CN103676112A - 变焦透镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型、轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域中得到明亮的图像，并且通过遍及全变倍域而有效地校正诸像差，由此维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。该变焦透镜从物体侧顺次配置：具有正光焦度的第一透镜群(G₁₁)、具有负光焦度的第二透镜群(G₁₂)、具有正光焦度的第三透镜群(G₁₃)、具有正光焦度的第四透镜群(G₁₄)、具有负光焦度的第五透镜群(G₁₅)而构成。第三透镜群(G₁₃)从物体侧顺次配置有：在两面形成有非球面的正透镜(L₁₃₁)(第一透镜)、使凸面朝向物体侧的负的弯月透镜之负透镜(L₁₃₂)(第二透镜)而构成。并且，通过满足规定的条件，能够使大孔径比化和高分辨率化并立。

Description

变焦透镜

技术领域

本发明涉及在搭载有固体摄像元件的照相机、特别是监控摄像机中所适用的小型、轻量的变焦透镜。

背景技术

作为监控摄像机所广泛使用的变焦透镜，有从物体侧顺次配置具有正、负、正、正、负的光焦度的各透镜群而构成的5群变焦透镜(例如，参照专利文献1的实施例5、专利文献2。)。

这些变焦透镜中，均将第一透镜群、第三透镜群和第五透镜群固定，使第二透镜群沿一个方向移动而进行变倍。另外，通过使第四透镜群向着沿光轴的方向移动，从而进行变倍所伴随的像面变动的校正和调焦。还有，专利文献1的实施例5所述的变焦透镜的变倍比为3.2倍左右，F数(F number)为2.0～3.2左右。专利文献2所述的变焦透镜的变倍比为5倍左右，F数为2.0～2.4左右。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2009—237400号公报

【专利文献2】特开2002—365539号公报

可是，作为监控摄像机、特别是交通监控用的摄像机所搭载的变焦透镜，期望是在夜间和昏暗的场所也能够良好地进行监视的大孔径变焦透镜。而且，近年来固体摄像元件(CCD和CMOS等)的高像素化急速推进，要求具备可以应对高像素的固体摄像元件(能够确认被摄物体更细微的特征的300万像素以上)的高分辨率的变焦透镜。

为了得到高画质的图像，必须良好地校正从广角端至望远端的诸像差。但是，若想通过现有技术实现变焦透镜的大孔径比化，则不能良好地校正在全部的变倍域发生的诸像差，难以遍及全变倍域而维持高光学性能。另外，不能在全变倍域得到明亮的图像。

如此，在以上述各专利文献所述的变焦透镜为首的现有技术中，未能实现特别是以夜间和昏暗的场所的监视为目的监控摄像机所适合的变焦透镜。

发明内容

本发明其目的在于，为了消除上述现有技术的问题点，提供一种小型、轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域中得到明亮的图像，并且通过遍及全变倍域而有效地校正诸像差，维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。

为了解决上述课题并达成目的，本发明的变焦透镜，其特征在于，具备从物体侧顺次配置的，具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、具有正光焦度的第三透镜群、具有正光焦度的第四透镜群、具有负光焦度的第五透镜群，并且，所述第三透镜群具备从物体侧顺次配置的，具有正光焦度且至少在一面形成非球面的第一透镜、和使凸面朝向物体侧的具有负光焦度的弯月形状的第二透镜，通过将所述第一透镜群、所述第三透镜群和所述第五透镜群固定，使所述第二透镜群沿着光轴从物体侧向像面侧移动，从而进行从广角端向望远端的变倍，通过使所述第四透镜群沿着光轴移动，进行伴随变倍而来的像面变动的校正和调焦，并满足以下所示的条件式。

(1)2.2<|F3／F4|<3.5

(2)vdG3L1／vdG3L2>2.8

其中，F3表示所述第三透镜群的焦距，F4表示所述第四透镜群的焦距，vdG3L1表示所述第三透镜群的第一透镜的对d线的阿贝数，vdG3L2表示所述第三透镜群的第二透镜的对d线的阿贝数。

根据本发明，能够提供一种小型、轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域中得到明亮的图像，并且通过遍及全变倍域而有效地校正诸像差，从而维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。

本发明的变焦透镜，其特征在于，在所述发明中，满足以下所示的条件式。

(3)0.5<|rp／f31|<0.8

其中，rp表示所述第三透镜群的第一透镜的物体侧面的近轴曲率半径，f31表示所述第三透镜群的第一透镜的焦距。

根据本发明，不会招致变焦透镜的加工性的恶化，既能够实现制造成本的削减，又能够维持高光学性能。

本发明的变焦透镜，其特征在于，在所述发明中，在所述第二透镜群和所述第三透镜群之间，配置有孔径光阑。

根据本发明，能够减小前透镜直径，实现变焦透镜全系的小型、轻量化。

根据本发明，所起到的效果是，能够提供一种小型，轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域得到明亮的图像，并且通过遍及全变倍域而有效地校正诸像差，维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。

附图说明

图1是表示实施例1的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。

图2是实施例1的变焦透镜对d线的诸像差图。

图3是表示实施例2的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。

图4是实施例2的变焦透镜对d线的诸像差图。

图5是表示实施例3的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。

图6是实施例3的变焦透镜对d线的诸像差图。

图7是表示实施例4的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。

图8是实施例4的变焦透镜对d线的诸像差图。

具体实施方式

以下，详细地说明本发明的变焦透镜的优选的实施方式。

本发明的变焦透镜具备：从物体侧顺次配置的，具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、具有正光焦度的第三透镜群、具有正光焦度的第四透镜群、具有负光焦度的第五透镜群而构成。在该变焦透镜中，通过第一透镜群、第三透镜群和第五透镜群的固定，使第二透镜群沿光轴从物体侧向像面侧移动，由此进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第四透镜群沿光轴移动，从而进行变倍所伴随的像面变动的校正和调焦。

本发明其目的在于，提供一种小型，轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域得到明亮的图像，并且遍及全变倍域而有效地校正诸像差，从而维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。为了达成这一目的，而设定以下所示这样的各种条件。

首先，本发明的变焦透镜中，第三透镜群从物体侧顺次配置：具有正光焦度并至少在一面形成有非球面的第一透镜、和使凸面朝向物体侧的具有负光焦度的弯月形状的第二透镜而构成。

通过在第三透镜群的最靠物体侧所配置的第一透镜上形成非球面，能够良好地校正伴随大孔径比化而在全变倍域发生变得显著的球面像差和彗形像差。另外，通过配置使凸面朝向物体侧的具有负光焦度的弯月形状的第二透镜，能够更良好地校正诸像差。有着具备这样的特征的2片透镜，用很少片数的透镜就可以进行良好的像差校正，所以能够实现变焦透镜的轻量化。

而且，在本发明的变焦透镜中，将第三透镜群的焦距设为F3，第四透镜群的焦距设为F4，第三透镜群的第一透镜对d线的阿贝数设为vdG3L1，第三透镜群的第二透镜对d线的阿贝数设为vdG3L2时，优选满足以下的条件式。

(1)2.2<|F3／F4|<3.5

(2)vdG3L1／vdG3L2>2.8

条件式(1)规定本发明的变焦透镜中，第三透镜群的焦距F3和第四透镜群的焦距F4的比的恰当的范围。

在条件式(1)中，若低于其下限，则第三透镜群的光焦度变得过强。这种情况下，在缩短光学系统全长上有效，但诸像差，特别是球面像差和彗形像差的校正变得困难，不为优选。而且，难以确保光学系统的后截距(バッケフォ一カス)。另一方面，在条件式(1)中，若超过其上限，则第三透镜群的光焦度变得过弱，光学系统全长延长，变焦透镜的小型化变得困难。

条件式(2)规定构成第三透镜群的第一透镜和第二透镜各自对d线的阿贝数的比的恰当的范围。通过满足条件式(2)，能够良好地校正伴随大孔径比化而在全变倍域发生的色像差(轴上色像差、倍率色像差)。在条件式(2)中若低于其下限，则伴随大孔径比化而在全变倍域变得显著的色像差的校正变得困难。

此外，在本发明的变焦透镜中，将第三透镜群的第一透镜的物体侧面的近轴曲率半径设为rp，第三透镜群的第一透镜的焦距设为f31时，优选满足下面的条件式。

(3)0.5<|rp／f31|<0.8

条件式(3)是规定第三透镜群的最靠物体侧所配置的第一透镜的物体侧面的形状的算式。在本发明中，在该第一透镜的物体侧面，为了良好地校正诸像差而形成曲率大的凸面。因此，通过满足条件式(3)，不会招致该第一透镜的加工性的恶化，而能够维持高光学性能。

在条件式(3)中，若低于其下限，则第三透镜群的第一透镜的物体侧面的近轴曲率半径变得过小，第一透镜的加工性恶化。若透镜的加工性恶化，则变焦透镜的制造成本提高，因此不为优选。另一方面，在条件式(3)中，若超过其上限，则第一透镜的加工性良好，但诸像差、特别是球面像差和彗形像差的校正变得困难，光学性能劣化。

此外，在本发明的变焦透镜中，将规定了既定的孔径的孔径光阑配置在第二透镜群与第三透镜群之间即可。一般来说，若实现大孔径比化，则孔径光阑直径也随之变大。若孔径光阑直径变大，则光学系统的前透镜直径也有变大的倾向。因此，在本发明中，在光学系统中光束直径最小的第二透镜群和第三透镜群之间配置孔径光阑，能够减小光学系统的前透镜直径，能够实现变焦透镜全系的小型、轻量化。

如以上说明的，本发明的变焦透镜，通过具备上述构成，能够在全变倍域得到明亮的图像，并且能够遍及全变倍域而有效地校正诸像差，从而维持高光学性能，并能够具备可以与高像素的固体摄像元件对应的分辨率。

特别是，通过在第三透镜群的最靠物体侧所配置的具有正光焦度的第一透镜形成非球面，满足上述条件式(1)，能够使第三群透镜群和第四透镜群的焦距的比最佳化，良好地校正伴随大孔径比化而在全变倍域发生变得显著的诸像差，实现高分辨率化。此外，通过满足上述条件式(2)，能够在第三透镜群的第一透镜和第二透镜中使用玻璃透镜，可以更良好地进行色像差的校正。而且通过满足上述条件式(3)，不会招致第三透镜群的第一透镜的加工性的恶化，能够维持高光学性能。

以下，基于附图详细地说明本发明的变焦透镜的实施例。还有，本发明不受以下的实施例限定。

【实施例1】

图1是表示实施例1的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。该变焦透镜从未图示的物体侧顺次配置：具有正光焦度的第一透镜群G₁₁、具有负光焦度的第二透镜群G₁₂、具有正光焦度的第三透镜群G₁₃、具有正光焦度的第四透镜群G₁₄、具有负光焦度的第五透镜群G₁₅而构成。

在第二透镜群G₁₂和第三透镜群G₁₃之间，配置有规定了既定的孔径的孔径光阑STP。另外，在第五透镜群G₁₅和像面IMG之间，配置有保护玻璃。还有，在像面IMG，配置有固体摄像元件的光接收面。

就第一透镜群G₁₁而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₁₁₁、正透镜L₁₁₂、正透镜L₁₁₃而构成。负透镜L₁₁₁和正透镜L₁₁₂被接合。

就第二透镜群G₁₂而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₁₂₁、负透镜L₁₂₂、正透镜L₁₂₃而构成。负透镜L₁₂₂和正透镜L₁₂₃被接合。

就第三透镜群G₁₃而言，从物体侧顺次配置有正透镜L₁₃₁(第一透镜)、负透镜L₁₃₂(第二透镜)而构成。在正透镜L₁₃₁的两面，形成有非球面。另外，负透镜L₁₃₂由使凸面朝向物体侧的负的弯月透镜构成。

就第四透镜群G₁₄而言，从物体侧顺次配置有正透镜L₁₄₁、负透镜L₁₄₂而构成。在正透镜L₁₄₁的物体侧面形成有非球面。另外，正透镜L₁₄₁和负透镜L₁₄₂被接合。

就第五透镜群G₁₅而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₁₅₁、正透镜L₁₅₂而构成。在正透镜L₁₅₂的两面形成有非球面。

在此变焦透镜中，第一透镜群G₁₁、孔径光阑STP、第三透镜群G₁₃和第五透镜群G₁₅始终被固定。然而，使第二透镜群G₁₂沿着光轴从物体侧向像面侧移动，由此进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第四透镜群G₁₄沿着光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦。

以下，示出关于实施例1的变焦透镜的各种数值数据。变焦透镜全系的焦距=15.0(广角端)～27.4(中间位置)～50.0(望远端)F数(Fno.)=1.41(广角端)～1.41(中间位置)～1.41(望远端)半视场角(ω)=17.31(广角端)～9.28(中间位置)～5.00(望远端)

(透镜数据)

r₁=52.701

d₁=1.00  nd₁=1.84666  vd₁=23.78

r₂=37.494

d₂=5.45  nd₂=1.49700  vd₂=81.54

r₃=-209.348

d₃=0.15

r₄=46.627

d₄=2.98  nd₃=1.61800  vd₃=63.39

r₅=173.394

d₅=D(5)  (可变)

r₆=-95.368

d₆=0.70  nd₄=1.90366  vd₄=31.31

r₇=21.124

d₇=2.76

r₈=-25.242

d₈=0.60  nd₅=1.51633  vd₅=64.14

r₉=24.624

d₉=1.90  nd₆=1.95906  vd₆=17.47

r₁₀=163.058

d₁₀=D(10)  (可变)

r₁₁=∞(孔径光阑)

d₁₁=0.80

r₁₂=15.000  (非球面)

d₁₂=3.80  nd₇=1.59201  vd₇=67.02

r₁₃=-162.259  (非球面)

d₁₃=5.82

r₁₄=57.534

d₁₄=0.80  nd₈=1.92286  vd₈=18.90

r₁₅=21.153

d₁₅=D(15)  (可变)

r₁₆=15.452  (非球面)

d₁₆=4.30  nd₉=1.76802  vd₉=49.24

r₁₇=-21.694

d₁₇=0.60  nd₁₀=1.72825  vd₁₀=28.32

r₁₈=-77.352

d₁₈=D(18)  (可变)

r₁₉=11.752

d₁₉=1.90  nd₁₁=1.74077vd₁₁=27.76

r₂₀=6.977

d₂₀=1.77

r₂₁=15.882  (非球面)

d₂₁=2.20  nd₁₂=1.82115vd₁₂=24.06

r₂₂=23.347(非球面)

d₂₂=1.00

r₂₃=∞

d₂₃=2.50  nd₁₃=1.51633vd₁₃=64.14

r₂₄=∞

d₂₄=4.64

r₂₅=∞  (像面)

圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D)

(第12面)

k＝-0.5866，

A＝-3.61877×10^-6，B＝-7.61256×10^-8，

C＝3.33045×10^-10，D＝_-6.25838×10^-12

(第13面)

k＝83.9072，

A＝1.65979×10^-5，B＝-7.39338×10^-8，

C＝_-3.64627×10^-11，D＝_-2.87932×10^-12

(第16面)

k＝-1.3890，

A＝-1.59736×10^-5，B＝1.27294×10^-7，

C＝-4.84226×10^-9，D＝4.27025×10-¹¹

(第21面)

k＝2.8196，

A＝-1.79940×10^-5，B＝-2.89823×10^-6，

C＝7.03458×10^-8，D＝_-5.72816×10^-9

(第22面)

k＝2.8897，

A＝-9.52100×10^-6，B＝1.32989×10^-6，

C＝_-2.79234×10^-7，D＝_-8.90638×10^-10

(变倍数据)

(关于条件式(1)的数值)

F3(第三透镜群G₁₃的焦距)＝39.041

F4(第四透镜群G₁₄的焦距)＝16.828

|F3/F4|＝2.32

(关于条件式(2)的数值)

vdG3L1(正透镜L₁₃₁(第一透镜)的对d线的阿贝数)＝67.02

vdG3L2(负透镜L₁₃₂(第二透镜)的对d线的阿贝数)＝18.90

vdG3L1／vdG3L2＝3.546

(关于条件式(3)的数值)

rp(正透镜L₁₃₁(第一透镜)的物体侧面的近轴曲率半径)＝15.000

f31(正透镜L₁₃₁(第一透镜)的焦距)＝23.38

|rp/f31|＝0.642

图2是实施例1的变焦透镜的对d线(λ＝587.56nm)的诸像差图。还有，像散图中的S、M，分别表示弧矢像面、子午像面所对应的像差。

【实施例2】

图3是表示实施例2的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。该变焦透镜从图示的物体侧顺次配置：具有正光焦度的第一透镜群G₂₁、具有负光焦度的第二透镜群G₂₂、具有正光焦度的第三透镜群G₂₃、具有正光焦度的第四透镜群G₂₄、具有负光焦度的第五透镜群G₂₅而构成。

在第二透镜群G₂₂和第三透镜群G₂₃之间，配置有规定了既定的孔径的孔径光阑STP。另外，在第五透镜群G₂₅和像面IMG之间，配置有保护玻璃。还有，在像面IMG，配置有固体摄像元件的光接收面。

就第一透镜群G₂₁而言，从物体侧顺次配置负透镜L₂₁₁、正透镜L₂₁₂、正透镜L₂₁₃而构成。负透镜L₂₁₁和正透镜L₂₁₂被接合。

就第二透镜群G₂₂而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₂₂₁、负透镜L₂₂₂、正透镜L₂₂₃而构成。负透镜L₂₂₂和正透镜L₂₂₃被接合。

就第三透镜群G₂₃而言，从物体侧顺次配置有正透镜L₂₃₁(第一透镜)、负透镜L₂₃₂(第二透镜)而构成。在正透镜L₂₃₁的两面形成有非球面。另外，负透镜L₂₃₂由使凸面朝向物体侧的负的弯月透镜构成。

就第四透镜群G₂₄而言，从物体侧顺次配置有正透镜L₂₄₁、负透镜L₂₄₂而构成。在正透镜L₂₄₁的物体侧面形成有非球面。另外，正透镜L₂₄₁和负透镜L₂₄₂被接合。

就第五透镜群G₂₅而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₂₅₁、正透镜L₂₅₂而构成。在正透镜L₂₅₂的两面形成有非球面。

在此变焦透镜中，第一透镜群G₂₁、孔径光阑STP、第三透镜群G₂₃和第五透镜群G₂₅始终被固定。然而，通过使第二透镜群G₂₂沿光轴从物体侧和像面侧移动而进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第四透镜群G₂₄沿光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦。

以下，示出关于实施例2的变焦透镜的各种数值数据。

变焦透镜全系的焦距＝15.0(广角端)～27.4(中间位置)～50.0(望远端)F数(Fno.)＝1.42(广角端)～1.44(中间位置)～1.44(望远端)半视场角(ω)＝17.19(广角端)～9.23(中间位置)～5.00(望远端)

(透镜数据)

r₁＝57.066

d₁＝1.00     nd₁＝1.84666     vd₁＝23.78

r₂＝39.550

d₂＝5.11     nd₂＝1.49700     vd₂＝81.54

r₃＝-245.030

d₃＝0.15

r₄＝48.097

d₄＝3.05     nd₃＝1.61800     vd₃＝63.39

r₅＝222.471

d₅＝D(5)(可变)

r₆＝-143.269

d₆＝0.70     nd₄＝1.90366     vd₄＝31.31

r₇＝20.787

d₇＝3.02

r₈＝-22.781

d₈＝0.60     nd₅＝1.51633     vd₅＝64.14

r₉＝27.841

d₉＝1.90     nd₆＝1.95906     vd₆＝17.47

r₁₀＝486.697

d₁₀＝D(10)(可变)

r₁₁＝∞(孔径光阑)

d₁₁＝0.80

r₁₂＝15.214(非球面)

d₁₂＝3.80     nd₇＝1.61881     vd₇＝63.85

r₁₃＝-300.983(非球面)

d₁₃＝5.32

r₁₄＝70.442

d₁₄＝0.80     nd₈＝1.92286     vd₈＝18.90

r₁₅＝21.752

d₁₅＝D(15)(可变)

r₁₆＝13.489(非球面)

d₁₆＝4.30     nd₉＝1.76802     vd₉＝49.24

r₁₇＝-25.255

d₁₇＝0.60     nd₁₀＝1.72825     vd₁₀＝28.32

r₁₈＝-49.793

d₁₈＝D(18)(可变)

r₁₉＝17.183

d₁₉＝1.90     nd₁₁＝1.74077     vd₁₁＝27.76

r₂₀＝7.215

d₂₀＝1.76

r₂₁＝17.712(非球面)

d₂₁＝2.20     nd₁₂＝1.82115     vd₁₂＝24.06

r₂₂＝31.109(非球面)

d₂₂＝1.00

r₂₃＝∞

d₂₃＝2.50     nd₁₃＝1.51633     vd₁₃＝64.14

r₂₄＝∞

d₂₄＝5.58

r₂₅＝∞(像面)

圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D)

(第12面)

k＝-0.6090，

A＝-4.19699×10^-6，B＝-9.56196×10^-8，

C＝6.43385×10^-10，D＝_-8.48882×10^-12

(第13面)

k＝13.6295，

A＝4.91055×10^-6，B＝-2.78020×10^-8，

C＝-4.26331×10^-11，D＝_-3.78172×10^-12

(第16面)

k＝-1.4320，

A＝-1.94318×10^-5，B＝2.72495×10^-8，

C＝-3.03937×10^-9，D＝3.38298×10-¹¹

(第21面)

k＝3.3539，

A＝-2.50356×10^-5，B＝4.03139×10^-7，

C＝_-2.52553×10^-8，D＝-4.37056×10^-9

(第22面)

k＝4.9321，

A＝-3.78714×10^-6，B＝3.63191×10^-6，

C＝_-2.99492×10^-7，D＝_-5.48636×10^-10

(变倍数据)

(关于条件式(1)的数值)

F3(第三透镜群G₂₃的焦距)＝42.458

F4(第四透镜群G₂₄的焦距)＝14.165

|F3／F4|＝2.997

(关于条件式(2)的数值)

vdG3L1(正透镜L₂₃₁(第一透镜)的对d线的阿贝数)＝63.85

vdG3L2(负透镜L₂₃₂(第二透镜)的对d线的阿贝数)＝18.90

vdG3L1／vdG3L2＝3.378

(关于条件式(3)的数值)

rp(正透镜L₂₃₁(第一透镜)的物体侧面的近轴曲率半径)＝15.214

f31(正透镜L₂₃₁(第一透镜)的焦距)＝23.511

|rp／f31|＝0.647

图4是实施例2的变焦透镜的对d线(λ＝587.56nm)的诸像差图。还有，像散图中的S、M，分别表示弧矢像面、子午像面所对应的像差。

【实施例3】

图5是表示实施例3的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。该变焦透镜从图示的物体侧顺次配置有：具有正光焦度的第一透镜群G₃₁、具有负光焦度的第二透镜群G₃₂、具有正光焦度的第三透镜群G₃₃、具有正光焦度的第四透镜群G₃₄、具有负光焦度的第五透镜群G₃₅而构成。

在第二透镜群G₃₂和第三透镜群G₃₃之间，配置有规定了既定的孔径的孔径光阑STP。另外，在第五透镜群G₃₅和像面IMG之间，配置有保护玻璃。还有，在像面IMG，配置有固体摄像元件的光接收面。

就第一透镜群G₃₁而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₃₁₁、正透镜L₃₁₂、正透镜L₃₁₃而构成。负透镜L₃₁₁和正透镜L₃₁₂被接合。

就第二透镜群G₃₂而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₃₂₁、负透镜L₃₂₂、正透镜L₃₂₃而构成。负透镜L₃₂₂和正透镜L₃₂₃被接合。

就第三透镜群G₃₃而言，从物体侧顺次配置有正透镜L₃₃₁(第一透镜)、负透镜L₃₃₂(第二透镜)而构成。在正透镜L₃₃₁的两面形成有非球面。另外，负透镜L₃₃₂由使凸面朝向物体侧的负的弯月透镜构成。

就第四透镜群G₃₄而言，从物体侧顺次配置有正透镜L₃₄₁、负透镜L₃₄₂而构成。在正透镜L₃₄₁的物体侧面形成有非球面。另外，正透镜L₃₄₁和负透镜L₃₄₂被接合。

就第五透镜群G₃₅而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₃₅₁、正透镜L₃₅₂而构成。在正透镜L₃₅₂的两面形成有非球面。

在此变焦透镜中，第一透镜群G₃₁、孔径光阑STP、第三透镜群G₃₃和第五透镜群G₃₅被固定。然而，通过使第二透镜群G₃₂沿光轴从物体侧向像面侧移动，进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第四透镜群G₃₄沿着光轴移动，从而进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦。

以下，示出关于实施例3的变焦透镜的各种数值数据。

变焦透镜全系的焦距＝15.0(广角端)～27.4(中间位置)～50.0(望远端)F数(Fno.)＝1.42(广角端)～1.44(中间位置)～1.44(望远端)半视场角(ω)＝17.15(广角端)～9.22(中间位置)～5.00(望远端)

(透镜数据)

r₁＝55.770

d₁＝1.00     nd₁＝1.84666     vd₁＝23.78

r₂＝38.896

d₂＝5.06     nd₂＝1.49700     vd₂＝81.54

r₃＝-197.191

d₃＝0.15

r₄＝47.173

d₄＝2.70     nd₃＝1.61800     vd₃＝63.39

r₅＝132.026

d₅＝D(5)(可变)

r₆＝205.465

d₆＝0.70     nd₄＝1.90366     vd₄＝31.31

r₇＝19.963

d₇＝3.80

r₈＝-19.359

d₈＝0.60     nd₅＝1.51633     vd₅＝64.14

r₉＝35.304

d₉＝1.90     nd₆＝1.95906     vd₆＝17.47

r₁₀＝-414.596

d₁₀＝D(10)(可变)

r₁₁＝∞(孔径光阑)

d₁₁＝0.80

r₁₂＝16.621(非球面)

d₁₂＝3.80     nd₇＝1.61881     vd₇＝63.85

r₁₃＝-115.603(非球面)

d₁₃＝4.35

r₁₄＝69.820

d₁₄＝0.80     nd₈＝1.92286     vd₈＝18.90

r₁₅＝21.887

d₁₅＝D(15)(可变)

r₁₆＝14.112(非球面)

d₁₆＝4.30     nd₉＝1.76802     vd₉＝49.24

r₁₇＝-23.853

d₁₇＝0.60     nd₁₀＝1.72825     vd₁₀＝28.32

r₁₈＝-43.429

d₁₈＝D(18)(可变)

r₁₉＝20.742

d₁₉＝1.90     nd₁₁＝1.71736     vd₁₁＝29.50

r₂₀＝6.937

d₂₀＝1.71

r₂₁＝16.656(非球面)

d₂₁＝2.20     nd₁₂＝1.82115     vd₁₂＝24.06

r₂₂＝38.845(非球面)

d₂₂＝1.00

r₂₃＝∞

d₂₃＝2.50     nd₁₃＝1.51633     vd₁₃＝64.14

r₂₄＝∞

d₂₄＝6.16

r₂₅＝∞(像面)

圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D)

(第12面)

k＝-0.5439，

A＝-1.48046×10^-6，B＝-6.19350×10^-8，

C＝3.86077×10^-10，D＝-5.71423×10^-12

(第13面)

k＝-0.2573，

A＝1.81004×10^-5，B＝-2.58080×10^-8，

C＝1.42210×10^-10，D＝-3.82567×10^-12

(第16面)

k＝-1.3867，

A＝-1.71342×10^-5，B＝1.81833×10^-8，

C＝-1.77195×10^-9，D＝1.91952×10^-11

(第21面)

k＝4.4474，

A＝2.05738×10^-5，B＝-1.83122×10^-6，

C＝5.50981×10^-8，D＝-6.10561×10^-9

(第22面)

k＝24.9779，

A＝4.51606×10^-5，B＝-1.43913×10^-7，

C＝-1.36900×10^-7，D＝-4.15559×10^-9

(变倍数据)

(关于条件式(1)的数值)

F3(第三透镜群G₃₃的焦距)＝45.653

F4(第四透镜群G₃₄的焦距)＝14.267

|F3／F4|=3.2

(关于条件式(2)的数值)

vdG3L1(正透镜L₃₃₁(第一透镜)的对d线的阿贝数)＝63.85

vdG3L2(负透镜L₃₃₂(第二透镜)的对d线的阿贝数)＝18.90

vdG3L1／vdG3L2＝3.378

(关于条件式(3)的数值)

rp(正透镜L₃₃₁(第一透镜)的物体侧面的近轴曲率半径)＝16.621

f31(正透镜L₃₃₁(第一透镜)的焦距)＝23.744

|rp／f31|＝0.7

图6是表示实施例3的变焦透镜的对d线(λ＝587.56nm)的诸像差图。还有，像散图中的S、M，分别表示弧矢像面、子午像面所对应的像差。

【实施例4】

图7是表示实施例4的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。该变焦透镜从图示的物体侧顺次配置有：具有正光焦度的第一透镜群G₄₁、具有负光焦度的第二透镜群G₄₂、具有正光焦度的第三透镜群G₄₃、具有正光焦度的第四透镜群G₄₄、具有负光焦度的第五透镜群G₄₅而构成。

在第二透镜群G₄₂和第三透镜群G₄₃之间，配置有规定了既定的孔径的孔径光阑STP。另外，在第五透镜群G₄₅和像面IMG之间，配置有保护玻璃。还有，在像面IMG，配置有固体摄像元件的光接收面。

就第一透镜群G₄₁而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₄₁₁、正透镜L₄₁₂、正透镜L₄₁₃而构成。负透镜L₄₁₁和正透镜L₄₁₂被接合。

就第二透镜群G₄₂而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₄₂₁、负透镜L₄₂₂、正透镜L₄₂₃而构成。负透镜L₄₂₂、正透镜L₄₂₃被接合。

就第三透镜群G₄₃而言，从物体侧顺次配置有正透镜L₄₃₁(第一透镜)、负透镜L₄₃₂(第二透镜)而构成。在正透镜L₄₃₁的两面形成有非球面。另外，负透镜L₄₃₂由使凸面朝向物体侧的负的弯月透镜构成。

就第四透镜群G₄₄而言，从物体侧顺次配置有正透镜L₄₄₁、负透镜L₄₄₂而构成。正透镜L₄₄₁的物体侧面形成有非球面。另外，正透镜L₄₄₁和负透镜L₄₄₂被接合。

就第五透镜群G₄₅而言，从物体侧顺次配置有负透镜L₄₅₁、正透镜L₄₅₂而构成。在正透镜L₄₅₂的两面形成有非球面。

在此变焦透镜中，第一透镜群G₄₁、孔径光阑STP、第三透镜群G₄₃和第五透镜群G₄₅被固定。然而，通过使第二透镜群G₄₂沿着光轴从物体侧向像面侧移动而进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第四透镜群G₄₄沿着光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦。

以下，示出关于实施例4的变焦透镜的各种数值数据。变焦透镜全系的焦距＝15.0(广角端)～27.4(中间位置)～50.0(望远端)F数(Fno.)＝1.42(广角端)～1.44(中间位置)～1.44(望远端)半视场角(ω)＝17.15(广角端)～9.21(中间位置)～5.00(望远端)

(透镜数据)

r₁＝64.654

d₁＝1.00  nd₁＝1.84666  vd₁＝23.78

r₂＝42.859

d₂＝4.83  nd₂＝1.49700  vd₂＝81.54

r₃＝-188.181

d₃＝0.15

r₄＝46.926

d₄＝3.02  nd₃＝1.61800  vd₃＝63.39

r₅＝214.595

d₅＝D(5)(可变)

r₆＝-159.632

d₆＝0.70  nd₄＝1.90366  vd₄＝31.31

r₇＝21.034

d₇＝3.04

r₈＝-22.653

d₈＝0.60  nd₅＝1.51633  vd₅＝64.14

r₉＝28.525

d₉=1.90  nd₆=1.95906  vd₆=17.47

r₁₀＝619.032

d₁₀＝D(10)(可变)

r₁₁＝∞(孔径光阑)

d₁₁＝0.80

r₁₂＝15.492(非球面)

d₁₂＝3.80  nd₇＝1.61881  vd₇＝63.85r₁₃＝461.986(非球面)

d₁₃＝4.96

r₁₄＝64.368

d₁₄＝0.80  nd₈＝1.95906  vd₈＝17.47r₁₅＝25.648

d₁₅＝D(15)(可变)

r₁₆＝13.369(非球面)

d₁₆＝4.30  nd₉＝1.76802  vd₉＝49.24r₁₇＝-25.681

d₁₇＝0.60  nd₁₀＝1.72825  vd₁₀＝28.32

r₁₈＝-49.936

d₁₈＝D(18)(可变)

r₁₉＝21.590

d₁₉＝1.90  nd₁₁＝1.74077  vd₁₁＝27.76

r₂₀＝7.666

d₂₀＝1.63

r₂₁＝22.153(非球面)

d₂₁＝2.20  nd₁₂＝1.82115  vd₁₂＝24.06

r₂₂＝45.276(非球面)

d₂₂＝1.00

r₂₃＝∞

d₂₃＝2.50  nd₁₃＝1.51633  vd₁₃＝64.14

r₂₄＝∞

d₂₄=6.63

r₂₅＝∞(像面)

圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D)

(第12面)

k＝-0.6311，

A＝-4.15876×10^-6，B＝-1.37883×10^-7，

C＝4.15271×10^-10，D＝-1.52593×10^-11

(第13面)

k＝-100.0000，

A＝-3.24557×10^-6，B＝-3.64173×10^-8，

C＝-7.92874×10^-10，D＝_-5.83352×10^-12

(第16面)

k＝-1.4459，

A＝-2.09475×10^-5，B＝-8.45495×10^-8，

C＝-1.17046×10^-9，D＝2.39402×10^-11

(第21面)

k＝4.1333，

A＝5.12895×10^-5，B＝1.63393×10^-6，

C＝2.00177×10^-8，D＝-4.75306×10^-9

(第22面)

k＝10.1512，

A＝9.62421×10^-5，B＝2.29371×10^-6，

C＝-7.74967×10^-8，D＝-4.41659×10^-9

(变倍数据)

(关于条件式(1)的数值)

F3(第三透镜群G₄₃的焦距)=42.7

F4(第四透镜群G₄₄的焦距)＝14.079

|F3／F4|＝3.033

(关于条件式(2)的数值)

vdG3L1(正透镜L₄₃₁(第一透镜)的对d线的阿贝数)＝63.85

vdG3L2(负透镜L₄₃₂(第二透镜)的对d线的阿贝数)＝17.47

vdG3L1／vdG3L2＝3.655

(关于条件式(3)的数值)

rp(正透镜L₄₃₁(第一透镜)的物体侧面的近轴曲率半径)＝15.492

f31(正透镜L₄₃₁(第一透镜)的焦距)＝25.82

|rp／f31|＝0.6

图8是实施例4的变焦透镜的对d线(λ＝587.56nm)的诸像差图。还有，像散图中的S、M，分别表示弧矢像面、子午像面所对应的像差。

还有，在上述各实施例中的数值数据中、r₁、r₂、…表示各透镜、光阑面等的曲率半径，d₁、d₂、…表示各透镜、光阑等的壁厚或其面间隔，nd₁、nd₂、…表示各透镜的对d线(λ＝587.56nm)的折射率，vd₁、vd₂、…表示各透镜的对d线(λ＝587.56nm)的阿贝数。而且，长度的单位全部是“mm”，角度的单位全部是“°”。

另外，就上述各非球面形状而言，将非球面的深度设为Z，与光轴垂直的方向的高度设为y，近轴曲率半径设为R，圆锥系数设为k，4次、6次、8次、10次的非球面系数分别设为A、B、C、D，以光的行进方向为正时，由以下所示的式表示。

【算式1】

$Z=\frac{y^2}{R{(1+\sqrt{1-(1+k)y/R^2})}^2}+{\mathrm{Ay}}^4+{\mathrm{By}}^6+{\mathrm{Cy}}^8+{\mathrm{Dy}}^{10}$

如以上说明，上述各实施例的变焦透镜，通过具备上述构成，能够在全变倍域得到明亮的图像，并且能够遍及全变倍域而有效地校正诸像差，从而维持高光学性能，具备可以与高像素的固体摄像元件对应的分辨率。特别是通过满足上述各条件式，能够实现一种小型、轻量的变焦透镜，其跨越全变倍域的F数为1.4左右的大孔径比，同时又维持着可以遍及全变倍域而有效地校正诸像差的高光学性能，具备可以应对300万像素以上的固体摄影元件的高分辨率。

【产业上的可利用性】

如上，本发明的变焦透镜，对于监视夜间和昏暗场所的监控摄像机有用，特别最适于不论昼夜都要求提供鲜明的证据图像的交通监控用摄像机。

【符号说明】

G₁₁、G₂₁、G₃₁、G₄₁  第一透镜群

G₁₂、G₂₂、G₃₂、G₄₂  第二透镜群

G₁₃、G₂₃、G₃₃、G₄₃  第三透镜群

G₁₄、G₂₄、G₃₄、G₄₄  第四透镜群

G₁₅、G₂₅、G₃₅、G₄₅  第五透镜群

L₁₁₁、L₁₂₁、L₁₂₂、L₁₃₂、L₁₄₂、L₁₅₁、L₂₁₁、L₂₂₁、L₂₂₂、L₂₃₂、L₂₄₂、L₂₅₁、L₃₁₁、L₃₂₁、L₃₂₂、L₃₃₂、L₃₄₂、L₃₅₁、L₄₁₁、L₄₂₁、L₄₂₂、L₄₃₂、L₄₄₂、L₄₅₁负透镜

L₁₁₂、L₁₁₃、L₁₂₃、L₁₃₁、L₁₄₁、L₁₅₂、L₂₁₂、L₂₁₃、L₂₂₃、L₂₃₁、L₂₄₁、L₂₅₂、L₃₁₂、L₃₁₃、L₃₂₃、L₃₃₁、L₃₄₁、L₃₅₂、L₄₁₂、L₄₁₃、L₄₂₃、L₄₃₁、L₄₄₁、L₄₅₂正透镜

STP  孔径光阑

CG  保护玻璃

IMG  像面

Claims (3)

1.一种变焦透镜，其特征在于，

具备：从物体侧顺次配置的，具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、具有正光焦度的第三透镜群、具有正光焦度的第四透镜群、具有负光焦度的第五透镜群，

所述第三透镜群具备：从物体侧顺次配置的，具有正光焦度并至少在一面形成有非球面的第一透镜、使凸面朝向物体侧的具有负光焦度的弯月形状的第二透镜，

将所述第一透镜群、所述第三透镜群和所述第五透镜群固定，使所述第二透镜群沿光轴从物体侧向像面侧移动而进行从广角端向望远端的变倍，

通过使所述第四透镜群沿光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦，

并满足以下所示的条件式：

(1)2.2<|F3／F4|<3.5

(2)vdG3L1／vdG3L2>2.8

其中，F3表示所述第三透镜群的焦距，F4表示所述第四透镜群的焦距，vdG3L1表示所述第三透镜群的第一透镜的对d线的阿贝数，vdG3L2表示所述第三透镜群的第二透镜的对d线的阿贝数。

2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，

满足以下所示的条件式：

(3)0.5<|rp／f31|<0.8

其中，rp表示所述第三透镜群的第一透镜的物体侧面的近轴曲率半径，f31表示所述第三透镜群的第一透镜的焦距。

3.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，

在所述第二透镜群和所述第三透镜群之间，配置有孔径光阑。

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