CN104603665B - 可变放大率光学系统、光学装置和可变放大率光学系统的制造方法 - Google Patents

可变放大率光学系统、光学装置和可变放大率光学系统的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供了可变放大率光学系统，以及可变放大率光学系统的制造方法，其在变焦时抑制像差的变化，并且从广角端状态到远摄端状态具有良好光学性能，这是因为其按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组(G1)；具有负屈光力的第二透镜组(G2)；具有正屈光力的第三透镜组(G3)和具有正屈光力的第四透镜组(G4)；在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组(G1)固定在光轴方向上的位置中；在光轴方向上移动至少第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)，使得第一透镜组(G1)和第二透镜组(G2)之间的距离增加，并且第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)之间的距离减小；作为减振透镜组，移动第一透镜组(G1)至第四透镜组(G4)的至少一部分使得在垂直于光轴的方向上具有分量；并且满足预定条件表达式。

Description

可变放大率光学系统、光学装置和可变放大率光学系统的制 造方法
技术领域
本发明涉及可变放大率光学系统、光学装置和可变放大率光学系统的制造方法。
背景技术
在例如日本专利申请公开公报No.2008-70450中，已经提出了一种适合于拍摄相机、电子静物相机、视频相机等等的可变放大率光学系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开公报No.2008-70450
发明内容
要解决的技术问题
然而，在如上所述的传统可变放大率光学系统中，存在不能实现良好光学性能的问题。
鉴于上述问题，实现本发明，目的在于提供能从广角端状态到远摄端状态，实现良好光学性能的可变放大率光学系统、光学装置和用于制造该可变放大率光学系统的方法。
解决问题的手段
为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供一种可变放大率光学系统，按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且在光轴方向上移动至少第二透镜组和第三透镜组，使得第一透镜组和第二透镜组之间的距离增加，并且第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小；
移动第一至第四透镜组的至少一部分使得在垂直于光轴的方向上具有分量；以及
满足下述条件表达式：
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20
其中，f13w表示广角端状态中，第一透镜组至第三透镜组的合成焦距，f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，可变放大率光学系统的焦距。
此外，根据本发明的第二方面，提供一种配备有根据本发明的第一方面的可变放大率光学系统的光学装置。
此外，根据本发明的第三方面，提供一种可变放大率光学系统，按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且在光轴方向上移动至少第二透镜组和第三透镜组，使得第一透镜组和第二透镜组之间的距离增加，并且第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小；
第四透镜组按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一部分透镜组、具有负屈光力的第二部分透镜组和具有正屈光力的第三部分透镜组构成，
移动第二透镜组的至少一部分使得在垂直于光轴的方向上具有分量，以及
满足下述条件表达式：
-1.60<f4B/f4C<-0.50
-1.60<f4/f4B<-0.60
其中，f4表示第四透镜组的焦距，f4B表示第二部分透镜组的焦距，并且f4C表示第三部分透镜组的焦距。
此外，根据本发明的第四方面，提供一种光学装置，配备有根据本发明的第三方面的可变放大率光学系统。
此外，根据本发明的第五方面，提供一种用于制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组；
该方法包括步骤：
使第一透镜组和第四透镜组构造成满足下述条件表达式：
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20
其中，f13w表示广角端状态中，第一透镜组至第三透镜组的合成焦距，f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，可变放大率光学系统的焦距；
将至少第二透镜组和第三透镜组构造成在光轴方向上移动，使得在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且第一透镜组和第二透镜组之间的距离增加，并且第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小；以及
将第一透镜组至第四透镜组的至少一部分构造成移动以在垂直于光轴的方向上具有分量。
此外，根据本发明的第六方面，提供一种用于制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组；
该方法包括步骤：
将第四透镜组构造成按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一部分透镜组、具有负屈光力的第二部分透镜组和具有正屈光力的第三部分透镜组，
使第四透镜组构造成满足下述条件表达式：
-1.60<f4B/f4C<-0.50
-1.60<f4/f4B<-0.60
其中，f4表示第四透镜组的焦距，f4B表示第二部分透镜组的焦距，并且f4C表示第三部分透镜组的焦距；
将至少第二透镜组和第三透镜组构造成在光轴方向上可移动，使得在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且第一透镜组和第二透镜组之间的距离增加，并且第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小；以及
将第二透镜组的至少一部分构造为移动，使得在垂直于光轴的方向上具有分量。
有益效果
根据本发明的第一、第二和第五方面，提供能抑制变焦时的像差变化，并且从广角端状态到远摄端状态，具有良好光学性能的可变放大率光学系统，光学装置以及用于制造可变放大率光学系统的方法。
根据本发明的第三、第四和第六方面，提供能在实施减振时，抑制光学性能的劣化并且从广角端状态到远摄端状态，具有良好光学性能的可变放大率光学系统、光学装置和用于制造可变放大率光学系统的方法。
附图说明
图1是示出根据与本申请的第一至第三实施例共同的第一例子的可变放大率光学系统的截面图。
图2A、2B和2C是示出在聚焦无限远物体时，根据本申请的第一例子的可变放大率光学系统的各种像差的图，其中，图2A示出广角端状态中的各种像差，图2B示出中间焦距状态中的各种像差，并且图2C示出远摄端状态中的各种像差。
图3A和3B是示出在聚焦无限远物体并实施减振时，根据本申请的第一例子的可变放大率光学系统的子午横向像差的图，其中，图3A示出广角端状态中的子午横向像差，并且图3B示出远摄端状态中的子午横向像差。
图4是示出根据本申请的第一至第三实施例共同的第二例子的可变放大率光学系统的截面图。
图5A、5B和5C是示出在聚焦无限远物体时，根据本申请的第二例子的可变放大率光学系统的各种像差的图，其中，图5A示出广角端状态中的各种像差，图5B示出中间焦距状态中的各种像差，并且图5C示出远摄端状态中的各种像差。
图6A和6B是示出在聚焦无限远物体并实施减振时，根据本申请的第二例子的可变放大率光学系统的子午横向像差的图，其中，图6A示出广角端状态中的子午横向像差，并且图6B示出远摄端状态中的子午横向像差。
图7是示出根据与本申请的第一至第三实施例共同的第三例子的可变放大率光学系统的截面图。
图8A、8B和8C是示出在聚焦无限远物体时，根据本申请的第三例子的可变放大率光学系统的各种像差的图，其中，图8A示出广角端状态中的各种像差，图8B示出中间焦距状态中的各种像差，并且图8C示出远摄端状态中的各种像差。
图9A和9B是示出在聚焦无限远物体并实施减振时，根据本申请的第三例子的可变放大率光学系统的子午横向像差的图，其中，图9A示出广角端状态中的子午横向像差，并且图9B示出远摄端状态中的子午横向像差。
图10是示出配备有根据第一至第三实施例的可变放大率光学系统的相机的构造的视图。
图11是示意性地说明用于制造根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的方法的流程图。
图12是示出入射在根据本申请的第一例子的可变放大率光学系统中的光线由其中的第一反射面和第二反射面反射并且在像平面上生成幻像和耀斑的视图。
图13是示出防反射涂层的层结构的例子的说明图。
图14是示出防反射涂层的光谱特性的图。
图15是示出根据改进例子的防反射涂层的光谱特性的图。
图16是示出根据改进例子的防反射涂层的光谱特性的入射角相关性的图。
图17是示出由已知技术产生的防反射涂层的光谱特性的图。
图18是示出由已知技术产生的防反射涂层的光谱特性的入射角相关性的图。
图19是示意性地示出用于制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法的流程图。
图20是示意性地示出用于制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将说明根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统、光学装置和用于制造该可变放大率光学系统的方法。
根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且在光轴方向上，移动至少第二透镜组和第三透镜组，使得增加第一透镜组和第二透镜组之间的距离，并且减小第二透镜组和第三透镜组之间的距离；
作为减振透镜组，移动第一至第四透镜组的至少一部分，使得在垂直于光轴的方向上具有分量；以及
满足下述条件表达式(1)
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20 (1)
其中，f13w表示广角端状态中，第一透镜组至第三透镜组的合成焦距，f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，可变放大率光学系统的焦距。
在根据本发明的第一实施例的可变放大率光学系统中，作为减振透镜组，移动第一至第四透镜组的至少一部分，使得在垂直于光轴的方向上具有分量，使得校正产生相机抖动时的像位置，换句话说，实施减振。
条件表达式(1)定义第四透镜组的共轭长度和放大率。根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统能通过满足条件表达式(1)，减小作为所谓主透镜的第四透镜组的共轭长度，即，前成像点和后成像点之间的距离，由此变得可以使第一至第三透镜组为了变焦而可移动的空间更大。因此，可以在变焦时，增加第二透镜组的移动量，并且减小第二透镜组和第三透镜组之间的距离的变化量。因此，当维持根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的全长(whole length)时，能使变焦时的像差变化小。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当fw2/(f13w×f4)的值等于或超过条件表达式(1)的上限时，第四透镜组的屈光力变小，并且变焦时，第二透镜组和第三透镜组之间的距离的变化量增加。因此，各种像差的变化，诸如场曲和彗差变得过大，变得难以校正中间焦距状态的这些像差。这是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(1)的上限值设定成-0.25。
另一方面，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当fw2/(f13w×f4)的值等于或降至低于条件表达式(1)的下限时，第四透镜组的屈光力和放大率增加。由此，从广角端状态到远摄端状态，球面像差和彗差增加，变得难以校正它们，因此是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(1)的下限值设定成-0.60。此外，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(1)的下限值设定成-0.45。此外，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(1)的下限值设定成-0.35。
通过上述构造，可以实现在变焦时，能抑制各种像差的变化，并且从广角端状态到远摄端状态，具有极好光学性能的可变放大率光学系统。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选第一透镜组按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的前组和具有正屈光力的后组构成，并且在从无限远物体聚焦到近距离物体时，使后组作为聚焦透镜组移向物体侧。
通过上述构造，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，可以减小聚焦透镜组的外径并且减轻其重量。因此，在通过根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统实施自动聚焦的情况下，可以减轻驱动聚焦透镜组的马达的负担。此外，在使根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的放大率当聚焦在近距离物体上时更大的同时，可以使诸如球面像差的像差的变化在近距离物体上聚焦时被抑制到最小。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选的是在从广角端状态变焦到远摄端状态时，可变放大率光学系统中的最像侧透镜组具有正屈光力并且固定在光轴方向上的位置中。
通过该构造，根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统易于使变焦时的F数恒定，因此，可以简化设置在可变放大率光学系统中的孔径光阑的光阑机构。此外，可以减小透镜组之间的偏心等，使得能降低由诸如偏心的制造误差引起的光学性能的劣化，具体地，偏心彗差和偏心像平面倾斜。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选第二透镜组的放大率改变使得跨越等放大率，并且满足下述条件表达式(2)：
0.30<β2w×β2t<0.90 (2)
其中，β2w表示广角端状态中的第二透镜组的放大率，并且β2t表示远摄端状态中的第二透镜组的放大率。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，在如上所述，从广角端状态变焦到远摄端状态时，第二透镜组的放大率改变使得跨越等放大率，即，在变焦时，第二透镜组的放大率变为-1。通过这样构成，在变焦时，可以使通过第二透镜组的光线的高度变化小，因此，能使场曲和彗差变化小。
条件表达式(2)定义第二透镜组的放大率范围。通过满足条件表达式(2)，根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统能使变焦时在第二透镜组和第三透镜组之间的距离变化小，因此，能使中间焦距状态的彗差和球面像差的劣化抑制到较小。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当β2w×β2t的值等于或超过条件表达式(2)的上限值时，变焦时，第二透镜组和第三透镜组之间的距离变化量增加，因此，各种像差，诸如场曲和彗差的变化变得过大，变得在中间焦距状态中，难以校正这些像差。此外，变焦时，第三透镜组朝物体侧的移动量增加，并且第二透镜组的移动空间变小。为此，变得在广角端状态和远摄端状态中，难以校正场曲、球面像差和彗差，因此，是不期望的。同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(2)的上限值设定成0.80。此外，更优选将条件表达式(2)的上限值设定成0.70。
另一方面，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当β2w×β2t的值等于或降至低于条件表达式(2)的下限值时，在广角端状态中，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组变得相互太近，因此，变得难以校正彗差和场曲。此外，第四透镜组的焦距增加过大，并且根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的全长和直径变得不期望地大。同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(2)的下限值设定成0.50。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选满足下述条件表达式(3)和(4)：
0.290<N1n–N1p (3)
0.160<N3n–N3p (4)
其中，N1n表示第一透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率，N1p表示在第一透镜组中，具有最小折射率的正透镜的折射率，N3n表示第三透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率，并且N3p表示第三透镜组中，具有最小折射率的正透镜的折射率。
条件表达式(3)定义第一透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率和具有最小折射率的正透镜的折射率的差。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，通过满足条件表达式(3)，变得可以使第一透镜组中的每一透镜的曲率小，因此，变得可以从广角端状态到远摄端状态良好地校正彗差。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当N1n-N1p的值等于或降至低于条件表达式(3)的下限值时，变得难以从广角端状态到远摄端状态校正彗差。此外，在从无限远物体聚焦到近距离物体时，球面像差的变化变大，因此，是不优选的。同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(3)的下限值设定成0.350。此外，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(3)的下限值设定成0.400。
条件表达式(4)定义第三透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率和具有最小折射率的正透镜的折射率的差。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，通过满足条件表达式(4)，变得可以使第三透镜组中的每一透镜的曲率小，因此，可以从广角端状态到远摄端状态良好地校正彗差。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，当N3n–N3p的值等于或降至低于条件表达式(4)的下限值时，变得难以从广角端状态到远摄端状态校正彗差。同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(4)的下限值设定成0.180。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选的是第四透镜组按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一部分透镜组、具有负屈光力的第二部分透镜组和具有正屈光力的第三部分透镜组构成，并且移动第二部分透镜组的至少一部分，以在垂直于光轴的方向上具有分量，作为减振透镜。
通过将光线的高度低的、具有负屈光力的透镜组的至少一部分用作减振透镜，变得可以使减振透镜的直径小。此外，如果通过采用这种构造，将孔径光阑设置在第三透镜组和第四透镜组之间，能使减振透镜设置在孔径光阑和像平面之间的中点附近，因此，可以将实施减振时的像高的变化抑制到较小，并且将偏心彗差的产生抑制到较小。
此外，在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选第二透镜组按从物体侧的顺序，包括负透镜、具有负屈光力的第一负部分组和具有负屈光力的第二负部分组，并且第一负部分组和第二负部分组分别由正透镜和负透镜，即总共两个透镜构成。
通过采用这种构造，能使变焦时，光线的高度变化大的第二透镜组中的每一透镜表面的光线的偏转角小，因此，能使变焦时，场曲和球面像差的变化和彗差的生成抑制到较小。此外，能缩短根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的全长。此外，能减轻由于诸如第二透镜组中的透镜之间的偏心的制造误差导致的光学性能的劣化，更具体地说，能减少偏心彗差和偏心像平面倾斜。
在根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统中，优选的是第一透镜组的前组由具有正屈光力的单透镜构成，并且第一透镜组的后组按从物体侧的顺序，由负透镜、正透镜和正透镜构成。
通过采用这种构造，当使作为聚焦透镜组的后组大小和重量小的同时，能使聚焦时球面像差和场曲的变化抑制到较小。
本申请的光学装置的特征在于提供根据具有上述构造的第一实施例的可变放大率光学系统。通过这种构造，可以实现能抑制变焦时的像差的变化，并且从广角端状态到远摄端状态具有良好光学性能。
用于制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法是按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组的用于制造可变放大率光学系统的方法，
该方法包括步骤：
使第一透镜组和第四透镜组构造成满足下述条件表达式：
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20
其中，f13w表示广角端状态中，第一透镜组至第三透镜组的合成焦距，f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，可变放大率光学系统的焦距；以及
构造成在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且在光轴方向上，移动至少第二透镜组和第三透镜组，使得增加第一透镜组和第二透镜组之间的距离，并且减小第二透镜组和第三透镜组之间的距离；
作为减振透镜组，将第一至第四透镜组的至少一部分构造成移动以便在垂直于光轴的方向上具有分量。由此，可以制造能抑制变焦时的像差变化并且，从广角端状态到远摄端状态具有极好光学性能的可变放大率光学系统。
接着，在下文中，将说明根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统、光学装置和用于制造该可变放大率光学系统的方法。
根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置，在光轴方向上移动至少第二透镜组和第三透镜组，使得增加第一透镜组和第二透镜组之间的距离并且减小第二透镜组和第三透镜组之间的距离；
第四透镜组按从物体侧的顺序，包括具有正屈光力的第一部分透镜组、具有负屈光力的第二部分透镜组，以及具有正屈光力的第三部分透镜组，
作为减振透镜组，移动第二部分透镜组的至少一部分，以便在垂直于光轴的方向上具有分量；以及
满足下述条件表达式(5)和(6)：
-1.60<f4B/f4C<-0.50 (5)
-1.60<f4/f4B<-0.60 (6)
其中，f4表示第四透镜组的焦距，f4B表示第二部分透镜组的焦距，并且f4C表示第三部分透镜组的焦距。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，作为减振透镜组，移动第四透镜组中的第二部分透镜组的至少一部分，以便在垂直于光轴的方向上具有分量，因此，能校正当产生相机抖动时的像位置，换句话说，能实施减振。
此外，通过将光线的高度低并且具有负屈光力的透镜组的至少一部分用作减振透镜组，能使减振透镜组的外径小。通过这种构造，如果将孔径光阑设置在第三透镜组和第四透镜组中，能将减振透镜组设置在孔径光阑和像平面之间的中间位置附近。因此，能将实施减振时的光线的高度的变化抑制到较小，并且能使偏心彗差的生成抑制到较小。
条件表达式(5)定义第四透镜组中，第二部分透镜组和第三部分透镜组之间的屈光力的比。条件表达式(6)定义整个第四透镜组和第四透镜组中的第二部分透镜组之间的屈光力比。通过满足条件表达式(5)和(6)，当使减振透镜组大小和重量小时，可以使实施减振时的各种像差的变化抑制到较小。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当f4B/f4C等于或超过条件表达式(5)的上限值时，第二部分透镜组的屈光力变得过大，并且场曲和彗差变大。此外，实施减振时的像差的变化，更具体地说，所谓偏心像平面倾斜变大，因此，是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(5)的上限值设定成-0.70。此外，更优选将条件表达式(5)的上限值设定成-1.10。
另一方面，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当f4B/f4C的值等于或降至低于条件表达式(5)的下限值时，第二部分透镜组的屈光力变得太小，并且减振系数(实施减振时的像平面上的像的移动量与减振透镜的移动量的比)变小。因此，为获得减振所需效果，在实施减振时，减振透镜组的移动量变得过大，因此，是不期望的。此外，实施减振时的像差变化，更具体地说，所谓偏心像平面倾斜变大，因此这是不期望的。同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(5)的下限值设定成-1.30。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当f4/f4B的值等于或超过条件表达式(6)的上限时，第一至第三部分透镜组的各个屈光力变得过小，并且第二部分透镜组的外径变得过大。这是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(6)的上限值设定成-1.00。此外，更优选将条件表达式(6)的上限值设定成-1.20。
另一方面，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当f4/f4B的值等于或降至低于条件表达式(6)的下限值时，第一至第三部分透镜组的各个屈光力变得过大，并且实施减振时的像差的变化，更具体地说，偏心像平面倾斜变大，因此，这是不期望的。此外，由于诸如透镜组之间的偏心的制造误差的光学性能劣化，具体地，偏心彗差和偏心像平面倾斜变得过大，因此是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(6)的下限值设定成-1.50。此外，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(6)的下限值设定成-1.40。
通过上述构造，可以实现在实施减振时，能抑制光学性能劣化，并且从广角端状态到远摄端状态具有良好光学性能的可变放大率光学系统。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，期望可变放大率光学系统中最像侧透镜组具有正屈光力，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时固定在光轴方向上的位置中。
通过这种构造，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，易于使变焦时的F数恒定，因此，变得可以简化设置在可变放大率光学系统中的孔径光阑的光阑机构。此外，可以降低由诸如透镜组之间的偏心的制造误差引起的光学性能的劣化，具体地，偏心彗差和偏心像平面倾斜。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，期望在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第二透镜组的放大率改变使得跨越等放大率，并且满足下述条件表达式(2)：
0.30<β2w×β2t<0.90 (2)
其中，β2w表示广角端状态中的第二透镜组的放大率，并且β2t表示远摄端状态中的第二透镜组的放大率。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，如上所述，在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第二透镜组的放大率改变使得跨越等放大率，即，在变焦时，第二透镜组的放大率变为-1。通过这样构成，在变焦时，可以使通过第二透镜组的光线的高度的变化小，因此，使场曲和彗差的变化小。
条件表达式(2)定义第二透镜组的放大率的范围。通过满足条件表达式(2)，根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统能使在变焦时在第二透镜组和第三透镜组之间的距离变化小，因此，能使中间焦距状态中的彗差和球面像差的劣化抑制到较小。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当β2w×β2t的值等于或超过条件表达式(2)的上限值时，变焦时，第二透镜组和第三透镜组之间的距离的变化量增加，因此，各种像差，诸如场曲和彗差的变化变得过大，变得难以在中间焦距状态中校正这些像差。此外，变焦时，第三透镜组向物体侧移动的量增加，并且第二透镜组的移动空间变小。为此，变得在广角端状态和远摄端状态中难以校正场曲、球面像差和彗差，因此，是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(2)的上限值设定成0.80。此外，更优选将条件表达式(2)的上限值设定成0.70。
另一方面，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当β2w×β2t的值等于或降至低于条件表达式(2)的下限值时，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组在广角端状态中变得相互太接近，因此，变得难以校正彗差和场曲。此外，第四透镜组的焦距变得过大，根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的全长和外径变大。这是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(2)的下限值设定成0.50。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选满足下述条件表达式(3)和(4)：
0.290<N1n–N1p (3)
0.160<N3n–N3p (4)
其中，N1n表示第一透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率，N1p表示在第一透镜组中，具有最小折射率的正透镜的折射率，N3n表示第三透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率，并且N3p表示第三透镜组中，具有最小折射率的正透镜的折射率。
条件表达式(3)定义第一透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率和具有最小折射率的正透镜的折射率的差。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，通过满足条件表达式(3)，变得可以使第一透镜组中的每一透镜的曲率小，因此，变得可以从广角端状态到远摄端状态良好地校正彗差。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当N1n-N1p的值等于或降至低于条件表达式(3)的下限值时，变得难以从广角端状态到远摄端状态校正彗差。此外，在从无限远物体聚焦到近距离物体时，球面像差的变化变大，因此这是不优选的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(3)的下限值设定成0.350。此外，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(3)的下限值设定成0.400。
条件表达式(4)定义第三透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率和具有最小折射率的正透镜的折射率的差。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，通过满足条件表达式(4)，变得可以使第三透镜组中的每一透镜的曲率小，因此，可以从广角端状态到远摄端状态良好地校正彗差。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，当N3n–N3p的值等于或降至低于根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的条件表达式(4)的下限时，变得难以从广角端状态到远摄端状态校正彗差。
同时，为了获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(4)的下限值设定成0.180。
此外，在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选第二透镜组按从物体侧的顺序，包括负透镜、具有负屈光力的第一负部分组和具有负屈光力的第二负部分组，并且第一负部分组和第二负部分组分别由正透镜和负透镜，即总共两个透镜构成。
通过采用这种构造，能使变焦时，光线的高度变化大的第二透镜组中的每一透镜表面的光线的偏转角小，因此，可以使变焦时，场曲和球面像差的变化和彗差的生成抑制到较小。同时，可以使整个第二透镜组的屈光力大，能缩短根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的全长。此外，能减轻由于诸如第二透镜组中的透镜之间的偏心的制造误差导致的光学性能的劣化，更具体地说，能减少偏心彗差和偏心像平面倾斜。
在根据本发明的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选的是第一透镜组按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的前组和具有正屈光力的后组构成，在从无限远物体聚焦到近距离物体时，使后组移向物体侧，作为聚焦透镜组。
通过上述构造，根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统能减小聚焦透镜组的外径并且能减轻重量。因此，在通过根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统实施自动聚焦的情况下，可以降低驱动聚焦透镜的马达的负担。同时，当在聚焦在近距离物体上时，使根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的放大率大的同时，可以在聚焦在近距离物体时，使像差，诸如球面像差的变化抑制到较小。
在根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统中，优选的是第一透镜组的前组由具有正屈光力的单透镜构成，以及第一透镜组的后组按从物体侧的顺序，由负透镜、正透镜和正透镜构成。
通过采用这种构造，当使作为聚焦透镜组的后组大小和重量小时，能使聚焦时的球面像差和场曲的变化抑制到较小。
本申请的光学装置的特征在于提供如上所述根据第二实施例的可变放大率光学系统。通过这种构造，可以实现在实施减振时能抑制光学性能的劣化，并且从广角端状态到远摄端状态具有良好光学性能的光学装置。
用于制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法是按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组的用于制造可变放大率光学系统的方法，
该方法包括步骤：
将第四透镜组构造成按从物体侧的顺序，包括具有正屈光力的第一部分透镜组、具有负屈光力的第二部分透镜组，以及具有正屈光力的第三部分透镜组；
将第四透镜组构造成满足下述条件表达式(5)和(6)：
-1.60<f4B/f4C<-0.50 (5)
-1.60<f4/f4B<-0.60 (6)
其中，f4表示第四透镜组的焦距，f4B表示第二部分透镜组的焦距，并且f4C表示第三部分透镜组的焦距；
将至少第二透镜组和第三透镜组构造成在光轴方向上可移动，使得在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，增加第一透镜组和第二透镜组之间的距离并且减小第二透镜组和第三透镜组之间的距离；
作为减振透镜组，将第二部分透镜组的至少一部分构造成移动以在垂直于光轴的方向上具有分量。
在下文中，将说明根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统、光学装置和用于制造该可变放大率光学系统的方法。
根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组；
在第一透镜组和第四透镜组的光学表面的至少一个上形成的防反射涂层；
防反射涂层包括由湿处理形成的至少一层，
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且在光轴方向上，移动至少第二透镜组和第三透镜组，使得增加第一透镜组和第二透镜组之间的距离，并且减小第二透镜组和第三透镜组之间的距离；
作为减振透镜组，移动第一至第四透镜组的至少一部分，以在垂直于光轴的方向上具有分量；以及
满足下述条件表达式(1)
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20 (1)
其中，f13w表示广角端状态中，第一透镜组至第三透镜组的合成焦距，f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，可变放大率光学系统的焦距。
在根据本发明的第三实施例的可变放大率光学系统中，作为减振透镜组，移动第一至第四透镜组的至少一部分，以在垂直于光轴的方向上具有分量，如上所述，使得可以校正产生相机抖动时的像位置，换句话说，可以实现减振。
条件表达式(1)定义第四透镜组的共轭长度和放大率。
根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能通过满足条件表达式(1)，减小作为所谓主透镜的第四透镜组的共轭长度，即，前后成像点之间的距离，由此通过减小的共轭长度，增加第一到第三透镜组可移动的空间。因此，在变焦时，能增加第二透镜组的移动量，并且能减小第二透镜组和第三透镜组之间的距离的变化。因此，在维持根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的全长的同时，能使变焦时的像差变化小。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当fw2/(f13w×f4)的值等于或超过根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的条件表达式(1)的上限值时，第四透镜组的屈光力变小，并且变焦时在第二透镜组和第三透镜组之间的距离的变化增加。因此，各种像差的变化，诸如场曲和彗差变得极其大，变得难以校正中间焦距状态的这些像差。这是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(1)的上限值设定成-0.25。
另一方面，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当fw2/(f13w×f4)的值等于或降至低于根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的条件表达式(1)的下限值时，第四透镜组的屈光力和放大率增加。由此，从广角端状态到远摄端状态，球面像差和彗差增加，变得难以校正它们，因此是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(1)的下限值设定成-0.60。此外，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(1)的下限值设定成-0.45。此外，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(1)的下限值设定成-0.35。
通过上述构造，可以实现在变焦时，能抑制各种像差的变化，并且从广角端状态到远摄端状态，具有极好光学性能的可变放大率光学系统。
根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的特征在于在第一透镜组和第四透镜组的光学表面的至少一个上形成防反射涂层，并且防反射涂层包括由湿处理形成的至少一层。
通过这种构造，根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能减少由被光学表面反射的、来自物体的光线引起的幻像和耀斑，并且获得高成像性能。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选防反射涂层是多层膜，并且由湿处理形成的层是由多层膜构成的层中的最外表面侧层。通过这种构造，能使由湿处理形成的层和空气之间的折射率差小，因此，可以减少光的反射，由此，可以进一步减少幻像和耀斑。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，假定由湿处理形成的层相对于d线(波长λ＝587.6nm)的折射率为nd，优选的是nd为1.30或更小。
通过这种构造，能使由湿处理形成的层和空气之间的折射率差小，因此，变得更加减少光的反射和进一步减少幻像和耀斑。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，期望提供孔径光阑，并且具有防反射涂层的光学表面是从孔径光阑看为凹透镜表面。在第一透镜组和第四透镜组的光学表面中，从孔径光阑看的凹透镜表面更易于产生反射光。为此，通过在这种透镜表面上形成防反射涂层，可以有效地减少幻像和耀斑。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，期望从孔径光阑看的凹透镜表面是第一透镜组中的透镜的物体侧透镜表面。在第一透镜组中的光学表面中，从孔径光阑看的凹透镜表面易于产生反射光。为此，在这种透镜表面上形成防反射涂层，以便有效地减少幻像和耀斑。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，期望从孔径光阑看的凹透镜表面是第一透镜组中的透镜的像侧透镜表面。在第一透镜组的光学表面中，从孔径光阑看的凹透镜表面易于产生反射光。为此，在这种透镜表面上形成防反射涂层，以便有效地减少幻像和耀斑。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，期望从孔径光阑看的凹透镜表面是第四透镜组中的透镜的像侧透镜表面。第四透镜组中的光学表面中，从孔径光阑看的凹透镜表面易于产生反射光。为此，在这种透镜表面上形成防反射涂层以便有效地减少幻像和耀斑。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，期望形成有防反射涂层的光学表面是从像侧看的凹透镜表面。在第一透镜组和第四透镜组的光学表面中，从像侧看的凹透镜表面易于产生反射光。为此，在这种透镜表面上形成防反射涂层以便有效地减少幻像和耀斑。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，期望从像侧看的凹透镜表面是第四透镜组中，从物体侧的第二透镜的物体侧透镜表面。易于通过第四透镜组的光学表面中的从像侧看的凹透镜表面产生反射光。为此，在这种透镜表面上形成防反射涂层以便有效地减少幻像和耀斑。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，期望从像侧看的凹透镜表面是第四透镜组中的从像侧起的第四透镜的像侧透镜表面。易于通过第四透镜组的光学表面中的从像侧看的凹透镜表面产生反射光。为此，在这种透镜表面上形成防反射涂层以便有效地减少幻像和耀斑。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，期望从像侧看的凹透镜表面是第四透镜组中的从像侧起的第三透镜的物体侧透镜表面。易于通过第四透镜组的光学表面中的从像侧看的凹透镜表面产生反射光。为此，在这种透镜表面上形成防反射涂层以便有效地减少幻像和耀斑。
不仅可以通过湿处理，也可以通过干处理形成根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中的防反射涂层。在这种情况下，优选的是防反射涂层包括折射率为1.30或更小的至少一层。
通过这种构造，即使通过干处理形成防反射涂层，也能获得与通过湿处理形成防反射涂层的情形类似的效果。
同时，优选的是折射率为1.30或更小的层为多层中的最外表面侧层。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选的是第一透镜组按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的前组和具有正屈光力的后组，并且在从无限远物体聚焦到近距离物体时，使后组作为聚焦透镜组移向物体侧。
通过上述构造，根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能减小聚焦透镜组的外径并且减轻其重量。因此，在通过根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统实施自动聚焦的情况下，可以减轻驱动聚焦透镜的马达的负担。此外，当聚焦在近距离物体上的同时，使根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的放大率大时，在近距离物体上聚焦时，可以使像差，诸如球面像差的变化抑制到最小。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选的是在从广角端状态变焦到远摄端状态时，可变放大率光学系统中的最像侧透镜组具有正屈光力并且固定在光轴方向上的位置中。
通过该构造，根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能易于使变焦时的F数恒定，因此，可以简化设置在可变放大率光学系统中的孔径光阑的光阑机构。此外，可以减小透镜组之间的偏心等，因此，降低由诸如偏心的制造误差引起的光学性能的劣化，具体地，可以减小偏心彗差和偏心像平面倾斜。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第二透镜组的放大率改变使得跨越等放大率，并且满足下述条件表达式(2)：
0.30<β2w×β2t<0.90 (2)
其中，β2w表示广角端状态中的第二透镜组的放大率，并且β2t表示远摄端状态中的第二透镜组的放大率。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，在如上所述，在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第二透镜组的放大率改变使得跨越等放大率，即，在变焦时，第二透镜组的放大率变为-1。通过这样构成，在变焦时，可以减小通过第二透镜组的光线的高度的变化，因此，可以使场曲和彗差变化小。
条件表达式(2)定义第二透镜组的放大率范围。通过满足条件表达式(2)，根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统能使变焦时在第二透镜组和第三透镜组之间的距离变化小，因此，能使中间焦距状态的彗差和球面像差的劣化小。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当β2w×β2t的值等于或超过条件表达式(2)的上限值时，变焦时，第二透镜组和第三透镜组之间的距离变化量增加，因此，各种像差，诸如场曲和彗差的变化变得过大，变得在中间焦距状态中，难以校正这些像差。同时，变焦时，第三透镜组朝物体侧的移动量增加，并且第二透镜组的移动空间变小。为此，变得难以在广角端状态和远摄端状态中校正场曲、球面像差和彗差，因此，这是不期望的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(2)的上限值设定成0.80。此外，更优选将条件表达式(2)的上限值设定成0.70。
另一方面，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当β2w×β2t的值等于或降至低于根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的条件表达式(2)的下限值时，在广角端状态中，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组变得相互太近，因此，变得难以校正彗差和场曲。同时，第四透镜组的焦距增加过大，并且根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的全长和外径变得不期望地大。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(2)的下限值设定成0.50。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选满足下述条件表达式(3)和(4)：
0.290<N1n–N1p (3)
0.160<N3n–N3p (4)
其中，N1n表示第一透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率，N1p表示在第一透镜组中，具有最小折射率的正透镜的折射率，N3n表示第三透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率，并且N3p表示第三透镜组中，具有最小折射率的正透镜的折射率。
条件表达式(3)定义第一透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率和具有最小折射率的正透镜的折射率的差。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，通过满足条件表达式(3)，变得可以使第一透镜组中的每一透镜的曲率小，因此，从广角端状态到远摄端状态，能良好地校正彗差。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当N1n-N1p的值等于或降至低于根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的条件表达式(3)的下限值时，变得难以从广角端状态到远摄端状态校正彗差。此外，在从无限远物体聚焦到近距离物体时，球面像差的变化变大，因此，是不优选的。
同时，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(3)的下限值设定成0.350。此外，为了更确实地获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(3)的下限值设定成0.400。
条件表达式(4)定义第三透镜组中，具有最大折射率的负透镜的折射率和具有最小折射率的正透镜的折射率的差。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，通过满足条件表达式(4)，变得可以使第三透镜组中的每一透镜的曲率小，因此，可以从广角端状态到远摄端状态良好地校正彗差。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，当N3n–N3p的值等于或降至低于根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的条件表达式(4)的下限值时，变得难以从广角端状态到远摄端状态校正彗差。
同时，为了获得本申请的有益效果，优选将条件表达式(4)的下限值设定成0.180。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选的是第四透镜组按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一部分透镜组、具有负屈光力的第二部分透镜组和具有正屈光力的第三部分透镜组构成，并且作为减振透镜组，移动第二部分透镜组的至少一部分，以在垂直于光轴的方向上具有分量。
通过将通过光线的高度低、具有负屈光力的透镜组的至少一部分用作减振透镜，能使减振透镜的外径小。此外，如果通过采用这种构造，将孔径光阑设置在第三透镜组和第四透镜组之间，能使减振透镜设置在孔径光阑和像平面之间的中点附近，因此，能将实施减振时的像高的变化抑制到较小，并且能使偏心彗差的产生抑制到较小。
此外，在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选第二透镜组按从物体侧的顺序，包括负透镜、具有负屈光力的第一负部分组和具有负屈光力的第二负部分组，并且第一负部分组和第二负部分组分别由正透镜和负透镜，即总共两个透镜构成。
通过采用这种构造，能使变焦时，光线的高度变化大的第二透镜组中的每一透镜表面的光线的偏转角小，因此，可以使变焦时，场曲、球面像差和彗差的变化抑制到较小。同时，可以使整个第二透镜组的屈光力大，因此，能缩短根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的全长。此外，能减轻由于诸如第二透镜组中的透镜之间的偏心的制造误差导致的光学性能的劣化，更具体地说，能减少偏心彗差和偏心像平面倾斜。
在根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统中，优选的是第一透镜组的前组由具有正屈光力的单透镜构成，并且第一透镜组的后组按从物体的顺序，由负透镜、正透镜和正透镜构成。
通过采用这种构造，当使作为聚焦透镜组的后组外径小并且重量轻时，能使聚焦时球面像差和场曲的变化抑制到较小。
本申请的光学装置的特征在于提供如上所述的根据第三实施例的可变放大率光学系统。通过这种构造，可以实现能抑制变焦时的像差的变化，并且从广角端状态到远摄端状态具有良好光学性能。
用于制造根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的方法是按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组的用于制造可变放大率光学系统的方法，
该方法包括步骤：
在第一透镜组和第四透镜组的至少一个光学表面上形成防反射涂层，使得该防反射涂层包括由湿处理形成的至少一层；
构造第一透镜组和第四透镜组，以便满足下述条件表达式：
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20
其中，f13w表示广角端状态中，第一透镜组至第三透镜组的合成焦距，f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，可变放大率光学系统的焦距；
使至少第二透镜组和第三透镜组构造成在光轴方向上可移动，使得在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，增加第一透镜组和第二透镜组之间的距离，并且减小第二透镜组和第三透镜组之间的距离；以及
作为减振透镜组，将第一至第四透镜组的至少一部分构造成移动以在垂直于光轴的方向上具有分量。
由此，根据本方法，可以制造变焦时，能抑制像差变化，从而减少幻像和耀斑，并且获得从远摄端状态到远摄端状态的良好光学性能的可变放大率光学系统。
在下文中，将参考附图，说明与根据本申请的第一至第三实施例的数值例子有关的可变放大率光学系统。同时，第一至第三例子共用于所有第一至第三实施例。
(第一例子)
图1是示出根据本申请的第一至第三实施例共用的第一例子的可变放大率光学系统的构造的截面图。
根据该例子的可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4构成。
第一透镜组G1按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的前组G1A和具有正屈光力的后组G1B组成。
前组G1A由具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L11组成。
后组G1B按从物体侧的顺序，由通过具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L12与双凸正透镜L13胶合构成的胶合透镜，以及具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L14组成。
第二透镜组G2按从物体侧的顺序，由双凹负透镜L21、具有负屈光力的第一负部分组G2A和具有负屈光力的第二负部分组G2B组成。
第一负部分组G2A按从物体侧的顺序，由通过双凹负透镜L22与具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L23胶合构成的胶合透镜组成。
第二负部分组G2B按从物体侧的顺序，由通过双凹负透镜L24与具有面向物体侧的凸表面的平凸正透镜L25胶合构成的胶合透镜组成。
第三透镜组G3按从物体侧的顺序，由通过双凸正透镜L31与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L32胶合构成的胶合透镜组成。
第四透镜组G4按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一部分透镜组G4A、具有负屈光力的第二部分透镜组G4B和具有正屈光力的第三部分透镜组G4C组成。
第一部分透镜组G4A按从物体侧的顺序，由具有面向物体侧的凸表面的平凸正透镜L41，以及通过双凸正透镜L42与双凹负透镜L43胶合构成的胶合透镜组成。
第二部分透镜组G4B按从物体侧的顺序，由通过双凸正透镜L44与双凹负透镜L45胶合构成的胶合透镜，以及双凹负透镜L46组成。
第三部分透镜组G4C按从物体侧的顺序，由双凸正透镜L47、双凸正透镜L48和具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L49组成。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，孔径光阑S设置在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间。耀斑光阑FS设置在第四透镜组G4中的第一部分透镜组G4A和第二部分透镜组G4B之间。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，在第一透镜组G1的负弯月透镜L12的物体侧透镜表面(表面编号3)以及第一透镜组G1的正弯月透镜L14的物体侧透镜表面(表面编号6)上形成下述的防反射涂层。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，通过在光轴的方向上移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小，实施从广角端状态变焦到远摄端状态。此时，第一透镜组G1、第四透镜组G4和孔径光阑S固定在光轴方向的各个位置中。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，作为聚焦透镜组，沿光轴移动第一透镜组G1中的后组G1B，由此实施从无限远物体聚焦到近距离物体。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，作为减振透镜组，移动第四透镜组G4中的第二部分透镜组G4B，以在垂直于光轴的方向上具有分量，由此实施减振。
注意到，在具有整个透镜系统的焦距f和作为在实施减振时的像平面I上的像的移动量与减振透镜组的移动量的比值的减振系数K的透镜系统中，可以通过使减振透镜组与光轴垂直地移动(f·tanθ)/K的量，校正角度θ的旋转相机抖动。
因此，在根据本例子的可变放大率光学系统中，在广角端状态中，减振系数K为-1.28，并且焦距为71.40(mm)，因此，用于校正0.60度的旋转相机抖动的第二部分透镜组G4B的移动量为0.58(mm)。在远摄端状态中，减振系数K为-1.28，并且焦距为194.00(mm)，因此，用于校正0.40度的旋转相机抖动的第二部分透镜组G4B的移动量为1.06(mm)。
下表1示出根据本例子的可变放大率光学系统的各种值。
在表1中，f表示焦距，并且BF表示后焦长度(back focal length)(最像侧透镜表面与像平面I之间的光轴上的距离)。
在[表面数据]中，m表示从物体侧计数的光学表面的顺序，r表示曲率半径，d表示到表面间的距离(从第n表面到第(n+1)表面的间隔，其中，n为整数)，nd表示用于d线(波长λ＝587.6nm)的折射率，并且νd表示用于d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数。此外，OP表示物平面，并且I表示像平面。同时，曲率半径r＝∞表示平表面。通过在表面编号上加“*”，表示非球面表面的位置，并且在曲率半径列中，示出了近轴曲率半径。
在[非球面数据]中，相对于[表面数据]中所示的非球面表面，在通过下述表达式呈现非球面表面的情况下示出的非球面表面系数和圆锥系数：
x＝(h2/r)/[1+{1-κ(h/r)2}1/2]+A4h4+A6h6
其中，h表示离光轴的垂直高度，x表示作为在离光轴垂直高度处，沿光轴从非球面的顶点的切面到非球面的距离的垂度，κ表示圆锥系数，A4和A6表示各个非球面系数，r表示作为基准球面的曲率半径的近轴曲率半径。“E-n”，其中，n是整数，表示“×10-n”，例如“1.234E-5”表示“1.234×10-5”。2次非球面系数A2为0，在本说明书中省略。
在[各种数据]中，FNO表示F数，ω表示半视角(单位：“°”)，Y表示像高，TL表示可变放大率光学系统的全长，即，沿光轴，从第一表面到像平面I的距离，dn表示第n表面和第(n+1)表面之间的可变间隔。同时，W表示广角端状态，M表示中间焦距状态，并且T表示远摄端状态。
在[透镜组数据]中，ST表示每一透镜组的起始表面编号，即，最物体侧透镜表面编号。
在[用于条件表达式的值]中，示出了对应于各个条件表达式的值。
在此应注意到，“mm”通常用于长度的单位，诸如焦距f、曲率半径r和用于表1中所示的其他长度的单位。然而，由于通过成比例放大或缩小其尺寸的光学系统，能获得类似的光学性能，因此，单位不一定限于“mm”。
上述表1中的参考符号的说明在其他例子的表中是相同的。
(表1)第一例子
[表面数据]
[各种数据]
可变放大率比：2.72
[透镜组数据]
[用于条件表达式的值]
(1)fw2/(f13w×f4)＝-0.26
(2)β2w×β2t＝0.70
(3)N1n–N1p＝0.416
(4)N3n–N3p＝0.187
(5)f4B/f4C＝-1.29
(6)f4/f4B＝-1.37
图2A、2B和2C是示出在聚焦无限远物体时，根据第一例子的可变放大率光学系统的各种像差的图，其中，图2A处于广角端状态中，图2B处于中间焦距状态中，并且图2C处于远摄端状态中。图3A和3B是示出在聚焦无限远物体并实施减振时，根据第一例子的可变放大率光学系统的子午横向像差的图，其中，图3A处于广角端状态中，并且图3B处于远摄端状态中。
在各个图中，FNO表示F数，Y表示像高。在各个图中，d表示在d线(波长λ＝587.6nm)时的像差曲线，并且g表示在g线(波长λ＝435.8nm)时的像差曲线。在示出像散的图中，实线表示矢状像平面，并且虚线表示子午像平面。
顺便提一下，关于各种像差图的上述描述与其他例子相同。
如从各个图可以看出，根据本例子的可变放大率光学系统由于对广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中的各种像差的良好校正而示出极好光学性能，同时在实施减振时也示出极好光学性能。
在此，将说明在根据本例子的可变放大率光学系统中，产生幻像和耀斑的原因。
图12是示出入射在根据本例子的可变放大率光学系统中的光线由其中的第一反射面和第二反射面反射并且在像平面I上产生幻像和耀斑的例子的视图。
在图12中，来自物体侧的光线BM入射在可变放大率光学系统中，如所示。然后，一部分光线BM由第一透镜组G1中的正弯月透镜L14的物体侧透镜表面(表面编号6，产生幻像和耀斑的第一反射面)反射，并且由第一透镜组G1中的负弯月透镜L12的物体侧透镜表面(表面编号3，产生幻像和耀斑的第二反射面)进一步反射，最终到达产生幻像和耀斑的像平面I。第一反射面和第二反射面是从孔径光阑S和像平面I看的凹透镜表面。
在本例子的可变放大率光学系统中，在这些透镜表面上形成对应于宽波长范围和大入射角的光线的防反射涂层，因此，抑制产生反射光并且有效地减少幻像和耀斑。
(第二例子)
图4是示出根据本申请的第一至第三实施例共用的第二例子的可变放大率光学系统的构造的截面图。
根据该例子的可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4构成。
第一透镜组G1按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的前组G1A和具有正屈光力的后组G1B组成。
前组G1A由具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L11组成。
后组G1B按从物体侧的顺序，由通过具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L12与双凸正透镜L13胶合构成的胶合透镜，以及具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L14组成。
第二透镜组G2按从物体侧的顺序，由双凹负透镜L21、具有负屈光力的第一负部分组G2A和具有负屈光力的第二负部分组G2B组成。
第一负部分组G2A按从物体侧的顺序，由通过双凹负透镜L22与具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L23胶合构成的胶合透镜组成。
第二负部分组G2B按从物体侧的顺序，由具有面向物体侧的凹表面的正弯月透镜L24和具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L25胶合构成的胶合透镜组成。
第三透镜组G3按从物体侧的顺序，由通过双凸正透镜L31与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L32胶合构成的胶合透镜组成。
第四透镜组G4按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一部分透镜组G4A、具有负屈光力的第二部分透镜组G4B和具有正屈光力的第三部分透镜组G4C组成。
第一部分透镜组G4A按从物体侧的顺序，由双凸正透镜L41，以及通过双凸正透镜L42与双凹负透镜L43胶合构成的胶合透镜组成。
第二部分透镜组G4B按从物体侧的顺序，由通过具有面向物体侧的凹表面的正弯月透镜L44和双凹负透镜L45胶合构成的胶合透镜组成。
第三部分透镜组G4C按从物体侧的顺序，由双凸正透镜L46、双凸正透镜L47和具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L48组成。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，孔径光阑S设置在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间。耀斑光阑FS设置在第四透镜组G4中的第一部分透镜组G4A和第二部分透镜组G4B之间。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，在第一透镜组G1的正弯月透镜L14的像侧透镜表面(表面编号7)、第四透镜组G4的正透镜L42的物体侧透镜表面(表面编号22)和第四透镜组G4的负透镜L45的像侧透镜表面(表面编号28)上分别形成下述的防反射涂层。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，通过在光轴的方向上移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小，实施从广角端状态变焦到远摄端状态。此时，第一透镜组G1、第四透镜组G4和孔径光阑S固定在光轴方向的各个位置中。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，作为聚焦透镜，沿光轴使第一透镜组G1中的后组G1B移向物体侧，由此实施从无限远物体聚焦到近距离物体。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，作为减振透镜组，移动第四透镜组G4中的第二部分透镜组G4B，以在垂直于光轴的方向上具有分量，由此实施减振。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，在广角端状态中，减振系数K为-1.30，并且焦距为71.40(mm)，因此，用于校正0.60度的旋转相机抖动的第二部分透镜组G4B的移动量为0.58(mm)。在远摄端状态中，减振系数K为-1.30，并且焦距为196.00(mm)，因此，用于校正0.40度的旋转相机抖动的第二部分透镜组G4B的移动量为1.05(mm)。
(表2)第二例子
[表面数据]
[各种数据]
可变放大率比：2.75
[透镜组数据]
[用于条件表达式的值]
(1)fw2/(f13w×f4)＝-0.36
(2)β2w×β2t＝0.61
(3)N1n–N1p＝0.512
(4)N3n–N3p＝0.267
(5)f4B/f4C＝-1.05
(6)f4/f4B＝-1.23
图5A、5B和5C是示出在聚焦无限远物体时，根据本申请的第二例子的可变放大率光学系统的各种像差的图，其中，图5A示出广角端状态中的各种像差，图5B示出中间焦距状态中的各种像差，并且图5C示出远摄端状态中的各种像差。
图6A和6B是示出在聚焦无限远物体并实施减振时，根据第二例子的可变放大率光学系统的子午横向像差的图，其中，图6A处于广角端状态中，并且图6B处于远摄端状态中。
如从各个图可以看出，根据本例子的可变放大率光学系统由于对广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中的各种像差的良好校正而示出极好光学性能，同时在实施减振时也示出极好光学性能。
(第三例子)
图7是示出根据本申请的第一至第三实施例共用的第三例子的可变放大率光学系统的构造的截面图。
根据该例子的可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4构成。
第一透镜组G1按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的前组G1A和具有正屈光力的后组G1B组成。
前组G1A由具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L11组成。
后组G1B按从物体侧的顺序，由具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L12、双凸正透镜L13和具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L14组成。
第二透镜组G2按从物体侧的顺序，由双凹负透镜L21、具有负屈光力的第一负部分组G2A和具有负屈光力的第二负部分组G2B，以及由具有面向物体侧的凸表面的负弯月透镜L26和具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L27胶合构成的胶合透镜组成。
第一负部分组G2A按从物体侧的顺序，由通过双凹负透镜L22与双凸正透镜L23胶合构成的胶合透镜组成。
第二负部分组G2B按从物体侧的顺序，由通过双凹负透镜L24与具有面向物体侧的凸表面的正弯月透镜L25胶合构成的胶合透镜组成。
第三透镜组G3按从物体侧的顺序，由通过双凸正透镜L31与具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L32胶合构成的胶合透镜组成。
第四透镜组G4按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的第一部分透镜组G4A、具有负屈光力的第二部分透镜组G4B和具有正屈光力的第三部分透镜组G4C组成。
第一部分透镜组G4A按从物体侧的顺序，由双凸正透镜L41，以及通过双凸正透镜L42与双凹负透镜L43胶合构成的胶合透镜组成。
第二部分透镜组G4B按从物体侧的顺序，由通过双凸正透镜L44与双凹负透镜L45胶合构成的胶合透镜，以及双凹负透镜L46组成。
第三部分透镜组G4C按从物体侧的顺序，由双凸正透镜L47、双凸正透镜L48和具有面向物体侧的凹表面的负弯月透镜L49组成。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，孔径光阑S设置在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间。耀斑光阑FS设置在第四透镜组G4中的第一部分透镜组G4A和第二部分透镜组G4B之间。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，在第四透镜组G4的正透镜L47的物体侧透镜表面(表面编号35)和第四透镜组G4的正透镜L48的像侧透镜表面(表面编号38)上形成下述的防反射涂层。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，通过在光轴的方向上移动第二透镜组G2和第三透镜组G3，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增加，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小，实施从广角端状态变焦到远摄端状态。此时，第一透镜组G1、第四透镜组G4和孔径光阑S固定在光轴方向的各个位置中。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，作为聚焦透镜组，沿光轴移动第一透镜组G1中的后组G1B，由此实施从无限远物体聚焦到近距离物体。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，作为减振透镜组，移动第四透镜组G4中的第二部分透镜组G4B，以在垂直于光轴的方向上具有分量，由此实施减振。
在根据本例子的可变放大率光学系统中，在广角端状态中，减振系数K为-1.25，并且焦距为71.40(mm)，因此，用于校正0.60度的旋转相机抖动的第二部分透镜组G4B的移动量为0.60(mm)。在远摄端状态中，减振系数K为-1.25，并且焦距为196.00(mm)，因此，用于校正0.40度的旋转相机抖动的第二部分透镜组G4B的移动量为1.09(mm)。
(表3)第三例子
[表面数据]
[非球面数据]
[各种数据]
可变放大率比：2.75
[透镜组数据]
[用于条件表达式的值]
(1)fw2/(f13w×f4)＝-0.29
(2)β2w×β2t＝0.58
(3)N1n–N1p＝0.416
(4)N3n–N3p＝0.187
(5)f4B/f4C＝-1.23
(6)f4/f4B＝-1.34
图8A、8B和8C是示出在聚焦无限远物体时，根据本申请的第二例子的可变放大率光学系统的各种像差的图，其中，图8A示出广角端状态的各种像差，图8B示出中间焦距状态的各种像差，并且图8C示出远摄端状态的各种像差。
图9A和9B是示出在聚焦无限远物体并实施减振时，根据第二例子的可变放大率光学系统的子午横向像差的图，其中，图9A处于广角端状态中，并且图9B处于远摄端状态中。
如从各个图可以看出，根据本例子的可变放大率光学系统由于对广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中的各种像差的良好校正而示出极好光学性能，同时在实施减振时也示出极好光学性能。
然后，将描述作为用于根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统的防反射涂层的多层宽带防反射涂层。
图13是示出用于根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统的防反射涂层的结构的一个例子的视图。
防反射涂层101如图13所示，是从第一层101a至第七层101g的7层结构，并且形成在诸如透镜的光学构件102的光学表面上。
第一层101a由通过真空蒸发方法，气相沉积在光学构件102的光学表面上的氧化铝组成。
第二层101b由通过真空蒸发方法，气相沉积在第一层101a上的氧化钛和氧化锆的混合物组成。
第三层101c由通过真空蒸发方法，气相沉积在第二层101b上的氧化铝组成。
第四层101d由通过真空蒸发方法，气相沉积在第三层101c上的氧化钛和氧化锆的混合物组成。
第五层101e由通过真空蒸发方法，气相沉积在第四层101d上的氧化铝组成。
第六层101f由通过真空蒸发方法，气相沉积在第五层101e上的氧化钛和氧化锆的混合物组成。
第七层101g由通过湿处理形成在第六层101f上的氟化镁和二氧化硅的混合物组成。第七层101g的形成涉及使用分类为一种湿处理的溶胶-凝胶处理。溶胶-凝胶处理是将通过水解缩聚反应，将通过混合材料获得的溶胶转化成不具有流动性的凝胶，并且通过加热分解该凝胶获得产品的处理。在制造光学薄膜时，通过在光学构件的光学表面上涂敷该光学薄膜的材料溶胶并且将溶胶干燥固化成凝胶薄膜，可以生成该薄膜。注意，湿处理不限于溶胶-凝胶处理，可以包括使用不经过凝胶状态的任何一个，获得固体薄膜的处理。
如上所述，通过限定为干处理的电子束蒸发，形成防反射涂层101的第一层101a至第六层101f，并且通过使用由氟化氢/醋酸镁处理配制的溶胶液的湿处理，形成最上第七层101g。以下述过程形成第一层101a至第七层101g。
首先，通过使用真空蒸发装置，在作为上述的光学构件102的光学表面的透镜膜生长表面，按顺序形成用作第一层101a的氧化铝层、用作第二层101b的氧化钛-氧化锆混合物层、用作第三层101c的氧化铝层、用作第四层101d的氧化钛-氧化锆混合物层、用作第五层101e的氧化铝层以及用作第六层101f的氧化钛-氧化锆混合物层。
然后，通过以使用旋涂法的方式，将通过氟化氢/醋酸镁处理配制的添加硅醇盐的溶胶液涂敷在透镜膜生长面上，将由氟化镁和二氧化硅的混合物构成的层形成为第七层101g。下述公式(a)是当通过氟化氢/醋酸镁处理配制时的化学反应式：
2HF+Mg(CH3COO)2→MgF2+2CH3COOH(a)。
用于该膜生长的溶胶液，在混合材料后和在高压釜中以140℃实施高温加压烧制24小时后，用于生长该膜。在完成第七层101g的膜生长后，在大气中以160℃经过加热处理1小时，并由此完成光学构件102。通过使用溶胶-凝胶处理，沉积颗粒大小为约几纳米(nm)至几十纳米量级的颗粒，同时空隙仍在，由此形成第七层101g。
将通过使用图14中所示的光谱特性，描述包括由此形成的防反射涂层101的光学构件的光学性能。
在下表4中所示的条件下，形成作为包括根据本申请的防反射涂层的光学构件的透镜。其中，表4示出在λ表示基准波长并且将基板(光学构件)的折射率设定成1.62、1.74和1.85的条件下获得的各个层，即，防反射涂层101的第一层101a至第七层101g的光学膜厚度。注意表4和表5及6示出表示为氧化铝的Al2O3、表示为氧化钛和氧化锆的混合物的ZrO2+TiO2以及表示为氟化镁和二氧化硅的MgF2+SiO2。在表4至6中，N表示折射率，并且D表示光学膜厚度。
(表4)
图14示出在通过设定成表4中的550nm的基准波长λ的情况下，光束垂直入射在设计了防反射涂层101的层中的每一个的光学膜厚度的光学构件上时的光谱特性。
从图14理解到包括设计具有设定成550nm的基准波长λ的防反射涂层101的光学构件能在光束的波长为420nm至720nm的整个范围上，将反射率抑制到0.2％或更小。此外，在表4中，即使在基准波长λ被设定成d线(波长587.6nm)的、包括其中设计每一光学膜厚度的防反射涂层101的光学构件，也以基本上不反映其任何光谱特性的方式，基本上具有与图14中所示的基准波长λ为550nm的情况下相同的光谱特性。
接着，将说明防反射涂层的改进例子。
根据改进例子的防反射涂层具有由第一层至第五层构成的5层结构。以与表4相同的方式，根据下表5所示的条件，相对于基准波长λ的每一层的厚度。根据改进例子，上述溶胶-凝胶方法用于形成第五层。
(表5)
图15示出在表5中的1.52的基板的折射率和550nm的基准波长λ的情况下，当光束垂直地入射在形成有设计了防反射涂层中的每一层的光学膜厚度的防反射涂层的光学构件上时的光谱特性。
从图15理解到根据改进例子的防反射涂层能在光束的波长为420nm至720nm的整个范围上，将反射率抑制到0.2％或以下。注意，在表5中，即使包括在基准波长被设定成d线(波长587.6nm)的情况下设计了每一光学膜厚度的防反射涂层的光学构件，也在光谱特性根本不受影响的情况下，基本上具有与图15所示相同的光谱特性。
图16示出在具有图15所示的光谱特性的光学构件上光束的入射角分别为30度、45度和60度的情况下的光谱特性。注意图15和16未示例包括基板折射率为1.46的表5中的防反射涂层的光学构件的光谱特性，然而，应理解到，该光学构件基本上具有与诸如基板折射率为1.52相同的光谱特性。
为了比较，在图17中示出了仅通过干处理，诸如传统真空蒸发方沉积法形成的防反射涂层的例子。图17示出当光束垂直地入射在由在下表6所示的条件下设计的防反射涂层形成的光学构件上时的光谱特性。图18示出在具有图17所示的光谱特性的光学构件上的光束的入射角分别为30度、45度和60度的情况下的光谱特性。
(表6)
图14至图16所示的具有本申请的防反射涂层的光学构件的滤波特性与图17和18所示的已知例子的光谱特性比较，很容易理解到本申请的防反射涂层中的任何一个在任何入射角具有更低反射率，此外，在更宽波段范围上具有低折射率。
接着，将示例将上述本申请的防反射涂层(表4中的防反射涂层)及其改进例子的防反射涂层(表5中的防反射涂层)应用于根据上述各个例子的可变放大率光学系统。
在根据第一例子的可变放大率光学系统中，第一透镜组G1的负弯月透镜L12的折射率为1.903660，如表1所示，并且如表1所示，第一透镜组G1的正弯月透镜L14的折射率为1.497820。
对应于折射率为表4中所示的1.85的基板的防反射涂层用在负弯月透镜L12的物体侧透镜表面上。对应于折射率为表5中所示的1.52的基板的防反射涂层用在负弯月透镜L14的物体侧透镜表面上。
由此，根据第一例子的可变放大率光学系统可以通过涂布防反射涂层，减少由每一透镜表面反射的光线，因此，能有效地减少幻像和耀斑。
在根据第二例子的可变放大率光学系统中，如表2所示，第一透镜组G1的正弯月透镜L14和第四透镜组G4的正透镜L42的折射率为1.497820，并且如表2所示，第四透镜组G4的负透镜L45的折射率为1.714409。
对应于折射率为表5中所示的1.52的基板的防反射涂层用在正弯月透镜L14的像侧透镜表面和正透镜L42的物体侧透镜表面上。对应于折射率为表4中所示的1.74的基板的防反射涂层用在负透镜L45的像侧透镜表面上。
由此，根据第二例子的可变放大率光学系统能减少由涂布防反射涂层的每一透镜表面反射的光线，因此，能有效地减少幻像和耀斑。
在根据第三例子的可变放大率光学系统中，第四透镜组G4的正透镜L47的折射率为1.589130，如表3所示，并且第四透镜组G4的正透镜L48的折射率为1.719995，如表3所示。
对应于折射率为表4中所示的1.62的基板的防反射涂层被用在正透镜L47的物体侧透镜表面上。对应于折射率为表4中的1.74的基板的防反射涂层被用在负透镜L48的像侧透镜表面上。
由此，根据第三例子的可变放大率光学系统能减少由涂布防反射涂层的每一透镜表面反射的光线，因此，能有效地减少幻像和耀斑。
如上所述，根据上述各个例子，可以实现能抑制变焦时的像差变化，减少幻像和耀斑并且从广角端状态到远摄端状态，具有极好光学性能的可变放大率光学系统。特别地，根据每一例子的可变放大率光学系统能降低由制造误差引起的光学性能的劣化。此外，根据每一例子的可变放大率光学系统即使在中间焦距状态，也能获得极好光学性能。
注意，上述例子的每一个是本申请的发明的具体例子，以及本申请的发明不限于它们。能采用下述内容，而不劣化根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统的光学性能。
尽管在上文中，将分别具有四组构造的可变放大率光学系统示例为根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统的数值例子，但本申请不限于它们，还能构成具有其他构造，诸如五组构造等等的可变放大率光学系统。具体地，将透镜或透镜组添加到其最物体侧的透镜构造是可行的，并且将透镜或透镜组添加到其最像侧的透镜构造也是可行的。
此外，在根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统中，为了改变从无限远物体到近物体的聚焦，能沿光轴移动一部分透镜组、单个透镜组整体，或多个透镜组，作为聚焦透镜。尤其优选将第一透镜组的至少一部分作为聚焦透镜组移动。聚焦透镜组能用于自动聚焦，并且适合于由马达，诸如超声马达驱动。
此外，在根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统中，能作为减振透镜组，使任一透镜组整体或其一部分在包括垂直于光轴的分量的方向上平移，或在包括光轴的方向上旋转地移动(摇动)，以校正由相机抖动引起的像模糊。特别地，在根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统中，优选将第四透镜组的至少一部分用作减振透镜组。
此外，在根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统中，透镜的透镜表面可以是球面、平面或非球面。当透镜表面是球面或平面时，透镜加工、组装或调整变得容易，并且可以防止由透镜加工、组装和调整误差引起的光学性能劣化，因此是优选的。此外，即使像平面偏移，光学性能的劣化也小，因此，也是优选的。当透镜表面是非球面时，可以通过精研处理、通过模具将玻璃材料形成为非球面形状的玻璃模塑处理、或将树脂材料在玻璃透镜表面上形成为非球面形状的复合型处理，来制作非球面。透镜表面可以是衍射光学表面，以及透镜可以是渐变折射率型透镜(GRIN)或塑料透镜。
此外，在根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统中，优选孔径光阑设置在第三透镜组和第四透镜组之间，并且在不设置作为孔径光阑的构件的情况下，可以由透镜框架替代该功能。
此外，构成根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统的透镜的透镜表面可以涂敷以在宽波长范围中，具有高透射比的防反射涂层。通过本发明，可以减少幻像和耀斑并且获得高对比度和高光学性能。
接着，将参考图10，说明配备有根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统的相机。
图10是示出根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统的相机的构造的截面图。本相机1是配备有根据第一例子的可变放大率光学系统，作为成像镜头2的单镜头反射数码相机。
在本相机1中，从未示出的物体出射的光由成像镜头2会聚，由快速返回反射镜3反射，并且聚焦在聚焦屏4上。聚焦在聚焦屏4上的光由五棱镜5反射多次，并且被引导到目镜6。因此，拍摄者能通过目镜作为正立像观察物体像。
当拍摄者按下未示出的快门按钮时，快速返回镜3从光路缩回，来自未示出的物体的光在成像设备7上形成物体像。因此，由存储设备7捕捉从物体发出的光并且将其存储在未示出的存储器中，作为拍摄的物体的图像。用这种方式，拍摄者能通过相机1拍摄物体的图像。
作为相机1中的成像镜头2安装的根据第一例子的可变放大率光学系统通过如上所述抑制变焦时的像差的变化，抑制实施减振时的光学性能的劣化并且减少幻像和耀斑，从广角端状态到远摄端状态具有良好光学性能。
换句话说，本相机1能抑制变焦时的像差变化，抑制实施减振时的光学性能的劣化，并且能减少幻像和耀斑，并且从广角端状态到远摄端状态，实现良好光学性能。
顺便提一下，即使在相机中，将根据第二或第三例子的可变放大率光学系统安装为成像镜头2，能获得与相机1相同的效果。
此外，即使在相机中，安装根据第一至第三例子的每一个的可变放大率光学系统，也能获得与上述相机1相同的效果。
最后，参考图11、19和20，描述用于制造根据本申请的第一至第三实施例的可变放大率光学系统的方法。
图19是示出用于制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法的概述的流程图。
图19中所示的用于制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法是一种用于制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组，以及具有正屈光力的第四透镜组，以及该方法包括下述步骤S11至S13。
步骤S11：制备第一透镜组至第四透镜组，使得满足下述条件表达式(1)：
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20 (1)
其中，f13w表示广角端状态中，第一透镜组至第三透镜组的合成焦距，f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，可变放大率光学系统的焦距，并且按从物体侧的顺序，将每一透镜组设置在镜筒中。
步骤S12：提供已知的移动机构，并且将至少第二透镜组和第三透镜组构成为在光轴的方向上可移动，使得在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，第一透镜组和第二透镜组之间的距离增加，并且第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小。
步骤S13：提供已知的移动机构，并且将第一至第四透镜组的至少一部分构成为移动以在垂直于光轴的方向上具有分量。
由此，用于制造根据本申请的第一实施例的可变放大率光学系统的方法使得可以制造从广角端状态到远摄端状态，具有良好光学性能的可变放大率光学系统，同时抑制变焦时的像差变化。
图20是示出用于制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法的概述的流程图。
图20中所示的用于制造根据第二实施例的可变放大率光学系统的方法是下述用于制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，以及该方法包括下述步骤S21至S24。
步骤S21：将第四透镜组构造成按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一部分透镜组，具有负屈光力的第二部分透镜组，以及具有正屈光力的第三部分透镜组。
步骤S22：制备第一透镜组至第四透镜组，使得第四透镜组满足下述条件表达式(5)和(6)：
-1.60<f4B/f4C<-0.50 (5)
-1.60<f4/f4B<-0.60 (6)
其中，f4表示第四透镜组的焦距，f4B表示第二部分透镜组的焦距，并且f4C表示第三部分透镜组的焦距，并且将各个透镜组按从物体侧的顺序安置在镜筒中。
步骤S23：提供已知的移动机构，并且将至少第二透镜组和第三透镜组构造成在光轴方向上可移动，使得在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离增加，并且第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小。
步骤S24：提供已知的移动机构，并且将第二部分透镜组的至少一部分构造成可移动以在垂直于光轴的方向上具有分量。
由此，用于制造根据本申请的第二实施例的可变放大率光学系统的方法使得可以制造从广角端状态到远摄端状态，具有良好光学性能的可变放大率光学系统，同时抑制实施减振时的像差变化。
图11是示出用于制造根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的方法的概述的流程图。
用于制造根据第三实施例的可变放大率光学系统的方法是下述用于制造可变放大率光学系统的方法，该可变放大率光学系统按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，以及该方法包括下述步骤S31至S34。
步骤S31：在第一透镜组和第四透镜组中的至少一个光学表面上形成防反射涂层，该防反射涂层包括由湿处理形成的至少一层。
步骤32：制备第一透镜组至第四透镜组，使得满足下述条件表达式(1)：
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20 (1)
其中，f13w表示广角端状态中，第一透镜组至第三透镜组的合成焦距，f4表示第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，可变放大率光学系统的焦距，并且按从物体侧的顺序，将各个透镜组布置在镜筒中。
步骤S33：提供已知的移动机构并且将至少第二透镜组和第三透镜组构造成在光轴方向上可移动，使得在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离增加，并且第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小。
步骤S34：提供已知的移动机构，并且将第一至第四透镜组的至少一部分构造成移动使得在垂直于光轴的方向上具有分量。
由此，用于制造根据本申请的第三实施例的可变放大率光学系统的方法使得可以制造从广角端状态到远摄端状态，具有良好光学性能的可变放大率光学系统，同时抑制变焦时像差的变化，以及减少幻像和耀斑。

Claims (30)

1.一种可变放大率光学系统，按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，所述第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且在光轴方向上移动至少所述第二透镜组和所述第三透镜组，使得所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离增加，并且所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离减小；
移动所述第一透镜组至所述第四透镜组的至少一部分以在垂直于光轴的方向上具有分量；
满足下述条件表达式：
-1.20<fw2/(f13w×f4)<-0.20
其中，f13w表示广角端状态中，所述第一透镜组至所述第三透镜组的合成焦距，f4表示所述第四透镜组的焦距，并且fw表示广角端状态中，所述可变放大率光学系统的焦距；
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，所述第二透镜组的放大率改变使得跨越-1放大率，并且
满足下述条件表达式：
0.50<β2w×β2t<0.90
其中，β2w表示广角端状态中的所述第二透镜组的放大率，并且β2t表示远摄端状态中的所述第二透镜组的放大率。
2.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，所述第一透镜组按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的前组和具有正屈光力的后组构成，并且
在从无限远物体聚焦到近距离物体时，所述后组移向物体侧。
3.根据权利要求2所述的可变放大率光学系统，其中，所述第一透镜组的所述前组由具有正屈光力的单透镜构成，并且所述第一透镜组的所述后组按从物体侧的顺序，由负透镜、正透镜和正透镜构成。
4.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，所述可变放大率光学系统中的最像侧透镜组具有正屈光力，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时固定在光轴方向上的位置中。
5.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，满足下述条件表达式：
0.290<N1n–N1p
其中，N1n表示所述第一透镜组中具有最大折射率的负透镜的折射率，并且N1p表示所述第一透镜组中具有最小折射率的正透镜的折射率。
6.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，满足下述条件表达式：
0.160<N3n–N3p
其中，N3n表示所述第三透镜组中具有最大折射率的负透镜的折射率，并且N3p表示所述第三透镜组中具有最小折射率的正透镜的折射率。
7.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，所述第四透镜组按从物体侧的顺序，包括具有正屈光力的第一部分透镜组、具有负屈光力的第二部分透镜组和具有正屈光力的第三部分透镜组，并且
移动所述第二部分透镜组的至少一部分以在垂直于光轴的方向上具有分量。
8.根据权利要求7所述的可变放大率光学系统，其中，满足下述条件表达式：
-1.60<f4B/f4C<-0.50
其中，f4B表示所述第二部分透镜组的焦距，并且f4C表示所述第三部分透镜组的焦距。
9.根据权利要求7所述的可变放大率光学系统，其中，满足下述条件表达式：
-1.60<f4/f4B<-0.60
其中，f4表示所述第四透镜组的焦距，并且f4B表示所述第二部分透镜组的焦距。
10.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，所述第二透镜组按从物体侧的顺序，包括负透镜、具有负屈光力的第一负部分组以及具有负屈光力的第二负部分组，并且
所述第一负部分组按从物体侧的顺序由负透镜和正透镜共两个透镜构成，所述第二负部分组由正透镜和负透镜共两个透镜构成。
11.根据权利要求1所述的可变放大率光学系统，其中，在所述第一透镜组和所述第四透镜组中的至少一个光学表面上形成防反射涂层，并且
所述防反射涂层包括由湿处理形成的至少一层。
12.根据权利要求11所述的可变放大率光学系统，其中，所述防反射涂层是多层膜，并且
由所述湿处理形成的层是构成所述多层膜的层中的最外表面侧层。
13.根据权利要求11所述的可变放大率光学系统，其中，由所述湿处理形成的层相对于d线的折射率为nd，其中nd≤1.30。
14.根据权利要求11所述的可变放大率光学系统，其中，提供孔径光阑，并且
设置有所述防反射涂层的光学表面是从所述孔径光阑看的凹透镜表面。
15.根据权利要求14所述的可变放大率光学系统，其中，从所述孔径光阑看的凹透镜表面是所述第一透镜组中的透镜的物体侧透镜表面。
16.根据权利要求14所述的可变放大率光学系统，其中，从所述孔径光阑看的凹透镜表面是所述第一透镜组中的透镜的像侧透镜表面。
17.根据权利要求14所述的可变放大率光学系统，其中，从所述孔径光阑看的凹透镜表面是所述第四透镜组中的透镜的像侧透镜表面。
18.根据权利要求11所述的可变放大率光学系统，其中，形成有所述防反射涂层的光学表面是从像侧看的凹透镜表面。
19.根据权利要求18所述的可变放大率光学系统，其中，所述从像侧看的凹透镜表面是所述第四透镜组中从物体侧起的第二透镜的物体侧透镜表面。
20.根据权利要求18所述的可变放大率光学系统，其中，所述从像侧看的凹透镜表面是所述第四透镜组中从像侧起的第四透镜的像侧透镜表面。
21.根据权利要求18所述的可变放大率光学系统，其中，所述从像侧看的凹透镜表面是所述第四透镜组中从像侧起的第三透镜的物体侧透镜表面。
22.一种光学装置，配备有根据权利要求1所述的可变放大率光学系统。
23.一种可变放大率光学系统，按从物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜组；具有负屈光力的第二透镜组；具有正屈光力的第三透镜组；和具有正屈光力的第四透镜组；
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，所述第一透镜组固定在光轴方向上的位置中，并且在光轴方向上移动至少所述第二透镜组和所述第三透镜组，使得所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离增加，并且所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离减小；
所述第四透镜组按从物体侧的顺序，包括具有正屈光力的第一部分透镜组、具有负屈光力的第二部分透镜组和具有正屈光力的第三部分透镜组，
移动所述第二部分透镜组的至少一部分以在垂直于光轴的方向上具有分量；
满足下述条件表达式：
-1.60<f4B/f4C<-0.50
-1.60<f4/f4B<-0.60
其中，f4表示所述第四透镜组的焦距，f4B表示所述第二部分透镜组的焦距，并且f4C表示所述第三部分透镜组的焦距；
在从广角端状态变焦到远摄端状态时，所述第二透镜组的放大率改变使得跨越-1放大率，并且
满足下述条件表达式：
0.50<β2w×β2t<0.90
其中，β2w表示广角端状态中的所述第二透镜组的放大率，并且β2t表示远摄端状态中的所述第二透镜组的放大率。
24.根据权利要求23所述的可变放大率光学系统，其中，所述可变放大率光学系统中的最像侧透镜组具有正屈光力，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时固定在光轴方向上的位置中。
25.根据权利要求23所述的可变放大率光学系统，其中，满足下述条件表达式：
0.290<N1n–N1p
其中，N1n表示所述第一透镜组中具有最大折射率的负透镜的折射率，并且N1p表示所述第一透镜组中具有最小折射率的正透镜的折射率。
26.根据权利要求23所述的可变放大率光学系统，其中，满足下述条件表达式：
0.160<N3n–N3p
其中，N3n表示所述第三透镜组中具有最大折射率的负透镜的折射率，并且N3p表示所述第三透镜组中具有最小折射率的正透镜的折射率。
27.根据权利要求23所述的可变放大率光学系统，其中，所述第二透镜组按从物体侧的顺序，包括负透镜、具有负屈光力的第一负部分组和具有负屈光力的第二负部分组，并且
所述第一负部分组按从物体侧的顺序由负透镜和正透镜共两个透镜构成，所述第二负部分组由正透镜和负透镜共两个透镜构成。
28.根据权利要求23所述的可变放大率光学系统，其中，所述第一透镜组按从物体侧的顺序，由具有正屈光力的前组和具有正屈光力的后组构成，并且
在从无限远物体聚焦到近距离物体时，所述后组移向物体侧。
29.根据权利要求28所述的可变放大率光学系统，其中，所述第一透镜组的所述前组由具有正屈光力的单透镜构成，并且
所述第一透镜组的所述后组按从物体侧的顺序，由负透镜、正透镜和正透镜构成。
30.一种光学装置，配备有根据权利要求23所述的可变放大率光学系统。
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