變倍光學(xué)系統(tǒng)、光學(xué)裝置和用于制造變倍光學(xué)系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種變倍光學(xué)系統(tǒng)、一種光學(xué)裝置，和一種用于生產(chǎn)該變倍光學(xué)系統(tǒng) 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上，已經(jīng)提出了由于IF、即內(nèi)部聚焦系統(tǒng)的引入而使其聚焦透鏡組更輕并且 適合于照相機(jī)、電子靜態(tài)照相機(jī)、攝影機(jī)等的變倍光學(xué)系統(tǒng)(例如見W下給出的專利文獻(xiàn)1 和2)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1:日本專利No. 4876509
[0006] 專利文獻(xiàn)2:日本專利申請(qǐng)公開公報(bào)No.2010-237453
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明所要解決的問題
[000引然而，在如上所述的傳統(tǒng)變倍光學(xué)系統(tǒng)中，存在W下問題，即，為了在AF、即自動(dòng)聚 焦時(shí)實(shí)現(xiàn)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?yàn)榫劢?透鏡組在重量上是沉重的，所W高速自動(dòng)聚焦要求更大的馬達(dá)或者致動(dòng)器，并且相應(yīng)地導(dǎo) 致鏡筒更大。
[0009] 鑒于上述問題而作出本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供變倍光學(xué)系統(tǒng)，該變倍光學(xué) 系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)聚焦(AF)和在自動(dòng)聚焦時(shí)的充分的安靜，并且能夠成功地抑制在從廣角 端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)像差的變化，并且還能夠成功地抑制在從無窮遠(yuǎn)距離物體到近 距離物體聚焦時(shí)像差的變化;并且還提供光學(xué)設(shè)備；W及用于制造該變倍光學(xué)系統(tǒng)的方法。
[0010] 用于解決所述問題的手段
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供變倍光學(xué)系統(tǒng)，按照從物側(cè)的次 序，包括：
[0012] 具有正光焦度的第一透鏡組；
[0013] 具有負(fù)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(gè)透鏡組的后繼透鏡組；
[0017] 在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，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(dāng)后繼透鏡組包括多個(gè)透鏡組時(shí)， 在該多個(gè)透鏡組之間的每個(gè)距離改變；
[0018] 在從無窮遠(yuǎn)距離物體到近距離物體聚焦時(shí)，第Ξ透鏡組沿著光軸移動(dòng)，并且
[0019] W下條件表達(dá)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(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供變倍光學(xué)系統(tǒng)，沿著光軸 按照從物側(cè)的次序，包括:具有正光焦度的第一透鏡組;具有負(fù)光焦度的第二透鏡組;具有 正光焦度的第Ξ透鏡組;具有負(fù)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(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，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(cè)移動(dòng)；
[0024] 在從無窮遠(yuǎn)到近距離物體聚焦時(shí)，第Ξ透鏡組移動(dòng)，并且
[0025] W下條件表達(dá)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(gè)系統(tǒng) 的焦距。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，提供包括上述變倍光學(xué)系統(tǒng)中的任一個(gè)的光學(xué)設(shè)備。
[0030] 此外，提供用于制造根據(jù)本發(fā)明第一方面的變倍光學(xué)系統(tǒng)的方法，按照從物側(cè)的 次序，該光學(xué)系統(tǒng)包括:具有正光焦度的第一透鏡組;具有負(fù)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(gè)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(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，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(dāng)后繼透鏡組 包括多個(gè)透鏡組時(shí)，在該多個(gè)透鏡組之間的每個(gè)距離改變；
[0032] 置放第Ξ透鏡組W致在從無窮遠(yuǎn)到近距離物體聚焦時(shí)沿著光軸移動(dòng);并且
[0033] 置放透鏡組使得W下條件表達(dá)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(jù)本發(fā)明第二方面的變倍光學(xué)系統(tǒng)的方法，沿著光軸按照 從物側(cè)的次序，該光學(xué)系統(tǒng)包括:具有正光焦度的第一透鏡組;具有負(fù)光焦度的第二透鏡 組;具有正光焦度的第Ξ透鏡組;具有負(fù)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(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，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(cè)移動(dòng)；
[0038] 配置第Ξ透鏡組，W致在從無窮遠(yuǎn)距離物點(diǎn)到近距離物點(diǎn)聚焦時(shí)移動(dòng);并且
[0039] 構(gòu)造該變倍光學(xué)系統(tǒng)W致滿足W下條件表達(dá)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(yuǎn)攝端 狀態(tài)下整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0043] 本發(fā)明的效果
[0044] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下變倍光學(xué)系統(tǒng)，該變倍光學(xué)系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)聚焦和在自動(dòng)聚焦 時(shí)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(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)的像 差，并且良好地抑制在從無窮遠(yuǎn)距離物體到近距離物體聚焦時(shí)的像差。也能夠提供光學(xué)設(shè) 備和用于制造該變倍光學(xué)系統(tǒng)的方法。
[0045] 附圖簡(jiǎn)要說明
[0046] 圖1是示出根據(jù)第一實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的透鏡布置的橫截面視圖；
[0047] 圖2A、2B和2C是示出在無窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)根據(jù)第一實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的各種像差 的曲線圖，其中，分別地，圖2A示出廣角端狀態(tài)，圖2B示出中間焦距狀態(tài)，并且圖2C示出遠(yuǎn)攝 端狀態(tài)；
[0048] 圖3A、3B和3C是示出在近距離物體上聚焦時(shí)根據(jù)第一實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的各種 像差的曲線圖，其中，分別地，圖3A示出廣角端狀態(tài)，圖3B示出中間焦距狀態(tài)，并且圖3C示出 遠(yuǎn)攝端狀態(tài)；
[0049] 圖4是示出根據(jù)第二實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的透鏡布置的橫截面視圖；
[0050] 圖5A、5B和5C是示出在無窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)根據(jù)第二實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的各種像差 的曲線圖，其中，分別地，圖5A示出廣角端狀態(tài)，圖5B示出中間焦距狀態(tài)，并且圖5C示出遠(yuǎn)攝 端狀態(tài)；
[0051] 圖6A、6B和6C是示出在近距離物體上聚焦時(shí)根據(jù)第二實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的各種 像差的曲線圖，其中，分別地，圖6A示出廣角端狀態(tài)，圖6B示出中間焦距狀態(tài)，并且圖6C示出 遠(yuǎn)攝端狀態(tài)；
[0052] 圖7是示出根據(jù)本申請(qǐng)的第Ξ實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的透鏡布置的視圖；
[0053] 圖8A、8B和8C是分別地示出在無窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)在廣角端狀態(tài)下、在中間焦距狀態(tài) 下、和在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下根據(jù)第Ξ實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)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(shí)在廣角端狀態(tài)下、在中間焦距 狀態(tài)下、和在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下根據(jù)第Ξ實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的各種像差的曲線圖；
[0055] 圖10是示出根據(jù)本申請(qǐng)的第四實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的透鏡布置的視圖；
[0056] 圖11A、11B和11C是分別地示出在無窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)在廣角端狀態(tài)下、在中間焦距狀 態(tài)下、和在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下根據(jù)第四實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)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(shí)在廣角端狀態(tài)下、在中間焦 距狀態(tài)下、和在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下根據(jù)第四實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的各種像差的曲線圖；
[0058] 圖13是示出根據(jù)本申請(qǐng)的第五實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的透鏡布置的視圖；
[0059] 圖14A、14B和14C是分別地示出在無窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)在廣角端狀態(tài)下、在中間焦距狀 態(tài)下、和在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下根據(jù)第五實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)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(shí)在廣角端狀態(tài)下、在中間焦 距狀態(tài)下、和在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下根據(jù)第五實(shí)例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的各種像差的曲線圖；
[0061] 圖16是示出配備有上述變倍光學(xué)系統(tǒng)的照相機(jī)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(xué)系統(tǒng)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(xué)系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064] (第一實(shí)施例）
[0065] W下參考于此所附的繪圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。如圖1所示，根據(jù)本申請(qǐng)的第 一實(shí)施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)化，按照從物側(cè)的次序，包括:具有正光焦度的第一透鏡組G1;具 有負(fù)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(gè)透鏡組的后繼透鏡組GR。在該變倍光學(xué)系統(tǒng)化中，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn) 攝端狀態(tài)變焦時(shí)，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(dāng)后繼透鏡組GR包括多個(gè)透鏡組時(shí)， 在該多個(gè)透鏡組之間的每個(gè)距離改變。結(jié)果，在變焦時(shí)能夠進(jìn)行良好的像差校正。
[0066] 構(gòu)造變倍光學(xué)系統(tǒng)化使得，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，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(yù)定的變倍比。此外，W如此方式構(gòu)造變倍光學(xué)系統(tǒng)化，使得在 從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，第一透鏡組G1向著物體的方向移動(dòng)，結(jié)果能夠縮短在 廣角端狀態(tài)下的鏡頭全長(zhǎng)(total lens length)并且能夠減小第一透鏡組的有效孔徑，由 此實(shí)現(xiàn)縮小的變倍光學(xué)系統(tǒng)化。
[0067] 構(gòu)造變倍光學(xué)系統(tǒng)化，使得在從無窮遠(yuǎn)距離物體到近距離物體聚焦時(shí)，第Ξ透鏡 組G3沿著光軸移動(dòng)。利用運(yùn)種構(gòu)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(xué)系統(tǒng)化滿足W下條件表達(dá)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(dá)式（1)限定第Ξ透鏡組G3的焦距相對(duì)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(yuǎn)距離物體到近距離物體聚焦時(shí)像差的變化并且還適合于良好 地校正各種像差。當(dāng)巧處4的值等于或者超過條件表達(dá)式（1)的上限值時(shí)，第四透鏡組G4在 光焦度方面變得更大，并且結(jié)果難W對(duì)于包括球面像差的各種像差進(jìn)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(yuǎn)距離物體到近距離物體聚焦時(shí)，第Ξ透鏡 組G3更大量地移動(dòng)，運(yùn)導(dǎo)致鏡頭的全長(zhǎng)(total length of the lens)的尺寸增加。注意通 過將條件表達(dá)式（1)的上限值設(shè)定為1.10,能夠進(jìn)一步確保本申請(qǐng)的有利效果。在另一方 面，當(dāng)巧/f 4的值等于或者降至低于條件表達(dá)式（1)的下限值時(shí)，第Ξ透鏡組G3在光焦度方 面變得更大，并且在從無窮遠(yuǎn)距離物體到近距離物體聚焦時(shí)像差的變化變得更大。注意通 過將條件表達(dá)式(1)的下限值設(shè)定為0.80,能夠進(jìn)一步確保本申請(qǐng)的有利效果。
[0072] 在變倍光學(xué)系統(tǒng)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(gè)正透鏡或者單個(gè)膠合透鏡構(gòu)成。利用運(yùn)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(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)聚焦(A巧和在自動(dòng)聚焦(A巧時(shí)充分的安靜。
[0073] 在變倍光學(xué)系統(tǒng)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(cè)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(yùn)種配置，能夠?qū)崿F(xiàn)使得聚焦透鏡組的重量更輕和抑制在從無窮 遠(yuǎn)距離物體到近距離物體聚焦時(shí)像差的變化運(yùn)兩者，由此在不增加鏡筒的尺寸的情況下實(shí) 現(xiàn)高速自動(dòng)聚焦和在自動(dòng)聚焦時(shí)充分的安靜。
[0074] 理想的是，變倍光學(xué)系統(tǒng)化滿足W下條件表達(dá)式(2):
[0075] 0.11<(-f2)/fl<0.19 (2)
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