光学系统、光学设备以及光学系统的制造方法与流程

1.本发明涉及光学系统、光学设备以及光学系统的制造方法。


背景技术：

2.以往，公开有适合于照片用相机、电子静态相机、摄像机等的光学系统(例如，参照专利文献1)。在这种光学系统中，要求抑制对焦时的视场角变动。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2019-117419号公报


技术实现要素：

6.第1本发明的光学系统，由沿着光轴从物体侧依次排列的具有负的光焦度的前置透镜组以及具有正的光焦度的后续透镜组构成，所述后续透镜组具备配置于所述后续透镜组的最靠物体侧的位置且具有正的光焦度的对焦组以及相比所述对焦组配置于像侧的位置的像侧组，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，所述对焦组沿着光轴向像侧移动，且该光学系统满足以下的条件式：
7.0.78《fb/fc《1.00
8.其中，fb：无限远物体对焦时的所述后续透镜组的焦距，
9.fc：无限远物体对焦时的所述像侧组的焦距。
10.第2本发明的光学系统，由沿着光轴从物体侧依次排列的具有负的光焦度的前置透镜组以及具有正的光焦度的后续透镜组构成，所述后续透镜组具备配置于所述后续透镜组的最靠物体侧的位置且具有正的光焦度的对焦组以及相比所述对焦组配置于像侧的位置的像侧组，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，所述对焦组沿着光轴向像侧移动，且该光学系统满足以下的条件式：
11.1.00《βb/βc《10.00
12.其中，βb：无限远物体对焦时的所述后续透镜组的倍率，
13.βc：无限远物体对焦时的所述像侧组的倍率。
14.本发明的光学设备构成为，具备上述光学系统。
15.本发明的光学系统的制造方法，该光学系统由沿着光轴从物体侧依次排列的具有负的光焦度的前置透镜组以及具有正的光焦度的后续透镜组构成，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：所述后续透镜组具备配置于所述后续透镜组的最靠物体侧的位置且具有正的光焦度的对焦组以及相比所述对焦组配置于像侧的位置的像侧透镜组，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，所述对焦组沿着光轴向像侧移动，且该光学系统满足以下的条件式，即，
16.0.78《fb/fc《1.00
17.其中，fb：无限远物体对焦时的所述后续透镜组的焦距，
18.fc：无限远物体对焦时的所述像侧组的焦距。
附图说明
19.图1是示出第1实施例的光学系统的镜头结构的图。
20.图2(a)和图2(b)分别是第1实施例的光学系统的无限远对焦时、近距离对焦时的各像差图。
21.图3是示出第2实施例的光学系统的镜头结构的图。
22.图4(a)和图4(b)分别是第2实施例的光学系统的无限远对焦时、近距离对焦时的各像差图。
23.图5是示出第3实施例的光学系统的镜头结构的图。
24.图6(a)和图6(b)分别是第3实施例的光学系统的无限远对焦时、近距离对焦时的各像差图。
25.图7是示出具备各实施方式的光学系统的相机的结构的图。
26.图8是示出各实施方式的光学系统的制造方法的流程图。
具体实施方式
27.以下，对本发明的优选实施方式进行说明。首先，根据图7对具备各实施方式的光学系统的相机(光学设备)进行说明。如图7所示，该相机1由主体2和安装在主体2的摄影镜头3构成。主体2具备摄像元件4、对数字相机的动作进行控制的主体控制部(未图示)以及液晶画面5。摄影镜头3具备由多个透镜组构成的光学系统ol以及对各透镜组的位置进行控制的透镜位置控制机构(未图示)。透镜位置控制机构由对透镜组的位置进行检测的传感器、使透镜组沿着光轴向前后移动的电机以及对电机进行驱动的控制电路等构成。
28.来自被摄体的光通过摄影镜头3的光学系统ol被聚光，到达摄像元件4的像面i上。到达像面i的来自被摄体的光，通过摄像元件4被光电转换，作为数字画像数据被记录在未图示的存储器。记录在存储器的数字画像数据，能够根据用户的操作而显示在液晶画面5。另外，该相机可以是无反光镜相机，也可以是具有快速复原反光镜的单反类型的相机。
29.接着，对第1实施方式的光学系统进行说明。如图1所示，作为第1实施方式的光学系统(摄影镜头)ol的一例的光学系统ol(1)由沿着光轴从物体侧依次排列的具有负的光焦度的前置透镜组ga以及具有正的光焦度的后续透镜组gb构成。后续透镜组gb具备配置于后续透镜组gb的最靠物体侧的位置且具有正的光焦度的对焦组gf以及相比对焦组gf配置于像侧的位置的像侧组gc。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，对焦组gf沿着光轴向像侧移动。
30.在上述结构的基础上，第1实施方式的光学系统ol满足以下的条件式(1)。
31.0.78《fb/fc《1.00
…
(1)
32.其中，fb：无限远物体对焦时的后续透镜组gb的焦距
33.fc：无限远物体对焦时的像侧组gc的焦距
34.根据第1实施方式，能够得到对焦时的视场角变动少的光学系统以及具备该光学系统的光学设备。第1实施方式的光学系统ol可以是图3所示的光学系统ol(2)，也可以是图5所示的光学系统ol(3)。
35.条件式(1)规定无限远物体对焦时的后续透镜组gb的焦距与无限远物体对焦时的像侧组gc的焦距的适当关系。通过满足条件式(1)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
36.当条件式(1)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(1)的下限值设定为0.79、0.80、0.81、0.82，进一步设定为0.83，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(1)的上限值设定为0.98、0.96、0.95，进一步设定为0.94，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
37.第1实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(2)。
38.0.010《bldf/tl《0.160
…
(2)
39.其中，tl：光学系统ol的全长
40.bldf：对焦组gf的光轴上的长度
41.条件式(2)规定对焦组gf的光轴上的长度与光学系统ol的全长的适当关系。通过满足条件式(2)，从而能够使对焦组变得轻量化并进行高速调焦。
42.当条件式(2)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦组的重量。通过将条件式(2)的下限值设定为0.015、0.020、0.023、0.025、0.028、0.030、0.033，进一步设定为0.035，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(2)的上限值设定为0.150、0.130、0.110、0.080、0.060，进一步设定为0.050，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
43.接着，对第2实施方式的光学系统进行说明。如图1所示，作为第2实施方式的光学系统(摄影镜头)ol的一例的光学系统ol(1)由沿着光轴从物体侧依次排列的具有负的光焦度的前置透镜组ga以及具有正的光焦度的后续透镜组gb构成。后续透镜组gb具备配置于后续透镜组gb的最靠物体侧的位置且具有正的光焦度的对焦组gf以及相比对焦组gf配置于像侧的位置的像侧组gc。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，对焦组gf沿着光轴向像侧移动。
44.在上述结构的基础上，第2实施方式的光学系统ol满足以下的条件式(3)。
45.1.00《βb/βc《10.00
…
(3)
46.其中，βb：无限远物体对焦时的后续透镜组gb的倍率
47.βc：无限远物体对焦时的像侧组gc的倍率
48.根据第2实施方式，能够得到对焦时的视场角变动少的光学系统以及具备该光学系统的光学设备。第2实施方式的光学系统ol可以是图3所示的光学系统ol(2)，也可以是图5所示的光学系统ol(3)。
49.条件式(3)规定无限远物体对焦时的后续透镜组gb的倍率与无限远物体对焦时的像侧组gc的倍率的适当关系。通过满足条件式(3)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
50.当条件式(3)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(3)的下限值设定为1.40、1.80、2.20、2.50，进一步设定为2.60，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。另外，通过将条件式(3)的上限值设定为8.00、7.50、7.00、6.50、6.00、5.50、5.00，进一步设定为4.50，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
51.第2实施方式的光学系统ol优选满足上述的条件式(2)。通过满足条件式(2)，从而与第1实施方式同样，能够进行高速调焦。通过将条件式(2)的下限值设定为0.015、0.020、0.023、0.025、0.028、0.030、0.033，进一步设定为0.035，从而能够更可靠地得到本实施方
式的效果。另外，通过将条件式(2)的上限值设定为0.150、0.130、0.110、0.080、0.060，进一步设定为0.050，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。
52.另外，第2实施方式的光学系统ol也可以满足上述的条件式(1)。通过满足条件式(1)，从而与第1实施方式同样，能够使对焦时的视场角变动少。通过将条件式(1)的下限值设定为0.79、0.80、0.81、0.82，进一步设定为0.83，从而能够更可靠地得到第2实施方式的效果。另外，通过将条件式(1)的上限值设定为0.98、0.96、0.95，进一步设定为0.94，从而能够更可靠地得到第2实施方式的效果。
53.另外，第1实施方式的光学系统ol也可以满足上述的条件式(3)。通过满足条件式(3)，从而与第2实施方式同样，能够使对焦时的视场角变动少。通过将条件式(3)的下限值设定为1.40、1.80、2.20、2.50，进一步设定为2.60，从而能够更可靠地得到第1实施方式的效果。另外，通过将条件式(3)的上限值设定为8.00、7.50、7.00、6.50、6.00、5.50、5.00，进一步设定为4.50，从而能够更可靠地得到第1实施方式的效果。
54.第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(4)。
55.0.50《(-fa)/f《1.50
…
(4)
56.其中，fa：前置透镜组ga的焦距
57.f：无限远物体对焦时的光学系统ol的焦距
58.条件式(4)规定前置透镜组ga的焦距与无限远物体对焦时的光学系统ol的焦距的适当关系。通过满足条件式(4)，从而能够良好地对像面弯曲等各像差进行校正。
59.当条件式(4)的对应值脱离上述范围时，难以对像面弯曲等各像差进行校正。通过将条件式(4)的下限值设定为0.60、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95，进一步设定为0.98，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(4)的上限值设定为1.45、1.40、1.35、1.30、1.25、1.20、1.18，进一步设定为1.15，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
60.第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(5)。
[0061]-3.00《(rl1r2 rl1r1)/(rl1r2-rl1r1)《0.00
…
(5)
[0062]
其中，rl1r1：光学系统ol的配置于最靠物体侧的位置的透镜的物体侧透镜面的曲率半径
[0063]
rl1r2：光学系统ol的配置于最靠物体侧的位置的透镜的像侧透镜面的曲率半径
[0064]
条件式(5)规定光学系统ol的配置于最靠物体侧的位置的透镜的适当的形状因子。通过满足条件式(5)，从而能够良好地对彗差和像面弯曲进行校正。
[0065]
当条件式(5)的对应值脱离上述范围时，难以对彗差和像面弯曲进行校正。通过将条件式(5)的下限值设定为-2.70、-2.50、-2.30、-2.00、-1.80，进一步设定为-1.70，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(5)的上限值设定为-0.40、-0.60、-0.80、-1.00、-1.20，进一步设定为-1.30，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0066]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(6)。
[0067]-5.00《(rl2r2 rl2r1)/(rl2r2-rl2r1)《-2.00
…
(6)
[0068]
其中，rl2r1：光学系统ol的从物体侧数起配置于第二个的透镜的物体侧透镜面的曲率半径
[0069]
rl2r2：光学系统ol的从物体侧数起配置于第二个的透镜的像侧透镜面的曲率半径
[0070]
条件式(6)规定光学系统ol的从物体侧起配置于第二个的透镜的适当的形状因子。通过满足条件式(6)，从而能够良好地对彗差和像面弯曲进行校正。
[0071]
当条件式(6)的对应值脱离上述范围时，难以对彗差和像面弯曲进行校正。通过将条件式(6)的下限值设定为-4.80、-4.60、-4.50、-4.40，进一步设定为-4.30，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(6)的上限值设定为-2.20、-2.40、-2.50、-2.60、-2.70，进一步设定为-2.80，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0072]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(7)。
[0073]
60.00
°
《2ω《130.00
°…
(7)
[0074]
其中，2ω：无限远物体对焦时的光学系统ol的全视场角
[0075]
条件式(7)规定无限远物体对焦时的光学系统ol的全视场角的适当范围。通过满足条件式(7)，从而能够得到视场角宽的光学系统，因此是优选的。通过将条件式(7)的下限值设定为64.00
°
、68.00
°
、72.00
°
、76.00
°
，进一步设定为80.00
°
，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(7)的上限值设定为125.00
°
、120.00
°
、115.00
°
、110.00
°
，进一步设定为105.00
°
，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0076]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(8)。
[0077]
1.20《fno《3.00
…
(8)
[0078]
其中，fno：无限远物体对焦时的光学系统ol的f值
[0079]
条件式(8)规定无限远物体对焦时的光学系统ol的f值的适当范围。通过满足条件式(8)，从而能够得到明亮的光学系统，因此是优选的。通过将条件式(8)的下限值设定为1.25、1.30、1.40、1.50、1.60、1.70，进一步设定为1.75，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(8)的上限值设定为2.80、2.65、2.50、2.40、2.30，进一步设定为2.20，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0080]
在第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol中，优选的是，在后续透镜组gb配置孔径光阑s，且满足以下的条件式(9)。
[0081]
0.35《stl/tl《0.70
…
(9)
[0082]
其中，stl：无限远物体对焦时的从孔径光阑s到像面i为止的光轴上的距离
[0083]
tl：光学系统ol的全长
[0084]
条件式(9)规定孔径光阑s的适当位置。通过满足条件式(9)，从而能够确保周边光量。
[0085]
当条件式(9)的对应值脱离上述范围时，难以确保周边光量。通过将条件式(9)的下限值设定为0.38、0.40、0.42、0.45，进一步设定为0.48，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(9)的上限值设定为0.68、0.65、0.63、0.60、0.58，进一步设定为0.57，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0086]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(10)。
[0087]
0.05《bf/tl《0.30
…
(10)
[0088]
其中，bf：光学系统ol的后焦距
[0089]
tl：光学系统ol的全长
[0090]
条件式(10)规定光学系统ol的后焦距与光学系统ol的全长的适当关系。通过满足条件式(10)，从而能够良好地对像面弯曲和畸变等各像差进行校正。
[0091]
当条件式(10)的对应值脱离上述范围时，难以对像面弯曲和畸变等各像差进行校正。通过将条件式(10)的下限值设定为0.06、0.07、0.08、0.09，进一步设定为0.10，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(10)的上限值设定为0.27、0.25、0.23、0.20、0.18、0.16，进一步设定为0.15，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0092]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(11)。
[0093]
1.50《ff/f《4.50
…
(11)
[0094]
其中，ff：对焦组gf的焦距
[0095]
f：无限远物体对焦时的光学系统ol的焦距
[0096]
条件式(11)规定对焦组gf的焦距与无限远物体对焦时的光学系统ol的焦距的适当关系。通过满足条件式(11)，从而能够在无限远物体对焦时和近距离物体对焦时双方，得到良好的光学性能。
[0097]
当条件式(11)的对应值脱离上述范围时，难以在无限远物体对焦时和近距离物体对焦时双方，得到良好的光学性能。通过将条件式(11)的下限值设定为1.60、1.80、2.20、2.30、2.40、2.45、2.50，进一步设定为2.55，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(11)的上限值设定为4.20、4.00、3.80、3.60、3.50、3.40，进一步设定为3.30，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0098]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(12)。
[0099]
1.00《ff/fb《3.00
…
(12)
[0100]
其中，ff：对焦组gf的焦距
[0101]
fb：无限远物体对焦时的后续透镜组gb的焦距
[0102]
条件式(12)规定对焦组gf的焦距与无限远物体对焦时的后续透镜组gb的焦距的适当关系。通过满足条件式(12)，从而能够在无限远物体对焦时和近距离物体对焦时双方，得到良好的光学性能。
[0103]
当条件式(12)的对应值脱离上述范围时，难以在无限远物体对焦时和近距离物体对焦时双方，得到良好的光学性能。通过将条件式(12)的下限值设定为1.20、1.30、1.40、1.50、1.55、1.60，进一步设定为1.65，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(12)的上限值设定为2.80、2.70、2.60、2.50、2.40、2.35、2.30、2.25、2.20，进一步设定为2.18，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0104]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(13)。
[0105]
0.15《df/tl《0.40
…
(13)
[0106]
其中，df：无限远物体对焦时的从光学系统ol的最靠物体侧的透镜面到对焦组gf的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离
[0107]
tl：光学系统ol的全长
[0108]
条件式(13)规定从光学系统ol的最靠物体侧的透镜面到对焦组gf的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离的适当范围。通过满足条件式(13)，从而对焦组gf被配置于光学系统ol中的物体侧的一侧，因此是优选的。通过将条件式(13)的下限值设定为0.18、0.20、0.22，进一步设定为0.23，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条
件式(13)的上限值设定为0.38、0.35、0.33，进一步设定为0.30，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0109]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(14)。
[0110]
0.00《1/βf《0.60
…
(14)
[0111]
其中，βf：无限远物体对焦时的对焦组gf的倍率
[0112]
条件式(14)规定无限远物体对焦时的对焦组gf的倍率的适当范围。通过满足条件式(14)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
[0113]
当条件式(14)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(14)的下限值设定为0.04、0.05、0.08、0.10、0.13、0.15、0.18、0.20，进一步设定为0.22，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。另外，通过将条件式(14)的上限值设定为0.55、0.53、0.50、0.48、0.45、0.42、0.40、0.38，进一步设定为0.36，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0114]
第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol优选满足以下的条件式(15)。
[0115]
{βf (1/βf)}-2
《0.18
…
(15)
[0116]
其中，βf：无限远物体对焦时的对焦组gf的倍率
[0117]
条件式(15)规定无限远物体对焦时的对焦组gf的倍率的适当范围。通过满足条件式(15)，从而能够使对焦时的视场角变动少。
[0118]
当条件式(15)的对应值脱离上述范围时，难以抑制对焦时的视场角变动。通过将条件式(15)的上限值设定为0.16、0.15、0.14、0.13、0.12，进一步设定为0.11，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。
[0119]
接着，参照图8，对第1实施方式和第2实施方式的光学系统ol的制造方法进行概述。首先，沿着光轴从物体侧依次配置具有负的光焦度的前置透镜组ga以及具有正的光焦度的后续透镜组gb(步骤st1)。接着，在后续透镜组gb的最靠物体侧配置具有正的光焦度的对焦组gf，在相比后续透镜组gb的对焦组gf靠像侧的位置配置像侧组gc(步骤st2)。接着，构成为，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，对焦组gf沿着光轴向像侧移动(步骤st3)。并且，在第1实施方式的光学系统ol的情况下，以至少满足上述条件式(1)的方式，在镜头镜筒内配置各透镜(步骤st4)。在第2实施方式的光学系统ol的情况下，以至少满足上述条件式(3)的方式，在镜头镜筒内配置各透镜(步骤st4)。根据如上所述的制造方法，能够制造对焦时的视场角变动少的光学系统。
[0120]
实施例
[0121]
以下，根据附图对各实施方式的实施例的光学系统ol进行说明。图1、图3、图5是示出第1～第3实施例的光学系统ol{ol(1)～ol(3)}的结构和光焦度分配的剖视图。在第1～第3实施例的光学系统ol(1)～ol(3)的剖视图中，用箭头示出从无限远向近距离物体进行对焦时的各透镜组的沿着光轴的移动方向。
[0122]
在这些图1、图3、图5中，通过符号g与数字的组合来表示各透镜组和各组，通过符号l与数字的组合来表示各透镜。在该情况下，为了防止符号、数字的种类和位数变大而变得复杂化，对每个实施例分别独立地使用符号与数字的组合来表示透镜组等。因此，即使在实施例之间使用相同的符号与数字的组合，也不意味着是相同的结构。
[0123]
以下示出表1～表3，其中，表1是示出第1实施例中的各参数数据的表，表2是示出
第2实施例中的各参数数据的表，表3是示出第3实施例中的各参数数据的表。在各实施例中，作为像差特性的计算对象，选择d线(波长λ＝587.6nm)、g线(波长λ＝435.8nm)。
[0124]
在[整体参数]的表中，f表示镜头整个系统的焦距，fnо表示f值，2ω表示视场角(单位为
°
(度)，ω为半视场角)，y表示像高。tl表示无限远对焦时的光轴上的从透镜最前面到透镜最终面为止的距离加上bf而得到的距离，bf表示无限远对焦时的光轴上的从透镜最终面到像面i为止的距离(后焦距)。另外，在[整体参数]的表中，fa表示前置透镜组的焦距。fb表示无限远物体对焦时的后续透镜组的焦距。fc表示无限远物体对焦时的像侧组的焦距。ff表示对焦组的焦距。βb表示无限远物体对焦时的后续透镜组的倍率。βc表示无限远物体对焦时的像侧组的倍率。βf表示无限远物体对焦时的对焦组的倍率。
[0125]
在[透镜参数]的表中，面编号表示沿着光线行进方向的从物体侧起的光学面的顺序，r表示各光学面的曲率半径(使曲率中心位于像侧的面为正的值)，d表示从各光学面到下一个光学面(或像面)为止的光轴上的距离、即面间隔，nd表示光学部件的材料的对d线的折射率，νd表示光学部件的材料的以d线为基准的阿贝数。曲率半径的“∞”表示平面或开口，(光圈s)表示孔径光阑s。省略空气折射率nd＝1.00000的记载。在光学面为非球面时，在面编号上附上*标记，在曲率半径r的栏中示出近轴曲率半径。
[0126]
在[非球面数据]的表中，关于[透镜参数]所示的非球面，通过下式(a)表示其形状。x(y)表示从非球面的顶点处的切面到高度y处的非球面上的位置为止的沿着光轴方向的距离(凹陷量)，r表示基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示圆锥常数，ai表示第i次非球面系数。“e-n”表示
“×
10-n”。例如，1.234e-05＝1.234
×
10-5
。另外，二次非球面系数a2为0，省略其记载。
[0127]
x(y)＝(y2/r)/{1 (1-κ
×
y2/r2)
1/2
} a4
×
y4 a6
×
y6 a8
×
y8 a10
×y10
a1
[0128]2×y12
…
(a)
[0129]
在[可变间隔数据]的表中，示出在[透镜参数]的表中面间隔成为(di)的面编号i下的面间隔。在[可变间隔数据]的表中，f表示镜头整个系统的焦距，β表示摄影倍率。
[0130]
在[透镜组数据]的表中，示出各透镜组的各自的始面(最靠物体侧的面)和焦距。
[0131]
以下，在所有的参数值中，对于所记载的焦距f、曲率半径r、面间隔d、其他长度等，在没有特别记载的情况下一般使用“mm”，但是即使对光学系统进行比例放大或比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此并不限定于此。
[0132]
到此为止的表的说明在所有的实施例中相同，以下省略重复的说明。
[0133]
(第1实施例)
[0134]
使用图1～图2及表1对第1实施例进行说明。图1是示出第1实施例的光学系统的镜头结构的图。第1实施例的光学系统ol(1)由沿着光轴从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组g1、具有正的光焦度的第2透镜组g2、具有正的光焦度的第3透镜组g3、具有负的光焦度的第4透镜组g4以及具有负的光焦度的第5透镜组g5构成。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，第2透镜组g2沿着光轴向像侧移动，第4透镜组g4沿着光轴向物体侧移动，相邻的各透镜组的间隔变化。另外，在进行对焦时，第1透镜组g1、第3透镜组g3以及第5透镜组g5相对于像面i被固定。孔径光阑s配置在第3透镜组g3内。附在各透镜组记号的符号( )或(-)表示各透镜组的光焦度，这在以下的所有实施例中也相同。
[0135]
第1透镜组g1由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜
l11、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l12以及双凹形状的负透镜l13与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l14的接合透镜构成。负弯月形透镜l12是在玻璃制透镜主体的物体侧的面设置树脂层而构成的混合型透镜。树脂层的像侧的面为非球面，负弯月形透镜l12为复合型非球面透镜。在后述的[透镜参数]中，面编号3表示透镜主体的物体侧的面，面编号4表示透镜主体的像侧的面和树脂层的物体侧的面(两者接合的面)，面编号5表示树脂层的像侧的面。
[0136]
第2透镜组g2由双凸形状的正透镜l21构成。
[0137]
第3透镜组g3由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜l31与双凹形状的负透镜l32的接合透镜、双凹形状的负透镜l33、双凸形状的正透镜l34、双凸形状的正透镜l35与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜l36的接合透镜以及双凸形状的正透镜l37构成。在第3透镜组g3中的负透镜l32与负透镜l33之间配置有孔径光阑s。
[0138]
第4透镜组g4由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜l41构成。负弯月形透镜l41的两侧的透镜面为非球面。
[0139]
第5透镜组g5由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜l51构成。在第5透镜组g5的像侧配置有像面i。负弯月形透镜l51的两侧的透镜面为非球面。
[0140]
在本实施例中，第1透镜组g1构成作为整体具有负的光焦度的前置透镜组ga。第2透镜组g2、第3透镜组g3、第4透镜组g4以及第5透镜组g5构成作为整体具有正的光焦度的后续透镜组gb。第2透镜组g2构成后续透镜组gb中的对焦组gf，第3透镜组g3、第4透镜组g4以及第5透镜组g5构成后续透镜组gb中的像侧组gc。
[0141]
在以下的表1，示出第1实施例的光学系统的参数的值。
[0142]
(表1)
[0143]
[整体参数]
[0144][0145]
[透镜参数]
[0146][0147][0148]
[非球面数据]
[0149]
第5面
[0150]
κ＝0.0000、a4＝2.25913e-06、a6＝-1.46119e-09
[0151]
a8＝-3.65260e-11、a10＝7.29186e-14、a12＝-0.12250e-15
[0152]
第24面
[0153]
κ＝1.0000、a4＝-2.36949e-05、a6＝4.59449e-08
[0154]
a8＝-2.40149e-10、a10＝4.37008e-14、a12＝0.00000e 00
[0155]
第25面
[0156]
κ＝1.0000、a4＝1.03885e-05、a6＝-1.05283e-08
[0157]
a8＝2.53730e-10、a10＝-2.36282e-12、a12＝0.56556e-14
[0158]
第26面
[0159]
κ＝1.0000、a4＝5.70338e-05、a6＝-5.96569e-07
[0160]
a8＝1.49791e-09、a10＝-2.21943e-12、a12＝0.00000e 00
[0161]
第27面
[0162]
κ＝1.0000、a4＝6.20655e-05、a6＝-5.08156e-07
[0163]
a8＝1.34161e-09、a10＝-1.31454e-12、a12＝0.00000e 00
[0164]
[可变间隔数据]
[0165][0166]
[透镜组数据]
[0167][0168]
图2(a)是第1实施例的光学系统的无限远对焦时的各像差图。图2(b)是第1实施例的光学系统的近距离对焦时的各像差图。在无限远对焦时的各像差图中，fno表示f值，y表示像高。在近距离对焦时的各像差图中，na表示数值孔径，y表示像高。另外，在球面像差图中示出与最大口径对应的f值或数值孔径的值，在像散图和畸变图中示出像高的最大值，在彗差图中示出各像高的值。d表示d线(波长λ＝587.6nm)，g表示g线(波长λ＝435.8nm)。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。另外，在以下所示的各实施例的像差图中，也使用与本实施例相同的符号，并省略重复的说明。
[0169]
通过各像差图可知，第1实施例的光学系统，在从无限远对焦时到近距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。因此，在对焦到近距离物体时也能够保持良好的光学性能，并且能够使对焦时的视场角变动少。
[0170]
(第2实施例)
[0171]
使用图3～图4及表2对第2实施例进行说明。图3是示出第2实施例的光学系统的镜头结构的图。第2实施例的光学系统ol(2)由沿着光轴从物体侧依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组g1、具有正的光焦度的第2透镜组g2、具有正的光焦度的第3透镜组g3、具有负的光焦度的第4透镜组g4以及具有负的光焦度的第5透镜组g5构成。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，第2透镜组g2沿着光轴向像侧移动，第4透镜组g4沿着光轴向物体侧移动，相邻的各透镜组的间隔变化。另外，在进行对焦时，第1透镜组g1、第3透镜组g3以及第5透镜组g5相对于像面i被固定。孔径光阑s配置在第3透镜组g3内。
[0172]
在第2实施例中，第1透镜组g1、第2透镜组g2、第3透镜组g3、第4透镜组g4以及第5透镜组g5与第1实施例同样构成，因此附上与第1实施例的情况相同的符号，省略这些各透镜的详细说明。另外，在本实施例中，第1透镜组g1构成作为整体具有负的光焦度的前置透镜组ga。第2透镜组g2、第3透镜组g3、第4透镜组g4以及第5透镜组g5构成作为整体具有正的光焦度的后续透镜组gb。第2透镜组g2构成后续透镜组gb中的对焦组gf，第3透镜组g3、第4透镜组g4以及第5透镜组g5构成后续透镜组gb中的像侧组gc。
[0173]
在以下的表2，示出第2实施例的光学系统的参数的值。
[0174]
(表2)
[0175]
[整体参数]
[0176][0177]
[透镜参数]
[0178][0179][0180]
[非球面数据]
[0181]
第5面
[0182]
κ＝0.0000、a4＝1.73336e-06、a6＝-5.18373e-09
[0183]
a8＝-6.72613e-12、a10＝-1.17084e-14、a12＝-0.28865e-16
[0184]
第24面
[0185]
κ＝1.0000、a4＝-2.54179e-05、a6＝1.75260e-07
[0186]
a8＝-4.68333e-10、a10＝-2.00453e-12、a12＝0.00000e 00
[0187]
第25面
[0188]
κ＝1.0000、a4＝1.77608e-05、a6＝9.96131e-08
[0189]
a8＝3.73519e-10、a10＝-6.29138e-12、a12＝0.11757e-13
[0190]
第26面
[0191]
κ＝1.0000、a4＝5.28778e-05、a6＝-4.96309e-07
[0192]
a8＝9.50586e-10、a10＝-1.55937e-12、a12＝0.00000e 00
[0193]
第27面
[0194]
κ＝1.0000、a4＝5.89841e-05、a6＝-4.03867e-07
[0195]
a8＝6.73316e-10、a10＝-1.78482e-13、a12＝0.00000e 00
[0196]
[可变间隔数据]
[0197][0198][0199]
[透镜组数据]
[0200][0201]
图4(a)是第2实施例的光学系统的无限远对焦时的各像差图。图4(b)是第2实施例的光学系统的近距离对焦时的各像差图。通过各像差图可知，第2实施例的光学系统，在从无限远对焦时到近距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。因此，在对焦到近距离物体时也能够保持良好的光学性能，并且能够使对焦时的视场角变动少。
[0202]
(第3实施例)
[0203]
使用图5～图6及表3对第3实施例进行说明。图5是示出本实施方式的第3实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的图。第3实施例的光学系统ol(3)由沿着光轴从
物体侧依次排列的具有负的光焦度的第1透镜组g1、具有正的光焦度的第2透镜组g2、具有正的光焦度的第3透镜组g3、具有负的光焦度的第4透镜组g4以及具有负的光焦度的第5透镜组g5构成。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，第2透镜组g2沿着光轴向像侧移动，第4透镜组g4沿着光轴向物体侧移动，相邻的各透镜组的间隔变化。另外，在进行对焦时，第1透镜组g1、第3透镜组g3以及第5透镜组g5相对于像面i被固定。孔径光阑s配置在第3透镜组g3内。
[0204]
第1透镜组g1由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l11、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l12以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l13与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l14的接合透镜构成。负弯月形透镜l12是在玻璃制透镜主体的物体侧的面设置树脂层而构成的混合型透镜。树脂层的像侧的面为非球面，负弯月形透镜l12为复合型非球面透镜。在后述的[透镜参数]中，面编号3表示透镜主体的物体侧的面，面编号4表示透镜主体的像侧的面和树脂层的物体侧的面(两者接合的面)，面编号5表示树脂层的像侧的面。
[0205]
第2透镜组g2由双凸形状的正透镜l21构成。
[0206]
第3透镜组g3由从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜l31与双凹形状的负透镜l32的接合透镜、双凹形状的负透镜l33、双凸形状的正透镜l34、双凸形状的正透镜l35与凹面朝向物体侧的负弯月形透镜l36的接合透镜以及双凸形状的正透镜l37构成。在第3透镜组g3中的负透镜l32与负透镜l33之间配置有孔径光阑s。
[0207]
第4透镜组g4由双凹形状的负透镜l41构成。负弯月形透镜l41的两侧的透镜面为非球面。
[0208]
第5透镜组g5由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜l51构成。在第5透镜组g5的像侧配置有像面i。负弯月形透镜l51的两侧的透镜面为非球面。
[0209]
在本实施例中，第1透镜组g1构成作为整体具有负的光焦度的前置透镜组ga。第2透镜组g2、第3透镜组g3、第4透镜组g4以及第5透镜组g5构成作为整体具有正的光焦度的后续透镜组gb。第2透镜组g2构成后续透镜组gb中的对焦组gf，第3透镜组g3、第4透镜组g4以及第5透镜组g5构成后续透镜组gb中的像侧组gc。在以下的表3，示出第3实施例的光学系统的参数的值。
[0210]
(表3)
[0211]
[整体参数]
[0212][0213]
[透镜参数]
[0214][0215][0216]
[非球面数据]
[0217]
第5面
[0218]
κ＝0.0000、a4＝4.66669e-07、a6＝-6.88717e-09
[0219]
a8＝-2.30899e-11、a10＝5.43815e-14、a12＝-0.19200e-15
[0220]
第24面
[0221]
κ＝1.0000、a4＝-1.88541e-05、a6＝-8.03342e-08
[0222]
a8＝2.03164e-10、a10＝1.24201e-12、a12＝-0.10143e-13
[0223]
第25面
[0224]
κ＝1.0000、a4＝6.60646e-06、a6＝-1.50187e-07
[0225]
a8＝7.59419e-10、a10＝-1.80547e-12、a12＝-0.21528e-14
[0226]
第26面
[0227]
κ＝1.0000、a4＝2.96788e-05、a6＝-5.54230e-07
[0228]
a8＝1.09418e-09、a10＝8.51720e-13、a12＝0.35278e-15
[0229]
第27面
[0230]
κ＝1.0000、a4＝4.49265e-05、a6＝-4.55643e-07
[0231]
a8＝1.16960e-09、a10＝1.42886e-12、a12＝-0.54944e-14
[0232]
[可变间隔数据]
[0233][0234]
[透镜组数据]
[0235][0236]
图6(a)是第3实施例的光学系统的无限远对焦时的各像差图。图6(b)是第3实施例的光学系统的近距离对焦时的各像差图。通过各像差图可知，第3实施例的光学系统，在从无限远对焦时到近距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。因此，在对焦到近距离物体时也能够保持良好的光学性能，并且能够使对焦时的视场角变动少。
[0237]
接着，以下示出[条件式对应值]的表。在该表中，对于所有实施例(第1～第3实施例)一并示出与各条件式(1)～(14)对应的值。
[0238]
条件式(1)0.78《fb/fc《1.00
[0239]
条件式(2)0.010《bldf/tl《0.160
[0240]
条件式(3)1.00《βb/βc《10.00
[0241]
条件式(4)0.50《(-fa)/f《1.50
[0242]
条件式(5)-3.00《(rl1r2 rl1r1)/(rl1r2-rl1r1)《0.00
[0243]
条件式(6)-5.00《(rl2r2 rl2r1)/(rl2r2-rl2r1)《-2.00
[0244]
条件式(7)60.00
°
《2ω《130.00
°
[0245]
条件式(8)1.20《fno《3.00
[0246]
条件式(9)0.35《stl/tl《0.70
[0247]
条件式(10)0.05《bf/tl《0.30
[0248]
条件式(11)1.50《ff/f《4.50
[0249]
条件式(12)1.00《ff/fb《3.00
[0250]
条件式(13)0.15《df/tl《0.40
[0251]
条件式(14)0.00《1/βf《0.60
[0252]
条件式(15){βf (1/βf)}-2
《0.18
[0253]
[条件式对应值]
[0254][0255]
根据上述各实施例，能够实现对焦时的视场角变动少的光学系统。
[0256]
上述各实施例示出本技术发明的一具体例，本技术发明并不限定于此。
[0257]
能够在不损坏本实施方式的光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
[0258]
作为本实施方式的光学系统的实施例，虽然示出了5组结构，但是本技术并不限定于此，还能够构成其他组结构(例如，6组等)的变倍光学系统。具体地讲，也可以是在本实施方式的光学系统的最靠物体侧或最靠像面侧增加透镜或透镜组的结构。另外，透镜组表示被进行对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
[0259]
也可以是使透镜组或部分透镜组以具有与光轴垂直方向的分量的方式移动、或者向包含光轴的面内方向旋转移动(摆动)，从而对通过手抖产生的像抖动进行校正的防抖透镜组。
[0260]
透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，防止由加工和组装调整的误差引起的光学性能的劣化，因此是优选的。另外，即使在像面偏移的情况下，描绘性能的劣化也少，因此是优选的。
[0261]
在透镜面为非球面时，非球面可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃形成为非球面形状的玻璃模铸非球面、在玻璃表面将树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一种。另外，透镜面也可以是衍射面，也可以是使透镜为折射率分布型透镜(grin透镜)或塑料透镜。
[0262]
关于孔径光阑，虽然优选配置在第3透镜组中，但是也可以不设置作为孔径光阑的部件，而是用透镜的框来代替其作用。
[0263]
为了减轻眩光和重影，实现对比度高的光学性能，也可以在各透镜面施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。
[0264]
标号说明
[0265]
g1 第1透镜组
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g2 第2透镜组
[0266]
g3 第3透镜组
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g4 第4透镜组
[0267]
g5 第5透镜组
[0268]
i 像面
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s 孔径光阑