焦透鏡的方法，所述變焦透鏡按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的后部透鏡組，所述方法包括以下步驟在第二透鏡組中設置至少一個正透鏡和設為與正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡；設置第一透鏡組、第二透鏡組和后部透鏡組，以使當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變，第二透鏡組和后部透鏡組之間的距離改變；設置第二透鏡組，滿足以下條件表達式(1)、(4)和(5) 0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50(1) 0.30＜(-f2)/BFw＜0.60 (4) 0.45＜fw/BFw (5) 其中，r1表示第二透鏡組中的負透鏡的物側表面的曲率半徑，r2表示第二透鏡組中的負透鏡的像側表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
通過構造上述根據本發明的變焦透鏡系統、光學裝置和用于制造該變焦透鏡系統的方法，可實現優良的光學性能。
圖1是示出根據實例1的變焦透鏡的透鏡構造的示意圖。
圖2A、圖2B和圖2C是示出根據實例1的變焦透鏡對焦在無限遠處時的各種像差的曲線圖，其中，圖2A示出廣角端狀態下的各種像差，圖2B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖2C示出遠攝端狀態下的各種像差。
圖3A、圖3B和圖3C是示出根據實例1的變焦透鏡對焦在最近拍攝范圍上時的各種像差的曲線圖，其中，圖3A示出廣角端狀態下的各種像差，圖3B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖3C示出遠攝端狀態下的各種像差。
圖4是示出根據實例2的變焦透鏡的透鏡構造的示意圖。
圖5A、圖5B和圖5C是示出根據實例2的變焦透鏡對焦在無限遠處時的各種像差的曲線圖，其中，圖5A示出廣角端狀態下的各種像差，圖5B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖5C示出遠攝端狀態下的各種像差。
圖6A、圖6B和圖6C是示出根據實例2的變焦透鏡對焦在最近拍攝范圍上時的各種像差的曲線圖，其中，圖6A示出廣角端狀態下的各種像差，圖6B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖6C示出遠攝端狀態下的各種像差。
圖7是根據實例3的變焦透鏡的透鏡構造的示意圖。
圖8A、圖8B和圖8C是示出根據實例3的變焦透鏡對焦在無限遠處時的各種像差的曲線圖，其中，圖8A示出廣角端狀態下的各種像差，圖8B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖8C示出遠攝端狀態下的各種像差。
圖9A、圖9B和圖9C是示出根據實例3的變焦透鏡對焦在最近拍攝范圍上時的各種像差的曲線圖，其中，圖9A示出廣角端狀態下的各種像差，圖9B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖9C示出遠攝端狀態下的各種像差。
圖10是根據實例4的變焦透鏡的透鏡構造的示意圖。
圖11A、圖11B和圖11C是示出根據實例4的變焦透鏡對焦在無限遠處時的各種像差的曲線圖，其中，圖11A示出廣角端狀態下的各種像差，圖11B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖11C示出遠攝端狀態下的各種像差。
圖12A、圖12B和圖12C是示出根據實例4的變焦透鏡對焦在最近拍攝范圍上時的各種像差的曲線圖，其中，圖12A示出廣角端狀態下的各種像差，圖12B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖12C示出遠攝端狀態下的各種像差。
圖13是示出配備有根據本實施例的變焦透鏡的單鏡頭反射數字相機的示意圖。
圖14是示意性地解釋用于制造根據本實施例的變焦透鏡的方法的流程圖。
圖15是示意性地解釋用于制造根據本實施例的從另一觀點所見的變焦透鏡的方法的流程圖。
具體實施例方式 將參照附圖對根據本申請的優選實施例進行解釋。如圖1所示，根據本實施例的變焦透鏡ZL按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組G1、具有負折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的后部透鏡組GR。第二透鏡組G2包括至少一個正透鏡和設為與正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡。當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變，第二透鏡組和后部透鏡組之間的距離改變。通過這種透鏡構造，可使透鏡鏡筒緊湊，并極好地對變焦和對焦時的像差變化進行校正。
然后，對構造變焦透鏡ZL的條件進行解釋。首先，優選滿足以下條件表達式(1)和(2) 0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50(1) 0.50＜(-f2)/fw＜0.90 (2) 其中，r1表示第二透鏡組中的負透鏡的物側透鏡表面的曲率半徑，r2表示第二透鏡組中的負透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑。
條件表達式(1)定義第二透鏡組G2中設為與具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡的形狀。通過滿足條件表達式(1)，根據本實施例的變焦透鏡可實現優良的光學性能。當比率(r2+r1)/(r2-r1)等于或者超過條件表達式(1)的上限時，負透鏡的物側透鏡表面的曲率半徑變大，廣角端狀態下的慧差變得難以校正，因而不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(1)的上限設置為3.00。另一方面，當比率(r2+r1)/(r2-r1)等于或者低于條件表達式(1)的下限時，負透鏡的物側透鏡表面的曲率半徑變小，遠攝端狀態下的球面像差變得難以校正，負透鏡和正透鏡之間的距離的制造誤差的效果變大，因而不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(1)的下限設置為0.90。
條件表達式(2)定義第二透鏡組G2的焦距f2與廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距fw的比率。通過滿足條件表達式(2)，根據本實施例的變焦透鏡ZL可實現特定的變焦比和優良的光學性能。當比率(-f2)/fw等于或者超過條件表達式(2)的上限時，第二透鏡組G2的折射光焦度變弱，從而為了獲得特定的變焦比，其它透鏡組的折射光焦度必須變強。結果，球面像差和像場彎曲變差，因而不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(2)的上限設置為0.85。另一方面，當比率(-f2)/fw等于或者低于條件表達式(2)的下限時，第二透鏡組G2的折射光焦度變強，遠攝端狀態下的球面像差和慧差變得難以校正，因而不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(2)的下限設置為0.60。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，優選地，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的距離增加，第二透鏡組G2和后部透鏡組GR之間的距離減小。通過這種透鏡構造，可確保特定的變焦比，同時可有效地校正球面像差和像場彎曲的變化。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，優選地，當從無限遠處對焦到近物時，設置第二透鏡組G2的至少一部分可沿著光軸移動。通過這種透鏡構造，可使透鏡鏡筒緊湊，并可極好地校正球面像差和像場彎曲的變化。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，后部透鏡組GR按從物側起的順序優選包括具有正折射光焦度的第三透鏡G3、具有負折射光焦度的第四透鏡組G4和具有正折射光焦度的第五透鏡組G5。通過這種透鏡構造，可確保特定的變焦比，同時可有效地校正球面像差和像場彎曲的變化。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，后部透鏡組GR按從物側起的順序優選包括具有正折射光焦度的第三透鏡組G3和具有正折射光焦度的第四透鏡組G4。通過這種透鏡構造，可確保特定的變焦比，同時可有效地校正球面像差和像場彎曲的變化。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第二透鏡組G2的最像側透鏡表面優選為非球面。通過這種透鏡構造，可極好地校正遠攝端狀態下的球面像差。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，優選滿足以下條件表達式(3) 2.00＜f1/|f4|＜6.00(3) 其中，f1表示第一透鏡組G1的焦距，f4表示第四透鏡組G4的焦距。
條件表達式(3)定義第四透鏡組G4的焦距f4相對于第一透鏡組G1的焦距f1。通過滿足條件表達式(3)，根據本實施例的變焦透鏡ZL可確保特定的變焦比，同時確保執行減振時的光學性能。當比率f1/|f4|等于或者超過條件表達式(3)的上限時，第四透鏡組G4的折射光焦度變強，從而變得難以同時校正執行減振時偏心慧差(decentering coma)的變化和像場彎曲的變化。因此，不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(3)的上限設置為5.54。另一方面，當比率f1/|f4|等于或者低于條件表達式(3)的下限時，第一透鏡組G1的折射光焦度變強，從而變得難以校正遠攝端狀態下的球面像差。而且，廣角端狀態下的橫向色差的劣化變得明顯，因而不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(3)的下限設置為3.55。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，后部透鏡組GR的一部分優選地可在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動。通過這種透鏡構造，可同時校正執行減振時偏心慧差的變化和像場彎曲的變化。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第四透鏡組G4的至少一部分優選地可在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動。通過這種透鏡構造，可同時校正執行減振時偏心慧差的變化和像場彎曲的變化，并可使透鏡鏡筒緊湊。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第二透鏡組G2的最物側透鏡表面優選為非球面。通過這種透鏡構造，可極好地校正廣角端狀態下的像場彎曲和畸變。
以下將參照圖14對用于制造根據本實施例的變焦透鏡的方法的要點進行解釋。
首先，在第二透鏡組G2中設置至少一個正透鏡和設為與正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡(步驟S100)。
在這種情況下，設置第二透鏡組G2，以使滿足以下條件表達式(1)和(2) 0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50(1) 0.50＜(-f2)/fw＜0.90 (2) 其中，r1表示第二透鏡組中的負透鏡的物側透鏡表面的曲率半徑，r2表示第二透鏡組中的負透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑(步驟S200)。
然后，設置第一透鏡組G1、第二透鏡組G2和后部透鏡組GR，以使當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的距離改變，第二透鏡組和后部透鏡組之間的距離改變(步驟S300)。
然后，以下將參照附圖對根據本申請的從另一視點所見的變焦透鏡ZL進行解釋。如圖1所示，根據本申請的從另一視點所見的變焦透鏡ZL按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組G1、具有負折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的后部透鏡組GR。第二透鏡組G2包括至少一個正透鏡和設為與正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡。當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變，第二透鏡組和后部透鏡組之間的距離改變。通過這種透鏡構造，可使透鏡鏡筒緊湊，并可極好地校正變焦和對焦時的像差變化。
然后，對用于構造根據本申請的從另一視點所見的變焦透鏡ZL的條件進行解釋。在根據本申請的從另一視點所見的變焦透鏡ZL中，透鏡組之間的每個距離改變，并且當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時滿足以下條件表達式(1)、(4)和(5) 0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50(1) 0.30＜(-f2)/BFw＜0.60 (4) 0.45＜fw/BFw＜0.80 (5) 其中，r1表示第二透鏡組G2中的負透鏡的物側表面的曲率半徑，r2表示第二透鏡組G2中的負透鏡的像側表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，f2表示第二透鏡組G2的焦距，BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
條件表達式(1)定義第二透鏡組G2中與具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡的形狀。然而，已對條件表達式(1)進行解釋，所以省略重復解釋。
條件表達式(4)定義第二透鏡組G2的焦距f2與廣角端狀態下的后焦距BFw的比率。通過滿足條件表達式(4)，根據本申請的從另一視點所見的變焦透鏡ZL可實現優良的光學性能和特定的變焦比，同時確保有效的后焦距。當比率(-f2)/BFw等于或者超過條件表達式(4)的上限時，第二透鏡組G2的折射光焦度變弱，從而為了獲得廣角端狀態下的有效后焦距，其它透鏡組的折射光焦度必須大。結果，球面像差和像場彎曲變差，因而不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(4)的上限設置為0.55。另一方面，當比率(-f2)/BFw等于或者低于條件表達式(4)的下限時，第二透鏡組G2的折射光焦度變強，從而變得難以校正遠攝端狀態下的球面像差和慧差。因此，不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(4)的下限設置為0.35。
條件表達式(5)定義廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距fw與廣角端狀態下的后焦距BFw的比率。通過滿足條件表達式(5)，根據本申請的從另一視點所見的變焦透鏡ZL可確保廣角端狀態下的有效后焦距，同時確保特定的變焦比。當比率fw/BFw等于或者超過條件表達式(5)的上限時，廣角端狀態下的后焦距變得太短，球面像差變差，有效后焦距變得難以確保，因而不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(5)的上限設置為0.77。另一方面，當比率fw/BFw等于或者低于條件表達式(5)的下限時，廣角端狀態下的焦距變得太短，從而變得難以校正廣角端狀態下的像場彎曲和慧差。因此，不理想。為了確保本申請的效果，優選將條件表達式(5)的下限設置為0.47。
然后，將參照圖15對用于制造根據本申請的從所述另一視點所見的變焦透鏡的方法的要點進行解釋。
首先，在第二透鏡組G2中設置至少一個正透鏡和設為與正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡(步驟S400)。
在這種情況下，設置第一透鏡組G1、第二透鏡組G2和后部透鏡組GR，以使當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的距離改變，第二透鏡組G2和后部透鏡組GR之間的距離改變(步驟S500)。
然后，設置第二透鏡組G2，以使滿足以下條件表達式(1)、(4)和(5) 0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50(1) 0.30＜(-f2)/BFw＜0.60 (4) 0.45＜fw/BFw＜0.80 (5) 其中，r1表示第二透鏡組G2中的負透鏡的物側表面的曲率半徑，r2表示第二透鏡組G2中的負透鏡的像側表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，f2表示第二透鏡組G2的焦距，BFw表示廣角端狀態下的后焦距(步驟S600)。
以下將參照附圖對本申請的每個實例進行解釋。圖1、圖4、圖7和圖10分別是顯示變焦透鏡ZL(ZL1至ZL4)的每個透鏡組的透鏡構造和變焦時的移動軌跡的示意圖。如圖1、圖4和圖7所示，根據實例1至實例3的變焦透鏡ZL1至ZL3按從物側起的順序分別由具有正折射光焦度的第一透鏡組G1、具有負折射光焦度的第二透鏡組G2、具有正折射光焦度的第三透鏡組G3、具有負折射光焦度的第四透鏡組G4和具有正折射光焦度的第五透鏡組G5組成。當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，透鏡組之間的每個距離以下述方式改變，即，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的距離增加，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離減小，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的距離增加，第四透鏡組G4和第五透鏡組G5之間的距離減小。
如圖10所示，根據實例4的變焦透鏡ZL4按從物側起的順序由具有正折射光焦度的第一透鏡組G1、具有負折射光焦度的第二透鏡組G2、具有正折射光焦度的第三透鏡組G3和具有正折射光焦度的第四透鏡組G4組成。當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，透鏡組之間的每個距離以下述方式改變，即，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的距離增加，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離減小，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的距離減小。
在每個實例中，用以下表達式(a)表達非球面 S(y)＝(y2/r)/[1+{1-κ×(y/r)2}1/2]+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10(a) 其中，y表示距光軸的垂直高度，S(y)表示垂度量，該垂度量為沿著光軸從非球面的頂點處的切面到距光軸垂直高度y處的非球面的距離，r表示參考球的曲率半徑(近軸曲率半徑)，k表示錐形系數，An表示n階非球面系數。在以下實例中，“E-n”表示“×10-n”，并且二階非球面系數A2為零。在[透鏡數據]中，通過將“*”附加到表面編號的左側來顯示非球面。
<實例1> 圖1是顯示根據本申請的實例1的變焦透鏡ZL1的透鏡構造的示意圖。在圖1中顯示的變焦透鏡ZL1中，第一透鏡組G1按從物側起的順序由膠合正透鏡和正彎月形透鏡L13組成，該膠合正透鏡由具有與物側面對的凸面的負彎月形透鏡L11與雙凸正透鏡L12膠合而構成，該正彎月形透鏡L13具有與物側面對的凸面。第二透鏡組G2按從物側起的順序由負彎月形透鏡L21、負彎月形透鏡L22、雙凸正透鏡L23和雙凹負透鏡L24組成，負彎月形透鏡L21具有與物側面對的非球面和與物側面對的凸面，負彎月形透鏡L22具有與物側面對的凹面，雙凹負透鏡L24具有與像側面對的非球面。第三透鏡組G3按從物側起的順序由雙凸正透鏡L31、膠合正透鏡和雙凸正透鏡L34組成，該膠合正透鏡由具有與物側面對的凸面的負彎月形透鏡L32與雙凸正透鏡L33膠合而構成。第四透鏡組G4按從物側起的順序由膠合負透鏡和負彎月形透鏡L43組成，膠合負透鏡由具有與物側面對的凹面的正彎月形透鏡L41與雙凹負透鏡L42膠合而成，負彎月形透鏡L43具有與物側面對的凹面。第五透鏡組G5按從物側起的順序由雙凸正透鏡L51和膠合正透鏡組成，雙凸正透鏡L51具有與物側面對的非球面，膠合正透鏡由具有與物側面對的凹面的正彎月形透鏡L52與具有與物側面對的凹面的負彎月形透鏡L53膠合而構成。
在第三透鏡組G3中，即，在雙凸正透鏡L31和負彎月形透鏡L32之間設置孔徑光闌S，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，孔徑光闌S和第三透鏡組G3一體地移動。通過將第二透鏡組G2向物側移動來執行從無限遠處到近物的對焦。通過在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動第四透鏡組G4中的膠合負透鏡來執行減振。
在表1中列出了與實例1相關聯的各種值。在[規格]中，W表示廣角端狀態，M表示中間焦距狀態，T表示遠攝端狀態，f表示變焦透鏡的焦距，FNO表示f數，2ω表示視角，IH表示像高度，TL表示總透鏡長度，Bf表示后焦距。在[透鏡數據]中，最左列“i”顯示按從物側起的順序計數的透鏡表面編號，第二列“r”顯示透鏡表面的曲率半徑，第三列“d”顯示到下一表面的距離，第四列“vd”顯示d線(波長λ＝587.6nm)處的阿貝數，第五列“nd”顯示d線(波長λ＝587.6nm)處的折射率。在第五列“nd”中，省略了空氣折射率nd＝1.000000。在第二列“r”中，r＝0.0000表示平面。在關于各種值的各個表中，“mm”通常用于諸如焦距、曲率半徑和到下一透鏡表面的距離的長度單位。然而，由于可通過其大小被按比例放大或縮小的光學系統來獲得類似的光學性能，所以單位不必限于“mm”，可使用任何其它合適的單位。參考符號的解釋與其它實例中的解釋相同。
表1 [規格] W M T f＝24.70 45.75 116.39 FNO＝ 4.12 4.13 4.14 2ω＝ 85.24 48.96 20.28 IH＝ 21.6 21.6 21.6 TL＝ 146.351158.339190.957 Bf＝ 38.496 48.783 64.317 [透鏡數據] i r dvd nd 1 207.80102.00023.771.846660 2 84.2787 7.59567.871.593189 3 -1502.5800 0.100 4 57.9483 5.60052.291.755000 5 142.1986(d1) *61030.3484 1.20046.631.816000 7 15.8302 8.018 8 -31.93491.00045.301.795000 9 -78.02810.100 1060.0996 4.20023.771.846660 11-33.40800.537 12-28.42601.00040.941.806100 *13 1638.3373 (d2) 1451.6280 2.60052.291.755000 15-725.4606 1.400 160.0000 0.500 孔徑光闌S 1730.6214 3.00023.771.846660 1817.0593 6.60 70.451.487490 19-88.04900.100 2042.1543 3.40067.871.593189 21-433.2258 (d3) 22-54.30563.50032.351.850260 23-17.07451.00052.291.755000 2485.6576 3.000 25-54.23041.00053.891.713000 26-943.5177 (d4) *27 88.1343 5.73461.181.589130 28-24.27750.100 29-207.7437 6.50970.451.487490 30-19.80551.00032.351.850260 31-73.8800(Bf) [透鏡組數據] 組I 焦距 G11 106.848 G26 -17.844 G31425.331 G422-30.712 G52745.007 [非球面數據] 表面編號6 k＝ 1.0000 A4＝ 1.31870E-05 A6＝ -3.10490E-08 A8＝ 4.74440E-11 A10＝ -3.43860E-14 表面編號13 k＝ 1.0000 A4＝ -9.26690E-07 A6＝ -2.12150E-08 A8＝ 8.52640E-12 A10＝ -8.74630E-14 表面編號27 k＝ -30.0000 A4＝ -7.12220E-06 A6＝ -3.55240E-09 A8＝ 4.19740E-11 A10＝ -1.12730E-13 [可變距離] 無限遠處 WM T d12.89917.24844.501 d224.017 11.3691.199 d31.7795.564 8.842 d48.3424.578 1.300 近拍攝范圍 WM T d12.07716.56643.557 d224.840 12.0512.143 d31.7995.564 8.842 d48.3424.578 1.300 [條件表達式的值] (1)(r2+r1)/(r2-r1)＝2.386 (2)(-f2)/fw＝0.722 (3)f1/|f4|＝3.479 (4)(-f2)/BFw＝0.464 (5)fw/BFw＝0.642 圖2A、圖2B和圖2C是示出根據實例1的變焦透鏡對焦在無限遠處時的各種像差的曲線圖，其中，圖2A示出廣角端狀態下的各種像差，圖2B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖2C示出遠攝端狀態下的各種像差。圖3A、圖3B和圖3C是示出根據實例1的變焦透鏡對焦在最近拍攝范圍上時的各種像差的曲線圖，其中，圖3A示出廣角端狀態下的各種像差，圖3B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖3C示出遠攝端狀態下的各種像差。在各個曲線圖中，FNO表示f數，Y表示像高度，d表示d線(波長λ＝587.6nm)，g表示g線(波長λ＝435.6nm)。在顯示畸變的曲線圖中，實線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。上述關于各種像差曲線圖的解釋與其它實例相同。從各個曲線圖顯而易見的是，由于很好地對從廣角端狀態到遠攝端狀態的各種像差進行校正，所以根據實例1的變焦透鏡顯示極佳的光學性能。
<實例2> 圖4是示出根據本申請的實例2的變焦透鏡ZL2的透鏡構造的示意圖。在圖4所示的變焦透鏡ZL2中，第一透鏡組G1按從物側起的順序由膠合正透鏡和正彎月形透鏡L13組成，膠合正透鏡由具有與物側面對的凸面的負彎月形透鏡L11與雙凸正透鏡L12膠合而構成，正彎月形透鏡L13具有與物側面對的凸面。第二透鏡組G2按從物側起的順序由負彎月形透鏡L21、負彎月形透鏡L22、雙凸正透鏡L23和雙凹負透鏡L24組成，負彎月形透鏡L21具有與物側面對的凸面和與物側面對的非球面，負彎月形透鏡L22具有與像側面對的凸面。第三透鏡組G3按從物側起的順序由雙凸正透鏡L31、由雙凸正透鏡L32與具有與物側面對的凹面的負彎月形透鏡L33膠合而構成的膠合正透鏡和由具有與物側面對的凸面的負彎月形透鏡L34與雙凸正透鏡L35膠合而構成的膠合正透鏡組成。第四透鏡組G4按從物側起的順序由膠合負透鏡和負彎月形透鏡L43組成，膠合負透鏡由雙凹負透鏡L41與具有與物側面對的凸面的正彎月形透鏡L42膠合而構成，負彎月形透鏡L43具有與物側面對的凹面，該凹面為與物側面對的非球面。第五透鏡組G5按從物側起的順序由雙凸正透鏡L51、膠合正透鏡和負彎月形透鏡L54組成，該膠合正透鏡由雙凸正透鏡L52與具有與物側面對的凹面的負彎月形透鏡L53膠合而構成，負彎月形透鏡L54具有與物側面對的凹面，該凹面為與物側面對的非球面。
在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間設置孔徑光闌S，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，孔徑光闌S和第三透鏡組G3一體地移動。通過將第二透鏡組G2向物側移動來執行從無限遠處到近物的對焦。通過在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動第四透鏡組G4中的膠合負透鏡來執行減振。
在表2中列出了與根據實例2的變焦透鏡ZL2相關聯的各種值。
表2 [規格] WM T f＝28.79100.00292.00 FNO＝ 3.57 5.34 5.96 2ω＝ 76.5223.32 8.16 IH＝ 21.6 21.6 21.6 TL＝ 159.888 205.193 232.653 Bf＝ 38.422 65.89679.261 [透鏡數據] ir dvd nd 1125.86872.00031.271.903660 268.2116 9.30082.561.497820 3-1478.5570 0.100 468.1452 6.70065.471.603000 5484.4905(d1) *6 590.85601.30046.731.765460 718.5437 7.000 8-38.34011.00046.581.804000 9-310.1534 0.100 10 38.1237 4.85023.781.846660 11 -44.87910.950 12 -29.43401.00046.581.804000 *13 99.9238 (d2) 14 0.0000 0.500 孔徑光闌S 15 53.3960 3.40054.661.729160 16 -92.10300.100 17 39.7508 5.00082.561.497820 18 -41.46511.00023.781.846660 19 -356.7126 0.100 20 32.9053 1.40046.631.816000 21 15.5333 6.60058.891.518230 22 -67.2953(d3) 23 -79.17921.00049.611.772500 24 15.8779 3.00032.341.850260 25 51.8482 2.586 26 -23.40540.19038.091.553890 *27 -23.40541.20054.661.729160 28 -47.5480(d4) 29 83.9836 5.60060.691.563840 30 -26.42800.300 31 59.3963 6.90045.791.548140 32 -21.22961.10031.271.903660 33 -43.59141.600 34 -28.98121.30042.641.820800 *35 -136.6351 (Bf) [透鏡組數據] 組I 焦距 G11 109.348 G26 -17.324 G31425.755 G423-25.979 G52943.376 [非球面數據] 表面編號6 k＝ -9.1146 A4＝ 6.35640E-06 A6＝ -7.76870E-09 A8＝ -2.54380E-11 A10＝ 1.93540E-13 表面編號13 k＝ 1.0000 A4＝ 1.00450E-06 A6＝ -1.40860E-08 A8＝ 9.73830E-12 A10＝ 0.00000E+00 表面編號27 k＝ -0.2178 A4＝ 1.55140E-06 A6＝ 2.93820E-08 A8＝ 1.09380E-10 A10＝ 0.00000E+00 表面編號35 k＝1.0000 A4＝ -8.52260E-06 A6＝ 1.10900E-08 A8＝ -4.80970E-11 A10＝ 1.46300E-13 [可變距離] 無限遠處 WMT d12.53437.442 63.214 d230.341 13.263 1.585 d32.9616.7017.803 d46.1522.4121.310 近拍攝范圍 WMT d11.85336.751 59.870 d231.022 13.954 4.929 d32.9616.7017.803 d46.1522.4121.310 [條件表達式的值] (1)(r2+r1)/(r2-r1)＝1.282 (2)(-f2)/fw＝0.601 (3)f1/|f4|＝4.209 (4)(-f2)/BFw＝0.451 (5)fw/BFw＝0.750 圖5A、圖5B和圖5C是示出根據實例2的變焦透鏡對焦在無限遠處時的各種像差的曲線圖，其中，圖5A示出廣角端狀態下的各種像差，圖5B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖5C示出遠攝端狀態下的各種像差。圖6A、圖6B和圖6C是示出根據實例2的變焦透鏡對焦在最近拍攝范圍上時的各種像差的曲線圖，其中，圖6A示出廣角端狀態下的各種像差，圖6B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖6C示出遠攝端狀態下的各種像差。從各個曲線圖顯而易見的是，由于極好地對從廣角端狀態到遠攝端狀態的各種像差進行校正，所以根據實例2的變焦透鏡顯示極佳的光學性能。
<實例3> 圖7是示出根據本申請的實例3的變焦透鏡ZL3的透鏡構造的示意圖。在圖7所示的變焦透鏡ZL3中，第一透鏡組G1按從物側起的順序由膠合正透鏡和正彎月形透鏡L 13組成，膠合正透鏡由具有與物側面對的凸面的負彎月形透鏡L11與雙凸正透鏡L12膠合而構成，正彎月形透鏡L13具有與物側面對的凸面。第二透鏡組G2按從物側起的順序由負彎月形透鏡L21、負彎月形透鏡L22和膠合正透鏡組成，負彎月形透鏡L21具有與物側面對的凸面，該凸面為與物側面對的非球面，負彎月形透鏡L22具有與像側面對的凸面，膠合正透鏡由雙凸正透鏡L23與具有與像側面對的非球面的雙凹負透鏡L24膠合而構成。第三透鏡組G3按從物側起的順序由通過由負彎月形透鏡L31與雙凸正透鏡L32膠合而構成的膠合正透鏡和通過由雙凸正透鏡L33與雙凹負透鏡L34膠合而構成的膠合正透鏡組成。第四透鏡組G4按從物側起的順序由通過由雙凹負透鏡L41與具有與物側面對的凸面的正彎月形透鏡L42膠合而構成的膠合負透鏡組成。第五透鏡組G5按從物側起的順序由正彎月形透鏡L51和膠合正透鏡組成，正彎月形透鏡L51具有與物側面對的凹面，膠合正透鏡由雙凸正透鏡L52與具有與物側面對的凹面的負彎月形透鏡L53膠合而構成。
在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間設置孔徑光闌S，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3一體地移動。在第四透鏡組G4和第五透鏡組G5之間設置耀斑光闌。通過將第二透鏡組G2向物側移動來執行從無限遠處到近物的對焦。通過在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動第四透鏡組G4來執行減振。
在表3中列出了與根據實例3的變焦透鏡ZL3相關聯的各種值。
表3 [規格] WMT f＝18.3956.02101.99 FNO＝ 3.63 5.21 5.84 2ω＝ 80.3228.5816.00 IH＝ 14.5 14.5 14.5 TL＝ 134.064 160.538 177.708 Bf＝ 39.008 57.868 66.008 [透鏡數據] ir dvd nd 1209.43371.80023.781.846660 279.9301 6.40060.681.603110 3-294.0880 0.100 453.0478 4.20053.891.713000 5124.9384(d1) *6 154.13710.20038.091.553890 7130.00001.20042.721.834807 813.9274 6.800 9-43.58791.00042.721.834807 10 -519.1937 0.300 11 40.9980 5.00023.781.846660 12 -26.42841.00042.721.834810 *13 68.0402 (d2) 14 0.0000 0.600孔徑光闌S 15 64.4076 0.90028.691.795040 16 34.1145 3.60082.521.497820 17 -31.06430.100 18 25.1181 2.80049.611.772500 19 -25.11810.80032.351.850260 20 120.6588(d3) 21 -58.64990.80054.661.729157 22 12.6352 2.40032.351.850260 23 34.1595 3.343 24 0.0000 (d4) 耀斑光闌FS 25 -1531.4175 3.60064.101.516800 26 -24.89330.100 27 55.6770 6.00064.121.516800 28 -17.12601.20032.351.850260 29 -64.8623(Bf) [透鏡組數據] 組I 焦距 G11 91.398 G26 -14.923 G31424.587 G421-35.820 G52541.672 [非球面數據] 表面編號6 k＝ 93.3168 A4＝ 5.89740E-06 A6＝ -7.29460E-08 A8＝ 2.86340E-10 A10＝ -7.78550E-13 表面編號13 k＝1.0000 A4＝ -6.55200E-06 A6＝ -7.75620E-09 A8＝ -1.44920E-10 A10＝ 0.00000E+00 [可變距離] 無限遠處 WM T d12.28427.41841.691 d225.740 8.221 2.978 d32.1247.010 8.712 d410.662 5.776 4.074 近拍攝范圍 WM T d11.51826.73140.680 d226.506 8.908 3.989 d32.1247.010 8.712 d410.662 5.776 4.074 [條件表達式的值] (1)(r2+r1)/(r2-r1)＝1.181 (2)(-f2)/fw＝0.811 (3)f1/|f4|＝2.552 (4)(-f2)/BFw＝0.383 (5)fw/BFw＝0.472 圖8A、圖8B和圖8C是示出根據實例3的變焦透鏡對焦在無限遠處時的各種像差的曲線圖，其中，圖8A示出廣角端狀態下的各種像差，圖8B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖8C示出遠攝端狀態下的各種像差。圖9A、圖9B和圖9C是示出根據實例3的變焦透鏡對焦在最近拍攝范圍上時的各種像差的曲線圖，其中，圖9A示出廣角端狀態下的各種像差，圖9B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖9C示出遠攝端狀態下的各種像差。從各個曲線圖顯而易見的是，由于極好地對從廣角端狀態到遠攝端狀態的各種像差進行校正，所以根據實例3的變焦透鏡顯示極佳的光學性能。
<實例4> 圖10是示出根據本申請的實例4的變焦透鏡ZL4的透鏡構造的示意圖。在圖10所示的變焦透鏡ZL4中，第一透鏡組G1按從物側起的順序由膠合正透鏡和正彎月形透鏡L13組成，膠合正透鏡由具有與物側面對的凸面的負彎月形透鏡L11與雙凸正透鏡L12膠合而構成，正彎月形透鏡L13具有與物側面對的凸面。第二透鏡組G2按從物側起的順序由負彎月形透鏡L21、雙凹負透鏡L22、雙凸正透鏡L23和雙凹負透鏡L24組成，負彎月形透鏡L21具有與物側面對的凸面，該凸面為與物側面對的非球面，雙凹負透鏡L24具有與像側面對的非球面。第三透鏡組G3按從物側起的順序由雙凸正透鏡L31、膠合正透鏡和膠合負透鏡組成，膠合正透鏡由雙凸正透鏡L32與雙凹負透鏡L33膠合而構成，膠合負透鏡由具有與物側面對的非球面的雙凹負透鏡L34與具有與物側面對的凸面的正彎月形透鏡L35膠合而構成。第四透鏡組G4按從物側起的順序由雙凸正透鏡L41、膠合負透鏡和正彎月形透鏡L44組成，雙凸正透鏡L41具有與物側面對的非球面，膠合負透鏡由雙凸正透鏡L42與雙凹負透鏡L43膠合而構成，正彎月形透鏡L44具有與物側面對的凹面。
在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間設置孔徑光闌S，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3一體地移動。在第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間設置耀斑光闌FS。通過將第二透鏡組G2向物側移動來執行從無限遠處到近物的對焦。通過在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動第三透鏡組G3中的膠合透鏡來執行減振。
表4中列出了與根據實例4的變焦透鏡ZL4相關聯的各種值。
表4 [規格] WMT f＝18.5070.24195.00 FNO＝ 3.58 5.11 5.89 2ω＝ 79.7822.888.44 IH＝ 14.5 14.5 14.5 TL＝ 141.720 183.030 207.403 Bf＝ 38.000 67.280 80.450 [透鏡數據] i r dvd nd 1 131.62642.00032.351.850260 2 64.5215 8.80081.611.497000 3 -502.5306 0.100 4 60.4775 6.30065.471.603000 5 295.9384(d1) *6757.88980.15038.091.553890 7 150.00001.20046.631.816000 8 14.7418 6.500 9 -37.42851.00046.631.816000 10855.93380.100 1136.4002 4.80023.781.846660 12-38.28020.900 13-25.98651.00047.381.788000 *14 250.1396(d2) 150.0000 0.500孔徑光闌S 1639.9769 3.00065.471.603000 17-39.97690.100 1827.0291 3.60081.611.497000 19-30.90251.00032.351.850260 2015022.6378 3.000 *21 -47.64720.10038.091.553890 22-54.86741.00049.611.772500 2328.9153 1.80025.431.805180 2477.8261 2.600 250.0000 (d3) 耀斑光闌FS *26 74.7506 4.40054.521.676974 27-32.86830.600 28113.72294.00070.241.487490 29-31.38231.40037.171.834000 3057.5744 1.500 31-127.9425 3.30064.121.516800 32-27.8519(Bf) [透鏡組數據] 組I焦距 G11100.784 G26-14.519 G31549.281 G42643.229 [非球面數據] 表面編號6 k＝ 1.0000 A4＝ 1.85064E-05 A6＝ -5.88122E-08 A8＝ 1.30157E-10 A10＝ -1.19816E-13 表面編號14 k＝ 1.0000 A4＝ 6.90787E-07 A6＝ -1.55867E-08 A8＝ -1.21063E-10 A10＝ 7.07360E-13 表面編號21 K＝ 1.0000 A4＝ 8.67713E-06 A6＝ 2.45288E-09 A8＝ 0.00000E+00 A10＝ 0.00000E+00 表面編號26 k＝ 1.0000 A4＝ -1.85346E-05 A6＝ 3.98364E-09 A8＝ 0.00000E+00 A10＝ 0.00000E+00 [可變距離] 無限遠處 WM T d12.07038.00060.000 d229.400 11.0001.800 d37.5002.000 0.400 近拍攝范圍 WM T d13.28037.82258.174 d228.189 11.1773.625 d37.5002.000 0.400 [條件表達式的值] (1)(r2+r1)/(r2-r1)＝0.916 (2)(-f2)/fw＝0.783 (3)f1/|f4|＝2.275 (4)(-f2)/BFw＝0.390 (5)fw/BFw＝0.498 圖11A、圖11B和圖11C是示出根據實例4的變焦透鏡對焦在無限遠處時的各種像差的曲線圖，其中，圖11A示出廣角端狀態下的各種像差，圖11B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖11C示出遠攝端狀態下的各種像差。圖12A、圖12B和圖12C是示出根據實例4的變焦透鏡對焦在最近拍攝范圍上時的各種像差的曲線圖，其中，圖12A示出廣角端狀態下的各種像差，圖12B示出中間焦距狀態下的各種像差，圖12C示出遠攝端狀態下的各種像差。從各個曲線圖顯而易見的是，由于極好地對從廣角端狀態到遠攝端狀態的各種像差進行校正，所以根據實例4的變焦透鏡顯示極佳的光學性能。
圖13中示出了如下的示意圖，即，該示意圖顯示單鏡頭反射數字相機(以下簡單稱為相機)1作為配備有上述變焦透鏡ZL的光學裝置。在相機1中，來自物體(未顯示)的光被成像透鏡2(變焦透鏡ZL)會聚，被快速復原反光鏡3反射，并對焦在對焦屏幕4上。對焦在對焦屏幕4上的光被五邊形屋脊棱鏡5反射多次，引向目鏡6。因此，拍攝者可通過目鏡6觀察作為直立像的物體像。
當拍攝者一直壓下釋放按鈕(未顯示)時，快速復原反光鏡3從光路收縮，來自物體的光在成像設備7上形成物體像。因此，來自物體的光被成像設備7捕捉，拍攝的像被存儲在存儲器(未顯示)中。以這種方式，拍攝者可用相機1拍攝物體的像。順便一提，圖13中顯示的相機1可以可拆卸地容納變焦透鏡ZL，或者可與變焦透鏡ZL一體地被形成。相機可以是所謂的單鏡頭反射相機或者不包括快速復原反光鏡等的小型相機。
順便一提，可在不使光學性能劣化的限度內適當地應用以下描述。
雖然在本申請的每個實例中顯示四透鏡組構造或者五透鏡組構造，但是本申請可應用于其它透鏡組構造，諸如六透鏡組構造。而且，將透鏡或透鏡組添加到物側的透鏡構造或者將透鏡或透鏡組添加到最像側的透鏡構造是可能的。順便一提，透鏡組被定義為具有至少一個透鏡的部分，這些透鏡由變焦時發生改變的空氣間隔分隔開。
在每個實例中，為了改變從無限遠處到近物的對焦，可沿著光軸移動透鏡組的一部分、單透鏡組或者多個透鏡組。在這種情況下，對焦透鏡組可用于自動對焦，并適合于被諸如超聲馬達這樣的馬達驅動。特別是，優選地，第二透鏡組的至少一部分用作對焦透鏡組。
透鏡組或者透鏡組的一部分可在具有與光軸垂直的分量的方向上移位，或者可在包括光軸的平面中傾斜(波動)以作為減振透鏡組，減振透鏡組用于校正由相機抖動而引起的像模糊。特別是，優選地，第三透鏡組的至少一部分用作減振透鏡組。
而且，任何透鏡表面可形成為球面、平面或非球面。當透鏡表面為球面或平面時，處理和組裝變得容易，從而可防止處理和組裝時由誤差引起的光學性能的劣化。即使透鏡表面移位，光學性能劣化也小，因而是理想的。當透鏡表面為非球面時，可通過細磨工藝、用模具將玻璃材料形成為非球形的玻璃成型工藝或者在玻璃表面上將樹脂材料形成為非球形的混合型工藝來制作非球面。任何透鏡表面可以是衍射光學表面。任何透鏡可以是梯度折射率透鏡(GRIN透鏡)或者塑料透鏡。
雖然優選在第三透鏡組G3內或附近設置孔徑光闌S，但是該功能可被透鏡架構代替，而不設置作為孔徑光闌的構件。
在寬波長范圍上具有高透射率的抗反射涂層可應用于每個透鏡表面，以減小耀光影像或幻像，從而可實現高對比度的高光學性能。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，變焦比約為3.5到15。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第一透鏡組G1優選地包括兩個正透鏡部件。第一透鏡組G1優選以下述方式設置透鏡部件，即，按從物側起的順序，設置正透鏡部件和正透鏡部件，正透鏡部件之間具有空氣間隔。或者，第一透鏡組G1優選包括兩個正透鏡部件和一個負透鏡部件。第一透鏡組優選以下述方式設置透鏡部件，即，按從物側起的順序，設置負透鏡部件-正透鏡部件-正透鏡部件，透鏡部件之間設置空氣間隔。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第二透鏡組G2優選包括一個正透鏡部件和三個負透鏡部件。第二透鏡組G2優選以下述方式設置透鏡部件，即，按從物側起的順序，設置負透鏡部件-負透鏡部件-正透鏡部件-負透鏡部件，透鏡部件之間設置空氣間隔。在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第二透鏡組G2優選包括一個正透鏡部件和兩個負透鏡部件。第二透鏡組G2優選以下述方式設置透鏡部件，即，按從物側起的順序，設置負透鏡部件-負透鏡部件-正透鏡部件，透鏡部件之間設置空氣間隔。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第三透鏡組G3優選包括一個正透鏡部件和一個負透鏡部件。第三透鏡組G3優選以下述方式設置透鏡部件，即，按從物側起的順序，設置正透鏡部件-負透鏡部件，透鏡部件之間設置空氣間隔。或者，第三透鏡組G3優選包括兩個正透鏡部件。第三透鏡組G3優選以下述方式設置透鏡部件，即，按從物側起的順序，設置正透鏡部件-正透鏡部件，透鏡部件之間設置空氣間隔。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第四透鏡組G4優選包括一個負透鏡部件。
在根據本實施例的變焦透鏡ZL中，第五透鏡組G5優選包括兩個正透鏡部件。第五透鏡組G5優選以下述方式設置透鏡部件，即，按從物側起的順序，設置正透鏡部件-正透鏡部件，透鏡部件之間設置空氣間隔。
為了更好地理解本發明，本實施例僅示出了特定實例。因此，不必說，更廣方面的發明不限于具體細節和代表性設備。
權利要求
1.一種變焦透鏡，所述變焦透鏡按從物側起的順序包括
第一透鏡組，所述第一透鏡組具有正折射光焦度；
第二透鏡組，所述第二透鏡組具有負折射光焦度；以及
后部透鏡組，所述后部透鏡組具有正折射光焦度；
所述第二透鏡組包括至少一個正透鏡和設為與所述正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡，
當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離改變，并且所述第二透鏡組和所述后部透鏡組之間的距離改變，并且
滿足以下條件表達式
0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50
0.50＜(-f2)/fw＜0.90
其中，r1表示所述第二透鏡組中的負透鏡的物側透鏡表面的曲率半徑，r2表示所述第二透鏡組中的負透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，并且f2表示所述第二透鏡組的焦距。
2.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，當從無限遠對焦到近物時，所述第二透鏡組的至少一部分沿著光軸移動。
3.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述后部透鏡組按從物側起的順序包括具有正折射光焦度第三透鏡組、具有負折射光焦度的第四透鏡組和具有正折射光焦度的第五透鏡組。
4.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述后部透鏡組按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組。
5.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述第二透鏡組的最像側透鏡表面為非球面。
6.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達式
2.00＜f1/|f4|＜6.00
其中，f1表示所述第一透鏡組的焦距，f4表示所述第四透鏡組的焦距。
7.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述后部透鏡組的一部分在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動。
8.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述第四透鏡組的至少一部分在包括與光軸基本垂直的分量的方向上移動。
9.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述第二透鏡組的最物側透鏡表面為非球面。
10.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離增加，并且所述第二透鏡組和所述后部透鏡組之間的距離減小。
11.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達式
0.30＜(-f2)/BFw＜0.60
其中，f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
12.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達式
0.45＜fw/BFw＜0.80
其中，fw表示廣角端狀態下的所述變焦透鏡的焦距，BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
13.一種配備有根據權利要求1所述的變焦透鏡的光學裝置。
14.一種變焦透鏡，所述變焦透鏡按從物體起的順序包括
第一透鏡組，所述第一透鏡組具有正折射光焦度；
第二透鏡組，所述第二透鏡組具有負折射光焦度；以及
后部透鏡組，所述后部透鏡組具有正折射光焦度；
所述第二透鏡組包括至少一個正透鏡和設為與所述正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡，
當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離改變，并且所述第二透鏡組和所述后部透鏡組之間的距離改變，并且
滿足以下條件表達式
0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50
0.30＜(-f2)/BFw＜0.60
0.45＜fw/BFw＜0.80
其中，r1表示所述第二透鏡組中的負透鏡的物側表面的曲率半徑，r2表示所述第二透鏡組中的負透鏡的像側表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的變焦透鏡的焦距，f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
15.根據權利要求14所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達式
0.50＜(-f2)/fw＜0.90
其中，fw表示廣角端狀態下的所述變焦透鏡的焦距，并且f2表示所述第二透鏡組的焦距。
16.根據權利要求14所述的變焦透鏡，其中，所述后部透鏡組按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第三透鏡組、具有負折射光焦度的第四透鏡組和具有正折射光焦度的第五透鏡組。
17.根據權利要求14所述的變焦透鏡，其中，所述后部透鏡組按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組。
18.根據權利要求14所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達式
2.00＜f1/|f4|＜6.00
其中，f1表示所述第一透鏡組的焦距，f4表示所述第四透鏡組的焦距。
19.一種配備有根據權利要求14所述的變焦透鏡的光學裝置。
20.一種用于制造變焦透鏡的方法，所述變焦透鏡按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的后部透鏡組，所述方法包括以下步驟
在所述第二透鏡組中設置至少一個正透鏡和設為與所述正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡；
設置所述第一透鏡組、所述第二透鏡組和所述后部透鏡組，以使得當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離改變，并且所述第二透鏡組和所述后部透鏡組之間的距離改變；
設置所述第二透鏡組，滿足以下條件表達式
0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50
0.50＜(-f2)/fw＜0.90
其中，r1表示所述第二透鏡組中的負透鏡的物側透鏡表面的曲率半徑，r2表示所述第二透鏡組中的負透鏡的像側透鏡表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的所述變焦透鏡的焦距，并且f2表示所述第二透鏡組的焦距。
21.根據權利要求20所述的方法，還包括以下步驟
在所述后部透鏡組中，按從物側起的順序設置具有正折射光焦度的第三透鏡組、具有負折射光焦度的第四透鏡組和具有正折射光焦度的第五透鏡組。
22.根據權利要求20所述的方法，還包括以下步驟
在所述后部透鏡組中，按從物側起的順序設置具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組。
23.根據權利要求20所述的方法，還包括以下步驟
設置所述第四透鏡組，滿足以下條件表達式
2.00＜f1/|f4|＜6.00
其中，f1表示所述第一透鏡組的焦距，并且f4表示所述第四透鏡組的焦距。
24.一種用于制造變焦透鏡的方法，所述變焦透鏡按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的后部透鏡組，所述方法包括以下步驟
在所述第二透鏡組中設置至少一個正透鏡和設為與所述正透鏡中具有最大折射光焦度的所述正透鏡的物側相鄰的負透鏡；
設置所述第一透鏡組、所述第二透鏡組和所述后部透鏡組，以使得當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離改變，并且所述第二透鏡組和所述后部透鏡組之間的距離改變；
設置所述第二透鏡組，滿足以下條件表達式
0.80＜(r2+r1)/(r2-r1)＜3.50
0.30＜(-f2)/BFw＜0.60
0.45＜fw/BFw＜0.80
其中，r1表示所述第二透鏡組中的負透鏡的物側表面的曲率半徑，r2表示所述第二透鏡組中的負透鏡的像側表面的曲率半徑，fw表示廣角端狀態下的所述變焦透鏡的焦距，f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且BFw表示廣角端狀態下的后焦距。
全文摘要
一種安裝在單鏡頭反射數字相機(1)等中的變焦透鏡(ZL)按從物側起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組(G1)、具有負折射光焦度的第二透鏡組(G2)和具有正折射光焦度的后部透鏡組(GR)。第二透鏡組(G2)包括至少一個正透鏡和設為與所述正透鏡中具有最大折射光焦度的正透鏡的物側相鄰的負透鏡。當從廣角端狀態變焦到遠攝端狀態時，透鏡組之間的每個距離改變。從而，提供一種具有優良光學性能的變焦透鏡、配備有該變焦透鏡的光學裝置和用于制造該變焦透鏡的方法。
文檔編號G02B15/20GK101794014SQ20101010840
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月1日 優先權日2009年1月30日
發明者山本浩史, 三輪哲史, 鈴木剛司, 佐藤治夫 申請人:株式會社尼康