CN104583837A - 变倍光学***、具有该变倍光学***的光学器件，和用于制造变倍光学***的方法 - Google Patents

变倍光学***、具有该变倍光学***的光学器件，和用于制造变倍光学***的方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明，能够提供一种变倍光学***、一种具有该光学***的光学器件，和一种用于制造变倍光学***的方法，为该变倍光学***提供了使得在改变倍率期间像差波动减小的光学性能，并且能够通过利用一种配置满足预定条件而响应于在照相机振动校正期间像差的波动，在该配置中，该变倍光学***具有，按照从物体的次序，具有负屈光力的第一透镜组(G1)、具有正屈光力的第二透镜组(G2)、具有负屈光力的第三透镜组(G3)，和具有正屈光力的第四透镜组(G4)，在倍率从广角端状态改变为远摄端状态期间，在第一透镜组(G1)和第二透镜组(G2)之间的间隔改变，在第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)之间的间隔改变，并且在第三透镜组(G3)和第四透镜组(G4)之间的间隔改变，并且第二透镜组(G2)的至少一个单透镜是用于移动以便包括在垂直于光轴的方向上的分量的防振透镜组(VL)。

Description

变倍光学***、具有该变倍光学***的光学器件，和用于制造变倍光学***的方法
技术领域
本发明涉及一种变倍光学***、一种具有这个变倍光学***的光学器件，和一种用于制造该变倍光学***的方法。
背景技术
传统上，例如在日本专利申请公开No.Hei11-174329中已经提出了一种适合于摄影照相机、电子静态照相机、摄像机等的变倍光学***。
发明内容
本发明所要解决的问题
然而，在传统的变倍光学***中，存在以下问题，即，在变焦时像差的变化是大的，并且没有很好地实施针对在校正照相机振动时引起的像差变化的任何措施。
本发明是鉴于上述问题而作出的，并且目的在于提供一种变倍光学***，其中在执行照相机振动的校正时像差的变化是小的并且针对在校正照相机振动时引起的像差变化采取了有效的措施；一种具有这个变倍光学***的光学设备；和一种用于制造变倍光学***的方法。
问题的解决方案
为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供一种变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变并且在第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变；
第二透镜组的至少一个单透镜是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜组；并且
以下条件表达式得以满足：
0.35<D3w/(-f3)<0.45
其中D3w表示在广角端状态中在第三透镜组和第四透镜组之间的距离，并且f3表示第三透镜组的焦距。
此外，根据本发明的第二方面，提供一种具有根据本发明的第一方面的变倍光学***的光学设备。
此外，根据本发明的第三方面，提供一种变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变并且在第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变；
第二透镜组的至少一个单透镜是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜组；并且
第一透镜组包括最物体侧处的第一负透镜和最图像侧处的正透镜并且满足以下条件表达式：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00
其中f1gf表示第一负透镜的焦距，并且f1gr表示正透镜的焦距。
此外，根据本发明的第四方面，提供一种具有根据本发明的第三方面的变倍光学***的光学设备。
此外，根据本发明的第五方面，提供一种变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变并且在第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变；
第二透镜组的至少一个单透镜是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜组，并且满足以下条件表达式：
0.81<f2/(-f3)<1.00
其中f2表示第二透镜组的焦距，并且f3表示第三透镜组的焦距。
此外，根据本发明的第六方面，提供一种具有根据本发明的第五方面的变倍光学***的光学设备。
此外，根据本发明的第七方面，提供一种用于制造变倍光学***的方法，该变倍光学***按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
该方法包括以下步骤：
置放第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组以便在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变并且在第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变；
作为减振透镜组置放第二透镜组的至少一个单透镜，该减振透镜组移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量；并且
置放第三透镜组和第四透镜组以便满足以下条件表达式：
0.35<D3w/(-f3)<0.45
其中D3w表示在广角端状态中在第三透镜组和第四透镜组之间的距离，并且f3表示第三透镜组的焦距。
此外，根据本发明的第八方面，提供一种用于制造变倍光学***的方法，该变倍光学***按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
该方法包括以下步骤：
置放第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组，以便在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变并且在第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变；
作为减振透镜组置放第二透镜组的至少一个单透镜，该减振透镜组移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量；并且
在第一透镜组中，置放最物体侧处的第一负透镜和最图像侧处的正透镜以便满足以下条件表达式：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00
其中f1gf表示第一负透镜的焦距，并且f1gr表示正透镜的焦距。
此外，根据本发明的第九方面，提供一种用于制造变倍光学***的方法，该变倍光学***按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
该方法包括以下步骤：
置放第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组，以便在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变并且在第三透镜组和第四透镜组之间的距离改变；
作为减振透镜组置放第二透镜组的至少一个单透镜，该减振透镜组移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量；并且
置放第二透镜组和第三透镜组以满足以下条件表达式：
0.81<f2/(-f3)<1.00
其中f2表示第二透镜组的焦距，并且f3表示第三透镜组的焦距。
本发明的效果
根据如上述配置的本发明，提供了一种变倍光学***，一种具有该变倍光学***的光学设备，和一种用于制造该变倍光学***的方法，该变倍光学***能够抑制在变焦时像差的变化并且具有已经针对在校正照相机振动时像差的变化采取措施的光学性能。
附图说明
图1是示出根据对于本申请的第一到第三实施例而言公共的第一示例的变倍光学***的截面视图。
图2A和2B是示出在广角端状态中根据本申请第一示例的变倍光学***的各种像差的曲线图，其中图2A示出在无穷远上聚焦时的像差，并且图2B示出在当在无穷远上聚焦时执行照相机振动的校正时的彗差。
图3是示出在无穷远上聚焦时在中间焦距状态中根据本申请第一示例的变倍光学***的各种像差的曲线图。
图4A和4B是示出在远摄端状态中根据本申请第一示例的变倍光学***的各种像差的曲线图，其中图4A示出在无穷远上聚焦时的像差，并且图4B示出在当在无穷远上聚焦时执行照相机振动的校正时的彗差。
图5是示出根据对于本申请的第一到第三实施例而言公共的第二示例的变倍光学***的截面视图。
图6A和6B是示出在广角端状态中根据本申请第二示例的变倍光学***的各种像差的曲线图，其中图6A示出在无穷远上聚焦时的像差，并且图6B示出在当在无穷远上聚焦时执行照相机振动的校正时的彗差。
图7是示出在无穷远上聚焦时在中间焦距状态中根据本申请第二示例的变倍光学***的各种像差的曲线图。
图8A和8B是示出在远摄端状态中根据本申请第二示例的变倍光学***的各种像差的曲线图，其中图8A示出在无穷远上聚焦时的像差，并且图8B示出在当在无穷远上聚焦时执行照相机振动的校正时的彗差。
图9是示出根据对于本申请的第一到第三实施例而言公共的第三示例的变倍光学***的截面视图。
图10A和10B是示出在广角端状态中根据本申请第三示例的变倍光学***的各种像差的曲线图，其中图10A示出在无穷远上聚焦时的像差，并且图10B示出在当在无穷远上聚焦时执行照相机振动的校正时的彗差。
图11是示出在无穷远上聚焦时在中间焦距状态中根据本申请第三示例的变倍光学***的各种像差的曲线图。
图12A和12B是示出在远摄端状态中根据本申请第三示例的变倍光学***的各种像差的曲线图，其中图12A示出在无穷远上聚焦时的像差，并且图12B示出在当在无穷远上聚焦时执行照相机振动的校正时的彗差。
图13是示出根据对于本申请的第一到第三实施例而言公共的第四示例的变倍光学***的截面视图。
图14A和14B是示出在广角端状态中根据本申请第四示例的变倍光学***的各种像差的曲线图，其中图14A示出在无穷远上聚焦时的像差，并且图14B示出在当在无穷远上聚焦时执行照相机振动的校正时的彗差。
图15是示出在无穷远上聚焦时在中间焦距状态中根据本申请第四示例的变倍光学***的各种像差的曲线图。
图16A和16B是示出在远摄端状态中根据本申请第四示例的变倍光学***的各种像差的曲线图，其中图16A示出在无穷远上聚焦时的像差，并且图16B示出在当在无穷远上聚焦时执行照相机振动的校正时的彗差。
图17是示出配备有根据本申请的第一到第三实施例的变倍光学***的照相机的截面视图。
图18是概略地示出用于制造根据本申请第一实施例的变倍光学***的方法的流程图。
图19是概略地示出用于制造根据本申请第二实施例的变倍光学***的方法的流程图。
图20是概略地示出用于制造根据本申请第三实施例的变倍光学***的方法的流程图。
具体实施方式
(第一实施例)
以下参考附图解释本发明优选的第一实施例。
如在图1中所示，根据目前的第一实施例的变倍光学***ZL按照从物体侧的次序由以下构成：具有负屈光力的第一透镜组G1；具有正屈光力的第二透镜组G2；具有负屈光力的第三透镜组G3；和具有正屈光力的第四透镜组G4。在这个变倍光学***ZL中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离改变并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变。此外，在这个变倍光学***ZL中，第二透镜组G2的至少一个单透镜(例如，图1中的正弯月透镜L21)是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜组VL。在如此配置的根据第一实施例的变倍光学***ZL中，在变焦时能够有效地校正在远摄端状态下的彗差和在广角端状态下的场曲，并且沿着基本垂直于光轴的方向确保图像平面运动的预定量是可能的。
接着，将解释用于配置这种变倍光学***ZL的条件。首先，优选的是变倍光学***ZL满足以下条件表达式(1)：
0.35<D3w/(-f3)<0.45        (1)
其中D3w表示在广角端状态中在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
条件表达式(1)是用于相对于第三透镜组G3的焦距限定在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离的条件表达式。当值D3w/(-f3)等于或者超过条件表达式(1)的上限值时，在广角端状态下在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离D3w变大并且第三透镜组G3的焦距f3变小，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(1)的上限值设为0.42。在另一方面，当D3w/(-f3)的值等于或者降至低于条件表达式(1)的下限值时，在广角端状态下在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离D3w变小并且第三透镜组G3的焦距f3变大，从而变得难以校正在广角端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(1)的下限值设为0.38。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是第一透镜组G1具有最物体侧处的第一负透镜(例如，图1中的非球面负透镜L11)和最图像侧处的正透镜(例如，图1中的正弯月透镜L13)，并且满足以下条件表达式(2)：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00      (2)
其中f1gf表示第一负透镜的焦距，并且f1gr表示正透镜的焦距。
条件表达式(2)相对于第一透镜组G1的焦距适当地限定置放在最物体侧处的第一负透镜的焦距f1gf和置放在最图像侧处的正透镜的焦距f1gr。当f1gr/(-f1gf)的值等于或者超过条件表达式(2)的上限值时，第一负透镜的焦距f1gf变小并且正透镜的焦距f1gr变大，从而变得难以校正在广角端状态下的彗差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(2)的上限值设为2.44。在另一方面，当f1gr/(-f1gf)的值等于或者降至低于条件表达式(2)的下限值时，第一负透镜的焦距f1gf变大并且正透镜的焦距f1gr变小，从而变得难以校正在远摄端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(2)的下限值设为2.14。
注意，通过在第一负透镜和正透镜之间设置至少一个负透镜(例如，图1中的双凹透镜L12)，能够优良地校正在广角端附近的场曲而不使得最前透镜的直径是大的。而且，通过采取第一透镜组G1由第一负透镜、第二负透镜和正透镜这三个透镜构成的配置，更能够获得这个效果。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是以下条件表达式(3)得以满足：
0.81<f2/(-f3)<1.00      (3)
其中f2表示第二透镜组G2的焦距，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
条件表达式(3)相对于第二透镜组G2的焦距限定第三透镜组G3的适当的焦距。当f2/(-f3)的值等于或者超过条件表达式(3)的上限值时，第三透镜组G3的焦距变小并且第二透镜组G2的焦距变大，从而变得难以校正在远摄端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(3)的上限值设为0.84。在另一方面，当f2/(-f3)的值等于或者降至低于条件表达式(3)的下限值时，第三透镜组G3的焦距变大并且第二透镜组G2的焦距变小，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(3)的下限值设为0.82。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是孔径光阑S置放在第三透镜组G3的附近。利用这种配置，从广角端状态到远摄端状态使得完全打开的孔径光栏的直径恒定是可能的，由此简化机械结构以便可以防止由组装误差引起的光学性能的劣化。
而且，在变焦光学***ZL中，优选的是满足以下条件表达式(4)：
0.60<f2/f4<0.70  (4)
其中f2表示第二透镜组G2的焦距，并且f4表示第四透镜组G4的焦距。
条件表达式(4)相对于第二透镜组G2的焦距限定第四透镜组G4的适当的焦距。当f2/f4的值等于或者超过条件表达式(4)的上限值时，第四透镜组G4的焦距变小并且第二透镜组G2的焦距变大，从而难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(4)的上限值设为0.68。在另一方面，当f2/f4的值等于或者降至低于条件表达式(4)的下限值时，第四透镜组G4的焦距变大并且第二透镜组G2的焦距变小，从而变得难以校正在远摄端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(4)的下限值设为0.65。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是第一透镜组G1中的最物体侧透镜具有非球面(例如，图1中的非球面负透镜L11的图像侧表面(第三表面))。相应地，有效地校正广角端状态中的场曲和远摄端状态中的球面像差是可能的。
而且，在变倍光学***ZL中，优选的是第三透镜组G3由胶合透镜构成，该胶合透镜由与负透镜胶合的正透镜构造。相应地，有效地校正广角端状态中的彩色彗差是可能的。
此外，优选的是变倍光学***ZL如此构造，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。相应地，有效地校正球面像差和场曲的变化并且确保预定的变倍比率是可能的。
此外，优选的是如此构成变倍光学***ZL，使得第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4的所有的透镜都是球面透镜。相应地，便于透镜加工和组装调节，并且防止由于透镜加工和组装调节的误差引起的光学性能的劣化是可能的。
在下文中，参考图18概略地解释用于根据第一实施例的变倍光学***ZL的方法。首先，置放每一个透镜以便制备透镜组G1到G4(步骤S11)。然后，置放每一个透镜以便在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离改变，并且第三透镜组G3和第四透镜组G4改变(步骤S12)。此外，作为减振透镜组VL置放第二透镜组G2中的至少一个单透镜，该减振透镜组移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量(步骤S13)。进而，置放第三透镜组G3和第四透镜组G4以便上述条件表达式(1)得以满足(步骤S14)。
具体地，在第一实施例中，如在图1中所示，按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜类型非球面负透镜L11、双凹透镜L12，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L13以形成第一透镜组G1；按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L21、带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜L22，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L23以形成第二透镜组G2；按照从物体侧的次序，置放由与双凹透镜L32胶合的、带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L31构造的胶合透镜以形成第三透镜组G3；并且按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L41，和由与带有面向物体侧的凹形表面的负弯月透镜43胶合的双凸透镜L42构造的胶合透镜，以形成第四透镜组G4。根据上述过程置放以此方式制备的分别的透镜组以制造变倍光学***ZL。
(第二实施例)
以下参考附图解释本发明优选的第二实施例。
如在图1中所示，根据目前的第二实施例的变倍光学***ZL，按照从物体侧的次序由以下构成：具有负屈光力的第一透镜组G1；具有正屈光力的第二透镜组G2；具有负屈光力的第三透镜组G3；和具有正屈光力的第四透镜组G4。在这个变倍光学***ZL中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离改变并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变。此外，在这个变倍光学***ZL中，第二透镜组G2的至少一个单透镜(例如，图1中的正弯月透镜L21)是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜组VL。在如此配置的根据第二实施例的变倍光学***ZL中，在变焦时能够有效地校正在远摄端状态下的彗差和在广角端状态下的场曲，并且沿着基本垂直于光轴的方向确保图像平面运动的预定量是可能的。
接着，解释用于配置这种变倍光学***ZL的条件。首先，在变倍光学***ZL中，第一透镜组G1包括最物体侧上的第一负透镜(例如，图1所示非球面负透镜L11)和最图像侧上的正透镜(例如，图1所示正弯月透镜L13)，并且以下条件表达式(2)优选地得以满足：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00      (2)
其中f1gf表示第一负透镜的焦距，并且f1gr表示正透镜的焦距。
条件表达式(2)相对于第一透镜组G1的焦距适当地限定置放在最物体侧上的第一负透镜的焦距f1gf和置放在最图像侧上的正透镜的焦距f1gr。当f1gr/(-f1gf)的值等于或者超过条件表达式(2)的上限值时，第一负透镜的焦距f1gf变小并且正透镜的焦距f1gr变大，从而变得难以校正在广角端状态下的彗差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(2)的上限值设为2.44。在另一方面，当f1gr/(-f1gf)的值等于或者降至低于条件表达式(2)的下限值时，第一负透镜的焦距f1gf变大并且正透镜的焦距f1gr变小，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(2)的下限值设为2.14。
利用设置在第一负透镜和正透镜之间的至少单一负透镜(例如，图1所示双凹透镜L12)，前透镜的直径并不变大，并且优良地在广角端状态的附近校正场曲是可能的。此外，通过使用第一负透镜、第二负透镜和正透镜这三个透镜构造第一透镜组G1，能够更加有效地实现这个效果。
在变倍光学***ZL中，优选的是满足以下条件表达式(1)：
0.35<D3w/(-f3)<0.45      (1)
其中D3w表示在广角端状态下在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
条件表达式(1)相对于第三透镜组G3的焦距限定在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离。当D3w/(-f3)的值等于或者超过条件表达式(1)的上限值时，在广角端状态下在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离D3w变大并且第三透镜组G3的焦距f3变小，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(1)的上限值设为0.42。在另一方面，当D3w/(-f3)的值等于或者降至低于条件表达式(1)的下限值时，在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离D3w变小并且第三透镜组G3的焦距f3变大，从而变得难以校正在广角端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(1)的下限值设为0.38。
此外，优选的是变倍光学***ZL满足以下表达式(3)：
0.81<f2/(-f3)<1.00     (3)
其中f2表示第二透镜组G2的焦距，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
条件表达式(3)相对于第二透镜组G2的焦距适当地限定第三透镜组G3的焦距。当f2/(-f3)的值等于或者超过条件表达式(3)的上限值时，第三透镜组G3的焦距变小并且第二透镜组G2的焦距变大，从而变得难以校正在远摄端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(3)的上限值设为0.84。在另一方面，当f2/(-f3)的值等于或者降至低于条件表达式(3)的下限值时，第三透镜组G3的焦距变大并且第二透镜组G2的焦距变小，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(3)的下限值设为0.82。
同样，优选的是变倍光学***ZL在第三透镜组G3的附近包括孔径光阑S。利用这种配置，通过使得孔径光阑的直径从广角端状态到远摄端状态是恒定的并且简化机械结构而防止由于组装误差引起的光学性能的劣化是可能的。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是满足以下条件表达式(4)：
0.60<f2/f4<0.70        (4)
其中f2表示第二透镜组G2的焦距，并且f4表示第四透镜组G4的焦距。
条件表达式(4)相对于第二透镜组G2的焦距限定第四透镜组G4的适当的焦距。当f2/f4的值等于或者超过条件表达式(4)的上限值时，第四透镜组G4的焦距变小并且第二透镜组G2的焦距变大，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(4)的上限值设为0.68。在另一方面，当f2/f4的值等于或者降至低于条件表达式(4)的下限值时，第四透镜组G4的焦距变大并且第二透镜组G2的焦距变小，从而变得难以校正在远摄端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(4)的下限值设为0.65。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是第一透镜组G1中的最物体侧透镜具有非球面(例如，图1所示非球面负透镜L11(第三表面))。相应地，有效地校正广角端状态下的场曲和远摄端状态下的球面像差是可能的。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是第三透镜组G3由胶合透镜构成，该胶合透镜由与负透镜胶合的正透镜构造。相应地，有效地校正广角端状态下的彩色彗差是可能的。
此外，优选的是变倍光学***ZL如此构造，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。相应地，有效地校正球面像差和场曲的变化并且确保预定的变倍比率是可能的。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4的所有的透镜均由球面透镜构成。相应地，便于透镜加工和组装调节，并且防止由于透镜加工和组装调节的误差引起的光学性能的劣化是可能的。
在下文中，参考图19概略地解释用于制造根据第二实施例的变倍光学***ZL的方法。首先，置放每一个透镜以便制备透镜组G1到G4(步骤S21)。然后，置放透镜组G1到G4以便在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离改变，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变(步骤S22)。此外，作为减振透镜组VL置放第二透镜组G2中的至少一个单透镜以便移动以具有在垂直于光轴的方向上的分量(步骤S23)。进而，在第一透镜组G1中，第一负透镜置放在最物体侧上并且正透镜置放在最图像侧上以便满足上述条件表达式(2)(步骤S24)。
具体地，在第二实施例中，例如，如在图1中所示，按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜类型非球面负透镜L11、双凹透镜L12，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L13以形成第一透镜组G1；按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L21、带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜L22，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L23以形成第二透镜组G2；按照从物体侧的次序，置放由与双凹透镜L32胶合的、带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L31构造的胶合透镜以形成第三透镜组G3；并且按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L41，和由与带有面向物体侧的凹形表面的负弯月透镜43胶合的双凸透镜L42构造的胶合透镜以形成第四透镜组G4。以此方式，根据上述过程置放制备的分别的透镜组以制造变倍光学***ZL。
(第三实施例)
以下参考附图解释本发明优选的第三实施例。如在图1中所示，根据目前的第三实施例的变倍光学***ZL，按照从物体侧的次序由以下构成：具有负屈光力的第一透镜组G1；具有正屈光力的第二透镜组G2；具有负屈光力的第三透镜组G3；和具有正屈光力的第四透镜组G4。在这个变倍光学***ZL中，在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离改变并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变。此外，在这个变倍光学***ZL中，第二透镜组G2的至少一个单透镜(例如，图1所示正弯月透镜L21)(例如，图1中的正弯月透镜L21)是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜VL。在如此配置的根据第三实施例的变倍光学***ZL中，在变焦时能够有效地校正在远摄端状态下的彗差和在广角端状态下的场曲，并且沿着基本垂直于光轴的方向确保图像平面运动的预定量是可能的。
接着，解释用于配置这种变倍光学***ZL的条件。首先，在变倍光学***ZL中，以下条件表达式(3)优选地得以满足：
0.81<f2/(-f3)<1.00     (3)
其中f2表示第二透镜组G2的焦距，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
条件表达式(3)相对于第二透镜组G2的焦距适当地限定第三透镜组G3的焦距。当f2/(-f3)的值等于或者超过条件表达式(3)的上限值时，第三透镜组G3的焦距变小并且第二透镜组G2的焦距变大，从而变得难以校正在远摄端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(3)的上限值设为0.84。在另一方面，当f2/(-f3)的值等于或者降至低于条件表达式(3)的下限值时，第三透镜组G3的焦距变大并且第二透镜组G2的焦距变小，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(3)的下限值设为0.82。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是孔径光阑S置放在第三透镜组G3的附近。利用这种配置，使得孔径光阑的直径从广角端状态到远摄端状态恒定并且简化机械结构是可能的，以便防止由于组装误差引起的光学性能的劣化是可能的。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是第一透镜组G1具有最物体侧上的第一负透镜(例如，图1所示非球面类型负透镜L11)和最图像侧上的正透镜(例如，图1所示正弯月透镜L13)，并且满足以下条件表达式(2)：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00      (2)
其中f1gf表示第一负透镜的焦距，并且f1gr表示正透镜的焦距。
条件表达式(2)相对于第一透镜组G1的焦距适当地限定置放在最物体侧上的第一负透镜的焦距f1gf和置放在最图像侧上的正透镜的焦距f1gr。当f1gr/(-f1gf)的值等于或者超过条件表达式(2)的上限值时，第一负透镜的焦距f1gf变小并且正透镜的焦距f1gr变大，从而变得难以校正在广角端状态下的彗差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(2)的上限值设为2.44。在另一方面，当f1gr/(-f1gf)的值等于或者降至低于条件表达式(2)的下限值时，第一负透镜的焦距f1gf变大并且正透镜的焦距f1gr变小，从而变得难以校正在远摄端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(2)的下限值设为2.14。
通过将至少单一负透镜(例如，图1所示双凹透镜L12)设置在第一负透镜和正透镜之间，前透镜的直径并不变大，并且极好地校正广角端附近的场曲是可能的。此外，通过使用第一负透镜、第二负透镜和正透镜这三个透镜来构造第一透镜组G1，能够更加优良地实现这个效果。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是满足以下条件表达式(1)：
0.35<D3w/(-f3)<0.45        (1)
其中D3w表示在广角端状态下在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
条件表达式(1)相对于第三透镜组G3的焦距限定在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离。当D3w/(-f3)的值等于或者超过条件表达式(1)的上限值时，在广角端状态下在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离D3w变大，并且第三透镜组G3的焦距f3变小，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(1)的上限值设为0.42。在另一方面，当D3w/(-f3)的值等于或者降至低于条件表达式(1)的下限值时，在广角端状态下在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离D3w变小并且第三透镜组G3的焦距f3变大，从而变得难以校正在广角端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(1)的下限值设为0.38。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是满足以下条件表达式(4)：
0.60<f2/f4<0.70       (4)
其中f2表示第二透镜组G2的焦距，并且f4表示第四透镜组G4的焦距。
条件表达式(4)相对于第二透镜组G2的焦距适当地限定第四透镜组G4的焦距。当f2/f4的值等于或者超过条件表达式(4)的上限值时，第四透镜组G4的焦距变小并且第二透镜组G2的焦距变大，从而变得难以校正在广角端状态下的球面像差。这不是优选的。为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(4)的上限值设为0.68。在另一方面，当f2/f4的值等于或者降至低于条件表达式(4)的下限值时，第四透镜组G4的焦距变大并且第二透镜组G2的焦距变小，从而变得难以校正在远摄端状态下的场曲。这不是优选的。附带地，为了可靠地获得本申请的效果，优选的是将条件表达式(4)的下限值设为0.65。
在变倍光学***ZL中，优选的是，在第一透镜组G1中，最物体侧透镜具有非球面(例如，图1所示非球面负透镜L11的图像侧表面(第三表面))。相应地，校正在广角端状态下的场曲和在远摄端状态下的球面像差是可能的。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是第三透镜组G3由胶合透镜构造，该胶合透镜由与负透镜胶合的正透镜构造。相应地，有效地校正广角端状态下的彩色彗差是可能的。
此外，优选的是变倍光学***ZL如此构造，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。相应地，有效地校正球面像差和场曲的变化并且确保预定的变倍比率是可能的。
此外，在变倍光学***ZL中，优选的是将第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4的所有的透镜均构造成球面透镜。相应地，便于透镜加工和组装调节并且防止由于透镜加工和组装调节的误差引起的光学性能的劣化是可能的。
在下文中，参考图20概略地解释用于制造根据第三实施例的变倍光学***ZL的方法。首先，置放每一个透镜以便制备透镜组G1到G4(步骤S31)。然后，置放每一个透镜组以便在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离改变，并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离改变(步骤S32)。此外，作为减振透镜组VL置放第二透镜组G2中的至少一个单透镜以便移动以具有在垂直于光轴的方向上的分量(步骤S33)。进而，置放第二透镜组G2和第三透镜组G3以便满足上述条件表达式(3)(步骤S34)。
具体地，在第三实施例中，例如，如在图1中所示，按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜类型非球面负透镜L11、双凹透镜L12，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L13以形成第一透镜组G1；按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L21、带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜L22，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L23以形成第二透镜组G2；按照从物体侧的次序，置放由与双凹透镜L32胶合的、带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L31构造的胶合透镜以形成第三透镜组G3；并且按照从物体侧的次序，置放带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L41，和由胶合到一起的由双凸透镜L42，和带有面向物体侧的凹形表面的负弯月透镜L43构造的胶合透镜以形成第四透镜组G4。根据上述过程置放以此方式制备的分别的透镜组以制造变倍光学***ZL。
接着，参考图17解释配备有对于根据本申请的第一到第三实施例公共的第一示例的变倍光学***ZL的光学设备的照相机。这个照相机1是配备有根据本申请的第一示例的变倍光学***ZL作为成像镜头2的、镜头互换式所谓的无反光镜照相机。在照相机1中，从未示意的物体(所要拍摄的主题)发射的光被成像镜头2会聚并且通过未示意的OLPF(光学低通滤波器)以在成像部分3的成像平面上形成主题图像。然后，主题图像被设置在成像部分3中的光电转换元件进行光电转换以产生主题的图像。所产生的图像显示在EVF(电子取景器)4上。由此，拍摄者能够经由EVF观察所要拍摄的主题。
此外，当拍摄者按下未示意的释放按钮时，由成像部分3光电转换的图像存储在未示意的存储器中。如此方式，拍摄者能够利用照相机1拍摄主题的照片。虽然，在本实施例中，作为一个示例解释了无反光镜照相机，但是即使在其中根据本实施例的变倍光学***ZL安装在单反照相机上的情形中仍然能够获得相同的效果，单反照相机的主体设置有快速返回反光镜并且其中经由取景器光学***观察所要拍摄的主题。
注意在光学性能并不劣化的范围中采用在下文中描述的内容是可能的。
虽然在根据本申请的实施例1到3的变倍光学***ZL中采用了四透镜组配置，但是采用五透镜组配置和六透镜组配置等等是可能的。而且，在最物体侧上添加透镜或者透镜组和在最图像侧上添加透镜或者透镜组是可能的。此外，透镜组意味着被空气间隔分离的、包括至少一个单透镜的部分。
采用聚焦透镜组是可能的，其中通过沿着光轴方向移动单透镜组、多个透镜组或者透镜组的一部分执行从无穷远物体到近距离物体的聚焦。在此情形中，聚焦透镜组能够适应于自动聚焦和用于自动聚焦的电机驱动器(超声波电机等)。特别地，如上所述，优选的是使得第一透镜组G1的至少一部分成为聚焦透镜组。
此外，透镜组或者透镜组的一部分可以移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量，或者可以以旋转方式移动(振荡或者摇摆)以便成为用于校正由于照相机振动产生的图像模糊的减振透镜组。特别地，如上所述，优选的是将第二透镜组G2的至少一部分形成为减振透镜组。
透镜表面由球面、平坦表面或者非球面形成是可能的。在其中透镜表面由球面或者平坦表面形成的情形中，透镜加工和组装调节变得容易并且能够防止由于在透镜加工和组装调节中的误差而引起光学性能劣化，从而这是优选的。即使图像平面偏离，图像形成性能的劣化仍然是小的。从而这是优选的。在其中透镜表面是非球面的情形中，非球面可以是通过磨削形成的非球面、通过在模具中铸造玻璃形成的玻璃模具非球面或者通过在玻璃的表面上成形树脂以便成为非球面形状而形成的复杂类型非球面。而且，透镜表面可以是衍射表面，并且透镜可以是折射率分布式透镜(GRIN透镜)或者塑料透镜。
虽然优选的是在第三透镜组G3的附近置放孔径光阑S，但是并不是必要地置放作为孔径光阑的构件并且替代地透镜框架可以被用于这个角色。
此外，为了通过减少耀斑和幻像而获得高对比度和高的光学性能，每一个透镜表面可以形成有在宽的波长范围中具有高透射率的防反射涂层。
此外，在根据本申请第一到第三实施例的变倍光学***ZL中，变倍比率是2.0到5.0。
在下文中，参考附图解释对于本申请的第一到第三实施例而言公共的每一个示例。第一到第四示例对于第一到第三实施例而言全部是公共的。图1、图5、图9和图13是示出根据每一个示例的变倍光学***ZL(ZL1到ZL4)的配置、在聚焦条件从无穷远聚焦状态到近距离聚焦状态改变时每一个透镜组的屈光力分布和运动状态的截面视图。而且，在截面视图所示变倍光学***ZL1到ZL4下面，描绘了每一个箭头以指示在从广角端状态(W)到远摄端状态(T)变焦时每一个透镜组G1到G4沿着光轴的移动方向。而且，如在图1、图5、图9和图13中所示，根据第一到第四示例的每一个变倍光学***ZL1到ZL4，按照从物体侧的次序由以下构成，具有负屈光力的第一透镜组G1、具有正屈光力的第二透镜组G2、具有负屈光力的第三透镜组G3，和具有正屈光力的第四透镜组G4。在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加并且在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。因此，在每一个透镜组之间的距离改变。
在每一个示例中，当使得沿着垂直于光轴的方向的高度为y，使得沿着光轴从在高度y处每一个非球面的顶点的切平面到分别的非球面的距离(垂度量)为S(y)，使得基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)为r，使得锥形系数为κ，并且使得n阶非球面系数为An时，非球面由以下表达式(a)表示：
S(y)＝(y2/r)/[1+(1–κ×y2/r2)1/2]
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10      (a)
注意，在每一个示例中，二阶非球面系数A2为零。而且，在每一个示例的表格中，在每一个非球面的表面编号的右侧上附加*标记。此外，在将在下面描述的示例中，“E-n”代表“×10-n”。
[第一示例]
图1是示出根据第一示例的变倍光学***ZL1的配置的截面视图。在图1所示变倍光学***ZL1中，第一透镜组G1，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜类型非球面负透镜L11、双凹透镜L12，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L13。在非球面负透镜L11中，图像侧玻璃透镜表面(第二表面)形成有树脂层，并且树脂层的图像侧表面(第三表面)形成为非球面形状。第二透镜组G2，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L21、带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜L22，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L23。第三透镜组G3，按照从物体侧的次序由以下构成，由与双凹透镜L32胶合的、带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L31构造的胶合透镜。第四透镜组G4，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L41，和由与带有面向物体侧的凹形表面的负弯月透镜43胶合的双凸透镜L42构造的胶合透镜。
而且，孔径光阑S置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间(在第三透镜组G3的物体侧上的附近)，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时与第三透镜组G3一起移动。而且，通过沿着至物体的方向移动第一透镜组G1执行从无穷远到近距离物体的聚焦。
而且，通过使得第二透镜组G2的正弯月透镜L21成为减振透镜组VL，并且移动减振透镜组VL以具有在垂直于光轴的方向上的分量而执行图像模糊校正(减振)。
为了利用透镜***校正角度θ的旋转照相机振动，在该透镜***中，使得整个***的焦距为f，并且使得减振系数(图像平面中图像的移动量与在图像模糊校正中减振透镜组VL的移动量的比率)为K，用于模糊校正的减振透镜组VL沿着垂直于光轴的方向移动(f×tanθ)/K(与在将在以后描述的示例中相同)。在第一示例的广角端状态下，因为减振系数是0.77并且焦距是18.11(mm)，所以用于校正0.45°的旋转照相机振动的减振透镜组VL的移动量是0.18(mm)。而且，在第一示例的远摄端状态下，因为减振系数是1.29并且焦距是50.92(mm)，所以用于校正0.27°的旋转照相机振动的减振透镜组VL的移动量是0.18(mm)。
在以下表格1中列出与第一示例相关联的各种值。在表格1中，“W”表示广角端状态，“M”表示中间焦距状态，“T”表示远摄端状态，“f”表示焦距，“FNO”表示F数，“2ω”表示视角，“TL”表示整个透镜***长度。这里，整个透镜***长度TL代表在无穷远上聚焦时在光轴上从在透镜表面中的第一表面到图像平面I的距离。此外，在透镜数据中，第一列“m”示出沿着光传播方向从物体侧的透镜表面的次序(表面编号)，第二列“r”示出每一个透镜的曲率半径，第三列“d”示出在光轴上从每一个透镜表面到接着的透镜表面的距离(表面到表面距离)，第四列“νd”和第五列“nd”示出阿贝数和相对于d-线(λ＝587.6nm)的折射率。而且，曲率半径0.0000代表平表面并且省略了空气的折射率1.0000。注意表格1所示表面编号1到22对应于图1所示数字1到22。而且，“透镜组的焦距”示出每一个透镜组G1到G4的开始表面“ST”和焦距“f”。虽然“mm”针对列出的焦距f、曲率半径r、表面到表面距离d的各种值被用作长度单位，但是即使光学***成比例地放大或者成比例地减小，仍然能够获得相同的光学性能，从而它并不是必要地限制为“mm”。而且，在表格中的这些符号和各种值的解释在将在以后描述的示例中是相同的。
(表格1)
[规格]
[透镜数据]
[透镜组的焦距]
在第一示例中，第三表面形成为非球面形状。以下表格2示出非球面数据，换言之，示出锥形系数κ和每一个非球面常数A4到A10。
(表格2)
在第一示例中，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴上距离d7、在第二透镜组G2和将与第三透镜组G3一起移动的孔径光阑S之间的轴上距离d13、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴上距离d17，和后焦距Bf在变焦时改变。以下表格3示出在无穷远上聚焦时在广角端状态W下、在中间焦距状态M和远摄端状态T下在每一个焦距中可变距离和后焦距Bf的值。注意后焦距Bf意味着从最图像侧透镜表面(图1所示第22表面)到图像平面I的距离。在将在以后描述的示例中这个解释是相同的。
(表格3)
[可变距离数据]
以下表格4示出第一示例中的每一个条件表达式的值。注意，在表格4中，f2表示第二透镜组G2的焦距，f3表示第三透镜组G3的焦距，f4表示第四透镜组G4的焦距，f1gf是第一透镜组G1的第一负透镜的焦距，f1gr表示第一透镜组G1的正透镜的焦距，并且D3w表示在广角端状态下在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离。上述符号的解释在将在以后描述的示例中是相同的。
(表格4)
因此，根据第一示例的变倍光学***ZL1满足所有的条件表达式(1)到(4)。
图2A示出在第一示例中在广角端状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图，图3示出在第一示例中在中间焦距状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图，并且图4A示出在第一示例中在远摄端状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图。而且，图2B示出在第一示例中在广角端状态下在无穷远聚焦状态中在执行图像模糊校正(减振透镜组VL的移动量＝0.18)时彗差的曲线图，并且图4B示出在第一示例中在远摄端状态下在无穷远聚焦状态中在执行图像模糊校正(减振透镜组VL的移动量＝0.18)时彗差的曲线图。在这些曲线图中，FNO表示F数，Y表示图像到半视角的高度，d表示d-线(λ＝587.6nm)，并且g表示g-线(λ＝435.6nm)。而且，在示出像散的曲线图中，实线代表矢状图像平面并且虚线代表子午线图像平面。关于各种像差的这些曲线图的解释在将在以后描述的示例中是相同的。如从各种像差的曲线图清楚地，在第一示例中，很好地理解到从广角端状态到远摄端状态的各种像差被极好地校正，并且在校正照相机振动时像差的变化是极好的，从而能够获得优良的光学性能。
[第二示例]
图5示出根据第二示例的变倍光学***ZL2的配置。在图5所示变倍光学***ZL2中，第一透镜组G1，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜类型非球面负透镜L11、双凹透镜L12，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L13。在非球面负透镜L11中，图像侧玻璃透镜表面(第二表面)形成有树脂层，并且树脂层的图像侧表面(第三表面)形成为非球面形状。第二透镜组G2，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L21，和由与双凸透镜L23胶合的、带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜L22构造的胶合透镜。第三透镜组G3，按照从物体侧的次序由以下构成，由与双凹透镜L32胶合的、带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L31构造的胶合透镜。第四透镜组G4，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L41，和由与带有面向物体侧的凹形表面的负弯月透镜43胶合的双凸透镜L42构造的胶合透镜。
此外，孔径光阑S置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间(在第三透镜组G3的物体侧的附近)，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时与第三透镜组G3一起移动。而且，通过沿着至物体的方向移动第一透镜组G1执行从无穷远到近距离物体的聚焦。
此外，通过使得第二透镜组G2的正弯月透镜L21成为减振透镜组VL，并且移动减振透镜组VL以具有在垂直于光轴的方向上的分量而执行图像模糊校正(减振)。在第二示例的广角端状态下，因为减振系数是0.65并且焦距是10.30(mm)，所以用于校正0.61°的旋转照相机振动的减振透镜组VL的移动量是0.17(mm)。进而，在第二示例的远摄端状态下，因为减振系数是1.10并且焦距是29.60(mm)，所以用于校正0.36°的旋转照相机振动的减振透镜组VL的移动量是0.17(mm)。
以下表格5示出与第二示例相关联的各种值。注意表格5中的表面编号1到21对应于图5所示数字1到21。
(表格5)
[规格]
[透镜数据]
[透镜组的焦距]
在第二示例中，第三表面形成为非球面形状。以下表格6示出非球面数据，换言之，示出锥形系数κ和每一个非球面常数A4到A10的值。
(表格6)
在第二示例中，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴上距离d7、在第二透镜组G2和将与第三透镜组G3一起移动的孔径光阑S之间的轴上距离d12、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴上距离d16，和后焦距Bf在变焦时改变。以下表格7示出在无穷远上聚焦时在广角端状态下、在中间焦距状态和远摄端状态下在每一个焦距中可变距离和后焦距Bf的值。
(表格7)
[可变距离数据]
以下表格8示出第二示例中的每一个条件表达式的对应的值。
(表格8)
因此，根据第二示例的变倍光学***ZL2满足所有的条件表达式(1)到(4)。
图6A示出在第二示例中在广角端状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图，图7示出在第二示例中在中间焦距状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图，并且图8A示出在第二示例中在远摄端状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图。而且，图6B示出在第二示例中在广角端状态下在无穷远聚焦状态中在执行图像模糊校正(减振透镜组VL的移动量＝0.17)时彗差的曲线图。图8B示出在第二示例中在远摄端状态下在无穷远聚焦状态中在执行图像模糊校正(减振透镜组VL的移动量＝0.17)时彗差的曲线图。如从各种像差的曲线图清楚地，在第二示例中，很好地理解到在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中各种像差被优良地校正，并且在校正照相机振动时像差的变化是优良的，从而能够获得优良的光学性能。
[第三示例]
图9示出根据第三示例的变倍光学***ZL3的配置。在图9所示变倍光学***ZL3中，第一透镜组G1，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜类型非球面负透镜L11、双凹透镜L12，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L13。在非球面负透镜L11中，图像侧玻璃透镜表面(第二表面)形成有树脂层并且树脂层的图像侧表面(第三表面)形成为非球面形状。第二透镜组G2，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L21，和由与带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L23胶合的、带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜L22构造的胶合透镜。第三透镜组G3，按照从物体侧的次序由以下构成，由与双凹透镜L32胶合的、带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L31构造的胶合透镜。第四透镜组G4，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L41，和由与带有面向物体侧的凹形表面的负弯月透镜43胶合的双凸透镜L42构造的胶合透镜。
此外，孔径光阑S置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间(在第三透镜组G3的物体侧的附近)，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时与第三透镜组G3一起移动。而且，通过沿着至物体的方向移动第一透镜组G1执行从无穷远到近距离物体的聚焦。
而且，通过使得第二透镜组G2的正弯月透镜L21成为减振透镜组VL，并且移动减振透镜组VL以具有在垂直于光轴的方向上的分量而执行图像模糊校正(减振)。在第三示例的广角端状态下，因为减振系数是0.84并且焦距是18.50(mm)，所以用于校正0.44°的旋转照相机振动的减振透镜组VL的移动量是0.17(mm)。进而，在第三示例的远摄端状态下，因为减振系数是1.45并且焦距是53.40(mm)，所以用于校正0.26°的旋转照相机振动的减振透镜组VL的移动量是0.17(mm)。
以下表格9示出与第三示例相关联的各种值。注意表格9中的表面编号1到21对应于图9所示数字1到21。
(表格9)
[规格]
[透镜数据]
[透镜组的焦距]
在第三示例中，第三表面形成为非球面形状。以下表格10示出非球面数据，换言之，示出锥形系数κ和每一个非球面常数A4到A10。
(表格10)
在第三示例中，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴上距离d7、在第二透镜组G2和将与第三透镜组G3一起移动的孔径光阑S之间的轴上距离d12、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴上距离d16，和后焦距Bf在变焦时改变。以下表格11示出在无穷远上聚焦时在广角端状态下、在中间焦距状态和远摄端状态下在每一个焦距中可变距离和后焦距Bf的值。
(表格11)
[可变距离数据]
以下表格12示出第三示例中的每一个条件表达式的值。
(表格12)
因此，根据第三示例的变倍光学***ZL3满足所有的条件表达式(1)到(4)。
图10A示出在第三示例中在广角端状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图，图11示出在第三示例中在中间焦距状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图，并且图12A示出在第三示例中在远摄端状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图。而且，图10B示出在第三示例中在广角端状态下在无穷远聚焦状态中在执行图像模糊校正(减振透镜组VL的移动量＝0.17)时彗差的曲线图并且图12B示出在第三示例中在远摄端状态下在无穷远聚焦状态中在执行图像模糊校正(减振透镜组VL的移动量＝0.17)时彗差的曲线图。如从各种像差的曲线图清楚地，在第三示例中，很好地理解到在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中各种像差被优良地校正，并且在校正照相机振动时像差的变化是优良的，从而能够获得优良的光学性能。
[第四示例]
图13示出根据第四示例的变倍光学***ZL4的配置。在图13所示变倍光学***ZL4中，第一透镜组G1，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜类型非球面负透镜L11、双凹透镜L12，和带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L13。在非球面负透镜L11中，图像侧玻璃透镜表面(第二表面)形成有树脂层并且树脂层的图像侧表面(第三表面)形成为非球面形状。第二透镜组G2，按照从物体侧的次序由以下构成，带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L21，和由与带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L23胶合的、带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜L22构造的胶合透镜。第三透镜组G3，按照从物体侧的次序由以下构成，由与双凹透镜L32胶合的、带有面向物体侧的凹形表面的正弯月透镜L31构造的胶合透镜。第四透镜组G4，按照从物体侧的次序由以下构成，双凸透镜L41、带有面向物体侧的凸形表面的负弯月透镜42、带有面向物体侧的凸形表面的正弯月透镜L43，和双凸透镜L44。
此外，孔径光阑S置放在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间(在第三透镜组G3的物体侧的附近)，并且在从广角端状态到远摄端状态变焦时与第三透镜组G3一起移动。而且，通过沿着至物体的方向移动第一透镜组G1执行从无穷远到近距离物体的聚焦。
此外，通过使得第二透镜组G2的正弯月透镜L21成为减振透镜组VL，并且移动减振透镜组VL以具有在垂直于光轴的方向上的分量而执行图像模糊校正(减振)。在第四示例的广角端状态下，因为减振系数是0.81并且焦距是18.74(mm)，所以用于校正0.45°的旋转照相机振动的减振透镜组VL的移动量是0.18(mm)。进而，在第四示例的远摄端状态下，因为减振系数是1.38并且焦距是53.15(mm)，所以用于校正0.27°的旋转照相机振动的减振透镜组VL的移动量是0.18(mm)。
以下表格13示出第四示例的各种值。注意表格13中的表面编号1到24对应于图13所示数字1到24。
(表格13)
[规格]
[透镜数据]
[透镜组的焦距]
在第四示例中，第三表面形成为非球面形状。以下表格14示出非球面数据，换言之，示出锥形系数κ和每一个非球面常数A4到A10。
(表格14)
在第四示例中，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的轴上距离d7、在第二透镜组G2和将与第三透镜组G3一起移动的孔径光阑S之间的轴上距离d12、在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的轴上距离d16和后焦距Bf在变焦时改变。以下表格15示出在无穷远上聚焦时在广角端状态下、在中间焦距状态和远摄端状态下在每一个焦距中可变距离和后焦距Bf的值。
(表格15)
[可变距离数据]
以下表格16示出第四示例中的每一个条件表达式的对应的值。
(表格16)
因此，根据第四示例的变倍光学***ZL4满足所有的条件表达式(1)到(4)。
图14A示出在第四示例中在广角端状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图，图15示出在第四示例中在中间焦距状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图，并且图16A示出在第四示例中在远摄端状态下在无穷远聚焦状态中各种像差的曲线图。而且，图14B示出在第四示例中在广角端状态下在无穷远聚焦状态中在执行图像模糊校正(减振透镜组VL的移动量＝0.18)时彗差的曲线图并且图16B示出在第四示例中在远摄端状态下在无穷远聚焦状态中在执行图像模糊校正(减振透镜组VL的移动量＝0.18)时彗差的曲线图。如从各种像差的曲线图清楚地，在第四示例中，很好地理解到在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中各种像差被优良地校正，并且在校正照相机振动时像差的变化是优良的，从而能够获得优良的光学性能。

Claims (27)

1.一种变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离改变；
所述第二透镜组的至少一个单透镜是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜组；并且
以下条件表达式得以满足：
0.35<D3w/(-f3)<0.45
其中D3w表示在所述广角端状态中在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离，并且f3表示所述第三透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中所述第一透镜组包括在最物体侧上的第一负透镜，和在最图像侧上的正透镜。
3.根据权利要求2所述的变倍光学***，其中以下条件表达式得以满足：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00
其中f1gf表示所述第一负透镜的焦距，并且f1gr表示所述正透镜的焦距。
4.根据权利要求2所述的变倍光学***，其中所述第一透镜组包括在所述第一负透镜和所述正透镜之间的至少一个负透镜。
5.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中所述第一透镜组，按照从物体侧的次序，由第一负透镜、第二负透镜和正透镜组成。
6.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中以下条件表达式得以满足：
0.81<f2/(-f3)<1.00
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f3表示所述第三透镜组的焦距。
7.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中孔径光阑置放在所述第三透镜组的附近。
8.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中以下条件表达式得以满足：
0.60<f2/f4<0.70
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f4表示所述第四透镜组的焦距。
9.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中所述第一透镜组的最物体侧透镜具有非球面。
10.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中所述第三透镜组是由与负透镜胶合的正透镜构造的胶合透镜。
11.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中，在从所述广角端状态到所述远摄端状态变焦时，在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离增加，并且在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离减小。
12.根据权利要求1所述的变倍光学***，其中所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组的所有的透镜为球面透镜。
13.一种配备有根据权利要求1所述的变倍光学***的光学设备，其中物体的图像在预定的图像平面上形成。
14.一种变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离改变；
所述第二透镜组的至少一个单透镜是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜组；并且
所述第一透镜组包括最物体侧上的第一负透镜和最图像侧上的正透镜，并且满足以下条件表达式：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00
其中f1gf表示所述第一负透镜的焦距，并且f1gr表示所述正透镜的焦距。
15.根据权利要求14所述的变倍光学***，其中以下条件表达式得以满足：
0.81<f2/(-f3)<1.00
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f3表示所述第三透镜组的焦距。
16.根据权利要求14所述的变倍光学***，其中以下条件表达式得以满足：
0.60<f2/f4<0.70
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f4表示所述第四透镜组的焦距。
17.一种配备有根据权利要求14所述的变倍光学***的光学设备，其中物体的图像在预定的图像平面上形成。
18.一种变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离改变；以及
所述第二透镜组的至少一个单透镜是移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量的减振透镜组，并且
以下条件表达式得以满足：
0.81<f2/(-f3)<1.00
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f3表示所述第三透镜组的焦距。
19.根据权利要求18所述的变倍光学***，其中以下条件表达式得以满足：
0.60<f2/f4<0.70
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f4表示所述第四透镜组的焦距。
20.一种配备有根据权利要求18所述的变倍光学***的光学设备，其中物体的图像在预定的图像平面上形成。
21.一种用于制造变倍光学***的方法，所述变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；所述方法包括以下步骤：
置放所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离改变；
作为减振透镜组置放所述第二透镜组的至少一个单透镜，所述减振透镜组移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量，并且
置放所述第三透镜组和所述第四透镜组以便满足以下条件表达式：
0.35<D3w/(-f3)<0.45
其中D3w表示在所述广角端状态中在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离，并且f3表示所述第三透镜组的焦距。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一透镜组包括最物体侧处的第一负透镜和最图像侧处的正透镜。
23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括以下步骤：
置放所述第一透镜组以便满足以下条件表达式：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00
其中f1gf表示所述第一负透镜的焦距，并且f1gr表示所述正透镜的焦距。
24.根据权利要求21所述的方法，进一步包括以下步骤：
置放所述第二透镜组和所述第三透镜组以便满足以下条件表达式：
0.81<f2/(-f3)<1.00
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f3表示所述第三透镜组的焦距。
25.根据权利要求21所述的方法，进一步包括以下步骤：置放所述第二透镜组和所述第四透镜组以便满足以下条件表达式：
0.60<f2/f4<0.70
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f4表示所述第四透镜组的焦距。
26.一种用于制造变倍光学***的方法，所述变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；所述方法包括以下步骤：
置放所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离改变；
作为减振透镜组置放所述第二透镜组的至少一个单透镜，所述减振透镜组移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量；并且
置放所述第一透镜组以便包括最物体侧上的第一负透镜和最图像侧上的正透镜，并且满足以下条件表达式：
2.10<f1gr/(-f1gf)<3.00
其中f1gf表示所述第一负透镜的焦距，并且f1gr表示所述正透镜的焦距。
27.一种用于制造变倍光学***的方法，所述变倍光学***，按照从物体侧的次序，包括：具有负屈光力的第一透镜组；具有正屈光力的第二透镜组；具有负屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；所述方法包括以下步骤：
置放所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组，使得在从广角端状态到远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且在所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离改变；
作为减振透镜组置放所述第二透镜组的至少一个单透镜，所述减振透镜组移动以便具有在垂直于光轴的方向上的分量；并且
置放所述第二透镜组和所述第三透镜组以便满足以下条件表达式：
0.81<f2/(-f3)<1.00
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f3表示所述第三透镜组的焦距。
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