光学系统、光学设备及光学系统的制造方法

技术领域

本发明涉及光学系统、光学设备及光学系统的制造方法。

背景技术

以往，公开有小型且具有宽视场角的单焦点的光学系统(例如，参照专利文献1)。在这种光学系统中，相对于光学系统的焦距，全长变长。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-190742号公报

发明内容

第1本发明的光学系统，具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、孔径光阑以及后续组，所述后续组具备在进行对焦时沿着光轴移动的第1对焦透镜组以及相比所述第1对焦透镜组配置于像侧并在进行对焦时沿着光轴移动的第2对焦透镜组，所述光学系统满足以下的条件式：

0.03

其中，D1：从所述第1透镜组中的最靠物体侧的透镜面到所述第1透镜组中的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离，

TL：所述光学系统的全长。

第2本发明的光学系统，具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组以及具有负的光焦度的第4透镜组，在进行对焦时，相邻的各透镜组之间的间隔变化。

第3本发明的光学系统，具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组以及具有负的光焦度的第4透镜组，在进行对焦时，所述第2透镜组和所述第3透镜组沿着光轴移动，所述光学系统满足以下的条件式：

0.03

其中，D1：从所述第1透镜组中的最靠物体侧的透镜面到所述第1透镜组中的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离，

TL：所述光学系统的全长。

本发明的光学设备，构成为具备上述光学系统。

第1本发明的光学系统的制造方法，该光学系统具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、孔径光阑以及后续组，其中，在镜头镜筒内将各透镜配置成，所述后续组具备在进行对焦时沿着光轴移动的第1对焦透镜组以及相比所述第1对焦透镜组配置于像侧并在进行对焦时沿着光轴移动的第2对焦透镜组，所述光学系统满足以下的条件式：

0.03

其中，D1：从所述第1透镜组中的最靠物体侧的透镜面到所述第1透镜组中的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离，

TL：所述光学系统的全长。

第2本发明的光学系统的制造方法，该光学系统具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组以及具有负的光焦度的第4透镜组，其中，在镜头镜筒内将各透镜配置成，在进行对焦时，相邻的各透镜组之间的间隔变化。

第3本发明的光学系统的制造方法，该光学系统具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组、具有正的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组以及具有负的光焦度的第4透镜组，其中，在镜头镜筒内将各透镜配置成，在进行对焦时，所述第2透镜组和所述第3透镜组沿着光轴移动，所述光学系统满足以下的条件式：

0.03

其中，D1：从所述第1透镜组中的最靠物体侧的透镜面到所述第1透镜组中的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离，

TL：所述光学系统的全长。

附图说明

图1是示出第1实施例的光学系统的镜头结构的图。

图2的(A)、图2的(B)分别是第1实施例的光学系统的无限远对焦时、最短摄影距离对焦时的各像差图。

图3是示出第2实施例的光学系统的镜头结构的图。

图4的(A)、图4的(B)分别是第2实施例的光学系统的无限远对焦时、最短摄影距离对焦时的各像差图。

图5是示出第3实施例的光学系统的镜头结构的图。

图6的(A)、图6的(B)分别是第3实施例的光学系统的无限远对焦时、最短摄影距离对焦时的各像差图。

图7是示出第4实施例的光学系统的镜头结构的图。

图8的(A)、图8的(B)分别是第4实施例的光学系统的无限远对焦时、最短摄影距离对焦时的各像差图。

图9是示出具备各实施方式的光学系统的相机的结构的图。

图10是示出第1实施方式的光学系统的制造方法的流程图。

图11是示出第2实施方式的光学系统的制造方法的流程图。

图12是示出第3实施方式的光学系统的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行说明。首先，根据图9对具备各实施方式的光学系统的相机(光学设备)进行说明。如图9所示，该相机1由主体2和安装于主体2的摄影镜头3构成。主体2具备拍摄元件4、对数码相机的动作进行控制的主体控制部(未图示)以及液晶画面5。摄影镜头3具备由多个透镜组构成的光学系统OL以及对各透镜组的位置进行控制的透镜位置控制机构(未图示)。透镜位置控制机构由对透镜组的位置进行检测的传感器、使透镜组沿着光轴向前后移动的电动机以及对电动机进行驱动的控制电路等构成。

来自被摄体的光通过摄影镜头3的光学系统OL被聚光，到达拍摄元件4的像面I上。到达像面I的来自被摄体的光，通过拍摄元件4被光电转换，作为数字图像数据记录在未图示的存储器。记录在存储器的数字图像数据能够根据用户的操作而显示在液晶画面5。另外，该相机可以是无反光镜相机，也可以是具有快速复原反光镜的单反类型的相机。另外，图9所示的光学系统OL示意地示出光学系统，光学系统OL的镜头结构不限定于该结构。

接着，对第1实施方式的光学系统进行说明。如图1所示，作为第1实施方式的光学系统OL的一例的光学系统OL(1)构成为具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、孔径光阑S以及后续组GR。后续组GR构成为具备在进行对焦时沿着光轴移动的第1对焦透镜组GF1以及相比第1对焦透镜组GF1配置于像侧并在进行对焦时沿着光轴移动的第2对焦透镜组GF2。另外，优选的是，在进行对焦时，第1对焦透镜组GF1和第2对焦透镜组GF2沿着光轴以不同的移动量移动。

在上述结构的基础上，第1实施方式的光学系统OL满足以下的条件式(1)。

0.03

其中，D1：从第1透镜组G1中的最靠物体侧的透镜面到第1透镜组G1中的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离

TL：光学系统OL的全长

根据第1实施方式，能够得到如下的光学系统以及具备该光学系统的光学设备：相对于光学系统的焦距，全长变短，小型且具有良好的光学性能。第1实施方式的光学系统OL也可以是图3所示的光学系统OL(2)，也可以是图5所示的光学系统OL(3)，也可以是图7所示的光学系统OL(4)。

条件式(1)规定从第1透镜组G1中的最靠物体侧的透镜面到第1透镜组G1中的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与光学系统OL的全长的适当的关系。通过满足条件式(1)，从而能够使光学系统实现小型化，并且使相对于像面(拍摄元件)的出瞳位置变得最优。

当条件式(1)的对应值低于下限值时，第1透镜组G1变得过薄，因此难以对色差和像散差进行校正。另外，构成第1透镜组G1的透镜的边缘厚度及中心厚度变得过薄，因此难以制造透镜。通过将条件式(1)的下限值设定为0.05，进一步设定为0.07，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。

当条件式(1)的对应值高于上限值时，难以使出瞳位置远离像面(拍摄元件)。当想要使出瞳位置远离像面(拍摄元件)时，难以对像面弯曲进行校正。通过将条件式(1)的上限值设定为0.22，进一步设定为0.20，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。

在第1实施方式的光学系统OL中，优选的是，后续组GR具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第2透镜组G2以及具有正的光焦度的第3透镜组G3，第2透镜组G2为第1对焦透镜组GF1，第3透镜组G3为第2对焦透镜组GF2。此外，优选的是，后续组GR具备在第3透镜组G3的像侧排列配置的具有负的光焦度的第4透镜组G4。由此，能够得到如下的光学系统：相对于光学系统的焦距，全长变短，小型且具有良好的光学性能。

接着，对第2实施方式的光学系统进行说明。如图1所示，作为第2实施方式的光学系统OL的一例的光学系统OL(1)构成为具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4。在进行对焦时，相邻的各透镜组之间的间隔变化。

根据第2实施方式，能够得到如下的光学系统以及具备该光学系统的光学设备：相对于光学系统的焦距，全长变短，小型且具有良好的光学性能。第2实施方式的光学系统OL也可以是图3所示的光学系统OL(2)，也可以是图5所示的光学系统OL(3)，也可以是图7所示的光学系统OL(4)。优选的是，第2实施方式的光学系统OL具备孔径光阑S，该孔径光阑S配置于第1透镜组G1与第2透镜组G2之间。

第2实施方式的光学系统OL优选满足上述的条件式(1)。通过满足条件式(1)，从而与第1实施方式的情况同样，能够使光学系统实现小型化，并且使相对于像面(拍摄元件)的出瞳位置变得最优。另外，通过将条件式(1)的下限值设定为0.05，进一步设定为0.07，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。通过将条件式(1)的上限值设定为0.22，进一步设定为0.20，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。

接着，对第3实施方式的光学系统进行说明。如图1所示，作为第3实施方式的光学系统OL的一例的光学系统OL(1)，构成为具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4。在进行对焦时，第2透镜组G2和第3透镜组G3沿着光轴移动。另外，优选的是，在进行对焦时，相邻的各透镜组之间的间隔变化。

在上述结构的基础上，第3实施方式的光学系统OL满足上述的条件式(1)。根据第3实施方式，能够得到如下的光学系统以及具备该光学系统的光学设备：相对于光学系统的焦距，全长变短，小型且具有良好的光学性能。第3实施方式的光学系统OL也可以是图3所示的光学系统OL(2)，也可以是图5所示的光学系统OL(3)，也可以是图7所示的光学系统OL(4)。优选的是，第3实施方式的光学系统OL具备孔径光阑S，该孔径光阑S配置于第1透镜组G1与第2透镜组G2之间。

另外，通过满足条件式(1)，从而与第1实施方式的情况同样，能够使光学系统实现小型化，并且使相对于像面(拍摄元件)的出瞳位置变得最优。另外，通过将条件式(1)的下限值设定为0.05，进一步设定为0.07，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。通过将条件式(1)的上限值设定为0.22，进一步设定为0.20，从而能够更可靠地得到本实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(2)。

1.20<(-f4)/f<2.00…(2)

其中，f4：第4透镜组G4的焦距

f：光学系统OL的焦距

条件式(2)对第4透镜组G4的光焦度规定适当的范围。通过满足条件式(2)，从而能够良好地对倍率色差和畸变、像面弯曲进行校正。

当条件式(2)的对应值低于下限值时，第4透镜组G4的光焦度变得过强，因此难以对倍率色差和畸变进行校正。另外，难以使出瞳位置远离像面(拍摄元件)。通过将条件式(2)的下限值设定为1.40，进一步设定为1.50，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(2)的对应值高于上限值时，第4透镜组G4的光焦度变得过弱，因此难以对像面弯曲进行校正。通过将条件式(2)的上限值设定为1.85，进一步设定为1.80，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(3)。

1.10<β4<1.40…(3)

其中，β4：无限远对焦时的第4透镜组G4的横向倍率

条件式(3)对第4透镜组G4的横向倍率规定适当的范围。通过满足条件式(3)，从而能够使光学系统实现小型化，并且得到良好的光学性能。

当条件式(3)的对应值低于下限值时，光学系统变得大型化的同时，难以对像面弯曲进行校正。通过将条件式(3)的下限值设定为1.17，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(3)的对应值高于上限值时，难以进行像面弯曲和畸变的校正。通过将条件式(3)的上限值设定为1.35，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

在第1～第3实施方式的光学系统OL中，优选的是，第4透镜组G4由一个负透镜构成，光学系统OL满足以下的条件式(4)。

28.0<νd41<45.0…(4)

其中，νd41：第4透镜组G4的负透镜的以d线为基准的阿贝数

条件式(4)对构成第4透镜组G4的负透镜的阿贝数规定适当的范围。通过满足条件式(4)，从而能够良好地对倍率色差进行校正。

当条件式(4)的对应值低于下限值时，倍率色差的校正变得过度。通过将条件式(4)的下限值设定为30.0，进一步设定为32.0，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(4)的对应值高于上限值时，倍率色差的校正变得不足。通过将条件式(4)的上限值设定为43.0，进一步设定为41.0，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(5)。

0.50

其中，f2：第2透镜组G2的焦距

f3：第3透镜组G3的焦距

条件式(5)规定第2透镜组G2的焦距与第3透镜组G3的焦距的适当的关系。通过满足条件式(5)，从而能够良好地对像散差和像面弯曲进行校正。

当条件式(5)的对应值低于下限值时，第3透镜组G3的光焦度变得过弱，因此难以对像散差进行校正。通过将条件式(5)的下限值设定为0.60，进一步设定为0.70，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(5)的对应值高于上限值时，第3透镜组G3的光焦度变得过强，因此难以对像面弯曲进行校正。通过将条件式(5)的上限值设定为1.90，进一步设定为1.80，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(6)。

0.04

其中，d23：无限远对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的光轴上的间隔

TL：光学系统OL的全长

条件式(6)规定第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的光轴上的间隔与光学系统OL的全长的适当的关系。通过满足条件式(6)，从而确保对焦所需的各透镜组的移动空间，并且在极近距离对焦时也能够得到良好的光学性能。

当条件式(6)的对应值低于下限值时，对焦所需的各透镜组的移动空间不足，并且难以进行极近距离对焦时的像散的校正。通过将条件式(6)的下限值设定为0.05，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(6)的对应值高于上限值时，难以进行极近距离对焦时的彗差的校正。通过将条件式(6)的上限值设定为0.10，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(7)。

0.60

其中，d23：无限远对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的光轴上的间隔

d12：无限远对焦时的第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的光轴上的间隔

条件式(7)规定第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的光轴上的间隔与第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的光轴上的间隔的适当的关系。通过满足条件式(7)，从而确保对焦所需的各透镜组的移动空间，并且在极近距离对焦时也能够得到良好的光学性能。

当条件式(7)的对应值低于下限值时，难以进行极近距离对焦时的像散的校正。通过将条件式(7)的下限值设定为0.67，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(7)的对应值高于上限值时，难以进行极近距离对焦时的彗差的校正。通过将条件式(7)的上限值设定为0.92，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(8)。

0.10<β2/β3<0.90…(8)

其中，β2：无限远对焦时的第2透镜组G2的横向倍率

β3：无限远对焦时的第3透镜组G3的横向倍率

条件式(8)规定第2透镜组G2的横向倍率与第3透镜组G3的横向倍率的适当的关系。通过满足条件式(8)，从而在极近距离对焦时也能够得到良好的光学性能。

当条件式(8)的对应值低于下限值时，难以进行极近距离对焦时的像散的校正。通过将条件式(8)的下限值设定为0.18，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(8)的对应值高于上限值时，难以进行极近距离对焦时的彗差的校正。通过将条件式(8)的上限值设定为0.80，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(9)。

0.015<{β2+(1/β2)}

其中，β2：无限远对焦时的第2透镜组G2的横向倍率

条件式(9)对第2透镜组G2的横向倍率规定适当的范围。通过满足条件式(9)，从而能够减少从无限远对焦状态到极近距离对焦状态为止的第2透镜组的移动量，能够实现透镜的小型化，并且能够得到良好的光学性能。

当条件式(9)的对应值低于下限值时，难以进行球面像差及轴向色差的校正。通过将条件式(9)的下限值设定为0.020，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(9)的对应值高于上限值时，从无限远对焦状态到极近距离对焦状态为止的第2透镜组的移动量变大，透镜变得大型化，并且难以进行像散的校正。通过将条件式(9)的上限值设定为0.150，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(10)。

0.100<{β3+(1/β3)}

其中，β3：无限远对焦时的第3透镜组G3的横向倍率

条件式(10)对第3透镜组G3的横向倍率规定适当的范围。通过满足条件式(10)，从而能够减少从无限远对焦状态到极近距离对焦状态为止的第3透镜组的移动量，能够实现透镜的小型化，并且能够得到良好的光学性能。

当条件式(10)的对应值低于下限值时，难以进行像面弯曲和像散的校正。通过将条件式(10)的下限值设定为0.160，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(10)的对应值高于上限值时，从无限远对焦状态到极近距离对焦状态为止的第3透镜组的移动量变大，透镜变得大型化，并且难以进行像散的校正。通过将条件式(10)的上限值设定为0.230，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

在第1～第3实施方式的光学系统OL中，优选的是，第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的第1正透镜、第1负透镜、第2负透镜以及第2正透镜构成。另外，优选的是，第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的由第1正透镜及第1负透镜构成的正透镜成分、第2负透镜以及第2正透镜构成。由此，能够良好地对轴向色差、球面像差、彗差、像散差等进行校正，并且适当地降低匹兹伐和，良好地对像面弯曲进行校正。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(11)。

0.00

其中，N21：第2透镜组G2的第1正透镜的对d线的折射率

N22：第2透镜组G2的第1负透镜的对d线的折射率

条件式(11)对第2透镜组G2中的第1正透镜的折射率与第1负透镜的折射率的差规定适当的范围。通过满足条件式(11)，从而能够良好地对像面弯曲和球面像差进行校正。

当条件式(11)的对应值低于下限值时，难以对像面弯曲进行校正。通过将条件式(11)的下限值设定为0.10，进一步设定为0.15，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(11)的对应值高于上限值时，难以对球面像差进行校正。通过将条件式(11)的上限值设定为0.35，进一步设定为0.30，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(12)。

N21>1.90…(12)

其中，N21：第2透镜组G2的第1正透镜的对d线的折射率

条件式(12)对第2透镜组G2中的第1正透镜的折射率规定适当的范围。通过满足条件式(12)，从而能够不使球面像差和彗差恶化地降低匹兹伐和，良好地对像面弯曲进行校正。

当条件式(12)的对应值低于下限值时，匹兹伐和增大，难以进行像面弯曲的校正。通过将条件式(12)的下限值设定为1.95，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(13)。

25.0<νd21<35.0…(13)

其中，νd21：第2透镜组G2的第1正透镜的以d线为基准的阿贝数

条件式(13)对第2透镜组G2中的第1正透镜的阿贝数规定适当的范围。通过满足条件式(13)，从而能够良好地对轴向色差进行校正。

当条件式(13)的对应值低于下限值时，轴向色差的校正变得不足，难以进行良好的校正。通过将条件式(13)的下限值设定为28.0，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(13)的对应值高于上限值时，轴向色差的校正变得过度，难以进行良好的校正。通过将条件式(13)的上限值设定为31.0，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

在第1～第3实施方式的光学系统OL中，优选的是，第3透镜组G3具有一个正透镜。由此，能够使光学系统实现小型化，并且良好地对像面弯曲进行校正。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(14)。

-1.20<(R31+R32)/(R32-R31)<0.00…(14)

其中，R31：第3透镜组G3的正透镜中的物体侧透镜面的近轴曲率半径

R32：第3透镜组G3的正透镜中的像侧透镜面的近轴曲率半径

条件式(14)对构成第3透镜组G3的正透镜的形状因子规定适当的范围。通过满足条件式(14)，从而能够良好地对球面像差和像散进行校正。

当条件式(14)的对应值低于下限值时，难以进行球面像差的校正。通过将条件式(14)的下限值设定为-1.05，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(14)的对应值高于上限值时，难以进行像散的校正。通过将条件式(14)的上限值设定为-0.10，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

第1～第3实施方式的光学系统OL优选满足以下的条件式(15)。

0.00

其中，f：光学系统OL的焦距

f1：第1透镜组G1的焦距

条件式(15)对第1透镜组G1的光焦度规定适当的范围。通过满足条件式(15)，从而能够良好地对球面像差、像面弯曲及像散差进行校正。

当条件式(15)的对应值低于下限值时，难以对球面像差进行校正。通过将条件式(15)的下限值设定为0.10，进一步设定为0.13，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

当条件式(15)的对应值高于上限值时，难以对像面弯曲及像散差进行校正。通过将条件式(15)的上限值设定为0.50，进一步设定为0.35，从而能够更可靠地得到各实施方式的效果。

在第1～第3实施方式的光学系统OL中，第1透镜组G1优选由至少2个透镜构成。由此，能够良好地对轴向色差、球面像差、彗差进行校正。

在第1～第3实施方式的光学系统OL中，第1透镜组G1优选具备配置于最靠物体侧的负透镜。由此，能够良好地对像散进行校正。

接着，参照图10，对第1实施方式的光学系统OL的制造方法进行概述。首先，沿着光轴从物体侧依次配置具有正的光焦度的第1透镜组G1、孔径光阑S以及后续组GR(步骤ST1)。接着，在后续组GR配置在进行对焦时沿着光轴移动的第1对焦透镜组GF1以及相比第1对焦透镜组GF1位于像侧并在进行对焦时沿着光轴移动的第2对焦透镜组(步骤ST2)。并且，在镜头镜筒内将各透镜配置成，至少满足上述条件式(1)(步骤ST3)。根据这种制造方法，能够制造如下的光学系统：相对于光学系统的焦距，全长变短，小型且具有良好的光学性能。

接着，参照图11，对第2实施方式的光学系统OL的制造方法进行概述。首先，沿着光轴从物体侧依次配置具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4(步骤ST11)。并且，在镜头镜筒内将各透镜配置成，在进行对焦时，相邻的各透镜组之间的间隔变化(步骤ST12)。根据这种制造方法，能够制造如下的光学系统：相对于光学系统的焦距，全长变短，小型且具有良好的光学性能。

接着，参照图12，对第3实施方式的光学系统OL的制造方法进行概述。首先，沿着光轴从物体侧依次配置具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4(步骤ST21)。接着，构成为，在进行对焦时，第2透镜组G2与第3透镜组G3沿着光轴移动(步骤ST22)。并且，在镜头镜筒内将各透镜配置成，至少满足上述条件式(1)(步骤ST23)。根据这种制造方法，能够制造如下的光学系统：相对于光学系统的焦距，全长变短，小型且具有良好的光学性能。

实施例

以下，根据附图对各实施方式的实施例的光学系统OL进行说明。图1、图3、图5、图7是示出第1～第4实施例的光学系统OL{OL(1)～OL(4)}的结构及光焦度分配的剖视图。在第1～第4实施例的光学系统OL(1)～OL(4)的剖视图中，用箭头示出从无限远向近距离物体进行对焦时的各透镜组的沿着光轴的移动方向。

在这些图1、图3、图5、图7中，通过符号G与数字的组合来表示各透镜组，通过符号L与数字的组合来表示各透镜。此时，为了防止符号、数字的种类及位数变大而变得复杂化，对每个实施例分别独立地使用符号与数字的组合来表示透镜组等。因此，即使在实施例间使用相同的符号与数字的组合，也不意味着是相同的结构。

以下示出表1～表4，其中，表1是示出第1实施例中的各参数数据的表，表2是示出第2实施例中的各参数数据的表，表3是示出第3实施例中的各参数数据的表，表4是示出第4实施例中的各参数数据的表。在各实施例中，作为像差特性的计算对象，选择d线(波长λ＝587.6nm)、g线(波长λ＝435.8nm)。

在[整体参数]的表中，f表示镜头整个系统的焦距，FNО表示F值，ω表示半视场角(最大入射角，单位为“°”)，Y表示像高。TL表示对从光轴上的透镜最前面到透镜最终面为止的距离加上BF而得到的距离，BF表示从光轴上的透镜最终面到像面I为止的距离(后焦距)。另外，BFa表示后焦距的空气换算长度。另外，在[整体参数]的表中，β2表示无限远对焦时的第2透镜组的横向倍率。β3表示无限远对焦时的第3透镜组的横向倍率。β4表示无限远对焦时的第4透镜组的横向倍率。

在[透镜参数]的表中，面编号表示沿着光线行进的方向的从物体侧起的光学面的顺序，R表示各光学面的曲率半径(使曲率中心位于像侧的面为正的值)，D表示从各光学面到下一个光学面(或者像面)为止的光轴上的距离、即面间隔，nd表示光学部件的材料的对d线的折射率，νd表示光学部件的材料的以d线为基准的阿贝数。曲率半径的“∞”表示平面或者开口，(光圈S)表示孔径光阑S。省略空气的折射率nd＝1.00000的记载。在光学面为非球面时对面编号附上*标记，在曲率半径R的栏示出近轴曲率半径。

在[非球面数据]的表中，对于[透镜参数]所示的非球面，通过下式(A)来表示其形状。在此，y表示与光轴垂直方向的高度，X(y)表示从高度y处的非球面的顶点的切面到该非球面为止的沿着光轴方向的距离(凹陷量)，R表示基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示圆锥常数，Ai表示第i次的非球面系数。“E-n”表示“×10

X(y)＝(y

在[可变间隔数据]的表中，示出在[透镜参数]的表中面间隔成为(Di)的面编号i处的面间隔。在[可变间隔数据]的表中，f表示镜头整个系统的焦距，β表示摄影倍率。D0表示从物体到光学系统的最靠物体侧的透镜面为止的距离。另外，无限远表示向无限远物体的对焦时，近距离表示向近距离物体(最短摄影距离物体)的对焦时。

在[透镜组数据]的表中，示出各透镜组各自的始面(最靠物体侧的面)和焦距。

以下，在所有的参数值中，对于所揭示的焦距f、曲率半径R、面间隔D、其他的长度等，在没有特别记载的情况下一般使用“mm”，但是即使对光学系统进行比例放大或者比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此不限定于此。

到此为止的表的说明在所有的实施例中相同，以下省略重复的说明。

(第1实施例)

使用图1～图2及表1对第1实施例进行说明。图1是示出第1实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的图。第1实施例的光学系统OL(1)由沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、孔径光阑S、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4构成。在从无限远物体向近距离物体(最短摄影距离物体)进行对焦时，第2透镜组G2与第3透镜组G3沿着光轴以不同的移动量向物体侧移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行对焦时，第1透镜组G1、孔径光阑S及第4透镜组G4的位置相对于像面I被固定。附在各透镜组记号的符号(+)或(-)表示各透镜组的光焦度，这在以下所有的实施例中也相同。

在本实施例中，第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第4透镜组G4作为整体构成具有正的光焦度的后续组GR。另外，第2透镜组G2相当于后续组GR中的第1对焦透镜组GF1。第3透镜组G3相当于后续组GR中的第2对焦透镜组GF2。

第1透镜组G1从物体侧依次由将负透镜L11与正透镜L12接合而成的具有正的光焦度的接合透镜构成。也就是说，第1透镜组G1由一个透镜成分构成。正透镜L12的像侧透镜面为非球面。

第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的将第1正透镜L21与第1负透镜L22接合而成的具有正的光焦度的接合透镜、第2负透镜L23以及第2正透镜L24构成。第2正透镜L24为在玻璃制透镜主体的像侧的面设置树脂层而构成的混合型的透镜。树脂层的像侧的面为非球面，第2正透镜L24为复合型的非球面透镜。在后述的[透镜参数]中，面编号10表示透镜主体的物体侧的面，面编号11表示透镜主体的像侧的面及树脂层的物体侧的面(两者接合的面)，面编号12表示树脂层的像侧的面。

第3透镜组G3由一个正透镜31构成。正透镜31的像侧透镜面为非球面。

第4透镜组G4由一个负透镜41构成。在第4透镜组G4的像侧配置有像面I。在第4透镜组G4与像面I之间配置有能够抽插更换的光学滤光片FL。作为光学滤光片FL，例如，能够使用NC滤光片(中性滤色片)、滤色片、偏振滤光片、ND滤光片(衰减滤光片)、IR截止滤波器(红外截止滤光片)、UV截止滤波器(紫外线截止滤波器)等。另外，对于后述的第2～第4实施例所述的光学滤光片FL也相同。另外，在像面I配置有由CCD或CMOS等构成的拍摄元件(未图示)。

在以下的表1，示出第1实施例的光学系统的参数的值。

(表1)

[整体参数]

f＝28.819

FNO＝2.867

ω＝37.317

Y＝21.700

TL＝50.000

Bf＝0.860

Bfa＝11.955

β2＝0.441

β3＝0.571

β4＝1.266

[透镜参数]

/>

[非球面数据]

第3面

κ＝1.00000E+00，A4＝1.25556E-05，A6＝1.12657E-07，A8＝0.00000E+00

A10＝-5.00000E-12，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00第12面

κ＝1.00000E+00，A4＝2.16700E-05，A6＝-5.98193E-08，A8＝8.79250E-10

A10＝-1.62238E-12，A12＝4.08020E-15，A14＝0.00000E+00第14面

κ＝1.00000E+00，A4＝1.90302E-05，A6＝5.11786E-08，A8＝-1.22839E-10

A10＝1.54556E-13，A12＝-5.38110E-17，A14＝0.00000E+00

[可变间隔数据]

[透镜组数据]

图2的(A)是第1实施例的光学系统的无限远对焦时的各像差图。图2的(B)是第1实施例的光学系统的最短摄影距离对焦时的各像差图。在无限远对焦时的各像差图中，FNO表示F值，Y表示像高。在最短摄影距离对焦时的各像差图中，NA表示数值孔径，Y表示像高。另外，在球面像差图中示出与最大口径对应的F值或者数值孔径的值，在像散图及畸变图中分别示出像高的最大值，在彗差图中示出各像高的值。d表示d线(波长λ＝587.6nm)，g表示g线(波长λ＝435.8nm)。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。另外，在以下所示的各实施例的像差图中，也使用与本实施例相同的符号，省略重复的说明。

通过各像差图可知，第1实施例的光学系统在从无限远对焦时到最短摄影距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。

(第2实施例)

使用图3～图4及表2对第2实施例进行说明。图3是示出第2实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的图。第2实施例的光学系统OL(2)由沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、孔径光阑S、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4构成。在从无限远物体向近距离物体(最短摄影距离物体)进行对焦时，第2透镜组G2与第3透镜组G3沿着光轴以不同的移动量向物体侧移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行对焦时，第1透镜组G1、孔径光阑S及第4透镜组G4的位置相对于像面I被固定。

在本实施例中，第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第4透镜组G4作为整体构成具有正的光焦度的后续组GR。另外，第2透镜组G2相当于后续组GR中的第1对焦透镜组GF1。第3透镜组G3相当于后续组GR中的第2对焦透镜组GF2。

第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的负透镜L11以及正透镜L12构成。

第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的将第1正透镜L21与第1负透镜L22接合而成的具有正的光焦度的接合透镜、第2负透镜L23以及第2正透镜L24构成。第2正透镜L24为在玻璃制透镜主体的像侧的面设置树脂层而构成的混合型的透镜。树脂层的像侧的面为非球面，第2正透镜L24为复合型的非球面透镜。在后述的[透镜参数]中，面编号11表示透镜主体的物体侧的面，面编号12表示透镜主体的像侧的面及树脂层的物体侧的面(两者接合的面)，面编号13表示树脂层的像侧的面。

第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的负透镜31以及正透镜32构成。负透镜31的两侧的透镜面为非球面。

第4透镜组G4由一个负透镜41构成。在第4透镜组G4的像侧配置有像面I。在第4透镜组G4与像面I之间配置有能够抽插更换的光学滤光片FL。另外，在像面I配置有由CCD或CMOS等构成的拍摄元件(未图示)。

在以下的表2，示出第2实施例的光学系统的参数的值。

(表2)

[整体参数]

f＝28.824

FNO＝2.909

ω＝38.029

Y＝21.700

TL＝54.610

Bf＝0.860

Bfa＝13.138

β2＝0.163

β3＝0.721

β4＝1.310

[透镜参数]

[非球面数据]

第13面

κ＝1.00000E+00，A4＝2.85655E-05，A6＝-1.38279E-08，A8＝5.79289E-10

A10＝9.06875E-13，A12＝-2.25760E-15，A14＝1.33070E-17第14面

κ＝1.00000E+00，A4＝2.41081E-05，A6＝9.24872E-08，A8＝-6.64821E-10

A10＝1.30136E-12，A12＝8.89760E-16，A14＝0.00000E+00第15面

κ＝1.00000E+00，A4＝3.97489E-05，A6＝2.41498E-07，A8＝-1.14609E-09

A10＝2.49848E-12，A12＝-2.3864E-15，A14＝0.00000E+00

[可变间隔数据]

[透镜组数据]

图4的(A)是第2实施例的光学系统的无限远对焦时的各像差图。图4的(B)是第2实施例的光学系统的最短摄影距离对焦时的各像差图。通过各像差图可知，第2实施例的光学系统在从无限远对焦时到最短摄影距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。

(第3实施例)

使用图5～图6及表3对第3实施例进行说明。图5是示出第3实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的图。第3实施例的光学系统OL(3)由沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、孔径光阑S、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4构成。在从无限远物体向近距离物体(最短摄影距离物体)进行对焦时，第2透镜组G2与第3透镜组G3沿着光轴以不同的移动量向物体侧移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行对焦时，第1透镜组G1、孔径光阑S及第4透镜组G4的位置相对于像面I被固定。

在本实施例中，第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第4透镜组G4作为整体构成具有正的光焦度的后续组GR。另外，第2透镜组G2相当于后续组GR中的第1对焦透镜组GF1。第3透镜组G3相当于后续组GR中的第2对焦透镜组GF2。

第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的第1负透镜L11、第2负透镜L12以及将正透镜L13与第3负透镜L14接合而成的具有正的光焦度的接合透镜构成。第2负透镜L12的两侧的透镜面为非球面。

第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的将第1正透镜L21与第1负透镜L22接合而成的具有正的光焦度的接合透镜、第2负透镜L23以及第2正透镜L24构成。第2正透镜L24的像侧透镜面为非球面。

第3透镜组G3由一个正透镜31构成。正透镜31的像侧透镜面为非球面。

第4透镜组G4由一个负透镜41构成。在第4透镜组G4的像侧配置有像面I。在第4透镜组G4与像面I之间配置有能够抽插更换的光学滤光片FL。另外，在像面I配置有由CCD或CMOS等构成的拍摄元件(未图示)。

在以下的表3，示出第3实施例的光学系统的参数的值。

(表3)

[整体参数]

f＝28.805

FNO＝2.067

ω＝37.270

Y＝21.700

TL＝59.500

Bf＝0.800

Bfa＝11.855

β2＝0.427

β3＝0.565

β4＝1.245

[透镜参数]

[非球面数据]

第3面

κ＝1.00000E+00，A4＝-3.81302E-05，A6＝1.79518E-07，A8＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00第4面

κ＝1.00000E+00，A4＝-2.32360E-05，A6＝2.17814E-07，A8＝2.83578E-10

A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00第15面

κ＝1.00000E+00，A4＝-3.48371E-06，A6＝1.39242E-08，A8＝1.83753E-10

A10＝2.97697E-13，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00第17面

κ＝1.00000E+00，A4＝2.81807E-05，A6＝-1.57952E-08，A8＝4.54301E-11

A10＝-1.20045E-13，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00

[可变间隔数据]

[透镜组数据]

图6的(A)是第3实施例的光学系统的无限远对焦时的各像差图。图6的(B)是第3实施例的光学系统的最短摄影距离对焦时的各像差图。通过各像差图可知，第3实施例的光学系统在从无限远对焦时到最短摄影距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。

(第4实施例)

使用图7～图8及表4对第4实施例进行说明。图7是示出第4实施例的光学系统的无限远对焦状态下的镜头结构的图。第4实施例的光学系统OL(4)由沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、孔径光阑S、具有正的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3以及具有负的光焦度的第4透镜组G4构成。在从无限远物体向近距离物体(最短摄影距离物体)进行对焦时，第2透镜组G2与第3透镜组G3沿着光轴以不同的移动量向物体侧移动，相邻的各透镜组之间的间隔变化。另外，在进行对焦时，第1透镜组G1、孔径光阑S及第4透镜组G4的位置相对于像面I被固定。

在本实施例中，第2透镜组G2、第3透镜组G3以及第4透镜组G4作为整体构成具有正的光焦度的后续组GR。另外，第2透镜组G2相当于后续组GR中的第1对焦透镜组GF1。第3透镜组G3相当于后续组GR中的第2对焦透镜组GF2。

第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的负透镜L11以及正透镜L12构成。正透镜L12为在玻璃制透镜主体的像侧的面设置树脂层而构成的混合型的透镜。树脂层的像侧的面为非球面，正透镜L12为复合型的非球面透镜。在后述的[透镜参数]中，面编号3表示透镜主体的物体侧的面，面编号4表示透镜主体的像侧的面及树脂层的物体侧的面(两者接合的面)，面编号5表示树脂层的像侧的面。

第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的将第1正透镜L21与第1负透镜L22接合而成的具有正的光焦度的接合透镜、第2负透镜L23以及第2正透镜L24构成。第2正透镜L24的像侧透镜面为非球面。

第3透镜组G3由一个正透镜31构成。正透镜31的像侧透镜面为非球面。

第4透镜组G4由一个负透镜41构成。在第4透镜组G4的像侧配置有像面I。在第4透镜组G4与像面I之间配置有能够抽插更换的光学滤光片FL。另外，在像面I配置有由CCD或CMOS等构成的拍摄元件(未图示)。

在以下的表4，示出第4实施例的光学系统的参数的值。

(表4)

[整体参数]

f＝28.802

FNO＝2.861

ω＝37.036

Y＝21.700

TL＝50.042

Bf＝0.860

Bfa＝11.697

β2＝0.406

β3＝0.679

β4＝1.248

[透镜参数]

[非球面数据]

第5面

κ＝5.65120E+00，A4＝1.32957E-05，A6＝3.71890E-08，A8＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00

第13面

κ＝-5.67700E-01，A4＝-1.05001E-05，A6＝-8.81582E-08，A8＝4.96402E-10

A10＝-7.84585E-13，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00

第15面

κ＝1.00000E+00，A4＝1.63200E-05，A6＝5.26856E-08，A8＝-1.38087E-10

A10＝2.83555E-13，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00

[可变间隔数据]

[透镜组数据]

图8的(A)是第4实施例的光学系统的无限远对焦时的各像差图。图8的(B)是第4实施例的光学系统的最短摄影距离对焦时的各像差图。通过各像差图可知，第4实施例的光学系统在从无限远对焦时到最短摄影距离对焦时为止的整个区域中，良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。

接着，以下示出[条件式对应值]的表。在该表中，关于所有实施例(第1～第4实施例)汇总地示出与各条件式(1)～(15)对应的值。

条件式(1)0.03

条件式(2)1.20<(-f4)/f<2.00

条件式(3)1.10<β4<1.40

条件式(4)28.0<νd41<45.0

条件式(5)0.50

条件式(6)0.04

条件式(7)0.60

条件式(8)0.10<β2/β3<0.90

条件式(9)0.015<{β2+(1/β2)}

条件式(10)0.100<{β3+(1/β3)}

条件式(11)0.00

条件式(12)N21>1.90

条件式(13)25.0<νd21<35.0

条件式(14)-1.20<(R31+R32)/(R32-R31)<0.00

条件式(15)0.00

[条件式对应值]

根据上述各实施例，能够实现如下的光学系统：相对于光学系统的焦距，全长变短，小型且具有良好的光学性能。

上述各实施例示出本申请发明的一具体例，本申请发明并不限定于此。

能够在不损坏本实施方式的光学系统的光学性能的范围内适当采用以下的内容。

虽然作为本实施方式的光学系统的实施例示出了4组结构，但是本申请并不限定于此，还能够构成其他的组结构(例如，5组等)的变倍光学系统。具体地讲，也可以是在本实施方式的光学系统的最靠物体侧或最靠像面侧增加透镜或者透镜组的结构。另外，透镜组表示被进行对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。

也可以是使透镜组或部分透镜组以具有与光轴垂直方向的分量的方式移动、或者在包含光轴的面内方向上旋转移动(摆动)，从而对通过手抖而产生的像抖动进行校正的防抖透镜组。

透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或者平面的情况下，透镜加工及组装调整变得容易，防止由加工及组装调整的误差引起的光学性能的劣化，因此是优选的。另外，在像面偏移的情况下描绘性能的劣化也少，因此是优选的。

在透镜面为非球面的情况下，非球面也可以是基于研磨加工的非球面、通过模具将玻璃形成为非球面形状的玻璃模铸非球面、在玻璃的表面将树脂形成为非球面形状的复合型非球面中的任意一个。另外，透镜面也可以是衍射面，也可以使透镜为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。

虽然孔径光阑优选配置在第1透镜组与第2透镜组之间，但是也可以不设置作为孔径光阑的部件，而通过透镜的框来代替其作用。

在各透镜面上，为了减轻眩光和重影并实现对比度高的光学性能，也可以施加在宽波长区域具有高透射率的增透膜。

标号说明

G1 第1透镜组G2 第2透镜组

G3 第3透镜组G4 第4透镜组

I像面 S孔径光阑