CN110262020B - 变焦镜头及光学设备 - Google Patents

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CN110262020B CN201910379199.6A CN201910379199A CN110262020B CN 110262020 B CN110262020 B CN 110262020B CN 201910379199 A CN201910379199 A CN 201910379199A CN 110262020 B CN110262020 B CN 110262020B
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Abstract

本发明提供一种变焦镜头及光学设备。变焦镜头包括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，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组、第4透镜组以及第5透镜组以第1透镜组与第2透镜组之间的间隔、第2透镜组与第3透镜组之间的间隔、第3透镜组与第4透镜组之间的间隔以及第4透镜组与第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，第2透镜组由沿着光轴从物体侧依次排列的第1负透镜、第2负透镜、正透镜及第3负透镜构成，正透镜与第3负透镜被接合。

Description

变焦镜头及光学设备
本申请是国际申请日为2014年11月21日、国际申请号为PCT/JP2014/005861、国家申请号为201480070381.9、发明名称为“变焦镜头及光学设备”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，公开了各种能够应用于照片用相机、电子静态相机、摄像机等且具有大的变倍比的变焦镜头(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
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在以往的变焦镜头中，很难在实现光学***整体的小型化的同时使变倍比增大。
本发明是鉴于如上所述的情况而完成的，其目的在于，提供小型且具有大的变倍比、并且具有良好的光学性能的变焦镜头、光学设备以及变焦镜头的制造方法。
用于解决课题的手段
第1本发明的变焦镜头，包括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，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组以所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，且满足以下的条件式：
0.25<f1/ft<0.38
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
在第1本发明的变焦镜头中，优选的是，满足以下的条件式：
-0.180<(f1×fw)/(f2×ft)<-0.160
其中，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
在第1本发明的变焦镜头中，优选的是，所述第1透镜组具有三个正透镜。
在第1本发明的变焦镜头中，优选的是，所述第1透镜组具有正透镜与负透镜的接合透镜，且满足以下的条件式：
0.367<nN1-nP1
80<νP1
其中，
nN1：构成所述第1透镜组的所述接合透镜的所述负透镜的对d线的折射率，
nP1：构成所述第1透镜组的所述接合透镜的所述正透镜的对d线的折射率，
νP1：构成所述第1透镜组的所述接合透镜的所述正透镜的阿贝数。
在第1本发明的变焦镜头中，优选的是，满足以下的条件式：
-0.18<f4/ft<-0.14
其中，
f4：所述第4透镜组的焦距。
在第1本发明的变焦镜头中，优选的是，所述第4透镜组由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成。
在第1本发明的变焦镜头中，优选的是，在所述第3透镜组的物体侧附近配置有孔径光阑，且满足以下的条件式：
0.084<ΔZwt/ft<0.090
其中，
ΔZwt：从广角端状态向远焦端状态变倍时的所述孔径光阑在光轴上的向物体侧的移动距离。
第2本发明的变焦镜头，包括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，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组以所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，所述第2透镜组由沿着光轴从物体侧依次排列的第1负透镜、第2负透镜、正透镜及第3负透镜构成，所述正透镜与所述第3负透镜被接合。
在第2本发明的变焦镜头中，优选的是，满足以下的条件式：
-0.180<(f1×fw)/(f2×ft)<-0.160
其中，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
在第2本发明的变焦镜头中，优选的是，满足以下的条件式：
-0.180<f4/ft<-0.140
其中，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距，
f4：所述第4透镜组的焦距。
在第2本发明的变焦镜头中，优选的是，所述第4透镜组由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成。
第3本发明的变焦镜头，包括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，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组以所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，且满足以下的条件式：
-0.90<f2/TL2<-0.60
-0.180<f4/ft<-0.140
其中，
f2：所述第2透镜组的焦距，
TL2：所述第2透镜组的光轴上的长度，
f4：所述第4透镜组的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
在第3本发明的变焦镜头中，优选的是，满足以下的条件式：
-0.180<(f1×fw)/(f2×ft)<-0.160
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距。
在第3本发明的变焦镜头中，优选的是，所述第4透镜组由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成。
第1本发明的光学设备具有使物体的像成像于预定的面上的变焦镜头，使用第1本发明的变焦镜头来作为上述变焦镜头。同样地，第2本发明的光学设备具有使物体的像成像于预定的面上的变焦镜头，使用第2本发明的变焦镜头来作为上述变焦镜头，第3本发明的光学设备具有使物体的像成像于预定的面上的变焦镜头，使用第3本发明的变焦镜头来作为上述变焦镜头。
第1本发明的变焦镜头的制造方法，沿着光轴从物体侧依次配置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，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，使所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组以所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，且满足以下的条件式：
0.25<f1/ft<0.38
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
第2本发明的变焦镜头的制造方法，沿着光轴从物体侧依次配置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，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，使所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组以所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，沿着光轴从物体侧依次配置第1负透镜、第2负透镜、正透镜及第3负透镜来作为所述第2透镜组，对所述正透镜与所述第3负透镜进行接合。
第3本发明的变焦镜头的制造方法，沿着光轴从物体侧依次配置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，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，使所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组以所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，且满足以下的条件式：
-0.90<f2/TL2<-0.60
-0.180<f4/ft<-0.140
其中，
f2：所述第2透镜组的焦距，
TL2：所述第2透镜组的光轴上的长度，
f4：所述第4透镜组的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距。
发明效果
根据任意一个本发明，能够提供小型且具有大的变倍比，并且具有良好的光学性能的变焦镜头、光学设备以及变焦镜头的制造方法。
附图说明
图1(a)是第1实施例的变焦镜头的广角端状态下的镜头结构图，图1(b)是中间焦距状态下的镜头结构图，图1(c)是远焦端状态下的镜头结构图。
图2(a)是第1实施例的变焦镜头的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图2(b)是中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图，图2(c)是远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图3(a)是第2实施例的变焦镜头的广角端状态下的镜头结构图，图3(b)是中间焦距状态下的镜头结构图，图3(c)是远焦端状态下的镜头结构图。
图4(a)是第2实施例的变焦镜头的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图4(b)是中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图，图4(c)是远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
图5(a)是第3实施例的变焦镜头的广角端状态下的镜头结构图，图5(b)是中间焦距状态下的镜头结构图，图5(c)是远焦端状态下的镜头结构图。
图6(a)是第3实施例的变焦镜头的广角端状态下的无限远对焦时的各像差图，图6(b)是中间焦距状态下的无限远对焦时的各像差图，图6(c)是远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。
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A-A′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3实施方式的变焦镜头的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对第1实施方式进行说明。具有第1实施方式的变焦镜头的第1实施方式数码静态相机CAM在图7和图8中示出。在图7中，图7(a)示出数码静态相机CAM的主视图，图7(b)示出数码静态相机CAM的后视图。图8示出沿着图7(a)中的箭头A-A′的剖视图。
在图7所示的数码静态相机CAM中，当按下未图示的电源按钮时，摄影镜头(ZL)的未图示的快门被敞开，通过摄影镜头(ZL)对来自被摄体(物体)的光进行聚光，成像于在图8所示的像面I配置的摄像元件C(例如，CCD或CMOS等)。成像于摄像元件C的被摄体像，显示在配置于数码静态相机CAM的背后的液晶监视器M上。摄影者在一边观看液晶监视器M一边确定被摄体像的构图之后，按下释放按钮B1而通过摄像元件对被摄体像进行摄影，并记录保存在未图示的存储器中。
摄影镜头由后述的第1实施方式的变焦镜头ZL构成。另外，在数码静态相机CAM配置有：在被摄体昏暗时发出辅助光的辅助光发光部DL；将摄影镜头(变焦镜头ZL)从广角端状态(W)变焦(变倍)成远焦端状态(T)时的广角(W)-远焦(D)按钮B2；以及在数码静态相机CAM的各种条件设定等中使用的功能按钮B3等。
如图1所示，第1实施方式的变焦镜头ZL例如具有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。在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5以第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动。并且，变焦镜头ZL满足由以下条件式(1)表示的条件。
0.25<f1/ft<0.38…(1)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
条件式(1)是相对于变焦镜头ZL整个***的远焦端状态下的焦距而规定第1透镜组G1的焦距的条件式。通过满足条件式(1)，能够减小远焦端状态下的远摄比而缩短变焦镜头ZL的全长。由此，能够实现小型且具有大的变倍比、并且具有良好的光学性能的变焦镜头ZL。另外，在超过条件式(1)的上限值的条件的情况下，会导致变焦镜头ZL的大型化。在超过条件式(1)的上限值的条件下，当实现变焦镜头ZL的小型化时，第1透镜组G1的光焦度变小，因此需要增大第3透镜组G3的光焦度，在变倍区域整个区域中在负侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(1)的下限值的条件的情况下，第1透镜组G1的光焦度变大，在远焦端状态下在负侧严重地产生球面像差和像面弯曲，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(1)的上限值设定为0.34。另外，更优选为将条件式(1)的上限值设定为0.33。另一方面，为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(1)的下限值设定为0.30。
在第1实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，满足由以下条件式(2)表示的条件。
-0.180<(f1×fw)/(f2×ft)<-0.160…(2)
其中，
fw：变焦镜头ZL的广角端状态下的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(2)是规定第1透镜组G1的焦距相对于第2透镜组G2的焦距的条件式。通过满足条件式(2)，能够实现具有高成像性能的小型的变焦镜头ZL。另外，在超过条件式(2)的上限值的条件的情况下，在远焦端状态下在负侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(2)的下限值的条件的情况下，在远焦端状态下在正侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(2)的上限值设定为-0.167。另一方面，为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(2)的下限值设定为-0.176。
在第1实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，第1透镜组G1具有三个正透镜。根据该结构，能够在远焦端状态下良好地校正球面像差和彗差。
在第1实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，第1透镜组G1具有正透镜与负透镜的接合透镜，满足由以下条件式(3)和条件式(4)表示的条件。
0.367<nN1-nP1…(3)
80<νP1…(4)
其中，
nN1：构成第1透镜组G1的接合透镜的负透镜的对d线的折射率，
nP1：构成第1透镜组G1的接合透镜的正透镜的对d线的折射率，
νP1：构成第1透镜组G1的接合透镜的正透镜的阿贝数。
条件式(3)是规定构成第1透镜组G1的接合透镜的正透镜与负透镜中的折射率的差的条件式。通过满足条件式(3)，能够良好地校正在第1透镜组G1中产生的球面像差。在低于条件式(3)的下限值的条件的情况下，构成第1透镜组G1的接合透镜的正透镜与负透镜中的折射率差变得过小，在远焦端状态下球面像差的弯曲变得过大，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(3)的下限值设定为0.370。
条件式(4)是规定构成第1透镜组G1的接合透镜的正透镜的阿贝数的条件式。通过满足条件式(4)，能够良好地校正远焦端状态下的轴上色像差与倍率色像差。另外，在低于条件式(4)的下限值的条件的情况下，在远焦端状态下在负侧严重地产生轴上色像差，在正侧严重地产生倍率色像差，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(4)的下限值设定为90。另外，由于满足条件式(4)的正透镜较软而容易损伤，因此优选在该正透镜的物体侧配置负透镜并接合。根据该结构，正透镜的物体侧的透镜面被负透镜覆盖，因此满足条件式(4)的正透镜的物体侧的透镜面很难受到损伤。
在第1实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，满足由以下条件式(5)表示的条件。
-0.18<f4/ft<-0.14…(5)
其中，
f4：第4透镜组4的焦距。
条件式(5)是相对于变焦镜头ZL整个***的远焦端状态下的焦距而规定第4透镜组G4的焦距的条件式。通过满足条件式(5)，能够缩小变焦镜头ZL的前镜头直径。另外，在超过条件式(5)的上限值的条件的情况下，在广角端状态下在正侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(5)的下限值的条件的情况下，比孔径光阑S更靠像侧的负透镜的效果变小，很难充分缩小变焦镜头ZL的前镜头直径。
为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(5)的上限值设定为-0.15。另一方面，为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(5)的下限值设定为-0.17。
在第1实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，第4透镜组G4由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成。通过该结构，能够良好地校正第4透镜组G4单体上的轴上色像差，变焦镜头ZL整个***中的轴上色像差的校正变得容易。另外，能够减小第4透镜组G4偏心时的性能劣化。另外，第5透镜组G5也可以由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成，通过该结构，能够得到与第4透镜组G4的情况相同的效果。
在第1实施方式的变焦镜头ZL中，在第3透镜组G3的物体侧附近配置孔径光阑S，优选满足由以下条件式(6)表示的条件。
0.084<ΔZwt/ft<0.090…(6)
其中，
ΔZwt：从广角端状态向远焦端状态变倍时的孔径光阑S在光轴上的向物体侧的移动距离。
条件式(6)是相对于变焦镜头ZL整个***的远焦端状态下的焦距而规定从广角端状态向远焦端状态变倍时的孔径光阑S在光轴上的向物体侧的移动距离的条件式。一般而言，孔径光阑S在光轴上的移动距离越变大，由变倍引起的F值的变化量越变大。因此，通过满足条件式(6)，能够将由从广角端状态向远焦端状态的变倍引起的F值的变化量设定在适当的范围，并且能够增大远焦端状态下的整个***的焦距来确保大的变倍比。另外，在超过条件式(6)的上限值的条件的情况下，远焦端状态下的F值变大到必要以上，或者广角端状态下的F值变小，很难进行球面像差的校正，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(6)的下限值的条件的情况下，当想要减小广角端状态下的F值时，远焦端状态下的F值也变小，很难进行球面像差的校正，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(6)的上限值设定为0.088。另一方面，为了更可靠地得到第1实施方式的效果，优选将条件式(6)的下限值设定为0.086。
此处，参照图9对第1实施方式的变焦镜头ZL的制造方法进行说明。首先，在圆筒状的镜筒内，从物体侧依次组装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(步骤ST10)。并且，以使第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5沿着光轴移动，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍(变焦)的方式，可驱动地构成第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5(步骤ST20)。
在进行镜头的组装的步骤ST10中，以满足上述的条件式(1)等的方式，配置第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5。根据如上所述的制造方法，能够得到小型且具有大的变倍比并且具有良好的光学性能的变焦镜头ZL。
接着，参照附图对第2实施方式进行说明。具有后述的第2实施方式的变焦镜头ZL的数码静态相机CAM在图7和图8中示出。该数码静态相机CAM与第1实施方式的数码静态相机相同，已对其结构进行了说明，因此省略此处的说明。
如图1所示，第2实施方式的变焦镜头ZL例如具有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。在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5以第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动。
并且，第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的第1负透镜、第2负透镜、正透镜及第3负透镜构成，正透镜与第3负透镜被接合。通过该结构，能够良好地校正广角端状态下的倍率色像差，并且，能够减小从广角端状态向远焦端状态变倍时的色像差的变动。由此，能够实现小型且具有大的变倍比并且具有良好的光学性能的变焦镜头ZL。
在第2实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，满足由以下条件式(7)表示的条件。
-0.180<(f1×fw)/(f2×ft)<-0.160…(7)
其中，
fw：变焦镜头ZL的广角端状态下的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距，
f1：第1透镜组G1的焦距，
f2：第2透镜组G2的焦距。
条件式(7)是规定第1透镜组G1的焦距相对于第2透镜组G2的焦距的条件式。通过满足条件式(7)，能够实现具有高成像性能的小型的变焦镜头ZL。另外，在超过条件式(7)的上限值的条件的情况下，在远焦端状态下在负侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(7)的下限值的条件的情况下，在远焦端状态下在正侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选将条件式(7)的上限值设定为-0.167。另一方面，为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选将条件式(7)的下限值设定为-0.176。
在第2实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，满足由以下条件式(8)表示的条件。
-0.180<f4/ft<-0.140…(8)
其中，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距，
f4：第4透镜组G4的焦距。
条件式(8)是相对于变焦镜头ZL整个***的远焦端状态下的焦距而规定第4透镜组G4的焦距的条件式。通过满足条件式(8)，从而能够缩小变焦镜头ZL的前镜头直径。另外，在超过条件式(8)的上限值的条件的情况下，在广角端状态下在正侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(8)的下限值的条件的情况下，比孔径光阑S更靠像侧的负透镜的效果变小，很难充分地缩小变焦镜头ZL的前镜头直径。
为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选将条件式(8)的上限值设定为-0.150。另一方面，为了更可靠地得到第2实施方式的效果，优选将条件式(8)的下限值设定为-0.170。
在第2实施方式的变焦镜头ZL中，第4透镜组G4优选由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成。通过该结构，能够良好地校正第4透镜组G4单体中的轴上色像差，变焦镜头ZL整个***中的轴上色像差的校正变得容易。另外，能够减小第4透镜组G4偏心时的性能劣化。另外，第5透镜组G5也可以由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成，通过该结构，能够得到与第4透镜组G4的情况相同的效果。
此处，参照图10对第2实施方式的变焦镜头ZL的制造方法进行说明。首先，在圆筒状的镜筒内，从物体侧依次组装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(步骤ST10)。并且，以使第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5沿着光轴移动，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍(变焦)的方式，可驱动地构成第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5(步骤ST20)。
在进行镜头的组装的步骤ST10中，作为第2透镜组G2，沿着光轴从物体侧依次配置第1负透镜、第2负透镜、正透镜及第3负透镜，对正透镜与第3负透镜进行接合。通过这种制造方法，能够得到小型且具有大的变倍比并且具有良好的光学性能的变焦镜头ZL。
接着，参照附图对第3实施方式进行说明。具有后述的第3实施方式的变焦镜头ZL的数码静态相机CAM在图7和图8中示出。该数码静态相机CAM与第1实施方式的数码静态相机相同，已经对其结构进行了说明，因此省略此处的说明。
如图1所示，第3实施方式的变焦镜头ZL例如具有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。在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5以第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔以及第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动。并且，变焦镜头ZL满足由以下条件式(9)～条件式(10)表示的条件。
-0.90<f2/TL2<-0.60…(9)
-0.180<f4/ft<-0.140…(10)
其中，
f2：第2透镜组G2的焦距，
TL2：第2透镜组G2的光轴上的长度，
f4：第4透镜组G4的焦距，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距。
通过满足条件式(9)～条件式(10)，从而能够实现小型且具有大的变倍比并且具有良好的光学性能的变焦镜头ZL。
条件式(9)是相对于第2透镜组G2的光轴上的长度而规定第2透镜组G2的焦距的条件式。通过满足条件式(9)，缩短第2透镜组G2的光轴上的长度，从而不用加长变焦镜头ZL的全长而能够确保第2透镜组G2的变倍时的移动量。另外，在低于条件式(9)的下限值的条件的情况下，第2透镜组G2的光轴上的长度变长，光学全长变长或者第2透镜组G2的主点距离变短，在远焦端状态下在正侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。另一方面，在超过条件式(9)的上限值的条件的情况下，第2透镜组G2的焦距变长，为了确保变倍比而第2透镜组G2的移动量变大，导致变焦镜头ZL的大型化。当在超过条件式(9)的上限值的条件下实现变焦镜头ZL的小型化时，需要增大第3透镜组G3与第4透镜组G4的光焦度并减小第3透镜组G3与第4透镜组G4中的远摄比，在变倍区域整个区域中在负侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选将条件式(9)的上限值设定为-0.69。另外，更优选为将条件式(9)的上限值设定为-0.72。另一方面，为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选将条件式(9)的下限值设定为-0.81。另外，更优选为将条件式(9)的下限值设定为-0.77。
条件式(10)是相对于变焦镜头ZL整个***的远焦端状态下的焦距而规定第4透镜组G4的焦距的条件式。通过满足条件式(10)，能够缩小变焦镜头ZL的前镜头直径。另外，在超过条件式(10)的上限值的条件的情况下，在广角端状态下在正侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(10)的下限值的条件的情况下，比孔径光阑S更靠像侧的负透镜的效果变小，很难充分地缩小变焦镜头ZL的前镜头直径。
为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选将条件式(10)的上限值设定为-0.150。另一方面，为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选将条件式(10)的下限值设定为-0.170。
在第3实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，满足由以下条件式(11)表示的条件。
-0.180<(f1×fw)/(f2×ft)<-0.160…(11)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
fw：变焦镜头ZL的广角端状态下的焦距。
条件式(11)是规定第1透镜组G1的焦距相对于第2透镜组G2的焦距的条件式。通过满足条件式(3)，能够实现具有高成像性能的小型的变焦镜头ZL。另外，在超过条件式(11)的上限值的条件的情况下，在远焦端状态下在负侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(11)的下限值的条件的情况下，在远焦端状态下在正侧严重地产生球面像差，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选将条件式(11)的上限值设定为-0.167。另一方面，为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选将条件式(11)的下限值设定为-0.176。
在第3实施方式的变焦镜头ZL中，第4透镜组G4优选由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成。通过该结构，能够良好地校正第4透镜组G4单体中的轴上色像差，变焦镜头ZL整个***中的轴上色像差的校正变得容易。另外，能够减小第4透镜组G4偏心时的性能劣化。另外，第5透镜组G5也可以由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成，通过该结构，能够得到与第4透镜组G4的情况相同的效果。
在第3实施方式的变焦镜头ZL中，优选的是，满足由以下条件式(12)表示的条件。
0.20<(n2f×ft)/(ν2f×r2f)<1.00…(12)
其中，
n2f：第2透镜组G2中的最像侧的透镜的对d线的折射率，
ft：变焦镜头ZL的远焦端状态下的焦距，
ν2f：第2透镜组G2中的最像侧的透镜的阿贝数，
r2f：第2透镜组G2中的最像侧的透镜面的曲率半径。
条件式(12)是规定第2透镜组G2中的最像侧的透镜的对d线的折射率和第2透镜组G2中的最像侧的透镜面的曲率半径的条件式。通过满足条件式(12)，能够维持良好的光学性能且缩短远焦端状态下的变焦镜头ZL的全长。另外，在超过条件式(12)的上限值的条件的情况下，第2透镜组G2中的最像侧的透镜面的曲率半径变小。此时，需要扩大远焦端状态下的第2透镜组G2与孔径光阑S之间的间隔，远焦端状态下的变焦镜头ZL的全长变长，因此是不优选的。另一方面，在低于条件式(12)的下限值的条件的情况下，在广角端状态下在正侧严重地产生像面弯曲，因此是不优选的。
为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选将条件式(12)的上限值设定为0.73。另外，更优选为将条件式(12)的上限值设定为0.50。另一方面，为了更可靠地得到第3实施方式的效果，优选将条件式(12)的下限值设定为0.29。另外，更优选为将条件式(12)的下限值设定为0.35。
此处，参照图11对第3实施方式的变焦镜头ZL的制造方法进行说明。首先，在圆筒状的镜筒内，从物体侧依次组装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(步骤ST10)。并且，以使第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5沿着光轴移动，从而进行从广角端状态向远焦端状态的变倍(变焦)的方式，可驱动地构成第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5(步骤ST20)。
在进行镜头的组装的步骤ST10中，以满足上述的条件式(9)～条件式(10)等的方式，配置第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5。通过这种制造方法，能够得到小型且具有大的变倍比并且具有良好的光学性能的变焦镜头ZL。
第1实施方式～第3实施方式的实施例
(第1实施例)
以下，根据附图对本申请的各实施例进行说明。首先，使用图1～图2以及表1对本申请的第1实施例进行说明。图1(a)是第1实施例的变焦镜头ZL(ZL1)的广角端状态下的镜头结构图，图1(b)是中间焦距状态下的镜头结构图，图1(c)是远焦端状态下的镜头结构图。第1实施例的变焦镜头ZL1具有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。并且，在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5以第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔增加、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减小、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化的方式分别沿着光轴移动。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L11、双凸形状的第1正透镜L12、凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L13及凸面朝向物体侧的弯月形状的第3正透镜L14构成。在第1透镜组G1中，负透镜L11与第1正透镜L12成为彼此接合的接合透镜。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向像面I侧的第1负透镜L21、双凹形状的第2负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的第3负透镜L24构成。在第2透镜组G2中，正透镜L23与第3负透镜L24成为彼此接合的接合透镜。
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第1正透镜L31、双凸形状的第2正透镜L32、双凹形状的负透镜L33及双凸形状的第3正透镜L34构成。在第3透镜组G3中，第2正透镜L32与负透镜L33成为彼此接合的接合透镜。另外，第1正透镜L31中的两侧的透镜面成为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成。在第4透镜组G4中，正透镜L41与负透镜L42成为彼此接合的接合透镜。
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和凸面朝向像面I侧的弯月形状的负透镜L52构成。在第5透镜组G5中，正透镜L51与负透镜L52成为彼此接合的接合透镜。另外，正透镜L51中的物体侧的透镜面成为非球面。
孔径光阑S配置于第3透镜组G3的物体侧附近，在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，在与第3透镜组G3相同的轨道上移动。另外，通过使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动来进行从无限远物体向极近距离物体(有限距离物体)的对焦。另外，配置于第5透镜组G5与像面I之间的滤光器组FL由低通滤光器、红外滤光器等构成。
以下，示出了表1～表3，它们是分别表示第1实施例～第3实施例的变焦镜头的参数的值的表。在各表的[全体参数]中，分别示出广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态的各状态下的变焦镜头ZL的焦距f、F值FNO、半视场角ω、像高Y的值。另外，在[透镜参数]中，第1栏(面编号)表示从物体侧开始数时的透镜面的编号，第2栏R表示透镜面的曲率半径，第3栏D表示透镜面的光轴上的间隔，第4栏νd表示对d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数，第5栏nd表示对d线(波长λ＝587.6nm)的折射率。另外，第1栏(面编号)的右边标记的*表示该透镜面为非球面。另外，曲率半径“0.0000”表示平面，对于空气的折射率nd＝1.000000，省略其记载。
关于[非球面数据]中示出的非球面系数，在设与光轴垂直的方向的高度为y，设高度y处的从各非球面的顶点的切面到各非球面为止的沿着光轴的距离(凹陷量)为X(y)，设近轴曲率半径(基准球面的曲率半径)为R，设圆锥常数为κ，设n次(n＝4、6、8、10)的非球面系数为An时，通过下式(A)表示。另外，在各实施例中，2次的非球面系数A2为0，省略记载。另外，在[非球面数据]中，“E-n”表示“×10-n”。
X(y)＝(y2/R)/{1+(1-κ×y2/R2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10
…(A)
在[可变间隔数据]中分别示出广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态的各状态(无限远对焦时)下的变焦镜头ZL的焦距f、可变间隔、后焦距BF、全长TL(从变焦镜头ZL的最初的光学表面到最终的光学表面(像面I)为止的长度)的值。在[透镜组焦距]中分别示出各透镜组的焦距的值。在[条件式对应值]中示出各条件式的对应值。
另外，虽然对以下所有的参数值中记载的焦距f、曲率半径R、其他长度的单位一般使用“mm”，但是即使光学***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，在后述的第2实施例～第3实施例的参数值中也使用与本实施例相同的标号。
在以下的表1中示出第1实施例中的各参数。另外，表1中的第1面～第28面的曲率半径R对应于在图1(a)中的第1面～第28面标记的标号R1～R28。另外，第29面～第32面为平面，在图1(a)中省略对应的面的图示。另外，表1中的组编号G1～G5对应于图1中的各透镜组G1～G5。另外，在第1实施例中，第16面、第17面以及第26面的各透镜面形成为非球面形状。
(表1)
[全体参数]
变焦比＝56.905
Figure BDA0002052771610000231
[透镜参数]
Figure BDA0002052771610000232
Figure BDA0002052771610000241
[非球面数据]
第16面
κ＝-0.3575,A4＝1.79600E-04,A6＝4.41968E-07,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
第17面
κ＝1.0000,A4＝4.43002E-05,A6＝-4.79298E-08,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
第26面
κ＝1.0000,A4＝2.13923E-05,A6＝1.24506E-07,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
[可变间隔数据]
Figure BDA0002052771610000251
[透镜组焦距]
Figure BDA0002052771610000252
[条件式对应值]
条件式(1)f1/ft＝0.32
条件式(2)、(7)、(11)(f1×fw)/(f2×ft)＝-0.167
条件式(3)nN1-nP1＝0.367
条件式(4)νP1＝95.00
条件式(5)、(8)、(10)f4/ft＝-0.148
条件式(6)ΔZwt/ft＝0.089
条件式(9)f2/TL2＝-0.810
条件式(12)(n2f×ft)/(ν2f×r2f)＝0.407
如上所述，可知在本实施例中满足所有的上述条件式(1)～(12)。
图2(a)～(c)是第1实施例的变焦镜头ZL1的各像差图。此处，图2(a)是广角端状态(f＝4.40mm)下的无限远对焦时的各像差图，图2(b)是中间焦距状态(f＝33.00mm)下的无限远对焦时的各像差图，图2(c)是远焦端状态(f＝250.30mm)下的无限远对焦时的各像差图。在各个像差图中，FNO表示F值，Y表示像高。另外，在各个像差图中，d表示d线(λ＝587.6nm)下的像差，g表示g线(λ＝435.8nm)下的像差。另外，在表示像散的像差图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。以上，像差图的说明在其他的实施例中也相同。
并且，可知通过各个像差图，在第1实施例中，在从广角端状态到远焦端状态为止的各焦距状态下良好地校正各像差，具有优秀的光学性能。其结果是，通过搭载第1实施例的变焦镜头ZL1，在数码静态相机CAM中，也能够确保优秀的光学性能。
(第2实施例)
以下，使用图3～图4以及表2对本申请的第2实施例进行说明。图3(a)是第2实施例的变焦镜头ZL(ZL2)的广角端状态下的镜头结构图，图3(b)是中间焦距状态下的镜头结构图，图3(c)是远焦端状态下的镜头结构图。第2实施例的变焦镜头ZL2具有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。并且，在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5以第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔增加、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减少、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化的方式分别沿着光轴移动。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L11、双凸形状的第1正透镜L12、凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L13及凸面朝向物体侧的弯月形状的第3正透镜L14构成。在第1透镜组G1中，负透镜L11与第1正透镜L12成为彼此接合的接合透镜。
第2透镜组G2由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向像面I侧的第1负透镜L21、双凹形状的第2负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的第3负透镜L24构成。在第2透镜组G2中，正透镜L23与第3负透镜L24成为彼此接合的接合透镜。
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第1正透镜L31、凸面朝向物体侧的第2正透镜L32、凹面朝向像面I侧的负透镜L33及双凸形状的第3正透镜L34构成。在第3透镜组G3中，第2正透镜L32与负透镜L33成为彼此接合的接合透镜。另外，第1正透镜L31中的两侧的透镜面成为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜L41和双凹形状的负透镜L42构成。在第4透镜组G4中，正透镜L41与负透镜L42成为彼此接合的接合透镜。
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和凸面朝向像面I侧的弯月形状的负透镜L52构成。在第5透镜组G5中，正透镜L51与负透镜L52成为彼此接合的接合透镜。另外，正透镜L51中的物体侧的透镜面成为非球面。
孔径光阑S配置于第3透镜组G3的物体侧附近，在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，在与第3透镜组G3相同的轨道上移动。另外，通过使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动来进行从无限远物体向极近距离物体(有限距离物体)的对焦。另外，配置于第5透镜组G5与像面I之间的滤光器组FL由低通滤光器、红外滤光器等构成。
在以下的表2中示出第2实施例中的各参数。另外，表2中的第1面～第28面的曲率半径R对应于在图3(a)中的第1面～第28面标记的标号R1～R28。另外，第29面～第32面为平面，在图3(a)中省略对应的面的图示。另外，表2中的组编号G1～G5对应于图3中的各透镜组G1～G5。另外，在第2实施例中，第16面、第17面以及第26面的各透镜面形成为非球面形状。
(表2)
[全体参数]
变焦比＝56.96
Figure BDA0002052771610000281
[透镜参数]
Figure BDA0002052771610000282
Figure BDA0002052771610000291
[非球面数据]
第16面
κ＝0.5602,A4＝-1.97251E-05,A6＝4.63015E-07,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
第17面
κ＝1.0000,A4＝5.07627E-05,A6＝2.26946E-07,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
第26面
κ＝1.0000,A4＝2.10907E-05,A6＝1.90396E-07,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
[可变间隔数据]
Figure BDA0002052771610000301
[透镜组焦距]
Figure BDA0002052771610000302
[条件式对应值]
条件式(1)f1/ft＝0.32
条件式(2)、(7)、(11)(f1×fw)/(f2×ft)＝-0.173
条件式(3)nN1-nP1＝0.367
条件式(4)νP1＝95.00
条件式(5)、(8)、(10)f4/ft＝-0.142
条件式(6)ΔZwt/ft＝0.088
条件式(9)f2/TL2＝-0.767
条件式(12)(n2f×ft)/(ν2f×r2f)＝0.294
如上所述，可知在本实施例中满足所有的上述条件式(1)～(12)。
图4(a)～(c)是第2实施例的变焦镜头ZL2的各像差图。此处，图4(a)是广角端状态(f＝4.40mm)下的无限远对焦时的各像差图，图4(b)是中间焦距状态(f＝33.20mm)下的无限远对焦时的各像差图，图4(c)是远焦端状态(f＝250.61mm)下的无限远对焦时的各像差图。并且，可知通过各个像差图，在第2实施例中，在从广角端状态到远焦端状态为止的各焦距状态下良好地校正各像差，具有优秀的光学性能。其结果是，通过搭载第2实施例的变焦镜头ZL2，从而在数码静态相机CAM中也能够确保优秀的光学性能。
(第3实施例)
以下，使用图5～图6以及表3对本申请的第3实施例进行说明。图5(a)是第3实施例的变焦镜头ZL(ZL3)的广角端状态下的镜头结构图，图5(b)是中间焦距状态下的镜头结构图，图5(c)是远焦端状态下的镜头结构图。第3实施例的变焦镜头ZL3具有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。并且，在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3、第4透镜组G4以及第5透镜组G5以第1透镜组G1与第2透镜组G2之间的间隔增加、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的间隔减少、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间的间隔变化、第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔变化的方式分别沿着光轴移动。
第1透镜组G1由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L11、双凸形状的第1正透镜L12、凸面朝向物体侧的弯月形状的第2正透镜L13及凸面朝向物体侧的弯月形状的第3正透镜L14构成。在第1透镜组G1中，负透镜L11与第1正透镜L12成为彼此接合的接合透镜。
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面I侧的第1负透镜L21、凸面朝向像面I侧的弯月形状的第2负透镜L22、双凸形状的正透镜L23及双凹形状的第3负透镜L24构成。在第2透镜组G2中，正透镜L23与第3负透镜L24成为彼此接合的接合透镜。
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第1正透镜L31、双凸形状的第2正透镜L32、双凹形状的负透镜L33及双凸形状的第3正透镜L34构成。在第3透镜组G3中，第2正透镜L32与负透镜L33成为彼此接合的接合透镜。另外，第1正透镜L31中的两侧的透镜面成为非球面。
第4透镜组G4由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的弯月形状的正透镜L41和凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜L42构成。在第4透镜组G4中，正透镜L41与负透镜L42成为彼此接合的接合透镜。
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和凸面朝向像面I侧的弯月形状的负透镜L52构成。在第5透镜组G5中，正透镜L51与负透镜L52成为彼此接合的接合透镜。另外，正透镜L51中的物体侧的透镜面成为非球面。
孔径光阑S配置于第3透镜组G3的物体侧附近，在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，在与第3透镜组G3相同的轨道上移动。另外，通过使第5透镜组G5沿着光轴向物体侧移动来进行从无限远物体向极近距离物体(有限距离物体)的对焦。另外，配置于第5透镜组G5与像面I之间的滤光器组FL由低通滤光器、红外滤光器等构成。
在以下的表3中示出第3实施例中的各参数。另外，表3中的第1面～第28面的曲率半径R对应于在图5(a)中的第1面～第28面标记的标号R1～R28。另外，第29面～第32面为平面，在图5(a)中省略对应的面的图示。另外，表3中的组编号G1～G5对应于图5中的各透镜组G1～G5。另外，在第3实施例中，第16面、第17面以及第26面的各透镜面形成为非球面形状。
(表3)
[全体参数]
变焦比＝56.835
Figure BDA0002052771610000331
[透镜参数]
Figure BDA0002052771610000332
Figure BDA0002052771610000341
[非球面数据]
第16面
κ＝0.5886,A4＝-8.28313E-06,A6＝4.41968E-07,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
第17面
κ＝1.0000,A4＝7.83065E-05,A6＝-4.79298E-08,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
第26面
κ＝1.0000,A4＝2.13923E-05,A6＝1.24506E-07,A8＝0.00000E+00,A10＝0.00000E+00
[可变间隔数据]
Figure BDA0002052771610000351
[透镜组焦距]
Figure BDA0002052771610000352
[条件式对应值]
条件式(1)f1/ft＝0.30
条件式(2)、(7)、(11)(f1×fw)/(f2×ft)＝-0.176
条件式(3)nN1-nP1＝0.446
条件式(4)νP1＝95.00
条件式(5)、(8)、(10)f4/ft＝-0.184
条件式(6)ΔZwt/ft＝0.086
条件式(9)f2/TL2＝-0.724
条件式(12)(n2f×ft)/(ν2f×r2f)＝0.728
如上所述，可知在本实施例中满足所有的上述条件式(1)～(12)。
图6(a)～(c)是第3实施例的变焦镜头ZL3的各像差图。此处，图6(a)是广角端状态(f＝4.40mm)下的无限远对焦时的各像差图，图6(b)是中间焦距状态(f＝33.00mm)下的无限远对焦时的各像差图，图6(c)是远焦端状态(f＝250.00mm)下的无限远对焦时的各像差图。并且，可知通过各个像差图，在第3实施例中，在从广角端状态到远焦端状态为止的各焦距状态下良好地校正各像差，具有优秀的光学性能。其结果是，通过搭载第3实施例的变焦镜头ZL3，在数码静态相机CAM中也能够确保优秀的光学性能。
以上，根据各实施例，能够实现小型且具有大的变倍比并且具有良好的光学性能的变焦镜头和光学设备(数码静态相机)。
另外，在上述的实施方式中，能够在不损害光学性能的范围内适当采用以下记载的内容。
在上述的各实施例中，虽然作为变焦镜头示出了5组结构，但是也能够应用于6组等其他的组结构。另外，也可以是在最物体侧追加了透镜或透镜组的结构、或者在最像侧追加了透镜或透镜组的结构。另外，透镜组表示在变倍时通过变化的空气间隔分离的、具有至少一个透镜的部分。
另外，也可以是使单独或多个透镜组、或者部分透镜组作为向光轴方向移动来进行从无限远物体向近距离物体的对焦的对焦透镜组。该对焦透镜组还能够应用于自动聚焦，也能够应用于自动聚焦用(使用了超声波电机等)的电机驱动。特别是，优选使第5透镜组为对焦透镜组。
另外，也可以是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方旋转移动(摆动)来对由于手抖动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透镜组为防抖透镜组。
另外，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，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，描写性能的劣化也少，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，透镜面可以是衍射面，也可以将透镜设为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
另外，孔径光阑优选配置于第3透镜组，但是也可以不设置作为孔径光阑的部件，而通过透镜的框代替其作用。另外，在上述的各实施例中，在从广角端状态向远焦端状态变倍(变焦)时，孔径光阑在与第3透镜组相同的轨道上移动，但是也可以在与第3透镜组不同的轨道上移动。
另外，为了减少眩光、重影而实现高对比度的高光学性能，也可以在各透镜面上施加在宽波长区域中具有高透射率的防反射膜。
另外，本实施方式的变焦镜头的变倍比为50～70左右。
另外，虽然将本实施方式的变焦镜头使用到数码静态相机，但是并不限定于此，还能够使用到数码摄像机等光学设备。
标号说明
CAM 数码静态相机(光学设备)
ZL 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
S 孔径光阑
I 像面。

Claims (7)

1.一种变焦镜头，其特征在于，
包括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，且实质上由五个透镜组构成，
在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组以所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，
所述第2透镜组由沿着光轴从物体侧依次排列的第1负透镜、第2负透镜、正透镜及第3负透镜构成，
所述正透镜与所述第3负透镜被接合，
且满足以下的条件式：
-0.180<(f1×fw)/(f2×ft)<-0.160
其中，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距。
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：
-0.180<f4/ft<-0.140
其中，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距，
f4：所述第4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，
所述第4透镜组由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成。
4.一种光学设备，具有使物体的像成像于预定的面上的变焦镜头，
所述变焦镜头为权利要求1所述的变焦镜头。
5.一种变焦镜头，其特征在于，
包括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，且实质上由五个透镜组构成，
在从广角端状态向远焦端状态变倍时，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组、所述第4透镜组以及所述第5透镜组以所述第1透镜组与所述第2透镜组之间的间隔、所述第2透镜组与所述第3透镜组之间的间隔、所述第3透镜组与所述第4透镜组之间的间隔以及所述第4透镜组与所述第5透镜组之间的间隔分别变化的方式分别沿着光轴移动，
且满足以下的条件式：
-0.90<f2/TL2<-0.60
-0.180<f4/ft<-0.140
-0.180<(f1×fw)/(f2×ft)<-0.160
其中，
f1：所述第1透镜组的焦距，
f2：所述第2透镜组的焦距，
TL2：所述第2透镜组的光轴上的长度，
f4：所述第4透镜组的焦距，
ft：所述变焦镜头的远焦端状态下的焦距，
fw：所述变焦镜头的广角端状态下的焦距。
6.根据权利要求5所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第4透镜组由一个正透镜与一个负透镜的接合透镜构成。
7.一种光学设备，具有使物体的像成像于预定的面上的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头为权利要求5所述的变焦镜头。
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