变焦光学系统 本发明涉及变焦光学系统，特别是涉及适合于小型中心快门式照相机的变焦光学系统。
近年来，中心快门式照相机用的摄影镜头中，变焦镜头成为主流，在镜头系统的构造方面，提出了各种有关正负2组变焦镜头的方案。
正负2组变焦镜头，由正镜头组和配置在其像侧的负镜头组构成。通过变化正镜头组与负镜头组之间的间隔，使整个镜头系统的焦点距离变化(变焦)。这种正负2组变焦镜头例如已由日本专利公报特开平2-73322号揭示。
小型的中心快门式照相机，其携带性和重量轻是很重要的。从携带性方面考虑，与照相机本体相比，更加要求镜头部分的小型化。从重量轻方面考虑，在相同性能条件下，要求价格便宜。因此，希望降低照相机和镜头的制造成本。
近年来，随着变焦镜头的普及，各种有关实现小型化和低成本化的变焦镜头的方案被提出。例如，在日本专利公报特开平3-127009号和特开平5-257063号中，揭示了确保预定变焦比并实现低成本化的镜头系统。这些公报揭示的镜头系统中，通过减少镜头数或采用塑料材料，减低成本。
通常，塑料比玻璃融点低，所以容易模制成型，大批量生产的小型中心快门式照相机等可减低制造成本。
特开平3-127009号公报中揭示的镜头系统，正镜头组由负镜头和正镜头二个镜头构成。负镜头的物体侧面起收敛作用，像侧的面起发散作用，而且，将负镜头地两面形成为非球面状，以修正轴上像差和轴外像差。另外，负镜头组由一个镜头构成，可减少镜头数目，降低成本。
特开平5-257063号公报中揭示的镜头系统，在正镜头组和负镜头组中，分别采用一个塑料镜头，以谋求低成本化。
但是，特开平3-127009号公报揭示的镜头系统中，正镜头组中的负镜头的物体侧面具有强正折射力，像侧面具有强负折射力，两个面都是非球面，所以，制造时产生的偏心会引起性能恶化。
特开平5-257063号公报揭示的镜头系统中，因使用了塑料镜头而降低成本。但是，由于正镜头组由4个镜头构成，在减少镜头数方面尚不尽人意。另外，由于配置在物体侧的镜头，其凸面朝着物体侧，所以，广角端中的正歪曲像差的修正不是很理想。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种变焦比超过2倍、构造简单、制造成本低且性能高的小型变焦光学系统。
为了实现上述目的，第1发明的小型变焦光学系统，其特征在于，
由具有正折射力的正镜头组G1和配置在该正镜头组G1的像侧的、具有负折射力的负镜头组G2构成；
在正镜头组G1与负镜头组G2之间的光路中，配置着开口光阑S；
正镜头组G1，从物体侧起，由负折射力的第1镜头L1、负折射力的第2镜头L2和正折射力的第3镜头L3构成；
通过变化正镜头组G1与负镜头组G2之间的空气间隔，使整个光学系统的焦点距离变化；
设第2镜头L2的像侧面的曲率半径为r22、第2镜头L2的像侧面与开口光阑S之间的沿光轴距离为D时，则满足以下条件式(1)：
1.5＜r22/D＜4 (1)
第2发明的小型变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起，由具有正折射力的正镜头组G1和具有负折射力的负镜头组G2构成；
通过变化正镜头组G1与负镜头组G2之间的空气间隔，使整个光学系统的焦点距离变化；
设正镜头组G1的焦点距离为f1、负镜头组G2的焦点距离为f2、广角端状态时的整个光学系统的焦点距离为fw、摄远端状态时的整个光学系统的焦点距离为ft时，则满足以下的条件式(5)：
0.5＜(f1+|f2|)/(fw·ft)1/2＜1.2 (5)
第3发明的小型变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起，由具有正折射力的正镜头组G1和具有负折射力的负镜头组G2构成；
通过变化正镜头组G1与负镜头组G2之间的空气间隔，使整个光学系统的焦点距离变化；
设广角端状态时的反焦距为Bfw、摄远端状态时的镜头全长为TLt、广角端状态时的整个光学系统的焦点距离为fw、摄远端状态时的整个光学系统的焦点距离为ft时，则满足以下的条件式(6)：
(Bfw/TLt)·(ft/fw)＜0.4) (6)
为了实现上述目的，第4发明的变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起，由具有正折射力的第1镜头组G1和具有负折射力的第2镜头组G2构成；
通过减少第1镜头组G1与第2镜头组G2的空气间隔，进行从广角端状态向摄远端状态的变焦；
第1镜头组G1，从物体侧起，由物体侧面是凹面朝向物体侧的负折射力第1镜头成分L1、负折射力的第2镜头成分L2和正折射力的第3镜头成分L3构成；
设第1镜头成分L1的物体侧面的曲率半径为r11、第1镜头成分L1的像侧的面的曲率半径为r12时，则满足下面的条件式(8)：
-1.43＜(r11+r12)/(r11-r12)＜-0.7 (8)
第5发明的变焦光学系统，其特征在于，从物体侧起，由具有正折射力的第1镜头组G1和具有负折射力的第2镜头组G2构成；
通过减少第1镜头组G1与第2镜头组G2的空气间隔，进行从广角端状态向摄远端状态的变焦；
第1镜头组G1，从物体侧起，由物体侧面是凹面朝向物体侧的负折射力第1镜头成分L1、负折射力的第2镜头成分L2和正折射力的第3镜头成分L3构成；
第2镜头成分L2至少具有一个塑料镜头LP1
第2镜头组G2至少具有一个塑料镜头LP2。
通常，在正负2组变焦镜头中，通过减少正折射力的第1镜头组与负折射力的第2镜头组的间隔，进行从广角端状态向摄远端状态的变焦。开口光阑配置在第1镜头组与第2镜头组之间，变焦时，与第1镜头组一体地移动，或者与各镜头组独立地移动。
通常，在正负2组变焦镜头中，镜头位置从广角端状态向摄远端状态变化时，各镜头组向物体侧移动，并且正镜头组与负镜头组之间的间隔减少。开口光阑配置在镜头组与负镜头组之间，镜头位置状态变化时，与正镜头组一体地移动，或者与各镜头组独立地移动。
但是，为了实现广角化，在广角端状态，挟着开口光阑的折射力配置极端地非对称，所以，正歪曲像差增大。因此，必须分别抑制在第1镜头组和第2镜头组产生的正的歪曲像差。另外，在广角端状态不容易得到足够的反焦距，通过远离开口光阑配置着的镜头成分的轴外光束偏离光轴，镜头直径容易大型化。
为了谋求镜头系统的小型化，分别加强正镜头组折射力和负镜头组的折射力是有效的办法。但是，这种情况下，由于广角端状态时的折射力配置显著地非对称，所以，正的歪曲像差修正困难。另外，为了系统的小型化而缩短摄远端状态时的镜头全长时，在广角状态得不到足够的反焦距。其结果，通过远离开口光阑的镜头组的轴外光束偏离光轴，容易导致镜头直径的大型化。
本发明中，由于正折射力的第1镜头组G1由配置在物体侧的负部分组(第1镜头成分L1和第2镜头成分L2)和配置在像侧的正部分组(第3镜头成分L3)构成，所以，使在第1镜头组G1产生负的歪曲像差，在广角端状态能得到足够的反焦距。
本发明中，正镜头组G1由负部分组G1a和配置在其像侧的正部分组G构成，这样，能良好地修正负歪曲像差，同时，在广角端状态能得到足够的反焦距。
在特开平2-73322号公报揭示的变焦镜头中，负部分组由正镜头成分和负接合镜头成分构成，所以，镜头数目多。
在特开平3-127009揭示的变焦镜头中，负部分组由一个负镜头构成，该负镜头的两侧面形成为非球面状，所以，偏心时的性能恶化非常严重，制造不容易。
本发明中，负部分组由2个负镜头成分L1和L2构成，所以，能极力抑制偏心时的性能恶化。
另外，负部分组由正镜头和负镜头构成时，负部分组的主点位置靠近像面，所以，使第1镜头组G1具有预定的折射力，负部分组与正部分组的主点间隔缩短。其结果，负部分组和正部分组折射力加强，相互偏心而导致性能恶化。
另外，负部分组由正镜头和负镜头构成时，负部分组的主点位置靠近像面，所以，负部分组与正部分组的主点间隔变窄。其结果，为了在正镜头组G1得到预定的折射力，负部分组和正部分组折射力加强，相互偏心导致性能恶化。
本发明中，由于负部分组由2个负镜头成分L1和L2构成，使负部分组的主点位置向靠近物体侧移动，分别减弱负部分组和正部分组的折射力，能抑制相互偏心导致的性能恶化。
特别是，在本发明中，通过适当地设定负部分组G1a与正部分组G1b之间的间隔，分别减弱负部分组G1a和正部分组G1b的折射力，抑制相互偏心导致的性能恶化。
另外，本发明中，从广角端状态向摄远端状态变焦时，正镜头组G1与负镜头组G2之间的间隔减少。因此，随着接近摄远端状态，通过负镜头组G2的轴上光束偏离光轴，正的球面像差有增大的倾向。
本发明中，由于负镜头组G2由配置在物体侧的正镜头L2P(第4镜头L4)和配置在像侧的负镜头L2N(第5镜头L5)构成，所以，在负镜头L2P产生的正球面像差与在正镜头L2P产生的负球面像差抵消，可抑制随着从广角端状态向摄远端状态变焦时的球面像差的变动。
另外，随着从广角状态向摄远端状态的变焦，通过负镜头组G2的轴外光束的高度接近光轴，所以，把正镜头L2P的物体侧面形成为非球面状，可以良好地抑制随着从广角端状态向摄远端状态变焦时的帧像差的变动。
本发明的变焦光学系统，是基于上述技术背景做出的，从物体侧起，由具有正折射力的正镜头组G1和具有负折射力的负镜头组G2构成，通过变化正镜头组G1与负镜头组G2之间的空气间隔，使整个光学系统的焦点距离变化。在第1发明中，正镜头组G1，从物体侧起，由负折射力的第1镜头L1、负折射力的第2镜头L2和正折射力的第3镜头L3构成，满足预定的条件式(1)，可实现小型化和低成本化并具有高性能。
另外，本发明中，由于第1镜头成分L1的物体侧面是凹面朝着物体侧，所以，有效地产生负的歪曲像差，可减少广角端状态时的正的歪曲像差。
第2镜头成分L2中，在广角端状态轴外光束偏离光轴。因此，为了更有效地修正第1镜头成分L1中产生的帧像差和广角端状态时的歪曲像差，最好把第2镜头成分L2的至少一个面形成为非球面状。尤其把第2镜头成分L2的物体侧面形成为非球面状最为有效。
摄影镜头采用塑料材料时，有以下2个问题。
①温度变化引起的折射率变化比玻璃大，所以，随着温度的变化，像面位置也容易变化。
②温度变化引起的形状变化比玻璃大，所以，随着温度的变化，像差容易变动。
本发明中，由于采用折射力较弱的塑料镜头，可以极力抑制随温度变化的像面位置的变动。另外，由于在第1镜头组G1中配置负塑料镜头，在第2镜头组G2中配置正塑料镜头，使像面位置变动抵消，良好地抑制随温度变化的像面位置的变动。
当塑料镜头具有双凸镜头形状或双凹镜头形状时，温度上升时，由于体积膨张，两侧的面的曲率加大，温度下降时，两侧的面的曲率减小。其结果，温度变化引起的折射力变动和像差的变动增大。当塑料镜头具有弯月形状时，在温度变化时，一面的曲率正向加大，另一面的曲率负向加大。其结果，可抑制温度变化时的反射力变动或像差变动。
本发明中，由于把塑料镜头做成为弯月形状，所以，可抑制随着温度变化的折射力变动和像差变动。
特开平5-257063号公报揭示的变焦镜头中，用与本发明相同的方法，解决上述①、②的问题。但是，第1镜头成分的物体侧的面是凸面朝向物体侧，不能修正广角端状态时正的歪曲像差。
本发明中，第1镜头成分L1是凹面朝向物体侧，该第1镜头成分L1能积极地修正像差，实现高性能化及减少镜头数目。
小型中心快门式照相机中用的小型镜头，通常都是用模制成型法制造非球面镜头(至少一面形成为非球面状的镜头)。塑料是最适合于模制成型法的材料，随着近年来的技术进步，玻璃的模制成型也能做到低成本。因此，也可以用玻璃做非球面镜头，只用玻璃镜头构成第1镜头组G1。
从广角端状态向摄远端状态变焦时，通过第2镜头组G2的轴外光束距光轴高度接近光轴。因此，第2镜头组G2中的塑料镜头具有正折射力时，由于该正塑料镜头的至少一个面为非球面，所以，能良好地抑制从广角端状态向摄远端状态变焦时产生的帧像差变动。这样，第2镜头组G2中的塑料镜头有正折射力时，该正塑料镜头的至少一面最好形成为非球面状。尤其把该正塑料镜头的至少物体侧的面做成为非球面状更加有效。
本发明的光学系统，是基于上述技术背景作出的，从物体侧起，由具有正折射力的第1镜头组G1和具有负折射力的第2镜头组G2构成；通过减少第1镜头组G1与第2镜头组G2的空气间隔，进行从广角端状态向摄远端状态的变焦；第1镜头组G1，从物体侧起，由物体侧面是凹面朝向物体侧的负折射力第1镜头成分L1、负折射力的第2镜头成分L2和正折射力的第3镜头成分L3构成。
第1发明的变焦光学系统中，由于第1镜头成分L1满足条件式(1)，能实现小型化及低成本化，并具有高性能。第2发明的变焦光学系统中，由于在第2镜头成分L2和第2镜头组G2中，分别导入至少一个塑料镜头，所以，能实现小型化及低成本化，并具有高性能。
下面，说明本发明的各条件式。
第1发明中，满足下面的条件式(1)
1.5＜r22/D＜4 (1)
式中，r22：第2镜头L2的像侧面的曲率半径
D：第2镜头L2的像面面与开口光阑S之间的沿光轴距离
条件式(1)对负镜头L2的像侧镜头面的曲率半径规定适当的范围。
第1发明中，正镜头组G1由负部分组G1a和正部分组G1b构成，负部分组G1a由2个负镜头L1和L2构成，正部分组G1由配置在其像侧的一个正镜头L3构成。通过这样的构造，在广角端状态，能确保足够的反焦距，实现镜头直径的小型化，同时能良好地修正正的歪曲像差。
另外，负镜头L2的像侧的镜头面，是负部分组G1a的最靠近像侧的镜头面，为了抑制轴外像差的产生，凹面朝着开口光阑侧。
如果超过了条件式(1)的上限值，则在负镜头L2的像侧镜头面中产生正的球面像差不足，不容易修正在整个正镜头组G1产生的负的球面像差。
反之，如果超过条件式(1)的下限值，则在广角状态时，相对于下方轴外光束的帧像差修正过剩，在整个画面上得不良好的成像性能。
在第1发明中，为了谋求系统的小型化和高性能化的平衡，最好满足以下的条件式(2)：
0.02＜D23/|f1a|＜0.08 (2)
式中，D23：第2镜头L2与第3镜头L3之间的轴上空气间隔
f1a：第1镜头L1与2镜头L2的合成焦点距离
条件式(2)对正镜头组G1中的、由负镜头L1和L2构成的负部分组G1a的焦点距离f1a规定适当的范围。
如果超过了条件式(2)的上限值，则负部分组G1a的发散作用加强，在摄远端状态不能实现镜头全长的缩短。
如果超过了条件式(2)的下限值，则负部分组G1a的发散作用减弱，不容易良好地修正在正部分组G1b产生的负的球面像差。
另外，为了得到更高的成像性能，最好在负镜头组G2中导入非球面。这时，最好把负镜头组G2的最靠近物体侧的面形成为非球面状。由于通过负镜头组G2中的轴上光束与轴外光束的高度差大，所以，通过把非球面导入负镜头组G2，能实现广角化和小型化，并能得到高的成像性能。
如前所述，为了良好地修正在负镜头组G2产生的正的球面像差，负镜头组G2由配置在物体侧的正镜头L2P(第4镜头L4)和配置在像侧的负镜头L2N(第5镜头L5)构成。
第1发明中，为了良好地修正分别在正镜头组G1和负镜头组G2产生的轴上像差，实现高性能化和高变焦化，负镜头组G2，从物体侧起，由正折射力的第4镜头L4和负折射力的第5镜头L5构成，最好满足下面的条件式(3)：
0.08＜D45/|f2|＜0.40 (3)
式中，D45：第4镜头L4与第5镜头L5之间的轴上空气间隔
f2：负镜头组G2的焦点距离
条件式(3)对负镜头组G2中的第4镜头L4与第5镜头L5之间的轴上空气间隔D45规定了适当的范围。
如果超过了条件式(3)的上限值，则为了确保摄远端状态中正镜头组G1与负镜头组G2的轴上空气间隔为预定量以上，在广角端状态第5镜头L5离开开口光阑S。其结果，通过第5镜头L5的轴外光束偏离光轴，不能实现镜头直径的小型化。
反之，如果超过了条件式(3)的下限值，则第4镜头L4的折射力和第5镜头L5的折射力分别加强，很难同时地修正轴上像差和轴外像差。
第1发明中，为了良好地修正在广角端状态产生的正的歪曲像差，并缩短摄远状态的镜头全长，最好满足以下的条件式(4)：
0.1＜f2/f1a＜0.5 (4)
如果超过了条件式(4)的下限值，则在广角端状态不容易良好地修正正的歪曲像差。
如果超过了条件式(4)的上限值，则摄远状态时的镜头全长大型化。
按照本发明另一观点的第2发明中，为了实现镜头直径的小型化及摄远端状态时镜头全长的缩短，应满足下面的条件式(5)：
0.5＜(f1+|f2|)/(fw·ft)1/2＜1.2 (5)
式中，f1：正镜头组G1的焦点距离
fw：广角端状态时整个光学系统的焦点距离
ft：摄远端状态时整个光学系统的焦点距离
条件式(5)对正镜头组G1的焦点距离和负镜头组G2的焦点距离的绝对值之和规定适当的范围。
如果超过了条件式(5)的上限值，则从广角端状态向摄远端状态变焦时，各镜头组的移动量非常大，特别是在摄远端状态中的镜头全长大型化。
反之，如果超过了条件式(5)的下限值，则在广角端，挟住开口光阑的反射力配置极端地非对称，所以，不能良好地修正正的歪曲像差。
按照本发明另一观点的第3发明中，为了谋求镜头系统的小型化和高变焦化。应满足下面的条件式(6)：
(Bfw/TLt)·(ft/fw)＜0.4 (6)
式中，Bfw：广角端状态时的反焦距
TLt：摄远端状态时的镜头全长
反焦距是在光学系统中最靠近像侧的面与像面之间的光轴上距离。镜头全长是在光学系统中最靠近物体侧的面与像面之间的光轴上距离。
如前所述，在广角端状态中的反焦距变短时，通过负镜头组G2的轴外光束偏离光轴，导致镜头直径大型化。因此，最好加大反焦距相对于广角端状态时整个光学系统的焦点距离之比。另外，在摄远端状态，减小摄远比(镜头全长相对于整个光学系统的焦点距离之比)有利于光学系统的小型化。
条件式(6)的值，可变形为(Bfw/TLt)/(ft/fw)。因此，条件式(6)的值大时，意味着广角端状态的反焦距大，摄远状态时的镜头全长短。条件式(6)的上限值是为了实现与光学性能的平衡而设定的值。
如果超过了条件式(6)的上限值，则广角端状态时的反焦距过大，不容易独立地修正轴上像差和轴外像差。
为了实现光学系统的小型化，条件式(6)的下限值，最好设定为0.15。如果超过了下限值，则导致光学系统极端地大型化。
在第1发明到第3发明中，为了良好地修正广角端状态中产生的正的歪曲像差，并且在摄远端状态中缩短镜头全长，最好满足下面的条件式(7)：
1＜|f1a|)/(fw·ft)1/2＜4 (7)
条件式(7)是对构成正镜头组G1的负部分组G1a的焦点距离规定适当的范围。
如果超过了条件式(7)的上限值，则不能修正在广角端状态产生的正的歪曲像差。
如果超过了条件式(7)的下限值，则导致摄远端状态时镜头全长极端地大型化。
如前所述，本发明中，通过导入塑料镜头，可实现大量生产时的低成本化和轻量化。由于塑料比玻璃的成型温度低，所以适合低成本，也能低成本地导入非球面。
第5发明中，满足下面的条件式(8)。第6发明中，最好满足下面的条件式(8)。
-1.43＜(r11+r12)/(r11-r12)＜-0.7 (8)
式中，r11：第1镜头成分L1的物体侧的面的曲率半径
r12：第1镜头成分L1的像侧的面的曲率半径
条件式(8)是规定第1镜头成分L1的弯曲形状的条件式，使广角端状态中的正歪曲像差的修正与视埸角的帧像差变动降低取得平衡，防止因制造上的偏心误差引起成像性能恶化。
如果超过了条件式(8)的上限值，则第1镜头成分L1的发散作用增强，虽然在广角端状态能良好地修正正的歪曲像差，但不能良好地抑制视埸角的帧像差变动。
如果超过了条件式(8)的下限值，则第1镜头成分L1的物体侧面与像侧面之间的对准困难，因偏心误差而引起成像性能恶化。
第5发明和第6发明中，最好满足下面的条件式(9)和(10)。
2.0＜|f11|/f1＜8.0 (9)
0.6＜f13/f1＜0.95 (10)
式中，f1：第1镜头组G1的焦点距离
f11：第1镜头成分L1的焦点距离
f13：第3镜头成分L3的焦点距离
条件式(9)对第1镜头成分L1的焦点距离规定适当的范围。
如果超过了条件式(9)的上限值，则第1镜头成分L1的发散作用减弱，不能充分在抑制广角端状态产生的正的歪曲像差。另外，广角端状态的反焦距变短，通过第2镜头组G2的轴外光束偏离光轴，第2镜头组G2的镜头直径大型化。其结果，不仅阻碍系统的小型化，而且玻璃材料体积增加，导致重量增加及高成本化，不能达到本发明的目的。最好把条件式(9)的上限值设定为4.5。
如果超过了条件式(9)的下限值，则第1镜头成分的发散作用加强，由于第1镜头成分L1的物体侧面是曲率大的凹面朝向物体侧，所以，不能良好地抑制视埸角的帧像差变动。
条件式(10)对第3镜头成分L3的焦点距离规定适当的范围。
如果超过了条件式(10)的上限值，则第3镜头成分L3的焦点距离正向增大，第1镜头成分L1和第2镜头成分L2的合成焦点距离负向增大。因此，在第1镜头组G1不能产生足够的负歪曲像差，不能良好修正广角端状态中的正的歪曲像差。最好把条件式(10)的下限值设定为0.90。
如果超过了条件式(10)的下限值，则第3镜头成分L3的焦点距离过分减小，在第3镜头成分L3产生的负球面像差增大，不能充分修正第1镜头组G1的负球面像差。条件式(10)的下限值最好设定为0.63。
第6发明中，最好满足下面的条件式(11)
|f12|/f1＞3.0(11)
式中，f12：第2镜头成分L2的近轴焦点距离
条件式(11)对至少有一个塑料镜头LP1的第2镜头成分L2的近轴焦点距离规定适当的范围。
如果超过了条件式(11)的下限值，则第2镜头成分L2的折射力增强。其结果，如前所述，塑料镜头LP1温度变化时的折射率变化的影响增大，因温度变化导致像的恶化。最好把条件式(11)的下限值设定为4.2。
第6发明中，最好满足下面的条件式(12)。
|f21|/f2＞2.8 (12)
式中，f21：第2镜头组G2中的塑料镜头LP2的焦点距离
条件式(12)对第2镜头组G2中的塑料镜头LP2的焦点距离规定适当的范围。
如果超过了条件式(12)的下限值，则塑料镜头LP2的折射力加强。其结果，如前所述，塑料镜头LP2温度变化时的折射率变化的影响增大，因温度变化导致像的恶化。
另外，通过第2镜头成分L2的光束，比通过第2镜头组G2的光束粗。所以，第2镜头成分L2比第2镜头组G2更加受温度变化产生的折射力变化的影响。因此，条件式(11)的下限值设定得比条件式(12)的下限值大。
以下各实施例中，塑料是采用的聚碳酸酯，但也可以采用除此之外的有机树脂材料等。
通过在镜头系统中导入更多的非球面，可以良好地修正各镜头组中产生的球面像差，可以使镜头系统大口径化。
另外，通过使镜头组全体或一部分相对于光轴偏心，则可以使像移位。这时，例如通过将角速度传感器(该角速度传感器用于检测镜头系统的晃动)和驱动部件(该驱动部件根据镜头系统的晃动，使镜头组的全体或一部分偏心驱动)组合起来，可以修正因镜头系统的晃动而引起的像位置变动，得到防振效果。
此外，众所周知，把轴上光束和轴外光束通过的高度差小的镜头面形成为非球面状时，可有效地修正轴上像差。反之，把轴外光束偏离轴上光束通过的镜头面形成为非球面状时，可有效地修正轴外像差。
本发明中，在正镜头组G1和负镜头组G2中分别导入一个塑料镜头，分别减少构成正镜头组G1和负镜头组G2的镜头数，可实现低成本化和轻量化。
下面，参照附图说明本发明的各实施例。
图1是表示本发明各实施例变焦光学系统的折射力分配及从广角端状态(W)向摄远端状态(T)变焦时的各镜头组移动情形的图。
图2是表示本发明第1实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图3是第1实施例的广角端状态时的各像差图。
图4是第1实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图5是第1实施例的摄远端状态时的各像差图。
图6是表示本发明第2实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图7是第2实施例的广角端状态时的各像差图。
图8是第2实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图9是第2实施例的摄远端状态时的各像差图。
图10是表示本发明第3实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图11是第3实施例的广角端状态时的各像差图。
图12是第3实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图13是第3实施例的摄远端状态时的各像差图。
图14是表示本发明第4实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图15是第4实施例的广角端状态时的各像差图。
图16是第4实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图17是第4实施例的摄远端状态时的各像差图。
图18是表示本发明第5实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图19是第5实施例的广角端状态时的各像差图。
图20是第5实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图21是第5实施例的摄远端状态时的各像差图。
图22是表示本发明各实施例变焦光学系统的折射力分配及从广角端状态(W)向摄远端状态(T)变焦时的各镜头组移动情形的图。
图23是表示本发明第6实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图24是第6实施例的广角端状态时的各像差图。
图25是第6实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图26是第6实施例的摄远端状态时的各像差图。
图27是表示本发明第7实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图28是第7实施例的广角端状态时的各像差图。
图29是第7实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图30是第7实施例的摄远端状态时的各像差图。
图31是表示本发明第8实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图32是第8实施例的广角端状态时的各像差图。
图33是第8实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图34是第8实施例的摄远端状态时的各像差图。
图35是表示本发明第9实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图36是第9实施例的广角端状态时的各像差图。
图37是第9实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图38是第9实施例的摄远端状态时的各像差图。
图39是表示本发明第10实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图40是第10实施例的广角端状态时的各像差图。
图41是第10实施例的中间焦点状态时的各像差图。
图42是第10实施例的摄远端状态时的各像差图。
图1是表示本发明各实施例变焦光学系统的折射力分配及从广角端状态(W)向摄远端状态(T)变焦时的各镜头组移动情形的图。
如图1所示，本发明各实施例的变焦光学系统，由具有正折射力的正镜头组G1和配置在该正镜头组G1的像侧的、具有负折射力的负镜头组G2构成。从广角端状态向摄远端状态变焦时，各镜头组向物体侧移动，并且使正镜头组G1与负镜头组G2的空气间隔减少。
各实施例中，设垂直于光轴方向的高度为Y，高度Y中的光轴方向的变位量(下垂量)为S(Y)，基准的近轴曲率半径为R，圆锥系数为κ，n次的非球面系数为Cn时，则非球面形状用下式(a)表示。
【式1】
S(Y)＝(Y2/R{1+(1-κ·Y2/R2)1/2}
+C4·Y4+C6·Y6+C8·Y8+C10·Y10+…(a)
各实施例中，对非球面，在面编号的右侧，注以*记号。
〔第1实施例〕
图2是表示本发明第1实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图2的变焦光学系统，由正镜头组G1和负镜头组G2构成，正镜头组G1从物体侧起，由凹面朝向物体侧的负弯月镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸镜头L3构成，负弯月镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图2表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图1中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(1)中，列出了本发明第1实施例的各值。表(1)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(1)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表1
f＝39.0～63.1～104.1
FNO＝3.8～6.2～10.3
2ω＝55.9～37.3～23.4面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -68.6158 1.262 1.75520 27.5 2 -272.9574 1.010 3* 31.7481 1.893 1.58518 30.2 (聚碳酸酯) 4 25.2870 3.534 5 74.9079 6.311 1.48749 70.5 6 -12.3908 1.262 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8* -56.7963 3.786 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -29.1266 4.670 10 -10.9563 1.262 1.71700 48.0 11 -56.7140 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 31.7481 1.0000 -1.10903×10-4
C6 C8 C10
-9.88867×10-7 +9.79079×10-10 -1.08850×10-10
R κ C4 8面 -56.7963 1.0000 +4.60428×10-5
C6 C8 C10
+5.53412×10-7 -5.77346×10-9 +5.34985×10-11
变点时的可变间隔
f 39.0003 63.1078 104.1294
d7 13.6976 7.0901 2.8791
Bf 9.8468 31.3329 67.8939
条件对应值f1a＝-78.660f2＝-24.520f1＝+27.512TLt＝95.763(1)r22/D ＝2.277(2)D23/|f1a| ＝0.045(3)D45/|f2| ＝0.190(4)f2/f1a ＝0.312(5)(f1+|f2|)/(fw·ft)1/2 ＝0.817(6)(Bfw/TLt)·(ft/fw) ＝0.275(7)|f1a|/(fw·ft)1/2 ＝1.234
图3至图5，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第1实施例的各像差图。图3是广角端状态(最短焦点距离状态)时的各像差图，图4是中间焦点距离状态时的各像差图，图5是摄远端状态(最长焦点距离状态)时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，Y表示像高，A表示相对于各像高的视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
〔第2实施例〕
图6是表示本发明第2实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图6的变焦光学系统，由正镜头组G1和负镜头组G2构成，正镜头组G1从物体侧起，由凹面朝向物体侧的负弯月镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸镜头L3构成，负弯月镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图6表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图1中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(2)中，列出了本发明第2实施例的各值。表(2)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(2)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表2
f＝38.6～62.5～103.1
FNO＝4.0～6.5～10.7
2ω＝56.3～37.6～23.6面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -67.9559 1.250 1.75520 27.5 2 -305.1296 1.000 3* 30.0902 1.875 1.58518 30.2 (聚碳酸酯) 4 25.0438 3.500 5 74.1874 6.250 1.48749 70.5 6 -12.3343 1.250 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8* -58.0641 3.750 1.58518 30.2 (聚碳酸酯) 9 -23.9338 3.875 10 -11.0381 1.250 1.78590 43.9 11 -59.9494 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 30.0902 1.0000 -1.11473×10-4
C6 C8 C10
-9.71609×10-7 -5.61576×10-9 +1.14622×10-11
R κ C4 8面 -58.0641 1.0000 +4.41581×10-5
C6 C8 C10
+7.65030×10-7 -9.89839×10-9 +8.21306×10-11
变点时的可变间隔
f 38.6250 62.5000 103.1251
d7 13.5999 6.9969 2.7887
Bf 10.3124 31.9432 68.7497
条件对应值f1a＝-81.342f2＝-24.595f1＝+27.146TLt＝95.538(1)r22/D ＝2.277(2)D23/|f1a| ＝0.043(3)D45/|f2| ＝0.158(4)f2/f1a ＝0.302(5)(f1+|f2|)/(fw·ft)1/2 ＝0.820(6)(Bfw/TLt)·(ft/fw) ＝0.288(7)|f1a|/(fw·ft)1/2 ＝1.289
图7至图9，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第2实施例的各像差图。图7是广角端状态时的各像差图，图8是中间焦点距离状态时的各像差图，图9是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，Y表示像高，A表示相对于各像高的视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
〔第3实施例〕
图10是表示本发明第3实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图10的变焦光学系统，由正镜头组G1和负镜头组G2构成，正镜头组G1从物体侧起，由双凹镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸镜头L3构成，负弯月镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图10表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图1中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(3)中，列出了本发明第3实施例的各值。表(3)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(3)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表3
f＝39.1～63.3～104.4
FNO＝3.8～6.2～10.2
2ω＝55.8～37.3～23.4面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -106.8616 1.265 1.74000 28.2 2 1013.0365 0.380 3* 31.2778 1.898 1.58518 30.2 (聚碳酸酯) 4 25.3443 4.175 5 72.8197 6.325 1.48749 70.5 6 -13.2490 1.265 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8* -50.1759 3.795 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -23.8931 4.428 10 -12.1268 1.265 1.78590 43.9 11 -59.2933 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 31.2778 1.0000 -9.53770×10-5
C6 C8 C10
-6.06670×10-7 -2.52850×10-9 -4.91140×10-11
R κ C4 8面 -50.1759 1.0000 +3.69420×10-5
C6 C8 C10
+1.59790×10-7 -3.85190×10-10+1.13840×10-11
变点时的可变间隔
f 39.0885 63.2500 104.3625
d7 15.1503 7.2372 2.1940
Bf 9.4766 32.5876 71.9126 条件对应值f1a＝-85.003f2＝-27.830f1＝+29.095TLt＝98.901(1)r22/D ＝2.154(2)D23/|f1a| ＝0.049(3)D45/|f2| ＝0.159(4)f2/f1a ＝0.327(5)(f1+|f2|)/(fw·ft)1/2 ＝0.891(6)(Bfw/TLt)·(ft/fw) ＝0.256(7)|f1a|/(fw·ft)1/2 ＝1.331
图11至图13，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第3实施例的各像差图。图11是广角端状态时的各像差图，图12是中间焦点距离状态时的各像差图，图13是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，Y表示像高，A表示相对于各像高的视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
〔第4实施例〕
图14是表示本发明第4实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图14的变焦光学系统，由正镜头组G1和负镜头组G2构成，正镜头组G1从物体侧起，由凹面朝向物体侧的负弯月镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸镜头L3构成，负弯月镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图14表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图1中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(4)中，列出了本发明第4实施例的各值。表(4)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(4)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表4
f＝39.1～63.3～104.4
FNO＝3.9～6.3～10.3
2ω＝55.3～37.1～23.3面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -35.2008 1.265 1.86074 23.0 2 -51.5066 0.380 3* 28.8300 1.898 1.58518 30.2 4 24.7508 3.795 5 64.6983 4.934 1.48749 70.5 6 -11.8803 1.265 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8* -60.0708 3.795 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -29.1522 4.048 10 -9.5882 1.265 1.77250 49.6 11 -41.0970 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 28.8300 1.0000 -1.23738×10-4
C6 C8 C10
-1.30031×10-6 -2.36070×10-10 -1.41375×10-10
R κ C4 8面 -60.0708 1.0000 +6.73719×10-5
C6 C8 C10
+1.18785×10-6 -1.73419×10-8 +2.03159×10-10
变点时的可变间隔
f 39.0885 63.2500 104.3625
d7 10.6062 5.6660 2.5175
Bf 11.4022 31.4748 65.6298
条件对应值f1a＝-95.246f2＝-20.493f1＝+24.668TLt＝90.791(1)r22/D ＝2.477(2)D23/|f1a| ＝0.040(3)D45/|f2| ＝0.198(4)f2/f1a ＝0.215(5)(f1+|f2|)/(fw·ft)1/2 ＝0.707(6)(Bfw/TLt)·(ft/fw) ＝0.335(7)|f1a|/(fw·ft)1/2 ＝1.491
图15至图17，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第4实施例的各像差图。图15是广角端状态时的各像差图，图16是中间焦点距离状态时的各像差图，图17是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，Y表示像高，A表示相对于各像高的视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
〔第5实施例〕
图18是表示本发明第5实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图18的变焦光学系统，由正镜头组G1和负镜头组G2构成，正镜头组G1从物体侧起，由凹面朝向物体侧的负弯月镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸镜头L3构成，负弯月镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图18表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图1中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(5)中，列出了本发明第4实施例的各值。表(5)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(5)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表5
f＝30.9～50.0～72.5
FNO＝4.1～6.7～9.72
2ω＝67.2～46.0～33.0面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -22.8115 1.250 1.80518 25.4 2 -35.8489 0.375 3* 28.6144 1.875 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 4 24.1589 3.250 5 49.3944 3.000 1.48749 70.5 6 -10.1096 1.250 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8* -38.4669 3.000 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -21.5864 4.125 10 -8.9318 1.250 1.78800 47.5 11 -39.5226 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 28.6144 1.0000 -2.12818×10-4
C6 C8 C10
-2.51648×10-6 -1.29851×10-8 -6.08610×10-10
R κ C4 8面 -38.4669 1.0000 +7.59706×10-5
C6 C8 C10
+1.63450×10-6 -2.17223×10-8 +2.80180×10-10
变点时的可变间隔
f 30.8750 50.0000 72.4999
d7 9.9230 4.9247 2.4206
Bf 7.8629 24.7511 44.6195
条件对应值f1a＝-62.822f2＝-18.375f1＝+21.375TLt＝66.415(1)r22/D ＝3.221(2)D23/|f1a| ＝0.052(3)D45/|f2| ＝0.224(4)f2/f1a ＝0.292(5)(f1+|f2|)/(fw·ft)1/2 ＝0.840(6)(Bfw/TLt)·(ft/fw) ＝0.278(7)|f1a|/(fw·ft)1/2 ＝1.328
图19至图21，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第5实施例的各像差图。图19是广角端状态时的各像差图，图20是中间焦点距离状态时的各像差图，图21是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，Y表示像高，A表示相对于各像高的视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
上述各实施例中，塑料材料是采用的聚碳酸酯，但是，也可以采用聚乙烯或丙烯酸酯等塑料材料。当然也可以不采用塑料而采用玻璃。
图22是表示本发明各实施例变焦光学系统的折射力分配及从广角端状态(W)向摄远端状态(T)变焦时的各镜头组移动情形的图。
如图22所示，本发明各实施例的变焦光学系统，由具有正折射力的正镜头组G1和配置在该正镜头组G1的像侧的、具有负折射力的负镜头组G2构成。从广角端状态向摄远端状态变焦时，各镜头组向物体侧移动，并且使正镜头组G1与负镜头组G2的空气间隔减少。
〔第6实施例〕
图23是表示本发明第1实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图23的变焦光学系统，由第1镜头组G1和第2镜头组G2构成。第1镜头组G1，从物体侧起，由双凹的负镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸的正镜头L3构成。第2镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。第1实施例中，第2镜头组G2中的正弯月镜头L4是塑料镜头，其物体侧的面形成为非球面状。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图23表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图1中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(6)中，列出了本发明第6实施例的各值。表(6)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(6)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表6
f＝31.9～50.0～81.2
FNO＝4.0～6.3～10.3
2ω＝66.8～46.3～29.8°面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -40.7837 3.0000 1.64831 33.8 2 247.5000 3.5846 3 非球面 2.5551 1.69320 33.7 4 39.4748 1.3998 5 42.3989 6.2500 1.48749 70.4 6 -10.9741 1.2500 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8 非球面 3.7500 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -25.4862 4.6250 10 -10.9094 1.5000 1.84042 43.4 11 -50.7970 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 50.9578 1.0000 -1.4382×10-4
C6 C8 C10
-1.5551×10-6 1.3326×10-8 -5.6196×10-10
R κ C4 8面 -46.6164 1.0000 5.0207×10-5
C6 C8 C10
4.5918×10-7-3.2120×10-9 3.6910×10-11变点时的可变间隔
广角端 中间焦点距离 摄远端
f 31.8804 50.0000 81.2337
d7 14.0844 8.3835 4.5269
Bf 6.6725 22.8697 50.7894
条件对应值f1＝23.686f11＝-53.788 f13＝18.596(1)(r11+r12)/(r11-r12) ＝-0.717(2)|f11|/f1 ＝2.271(3)f13/f1 ＝0.785
图24至图26，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第6实施例的各像差图。图24是广角端状态时的各像差图，图25是中间焦点距离状态时的各像差图，图26是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，A(度)表示半视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。表示帧像差的像差图中，表示半视埸角A(度)中的子午帧像差。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
〔第7实施例〕
图27是表示本发明第7实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图27的变焦光学系统，由第1镜头组G1和第2镜头组G2构成。第1镜头组G1，从物体侧起，由凹面朝向物体侧的负弯月镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸的正镜头L3构成。第2镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。第7实施例也与第6实施例同样地，正弯月镜头L4是塑料镜头，其物体侧的面形成为非球面状。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图27表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图22中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(7)中，列出了本发明第7实施例的各值。表(7)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(7)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表7
f＝38.6～60.0～103.1
FNO＝3.7～5.8～10.0
2ω＝56.6～39.1～23.6°面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -71.0296 1.1250 1.79504 28.6 2 -433.0344 0.9693 3 非球面 5.3510 1.69320 33.7 4 18.4325 2.8276 5 33.8449 5.4257 1.51680 64.1 6 -12.5305 1.2500 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8 非球面 2.5000 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -20.3464 4.0682 10 -11.1557 1.2500 1.79668 45.4 11 -56.5906 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 32.4928 1.0000 -8.4490×10-5
C6 C8 C10
-6.6224×10-7 2.1995×10-10 -6.5294×10-11
R κ C4 8面 -38.1272 1.0000 4.2125×10-5
C6 C8 C10
4.9024×10-7 -4.3669×10-9 4.0004×10-11变点时的可变间隔
广角端 中间焦点距离 摄远端
f 38.6329 60.0001 103.1266
d7 15.5813 9.2948 4.5415
Bf 9.4119 28.2461 66.2603
条件对应值f1＝27.815f11＝-107.018f13＝18.430(1)(r11+r12)/(r11-r12) ＝-1.392(2)|f11|/f1 ＝3.847(3)f13/f1 ＝0.663
图28至图30，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第7实施例的各像差图。图28是广角端状态时的各像差图，图29是中间焦点距离状态时的各像差图，图30是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，A(度)表示半视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。表示帧像差的像差图中，表示半视埸角A(度)中的子午帧像差。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
〔第8实施例〕
图31是表示本发明第8实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图31的变焦光学系统，由第1镜头组G1和第2镜头组G2构成。第1镜头组G1，从物体侧起，由凹面朝向物体侧的负弯月镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸的正镜头L3构成。第2镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。第8实施例中，负弯月镜头L2和正弯月镜头L4是塑料镜头，它们的物体侧的面形成为非球面状。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图31表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图22中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(8)中，列出了本发明第8实施例的各值。表(8)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(7)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表8
f＝38.6～65.0～103.2
FNO＝3.9～6.5～10.3
2ω＝56.8～36.4～23.6°面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -55.1359 1.3750 1.62588 35.7 2 -1379.0944 0.3750 3 非球面 3.7500 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 4 21.4967 2.2500 5 40.4310 6.2500 1.48749 70.5 6 -12.1286 1.2500 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8 非球面 3.7500 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -28.0205 4.6250 10 -11.1610 1.5000 1.77250 49.6 11 -46.1241 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 30.9168 1.0000 -1.0996×10-4
C6 C8 C10
-9.6734×10-7 2.7232×10-9 -1.7356×10-10
R κ C4 8面 -52.4999 1.0000 4.3820×10-5
C6 C8 C10
6.2695×10-7 -6.1061×10-9 4.9122×10-11变点时的可变间隔
广角端 中间焦点距离 摄远端
f 38.6312 65.0000 103.1568
d7 13.6295 6.4697 2.5897
Bf 9.4478 33.3198 67.8636
条件对应值f1＝27.443f11＝-91.799f12＝-141.334f13＝-19.915f2＝-24.845f21＝97.197(1)(r11+r12)/(r11-r12) ＝-1.083(2)|f11|/f1 ＝3.345(3)f13/f1 ＝0.726(4)|f12|/f1 ＝5.150(5)|f21|/|f2| ＝3.912
图32至图34，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第8实施例的各像差图。图32是广角端状态时的各像差图，图33是中间焦点距离状态时的各像差图，图34是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，A(度)表示半视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。表示帧像差的像差图中，表示半视埸角A(度)中的子午帧像差。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
〔第9实施例〕
图35是表示本发明第9实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图35的变焦光学系统，由第1镜头组G1和第2镜头组G2构成。第1镜头组G1，从物体侧起，由双凹的负镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸的正镜头L3构成。第2镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。第9实施例也与第8实施例同样地，负弯月镜头L2和正弯月镜头L4是塑料镜头，它们的物体侧的面形成为非球面状。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图35表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图1中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(9)中，列出了本发明第6实施例的各值。表(9)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(6)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表9
f＝38.6～62.5～102.5
FNO＝3.9～6.3～10.4
2ω＝55.9～37.5～23.7°面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数
1 -61.4356 1.1250 1.68893 31.1 2 955.5772 0.1250 3 非球面 2.5000 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 4 29.0839 3.7500 5 67.0490 4.3102 1.48749 70.5 6 -11.7826 1.2500 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8 非球面 4.1072 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -34.6611 5.0795 10 -11.0269 1.1250 1.74443 49.5 11 -51.0731 (Bf) (非球面数据)
R κ C4 3面 36.9334 1.0000 -1.3643×10-4
C6 C8 C10
-1.2271×10-6 7.6903×10-9 -3.6149×10-10
R κ C4 8面 -67.1509 1.0000 4.4752×10-5
C6 C8 C10
5.2501×10-7 -4.9753×10-9 4.4129×10-11变点时的可变间隔
广角端 中间焦点距离 摄远端
f 38.6352 62.5001 102.5131
d7 13.7386 7.4193 3.4261
Bf 9.2998 29.7318 63.9891
条件对应值f1＝27.328f11＝-83.751f12＝-265.008f13＝20.932f2＝-23.397f21＝116.963(1)(r11+r12)/(r11-r12) ＝-0.879(2)|f11|/f1 ＝3.064(3)f13/f1 ＝0.766(4)|f12|/f1 ＝9.697(5)|f21|/|f2| ＝4.999
图36至图38，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第9实施例的各像差图。图36是广角端状态时的各像差图，图37是中间焦点距离状态时的各像差图，图38是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，A(度)表示半视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。表示帧像差的像差图中，表示半视埸角A(度)中的子午帧像差。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
〔第10实施例〕
图39是表示本发明第10实施例变焦光学系统中的镜头构造的图。
图39的变焦光学系统，由第1镜头组G1和第2镜头组G2构成。第1镜头组G1，从物体侧起，由凹面朝向物体侧的负弯月镜头L1、凸面朝向物体侧的负弯月镜头L2和双凸的正镜头L3构成。第2镜头组G2由凹面朝向物体侧的正弯月镜头L4和凹面朝向物体侧的负弯月镜头L5构成。第10实施例也与第8实施例同样地，负弯月镜头L2和正弯月镜头L4是塑料镜头，它们的物体侧的面形成为非球面状。
开口光阑S配置在正镜头组G1与负镜头组G2之间，从广角端状态向摄远端状态变焦时，与正镜头G1一体地移动。
图39表示广角端状态时各镜头组的位置关系，向摄远端状态变焦时，沿着图22中箭头所示变焦轨道在光轴上移动。
在下面的表(10)中，列出了本发明第10实施例的各值。表(10)中，f表示焦点距离，FNO表示F编号，2ω表示视埸角，Bf表示反焦距。面编号表示沿着光线前进方向的从物体侧起的镜头面的顺序，折射率和阿贝数分别表示相对于d线(λ＝587.6nm)的值。表(7)的镜头数据中，曲率半径∞(无限大)的面表示平面。表示开口光阑S的面的曲率半径虽然为∞，但表示开口光阑S的面上不存在镜头面。
表10
f＝35.7～62.5～94.2
FNO＝3.8～6.6～10.0
2ω＝60.6～37.9～25.8°面编号 曲率半径 面间隔 反射率 阿贝数 1 -65.7176 3.1250 1.79504 28.6 2 -373.7500 2.1250 3 非球面 3.7500 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 4 34.0749 1.0880 5 98.8372 7.4965 1.49782 82.5 6 -12.2763 1.2500 7 ∞ (d7＝可变) (开口光阑) 8 非球面 3.1012 1.58518 30.2(聚碳酸酯) 9 -22.6426 4.8531 10 -11.2131 1.5779 1.77279 49.5 11 -43.5284 (Bf)
(非球面数据)
R κ C4 3面 35.6250 1.0000 -1.0693×10-4
C6 C8 C10
-8.8074×10-7 -7.7286×10-10 -1.0611×10-10
R κ C4 8面 -33.9328 1.0000 4.2757×10-5
C6 C8 C10
4.2379×10-7 -1.8544×10-9 2.1135×10-11变点时的可变间隔
广角端 中间焦点距离 摄远端
f 35.6927 62.5001 94.2186
d7 13.7418 5.8414 2.3002
Bf 7.7855 33.0901 63.0305
条件对应值f1＝26.391f11＝-100.747f12＝-12517f13＝22.439f2＝-24.911f21＝105.586(1)(r11+r12)/(r11-r12) ＝-1.427(2)|f11|/f1 ＝3.818(3)f13/f1 ＝0.850(4)|f12|/f1 ＝474.3(5)|f21|/|f2| ＝4.238
图40至图42，是相对于d线(λ＝587.6nm)的第10实施例的各像差图。图40是广角端状态时的各像差图，图41是中间焦点距离状态时的各像差图，图42是摄远端状态时的各像差图。
各像差图中，FNO表示F编号，A(度)表示半视埸角。
在表示非点像差的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。表示帧像差的像差图中，表示半视埸角A(度)中的子午帧像差。
从各像差图中可见，本实施例中，在各焦点距离状态，各像差被良好地修正，具有很好的成像性能。
如上所述，本发明的变焦光学系统，具有超过2倍的变焦比，构造简单且可低成本地制造，而且性能高。