CN113960774A - 变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

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CN113960774A CN202110810434.8A CN202110810434A CN113960774A CN 113960774 A CN113960774 A CN 113960774A CN 202110810434 A CN202110810434 A CN 202110810434A CN 113960774 A CN113960774 A CN 113960774A
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Abstract

本发明提供一种实现了小型化且具有良好的光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。变焦镜头从物体侧依次包括负的第1透镜组、正的第2透镜组、正的第3透镜组、负的第4透镜组、正的第5透镜组。第1透镜组从物体侧依次包括对焦时不移动的第1A透镜组、对焦时移动的第1B透镜组、对焦时不移动的第1C透镜组。变倍时，第1透镜组及第5透镜组不移动，第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组移动。第4透镜组包括光圈。变焦镜头满足预先确定的条件式。

Description

变焦镜头及摄像装置
技术领域
本发明的技术涉及一种变焦镜头及摄像装置。
背景技术
作为能够适用于电影摄影机、广播用摄像机及数码相机等摄像装置的变焦镜头，已知下述专利文献1中记载的透镜系统。
专利文献1：日本特开2019-003073号公报
近年来，要求一种结构小且具有良好的光学性能的变焦镜头。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种实现了小型化且具有良好的光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
本发明的第1观点所涉及的变焦镜头从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组、具有负屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，第1透镜组从物体侧向像侧依次包括对焦时相对于像面固定的第1A透镜组、对焦时移动的第1B透镜组及对焦时相对于像面固定的第1C透镜组，从广角端向长焦端变倍时，第1透镜组及第5透镜组相对于像面固定，第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组改变彼此的间隔沿着光轴移动，长焦端下的第2透镜组位于比广角端下的第2透镜组更靠物体侧的位置，长焦端下的第3透镜组位于比广角端下的第3透镜组更靠物体侧的位置，长焦端下的第4透镜组位于比广角端下的第4透镜组更靠像侧的位置，第4透镜组包括光圈，在将长焦端下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2t、且将第2透镜组的焦距设为f2的情况下，该变焦镜头满足下述条件式(1)。
0.05＜z2t/f2＜0.1 (1)
本发明的第1观点所涉及的变焦镜头优选满足下述条件式(1-1)。
0.06＜z2t/f2＜0.09 (1-1)
本发明的第1观点所涉及的变焦镜头在将长焦端下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2t、且将长焦端下的第3透镜组的位置与广角端下的第3透镜组的位置在光轴方向上的差设为z3t的情况下，优选满足下述条件式(2)，更优选满足下述条件式(2-1)。
0.25＜z2t/z3t＜0.45 (2)
0.3＜z2t/z3t＜0.4 (2-1)
本发明的第1观点所涉及的变焦镜头在将广角端下的第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔设为d12w、将广角端下的第2透镜组与第3透镜组在光轴上的间隔设为d23w、将长焦端下的第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔设为d12t、且将长焦端下的第2透镜组与第3透镜组在光轴上的间隔设为d23t的情况下，优选满足下述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3-1)。
0.01＜(d12t+d23t)/(d12w+d23w)＜0.2 (3)
0.05＜(d12t+d23t)/(d12w+d23w)＜0.16 (3-1)
本发明的第1观点所涉及的变焦镜头在对焦于无限远物体的状态下，将广角端下的整个系统的焦距设为fw、将长焦端下的整个系统的焦距设为ft、将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.2的变倍状态下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2a、且将长焦端下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2t的情况下，优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。
0.45＜z2a/z2t＜0.55 (4)
0.47＜z2a/z2t＜0.53 (4-1)
本发明的第1观点所涉及的变焦镜头在对焦于无限远物体的状态下，将广角端下的整个系统的焦距设为fw、将长焦端下的整个系统的焦距设为ft、将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.4的变倍状态下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2b、且将长焦端下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2t的情况下，优选满足下述条件式(5)，更优选满足下述条件式(5-1)。
0.75＜z2b/z2t＜0.85 (5)
0.76＜z2b/z2t＜0.84 (5-1)
本发明的第2观点所涉及的变焦镜头从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组、具有负屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，第1透镜组包括对焦时相对于像面固定的第1A透镜组、对焦时移动的第1B透镜组及对焦时相对于像面固定的第1C透镜组，从广角端向长焦端变倍时，第1透镜组及第5透镜组相对于像面固定，第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组改变彼此的间隔沿着光轴移动，长焦端下的第2透镜组位于比广角端下的第2透镜组更靠物体侧的位置，长焦端下的第3透镜组位于比广角端下的第3透镜组更靠物体侧的位置，长焦端下的第4透镜组位于比广角端下的第4透镜组更靠像侧的位置，第4透镜组包括光圈，在将第1透镜组的最靠物体侧的透镜面至第5透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与空气换算距离计的整个系统的后焦距之和设为TL、且将最大像高设为Y的情况下，该变焦镜头满足下述条件式(6)。
10＜TL/Y＜12 (6)
本发明的第2观点所涉及的变焦镜头优选满足下述条件式(6-1)。
10.5＜TL/Y＜11.5 (6-1)
本发明的第1及第2观点所涉及的变焦镜头在将第2透镜组的最靠物体侧的透镜面至第2透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离设为th2、且将第2透镜组的焦距设为f2的情况下，优选满足下述条件式(7)，更优选满足下述条件式(7-1)。
0＜th2/f2＜0.05 (7)
0＜th2/f2＜0.03 (7-1)
在本发明的第1及第2观点所涉及的变焦镜头满足条件式(7)的情况下，第2透镜组优选包括一片正透镜。
在本发明的第1及第2观点所涉及的变焦镜头中，第5透镜组优选包括至少一个包括一片正透镜及一片负透镜的接合透镜，在对构成第5透镜组中包含的上述接合透镜中最靠像侧的上述接合透镜的正透镜，将d线基准的色散系数及g线与F线之间的部分色散比分别设为νp及θp、且对构成第5透镜组中包含的上述接合透镜中最靠像侧的上述接合透镜的负透镜，将d线基准的色散系数及g线与F线之间的部分色散比分别设为vn及θn的情况下，本发明的第1及第2观点所涉及的变焦镜头优选满足下述条件式(8)及(9)。并且，本发明的第1及第2观点所涉及的变焦镜头更优选在满足条件式(8)及(9)的基础上还满足下述条件式(8-1)及(9-1)中的至少一个。
40＜vp-vn＜82 (8)
0.03＜(θp-θn)+0.001623×(vp-vn)＜0.042 (9)
45＜vp-vn＜82 (8-1)
0.032＜(θp-θ n)+0.001623×(vp-vn)＜0.04 (9-1)
在本发明的第1及第2观点所涉及的变焦镜头中，第3透镜组优选包括四片透镜。
本发明的另一观点所涉及的摄像装置具备本发明的第1及第2观点所涉及的变焦镜头中的至少一个。
另外，本说明书的“包括～”、“包括～的”表示，除所举出的构成要件以外，还可以包括：实质上不具有屈光力的透镜；光圈、滤波器及盖玻璃等除透镜以外的光学要件；以及透镜凸缘、镜筒、成像元件及手抖校正机构等机构部分等。
本说明书的“具有正屈光力的～组”表示组整体具有正屈光力。同样地，“具有负屈光力的～组”表示组整体具有负屈光力。“具有正屈光力的透镜”与“正透镜”含义相同。“具有负屈光力的透镜”与“负透镜”含义相同。“～透镜组”并不限于包括多片透镜的结构，也可以设为仅包括一片透镜的结构。
复合非球面透镜(球面透镜和形成于该球面透镜上的非球面形状的膜构成为一体而整体发挥一个非球面透镜的功能的透镜)不视为接合透镜而作为一片透镜来使用。关于与包括非球面的透镜相关的屈光力的符号及面形状，若无特别说明，则设为在近轴区域内考虑。
在本说明书中，“整个系统”表示变焦镜头。“空气换算距离计的整个系统的后焦距”为变焦镜头的最靠像侧的透镜面至变焦镜头的像侧焦点位置为止的光轴上的空气换算距离。条件式中使用的“焦距”为近轴焦距。条件式中使用的值为在对焦于无限远物体的状态下以d线为基准时的值。
在将相对于g线、F线及C线的一透镜的折射率分别设为Ng、NF及NC的情况下，该透镜的g线与F线之间的部分色散比θgF由θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)来定义。本说明书中记载的“d线”、“C线”、“F线”及“g线”为亮线。在本说明书中，d线的波长视为587.56nm(纳米)，C线的波长视为656.27nm(纳米)，F线的波长视为486.13nm(纳米)，g线的波长视为435.84nm(纳米)。
发明效果
根据本发明，能够提供一种实现了小型化且具有良好的光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
附图说明
图1与实施例1的变焦镜头对应，是表示一实施方式所涉及的变焦镜头的截面结构和移动轨迹的图。
图2是表示图1所示的变焦镜头的截面结构和光束的图。
图3是实施例1的变焦镜头的各像差图。
图4是表示实施例2的变焦镜头的截面结构和移动轨迹的图。
图5是实施例2的变焦镜头的各像差图。
图6是表示实施例3的变焦镜头的截面结构和移动轨迹的图。
图7是实施例3的变焦镜头的各像差图。
图8是表示实施例4的变焦镜头的截面结构和移动轨迹的图。
图9是实施例4的变焦镜头的各像差图。
图10是表示实施例5的变焦镜头的截面结构和移动轨迹的图。
图11是实施例5的变焦镜头的各像差图。
图12是表示实施例6的变焦镜头的截面结构和移动轨迹的图。
图13是实施例6的变焦镜头的各像差图。
图14是表示实施例7的变焦镜头的截面结构和移动轨迹的图。
图15是实施例7的变焦镜头的各像差图。
图16是表示一实施方式所涉及的摄像装置的概略结构的图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的一实施方式进行说明。在图1中示出本发明的一实施方式所涉及的变焦镜头的结构的剖视图。在图1中，在标注“WIDE”的上排示出了广角端状态，在标注“TELE”的下排示出长焦端状态。在图1中，示出对焦于无限远物体的状态，左侧为物体侧，右侧为像侧。图1所示的例子与后述的实施例1的变焦镜头对应。
本发明的一实施方式所涉及的变焦镜头从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第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、具有负屈光力的第4透镜组G4及具有正屈光力的第5透镜组G5。
从广角端向长焦端变倍时，第1透镜组G1及第5透镜组G5相对于像面Sim固定。通过将第1透镜组G1和第5透镜组G5设为变倍时固定的结构，无需在变倍时改变最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面为止的距离，即可减少透镜系统的重心的变动，因此能够提高拍摄时的便利性。并且，从广角端向长焦端变倍时，第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4改变彼此的间隔沿着光轴Z移动。在图1中，作为一例，将从广角端向长焦端变倍时的第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4各自的概略移动轨迹用箭头示于上排与下排之间。
在图2中示出图1的变焦镜头的各变倍状态下的结构的剖视图和光束。在图2中，在标注“WIDE”的最上排示出广角端状态，在标注“MIDDLE1”的从上起第2排示出第1中间焦距状态，在标注“MIDDLE2”的从上起第3排示出第2中间焦距状态，在标注“TELE”的最下排示出长焦端状态。在图2中，作为光束，示出轴上光束及最大像高Y的光束。
在该变焦镜头中，构成为长焦端下的第2透镜组G2位于比广角端下的第2透镜组G2更靠物体侧的位置，长焦端下的第3透镜组G3位于比广角端下的第3透镜组G3更靠物体侧的位置，长焦端下的第4透镜组G4位于比广角端下的第4透镜组G4更靠像侧的位置。在图1及图2所示的例子中，从广角端向长焦端变倍时，第2透镜组G2在大部分的变倍区域内向物体侧移动，第3透镜组G3始终向物体侧移动，第4透镜组G4始终向像侧移动。
并且，在该变焦镜头中，第4透镜组G4构成为包括孔径光圈St。变倍时，通过孔径光圈St与上述第4透镜组G4的行动相同地移动，能够使入射瞳位置在广角侧更靠近物体侧，因此能够抑制整个系统的最靠物体侧的透镜的大径化。由此，有利于实现小型化的同时实现广角化。另外，图1及图2的孔径光圈St表示光轴方向上的位置，而不表示形状及大小。
若在变倍时采取上述行动的第2透镜组G2中关注轴上边缘光线的高度，则如图2所示，长焦端下的高度明显高于广角端下的高度。在第2透镜组G2已移动的情况下，该高度越高，相对于第2透镜组G2的移动量的像差变动量及像面位置的变动量越大。即，与广角侧相比，在长焦侧，像差及像面位置相对于第2透镜组G2的移动以高灵敏度发生变动。因此，若移动第2透镜组G2来进行像差校正及像面位置的校正，则在长焦侧，能够仅通过少量移动第2透镜组G2来有效地进行校正。
在这种变焦镜头中，在将长焦端下的第2透镜组G2的位置与广角端下的第2透镜组G2的位置在光轴方向上的差设为z2t、将第2透镜组G2的焦距设为f2的情况下，变焦镜头优选满足下述条件式(1)。通过使条件式(1)的对应值不成为下限以下，能够抑制第2透镜组G2中的像差校正变得不足。通过使条件式(1)的对应值不成为上限以上，能够抑制第2透镜组G2中的像差校正变得过度。通过满足条件式(1)，有利于保持良好的光学性能。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(1-1)。
0.05＜z2t/f2＜0.1 (1)
0.06＜z2t/f2＜0.09 (1-1)
条件式(1)为与从广角端向长焦端变倍时的第2透镜组G2的移动量和第2透镜组G2的焦距相关的式。在满足条件式(1)的情况下，第2透镜组G2将具有相对较弱的屈光力。在变倍系统中，这种第2透镜组G2适合作为校正变倍时产生的像差变动及像面位置的变动的补偿器。
并且，在将长焦端下的第2透镜组G2的位置与广角端下的第2透镜组G2的位置在光轴方向上的差设为z2t、将长焦端下的第3透镜组G3的位置与广角端下的第3透镜组G3的位置在光轴方向上的差设为z3t的情况下，变焦镜头优选满足下述条件式(2)。通过使条件式(2)的对应值不成为下限以下，能够抑制第2透镜组G2中的像差校正变得不足，因此有利于保持良好的光学性能。通过使条件式(2)的对应值不成为上限以上，能够抑制透镜系统相对于变倍比大型化。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(2-1)。
0.25＜z2t/z3t＜0.45 (2)
0.3＜z2t/z3t＜0.4 (2-1)
条件式(2)为与从广角端向长焦端变倍时的第2透镜组G2的移动量与第3透镜组G3的移动量之比相关的式。在满足条件式(2)的情况下，能够使第3透镜组G3适当地发挥具有正屈光力的主变倍器的功能，使第2透镜组G2适当地发挥补偿器的功能。
并且，在将广角端下的第1透镜组G1与第2透镜组G2在光轴上的间隔设为d12w、将广角端下的第2透镜组G2与第3透镜组G3在光轴上的间隔设为d23w、将长焦端下的第1透镜组G1与第2透镜组G2在光轴上的间隔设为d12t、将长焦端下的第2透镜组G2与第3透镜组G3在光轴上的间隔设为d23t的情况下，变焦镜头优选满足下述条件式(3)。通过使条件式(3)的对应值不成为下限以下，能够抑制第2透镜组G2中的像差校正变得过度。通过使条件式(3)的对应值不成为上限以上，能够抑制第2透镜组G2中的像差校正变得不足。通过满足条件式(3)，有利于保持良好的光学性能。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(3-1)。
0.01＜(d12t+d23t)/(d12w+d23w)＜0.2 (3)
0.05＜(d12t+d23t)/(d12w+d23w)＜0.16 (3-1)
条件式(3)为与第2透镜组G2的物体侧及像侧的空气间隔相关的式。在长焦侧，第2透镜组G2的物体侧的空气间隔越窄，第2透镜组G2中的轴上边缘光线越高，移动第2透镜组G2时的像差校正及像面位置的校正越灵敏。即，这些校正所需的长焦侧的第2透镜组G2的移动量越小，因此有利于小型化。
在对焦于无限远物体的状态下，将广角端下的整个系统的焦距设为fw、将长焦端下的整个系统的焦距设为ft、将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.2的变倍状态下的第2透镜组G2的位置与广角端下的第2透镜组G2的位置在光轴方向上的差设为z2a、将长焦端下的第2透镜组G2的位置与广角端下的第2透镜组G2的位置在光轴方向上的差设为z2t的情况下，变焦镜头优选满足下述条件式(4)。通过使条件式(4)的对应值不成为下限以下，能够抑制广角侧的第2透镜组G2中的像差校正变得不足。通过使条件式(4)的对应值不成为上限以上，能够抑制广角侧的第2透镜组G2中的像差校正变得过度。通过满足条件式(4)，有利于保持良好的光学性能。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(4-1)。
0.45＜z2a/z2t＜0.55 (4)
0.47＜z2a/z2t＜0.53 (4-1)
与条件式(4)相关的ft/fw为长焦端的变焦比。在本说明书中，将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.2的变倍状态称为第1中间焦距状态。第1中间焦距状态为其变焦比成为长焦端的变焦比的0.2次方的变倍状态，为相对广角侧的变倍状态。z2a/z2t表示广角端至第1中间焦距状态为止的第2透镜组G2的移动量与广角端至长焦端为止的第2透镜组G2的移动量之比。简而言之，z2a/z2t的值越大，变倍时第2透镜组G2趋于在广角侧越大地移动，而在长焦侧越小地移动。
在对焦于无限远物体的状态下，将广角端下的整个系统的焦距设为fw、将长焦端下的整个系统的焦距设为ft、将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.4的变倍状态下的第2透镜组G2的位置与广角端下的第2透镜组G2的位置在光轴方向上的差设为z2b、将长焦端下的第2透镜组G2的位置与广角端下的第2透镜组G2的位置在光轴方向上的差设为z2t的情况下，变焦镜头优选满足下述条件式(5)。在本说明书中，将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.4的变倍状态称为第2中间焦距状态。通过使条件式(5)的对应值不成为下限以下，能够抑制广角侧的第2透镜组G2中的像差校正变得不足。通过使条件式(5)的对应值不成为上限以上，能够抑制广角侧的第2透镜组G2中的像差校正变得过度。通过满足条件式(5)，有利于保持良好的光学性能。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(5-1)。
0.75＜z2b/z2t＜0.85 (5)
0.76＜z2b/z2t＜0.84 (5-1)
在本说明书中，将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.4的变倍状态称为第2中间焦距状态。第2中间焦距状态为其变焦比成为长焦端的变焦比的0.4次方的变倍状态。z2b/z2t表示广角端至第2中间焦距状态为止的第2透镜组G2的移动量与广角端至长焦端为止的第2透镜组G2的移动量之比。
在将第1透镜组G1的最靠物体侧的透镜面至第5透镜组G5的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与空气换算距离计的整个系统的后焦距之和设为TL、将最大像高设为Y的情况下，变焦镜头优选满足下述条件式(6)。通过使条件式(6)的对应值不成为下限以下，有利于将各像差保持在良好的状态。通过使条件式(6)的对应值不成为上限以上，有利于抑制透镜系统的大型化。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(6-1)。
10＜TL/Y＜12 (6)
10.5＜TL/Y＜11.5 (6-1)
在将第2透镜组G2的最靠物体侧的透镜面至第2透镜组G2的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离设为th2、将第2透镜组G2的焦距设为f2的情况下，变焦镜头优选满足下述条件式(7)。第2透镜组G2为具有正屈光力的透镜组，因此0＜th2/f2。通过使条件式(7)的对应值不成为上限以上，有利于抑制透镜系统的大型化。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(7-1)。
0＜th2/f2＜0.05 (7)
0＜th2/f2＜0.03 (7-1)
第5透镜组G5优选包括至少一个包括一片正透镜及一片负透镜的接合透镜。在如此构成的情况下，有利于校正色差。
在第5透镜组G5包括至少一个包括一片正透镜及一片负透镜的接合透镜的结构中，变焦镜头优选满足下述条件式(8)。在此，将构成第5透镜组G5中包含的上述接合透镜中最靠像侧的上述接合透镜的正透镜及负透镜的d线基准的色散系数分别设为νp及vn。通过使条件式(8)的对应值不成为下限以下，有利于抑制轴上色差及倍率色差。通过使条件式(8)的对应值不成为上限以上，有利于抑制倍率色差的二次光谱的校正过度。通过满足条件式(8)，有利于良好的色差校正。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(8-1)，进一步优选满足下述条件式(8-2)。
40＜vp--vn＜82 (8)
45＜vp-vn＜82 (8-1)
50＜vp-vn＜82 (8-2)
在第5透镜组G5包括至少一个包括一片正透镜及一片负透镜的接合透镜的结构中，变焦镜头优选满足下述条件式(9)。在此，对构成第5透镜组G5中包含的上述接合透镜中最靠像侧的上述接合透镜的正透镜，将d线基准的色散系数及g线与F线之间的部分色散比分别设为νp及θp。并且，对构成第5透镜组G5中包含的上述接合透镜中最靠像侧的上述接合透镜的负透镜，将d线基准的色散系数及g线与F线之间的部分色散比分别设为vn及θn。通过使条件式(9)的对应值不成为下限以下，有利于抑制倍率色差的短波长侧的二次光谱的校正过度。通过使条件式(9)的对应值不成为上限以上，有利于抑制倍率色差的短波长侧的二次光谱的校正不足。通过满足条件式(9)，有利于良好的色差校正。为了获得更良好的特性，变焦镜头更优选满足下述条件式(9-1)。
0.03＜(θp-θn)+0.001623×(vp-vn)＜0.042 (9)
0.032＜(θp-θn)+0.001623×(vp-νn)＜0.04 (9-1)
在第5透镜组G5包括至少一个包括一片正透镜及一片负透镜的接合透镜的结构中，变焦镜头更优选满足条件式(8)及条件式(9)。进而，变焦镜头进一步优选在满足条件式(8)及条件式(9)的基础上还满足条件式(8-1)、条件式(8-2)及、条件式(9-1)中的至少一个。
关于对焦，也可以构成为通过移动第1透镜组G1的一部分来进行。在图1的例子中，第1透镜组G1从物体侧向像侧依次包括对焦时相对于像面Sim固定的第1A透镜组G1A、对焦时沿着光轴Z移动的第1B透镜组G1B及对焦时相对于像面Sim固定的第1C透镜组G1C。以下，将对焦时移动的透镜组称为聚焦组。标在图1的上排的第1B透镜组G1B的下方的括号和朝向水平方向右侧的箭头表示是第1B透镜组G1B从无限远物体向最近物体对焦时向像侧移动的聚焦组。通过使用比变倍时移动的透镜组更靠物体侧的组来进行对焦，能够抑制对焦时移动的透镜组的移动量，有利于兼顾小型化和高倍率化。并且，第1透镜组G1在变倍时不移动，因此通过将第1透镜组G1内的一部分透镜组设为聚焦组，可使变倍时聚焦组的像点不移动，因此能够抑制变倍时的对焦位置的变动。
另外，图1所示的例子仅为一例，可以在不脱离本发明的技术宗旨的范围内进行各种变形。例如，构成各透镜组的透镜的数量可以为与图1的例子不同的数量。并且，各透镜组例如可以采用以下结构。
第1A透镜组G1A可以构成为包括五片透镜。具体而言，第1A透镜组G1A可以构成为包括四片负透镜和一片正透镜。更详细而言，第1A透镜组G1A可以构成为从物体侧向像侧依次包括三片负透镜、一片正透镜及一片负透镜。在该情况下，从物体侧起第3个透镜和从物体侧起第4个透镜可以为单透镜，或者可以彼此接合。
第用透镜组G1B可以构成为包括两片透镜。具体而言，第1B透镜组G1B可以构成为包括一片正透镜和一片负透镜。
第1C透镜组G1C可以构成为包括一片透镜。在该情况下，第1C透镜组G1C可以构成为包括一片负透镜。
第2透镜组G2可以构成为包括一片正透镜。在如此构成的情况下，有利于小型化。更详细而言，第2透镜组G2可以构成为包括凸面朝向物体侧的一片正透镜。作为该正透镜，可以为双凸透镜，也可以为正弯月形透镜，也可以为平凸透镜。
第3透镜组G3可以构成为包括四片透镜。在如此构成的情况下，能够使多片透镜分担第3透镜组G3的屈光力，因此有利于减少像差的产生量。尤其，在第3透镜组G3具有较强的正屈光力的情况下有效。具体而言，第3透镜组G3可以构成为包括三片正透镜和一片负透镜。更详细而言，第3透镜组G3可以构成为从物体侧向像侧依次包括一片正透镜、一片负透镜及两片正透镜。在该情况下，在第3透镜组(G3中，最靠物体侧的透镜和从物体侧起第2个透镜可以彼此接合。
第4透镜组G4可以构成为包括孔径光圈St和三片透镜。具体而言，第4透镜组G4可以构成为包括孔径光圈St、一片正透镜及两片负透镜。孔径光圈St可以构成为配置于第4透镜组G4的最靠物体侧，在如此构成的情况下，有利于整个系统的最靠物体侧的透镜的小径化。例如，第4透镜组G4可以构成为从物体侧向像侧依次包括孔径光圈St、一片正透镜及两片负透镜。在该情况下，在第4透镜组G4中，最靠物体侧的透镜和从物体侧起第2个透镜可以彼此接合。
第5透镜组G5可以构成为包括七片透镜。具体而言，第5透镜组G5可以构成为包括两片负透镜和五片正透镜。更详细而言，第5透镜组G5可以构成为从物体侧向像侧依次包括一片负透镜、四片正透镜、一片负透镜及一片正透镜。
包括与条件式相关的结构在内，上述优选结构及可实现的结构可以任意进行组合，优选根据所要求的规格适当选择性地采用。另外，作为允许的条件式的范围，并不限定于以式的形式记载的条件式，还包括从优选、更优选及进一步优选的条件式中任意组合下限和上限而得的范围。
以下，记载本发明的变焦镜头的优选的三个方式。第1方式的变焦镜头从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第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、具有负屈光力的第4透镜组G4及具有正屈光力的第5透镜组G5，第1透镜组G1从物体侧向像侧依次包括对焦时相对于像面Sim固定的第1A透镜组G1A、对焦时移动的第1B透镜组G1B及对焦时相对于像面Sim固定的第1C透镜组G1C，从广角端向长焦端变倍时，第1透镜组G1及第5透镜组G5相对于像面Sim固定，第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4改变彼此的间隔沿着光轴Z移动，长焦端下的第2透镜组G2位于比广角端下的第2透镜组G2更靠物体侧的位置，长焦端下的第3透镜组G3位于比广角端下的第3透镜组G3更靠物体侧的位置，长焦端下的第4透镜组G4位于比广角端下的第4透镜组G4更靠像侧的位置，第4透镜组G4包括孔径光圈St，该变焦镜头满足上述条件式(1)。
第2方式的变焦镜头从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第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、具有负屈光力的第4透镜组G4及具有正屈光力的第5透镜组G5，第1透镜组G1包括对焦时相对于像面Sim固定的第1A透镜组G1A、对焦时移动的第1B透镜组G1B及对焦时相对于像面Sim固定的第1C透镜组G1C，从广角端向长焦端变倍时，第1透镜组G1及第5透镜组G5相对于像面Sim固定，第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4改变彼此的间隔沿着光轴Z移动，长焦端下的第2透镜组G2位于比广角端下的第2透镜组G2更靠物体侧的位置，长焦端下的第3透镜组G3位于比广角端下的第3透镜组G3更靠物体侧的位置，长焦端下的第4透镜组G4位于比广角端下的第4透镜组G4更靠像侧的位置，第4透镜组G4包括孔径光圈St，该变焦镜头满足上述条件式(2)。
第3方式的变焦镜头从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第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、具有负屈光力的第4透镜组G4及具有正屈光力的第5透镜组G5，第1透镜组G1包括对焦时相对于像面Sim固定的第1A透镜组G1A、对焦时移动的第1B透镜组G1B及对焦时相对于像面Sim固定的第1C透镜组G1C，从广角端向长焦端变倍时，第1透镜组G1及第5透镜组G5相对于像面Sim固定，第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4改变彼此的间隔沿着光轴Z移动，长焦端下的第2透镜组G2位于比广角端下的第2透镜组G2更靠物体侧的位置，长焦端下的第3透镜组G3位于比广角端下的第3透镜组G3更靠物体侧的位置，长焦端下的第4透镜组G4位于比广角端下的第4透镜组G4更靠像侧的位置，第4透镜组G4包括孔径光圈St，该变焦镜头满足上述条件式(6)。
接着，对本发明的变焦镜头的实施例进行说明。
[实施例1]
实施例1的变焦镜头的结构和移动轨迹示于图1，其图示方法和结构如上所述，因此在此省略一部分重复说明。
关于实施例1的变焦镜头，将基本透镜数据示于表1A及表1B，将规格和可变面间隔示于表2，将非球面系数示于表3。在此，为了避免一个表变长，将基本透镜数据分成表1A及表1B这两个表来显示。在表1A中示出第1透镜组G1至第3透镜组G3，在表1B中示出第4透镜组G4及第5透镜组G5。在表1A、表1B及表2中示出对焦于无限远物体的状态下的数据。
在表1A及表1B中，在Sn栏中示出以最靠物体侧的面为第1面而随着朝向像侧逐一增加编号时的面编号，在R栏中示出各面的曲率半径，在D栏中示出各面和在其像侧与其相邻的面之间的光轴上的面间隔。在Nd栏中示出各构成要件相对于d线的折射率，在νd栏中示出各构成要件的d线基准的色散系数，在θgF栏中示出各构成要件的g线与F线之间的部分色散比。在材料栏中，在中间夹着句号示出构成要件的材料名称及其制造商名称。制造商名称是概略性地示出的。“HOYA”为HOYA Corporation，“OHARA”为OHARA Inc.，“SCHOTT”为Schott AG，“HIKARI”为HIKARI GLASS Co.，Ltd，“SUMITA”为SUMITA OPTICAL GLASS，Inc.，“CDGM”为成都光明光电股份有限公司。
在表1A及表1B中，将凸面朝向物体侧的形状的面的曲率半径的符号设为正，将凸面朝向像侧的形状的面的曲率半径的符号设为负。在表1B中，在相当于孔径光圈St的面的面编号栏中记载了面编号和(St)这一术语。在表1A及表1B中，关于变倍时的可变面间隔使用了DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号并记入于D栏中。
在表2中，以d线基准示出变焦比Zr、焦距f、后焦距Bf、F值FNo.、最大全视角2ω、最大像高Y及变倍时的可变面间隔。2ω栏的(°)表示单位为度。在表2中，将广角端状态、第1中间焦距状态、第2中间焦距状态、长焦端状态的各值分别示于标记为WIDE、MIDDLE1、MIDDLE2、TELE的栏中。
在基本透镜数据中，对非球面的面编号标注了*标记，在非球面的曲率半径栏中记载了近轴的曲率半径的数值。在表3中，在Sn栏中示出非球面的面编号，在KA及Am(m＝4、6、8、10)栏中示出关于各非球面的非球面系数的数值。表3的非球面系数的数值的“E±n”(n：整数)表示“×10±n”。KA及A m为由下式表示的非球面式中的非球面系数。
Zd＝C×h2/{ 1+(1-KA×C2×h2)1/2}+∑Am×hm
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且与光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(光轴至透镜面为止的距离)；
C：近轴曲率半径的倒数；
KA、Am：非球面系数，
非球面式的∑表示与m相关的总和。
在各表的数据中，作为角度的单位使用了度，作为长度的单位使用了mm(毫米)，光学系统既可以放大比例使用也可以缩小比例使用，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了以规定位数舍入的数值。
[表1A]
实施例1
Sn R D Nd vd θgF 材料
*1 197.6901 2.1300 1.80610 33.27 0.58845 NBFD15-W.HOYA
2 36.0268 12.8300
*3 83.8474 2.9000 1.72916 54.68 0.54451 S-LAL18.OHARA
4 50.1200 14.4100
5 -99.1263 2.3200 1.77250 49.60 0.55212 S-LAH66.OHARA
6 -295.3804 0.1400
7 -384.7905 4.5100 1.84666 23.78 0.62054 S-TIH53W.OHARA
8 -96.7510 6.0800
9 -47.2592 2.0300 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
10 -164.1124 0.9300
11 311.5971 8.6900 1.60863 46.60 0.56787 NBAF52.SCHOTT
12 -81.7048 1.1700
13 178.1816 2.5000 1.89286 20.36 0.63944 S-NPH4.OHARA
14 91.8627 6.1000
15 91.9406 1.5000 1.67270 32.18 0.59733 J-SF5.HIKARI
16 61.1884 DD[16]
*17 311.9817 3.0000 1.88300 40.76 0.56679 S-LAH58.OHARA
18 -535.3894 DD[18]
19 121.6720 8.8600 1.63246 63.77 0.54215 K-LAFK60.SUMITA
20 -63.0221 1.9700 1.85150 40.78 0.56958 S-LAH89.0HARA
21 -268.1054 2.2000
22 75.3389 3.1400 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
23 206.2248 5.2300
24 206.6968 3.9900 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
25 -143.7754 DD[25]
[表1B]
实施例1
Sn R D Nd vd θgF 材料
26(St) ∞ 6.1200
27 124.8302 5.4500 1.84666 23.78 0.62054 S-TIH53W.OHARA
28 -35.8318 1.2400 1.88300 40.76 0.56679 S-LAH58.OHARA
29 133.5968 5.0800
30 -42.2691 1.0000 1.90043 37.37 0.57668 TAFD37A.HOYA
31 -833.9226 DD[31]
32 150.6508 1.0000 1.85545 36.60 0.57920 H-ZLAF3.CDGM
33 44.6925 7.8200 1.55215 71.99 0.54103 K-PSK500.SUMITA
34 -62.2986 0.1200
35 62.8452 9.0700 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
36 -55.5875 4.8900
37 103.2891 2.8200 1.51760 63.54 0.53369 K-PBK40.SUMITA
38 375.3143 1.8000
39 52.2294 3.5600 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
40 156.1328 3.8800
41 -80.6794 2.3200 1.85000 27.03 0.60935 J-LASFH23.HIKARI
42 53.2779 5.4300 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
*43 -148.1120 37.3700
[表2]
实施例1
WIDE middle1 middle2 TELE
Zr 1.0 1.2 1.4 2.4
f 19.77 23.50 27.92 46.86
Bf 37.37 37.37 37.37 37.37
FNo. 2.76 2.76 2.76 2.76
2ω(°) 101.8 89.4 78.2 51.4
Y 23.15 23.15 23.15 23.15
DD[16] 20.95 13.23 8.49 5.89
DD[18] 25.72 25.05 21.66 0.81
DD[25] 1.49 11.90 22.65 56.66
DD[31] 16.54 14.52 11.90 1.34
[表3]
实施例1
Sn 1 3 17 43
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 2.4074094E-06 -2.9095355E-07 4.3331470E-07 3.5158499E-06
A6 -8.8381571E-10 -6.6801666E-10 5.3816040E-12 -9.7576026E-10
A8 1.5130610E-13 2.2215613E-12 1.9714745E-13 1.6607549E-12
Ai0 4.9398185E-18 -8.4723249E-16 -4.6997546E-17 -2.9832219E-15
在图3中示出实施例1的变焦镜头对焦于无限远物体的状态的各像差图。在图3中，从左起依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在图3中，在标注“WIDE”的最上排示出广角端状态的像差，在标注“MIDDLE1”的从上起第2排示出第1中间焦距状态的像差，在标注“MIDDLE2”的从上起第3排示出第2中间焦距状态的像差，在标注“TELE”的最下排示出长焦端状态的像差。在球面像差图中，分别以实线、长虚线、短虚线及单点划线示出d线、C线、F线及g线下的像差。在像散图中，以实线示出弧矢方向上的d线下的像差，以短虚线示出子午方向上的d线下的像差。在畸变像差图中，以实线示出d线下的像差。在倍率色差图中，分别以长虚线、短虚线及单点划线示出C线、F线及g线下的像差。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
若无特别说明，则与上述实施例1相关的各数据的记号、含义、记载方法及图示方法在以下实施例中也相同，因此以下省略重复说明。
[实施例2]
将实施例2的变焦镜头的结构和移动轨迹示于图4。与图1相比，在图4中，省略了长焦端下的结构的图示，这一点在以下实施例3～7的结构图中也相同。关于实施例2的变焦镜头，将基本透镜数据示于表4A及表4B，将规格和可变面间隔示于表5，将非球面系数示于表6，将各像差图示于图5。
[表4A]
实施例2
Sn R D Nd vd θgF 材料
*1 188.2961 2.0000 1.80610 33.27 0.58845 NBFDl5-W.HOYA
2 35.8781 12.4700
*3 84.5142 2.6800 1.72916 54.68 0.54451 S-LAL18.OHARA
4 48.2192 14.6600
5 -97.7775 2.0000 1.77250 49.60 0.55212 S-LAH66.OHARA
6 -299.2576 0.3700
7 -385.1437 5.0800 1.84666 23.78 0.62054 S-TIH53W.OHARA
8 -96.3493 5.8800
9 -47.4028 2.0000 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
10 -161.5505 0.9500
11 303.2806 8.6600 1.60863 46.60 0.56787 N-BAF52.SCHOTT
12 -81.3321 0.1200
13 178.4730 2.5000 1.89286 20.36 0.63944 S-NPH4.OHARA
14 92.1468 5.9700
15 91.9662 1.6300 1.67270 32.18 0.59733 J-SF5.HIKARI
16 60.9539 DD[16]
*17 305.4093 3.2300 1.88300 40.76 0.56679 S-LAH58.OHARA
18 -513.7363 DD[18]
19 123.2744 12.5100 1.63246 63.77 0.54215 K-LAFK60.SUMITA
20 -62.4574 2.1800 1.85150 40.78 0.56958 S—LAH89.OHARA
21 -268.6121 0.8200
22 76.1308 3.4300 1.49700 81.61 O.53887 FCD1.HOYA
23 204.2613 3.9200
24 210.8688 4.4300 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
25 -138.7302 DD[25]
[表4B]
实施例2
Sn R D Nd vd θgF 材料
26(St) ∞ 6.0900
27 124.6604 5.2400 1.84666 23.78 0.62054 S-TIH53W.OHARA
28 -36.7979 1.0000 1.88300 40.76 0.56679 S-LAH58.OHARA
29 135.0449 5.7600
30 -42.5489 1.0000 1.90043 37.37 O.57668 TAFD37A.HOYA
31 -650.5453 DD[31]
32 155.3895 1.2400 1.85545 36.60 O.57920 H-ZLAF3.CDGM
33 44.8075 7.6800 1.55215 71.99 O.54103 K-PSK500.SUMITA
34 -61.6663 0.7900
35 62.8108 8.6700 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
36 -55.4069 4.5000
37 118.1316 2.2300 1.51760 63.54 0.53369 K-PBK40.SUMITA
38 374.9675 1.4500
39 56.0112 3.7700 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
40 182.3245 3.7800
41 -79.6282 2.9600 1.85000 27.03 0.60935 J-LASFH23.HIKARI
42 58.7664 5.1000 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
*43 -131.1738 38.6600
[表5]
实施例2
WIDE middlel middle2 TELE
Zr 1.0 1.2 1.4 2.4
f 19.74 23.46 27.87 46.78
Bf 38.66 38.66 38.66 38.66
FNo. 2.76 2.76 2.76 2.76
2ω(°) 102.0 89.4 78.4 51.4
Y 23.15 23.15 23.15 23.15
DD[16] 21.38 13.62 8.75 5.83
DD[18] 25.23 24.50 21.51 0.66
DD[25] 1.50 12.02 22.84 57.45
DD[31] 16.75 14.72 11.76 0.93
[表6]
实施例2
Sn 1 3 17 43
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 2.4586033E-06 -3.6347010E-07 4.1898578E-07 3.4257774E-06
A6 -1.0394013E-09 -7.9460493E-11 9.4106959E-11 8.0443277E-10
A8 2.5170326E-13 1.6305349E-12 5.3400053E-14 -3.0116784E-12
A10 -1.4254041E-17 -7.0072071E-16 4.7776641E-17 2.4584265E-15
[实施例3]
将实施例3的变焦镜头的结构和移动轨迹示于图6。关于实施例3的变焦镜头，将基本透镜数据示于表7A及表7B，将规格和可变面问隔示于表8，将非球面系数示于表9，将各像差图示于图7。
[表7A]
实施例3
Figure BDA0003166706100000191
Figure BDA0003166706100000201
[表7B]
实施例3
Sn R D Nd νd θgF
25(St) ∞ 1.8600
26 88.9250 4.4900 1.84652 22.70 0.62829
27 -48.0783 1.0000 1.86406 41.59 0.56702
28 85.4545 4.4100
29 -39.1651 1.0000 1.90000 38.00 0.57547
30 -648.3566 DD[30]
31 242.2043 0.9900 1.83039 43.31 0.56401
32 42.4613 9.4000 1.59282 68.62 0.54414
33 -49.4972 0.1100
34 56.3577 9.7600 1.49700 81.61 0.53887
35 -54.9337 2.0000
36 58.4487 3.8100 1.58643 61.68 0.54215
37 241.1359 2.9900
38 -115.7992 1.4900 1.80000 29.84 0.60178
39 41.5952 5.1700 1.43700 95.10 0.53364
*40 5873.8931 47.3400
[表8]
实施例3
WIDE middle1 middle2 TELE
Zr 1.0 1.2 1.4 2.4
f 20.64 24.61 29.35 49.75
Bf 47.34 47.34 47.34 47.34
FNo. 2.76 2.76 2.76 2.76
2ω(°) 99.8 87.2 75.8 48.6
Y 23.15 23.15 23.15 23.15
DD[15] 19.61 12.35 7.90 4.85
DD[17] 26.70 25.35 21.60 0.97
DD[24] 1.49 11.90 22.53 55.74
DD[30] 15.11 13.31 10.88 1.35
[表9]
实施例3
Sn 1 3 16 40
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 1.8474103E-06 -7.3163272E-07 4.2073735E-07 3.5982688E-06
A6 -4.5161310E-10 8.9393268E-11 2.3933164E11 2.0335853E-09
A8 1.1851298E-13 6.0802640E-14 2.8464856E-13 4.1062709E-12
A10 2.6486862E-18 -9.4806063E-17 -1.3886919E-16 6.2255034E-15
[实施例4]
将实施例4的变焦镜头的结构和移动轨迹示于图8。关于实施例4的变焦镜头，将基本透镜数据示于表10A及表10B，将规格和可变面间隔示于表11，将非球面系数示于表12，将各像差图示于图9。
[表10A]
实施例4
Sn R D Nd vd θgF 材料
*1 184.3774 2.0100 1.72916 54.68 0.54451 S-LAL18.OHARA
2 35.6392 19.4000
*3 371.4261 1.9900 1.73800 32.33 0.59005 S-NBH53V.OHARA
4 89.0648 10.4800
5 -93.6294 2.0200 1.69560 59.05 0.54348 K-LAFK58.SUMITA
6 -281.0081 4.1000 1.80518 25.46 0.61572 FD60-W.HOYA
7 -99.3089 1.7800
8 -78.8307 2.0000 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
9 -3680.6120 0.9600
10 273.5015 7.4400 1.61266 44.46 0.56403 J-KZFH1.HIKARI
11 -101.3894 0.1200
12 141.5759 1.5000 1.84666 23.78 0.61923 FDS90-SG.HOYA
13 87.5717 6.8000
14 86.3277 1.4900 1.72825 28.46 0.60772 S-TIH10.0HARA
15 58.4581 DD[15]
*16 156.2887 3.5300 1.88300 40.76 0.56679 S-LAH58.0HARA
17 5784.3092 DD[17]
18 512.4732 3.9400 1.55232 63.46 0.53656 N-PSK3.SCHOTT
19 -103.7383 1.2900 1.85000 27.03 0.60935 J-LASFH23.HIKARI
20 -270.9544 0.1200
21 88.4798 3.9600 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
22 1123.1481 10.9900
23 84.8613 6.1300 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
24 -187.7387 DD[24]
[表10B]
实施例4
Sn R D Nd vd θgF 材料
25(St) ∞ 1.5000
26 87.7166 4.7200 1.84666 23.78 0.61923 FDS90-SG.HOYA
27 -45.4567 0.9900 1.84850 43.79 0.56197 J-LASFH22.HIKARI
28 85.0223 4.4400
29 -39.3271 1.0000 1.90043 37.37 0.57720 TAFD37.HOYA
30 -696.1199 DD[30]
31 228.8212 1.0000 1.84850 43.79 0.56197 J-LASFH22.HIKARI
32 42.4855 9.4700 1.59282 68.62 0.54414 FCD515.HOYA
33 -48.9037 0.3800
34 56.7175 9.9900 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
35 -54.1103 0.3700
36 58.9077 3.8500 1.56384 60.67 0.54030 S-BAL41.OHARA
37 189.3886 3.1100
38 -127.1766 1.4900 1.80000 29.84 0.60178 S-NBH55.OHARA
39 42.2876 5.4700 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
*40 3581.1101 48.9900
[表11]
实施例4
WIDE middle1 middle2 TELE
Zr 1.0 1.2 1.4 2.4
f 20.63 24.60 29.33 49.72
Bf 48.99 48.99 48.99 48.99
FNo. 2.76 2.76 2.76 2.75
2ω(°) 99.8 87.2 75.8 48.6
Y 23.15 23.15 23.15 23.15
DD[15] 20.17 12.67 8.10 4.90
DD[17] 27.04 25.60 21.78 0.96
DD[24] 1.50 12.11 22.94 56.79
DD[30] 15.39 13.72 11.28 1.45
[表12]
实施例4
Sn 1 3 16 40
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 2.1645021E-06 -1.0672842E-06 4.9202486E-07 3.5270396E-06
A6 -6.4790574E-10 2.5570065E-10 1.2783699E-11 2.0385787E-09
A8 1.9634072E-13 9.0587816E-14 2.9844331E-13 -4.2307857E-12
A10 -1.1436183E-17 -1.2629887E-16 -1.3930836E-16 6.4310632E-15
[实施例5]
将实施例5的变焦镜头的结构和移动轨迹示于图10。关于实施例5的变焦镜头，将基本透镜数据示于表13A及表13B，将规格和可变面间隔示于表14，将非球面系数示于表15，将各像差图示于图11。
[表13A]
实施例5
Sn R D Nd vd θgF 材料
*1 179.7778 1.9900 1.72916 54.68 0.54451 S-LAL18.OHARA
2 36.2146 19.6800
*3 577.0622 1.9900 1.73800 32.33 0.59005 S-NBH53V.OHARA
4 95.1814 10.8100
5 -95.6803 2.0100 1.69560 59.05 0.54348 K-LAFK58.SUMITA
6 -284.8530 4.1600 1.80518 25.46 0.61572 FD60-W.HOYA
7 -99.0506 1.3800
8 -84.1693 1.9900 1.48563 85.19 0.53858 K-PFK85.SUMITA
9 2238.1411 0.9700
10 374.9417 7.0900 1.61266 44.46 0.56403 J KZFH1.HIKARI
11 -98.7373 0.1200
12 129.7476 1.5000 1.84666 23.78 0.61923 FDS90-SG.HOYA
13 88.3782 6.7000
14 92.4493 1.4900 1.72825 28.46 0.60772 S-TIH10.OHARA
15 59.4967 DD[15]
*16 151.9165 3.5800 1.88300 40.76 0.56679 S-LAH58.OHARA
17 ∞ DD[17]
18 365.6138 4.2300 1.55232 63.46 0.53656 N-PSK3.SCHOTT
19 -99.3381 1.5300 1.85000 27.03 0.60935 J-LASFH23.HIKARI
20 -284.5116 O.1100
21 85.1456 4.0300 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
22 1083.7656 12.0600
23 88.0518 5.8800 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
24 -189.1913 DD[24]
[表13B]
实施例5
Sn R D Nd vd θgF 材料
25(St) ∞ 2.0900
26 74.4604 4.7400 1.84666 23.78 0.61923 FDS90-SG.HOYA
27 -50.0784 1.0000 1.84850 43.79 0.56197 J-LASFH22.HIKARI
28 67.5990 4.9600
29 -37.1247 1.0000 1.90043 37.37 0.57720 TAFD37.HOYA
30 -401.4263 DD[30]
31 210.9690 0.9900 1.84850 43.79 0.56197 J-LASFH22.HIKARI
32 42.8396 9.6100 1.59282 68.62 0.54414 FCD515.HOYA
33 -46.4617 0.9200
34 56.4293 9.8900 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
35 -54.5764 0.3400
36 52.3778 3.6400 1.55298 55.07 0.54469 J-KZFH4.HIKARI
37 133.1397 3.7800
38 -113.6893 1.4900 1.80000 29.84 0.60178 S-NBH55.OHARA
39 41.1554 5.7000 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
*40 -672.3275 46.6200
[表14]
实施例5
WIDE middle1 middle2 TELE
Zr 1.0 1.2 1.4 2.4
f 20.65 24.63 29.36 49.77
Bf 46.62 46.62 46.62 46.62
FNo. 2.76 2.76 2.76 2.75
2ω(°) 99.6 87.0 75.8 48.6
Y 23.15 23.15 23.15 23.15
DD[15] 18.28 11.50 7.40 4.81
DD[17] 28.96 26.93 22.68 0.95
DD[24] 1.50 12.07 22.80 56.19
DD[30] 14.52 12.76 10.38 1.31
[表15]
实施例5
Sn 1 3 16 40
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 2.0150498E-06 -9.3752002E-07 4.7279292E-07 3.4773531E-06
A6 -5.7179628E-10 2.1079163E-10 4.1550744E-11 1.5790207E-09
A8 1.5575834E-13 1.9556263E-13 1.9137696E-13 -3.8694631E-12
A10 -6.3945280E-18 -1.6980326E-16 -5.0303114E-17 5.7228925E-15
[实施例6]
将实施例6的变焦镜头的结构和移动轨迹示于图12。关于实施例6的变焦镜头，将基本透镜数据示于表16A及表16B，将规格和可变面间隔示于表17，将非球面系数示于表18，将各像差图示于图13。
[表16A]
实施例6
Sn R D Nd vd θgF
*1 184.8835 2.0000 1.71370 55.82 0.54372
2 37.2610 18.8500
*3 405.8269 1.9600 1.76143 27.58 0.61012
4 80.7336 10.8600
5 -100.6377 2.0000 1.73718 54.28 0.54493
6 -436.6554 0.1300
7 -656.6560 4.7700 1.81812 24.09 0.61940
8 -106.3023 2.3800
9 -75.4683 2.0000 1.43700 95.10 0.53364
10 4065.4680 0.9700
11 155.4039 8.4800 1.61236 37.91 0.58362
12 -111.1333 0.1100
13 139.9466 1.5000 1.88198 20.90 0.63681
14 79.6391 6.9300
15 83.3706 1.4900 1.72330 28.83 0.60692
16 58.3587 DD[16]
*17 140.3543 3.4900 1.88805 39.20 0.57251
18 1303.5886 DD[18]
19 463.9747 3.8300 1.59322 61.41 0.54245
20 -113.7095 1.3200 1.84459 26.97 0.61012
21 -362.6565 0.1200
22 85.0659 3.6100 1.49700 81.61 0.53887
23 479.5115 8.2000
24 78.7164 5.9200 1.49700 81.61 0.53887
25 -236.9218 DD[25]
[表16B]
实施例6
Sn R D Nd vd θgF
26(St) ∞ 1.5000
27 92.3206 4.3600 1.84670 22.66 0.62845
28 -50.4925 1.0000 1.85878 42.01 0.56615
29 95.1575 4.2000
30 -41.6829 0.9900 1.89999 37.68 0.57636
31 -1492.6690 DD[31]
32 243.3999 1.0000 1.84371 40.91 0.56935
33 44.9547 9.0200 1.59282 68.62 0.54414
34 -50.5439 0.4200
35 57.2592 9.4700 1.49700 81.61 0.53887
36 -56.2624 2.3700
37 65.6181 4.0000 1.54858 63.13 0.53930
38 1000.7342 2.7000
39 -96.7795 1.5000 1.79344 30.09 0.60142
40 47.1173 4.6400 1.43700 95.10 0.53364
*41 4148.9616 47.9900
[表17]
实施例6
WIDE middle1 middle2 TELE
Zr 1.0 1.2 1.4 2.4
f 20.65 24.62 29.36 49.76
Bf 47.99 47.99 47.99 47.99
FNo. 2.76 2.76 2.76 2.76
2ω(°) 99.8 87.2 75.8 48.6
Y 23.15 23.15 23.15 23.15
DD[16] 19.23 12.32 7.99 4.75
DD[18] 27.65 25.92 21.92 0.97
DD[25] 1.50 12.16 23.12 57.53
DD[31] 16.32 14.29 11.67 1.45
[表18]
实施例6
Sn 1 3 17 41
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 1.8580671E-06 -6.0421948E-07 3.4884674E-07 3.4669110E-06
A6 -4.5998264E-10 -1.4938535E-11 -3.1009283E-12 2.2750145E-09
A8 1.2132808E-13 1.1399760E-13 3.2914025E-13 -4.7850754E-12
A10 2.3698201E-18 -1.0659965E-16 -1.7131087E-16 6.9927269E-15
[实施例7]
将实施例7的变焦镜头的结构和移动轨迹示于图14。关于实施例7的变焦镜头，将基本透镜数据示于表19A及表19B，将规格和可变面间隔示于表20，将非球面系数示于表21，将各像差图示于图15。
[表19A]
实施例7
Sn R D Nd vd θgF 材料
*1 183.6300 1.9900 1.72916 54.68 0.54451 S-LAL18.OHARA
2 36.3726 19.6300
*3 588.2514 1.9900 1.73800 32.33 0.59005 S-NBH53V.OHARA
4 95.8733 11.0000
5 -95.9807 2.0100 1.69560 59.05 0.54348 K-LAFK58.SUMITA
6 -312.7882 4.3500 1.80518 25.46 0.61572 FD60-W.HOYA
7 -99.2144 1.3300
8 -84.9176 1.9900 1.48563 85.19 0.53858 K-PFK85.SUMITA
9 1848.0785 0.9800
10 363.4146 7.0600 1.61266 44.46 0.56403 J-KZFH1.HIKARI
11 -98.3427 0.1200
12 129.0934 1.5000 1.84666 23.78 0.61923 FDS90-SG.HOYA
13 88.1669 6.6400
14 92.8472 1.4900 1.72825 28.46 0.60772 S-TIH10.OHARA
15 59.4033 DD[15]
*16 153.1363 3.5300 1.88300 40.76 0.56679 S-LAH58.OHARA
17 10434.0066 DD[17]
18 364.1030 4.2100 1.55232 63.46 0.53656 N-PSK3.SCHOTT
19 -99.6518 1.2900 1.85000 27.03 0.60935 J-LASFH23.HIKARI
20 -287.9146 0.1100
21 84.2404 3.9600 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
22 1039.9520 11.8400
23 88.0212 5.7500 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
24 -191.1331 DD[24]
[表19B]
实施例7
Sn R D Nd vd θgF 材料
25(St) ∞ 1.8800
26 74.1354 4.7500 1.84666 23.78 0.61923 FDS90-SG.HOYA
27 -52.1546 1.0000 1.84850 43.79 0.56197 J-LASFH22.HIKARI
28 67.7183 5.1500
29 -37.3171 1.0600 1.90043 37.37 0.57720 TAFD37.HOYA
30 -410.6976 DD[30]
31 204.4578 1.0600 1.84850 43.79 0.56197 J-LASFH22.HIKARI
32 42.9129 9.4800 1.59282 68.62 0.54414 FCD515.HOYA
33 -47.0053 0.5300
34 56.7400 9.8100 1.49700 81.61 0.53887 FCD1.HOYA
35 -54.1931 0.5700
36 51.6339 3.5200 1.55298 55.07 0.54469 J-KZFH4.HIKARI
37 124.8200 3.8300
38 -110.4462 1.5700 1.80000 29.84 0.60178 S-NBH55.0HARA
39 42.3955 5.8900 1.43700 95.10 0.53364 FCD100.HOYA
*40 -617.5886 46.1200
[表20]
实施例7
WIDE middle1 middle2 TELE
Zr 1.0 1.2 1.4 2.4
f 20.64 24.61 29.34 49.74
Bf 46.12 46.12 46.12 46.12
FNo. 2.76 2.76 2.76 2.75
2ω(°) 99.8 87.0 75.8 48.6
Y 23.15 23.15 23.15 23.15
DD[15] 18.03 11.30 7.26 4.94
DD[17] 29.31 27.27 22.99 0.92
DD[24] 1.79 12.38 23.12 56.64
DD[30] 14.61 12.79 10.37 1.24
[表21]
实施例7
Sn 1 3 16 40
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 2.0367673E-06 -9.3859803E-07 4.5602447E-07 3.7333972E-06
A6 -5.7221931E-10 2.0456050E11 9.6586566E-11 2.4280142E-10
A8 1.4059939E-13 5.5100851E-13 8.0367276E-14 1.3615435E-12
A10 -2.8220983E-18 -3.3705231E-16 1.8960652E-17 -1.5456240E-15
在表22中示出实施例1～7的变焦镜头的条件式(1)～(9)的对应值。
[表22]
Figure BDA0003166706100000291
由以上说明的数据可知，实施例1～7的变焦镜头结构小且各像差得到良好的校正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16中，作为本发明的实施方式的摄像装置的一例示出使用本发明的实施方式所涉及的变焦镜头1的摄像装置100的概略结构图。作为摄像装置100，例如能够举出电影摄影机、广播用摄像机、视频摄像机及监控摄像机等。
摄像装置100具备变焦镜头1、配置于变焦镜头1的像侧的滤波器2及配置于滤波器2的像侧的成像元件3。另外，在图16中，概略地图示了变焦镜头1所具备的多个透镜。
成像元件3将由变焦镜头1形成的光学像转换成电信号，例如能够使用CCD(ChargeCoupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等。成像元件3配置成其成像面与变焦镜头1的像面对齐。
摄像装置100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、显示由信号处理部5形成的像的显示部6、控制变焦镜头1的变倍的变倍控制部7及控制变焦镜头1的对焦的对焦控制部8。另外，在图16中仅图示了一个成像元件3，但也可以设为具有三个成像元件的所谓的三板方式的摄像装置。
以上，举出实施方式及实施例对本发明的技术进行了说明，但本发明的技术并不限定于上述实施方式及实施例，可以进行各种变形。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，可以采用其他值。
符号说明
1-变焦镜头，2-滤波器，3-成像元件，5-信号处理部，6-显示部，7-变倍控制部，8-对焦控制部，100-摄像装置，d12t-长焦端下的第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔，d12w-广角端下的第1透镜组与第2透镜组在光轴上的间隔，d23t-长焦端下的第2透镜组与第3透镜组在光轴上的间隔，d23w-广角端下的第2透镜组与第3透镜组在光轴上的间隔，G1-第1透镜组，Gla-第1A透镜组，G1b-第1B透镜组，G1c-第1C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，Sim-像面，St-孔径光圈，th2-第2透镜组的最靠物体侧的透镜面至第2透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离，TL-第1透镜组的最靠物体侧的透镜面至第5透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与空气换算距离计的整个系统的后焦距之和，Y-最大像高，Z-光轴，z2a-第1中间焦距状态下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差，z2b-第2中间焦距状态下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差，z2t-长焦端下的第2透镜组的位置与广角端下的第2透镜组的位置在光轴方向上的差，z3t-长焦端下的第3透镜组的位置与广角端下的第3透镜组的位置在光轴方向上的差。

Claims (20)

1.一种变焦镜头，其从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组、具有负屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，
所述第1透镜组从物体侧向像侧依次包括对焦时相对于像面固定的第1A透镜组、对焦时移动的第1B透镜组及对焦时相对于像面固定的第1C透镜组，
从广角端向长焦端变倍时，所述第1透镜组及所述第5透镜组相对于像面固定，所述第2透镜组、所述第3透镜组及所述第4透镜组改变彼此的间隔沿着光轴移动，
长焦端下的所述第2透镜组位于比广角端下的所述第2透镜组更靠物体侧的位置，
长焦端下的所述第3透镜组位于比广角端下的所述第3透镜组更靠物体侧的位置，
长焦端下的所述第4透镜组位于比广角端下的所述第4透镜组更靠像侧的位置，
所述第4透镜组包括光圈，
在将长焦端下的所述第2透镜组的位置与广角端下的所述第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2t、且
将所述第2透镜组的焦距设为f2的情况下，
所述变焦镜头满足下述条件式(1)，
0.05＜z2t/f2＜0.1 (1)。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
在将长焦端下的所述第3透镜组的位置与广角端下的所述第3透镜组的位置在光轴方向上的差设为z3t的情况下，
所述变焦镜头满足下述条件式(2)，
0.25＜z2t/z3t＜0.45 (2)。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在将广角端下的所述第1透镜组与所述第2透镜组在光轴上的间隔设为d12w、
将广角端下的所述第2透镜组与所述第3透镜组在光轴上的间隔设为d23w、
将长焦端下的所述第1透镜组与所述第2透镜组在光轴上的间隔设为d12t、且
将长焦端下的所述第2透镜组与所述第3透镜组在光轴上的间隔设为d23t的情况下，
所述变焦镜头满足下述条件式(3)，
0.01＜(d12t+d23t)/(d12w+d23w)＜0.2 (3)。
4.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在对焦于无限远物体的状态下，
将广角端下的整个系统的焦距设为fw、
将长焦端下的整个系统的焦距设为ft、且
将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.2的变倍状态下的所述第2透镜组的位置与广角端下的所述第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2a的情况下，
所述变焦镜头满足下述条件式(4)，
0.45＜z2a/z2t＜0.55 (4)。
5.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在对焦于无限远物体的状态下，
将广角端下的整个系统的焦距设为fw、
将长焦端下的整个系统的焦距设为ft、且
将整个系统的焦距成为fw×(ft/fw)0.4的变倍状态下的所述第2透镜组的位置与广角端下的所述第2透镜组的位置在光轴方向上的差设为z2b的情况下，
所述变焦镜头满足下述条件式(5)，
0.75＜z2b/z2t＜0.85 (5)。
6.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在将所述第2透镜组的最靠物体侧的透镜面至所述第2透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离设为th2、且
将所述第2透镜组的焦距设为f2的情况下，
所述变焦镜头满足下述条件式(7)，
0＜th2/f2＜0.05 (7)。
7.根据权利要求6所述的变焦镜头，其中，
所述第2透镜组包括一片正透镜。
8.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第5透镜组包括至少一个包括一片正透镜及一片负透镜的接合透镜，
在对构成所述第5透镜组中包含的所述接合透镜中最靠像侧的所述接合透镜的所述正透镜，将d线基准的色散系数及g线与F线之间的部分色散比分别设为vp及θp、且
对构成所述第5透镜组中包含的所述接合透镜中最靠像侧的所述接合透镜的所述负透镜，将d线基准的色散系数及g线与F线之间的部分色散比分别设为vn及θn的情况下，
所述变焦镜头满足下述条件式(8)及(9)，
40＜vp-vn＜82 (8)
0.03＜(θp-θn)+0.001623×(vp-νn)＜0.042 (9)。
9.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第3透镜组包括四片透镜。
10.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(1-1)，
0.06＜z2t/f2＜0.09 (1-1)。
11.根据权利要求2所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(2-1)，
0.3＜z2t/z3t＜0.4 (2-1)。
12.根据权利要求3所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(3-1)，
0.05＜(d12t+d23t)/(d12w+d23w)＜0.16 (3-1)。
13.根据权利要求4所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(4-1)，
0.47＜z2a/z2t＜0.53 (4-1)。
14.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(5-1)，
0.76＜z2b/z2t＜0.84 (5-1)。
15.根据权利要求6所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(7-1)，
0＜th2/f2＜0.03 (7-1)。
16.根据权利要求8所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(8-1)，
45＜vp-vn＜82 (8-1)。
17.根据权利要求8所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(9-1)，
0.032＜(θp-θn)+0.001623×(vp-vn)＜0.04 (9-1)。
18.一种变焦镜头，其从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组、具有负屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，
所述第1透镜组包括对焦时相对于像面固定的第1A透镜组、对焦时移动的第1B透镜组及对焦时相对于像面固定的第1C透镜组，
从广角端向长焦端变倍时，所述第1透镜组及所述第5透镜组相对于像面固定，所述第2透镜组、所述第3透镜组及所述第4透镜组改变彼此的间隔沿着光轴移动，
长焦端下的所述第2透镜组位于比广角端下的所述第2透镜组更靠物体侧的位置，
长焦端下的所述第3透镜组位于比广角端下的所述第3透镜组更靠物体侧的位置，
长焦端下的所述第4透镜组位于比广角端下的所述第4透镜组更靠像侧的位置，
所述第4透镜组包括光圈，
在将所述第1透镜组的最靠物体侧的透镜面至所述第5透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与空气换算距离计的整个系统的后焦距之和设为TL、
将最大像高设为Y的情况下，
所述变焦镜头满足下述条件式(6)，
10＜TL/Y＜12 (6)。
19.根据权利要求18所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头满足下述条件式(6-1)，
10.5＜TL/Y＜11.5 (6-1)。
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镜头。
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