变倍光学系统、光学装置及变倍光学系统的制造方法与流程

本发明涉及适合于拍照用相机、电子静态相机、摄像机等的变倍光学系统、具有变倍光学系统的光学装置及变倍光学系统的制造方法。

本申请基于在2014年12月26日提出申请的日本国专利申请2014-266038号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术：

以往，提出了适合于照片用相机、电子静态相机、摄像机等的变倍光学系统(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-293007号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在以往的变倍光学系统中，对焦透镜组(对焦组)的轻量化不充分。

用于解决课题的方案

本发明的一形态的变倍光学系统具有：第一透镜组，配置在最靠物侧，且具有正的光焦度；负透镜组，相比所述第一透镜组而配置在像侧，且具有负的光焦度；正透镜组，相比所述负透镜组而配置在像侧，且包括至少一个与孔径光阑一体地移动的透镜，具有正的光焦度；及对焦组，配置在所述负透镜组与所述正透镜组之间，在变倍时，所述第一透镜组相对于像面进行移动，所述第一透镜组与所述负透镜组之间的间隔变化，所述负透镜组与所述正透镜组之间的间隔变化，在对焦时，所述对焦组和配置在与所述对焦组的物侧对向的位置的透镜之间的间隔变化，所述对焦组和配置在与所述对焦组的像侧对向的位置的透镜之间的间隔变化，所述对焦组由一个透镜成分构成，所述正透镜组包括具有正的光焦度的前组及具有负的光焦度的后组，所述前组与所述后组之间的间隔是在所述正透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔，所述后组包括两个透镜成分。

本发明的另一形态提供一种变倍光学系统，沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组及具有正的光焦度的第四透镜组，在变倍时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔变化，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变化，所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔变化，在从无限远物体向近距离物体的对焦时，所述第三透镜组移动，所述第三透镜组由一个透镜成分构成，所述第四透镜组包括具有正的光焦度的前组及具有负的光焦度的后组，所述前组与所述后组之间的间隔是在所述第四透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔，所述后组由两个透镜成分构成。

本发明的另一形态提供一种具备上述变倍光学系统的光学装置。

本发明的另一形态的变倍光学系统的制造方法中，所述变倍光学系统具有：第一透镜组，配置在最靠物侧，且具有正的光焦度；负透镜组，相比所述第一透镜组而配置在像侧，且具有负的光焦度；正透镜组，相比所述负透镜组而配置在像侧，且包括至少一个与光阑一体地移动的透镜，具有正的光焦度；及对焦组，配置在所述负透镜组与所述正透镜组之间，其中，以在变倍时所述第一透镜组相对于像面进行移动，所述第一透镜组与所述负透镜组之间的间隔变化，且所述负透镜组与所述正透镜组之间的间隔变化的方式配置，以在对焦时所述对焦组和配置在与所述对焦组的物侧对向的位置的透镜之间的间隔变化、所述对焦组和配置在与所述对焦组的像侧对向的位置的透镜之间的间隔变化的方式配置，所述对焦组由一个透镜成分构成，所述正透镜组包括具有正的光焦度的前组及具有负的光焦度的后组，所述前组与所述后组之间的间隔是在所述正透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔，所述后组包括两个透镜成分。

本发明的另一形态提供一种变倍光学系统的制造方法，所述变倍光学系统沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组及具有正的光焦度的第四透镜组，其中，由一个透镜成分构成所述第三透镜组，由具有正的光焦度的前组及具有负的光焦度的后组构成所述第四透镜组，构成为使所述前组与所述后组之间的间隔成为在所述第四透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔，由两个透镜成分构成所述后组，构成为在变倍时使所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔变化，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变化，所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔变化，构成为在从无限远物体向近距离物体的对焦时，所述第三透镜组移动。

附图说明

图1是表示第一实施例的变倍光学系统的结构的剖视图。

图2是第一实施例的变倍光学系统的无限远物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图3是第一实施例的变倍光学系统的近距离物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图4是表示第二实施例的变倍光学系统的结构的剖视图。

图5是第二实施例的变倍光学系统的无限远物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图6是第二实施例的变倍光学系统的近距离物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图7是表示第三实施例的变倍光学系统的结构的剖视图。

图8是第三实施例的变倍光学系统的无限远物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图9是第三实施例的变倍光学系统的近距离物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图10是表示第四实施例的变倍光学系统的结构的剖视图。

图11是第四实施例的变倍光学系统的无限远物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图12是第四实施例的变倍光学系统的近距离物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图13是表示具备实施方式的变倍光学系统的光学装置的一例的概略的剖视图。

图14是表示实施方式的变倍光学系统的制造方法的一例的概略的图。

图15是表示实施方式的变倍光学系统的制造方法的一例的概略的图。

具体实施方式

以下，说明变倍光学系统、光学装置及变倍光学系统的制造方法。首先，从变倍光学系统开始说明。

在一实施方式中，变倍光学系统具有：第一透镜组，配置在最靠物侧，且具有正的光焦度；负透镜组，相比所述第一透镜组而配置在像侧，且具有负的光焦度；正透镜组，相比所述负透镜组而配置在像侧，且包括至少一个与孔径光阑一体地移动的透镜，具有正的光焦度；及对焦组，配置在所述负透镜组与所述正透镜组之间，在变倍时，所述第一透镜组相对于像面进行移动，所述第一透镜组与所述负透镜组之间的间隔变化，所述负透镜组与所述正透镜组之间的间隔变化。通过该结构，能够实现变倍，谋求变倍时的良好的像差补正。而且，在对焦时，所述对焦组和配置在与所述对焦组的物侧对向的位置上的透镜之间的间隔变化，所述对焦组和配置在与所述对焦组的像侧对向的位置上的透镜之间的间隔变化，所述对焦组由一个透镜成分构成。通过该结构，能够使对焦组轻量化。而且，所述正透镜组包括具有正的光焦度的前组及具有负的光焦度的后组，所述前组与所述后组之间的间隔是在所述正透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔。通过该结构，能够良好地补正以彗形像差为代表的各像差。而且，所述后组包括两个透镜成分。通过该结构，能够有效地补正以彗形像差为代表的各像差。

在替代实施方式中，变倍光学系统沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组及具有正的光焦度的第四透镜组，在变倍时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔变化，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变化，所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔变化。

通过该结构，能够实现变倍，谋求变倍时的良好的像差补正。

在所述替代实施方式中，在从无限远物体向近距离物体的对焦时，所述第三透镜组移动，所述第三透镜组由一个透镜成分构成。通过该结构，能够使对焦组轻量化。需要说明的是，透镜成分是指将2片以上的透镜接合而成的接合透镜或者单透镜。

在所述替代实施方式中，所述第四透镜组包括具有正的光焦度的前组及具有负的光焦度的后组，所述前组与所述后组之间的间隔成为在所述第四透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔。通过该结构，能够良好地补正以彗形像差为代表的各像差。

在所述替代实施方式中，所述后组由两个透镜成分构成。通过该结构，能够有效地补正以彗形像差为代表的各像差。

在上述的实施方式中，变倍光学系统可以优选的是，在从广角端状态向望远端状态的变倍时，所述第一透镜组向物侧移动。通过这样的结构，能够缩短广角端状态下的透镜全长，能够实现变倍光学系统的小型化。

在上述的实施方式中，变倍光学系统可以优选的是，沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组及具有正的光焦度的第四透镜组，在从广角端状态向望远端状态的变倍时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔变化，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变化，所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔增大。通过这样的结构，能够谋求变倍时的良好的像差补正。

在上述的实施方式中，变倍光学系统可以优选的是，满足以下的条件式(1)。

(1)0.4<ff/(-fr)<0.9

其中，

ff：所述前组的焦距

fr：所述后组的焦距

条件式(1)是用于规定第四透镜组的前组的焦距与后组的焦距之比的条件式。通过满足条件式(1)，能够良好地补正以彗形像差为代表的各像差。

如果条件式(1)的对应值超过上限值，则所述后组的光焦度变强，难以补正以彗形像差为代表的各像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(1)的上限值设为0.88。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(1)的上限值设为0.86。

另一方面，如果条件式(1)的对应值低于下限值，则所述前组的光焦度变强，难以补正以球面像差为代表的各像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(1)的下限值设为0.5。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(1)的下限值设为0.55。

在上述的实施方式中，变倍光学系统可以优选的是，沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组及具有负的光焦度的第二透镜组，在变倍时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔变化，满足以下的条件式(2)。

(2)3.5<f1/(-f2)<6.5

其中，

f1：所述第一透镜组的焦距

f2：所述第二透镜组(负透镜组)的焦距

条件式(2)是用于规定第一透镜组的焦距与第二透镜组(负透镜组)的焦距之比的条件式。通过满足条件式(2)，能够抑制从广角端状态向望远端状态的变倍时的以球面像差为代表的各像差的变动。

如果条件式(2)的对应值超过上限值，则第二透镜组的光焦度变强，难以补正以球面像差为代表的各像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(2)的上限值设为5.8。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(2)的上限值设为5.5。

另一方面，如果条件式(2)的对应值低于下限值，则第一透镜组的光焦度变强，难以补正以球面像差为代表的各像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(2)的下限值设为3.7。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(2)的下限值设为4.1。

在上述的实施方式中，变倍光学系统可以优选的是，沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组及具有正的光焦度的第四透镜组，在变倍时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔变化，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变化，所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔变化，满足以下的条件式(3)。

(3)1.7<f4/f3<2.4

其中，

f4：所述第四透镜组(正透镜组)的焦距

f3：所述第三透镜组(对焦组)的焦距

条件式(3)是用于规定第四透镜组(正透镜组)的焦距与第三透镜组(对焦组)的焦距之比的条件式。通过满足条件式(3)，能够抑制从无限远物体向近距离物体的对焦时的以球面像差为代表的各像差的变动。

如果条件式(3)的对应值超过上限值，则第三透镜组的光焦度变强，难以补正从无限远物体向近距离物体的对焦时的以球面像差为代表的各像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(3)的上限值设为2.3。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(3)的上限值设为2.25。

另一方面，条件式(3)的对应值低于下限值时，第四透镜组的光焦度变强，难以补正以彗形像差为代表的各像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(3)的下限值设为1.8。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(3)的下限值设为1.85。

在上述的实施方式中，变倍光学系统可以优选的是，沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组及具有正的光焦度的第三透镜组，在从广角端状态向望远端状态的变倍时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔增大，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔减少。通过这样的结构，能够确保4倍左右以上的变倍比。

在上述的实施方式中，可以优选的是，所述前组具有接合透镜。通过这样的结构，能够有效地补正球面像差和色像差。

在上述的实施方式中，可以优选的是，所述前组具有接合透镜，所述接合透镜包括具有正的光焦度的透镜成分及具有负的光焦度的透镜成分，满足以下的条件式(4)。

(4)0.70<n1/n2<0.95

其中，

n1：所述具有正的光焦度的透镜成分的折射率

n2：所述具有负的光焦度的透镜成分的折射率

条件式(4)是用于规定构成第四透镜组的前组所具有的接合透镜的具有正的光焦度的透镜成分与具有负的光焦度的透镜成分的各自的折射率之比的条件式。通过满足条件式(4)，能够良好地补正球面像差。

如果条件式(4)的对应值超过上限值，则具有正的光焦度的透镜成分与具有负的光焦度的透镜成分的接合面处的凹的光焦度变弱，难以补正球面像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(4)的上限值设为0.90。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(4)的上限值设为0.88。

另一方面，如果条件式(4)的对应值低于下限值，则具有正的光焦度的透镜成分与具有负的光焦度的透镜成分的接合面处的凹的光焦度变强，球面像差的补正变得过大。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(4)的下限值设为0.75。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(4)的下限值设为0.78。

在上述的实施方式中，可以优选的是，所述前组具有接合透镜，所述接合透镜包括具有正的光焦度的透镜成分及具有负的光焦度的透镜成分，满足以下的条件式(5)。

(5)1.7<ν1/ν2<3.2

其中，

ν1：所述具有正的光焦度的透镜成分的阿贝数

ν2：所述具有负的光焦度的透镜成分的阿贝数

条件式(5)是用于规定构成第四透镜组的前组所具有的接合透镜的具有正的光焦度的透镜成分与具有负的光焦度的透镜成分的各自的阿贝数之比的条件式。通过满足条件式(5)，能够良好地补正色像差。

如果条件式(5)的对应值超过上限值，则具有负的光焦度的透镜成分的阿贝数减小，色像差的补正变得过大。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(5)的上限值设为3.0。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(5)的上限值设为2.9。

另一方面，如果条件式(5)的对应值低于下限值，则具有负的光焦度的透镜成分的阿贝数增大，色像差的补正变得困难。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(5)的下限值设为1.9。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(5)的下限值设为2.0。

在上述的实施方式中，变倍光学系统可以优选的是，沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组及具有正的光焦度的第四透镜组，在变倍时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔变化，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变化，所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔变化，满足以下的条件式(6)。

(6)0.5<l4a/l4<0.9

其中，

l4a：所述第四透镜组内的所述最大的空气间隔的距离

l4：所述第四透镜组的从最靠物侧的面至最靠像侧的面为止的距离

条件式(6)是用于规定第四透镜组内的最大的空气间隔的距离与第四透镜组的总厚之比的条件式。通过满足条件式(6)，不会导致变倍光学系统的大型化及与之相伴的镜筒的大型化，能够良好地补正球面像差、彗形像差。

如果条件式(6)的对应值超过上限值，则会导致变倍光学系统的大型化，伴随于此镜筒大型化。而且难以补正球面像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(6)的上限值设为0.86。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(6)的上限值设为0.82。

另一方面，如果条件式(6)的对应值低于下限值，则难以补正以彗形像差为代表的各像差。需要说明的是，为了使效果可靠，可以优选将条件式(6)的下限值设为0.55。而且，为了使效果更可靠，可以优选将条件式(6)的下限值设为0.60。

在一实施方式中，光学装置具备上述的结构的变倍光学系统。由此，能够实现对焦组(对焦透镜组)轻量化且自动聚焦时的肃静性高的光学装置。

在一实施方式中，变倍光学系统的制造方法中，所述变倍光学系统具有：第一透镜组，配置在最靠物侧，且具有正的光焦度；负透镜组，相比所述第一透镜组而配置在像侧，且具有负的光焦度；正透镜组，相比所述负透镜组而配置在像侧，且包括至少一个与光阑一体地移动的透镜，具有正的光焦度；及对焦组，配置在所述负透镜组与所述正透镜组之间，其中，以在变倍时所述第一透镜组相对于像面进行移动，所述第一透镜组与所述负透镜组之间的间隔变化，且所述负透镜组与所述正透镜组之间的间隔变化的方式配置，以在对焦时所述对焦组和配置在与所述对焦组的物侧对向的位置上的透镜之间的间隔变化，且所述对焦组和配置在与所述对焦组的像侧对向的位置上的透镜之间的间隔变化的方式配置，所述对焦组由一个透镜成分构成，所述正透镜组包括具有正的光焦度的前组及具有负的光焦度的后组，所述前组与所述后组之间的间隔是在所述正透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔，所述后组包括两个透镜成分。

在替代实施方式中，变倍光学系统的制造方法中，所述变倍光学系统沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组及具有正的光焦度的第四透镜组，其中，由一个透镜成分构成所述第三透镜组，由具有正的光焦度的前组及具有负的光焦度的后组构成所述第四透镜组，构成为所述前组与所述后组之间的间隔成为在所述第四透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔，由两个透镜成分构成所述后组，构成为在变倍时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔变化，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变化，所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔变化，构成为在从无限远物体向近距离物体的对焦时，所述第三透镜组移动。

通过上述的变倍光学系统的制造方法，能够制造出对焦组轻量化且自动聚焦时的肃静性高的变倍光学系统。

(数值实施例)

以下，基于附图来说明数值实施例的变倍光学系统。

(第一实施例)

图1是表示第一实施例的变倍光学系统的透镜结构的剖视图。

如图1所示，本实施例的变倍光学系统沿着光轴从物侧起依次由具有正的光焦度的第一透镜组g1、具有负的光焦度的第二透镜组g2、具有正的光焦度的第三透镜组g3及具有正的光焦度的第四透镜组g4构成。

第一透镜组g1沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l11、及凸面朝向物侧的负凹凸透镜l12与凸面朝向物侧的正凹凸透镜l13接合而成的接合正透镜。

第二透镜组g2沿着光轴从物侧起依次包括双凹形状的负透镜l21与凸面朝向物侧的正凹凸透镜l22接合而成的接合负透镜及凹面朝向物侧的负凹凸透镜l23。

第三透镜组g3包括双凸形状的正透镜l31。

第四透镜组g4沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的前组g4f、孔径光阑s及后组g4r。

前组g4f沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l41与双凹形状的负透镜l42接合而成的接合正透镜、及双凸形状的正透镜l43。

后组g4r沿着光轴从物侧起依次包括凸面朝向物侧的负凹凸透镜l44与双凸形状的正透镜l45接合而成的接合正透镜、及凹面朝向物侧的负凹凸透镜l46。

在像面i上配置有由ccd或cmos等构成的摄像元件(图示省略)。

在以上的结构的基础上，本实施例的变倍光学系统在从广角端状态向望远端状态的变倍时，第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、第四透镜组g4相对于像面i而沿光轴移动，以使第一透镜组g1与第二透镜组g2之间的间隔增大，第二透镜组g2与第三透镜组g3之间的间隔减少，第三透镜组g3与第四透镜组g4之间的间隔增大。详细而言，第一透镜组向物侧移动，第二透镜组先向像侧移动之后向物侧移动，第三透镜组g3向物侧移动，第四透镜组g4向物侧移动。孔径光阑s在从广角端状态向望远端状态的变倍时，与第四透镜组g4一起移动。

另外，本实施例的变倍光学系统使第三透镜组g3向像面侧移动，由此进行从无限远物体向近距离物体的对焦。

以下的表1列举本实施例的变倍光学系统的诸多事项的值。

在表1中，f表示焦距，bf表示后焦距(最靠像侧的透镜面与像面i的在光轴上的距离)。

在[面数据]中，面编号表示从物侧开始计数的光学面的顺序，r表示曲率半径，d表示面间隔(第n面(n为整数)与第(n+1)面的间隔)，nd表示相对于d线(波长587.6nm)的折射率，νd表示相对于d线(波长587.6nm)的阿贝数。而且，物面表示物体面，可变表示可变的面间隔，光阑s表示孔径光阑s，像面表示像面i。需要说明的是，曲率半径r＝∞表示平面。空气的折射率nd＝1.000000的记载省略。

在[各种数据]中，fno表示f数，2ω表示视场角(单位为“°”)，ymax表示最大像高，tl表示变倍光学系统的全长(无限远物体对焦时的从第一面至像面i的在光轴上的距离)，dn(n为整数)表示第n面与第(n+1)面的可变的面间隔。需要说明的是，w表示广角端状态，m表示中间焦距状态，t表示望远端状态，无限远表示向无限远物体的对焦时，近距离表示向近距离物体的对焦时。

[透镜组数据]表示各透镜组的起始面和焦距。

[条件式对应值]表示本实施例的变倍光学系统的各条件式的对应值。

在此，表1列举的焦距f、曲率半径r、其他的长度的单位通常使用“mm”。然而，光学系统即使比例放大或比例缩小也能得到同等的光学性能，因此并不局限于此。

需要说明的是，以上所述的表1的符号在后述的各实施例的表中也同样地使用。

(表1)第一实施例

[面数据]

[各种数据]

变倍比4.12

[透镜组数据]

[各条件式对应值]

(1)ff/(-fr)＝0.832

(2)f1/(-f2)＝4.368

(3)f4/f3＝1.983

(4)n1/n2＝0.804

(5)v1/v2＝2.173

(6)l4a/l4＝0.649

图2是第一实施例的变倍光学系统的无限远物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图3是第一实施例的变倍光学系统的近距离物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

在各像差图中，fno表示f数，na表示开口数，y表示像高。而且，图中的d表示d线(波长λ＝587.6nm)处的像差曲线，g表示g线(波长λ＝435.8nm)处的像差曲线，没有记载的情况表示d线处的像差曲线。在球面像差图中，示出与最大口径对应的f数或开口数的值，在像散图及畸变图中，示出像高的最大值，在彗形像差图中，示出各像高的值。在表示像散的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。需要说明的是，在以下所示的各实施例的各像差图中，也使用与本实施例同样的符号。

从各像差图可知，第一实施例的变倍光学系统遍及从广角端状态至望远端状态地将各像差良好地补正，具有优异的成像性能，而且在近距离物体对焦时也具有优异的成像性能。

(第二实施例)

图4是表示第二实施例的变倍光学系统的透镜结构的剖视图。

如图4所示，本实施例的变倍光学系统沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组g1、具有负的光焦度的第二透镜组g2、具有正的光焦度的第三透镜组g3及具有正的光焦度的第四透镜组g4。

第一透镜组g1沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l11、及凸面朝向物侧的负凹凸透镜l12与凸面朝向物侧的正凹凸透镜l13接合而成的接合正透镜。

第二透镜组g2沿着光轴从物侧起依次包括双凹形状的负透镜l21与凸面朝向物侧的正凹凸透镜l22接合而成的接合负透镜、及双凹形状的负透镜l23。

第三透镜组g3包括双凸形状的正透镜l31。

第四透镜组g4沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的前组g4f、孔径光阑s、及后组g4r。

前组g4f沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l41与凹面朝向物侧的负凹凸透镜l42接合而成的接合正透镜、及凸面朝向物侧的正凹凸透镜l43。

后组g4r沿着光轴从物侧起依次包括凸面朝向物侧的负凹凸透镜l44与双凸形状的正透镜l45接合而成的接合正透镜、及凹面朝向物侧的负凹凸透镜l46。

在像面i上配置由ccd或cmos等构成的摄像元件(图示省略)。

在以上的结构的基础上，本实施例的变倍光学系统在从广角端状态向望远端状态的变倍时，使第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、第四透镜组g4相对于像面i沿光轴移动，以使第一透镜组g1与第二透镜组g2之间的间隔增大，第二透镜组g2与第三透镜组g3之间的间隔减少，第三透镜组g3与第四透镜组g4之间的间隔增大。详细而言，第一透镜组向物侧移动，第二透镜组先向像侧移动之后向物侧移动，第三透镜组g3向物侧移动，第四透镜组g4向物侧移动。孔径光阑s在从广角端状态向望远端状态的变倍时，与第四透镜组g4一起移动。

另外，本实施例的变倍光学系统通过使第三透镜组g3向像面侧移动而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。

以下的表2列举本实施例的变倍光学系统的诸多事项的值。

(表2)第二实施例

[面数据]

[各种数据]

变倍比4.12

[透镜组数据]

[各条件式对应值]

(1)ff/(-fr)＝0.854

(2)f1/(-f2)＝4.468

(3)f4/f3＝1.866

(4)n1/n2＝0.861

(5)v1/ν2＝2.477

(6)l4a/l4＝0.644

图5是第二实施例的变倍光学系统的无限远物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图6是第二实施例的变倍光学系统的近距离物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

从各像差图可知，第二实施例的变倍光学系统遍及从广角端状态至望远端状态地将各像差良好地补正，具有优异的成像性能，而且在近距离物体对焦时也具有优异的成像性能。

(第三实施例)

图7是表示第三实施例的变倍光学系统的透镜结构的剖视图。

如图7所示，本实施例的变倍光学系统沿着光轴从物侧起依次由具有正的光焦度的第一透镜组g1、具有负的光焦度的第二透镜组g2、具有正的光焦度的第三透镜组g3、及具有正的光焦度的第四透镜组g4构成。

第一透镜组g1沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l11、及凸面朝向物侧的负凹凸透镜l12与凸面朝向物侧的正凹凸透镜l13接合而成的接合正透镜。

第二透镜组g2沿着光轴从物侧起依次包括双凹形状的负透镜l21与凸面朝向物侧的正凹凸透镜l22接合而成的接合负透镜、及双凹形状的负透镜l23。

第三透镜组g3包括双凸形状的正透镜l31。

第四透镜组g4沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的前组g4f、孔径光阑s、及后组g4r。

前组g4f沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l41与凹面朝向物侧的负凹凸透镜l42接合而成的接合正透镜。

后组g4r沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l43、及双凹形状的负透镜l44。

在像面i上配置由ccd或cmos等构成的摄像元件(图示省略)。

在以上的结构的基础上，本实施例的变倍光学系统在从广角端状态向望远端状态的变倍时，使第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、第四透镜组g4相对于像面i沿光轴移动，以使第一透镜组g1与第二透镜组g2之间的间隔增大，第二透镜组g2与第三透镜组g3之间的间隔减少，第三透镜组g3与第四透镜组g4之间的间隔增大。详细而言，第一透镜组向物侧移动，第二透镜组先向像侧移动之后向物侧移动，第三透镜组g3向物侧移动，第四透镜组g4向物侧移动。孔径光阑s在从广角端状态向望远端状态的变倍时，与第四透镜组g4一起移动。

另外，本实施例的变倍光学系统通过使第三透镜组g3向像面侧移动而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。

以下的表3列举本实施例的变倍光学系统的诸多事项的值。

(表3)第三实施例

[面数据]

[各种数据]

变倍比4.12

[透镜组数据]

[各条件式对应值]

(1)ff/(-fr)＝0.665

(2)f1/(-f2)＝4.283

(3)f4/f3＝2.185

(4)n1/n2＝0.824

(5)v1/v2＝2.763

(6)l4a/l4＝0.798

图8是第三实施例的变倍光学系统的无限远物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图9是第三实施例的变倍光学系统的近距离物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

从各像差图可知，第三实施例的变倍光学系统遍及从广角端状态至望远端状态地将各像差良好地补正，具有优异的成像性能，而且在近距离物体对焦时也具有优异的成像性能。

(第四实施例)

图10是表示第四实施例的变倍光学系统的透镜结构的剖视图。

如图10所示，本实施例的变倍光学系统沿着光轴从物侧起依次由具有正的光焦度的第一透镜组g1、具有负的光焦度的第二透镜组g2、具有正的光焦度的第三透镜组g3、及具有正的光焦度的第四透镜组g4构成。

第一透镜组g1沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l11、及凸面朝向物侧的负凹凸透镜l12与凸面朝向物侧的正凹凸透镜l13接合而成的接合正透镜。

第二透镜组g2沿着光轴从物侧起依次包括双凹形状的负透镜l21与凸面朝向物侧的正凹凸透镜l22接合而成的接合负透镜、及双凹形状的负透镜l23。

第三透镜组g3包括双凸形状的正透镜l31。

第四透镜组g4沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的前组g4f、孔径光阑s、及后组g4r。

前组g4f沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l41与凹面朝向物侧的负凹凸透镜l42接合而成的接合正透镜。

后组g4r沿着光轴从物侧起依次包括双凸形状的正透镜l43、及双凹形状的负透镜l44。

在像面i上配置由ccd或cmos等构成的摄像元件(图示省略)。

在以上的结构的基础上，本实施例的变倍光学系统在从广角端状态向望远端状态的变倍时，使第一透镜组g1、第二透镜组g2、第三透镜组g3、第四透镜组g4相对于像面i沿光轴移动，以使第一透镜组g1与第二透镜组g2之间的间隔增大，第二透镜组g2与第三透镜组g3之间的间隔减少，第三透镜组g3与第四透镜组g4之间的间隔增大。详细而言，第一透镜组向物侧移动，第二透镜组先向像侧移动之后向物侧移动，第三透镜组g3向物侧移动，第四透镜组g4向物侧移动。孔径光阑s在从广角端状态向望远端状态的变倍时，与第四透镜组g4一起移动。

另外，本实施例的变倍光学系统通过使第三透镜组g3向像面侧移动而进行从无限远物体向近距离物体的对焦。

以下的表4列举本实施例的变倍光学系统的诸多事项的值。

(表4)第四实施例

[面数据]

[各种数据]

变倍比4.24

[透镜组数据]

[各条件式对应值]

(1)ff/(-fr)＝0.719

(2)f1/(-f2)＝4.262

(3)f4/f3＝2.117

(4)n1/n2＝0.866

(5)v1/v2＝2.880

(6)l4a/l4＝0.798

图11是第四实施例的变倍光学系统的无限远物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

图12是第四实施例的变倍光学系统的近距离物体对焦时的各像差图，(a)示出广角端状态を，(b)示出中间焦距状态，(c)示出望远端状态。

从各像差图可知，第四实施例的变倍光学系统遍及从广角端状态至望远端状态地将各像差良好的补正，具有优异的成像性能，而且在近距离物体对焦时也具有优异的成像性能。

如以上说明所述，根据上述各实施例，能够充分地使对焦组(对焦透镜组)轻量化。其结果是，能够实现自动聚焦时的肃静性高的变倍光学系统。而且，由于对焦组能够轻量化，因此变得不需要用于使对焦组以高速移动的大的电动机或促动器，镜筒不用大型化就能够实现自动聚焦的高速化。此外，能够实现具备良好地抑制了从广角端状态向望远端状态的变倍时的像差变动、以及从无限远物体向近距离物体的对焦时的像差变动的高光学性能的变倍光学系统。

需要说明的是，上述各实施例示出一具体例，本实施方式没有限定于此。以下的内容在不损害变倍光学系统的光学性能的范围内可以适当采用。

作为变倍光学系统的数值实施例而示出4组结构的数值实施例，但是本实施方式并不局限于此，也可以构成其他的组结构(例如，5组、6组等)的变倍光学系统。具体而言，可以是向变倍光学系统的最靠物侧或最靠像侧追加了透镜或透镜组的结构。需要说明的是，透镜组表示以变倍时变化的空气间隔分离的具有至少1片透镜的部分。

在上述各实施例中，示出了对焦组(对焦透镜组)即第三透镜组g3由单透镜构成的例子，但是第三透镜组g3也可以由接合透镜构成。

另外，在上述的变倍光学系统中，对焦组(对焦透镜组)也适合于自动聚焦用的电动机例如超声波电动机等的驱动。

另外，构成变倍光学系统的透镜的透镜面可以为球面或平面，或者可以为非球面。在透镜面为球面或平面的情况下，透镜加工及组装调整变得容易，能够防止透镜加工及组装调整的误差引起的光学性能的劣化。而且，即使在像面偏离的情况下，描写性能的劣化也少。在透镜面为非球面的情况下，可以是基于磨削加工的非球面、利用模具将玻璃成形为非球面形状的玻璃模制非球面、或者将设于玻璃表面的树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任一个。而且，透镜面可以为衍射面，透镜可以为折射率分布型透镜(grin透镜)或塑料透镜。

另外，在变倍光学系统中，孔径光阑配置在第四透镜组中，但是也可以配置在第四透镜组的最靠物侧。而且，作为孔径光阑，也可以不设置构件而通过透镜框来代替其作用。

另外，对构成变倍光学系统的透镜的透镜面可以施行在宽波长域具有高透过率的防反射膜。由此，眩光、重影减轻，能够实现高对比度的高光学性能。

接下来，基于图13，说明具备变倍光学系统的相机的一例。

图13是表示具备变倍光学系统的相机的一例的结构的图。

如图13所示，相机1是具备上述第一实施例的变倍光学系统作为摄影透镜2的数码单反相机。

在图13所示的数码单反相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光由摄影透镜2聚光，经由快速复位镜3而成像在集点板5上。并且，成像在集点板5上的光在五棱镜7中进行多次反射而被导向目镜9。由此，摄影者能够经由目镜9而观察物体(被摄体)像作为正立像。

通过摄影者按下未图示的释放按钮时，快速复位镜3向光路外退避，由摄影透镜2聚光后的物体(被摄体)的光在摄像元件11上形成被摄体像。由此，来自物体的光由摄像元件11拍摄，作为物体图像而存储于存储器(图示省略)。这样，摄影者能够进行基于相机1的物体的摄影。

在此，作为摄影透镜2而搭载于相机1的上述第一实施例的变倍光学系统是充分地使对焦组(对焦透镜组)轻量化的变倍光学系统。因此，相机1是自动聚焦时的肃静性高的相机。而且，相机1能够使对焦组轻量化，因此镜筒不用大型化就能够实现自动聚焦的高速化。相机1还能够实现良好地抑制了从广角端状态向望远端状态的变倍时的像差变动、以及从无限远物体向近距离物体的对焦时的像差变动的高光学性能。需要说明的是，即使构成将上述第二实施例、第三实施例或第四实施例的变倍光学系统搭载作为摄影透镜2的相机，也能够发挥与上述相机1同样的效果。而且，相机1可以将摄影透镜2保持为能够拆装，也可以与摄影透镜2一体成形。而且，相机1可以是不具有快速复位镜等的相机。

接下来，说明变倍光学系统的制造方法的一例。图14及图15是表示变倍光学系统的制造方法的一例的概略的图。

在图14所示的例子中，变倍光学系统的制造方法中，所述变倍光学系统具有：第一透镜组，配置在最靠物侧，且具有正的光焦度；负透镜组，相比所述第一透镜组而配置在像侧，且具有负的光焦度；正透镜组，相比所述负透镜组而配置在像侧，且包括至少一个与光阑一体地移动的透镜，具有正的光焦度；及对焦组，配置在所述负透镜组与所述正透镜组之间，其中，所述变倍光学系统的制造方法包括以下的步骤sa～sd。

步骤sa：由一个透镜成分构成对焦组。

步骤sb：由具有正的光焦度的前组和具有负的光焦度的后组构成正透镜组，构成为使前组与后组的间隔成为在正透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔，由两个透镜成分构成后组。

步骤sc：以在变倍时所述第一透镜组相对于像面移动、所述第一透镜组与所述负透镜组之间的间隔变化、所述负透镜组与所述正透镜组之间的间隔变化的方式配置。

步骤sd：以在对焦时所述对焦组和配置在与所述对焦组的物侧对向的位置的透镜之间的间隔变化、所述对焦组和配置在与所述对焦组的像侧对向的位置上的透镜之间的间隔变化的方式配置。

在图15所示的例子中，光学系统的制造方法是变倍光学系统的制造方法，所述变倍光学系统沿着光轴从物侧起依次包括具有正的光焦度的第一透镜组、具有负的光焦度的第二透镜组、具有正的光焦度的第三透镜组、及具有正的光焦度的第四透镜组，其中，如图14所示，所述变倍光学系统的制造方法包括以下的各步骤s1～s4。

步骤s1：由一个透镜成分构成第三透镜组。

步骤s2：由具有正的光焦度的前组和具有负的光焦度的后组构成第四透镜组，构成为使前组与后组之间的间隔成为在第四透镜组内的空气间隔中最大的空气间隔，由两个透镜成分构成后组。

步骤s3：构成为在变倍时，使第一透镜组与第二透镜组之间的间隔变化，第二透镜组与第三透镜组之间的间隔变化，且第三透镜组与第四透镜组之间的间隔变化。

步骤s4：构成为在从无限远物体向近距离物体的对焦时，使第三透镜组移动。

根据上述的变倍光学系统的制造方法，能够制造出充分使对焦组(对焦透镜组)轻量化的变倍光学系统。其结果是，能够实现自动聚焦时的肃静性高的变倍光学系统。而且，由于能够使对焦组轻量化，因此镜筒不用大型化就能够实现自动聚焦的高速化。此外，能够实现具备良好地抑制了从广角端状态向望远端状态的变倍时的像差变动、以及从无限远物体向近距离物体的对焦时的像差变动的高光学性能的变倍光学系统。

符号说明

g1第一透镜组

g2第二透镜组(负透镜组)

g3第三透镜组(对焦组)

g4第四透镜组(正透镜组)

g4f前组

g4r后组

s孔径光阑

i像面

1光学装置

2摄影透镜

3快速复位镜

5集点板

7五棱镜

9目镜

11摄像元件。