CN102890338A

CN102890338A - 变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置

Info

Publication number: CN102890338A
Application number: CN2012102388826A
Authority: CN
Inventors: 藤仓崇
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2013-01-23
Also published as: US8665530B2; JP2013025147A; US20130021674A1; JP5846792B2

Abstract

本发明提供一种变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置。变焦镜头从物体侧起依次具有：正的第1透镜组、负的第2透镜组、正的第3透镜组、正的第4透镜组、负的第5透镜组、正的第6透镜组，第1、第3、第6透镜组固定，第2、第4、第5透镜组移动，第1透镜组包括用于使光路弯折的反射光学元件，第2透镜组由负透镜、以及由负透镜和正透镜构成的接合透镜构成，第3透镜组具有亮度光圈，第4透镜组由正透镜和负透镜构成，第5透镜组由负透镜构成。

Description

变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置

技术领域

本发明涉及变焦镜头，特别涉及光路弯折型的变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置。

背景技术

近年来，在小型照相机中，摄像元件的高像素数化和高感光度化正在发展。其结果，所使用的摄像元件的尺寸变大。对应于摄像元件的尺寸的大型化（高像素化），小型照相机的光学系统也要求小型化、薄型化。作为这种小型、薄型的光学系统，具有如下的光学系统：在光学系统的光路中配置棱镜，利用该棱镜使光路弯折，由此实现薄型化（日本专利第4496460号说明书）。

在日本专利第4496460号说明书中公开了如下的变焦镜头：该变焦镜头由具有正屈光力且变焦中固定的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组、具有负屈光力的第5透镜组、第6透镜组构成，在第1透镜组中包括用于使光轴弯折的反射部件。

但是，日本专利第4496460号说明书的光学系统的棱镜较大，所以，包括该棱镜在内的第1透镜组大型化。并且，透镜系统的全长较长，周边的像差、特别是像散的校正不充分。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供小型且良好地校正了周边像差、特别是像散的变焦镜头、特别适于薄型化的光路弯折型的变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置。

为了解决上述课题、实现目的，本发明的变焦镜头从物体侧起依次包括：具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组、具有负屈光力的第5透镜组、具有正屈光力的第6透镜组，在从广角端向望远端变倍时，第1透镜组、第3透镜组和第6透镜组固定，第2透镜组、第4透镜组和第5透镜组移动，第1透镜组包括用于使光路弯折的反射光学元件，第2透镜组从物体侧起依次由负透镜、以及由负透镜和正透镜构成的接合透镜构成，第3透镜组具有亮度光圈，第4透镜组从物体侧起依次由正透镜和负透镜构成，第5透镜组由负透镜构成。

并且，根据本发明的优选方式，优选满足以下条件式（1）、（2）：

0.5≦f1/√（fw·ft）≦2.0 …（1）

1.0≦pri/IH≦2.5 …（2）

其中，

f1是第1透镜组的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距，

pri是反射光学元件的厚度，

IH是像面上的最大像高。

并且，根据本发明的优选方式，优选满足以下条件式（7）、（8）：

0.5≦f2_a/f2≦3.0 （7）

0.5≦f2_b/f2≦3.0 （8）

其中，

f2是第2透镜组的焦距，

f2_a是第2透镜组内的最靠物体侧的负透镜的焦距，

f2_b是第2透镜组内的最靠像面侧的负透镜的焦距。

并且，根据本发明的优选方式，优选第3透镜组由比亮度光圈更靠物体侧的1个正透镜构成，满足以下条件式（3）：

1.0≦f3/√（fw·ft）≦4.0 …（3）

其中，

f3是第3透镜组的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距。

并且，根据本发明的优选方式，优选第4透镜组的正透镜是双面非球面的透镜，满足以下条件式（4）：

0.5≦f4/√（fw·ft）≦2.0 …（4）

其中，

f4是第4透镜组的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距。

并且，根据本发明的优选方式，优选满足以下条件式（5）：

-2.0≦f4_b/√（fw·ft）≦-0.1 …（5）

其中，

f4_b是第4透镜组的负透镜的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距。

并且，根据本发明的优选方式，优选在从广角端向望远端变倍时，第5透镜组从像侧向物体侧移动，仅利用第5透镜组进行对焦，满足以下条件式（6）：

-2≦f5/√（fw·ft）≦-0.1 …（6）

其中，

f5是第5透镜组的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距。

并且，本发明的摄像装置的特征在于，使用上述变焦镜头和摄像元件。

附图说明

图1A、1B、1C是示出本发明的变焦镜头的实施例1的无限远物点对焦时的结构的沿着光轴的剖视图，图1A示出广角端的状态，图1B示出中间状态，图1C示出望远端的状态。

图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H、图2I、图2J、图2K、图2L是实施例1中的无限远物点对焦时的像差图。

图3A、3B、3C是示出本发明的变焦镜头的实施例2的无限远物点对焦时的结构的沿着光轴的剖视图，图3A示出广角端的状态，图3B示出中间状态，图3C示出望远端的状态。

图4A、图4B、图4C、图4D、图4E、图4F、图4G、图4H、图4I、图4J、图4K、图4L是实施例2中的无限远物点对焦时的像差图。

图5A、5B、5C是示出本发明的变焦镜头的实施例3的无限远物点对焦时的结构的沿着光轴的剖视图，图5A示出广角端的状态，图5B示出中间状态，图5C示出望远端的状态。

图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F、图6G、图6H、图6I、图6J、图6K、图6L是实施例3中的无限远物点对焦时的像差图。

图7A、7B、7C是示出本发明的变焦镜头的实施例4的无限远物点对焦时的结构的沿着光轴的剖视图，图7A示出广角端的状态，图7B示出中间状态，图7C示出望远端的状态。

图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图8H、图8I、图8J、图8K、图8L是实施例4中的无限远物点对焦时的像差图。

图9是示出组入了本发明的光学系统的数字照相机40的外观的前方立体图。

图10是数字照相机40的后方立体图。

图11是示出数字照相机40的光学结构的剖视图。

图12是内置有本发明的光学系统作为物镜光学系统的信息处理装置的一例即个人计算机300的打开罩的状态的前方立体图。

图13是个人计算机300的摄影光学系统303的剖视图。

图14是个人计算机300的侧视图。

图15A、15B、15C是示出内置有本发明的光学系统作为摄影光学系统的信息处理装置的一例即移动电话的图，图15A是移动电话400的主视图，图15B是侧视图，图15C是摄影光学系统405的剖视图。

具体实施方式

对实施方式的变焦镜头进行说明。本实施方式的变焦镜头的特征在于，该变焦镜头从物体侧起依次由具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组、具有负屈光力的第5透镜组、具有正屈光力的第6透镜组构成，在从广角端向望远端变倍时，第1透镜组、第3透镜组和第6透镜组固定，第2透镜组、第4透镜组和第5透镜组移动，第1透镜组包括用于使光路弯折的反射光学元件，第2透镜组从物体侧起依次由负透镜、以及由负透镜和正透镜构成的接合透镜构成，第3透镜组具有亮度光圈，第4透镜组从物体侧起依次由正透镜和负透镜构成，第5透镜组由负透镜构成。

并且，本实施方式的变焦镜头满足以下条件式（1）、（2）：

0.5≦f1/√（fw·ft）≦2.0 …（1）

1.0≦pri/IH≦2.5 …（2）

其中，

f1是第1透镜组的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距，

pri是反射光学元件的厚度，

IH是像面上的最大像高。

本实施方式的变焦镜头具有6个透镜组。因此，能够使必要的屈光力分散到多个透镜组。并且，能够确保必要的光学性能并削减各透镜组的透镜个数。其结果，能够缩短光学系统的全长。

特别地，在本实施方式的变焦镜头中，利用2个透镜构成第4透镜组，并且，在变倍时使第5透镜组移动。这样，能够在不占用空间且抑制了色差、像面弯曲的状态下，进行变倍（变焦）和对焦。

第1透镜组具有正屈光力，具有用于使光路弯折的反射光学元件。通过使第1透镜组具有正屈光力，能够减小Fno的值，并且能够实现光学系统的全长的缩短。并且，通过在第1透镜组中使用使光路弯折的反射光学元件、例如棱镜，能够使光学系统薄型化。

第2透镜组从物体侧起依次由负透镜、以及由负透镜和正透镜构成的接合透镜构成。根据这种结构，能够以较少的移动量发挥变倍作用，并且能够抑制倍率色差/轴上色差的产生。另外，优选正透镜使用高折射率高分散的玻璃。

第4透镜组从物体侧起依次由正透镜和负透镜构成。根据这种结构，能够抑制像差并缩短光学系统的全长。

第5透镜组由负透镜构成。根据这种结构，能够使光学系统小型化、薄型化。特别地，通过使用非球面透镜，能够进一步抑制对焦时的像散的产生。

而且，本实施方式的变焦镜头满足上述条件式（1）、（2）。

当高于条件式（1）的上限时，相对于变倍比，第1透镜组的屈光力过小。该情况下，通过第1透镜组的光线的高度（光线高）变高。因此，棱镜大型化，全长变长。并且，Fno也变大（成为较暗的透镜系统）。另一方面，当低于条件式（1）的下限时，相对于变倍比，第1透镜组的屈光力过大。因此，明显产生倍率色差和像散，所以，难以校正这些像差。

当高于条件式（2）的上限时，第1透镜组变大，所以，入射到第1透镜组的光线的高度变高。因此，难以使光学系统小型化。并且，难以校正倍率色差、像散。另一方面，当低于条件式（2）的下限时，广角端的视场角变窄，而且望远端的Fno变大（成为较暗的光学系统）。另外，在像面的位置配置摄像元件的情况下，IH是摄像元件的摄像面中的对角长。

这里，优选的是，代替条件式（1），满足以下条件式（1’）。。

0.7≦f1/√fw·ft≦1.6 …（1’）

并且，更加优选的是，代替条件式（1），满足以下条件式（1”）。

1.1≦f1/√fw·ft≦1.3 …（1”）

这里，优选的是，代替条件式（2），满足以下条件式（2’）。

1.5≦pri/IH≦2.2 …（2’）

并且，更加优选的是，代替条件式（2），满足以下条件式（2”）。

1.8≦pri/IH≦2.0 …（2”）

本实施方式的变焦镜头满足以下条件式（7）、（8）：

0.5≦f2_a/f2≦3.0 （7）

0.5≦f2_b/f2≦3.0 （8）

其中，

f2是第2透镜组的焦距，

f2_a是第2透镜组内的最靠物体侧的负透镜的焦距，

f2_b是第2透镜组内的最靠像面侧的负透镜的焦距。

当高于条件式（7）、（8）的上限时，第2透镜组内的负透镜的屈光力过小，第2透镜组的移动量增加。因此，无法确保移动空间。

当低于条件式（7）、（8）的下限时，第2透镜组内的负透镜的屈光力过大，珀兹瓦尔和变大。因此，产生像面弯曲。

这里，优选的是，代替条件式（7），满足以下条件式（7’）。

0.7≦f2_a/f2≦2.5（7’）

这里，优选的是，代替条件式（8），满足以下条件式（8’）。

0.8≦f2_b/f2≦2.0（8’）

并且，本实施方式的变焦镜头优选第3透镜组由比亮度光圈更靠物体侧的1个正透镜构成，满足以下条件式（3）：

1.0≦f3/√（fw·ft）≦4.0 …（3）

其中，

f3是第3透镜组的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距。

通过在比亮度光圈更靠物体侧的位置配置正透镜，能够将光线高抑制为较低。并且，透镜为1个，所以，不占用光轴方向的空间。其结果，能够抑制入射到比亮度光圈更靠像侧的透镜组的光线的高度。其结果，能够使光学系统小型化（薄型化），并抑制慧差的产生。

当高于条件式（3）的上限时，入射到第4透镜组的光线的高度变高。该情况下，在第4透镜组中产生慧差。另一方面，当低于条件式（3）的下限时，第3透镜组的屈光力过大。因此，在第3透镜组中产生慧差。

这里，优选的是，代替条件式（3），满足以下条件式（3’）。

1.2≦f3/√（fw·ft）≦3.0 …（3’）

并且，更加优选的是，代替条件式（3），满足以下条件式（3”）。

1.4≦f3/√（fw·ft）≦2.6 …（3”）

并且，本实施方式的变焦镜头优选第4透镜组的正透镜是双面非球面的透镜，满足以下条件式（4）：

0.5≦f4/√（fw·ft）≦2.0 …（4）

其中，

f4是第4透镜组的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距。

第4透镜组由正透镜和负透镜构成，但是，优选正透镜为双面非球面的透镜。这样，能够抑制慧差。

当高于条件式（4）的上限时，第4透镜组的移动量增加，所以全长变长。另一方面，当低于条件式（4）的下限时，第4透镜组的屈光力过大。其结果，难以校正在第4透镜组内产生的慧差、轴上/倍率色差。

这里，优选的是，代替条件式（4），满足以下条件式（4’）。

0.7≦f4/√fw·ft≦1.5 …（4’）

并且，更加优选的是，代替条件式（4），满足以下条件式（4”）。

0.8≦f4/√fw·ft≦1.1 …（4”）

另外，第4透镜组的负透镜优选为弯月透镜。这样，能够抑制珀兹瓦尔和。

并且，本实施方式的变焦镜头优选满足以下条件式（5）：

-2.0≦f4_b/√（fw·ft）≦-0.1 …（5）

其中，

f4_b是第4透镜组的负透镜的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距。

通过第3透镜组，在第4透镜组中将光线的高度抑制为较低。因此，优选使在第4透镜组内的像侧配置的负透镜具有适当的屈光力。通过满足条件式（5），能够抑制慧差的产生量，并校正珀兹瓦尔和。

当高于条件式（5）的上限时，难以校正慧差。另一方面，当低于条件式（5）的下限时，难以校正珀兹瓦尔和，所以像面弯曲。

这里，优选的是，代替条件式（5），满足以下条件式（5’）。

-1.5≦f4_b/√（fw·ft）≦-0.3 …（5’）

并且，更加优选的是，代替条件式（5），满足以下条件式（5”）。

-1.1≦f4_b/√（fw·ft）≦-0.5 …（5”）

并且，本实施方式的变焦镜头优选在从广角端向望远端变倍时，第5透镜组从像侧向物体侧移动，仅利用第5透镜组进行对焦，满足以下条件式（6）：

-2≦f5/√（fw·ft）≦-0.1 …（6）

其中，

f5是第5透镜组的焦距，

fw是广角端的变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的变焦镜头总体的焦距。

在从广角端向望远端变倍时，第5透镜组从像面侧向物体侧移动，由此，能够抑制像面变动并确保对焦用的空间。利用第5透镜组进行对焦，由此，能够确保微距的光学性能。

当低于条件式（6）的下限时，第5透镜组的移动量增加。因此，无法确保对焦时的移动空间。另一方面，当高于条件式（6）的上限时，难以校正慧差。进而，也难以抑制对焦时的像面变动。

这里，优选的是，代替条件式（6），满足以下条件式（6’）。

-1.8≦f5/√（fw·ft）≦-0.5 …（6’）

并且，更加优选的是，代替条件式（6），满足以下条件式（6”）。

-1.6≦f5/√（fw·ft）≦-0.6 …（6”）

并且，本实施方式的摄像装置优选使用上述变焦镜头和摄像元件。由此，能够实现使用小型且良好地校正了周边像差、特别是像散的变焦镜头、特别适于薄型化的光路弯折型的变焦镜头的摄像装置。

下面，根据附图对变焦镜头和摄像装置的实施例进行详细说明。另外，本发明不由该实施例限定。并且，屈光力的正负基于近轴曲率半径。并且，在各实施例的数值数据中，r1、d1和r24、d23示出假想面及其位置。附图中也记载了这些标号，但是，没有图示假想面。

接着，对实施例1的变焦镜头进行说明。图1A、1B、1C是示出本发明的变焦镜头的实施例1的无限远物点对焦时的结构的沿着光轴的剖视图，图1A示出广角端的状态，图1B示出中间状态，图1C示出望远端的状态。

图2A～图2L是实施例1中的无限远物点对焦时的像差图，图2A、图2B、图2C、图2D分别示出广角端的状态下的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变（DT）、倍率色差（CC），图2E、图2F、图2G、图2H分别示出中间焦距状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色差，图2I、图2J、图2K、图2L分别示出望远端的状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色差。

并且，FIY表示像高。另外，像差图中的标号在后述实施例中相同。

如图1所示，实施例1的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、正屈光力的第3透镜组G3、正屈光力的第4透镜组G4、负屈光力的第5透镜组G5、正屈光力的第6透镜组G6。另外，在以下全部实施例中，在透镜截面中，C表示玻璃罩，I表示摄像元件的摄像面。并且，S是亮度光圈（开口光圈），包含在第3透镜组G3中。并且，作为用于使光路弯折的反射光学元件，使用棱镜。

第1透镜组G1由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L1、棱镜L2、双凸正透镜L3构成。

第2透镜组G2从物体侧起依次由双凹负透镜L4、双凹负透镜L5、凸面朝向物体侧的正弯月透镜L6构成。这里，双凹负透镜L5和凸面朝向物体侧的正弯月透镜L6被接合，形成接合透镜。

第3透镜组G3由凸平透镜L7和亮度光圈S构成。凸平透镜L7位于比开口光圈S更靠物体侧的位置。

第4透镜组G4从物体侧起依次由双凸正透镜L8和凸面朝向物体侧的负弯月透镜L9构成。

第5透镜组G5由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L10构成。

第6透镜组G6由双凸正透镜L11构成。

在从广角端向望远端变倍时，第1透镜组G1固定，第2透镜组G2向像侧移动，第3透镜组G3固定，第4透镜组G4向物体侧移动，第5透镜组G5向物体侧移动，第6透镜组G6固定。

非球面用于第1透镜组G1的双凸正透镜L3的两侧面、第3透镜组G3的凸平透镜L7的物体侧面、第4透镜组G4的双凸正透镜L8的两侧面、第6透镜组G6的双凸正透镜L11的两侧面的7个面。

接着，对实施例2的变焦镜头进行说明。图3A、3B、3C是示出本发明的变焦镜头的实施例2的无限远物点对焦时的结构的沿着光轴的剖视图，图3A示出广角端的状态，图3B示出中间状态，图3C示出望远端的状态。

图4A～图4L是实施例2中的无限远物点对焦时的像差图，图4A、图4B、图4C、图4D分别示出广角端的状态下的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变（DT）、倍率色差（CC），图4E、图4F、图4G、图4H分别示出中间焦距状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色差，图4I、图4J、图4K、图4L分别示出望远端的状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色差。

并且，FIY表示像高。

如图3所示，实施例2的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、正屈光力的第3透镜组G3、正屈光力的第4透镜组G4、负屈光力的第5透镜组G5、正屈光力的第6透镜组G6。

第5透镜组G5由双凹负透镜L10构成。

第6透镜组G6由双凸正透镜L11构成。

非球面用于第1透镜组G1的双凸正透镜L3的物体侧面、第3透镜组G3的凸平透镜L7的物体侧面、第4透镜组G4的双凸正透镜L8的两侧面、第5透镜组G5的双凹负透镜L10的物体侧面、第6透镜组G6的双凸正透镜L11的像侧面的6个面。

接着，对实施例3的变焦镜头进行说明。图5A、5B、5C是示出本发明的变焦镜头的实施例3的无限远物点对焦时的结构的沿着光轴的剖视图，图5A示出广角端的状态，图5B示出中间状态，图5C示出望远端的状态。

图6A～图6L是实施例3中的无限远物点对焦时的像差图，图6A、图6B、图6C、图6D分别示出广角端的状态下的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变（DT）、倍率色差（CC），图6E、图6F、图6G、图6H分别示出中间焦距状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色差，图6I、图6J、图6K、图6L分别示出望远端的状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色差。

并且，FIY表示像高。

如图5所示，实施例3的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、正屈光力的第3透镜组G3、正屈光力的第4透镜组G4、负屈光力的第5透镜组G5、正屈光力的第6透镜组G6。

第5透镜组G5由双凹负透镜L10构成。

第6透镜组G6由凸面朝向物体侧的正弯月透镜L11构成。

非球面用于第1透镜组G1的双凸正透镜L3的物体侧面、第3透镜组G3的凸平透镜L7的物体侧面、第4透镜组G4的双凸正透镜L8的两侧面、第5透镜组G5的双凹负透镜L10的两侧面、第6透镜组G6的凸面朝向物体侧的正弯月透镜L11的物体侧面的7个面。

接着，对实施例4的变焦镜头进行说明。图7A、7B、7C是示出本发明的变焦镜头的实施例4的无限远物点对焦时的结构的沿着光轴的剖视图，图7A示出广角端的状态，图7B示出中间状态，图7C示出望远端的状态。

图8A～图8L是实施例4中的无限远物点对焦时的像差图，图8A、图8B、图8C、图8D分别示出广角端的状态下的球面像差（SA）、像散（AS）、畸变（DT）、倍率色差（CC），图8E、图8F、图8G、图8H分别示出中间焦距状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色差，图8I、图8J、图8K、图8L分别示出望远端的状态下的球面像差、像散、畸变、倍率色差。

并且，FIY表示像高。

如图7所示，实施例4的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、正屈光力的第3透镜组G3、正屈光力的第4透镜组G4、负屈光力的第5透镜组G5、正屈光力的第6透镜组G6。

第5透镜组G5由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L10构成。

第6透镜组G6由双凸正透镜L11构成。

非球面用于第1透镜组G1的双凸正透镜L3的物体侧面、第3透镜组G3的凸平透镜L7的物体侧面、第4透镜组G4的双凸正透镜L8的两侧面、第5透镜组G5的凸面朝向物体侧的负弯月透镜L10的两侧面、第6透镜组G6的双凸正透镜L11的两侧面的7个面。

接着，揭示构成上述各实施例的变焦镜头的光学部件的数值数据。另外，在各实施例的数值数据中，r1、r2、…表示各透镜面的曲率半径，d1、d2、…表示各透镜的壁厚或空气间隔、nd1、nd2、…表示各透镜在d线上的折射率，νd1、νd2、…表示各透镜的阿贝数，*记号表示非球面，焦距表示变焦镜头总体的焦距，FNO.表示F数，ω表示半视场角、fb表示后焦点。并且，变焦数据从左侧起表示广角端WE、中间焦距状态ST2、望远端TE、广角端与中间焦距状态之间的状态ST1、从中间焦距状态到望远端之间的状态ST3的数据。

并且，光轴方向取为z，与光轴正交的方向取为y，在设圆锥系数为K、非球面系数为A4、A6、A8、A10时，非球面形状由下式表示。

z=（y²/r）/[1+{1-（1+K）（y/r）²}^1/2]

+A4y⁴+A6y⁶+A8y⁸+A10y¹⁰

并且，e表示10的乘方。另外，这些各个值的标号在后述实施例的数值数据中相同。

数值实施例1

单位mm

面数据

非球面数据

第6面

K=-0.774

A4=-6.99084e-05,A6=-1.63964e-06

第7面

K=-0.604

A4=1.85716e-05,A6=-1.06515e-06

第13面

K=-1.175

A4=3.45070e-05,A6=-1.39300e-05

第16面

K=-2.714

A4=1.15704e-03,A6=-2.57943e-06

第17面

K=0.000

A4=1.77061e-03,A6=-1.33371e-05

第22面

K=-5.000

A4=-1.33394e-04,A6=1.40162e-05

第23面

K=0.000

A4=-1.06788e-03,A6=2.28369e-05

变焦数据

组焦距

f1=12.12 f2=-6.19 f3=15.69 f4=10.16 f5=-8.00 f6=16.56

数值实施例2

单位mm

面数据

非球面数据

第6面

K=-2.954

A4=5.02895e-05,A6=-1.18713e-06

第13面

K=-1.969

A4=1.04106e-04,A6=-1.38113e-05

第16面

K=-2.313

A4=1.74342e-03,A6=-4.00607e-05

第17面

K=0.413

A4=1.62982e-03,A6=-3.16420e-05

第20面

K=5.000

A4=-8.14081e-05,A6=-1.27850e-04

第23面

K=4.067

A4=2.12756e-03,A6=-1.34525e-04,A8=3.63385e-06

变焦数据

组焦距

f1=13.64 f2=-6.91 f3=28.00 f4=9.74 f5=-12.94 f6=17.08

数值实施例3

单位mm

面数据

非球面数据

第6面

K=-1.750

A4=-9.00224e-06,A6=-7.85006e-07,A8=-2.35555e-09

第13面

K=-3.586

A4=2.10649e-04,A6=-3.26039e-05,A8=2.19504e-06

第16面

K=-2.046

A4=9.94381e-04,A6=-5.98107e-06,A8=-1.31721e-06

第17面

K=0.334

A4=1.56279e-03,A6=-1.78961e-05,A8=-8.58221e-07

第20面

K=-5.000

A4=5.13699e-04,A6=-1.42025e-04,A8=1.14173e-05

第21面

K=5.000

A4=4.00731e-04,A6=-8.42378e-05,A8=1.07902e-05

第22面

K=4.901

A4=-7.22257e-04,A6=-2.68119e-07

变焦数据

组焦距

f1=13.30 f2=-6.68 f3=26.00 f4=9.94 f5=-15.34 f6=22.79

数值实施例4

单位mm

面数据

非球面数据

第6面

K=-1.548

A4=-2.61396e-05,A6=-1.27932e-06,A8=1.94027e-08

第13面

K=0.000

A4=-8.81824e-05,A6=-1.41002e-05

第16面

K=-0.992

A4=-1.17964e-04,A6=3.03532e-05

第17面

K=-5.000

A4=8.05435e-04

第20面

K=0.000

A4=-6.92507e-05

第21面

K=0.000

A4=-1.65965e-04,A6=2.64891e-05,A8=2.17819e-06

第22面

K=0.000

A4=7.75246e-04,A6=3.31851e-05

第23面

K=0.000

A4=2.23602e-03

变焦数据

组焦距

f1=12.29 f2=-6.52 f3=23.00 f4=10.49 f5=-13.67 f6=12.35

以下示出各实施例的条件式对应值。

另外，如上所述的本发明的成像（摄像）光学系统能够应用于利用CCD或CMOS等电子摄像元件拍摄物体像的摄像装置、特别是数字照相机或摄像机、信息处理装置的例子即个人计算机、电话、便携终端、特别是便于携带的移动电话等。下面例示其实施方式。另外，在各实施方式中，为了简便，例示了光路为一条直线的光学系统，但是，当然也可以代替该光学系统，而应用光路弯折的变焦镜头。

图9～图11示出在数字照相机的摄影光学系统41中组入本发明的成像光学系统的结构的概念图。图9是示出数字照相机40的外观的前方立体图，图10是其后方立体图，图11是示出数字照相机40的光学结构的剖视图。

在该例子的情况下，数字照相机40包括具有摄影用光路42的摄影光学系统41、具有取景用光路44的取景光学系统43、快门按钮45、闪光灯46、液晶显示监视器47等。而且，当摄影者按压在照相机40的上部配置的快门按钮45时，与其连动地，通过摄影光学系统41、例如实施例1的变焦镜头48进行摄影。

由摄影光学系统41形成的物体像形成在CCD49的摄像面上。由该CCD49接受的物体像经由图像处理单元51，作为电子图像显示在设于照相机背面的液晶显示监视器47中。并且，在该图像处理单元51配置有存储器等，能够记录所拍摄的电子图像。另外，该存储器可以与图像处理单元51分开设置，可以构成为通过软盘、存储卡、MO等以电子方式进行记录写入。

进而，在取景用光路44上配置有取景用物镜光学系统53。该取景用物镜光学系统53由罩透镜54、第1棱镜10、开口光圈2、第2棱镜20、对焦用透镜66构成。通过该取景用物镜光学系统53在成像面67上形成物体像。该物体像形成在作为像正立部件的帕罗棱镜55的视野框57上。在该帕罗棱镜55的后方配置有将成为正立正像的像导入观察者眼球E的目镜光学系统59。

根据这样构成的数字照相机40，能够实现具有小型化、薄型化的变焦镜头的电子摄像装置。

并且，摄影光学系统41具有一体化的自动对焦机构500。通过搭载自动对焦机构500，能够在所有被摄体距离上进行对焦。

并且，优选使摄影光学系统41和电子摄像元件芯片（电子摄像元件）一体化。

通过使电子摄像元件一体化，能够使基于变焦镜头的光学像电信号化。并且，选择能够在图像中央部和周边部减轻图像亮度变化的电子摄像元件，能够提供小型且高性能的数字照相机（摄像装置）。

接着，图12～图14示出内置有本发明的变焦镜头作为物镜光学系统的信息处理装置的一例即个人计算机。图12是个人计算机300的打开罩的状态的前方立体图，图13是个人计算机300的摄影光学系统303的剖视图，图14是图12的侧视图。如图12～图14所示，个人计算机300具有键盘301、信息处理单元或记录单元、监视器302、摄影光学系统303。

这里，键盘301用于供操作者从外部输入信息。信息处理单元或记录单元省略图示。监视器302用于对操作者显示信息。摄影光学系统303用于拍摄操作者自身或周边的像。监视器302可以是液晶显示元件或CRT显示器等。作为液晶显示元件，具有通过未图示的背景灯从背面进行照明的透射型液晶显示元件、反射来自前面的光而进行显示的反射型液晶显示元件。并且，图中，摄影光学系统303内置在监视器302的右上方，但是，不限于该位置，也可以是监视器302周围、键盘301周围的任意位置。

该摄影光学系统303在摄影光路304上具有例如由实施例1的变焦镜头构成的物镜光学系统100、接受像的电子摄像元件芯片162。它们内置在个人计算机300中。

在镜框的前端配置有用于保护物镜光学系统100的玻璃罩102。并且，在电子摄像元件芯片162的前面侧配置有玻璃罩CG。

由电子摄像元件芯片162接受的物体像经由端子166被输入到个人计算机300的处理单元。然后，物体像最终作为电子图像显示在监视器302中。作为其一例，图12示出操作者拍摄的图像305。并且，该图像305能够经由处理单元从远方显示在通信对方的个人计算机中。向远方的图像传递利用因特网或电话。

并且，物镜光学系统100（变焦镜头）具有一体化的自动对焦机构500。通过搭载自动对焦机构500，能够在所有被摄体距离上进行对焦。

并且，优选使物镜光学系统100（变焦镜头）和电子摄像元件芯片162（电子摄像元件）一体化。

通过使电子摄像元件一体化，能够使基于变焦镜头的光学像电信号化。并且，选择能够在图像中央部和周边部减轻图像亮度变化的电子摄像元件，能够提供小型且高性能的个人计算机（摄像装置）。

接着，图15示出内置有本发明的变焦镜头作为摄影光学系统的信息处理装置的一例即电话、特别是便于携带的移动电话。图15A是移动电话400的主视图，图15B是侧视图，图15C是摄影光学系统405的剖视图。如图15A、15B、15C所示，移动电话400具有麦克风部401、扬声器部402、输入按钮403、监视器404、摄影光学系统405、天线406、处理单元。

这里，麦克风部401用于输入操作者的声音作为信息。扬声器部402用于输出通话对方的声音。输入按钮403用于供操作者输入信息。监视器404用于显示操作者自身或通话对方等的摄影像、电话号码等的信息。天线406用于进行通信电波的发送和接收。处理单元（未图示）用于进行图像信息、通信信息、输入信号等的处理。

这里，监视器404是液晶显示元件。并且，图中，各结构的配置位置没有特别限制。该摄影光学系统405具有配置在摄影光路407上的物镜光学系统100、接受物体像的电子摄像元件芯片162。作为物镜光学系统100，例如使用实施例1的变焦镜头。它们内置在移动电话400中。

在镜框的前端配置有用于保护物镜光学系统100的玻璃罩102。

由电子摄像元件芯片162接受的物体像经由端子166被输入到未图示的图像处理单元。然后，物体像最终作为电子图像显示在监视器404或通信对方的监视器或这双方中。并且，处理单元包含信号处理功能。在对通信对方发送图像的情况下，通过该功能，将由电子摄像元件芯片162接受的物体像的信息转换成可发送的信号。

通过使电子摄像元件一体化，能够使基于变焦镜头的光学像电信号化。并且，选择能够在图像中央部和周边部减轻图像亮度变化的电子摄像元件，能够提供小型且高性能的移动电话（摄像装置）。

另外，本发明能够在不脱离其主旨的范围内取得各种变形例。

如上所述，本发明适用于小型且良好地校正了周边像差、特别是像散的变焦镜头、特别适于薄型化的光路弯折型的变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置。

根据本发明，能够提供小型且良好地校正了周边像差、特别是像散的变焦镜头、特别适于薄型化的光路弯折型的变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置。

Claims

1.一种变焦镜头，其中，

该变焦镜头从物体侧起依次包括：具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组、具有负屈光力的第5透镜组、具有正屈光力的第6透镜组，

在从广角端向望远端变倍时，所述第1透镜组、所述第3透镜组和所述第6透镜组固定，所述第2透镜组、所述第4透镜组和所述第5透镜组移动，

所述第1透镜组包括用于使光路弯折的反射光学元件，

所述第2透镜组从物体侧起依次由负透镜、以及由负透镜和正透镜构成的接合透镜构成，

所述第3透镜组具有亮度光圈，

所述第4透镜组从物体侧起依次由正透镜和负透镜构成，

所述第5透镜组由负透镜构成。

2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，

该变焦镜头满足以下条件式（1）、（2）：

0.5≦f1/√（fw·ft）≦2.0 …（1）

1.0≦pri/IH≦2.5 …（2）

其中，

f1是所述第1透镜组的焦距，

fw是广角端的所述变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的所述变焦镜头总体的焦距，

pri是所述反射光学元件的厚度，

IH是像面上的最大像高。

3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，

该变焦镜头满足以下条件式（7）、（8）：

0.5≦f2_a/f2≦3.0 （7）

0.5≦f2_b/f2≦3.0 （8）

其中，

f2是第2透镜组的焦距，

f2_a是第2透镜组内的最靠物体侧的负透镜的焦距，

f2_b是第2透镜组内的最靠像面侧的负透镜的焦距。

4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，

所述第3透镜组由比所述亮度光圈更靠物体侧的1个正透镜构成，

所述变焦镜头满足以下条件式（3）：

1.0≦f3/√（fw·ft）≦4.0 …（3）

其中，

f3是所述第3透镜组的焦距，

fw是广角端的所述变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的所述变焦镜头总体的焦距。

5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，

第4透镜组的正透镜是双面非球面的透镜，

所述变焦镜头满足以下条件式（4）：

0.5≦f4/√（fw·ft）≦2.0 …（4）

其中，

f4是所述第4透镜组的焦距，

fw是广角端的所述变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的所述变焦镜头总体的焦距。

6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，

该变焦镜头满足以下条件式（5）：

-2.0≦f4_b/√（fw·ft）≦-0.1 …（5）

其中，

f4_b是所述第4透镜组的所述负透镜的焦距，

fw是广角端的所述变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的所述变焦镜头总体的焦距。

7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，

在从广角端向望远端变倍时，所述第5透镜组从像侧向物体侧移动，仅利用所述第5透镜组进行对焦，

所述变焦镜头满足以下条件式（6）：

-2≦f5/√（fw·ft）≦-0.1 …（6）

其中，

f5是所述第5透镜组的焦距，

fw是广角端的所述变焦镜头总体的焦距，

ft是望远端的所述变焦镜头总体的焦距。

8.一种摄像装置，其中，该摄像装置具有摄像元件和权利要求1所述的变焦镜头。