CN107250871A - 变焦镜头、光学设备以及变焦镜头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具备从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组(G1)、具有负的光焦度的第2透镜组(G2)、具有正的光焦度的第3透镜组(G3)、具有负的光焦度的第4透镜组(G4)以及具有正的光焦度的第5透镜组(G5)，使第1透镜组(G1)、第2透镜组(G2)、第3透镜组(G3)、第4透镜组(G4)以及第5透镜组(G5)沿着光轴移动，以使第1透镜组(G1)与第2透镜组(G2)之间的间隔、第2透镜组(G2)与第3透镜组(G3)之间的间隔、第3透镜组(G3)与第4透镜组(G4)之间的间隔以及第4透镜组(G4)与第5透镜组(G5)之间的间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍，且满足以下的条件式：2.30<f5/d4w<3.60。
Description
技术领域
本发明涉及变焦镜头、光学设备以及变焦镜头的制造方法。
背景技术
以往，提出了能够应用于照片用相机、电子静态相机、摄像机等的变焦镜头(例如，参照专利文献1)。另外，以往提出了如下的变焦镜头：由沿着光轴从物体侧依次排列的正的光焦度的第1透镜组、负的光焦度的第2透镜组、正的光焦度的第3透镜组、负的光焦度的第4透镜组以及正的光焦度的第5透镜组构成，使各透镜组移动来进行变倍(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-140307号公报
专利文献2：日本特开2012-247564号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，以往的变焦镜头存在如下问题：特别是在广角端状态下出瞳靠近像面，引起像面上的光的渐晕、所谓的暗影。并且近年来，在变焦镜头中，要求具有更优秀的光学性能。
用于解决课题的手段
为了解决这样的课题，第一本发明的变焦镜头，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、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，使所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组沿着光轴移动，以使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍，且满足以下的条件式：
2.30<f5/d4w<3.60
其中，
f5：所述第5透镜组的焦距，
d4w：广角端状态下的所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔。
第二本发明的变焦镜头，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、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第5透镜组向像侧移动，且满足以下的条件式：
1.96<f1/(fw×ft)1/2<2.80
0.67<f4/(fw×ft)1/2<2.10
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
第一本发明的光学设备搭载上述的第一发明的变焦镜头。同样，第二本发明的光学设备搭载上述的第二发明的变焦镜头。
关于第一本发明的变焦镜头的制造方法，该变焦镜头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、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，其中，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：使所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组沿着光轴移动，以使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍，且满足以下的条件式：
2.30<f5/d4w<3.60
其中，
f5：所述第5透镜组的焦距，
d4w：广角端状态下的所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔。
关于第二本发明的变焦镜头的制造方法，该变焦镜头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、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第5透镜组向像侧移动，且满足以下的条件式：
1.96<f1/(fw×ft)1/2<2.80
0.67<f4/(fw×ft)1/2<2.10
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
附图说明
图1是示出第1实施例的变焦镜头的结构的剖视图，(W)表示广角端状态下的各组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各组的位置，(T)表示远焦端状态下的各组的位置。
图2是第1实施例的变焦镜头的摄影距离无限远的各像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
图3是示出第2实施例的变焦镜头的结构的剖视图，(W)表示广角端状态下的各组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各组的位置，(T)表示远焦端状态下的各组的位置。
图4是第2实施例的变焦镜头的摄影距离无限远的各像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
图5是示出第3实施例的变焦镜头的结构的剖视图，(W)表示广角端状态下的各组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各组的位置，(T)表示远焦端状态下的各组的位置。
图6是第3实施例的变焦镜头的摄影距离无限远的各像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
图7是示出第4实施例的变焦镜头的结构的剖视图，(W)表示广角端状态下的各组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各组的位置，(T)表示远焦端状态下的各组的位置。
图8是第4实施例的变焦镜头的摄影距离无限远的各像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
图9(a)是第一实施方式的数码静态相机的主视图，图9(b)是数码静态相机的后视图。
图10是沿着图9(a)中的箭头A-A′的剖视图。
图11是示出第一实施方式的变焦镜头的制造方法的流程图。
图12是示出第5实施例的变焦镜头的结构的剖视图，(W)表示广角端状态下的各组的位置，(T)表示远焦端状态下的各组的位置。
图13是第5实施例的变焦镜头的摄影距离无限远的各像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
图14是示出第6实施例的变焦镜头的结构的剖视图，(W)表示广角端状态下的各组的位置，(T)表示远焦端状态下的各组的位置。
图15是第6实施例的变焦镜头的摄影距离无限远的各像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
图16是示出第7实施例的变焦镜头的结构的剖视图，(W)表示广角端状态下的各组的位置，(T)表示远焦端状态下的各组的位置。
图17是第7实施例的变焦镜头的摄影距离无限远的各像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
图18是示出第8实施例的变焦镜头的结构的剖视图，(W)表示广角端状态下的各组的位置，(T)表示远焦端状态下的各组的位置。
图19是第8实施例的变焦镜头的摄影距离无限远的各像差图，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
图20(a)是第二实施方式的数码静态相机的主视图，图20(b)是数码静态相机的后视图。
图21是沿着图20(a)中的箭头A-A′的剖视图。
图22是示出第二实施方式的变焦镜头的制造方法的流程图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图对第一实施方式进行说明。如图1所示，第一实施方式的变焦镜头ZL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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，使第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5沿着光轴移动，使得第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍，且满足以下的条件式(1)。
2.30<f5/d4w<3.60…(1)
其中，
f5：第5透镜组G5的焦距，
d4w：广角端状态下的第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔。
通过该结构，能够实现小型且出瞳位置距像面充分远、并且具备高光学性能的变焦镜头。
条件式(1)规定相对于广角端状态下的第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔的、第5透镜组G5的焦距。第一实施方式的变焦镜头ZL通过满足条件式(1)，能够使广角端状态下的出瞳位置距像面充分远。
当超过条件式(1)的上限值时，广角端状态下的出瞳位置过于靠近像面，引起像面上的光的渐晕、所谓的暗影，因此是不优选的。在条件式(1)的对应值为上限状态下，当使广角端状态下的出瞳位置距像面充分远时，在整个变焦区域中向正向产生大的像面弯曲。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(1)的上限值为3.40。
当低于条件式(1)的下限值时，远焦端状态下的出瞳位置过于靠近像面，因此是不优选的。在条件式(1)的对应值为下限状态下，当使远焦端状态下的出瞳位置距像面充分远时，在整个变焦区域中向负向产生大的像面弯曲。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(1)的下限值为2.50。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(2)。
0.110<TLt×f3/(ft×ft)<0.134…(2)
其中，
TLt：远焦端状态下的整个系统的全长，
f3：第3透镜组G3的焦距，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
条件式(2)规定远焦端状态下的整个系统的全长与第3透镜组G3的焦距的关系。第一实施方式的变焦镜头ZL通过满足条件式(2)，能够缩短远焦端状态下的整个系统的全长。
当超过条件式(2)的上限值时，在整个变焦区域中向正向产生大的球面像差，因此是不优选的。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(2)的上限值为0.130。
当低于条件式(2)的下限值时，在整个变焦区域中向负向产生大的球面像差，因此是不优选的。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(2)的下限值为0.120。
关于第一实施方式的变焦镜头ZL，优选的是，使所述第4透镜组作为对焦透镜组而向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦，且满足以下的条件式(3)。
32.96<ft×ft/{(-f4)×d3t}<59.21…(3)
其中，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距，
d3t：远焦端状态下的第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔。
条件式(3)规定第4透镜组G4的焦距及远焦端状态下的第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔。第一实施方式的变焦镜头ZL通过满足条件式(3)，能够适当地设定第4透镜组G4的像面移动系数(像面的移动量相对于对焦透镜组的移动量的比率)。
当超过条件式(3)的上限值时，在第4透镜组G4中向正向产生大的球面像差，因此是不优选的。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(3)的上限值为50.00。
当低于条件式(3)的下限值时，进行对焦时第4透镜组G4的移动量变大，变焦镜头全长变大，因此是不优选的。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(3)的下限值为30.00。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(4)。
1.00°<ωt<7.50°…(4)
其中，
ωt：远焦端状态下的半视场角。
条件式(4)是规定远焦端状态下的视场角的最佳的值的条件。通过满足该条件式(4)，能够良好地对彗差、畸变、像面弯曲等各像差进行校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(4)的上限值为7.00°。为了更可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(4)的上限值为6.00°。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(4)的下限值为2.00°。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(5)。
32.00°<ωw<47.00°…(5)
其中，
ωw：广角端状态下的半视场角。
条件式(5)是规定广角端状态下的视场角的最佳的值的条件。通过满足该条件式(5)，能够具有宽的视场角，并且能够良好地对彗差、畸变、像面弯曲等各像差进行校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(5)的上限值为45.00°。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(5)的下限值为33.00°。为了更可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(5)的下限值为34.00°。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(6)。
1.70<f1/(fw×ft)1/2<2.80…(6)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
fw：变焦镜头ZL的广角端状态下的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
条件式(6)规定第1透镜组G1的焦距。通过满足条件式(6)，能够抑制球面像差和由变倍引起的像差变动。
当超过条件式(6)的上限值时，第1透镜组G1的光焦度变小，变倍时的透镜移动量变大，全长增大。另外，使其他透镜组的光焦度增大，从而难以进行远焦端状态下的像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(6)的上限值为2.50。
当低于条件式(6)的下限值时，第1透镜组G1的光焦度变大，难以进行远焦端状态下的球面像差、像面弯曲等各像差的校正。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(7)。
0.67<f4/(fw×ft)1/2<2.10…(7)
其中，
f4：第4透镜组G4的焦距，
fw：变焦镜头ZL的广角端状态下的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
条件式(7)规定第4透镜组G4的焦距。
当超过条件式(7)的上限值时，难以进行像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(7)的上限值为1.70。
当低于条件式(7)的下限值时，难以进行像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(7)的下限值为0.75。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(8)。
0.100<Dm5/(fw×ft)1/2<0.270…(8)
其中，
Dm5：第5透镜组G5的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)，
fw：变焦镜头ZL的广角端状态下的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
条件式(8)规定第5透镜组G5的移动量。
当超过条件式(8)的上限值时，难以进行广角端状态下的像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(8)的上限值为0.24。
当低于条件式(8)的下限值时，难以进行像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(8)的下限值为0.12。为了更可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(8)的下限值为0.16。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(9)。
0.052<(-f2)/ft<0.150…(9)
其中，
f2：第2透镜组G2的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
条件式(9)规定第2透镜组G2的焦距与远焦端状态下的变焦镜头ZL的焦距之间的关系。通过满足条件式(9)，能够抑制球面像差和由变倍引起的像差变动。
当超过条件式(9)的上限值时，第2透镜组G2的光焦度变得过小，使其他透镜组的光焦度变大，从而难以进行球面像差、像面弯曲等各像差的校正。另外，第2透镜组G2的移动量变大，光学全长伸长，前透镜直径也变大，因此难以实现小型化。
当低于条件式(9)的下限值时，第2透镜组G2的光焦度变得过大，难以进行像散、像面弯曲等各像差的校正。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(10)。
0.020<D5/ft<0.050…(10)
其中，
D5：第5透镜组G5在光轴上的厚度，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
条件式(10)规定第5透镜组G5在光轴上的厚度与远焦端状态下的变焦镜头ZL的焦距之间的关系。
当超过条件式(10)的上限值时，第5透镜组G5在光轴上的厚度增加。另外，当想要维持组间隔时，难以进行彗差等各像差的校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(10)的上限值为0.041。
当低于条件式(10)的下限值时，第5透镜组G5在光轴上的厚度减少，第5透镜组G5的光焦度变小，从而难以进行像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(10)的下限值为0.025。
第一实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(11)。
0.005<(-Dm4)/ft<0.100…(11)
其中，
Dm4：第4透镜组G4的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
条件式(11)规定第4透镜组G4的移动量。
当超过条件式(11)的上限值时，如果为了保持光学全长而使其他透镜组的光焦度变大，则难以进行像面弯曲、倍率色像差等各像差的校正。
为了可靠地得到第一实施方式的效果，优选使条件式(11)的上限值为0.080。为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(11)的上限值为0.075。为了更可靠地得到本实施方式的效果，优选使条件式(11)的上限值为0.070。
当低于条件式(11)的下限值时，难以进行球面像差、轴向色像差等各像差的校正。
根据具备这种结构的第一实施方式的变焦镜头ZL，能够实现小型且出瞳位置距像面充分远、并且具有高光学性能的变焦镜头。
在图9和图10中，作为具备第一实施方式的变焦镜头ZL的光学设备，示出数码静态相机CAM(光学设备)的结构。关于该数码静态相机CAM，当按下未图示的电源按钮时，摄影镜头(变焦镜头ZL)的未图示的快门被敞开，来自被摄体(物体)的光通过变焦镜头ZL而被聚光，成像于在像面I(参照图1)配置的摄像元件C(例如，CCD或CMOS等)上。将成像于摄像元件C上的被摄体像显示于在数码静态相机CAM的背后配置的液晶监视器M上。摄影者在一边观察液晶监视器M一边确定被摄体像的构图之后，按下释放按钮B1而通过摄像元件C对被摄体像进行摄影，并记录保存到未图示的存储器中。由此，摄影者能够进行基于相机CAM的被摄体的摄影。
在相机CAM上还可以配置在被摄体暗时发出辅助光的辅助光发光部EF、数码静态相机CAM的各种条件设定等所使用的功能按钮B2等。
此处，虽然例示了将相机CAM与变焦镜头ZL成型为一体的紧凑型的相机，但是作为光学设备，也可以是具有变焦镜头ZL的镜头镜筒与相机机身主体能够拆装的单反相机。
根据具备如上所述的结构的第一实施方式的相机CAM，通过搭载上述的变焦镜头ZL来作为摄影镜头，能够实现小型且出瞳位置距像面充分远、并且具有高光学性能的相机。
接着，参照图11，对第一实施方式的变焦镜头ZL的制造方法进行说明。首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜(步骤ST10)：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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5。以如下方式配置各透镜(步骤ST20)：使第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍。以满足以下的条件式(1)的方式，配置各透镜(步骤ST30)。
2.30<f5/d4w<3.60…(1)
其中，
f5：第5透镜组G5的焦距，
d4w：广角端状态下的第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔。
当例举第一实施方式中的透镜配置的一例时，如图1所示，沿着光轴从物体侧依次配置凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13来作为第1透镜组G1，配置凹面朝向像侧的负弯月形透镜L21、双凹透镜L22以及双凸透镜L23来作为第2透镜组G2，配置双凸透镜L31、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L32与凹面朝向像侧的负弯月形透镜L33的接合透镜以及双凸透镜L34来作为第3透镜组G3，配置凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41来作为第4透镜组G4，配置双凸透镜L51来作为第5透镜组G5。按照上述的顺序配置如上所述准备的各透镜组来制造变焦镜头ZL。
根据如上所述的第一实施方式的制造方法，能够制造小型且出瞳位置距像面充分远、并且具有高光学性能的变焦镜头ZL。
第一实施方式的实施例
以下根据附图对第一实施方式的各实施例进行说明。图1、图3、图5、图7是示出各实施例的变焦镜头ZL(ZL1～ZL4)的结构和光焦度分布的剖视图。在各剖视图中，记载了在从广角端状态(W)经由中间焦距状态(M)变倍到远焦端状态(T)时的各透镜组的位置。
为了避免由参照标号的位数的增大引起的说明的复杂化，针对第1实施例的图1的各参照标号在每个实施例中独立使用。因此，即使附上与其他实施例的附图相同的参照标号，也不一定是与其他实施例相同的结构。
另外，以下示出了表1～表4，它们是第1实施例～第4实施例中的各参数的表。
在各实施例中，作为像差特性的计算对象，选择d线(波长587.6nm)、g线(波长435.8nm)。
在表中的[透镜参数]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，D表示从各光学面到下一个光学面(或像面)的光轴上的距离即面间隔，νd表示光学构件的材质的以d线为基准的阿贝数，nd表示光学构件的材质的对d线的折射率。另外，Di表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔，曲率半径的“0.0000”表示开口或平面，(光圈S)表示孔径光阑S，Bf表示后焦距(光轴上的从透镜最终面到近轴像面为止的距离)。省略空气的折射率“1.000000”。在光学面为非球面时，在面编号上附上*标记，在曲率半径R的栏中示出近轴曲率半径。
在表中的[非球面数据]中，关于[透镜参数]中所示的非球面，通过下式(a)表示其形状。X(y)表示从非球面的顶点处的切面到高度y处的非球面上的位置为止的沿着光轴方向的距离，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-n”。例如，1.234E-05＝1.234×10-5。另外，二次非球面系数A2为0，省略记载。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8…(a)
在表中的[各种数据]中，示出摄影距离无限远的广角端、中间焦距、远焦端的各状态下的数据。另外，f表示镜头整个系统的焦距，FNO表示F值，ω表示半视场角(单位：°)，Di表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔，Bf表示光轴上的从透镜最终面到近轴像面为止的距离，TL表示镜头全长(在光轴上的从透镜最前面到透镜最终面为止的距离上加上Bf的长度)。另外，还示出出瞳位置(距像面的距离)和摄影距离无限远时的第4透镜组G4的像面移动系数的值。
在表中的[透镜组数据]中，示出各透镜组的始面和焦距。
在表中的[条件式对应值]中，示出与上述的条件式(1)～(11)对应的值。
以下，在所有的参数值中，关于所记载的焦距f、曲率半径R、面间隔D、其他长度等，在没有特别记载时一般使用“mm”，但是即使光学系统进行比例放大或比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此并不限定于此。另外，单位不限定于“mm”，能够使用其他适当的单位。
到此为止的表的说明在第1～第4实施例中通用，省略以下的说明。
(第1实施例)
使用图1、图2以及表1对第1实施例进行说明。如图1所示，第1实施例的变焦镜头ZL(ZL1)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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L21、双凹透镜L22以及双凸透镜L23构成。负弯月形透镜L21的像侧面为非球面。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸透镜L31、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L32与凹面朝向像侧的负弯月形透镜L33的接合透镜以及双凸透镜L34构成。双凸透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41构成。负弯月形透镜L41的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由双凸透镜L51构成。双凸透镜L51的物体侧面为非球面。
在第3透镜组G3的物体侧，设置有以调节光量为目的的孔径光阑S。
在第5透镜组G5的像侧，设置有滤波器FL。滤波器FL由用于对配置在像面I上的CCD等固体摄像元件的极限分辨率以上的空间频率进行截止的低通滤波器或红外截止滤波器等构成。
本实施例的变焦镜头ZL1通过使各透镜组之间的间隔变化来进行变倍。具体地讲，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使第1透镜组G1向物体侧移动，使第2透镜组G2向像侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5向像侧移动。孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
在下述的表1中，示出第1实施例中的各参数的值。表1中的面编号1～27对应于图1所示的m1～m27的各光学面。
(表1)
[透镜参数]
[非球面数据]
第7面
κ＝1.2984
A4＝-6.14616E-05
A6＝-8.09197E-07
A8＝0.00000E+00
第13面
κ＝0.3130
A4＝-1.02252E-05
A6＝2.40979E-07
A8＝-1.38343E-09
第14面
κ＝1.0000
A4＝5.84552E-05
A6＝-3.91089E-08
A8＝0.00000E+00
第21面
κ＝1.0000
A4＝2.76226E-05
A6＝-3.81969E-07
A8＝0.00000E+00
第22面
κ＝1.0000
A4＝-4.54093E-05
A6＝2.41061E-07
A8＝0.00000E+00
[各种数据]
变倍比11.90
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)f5/d4w＝2.522
条件式(2)TLt×f3/(ft×ft)＝0.127
条件式(3)ft×ft/{(-f4)×d3t}＝58.502
条件式(4)ωt＝4.16
条件式(5)ωw＝42.25
条件式(6)f1/(fw×ft)1/2＝1.799
条件式(7)f4/(fw×ft)1/2＝1.057
条件式(8)Dm5/(fw×ft)1/2＝0.108
条件式(9)-f2/ft＝0.087
条件式(10)D5/ft＝0.033
条件式(11)(-Dm4)/ft＝0.094
从表1可知，第1实施例的变焦镜头ZL1满足条件式(1)～(11)。
图2是第1实施例的变焦镜头ZL1的摄影距离无限远的各像差图(球面像差图、像散图、畸变图、彗差图以及倍率色像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
在各像差图中，FNO表示F值，A表示对于各像高的半视场角(单位：°)，d表示d线下的像差，g表示g线下的像差。另外，没有这些记载的表示d线下的像差。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。倍率色像差图是以d线为基准来示出。另外，在后述的各实施例的像差图中，也使用与本实施例相同的标号。
如从图2所示的各像差图明确可知，第1实施例的变焦镜头ZL1能够从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正且具有优秀的成像性能。
(第2实施例)
使用图3、图4以及表2对第2实施例进行说明。如图3所示，第2实施例的变焦镜头ZL(ZL2)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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的双凹透镜L21、双凹透镜L22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23构成。双凹透镜L21的像侧面为非球面。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸透镜L31、双凸透镜L32与双凹透镜L33的接合透镜以及双凸透镜L34构成。双凸透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41构成。负弯月形透镜L41的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸透镜L51以及双凹透镜L52构成。双凸透镜L51的物体侧面为非球面。
在第3透镜组G3的物体侧，设置有以调节光量为目的的孔径光阑S。
在第5透镜组G5的像侧，设置有滤波器FL。滤波器FL由用于对配置在像面I上的CCD等固体摄像元件的极限分辨率以上的空间频率进行截止的低通滤波器或红外截止滤波器等构成。
本实施例的变焦镜头ZL2通过使各透镜组之间的间隔变化来进行变倍。具体地讲，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使第1透镜组G1向物体侧移动，使第2透镜组G2向像侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5向像侧移动。孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
在下述的表2中，示出第2实施例中的各参数的值。表2中的面编号1～29对应于图3所示的m1～m29的各光学面。
(表2)
[透镜参数]
[非球面数据]
第7面
κ＝1.2687
A4＝-5.90233E-05
A6＝-7.28217E-07
A8＝0.00000E+00
第13面
κ＝1.6811
A4＝-1.43502E-04
A6＝-4.95404E-07
A8＝-1.90765E-08
第14面
κ＝1.0000
A4＝1.11413E-04
A6＝9.30435E-08
A8＝0.00000E+00
第21面
κ＝1.0000
A4＝1.75131E-05
A6＝6.80438E-07
A8＝0.00000E+00
第22面
κ＝1.0000
A4＝-8.71678E-05
A6＝8.78795E-08
A8＝0.00000E+00
[各种数据]
变倍比11.90
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)f5/d4w＝2.521
条件式(2)TLt×f3/(ft×ft)＝0.129
条件式(3)ft×ft/{(-f4)×d3t}＝53.765
条件式(4)ωt＝4.16
条件式(5)ωw＝42.13
条件式(6)f1/(fw×ft)1/2＝1.730
条件式(7)f4/(fw×ft)1/2＝1.015
条件式(8)Dm5/(fw×ft)1/2＝0.113
条件式(9)-f2/ft＝0.080
条件式(10)D5/ft＝0.046
条件式(11)(-Dm4)/ft＝0.065
从表2可知，第2实施例的变焦镜头ZL2满足条件式(1)～(11)。
图4是第2实施例的变焦镜头ZL2的摄影距离无限远的各像差图(球面像差图、像散图、畸变图、彗差图以及倍率色像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
如从图4所示的各像差图明确可知，第2实施例的变焦镜头ZL2能够从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正且具有优秀的成像性能。
(第3实施例)
使用图5、图6以及表3对第3实施例进行说明。如图5所示，第3实施例的变焦镜头ZL(ZL3)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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L21、双凹透镜L22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23构成。负弯月形透镜L21的像侧面为非球面。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸透镜L31、双凸透镜L32与双凹透镜L33的接合透镜以及双凸透镜L34构成。双凸透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41构成。负弯月形透镜L41的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L51以及凸面朝向像侧的正弯月形透镜L52构成。负弯月形透镜L51的物体侧面为非球面。
在第3透镜组G3的物体侧，设置有以调节光量为目的的孔径光阑S。
在第5透镜组G5的像侧，设置有滤波器FL。滤波器FL由用于对配置在像面I上的CCD等固体摄像元件的极限分辨率以上的空间频率进行截止的低通滤波器或红外截止滤波器等构成。
本实施例的变焦镜头ZL3通过使各透镜组之间的间隔变化来进行变倍。具体地讲，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使第1透镜组G1向物体侧移动，使第2透镜组G2向像侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，使第4透镜组G4暂时向物体侧移动之后向像侧移动，使第5透镜组G5向像侧移动。孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
在下述的表3中，示出第3实施例中的各参数的值。表3中的面编号1～29对应于图5所示的m1～m29的各光学面。
(表3)
[透镜参数]
[非球面数据]
第7面
κ＝1.4093
A4＝-5.27382E-05
A6＝-7.28271E-07
A8＝0.00000E+00
第13面
κ＝0.4203
A4＝-7.50100E-06
A6＝3.99816E-07
A8＝1.35754E-09
第14面
κ＝1.0000
A4＝9.24271E-05
A6＝9.04859E-08
A8＝0.00000E+00
第21面
κ＝1.0000
A4＝3.92026E-05
A6＝-2.03642E-07
A8＝0.00000E+00
第22面
κ＝1.0000
A4＝6.47188E-05
A6＝0.00000E+00
A8＝0.00000E+00
[各种数据]
变倍比11.90
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)f5/d4w＝3.537
条件式(2)TLt×f3/(ft×ft)＝0.126
条件式(3)ft×ft/{(-f4)×d3t}＝41.517
条件式(4)ωt＝4.16
条件式(5)ωw＝42.13
条件式(6)f1/(fw×ft)1/2＝1.920
条件式(7)f4/(fw×ft)1/2＝0.961
条件式(8)Dm5/(fw×ft)1/2＝0.217
条件式(9)-f2/ft＝0.087
条件式(10)D5/ft＝0.044
条件式(11)(-Dm4)/ft＝0.094
从表3可知，第3实施例的变焦镜头ZL3满足条件式(1)～(11)。
图6是第3实施例的变焦镜头ZL3的摄影距离无限远的各像差图(球面像差图、像散图、畸变图、彗差图以及倍率色像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
如从图6所示的各像差图明确可知，第3实施例的变焦镜头ZL3能够从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正且具有优秀的成像性能。
(第4实施例)
使用图7、图8以及表4对第4实施例进行说明。如图7所示，第4实施例的变焦镜头ZL(ZL4)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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的双凹透镜L21、双凹透镜L22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23构成。双凹透镜L21的像侧面为非球面。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸透镜L31、双凸透镜L32与双凹透镜L33的接合透镜以及双凸透镜L34构成。双凸透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41构成。负弯月形透镜L41的像侧面为非球面。
第5透镜组G5由双凸透镜L51构成。双凸透镜L51的物体侧面为非球面。
在第3透镜组G3的物体侧，设置有以调节光量为目的的孔径光阑S。
在第5透镜组G5的像侧，设置有滤波器FL。滤波器FL由用于对配置在像面I上的CCD等固体摄像元件的极限分辨率以上的空间频率进行截止的低通滤波器或红外截止滤波器等构成。
本实施例的变焦镜头ZL4通过使各透镜组之间的间隔变化来进行变倍。具体地讲，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使第1透镜组G1向物体侧移动，使第2透镜组G2向像侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5向像侧移动。孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
在下述的表4中，示出第4实施例中的各参数的值。表4中的面编号1～27对应于图7所示的m1～m27的各光学面。
(表4)
[透镜参数]
[非球面数据]
第7面
κ＝1.1062
A4＝-5.47187E-05
A6＝-2.04034E-07
A8＝0.00000E+00
第13面
κ＝1.4224
A4＝-1.69472E-04
A6＝-1.46252E-06
A8＝-1.40635E-08
第14面
κ＝1.0000
A4＝1.30671E-04
A6＝-4.78933E-07
A8＝3.42870E-08
第21面
κ＝1.0000
A4＝2.58575E-05
A6＝6.46545E-07
A8＝-4.56018E-08
第22面
κ＝1.0000
A4＝-4.97075E-05
A6＝2.11919E-07
A8＝0.00000E+00
[各种数据]
变倍比11.90
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)f5/d4w＝2.316
条件式(2)TLt×f3/(ft×ft)＝0.124
条件式(3)ft×ft/{(-f4)×d3t}＝50.649
条件式(4)ωt＝4.15
条件式(5)ωw＝42.13
条件式(6)f1/(fw×ft)1/2＝1.877
条件式(7)f4/(fw×ft)1/2＝0.961
条件式(8)Dm5/(fw×ft)1/2＝0.102
条件式(9)-f2/ft＝0.086
条件式(10)D5/ft＝0.031
条件式(11)(-Dm4)/ft＝0.040
从表4可知，第4实施例的变焦镜头ZL4满足条件式(1)～(11)。
图8是第4实施例的变焦镜头ZL4的摄影距离无限远的各像差图(球面像差图、像散图、畸变图、彗差图以及倍率色像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
如从图8所示的各像差图明确可知，第4实施例的变焦镜头ZL4能够从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正且具有优秀的成像性能。
根据如上所述的第一实施方式的各实施例，能够提供小型且出瞳位置距像面充分远、并且具有高光学性能的变焦镜头。
到此为止为了容易理解本发明，附上第一实施方式的构成要件来进行了说明，但是本发明当然并不限定于此。能够在不损坏本申请的变焦镜头的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为第一实施方式的变焦镜头ZL的数值实施例，虽然示出了5组结构，但是并不限定于此，也可以应用于其他组结构(例如，6组等)。具体地讲，也可以是在最靠物体侧增加了透镜或透镜组的结构，或者在最靠像侧增加了透镜或透镜组的结构。另外，透镜组表示被进行变倍时或对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
在第一实施方式的变焦镜头ZL中，也可以构成为，为了进行从无限远向近距离物体的对焦，使第1透镜组G1～第5透镜组G5的透镜组的一部分、一个透镜组全体、或者多个透镜组作为对焦透镜组，在光轴方向上移动。该对焦透镜组还能够应用于自动对焦，也能够应用于自动对焦用的(使用了超声波电机等的)电机驱动。特别是，可以优选使第4透镜组G4为对焦透镜组。另外，也可以通过使第4透镜组G4和第5透镜组G5同时在光轴方向上移动来进行对焦。另外，也可以通过使变焦镜头ZL整体在光轴方向上移动来进行对焦。
在第一实施方式的变焦镜头ZL中，也可以是使第1透镜组G1～第5透镜组G5中的任意一个透镜组全体、或者透镜组中的一部分作为防抖透镜组，该防抖透镜组以具有与光轴垂直的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)，从而对由于手抖而产生的像抖动进行校正。
在第一实施方式的变焦镜头ZL中，透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，能够防止由加工和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，即使在像面偏移的情况下描绘性能的劣化也少，因此是优选的。在透镜面为非球面时，非球面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种非球面。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。
在第一实施方式的变焦镜头ZL中，孔径光阑S虽然优选配置在第3透镜组G3的附近，但是也可以不设置作为孔径光阑的构件，而通过透镜的框来代替其作用。
在第一实施方式的变焦镜头ZL中，在各透镜面上，为了减轻眩光、重影并实现高对比度的高光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的防反射膜。
(第二实施方式)
接着，参照附图对第二实施方式进行说明。如图12所示，第二实施方式的变焦镜头ZL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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，第5透镜组G5向像侧移动。
根据该结构，能够实现高变倍的镜头。
并且，根据上述结构，第二实施方式的变焦镜头ZL满足以下的条件式(12)、(13)。
1.96<f1/(fw×ft)1/2<2.80…(12)
0.67<f4/(fw×ft)1/2<2.10…(13)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距，
fw：变焦镜头ZL的广角端状态下的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
条件式(12)规定第1透镜组G1的焦距。通过满足条件式(12)，能够抑制球面像差和由变倍引起的像差变动。
当超过条件式(12)的上限值时，第1透镜组G1的光焦度变小，变倍时的透镜移动量变大，全长增大。另外，使其他透镜组的光焦度增大，从而难以进行远焦端状态下的像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(12)的上限值为2.50。
当低于条件式(12)的下限值时，第1透镜组G1的光焦度变大，难以进行远焦端状态下的球面像差、像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(12)的下限值为2.10。
条件式(13)规定第4透镜组G4的焦距。
当超过条件式(13)的上限值时，难以进行像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(13)的上限值为1.70。
当低于条件式(13)的下限值时，难以进行像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(13)的下限值为0.75。
关于第二实施方式的变焦镜头ZL，优选的是，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，各透镜组之间的间隔变化。
根据该结构，能够实现高变倍的镜头。
关于第二实施方式的变焦镜头ZL，优选的是，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔增加，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减少。
根据该结构，能够实现高变倍且良好的光学性能。
关于第二实施方式的变焦镜头ZL，优选的是，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，第1透镜组G1移动。
根据该结构，能够实现高变倍且良好的光学性能。
第二实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(14)。
0.120<Dm5/(fw×ft)1/2<0.270…(14)
其中，
Dm5：第5透镜组G5的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)。
条件式(14)规定第5透镜组G5的移动量。
当超过条件式(14)的上限值时，难以进行广角端状态下的像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(14)的上限值为0.24。
当低于条件式(14)的下限值时，难以进行像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(14)的下限值为0.16。
第二实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(15)。
0.052<(-f2)/ft<0.150…(15)
其中，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(15)规定第2透镜组G2的焦距与远焦端状态下的变焦镜头ZL的焦距之间的关系。通过满足条件式(15)，能够抑制球面像差和由变倍引起的像差变动。
当超过条件式(15)的上限值时，第2透镜组G2的光焦度变得过小，使其他透镜组的光焦度变大，从而难以进行球面像差、像面弯曲等各像差的校正。另外，第2透镜组G2的移动量变大，光学全长伸长，前透镜直径也变大，因此难以实现小型化。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(15)的上限值为0.24。
当低于条件式(15)的下限值时，第2透镜组G2的光焦度变得过大，难以进行像散、像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(15)的下限值为0.16。
第二实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(16)。
0.020<D5/ft<0.050…(16)
其中，
D5：第5透镜组G5在光轴上的厚度。
条件式(16)规定第5透镜组G5在光轴上的厚度与远焦端状态下的变焦镜头ZL的焦距之间的关系。
当超过条件式(16)的上限值时，第5透镜组G5在光轴上的厚度增加。另外，当想要维持组间隔时，难以进行彗差等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(16)的上限值为0.041。
当低于条件式(16)的下限值时，第5透镜组G5在光轴上的厚度减少，第5透镜组G5的光焦度变小，从而难以进行像面弯曲等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(16)的下限值为0.025。
第二实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(17)。
0.005<(-Dm4)/ft<0.080…(17)
其中，
Dm4：第4透镜组G4的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)。
条件式(17)规定第4透镜组G4的移动量。
当超过条件式(17)的上限值时，如果为了保持光学全长而使其他透镜组的光焦度变大，则难以进行像面弯曲、倍率色像差等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(17)的上限值为0.075。为了更可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(17)的上限值为0.070。
当低于条件式(17)的下限值时，难以进行球面像差、轴向色像差等各像差的校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(17)的下限值为0.005。
关于第二实施方式的变焦镜头ZL，优选的是，第3透镜组G3具备至少一个非球面透镜。
根据该结构，能够良好地对球面像差等各像差进行校正。
第二实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(18)。
1.00°<ωt<7.50°…(18)
其中，
ωt：远焦端状态下的半视场角。
条件式(18)是规定远焦端状态下的视场角的最佳的值的条件。通过满足该条件式(18)，能够良好地对彗差、畸变、像面弯曲等各像差进行校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(18)的上限值为7.00°。为了更可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(18)的上限值为6.00°。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(18)的下限值为2.00°。
第二实施方式的变焦镜头ZL优选满足以下的条件式(19)。
32.00°<ωw<47.00° …(19)
其中，
ωw：广角端状态下的半视场角。
条件式(19)是规定广角端状态下的视场角的最佳的值的条件。通过满足该条件式(19)，能够具有宽的视场角，并且能够良好地对彗差、畸变、像面弯曲等各像差进行校正。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(19)的上限值为45.00°。
为了可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(19)的下限值为33.00°。为了更可靠地得到第二实施方式的效果，优选使条件式(19)的下限值为34.00°。
根据具备如上所述的结构第二实施方式的变焦镜头ZL，能够实现高变倍并且具有良好的光学性能的变焦镜头。
在图20和图21中，作为具备第二实施方式的变焦镜头ZL的光学设备，示出数码静态相机CAM(光学设备)的结构。关于该数码静态相机CAM，当按下未图示的电源按钮时，摄影镜头(变焦镜头ZL)的未图示的快门被敞开，来自被摄体(物体)的光通过变焦镜头ZL而被聚光，成像于在像面I(参照图1)配置的摄像元件C(例如，CCD或CMOS等)上。将成像于摄像元件C上的被摄体像显示于在数码静态相机CAM的背后配置的液晶监视器M上。摄影者在一边观察液晶监视器M一边确定被摄体像的构图之后，按下释放按钮B1而通过摄像元件C对被摄体像进行摄影，并记录保存到未图示的存储器中。由此，摄影者能够进行基于相机CAM的被摄体的摄影。
在相机CAM上还可以配置在被摄体暗时发出辅助光的辅助光发光部EF、数码静态相机CAM的各种条件设定等所使用的功能按钮B2等。
此处，虽然例示了将相机CAM与变焦镜头ZL成型为一体的紧凑型的相机，但是作为光学设备，也可以是具有变焦镜头ZL的镜头镜筒与相机机身主体能够拆装的单反相机。
根据具备如上所述的结构第二实施方式的相机CAM，通过搭载第二实施方式的变焦镜头ZL来作为摄影镜头，能够实现高变倍并且具有良好的光学性能的相机。
接着，参照图22对第二实施方式的变焦镜头ZL的制造方法进行说明。首先，以如下方式在镜筒内配置各透镜(步骤ST110)：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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5，使各透镜组之间的间隔变化来进行变倍。以如下方式配置各透镜(步骤ST120)：在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，第5透镜组G5向像侧移动。以满足以下的条件式(12)、(13)的方式，配置各透镜(步骤ST130)。
1.96<f1/(fw×ft)1/2<2.80…(12)
0.67<f4/(fw×ft)1/2<2.10…(13)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距，
fw：变焦镜头ZL的广角端状态下的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
当例举第二实施方式中的透镜配置的一例时，如图12所示，沿着光轴从物体侧依次配置凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸形状的正透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13来作为第1透镜组G1，配置双凹形状的负透镜L21、双凹形状的负透镜L22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23来作为第2透镜组G2，配置双凸形状的正透镜L31、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L32与凹面朝向像侧的负弯月形透镜L33的接合透镜以及双凸形状的正透镜L34来作为第3透镜组G3，配置凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41来作为第4透镜组G4，配置双凸形状的正透镜L51来作为第5透镜组G5。按照上述的顺序配置如上所述准备的各透镜组来制造变焦镜头ZL。
根据如上所述的第二实施方式的制造方法，能够制造高变倍并且具有良好的光学性能的变焦镜头ZL。
第二实施方式的实施例
以下根据附图对第二实施方式的各实施例进行说明。图12、图14、图16、图18是示出各实施例的变焦镜头ZL(ZL5～ZL8)的结构和光焦度分布的剖视图。在各剖视图中，记载了在从广角端状态(W)变倍到远焦端状态(T)时的各透镜组的位置。
另外，为了避免由参照标号的位数的增大引起的说明的复杂化，针对第5实施例的图12的各参照标号在每个实施例中独立使用。因此，即使附上与其他实施例的附图相同的参照标号，它们也不一定是与其他实施例相同的结构。
另外，以下示出表5～表8，它们是第5实施例～第8实施例中的各参数的表。
在各实施例中，作为像差特性的计算对象，选择d线(波长587.6nm)、g线(波长435.8nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)。
在表中的[透镜参数]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，D表示从各光学面到下一个光学面(或像面)的光轴上的距离即面间隔，nd表示光学构件的材质的对d线的折射率，νd表示光学构件的材质的以d线为基准的阿贝数。另外，物面表示物体面，Di表示面间隔(第i面与第(i+1)面之间的面间隔)，(光圈S)表示孔径光阑S，Bf表示后焦距(光轴上的从透镜最终面到近轴像面为止的距离)，像面表示像面I。曲率半径的“∞”和“0.00000”表示平面或开口。省略空气的折射率“1.000000”。在光学面为非球面时，在面编号上附上*标记，在曲率半径R的栏中示出近轴曲率半径。
在表中的[非球面数据]中，关于[透镜参数]中所示的非球面，通过下式(b)表示其形状。X(y)表示从非球面的顶点处的切面到高度y处的非球面上的位置为止的沿着光轴方向的距离，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-n”。例如，1.234E-05＝1.234×10-5。另外，二次非球面系数A2为0，省略记载。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10
…(b)
在表中的[整体参数]中，f表示镜头整个系统的焦距，FNO表示F值，ω表示半视场角(单位：°)，TL表示光学全长(光轴上的从透镜最前面到近轴像面为止的距离)，Bf表示后焦距(光轴上的从透镜最终面到近轴像面为止的距离)。
在表中的[变焦数据]中，示出广角端、中间焦距、远焦端的各状态下的面间隔Di。另外，Di表示第i面与第(i+1)面之间的面间隔。
在表中的[变焦镜头组数据]中，G表示组编号，组初面表示各组的最靠物体侧的面编号，组焦距表示各组的焦距，透镜结构长度表示各组的从最靠物体侧的透镜面到最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离。
在表中的[条件式]中，示出与上述的条件式(12)～(19)对应的值。
以下，在所有的参数值中，关于所记载的焦距f、曲率半径R、面间隔D、其他长度等，在没有特别记载时一般使用“mm”，但是即使光学系统进行比例放大或比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此并不限定于此。另外，单位不限定于“mm”，能够使用其他适当的单位。
到此为止的表的说明在第5～第8实施例中通用，省略以下的说明。
(第5实施例)
使用图12、图13以及表5对第5实施例进行说明。如图12所示，第5实施例的变焦镜头ZL(ZL5)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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸形状的正透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的双凹形状的负透镜L21、双凹形状的负透镜L22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23构成。双凹形状的负透镜L21的像侧的面为非球面。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L32与凹面朝向像侧的负弯月形透镜L33的接合透镜以及双凸形状的正透镜L34构成。双凸形状的正透镜L31的物体侧的面和像侧的面均为非球面。
第4透镜组G4由凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41构成。负弯月形透镜L41的像侧的面为非球面。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。双凸形状的正透镜L51的物体侧的面为非球面。
在第3透镜组G3的物体侧，配置有决定亮度的孔径光阑S。
在第5透镜组G5与像面I之间配置有滤波器组FL。滤波器组FL由用于对配置在像面I上的CCD等固体摄像元件的极限分辨率以上的空间频率进行截止的低通滤波器或红外截止滤波器等玻璃块构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL5，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使五个透镜组G1～G5全部移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔增加，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减少，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化，第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔增加。具体地讲，在进行变倍时，使第1透镜组G1向物体侧移动，使第2透镜组G2向像侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，使第4透镜组G4暂时向像侧移动之后向物体侧移动，使第5透镜组G5向像侧移动。在进行变倍时，孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
在下述的表5中，示出第5实施例中的各参数的值。表5中的面编号1～25对应于图12所示的m1～m25的各光学面。
(表5)
[透镜参数]
[非球面数据]
第7面
κ＝0.0000，A4＝-1.49952E-02，A6＝-3.16087E-03，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第13面
κ＝0.0000，A4＝-3.17644E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第14面
κ＝0.0000，A4＝5.13219E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第21面
κ＝0.0000，A4＝0.00000E+00，A6＝-1.62856E-02，A8＝-1.21206E-02，A10＝0.00000E+00
第22面
κ＝0.0000，A4＝-2.28761E-04，A6＝1.25152E-02，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
[整体参数]
变焦比10.015094
[变焦数据]
[变焦镜头组数据]
[条件式]
条件式(12)f1/(fw×ft)1/2＝2.228
条件式(13)f4/(fw×ft)1/2＝0.763
条件式(14)Dm5/(fw×ft)1/2＝0.168
条件式(15)-f2/ft＝0.129
条件式(16)D5/ft＝0.040
条件式(17)(-Dm4)/ft＝0.048
条件式(18)ωt＝4.15018
条件式(19)ωw＝37.97787
从表5可知，第5实施例的变焦镜头ZL5满足条件式(12)～(19)。
图13是第5实施例的变焦镜头ZL5的摄影距离无限远的各像差图(球面像差图、像散图、畸变图、彗差图以及倍率色像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
在各像差图中，FNO表示F值，A表示半视场角(单位：°)，d表示d线下的像差，g表示g线下的像差，C表示C线下的像差，F表示F线下的像差。另外，没有这些记载的表示d线下的像差。在球面像差图中，实线表示球面像差，虚线表示正弦条件。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在彗差图中，实线表示子午彗差。倍率色像差图以d线为基准。另外，在后述的各实施例的像差图中，也使用与本实施例相同的标号。
如从图13所示的各像差图明确可知，第5实施例的变焦镜头ZL5能够从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正且具有优秀的成像性能。
(第6实施例)
使用图14、图15以及表6对第6实施例进行说明。如图14所示，第6实施例的变焦镜头ZL(ZL6)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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸形状的正透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22以及双凸形状的正透镜L23构成。双凹形状的负透镜L22的物体侧的面和像侧的面均为非球面。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、双凸形状的正透镜L32与双凹形状的负透镜L33的接合透镜以及双凸形状的正透镜L34构成。双凸形状的正透镜L31的物体侧的面和像侧的面均为非球面。
第4透镜组G4由凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41构成。负弯月形透镜L41的像侧的面为非球面。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。双凸形状的正透镜L51的物体侧的面为非球面。
在第3透镜组G3的物体侧，配置有决定亮度的孔径光阑S。
在第5透镜组G5与像面I之间配置有滤波器组FL。滤波器组FL由用于对配置在像面I上的CCD等固体摄像元件的极限分辨率以上的空间频率进行截止的低通滤波器或红外截止滤波器等玻璃块构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL6，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使五个透镜组G1～G5全部移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔增加，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减少，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化，第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔增加。具体地讲，在进行变倍时，使第1透镜组G1向物体侧移动，使第2透镜组G2向像侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，使第4透镜组G4向物体侧移动，使第5透镜组G5向像侧移动。在进行变倍时，孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
在下述的表6中，示出第6实施例中的各参数的值。表6中的面编号1～25对应于图14所示的m1～m25的各光学面。
(表6)
[透镜参数]
[非球面数据]
第8面
κ＝0.0000，A4＝2.50272E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第9面
κ＝0.0000，A4＝2.45863E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第13面
κ＝0.0000，A4＝-2.18620E-02，A6＝8.87111E-03，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第14面
κ＝0.0000，A4＝4.76381E-02，A6＝2.17581E-03，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第21面
κ＝0.0000，A4＝0.00000E+00，A6＝7.51204E-03，A8＝-2.45863E-01，A10＝0.00000E+00
第22面
κ＝0.0000，A4＝-2.78834E-02，A6＝6.18823E-03，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
[整体参数]
变焦比10.015094
[变焦数据]
[变焦镜头组数据]
[条件式]
条件式(12)f1/(fw×ft)1/2＝2.401
条件式(13)f4/(fw×ft)1/2＝0.751
条件式(14)Dm5/(fw×ft)1/2＝0.214
条件式(15)-f2/ft＝0.126
条件式(16)D5/ft＝0.037
条件式(17)(-Dm4)/ft＝0.045
条件式(18)ωt＝4.19937
条件式(19)ωw＝37.57318
从表6可知，第6实施例的变焦镜头ZL6满足条件式(12)～(19)。
图15是第6实施例的变焦镜头ZL6的摄影距离无限远的各像差图(球面像差图、像散图、畸变图、彗差图以及倍率色像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
如从图15所示的各像差图明确可知，第6实施例的变焦镜头ZL6能够从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正且具有优秀的成像性能。
(第7实施例)
使用图16、图17以及表7对第7实施例进行说明。如图16所示，第7实施例的变焦镜头ZL(ZL7)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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4以及具有正的光焦度的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸形状的正透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23以及凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L24构成。负弯月形透镜L21的物体侧的面和像侧的面均为非球面。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L32与凹面朝向像侧的负弯月形透镜L33的接合透镜以及凹面朝向像侧的负弯月形透镜L34与双凸形状的正透镜L35的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的物体侧的面和像侧的面均为非球面。
第4透镜组G4由凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41构成。负弯月形透镜L41的像侧的面为非球面。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。双凸形状的正透镜L51的物体侧的面为非球面。
在第3透镜组G3的物体侧，配置有决定亮度的孔径光阑S。
在第5透镜组G5与像面I之间配置有滤波器组FL。滤波器组FL由用于对配置在像面I上的CCD等固体摄像元件的极限分辨率以上的空间频率进行截止的低通滤波器或红外截止滤波器等玻璃块构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL7，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使五个透镜组G1～G5全部移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔增加，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减少，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化，第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔增加。具体地讲，在进行变倍时，使第1透镜组G1向物体侧移动，使第2透镜组G2向像侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，使第4透镜组G4暂时向像侧移动之后向物体侧移动，使第5透镜组G5向像侧移动。在进行变倍时，孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
在下述的表7中，示出第7实施例中的各参数的值。表7中的面编号1～28对应于图16所示的m1～m28的各光学面。
(表7)
[透镜参数]
[非球面数据]
第6面
κ＝0.0000，A4＝1.23964E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第7面
κ＝0.0000，A4＝5.79301E-03，A6＝1.11989E-02，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第15面
κ＝0.0000，A4＝-2.11270E-02，A6＝3.00468E-03，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第16面
κ＝0.0000，A4＝4.55787E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第24面
κ＝0.0000，A4＝3.72669E-03，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第25面
κ＝0.0000，A4＝-2.03605E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
[整体参数]
变焦比11.87638
[变焦数据]
[变焦镜头组数据]
[条件式]
条件式(12)f1/(fw×ft)1/2＝2.169
条件式(13)f4/(fw×ft)1/2＝1.657
条件式(14)Dm5/(fw×ft)1/2＝0.237
条件式(15)-f2/ft＝0.094
条件式(16)D5/ft＝0.028
条件式(17)(-Dm4)/ft＝0.069
条件式(18)ωt＝4.15396
条件式(19)ωw＝42.03372
从表7可知，第7实施例的变焦镜头ZL7满足条件式(12)～(19)。
图17是第7实施例的变焦镜头ZL7的摄影距离无限远的各像差图(球面像差图、像散图、畸变图、彗差图以及倍率色像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
如从图17所示的各像差图明确可知，第7实施例的变焦镜头ZL7能够从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正且具有优秀的成像性能。
(第8实施例)
使用图18、图19以及表8对第8实施例进行说明。如图18所示，第8实施例的变焦镜头ZL(ZL8)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、具有负的光焦度的第2透镜组G2、具有正的光焦度的第3透镜组G3、具有负的光焦度的第4透镜组G4、具有正的光焦度的第5透镜组G5以及具有负的光焦度的第6透镜组G6构成。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月形透镜L11与双凸形状的正透镜L12的接合透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的双凹形状的负透镜L21、双凹形状的负透镜L22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L23构成。双凹形状的负透镜L21的像侧的面为非球面。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L31、双凸形状的正透镜L32与双凹形状的负透镜L33的接合透镜以及双凸形状的正透镜L34构成。双凸形状的正透镜L31的物体侧的面和像侧的面均为非球面。
第4透镜组G4由凹面朝向像侧的负弯月形透镜L41构成。负弯月形透镜L41的像侧的面为非球面。
第5透镜组G5由双凸形状的正透镜L51构成。双凸形状的正透镜L51的物体侧的面为非球面。
第6透镜组G6由双凹形状的负透镜L61构成。
在第3透镜组G3的物体侧，配置有决定亮度的孔径光阑S。
在第6透镜组G6与像面I之间配置有滤波器组FL。滤波器组FL由用于对配置在像面I上的CCD等固体摄像元件的极限分辨率以上的空间频率进行截止的低通滤波器或红外截止滤波器等玻璃块构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL8，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使五个透镜组G1～G5移动，将第6透镜组G6固定，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔增加，第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减少，第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化，第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔增加，第5透镜组G5与第6透镜组G6之间的间隔变化。具体地讲，在进行变倍时，使第1透镜组G1向物体侧移动，使第2透镜组G2向像侧移动，使第3透镜组G3向物体侧移动，使第4透镜组G4暂时向像侧移动之后向物体侧移动，使第5透镜组G5向像侧移动，使第6透镜组G6相对于像面I固定。在进行变倍时，孔径光阑S与第3透镜组G3一体地向物体侧移动。
在下述的表8中，示出第8实施例中的各参数的值。表8中的面编号1～27对应于图18所示的m1～m27的各光学面。
(表8)
[透镜参数]
[非球面数据]
第7面
κ＝0.0000，A4＝-1.62825E-02，A6＝-9.14805E-03，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第13面
κ＝0.0000，A4＝-3.43965E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第14面
κ＝0.0000，A4＝3.97330E-02，A6＝0.00000E+00，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第21面
κ＝0.0000，A4＝0.00000E+00，A6＝4.43810E-02，A8＝-5.14186E-02，A10＝0.00000E+00
第22面
κ＝0.0000，A4＝-3.86599E-02，A6＝1.45631E-02，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
[整体参数]
变焦比10.015094
[变焦数据]
[变焦镜头组数据]
[条件式]
条件式(12)f1/(fw×ft)1/2＝2.033
条件式(13)f4/(fw×ft)1/2＝1.731
条件式(14)Dm5/(fw×ft)1/2＝0.137
条件式(15)-f2/ft＝0.117
条件式(16)D5/ft＝0.0343
条件式(17)Dm4/ft＝0.045
条件式(18)ωt＝4.14745
条件式(19)ωw＝37.99043
从表8可知，第8实施例的变焦镜头ZL8满足条件式(12)～(19)。
图19是第8实施例的变焦镜头ZL8的摄影距离无限远的各像差图(球面像差图、像散图、畸变图、彗差图以及倍率色像差图)，(a)表示广角端状态，(b)表示中间焦距状态，(c)表示远焦端状态。
如从图19所示的各像差图明确可知，第8实施例的变焦镜头ZL8能够从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正且具有优秀的成像性能。
根据如上所述的各实施例，能够提供高变倍并且具有良好的光学性能的变焦镜头。
到此为止为了容易理解本发明，附上第二实施方式的构成要件来进行了说明，但是本发明当然并不限定于此。能够在不损坏本申请的变焦镜头ZL的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为第二实施方式的变焦镜头ZL的数值实施例，虽然示出了5组、6组结构，但是并不限定于此，还能够应用于其他的组结构(例如，7组等)。具体地讲，也可以是在最靠物体侧增加了透镜或透镜组的结构，或者在最靠像侧增加了透镜或透镜组的结构。另外，透镜组表示被进行变倍时或对焦时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
在第二实施方式的变焦镜头ZL中，也可以构成为，为了进行从无限远向近距离物体的对焦，使透镜组的一部分、一个透镜组全体或者多个透镜组作为对焦透镜组，在光轴方向上移动。该对焦透镜组还能够应用于自动对焦，也能够应用于自动对焦用的(使用了超声波电机等的)电机驱动。特别是，优选使第4透镜组G4的至少一部分为对焦透镜组。
在第二实施方式的变焦镜头ZL中，也可以是使任意一个透镜组全体或者部分透镜组作为防抖透镜组，该防抖透镜组以具有与光轴垂直的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)，从而对由于手抖而产生的像抖动进行校正。特别是，优选使第3透镜组G3的至少一部分为防抖透镜组。
在第二实施方式的变焦镜头ZL中，透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面时，透镜加工和组装调整变得容易，能够防止由加工和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，即使在像面偏移的情况下描绘性能的劣化也少，因此是优选的。在透镜面为非球面时，非球面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种非球面。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。
在第二实施方式的变焦镜头ZL中，孔径光阑S虽然优选配置在第3透镜组G3的附近，但是也可以不设置作为孔径光阑的构件，而通过透镜的框来代替其作用。
在第二实施方式的变焦镜头ZL中，在各透镜面上，为了减轻眩光、重影并实现高对比度的高光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的防反射膜。
第二实施方式的变焦镜头ZL的变倍比为5～20倍左右。
标号说明
ZL(ZL1～ZL8) 变焦镜头
G1 第1透镜组
G2 第2透镜组
G3 第3透镜组
G4 第4透镜组
G5 第5透镜组
G6 第6透镜组
S 孔径光阑
FL 滤波器
I 像面
CAM 数码静态相机(光学设备)。
Claims (30)
1.一种变焦镜头，其特征在于，
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、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，
使所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组沿着光轴移动，以使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍，
且满足以下的条件式：
2.30<f5/d4w<3.60
其中，
f5：所述第5透镜组的焦距，
d4w：广角端状态下的所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.110<TLt×f3/(ft×ft)<0.134
其中，
TLt：远焦端状态下的整个系统的全长，
f3：所述第3透镜组的焦距，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其特征在于，
使所述第4透镜组作为对焦透镜组而向像侧移动，从而进行从无限远向近距离物体的对焦。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
32.96<ft×ft/{(-f4)×d3t}<59.21
其中，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距，
d3t：远焦端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
1.00°<ωt<7.50°
其中，
ωt：远焦端状态下的半视场角。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
32.00°<ωw<47.00°
其中，
ωw：广角端状态下的半视场角。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
1.70<f1/(fw×ft)1/2<2.80
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.67<f4/(fw×ft)1/2<2.10
其中，
f4：所述第4透镜组的焦距，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.100<Dm5/(fw×ft)1/2<0.270
其中，
Dm5：所述第5透镜组的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.052<(-f2)/ft<0.150
其中，
f2：所述第2透镜组的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.020<D5/ft<0.050
其中，
D5：所述第5透镜组在光轴上的厚度，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.005<(-Dm4)/ft<0.100
其中，
Dm4：所述第4透镜组的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
13.一种光学设备，其特征在于，搭载权利要求1～12中的任意一项所述的变焦镜头。
14.一种变焦镜头，其特征在于，
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、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，
在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第5透镜组向像侧移动，
且满足以下的条件式：
1.96<f1/(fw×ft)1/2<2.80
0.67<f4/(fw×ft)1/2<2.10
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
15.根据权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，
在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，各透镜组之间的间隔变化。
16.根据权利要求14或15所述的变焦镜头，其特征在于，
在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔增加，所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔减少。
17.根据权利要求14～16中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第1透镜组移动。
18.根据权利要求14～17中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.120<Dm5/(fw×ft)1/2<0.270
其中，
Dm5：所述第5透镜组的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)。
19.根据权利要求14～18中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.052<(-f2)/ft<0.150
其中，
f2：所述第2透镜组的焦距。
20.根据权利要求14～19中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.020<D5/ft<0.050
其中，
D5：所述第5透镜组在光轴上的厚度。
21.根据权利要求14～20中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
0.005<(-Dm4)/ft<0.080
其中，
Dm4：所述第4透镜组的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)。
22.根据权利要求14～21中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第3透镜组具备至少一个非球面透镜。
23.根据权利要求14～22中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
1.00°<ωt<7.50°
其中，
ωt：远焦端状态下的半视场角。
24.根据权利要求14～23中的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
满足以下的条件式：
32.00°<ωw<47.00°
其中，
ωw：广角端状态下的半视场角。
25.一种光学设备，其特征在于，搭载权利要求14～24中的任意一项所述的变焦镜头。
26.一种变焦镜头的制造方法，该变焦镜头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、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，所述变焦镜头的制造方法的特征在于，
以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：
使所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组沿着光轴移动，以使所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔变化，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍，
且满足以下的条件式：
2.30<f5/d4w<3.60
其中，
f5：所述第5透镜组的焦距，
d4w：广角端状态下的所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔。
27.根据权利要求26所述的变焦镜头的制造方法，其特征在于，
以满足以下的条件式的方式，在镜头镜筒内配置各透镜：
0.110<TLt×f3/(ft×ft)<0.134
其中，
TLt：远焦端状态下的整个系统的全长，
f3：所述第3透镜组的焦距，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
28.根据权利要求26或27所述的变焦镜头的制造方法，其特征在于，
以满足以下的条件式的方式，在镜头镜筒内配置各透镜：
32.96<ft×ft/{(-f4)×d3t}<59.21
其中，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距，
d3t：远焦端状态下的所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔。
29.一种变焦镜头的制造方法，该变焦镜头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、具有负的光焦度的第2透镜组、具有正的光焦度的第3透镜组、具有负的光焦度的第4透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，所述变焦镜头的制造方法的特征在于，
以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：
在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第5透镜组向像侧移动，
且满足以下的条件式：
1.96<f1/(fw×ft)1/2<2.80
0.67<f4/(fw×ft)1/2<2.10
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
30.根据权利要求29所述的变焦镜头的制造方法，其特征在于，
以满足以下的条件式的方式，在镜头镜筒内配置各透镜：
0.120<Dm5/(fw×ft)1/2<0.270
其中，
Dm5：所述第5透镜组的广角端状态和远焦端状态下的在光轴上的位置之差(将向像侧的位移设为正)。
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