变焦镜头、摄像装置及变焦镜头的制造方法与流程
本发明涉及变焦镜头、摄像装置及变焦镜头的制造方法。
背景技术：
以往，关于负在前类型的4组变焦镜头提出了多种方案，但是明亮且具备防抖功能的结构较少(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-39210号公报
专利文献2：日本特开2010-170063号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
伴随着近年来的数字化，要求具备防抖功能且更明亮、镜头性能更高的变焦镜头。
用于解决课题的手段
第一发明的变焦镜头具有从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组及具有正光焦度的第四透镜组，使各透镜组的空气间隔变化来进行变倍，所述第一透镜组在最靠物体侧具有使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜，所述第一透镜组～所述第四透镜组的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第四透镜组具有至少4片透镜，所述变焦镜头满足如下的条件式：
0.20<fw/f2<0.55
其中，
fw为广角端状态下的整个系统的焦距，
f2为所述第二透镜组的焦距。
第一发明的摄像装置具备上述第一发明的变倍光学系统。
第二发明的变焦镜头具有从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组及具有正光焦度的第四透镜组，使各透镜组的空气间隔变化来进行变倍，所述第一透镜组在最靠物体侧具有负弯月形透镜，所述第一透镜组～所述第四透镜组的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第四透镜组具有至少3片透镜，所述变焦镜头满足如下的条件式：
1.00<(ft/fw)/Fw<2.00
其中，
fw为广角端状态下的整个系统的焦距，
ft为远焦端状态下的整个系统的焦距，
Fw为广角端状态下的开放F值。
第二发明的摄像装置具备上述第二发明的变倍光学系统。
第一发明的变焦镜头的制造方法中，所述变焦镜头具有从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组及具有正光焦度的第四透镜组，所述变焦镜头的制造方法中，使各透镜组的空气间隔变化来进行变倍，所述第一透镜组在最靠物体侧具有使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜，所述第一透镜组～所述第四透镜组的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第四透镜组具有至少4片透镜，以满足如下的条件式方式在镜头镜筒内配置各透镜：：
0.20<fw/f2<0.55
其中，
fw为广角端状态下的整个系统的焦距，
f2为所述第二透镜组的焦距。
第二发明的变焦镜头的制造方法中，所述变焦镜头具有从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组及具有正光焦度的第四透镜组，所述变焦镜头的制造方法中，使各透镜组的空气间隔变化来进行变倍，所述第一透镜组在最靠物体侧具有负弯月形透镜，所述第一透镜组～所述第四透镜组的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，所述第四透镜组具有至少3片透镜，以满足如下的条件式的方式在镜头镜筒内配置各透镜：
1.00<(ft/fw)/Fw<2.00
其中，
fw为广角端状态下的整个系统的焦距，
ft为远焦端状态下的整个系统的焦距，
Fw为广角端状态下的开放F值。
附图说明
图1是表示第一实施例的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
图2是第一实施例的变焦镜头的广角端状态(f＝9.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.154)的彗差图。
图3是第一实施例的变焦镜头的第一中间焦距状态(f＝13.40)下的无限远对焦时的各像差图。
图4是第一实施例的变焦镜头的第二中间焦距状态(f＝18.40)下的无限远对焦时的各像差图。
图5是第一实施例的变焦镜头的远焦端状态(f＝29.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.187)的彗差图。
图6是表示第二实施例的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
图7是第二实施例的变焦镜头的广角端状态(f＝9.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.116)的彗差图。
图8是第二实施例的变焦镜头的第一中间焦距状态(f＝13.12)下的无限远对焦时的各像差图。
图9是第二实施例的变焦镜头的第二中间焦距状态(f＝20.04)下的无限远对焦时的各像差图。
图10是第二实施例的变焦镜头的远焦端状态(f＝29.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.162)的彗差图。
图11是表示第三实施例的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
图12是第三实施例的变焦镜头的广角端状态(f＝9.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.127)的彗差图。
图13是第三实施例的变焦镜头的第一中间焦距状态(f＝12.63)下的无限远对焦时的各像差图。
图14是第三实施例的变焦镜头的第二中间焦距状态(f＝17.73)下的无限远对焦时的各像差图。
图15是第三实施例的变焦镜头的远焦端状态(f＝29.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.162)的彗差图。
图16是表示第一及第二实施方式的相机的结构的概略剖视图。
图17是用于说明第一实施方式的变焦镜头的制造方法的流程图。
图18是用于说明第二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，关于第一及第二实施方式，参照附图进行说明。
例如如图1所示，第一实施方式的变焦镜头ZL构成为，具有从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有负光焦度的第三透镜组G3及具有正光焦度的第四透镜组G4，使各透镜组的空气间隔变化来进行变倍，第一透镜组G1在最靠物体侧具有使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11，第一透镜组G1～第四透镜组G4的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，第四透镜组G4至少具有4片透镜。
第一实施方式的变焦镜头ZL是负在前型的4组结构。在这样的变焦镜头ZL中，通过在第一透镜组G1的最靠物体侧配置使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11，在广角端状态下能够进行良好的像差校正(例如，畸变、像面弯曲)。
第一实施方式的变焦镜头ZL通过将第一透镜组G1～第四透镜组G4的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，能够良好地确保防抖性能和光学性能这两者。
第一实施方式的变焦镜头ZL通过利用4片以上的透镜构成第四透镜组G4，能够确保F值，能够进行良好的像差校正(例如，球面像差、像面弯曲)。
例如如图1所示，第二实施方式的变焦镜头ZL构成为，具有从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有负光焦度的第三透镜组G3及具有正光焦度的第四透镜组G4，使各透镜组的空气间隔变化来进行变倍，第一透镜组G1在最靠物体侧具有负弯月形透镜L11，第一透镜组G1～第四透镜组G4的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，第四透镜组G4具有至少3片透镜。
在这样负在前型的4组结构的变焦镜头中，通过在第一透镜组G1的最靠物体侧配置使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11，在广角端状态下能够进行良好的像差校正(例如，畸变、像面弯曲)。
第二实施方式的变焦镜头ZL通过将第一透镜组G1～第四透镜组G4的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，能够良好地确保防抖性能和光学性能这两者。
第二实施方式的变焦镜头ZL通过利用至少3片以上的透镜构成第四透镜组G4，能够确保F值，能够进行良好的像差校正(例如，球面像差、像面弯曲)。
第一及第二实施方式的变焦镜头ZL满足如下的条件式(1)：
0.20<fw/f2<0.55…(1)
其中，
fw为广角端状态下的整个系统的焦距，
f2为第二透镜组G2的焦距。
条件式(1)是广角端状态下的整个系统的焦距与第二透镜组G2的焦距的关系式，是求算第二透镜组G2的最佳的放大率的式子。当超过条件式(1)的上限值时，相对地第二透镜组G2的放大率变得过强，彗差变得校正不足。当低于条件式(1)的下限值时，相对地第二透镜组G2的放大率变得过弱，球面像差的校正不足和镜头系统巨大化。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(1)的上限值设为0.50。为了使各实施方式的效果进一步可靠，更优选为，将条件式(1)的上限值设为0.45。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(1)的上限值设为0.40。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(1)的下限值设为0.25。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(1)的下限值设为0.30。
第一及第二实施方式的变焦镜头ZL满足如下的条件式(2)：。
1.00<(ft/fw)/Fw<2.00…(2)
其中，
fw为广角端状态下的整个系统的焦距，
ft为远焦端状态下的整个系统的焦距，
Fw为广角端状态下的开放F值。
条件式(2)是变焦比与广角端状态下的F值的关系式，是求算第一及第二实施方式的变焦镜头ZL的最佳的规格的式子。当超过条件式(2)的上限值时，F值过于明亮，球面像差的校正变得困难。而且，变焦比的确保变得困难。在此，当要强行确保变焦比时，尤其是像面弯曲、彗差的校正变得困难。当低于条件式(2)的下限值时，F值变暗，或者变焦比变小，因此不再是吸引人的镜头。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(2)的上限值设为1.90。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(2)的上限值设为1.80。
为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(2)的下限值设为1.10。
在第一及第二实施方式的变焦镜头ZL中，优选为，第三透镜组G3的至少一部分作为防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。
通过该结构，能够良好地抑制像抖动校正时的彗差的变动。而且，能够实现镜头系统的小型化。
优选为，第一及第二实施方式的变焦镜头ZL满足如下的条件式(3)：
0.90<ft/f2<1.50…(3)
其中，
ft为远焦端状态下的整个系统的焦距，
f2为第二透镜组G2的焦距。
条件式(3)是远焦端状态下的整个系统的焦距与第二透镜组G2的焦距的关系式，是求算第二透镜组G2的最佳的放大率的式子。当超过条件式(3)的上限值时，相对地第二透镜组G2的放大率变得过强，彗差变得校正不足。当低于条件式(3)的下限值时，相对地第二透镜组G2的放大率变得过弱，球面像差的校正不足和镜头系统巨大化。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(3)的上限值设为1.40。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(3)的上限值设为1.30。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(3)的下限值设为0.95。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(3)的下限值设为1.00。
优选为，第一及第二实施方式的变焦镜头ZL满足如下的条件式(4)：
0.50<(-f1)/f2<0.80…(4)
其中，
f1为第一透镜组G1的焦距，
f2为第二透镜组G2的焦距。
条件式(4)是第一透镜组G1的焦距与第二透镜组G2的焦距的关系式，是求算各实施方式的变焦镜头ZL的最佳的规格的式子。当超过条件式(4)的上限值时，相对地第一透镜组G1的放大率变弱，广角端状态下的光学性能劣化(尤其是彗差、畸变)。当低于条件式(4)的下限值时，相对地第一透镜组G1的放大率变强，彗差、畸变变得校正不足。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(4)的上限值设为0.75。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(4)的上限值设为0.70。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(4)的下限值设为0.55。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(4)的下限值设为0.60。
优选为，第一及第二实施方式的变焦镜头ZL满足如下的条件式(5)：
0.80<f2/(-f3)<1.20…(5)
其中，
f2为第二透镜组G2的焦距，
f3为第三透镜组G3的焦距。
条件式(5)是第二透镜组G2的焦距与第三透镜组G3的焦距的关系式，是求算各实施方式的变焦镜头ZL的最佳的规格的式子。当超过条件式(5)的上限值时，相对地第二透镜组G2的放大率变弱，球面像差、像面弯曲变得校正不足。当低于条件式(5)的下限值时，相对地第二透镜组G2的放大率变强，球面像差、像面弯曲变得校正不足。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(5)的上限值设为1.10。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(5)的上限值设为1.05。
为了使各实施方式的效果更可靠，优选为，将条件式(5)的下限值设为0.85。为了最大限度地发挥各实施方式的效果，优选为，将条件式(5)的下限值设为0.89。
在第一及第二实施方式的变焦镜头ZL中，优选为，第三透镜组G3具有正透镜与负透镜接合的接合透镜。
通过该结构，能够良好地确保防抖性能和光学性能这两者。而且，通过将正透镜与负透镜接合的结构，能够良好地校正轴上色差等各像差。
在第一及第二实施方式的变焦镜头ZL中，优选为，第一透镜组G1具有从物体侧起依次排列的负弯月形透镜、负透镜及正透镜。
通过该结构，能够良好地校正畸变、像面弯曲等各像差。
在第一及第二实施方式的变焦镜头ZL中，优选为，第一透镜组G1具有至少1片非球面透镜。尤其是，优选为，第一透镜组G1的最靠物体侧的透镜为非球面透镜。
通过该结构，能得到更高分辨率的像。
优选为，第一及第二实施方式的变焦镜头ZL为通过使第二透镜组G2的至少一部分沿着光轴方向移动而进行对焦的结构。
通过该结构，能够抑制对焦时的像面弯曲的变动。而且，即使在近距离摄影中也能得到良好的像。
优选为，第一及第二实施方式的变焦镜头ZL在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间具有孔径光阑S。
通过该结构，能够良好地校正球面像差。
在第一及第二实施方式的变焦镜头ZL中，优选为，在变倍时，孔径光阑S与第三透镜组G3成为一体而移动。
通过该结构，能够良好地校正在变倍时产生的球面像差。
根据以上那样的第一及第二实施方式，能够实现具备防抖功能、明亮且具有高成像性能的变焦镜头ZL。
接下来，参照图16，说明具备上述的变焦镜头ZL的相机(摄像装置)1。如图16所示，相机1是具备上述的变焦镜头ZL作为摄影镜头2的可换镜头式的相机(所谓无反相机)。
在相机1中，来自未图示的物体(被摄体)的光由摄影镜头2聚光，经由未图示的OLPF(Optical low pass filter：光学低通滤光片)在摄像部3的摄像面上形成被摄体像。并且，通过设于摄像部3的光电转换元件，对被摄体像进行光电转换而生成被摄体的图像。该图像显示在设于相机1的EVF(Electronic view finder：电子取景器)4上。由此，摄影者能够通过EVF4观察被摄体。
另外，当由摄影者按下未图示的释放按钮时，由摄像部3生成的图像存储于未图示的存储器。这样一来，摄影者能够基于本相机1进行被摄体的摄影。
从后述的各实施例也可知的那样，作为摄影镜头2而搭载于相机1的变焦镜头ZL通过其特征性的镜头结构，实现具备防抖功能、明亮且具有高成像性能的变焦镜头。由此，相机1能够实现具备防抖功能、明亮且具有高成像性能的摄像装置。
需要说明的是，在具有快速复原反射镜且通过取景器光学系统观察被摄体的单反类型的相机中搭载了上述的变焦镜头ZL的情况下，也能够起到与上述相机1同样的效果。而且，即使在摄像机搭载有上述的变焦镜头ZL的情况下，也能够起到与上述相机1同样的效果。
接下来，参照图17，概略说明第一实施方式的变焦镜头ZL的制造方法。在镜头镜筒内具有从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有负光焦度的第三透镜组G3及具有正光焦度的第四透镜组G4，以使各透镜组的空气间隔变化而进行变倍的方式配置各透镜(步骤ST110)。此时，第一透镜组G1在最靠物体侧具有使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜(步骤ST120)。第一透镜组G1～第四透镜组G4的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动(步骤ST130)。第四透镜组G4具有至少4片透镜(步骤ST140)。以在上述条件式中至少满足条件式(1)的方式配置各透镜(步骤ST150)。
参照图18，概略说明第二实施方式的变焦镜头ZL的制造方法。在镜头镜筒内具有从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有负光焦度的第三透镜组G3及具有正光焦度的第四透镜组G4，以使各透镜组的空气间隔变化而进行变倍的方式配置各透镜(步骤ST210)。此时，第一透镜组G1在最靠物体侧具有负弯月形透镜(步骤ST220)。第一透镜组G1～第四透镜组G4的至少一部分作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动(步骤ST230)。第四透镜组G4具有至少3片透镜(步骤ST240)。以在上述条件式中至少满足条件式(2)的方式配置各透镜(步骤ST250)。
当列举配置透镜的一例时，如图1所示，作为第一透镜组G1，从物体侧起依次配置使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12及使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13。作为第二透镜组G2，从物体侧起依次配置使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L21、双凸透镜L22及使双凸透镜L23与双凹透镜L24接合的接合透镜。作为第三透镜组G3，从物体侧起依次配置使凸面朝向像侧的正弯月形透镜L31与双凹透镜L32接合的接合透镜。作为第四透镜组G4，从物体侧起依次配置双凸透镜L41、使凹面朝向像侧的负弯月形透镜L42与双凸透镜L43接合的接合透镜、使双凸透镜L44与双凹透镜L45接合的接合透镜。第三透镜组G3作为用于校正像抖动的防抖透镜组设置成能够以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动。而且，以满足规定的条件式的方式配置各透镜。
根据以上那样的制造方法，能够得到具备防抖功能、明亮且具有高成像性能的变焦镜头ZL。
实施例
接下来，关于第一及第二实施方式的各实施例，基于附图进行说明。以下，示出表1～表3，这些是第一实施例～第三实施例的各参数的表。
图1、图6及图11是表示各实施例的变倍光学系统ZL(ZL1～ZL3)的结构的剖视图。在这些变倍光学系统ZL1～ZL3的剖视图中，由箭头表示从广角端状态(W)变倍为远焦端状态(T)时的各透镜组G1～G4沿着光轴的移动轨迹。
关于第一实施例的图1的各标号，为了避免由标号的位数的增大引起的说明的复杂化，对应每个实施例独立使用。因此，即使标注与其他实施例的附图相同的标号，它们也不一定是与其他实施例相同的结构。
在各实施例中，作为像差特性的计算对象，选择d线(波长587.5620nm)、g线(波长435.8350nm)。
在表中的[透镜数据]中，面编号表示沿着光线行进的方向的从物体侧起的光学面的顺序，r表示各光学面的曲率半径，D表示从各光学面至下一光学面(或像面)的光轴上的距离即面间隔，νd表示光学部件的材质的以d线为基准的阿贝数，nd表示光学部件的材质的对d线的折射率。(可变)表示可变的面间隔，曲率半径的“∞”表示平面或开口，(光阑S)表示孔径光阑S，(光阑FS)表示光斑遮挡光阑FS，Bf表示后焦点(光轴上的从镜头最终面至像面I的距离)。空气的折射率(d线)“1.00000”省略。在光学面为非球面的情况下，在面编号的左侧标注“*”，在曲率半径R一栏示出近轴曲率半径。
在表中的[非球面数据]中，关于[透镜数据]所示的非球面，利用下式(a)表示其形状。在此，y表示与光轴垂直的方向的高度，X(y)表示高度y处的光轴方向上的位移量(下垂量)，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，An表示第n次的非球面系数。需要说明的是，“E-n”表示“×10-n”，例如“1.234E-05”表示“1.234×10-5”。
X(y)＝(y2/r)/[1+{1-κ(y2/r2)}1/2]+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+A12×y12…(a)
在表中的[各种数据]中，f表示镜头整个系统的焦距，FNO表示F值，2ω表示视角(单位为°)，Y表示像高，TL表示镜头系统的全长(光轴上的从镜头最前面至像面I的距离)，Bf表示后焦点(光轴上的从镜头最终面至像面I的距离)。
在表中的[可变间隔数据]中，f表示镜头整个系统的焦距，R表示摄影距离，D0表示从物体面至第一面的距离，Di(其中，i为整数)表示第i面与第(i+1)面之间的可变间隔，Bf表示后焦点。
在表中的[透镜组数据]中，组首个面表示各组的起始面编号(最靠物体侧的面编号)，组焦距表示各组的焦距。
在表中的[条件式对应值]中，示出与上述的条件式(1)～(5)对应的值。
以下，在所有的参数值中，关于所记载的焦距f、曲率半径r、面间隔D、其他的长度等，在没有特别记载的情况下一般使用“mm”，但是由于光学系统即使进行比例放大或比例缩小也能得到等同的光学性能，因此并不局限于此。而且，单位没有限定于“mm”，也可以使用其他的适当的单位。
以上的表的说明在所有的实施例中通用，省略以下的说明。
(第一实施例)
关于第一实施例，使用图1～图5及表1进行说明。如图1所示，第一实施例的变焦镜头ZL(ZL1)由沿着光轴从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有负光焦度的第三透镜组G3及具有正光焦度的第四透镜组G4构成。
第一透镜组G1由从物体侧起依次排列的使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。负弯月形透镜L11的像侧面为非球面。
第二透镜组G2由从物体侧起依次排列的使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L21、双凸透镜L22、使双凸透镜L23与双凹透镜L24接合的接合透镜构成。正弯月形透镜L21的物体侧面为非球面。双凹透镜L24的像侧面为非球面。
第三透镜组G3由从物体侧起依次排列的使凸面朝向像侧的正弯月形透镜L31与双凹透镜L32接合的接合透镜构成。双凹透镜L32的像侧面为非球面。
第四透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、使凹面朝向像侧的负弯月形透镜L42与双凸透镜L43接合的接合透镜、使双凸透镜L44与双凹透镜L45接合的接合透镜构成。双凸透镜L44的物体侧面为非球面。
在第二透镜组G2的最靠像侧具备第一光斑遮挡光阑FS1。(在光阑FS1的像侧且)在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间具备孔径光阑S。在第三透镜组G3的最靠像侧具备第二光斑遮挡光阑FS2。
像面I形成在未图示的摄像元件上，该摄像元件由CCD、CMOS等构成。
在变倍时，本实施例的变焦镜头ZL1以第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的空气间隔、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的空气间隔、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的空气间隔分别变化的方式使第一透镜组G1～第四透镜组G4沿光轴移动。
详细而言，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第一透镜组G1以描绘向像侧呈凸状的轨迹的方式沿光轴向像侧移动。第二透镜组G2～第四透镜组G4沿光轴向物体侧移动。孔径光阑S与第三透镜组G3成为一体而沿光轴向物体侧移动。
对焦通过使构成第二透镜组G2的正弯月形透镜L21(作为对焦组)沿光轴移动来进行。详细而言，在从无限远物体向近距离物体对焦时，通过使正弯月形透镜L21沿光轴向像侧移动来进行。
在发生像抖动时，作为防抖透镜组，使第三透镜组G3整体以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，由此进行像面I上的像抖动校正(防抖)。
下述的表1示出第一实施例的各参数的值。表1的面编号1～27对应于图1所示的m1～m27的各光学面。
(表1)
[透镜数据]
[非球面数据]
第二面
k＝-1.5664
A4＝8.04673E-05
A6＝-1.76449E-07
A8＝6.06198E-10
A10＝-8.92548E-13
A12＝0.00000E+00
第七面
k＝-16.5346
A4＝1.06370E-05
A6＝-3.12969E-08
A8＝5.79447E-11
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
第十三面
k＝1.0000
A4＝3.94969E-07
A6＝-8.79660E-09
A8＝4.60168E-11
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
第十八面
k＝1.0000
A4＝-1.49447E-05
A6＝3.60055E-08
A8＝-9.93730E-11
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
第二十五面
k＝1.0000
A4＝-5.41078E-05
A6＝-5.42756E-08
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
[各种数据]
f＝9.20～29.20
FNO＝3.66～6.00
2ω＝84.3°～30.6°
Y＝7.97
TL＝126.3～108.1
Bf＝16.196～39.234
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)：fw/f2＝0.32
条件式(2)：(ft/fw)/Fw＝1.69
条件式(3)：ft/f2＝1.02
条件式(4)：(-f1)/f2＝0.716
条件式(5)：f2/(-f3)＝0.965
从表1可知，第一实施例的变焦镜头ZL1满足上述条件式(1)～(5)。
图2是第一实施例的变焦镜头ZL1的广角端状态(f＝9.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.154)的彗差图。图3是第一实施例的变焦镜头ZL1的第一中间焦距状态(f＝13.40)下的无限远对焦时的各像差图。图4是第一实施例的变焦镜头ZL1的第二中间焦距状态(f＝18.40)下的无限远对焦时的各像差图。图5是第一实施例的变焦镜头ZL1的远焦端状态(f＝29.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.457)的彗差图。在本实施例中，如图2(b)及图5(b)那样，通过以像高y＝0.0为中心且与上下加减的像高5.7对应的彗差图来表示防抖时的光学性能。
在各像差图中，FNO表示F值，Y表示像高，A表示半视角(单位为°)，d表示d线下的像差，g表示g线下的像差。没有d、g的记载的情况表示d线下的像差。在球面像差图中，示出与最大孔径对应的F值的值，在像散图及畸变图中，示出像高的最大值。在像散图中，实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在彗差图中，实线表示子午慧差，虚线表示弧矢慧差。以上的像差图的说明在其他的实施例中也相同，省略其说明。
从各像差图可知，第一实施例的变焦镜头ZL1从广角端状态至远焦端状态良好地校正各像差，具有高成像性能。而且可知，在像抖动校正时也具有高成像性能。
(第二实施例)
关于第二实施例，使用图6～图10及表2进行说明。如图6所示，第二实施例的变焦镜头ZL(ZL2)由沿光轴从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有负光焦度的第三透镜组G3及具有正光焦度的第四透镜组G4构成。
第一透镜组G1由从物体侧起依次排列的使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、使双凹透镜L12与使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13接合的接合透镜构成。负弯月形透镜L11的像侧面为非球面。
第二透镜组G2由从物体侧起依次排列的使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L21、使凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与双凸透镜L23的接合透镜、双凸透镜L24构成。正弯月形透镜L21的物体侧面为非球面。双凸透镜L24的物体侧面为非球面。
第三透镜组G3由从物体侧起依次排列的使双凸透镜L31与双凹透镜L32接合的接合透镜、双凹透镜L33构成。
第四透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、使凸面朝向像侧的正弯月形透镜L42、使双凸透镜L43与使凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L44接合的接合透镜构成。负弯月形透镜L44的物体侧面为非球面。
在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间具备孔径光阑S。在第三透镜组G3的最靠像侧具备第一光斑遮挡光阑FS1。在第四透镜组G4的最靠物体侧具备第二光斑遮挡光阑FS2。
像面I形成在未图示的摄像元件上，该摄像元件由CCD、CMOS等构成。
在变倍时，本实施例的变焦镜头ZL2以第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的空气间隔、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的空气间隔、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的空气间隔分别变化的方式使第一透镜组G1～第四透镜组G4沿光轴移动。
详细而言，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第一透镜组G1以描绘向像侧呈凸状的轨迹的方式沿光轴向物体侧移动。第二透镜组G2～第四透镜组G4沿光轴向物体侧移动。孔径光阑S与第三透镜组G3成为一体而沿光轴向物体侧移动。
对焦通过使构成第二透镜组G2的透镜组作为对焦组沿光轴移动来进行，该透镜组由从物体侧起依次排列的使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L21、使凹面朝向像侧的负弯月形透镜L22与双凸透镜L23接合的接合透镜构成。详细而言，在从无限远物体向近距离物体对焦时，通过使所述对焦组沿光轴向像侧移动来进行。
在发生像抖动时，作为防抖透镜组，使第三透镜组G3整体以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，由此进行像面I上的像抖动校正(防抖)。
下述的表2示出第二实施例的各参数的值。表2的面编号1～27对应于图6所示的m1～m27的各光学面。
(表2)
[透镜数据]
[非球面数据]
第二面
k＝0.0685
A4＝3.08257E-05
A6＝-3.02551E-09
A8＝8.46814E-10
A10＝-3.69430E-12
A12＝0.12474E-13
第六面
k＝-0.9090
A4＝-1.12657E-05
A6＝-6.38068E-09
A8＝1.26949E-11
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
第十一面
k＝1.9071
A4＝1.00746E-05
A6＝2.22441E-10
A8＝2.03107E-10
A10＝-9.32160E-13
A12＝0.00000E+00
第二十五面
k＝-27.8587
A4＝-2.65684E-05
A6＝-1.35986E-07
A8＝-4.35740E-10
A10＝8.07566E-13
A12＝0.00000E+00
[各种数据]
f＝9.20～29.20
FNO＝2.00～4.50
2ω＝84.0°～30.4°
Y＝7.97
TL＝104.3～106.8
Bf＝21.850～38.073
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)：fw/f2＝0.38
条件式(2)：(ft/fw)/Fw＝1.59
条件式(3)：ft/f2＝1.21
条件式(4)：(-f1)/f2＝0.699
条件式(5)：f2/(-f3)＝0.979
从表2可知，第二实施例的变焦镜头ZL2满足上述条件式(1)～(5)。
图7是第二实施例的变焦镜头ZL2的广角端状态(f＝9.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.116)的彗差图。图8是第二实施例的变焦镜头ZL2的第一中间焦距状态(f＝13.12)下的无限远对焦时的各像差图。图9是第二实施例的变焦镜头ZL2的第二中间焦距状态(f＝20.04)下的无限远对焦时的各像差图。图10是第二实施例的变焦镜头ZL2的远焦端状态(f＝29.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.162)的彗差图。在本实施例中，如图7(b)及图10(b)那样，通过以像高y＝0.0为中心且与上下加减的像高5.7对应的彗差图来表示防抖时的光学性能。
从各像差图可知，第二实施例的变焦镜头ZL2从广角端状态至远焦端状态良好地校正各像差，具有高成像性能。而且可知，在像抖动校正时也具有高成像性能。
(第三实施例)
关于第三实施例，使用图11～图15及表3进行说明。如图11所示，第三实施例的变焦镜头ZL(ZL3)由沿光轴从物体侧起依次排列的具有负光焦度的第一透镜组G1、具有正光焦度的第二透镜组G2、具有负光焦度的第三透镜组G3及具有正光焦度的第四透镜组G4构成。
第一透镜组G1由从物体侧起依次排列的使凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L11、双凹透镜L12、使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L13构成。负弯月形透镜L11的像侧面为非球面。
第二透镜组G2由从物体侧起依次排列的使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜L21、双凸透镜L22、双凸透镜L23、使凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L24构成。正弯月形透镜L21的物体侧面为非球面。负弯月形透镜L24的像侧面为非球面。
第三透镜组G3由从物体侧起依次排列的使凸面朝向像侧的正弯月形透镜L31、双凹透镜L32构成。双凹透镜L32的像侧面为非球面。
第四透镜组G4由从物体侧起依次排列的双凸透镜L41、使凹面朝向像侧的负弯月形透镜L42与双凸透镜L43接合的接合透镜、使双凸透镜L44与双凹透镜L45接合的接合透镜构成。双凸透镜L44的物体侧面为非球面。
在第二透镜组G2的最靠像侧具备第一光斑遮挡光阑FS1。(在光阑FS1的像侧且)在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间具备孔径光阑S。在第三透镜组G3的最靠像侧具备第二光斑遮挡光阑FS2。
像面I形成在未图示的摄像元件上，该摄像元件由CCD、CMOS等构成。
在变倍时，本实施例的变焦镜头ZL3以第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的空气间隔、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的空气间隔、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的空气间隔分别变化的方式使第一透镜组G1～第四透镜组G4沿光轴移动。
详细而言，在从广角端状态向远焦端状态变倍时，第一透镜组G1以描绘向像侧呈凸状的轨迹的方式沿光轴向像侧移动。第二透镜组G2～第四透镜组G4沿光轴向物体侧移动。孔径光阑S与第三透镜组G3成为一体而沿光轴向物体侧移动。
对焦通过使构成第二透镜组G2的正弯月形透镜L21(作为对焦组)沿光轴移动来进行。详细而言，在从无限远物体向近距离物体对焦时，通过使正弯月形透镜L21沿光轴向像侧移动来进行。
在发生像抖动时，作为防抖透镜组，使第三透镜组G3整体以具有与光轴垂直的方向的分量的方式移动，由此进行像面I上的像抖动校正(防抖)。
下述的表3示出第三实施例的各参数的值。表3的面编号1～27对应于图11所示的m1～m27的各光学面。
(表3)
[透镜数据]
[非球面数据]
第二面
k＝-1.1700
A4＝7.96413E-05
A6＝-1.40084E-07
A8＝5.34943E-10
A10＝-8.12226E-13
A12＝0.00000E+00
第七面
k＝-14.0244
A4＝1.08842E-05
A6＝-3.54998E-08
A8＝6.06210E-11
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
第十三面
k＝1.0000
A4＝8.01417E-07
A6＝-1.19453E-08
A8＝4.72680E-11
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
第十八面
k＝1.0000
A4＝-1.33809E-05
A6＝4.45496E-08
A8＝-1.85611E-10
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
第二十五面
k＝1.0000
A4＝-5.51507E-05
A6＝-5.23755E-08
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
A12＝0.00000E+00
[各种数据]
f＝9.20～29.20
FNO＝2.80～5.40
2ω＝85.8°～31.25°
Y＝7.97
TL＝122.1～109.1
Bf＝16.825～40.890
[可变间隔数据]
[透镜组数据]
[条件式对应值]
条件式(1)：fw/f2＝0.33
条件式(2)：(ft/fw)/Fw＝1.13
条件式(3)：ft/f2＝1.04
条件式(4)：(-f1)/f2＝0.674
条件式(5)：f2/(-f3)＝0.900
从表3可知，第三实施例的变焦镜头ZL3满足上述条件式(1)～(5)。
图12是第三实施例的变焦镜头ZL3的广角端状态(f＝9.20)下的像差图，(a)表示无限远对焦时的各像差图，(b)表示在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.127)的彗差图。图13是第三实施例的变焦镜头ZL3的第一中间焦距状态(f＝12.63)下的无限远对焦时的各像差图。图14是第三实施例的变焦镜头ZL3的第二中间焦距状态(f＝17.73)下的无限远对焦时的各像差图。图15是第三实施例的变焦镜头ZL3的远焦端状态(f＝29.20)下的像差图，(a)是无限远对焦时的各像差图，(b)是在无限远对焦时进行了像抖动校正时(防抖组的移动量＝0.162)的彗差图。在本实施例中，如图12(b)及图15(b)那样，通过以像高y＝0.0为中心且与上下加减的像高5.7对应的彗差图来表示防抖时的光学性能。
从各像差图可知，第三实施例的变焦镜头ZL3从广角端状态至远焦端状态良好地校正各像差，具有高成像性能。而且可知，在像抖动校正时也具有高成像性能。
根据以上的各实施例，能够实现具备防抖功能、明亮且具有高成像性能的变焦镜头。
需要说明的是，上述的各实施例示出第一及第二实施方式的变焦镜头的一具体例，第一及第二实施方式的变焦镜头没有限定于此。在第一及第二实施方式中，下述的内容在不损坏光学性能的范围内可以适当采用。
在第一及第二实施方式的数值实施例中，示出了4组结构，但是也可以应用于5组等其他的组结构。例如，也可以是在最靠物体侧追加了透镜或透镜组的结构、在最靠像侧追加了透镜或透镜组的结构。而且，透镜组表示通过在变倍时或对焦时发生变化的空气间隔而分离的具有至少1片透镜的部分。
在第一及第二实施方式中，也可以使单独或多个透镜组或者部分透镜组沿光轴方向移动，而作为进行从无限远物体向近距离物体的对焦的对焦透镜组。该对焦透镜组也可以应用于自动焦点，也适合于自动焦点用的(使用了超声波电动机等的)电动机驱动。尤其是，优选为将第二透镜组的至少一部分作为对焦透镜组。
在第一及第二实施方式中，也可以使透镜组或部分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进行旋转移动(摆动)，而作为对由于手抖动而产生的像抖动进行校正的防抖透镜组。尤其是，优选为将第三透镜组G3的至少一部分作为防抖透镜组。
在第一及第二实施方式中，透镜面可以由球面或平面形成，也可以由非球面形成。在透镜面为球面或平面的情况下，透镜加工及组装调整变得容易，能防止由加工及组装调整的误差引起的光学性能的劣化，因此优选。而且，在透镜面为非球面的情况下，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一种非球面。另外，透镜面也可以设为衍射面，也可以将透镜设为折射率分布型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
在第一及第二实施方式中，优选为，孔径光阑配置于第三透镜组G3附近。而且，优选为，光斑遮挡光阑配置于第二透镜组G2及第三透镜组G3的附近，但是也可以不设置部件而利用透镜框来代替其作用。
在第一及第二实施方式中，在各透镜面上，为了减轻光斑、重影而实现高对比度的高光学性能，也可以施加在宽波长区域中具有高透射率的防反射膜。
第一及第二实施方式的变焦镜头ZL的变倍比为3倍左右，但是也适合于2～7左右的变焦镜头。
标号说明
ZL(ZL1～ZL3) 变焦镜头
G1 第一透镜组
G2 第二透镜组
G3 第三透镜组
G4 第四透镜组
S 孔径光阑
FS1、FS2 光斑遮挡光阑
I 像面
1 相机(摄像装置)
2 摄影镜头(变焦镜头)
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