变焦透镜及摄像装置.pdf

本发明提供一种谋求高变倍比且小型化的变焦透镜及摄像装置，其从物侧依次配设：第1透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；第2透镜组，其在变倍时移动且具有负的折射力；第3透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；第4透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力；第5透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力，从广角端向望远端变倍时，上述第5透镜组，首先向物侧移动然后在中途向像侧反转以描绘出朝物侧为凸的凸弧状的移动轨迹的方式进行移动，并且，满足以下条件式，此处，ΔTM为在从(fw·ft)1/2的透镜位置到望远端的透镜位置的变倍时的第5透镜组的移动量，fw为广角端的整个系统的焦距，ft为望远端的整个系统的焦距。1.4＜ΔTM/fw＜3.0……(1)。

1、  一种变焦透镜，其特征在于，
从物侧依次配设：
第1透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；
第2透镜组，其在变倍时移动且具有负的折射力；
第3透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；
第4透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力；
第5透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力，
从广角端向望远端变倍时，上述第5透镜组，首先向物侧移动然后在中途向像侧反转以描绘出朝物侧为凸的凸弧状的移动轨迹的方式进行移动，并且，满足以下条件式：

1.  4＜ΔTM/fw＜3.0……(1)
此处，
ΔTM为在从(fw·ft)^1/2的透镜位置到望远端的透镜位置的变倍时的第5透镜组的移动量，
fw为广角端的整个系统的焦距，
ft为望远端的整个系统的焦距。

2、  如权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第5透镜组在变倍时以如下方式进行移动：即在物距无限远的状态下在望远端的位置比在广角端的位置更接近像侧。

3、  如权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
进一步满足以下条件式：

0.  8＜ΔMW/fw＜1.6……(2)
此处，
ΔMW为在从广角端的透镜位置到在(fw·ft)^1/2透镜位置的变倍时的第5透镜组的移动量。

4、  如权利要求1至3中的任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
进一步满足以下条件式：

1.  2＜f45t/f45w＜1.5……(3)
此处，
f45w为广角端的第4透镜组和第5透镜组的合成焦距，
f45t为望远端的第4透镜组和第5透镜组的合成焦距。

5、  如权利要求1至4中的任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
进一步满足以下条件式：

1.  3＜f45t/f45m＜1.6……(4)
此处，
f45m为在从(fw·ft)^1/2的透镜位置的第4透镜组和第5透镜组的合成焦距。

6、  如权利要求1至5中的任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第1透镜组从物侧依次由如下构件构成：前组，其具有负的折射力；反射部件，其将光路折弯；后组，其具有正的折射力，
上述第1透镜组的上述后组具备：具有正的折射力的透镜(L12)；和具有正的折射力的透镜(L13)，并且，满足以下条件式：

1.  43＜(N12+N13)/2＜1.48……(5)
83＜(v12+v13)/2＜90……(6)
其中，
N12为透镜(L12)在d线的折射率，
N13为透镜(L13)在d线的折射率，
v12为透镜(L12)在d线的阿贝数，
v13为透镜(L13)在d线的阿贝数。

7、  一种变焦透镜，其特征在于，
从物侧依次配设：
第1透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；
第2透镜组，其在变倍时移动且具有负的折射力；
第3透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；
第4透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力；
第5透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力，
上述第1透镜组从物侧依次由具有负的折射力的前组、将光路折弯的反射部件、具有正的折射力的后组而构成，
上述第1透镜组的上述后组具备：正的折射力透镜的(L12)，以及正的折射力的透镜(L13)，
并且，满足以下条件式：

1.  43＜(N12+N13)/2＜1.48……(5)
83＜(v12+v13)/2＜90……(6)
此处，
N12为透镜(L12)在d线的折射率，
N13为透镜(L13)在d线的折射率，
v12为透镜(L12)在d线的阿贝数，
v13为透镜(L13)在d线的阿贝数。

8、  如权利要求6或7所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第1透镜组的上述前组由像面侧为凹面的具有负的折射力的透镜(L11)构成，并且，满足以下条件式：

0.  4＜N11-(N12+N13)/2＜0.5……(7)
50＜(v12+v13)/2-v 11＜60……(8)
此处，
N11为透镜(L11)在d线的折射率，
v11为透镜(L11)在d线的阿贝数。

9、  如权利要求6至8中的任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第1透镜组内的上述具有正的折射力的透镜(L13)是至少1面具有非球面形状的非球面透镜。

10、  如权利要求1至9中的任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
进一步满足以下条件式：

1.  35＜∑d/(ft-fw)＜1.45……(9)
此处，
∑d为从最靠物侧的透镜的物侧面顶点到成像面的沿着光轴的透镜长度，
fw为广角端的整个系统的焦距，
ft为望远端的整个系统的焦距。

11、  如权利要求1至10中的任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
构成为通过移动上述第5透镜组来进行聚焦，并且，满足以下条件式：

0.  65＜β5t＜0.88……(10)
此处，
β5t为无限远物体的在望远端的第5透镜组的成像倍率。

12、  如权利要求1至11中的任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第5透镜组由负的折射力的透镜(L51)和正的折射力的透镜(L52)构成，并且，满足以下条件式：
N51＜N52……(11)
v51＜v52……(12)
此处，
N51为透镜(L51)在d线的折射率，
N52为透镜(L52)在d线的折射率，
v51为透镜(L51)在d线的阿贝数，
v52为透镜(L52)在d线的阿贝数。

13、  如权利要求1至12中的任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
在上述第3透镜组的物侧附近还配设有孔径光阑。

14、  一种摄像装置，其特征在于，
具备权利要求1至13中的任一项所述的变焦透镜、和
输出与由上述变焦透镜形成的光学像相对应的摄像信号的摄像元件。

变焦透镜及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种适用于摄像机、数码静止摄像机、及信息便携终端(PDA：Personal Digital Assistance)等的变焦透镜及摄像装置。
背景技术
近几年，在数码静止摄像机等摄像装置中，随着CCD(Charge CoupledDevice)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等摄像元件的小型化进展，要求作为装置整体的小型化。因此，最近开发有通过设为将透镜系统的光路在中途折弯的所谓弯曲光学系统，来谋求组装到摄像装置时的深度方向薄型化的摄像装置。
在专利文献1至3公开有构成为从物侧依次配设折射力为正、负、正、正、正的5个透镜组，在变倍时，第2透镜组、第4透镜组、及第5透镜组移动的5组方式的变焦透镜。尤其，专利文献1所记载的变焦透镜被设为在第1透镜组具备用于折弯光路的棱镜的弯曲光学系统的结构。
专利文献1：专利第3750672号公报
专利文献2：专利公开2003-202501号公报
专利文献3：专利公开2005-345714号公报
然而，在专利文献1所记载的变焦透镜由于透镜结构片数少，有利于小型化，但在谋求高变倍比时，在望远侧的轴上色像差和在广角侧的倍率色像差的校正变得困难。具体地，第1透镜组由1片负透镜、棱镜和1片正透镜构成，第2透镜组由1片负透镜和1片正透镜构成，第5透镜组仅由1片正透镜构成。在此，第5透镜组若仅由1片正透镜构成，则在谋求高变倍比时，尤其在望远端的对焦时的像场弯曲变动和倍率色像差变动大，所以对焦时的性能变动大。而且，第5透镜组在变倍时单调地向像侧移动，因此小型化和在整个变倍区域的像差校正变得困难。
而且，在专利文献2所记载的变焦透镜设为满足以下条件式的结构，但此时，与望远端和广角端的焦距之差相比，透镜总长较长，若要谋求高变倍比，则小型化变得困难。另外该变焦透镜的第5透镜组的变倍时的移动量较少，小型化和在整个变倍区域的像差校正变得困难。
1.45＜∑d/(ft-fw)＜2.2
此处，
∑d为从最靠物侧的透镜的物侧面顶点到成像面的沿着光轴的透镜长度，
fw为广角端的整个系统的焦距，
ft为望远端的整个系统的焦距。
而且，在专利文献3所记载的变焦透镜的特征在于第5透镜组在对焦时移动且第5透镜从物侧依次具有至少1片正透镜和至少1片负透镜，有关透镜材料满足规定的条件式，尤其在望远端的对焦时的像场弯曲变动和倍率色像差变动大，因此对焦时的性能变动大。而且，第5透镜组的位置在望远端比在广角端更从像面远离，因此小型化和在整个变倍区域的像差校正变得困难。
发明内容
本发明是鉴于这种问题点而提出的，其目的在于提供一种谋求高变倍比且小型化的变焦透镜及摄像装置。
本发明的第1观点所涉及的变焦透镜构成为，从物侧依次配设：第1透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；第2透镜组，其在变倍时移动且具有负的折射力；第3透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；第4透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力；第5透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力，从广角端向望远端变倍时，上述第5透镜组，首先向物侧移动然后在中途向像侧反转以描绘出朝物侧为凸的凸弧状的移动轨迹的方式进行移动，并且，满足以下条件式。此处，ΔTM为在从(fw·ft)^1/2的透镜位置到望远端的透镜位置的变倍时的第5透镜组的移动量，fw为广角端的整个系统的焦距，ft为望远端的整个系统的焦距。
1.4＜ΔTM/fw＜3.0……(1)
在本发明的第1观点所涉及的变焦透镜中，构成为从物侧依次配设折射力为正、负、正、正、正的5个透镜组，且在变倍时，移动第2透镜组、第4透镜组、及第5透镜组而构成的5组方式的变焦透镜中，谋求透镜结构的最优化，尤其在变倍及对焦时，将第1透镜组设为始终固定，满足适当的条件式，并通过使第5透镜组的移动量及移动轨迹最优化，来容易地谋求高变倍比且抑制透镜总长而小型化。
并且，进一步，通过适当采用且满足以下优选结构，更加有利于高变倍比和小型化。
在本发明的第1观点所涉及的变焦透镜中，优选第5透镜组在变倍时移动，使得在物距无限远的状态下，在望远端的位置比在广角端的位置更接近像侧。
而且，优选满足以下条件式。此处，ΔMW设为从广角端的透镜位置到在(fw·ft)^1/2的透镜位置的变倍时的第5透镜组的移动量。
0.8＜ΔMW/fw＜1.6       ……(2)
而且，优选满足以下条件式。此处，f45t设为望远端的第4透镜组和第5透镜组的合成焦距，f45w设为广角端的第4透镜组和第5透镜组的合成焦距，f45m设为在(fw·ft)^1/2的透镜位置的第4透镜组和第5透镜组的合成焦距。
1.2＜f45t/f45w＜1.5     ……(3)
1.3＜f45t/f45m＜1.6     ……(4)
而且，在本发明的第1观点所涉及的变焦透镜中，第1透镜组从物侧依次由具有负的折射力的前组、折弯光路的反射部件、具有正的折射力的后组构成，第1透镜组的后组也可以是拥有具有正的折射力的透镜L12和具有正的折射力的透镜L13的结构。由此，通过设为由配置在第1透镜组内的反射部件而将光路折弯的弯曲光学系统的结构，来维持良好的光学性能，并抑制光学系统的厚度方向的长度，组装到摄像装置时的薄型化变得容易。
将第1透镜组设为上述结构时，优选进一步满足以下条件式。此处，N12设为透镜L12在d线的折射率，N13设为透镜L13在d线的折射率，v12设为透镜L12在d线的阿贝数，v13设为透镜L13在d线的阿贝数。
1.43＜(N12+N13)/2＜1.48  ……(5)
83＜(v12+v13)/2＜90      ……(6)
而且，第1透镜组的前组也可由像面侧为凹面的具有负的折射力的透镜L11构成。此时，优选满足以下条件式。此处，N11设为透镜L11在d线的折射率，v11设为透镜L11在d线的阿贝数。
0.4＜N11-(N12+N13)/2＜0.5……(7)
50＜(v12+v13)/2-v11＜60  ……(8)
而且，优选第1透镜组内的具有正的折射力的透镜L13的至少1面为具有非球面形状的非球面透镜。
本发明的第2观点所涉及的变焦透镜，从物侧依次配设：第1透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；第2透镜组，其在变倍时移动且具有负的折射力；第3透镜组，其在变倍及对焦时固定且具有正的折射力；第4透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力；第5透镜组，其在变倍时移动且具有正的折射力，第1透镜组从物侧依次由具有负的折射力的前组、将光路折弯的反射部件、具有正的折射力的后组构成。并且，第1透镜组的后组拥有具有正的折射力的透镜L12和具有正的折射力的透镜L13，并且，满足以下条件式。此处，N12设为透镜L12在d线的折射率，N13设为透镜L13在d线的折射率，v12设为透镜L12在d线的阿贝数，v13设为透镜L13在d线的阿贝数。
1.43＜(N12+N13)/2＜1.48……(5)
83＜(v12+v13)/2＜90    ……(6)
在本发明的第2观点所涉及的变焦透镜中，通过设为由配置在第1透镜组内的反射部件而光路被折弯的弯曲光学系统的结构，来维持良好的光学性能，并抑制光学系统的厚度方向的长度，组装到摄像装置时的薄型化变得容易。而且，构成为从物侧依次配设折射力为正、负、正、正、正的5个透镜组，且在变倍时，使第2透镜组、第4透镜组、及第5透镜组移动的5组方式的变焦透镜中，谋求透镜结构的最优化，尤其关于透镜材料满足适当的条件式，并通过使第1透镜组的结构最优化，尤其来抑制望远端的色像差的增大，容易谋求高变倍比且良好地校正像差，并且整体上的小型化。
而且，进一步，通过适当采用且满足以下优选结构，而更有利于高变倍比和小型化。
在本发明的第2观点所涉及的变焦透镜中，第1透镜组的前组也可以由像面侧为凹面的具有负的折射力的透镜L11构成。此时，优选满足以下条件式。此处，N11设为透镜L11在d线的折射率，v11设为透镜L11在d线的阿贝数。
0.4＜N11-(N12+N13)/2＜0.5……(7)
50＜(v12+v13)/2-v11＜60  ……(8)
而且，优选第1透镜组内的具有正的折射力的透镜L13的至少1面为具有非球面形状的非球面透镜。
而且，在本发明的第1或第2观点所涉及的变焦透镜中，优选满足以下条件式。此处，∑d设为从最靠物侧的透镜的物侧面顶点到成像面的沿着光轴的透镜长度，fw设为广角端的整个系统的焦距，ft设为望远端的整个系统的焦距。
1.35＜∑d/(ft-fw)＜1.45……(9)
而且，在本发明的第1或第2观点所涉及的变焦透镜中，也可以构成为通过移动第5透镜组来进行聚焦。此时，进一步优选满足以下条件式。此处，β5t设为无限远物体的在望远端的第5透镜组的成像倍率。
0.65＜β5t＜0.88       ……(10)
而且，在本发明的第1或第2观点所涉及的变焦透镜中，第5透镜组也可以由具有负的折射力的透镜L51和具有正的折射力的透镜L52构成。此时，进一步优选满足以下条件式。此处，N51设为透镜L51在d线的折射率，N52设为透镜L52在d线的折射率，v51设为透镜L51在d线的阿贝数，v52设为透镜L52在d线的阿贝数。
N51＜N52               ……(11)
v51＜v52               ……(12)
而且，在本发明的第1或第2观点所涉及的变焦透镜中，孔径光阑也可以配设在第3透镜组的物侧附近。
基于本发明的摄像装置具备本发明的第1或第2观点所涉及的变焦透镜、和输出与通过该变焦透镜形成的光学像对应的摄像信号的摄像元件。
在基于本发明的摄像装置中，将本发明的谋求小型化的高性能变焦透镜作为摄像透镜来使用，谋求装置整体的小型化。
根据本发明的第1观点所涉及的变焦透镜，在5组方式的变焦透镜中，谋求透镜结构的最优化，尤其在变倍及对焦时，将第1透镜组设为始终固定，满足适当的条件式，并使第5透镜组的移动量及移动轨迹最优化，所以可以谋求高变倍比且抑制透镜总长而小型化。
根据本发明的第2观点所涉及的变焦透镜，作为弯曲光学系统设为有利于小型化的结构，并且尤其关于透镜材料满足适当的条件式，并使第1透镜组的结构最优化，所以尤其可以抑制望远端的色像差的增大而维持高变倍比且良好的光学性能，并谋求整体的小型化。
而且，根据本发明的摄像装置，将上述本发明的谋求小型化的高性能变焦透镜作为摄像透镜使用，所以可以维持高变倍比的良好的摄像性能，并谋求装置整体的小型化。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的第1结构例，是对应于实施例1的透镜剖面图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的第2结构例，是对应于实施例2的透镜剖面图。
图3是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的第3结构例，是对应于实施例3的透镜剖面图。
图4是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的第4结构例，是对应于实施例4的透镜剖面图。
图5是表示实施例1所涉及的变焦透镜的透镜数据的图，(A)表示基本的透镜数据，(B)表示随着变倍移动的部分的面间隔的数据。
图6是表示关于实施例1所涉及的变焦透镜的非球面的数据的图。
图7是表示实施例2所涉及的变焦透镜的透镜数据的图，(A)表示基本的透镜数据，(B)表示随着变倍移动的部分的面间隔的数据。
图8是表示关于实施例2所涉及的变焦透镜的非球面的数据的图。
图9是表示实施例3所涉及的变焦透镜的透镜数据的图，(A)表示基本的透镜数据，(B)表示随着变倍移动的部分的面间隔的数据。
图10是表示关于实施例3所涉及的变焦透镜的非球面的数据的图。
图11是表示实施例4所涉及的变焦透镜的透镜数据的图，(A)表示基本的透镜数据，(B)表示随着变倍移动的部分的面间隔的数据。
图12是表示关于实施例4所涉及的变焦透镜的非球面的数据的图。
图13是对各实施例总结表示关于条件式的值的图。
图14是表示实施例1所涉及的变焦透镜广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散(点収差)、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图15是表示实施例1所涉及的变焦透镜在中间区域的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图16是表示实施例1所涉及的变焦透镜望远端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图17是表示实施例2所涉及的变焦透镜广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图18是表示实施例2所涉及的变焦透镜在中间区域的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图19是表示实施例2所涉及的变焦透镜望远端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图20是表示实施例3所涉及的变焦透镜广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图21是表示实施例3所涉及的变焦透镜在中间区域的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图22是表示实施例3所涉及的变焦透镜望远端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图23是表示实施例4所涉及的变焦透镜广角端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图24是表示实施例4所涉及的变焦透镜在中间区域的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图25是表示实施例4所涉及的变焦透镜望远端的各种像差的像差图，(A)表示球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。
图26是表示作为本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的数码静止摄像机的一结构例的外观图。
图中：GC-光学部件，G1-第1透镜组，G2-第2透镜组，G3-第3透镜组，G4-第4透镜组，St-孔径光阑，Ri-从物侧起第i个透镜面的曲率半径，Di-从物侧第i个与第i+1个透镜面的面间隔，Z1-光轴，100-摄像元件。
具体实施方式
以下，参照图面对本发明的实施方式进行详细地说明。
图1(A)、(B)、(C)表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的第1结构例。该结构例对应于后述的第1数值实施例(图5(A)、(B)及图6)的透镜结构。另外，图1(A)对应于在无限远对焦状态下广角端(最短焦距状态)的光学系统配置，图1(B)对应于在无限远对焦状态下中间区域(中间的焦距状态)的光学系统配置，图1(C)对应于在无限远对焦状态下望远端(最长焦距状态)的光学系统配置。同样地，在图2(A)、(B)、(C)～图4(A)、(B)、(C)示出了对应于后述的第2至第4数值实施例的透镜结构的第2至第4的结构例的剖面结构。在图1(A)、(B)、(C)～图4(A)、(B)、(C)中，符号Ri表示将最靠物侧的构成要素的面设为第1个面，随着朝向像侧(成像侧)依次增加而附上符号的第i个面的曲率半径。符号Di表示第i个面和第i+1个面的光轴Z1上的面间隔。而且对符号Di仅对随着变倍而变化的部分的面间隔D8、D13、D16、D21、D24附上符号。另外，由于各结构例和基本的结构相同，以下以图1(A)、(B)、(C)所示的第1结构例作为基本来进行说明。
该变焦透镜沿着光轴Z1从物侧依次具备第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。光学性的孔径光阑St优选配设在第3透镜组G3的物侧附近。
该变焦透镜例如除了数码摄像机、及数码静止摄像机等摄影设备以外，还可以搭载于PDA等信息便携终端。在该变焦透镜的像侧配置与被搭载的摄像机的摄影部的结构相对应的部件。例如，在该变焦透镜的成像面(摄像面)配置CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)等摄像元件100。摄像元件100输出与由该变焦透镜形成的光学像相对应的摄像信号。至少，用该变焦透镜和摄像元件100来构成本实施方式的摄像装置。也可以根据安装透镜的摄像机侧的结构，在最终透镜组(第5透镜组G5)和摄像元件100之间，配置各种光学部件GC。例如也可以配置摄像面保护用的盖玻璃或红外线截止滤光片等平板状的光学部件。
该变焦透镜构成为通过变化各组间隔来进行变倍。更详细地，使第1透镜组G1、第3透镜组G3在变倍及对焦时为始终(常時)固定，使第2透镜组G2、第4透镜组G4、及第5透镜组G5在变倍时在光轴Z1上移动。
更详细地，随着从广角端向中间、进而向望远端变倍，各透镜组例如从图1(A)的状态到图1(B)的状态，进而到图1(C)的状态描绘在图中用实线表示的轨迹而移动。尤其第5透镜组G5从广角端向望远端变倍时，以首先向物侧移动然后在中途朝像侧反转以描绘出朝向物侧为凸的凸弧状的移动轨迹的方式而移动。而且，第5透镜组G5在变倍时以如下方式进行移动：即在物距为无限远的状态下在望远端的位置比在广角端的位置更接近像侧。第5透镜组G5具有对焦功能，在对焦时也移动。
在此，关于第5透镜组G5的移动，优选满足以下条件式(1)、(2)。此处，ΔTM设为从(fw·ft)^1/2的透镜位置到望远端的透镜位置的第5透镜组G5的移动量。fw设为广角端的整个系统的焦距，ft设为望远端的整个系统的焦距。而且，ΔMW设为从广角端的透镜位置到(fw·ft)^1/2的透镜位置的第5透镜组G5的移动量。而且，ΔTM、ΔMW设为无限远对焦状态下的变倍时的移动量。
1.4＜ΔTM/fw＜3.0……(1)
0.8＜ΔMW/fw＜1.6……(2)
第1透镜组G1整体具有正的折射力。第1透镜组G1例如可从物侧依次包括：具有负的折射力的前组G1F、作为折弯光路的反射部件的直角棱镜LP、具有正的折射力的后组G1R。优选第1透镜组G1的前组G1F由像面侧为凹面的具有负的折射力的透镜L11构成。优选后组G1R由具有正的折射力的透镜L12和具有正的折射力的透镜L13这两片透镜构成。优选后组G1R内的具有正的折射力的透镜L13的至少1面为非球面形状。另外，也可以代替直角棱镜LP使用反射镜等其他反射部件。
第2透镜组G2整体具有负的折射力。第2透镜组G2例如可由3个透镜构成。更具体地，例如可从物侧依次包括：像侧为凹面的透镜L21、由负透镜L22及正透镜L23构成的接合(接合)透镜。
第3透镜组G3整体具有正的折射力。第3透镜组G3例如可由1片正透镜L31构成。
第4透镜组G4整体具有正的折射力。第4透镜组G4例如可由3个透镜构成。更具体地，例如可从物侧依次由如下透镜构成：由正透镜L41及负透镜L42构成的接合透镜，以及正透镜L43。
第5透镜组G5整体具有正的折射力。第5透镜组G5例如可从物侧依次由如下透镜构成：负折射力的透镜L51和正折射力的透镜L52。负的折射力的透镜L51和正的折射力的透镜L52也可为接合透镜。
优选该变焦透镜构成为适当选择地满足以下条件式。此处，f45t是望远端的第4透镜G4和第5透镜G5的合成焦距，f45w是广角端的第4透镜G4和第5透镜G5的合成焦距，f45m是在(fw·ft)^1/2的透镜位置的第4透镜G4和第5透镜G5的合成焦距。
1.2＜f45t/f45w＜1.5      ……(3)
1.3＜f45t/f45m＜1.6      ……(4)
优选为，该变焦透镜构成为关于第1透镜组G1内的透镜L11、L12、L13适当选择性地满足以下条件式。此处，N12是透镜L12的d线的折射率，N13是透镜L13的d线的折射率，v12是透镜L12的d线的阿贝数，v13是透镜L13的d线的阿贝数。而且，N11是透镜L11的d线的折射率，v11是透镜L11的d线的阿贝数。
1.43＜(N12+N13)/2＜1.48  ……(5)
83＜(v12+v13)/2＜90      ……(6)
0.4＜N11-(N12+N13)/2＜0.5……(7)
50＜(v12+v13)/2-v11＜60  ……(8)
而且，优选满足以下条件式。此处，∑d是从最靠物侧的透镜L11的物侧面顶点到成像面的沿着光轴的透镜长度，fw是广角端的整个系统的焦距，ft是望远端的整个系统的焦距。
1.35＜∑d/(ft-fw)＜1.45  ……(9)
而且，优选关于第5透镜组G5构成为适当选择性地满足以下条件式。β5t是无限远物体的望远端的第5透镜组G5的成像倍率。N51是第5透镜组G5内的透镜L51的d线的折射率，N52是透镜L52的d线的折射率，v51是透镜L51的d线的阿贝数，v52是透镜L52的d线的阿贝数。
0.65＜β5t＜0.88……(10)
N51＜N52        ……(11)
v51＜v52        ……(12)
图26(A)、(B)作为搭载该变焦透镜的摄像装置的一例表示数码静止摄像机。尤其图26(A)表示从前侧所看到的该数码静止摄像机10的外观，图26(B)表示从背面侧所看到的该数码静止摄像机10的外观。该数码静止摄像机10在其前面侧的中央上部具备照射闪光(ストロボ)的闪光发光部21。而且，在其前面侧的闪光发光部21的侧方部设有来自拍摄对象的光入射的摄影孔径(開口)22。该数码静止摄像机10还在上面侧具备释放按钮23和电源按钮24。该数码静止摄像机10还在背面侧具备显示部25和操作部26、27。显示部25用于显示被摄像的图像。在该数码静止摄像机10中，通过按压操作释放按钮23来进行1帧份的静止图像的拍摄，由该拍摄所得到的图像数据被记录在装载于数码静止摄像机10的存储卡(未图示)。
该数码静止摄像机10在框体内部具备摄像透镜1。作为该摄像透镜1使用了本实施方式所涉及的变焦透镜。摄像透镜1配置成最靠物侧的透镜L11位于设在前面侧的摄影孔径22。摄像透镜1使由直角棱镜LP的折弯后的光轴Z1与摄像机主体的纵方向一致地作为整体在纵方向组装到数码静止摄像机10的内部。另外，也可以使折弯后的光轴Z1成为摄像机本体的横方向地，作为整体在横方向组装到数码静止摄像机10的内部。
接着，说明构成为如上的变焦透镜的功能及效果。
在该变焦透镜中，从物侧依次配设折射力为正、负、正、正、正这5个透镜组，在变倍时移动第2透镜组G2、第4透镜组G4、及第5透镜组G5而构成的5组方式的变焦透镜中，谋求透镜结构的最优化，尤其在变倍及对焦时将第1透镜组G1设为始终固定，关于第5透镜组G5的移动满足适当的条件式(1)、(2)，并通过使第5透镜组G5的移动量及移动轨迹最适当化，从而可谋求高变倍比且抑制透镜总长而小型化。
而且，在该变焦透镜中，通过设为光路由配置在第1透镜组G1内的反射部件折弯的弯曲光学系统的结构，从而维持良好的光学性能并抑制光学系统的厚度方向的长度，在组装到摄像装置时的薄型化变得容易。而且，尤其关于第1透镜组G1内的透镜材料，通过满足适当的条件式(5)、(6)、(7)、(8)而使第1透镜组G1的结构最优化，能够抑制望远端的色像差的增大且容易谋求高变倍比化。
而且，通过将第1透镜组G1内的具有正的折射力的透镜L13的至少1面设为非球面形状，可校正像场弯曲(像面湾曲)和歪曲。
进一步，通过第5透镜组G5按照在物距无限远的状态下在望远端的位置比在广角端的位置更接近像侧的方式移动，而与广角端相比可更加扩大望远端的第4透镜组G4和第5透镜组G5的组间隔，因此容易实现高变倍化。在该变焦透镜中，与广角端相比，望远端的近距离拍摄时的像面移动量大，在对焦时移动的透镜与广角端相比望远端的移动量也变大。在对焦时使用第5透镜组G5的情况，在近距离拍摄时使之朝物侧移动，可更加扩大第4透镜组G4和第5透镜组G5的组间隔，因此，可在近距离拍摄时的对焦时确保移动量。
以下，更详细地说明关于上述的条件式的功能及效果。
上述条件式(1)是关于从第5透镜组G5的中间位置到望远端的移动量的条件式，通过满足该式，可谋求透镜总长的缩短。而且，可减少对阴影的影响。若低于条件式(1)的下限，则第5透镜组G5的移动量变少，所以，射出光瞳(射出瞳)距离的变动也少，且阴影的影响也变少，但透镜总长的缩短变得困难。若超过上限，则第5透镜组G5的移动量变大，因此有利于透镜总长的缩短，但射出光瞳距离的变动变大，对阴影的影响变大，而且附着在望远端时的第5透镜组G5的透镜表面的尘埃或划痕会容易影响图像质量。
条件式(2)是关于从第5透镜组G5的广角端到中间位置的移动量的条件式，通过满足该式，可谋求透镜总长的缩短。而且，可良好地进行中间的焦距的近距离的对焦。若低于条件式(2)的下限，则第5透镜组G5的移动量变少，所以可确保中间的焦距的第4透镜组G4和第5透镜组G5的间隔，中间的焦距的近距离的对焦变得容易，但透镜总长的缩短变得困难。若超过上限，则第5透镜组G5的移动量变大，因此有利于透镜总长的缩短，但中间的焦距的第4透镜G4和第5透镜组G5的间隔变得狭小，因此中间的焦距的近距离的对焦变得困难。
条件式(3)是关于利用第5透镜G5的移动而变化的第4透镜组G4和第5透镜组G5的合成焦距的条件式，通过满足该式，可实现透镜总长的缩短和整个变倍区域的像差校正。若低于条件式(3)的下限，则基于第5透镜G5的移动的变倍时的第4透镜组G4和第5透镜组G5的合成焦距的变动变少，有利于在整个变倍区域的像差校正，但难以进行透镜总长的缩短。若超过上限，则基于第5透镜G5的移动的在变倍时的第4透镜组G4和第5透镜组G5的合成焦距的变动变大，有利于透镜总长的缩短，但在整个变倍区域的像差校正变得困难。
上述条件式(4)是关于根据第5透镜G5的移动而变化的第4透镜组G4和第5透镜组G5的合成焦距的条件式，通过满足该式可实现透镜总长的缩短和中间的焦距的像差校正。若低于条件式(4)的下限，则基于第5透镜G5的移动的变倍时的第4透镜组G4和第5透镜组G5的合成焦距的变动变少，有利于从中间的焦距到望远端的像差校正，但透镜总长的缩短变得困难。若超过上限，则基于第5透镜G5的变倍时的第4透镜组G4和第5透镜组G5的合成焦距的变动变大，有利于透镜总长的缩短，但从中间的焦距到望远端的像差校正变得困难。
上述条件式(5)、(6)是关于第1透镜组G1的后组G1R的具有正的折射力的透镜L12、L13的折射率和阿贝数的条件式。若低于条件式(5)的下限，则具有正的折射力的透镜L12、L13的曲率变强，需要将中心厚度变厚，因此小型化变得困难。若超过条件式(5)，则珀兹伐(パッツバ一ル)和变大且像场弯曲增大。若低于条件式(6)的下限，则望远端的轴上色像差增大，若超过上限，则广角端的倍率色像差增大。
上述条件式(7)、(8)是关于在第1透镜组G1的前组G1F的负的折射力的透镜L11和后组G1R的正的折射力的透镜L12、L13的折射率之差和阿贝数之差的条件式。若低于条件式(7)的下限，则珀兹伐和变大且像场弯曲增大。若超过条件式(7)的上限，则正的折射力的透镜L12、L13的曲率变强，需要将中心厚度变厚，因此小型化变得困难。若低于条件式(8)，则望远端的轴上色像差增大，若超过上限，则广角端的倍率色像差增大。
上述条件式(9)是关于透镜总长的条件式，通过满足该式，可实现透镜总长的缩短和在整个变倍区域的像差校正。若低于条件式(9)的下限，则有利于透镜总长的缩短，但需要将各组的折射力变强，且不利于在整个变倍区域的像差校正。若超过上限，则有利于在整个变倍区域的像差校正，但透镜总长的缩短亜化变得困难。
上述条件式(10)是关于第5透镜组G5的在望远端的成像倍率的条件式，通过满足该式，从而可实现透镜总长的缩短和对焦时的像差校正。若超过条件式(10)的下限，则对焦时的像差变动变少，但基于第5透镜组G5的移动的变倍作用变少，因此透镜总长的缩短化变得困难。若超过上限，则有利于透镜总长的缩短，但对焦时的像差变动变大。
上述条件式(11)、(12)是关于第5透镜组G5的负透镜L51及正透镜L52的折射率和阿贝数的条件式，通过满足该条件式，从而可良好地校正在变倍时和对焦时的像场弯曲变动和倍率色像差变动。
如以上说明，根据本实施方式所涉及的变焦透镜，在5组方式的变焦透镜中，谋求透镜结构的最优化，尤其在变倍及对焦时将第1透镜组G1设为始终固定，且满足适当的条件式，并使第5透镜组G5的移动量及移动轨迹最优化，所以可谋求高变倍比且能够抑制透镜总长而小型化。而且，作为弯曲光学系统设为有利于小型化的结构的同时，尤其关于透镜材料，通过满足适当的条件式并使第1透镜组G1的结构最优化，所以尤其抑制望远端的色像差的增大而维持高变倍比且良好的光学性能，并且可整体上谋求小型化。而且，根据搭载了本实施方式所涉及的变焦透镜的摄像装置，可维持高变倍比的良好的摄像性能，并且能够谋求作为装置整体的小型化。
[实施例]
接着，对本实施方式所涉及的变焦透镜的具体数值实施例进行说明。在以下总结多个数值实施例进行说明。
图5(A)、(B)及图6表示对应于图1(A)、(B)、(C)所示的变焦透镜的结构的具体的透镜数据。尤其在图5(A)表示其基本的透镜数据，在图5(B)及图6表示其他数据。在图5(A)所示的透镜数据中的面号码Si的栏表示了对于实施例1所涉及的变焦透镜将最靠物侧的构成要素的面作为第1个而随着朝向像侧依次增加而附上符号的第i个(i＝1～26)面的号码。在曲率半径Ri的栏表示使对应于在图1(C)所附上的符号Ri而从物侧起第i个面的曲率半径的值(mm)。对于面间隔Di的栏也同样表示从物侧起第i个面Si和第i+1个面Si+1的光轴上的间隔(mm)。在Ndi栏表示从物侧起第i个面Si和第i+1个面Si+1之间的对d线(587.6nm)的折射率的值。在vdj栏表示从物侧起第j个光学要素对d线的阿贝数的值。在图5(A)作为各种数据还表示对于广角端及望远端的整个系统的近轴焦距f(mm)、视场角(2ω)及F号码(FNO.)的值。
实施例1所涉及的变焦透镜中，随着变倍第2透镜组G2、第4透镜组G4及第5透镜组G5在光轴上移动，因此这些各移动组的前后的面间隔D8、D13、D16、D21、D24的值可变。在图5(B)作为这些面间隔D8、D13、D16、D21、D24的变倍时的数据示出了广角端、中间及望远端的值。
在图5(A)的透镜数据中，在面号码的左侧附上的记号[*]表示该透镜面为非球面形状。实施列1所涉及的变焦透镜中，第1透镜组G1内的透镜L13的两面S7、S8，第3透镜组G3内的透镜L31的两面S15、S16，第4透镜组G4内的透镜L43的两面S20、S21皆成为非球面形状。在图5(A)的基本的透镜数据中，作为这些非球面的曲率半径表示光轴附近的曲率半径的数值。
图6表示实施例1所涉及的在变焦透镜的非球面数据。在作为非球面数据所示的数值中，记号“E”表示续于其后的数值为以10为底的“幂指数”，表示用以该10为底的指数函数所表示的数值乘算于“E”之前的数值。例如，若为「1.0E-02」，则表示「1.0×10^-2」。
作为实施例1所涉及的变焦透镜的非球面数据，记述由以下的式(A)所表示的非球面形状的式中的各系数An、K的值。详而言之，Z表示从位于离开光轴高度h的位置的非球面上的点相非球面的顶点的切平面(接平面)(垂直于光轴的平面)所引画的垂线的长度(mm)。
Z＝C·h²/{1+(1-(K·C²·h²)^1/2}+∑A_n·hⁿ……(A)
(n＝3以上的整数)
此处，
Z为非球面的深度(mm)，
h为从光轴到透镜面的距离(高度)(mm)，
K为离心率，
C为近轴曲率＝1/R，
(R为近轴曲率半径)，
A_n为第n次的非球面系数。
实施例1所涉及的变焦透镜，作为非球面系数A_n适当有效地使用A₃～A₂₀为止的次数来表示。
如同以上实施例1所涉及的变焦透镜，将与图2(A)、(B)、(C)所示的变焦透镜的结构相对应的具体的透镜数据作为实施例2表示在图7(A)、(B)及图8。而且，同样地将对应于图3(A)、(B)、(C)所示的变焦透镜的构成的具体透镜数据作为实施例3表示在图9(A)、(B)及图10。而且，同样地将对应于图4(A)、(B)、(C)所示的变焦透镜的结构的具体的透镜数据作为实施例4表示在图11(A)、(B)及图12。
另外，对于实施例2至4的任意的变焦透镜，与实施例1所涉及的变焦透镜同样的面也成为非球面形状。
在图13对各实施例总结表示与上述各条件式相关的值。由图13可知对于各条件式，各实施例的值成为该数值范围内。
图14(A)～(D)分别表示实施例1所涉及的变焦透镜的广角端的球面像差、像散、畸变(歪曲像差)及倍率色像差。图15(A)～(D)表示在中间区域的同样的各像差，图16(A)～(D)表示望远端的同样的各像差。在各像差图表示以d线(587.6nm)为基准波长的像差。在球面像差图及倍率色像图还表示针对波长460nm、波长615nm的像差。在像散图中，实线表示弧矢方向，虚线表示正切方向的像差。FNO.表示F值，ω表示半视场角。
同样地，将针对实施例2所涉及的变焦透镜的各种像差表示在图17(A)～(D)(广角端)、图18(A)～(D)(中间区域)及图19(A)～(D)(望远端)。同样地，将对实施例3及4所涉及的变焦透镜的各种像差表示在图20～图25的(A)～(D)。
从以上各数值数据及各像差图可知，对各实施例在各变倍区域可良好地校正各种像差，可实现谋求高变倍比且整体上小型化的变焦透镜。
另外，本发明不限于上述实施方式及各实施例，可实施种种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率的值等不限于在上述各数值实施例所示的值，可取其他值。