CN108496106A - 变焦透镜和光学仪器 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的变焦透镜包括具有正折光力的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组以及第六透镜组。第一透镜组包括前侧第一透镜组和后侧第一透镜组，前侧第一透镜组在从广角端变焦到望远端期间以及从无限远物体聚焦到短距离物体期间相对于像面固定，后侧第一透镜组具有正折光力。第二透镜组、第三透镜组和第五透镜组在变焦期间沿着光轴行进。第四透镜组和第六透镜组在变焦期间在光轴方向上相对于像面固定。包括后侧第一透镜组的至少两个透镜组在聚焦期间沿着光轴行进。

Description

变焦透镜和光学仪器
技术领域
本公开涉及一种内部聚焦***的望远变焦透镜和光学仪器。更具体地说，本公开涉及一种使用如下聚焦***的变焦透镜和包括这样的变焦透镜的光学仪器，该聚焦***适合用于特别是单镜头反光式照相机、非反光式照相机和数字静态照相机等，并且能够在从无限远到短距离的整个物距上执行有利的像差校正。
背景技术
例如，PTL 1和2已经提出了适合用于摄影照相机、数字静态照相机、摄像机等的F2.8类望远变焦透镜。
引文列表
专利文献
PTL 1：日本未审查专利申请公开No.2012-93548
PTL 2：日本未审查专利申请公开No.2010-191336
发明内容
然而，在PTL 1中公开的变焦透镜中，聚焦透镜组仅存在于需要长聚焦行程的第一透镜组中，这使得难以缩小变焦透镜的总长，并且使得难以具有高速聚焦。此外，在其中只有一个透镜组行进的聚焦***由于聚焦具有大的像差变化，这使得难以实现有利的光学性能，特别是在最短距离处。
此外，PTL 2中公开的变焦透镜按从物侧起的次序具有就每个透镜组的折光力而言正、负、正、负和正的五组构造，在该构造中，变焦是通过负折光力的第二透镜组、正折光力的第三透镜组和负折光力的第四透镜组的移动来执行的。聚焦是通过正折光力的第三透镜组的移动来执行的。然而，长聚焦行程仍是必要的，这使得难以缩小变焦透镜的总长。
此外，近年来，一直存在对于不仅针对静止图像的摄影、而且还针对移动图像的摄影进行优化的变焦透镜***的需求，在可换镜头数字照相机中也是。在移动图像的摄影中有必要使执行聚焦的透镜组以高速行进以便跟随对象的快速运动。因此，要求使聚焦透镜组具有少量移动并且具有减轻的重量。
可取的是提供如下聚焦透镜和安装有这样的聚焦透镜的光学仪器，该聚焦透镜使得可以在具有高图像形成性能的同时实现其总长缩短以及聚焦透镜组的尺寸缩小和重量减轻。
根据本公开的实施例的变焦透镜按从物侧朝向像面侧的次序包括：具有正折光力的第一透镜组；第二透镜组；第三透镜组；第四透镜组；第五透镜组；以及第六透镜组。第一透镜组按从物侧朝向像面侧的次序包括前侧第一透镜组和后侧第一透镜组，前侧第一透镜组在从广角端变焦到望远端以及从无限远物体聚焦到短距离物体时相对于像面固定，后侧第一透镜组具有正折光力。第二透镜组、第三透镜组和第五透镜组在变焦时沿着光轴行进。第四透镜组和第六透镜组在变焦时在光轴方向上相对于像面固定。包括后侧第一透镜组的至少两个透镜组在聚焦时沿着光轴行进。
根据本公开的实施例的光学仪器包括变焦透镜和成像器件，成像器件输出与通过变焦透镜形成的光学图像相对应的成像信号。变焦透镜由根据本公开的实施例的变焦透镜构成。
根据本公开的实施例的变焦透镜或光学仪器具有总六组构造，在该构造中，第一透镜组包括前侧第一透镜组和后侧第一透镜组，并且第二透镜组、第三透镜组和第五透镜组在变焦时沿着光轴行进。此外，包括后侧第一透镜组的至少两个透镜组在聚焦时沿着光轴行进。
根据本公开的实施例的变焦透镜或光学仪器具有总六组构造，在该构造中，第一透镜组包括前侧第一透镜组和后侧第一透镜组，并且包括后侧第一透镜组的至少两个透镜组在聚焦时沿着光轴行进，从而使得可以在具有高图像形成性能的同时实现其总长缩短以及聚焦透镜组的尺寸缩小和重量减轻。
要注意，这里所描述的效果不一定是限制性的，并且可以是本公开中描述的效果中的任何一个。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的变焦透镜的第一构造例子的透镜截面图。
图2是变焦透镜的第二构造例子的透镜截面图。
图3是变焦透镜的第三构造例子的透镜截面图。
图4是例示说明在特定数值应用于图1所示的变焦透镜的数值例子1中广角端、中间位置和望远端中的每个处的各种像差的像差图。
图5是例示说明在特定数值应用于图2所示的变焦透镜的、数值例子2中广角端、中间位置和望远端中的每个处的各种像差的像差图。
图6是例示说明在特定数值应用于图3所示的变焦透镜的数值例子3中广角端、中间位置和望远端中的每个处的各种像差的像差图。
图7是例示说明光学仪器的构造例子的框图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细描述本公开的一些实施例。要注意，按以下次序给出描述。
1.透镜的基本构造
2.工作和效果
3.对于光学仪器的应用例子
4.透镜的数值例子
5.其他实施例
<1.透镜的基本构造>
图1例示说明根据本公开的实施例的变焦透镜的第一构造例子。图2例示说明变焦透镜的第二构造例子。图3例示说明变焦透镜的第三构造例子。稍后描述特定数值应用于这些构造例子的数值例子。在图1等中，Z1表示光轴。用于保护成像器件和各种滤光器的光学组件(比如密封玻璃)可以设置在变焦透镜和像面之间。
尽管根据本实施例的变焦透镜的构造在下面被描述为与图1等所示的构造例子相关联，但是在适当的情况下，根据本公开的技术不限于例示说明的构造例子。
根据本实施例的变焦透镜大体上包括六个透镜组，其中，具有正折光力的第一透镜组G1、具有负折光力的第二透镜组G2、具有正折光力的第三透镜组G3、具有正折光力的第四透镜组G4、具有负折光力的第五透镜组G5和具有正折光力的第六透镜组G6从物侧朝向像面侧按次序沿着光轴Z1设置。
第一透镜组G1按从物侧朝向像面侧的次序包括具有正折光力的第一F透镜组(前侧第一透镜组)G1F和具有正折光力的第一R透镜组(后侧第一透镜组)G1R。
这里，图1至图3每个均例示说明每个透镜组在广角端(短焦距端)、中间位置(标准视角、中间焦距)和望远端(长焦距端)的设置。此外，图1至图3每个均例示说明每个透镜组在从广角端变焦到望远端时的移动轨迹。
根据本实施例的变焦透镜具有如下构造：在该构造中，至少第二透镜组G2、第三透镜组G3和第五透镜组G5在从广角端变焦到望远端时沿着光轴行进。第四透镜组G4和第六透镜组G6在变焦时在光轴方向上相对于像面固定。
此外，根据本实施例的变焦透镜具有如下构造：在该构造中，包括后侧第一透镜组G1R的至少两个透镜组在从无限远物体聚焦到短距离物体时沿着光轴行进。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，前侧第一透镜组G1F在变焦和聚焦时相对于像面固定。
除了前述内容之外，根据本实施例的变焦透镜可取地满足稍后描述的预定条件表达式等。
<2.工作和效果>
接着给出根据本实施例的变焦透镜的工作和效果的描述。另外，给出根据本实施例的变焦透镜的可取构造的描述。要注意，本文所描述的效果仅仅是说明性的，而非限制性的，并且还可以具有其他效果。
根据本实施例的变焦透镜具有总六组构造，在该构造中，第一透镜组G1包括前侧第一透镜组G1F和后侧第一透镜组G1R，并且包括后侧第一透镜组G1R的至少两个透镜组在聚焦时沿着光轴行进，从而使得可以在具有高图像形成性能的同时实现其总长缩短以及聚焦透镜组的尺寸缩小和重量减轻。特别是，短聚焦行程和高速聚焦变得可能。这使得可以提供具有缩短的总长并且在物距的整个范围上具有高光学性能的望远变焦透镜、以及使用该望远变焦透镜的光学仪器。
在根据本实施例的变焦透镜中，在从广角端变焦到望远端时，前侧第一透镜组G1F、第四透镜组G4和第六透镜组G6在光轴方向上相对于像面固定，并且至少第二透镜组G2、第三透镜组G3和第五透镜组G5在光轴方向上行进。在根据本实施例的变焦透镜中，第四透镜组G4、第五透镜组G5和第六透镜组G6构成变焦透镜中的主要图像形成***。因此，在变焦期间移动第五透镜组G5使得可以改变主要图像形成***的焦距。结果，可以实现具有缩短的总光程的变焦透镜。
后侧第一透镜组G1R可取地在变焦时在光轴方向上相对于像面固定。要注意，图1的第一构造例子的变焦透镜1和图3的第三构造例子的变焦透镜3满足该构造。然而，如图2的第二构造例子的变焦透镜2中那样，例如，还可以使后侧第一透镜组G1R在变焦期间沿着光轴行进。
根据本实施例的变焦透镜是所谓的浮动焦点***的变焦***，在该浮动焦点***中，包括后侧第一透镜组G1R的至少两个透镜组在从无限远物体聚焦到短距离物体时作为聚焦透镜组行进。通过移动包括后侧第一透镜组G1R的所述至少两个透镜组来执行从无限远物体到短距离物体的聚焦使得可以缩短每个聚焦透镜组的行程。这不仅使得可以进行高速聚焦，而且还使得可以在短距离摄影时有效地执行各种像差的校正。
根据本实施例的变焦透镜可取地满足以下条件表达式(1)：
0.4<F1R/F1<0.56……(1)
前提条件是
F1表示第一透镜组G1的焦距，并且
F1R表示后侧第一透镜组G1R的焦距。
条件表达式(1)在适当范围内指定第一透镜组G1的焦距和后侧第一透镜组G1R的焦距之间的比率。满足条件表达式(1)使得可以适当地指定后侧第一透镜组G1R的聚焦行程。当超过条件表达式(1)的上限时，后侧第一透镜组G1R的折光力变得太弱，使聚焦行程增大，使得难以缩短变焦透镜的总焦距。同时，当降至低于条件表达式(1)的下限时，由于后侧第一透镜组G1R而导致的像差的产生量变得太大，使得难以抑制聚焦时主要是球面像差和彗形像差的产生。
要注意，为了更有利地实现上述条件表达式(1)的效果，更可取的是如以下条件表达式(1)'中那样设置条件表达式(1)的数值范围。
0.42<F1R/F1<0.53……(1)'
此外，根据本实施例的变焦透镜可取地满足以下条件表达式(2)：
0.5<OL4/F456T<1.0……(2)
前提条件是
OL4表示从第四透镜组G4的定位为最靠近物侧的透镜表面的顶点到像面在光轴上的距离，并且
F456T表示第四透镜组G5、第五透镜组G5和第六透镜组G6在望远端的合成焦距。
条件表达式(2)在适当的范围内指定从第四透镜组G4的定位为最靠近物侧的透镜表面的表面顶点到像面在光轴上的距离。满足条件表达式(2)使得可以在使从第四透镜组G4到像面的距离保持短的同时适当地校正在第四透镜组G4处产生的各种像差。当超过条件表达式(2)的上限时，从第四透镜组G4到像面的距离与第四透镜组G4在望远端的焦距相比变得太长，使得难以缩短变焦透镜的总光程。当降至低于条件表达式(2)的下限时，从第四透镜组G4到像面的距离变得太短，使得难以校正主要是球面像差、彗形像差和像场弯曲。
要注意，为了更有利地实现上述条件表达式(2)的效果，更可取的是如以下条件表达式(2)'中那样设置条件表达式(2)的数值范围。
0.55<OL4/F456<1.0……(2)'
而且，在根据本实施例的变焦透镜中，可取的是除了后侧第一透镜组G1R之外还使第五透镜组G5在聚焦时沿着光轴行进。在这种情况下，可取的是满足以下条件表达式(3)：
-5.5<(1–βt52)*βt62)<-2……(3)
前提条件是
βt5表示无限远聚焦时第五透镜组G5在望远端的横向倍率，并且
βt6表示无限远聚焦时第六透镜组G6在望远端的横向倍率。要注意，“*”表示乘法符号。
条件表达式(3)在适当的范围内指定第五透镜组G5被设置为聚焦透镜组的情况下的聚焦灵敏度。满足条件表达式(3)使得不仅可以缩短光学***的总长，而且还适当地校正物距的整个区域上的各种像差。当超过条件表达式(3)的上限时，第五透镜组G5被设置为聚焦透镜组的情况下的折光力变得太强，使得不仅难以校正由于聚焦而导致的各种像差，而且还难以对聚焦的停止位置的准确度执行控制。当降至低于条件表达式(3)的下限时，第五透镜组G5被设置为聚焦透镜组的情况下的行程变得太长，使得难以缩短总光程。
要注意，为了更有利地实现上述条件表达式(3)的效果，更可取的是如以下条件表达式(3)'中那样设置条件表达式(3)的数值范围。
-5<(1-βt52)*βt62)<-2.3……(3)'
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，第二透镜组G2可以包括被定位为最靠近像面侧的负透镜。在这种情况下，如图3的第三构造例子的变焦透镜3中那样，例如，除了后侧第一透镜组G1R和第五透镜组G5之外，进一步地第二透镜组G2的被定位为最靠近像面侧的负透镜也可以在聚焦时沿着光轴作为第三聚焦透镜组行进。
通过将第二透镜组G2的被定位为最靠近像面侧的负透镜设置为第三聚焦透镜组，变得可以不仅缩短总光程和校正由于聚焦而导致的各种像差，而且还可以有效地抑制所谓的呼吸，即，由于聚焦而发生的视角变化。
此外，根据本实施例的变焦透镜可取地满足以下条件表达式(4)：
-1.2<Hft/Ft<-0.5……(4)
前提条件是
Hft表示在望远端聚焦于无限远处时从定位为最靠近物侧的透镜表面到前侧主点的位置的距离，并且
Ft表示整个透镜***在望远端的焦距。
条件表达式(4)在适当的范围内指定整个光学***的前侧主点的位置。满足条件表达式(4)使得不仅可以缩短变焦透镜的总长，而且还可以增大最短距离处的最大摄影倍率。当超过条件表达式(4)的上限时，主要由第四透镜组G4或其后的透镜组构成的变焦透镜的主要图像形成***的望远比变得太长，从而使得难以校正主要是球面像差、彗形像差和像场弯曲。同时，当降至低于条件表达式(4)的下限时，变得难以缩短变焦透镜的总长。
要注意，为了更有利地实现上述条件表达式(4)的效果，更可取的是如以下条件表达式(4)'中那样设置条件表达式(4)的数值范围。
-1.1<Hft/Ft<-0.6……(4)'
而且，在根据本实施例的变焦透镜中，可取的是使前侧第一透镜组G1F包括两个正透镜。在这种情况下，可取的是满足以下条件表达式(5)：
80<νd1F<110……(5)
前提条件是
νd1F表示前侧第一透镜组G1F的两个正透镜中的每个的阿贝数的最大值。
条件表达式(5)指定前侧第一透镜组G1F中包括的两个正透镜中的每个的阿贝数的最大值的范围。使用超过条件表达式(5)的下限的低色散的材料使得可以有效地校正在望远端发生的色差。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，第四透镜组G4按从物侧朝向像面侧的次序可取地包括两个正透镜和胶合透镜，该胶合透镜包括负透镜和正透镜。
使形成变焦透镜的主要图像形成组的第四透镜组G4可以具有上述构造使得可以有利地校正主要是球面像差、彗形像差和像场弯曲。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，第五透镜组G5可取地由一个负透镜构成。在这种情况下，可取的是满足以下条件表达式(6)：
1.45<nd5<1.65……(6)
前提条件是
nd5表示构成第五透镜组的负透镜的折射率。
条件表达式(6)在适当的范围内指定构成第五透镜组G5的负透镜的折射率。满足条件表达式(6)使得可以在第五透镜组G5被设置为聚焦透镜组的情况下实现聚焦透镜组的重量减轻，从而使得可以进行高速聚焦。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，可取的是，至少两个聚焦透镜组中的一个聚焦透镜组具有检测聚焦时的位置的位置检测传感器，并且另一个聚焦透镜组基于位置检测传感器的位置信息沿着光轴行进。例如，可取的是使后侧第一透镜组G1R包括位置检测传感器。针对此的一个原因是，意图通过以下方式来使后侧第一透镜组G1R的聚焦位置在第五透镜组G5进行所谓的摆动操作时不受影响：允许第五透镜组G5由于其可能的摆动操作而依附于后侧第一透镜组G1R。在摆动操作中，具有缩小的尺寸和减轻的重量的透镜组(比如第五透镜组G5)不断地围绕聚焦位置被来回精细地驱动以便在例如运动图像的摄影中跟随对象的快速运动。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，可以通过使构成透镜***的透镜组中的一个透镜组或一个透镜组中的透镜组件的一部分作为防振动透镜组在基本上垂直于光轴的方向上移位来使图像位置移位。具体地说，第六透镜组G6的最靠近物侧的透镜组件是优选的，因为在基本上垂直于光轴的方向上被移位时像差变化较小。
<3.对于光学仪器的应用例子>
给出根据本实施例的变焦透镜对于光学仪器的应用的例子的描述。在下面，给出作为光学仪器的例子的成像单元的构造例子的描述。
图7例示说明应用根据本实施例的变焦透镜的成像单元100的构造例子。成像单元100例如是数字静态照相机，并且包括照相机块10、照相机信号处理器20、图像处理器30、液晶显示器(LCD)40、读取器/写入器(R/W)50、中央处理单元(CPU)60、输入部分70以及透镜驱动控制器80。
照相机块10提供成像功能，并且包括光学***，该光学***包括成像透镜11和成像器件12(比如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS))。成像器件12将成像透镜11形成的光学图像转换为电信号，从而输出与该光学图像相对应的成像信号(图像信号)。图1、图2和图3所示的各构造例子的变焦透镜1至3适用于作为成像透镜11。
照相机信号处理器20对从成像器件12输出的图像信号执行各种信号处理，比如模数转换、噪声去除、图像质量校正、到亮度/颜色差信号的转换。
图像处理器30执行图像信号的记录和再现的处理，并且基于预定图像数据格式执行图像信号的压缩编码/扩展解码的处理、数据规范(比如分辨率)的转换处理等。
LCD 40具有显示各种数据(比如用户对输入部分70的操作的状态和摄影的图像)的功能。R/W 50将图像处理器30编码的图像数据写入到存储卡1000中，并且读取记录在存储卡1000中的图像数据。存储卡1000可以例如是可从耦合到R/W 50的插槽拆卸的半导体存储器。
CPU 60用作控制成像单元100中提供的每个电路块的控制处理器，并且基于来自输入部分70的指令输入信号等来控制每个电路块。输入部分70包括用户通过其执行预定操作的各种开关等。输入部分70包括例如用于执行快门操作的快门释放按钮、用于选择操作模式的选择开关等，并且将与用户的操作相对应的指令输入信号输出到CPU 60。透镜驱动控制器80控制照相机块10中设置的透镜的驱动，并且基于来自CPU 60的控制信号来控制驱动成像透镜11的每个透镜的未例示的电机等。
成像单元100包括检测该单元的与握手相关联的震动的震动检测器，尽管图示被省略。
在下面，给出成像单元100中的操作的描述。
在摄影待机状态下，在CPU 60的控制下，照相机块10中摄影的图像的信号经由照相机信号处理器20输出到LCD 40，并且作为照相机通过图像显示。此外，例如，当从输入部分70输入用于变焦和聚焦的指令输入信号时，CPU 60将控制信号输出到透镜驱动控制器80，并且成像透镜11的预定透镜基于透镜驱动控制器80的控制行进。
当照相机块10的未例示的快门通过来自输入部分70的指令输入信号***作时，摄影图像的信号从照相机信号处理器20输出到图像处理器30，并且经过压缩译码处理以被转换为预定数据格式的数字数据。转换的数据输出到R/W 50，并且被写入到存储卡1000中。
要注意，聚焦是基于来自CPU 60的控制信号由使成像透镜11的预定透镜行进的透镜驱动控制器80执行的，例如，在输入部分70的快门释放按钮被半按的情况下，在输入部分70的快门释放按钮被全按以用于记录(摄影)的情况下，或者在其他情况下。
在再现存储卡1000中记录的图像数据的情况下，根据输入部分70上的操作，R/W50从存储卡1000读取预定图像数据，并且图像处理器30对该图像数据进行扩展解码处理。其后，再现图像信号输出到LCD 40以使再现的图像被显示。
此外，CPU 60基于从未例示的震动检测器输出的信号来操作透镜驱动控制器80，并且使防振动透镜组根据震动量在基本上垂直于光轴Z1的方向上行进。
要注意，尽管上述实施例例示说明了光学仪器应用于成像单元(比如数字静态照相机)的例子，但是光学仪器的应用范围不限于数字静态照相机，并且光学仪器适用于其他的各种光学仪器。例如，光学仪器适用于数字单镜头反光式照相机、数字非反光式照相机、数字摄像机、监控照相机等。此外，光学仪器广泛地适用于数字输入/输出单元(比如安装有照相机的移动电话和安装有照相机的信息终端)的照相机部分等。此外，光学仪器还适用于可换镜头照相机。
[例子]
<4.透镜的数值例子>
接着，给出根据本实施例的变焦透镜的特定的数值例子的描述。在此，给出特定数值应用于图1、图2和图3所示的各构造例子的变焦透镜1至3的数值例子的描述。
要注意，以下各表和以下描述中指示的各符号的意义等如下。“si”表示从物侧朝像面侧计数的第i表面的编号。“ri”表示第i表面的旁轴曲率半径的值(mm)。“di”表示第i表面和第i+1表面之间在光轴上的间隔的值(mm)。“ni”表示具有第i表面的光学组件的材料在d线(波长587.6nm)中的折射率的值。“νi”表示具有第i表面的光学组件的材料在d线中的阿贝数的值。其中“ri”的值降至“∞”以下的部分表示平整表面或孔径平面(孔径光阑St)。被标记为“ASP”的表面表示非球面表面。被标记为“STO”的表面表示孔径光阑St。“BF”表示后焦距。“f”表示整个透镜***的焦距。“FNo.”表示F数。“ω”表示半视角。
在每个数值例子中，非球面形状由非球面表面的以下表达式定义。要注意，在指示稍后描述的非球面系数的每个表中，10的若干次幂使用E来表示。例如，“1.2×10-02”被表示为“1.2E-02”。
(非球面表面的表达式)
x＝c2y2/[1+{1-(1+K)c2y2}1/2]+ΣAi·yi
这里，
x表示光轴方向上的离透镜表面的顶点的距离；
y表示垂直于光轴的方向上的高度；
c表示透镜顶点处的旁轴曲率(旁轴曲率半径的倒数)；
K表示圆锥常数；并且
Ai表示第i阶非球面系数。
(各数值例子共同的构造)
应用以下各数值例子的变焦透镜1至3每个均具有满足透镜的上述基本构造的构造。也就是说，变焦透镜1至3每个均包括大体上六个透镜组，在这些透镜组中，具有正折光力的第一透镜组G1、具有负折光力的第二透镜组G2、具有正折光力的第三透镜组G3、具有正折光力的第四透镜组G4、具有负折光力的第五透镜组G5以及具有正折光力的第六透镜组G6从物侧朝向像面侧按次序沿着光轴Z1设置。
第一透镜组G1按从物侧朝向像面侧的次序包括具有正折光力的第一F透镜组(前侧第一透镜组)G1F和具有正折光力的第一R透镜组(后侧第一透镜组)G1R。
在从广角端变焦到望远端时，前侧第一透镜组G1F、第四透镜组G4和第六透镜组G6在光轴方向上相对于像面固定，并且至少第二透镜组G2、第三透镜组G3和第五透镜组G5在光轴方向上行进。
在从无限远物体聚焦到短距离物体时，包括后侧第一透镜组G1R的至少两个透镜组作为聚焦透镜组行进。
孔径光阑St设置在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间。
[数值例子1]
表1指示特定数值应用于图1所示的变焦透镜1的数值例子1的基本透镜数据。此外，表2指示非球面表面中的系数值。此外，表3指示整个透镜***的焦距f、F数(FNo.)、半视角ω以及广角端(短焦距端)、中间位置(标准视角、中间焦距)和望远端(长焦距端)中的每个处的透镜总长的值。
而且，表3还指示了可变的表面间隔的值。在数值例子1中，表面间隔d10、d17、d22、d30和d32的值在变焦时变化。
在根据数值例子1的变焦透镜1中，后侧第一透镜组G1R和第五透镜组G5每个均用作聚焦透镜组。后侧第一透镜组G1R在从无限远物体聚焦到短距离物体时沿着光轴朝向物侧行进。第五透镜组G5在从无限远物体聚焦到短距离物体时沿着光轴朝向像面侧行进。
在根据数值例子1的变焦透镜1中，前侧第一透镜组G1F按从物侧起的次序包括负弯月形透镜L1F1、正透镜L1F2和正弯月形透镜L1F3。正透镜L1F2和正弯月形透镜L1F3每个均包括阿贝数为95.1的材料，并且每个均具有色差特别是在望远端被有利地校正的构造。
后侧第一透镜组G1R在变焦时在光轴方向上相对于像面固定。后侧第一透镜组G1R按从物侧起的次序包括负弯月形透镜L1R1和正弯月形透镜L1R2。允许后侧第一透镜组G1R具有数值例子1的构造使得可以抑制聚焦时色差的变化。
第二透镜组G2按从物侧起的次序包括负透镜L21、在其中负透镜L22和正透镜L23被接合的胶合透镜以及负弯月形透镜L24。允许第二透镜组G2具有数值例子1的构造使得可以抑制主要在变焦时像差的变化。
第三透镜组G3按从物侧起的次序包括正透镜L31以及在其中正透镜L32和负透镜L33被接合的胶合透镜。允许第三透镜组G3具有数值例子1的构造使得可以抑制主要在变焦时像差的变化。
具有正折光力的第四透镜组G4、具有负折光力的第五透镜组G5和具有正折光力的第六透镜组G6构成变焦透镜的主要图像形成***。在变焦时移动第五透镜组G5使得可以缩短变焦透镜的总长。
第四透镜组G4按从物侧的次序包括正透镜L41、正透镜L42以及在其中负透镜L43和正透镜L44被接合的胶合透镜，正透镜L41具有形成在物侧的表面上的非球面表面。允许第四透镜组G4具有数值例子1的构造使得可以校正在构成主要图像形成***的第四透镜组G4、第五透镜组G5和第六透镜组G6处发生的球面像差、彗形像差和像场弯曲。
第五透镜组G5按从物侧起的次序包括负透镜L51，负透镜L51具有形成在其两个表面上的非球面表面。允许第五透镜组G5具有数值例子1的构造使得可以实现具有减轻的重量的聚焦透镜组。
第六透镜组G6按从物侧起的次序包括在其中正透镜L61和负透镜L62被接合的胶合透镜、在其中正透镜L63和负透镜L64被接合的胶合透镜、负透镜L65以及负透镜L66，正透镜L61具有形成在物侧的表面上的非球面表面。允许第六透镜组G6具有数值例子1的构造使得可以使出射光瞳位置靠近像侧，从而使得可以实现在使用可换镜头照相机的情况下对于避免底座直径和光线之间的干扰有利的构造。
可以使包括正透镜L61和负透镜L62的胶合透镜作为防振动透镜组通过在垂直于光轴Z1的方向上行进来校正图像震动。
表1
表2
表3
图4在上行例示说明数值例子1中广角端的各种像差。图4在中间行例示说明数值例子1中中间位置处的各种像差。图4在下行例示说明数值例子1中望远端的各种像差。图4例示说明作为各种像差的球面像差、像散(像场弯曲)和畸变像差。在像散图中，实线(S)指示矢状像面中的值，虚线(M)指示子午像面中的值。每个像差图指示e线(波长546.07nm)中的值。球面像差图还指示C线(波长656.3nm)和g线(波长435.8nm)的值。同样也适用于以下描述的其他数值例子中的像差图。
如从每个像差图意识到的，在根据数值例子1的变焦透镜1中，像差均在广角端、中间位置和望远端处被有利地以非常平衡的方式校正，因此显而易见的是，根据数值例子1的变焦透镜1具有优越的图像形成性能。
[数值例子2]
表4指示特定数值应用于图2所示的变焦透镜2的数值例子2的基本透镜数据。此外，表5指示非球面表面中的系数值。此外，表6指示整个透镜***的焦距f、F数(FNo.)、半视角ω以及广角端(短焦距端)、中间位置(标准视角、中间焦距)和望远端(长焦距端)中的每个处的透镜总长的值。
而且，表6还指示了可变的表面间隔的值。在数值例子2中，表面间隔d6、d10、d17、d22、d30和d32的值在变焦时变化。
在根据数值例子2的变焦透镜2中，后侧第一透镜组G1R和第五透镜组G5每个均用作聚焦透镜组。后侧第一透镜组G1R在从无限远物体聚焦到短距离物体时沿着光轴朝向物侧行进。第五透镜组G5在从无限远物体聚焦到短距离物体时沿着光轴朝向像面侧行进。
在根据数值例子2的变焦透镜2中，前侧第一透镜组G1F按从物侧起的次序包括负弯月形透镜L1F1、正透镜L1F2和正弯月形透镜L1F3。正透镜L1F2和正弯月形透镜L1F3每个均包括阿贝数为95.1的材料，并且每个均具有色差特别是在望远端被有利地校正的构造。
在数值例子2中，后侧第一透镜组G1R在变焦时沿着光轴方向行进。在变焦时沿着光轴移动后侧第一透镜组G1R使得可以缩短变焦透镜的总长。
后侧第一透镜组G1R按从物侧起的次序包括负弯月形透镜L1R1和正弯月形透镜L1R2。允许后侧第一透镜组G1R具有数值例子2的构造使得可以抑制聚焦时色差的变化。
第二透镜组G2按从物侧起的次序包括负透镜L21、在其中负透镜L22和正透镜L23被接合的胶合透镜以及负弯月形透镜L24。允许第二透镜组G2具有数值例子2的构造使得可以抑制主要在变焦时像差的变化。
第三透镜组G3按从物侧起的次序包括正透镜L31以及在其中正透镜L32和负透镜L33被接合的胶合透镜。允许第三透镜组G3具有数值例子2的构造使得可以抑制主要在变焦时像差的变化。
具有正折光力的第四透镜组G4、具有负折光力的第五透镜组G5和具有正折光力的第六透镜组G6构成变焦透镜的主要图像形成***。在变焦时移动第五透镜组G5使得可以缩短变焦透镜的总长。
第四透镜组G4按从物侧的次序包括正透镜L41、正透镜L42以及在其中负透镜L43和正透镜L44被接合的胶合透镜，正透镜L41具有形成在物侧的表面上的非球面表面。允许第四透镜组G4具有数值例子2的构造使得可以校正在构成主要图像形成***的第四透镜组G4、第五透镜组G5和第六透镜组G6处发生的球面像差、彗形像差和像场弯曲。
第五透镜组G5按从物侧起的次序包括负透镜L51，负透镜L51具有形成在其两个表面上的非球面表面。允许第五透镜组G5具有数值例子2的构造使得可以实现具有减轻的重量的聚焦透镜组。
第六透镜组G6按从物侧起的次序包括在其中正透镜L61和负透镜L62被接合的胶合透镜、正透镜L63、在其中负透镜L64和正透镜L65被接合的胶合透镜以及负透镜L66，正透镜L61具有形成在物侧的表面上的非球面表面。允许第六透镜组G6具有数值例子2的构造使得可以使出射光瞳位置靠近像侧，从而使得可以实现在使用可换镜头照相机的情况下对于避免底座直径和光线之间的干扰有利的构造。
可以使包括正透镜L61和负透镜L62的胶合透镜作为防振动透镜组通过在垂直于光轴Z1的方向上行进来校正图像震动。
表4
表5
表6
图5在上行例示说明数值例子2中广角端的各种像差。图5在中间行例示说明数值例子2中中间位置处的各种像差。图5在下行例示说明数值例子2中望远端的各种像差。
如从每个像差图意识到的，在根据数值例子2的变焦透镜2中，像差均在广角端、中间位置和望远端处被有利地以非常平衡的方式校正，因此显而易见的是，根据数值例子2的变焦透镜2具有优越的图像形成性能。
[数值例子3]
表7指示特定数值应用于图3所示的变焦透镜的数值例子3的基本透镜数据。此外，表8指示非球面表面中的系数值。此外，表9指示整个透镜***的焦距f、F数(FNo.)、半视角ω以及广角端(短焦距端)、中间位置(标准视角、中间焦距)和望远端(长焦距端)中的每个处的透镜总长的值。
而且，表9还指示了可变的表面间隔的值。在数值例子3中，表面间隔d10、d15、d17、d22、d30和d32的值在变焦时变化。
在根据数值例子3的变焦透镜3中，除了后侧第一透镜组G1R和第五透镜组G5之外，第二透镜组G2的被定位为最靠近像面侧的负透镜也用作聚焦透镜组。后侧第一透镜组G1R在从无限远物体聚焦到短距离物体时沿着光轴朝向物侧行进。第五透镜组G5在从无限远物体聚焦到短距离物体时沿着光轴朝向像面侧行进。第二透镜组G2的被定位为最靠近像面侧的负透镜在从无限远物体聚焦到短距离物体时沿着光轴朝向物侧行进。
在根据数值例子3的变焦透镜3中，前侧第一透镜组G1F按从物侧起的次序包括负弯月形透镜L1F1、正透镜L1F2和正弯月形透镜L1F3。正透镜L1F2和正弯月形透镜L1F3每个均包括阿贝数为95.1的材料，并且每个均具有色差特别是在望远端被有利地校正的构造。
后侧第一透镜组G1R在变焦时在光轴方向上相对于像面固定。后侧第一透镜组G1R按从物侧起的次序包括负弯月形透镜L1R1和正弯月形透镜L1R2。允许后侧第一透镜组G1R具有数值例子3的构造使得可以抑制聚焦时色差的变化。
第二透镜组G2按从物侧起的次序包括负透镜L21、在其中负透镜L22和正透镜L23被接合的胶合透镜以及负弯月形透镜L24。
在数值例子3中，负透镜L21和在其中负透镜L22和正透镜L23被接合的胶合透镜构成第二F透镜组(前侧第二透镜组)G2F。此外，作为第二透镜组G2的被定位为最靠近像面侧的负透镜的负弯月形透镜L24构成第二R透镜组(后侧第二透镜组)G2R。而且，在变焦时，第二F透镜组G2F和第二R透镜组G2R按彼此不同的轨迹沿着光轴行进。
在数值例子3中，在聚焦时在光轴方向上移动第二R透镜组G2R使得不仅可以抑制聚焦时像差的变化，而且还可以有效地抑制由于聚焦而导致的呼吸。
第三透镜组G3按从物侧起的次序包括正透镜L31以及在其中正透镜L32和负透镜L33被接合的胶合透镜。允许第三透镜组G3具有数值例子3的构造使得可以抑制主要在变焦时像差的变化。
具有正折光力的第四透镜组G4、具有负折光力的第五透镜组G5和具有正折光力的第六透镜组G6构成变焦透镜的主要图像形成***。在变焦时移动第五透镜组G5使得可以缩短变焦透镜的总长。
第四透镜组G4按从物侧的次序包括正透镜L41、正透镜L42以及在其中负透镜L43和正透镜L44被接合的胶合透镜，正透镜L41具有形成在物侧的表面上的非球面表面。允许第四透镜组G4具有数值例子3的构造使得可以校正在构成主要图像形成***的第四透镜组G4、第五透镜组G5和第六透镜组G6处发生的球面像差、彗形像差和像场弯曲。
第五透镜组G5按从物侧起的次序包括负透镜L51，负透镜L51具有形成在其两个表面上的非球面表面。允许第五透镜组G5具有数值例子3的构造使得可以实现具有减轻的重量的聚焦透镜组。
第六透镜组G6按从物侧起的次序包括在其中正透镜L61和负透镜L62被接合的胶合透镜、正透镜L63、在其中负透镜L64和正透镜L65被接合的胶合透镜以及负透镜L66，正透镜L63具有形成在物侧的表面上的非球面表面。允许第六透镜组G6具有数值例子3的构造使得可以使出射光瞳位置靠近像侧，从而使得可以实现在使用可换镜头照相机的情况下对于避免底座直径和光线之间的干扰有利的构造。
可以使包括正透镜L61和负透镜L62的胶合透镜通过作为防振动透镜组在垂直于光轴Z1的方向上行进来校正图像震动。
表7
表8
表9
图6在上行例示说明数值例子3中广角端的各种像差。图6在中间行例示说明数值例子3中中间位置处的各种像差。图6在下行例示说明数值例子3中望远端的各种像差。
如从每个像差图意识到的，在根据数值例子3的变焦透镜3中，像差均在广角端、中间位置和望远端处被有利地以非常平衡的方式校正，因此显而易见的是，根据数值例子3的变焦透镜3具有优越的图像形成性能。
[每个数值例子的其他数值数据]
表10指示每个数值例子的上述条件表达式的合并的值。如从表10意识到的，每个数值例子的值在每个条件表达式的数值范围内。
表10
<5.其他实施例>
根据本公开的技术不限于前述实施例和例子的描述，并且可以以各种方式修改。例如，上述每个数值例子中例示说明的各组件的形状和数值对于指定和实现本技术仅仅是说明性的，并且不应用于以限制性的方式解释本技术的技术范围。
此外，尽管已经在上述实施例和例子中给出了大体上包括六个透镜组的构造的描述，但是可以采用进一步包括基本上没有折光力的透镜的构造。
此外，例如，本技术可以具有以下配置。
[1]
一种变焦透镜，按从物侧朝向像面侧的次序包括：具有正折光力的第一透镜组；第二透镜组；第三透镜组；第四透镜组；第五透镜组；以及第六透镜组，
第一透镜组按从物侧朝向像面侧的次序包括前侧第一透镜组和后侧第一透镜组，所述前侧第一透镜组在从广角端变焦到望远端时以及从无限远物体聚焦到近距离物体时相对于像面固定，所述后侧第一透镜组具有正折光力，
所述第二透镜组、第三透镜组和第五透镜组在变焦时沿着光轴行进，
所述第四透镜组和第六透镜组在变焦时在光轴方向上相对于像面固定，以及
包括所述后侧第一透镜组的至少两个透镜组在聚焦时沿着光轴行进。
[2]
根据[1]所述的变焦透镜，其中，所述后侧第一透镜组在变焦时在光轴方向上相对于像面固定。
[3]
根据[1]或[2]所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
0.4<F1R/F1<0.56……(1)
前提条件是
F1表示第一透镜组的焦距，以及
F1R表示所述后侧第一透镜组的焦距。
[4]
根据[1]至[3]中任一项所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
前提条件是
OL4表示从第四透镜组的定位为最靠近物侧的透镜表面的顶点到像面在光轴上的距离，以及
F456T表示第四透镜组、第五透镜组和第六透镜组在望远端的合成焦距。
[5]
根据[1]至[4]中任一项所述的变焦透镜，其中，除了所述后侧第一透镜组之外，还有第五透镜组在聚焦时也沿着光轴行进。
[6]
根据[5]所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
-5.5<(1–βt52)*βt62<-2……(3)
前提条件是
βt5表示当对无限远聚焦时第五透镜组在望远端的横向倍率，以及
βt6表示当对无限远聚焦时第六透镜组在望远端的横向倍率。
[7]
根据[5]或[6]所述的变焦透镜，其中，
所述第二透镜组包括定位为最靠近像面侧的负透镜，以及
除了所述后侧第一透镜组和第五透镜组之外，还有第二透镜组的定位为最靠近像面侧的负透镜在聚焦时也沿着光轴行进。
[8]
根据[1]至[7]中任一项所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
-1.2<Hft/Ft<-0.5……(4)
前提条件是
Hft表示在望远端对无限远聚焦时从定位为最靠近物侧的透镜表面到前侧主点的位置的距离，以及
Ft表示整个透镜***在望远端的焦距。
[9]
根据[1]至[8]中任一项所述的变焦透镜，其中，所述前侧第一透镜组包括两个正透镜。
[10]
根据[9]所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
80<νd1F<110……(5)
前提条件是
νd1F表示所述前侧第一透镜组的所述两个正透镜中的每一个的阿贝数的最大值。
[11]
根据[1]至[10]中任一项所述的变焦透镜，其中，所述第四透镜组从物侧朝向像面侧包括两个正透镜和胶合透镜，所述胶合透镜包括负透镜和正透镜。
[12]
根据[1]至[11]中任一项所述的变焦透镜，其中，所述第五透镜组包括一个负透镜。
[13]
根据[12]所述的变焦透镜，其中，满足以下条件：
1.45<nd5<1.65……(6)
前提条件是
nd5表示构成第五透镜组的负透镜的折射率。
[14]
根据[1]和[3]至[13]中任一项所述的变焦透镜，其中，所述后侧第一透镜组在变焦时沿着光轴行进。
[15]
根据[1]至[14]中任一项所述的变焦透镜，进一步包括基本上没有折光力的透镜。
[16]
一种光学仪器，包括：变焦透镜；以及成像器件，所述成像器件输出与通过所述变焦透镜形成的光学图像相对应的成像信号，
所述变焦透镜按从物侧朝向像面侧的次序包括具有正折光力的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组以及第六透镜组，
所述第一透镜组按从物侧朝向像面侧的次序包括前侧第一透镜组和后侧第一透镜组，所述前侧第一透镜组在从广角端变焦到望远端时以及从无限远物体聚焦到近距离物体时相对于像面固定，所述后侧第一透镜组具有正折光力，
所述第二透镜组、第三透镜组和第五透镜组在变焦时沿着光轴行进，
所述第四透镜组和第六透镜组在变焦时在光轴方向上相对于像面固定，以及
包括所述后侧第一透镜组的至少两个透镜组在聚焦时沿着光轴行进。
[17]
根据[16]所述的变焦透镜，进一步包括基本上没有折光力的透镜。
本申请要求2016年2月1日提交给日本专利局的日本优先权专利申请JP2016-016980的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应理解，各种修改、组合、子组合和变化可以根据设计要求和其他因素而发生，只要它们在所附权利要求或其等同形式的范围内即可。

Claims (15)

1.一种变焦透镜，按从物侧朝向像面侧的次序包括：具有正折光力的第一透镜组；第二透镜组；第三透镜组；第四透镜组；第五透镜组；以及第六透镜组，
第一透镜组按从物侧朝向像面侧的次序包括前侧第一透镜组和后侧第一透镜组，所述前侧第一透镜组在从广角端变焦到望远端时以及从无限远物体聚焦到近距离物体时相对于像面固定，所述后侧第一透镜组具有正折光力，
所述第二透镜组、第三透镜组和第五透镜组在变焦时沿着光轴行进，
所述第四透镜组和第六透镜组在变焦时在光轴方向上相对于像面固定，以及
包括所述后侧第一透镜组的至少两个透镜组在聚焦时沿着光轴行进。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述后侧第一透镜组在变焦时在光轴方向上相对于像面固定。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
0.4<F1R/F1<0.56……(1)
前提条件是
F1表示第一透镜组的焦距，以及
F1R表示所述后侧第一透镜组的焦距。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
0.5<OL4/F456T<1.0……(2)
前提条件是
OL4表示从第四透镜组的定位为最靠近物侧的透镜表面的顶点到像面在光轴上的距离，以及
F456T表示第四透镜组、第五透镜组和第六透镜组在望远端的合成焦距。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，除了所述后侧第一透镜组之外，还有第五透镜组在聚焦时也沿着光轴行进。
6.根据权利要求5所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
-5.5<(1–βt52)*βt62<-2……(3)
前提条件是
βt5表示当对无限远聚焦时第五透镜组在望远端的横向倍率，以及
βt6表示当对无限远聚焦时第六透镜组在望远端的横向倍率。
7.根据权利要求5所述的变焦透镜，其中
所述第二透镜组包括定位为最靠近像面侧的负透镜，以及
除了所述后侧第一透镜组和第五透镜组之外，还有第二透镜组的定位为最靠近像面侧的负透镜在聚焦时也沿着光轴行进。
8.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
-1.2<Hft/Ft<-0.5……(4)
前提条件是
Hft表示在望远端对无限远聚焦时从定位为最靠近物侧的透镜表面到前侧主点的位置的距离，以及
Ft表示整个透镜***在望远端的焦距。
9.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述前侧第一透镜组包括两个正透镜。
10.根据权利要求9所述的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式：
80<νd1F<110……(5)
前提条件是
νd1F表示所述前侧第一透镜组的所述两个正透镜的阿贝数的最大值。
11.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第四透镜组从物侧朝向像面侧包括两个正透镜和胶合透镜，所述胶合透镜包括负透镜和正透镜。
12.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第五透镜组包括一个负透镜。
13.根据权利要求12所述的变焦透镜，其中，满足以下条件：
1.45<nd5<1.65……(6)
前提条件是
nd5表示构成第五透镜组的负透镜的折射率。
14.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述后侧第一透镜组在变焦时沿着光轴行进。
15.一种光学仪器，包括：变焦透镜；以及成像器件，所述成像器件输出与通过所述变焦透镜形成的光学图像相对应的成像信号，
所述变焦透镜按从物侧朝向像面侧的次序包括具有正折光力的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组以及第六透镜组，
所述第一透镜组按从物侧朝向像面侧的次序包括前侧第一透镜组和后侧第一透镜组，所述前侧第一透镜组在从广角端变焦到望远端时以及从无限远物体聚焦到近距离物体时相对于像面固定，所述后侧第一透镜组具有正折光力，
所述第二透镜组、第三透镜组和第五透镜组在变焦时沿着光轴行进，
所述第四透镜组和第六透镜组在变焦时在光轴方向上相对于像面固定，以及
包括所述后侧第一透镜组的至少两个透镜组在聚焦时沿着光轴行进。
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