變倍光學系統、光學裝置和用于制造變倍光學系統的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種變倍光學系統、一種光學裝置，和一種用于生產該變倍光學系統 的方法。
【背景技術】
[0002] 傳統上，已經提出了由于IF、即內部聚焦系統的引入而使其聚焦透鏡組更輕并且 適合于照相機、電子靜態照相機、攝影機等的變倍光學系統(例如見W下給出的專利文獻1 和2)。
[0003] 現有技術參考文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本專利No. 4876509
[0006] 專利文獻2:日本專利申請公開公報No.2010-237453
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的問題
[000引然而，在如上所述的傳統變倍光學系統中，存在W下問題，即，為了在AF、即自動聚 焦時實現充分的安靜，僅僅在并不足夠的程度上使得聚焦透鏡組是輕的。另外地，因為聚焦 透鏡組在重量上是沉重的，所W高速自動聚焦要求更大的馬達或者致動器，并且相應地導 致鏡筒更大。
[0009] 鑒于上述問題而作出本發明。本發明的目的在于提供變倍光學系統，該變倍光學 系統使得能夠通過縮小聚焦透鏡組并且使得聚焦透鏡組更輕而在不增加鏡筒的尺寸的情 況下實現高速自動聚焦(AF)和在自動聚焦時的充分的安靜，并且能夠成功地抑制在從廣角 端狀態到遠攝端狀態變焦時像差的變化，并且還能夠成功地抑制在從無窮遠距離物體到近 距離物體聚焦時像差的變化;并且還提供光學設備；W及用于制造該變倍光學系統的方法。
[0010] 用于解決所述問題的手段
[0011] 為了實現上述目的，根據本發明的第一方面，提供變倍光學系統，按照從物側的次 序，包括：
[0012] 具有正光焦度的第一透鏡組；
[0013] 具有負光焦度的第二透鏡組；
[0014] 具有正光焦度的第Ξ透鏡組；
[00巧]第四透鏡組；W及
[0016] 包括至少一個透鏡組的后繼透鏡組；
[0017] 在從廣角端狀態到遠攝端狀態變焦時，在第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改 變，在第二透鏡組和第Ξ透鏡組之間的距離改變，在第Ξ透鏡組和第四透鏡組之間的距離 改變，在第四透鏡組和后繼透鏡組之間的距離改變，并且當后繼透鏡組包括多個透鏡組時， 在該多個透鏡組之間的每個距離改變；
[0018] 在從無窮遠距離物體到近距離物體聚焦時，第Ξ透鏡組沿著光軸移動，并且
[0019] W下條件表達式得W滿足：
[0020] 0.60<巧處4<1.30
[0021] 其中巧表示第Ξ透鏡組的焦距;并且f4表示第四透鏡組的焦距。
[0022] 此外，為了實現上述目的，根據本發明的第二方面，提供變倍光學系統，沿著光軸 按照從物側的次序，包括:具有正光焦度的第一透鏡組;具有負光焦度的第二透鏡組;具有 正光焦度的第Ξ透鏡組;具有負光焦度的第四透鏡組;和具有正光焦度的第五透鏡組;并且
[0023] 在從廣角端狀態到遠攝端狀態變焦時，在第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改 變，在第二透鏡組和第Ξ透鏡組之間的距離改變，在第Ξ透鏡組和第四透鏡組之間的距離 改變，在第四透鏡組和第五透鏡組之間的距離改變，并且第一透鏡組向物側移動；
[0024] 在從無窮遠到近距離物體聚焦時，第Ξ透鏡組移動，并且
[0025] W下條件表達式得W滿足：
[00%] 0.23<f3/ft<0.35
[0027] 2.60<(-f3)/f2<3.60
[0028] 其中f2表示第二透鏡組的焦距;f3表示第Ξ透鏡組的焦距;并且ft表示整個系統 的焦距。
[0029] 根據本發明，提供包括上述變倍光學系統中的任一個的光學設備。
[0030] 此外，提供用于制造根據本發明第一方面的變倍光學系統的方法，按照從物側的 次序，該光學系統包括:具有正光焦度的第一透鏡組;具有負光焦度的第二透鏡組;具有正 光焦度的第Ξ透鏡組;第四透鏡組;和包括至少一個透鏡組的后繼透鏡組;該方法包括W下 步驟：
[0031] 置放透鏡組，使得在從廣角端狀態到遠攝端狀態變焦時，在第一透鏡組和第二透 鏡組之間的距離改變，在第二透鏡組和第Ξ透鏡組之間的距離改變，在第Ξ透鏡組和第四 透鏡組之間的距離改變，在第四透鏡組和后繼透鏡組之間的距離改變，并且當后繼透鏡組 包括多個透鏡組時，在該多個透鏡組之間的每個距離改變；
[0032] 置放第Ξ透鏡組W致在從無窮遠到近距離物體聚焦時沿著光軸移動;并且
[0033] 置放透鏡組使得W下條件表達式得W滿足：
[0034] 0.60<f3/f4<1.30
[0035] 其中巧表示第Ξ透鏡組的焦距;并且f4表示第四透鏡組的焦距。
[0036] 此外，提供用于制造根據本發明第二方面的變倍光學系統的方法，沿著光軸按照 從物側的次序，該光學系統包括:具有正光焦度的第一透鏡組;具有負光焦度的第二透鏡 組;具有正光焦度的第Ξ透鏡組;具有負光焦度的第四透鏡組;和具有正光焦度的第五透鏡 組;該方法包括W下步驟：
[0037] 配置透鏡組，使得在從廣角端狀態到遠攝端狀態變焦時，在第一透鏡組和第二透 鏡組之間的距離改變，在第二透鏡組和第Ξ透鏡組之間的距離改變，在第Ξ透鏡組和第四 透鏡組之間的距離改變，在第四透鏡組和第五透鏡組之間的距離改變，并且第一透鏡組朝 向物側移動；
[0038] 配置第Ξ透鏡組，W致在從無窮遠距離物點到近距離物點聚焦時移動;并且
[0039] 構造該變倍光學系統W致滿足W下條件表達式：
[0040] 0.23<f3^t<0.35
[0041 ] 2.60<(-f3)/f2<3.60
[0042] 其中f2表示第二透鏡組的焦距;f3表示第Ξ透鏡組的焦距;并且ft表示在遠攝端 狀態下整個系統的焦距。
[0043] 本發明的效果
[0044] 根據本發明，能夠提供如下變倍光學系統，該變倍光學系統使得能夠通過縮小聚 焦透鏡組并且使其更輕而在不增加鏡筒的尺寸的情況下實現高速自動聚焦和在自動聚焦 時的充分的安靜，并且還使得能夠良好地抑制在從廣角端狀態到遠攝端狀態變焦時的像 差，并且良好地抑制在從無窮遠距離物體到近距離物體聚焦時的像差。也能夠提供光學設 備和用于制造該變倍光學系統的方法。
[0045] 附圖簡要說明
[0046] 圖1是示出根據第一實例的變倍光學系統的透鏡布置的橫截面視圖；
[0047] 圖2A、2B和2C是示出在無窮遠上聚焦時根據第一實例的變倍光學系統的各種像差 的曲線圖，其中，分別地，圖2A示出廣角端狀態，圖2B示出中間焦距狀態，并且圖2C示出遠攝 端狀態；
[0048] 圖3A、3B和3C是示出在近距離物體上聚焦時根據第一實例的變倍光學系統的各種 像差的曲線圖，其中，分別地，圖3A示出廣角端狀態，圖3B示出中間焦距狀態，并且圖3C示出 遠攝端狀態；
[0049] 圖4是示出根據第二實例的變倍光學系統的透鏡布置的橫截面視圖；
[0050] 圖5A、5B和5C是示出在無窮遠上聚焦時根據第二實例的變倍光學系統的各種像差 的曲線圖，其中，分別地，圖5A示出廣角端狀態，圖5B示出中間焦距狀態，并且圖5C示出遠攝 端狀態；
[0051] 圖6A、6B和6C是示出在近距離物體上聚焦時根據第二實例的變倍光學系統的各種 像差的曲線圖，其中，分別地，圖6A示出廣角端狀態，圖6B示出中間焦距狀態，并且圖6C示出 遠攝端狀態；
[0052] 圖7是示出根據本申請的第Ξ實例的變倍光學系統的透鏡布置的視圖；
[0053] 圖8A、8B和8C是分別地示出在無窮遠上聚焦時在廣角端狀態下、在中間焦距狀態 下、和在遠攝端狀態下根據第Ξ實例的變倍光學系統的各種像差的曲線圖；
[0054] 圖9A、9B和9C是分別地示出在近距離物體上聚焦時在廣角端狀態下、在中間焦距 狀態下、和在遠攝端狀態下根據第Ξ實例的變倍光學系統的各種像差的曲線圖；
[0055] 圖10是示出根據本申請的第四實例的變倍光學系統的透鏡布置的視圖；
[0056] 圖11A、11B和11C是分別地示出在無窮遠上聚焦時在廣角端狀態下、在中間焦距狀 態下、和在遠攝端狀態下根據第四實例的變倍光學系統的各種像差的曲線圖；
[0057] 圖12A、12B和12C是分別地示出在近距離物體上聚焦時在廣角端狀態下、在中間焦 距狀態下、和在遠攝端狀態下根據第四實例的變倍光學系統的各種像差的曲線圖；
[0058] 圖13是示出根據本申請的第五實例的變倍光學系統的透鏡布置的視圖；
[0059] 圖14A、14B和14C是分別地示出在無窮遠上聚焦時在廣角端狀態下、在中間焦距狀 態下、和在遠攝端狀態下根據第五實例的變倍光學系統的各種像差的曲線圖；
[0060] 圖15A、15B和15C是分別地示出在近距離物體上聚焦時在廣角端狀態下、在中間焦 距狀態下、和在遠攝端狀態下根據第五實例的變倍光學系統的各種像差的曲線圖；
[0061] 圖16是示出配備有上述變倍光學系統的照相機的配置的橫截面視圖；
[0062] 圖17是示意地示出用于制造上述變倍光學系統的方法的流程圖；
[0063] 圖18是示意地示出用于制造上述變倍光學系統的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0064] (第一實施例）
[0065] W下參考于此所附的繪圖描述本發明的優選實施例。如圖1所示，根據本申請的第 一實施例的變倍光學系統化，按照從物側的次序，包括:具有正光焦度的第一透鏡組G1;具 有負光焦度的第二透鏡組G2;具有正光焦度的第Ξ透鏡組G3;具有正光焦度的第四透鏡組 G4;和包括至少一個透鏡組的后繼透鏡組GR。在該變倍光學系統化中，在從廣角端狀態到遠 攝端狀態變焦時，在第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的距離改變，在第二透鏡組G2和第 Ξ透鏡組G3之間的距離改變，在第Ξ透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的距離改變，并且在第 四透鏡組G4和后繼透鏡組GR之間的距離改變，并且還當后繼透鏡組GR包括多個透鏡組時， 在該多個透鏡組之間的每個距離改變。結果，在變焦時能夠進行良好的像差校正。
[0066] 構造變倍光學系統化使得，在從廣角端狀態到遠攝端狀態變焦時，在第一透鏡組 G1和第二透鏡組G2之間的距離增加，在第二透鏡組G2和第Ξ透鏡組G3之間的距離減少，在 第Ξ透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的距離增加，并且在第四透鏡組G4和第五透鏡組G5之間 的距離增加，使得能夠確保預定的變倍比。此外，W如此方式構造變倍光學系統化，使得在 從廣角端狀態到遠攝端狀態變焦時，第一透鏡組G1向著物體的方向移動，結果能夠縮短在 廣角端狀態下的鏡頭全長(total lens length)并且能夠減小第一透鏡組的有效孔徑，由 此實現縮小的變倍光學系統化。
[0067] 構造變倍光學系統化，使得在從無窮遠距離物體到近距離物體聚焦時，第Ξ透鏡 組G3沿著光軸移動。利用運種構造，能夠抑制在聚焦期間像尺寸的改變，并且能夠令人滿意 地抑制像差諸如球面像差的變化。在下文中，第Ξ透鏡組G3還被稱作"聚焦透鏡組"。
[0068] 理想的是，變倍光學系統化滿足W下條件表達式(1):
[0069] 0.60<巧處4<1.30 (1)
[0070] 其中巧表示第Ξ透鏡組G3的焦距，并且f 4表示第四透鏡組G4的焦距。
[0071] 條件表達式（1)限定第Ξ透鏡組G3的焦距相對于第四透鏡組G4的焦距的范圍，該 范圍適合于抑制在從無窮遠距離物體到近距離物體聚焦時像差的變化并且還適合于良好 地校正各種像差。當巧處4的值等于或者超過條件表達式（1)的上限值時，第四透鏡組G4在 光焦度方面變得更大，并且結果難W對于包括球面像差的各種像差進行校正。而且，第Ξ透 鏡組G3在光焦度方面變得更小，并且在從無窮遠距離物體到近距離物體聚焦時，第Ξ透鏡 組G3更大量地移動，運導致鏡頭的全長(total length of the lens)的尺寸增加。注意通 過將條件表達式（1)的上限值設定為1.10,能夠進一步確保本申請的有利效果。在另一方 面，當巧/f 4的值等于或者降至低于條件表達式（1)的下限值時，第Ξ透鏡組G3在光焦度方 面變得更大，并且在從無窮遠距離物體到近距離物體聚焦時像差的變化變得更大。注意通 過將條件表達式(1)的下限值設定為0.80,能夠進一步確保本申請的有利效果。
[0072] 在變倍光學系統化中，理想的是，作為聚焦透鏡組的第Ξ透鏡組G3僅僅由具有正 光焦度的單個正透鏡或者單個膠合透鏡構成。利用運種配置，能夠在不增加鏡筒的尺寸的 情況下使得聚焦透鏡組更輕并且實現高速自動聚焦(A巧和在自動聚焦(A巧時充分的安靜。
[0073] 在變倍光學系統化中，理想的是，作為聚焦透鏡組的第Ξ透鏡組G3W非球面作為 最物側表面。在此情況下，更加理想地，將非球面形成為如此形狀，使得隨著距光軸的距離 增加，正光焦度減弱。利用運種配置，能夠實現使得聚焦透鏡組的重量更輕和抑制在從無窮 遠距離物體到近距離物體聚焦時像差的變化運兩者，由此在不增加鏡筒的尺寸的情況下實 現高速自動聚焦和在自動聚焦時充分的安靜。
[0074] 理想的是，變倍光學系統化滿足W下條件表達式(2):
[0075] 0.11<(-f2)/fl<0.19 (2)
[00