CN108474927A - 变焦透镜及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种确保高变焦比，并且能够构成为小型，且色差得到良好校正，从而具有高光学性能的变焦透镜及具备该变焦透镜的摄像装置。本发明的变焦透镜从物体侧依次具备在变倍时固定的正的第1透镜组(G1)、在变倍时改变与相邻的组之间的光轴方向上的间隔而移动的多个移动透镜组及在变倍时固定的正的最终透镜组(Ge)。至少一个移动透镜组具有负屈光力。第1透镜组(G1)具有配置于最靠像侧的正透镜即像侧正透镜以及配置于比该像侧正透镜更靠物体侧的1片以上的正透镜。满足与像侧正透镜相关的规定的条件式。

Description

变焦透镜及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种适合于电影摄影机、广播用摄像机、数码相机、摄像机、监控摄像机等的变焦透镜及具备该变焦透镜的摄像装置。
背景技术
以往，作为能够使用于上述领域的相机的透镜系统提出有4组结构或5组结构的变焦透镜。在电影摄影机及广播用摄像机中，不希望基于变倍的透镜系统总长度的变化及基于对焦的视角的变化，因此在变倍时将变焦透镜的最靠物体侧的透镜组即第1透镜组设为不动，在对焦时使用第1透镜组内的透镜而进行对焦的情况多。例如，在下述专利文献1及下述专利文献2中记载有4组结构或5组结构的变焦透镜，且为第1透镜组从物体侧依次由在对焦时不动的负透镜组、在对焦时移动的正透镜组及在对焦时不动的正透镜组构成的透镜系统。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-94866号公报
专利文献2：日本专利第5777225号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本来，如上述那样，在使用第1透镜组而进行对焦的透镜系统中，由于其对焦方法而存在导致第1透镜组大型化的倾向。但是，在上述领域的相机中，希望具有更高的变焦比，从而能够获取更高分辨率的图像。为了得到高分辨率的图像，需要所搭载的透镜系统的色差得到良好校正，但若欲如此，第1透镜组的透镜片数容易变多，导致第1透镜组的大型化。要求一种抑制第1透镜组的透镜片数而能够构成为小型，并且实现了高变焦比及高性能的透镜系统。
然而，在专利文献1中记载的透镜系统中，第1透镜组的透镜片数多而未实现小型化，或者变焦比不充分。并且，在专利文献1中记载的透镜系统中，在整个变焦区域在将孔径光圈的开口直径设为恒定的情况下长焦端中的轴上色差大。因此，该透镜系统中，存在如下不良情况：必须在变焦区域的一部分使用孔径光圈以外的部件来遮蔽轴上边缘光线，以免显现大的轴上色差。为了响应近年来的要求，对于在专利文献2中记载的透镜系统，希望具有更高的变焦比。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种确保高变焦比，并且能够构成为小型，且色差得到良好校正，从而具有高光学性能的变焦透镜及具备该变焦透镜的摄像装置。
用于解决技术课题的手段
本发明的变焦透镜的特征在于，该变焦透镜从物体侧依次具备：第1透镜组，在变倍时相对于像面固定且具有正屈光力；多个移动透镜组，在变倍时使与相邻的组在光轴方向上的间隔变化地移动；及最终透镜组，在变倍时相对于像面固定且具有正屈光力，在多个移动透镜组中，至少一个移动透镜组具有负屈光力，第1透镜组具有配置于最靠像侧的正透镜即像侧正透镜以及配置于比该像侧正透镜更靠物体侧的1片以上的正透镜，并且所述变焦透镜满足所有的下述条件式(1)～(5)。
0.25＜f1/fz＜0.7 (1)
55＜v z＜68 (2)
15＜v mx--vz＜50 (3)
2.395＜Nz+0.012×vz (4)
0.634＜θgFz+0.001625×vz＜0.647 (5)
其中，
f1：第1透镜组的焦距；
fz：像侧正透镜的焦距；
v z：像侧正透镜的d线基准的色散系数；
v mx：在配置于比像侧正透镜更靠物体侧的正透镜中d线基准的色散系数成为最大值的正透镜的该色散系数；
Nz：像侧正透镜的关于d线的折射率；
θgFz：像侧正透镜的g线与F线之间的部分方差比。
在本发明的变焦透镜中，优选满足下述条件式(6)。
1.2＜ft/f1＜2.8 (6)
其中，
ft：长焦端中的整个系统的焦距；
f1：第1透镜组的焦距。
在本发明的变焦透镜中，优选满足下述条件式(7)。
0.1＜fw/f1＜0.4 (7)
其中，
fw：广角端中的整个系统的焦距；
f1：第1透镜组的焦距。
在本发明的变焦透镜中，可以构成为通过使第1透镜组内的1片以上的透镜沿光轴方向移动来进行对焦。
在本发明的变焦透镜中，优选在多个移动透镜组中，最靠像侧的移动透镜组具有负屈光力。
在本发明的变焦透镜中，上述多个移动透镜组可以设为具备具有负屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组的结构，或者，上述多个移动透镜组可以设为从物体侧依次具备具有正屈光力的透镜组、具有负屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组的结构，或者上述多个移动透镜组可以设为从物体侧依次具备具有负屈光力的透镜组、具有正屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组的结构。
本发明的变焦透镜的第1透镜组可以设为如下结构，即，从物体侧依次具备：第1透镜组前组，在对焦时相对于像面固定且具有负屈光力；第1透镜组中组，在对焦时沿光轴方向移动且具有正屈光力；及第1透镜组后组，在对焦时与该第1透镜组中组之间的光轴方向上的间隔发生变化且具有正屈光力。
在第1透镜组具备上述3个透镜组的情况下，优选满足下述条件式(8)。
0.5＜f1c/fz＜0.7 (8)
其中，
f1c：第1透镜组后组的焦距；
fz：像侧正透镜的焦距。
在第1透镜组具备上述3个透镜组的情况下，优选第1透镜组前组具有至少1片满足下述条件式(9)及(10)的负透镜。
55＜v n (9)
0.635＜θgFn+0.001625×v n＜0.675 (10)
其中，
v n：第1透镜组前组的负透镜的d线基准的色散系数；
θgFn：第1透镜组前组的负透镜的g线与F线之间的部分方差比。
在第1透镜组具备上述3个透镜组的情况下，第1透镜组后组可以设为从物体侧依次连续具有从物体侧依次接合负透镜与正透镜而成的接合透镜以及正透镜。
在第1透镜组具备上述3个透镜组的情况下，第1透镜组后组可以构成为在对焦时相对于像面固定。
在本发明的变焦透镜中，更优选满足下述条件式(1-1)～(3-1)及(6-1)～(8-1)的各自，以代替上述条件式(1)～(3)及(6)～(8)的各自。
0.35＜f1/fz＜0.65 (1-1)
56＜v z＜65 (2-1)
30＜v mx-vz＜45 (3-1)
1.5＜ft/f1＜2.5 (6-1)
0.11＜fw/f1＜0.35 (7-1)
0.55＜f1c/fz＜0.68 (8-1)
本发明的摄像装置具备本发明的变焦透镜。
另外，本说明书中，“由～实质上构成”及“由～实质上构成”表示除了作为构成要件所举出的构件以外，还可以包括实质上不具有光焦度的透镜、光圈和/或盖玻璃等透镜以外的光学要件、透镜凸缘、镜筒和/或手抖校正机构等机构部分等。
另外，上述“～透镜组”未必一定由多个透镜构成，还包括仅由1片透镜构成的透镜组。关于上述“具有正屈光力的～透镜组”以及“具有负屈光力的～透镜组”，是分别表示作为所对应的透镜组整体的屈光力的符号的透镜组。关于上述透镜组的屈光力的符号及透镜的屈光力的符号，当包含非球面时，设为在近轴区域中考虑。所有的上述条件式为在对焦于无限远物体的状态下的条件式，并且只要无特别说明，为有关d线(波长587.6nm、nm：纳米)的条件式。
另外，某一透镜的g线与F线之间的部分方差比θgF是指，将相对于g线、F线及C线的其透镜的折射率分别设为Ng、NF及NC时，以θgF＝(Ng-N F)/(NF-NC)来定义的值。
发明效果
根据本发明，在从物体侧依次由在变倍时固定的正的第1透镜组、在变倍时移动的多个移动透镜组及在变倍时固定的正的最终透镜组构成的变焦透镜中，将1个以上的移动透镜组设为负透镜组，适当地设定第1透镜组的结构，并设定成满足规定的条件式，由此能够提供一种确保高变焦比，并且能够构成为小型，且色差得到良好校正，从而具有高光学性能的变焦透镜及具备该变焦透镜的摄像装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的变焦透镜的结构的剖视图。
图2是表示图1所示的变焦透镜的结构与光束的剖视图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态。
图3是表示本发明的实施例2的变焦透镜的结构的剖视图。
图4是表示本发明的实施例3的变焦透镜的结构的剖视图。
图5是表示本发明的实施例4的变焦透镜的结构的剖视图。
图6是表示本发明的实施例5的变焦透镜的结构的剖视图。
图7是表示本发明的实施例6的变焦透镜的结构的剖视图。
图8是表示本发明的实施例7的变焦透镜的结构的剖视图。
图9是表示本发明的实施例8的变焦透镜的结构的剖视图。
图10是本发明的实施例1的变焦透镜的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图11是本发明的实施例2的变焦透镜的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图12是本发明的实施例3的变焦透镜的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图13是本发明的实施例4的变焦透镜的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图14是本发明的实施例5的变焦透镜的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图15是本发明的实施例6的变焦透镜的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图16是本发明的实施例7的变焦透镜的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图17是本发明的实施例8的变焦透镜的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次为球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图18是本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的概略结构图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。在图1中示出本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的广角端中的透镜结构的剖视图。在图2中，示出图1所示的变焦透镜的透镜结构与各光束。图2中，在标注为“WIDE”的上段示出广角端状态，作为光束插入有轴上光束wa及最大视角的光束wb，在标注为“MIDDLE”的中段示出中间焦距状态，作为光束插入有轴上光束ma及最大视角的光束mb，在标注为“TELE”的下段示出长焦端状态，作为光束插入有轴上光束ta及最大视角的光束tb。另外，图1及图2所示的例子与后述的实施例1的变焦透镜相对应。在图1及图2中，纸面左侧为物体侧，纸面右侧为像侧，且示出对焦于无限远物体的状态。以下，主要参考图1进行说明。
另外，当变焦透镜搭载于摄像装置时，优选具备与摄像装置的规格相应的各种滤光片和/或保护用盖玻璃，在图1中示出了将设想了它们的入射面与射出面平行的光学部件PP配置在透镜系统与像面Sim之间的例子。但是，光学部件PP的位置并不限定于图1所示的位置，且还可以是省略了光学部件PP的结构。
本实施方式的变焦透镜沿着光轴Z从物体侧依次由如下实质上构成：第1透镜组G1，在变倍时相对于像面Sim固定且具有正屈光力；多个移动透镜组，在变倍时改变与相邻的组之间的光轴方向上的间隔而移动；及最终透镜组Ge，在变倍时相对于像面Sim固定且具有正屈光力。
图1所示的例子的变焦透镜沿着光轴Z从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4实质上构成。在变倍时，第1透镜组G1和第4透镜组G4相对于像面Sim固定，第2透镜组G2和第3透镜组G3改变光轴方向的相互间隔而移动。图1所示的例子中，第2透镜组G2和第3透镜组G3分别与移动透镜组对应，第4透镜组G4与最终透镜组Ge对应。图1中，在第2透镜组G2和第3透镜组G3各自的下方插入有示意地表示从广角端朝向长焦端进行变倍时的各透镜组的移动方向的箭头。
图1所示的例子中，第1透镜组G1从物体侧依次由透镜L11～透镜L18这8片透镜构成，第2透镜组G2从物体侧依次由透镜L21～透镜L24这4片透镜构成，第3透镜组G3从物体侧依次由透镜L31～透镜L32这2片透镜构成，第4透镜组G4从物体侧依次由透镜L41～透镜L49这9片透镜构成。但是，在本发明的变焦透镜中，构成各透镜组的透镜的片数并不一定限定于图1所示的例子。
另外，图1中，示出在第3透镜组G3与第4透镜组G4之间配置了孔径光圈St的例子，但孔径光圈St也能够配置于另一位置。图1所示的孔径光圈St并不一定表示大小和/或形状，而是表示光轴Z上的位置。
在本实施方式的变焦透镜中，通过将最靠物体侧的第1透镜组G1设为正透镜组，能够缩短透镜系统总长度，从而有利于小型化。通过将最靠像侧的最终透镜组Ge设为正透镜组，能够抑制轴外光线的主光线向像面Sim入射的入射角变大，从而能够抑制阴影。而且，通过采用变倍时最靠物体侧的透镜组及最靠像侧的透镜组被固定的结构，能够在变倍时将透镜系统总长度设为不变。
该变焦透镜中，在多个移动透镜组中，至少一个移动透镜组构成为具有负屈光力。由此，能够有助于实现高变焦比。
第1透镜组G1具有2片以上的正透镜，其中1片正透镜配置于第1透镜组G1的最靠像侧。以下，将该配置于第1透镜组G1的最靠像侧的正透镜称为像侧正透镜。该变焦透镜构成为满足与像侧正透镜相关的所有的下述条件式(1)～(5)，由此，抑制第1透镜组G1的透镜片数而实现小型化的同时，能够良好地校正第1透镜组G1的色差，尤其能够良好地校正长焦侧的轴上色差及第1透镜组G1中因轴上边缘光线而引起的色差。在上述的专利文献1中记载的透镜系统中，在长焦侧使用孔径光圈以外的部件来遮蔽轴上边缘光线，以免显现长焦侧的大的轴上色差，因此存在长焦侧的F值会变大的不良情况。相对于此，根据本实施方式的变焦透镜，能够良好地校正长焦侧的轴上色差，因此能够防止上述不良情况的产生。
0.25＜f1/fz＜0.7……(1)
55＜v z＜68……(2)
15＜v mx-v z＜50……(3)
2.395＜Nz+0.012×v z……(4)
0.634＜θgFz+0.001625×v z＜0.647……(5)
其中，
f1：第1透镜组的焦距；
fz：像侧正透镜的焦距；
v z：像侧正透镜的d线基准的色散系数；
vmx：在配置于比像侧正透镜更靠物体侧的正透镜中d线基准的色散系数成为最大值的正透镜的d线基准的该色散系数；
Nz：像侧正透镜的关于d线的折射率；
θgFz：像侧正透镜的g线与F线之间的部分方差比。
通过设成不成为条件式(1)的下限以下，能够防止轴上色差的校正过度，尤其能够防止长焦侧的轴上色差的校正过度。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够防止轴上色差的校正不足，尤其能够防止长焦侧的轴上色差的校正不足。若要更加提高与条件式(1)相关的效果，则优选满足下述条件式(1-1)。
0.35＜f1/fz＜0.65……(1-1)
通过设成不成为条件式(2)的下限以下，能够防止广角侧的倍率色差的校正不足及长焦侧的轴上色差的校正不足。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，能够防止广角侧的倍率色差的校正过度及长焦侧的轴上色差的校正过度。若要更加提高与条件式(2)相关的效果，则优选满足下述条件式(2-1)。
56＜v z＜65……(2-1)
通过设成不成为条件式(3)的下限以下，能够防止广角侧的倍率色差的校正不足及长焦侧的轴上色差的校正不足。通过设成不成为条件式(3)的上限以上，能够防止广角侧的倍率色差的校正过度及长焦侧的轴上色差的校正过度。若要更加提高与条件式(3)相关的效果，则优选满足下述条件式(3-1)。
30＜v mx-v z＜45……(3-1)
通过设成不成为条件式(4)的下限以下，能够防止广角侧的倍率色差的校正不足及长焦侧的轴上色差的校正不足。而且，优选满足下述条件式(4-1)。通过设成不成为条件式(4-1)的上限以上，能够防止广角侧的倍率色差的校正过度及长焦侧的轴上色差的校正过度。
2.395＜Nz+0.012×v z＜2.455……(4-1)
通过设成满足条件式(2)且不成为条件式(5)的下限以下，能够防止二级光谱的校正过度。通过设成满足条件式(2)且不成为条件式(5)的上限以上，能够防止二级光谱的校正不足。
并且，该变焦透镜优选满足下述条件式(6)。
1.2＜ft/f1＜2.8……(6)
其中，
ft：长焦端中的整个系统的焦距；
f1：第1透镜组的焦距。
通过设成不成为条件式(6)的下限以下，能够防止第1透镜组G1的屈光力过于变弱，并能够抑制第1透镜组G1在光轴方向的长度，从而有利于小型化。通过设成不成为条件式(6)的上限以上，能够防止第1透镜组G1的屈光力过于变强，从而变得容易校正第1透镜组G1中产生的像差。若要更加提高与条件式(6)相关的效果，则优选满足下述条件式(6-1)。
1.5＜ft/f1＜2.5……(6-1)
并且，该变焦透镜优选满足下述条件式(7)。
0.1＜fw/f1＜0.4……(7)
其中，
fw：广角端中的整个系统的焦距；
f1：第1透镜组的焦距。
通过设成不成为条件式(7)的下限以下，能够防止第1透镜组G1的屈光力过于变弱，并能够抑制轴外光束的距光轴Z的高度，因此能够抑制透镜的大型化。通过设成不成为条件式(7)的上限以上，能够防止第1透镜组G1的屈光力过于变强，从而变得容易校正第1透镜组G1中产生的像差。若要更加提高与条件式(7)相关的效果，则优选满足下述条件式(7-1)。
0.11＜fw/f1＜0.35……(7-1)
另外，该变焦镜头可以构成为通过使第1透镜组G1内的1片以上透镜沿光轴方向移动来进行对焦。如此，通过使用比在变倍时移动的透镜组更靠物体侧的透镜来进行对焦，从而变得容易抑制变倍时的散焦。
例如，图1的例子的第1透镜组G1从物体侧依次由如下实质上构成：第1透镜组前组G1a，在对焦时相对于像面Sim固定且具有负屈光力；第1透镜组中组G1b，在对焦时沿光轴方向移动且具有正屈光力；及第1透镜组后组G1c，在对焦时与第1透镜组中组G1b之间的光轴方向上的间隔发生变化且具有正屈光力。设成这种结构的情况下，容易抑制基于对焦的视角的变化。图1的第1透镜组中组G1b下方的两个箭头表示对焦时第1透镜组中组G1b沿光轴方向的移动。
另外，在进行对焦时，第1透镜组后组G1c也可以相对于像面Sim固定，当如此设定时，能够将对焦时移动的透镜组仅设为第1透镜组中组G1b，从而能够简化对焦机构，因此能够抑制装置的大型化。或者，在进行对焦时，第1透镜组后组G1c也可以以与第1透镜组中组G1b不同的轨迹沿光轴方向移动，当如此设定时，能够抑制对焦时的像差变动。
在第1透镜组G1由上述3个透镜组构成的情况下，优选满足下述条件式(8)。
0.5＜f1c/fz＜0.7……(8)
其中，
f1c：第1透镜组后组的焦距；
fz：像侧正透镜的焦距。
通过设成不成为条件式(8)的下限以下，能够防止轴上色差的校正过度，尤其能够防止长焦侧的轴上色差的校正过度。通过设成不成为条件式(8)的上限以上，能够防止轴上色差的校正不足，尤其能够防止长焦侧的轴上色差的校正不足。若要更加提高与条件式(8)相关的效果，则优选满足下述条件式(8-1)。
0.55＜f1c/fz＜0.68……(8-1)
并且，在第1透镜组G1由上述3个透镜组构成的情况下，第1透镜组前组G1a优选具有至少1片满足下述条件式(9)及(10)的负透镜。当如此设定时，能够减轻后接第1透镜组前组G1a的透镜组的色差校正的分担，并能够良好地校正第1透镜组G1的色差校正。
55＜v n……(9)
0.635＜θgFn+0.001625×vn＜0.675……(10)
其中，
v n：第1透镜组前组的负透镜的d线基准的色散系数；
θgFn：第1透镜组前组的负透镜的g线与F线之间的部分方差比。
通过设成不成为条件式(9)的下限以下，能够良好地校正广角侧的倍率色差及长焦侧的轴上色差。而且，优选满足下述条件式(9-1)。若成为条件式(9-1)的上限以上，则在现有的光学材料的范围内只能选择折射率低的材料，变得难以在第1透镜组前组G1a中确保广角化所需的负屈光力。通过设成不成为条件式(9-1)的上限以上，能够避免这种不良情况。
55＜v n＜80……(9-1)
通过设成满足条件式(9)且不成为条件式(10)的下限以下，能够防止二级光谱的校正不足。通过设成满足条件式(9)且不成为条件式(10)的上限以上，能够防止二级光谱的校正过度。若要更加提高与条件式(10)相关的效果，则优选满足下述条件式(10-1)。
0.635＜θgFn+0.001625×v n＜0.665……(10-1)
第1透镜组前组G1a可以设为从最靠物体侧依次连续具有将凹面朝向像侧的负弯月形透镜以及将凹面朝向物体侧的负透镜的结构。当如此设定时，抑制像散的产生，并且能够获得广角化所需的负屈光力。第1透镜组前组G1a的最靠像侧的透镜可以设为将凹面朝向像侧的正弯月形透镜。当如此设定时，能够抑制广角侧的像散的产生，并且能够良好地校正因第1透镜组前组G1a而产生的长焦侧的过度倾向的球面像差，尤其能够良好地校正5阶以上的高阶的球面像差。如图1的例子那样，第1透镜组前组G1a从物体侧依次由负弯月形透镜、负透镜以及正弯月形透镜构成，可以将这些3片透镜设为均未被接合的单透镜。当如此设定时，实现小型化的同时，抑制像散的产生，并且能够获得广角化所需的负屈光力。
优选第1透镜组后组G1c从物体侧依次连续具有从物体侧依次接合负透镜与正透镜而成的接合透镜以及正透镜。当如此设定时，第1透镜组G1的色差及长焦侧的球面像差的校正变得容易。另外，第1透镜组后组G1c构成为从物体侧依次由从物体侧依次接合负透镜与正透镜而成的接合透镜以及正透镜构成的情况下，实现小型化的同时，能够使第1透镜组G1的色差及长焦侧的球面像差的校正变得容易。
接着，对多个移动透镜组进行说明。该多个移动透镜组中，优选最靠像侧的移动透镜组具有负屈光力。当如此设定时，抑制透镜系统总长度，并且能够将位于比最靠像侧的移动透镜组更靠物体侧的移动透镜组的移动行程设为更长，因此有利于实现小型化及高变焦比。
图1所示的例子中，配置于第1透镜组G1与最终透镜组Ge之间的多个移动透镜组的数量为2个，这些2个移动透镜组均为具有负屈光力的透镜组。当如此设定时，能够简化机构，并且能够实现小型且高变焦比的变焦透镜。另外，配置于第1透镜组G1与最终透镜组Ge之间的多个移动透镜组的数量也可以设为3个以上。例如，上述多个移动透镜组可以设为，从物体侧依次由具有正屈光力的透镜组、具有负屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组实质上构成的结构，当如此设定时，抑制广角侧的畸变像差和/或长焦侧的球面像差的产生，并能够实现小型且高变焦比的变焦透镜。或者，上述多个移动透镜组可以设为，从物体侧依次由具有负屈光力的透镜组、具有正屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组实质上构成的结构，当如此设定时，像差校正变得容易，并且能够实现小型且高变焦比的变焦透镜。
另外，上述优选的结构和/或可能的结构能够进行任意组合，优选根据变焦透镜中所要求的事项适当选择性地采用。通过适当采用上述结构，能够实现更加良好的光学系统。根据本实施方式，能够实现确保高变焦比，并且达到小型化，且色差得到良好校正，从而具有高光学性能的变焦透镜。另外，在此所说的高变焦比表示5.5倍以上。
接着，对本发明的变焦透镜的数值实施例进行说明。
[实施例1]
实施例1的变焦透镜的透镜结构为图1、图2所示的结构，其图示方法如上述那样，因此在此省略一部分重复说明。实施例1的变焦透镜从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、孔径光圈St及第4透镜组G4构成。这些4个透镜组变倍时与相邻的组之间的光轴方向上的间隔发生变化。第2透镜组G2和第3透镜组G3均为具有负屈光力的移动透镜组。第1透镜组G1从物体侧依次由如下构成：第1透镜组前组G1a，由3片透镜构成且具有负屈光力；第1透镜组中组G1b，由2片透镜构成且具有正屈光力；及第1透镜组后组G1c，由3片透镜构成且具有正屈光力。在进行对焦时，第1透镜组前组G1a相对于像面Sim固定，第1透镜组中组G1b移动，第1透镜组中组G1b与第1透镜组后组G1c之间的光轴方向上的间隔发生变化。
将实施例1的变焦透镜的基本透镜数据示于表1中，将规格及可变面间隔的值示于表2中，将非球面系数示于表3中。在表1的Si栏中示出以将最靠物体侧的构成要件的物体侧的面设为第1个而随着向像侧依次增加的方式对构成要件的面标注面编号时的第i个(i＝1、2、3、……)面编号，在Ri栏中示出第i个面的曲率半径，在Di栏中示出第i个面与第i+1个面在光轴Z上的面间隔。在表1的Ndj栏中示出将最靠物体侧的构成要件设为第1个而随着向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、……)构成要件的有关d线(波长587.6nm)的折射率，在vdj栏中示出第j个构成要件的d线基准的色散系数，在θgFj栏中示出第j个构成要件的g线与F线之间的部分方差比。
在此，关于曲率半径的符号，将凸面朝向物体侧的面形状的情况设为正，将凸面朝向像侧的面形状的情况设为负。在表1中一并示出了孔径光圈St及光学部件PP。表1中，在相当于孔径光圈St的面的面编号栏中与面编号一同记载有(St)这一术语。Di的最下栏的值是表中的最靠像侧的面与像面Sim的间隔。在表1中，关于在变倍时发生变化的可变面间隔，使用DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号并记入于Di栏中。
在表2中以d线基准示出变焦比Zr、整个系统的焦距f、以空气换算距离计的后焦距Bf、F值FNo.、最大全视角2ω及可变面间隔的值。2ω栏的(°)表示单位为度。在表2中，将广角端状态、中间焦距状态及长焦端状态的各值示于分别标记为WIDE、MIDDLE及TELE的栏中。表1及表2的值为对焦于无限远物体的状态的值。
在表1中，在非球面的面编号上标有*标记，在非球面的曲率半径栏中记载有近轴的曲率半径的数值。在表3中示出实施例1的非球面的非球面系数。表3的非球面系数的数值的“E-n”(n：整数)表示“×10-n”。非球面系数为由下式所表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、……20)的值。
[数式1]
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相切的光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(在与非球面顶点相切的光轴垂直的平面，从非球面上的点下垂至光轴的垂线的长度)；
C：近轴曲率；
KA、Am：非球面系数。
各表的数据中，作为角度的单位使用度，作为长度的单位使用mm(毫米)，但光学系统既可以放大比例也可以缩小比例来使用，因此也能够使用其他适当的单位。并且，在以下所示的各表中记载有以规定位数舍入的数值。
[表1]
实施例1
Si Ri Di Ndj v dj θgFj
1 370.38276 2.53000 1.772499 49.60 0.5521
2 57.75739 26.80621
3 -152.87368 2.20000 1.695602 59.05 0.5435
4 486.73340 0.39000
5 103.42182 4.56107 1.892860 20.36 0.6394
6 194.06007 6.98917
7 ∞ 6.83489 1.438750 94.66 0.5340
8 -128.10202 0.12000
9 371.48362 5.66802 1.438750 94.66 0.5340
10 -249.30474 9.12857
11 93.94676 2.19983 1.846660 23.88 0.6218
12 56.39558 16.02634 1.438750 94.66 0.5340
13 -130.65476 0.12000
14 72.96983 5.84576 1.695602 59.05 0.5435
15 264.75541 DD[15]
*16 47.39581 1.38000 1.854000 40.38 0.5689
17 23.64140 7.04442
18 -51.14856 1.04910 1.632460 63.77 0.5421
19 38.48116 5.84592
20 44.54062 5.58518 1.592701 35.31 0.5934
21 -55.99669 1.05000 1.592824 68.62 0.5441
22 -270.02836 DD[22]
23 -39.56418 1.05000 1.632460 63.77 0.5421
24 44.13413 4.04616 1.625882 35.70 0.5893
25 -177.97071 DD[25]
26(St) ∞ 1.52068
27 134.91398 3.33963 1.916500 31.60 0.5912
28 -85.19407 0.20018
29 30.90160 8.07631 1.496999 81.54 0.5375
30 -41.69367 1.89903 1.910823 35.25 0.5822
31 85.64653 5.33750
32 36.30103 6.58324 1.749497 35.28 0.5870
33 -105.50860 0.99910
34 138.71124 1.10000 1.900433 37.37 0.5772
35 18.11707 9.50941 1.632460 63.77 0.5421
36 -111.49284 0.11910
37 39.11125 8.33426 1.438750 94.66 0.5340
38 -24.02071 2.00090 1.953748 32.32 0.5901
39 27.28562 18.99884
40 48.65552 4.69458 1.720467 34.71 0.5835
41 -182.07198 0.00000
42 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
43 ∞ 34.04250
[表2]
实施例1
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.90 5.79
f 20.45 59.31 118.42
Bf 35.56 35.56 35.56
FNo. 3.32 3.32 3.32
2ω(°) 72.32 26.30 13.50
DD[15] 1.54 42.02 57.17
DD[22] 47.88 7.36 5.49
DD[25] 14.71 14.75 1.47
[表3]
实施例1
面编号 16
KA 1.0000000E+00
A3 -1.4481371E-20
A4 -2.2097151E-06
A5 1.1906712E-06
A6 -2.1344004E-07
A7 1.2774506E-08
A8 1.1294113E-09
A9 -2.3286340E-10
A10 1.4115083E-11
A11 4.6903088E-13
A12 -1.7545649E-13
A13 9.6716937E-15
A14 6.5945061E-16
A15 -7.7270143E-17
A16 -2.4667346E-19
A17 2.3248734E-19
A18 -4.1986679E-21
A19 -2.5896844E-22
A20 7.5912487E-24
在图10中示出实施例1的变焦透镜的对焦于无限远物体的状态下的各像差图。图10中，从左依次示出球面像差、像散、畸变像差(扭曲)及倍率色差(倍率的色差)。在图10中，在标注有WIDE的上段示出广角端状态，在标注有MIDDLE的中段示出中间焦距状态，在标注有TELE的下段示出长焦端状态。在球面像差图中，将关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)及g线(波长435.8nm)的像差分别以黑实线、长虚线、单点划线及灰色实线表示。在像散图中，以实线来表示弧矢方向的关于d线的像差，以短虚线来表示子午方向的关于d线的像差。在畸变像差图中，以实线来表示关于d线的像差。在倍率色差图中，将关于C线、F线及g线的像差分别以长虚线、单点划线及灰色实线来表示。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
关于在上述实施例1的说明中叙述的各数据的记号、含义及记载方法，若无特别说明，对以下实施例的各数据的记号、含义及记载方法也相同，因此以下省略重复说明。
[实施例2]
将实施例2的变焦透镜的剖视图示于图3中。实施例2的变焦透镜从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、孔径光圈St及第4透镜组G4构成。第1透镜组G1从物体侧依次由如下构成：由3片透镜构成的第1透镜组前组G1a、由2片透镜构成的第1透镜组中组G1b及由3片透镜构成的第1透镜组后组G1c。各透镜组的屈光力的符号、在变倍时移动的透镜组以及在对焦时移动的透镜组与实施例1相同。
将实施例2的变焦透镜的基本透镜数据示于表4中，将规格及可变面间隔的值示于表5中，将非球面系数示于表6中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图11中。
[表4]
实施例2
Si Ri Di Ndj v dj θgFj
1 91.92719 2.53098 1.772499 49.60 0.5521
2 47.04979 22.24446
3 -170.66128 2.20000 1.632460 63.77 0.5421
4 206.04456 0.38503
5 71.99393 4.45167 1.892860 20.36 0.6394
6 102.54612 6.82807
7 196.27328 2.20005 1.772499 49.60 0.5521
8 103.84467 11.12110 1.438750 94.66 0.5340
9 -171.05234 14.89014
10 96.08666 2.19923 1.854780 24.80 0.6123
11 58.74401 15.93330 1.438750 94.66 0.5340
12 -103.69633 0.12000
13 75.26293 6.27475 1.695602 59.05 0.5435
14 827.30524 DD[14]
*15 72.65286 1.38000 1.854000 40.38 0.5689
16 25.93821 6.72575
17 -41.69691 1.05070 1.592824 68.62 0.5441
18 37.57713 4.48600
19 44.63168 5.32952 1.592701 35.31 0.5934
20 -52.52729 1.05090 1.592824 68.62 0.5441
21 -121.55768 DD[21]
22 -42.05800 1.04975 1.632460 63.77 0.5421
23 39.59542 4.12871 1.625882 35.70 0.5893
24 -246.96103 DD[24]
25(St) ∞ 1.39983
26 140.44790 3.12682 1.916500 31.60 0.5912
27 -89.38492 0.20011
28 28.98877 8.21954 1.496999 81.54 0.5375
29 -42.61188 1.10000 1.910823 35.25 0.5822
30 90.28815 5.81177
31 39.25421 6.59993 1.749497 35.28 0.5870
32 -89.09971 1.37631
33 139.77728 1.13913 1.900433 37.37 0.5772
34 17.41563 9.99924 1.695602 59.05 0.5435
35 -724.38203 0.12001
36 29.98468 6.67820 1.438750 94.66 0.5340
37 -24.61428 2.00000 1.953748 32.32 0.5901
38 25.83563 20.39478
39 47.76648 5.13049 1.720467 34.71 0.5835
40 -176.41808 0.00000
41 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
42 ∞ 34.52368
[表5]
实施例2
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.90 5.79
f 20.62 59.81 119.41
Bf 36.04 36.04 36.04
FNo. 3.31 3.31 3.30
2ω(°) 71.86 26.08 13.40
DD[14] 1.00 41.46 56.83
DD[21] 49.91 8.08 4.34
DD[24] 12.04 13.41 1.78
[表6]
实施例2
面编号 15
KA 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00
A4 -7.0268357E-07
A5 -2.8254006E-07
A6 1.9442811E-07
A7 -1.0869783E-08
A8 -6.5332158E-09
A9 1.0648429E-09
A10 8.0520025E-12
A11 -1.2814263E-11
A12 6.6704958E-13
A13 5.0970812E-14
A14 -5.3557213E-15
A15 -3.0887770E-18
A16 1.5245419E-17
A17 -4.1575720E-19
A18 -1.2158029E-20
A19 6.9438881E-22
A20 -8.1994339E-24
[实施例3]
将实施例3的变焦透镜的剖视图示于图4中。实施例3的变焦透镜从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、孔径光圈St及第4透镜组G4构成。第1透镜组G1从物体侧依次由如下构成：由3片透镜构成的第1透镜组前组G1a、由2片透镜构成的第1透镜组中组G1b及由3片透镜构成的第1透镜组后组G1c。各透镜组的屈光力的符号、在变倍时移动的透镜组以及在对焦时移动的透镜组与实施例1相同。
将实施例3的变焦透镜的基本透镜数据示于表7中，将规格及可变面间隔的值示于表8中，将非球面系数示于表9中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图12中。
[表7]
实施例3
Si Ri Di Ndj v dj θgFj
1 179.73060 2.80000 1.882997 40.76 0.5668
2 57.51902 19.98932
3 -182.56446 2.20000 1.632460 63.77 0.5421
4 156.29712 1.00000
5 89.75457 4.58961 1.922860 18.90 0.6496
6 161.94294 6.83969
7 227.04433 2.20000 1.693717 42.53 0.5721
8 104.53646 13.56898 1.438750 94.66 0.5340
9 -104.79903 8.44249
10 88.91022 2.20000 1.805181 25.42 0.6162
11 56.35834 14.33676 1.438750 94.66 0.5340
12 -212.00944 0.57436
13 90.10716 6.95580 1.695602 59.05 0.5435
14 -750.39403 DD[14]
*15 59.64397 1.20000 1.902700 31.00 0.5943
16 28.07287 6.22761
17 -55.23848 1.20000 1.632460 63.77 0.5421
18 39.20503 5.53307
19 46.62148 6.58080 1.592701 35.31 0.5934
20 -34.36365 1.20000 1.592824 68.62 0.5441
21 -260.67806 DD[21]
22 -44.46367 1.20000 1.632460 63.77 0.5421
23 64.72532 2.94300 1.625882 35.70 0.5893
24 -221.99664 DD[24]
25(St) ∞ 1.60000
26 225.29353 2.92131 1.916500 31.60 0.5912
27 -75.69537 0.12000
28 33.19063 7.43192 1.496999 81.54 0.5375
29 -42.89577 1.50000 1.918781 36.12 0.5784
30 127.40865 6.99461
31 40.56322 7.82296 1.749497 35.28 0.5870
32 -113.63622 1.00008
33 166.07425 1.50000 1.900433 37.37 0.5772
34 18.91770 6.77468 1.695602 59.05 0.5435
35 -143.93112 1.23445
36 38.97329 8.62046 1.438750 94.66 0.5340
37 -28.03994 2.00000 1.953748 32.32 0.5901
38 24.50898 22.08922
39 43.14369 5.29015 1.628270 44.12 0.5704
40 -162.61439 0.00000
41 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
42 ∞ 31.88502
[表8]
实施例3
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.90 5.79
f 20.71 60.06 119.92
Bf 33.40 33.40 33.40
FNo. 3.30 3.31 3.30
2ω(°) 71.42 25.92 13.34
DD[14] 1.05 45.79 62.89
DD[21] 54.63 8.29 4.17
DD[24] 13.18 14.78 1.80
[表9]
实施例3
面编号 15
KA 1.0000000E+00
A4 -5.4302541E-07
A6 2.3244121E-08
A8 -4.3760338E-10
A10 4.9556187E-12
A12 -3.5362900E-14
A14 1.5550030E-16
A16 -3.9877943E-19
A18 5.2706205E-22
A20 -2.5738294E-25
[实施例4]
将实施例4的变焦透镜的剖视图示于图5中。实施例4的变焦透镜从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、孔径光圈St及第4透镜组G4构成。第1透镜组G1从物体侧依次由如下构成：由3片透镜构成的第1透镜组前组G1a、由1片透镜构成的第1透镜组中组G1b及由3片透镜构成的第1透镜组后组G1c。各透镜组的屈光力的符号、在变倍时移动的透镜组以及在对焦时移动的透镜组与实施例1相同。
将实施例4的变焦透镜的基本透镜数据示于表10中，将规格及可变面间隔的值示于表11中，将非球面系数示于表12中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图13中。
[表10]
实施例4
Si Ri Di Ndj v dj θgFj
1 89.55061 2.53098 1.772499 49.60 0.5521
2 46.20108 26.48567
3 -170.63384 2.20059 1.695602 59.05 0.5435
4 232.43449 0.39804
5 72.57068 4.47015 1.892860 20.36 0.6394
6 106.19898 9.28374
7 2685.83228 5.32667 1.438750 94.66 0.5340
8 -153.59919 14.66212
9 113.63731 2.16853 1.854780 24.80 0.6123
10 59.63066 15.98231 1.438750 94.66 0.5340
11 -90.12780 0.14311
12 70.15326 7.22393 1.695602 59.05 0.5435
13 661.14022 DD[13]
*14 52.60017 1.38000 1.854000 40.38 0.5689
15 24.43846 7.35169
16 -41.94664 1.05070 1.592824 68.62 0.5441
17 37.98271 4.32904
18 43.08412 5.54251 1.592701 35.31 0.5934
19 -50.53315 1.05090 1.592824 68.62 0.5441
20 -188.16409 DD[20]
21 -40.22044 1.05085 1.632460 63.77 0.5421
22 45.33398 3.77263 1.625882 35.70 0.5893
23 -236.50416 DD[23]
24(St) ∞ 1.40031
25 167.28051 3.05237 1.916500 31.60 0.5912
26 -82.28668 0.20010
27 29.42802 8.35992 1.496999 81.54 0.5375
28 -39.92973 1.11193 1.910823 35.25 0.5822
29 109.93898 5.82991
30 40.35878 6.58497 1.749497 35.28 0.5870
31 -84.78434 1.14152
32 135.35453 1.80010 1.900433 37.37 0.5772
33 17.94607 9.53921 1.695602 59.05 0.5435
34 -613.17875 0.38246
35 30.56287 6.55776 1.438750 94.66 0.5340
36 -23.83965 1.99868 1.953748 32.32 0.5901
37 25.94805 19.72576
38 46.63103 4.99544 1.720467 34.71 0.5835
39 -193.04666 0.00000
40 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
41 ∞ 33.97254
[表11]
实施例4
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.90 5.79
f 20.40 59.15 118.09
Bf 35.49 35.49 35.49
FNo. 3.31 3.31 3.30
2ω(°) 72.42 26.38 13.56
DD[13] 0.41 41.66 57.48
DD[20] 51.15 8.62 3.96
DD[23] 10.75 12.04 0.88
[表12]
实施例4
面编号 14
KA 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00
A4 -7.0268357E-07
A5 -2.8254006E-07
A6 1.9442811E-07
A7 -1.0869783E-08
A8 -6.5332158E-09
A9 1.0648429E-09
A10 8.0520025E-12
A11 -1.2814263E-11
A12 6.6704958E-13
A13 5.0970812E-14
A14 -5.3557213E-15
A15 -3.0887770E-18
A16 1.5245419E-17
A17 -4.1575720E-19
A18 -1.2158029E-20
A19 6.9438881E-22
A20 -8.1994339E-24
[实施例5]
将实施例5的变焦透镜的剖视图示于图6中。实施例5的变焦透镜从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4、孔径光圈St及第5透镜组G5构成。这些5个透镜组在变倍时与相邻的组之间的光轴方向上的间隔发生变化。第2透镜组G2具有正屈光力，第3透镜组G3具有负屈光力，第4透镜组G4具有负屈光力。第2透镜组G2～第4透镜组G4这3个透镜组分别为移动透镜组。第1透镜组G1从物体侧依次由如下构成：由3片透镜构成的第1透镜组前组G1a、由2片透镜构成的第1透镜组中组G1b及由3片透镜构成的第1透镜组后组G1c。构成第1透镜组G1的上述3个透镜组的屈光力的符号以及在对焦时移动的透镜组与实施例1相同。
将实施例5的变焦透镜的基本透镜数据示于表13中，将规格及可变面间隔的值示于表14中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图14中。
[表13]
实施例5
Si Ri Di Ndj v dj θgFj
1 351.51134 2.53000 1.772499 49.60 0.5521
2 58.96679 25.71058
3 -165.96934 2.60041 1.695602 59.05 0.5435
4 438.51863 0.38517
5 96.24927 3.97797 1.892860 20.36 0.6394
6 152.74199 7.45066
7 ∞ 7.63521 1.438750 94.66 0.5340
8 -131.92076 0.12000
9 409.13255 5.76407 1.438750 94.66 0.5340
10 -220.57814 7.99290
11 108.72751 2.20000 1.755199 27.51 0.6103
12 55.83386 14.41684 1.438750 94.66 0.5340
13 -168.55158 0.12000
14 73.70666 6.42934 1.632460 63.77 0.5421
15 597.12639 DD[15]
16 137.71857 2.63139 1.496999 81.54 0.5375
17 -1305.73558 DD[17]
18 87.40326 1.38000 1.834807 42.72 0.5649
19 30.33959 6.29623
20 -51.31471 1.05000 1.695602 59.05 0.5435
21 48.76135 8.19661
22 68.58699 3.87635 1.698947 30.13 0.6030
23 -74.53716 1.06000 1.695602 59.05 0.5435
24 -291.58007 DD[24]
25 -41.67152 1.05055 1.632460 63.77 0.5421
26 53.61308 3.93485 1.625882 35.70 0.5893
27 -158.08561 DD[27]
28(St) ∞ 1.72135
29 112.40514 3.36815 1.916500 31.60 0.5912
30 -107.74797 0.20079
31 32.65637 7.66863 1.496999 81.54 0.5375
32 -44.13940 1.10000 1.910823 35.25 0.5822
33 146.04040 11.71151
34 88.13789 3.58259 1.749497 35.28 0.5870
35 -61.95479 0.99901
36 81.54848 1.10000 1.900433 37.37 0.5772
37 20.55629 4.91890 1.632460 63.77 0.5421
38 122.56273 0.12011
39 27.72661 9.31235 1.438750 94.66 0.5340
40 -30.83758 1.99952 1.953748 32.32 0.5901
41 28.75987 20.68485
42 49.85885 4.26967 1.720467 34.71 0.5835
43 -342.76867 0.00000
44 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
45 ∞ 33.79607
[表14]
实施例5
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.90 5.79
f 20.84 60.43 120.65
Bf 35.31 35.31 35.31
FNo. 3.31 3.31 3.31
2ω(°) 71.32 25.74 13.20
DD[15] 0.15 24.27 35.03
DD[17] 1.00 14.99 18.97
DD[24] 37.14 3.28 8.30
DD[27] 25.73 21.48 1.71
[实施例6]
将实施例6的变焦透镜的剖视图示于图7中。实施例6的变焦透镜从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4、孔径光圈St及第5透镜组G5构成。第1透镜组G1从物体侧依次由如下构成：由3片透镜构成的第1透镜组前组G1a、由2片透镜构成的第1透镜组中组G1b及由3片透镜构成的第1透镜组后组G1c。各透镜组的屈光力的符号、在变倍时移动的透镜组以及在对焦时移动的透镜组与实施例5相同。
将实施例6的变焦透镜的基本透镜数据示于表15中，将规格及可变面间隔的值示于表16中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图15中。
[表15]
实施例6
Si Ri Di Ndj v dj θgFj
1 141.52029 2.53000 1.772499 49.60 0.5521
2 52.25093 21.72306
3 -169.76115 2.60000 1.695602 59.05 0.5435
4 227.38169 0.38500
5 82.77517 4.42635 1.892860 20.36 0.6394
6 124.35002 8.58347
7 327.66786 2.00000 1.755199 27.51 0.6103
8 118.32799 14.02000 1.496999 81.54 0.5375
9 -110.23986 9.77811
10 106.66417 2.22000 1.592701 35.31 0.5934
11 53.48612 16.28831 1.438750 94.66 0.5340
12 -149.79662 0.12001
13 82.59842 6.25291 1.695602 59.05 0.5435
14 756.00928 DD[14]
15 336.83164 2.18103 1.496999 81.54 0.5375
16 -474.99451 DD[16]
17 92.73731 1.38000 1.882997 40.76 0.5668
18 31.26761 6.12521
19 -41.83728 1.05000 1.695602 59.05 0.5435
20 50.59877 4.82631
21 62.85436 4.13921 1.698947 30.13 0.6030
22 -71.03230 1.06003 1.695602 59.05 0.5435
23 -133.54667 DD[23]
24 -39.50225 1.04910 1.632460 63.77 0.5421
25 33.98929 4.61700 1.625882 35.70 0.5893
26 -303.50782 DD[26]
27(St) ∞ 1.40000
28 81.21019 3.54813 1.916500 31.60 0.5912
29 -126.01058 0.19910
30 30.62497 8.16831 1.496999 81.54 0.5375
31 -38.67212 1.10094 1.910823 35.25 0.5822
32 149.32004 9.64313
33 224495.80575 3.55897 1.749497 35.28 0.5870
34 -44.18529 1.00088
35 32.84667 1.10000 1.900433 37.37 0.5772
36 16.11826 5.42939 1.632460 63.77 0.5421
37 44.78303 0.12000
38 25.73387 7.06096 1.438750 94.66 0.5340
39 -28.99748 2.00000 1.953748 32.32 0.5901
40 32.42687 22.34713
41 46.93465 4.05539 1.720467 34.71 0.5835
42 843.22322 0.00000
43 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
44 ∞ 35.59573
[表16]
实施例6
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.90 5.79
f 20.81 60.36 120.52
Bf 37.11 37.11 37.11
FNo. 3.31 3.31 3.31
2ω(°) 71.30 25.82 13.26
DD[14] 1.00 27.09 39.25
DD[16] 1.00 15.00 18.97
DD[23] 46.61 7.17 3.58
DD[26] 15.08 14.43 1.89
[实施例7]
将实施例7的变焦透镜的剖视图示于图8中。实施例7的变焦透镜从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4、孔径光圈St及第5透镜组G5构成。这些5个透镜组在变倍时与相邻的组之间的光轴方向上的间隔发生变化。第2透镜组G2具有负屈光力，第3透镜组G3具有正屈光力，第4透镜组G4具有负屈光力。第2透镜组G2～第4透镜组G4这3个透镜组分别为移动透镜组。第1透镜组G1从物体侧依次由如下构成：由3片透镜构成的第1透镜组前组G1a、由2片透镜构成的第1透镜组中组G1b及由3片透镜构成的第1透镜组后组G1c。构成第1透镜组G1的上述3个透镜组的屈光力的符号以及在对焦时移动的透镜组与实施例1相同。
将实施例7的变焦透镜的基本透镜数据示于表17中，将规格及可变面间隔的值示于表18中，将非球面系数示于表19中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图16中。
[表17]
实施例7
Si Ri Di Ndj v dj θgFj
1 271.02397 2.53000 1.772499 49.60 0.5521
2 53.66770 23.14907
3 -176.86065 2.20000 1.695602 59.05 0.5435
4 430.29449 0.39000
5 90.80833 5.23373 1.892860 20.36 0.6394
6 172.69777 7.52493
7 ∞ 5.76344 1.438750 94.66 0.5340
8 -157.36129 0.12000
9 432.45221 4.57630 1.438750 94.66 0.5340
10 -351.96925 11.77482
11 105.41212 2.19983 1.846660 23.88 0.6218
12 57.91535 16.99595 1.438750 94.66 0.5340
13 -102.71103 0.12000
14 68.91116 6.18166 1.695602 59.05 0.5435
15 251.51097 DD[15]
*16 48.87312 1.38000 1.854000 40.38 0.5689
17 23.92316 6.92527
18 -51.61678 1.04910 1.632460 63.77 0.5421
19 37.81667 DD[19]
20 45.09991 5.27163 1.592701 35.31 0.5934
21 -57.23178 1.05000 1.592824 68.62 0.5441
22 -271.05488 DD[22]
23 -42.52742 1.05000 1.632460 63.77 0.5421
24 52.07641 3.85263 1.625882 35.70 0.5893
25 -137.87042 DD[25]
26(St) ∞ 1.47098
27 125.78267 3.21681 1.916500 31.60 0.5912
28 -97.17131 0.20021
29 30.88167 7.64434 1.496999 81.54 0.5375
30 -44.27610 1.10005 1.910823 35.25 0.5822
31 79.59338 5.66259
32 38.09474 6.60000 1.749497 35.28 0.5870
33 -103.42350 0.99912
34 128.80899 1.10081 1.900433 37.37 0.5772
35 19.22646 10.52353 1.632460 63.77 0.5421
36 -168.57645 0.12032
37 35.68369 8.40999 1.438750 94.66 0.5340
38 -24.74904 1.88371 1.953748 32.32 0.5901
39 26.58345 18.87835
40 48.89032 4.75127 1.720467 34.71 0.5835
41 -161.77170 0.00000
42 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
43 ∞ 33.69711
[表18]
实施例7
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.90 5.79
f 20.24 58.69 117.18
Bf 35.21 35.21 35.21
FNo. 3.32 3.32 3.32
2ω(°) 72.92 26.56 13.64
DD[15] 1.00 42.53 58.14
DD[19] 5.98 6.34 5.90
DD[22] 49.90 6.95 6.47
DD[25] 14.92 15.98 1.29
[表19]
实施例7
面编号 16
KA 1.0000000E+00
A3 -1.4481371E-20
A4 -2.2097151E-06
A5 1.1906712E-06
A6 -2.1344004E-07
A7 1.2774506E-08
A8 1.1294113E-09
A9 -2.3286340E-10
A10 1.4115083E-11
A11 4.6903088E-13
A12 -1.7545649E-13
A13 9.6716937E-15
A14 6.5945061E-16
A15 -7.7270143E-17
A16 -2.4667346E-19
A17 2.3248734E-19
A18 -4.1986679E-21
A19 -2.5896844E-22
A20 7.5912487E-24
[实施例8]
将实施例8的变焦透镜的剖视图示于图9中。实施例8的变焦透镜从物体侧依次由第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、孔径光圈St及第4透镜组G4构成。第1透镜组G1从物体侧依次由1片负透镜及5片负透镜构成。在对焦时，第1透镜组G1的从物体侧第1～3个透镜相对于像面Sim固定，第1透镜组G1的从物体侧第4～6个透镜沿光轴方向移动。各透镜组的屈光力的符号以及在变倍时移动的透镜组与实施例1相同。
将实施例8的变焦透镜的基本透镜数据示于表20中，将规格及可变面间隔的值示于表21中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图17中。
[表20]
实施例8
Si Ri Di Ndj v dj θgFj
1 -126.95737 1.85000 1.806100 33.27 0.5885
2 149.63908 1.86353
3 162.56196 11.59799 1.433871 95.18 0.5373
4 -131.43557 0.12017
5 1767.38973 5.79391 1.433871 95.18 0.5373
6 -161.57632 6.93731
7 143.25520 6.97980 1.433871 95.18 0.5373
8 -501.53280 0.12020
9 102.71367 7.30164 1.632460 63.77 0.5421
10 -1279.18292 0.12015
11 52.36368 5.22130 1.695602 59.05 0.5435
12 90.12596 DD[12]
13 37.28114 0.80009 2.001003 29.13 0.5995
14 12.29686 5.14881
15 -79.05024 0.81066 1.695602 59.05 0.5435
16 55.48025 1.25321
17 -118.87335 6.29787 1.808095 22.76 0.6307
18 -11.60294 0.89994 1.860322 41.97 0.5638
19 139.16815 0.12024
20 29.45305 4.40793 1.557208 50.70 0.5593
21 -32.29232 0.13997
22 -29.68924 0.91777 1.695602 59.05 0.5435
23 -137.49811 DD[23]
24 -26.11338 2.94239 1.731334 29.25 0.6006
25 -16.28232 0.80762 1.695602 59.05 0.5435
26 -130.41228 DD[26]
27(St) ∞ 1.85032
28 -375.35251 3.66853 1.703851 42.12 0.5727
29 -38.57852 0.17412
30 74.45483 6.67860 1.516330 64.14 0.5353
31 -29.71279 1.20210 1.882997 40.76 0.5668
32 -69.95930 34.66041
33 234.07781 4.99625 1.517417 52.43 0.5565
34 -40.81314 0.50000
35 40.64186 5.85957 1.487490 70.24 0.5301
36 -46.57752 1.20022 1.806100 33.27 0.5885
37 34.79196 1.36577
38 41.96142 8.49290 1.496999 81.54 0.5375
39 -20.65900 1.57625 1.882997 40.76 0.5668
40 -136.64621 1.50826
41 99.48573 5.34307 1.595509 39.24 0.5804
42 -34.92679 0.00000
43 ∞ 33.00000 1.608589 46.44 0.5666
44 ∞ 13.20000 1.516329 64.05 0.5346
45 ∞ 10.40601
[表21]
实施例8
WIDE middle TELE
Zr 1.00 8.00 17.30
f 7.98 63.86 138.11
Bf 39.63 39.63 39.63
FNo. 1.86 1.86 2.46
2ω(°) 73.62 9.68 4.52
DD[12] 0.76 39.97 45.07
DD[23] 47.38 3.44 7.40
DD[26] 5.62 10.35 1.29
在表22中示出实施例1～8的变焦透镜的条件式(1)～(10)的对应值。表22所示的值是关于d线的值。
[表22]
从以上的数据可知，实施例1～8的变焦透镜中，第1透镜组G1的透镜片数被抑制为6～8片这样比较少的片数，因此能够构成为小型，变焦比在5.79～17.3的范围，确保了高变焦比，包括色差的各像差得到良好校正，从而实现了高光学性能。
接着，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。在图18中作为本发明的实施方式的摄像装置的一例示出使用了本发明的实施方式所涉及的变焦透镜1的摄像装置10的概略结构图。作为摄像装置10，例如能够举出电影摄影机、广播用摄像机、数码相机、摄像机或监控摄像机等。
摄像装置10具备变焦透镜1、配置于变焦透镜1的像侧的滤光片2及配置于滤光片2的像侧的成像元件3。另外，在图18中，示意地图示了变焦透镜1所具备的第1透镜组前组G1a、第1透镜组中组G1b、第1透镜组后组G1c及第2透镜组G2～第4透镜组G4。成像元件3为将通过变焦透镜1形成的光学像转换为电信号的构件，例如，能够使用CCD(电荷耦合器件(Charge Couple d Device))或CMOS(互补金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor))等。成像元件3以其成像面与变焦透镜1的像面对齐的方式配置。
摄像装置10还具备对来自成像元件3的输出信号进行运算处理的信号处理部5、显示通过信号处理部5形成的像的显示部6、控制变焦透镜1的变倍的变焦控制部7及控制变焦透镜1的对焦的聚焦控制部8。另外，在图18中仅图示了1个成像元件3，但本发明的摄像装置并不限定于此，也可以是具有3个成像元件的所谓的3板方式摄像装置。
以上，举出实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、色散系数及非球面系数等并不限定于上述各数值实施例中示出的值，也可以采用其他值。
符号说明
1-变焦透镜，2-滤光片，3-成像元件，5-信号处理部，6-显示部，7-变焦控制部，8-聚焦控制部，10-摄像装置，G1-第1透镜组，G1a-第1透镜组前组，G1b-第1透镜组中组，G1c-第1透镜组后组，G2-第2透镜组，G3-第3透镜组，G4-第4透镜组，G5-第5透镜组，Ge-最终透镜组，L11～L18、L21～L24、L31～L32、L41～L49-透镜，PP-光学部件，Sim-像面，St-孔径光圈，ma、ta、wa-轴上光束，mb、tb、wb-最大视角的光束，Z-光轴。

Claims (20)

1.一种变焦透镜，其特征在于，
该变焦透镜从物体侧依次具备：第1透镜组，在变倍时相对于像面固定且具有正屈光力；多个移动透镜组，在变倍时使与相邻的组在光轴方向上的间隔变化地移动；及最终透镜组，在变倍时相对于像面固定且具有正屈光力，
在所述多个移动透镜组中，至少一个移动透镜组具有负屈光力，
所述第1透镜组具有配置于最靠像侧的正透镜即像侧正透镜以及配置于比该像侧正透镜更靠物体侧的1片以上的正透镜，
并且所述变焦透镜满足所有的下述条件式(1)～(5)：
0.25＜f1/fz＜0.7 (1)；
55＜vz＜68 (2)；
15＜vmx-vz＜50 (3)；
2.395＜Nz+0.012×vz (4)；
0.634＜θgFz+0.001625×vz＜0.647 (5)，
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距；
fz：所述像侧正透镜的焦距；
vz：所述像侧正透镜的d线基准的色散系数；
vmx：在配置于比所述像侧正透镜更靠物体侧的正透镜中d线基准的色散系数成为最大值的正透镜的所述色散系数；
Nz：所述像侧正透镜的关于d线的折射率；
θgFz：所述像侧正透镜的g线与F线之间的部分方差比。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(6)：
1.2＜ft/f1＜2.8 (6)，
其中，
ft：长焦端中的整个系统的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(7)：
0.1＜fw/f1＜0.4 (7)，
其中，
fw：广角端中的整个系统的焦距。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的变焦透镜，其中，
通过使所述第1透镜组内的1片以上的透镜沿光轴方向移动来进行对焦。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的变焦透镜，其中，
在所述多个移动透镜组中，最靠像侧的移动透镜组具有负屈光力。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第1透镜组从物体侧依次具备：第1透镜组前组，在对焦时相对于像面固定且具有负屈光力；第1透镜组中组，在对焦时沿光轴方向移动且具有正屈光力；及第1透镜组后组，在对焦时与该第1透镜组中组在光轴方向上的间隔发生变化且具有正屈光力。
7.根据权利要求6所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(8)：
0.5＜f1c/fz＜0.7 (8)，
其中，
f1c：所述第1透镜组后组的焦距。
8.根据权利要求6或7所述的变焦透镜，其中，
所述第1透镜组前组具有至少1片满足下述条件式(9)及(10)的负透镜：
55＜vn (9)；
0.635＜θgFn+0.001625×vn＜0.675 (10)，
其中，
vn：所述第1透镜组前组的所述负透镜的d线基准的色散系数；
θgFn：所述第1透镜组前组的所述负透镜的g线与F线之间的部分方差比。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第1透镜组后组从物体侧依次连续具有从物体侧依次接合负透镜与正透镜而成的接合透镜以及正透镜。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第1透镜组后组在对焦时相对于像面固定。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(1-1)：
0.35＜f1/fz＜0.65 (1-1)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(2-1)：
56＜vz＜65 (2-1)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(3-1)：
30＜vmx-vz＜45 (3-1)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(6-1)：
1.5＜ft/f1＜2.5 (6-1)，
其中，
ft：长焦端中的整个系统的焦距。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(7-1)：
0.11＜fw/f1＜0.35 (7-1)，
其中，
fw：广角端中的整个系统的焦距。
16.根据权利要求6至10中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述变焦透镜满足下述条件式(8-1)：
0.55＜f1c/fz＜0.68 (8-1)，
其中，
f1c：所述第1透镜组后组的焦距。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述多个移动透镜组具备具有负屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述多个移动透镜组从物体侧依次具备具有正屈光力的透镜组、具有负屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组。
19.根据权利要求1至16中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述多个移动透镜组从物体侧依次具备具有负屈光力的透镜组、具有正屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组。
20.一种摄像装置，其具备权利要求1至19中任一项所述的变焦透镜。
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