CN1191321A - 放大率可变光学系统 - Google Patents

Abstract

一种放大率可变光学系统,从物体一侧开始,依次配置正光焦度的第一透镜组、负光焦度的第二透镜组、正光焦度的第三透镜组、负光焦度的第四透镜组,当从广角端状态变化到望远端状态时,第一和第二透镜组的间隔增大,第二和第三透镜组的间隔减小,第三和第四透镜组的间隔减小,将孔径光阑与第二或第三透镜组相邻地配置,同时设第一透镜组的焦距为f1、第二透镜组的焦距为f2、第三透镜组的焦距为f3时,满足下式0.15< f3/f1< 0.3。

Description

放大率可变光学系统

(1)发明所属的技术范围

本发明涉及放大率可变光学系统，特别是涉及能获得高可变放大率的放大率可变光学系统。另外，本发明涉及可进行像移动的放大率可变光学系统，特别是涉及通过使一部分透镜组沿相对于光轴大致垂直的方向移动、从而可使像移动的放大率可变光学系统。另外，本发明涉及放大率可变光学系统，特别是涉及近距离调焦时发生的光学性能变化少的可近距离调焦的放大率可变光学系统。

(2)现有的技术

近年来，作为普通照相机、视频摄像机(カムコ-ダ)等中使用的摄影光学系统，一般可以使用可变焦距透镜。在这些摄像机中、特别是在使用银盐胶片进行摄影的普通照相机中，一般采用按35mm胶片换算、将焦距为50mm左右的视场角包括在可变范围内的可变焦距透镜。而且，主要是采用备有变焦比大于3的所谓高变焦的可变焦距透镜。

另外，近年来注重将摄影光学系统组装在摄像机本体中的透镜一体型的摄像机的携带性，要求体积小、重量轻，提出了各种有关适合于这些要求的可变焦距透镜的方案，特别是提出了各种有关用3个以上的可动透镜组进行变焦的所谓多组可变焦距透镜的方案。

例如，在像透镜快门摄像机等那样将摄影光学系统组装在摄像机本体内的透镜一体型的摄像机中，在摄影光学系统的光路中没有反射镜等机构零件。因此，没有必要延长后焦距，所以采用适合于小型化的望远式的光焦度配置方式，将负透镜组配置在透镜系统的最靠近像面的位置。

孔径光阑配置在负透镜组靠近物体的一侧，当透镜位置状态从广角端状态(焦距最短的状态)变化到望远端状态(焦距最长的状态)时，①使孔径光阑和负透镜组的间隔变窄，而且，②将负透镜组向物体一侧移动。

其结果，由于①，通过负透镜组的轴外光束在广角端状态下远离光轴的一方随着透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态而向光轴靠近。另外，由于②，由负透镜组产生的配置在负透镜组靠近物体一侧的透镜组的焦距放大率增大(当透镜位置从广角端状态变化到望远端状态时，横向放大率增大)。利用以上两点，能很好地补偿伴随透镜位置状态的变化而发生的轴外像差的变化，而且能实现某种程度的高变焦。

可是，在广角端附近状态下，如果后焦距太短，则在靠近负透镜组的像面的面上附着了灰尘的情况下，就会将灰尘的像与被拍摄体的像一起记录下来，所以最好使广角端状态下的后焦距取适合的值。另外，在广角端状态下，通过负透镜组的轴外光束有离开光轴的趋势，为了使透镜的直径小型化，增强负透镜组的发散作用、即增强负光焦度是有效的，但负透镜组的横向放大率朝正向增大，根据这一点，在望远端状态下的负透镜组的横向放大率朝正向增大，所以其结果是，为了维持在望远端状态下所规定的光学性能，而要求具有很高的透镜定位精度。

另外，在多组可变焦距透镜中，将正透镜组配置在最靠近物体的一侧，在广角端状态下，使该正透镜组靠近像面，使正透镜组的透镜直径变小即可，另一方面，在望远端状态下，将正透镜组和配置在比该正透镜组更靠近像侧的透镜组之间的间隔扩大，利用正透镜组使光束进行较大的收敛，以便在某种程度上使透镜全长缩短，但存在以下问题。即，作为适合于小型且高变焦的多组可变焦距透镜的例子，已知有所谓的正·正·负3组可变焦距透镜和正·负·正·负4组可变焦距透镜。

正·正·负3组可变焦距透镜从物体一侧开始，依次由具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、以及具有负光焦度的第三透镜组构成，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，第一透镜组和第二透镜组的间隔增大，第二透镜组和第三透镜组的间隔减小，而全部透镜组向物体一侧移动。而且第二透镜组由负部分组和配置在其像侧的正部分组构成。在该正正负3组形式的情况下，与广角端状态相比，望远端状态下的第三透镜组的横向放大率极大。因此，相对于透镜组沿光轴方向的微小移动量，像面位置与横向放大率的2次方成正比地移动，所以，存在随着变焦比的增大、容易发生由透镜的定位精度的偏差引起的性能劣化的问题。

另外，正·负·正·负4组可变焦距透镜从物体一侧开始，依次由具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、以及具有负光焦度的第四透镜组构成，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，第一透镜组和第二透镜组的间隔增大，第二透镜组和第三透镜组的间隔减小，第三透镜组和第四透镜组的间隔减小，而全部透镜组向物体一侧移动。

这样的正·正·负3组可变焦距透镜例如公开发表在特开平2-73211号公报等中，另外正·负·正·负4组可变焦距透镜例如公开发表在特开平2-207210号公报、特开平6-265788号公报等中。正·负·正·负4组可变焦距透镜一方由于可动透镜组多，所以适合于高变焦化。

另一方面，一般来说，随着自动聚焦功能的发展，能谋求聚焦动作的高速化，从而能缩短摄影时发生的时滞(从按压释放按钮开始到快门动作为止的时间)。为了谋求聚焦动作的高速化，有必要使透镜的驱动量(＝透镜重量×移动量)小。

在采用一体地驱动透镜系统全体的全体操作方式进行近距离调焦的情况下，随着焦距的变长，为了对位于规定距离的被拍摄体调焦，必要的透镜驱动量增大。因此，如果变焦比高，则望远端状态的焦距变长，驱动量变大，这样就不好。

因此，在由多个可动透镜组构成的放大率可变光学系统中，在近距离调焦时，通过将构成光学系统的多个透镜组的一个透镜组或相邻的多个透镜组沿光轴方向移动，来减小驱动量。

一般来说，在近距离调焦时将多个透镜组沿光轴方向驱动的情况下，由于透镜位置控制难，所以多半只将一个透镜组作为聚焦组进行驱动，这样的聚焦方式可分为以下的(1)至(3)三种方式。

(1)前聚焦(FF)方式

(2)内聚焦(IF)方式

(3)后聚焦(RF)方式

前聚焦方式是驱动光学系统的配置在最靠近物体一侧的第一透镜组的方式，后聚焦方式是驱动光学系统的配置在最靠近像侧的最后透镜组的方式，内聚焦方式是驱动配置在第一透镜组和最后透镜组之间的透镜组的方式。

如果聚焦组的透镜直径大时，驱动机构也大型化，所以前聚焦方式不适合于聚焦动作的高速化。

一般说来，通过这样构成透镜系统，即在高变焦可变焦距透镜中，将孔径光阑配置在透镜系统的中央附近，随着透镜位置状态的变化，通过离开孔径光阑的透镜组的轴外光束的高度也变化，以此来抑制与透镜位置状态的变化相伴随的各种像差的变化。因此，远离孔径光阑的最后的透镜组存在透镜直径变大的趋势。

因此，为了聚焦控制的高速化，适合采用内聚焦方式，至今已提出了各种方案。

可是，在特开平2-73211号公报等中公开的正·正·负3组可变焦距透镜中，如果变焦比超过3.5倍而变大时，则第三透镜组的横向放大率在正侧变大。为了获得规定的光学性能所需要的透镜停止精度与横向放大率的2次方成正比，所以如果变焦比变大，那么就需要有非常高的透镜位置精度，存在难以实现的问题。

在特开平2-207210号公报等中公开的正·负·正·负4组可变焦距透镜中，第三透镜组是聚焦组，与广角端状态相比较，在望远端状态下不仅要求高的透镜停止精度，而且在与广角端状态不同的望远端状态下的移动量不怎么变化，在望远端状态下不得不用高的透镜停止精度控制聚焦组，所以存在问题。

在特开平6-265788号公报等中公开的正·负·正·负4组可变焦距透镜中，虽然实现了5倍左右的变焦比，但关于近距离的调焦方法一点也没公开，不能抑制被拍摄体位置从无限远调焦状态到近距离调焦状态变化时所发生的各种像差的变化，结果从无限远调焦状态到近距离调焦状态不能获得良好的成像性能。

同时，以往在快门速度慢的情况下，由于手的颤动(ブレ)等引起的照相机的颤动，在曝光过程中致使成像模糊，存在摄影失败的情况。

一般情况下，已知如果使构成透镜系统的透镜组中的一部分透镜组(以下称“移动透镜组”)沿垂直于光轴的方向移动，那么像便在垂直于光轴的方向上移动。在此情况下，把即使将移动透镜组沿垂直于光轴的方向移动、也能获得良好的成像性能的光学系统称为像移动可能的光学系统。

为了解决上述由于手的颤动等引起的摄影失败的问题，已知有一种所谓的防振光学装置，它是将像移动可能的光学系统、检测光学系统的颤动(在应用于照相机的情况下，为照相机的颤动)并输出信息的颤动检测系统和使移动透镜组移动的驱动系统组合而成的。在防振光学装置中，由颤动检测系统检测由手的颤动等引起的光学系统的颤动，由驱动系统使移动透镜组移动，进行像移动，以便抵消起因于所检测的光学系统的颤动而发生的像位置的变动。这样，在防振光学装置中，利用故意发生的像移动，能补偿起因于光学系统的颤动而发生的像位置的变动即像模糊。

可是，在体积小重量轻的照相机中，要保持照相机不颤动是困难的。因此，在按压释放按钮时容易发生照相机的颤动，结果往往发生记录了像模糊的情况。特别是在为了提高变焦比而采用长焦距的摄影透镜中，即使照相机发生微小的颤动，也会发生显著的像模糊，容易造成摄影失败。

在此情况下，通过将组装了像移动可能的光学系统的防振光学装置应用于照相机中，也可以补偿由手的颤动等引起的照相机的颤动而发生的像位置的变动。可是，在防振光学装置中，由于对像移动可能的光学系统在像差补偿上强制进行过分的制约，所以既要抑制像移动时发生的性能劣化、又要实现高变焦比是困难的。

本发明的目的在于提供一种小型且适合于高变焦化、成像性能劣化少的放大率可变光学系统。

另外，本发明的另一目的在于提供一种小型且适合于高可变放大率的像移动可能的放大率可变光学系统。

另外，本发明的另一目的在于提供一种小型且适合于高可变放大率的能进行近距离调焦的放大率可变光学系统。

为了达到上述目的，本发明的第一形态的放大率可变光学系统是一种从物体一侧开始依次配置具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、具有负光焦度的第四透镜组的放大率可变光学系统，

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，如下进行移动，使上述第一透镜组和上述第二透镜组的间隔增大、上述第二透镜组和上述第三透镜组的间隔减小、上述第三透镜组和上述第四透镜组的间隔减小，将孔径光阑与上述第二透镜组或上述第三透镜组相邻地配置，同时设上述第一透镜组的焦距为f1、上述第二透镜组的焦距为f2、上述第三透镜组的焦距为f3时，满足以下的条件式(1)或(2)。

0.15＜f3/f1＜0.3        (1)

0.9＜|f2|/f3＜1.15      (2)

另外，为了达到上述另一目的，本发明的第二形态的放大率可变光学系统从物体一侧开始，依次备有具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、具有正光焦度的第三透镜组G3、以及具有负光焦度的第四透镜组G4，

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，至少上述第一透镜组G1和上述第四透镜组G4向物体一侧移动，以便上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的间隔增大、上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3的间隔减小、上述第三透镜组G3和上述第四透镜组G4的间隔减小；

上述第三透镜组G3至少有两部分透镜组，将该至少两部分透镜组中的一部分透镜组设为移动透镜组Gs，通过使其沿大致垂直于光轴的方向移动，进行像移动；

将孔径光阑设在上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3之间，

将上述移动透镜组Gs的最靠近像一侧的面和上述孔径光阑之间的沿光轴的距离设为D，上述移动透镜组Gs的焦距为fs时，满足以下条件

D/fs＜0.2             (8)

另外，为了达到上述另一目的，本发明的第三形态的放大率可变光学系统从物体一侧开始，依次至少配置具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、以及具有正光焦度的透镜组GA，将负光焦度的最后透镜组GE配置在最靠近像的一侧，

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，使上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2之间的间隔变化，且向物体一侧移动，以便强制地进行由上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2产生的收敛作用，而且上述最后透镜组GE向物体一侧移动，

上述第二透镜组G2从物体一侧开始，依次由具有负光焦度的负部分透镜组G2a、以及具有正光焦度的正部分透镜组G2b构成，

上述透镜组GA有多个部分透镜组，将与该多个部分透镜组中的孔径光阑相邻配置的部分透镜组作为移动透镜组Gs，通过使其沿大致垂直于光轴的方向移动，进行像移动，

将上述负部分透镜组G2a的焦距设为f2a、将上述正部分透镜组G2b的焦距设为f2b、将在望远端状态下的上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的合成焦距设为fvt、将在望远端状态下的光学系统全体的焦距设为ft时，满足以下条件

0.1＜|f2a|/f2b＜0.4    (11)

0.2＜|fvt|/ft＜0.4     (12)

另外，为了达到上述的另一目的，本发明的第四形态的放大率可变光学系统从物体一侧开始，依次由正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、正光焦度的第三透镜组G3、以及负光焦度的第四透镜组G4构成，

上述第二透镜组G2至少有具有负光焦度的部分透镜组GA、以及与上述部分透镜组GA的像侧相邻且用空气间隔隔开配置的部分透镜组GB，

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，全部上述透镜组向上述物体一侧移动，而且上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2之间的空气间隔增大，上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3之间的空气间隔减小，上述第三透镜组G3和上述第四透镜组G4之间的间隔减小，

进行近距离调焦时，上述第二透镜组G2向上述物体一侧移动，

设上述部分透镜组GA的最靠近像侧的透镜面的曲率半径为Ra、上述部分透镜组GB的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径为Rb时，满足以下条件

-0.1＜(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＜0.3    (13)

另外，为了达到上述的另一目的，本发明的第五形态的放大率可变光学系统从物体一侧开始，依次由正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、正光焦度的第三透镜组G3、以及负光焦度的第四透镜组G4构成，

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，全部上述透镜组向上述物体一侧移动，上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的间隔增大，上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3的间隔减小，上述第三透镜组G3和上述第四透镜组G4的间隔减小，

进行近距离调焦时，上述第二透镜组G2移动，

设上述第四透镜组G4在广角端状态时的横向放大率为β4W、上述第四透镜组G4在望远端状态时的横向放大率为β4T、在上述广角端状态时的全部透镜系统的焦距为fw、在上述望远端状态时的全部透镜系统的焦距为ft、上述ft和fw之比ft/fw为Z时，满足以下条件

0.45＜(β4T/β4W)/Z＜0.75    (17)

图1是表示本发明的放大率可变光学系统的光焦度的配置情况的示意图。

图2是表示第一实施例的结构的透镜剖面图。

图3是第一实施例的无限远调焦状态下的广角端状态的各像差图。

图4是第一实施例的无限远调焦状态下的中间焦距状态的各像差图。

图5是第一实施例的无限远调焦状态下的望远端状态的各像差图。

图6是第一实施例的广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图7是第一实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图8是第一实施例的望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图9是表示第二实施例的结构的透镜剖面图。

图10是第二实施例的无限远调焦状态下的广角端状态的各像差图。

图11是第二实施例的无限远调焦状态下的中间焦距状态的各像差图。

图12是第二实施例的无限远调焦状态下的望远端状态的各像差图。

图13是第二实施例的广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图14是第二实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图15是第二实施例的望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图16是表示第三实施例的结构的透镜剖面图。

图17是第三实施例的无限远调焦状态下的广角端状态的各像差图。

图18是第三实施例的无限远调焦状态下的中间焦距状态的各像差图。

图19是第三实施例的无限远调焦状态下的望远端状态的各像差图。

图20是第三实施例的广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图21是第三实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图22是第三实施例的望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图23是表示第四实施例的结构的透镜剖面图。

图24是第四实施例的无限远调焦状态下的广角端状态的各像差图。

图25是第四实施例的无限远调焦状态下的中间焦距状态的各像差图。

图26是第四实施例的无限远调焦状态下的望远端状态的各像差图。

图27是第四实施例的广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图28是第四实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图29是第四实施例的望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图30是表示本发明的第五实施例的放大率可变光学系统的结构图。

图31是第五实施例的广角端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图32是第五实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图33是第五实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图34是第五实施例的广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图35是第五实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图36是第五实施例的望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图37是第五实施例的在广角端状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图38是第五实施例的在中间焦距状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图39是第五实施例的在望远端状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图40是第五实施例的在广角端状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图41是第五实施例的在中间焦距状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图42是第五实施例的在望远端状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图43是表示本发明的第六实施例的放大率可变光学系统的结构图。

图44是第六实施例的广角端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图45是第六实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图46是第六实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图47是第六实施例的广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图48是第六实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图49是第六实施例的望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图50是第六实施例的在广角端状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图51是第六实施例的在中间焦距状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图52是第六实施例的在望远端状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图53是第六实施例的在广角端状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图54是第六实施例的在中间焦距状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图55是第六实施例的在望远端状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图56是表示本发明的第七实施例的放大率可变光学系统的结构图。

图57是第七实施例的广角端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图58是第七实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图59是第七实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图60是第七实施例的广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图61是第七实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图62是第七实施例的望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图63是第七实施例的在广角端状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图64是第七实施例的在中间焦距状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图65是第七实施例的在望远端状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图66是第七实施例的在广角端状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图67是第七实施例的在中间焦距状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图68是第七实施例的在望远端状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图69是表示本发明的第八实施例的放大率可变光学系统的结构图。

图70是第八实施例的广角端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图71是第八实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图72是第八实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图73是第八实施例的广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图74是第八实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图75是第八实施例的望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图76是第八实施例的在广角端状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图77是第八实施例的在中间焦距状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图78是第八实施例的在望远端状态的无限远调焦状态下像移动时的慧形像差图。

图79是第八实施例的在广角端状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图80是第八实施例的在中间焦距状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图81是第八实施例的在望远端状态下摄影放大率为-1/30倍时像移动时的慧形像差图。

图82是表示本发明的第九实施例的放大率可变光学系统的透镜结构图。

图83是第九实施例的广角端的无限远调焦状态时的各像差图。

图84是第九实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图85是第九实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图86是第九实施例的广角端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图87是第九实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图88是第九实施例的望远端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图89是表示本发明的第十实施例的放大率可变光学系统的透镜结构图。

图90是第十实施例的广角端的无限远调焦状态时的各像差图。

图91是第十实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图92是第十实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图93是第十实施例的广角端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图94是第十实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图95是第十实施例的望远端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图96是表示本发明的第十一实施例的放大率可变光学系统的透镜结构图。

图97是第十一实施例的广角端的无限远调焦状态时的各像差图。

图98是第十一实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图99是第十一实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图100是第十一实施例的广角端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图101是第十一实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图102是第十一实施例的望远端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图103是表示本发明的第十二实施例的放大率可变光学系统的透镜结构图。

图104是第十二实施例的广角端的无限远调焦状态时的各像差图。

图105是第十二实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图106是第十二实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图107是第十二实施例的广角端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图108是第十二实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图109是第十二实施例的望远端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图110是表示本发明的第十三实施例的放大率可变光学系统的透镜结构图。

图111是第十三实施例的广角端的无限远调焦状态时的各像差图。

图112是第十三实施例的中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图113是第十三实施例的望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

图114是第十三实施例的广角端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图115是第十三实施例的中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

图116是第十三实施例的望远端的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

以下，参照附图说明本发明的实施例。

参照图1说明本发明的实施例。图1是表示本发明的放大率可变光学系统的光焦度的配置情况的示意图。如该图所示，本发明的放大率可变光学系统是4组型的，从物体一侧开始，依次由正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、正光焦度的第三透镜组G3及负光焦度的第四透镜组G4构成。

在作为4组型的放大率可变光学系统的情况下，与3组型的放大率可变光学系统相比，由于增加了可动透镜组，所以随着第四透镜组的透镜位置状态的变化而变化的横向放大率的变化得以缓和，能抑制由透镜定位精度的离散偏差造成的性能劣化。

在该4组型的放大率可变光学系统中，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，至少使第一透镜组G1和第四透镜组G4向物体一侧移动，以便第一透镜组G1和第二透镜组G2的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3的间隔及第三透镜组G3和第四透镜组G4的间隔减小，能达到高变焦。这时，通过使各透镜组具有满足以下的条件1～条件4的功能，能达到高性能化和轻量化。

条件1：适当地设定第四透镜组在望远端状态下的横向放大率。

条件2：使第二透镜组的主点位于适当的位置。

条件3：将孔径光阑配置在第三透镜组附近。

条件4：使第二透镜组和第三透镜组的像差补偿功能明确。

在本发明的实施例中，与现有技术的放大率可变光学系统一样，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，具有负光焦度的第四透镜组G4向物体一侧移动。如上所述，在将呈望远端状态的第四透镜组G4的横向放大率增大的情况下，相对于透镜位置偏移的性能劣化的比例显著，难以获得规定的光学性能。反之，如果将呈望远端状态的第四透镜组G4的横向放大率缩小，则伴随透镜位置状态的变化，第二透镜组G2的横向放大率的变化不得不增大。如果这样处理，在第二透镜组G2中发生的轴外像差的变化也增大，所以这样也难以获得规定的光学性能。因此，根据条件1，通过使呈望远端状态的第四透镜组G4的横向放大率为适当的值，就可能抑制由第四透镜组G4的位置偏移引起的性能急剧劣化和轴外像差的变化等。

现说明条件2，在现有技术的放大率可变光学系统中，在广角端状态下，光焦度的配置不对称，而且负光焦度的第四透镜组G4靠近像面侧配置，所以容易发生正的较大的畸变像差。与此不同，在本发明中，使配置在第一透镜组G1的像侧的第二透镜组G2具有强的负的光焦度，使光焦度的配置近似呈对称型，由此来补偿正的畸变像差。特别是在本发明中，根据条件2，通过用负部分组和配置在该负部分组的像侧的正部分组构成第二透镜组G2，使光束从物体侧入射时的第二透镜组G2的主点位于比第一透镜组更靠近物体一侧，由此，能有效地发生负的畸变像差，以补偿由第四透镜组G4发生的正的畸变像差。

现说明条件3，已知通常通过位于远离孔径光阑的位置的透镜的光束偏离光轴传播。因此，为了使构成光学系统的各透镜组的透镜直径小型化，将孔径光阑配置在光学系统的全长中心附近是有效的。因此，在广角端状态下，用第一透镜组G1和第二透镜组G2合成的形式形成负部分组，由该负部分组和构成正部分组的第三透镜组G3以及构成负部分组的第四透镜组G4构成作为透镜系统全体的负正负的对称型光焦度配置。这时，根据条件3，通过将孔径光阑配置在第三透镜组G3上，能抑制特别是在广角端附近与容易变大的视场角的变化相伴随的慧形像差的变化，还能同时达到透镜直径的小型化。

现说明条件4，由于第二透镜组G2具有负光焦度，所以有轴外光束通过光轴附近的趋势。特别是通过第二透镜组G2的轴外光束从广角端状态至望远端状态，通过第二透镜组的轴外光束只改变入射角，而高度几乎不变。这样，在轴外光束通过光轴附近的情况下，不能独立地补偿轴外像差和轴向像差。其另一方面，在具有高变焦比的可变焦距透镜中，与缩放相伴随的横向放大率的变化大，轴外光束的入射角的变化也大。因此，容易发生各像差的变化。这样就有必要很好地补偿在第二透镜组G2中发生的轴向像差和轴外像差。另一方面，为了使一旦发散的光束收敛，第三透镜组G3具有比第二透镜组G2强的正光焦度，需要很好地补偿在第三透镜组G3中发生的负的球面像差。因此，如条件4所示述，使第二透镜组G2和第三透镜组G3的像差补偿功能明确，构成合适的透镜是重要的。

接着，根据以上说明的条件，给出适用于本发明的实施例的条件式(1)～(7)，说明这些条件式。

首先，在本发明的第一形态中，最好是满足以下的条件式(1)或(2)的结构。

0.15＜f3/f4＜0.3      ……(1)

0.9＜|f2|/f3＜1.15    ……(2)

式中，f1：第一透镜组的焦距

      f2：第二透镜组的焦距

      f3：第三透镜组的焦距

条件式(1)是规定第一透镜组G1的焦距f1和第三透镜组G3的焦距f3之比的条件式。当大于条件式(1)的上限值0.3时，在广角端状态下不仅不能确保后焦距，而且由于孔径光阑前后之间的光焦度配置的不对称性更强，所以难以良好地补偿正的畸变像差。反之，当小于条件式(1)的下限值0.15时，在望远端状态下的透镜全长就会大型化，所以不符合本发明的主要意思。

条件式(2)是规定第二透镜组G2的焦距f2和第三透镜组G3的焦距f3之比的条件式。在本发明中，由于将孔径光阑配置在第三透镜组G3附近，所以通过第二透镜组G2的轴外光束有通过光轴附近的趋势，因此当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，通过第二透镜组G2的轴外光束的高度不变，只改变入射角度。另外，在广角端状态下，为了获得足够的后焦距，有必要增大第二透镜组G2的光焦度，这时有必要很好地补偿第二透镜组G2单独发生的轴向像差。

具体地说，如果使第二透镜组G2的光焦度沿负向增大，则在第二透镜组中发生的正的球面像差的补偿就会不足。反之，如果沿负向减小，则通过第二透镜组G2的轴外光束就会远离光轴，所以与透镜位置状态的变化相伴随的轴外像差的变化增大。

对于第三透镜组G3来说也一样，如果第三透镜组G3的光焦度沿正向增大，则在第三透镜组G3中发生的负的球面像差的补偿就会不足。反之，如果沿正向减小，则通过第三透镜组G3的轴外光束就会远离光轴，所以与透镜位置状态的变化相伴随的轴外像差的变化增大。

因此，最好第二透镜组G2和第三透镜组G3的焦距之比为条件(2)所示的值。如果大于条件(2)的上限值1.15时，可以考虑以下两种情况中的任意一种：①第二透镜组G2的光焦度沿负向减小，②第三透镜组G3的光焦度沿正向增大。而且，在①的情况下，伴随透镜位置状态的变化，轴外像差的变化增大，在②的情况下，负的球面像差增大。

反之，当小于条件式(2)的下限值0.9时，可以考虑以下两种情况中的任意一种：③第二透镜组G2的光焦度沿负向增大，④第二透镜组G2的光焦度沿正向减小。而且，在③的情况下，正的球面像差增大，在④的情况下，伴随透镜位置状态的变化，轴外像差的变化增大。

说明以下的条件式(3)及(4)。在本发明的第一形态中，最好满足以下的条件式(3)及(4)。

0.03＜(D2W-D2T)/(fw·ft)^1/2＜0.15  ……(3)

0.2＜(D1T-D1W)/f1＜0.4              ……(4)

式中，D1W：广角端状态下的第一透镜组G1和第二透镜组G2的间隔

D1T：望远端状态下的第一透镜组G1和第二透镜组G2的间隔

D2W：广角端状态下的第二透镜组G2和第三透镜组G3的间隔

D2T：望远端状态下的第二透镜组G2和第三透镜组G3的间隔

fw：放大率可变光学系统在广角端状态下的焦距

ft：放大率可变光学系统在望远端状态下的焦距

条件式(3)是规定随着透镜位置状态的变化而变化的第二透镜组G2和第三透镜组G3的间隙的变化量的条件式，是为了在广角端状态下获得规定的光学性能所必要的条件式。当大于条件式(3)的上限值时，在广角端状态下通过第二透镜组G2的轴外光束就会远离光轴，难以良好地补偿由视场角引起的慧形像差的变化。反之，当小于下限值时，在广角端状态不能获得足够的后焦距，不能补偿在第四透镜组中发生的正的畸变像差。

条件式(4)是规定随着透镜位置状态的变化而变化的第一透镜组G1和第二透镜组G2的间隙的变化量的条件式，是为了获得在望远端状态下的透镜全长的缩短化和规定的光学性能的条件式。当大于条件式(4)的上限值时，在广角端状态下通过第一透镜组G1的轴外光束就会远离光轴，所以不能谋求透镜直径的小型化。反之，当小于下限值时，在望远端状态下的透镜全长就会大型化，这是所不希望的。另外，在本发明中，如上所述，最好用负部分组和配置在其像侧的正部分组构成第二透镜组G2。

另外，在变焦比大的放大率可变光学系统中，为了抑制随着透镜位置状态的变化而变化的各像差的变化，最好良好地补偿各透镜组中发生的像差，特别是球面像差的补偿是很重要的。为了使第三透镜组G3的光焦度沿正向增大，使被第二透镜组G2发散的光束进行强收敛，有必要很好地补偿负的球面像差，最好用至少具有正的光焦度的组合透镜和正透镜构成。特别是随着变焦比的增大，容易随着透镜位置状态的变化而发生轴外像差的变化，因此最好使远离孔径光阑的透镜面呈非球面状。

接着说明条件式(5)及(6)。在本发明的第一形态中，为了谋求小型化和高性能两个方面，最好满足以下的条件式(5)及(6)。

0.3＜|f4|/f1＜0.4            ……(5)

1＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2    ……(6)

式中，f4：第四透镜组G4的焦距

D3W：广角端状态下的第三透镜组G3和第四透镜组G4的间隔

D3T：望远端状态下的第三透镜组G3和第四透镜组G4的间隔

条件式(5)是规定第一透镜组G1和第四透镜组G4的焦距比的条件式。当大于条件式(5)的上限值时，在广角端状态下通过第一透镜组G1及第四透镜组G4的轴外光束将离开光轴，所以难以良好地补偿由视场角引起的慧形像差的变化。反之，当小于条件式(5)的下限值时，透镜全长就会大型化。

条件式(6)是规定透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间形成的第一可变间隔的变化量与在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间形成的第三可变间隔的变化量之比的条件式。当大于条件式(6)的上限值时，在使透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，第二透镜组G2的放大率发生大的变化，伴随透镜位置状态的变化，难以抑制由第二透镜组G2发生的轴向像差的变化。反之，当小于条件式(6)的下限值时，在使透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，第四透镜组G4的放大率发生大的变化，伴随透镜位置状态的变化，难以抑制由第四透镜组G4发生的轴外像差的变化。

因此，以往在构成可变焦距透镜组中，一般是通过使一个透镜组沿光轴方向移动，来进行聚焦。另外，为了谋求调焦动作的高速化或调焦机构的小型化和简单化，重要的是尽可能地小型轻量、而且选择用较少的移动量可近距离调焦的透镜组作为聚焦时驱动的透镜组。一般来说，离孔径光阑远的透镜组，轴外光束远离光轴通过，透镜直径容易变大，因此最好将配置在孔径光阑附近的透镜组聚焦组。另外，光焦度小的透镜组由于需要大的移动量，所以最好将光焦度大的透镜组作为聚焦组。

由于上述的理由，在本发明中最好将配置在比第一透镜组G1更靠近像侧的透镜组作为聚焦组，特别是最好将配置的孔径光阑附近的第二透镜组G2作为聚焦组。

接着说明条件(7)。

0.35＜(f3+|f2|)/(fw·ft)^1/2＜0.7    ……(7)

上述的条件式(7)是规定第二透镜组G2及第三透镜组G3的焦距的条件式，是用少的透镜数达到高变焦比的用的条件式。当小于条件式(7)的下限值时，第二透镜组G2和第三透镜组G3的光焦度大，所以用少的透镜数不能构成第二透镜组G2及第三透镜组G3，不能获得规定的光学性能。另外，在本发明中，通过将非球面导入离孔径光阑远的透镜面上，能很好地补偿由视场角引起的慧形像差的变化，谋求高性能化，或者通过将非球面导入孔径光阑附近的透镜面上，还能谋求很好地补偿球面像差的发生、且减少透镜数。

其次，如上所述，如果采用本发明的第二形态，则从物体一侧开始，依次备有具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、具有正光焦度的第三透镜组G3、以及具有负光焦度的第四透镜组G4。当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，至少第一透镜组G1和第四透镜组G4向物体一侧移动，以便第一透镜组G1和第二透镜组G2的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3的间隔减小，第三透镜组G3和第四透镜组G4的间隔减小。另外，第三透镜组G3至少有两部分透镜组，将该至少两部分透镜组中的一部分透镜组作为移动透镜组Gs，通过使其沿大致垂直于光轴的方向移动，进行像移动。另外，将孔径光阑设在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。在本发明中，通过如上构成放大率可变光学系统，能很好地抑制使像移动时发生的各种像差的劣化，能达到高变焦化。

首先，对类似镜头快门照相机等那样将摄影透镜系统装入照相机本体内的透镜一体型照相机中采用的可变焦距透镜进行一般论述。

在这些透镜一体型照相机中采用的光学系统中，由于不受后焦距限制，所以能使用适合于小型化的望远型的光焦度配置方式，能将负透镜组配置在光学系统的最靠近像的一侧。

另外，孔径光阑被配置在比负透镜组更靠近物体一侧。而且，当透镜位置状态从广角端状态(焦距最短的状态)变化到望远端状态(焦距最长的状态)时，[I]减小孔径光阑和负透镜组的间隔，同时[II]使负透镜组移向物体一侧。由于[I]减小孔径光阑和负透镜组的间隔，所以通过负透镜组的轴外光束在广角端状态下离开光轴，在望远端状态状态下靠近光轴。另外，由于[II]使负透镜组移向物体一侧，所以负透镜组增大放大率(相对于广角端状态来说，望远端状态下的横向放大率的大小增大)。利用以上[I]及[II]两点，能很好地补偿伴随透镜位置状态的变化而发生的轴外像差的变化，能实现某种程度的高变焦化。

但是，如果在广角端状态下后焦距过短，则在靠近负透镜组的像面的面上附着的灰尘的影会与被拍摄体的像重叠而被记录在胶片上。因此，有必要使广角端状态下的后焦距取适当的值，结果，负透镜组的横向放大率在广角端状态下几乎是一定的。

如上所述，虽然多组可变焦距透镜有多个可动透镜组，但由于将正透镜组配置在最靠近物体一侧，能缩短广角端状态下的透镜全长，所以能谋求正透镜组的透镜直径的小型化。反之，在望远端状态下，由于使正透镜组移向物体一侧，以便使正透镜组和配置在其像侧的透镜组的间隔增大，所以，能利用正透镜组强制地使光束收敛，能在某种程度上使透镜全长缩短。

作为适合小型化及高变焦化的多组可变焦距透镜的具体形式，已知有例如(A)正正负3组型的、以及(B)正负正负4组型的。

在(A)正正负3组型的情况下，如果望远端状态下的第三透镜组的横向放大率非常大、变焦比增大的话，则望远端状态下的第三透镜组的横向放大率会急剧变大。另外，如果第三透镜组沿光轴方向移动一微小量，则像面位置以第三透镜组的横向放大率的2次方的关系移动。因此，在(A)正正负3组型的情况下，如果变焦比增大的话，则性能随透镜停止精度的下降而急剧下降，这是不妥当的。

另一方面，在(B)正负正负4组型的情况下，可动透镜组的数比(A)正正负3组型的还多，随着透镜位置状态变化的第四透镜组的横向放大率的变化缓和，所以与(A)正正负3组型相比，能抑制由透镜停止精度引起的性能下降。

根据以上的考察，即使在本发明的第二及第三形态中，通过采用正负正负4组型，也能实现高变焦化。

可是，如上所述，如果伴随高变焦化，致使望远端状态的焦距变长，则由于手的颤动等引起的照相机的颤动，容易引起成像模糊。因此，以下说明达到为了构成能缓和像模糊的发生的防振光学系统所需要的像移动可能的放大率可变光学系统用的条件。

首先，说明移动透镜组所要求的像差补偿功能。

通常，要求移动透镜组在像移动时也呈能获得良好的成像性能的像差补偿状态。具体地说，要求①球面像差及正弦条件能良好地得到补偿，以及②适当的珀兹瓦尔和。

所谓①球面像差及正弦条件能良好地得到补偿，是指在使移动透镜组沿着与光轴大致垂直的方向移动时抑制在画面中心部发生的偏心慧形像差用的条件。另外，所谓②适当的珀兹瓦尔和是指在移动移动透镜组而使像移动时抑制在画面周边部分发生的像面弯曲用的条件。

在本发明的第二形态中，为了满足①的条件，最好至少用两个透镜构成移动透镜组。特别是通过用至少一个正透镜和至少一个负透镜构成移动透镜组，能很好地补偿轴向像差。

可是，一般来说，在可变焦距透镜中，为了获得规定的光学性能，需要③很好地补偿变焦时发生的轴向像差的变化，同时④很好地补偿变焦时发生的轴外像差的变化。

因此，最好对透镜组进行像差补偿，以便能满足③的条件及④的条件而达到适当的像差补偿状态。具体地说，为了满足③的条件，有必要很好地补偿各透镜组单独发生的球面像差。另外，为了满足④的条件，有必要抑制各透镜组发生的慧形像差，而且使各透镜组的珀兹瓦尔和为适当的值。特别是为了提高变焦比，最好是更好地补偿各透镜组发生的轴向像差，而且达到更适当地补偿轴外像差的像差补偿状态。

在可变焦距透镜中，在由一个透镜组构成移动透镜组的情况下，适合于满足②的条件的珀兹瓦尔和及适合于满足④的条件的珀兹瓦尔和两者不一定一致。因此，在由一个透镜组构成移动透镜组的情况下，在光学设计上受到很大的限制。

在本发明的第三形态中，为了既能达到高变焦化，又能在像移动时获得良好的成像性能，用多个部分透镜组构成一个透镜组，用该多个部分透镜组中的一个部分透镜组构成移动透镜组。因此，既能很好地抑制与透镜位置状态的变化相伴随的轴外像差的变化，又能很好地抑制使移动透镜组移动时的像面弯曲的变化。

其次，说明移动透镜组和孔径光阑的位置关系。

在光学系统中，轴外光束在孔径光阑附近的透镜组中从光轴附近通过，与此不同，在离孔径光阑远的透镜组中则从远离光轴的位置通过。因此，与离孔径光阑远的透镜组相比，孔径光阑附近的透镜组的透镜直径小(就是说，有效光束的通过范围、即所谓的有效孔径小)。

另外，在移动透镜组的透镜直径大的情况下，会引起沿着与光轴大致垂直的方向驱动移动透镜组的驱动系统的大型化。其结果，随着照相机本体的大型化，消耗的电力也增大。

因此，移动透镜组最好配置在孔径光阑附近。

另外，如果将移动透镜组配置在远离孔径光阑的位置，则通过移动透镜组的轴外光束就会远离光轴。其结果，在移动移动透镜组而使像移动时，在画面周边部分容易发生偏心慧形像差。特别是在入射到移动透镜组上的轴外光束相对于光轴的角度增大的情况下，在画面周边部分容易发生偏心慧形像差。因此，从像差补偿的观点来看，最好将移动透镜组配置在孔径光阑附近。

另外，在变焦比大的高放大率可变光学系统中，为了良好地补偿变焦时发生的轴外像差的变化，最好当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，使通过各透镜的轴外光束的高度变化。

在本发明的第二形态中，将孔径光阑配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。这时，在广角端状态下通过第四透镜组G4的轴外光束随着视场角的变化而远离光轴，在望远端状态下通过第一透镜组G1的轴外光束随着视场角的变化而远离光轴。于是既维持高的光学性能，又能实现高变焦比。

另外，为了在广角端状态下确保足够的后焦距，第二透镜组G2具有大的负光焦度。因此，从第二透镜组G2射出的主光线相对于光轴构成的角度小，而且入射到第三透镜组G3的高度接近光轴。其结果，容易补偿在使构成第三透镜组G3的一部分的移动透镜组沿着与光轴大致垂直的方向移动时在画面周边部分发生偏心慧形像差。

根据以上的考察，在本发明的第二形态中，将孔径光阑配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，在透镜位置状态变化时，使孔径光阑与第三透镜组G3呈一体地移动，同时通过使构成第三透镜组G3的多个部分透镜组中的一部分透镜组沿着与光轴大致垂直的方向移动，能很好地抑制像移动时发生的性能劣化。

如上所述，利用本发明的结构，能实现良好地抑制了像移动时发生的性能劣化、小型且变焦比高的放大率可变光学系统。

以下，说明本发明的各条件式。

在本发明的第二形态中，满足以下的条件式(8)

D/fs＜0.2                  (8)

式中，D：沿移动透镜组Gs的最靠近像侧的面和孔径光阑之间的光轴的距离

fs：移动透镜组Gs的焦距

条件式(8)是规定孔径光阑和移动透镜组Gs的位置关系的条件式。

当大于条件式(8)的上限值时，由于通过移动透镜组Gs的轴外光束远离光轴，所以在使移动透镜组Gs沿着与光轴大致垂直的方向移动时在画面周边部发生的偏心慧形像差增大，被记录的图像的反差变低。

另外，在本发明中，为了很好地补偿移动透镜组Gs单独发生的各像差，有必要在某种程度上确保移动透镜组Gs的透镜厚度。另外，为了确保规定的光学性能，最好将条件式(8)的下限值设定为0.05，为了更好地抑制像移动时发生的光学性能的劣化，最好将条件式(8)的上限值设定为0.15。

另外，在本发明的第二形态中，为了既能实现高变焦比，又能很好地抑制像移动时发生的性能劣化，第三透镜组G3从物体一侧开始，依次由具有正的光焦度的第一正部分透镜组G31和具有正的光焦度的第二正部分透镜组G32构成，离孔径光阑近的第一正部分透镜组G31构成移动透镜组Gs，同时最好满足以下的条件式(9)。

0.35＜f3/fs＜0.7            (9)

式中，f3：第三透镜组G3的焦距

第三透镜组G3是比第二透镜组G2更能收敛发散的光束用的、具有大的正光焦度的透镜组。一般来说，如果移动透镜组Gs的光焦度大，则为了很好地补偿移动透镜组Gs单独发生的轴向像差，就需要增加透镜个数，结果移动透镜组Gs的驱动系统就会大型化。

因此，在本发明的第二形态中，通过至少用两个正部分透镜组构成第三透镜组G3，并用配置在最靠近物体侧的正部分透镜组构成移动透镜组Gs，能实现照相机全体小型化。特别是通过设定移动透镜组Gs的焦距，以便满足条件式(9)，则能谋求构成第三透镜组G3的透镜个数和构成移动透镜组Gs的透镜个数的最佳化。

这里，说明使由光学系统中的一部分透镜组构成的移动透镜组沿与光轴垂直的方向移动时发生的像移动量。

设移动透镜组的横向放大率为βa，且将配置得比移动透镜组更靠近像侧的透镜组全体的横向放大率设为βb，则与移动透镜组的移动量Δ对应的像移动量δh可用下式(a)表示。

δh＝(1-βa)βb·Δ        (a)

另外，用k＝|(1-βa)βb|表示的系数k称为模糊系数。

当模糊系数k小时，使像移动规定量所必要的移动透镜组的移动量变大，移动透镜组的驱动机构变得复杂了。反之，当模糊系数k大时，如果由于控制误差而使移动透镜组的移动量变化小，则像移动量变化大，与高空间频率对应的反差不足。

因此，最好将模糊系数k设定为适当的值。

在放大率可变光学系统的情况下，移动透镜组的横向放大率为βa和配置在比移动透镜组更靠近像侧的透镜组的横向放大率βb不限定于从广角端状态到望远端状态为一定的值。如本发明所述，在配置在比移动透镜组Gs更靠近像侧的第四透镜组G4在变焦时可移动的情况下，模糊系数k伴随透镜位置状态的变化而变化。

可是，设光学系统的焦距为f时，光学系统(进而照相机)倾斜ω时发生的像位置的变化量δa用下式(b)表示。

δa＝f·tan ω  (b)

因此，通过使移动透镜组Gs移动，使像移动量为δh，以便满足下式(c)，则能补偿由光学系统的模糊(倾斜)引起的像变化量δa。

δa+δh＝0      (c)

在广角端状态下补偿由光学系统的倾斜ω引起的像变化量δaw所必要的移动透镜组的移动量Δw以及在望远端状态下补偿由光学系统的倾斜ω引起的像变化量δat所必要的移动透镜组的移动量Δt分别由下式(d)及(e)表示。

ΔW＝-δaw/kw   (d)

Δt＝-δat/kt   (e)

式中，kw是广角端状态下的模糊系数，kt是望远端状态下的模糊系数。

因此，在望远端状态下所需要的移动量Δt和在广角端状态下所需要的移动量Δw之比，可用下式(f)表示。

Δt/Δw＝(δat/kt)/(δaw/kw)

       ＝(ft/fw)/(kt/kw)                (f)

式中，ft是望远端状态下的光学系统全体的焦距，fw是广角端状态下的光学系统全体的焦距。

因此，在本发明的第二形态中，最好满足以下条件式(10)。

0.4＜{(1-β3t)βst}/{(1-β3w)βSW}/Z＜0.9          (10)

式中，β3w：移动透镜组Gs在广角端状态下的横向放大率

      βsW：配置在比移动透镜组Gs更靠近像侧的透镜组在广角端状态下的横向放大率

      β3t：移动透镜组Gs在望远端状态下的横向放大率

      βst：配置在比移动透镜组Gs更靠近像侧的透镜组在望远端状态下的横向放大率

      Z：放大率可变光学系统的变焦比

条件式(10)是规定上述式(f)的相反数的条件式。

像面所必要的光学性能一定是与摄影透镜的焦距无关。例如，当照相机倾斜规定的模糊角时，补偿像模糊所必要的移动透镜组的移动量在广角端状态和望远端状态有很大不同时，不能既确保规定的光学性能，又容易地进行移动透镜组的控制。当照相机倾斜规定的模糊角时，在补偿像模糊所必要的移动透镜组的移动量与透镜位置状态无关而为一定值的情况下，就是说式(f)的值经常一定时，由于在像差补偿上失去了选择缩放轨道的自由度和选择各透镜组的横向放大率的自由度，所以难以实现高变焦化。

在本发明的第二形态中，通过将上述(f)的上限值及下限值设定在满足条件式(10)的范围内，既能实现高变焦化，又能以较小的控制误差进行透镜位置控制。

另外，为了更容易地进行透镜位置控制，最好取条件式(10)的上限值为0.6，下限值为0.5。

另外，在本发明中，通过将检测照相机(光学系统)的模糊的检测系统、根据来自检测系统的输出计算移动透镜组的移动量的计算系统、以及根据计算系统的计算结果驱动移动透镜组的驱动系统组合起来，使本发明的放大率可变光学系统具有防振光学系统的功能。

另外，如果采用本发明的第三形态，则从物体一侧开始，依次至少配置具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、以及具有正光焦度的透镜组GA，将负光焦度的透镜组GE配置在离像侧最近。而且，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，为了增大第一透镜组G1和第二透镜组G2产生的收敛作用，改变第一透镜组G1和第二透镜组G2的间隔，并向物体一侧移动，而且最后使透镜组GE移向物体一侧。另外第二透镜组G2从物体一侧开始，依次由具有负光焦度的负部分透镜组G2a、以及具有正光焦度的正部分透镜组G2b构成。再者，透镜组GA有多个部分的透镜组，将该多个部分的透镜组中与孔径光阑相邻配置的部分透镜组作为移动透镜组Gs，通过使其沿大致垂直于光轴的方向移动，进行像移动。

在本发明的第三形态中，满足以下条件式(11)及(12)。

0.1＜|f2a|/f2b＜0.4    (11)

0.2＜|fvt|/ft＜0.4     (12)

式中，f2a：负部分透镜组G2a的焦距

      f2b：正部分透镜组G2b的焦距

      fvt：望远端状态下的第一透镜组G1和第二透镜组G2的合成焦距

      ft：望远端状态下的光学系统全体的焦距

如上所述，从广角端状态到望远端状态如果模糊系数k变化大，则难以进行移动透镜组的控制。可是，模糊系数k与移动透镜组的横向放大率和配置在比移动透镜组更靠近像侧的透镜组的横向放大率有关。因此，随着配置在比移动透镜组更靠近像侧的透镜组的变焦作用的变大，模糊系数k的变化也变大。

在本发明的第三形态中，使配置在比移动透镜组Gs更靠近物体侧的透镜组的变焦作用大，通过抑制与透镜位置状态的变化相伴随的模糊系数k的变化，在从广角端状态到望远端状态的任意的透镜位置状态下都能容易地进行移动透镜组Gs的控制。

另外，为了用少量的构成透镜数有效地达到高变焦化，满足规定的光学性能，且良好地抑制像移动时发生的光学性能的劣化，在本发明的第三形态中与第二形态一样，也是将孔径光阑配置在移动透镜组Gs附近，用多个部分透镜组构成具有移动透镜组Gs的透镜组GA。

另外，为了缩短透镜的全长，将负光焦度的最后透镜组GE配置在光学系统中最靠近像侧的位置，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，使最后透镜组GE向物体一侧移动，使放大率增大。

再者，在本发明的第三形态中，为了在广角端状态下获得足够的后焦距，而在望远端状态下谋求透镜全长的缩短化，设定条件式(11)。条件式(11)对第二透镜组G2中的负部分透镜组G2a的焦距和正部分透镜组G2b的焦距之比规定了适当的范围。

当大于条件式(11)的上限值时，在广角端状态下通过第二透镜组G2的负部分透镜组G2a的轴外光束远离光轴，在画面周边部分会发生大的慧形像差，所以就不能用少量的透镜数获得规定的光学性能了。

反之，当小于条件式(11)的下限值时，如上所述，在望远端状态下透镜全长呈大型化。

但是，为了在望远端状态下谋求透镜全长的缩短化且使模糊系数k为适当的值，最好使望远端状态下的第一透镜组G1和第二透镜组G2的合成焦距满足条件式(12)。

如果模糊系数k变大，则由驱动移动透镜组Gs的驱动系统的控制误差引起的像位置的控制误差变大，即使不使像移动时像也变得模糊。反之，如果模糊系数k小，则使像移动规定量所必要的移动透镜组Gs的驱动量非常大。

如上所述，即使在本发明的第三形态中，孔径光阑和移动透镜组的位置关系在像差补偿上也是重要的。

另外，在本发明中，为了提高变焦比，最好将孔径光阑配置在光学系统的中央附近，且最好用3个以上的可动透镜组构成光学系统。

再者，在本发明中，最好将第二透镜组G2作为聚焦组，使其沿光轴方向移动，进行对近距离物体的调焦。如果用配置在比移动透镜组Gs更靠近像侧的透镜组构成聚焦组，则即使是相同的透镜位置状态，模糊系数k也会随着被拍摄体位置(物体位置)的变化而变化。另一方面，例如，如第二透镜组G2所示，如果用用配置在比移动透镜组Gs更靠近物体侧的透镜组构成聚焦组，则模糊系数k与被拍摄体位置无关而为一定值。

本发明的像移动可能的放大率可变光学系统不限于透镜快门式照相机，例如能容易地应用于特开昭60-55314号公报中公开的单透镜反射式(一眼レフ)照相机用的望远可变焦距透镜。

另外，在以下各实施例中，虽然导入非球面，但如果将非球面导入配置在孔径光阑附近的透镜上，则能更好地补偿像面弯曲和畸变像差等轴外像差，能达到广角化和高性能化。

另外，在本发明的放大率可变光学系统中，即使在不进行像移动的使用状态下，也能获得足够高的光学性能，能充分地具有通常的放大率可变光学系统的功能。

其次，如上所述，本发明的第四形态的可近距离调焦的放大率可变光学系统从物体一侧开始，依次由正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、正光焦度的第三透镜组G3、以及负光焦度的第四透镜组G4构成。

而且，上述第二透镜组G2至少有具有负光焦度的部分透镜组GA、以及与上述部分透镜组GA的像侧相邻且用空气间隔隔开配置的部分透镜组GB，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，全部上述透镜组向上述物体一侧移动，而且上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2之间的空气间隔增大，上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3之间的空气间隔减小，上述第三透镜组G3和上述第四透镜组G4之间的间隔减小，进行近距离调焦时，上述第二透镜组G2向上述物体一侧移动。

在该结构中，设部分透镜组GA的最靠近像侧的透镜面的曲率半径为Ra、上述部分透镜组GB的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径为Rb时，第四形态的放大率可变光学系统最好满足以下条件式

-0.1＜(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＜0.3    (13)

现在说明适合于在照相机内安装了像透镜快门照相机等那样的摄影透镜系统的透镜一体型照相机的可变焦距透镜。

在一般情况下，这种可变焦距透镜被用于适合于照相机本体小型化的望远型的光焦度配置方式，负透镜组被配置在透镜系统的最靠近像面处。

孔径光阑被配置在比该负透镜组更靠近物体一侧，当透镜位置状态从广角端状态(焦距最短的状态)变化到望远端状态(焦距最长的状态)时，使孔径光阑和负透镜组的间隔变窄，而且使负透镜组移向物体一侧。由于使孔径光阑和负透镜组的间隔变窄，所以通过负透镜组的轴外光束在广角端状态下远离光轴，在望远端状态下接近光轴。另外，由于使负透镜组移向物体一侧，所以负透镜组在望远端状态下，相对于广角端状态来说横向放大率的大小增大即所谓放大。利用以上两点，能良好地补偿伴随透镜位置状态的变化而发生的轴外像差的变化，而且能实现某种程度的高变焦化。

但是，在广角端状态下如果后焦距过短，则在靠近负透镜组的像面的面上附着的灰尘的影就会与被拍摄体的像一起记录在胶片上，所以有必要使广角端状态下的后焦距取适当的值。

如上所述，多组可变焦距透镜有多个可动透镜组，使配置在最靠近物体侧的第一透镜组具有正光焦度，在广角端状态下使透镜全长缩短，缩小第一透镜组的透镜直径。再者，当焦距变化到望远端状态时，将第一透镜组移动到物体一侧，以便扩大第一透镜组和与像侧相邻配置的具有负光焦度的第二透镜组之间的间隔，利用正透镜组使光束进行很强的收敛，谋求透镜全长在某种程度上的缩短化。

另外，通过使第二透镜组具有负光焦度，则在广角端状态下的光焦度配置方式近似地呈对称型，能良好地补偿正的畸变像差，而且能获得足够的后焦距。特别是在广角端状态下，通过扩大第二透镜组和第三透镜组的间隔，使第一透镜组和第二透镜组的合成光焦度向负向减弱，结果能使望远端状态下的透镜全长进一步缩短。

本发明的第四形态从物体一侧开始，依次由正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、正光焦度的第三透镜组G3、以及负光焦度的第四透镜组G4构成放大率可变光学系统，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，至少使第一透镜组G1和第四透镜组G4向物体侧移动，以便使第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的间隔增大、第二透镜组G2和第三透镜组G3的间隔减小、第三透镜组G3和第四透镜组G4的间隔减小，通过将第二透镜组G2作为聚焦组，进行近距离调焦时既能获得良好的像确定性能，又能实现小型、高变焦比的放大率可变光学系统。

另外，本发明的第四形态按照这样的光焦度配置方式，用负部分组GA和配置在其像侧的正部分组GB构成第二透镜组G2，负部分组和正部分组用空气间隔隔开配置，另外，使在负部分组和正部分组之间形成的空气间隔的形状呈适当的形状。其结果，能抑制近距离调焦时发生的各种像差的变化，而且同时能实现小型和高变焦化。

即，在本发明的第四形态中，为了使通过负部分组GA的轴外光束靠近光轴、谋求透镜直径的小型化，而且使通过正部分组GB的轴外光束远离光轴，很好地补偿轴外像差，谋求高性能化，所以用负部分组GA和配置在其像侧的正部分组GB构成第二透镜组。

如果这样的正部分组GB和负部分组GA的间隔狭窄，则负部分组GA和正部分组GB的光焦度大，存在与制造时发生的负部分组和正部分组的相互偏心相伴随的性能劣化非常大的问题。反之，如果间隔宽，则不能充分地谋求望远端状态下的透镜全长的小型化。

另外，除了用负部分组GA和正部分组GB构成第二透镜组G2以外，最好还要满足上述条件式(13)。

为了从画面中心部分起遍及画面周边部分都能获得良好的成像性能，条件式(13)规定了将空气间隔夹在中间配置的负部分组GA的离像侧最近的透镜面的曲率半径Ra和正部分组GB的离物体侧最近的透镜面的曲率半径Rb的适当的范围。由于满足条件式(13)，所以能很好地补偿近距离调焦时发生的各种像差的变化。

如果大于条件式(13)的上限值，则在广角端状态下近距离调焦时发生的慧形像差的变化就会变大。反之，如果小于下限值，则不能充分地补偿由第二透镜组发生的正的球面像差，特别是不能很好地补偿望远端状态下近距离调焦时发生的球面像差的变化。

另外，本发明的第四形态的放大率可变光学系统最好满足以下条件

0.03＜(Δ2/f1)/(ft/fw)＜0.1         (14)式中，Δ2＝D1T-D1W

D1W：广角端状态下的第一透镜组G1和第二透镜组G2的空气间隔

D1T：望远端状态下的第一透镜组G1和第二透镜组G2的空气间隔

f1：第一透镜组G1的焦距

fw：广角端状态下的整个透镜系统的焦距

ft：望远端状态下的整个透镜系统的焦距

当满足条件式(14)时，能使透镜全长更加缩短，而且能谋求高性能。当大于条件式(14)的上限值时，则在望远端状态下通过第一透镜组的轴外光线会远离光轴，所以将导致第一透镜组的大型化。反之，当小于条件式(14)的下限值时，由于第一透镜组的收敛作用减弱，所以不能谋求透镜全长的小型化。

另外，本发明的第四形态的放大率可变光学系统最好满足以下条件

0.25＜(β2T/β2W)/Z＜0.5    (15)式中，β2W：第二透镜组G2在广角端状态下的横向放大率

  β2T：第二透镜组G2在望远端状态下的横向放大率

  Z：ft和fw的比ft/fw

上述条件式(15)是规定近距离调焦时聚焦组即第二透镜组的适当移动量的条件式。

首先，说明本发明的第四形态中使近距离调焦时的移动量小的方法。

如特开昭58-202416号公报所述，设配置在比聚焦组更靠近物体侧的透镜组的焦距为fA、聚焦组的横向放大率为βF时，聚焦移动量由下式决定。

P＝fA²·βF²/(βF²-1)

在本发明的第四形态中，配置在比聚焦组即第二透镜组更靠近物体侧的透镜组只是第一透镜组，fA不随透镜位置状态而变化，所以聚焦移动量与由下式表示的值k有关。

k＝βF²/(βF²-1)因此，为了使聚焦组的移动量小，谋求聚焦动作的高速化，有必要使该k小。

特别是在βF²＝1的情况下，k值为无限大，不可能进行聚焦。当βF²＞1时，最好使k近似为1、也就是使1/βF²近似为0，反之，当βF²＜1时，最好使k近似为0、也就是使βF²近似为0。

在本发明的第四形态中，设定聚焦组即第二透镜组的横向放大率β2满足-1＜β2＜0，特别是使望远端状态下的横向放大率β2T近似为0，减小聚焦移动量。可是，由于导致透镜全长的大型化，所以最好取更适当的值。

本发明的第四形态的放大率可变光学系统中的第一透镜组的焦距为正，而且第一透镜组和第二透镜组的合成焦距为负。另外，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，在第一透镜组和第二透镜组之间形成的空气间隔慢慢扩大，所以，在广角端状态及望远端状态下的第二透镜组的横向放大率β2W和β2T满足β2T/β2W＞1。

这里，用K＝β2T/β2W表示的值K表示与透镜位置状态的变化相伴随的第二透镜组的横向放大率的变化量。当K相对于全透镜系统的可变焦距比较大时，相对于广角端状态来说，在望远端状态下对同一被拍摄体的近距离调焦时的第二透镜组的移动量变得非常大。其结果，在望远端状态下聚焦组的移动量变大，驱动第二透镜组所需要消耗的电力增加，而且不可能谋求聚焦动作的高速化。

反之，当K相对于可变焦距比较小时，在望远端状态下获得规定的光学性能所需要的停止精度变得非常高，难以获得规定的光学性能。

条件式(15)是规定K和可变焦距比的适当范围的条件式，如上所述，通过使条件式(15)取适当的值，则在近距离调焦时能容易地控制第二透镜组。

另外，在本发明的第四形态中，最好使望远端状态下的第二透镜组的横向放大率β2T满足β2T＞-1。在广角端状态下为了确保足够的后焦距，以便补偿正的畸变像差，有必要使第一透镜组和第二透镜组的合成焦距呈负的小值，这时变为β2W＞-1。反之，如果β2T＜-1，则不可能聚焦，包括第二透镜组的横向放大率变为-1的情况在内都不好。

另外，在本发明的第四形态的放大率可变光学系统中，最好将孔径光阑配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。这时，假设第二透镜组G2离上述孔径光阑最远的透镜面LS的曲率半径为R4，并设在广角端状态下沿光轴从孔径光阑到透镜面LS的距离为D时，最好满足以下条件。

1.5＜|R4|/D＜3.5       (16)

条件式(16)特别是在广角端状态下用于规定获得更高的光学性能的条件。

在大于条件式(16)的上限值的情况下，在广角端状态下不能确保足够的后焦距，与胶片面接近的透镜面上的灰尘的影将被记录下来。反之，在小于下限值的情况下，近距离调焦时发生的轴外像差的变化增大，光学性能显著地劣化，这是所不希望的。

其次，说明本发明的第四形态中的孔径光阑的位置。一般来说，为了谋求照相机的小型化，需要使透镜镜筒直径小。轴外光束通过第二透镜组时受到很大的发散作用，但如果将孔径光阑配置在第二透镜组的物体一侧，则通过第三透镜组的主光线的高度就会极端地远离光轴，导致第三透镜组和第四透镜组的透镜直径大型化，结果透镜镜筒的直径变大。反之，如果将孔径光阑配置在第三透镜组的像侧，则不仅第一透镜组的透镜直径大型化，而且在构成第二透镜组的负部分组中将发生非常大的慧形像差，在画面周边部分不能获得良好的成像性能。

在本发明的第四形态中，为了实现小型和高变焦化，最好将孔径光阑配置在光学系统的中央附近。通过这样配置，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，通过配置得离孔径光阑远的第一透镜组和第四透镜组的主光线在第一透镜组远离光轴，在第四透镜组接近光轴，能良好地补偿与透镜位置状态的变化相伴随的轴外像差的变化，而且能高变焦化。

特别是最好将孔径光阑配置在第二透镜组和第三透镜组之间。通过这样构成，在广角端状态下，通过第二透镜组的轴外光束远离轴向光束，所以能更好地补偿轴外像差。但是，如果轴外光束离光轴太远，则透镜直径就得变大，不能实现聚焦组的小型化。

因此，在本发明的第四形态中，最好将孔径光阑配置在第二透镜组和第三透镜组之间，且使透镜直径均等化，以便使通过远离孔径光阑配置的第一透镜组及第四透镜组的轴外光束不离开光轴。

另外，在透镜位置状态变化时，使孔径光阑同与孔径光阑相邻配置的第二透镜组或第三透镜组整体地移动，能简化镜筒的结构。

在本发明中，如上所述，最好将孔径光阑配置在第二透镜组和第三透镜组之间，并将离孔径光阑近的透镜直径小的第二透镜组作为聚焦组进行驱动。因此能简化控制聚焦组控制机构。

另外，本发明的第五形态的放大率可变光学系统从物体一侧开始，依次由正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、正光焦度的第三透镜组G3、以及负光焦度的第四透镜组G4构成。

而且，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，所有的上述透镜组向物体侧移动，上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的间隔增大，上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3的间隔减小，上述第三透镜组G3和上述第四透镜组G4的间隔减小。这里，当进行近距离调焦时，上述第二透镜组G2移动。

在本发明的第五形态中，假设上述第四透镜组G4在广角端状态下的横向放大率为β4W、上述第四透镜组G4在望远端状态下的横向放大率为β4T、在广角端状态下的上述全部透镜系统的焦距为fw、在望远端状态下的上述全部透镜系统的焦距为ft、以及上述ft和fw之比ft/fw为Z时，最好满足以下条件式。

0.45＜(β4T/β4W)/Z＜0.75    (17)

条件式(17)规定第四透镜组的横向放大率的适当的比。在变焦比大于3.5倍的情况下，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，第四透镜组的横向放大率变化大，在望远端状态下透镜位置的精度非常高。

因此，适当地设定与第二透镜组的透镜位置状态的变化相伴随的横向放大率的变化，而且满足条件式(17)，通过这样构成透镜，就能使望远端状态下的透镜全长缩短，能抑制与透镜位置状态的变化相伴随的第四透镜组的横向放大率的变化，能缓和望远端状态下的透镜位置的精度。

在本发明的第五形态的可近距离调焦的放大率可变光学系统中，能使从第一透镜组至第四透镜组中的任意一个透镜组或其一部分沿与光轴垂直的方向移动。特别是在使第二透镜组或第三透镜组或其一部分沿与光轴大致垂直的方向移动的情况下，能谋求驱动系统的小型化。

另外，用多个部分组构成第三透镜组，通过使比像侧的部分组更靠近物体侧配置的部分组中的一部分组沿与光轴垂直的方向移动，能极力地抑制将像从广角端状态移动到望远端状态时发生的性能劣化。

可使这种像移动可能的放大率可变光学系统具有下述功能，即将检测由于手等的颤动造成的照相机的颤动的检测系统、沿与光轴大致垂直的方向移动规定的透镜组的驱动系统、以及根据由检测系统输出的颤动信息计算驱动量的计算系统组合起来作为补偿由照相机的颤动造成的像的模糊的防振光学装置。

另外，本发明的像移动可能的放大率可变光学系统不限于透镜快门式照相机，例如还能很容易地应用于特开昭60-55314中所述的单镜头反射式照相机用的望远可变焦距透镜。

此外，在以下的实施例中，虽然使用非球面，但如果将非球面配置在靠近孔径光阑配置的透镜上，则能谋求大口径化。另外，如果将非球面配置在远离孔径光阑配置的透镜上，则能更好地补偿像面弯曲和畸变像差等轴外像差，能实现广角化和高性能化。

以下，根据附图说明本发明的各数值实施例。

图1是表示本发明的各实施例的放大率可变光学系统的光焦度的配置情况及从广角端状态到望远端状态变焦时各透镜组的移动情况的示意图。

如图1所示，本发明的各数值实施例的放大率可变光学系统从物体一侧开始，依次由具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、具有正光焦度的第三透镜组G3、以及具有负光焦度的第四透镜组G4构成。而且，当从广角端状态到望远端状态进行变焦时，使全部透镜组向物体侧移动，且使第一透镜组G1和第二透镜组G2的空气间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3的空气间隔减小，第三透镜组G3和第四透镜组G4的空气间隔减小。

在各数值实施例中，假设与光轴垂直方向的高度为y、高度y上的光轴方向的移动量(下降量)为S(y)、基准曲率半径为R、圆锥系数为κ、n次非球面系数为Cn时，可以用如下的数学式(g)表示非球面。 $S\left(y\right)=\frac{\frac{y^2}{R}}{1+\sqrt{1-\mathrm{\&kappa;}\frac{y^2}{R^2}}}+C_4{y}^4+C_6{y}^6+C_8{y}^8+C_{10}{y}^{10}---\left(g\right)$ 在各实施例中，在非球面上，在面编号的右侧标以^*号。

(第一实施例)

图2是本发明的第一实施例的放大率可变光学系统结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G1，它由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L1构成；第二透镜组G2由双凹透镜L21、双凸透镜及双凹透镜的组合透镜L22构成；第三透镜组G3由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L31及双凸透镜L32构成；第四透镜组G4由使凸面朝向像侧的正透镜L41及使凹面朝向物体侧的负透镜L42构成。孔径光阑S1被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S1与第三透镜组G3整体地移动。

在以下的表1～表4中示出了本发明的第一实施例的放大率可变光学系统的各单元的值。实施例的各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表1]f     36.00～75.00～170.00FNO   3.78-6.29～11.00ω    31.10～15.54～7.11(°)面编号 曲率半径    面间隔   折射率     阿贝数

1    54.1928     4.250    1.48749    70.45

2    -52.3691    1.375    1.84666    23.83

3    -92.1386    (D3)     1.0

4    -25.5701    1.000    1.80420    46.51

5    26.6803     1.00     1.0

6^*  21.2449     3.500    1.71736    29.50

7    -13.5167    1.000    1.83500    42.97

8    72.4913     (D8)     1.0

9    0.0000      1.250    1.0

10   34.0724     3.125    1.48749    70.45

11    -13.2038    1.000    1.84666    23.83

12    -23.7313    1.125    1.0

13    53.3181     2.625    1.51450    63.05

14^*  -25.4556    (D14)    1.0

15^*  -248.6454   2.712    1.68893    31.16

16    -43.5428    7.353    1.0

17    -15.2053    1.250    1.77250    49.61

18    549.3023    (Bf)     1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形状用下式表示。

[第6面]1/R＝+1/21.2449κ＝1.1736 C4＝+1.72430×10^-6

C6＝+1.91380×10^-7 C8＝-3.91910×10^-9  C10＝+4.47150×10^-11

[第14面]1/R＝-1/25.4556κ＝1.5838 C4＝+3.34760×10^-5

C6＝+5.06200×10^-8 C8＝-2.72670×10^-10 C10＝+1.01290×10^-12

[第15面]1/R＝-1/248.6454κ＝-1.2808 C4＝+1.49020×10^-5

C6＝-3.03490×10^-8 C8＝+2.80520×10^-10 C10＝+2.09070×10^-13

[表2]

[可变间隔表]f      35.9994   74.9983    170.0006D3     2.8161    15.7797    28.8035D8     4.2483    2.6490     1.2500D14    20.8296   10.9664    2.8750Bf     7.8751    31.1383    78.2651

[表3][聚焦时第二透镜组的伸出量δG2]f     35.9994     74.9983      170.0006D0    1027.5967   2147.3279    4876.9022δG2  0.8752      0.7208       0.7057

其中，伸出量是指摄影放大率β＝-1/30倍时的伸出量，且伸出量以物体一侧的方向为正。

[表4][条件式对应值]

(1)f3/f1＝0.225

(2)|f2|/f3＝1.026

(3)(D2W-D2T)/(fw.ft)^1/2＝0.038

(4)(D1T-D1W)/f1＝0.292

(5)|f4|/f1＝0.328

(6)(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＝1.447

(7)(f3+|f2|)/(fw.ft)^1/2＝0.524

图3～图8是本发明的第一实施例的放大率可变光学系统各像差图，这些图中，图3～图5表示无限远调焦状态下的各像差图，图6～图8表示近距离调焦状态(摄影放大率β＝-1/30倍)时的各像差图，另外在这些图中，图3及图6示出了广角端状态下的各像差，图4及图7示出了中间焦距状态下的各像差，图5及图8示出了望远端状态下的各像差。

在图3～图8所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6mm时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。如这些像差图所示，本实施例的放大率可变光学系统能良好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

(第二实施例)

图9是本发明的第二实施例的放大率可变光学系统结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G101，由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L101构成；第二透镜组G102，由双凹透镜L121、双凸透镜及双凹透镜的组合透镜L122构成；第三透镜组G103，由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L131及双凸透镜132构成；第四透镜组G104，由使凸面朝向像侧的正透镜L141及使凹面朝向物体侧的负透镜L142构成。孔径光阑S101被配置在第二透镜组G102和第三透镜组G103之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S101与第三透镜组G103整体地移动。

在以下的表5～表8中示出了本发明的第二实施例的各单元的值。与第一实施例一样，各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表5]f     38.93～75.60～183.96FNO   3.85～6.14～11.00ω    28.78～15.43～6.58(°)面编号  曲率半径   面间隔   折射率     阿贝数

1     51.8167    4.284    1.48749    70.45

2     -53.7693   1.386    1.84666    23.83

3     -97.0444   (D3)     1.0

4     -26.4310   1.008    1.77250    49.61

5     33.0387    0.756    1.0

6^*   22.2667    3.528    1.68893    31.16

7     -13.3299   1.008    1.80420    46.51

8     53.2684    (D8)     1.0

9     0.0000     1.260    1.0

10    33.7458    3.150    1.48749    70.45

11    -14.0844   1.008    1.84666    23.83

12    -25.9907   1.134    1.0

13    51.2297    2.646    1.51450    63.05

14^*  -25.9086   (D14)    1.0

15^*  325.0348   3.098    1.68893    31.16

16    -60.6443   6.915    1.0

17    -14.3830   1.260    1.77250    49.61

18    3325.718   (Bf)     1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形状用下式表示。

[第6面]1/R＝+1/22.2667 κ＝1.4465  C4＝+1.32815×10^-6

C6＝+2.29845×10^-7  C8＝-4.26665×10^-9  C10＝+3.87369×10^-11

[第14面]1/R＝-1/25.9086  κ＝1.3985  C4＝+2.83877×10^-5

C6＝+2.11412×10^-7  C8＝-3.76902×10^-9  C10＝+2.80604×10^-11

[第15面]1/R＝+1/325.0348 κ＝11.0000  C4＝+1.95413×10^-5

C6＝+4.87122×10^-8  C8＝-3.67858×10^-10  C10＝+3.55599×10^-12

[表6][可变间隔表]

f     38.9344   75.6011   183.9649

D3    3.0033    14.6630   29.5856

D8    4.0122    2.8704    1.2600

D14   21.7699   12.0689   2.8980

Bf    7.9388    29.1277   78.7294

[表7][聚焦时第二透镜组的伸出量δG2]

f     38.9344    75.6011    183.9649

D0    1108.6260  2157.6195  5220.4865

δG2  0.9652     0.8336     0.9719

其中，伸出量是指摄影放大率β＝-1/30倍时的伸出量，且伸出量以物体一侧的方向为正。

[表8][条件式对应值]

(1)f3/f1＝0.233

(2)|f2|/f3＝1.047

(3)(D2W-D2T)/(fw·ft)^1/2＝0.089

(4)(D1T-D1W)/f1＝0.302

(5)|f4|/f1＝0.322

(6)(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＝1.409

(7)(f3+|f2|)/(fw·ft)^1/2＝0.495

图10～图15是本发明的第二实施例的放大率可变光学系统各像差图，这些图中，图10～图12表示无限远调焦状态下的各像差图，图13～图15表示近距离调焦状态(摄影放大率β＝-1/30倍)时的各像差图，另外在这些图中，图10及图13示出了广角端状态下的各像差，图11及图14示出了中间焦距状态下的各像差，图12及图15示出了望远端状态下的各像差。

在图10～图15所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，y表示像高，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6mm时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。如这些像差图所示，本实施例的放大率可变光学系统能良好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

(第三实施例)

图16是本发明的第三实施例的放大率可变光学系统结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G201，由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L201构成；第二透镜组G202，由双凹透镜L221、双凸透镜及双凹透镜的组合透镜L222构成；第三透镜组G203，由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L231及双凸透镜232构成；第四透镜组G204，由使凸面朝向像侧的正透镜L241及使凹面朝向物体侧的负透镜L242构成。孔径光阑S201被配置在第二透镜组G202和第三透镜组G203之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S201与第三透镜组G203整体地移动。

在以下的表9～表12中示出了本发明的第三实施例的各单元的值。与第一及第二实施例一样，各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表9]f      38.80～75.34～183.30FNO    3.99～6.21～10.98ω     29.26～15.48～6.61(°)面编号 曲率半径    面间隔   折射率     阿贝数

1    47.5258     3.516    1.48749    70.45

2    -56.0972    1.381    1.84666    23.83

3    -106.0453   (D3)     1.0

4    -28.0826    1.004    1.77250    49.61

5    24.9169     0.753    1.0

6^*  22.0995     3.956    1.68893    31.16

7    -12.1624    1.004    1.80420    46.51

8    94.4937     (D8)     1.0

9     0.0000      1.256    1.0

10    33.8221     3.140    1.49782    82.52

11    -13.6984    1.005    1.80518    25.46

12    -26.3091    1.130    1.0

13    75.0518     2.637    1.51450    63.05

14^*  -26.4349    (D14)    1.0

15^*  3619.3393   2.763    1.72825    28.31

16    -61.4390    7.660    1.0

17    -15.3827    1.256    1.73400    51.04

18    425.5221    (Bf)     1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形状用下式表示。

[第6面]1/R＝+1/22.0995  κ＝1.9417  C4＝-1.90305×10^-6

C6＝+3.49236×10^-7  C8＝-9.33533×10^-9  C10＝+9.75434×10^-11

[第14面]1/R＝-1/26.3091 κ＝1.3464  C4＝+2.25498×10^-5

C6＝+3.22854×10^-7  C8＝-8.27256×10^-9  C10＝+7.94160×10^-11

[第15面]1/R＝+1/3619.3393 κ＝11.0000  C4＝+1.43908×10^-5

C6＝+9.51657×10^-9  C8＝+3.86881×10^-11 C10＝+8.05797×10^-13

[表10][可变间隔表]

f     38.8002  75.3363   183.3010

D3    3.0768   14.6630   29.5856

D8    4.0122   2.8704    1.2600

D14   21.7699  12.0689   2.8980

Bf    7.9388   29.1277   78.7294

[表11][聚焦时第二透镜组的伸出量δG2]

f     38.8002    75.3363    183.3010

D0    1103.8760  2144.7139  5149.0072

δG2  1.0081     0.9040     1.2037

其中，伸出量是指摄影放大率β＝-1/30倍时的伸出量，且伸出量以物体一侧的方向为正。

[表12][条件式对应值]

(1)f3/f1＝0.252

(2)|f2|/f3＝1.009

(3)(D2W-D2T)/(fw·ft)^1/2＝0.043

(4)(D1T-D1W)/f1＝0.313

(5)|f4|/f1＝0.358

(6)(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＝1.326

(7)(f3+|f2|)/(fw·ft)^1/2＝0.510

图17～图22是本发明的第三实施例的放大率可变光学系统各像差图，这些图中，图17～图19表示无限远调焦状态下的各像差图，图20～图22表示近距离调焦状态(摄影放大率β＝-1/30倍)时的各像差图，另外在这些图中，图17及图20示出了广角端状态下的各像差，图18及图21示出了中间焦距状态下的各像差，图19及图22示出了望远端状态下的各像差。

在从图17到图22所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6mm时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。如这些像差图所示，本实施例的放大率可变光学系统能良好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

(第四实施例)

图23是本发明的第四实施例的透镜结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G301，由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L301构成；第二透镜组G302，由双凹透镜L321、双凸透镜及双凹透镜的组合透镜L322构成；第三透镜组G303，由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L331及双凸透镜332构成；第四透镜组G304，由使凸面朝向像侧的正透镜L341及使凹面朝向物体侧的负透镜L342构成。孔径光阑S301被配置在第二透镜组G302和第三透镜组G303之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S301与第三透镜组G303整体地移动。

在以下的表13～表16中示出了本发明的第四实施例的各单元的值。与第一～第三实施例一样，各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表13]f      38.81～75.35～183.35FNO    3.96～6.19～11.00

   29.28～15.48～6.61(°)面编号 曲率半径    面间隔   折射率     阿贝数

1    47.8034     3.516    1.48749    70.45

2    -54.9592    1.381    1.84666    23.83

3    -103.2755   (D3)     1.0

4    -27.1841    1.005    1.77250    49.61

5    25.8384     0.754    1.0

6^*  23.0512     3.830    1.68893    31.16

7    -12.4666    1.005    1.80420    46.51

8    102.5292    (D8)     1.0

9    0.0000      1.256    1.0

10   33.6151     3.140    1.48749    70.45

11   -13.8736    1.005    1.84666    23.83

12   -25.1751    1.130    1.0

13   76.4471     2.637    1.51450    63.05

14^* -26.0362    (D14)    1.0

15^* 230.4906    3.077    1.68893    31.16

16   -64.5403    7.284    1.0

17   -15.7104    1.256    1.77250    49.61

18   344.0289    (Bf)     1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形状用下式表示。

[第6面]1/R＝+1/23.0512    κ＝1.8286  C4＝+1.21080×10^-6

C6＝+3.38130×10^-7  C8＝-8.34260×10^-9  C10＝+8.44440×10^-11

[第14面]1/R＝-1/26.0362   κ＝1.3174  C4＝+2.31200×10^-5

C6＝+2.94030×10^-7  C8＝-7.48990×10^-9  C10＝+7.13870×10^-11

[第15面]1/R＝+1/230.4906  κ＝4.2292  C4＝+1.55880×10^-5

C6＝+1.19210×10^-8  C8＝+1.69680×10^-11 C10＝+9.96150×10^-13

[表14][可变间隔表]

f     38.8051  75.3501  183.3537

D3    3.0734   14.7292  29.5415

D8    4.8400   3.1203   1.2558

D14   23.4140  13.4834  2.9108

Bf    7.9206   28.6020  78.4385

[表15][聚焦时第二透镜组的伸出量δG2]

f       38.8051     75.3501     183.3537

D0      1103.8874   2144.7388   5149.0620

δG2    1.0081      0.9040      1.2037

其中，伸出量是指摄影放大率β＝-1/30倍时的伸出量，且伸出量以物体一侧的方向为正。[表16][条件式对应值]

(1)f3/f1＝0.254

(2)|f2|/f3＝0·999

(3)(D2W-D2T)/(fw·ft)^1/2＝0.042

(4)(D1T-D1W)/f1＝0.312

(5)|f4|/f1＝0.363

(6)(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＝1.291

(7)(f3+|f2|)/(fw.ft)^1/2＝0.511

图24～图29是本发明的第四实施例的各像差图，这些图中，图24～图26表示无限远调焦状态下的各像差图，图27～图29表示近距离调焦状态(摄影放大率β＝-1/30倍)时的各像差图，图24及图27示出了广角端状态下的各像差，图25及图28示出了中间焦距状态下的各像差，图26及图20示出了望远端状态下的各像差。在图24～图29所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，y表示像的高度，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6mm时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。如各像差图所示，本实施例的放大率可变光学系统能良好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

如果采用以上的各数值实施例，则能实现具有5倍左右的高变焦比、小型且能很好地补偿各像差的高性能的可变焦距透镜。特别是如果将离第三透镜组中的孔径光阑最远的面作为非球面，则能提供更适合于大口径化和高变焦化或小型化的可变焦距透镜。

(第五实施例)

图30是本发明的第五实施例的放大率可变光学系统的结构图。

在图30所示的放大率可变光学系统中，第一透镜组G1从物体一侧开始依次由双凸透镜和使凹面朝向物体侧的负半月面透镜的组合正透镜L1构成。

另外，第二透镜组G2从物体一侧开始依次由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合正透镜L22构成。

另外，第三透镜组G3由双凸透镜和使凹面朝向物体侧的负半月面透镜的组合正透镜L31及双凸透镜L32构成。

另外，第四透镜组G4从物体一侧开始依次由使凹面朝向物体侧的正半月面透镜L41及双凹透镜L42构成。

因此，如果将第五实施例的放大率可变光学系统与本发明的第三形态对应地考虑，则第三透镜组G3构成透镜组GA，第四透镜组G4构成最后透镜组GE。另外，第二透镜组G2中的双凹透镜L21构成负部分透镜组G2a，第二透镜组G2中的组合正透镜L22构成正部分透镜组G2b。

另外，孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当从广角端状态到望远端状态进行变焦时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

图30表示广角端状态下的各透镜组的位置关系，在向望远端状态变。焦时沿着图1中用箭头表示的可变焦距轨道在光轴上移动。

另外，将构成第三透镜组G3的两个透镜部分中的组合正透镜L31作为移动透镜组Gs，使其沿与光轴大致垂直的方向移动，从而使像移动，补偿由手的颤动等引起的像位置的变动。

另外，通过使第二透镜组G2沿光轴移动，进行聚焦(调焦)。

在以下的表(17)中示出了本发明的第五实施例的各单元的值。在表(17)中，f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，Bf表示后焦距，D0表示物体和最靠近物体侧的面之间沿光轴的距离。另外，面编号表示沿光线的进行方向从物体一侧开始的透镜面的顺序，折射率及阿贝数分别表示与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表17]f＝36.00～75.00～170.00FNO＝3.78～6.29～11.00ω＝31.10～15.54～7.11 (°)面编号  曲率半径    面间隔       折射率     阿贝数

1     54.1928     4.250        1.48749    70.45

2     -52.3691    1.375        1.84666    23.83

3     -92.1386    (d3＝可变)

4     -25.5701    1.000        1.80420    46.51

5     26.6803

6^*   21.2449     3.500        1.71736    29.50

7     -13.5167    1.000        1.83500    43.97

8     72.4913     (d8＝可变)

9     ∞          1.250        (孔径光阑)

10    34.0724     3.125        1.48749    70.45

11    -13.2038    1.000        1.84666    23.83

12    -23.7313    1.125

13    53.3181     2.625        1.51450    63.05

14^*  -25.4556    (d14＝可变)

15^*  -248.6454   2.712        1.68893    31.16

16    -43.5428    7.353

17    -15.2053    1.250        1.77250    49.61

18    549.3023    (Bf)(非球面数据)

      R               κ                                 C4

6面   21.2449         1.1736           +1.72430×10^-6

      C6              C8               C10

      +1.91380×10^-7 -3.91910×10^-9  +4.47150×10^-11

      R               κ                                C4

14面  -25.4556        1.5838           +3.34760×10^-5

      C6              C8               C10

      +5.06200×10^-8 -2.72670×10^-10 +1.01290×10^-12

      R               κ                                C4

15面  -248.6454       -1.2808          +1.49020×10^-5

      C6              C8               C10

      -3.03490×10^-8 +2.80520×10^-10 +2.09070×10^-13(变焦时的可变间隔)

f     35.9994    74.9983    170.0006

d3    2.8161     15.7797    28.8035

d8    4.2483     2.6490     1.2500

d14   20.8296    10.9664    2.8750

Bf    7.8751     31.1383(摄影放大率为-1/30倍时的第二透镜组G2的聚焦移动量δG2)焦距f       35.9994      74.9983      170.0006D0          1027.5967    2147.3279    4876.9022移动量δG2  0.8752       0.7208       0.7057其中移动量的符号以朝向物体侧的移动为正。(组合正透镜L31的移动量Δs和像移动量δs的关系)焦距f            35.9994   74.9983   170.0006像移动量δs      0.3600    0.7500    1.7000透镜的移动量Δs  0.3425    0.4306    0.5605(条件式对应值)

  fs＝43.9348

  f3＝20.5014

βsw＝-0.1794

β3w＝ 6.8571

βst＝-0.3525

β3t＝ 9.6059

 f2a＝-16.0983

 f2b＝ 66.2384

 fvt＝-50.2071

   Z＝ 4.7223

(8)D/fs                        ＝0.122

(9)f3/fs                       ＝0.467

(10)(1-β3t)βst/(1-β3w)βsw/Z＝0.611

(11)|f2a|/f2b                  ＝0.243

(12)|fvt|/ft                   ＝0.295

图31至图36是与d线(λ＝587.6nm)对应的第五实施例的各像差图。图31是广角端状态下的无限远调焦状态时的各像差图，图32是中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图，图33是望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

另外，图34是广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图，图35是中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图，图36是望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

另外，图37至图42是第五实施例中使像相对于光轴移动0.01rad(弧度)时的慧形像差图。图37是广角端状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图，图38是中间焦距状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图，图39是望远端状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图。

另外，图40是广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图，图41是中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图，图42是望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图。

图37至图42的各像差图表示使组合正透镜L31沿像高Y的正方向移动且Y＝15.0、0、-15.0时的慧形像差图。

在各像差图中，FNO表示F数，NA表示数值孔径，Y表示像高，A表示与各像高对应的半视场角，H表示与各像高对应的物体高度。

另外，在表示像散的像差图中，实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。另外，在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。

由各像差图可知，在本实施例中，在各摄影距离状态下及各焦距状态下，像移动时也能很好地补偿各像差。

(第六实施例)

图43是本发明的第六实施例的放大率可变光学系统的结构图。

在图43所示的放大率可变光学系统中，第一透镜组G1从物体一侧开始依次由双凸透镜和使凹面朝向物体侧的负半月面透镜的组合正透镜L1构成。

另外，第二透镜组G2从物体一侧开始依次由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合正透镜L22构成。

另外，第三透镜组G3由双凸透镜和使凹面朝向物体侧的负半月面透镜的组合正透镜L31、以及双凸透镜L32构成。

另外，第四透镜组G4从物体一侧开始依次由双凸透镜L41、以及双凹透镜L42构成。

因此，如果将第六实施例的放大率可变光学系统与本发明的第三形态对应地考虑，则第三透镜组G3构成透镜组GA，第四透镜组G4构成最后透镜组GE。另外，第二透镜组G2中的双凹透镜L21构成负部分透镜组G2a，第二透镜组G2中的组合正透镜L22构成正部分透镜组G2b。

另外，孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当从广角端状态到望远端状态进行变焦时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

图43表示广角端状态下的各透镜组的位置关系，在向望远端状态变焦时，沿着图1中用箭头表示的可变焦距轨道在光轴上移动。

另外，将构成第三透镜组G3的两个透镜部分中的组合正透镜L31作为移动透镜组Gs，使其沿与光轴大致垂直的方向移动，从而使像移动，补偿由手的颤动等引起的像位置的变动。

另外，通过使第二透镜组G2沿光轴移动，进行聚焦(调焦)。

在以下的表(18)中示出了本发明的第六实施例的各单元的值。在表(18)中，f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，Bf表示后焦距，D0表示物体和最靠近物体侧的面之间沿光轴的距离。另外，面编号表示沿光线的进行方向从物体一侧开始的透镜面的顺序，折射率及阿贝数分别表示与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表18]f＝38.93～75.60～183.96FN0＝3.85～6.14～11.00ω＝28.78～15.43～6.58°面编号  曲率半径    面间隔       折射率     阿贝数

1     51.8167     4.284        1.48749    70.45

2     -53.7693    1.386        1.84666    23.83

3     -97.0444    (d3＝可变)

4     -26.4310    1.008        1.77250    49.61

5     33.0387     0.756

6^×  22.2667      3.528        1.68893    31.16

7     -13.3299    1.008        1.80420    46.51

8     53.2684     (d8＝可变)

9     ∞          1.260                   (孔径光阑)

10    33.7458     3.150        1.48749    70.45

11    -14.0844    1.008        1.84666    23.83

12    -25.9907    1.134

13    51.2297     2.646        1.51450

14^*  -25.9086    (d14＝可变)

15^*  325.0348    3.098       1.68893    31.16

16    -60.6443    6.915

17    -14.3830    1.260       1.77250    49.61

18    3325.718    (Bf)(非球面数据)

      R               κ                              C4

6面   22.2667         1.4465          +1.32815×10^-6

      C6              C8              C10

      +2.29845×10^-7 -4.26665×10^-9 +3.87369×10^-11

      R               κ                              C4

14面  -25.9086        1.3985          +2.83877×10^-5

      C6              C8              C10

      +2.11412×10^-7 -3.76902×10^-9 +2.80604×10^-11

      R               κ                              C4

15面  325.0348        11.0000         +1.95413×10^-5

      C6              C8              C10

      +4.87122×10^-8 -3.67858×10^-10+3.55599×10^-12(变焦时的可变间隔)

f     38.9344   75.6011    183.9649

d3    3.0033    14.6630    29.5856

d8    4.0122    2.8704     1.2600

d14   21.7699   12.0689    2.8980

Bf    7.9388    29.1277    78.7294(摄影放大率为-1/30倍时的第二透镜组G2的聚焦移动量δG2)焦距f       38.9344     75.6011     183.9649D0          1108.6260   2157.6195   5220.4865移动量δG2  0.9652      0.8336      0.9719其中，移动量的符号以朝向物体侧的移动为正。(组合正透镜L31的移动量Δs和像移动量δs的关系)焦距f            38.9344   75.6011   183.9649像移动量δs      0.3893    0.7560    1.8397透镜的移动量Δs  0.3825    0.4667    0.6338(条件式对应值)

  fs＝46.5407

  f3＝20.4769

βsw＝-0.2130

β3w＝ 5.7660

βst＝-0.3194

β3t＝10.0910

 f2a＝-18.8689

 f2b＝122.0734

 fvt＝-57.08654

   Z＝ 4.7250

(8)D/fs                         ＝0.116

(9)f3/fs                        ＝0.440

(1 0)(1-β3t)βst/(1-β3w)βsw/Z＝0.605

(11)|f2a|/f2b                   ＝0.155

(12)|fvt|/ft                    ＝0.310

图44至图49是与d线(λ＝587.6nm)对应的第六实施例的各像差图。图44是广角端状态下的无限远调焦状态时的各像差图，图45是中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图，图46是望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

另外，图47是广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图，图48是中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图，图49是望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

另外，图50至图55是第六实施例中使像相对于光轴移动0.01rad(弧度)时的慧形像差图。图50是广角端状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图，图51是中间焦距状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图，图52是望远端状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图。

另外，图53是广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图，图54是中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图，图55是望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图。

图50至图55的各像差图表示使组合正透镜L31沿像高Y的正方向移动且Y＝15.0、0、-15.0时的慧形像差图。

在各像差图中，FNO表示F数，NA表示数值孔径，Y表示像高，A表示与各像高对应的半视场角，H表示与各像高对应的物体高度。

另外，在表示像散的像差图中，实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。另外，在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。

由各像差图可知，在本实施例中，在各摄影距离状态下及各焦距状态下，像移动时也能很好地补偿各像差。

(第七实施例)

图56是本发明的第七实施例的放大率可变光学系统的结构图。

在图56所示的放大率可变光学系统中，第一透镜组G1从物体一侧开始依次由双凸透镜和使凹面朝向物体侧的负半月面透镜的组合正透镜L1构成。

另外，第二透镜组G2从物体一侧开始依次由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合正透镜L22构成。

另外，第三透镜组G3由双凸透镜和使凹面朝向物体侧的负半月面透镜的组合正透镜L31、以及双凸透镜L32构成。

另外，第四透镜组G4从物体一侧开始依次由双凸透镜L41、以及双凹透镜L42构成。

因此，如果将第七实施例的放大率可变光学系统与本发明的第三形态对应地考虑，则第三透镜组G3构成透镜组GA，第四透镜组G4构成最后透镜组GE。另外，第二透镜组G2中的双凹透镜L21构成负部分透镜组G2a，第二透镜组G2中的组合正透镜L22构成正部分透镜组G2b。68    另外，孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当从广角端状态到望远端状态进行变焦时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

图56表示广角端状态下的各透镜组的位置关系，在向望远端状态变焦时，沿着图1中用箭头表示的可变焦距轨道在光轴上移动。

另外，将构成第三透镜组G3的两个透镜部分中的组合正透镜L31作为移动透镜组Gs，使其沿与光轴大致垂直的方向移动，从而使像移动，补偿由手的颤动等引起的像位置的变动。

另外，通过使第二透镜组G2沿光轴移动，进行聚焦(调焦)。

在以下的表(19)中示出了本发明的第七实施例的各单元的值。在表(19)中，f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，Bf表示后焦距，D0表示物体和最靠近物体侧的面之间沿光轴的距离。另外，面编号表示沿光线的进行方向从物体一侧开始的透镜面的顺序，折射率及阿贝数分别表示与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表19]f＝38.80～75.34～183.30FNO＝3.99～6.21～10.98ω＝29.26～15.48～6.61°面编号 曲率半径    面间隔     折射率     阿贝数

1    47.5258     3.516      1.48749    70.45

2    -56.0972    1.381      1.84666    23.83

3    -106.0453   (d3＝可变)

4    -28.0826    1.004      1.77250    49.61

5    24.9169     0.753

6^*  22.0995     3.956      1.68893    31.16

7    -12.1624    1.004      1.80420    46.51

8    94.4937     (d8＝可变)

9    ∞          1.256                 (孔径光阑)

10   33.8221     3.140      1.49782    82.52

11   -13.6984    1.005      1.80518    25.46

12   -26.3091    1.130

13   75.0518     2.637      1.51450    63.05

14^* -26.4349    (d14＝可变)

15^* 3619.3393   2.763      1.72825    28.31

16   -61.4390    7.660

17   -15.3827    1.256      1.73400    51.04

18   425.5221    (Bf)(非球面数据)

   R               κ                              C46面   22.0995         1.9417          -1.90305×10^-6

   C6              C8              C10

   +3.49236×10^-7 -9.33533×10^-9 +9.75434×10^-11

   R               κ                              C414面  -26.4349        1.3464          +2.25498×10^-5

   C6              C8              C10

   +3.22854×10^-7 -8.27256×10^-9 +7.94160×10^-11

   R               κ                              C415面  3619.3393       11.0000         +1.43908×10^-5

   C6              C8              C10

   +9.51657×10^-9 +3.86881×10^-11+8.05797×10^-13(变焦时的可变间隔)

f     38.8002   75.3363    183.3010

d3    3.0768    14.6630    29.5856

d8    4.0122    2.8704     1.2600

d14   21.7699   12.0689    2.8980

Bf    7.9388    29.1277    78.7294(摄影放大率为-1/30倍时的第二透镜组G2的聚焦移动量δG2)焦距f         38.8002     75.3363     183.3010D0            1103.8760   2144.7139   5149.0072移动量δG2    1.0081      0.9040      1.2037其中，移动量的符号以朝向物体侧的移动为正。(组合正透镜L31的移动量Δs和像移动量δs的关系)焦距f            38.8002  75.3363   183.3010像移动量δs      0.3880   0.7535    1.8336透镜的移动量Δs  0.3568   0.4445    0.6138(条件式对应值)

  fs＝46.9493

  f3＝21.4158

βsw＝-0.0927

β3w＝+12.9804

βst＝  0.0041

β3t＝-737.193

 f2a＝-16.9507

 f2b＝+68.4681

 fvt＝-60.15135

  Z ＝ 4.7242

(8)D/fs                        ＝0.123

(9)f3/fs                       ＝0.456

(10)(1-β3t)βst/(1-β3w)βsw/Z＝0.582

(11)|f2a|/f2b                  ＝0.248

(12)|fvt|/ft                   ＝0.328

图57至图62是与d线(λ＝587.6nm)对应的第七实施例的各像差图。图57是广角端状态下的无限远调焦状态时的各像差图，图58是中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图，图59是望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

另外，图60是广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图，图61是中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图，图62是望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

另外，图63至图68是第七实施例中使像相对于光轴移动0.01rad(弧度)时的慧形像差图。图63是广角端状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图，图64是中间焦距状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图，图65是望远端状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图。

另外，图66是广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图，图67是中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图，图68是望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图。

图63至图68的各像差图表示使组合正透镜L31沿像高Y的正方向移动且Y＝15.0、0、-15.0时的慧形像差图。

在各像差图中，FNO表示F数，NA表示数值孔径，Y表示像高，A表示与各像高对应的半视场角，H表示与各像高对应的物体高度。

另外，在表示像散的像差图中，实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。另外，在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。

由各像差图可知，在本实施例中，在各摄影距离状态下及各焦距状态下，像移动时也能很好地补偿各像差。

(第八实施例)

图69是本发明的第八实施例的放大率可变光学系统的结构图。

在图69所示的放大率可变光学系统中，第一透镜组G1从物体一侧开始依次由双凸透镜和使凹面朝向物体侧的负半月面透镜的组合正透镜L1构成。

另外，第二透镜组G2从物体一侧开始依次由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合正透镜L22构成。

另外，第三透镜组G3由双凸透镜和使凹面朝向物体侧的负半月面透镜的组合正透镜L31、以及双凸透镜L32构成。

另外，第四透镜组G4从物体一侧开始依次由双凸透镜L41、以及双凹透镜L42构成。

因此，如果将第八实施例的放大率可变光学系统与本发明的第三形态对应地考虑，则第三透镜组G3构成透镜组GA，第四透镜组G4构成最后透镜组GE。另外，第二透镜组G2中的双凹透镜L21构成负部分透镜组G2a，第二透镜组G2中的组合正透镜L22构成正部分透镜组G2b。

另外，孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当从广角端状态到望远端状态进行变焦时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

图69表示广角端状态下的各透镜组的位置关系，在向望远端状态变焦时，沿着图1中用箭头表示的可变焦距轨道在光轴上移动。

另外，将构成第三透镜组G3的两个透镜部分中的组合正透镜L31作为移动透镜组Gs，使其沿与光轴大致垂直的方向移动，从而使像移动，补偿由手的颤动等引起的像位置的变动。

另外，通过使第二透镜组G2沿光轴移动，进行聚焦(调焦)。

在以下的表(20)中示出了本发明的第八实施例的各单元的值。在表(20)中，f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，Bf表示后焦距，D0表示物体和最靠近物体侧的面之间沿光轴的距离。另外，面编号表示沿光线的进行方向从物体一侧开始的透镜面的顺序，折射率及阿贝数分别表示与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表20]f＝38.81～75.35-183.35FNO＝3.96～6.19～11.00ω＝29.28～15.48～6.61°面编号 曲率半径   面间隔     折射率     阿贝数

1    47.8034    3.516      1.48749    70.45

2    -54.9592   1.381      1.84666    23.83

3    -103.2755  (d3＝可变)

4    -27.1841   1.005      1.77250    49.61

5    25.8284    0.754

6^*  23.0512    3.830      1.68893    31.16

7    -12.4666   1.005      1.80420    46.51

8    102.5292   (d8＝可变)

9    ∞         1.256                 (孔径光阑)

10   33.6151    3.140      1.48749    70.45

11   -13.8736   1.005      1.84666    23.83

12   -25.1751   1.130

13   76.4471    2.637      1.15450    63.05

14^* -26.0362   (d14＝可变)

15^* 230.4906   3.077      1.68893    31.16

16   -64.5403   7.284

17   -15.7104   1.256      1.77250    49.61

18   344.0289   (Bf)(非球面数据)

      R               κ                                C4

6面   23.0512         1.8286           +1.21080×10^-6

      C6              C8               C10

      +3.38130×10^-7 -8.34260×10^-9  +8.44440×10^-11

      R               κ                                C4

14面  -26.0362        1.3174           +2.31200×10^-5

      C6              C8               C10

      +2.94030×10^-7 -7.48990×10^-9  +7.13870×10^-11

      R               κ                                C4

15面  230.4906        4.2292           +1.55880×10^-5

      C6              C8               C10

      +1.19210×10^-8 +1.69680×10^-11 +9.96150×10^-13(变焦时的可变间隔)

f     38.8051   75.3501    183.3537

d3    3.0734    14.7292    29.5415

d8    4.8400    3.1203     1.2558

d14   23.4140   13.4834    2.9108

Bf    7.9206    28.6020    78.4385(摄影放大率为-1/30倍时的第二透镜组G2的聚焦移动量δG2)焦距f        38.8051     75.3501     183.3537D0           1103.8874   2411.7388   5149.0620移动量δG2   1.0081      0.9040      1.2037其中，移动量的符号以朝向物体侧的移动为正(组合正透镜131的移动量Δs和像移动量δs的关系)焦距f            38.8051  75.3501  183.3537像移动量δs      0.3880   0.7532   1.8331透镜的移动量Δs  0.3492   0.4362   0.6008(条件式对应值)

  fs＝45.0429

  f3＝21.5586

βsw＝-0.1236

β3w＝ 9.8010

βst＝-0.0759

β3t＝40.3589

 f2a＝-17.0079

 f2b＝+71.1832

 fvt＝-59.8488

  Z ＝ 4.7250

(8)D/fs                        ＝0.123

(9)f3/fs                       ＝0.479

(10)(1-β3t)βst/(1-β3w)βsw/Z＝0.581

(11)|f2a|/f2b                  ＝0.239

(12)|fvt|/ft                   ＝0.326

图70至图75是与d线(λ＝587.6nm)对应的第六实施例的各像差图。图70是广角端状态下的无限远调焦状态时的各像差图，图71是中间焦距状态下的无限远调焦状态时的各像差图，图72是望远端状态下的无限远调焦状态时的各像差图。

另外，图73是广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图，图74是中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图，图75是望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的各像差图。

另外，图76至图81是第八实施例中使像相对于光轴移动0.01rad(弧度)时的慧形像差图。图76是广角端状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图，图77是中间焦距状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图，图78是望远端状态下的无限远调焦状态时的慧形像差图。

另外，图79是广角端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图，图80是中间焦距状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图，图81是望远端状态下的摄影放大率为-1/30倍时的慧形像差图。

图76至图81的各像差图表示使组合正透镜L31沿像高Y的正方向移动且Y＝15.0、0、-15.0时的慧形像差图。

在各像差图中，FNO表示F数，NA表示数值孔径，Y表示像高，A表示与各像高对应的半视场角，H表示与各像高对应的物体高度。

另外，在表示像散的像差图中，实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。另外，在表示球面像差的像差图中，虚线表示正弦条件。

由各像差图可知，在本实施例中，在各摄影距离状态下及各焦距状态下，像移动时也能很好地补偿各像差。

如果采用以上各实施例，则能实现适合于小型、高性能、变焦比为5倍左右的高变焦化的像移动可能的放大率可变光学系统。另外，通过将多个非球面导入放大率可变光学系统的透镜组中，当然能进一步达到大口径、高变焦化和小型化。

(第九实施例)

图82是本发明的第九实施例的放大率可变光学系统的结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G1，由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L1构成；第二透镜组G2，由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合透镜L22构成；第三透镜组G3，由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L31以及双凸透镜32构成；第四透镜组G4，由使凸面朝向像侧的正透镜L41和使凹面朝向物体侧的负透镜L42构成。孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

在以下的表21中示出了本发明的第九实施例的各单元的值。实施例的各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表21]f     36.00～75.00～170.00FNO   3.78～6.29～11.00ω    31.10～15.54～7.11(°)面编号 曲率半径    面间隔   折射率     阿贝数

1    54.1928     4.250    1.48749    70.45

2    -52.3691    1.375    1.84666    23.83

3    -92.1386    (D3)     1.0

4    -25.5701    1.000    1.80420    46.51

5    26.6803     1.000    1.0

6^*  21.2449     3.500    1.71736    29.50

7    -13.5167    1.000    1.83500    42.97

8    72.4913     (D8)     1.0

9    0.0000      1.250    1.0

10   34.0724     3.125    1.48749    70.45

11   -13.2038    1.000    1.84666    23.83

12   -23.7313    1.125    1.0

13   53.3181     2.625    1.51450    63.05

14^* -25.4556   (D14)     1.0

15^* -248.6454   2.712    1.68893    31.16

16   -43.5428    7.353    1.0

17   -15.2053    1.250    1.77250    49.61

18   549.3023    (Bf)     1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形状由下式表示。

[第6面]1/R＝+1/21.2449  κ＝1.1736

C4＝+1.72430×10^-6

C6＝+1.91380×10^-7

C8＝-3.91910×10^-9

C10＝+4.47150×10^-11

[第14面]1/R＝-1/25.4556  κ＝1.5838

C4＝+3.34760×10^-5

C6＝+5.06200×10^-8

C8＝-2.72670×10^-10

C10＝+1.01290×10^-12

[第15面]1/R＝-1/248.6454  κ＝-1.2808

C4 ＝+1.49020×10^-5

C6 ＝-3.03490×10^-8

C8 ＝+2.80520×10^-10

C10＝+2.09070×10^-13(可变间隔表)

f     35.9994  74.9983  170.0006

D3    2.8161   15.7797  28.8035

D8    4.2483   2.6490   1.2500

D14   20.8296  10.9664  2.8750

Bf    7.8751   31.1383  78.2651(聚焦时第二透镜组的伸出量δG2)

f     35.9994    74.9983    170.0006

D0    1027.5967  2147.3279  4876.9022

δG2  0.8752     0.7208     0.7057其中，伸出量是摄影放大率为-1/30倍时的伸出量，伸出量以物体侧的方向为正。(条件式对应值)

β2T＝-0.5649

β2W＝-0.3292

β4T＝1.2015

β4W＝3.6171

(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.113

(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.062

(15)(β2T/β2W)/Z＝0.363

(16)|R4|/D＝2.379

(17)(β4T/β4W)/Z＝0.638

图83至图88是本发明的第九实施例的各像差图，图83至图85表示无限远调焦状态时的各像差图，图86至图88表示近距离调焦状态(摄影放大率为-1/30倍)时的各像差图，图83和图86、图84和图87、图85和图88分别表示广角端状态、中间焦距状态、望远端状态时的各像差图。

在图83至图88所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，Y表示像高，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。

由各像差图可知，在本实施例中能很好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

(第十实施例)

图89是本发明的第十实施例的透镜结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G1，由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L1构成；第二透镜组G2，由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合透镜L22构成；第三透镜组G3，由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L31、以及双凸透镜32构成；第四透镜组G4，由使凸面朝向像侧的正透镜L41和使凹面朝向物体侧的负透镜L42构成。孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

在以下的表22中示出了本发明的第十实施例的各单元的值。实施例的各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表22]f     38.93～75.60～183.96FNO   3.85～6.14～11.00ω    28.78～15.43～6.58(°)面编号 曲率半径    面间隔   折射率     阿贝数

1    51.8167     4.284    1.48749    70.45

2    -53.7693    1.386    1.84666    23.83

3    -97.0444    (D3)     1.0

4    -26.4310    1.008    1.77250    49.61

5    33.0387     0.756    1.0

6^*  22.2667     3.528    1.68893    31.16

7    -13.3299    1.008    1.80420    46.51

8    53.2684     (D8)     1.0

9    0.0000      1.260    1.0

10   33.7458     3.150    1.48749    70.45

11   -14.0844    1.008    1.84666    23.83

12   -25.9907    1.134    1.0

13   51.2297     2.646    1.51450    63.05

14^* -25.9086    (D14)    1.0

15^* 325.0348    3.098    1.68893    31.16

16   -60.6443    6.915    1.0

17   -14.3830    1.260    1.77250    49.61

18   3325.7186   (Bf)     1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形状由下式表示。

[第6面]1/R＝+1/22.2667    κ＝1.4465

C4 ＝+1.32815×10^-6

C6 ＝+2.29845×10^-7

C8 ＝-4.26665×10^-9

C10＝+3.87369×10^-11

[第14面]1/R＝-1/25.9086   κ＝1.3985

C4 ＝+2.83877×10^-5

C6 ＝+2.11412×10^-7

C8 ＝-3.76902×10^-9

C10＝+2.80604×10^-11

[第15面]1/R＝+1/325.0348  κ＝11.0000

C4 ＝+1.95413×10^-5

C6 ＝+4.87122×10^-8

C8 ＝-3.67858×10^-10

C10＝+3.55599×10^-12(可变间隔表)

f     38.9344  75.6011  183.9649

D3    3.0033   14.6630  29.5856

D8    4.0122   2.8704   1.2600

D14   21.7699  12.0689  2.8980

Bf    7.9388   29.1277  78.7294(聚焦时第二透镜组的伸出量δG2)

f     38.9344    75.6011    183.9649

D0    1108.6260  2157.6195  5220.4865

δG2  0.9652     0.8336     0.9719其中，伸出量是摄影放大率为-1/30倍时的伸出量，伸出量以物体侧的方向为正。(条件式对应值)

β2T＝-0.6495

β2W＝-0.3598

β4T＝1.2083

β4W＝3.7065

(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.195

(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.064

(15)(β2T/β2W)/Z＝0.382

(16)|R4|/D＝2.563

(17)(β4T/β4W)/Z＝0.649

图90至图95是本发明的第十实施例的各像差图，图90至图92表示无限远调焦状态时的各像差图，图93至图95表示近距离调焦状态(摄影放大率为-1/30倍)时的各像差图，图90和图93、图91和图94、图92和图95分别表示广角端状态、中间焦距状态、望远端状态时的各像差图。

在图90至图95所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，Y表示像高，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。

由各像差图可知，在本实施例中能很好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

(第十一实施例)

图96是本发明的第十一实施例的透镜结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G1，由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L1构成；第二透镜组G2，由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合透镜L22构成；第三透镜组G3，由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L31、以及双凸透镜32构成；第四透镜组G4，由使凸面朝向像侧的正透镜L41和使凹面朝向物体侧的负透镜L42构成。孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

在以下的表23中示出了本发明的第十一实施例的各单元的值。实施例的各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表23]f    38.80～75.34～183.30FNO  3.99～6.21～10.98ω   29.26～15.48～6.61(°)面编号 曲率半径   面间隔   折射率     阿贝数

1    47.5258    3.516    1.48749    70.45

2    -56.0972   1.381    1.84666    23.83

3    -106.0453  (D3)     1.0

4    -28.0826   1.004    1.77250    49.61

5    24.9169    0.753    1.0

6^*  22.0995    3.956    1.68893    31.16

7    -12.1624   1.004    1.80420    46.51

8    94.4937    (D8)     1.0

9    0.0000     1.256    1.0

10   33.8221    3.140    1.49782    82.52

11   -13.6984   1.005    1.80518    25.46

12   -26.3091   1.130    1.0

13   75.0518    2.637    1.51450    63.05

14^* -26.4349   (D14)    1.0

15^* 3619.3393  2.763    1.72825    28.31

16   -61.4390   7.660    1.0

17   -15.3827   1.256    1.73400    51.04

18   425.5221   (Bf)     1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形状由下式表示。

[第6面]1/R＝+1/22.0995    κ＝1.9417

C4 ＝-1.90305×10^-6

C6 ＝+3.49236×10^-7

C8 ＝-9.33533×10^-9

C10＝+9.75434×10^-11

[第14面]1/R＝-1/26.3091      κ＝1.3464

C4 ＝+2.25498×10^-5

C6 ＝+3.22854×10^-7

C8 ＝-8.27256×10^-9

C10＝+7.94160×10^-11

[第15面]1/R＝+1/3619.3393    κ＝11.0000

C4 ＝+1.43908×10^-5

C6 ＝+9.51657×10^-9

C8 ＝+3.86881×10^-11

C10＝+8.05797×10^-13(可变间隔表)

f     38.8002  75.3363  183.3010

D3    3.0768   14.6630  29.5856

D8    4.0122   2.8704   1.2600

D14   21.7699  12.0689  2.8980

Bf    7.9388   29.1277  78.7294(聚焦时第二透镜组的伸出量δG2)

f     38.8002    75.3363    183.3010

D0    1103.8760  2144.7139  5149.0072

δG2  1.0081     0.9040     1.2037其中，伸出量是摄影放大率为-1/30倍时的伸出量，伸出量以物体侧的方向为正。(条件式对应值)

β2T＝-0.7084

β2W＝-0.3795

β4T＝1.1900

β4W＝3.5021

(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.060

(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.066

(15)(β2T/β2W)/Z＝0.395

(16)|R4|/D＝2.414

(17)(β4T/β4W)/Z＝0.623

图97至图102是本发明的第十一实施例的各像差图，图97至图99表示无限远调焦状态时的各像差图，图100至图102表示近距离调焦状态(摄影放大率为-1/30倍)时的各像差图，图97和图100、图98和图101、图99和图102分别表示广角端状态、中间焦距状态、望远端状态时的各像差图。

在图97至图102所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，Y表示像高，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。

由各像差图可知，在本实施例中能很好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

(第十二实施例)

图103是本发明的第十二实施例的透镜结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G1，由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L1构成；第二透镜组G2，由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合透镜L22构成；第三透镜组G3，由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L31以及双凸透镜32构成；第四透镜组G4，由使凸面朝向像侧的正透镜L41和使凹面朝向物体侧的负透镜L42构成。孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

在以下的表24中示出了本发明的第十二实施例的各单元的值。实施例的各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表24]f     38.81～75.35～183.35FNO   3.96～6.19～11.00ω    29.28～15.48～6.61(°)面编号 曲率半径    面间隔   折射率     阿贝数

1    47.8034     3.516    1.48749    70.45

2    -54.9592    1.381    1.84666    23.83

3    -103.2755   (D3)     1.0

4    -27.1841    1.005    1.77250    49.61

5    25.8384     0.754    1.0

6^*  23.0512     3.830    1.68893    31.16

7    -12.4666    1.005    1.80420    46.51

8    102.5292    (D8)     1.0

9    0.0000      1.256    1.0

10   33.6151     3.140    1.48749    70.45

11   -13.8736    1.005    1.84666    23.83

12   -25.1751    1.130    1.0

13   76.4471     2.637    1.51450    63.05

14^* -26.0362    (D14)    1.0

15^* 230.4906    3.077    1.68893    31.16

16   -64.5403    7.284    1.0

17   -15.7104    1.256    1.77250    49.61

18   344.0289    (Bf)     1.0第六面、第十四面、第十五面是非球面，其形状由下式表示。

[第6面]1/R＝+1/23.0512    κ＝1.8286

C4 ＝+1.21080×10^-6

C6 ＝+3.38130×10^-7

C8 ＝-8.34260×10^-9

C10＝+8.44440×10^-11

[第14面]1/R＝-1/26.0362   κ＝1.3174

C4 ＝+2.31200×10^-5

C6 ＝+2.94030×10^-7

C8 ＝-7.48990×10^-9

C10＝+7.13870×10^-11

[第15面]1/R＝+1/230.4906  κ＝4.2292

C4 ＝+1.55880×10^-5

C6 ＝+1.19210×10^-8

C8 ＝+1.69680×10^-11

C10＝+9.96150×10^-13(可变间隔)

f     38.8051  75.3501  183.3537

D3    3.0734   14.7292  29.5415

D8    4.8400   3.1203   1.2558

D14   23.4140  13.4834  2.9108

Bf    7.9206   28.6020  78.4385(聚焦时第二透镜组的伸出量δG2)

f     38.8051    75.3501    183.3537

D0    1103.8874  2144.7388  5149.0620

δG2  1.0081     0.9040     1.2037其中，伸出量是摄影放大率为-1/30倍时的伸出量，伸出量以物体侧的方向为正。(条件式对应值)

β2T＝-0.7061

β2W＝-0.3780

β4T＝1.1743

β4W＝3.4651

(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.057

(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.066

(15)(β2T/β2W)/Z＝0.395

(16)|R4|/D＝2.378

(17)(β4T/β4W)/Z＝0.625

图104至图109是本发明的第十二实施例的各像差图，图104至图106表示无限远调焦状态时的各像差图，图107至图109表示近距离调焦状态(摄影放大率为-1/30倍)时的各像差图，图104和图107、图105和图108、图106和图109分别表示广角端状态、中间焦距状态、望远端状态时的各像差图。

在图104至图109所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，Y表示像高，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。

由各像差图可知，在本实施例中能很好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

(第十三实施例)

图110是本发明的第十三实施例的透镜结构图，从物体一侧开始依次为：第一透镜组G1，由使凸面朝向物体侧的正透镜部分和负透镜部分的组合透镜L1构成；第二透镜组G2，由双凹透镜L21、以及双凸透镜和双凹透镜的组合透镜L22构成；第三透镜组G3，由具有使凹面朝向物体侧的结合面的组合正透镜L31以及双凸透镜32构成；第四透镜组G4，由使凸面朝向像侧的正透镜L41和使凹面朝向物体侧的负透镜L42构成。孔径光阑S被配置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，孔径光阑S与第三透镜组G3整体地移动。

在以下的表25中示出了本发明的第十三实施例的各单元的值。实施例的各单元表中的f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视场角，折射率是与d线(λ＝587.6nm)对应的值。

[表25]f     39.00～75.73～184.28FNO   4.92～7.18～11.00ω    29.15～15.41～6.56(°)面编号    曲率半径    面间隔    折射率    阿贝数

1    46.5486     3.534    1.48749    70.44

2    -56.2039    1.388    1.84666    23.83

3    -113.0233   (D3)

4    -34.7466    1.010    1.77250    39.62

5    23.2063     0.757

6^*  20.3546     2.903    1.68893    31.16

7    -12.7681    1.010    1.80420    46.50

8    61.2808     1.262

9    0.0000      (D9)

10   31.5989     3.660    1.48749    70.44

11   -12.7687    1.010    1.84666    23.83

12   -22.1550    1.136

13   82.6156     2.903    1.51450    64.20

14^* -33.9054    (D14)

15   560.1584    3.282    1.63980    34.57

16   -33.7707    3.534

17   -45.7553    1.262    1.65160    58.14

18   126.2140    5.806

19   -15.2833    1.262    1.77250    49.62

20   -83.1096    (Bf)第六面、第十四面是非球面，其形状由下式表示。

[第6面]1/R＝+1/20.3546    κ＝1.9439

C4 ＝-8.81579×10^-6

C6 ＝+1.87980×10^-7

C8 ＝-2.57466×10^-9

C10＝+8.33794×10^-12

[第14面]1/R＝+1/560.1584  κ＝3.5113

C4 ＝+1.98356×10^-5

C6 ＝+1.04686×10^-7

C8 ＝7.19074×10^-10

C10＝+3.67793×10^-12(可变间隔)

f     39.0006  75.7295  184.2761

D3    3.5430   11.8742  30.1066

D8    7.7722   4.3463   1.2621

D14   19.4464  13.2843  4.0250

Bf    7.9520   26.1768  65.2018(聚焦时第二透镜组的伸出量δG2)

f     39.0006    75.7295    184.2761

D0    1104.4679  2167.6495  5137.9897

δG2  1.1368     0.8598     1.4089其中，伸出量是摄影放大率为-1/30倍时的伸出量，伸出量以物体侧的方向为正。(条件式对应值)

β2T＝-0.5669

β2W＝-0.3912

β4T＝1.2202

β4W＝3.2321

(13)(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＝0.066

(14)(Δ2/f1)/(ft/fw)＝0.065

(15)(β2T/β2W)/Z＝0.394

(16)|R4|/D＝5.005

(17)(β4T/β4W)/Z＝0.561

图111至图116是本发明的第十三实施例的各像差图，图111至图113表示无限远调焦状态时的各像差图，图114至图116表示近距离调焦状态(摄影放大率为-1/30倍)时的各像差图，图111和图114、图112和图115、图113和图116分别表示广角端状态、中间焦距状态、望远端状态时的各像差图。

在图111至图116所示的各像差图中，球面像差图中的实线表示球面像差，虚线表示正弦条件，Y表示像高，像散图中的实线表示径向像面，虚线表示子午线像面。慧形像差图表示像高y＝0、5.4、10.8、15.1、21.6时的慧形像差，A表示视场角，H表示物体高度。

由各像差图可知，在本实施例中能很好地补偿各像差，具有优异的成像性能。

如果采用以上各数值实施例，则能实现小型、高性能且变焦比为5倍左右的高变焦的可变焦距透镜。特别是通过将多个非球面导入构成可变焦距透镜的透镜组中，能达到大口径化、高变焦化和小型化。

Claims (28)

1.一种放大率可变光学系统，它从物体一侧开始，依次配置具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、具有负光焦度的第四透镜组，该放大率可变光学系统的特征在于：

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，如下进行移动，即上述第一透镜组和上述第二透镜组的间隔增大、上述第二透镜组和上述第三透镜组的间隔减小、上述第三透镜组和上述第四透镜组的间隔减小，将孔径光阑与上述第二透镜组或上述第三透镜组相邻地配置，同时设上述第一透镜组的焦距为f1、上述第二透镜组的焦距为f2、上述第三透镜组的焦距为f3时，满足以下的条件式

0.15＜f3/f1＜0.3

2.根据权利要求1所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设在广角端状态下的上述第二透镜组和上述第三透镜组的间隔为D2W、在望远端状态下的上述第二透镜组和上述第三透镜组的间隔为D2T、在广角端状态下的上述放大率可变光学系统的焦距为fw、在望远端状态下的上述放大率可变光学系统的焦距为ft时，满足以下条件式

0.03＜(D2W-D2T)/(fw·ft)^1/2＜0.15

0.2＜(D1T-D1W)/f1＜0.4

3.根据权利要求2所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

上述第二透镜组由具有负光焦度的负部分组和与其像侧相邻配置、具有正光焦度的正部分组构成。

4.根据权利要求3所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

上述第三透镜组具有正光焦度的组合透镜和正光焦度的透镜。

5.根据权利要求2所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设第四透镜组的焦距为f4、在广角端状态下的第三透镜组和第四透镜组的间隔为D3W，在望远端状态下的第三透镜组和第四透镜组的间隔为D3T时，满足以下条件式

0.3＜|f4|/f1＜0.4

1＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2

6.根据权利要求5所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

通过沿光轴方向驱动配置在比上述第一透镜组更靠近像侧的透镜组中的至少一个透镜组，进行调焦。

7.根据权利要求6所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设上述第二透镜组的焦距为f2时，满足以下条件式

0.35＜(f3+|f2|)/(fw′·ft)^1/2＜0.7

8.根据权利要求2所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设第四透镜组的焦距为f4，在广角端状态下的第三透镜组和第四透镜组的间隔为D3W，在望远端状态下的第三透镜组和第四透镜组的间隔为D3T时，满足以下条件式。

0.3＜|f4|/f1＜0.4

1＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2

9.根据权利要求1所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设上述第二透镜组的焦距为f2时，满足以下条件式

0.9＜|f2|/f3＜1.15

10.一种放大率可变光学系统，它从物体一侧开始，依次配置具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、具有负光焦度的第四透镜组，该放大率可变光学系统的特征在于：

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，如下进行移动，即上述第一透镜组和上述第二透镜组的间隔增大，上述第二透镜组和上述第三透镜组的间隔减小，上述第三透镜组和上述第四透镜组的间隔减小，将孔径光阑与上述第二透镜组或上述第三透镜组相邻地配置，同时，设上述第二透镜组的焦距为f2、上述第三透镜组的焦距为f3时，满足以下的条件式

0.9＜|f2|/f3＜1.15

11.根据权利要求10所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设在广角端状态下的上述第二透镜组和上述第三透镜组的间隔为D2W、在望远端状态下的上述第二透镜组和上述第三透镜组的间隔为D2T、在广角端状态下的上述放大率可变光学系统的焦距为fw、在望远端状态下的上述放大率可变光学系统的焦距为ft、上述第一透镜组的焦距为f1时，满足以下条件式

0.03＜(D2W-D2T)/(fw·ft)^1/2＜0.15

0.2＜(D1T-D1W)/f1＜0.4

12.根据权利要求11所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

离上述第三透镜组中的孔径光阑最远的透镜面是非球面。

13.根据权利要求12所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设第四透镜组的焦距为f4、在广角端状态下的第三透镜组和第四透镜组的间隔为D3W、在望远端状态下的第三透镜组和第四透镜组的间隔为D3T时，满足以下条件式

0.3＜|f4|/f1＜0.4

1＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2

14.根据权利要求13所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

通过沿光轴方向驱动配置在比上述第一透镜组更靠近像侧的透镜组中的至少一个透镜组，进行调焦。

15.根据权利要求14所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设上述第二透镜组的焦距为f2时，满足以下条件式

0.35＜(f3+|f2|)/(fw·ft)^1/2＜0.7

16.根据权利要求11所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

设第四透镜组的焦距为f4、在广角端状态下的第三透镜组和第四透镜组的间隔为D3W、在望远端状态下的第三透镜组和第四透镜组的间隔为D3T时，满足以下条件式

0.3＜|f4|/f1＜0.4

1＜(D1T-D1W)/(D3W-D3T)＜2

17.根据权利要求11所述的放大率可变光学系统，其特征在于：

满足以下条件式

0.15＜f3/f1＜0.3

18.一种像移动可能的放大率可变光学系统，其特征在于：

从物体一侧开始，依次备有具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、具有正光焦度的第三透镜组G3、以及具有负光焦度的第四透镜组G4，

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，至少上述第一透镜组G1及上述第四透镜组G4向物体一侧移动，以便使上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的间隔增大，上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3的间隔减小，上述第三透镜组G3和上述第四透镜组G4的间隔减小，

上述第三透镜组G3至少有两部分透镜组，将该至少两部分透镜组中的一部分透镜组设为移动透镜组Gs，通过使其沿大致垂直于光轴的方向移动，进行像移动，

将孔径光阑设在上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3之间，

将上述移动透镜组Gs的最靠近像一侧的面和上述孔径光阑之间的沿光轴的距离设为D、上述移动透镜组Gs的焦距为fs时，满足以下条件

D/fs＜0.2

19.根据权利要求18所述的像移动可能的放大率可变光学系统，其特征在于：

上述第三透镜组G3从物体一侧开始，依次由具有正光焦度的第一正部分透镜组G31和具有正光焦度的第二正部分透镜组G32构成，上述第一正部分透镜组G31构成上述移动透镜组Gs，

设上述第三透镜组G3的焦距为f3，上述移动透镜组Gs的焦距为fs时，满足以下条件

0.35＜f3/fs＜0.7

20.根据权利要求19所述的像移动可能的放大率可变光学系统，其特征在于：

设上述移动透镜组Gs在广角端状态下的横向放大率为β3w、配置在比上述移动透镜组Gs更靠近像侧的透镜组在广角端状态下的横向放大率为βsw、上述移动透镜组Gs在望远端状态下的横向放大率为β3t、配置在比上述移动透镜组Gs更靠近像侧的透镜组在望远端状态下的横向放大率为βst时，满足以下条件

0.4＜{(1-β3t)βst}/{(1-β3w)βsw}/Z＜0.9

21.根据权利要求19所述的像移动可能的放大率可变光学系统，其特征在于：

通过沿光轴移动上述第二透镜组G2，补偿与物体位置的变化相伴随的像面位置的变动。

22.根据权利要求18所述的像移动可能的放大率可变光学系统，其特征在于：

通过沿光轴移动上述第二透镜组G2，补偿与物体位置的变化相伴随的像面位置的变动。

23.一种像移动可能的放大率可变光学系统，其特征在于：

从物体一侧开始，依次至少配置具有正光焦度的第一透镜组G1、具有负光焦度的第二透镜组G2、以及具有正光焦度的透镜组GA，将负光焦度的最后透镜组GE配置在最靠近像的一侧，

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，使上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2之间的间隔变化，且向物体一侧移动，以便强制地进行由上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2产生的收敛作用，而且上述最后透镜组GE向物体一侧移动，

上述第二透镜组G2从物体一侧开始，依次由具有负光焦度的负部分透镜组G2a、以及具有正光焦度的正部分透镜组G2b构成，

上述透镜组GA有多个部分透镜组，将与该多个部分透镜组中的孔径光阑相邻配置的部分透镜组作为移动透镜组Gs，通过使其沿大致垂直于光轴的方向移动，进行像移动，

将上述负部分透镜组G2a的焦距设为f2a、将上述正部分透镜组G2b的焦距设为f2b、将在望远端状态下的上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的合成焦距设为fvt、将在望远端状态下的光学系统全体的焦距设为ft时，满足以下条件

0.1＜|f2a|/f2b＜0.4

0.2＜|fvt|/ft＜0.4

24.一种可近距离调焦的放大率可变光学系统，其特征在于：

从物体一侧开始，依次由正光焦度的第一透镜组G1、负光焦度的第二透镜组G2、正光焦度的第三透镜组G3、以及负光焦度的第四透镜组G4构成，

上述第二透镜组G2至少有具有负光焦度的部分透镜组GA、以及与上述部分透镜组GA的像侧相邻且用空气间隔隔开配置的部分透镜组GB，

当透镜位置状态从广角端状态变化到望远端状态时，全部上述透镜组向上述物体一侧移动，而且上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2之间的空气间隔增大，上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3之间的空气间隔减小，上述第三透镜组G3和上述第四透镜组G4之间的间隔减小，

进行近距离调焦时，上述第二透镜组G2向上述物体一侧移动，

设上述部分透镜组GA的最靠近像侧的透镜面的曲率半径为Ra、上述部分透镜组GB的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径为Rb时，满足以下条件

-0.1＜(Ra-Rb)/(Ra+Rb)＜0.3

25.根据权利要求24所述的可近距离调焦的放大率可变光学系统，其特征在于：

将孔径光阑配置在上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3之间，设上述第二透镜组G2离上述孔径光阑最远的透镜面LS的曲率半径为R4、并设在上述广角端状态下沿光轴从孔径光阑到上述透镜面LS的距离为D时，满足以下条件

1.5＜|R4|/D＜3.5

26.根据权利要求24所述的可近距离调焦的放大率可变光学系统，其特征在于：

设在上述广角端状态下的上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的空气间隔为D1W、在上述望远端状态下的上述第一透镜组G1和上述第二透镜组G2的空气间隔为D1T、Δ2＝D1T-D1W、且设上述第一透镜组G1的焦距为f1、在上述广角端状态下的全透镜系统的焦距为fw、在上述望远端状态下的全透镜系统的焦距为ft时，满足以下条件

0.03＜(Δ2/f1)/(ft/fw)＜0.1

27.根据权利要求26所述的可近距离调焦的放大率可变光学系统，其特征在于：

设上述第二透镜组G2在广角端状态下的横向放大率为β2W、上述第二透镜组G2在望远端状态下的横向放大率为β2T、在上述广角端状态下的全透镜系统的焦距为fw、在上述望远端状态下的全透镜系统的焦距为ft、上述ft和fw之比ft/fw为Z时，满足以下条件

0.25＜(β2T/β2W)/Z＜0.5

28.根据权利要求27所述的可近距离调焦的放大率可变光学系统，其特征在于：

将孔径光阑配置在上述第二透镜组G2和上述第三透镜组G3之间，设上述第二透镜组G2离上述孔径光阑最远的透镜面LS的曲率半径为R4、并设在上述广角端状态下沿光轴从孔径光阑到上述透镜面LS的距离为D时，满足以下条件

1.5＜|R4|/D＜3.5

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