变倍光学系统及摄像装置的制作方法

本发明的技术涉及一种变倍光学系统及摄像装置。

背景技术：

1、以往，作为能够用于相机等摄像装置的变倍光学系统，已知有日本特开2015-191055号公报中所记载的变倍光学系统。

技术实现思路

1、要求一种结构小型且在整个变倍区域内保持良好的光学性能的变倍光学系统。这些要求水平正在逐年提高。

2、本发明提供一种结构小型且在整个变倍区域保持良好的光学性能的变倍光学系统及具备该变倍光学系统的摄像装置。

3、用于解决技术课题的手段

4、本发明的第1方式为一种变倍光学系统，其从物体侧向像侧依次由以下构成：由2个以下的具有正屈光力的透镜组构成且作为整体具有正屈光力的正前组、由2个以下的具有负屈光力的透镜组构成且作为整体具有负屈光力的负前组、包括1个以上的透镜组的中间组及最终透镜组，在变倍时，相邻透镜组的所有间隔均发生变化，在比正前组更靠像侧包括至少1个具有极点的透镜面，极点为除光轴上以外的透镜面上的点，且极点处的透镜面的切平面与光轴垂直相交，中间组的最靠物体侧的透镜组为具有正屈光力的第1中间透镜组，所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（1）：

5、0.25＜bfw/（fw×tanωw）＜2  （1）。

6、在此，将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的以空气换算距离计的后焦距设为bfw。将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为fw。将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的最大半视场角设为ωw。

7、本发明的第2方式在第1方式的变倍光学系统中，将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的从正前组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与bfw之和设为tlw的情况下，

8、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（2）：

9、2＜tlw/（fw×tanωw）＜16  （2）。

10、本发明的第3方式在第1方式的变倍光学系统中，将正前组所包括的透镜组中具有最强的屈光力的透镜组的焦距设为fpmax，将中间组所包括的透镜组中具有最强的正屈光力的透镜组的焦距设为fmmax的情况下，

11、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（3）：

12、2.5＜fpmax/fmmax＜30  （3）。

13、本发明的第4方式在第1方式的变倍光学系统中，将正前组所包括的透镜组中具有最强的屈光力的透镜组的焦距设为fpmax，将负前组所包括的透镜组中具有最强的屈光力的透镜组的焦距设为fnmax的情况下，

14、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（4）：

15、3.8＜fpmax/（-fnmax）＜40  （4）。

16、本发明的第5方式在第1方式的变倍光学系统中，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的开放f数设为fnot，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为ft的情况下，

17、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（5）：

18、0.15＜fnot/（ft/fw）＜1.6  （5）。

19、本发明的第6方式在第1方式的变倍光学系统中，最终透镜组包括至少1个具有极点的透镜面。

20、本发明的第7方式在第6方式的变倍光学系统中，最终透镜组包括2片以上的透镜，所述透镜包括至少1个具有极点的透镜面。

21、本发明的第8方式在第7方式的变倍光学系统中，最终透镜组包括3片以上的透镜，所述透镜包括至少1个具有极点的透镜面。

22、本发明的第9方式在第6方式的变倍光学系统中，在中间组的最靠像侧配置有在对焦时沿着光轴移动的对焦组。

23、本发明的第10方式在第6方式的变倍光学系统中，将最终透镜组内的光轴上的空气间隔的总和设为deair，将从最终透镜组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离设为dge的情况下，

24、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（6）：

25、0≤deair/dge＜0.45  （6）。

26、本发明的第11方式在第10方式的变倍光学系统中，将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的从正前组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与bfw之和设为tlw的情况下，

27、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（7）：

28、0.05＜dge/tlw＜0.3  （7）。

29、本发明的第12方式在第11方式的变倍光学系统中，

30、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（7-1）：

31、0.08＜dge/tlw＜0.25  （7-1）。

32、本发明的第13方式在第6方式的变倍光学系统中，最终透镜组包括如下透镜，所述透镜在近轴区域将凸形状朝向物体侧且包括至少1个具有极点的透镜面。

33、本发明的第14方式在第1方式的变倍光学系统中，负前组包括第1非球面透镜，所述第1非球面透镜在近轴区域将凹形状朝向物体侧且在物体侧的透镜面具有凹凸形状随着从光轴上向周边部移动而在中途变化的拐点。

34、本发明的第15方式在第1方式的变倍光学系统中，负前组包括第2非球面透镜，所述第2非球面透镜在近轴区域将凹形状朝向像侧且在像侧的透镜面具有凹凸形状随着从光轴上向周边部移动而在中途变化的拐点。

35、本发明的第16方式在第1方式的变倍光学系统中，中间组包括第3非球面透镜，所述第3非球面透镜在近轴区域为双凸形状且在透镜面具有凹凸形状随着从光轴上向周边部移动而在中途变化的拐点。

36、本发明的第17方式在第1方式的变倍光学系统中，中间组包括多个负透镜。

37、本发明的第18方式在第1方式的变倍光学系统中，正前组包括负透镜和正透镜。

38、本发明的第19方式在第14方式的变倍光学系统中，将第1非球面透镜的物体侧的面的最大有效直径的位置处的曲率半径设为ra1y，将第1非球面透镜的物体侧的面的近轴曲率半径设为ra1c的情况下，

39、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（8）：

40、-10＜ra1y/ra1c＜-0.05  （8）。

41、本发明的第20方式在第19方式的变倍光学系统中，负前组中配置于最靠物体侧的透镜为第1非球面透镜。

42、本发明的第21方式在第15方式的变倍光学系统中，将第2非球面透镜的像侧的面的最大有效直径的位置处的曲率半径设为ra2y，将第2非球面透镜的像侧的面的近轴曲率半径设为ra2c的情况下，

43、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（9）：

44、-1.5＜ra2y/ra2c＜0  （9）。

45、本发明的第22方式在第21方式的变倍光学系统中，负前组中配置于最靠像侧的透镜为第2非球面透镜。

46、本发明的第23方式在第16方式的变倍光学系统中，中间组所包括的第3非球面透镜中配置于最靠物体侧的物体侧第3非球面透镜在像侧的透镜面具有至少1个极点，

47、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（10）：

48、0.45＜pdmin/eda3＜0.95  （10）。在此，在物体侧第3非球面透镜的像侧的透镜面上，将以光轴上的点为中心且通过各个极点的各圆的直径中最小的直径设为pdmin。将物体侧第3非球面透镜的像侧的面的有效直径设为eda3。

49、本发明的第24方式在第23方式的变倍光学系统中，中间组中配置于最靠物体侧的透镜为物体侧第3非球面透镜。

50、本发明的第25方式在第1方式的变倍光学系统中，将正前组所包括的透镜组中具有最强的屈光力的透镜组的焦距设为fpmax，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为ft，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的开放f数设为fnot的情况下，

51、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（11）：

52、1.5＜fpmax/（ft/fnot）＜11  （11）。

53、本发明的第26方式在第1方式的变倍光学系统中，将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的正前组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与bfw之和设为tlw的情况下，

54、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（12）：

55、2＜tlw/fw＜15  （12）。

56、本发明的第27方式在第1方式的变倍光学系统中，将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的开放f数设为fnow的情况下，

57、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（13）：

58、0.1＜tanωw/fnow＜0.6  （13）。

59、本发明的第27方式在第1方式的变倍光学系统中，将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的开放f数设为fnow的情况下，

60、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（13）：

61、0.1＜tanωw/fnow＜0.6  （13）。

62、本发明的第28方式在第1方式的变倍光学系统中，将正前组所包括的透镜组中具有最强的屈光力的透镜组的焦距设为fpmax的情况下，

63、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（14）：

64、0.05＜fw/fpmax＜1  （14）。

65、本发明的第29方式在第1方式的变倍光学系统中，将正前组所包括的透镜组中具有最强的屈光力的透镜组的焦距设为fpmax，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为ft的情况下，

66、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（15）：

67、1＜fpmax/（fw×ft）1/2＜15  （15）。

68、本发明的第30方式在第1方式的变倍光学系统中，将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的从正前组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与bfw之和设为tlw，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为ft的情况下，

69、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（16）：

70、0.7＜tlw/ft＜4  （16）。

71、本发明的第31方式在第1方式的变倍光学系统中，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为ft的情况下，

72、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（17）：

73、2＜ft/fw＜10  （17）。

74、本发明的第32方式在第1方式的变倍光学系统中，将负前组所包括的透镜组中具有最强的屈光力的透镜组的焦距设为fnmax，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为ft的情况下，

75、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（18）：

76、0.15＜（-fnmax）/（fw×ft）1/2＜1  （18）。

77、本发明的第33方式在第1方式的变倍光学系统中，

78、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（19）：

79、0.95＜tlt/tlw＜2  （19）。

80、在此，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的从正前组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与整个系统的以空气换算距离计的后焦距之和设为tlt。将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的从正前组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与bfw之和设为tlw。

81、本发明的第34方式在第1方式的变倍光学系统中，将最终透镜组的焦距设为fe的情况下，

82、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（20）：

83、-0.3＜fw/fe＜0.6  （20）。

84、本发明的第35方式在第1方式的变倍光学系统中，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为ft，将最终透镜组的焦距设为fe的情况下，

85、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（21）：

86、-0.4＜ft/fe＜1.5  （21）。

87、本发明的第36方式在第1方式的变倍光学系统中，将中间组所包括的透镜组中具有最强的正屈光力的透镜组的焦距设为fmmax，将在长焦端处对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距设为ft的情况下，

88、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（22）：

89、0.05＜fmmax/（fw×ft）1/2＜2  （22）。

90、本发明的第37方式在第1方式的变倍光学系统中，将中间组所包括的透镜组中具有最强的正屈光力的透镜组的焦距设为fmmax的情况下，

91、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（23）：

92、0.2＜fw/fmmax＜1.5  （23）。

93、本发明的第38方式在第1方式的变倍光学系统，正前组包括将凸形状朝向物体侧的负弯月形透镜和凸形状朝向物体侧的正透镜从物体侧向像侧依次接合而成的接合透镜，

94、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（24）：

95、1.94＜nn+0.01×νn＜2.5  （24）。在此，将上述接合透镜的负弯月形透镜相对于d线的折射率设为nn。将上述接合透镜的负弯月形透镜的d线基准的阿贝数设为νn。

96、本发明的第39方式在第38方式的变倍光学系统中，

97、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（25）：

98、2＜np+0.01×νp＜2.6  （25）。在此，将上述接合透镜的正透镜相对于d线的折射率设为np。将上述接合透镜的正透镜的d线基准的阿贝数设为νp。

99、本发明的第40方式在第1方式的变倍光学系统中，将正前组所包括的所有正透镜的d线基准的阿贝数的平均值设为νppave的情况下，

100、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（26）：

101、35＜νppave＜96  （26）。

102、本发明的第41方式在第1方式的变倍光学系统中，

103、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（27）：

104、0.1＜deiw/tlw＜0.5  （27）。在此，将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的从最终透镜组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与bfw之和设为deiw。将在广角端处对焦于无限远物体的状态下的从正前组的最靠物体侧的透镜面至最终透镜组的最靠像侧的透镜面为止在光轴上的距离与bfw之和设为tlw。

105、本发明的第42方式在第1方式的变倍光学系统中，最终透镜组包括2片以上的透镜，将最终透镜组所包括的透镜相对于d线的折射率设为ne，将最终透镜组所包括的透镜的d线基准的阿贝数设为νe的情况下，

106、至少2片透镜满足以下所表示的条件式（28）：

107、1.85＜ne+0.01×νe＜2.14  （28）。

108、本发明的第43方式在第1方式的变倍光学系统中，中间组包括1个或2个在对焦时沿着光轴移动的对焦组。

109、本发明的第44方式在第1方式的变倍光学系统中，中间组从物体侧向像侧依次连续地至少包括第1中间透镜组和具有负屈光力的第2中间透镜组。

110、本发明的第45方式在第44方式的变倍光学系统中，将第1中间透镜组的焦距设为fm1，将第2中间透镜组的焦距设为fm2的情况下，

111、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（29）：

112、0.05＜fm1/（-fm2）＜1.5  （29）。

113、本发明的第46方式在第45方式的变倍光学系统中，中间组从物体侧向像侧依次连续地至少包括第1中间透镜组、第2中间透镜组及具有正屈光力的第3中间透镜组。

114、本发明的第47方式在第46方式的变倍光学系统中，将第2中间透镜组的焦距设为fm2，将第3中间透镜组的焦距设为fm3的情况下，

115、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（30）：

116、0.1＜（-fm2/fm3）＜4  （30）。

117、本发明的第48方式在第1方式的变倍光学系统中，中间组从物体侧向像侧依次由第1中间透镜组和具有正屈光力的第2中间透镜组构成。

118、本发明的第49方式在第48方式的变倍光学系统中，将第1中间透镜组的焦距设为fm1，将第2中间透镜组的焦距设为fm2的情况下，

119、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（31）：

120、0.05＜fm1/fm2＜2  （31）。

121、本发明的第50方式在第1方式的变倍光学系统中，中间组从物体侧向像侧依次连续地至少包括第1中间透镜组、具有正屈光力的第2中间透镜组及具有负屈光力的第3中间透镜组。

122、本发明的第51方式在第50方式的变倍光学系统中，将第2中间透镜组的焦距设为fm2，将第3中间透镜组的焦距设为fm3的情况下，

123、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（30a）：

124、0.1＜（-fm2/fm3）＜4  （30a）。

125、本发明的第52方式在第1方式的变倍光学系统中，中间组从物体侧向像侧依次连续地至少包括第1中间透镜组、具有正屈光力的第2中间透镜组及具有正屈光力的第3中间透镜组。

126、本发明的第53方式在第52方式的变倍光学系统中，将第1中间透镜组的焦距设为fm1，将第2中间透镜组的焦距设为fm2的情况下，

127、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（31a）：

128、0.02＜fm1/fm2＜0.7  （31a）。

129、本发明的第54方式在第52方式的变倍光学系统中，将第2中间透镜组的焦距设为fm2，将第3中间透镜组的焦距设为fm3的情况下，

130、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（32）：

131、0.3＜fm2/fm3＜4.5  （32）。

132、本发明的第55方式在第53方式的变倍光学系统中，中间组从物体侧向像侧依次由第1中间透镜组、第2中间透镜组、第3中间透镜组及具有正屈光力的第4中间透镜组构成。

133、本发明的第56方式在第55方式的变倍光学系统中，将第3中间透镜组的焦距设为fm3，将第4中间透镜组的焦距设为fm4的情况下，

134、所述变倍光学系统满足以下所表示的条件式（33）：

135、0.3＜fm3/fm4＜2.5  （33）。

136、本发明的第57方式是一种摄像装置，其具备第1至第56方式中的任一方式的变倍光学系统。

137、另外，本说明书的“由～构成”、“由～构成的”表示除了所举出的构成要件以外，还可以包括实质上不具有屈光力的透镜以及光阑、滤波器及盖玻璃等除透镜以外的光学要件、以及透镜凸缘、透镜镜筒、成像元件及手抖校正机构等机构部分等。

138、本说明书的“具有正屈光力的～组”及“～组具有正屈光力”是指，作为组整体具有正屈光力。同样地，“具有负屈光力的～组”及“～组具有负屈光力”是指，作为组整体具有负屈光力。“具有正屈光力的透镜”与“正透镜”的含义相同。“具有负屈光力的透镜”与“负透镜”的含义相同。本说明书的“～组”并不限于由多个透镜构成的结构，也可以设为仅由1片透镜构成的结构。

139、复合非球面透镜（透镜（例如，球面透镜）和形成于该透镜上的非球面形状的膜构成为一体而整体作为1个非球面透镜发挥作用的透镜）不视为接合透镜，而作为1片透镜处理。只要没有特别说明，则与包括非球面的透镜相关的曲率半径、屈光力的符号及面形状使用近轴区域的曲率半径、屈光力的符号及面形状。关于曲率半径的符号，将凸形状朝向物体侧的面的曲率半径的符号设为正，将凸形状朝向像侧的面的曲率半径的符号设为负。

140、本说明书的“整个系统”表示变倍光学系统。条件式中所使用的“焦距”为近轴焦距。只要没有特别说明，则在条件式中所使用的“光轴上的距离”为几何距离。只要没有特别说明，则在条件式中所使用的值为在对焦于无限远物体的状态下以d线为基准时的值。

141、发明效果

142、根据本发明，能够提供一种结构小型且在整个变倍区域保持良好的光学性能的变倍光学系统及具备该变倍光学系统的摄像装置。