CN101923208B - 变焦透镜以及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变焦透镜以及摄像装置，该变焦透镜中，实现小型化、广角化，并且具有与兆像素的摄像元件可对应的高光学性能。变焦透镜从物侧依次具备：负折射力的第1透镜组(G1)、光阑、正折射力的第2透镜组(G2)。按照使第1透镜组(G1)和第2透镜组(G2)的光轴(Z)上的间隔变化来进行变倍、且伴随该变倍的像面位置的校正由第1透镜组(G1)沿光轴(Z)的移动来进行的方式构成。并且，满足下述条件式(1)：-2.4＜f1/fw＜-2.0……(1)，其中，f1：第1透镜组(G1)的焦距，fw：在广角端的整个系统的焦距。

Description

变焦透镜以及摄像装置
技术领域
本发明涉及变焦透镜以及摄像装置，更具体而言，涉及在视频摄像机或电子静止摄影机等可使用的、尤其作为监视摄像机用途可适合使用的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。
背景技术
以往以防犯或记录等为目的而使用监视摄像机。对监视摄像机的摄像透镜要求如下：搭载于监视摄像机时可小型地构成；以广角可对宽范围进行监视；以大口径比的光学系统在低照度的摄像条件下也可进行被摄体的特定。在近几年，要求变倍功能的情况较多，因此使用变焦透镜的监视摄像机逐渐成为主流。
作为可使用在监视摄像机的变焦透镜，公知有例如下述专利文献1～3记载的变焦透镜。在专利文献1记载有：从物侧依次配置负的第1透镜组、光阑、正的第2透镜组而构成的7片结构的变焦透镜。在专利文献2记载有：从物侧依次配置负的第1透镜组、正的第2透镜组而构成的10片结构的变焦透镜。在专利文献3记载有：从物侧依次配置负的第1透镜组、光阑、正的第2透镜组而构成的10片或11片结构的变焦透镜。
专利文献1：日本专利公开2006-119574号公报
专利文献2：日本专利公开2007-94371号公报
专利文献3：日本专利公开2008-216591号公报
目前，伴随监视摄像机的需求的增加，对于所搭载的变焦透镜的小型化、广角化的要求变得日益强烈。与此同时，上述领域的摄像机的大多数所搭载的的CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Comple MentaryMetal Oxide Semiconductor)等的摄像元件的兆像素化正在进化，也就期待能够与兆像素的摄像元件对应的高光性能。
然而，专利文献1记载的变焦透镜虽然是小型且广角，但不能说是与兆像素化的摄像元件可充分对应那样的高性能。在专利文献2记载的变焦透镜虽然是广角，但是因球面像差(也称球差)、非点像差(也称像散)、轴上色像差(也称轴上色差)的校正不充分，所以并非是与兆像素化的摄像元件充分对应的变焦透镜。专利文献3记载的变焦透镜虽然是高性能，但在小型化的这方面有改进的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种实现小型化及广角化、且具有与兆象素化的摄像元件可对应的高光学性能的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。
本发明的变焦透镜，其特征在于，从物侧依次具备：具有负的折射力的第1透镜组、光阑、具有正的折射力的第2透镜组，按照使第1透镜组和第2透镜组的光轴上的间隔变化来进行变倍、且伴随该变倍的像面位置的校正由第1透镜组沿光轴的移动来进行的方式构成，并满足下述条件式(1)。
-2.4＜f1/fw＜-2.0……              (1)
其中，
f1：第1透镜组的焦距，
fw：在广角端的整个系统统的焦距。
专利文献1～3记载的变焦透镜不满足上述条件式(1)，与此相对，本发明的变焦透镜构成为满足上述条件式(1)，所以可实现小型化及广角化、并且可容易实现与兆象素化的摄像元件可对应的高光学性能。
在本发明的变焦透镜中，第1透镜组是通过从物侧依次配设3片负透镜、正透镜、负透镜而成的5片结构也可。而且，在本发明的变焦透镜中，上述第2透镜组是通过从物侧依次配设3片正透镜、负透镜、正透镜而成的5片结构也可。并且，在此所述的透镜折射力的符号对于非球面透镜而言设为在近轴区域考虑的符号。
而且，在本发明的变焦透镜中，优选满足下述条件式(2)～(4)。并且，作为优选方式，可以满足下述条件式(2)～(4)中的任意1个或者也可以满足任意组合。
-0.5＜m2w＜-0.41……                        (2)
-0.9＜(r15f-r15r)/(r15f+r15r)＜-0.2……     (3)
vd22＞80……                                (4)
其中，
m2w：在广角端的第2透镜组的横倍率，
r15f：第1透镜组的最靠像侧的透镜的物侧面的曲率半径，
r15r：第1透镜组的最靠像侧的透镜的像侧面的曲率半径，
vd22：第2透镜组的从物侧起第2个透镜对d线的阿贝数。
另外，在本说明书记载的各条件式的值只要没有特别限制，则为变焦透镜的基准波长的值。
本发明的摄像装置，其特征在于，具备上述记载的本发明的变焦透镜。
根据本发明，从物侧依次具备：具有负的折射力的第1透镜组；光阑；具有正的折射力的第2透镜组，按照使第1透镜组和第2透镜组的光轴上的间隔变化来进行变倍，且伴随该变倍的像面位置的校正由第1透镜组沿光轴的移动来进行的方式构成，因满足条件式(1)而适当设定第1透镜组的光焦度，所以能够提供一种可实现小型化及广角化、且具有与兆象素化的摄像元件可对应高光学性能的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图2是表示本发明的实施例2所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图3是表示本发明的实施例3所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图4是表示本发明的实施例4所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图5是表示本发明的实施例5所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图6是表示本发明的实施例6所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图7是表示本发明的实施例7所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图8的图8(A)～图8(H)是本发明实施例1的变焦透镜的各像差图。
图9的图9(A)～图9(H)是本发明的实施例2的变焦透镜的各像差图。
图10的图10(A)～图(H)是本发明的实施例3的变焦透镜的各像差图。
图11的图11(A)～图11(H)是本发明的实施例4的变焦透镜的各像差图。
图12的图12(A)～图12(H)是本发明的实施例5的变焦透镜的各像差图。
图13的图13(A)～图13(H)是本发明的实施例6的变焦透镜的各像差图。
图14的图14(A)～图14(H)是本发明的实施例7的变焦透镜的各像差图。
图15是本发明的实施方式所涉及的摄像装置的简要结构图。
图中：1-变焦透镜，5-摄像元件，6-透镜装置，7-摄像机本体，8-光阑机构，9-变焦旋钮，10-监视摄像机，11-聚焦旋钮，G1-第1透镜组，G2-第2透镜组，S im-像面，St-孔径光阑，Z-光轴。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的构成例的剖视图，并对应于后述的实施例1的变焦透镜。而且，图2～图7表示本发明实施方式所涉及的另外的结构例的剖视图，分别对应于后述的实施例2～实施例7的变焦透镜。由于图1～图7所示的例子的基本结构相同，而且图示方法也相同，因此，在此主要参照图1，关于本发明实施方式所涉及的变焦透镜进行说明。
本发明的实施方式所涉及的变焦透镜沿着光轴Z从物侧依次具备：具有负的折射力的第1透镜组G1；孔径光阑St；具有正的折射力的第2透镜组G2，这种负的光焦度在先的结构具有适于广角化且比较容易确保后截距的特点。
另外，图1所示的孔径光阑St未必表示大小或形状而表示光轴Z上的位置。而且，在图1中左侧为物侧、右侧为像侧，上段表示在广角端的无限远对焦时的透镜配置，下段表示在望远端的无限远对焦时的透镜配置，从广角端向望远端进行变倍时的各透镜组的移动轨迹由上段和下段之间的箭头示意性地表示。
在将变焦透镜应用于摄像装置时，优选按照装载透镜的摄像机侧的结构，在光学系统和像面Sim之间配置保护玻璃、棱镜、红外线截止滤光片或低通滤光片等的各种滤光片等。因此，图1中示有将设想这些平行平板状的光学部件PP配置在第2透镜组G2和像面Sim之间的例子。
此变焦透镜按照使第1透镜组G1和第2透镜组G2的光轴Z上的间隔变化来进行变倍、且伴随此变倍的像面位置的校正由第1透镜组G1沿光轴Z的移动来进行。另外，变倍时孔径光阑St被固定。
本实施方式的变焦透镜按照满足下述条件式(1)的方式构成。
-2.4＜f1/fw＜-2.0……                        (1)
其中，
f1：第1透镜组G1的焦距，
fw：在广角端的整个系统的焦距。
条件式(1)涉及第1透镜组G1的焦距对整个系统的焦距之比，可以说表示光焦度分配的适当范围。若超过条件式(1)的上限，发生高次非点像差，并且像面弯曲(也称场曲)校正过度。若低于条件式(1)的下限，则在广角端周边光量不足。为了对应于兆象素化的摄像元件，要求至成像区域周边部得到良好的图片质量。通过满足条件式(1)，至结像区域附近周边部能得到良好的图片质量。
为了以本变焦透镜那样通过从物侧起依次由负、正的透镜组构成的2组结构可实现小型化、广角化、且取入来自大的视场角的光线并抑制后截距的增大，重要的是在物侧所配置的负的第1透镜组G1的结构。通过满足条件式(1)而设定第1透镜组G1的光焦度，能够实现小型化及广角化、且可以实现与兆象素化的摄像元件可对应的高性能。
另外，优选满足下述条件式(1-1)，此时，可进一步提高通过满足条件式(1)而得到的效果。
-2.3＜f1/fw＜-2.1……                        (1-1)
作为第1透镜组G1的结构，可采用例如从物侧起依次配设3片负透镜、正透镜、负透镜的5片结构。在图1所示的例子中，第1透镜组G1从物侧起依次由负弯月形透镜L11、负弯月形透镜L12、双凹形透镜L13、双凸形状透镜L14、负弯月形透镜L15构成。
通过在透镜系统的最靠物侧配置负弯月透镜，就有利于广角化。通过在第1透镜组G1中在物侧配置2片负弯月透镜，与负弯月透镜为1片时相比，可以将随着光学系统广角化而增大的歪曲像差(也称畸变像差)良好地校正。而且，通过第1透镜组G1包含双凹透镜，容易确保第1透镜组G1所需要的负的光焦度，并且通过第1透镜组G1包含正透镜，容易保持第1透镜组G1的色像差的平衡。通过构成为第1透镜组G1包括4片负透镜而使负光焦度分散，变得容易进行球面像差的良好的校正，并变得容易实现大口径比。
作为第2透镜组G2的结构，可采用从物侧依次配设3片正透镜、负透镜、正透镜的5片结构。在图1所示的例子中，第2透镜组G2从物侧依次由在近轴区域为双凸形状的非球面透镜的透镜L21、双凸形状透镜L22、正弯月形状透镜L23、负弯月形状透镜L24、双凸形状透镜L25构成。
因为第1透镜组G1具有负的折射力，所以从第1透镜组G1所发散的光束入射到第2透镜组时的光线高度变高，这成为使高次球面像差或彗形像差(也称慧差)发生的原因。尤其伴随大口径比而易于发生高次的球面像差或彗形像差，但是如图1所示的例子，通过将第2透镜组G2的最靠物侧的透镜设成非球面透镜，可有效地抑制球面像差或彗形像差的发生，变得容易实现大口径比。并且，按照第2透镜组G2包含多个双凸透镜的方式构成，从而容易确保用于使第1透镜组G1发散的光束会聚所需要的正的光焦度。
图1所示的变焦透镜全部由单透镜构成。如此，通过尽量不使用接合透镜，可以与由同片数的透镜包含更多的接合透镜的结构时相比，增加空气接触面的数，提高设计的自由度，有利于实现至结像区域周边部为止良好像差校正的高性能的光学系统。
优选本实施方式的变焦透镜满足下述条件式(2)。
-0.5＜m2w＜-0.41……                            (2)
其中，
m2w：在广角端的第2透镜组G2的横倍率。
条件式(2)表示在广角端的第2透镜组G2的横倍率的适合范围。若超过条件式(2)的上限，则非点像差的校正变得不够，在广角端周边光量不够。若低于条件式(2)的下限，则像面弯曲校正过剩，性能劣化。
另外，更优选满足下述条件式(2-1)，此时，能进一步提高通过满足条件式(2)所得到的效果。
-0.48＜m2w＜-0.42……                           (2-1)
而且，优选本实施方式的变焦透镜满足下述条件式(3)。
-0.9＜(r15f-r15r)/(r15f+r15r)＜-0.2……          (3)
其中，
r15f：第1透镜组G1的最靠像侧的透镜的物侧的面的曲率半径，
r15r：第1透镜组G1的最靠像侧的透镜的像侧的面的曲率半径。
条件式(3)是有关第1透镜组G1所包括的透镜中的最靠孔径光阑St的透镜的形状的式子，若超过条件式(3)的上限，则在望远侧球面像差校正不够。若低于条件式(3)的下限，则周边光量不够。如果要使周边光量不足改善，则第1透镜组G1的前透镜(最靠物侧的透镜)的直径变大，与小型化背道而驰。
另外，优选满足下述条件式(3-1)，此时，能提高通过满足条件式(3)所得到的效果。
-0.84＜(r15f-r15r)/(r15f+r15r)＜-0.23……                    (3-1)
而且，本实施方式的变焦透镜的第2透镜组G2是从物侧依次配设3片正透镜、负透镜、正透镜的5片结构时，优选满足下述条件式(4)。
vd22＞80……                                                 (4)
其中，
vd22：第2透镜组G2的从物侧起的第2个透镜对d线的阿贝数。
条件式(4)意味着在第2透镜组G2的从物侧起的第2个透镜(透镜L22)使用低色散材料。若低于条件式(4)的下限，则色像差的校正不够，尤其轴上色像差的良好校正就变得困难。
另外，本实施方式所涉及的变焦透镜的第2透镜组G2的横倍率β2为β2＝-1时，按照从整个系统的最靠物侧的面至像面Sim为止的光轴方向的长度为最小的方式构成。若将β2＝-1时的整个系统的焦距设为fm，则fm在使用上述第1透镜组G1的焦距f1的状态下表示如下。
fm＝β2×f1＝-f1
而且，此时的整个系统统的变焦倍率Zm如下表示。
Zm＝fm/fw＝-f1/fw
本变焦透镜例如在处于室外等恶劣环境下使用时，对于在最靠物侧所配置的透镜，优选使用耐抗由风雨引起的表面劣化、由直射日光引起的温度变化、并且耐抗由油脂、洗涤剂等化学药品的材料，即，耐水性、耐气候性、耐酸性、耐药品性等高的材料，并且，优选使用耐坚、耐碎的材料。从以上可知，作为最靠物侧所配置的材料，具体优选使用玻璃或也可以使用透明的陶瓷。
本变焦透镜在恶劣的环境下使用时，优选施以保护用多层膜涂层。并且，除保护用涂层膜以外也可以施以用于减少重影光等的防反射涂层。
在图1所示的例子中，表示了在透镜系统和像面Sim之间配置光学部件PP的例子，但是，代替配置低通滤光片或用于截止所定波长区域的各种滤光片，也可以在各透镜配置各种滤光片，或者也可以在任一变焦透镜面上施以具有与各种滤光片相同作用的涂层。
其次，对于本发明的变焦透镜的数值实施例进行说明。实施例1～实施例7的变焦透镜的透镜剖视图分别表示在图1～图7。
将实施例1的变焦透镜的透镜数据示在表1、有关变焦的数据示在表2、将非球面数据示在表3。同样，有关实施例2～7的变焦透镜的透镜数据、变焦的数据、非球面数据示在表4～表21。在以下，对表中记号的意义以实施例1的变焦透镜为例进行说明，但对实施例2～7的变焦透镜也基本相同。
在表1的透镜数据中，在Si栏表示通过将最靠物侧的构成要素作为第1个而随着朝向像侧增加的第i个(i＝1、2、3、…)的面号码、在Ri栏表示第i个面的曲率半径、在Di栏表示第i个面和第i+1个面的光轴Z上的间隔。另外，就曲率半径的符号而言，将在物侧为凸的情况设为正、将在像侧为凸的情况设为负。
而且，在透镜数据中，在Ndj栏表示通过将最靠物侧的透镜设为第1个而随着朝向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、…)的透镜对d线(波长587.6nm)的折射率，在v d j栏表示第j个透镜对d线的阿贝数。另外，在透镜数据中也包括表示孔径光阑St，在相当于孔径光阑St的面的曲率半径的栏记载有(孔径光阑)的语句。
在表1的透镜数据中，变倍时间隔变化的面间隔的栏分别记载有可变1、可变2、可变3。可变1是第1透镜组G1和孔径光阑St之间的间隔、可变2是孔径光阑St和第2透镜组G2之间的间隔、可变3是变焦透镜的最靠像侧的面和光学部件PP的间隔。
在表2的有关变焦的数据中表示有在广角端及望远端的、整个系统的焦距及Fno.(F数)及全视场角及与可变1、可变2、可变3相对应的面间隔的值。
在表1的透镜数据中，在非球面的面号码附加*记号，作为非球面的曲率半径表示近轴的曲率半径的数值。在表3的非球面数据中表示非球面的面号码、及有关各非球面的非球面系数。表3的非球面数据的数值的“E+00”意味着“×10+0”，“E-n”(n：整数)意味着“×10-n”。而且，非球面系数是下述非球面式的各系数K、Am(m＝3、4、5、…20)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-K·C2·h2)1/2}+∑Am·hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂到非球面顶点相切的垂直于光轴的平面的垂线长度)，
h：高度(从光轴到透镜面的距离)，
C：近轴曲率半径的倒数，
K、Am：非球面系数(m＝3、4、5、…20)。
另外，在此作为一例，对各表的长度单位使用“mm”、对角度单位使用“度”、对非球面式的Zd、h的单位使用“mm”。但光学系统即使按比例放大或比例缩小也可得到相等的光学性能，所以单位不限于“mm”，也可使用其他适当的单位。
[表1]
实施例1  透镜数据
Figure BSA00000142439600101
Figure BSA00000142439600111
[表2]
实施例1  有关变焦的数据
  焦距   Fno.   全视场角   可变1   可变2   可变3
  广角端   2.51   1.25   138   7.37   7.88   8.30
  望远端   6.02   2.04   57   1.51   1.57   14.60
[表3]
实施例  1非球面数据
  面号码   K   A3   A4   A5   A6
  12   -1.0000000E+00   -3.7936577E-04   7.4248544E-04   -6.8720139E-04   2.5780956E-04
  13   -1.0000000E+00   -1.1607261E-04   7.5665783E-04   -3.0115835E-04   1.0779467E-04
  面号码   A7   AB   A9   A10   A11
  12   -2.9231512E-05   -6.7857197E-06   1.2846084E-06   1.9469143E-07   -3.3026571E-08
  13   -1.2991622E-05   -1.5872868E-06   2.3558437E-07   9.9632846E-08   -2.7822994E-08
  面号码   A12   A13   A14   A15   A16
  12   -8.8026435E-09   2.3332908E-09   -1.1562395E-10   -3.9661987E-11   2.4764422E-12
  13   1.2588520E-09   1.0199119E-10   5.3255923E-11   8.2901856E-13   -1.9165778E-12
  面号码   A17   A18   A19   A20
  12   6.6376341E-13   4.1096524E-13   -1.2797026E-13   9.0978426E-15
  13   -3.7024674E-13   6.1630780E-14   1.0913784E-14   -1.4520589E-15
[表4]
实施例2  透镜数据
  Si(面号码)   Ri(曲率半径)   Di(面间隔)   Ndj(折射率)   N dj(阿贝数)
  1   19.1206   1.10   1.88300   40.8
  2   7.6997   2.79
  3   21.0012   0.80   1.90336   31.3
  4   7.2334   2.81
  5   -28.8243   0.70   1.88300   40.8
  6   16.4543   0.10
  7   13.1122   3.57   1.94595   18.0
  8   -19.3126   0.57
  9   -10.8640   0.80   2.00007   25.5
  10   -26.4245   可变1
  11   孔径光阑   可变2
  *12   15.4531   1.82   1.58313   59.4
  *13   -163.2693   0.10
  14   14.2476   3.71   1.49700   81.5
  15   -14.2476   0.10
  16   -451.6755   1.73   1.77250   49.6
  17   -20.5979   0.10
  18   62.0168   0.65   2.00007   25.5
  19   8.6171   0.81
  20   15.6868   3.03   1.61800   63.3
  21   -15.6868   可变3
[表5]
实施例2  有关变焦的数据
  焦距   Fno.   全视场角   可变1   可变2   可变3
  广角端   2.51   1.26   142   7.38   7.88   8.38
  望远端   6.02   2.05   57   1.52   1.57   14.78
[表6]
实施例2  非球面数据
  面号码   K   A3   A4   A5   A6
  12   -1.0000000E+00   -2.5676878E-04   7.3225100E-04   -6.8775600E-04   2.5757702E-04
  13   -1.0000000E+00   -5.7338319E-05   7.9246648E-04   -3.0764522E-04   1.0788788E-04
  面号码   A7   A8   A9   A10   A11
  12   -2.9366392E-05   -6.7867862E-06   1.2865524E-06   1.9389891E-07   -3.2929124E-08
  13   -1.3002691E-05   -1.6402311E-06   2.3975925E-07   1.0066091E-07   -2.7916907E-08
  面号码   A12   A13   A14   A15   A16
  12   -8.7857518E-09   2.3362424E-09   -1.1613315E-1   -3.9776027E-11   2.4479492E-12
  13   1.2509007E-09   1.0167356E-10   5.3819036E-1   7.9802537E-13   -1.923607E-12
  面号码   A17   A18   A19   A20
  12   6.6421948E-13   4.1018953E-13   -1.2782365E-13   9.1153851E-15
  13   -3.7103915E-13   6.1485989E-14   1.0952730E-14   -1.4494306E-15
[表7]
实施例3  透镜数据
  Si(面号码)   Ri(曲折半径)   Di(面间隔)   Ndj(折射率)   vdj(阿贝数)
  1   27.0898   1.23   1.88300   40.8
  2   7.9180   2.42
  3   19.4967   0.80   1.90336   31.3
  4   8.2534   2.65
  5   -29.3411   0.71   1.61800   63.3
  6   8.1899   4.13   1.84666   23.8
  7   -20.9205   0.63
  8   -11.3311   0.70   1.90366   31.3
  9   -42.9716   可变1
  10   孔径光阑   可变2
  *11   17.1430   1.71   1.58313   59.4
  *12   -94.7753   0.10
  13   13.8829   3.78   1.49700   81.5
  14   -13.8829   0.10
  15   -492.6281   1.80   1.72916   54.7
  16   -19.2811   0.10
  17   150.2973   0.65   2.00007   25.5
  18   9.1547   0.71
  19   17.2397   3.02   1.72916   54.7
  20   -17.2397   可变3
[表8]
实施例3  有关变焦的数据
  焦距   Fno.   全视场角   可变1   可变2   可变3
  广角端   2.50   1.25   151   8.34   7.40   8.01
  望远端   6.00   1.92   57   1.42   1.57   13.85
[表9]
实施例3  非球面数据
  面号码   K   A3   A4   A5   A6
  11   -1.0000000E+00   -3.8678605E-04   8.3207296E-04   -7.6432857E-0   2.8937668E-04
  12   -1.0000000E+00   -9.9088995E-05   6.8810574E-04   -1.9711766E-0   6.6081900E-05
  面号码   A7   A8   A9   A10   A11
  11   -3.2421676E-05   -8.4039220E-06   1.5514112E-06   2.2038423E-07   -3.1949431E-08
  12   -8.8975004E-06   -3.7447859E-08   -1.8374992E-07   8.4154590E-08   -2.0360542E-08
  面号码   A12   A13   A14   A15   A16
  11   -1.0227510E-08   2.4667574E-09   -1.6077265E-10   -3.6283321E-11   3.5333534E-12
  12   2.0729633E-09   3.1386325E-10   2.6124627E-12   -3.9313037E-12   -3.3924472E-12
  面号码   A17   A18   A19   A20
  11   5.9875122E-013   4.0800761E-13   -1.2965158E-13   9.2952370E-15
  12   -1.9696418E-13   1.0722031E-12   1.5107378E-14   -2.6443716E-15
[表10]
实施例4  透镜数据
  Si(面号码)   Ri(曲率半径)   Di(面间隔)   Ndj(折射率)   v dj(阿贝数)
  1   20.1718   1.10   1.88300   40.8
  2   7.6428   2.92
  3   22.5902   0.80   1.90336   31.3
  4   8.1604   2.62
  5   -33.8208   0.71   1.59240   68.3
  6   8.0959   4.13   1.84666   23.8
  7   -22.6564   0.74
  8   -11.5214   0.70   1.90366   31.3
  9   -56.7082   可变1
  10   孔径光阑   可变2
  *11   17.3995   1.74   1.62263   58.2
  *12   -108.0527   0.10
  13   13.8519   3.98   1.49700   81.5
  14   -13.3677   0.10
  15   -94.6928   1.81   1.75500   52.3
  16   -18.4277   0.10
  17   114.6710   0.65   2.00069   25.5
  18   8.7729   0.56
  19   13.9414   3.08   1.75500   52.3
  20   -21.5157   可变3
[表11]
实施例4  有关变焦的数据
  焦距   Fno.   全视场角   可变1   可变2   可变3
  广角端   2.50   1.25   143   7.81   7.46   7.90
  望远端   6.01   1.92   57   1.45   1.57   13.79
[表12]
实施例4  非球面数据
  面号码   K   A3   A4   A5   A6
  11   -1.0000000E+00   -3.5609220E-04   8.1608398E-04   -7.6547039E-04   2.8973332E-04
  12   -1.0000000E+00   -7.6892221E-05   6.3560850E-04   -2.0098296E-04   6.7832040E-05
  面号码   A7   A8   A9   A10   A11
  11   -3.2456619E+05   -8.2688625E-06   1.4698920E-06   2.3708930E-07   -3.2362385E-08
  12   -8.9681518E+06   -1.0982540E-07   -1.8155756E-07   8.5027167E-08   -1.9827053E-08
  面号码   A12   A13   A14   A15   A16
  11   -1.0439405E-08   2.4839739E-09   -1.6123074E-10   -3.5685604E-11   3.5379821E-12
  12   2.0626328E-09   3.0924099E-10   2.8490103E-12   -4.0503584E-12   -3.4384133E-12
  面号码   A17   A18   A19   A20
  11   5.7465763E-13   4.0748182E-13   -1.2943054E-13   9.3161548E-15
  12   -2.0707196E-13   1.0954231E-13   1.5421820E-14   -2.6867786E-15
[表13]
实施例5  透镜数据
  Si(面号码)   Ri(曲率半径)   Di(面间隔)   Ndj(折射率)   vdj(阿贝数)
  1   18.6249   1.10   1.88300   40.8
  2   7.6814   2.95
  3   24.5169   0.80   1.90336   31.3
  4   7.7132   2.78
  5   -24.0295   0.70   1.88300   40.8
  6   24.0710   0.49
  7   18.4128   3.25   1.94595   18.0
  8   -21.0516   0.53
  9   -11.6288   0.80   2.00007   25.5
  10   -21.5977   可变1
  11   孔径光阑   可变2
  *12   13.7693   1.77   1.58313   59.4
  *13   -740.8366   0.10
  14   12.3818   4.00   1.49700   81.5
  15   -14.0227   0.10
  16   1794.6679   1.65   1.77250   49.6
  17   -24.3979   0.10
  18   36.1460   0.65   2.00007   25.5
  19   6.9847   0.55
  20   10.9316   2.91   1.61800   63.3
  21   -22.1958   可变3
[表14]
实施例5  有关变焦的数据
  焦距   Fno.   全视场角   可变1   可变2   可变3
  广角端   2.50   1.26   139   7.81   7.46   7.64
  望远端   6.01   2.09   57   1.45   1.57   13.47
[表15]
实施例5  非球面数据
  面号码   K   A3   A4   A5   A6
  12   -1.0000000E+00   -3.1572269E-04   7.3558078E-04   -7.6318021E-04   3.4422460E-04
  13   -1.0000000E+00   -1.1076486E-04   7.1939071E-04   -2.8458150E-04   5.3448466E-05
  面号码   A7   A8   A9   A10   A11
  12   -9.4392228E-05   2.3065340E-05   -7.1991626E-06   1.4469275E-06   2.3538124E-08
  13   3.5219351E-05   -2.4751816E-05   5.3229497E-06   4.0237628E-07   -4.9246449E-07
  面号码   A12   A13   A14   A15   A16
  12   -8.0433183E-08   1.7910254E-08   -1.6818870E-09   5.2172053E-11   -1.3650456E-11
  13   1.0369549E-07   -3.0013164E-09   -2.1378145E-09   2.6348496E-10   1.7453414E-11
  面号码   A17   A18   A19   A20
  12   2.6790519E-12   6.4276253E-13   -1.9149585E-13   1.2477533E-14
  13   -4.5929271E-12   -1.2363312E-13   7.6549003E-14   -4.6929404E-15
[表16]
实施例6  透镜数据
  Si(面号码)   Ri(曲率半径)   Di(面间隔)   Ndj(折射率)   vdj(阿贝数)
  1   18.5424   1.10   1.88300   40.8
  2   7.7318   2.80
  3   19.8188   0.80   1.90336   31.3
  4   7.6542   3.00
  5   -31.5570   0.71   1.59240   68.3
  6   8.0107   3.92   1.84666   23.8
  7   -24.9500   0.54
  8   -11.4481   0.70   1.80610   33.3
  9   -103.0311   可变1
  10   孔径光阑   可变2
  *11   18.6655   1.42   1.69400   56.3
  *12   96.1539   0.10
  13   13.2196   4.05   1.49700   81.5
  14   -13.7895   0.10
  15   224.5127   2.14   1.72916   54.7
  16   -18.6871   0.10
  17   93.1170   0.65   2.00069   25.5
  18   8.8080   0.49
  19   12.6916   3.25   1.67790   55.3
  20   -18.8154   可变3
[表17]
实施例6  有关变焦的数据
  焦距   Fno.   全视场角   可变1   可变2   可变3
  广角端   2.50   1.25   143   8.71   7.40   7.96
  望远端   6.01   1.91   57   1.41   1.57   13.93
[表18]
实施例6  非球面数据
  面号码   K   A3   A4   A5   A6
  11   -1.0000000E+00   -2.5452949E-04   8.6380733E-04   -7.2594612E-04   2.7661513E-04
  12   -1.0000000E+00   -6.2471216E-06   7.1530389E-04   -2.0797614E-04   7.2015924E-05
  面号码   A7   A8   A9   A10   A11
  11   -3.1186023E-05   -8.1262017E-06   1.4509121E-06   2.2824575E-07   -3.1784077E-08
  12   -9.7707188E-06   -3.5838457E-07   -1.2023975E-07   7.8286844E-08   -1.8028784E-08
  面号码   A12   A13   A14   A15   A16
  11   -1.0350261E-08   2.5522080E-09   -1.6288945E-10   -3.6493724E-11   3.2809738E-12
  12   1.9232945E-09   2.9474284E-10   4.1455114E-12   -3.8860137E-12   -3.4086478E-12
  面号码   A17   A18   A19   A20
  11   5.7592016E-13   4.0371546E-13   -1.2626676E-13   9.0206065E-15
  12   -201274750E-12   1.0873226E-13   1.5332446E-14   -2.6595934E-15
[表19]
实施例7  透镜数据
  Si(面号码)   Ri(曲率半径)   Di(面间隔)   Ndj(折射率)   v dj(阿贝数)
  1   23.0014   1.41   1.88300   40.8
  2   7.4782   2.61
  3   21.5062   0.80   1.90336   31.3
  4   8.7077   2.53
  5   -20.9694   0.70   1.88300   40.8
  6   24.8624   0.56
  7   20.6730   3.11   1.94595   18.0
  8   -21.0487   0.74
  9   -10.6754   0.80   2.00007   25.5
  10   -17.4219   可变1
  11   孔径光阑   可变2
  *12   12.9984   1.73   1.58313   59.4
  *13   250.0248   0.10
  14   12.2523   3.96   1.49700   81.5
  15   -14.2745   0.10
  16   1.59   1.77250   49.6
  17   -25.3019   0.10
  18   32.5070   0.65   2.00007   25.5
  19   7.0128   0.59
  20   11.2052   3.04   1.61800   63.3
  21   -21.5643   可变3
[表20]
实施例7  有关变焦的数据
  焦距   Fno.   全视场角   可变1   可变2   可变3
  广角端   2.51   1.25   144   8.98   7.34   7.57
  望远端   6.01   2.08   57   1.40   1.57   13.34
[表21]
实施例7  非球面数据
  面号码   K   A3   A4   A5   A6
  12   -1.0000000E+00   -2.8823232E-04   7.3273862E-04   -7.1518927E-04   3.1806651E-04
  13   -1.0000000E+00   -1.7750014E-04   8.8919858E-04   -4.0031676E-04   1.0430238E-04
  面号码   A7   A8   A0   A10   A11
  12   -8.8704485E-05   2.3304769E-05   -7.3989805E-06   1.4286287E-06   2.7382304E-08
  13   2.5755395E-05   -2.4797249E-05   5.4392350E-06   4.1805158E-07   -4.9248625E-07
  面号码   A12   A13   A14   A15   A16
  12   -7.9195951E-08   1.7938581E-08   -1.6966443E-09   4.7396670E-11   -1.4335309E-11
  13   1.0319959E-07   -3.0503390E-09   -2.1466053E-11   2.6441926E-10   1.8228498E-11
  面号码   A17   A18   A19   A20
  12   2.6738268E-12   6.7400646E-13   -1.8724970E-13   1.1704862E-14
  13   -4.6062635E-12   -1.3403291E-13   7.4997951E-14   -4.4371728E-15
实施例1的变焦透镜的简要结构如下。实施例1的变焦透镜中，从物侧起依次配置：第1透镜组G1是凸面朝向物侧的弯月形状的负的透镜L11、凸面朝向物侧的弯月形状的负的透镜L12、双凹形状的负的透镜L13、双凸形状的正的透镜L14、凸面朝向像侧的弯月形状的负的透镜L15的5片结构；第2透镜组G2是在近轴区域内双凸形状的正的透镜L21、双凸形状的正的透镜L22、凸面朝向像侧的弯月形状的正的透镜L23、凸面朝向物侧的弯月形状的负的透镜L24、双凸形状的正的透镜L25的5片结构，所有透镜是未被接合的单透镜，非球面施于透镜L21的物侧的面以及像侧的面。
实施例2的变焦透镜的简要结构与实施例1的变焦透镜相同。实施例3、4的变焦透镜的简要结构与实施例1的变焦透镜的不同点在于，使透镜L13和透镜L14接合；其他与实施例1的变焦透镜相同。实施例5的变焦透镜的简要结构与实施例1的变焦透镜的不同点在于透镜L23是双凸形状，其他与实施例1的变焦透镜相同。实施例6的变焦透镜的简要结构与实施例1的变焦透镜的不同点在于，使透镜L13和透镜L14接合、透镜L21在近轴区域是凸面朝向物侧的弯月形状、及透镜L23为双凸形状；其他与实施例1的变焦透镜相同。实施例7的变焦透镜的简要结构与实施例1的不同点在于，透镜L21在近轴区域是凸面朝向物侧的弯月形状、及透镜L23是平面朝向物侧的平凸形状；其他与实施例1的变焦透镜相同。
在表22表示实施例1～7变焦透镜的条件式(1)～(4)所对应的值。从表22可知，实施例1～7中任何一项都满足条件式(1)～(4)。
[表22]
  条件式   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6   实施例
  (1)f1/fw   -2.15   -2.14   -2.29   -2.23   -2.32   -2.21   -2.36
  (2)m2w   -0.46   -0.47   -0.44   -0.45   -0.43   -0.45   -0.42
  (3)(r15f-r15r  )/(r15f+r15r)   -0.46   -0.42   -0.58   -0.66   -0.30   -0.80   -0.24
  (4)vd22   81.5   81.5   81.5   81.5   81.5   81.5   81.5
在图8(A)～图8(H)表示实施例1的变焦透镜的在广角端及望远端的、球面像差、非点像差、畸变(畸变像差)、倍率色像差(也称倍率色差)的各像差。上段记载成WIDE的是在广角端的像差图，下段记载成TELE的是在望远端的像差图。在各像差图表示将d线(波长587.6nm)作为基准波长的像差，但在球面像差图以及倍率色像差图中也表示对C线(波长656.3nm)、g线(波长436nm)的像差。球面像差图的Fno.意味着F数、其他的像差图的ω意味着半视场角。
同样，在图9(A)～图9(H)、图10(A)～图10(H)、图11(A)～图11(H)、图12(A)～图12(H)、图13(A)～图13(H)、图14(A)～图14(H)表示实施例2～7的变焦透镜的在广角端及望远端的球面像差、非点像差、畸变(歪曲像差)、倍率色像差(倍率色差)的各像差图。
从以上数据可知，实施例1～7的变焦透镜的变倍比为2.4倍且构成为小型化，成为在广角端的F值是1.25～1.26的大口径比的光学系统，而且，具有在广角端的全视场角为138°～151°的视场角，各像差被良好地校正，在广角端及望远端均具有较高的光学性能。
在图15中表示作为本发明的摄像装置的一实施方式的、搭载有本发明的实施方式所涉及的变焦透镜的监视摄像机的简要结构图。图15所示的监视摄像机10主要由透镜装置6和摄像机本体7构成。在透镜装置6的内部配置变焦透镜1。另外，在图15中示意性表示了具备第1透镜组G1、孔径光阑St、第2透镜组G2的变焦透镜1。
在摄像机本体7的内部配置对变焦透镜1所成像的被摄体的图像进行摄像的摄像元件5。作为摄像元件5的具体例，可举出将变焦透镜所形成的光学像转换成电信号的CCD或CMOS等。摄像元件5按照其摄像面与变焦透镜1的像面一致的方式配置。
在透镜装置6的上方设置了用于变更孔径光阑St的光阑直径的光阑机构8。在透镜装置6的下方设置了为了变更变焦透镜1的倍率的变焦旋钮9和用于变焦透镜1的聚焦调整的聚焦旋钮11。
本发明所涉及的变焦透镜1由于具有前述的优点，所以本实施方式的摄像装置可小型地构成、且具有宽的视场角、并可得到高图像质量的影像。
以上，举出实施方式以及实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式以及实施例可进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等的值不限于在上述各数值实施例表示的值，可以取其他的值。

Claims (8)

1.一种变焦透镜，其特征在于，
从物侧依次具备：负折射力的第1透镜组；光阑；正折射力的第2透镜组，
按照使上述第1透镜组和上述第2透镜组的光轴上的间隔变化来进行变倍、且伴随该变倍的像面位置的校正由上述第1透镜组沿光轴的移动来进行的方式构成，满足下述条件式(1)：
-2.3＜f1/fw＜-2.1……(1)
其中，
f1：上述第1透镜组的焦距，
fw：在广角端的整体系统的焦距。
2.如权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第1透镜组是通过从物侧依次配设3片负透镜、正透镜、负透镜而成的5片结构。
3.如权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第2透镜组是通过从物侧依次配设3片正透镜、负透镜、正透镜而成的5片结构。
4.如权利要求2所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第2透镜组是通过从物侧依次配设3片正透镜、负透镜、正透镜而成的5片结构。
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，
满足下述条件式(2)：
-0.5＜m 2w＜-0.41……(2)
其中，
m2w：在广角端的上述第2透镜组的横倍率。
6.如权利要求1至4中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
满足下述条件式(3)：
-0.9＜(r15f-r15r)/(r15f+r15r)＜-0.2……(3)
其中，
r15f：上述第1透镜组的最靠像侧的透镜的物侧面的曲率半径，
r15r：上述第1透镜组的最靠像侧的透镜的像侧面的曲率半径。
7.如权利要求3或4所述的变焦透镜，其特征在于，
满足下述条件式(4)：
v d22＞80……(4)
其中，
v d22：上述第2透镜组的从物侧起第2个透镜对d线的阿贝数。
8.一种摄像装置，其特征在于，
具备权利要求1至7中任一项所述的变焦透镜。
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