CN101051112B - 变倍光学*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变倍光学***，虽为较紧凑且简便的构成，而具有对图像晃动等的充分的校正功能，并可以发挥良好的光学性能。该变倍光学***，从物体侧依次具备：正的第1透镜组(G1)；负的第2透镜组(G2)；正的第3透镜组(G3)；正的第5透镜组(G5)；包括第1～第3的副透镜组(G41～G43)的负的第4透镜组(G4)。通过第2透镜组(G2)的移动而进行变倍，通过第3透镜组(G3)的移动而进行对由变倍引起的像面变动的校正以及对焦。第4透镜组(G4)在变倍及对焦时为固定。通过向相对于光轴(Z1)垂直方向只移动第2的副透镜组(G42)而进行针对图像晃动的校正。由此，充分地发挥良好的图像晃动校正功能，并可以实现整体简便而紧凑的构成。

Description

变倍光学***
技术领域
本发明涉及一种适合装载于紧凑的数码静态相机(数码相机)及民生用摄像机等的变倍光学***。
背景技术
在通过数码相机或民生用摄像机等进摄影时，若存在摄像者的手抖动或由其他原因引起的振动，会在摄像图像中产生晃动，从而导致图像的劣化。为了防止这种图像晃动(ぶれ)，以往以来，周知以下方法：即使摄像光学***的一部分透镜作为图像晃动校正组沿与光轴垂直的方向移动，从而对光学性图像的晃动进行校正(例如，参照专利文献1～3)。
在专利文献1中揭示了一种变倍光学***，其被构成为，例如，如图4中所存在的那样，具备：在变倍时为固定的第1透镜组I、在变倍时沿着光轴移动的第2透镜组II、和第3透镜组III，通过使第1透镜组I～第3透镜组III中的任一个沿与光轴垂直的方向移动而对伴随着振动的摄像图像晃动进行校正。
并且，在专利文献2中揭示了一种变倍光学***，其被构成为，例如，如图4中存在的那样，具备：在变倍时为固定的负的第1透镜组I、在变倍时沿着光轴移动的正的第2透镜组II、和负的第3透镜组III，通过使第2透镜组II沿着与光轴垂直的方向移动而对伴随着振动的摄像图像的晃动进行校正。
在专利文献3中揭示了一种变倍光学***，其被构成为，例如，如图4中所存在的那样，具备：在变倍时为固定的负的第1透镜组I、在变倍时沿着光轴移动的正的第2透镜组II、及负的第3透镜组III，通过使第3透镜组III沿与光轴垂直的方向移动而对伴随着振动的摄像图像的晃动进行校正。
在专利文献4中揭示了一种变焦透镜，其被构成为，例如，如图2中所示的那样，依次具备：正的第1透镜组G1；在变倍时沿着光轴移动的负的第2透镜组G2；正的第3透镜组G3；在变倍时沿着光轴移动的正的第4透镜组G4；正的第5透镜组G5，通过使构成第5透镜组G5中的一部分的正部分组，沿与光轴垂直的方向移动而进行图像的移动。
【专利文献1】专利2535969号公报
【专利文献2】专利2560377号公报
【专利文献3】专利2605326号公报
【专利文献4】专利公开2006-23593号公报
然而，在上述专利文献1～3的变倍光学***中，对图像晃动进行校正的透镜组(以下，校正透镜组)相对于对整体结构所占的比率较大，因此，针对用于驱动校正透镜组的驱动部的电气及机械负荷也较大，并且不利于整体构成的紧凑化。尤其，即使校正透镜组作为进行变倍动作的变倍组而发挥功能时，对驱动部的负荷变得特别大，其机构也容易变得复杂。而且，校正透镜组的前后的透镜(组)是进行变倍动作的变倍组，从而，难以在机构发明提高密闭度，且存在灰尘等的异物的侵入及附着的忧虑。尤其，如专利文献3的变倍光学***那样，若最后透镜组(最靠近像侧的透镜组)为变倍组且移动组，则在最后透镜组上容易附着灰尘，此时，在摄像图像出现阴影的影响
而且，在上述专利文献4的变焦透镜中，因有全长变长的倾向，因此，存在紧凑性方面不充分的地方。
发明内容
本发明鉴于所涉及的问题而提出的，其目的在于提供一种变倍光学***，其是更紧凑且简便的构成，并具有针对因振动或倾斜等引起的图像晃动的充分的校正功能，且可以发挥良好的光学性能。
本发明的变倍光学***，从物体侧依次至少具备：具有正的折射力的第1透镜组；具有负的折射力的第2透镜组；具有正的折射力的第3透镜组；具有负的折射力并包含多个副透镜组的第4透镜组，并被构成为，通过使第2透镜组在光轴上移动而进行变倍，同时，通过使第3透镜组在光轴上移动而进行对由变倍引起的像面变动的校正以及对焦。第4透镜组在变倍及对焦时为固定，所述多个副透镜组中从物体侧数第二个副透镜组是由从物体侧起顺次配置的正透镜和负透镜构成的胶合透镜，通过所述胶合透镜向相对于光轴垂直的方向移动而移动图像。
在本发明的变倍光学***中，通过仅使包含于在变倍及对焦时为固定的第4透镜组中的1个副透镜向相对于光轴垂直方向移动而使得图像移动，并校正伴随振动或倾斜等的图像晃动。为此，第4透镜组，成为如下那样的透镜：即能够发挥充分的图像晃动校正功能且占整体构成的比例较小。而且，第1～第4透镜组依次具有正、负、正、负的折射力，因此，整个***的像侧主点的位置更处于物体侧。因而，第4透镜组的折射力为负的这一点对于缩短全长大为有利。
在本发明的变倍光学***中，第4透镜组还可以构成为，具有从物体侧依次配置的第1～第3副透镜组，通过第2副透镜组整体向相对于光轴而垂直的方向移动而使图像移动，校正伴随振动或倾斜等的图像的晃动。此时，作为图像晃动校正透镜组发挥功能的第2副透镜组成为如下构成：即由在变倍时及对焦时不移动的第1及第3副透镜组于前后所夹持。对于第3副透镜组，例如可由具有正的折射力的单透镜而构成。通过设置该第3副透镜组，容易将朝向成像面的光线的出射角减小，并且基于第2副透镜组的、图像晃动校正的灵敏度变高。而且，也可以，不包括第3副透镜组，仅由第1及第2副透镜组构成第4透镜组。此时，整体构成比较简单化。
在本发明的变倍光学***中，作为第1副透镜组，还可以使用至少一方的面为非球面的单透镜。此时，容易校正像场弯曲及歪曲像差。并且，对于第2副透镜组最好作为由从物体侧依次配置的正透镜和负透镜而构成的胶合透镜。此时，有利于减低球面像差及色差。
在本发明的变倍光学***中，最好还满足下述的条件式(1)。
0.3＜|(1-tSL)×βtr|＜1.0……(1)
在此，BtSL是第2副透镜组在望远端的成像倍率，Btr是比第2副透镜组更靠近像侧的透镜整体的在望远端的成像倍率(此处，在比第2副透镜组更靠近像侧的透镜不存在时为1)。通过满足该条件式(1)，例如，可以将在望远端的校正视角作为0.5°，并且，图像晃动校正的灵敏度和图像晃动校正透镜组的移动量的均衡更加适当化。
在本发明的变倍光学***，优选为，第1透镜组，从物体侧依次具备：具有将凹面朝向像侧的负的折射力的单透镜；将光路弯折的光路变换部件；至少一片的具有正的折射力的单透镜。为此有效的使用空间，例如适合向被薄型化的相机等的摄像装置装载。
在本发明的变倍光学***中，在第2透镜组和第3透镜组之间，优选为，具备具有正的折射力的固定的第5透镜组。通过设置第5透镜组，有利于变倍比的增大。
根据本发明的变倍***，从物体侧依次具有正、负、正、负的折射力的第1～第4透镜组中，作为进行变倍的变倍组使用第2透镜组，并且作为进行对由变倍引起的像面变动的校正以及对焦的移动组而使用第3透镜组，并且，作为为了校正伴随振动或倾斜等的图像晃动的校正组仅仅使用在变倍及对焦时为固定的第4透镜组中的一个副透镜组，从而能够充分地发挥良好的图像晃动校正功能，同时，可以实现在整体上简便且小型化的构成。
附图说明
图1是表示本发明的作为第1实施方式的变倍光学***的一构成例，是对应于实施例1的剖面图。
图2是表示本发明的作为第1实施方式的变倍光学***的一构成例，是对应于实施例2的剖面图。
图3是表示本发明的作为第1实施方式的变倍光学***的一构成例，是对应于实施例3的剖面图。
图4是表示本发明的作为第1实施方式的变倍光学***的一构成例，是对应于实施例4的剖面图。
图5是表示本发明的作为第1实施方式的变倍光学***的一构成例，是对应于实施例5的剖面图。
图6是表示本发明的作为第1实施方式的变倍光学***的一构成例，是对应于实施例6的剖面图。
图7是表示本发明的作为第1实施方式的变倍光学***的一构成例，是对应于实施例7的剖面图。
图8是表示实施例1的变倍光学***的基本透镜数据的说明图。
图9是表示实施例1的变倍光学***的非球面数据的说明图。
图10是表示实施例2的变倍光学***的基本透镜数据的说明图。
图11是表示实施例2的变倍光学***的非球面数据的说明图。
图12是表示实施例3的变倍光学***的基本透镜数据的说明图。
图13是表示实施例3的变倍光学***的非球面数据的说明图。
图14是表示实施例4的变倍光学***的基本透镜数据的说明图。
图15是表示实施例4的变倍光学***的非球面数据的说明图。
图16是表示实施例5的变倍光学***的基本透镜数据的说明图。
图17是表示实施例5的变倍光学***的非球面数据的说明图。
图18是表示实施例6的变倍光学***的基本透镜数据的说明图。
图19是表示实施例6的变倍光学***的非球面数据的说明图。
图20是表示实施例7的变倍光学***的基本透镜数据的说明图。
图21是表示实施例8的变倍光学***的非球面数据的说明图。
图22是表示实施例1的变倍光学***的其他透镜数据的说明图。
图23是表示实施例2的变倍光学***的其他透镜数据的说明图。
图24是表示实施例3的变倍光学***的其他透镜数据的说明图。
图25是表示实施例4的变倍光学***的其他透镜数据的说明图。
图26是表示实施例5的变倍光学***的其他透镜数据的说明图。
图27是表示实施例6的变倍光学***的其他透镜数据的说明图。
图28是表示实施例7的变倍光学***的其他透镜数据的说明图。
图29是对于各实施例概括表示与条件式(1)有关的值的图。
图30表示实施例1的变倍光学***的在广角端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图31表示实施例1的变倍光学***的在望远端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图32表示实施例2的变倍光学***的在广角端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图33表示实施例2的变倍光学***的在望远端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图34表示实施例3的变倍光学***的在广角端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图35表示实施例3的变倍光学***的在望远端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图36表示实施例4的变倍光学***的在广角端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图37表示实施例4的变倍光学***的在望远端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图38表示实施例5的变倍光学***的在广角端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图39表示实施例5的变倍光学***的在望远端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图40表示实施例6的变倍光学***的在广角端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图41表示实施例6的变倍光学***的在望远端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图42表示实施例7的变倍光学***的在望远端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图43表示实施例7的变倍光学***的在望远端的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差的像差图。
图44是将实施例1的变倍光学***的在望远端的校正图像晃动时的性能变化、与通常状态相比较表示的横像差图。
图45是将实施例2的变倍光学***的在望远端的校正图像晃动时的性能变化、与通常状态相比较表示的横像差图。
图46是将实施例3的变倍光学***的在望远端的校正图像晃动时的性能变化、与通常状态相比较表示的横像差图。
图47是将实施例4的变倍光学***的在望远端的校正图像晃动时的性能变化、与通常状态相比较表示的横像差图。
图48是将实施例5的变倍光学***的在望远端的校正图像晃动时的性能变化、与通常状态相比较表示的横像差图。
图49是将实施例6的变倍光学***的在望远端的校正图像晃动时的性能变化、与通常状态相比较表示的横像差图。
图50是将实施例7的变倍光学***的在望远端的校正图像晃动时的性能变化、与通常状态相比较表示的横像差图。
图中：G1～G5-第1～第5透镜组，G41～G43-第1～第3副透镜组，Si-从物体侧起第i透镜面，Ri-从物体侧起第i透镜面的曲率半径，Di-从物体侧起第i号和第i+1号透镜面的面间隔，Z1-光轴。
实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
[第1实施方式]
图1是表示作为本发明的第1实施方式的变倍光学***的一构成例。该构成例对应于后述的第1数值实施例(实施例1：图8、图9)的透镜构成。尤其，图1(A)表示在广角端的无限远对焦时的透镜配置，图1(B)表示在望远端的无限远对焦时的透镜配置。在图1(B)中，符号Si表示，将最靠近物体侧的构成要素的面为第1号以随着朝向像侧(成像侧)而依次增加的方式附上符号的第i个面(i＝1～27)。符号Ri表示，面Si的曲率半径。在于图1(A)中，符号Di表示，第i个面Si和第1+i个面Si+1之间的光轴Z1上的面间隔。
该变倍光学***装载于小型相机、数码静止相机及民生用摄像机等所使用。沿着光轴Z1从物体侧依次具备：具有正的折射力的第1透镜组G1；具有负的折射力的第2透镜组G2；具有正的折射力的第3透镜组G3；具有负的折射力且包括第1～第3副透镜组G41～G43的第4透镜组G4；平行面板GC。而且，在第2透镜组G2和第3透镜组G3之间设有具有正的折射力的第5透镜组G5。在成像面Simg上配置未图示的CCD(电荷耦合元件)等的摄像元件的摄像面。光圈St，例如配置于第5透镜组G5的像侧。
该变倍光学***是，通过使第2透镜组G2在光轴Z1上移动而进行变倍动作。例如，在从广角侧向望远侧进行变倍时，以从物体侧朝向像侧的方式使第2透镜组G2移动。如图1所示，第2透镜组G2的移动轨迹几乎成为直线状。在移动该第2透镜组G2时，通过使第3透镜组G3一同在光轴Z1上移动，从而对由变倍引起的像面变动进行校正。通过第3透镜组G3的移动，也一同进行聚焦。另外，第3透镜组G3，以描绘图1中用实线表示的曲线状的轨迹的方式移动。另一方面，第1透镜组G1、第5透镜组G5及第4透镜组G4，成为在变倍及对焦时不移动的固定组。
第1透镜组G1，例如，成为透镜L11～L13从物体侧依次被配设的3片构成。透镜L11是，例如为将凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜。透镜L12是，例如为双凸透镜。透镜L11、L12，例如构成为胶合透镜。透镜L13是，例如将凸面朝向物体侧的正的弯月形状。
第2透镜组G2，例如，成为透镜L21～L23从物体侧依次被配设的3片构成。透镜L21是，例如为将凸面朝向物体侧的负的弯月形透镜。透镜L22是，例如为双凹透镜。透镜L23是，例如为双凸透镜。由透镜L22和L23构成胶合透镜。
第5透镜组G5由具有正的折射力的单一的透镜L51而构成。透镜L51，在近轴，例如呈双凸形状。透镜L51的两面S11、S12，最好例如呈如下非球面形状：即由作为非球面系数Ai分别至少逐一使用奇数项和偶数项的式子(ASP)所规定的非球面形状。
Z＝C×Y2/{1+(1-K×C2×Y2)1/2}+∑(Ai×Yi)……(ASP)
在(ASP)中，Z表示非球面的深度，Y表示从光轴Z1至各透镜面的距离(高度)，C表示近轴曲率＝1/R(R是近轴曲率半径)，K表示离心率，Ai表示第i个(i＝3以上的整数)的非球面系数。更详细而言，非球面的深度Z表示至从位于离开光轴高度Y的位置的非球面上的点，向非球面的顶点的切平面(与光轴垂直的平面)所引的垂线的长度。
第3透镜组G3，例如，从物体侧依次配设透镜L31～L33。透镜L31是例如为双凸透镜，透镜L32是例如为双凹透镜。在此，通过透镜L31和透镜L32构成胶合透镜。透镜L33，例如为两面(两面S17、面18)由式(ASP)所表示的非球面，在近轴被构成为，例如呈双凸形状。
第4透镜组G4，成为例如从物体侧依次配置第1～第3的副透镜组G41～G43的结构。副透镜组G41是，例如由具有负的折射力的单一的透镜L41构成。透镜L41的两面S19、S20皆为以式(ASP)所表示的非球面，在近轴构成为例如呈双凹形状。第2副透镜组G42是，例如为从物体侧依次配置呈双凸形状的透镜L42和呈双凹形状的透镜L43而成的胶合透镜，整体具有负的折射力。通过使该第2副透镜组G42整体沿与光轴Z1垂直的方向移动，对伴随着振动的图像的晃动进行校正。第3副透镜组G43，例如由呈双凸形状的单一透镜L44构成。
并且，优选为，在本实施方式的变倍光学***中，被构成为在望远端的校正视角Δθ为0.5°时满足下述条件式(1)。在此，BtSL是第2副透镜组G42的在望远端的成像倍率，Btr是位于比第2副透镜组G42更靠近像侧的透镜整体(即，透镜L44)的望远端的成像倍率。
0.3＜|(1-βtSL)×βtr|＜1.0……(1)
接着，说明如上述构成的变倍光学***的作用及效果。
在该变倍光学***中，第1～第4透镜组G1～G4依次具有正、负、正、负的折射力，所以，实现了全长短、紧凑的构成。具体而言，整个***的像侧主点的位置位于更靠近物体侧。因此，后焦点变短且全长缩短。在此，第4透镜组G4的折射力为负的这一点特别有利于小型化。
而且，构成为，在进行图像晃动校正时，仅仅使构成第4透镜组G4的第1～第3的副透镜组G41～G43中第2副透镜组G42沿与光轴Z1相垂直的方向移动。为此，作为图像晃动校正透镜组而发挥功能的第2副透镜组G42在变倍光学***的整体构成中所占的比率比以往变小。并且，第4透镜组G4为在变倍时或对焦时不移动的固定组，因此，在将该变倍光学***安装于相机等的摄像装置时，处理能够减轻面向用于驱动第2副透镜组G42的驱动机构的电气、机械性负荷之外，其机构本身也被简便化。并且，成为第2副透镜组G42的前后被作为固定组的第1及第3的副透镜组G41、G43夹置的形态，因此，与在移动组的附近配置图像晃动校正透镜组的情况相比密闭度增高，可以防止灰尘的侵入或附着。尤其，在该变倍光学***中，第4透镜组G4为最靠近像侧的透镜组，所以，成为可容易避免阴影的发生的构成。
并且，通过设置正的透镜L44(第3副透镜组G43)，可以获得以下2种效果。第1，朝向成像面Simg的光线的出射角变小(以相对于光轴Z1成平行的方式接近)，所以，可以提高配置于成像面Simg的摄像元件的受光效率。第2，图像晃动校正的灵敏度增高，通过第2副透镜组G42的微小的移动量，可以有效地校正图像晃动。
而且，通过将两面S19、S20为非球面形状的透镜L41(第1的副透镜组G41)配置于作为图像晃动校正透镜组的第2的副透镜组G42的正前，从而，可以良好地校正像场弯曲及歪曲像差。在该透镜L41的正前配置有两面S17、S18成为非球面形状的透镜L33，通过两者有效地进行诸像差的校正。以这些透镜L33和透镜L41相邻的方式进行配置，从而，可以将作为非球面透镜的光学作用均衡地分担。为此，不但可以缓和成型时及组装时发生的偏心或轴偏移对清晰度的影响，而且，扩大了制造误差的允许范围。
而且，第2的副透镜组G42是由正的透镜L42和负的透镜L43而构成的胶合透镜，从而，尤其对球面像差和色像差良好地进行校正。
而且，条件式(1)规定了第2副透镜组G42在望远端的与光轴Z1垂直的方向的最大移动量S。最大移动量S和与其相对应的成像面Simg上的像的变位量ΔY的关系是，可以按照以下式(2)那样表示。
|(1-βtSL)×βtr|×S＝ΔY……(2)
在此，变位量ΔY利用在望远端的全***的焦点距离ft和，在望远端的校正视角Δθ，可以表示为：
ΔY＝ft×tan Δθ……(3)
因此，从式(2)、(3)成为
|(1-βtSL)×βtr|＝ft×tanΔθ/S
还成为
S＝ft×tanΔθ/|(1-βtSL)×βtr|……(4)
一般要求校正视角Δθ为0.5°以上。此时，通过构成为满足条件式(1)，从而，能够将最大移动量S适当化，并能够进行良好的图像晃动校正操作。在条件式(1)中，若超出下限，则除了图像晃动校正的感度则降低而应答性劣化外，为了进行充分的图像晃动校正，最大移动量S也增大。其结果，重量或大小增大，而难以小型化，并且，针对驱动机构的负荷也增大。另一方面，在条件式(1)，若超过上限，则图像校正的灵敏度变得过于敏感，且第2副透镜组G42的移动量的调整变复杂。
并且，通过设置第5透镜组G5，可以确保更大的变倍比率。
如此，在本实施方式中的变倍光学***中，在充分地发挥良好的图像晃动校正功能的同时，实现在整体上简便且紧凑的构成。
[第2实施方式]
其次，对于作为本发明的第2实施方式的变倍光学***进行说明。图2表示作为第2实施方式的变倍光学***的一构成例。该构成例对应于后述的算2数值实施例(实施例2：图10、图11)的透镜构成。本实施方式的变倍光学***采用了屈曲光学***，但其基本构成与上述第1的实施方式的变倍光学***(图1)同样。从而，在此，主要说明两者不同的地方，对于重复的地方适当地省略说明。
在本实施方式中，第1透镜组G1，例如从物体侧依次具有，呈将凸面朝向物体侧的负弯月形状的透镜L11、具有反射面RS的直角棱镜L12、将凸面朝向像侧的平凸形状的透镜L13、呈双凸形状的透镜L14。为此，被构成为，由反射面RS构成对入射光线的光路进行屈曲的屈曲光学***，可以有效地使用空间。其结果，充分地发挥良好的图像晃动校正功能的同时，例如可以实现适合装载于被薄型化的相机等的摄像装置的紧凑的构成。另外，从进行良好的像差校正的观点，透镜L14的两面S7、S8皆呈以式(ASP)所规定的非球面形状为宜。并且，透镜L41，例如呈在近轴将凸面朝向物体侧的弯月形状。
[第3实施方式]
其次，对于作为本发明的第3实施方式的变倍光学***进行说明。图3表示作为第3实施方式的变倍光学***的一构成例。该构成例对应于后述的第3数值实施例(实施例3：图12、图13)的透镜构成。本实施方式的变倍光学***，除第4透镜组G4由两个副透镜组而形成之外，几乎是与上述第1的实施方式的变倍光学***(图1)相同的构成。从而，在以下，主要说明两者不同的地方，对于重复的地方适当地省略说明。
在本实施方式的变倍光学***中，第4透镜组G4，只具有从物体侧依次配置的第1及第2的副透镜组G41、G42。在此，第1副透镜组G41，例如由具有正的折射力的单一的透镜L41而构成。透镜L41，在近轴呈将凸面朝向像侧的弯月形状。第2副透镜组G42，例如由胶合透镜构成，该胶合透镜，从物体侧依次配置呈将凸面朝向像侧的正的弯月形状的透镜L42和呈双凹形状的透镜L43而成，具有总的负折射力。
通过这种构成，与作为上述第1实施方式的变倍光学***相比全长被更加缩短，而可以谋求进一步的小型化。
[第4实施方式]
其次，对于作为本发明的第4实施方式的变倍光学***进行说明。图4表示作为第4实施方式的变倍光学***的一构成例。该构成例对应于后述的第4数值实施例(实施例4：图14、图15)的透镜构成。本实施方式的变倍光学***，除第4透镜组G4由两个副透镜组构成之外，几乎是与上述第2的实施方式的变倍光学***(图2)相同的构成。从而，在以下，主要说明两者不同的地方，对于重复的地方适当地省略说明。
在本实施方式的变倍光学***中，第4透镜组G4，与上述第3实施方式同样，只具有从物体侧依次配置的第1及第2副透镜组G41、G42。从而，与作为上述第2实施方式的变倍光学***相比，全长被更加缩短，而可以谋求进一步的小型化。
[第5实施方式]
其次，对于作为本发明的第5实施方式的变倍光学***进行说明。图5表示作为第5实施方式的变倍光学***的一构成例。该构成例对应于后述的第5数值实施例(实施例5：图16、图17)的透镜构成。本实施方式的变倍光学***，除未配置第5透镜组G5之外，与上述第2实施方式的变倍光学***(图2)几乎相同的构成。从而，在以下，主要说明两者不同的地方，对于重复的地方适当地省略说明。
本实施方式的变倍光学***，不包含第5透镜组G5，只由从物体侧依次配置的第1～第4透镜组G1～G4而构成。为此，整体构成被简单化，有利于轻量化及小型化方面。
[第6的实施方式]
其次，对于作为本发明的第6实施方式的变倍光学***进行说明。图6表示作为第6实施方式的变倍光学***的一构成例。该构成例对应于后述的第6数值实施例(实施例6：图18、图19)的透镜构成。在上述第1～第5的实施方式中，将最靠近物体侧的第1透镜组G1作为固定组，但是，在本实施方式中，通过使第1透镜组G1与第2透镜组G2一同沿着光轴Z1移动，进行变倍而成。例如，在从广角侧向望远侧进行变倍时，使第1透镜组G1一度以从物体侧朝向像侧的方式稍微移动后，逐渐向物体侧移动，再次，以从物体侧朝向像侧的方式而稍微移动。第1透镜组G1的移动轨迹，如图6所示划S字状的曲线。
在本实施方式中，在望远侧将第1透镜组G1向物体侧移动，所以，可以充分扩大第1透镜组G1和第2透镜组G2的相互间隔。为此，不但较短地维持全长，而且可以获得更大的变倍比率。另一方面，在广角侧，使第1透镜组G1向像侧移动而接近于光圈St，所以，可以缩小构成第1透镜组G1的各透镜的外径。
[第7实施方式]
接着，对于作为本发明中的第7实施方式的变倍光学***进行说明。图7表示作为第7实施方式的变倍光学***的一构成例。该构成例对应于后述的第7的数值实施例(实施例7：图20、图21)的透镜构成。本实施方式的变倍光学***，除第4透镜组G4由2个副透镜组形成的地方之外，其构成几乎与上述第6实施方式的变倍光学***(图6)相同。在本实施方式的变倍光学***，第4透镜组G4只具有从物体侧依次配置的第1及第2副透镜组G41、G42。在此，第1的副透镜组G41，例如由具有正的折射力的单一的透镜L41而构成。透镜L41，呈在近轴将凸面朝向像侧的弯月形状。第2副透镜组G42，例如由胶合透镜构成，该胶合透镜由从物体侧依次配置将凸面朝向像侧切呈弯月形状的透镜L42和呈双凹形状的透镜L43而成，具有总的负折射力。根据这种构成，与作为上述第6实施方式的变倍光学***相比全长被缩短，从而达成进一步的紧凑性。
〔实施例〕
接着，对于本实施方式的变倍光学***的具体的数值实施例进行说明。以下，概括说明第1～第7的数值实施例(实施例1～7)。
图8及图9表示与图1所示的变倍光学***对应的具体的透镜数据(实施例1)。同样，图10～图21分别表示与图2～图7所示的各变倍光学***对应的具体的透镜数据(实施例2～7)。其中，图8、图10、图12、图14、图16、图18及图20表示各实施例的透镜数据中的基本数据部分(以下，称之为基本透镜数据)。图9、图11、图13、图15、图17、图19及图21表示各实施例的透镜数据中与非球面形状有关的数据部分(以下，称之为非球面数据)。
在图8、图10、图12、图14、图16、图18及图20所示的基本透镜数据的面编号Si一栏中，示出了，对于各实施例的变倍光学***，对应于分别在图1～图7所示的符号Si，将最靠近物体侧的构成要素的面作为第1个，以随着朝向出射光瞳侧而依次增加的方式附上符号的第i(i＝1～30)个面的号码。在曲率半径Ri一栏，示出了对应于图1～图7所示的符号Ri，从物体侧第i个面的曲率半径的值。对于面间隔Di一栏，示出了对应于图1～图7所附加的符号，从物体侧第i个面Si和第i+1个面Si+1之间的光轴止的间隔。曲率半径Ri及面间隔Di的值的单位是毫米(mm)。在Ndj、vdj一栏，分别示出了从物体侧其第j(j＝1～16)透镜要素对d线(587.6mm)的折射率及阿贝数的值。并且，附在面编号Si的左侧的记号“*”表示其透镜面为非球面形状。具体而言，在实施例1、3、6～7中，透镜L51的面S11、S12和，透镜L33的面S17、S18和，透镜L41的面S19、S20，为非球面。在实施例2、4中，透镜L14面S7、S8和，透镜L51的面S14、S15和，透镜L33的面S20、S21和，透镜L41的面S22、S23为非球面。在实施例5中，透镜L14的面S7、S8和，透镜L33的面S18、S19和，透镜L41的面S20、S21为非球面。在基本透镜数据中，作为这些的非球面的曲率半径表示光轴附近(近轴)的曲率半径的数值。
而且，在各非球面数据中记入，由上述的式(ASP)所表示的非球面形状的式中的各系数Ai、K的值。如各非球面数据所示，实施例1～7的变倍光学***中的各非球面，作为非球面系数Ai，不仅使用偶数项，而且，还有效使用奇数项而构成。
在实施例1、3、6～7中，伴随着变倍，由于第2透镜组G2及第4透镜组G4(在实施例6、7中还有第1透镜组G1)在光轴上移动，因此，面间隔D5、D10、D13、D18的值分别可变。同样，在实施例2、4中，面间隔D8、D13、D16、D21的值分别可变，在实施例5中，面间隔D8、D13、D14、D19的值分别可变。
在图22，作为其他的透镜数据，表示实施例1的可变的面间隔D5、D10、D13、D18的广角端及望远端的各值。同样，在图23表示实施例2的可变的面间隔D8、D13、D16、D21的广角端及望远端的各值。在图24表示实施例3的可变的面间隔D5、D10、D13、D18的广角端及望远端的各值，在图25表示实施例4的可变的面间隔D8、D13、D16、D21的广角端及望远端的各值，在图26表示实施例5的可变的面间隔D8、D13、D14、D19的广角端及望远端的各值，在图27表示实施例6的可变的面间隔D5、D10、D13、D18的广角端及望远端的各值，在图28表示实施例7的可变的面间隔D5、D10、D13、D18的广角端及望远端的各值，在图22～28一并表示广角端及望远端的全***的焦点距离f(mm)的值。
图29，对于各实施例概括表示关于条件式(1)的值。如图29所示，各实施例的值皆成为条件式(1)的数值范围内。
况且，图30(A)～(D)表示实施例1的变倍光学***的在广角端的球面像差、像散、畸变像差(歪曲像差)及倍率色差。图31(A)～(D)表示实施例1的变倍光学***的望远端的同样的各像差。这些的像差图是，进行图像晃动校正的第2的副透镜组G42在通常位置，且在不受手抖动等的振动的影响的通常状态下的像差。在像散图中，实线表示弧矢方向，虚线表示子午方向的像差。
同样，将实施例2的诸像差对于广角端表示在图32(A)～(D)，对于望远端表示在图33(A)～(D)，将实施例3的诸像差对于广角端表示在图34(A)～(D)，对于望远端表示在图35(A)～(D)，将实施例4的诸像差对于广角端表示在图36(A)～(D)，对于望远端表示在图37(A)～(D)，将实施例5的诸像差对于广角端表示在图38(A)～(D)，对于望远端表示在图39(A)～(D)，将实施例6的诸像差对于广角端表示在图40(A)～(D)，对于望远端表示在图41(A)～(D)，将实施例7的诸像差对于广角端表示在图42(A)～(D)，对于望远端表示在图43(A)～(D)。
如上述的各像差图可以得知，在各实施例，在通常状态下，从广角端至望远端已进行了良好的像差校正。
况且，在图44(A)～(F)中，与通常状态相比较表示对于实施例1的手抖动校正时的像差变动，在图44(A)～(C)表示在望远端的通常状态下的横像差，在图44(D)～(F)表示望远端的在校正图像晃动时(校正视角0.5。)的横像差。在各像差图表示将d线为标准波长的像差。FNO.表示F值，ω表示半视角，Y表示从光轴至像点的距离(图像高度)(mm)。
同样地，在图45(A)～(F)表示对于实施例2的横像差，在图46(A)～(F)表示对于实施例3的横像差，在图47(A)～(F)表示对于实施例4的横像差，在图48(A)～(F)表示对于实施例5的横像差，在图49(A)～(F)表示对于实施例6的横像差，在图50(A)～(F)表示对于实施例7的横像差。
从图44(A)～(F)、图45(A)～(F)、图46(A)～(F)、图47(A)～(F)、图48(A)～(F)、图49(A)～(F)及图50(A)～(F)可以得知，对于各实施例，稍微地控制了校正图像晃动时的像差变动。
通过以上的各数值数据及各像差图，在各实施例中可以确认，虽然将整体作为紧凑的构成，但也能实现可以良好地维持校正图像晃动时的光学性能的高性能的变倍光学***。
以上，举几个实施方式及实施例进行说明了本发明，但是，本发明不限定于上述实施方式及实施例，可以进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率的值，不限定于上述各数值实施例中所示的值，还可以取其他的值。

Claims (8)

1.一种变倍光学***，其特征在于，
从物体侧依次，至少具备：
第1透镜组，其具有正的折射力；
第2透镜组，其具有负的折射力；
第3透镜组，其具有正的折射力；
第4透镜组，其具有负的折射力，并包括多个副透镜组，
并构成为，通过使所述第2透镜组在光轴上移动而进行变倍，并且通过使所述第3透镜组在光轴上移动而进行对由上述变倍引起的像面变动的校正以及对焦，
并构成为，上述第4透镜组，在变倍及对焦时为固定，所述多个副透镜组中从物体侧数第二个副透镜组是由从物体侧起顺次配置的正透镜和负透镜构成的胶合透镜，通过所述胶合透镜向相对于光轴垂直的方向移动而移动图像。
2.根据权利要求1所述的变倍光学***，其特征在于：
被构成为，上述第4透镜组具有从物体侧依次配置的第1～第3副透镜组，通过上述第2副透镜组整体向相对于光轴垂直的方向移动而移动图像。
3.根据权利要求2所述的变倍光学***，其特征在于：
上述第3副透镜组由具有正的折射力的单透镜而构成。
4根据权利要求2所述的变倍光学***，其特征在于：
上述第1副透镜组由至少一方的面为非球面的单透镜而构成。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的变倍光学***，其特征在于：
被构成为还满足下述的条件式(1)：即
0.3＜|(1-βtSL)×βtr|＜1.0……(1)
在此，
βtSL：第2副透镜组的在望远端的成像倍率；
Btr：比第2副透镜组更靠近像侧的透镜整体的在望远端的成像倍率，其中，当比第2副透镜组更靠近像侧的透镜不存在时为1。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的变倍光学***，其特征在于：
上述第1透镜组，从物体侧依次具备：
单透镜，其具有将凹面朝向像侧的负的折射力；
光路变换部件，其将光路弯折；
单透镜，其具有正的折射力，且该具有正的折射力的单透镜至少为一片。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的变倍光学***，其特征在于：
在上述第2透镜组和上述第3透镜组之间，具备：第5透镜组，其具有正的折射力，并在进行变倍及对焦时为固定。
8.根据权利要求2至4中任一项所述的变倍光学***，其特征在于：
上述第1透镜组，在进行变倍及对焦时维持被固定的状态。
9.根据权利要求2至4中任一项所述的变倍光学***，其特征在于：
上述第1透镜组，在进行变倍时在光轴上移动。
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