專利名稱：放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
(1)發(fā)明所屬的技術(shù)范圍本發(fā)明涉及放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，特別是涉及能獲得高可變放大率的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。另外，本發(fā)明涉及可進(jìn)行像移動的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，特別是涉及通過使一部分透鏡組沿相對于光軸大致垂直的方向移動、從而可使像移動的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。另外，本發(fā)明涉及放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，特別是涉及近距離調(diào)焦時發(fā)生的光學(xué)性能變化少的可近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。
(2)現(xiàn)有的技術(shù)近年來，作為普通照相機(jī)、視頻攝像機(jī)(カムコ-ダ)等中使用的攝影光學(xué)系統(tǒng)，一般可以使用可變焦距透鏡。在這些攝像機(jī)中、特別是在使用銀鹽膠片進(jìn)行攝影的普通照相機(jī)中，一般采用按35mm膠片換算、將焦距為50mm左右的視場角包括在可變范圍內(nèi)的可變焦距透鏡。而且，主要是采用備有變焦比大于3的所謂高變焦的可變焦距透鏡。
另外，近年來注重將攝影光學(xué)系統(tǒng)組裝在攝像機(jī)本體中的透鏡一體型的攝像機(jī)的攜帶性，要求體積小、重量輕，提出了各種有關(guān)適合于這些要求的可變焦距透鏡的方案，特別是提出了各種有關(guān)用3個以上的可動透鏡組進(jìn)行變焦的所謂多組可變焦距透鏡的方案。
例如，在像透鏡快門攝像機(jī)等那樣將攝影光學(xué)系統(tǒng)組裝在攝像機(jī)本體內(nèi)的透鏡一體型的攝像機(jī)中，在攝影光學(xué)系統(tǒng)的光路中沒有反射鏡等機(jī)構(gòu)零件。因此，沒有必要延長后焦距，所以采用適合于小型化的望遠(yuǎn)式的光焦度配置方式，將負(fù)透鏡組配置在透鏡系統(tǒng)的最靠近像面的位置。
孔徑光闌配置在負(fù)透鏡組靠近物體的一側(cè)，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)(焦距最短的狀態(tài))變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)(焦距最長的狀態(tài))時，①使孔徑光闌和負(fù)透鏡組的間隔變窄，而且，②將負(fù)透鏡組向物體一側(cè)移動。
其結(jié)果，由于①，通過負(fù)透鏡組的軸外光束在廣角端狀態(tài)下遠(yuǎn)離光軸的一方隨著透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)而向光軸靠近。另外，由于②，由負(fù)透鏡組產(chǎn)生的配置在負(fù)透鏡組靠近物體一側(cè)的透鏡組的焦距放大率增大(當(dāng)透鏡位置從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，橫向放大率增大)。利用以上兩點，能很好地補(bǔ)償伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化而發(fā)生的軸外像差的變化，而且能實現(xiàn)某種程度的高變焦。
可是，在廣角端附近狀態(tài)下，如果后焦距太短，則在靠近負(fù)透鏡組的像面的面上附著了灰塵的情況下，就會將灰塵的像與被拍攝體的像一起記錄下來，所以最好使廣角端狀態(tài)下的后焦距取適合的值。另外，在廣角端狀態(tài)下，通過負(fù)透鏡組的軸外光束有離開光軸的趨勢，為了使透鏡的直徑小型化，增強(qiáng)負(fù)透鏡組的發(fā)散作用、即增強(qiáng)負(fù)光焦度是有效的，但負(fù)透鏡組的橫向放大率朝正向增大，根據(jù)這一點，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的負(fù)透鏡組的橫向放大率朝正向增大，所以其結(jié)果是，為了維持在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下所規(guī)定的光學(xué)性能，而要求具有很高的透鏡定位精度。
另外，在多組可變焦距透鏡中，將正透鏡組配置在最靠近物體的一側(cè)，在廣角端狀態(tài)下，使該正透鏡組靠近像面，使正透鏡組的透鏡直徑變小即可，另一方面，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下，將正透鏡組和配置在比該正透鏡組更靠近像側(cè)的透鏡組之間的間隔擴(kuò)大，利用正透鏡組使光束進(jìn)行較大的收斂，以便在某種程度上使透鏡全長縮短，但存在以下問題。即，作為適合于小型且高變焦的多組可變焦距透鏡的例子，已知有所謂的正·正·負(fù)3組可變焦距透鏡和正·負(fù)·正·負(fù)4組可變焦距透鏡。
正·正·負(fù)3組可變焦距透鏡從物體一側(cè)開始，依次由具有正光焦度的第一透鏡組、具有正光焦度的第二透鏡組、以及具有負(fù)光焦度的第三透鏡組構(gòu)成，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，第一透鏡組和第二透鏡組的間隔增大，第二透鏡組和第三透鏡組的間隔減小，而全部透鏡組向物體一側(cè)移動。而且第二透鏡組由負(fù)部分組和配置在其像側(cè)的正部分組構(gòu)成。在該正正負(fù)3組形式的情況下，與廣角端狀態(tài)相比，望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第三透鏡組的橫向放大率極大。因此，相對于透鏡組沿光軸方向的微小移動量，像面位置與橫向放大率的2次方成正比地移動，所以，存在隨著變焦比的增大、容易發(fā)生由透鏡的定位精度的偏差引起的性能劣化的問題。
另外，正·負(fù)·正·負(fù)4組可變焦距透鏡從物體一側(cè)開始，依次由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、具有正光焦度的第三透鏡組、以及具有負(fù)光焦度的第四透鏡組構(gòu)成，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，第一透鏡組和第二透鏡組的間隔增大，第二透鏡組和第三透鏡組的間隔減小，第三透鏡組和第四透鏡組的間隔減小，而全部透鏡組向物體一側(cè)移動。
這樣的正·正·負(fù)3組可變焦距透鏡例如公開發(fā)表在特開平2-73211號公報等中，另外正·負(fù)·正·負(fù)4組可變焦距透鏡例如公開發(fā)表在特開平2-207210號公報、特開平6-265788號公報等中。正·負(fù)·正·負(fù)4組可變焦距透鏡一方由于可動透鏡組多，所以適合于高變焦化。
另一方面，一般來說，隨著自動聚焦功能的發(fā)展，能謀求聚焦動作的高速化，從而能縮短攝影時發(fā)生的時滯(從按壓釋放按鈕開始到快門動作為止的時間)。為了謀求聚焦動作的高速化，有必要使透鏡的驅(qū)動量(＝透鏡重量×移動量)小。
在采用一體地驅(qū)動透鏡系統(tǒng)全體的全體操作方式進(jìn)行近距離調(diào)焦的情況下，隨著焦距的變長，為了對位于規(guī)定距離的被拍攝體調(diào)焦，必要的透鏡驅(qū)動量增大。因此，如果變焦比高，則望遠(yuǎn)端狀態(tài)的焦距變長，驅(qū)動量變大，這樣就不好。
因此，在由多個可動透鏡組構(gòu)成的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，在近距離調(diào)焦時，通過將構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的多個透鏡組的一個透鏡組或相鄰的多個透鏡組沿光軸方向移動，來減小驅(qū)動量。
一般來說，在近距離調(diào)焦時將多個透鏡組沿光軸方向驅(qū)動的情況下，由于透鏡位置控制難，所以多半只將一個透鏡組作為聚焦組進(jìn)行驅(qū)動，這樣的聚焦方式可分為以下的(1)至(3)三種方式。
(1)前聚焦(FF)方式(2)內(nèi)聚焦(IF)方式(3)后聚焦(RF)方式前聚焦方式是驅(qū)動光學(xué)系統(tǒng)的配置在最靠近物體一側(cè)的第一透鏡組的方式，后聚焦方式是驅(qū)動光學(xué)系統(tǒng)的配置在最靠近像側(cè)的最后透鏡組的方式，內(nèi)聚焦方式是驅(qū)動配置在第一透鏡組和最后透鏡組之間的透鏡組的方式。
如果聚焦組的透鏡直徑大時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)也大型化，所以前聚焦方式不適合于聚焦動作的高速化。
一般說來，通過這樣構(gòu)成透鏡系統(tǒng)，即在高變焦可變焦距透鏡中，將孔徑光闌配置在透鏡系統(tǒng)的中央附近，隨著透鏡位置狀態(tài)的變化，通過離開孔徑光闌的透鏡組的軸外光束的高度也變化，以此來抑制與透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的各種像差的變化。因此，遠(yuǎn)離孔徑光闌的最后的透鏡組存在透鏡直徑變大的趨勢。
因此，為了聚焦控制的高速化，適合采用內(nèi)聚焦方式，至今已提出了各種方案。
可是，在特開平2-73211號公報等中公開的正·正·負(fù)3組可變焦距透鏡中，如果變焦比超過3.5倍而變大時，則第三透鏡組的橫向放大率在正側(cè)變大。為了獲得規(guī)定的光學(xué)性能所需要的透鏡停止精度與橫向放大率的2次方成正比，所以如果變焦比變大，那么就需要有非常高的透鏡位置精度，存在難以實現(xiàn)的問題。
在特開平2-207210號公報等中公開的正·負(fù)·正·負(fù)4組可變焦距透鏡中，第三透鏡組是聚焦組，與廣角端狀態(tài)相比較，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下不僅要求高的透鏡停止精度，而且在與廣角端狀態(tài)不同的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的移動量不怎么變化，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下不得不用高的透鏡停止精度控制聚焦組，所以存在問題。
在特開平6-265788號公報等中公開的正·負(fù)·正·負(fù)4組可變焦距透鏡中，雖然實現(xiàn)了5倍左右的變焦比，但關(guān)于近距離的調(diào)焦方法一點也沒公開，不能抑制被拍攝體位置從無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)到近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)變化時所發(fā)生的各種像差的變化，結(jié)果從無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)到近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)不能獲得良好的成像性能。
同時，以往在快門速度慢的情況下，由于手的顫動(ブレ)等引起的照相機(jī)的顫動，在曝光過程中致使成像模糊，存在攝影失敗的情況。
一般情況下，已知如果使構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的透鏡組中的一部分透鏡組(以下稱“移動透鏡組”)沿垂直于光軸的方向移動，那么像便在垂直于光軸的方向上移動。在此情況下，把即使將移動透鏡組沿垂直于光軸的方向移動、也能獲得良好的成像性能的光學(xué)系統(tǒng)稱為像移動可能的光學(xué)系統(tǒng)。
為了解決上述由于手的顫動等引起的攝影失敗的問題，已知有一種所謂的防振光學(xué)裝置，它是將像移動可能的光學(xué)系統(tǒng)、檢測光學(xué)系統(tǒng)的顫動(在應(yīng)用于照相機(jī)的情況下，為照相機(jī)的顫動)并輸出信息的顫動檢測系統(tǒng)和使移動透鏡組移動的驅(qū)動系統(tǒng)組合而成的。在防振光學(xué)裝置中，由顫動檢測系統(tǒng)檢測由手的顫動等引起的光學(xué)系統(tǒng)的顫動，由驅(qū)動系統(tǒng)使移動透鏡組移動，進(jìn)行像移動，以便抵消起因于所檢測的光學(xué)系統(tǒng)的顫動而發(fā)生的像位置的變動。這樣，在防振光學(xué)裝置中，利用故意發(fā)生的像移動，能補(bǔ)償起因于光學(xué)系統(tǒng)的顫動而發(fā)生的像位置的變動即像模糊。
可是，在體積小重量輕的照相機(jī)中，要保持照相機(jī)不顫動是困難的。因此，在按壓釋放按鈕時容易發(fā)生照相機(jī)的顫動，結(jié)果往往發(fā)生記錄了像模糊的情況。特別是在為了提高變焦比而采用長焦距的攝影透鏡中，即使照相機(jī)發(fā)生微小的顫動，也會發(fā)生顯著的像模糊，容易造成攝影失敗。
在此情況下，通過將組裝了像移動可能的光學(xué)系統(tǒng)的防振光學(xué)裝置應(yīng)用于照相機(jī)中，也可以補(bǔ)償由手的顫動等引起的照相機(jī)的顫動而發(fā)生的像位置的變動?？墒?，在防振光學(xué)裝置中，由于對像移動可能的光學(xué)系統(tǒng)在像差補(bǔ)償上強(qiáng)制進(jìn)行過分的制約，所以既要抑制像移動時發(fā)生的性能劣化、又要實現(xiàn)高變焦比是困難的。
本發(fā)明的目的在于提供一種小型且適合于高變焦化、成像性能劣化少的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。
另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種小型且適合于高可變放大率的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。
另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種小型且適合于高可變放大率的能進(jìn)行近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)是一種從物體一側(cè)開始依次配置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、具有正光焦度的第三透鏡組、具有負(fù)光焦度的第四透鏡組的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，如下進(jìn)行移動，使上述第一透鏡組和上述第二透鏡組的間隔增大、上述第二透鏡組和上述第三透鏡組的間隔減小、上述第三透鏡組和上述第四透鏡組的間隔減小，將孔徑光闌與上述第二透鏡組或上述第三透鏡組相鄰地配置，同時設(shè)上述第一透鏡組的焦距為f1、上述第二透鏡組的焦距為f2、上述第三透鏡組的焦距為f3時，滿足以下的條件式(1)或(2)。
0.15＜f3/f1＜0.3(1)0.9＜|f2|/f3＜1.15 (2)
另外，為了達(dá)到上述另一目的，本發(fā)明的第二形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)從物體一側(cè)開始，依次備有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、具有正光焦度的第三透鏡組G3、以及具有負(fù)光焦度的第四透鏡組G4，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，至少上述第一透鏡組G1和上述第四透鏡組G4向物體一側(cè)移動，以便上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的間隔增大、上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3的間隔減小、上述第三透鏡組G3和上述第四透鏡組G4的間隔減?。簧鲜龅谌哥R組G3至少有兩部分透鏡組，將該至少兩部分透鏡組中的一部分透鏡組設(shè)為移動透鏡組Gs，通過使其沿大致垂直于光軸的方向移動，進(jìn)行像移動；將孔徑光闌設(shè)在上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3之間，將上述移動透鏡組Gs的最靠近像一側(cè)的面和上述孔徑光闌之間的沿光軸的距離設(shè)為D，上述移動透鏡組Gs的焦距為fs時，滿足以下條件D/fs＜0.2 (8)另外，為了達(dá)到上述另一目的，本發(fā)明的第三形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)從物體一側(cè)開始，依次至少配置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、以及具有正光焦度的透鏡組GA，將負(fù)光焦度的最后透鏡組GE配置在最靠近像的一側(cè)，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，使上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2之間的間隔變化，且向物體一側(cè)移動，以便強(qiáng)制地進(jìn)行由上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2產(chǎn)生的收斂作用，而且上述最后透鏡組GE向物體一側(cè)移動，上述第二透鏡組G2從物體一側(cè)開始，依次由具有負(fù)光焦度的負(fù)部分透鏡組G2a、以及具有正光焦度的正部分透鏡組G2b構(gòu)成，上述透鏡組GA有多個部分透鏡組，將與該多個部分透鏡組中的孔徑光闌相鄰配置的部分透鏡組作為移動透鏡組Gs，通過使其沿大致垂直于光軸的方向移動，進(jìn)行像移動，將上述負(fù)部分透鏡組G2a的焦距設(shè)為f2a、將上述正部分透鏡組G2b的焦距設(shè)為f2b、將在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的合成焦距設(shè)為fvt、將在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的光學(xué)系統(tǒng)全體的焦距設(shè)為ft時，滿足以下條件0.1＜|f2a|/f2b＜0.4(11)0.2＜|fvt|/ft＜0.4 (12)另外，為了達(dá)到上述的另一目的，本發(fā)明的第四形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)從物體一側(cè)開始，依次由正光焦度的第一透鏡組G1、負(fù)光焦度的第二透鏡組G2、正光焦度的第三透鏡組G3、以及負(fù)光焦度的第四透鏡組G4構(gòu)成，上述第二透鏡組G2至少有具有負(fù)光焦度的部分透鏡組GA、以及與上述部分透鏡組GA的像側(cè)相鄰且用空氣間隔隔開配置的部分透鏡組GB，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，全部上述透鏡組向上述物體一側(cè)移動，而且上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2之間的空氣間隔增大，上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3之間的空氣間隔減小，上述第三透鏡組G3和上述第四透鏡組G4之間的間隔減小，進(jìn)行近距離調(diào)焦時，上述第二透鏡組G2向上述物體一側(cè)移動，設(shè)上述部分透鏡組GA的最靠近像側(cè)的透鏡面的曲率半徑為Ra、上述部分透鏡組GB的最靠近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑為Rb時，滿足以下條件-0.1＜(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＜0.3(13)另外，為了達(dá)到上述的另一目的，本發(fā)明的第五形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)從物體一側(cè)開始，依次由正光焦度的第一透鏡組G1、負(fù)光焦度的第二透鏡組G2、正光焦度的第三透鏡組G3、以及負(fù)光焦度的第四透鏡組G4構(gòu)成，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，全部上述透鏡組向上述物體一側(cè)移動，上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的間隔增大，上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3的間隔減小，上述第三透鏡組G3和上述第四透鏡組G4的間隔減小，進(jìn)行近距離調(diào)焦時，上述第二透鏡組G2移動，設(shè)上述第四透鏡組G4在廣角端狀態(tài)時的橫向放大率為β4W、上述第四透鏡組G4在望遠(yuǎn)端狀態(tài)時的橫向放大率為β4T、在上述廣角端狀態(tài)時的全部透鏡系統(tǒng)的焦距為fw、在上述望遠(yuǎn)端狀態(tài)時的全部透鏡系統(tǒng)的焦距為ft、上述ft和fw之比ft/fw為Z時，滿足以下條件0.45＜(β4T/β4W)/Z＜0.75(17)圖1是表示本發(fā)明的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的光焦度的配置情況的示意圖。
圖2是表示第一實施例的結(jié)構(gòu)的透鏡剖面圖。
圖3是第一實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的廣角端狀態(tài)的各像差圖。
圖4是第一實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的中間焦距狀態(tài)的各像差圖。
圖5是第一實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的望遠(yuǎn)端狀態(tài)的各像差圖。
圖6是第一實施例的廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖7是第一實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖8是第一實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖9是表示第二實施例的結(jié)構(gòu)的透鏡剖面圖。
圖10是第二實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的廣角端狀態(tài)的各像差圖。
圖11是第二實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的中間焦距狀態(tài)的各像差圖。
圖12是第二實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的望遠(yuǎn)端狀態(tài)的各像差圖。
圖13是第二實施例的廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖14是第二實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖15是第二實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖16是表示第三實施例的結(jié)構(gòu)的透鏡剖面圖。
圖17是第三實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的廣角端狀態(tài)的各像差圖。
圖18是第三實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的中間焦距狀態(tài)的各像差圖。
圖19是第三實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的望遠(yuǎn)端狀態(tài)的各像差圖。
圖20是第三實施例的廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖21是第三實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖22是第三實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖23是表示第四實施例的結(jié)構(gòu)的透鏡剖面圖。
圖24是第四實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的廣角端狀態(tài)的各像差圖。
圖25是第四實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的中間焦距狀態(tài)的各像差圖。
圖26是第四實施例的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的望遠(yuǎn)端狀態(tài)的各像差圖。
圖27是第四實施例的廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖28是第四實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖29是第四實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖30是表示本發(fā)明的第五實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖31是第五實施例的廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖32是第五實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖33是第五實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖34是第五實施例的廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖35是第五實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖36是第五實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖37是第五實施例的在廣角端狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖38是第五實施例的在中間焦距狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖39是第五實施例的在望遠(yuǎn)端狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖40是第五實施例的在廣角端狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖41是第五實施例的在中間焦距狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖42是第五實施例的在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖43是表示本發(fā)明的第六實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖44是第六實施例的廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖45是第六實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖46是第六實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖47是第六實施例的廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖48是第六實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖49是第六實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖50是第六實施例的在廣角端狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖51是第六實施例的在中間焦距狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖52是第六實施例的在望遠(yuǎn)端狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖53是第六實施例的在廣角端狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖54是第六實施例的在中間焦距狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖55是第六實施例的在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖56是表示本發(fā)明的第七實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖57是第七實施例的廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖58是第七實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖59是第七實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖60是第七實施例的廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖61是第七實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖62是第七實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖63是第七實施例的在廣角端狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖64是第七實施例的在中間焦距狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖65是第七實施例的在望遠(yuǎn)端狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖66是第七實施例的在廣角端狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖67是第七實施例的在中間焦距狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖68是第七實施例的在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖69是表示本發(fā)明的第八實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖70是第八實施例的廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖71是第八實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖72是第八實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖73是第八實施例的廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖74是第八實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖75是第八實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖76是第八實施例的在廣角端狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖77是第八實施例的在中間焦距狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖78是第八實施例的在望遠(yuǎn)端狀態(tài)的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下像移動時的慧形像差圖。
圖79是第八實施例的在廣角端狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖80是第八實施例的在中間焦距狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖81是第八實施例的在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下攝影放大率為-1/30倍時像移動時的慧形像差圖。
圖82是表示本發(fā)明的第九實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)圖。
圖83是第九實施例的廣角端的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖84是第九實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖85是第九實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖86是第九實施例的廣角端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖87是第九實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖88是第九實施例的望遠(yuǎn)端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖89是表示本發(fā)明的第十實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)圖。
圖90是第十實施例的廣角端的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖91是第十實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖92是第十實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖93是第十實施例的廣角端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖94是第十實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖95是第十實施例的望遠(yuǎn)端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖96是表示本發(fā)明的第十一實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)圖。
圖97是第十一實施例的廣角端的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖98是第十一實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖99是第十一實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖100是第十一實施例的廣角端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖101是第十一實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖102是第十一實施例的望遠(yuǎn)端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖103是表示本發(fā)明的第十二實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)圖。
圖104是第十二實施例的廣角端的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖105是第十二實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖106是第十二實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖107是第十二實施例的廣角端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖108是第十二實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖109是第十二實施例的望遠(yuǎn)端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖110是表示本發(fā)明的第十三實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)圖。
圖111是第十三實施例的廣角端的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖112是第十三實施例的中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖113是第十三實施例的望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
圖114是第十三實施例的廣角端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖115是第十三實施例的中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
圖116是第十三實施例的望遠(yuǎn)端的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
以下，參照


本發(fā)明的實施例。
參照圖1說明本發(fā)明的實施例。圖1是表示本發(fā)明的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的光焦度的配置情況的示意圖。如該圖所示，本發(fā)明的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)是4組型的，從物體一側(cè)開始，依次由正光焦度的第一透鏡組G1、負(fù)光焦度的第二透鏡組G2、正光焦度的第三透鏡組G3及負(fù)光焦度的第四透鏡組G4構(gòu)成。
在作為4組型的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的情況下，與3組型的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)相比，由于增加了可動透鏡組，所以隨著第四透鏡組的透鏡位置狀態(tài)的變化而變化的橫向放大率的變化得以緩和，能抑制由透鏡定位精度的離散偏差造成的性能劣化。
在該4組型的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，至少使第一透鏡組G1和第四透鏡組G4向物體一側(cè)移動，以便第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的間隔增大，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的間隔及第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的間隔減小，能達(dá)到高變焦。這時，通過使各透鏡組具有滿足以下的條件1～條件4的功能，能達(dá)到高性能化和輕量化。
條件1適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第四透鏡組在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率。
條件2使第二透鏡組的主點位于適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 條件3將孔徑光闌配置在第三透鏡組附近。
條件4使第二透鏡組和第三透鏡組的像差補(bǔ)償功能明確。
在本發(fā)明的實施例中，與現(xiàn)有技術(shù)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)一樣，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，具有負(fù)光焦度的第四透鏡組G4向物體一側(cè)移動。如上所述，在將呈望遠(yuǎn)端狀態(tài)的第四透鏡組G4的橫向放大率增大的情況下，相對于透鏡位置偏移的性能劣化的比例顯著，難以獲得規(guī)定的光學(xué)性能。反之，如果將呈望遠(yuǎn)端狀態(tài)的第四透鏡組G4的橫向放大率縮小，則伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化，第二透鏡組G2的橫向放大率的變化不得不增大。如果這樣處理，在第二透鏡組G2中發(fā)生的軸外像差的變化也增大，所以這樣也難以獲得規(guī)定的光學(xué)性能。因此，根據(jù)條件1，通過使呈望遠(yuǎn)端狀態(tài)的第四透鏡組G4的橫向放大率為適當(dāng)?shù)闹?，就可能抑制由第四透鏡組G4的位置偏移引起的性能急劇劣化和軸外像差的變化等。
現(xiàn)說明條件2，在現(xiàn)有技術(shù)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，在廣角端狀態(tài)下，光焦度的配置不對稱，而且負(fù)光焦度的第四透鏡組G4靠近像面?zhèn)扰渲?，所以容易發(fā)生正的較大的畸變像差。與此不同，在本發(fā)明中，使配置在第一透鏡組G1的像側(cè)的第二透鏡組G2具有強(qiáng)的負(fù)的光焦度，使光焦度的配置近似呈對稱型，由此來補(bǔ)償正的畸變像差。特別是在本發(fā)明中，根據(jù)條件2，通過用負(fù)部分組和配置在該負(fù)部分組的像側(cè)的正部分組構(gòu)成第二透鏡組G2，使光束從物體側(cè)入射時的第二透鏡組G2的主點位于比第一透鏡組更靠近物體一側(cè)，由此，能有效地發(fā)生負(fù)的畸變像差，以補(bǔ)償由第四透鏡組G4發(fā)生的正的畸變像差。
現(xiàn)說明條件3，已知通常通過位于遠(yuǎn)離孔徑光闌的位置的透鏡的光束偏離光軸傳播。因此，為了使構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各透鏡組的透鏡直徑小型化，將孔徑光闌配置在光學(xué)系統(tǒng)的全長中心附近是有效的。因此，在廣角端狀態(tài)下，用第一透鏡組G1和第二透鏡組G2合成的形式形成負(fù)部分組，由該負(fù)部分組和構(gòu)成正部分組的第三透鏡組G3以及構(gòu)成負(fù)部分組的第四透鏡組G4構(gòu)成作為透鏡系統(tǒng)全體的負(fù)正負(fù)的對稱型光焦度配置。這時，根據(jù)條件3，通過將孔徑光闌配置在第三透鏡組G3上，能抑制特別是在廣角端附近與容易變大的視場角的變化相伴隨的慧形像差的變化，還能同時達(dá)到透鏡直徑的小型化。
現(xiàn)說明條件4，由于第二透鏡組G2具有負(fù)光焦度，所以有軸外光束通過光軸附近的趨勢。特別是通過第二透鏡組G2的軸外光束從廣角端狀態(tài)至望遠(yuǎn)端狀態(tài)，通過第二透鏡組的軸外光束只改變?nèi)肷浣?，而高度幾乎不變。這樣，在軸外光束通過光軸附近的情況下，不能獨(dú)立地補(bǔ)償軸外像差和軸向像差。其另一方面，在具有高變焦比的可變焦距透鏡中，與縮放相伴隨的橫向放大率的變化大，軸外光束的入射角的變化也大。因此，容易發(fā)生各像差的變化。這樣就有必要很好地補(bǔ)償在第二透鏡組G2中發(fā)生的軸向像差和軸外像差。另一方面，為了使一旦發(fā)散的光束收斂，第三透鏡組G3具有比第二透鏡組G2強(qiáng)的正光焦度，需要很好地補(bǔ)償在第三透鏡組G3中發(fā)生的負(fù)的球面像差。因此，如條件4所示述，使第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的像差補(bǔ)償功能明確，構(gòu)成合適的透鏡是重要的。
接著，根據(jù)以上說明的條件，給出適用于本發(fā)明的實施例的條件式(1)～(7)，說明這些條件式。
首先，在本發(fā)明的第一形態(tài)中，最好是滿足以下的條件式(1)或(2)的結(jié)構(gòu)。
0.15＜f3/f4＜0.3 ……(1)0.9＜|f2|/f3＜1.15……(2)式中，f1第一透鏡組的焦距f2第二透鏡組的焦距f3第三透鏡組的焦距條件式(1)是規(guī)定第一透鏡組G1的焦距f1和第三透鏡組G3的焦距f3之比的條件式。當(dāng)大于條件式(1)的上限值0.3時，在廣角端狀態(tài)下不僅不能確保后焦距，而且由于孔徑光闌前后之間的光焦度配置的不對稱性更強(qiáng)，所以難以良好地補(bǔ)償正的畸變像差。反之，當(dāng)小于條件式(1)的下限值0.15時，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的透鏡全長就會大型化，所以不符合本發(fā)明的主要意思。
條件式(2)是規(guī)定第二透鏡組G2的焦距f2和第三透鏡組G3的焦距f3之比的條件式。在本發(fā)明中，由于將孔徑光闌配置在第三透鏡組G3附近，所以通過第二透鏡組G2的軸外光束有通過光軸附近的趨勢，因此當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，通過第二透鏡組G2的軸外光束的高度不變，只改變?nèi)肷浣嵌取Ａ硗?，在廣角端狀態(tài)下，為了獲得足夠的后焦距，有必要增大第二透鏡組G2的光焦度，這時有必要很好地補(bǔ)償?shù)诙哥R組G2單獨(dú)發(fā)生的軸向像差。
具體地說，如果使第二透鏡組G2的光焦度沿負(fù)向增大，則在第二透鏡組中發(fā)生的正的球面像差的補(bǔ)償就會不足。反之，如果沿負(fù)向減小，則通過第二透鏡組G2的軸外光束就會遠(yuǎn)離光軸，所以與透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的軸外像差的變化增大。
對于第三透鏡組G3來說也一樣，如果第三透鏡組G3的光焦度沿正向增大，則在第三透鏡組G3中發(fā)生的負(fù)的球面像差的補(bǔ)償就會不足。反之，如果沿正向減小，則通過第三透鏡組G3的軸外光束就會遠(yuǎn)離光軸，所以與透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的軸外像差的變化增大。
因此，最好第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的焦距之比為條件(2)所示的值。如果大于條件(2)的上限值1.15時，可以考慮以下兩種情況中的任意一種①第二透鏡組G2的光焦度沿負(fù)向減小，②第三透鏡組G3的光焦度沿正向增大。而且，在①的情況下，伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化，軸外像差的變化增大，在②的情況下，負(fù)的球面像差增大。
反之，當(dāng)小于條件式(2)的下限值0.9時，可以考慮以下兩種情況中的任意一種③第二透鏡組G2的光焦度沿負(fù)向增大，④第二透鏡組G2的光焦度沿正向減小。而且，在③的情況下，正的球面像差增大，在④的情況下，伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化，軸外像差的變化增大。
說明以下的條件式(3)及(4)。在本發(fā)明的第一形態(tài)中，最好滿足以下的條件式(3)及(4)。
0.03＜(D2W-D2T)/(fw·ft)1/2＜0.15 ……(3)0.2＜(D1T-D1W)/f1＜0.4 ……(4)式中，D1W廣角端狀態(tài)下的第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的間隔D1T望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的間隔D2W廣角端狀態(tài)下的第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的間隔D2T望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的間隔fw放大率可變光學(xué)系統(tǒng)在廣角端狀態(tài)下的焦距ft放大率可變光學(xué)系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的焦距條件式(3)是規(guī)定隨著透鏡位置狀態(tài)的變化而變化的第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的間隙的變化量的條件式，是為了在廣角端狀態(tài)下獲得規(guī)定的光學(xué)性能所必要的條件式。當(dāng)大于條件式(3)的上限值時，在廣角端狀態(tài)下通過第二透鏡組G2的軸外光束就會遠(yuǎn)離光軸，難以良好地補(bǔ)償由視場角引起的慧形像差的變化。反之，當(dāng)小于下限值時，在廣角端狀態(tài)不能獲得足夠的后焦距，不能補(bǔ)償在第四透鏡組中發(fā)生的正的畸變像差。
條件式(4)是規(guī)定隨著透鏡位置狀態(tài)的變化而變化的第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的間隙的變化量的條件式，是為了獲得在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的透鏡全長的縮短化和規(guī)定的光學(xué)性能的條件式。當(dāng)大于條件式(4)的上限值時，在廣角端狀態(tài)下通過第一透鏡組G1的軸外光束就會遠(yuǎn)離光軸，所以不能謀求透鏡直徑的小型化。反之，當(dāng)小于下限值時，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的透鏡全長就會大型化，這是所不希望的。另外，在本發(fā)明中，如上所述，最好用負(fù)部分組和配置在其像側(cè)的正部分組構(gòu)成第二透鏡組G2。
另外，在變焦比大的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，為了抑制隨著透鏡位置狀態(tài)的變化而變化的各像差的變化，最好良好地補(bǔ)償各透鏡組中發(fā)生的像差，特別是球面像差的補(bǔ)償是很重要的。為了使第三透鏡組G3的光焦度沿正向增大，使被第二透鏡組G2發(fā)散的光束進(jìn)行強(qiáng)收斂，有必要很好地補(bǔ)償負(fù)的球面像差，最好用至少具有正的光焦度的組合透鏡和正透鏡構(gòu)成。特別是隨著變焦比的增大，容易隨著透鏡位置狀態(tài)的變化而發(fā)生軸外像差的變化，因此最好使遠(yuǎn)離孔徑光闌的透鏡面呈非球面狀。
接著說明條件式(5)及(6)。在本發(fā)明的第一形態(tài)中，為了謀求小型化和高性能兩個方面，最好滿足以下的條件式(5)及(6)。
0.3＜|f4|/f1＜0.4……(5)1＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2……(6)式中，f4第四透鏡組G4的焦距D3W廣角端狀態(tài)下的第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的間隔D3T望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的間隔條件式(5)是規(guī)定第一透鏡組G1和第四透鏡組G4的焦距比的條件式。當(dāng)大于條件式(5)的上限值時，在廣角端狀態(tài)下通過第一透鏡組G1及第四透鏡組G4的軸外光束將離開光軸，所以難以良好地補(bǔ)償由視場角引起的慧形像差的變化。反之，當(dāng)小于條件式(5)的下限值時，透鏡全長就會大型化。
條件式(6)是規(guī)定透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時在第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間形成的第一可變間隔的變化量與在第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間形成的第三可變間隔的變化量之比的條件式。當(dāng)大于條件式(6)的上限值時，在使透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，第二透鏡組G2的放大率發(fā)生大的變化，伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化，難以抑制由第二透鏡組G2發(fā)生的軸向像差的變化。反之，當(dāng)小于條件式(6)的下限值時，在使透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，第四透鏡組G4的放大率發(fā)生大的變化，伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化，難以抑制由第四透鏡組G4發(fā)生的軸外像差的變化。
因此，以往在構(gòu)成可變焦距透鏡組中，一般是通過使一個透鏡組沿光軸方向移動，來進(jìn)行聚焦。另外，為了謀求調(diào)焦動作的高速化或調(diào)焦機(jī)構(gòu)的小型化和簡單化，重要的是盡可能地小型輕量、而且選擇用較少的移動量可近距離調(diào)焦的透鏡組作為聚焦時驅(qū)動的透鏡組。一般來說，離孔徑光闌遠(yuǎn)的透鏡組，軸外光束遠(yuǎn)離光軸通過，透鏡直徑容易變大，因此最好將配置在孔徑光闌附近的透鏡組聚焦組。另外，光焦度小的透鏡組由于需要大的移動量，所以最好將光焦度大的透鏡組作為聚焦組。
由于上述的理由，在本發(fā)明中最好將配置在比第一透鏡組G1更靠近像側(cè)的透鏡組作為聚焦組，特別是最好將配置的孔徑光闌附近的第二透鏡組G2作為聚焦組。
接著說明條件(7)。
0.35＜(f3+|f2|)/(fw·ft)1/2＜0.7……(7)上述的條件式(7)是規(guī)定第二透鏡組G2及第三透鏡組G3的焦距的條件式，是用少的透鏡數(shù)達(dá)到高變焦比的用的條件式。當(dāng)小于條件式(7)的下限值時，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的光焦度大，所以用少的透鏡數(shù)不能構(gòu)成第二透鏡組G2及第三透鏡組G3，不能獲得規(guī)定的光學(xué)性能。另外，在本發(fā)明中，通過將非球面導(dǎo)入離孔徑光闌遠(yuǎn)的透鏡面上，能很好地補(bǔ)償由視場角引起的慧形像差的變化，謀求高性能化，或者通過將非球面導(dǎo)入孔徑光闌附近的透鏡面上，還能謀求很好地補(bǔ)償球面像差的發(fā)生、且減少透鏡數(shù)。
其次，如上所述，如果采用本發(fā)明的第二形態(tài)，則從物體一側(cè)開始，依次備有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、具有正光焦度的第三透鏡組G3、以及具有負(fù)光焦度的第四透鏡組G4。當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，至少第一透鏡組G1和第四透鏡組G4向物體一側(cè)移動，以便第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的間隔增大，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的間隔減小，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的間隔減小。另外，第三透鏡組G3至少有兩部分透鏡組，將該至少兩部分透鏡組中的一部分透鏡組作為移動透鏡組Gs，通過使其沿大致垂直于光軸的方向移動，進(jìn)行像移動。另外，將孔徑光闌設(shè)在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間。在本發(fā)明中，通過如上構(gòu)成放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，能很好地抑制使像移動時發(fā)生的各種像差的劣化，能達(dá)到高變焦化。
首先，對類似鏡頭快門照相機(jī)等那樣將攝影透鏡系統(tǒng)裝入照相機(jī)本體內(nèi)的透鏡一體型照相機(jī)中采用的可變焦距透鏡進(jìn)行一般論述。
在這些透鏡一體型照相機(jī)中采用的光學(xué)系統(tǒng)中，由于不受后焦距限制，所以能使用適合于小型化的望遠(yuǎn)型的光焦度配置方式，能將負(fù)透鏡組配置在光學(xué)系統(tǒng)的最靠近像的一側(cè)。
另外，孔徑光闌被配置在比負(fù)透鏡組更靠近物體一側(cè)。而且，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)(焦距最短的狀態(tài))變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)(焦距最長的狀態(tài))時，[I]減小孔徑光闌和負(fù)透鏡組的間隔，同時[II]使負(fù)透鏡組移向物體一側(cè)。由于[I]減小孔徑光闌和負(fù)透鏡組的間隔，所以通過負(fù)透鏡組的軸外光束在廣角端狀態(tài)下離開光軸，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)狀態(tài)下靠近光軸。另外，由于[II]使負(fù)透鏡組移向物體一側(cè)，所以負(fù)透鏡組增大放大率(相對于廣角端狀態(tài)來說，望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率的大小增大)。利用以上[I]及[II]兩點，能很好地補(bǔ)償伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化而發(fā)生的軸外像差的變化，能實現(xiàn)某種程度的高變焦化。
但是，如果在廣角端狀態(tài)下后焦距過短，則在靠近負(fù)透鏡組的像面的面上附著的灰塵的影會與被拍攝體的像重疊而被記錄在膠片上。因此，有必要使廣角端狀態(tài)下的后焦距取適當(dāng)?shù)闹担Y(jié)果，負(fù)透鏡組的橫向放大率在廣角端狀態(tài)下幾乎是一定的。
如上所述，雖然多組可變焦距透鏡有多個可動透鏡組，但由于將正透鏡組配置在最靠近物體一側(cè)，能縮短廣角端狀態(tài)下的透鏡全長，所以能謀求正透鏡組的透鏡直徑的小型化。反之，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下，由于使正透鏡組移向物體一側(cè)，以便使正透鏡組和配置在其像側(cè)的透鏡組的間隔增大，所以，能利用正透鏡組強(qiáng)制地使光束收斂，能在某種程度上使透鏡全長縮短。
作為適合小型化及高變焦化的多組可變焦距透鏡的具體形式，已知有例如(A)正正負(fù)3組型的、以及(B)正負(fù)正負(fù)4組型的。
在(A)正正負(fù)3組型的情況下，如果望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第三透鏡組的橫向放大率非常大、變焦比增大的話，則望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第三透鏡組的橫向放大率會急劇變大。另外，如果第三透鏡組沿光軸方向移動一微小量，則像面位置以第三透鏡組的橫向放大率的2次方的關(guān)系移動。因此，在(A)正正負(fù)3組型的情況下，如果變焦比增大的話，則性能隨透鏡停止精度的下降而急劇下降，這是不妥當(dāng)?shù)摹?br> 另一方面，在(B)正負(fù)正負(fù)4組型的情況下，可動透鏡組的數(shù)比(A)正正負(fù)3組型的還多，隨著透鏡位置狀態(tài)變化的第四透鏡組的橫向放大率的變化緩和，所以與(A)正正負(fù)3組型相比，能抑制由透鏡停止精度引起的性能下降。
根據(jù)以上的考察，即使在本發(fā)明的第二及第三形態(tài)中，通過采用正負(fù)正負(fù)4組型，也能實現(xiàn)高變焦化。
可是，如上所述，如果伴隨高變焦化，致使望遠(yuǎn)端狀態(tài)的焦距變長，則由于手的顫動等引起的照相機(jī)的顫動，容易引起成像模糊。因此，以下說明達(dá)到為了構(gòu)成能緩和像模糊的發(fā)生的防振光學(xué)系統(tǒng)所需要的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)用的條件。
首先，說明移動透鏡組所要求的像差補(bǔ)償功能。
通常，要求移動透鏡組在像移動時也呈能獲得良好的成像性能的像差補(bǔ)償狀態(tài)。具體地說，要求①球面像差及正弦條件能良好地得到補(bǔ)償，以及②適當(dāng)?shù)溺昶澩郀柡汀?br> 所謂①球面像差及正弦條件能良好地得到補(bǔ)償，是指在使移動透鏡組沿著與光軸大致垂直的方向移動時抑制在畫面中心部發(fā)生的偏心慧形像差用的條件。另外，所謂②適當(dāng)?shù)溺昶澩郀柡褪侵冈谝苿右苿油哥R組而使像移動時抑制在畫面周邊部分發(fā)生的像面彎曲用的條件。
在本發(fā)明的第二形態(tài)中，為了滿足①的條件，最好至少用兩個透鏡構(gòu)成移動透鏡組。特別是通過用至少一個正透鏡和至少一個負(fù)透鏡構(gòu)成移動透鏡組，能很好地補(bǔ)償軸向像差。
可是，一般來說，在可變焦距透鏡中，為了獲得規(guī)定的光學(xué)性能，需要③很好地補(bǔ)償變焦時發(fā)生的軸向像差的變化，同時④很好地補(bǔ)償變焦時發(fā)生的軸外像差的變化。
因此，最好對透鏡組進(jìn)行像差補(bǔ)償，以便能滿足③的條件及④的條件而達(dá)到適當(dāng)?shù)南癫钛a(bǔ)償狀態(tài)。具體地說，為了滿足③的條件，有必要很好地補(bǔ)償各透鏡組單獨(dú)發(fā)生的球面像差。另外，為了滿足④的條件，有必要抑制各透鏡組發(fā)生的慧形像差，而且使各透鏡組的珀茲瓦爾和為適當(dāng)?shù)闹?。特別是為了提高變焦比，最好是更好地補(bǔ)償各透鏡組發(fā)生的軸向像差，而且達(dá)到更適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償軸外像差的像差補(bǔ)償狀態(tài)。
在可變焦距透鏡中，在由一個透鏡組構(gòu)成移動透鏡組的情況下，適合于滿足②的條件的珀茲瓦爾和及適合于滿足④的條件的珀茲瓦爾和兩者不一定一致。因此，在由一個透鏡組構(gòu)成移動透鏡組的情況下，在光學(xué)設(shè)計上受到很大的限制。
在本發(fā)明的第三形態(tài)中，為了既能達(dá)到高變焦化，又能在像移動時獲得良好的成像性能，用多個部分透鏡組構(gòu)成一個透鏡組，用該多個部分透鏡組中的一個部分透鏡組構(gòu)成移動透鏡組。因此，既能很好地抑制與透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的軸外像差的變化，又能很好地抑制使移動透鏡組移動時的像面彎曲的變化。
其次，說明移動透鏡組和孔徑光闌的位置關(guān)系。
在光學(xué)系統(tǒng)中，軸外光束在孔徑光闌附近的透鏡組中從光軸附近通過，與此不同，在離孔徑光闌遠(yuǎn)的透鏡組中則從遠(yuǎn)離光軸的位置通過。因此，與離孔徑光闌遠(yuǎn)的透鏡組相比，孔徑光闌附近的透鏡組的透鏡直徑小(就是說，有效光束的通過范圍、即所謂的有效孔徑小)。
另外，在移動透鏡組的透鏡直徑大的情況下，會引起沿著與光軸大致垂直的方向驅(qū)動移動透鏡組的驅(qū)動系統(tǒng)的大型化。其結(jié)果，隨著照相機(jī)本體的大型化，消耗的電力也增大。
因此，移動透鏡組最好配置在孔徑光闌附近。
另外，如果將移動透鏡組配置在遠(yuǎn)離孔徑光闌的位置，則通過移動透鏡組的軸外光束就會遠(yuǎn)離光軸。其結(jié)果，在移動移動透鏡組而使像移動時，在畫面周邊部分容易發(fā)生偏心慧形像差。特別是在入射到移動透鏡組上的軸外光束相對于光軸的角度增大的情況下，在畫面周邊部分容易發(fā)生偏心慧形像差。因此，從像差補(bǔ)償?shù)挠^點來看，最好將移動透鏡組配置在孔徑光闌附近。
另外，在變焦比大的高放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，為了良好地補(bǔ)償變焦時發(fā)生的軸外像差的變化，最好當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，使通過各透鏡的軸外光束的高度變化。
在本發(fā)明的第二形態(tài)中，將孔徑光闌配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間。這時，在廣角端狀態(tài)下通過第四透鏡組G4的軸外光束隨著視場角的變化而遠(yuǎn)離光軸，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下通過第一透鏡組G1的軸外光束隨著視場角的變化而遠(yuǎn)離光軸。于是既維持高的光學(xué)性能，又能實現(xiàn)高變焦比。
另外，為了在廣角端狀態(tài)下確保足夠的后焦距，第二透鏡組G2具有大的負(fù)光焦度。因此，從第二透鏡組G2射出的主光線相對于光軸構(gòu)成的角度小，而且入射到第三透鏡組G3的高度接近光軸。其結(jié)果，容易補(bǔ)償在使構(gòu)成第三透鏡組G3的一部分的移動透鏡組沿著與光軸大致垂直的方向移動時在畫面周邊部分發(fā)生偏心慧形像差。
根據(jù)以上的考察，在本發(fā)明的第二形態(tài)中，將孔徑光闌配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，在透鏡位置狀態(tài)變化時，使孔徑光闌與第三透鏡組G3呈一體地移動，同時通過使構(gòu)成第三透鏡組G3的多個部分透鏡組中的一部分透鏡組沿著與光軸大致垂直的方向移動，能很好地抑制像移動時發(fā)生的性能劣化。
如上所述，利用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能實現(xiàn)良好地抑制了像移動時發(fā)生的性能劣化、小型且變焦比高的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。
以下，說明本發(fā)明的各條件式。
在本發(fā)明的第二形態(tài)中，滿足以下的條件式(8)D/fs＜0.2 (8)式中，D沿移動透鏡組Gs的最靠近像側(cè)的面和孔徑光闌之間的光軸的距離fs移動透鏡組Gs的焦距條件式(8)是規(guī)定孔徑光闌和移動透鏡組Gs的位置關(guān)系的條件式。
當(dāng)大于條件式(8)的上限值時，由于通過移動透鏡組Gs的軸外光束遠(yuǎn)離光軸，所以在使移動透鏡組Gs沿著與光軸大致垂直的方向移動時在畫面周邊部發(fā)生的偏心慧形像差增大，被記錄的圖像的反差變低。
另外，在本發(fā)明中，為了很好地補(bǔ)償移動透鏡組Gs單獨(dú)發(fā)生的各像差，有必要在某種程度上確保移動透鏡組Gs的透鏡厚度。另外，為了確保規(guī)定的光學(xué)性能，最好將條件式(8)的下限值設(shè)定為0.05，為了更好地抑制像移動時發(fā)生的光學(xué)性能的劣化，最好將條件式(8)的上限值設(shè)定為0.15。
另外，在本發(fā)明的第二形態(tài)中，為了既能實現(xiàn)高變焦比，又能很好地抑制像移動時發(fā)生的性能劣化，第三透鏡組G3從物體一側(cè)開始，依次由具有正的光焦度的第一正部分透鏡組G31和具有正的光焦度的第二正部分透鏡組G32構(gòu)成，離孔徑光闌近的第一正部分透鏡組G31構(gòu)成移動透鏡組Gs，同時最好滿足以下的條件式(9)。
0.35＜f3/fs＜0.7(9)式中，f3第三透鏡組G3的焦距第三透鏡組G3是比第二透鏡組G2更能收斂發(fā)散的光束用的、具有大的正光焦度的透鏡組。一般來說，如果移動透鏡組Gs的光焦度大，則為了很好地補(bǔ)償移動透鏡組Gs單獨(dú)發(fā)生的軸向像差，就需要增加透鏡個數(shù)，結(jié)果移動透鏡組Gs的驅(qū)動系統(tǒng)就會大型化。
因此，在本發(fā)明的第二形態(tài)中，通過至少用兩個正部分透鏡組構(gòu)成第三透鏡組G3，并用配置在最靠近物體側(cè)的正部分透鏡組構(gòu)成移動透鏡組Gs，能實現(xiàn)照相機(jī)全體小型化。特別是通過設(shè)定移動透鏡組Gs的焦距，以便滿足條件式(9)，則能謀求構(gòu)成第三透鏡組G3的透鏡個數(shù)和構(gòu)成移動透鏡組Gs的透鏡個數(shù)的最佳化。
這里，說明使由光學(xué)系統(tǒng)中的一部分透鏡組構(gòu)成的移動透鏡組沿與光軸垂直的方向移動時發(fā)生的像移動量。
設(shè)移動透鏡組的橫向放大率為βa，且將配置得比移動透鏡組更靠近像側(cè)的透鏡組全體的橫向放大率設(shè)為βb，則與移動透鏡組的移動量Δ對應(yīng)的像移動量δh可用下式(a)表示。
δh＝(1-βa)βb·Δ(a)另外，用k＝|(1-βa)βb|表示的系數(shù)k稱為模糊系數(shù)。
當(dāng)模糊系數(shù)k小時，使像移動規(guī)定量所必要的移動透鏡組的移動量變大，移動透鏡組的驅(qū)動機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜了。反之，當(dāng)模糊系數(shù)k大時，如果由于控制誤差而使移動透鏡組的移動量變化小，則像移動量變化大，與高空間頻率對應(yīng)的反差不足。
因此，最好將模糊系數(shù)k設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹怠?br> 在放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的情況下，移動透鏡組的橫向放大率為βa和配置在比移動透鏡組更靠近像側(cè)的透鏡組的橫向放大率βb不限定于從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)為一定的值。如本發(fā)明所述，在配置在比移動透鏡組Gs更靠近像側(cè)的第四透鏡組G4在變焦時可移動的情況下，模糊系數(shù)k伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化而變化。
可是，設(shè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距為f時，光學(xué)系統(tǒng)(進(jìn)而照相機(jī))傾斜ω時發(fā)生的像位置的變化量δa用下式(b)表示。
δa＝f·tan ω (b)因此，通過使移動透鏡組Gs移動，使像移動量為δh，以便滿足下式(c)，則能補(bǔ)償由光學(xué)系統(tǒng)的模糊(傾斜)引起的像變化量δa。
δa+δh＝0 (c)在廣角端狀態(tài)下補(bǔ)償由光學(xué)系統(tǒng)的傾斜ω引起的像變化量δaw所必要的移動透鏡組的移動量Δw以及在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下補(bǔ)償由光學(xué)系統(tǒng)的傾斜ω引起的像變化量δat所必要的移動透鏡組的移動量Δt分別由下式(d)及(e)表示。
ΔW＝-δaw/kw (d)Δt＝-δat/kt (e)式中，kw是廣角端狀態(tài)下的模糊系數(shù)，kt是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的模糊系數(shù)。
因此，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下所需要的移動量Δt和在廣角端狀態(tài)下所需要的移動量Δw之比，可用下式(f)表示。
Δt/Δw＝(δat/kt)/(δaw/kw)＝(ft/fw)/(kt/kw)(f)式中，ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的光學(xué)系統(tǒng)全體的焦距，fw是廣角端狀態(tài)下的光學(xué)系統(tǒng)全體的焦距。
因此，在本發(fā)明的第二形態(tài)中，最好滿足以下條件式(10)。
0.4＜{(1-β3t)βst}/{(1-β3w)βSW}/Z＜0.9 (10)式中，β3w移動透鏡組Gs在廣角端狀態(tài)下的橫向放大率βsW配置在比移動透鏡組Gs更靠近像側(cè)的透鏡組在廣角端狀態(tài)下的橫向放大率β3t移動透鏡組Gs在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率βst配置在比移動透鏡組Gs更靠近像側(cè)的透鏡組在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率Z放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的變焦比條件式(10)是規(guī)定上述式(f)的相反數(shù)的條件式。
像面所必要的光學(xué)性能一定是與攝影透鏡的焦距無關(guān)。例如，當(dāng)照相機(jī)傾斜規(guī)定的模糊角時，補(bǔ)償像模糊所必要的移動透鏡組的移動量在廣角端狀態(tài)和望遠(yuǎn)端狀態(tài)有很大不同時，不能既確保規(guī)定的光學(xué)性能，又容易地進(jìn)行移動透鏡組的控制。當(dāng)照相機(jī)傾斜規(guī)定的模糊角時，在補(bǔ)償像模糊所必要的移動透鏡組的移動量與透鏡位置狀態(tài)無關(guān)而為一定值的情況下，就是說式(f)的值經(jīng)常一定時，由于在像差補(bǔ)償上失去了選擇縮放軌道的自由度和選擇各透鏡組的橫向放大率的自由度，所以難以實現(xiàn)高變焦化。
在本發(fā)明的第二形態(tài)中，通過將上述(f)的上限值及下限值設(shè)定在滿足條件式(10)的范圍內(nèi)，既能實現(xiàn)高變焦化，又能以較小的控制誤差進(jìn)行透鏡位置控制。
另外，為了更容易地進(jìn)行透鏡位置控制，最好取條件式(10)的上限值為0.6，下限值為0.5。
另外，在本發(fā)明中，通過將檢測照相機(jī)(光學(xué)系統(tǒng))的模糊的檢測系統(tǒng)、根據(jù)來自檢測系統(tǒng)的輸出計算移動透鏡組的移動量的計算系統(tǒng)、以及根據(jù)計算系統(tǒng)的計算結(jié)果驅(qū)動移動透鏡組的驅(qū)動系統(tǒng)組合起來，使本發(fā)明的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)具有防振光學(xué)系統(tǒng)的功能。
另外，如果采用本發(fā)明的第三形態(tài)，則從物體一側(cè)開始，依次至少配置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、以及具有正光焦度的透鏡組GA，將負(fù)光焦度的透鏡組GE配置在離像側(cè)最近。而且，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，為了增大第一透鏡組G1和第二透鏡組G2產(chǎn)生的收斂作用，改變第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的間隔，并向物體一側(cè)移動，而且最后使透鏡組GE移向物體一側(cè)。另外第二透鏡組G2從物體一側(cè)開始，依次由具有負(fù)光焦度的負(fù)部分透鏡組G2a、以及具有正光焦度的正部分透鏡組G2b構(gòu)成。再者，透鏡組GA有多個部分的透鏡組，將該多個部分的透鏡組中與孔徑光闌相鄰配置的部分透鏡組作為移動透鏡組Gs，通過使其沿大致垂直于光軸的方向移動，進(jìn)行像移動。
在本發(fā)明的第三形態(tài)中，滿足以下條件式(11)及(12)。
0.1＜|f2a|/f2b＜0.4(11)0.2＜|fvt|/ft＜0.4 (12)式中，f2a負(fù)部分透鏡組G2a的焦距f2b正部分透鏡組G2b的焦距fvt望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的合成焦距ft望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的光學(xué)系統(tǒng)全體的焦距如上所述，從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)如果模糊系數(shù)k變化大，則難以進(jìn)行移動透鏡組的控制?？墒牵：禂?shù)k與移動透鏡組的橫向放大率和配置在比移動透鏡組更靠近像側(cè)的透鏡組的橫向放大率有關(guān)。因此，隨著配置在比移動透鏡組更靠近像側(cè)的透鏡組的變焦作用的變大，模糊系數(shù)k的變化也變大。
在本發(fā)明的第三形態(tài)中，使配置在比移動透鏡組Gs更靠近物體側(cè)的透鏡組的變焦作用大，通過抑制與透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的模糊系數(shù)k的變化，在從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)的任意的透鏡位置狀態(tài)下都能容易地進(jìn)行移動透鏡組Gs的控制。
另外，為了用少量的構(gòu)成透鏡數(shù)有效地達(dá)到高變焦化，滿足規(guī)定的光學(xué)性能，且良好地抑制像移動時發(fā)生的光學(xué)性能的劣化，在本發(fā)明的第三形態(tài)中與第二形態(tài)一樣，也是將孔徑光闌配置在移動透鏡組Gs附近，用多個部分透鏡組構(gòu)成具有移動透鏡組Gs的透鏡組GA。
另外，為了縮短透鏡的全長，將負(fù)光焦度的最后透鏡組GE配置在光學(xué)系統(tǒng)中最靠近像側(cè)的位置，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，使最后透鏡組GE向物體一側(cè)移動，使放大率增大。
再者，在本發(fā)明的第三形態(tài)中，為了在廣角端狀態(tài)下獲得足夠的后焦距，而在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下謀求透鏡全長的縮短化，設(shè)定條件式(11)。條件式(11)對第二透鏡組G2中的負(fù)部分透鏡組G2a的焦距和正部分透鏡組G2b的焦距之比規(guī)定了適當(dāng)?shù)姆秶?br> 當(dāng)大于條件式(11)的上限值時，在廣角端狀態(tài)下通過第二透鏡組G2的負(fù)部分透鏡組G2a的軸外光束遠(yuǎn)離光軸，在畫面周邊部分會發(fā)生大的慧形像差，所以就不能用少量的透鏡數(shù)獲得規(guī)定的光學(xué)性能了。
反之，當(dāng)小于條件式(11)的下限值時，如上所述，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下透鏡全長呈大型化。
但是，為了在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下謀求透鏡全長的縮短化且使模糊系數(shù)k為適當(dāng)?shù)闹担詈檬雇h(yuǎn)端狀態(tài)下的第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的合成焦距滿足條件式(12)。
如果模糊系數(shù)k變大，則由驅(qū)動移動透鏡組Gs的驅(qū)動系統(tǒng)的控制誤差引起的像位置的控制誤差變大，即使不使像移動時像也變得模糊。反之，如果模糊系數(shù)k小，則使像移動規(guī)定量所必要的移動透鏡組Gs的驅(qū)動量非常大。
如上所述，即使在本發(fā)明的第三形態(tài)中，孔徑光闌和移動透鏡組的位置關(guān)系在像差補(bǔ)償上也是重要的。
另外，在本發(fā)明中，為了提高變焦比，最好將孔徑光闌配置在光學(xué)系統(tǒng)的中央附近，且最好用3個以上的可動透鏡組構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)。
再者，在本發(fā)明中，最好將第二透鏡組G2作為聚焦組，使其沿光軸方向移動，進(jìn)行對近距離物體的調(diào)焦。如果用配置在比移動透鏡組Gs更靠近像側(cè)的透鏡組構(gòu)成聚焦組，則即使是相同的透鏡位置狀態(tài)，模糊系數(shù)k也會隨著被拍攝體位置(物體位置)的變化而變化。另一方面，例如，如第二透鏡組G2所示，如果用用配置在比移動透鏡組Gs更靠近物體側(cè)的透鏡組構(gòu)成聚焦組，則模糊系數(shù)k與被拍攝體位置無關(guān)而為一定值。
本發(fā)明的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)不限于透鏡快門式照相機(jī)，例如能容易地應(yīng)用于特開昭60-55314號公報中公開的單透鏡反射式(一眼レフ)照相機(jī)用的望遠(yuǎn)可變焦距透鏡。
另外，在以下各實施例中，雖然導(dǎo)入非球面，但如果將非球面導(dǎo)入配置在孔徑光闌附近的透鏡上，則能更好地補(bǔ)償像面彎曲和畸變像差等軸外像差，能達(dá)到廣角化和高性能化。
另外，在本發(fā)明的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，即使在不進(jìn)行像移動的使用狀態(tài)下，也能獲得足夠高的光學(xué)性能，能充分地具有通常的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的功能。
其次，如上所述，本發(fā)明的第四形態(tài)的可近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)從物體一側(cè)開始，依次由正光焦度的第一透鏡組G1、負(fù)光焦度的第二透鏡組G2、正光焦度的第三透鏡組G3、以及負(fù)光焦度的第四透鏡組G4構(gòu)成。
而且，上述第二透鏡組G2至少有具有負(fù)光焦度的部分透鏡組GA、以及與上述部分透鏡組GA的像側(cè)相鄰且用空氣間隔隔開配置的部分透鏡組GB，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，全部上述透鏡組向上述物體一側(cè)移動，而且上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2之間的空氣間隔增大，上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3之間的空氣間隔減小，上述第三透鏡組G3和上述第四透鏡組G4之間的間隔減小，進(jìn)行近距離調(diào)焦時，上述第二透鏡組G2向上述物體一側(cè)移動。
在該結(jié)構(gòu)中，設(shè)部分透鏡組GA的最靠近像側(cè)的透鏡面的曲率半徑為Ra、上述部分透鏡組GB的最靠近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑為Rb時，第四形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)最好滿足以下條件式-0.1＜(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＜0.3(13)現(xiàn)在說明適合于在照相機(jī)內(nèi)安裝了像透鏡快門照相機(jī)等那樣的攝影透鏡系統(tǒng)的透鏡一體型照相機(jī)的可變焦距透鏡。
在一般情況下，這種可變焦距透鏡被用于適合于照相機(jī)本體小型化的望遠(yuǎn)型的光焦度配置方式，負(fù)透鏡組被配置在透鏡系統(tǒng)的最靠近像面處。
孔徑光闌被配置在比該負(fù)透鏡組更靠近物體一側(cè)，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)(焦距最短的狀態(tài))變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)(焦距最長的狀態(tài))時，使孔徑光闌和負(fù)透鏡組的間隔變窄，而且使負(fù)透鏡組移向物體一側(cè)。由于使孔徑光闌和負(fù)透鏡組的間隔變窄，所以通過負(fù)透鏡組的軸外光束在廣角端狀態(tài)下遠(yuǎn)離光軸，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下接近光軸。另外，由于使負(fù)透鏡組移向物體一側(cè)，所以負(fù)透鏡組在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下，相對于廣角端狀態(tài)來說橫向放大率的大小增大即所謂放大。利用以上兩點，能良好地補(bǔ)償伴隨透鏡位置狀態(tài)的變化而發(fā)生的軸外像差的變化，而且能實現(xiàn)某種程度的高變焦化。
但是，在廣角端狀態(tài)下如果后焦距過短，則在靠近負(fù)透鏡組的像面的面上附著的灰塵的影就會與被拍攝體的像一起記錄在膠片上，所以有必要使廣角端狀態(tài)下的后焦距取適當(dāng)?shù)闹怠?br> 如上所述，多組可變焦距透鏡有多個可動透鏡組，使配置在最靠近物體側(cè)的第一透鏡組具有正光焦度，在廣角端狀態(tài)下使透鏡全長縮短，縮小第一透鏡組的透鏡直徑。再者，當(dāng)焦距變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，將第一透鏡組移動到物體一側(cè)，以便擴(kuò)大第一透鏡組和與像側(cè)相鄰配置的具有負(fù)光焦度的第二透鏡組之間的間隔，利用正透鏡組使光束進(jìn)行很強(qiáng)的收斂，謀求透鏡全長在某種程度上的縮短化。
另外，通過使第二透鏡組具有負(fù)光焦度，則在廣角端狀態(tài)下的光焦度配置方式近似地呈對稱型，能良好地補(bǔ)償正的畸變像差，而且能獲得足夠的后焦距。特別是在廣角端狀態(tài)下，通過擴(kuò)大第二透鏡組和第三透鏡組的間隔，使第一透鏡組和第二透鏡組的合成光焦度向負(fù)向減弱，結(jié)果能使望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的透鏡全長進(jìn)一步縮短。
本發(fā)明的第四形態(tài)從物體一側(cè)開始，依次由正光焦度的第一透鏡組G1、負(fù)光焦度的第二透鏡組G2、正光焦度的第三透鏡組G3、以及負(fù)光焦度的第四透鏡組G4構(gòu)成放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，至少使第一透鏡組G1和第四透鏡組G4向物體側(cè)移動，以便使第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的間隔增大、第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的間隔減小、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的間隔減小，通過將第二透鏡組G2作為聚焦組，進(jìn)行近距離調(diào)焦時既能獲得良好的像確定性能，又能實現(xiàn)小型、高變焦比的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。
另外，本發(fā)明的第四形態(tài)按照這樣的光焦度配置方式，用負(fù)部分組GA和配置在其像側(cè)的正部分組GB構(gòu)成第二透鏡組G2，負(fù)部分組和正部分組用空氣間隔隔開配置，另外，使在負(fù)部分組和正部分組之間形成的空氣間隔的形狀呈適當(dāng)?shù)男螤?。其結(jié)果，能抑制近距離調(diào)焦時發(fā)生的各種像差的變化，而且同時能實現(xiàn)小型和高變焦化。
即，在本發(fā)明的第四形態(tài)中，為了使通過負(fù)部分組GA的軸外光束靠近光軸、謀求透鏡直徑的小型化，而且使通過正部分組GB的軸外光束遠(yuǎn)離光軸，很好地補(bǔ)償軸外像差，謀求高性能化，所以用負(fù)部分組GA和配置在其像側(cè)的正部分組GB構(gòu)成第二透鏡組。
如果這樣的正部分組GB和負(fù)部分組GA的間隔狹窄，則負(fù)部分組GA和正部分組GB的光焦度大，存在與制造時發(fā)生的負(fù)部分組和正部分組的相互偏心相伴隨的性能劣化非常大的問題。反之，如果間隔寬，則不能充分地謀求望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的透鏡全長的小型化。
另外，除了用負(fù)部分組GA和正部分組GB構(gòu)成第二透鏡組G2以外，最好還要滿足上述條件式(13)。
為了從畫面中心部分起遍及畫面周邊部分都能獲得良好的成像性能，條件式(13)規(guī)定了將空氣間隔夾在中間配置的負(fù)部分組GA的離像側(cè)最近的透鏡面的曲率半徑Ra和正部分組GB的離物體側(cè)最近的透鏡面的曲率半徑Rb的適當(dāng)?shù)姆秶?。由于滿足條件式(13)，所以能很好地補(bǔ)償近距離調(diào)焦時發(fā)生的各種像差的變化。
如果大于條件式(13)的上限值，則在廣角端狀態(tài)下近距離調(diào)焦時發(fā)生的慧形像差的變化就會變大。反之，如果小于下限值，則不能充分地補(bǔ)償由第二透鏡組發(fā)生的正的球面像差，特別是不能很好地補(bǔ)償望遠(yuǎn)端狀態(tài)下近距離調(diào)焦時發(fā)生的球面像差的變化。
另外，本發(fā)明的第四形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)最好滿足以下條件0.03＜(Δ2/f1)/(ft/fw)＜0.1 (14)式中，Δ2＝D1T-D1WD1W廣角端狀態(tài)下的第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的空氣間隔D1T望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的空氣間隔f1第一透鏡組G1的焦距fw廣角端狀態(tài)下的整個透鏡系統(tǒng)的焦距ft望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的整個透鏡系統(tǒng)的焦距當(dāng)滿足條件式(14)時，能使透鏡全長更加縮短，而且能謀求高性能。當(dāng)大于條件式(14)的上限值時，則在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下通過第一透鏡組的軸外光線會遠(yuǎn)離光軸，所以將導(dǎo)致第一透鏡組的大型化。反之，當(dāng)小于條件式(14)的下限值時，由于第一透鏡組的收斂作用減弱，所以不能謀求透鏡全長的小型化。
另外，本發(fā)明的第四形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)最好滿足以下條件0.25＜(β2T/β2W)/Z＜0.5(15)式中，β2W第二透鏡組G2在廣角端狀態(tài)下的橫向放大率β2T第二透鏡組G2在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率Zft和fw的比ft/fw上述條件式(15)是規(guī)定近距離調(diào)焦時聚焦組即第二透鏡組的適當(dāng)移動量的條件式。
首先，說明本發(fā)明的第四形態(tài)中使近距離調(diào)焦時的移動量小的方法。
如特開昭58-202416號公報所述，設(shè)配置在比聚焦組更靠近物體側(cè)的透鏡組的焦距為fA、聚焦組的橫向放大率為βF時，聚焦移動量由下式?jīng)Q定。
P＝fA2·βF2/(βF2-1)在本發(fā)明的第四形態(tài)中，配置在比聚焦組即第二透鏡組更靠近物體側(cè)的透鏡組只是第一透鏡組，fA不隨透鏡位置狀態(tài)而變化，所以聚焦移動量與由下式表示的值k有關(guān)。
k＝βF2/(βF2-1)因此，為了使聚焦組的移動量小，謀求聚焦動作的高速化，有必要使該k小。
特別是在βF2＝1的情況下，k值為無限大，不可能進(jìn)行聚焦。當(dāng)βF2＞1時，最好使k近似為1、也就是使1/βF2近似為0，反之，當(dāng)βF2＜1時，最好使k近似為0、也就是使βF2近似為0。
在本發(fā)明的第四形態(tài)中，設(shè)定聚焦組即第二透鏡組的橫向放大率β2滿足-1＜β2＜0，特別是使望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率β2T近似為0，減小聚焦移動量。可是，由于導(dǎo)致透鏡全長的大型化，所以最好取更適當(dāng)?shù)闹怠?br> 本發(fā)明的第四形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中的第一透鏡組的焦距為正，而且第一透鏡組和第二透鏡組的合成焦距為負(fù)。另外，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，在第一透鏡組和第二透鏡組之間形成的空氣間隔慢慢擴(kuò)大，所以，在廣角端狀態(tài)及望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第二透鏡組的橫向放大率β2W和β2T滿足β2T/β2W＞1。
這里，用K＝β2T/β2W表示的值K表示與透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的第二透鏡組的橫向放大率的變化量。當(dāng)K相對于全透鏡系統(tǒng)的可變焦距比較大時，相對于廣角端狀態(tài)來說，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下對同一被拍攝體的近距離調(diào)焦時的第二透鏡組的移動量變得非常大。其結(jié)果，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下聚焦組的移動量變大，驅(qū)動第二透鏡組所需要消耗的電力增加，而且不可能謀求聚焦動作的高速化。
反之，當(dāng)K相對于可變焦距比較小時，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下獲得規(guī)定的光學(xué)性能所需要的停止精度變得非常高，難以獲得規(guī)定的光學(xué)性能。
條件式(15)是規(guī)定K和可變焦距比的適當(dāng)范圍的條件式，如上所述，通過使條件式(15)取適當(dāng)?shù)闹?，則在近距離調(diào)焦時能容易地控制第二透鏡組。
另外，在本發(fā)明的第四形態(tài)中，最好使望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第二透鏡組的橫向放大率β2T滿足β2T＞-1。在廣角端狀態(tài)下為了確保足夠的后焦距，以便補(bǔ)償正的畸變像差，有必要使第一透鏡組和第二透鏡組的合成焦距呈負(fù)的小值，這時變?yōu)棣?W＞-1。反之，如果β2T＜-1，則不可能聚焦，包括第二透鏡組的橫向放大率變?yōu)?1的情況在內(nèi)都不好。
另外，在本發(fā)明的第四形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，最好將孔徑光闌配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間。這時，假設(shè)第二透鏡組G2離上述孔徑光闌最遠(yuǎn)的透鏡面LS的曲率半徑為R4，并設(shè)在廣角端狀態(tài)下沿光軸從孔徑光闌到透鏡面LS的距離為D時，最好滿足以下條件。
1.5＜|R4|/D＜3.5 (16)條件式(16)特別是在廣角端狀態(tài)下用于規(guī)定獲得更高的光學(xué)性能的條件。
在大于條件式(16)的上限值的情況下，在廣角端狀態(tài)下不能確保足夠的后焦距，與膠片面接近的透鏡面上的灰塵的影將被記錄下來。反之，在小于下限值的情況下，近距離調(diào)焦時發(fā)生的軸外像差的變化增大，光學(xué)性能顯著地劣化，這是所不希望的。
其次，說明本發(fā)明的第四形態(tài)中的孔徑光闌的位置。一般來說，為了謀求照相機(jī)的小型化，需要使透鏡鏡筒直徑小。軸外光束通過第二透鏡組時受到很大的發(fā)散作用，但如果將孔徑光闌配置在第二透鏡組的物體一側(cè)，則通過第三透鏡組的主光線的高度就會極端地遠(yuǎn)離光軸，導(dǎo)致第三透鏡組和第四透鏡組的透鏡直徑大型化，結(jié)果透鏡鏡筒的直徑變大。反之，如果將孔徑光闌配置在第三透鏡組的像側(cè)，則不僅第一透鏡組的透鏡直徑大型化，而且在構(gòu)成第二透鏡組的負(fù)部分組中將發(fā)生非常大的慧形像差，在畫面周邊部分不能獲得良好的成像性能。
在本發(fā)明的第四形態(tài)中，為了實現(xiàn)小型和高變焦化，最好將孔徑光闌配置在光學(xué)系統(tǒng)的中央附近。通過這樣配置，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，通過配置得離孔徑光闌遠(yuǎn)的第一透鏡組和第四透鏡組的主光線在第一透鏡組遠(yuǎn)離光軸，在第四透鏡組接近光軸，能良好地補(bǔ)償與透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的軸外像差的變化，而且能高變焦化。
特別是最好將孔徑光闌配置在第二透鏡組和第三透鏡組之間。通過這樣構(gòu)成，在廣角端狀態(tài)下，通過第二透鏡組的軸外光束遠(yuǎn)離軸向光束，所以能更好地補(bǔ)償軸外像差。但是，如果軸外光束離光軸太遠(yuǎn)，則透鏡直徑就得變大，不能實現(xiàn)聚焦組的小型化。
因此，在本發(fā)明的第四形態(tài)中，最好將孔徑光闌配置在第二透鏡組和第三透鏡組之間，且使透鏡直徑均等化，以便使通過遠(yuǎn)離孔徑光闌配置的第一透鏡組及第四透鏡組的軸外光束不離開光軸。
另外，在透鏡位置狀態(tài)變化時，使孔徑光闌同與孔徑光闌相鄰配置的第二透鏡組或第三透鏡組整體地移動，能簡化鏡筒的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，如上所述，最好將孔徑光闌配置在第二透鏡組和第三透鏡組之間，并將離孔徑光闌近的透鏡直徑小的第二透鏡組作為聚焦組進(jìn)行驅(qū)動。因此能簡化控制聚焦組控制機(jī)構(gòu)。
另外，本發(fā)明的第五形態(tài)的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)從物體一側(cè)開始，依次由正光焦度的第一透鏡組G1、負(fù)光焦度的第二透鏡組G2、正光焦度的第三透鏡組G3、以及負(fù)光焦度的第四透鏡組G4構(gòu)成。
而且，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，所有的上述透鏡組向物體側(cè)移動，上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的間隔增大，上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3的間隔減小，上述第三透鏡組G3和上述第四透鏡組G4的間隔減小。這里，當(dāng)進(jìn)行近距離調(diào)焦時，上述第二透鏡組G2移動。
在本發(fā)明的第五形態(tài)中，假設(shè)上述第四透鏡組G4在廣角端狀態(tài)下的橫向放大率為β4W、上述第四透鏡組G4在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率為β4T、在廣角端狀態(tài)下的上述全部透鏡系統(tǒng)的焦距為fw、在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的上述全部透鏡系統(tǒng)的焦距為ft、以及上述ft和fw之比ft/fw為Z時，最好滿足以下條件式。
0.45＜(β4T/β4W)/Z＜0.75(17)條件式(17)規(guī)定第四透鏡組的橫向放大率的適當(dāng)?shù)谋?。在變焦比大?.5倍的情況下，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，第四透鏡組的橫向放大率變化大，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下透鏡位置的精度非常高。
因此，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定與第二透鏡組的透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的橫向放大率的變化，而且滿足條件式(17)，通過這樣構(gòu)成透鏡，就能使望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的透鏡全長縮短，能抑制與透鏡位置狀態(tài)的變化相伴隨的第四透鏡組的橫向放大率的變化，能緩和望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的透鏡位置的精度。
在本發(fā)明的第五形態(tài)的可近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，能使從第一透鏡組至第四透鏡組中的任意一個透鏡組或其一部分沿與光軸垂直的方向移動。特別是在使第二透鏡組或第三透鏡組或其一部分沿與光軸大致垂直的方向移動的情況下，能謀求驅(qū)動系統(tǒng)的小型化。
另外，用多個部分組構(gòu)成第三透鏡組，通過使比像側(cè)的部分組更靠近物體側(cè)配置的部分組中的一部分組沿與光軸垂直的方向移動，能極力地抑制將像從廣角端狀態(tài)移動到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時發(fā)生的性能劣化。
可使這種像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)具有下述功能，即將檢測由于手等的顫動造成的照相機(jī)的顫動的檢測系統(tǒng)、沿與光軸大致垂直的方向移動規(guī)定的透鏡組的驅(qū)動系統(tǒng)、以及根據(jù)由檢測系統(tǒng)輸出的顫動信息計算驅(qū)動量的計算系統(tǒng)組合起來作為補(bǔ)償由照相機(jī)的顫動造成的像的模糊的防振光學(xué)裝置。
另外，本發(fā)明的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)不限于透鏡快門式照相機(jī)，例如還能很容易地應(yīng)用于特開昭60-55314中所述的單鏡頭反射式照相機(jī)用的望遠(yuǎn)可變焦距透鏡。
此外，在以下的實施例中，雖然使用非球面，但如果將非球面配置在靠近孔徑光闌配置的透鏡上，則能謀求大口徑化。另外，如果將非球面配置在遠(yuǎn)離孔徑光闌配置的透鏡上，則能更好地補(bǔ)償像面彎曲和畸變像差等軸外像差，能實現(xiàn)廣角化和高性能化。
以下，根據(jù)

本發(fā)明的各數(shù)值實施例。
圖1是表示本發(fā)明的各實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的光焦度的配置情況及從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)變焦時各透鏡組的移動情況的示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明的各數(shù)值實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)從物體一側(cè)開始，依次由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、具有正光焦度的第三透鏡組G3、以及具有負(fù)光焦度的第四透鏡組G4構(gòu)成。而且，當(dāng)從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)進(jìn)行變焦時，使全部透鏡組向物體側(cè)移動，且使第一透鏡組G1和第二透鏡組G2的空氣間隔增大，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3的空氣間隔減小，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的空氣間隔減小。
在各數(shù)值實施例中，假設(shè)與光軸垂直方向的高度為y、高度y上的光軸方向的移動量(下降量)為S(y)、基準(zhǔn)曲率半徑為R、圓錐系數(shù)為κ、n次非球面系數(shù)為Cn時，可以用如下的數(shù)學(xué)式(g)表示非球面。S(y)=y2R1+1-κy2R2+C4y4+C6y6+C8y8+C10y10---(g)]]>在各實施例中，在非球面上，在面編號的右側(cè)標(biāo)以*號。
(第一實施例)圖2是本發(fā)明的第一實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G1，它由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L1構(gòu)成；第二透鏡組G2由雙凹透鏡L21、雙凸透鏡及雙凹透鏡的組合透鏡L22構(gòu)成；第三透鏡組G3由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L31及雙凸透鏡L32構(gòu)成；第四透鏡組G4由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L41及使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L42構(gòu)成?？讖焦怅@S1被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S1與第三透鏡組G3整體地移動。
在以下的表1～表4中示出了本發(fā)明的第一實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的各單元的值。實施例的各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f 36.00～75.00～170.00FNO 3.78-6.29～11.00ω31.10～15.54～7.11(°)面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)154.1928 4.2501.4874970.452-52.36911.3751.8466623.833-92.1386(D3) 1.04-25.57011.0001.8042046.51526.6803 1.00 1.06*21.2449 3.5001.7173629.507-13.51671.0001.8350042.97872.4913 (D8) 1.090.0000 1.2501.010 34.0724 3.1251.4874970.45
11-13.20381.0001.8466623.8312-23.73131.1251.01353.3181 2.6251.5145063.0514*-25.4556(D14)1.015*-248.6454 2.7121.6889331.1616-43.54287.3531.017-15.20531.2501.7725049.6118549.3023(Bf) 1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形狀用下式表示。1/R＝+1/21.2449κ＝1.1736 C4＝+1.72430×10-6C6＝+1.91380×10-7C8＝-3.91910×10-9C10＝+4.47150×10-11[第14面]1/R＝-1/25.4556κ＝1.5838 C4＝+3.34760×10-5C6＝+5.06200×10-8C8＝-2.72670×10-10C10＝+1.01290×10-12[第15面]1/R＝-1/248.6454κ＝-1.2808 C4＝+1.49020×10-5C6＝-3.03490×10-8C8＝+2.80520×10-10C10＝+2.09070×10-13[表2][可變間隔表]f 35.9994 74.9983170.0006D3 2.816115.779728.8035D8 4.24832.6490 1.2500D1420.8296 10.96642.8750Bf 7.875131.138378.2651[表3][聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2]f 35.9994 74.9983 170.0006D01027.5967 2147.32794876.9022δG2 0.8752 0.7208 0.7057其中，伸出量是指攝影放大率β＝-1/30倍時的伸出量，且伸出量以物體一側(cè)的方向為正。[條件式對應(yīng)值](1)f3/f1＝0.225(2)|f2|/f3＝1.026(3)(D2W-D2T)/(fw.ft)1/2＝0.038(4)(D1T-D1W)/f1＝0.292(5)|f4|/f1＝0.328(6)(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＝1.447(7)(f3+|f2|)/(fw.ft)1/2＝0.524圖3～圖8是本發(fā)明的第一實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)各像差圖，這些圖中，圖3～圖5表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的各像差圖，圖6～圖8表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率β＝-1/30倍)時的各像差圖，另外在這些圖中，圖3及圖6示出了廣角端狀態(tài)下的各像差，圖4及圖7示出了中間焦距狀態(tài)下的各像差，圖5及圖8示出了望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各像差。
在圖3～圖8所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面?；坌蜗癫顖D表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6mm時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。如這些像差圖所示，本實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)能良好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
(第二實施例)圖9是本發(fā)明的第二實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G101，由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L101構(gòu)成；第二透鏡組G102，由雙凹透鏡L121、雙凸透鏡及雙凹透鏡的組合透鏡L122構(gòu)成；第三透鏡組G103，由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L131及雙凸透鏡132構(gòu)成；第四透鏡組G104，由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L141及使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L142構(gòu)成?？讖焦怅@S101被配置在第二透鏡組G102和第三透鏡組G103之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S101與第三透鏡組G103整體地移動。
在以下的表5～表8中示出了本發(fā)明的第二實施例的各單元的值。與第一實施例一樣，各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f 38.93～75.60～183.96FNO 3.85～6.14～11.00ω28.78～15.43～6.58(°)面編號 曲率半徑 面間隔 折射率 阿貝數(shù)1 51.81674.2841.4874970.452 -53.7693 1.3861.8466623.833 -97.0444 (D3) 1.04 -26.4310 1.0081.7725049.615 33.03870.7561.06*22.26673.5281.6889331.167 -13.3299 1.0081.8042046.518 53.2684(D8) 1.09 0.0000 1.2601.01033.74583.1501.4874970.4511-14.0844 1.0081.8466623.8312-25.9907 1.1341.01351.22972.6461.5145063.0514*-25.9086 (D14)1.015*325.0348 3.0981.6889331.1616-60.6443 6.9151.017-14.3830 1.2601.7725049.61183325.718 (Bf) 1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形狀用下式表示。1/R＝+1/22.2667 κ＝1.4465 C4＝+1.32815×10-6C6＝+2.29845×10-7C8＝-4.26665×10-9C10＝+3.87369×10-11[第14面]1/R＝-1/25.9086 κ＝1.3985 C4＝+2.83877×10-5C6＝+2.11412×10-7C8＝-3.76902×10-9C10＝+2.80604×10-11[第15面]1/R＝+1/325.0348 κ＝11.0000 C4＝+1.95413×10-5C6＝+4.87122×10-8C8＝-3.67858×10-10C10＝+3.55599×10-12[可變間隔表]f 38.9344 75.6011 183.9649D33.003314.6630 29.5856D84.01222.87041.2600D14 21.7699 12.0689 2.8980Bf7.938829.1277 78.7294[表7][聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2]f 38.934475.6011183.9649D01108.6260 2157.6195 5220.4865δG2 0.9652 0.8336 0.9719其中，伸出量是指攝影放大率β＝-1/30倍時的伸出量，且伸出量以物體一側(cè)的方向為正。[條件式對應(yīng)值](1)f3/f1＝0.233(2)|f2|/f3＝1.047(3)(D2W-D2T)/(fw·ft)1/2＝0.089(4)(D1T-D1W)/f1＝0.302(5)|f4|/f1＝0.322(6)(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＝1.409(7)(f3+|f2|)/(fw·ft)1/2＝0.495圖10～圖15是本發(fā)明的第二實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)各像差圖，這些圖中，圖10～圖12表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的各像差圖，圖13～圖15表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率β＝-1/30倍)時的各像差圖，另外在這些圖中，圖10及圖13示出了廣角端狀態(tài)下的各像差，圖11及圖14示出了中間焦距狀態(tài)下的各像差，圖12及圖15示出了望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各像差。
在圖10～圖15所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，y表示像高，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面?；坌蜗癫顖D表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6mm時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。如這些像差圖所示，本實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)能良好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
(第三實施例)圖16是本發(fā)明的第三實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G201，由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L201構(gòu)成；第二透鏡組G202，由雙凹透鏡L221、雙凸透鏡及雙凹透鏡的組合透鏡L222構(gòu)成；第三透鏡組G203，由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L231及雙凸透鏡232構(gòu)成；第四透鏡組G204，由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L241及使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L242構(gòu)成?？讖焦怅@S201被配置在第二透鏡組G202和第三透鏡組G203之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S201與第三透鏡組G203整體地移動。
在以下的表9～表12中示出了本發(fā)明的第三實施例的各單元的值。與第一及第二實施例一樣，各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f 38.80～75.34～183.30FNO3.99～6.21～10.98ω 29.26～15.48～6.61(°)面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)147.5258 3.5161.4874970.452-56.09721.3811.8466623.833-106.0453 (D3) 1.04-28.08261.0041.7725049.61524.9169 0.7531.06*22.0995 3.9561.6889331.167-12.16241.0041.8042046.51894.4937 (D8) 1.0
9 0.0000 1.2561.01033.8221 3.1401.4978282.5211-13.69841.0051.8051825.4612-26.30911.1301.01375.0518 2.6371.5145063.0514*-26.4349(D14)1.015*3619.3393 2.7631.7282528.3116-61.43907.6601.017-15.38271.2561.7340051.0418425.5221(Bf) 1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形狀用下式表示。1/R＝+1/22.0995 κ＝1.9417 C4＝-1.90305×10-6C6＝+3.49236×10-7C8＝-9.33533×10-9C10＝+9.75434×10-11[第14面]1/R＝-1/26.3091 κ＝1.3464 C4＝+2.25498×10-5C6＝+3.22854×10-7C8＝-8.27256×10-9C10＝+7.94160×10-11[第15面]1/R＝+1/3619.3393 κ＝11.0000 C4＝+1.43908×10-5C6＝+9.51657×10-9C8＝+3.86881×10-11C10＝+8.05797×10-13[表10][可變間隔表]f 38.8002 75.3363 183.3010D33.0768 14.6630 29.5856D84.0122 2.87041.2600D14 21.7699 12.0689 2.8980Bf7.9388 29.1277 78.7294[聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2]f 38.800275.3363183.3010D01103.8760 2144.7139 5149.0072δG2 1.0081 0.9040 1.2037其中，伸出量是指攝影放大率β＝-1/30倍時的伸出量，且伸出量以物體一側(cè)的方向為正。[條件式對應(yīng)值](1)f3/f1＝0.252(2)|f2|/f3＝1.009(3)(D2W-D2T)/(fw·ft)1/2＝0.043(4)(D1T-D1W)/f1＝0.313(5)|f4|/f1＝0.358(6)(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＝1.326(7)(f3+|f2|)/(fw·ft)1/2＝0.510圖17～圖22是本發(fā)明的第三實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)各像差圖，這些圖中，圖17～圖19表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的各像差圖，圖20～圖22表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率β＝-1/30倍)時的各像差圖，另外在這些圖中，圖17及圖20示出了廣角端狀態(tài)下的各像差，圖18及圖21示出了中間焦距狀態(tài)下的各像差，圖19及圖22示出了望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各像差。
在從圖17到圖22所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面?；坌蜗癫顖D表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6mm時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。如這些像差圖所示，本實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)能良好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
(第四實施例)圖23是本發(fā)明的第四實施例的透鏡結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G301，由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L301構(gòu)成；第二透鏡組G302，由雙凹透鏡L321、雙凸透鏡及雙凹透鏡的組合透鏡L322構(gòu)成；第三透鏡組G303，由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L331及雙凸透鏡332構(gòu)成；第四透鏡組G304，由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L341及使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L342構(gòu)成。孔徑光闌S301被配置在第二透鏡組G302和第三透鏡組G303之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S301與第三透鏡組G303整體地移動。
在以下的表13～表16中示出了本發(fā)明的第四實施例的各單元的值。與第一～第三實施例一樣，各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f 38.81～75.35～183.35FNO3.96～6.19～11.0029.28～15.48～6.61(°)面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)147.8034 3.5161.4874970.452-54.95921.3811.8466623.833-103.2755 (D3) 1.04-27.18411.0051.7725049.61525.8384 0.7541.06*23.0512 3.8301.6889331.167-12.46661.0051.8042046.518102.5292(D8) 1.090.0000 1.2561.010 33.6151 3.1401.4874970.4511 -13.87361.0051.8466623.8312 -25.17511.1301.013 76.4471 2.6371.5145063.0514*-26.0362(D14)1.015*230.49063.0771.6889331.1616 -64.54037.2841.0
17 -15.71041.2561.7725049.6118 344.0289(Bf) 1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形狀用下式表示。1/R＝+1/23.0512κ＝1.8286 C4＝+1.21080×10-6C6＝+3.38130×10-7C8＝-8.34260×10-9C10＝+8.44440×10-11[第14面]1/R＝-1/26.0362 κ＝1.3174 C4＝+2.31200×10-5C6＝+2.94030×10-7C8＝-7.48990×10-9C10＝+7.13870×10-11[第15面]1/R＝+1/230.4906 κ＝4.2292 C4＝+1.55880×10-5C6＝+1.19210×10-8C8＝+1.69680×10-11C10＝+9.96150×10-13[表14][可變間隔表]f 38.8051 75.3501 183.3537D33.0734 14.7292 29.5415D84.8400 3.1203 1.2558D14 23.4140 13.4834 2.9108Bf7.9206 28.6020 78.4385[表15][聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2]f 38.8051 75.3501 183.3537D0 1103.8874 2144.7388 5149.0620δG21.0081 0.9040 1.2037其中，伸出量是指攝影放大率β＝-1/30倍時的伸出量，且伸出量以物體一側(cè)的方向為正。[表16][條件式對應(yīng)值](1)f3/f1＝0.254(2)|f2|/f3＝0·999(3)(D2W-D2T)/(fw·ft)1/2＝0.042(4)(D1T-D1W)/f1＝0.312(5)|f4|/f1＝0.363(6)(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＝1.291(7)(f3+|f2|)/(fw.ft)1/2＝0.511圖24～圖29是本發(fā)明的第四實施例的各像差圖，這些圖中，圖24～圖26表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)下的各像差圖，圖27～圖29表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率β＝-1/30倍)時的各像差圖，圖24及圖27示出了廣角端狀態(tài)下的各像差，圖25及圖28示出了中間焦距狀態(tài)下的各像差，圖26及圖20示出了望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各像差。在圖24～圖29所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，y表示像的高度，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面?；坌蜗癫顖D表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6mm時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。如各像差圖所示，本實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)能良好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
如果采用以上的各數(shù)值實施例，則能實現(xiàn)具有5倍左右的高變焦比、小型且能很好地補(bǔ)償各像差的高性能的可變焦距透鏡。特別是如果將離第三透鏡組中的孔徑光闌最遠(yuǎn)的面作為非球面，則能提供更適合于大口徑化和高變焦化或小型化的可變焦距透鏡。
(第五實施例)圖30是本發(fā)明的第五實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
在圖30所示的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物體一側(cè)開始依次由雙凸透鏡和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)半月面透鏡的組合正透鏡L1構(gòu)成。
另外，第二透鏡組G2從物體一側(cè)開始依次由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合正透鏡L22構(gòu)成。
另外，第三透鏡組G3由雙凸透鏡和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)半月面透鏡的組合正透鏡L31及雙凸透鏡L32構(gòu)成。
另外，第四透鏡組G4從物體一側(cè)開始依次由使凹面朝向物體側(cè)的正半月面透鏡L41及雙凹透鏡L42構(gòu)成。
因此，如果將第五實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)與本發(fā)明的第三形態(tài)對應(yīng)地考慮，則第三透鏡組G3構(gòu)成透鏡組GA，第四透鏡組G4構(gòu)成最后透鏡組GE。另外，第二透鏡組G2中的雙凹透鏡L21構(gòu)成負(fù)部分透鏡組G2a，第二透鏡組G2中的組合正透鏡L22構(gòu)成正部分透鏡組G2b。
另外，孔徑光闌S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)進(jìn)行變焦時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
圖30表示廣角端狀態(tài)下的各透鏡組的位置關(guān)系，在向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變。焦時沿著圖1中用箭頭表示的可變焦距軌道在光軸上移動。
另外，將構(gòu)成第三透鏡組G3的兩個透鏡部分中的組合正透鏡L31作為移動透鏡組Gs，使其沿與光軸大致垂直的方向移動，從而使像移動，補(bǔ)償由手的顫動等引起的像位置的變動。
另外，通過使第二透鏡組G2沿光軸移動，進(jìn)行聚焦(調(diào)焦)。
在以下的表(17)中示出了本發(fā)明的第五實施例的各單元的值。在表(17)中，f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，Bf表示后焦距，D0表示物體和最靠近物體側(cè)的面之間沿光軸的距離。另外，面編號表示沿光線的進(jìn)行方向從物體一側(cè)開始的透鏡面的順序，折射率及阿貝數(shù)分別表示與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f＝36.00～75.00～170.00FNO＝3.78～6.29～11.00ω＝31.10～15.54～7.11 (°)面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)1 54.1928 4.2501.4874970.452 -52.36911.3751.8466623.833 -92.1386(d3＝可變)4 -25.57011.0001.8042046.515 26.6803
6*21.2449 3.5001.7173629.507 -13.51671.0001.8350043.978 72.4913 (d8＝可變)9 ∞ 1.250(孔徑光闌)1034.0724 3.1251.4874970.4511-13.20381.0001.8466623.8312-23.73131.1251353.3181 2.6251.5145063.0514*-25.4556(d14＝可變)15*-248.6454 2.7121.6889331.1616-43.54287.35317-15.20531.2501.7725049.6118549.3023(Bf)(非球面數(shù)據(jù))R κ C46面 21.2449 1.1736 +1.72430×10-6C6 C8 C10+1.91380×10-7-3.91910×10-9+4.47150×10-11R κC414面 -25.45561.5838 +3.34760×10-5C6 C8 C10+5.06200×10-8-2.72670×10-10+1.01290×10-12R κC415面 -248.6454 -1.2808 +1.49020×10-5C6 C8 C10-3.03490×10-8+2.80520×10-10+2.09070×10-13(變焦時的可變間隔)f 35.999474.9983170.0006d32.8161 15.779728.8035d84.2483 2.6490 1.2500d14 20.829610.96642.8750Bf7.8751 31.1383(攝影放大率為-1/30倍時的第二透鏡組G2的聚焦移動量δG2)焦距f 35.9994 74.9983 170.0006D0 1027.59672147.32794876.9022移動量δG2 0.8752 0.7208 0.7057其中移動量的符號以朝向物體側(cè)的移動為正。(組合正透鏡L31的移動量Δs和像移動量δs的關(guān)系)焦距f35.9994 74.9983 170.0006像移動量δs 0.36000.75001.7000透鏡的移動量Δs 0.34250.43060.5605(條件式對應(yīng)值)fs＝43.9348f3＝20.5014βsw＝-0.1794β3w＝ 6.8571βst＝-0.3525β3t＝ 9.6059f2a＝-16.0983f2b＝ 66.2384fvt＝-50.2071Z＝ 4.7223(8)D/fs＝0.122(9)f3/fs ＝0.467(10)(1-β3t)βst/(1-β3w)βsw/Z＝0.611(11)|f2a|/f2b ＝0.243(12)|fvt|/ft ＝0.295圖31至圖36是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的第五實施例的各像差圖。圖31是廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖32是中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖33是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
另外，圖34是廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖，圖35是中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖，圖36是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
另外，圖37至圖42是第五實施例中使像相對于光軸移動0.01rad(弧度)時的慧形像差圖。圖37是廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖，圖38是中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖，圖39是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖。
另外，圖40是廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖，圖41是中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖，圖42是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖。
圖37至圖42的各像差圖表示使組合正透鏡L31沿像高Y的正方向移動且Y＝15.0、0、-15.0時的慧形像差圖。
在各像差圖中，F(xiàn)NO表示F數(shù)，NA表示數(shù)值孔徑，Y表示像高，A表示與各像高對應(yīng)的半視場角，H表示與各像高對應(yīng)的物體高度。
另外，在表示像散的像差圖中，實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面。另外，在表示球面像差的像差圖中，虛線表示正弦條件。
由各像差圖可知，在本實施例中，在各攝影距離狀態(tài)下及各焦距狀態(tài)下，像移動時也能很好地補(bǔ)償各像差。
(第六實施例)圖43是本發(fā)明的第六實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
在圖43所示的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物體一側(cè)開始依次由雙凸透鏡和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)半月面透鏡的組合正透鏡L1構(gòu)成。
另外，第二透鏡組G2從物體一側(cè)開始依次由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合正透鏡L22構(gòu)成。
另外，第三透鏡組G3由雙凸透鏡和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)半月面透鏡的組合正透鏡L31、以及雙凸透鏡L32構(gòu)成。
另外，第四透鏡組G4從物體一側(cè)開始依次由雙凸透鏡L41、以及雙凹透鏡L42構(gòu)成。
因此，如果將第六實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)與本發(fā)明的第三形態(tài)對應(yīng)地考慮，則第三透鏡組G3構(gòu)成透鏡組GA，第四透鏡組G4構(gòu)成最后透鏡組GE。另外，第二透鏡組G2中的雙凹透鏡L21構(gòu)成負(fù)部分透鏡組G2a，第二透鏡組G2中的組合正透鏡L22構(gòu)成正部分透鏡組G2b。
另外，孔徑光闌S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)進(jìn)行變焦時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
圖43表示廣角端狀態(tài)下的各透鏡組的位置關(guān)系，在向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變焦時，沿著圖1中用箭頭表示的可變焦距軌道在光軸上移動。
另外，將構(gòu)成第三透鏡組G3的兩個透鏡部分中的組合正透鏡L31作為移動透鏡組Gs，使其沿與光軸大致垂直的方向移動，從而使像移動，補(bǔ)償由手的顫動等引起的像位置的變動。
另外，通過使第二透鏡組G2沿光軸移動，進(jìn)行聚焦(調(diào)焦)。
在以下的表(18)中示出了本發(fā)明的第六實施例的各單元的值。在表(18)中，f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，Bf表示后焦距，D0表示物體和最靠近物體側(cè)的面之間沿光軸的距離。另外，面編號表示沿光線的進(jìn)行方向從物體一側(cè)開始的透鏡面的順序，折射率及阿貝數(shù)分別表示與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f＝38.93～75.60～183.96FN0＝3.85～6.14～11.00ω＝28.78～15.43～6.58°面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)1 51.8167 4.2841.4874970.452 -53.76931.3861.8466623.833 -97.0444(d3＝可變)4 -26.43101.0081.7725049.615 33.0387 0.7566×22.2667 3.5281.6889331.167 -13.32991.0081.8042046.518 53.2684 (d8＝可變)9 ∞ 1.260 (孔徑光闌)1033.7458 3.1501.4874970.4511-14.08441.0081.8466623.8312-25.99071.1341351.2297 2.6461.51450
14*-25.9086(d14＝可變)15*325.03483.098 1.6889331.1616-60.64436.91517-14.38301.260 1.7725049.61183325.718(Bf)(非球面數(shù)據(jù))R κ C46面 22.2667 1.4465 +1.32815×10-6C6 C8 C10+2.29845×10-7-4.26665×10-9+3.87369×10-11R κ C414面 -25.90861.3985 +2.83877×10-5C6 C8 C10+2.11412×10-7-3.76902×10-9+2.80604×10-11R κ C415面 325.034811.0000 +1.95413×10-5C6 C8 C10+4.87122×10-8-3.67858×10-10+3.55599×10-12(變焦時的可變間隔)f 38.9344 75.6011183.9649d33.003314.663029.5856d84.01222.8704 1.2600d14 21.7699 12.06892.8980Bf7.938829.127778.7294(攝影放大率為-1/30倍時的第二透鏡組G2的聚焦移動量δG2)焦距f 38.9344 75.6011 183.9649D0 1108.6260 2157.6195 5220.4865移動量δG2 0.9652 0.8336 0.9719其中，移動量的符號以朝向物體側(cè)的移動為正。(組合正透鏡L31的移動量Δs和像移動量δs的關(guān)系)焦距f38.9344 75.6011 183.9649像移動量δs 0.38930.75601.8397透鏡的移動量Δs 0.38250.46670.6338(條件式對應(yīng)值)fs＝46.5407f3＝20.4769βsw＝-0.2130β3w＝ 5.7660βst＝-0.3194β3t＝10.0910f2a＝-18.8689f2b＝122.0734fvt＝-57.08654Z＝ 4.7250(8)D/fs ＝0.116(9)f3/fs＝0.440(1 0)(1-β3t)βst/(1-β3w)βsw/Z＝0.605(11)|f2a|/f2b ＝0.155(12)|fvt|/ft＝0.310圖44至圖49是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的第六實施例的各像差圖。圖44是廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖45是中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖46是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
另外，圖47是廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖，圖48是中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖，圖49是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
另外，圖50至圖55是第六實施例中使像相對于光軸移動0.01rad(弧度)時的慧形像差圖。圖50是廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖，圖51是中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖，圖52是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖。
另外，圖53是廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖，圖54是中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖，圖55是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖。
圖50至圖55的各像差圖表示使組合正透鏡L31沿像高Y的正方向移動且Y＝15.0、0、-15.0時的慧形像差圖。
在各像差圖中，F(xiàn)NO表示F數(shù)，NA表示數(shù)值孔徑，Y表示像高，A表示與各像高對應(yīng)的半視場角，H表示與各像高對應(yīng)的物體高度。
另外，在表示像散的像差圖中，實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面。另外，在表示球面像差的像差圖中，虛線表示正弦條件。
由各像差圖可知，在本實施例中，在各攝影距離狀態(tài)下及各焦距狀態(tài)下，像移動時也能很好地補(bǔ)償各像差。
(第七實施例)圖56是本發(fā)明的第七實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
在圖56所示的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物體一側(cè)開始依次由雙凸透鏡和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)半月面透鏡的組合正透鏡L1構(gòu)成。
另外，第二透鏡組G2從物體一側(cè)開始依次由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合正透鏡L22構(gòu)成。
另外，第三透鏡組G3由雙凸透鏡和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)半月面透鏡的組合正透鏡L31、以及雙凸透鏡L32構(gòu)成。
另外，第四透鏡組G4從物體一側(cè)開始依次由雙凸透鏡L41、以及雙凹透鏡L42構(gòu)成。
因此，如果將第七實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)與本發(fā)明的第三形態(tài)對應(yīng)地考慮，則第三透鏡組G3構(gòu)成透鏡組GA，第四透鏡組G4構(gòu)成最后透鏡組GE。另外，第二透鏡組G2中的雙凹透鏡L21構(gòu)成負(fù)部分透鏡組G2a，第二透鏡組G2中的組合正透鏡L22構(gòu)成正部分透鏡組G2b。68另外，孔徑光闌S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)進(jìn)行變焦時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
圖56表示廣角端狀態(tài)下的各透鏡組的位置關(guān)系，在向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變焦時，沿著圖1中用箭頭表示的可變焦距軌道在光軸上移動。
另外，將構(gòu)成第三透鏡組G3的兩個透鏡部分中的組合正透鏡L31作為移動透鏡組Gs，使其沿與光軸大致垂直的方向移動，從而使像移動，補(bǔ)償由手的顫動等引起的像位置的變動。
另外，通過使第二透鏡組G2沿光軸移動，進(jìn)行聚焦(調(diào)焦)。
在以下的表(19)中示出了本發(fā)明的第七實施例的各單元的值。在表(19)中，f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，Bf表示后焦距，D0表示物體和最靠近物體側(cè)的面之間沿光軸的距離。另外，面編號表示沿光線的進(jìn)行方向從物體一側(cè)開始的透鏡面的順序，折射率及阿貝數(shù)分別表示與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f＝38.80～75.34～183.30FNO＝3.99～6.21～10.98ω＝29.26～15.48～6.61°面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)147.5258 3.516 1.4874970.452-56.09721.381 1.8466623.833-106.0453 (d3＝可變)4-28.08261.004 1.7725049.61524.9169 0.7536*22.0995 3.956 1.6889331.167-12.16241.004 1.8042046.51894.4937 (d8＝可變)9∞ 1.256 (孔徑光闌)10 33.8221 3.140 1.4978282.5211 -13.69841.005 1.8051825.4612 -26.30911.13013 75.0518 2.637 1.5145063.0514*-26.4349(d14＝可變)15*3619.3393 2.763 1.7282528.3116 -61.43907.66017 -15.38271.256 1.7340051.0418 425.5221(Bf)(非球面數(shù)據(jù))R κ C46面 22.0995 1.9417 -1.90305×10-6C6 C8 C10+3.49236×10-7-9.33533×10-9+9.75434×10-11
R κ C414面 -26.43491.3464 +2.25498×10-5C6 C8 C10+3.22854×10-7-8.27256×10-9+7.94160×10-11R κ C415面 3619.3393 11.0000 +1.43908×10-5C6 C8 C10+9.51657×10-9+3.86881×10-11+8.05797×10-13(變焦時的可變間隔)f 38.8002 75.3363183.3010d33.076814.663029.5856d84.01222.8704 1.2600d14 21.7699 12.06892.8980Bf7.938829.127778.7294(攝影放大率為-1/30倍時的第二透鏡組G2的聚焦移動量δG2)焦距f 38.8002 75.3363 183.3010D01103.8760 2144.7139 5149.0072移動量δG21.0081 0.9040 1.2037其中，移動量的符號以朝向物體側(cè)的移動為正。(組合正透鏡L31的移動量Δs和像移動量δs的關(guān)系)焦距f38.8002 75.3363 183.3010像移動量δs 0.3880 0.75351.8336透鏡的移動量Δs 0.3568 0.44450.6138(條件式對應(yīng)值)fs＝46.9493f3＝21.4158
βsw＝-0.0927β3w＝+12.9804βst＝ 0.0041β3t＝-737.193f2a＝-16.9507f2b＝+68.4681fvt＝-60.15135Z ＝ 4.7242(8)D/fs＝0.123(9)f3/fs ＝0.456(10)(1-β3t)βst/(1-β3w)βsw/Z＝0.582(11)|f2a|/f2b ＝0.248(12)|fvt|/ft ＝0.328圖57至圖62是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的第七實施例的各像差圖。圖57是廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖58是中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖59是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
另外，圖60是廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖，圖61是中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖，圖62是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
另外，圖63至圖68是第七實施例中使像相對于光軸移動0.01rad(弧度)時的慧形像差圖。圖63是廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖，圖64是中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖，圖65是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖。
另外，圖66是廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖，圖67是中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖，圖68是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖。
圖63至圖68的各像差圖表示使組合正透鏡L31沿像高Y的正方向移動且Y＝15.0、0、-15.0時的慧形像差圖。
在各像差圖中，F(xiàn)NO表示F數(shù)，NA表示數(shù)值孔徑，Y表示像高，A表示與各像高對應(yīng)的半視場角，H表示與各像高對應(yīng)的物體高度。
另外，在表示像散的像差圖中，實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面。另外，在表示球面像差的像差圖中，虛線表示正弦條件。
由各像差圖可知，在本實施例中，在各攝影距離狀態(tài)下及各焦距狀態(tài)下，像移動時也能很好地補(bǔ)償各像差。
(第八實施例)圖69是本發(fā)明的第八實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
在圖69所示的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物體一側(cè)開始依次由雙凸透鏡和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)半月面透鏡的組合正透鏡L1構(gòu)成。
另外，第二透鏡組G2從物體一側(cè)開始依次由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合正透鏡L22構(gòu)成。
另外，第三透鏡組G3由雙凸透鏡和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)半月面透鏡的組合正透鏡L31、以及雙凸透鏡L32構(gòu)成。
另外，第四透鏡組G4從物體一側(cè)開始依次由雙凸透鏡L41、以及雙凹透鏡L42構(gòu)成。
因此，如果將第八實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)與本發(fā)明的第三形態(tài)對應(yīng)地考慮，則第三透鏡組G3構(gòu)成透鏡組GA，第四透鏡組G4構(gòu)成最后透鏡組GE。另外，第二透鏡組G2中的雙凹透鏡L21構(gòu)成負(fù)部分透鏡組G2a，第二透鏡組G2中的組合正透鏡L22構(gòu)成正部分透鏡組G2b。
另外，孔徑光闌S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)從廣角端狀態(tài)到望遠(yuǎn)端狀態(tài)進(jìn)行變焦時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
圖69表示廣角端狀態(tài)下的各透鏡組的位置關(guān)系，在向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變焦時，沿著圖1中用箭頭表示的可變焦距軌道在光軸上移動。
另外，將構(gòu)成第三透鏡組G3的兩個透鏡部分中的組合正透鏡L31作為移動透鏡組Gs，使其沿與光軸大致垂直的方向移動，從而使像移動，補(bǔ)償由手的顫動等引起的像位置的變動。
另外，通過使第二透鏡組G2沿光軸移動，進(jìn)行聚焦(調(diào)焦)。
在以下的表(20)中示出了本發(fā)明的第八實施例的各單元的值。在表(20)中，f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，Bf表示后焦距，D0表示物體和最靠近物體側(cè)的面之間沿光軸的距離。另外，面編號表示沿光線的進(jìn)行方向從物體一側(cè)開始的透鏡面的順序，折射率及阿貝數(shù)分別表示與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f＝38.81～75.35-183.35FNO＝3.96～6.19～11.00ω＝29.28～15.48～6.61°面編號 曲率半徑 面間隔 折射率 阿貝數(shù)147.80343.516 1.4874970.452-54.9592 1.381 1.8466623.833-103.2755 (d3＝可變)4-27.1841 1.005 1.7725049.61525.82840.7546*23.05123.830 1.6889331.167-12.4666 1.005 1.8042046.518102.5292 (d8＝可變)9∞ 1.256 (孔徑光闌)10 33.61513.140 1.4874970.4511 -13.8736 1.005 1.8466623.8312 -25.1751 1.13013 76.44712.637 1.1545063.0514*-26.0362 (d14＝可變)15*230.4906 3.077 1.6889331.1616 -64.5403 7.28417 -15.7104 1.256 1.7725049.6118 344.0289 (Bf)(非球面數(shù)據(jù))R κC46面 23.0512 1.8286 +1.21080×10-6C6 C8 C10+3.38130×10-7-8.34260×10-9+8.44440×10-11R κC414面 -26.03621.3174 +2.31200×10-5C6 C8 C10
+2.94030×10-7-7.48990×10-9+7.13870×10-11R κC415面 230.49064.2292 +1.55880×10-5C6 C8 C10+1.19210×10-8+1.69680×10-11+9.96150×10-13(變焦時的可變間隔)f 38.8051 75.3501183.3537d33.073414.729229.5415d84.84003.1203 1.2558d14 23.4140 13.48342.9108Bf7.920628.602078.4385(攝影放大率為-1/30倍時的第二透鏡組G2的聚焦移動量δG2)焦距f38.8051 75.3501 183.3537D0 1103.8874 2411.7388 5149.0620移動量δG2 1.0081 0.9040 1.2037其中，移動量的符號以朝向物體側(cè)的移動為正(組合正透鏡131的移動量Δs和像移動量δs的關(guān)系)焦距f38.8051 75.3501 183.3537像移動量δs 0.3880 0.7532 1.8331透鏡的移動量Δs 0.3492 0.4362 0.6008(條件式對應(yīng)值)fs＝45.0429f3＝21.5586βsw＝-0.1236β3w＝ 9.8010βst＝-0.0759β3t＝40.3589f2a＝-17.0079f2b＝+71.1832fvt＝-59.8488Z ＝ 4.7250
(8)D/fs＝0.123(9)f3/fs ＝0.479(10)(1-β3t)βst/(1-β3w)βsw/Z＝0.581(11)|f2a|/f2b ＝0.239(12)|fvt|/ft ＝0.326圖70至圖75是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的第六實施例的各像差圖。圖70是廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖71是中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖72是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖。
另外，圖73是廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖，圖74是中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖，圖75是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的各像差圖。
另外，圖76至圖81是第八實施例中使像相對于光軸移動0.01rad(弧度)時的慧形像差圖。圖76是廣角端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖，圖77是中間焦距狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖，圖78是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的慧形像差圖。
另外，圖79是廣角端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖，圖80是中間焦距狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖，圖81是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的攝影放大率為-1/30倍時的慧形像差圖。
圖76至圖81的各像差圖表示使組合正透鏡L31沿像高Y的正方向移動且Y＝15.0、0、-15.0時的慧形像差圖。
在各像差圖中，F(xiàn)NO表示F數(shù)，NA表示數(shù)值孔徑，Y表示像高，A表示與各像高對應(yīng)的半視場角，H表示與各像高對應(yīng)的物體高度。
另外，在表示像散的像差圖中，實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面。另外，在表示球面像差的像差圖中，虛線表示正弦條件。
由各像差圖可知，在本實施例中，在各攝影距離狀態(tài)下及各焦距狀態(tài)下，像移動時也能很好地補(bǔ)償各像差。
如果采用以上各實施例，則能實現(xiàn)適合于小型、高性能、變焦比為5倍左右的高變焦化的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)。另外，通過將多個非球面導(dǎo)入放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的透鏡組中，當(dāng)然能進(jìn)一步達(dá)到大口徑、高變焦化和小型化。
(第九實施例)圖82是本發(fā)明的第九實施例的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G1，由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L1構(gòu)成；第二透鏡組G2，由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合透鏡L22構(gòu)成；第三透鏡組G3，由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L31以及雙凸透鏡32構(gòu)成；第四透鏡組G4，由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L41和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L42構(gòu)成。孔徑光闌S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
在以下的表21中示出了本發(fā)明的第九實施例的各單元的值。實施例的各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f 36.00～75.00～170.00FNO 3.78～6.29～11.00ω31.10～15.54～7.11(°)面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)154.1928 4.2501.4874970.452-52.36911.3751.8466623.833-92.1386(D3) 1.04-25.57011.0001.8042046.51526.6803 1.0001.06*21.2449 3.5001.7173629.507-13.51671.0001.8350042.97872.4913 (D8) 1.090.0000 1.2501.010 34.0724 3.1251.4874970.4511 -13.20381.0001.8466623.8312 -23.73131.1251.013 53.3181 2.6251.5145063.0514*-25.4556 (D14) 1.0
15*-248.6454 2.7121.6889331.1616 -43.54287.3531.017 -15.20531.2501.7725049.6118 549.3023(Bf) 1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形狀由下式表示。1/R＝+1/21.2449 κ＝1.1736C4＝+1.72430×10-6C6＝+1.91380×10-7C8＝-3.91910×10-9C10＝+4.47150×10-11[第14面]1/R＝-1/25.4556 κ＝1.5838C4＝+3.34760×10-5C6＝+5.06200×10-8C8＝-2.72670×10-10C10＝+1.01290×10-12[第15面]1/R＝-1/248.6454 κ＝-1.2808C4 ＝+1.49020×10-5C6 ＝-3.03490×10-8C8 ＝+2.80520×10-10C10＝+2.09070×10-13(可變間隔表)f 35.9994 74.9983 170.0006D32.8161 15.7797 28.8035D84.2483 2.6490 1.2500D14 20.8296 10.9664 2.8750Bf7.8751 31.1383 78.2651(聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2)f 35.999474.9983170.0006D01027.5967 2147.3279 4876.9022δG2 0.8752 0.7208 0.7057其中，伸出量是攝影放大率為-1/30倍時的伸出量，伸出量以物體側(cè)的方向為正。(條件式對應(yīng)值)β2T＝-0.5649β2W＝-0.3292β4T＝1.2015β4W＝3.6171(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.113(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.062(15)(β2T/β2W)/Z＝0.363(16)|R4|/D＝2.379(17)(β4T/β4W)/Z＝0.638圖83至圖88是本發(fā)明的第九實施例的各像差圖，圖83至圖85表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖86至圖88表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率為-1/30倍)時的各像差圖，圖83和圖86、圖84和圖87、圖85和圖88分別表示廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)、望遠(yuǎn)端狀態(tài)時的各像差圖。
在圖83至圖88所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，Y表示像高，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面。慧形像差圖表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。
由各像差圖可知，在本實施例中能很好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
(第十實施例)圖89是本發(fā)明的第十實施例的透鏡結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G1，由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L1構(gòu)成；第二透鏡組G2，由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合透鏡L22構(gòu)成；第三透鏡組G3，由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L31、以及雙凸透鏡32構(gòu)成；第四透鏡組G4，由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L41和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L42構(gòu)成?？讖焦怅@S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
在以下的表22中示出了本發(fā)明的第十實施例的各單元的值。實施例的各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f 38.93～75.60～183.96FNO 3.85～6.14～11.00ω28.78～15.43～6.58(°)面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)151.8167 4.2841.4874970.452-53.76931.3861.8466623.833-97.0444(D3) 1.04-26.43101.0081.7725049.61533.0387 0.7561.06*22.2667 3.5281.6889331.167-13.32991.0081.8042046.51853.2684 (D8) 1.090.0000 1.2601.010 33.7458 3.1501.4874970.4511 -14.08441.0081.8466623.8312 -25.99071.1341.013 51.2297 2.6461.5145063.0514*-25.9086(D14)1.015*325.03483.0981.6889331.1616 -60.64436.9151.017 -14.38301.2601.7725049.6118 3325.7186 (Bf) 1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形狀由下式表示。1/R＝+1/22.2667κ＝1.4465C4 ＝+1.32815×10-6C6 ＝+2.29845×10-7C8 ＝-4.26665×10-9C10＝+3.87369×10-11[第14面]1/R＝-1/25.9086 κ＝1.3985C4 ＝+2.83877×10-5C6 ＝+2.11412×10-7C8 ＝-3.76902×10-9C10＝+2.80604×10-11[第15面]1/R＝+1/325.0348 κ＝11.0000C4 ＝+1.95413×10-5C6 ＝+4.87122×10-8C8 ＝-3.67858×10-10C10＝+3.55599×10-12(可變間隔表)f 38.9344 75.6011 183.9649D33.0033 14.6630 29.5856D84.0122 2.8704 1.2600D14 21.7699 12.0689 2.8980Bf7.9388 29.1277 78.7294(聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2)f 38.934475.6011183.9649D01108.6260 2157.6195 5220.4865δG2 0.9652 0.8336 0.9719其中，伸出量是攝影放大率為-1/30倍時的伸出量，伸出量以物體側(cè)的方向為正。(條件式對應(yīng)值)
β2T＝-0.6495β2W＝-0.3598β4T＝1.2083β4W＝3.7065(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.195(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.064(15)(β2T/β2W)/Z＝0.382(16)|R4|/D＝2.563(17)(β4T/β4W)/Z＝0.649圖90至圖95是本發(fā)明的第十實施例的各像差圖，圖90至圖92表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖93至圖95表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率為-1/30倍)時的各像差圖，圖90和圖93、圖91和圖94、圖92和圖95分別表示廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)、望遠(yuǎn)端狀態(tài)時的各像差圖。
在圖90至圖95所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，Y表示像高，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面。慧形像差圖表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。
由各像差圖可知，在本實施例中能很好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
(第十一實施例)圖96是本發(fā)明的第十一實施例的透鏡結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G1，由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L1構(gòu)成；第二透鏡組G2，由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合透鏡L22構(gòu)成；第三透鏡組G3，由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L31、以及雙凸透鏡32構(gòu)成；第四透鏡組G4，由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L41和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L42構(gòu)成?？讖焦怅@S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
在以下的表23中示出了本發(fā)明的第十一實施例的各單元的值。實施例的各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f38.80～75.34～183.30FNO 3.99～6.21～10.98ω 29.26～15.48～6.61(°)面編號 曲率半徑 面間隔 折射率 阿貝數(shù)147.52583.5161.4874970.452-56.0972 1.3811.8466623.833-106.0453 (D3) 1.04-28.0826 1.0041.7725049.61524.91690.7531.06*22.09953.9561.6889331.167-12.1624 1.0041.8042046.51894.4937(D8) 1.090.0000 1.2561.010 33.82213.1401.4978282.5211 -13.6984 1.0051.8051825.4612 -26.3091 1.1301.013 75.05182.6371.5145063.0514*-26.4349 (D14)1.015*3619.3393 2.7631.7282528.3116 -61.4390 7.6601.017 -15.3827 1.2561.7340051.0418 425.5221 (Bf) 1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形狀由下式表示。1/R＝+1/22.0995κ＝1.9417C4 ＝-1.90305×10-6C6 ＝+3.49236×10-7C8 ＝-9.33533×10-9C10＝+9.75434×10-111/R＝-1/26.3091 κ＝1.3464C4 ＝+2.25498×10-5C6 ＝+3.22854×10-7C8 ＝-8.27256×10-9C10＝+7.94160×10-11[第15面]1/R＝+1/3619.3393κ＝11.0000C4 ＝+1.43908×10-5C6 ＝+9.51657×10-9C8 ＝+3.86881×10-11C10＝+8.05797×10-13(可變間隔表)f 38.8002 75.3363 183.3010D33.0768 14.6630 29.5856D84.0122 2.8704 1.2600D14 21.7699 12.0689 2.8980Bf7.9388 29.1277 78.7294(聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2)f 38.800275.3363183.3010D01103.8760 2144.7139 5149.0072δG2 1.0081 0.9040 1.2037其中，伸出量是攝影放大率為-1/30倍時的伸出量，伸出量以物體側(cè)的方向為正。(條件式對應(yīng)值)β2T＝-0.7084β2W＝-0.3795β4T＝1.1900β4W＝3.5021
(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.060(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.066(15)(β2T/β2W)/Z＝0.395(16)|R4|/D＝2.414(17)(β4T/β4W)/Z＝0.623圖97至圖102是本發(fā)明的第十一實施例的各像差圖，圖97至圖99表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖100至圖102表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率為-1/30倍)時的各像差圖，圖97和圖100、圖98和圖101、圖99和圖102分別表示廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)、望遠(yuǎn)端狀態(tài)時的各像差圖。
在圖97至圖102所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，Y表示像高，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面?；坌蜗癫顖D表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。
由各像差圖可知，在本實施例中能很好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
(第十二實施例)圖103是本發(fā)明的第十二實施例的透鏡結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G1，由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L1構(gòu)成；第二透鏡組G2，由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合透鏡L22構(gòu)成；第三透鏡組G3，由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L31以及雙凸透鏡32構(gòu)成；第四透鏡組G4，由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L41和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L42構(gòu)成?？讖焦怅@S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
在以下的表24中示出了本發(fā)明的第十二實施例的各單元的值。實施例的各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f 38.81～75.35～183.35FNO 3.96～6.19～11.00ω29.28～15.48～6.61(°)面編號 曲率半徑面間隔 折射率 阿貝數(shù)147.8034 3.5161.4874970.452-54.95921.3811.8466623.833-103.2755 (D3) 1.04-27.18411.0051.7725049.61525.8384 0.7541.06*23.0512 3.8301.6889331.167-12.46661.0051.8042046.518102.5292(D8) 1.090.0000 1.2561.010 33.6151 3.1401.4874970.4511 -13.87361.0051.8466623.8312 -25.17511.1301.013 76.4471 2.6371.5145063.0514*-26.0362(D14)1.015*230.49063.0771.6889331.1616 -64.54037.2841.017 -15.71041.2561.7725049.6118 344.0289(Bf) 1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形狀由下式表示。1/R＝+1/23.0512κ＝1.8286C4 ＝+1.21080×10-6C6 ＝+3.38130×10-7C8 ＝-8.34260×10-9C10＝+8.44440×10-11[第14面]1/R＝-1/26.0362 κ＝1.3174C4 ＝+2.31200×10-5C6 ＝+2.94030×10-7C8 ＝-7.48990×10-9C10＝+7.13870×10-111/R＝+1/230.4906 κ＝4.2292C4 ＝+1.55880×10-5C6 ＝+1.19210×10-8C8 ＝+1.69680×10-11C10＝+9.96150×10-13(可變間隔)f 38.8051 75.3501 183.3537D33.0734 14.7292 29.5415D84.8400 3.1203 1.2558D14 23.4140 13.4834 2.9108Bf7.9206 28.6020 78.4385(聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2)f 38.805175.3501183.3537D01103.8874 2144.7388 5149.0620δG2 1.0081 0.9040 1.2037其中，伸出量是攝影放大率為-1/30倍時的伸出量，伸出量以物體側(cè)的方向為正。(條件式對應(yīng)值)β2T＝-0.7061β2W＝-0.3780β4T＝1.1743β4W＝3.4651(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.057(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.066(15)(β2T/β2W)/Z＝0.395(16)|R4|/D＝2.378(17)(β4T/β4W)/Z＝0.625
圖104至圖109是本發(fā)明的第十二實施例的各像差圖，圖104至圖106表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖107至圖109表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率為-1/30倍)時的各像差圖，圖104和圖107、圖105和圖108、圖106和圖109分別表示廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)、望遠(yuǎn)端狀態(tài)時的各像差圖。
在圖104至圖109所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，Y表示像高，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面。慧形像差圖表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。
由各像差圖可知，在本實施例中能很好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
(第十三實施例)圖110是本發(fā)明的第十三實施例的透鏡結(jié)構(gòu)圖，從物體一側(cè)開始依次為第一透鏡組G1，由使凸面朝向物體側(cè)的正透鏡部分和負(fù)透鏡部分的組合透鏡L1構(gòu)成；第二透鏡組G2，由雙凹透鏡L21、以及雙凸透鏡和雙凹透鏡的組合透鏡L22構(gòu)成；第三透鏡組G3，由具有使凹面朝向物體側(cè)的結(jié)合面的組合正透鏡L31以及雙凸透鏡32構(gòu)成；第四透鏡組G4，由使凸面朝向像側(cè)的正透鏡L41和使凹面朝向物體側(cè)的負(fù)透鏡L42構(gòu)成?？讖焦怅@S被配置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3整體地移動。
在以下的表25中示出了本發(fā)明的第十三實施例的各單元的值。實施例的各單元表中的f表示焦距，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示半視場角，折射率是與d線(λ＝587.6nm)對應(yīng)的值。f 39.00～75.73～184.28FNO 4.92～7.18～11.00ω29.15～15.41～6.56(°)面編號曲率半徑面間隔折射率阿貝數(shù)
146.5486 3.5341.4874970.442-56.20391.3881.8466623.833-113.0233 (D3)4-34.74661.0101.7725039.62523.2063 0.7576*20.3546 2.9031.6889331.167-12.76811.0101.8042046.50861.2808 1.26290.0000 (D9)10 31.5989 3.6601.4874970.4411 -12.76871.0101.8466623.8312 -22.15501.13613 82.6156 2.9031.5145064.2014*-33.9054(D14)15 560.15843.2821.6398034.5716 -33.77073.53417 -45.75531.2621.6516058.1418 126.21405.80619 -15.28331.2621.7725049.6220 -83.1096(Bf)第六面、第十四面是非球面，其形狀由下式表示。1/R＝+1/20.3546κ＝1.9439C4 ＝-8.81579×10-6C6 ＝+1.87980×10-7C8 ＝-2.57466×10-9C10＝+8.33794×10-12[第14面]1/R＝+1/560.1584 κ＝3.5113C4 ＝+1.98356×10-5C6 ＝+1.04686×10-7C8 ＝7.19074×10-10C10＝+3.67793×10-12(可變間隔)f 39.0006 75.7295 184.2761D33.5430 11.8742 30.1066D87.7722 4.3463 1.2621D14 19.4464 13.2843 4.0250Bf7.9520 26.1768 65.2018(聚焦時第二透鏡組的伸出量δG2)f 39.000675.7295184.2761D01104.4679 2167.6495 5137.9897δG2 1.1368 0.8598 1.4089其中，伸出量是攝影放大率為-1/30倍時的伸出量，伸出量以物體側(cè)的方向為正。(條件式對應(yīng)值)β2T＝-0.5669β2W＝-0.3912β4T＝1.2202β4W＝3.2321(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.066(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.065(15)(β2T/β2W)/Z＝0.394(16)|R4|/D＝5.005(17)(β4T/β4W)/Z＝0.561圖111至圖116是本發(fā)明的第十三實施例的各像差圖，圖111至圖113表示無限遠(yuǎn)調(diào)焦?fàn)顟B(tài)時的各像差圖，圖114至圖116表示近距離調(diào)焦?fàn)顟B(tài)(攝影放大率為-1/30倍)時的各像差圖，圖111和圖114、圖112和圖115、圖113和圖116分別表示廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)、望遠(yuǎn)端狀態(tài)時的各像差圖。
在圖111至圖116所示的各像差圖中，球面像差圖中的實線表示球面像差，虛線表示正弦條件，Y表示像高，像散圖中的實線表示徑向像面，虛線表示子午線像面?；坌蜗癫顖D表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6時的慧形像差，A表示視場角，H表示物體高度。
由各像差圖可知，在本實施例中能很好地補(bǔ)償各像差，具有優(yōu)異的成像性能。
如果采用以上各數(shù)值實施例，則能實現(xiàn)小型、高性能且變焦比為5倍左右的高變焦的可變焦距透鏡。特別是通過將多個非球面導(dǎo)入構(gòu)成可變焦距透鏡的透鏡組中，能達(dá)到大口徑化、高變焦化和小型化。
權(quán)利要求
1.一種放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，它從物體一側(cè)開始，依次配置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、具有正光焦度的第三透鏡組、具有負(fù)光焦度的第四透鏡組，該放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的特征在于當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，如下進(jìn)行移動，即上述第一透鏡組和上述第二透鏡組的間隔增大、上述第二透鏡組和上述第三透鏡組的間隔減小、上述第三透鏡組和上述第四透鏡組的間隔減小，將孔徑光闌與上述第二透鏡組或上述第三透鏡組相鄰地配置，同時設(shè)上述第一透鏡組的焦距為f1、上述第二透鏡組的焦距為f2、上述第三透鏡組的焦距為f3時，滿足以下的條件式0.15＜f3/f1＜0.3
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)在廣角端狀態(tài)下的上述第二透鏡組和上述第三透鏡組的間隔為D2W、在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的上述第二透鏡組和上述第三透鏡組的間隔為D2T、在廣角端狀態(tài)下的上述放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的焦距為fw、在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的上述放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的焦距為ft時，滿足以下條件式0.03＜(D2W-D2T)/(fw·ft)1/2＜0.150.2＜(D1T-D1W)/f1＜0.4
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述第二透鏡組由具有負(fù)光焦度的負(fù)部分組和與其像側(cè)相鄰配置、具有正光焦度的正部分組構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述第三透鏡組具有正光焦度的組合透鏡和正光焦度的透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)第四透鏡組的焦距為f4、在廣角端狀態(tài)下的第三透鏡組和第四透鏡組的間隔為D3W，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第三透鏡組和第四透鏡組的間隔為D3T時，滿足以下條件式0.3＜|f4|/f1＜0.41＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于通過沿光軸方向驅(qū)動配置在比上述第一透鏡組更靠近像側(cè)的透鏡組中的至少一個透鏡組，進(jìn)行調(diào)焦。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)上述第二透鏡組的焦距為f2時，滿足以下條件式0.35＜(f3+|f2|)/(fw′·ft)1/2＜0.7
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)第四透鏡組的焦距為f4，在廣角端狀態(tài)下的第三透鏡組和第四透鏡組的間隔為D3W，在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第三透鏡組和第四透鏡組的間隔為D3T時，滿足以下條件式。0.3＜|f4|/f1＜0.41＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)上述第二透鏡組的焦距為f2時，滿足以下條件式0.9＜|f2|/f3＜1.15
10.一種放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，它從物體一側(cè)開始，依次配置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、具有正光焦度的第三透鏡組、具有負(fù)光焦度的第四透鏡組，該放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的特征在于當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，如下進(jìn)行移動，即上述第一透鏡組和上述第二透鏡組的間隔增大，上述第二透鏡組和上述第三透鏡組的間隔減小，上述第三透鏡組和上述第四透鏡組的間隔減小，將孔徑光闌與上述第二透鏡組或上述第三透鏡組相鄰地配置，同時，設(shè)上述第二透鏡組的焦距為f2、上述第三透鏡組的焦距為f3時，滿足以下的條件式0.9＜|f2|/f3＜1.15
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)在廣角端狀態(tài)下的上述第二透鏡組和上述第三透鏡組的間隔為D2W、在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的上述第二透鏡組和上述第三透鏡組的間隔為D2T、在廣角端狀態(tài)下的上述放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的焦距為fw、在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的上述放大率可變光學(xué)系統(tǒng)的焦距為ft、上述第一透鏡組的焦距為f1時，滿足以下條件式0.03＜(D2W-D2T)/(fw·ft)1/2＜0.150.2＜(D1T-D1W)/f1＜0.4
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于離上述第三透鏡組中的孔徑光闌最遠(yuǎn)的透鏡面是非球面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)第四透鏡組的焦距為f4、在廣角端狀態(tài)下的第三透鏡組和第四透鏡組的間隔為D3W、在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第三透鏡組和第四透鏡組的間隔為D3T時，滿足以下條件式0.3＜|f4|/f1＜0.41＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于通過沿光軸方向驅(qū)動配置在比上述第一透鏡組更靠近像側(cè)的透鏡組中的至少一個透鏡組，進(jìn)行調(diào)焦。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)上述第二透鏡組的焦距為f2時，滿足以下條件式0.35＜(f3+|f2|)/(fw·ft)1/2＜0.7
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)第四透鏡組的焦距為f4、在廣角端狀態(tài)下的第三透鏡組和第四透鏡組的間隔為D3W、在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的第三透鏡組和第四透鏡組的間隔為D3T時，滿足以下條件式0.3＜|f4|/f1＜0.41＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于滿足以下條件式0.15＜f3/f1＜0.3
18.一種像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于從物體一側(cè)開始，依次備有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、具有正光焦度的第三透鏡組G3、以及具有負(fù)光焦度的第四透鏡組G4，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，至少上述第一透鏡組G1及上述第四透鏡組G4向物體一側(cè)移動，以便使上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的間隔增大，上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3的間隔減小，上述第三透鏡組G3和上述第四透鏡組G4的間隔減小，上述第三透鏡組G3至少有兩部分透鏡組，將該至少兩部分透鏡組中的一部分透鏡組設(shè)為移動透鏡組Gs，通過使其沿大致垂直于光軸的方向移動，進(jìn)行像移動，將孔徑光闌設(shè)在上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3之間，將上述移動透鏡組Gs的最靠近像一側(cè)的面和上述孔徑光闌之間的沿光軸的距離設(shè)為D、上述移動透鏡組Gs的焦距為fs時，滿足以下條件D/fs＜0.2
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于上述第三透鏡組G3從物體一側(cè)開始，依次由具有正光焦度的第一正部分透鏡組G31和具有正光焦度的第二正部分透鏡組G32構(gòu)成，上述第一正部分透鏡組G31構(gòu)成上述移動透鏡組Gs，設(shè)上述第三透鏡組G3的焦距為f3，上述移動透鏡組Gs的焦距為fs時，滿足以下條件0.35＜f3/fs＜0.7
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)上述移動透鏡組Gs在廣角端狀態(tài)下的橫向放大率為β3w、配置在比上述移動透鏡組Gs更靠近像側(cè)的透鏡組在廣角端狀態(tài)下的橫向放大率為βsw、上述移動透鏡組Gs在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率為β3t、配置在比上述移動透鏡組Gs更靠近像側(cè)的透鏡組在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率為βst時，滿足以下條件0.4＜{(1-β3t)βst}/{(1-β3w)βsw}/Z＜0.9
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于通過沿光軸移動上述第二透鏡組G2，補(bǔ)償與物體位置的變化相伴隨的像面位置的變動。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于通過沿光軸移動上述第二透鏡組G2，補(bǔ)償與物體位置的變化相伴隨的像面位置的變動。
23.一種像移動可能的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于從物體一側(cè)開始，依次至少配置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、以及具有正光焦度的透鏡組GA，將負(fù)光焦度的最后透鏡組GE配置在最靠近像的一側(cè)，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，使上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2之間的間隔變化，且向物體一側(cè)移動，以便強(qiáng)制地進(jìn)行由上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2產(chǎn)生的收斂作用，而且上述最后透鏡組GE向物體一側(cè)移動，上述第二透鏡組G2從物體一側(cè)開始，依次由具有負(fù)光焦度的負(fù)部分透鏡組G2a、以及具有正光焦度的正部分透鏡組G2b構(gòu)成，上述透鏡組GA有多個部分透鏡組，將與該多個部分透鏡組中的孔徑光闌相鄰配置的部分透鏡組作為移動透鏡組Gs，通過使其沿大致垂直于光軸的方向移動，進(jìn)行像移動，將上述負(fù)部分透鏡組G2a的焦距設(shè)為f2a、將上述正部分透鏡組G2b的焦距設(shè)為f2b、將在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的合成焦距設(shè)為fvt、將在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的光學(xué)系統(tǒng)全體的焦距設(shè)為ft時，滿足以下條件0.1＜|f2a|/f2b＜0.40.2＜|fvt|/ft＜0.4
24.一種可近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于從物體一側(cè)開始，依次由正光焦度的第一透鏡組G1、負(fù)光焦度的第二透鏡組G2、正光焦度的第三透鏡組G3、以及負(fù)光焦度的第四透鏡組G4構(gòu)成，上述第二透鏡組G2至少有具有負(fù)光焦度的部分透鏡組GA、以及與上述部分透鏡組GA的像側(cè)相鄰且用空氣間隔隔開配置的部分透鏡組GB，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時，全部上述透鏡組向上述物體一側(cè)移動，而且上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2之間的空氣間隔增大，上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3之間的空氣間隔減小，上述第三透鏡組G3和上述第四透鏡組G4之間的間隔減小，進(jìn)行近距離調(diào)焦時，上述第二透鏡組G2向上述物體一側(cè)移動，設(shè)上述部分透鏡組GA的最靠近像側(cè)的透鏡面的曲率半徑為Ra、上述部分透鏡組GB的最靠近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑為Rb時，滿足以下條件-0.1＜(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＜0.3
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的可近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于將孔徑光闌配置在上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3之間，設(shè)上述第二透鏡組G2離上述孔徑光闌最遠(yuǎn)的透鏡面LS的曲率半徑為R4、并設(shè)在上述廣角端狀態(tài)下沿光軸從孔徑光闌到上述透鏡面LS的距離為D時，滿足以下條件1.5＜|R4|/D＜3.5
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的可近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)在上述廣角端狀態(tài)下的上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的空氣間隔為D1W、在上述望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的上述第一透鏡組G1和上述第二透鏡組G2的空氣間隔為D1T、Δ2＝D1T-D1W、且設(shè)上述第一透鏡組G1的焦距為f1、在上述廣角端狀態(tài)下的全透鏡系統(tǒng)的焦距為fw、在上述望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的全透鏡系統(tǒng)的焦距為ft時，滿足以下條件0.03＜(Δ2/f1)/(ft/fw)＜0.1
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的可近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于設(shè)上述第二透鏡組G2在廣角端狀態(tài)下的橫向放大率為β2W、上述第二透鏡組G2在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向放大率為β2T、在上述廣角端狀態(tài)下的全透鏡系統(tǒng)的焦距為fw、在上述望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的全透鏡系統(tǒng)的焦距為ft、上述ft和fw之比ft/fw為Z時，滿足以下條件0.25＜(β2T/β2W)/Z＜0.5
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的可近距離調(diào)焦的放大率可變光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于將孔徑光闌配置在上述第二透鏡組G2和上述第三透鏡組G3之間，設(shè)上述第二透鏡組G2離上述孔徑光闌最遠(yuǎn)的透鏡面LS的曲率半徑為R4、并設(shè)在上述廣角端狀態(tài)下沿光軸從孔徑光闌到上述透鏡面LS的距離為D時，滿足以下條件1.5＜|R4|/D＜3.全文摘要
一種放大率可變光學(xué)系統(tǒng),從物體一側(cè)開始,依次配置正光焦度的第一透鏡組、負(fù)光焦度的第二透鏡組、正光焦度的第三透鏡組、負(fù)光焦度的第四透鏡組,當(dāng)從廣角端狀態(tài)變化到望遠(yuǎn)端狀態(tài)時,第一和第二透鏡組的間隔增大,第二和第三透鏡組的間隔減小,第三和第四透鏡組的間隔減小,將孔徑光闌與第二或第三透鏡組相鄰地配置,同時設(shè)第一透鏡組的焦距為f1、第二透鏡組的焦距為f2、第三透鏡組的焦距為f3時,滿足下式0.15< f3/f1< 0.3。
文檔編號G02B15/16GK1191321SQ98103750
公開日1998年8月26日 申請日期1998年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月18日
發(fā)明者大竹基之 申請人:株式會社尼康