CN108279487B - 变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现良好的色差校正及小型的结构，且不使用特殊的树脂材料及光学部件以外的温度补偿控制部件而在环境温度变化时的焦点变动较少的高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变倍时不动的正的第1透镜组(G1)、变倍时移动的多个移动透镜组及变倍时不动的正的最终透镜组(Ge)。最终透镜组(Ge)具有包括满足规定条件式的材料的2片以上的ED正透镜(EDL)。满足与最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组(Ge)的正透镜的折射率的温度系数及反常色散性相关的规定条件式。

Description

变焦镜头及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种适合于广播用摄像机、电影摄影机、数码相机、视频摄像机及监控摄像机等电子相机的变焦镜头以及具备该变焦镜头的摄像装置。
背景技术
以往，在使用于广播用摄像机等的变焦镜头中，为了减少轴上色差的二级光谱，通常采用使用包括反常色散玻离的正透镜方法。但是，以S-FPL51(OHA RA INC.制)及S-FPL53(OHARA INC.制)为代表的反常色散玻离中折射率的温度系数取绝对值较大的负值，因此若使用较多，则温度变化时容易产生变焦镜头的焦点变动(成像位置的变动)。鉴于这种情况，下述专利文献1～4中提出有实现了兼顾二级光谱的减少及温度变化时的焦点变动的抑制的变焦镜头。
专利文献1：日本专利公开2013-33242号公报
专利文献2：日本专利公开2011-75646号公报
专利文献3：日本专利第3513264号公报
专利文献4：日本专利公开2015-172651号公报
广播用摄像机及电影摄影机通常为镜头可换式，因此在摄影前进行法兰距调整，以对准透镜的焦点位置与相机的成像元件的位置。但是，当在调整法兰距之后因环境变化而法兰距发生较大偏离时，需要再调整法兰距。
并且，广播用摄像机和/或电影用摄像机中所使用的变焦镜头通常在最靠物体侧的透镜组内进行对焦，这种变焦镜头的聚焦感度(当对焦时移动的透镜组单位量移动时的像面的移动量)与长焦侧相比广角侧更小。因此，伴随环境变化的焦点偏离在广角侧中容易成为问题。鉴于以上情况，广角侧中环境变化时的焦点感度较高的像侧的透镜组的透镜结构变得重要。
专利文献1中所记载的镜头***在像侧的透镜组中下了一番功夫，使用了折射率的温度系数特殊的材料，但由于使用树脂而线膨胀系数较大，因温度变化时的应力变化而透镜的形状容易发生变化，从而容易产生性能劣化。
专利文献2及专利文献3中所记载的镜头***对透镜材料的选择上下了一番功夫，但变倍时固定的最靠像侧的透镜组的结构变得复杂，其结果，该最靠像侧的透镜组的光轴方向的长度变长，导致光学***大型化。而且，专利文献3中所记载的镜头***中二级光谱的校正并不充分。
专利文献4中所记载的镜头***在温度发生变化时，若不移动变倍时固定的最靠像侧的透镜组的全部或一部分，则无法校正焦点变动。为此，需要致动器等机械机构、控制电路等电气组件及温度传感器等，即为了进行温度补偿而需要光学部件以外的温度补偿控制部件，从而导致装置整体大型化。
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良好地校正色差，并且不使用特殊的树脂材料及光学部件以外的温度补偿控制部件也在环境温度变化时焦点变动较少，且能够构成为小型并具有良好光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
本发明的变焦镜头的特征在于，包括变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的第1透镜组、变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的多个移动透镜组、变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的最终透镜组，最终透镜组具有至少2片由满足下述条件式(1)及(2)的透镜材料构成的ED正透镜，上述多个移动透镜组中的最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的至少一组具有除ED正透镜以外的至少1片正透镜，并且满足下述所有条件式(3)～(5)。
62＜νd (1)
0.64＜θgF+0.001625×νd＜0.70 (2)
4.0×10-6＜(dN/dT)aveB＜8.2×10-6 (3)
0.7×10-6＜(dN/dT)aveA＜4.0×10-6 (4)
0.655＜(θgF+0.001625×νd)aveA＜0.670 (5)
其中，
νd：透镜材料的d线基准的色散系数；
0gF：透镜材料的g线与F线之间的部分分散比；
(dN/dT)aveB：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的除ED正透镜以外的正透镜的dN/dT的平均值；
(dN/dT)aveA：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的正透镜的dN/dT的平均值；
(θgF+0.001625×νd)aveA：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的正透镜的θgF+0.001625×νd的平均值，
在此，
dN/dT：空气中的相对于d线的折射率的温度系数，为温度0℃～40℃范围的平均值。
在本发明的变焦镜头中，优选最终透镜组的至少2片ED正透镜的透镜材料满足下述条件式(1-1)和/或(2-1)。
70＜νd＜100 (1-1)
0.65＜θgF+0.001625×νd＜0.69 (2-1)
在本发明的变焦镜头中，优选满足下述条件式(6)，更优选满足下述条件式(6-1)。
[数式1]
Figure BDA0001512786290000031
[数式2]
Figure BDA0001512786290000032
其中，
ΦGe：最终透镜组的屈光力；
k：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的透镜的总数；
Φi：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的从物体侧起第i个透镜的屈光力；
dNi/dT：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的从物体侧起第i个透镜的dN/dT，
在此，
dN/dT：空气中的相对于d线的折射率的温度系数，为温度0℃～40℃范围的平均值。
并且，在本发明的变焦镜头中，优选满足下述条件式(7)，更优选满足下述条件式(7-1)。
0.15＜ft×(tanωt)/fGe＜0.5 (7)
0.25＜ft×(tanωt)/fGe＜0.45 (7-1)
其中，
ft：对焦于无限远物体的状态的长焦端中的变焦镜头的焦距；
ωt：对焦于无限远物体的状态的长焦端中的变焦镜头的最大半视角；
fGe：最终透镜组的焦距。
并且，在本发明的变焦镜头中，最终透镜组的最靠像侧的透镜为正透镜，且优选满足下述条件式(8)，更优选满足下述条件式(8-1)。
0.65＜DD2/DD1＜0.85 (8)
0.67＜DD2/DD1＜0.81 (8-1)
其中，
DD2：最终透镜组内的最靠物体侧的透镜面与从像侧起第2个透镜的像侧的透镜面的光轴上的距离；
DD1：最终透镜组内的最靠物体侧的透镜面与最靠像侧的透镜面的光轴上的距离。
并且，在本发明的变焦镜头中，最终透镜组的最靠物体侧的透镜为正透镜，且优选满足下述条件式(9)及(10)。此时进一步，更优选满足下述条件式(9-1)和/或(10-1)。
1.8＜Ndp (9)
0.65＜θgFp+0.001625×νdp＜0.67 (10)
1.8＜Ndp＜1.95 (9-1)
0.65＜θgFp+0.001625×νdp＜0.66 (10-1)
其中，
Ndp：最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的相对于d线的折射率；
θgFp：最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的g线与F线之间的部分分散比；
νdp：最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的d线基准的色散系数。
并且，在本发明的变焦镜头中，优选最终透镜组从最靠物体侧依次连续地具有正透镜及将屈光力的符号彼此不同的2片透镜接合而成的接合透镜。
并且，在本发明的变焦镜头中，优选通过使第1透镜组内的至少1片透镜沿光轴方向移动来进行对焦。
并且，在本发明的变焦镜头中，优选第1透镜组从物体侧依次包括对焦时相对于像面固定的具有负屈光力的第1透镜组前组、对焦时沿光轴方向移动的具有正屈光力的第1透镜组中组、对焦时与第1透镜组中组的光轴方向的间隔发生变化的具有正屈光力的第1透镜组后组。
并且，在本发明的变焦镜头中，优选最终透镜组包括10片以下的透镜。
并且，在本发明的变焦镜头中，优选最靠像侧的移动透镜组以具有负屈光力的方式构成。
并且，在本发明的变焦镜头中，优选满足下述条件式(11)，更优选满足下述条件式(11-1)。
-2.0＜βGew＜-0.8 (11)
-1.2＜βGew＜-0.82 (11-1)
其中，
βGew：对焦于无限远物体的状态的广角端中的最终透镜组的横向倍率。
本发明的摄像装置具备本发明的变焦镜头。
另外，本说明书的“包括～”表示除了包括作为构成要件所举出的构件以外，还可以包括实质上不具有光焦度的透镜、光圈、滤光片、盖玻璃等透镜以外的光学要件、透镜凸缘、镜筒、成像元件及手抖校正机构等机构部分等。
另外，上述“具有正屈光力的～透镜组”表示作为透镜组整体具有正屈光力。关于上述“具有负屈光力的～透镜组”也相同。上述“～透镜组”表示未必一定由多个透镜构成的透镜组，还可以包括仅由1片透镜构成的透镜组。关于上述透镜组的屈光力的符号及透镜的屈光力的符号，当包含非球面时，设为在近轴区域中考虑。除了部分分散比以外上述条件式均以d线(波长587.56nm(纳米))为基准。
另外，某一透镜的g线与F线之间的部分分散比θgF是指，将相对于g线、F线及C线(波长656.3nm(纳米))的其透镜的折射率分别设为Ng、NF及NC时，以θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)来定义的值。
发明效果
根据本发明，在从物体侧依次包括变倍时不动的正的第1透镜组、变倍时移动的多个移动透镜组及变倍时不动的正的最终透镜组的变焦镜头中，通过适宜地地设定最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中所包括的透镜的材料，从而能够提供良好地校正色差，并且即使不使用特殊的树脂材料及光学部件以外的温度补偿控制部件，也在环境温度发生变化时焦点变动也较少，且能够构成为小型，并具有良好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是表示本发明的实施例1的变焦镜头的结构及光路的剖视图，上段表示广角端状态，下段表示长焦端状态。
图2是表示本发明的实施例2的变焦镜头的结构及光路的剖视图，上段表示广角端状态，下段表示长焦端状态。
图3是表示本发明的实施例3的变焦镜头的结构及光路的剖视图，上段表示广角端状态，下段表示长焦端状态。
图4是表示本发明的实施例4的变焦镜头的结构及光路的剖视图，上段表示广角端状态，下段表示长焦端状态。
图5是表示本发明的实施例5的变焦镜头的结构及光路的剖视图，上段表示广角端状态，下段表示长焦端状态。
图6是本发明的实施例1的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图7是本发明的实施例2的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图8是本发明的实施例3的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图9是本发明的实施例4的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图10是本发明的实施例5的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图11是本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的概略结构图。
符号说明
1-变焦镜头，2-滤光片，3-成像元件，5-信号处理部，6-显示部，7-变焦控制部，8-聚焦控制部，10-摄像装置，EDL-ED正透镜，G1-第1透镜组，G1a-第1透镜组前组，G1b-第1透镜组中组，G1c-第1透镜组后组，G2-第2透镜组，G3-第3透镜组，G4-第4透镜组，G5-第5透镜组，Ge-最终透镜组，L11～L17、L21～L23、L31～L34、L41～L49、L51～L59-透镜，PP-光学部件，Sim-像面，St-孔径光圈，ta、wa-轴上光束，tb、wb-最大视角的光束，Z-光轴。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。在图1中示出本发明的一实施方式所涉及的变焦镜头的镜头结构及光路的剖视图。在图1中，在标注有“WIDE”的上段示出广角端状态，作为光束***有轴上光束wa及最大视角的光束wb，在标注有“TELE”的下段示出长焦端状态，作为光束***有轴上光束ta及最大视角的光束tb。另外，图1所示的例子与后述的实施例1的变焦镜头相对应。在图1中，纸面左侧为物体侧，纸面右侧为像侧，且示出对焦于无限远物体的状态。
另外，当变焦镜头搭载于摄像装置时，优选具备与摄像装置的规格相应的各种滤光片和/或保护用盖玻璃，因此，在图1中示出了将设想成它们的平行平面板状的光学部件PP配置在镜头***与像面Sim之间的例子。但是，光学部件PP的位置并不限定于图1所示的位置，且还可以是省略光学部件PP的结构。
该变焦镜头沿光轴Z从物体侧朝向像侧依次包括变倍时相对于像面Sim固定的具有正屈光力的第1透镜组G1、变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的多个移动透镜组及变倍时相对于像面Sim固定的具有正屈光力的最终透镜组Ge。
图1所示的例子的变焦镜头沿光轴Z从物体侧朝向像侧依次包括第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4及第5透镜组G5。在进行变倍时，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改变光轴方向的相互间隔而移动。在图1所示的例子中，第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4分别与移动透镜组对应，第5透镜组G5与最终透镜组Ge对应。在图1的上段的图的第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4各自的下方***有示意地表示从广角端向长焦端进行变倍时的各透镜组的移动方向的箭头。
在图1所示的例子中，第1透镜组G1从物体侧依次包括透镜L11～透镜L17共计7片透镜，第2透镜组G2包括透镜L21这1片透镜，第3透镜组G3从物体侧依次包括透镜L31～透镜L34这4片透镜，第4透镜组G4包括透镜L41这1片透镜，第5透镜组G5从物体侧依次包括孔径光圈St及透镜L51～透镜L59这9片透镜。但是，在本发明中，配置于第1透镜组G1与最终透镜组Ge之间的移动透镜组的数量也可以是与图1的例子不同的数量，构成各透镜组的透镜的片数也可以是与图1所示的例子不同的片数，孔径光圈St也可以配置在与图1所示的例子不同的位置。并且，图1所示的孔径光圈St未必表示大小和/或形状，而是表示光轴Z上的位置。
在该变焦镜头中，通过将最靠物体侧的第1透镜组G1设为正透镜组，能够缩短镜头***总长度，从而有利于小型化。并且，通过将最靠像侧的最终透镜组Ge设为正透镜组，能够抑制轴外光线的主光线向像面Sim入射的入射角变大，从而能够抑制阴影。而且，通过采用变倍时最靠物体侧的透镜组及最靠像侧的透镜组固定的结构，能够在变倍时将镜头***总长度设为不变。
最终透镜组Ge构成为具有至少2片由满足下述条件式(1)及(2)的透镜材料构成的ED正透镜EDL。在图1的例子中，透镜L52及透镜L57与ED正透镜EDL对应。上述多个移动透镜组中的最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的至少一组以具有除ED正透镜EDL以外的至少1片正透镜的方式构成。而且，最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge以满足下述所有条件式(3)～(5)的方式构成。
62＜νd (1)
0.64＜θgF+0.001625×νd＜0.70 (2)
4.0×10-6＜(dN/dT)aveB＜8.2×10-6 (3)
0.7×10-6＜(dN/dT)aveA＜4.0×10-6 (4)
0.655＜(θgF+0.001625×νd)aveA＜0.670 (5)
其中，
νd：透镜材料的d线基准的色散系数；
θgF：透镜材料的g线与F线之间的部分分散比；
(dN/dT)aveB：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的除ED正透镜以外的正透镜的dN/dT的平均值；
(dN/dT)aveA：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的正透镜的dN/dT的平均值；
(θgF+0.001625×νd)aveA：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的正透镜的θgF+0.001625×νd的平均值，
在此，
dN/dT：空气中的相对于d线的折射率的温度系数，为温度0℃～40℃范围的平均值。
通过使用同时满足条件式(1)及(2)的材料，能够良好地校正1级及2级轴上色差。另外，同时满足条件式(1)及(2)的光学玻璃一般具有0℃～40℃的温度范围内的折射率的温度系数成为负的特性。即，同时满足条件式(1)及(2)的光学玻璃一般具有成为dN/dT＜0的特性。例如，一般被称为反常色散玻离的光学玻璃满足条件式(1)及(2)，且其dN/dT取绝对值较大的负值。
ED正透镜EDL的dN/dT一般取负值。另一方面，通过满足条件式(3)，最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的除ED正透镜EDL以外的正透镜的dN/dT的平均值取规定范围的正值。当环境温度发生变化时，各透镜根据dN/dT值而折射率发生变化且焦距发生变化，其结果，变焦镜头的成像位置发生变化。于是，在最终透镜组Ge具有至少2片ED正透镜EDL的镜头***中，通过以满足条件式(3)的方式构成，即使环境温度发生变化，也能够因基于ED正透镜EDL的焦点变动和基于最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的除ED正透镜EDL以外的正透镜的焦点变动相互抵消而减少变焦镜头整体的焦点变动。
更详细而言，通过设成不成为条件式(3)的下限以下，能够防止高温下导致偏向过焦。通过设成不成为条件式(3)的上限以上，能够防止高温下导致偏向欠焦。若要提高与条件式(3)相关的效果，则优选满足下述条件式(3-1)。
4.1×10-6＜(dN/dT)aveB＜8.1×10-6 (3-1)
并且，通过满足条件式(4)，能够将关于最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的所有正透镜的dN/dT的平均值设为规定范围的值，从而能够减少环境温度变化时的变焦镜头整体的焦点变动。
更详细而言，通过设成不成为条件式(4)的下限以下，能够防止温度变化时ED正透镜EDL的dN/dT的过度影响，从而能够避免高温下导致偏向过焦。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，能够防止温度变化时最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的除ED正透镜EDL以外的正透镜的dN/dT的过度影响，从而能够避免高温下导致偏向欠焦。若要提高与条件式(4)相关的效果，则优选满足下述条件式(4-1)。
0.8×10-6＜(dN/dT)aveA＜3.5×10-6 (4-1)
条件式(5)为与最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的所有正透镜的反常色散性相关的条件式。通过满足条件式(5)，能够良好地校正二级光谱。若要提高与条件式(5)相关的效果，则优选满足下述条件式(5-1)。
0.656＜(θgF+0.001625×νd)aveA＜0.667 (5-1)
如课题段落中所叙述，伴随环境变化的焦点偏离容易在广角侧中成为问题，变焦镜头中像侧的透镜组在广角侧中环境变化时的焦点感度较高，因此像侧的透镜组的透镜结构变得重要。于是，在本实施方式的变焦镜头中，通过将最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge设为上述结构，从而良好地校正色差的同时抑制温度变化时的焦点变动。
另外，最终透镜组的至少2片ED正透镜EDL优选包括满足下述条件式(1-1)和/或(2-1)的透镜材料。
70＜νd＜100 (1-1)
0.65＜θgF+0.001625×νd＜0.69 (2-1)
通过设成不成为条件式(1-1)的下限以下，能够更良好地校正1级及2级轴上色差。通过设成不成为条件式(1-1)的上限以上，能够良好地校正轴上色差，并且能够确保所需的折射率而良好地校正球面像差等各像差。通过满足条件式(2-1)，能够更良好地校正1级及2级轴上色差。
而且，该变焦镜头优选满足下述条件式(6)。
[数式3]
Figure BDA0001512786290000111
其中，
ΦGe：最终透镜组的屈光力；
k：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的透镜的总数；
Φi：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的从物体侧起第i个透镜的屈光力；
dNi/dT：最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组中的从物体侧起第i个透镜的dN/dT，
在此，
dN/dT：空气中的相对于d线的折射率的温度系数，为温度0℃～40℃范围的平均值。
通过满足条件式(6)，能够适当地设定最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的透镜的屈光力与温度系数的关系，从而能够抑制温度变化时的焦点变动。通过设成不成为条件式(6)的下限以下，能够防止温度变化时ED正透镜EDL的dN/dT的过度影响，从而能够避免高温下导致偏向过焦。通过设成不成为条件式(6)的上限以上，能够防止温度变化时最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的除ED正透镜EDL以外正透镜的dN/dT的过度影响，从而能够避免高温下导致偏向欠焦。若要提高与条件式(6)相关的效果，则优选满足下述条件式(6-1)。
[数式4]
Figure BDA0001512786290000112
并且，该变焦镜头优选满足下述条件式(7)。
0.15＜ft×(tanωt)/fGe＜0.5 (7)
其中，
ft：对焦于无限远物体的状态的长焦端中的变焦镜头的焦距；
ωt：对焦于无限远物体的状态的长焦端中的变焦镜头的最大半视角；
fGe：最终透镜组的焦距。
通过满足条件式(7)，能够防止镜头***的大型化，并且能够良好地进行像差校正。通过设成不成为条件式(7)的下限以下，能够使最终透镜组Ge的焦距不会相对变得过长，从而能够防止最终透镜组Ge的大型化。通过设成不成为条件式(7)的上限以上，能够使最终透镜组Ge的正屈光力不会变得过强，从而使最终透镜组Ge的像差的校正变得容易，尤其使球面像差的校正变得容易。当球面像差的校正不充分时，难以实现具有较小的F值的镜头***。若要提高与条件式(7)相关的效果，则优选满足下述条件式(7-1)。
0.25＜ft×(tanωt)/fGe＜0.45 (7-1)
并且，该变焦镜头优选最终透镜组Ge的最靠像侧的透镜为正透镜且以满足下述条件式(8)的方式构成。
0.65＜DD2/DD1＜0.85 (8)
其中，
DD2：最终透镜组内的最靠物体侧的透镜面与从像侧起第2个透镜的像侧的透镜面的光轴上的距离；
DD1：最终透镜组内的最靠物体侧的透镜面与最靠像侧的透镜面的光轴上的距离。
通过设成不成为条件式(8)的下限以下，能够防止镜头***总长度变得过长。通过设成不成为条件式(8)的上限以上，能够良好地校正像面弯曲及畸变像差，并且能够抑制周边光束的主光线向像面Sim的入射角。若要提高与条件式(8)相关的效果，则优选满足下述条件式(8-1)。
0.67＜DD2/DD1＜0.81 (8-1)
并且，优选最终透镜组Ge的最靠物体侧的透镜为正透镜且以满足下述条件式(9)及(10)的方式构成。
1.8＜Ndp (9)
0.65＜θgFp+0.001625×νdp＜0.67 (10)
其中，
Ndp：最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的相对于d线的折射率；
θgFp：最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的g线与F线之间的部分分散比；
νdp：最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的d线基准的色散系数。
通过设成不成为条件式(9)的下限以下，容易确保最终透镜组Ge的最靠物体侧的透镜的正屈光力，从而能够抑制最终透镜组Ge的大型化。或者，能够使最终透镜组Ge的最靠物体侧的正透镜的曲率半径的绝对值不会过度变小，其结果，有利于高阶像差的校正。另外，在此所说的高阶表示5阶以上。
而且，优选满足下述条件式(9-1)。
1.8＜Ndp＜1.95 (9-1)
通过设成不成为条件式(9-1)的下限以下，能够提高与条件式(9)相关的效果。现有的光学材料一般存在若折射率变高则色散系数变小的倾向，因此通过设成不成为条件式(9-1)的上限以上，有利于1级轴上色差的校正。
通过满足条件式(10)，能够良好地校正2级轴上色差。若要提高与条件式(10)相关的效果，则优选满足下述条件式(10-1)。
0.65＜θgFp+0.001625×νdp＜0.66 (10-1)
并且，该变焦镜头优选满足下述条件式(11)。
-2.0＜βGew＜-0.8 (11)
其中，
βGew：对焦于无限远物体的状态的广角端中的最终透镜组的横向倍率。
通过满足条件式(11)，能够防止镜头***的大型化，并且能够良好地校正像差。通过设成不成为条件式(11)的下限以下，能够抑制由最终透镜组Ge引起的物体侧的透镜组中所产生的像差的放大率，从而使像差的校正尤其使长焦侧的色差的校正变得容易。通过设成不成为条件式(11)的上限以上，能够防止由最终透镜组Ge引起的物体侧的透镜的大型化，尤其能够防止第1透镜组G1的大型化。若要提高与条件式(11)相关的效果，则优选满足下述条件式(11-1)。
-1.2＜βGew＜-0.82 (11-1)
最终透镜组Ge优选从最靠物体侧依次连续地具有正透镜、将屈光力的符号彼此不同的2片透镜接合而成的接合透镜。另外，在此所说的将屈光力的符号彼此不同的2片透镜接合而成的接合透镜可以是从物体侧依次将正透镜与负透镜接合而成的接合透镜，也可以是从物体侧依次将负透镜与正透镜接合而成的接合透镜。通过将最终透镜组Ge的从物体侧起第1～3个透镜设为上述结构，通过最终透镜组Ge内的最靠物体侧的正透镜而使轴上的边缘光线不会变高并且校正2级轴上色差，从而能够通过接合透镜良好地校正1级轴上色差。
最终透镜组Ge优选以包括10片以下的透镜的方式构成。当如此设定时，能够防止最终透镜组Ge的大型化。
最靠像侧的移动透镜组可以以具有负屈光力的方式构成。当如此设定时，变倍时的移动行程变小，从而能够缩短镜头***总长度。或者，最靠像侧的移动透镜组也可以以具有正屈光力的方式构成。当如此设定时，向最终透镜组Ge进入的光线的高度变低，从而有利于小型化。
例如，配置于第1透镜组G1与最终透镜组Ge之间的多个移动透镜组能够以从物体侧依次包括具有正屈光力的透镜组、具有负屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组的方式构成。当如此设定时，良好地校正广角端的畸变像差，变倍时的移动行程变小，从而能够缩短镜头***总长度。
或者，配置于第1透镜组G1与最终透镜组Ge之间的多个移动透镜组也可以以从物体侧依次包括具有正屈光力的透镜组、具有负屈光力的透镜组及具有正屈光力的透镜组的方式构成。当如此设定时，良好地校正广角端的畸变像差，且有利于最终透镜组Ge的小型化。
或者，配置于第1透镜组G1与最终透镜组Ge之间的多个移动透镜组能够以从物体侧依次包括具有负屈光力的透镜组及具有负屈光力的透镜组的方式构成。当如此设定时，能够简化变倍机构。
并且，该变焦镜头可以以通过使第1透镜组G1内的至少1片透镜沿光轴方向移动来进行对焦的方式构成。当如此设定时，能够抑制变倍动作中的焦点偏离。
例如，如图1中所例示，第1透镜组G1也可以以从物体侧依次包括对焦时相对于像面Sim固定的具有负屈光力的第1透镜组前组G1a、对焦时沿光轴方向移动的具有正屈光力的第1透镜组中组G1b及对焦时与第1透镜组中组G1b的光轴方向的间隔发生变化的具有正屈光力的第1透镜组后组G1c的方式构成。当如此设定时，容易抑制基于对焦的视角的变化。图1的第1透镜组中组G1b下方的两个箭头表示对焦时第1透镜组中组G1b沿光轴方向的移动。
另外，在进行对焦时，第1透镜组后组G1c也可以相对于像面Sim固定，当如此设定时，能够将对焦时移动的透镜组仅设为第1透镜组中组G1b，从而能够简化对焦机构，因此能够抑制装置的大型化。或者，在进行对焦时，第1透镜组后组G1c也可以以与第1透镜组中组G1b不同的轨迹沿光轴方向移动，当如此设定时，能够抑制对焦时的像差变动。
第1透镜组前组G1a可以以从最靠物体侧依次连续地具有将凹面朝向像侧的负弯月形透镜即透镜L11及负透镜即透镜L12的方式构成。当如此设定时，能够抑制像散的产生，并且能够获得广角化所需的负屈光力。
第1透镜组前组G1a也可以以从物体侧依次包括将凹面朝向像侧的负弯月形透镜、负透镜及正透镜的方式构成。当如此设定时，能够良好地进行第1透镜组前组G1a的像差校正，尤其能够良好地进行色差的校正。
第1透镜组前组G1a的最靠像侧的透镜可以以设为将凹面朝向像侧的正弯月形透镜的方式构成。当如此设定时，能够抑制广角侧的像散的产生，并且，有利于长焦侧的球面像差的校正。
第1透镜组中组G1b例如可以以仅包括1片透镜的方式构成。当如此设定时，能够减轻对焦机构的负担。在图1的例子中，第1透镜组中组G1b包括1片正透镜。
第1透镜组后组G1c可以以从物体侧依次包括从物体侧依次接合负透镜及正透镜而成的接合透镜和正透镜的方式构成。当如此设定时，会使第1透镜组G1的色差的校正及长焦侧的球面像差的校正变得容易。
另外，关于上述的优选结构及可能的结构，能够任意地进行组合，根据所要求的规格优选采用适当选择的组合。
接着，对本发明的变焦镜头的数值实施例进行说明。
[实施例1]
实施例1的变焦镜头的镜头结构如图1所示，其图示方法与上述相同，因此在此省略一部分重复说明。实施例1的变焦镜头从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2、具有负屈光力的第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。这些5个透镜组变倍时与相邻的组的光轴方向的间隔发生变化。移动透镜组为第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4，最终透镜组Ge为第5透镜组G5。
第1透镜组G1从物体侧依次包括具有负屈光力的第1透镜组前组G1a、具有正屈光力的第1透镜组中组G1b及具有正屈光力的第1透镜组后组G1c。在进行对焦时，第1透镜组前组G1a相对于像面Sim固定，第1透镜组中组G1b移动，第1透镜组中组G1b与第1透镜组后组G1c的光轴方向的间隔发生变化。
第1透镜组前组G1a从物体侧依次包括透镜L11～L13这3片透镜，第1透镜组中组G1b包括透镜L14这1片透镜，第1透镜组后组G1c从物体侧依次包括透镜L15～L17这3片透镜。第2透镜组G2包括透镜L21这1片透镜。第3透镜组G3从物体侧依次包括透镜L31～透镜L34这4片透镜。第4透镜组G4包括透镜L41这1片透镜。第5透镜组G5从物体侧依次包括孔径光圈St及透镜L51～透镜L59这9片透镜。透镜L52及透镜L57与ED正透镜EDL对应。
将实施例1的变焦镜头的基本透镜数据示于表1中，将规格及可变面间隔示于表2中，将与温度系数及反常色散性相关的数值示于表3中。在表1的Si栏中示出以将最靠物体侧的构成要件的物体侧的面设为第1个而随着向像侧依次增加的方式对构成要件的面标注面编号时的第i个(i＝1、2、3、……)面编号，在Ri栏中示出第i个面的曲率半径，在Di栏中示出第i个面与第i+1个面的在光轴Z上的面间隔。另外，基本透镜数据的表的记号i与条件式(6)及(6-1)独立使用。在表1的Ndj栏中示出将最靠物体侧的构成要件设为第1个而随着向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、……)构成要件的相对于d线(波长587.6nm(纳米))的折射率，在νdj栏中示出第j个构成要件的d线基准的色散系数，在θgFj栏中示出第j个构成要件的g线(波长435.8nm(纳米))与F线(波长486.1nm(纳米))之间的部分分散比。
在此，关于曲率半径的符号，将凸面朝向物体侧的面形状的情况设为正，将凸面朝向图像侧的面形状的情况设为负。在表1中一并示出了孔径光圈St及光学部件PP。在表1中，在与孔径光圈St相当的面的面编号栏中记入有(St)这一术语。Di的最下栏的值是表中的最靠像侧的面与像面Sim的间隔。在表1中，关于变倍时发生变化的可变面间隔，使用DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号并记入于Di栏中。
在表2中以d线基准示出变焦比Zr、整个***的焦距f、F值FNo.、最大全视角2ω及可变面间隔的值。2ω栏的(°)表示单位为度。在表2中，将广角端状态、中间焦距状态及长焦端状态的各值示于分别标记为WIDE、MIDDLE及TELE的栏中。表1及表2的值为对焦于无限远物体的状态的值。
在表3中示出最靠像侧的移动透镜组及最终透镜组Ge中的各透镜的温度系数dN/dT及与反常色散性相关的数值θgF+0.001625×νd。在表3的透镜栏中示出各透镜的符号，在面编号栏中示出各透镜的物体侧的面的面编号。
各表的数据中，作为角度的单位使用度，作为长度的单位使用mm(毫米)，光学***既可以放大比例也可以缩小比例来使用，因此还能够使用其他适当的单位。并且，在以下所示的各表中记载有以规定位数舍入的数值。
[表1]
实施例1
Si Ri Di Ndj νdj θgFj
1 71.81199 1.98483 1.910823 35.25 0.5822
2 32.04995 14.01276
3 -169.85281 1.70032 1.910823 35.25 0.5822
4 98.50747 10.07301
5 64.50130 3.69556 1.808095 22.76 0.6307
6 117.95395 7.69065
7 -403.81604 5.00032 1.438750 94.66 0.5340
8 -97.82956 6.60068
9 134.88124 1.69910 1.688931 31.07 0.6004
10 41.15500 13.63281 1.537750 74.70 0.5394
11 -81.84788 0.11921
12 74.80796 4.29911 1.816000 46.62 0.5568
13 581.93071 DD[13]
14 414.70166 2.98152 1.438750 94.66 0.5340
15 -192.35317 DD[15]
16 60.59836 1.10000 2.000694 25.46 0.6136
17 26.58276 6.71773
18 -41.83532 1.10000 1.592824 68.62 0.5441
19 ∞ 1.29967
20 ∞ 1.11000 1.438750 94.66 0.5340
21 41.41600 3.79912 1.808095 22.76 0.6307
22 -208.57686 DD[22]
23 -25.69507 1.10000 1.438750 94.66 0.5340
24 -97.61823 DD[24]
25(St) ∞ 1.55073
26 161.82650 2.79382 1.846669 23.83 0.6190
27 -112.24837 0.20018
28 24.93850 8.88699 1.438750 94.66 0.5340
29 -36.50700 1.10000 1.953748 32.32 0.5901
30 144.41888 7.03835
31 202.67016 4.16093 1.805190 25.47 0.6101
32 -45.05170 3.08688
33 30.96070 1.10000 1.953748 32.32 0.5901
34 16.39300 7.70908 1.696797 55.53 0.5434
35 124.08371 0.24867
36 119.27490 6.41000 1.438750 94.66 0.5340
37 -19.73100 1.10000 1.854780 24.80 0.6123
38 41.19779 13.49915
39 96.33050 3.00607 1.806100 40.93 0.5714
40 -171.61879 0.00000
41 ∞ 2.00000 1.516330 64.14 0.5353
42 ∞ 23.46519
[表2]
实施例1
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.00 2.97
f 18.59 37.18 55.22
FNo. 2.76 2.77 2.76
2ω(°) 78.66 41.18 28.46
DD[13] 1.73 10.01 20.86
DD[15] 1.18 17.31 18.46
DD[22] 17.24 4.37 5.04
DD[24] 25.17 13.62 0.97
[表3]
实施例1
透镜 面编号 dN/dT(/℃) θgF+0.001625×νd
L41 23 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L51 26 10.04×10<sup>-6</sup> 0.6577
L52 28 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L53 29 4.73×10<sup>-6</sup> 0.6427
L54 31 9.00×10<sup>-6</sup> 0.6515
L55 33 4.73×10<sup>-6</sup> 0.6427
L56 34 3.98×10<sup>-6</sup> 0.6336
L57 36 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L58 37 4.27×10<sup>-6</sup> 0.6526
L59 39 9.24×10<sup>-6</sup> 0.6379
在图6中示出实施例1的变焦镜头的对焦于无限远物体的状态下的各像差图。在图6中从左依次表示球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在图6中，在标注有WIDE的上段示出广角端状态，在标注有MIDDLE的中段示出中间焦距状态，在标注有TELE的下段示出长焦端状态。在球面像差图中，将d线(波长587.6nm(纳米))、C线(波长656.3nm(纳米))、F线(波长486.1nm(纳米))及g线(波长435.8nm(纳米))下的像差分别以黑实线、长虚线、短虚线及灰色实线来表示。在像散图中，将弧矢方向的d线下的像差以实线来表示，将子午方向的d线下的像差以短虚线来表示。在畸变像差图中，将d线下的像差以实线来表示。在倍率色差图中，将C线、F线及g线下的像差分别以长虚线、短虚线及灰色实线来表示。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
关于在上述实施例1的说明中叙述的各数据的记号、含义及记载方法，若无特别说明，对以下实施例的各数据的记号、含义及记载方法也相同，因此以下省略重复说明。
[实施例2]
将实施例2的变焦镜头的镜头结构及光路示于图2中。实施例2的变焦镜头的组结构、各透镜组的屈光力的符号、变倍时移动的透镜组及对焦时移动的透镜组与实施例1相同。第1透镜组前组G1a从物体侧依次包括透镜L11～L13这3片透镜，第1透镜组中组G1b包括透镜L14这1片透镜，第1透镜组后组G1c从物体侧依次包括透镜L15～L17这3片透镜。第2透镜组G2包括透镜L21这1片透镜。第3透镜组G3从物体侧依次包括透镜L31～透镜L34这4片透镜。第4透镜组G4包括透镜L41这1片透镜。第5透镜组G5从物体侧依次包括孔径光圈St及透镜L51～透镜L59这9片透镜。透镜L52及透镜L57与ED正透镜EDL对应。
将实施例2的变焦镜头的基本透镜数据示于表4中，将规格及可变面间隔示于表5中，将与温度系数及反常色散性相关的数值示于表6中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图7中。
[表4]
实施例2
Si Ri Di Ndj νdj θgFj
1 75.12413 2.79806 1.910823 35.25 0.5822
2 35.07661 17.28709
3 -183.39794 2.40161 1.910823 35.25 0.5822
4 107.49859 11.78000
5 73.82309 4.01156 1.829022 22.49 0.6303
6 129.79007 8.41294
7 -379.10409 5.47577 1.438750 94.66 0.5340
8 -105.28033 7.25239
9 147.66757 1.80080 1.698770 30.58 0.5970
10 47.29560 15.02239 1.535908 75.01 0.5393
11 -88.60385 0.57336
12 86.40309 4.98403 1.818512 47.06 0.5588
13 796.84325 DD[13]
14 352.78425 2.69901 1.438750 94.66 0.5340
15 -182.42589 DD[15]
16 61.59625 1.21660 2.000694 25.46 0.6136
17 28.56184 7.89061
18 -42.20781 1.21660 1.592768 68.63 0.5441
19 ∞ 1.00044
20 ∞ 1.22766 1.439172 94.56 0.5340
21 46.41290 4.05038 1.824376 22.64 0.6296
22 -246.34991 DD[22]
23 -27.28239 1.21660 1.438750 94.66 0.5340
24 -98.00172 DD[24]
25(St) ∞ 1.55357
26 192.59390 2.97629 1.846664 23.78 0.6192
27 -118.91217 0.19910
28 27.67749 9.71780 1.438750 94.66 0.5340
29 -40.21965 1.21660 1.953748 32.32 0.5901
30 162.10282 7.20507
31 231.94064 4.70090 1.805190 25.47 0.6101
32 -50.21696 4.26655
33 34.33636 1.21660 1.953748 32.32 0.5901
34 17.98758 7.55513 1.696797 55.53 0.5434
35 143.89514 0.57607
36 125.04862 7.55378 1.438750 94.66 0.5340
37 -21.83018 1.21660 1.854780 24.80 0.6123
38 47.27873 18.14463
39 108.25480 3.39991 1.806100 40.93 0.5714
40 -172.52255 0.00000
41 ∞ 2.21200 1.516330 64.14 0.5353
42 ∞ 23.52295
[表5]
实施例2
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.00 3.25
f 19.57 39.15 63.62
FNo. 2.76 2.77 2.76
2ω(°) 81.36 43.00 27.30
DD[13] 1.40 14.38 28.98
DD[15] 1.00 15.53 16.96
DD[22] 21.63 5.48 6.24
DD[24] 29.13 17.78 0.98
[表6]
实施例2
透镜 面编号 dN/dT(/℃) θgF+0.001625×νd
L41 23 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L51 26 1.34×10<sup>-6</sup> 0.6579
L52 28 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L53 29 4.73×10<sup>-6</sup> 0.6427
L54 31 9.00×10<sup>-6</sup> 0.6515
L55 33 4.73×10<sup>-6</sup> 0.6427
L56 34 3.98×10<sup>-6</sup> 0.6336
L57 36 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L58 37 4.27×10<sup>-6</sup> 0.6526
L59 39 9.24×10<sup>-6</sup> 0.6379
[实施例3]
将实施例3的变焦镜头的镜头结构及光路示于图3中。实施例3的变焦镜头的组结构、各透镜组的屈光力的符号、变倍时移动的透镜组及对焦时移动的透镜组与实施例1相同。第1透镜组前组G1a从物体侧依次包括透镜L11～L13这3片透镜，第1透镜组中组G1b包括透镜L14这1片透镜，第1透镜组后组G1c从物体侧依次包括透镜L15～L17这3片透镜。第2透镜组G2包括透镜L21这1片透镜。第3透镜组G3从物体侧依次包括透镜L31～透镜L33这3片透镜。第4透镜组G4从物体侧依次包括透镜L41～L42这2片透镜。第5透镜组G5从物体侧依次包括孔径光圈St及透镜L51～透镜L59这9片透镜。透镜L52及透镜L57与ED正透镜EDL对应。
将实施例3的变焦镜头的基本透镜数据示于表7中，将规格及可变面间隔示于表8中，将与温度系数及反常色散性相关的数值示于表9中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图8中。
[表7]
实施例3
Si Ri Di Ndj νdj θgFj
1 100.49843 2.29978 1.910823 35.25 0.5822
2 36.60593 11.93997
3 -170.49497 2.22260 1.882997 40.76 0.5668
4 123.97991 11.10707
5 78.56359 4.60994 1.758931 24.77 0.6206
6 178.29774 7.33912
7 485.11502 6.97962 1.496999 81.54 0.5375
8 -96.38070 3.93201
9 99.29681 2.20205 1.740528 29.75 0.5996
10 41.15376 14.42472 1.537750 74.70 0.5394
11 -95.75688 0.12000
12 91.65753 3.84686 1.836478 44.96 0.5598
13 498.10287 DD[13]
14 222.37466 2.00001 1.438750 94.66 0.5340
15 -583.00409 DD[15]
16 70.44263 1.22561 1.911795 31.76 0.5931
17 27.53490 5.98172
18 -40.31233 1.32642 1.496999 81.54 0.5375
19 35.38548 2.11980
20 39.75755 3.72341 1.682061 29.56 0.6079
21 -146.86589 DD[21]
22 -34.20530 1.16051 1.695602 59.05 0.5435
23 85.48479 2.05197 1.805190 25.47 0.6101
24 -494.16216 DD[24]
25(St) ∞ 1.39998
26 196.89361 2.71797 1.902000 25.26 0.6166
27 -77.71574 0.42870
28 32.58302 7.66309 1.438750 94.66 0.5340
29 -36.33941 1.15971 1.903658 31.31 0.5948
30 285.77887 12.84824
31 -1547.82841 3.36648 1.805190 25.47 0.6101
32 -47.18327 3.51424
33 39.27414 1.82321 1.854780 24.80 0.6123
34 19.07778 5.66929 1.695602 59.05 0.5435
35 86.42178 0.30167
36 38.85705 12.74904 1.496999 81.54 0.5375
37 -29.08941 1.47973 2.001003 29.13 0.5995
38 2***83 18.40185
39 40.01005 6.78196 1.531717 48.84 0.5631
40 -80.05392 0.00000
41 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
42 ∞ 21.01382
[表8]
实施例3
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.00 3.77
f 19.16 38.32 72.24
FNo. 2.81 2.81 2.81
2ω(°) 76.86 39.96 21.98
DD[13] 0.48 11.12 24.66
DD[15] 0.48 14.55 17.67
DD[21] 24.79 5.78 3.11
DD[24] 20.46 14.77 0.78
[表9]
实施例3
透镜 面编号 dN/dT(/℃) θgF+0.001625×νd
L41 22 -0.29×10<sup>-6</sup> 0.6394
L42 23 9.00×10<sup>-6</sup> 0.6515
L51 26 1.88×10<sup>-6</sup> 0.6577
L52 28 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L53 29 3.59×10<sup>-6</sup> 0.6457
L54 31 9.00×10<sup>-6</sup> 0.6515
L55 33 4.27×10<sup>-6</sup> 0.6526
L56 34 -0.29×10<sup>-6</sup> 0.6394
L57 36 -6.05×10<sup>-6</sup> 0.6700
L58 37 4.39×10<sup>-6</sup> 0.6469
L59 39 2.01×10<sup>-6</sup> 0.6425
[实施例4]
实施例4的变焦镜头从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2、具有负屈光力的第3透镜组G3、具有正屈光力的第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从物体侧依次包括第1透镜组前组G1a、第1透镜组中组G1b及第1透镜组后组G1c。实施例4的变焦镜头的变倍时移动的透镜组及对焦时移动的透镜组与实施例1的透镜组相同。
第1透镜组前组G1a从物体侧依次包括透镜L11～L13这3片透镜，第1透镜组中组G1b包括透镜L14这1片透镜，第1透镜组后组G1c从物体侧依次包括透镜L15～L17这3片透镜。第2透镜组G2包括透镜L21这1片透镜。第3透镜组G3从物体侧依次包括透镜L31～透镜L34这4片透镜。第4透镜组G4从物体侧依次包括透镜L41～L43这3片透镜。第5透镜组G5从物体侧依次包括孔径光圈St及透镜L51～透镜L56这6片透镜。透镜L53及透镜L54与ED正透镜EDL对应。
将实施例4的变焦镜头的基本透镜数据示于表10中，将规格及可变面间隔示于表11中，将与温度系数及反常色散性相关的数值示于表12中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图9中。
[表10]
实施例4
Si Ri Di Ndj νdj θgFj
1 69.90124 2.29914 1.910823 35.25 0.5822
2 33.77683 14.18047
3 -123.49399 2.20000 1.910823 35.25 0.5822
4 109.22144 6.92541
5 68.34505 3.69958 1.887549 20.54 0.6387
6 109.39990 9.72622
7 -143.69959 4.94474 1.592824 68.62 0.5441
8 -83.64868 7.56237
9 102.22530 2.19910 1.831408 25.56 0.6121
10 50.57346 13.32096 1.537750 74.70 0.5394
11 -72.18766 0.11910
12 66.86857 3.48851 1.882997 40.76 0.5668
13 140.69287 DD[13]
14 49.27160 4.14469 1.591906 68.75 0.5441
15 244.49775 DD[15]
16 66.10591 1.20004 1.899996 38.00 0.5733
17 21.52241 5.81314
18 -50.64314 1.19913 1.592824 68.62 0.5441
19 48.62843 0.44273
20 35.75799 4.10171 1.900000 28.97 0.6024
21 -78.36956 1.77775
22 -37.79989 2.00055 1.825373 46.55 0.5538
23 227.10414 DD[23]
24 69.33326 1.05061 1.903658 31.31 0.5948
25 27.03898 5.98164 1.438750 94.66 0.5340
26 -156.72089 0.15000
27 39.24450 3.04102 1.846669 23.83 0.6190
28 122.27784 DD[28]
29(St) ∞ 10.00000
30 60.37973 3.05899 1.851500 40.78 0.5696
31 -534.13118 6.04331
32 82.30479 1.09910 1.698947 30.13 0.6030
33 21.04331 7.37819 1.537750 74.70 0.5394
34 -56.40670 0.12000
35 39.87246 9.79328 1.438750 94.66 0.5340
36 -26.18031 1.20003 1.953748 32.32 0.5901
37 38.73573 2.04078
38 136.05682 2.00022 1.846669 23.83 0.6190
39 -298.83333 0.00000
40 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
41 ∞ 28.03316
[表11]
实施例4
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.00 2.95
f 18.67 37.34 55.07
FNo. 2.66 2.67 2.69
2ω(°) 78.40 41.06 28.48
DD[13] 0.98 19.02 34.64
DD[15] 0.51 9.94 10.23
DD[23] 31.37 14.71 1.18
DD[28] 15.52 4.70 2.32
[表12]
实施例4
透镜 面编号 dN/dT(/℃) θgF+0.001625×νd
L41 24 3.59×10<sup>-6</sup> 0.6457
L42 25 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L43 27 10.04×10<sup>-6</sup> 0.6577
L51 30 5.33×10<sup>-6</sup> 0.6358
L52 32 3.51×10<sup>-6</sup> 0.6519
L53 33 -4.21×10<sup>-6</sup> 0.6607
L54 35 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L55 36 4.73×10<sup>-6</sup> 0.6427
L56 38 10.04×10<sup>-6</sup> 0.6577
[实施例5]
将实施例5的变焦镜头的镜头结构及光路示于图5中。实施例5的变焦镜头从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组G1、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有负屈光力的第3透镜组G3及具有正屈光力的第4透镜组G4。移动透镜组为第2透镜组G2及第3透镜组G3，最终透镜组Ge为第4透镜组G4。第1透镜组G1从物体侧依次包括第1透镜组前组G1a、第1透镜组中组G1b及第1透镜组后组G1c。实施例5的变焦镜头的对焦时移动的透镜组与实施例1的透镜组相同。
第1透镜组前组G1a从物体侧依次包括透镜L11～L13这3片透镜，第1透镜组中组G1b包括透镜L14这1片透镜，第1透镜组后组G1c从物体侧依次包括透镜L15～L17这3片透镜。第2透镜组G2包括透镜L21～透镜L23这3片透镜，第3透镜组G3包括透镜L31这1片透镜，第4透镜组G4从物体侧依次包括孔径光圈St及透镜L41～L49这9片透镜。透镜L42、透镜L46及透镜L47与ED正透镜EDL对应。
实施例5的变焦镜头包括非球面。将实施例5的变焦镜头的基本透镜数据示于表13中，将规格及可变面间隔示于表14中，将非球面系数示于表15中，将与温度系数及反常色散性相关的数值示于表16中，将对焦于无限远物体的状态下的各像差图示于图10中。
在表13中，对非球面的面编号标有*标记，在非球面的曲率半径栏中记载有近轴的曲率半径的数值。将各非球面的非球面系数示于表15中。表15的非球面系数的数值的“E±n”(n：整数)表示“×10±n”。非球面系数为由下式表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、……16)的值。
[数式5]
Figure BDA0001512786290000291
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相切的与光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(从光轴至透镜面的距离)；
C：近轴曲率；
KA、Am：非球面系数。
[表13]
实施例5
Si Ri Di Ndj νdj θgFj
1 149.58193 2.30075 1.886531 37.65 0.5768
2 40.00102 14.79694
3 -77.17279 2.99948 1.758882 52.05 0.5482
4 167.85513 0.28969
5 74.10634 6.10706 1.570416 41.80 0.5760
6 248.09391 8.26200
7 313.03316 7.49957 1.703736 58.69 0.5417
8 -88.77229 3.60105
9 77.54887 2.19910 1.891715 30.73 0.5970
10 40.61518 11.02090 1.580228 69.93 0.5425
11 -319.65754 0.11984
12 65.37292 5.38751 1.776237 50.22 0.5508
13 1103.86840 DD[13]
*14 50.32439 1.38000 1.806250 40.91 0.5692
*15 20.43959 9.15460
16 -31.68883 1.20000 1.439988 88.59 0.5309
17 33.69659 4.07286
18 41.18699 4.03696 1.592701 35.31 0.5934
19 -77.22259 DD[19]
20 -31.67694 1.05000 1.496999 81.54 0.5375
21 -140.06771 DD[21]
22(St) ∞ 1.40000
23 73.10600 3.15534 1.846669 23.83 0.6190
24 -111.68902 0.56571
25 28.52079 6.96879 1.438750 94.66 0.5340
26 -36.19576 1.10037 2.000694 25.46 0.6136
27 208.32059 10.20929
28 -232.08385 2.79753 1.846669 23.83 0.6190
29 -40.45674 2.91237
30 45.95846 1.51794 1.882997 40.76 0.5668
31 21.45899 5.60907 1.595220 67.73 0.5443
32 2223.13439 0.15227
33 25.66119 10.86053 1.438750 94.66 0.5340
34 -24.93505 1.00000 2.000694 25.46 0.6136
35 28.91154 8.45114
36 36.09432 3.95847 1.672700 32.10 0.5989
37 1057.04753 0.00000
38 ∞ 2.30000 1.516330 64.14 0.5353
39 ∞ 22.71900
[表14]
实施例5
WIDE middle TELE
Zr 1.00 2.00 3.00
f 18.56 37.11 55.67
FNo. 2.76 2.77 2.76
2ω(°) 78.32 41.20 28.34
DD[13] 0.51 26.15 36.64
DD[19] 25.95 4.60 2.45
DD[21] 13.93 9.63 1.29
[表15]
实施例5
面编号 14 15
KA 1.0747168E+00 8.3699483E-01
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 2.4942517E-07 -6.5515856E-07
A5 6.1846613E-10 -8.2860005E-09
A6 -5.4371231E-12 -5.0901284E-10
A7 -9.3189903E-14 -6.9997049E-11
A8 1.8611123E-16 -2.5111219E-12
A9 1.0943937E-18 -9.7270177E-14
A10 1.0621243E-20 2.0028703E-14
A11 4.2843973E-23 7.0725121E-16
A12 7.2537620E-26 4.7530540E-16
A13 1.3502441E-27 1.6462908E-18
A14 3.6045534E-29 1.6389779E-19
A15 2.7454534E-33 -5.0308933E-20
A16 -4.5590756E-35 -1.0707688E-20
[表16]
实施例5
透镜 面编号 dN/dT(/℃) θgF+0.001625×νd
L31 20 -6.05×10<sup>-6</sup> 0.6700
L41 23 10.04×10<sup>-6</sup> 0.6577
L42 25 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L43 26 4.77×10<sup>-6</sup> 0.6550
L44 28 10.04×10<sup>-6</sup> 0.6577
L45 30 4.79×10<sup>-6</sup> 0.6330
L46 31 -5.88×10<sup>-6</sup> 0.6543
L47 33 -6.10×10<sup>-6</sup> 0.6878
L48 34 4.77×10<sup>-6</sup> 0.6550
L49 36 2.91×10<sup>-6</sup> 0.6511
在表17中示出实施例1～5的变焦镜头的条件式(1)～(11)的对应值。在表17中，在条件式(1)、(2)的对应值栏中在括号中记载有所对应的透镜的符号。表17的部分分散比以外的值为以d线为基准的值。
[表17]
Figure BDA0001512786290000331
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11中作为本发明的实施方式的摄像装置的一例示出使用了本发明的实施方式所涉及的变焦镜头1的摄像装置10的概略结构图。作为摄像装置10，例如能够举出电影摄影机、广播用摄像机、数码相机、视频摄像机或监控摄像机等。
摄像装置10具备变焦镜头1、配置于变焦镜头1的像侧的滤光片2及配置于滤光片2的像侧的成像元件3。另外，在图11中，示意地图示了变焦镜头1所具备的第1透镜组前组G1a、第1透镜组中组G1b、第1透镜组后组G1c及第2透镜组G2～第5透镜组G5。但是，图11的变焦镜头1所具有的透镜组的数量为一例，本发明的摄像装置也能够以与图11的例子不同数量的透镜组来构成。
成像元件3为将通过变焦镜头1形成的光学像转换为电气信号的构件，例如，能够使用CCD(电荷耦合器件(Charge Coupled Device))或CMOS(互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor))等。成像元件3以其成像面与变焦镜头1的像面对齐的方式配置。
摄像装置10还具备对来自成像元件3的输出信号进行运算处理的信号处理部5、显示通过信号处理部5形成的像的显示部6、控制变焦镜头1的变倍的变焦控制部7及控制变焦镜头1的对焦的聚焦控制部8。另外，在图11中仅图示了1个成像元件3，但本发明的摄像装置并不限定于此，也可以是具有3个成像元件的所谓的3板方式摄像装置。
以上，举出实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、色散系数及非球面系数并不限定于上述各数值实施例中所示的值，可以采用其他值。

Claims (20)

1.一种变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头从物体侧依次包括变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的第1透镜组、变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的多个移动透镜组及变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的最终透镜组，
所述最终透镜组具有至少2片由满足下述条件式(1)及(2)的透镜材料构成的ED正透镜，
所述多个移动透镜组中的最靠像侧的移动透镜组及所述最终透镜组中的至少一组具有除所述ED正透镜以外的至少1片正透镜，
并且满足下述所有条件式(3)～(5)：
62＜vd (1)
0.64＜θgF+0.001625×vd＜0.70 (2)
4.0×10-6＜(dN/dT)aveB＜8.2×10-6 (3)
0.7×10-6＜(dN/dT)aveA＜＜4.0×10-6 (4)
0.655＜(θgF+0.001625×vd)aveA＜0.670 (5)
其中，
vd：透镜材料的d线基准的色散系数；
θgF：透镜材料的g线与F线之间的部分分散比；
(dN/dT)aveB：所述最靠像侧的移动透镜组及所述最终透镜组中的除所述ED正透镜以外的正透镜的dN/dT的平均值；
(dN/dT)aveA：所述最靠像侧的移动透镜组及所述最终透镜组中的正透镜的dN/dT的平均值；
(θgF+0.001625×vd)aveA：所述最靠像侧的移动透镜组及所述最终透镜组中的正透镜的θgF+0.001625×vd的平均值，
在此，
dN/dT：空气中的相对于d线的折射率的温度系数，为温度0℃～40℃范围的平均值，
透镜材料的g线与F线之间的部分分散比θgF是指，将相对于g线、F线及C线的透镜的折射率分别设为Ng、NF及NC时，以θgF＝(Ng-NF)/(NV-NC)来定义的值，所述C线是波长656.3nm的线。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其满足下述条件式(6)：
[数式1]
Figure FDA0003017222380000021
其中，
ΦGe：所述最终透镜组的屈光力；
k：所述最靠像侧的移动透镜组及所述最终透镜组中的透镜的总数；
Φi：所述最靠像侧的移动透镜组及所述最终透镜组中的从物体侧起第i个透镜的屈光力；
dNi/dT：所述最靠像侧的移动透镜组及所述最终透镜组中的从物体侧起第i个透镜的dN/dT。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其满足下述条件式(7)：
0.15＜ft×(tanωt)/fGe＜0.5 (7)
其中，
ft：对焦于无限远物体的状态的长焦端中的所述变焦镜头的焦距；
ωt：对焦于无限远物体的状态的长焦端中的所述变焦镜头的最大半视角；
fGe：所述最终透镜组的焦距。
4.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述最终透镜组的最靠像侧的透镜为正透镜，
并且满足下述条件式(8)：
0.65＜DD2/DD1＜0.85 (8)
其中，
DD2：所述最终透镜组内的最靠物体侧的透镜面与从像侧起第2个透镜的像侧的透镜面的光轴上的距离；
DD1：所述最终透镜组内的最靠物体侧的透镜面与最靠像侧的透镜面的光轴上的距离。
5.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述最终透镜组的最靠物体侧的透镜为正透镜，
并且满足下述条件式(9)及(10)：
1.8＜Ndp (9)
0.65＜θgFp+0.001625×vdp＜0.67 (10)
其中，
Ndp：所述最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的相对于d线的折射率；
θgFp：所述最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的g线与F线之间的部分分散比；
vdp：所述最终透镜组的最靠物体侧的正透镜的d线基准的色散系数。
6.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述最终透镜组从最靠物体侧依次连续地具有正透镜及将屈光力的符号彼此不同的2片透镜接合而成的接合透镜。
7.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
通过使所述第1透镜组内的至少1片透镜沿光轴方向移动来进行对焦。
8.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第1透镜组从物体侧依次包括对焦时相对于像面固定的具有负屈光力的第1透镜组前组、对焦时沿光轴方向移动的具有正屈光力的第1透镜组中组、对焦时与该第1透镜组中组的光轴方向的间隔发生变化的具有正屈光力的第1透镜组后组。
9.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述最终透镜组包括10片以下的透镜。
10.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述最靠像侧的移动透镜组具有负屈光力。
11.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其满足下述条件式(11)：
-2.0＜βGew＜-0.8 (11)
其中，
βGew：对焦于无限远物体的状态的广角端中的所述最终透镜组的横向倍率。
12.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其满足下述条件式(3-1)：
4.1×10-6＜(dN/dT)aveB＜8.1×10-6 (3-1)。
13.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其满足下述条件式(4-1)：
0.8×10-6＜(dN/dT)aveA＜3.5×10-6 (4-1)。
14.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述最终透镜组的至少2片所述ED正透镜由满足下述条件式(1-1)和/或(2-1)的透镜材料构成：
70＜vd＜100 (1-1)
0.65＜θgF+0.001625×vd＜0.69 (2-1)。
15.根据权利要求2所述的变焦镜头，其满足下述条件式(6-1)：
[数式2]
Figure FDA0003017222380000041
16.根据权利要求3所述的变焦镜头，其满足下述条件式(7-1)：
0.25＜ft×(tanωt)/fGe＜0.45 (7-1)。
17.根据权利要求4所述的变焦镜头，其满足下述条件式(8-1)：
0.67＜DD2/DD1＜0.81 (8-1)。
18.根据权利要求5所述的变焦镜头，其满足下述条件式(9-1)和/或(10-1)：
1.8＜Ndp＜1.95 (9-1)
0.65＜θgFp+0.001625×vdp＜0.66 (10-1)。
19.根据权利要求11所述的变焦镜头，其满足下述条件式(11-1)：
-1.2＜βGew＜-0.82 (11-1)。
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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