本發(fā)明涉及變倍光學系統(tǒng)、光學裝置以及變倍光學系統(tǒng)的制造方法。

本申請主張基于2014年12月26日申請的日本國專利申請2014-266034號的優(yōu)先權，并將其內(nèi)容援引于此。

背景技術：

以往，公開了適合照片用相機、電子靜態(tài)相機、攝像機等的變倍光學系統(tǒng)(例如，參照專利文獻1)。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-217838號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

但是以往的變倍光學系統(tǒng)很難在變倍時和對焦時確保良好的光學性能。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一方式的變倍光學系統(tǒng)，具備：第1透鏡組，配置于最靠物體側，具有正的光焦度；負透鏡組，相比所述第1透鏡組配置于像側，具有負的光焦度；正透鏡組，相比所述負透鏡組配置于像側，并且包含至少一個相比光圈配置于像側的透鏡，具有正的光焦度；以及對焦組，配置于所述負透鏡組與所述正透鏡組之間，在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述負透鏡組之間的間隔變化，所述負透鏡組與所述正透鏡組之間的間隔變化，在進行對焦時，所述對焦組與配置于與所述對焦組的物體側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化，所述對焦組與配置于與所述對焦組的像側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化，且滿足以下的條件式：

1.37<ff/(-fn)<2.34

0.38<ff/fp<1.00

其中，

ff：所述對焦組的焦距

fn：所述負透鏡組的焦距

fp：所述正透鏡組的焦距。

本發(fā)明的另一方式，提供一種變倍光學系統(tǒng)，

沿著光軸從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組、第3透鏡組以及具有正的光焦度的第4透鏡組，

在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變化，所述第2透鏡組與所述第3透鏡組之間的間隔變化，所述第3透鏡組與所述第4透鏡組之間的間隔變化，

所述第1透鏡組、所述第2透鏡組、所述第3透鏡組以及所述第4透鏡組中的至少一部分具有正的光焦度，構成在進行對焦時沿著光軸移動的對焦組，

且滿足以下的條件式：

1.37<ff/(-fn)<2.34

0.38<ff/fp<1.00

其中，

ff：所述對焦組的焦距

fn：所述第2透鏡組的焦距

fp：所述第4透鏡組的焦距。

本發(fā)明的另一方式的光學裝置具備所述變倍光學系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一方式的變倍光學系統(tǒng)的制造方法，該變倍光學系統(tǒng)具備：第1透鏡組，配置于最靠物體側，具有正的光焦度；負透鏡組，相比所述第1透鏡組配置于像側，具有負的光焦度；正透鏡組，相比所述負透鏡組配置于像側，并且包含至少一個相比光圈配置于像側的透鏡，具有正的光焦度；以及對焦組，配置于所述負透鏡組與所述正透鏡組之間，所述變倍光學系統(tǒng)的制造方法的特征在于，配置成在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述負透鏡組之間的間隔變化，所述負透鏡組與所述正透鏡組之間的間隔變化，配置成在進行對焦時，所述對焦組與配置于與所述對焦組的物體側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化，所述對焦組與配置于與所述對焦組的像側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化，且滿足以下的條件式：

1.37<ff/(-fn)<2.34

0.38<ff/fp<1.00

其中，

ff：所述對焦組的焦距

fn：所述負透鏡組的焦距

fp：所述正透鏡組的焦距。

本發(fā)明的另一方式，提供一種變倍光學系統(tǒng)的制造方法，該變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組、第3透鏡組以及具有正的光焦度的第4透鏡組，所述變倍光學系統(tǒng)的制造方法的特征在于，

配置成在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變化，所述第2透鏡組與所述第3透鏡組之間的間隔變化，所述第3透鏡組與所述第4透鏡組之間的間隔變化，

配置成所述第1透鏡組、所述第2透鏡組、所述第3透鏡組以及所述第4透鏡組中的至少一部分具有正的光焦度，構成在進行對焦時沿著光軸移動的對焦組，

且滿足以下的條件式：

1.37<ff/(-fn)<2.34

0.38<ff/fp<1.00

其中，

ff：所述對焦組的焦距

fn：所述第2透鏡組的焦距

fp：所述第4透鏡組的焦距。

附圖說明

圖1是示出第1實施例的變倍光學系統(tǒng)的鏡頭結構的剖視圖。(a)表示廣角端狀態(tài)，(b)表示中間焦距狀態(tài)，(c)表示遠焦端狀態(tài)。

圖2是第1實施例的變倍光學系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖，(a)表示廣角端狀態(tài)下的各像差，(b)表示中間焦距狀態(tài)下的各像差，(c)表示遠焦端狀態(tài)下的各像差。

圖3是第1實施例的變倍光學系統(tǒng)的近距離對焦狀態(tài)下的各像差圖，(a)表示廣角端狀態(tài)下的各像差，(b)表示中間焦距狀態(tài)下的各像差，(c)表示遠焦端狀態(tài)下的各像差。

圖4是示出第2實施例的變倍光學系統(tǒng)的鏡頭結構的剖視圖。(a)表示廣角端狀態(tài)，(b)表示中間焦距狀態(tài)，(c)表示遠焦端狀態(tài)。

圖5是第2實施例的變倍光學系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖，(a)表示廣角端狀態(tài)下的各像差，(b)表示中間焦距狀態(tài)下的各像差，(c)表示遠焦端狀態(tài)下的各像差。

圖6是第2實施例的變倍光學系統(tǒng)的近距離對焦狀態(tài)下的各像差圖，(a)表示廣角端狀態(tài)下的各像差，(b)表示中間焦距狀態(tài)下的各像差，(c)表示遠焦端狀態(tài)下的各像差。

圖7是表示搭載了變倍光學系統(tǒng)的相機的一例的結構的圖。

圖8是用于說明變倍光學系統(tǒng)的制造方法的一例的流程圖。

具體實施方式

以下，對變倍光學系統(tǒng)、光學裝置以及變倍光學系統(tǒng)的制造方法進行說明。

在一實施方式中，變倍光學系統(tǒng)具備：第1透鏡組，配置于最靠物體側，具有正的光焦度；負透鏡組，相比所述第1透鏡組配置于像側，具有負的光焦度；正透鏡組，相比所述負透鏡組配置于像側，并且包含至少一個相比光圈配置于像側的透鏡，具有正的光焦度；以及對焦組，配置于所述負透鏡組與所述正透鏡組之間，在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述負透鏡組之間的間隔變化，所述負透鏡組與所述正透鏡組之間的間隔變化。通過這種結構，能夠實現(xiàn)從廣角端狀態(tài)向遠焦端狀態(tài)的變倍，并且抑制伴隨變倍的球面像差變動和像散變動，在進行變倍時也能夠實現(xiàn)良好的光學性能。另外，在進行對焦時，所述對焦組與配置于與所述對焦組的物體側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化，所述對焦組與配置于與所述對焦組的像側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化。通過這種結構，能夠簡化使對焦組移動的驅動機構，能夠實現(xiàn)變倍光學系統(tǒng)的小型化且實現(xiàn)從無限遠物體向近距離物體的對焦。

在代替實施方式中，變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組、第3透鏡組以及具有正的光焦度的第4透鏡組，在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變化，所述第2透鏡組與所述第3透鏡組之間的間隔變化，所述第3透鏡組與所述第4透鏡組之間的間隔變化。通過這種結構，能夠實現(xiàn)從廣角端狀態(tài)向遠焦端狀態(tài)的變倍，并且抑制伴隨變倍的球面像差變動和像散變動，在進行變倍時也能夠實現(xiàn)良好的光學性能。

另外，在代替實施方式中，變倍光學系統(tǒng)可以優(yōu)選為，所述第1透鏡組、所述第2透鏡組、所述第3透鏡組以及所述第4透鏡組中的至少一部分具有正的光焦度，構成在進行對焦時沿著光軸移動的對焦組(對焦透鏡組)。通過這種結構，能夠簡化使對焦組移動的驅動機構，能夠實現(xiàn)變倍光學系統(tǒng)的小型化且實現(xiàn)從無限遠物體向近距離物體的對焦。另外，在“所述第1透鏡組、所述第2透鏡組、所述第3透鏡組以及所述第4透鏡組中的至少一部分”中，包含第1～第4透鏡組的全部、第1～第4透鏡組中的任意一個透鏡組的全部、從第1～第4透鏡組選擇的任意多個透鏡組的全部、第1～第4透鏡組中的任意一個透鏡組中的一部分以及從第1～第4透鏡組選擇的任意多個透鏡組中的一部分。

在這些實施方式中，變倍光學系統(tǒng)可以優(yōu)選滿足以下的條件式(1)。

(1)1.37<ff/(-fn)<2.34

其中，

ff：所述對焦組的焦距

fn：所述負透鏡組(第2透鏡組)的焦距

條件式(1)規(guī)定負透鏡組(第2透鏡組)的焦距與對焦組的焦距的適當?shù)谋?。通過滿足條件式(1)，能夠實現(xiàn)變倍光學系統(tǒng)的小型化且抑制對焦時的像散變動和球面像差變動。

當超過條件式(1)的上限時，對焦組的光焦度變?nèi)?，因此對焦時的對焦組的移動量變大。由此，不僅很難實現(xiàn)變倍光學系統(tǒng)的小型化，而且在進行對焦時通過對焦組的軸外光束距光軸的高度的變動也變大，因此很難抑制像散的變動。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(1)的上限值成為2.28。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(1)的上限值成為2.22。

另一方面，當?shù)陀跅l件式(1)的下限時，對焦組的光焦度變強，因此對焦時的球面像差變動的校正變得困難。此外，由因制造誤差產(chǎn)生的偏芯彗差等引起的光學性能劣化變大，因此是不優(yōu)選的。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(1)的下限值成為1.53。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(1)的下限值成為1.69。

在這些實施方式中，變倍光學系統(tǒng)可以優(yōu)選滿足以下的條件式(2)。

(2)0.38<ff/fp<1.00

其中，

fp：所述正透鏡組(第4透鏡組)的焦距

條件式(2)規(guī)定對焦組的焦距與正透鏡組(第4透鏡組)的焦距的適當?shù)谋?。通過滿足條件式(2)，能夠抑制對焦時的像散變動和球面像差變動。

當超過條件式(2)的上限時，對焦組的光焦度變?nèi)?，因此對焦時的對焦組的移動量變大。由此，不僅很難實現(xiàn)變倍光學系統(tǒng)的小型化，而且對焦時的通過對焦組的軸外光束距光軸的高度的變動也變大，因此很難抑制像散的變動。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(2)的上限值成為0.88。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(2)的上限值成為0.77。

另一方面，當?shù)陀跅l件式(2)的下限時，對焦組的光焦度變強，因此很難抑制對焦時的球面像差變動、像散變動。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(2)的下限值成為0.40。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(2)的下限值成為0.41。

通過以上的結構，關于變倍光學系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)在進行變倍時和對焦時也確保了良好的光學性能的變倍光學系統(tǒng)。另外，通過以上的結構，能夠實現(xiàn)變倍光學系統(tǒng)的小型化。

在這些實施方式中，變倍光學系統(tǒng)可以優(yōu)選滿足以下的條件式(3)。

(3)0.12<(-fn)/ft<0.40

其中，

ft：遠焦端狀態(tài)下的整個系統(tǒng)的焦距

條件式(3)規(guī)定遠焦端狀態(tài)下的變倍光學系統(tǒng)的整個系統(tǒng)的焦距與負透鏡組(第2透鏡組)的焦距的適當?shù)谋?。通過滿足條件式(3)，能夠抑制變倍時的球面像差變動和像散變動。

當超過條件式(3)的上限時，負透鏡組(第2透鏡組)的光焦度變?nèi)?，很難通過負透鏡組(第2透鏡組)對在通過第1透鏡組和正透鏡組(第4透鏡組)進行變倍時產(chǎn)生的球面像差變動進行校正。另外，遠焦端狀態(tài)下的從最靠物體側的透鏡面到像面為止的光學全長變長。此外，導致由在遠焦端狀態(tài)下通過負透鏡組(第2透鏡組)的軸上光束的直徑變大而引起的負透鏡組(第2透鏡組)的有效直徑的增大，很難實現(xiàn)小型化。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(3)的上限值成為0.34。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(3)的上限值成為0.28。

另一方面，當?shù)陀跅l件式(3)的下限時，負透鏡組(第2透鏡組)的光焦度變強，很難對廣角端狀態(tài)下的對焦時的像散變動進行校正。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(3)的下限值成為0.13。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(3)的下限值成為0.14。

在這些實施方式中，變倍光學系統(tǒng)可以優(yōu)選滿足以下的條件式(4)。

(4)1.00<fp/fw<4.00

其中，

fw：廣角端狀態(tài)下的整個系統(tǒng)的焦距

條件式(4)規(guī)定廣角端狀態(tài)下的變倍光學系統(tǒng)的整個系統(tǒng)的焦距與正透鏡組(第4透鏡組)的焦距的適當?shù)谋?。通過滿足條件式(4)，能夠抑制變倍時的球面像差變動和像散變動。

當超過條件式(4)的上限時，正透鏡組(第4透鏡組)的光焦度變?nèi)?，不僅在從廣角端狀態(tài)到遠焦端狀態(tài)為止的整個區(qū)域中從最靠物體側的透鏡面到像面為止的光學全長變長，而且在從廣角端狀態(tài)向遠焦端狀態(tài)進行變倍時正透鏡組(第4透鏡組)相對于像面的移動量變大，從而很難抑制變倍時的像散的變動。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(4)的上限值成為3.62。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(4)的上限值成為3.25。

另一方面，當?shù)陀跅l件式(4)的下限時，正透鏡組(第4透鏡組)的光焦度變強，變倍時的球面像差變動變大。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(4)的下限值成為1.31。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(4)的下限值成為1.62。

在這些實施方式中，變倍光學系統(tǒng)可以優(yōu)選滿足以下的條件式(5)。

(5)1.20<f1/fw<2.40

其中，

f1：所述第1透鏡組的焦距

條件式(5)規(guī)定廣角端狀態(tài)下的變倍光學系統(tǒng)的整個系統(tǒng)的焦距與第1透鏡組的焦距的適當?shù)谋?。通過滿足條件式(5)，能夠抑制變倍時的球面像差變動和像散變動。

當超過條件式(5)的上限時，第1透鏡組的光焦度變?nèi)?，為了確保期望的變倍比，需要在從廣角端狀態(tài)向遠焦端狀態(tài)進行變倍時增大第1透鏡組與負透鏡組(第2透鏡組)之間的間隔變化。其結果是，不僅遠焦端狀態(tài)下的從最靠物體側的透鏡面到像面為止的光學全長變長，而且很難抑制在進行變倍時在第1透鏡組中產(chǎn)生的像散的變動。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(5)的上限值成為2.28。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(5)的上限值成為2.17。

當?shù)陀跅l件式(5)的下限時，第1透鏡組的光焦度變強，很難進行遠焦端狀態(tài)下的球面像差、軸上色像差的校正。另外，為了更可靠地得到效果，可以更優(yōu)選使條件式(5)的下限值成為1.38。另外，為了進一步可靠地得到效果，可以更進一步優(yōu)選使條件式(5)的下限值成為1.56。

在這些實施方式中，可以優(yōu)選的是，變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組、第3透鏡組以及具有正的光焦度的第4透鏡組，在進行變倍時，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變化，所述第2透鏡組與所述第3透鏡組之間的間隔變化，所述第3透鏡組與所述第4透鏡組之間的間隔變化，所述對焦組由所述第3透鏡組構成。在一例中，在從無限遠物體向近距離物體進行對焦時，所述第3透鏡組作為所述對焦組在光軸方向上移動。通過該結構，能夠抑制伴隨對焦的像散的變動。另外，通過該結構，能夠使對焦組變得輕量化，因此能夠在進行對焦時使對焦組高速移動。

在這些實施方式中，可以優(yōu)選為所述對焦組由單一的透鏡成分構成。通過該結構，能夠抑制由因對焦組的制造誤差產(chǎn)生的偏芯彗差等引起的光學性能劣化。另外，通過該結構，能夠使對焦組變得輕量化，因此能夠在進行對焦時使對焦組高速移動。另外，“透鏡成分”是指將單透鏡或者多個透鏡貼合而成的接合透鏡。

在這些實施方式中，可以優(yōu)選的是，變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組、第3透鏡組以及具有正的光焦度的第4透鏡組，在進行變倍時，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變化，所述第2透鏡組與所述第3透鏡組之間的間隔變化，所述第3透鏡組與所述第4透鏡組之間的間隔變化，所述第3透鏡組具有正的光焦度。通過如上所述構成，能夠良好地對遠焦端狀態(tài)下的球面像差進行校正，能夠實現(xiàn)具有高光學性能的變倍光學系統(tǒng)。

在這些實施方式中，可以優(yōu)選的是，變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組以及孔徑光闌，在進行變倍時，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變化，所述孔徑光闌相比所述第2透鏡組配置于像側。通過如上所述構成，能夠縮小孔徑光闌直徑，而且能夠實現(xiàn)小型的變倍光學系統(tǒng)。另外，可以更優(yōu)選為所述孔徑光闌配置于所述正透鏡組(第4透鏡組)中。另外，可以進一步優(yōu)選為所述孔徑光闌在所述正透鏡組(第4透鏡組)中相比配置于最靠物體側的透鏡配置于像面?zhèn)取?/p>

在這些實施方式中，可以優(yōu)選的是，變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組以及第3透鏡組，在從廣角端狀態(tài)向遠焦端狀態(tài)進行變倍時，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變寬，所述第2透鏡組與所述第3透鏡組之間的間隔變窄。通過如上所述的結構，能夠實現(xiàn)從廣角端狀態(tài)向遠焦端狀態(tài)的變倍，并且抑制伴隨變倍的球面像差變動和像散變動，在進行變倍時也能夠實現(xiàn)良好的光學性能。

另外，能夠任意地組合以上的結構，由此能夠實現(xiàn)具有良好的光學性能的變倍光學系統(tǒng)。

在一實施方式中，光學裝置的特征在于，具備上述結構的變倍光學系統(tǒng)。由此，能夠實現(xiàn)即使在進行變倍時和對焦時也具有良好的光學性能的光學裝置。另外，能夠實現(xiàn)光學裝置的小型化。

在一實施方式中，提供一種變倍光學系統(tǒng)的制造方法，該變倍光學系統(tǒng)具備：第1透鏡組，配置于最靠物體側，具有正的光焦度；負透鏡組，相比所述第1透鏡組配置于像側，具有負的光焦度；正透鏡組，相比所述負透鏡組配置于像側，并且包含至少一個相比光圈配置于像側的透鏡，具有正的光焦度；以及對焦組，配置于所述負透鏡組與所述正透鏡組之間，其中，配置成在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述負透鏡組之間的間隔變化，所述負透鏡組與所述正透鏡組之間的間隔變化，配置成在進行對焦時，所述對焦組與配置于與所述對焦組的物體側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化，所述對焦組與配置于與所述對焦組的像側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化，且滿足以下的條件式：

1.37<ff/(-fn)<2.34

0.38<ff/fp<1.00

其中，

ff：所述對焦組的焦距

fn：所述負透鏡組的焦距

fp：所述正透鏡組的焦距。

在代替實施方式中，提供一種變倍光學系統(tǒng)的制造方法，

該變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組、第3透鏡組以及具有正的光焦度的第4透鏡組，其中，

配置成在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變化，所述第2透鏡組與所述第3透鏡組之間的間隔變化，所述第3透鏡組與所述第4透鏡組之間的間隔變化，

配置成所述第1透鏡組、所述第2透鏡組、所述第3透鏡組以及所述第4透鏡組中的至少一部分具有正的光焦度，構成在進行對焦時沿著光軸移動的對焦組，

且滿足以下的條件式(1)、(2)。

(1)1.37<ff/(-fn)<2.34

(2)0.38<ff/fp<1.00

其中，

ff：所述對焦組的焦距

fn：所述第2透鏡組的焦距

fp：所述第4透鏡組的焦距

通過這些制造方法，能夠制造即使在進行變倍時和對焦時也確保了良好的光學性能的變倍光學系統(tǒng)。

以下，根據(jù)附圖對數(shù)值實施例的變倍光學系統(tǒng)進行說明。

(第1實施例)

圖1是示出第1實施例的變倍光學系統(tǒng)的結構的剖視圖。(a)表示廣角端狀態(tài)，(b)表示中間焦距狀態(tài)，(c)表示遠焦端狀態(tài)。第1實施例的變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次由具有正的光焦度的第1透鏡組g1、具有負的光焦度的第2透鏡組g2、具有正的光焦度的第3透鏡組g3以及具有正的光焦度的第4透鏡組g4構成。

使從第1透鏡組g1到第4透鏡組g4為止的各透鏡組移動，以使第1透鏡組g1與第2透鏡組g2之間的空氣間隔變寬，第2透鏡組g2與第3透鏡組g3之間的空氣間隔變窄，第3透鏡組g3與第4透鏡組g4之間的空氣間隔變寬，從而進行從廣角端狀態(tài)向遠焦端狀態(tài)的變倍。此時，第1透鏡組g1、第3透鏡組g3以及第4透鏡組g4向物體側移動，第2透鏡組g2暫時向像面i側移動之后向物體側移動。

第1透鏡組g1沿著光軸從物體側依次由凸面朝向物體側的正彎月透鏡l11以及凸面朝向物體側的負彎月透鏡l12與凸面朝向物體側的正彎月透鏡l13的接合透鏡構成。

第2透鏡組g2沿著光軸從物體側依次由雙凹形狀的負透鏡l21與凸面朝向物體側的正彎月透鏡l22的接合透鏡以及雙凹形狀的負透鏡l23構成。

第3透鏡組g3由雙凸形狀的正透鏡l31構成。

第4透鏡組g4沿著光軸從物體側依次由凸面朝向物體側的正彎月透鏡l41、雙凸形狀的正透鏡l42與雙凹形狀的負透鏡l43的接合透鏡、孔徑光闌s、凹面朝向物體側的正彎月透鏡l44與雙凹形狀的負透鏡l45的接合透鏡、凸面朝向物體側的負彎月透鏡l46與雙凸形狀的正透鏡l47的接合透鏡以及凹面朝向物體側的負彎月透鏡l48構成。

使第3透鏡組g3向像面i側移動來進行從無限遠物體向近距離物體的對焦。

在以下的表1中示出第1實施例的變倍光學系統(tǒng)的各參數(shù)的值。

在[面數(shù)據(jù)]中，“面編號”表示沿著光軸從物體側開始數(shù)的透鏡面的順序，“r”表示曲率半徑，“d”表示間隔(第n面(n為整數(shù))與第n+1面的間隔)，“nd”表示對d線(波長λ＝587.6nm)的折射率，“νd”表示對d線(波長λ＝587.6nm)的阿貝數(shù)。另外，“物面”表示物體面，“可變”表示可變的面間隔，“光圈”表示孔徑光闌s，“bf”表示后焦距，“像面”表示像面i。另外，在曲率半徑“r”中“∞”表示平面，省略空氣的折射率nd＝1.000000的記載。

在[各種數(shù)據(jù)]中，“w”表示廣角端，“m”表示中間焦距，“t”表示遠焦端，“f”表示焦距，“fno”表示f值，“ω”表示半視場角(單位為“°”)，“y”表示最大像高，“tl”表示光學全長(從透鏡面的第1面到像面i為止的光軸上的距離)，“bf”表示后焦距。

在[可變間隔數(shù)據(jù)]中，”dn”表示第n面(n為整數(shù))與第n+1面的可變的面間隔，“bf”表示后焦距，“w”表示廣角端，“m”表示中間焦距，“t”表示遠焦端。另外，“d0”表示從物體面到第1面為止的光軸上的距離。

在[透鏡組數(shù)據(jù)]中示出各透鏡組的始面和焦距f。

在[條件式對應值]中示出本實施例的變倍光學系統(tǒng)的各條件式的對應值。

關于表1中記載的焦距f、曲率半徑r以及其他長度的單位，一般使用“mm”。但是即使光學系統(tǒng)進行比例放大或比例縮小也能夠得到相同的光學性能，因此并不限定于此。

另外，以上所述的表1的符號，在后述的實施例的表中也同樣使用。

(表1)

[面數(shù)據(jù)]

[各種數(shù)據(jù)]

[可變間隔數(shù)據(jù)]

[透鏡組數(shù)據(jù)]

[條件式對應值]

(1)ff/(-fn)＝2.012

(2)ff/fp＝0.432

(3)(-fn)/ft＝0.157

(4)fp/fw＝2.501

(5)f1/fw＝1.918

圖2是第1實施例的變倍光學系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖，(a)表示廣角端狀態(tài)下的各像差，(b)表示中間焦距狀態(tài)下的各像差，(c)表示遠焦端狀態(tài)下的各像差。圖3是第1實施例的變倍光學系統(tǒng)的近距離對焦狀態(tài)下的各像差圖，(a)表示廣角端狀態(tài)下的各像差，(b)表示中間焦距狀態(tài)下的各像差，(c)表示遠焦端狀態(tài)下的各像差。

在圖2和圖3的各像差圖中，“fno”表示f值，“na”表示數(shù)值孔徑，“y”表示像高，“d”表示d線(波長λ＝587.6nm)，“g”表示g線(波長λ＝435.8nm)。在像散圖中，實線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。另外，在以下所示的實施例的像差圖中，也使用與第1實施例相同的符號。

如從各像差圖明確可知，關于第1實施例的變倍光學系統(tǒng)，在從廣角端狀態(tài)到遠焦端狀態(tài)為止的各焦距狀態(tài)下，能夠從無限遠對焦狀態(tài)到近距離對焦狀態(tài)良好地對各像差進行校正，具有優(yōu)秀的光學性能。

(第2實施例)

圖4是示出第2實施例的變倍光學系統(tǒng)的結構的剖視圖。(a)表示廣角端狀態(tài)，(b)表示中間焦距狀態(tài)，(c)表示遠焦端狀態(tài)。第2實施例的變倍光學系統(tǒng)沿著光軸從物體側依次由具有正的光焦度的第1透鏡組g1、具有負的光焦度的第2透鏡組g2、具有正的光焦度的第3透鏡組g3以及具有正的光焦度的第4透鏡組g4構成。

使從第1透鏡組g1到第4透鏡組g4為止的各透鏡組移動，以使第1透鏡組g1與第2透鏡組g2之間的空氣間隔變寬，第2透鏡組g2與第3透鏡組g3之間的空氣間隔變窄，第3透鏡組g3與第4透鏡組g4之間的空氣間隔變寬，從而進行從廣角端狀態(tài)向遠焦端狀態(tài)的變倍。此時，第1透鏡組g1、第3透鏡組g3以及第4透鏡組g4向物體側移動，第2透鏡組g2暫時向像面i側移動之后向物體側移動。

第1透鏡組g1沿著光軸從物體側依次由凸面朝向物體側的負彎月透鏡l11與雙凸形狀的正透鏡l12的接合透鏡構成。

第2透鏡組g2沿著光軸從物體側依次由雙凸形狀的正透鏡l21與雙凹形狀的負透鏡l22的接合透鏡以及雙凹形狀的負透鏡l23構成。

第3透鏡組g3由雙凸形狀的正透鏡l31構成。

第4透鏡組g4沿著光軸從物體側依次由孔徑光闌s、雙凸形狀的正透鏡l41與凹面朝向物體側的負彎月透鏡l42的接合透鏡、凹面朝向物體側的正彎月透鏡l43與雙凹形狀的負透鏡l44的接合透鏡、雙凸形狀的正透鏡l45以及凹面朝向物體側的負彎月透鏡l46構成。

使第3透鏡組g3向像面i側移動來進行從無限遠物體向近距離物體的對焦。

在以下的表2中示出第2實施例的變倍光學系統(tǒng)的各參數(shù)的值。

(表2)

[面數(shù)據(jù)]

[各種數(shù)據(jù)]

[可變間隔數(shù)據(jù)]

[透鏡組數(shù)據(jù)]

[條件式對應值]

(1)ff/(-fn)＝2.095

(2)ff/fp＝0.531

(3)(-fn)/ft＝0.166

(4)fp/fw＝2.246

(5)f1/fw＝1.941

圖5是第2實施例的變倍光學系統(tǒng)的無限遠對焦狀態(tài)下的各像差圖，(a)表示廣角端狀態(tài)下的各像差，(b)表示中間焦距狀態(tài)下的各像差，(c)表示遠焦端狀態(tài)下的各像差。圖6是第2實施例的變倍光學系統(tǒng)的近距離對焦狀態(tài)下的各像差圖，(a)表示廣角端狀態(tài)下的各像差，(b)表示中間焦距狀態(tài)下的各像差，(c)表示遠焦端狀態(tài)下的各像差。

如從各像差圖明確可知，關于第2實施例的變倍光學系統(tǒng)在從廣角端狀態(tài)到遠焦端狀態(tài)為止的各焦距狀態(tài)下，能夠從無限遠對焦狀態(tài)到近距離對焦狀態(tài)良好地對各像差進行校正，具有優(yōu)秀的光學性能。

另外，上述各實施例示出本申請發(fā)明的一具體例，本申請發(fā)明并不限定于此。能夠在不損壞變倍光學系統(tǒng)的光學性能的范圍內(nèi)適當采用以下的內(nèi)容。

雖然作為變倍光學系統(tǒng)的數(shù)值實施例示出了4組結構，但是本申請發(fā)明并不限定于此，還能夠構成其他的組結構(例如，5組、6組等)的變倍光學系統(tǒng)。具體地講，也可以是在變倍光學系統(tǒng)的最靠物體側或最靠像面?zhèn)仍黾恿送哥R或透鏡組的結構。另外，透鏡組表示被進行變倍時變化的空氣間隔分離的具有至少一個透鏡的部分。

另外，變倍光學系統(tǒng)也可以構成為，為了進行從無限遠物點向近距離物點的對焦，使透鏡組的一部分、一個透鏡組全體或者多個透鏡組作為對焦組在光軸方向上移動。例如，也可以使第1透鏡組全體作為對焦組，或者，在將第1透鏡組分割為兩個以上的部分透鏡組的結構中使從物體側起第二個之后的部分透鏡組作為對焦組。特別是，如上所述，可以優(yōu)選構成為，由單透鏡構成的第3透鏡組在光軸上向像面?zhèn)纫苿?。另外，上述對焦組也能夠適用于自動對焦，也適合于基于自動對焦用的電機，例如超聲波電機、步進電機、vcm(音圈馬達)等的驅動。雖然即使構成為對焦組由接合透鏡構成也能夠得到良好的光學性能，但是通過如上所述地由單透鏡構成對焦組，能夠使變倍光學系統(tǒng)更小型化。

另外，在變倍光學系統(tǒng)中，也可以是使任意一個透鏡組全體或其一部分作為防抖透鏡組以包含對于光軸垂直的方向的成分的方式移動、或者在包含光軸的面內(nèi)方向旋轉移動(擺動)，從而對由于手抖動等而產(chǎn)生的像抖動進行校正的結構。特別是，可以優(yōu)選為使第4透鏡組的至少一部分作為防抖透鏡組。具體地講，在第1實施例中可以優(yōu)選為使正彎月透鏡l44與負透鏡l45的接合透鏡成為防抖透鏡組。在第2實施例中可以優(yōu)選使正彎月透鏡l43與負透鏡l44的接合透鏡成為防抖透鏡組。

另外，構成變倍光學系統(tǒng)的透鏡的透鏡面可以是球面或平面，或者也可以是非球面。在透鏡面為球面或者平面時，透鏡加工和組裝調整變得容易，能夠防止由透鏡加工和組裝調整的誤差引起的光學性能的劣化。另外，即使在像面偏移的情況下描繪性能的劣化也少。在透鏡面為非球面時，可以是基于研磨加工的非球面、通過模具將玻璃成型為非球面形狀的玻璃模鑄非球面、或者將設置在玻璃表面的樹脂形成為非球面形狀的復合型非球面中的任意一種。另外，透鏡面也可以是衍射面，也可以使透鏡為折射率分布型透鏡(grin透鏡)或塑料透鏡。

關于孔徑光闌s，雖然可以優(yōu)選相比第2透鏡組配置于像側，但是也可以不設置作為孔徑光闌的部件，而通過透鏡框代替其作用。

另外，也可以在構成變倍光學系統(tǒng)的透鏡的透鏡面上施加在寬波長區(qū)域具有高透射率的防反射膜。由此，能夠減輕眩光和重影，實現(xiàn)高對比度的高光學性能。

關于變倍光學系統(tǒng)，可以優(yōu)選為遠焦端狀態(tài)下的半視場角ωt為1.5°～4.5°，可以優(yōu)選為廣角端狀態(tài)下的半視場角ωw為11.0°～24.0°。

接著，根據(jù)圖7對具備變倍光學系統(tǒng)的相機的一例進行說明。圖7是示出具備變倍光學系統(tǒng)的相機的一例的結構的圖。如圖7所示，相機1是具備上述第1實施例的變倍光學系統(tǒng)來作為攝影鏡頭2的鏡頭可換式的所謂無反相機。

在相機1中，來自未圖示的物體(被攝體)的光通過攝影鏡頭2而被聚光，通過未圖示的olpf(opticallowpassfilter：光學低通濾波器)在攝像部3的攝像面上形成被攝體像。并且，通過設置在攝像部3的光電轉換元件對被攝體像進行光電轉換而生成被攝體的圖像。該圖像顯示于在相機1設置的evf(electronicviewfinder：電子取景器)4上。由此，攝影者能夠通過evf4觀察被攝體。另外，當由攝影者按下未圖示的釋放按鈕時，將通過攝像部3生成的被攝體的圖像存儲在未圖示的存儲器中。由此，攝影者能夠進行基于相機1的被攝體的攝影。

此處，作為攝影鏡頭2搭載在相機1上的上述第1實施例的變倍光學系統(tǒng)是在進行變倍時或對焦時也確保了良好的光學性能的變倍光學系統(tǒng)。因此，相機1在進行變倍時或對焦時也能夠實現(xiàn)良好的光學性能。另外，即使構成搭載上述第2實施例的變倍光學系統(tǒng)作為攝影鏡頭2的相機，也能夠起到與上述相機1相同的效果。另外，即使在具有快速復原反光鏡且在通過取景器光學系統(tǒng)觀察被攝體的單反類型的相機上搭載了上述各實施例的變倍光學系統(tǒng)的情況下，也能夠起到與上述相機1相同的效果。

以下，根據(jù)圖8對變倍光學系統(tǒng)的制造方法的一例的概略進行說明。

在圖8所示的例子中，在變倍光學系統(tǒng)的制造方法中，該變倍光學系統(tǒng)具備：第1透鏡組，配置于最靠物體側，具有正的光焦度；負透鏡組(第2透鏡組)，相比所述第1透鏡組配置于像側，具有負的光焦度；正透鏡組(第4透鏡組)，相比所述負透鏡組(第2透鏡組)配置于像側，并且包含至少一個相比光圈配置于像側的透鏡，具有正的光焦度；以及對焦組(對焦透鏡組)，配置于所述負透鏡組(第2透鏡組)與所述正透鏡組(第4透鏡組)之間，該變倍光學系統(tǒng)的制造方法包含以下的步驟s1～s3。

即，作為步驟s1，配置成在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述負透鏡組之間的間隔變化，所述負透鏡組與所述正透鏡組之間的間隔變化。作為步驟s2，配置成在進行對焦時，所述對焦組與配置于與所述對焦組的物體側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化，所述對焦組與配置于與所述對焦組的像側相對的位置處的透鏡之間的間隔變化。作為步驟s3，滿足以下的條件式(1)、(2)。

(1)1.37<ff/(-fn)<2.34

(2)0.38<ff/fp<1.00

其中，

ff：所述對焦組(對焦透鏡組)的焦距

fn：所述負透鏡組(第2透鏡組)的焦距

fp：所述正透鏡組(第4透鏡組)的焦距

或者，在圖8所示的例子中，在變倍光學系統(tǒng)的制造方法中，該變倍光學系統(tǒng)從物體側依次具備具有正的光焦度的第1透鏡組、具有負的光焦度的第2透鏡組、第3透鏡組以及具有正的光焦度的第4透鏡組，該變倍光學系統(tǒng)的制造方法包含以下的步驟s1～s3。

即，作為步驟s1，配置成在進行變倍時，所述第1透鏡組相對于像面移動，所述第1透鏡組與所述第2透鏡組之間的間隔變化，所述第2透鏡組與所述第3透鏡組之間的間隔變化，所述第3透鏡組與所述第4透鏡組之間的間隔變化。作為步驟s2，配置成所述第1透鏡組、所述第2透鏡組、所述第3透鏡組以及所述第4透鏡組中的至少一部分具有正的光焦度，構成在進行對焦時沿著光軸移動的對焦組(對焦透鏡組)。作為步驟s3，滿足以下的條件式(1)、(2)。

(1)1.37<ff/(-fn)<2.34

(2)0.38<ff/fp<1.00

其中，

ff：所述對焦組的焦距

fn：所述第2透鏡組的焦距

fp：所述第4透鏡組的焦距

根據(jù)以上的制造方法，能夠制造抑制由變倍引起的像差變動，具有高光學性能的變倍光學系統(tǒng)。

標號說明

g1第1透鏡組

g2第2透鏡組(負透鏡組)

g3第3透鏡組(對焦組)

g4第4透鏡組(正透鏡組)

i像面

s孔徑光闌

1相機

2攝影鏡頭

3攝像部

4evf。