CN102540427A - 变焦镜头、照相机以及携带型信息终端装置 - Google Patents

变焦镜头、照相机以及携带型信息终端装置 Download PDF

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CN102540427A CN201110362687XA CN201110362687A CN102540427A CN 102540427 A CN102540427 A CN 102540427A CN 201110362687X A CN201110362687X A CN 201110362687XA CN 201110362687 A CN201110362687 A CN 201110362687A CN 102540427 A CN102540427 A CN 102540427A
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Abstract

本发明涉及变焦镜头以及照相机和携带型信息终端装置，提供一种约用10片镜片构成的小型变焦镜头，该镜头广角时的半视角38°以上，变倍率8倍以上，分辨力可应对1000万～1500万像素的拍摄元件。构成为从物方起设置正、负、正、正折射能力的第一～第四组镜片(G1～G4)，G2和G3之间设置光圈(S)，从广角向望远变倍时，镜头移动使G1与G2间距增大，G2与G3间距减小，G3与G4间距增大，G1和G3望远时要比广角时更靠近物方，G1至少包含的两片正透镜的材料满足条件：1.52＜nd＜1.65、65.0＜νd＜75.0、0.005＜Pg，F-(-0.001802νd+0.6483)＜0.050。

Description

变焦镜头、照相机以及携带型信息终端装置
技术领域
本发明涉及变焦镜头、照相机以及携带型信息终端装置。
本发明的变焦镜头不仅适用于数码照相机以及摄影机的摄影光学系统、而且适用于银盐照相机的摄影光学系统。
背景技术
近年来数码照相机的用户要求呈多样化趋势，其中高画质小型化的要求需要在采用变焦镜头作为摄影镜头的同时，实现高性能小型化。
基于小型化观点，首先要求缩短使用时的镜头全长(位于被摄体一方即位于物方的镜面与成像像面之间的距离)，对此，缩短各组镜片厚度以抑制收藏时的镜头全长成为一项十分重要的课题。
而基于高性能的观点，则要求至少整个变焦区域的分辨率能够应对1000万～1500万像素的摄像元件。
进而还有不少用户提出将摄影镜头广角化，要求镜头在处于短焦距时的半视角为38°以上。在此，半视角38°相当于用35mm银盐照相机(即所谓莱卡型)换算的焦距28mm。
此外，还有希望尽可能具有大的变倍比。如果变焦镜头的变倍比为相当于35mm银盐照相机换算的焦距28～300mm(大约10.7倍)，则基本上能够应对所有的摄影。
数码相机中适用于高变倍的变焦镜头类型如下，即从物方依次设置具有正焦距的第一组镜片、具有负焦距的第二组镜片、具有正焦距的第三组镜片、具有正焦距的第四组镜片，当从广角向望远变倍时，第一组镜片与第二组镜片之间的间距增大而第二组镜片与第三组镜片之间的间距缩小，第三组镜片与第四组镜片之间的间隔发生变化。
在这类变焦镜头中，优选第一组镜片移动而使得处于望远时的位置比处于广角时的位置更靠近物方的类型。缩短广角时的镜头全长，使该全长小于望远时的镜头全长，不但能够抑制第一组镜片的大型化，而且能够充分实现广角化。
另一方面，针对伴随高变倍、长焦距而容易发生色差的问题，可以利用异常分散性透镜对色差进行有效补偿。
专利文献1和2(JP特开2004-333768号公报、JP特开2008-026837号公报)等现有技术公开了包含上述具有四组镜片组结构的异常分散性透镜的光学系统。
专利文献1公开的变焦镜头虽然将广角时的半视角增大到37°，但是该镜片组共以1 4片镜片构成，因而在镜片数量、小型化(缩短收藏时的全长)以及成本等方面依然存在改进的余地。
专利文献2公开的镜片组虽然以比较简单的结构实现了广角化和高变倍，但是，望远时的全长较长，因而在小型化方面仍然需要改良。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的课题为，在从物方开始依次设置具有正、负、正、正折射能力的四组镜片组的结构中，通过适当选择该结构中的第三组镜片中包含的两片正镜片的材料，来实现镜片数量为10片左右、位于广角时的半视角为38°以上、变倍比为8倍以上、而且分辨率达到能够应对1000万～1500万像素的摄像元件。
本发明需要解决的问题在于，提供一种高性能变焦镜头，该镜头的镜片数量约为10片、广角时的半角为38°以上、变倍比为8倍以上、具有能够应对1000万～1500万像素的摄像元件的分辨率，进而提供利用该变焦镜头的照相机装置以及携带型信息终端装置。
为了解决上述问题，本发明提供以下技术方案。
1.首先，本发明提供一种变焦镜头，其中从被摄体一方的物方到成像一方的像方依次设置：具有正折射能力的第一组镜片；具有负折射能力的第二组镜片；具有正折射能力的第三组镜片；具有正折射能力的第四组镜片，并在所述第二组镜片和所述第三组镜片之间设置光圈，在从广角向望远变倍时，该变焦镜头移动，使得所述第一组镜片与所述第二组镜片之间的间距增大，所述第二组镜片和所述第三组镜片之间的间距减小，所述第三组镜片与所述第四组镜片之间的间距增大，而且所述第一组镜片和所述第三组镜片处于望远时要比处于广角时更加靠近物方，其特征在于，所述第一组镜片至少包括两片正透镜，该第一组镜片中包含的正透镜中至少两片正透镜的材料相对于d线的折射率nd、以相对于g线、F线、C线的折射率ng、nF、nC以及计算式Pg.F＝(ng-nF)/(nF-nC)来定义的部分分散比Pg.F、以及阿贝值νd满足以下条件(1)～(3)，
(4)1.52＜nd＜1.65
(5)65.0＜νd＜75.0
(6)0.005＜Pg，F-(-0.001802νd+0.6483)＜0.050。
2.上述1所述的变焦镜头的特征还在于，从广角向望远变倍时第一组镜片的总移动量X1以及整个系统处于望远时的焦距fT满足以下条件(4)，
(4)0.1＜X1/fT＜0.3。
3.上述1或2所述的变焦镜头的特征在于，所述第一组镜片中包含的正透镜中满足所述条件(1)～(3)的至少两片正透镜各自的焦距fap以及广角时的焦距fw满足以下条件(5)，
(5)5.0＜fap/fw＜12.0。
4.上述1～3中任意一项所述的变焦镜头的特征还在于，所述第一组镜的焦距f1以及广角时的焦距fW满足以下条件(6)。
(6)5.0＜f1/fW＜8.0
5.上述1～4中任意一项所述的变焦镜头的特征还在于，从广角向望远变倍时所述第一组镜片与所述第二组镜片之间间距的变化量X1-2以及望远时的焦距fT满足以下条件(7)。
(7)0.25＜X1-2/fT＜0.35
6.上述1～5中任意一项所述的变焦镜头的特征还在于，望远时的镜头全长TLT以及望远时的焦距fT满足以下条件(8)。
(8)0.9＜TLT/fT＜1.1
7.上述1～6中任意一项所述的变焦镜头的特征还在于，所述第一组镜片包含的负透镜的材料的折射率nd_n以及阿贝值νd_n满足以下条件(9)和(10)。
(9)1.8＜nd_n＜2.1
(10)15.0＜νd_n＜35.0
8.上述1～7中任意一项所述的变焦镜头的特征还在于，所述第一组镜片在光轴上的厚度D1以及广角时的焦距fW满足以下条件(11)。
(11)1.0＜D1/fW＜1.5
9.上述1～8中任意一项所述的变焦镜头的特征还在于，其中包括读取信息装置，该读取信息装置用摄像元件读取该变焦镜头拍摄的像，该像的弯曲像差的大小在用该摄像元件对信息化数据实行电子处理以进行补偿的允许范围之内。
10.其次，本发明提供一种照相机，其特征在于，用上述1～9中任意一项所述的变焦镜头作为摄影光学系统。
11.再者，本发明提供一种携带型信息终端装置，其中包含照相机功能部，其特征在于，用上述1～9中任意一项所述的变焦镜头作为该照相机功能部的摄影光学系统。
以下为补充说明。
在从物方开始向像方依次排列具有正、负、正、正的折射力的四组镜片组构成的透镜中，通常主要用第二组镜片变倍，构成所谓的变焦镜头。
但是，在本发明的变焦镜头中以第三组镜片来分担变倍作用，以减轻第二组镜片的变倍负担，确保广角化及高变倍引起的像差补偿困难的自由度。
在从广角向望远变倍时，第一组镜片向物方大幅度移动，以降低广角时通过第一组镜片的光线高度，抑制广角化引起的第一组镜片的大型化，同时确保在望远时加大第一组镜片与第二组镜片之间的间距，实现长焦距化。
在从广角向望远变倍时，第一组镜片与第二组镜片之间的间距增大，第二组镜片与第三组镜片之间的间距减小，第二组镜片和第三组镜片的倍率绝对值均增大，用以相互分担变倍作用。
第一组镜片中至少包括两片正透镜，第一组镜片中的正透镜中至少有两片镜片的材料满足条件(1)～(3)。
高变倍，尤其在加大望远时的焦距时，望远时发生的轴向色差的二次波谱的补偿将变得困难。
而缩短广角时的焦距，进一步促进广角化，则将使得广角时发生的倍率色收差的二次波谱的补偿变得困难。
在上述1的本发明变焦镜头中，用异常分散材料即异常分散性能大的材料来进行补偿，该镜头在光学性能上具有特征。
通常，对轴向光线高度较高的镜片组采用特殊低分散玻璃，对减消轴向色差的二次波谱具有较大效果。
当处于望远时，第一组镜片中轴向光线高度最高，而采用特殊低分散玻璃能够充分减小轴向色差的二次波谱。然而，特殊低分散玻璃的折射率一般较低，因而采用特殊低分散玻璃会导致单色差的补偿能力。
为此，采用特殊低分散玻璃，对于以较少的镜片构成的第一组镜片中同时兼顾单色差和色差的减小不一定有效。
对此，上述1的本发明变焦镜头中对第一组镜片中包含的正透镜中至少两片正透镜，采用折射率、阿贝数、异常分散性满足条件(1)～(3)的光学玻璃。
据此，用三片以下的少量的镜片也能够减小色差的二次波谱，同时对单色差予以充分补偿。
如果小于条件(1)的下限，则不能充分补偿单色差，而小于条件(2)的下限，则会使得色差补偿不够充分。
进而如果小于条件(3)的下限，则色差二次波谱得不到充分补偿。
相反，目前还不存在超过条件(1)～(3)所有上限的光学玻璃，即使存在这样的光学玻璃，其必定十分特殊而且昂贵，而在变焦镜头中采用这样的光学玻璃，从制造成本上来说是不现实的。
实现广角化长焦距化的关键之一在于移动第一组镜片，如果第一组镜片的移动量满足条件(4)，色差便能够得到充分补偿。
如果小于条件(4)的下限，则会因第一组镜片随着变倍而发生的移动量减小，而使得第二组镜片的移动量受到限制，造成第二组镜片变倍效果差，从而增加第三组镜片变倍负担，或者有必要加强第一组镜片和第二组镜片的折射力，因而恶化各种像差。
此外，还会增加广角时的镜头全长，提高通过第一组镜片的光线高度，引起第一组镜片的大型化。
相反，如果超过条件(4)的上限，则会过于缩短位于广角或者望远时的镜头全长。
如果广角时的镜头全长过短，则第三组镜片的移动空间受到限制，减小第三组镜片的变倍效果，从而难以补偿整体的像差。
而如果望远时的镜头全长过短，则不但会有碍于变焦镜头小型化，而且还会带来镜头径向大型化以确保望远时周围的光量，另外还容易引起镜头偏斜等制造误差带来的图像形能恶化等问题。
如果小于条件(5)的下限，则第一组镜片中使用异常分散材料的正透镜的折射能力减小，无法充分减低二次波谱，因而不能够充分实行色差补偿。
如果超过条件(5)的上限，则第一组镜片中使用异常分散材料的正透镜的折射能力增大，难以在色差补偿和球面像差补偿之间找到平衡点，而且，该正透镜各个表面曲率变大，不利于获得良好的加工精度。
如果小于条件(6)的下限，则第一组镜片的折射能力增大，而第二组镜片的成像倍率接近等倍，提高了变倍效率。为此，虽然有利于实现高变倍，但是要求第一组镜片中的各片镜片具有较大的折射能力，而且存在望远时色差恶化的问题。进而，第一组镜片厚度即口径增大将不利于镜头在收藏状态下的小型化。
如果超过条件(6)的上限，则会减小第二组镜头的变倍效果，难以实现高变倍。
条件(7)有关于充分实行色差补偿所需要的第一组镜片以及第二组镜片的移动量，其对实现镜头的广角化和长焦距起到重要作用。
如果小于条件(7)的下限，则第一组镜片以及第二组镜片之间的间距减小，造成第二组镜片的变倍效果减小而增加第三组镜片的变倍负担，或者不得不加强第一组镜片以及第二组镜片的折射能力，从而容易引起各种像差的恶化。
进而还会引起广角时的镜头全长增大，加大通过第一组镜片的光线高度，使第一组镜片大型化。
而如果超过条件(7)的上限，则会使得广角时的镜头全长过短，而望远时的镜头全长过长。广角时的镜头全长过短会使得第三组镜片的移动空间受到限制，从而减小第三组镜片的变倍效果，难以实现整体上的像差补偿。
而望远时的镜头全长过长，不仅会有碍于镜头在全长方方向上的小型化，而且还需要增加镜头径向尺寸用以保证望远时的周围光量。
小于条件(8)的下限虽然有利于减小望远时的镜头全长，有利于小型化，但会减小第二组镜片的变倍效果而增加第三组镜片的负担，或者不得不加强第一组镜片以及第二组镜片的折射能力，从而容易引起各种像差的恶化。
而如果超过条件(8)的上限，则广角时的镜头全长增大，不利于镜头全长方向的小型化，而且还会增加镜头径向尺寸用以保证望远时周围的光量，从而容易发生制造误差镜筒下垂等带来的图像性能下降的问题。
条件(9)和(10)关于色差补偿能否得到充分实行的条件。
如果超过条件(9)和(10)的范围，则将难以在减小单色差的同时充分降低轴向色差，无法在色差补偿之间取得平衡。
条件(11)有利于在保持高性能的同时实现变焦镜头的小型化。
超过条件(11)的上限将使得第一组镜片位于光轴上的厚度增加，并使得第二组镜片和第三组镜片的变倍空间受到限制，从而难以对整个变焦区域进行像差补偿。
而如果小于条件(11)的下限，则用于第一组镜片的空间减小，因而会发生难以在第一组镜片内进行像差补偿、以及难以保证镜片外周厚度而不利于第一组镜片的制造等问题。
本发明的变焦镜头在第二组镜片和第三组镜片之间设置光圈。
该光圈的移动能够独立于相邻的镜片组即第二组镜片和第三组镜片，即便是在变倍率为8.0倍以上的大变倍区域中，也能够在任意位置上选择适当的光线路径，尤其有利于加大彗星像差或像面弯曲等的补偿自由度，对轴外形能的提高具有一定效果。
第一组镜片优选构成为从物方起至少设置一片负透镜以及两片以上片正透镜。具体优选构成为，从物方开始依次设置以下三片镜片，即凸面面向物方的负弯月形透镜、曲率大的一方凸面面向物方的正弯月形透镜、以及曲率大的一方凸面面向物方的正弯月形透镜。
为了实现高变倍，尤其为了加大望远时的焦距，必须提高望远时的第二组镜片、第三组镜片、第四组镜片的合成倍率，而该合成倍率的增加量将使得第一组镜片中发生的像差在像面上被放大。因而在增加变倍的同时，有必要充分减小第一组镜片中发生的像差大小。出于该原因，第一组镜片需要构成为上述结构。
光圈构成为其在长焦距时的开放口径大于短焦距时的开放口径，可以减小随着变倍而发生的焦距比数F的变化。
而且，在需要减小到达像面光量时，虽然可以减小光圈口径，但是优选插入ND滤光片等来减少光量，避免大幅度改变光圈口径，防止发生衍射现象引起的分辨性能下降。
在拍摄元件对光学镜头拍摄的图像在该拍摄元件上成像后进行信息化处理的情况下，通常可以对该信息化数据进行电子处理，对图像在成像中发生的弯曲像差进行补偿。
在实行上述弯曲像差补偿的情况下，如果弯曲像差的允许范围在本发明9的变焦镜头进行上述电子处理时的补偿范围之内，则弯曲像差以外的像差能够获得良好的补偿，有利于广角化即高变倍。
视角越大越是容易发生弯曲像差，为此，至少在广角时，优选在包含广角以及中焦距的变倍区域中能够进行弯曲像长的补偿。用电子处理进行弯曲像差补偿大致可达到弯曲像差的20％。
基于上述本发明具有以下效果。即根据本发明1，在以约10片镜片构成的小型变焦镜头中，广角时的半视角达到38°以上，变倍率达到8倍以上，而且该镜头的分辨能力能够应对具有1000万～1500万像素的拍摄元件。在满足本发明2以下的各种条件的情况下，能够获得良好的变焦性能并实现小型化。以下将要叙述的实施例中，满足条件(1)～(11)的变焦镜头实现了广角时的半视角为38°以上、变倍率为8倍以上、分辨能力能够应对具有1000万～1500万像素的拍摄元件。
附图说明
图1是变焦镜头实施例1的示意图。
图2是变焦镜头实施例2的示意图。
图3是变焦镜头实施例3的示意图。
图4是变焦镜头实施例4的示意图。
图5是实施例1的变焦镜头处于短焦距时的像差曲线图。
图6是实施例1的变焦镜头处于中焦距时的像差曲线图。
图7是实施例1的变焦镜头处于长焦距时的像差曲线图。
图8是实施例2的变焦镜头处于短焦距时的像差曲线图。
图9是实施例2的变焦镜头处于中焦距时的像差曲线图。
图10是实施例2的变焦镜头处于长焦距时的像差曲线图。
图11是实施例3的变焦镜头处于短焦距时的像差曲线图。
图12是实施例3的变焦镜头处于中焦距时的像差曲线图。
图13是实施例3的变焦镜头处于长焦距时的像差曲线图。
图14是实施例4的变焦镜头处于短焦距时的像差曲线图。
图15是实施例4的变焦镜头处于中焦距时的像差曲线图。
图16是实施例4的变焦镜头处于长焦距时的像差曲线图。
图17A和图17B是用于说明携带型信息终端装置实施形态的示意图。
图18是一例携带型信息终端系统结构的示意图。
图19A和19B是用于说明实施例中的弯曲像差的示意图。
标记的说明
G1第一组镜片，G2第二组镜片，G3第三组镜片，G4第四组镜片，S光圈。
具体实施方式
以下详细说明实施方式。
图1～图4显示变焦镜头的实施方式。图1～图4所示的变焦镜头分别对应将要在以下叙述的实施例1～4。在图1～图4中使用相同的标记用以简化叙述。
在图1～图4中，位于最上方的图为处于短焦距(即广角)时的镜片布置，位于中间的图为处于中焦距时的镜片布置，位于下方的图为处于长焦距(即望远时)的镜片布置，同时还用箭头表示从短焦距向长焦距移动时各个镜片组位置变化的状态。
图1～图4所示的变焦镜头中从物方(图中左侧)开始依次设置具有正折射能力的第一组镜片G1、具有负折射能力的第二组镜片G2、具有正折射能力的第三组镜片G3、具有正折射能力的第四组镜片G4。
在从广角(位于最上方的图)向望远(位于最下方的图)变位时，第一组镜片G1与第二组镜片G2的间距增大，第二组镜片G2与第三组镜片G3的间距减少，且第一组镜片G1和第三组镜片G3的移动在广角时要比望远时更加靠近物方。
在第二组镜片G2和第三组镜片G3之间设置光圈S。
第一组镜片G1包括两片镜片(从物方开始计数的第二片和第三片镜片)，其中位于物方一侧的镜片为负镜片。
图1～图4中标记F表示在光学性能上相当于光学低通滤波器、红外截止滤光片等各种滤波器或CCD传感器等受光元件的盖玻璃片(密封玻璃片)的总和的一片透明平板。标记IS表示成像表面(以下也称为像面)，摄像元件位于使得受光面在像面位置上。
对应这些实施形态的下述实施例1～4的变焦镜头均满足条件(1)～(11)。
参考图17、18说明携带型信息终端装置的实施方式。
图17显示携带型信息终端装置的系统结构。该系统结构中包括作为变焦镜头的拍摄镜头1和作为摄像元件的受光元件13，构成为以受光元件13来读取拍摄镜头1形成的被摄体的像，受中央运算装置11控制的信号处理装置14处理受光元件13的输出，将该输出转换成数字信号。
液晶显示器7用于显示被转换成数字信息的图像，并保存在半导体存储器15或者通过通信卡16。除了该通信功能以外的其他部分构成照相机。
拍摄镜头1采用本发明(1)～(9)的变焦镜头，具体为将要在以下叙述的实施例1～4所述的变焦镜头。
液晶显示器7既能够显示正在拍摄的图像，也能够显示保存在半导体存储器15中的图像。
在携带照相机时，拍摄镜头1如图17A所示处于收纳状态，在此状态下，通过操作电源开关6来接通电源后，镜筒从筐体5中伸出。在镜筒处于伸出状态下，镜筒内部的变焦镜头的各个镜片组比如位于广角位置，此时，可操作未图示变焦杆来改变各个镜片组的位置，从广角向望远变倍。
此时，取景器2也连动于拍摄镜头1的视角变化而变倍。
半按动快门键4进行聚焦。
聚焦既可借助于第四组镜片的移动，也可通过受光元件的移动来进行。进一步按动快门4实行拍摄，而后进行上述处理。
操作操作键8，在液晶显示器7上显示保存在半导体存储器15中的图像，或者利用通信卡16等向外部送信。在使用半导体存储器15和通信卡16等时，可将该半导体存储器15和通信卡16等插入专用或通用的插槽9。
拍摄镜头处于收纳状态时，变焦镜头的各组镜片不必排列在光轴上。例如，可以构成为使得第三组镜片以及/或者第四组镜片退出光轴，与其他镜片组并列收纳的机构，进一步实现携带型信息终端装置薄型化。
此时，在光轴方向上第三组镜片大于第四组镜片，因此，第三组镜片退出光轴将更有利于收纳状态下的薄型化。
采用实施例1～4的变焦镜头的携带型信息终端装置能够使用1000万～1500万像素级别的受光元件，具有画质优异的小型照相机的性能。
《实施例》
以下具体显示4例变焦镜头的实施例。
关于镜片材料，在所有实施例中除了构成第四组镜片的一片正镜片使用光学塑料以外，其他全部为光学玻璃。
实施例中的符号表示的意义如下。
f：整个系统的焦距
F：焦距比数
ω：半视角
R：曲率半径
D：面间距
Nd：折射率
νd：阿贝数
φ：有效光线直径
K：非球面的圆锥常数
A4：四次方非球面系数
A6：六次方非球面系数
A8：八次方非球面系数
A10：十次方非球面系数
非球面用公知的下式表示，其中，C为傍轴曲率半径的倒数即傍轴曲率、H为到光轴的高度、K为上述圆锥常数、A4～A12为非球面系数。
X = CH 2 / { 1 + 1 - ( 1 + K ) C 2 H 2 } + A 4 H 4 + A 6 H 6 + A 8 H 8 + A 10 H 10
<实施例1>
表1显示实施例1的数据。
表1
  R   D   N   ν   φ   玻璃
  1   32.779   0.90   2.00272   19.32   19.60   EFDS2(HOYA)
  2   23.852   2.68   1.59282   68.63   18.80   FCD505(HOYA)
  3   233.976   0.10   18.40
  4   20.268   2.42   1.61800   63.33   17.00   S-PHM52(OHARA)
  5   65.312   变量(A)   16.60
  6   -1001.270   0.75   1.86400   40.58   10.40   L-LAH83(OHARA)
  7*   5.136   2.01   7.60
  8   79.796   0.60   1.73400   51.47   7.60   S-LAL59(OHARA)
  9   9.032   1.64   2.00178   19.32   7.20   M-FDS2(HOYA)
  10*   32.282   变量(B)   6.80
  11   光圈   变量(C)   3.00
  12*   6.374   2.51   1.55332   71.68   6.60   M-FCD500(HOYA)
  13*   -8.613   0.14   6.80
  14   9.154   1.83   1.59282   68.63   6.40   FCD505(HOYA)
  15   -16.035   1.21   1.91082   35.25   6.00   TAFD35(HOYA)
  16   5.492   变量(D)   5.40
  17*   10.243   1.90   1.52528   56.20   8.60   树脂
  18   50.000   变量(E)   8.60
  19   ∞   0.80   1.50000   64.00   8.60   滤光片等
  20   ∞   1.00   8.60
非球面
表2显示非球面数据。
表2
  K   A4   A6   A8   A10
  7   -2.01939   2.16613E-03   1.54936E-05   1.16882E-06   6.58460E-09
  10   0   -4.77485E-04   -1.32320E-06   -2.00903E-07   6.40430E-09
  12   -4.06847   1.00336E-03   -2.83629E-05   9.47839E-07   -5.33054E-08
  13   0   3.38391E-04   1.15584E-05   7.73347E-08   -4.96486E-08
  19   0   -4.86308E-05   2.76971E-06   -1.14532E-07   1.22266E-09
关于上表中的数据，例如“E-09”表示“10-9”，以下相同。
变量
表3表示变量数据。
表3
  Wide   Mean   Tele
  f   5.05   16.01   52.02
  F   3.59   5.75   5.46
  ω   39.99   14.38   4.32
  A   0.600   8.678   17.297
  B   8.600   3.953   0.800
  C   6.788   2.783   0.960
  D   3.500   6.568   12.505
  E   3.540   6.574   2.526
在表3中，“Wide”表示广角即短焦距，“Mean”表示中焦距，“Tele”表示望远即长焦距。以下相同。
条件式的参数值
表4表示条件式的参数值。
表4
Figure BDA0000108829320000131
表4中的“L11”和“L12”表示第一组镜片包含的两片正透镜(从物方开始第二和第三片镜片)。在以下实施例中用相同表示。
实施例1中的“像高”在望远(Tele)以及中焦距(Mean)时为4.05mm，在广角(Wide)时为3.5mm。
<实施例2)
表5显示实施例2的数据。
表5
  R   D   N   ν   φ   玻璃
  1   40.779   0.90   2.00100   29.13   19.80   TAFD55(HOYA)
  2   22.082   3.10   1.59282   68.63   18.40   FCD505(HOYA)
  3   -372.375   0.10   18.00
  4   18.392   2.42   1.59282   68.63   16.80   FCD505(OHARA)
  5   84.924   变量(A)   16.60
  6   -182.378   0.75   1.86400   40.58   10.20   L-LAH83(0HARA)
  7*   5.105   1.85   7.60
  8   39.318   0.60   1.72916   54.68   7.60   S-LAL59(OHARA)
  9   8.525   1.62   2.00178   19.32   7.20   M-FDS2(HOYA)
  10*   25.572   变量(8)   6.80
  11   光圈   变量(C)   3.00
  12*   6.049   2.69   1.55332   71.68   7.20   M-FCD500(HOYA)
  13*   -8.483   0.14   7.40
  14   8.802   1.91   1.59282   68.63   6.80   FCD505(HOYA)
  15   -15.302   0.80   1.91082   35.25   6.20   TAFD35(HOYA)
  16   5.218   变量(D)   5.60
  17*   10.393   1.90   1.52528   56.20   8.60   树脂
  18   50.000   变量(E)   8.60
  19   ∞   0.80   1.50000   64.00   8.60   滤光片等
  20   ∞   1.00   8.60
非球面
表6显示非球面数据。
表6
  K   A4   A6   A8   A10
  7   0.27768   9.33995E-06   9.15760E-06   3.51116E-07   -1.00688E-07
  10   0   -5.01610E-04   -1.44646E-05   1.55374E-06   -7.58712E-08
  12   -3.2433   8.72128E-04   -2.27316E-05   9.81054E-07   -4.61496E-08
  13   0   4.90080E-04   4.00583E-06   4.46736E-07   -4.42833E-08
  19   0   -2.05336E-05   3.85899E-06   -2.17805E-07   4.66741E-09
变量
表7表示变量数据。
表7
  Wide   Mean   Tele
  f   5.05   16.00   51.98
  F   3.57   5.32   5.57
  ω   39.60   14.28   4.32
  A   0.600   8.732   17.190
  B   8.329   2.807   0.800
  C   7.105   4.108   0.960
  D   3.937   6.852   12.366
  E   3.322   6.419   2.524
条件式的参数值
表8表示条件式的参数值。
表8
Figure BDA0000108829320000151
实施例2中的“像高”在望远(Tele)以及中焦距(Mean)时为4.05mm，在广角(Wide)时为3.5mm。
<实施例3>
表9显示实施例3的数据。
表9
  R   D   N   ν   φ   玻璃
  1   33.698   0.70   1.94595   17.98   19.60   FDS18(HOYA)
  2   25.072   2.76   1.60300   65.44   18.80   S-PHM53(OHARA)
  3   225.346   0.10   18.40
  4   20.403   2.11   1.59282   68.63   16.80   FCD505(OHARA)
  5   62.574   变量(A)   16.40
  6   941.943   0.94   1.86400   40.58   10.80   L-LAH83(OHARA)
  7*   5.167   2.17   7.80
  8   48.884   0.60   1.73400   51.47   7.60   S-LAL59(OHARA)
  9   8.650   1.64   2.00178   19.32   7.20   M-FDS2(HOYA)
  10*   26.086   变量(B)   6.80
  11   光圈   变量(C)   2.90
  12*   6.310   2.70   1.55332   71.68   6.80   M-FCD500(HOYA)
  13*   -9.075   0.14   7.00
  14   7.751   1.79   1.59282   68.63   6.60   FCD505(HOYA)
  15   -20.290   0.80   1.91082   35.25   6.00   TAFD35(HOYA)
  16   5.089   变量(D)   5.40
  17*   10.490   1.90   1.52528   56.20   8.60   树脂
  18   50.000   变量(E)   8.60
  19   ∞   0.80   1.50000   64.00   8.60   滤光片等
  20   ∞   1.00   8.60
非球面
表10显示非球面数据。
表10
  K   A4   A6   A8   A10
  7   -2.03561   2.10946E-03   1.40905E-05   7.72967E-07   1.69346E-08
  10   0   -4.54312E-04   -1.91993E-06   -2.40699E-08   -1.93649E-09
  12   -3.82705   1.02032E-03   -2.94923E-05   9.89078E-07   -5.17913E-08
  13   0   3.39871E-04   8.53148E-06   4.56208E-08   -4.41782E-08
  19   0   -1.26993E-05   5.25675E-06   -2.90617E-07   6.34688E-09
变量
表11表示变量数据。
表11
  Wide   Mean   Tele
  f   4.99   16.00   51.97
  F   3.68   5.61   5.93
  ω   40.34   14.43   4.35
  A   0.600   9.348   17.869
  B   8.600   3.355   0.960
  C   7.264   3.513   0.800
  D   4.048   6.577   12.770
  E   3.358   6.502   2.533
条件式的参数值
表12表示条件式的参数值。
表12
Figure BDA0000108829320000161
实施例3中的“像高”在望远(Tele)以及中焦距(Mean)时为4.05mm，在广角(Wide)时为3.5mm。
<实施例4>
表13显示实施例4的数据。
表13
  R   D   N   ν   φ   玻璃
  1   32.307   0.70   2.00272   19.32   20.60   EFDS2(HOYA)
  2   23.526   2.76   1.59282   68.63   19.20   FCD505(HOYA)
  3   264.244   0.10   18.40
  4   18.991   2.20   1.61800   63.39   16.80   PCD4(HOYA)
  5   58.375   变量(A)   16.40
  6   516.790   0.75   1.86400   40.58   11.20   L-LAH83(OHARA)
  7*   5.153   2.17   8.00
  8   77.359   0.60   1.73400   51.47   7.80   S-LAL59(OHARA)
  9   8.620   1.64   2.00178   19.32   7.60   M-FDS2(HOYA)
  10*   27.204   变量(B)   7.10
  11   光圈   变量(C)   3.00
  12*   6.395   2.58   1.55332   71.68   6.80   M-FCD500(HOYA)
  13*   -9.072   0.10   7.00
  14   8.250   1.92   1.59282   68.63   6.60   FCD505(HOYA)
  15   -16.916   0.80   1.91082   35.25   6.00   TAFD35(HOYA)
  16   5.352   变量(D)   5.40
  17*   10.334   1.90   1.52528   56.20   8.60   树脂
  18   50.000   变量(E)   8.60
  19   ∞   0.80   1.50000   64.00   8.60   滤光片等
  20   ∞   1.00   8.60
非球面
表14显示非球面数据。
表14
  K   A4   A6   A8   A10
  7   -2   2.12056E-03   1.64790E-05   9.28286E-07   2.12967E-08
  10   0   -4.53229E-04   -1.60320E-06   -7.05893E-08   -7.38068E-10
  12   -3.939   1.01352E-03   -2.87691E-05   9.47128E-07   -4.34385E-08
  13   0   3.20524E-04   8.78674E-06   7.51159E-08   -3.73811E-08
  19   0   -2.96143E-05   4.88863E-06   -2.92650E-07   6.47166E-09
变量
表15表示变量数据。
表15
  Wide   Mean   Tele
  f   5.06   16.04   52.04
  F   3.62   5.24   5.64
  ω   40.93   14.46   4.35
  A   0.601   8.704   16.694
  B   8.600   2.816   0.800
  C   7.109   4.358   0.960
  D   3.879   7.091   12.382
  E   3.780   6.539   2.721
条件式的参数值
表16表示条件式的参数值。
表16
实施例4中的“像高”在望远(Tele)以及中焦距(Mean)时为4.05mm，在广角(Wide)时为3.5mm。
图5～图7依次显示实施例1的变焦镜头在广角、中焦距、以及望远时的像差曲线。
图8～图10依次显示实施例2的变焦镜头在广角、中焦距、以及望远时的像差曲线。
图11～图13依次显示实施例3的变焦镜头在广角、中焦距、以及望远时的像差曲线。
图14～图6依次显示实施例4的变焦镜头在广角、中焦距、以及望远时的像差曲线。
这些图中，球面像差的图中的虚线表示正弦条件，像散的图中的实线表示纬线方向，虚线表示经线方向。注以标记“d”的细线为d线，注以标记“g”的粗线为g线。“Y’”表示最大像高。
在各个实施例中，球面像差中的横轴两端的值为“±0.1”，像散中的横轴两端的值为“±0.1”，弯曲像差中的横轴两端的值为“±10％”，彗星像差中的纵轴两端的值为“±0.1”。
各个实施例中，广角时的半视角均为38度以上，具有充分大的半视角，而且变倍率为8倍以上，而镜片数量却较少，只有10片，在性能上其分辨率能够对应1000万～1500万像素的拍摄元件。
实施例1～4的变焦镜头虽然具有上述良好性能，而且其弯曲像差在中焦距和长焦距时受到有效抑制，但是在广角(短焦距)时却容易发生弯曲像差。
该状态如图19所示，图19A中的标记Im1表示长焦距以及中焦距附近的像面形状，与拍摄元件的受光面大致相同，呈矩形。
对此，以虚线表示的像面形状Im2为短焦距时的像面形状，因负的弯曲像差而成桶形(两端小中间大的形状)。但是该弯曲像差可借助于“电补偿”来补偿。
在现有的各种补偿方法中例如考虑采用以下方法，如图19B所示，对位于从像面形状中心出发与纵向基准线形成θ角度的直线上的某个像素作以下补偿。
如图所示，该像素与受光元件中心相距X，设距离X的弯曲像差为Dis(X)[％]，则该位于上述距离X的像素被补偿为：
100X/{100+Dis(X)}
如此便能够对短焦距时拍摄的图像进行良好的弯曲像差补偿。为了实行该补偿，将短焦距的像高(3.05mm)设为小于中焦距或长焦距时的像高(4.05mm)。

Claims (11)

1.一种变焦镜头，其中从被摄体一方的物方到成像一方的像方依次设置：具有正折射能力的第一组镜片；具有负折射能力的第二组镜片；具有正折射能力的第三组镜片；具有正折射能力的第四组镜片，并在所述第二组镜片和所述第三组镜片之间设置光圈，在从广角向望远变倍时，该变焦镜头移动，使得所述第一组镜片与所述第二组镜片之间的间距增大，所述第二组镜片和所述第三组镜片之间的间距减小，所述第三组镜片与所述第四组镜片之间的间距增大，而且所述第一组镜片和所述第三组镜片处于望远时要比处于广角时更加靠近物方，其特征在于，所述第一组镜片至少包括两片正透镜，该第一组镜片中包含的正透镜中至少两片正透镜的材料相对于d线的折射率nd、以相对于g线、F线、C线的折射率ng、nF、nC以及计算式Pg.F＝(ng-nF)/(nF-nC)来定义的部分分散比Pg.F、以及阿贝值νd满足以下条件(1)～(3)，
(1)1.52＜nd＜1.65
(2)65.0＜νd＜75.0
(3)0.005＜Pg.F-(-0.001802νd+0.6483)＜0.050。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，从广角向望远变倍时第一组镜片的总移动量X1以及整个系统处于望远时的焦距fT满足以下条件(4)，
(4)0.1＜X1/fT＜0.3。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一组镜片中包含的正透镜中满足所述条件(1)～(3)的至少两片正透镜各自的焦距fap以及广角时的焦距fW满足以下条件(5)，
(5)5.0＜fap/fW＜12.0。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一组镜的焦距f1以及广角时的焦距fW满足以下条件(6)。
(6)5.0＜f1/fW＜8.0
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，从广角向望远变倍时所述第一组镜片与所述第二组镜片之间间距的变化量X1-2以及望远时的焦距fT满足以下条件(7)。
(7)0.25＜X1-2/fT＜0.35
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，望远时的镜头全长TLT以及望远时的焦距fT满足以下条件(8)。
(8)0.9＜TLT/fT＜1.1
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一组镜片包含的负透镜的材料的折射率nd_n以及阿贝值νd_n满足以下条件(9)和(10)。
(9)1.8＜nd_n＜2.1
(10)15.0＜νd_n＜35.0
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，所述第一组镜片在光轴上的厚度D1以及广角时的焦距fW满足以下条件(11)。
(11)1.0＜D1/fW＜1.5
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，其中包括读取信息装置，该读取信息装置用摄像元件读取该变焦镜头拍摄的像，该像的弯曲像差的大小在用该摄像元件对信息化数据实行电子处理以进行补偿的允许范围之内。
10.一种照相机，其特征在于，用权利要求1～9中任意一项所述的变焦镜头作为摄影光学系统。
11.一种携带型信息终端装置，其中包含照相机功能部，其特征在于，用权利要求1～9中任意一项所述的变焦镜头作为该照相机功能部的摄影光学系统。
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