CN111580256A - 变焦透镜和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供适合于法兰焦距较短的数码相机等、整体小型化、最终透镜组的小直径化容易、并且高性能的变焦透镜及具有该变焦透镜的摄像装置。为了解决上述课题，本发明的变焦透镜从物体侧起依次具有：具备至少3个透镜组并且整体具有正屈光力的前组(G1～G6)；以及被配置在前组的像侧的透镜组GB(G7)，通过使相邻的透镜组在光轴上的间隔发生变化进行变倍，透镜组GB从像侧起依次具有透镜成分Nb(L19)、透镜成分Nf(L18)、以及透镜成分P(L17)，在从广角端向望远端进行变倍时，透镜组GB向物体侧移动，通过使前组的一部分透镜组(G6)沿着光轴移动来进行聚焦，从而满足规定的条件式。

Description

变焦透镜和摄像装置
技术领域
本发明涉及变焦透镜和摄像装置，尤其是涉及适用于使用了数码相机或数码摄像机等固体摄像元件(CCD或CMOS等)的摄像装置的变焦透镜和摄像装置。
背景技术
在以往的单镜头反光相机(以下称为“单反相机”)用的变焦透镜等中，为了将反光镜等与光学式取景器有关的光学要素配置在相机主体内，需要与焦距无关地确保较长的法兰焦距。因此，在构成变焦透镜的透镜组中的被配置在像侧的后方透镜组中，配置具有正屈光力的透镜组并进行容易确保像方焦点的透镜设计，因此确保了所要求的法兰焦距。但是，近年来，通过在摄像装置主体的背面等设置的液晶画面上显示的实时取景图像进行摄像的无镜照相机或数码相机等(以下称为“无镜照相机等”)正在普及。在不具有光学式取景器的摄像装置中，不需要在相机主体内配置反光镜等。对于这样的不需要较长的法兰焦距的摄像装置而言，要求像方焦点较短的变焦透镜。
另外，以往，在摄像元件的摄像面上，按每个像素设置有用于有效地接收入射光的片上微透镜等的聚光透镜。片上微透镜等的受光角度被限制在规定的范围内，以往，要想通过片上微透镜等有效地接收入射光，就要将摄像透镜的出射光瞳直径增大到规定以上，减小入射光相对于光轴的倾斜角度，并且使与光轴大致平行的入射光束相对于摄像面入射。为了确保这样的远心性，以往，在变焦透镜的像侧部分配置具有正屈光力的透镜成分。
但是，近年来，摄像元件的开口率提高，片上微透镜等的受光角度范围扩大，片上微透镜等的光学性能也提高。因此，对变焦透镜所要求的出射光瞳的位置和大小相关的制约变少，即使构成为在变焦透镜的像侧部分配置具有负屈光力的透镜成分而使光斜入射到摄像面，由片上微透镜和变焦透镜的出射光瞳的不匹配等造成的周边减光(阴影)也会变得不明显。
因此，近年来，通过在变焦透镜的像侧部分配置具有负屈光力的透镜成分来实现变焦透镜的小型化(例如参照专利文献1～专利文献3)。
专利文献1中记载的变焦透镜从物体侧起依次具有正、负、正、负、负屈光力配置，并且在所有透镜组中将配置在比光学光阑更靠近像侧的负透镜组设为聚焦组，由此实现变焦透镜单元整体的小型化。
但是，在专利文献1记载的实施例1、2、4、5的变焦透镜中，虽然在最终透镜组中配置负屈光力，实现了光学全长的缩短，但是由于在最终透镜组的最靠近像侧配置有具有正屈光力的透镜成分，因此难以实现最终透镜组的小直径化。因此，对于法兰焦距较短的摄像装置用的变焦透镜而言，当要求缩短光学全长时，最终透镜组的大直径化变得显著，并且难以进行径向上的小型化。
另外，对于专利文献1记载的实施例3、6、7、8、9的变焦透镜，同样也是在最终透镜组的最靠近像侧配置了具有负屈光力的透镜成分，但在从广角端向望远端变焦时，将最终透镜组相对于像面固定。因此，最终透镜组在望远侧有效光束直径变大，由此在该情况下也难以实现最终透镜组的小直径化。并且，专利文献1记载的实施例6、7、8、9的变焦透镜的广角端的半视场角窄至11°左右，在广角端不能实现充分宽的视场角。另一方面，专利文献1中记载的实施例3的变焦镜头的广角端的半视场角虽然宽至38.8°左右，但不能实现光学全长的缩短化。
专利文献2记载的变焦透镜从物体侧起依次具有正、正、负、正屈光力配置，通过满足规定的条件式，实现变焦透镜单元整体的小型化。另外，该变焦透镜的望远侧的F数小，因此实现了明亮的变焦透镜。
但是，在专利文献2记载的实施例1、2、3、4的变焦透镜中，在最终透镜组的最靠近像侧配置有具有负屈光力的透镜成分，但在从广角端向望远端变焦时，由于最终透镜组相对于像面固定(实施例1、2)或向像侧移动(实施例3、4)，因此不能实现广角端的光学全长的缩短化。在广角端和望远端的光学全长发生变化的变焦透镜中，一般将镜筒设为能够在外筒收纳内筒的嵌套构造，构成为在从广角端向望远端变焦时，镜筒长度伸长。因此，若广角端的光学全长较长，则将内筒收纳于外筒时的全长变长。另外，在专利文献2记载的实施例5的变焦透镜中，从物体侧起依次由凸透镜和凹透镜构成最终透镜组，在从广角端向望远端变焦时，通过使最终透镜组向物体侧移动，进行了抑制最终透镜组的大直径化的尝试。但是，由于构成最终透镜组的凸透镜的屈光力较弱，凸透镜与凹透镜在光轴上的间隔也宽，因此最终透镜组的小直径化不充分。
专利文献3中记载的变焦透镜从物体侧起依次具有正、负、正、正、负屈光力配置，通过在第1透镜组和配置在最靠近像侧的透镜组上分别设置反射部件，使摄像装置在厚度方向变薄，实现了变焦透镜单元整体的小型化和高性能化。
但是，专利文献3的实施例1、2、3记载的变焦透镜都是最终透镜组从物体侧起依次至少具备凸透镜和凹透镜，为了抑制最终透镜组的大直径化而进行了一定的考虑。但是，专利文献3记载的变焦透镜是通过使最终透镜组移动来进行聚焦。因此，难以实现聚焦透镜组的轻量化，并且由于用于进行AF(自动聚焦)驱动的致动器等发生了大型化，因此难以实现变焦透镜单元整体的小型化。另外，相对于摄像元件的摄像面的最大像高，不能说BF(像方焦点)足够短。并且，由于在变焦时第1透镜组和最终透镜组相对于像面固定，因此在广角端和望远端没有光学全长的变化，由此要求光学全长的缩短化。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-228807号公报
专利文献2：日本特开2017-40875号公报
专利文献3：日本特开2018-13684号公报
发明内容
本发明的课题是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供适合于法兰焦距较短的摄像装置、整体小型化、最终透镜组的小直径化容易、并且高性能的变焦透镜及具有该变焦透镜的摄像装置。
为了解决上述课题，本发明的变焦透镜是从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和被配置在所述前组的像侧的透镜组GB构成，并且通过使相邻的透镜组在光轴上的间隔发生变化来进行变倍的变焦透镜，其特征在于，所述前组具有至少3个透镜组，所述透镜组GB从像侧起依次具有负的透镜成分Nb、负的透镜成分Nf、以及正的透镜成分P，所述负的透镜成分Nb的物体侧表面是凹面，在从广角端向望远端进行变焦时，所述透镜组GB向物体侧移动，在构成所述前组的透镜组中，通过使一部分透镜组沿着光轴移动来进行聚焦，并且，所述变焦透镜满足以下条件式：
(1)-0.7≤(RNf+RNb)/(RNf-RNb)≤2.0
其中，
RNf是所述负的透镜成分Nf的最靠近像侧面的曲率半径，
RNb是所述负的透镜成分Nb的最靠近物体侧面的曲率半径。
另外，为了解决上述课题，本发明的摄像装置的特征在于，具有：上述变焦透镜；以及摄像元件，其将在该变焦透镜的像面侧由该变焦透镜形成的光学像转换成电信号。
发明效果
根据本发明，能够提供适合于法兰焦距较短的数码相机、整体小型化、最终透镜组的小直径化容易、并且高性能的变焦透镜及具有该变焦透镜的摄像装置。
附图说明
图1示出本发明的实施例1的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图2是实施例1的变焦透镜的广角端处的像差图。
图3是实施例1的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图4是实施例1的变焦透镜的望远端处的像差图。
图5示出本发明的实施例2的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图6是实施例2的变焦透镜的广角端处的像差图。
图7是实施例2的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图8是实施例2的变焦透镜的望远端处的像差图。
图9示出本发明的实施例3的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图10是实施例3的变焦透镜的广角端处的像差图。
图11是实施例3的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图12是实施例3的变焦透镜的望远端处的像差图。
图13示出本发明的实施例4的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图14是实施例4的变焦透镜的广角端处的像差图。
图15是实施例4的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图16是实施例4的变焦透镜的望远端处的像差图。
图17示出本发明的实施例5的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图18是实施例5的变焦透镜的广角端处的像差图。
图19是实施例5的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图20是实施例5的变焦透镜的望远端处的无限远对焦时的像差图。
图21示出本发明的实施例6的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图22是实施例6的变焦透镜的广角端处的像差图。
图23是实施例6的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图24是实施例6的变焦透镜的望远端处的像差图。
图25示出本发明的实施例7的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图26是实施例7的变焦透镜的广角端处的像差图。
图27是实施例7的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图28是实施例7的变焦透镜的望远端处的像差图。
图29示出本发明的实施例8的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图30是实施例8的变焦透镜的广角端处的像差图。
图31是实施例8的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图32是实施例8的变焦透镜的望远端处的像差图。
图33示出本发明的实施例9的变焦透镜的广角端处的无限远对焦时的透镜截面图。
图34是实施例9的变焦透镜的广角端处的像差图。
图35是实施例9的变焦透镜的中间焦距位置处的像差图。
图36是实施例9的变焦透镜的望远端处的像差图。
具体实施方式
以下，对本发明的变焦透镜和摄像装置的实施方式进行说明。但是，以下说明的该变焦透镜和摄像装置是本发明的变焦透镜和摄像装置的一个方式，本发明的变焦透镜和摄像装置并不限于以下的方式。
1、变焦镜头
1-1、变焦镜头的光学结构
本实施方式的变焦透镜实质上是从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和被配置在前组的像侧的透镜组GB构成的。这里，“实质上构成”是指作为实质上构成该变焦透镜的光学要素，至少具有上述前组和透镜组GB即可，除此之外还允许具有其他的透镜组、光阑或盖玻璃等透镜以外的光学要素等。另外，各透镜组至少包括1片透镜。
以下，对构成本发明的变焦透镜的透镜组的光学结构进行详细说明。
(1)前组
前组只要整体具有正屈光力且具有至少3个透镜组即可，其具体的组结构没有特别限定。由于由至少3个透镜组构成前组，在变焦时通过使相邻的透镜组在光轴上的间隔发生变化，并且通过在变倍时使各透镜组相对地移动，抑制像差变动变得容易，因此，与各透镜组变倍时的位置和光学设计相关的自由度变高，能够得到成像性能较高的变焦透镜。
优选的是，前组分别具备至少一组以上的具有正屈光力的透镜组和具有负屈光力的透镜组。通过设为这样的结构，前组的各透镜组的变倍负担的偏差减少，能够以较少的透镜片数良好地进行像差校正，变倍比较高，并且，能够实现小型的变焦透镜。另外，优选的是，前组具有至少4个透镜组。通过由4个以上的透镜组构成前组，与各透镜组变倍时的位置和光学设计相关的自由度变得更高，在高变倍化和高性能化方面是优选的。
优选的是，前组在最靠近像侧处具有负透镜组GF。通过在前组最靠近像侧处配置负透镜组GF，将该变焦透镜设为远摄倾向较强的屈光力配置变得容易，并且容易实现全长的小型化。这里，远摄倾向的屈光力配置是指该变焦透镜的远摄比(光学全长/焦距)小于1，远摄倾向较强是指远摄比示出较小的值。
另外，在前组中被配置在最靠近物体侧的透镜组可以具有正屈光力，也可以具有负屈光力。在被配置在前组的最靠近物体侧的透镜组具有正屈光力的情况下，作为正组先行型的变焦透镜，容易实现高变倍比，并且远摄倾向较强，实现望远端处的光学全长较短的变焦透镜变得容易。另一方面，在被配置在前组的最靠近物体侧的透镜组具有负屈光力的情况下，作为负组先行型的变焦透镜，也可以得到广角端的视场角较宽的变焦透镜。
(2)透镜组GB
透镜组GB是被配置在前组的像侧的透镜组，并且实质上是被配置在该变焦透镜中的最靠近像侧。透镜组GB整体可以具有正屈光力，也可以具有负屈光力。在透镜组GB整体具有正屈光力的情况下，容易实现F数较小的明亮的透镜。另外，在该情况下，容易实现广角化，并且容易实现在广角端视场角较宽的变焦透镜。
另一方面，在透镜组GB整体具有负屈光力的情况下，将该变焦透镜设为远摄倾向较强的屈光力配置变得容易，并且容易实现全长的小型化。另外，在该情况下，具有在该变焦透镜中容易实现被配置在像侧的透镜组(包括透镜组GB)的小直径化的优点。
透镜组GB从像侧起依次具有负的透镜成分Nb、负的透镜成分Nf以及正的透镜成分P。透镜组GB只要具备这3个透镜成分即可，其他的透镜结构没有特别限定。其中，这里所说的透镜成分是指一片单透镜或者将多片单透镜不隔着空气间隔而一体化后的接合透镜等的透镜单元。即，透镜成分是指即使在具有多个光学面的情况下，也只是最靠近物体侧面和最靠近像侧面与空气接触，其他的面与空气不接触。另外，在该说明书中，单透镜可以是球面透镜和非球面透镜中的任一种。另外，在非球面透镜中，也包括在表面上粘贴设置有非球面膜的所谓的复合非球面透镜。
该透镜组GB可以在正的透镜成分P的物体侧处具有1个以上的透镜成分。通过设为透镜组GB从像侧起依次至少具有负的透镜成分Nb、负的透镜成分Nf以及正的透镜成分P的结构，能够自像侧配置该变焦透镜的出射光瞳位置，由此能够缩短像方焦点。因此，该变焦透镜的光学全长的缩短化变得容易，并且容易实现透镜组GB的小直径化。
负的透镜成分Nb、负的透镜成分Nf、以及正的透镜成分P的透镜形状没有特别限定，但各自优选的分别是如下的形状。
优选的是，负的透镜成分Nb的物体侧面是凹面。通过将负的透镜成分Nb的物体侧面设为凹面，能够良好地校正由正的透镜成分P产生的下方向的像面弯曲和畸变像差。另外，更优选的是，负的透镜成分Nb是凸面朝向像侧的负弯月形状。如果负的透镜成分Nb的像侧面为凹面即负的透镜成分Nb为双凹形状，则过度方向的畸变像差变得过大，难以对其进行良好的校正。
优选的是，正的透镜成分P是双凸形状。通过将正的透镜成分P设为双凸形状，缩短像方焦点变得容易，并且，由于能够通过该正的透镜成分P使广角端的斜入射光线有效地折射，因此能够实现透镜组GB的小直径化。
另外，优选的是，由正的透镜成分P的像侧面和负的透镜成分Nf的物体侧面形成的空气透镜是凹形状。尤其优选的是，该空气透镜是双凹形状或凹面朝向物体侧的负的弯月形状。通过将上述空气透镜设为凹形状，即通过使该空气透镜作为凸透镜发挥作用，能够良好地校正球面像差、像面弯曲、畸变像差的平衡。另一方面，如果上述空气透镜是凸形状时，即该空气透镜作为凹透镜发挥作用时，在透镜组GB中产生的球面像差、像面弯曲，畸变像差在过度方向上变得过大，因此难以对它们良好地进行校正。
1-2、动作
(1)变焦
该变焦透镜通过使相邻的透镜组在光轴上的间隔发生变化来进行变倍。即，通过使前组中包含的各透镜组在光轴上的间隔以及前组中包含的透镜组中被配置在最靠近像侧的透镜组与透镜组GB在光轴上的间隔发生变化来进行变倍。
前组中包含的各透镜组在进行变焦时，彼此在光轴上的间隔发生变化即可，可以是所有的透镜组沿着光轴移动，也可以是一部分透镜组在光轴方向上固定。
这样，各透镜组的移动的有无没有特别限定，但优选的是，前组的位于最靠近物体侧的透镜组在变焦时沿着光轴移动。在变倍时通过使位于前组的最靠近物体侧的透镜组移动，难以不合理地产生各透镜组的变倍负担，在实现高变倍比的同时，还能够得到成像性能较高的变焦透镜。
透镜组GB是单一的透镜组，在变焦时构成透镜组GB的各透镜成分以相同的移动量向相同的方向移动，在变焦时构成透镜组GB的各透镜成分的间隔不会变化。
优选的是，在从广角端向望远端变焦时，透镜组GB向物体侧移动。通过使透镜组GB向物体侧移动，将该变焦透镜的广角端的像方焦点缩短变得容易，并且能够缩短该变焦透镜在广角端的光学全长。另外，将透镜组GB的望远端的有效光束直径减小变得容易，因此作为变焦透镜单元整体能够实现透镜组GB的小直径化。
(2)聚焦
该变焦透镜通过使构成前组的透镜组中的一部分透镜组沿着光轴移动来进行聚焦。此时，通过将构成前组透镜组中的由2个以下的透镜成分构成的透镜组作为聚焦组，与将透镜组GB作为聚焦组的情况相比，能够小型轻量地构成聚焦组，并且在实现迅速聚焦的同时，能够使该变焦透镜单元整体的小型化变得容易。
另一方面，如果将透镜组GB设为聚焦组，则在聚焦时需要使至少3个透镜成分沿光轴移动，因此，难以实现聚焦组的小型轻量化，因此难以进行迅速的聚焦。另外，当聚焦组大型化而变得笨重时，在自动聚焦(AF)时用于驱动聚焦组的致动器(AF致动器)大型化，由此变焦透镜单元整体大型化，因此并不优选。
在实现聚焦组的小型轻量化的方面，更优选的是，将构成前组的透镜组中的、被配置在最靠近物体侧的透镜组以外的透镜组作为聚焦组。在前组中被配置在最靠近物体侧的透镜组一般是直径大且大型比较笨重，因此在上述方面并不优选。
在实现聚焦组的小型轻量化的方面，优选的是，在前组的最靠近像侧处配置负透镜组GF，将该负透镜组GF作为聚焦组，在从无限远向近距离聚焦时，在光轴上向像侧移动。在构成该变焦透镜的所有的透镜组中，在前组的最靠近像侧处配置了具有负屈光力的透镜组的情况下，由于该负透镜组GF容易实现小直径化，因此聚焦组的小型轻量化是容易的。
这里，在采用对比度AF方式的情况下，通过在聚焦时使聚焦组高速移动来检测被摄体的对比度的峰值位置，从而检测被摄体位置。该动作称为摆动。在一边使被摄体像显示在被设置于摄像装置的液晶显示器等上一边进行摄像的情况下，如果摆动时的视场角变动大，则显示图像的视场角变动也变大。由于该负透镜组GF是在该变焦透镜中位于像侧处的透镜组，因此在采用对比度AF方式的情况下，由于能够减小伴随AF驱动时的摆动的视场角的变动，因此也能够减小显示图像的视场角变动，从这一点来看，优选的是，将负透镜组GF设为聚焦组。
1-3、条件式
理想的是，该变焦透镜采用上述的结构并且满足1个以上如下说明的条件式。
1-3-1、条件式(1)
(1)-0.7≤(RNf+RNb)/(RNf-RNb)≤2.0
其中，
RNf是所述负的透镜成分Nf的最靠近像侧面的曲率半径，
RNb是所述负的透镜成分Nb的最靠近物体侧面的曲率半径。
上述条件式(1)是规定由负的透镜成分Nf的最靠近像侧面和负的透镜成分Nb的最靠近物体侧面形成的空气透镜的形状的式子。通过满足条件式(1)，能够在整个变焦范围内良好地校正像面弯曲，由此能够得到成像性能较高的变焦透镜。另外，在各透镜成分由单透镜构成的情况下，最靠近像侧面是指该单透镜的像侧面，最靠近物体侧面是指该物体侧面。在各透镜成分由接合透镜构成的情况下，最靠近像侧面是指构成该接合透镜的透镜中被配置在最靠近像侧的透镜的像侧面，最靠近物体侧面是指构成该接合透镜的透镜中被配置在最靠近物体侧的透镜的物体侧面。
与此相对，若条件式(1)的数值小于下限值，则相对于负的透镜成分Nf的最靠近像侧面，负的透镜成分Nb的最靠近物体侧面的发散作用变弱，因此难以良好地校正有向下倾向的像面弯曲。另一方面，当条件式(1)的数值超过上限值时，相对于负的透镜成分Nf的像侧面，负的透镜成分Nb的物体侧面的发散作用变得过强，因此难以良好地校正有超过倾向的像面弯曲。
在获得上述效果方面，条件式(1)的上限值更优选的是1.8，进一步优选的是1.6，更加优选的是1.4。另外，条件式(1)的下限值更优选的是-0.6，进一步优选的是-0.5,更加优选的是-0.4。
1-3-2、条件式(2)
优选的是，该变焦透镜在前组的最靠近像侧具有负透镜组GF并且满足以下的条件式：
(2)1.1≤βFBt/βFBw≤2.5
其中，
βFBt是望远端处的所述透镜组GF和所述透镜组GB的合成横向倍率，
βFBw是广角端处的所述透镜组GF和所述透镜组GB的合成横向倍率。
条件式(2)是规定在该变焦透镜中，基于被配置在最靠近像侧的透镜组GF和被配置在透镜组GF的像侧的透镜组GB的、广角端的合成横向倍率与望远端的合成横向倍率之间的比的式子。通过满足条件式(2)，在整个变焦区域内维持高成像性能的同时能够缩短该变焦透镜在望远端的光学全长。
与此相对，当条件式(2)的数值小于下限值时，是远摄倾向较弱的屈光力配置，与焦距相比，难以缩短该变焦透镜的望远端的光学全长。另一方面，当条件式(2)的数值超过上限值时，远摄倾向变得过强，像差的发生量增加，由于为了对其进行校正而需要透镜片数，因此难以以较少的透镜片数实现成像性能较高的变焦透镜。
在获得上述效果方面，条件式(2)的上限值更优选的是2.3,进一步优选的是2.1，更加优选的是2.0。另外，条件式(2)的下限值更优选的是1.2,进一步优选的是1.25。
1-3-3、条件式(3)
优选的是，该变焦透镜满足以下条件式：
(3)0.3≤BFw/Y≤1.5
其中，
BFw是该变焦透镜在广角端处的像方焦点，
Y是该变焦透镜的最大像高。
条件式(3)是规定该变焦透镜的广角端的像方焦点与该变焦透镜的最大像高之间的比的式子。通过满足条件式(3)，该变焦透镜的广角端的像方焦点较短，因此能够实现出射光瞳直径较小的小型变焦透镜。
与此相对，当条件式(3)的数值小于下限值时，该变焦透镜的广角端的像方焦点变得过短，从而向摄像面入射的入射光相对于光轴的倾斜角度变得过大。要想减小向摄像面入射的入射光相对于光轴的倾斜角度，需要增大出射光瞳直径。因此，难以实现透镜组GB的小直径化。另一方面，当条件式(3)的数值超过上限值时，该变焦透镜的广角端的像方焦点变得过长，因此难以缩短该变焦透镜的广角端的光学全长。
在获得上述效果的方面，条件式(3)的上限值更优选的是1.3,进一步优选的是1.2，更加优选的是1.1。另外，条件式(3)的下限值更优选的是0.4，进一步优选的是0.5。
1-3-4、条件式(4)
优选的是，该变焦透镜满足以下的条件式：
(4)0.5≤fP/Y≤2.7
其中，
fP是所述正的透镜成分P的焦距，
Y是该变焦透镜的最大像高。
条件式(4)是规定正的透镜成分P的焦距与该变焦透镜的最大像高之间的比的式子。通过满足条件式(4)，实现了正的透镜成分P的屈光力在适当的范围内，并且以较少的透镜片数具有较高的成像性能的变焦透镜，同时能够实现透镜组GB的小直径化。
与此相对，当条件式(4)的数值小于下限值时，正的透镜成分P的屈光力变得过强，从而难以以较少的透镜片数良好地进行像差校正。特别是，在该情况下，在广角端难以良好地校正像面弯曲和畸变像差，在望远端难以良好地校正球面像差。另一方面，当条件式(4)的数值超过上限值时，正的透镜成分P的屈光力变弱，而通过透镜组GB的斜入射光束距光轴的高度变高，因此难以实现透镜组GB的小直径化。
在获得上述效果方面，条件式(4)的上限值更优选的是2.6，进一步优选的是2.3，更加优选的是2.1。另外，条件式(4)的下限值更优选的是0.6，进一步优选的是0.7，更加优选的是0.8。
1-3-5、条件式(5)
优选的是，该变焦透镜满足以下条件式：
(5)0.4≤|fN|/Y≤2.7
其中，
fN是所述负的透镜成分Nf和所述负的透镜成分Nb的合成焦距，
Y是该变焦透镜的最大像高。
条件式(5)是规定彼此相邻配置的负的透镜成分Nf和负的透镜成分Nb的合成焦距与该变焦透镜的最大像高之间的比的式子。通过满足条件式(5)，能够在该变焦透镜中将出射光瞳位置配置在适当的位置处，与此同时，能够得到良好的像面性。
与此相对，当条件式(5)的数值小于下限值时，负的透镜成分Nf和负的透镜成分Nb的发散作用变得过强，像面弯曲呈超过倾向，因此难以对其良好地校正。另一方面，当条件式(5)的数值超过上限值时，无法自像侧配置出射光瞳位置，因此难以实现透镜组GB的小直径化。
在获得上述效果方面，条件式(5)的上限值更优选的是2.4，进一步优选的是2.2，更加优选的是2.0。另外，条件式(5)的下限值更优选的是0.5，进一步优选的是0.6，更加优选的是0.7。
1-3-6、条件式(6)
优选的是，该变焦透镜满足以下条件式：
(6)0.2≤RP/fw≤2.5
其中，
RP是所述正的透镜成分P的物体侧面的曲率半径，
fw是该变焦透镜在广角端处的焦距。
条件式(6)是规定正的透镜成分P的物体侧面的曲率半径与广角端的该变焦透镜的焦距之间的比的式子。通过满足条件式(6)，能够平衡且良好地校正球面像差和像面弯曲。
与此相对，当条件式(6)的数值小于下限值时，斜入射光束的折射作用比轴上光束强，因此像面弯曲变大从而处于向下倾向，因此无法保持与球面像差之间的平衡。另一方面，当条件式(6)的数值超过上限值时，像面弯曲变大从而处于向下倾向，因此难以保持与球面像差之间的平衡。
在获得上述效果方面，条件式(6)的上限值更优选的是2.3,进一步优选的是2.1，更加优选的是1.9。另外，条件式(6)的下限值更优选的是0.3，进一步优选的是0.4，更加优选的是0.45。
1-3-7、条件式(7)
优选的是，该变焦透镜满足以下条件式：
(7)0.2≤fNf/fNb≤1.8
其中，
fNf是负的透镜成分Nf的焦距，
fNb是负的透镜成分Nb的焦距。
条件式(7)是规定负的透镜成分Nf的焦距与负的透镜成分Nb的焦距之间的比的式子。通过满足条件式(7)，减小构成透镜组Gb的各透镜成分的偏心灵敏度变得容易，并且能够抑制因制造时的偏心误差引起的光学性能的劣化。即，能够减小制造偏差，从而能够提高成品率。
与此相对，当条件式(7)的数值小于下限值时，负的透镜成分Nf的屈光力变得过强，从而负的透镜成分Nf与正的透镜成分P的偏心灵敏度变高，因此难以抑制因制造时的偏心误差引起的光学性能的劣化。另一方面，当条件式(7)的数值超过上限值时，负的透镜成分Nb的屈光力变得过强，从而负的透镜成分Nb和正的透镜成分P的偏心灵敏度变高，在这种情况下也难以抑制因制造时的偏心误差引起的光学性能的劣化。
在获得上述效果方面，条件式(7)的上限值更优选是1.7，进一步优选是1.6，更加优选是1.5。另外，条件式(7)的下限值更优选是0.3，进一步优选是0.4。
1-3-8、条件式(8)
优选的是，该变焦透镜满足以下条件式：
(8)20≤vP≤45
其中，
vP是在正的透镜成分P中包含的、阿贝数最小的正透镜相对于d线的阿贝数。
条件式(8)是规定在正的透镜成分P中包含的阿贝数最小的正透镜相对于d线的阿贝数的式子。这里，在正的透镜成分P由正透镜构成的情况下，vP是指该正透镜相对于d线的阿贝数。在正的透镜成分P由包括正透镜的接合透镜构成的情况下，vP是指在该接合透镜中包括的正透镜中相对于d线的阿贝数最小的正透镜相对于d线的阿贝数。通过满足条件表达式(8)，可以在整个变焦范围内均衡地校正轴向色差和倍率色差。
与此相对，当条件式(8)的数值小于下限值时，在广角端F线的倍率色像差与C线的倍率色像差之间的差变大，因此校正变得困难。另一方面，当条件式(8)的数值超过上限值时，尤其是在望远端F线的轴向色差与C线的轴向色差之间的差变大，因此校正变得困难。
在得到上述效果方面，条件式(8)的上限值更优选是43，进一步优选是40，更加优选是38。另外，条件式(8)的下限值更优选是23，进一步优选是25。
2摄像装置
接着，对本发明的摄像装置进行说明。本发明的摄像装置的特征在于，具有：上述本发明的变焦透镜，以及摄像元件，其在该变焦透镜的像面侧将由该变焦透镜形成的光学像转换为电信号。
这里，对摄像元件等没有特别限定，可以使用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)传感器、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器等固体摄像元件等。本发明的摄像装置适用于数码相机或摄像机等使用了这些固体摄像元件的摄像装置。另外，该摄像装置可以是透镜固定在框体上的透镜固定式摄像装置，当然也可以是无镜单镜头照相机等的镜头更换式摄像装置。
更优选的是，该摄像装置具有：对由摄像元件取得的摄像图像数据进行电加工，从而使摄像图像的形状发生变化的图像处理部、在该图像处理部中用于对摄像图像数据进行加工的、对图像校正数据、图像校正程序等进行保存的图像校正数据保存部等。在对变焦透镜进行了小型化的情况下，容易产生在成像面上成像的摄像图像形状的失真(畸变)。此时，优选的是，使图像校正数据保存部预先保存用于校正摄像图像形状的失真的失真校正数据，在上述图像处理部中，使用在图像校正数据保存部中保存的失真校正数据来校正摄像图像形状的失真。根据这样的摄像装置，能够进一步实现变焦透镜的小型化，得到漂亮的摄像图像，并且能够实现摄像装置整体的小型化。
并且，在本发明的摄像装置中，优选的是，在上述图像校正数据保存部中预先保存倍率色像差校正数据，在上述图像处理部中，使用在图像校正数据保存部中保存的倍率色像差校正数据来校正该拍摄图像的倍率色像差。通过图像处理部对倍率色差即由颜色引起的倍率差进行校正，可以削减构成光学系统的透镜片数。因此，根据这样的摄像装置，能够进一步实现变焦透镜的小型化，得到漂亮的摄像图像，并且能够实现摄像装置整体的小型化。
接着，示出实施例来具体说明本发明。但是，本发明并不限于以下的实施例。以下列举的各实施例的变焦透镜是在上述摄像装置(光学装置)中使用的变焦透镜(变倍光学系统)，特别是，能够优选地应用于使用了透镜更换系统的摄像装置。另外，在各透镜截面图中，面向附图的左方是物体侧，右方是像侧。
(1)变焦透镜的光学结构
图1是示出本发明的实施例1的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。另外，图中所示的“IP”是像面，具体而言，表示CCD传感器、CMOS传感器等固体摄像元件的摄像面或者银盐胶片的胶片面等。另外，在像面IP的物体侧具有盖玻璃“CG”等实质上不具有屈光力的平行平板。这几点在其他实施例中示出的各透镜截面图中也相同，因此以下省略说明。
实施例1的变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。前组从物体侧起依次具有：具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、具有负屈光力的第4透镜组G4、具有正屈光力的第5透镜组G5、以及具有负屈光力的第6透镜组G6。第6透镜组G6相当于透镜组GF。透镜组GB由具有负屈光力的第7透镜组G7构成。孔径光阑S在第3透镜组G3的物体侧与第3透镜组G3相邻地配置。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L1与双凸透镜L2接合而成的接合透镜、以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L3。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L4、以及将双凹透镜L5、双凸透镜L6以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L7这3片透镜接合而成的接合透镜。负弯月形透镜L4的物体侧面是非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第3透镜组G3从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L8、双凸透镜L9、以及将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L10和双凸透镜L11接合而成的接合透镜。
第4透镜组G4由双凹透镜L12构成。双凹透镜L12是在物体侧面粘贴有成型为非球面形状的复合树脂膜的复合树脂型非球面透镜。
第5透镜组G5从物体侧起依次由双凸透镜L13以及，将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L14与双凸透镜L15接合而成的接合透镜构成。双凸透镜L13是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第6透镜组G6由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L16构成。负弯月形透镜L16是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第7透镜组G7从物体侧起依次由双凸透镜L17、双凹透镜L18、凸面朝向像侧的负弯月形透镜L19构成。这里，双凸透镜L17相当于正的透镜成分P，双凹透镜L18相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L19相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2首先向像侧移动，之后向物体侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动，第5透镜组G5向物体侧移动，第6透镜组G6向物体侧移动，第7透镜组G7向物体侧移动。在变焦时，第3透镜组G3、第5透镜组G5以及第7透镜组G7在同一轨道上移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第6透镜组G6沿着光轴向像侧移动来进行的。
(2)数值实施例
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表1示出了本发明的实施例1的变焦透镜的面数据(表1中的第36面和第37面是盖玻璃CG的面数据。)。在表1中，“面编号”表示从物体侧开始计数的透镜面的顺序，“r”表示透镜面的曲率半径，“d”表示透镜面在光轴上的间隔，“nd”表示相对于d线(波长λ＝587.56nm)的折射率，“vd”表示相对于d线的阿贝数。另外，在面编号的右侧显示的“*”表示该透镜面是非球面，“S”表示孔径光阑。并且，在透镜面在光轴上的间隔一栏中示出的“d(5)”、“d(11)”等是指该透镜面在光轴上的间隔是在变倍时发生变化的可变间隔。另外，各表中的长度的单位全部为“mm”，曲率半径一栏的“∞”表示平面。
表2是该变焦透镜的各要素表。在该各要素表中，无限远对焦时的该变焦镜头的焦距表示为“f”、F值表示为“Fno.”、半视场角表示为“ω”、最大像高表示为“Y”。其中，在表2中，从左侧开始依次表示广角端、中间焦距位置、望远端的各自的值。另外，表中的长度的单位全部为“mm”，视角的单位全部为“°”。
表3示出无限远对焦时(∞)和近距离物体对焦时(摄影距离从左侧开始依次为广角端：300mm、中间焦距位置：500mm、望远端：800mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。在表3中，无限远对焦时(∞)和近距离物体对焦时的可变间隔从左侧起依次表示广角端、中间焦距位置、望远端的各自的值。
表4示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。
表5是各非球面的非球面系数。该非球面系数是用下式定义各非球面形状时的值。
X＝(H2/r)/[1+{1-(1+k)·(H/r)2}1/2]+A4·H4+A6·H6+A8·H8+A10·H10+A12·H12
其中，在上式中，“X”是距光轴方向的基准面的位移量，“r”是近轴曲率半径，“H”是距与光轴垂直的方向的光轴的高度，“k”是圆锥常数(圆锥系数)，“An”是n次的非球面系数。另外，在表5中，“E-n”表示“×10-n”。
另外，表46示出了条件式(1)～条件式(8)的值和，以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
与上述各表相关的事项在其他的实施例所示的各表中也相同，因此以下省略说明。
[表1]
Figure BDA0002250129100000171
Figure BDA0002250129100000181
[表2]
广角端 中间 望远端
f 28.7936 75.0289 193.9307
FNo. 2.8965 4.1889 5.7781
ω 37.6195 15.3512 6.1472
Y 21.6330 21.6330 21.6330
[表3]
Figure BDA0002250129100000182
Figure BDA0002250129100000191
[表4]
G1 106.0065
G2 -21.9002
G3 28.3494
G4 -20.7806
G5 19.0830
G6 -45.3040
G7 -144.1356
[表5]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
6 0.0000 -9.86089E-07 -9.19169E-10 -2.48794E-12 1.49982E-15 0.00000E+00
20 -0.1591 3.73272E-05 -9.02045E-08 9.87967E-10 -7.53595E-12 2.38762E-14
23 0.3924 -2.16911E-05 8.68108E-09 1.11227E-09 -1.16883E-11 4.79637E-14
24 0.0000 3.27128E-05 -1.04498E-07 2.33175E-09 -2.01761E-11 7.62655E-14
28 0.0000 -2.55954E-05 3.56502E-07 -1.70180E-09 -6.24255E-12 6.45296E-14
29 0.0000 -3.14993E-05 4.15457E-07 -2.60403E-09 -9.27673E-13 5.04098E-14
另外，图2～图4分别表示该实施例1的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。在各图所示的纵像差图中，面向附图从左侧起依次分别是球面像差(mm)、像散(mm)、畸变像差(％)。在表示球面像差的图中，纵轴表示与开放F值之间的比例，横轴表示散焦，实线为d线(波长λ＝587.56nm)的球面像差，虚线为C线(波长λ＝656.28nm)的球面像差，点划线为g线(波长λ＝435.84nm)的球面像差。在表示像散的图中，纵轴表示半视场角，横轴表示散焦，实线表示相对于d线的弧矢像面(ds)，虚线表示相对于d线的子午像面(dm)。在表示畸变像差的图中，纵轴表示半视场角，横轴表示％，并且示出了畸变像差。与这些纵像差图相关的事项，在其他的实施例所示的纵像差图中也同样，因此以下省略说明。
[实施例2]
(1)变焦透镜的光学结构
图5是示出本发明的实施例2的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。该变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。
前组从物体侧起依次具有：具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、具有负屈光力的第4透镜组G4、具有正屈光力的第5透镜组G5、以及具有负屈光力的第6透镜组G6。第6透镜组G6相当于透镜组GF。透镜组GB由具有负屈光力的第7透镜组G7构成。孔径光阑S在第3透镜组G3的物体侧与第3透镜组G3相邻地配置。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L1与双凸透镜L2接合而成的接合透镜、以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L3。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L4、将双凹透镜L5和双凸透镜L6接合而成的接合透镜、以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L7。负弯月形透镜L4是物体侧面上粘贴有成型为非球面形状的复合树脂膜的复合树脂型非球面透镜。
第3透镜组G3从物体侧起依次具有：双凸透镜L8，以及将双凸透镜L9、凸面朝向像侧的负弯月形透镜L10接合而成的接合透镜。
第4透镜组G4由双凹透镜L11构成。双凹透镜L11是在物体侧面粘贴有成型为非球面形状的复合树脂膜的复合树脂型非球面透镜。
第5透镜组G5从物体侧起依次由双凸透镜L12以及，将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L13与双凸透镜L14接合而成的接合透镜构成。双凸透镜L12是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第6透镜组G6由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L15构成。负弯月形透镜L15是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第7透镜组G7从物体侧起依次由双凸透镜L16、双凹透镜L17、凸面朝向像侧的负弯月形透镜L18构成。这里，双凸透镜L16相当于正的透镜成分P，双凹透镜L17相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L18相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2首先向像侧移动，之后向物体侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动，第5透镜组G5向物体侧移动，第6透镜组G6向物体侧移动，第7透镜组G7向物体侧移动。在变焦时，第3透镜组G3、第5透镜组G5以及第7透镜组G7在同一轨道上移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第4透镜组G4沿着光轴向物体侧移动来进行的。
(2)数值实施例
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表6示出该变焦透镜的面数据。表7示出该变焦透镜的各要素。表8示出无限远对焦时和近距离物体对焦时(摄影距离从左侧起依次为广角端：500mm、中间焦距位置：500mm、望远端：800mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。表9示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。表10分别示出各非球面的非球面系数。另外，表10中未显示的非球面系数为0.00。另外，表46示出条件式(1)～条件式(8)的值以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
并且，图5～图8分别示出该实施例2的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。
[表6]
Figure BDA0002250129100000211
Figure BDA0002250129100000221
[表7]
广角端 中间 望远端
f 28.8088 74.9934 193.9843
FNo. 3.5613 4.4997 5.7497
ω 38.9265 15.4642 6.1181
Y 21.6330 21.6330 21.6330
[表8]
广角端 中间 望远端 广角端 中间 望远端
d(0) ∞ ∞ ∞ 365.0001 336.8530 605.0002
d(5) 1.1522 30.8984 55.1293 1.1522 30.8984 55.1293
d(13) 22.1323 7.0681 1.6849 22.1323 7.0681 1.6849
d(19) 2.4416 3.6056 7.1001 1.4943 1.8713 4.1187
d(22) 5.3399 4.1757 0.6812 6.2872 5.9101 3.6627
d(27) 1.2932 4.9795 8.9510 1.2932 4.9795 8.9510
d(29) 12.8482 9.1620 5.1904 12.8482 9.1620 5.1904
d(35) 15.6570 29.1223 42.1273 15.6570 29.1223 42.1273
[表9]
G1 118.8991
G2 -22.4091
G3 29.9675
G4 -18.9990
G5 18.6329
G6 -68.6819
G7 -97.2914
[表10]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
6 0.0000 8.87003E-07 2.06774E-09 -1.18068E-11 2.04323E-14 0.00000E+00
20 1.7375 4.27377E-05 5.59066E-08 5.40110E-10 -1.90435E-12 1.76795E-14
23 0.3977 -1.92166E-05 -8.94668E-09 5.51734E-10 -5.49188E-12 1.83133E-14
24 0.0000 9.06050E-06 -2.84346E-08 5.73029E-10 -4.90970E-12 1.56700E-14
28 0.0000 -2.00094E-05 1.97916E-07 -1.34790E-09 2.09962E-12 2.13721E-14
29 0.0000 -1.78331E-05 2.09037E-07 -1.29736E-09 5.07192E-13 3.57901E-14
[实施例3]
(1)变焦透镜的光学结构
图9是示出本发明的实施例3的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。该变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。
前组从物体侧起依次具有：具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、具有负屈光力的第4透镜组G4、具有正屈光力的第5透镜组G5、以及具有负屈光力的第6透镜组G6。第6透镜组G6相当于透镜组GF。透镜组GB由具有负屈光力的第7透镜组G7构成。孔径光阑S在第3透镜组G3的物体侧与第3透镜组G3相邻地配置。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L1与双凸透镜L2接合而成的接合透镜、以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L3。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L4、双凹透镜L5、双凸透镜L6、以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L7。负弯月形透镜L4是物体侧面为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第3透镜组G3从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L8、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L9、以及将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L10与双凸透镜L11接合而成的接合透镜。正弯月形透镜L8是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第4透镜组G4从物体侧起依次具有：双凹透镜L11，以及将双凹透镜L12与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13接合而成的接合透镜。
第5透镜组G5从物体侧起依次具有：将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L14与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L15接合而成的接合透镜、以及双凸透镜L16。双凸透镜L16是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第6透镜组G6由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L17构成。负弯月形透镜L17是像侧面为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第7透镜组G7从物体侧起依次由双凸透镜L16、双凹透镜L19、凸面朝向像侧的负弯月形透镜L20构成。这里，双凸透镜L18相当于正的透镜成分P，双凹透镜L19相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L20相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2首先向像侧移动，之后向物体侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动，第5透镜组G5向物体侧移动，第6透镜组G6向物体侧移动，第7透镜组G7向物体侧移动。在变焦时，第3透镜组G3、第5透镜组G5以及第7透镜组G7在同一轨道上移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第6透镜组G6沿着光轴向物体侧移动来进行的。
(2)数值实施例
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表11示出该变焦透镜的面数据。表12示出该变焦透镜的各要素。表13示出无限远对焦时和近距离物体对焦时(摄影距离从左侧起依次为广角端：500mm、中间焦距位置：500mm、望远端：800mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。表14示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。表15分别示出各非球面的非球面系数。另外，表15中未显示的非球面系数为0.00。另外，表46示出条件式(1)～条件式(8)的值以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
并且，图10～图12分别示出该实施例3的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。
[表11]
Figure BDA0002250129100000241
Figure BDA0002250129100000251
[表12]
广角端 中间 望远端
f 28.8003 75.0027 193.9288
FNo. 2.8982 4.5018 5.7528
ω 37.0367 15.3644 6.1210
Y 21.6330 21.6330 21.6330
[表13]
广角端 中间 望远端 广角端 中间 望远端
d(0) ∞ ∞ ∞ 165.0002 341.3593 610.0000
d(5) 0.8000 21.8724 50.6988 0.8000 21.8724 50.6988
d(13) 24.8447 9.6041 1.7762 24.8447 9.6041 1.7762
d(21) 1.4907 4.5549 7.0064 1.4907 4.5549 7.0064
d(24) 6.6157 3.5515 1.1000 6.6157 3.5515 1.1000
d(29) 4.6632 4.9482 1.3034 6.2596 7.5604 7.6792
d(31) 8.9747 8.6898 12.3345 7.3783 6.0775 5.9587
d(37) 13.4998 31.3089 41.6697 13.4998 31.3089 41.6697
[表14]
Figure BDA0002250129100000261
[表15]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
6 0.0000 1.11737E-06 7.19073E-10 -1.04952E-11 3.44628E-14 0.00000E+00
15 0.8177 -6.08206E-06 2.68573E-08 3.62072E-11 -1.38597E-13 5.64966E-15
16 0.0000 -1.55722E-06 3.17267E-08 1.05195E-10 -6.46114E-13 7.81993E-15
28 -0.4515 -1.96769E-05 3.02593E-09 1.65183E-10 -2.06130E-12 4.64386E-15
29 -1.4863 2.82074E-06 -4.69572E-08 1.82020E-10 -1.21460E-12 -4.72267E-16
31 0.0000 -9.57691E-06 7.26474E-09 2.57523E-10 -2.29565E-12 1.06894E-14
[实施例4]
(1)变焦透镜的光学结构
图13是示出本发明的实施例4的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。该变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。
前组从物体侧起依次具有：具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、具有负屈光力的第4透镜组G4、具有正屈光力的第5透镜组G5、以及具有负屈光力的第6透镜组G6。第6透镜组G6相当于透镜组GF。透镜组GB由具有负屈光力的第7透镜组G7构成。孔径光阑S在第3透镜组G3的物体侧与第3透镜组G3相邻地配置。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L1与双凸透镜L2接合而成的接合透镜、以及双凸透镜L3。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L4、双凹透镜L5、以及将双凸透镜L6与凸面朝向像侧的负弯月形透镜L7接合而成的接合透镜。负弯月形透镜L4是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第3透镜组G3从物体侧起依次具有：双凸透镜L8、凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L9、以及将双凸透镜L10与双凹透镜L11接合而成的接合透镜。
第4透镜组G4从物体侧起依次具有：双凹透镜L11，以及将双凹透镜L12与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13接合而成的接合透镜。双凹透镜L12是物体侧面为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第5透镜组G5从物体侧起依次具有：双凸透镜L14、以及将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L14与双凸透镜L16接合而成的接合透镜。双凸透镜L14是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第6透镜组G6是从物体侧起依次将双凸透镜L17和双凹透镜L18接合而成的接合透镜构成的。双凹透镜L18是像侧面为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第7透镜组G7从物体侧起依次由将双凹透镜L19与双凸透镜L20接合而成的接合透镜、双凸透镜L21、凸面朝向像侧的负弯月形透镜L22、以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L23构成。双凹透镜L19是在物体侧面粘贴有成型为非球面形状的复合树脂膜的复合树脂型非球面透镜。这里，双凸透镜L21相当于正的透镜成分P，负弯月形透镜L22相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L23相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2首先向像侧移动，之后向物体侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动，第5透镜组G5向物体侧移动，第6透镜组G6向物体侧移动，第7透镜组G7向物体侧移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第6透镜组G6沿着光轴向物体侧移动来进行的。
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表16示出该变焦透镜的面数据。表17示出该变焦透镜的各要素。表18示出无限远对焦时和近距离物体对焦时(摄影距离从左侧起依次为广角端：500mm、中间焦距位置：700mm、望远端：1200mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。表19示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。表20分别示出各非球面的非球面系数。另外，表20中未显示的非球面系数为0.00。另外，表46示出条件式(1)～条件式(8)的值以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
并且，图14～图16分别示出该实施例4的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。
[表16]
Figure BDA0002250129100000271
Figure BDA0002250129100000281
Figure BDA0002250129100000291
[表17]
广角端 中间 望远端
f 28.8049 130.0083 387.8306
FNo. 3.6008 6.2008 6.4916
ω 38.5769 9.0404 3.0410
Y 21.6330 21.6330 21.6330
[表18]
广角端 中间 望远端 广角端 中间 望远端
d(0) ∞ ∞ ∞ 325.0000 480.3873 930.6798
d(5) 1.7332 50.3141 101.6060 1.7332 50.3141 101.6060
d(12) 46.5713 11.2573 1.8737 46.5713 11.2573 1.8737
d(20) 2.3437 3.9857 7.4130 2.3437 3.9857 7.4130
d(23) 10.3197 4.8164 1.2000 10.3197 4.8164 1.2000
d(28) 4.7875 8.3835 1.6036 5.8711 12.8913 14.9238
d(31) 5.0042 8.1145 16.2964 3.9206 3.6067 2.9762
d(41) 13.5000 42.0009 49.2670 13.5000 42.0009 49.2670
[表19]
G1 163.4646
G2 -27.1555
G3 42.5800
G4 -58.9198
G5 30.1155
G6 -62.0549
G7 -52.1550
[表20]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
6 0.0000 -6.33623E-07 5.25166E-09 -1.15628E-11 7.27254E-15 0.00000E+00
7 0.0000 2.74174E-07 1.99347E-09 2.62210E-11 -6.48205E-14 0.00000E+00
21 0.0000 2.01736E-06 1.91949E-09 -4.73234E-11 2.29474E-13 -2.05133E-16
24 0.0000 -7.39076E-06 -2.71133E-10 9.34250E-11 -4.95710E-13 2.17971E-15
25 0.0000 1.02751E-05 -7.03604E-09 4.20959E-11 -1.66847E-14 8.26127E-16
31 0.0000 -5.59575E-06 3.76510E-08 -5.94358E-10 3.17506E-12 0.00000E+00
32 0.0000 -8.92299E-06 4.32413E-08 -6.83984E-10 4.61131E-12 -1.71298E-15
[实施例5]
(1)变焦透镜的光学结构
图17是示出本发明的实施例5的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。该变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。
前组从物体侧起依次具有：具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、以及具有负屈光力的第4透镜组G4。第4透镜组G4相当于透镜组GF。透镜组GB由具有正屈光力的第5透镜组G5构成。孔径光阑S在第3透镜组G3的物体侧与第3透镜组G3相邻地配置。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L1与双凸透镜L2接合而成的接合透镜、以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L3。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L4、双凹透镜L5、双凸透镜L6、以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L7。负弯月形透镜L4是物体侧面为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第3透镜组G3从物体侧起依次具有：双凸透镜L8、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L9、将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L10与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L11接合而成的接合透镜、以及双凸透镜L12。双凸透镜L8是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第4透镜组G4是由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L13构成的。负弯月形透镜L13是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第5透镜组G5从物体侧起依次具有：双凸透镜L14、双凹透镜L15、凸面朝向像侧的负弯月形透镜L16。这里，双凸透镜L14相当于正的透镜成分P，双凹透镜L15相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L16相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2首先向像侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动，第5透镜组G5向物体侧移动。在变焦时，第3透镜组G3和第5透镜组G5在同一轨道上移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第4透镜组G4沿着光轴向像侧移动来进行的。
(2)数值实施例
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表21示出该变焦透镜的面数据。表22示出该变焦透镜的各要素。表23示出无限远对焦时和近距离物体对焦时(摄影距离＝500mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。表24示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。表25分别示出各非球面的非球面系数。另外，表25中未显示的非球面系数为0.00。另外，表46示出条件式(1)～条件式(8)的值以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
并且，图17～图20分别示出该实施例5的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。
[表21]
面编号 r d nd νd
物体面 ∞ d(0)
1 169.1758 1.3000 1.90525 35.04
2 81.6634 7.5716 1.49700 81.61
3 -1656.5789 0.2000
4 78.1124 6.4260 1.59282 68.62
5 725.1812 d(5)
6* 158.1127 1.4000 1.65100 56.24
7 24.2856 8.0217
8 -44.9153 0.9000 1.72916 54.67
9 123.6307 0.2000
10 57.0357 5.4113 1.80518 25.46
11 -83.8383 7.7671
12 -23.8514 1.0000 1.67003 47.23
13 -40.3623 d(13)
14S ∞ 1.2000
15* 23.4350 5.7748 1.59201 67.02
16* -101.1571 4.0777
17 30.3652 1.4907 1.80400 46.53
18 21.7617 1.2402
19 36.5459 0.9000 1.95375 32.32
20 16.5447 4.3221 1.49700 81.61
21 70.3425 0.2000
22 28.6539 4.7173 1.59282 68.62
23 -47.3256 d(23)
24* 279.9474 0.8000 1.59201 67.02
25* 19.5293 d(25)
26 40.9857 7.7026 1.60562 43.71
27 -41.7923 1.7653
28 -76.2569 0.9000 1.58913 61.13
29 80.9264 5.8177
30 -26.7232 1.0000 1.74320 49.34
31 -59.2219 d(31)
32 ∞ 2.5000 1.51680 64.20
33 ∞ 1.0000
像面 ∞
[表22]
广角端 中间 望远端
f 36.0054 69.9898 145.5012
FNo. 2.9021 3.5240 4.1110
ω 31.7348 16.6038 8.1830
Y 21.6330 21.6330 21.6330
[表23]
广角端 中间 望远端 广角端 中间 望远端
d(0) ∞ ∞ ∞ 351.7464 334.4374 302.4795
d(5) 1.0000 25.6750 56.1506 1.0000 25.6750 56.1506
d(13) 27.5461 10.9512 1.3000 27.5461 10.9512 1.3000
d(23) 1.1228 2.6230 0.9999 2.0055 5.1121 8.2701
d(25) 17.7278 16.2280 17.8508 16.8452 13.7390 10.5806
d(31) 15.2508 24.4793 35.6132 15.2508 24.4793 35.6132
[表24]
G1 134.6072
G2 -28.3313
G3 26.0220
G4 -35.5023
G5 303.7356
[表25]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
6 0.0000 3.74943E-06 3.15104E-10 1.31029E-11 -3.81318E-14 7.24354E-17
15 0.2739 -7.80546E-06 -1.54896E-08 1.54159E-10 -1.13884E-12 2.75902E-15
16 -57.6238 7.25687E-06 -1.67175E-09 1.28764E-10 -1.00135E-12 2.74816E-15
24 0.0000 -3.92808E-06 -1.40084E-07 1.98829E-09 -1.24667E-11 3.06394E-14
25 0.0000 -1.20468E-05 -1.99489E-07 2.51719E-09 -1.74900E-11 4.70638E-14
[实施例6]
(1)变焦透镜的光学结构
图21是示出本发明的实施例6的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。该变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。
前组从物体侧起依次具有：具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、以及具有负屈光力的第4透镜组G4。第4透镜组G4相当于透镜组GF。透镜组GB由具有正屈光力的第5透镜组G5构成。孔径光阑S在第3透镜组G3的物体侧与第3透镜组G3相邻地配置。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L1与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L2接合而成的接合透镜、以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L3。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L4、将双凹透镜L5与双凸透镜L6接合而成的接合透镜、以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L7。负弯月形透镜L4是物体侧面为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜，负弯月形透镜L7是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第3透镜组G3从物体侧起依次具有：双凸透镜L8、将双凸透镜L9与凸面朝向像侧的负弯月形透镜L10接合而成的接合透镜、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、以及双凸透镜L12。双凸透镜L8和负弯月形透镜L11分别是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第4透镜组G4是由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L13构成的。负弯月形透镜L13是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第5透镜组G5从物体侧起依次具有：双凸透镜L14、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L15、以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L16。这里，双凸透镜L14相当于正的透镜成分P，负弯月形透镜L15相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L16相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2首先向像侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动，第5透镜组G5向物体侧移动。在变焦时，第3透镜组G3和第5透镜组G5在同一轨道上移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第4透镜组G4沿着光轴向像侧移动来进行的。
(2)数值实施例
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表26示出该变焦透镜的面数据。表27示出该变焦透镜的各要素。表28示出无限远对焦时和近距离物体对焦时(摄影距离＝500mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。表29示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。表30分别示出各非球面的非球面系数。另外，表30中未显示的非球面系数为0.00。另外，表46示出条件式(1)～条件式(8)的值以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
并且，图22～图24分别示出该实施例6的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。
[表26]
面编号 r d nd νd
物体面 ∞ d(0)
1 313.5371 1.5000 1.84666 23.78
2 99.2888 6.4887 1.88300 40.80
3 697.1234 0.2000
4 67.8579 6.6276 1.61800 63.39
5 211.3308 d(5)
6* 185.5343 1.4000 1.80139 45.45
7 18.2676 9.6435
8 -99.2772 1.3000 1.69930 51.11
9 26.2105 10.0000 1.74950 35.28
10 -39.0628 1.3210
11* -27.8901 1.5000 1.59201 67.02
12* -50.9104 d(12)
13S ∞ 1.2000
14* 85.7451 2.3031 1.61881 63.85
15* -776.7378 9.8288
16 54.2110 7.6790 1.59282 68.62
17 -25.5578 1.2000 1.85026 32.27
18 -33.1229 0.2000
19* 547.9488 1.5000 1.73077 40.51
20* 28.7932 0.2000
21 26.0335 7.8707 1.59282 68.62
22 -56.7976 d(22)
23* 129.0533 1.0000 1.86100 37.10
24* 24.5284 d(24)
25 43.1237 9.4497 1.56732 42.82
26 -35.6052 1.4436
27 783.3285 0.8000 1.59282 68.62
28 45.7837 7.3325
29 -22.7090 0.8000 1.89190 37.13
30 -36.7314 d(30)
31 ∞ 2.5000 1.51680 64.20
32 ∞ 1.0000
像面 ∞
[表27]
广角端 中间 望远端
f 24.7000 49.9999 68.0000
FNo. 2.9028 2.9012 2.8996
ω 42.2046 22.5497 16.8380
Y 21.3000 21.3000 21.3000
[表28]
广角端 中间 望远端 广角端 中间 望远端
d(0) ∞ ∞ ∞ 351.1478 343.8881 329.5515
d(5) 1.0000 17.5230 33.0236 1.0000 17.5230 33.0236
d(12) 30.4410 6.1788 1.3000 30.4410 6.1788 1.3000
d(22) 3.6953 1.8047 1.0000 4.3398 3.3246 3.3989
d(24) 6.9276 8.8182 9.6230 6.2832 7.2983 7.2241
d(30) 10.5001 25.4989 29.2137 10.5001 25.4989 29.2137
[表29]
G1 124.2814
G2 -33.4252
G3 27.5610
G4 -35.3300
G5 158.5084
[表30]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
6 0.0000 1.24988E-06 -1.66142E-09 -2.63683E-12 4.74801E-15 -2.52742E-18
11 0.0000 8.09226E-06 -2.11044E-08 1.56833E-10 -3.14472E-13 0.00000E+00
12 0.0000 -3.66948E-08 -3.27265E-08 1.51394E-10 -3.94734E-13 0.00000E+00
14 0.0000 -8.83574E-06 -3.75055E-09 -6.86500E-11 -7.24861E-14 3.21734E-16
15 0.0000 -9.08618E-07 7.26658E-09 -6.35024E-11 -1.07811E-13 7.11002E-16
19 0.0000 -8.06138E-06 -1.62754E-08 6.41258E-11 -1.18790E-13 7.65648E-17
20 0.0000 2.73643E-06 -1.38139E-08 2.15996E-11 8.28560E-14 0.00000E+00
23 0.0000 -1.90993E-06 -1.00835E-10 -7.87563E-12 -9.96550E-14 1.21343E-15
24 0.0000 -3.62666E-06 -1.03642E-08 1.32309E-10 -9.06930E-13 3.65180E-15
[实施例7]
(1)变焦透镜的光学结构
图25是示出本发明的实施例7的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。该变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。
前组从物体侧起依次具有：具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、以及具有正屈光力的第3透镜组G3。透镜组GB由具有正屈光力的第4透镜组G4构成。孔径光阑S在第4透镜组G4的物体侧与第4透镜组G4相邻地配置。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L1、以及将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L2与双凸透镜L3接合而成的接合透镜。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：双凹透镜L4、将双凹透镜L5与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L6接合而成的接合透镜、以及双凹透镜L7。
第3透镜组G3从物体侧起依次具有：双凸透镜L8、以及将双凸透镜L9与双凹透镜L10接合而成的接合透镜。双凸透镜L8是在物体侧面粘贴有成型为非球面形状的复合树脂膜的复合树脂型非球面透镜。
第4透镜组G4从物体侧起依次具有：将双凸透镜L11与双凹透镜L12接合而成的接合透镜、双凸透镜L13、双凸透镜L14、将双凹透镜L15和双凸透镜L16的3片透镜接合而成的3片接合透镜、双凹透镜L17、凸面朝向像侧的负弯月形透镜L18。双凸透镜L14是在物体侧面粘贴有成型为非球面形状的复合树脂膜的复合树脂型非球面透镜。这里，构成上述3片接合透镜的双凸透镜L14、双凹透镜L15及双凸透镜L16相当于正的透镜成分P，双凹透镜L17相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L18相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向物体侧移动，第2透镜组G2向像侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第2透镜组G2沿着光轴方向向物体侧移动来进行的。
(2)数值实施例
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表31示出该变焦透镜的面数据。表32示出该变焦透镜的各要素。表33示出无限远对焦时和近距离物体对焦时(摄影距离＝1500mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。表34示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。表35分别示出各非球面的非球面系数。另外，表35中未显示的非球面系数为0.00。另外，表46示出条件式(1)～条件式(8)的值以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
并且，图26～图28分别示出该实施例7的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。
[表31]
Figure BDA0002250129100000361
Figure BDA0002250129100000371
[表32]
广角端 中间 望远端
f 72.1000 149.9999 291.4997
FNo. 4.5999 5.0003 6.4501
ω 16.3124 7.9390 4.1494
Y 21.6330 21.6330 21.6330
[表33]
Figure BDA0002250129100000372
Figure BDA0002250129100000381
[表34]
G1 146.3826
G2 -33.2874
G3 54.5437
G4 205.2293
[表35]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
13 0.0000 -2.39090E-07 9.32745E-10 9.70513E-13 4.73081E-17 0.00000E+00
25 0.0000 -8.30793E-06 -1.62953E-09 -7.69283E-11 5.06491E-13 0.00000E+00
[实施例8]
(1)变焦透镜的光学结构
图29是示出本发明的实施例8的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。该变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。
前组从物体侧起依次具有：具有负屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3、以及具有负屈光力的第4透镜组G4。第4透镜组G4相当于透镜组GF。透镜组GB由具有正屈光力的第5透镜组G5构成。孔径光阑S在第3透镜组G3的物体侧与第3透镜组G3相邻地配置。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L1、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L2、双凹透镜L3、以及双凸透镜L4。负弯月形透镜L2是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L5、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L6、以及双凸透镜L7。
第3透镜组G3是由从物体侧起依次将双凸透镜L8与凸面朝向像侧的负弯月形透镜L9接合而成的接合透镜构成的。
第4透镜组G4从物体侧起依次具有：双凹透镜L10、双凹透镜L11、以及双凸透镜L12。
第5透镜组G5从物体侧依次具有：凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13、将双凸透镜L14与凸面朝向像侧的负弯月形透镜L15接合而成的接合透镜、双凹透镜L16、以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L17。负弯月形透镜L17是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。这里，构成上述接合透镜的双凸透镜L14和负弯月形透镜L15相当于正的透镜成分P，双凹透镜L16相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L17相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向像侧移动，第2透镜组G2向物体侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动，第5透镜组G5向物体侧移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第2透镜组G2沿着光轴向像侧移动来进行的。
(2)数值实施例
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表36示出该变焦透镜的面数据。表37示出该变焦透镜的各要素。表38示出无限远对焦时和近距离物体对焦时(摄影距离＝300mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。表39示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。表40分别示出各非球面的非球面系数。另外，表40中未显示的非球面系数为0.00。另外，表46示出条件式(1)～条件式(8)的值以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
并且，图30～图32分别示出该实施例8的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。
[表36]
Figure BDA0002250129100000391
Figure BDA0002250129100000401
[表37]
广角端 中间 望远端
f 17.5000 21.0000 34.0000
FNo. 2.9001 2.8999 2.9000
ω 51.9992 45.7539 31.8248
Y 21.6330 21.6330 21.6330
[表38]
广角端 中间 望远端 广角端 中间 望远端
d(0) ∞ ∞ ∞ 160.0000 160.5000 169.0353
d(8) 25.0787 15.9198 1.5000 28.0132 18.8906 4.6344
d(14) 6.8158 12.6052 4.6344 3.8814 9.6344 1.5000
d(18) 1.5000 2.3549 4.1434 1.5000 2.3549 4.1434
d(24) 6.4555 3.9935 1.3000 6.4555 3.9935 1.3000
d(33) 19.1092 23.5857 38.3460 19.1092 23.5857 38.3460
[表39]
G1 -23.6162
G2 64.6409
G3 35.5085
G4 -38.9440
G5 61.5671
[表40]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 -2.1933 2.53384E-05 -1.07903E-07 2.91024E-10 -3.92272E-13 2.05544E-16
4 -0.4294 8.66936E-06 -1.46839E-07 1.24836E-10 4.06332E-13 -1.55239E-15
32 0.0000 -1.45788E-04 4.68549E-07 4.22206E-10 -8.24313E-13 -6.36887E-15
33 0.0000 -1.01420E-04 6.19196E-07 -3.68610E-10 -1.05117E-12 -1.77846E-16
[实施例9]
(1)变焦透镜的光学结构
图33是示出本发明的实施例9的变焦透镜的广角端的无限远对焦时的透镜结构的透镜截面图。该变焦透镜从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和透镜组GB构成。
前组从物体侧起依次具有：具有负屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2、以及具有负屈光力的第3透镜组G3。第3透镜组G3相当于透镜组GF。透镜组GB由具有负屈光力的第4透镜组G4构成。孔径光阑S被配置在第2透镜组G2内。
以下，对各透镜组的结构进行说明。第1透镜组G1从物体侧起依次具有：凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L1、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L2、双凹透镜L3、以及双凸透镜L4。负弯月形透镜L2是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第2透镜组G2从物体侧起依次具有：将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L5与双凸透镜L6接合而成的接合透镜、双凸透镜L7、以及将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L8与双凸透镜L9接合而成的接合透镜。负弯月形透镜L5是物体侧面为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。
第3透镜组G3是由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L10构成的。
第4透镜组G4从物体侧依次具有：双凸透镜L11、双凹透镜L12、以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜L13。负弯月形透镜L13是两面均为非球面形状的玻璃模制型非球面透镜。这里，双凸透镜L11相当于正的透镜成分P，双凹透镜L12相当于负的透镜成分Nf，负弯月形透镜L13相当于负的透镜成分Nb。
在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组G1向像侧移动，第2透镜组G2向物体侧移动，第3透镜组G3向物体侧移动，第4透镜组G4向物体侧移动。
从无限远物体向近距离物体的聚焦是通过使第3透镜组G3沿着光轴向像侧移动来进行的。
(2)数值实施例
接着，对应用了该变焦透镜的具体数值的数值实施例进行说明。表41示出该变焦透镜的面数据。表42示出该变焦透镜的各要素。表43示出无限远对焦时和近距离物体对焦时(摄影距离＝280mm)的该变焦透镜在光轴上的可变间隔。表44示出构成该变焦透镜的各透镜组的焦距。表45分别示出各非球面的非球面系数。另外，表45中未显示的非球面系数为0.00。另外，表46示出条件式(1)～条件式(8)的值以及在条件式(1)～条件式(8)的计算中使用的各值。
并且，图34～图36分别示出该实施例9的变焦透镜的广角端、中间焦距位置、望远端的无限远对焦时的纵像差图。
[表41]
Figure BDA0002250129100000421
Figure BDA0002250129100000431
[表42]
广角端 中间 望远端
f 17.5000 22.0000 27.5000
FNo. 2.9001 2.9001 2.9001
ω 52.4786 44.6024 37.5020
Y 21.6330 21.6330 21.6330
[表43]
广角端 中间 望远端 广角端 中间 望远端
d(0) ∞ ∞ ∞ 177.1524 181.7800 184.3366
d(8) 16.9527 8.2625 1.2000 16.9527 8.2625 1.2000
d(17) 1.5000 1.9253 2.5717 2.0988 2.7204 3.6301
d(19) 5.7254 6.1609 6.1329 5.1266 5.3658 5.0744
d(25) 13.6467 16.8485 20.7360 13.6467 16.8485 20.7360
[表44]
G1 -25.7028
G2 21.0442
G3 -34.3283
G4 -1498.9817
[表45]
面编号 k A4 A6 A8 A10 A12
3 2.3554 5.63471E-05 -3.26682E-07 1.00072E-09 -1.17701E-12 -1.88438E-15
4 0.1008 5.42937E-05 -3.06529E-07 -3.63644E-10 8.32643E-12 -3.46288E-14
9 0.0000 -9.28259E-06 -1.77863E-08 1.08966E-10 -3.75312E-13 0.00000E+00
24 0.0000 -2.38929E-04 1.22551E-06 -8.20489E-09 4.12193E-11 -1.28092E-13
25 0.0000 -1.94636E-04 1.35828E-06 -7.50619E-09 3.21968E-11 -6.85586E-14
[表46]
Figure BDA0002250129100000432
Figure BDA0002250129100000441
[表47]
Figure BDA0002250129100000442
[工业利用性]
根据本发明，提供适合于法兰焦距较短的数码相机等、整体小型化、最终透镜组的小直径化容易、并且高性能的变焦透镜及具有该变焦透镜的摄像装置。
[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；G5：第5透镜组；G6：第6透镜组；G7：第7透镜组；GF：透镜组GF；GB：透镜组GB；S：孔径光阑；IP：像面；CG：盖玻璃；FNo.：F数；ω：半视场角。

Claims (13)

1.一种变焦透镜，从物体侧起依次由整体具有正屈光力的前组和被配置在所述前组的像侧的透镜组GB构成，并且通过使相邻的透镜组在光轴上的间隔发生变化来进行变倍，该变焦透镜的特征在于，
所述前组具有至少3个透镜组，
所述透镜组GB从像侧起依次具有负的透镜成分Nb、负的透镜成分Nf、以及正的透镜成分P，
所述负的透镜成分Nb的物体侧表面是凹面，
在从广角端向望远端进行变焦时，所述透镜组GB向物体侧移动，
通过使构成所述前组的透镜组中的一部分透镜组沿着光轴移动，来进行聚焦，
所述变焦透镜满足以下条件式：
(1)-0.7≤(RNf+RNb)/(RNf-RNb)≤2.0
其中，
RNf是所述负的透镜成分Nf的最靠近像侧面的曲率半径，
RNb是所述负的透镜成分Nb的最靠近物体侧面的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述前组在最靠近像侧处具有负透镜组GF，并且满足以下条件式：
(2)1.1≤βFBt/βFBw≤2.5
其中，
βFBt是望远端处的所述透镜组GF和所述透镜组GB的合成横向倍率，
βFBw是广角端处的所述透镜组GF和所述透镜组GB的合成横向倍率。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足以下条件式：
(3)0.3≤BFw/Y≤1.5
其中，
BFw是该变焦透镜在广角端处的像方焦点，
Y是该变焦透镜的最大像高。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
通过使构成所述前组的透镜组中的被配置在最靠近物体侧的透镜组以外的透镜组沿着光轴移动，来进行聚焦。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述正的透镜成分P是双凸形状。
6.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述负的透镜成分Nb是凸面朝向像侧的负弯月形状。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
由所述正的透镜成分P的像侧面和所述负的透镜成分Nf的物体侧面形成的空气透镜是双凹形状或者凹面朝向物体侧的负弯月形状。
8.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足以下条件式：
(4)0.5≤fP/Y≤2.7
其中，
fP是所述正的透镜成分P的焦距，
Y是该变焦透镜的最大像高。
9.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足以下条件式：
(5)0.4≤|fN|/Y≤2.7
其中，
fN是所述负的透镜成分Nf和所述负的透镜成分Nb的合成焦距，
Y是该变焦透镜的最大像高。
10.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足以下条件式：
(6)0.2≤RP/fw≤2.5
其中，
RP是所述正的透镜成分P的物体侧面的曲率半径，
fw是该变焦透镜在广角端处的焦距。
11.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
在进行变焦时，在所述前组中被配置在最靠近物体侧的透镜组沿着光轴移动。
12.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
在所述前组中被配置在最靠近物体侧的透镜组具有正屈光力。
13.一种摄像装置，其特征在于，具有：
权利要求1～12中的任意一项所述的变焦透镜，以及
摄像元件，其将在该变焦透镜的像面侧由该变焦透镜形成的光学像转换成电信号。
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