变焦镜头以及光学设备的制作方法

变焦镜头以及光学设备
1.本技术是国际申请日为2016年12月9日、国际申请号为pct/jp2016/086814、国家申请号为201680072095.5、发明名称为“变焦镜头以及光学设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及变焦镜头、使用了该变焦镜头的光学设备以及该变焦镜头的制造方法。


背景技术：

3.以往，作为变倍比为4倍左右的广角变焦镜头，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透镜组以及负的光焦度的第4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)。关于在专利文献1中公开的变焦镜头，通过使第1～第4透镜组能够在变倍中移动，从而实现4倍左右的变倍比且f值为2.8～6左右的孔径比，但是被要求进一步大孔径化和高变倍化。特别是，要求适合于使用了固体摄像元件等的摄像机、电子静态相机等的高变倍比的变焦镜头。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2014
‑
247758号公报


技术实现要素：

7.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透镜组以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进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，且满足下述的条件式：
8.2.90<|mv5/mv2|<11.50
9.其中，mv5：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第5透镜组的以像面为基准的移动量
10.mv2：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第2透镜组的以像面为基准的移动量。
11.本发明的光学设备构成为，搭载有上述变焦镜头。
12.本发明的制造方法在镜筒内沿着光轴从物体侧依次排列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透镜组以及具有正的光焦度的第5透镜组，构成为，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，相邻的各透镜组之间的间隔变化，且满足下述的条件式：
13.2.90<|mv5/mv2|<11.50
14.其中，mv5：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第5透镜组的以像面为基准的移动量
15.mv2：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第2透镜组的以像面为基准的移动量。
附图说明
16.图1是示出本实施方式的第1实施例的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
17.图2(a)、图2(b)以及图2(c)分别是第1实施例的变焦镜头的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
18.图3是示出本实施方式的第2实施例的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
19.图4(a)、图4(b)以及图4(c)分别是第2实施例的变焦镜头的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
20.图5是示出本实施方式的第3实施例的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
21.图6(a)、图6(b)以及图6(c)分别是第3实施例的变焦镜头的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
22.图7是示出本实施方式的第4实施例的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
23.图8(a)、图8(b)以及图8(c)分别是第4实施例的变焦镜头的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的各像差图。
24.图9是示出具备本实施方式的变焦镜头的相机的结构的概略图。
25.图10是示出本实施方式的变焦镜头的制造方法的概略的流程图。
具体实施方式
26.以下，参照附图对本技术的第1和第2实施方式的变焦镜头、光学设备进行说明。如图1所示，作为本技术的第1实施方式的变焦镜头zl的一例的变焦镜头zl(1)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以及具有正的光焦度的第5透镜组g5。在本技术的第1实施方式的变焦镜头zl中，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，相邻的各透镜组(即，第1～第5透镜组g1～g5)分别如图1中由箭头所示地在光轴方向上移动。本技术的第1实施方式的变焦镜头zl在这样的结构的基础上满足下述的条件式(1)。
27.2.90<|mv5/mv2|<11.50
…
(1)
28.其中，mv5：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第5透镜组的以像面为基准的移动量
29.mv2：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第2透镜组的以像面为基准的移动量
30.本技术的第1实施方式的变焦镜头zl也可以是图3所示的变焦镜头zl(2)、图5所示的变焦镜头zl(3)、图7所示的变焦镜头zl(4)。
31.通过如上所述构成本技术的第1实施方式的变焦镜头zl，能够在维持镜头整体的尺寸、彗差以及像散的基础上，实现广角化和高倍率化。根据本技术的第1实施方式，能够得
到适合于使用了固体摄像元件等的摄像机、电子静态相机等的变焦镜头。
32.上述条件式(1)规定从广角端向远焦端进行变倍时的、第2透镜组与第5透镜组的移动量的比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致彗差、像散恶化，因此是不优选的。
33.为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(1)的下限值为3.10。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(1)的下限值为3.30。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(1)的下限值为3.50。为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(1)的上限值为11.00。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(1)的上限值为10.50。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(1)的上限值为10.00。
34.本技术的第1实施方式的变焦镜头zl优选满足下述的条件式(3)。
35.6.00<|mv4/mv2|<15.00
…
(3)
36.其中，mv4：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第4透镜组的以像面为基准的移动量
37.条件式(3)规定从广角端向远焦端进行变倍时的、第2透镜组与第4透镜组的移动量的比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致彗差、像散恶化，因此是不优选的。
38.为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的下限值为7.00。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的下限值为8.00。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的下限值为9.00。为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的上限值为14.50。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的上限值为14.00。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的上限值为13.40。
39.关于本技术的第1实施方式的变焦镜头zl，优选的是，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g5沿着光轴向像(i)侧移动。由此，能够实现高倍率化，能够减少像散等各像差。
40.本技术的第1实施方式的变焦镜头zl优选满足下述的条件式(2)。
41.1.20<β2t/β2w<2.50
…
(2)
42.其中，β2t：所述第2透镜组的远焦端状态下的倍率
43.β2w：所述第2透镜组的广角端状态下的倍率
44.条件式(2)规定第2透镜组的、广角端与远焦端下的倍率的比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致彗差、像散恶化，因此是不优选的。
45.为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的下限值为1.25。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的下限值为1.30。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的下限值为1.35。为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的上限值为2.10。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的上
限值为2.30。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的上限值为1.90。
46.本技术的第1实施方式的变焦镜头zl优选满足下述的条件式(4)。
47.0.10<(β2t
×
β4w)/(β2w
×
β4t)<2.40
…
(4)
48.其中，β4t：所述第4透镜组的远焦端状态下的倍率
49.β4w：所述第4透镜组的广角端状态下的倍率
50.条件式(4)规定从广角端向远焦端进行变倍时，第2透镜组与第4透镜组的倍率变化比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致彗差、像散恶化，因此是不优选的。
51.为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的下限值为0.40。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的下限值为0.70。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的下限值为1.00。为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的上限值为2.20。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的上限值为2.00。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的上限值为1.80。
52.本技术的第1实施方式的变焦镜头zl优选满足下述的条件式(5)。
53.1.50<tlt/ft<5.00
…
(5)
54.其中，tlt：远焦端状态下的变焦镜头的全长
55.ft：远焦端状态下的变焦镜头整体的焦距
56.条件式(5)规定远焦端下的全长与焦距的比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致球面像差、彗差、像散恶化，因此是不优选的。
57.为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的下限值为1.70。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的下限值为1.90。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的下限值为2.10。为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的上限值为4.60。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的上限值为4.20。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的上限值为3.70。
58.本技术的第1实施方式的变焦镜头优选满足以下的条件式(6)。
59.28.0<ωw<65.0
…
(6)
60.其中，ωw：广角端状态下的变焦镜头整体的半视场角(单位：度)
61.条件式(6)是规定广角端下的半视场角的最佳的值的条件式。通过满足该条件式，具有广的半视场角，并且能够良好地对彗差、像面弯曲、畸变等各像差进行校正。
62.为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为30.0。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为32.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为35.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为38.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使
条件式(6)的下限值为40.0。为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为60.0。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为55.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为50.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为46.0。
63.本技术的第1实施方式的变焦镜头优选满足以下的条件式(7)。
64.5.0<ωt<25.0
…
(7)
65.其中，ωt：远焦端状态下的变焦镜头整体的半视场角(单位：度)
66.条件式(7)是规定远焦端下的半视场角的最佳的值的条件式。通过满足该条件式，能够良好地对彗差、像面弯曲、畸变等各像差进行校正。
67.为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为7.0。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为9.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为10.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为12.0。
68.为了可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为23.0。为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为21.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为19.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为17.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第1实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为16.0。
69.在本技术的第1实施方式的变焦镜头zl中，优选的是，将第4透镜组的至少一部分作为对焦透镜。由此，能够减小对焦时的球面像差、彗差等各像差的变动。另外，构成为，在从无限远向近距离物体进行对焦时，构成对焦透镜的第4透镜组的至少一部分向光轴方向上的像侧移动。
70.在本技术的第1实施方式的变焦镜头zl中，优选的是，第3透镜组的至少一部分构成具有与光轴垂直的方向的位移分量的防抖透镜组。由此，能够减小手抖校正时的彗差等各像差的变动。
71.本技术的第1实施方式的光学设备构成为具备上述的本技术的第1实施方式的变焦镜头zl。作为其具体例，根据图9对具备上述变焦镜头zl的相机(光学设备)进行说明。如图9所示，该相机1是具备上述本技术的第1实施方式的变焦镜头zl来作为摄影镜头2的数码相机。在相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光被摄影镜头2聚光而到达摄像元件3。由此，来自被摄体的光通过该摄像元件3而被摄像，作为被摄体图像记录在未图示的存储器中。由此，摄影者能够进行基于相机1的被摄体的摄影。另外，该相机可以是无反光镜相机，也可以是具有快速复原反光镜的单反类型的相机。
72.通过以上的结构，搭载上述本技术的第1实施方式的变焦镜头zl来作为摄影镜头2的相机1适合于使用了固体摄像元件等的摄像机、电子静态相机等，能够在抑制镜头整体的尺寸且维持像散和色差的基础上，得到广角且高倍率的性能。
73.接着，参照图10，对上述的本技术的第1实施方式的变焦镜头zl的制造方法进行概
述。首先，在镜筒内沿着光轴从物体侧依次排列配置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以及具有正的光焦度的第5透镜组g5(步骤st1)。接着，构成为，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，相邻的各透镜组g1～g5之间的间隔变化(步骤st2)。而且，构成为，满足预定的条件式、即上述条件式(1)(步骤st3)。
74.根据本技术的第1实施方式的制造方法，能够制造如下的变焦镜头：能够良好地对各像差进行校正，具有广角大孔径且优秀的光学性能。
75.接着，对本技术的第2实施方式进行说明。如图1所示，作为本技术的第2实施方式的变焦镜头zl的一例的变焦镜头zl(1)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以及具有正的光焦度的第5透镜组g5。在本实施方式的变焦镜头zl中，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，相邻的各透镜组(即，第1～第5透镜组g1～g5)分别如图1中由箭头所示地在光轴方向上移动。本技术的第2实施方式的变焦镜头zl在这样的结构的基础上，满足下述的条件式(3)。
76.6.00<|mv4/mv2|<15.00
…
(3)
77.其中，mv4：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第4透镜组的以像面为基准的移动量
78.mv2：从广角端状态变倍至远焦端状态时的、所述第2透镜组的以像面为基准的移动量
79.条件式(3)规定从广角端向远焦端进行变倍时的、第2透镜组与第4透镜组的移动量的比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致彗差、像散恶化，因此是不优选的。
80.为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的下限值为7.00。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的下限值为8.00。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的下限值为9.00。为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的上限值为14.50。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的上限值为14.00。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(3)的上限值为13.40。
81.关于本技术的第2实施方式的变焦镜头zl，优选的是，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g5沿着光轴向像(i)侧移动。由此，能够实现高倍率化，能够减少像散等各像差。
82.本技术的第2实施方式的变焦镜头zl优选满足下述的条件式(2)。
83.1.20<β2t/β2w<2.50
…
(2)
84.其中，β2t：所述第2透镜组的远焦端状态下的倍率
85.β2w：所述第2透镜组的广角端状态下的倍率
86.条件式(2)规定第2透镜组的、广角端与远焦端下的倍率的比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致彗差、像散恶化，因此是不优选的。
87.为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的下限值
为1.25。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的下限值为1.30。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的下限值为1.35。为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的上限值为2.10。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的上限值为2.30。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(2)的上限值为1.90。
88.本技术的第2实施方式的变焦镜头zl优选满足下述的条件式(4)。
89.0.10<(β2t
×
β4w)/(β2w
×
β4t)<2.40
…
(4)
90.其中，β4t：所述第4透镜组的远焦端状态下的倍率
91.β4w：所述第4透镜组的广角端状态下的倍率
92.条件式(4)规定从广角端向远焦端进行变倍时，第2透镜组与第4透镜组的倍率变化比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致彗差、像散恶化，因此是不优选的。
93.为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的下限值为0.40。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的下限值为0.70。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的下限值为1.00。为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的上限值为2.20。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的上限值为2.00。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(4)的上限值为1.80。
94.本技术的第2实施方式的变焦镜头zl优选满足下述的条件式(5)。
95.1.50<tlt/ft<5.00
…
(5)
96.其中，tlt：远焦端状态下的变焦镜头的全长
97.ft：远焦端状态下的变焦镜头整体的焦距
98.条件式(5)规定远焦端下的全长与焦距的比的适当范围。在超过该条件式的情况和低于该条件式的情况下，均会导致球面像差、彗差、像散恶化，因此是不优选的。
99.为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的下限值为1.70。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的下限值为1.90。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的下限值为2.10。为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的上限值为4.60。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的上限值为4.20。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(5)的上限值为3.70。
100.本技术的第2实施方式的变焦镜头优选满足以下的条件式(6)。
101.28.0<ωw<65.0
…
(6)
102.其中，ωw：广角端状态下的变焦镜头整体的半视场角(单位：度)
103.条件式(6)是规定广角端下的半视场角的最佳的值的条件式。通过满足该条件式，具有广的半视场角，并且能够良好地对彗差、像面弯曲、畸变等各像差进行校正。
104.为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值
为30.0。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为32.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为35.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为38.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的下限值为40.0。为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为60.0。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为55.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为50.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(6)的上限值为46.0。
105.本技术的第2实施方式的变焦镜头优选满足以下的条件式(7)。
106.5.0<ωt<25.0
…
(7)
107.其中，ωt：远焦端状态下的变焦镜头整体的半视场角(单位：度)
108.条件式(7)是规定远焦端下的半视场角的最佳的值的条件式。通过满足该条件式，能够良好地对彗差、像面弯曲、畸变等各像差进行校正。
109.为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为7.0。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为9.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为10.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的下限值为12.0。
110.为了可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为23.0。为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为21.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为19.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为17.0。另外，为了更可靠地得到本技术的第2实施方式的效果，优选的是，使条件式(7)的上限值为16.0。
111.在本技术的第2实施方式的变焦镜头zl中，优选的是，将第4透镜组的至少一部分作为对焦透镜。由此，能够减小对焦时的球面像差、彗差等各像差的变动。另外，具有如下结构：在从无限远向近距离物体进行对焦时，构成对焦透镜的第4透镜组的至少一部分向光轴方向上的像侧移动。
112.在本技术的第2实施方式的变焦镜头zl中，优选的是，第3透镜组的至少一部分构成具有与光轴垂直的方向的位移分量的防抖透镜组。由此，能够减小手抖校正时的彗差等各像差的变动。
113.本技术的第2实施方式的光学设备构成为，具备上述的本技术的第2实施方式的变焦镜头zl。作为其具体例，具备上述变焦镜头zl的相机(光学设备)相机1具有与图9所示的相机相同的结构，是具备上述本技术的第2实施方式的变焦镜头zl来作为摄影镜头2的数码相机。该结构与具备本技术的第1实施方式的变焦镜头zl的相机相同，因此省略其详细说明。
114.通过以上的结构，搭载上述本技术的第2实施方式的变焦镜头zl来作为摄影镜头2的相机1，适合于使用了固体摄像元件等的摄像机、电子静态相机等，能够在抑制镜头整体
的尺寸且维持像散和色差的基础上，得到广角且高倍率的性能。
115.接着，参照图10对上述的本技术的第2实施方式的变焦镜头zl的制造方法进行概述。图10虽然在本技术的第1实施方式的制造方法的说明中也使用了，但是对于本技术的第2实施方式的制造方法也使用该图进行说明。首先，在镜筒内沿着光轴从物体侧依次排列配置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以及具有正的光焦度的第5透镜组g5(步骤st1)。接着，构成为，在从广角端状态向远焦端状态进行变倍时，相邻的各透镜组g1～g5之间的间隔变化(步骤st2)。而且，构成为，满足预定的条件式、即上述条件式(3)(步骤st3)。
116.根据本技术的第2实施方式的制造方法，能够制造如下的变焦镜头：能够良好地对各像差进行校正，具有广角大孔径且优秀的光学性能。
117.实施例
118.以下，根据附图对本技术的第1和第2实施方式的实施例的变焦镜头zl进行说明。图1、图3、图5、图7是示出第1～第4实施例的变焦镜头zl{zl(1)～zl(4)}的结构等的剖视图。在这些图的下部示出的箭头表示在从广角端状态向远焦端状态进行变焦(变倍动作)时的第1～第5透镜组g1～g5以及孔径光阑s的移动方向。
119.另外，将第4透镜组g4用作对焦透镜，在图中，通过箭头与“∞”这种记号一起示出该对焦透镜从无限远对焦到近距离物体时的移动方向。另外，将第3透镜组g3的全部或者至少一部分用作具有与光轴垂直的位移分量的防抖透镜。
120.在这些图中，通过标号g与数字的组合来表示各透镜组，通过标号l与数字的组合来表示各透镜。在该情况下，为了防止标号、数字的种类以及数量变大而变得复杂化，在每个实施例中分别独立地使用标号与数字的组合来表示透镜组等。因此，即使在实施例间使用相同的标号与数字的组合，也不意味着是相同的结构。
121.以下示出表1～表4，这些表是示出第1～第4实施例中的各参数数据的表。
122.在[透镜参数]的表中，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(曲率中心位于像侧的面成为正的值)，d表示从各光学面到下一个光学面为止的光轴上的距离、即面间隔，nd表示光学构件的材质的对d线(波长587.6nm)的折射率，νd表示光学构件的材质的以d线为基准的阿贝数。面编号表示沿着光线的行进方向的从物体侧起的透镜面的顺序。曲率半径的“∞”表示平面或开口，(光圈s)表示孔径光阑s。省略空气的折射率nd＝1.00000的记载。在透镜面为非球面时，在面编号上附上*标记并在曲率半径r的栏中示出近轴曲率半径。
[0123]
在[整体参数]的表中示出变焦镜头整体的参数，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，单位为
“°
(度)”)。bf表示无限远对焦时的光轴上的从透镜最终面到像面i为止的距离(后焦点)，tl表示镜头全长，且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的距离。另外，这些值分别对广角端状态(wide)、中间焦距(middle)、远焦端状态(tele)的各变倍状态下示出。
[0124]
在[非球面数据]的表中，关于[透镜参数]中所示的非球面，通过下式(a)示出其形状。x(y)表示从非球面的顶点处的切平面到高度y处的非球面上的位置为止的沿着光轴方向的距离(凹陷量)，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，二次非球面
系数a2为0，省略其记载。
[0125]
x(y)＝(y2/r)/{1+(1
‑
κ
×
y2/r2)
1/2
}+a4
×
y4+a6
×
y6+a8
×
y8+a10
×
y
10
+a12
×
y
12
…
(a)
[0126]
[可变间隔数据]的表示出在表示[透镜参数]的表中面间隔成为“可变”的面编号i处的到下一个面为止的面间隔di。例如，在第1实施例中，示出面编号3、9、19、21、23处的面间隔d3、d9、d19、d21、d23。f表示变焦镜头整个系统的焦距。
[0127]
在[透镜组数据]的表中，表示第1～第4(或第5)透镜组中的组始面(最靠物体侧的面)的面编号、各组的焦距以及镜头结构长度。
[0128]
在[条件式对应值]的表中，示出与上述的条件式(1)～(7)对应的值。
[0129]
以下，在所有的参数值中，对于所记载的焦距f、曲率半径r、面间隔d、其他长度等，在没有特别记载的情况下一般使用“mm”，但是即使对光学系统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。
[0130]
以上，是在所有的实施例中相同的事项的说明，省略以下的各实施例中的重复的说明。
[0131]
(第1实施例)
[0132]
使用图1、图2以及表1对第1实施例进行说明。图1是示出本实施方式的第1实施例的变焦镜头zl(1)的镜头结构的图。该变焦镜头zl(1)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以及具有正的光焦度的第5透镜组g5。对各透镜组标号附上的标号(+)或(
‑
)表示各透镜组的光焦度。在相比第5透镜组g5靠像侧处靠近像面i地设置有滤光片fl。滤光片fl由低通滤波器或红外截止滤波器等构成。另外，孔径光阑s被配置为位于第3透镜组g3的物体侧。虽然该孔径光阑s与第3透镜组g3独立地构成，但是与第3透镜组g3一起在光轴方向上移动。
[0133]
在进行变倍时，第1～第5透镜组g1～g5如在图1中由箭头所示，分别在轴方向上移动。因此，这些面间隔d3、d9、d19、d21、d23可变，在[可变间隔数据]的表中示出该值。
[0134]
第1透镜组g1由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面(第1面)朝向物体侧的负弯月形透镜l11以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l12的接合透镜构成。
[0135]
第2透镜组g2由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l21、双凹形状的负透镜l22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l23构成。另外，负弯月形透镜l21的两侧面为非球面。
[0136]
第3透镜组由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜l31、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l32、双凹形状的负透镜l33与双凸形状的正透镜的l34的接合透镜以及双凸形状的正透镜l35构成。另外，正透镜l31的两侧面为非球面。
[0137]
第4透镜组g4由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l41构成。
[0138]
第5透镜组g5由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l51构成。另外，该正弯月形透镜l51的物体侧的面为非球面。
[0139]
在变焦镜头zl(1)中，通过使第4透镜组g4向像面方向移动来进行从无限远(远距离物体)向近距离物体的对焦。另外，第3透镜组g3的全部或者至少一部分(可以是第3透镜组g3整体，也可以是构成第3透镜组g3的透镜l31～l35中的某一个或者它们组合)构成具有
与光轴垂直的方向的位移分量的防抖透镜组，进行像面i上的像抖动校正(防抖，手抖校正)。
[0140]
在以下的表1中示出第1实施例的光学系统的参数的值。
[0141]
(表1)
[0142]
[透镜数据]
[0143]
[0144]
[整体参数]
[0145][0146]
[非球面数据]
[0147][0148]
[可变间隔数据]
[0149][0150]
[变焦镜头组数据]
[0151][0152]
[条件式对应值]
[0153]
条件式(1)|mv5/mv2|＝7.94
[0154]
条件式(2)β2t/β2w＝1.70
[0155]
条件式(3)|mv4/mv2|＝12.28
[0156]
条件式(4)(β2t
×
β4w)/(β2w
×
β4t)＝1.59
[0157]
条件式(5)tlt/ft＝2.46
[0158]
条件式(6)ωw＝43.5
[0159]
条件式(7)ωt＝14.4
[0160]
如上述[条件式对应值]的表所示，图1所示的第1实施例的变焦镜头zl(1)满足上述条件式(1)～(7)的全部。
[0161]
图2(a)、图2(b)以及图2(c)分别是第1实施例的变焦镜头zl(1)的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。如从各像差图可知，第1实施例的变焦镜头zl(1)从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正并具有优秀的成像性能。另外，畸变能够通过摄像后的图像处理进行校正，不需要光学性的校正。
[0162]
在图2中，fno表示f值，ω表示针对各像高的半视场角(单位为
“°”
)。d表示d线(λ＝587.6nm)下的像差，g表示g线(λ＝435.8nm)下的像差。在球面像差图、像散图以及彗差图中，实线表示弧矢像面的像差，虚线表示子午像面的像差。关于该说明，在以下的各实施例的像差图全部中都相同，省略以下的重复的说明。
[0163]
(第2实施例)
[0164]
使用图3、图4以及表2对第2实施例进行说明。图3是示出本实施方式的第2实施例的变焦镜头zl(2)的镜头结构的图。该变焦镜头zl(2)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以及具有正的光焦度的第5透镜组g5。在相比第5透镜组g5靠像侧处靠近像面i地设置有滤光片fl。另外，孔径光阑s被配置为位于第3透镜组g3的物体侧。虽然该孔径光阑s与第3透镜组g3独立地构成，但是与第3透镜组g3一起在光轴方向上移动。
[0165]
在进行变倍时，第1～第5透镜组g1～g5如在图3中由箭头所示，分别在轴方向上移动。因此，这些面间隔d3、d9、d19、d21、d23可变，在[可变间隔数据]的表中示出该值。
[0166]
第1透镜组g1由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面(第1面)朝向物体侧的负弯月形透镜l11以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l12的接合透镜构成。
[0167]
第2透镜组g2由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜
l21、双凹形状的负透镜l22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l23构成。另外，负弯月形透镜l21的两侧面为非球面。
[0168]
第3透镜组由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜l31、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l32、双凹形状的负透镜l33与双凸形状的正透镜的l34的接合透镜以及双凸形状的正透镜l35构成。另外，正透镜l31的两侧面和正透镜l35的两侧面为非球面。
[0169]
第4透镜组g4由双凹形状的负透镜l41构成。
[0170]
第5透镜组g5由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l51构成。另外，该正弯月形透镜l51的物体侧的面为非球面。
[0171]
在变焦镜头zl(2)中，通过使第4透镜组g4向像面方向移动来进行从无限远(远距离物体)向近距离物体的对焦。另外，第3透镜组g3的全部或者至少一部分构成具有与光轴垂直的方向的位移分量的防抖透镜组，进行像面i上的像抖动校正(防抖，手抖校正)。
[0172]
在以下的表2中示出第2实施例的光学系统的参数的值。
[0173]
(表2)
[0174]
[透镜数据]
[0175]
[0176][0177]
[整体参数]
[0178][0179]
[非球面数据]
[0180][0181]
[0182]
[可变间隔数据]
[0183][0184]
[变焦镜头组数据]
[0185][0186]
[条件式对应值]
[0187]
条件式(1)|mv5/mv2|＝3.78
[0188]
条件式(2)β2t/β2w＝1.70
[0189]
条件式(3)|mv4/mv2|＝10.10
[0190]
条件式(4)(β2t
×
β4w)/(β2w
×
β4t)＝1.51
[0191]
条件式(5)tlt/ft＝2.42
[0192]
条件式(6)ωw＝42.6
[0193]
条件式(7)ωt＝14.4
[0194]
如上述[条件式对应值]的表所示，图3所示的第2实施例的变焦镜头zl(2)满足上述条件式(1)～(7)的全部。
[0195]
图4(a)、图4(b)以及图4(c)分别是第2实施例的变焦镜头zl(2)的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。如从各像差图可知，第2实施例的变焦镜头zl(2)从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
[0196]
(第3实施例)
[0197]
使用图5、图6以及表3对第3实施例进行说明。图5是示出本实施方式的第3实施例的变焦镜头zl(3)的镜头结构的图。该变焦镜头zl(3)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以及具有正的光焦度的第5透镜组g5。在相比第5透镜组g5靠像侧处靠近像面i而设置有滤光片fl。另外，孔径光阑s被配置为位于第3
透镜组g3的物体侧。虽然该孔径光阑s与第3透镜组g3独立地构成，但是与第3透镜组g3一起在光轴方向上移动。
[0198]
在进行变倍时，第1～第5透镜组g1～g5如图5中由箭头所示，分别在轴方向上移动。因此，这些面间隔d3、d9、d19、d21、d23可变，在[可变间隔数据]的表中示出该值。
[0199]
第1透镜组g1由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面(第1面)朝向物体侧的负弯月形透镜l11以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l12的接合透镜构成。
[0200]
第2透镜组g2由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l21、双凹形状的负透镜l22以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l23构成。另外，负弯月形透镜l21的两侧面为非球面。
[0201]
第3透镜组由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜l31、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l32、双凹形状的负透镜l33与双凸形状的正透镜的l34的接合透镜以及双凸形状的正透镜l35构成。另外，正透镜l31和正透镜l35的两侧面为非球面。
[0202]
第4透镜组g4由双凹形状的负透镜l41构成。
[0203]
第5透镜组g5由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l51构成。另外，该正弯月形透镜l51的物体侧的面为非球面。
[0204]
在变焦镜头zl(3)中，通过使第4透镜组g4向像面方向移动来进行从无限远(远距离物体)向近距离物体的对焦。另外，第3透镜组g3的全部或者至少一部分构成具有与光轴垂直的方向的位移分量的防抖透镜组，进行像面i上的像抖动校正(防抖，手抖校正)。
[0205]
在以下的表3中示出第3实施例的光学系统的参数的值。
[0206]
(表3)
[0207]
[透镜数据]
[0208]
[0209][0210]
[整体参数]
[0211][0212]
[非球面数据]
[0213][0214]
[可变间隔数据]
[0215][0216]
[变焦镜头组数据]
[0217][0218]
[条件式对应值]
[0219]
条件式(1)|mv5/mv2|＝9.57
[0220]
条件式(2)β2t/β2w＝1.71
[0221]
条件式(3)|mv4/mv2|＝12.78
[0222]
条件式(4)(β2t
×
β4w)/(β2w
×
β4t)＝1.64
[0223]
条件式(5)tlt/ft＝2.49
[0224]
条件式(6)ωw＝42.6
[0225]
条件式(7)ωt＝14.4
[0226]
如上述[条件式对应值]的表所示，图5所示的第3实施例的变焦镜头zl(3)满足上述条件式(1)～(7)的全部。
[0227]
图6(a)、图6(b)以及图6(c)分别是第3实施例的变焦镜头zl(3)的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。如从各像差图可知，第2实施例的变焦镜头zl(3)从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
[0228]
(第4实施例)
[0229]
使用图7、图8以及表4对第4实施例进行说明。图7是示出本实施方式的第4实施例的变焦镜头zl(4)的镜头结构的图。该变焦镜头zl(4)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以及具有正的光焦度的第5透镜组g5。在相比第5透镜组g5靠像侧处靠近像面i地设置有滤光片fl。另外，在第3透镜组g3的内部配置有孔径光阑s。
[0230]
在进行变倍时，第1～第5透镜组g1～g5如图7中由箭头所示，分别在轴方向上移动。因此，这些面间隔d3、d9、d19、d21、d24可变，在[可变间隔数据]的表中示出该值。
[0231]
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负弯月形透镜l11与凸面朝向物体侧的正弯月形透镜l12的接合透镜构成。
[0232]
第2透镜组g2由沿着光轴从物体侧依次排列的凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l21、双凹形状的负透镜l22以及双凸形状的正透镜l23构成。另外，负弯月形透镜l21的两侧面为非球面。
[0233]
第3透镜组由沿着光轴从物体侧依次排列的双凸形状的正透镜l31、凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l32、双凹形状的负透镜l33与双凸形状的正透镜的l34的接合透镜以及双凸形状的正透镜l35构成。另外，正透镜l31和正透镜l35的两侧面为非球面。
[0234]
第4透镜组g4由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜l41构成。
[0235]
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以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜l52构成。
[0236]
在变焦镜头zl(4)中，通过使第4透镜组g4向像面方向移动来进行从无限远(远距离物体)向近距离物体的对焦。另外，第3透镜组g3的全部或者至少一部分构成具有与光轴垂直的方向的位移分量的防抖透镜组，进行像面i上的像抖动校正(防抖，手抖校正)。
[0237]
在以下的表4中示出第4实施例的光学系统的参数的值。
[0238]
(表4)
[0239]
[透镜数据]
[0240]
[0241][0242]
[整体参数]
[0243]
[0244][0245]
[非球面数据]
[0246][0247]
[可变间隔数据]
[0248][0249]
[变焦镜头组数据]
[0250][0251]
[条件式对应值]
[0252]
条件式(1)|mv5/mv2|＝4.04
[0253]
条件式(2)β2t/β2w＝1.44
[0254]
条件式(3)|mv4/mv2|＝12.07
[0255]
条件式(4)(β2t
×
β4w)/(β2w
×
β4t)＝1.25
[0256]
条件式(5)tlt/ft＝3.32
[0257]
条件式(6)ωw＝42.8
[0258]
条件式(7)ωt＝14.5
[0259]
如上述[条件式对应值]的表所示，图7所示的第4实施例的变焦镜头zl(4)满足上述条件式(1)～(7)的全部。
[0260]
图8(a)、图8(b)以及图8(c)分别是第4实施例的变焦镜头zl(4)的广角端状态、中间焦距状态、远焦端状态下的无限远对焦时的各像差图。如从各像差图可知，第2实施例的变焦镜头zl(4)从广角端状态到远焦端状态良好地对各像差进行校正，具有优秀的成像性能。
[0261]
上述各实施例示出本技术发明的一具体例，本技术发明并不限定于此。
[0262]
关于以下的内容，能够在不损坏本实施方式的变焦镜头的光学性能的范围内适当采用。
[0263]
作为本实施方式的变焦镜头的实施例，虽然示出了5组结构，但是本技术并不限定于此，也能够构成其他组结构(例如，6组等)的变焦镜头。具体地讲，也可以是在本实施方式的变焦镜头的最靠物体侧或最靠像面侧增加透镜或透镜组的结构。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。
[0264]
也可以是将单独或多个透镜组、或者部分透镜组作为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的对焦透镜组。对焦透镜组能够适用于自动对焦，也适合于自动对焦用的(使用了超声波电机等的)电机驱动。
[0265]
也可以是将透镜组或部分透镜组作为防抖透镜组，该防抖透镜组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)，从而对由手抖产生的像抖动进行校正。
[0266]
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，即使像面偏移的情况下，描绘性能的劣化也少，因此是优选的。
[0267]
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。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。
[0268]
孔径光阑虽然优选配置在第3透镜组附近或其中，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。
[0269]
在各透镜面上，为了减轻眩光和重影并实现高对比度的良好的光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的增透膜。
[0270]
本实施方式的变焦镜头的变倍比为1.5～7.5左右。
[0271]
标号说明
[0272]
g1第1透镜组
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
g2第2透镜组
[0273]
g3第3透镜组
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
g4第4透镜组
[0274]
g5第5透镜组
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
fl滤光片
[0275]
i像面
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
s孔径光阑