CN103309023A - 变焦镜头和摄像设备 - Google Patents

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CN103309023A CN2013100590875A CN201310059087A CN103309023A CN 103309023 A CN103309023 A CN 103309023A CN 2013100590875 A CN2013100590875 A CN 2013100590875A CN 201310059087 A CN201310059087 A CN 201310059087A CN 103309023 A CN103309023 A CN 103309023A
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Abstract

本发明涉及变焦镜头和摄像设备。一种变焦镜头，包括从物体侧到像侧按顺序布置的具有正屈折力的固定第一透镜组、具有负屈折力并且在光轴方向上可移动的第二透镜组、具有正屈折力的固定第三透镜组、具有负屈折力并且在光轴上可移动的第四透镜组、以及固定的第五透镜组。满足以下表达式：0.5<fl/(fw·ft)1/2<1.8；-0.4<f3/f5<0.4。其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。

Description

变焦镜头和摄像设备
技术领域
本技术涉及变焦镜头和摄像设备。更具体来说，本技术涉及如下技术领域：变焦比为约3到8倍并且广角端的视角约为55°到80°并且适合用于数字摄像机、数字静止照相机等的变焦镜头，和包括变焦镜头的摄像设备。
背景技术
近年来，随着诸如数字摄像机或数字静止照相机的使用固态摄像装置的摄像设备的普及，需要更高的画面质量。特别的是，为了获得丰富的层次表现或利用拾取图像的模糊的表现，需要与更大的摄像装置兼容的明亮透镜。
通常，透镜大小随着透镜的图像圆或孔径的增大而增大。然而，也强烈需要考虑便携性的透镜的小型化。
同时，为了实现高质量与运动图像摄像过程中的变焦或聚焦时的静音性之间的兼容性，也需要这样的透镜：其包括高质量的变焦机构或聚焦机构，使用该变焦机构或聚焦机构，在摄像过程中较不太可能产生图像抖动或图像跳动（image skipping）。
通常，如果减小在变焦或聚焦时沿光轴方向移动的透镜组的数量以减小重量，那么容易实现高质量与变焦或聚焦时的静音性之间的兼容性。
在日本特开No.2011-247962（以下称为专利文献1）中已知并公开了适合于与使用APS-C大小的摄像装置的照相机一起使用的变焦镜头。使用该变焦镜头，实现了聚焦组的重量的充分减小。
专利文献1中公开的变焦镜头包括从物体侧按顺序布置的具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组、具有负屈折力的第四透镜组以及第五透镜组。
在日本特开No.2010-185942（以下称为专利文献2）中公开了能够容易地实现高质量与变焦或聚焦时的静音性之间的兼容性的另一变焦镜头。该变焦镜头是内变焦型和内聚焦型变焦镜头，其光学系统的整体长度在变焦和聚焦时不变化。
专利文献2中公开的变焦镜头包括从物体侧按顺序布置的具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组、具有正屈折力的第四透镜组以及具有正屈折力的第五透镜组。
发明内容
但是，专利文献1中公开的变焦镜头被配置成在变焦时包括重量最大的第一透镜组在内的所有透镜组沿光轴向物体侧分别移动。因此，在变焦机构中使用复杂机械结构和驱动力大的驱动机构。
如果机械结构复杂，那么变得难以抑制沿光轴方向移动的透镜组之间的相对偏心。因此，变得难以在摄像期间执行不太可能产生图像抖动或图像跳动的高质量的变焦，并且变得难以确保高画面质量。
此外，如果驱动机构的驱动力增大，那么由驱动机构产生的噪声增大，导致难以确保静音性。
因此，利用专利文献1中公开的变焦镜头，难以实现高质量与在摄取运动图像过程中变焦时的静音性之间的兼容性。
同时，专利文献2中公开的变焦镜头被配置成包括从物体侧按顺序布置的具有正屈折力的第一透镜组、具有负屈折力的第二透镜组、具有正屈折力的第三透镜组、具有正屈折力的第四透镜组以及具有正屈折力的第五透镜组。在变焦时，第二透镜组和第五透镜组沿光轴方向分别移动，在聚焦时，第四透镜组沿光轴方向移动。
因此，在试图形成与大尺寸的摄像装置兼容的变焦镜头的情况下，透镜组的大小变大。而且用于移动透镜组的驱动机构的大小也增大。因此，随着大小和变焦镜头重量的增大，变焦镜头的便携性劣化。
因此，期望提供一种变焦镜头和摄像设备，其解决了上述问题并且能够确保高画面质量与变焦和聚焦时的静音性之间的兼容性，并确保在减小大小和重量的同时在整个变焦范围上的良好成像性能。
根据本技术的一种模式，提供了一种变焦镜头，包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组以及第五透镜组。第一透镜组具有正屈折力并且在光轴方向上固定。第二透镜组具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以执行变焦动作。第三透镜组具有正屈折力并且在光轴方向上固定。第四透镜组具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化。第五透镜组在光轴方向上固定。第一、第二、第三、第四以及第五透镜从物体侧到像侧按顺序布置。所述变焦镜头满足以下表达式（1）和（2）：
(1)0.5<f1/(fw·ft)1/2<1.8
(2)-0.4<f3/f5<0.4
其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。
由于如上所述地配置变焦镜头，因此优化了第一透镜组、第三透镜组以及第五透镜组的屈折力。
优选的是，所述变焦镜头还满足以下表达式（3）
(3)0.6<β5<1.6
其中β5是第五透镜组的横向倍率。
在变焦镜头满足条件表达式（3）的情况下，可以小型化镜头并优化出射光瞳距离。
优选的是，在第二透镜组与第三透镜组之间布置有孔径光阑。
在第二透镜组与第三透镜组之间布置有孔径光阑的情况下，优化了经过前透镜和后透镜的光线的高度。
优选的是，第三透镜组在基本上垂直于光轴的方向上能够部分地移动，以允许校正图像模糊。
在第三透镜组在基本上垂直于光轴的方向上能够部分地移动，以允许校正图像模糊的情况下，由于第三透镜组在光轴方向上固定，因此有利于第三透镜组的驱动机构的布局。
优选的是，第五透镜组包括从物体侧到像侧按顺序设置的正透镜和负透镜，并且所述变焦镜头还满足以下表达式（4）和（5）：
(4)nd51-nd52<-0.35
(5)νd51-νd52>15
其中nd51是第五透镜组的正透镜在d线上的折射率；nd52是第五透镜组的负透镜在d线上的折射率；νd51是第五透镜组的正透镜在d线上的阿贝数；以及νd52是第五透镜组的负透镜在d线上的阿贝数。
在第五透镜组被配置成从物体侧到像侧按顺序设置正透镜和负透镜，并且所述变焦镜头满足表达式（4）和（5）的情况下，优化了第五透镜组的正透镜和负透镜的折射率和阿贝数的关系。
根据本技术的另一模式，还提供了一种摄像设备，包括：变焦镜头；和摄像装置，被配置成将由所述变焦镜头形成的光学图像转换成电信号。所述变焦镜头包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组以及第五透镜组。第一透镜组具有正屈折力并且在光轴方向上固定。第二透镜组具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以执行变焦动作。第三透镜组具有正屈折力并且在光轴方向上固定。第四透镜组具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化。第五透镜组在光轴方向上固定。第一、第二、第三、第四以及第五透镜组从物体侧到像侧按顺序布置。所述变焦镜头满足以下表达式（1）和（2）：
(1)0.5<f1/(fw·ft)1/2<1.8
(2)-0.4<f3/f5<0.4
其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。
由于按如上所述的方式配置摄像设备，优化了第一透镜组、第三透镜组以及第五透镜组的屈折力。
利用本技术的变焦镜头和摄像设备，在确保大小和重量的减小的同时，能够实现高画面质量和在变焦或聚焦时的静音性之间的兼容性，并且可以确保整个变焦区域上的良好成像性能。
附图说明
图1是示出根据本技术第一实施例的变焦镜头的透镜配置的示意图；
图2是与图3和4一起根据将特定数值应用于变焦镜头的数值示例，说明图1的变焦镜头的广角端状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的图；
图3是说明图1的变焦镜头在中间焦距状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的类似示图；
图4是说明图1的变焦镜头在望远端状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的类似示图；
图5是示出根据本技术的第二实施例的变焦镜头的透镜配置的示意图；
图6是与图7和8一起根据将特定数值应用于变焦镜头的数值示例，说明图5的变焦镜头的广角端状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的图；
图7是说明图5的变焦镜头在中间焦距状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的类似示图；
图8是说明图5的变焦镜头在望远端状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的类似示图；
图9是示出根据本技术的第三实施例的变焦镜头的透镜配置的示意图；
图10是与图11和12一起根据将特定数值应用于变焦镜头的数值示例，说明图9的变焦镜头的广角端状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的图；
图11是说明图9的变焦镜头在中间焦距状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的类似示图；
图12是说明图9的变焦镜头在望远端状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的类似示图；
图13是示出根据本技术的第四实施例的变焦镜头的透镜配置的示意图；
图14是与图15和16一起根据将特定数值应用于变焦镜头的数值示例，说明图13的变焦镜头的广角端状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的图；
图15是说明图13的变焦镜头在中间焦距状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的类似示图；
图16是说明图13的变焦镜头在望远端状态下的球面像差、像散、失真像差以及彗形像差的类似示图；
图17是示出摄像设备的示例的框图。
具体实施方式
以下，描述根据本技术的优选实施例的变焦镜头和摄像设备。
变焦镜头的配置
本技术的变焦镜头包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组以及第五透镜组。第一透镜组具有正屈折力并且在光轴方向上固定。第二透镜组具有负屈折力并且可以沿光轴方向移动以执行变焦动作。第三透镜组具有正屈折力并且在光轴方向上固定。第四透镜组具有负屈折力并且可以沿光轴方向移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化。第五透镜组在光轴方向上固定。第一、第二、第三、第四以及第五透镜从物体侧到像侧按顺序布置。该变焦镜头满足以下表达式（1）和（2）：
(1)0.5<f1/(fw·ft)1/2<1.8
(2)-0.4<f3/f5<0.4
其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。
条件表达式（1）限定第一透镜组的焦距相对于整个镜头系统的焦距的合适量值。
如果向下超过条件表达式（1）的下限值，那么第一透镜组的正屈折力变得过大，因此，不能充分抵消望远端状态下的球面像差。
相反，如果向上超过条件表达式（1）的上限值，那么第一透镜组的屈折力变得过小，因此，透镜大小变大。此外，由于在变焦和聚焦时沿光轴方向移动的第二透镜组和第四透镜组的大小也变大，因此它们的驱动机构的大小也变大。
条件表达式（2）限定第三透镜组的焦距相对于第五透镜组的焦距的合适量值。
如果向下超过条件表达式（2）的下限值，那么第五透镜组的负屈折力变得过大，因此，不能充分校正像散和场弯曲（field curvature）。
相反，如果向上超过条件表达式（2）的上限值，那么第三透镜组的正屈折力变得过小，或者第五透镜组的正屈折力变得过大。因此，透镜大小变大。此外，由于在变焦和聚焦时沿光轴方向移动的第二透镜组和第四透镜组的大小也变大，因此它们的驱动机构的大小也变大。
因此，如果变焦镜头满足条件表达式（1）和（2），那么可以在确保变焦镜头的小型化的同时在整个变焦范围上获得良好的成像性能。
此外，可以减小在变焦和聚焦时沿光轴方向移动的第二透镜组和第四透镜组的大小和重量。因此，可以便于实现高画面质量和在拍摄运动图像过程中在变焦和聚焦时的静音性。
需要指出的是，如果将条件表达式（1）中的下限值和上限值分别设定为0.8和1.5，那么可以增强上述效果。
此外，如果将条件表达式（2）中的下限值和上限值分别设定为-0.2和0.2，那么可以进一步增强上述效果。
根据本技术的实施例，优选地可以将变焦镜头配置成变焦镜头进一步满足以下表达式（3）：
(3)0.6<β5<1.6
其中β5是第五透镜组的横向倍率。
条件表达式（3）限定第五透镜组的横向倍率。
如果向下超过条件表达式（3）的下限值，那么透镜大小变大。
相反，如果向上超过条件表达式（3）的上限值，那么出射光瞳距离变得过短。对于使用固态摄像装置的摄像设备来说，这不是优选的。
因此，如果变焦镜头满足条件表达式（3），那么可以确保合适的出射光瞳距离而且可以期望小型化。
需要指出的是，如果将条件表达式（3）中的下限值和上限值分别设定为0.8和1.4，那么可以进一步增强上述效果。
根据本技术的实施例，优选地，可以将变焦镜头配置成在第二透镜组与第三透镜组之间设置孔径光阑（aperture stop）。
当离轴（off-axis）光线经过设置在远离孔径光阑的透镜组时，与孔径光阑的距离越大，从光轴起的光线高度就越大，并且离轴像差的产生增大。
因此，通过在第二透镜组与第三透镜组之间设置孔径光阑，可以在良好平衡的状态下减小前透镜的直径和后透镜的直径。
此外，由于可以减小在变焦或聚焦时沿光轴方向移动的第二透镜组和第四透镜组的大小和重量，因此，可以便于实现高画面质量和在拍摄运动图像过程中在变焦和聚焦时的静音性。
根据本技术的实施例，优选地，可以将变焦镜头配置成第三透镜组在基本上垂直于光轴的方向上可以部分地移动，以允许校正图像模糊。
由于第三透镜组在光轴方向上固定，因此方便了包括驱动机构的组件的布置。
此外，由于将第三透镜组设置在孔径光阑附近，因此容易增大作为图像移动量与用于抵消图像抖动的减震透镜组的移动量之比的抖动校正系数，还可以容易地抑制在抵消照相机抖动时的像差波动。因此，可以减小减震透镜组的移动量，并且还可以减小的尺寸配置用于减震透镜组的驱动机构的大小。
需要指出的是，为了抑制透镜移动时的彗形像差的波动，优选的是，将减震透镜组的一个面形成为非球面。
此外，为了抑制在透镜移动时色像差（chromatic aberration）的波动，优选的是，由具有正屈折力的低方差的透镜构成减震透镜组，或者由作为具有大正屈折力的低方差的透镜与具有小负屈折力的高方差的另一透镜的组合的透镜构成减震透镜组，并且抑制色像差。
根据本技术的实施例，优选的是，可以将变焦镜头配置成第五透镜组包括从物体侧向像侧按顺序设置的正透镜和负透镜，并且变焦镜头还满足以下表达式（4）和（5）：
(4)nd51-nd52<-0.35
(5)νd51-νd52>15
其中nd51是第五透镜组的正透镜在d线上的折射率；nd52是第五透镜组的负透镜在d线上的折射率；νd51是第五透镜组的正透镜在d线上的阿贝数（Abbe number）；以及νd52是第五透镜组的负透镜在d线上的阿贝数。
通过按包括正透镜和负透镜的双透镜配置来配置第五透镜组，可以最小化变焦镜头的透镜数量，以实现大小和重量的减小。
条件表达式（4）限定了第五透镜组的正透镜和负透镜的折射率之间的关系。
如果向上超过条件表达式（4）的上限值，那么不能充分校正像散和场弯曲。
条件表达式（5）限定了第五透镜组的正透镜和负透镜的阿贝数之间的关系。
如果向下超过条件表达式（5）的下限值，那么不能充分校正倍率色像差。
因此，通过按包括正透镜和负透镜的双透镜配置来配置第五透镜组，使得满足条件表达式（4）和条件表达式（5），可以在确保小型化的同时有利地校正像散、场弯曲以及倍率色像差。因此，可以在整个变焦区域上实现良好的成像性质。
此外，通过在第五透镜组的正透镜的物体侧的一面形成非球面，可以获得较高的画面质量。
需要指出的是，如果将条件表达式（4）的上限值设定为-0.4，那么可以进一步增强上述效果。
此外，如果将条件表达式（5）的下限值设定为18，那么可以进一步增强上述效果。
需要指出的是，代替改变用于调节光量的孔径光阑的直径，优选地，可以使用中性密度（ND）滤波器或液晶调光单元来进行小型化并防止由于小孔衍射导致的图像劣化。
此外，通过在第一透镜组的最像侧（most image side）设置的透镜上形成非球面，可以期望更高的画面质量。
变焦镜头的数值实施例
以下，参照附图和表描述根据本技术的实施例的变焦镜头和将特定数值应用于该实施例的数值示例。
需要指出的是，以下描述和表中使用的几个符号具有以下给出的含义等。
“Si”是从物体侧起到像侧数的第i个面的编号；“R1”是第i个面的曲率半径；“Di”是第i个面与第i+1个面之间的轴上面距离，即中央处的透镜的厚度或空气距离；“Ni”是从第i个面开始的透镜等的材料关于d线（λ=587.6nm）的折射率；以及“νi”是从第i个面开始的透镜等在d线上的阿贝数。
对于“Si”，“ASP”表示面是非球面，对于“Ri”，“无穷大（无穷大）”表示面是平面。此外，对于“Di”，“可变”表示面距离是可变距离。
“κ”是圆锥常数（conic constant），并且“A4”、“A6”、“A8”以及“A10”是第四、第六、第八以及第十阶非球面系数。
“f”是焦距；“Fno”是F数；以及“ω”是半视角。
需要指出的是，在以下给出的包括非球面常数的表中，“E-n”表示以10为底的指数表示法，即“10-n(10的-n次幂)”，例如，“0.12345E-05”表示“0.12345×10-5(10的-5次幂)”。
本实施例中使用的变焦镜头包括非球面透镜面。其中“x”是从透镜面的顶点起在光轴方向上的距离或下垂量；“y”是在垂直于光轴方向的方向上的高度，即，图像高度；“c”是透镜顶点处的近轴曲率半径，即，曲率半径的倒数；“κ”是圆锥常数；并且“Ai”是第i阶非球面常数，由以下表达式1定义非球面形状：
[表达式1]
x = y 2 &CenterDot; c 2 1 + { 1 - ( 1 + &kappa; ) &CenterDot; y 2 &CenterDot; c 2 } 1 / 2 + &Sigma;Ai &CenterDot; y i
<第一实施例>
图1示出根据本技术第一实施例的变焦镜头1的透镜配置。
变焦镜头1具有5.49倍的变焦比。
变焦镜头1包括具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2、具有正屈折力的第三透镜组G3、具有负屈折力的第四透镜组G4以及具有正屈折力的第五透镜组G5。从物体侧到像侧按顺序布置第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4以及第五透镜组G5。
第一透镜组G1在光轴方向上固定，第二透镜组G2在光轴方向上可移动，以执行变焦动作。第三透镜组G3在光轴方向上固定，第四透镜组G4在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化。第五透镜组G5在光轴方向上固定。
第一透镜组G1由从物体侧到像侧按顺序布置的由负透镜L1和正透镜L2相互粘合起来的粘合透镜和正透镜L3构成。
第二透镜组G2由从物体侧到像侧按顺序布置的负透镜L4、另一负透镜L5、正透镜L6以及还一负透镜L7构成。
第三透镜组G3由正透镜L8、另一正透镜L9以及负透镜L10相互粘合起来的粘合透镜、和负透镜L11与正透镜L12相互粘合起来的另一粘合透镜构成。这些透镜从物体侧到像侧按顺序布置。第三透镜组G3的正透镜L9和负透镜L10在基本上垂直于光轴的方向上可移动。通过正透镜L9和负透镜L10沿垂直于光轴的方向上的这种移动来执行对图像模糊的校正。
第四透镜组G4由正透镜L13与负透镜L14相互粘合起来的粘合透镜构成。
第五透镜组G5由按从物体侧到像侧的顺序布置的正透镜L15和负透镜L16构成。
在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间，在第三透镜组G3附近的位置处布置孔径光阑IR，即，光阑表面S14。
在第五透镜组G5与像面IMG之间布置低通滤波器LPF。
表1表示将特定数值应用于根据第一实施例的变焦镜头1的数值示例1的镜头数据。
表1
Si Ri Di Ni νi
1 60.6212 1.400 1.92068 24.3
2 39.5066 8.019 1.49700 81.6
3 -390.3955 0.300
4 37.1552 5.166 1.65160 58.4
5 170.6385 可变
6(ASP) 63.3367 1.100 1.88202 37.2
7(ASP) 14.5368 4.630
8 -31.4947 0.800 2.00100 29.1
9 128.0443 0.500
10 31.1609 2.569 2.10655 17.1
11 -64.6368 0.858
12 -24.6560 0.800 1.83481 42.7
13 81.9313 可变
14(孔径光阑) 无穷大 1.200
15(ASP) 19.9195 3.414 1.59201 67.0
16(ASP) -422.5284 2.500
17(ASP) 39.2872 4.273 1.61881 63.9
18 -27.1333 0.800 1.78472 25.7
19 -54.2666 0.500
20 33.1274 0.800 1.90366 31.3
21 12.1275 4.274 1.51742 52.2
22 -44.2412 可变
23 85.3683 2.950 1.80518 25.5
24 -17.5672 0.800 1.85135 40.1
25(ASP) 18.0949 可变
26 64.3181 4.011 1.53172 48.8
27 -25.7154 0.600
28 -20.3410 1.100 2.00100 29.1
29 -37.7531 19.457
30 无穷大 2.000 1.51680 64.2
31 无穷大 2.000
在变焦镜头1中，形成为非球面的有：第二透镜组G2的负透镜L4的相对两面，即，第六和第七面；第三透镜组G3的正透镜L8的相对两面，即，第15和第16面；第三透镜组G3的正透镜L9的物体侧面，即，第17面；以及第四透镜组G4的负透镜L14的像侧面，即，第25面。
在下表2中连同圆锥常数κ一起表示数值示例1中的非球面的第四、第六、第八以及第十阶非球面系数A4,A6,A8以及A10。
表2
Figure BDA00002857739100151
在变焦镜头1中，在广角端状态与望远端状态之间变焦时，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的面距离D5、第二透镜组G2与孔径光阑IR之间的面距离D13、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的面距离D22以及第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的面距离D25变化。
以下表3连同F数Fno和半视角ω一起示出了数值示例1中的面距离中的广角端状态、中间焦距状态以及望远端状态的可变距离。
表3
广角端 中间焦距 望远端
f 24.73 57.95 135.84
Fno 3.56 3.94 4.09
ω(度) 30.08 12.83 5.51
D5 1.200 14.459 24.513
D13 25.813 12.554 2.500
D22 0.995 5.844 4.921
D25 13.169 8.321 9.244
图2到4说明了数值示例1中的各种像差。具体来说，图2说明了广角状态下的无穷远聚焦状态下的像差；图3说明了中间焦距状态下的无穷远聚焦状态下的像差；图4说明了望远端状态下的无穷远聚焦状态下的像差。
在图2到4的球面像差图中，纵轴表示球面像差与开放F值之比，横轴表示散焦（defocus）量。此外，实线曲线表示d线（波长：587.56nm）上的值；虚线曲线表示C线（波长：656.3nm）上的值；以及交替长短虚线曲线表示g线（波长：435.8nm）上的值。在像散图中，纵轴表示视角，横轴表示散焦量。此外，实线曲线表示弧矢（sagittal）像面上d线的值；虚线曲线表示子午线（meridional）像面上d线的值。在失真像差图中，纵轴表示视角，横轴表示%，实线曲线表示d线上的值。在彗形像差图中，ω表示半视角，实线曲线表示d线上的值，虚线曲线表示g线上的值。
从像差图显然可以认识到，数值示例1具有优异的成像性能，因为有利地校正了像差。
<第二实施例>
图5示出根据本技术第二实施例的变焦镜头2的透镜配置。
变焦镜头2具有6.37倍的变焦比。
变焦镜头2包括具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2、具有正屈折力的第三透镜组G3、具有负屈折力的第四透镜组G4以及具有正屈折力的第五透镜组G5。从物体侧到像侧按顺序布置第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4以及第五透镜组G5。
第一透镜组G1在光轴方向上固定，第二透镜组G2在光轴方向上可移动，以执行变焦动作。第三透镜组G3在光轴方向上固定，第四透镜组G4在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化。第五透镜组G5在光轴方向上固定。
第一透镜组G1由从物体侧到像侧按顺序布置的由负透镜L1和正透镜L2相互粘合起来的粘合透镜和正透镜L3构成。
第二透镜组G2由从物体侧到像侧按顺序布置的负透镜L4、另一负透镜L5、正透镜L6以及还一负透镜L7构成。
第三透镜组G3由正透镜L8、另一正透镜L9以及负透镜L10相互粘合起来的粘合透镜、和负透镜L11与正透镜L12相互粘合起来的另一粘合透镜构成。这些透镜从物体侧到像侧按顺序布置。第三透镜组G3的正透镜L9和负透镜L10在基本上垂直于光轴的方向上可移动。通过正透镜L9和负透镜L10沿垂直于光轴的方向上的这种移动来执行对图像模糊的校正。
第四透镜组G4由正透镜L13与负透镜L14相互粘合起来的粘合透镜构成。
第五透镜组G5由按从物体侧到像侧的顺序布置的正透镜L15和负透镜L16构成。
在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间，在第三透镜组G3附近的位置处布置孔径光阑IR，即，光阑表面S14。
在第五透镜组G5与像面IMG之间布置低通滤波器LPF。
表4表示将特定数值应用于根据第二实施例的变焦镜头2的数值示例2的镜头数据。
表4
Si Ri Di Ni νi
1 58.5477 1.400 1.92068 24.3
2 39.5533 7.821 1.49700 81.6
3 -317.2744 0.300
4 36.2958 4.700 1.61800 63.4
5 142.8279 可变
6(ASP) 69.5339 1.100 1.88202 37.2
7(ASP) 14.0945 4.438
8 -36.1035 0.800 2.00100 29.1
9 73.9817 0.500
10 28.9431 2.531 2.10655 17.1
11 -71.2168 0.852
12 -24.6420 0.800 1.83481 42.7
13 102.1813 可变
14(孔径光阑) 无穷大 1.200
15(ASP) 18.1819 3.639 1.55332 71.7
16(ASP) -103.4874 2.500
17(ASP) 34.1068 4.249 1.62263 58.2
18 -22.6219 0.800 1.84666 23.8
19 -45.2438 0.500
20 44.6734 0.800 2.00100 29.1
21 11.3651 3.590 1.62004 36.3
22 -62.8607 可变
23 115.0018 2.954 1.84666 23.8
24 -14.7480 0.800 1.88202 37.2
25(ASP) 18.4320 可变
26 61.6340 3.840 1.51742 52.2
27 -25.5238 0.600
28 -19.7926 1.100 2.00100 29.1
29 -37.5637 19.869
30 无穷大 2.000 1.51680 64.2
31 无穷大 2.000
在变焦镜头2中，形成为非球面的有：第二透镜组G2的负透镜L4的相对两面，即，第六和第七面；第三透镜组G3的正透镜L8的相对两面，即，第15和第16面；第三透镜组G3的正透镜L9的物体侧面，即，第17面；以及第四透镜组G4的负透镜L14的像侧面，即，第25面。
在下表5中连同圆锥常数κ一起表示数值示例2中的非球面的第四、第六、第八以及第十阶非球面系数A4,A6,A8以及A10。
表5
Si κ A4 A6 A8 A10
6 0.0000 7.83901E-06 -2.36246E-09 -2.48384E-10 1.27101E-12
7 0.0000 1.13294E-05 8.09310E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
15 -1.8468 2.12827E-05 8.60266E-08 3.16062E-10 9.36198E-13
16 0.0000 2.16975E-05 1.08126E-07 0.00000E+00 0.00000E+00
17 0.0000 -1.20606E-05 5.04612E-08 -9.72351E-10 3.87902E-12
25 0.0000 -1.33198E-05 -3.94224E-08 7.38435E-11 -2.65679E-12
在变焦镜头2中，在广角端状态与望远端状态之间变焦时，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的面距离D5、第二透镜组G2与孔径光阑IR之间的面距离D13、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的面距离D22以及第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的面距离D25变化。
以下表6连同F数Fno和半视角ω一起示出了数值示例2中的面距离中的广角端状态、中间焦距状态以及望远端状态的可变距离。
表6
广角端 中间焦距 望远端
f 24.74 62.45 157.66
Fno 4.06 5.06 5.77
ω(度) 30.07 11.97 4.77
D5 1.200 15.636 26.340
D13 27.640 13.204 2.500
D22 0.997 6.047 4.213
D25 13.481 8.431 10.265
图6到8说明了数值示例2中的各种像差。具体来说，图6说明了广角状态下的无穷远聚焦状态下的像差；图7说明了中间焦距状态下的无穷远聚焦状态下的像差；图8说明了望远端状态下的无穷远聚焦状态下的像差。
在图6到8的球面像差图中，纵轴表示球面像差与开放F值之比，横轴表示散焦（defocus）量。此外，实线曲线表示d线（波长：587.56nm）上的值；虚线曲线表示C线（波长：656.3nm）上的值；以及交替长短虚线曲线表示g线（波长：435.8nm）上的值。在像散图中，纵轴表示视角，横轴表示散焦量。此外，实线曲线表示弧矢（sagittal）像面上d线的值；虚线曲线表示子午线（meridional）像面上d线的值。在失真像差图中，纵轴表示视角，横轴表示%，实线曲线表示d线上的值。在彗形像差图中，ω表示半视角，实线曲线表示d线上的值，虚线曲线表示g线上的值。
从像差图显然可以认识到，数值示例2具有优异的成像性能，因为有利地校正了像差。
<第三实施例>
图9示出根据本技术第三实施例的变焦镜头3的透镜配置。
变焦镜头3具有3.65倍的变焦比。
变焦镜头3包括具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2、具有正屈折力的第三透镜组G3、具有负屈折力的第四透镜组G4以及具有正屈折力的第五透镜组G5。从物体侧到像侧按顺序布置第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4以及第五透镜组G5。
第一透镜组G1在光轴方向上固定，第二透镜组G2在光轴方向上可移动，以执行变焦动作。第三透镜组G3在光轴方向上固定，第四透镜组G4在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化。第五透镜组G5在光轴方向上固定。
第一透镜组G1由从物体侧到像侧按顺序布置的由负透镜L1和正透镜L2相互粘合起来的粘合透镜和正透镜L3构成。
第二透镜组G2由从物体侧到像侧按顺序布置的负透镜L4、另一负透镜L5、正透镜L6以及还一负透镜L7构成。
第三透镜组G3由正透镜L8、另一正透镜L9以及负透镜L10相互粘合起来的粘合透镜、和负透镜L11与正透镜L12相互粘合起来的另一粘合透镜构成。这些透镜从物体侧到像侧按顺序布置。第三透镜组G3的正透镜L9和负透镜L10在基本上垂直于光轴的方向上可移动。通过正透镜L9和负透镜L10沿垂直于光轴的方向上的这种移动来执行对图像模糊的校正。
第四透镜组G4由正透镜L13与负透镜L14相互粘合起来的粘合透镜构成。负透镜L14在像侧的面被形成为复合型（complex）非球面。
第五透镜组G5由正透镜L15与负透镜L16相互粘合的粘合透镜构成。
在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间，在第三透镜组G3附近的位置处布置孔径光阑IR，即，光阑表面S14。
在第五透镜组G5与像面IMG之间布置低通滤波器LPF。
表7表示将特定数值应用于根据第三实施例的变焦镜头3的数值示例3的镜头数据。
表7
Si Ri Di Ni νi
1 98.1510 1.400 1.84666 23.8
2 45.3791 7.062 1.59282 68.6
3 -206.2532 0.300
4 32.7607 5.440 1.72916 54.7
5 113.5786 可变
6 167.8802 1.100 2.00100 29.1
7 14.5482 3.490
8 -36.5927 0.800 1.91082 35.3
9 75.0805 0.500
10 32.2931 2.540 1.94595 18.0
11 -42.1327 0.565
12 -23.9549 0.800 1.77250 49.6
13 -154.0309 可变
14(孔径光阑) 无穷大 1.200
15(ASP) 17.0341 3.065 1.59201 67.0
16(ASP) 306.9653 2.500
17(ASP) 49.9891 3.884 1.61881 63.9
18 -22.3637 0.800 1.69895 30.1
19 -47.7575 0.500
20 26.2682 0.800 1.91082 35.3
21 10.8384 5.107 1.51680 64.2
22 -27.0894 可变
23 66.4235 1.708 1.84666 23.8
24 -104.4315 0.700 1.72916 54.7
25 13.9764 0.250 1.53610 41.2
26(ASP) 14.2233 可变
27 -22.8967 3.876 1.48749 70.5
28 -9.7361 1.200 1.91082 35.3
29 -17.7267 16.461
30 无穷大 2.000 1.51680 64.2
31 无穷大 2.000
在变焦镜头3中，形成为非球面的有：第三透镜组G3的正透镜L8的相对两面，即，第15和第16面；第三透镜组G3的正透镜L9的物体侧面，即，第17面；以及第四透镜组G4的负透镜L14的像侧面，即，第25面。
在下表8中连同圆锥常数κ一起表示数值示例3中的非球面的第四、第六、第八以及第十阶非球面系数A4,A6,A8以及A10。
表8
Si κ A4 A6 A8 A10
15 -1.8468 4.13354E-05 1.44507E-07 -1.21059E-10 4.59113E-12
16 0.0000 4.76472E-05 1.71459E-07 0.00000E+00 0.00000E+00
17 0.0000 -1.51881E-05 4.62539E-08 -5.10640E-10 1.31745E-12
26 0.0000 -1.73573E-06 -1.92263E-07 -6.02862E-10 9.86063E-12
在变焦镜头3中，在广角端状态与望远端状态之间变焦时，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的面距离D5、第二透镜组G2与孔径光阑IR之间的面距离D13、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的面距离D22以及第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的面距离D25变化。
以下表9连同F数Fno和半视角ω一起示出了数值示例3中的面距离中的广角端状态、中间焦距状态以及望远端状态的可变距离。
表9
广角端 中间焦距 望远端
f 25.80 49.26 94.05
Fno 3.55 3.55 3.54
ω(度) 28.86 14.72 7.70
D5 1.200 11.420 19.422
D13 20.722 10.502 2.500
D22 0.992 2.966 1.295
D26 7.039 5.065 6.736
图10到12说明了数值示例3中的各种像差。具体来说，图10说明了广角状态下的无穷远聚焦状态下的像差；图11说明了中间焦距状态下的无穷远聚焦状态下的像差；图12说明了望远端状态下的无穷远聚焦状态下的像差。
在图10到12的球面像差图中，纵轴表示球面像差与开放F值之比，横轴表示散焦（defocus）量。此外，实线曲线表示d线（波长：587.56nm）上的值；虚线曲线表示C线（波长：656.3nm）上的值；以及交替长短虚线曲线表示g线（波长：435.8nm）上的值。在像散图中，纵轴表示视角，横轴表示散焦量。此外，实线曲线表示弧矢（sagittal）像面上d线的值；虚线曲线表示子午线（meridional）像面上d线的值。在失真像差图中，纵轴表示视角，横轴表示%，实线曲线表示d线上的值。在彗形像差图中，ω表示半视角，实线曲线表示d线上的值，虚线曲线表示g线上的值。
从像差图显然可以认识到，数值示例3具有优异的成像性能，因为有利地校正了像差。
<第四实施例>
图13示出根据本技术第四实施例的变焦镜头4的透镜配置。
变焦镜头4具有5.49倍的变焦比。
变焦镜头4包括具有正屈折力的第一透镜组G1、具有负屈折力的第二透镜组G2、具有正屈折力的第三透镜组G3、具有负屈折力的第四透镜组G4以及具有正屈折力的第五透镜组G5。从物体侧到像侧按顺序布置第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4以及第五透镜组G5。
第一透镜组G1在光轴方向上固定，第二透镜组G2在光轴方向上可移动，以执行变焦动作。第三透镜组G3在光轴方向上固定，第四透镜组G4在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化。第五透镜组G5在光轴方向上固定。
第一透镜组G1由从物体侧到像侧按顺序布置的由负透镜L1和正透镜L2相互粘合起来的粘合透镜和正透镜L3构成。
第二透镜组G2由从物体侧到像侧按顺序布置的负透镜L4、另一负透镜L5、正透镜L6以及还一负透镜L7构成。
第三透镜组G3由正透镜L8、另一正透镜L9以及负透镜L10相互粘合起来的粘合透镜、和负透镜L11与正透镜L12相互粘合起来的另一粘合透镜构成。这些透镜从物体侧到像侧按顺序布置。第三透镜组G3的正透镜L9和负透镜L10在基本上垂直于光轴的方向上可移动。通过正透镜L9和负透镜L10沿垂直于光轴的方向上的这种移动来执行对图像模糊的校正。
第四透镜组G4由正透镜L13与负透镜L14相互粘合起来的粘合透镜构成。
第五透镜组G5由按从物体侧到像侧的顺序布置的正透镜L15和负透镜L16构成。
在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间，在第三透镜组G3附近的位置处布置孔径光阑IR，即，光阑表面S14。
在第五透镜组G5与像面IMG之间布置低通滤波器LPF。
表10表示将特定数值应用于根据第四实施例的变焦镜头4的数值示例4的镜头数据。
表10
Si Ri Di Ni νi
1 93.0920 1.500 1.84666 23.8
2 52.6581 9.935 1.59282 68.6
3 -1003.1742 0.300
4 46.4567 5.793 1.72916 54.7
5 142.2925 可变
6 162.6299 1.100 2.00100 29.1
7 15.2134 5.717
8 -38.8318 0.800 1.88100 40.1
9 63.4078 0.500
10 31.7217 4.033 1.92286 20.9
11 -36.2540 0.500
12 -27.3546 0.800 1.77250 49.6
13 200.5999 可变
14(孔径光阑) 无穷大 1.200
15(ASP) 18.9809 3.373 1.58313 59.5
16(ASP) -113.1990 2.000
17(ASP) 47.1293 3.251 1.59201 67.0
18 -30.0321 0.800 1.72825 28.3
19 -66.9897 0.500
20 34.1161 0.800 1.91082 35.3
21 12.3129 4.262 1.48749 70.5
22 -30.0706 可变
23 154.0318 2.688 1.84666 23.8
24 -20.1766 0.800 1.85135 40.1
25(ASP) 16.6588 可变
26 198.0106 4.858 1.49700 81.6
27 -20.1735 0.800
28 -16.8842 1.100 1.92286 20.9
29 -24.6555 13.276
30 无穷大 2.000 1.51680 64.2
31 无穷大 2.000
在变焦镜头4中，形成为非球面的有：第三透镜组G3的正透镜L8的相对两面，即，第15和第16面；第三透镜组G3的正透镜L9的物体侧面，即，第17面；以及第四透镜组G4的负透镜L14的像侧面，即，第25面。
在下表11中连同圆锥常数κ一起表示数值示例4中的非球面的第四、第六、第八以及第十阶非球面系数A4,A6,A8以及A10。
表11
Si κ A4 A6 A8 A10
15 0.0000 -1.26807E-05 1.46574E-09 -1.11820E-10 -2.44079E-13
16 0.0000 3.18362E-05 -3.28129E-08 0.00000E+00 0.00000E+00
17 0.0000 -5.54291E-06 -4.94157E-08 1.24417E-10 1.53306E-12
25 0.0000 8.49625E-07 -3.33440E-07 5.43190E-09 -4.75194E-11
在变焦镜头4中，在广角端状态与望远端状态之间变焦时，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的面距离D5、第二透镜组G2与孔径光阑IR之间的面距离D13、第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的面距离D22以及第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的面距离D25变化。
以下表12连同F数Fno和半视角ω一起示出了数值示例4中的面距离中的广角端状态、中间焦距状态以及望远端状态的可变距离。
表12
广角端 中间焦距 望远端
f 18.55 43.48 101.75
Fno 3.58 3.90 4.10
ω(度) 38.04 16.38 7.11
D5 1.200 18.322 30.738
D13 32.338 15.215 2.800
D22 1.005 5.226 8.768
D25 15.773 11.552 8.009
图14到16说明了数值示例4中的各种像差。具体来说，图14说明了广角状态下的无穷远聚焦状态下的像差；图15说明了中间焦距状态下的无穷远聚焦状态下的像差；图16说明了望远端状态下的无穷远聚焦状态下的像差。
在图14到16的球面像差图中，纵轴表示球面像差与开放F值之比，横轴表示散焦（defocus）量。此外，实线曲线表示d线（波长：587.56nm）上的值；虚线曲线表示C线（波长：656.3nm）上的值；以及交替长短虚线曲线表示g线（波长：435.8nm）上的值。在像散图中，纵轴表示视角，横轴表示散焦量。此外，实线曲线表示弧矢（sagittal）像面上d线的值；虚线曲线表示子午线（meridional）像面上d线的值。在失真像差图中，纵轴表示视角，横轴表示%，实线曲线表示d线上的值。在彗形像差图中，ω表示半视角，实线曲线表示d线上的值，虚线曲线表示g线上的值。
从像差图显然可以认识到，数值示例4具有优异的成像性能，因为有利地校正了像差。
变焦镜头的条件表达式的值
以下，本技术的变焦镜头的条件表达式的值。
表13示出了变焦镜头1至4中的条件表达式（1）至（5）中的值。
表13
Figure BDA00002857739100291
Figure BDA00002857739100301
从表13显见，变焦镜头1至4被配置成满足条件表达式（1）至（5）。摄像设备的配置
根据本技术的摄像设备包括变焦镜头，该变焦镜头包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组以及第五透镜组。第一透镜组具有正屈折力并且在光轴方向上固定。第二透镜组具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以执行变焦动作。第三透镜组具有正屈折力并且在光轴方向上固定。第四透镜组具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化。第五透镜组在光轴方向上固定。第一、第二、第三、第四以及第五透镜从物体侧到像侧按顺序布置。变焦镜头满足以下表达式（1）和（2）：
(1)0.5<f1/(fw·ft)1/2<1.8
(2)-0.4<f3/f5<0.4
其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。
条件表达式（1）限定第一透镜组的焦距相对于整个镜头系统的焦距的合适量值。
如果向下超过条件表达式（1）的下限值，那么第一透镜组的正屈折力变得过大，因此，不能充分抵消望远端状态下的球面像差。
相反，如果向上超过条件表达式（1）的上限值，那么第一透镜组的屈折力变得过小，因此，透镜大小变大。此外，由于在变焦和聚焦时沿光轴方向移动的第二透镜组和第四透镜组的大小也变大，因此它们的驱动机构的大小也变大。
条件表达式（2）限定第三透镜组的焦距相对于第五透镜组的焦距的合适量值。
如果向下超过条件表达式（2）的下限值，那么第五透镜组的负屈折力变得过大。因此，不能充分校正像散和场弯曲（field curvature）。
相反，如果向上超过条件表达式（2）的上限值，那么第三透镜组的正屈折力变得过小，或者第五透镜组的正屈折力变得过大。因此，透镜大小变大。此外，由于在变焦和聚焦时沿光轴方向移动的第二透镜组和第四透镜组的大小也变大，因此它们的驱动机构的大小也变大。
因此，如果摄像设备的变焦镜头满足条件表达式（1）和（2），那么可以在确保摄像设备的变焦镜头的小型化的同时在整个变焦范围上获得良好的成像性能。
此外，可以减小在变焦和聚焦时沿光轴方向移动的第二透镜组和第四透镜组的大小和重量。因此，可以便于实现高画面质量和在拍摄运动图像过程中在变焦和聚焦时的静音性。
需要指出的是，如果将条件表达式（1）中的下限值和上限值分别设定为0.8和1.5，那么可以增强上述效果。
此外，如果将条件表达式（2）中的下限值和上限值分别设定为-0.2和0.2，那么可以进一步增强上述效果。
摄像设备的形式
图17示出了作为本技术的摄像设备的一种形式的摄像机的框图。
参照图17，摄像机形式的摄像设备100包括：照相机模块10，具有摄像功能；和照相机信号处理部件20，用于对照相机模块10拾取的图像信号执行信号处理，如模数转换。摄像设备100还包括用于对图像信号执行记录和再现处理的图像处理部件30。摄像设备100还包括：显示部件40，如LCD（液晶显示器）单元，用于在其上显示拾取的图像等；和读/写器（R/W）50，用于将图像信号写入存储卡1000以及从存储卡1000读出图像信号。摄像设备100还包括：CPU（中央处理器）60，用于控制整个摄像设备；输入部件70，包括供用户操作的各种开关等；以及透镜驱动控制部件80，用于控制照相机模块10中设置的透镜的驱动。
照相机模块10包括：光学系统，包括变焦镜头11，其可以是应用了本技术的变焦镜头1、2、3以及4中的任何一个；摄像装置12，如CCD（电荷耦合器件）单元或CMOS（互补金属氧化物半导体）单元；等等。
照相机信号处理部件20对摄像装置12的输出信号执行各种信号处理，如转换成数字信号、噪声去除、画面质量校正以及转换成亮度和色差信号。
图像处理部件30基于预定图像数据格式对图像信号执行压缩编码和解压缩解码处理、分辨率的数据规范的转换处理等、以及其他必要处理。
显示部件40具有在其上显示用户对输入部件70的操作状态和诸如拍摄的图像的各种数据的功能。
读/写器50将图像处理部件30编码的图像数据写入存储卡1000以及从存储卡1000中记录的图像数据读出所述图像数据。
CPU60充当用于控制摄像设备100中设置的电路模块的控制处理部件，并基于来自输入部件70等的指令输入信号来控制电路模块。
输入部件70例如由用于执行摄像的摄像按钮用于选择操作模式的选择开关以及其他必要单元构成。输入部件70将与用户的操作对应的指令输入信号输出到CPU60。
透镜驱动控制部件80基于来自CPU60的控制信号，控制用于驱动变焦镜头11的透镜的电动机和未示出的其他部件。
存储卡1000是可移动地插入连接到读/写器50的插槽的半导体存储器。
以下，描述摄像设备100的操作。
在摄像的待机状态中，在CPU60的控制下将照相机模块10拾取的图像信号通过照相机信号处理部件20输出到显示部件40，并在显示部件40上显示为照相机通过图像。另一方面，如果从输入部件70输入了进行变焦的指令输入信号，那么CPU60向透镜驱动控制部件80输出控制信号，使得在透镜驱动控制部件80的控制下移动变焦镜头11的预定透镜。
如果响应于来自输入部件70的指令输入信号，操作照相机模块10的未示出的摄像按钮，那么从照相机信号处理部件20将摄像图像信号输出到图像处理部件30并经受图像处理部件30的压缩编码处理。通过压缩编码处理，将图像信号转换成预定数据格式的数字数据。将所得数据输出到读/写器50并写入存储卡1000。
透镜驱动控制部件80通过基于来自CPU60的控制信号移动变焦镜头11的预定透镜，执行聚焦。
为了再现存储卡1000中记录的图像数据，读/写器50响应于对输入部件70的操作，从存储卡1000读出预定图像数据，并且图像处理部件30对图像数据执行解压缩解码处理。然后，从图像处理部件30将再现图像信号输出到显示部件40，从而在显示部件40上显示再现图像。
需要指出的是，尽管上述实施例针对将摄像设备应用于摄像机的示例，但是摄像设备的应用范围并不限于摄像机。具体来说，摄像设备可以广泛应用为数字输入和输出设备的照相机部件等，如数字静止照相机、可互换镜头、包含照相机的便携式电话机、包含照相机的PDA（个人数字助手）以及类似设备。
其他
在本技术的变焦镜头和摄像设备中，除了第一至第五透镜组以外，还可以布置基本上没有屈折力的透镜或诸如孔径光阑的某些其他光学元件。在此情况下，本技术的变焦镜头具有包括第一至第五透镜组的大致五透镜配置。
本技术
还可以按以下方式配置本技术。
<1>一种变焦镜头，包括：
第一透镜组，具有正屈折力并且在光轴方向上固定；
第二透镜组，具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以执行变焦动作；
第三透镜组，具有正屈折力并且在光轴方向上固定；
第四透镜组，具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化；以及
第五透镜组，在光轴方向上固定；
第一、第二、第三、第四以及第五透镜从物体侧到像侧按顺序布置；
所述变焦镜头满足以下表达式（1）和（2）：
(1)0.5<f1/(fw·ft)1/2<1.8
(2)-0.4<f3/f5<0.4
其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。
<2>根据以上<1>所述的变焦镜头，其中所述变焦镜头还满足以下表达式（3）
(3)0.6<β5<1.6
其中β5是第五透镜组的横向倍率。
<3>根据以上<1>或<2>所述的变焦镜头，其中在第二透镜组与第三透镜组之间布置有孔径光阑。
<4>根据以上<1>至<3>中的任一项所述的变焦镜头，其中第三透镜组在基本上垂直于光轴的方向上能够部分地移动，以允许校正图像模糊。
<5>根据以上<1>至<4>中的任一项所述的变焦镜头，其中第五透镜组包括从物体侧到像侧按顺序设置的正透镜和负透镜，并且
所述变焦镜头还满足以下表达式（4）和（5）：
(4)nd51-nd52<-0.35
(5)νd51-νd52>15
其中nd51是第五透镜组的正透镜在d线上的折射率；nd52是第五透镜组的负透镜在d线上的折射率；νd51是第五透镜组的正透镜在d线上的阿贝数；以及νd52是第五透镜组的负透镜在d线上的阿贝数。
<6>一种摄像设备，包括：
变焦镜头；和
摄像装置，被配置成将由所述变焦镜头形成的光学图像转换成电信号；
所述变焦镜头包括：
第一透镜组，具有正屈折力并且在光轴方向上固定；
第二透镜组，具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以执行变焦动作；
第三透镜组，具有正屈折力并且在光轴方向上固定；
第四透镜组，具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化；以及
第五透镜组，在光轴方向上固定；
第一、第二、第三、第四以及第五透镜组从物体侧到像侧按顺序布置；
所述变焦镜头满足以下表达式（1）和（2）：
(1)0.5<f1/(fw·ft)1/2<1.8
(2)-0.4<f3/f5<0.4
其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。
<7>根据以上<1>到<5>中的任何一项所述的变焦透镜或根据<6>的摄像设备，其中还设置有基本上没有屈折力的透镜。
上述实施例中指定的组件的形状和数值仅仅是执行本技术的实施例的示例，本技术的技术范围不应当解释为受到它们的限制。
本技术包含与于2012年3月5日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-048159中公开的主题相关的主题，通过引用将其全部内容并入于此。

Claims (8)

1.一种变焦镜头，包括：
第一透镜组，具有正屈折力并且在光轴方向上固定；
第二透镜组，具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以执行变焦动作；
第三透镜组，具有正屈折力并且在光轴方向上固定；
第四透镜组，具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化；以及
第五透镜组，在光轴方向上固定；
第一、第二、第三、第四以及第五透镜组从物体侧到像侧按顺序布置；
所述变焦镜头满足以下表达式（1）和（2）：
(1)0.5<f1/(fw·ft)1/2<1.8
(2)-0.4<f3/f5<0.4
其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述变焦镜头还满足以下表达式（3）
(3)0.6<β5<1.6
其中β5是第五透镜组的横向倍率。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中在第二透镜组与第三透镜组之间布置有孔径光阑。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中第三透镜组在基本上垂直于光轴的方向上能够部分地移动，以允许校正图像模糊。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中第五透镜组包括从物体侧到像侧按顺序设置的正透镜和负透镜，并且
所述变焦镜头还满足以下表达式（4）和（5）：
(4)nd51-nd52<-0.35
(5)νd51-νd52>15
其中nd51是第五透镜组的正透镜在d线上的折射率；nd52是第五透镜组的负透镜在d线上的折射率；νd51是第五透镜组的正透镜在d线上的阿贝数；以及νd52是第五透镜组的负透镜在d线上的阿贝数。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中
所述变焦镜头还满足以下表达式（6）：
(6)0.8<f1/(fw·ft)1/2<1.5。
7.一种摄像设备，包括：
变焦镜头；和
摄像装置，被配置成将由所述变焦镜头形成的光学图像转换成电信号；
所述变焦镜头包括：
第一透镜组，具有正屈折力并且在光轴方向上固定；
第二透镜组，具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以执行变焦动作；
第三透镜组，具有正屈折力并且在光轴方向上固定；
第四透镜组，具有负屈折力并且在光轴方向上可移动，以校正成像位置的变化并校正由于物距的变化导致的成像位置的变化；以及
第五透镜组，在光轴方向上固定；
第一、第二、第三、第四以及第五透镜组从物体侧到像侧按顺序布置；
所述变焦镜头满足以下表达式（1）和（2）：
(1)0.5<f1/(fw·ft)1/2<1.8
(2)-0.4<f3/f5<0.4
其中f1是第一透镜组的焦距；fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距；ft是整个镜头系统在望远端状态下的焦距；f3是第三透镜组的焦距；以及f5是第五透镜组的焦距。
8.根据上述权利要求1至6中的任一项所述的变焦镜头或根据权利要求7所述的摄像设备，还包括基本上没有屈折力的透镜。
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