CN112433352B - 变焦镜头以及光学设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变焦镜头以及光学设备。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(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)及具有正的光焦度的第5透镜组(G5)，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，第1透镜组(G1)由三个以上的透镜构成，第4透镜组(G4)由两个以下的透镜构成，第5透镜组(G5)由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动，且满足以下的条件式(1)：8.40<f1/(‑f2)…(1)其中，f1：第1透镜组(G1)的焦距，f2：第2透镜组(G2)的焦距。

Description

变焦镜头以及光学设备
本申请是国际申请日为2015年9月18日、国际申请号为PCT/JP2015/004803、国家申请号为201580057686.0、发明名称为“变焦镜头、光学设备以及变焦镜头的制造方法”的发明专利申请的分案申请。
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
以往提出有如下的变焦镜头：沿着光轴从物体侧依次由正的光焦度的第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1)。
以往公开有如下的变焦镜头：沿着光轴从物体侧依次由正的光焦度的第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)。
以往提出有如下的变焦镜头：作为高变倍比的变焦镜头，沿着光轴从物体侧依次由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透镜组及具有正的光焦度的第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1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-98699号公报
专利文献2：日本特开2013-164455号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在以往的变焦镜头中，变倍比50倍前后为极限，在其以上的高变倍中很难保持良好的性能。
在以往的变焦镜头中，不能说光学性能充分。
用于解决课题的手段
第1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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，所述第1透镜组由三个以上的透镜构成，所述第4透镜组由两个以下的透镜构成，所述第5透镜组由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动，且满足以下的条件式：
8.40<f1/(-f2)
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
第2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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，所述第1透镜组由三个以上的透镜构成，所述第4透镜组由两个以下的透镜构成，所述第5透镜组由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动，且满足以下的条件式：
5.80<Dt12/(-f2)
其中，
Dt12：远焦端状态下的从所述第1透镜组的像侧面到所述第2透镜组的物体侧面为止的光轴上的距离，
f2：所述第2透镜组的焦距。
第3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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，所述第1透镜组由三个以上的透镜构成，所述第4透镜组由两个以下的透镜构成，所述第5透镜组由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动，且满足以下的条件式：
0.01<D1/ft<0.15
0.70<Zidwt/Fnwt<1.10
其中，
D1：所述第1透镜组的从物体侧面到像侧面为止的光轴上的距离，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
βt4：远焦端状态下的所述第4透镜组的倍率，
βt5：远焦端状态下的所述第5透镜组的倍率，
βw4：广角端状态下的所述第4透镜组的倍率，
βw5：广角端状态下的所述第5透镜组的倍率，
Fnt：远焦端状态下的F值，
Fnw：广角端状态下的F值，
另外，定义为
Zidwt＝{(1-βt4^2)*βt5^2}/{(1-βw4^2)*βw5^2}
Fnwt＝Fnt/Fnw。
第4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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，所述第1透镜组由三个以上的透镜构成，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第5透镜组向像面侧移动，且满足以下的条件式：
0.020<(-f2)/ft<0.031
其中，
f2：远焦端状态下的所述第2透镜组的焦距，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
第5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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，且满足以下的条件式：
33.00<ft/(-f2)<46.00
1.60<(Fnt·f1)/ft<2.30
43.00<β2t·β3t/(β2w·β3w)<65.00
其中，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距，
Fnt：远焦端状态下的F值，
f1：所述第1透镜组的焦距，
β2t：远焦端状态下的所述第2透镜组的倍率，
β3t：远焦端状态下的所述第3透镜组的倍率，
β2w：广角端状态下的所述第2透镜组的倍率，
β3w：广角端状态下的所述第3透镜组的倍率。
本发明的光学设备搭载第1～5本发明的变焦镜头中的任意一个。
第1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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，该变焦镜头的制造方法以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：所述第1透镜组由三个以上的透镜构成，所述第4透镜组由两个以下的透镜构成，所述第5透镜组由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动，且满足以下的条件式：
8.40<f1/(-f2)
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
第2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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，该变焦镜头的制造方法以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：所述第1透镜组由三个以上的透镜构成，所述第4透镜组由两个以下的透镜构成，所述第5透镜组由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动，且满足以下的条件式：
5.80<Dt12/(-f2)
其中，
Dt12：远焦端状态下的从所述第1透镜组的像侧面到所述第2透镜组的物体侧面为止的光轴上的距离，
f2：所述第2透镜组的焦距。
第3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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，该变焦镜头的制造方法以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：所述第1透镜组由三个以上的透镜构成，所述第4透镜组由两个以下的透镜构成，所述第5透镜组由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动，且满足以下的条件式：
0.01<D1/ft<0.15
0.70<Zidwt/Fnwt<1.10
其中，
D1：所述第1透镜组的从物体侧面到像侧面为止的光轴上的距离，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
βt4：远焦端状态下的所述第4透镜组的倍率，
βt5：远焦端状态下的所述第5透镜组的倍率，
βw4：广角端状态下的所述第4透镜组的倍率，
βw5：广角端状态下的所述第5透镜组的倍率，
Fnt：远焦端状态下的F值，
Fnw：广角端状态下的F值，
另外，定义为
Zidwt＝{(1-βt4^2)*βt5^2}/{(1-βw4^2)*βw5^2}
Fnwt＝Fnt/Fnw。
第4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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，该变焦镜头的制造方法以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜：所述第1透镜组由三个以上的透镜构成，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所述第5透镜组向像面侧移动，且满足以下的条件式：
0.020<(-f2)/ft<0.031
其中，
f2：远焦端状态下的所述第2透镜组的焦距，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
第5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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组，该变焦镜头的制造方法以满足以下的条件式的方式，在镜头镜筒内配置各透镜：
33.00<ft/(-f2)<46.00
1.60<(Fnt·f1)/ft<2.30
43.00<β2t·β3t/(β2w·β3w)<65.00
其中，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距，
Fnt：远焦端状态下的F值，
f1：所述第1透镜组的焦距，
β2t：远焦端状态下的所述第2透镜组的倍率，
β3t：远焦端状态下的所述第3透镜组的倍率，
β2w：广角端状态下的所述第2透镜组的倍率，
β3w：广角端状态下的所述第3透镜组的倍率。
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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图2是示出第1实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图4是第2实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图6是第3实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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(a)是数码静态相机的主视图，图7(b)是数码静态相机的后视图。
图8是沿着图7(a)中的箭头A1-A1′的剖视图。
图9是示出第1实施方式的变焦镜头的制造方法的流程图。
图10是示出第2实施方式的变焦镜头的制造方法的流程图。
图11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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图12是第4实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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13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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图14是第5实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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15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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图16是第6实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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17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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图18是第7实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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19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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图20是第8实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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21是示出第9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透镜组的位置，(M)表示中间焦距状态下的各透镜组的位置，(T)表示远焦端状态下的各透镜组的位置。
图22是第9实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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23(a)是数码静态相机的主视图，图23(b)是数码静态相机的后视图。
图24是沿着图23(a)中的箭头A2-A2′的剖视图。
图25是示出第3实施方式的变焦镜头的制造方法的流程图。
图26是示出第10实施例的变焦镜头的结构和从广角端状态到远焦端状态为止的各组的移动轨迹(箭头)的图。
图27是第10实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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28是示出第11实施例的变焦镜头的结构和从广角端状态到远焦端状态为止的各组的移动轨迹(箭头)的图。
图29是第11实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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30是示出第12实施例的变焦镜头的结构和从广角端状态到远焦端状态为止的各组的移动轨迹(箭头)的图。
图31是第12实施例的变焦镜头的摄影距离无限远时的各像差图，(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32是示出搭载了第4实施方式的变焦镜头的相机的结构的图。
图33是示出第4实施方式的变焦镜头的制造方法的概略的图。
具体实施方式
(第1、第2实施方式)
以下，参照附图对第1实施方式进行说明。如图1所示，第1实施方式的变焦镜头ZLI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及具有正的光焦度的第5透镜组G5，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，第1透镜组G1由三个以上的透镜构成，第4透镜组G4由两个以下的透镜构成，第5透镜组G5由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动。通过该结构，能够实现高变倍化。
第1实施方式的变焦镜头ZLI满足以下的条件式(1)。
8.40<f1/(-f2)…(1)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(1)是用于减小球面像差、像散以及色像差的条件式。
在第1透镜组G1的光焦度相对地变得过大而低于条件式(1)的下限值时，虽然有利于小型化，但是很难进行远焦端状态下的球面像差和倍率色像差的校正。另外，在第2透镜组G2的光焦度相对地变得过小而低于条件式(1)的下限值时，为了确保高变倍比而使全长大型化。此处，为了维持光学系统的小型化，不得不使第1透镜组G1的光焦度变大，远焦端状态下的球面像差恶化。
为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(1)的下限值为9.50。为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(1)的下限值为10.50。
为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(1)的上限值为20.00。在低于条件式(1)的上限值时，球面像差、像散以及色像差进一步减小，是优选的。为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(1)的上限值为17.50。为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(1)的上限值为15.00。
第1实施方式的变焦镜头ZLI优选满足以下的条件式(2)。
2.70<βt3/βw3…(2)
其中，
βt3：远焦端状态下的第3透镜组G3的倍率，
βw3：广角端状态下的第3透镜组G3的倍率。
条件式(2)是用于减小由变倍引起的球面像差变动的条件式。
当低于条件式(2)的下限值时，由于变倍中的第3透镜组G3的贡献变得过小，因此需要由第1透镜组G1和第2透镜组G2担当更多的变倍作用。此处，当为了维持光学系统的小型化而使第1透镜组G1的光焦度变大时，远焦端状态下的球面像差和整个变倍范围的色像差恶化。另外，当为了维持光学系统整体的小型化而使第2透镜组G2的光焦度变大时，很难进行远焦端状态下的轴上色像差和整个变倍范围的像散的校正。
为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(2)的下限值为2.70。为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(2)的下限值为3.50。为了进一步可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(2)的下限值为4.00。
为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(2)的上限值为10.00。在低于条件式(2)的上限值时，由变倍引起的球面像差变动变得更小，是优选的。为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(2)的上限值为8.00。为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(2)的上限值为6.00。
第1实施方式的变焦镜头ZLI优选满足以下的条件式(3)。
5.80<Dt12/(-f2)…(3)
其中，
Dt12：远焦端状态下的从第1透镜组G1的像侧面到第2透镜组G2的物体侧面为止的光轴上的距离。
条件式(3)是用于减小球面像差、倍率色像差以及轴上色像差并确保良好的光学性能的条件式。
当低于条件式(3)的下限值时，由于远焦端状态下的第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔显著变小，因此第1透镜组G1、第2透镜组G2的光焦度变得过大。当第1透镜组G1的光焦度变大时，特别是，远焦端状态下的球面像差、倍率色像差的校正变得困难。当第2透镜组G2的光焦度变大时，轴上色像差的校正变得困难。
为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(3)的下限值为7.50。为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(3)的下限值为8.40。为了进一步可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(3)的下限值为9.40。
为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(3)的上限值为20.00。在低于条件式(3)的上限值时，球面像差、倍率色像差以及轴上色像差变得更小，是优选的。为了可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(3)的上限值为16.00。为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选使条件式(3)的上限值为13.00。
第1实施方式的变焦镜头ZLI优选的是，第4透镜组G4由两个透镜构成，这两个透镜被接合。通过该结构，能够有效地校正色像差。另外，通过减小各透镜面的光焦度，能够抑制制造时的性能降低。
第1实施方式的变焦镜头ZLI优选的是，第5透镜组G5由两个透镜构成，这两个透镜被接合。通过该结构，能够有效地校正色像差。另外，通过减小各透镜面的光焦度，能够抑制制造时的性能降低。
第1实施方式的变焦镜头ZLI优选的是，第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的负透镜、负透镜、正透镜及负透镜构成。通过该结构，能够有效地校正整个变倍范围的像散、远焦端状态下的轴上色像差。
第1实施方式的变焦镜头ZLI优选的是，第3透镜组G3具备沿着光轴从像侧依次排列的正透镜、负透镜、负透镜及正透镜。通过该结构，能够以良好的平衡对远焦端状态下的每个波长的球面像差和彗差进行校正。
第1实施方式的变焦镜头ZLI优选使第4透镜组G4沿着光轴方向移动来进行对焦。通过该结构，能够防止对焦时的性能降低。其中，还能够使用第5透镜组G5等其他的组来进行对焦。
根据具备如上的结构的第1实施方式的变焦镜头ZLI，能够实现高变倍且具有良好的光学性能的变焦镜头。
在图7和图8中，作为具备上述的变焦镜头ZLI的光学设备，示出数码静态相机CAM1(光学设备)的结构。关于该数码静态相机CAM1，当按下未图示的电源按钮时，摄影镜头(变焦镜头ZLI)的未图示的快门被敞开，通过变焦镜头ZLI对来自被摄体(物体)的光进行聚光，在配置于像面I(参照图1)上的摄像元件C(例如，CCD或CMOS等)上成像。成像在摄像元件C上的被摄体像显示在配置于数码静态相机CAM1的背面的液晶监视器M1上。摄影者在一边观察液晶监视器M1一边确定被摄体像的构图之后，按下释放按钮B11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CAM1的被摄体的摄影。
在相机CAM1中还配置有在被摄体暗时发出辅助光的辅助光发光部EF1、在数码静态相机CAM1的各种条件设定等中使用的功能按钮B12等。
另外，虽然此处例示了相机CAM1与变焦镜头ZLI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ZLI的镜头镜筒与相机机身主体能够拆装的单反相机。
根据具备如上的结构的第1实施方式的相机CAM1，通过搭载上述的变焦镜头ZLI来作为摄影镜头，能够实现高变倍且具有良好的光学性能的相机。
接着，参照图9对上述的变焦镜头ZLI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及具有正的光焦度的第5透镜组G5，使各透镜组的间隔变化来进行变倍。以第1透镜组G1由三个以上的透镜构成的方式，在镜筒内配置各透镜(步骤ST120)。以第4透镜组G4由两个以下的透镜构成的方式，在镜筒内配置各透镜(步骤ST130)。以第5透镜组G5由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动的方式，在镜筒内配置各透镜(步骤ST140)。以满足以下的条件式(1)的方式，配置各透镜(步骤ST150)。
8.40<f1/(-f2)…(1)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
当例举第1实施方式中的透镜配置的一例时，如图1所示，从物体侧依次配置由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14来作为第1透镜组G1，配置凹面朝向像侧的负弯月透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24来作为第2透镜组G2，配置双凸形状的正透镜L31、双凸形状的正透镜L32、凹面朝向像侧的负弯月透镜L33及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L34和双凸形状的正透镜L35构成的接合透镜来作为第3透镜组G3，配置由双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜来作为第4透镜组G4，配置由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜来作为第5透镜组G5。按照上述的顺序配置如上所述地准备的各透镜组来制造变焦镜头ZLI。
根据第1实施方式的制造方法，能够制造高变倍且具有良好的光学性能的变焦镜头ZLI。
以下，参照附图对第2实施方式进行说明。如图1所示，第2实施方式的变焦镜头ZLI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及具有正的光焦度的第5透镜组G5，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，第1透镜组G1由三个以上的透镜构成，第4透镜组G4由两个以下的透镜构成，第5透镜组G5由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动。通过该结构，能够实现高变倍化。
第2实施方式的变焦镜头ZLI满足以下的条件式(4)。
5.80<Dt12/(-f2)…(4)
其中，
Dt12：远焦端状态下的从第1透镜组G1的像侧面到第2透镜组G2的物体侧面为止的光轴上的距离，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(4)是用于减小球面像差、倍率色像差以及轴上色像差并确保良好的光学性能的条件式。
当低于条件式(4)的下限值时，由于远焦端状态下的第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔显著变小，因此第1透镜组G1、第2透镜组G2的光焦度变得过大。当第1透镜组G1的光焦度变大时，特别是，远焦端状态下的球面像差、倍率色像差的校正变得困难。当第2透镜组G2的光焦度变大时，轴上色像差的校正变得困难。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(4)的下限值为7.50。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(4)的下限值为8.40。为了进一步可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(4)的下限值为8.90。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(4)的上限值为20.00。在低于条件式(4)的上限值时，球面像差、倍率色像差以及轴上色像差变得更小，是优选的。为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(4)的上限值为16.00。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(4)的上限值为13.00。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选满足以下的条件式(5)。
0.03<Mv2/ft…(5)
其中，
Mv2：从广角端状态到远焦端状态为止的第2透镜组G2的移动量，ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
条件式(5)是用于减小轴上色像差和倍率色像差的条件式。
当低于条件式(5)的下限值时，由于由变倍引起的第2透镜组G2的移动量显著减小，因此需要增大第2透镜组G2的光焦度，很难抑制由变倍引起的色像差的变动。虽然能够通过增大第1透镜组G1的移动量来进行应对，但是前镜头(前玉)直径变大，很难实现小型化。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(5)的下限值为0.05。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(5)的下限值为0.07。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选满足以下的条件式(6)。
0.01<D1/ft<0.15…(6)
其中，
D1：第1透镜组G1的从物体侧面到像侧面为止的光轴上的距离，ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
条件式(6)是用于减小由变倍引起的球面像差和倍率色像差的变动的条件式。
当低于条件式(6)的下限值时，由于第1透镜组G1的厚度变得过薄，因此为了确保第1透镜组G1的光焦度，需要增大第1透镜组G1内的正透镜的折射率，很难进行远焦端状态下的倍率色像差的校正。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(6)的下限值为0.03。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(6)的下限值为0.05。
当超过条件式(6)的上限值时，由于第1透镜组G1的厚度变得过大，因此广角端状态下的距光轴的光线高度变大，前镜头直径变得大型化。虽然能够通过增大第2透镜组G2的光焦度来在某种程度上进行应对，但是很难抑制由变倍引起的色像差的变动。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(6)的上限值为0.10。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(6)的上限值为0.07。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选满足以下的条件式(7)。
0.70<Zidwt/Fnwt<1.10…(7)
另外，定义为
Zidwt＝{(1-βt4^2)*βt5^2}/{(1-βw4^2)*βw5^2}
Fnwt＝Fnt/Fnw。
其中，
βt4：远焦端状态下的第4透镜组G4的倍率，
βt5：远焦端状态下的第5透镜组G5的倍率，
βw4：广角端状态下的第4透镜组G4的倍率，
βw5：广角端状态下的第5透镜组G5的倍率，
Fnt：远焦端状态下的F值，
Fnw：广角端状态下的F值。
条件式(7)是用于减小由变倍引起的球面像差、像散以及像面弯曲的变动，并在通过第4透镜组G4向近距离物体进行对焦时缩短对焦时间的条件式。另外，Zidwt为表示透镜组沿着光轴移动时的成像位置的移动量的系数在远焦端状态和广角端状态下的比。Fnwt表示F值在远焦端状态和广角端状态下的比。
在Zidwt的值相对地变小而低于条件式(7)的下限值时，远焦端状态下的第5透镜组G5的倍率变得过小，施加强缩小倍率，因此很难抑制像散和像面弯曲的变动。另外，在Fnwt的值相对地变大而低于条件式(7)的下限值时，广角端状态下的F值变小，因此很难进行球面像差的校正。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(7)的下限值为0.80。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(7)的下限值为0.95。
在Zidwt的值相对地变大而超过条件式(7)的上限值时，远焦端状态下的第5透镜组G5的倍率变得过大，难以实现光学系统全体的小型化。虽然能够通过增强第1透镜组G1和第2透镜组G2的光焦度来进行应对，但是很难校正远焦端状态下的球面像差，并且很难抑制由变倍引起的像散和像面弯曲的变动。另外，在Fnwt的值相对地变小而超过条件式(7)的上限值时，远焦端状态下的F值变小，因此很难进行球面像差的校正。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(7)的上限值为1.05。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选满足以下的条件式(8)。
2.70<βt3/βw3…(8)
其中，
βt3：远焦端状态下的第3透镜组G3的倍率，
βw3：广角端状态下的第3透镜组G3的倍率。
条件式(8)是用于减小由变倍引起的球面像差变动的条件式。
当低于条件式(8)的下限值时，由于变倍中的第3透镜组G3的贡献变得过小，因此需要由第1透镜组G1和第2透镜组G2担当更多的变倍作用。此处，当为了维持光学系统的小型化而使第1透镜组G1的光焦度变大时，远焦端状态下的球面像差和整个变倍范围的色像差恶化。另外，当为了维持光学系统整体的小型化而使第2透镜组G2的光焦度变大时，很难进行远焦端状态下的轴上色像差和整个变倍范围的像散的校正。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(8)的下限值为3.00。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(8)的下限值为3.50。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(8)的上限值为10.00。在低于条件式(8)的上限值时，由变倍引起的球面像差变动变得更小，是优选的。为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(8)的上限值为8.00。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(8)的上限值为6.00。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选满足以下的条件式(9)。
8.40<f1/(-f2)…(9)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距。
条件式(9)是用于减小球面像差、像散以及色像差的条件式。
在第1透镜组G1的光焦度相对地变得过大而低于条件式(9)的下限值时，虽然有利于小型化，但是很难进行远焦端状态下的球面像差和倍率色像差的校正。另外，在第2透镜组G2的光焦度相对地变得过小而低于条件式(9)的下限值时，为了确保高变倍比而使全长大型化。此处，为了维持光学系统的小型化，不得不增大第1透镜组G1的光焦度，远焦端状态下的球面像差恶化。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(9)的下限值为9.00。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(9)的下限值为10.00。为了进一步可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(9)的下限值为11.00。
为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(9)的上限值为20.00。在低于条件式(9)的上限值时，球面像差、像散以及色像差进一步减小，是优选的。为了可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(9)的上限值为17.50。为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选使条件式(9)的上限值为15.00。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选的是，第4透镜组G4由两个透镜构成，这两个透镜被接合。通过该结构，能够有效地校正色像差。另外，通过减小各透镜面的光焦度，能够抑制制造时的性能降低。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选的是，第5透镜组G5由两个透镜构成，这两个透镜被接合。通过该结构，能够有效地校正色像差。另外，通过减小各透镜面的光焦度，能够抑制制造时的性能降低。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选的是，第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的负透镜、负透镜、正透镜及负透镜构成。通过该结构，能够有效地校正整个变倍范围的像散、远焦端状态下的轴上色像差。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选的是，第3透镜组G3具备沿着光轴从像侧依次排列的正透镜、负透镜、负透镜及正透镜。通过该结构，能够以良好的平衡对远焦端状态下的每个波长的球面像差和彗差进行校正。
第2实施方式的变焦镜头ZLI优选使第4透镜组G4沿着光轴方向移动来进行对焦。通过该结构，能够防止对焦时的性能降低。其中，还能够使用第5透镜组G5等其他的组来进行对焦。
根据具备如上的结构的第2实施方式的变焦镜头ZLI，能够实现高变倍且具有良好的光学性能的变焦镜头。
在图7和图8中，作为具备上述的变焦镜头ZLI的光学设备，示出数码静态相机CAM1(光学设备)的结构。该数码静态相机CAM1与第1实施方式相同，由于已经对其结构进行了说明，因此此处省略说明。
根据具备如上的结构的第2实施方式的相机CAM1，通过搭载上述的变焦镜头ZLI来作为摄影镜头，能够实现高变倍且具有良好的光学性能的相机。
接着，参照图10对上述的变焦镜头ZLI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ST210)：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及具有正的光焦度的第5透镜组G5，使各透镜组的间隔变化来进行变倍。以第1透镜组G1由三个以上的透镜构成的方式，在镜筒内配置各透镜(步骤ST220)。以第4透镜组G4由两个以下的透镜构成的方式，在镜筒内配置各透镜(步骤ST230)。以第5透镜组G5由两个以下的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时向像面侧移动的方式，在镜筒内配置各透镜(步骤ST240)。以满足以下的条件式(4)的方式，配置各透镜(步骤ST250)。
5.80<Dt12/(-f2)…(4)
其中，
Dt12：远焦端状态下的从第1透镜组G1的像侧面到第2透镜组G2的物体侧面为止的光轴上的距离，
f2：第2透镜组G2的焦距。
当例举第2实施方式中的透镜配置的一例时，如图1所示，从物体侧依次配置由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14来作为第1透镜组G1，配置凹面朝向像侧的负弯月透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24来作为第2透镜组G2，配置双凸形状的正透镜L31、双凸形状的正透镜L32、凹面朝向像侧的负弯月透镜L33及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L34和双凸形状的正透镜L35构成的接合透镜来作为第3透镜组G3，配置由双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜来作为第4透镜组G4，配置由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜来作为第5透镜组G5。按照上述的顺序配置如上所述地准备的各透镜组来制造变焦镜头ZLI。
根据第2实施方式的制造方法，能够制造高变倍且具有良好的光学性能的变焦镜头ZLI。
第1、第2实施方式的实施例
以下根据附图对第1、第2实施方式的各实施例进行说明。图1、图3、图5是示出各实施例的变焦镜头ZLI(ZL1～ZL3)的结构和光焦度分配的剖视图。
关于第1实施例的图1的各参照标号，为了避免由参照标号的位数的增大引起的说明的复杂化，对每个实施例独立使用。因此，即使标上与其他实施例的附图通用的参照标号，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1～表3，它们是第1实施例～第3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表示光学部件的材质的对d线的折射率，νd表示光学部件的材质的以d线为基准的阿贝数。另外，(可变)表示可变的面间隔，曲率半径的“∞”表示平面或开口，(光圈S)表示孔径光阑S，像面表示像面I。省略空气的折射率“1.00000”。在光学面为非球面时，对面编号附上*标记，在曲率半径R的栏中表示近轴曲率半径。
在表中的[非球面数据]中，对于在[透镜参数]中示出的非球面，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，2次的非球面系数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…(a)
在表中的[全体参数]中，f是镜头整个系统的焦距，Fno是F值，ω是半视场角(最大入射角，单位：°)，Y是像高，Bf是光轴上的从透镜最终面到近轴像面为止的距离，Bf(空气)是通过空气换算长度表示从透镜最终面到近轴像面为止的距离的参数，TL是镜头全长(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的距离)，TL(空气)是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(空气)的距离。
在表中的[可变间隔数据]中，示出广角端、中间焦距、远焦端的各状态下的可变间隔的值Di。另外，Di表示第i面与第(i+1)面的可变间隔。
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]中，示出与上述的条件式(1)～(9)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”，但是即使变焦镜头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所有的实施例中相同，以下省略说明。
(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ZLI(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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24构成。
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、凹面朝向像侧的负弯月透镜L33及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L34和双凸形状的正透镜L35构成的接合透镜构成。
双凸形状的正透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜构成。
双凸形状的正透镜L41的物体侧面为非球面。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。
双凸形状的正透镜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的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL1，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使从第1透镜组G1到第5透镜组G5的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第3透镜组G3向物体侧移动。使第4透镜组G4暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第5透镜组G5向像面侧移动。使孔径光阑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1～33与图1所示的m1～m33的各光学面对应。
(表1)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000271
Figure BDA0002737327100000281
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000282
[全体参数]
变焦比78.22
Figure BDA0002737327100000291
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000292
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000293
[条件式]
条件式(1)f1/(-f2)＝11.322
条件式(2)βt3/βw3＝3.629
条件式(3)Dt12/(-f2)＝9.021
条件式(4)Dt12/(-f2)＝9.021
条件式(5)Mv2/ft＝0.080
条件式(6)D1/ft＝0.065
条件式(7)Zidwt/Fnwt＝0.962
条件式(8)βt3/βw3＝3.629
条件式(9)f1/(-f2)＝11.322
从表1可知，第1实施例的变焦镜头ZL1满足条件式(1)～(9)。
图2是第1实施例的变焦镜头ZL1的摄影距离无限远时的各像差图(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表示针对各像高的半视场角(单位：°)。d表示d线下的像差，g表示g线下的像差，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。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。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所示的各像差图可知，第1实施例的变焦镜头ZL1能够良好地校正各像差并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ZLI(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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24构成。
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、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜构成。
双凸形状的正透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。
双凸形状的正透镜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的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL2，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使从第1透镜组G1到第5透镜组G5的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2向像面侧移动。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向像面侧移动。使孔径光阑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1～31与图3所示的m1～m31的各光学面对应。
(表2)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000321
Figure BDA0002737327100000331
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000332
[全体参数]
变焦比78.22
Figure BDA0002737327100000333
Figure BDA0002737327100000341
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000342
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000343
[条件式]
条件式(1)f1/(-f2)＝12.097
条件式(2)βt3/βw3＝3.941
条件式(3)Dt12/(-f2)＝9.612
条件式(4)Dt12/(-f2)＝9.612
条件式(5)Mv2/ft＝0.084
条件式(6)D1/ft＝0.061
条件式(7)Zidwt/Fnwt＝1.034
条件式(8)βt3/βw3＝3.941
条件式(9)f1/(-f2)＝12.097
从表2可知，第2实施例的变焦镜头ZL2满足条件式(1)～(9)。
图4是第2实施例的变焦镜头ZL2的摄影距离无限远时的各像差图(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所示的各像差图可知，第2实施例的变焦镜头ZL2能够良好地校正各像差并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ZLI(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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、由双凹形状的负透镜L22和双凸形状的正透镜L23构成的接合透镜及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L24构成。
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、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜构成。
双凸形状的正透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。
双凸形状的正透镜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的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL3，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使从第1透镜组G1到第5透镜组G5的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第3透镜组G3向物体侧移动。使第4透镜组G4暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第5透镜组G5向像面侧移动。使孔径光阑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1～30与图5所示的m1～m30的各光学面对应。
(表3)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000371
Figure BDA0002737327100000381
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000382
[全体参数]
变焦比78.22
Figure BDA0002737327100000383
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000384
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000391
[条件式]
条件式(1)f1/(-f2)＝12.542
条件式(2)βt3/βw3＝4.374
条件式(3)Dt12/(-f2)＝9.950
条件式(4)Dt12/(-f2)＝9.950
条件式(5)Mv2/ft＝0.088
条件式(6)D1/ft＝0.060
条件式(7)Zidwt/Fnwt＝0.994
条件式(8)βt3/βw3＝4.374
条件式(9)f1/(-f2)＝12.542
从表3可知，第3实施例的变焦镜头ZL3满足条件式(1)～(9)。
图6是第3实施例的变焦镜头ZL3的摄影距离无限远时的各像差图(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所示的各像差图可知，第3实施例的变焦镜头ZL3能够良好地校正各像差并具有优秀的成像性能。
到此为止为了容易理解本发明，虽然附上实施方式的构成要件来进行了说明，但是本发明当然不限定于此。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1、第2实施方式的变焦镜头ZLI的数值实施例，虽然示出了5组结构，但是并不限定于此，也能够适用于其他的组结构(例如，6组等)。具体地讲，也可以是在最靠物体侧增加透镜或透镜组而成的结构、在最靠像侧增加透镜或透镜组而成的结构。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1、第2实施方式的变焦镜头ZLI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聚焦，也适用于自动聚焦用的(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或第5透镜组G5作为对焦透镜组。另外，也能够使第4透镜组G4和第5透镜组G5同时移动来进行对焦。
在第1、第2实施方式的变焦镜头ZLI中，也可以使任意一个透镜组全体或部分透镜组作为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)来对由于手抖等而产生的像抖动进行校正的防抖透镜组。特别是，优选使第3透镜组G3作为防抖透镜组。
在第1、第2实施方式的变焦镜头ZLI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1、第2实施方式的变焦镜头ZLI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部件，而通过透镜的框来代替其作用。
在第1、第2实施方式的变焦镜头ZLI中，在各透镜面上，为了减轻眩光和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3实施方式)
以下，参照附图对实施方式进行说明。如图11所示，第3实施方式的变焦镜头ZLII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及具有正的光焦度的第5透镜组G5，使各透镜组的间隔变化来进行变倍，第1透镜组G1由三个以上的透镜构成，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，第5透镜组G5向像面侧移动，且满足以下的条件式(10)。
0.020<(-f2)/ft<0.031…(10)
其中，
f2：远焦端状态下的第2透镜组G2的焦距，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
条件式(10)是用于减小由变倍引起的球面像差、彗差的条件式。
当低于条件式(10)的下限值时，远焦端状态下的第2透镜组G2的光焦度变得过强。因此，其他的透镜组也同样需要增强光焦度。当增强第1透镜组G1的光焦度时，很难进行远焦端状态下的球面像差、彗差的校正。当增强第3透镜组G3的光焦度时，第3透镜组G3内的球面像差变大，在整个变倍区域中球面像差、彗差恶化。
当超过条件式(10)的上限值时，远焦端状态下的第2透镜组G2的光焦度变得过弱。因此，其他的透镜组也同样需要减弱光焦度。当减弱第1透镜组G1的光焦度时，镜筒全长变长，当想要维持镜筒尺寸时，需要增强第3透镜组G3的光焦度，第3透镜组G3内的球面像差变大，在整个变倍区域中球面像差、彗差恶化。另外，当减弱第3透镜组G3的光焦度时，镜筒全长变长，当想要维持镜筒尺寸时，需要增强第1透镜组G1的光焦度，第1透镜组G1内的球面像差变大，远焦端状态下的球面像差、彗差恶化。
为了可靠地得到第3实施方式的效果，优选使条件式(10)的下限值为0.024。
第3实施方式的变焦镜头ZLII优选满足以下的条件式(11)、(12)。
74.00<AVE1Grpvd<80.00…(11)
36.00<G1vd<48.00…(12)
其中，
AVE1Grpvd：第1透镜组G1内的透镜的以d线为基准的阿贝数的平均值，
G1vd：第1透镜组G1内的配置在最靠物体侧的透镜L11的以d线为基准的阿贝数。
条件式(11)是用于减少轴上色像差、倍率色像差的产生的条件式。当低于条件式(11)的下限值时，构成第1透镜组G1的透镜的阿贝数的平均值相对于远焦端状态下的整个系统的焦距变小，很难抑制轴上色像差、倍率色像差。当超过条件式(11)的上限值时，构成第1透镜组G1的透镜的阿贝数的平均值相对于远焦端状态下的整个系统的焦距变大。这意味着构成第1透镜组G1的透镜的光焦度总的来说弱。当第1透镜组G1的光焦度变弱时，镜筒尺寸变长，当为了维持镜筒尺寸而增强第3透镜组G3的光焦度时，很难抑制球面像差、彗差。
为了可靠地得到第3实施方式的效果，优选使条件式(11)的下限值为74.50。
条件式(12)是用于减少轴上色像差、倍率色像差的产生的条件式。当低于条件式(12)的下限值时，配置在第1透镜组G1内的最靠物体侧的透镜L11的阿贝数相对于远焦端状态下的整个系统的焦距变小，很难抑制轴上色像差、倍率色像差。当超过条件式(12)的上限值时，第1透镜组G1内的透镜L11的阿贝数相对于远焦端状态下的整个系统的焦距变大，该透镜的光焦度总的来说变弱。如上所述，当配置在最靠物体侧的透镜L11的光焦度变弱时，很难抑制色像差，为了抑制色像差需要减弱透镜L12的光焦度，其结果是第1透镜组G1中的光焦度变弱，镜筒尺寸变长。当为了维持镜筒尺寸而增强第3透镜组G3的光焦度时，很难抑制球面像差、彗差。
为了可靠地得到第3实施方式的效果，优选使条件式(12)的下限值为37.00。
为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选使条件式(12)的上限值为47.50。
第3实施方式的变焦镜头ZLII优选满足以下的条件式(13)。
100.00<D12t/D12w<140.00…(13)
其中，
D12t：远焦端状态下的第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的空气间隔，
D12w：广角端状态下的第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的空气间隔。
条件式(13)是用于减小由变倍引起的球面像差、彗差、倍率色像差的变动的条件式。当低于条件式(13)的下限值时，远焦端状态下的第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔变得过窄，因此需要增强第1透镜组G1的光焦度。因此，当使第1透镜组G1内的正透镜的折射率变大时，很难进行远焦端状态下的球面像差、彗差、倍率色像差的校正。当超过条件式(13)的上限值时，远焦端状态下的第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔变得过宽，因此镜筒全长变长。另外，需要减弱第1透镜组G1的光焦度，虽然能够通过增大第2透镜组G2的光焦度来在某种程度上进行应对，但是很难抑制由变倍引起的色像差的变动。
为了可靠地得到第3实施方式的效果，优选使条件式(13)的下限值为105.00。
为了可靠地得到第3实施方式的效果，优选使条件式(13)的上限值为138.00。
第3实施方式的变焦镜头ZLII优选满足以下的条件式(14)。
12.34<β2t/β2w<14.40…(14)
其中，
β2t：远焦端状态下的第2透镜组G2的倍率，
β2w：广角端状态下的第2透镜组G2的倍率。
条件式(14)是用于减小由变倍引起的球面像差、彗差的变动的条件式。当低于条件式(14)的下限值时，变倍时的第2透镜组G2的贡献变得过小。即，第3透镜组G3需要担当更多的变倍作用。当为了维持镜筒尺寸而增强第3透镜组G3的光焦度时，很难进行远焦端状态下的球面像差的校正和整个变倍区域中的球面像差、彗差的校正。当超过条件式(14)的上限值时，变倍时的第2透镜组G2的贡献变得过大。在第2透镜组G2的移动量大时，很难维持镜筒尺寸。另外，在第2透镜组G2的光焦度强时，很难在整个变倍区域中进行球面像差、彗差的校正。
为了可靠地得到第3实施方式的效果，优选使条件式(14)的上限值为14.35。
第3实施方式的变焦镜头ZLII优选满足以下的条件式(15)。
0.04<f3/ft<0.06…(15)
其中，
f3：远焦端状态下的第3透镜组G3的焦距。
条件式(15)是用于减小由变倍引起的球面像差的变动的条件式。当低于条件式(15)的下限值时，远焦端状态下的第3透镜组G3的光焦度变得过强。于是，第3透镜组G3中的球面像差变大。很难进行整个变倍区域中的球面像差、彗差的校正。当超过条件式(15)的上限值时，远焦端状态下的第3透镜组G3的光焦度变得过弱。其结果是，第3透镜组G3的移动量变大，很难维持镜筒尺寸。当为了维持镜筒尺寸而增强第1透镜组G1的光焦度时，很难在整个变倍区域中进行球面像差、彗差的校正。
为了可靠地得到第3实施方式的效果，优选使条件式(15)的下限值为0.045。
第3实施方式的变焦镜头ZLII优选的是，第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的正透镜、负透镜、负透镜及正透镜构成。
通过该结构，能够以良好的平衡对远焦端状态下的每个波长的球面像差和彗差进行校正。
第3实施方式的变焦镜头ZLII优选的是，第3透镜组G3具备至少一个非球面透镜。
通过该结构，能够良好地对球面像差、彗差进行校正。
根据具备如上的结构的第3实施方式的变焦镜头ZLII，能够实现高变倍且具有良好的光学性能的变焦镜头。
在图23和图24中，作为具备上述的变焦镜头ZLII的光学设备，示出数码静态相机CAM2(光学设备)的结构。关于该数码静态相机CAM2，当按下未图示的电源按钮时，摄影镜头(变焦镜头ZLII)的未图示的快门被敞开，通过变焦镜头ZLII对来自被摄体(物体)的光进行聚光，在配置于像面I(参照图11)的摄像元件C(例如，CCD或CMOS等)上成像。成像在摄像元件C上的被摄体像显示在配置于数码静态相机CAM2的背面的液晶监视器M2上。摄影者在一边观察液晶监视器M2一边确定被摄体像的构图之后，按下释放按钮B21来通过摄像元件C对被摄体像进行摄影，并记录保存在未图示的存储器。
在相机CAM2上配置有在被摄体暗时发出辅助光的辅助光发光部EF2、在数码静态相机CAM2的各种条件设定等中使用的功能按钮B22等。此处，虽然例示了相机CAM2与变焦镜头ZLII一体地成型的紧凑型的相机，但是作为光学设备，也可以是具有变焦镜头ZLII的镜头镜筒与相机机身主体能够拆装的单反相机。
根据具备如上的结构的第3实施方式的相机CAM2，通过搭载上述的变焦镜头ZLII来作为摄影镜头，能够实现高变倍且具有良好的光学性能的相机。
接着，参照图25对上述的变焦镜头ZLII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ST310)：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及具有正的光焦度的第5透镜组G5，使各透镜组的间隔变化来进行变倍。此时，以第1透镜组G1由三个以上的透镜构成的方式，配置各透镜(步骤ST320)。以在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时第5透镜组G5向像面侧移动的方式，配置各透镜(步骤ST330)。另外，以满足以下的条件式(10)的方式，配置各透镜(步骤ST340)。
0.020<(-f2)/ft<0.031…(10)
其中，
f2：远焦端状态下的第2透镜组G2的焦距，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距。
当例举第3实施方式中的透镜配置的一例时，如图11所示，从物体侧依次配置由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14来作为第1透镜组G1，配置凹面朝向像侧的负弯月透镜L21、凹面朝向物体侧的负弯月透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24来作为第2透镜组G2，配置双凸形状的正透镜L31、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜来作为第3透镜组G3，配置由双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜来作为第4透镜组G4，配置由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜来作为第5透镜组G5。按照上述的步骤配置如上所述地准备的各透镜组来制造变焦镜头ZLII。
根据上述的变焦镜头ZLII的制造方法，能够制造高变倍且具有良好的光学性能的变焦镜头。
第3实施方式的实施例
以下，根据附图对第3实施方式的各实施例进行说明。以下，示出表4～表9，它们是第4实施例～第9实施例中的各参数的表。
关于第4实施例的图11的各参照标号，为了避免由参照标号的位数的增大引起的说明的复杂化，对每个实施例独立使用。因此，即使标上与其他实施例的附图通用的参照标号，它们也不一定是与其他实施例相同的结构。
在各实施例中作为像差特性的计算对象，选择C线(波长656.3nm)、d线(波长587.6nm)、F线(波长486.1nm)、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，nd表示光学部件的材质的对d线的折射率，νd表示光学部件的材质的以d线为基准的阿贝数。物面表示物体面，(可变)表示可变的面间隔，曲率半径的“∞”表示平面或开口，(光圈S)表示孔径光阑S，像面表示像面I。省略空气的折射率“1.0000”。在光学面为非球面时，对面编号附上*标记，在曲率半径R的栏中表示近轴曲率半径。
在表中的[非球面数据]中，对于在[透镜参数]中示出的非球面，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，2次的非球面系数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 …(a)
在表中的[全体参数]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(最大入射角，单位：°)，Y表示像高，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的距离)。其中，Bf(空气)和TL(空气)是对滤光器FL进行了空气换算的值。
在表中的[可变间隔数据]中，示出广角端、中间焦距、远焦端的各状态下的可变间隔的值Di。另外，Di表示第i面与第(i+1)面的可变间隔。
在表中的[透镜组数据]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。
在表中的[条件式]中，示出与上述的条件式(10)～(15)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”，但是即使变焦镜头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所有的实施例中相同，以下省略说明。
(第4实施例)
使用图11、图12以及表4对第4实施例进行说明。如图11所示，第4实施例的变焦镜头ZLII(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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、凹面朝向物体侧的负弯月透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24构成。
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、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的两面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜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的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL4，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使从第1透镜组G1到第5透镜组G5的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第3透镜组G3向物体侧移动。使第4透镜组G4暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第5透镜组G5向像面侧移动。使孔径光阑S与第3透镜组G3成为一体而向物体侧移动。
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1～33与图11所示的m1～m33的各光学面对应。
(表4)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000511
Figure BDA0002737327100000521
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000522
[全体参数]
变焦比87.00
Figure BDA0002737327100000531
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000532
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000533
[条件式]
条件式(10)(-f2)/ft＝0.027
条件式(11)AVE1Grpvd＝76.10
条件式(12)G1vd＝44.17
条件式(13)D12t/D12w＝137.01
条件式(14)β2t/β2w＝13.50
条件式(15)f3/ft＝0.051
从表4可知，本实施例的变焦镜头ZL4满足条件式(10)～(15)。
图12是第4实施例的变焦镜头ZL4的摄影距离无限远时的各像差图(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表示针对各像高的半视场角(单位：°)。d表示d线下的像差，g表示g线下的像差，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。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。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12所示的各像差图可知，第4实施例的变焦镜头ZL4能够良好地校正各像差并具有优秀的成像性能。
(第5实施例)
使用图13、图14以及表5对第5实施例进行说明。如图13所示，第5实施例的变焦镜头ZLII(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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、凹面朝向物体侧的负弯月透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24构成。
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、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的两面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜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的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
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，使从第1透镜组G1到第5透镜组G5的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2向像面侧移动。使第3透镜组G3暂时向物体侧移动，之后向像面侧移动。使第4透镜组G4暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第5透镜组G5向像面侧移动。使孔径光阑S与第3透镜组G3成为一体而向物体侧移动。
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1～33与图13所示的m1～m33的各光学面对应。
(表5)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000561
Figure BDA0002737327100000571
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000572
[全体参数]
变焦比70.00
Figure BDA0002737327100000573
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000582
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000583
[条件式]
条件式(10)(-f2)/ft＝0.030
条件式(11)AVE1Grpvd＝76.90
条件式(12)G1vd＝47.35
条件式(13)D12t/D12w＝126.51
条件式(14)β2t/β2w＝14.30
条件式(15)f3/ft＝0.060
从表5可知，本实施例的变焦镜头ZL5满足条件式(10)～(15)。
图14是第5实施例的变焦镜头ZL5的摄影距离无限远时的各像差图(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14所示的各像差图可知，第5实施例的变焦镜头ZL5能够良好地校正各像差并具有优秀的成像性能。
(第6实施例)
使用图15、图16以及表6对第6实施例进行说明。如图15所示，第6实施例的变焦镜头ZLII(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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、由双凹形状的负透镜L22和双凸形状的正透镜L23构成的接合透镜及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L24构成。
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、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及由凸面朝向物体侧的正弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的两面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由凸面朝向像侧的正弯月透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜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的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
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，使从第1透镜组G1到第5透镜组G5的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第3透镜组G3向物体侧移动。使第4透镜组G4暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。使第5透镜组G5向像面侧移动。使孔径光阑S与第3透镜组G3成为一体而向物体侧移动。
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1～32与图15所示的m1～m32的各光学面对应。
(表6)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000601
Figure BDA0002737327100000611
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000612
Figure BDA0002737327100000621
[全体参数]
变焦比78.22
Figure BDA0002737327100000622
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000623
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000624
[条件式]
条件式(10)(-f2)/ft＝0.027
条件式(11)AVE1Grpvd＝76.10
条件式(12)G1vd＝44.17
条件式(13)D12t/D12w＝119.20
条件式(14)β2t/β2w＝13.15
条件式(15)f3/ft＝0.053
从表6可知，本实施例的变焦镜头ZL6满足条件式(10)～(15)。
图16是第6实施例的变焦镜头ZL6的摄影距离无限远时的各像差图(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16所示的各像差图可知，第6实施例的变焦镜头ZL6能够良好地校正各像差并具有优秀的成像性能。
(第7实施例)
使用图17、图18以及表7对第7实施例进行说明。如图17所示，第7实施例的变焦镜头ZLII(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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L24构成。
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、双凹形状的负透镜L32及由凸面朝向物体侧的正弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的两面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由凹面朝向像侧的负弯月透镜L41和凹面朝向物体侧的正弯月透镜L42构成的接合透镜构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜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的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
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，使从第1透镜组G1到第5透镜组G5的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2向像面侧移动。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，之后向像面侧移动。使第5透镜组G5向像面侧移动。使孔径光阑S与第3透镜组G3成为一体而向物体侧移动。
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1～33与图17所示的m1～m33的各光学面对应。
(表7)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000651
Figure BDA0002737327100000661
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000662
[全体参数]
变焦比67.15
Figure BDA0002737327100000663
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000664
Figure BDA0002737327100000671
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000672
[条件式]
条件式(10)(-f2)/ft＝0.030
条件式(11)AVE1Grpvd＝74.96
条件式(12)G1vd＝39.61
条件式(13)D12t/D12w＝108.00
条件式(14)β2t/β2w＝12.35
条件式(15)f3/ft＝0.059
从表7可知，本实施例的变焦镜头ZL7满足条件式(10)～(15)。
图18是第7实施例的变焦镜头ZL7的摄影距离无限远时的各像差图(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18所示的各像差图可知，第7实施例的变焦镜头ZL7能够良好地校正各像差并具有优秀的成像性能。
(第8实施例)
使用图19、图20以及表8对第8实施例进行说明。如图19所示，第8实施例的变焦镜头ZLII(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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、凹面朝向物体侧的负弯月透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24构成。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的正透镜L31、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的两面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由凸面朝向像侧的正弯月透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜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的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
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，使从第1透镜组G1到第5透镜组G5的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2暂时向像面侧移动，之后向物体侧移动。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向像面侧移动。使孔径光阑S与第3透镜组G3成为一体而向物体侧移动。
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1～33与图19所示的m1～m33的各光学面对应。
(表8)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000691
Figure BDA0002737327100000701
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000702
[全体参数]
变焦比97.00
Figure BDA0002737327100000711
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000712
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000713
[条件式]
条件式(10)(-f2)/ft＝0.025
条件式(11)AVE1Grpvd＝79.24
条件式(12)G1vd＝44.17
条件式(13)D12t/D12w＝136.69
条件式(14)β2t/β2w＝14.30
条件式(15)f3/ft＝0.047
从表8可知，本实施例的变焦镜头ZL8满足条件式(10)～(15)。
图20是第8实施例的变焦镜头ZL8的摄影距离无限远时的各像差图(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20所示的各像差图可知，第8实施例的变焦镜头ZL8能够良好地校正各像差并具有优秀的成像性能。
(第9实施例)
使用图21、图22以及表9对第9实施例进行说明。如图21所示，第9实施例的变焦镜头ZLII(ZL9)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及具有正的光焦度的第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由凹面朝向像侧的负弯月透镜L11和双凸形状的正透镜L12构成的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的负透镜L24构成。
第3透镜组G3由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的正弯月透镜L31、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及由凹面朝向像侧的负弯月透镜L33和双凸形状的正透镜L34构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的两面为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的由凸面朝向像侧的正弯月透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成的接合透镜构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的由双凸形状的正透镜L51和凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52构成的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L51的物体侧面为非球面。
第6透镜组G6通过凸面朝向像侧的正弯月透镜L61构成。
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6透镜组G6的像侧设置有滤光器FL。滤光器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光器或红外截止滤光器等构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL9，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使从第1透镜组G1到第6透镜组G6为止的所有的透镜组移动，以使各透镜组的间隔变化。具体地讲，使第1透镜组G1向物体侧移动。使第2透镜组G2向像面侧移动。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向像面侧移动。使第6透镜组G6向物体侧移动。使孔径光阑S与第3透镜组G3成为一体而向物体侧移动。
在下述的表9中示出第9实施例中的各参数的值。表9中的面编号1～35与图21所示的m1～m35的各光学面对应。
(表9)
[透镜参数]
Figure BDA0002737327100000741
Figure BDA0002737327100000751
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000752
[全体参数]
变焦比97.00
Figure BDA0002737327100000753
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000761
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000762
[条件式]
条件式(10)(-f2)/ft＝0.025
条件式(11)AVE1Grpvd＝77.54
条件式(12)G1vd＝37.37
条件式(13)D12t/D12w＝133.616
条件式(14)β2t/β2w＝12.35
条件式(15)f3/ft＝0.049
从表9可知，本实施例的变焦镜头ZL9满足条件式(10)～(15)。
图22是第9实施例的变焦镜头ZL9的摄影距离无限远时的各像差图(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22所示的各像差图可知，第9实施例的变焦镜头ZL9能够良好地校正各像差并具有优秀的成像性能。
到此为止为了容易理解本发明，虽然附上实施方式的构成要件来进行了说明，但是本发明当然不限定于此。
例如，在上述实施例中，虽然示出了5组、6组结构，但是也能够适用于其他的组结构。另外，也可以是在最靠物体侧增加透镜或透镜组而成的结构、在最靠像侧增加透镜或透镜组而成的结构。另外，透镜组表示被进行变倍时变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
在第3实施方式的变焦镜头ZLII中，也可以使单独或多个透镜组、或者部分透镜组作为对焦透镜组在光轴方向上移动来进行从无限远物体向近距离物体的对焦。该对焦透镜组还能够应用于自动聚焦，也适用于自动聚焦用的(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作为对焦透镜组。另外，也可以将第5透镜组G5作为对焦透镜组。或者，也能够同时移动第4透镜组G4和第5透镜组G5来进行对焦。
在第3实施方式的变焦镜头ZLII中，也可以使透镜组或部分透镜组作为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)来对由于手抖而产生的像抖动进行校正的防抖透镜组。特别是，优选使第3透镜组G3作为防抖透镜组。
在第3实施方式的变焦镜头ZLII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3实施方式的变焦镜头ZLII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部件，而通过透镜的框来代替其作用。
在第3实施方式的变焦镜头ZLII中，在各透镜面上，为了减轻眩光和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4实施方式)
以下，参照附图对实施方式进行说明。如图26所示，第4实施方式的变焦镜头ZLIII构成为，具备沿着光轴从物体侧依次排列的具有正的光焦度的第1透镜组G1、具有负的光焦度的第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及具有正的光焦度的第5透镜组G5。
通过该结构，能够实现高变倍化。
并且，根据上述结构，第4实施方式的变焦镜头ZLIII满足以下的条件式(16)～(18)。
33.00<ft/(-f2)<46.00…(16)
1.60<(Fnt·f1)/ft<2.30…(17)
43.00<β2t·β3t/(β2w·β3w)<65.00…(18)
其中，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距，
Fnt：远焦端状态下的F值，
f1：第1透镜组G1的焦距，
β2t：远焦端状态下的第2透镜组G2的倍率，
β3t：远焦端状态下的第3透镜组G3的倍率，
β2w：广角端状态下的第2透镜组G2的倍率，
β3w：广角端状态下的第3透镜组G3的倍率。
条件式(16)规定远焦端状态下的整个系统的焦距与第2透镜组G2的焦距的比。
当超过条件式(16)的上限值时，倍率色像差、彗差、像散等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(16)的上限值为45.00。
当低于条件式(16)的下限值时，倍率色像差、彗差、像散等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(16)的下限值为34.00。
条件式(17)规定远焦端状态下的第1透镜组G1的F值。
当超过条件式(17)的上限值时，远焦端状态下的倍率色像差、彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(17)的上限值为2.20。
当低于条件式(17)的下限值时，远焦端状态下的倍率色像差、彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(17)的下限值为1.70。
条件式(18)规定第2透镜组G2与第3透镜组G3的变倍比的积。
当超过条件式(18)的上限值时，球面像差、彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(18)的上限值为63.00。
当低于条件式(18)的下限值时，球面像差、彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(18)的下限值为45.00。
在第4实施方式的变焦镜头ZLIII中，优选的是，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，彼此相邻的各透镜组的间隔变化。
通过该结构，能够实现高变倍化。
在第4实施方式的变焦镜头ZLIII中，优选的是，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，所有的透镜组移动。
通过该结构，能够在维持镜头整体的尺寸、像散和色像差的同时进一步实现广角化和高变倍化。
在第4实施方式的变焦镜头ZLIII中，优选的是，第5透镜组G5由一个正透镜和一个负透镜构成。
通过该结构，能够在维持镜头整体的尺寸、像散和色像差的同时进一步实现广角化和高变倍化。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选满足以下的条件式(19)。
15.00<ft/f3<19.00…(19)
其中，
f3：第3透镜组G3的焦距。
条件式(19)规定远焦端状态下的整个系统的焦距与第3透镜组G3的焦距的比。
当超过条件式(19)的上限值时，彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(19)的上限值为18.50。
当低于条件式(19)的下限值时，彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(19)的下限值为15.50。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选满足以下的条件式(20)。
15.00<β2t/β2w<25.00…(20)
其中，
β2w：广角端状态下的第2透镜组G2的倍率，
β2t：远焦端状态下的第2透镜组G2的倍率。
条件式(20)规定广角端状态下的第2透镜组G2的倍率和远焦端状态下的第2透镜组G2的倍率。
当超过条件式(20)的上限值时，彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(20)的上限值为24.00。
当低于条件式(20)的下限值时，彗差、像散等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(20)的下限值为16.00。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选满足以下的条件式(21)。
2.00<f3/(-f2)<2.70…(21)
其中，
f3：第3透镜组G3的焦距。
条件式(21)规定第2透镜组G2的焦距与第3透镜组G3的焦距的比。
当超过条件式(21)的上限值时，畸变、像散、彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(21)的上限值为2.60。
当低于条件式(21)的下限值时，畸变、像散、彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(21)的下限值为2.10。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选满足以下的条件式(22)。
15.00<f1/fw<40.00…(22)
其中，
fw：广角端状态下的整个系统的焦距。
条件式(22)规定第1透镜组G1的焦距与广角端状态下的整个系统的焦距的比。
当超过条件式(22)的上限值时，畸变、像散、彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(22)的上限值为35.00。
当低于条件式(22)的下限值时，畸变、像散、彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(22)的下限值为19.00。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选满足以下的条件式(23)。
10.00<ft/x2<40.00…(23)
其中，
x2：在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，第2透镜组G2相对于成像位置向像面方向移动的距离。
条件式(23)规定在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时第2透镜组G2移动的距离与远焦端状态下的整个系统的焦距的比。
当超过条件式(23)的上限值时，彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(23)的上限值为37.00。
当低于条件式(23)的下限值时，彗差等各像差恶化，因此是不优选的。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(23)的下限值为15.00。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选的是，在第2透镜组G2与第4透镜组G4之间具有孔径光阑S。
通过该结构，能够良好地对球面像差、像散、畸变等各像差进行校正。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选的是，在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间具有孔径光阑S。
通过该结构，能够良好地对球面像差、像散、畸变等各像差进行校正。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选的是，在进行变倍时使孔径光阑S在光轴方向上移动。
通过该结构，能够良好地对球面像差、像散、畸变等各像差进行校正。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选满足以下的条件式(24)。
0.10°<ωt<5.00°…(24)
其中，
ωt：远焦端状态下的半视场角。
条件式(24)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(24)，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4实施方式的效果，优选使条件式(24)的上限值为4.00°。为了更可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(24)的上限值为3.00°。为了更可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(24)的上限值为2.00°。为了进一步可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(24)的上限值为1.00°。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(24)的下限值为0.30°。为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(24)的下限值为0.50°。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII优选满足以下的条件式(25)。
25.00°<ωw<80.00°…(25)
其中，
ωw：广角端状态下的半视场角。
条件式(25)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(25)，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4实施方式的效果，优选使条件式(25)的上限值为70.00°。为了更可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(25)的上限值为60.00°。为了进一步可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(25)的上限值为50.00°。
为了可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(25)的下限值为30.00°。为了更可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(25)的下限值为35.00°。为了进一步可靠地得到第4实施方式的效果，优选使条件式(25)的下限值为40.00°。
根据具备如上的结构的第4实施方式的变焦镜头ZLIII，能够实现在维持镜头整体的尺寸和良好的光学性能的同时实现进一步的广角化和高变倍化的变焦镜头。
接着，参照图32，对具备上述的变焦镜头ZLIII的相机(光学设备)进行说明。如图32所示，相机31是具备上述的变焦镜头ZLIII来作为摄影镜头32的镜头可换式的相机(所谓无反相机)。在该相机31中，来自未图示的物体(被摄体)的光通过摄影镜头32而被聚光，通过未图示的OLPF(Optical low pass filter：光学低通滤光器)在摄像部33的摄像面上形成被摄体像。并且，通过设置在摄像部33的光电转换元件对被摄体像进行光电转换而生成被摄体的图像。该图像显示于在相机31上设置的EVF(Electronic view finder：电子取景器)4上。由此，摄影者能够通过EVF34观察被摄体。另外，当由摄影者按下未图示的释放按钮时，将通过摄像部33生成的被摄体的图像存储在未图示的存储器中。由此，摄影者能够进行基于本相机31的被摄体的摄影。
关于作为摄影镜头32而搭载于本相机31上的第4实施方式的变焦镜头ZLIII，如从后述的各实施例也可知，通过其特征性的镜头结构，能够在维持镜头整体的尺寸和良好的光学性能的同时实现进一步的广角化和高变倍化。因此，根据本相机31，能够实现在维持镜头整体的尺寸和良好的光学性能的同时能够实现进一步的广角化和高变倍化的光学设备。
另外，在第4实施方式中，虽然对无反相机的例子进行了说明，但是并不限定于此。例如，即使在相机主体中具有快速复原反光镜且在通过取景器光学系统观察被摄体的单反类型的相机中搭载了上述的变焦镜头ZLIII的情况下，也能够起到与上述相机31相同的效果。
接着，参照图33对上述的变焦镜头ZLIII的制造方法进行概述。首先，以如下方式在镜头镜筒内配置各透镜(步骤ST410)：沿着光轴从物体侧依次具备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及具有正的光焦度的第5透镜组G5。以满足以下的条件式(16)～(18)的方式，在镜筒内配置各透镜(步骤ST420)。
33.00<ft/(-f2)<46.00…(16)
1.60<(Fnt·f1)/ft<2.30…(17)
43.00<β2t·β3t/(β2w·β3w)<65.00…(18)
其中，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距，
Fnt：远焦端状态下的F值，
f1：第1透镜组G1的焦距，
β2t：远焦端状态下的第2透镜组G2的倍率，
β3t：远焦端状态下的第3透镜组G3的倍率，
β2w：广角端状态下的第2透镜组G2的倍率，
β3w：广角端状态下的第3透镜组G3的倍率。
当例举第4实施方式中的透镜配置的一例时，如图26所示，沿着光轴从物体侧依次配置凹面朝向像侧的负弯月透镜L11与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L12的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14来作为第1透镜组G1，配置凹面朝向像侧的负弯月透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L24来作为第2透镜组G2，配置双凸形状的正透镜L31、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及双凹形状的负透镜L33与双凸形状的正透镜L34的接合透镜来作为第3透镜组G3，配置双凹形状的负透镜L41来作为第4透镜组G4，配置双凸形状的正透镜L51与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52的接合透镜来作为第5透镜组G5。按照上述的步骤配置如上所述地准备的各透镜组来制造变焦镜头ZLIII。
根据第4实施方式的制造方法，能够制造在维持镜头整体的尺寸和良好的光学性能的同时能够实现进一步的广角化和高变倍化的变焦镜头ZLIII。
第4实施方式的实施例
以下，根据附图对第4实施方式的各实施例进行说明。图26、图28、图30是示出各实施例的变焦镜头ZLIII(ZL10～ZL12)的结构和光焦度分配的剖视图。在变焦镜头ZL10～ZL12的剖视图的下部，通过箭头示出在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时的各透镜组沿着光轴的移动方向。
关于第10实施例的图26的各参照标号，为了避免由参照标号的位数的增大引起的说明的复杂化，对每个实施例独立使用。因此，即使标上与其他实施例的附图通用的参照标号，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10～表12，它们是第10实施例～第12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[透镜数据]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表示光学部件的材质的对d线的折射率，νd表示光学部件的材质的以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)，曲率半径的“∞”表示平面或开口，(孔径光阑)表示孔径光阑S，像面表示像面I。省略空气的折射率“1.0000”。在光学面为非球面时，对面编号附上*标记，在曲率半径R的栏中表示近轴曲率半径。
在表中的[全体参数]中，f表示镜头整个系统的焦距，
Figure BDA0002737327100000891
表示孔径光阑直径，Fno表示F值，2ω表示视场角(单位：°)，BF表示光轴上的从透镜最终面到近轴像面为止的距离，BF(空气)表示通过空气换算长度表示了光轴上的从透镜最终面到近轴像面为止的距离的距离，TL表示光轴上的从透镜最前面到近轴像面为止的距离，TL(空气)表示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(空气)的距离。
在表中的[非球面数据]中，关于[透镜数据]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，2次的非球面系数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 …(a)
在表中的[可变间隔数据]中，示出广角端、中间焦距、远焦端的各状态下的面间隔的值Di。另外，Di表示第i面与第(i+1)面的面间隔。
在表中的[透镜组数据]中，组编号，组初面表示各组最靠物体侧的面编号，组焦距表示各组的焦距，镜头结构长度表示各组的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(16)～(25)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”，但是即使变焦镜头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所有的实施例中相同，以下省略说明。
(第10实施例)
使用图26、图27以及表10对第10实施例进行说明。如图26所示，第10实施例的变焦镜头ZLIII(ZL10)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透镜L11与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L12的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、双凹形状的负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L24构成。负弯月透镜L21的两面为非球面。
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、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及双凹形状的负透镜L33与双凸形状的正透镜L34的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由双凹形状的负透镜L41构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L51与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52的接合透镜构成。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间，配置有以调节光量为目的的孔径光阑S。
在第5透镜组G5与像面I之间，配置有滤光器组FL。滤光器组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光器或红外截止滤光器等构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL10，使所有的透镜组G1～G5和孔径光阑S在光轴方向上移动，以使各透镜组的间隔变化，从而进行变倍。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暂时向物体侧移动，之后向像侧移动。在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使孔径光阑S与各透镜组分别独立地向物体侧移动。
在下述的表10中示出第10实施例中的各参数的值。表10中的面编号1～30与图26所示的m1～m30的各光学面对应。
(表10)
[透镜数据]
Figure BDA0002737327100000921
Figure BDA0002737327100000931
[全体参数]
变焦比75.5
Figure BDA0002737327100000932
Figure BDA0002737327100000941
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000942
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000943
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000944
[条件式]
条件式(16)ft/(-f2)＝36.49
条件式(17)(Fnt·f1)/ft＝1.99
条件式(18)β2t·β3t/(β2w·β3w)＝53.90
条件式(19)ft/f3＝16.18
条件式(20)β2t/β2w＝19.22
条件式(21)f3/(-f2)＝2.26
条件式(22)f1/fw＝23.38
条件式(23)ft/x2＝18.20
条件式(24)ωt＝0.7733°
条件式(25)ωw＝46.29°
从表10可知，本实施例的变焦镜头ZL10满足条件式(16)～(25)。
图27是第10实施例的变焦镜头ZL10的摄影距离无限远时的各像差图(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表示针对各像高的半视场角(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，实线表示各入射角或物体高的对于d线和g线的子午彗差，比原点靠右侧的虚线表示对于d线在子午方向上产生的弧矢彗差，比原点靠左侧的虚线表示对于d线在弧矢方向上产生的弧矢彗差。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27所示的各像差图可知，第10实施例的变焦镜头ZL10在从广角端状态到远焦端状态的各焦距状态下，能够良好地对各像差进行校正且具有优秀的光学性能。关于畸变，由于能够通过摄像后的图像处理充分地进行校正，因此不需要光学性的校正。
(第11实施例)
使用图28、图29以及表11对第11实施例进行说明。如图28所示，第11实施例的变焦镜头ZLIII(ZL11)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及具有正的光焦度的第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透镜L11与双凸形状的正透镜L12的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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、双凸形状的正透镜L23及凹面朝向物体侧的负弯月透镜L24构成。负弯月透镜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形状的正透镜L31、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及双凹形状的负透镜L33与双凸形状的正透镜L34的接合透镜构成。双凸形状的正透镜L31的两侧面为非球面。
第4透镜组G4由双凹形状的负透镜L41构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L51与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52的接合透镜构成。
第6透镜组G6由双凸形状的正透镜L61构成。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间，配置有以调节光量为目的的孔径光阑S。
在第6透镜组G6与像面I之间，配置有滤光器组FL。滤光器组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光器或红外截止滤光器等构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL11，使第1～第5透镜组G1～G5和孔径光阑S在光轴方向上移动并固定第6透镜组G6，以使各透镜组的间隔变化，从而进行变倍。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暂时向像侧移动，之后向物体侧移动，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暂时向物体侧移动，之后向像侧移动，第6透镜组G6相对于像面I固定。在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使孔径光阑S与各透镜组分别独立地向物体侧移动。
在下述的表11中示出第11实施例中的各参数的值。表11中的面编号1～32与图28所示的m1～m32的各光学面对应。
(表11)
[透镜数据]
Figure BDA0002737327100000971
Figure BDA0002737327100000981
[全体参数]
变焦比85.1
Figure BDA0002737327100000982
Figure BDA0002737327100000991
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100000992
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100000993
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100000994
Figure BDA0002737327100001001
[条件式]
条件式(16)ft/(-f2)＝44.46
条件式(17)(Fnt·f1)/ft＝1.74
条件式(18)β2t·β3t/(β2w·β3w)＝54.86
条件式(19)ft/f3＝17.84
条件式(20)β2t/β2w＝22.41
条件式(21)f3/(-f2)＝2.49
条件式(22)f1/fw＝23.33
条件式(23)ft/x2＝30.00
条件式(24)ωt＝0.69°
条件式(25)ωw＝45.99°
从表11可知，本实施例的变焦镜头ZL11满足条件式(16)～(25)。
图29是第11实施例的变焦镜头ZL11的摄影距离无限远时的各像差图(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29所示的各像差图可知，第11实施例的变焦镜头ZL11在从广角端状态到远焦端状态的各焦距状态下，能够良好地对各像差进行校正且具有优秀的光学性能。关于畸变，由于能够通过摄像后的图像处理充分地进行校正，因此不需要光学性的校正。
(第12实施例)
使用图30、图31以及表12对第12实施例进行说明。如图30所示，第12实施例的变焦镜头ZLIII(ZL12)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透镜L11与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L12的接合透镜、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L13及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L14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透镜L21、凹面朝向物体侧的负弯月透镜L22及双凸形状的正透镜L23构成。负弯月透镜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形状的正透镜L31、凹面朝向像侧的负弯月透镜L32及凹面朝向像侧的负弯月透镜L33与双凸形状的正透镜L34的接合透镜构成。双凸形状的正透镜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透镜L41构成。
第5透镜组G5由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L51与凹面朝向物体侧的负弯月透镜L52的接合透镜构成。
在第2透镜组G2与第3透镜组G3之间，配置有以调节光量为目的的孔径光阑S。
在第5透镜组G5与像面I之间，配置有滤光器组FL。滤光器组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光器或红外截止滤光器等构成。
关于本实施例的变焦镜头ZL12，以各透镜组的间隔变化的方式，使所有的透镜组G1～G5和孔径光阑S在光轴方向上移动，从而进行变倍。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暂时向物体侧移动，之后向像侧移动。在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，使孔径光阑S与各透镜组分别独立地向物体侧移动。
在下述的表12中示出第12实施例中的各参数的值。表12中的面编号1～28与图30所示的m1～m28的各光学面对应。
(表12)
[透镜数据]
Figure BDA0002737327100001021
Figure BDA0002737327100001031
[全体参数]
变焦比64.3
Figure BDA0002737327100001032
[非球面数据]
Figure BDA0002737327100001033
Figure BDA0002737327100001041
[可变间隔数据]
Figure BDA0002737327100001042
[透镜组数据]
Figure BDA0002737327100001043
[条件式]
条件式(16)ft/(-f2)＝33.57
条件式(17)(Fnt·f1)/ft＝2.28
条件式(18)β2t·β3t/(β2w·β3w)＝43.74
条件式(19)ft/f3＝15.58
条件式(20)β2t/β2w＝18.92
条件式(21)f3/(-f2)＝2.15
条件式(22)f1/fw＝23.33
条件式(23)ft/x2＝33.59
条件式(24)ωt＝0.915°
条件式(25)ωw＝46.465°
从表12可知，本实施例的变焦镜头ZL12满足条件式(16)～(25)。
图31是第12实施例的变焦镜头ZL12的摄影距离无限远时的各像差图(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31所示的各像差图可知，第12实施例的变焦镜头ZL12在从广角端状态到远焦端状态的各焦距状态下，能够良好地对各像差进行校正且具有优秀的光学性能。关于畸变，由于能够通过摄像后的图像处理充分地进行校正，因此不需要光学性的校正。
根据上述的各实施例，能够实现在维持镜头整体的尺寸和良好的光学性能的同时能够实现进一步的广角化和高变倍化的变焦镜头。
到此为止为了容易理解本发明，虽然附上实施方式的构成要件来进行了说明，但是本发明当然不限定于此。能够在不损坏本申请的变焦镜头ZLIII的光学性能的范围内适当采用以下的内容。
作为第4实施方式的变焦镜头ZLIII的数值实施例，虽然示出了5组、6组结构，但是并不限定于，也能够适用于其他的组结构(例如，7组等)。具体地讲，也可以是在最靠物体侧增加透镜或透镜组而成的结构、在最靠像侧增加透镜或透镜组而成的结构。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。
第4实施方式的变焦镜头ZLIII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聚焦，也适用于自动聚焦用的(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或第5透镜组G5的至少一部分作为对焦透镜组。
在第4实施方式的变焦镜头ZLIII中，也可以使任意一个透镜组全体或部分透镜组作为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旋转移动(摆动)，从而对由于手抖等而产生的像抖动进行校正的防抖透镜组。特别是，优选使第3透镜组G3的至少一部分作为防抖透镜组。
在第4实施方式的变焦镜头ZLIII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4实施方式的变焦镜头ZLIII中，孔径光阑S虽然优选配置在第2透镜组G2～第4透镜组G4之间，但是也可以不设置作为孔径光阑的部件，而通过透镜的框来代替其作用。
在第4实施方式的变焦镜头ZLIII中，在各透镜面上，为了减轻眩光和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4实施方式的变焦镜头ZLIII的变倍比为20～150倍左右。
标号说明
ZLI(ZL1～ZL3) 第1、第2实施方式的变焦镜头
ZLII(ZL4～ZL9) 第3实施方式的变焦镜头
ZLIII(ZL10～ZL12) 第4实施方式的变焦镜头
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 滤光器(滤光器组)
I 像面
CAM1 数码静态相机(第1、第2实施方式的光学设备)
CAM2 数码静态相机(第3实施方式的光学设备)
31 相机(第4实施方式的光学设备)。

Claims (17)

1.一种变焦镜头，其特征在于，
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、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透镜组及具有正的光焦度的第5透镜组构成，
使各透镜组的间隔变化来进行变倍，
所述第1透镜组由三个以上的透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时沿着光轴移动，
所述第2透镜组由沿着光轴从物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜、负透镜、双凸形状的正透镜及负透镜构成，
所述第3透镜组具备两个凹面朝向像侧的负弯月透镜，
所述第4透镜组由两个以下的透镜构成，
所述第5透镜组由正透镜和负透镜构成且在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时移动，
且满足以下的条件式：
0.01<D1/ft<0.15
0.03<Mv2/ft
其中，
D1：所述第1透镜组的从物体侧面到像侧面为止的光轴上的距离，
ft：远焦端状态下的整个系统的焦距，
Mv2：从广角端状态到远焦端状态为止的所述第2透镜组的移动量。
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：
5.80<Dt12/(-f2)
其中，
Dt12：远焦端状态下的从所述第1透镜组的像侧面到所述第2透镜组的物体侧面为止的光轴上的距离，
f2：所述第2透镜组的焦距。
3.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：
8.40<f1/(-f2)
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
4.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：
2.70<βt3/βw3
其中，
βt3：远焦端状态下的所述第3透镜组的倍率，
βw3：广角端状态下的所述第3透镜组的倍率。
5.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：
0.70<Zidwt/Fnwt<1.10
另外，定义为
Zidwt＝{(1-βt4^2)*βt5^2}/{(1-βw4^2)*βw5^2}
Fnwt＝Fnt/Fnw
其中，
βt4：远焦端状态下的所述第4透镜组的倍率，
βt5：远焦端状态下的所述第5透镜组的倍率，
βw4：广角端状态下的所述第4透镜组的倍率，
βw5：广角端状态下的所述第5透镜组的倍率，
Fnt：远焦端状态下的F值，
Fnw：广角端状态下的F值。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
在所述第2透镜组与所述第3透镜组之间具有孔径光阑。
7.根据权利要求6所述的变焦镜头，其特征在于，
在进行变倍时，使所述孔径光阑在光轴方向上移动。
8.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：
0.10°<ωt<5.00°
其中，
ωt：远焦端状态下的半视场角。
9.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：
25.00°<ωw<80.00°
其中，
ωw：广角端状态下的半视场角。
10.根据权利要求1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，所有的透镜组移动。
11.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第1透镜组具备沿着光轴从最靠物体侧依次排列的凹面朝向像侧的负弯月透镜与双凸形状的正透镜的接合透镜。
12.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第1透镜组在最靠像侧具备凸面朝向物体侧的正弯月透镜。
13.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第2透镜组的各透镜彼此具有空气间隔地隔开。
14.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第3透镜组在最靠像侧具备双凸形状的正透镜。
15.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第4透镜组具备双凹形状的负透镜。
16.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
通过使所述第4透镜组沿着光轴方向移动来进行对焦。
17.一种光学设备，其特征在于，搭载权利要求1～16中的任意一项所述的变焦镜头。
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