CN103744170A - 广角变焦镜头 - Google Patents

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CN103744170A CN201410030706.2A CN201410030706A CN103744170A CN 103744170 A CN103744170 A CN 103744170A CN 201410030706 A CN201410030706 A CN 201410030706A CN 103744170 A CN103744170 A CN 103744170A
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Abstract

本发明提供一种变焦比超过2倍的单镜头反光式数码照相机用的广角变焦镜头。该广角变焦镜头从物体侧依次具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，使各透镜组移动来进行变倍，上述第1透镜组由负光焦度的、第1透镜组的前一组透镜组以及负光焦度的、第1透镜组的后一组透镜组构成，使第1透镜组的最靠近物体侧的透镜形成为凹面朝向像侧的负凹凸透镜，在该透镜上设有两面非球面，第1透镜组的前一组透镜组和后一组透镜组的焦距满足以下条件式。条件式（11）3.5≤|f1b/f1a|≤6.0其中，f1a：第1透镜组的前一组透镜组的焦距,f1b：第1透镜组的后一组透镜组的焦距。

Description

广角变焦镜头
本申请是申请日为2010年04月13日、申请号为2010101464630、发明名称为“广角变焦镜头”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种广角变焦镜头，更详细地说，涉及一种视场角超过100°、变焦比超过2倍的单镜头反光式数码照相机用的超广角、高变焦比为2以上的广角变焦镜头。
背景技术
作为现有的单镜头反光式照相机用超广角变焦镜头，提出了一种变焦镜头，其从物体侧到像侧依次具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，该变焦镜头在从广角端向望远端变焦时，减少上述第1透镜组与第2透镜组之间的间隔，增加上述第2透镜组与第3透镜组之间的间隔，并减少上述第3透镜组与第4透镜组之间的间隔，其特征在于，在将广角端的后焦距设为bfw、将整个光学系统在广角端的焦距设为fw、将第2透镜组和第4透镜组的焦距分别设为f2、f4时，满足
2.9<bfw／fw<5.0
3.1<f4／fw<4.5
0.1<fw／f2<0.42
这样的条件(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2006-039531号公报
这些现有的广角变焦镜头是由具有负、正、负、正的光焦度的透镜组构成的4组变焦镜头型。在这些现有的广角变焦镜头中，广角端的视场角超过100°，并且要实现2倍以上的变焦比。
即，专利文献1公开了广角端的视场角为105.8°左右，变焦比为1.95～2.36左右。
在这些现有的广角变焦镜头中，第1透镜组内通常使用多个非球面透镜。特别是，例如，如专利文献1那样，将最靠近物体侧的透镜形成为凹面朝向像面的具有非常强的负光焦度的凹凸透镜。这些透镜通过将物体侧的第1面形成为非球面，使视场角扩大，实现第1透镜组的小型化，对各像差进行校正。
发明内容
本发明欲解决的课题（1）
在上述文献1中所提出的变焦镜头具有以下等优点，通过将最靠近物体侧的透镜设定为较强的负光焦度，将可加工的玻璃材料的表面加工成非球面，将广角端的视场角形成为105°左右，可以将前框的有效直径抑制得较小。但是，难以进一步扩大广角端的视场角。
另外，为了将广角端的视场角形成为105°左右，并且实现前框的有效直径的小型化，第1透镜的第1面的非球面形状形成为，从光轴到有效直径的3成左右，使面的法线角度变化程度即增加速度缓慢，从3成左右到10成的面的法线角度的增加速度变快。结果，难以对广角端像高的3～5成范围的像面弯曲和像散进行校正。
本发明是鉴于上述现有例而做成的，其目的在于提供一种广角变焦镜头，其在广角端的视场角超过110°的变焦镜头中，实现2倍以上的变焦比，并且使第1透镜组小型化。
本发明欲解决的课题（2）
现有的广角变焦镜头的广角端的视场角是105°左右，具有能够将前框的有效直径抑制得较小、还能够得到较长的后焦距这样的优点。但是，难以进一步实现较大的视场角和广角端焦距的3.7倍以上的后焦距。
本发明是鉴于这些现有例的广角变焦镜头的上述问题点而做成的，其目的在于提供一种广角变焦镜头，其能够使广角端的视场角超过110°，实现2倍以上的变焦比，并且还具有广角端的焦距的3.7倍以上的后焦距。
本发明欲解决的课题（3）
现有的广角变焦镜头是由具有负、正、负、正的光焦度的透镜组构成的4组变焦镜头型。在专利文献1的现有的广角变焦镜头中，广角端的视场角为105°左右，具有能够将前框的有效直径抑制得较小和具有较长的后焦距这样的优点，但是难以实现2.2倍的变焦比、并难以满足广角端焦距的3.7倍以上的后焦距的要求。
本发明是鉴于现有的广角变焦镜头的上述问题点而做成的。其目的在于提供一种广角变焦镜头，其在确保广角端的视场角超过105°的变焦镜头中，实现2倍以上的变焦比，并且具有广角端的焦距的3.7倍以上的后焦距。
本发明欲解决的课题（4）
在专利文献1中提出的广角变焦镜头具有以下等优点：将最靠近物体侧的透镜设定为负光焦度较强，广角端的视场角为105°左右，能够将前框的有效直径抑制得较小。但是，由于第1透镜组与光圈的距离较远，所以难以兼顾进一步扩大广角端的视场角和使第1透镜组小型化。
本发明是鉴于这些现有例而做成的，其目的在于提供一种广角变焦镜头，其在广角端的视场角超过110°的变焦镜头中，能够实现第1透镜组和第4透镜组的小型化。
解决课题（1）的第1技术方案是一种广角变焦镜头，其特征在于，该广角变焦镜头从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组移动来进行变倍，上述第1透镜组由负光焦度的、第1透镜组的前一组透镜组以及负光焦度的、第1透镜组的后一组透镜组构成，使第1透镜组的后一组透镜组向物体侧移动来进行从无限远物体向近距离的调焦，将第1透镜组最靠近物体侧的透镜形成为凹面朝向像侧的负凹凸透镜，在该透镜上设有两面非球面，第1透镜组的前一组透镜组和后一组透镜组的焦距满足以下条件式，
条件式（11）3.5≤|f1b/f1a|≤6.0，
其中，
f1a：第1透镜组的前一组透镜组的焦距，
f1b：第1透镜组的后一组透镜组的焦距。
解决课题（1）的第2技术方案是一种广角变焦镜头，其特征在于，该广角变焦镜头从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组移动来进行变倍，上述第1透镜组由负光焦度的、第1透镜组的前一组透镜组以及负光焦度的、第1透镜组的后一组透镜组构成，使第1透镜组的后一组透镜组向物体侧移动来进行从无限远物体向近距离的调焦，第1透镜组最靠近物体侧的透镜形成为凹面朝向像侧的负凹凸透镜，在该透镜上设有两面非球面，面形状满足以下条件式，
条件式（12）3.5≤θ25≤6.5
条件式（13）4.5≤θ100/θ25≤7.0，
其中，
θ25：第1透镜的物体侧的面的、非球面有效直径的2.5成的高度处的法线角度，
θ100：第1透镜的物体侧的面的、非球面有效直径的10成的高度处的法线角度。
第1技术方案以及第2技术方案的实施方式，如下所述。
还满足条件式（14）Ymax/Fw≥1.3，
其中，
Ymax：最大像高（实像高）
Fw：整个光学系统在广角端的焦距。
还满足
条件式（12）3.5≤θ25≤6.5，
条件式（13）4.5≤θ100/θ25≤7.0，
其中，
θ25：第1透镜的物体侧的面的、非球面有效直径的2.5成的高度处的法线角度，
θ100：第1透镜的物体侧的面的、非球面有效直径的10成的高度处的法线角度。
还满足
条件式（15）0.7≤G1R2/F1≤0.9，
其中，
G1R2：第1透镜的像面侧的面的曲率半径，
F1：第1透镜组的焦距。
第1技术方案和第2技术方案的条件式的说明
为了在广角端确保110°以上的视场角，并使第1透镜组的有效直径小型化，规定了条件式（11）。
如果超过条件式（11）的下限，则第1透镜组的前一组透镜组的光焦度（光焦度＝焦距的倒数）变弱，难以实现110°的广角端的视场角。如果超过条件式（11）的下限，则还难以使第1透镜组的有效直径小型化，还产生像散和像面弯曲等。
如果超过条件式（11）的上限，则第1透镜组的后一组透镜组的光焦度变弱，使焦点移动量增大。如果超过条件式（11）的上限，则还使第1透镜组的前一组透镜组和对焦透镜组之间容易干涉，还产生球面像差和色差等。
通过使条件式（11）为4.0≤|f1b/f1a|≤5.0，能够形成使本发明的效果更可靠的广角变焦镜头。
条件式（12）和条件式（13）规定了最靠近物体侧的负凹凸透镜的物体侧的面的非球面形状。如果超过条件式（12）的下限，则使最靠近物体侧的第1透镜的第1面的法线角度从光轴到有效直径的2.5成的高度之间是减小的，难以抑制广角端的3～5成像高的像面弯曲和像散。
如果超过条件式（12）的上限，则第1透镜的光焦度变弱，难以在广角端确保110°的视场角。如果超过条件式（12）的上限，还产生球面像差和畸变等。
通过使条件式（12）为3.8≤θ25≤5.2，能够形成使本发明的效果更可靠的广角变焦镜头。
如果超过条件式（13）的下限，则在广角端难以抑制10成像高的像散、像面弯曲和畸变像差。
如果超过条件式（13）的上限，则难以对第1负凹凸透镜非球面进行加工。如果超过条件式（13）的上限，还产生像散和像面弯曲等。
通过使条件式（13）为5.3≤θ100/θ25≤7.0，能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
条件式（14）规定了最大像高与整个光学系统在广角端的焦距之间的关系。如果超过条件式（14）的下限，则将产生像高不够或者无法实现110°的视场角等问题。
通过使条件式（14）为1.35≤Ymax/Fw≤1.45，能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
条件式（15）规定了最靠近物体侧的负凹凸透镜的像面侧的面的曲率半径与第1透镜组的焦距之比。如果超过条件式（15）的下限，则第1透镜的第2面的曲率半径增小，非球面的面形状成为弯曲程度比较大的球面，而难以加工。如果超过条件式（15）的下限，还产生像散和畸变等。
如果超过条件式（15）的上限，则由于第1透镜具有较强的光焦度，所以使第1面的曲率半径增大，为了实现广角端的110°的视场角，从光轴到周边使第1面的法线角度的增加速度缓慢，从有效直径的3成左右开始使面的法线角度的增加速度迅速增大。结果，难以对广角端的中间像高的像面弯曲和像散进行校正。
通过使条件式（15）为0.835≤G1R2/F1≤0.9，能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
解决课题（2）的第3技术方案是一种广角变焦镜头，其特征在于，该广角变焦镜头从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组移动来进行变倍，上述第1透镜组由负光焦度的、第1透镜组的前一组透镜组以及负光焦度的、第1透镜组的后一组透镜组构成，使第1透镜组的后一组透镜组向物体侧移动来进行从无限远物体向近距离的调焦，第1透镜组和第2、3透镜组的合成组的焦距以及透镜组间的间隔满足以下条件式，
条件式（21）1.95≤（E4w－F123w）/F4≤3.7，
其中，
F123w：第1、2、3透镜组的合成组在用广角端拍摄无限远处时的焦距，
F4：第4透镜组的焦距，
E4w：在广角端的第1、2、3透镜组的合成组的像侧主点位置与第4透镜组的物体侧主点位置之间的间隔。
解决课题（2）的第4技术方案是一种广角变焦镜头，其特征在于，该广角变焦镜头从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组移动来进行变倍，上述第1透镜组由负光焦度的、第1透镜组的前一组透镜组以及负光焦度的、第1透镜组的后一组透镜组构成，使第1透镜组的后一组透镜组向物体侧移动来进行从无限远物体向近距离的调焦，第1透镜组和第2、3透镜组的合成组的焦距以及透镜组间的间隔满足以下条件式，
条件式（22）0.5≤（－F123w）/F4≤0.85。
第3技术方案以及第4技术方案的实施方式，如下所述。其特征在于，还满足
条件式（22）0.5≤（－F123w）/F4≤0.85。
其特征在于，还满足
条件式（23）20≤Fw*（E4w－F123w）/F4≤38，
其中，Fw：整个光学系统在广角端的焦距
其特征在于，还满足
条件式（24）F23w/（－F1）≥6.5，
其中，
F23w：第2透镜组与第3透镜组在广角端的合成焦距，
F1：第1透镜组在无限远处的焦距。
其特征在于，具有负光焦度的第1透镜组由负光焦度的、第1透镜组的前一组透镜组以及负光焦度的、第1透镜组的后一组透镜组构成，使上述第1透镜组的后一组透镜组向物体侧移动来进行从无限远物体向近距离的调焦。
其特征在于，上述第1透镜组的最靠近物体侧的透镜为凹面朝向像侧的负凹凸透镜。
第3技术方案以及第4技术方案的条件式的说明
条件式（21）规定了在广角端第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组的合成组的焦距与第4透镜组的焦距的比例以及位置关系，如果超过条件式（21）的下限，则容易实现较长的后焦距，但难以实现110°的视场角，如果超过条件式（21）的上限，则容易实现110°的视场角，但难以实现较长的后焦距。结果，难以对广角端的彗差和畸变进行校正。
通过使条件式（21）为3.0≤（E4w－F123w）/F4≤3.5，能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
条件式（22）规定了在广角端第2、3透镜组的合成组的焦距与第1透镜组的焦距之间的比例。如果超过条件式（22）的下限，则在广角端第2、3透镜组合成组的光焦度（光焦度＝焦距的倒数）增强，难以实现较长的后焦距。或者，如果第1透镜组的光焦度变弱，那么为了实现110°的视场角，第1透镜组的有效直径就会增大，难以使第1透镜组小型化，也难以实现较长的后焦距。
通过使条件式（22）为0.7≤（－F123w）/F4≤0.75，能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
通过使条件式（23）为30≤Fw*（E4w－F123w）/F4≤35，能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
通过使条件式（24）为8.0≤F23w/（－F1）≤12，能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
解决课题（3）的第5技术方案是一种广角变焦镜头，其特征在于，该广角变焦镜头从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组移动来进行变倍，使透镜组间的间隔、各透镜组的焦距和透镜组的合成组的焦距满足以下条件式，
条件式（31）1.03≤BFw/（Fnow*Fw）≤1.2，
其中，
BFw：后焦距，
Fnow：广角端的焦距比数，
Fw：整个光学系统在广角端的焦距。
解决课题（3）的第6技术方案是一种广角变焦镜头，其特征在于，该广角变焦镜头从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组移动来进行变倍，使透镜组间的间隔、各透镜组的焦距和透镜组的合成组的焦距满足以下条件式，
条件式（32）F23w/Fw≥12，
其中，
F23w：第2透镜组和第3透镜组在广角端的合成焦距，
Fw：整个光学系统在广角端的焦距。
解决课题（3）的第7技术方案是一种广角变焦镜头，其特征在于，从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，使各透镜组移动来进行变倍，使透镜组间的间隔、各透镜组的焦距和透镜组的合成组的焦距满足以下条件式，
条件式（33）F234w/（D12w）≥1.3，
其中，
F234w：第2、3、4透镜组在广角端的合成焦距，
D12w：在无限远处的广角端的第1透镜组与第2透镜组之间的间隔。
第5技术方案至第7技术方案的实施方式，如下所述。
在第5技术方案中，其特征在于，还满足条件式（32）。
在第5技术方案以及第6技术方案中，其特征在于，还满足条件式（33）。
其特征在于，还满足条件式（34）F234w/（D12w*Fw）≥0.13，
其中，
F234w：第2、3、4透镜组在广角端的合成焦距，
D12w：在无限远处的广角端的第1透镜组与第2透镜组之间的间隔，
Fw：整个光学系统在广角端的焦距。
其特征在于，还满足条件式（35）|F23w/F23t|≥2.0，
其中，
F23w：第2透镜组和第3透镜组在广角端的合成焦距，
F23t：第2透镜组和第3透镜组在望远端的合成焦距。
其特征在于，负光焦度的第1透镜组由负光焦度的、第1透镜组的前一组透镜组以及负光焦度的、第1透镜组的后一组透镜组构成，使上述第1透镜组的后一组透镜组向物体侧移动来进行从无限远物体向近距离的调焦。
第5技术方案至第7技术方案的条件式的说明
条件式（31）规定了后焦距与广角端的焦距比数的关系。如果超过条件式（31）的上限，则产生球面像差和像散等。如果超过条件式（1）的下限，则难以取得后焦距、视场角以及亮度等的平衡。
通过使条件式（31）为1.03≤BFw/（Fnow*Fw）≤1.1，能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
条件式（32）规定了在广角端第2透镜组和第3透镜组的合成组的焦距和广角端的整个光学系统焦距之间的比例。如果超过条件式（32）的下限，则使第2透镜组和第3透镜组的合成组的光焦度（光焦度＝焦距的倒数）变强。结果，在广角端难以实现较长的后焦距。如果超过条件式（32）的下限，还产生球面像差和像散等。
如果使条件式（32）为13≤F23w/Fw≤15，就能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
条件式（33）规定了第2、3、4透镜组在广角端的合成焦距与在广角端的第1透镜组和第2透镜组之间的间隔的关系。如果超过条件式（33）的下限，就产生球面像差和彗差等。
如果使条件式（33）为1.3≤F234w/（D12w）≤1.5，就能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
条件式（34）是第2、3、4透镜组在广角端的合成组的焦距、第1透镜组和第2透镜组之间的间隔以及整个光学系统在广角端的焦距的关系式。如果超过条件式（34）的下限，则难以实现广角端的焦距的3.7倍以上的较长的后焦距。如果超过条件式（34）的下限，还产生球面像差和彗差等。
如果使条件式（34）为0.13≤F234w/（D12w*Fw）≤0.15，就能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
条件式（35）规定了第2透镜组和第3透镜组的合成组在广角端的焦距与在望远端的焦距的比例。如果超过条件式（35）的下限，则难以兼顾小型化和2.2以上的变焦变倍。如果超过条件式（35）的下限，还产生球面像差和像散等。
如果使条件式（35）为2.0≤|F23w/F23t|≤3.0，就能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
解决课题（4）的第8技术方案是一种广角变焦镜头，其特征在于，该广角变焦镜头从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组前一组Gr1A透镜组、负光焦度的第1透镜组后一组Gr1B透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组移动来进行变倍，使第1透镜组的后一组Gr1B透镜组向物体侧移动来进行从无限远物体向近距离的调焦，第2透镜组由在最靠近物体侧具有正光焦度的透镜和在最靠近像侧具有负光焦度的透镜这样的多个透镜构成，第4透镜组由在最靠近物体侧具有正光焦度的透镜和在最靠近像侧具有负光焦度的透镜这样的多个透镜构成，在第4透镜组内至少在一面具有非球面，并满足以下条件式，
条件式（41）0.15≤D1Sw/OVLw≤0.3，
其中，
D1Sw：用广角端拍摄被摄体距离为无限远时的从第1透镜组的最靠近像面侧的面到光圈的距离，
OVLw：透镜系统在广角端的全长（从最靠近物体侧的面到最靠近像面侧的面的长度）。
第8技术方案的条件式的说明
为了实现能够兼顾确保广角端视场角为110°以上且使第1透镜组和第4透镜组的有效直径小型化，规定了条件式（41）。
如果超过条件式（41）的下限，则在广角端，容易使第1透镜组小型化，但使第4透镜组的有效直径增大，使最大像高的主光线的向成像面的入射角度过小。如果超过条件式的下限，还产生如下问题：使向成像面的入射角度过小，偏离摄像元件的最佳入射角。
如果超过条件式（41）的上限，则容易使第4透镜组小型化，但难以使第1透镜组小型化。如果超过条件式的上限，则还产生球面像差、像散以及畸变等。
如果使条件式（41）为0.2≤D1Sw/OVLw≤0.25，就能够形成使本发明的效果更加可靠的广角变焦镜头。
第2透镜组构成
为了较小地抑制第4透镜组的有效直径，第2透镜组由最靠近物体侧具有正光焦度的透镜和最靠近像侧具有负光焦度的透镜这样的多个透镜构成。即，如图13（A）所示，如果在前方（被摄体侧）配置正光焦度透镜部100，在后方（成像侧）配置负光焦度透镜部110，则能够在该光学系统的后方侧区域使光线L的高度变低，使后方侧区域的透镜的外径较小。相反，如图13（B）所示，如果在前方（被摄体侧）配置负光焦度透镜部110，在后方（成像侧）配置正光焦度透镜部100，则在该光学系统的后方侧区域使光线L的高度变大，使后方侧区域的透镜的外径变大。
第4透镜组构成
为了抑制第4透镜组的有效直径以及对色差进行校正，第4透镜组至少具有2个正透镜以及2个负透镜，透镜由在最靠近物体侧具有正光焦度的透镜和在最靠近像侧具有负光焦度的透镜这样的多个透镜构成。为了对彗差和畸变进行校正，将第4透镜组的至少一面形成为非球面。
发明的效果
根据第1技术方案和第2技术方案的广角变焦镜头，使广角端的视场角超过110°，并且可以良好地对像面弯曲和像散进行校正。另外，通过满足各条件式，适当地形成第1透镜组的面形状和第1透镜组内的透镜光焦度，能够实现第1透镜组和对焦透镜组的小型化。
根据第3技术方案和第4技术方案的广角变焦镜头，能够构成下述广角变焦镜头，其能够使广角端的视场角超过110°，可以实现2倍以上的变焦比，并且具有广角端的焦距的3.7倍以上的后焦距。
在第5技术方案至第7技术方案的广角变焦镜头中，确保构成具有广角端的焦距的3.7倍以上的后焦距的广角透镜的广角端的视场角超过105°，能够实现2倍以上的变焦比，能够形成广角端的焦点。
在第8技术方案的广角变焦镜头中，在广角端的视场角超过110°的变焦镜头中，可以构成实现第1透镜组和第4透镜组小型化的广角变焦镜头。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的广角变焦镜头的光学构成图。
图2是表示本发明的第1实施方式的广角变焦镜头的广角端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差的像差图。
图3是表示本发明的第1实施方式的广角变焦镜头的望远端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差的像差图。
图4是本发明的第2实施方式的广角变焦镜头的光学构成图。
图5是表示本发明的第2实施方式的广角变焦镜头的广角端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差的像差图。
图6是表示本发明的第2实施方式的广角变焦镜头的望远端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差的像差图。
图7是本发明的第3实施方式的广角变焦镜头的光学构成图。
图8是表示本发明的第3实施方式的广角变焦镜头的广角端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差的像差图。
图9是表示本发明的第3实施方式的广角变焦镜头的望远端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差的像差图。
图10是本发明的第4实施方式的广角变焦镜头的光学构成图。
图11是表示本发明的第4实施方式的广角变焦镜头的广角端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差的像差图。
图12是表示本发明的第4实施方式的广角变焦镜头的望远端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差的像差图。
图13的（A）、（B）是用于说明第2透镜组构成的图。
具体实施方式
以下，对本发明的广角变焦镜头的实施方式及其像差情况进行说明。
第1实施方式
第1实施方式的广角变焦镜头具有图1所示的构成。各透镜面的曲率半径R（mm）、各透镜中心厚度以及透镜的空气间隔D（mm）、各透镜的d线上的折射率Nd以及色散系数ABV的值如下所述。
焦距：10.29～15.5952～23.3915
Figure BDA0000460182820000171
焦距：10.2935    15.5952    23.3915
可变间隔
D7       21.974    11.228    4.641
D14      1.000    7.723    14.519
D17      10.742    5.812    0.900
ASPH表示非球面，由以下公式(公式1)表示。
(公式1)
z = y 2 R ( 1 + 1 - ( 1 + K ) y / R 2 ) 2 + Ay 4 + By 6 + Cy 8 + Dy 10
z：非球面深度
y：高度
R：近轴曲率半径
K、A、B、C、D：非球面系数
非球面系数
Figure BDA0000460182820000181
第1实施方式的广角变焦镜头的各透镜的焦距如下所述。
第1透镜组：-15.253
第2透镜组：32.183
第3透镜组：-38.7101
第4透镜组：32.558
Gr1a:-21.94
Gr1b:-104.94
在广角端，
第2、3透镜组合成焦距：148.639
第2、3、4透镜组合成焦距：31.483
第1、2、3透镜组合成组焦距：﹣23.355
第1、2、3透镜组合成组和第4透镜组的主点位置间间隔：83.074
透镜全长：94.1
在望远端，
第2、3透镜组的合成焦距：56.887
第1实施方式的广角变焦镜头的第11面的形状如下所述。
有效直径  法线角度
Figure BDA0000460182820000191
第1实施方式的广角变焦镜头的条件式的值如下所述。
Figure BDA0000460182820000201
第2透镜组的构成       （正负）（正负）
第4透镜组的构成      正（负正负）负
第1实施方式的广角变焦镜头的广角端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差如图2所示。第1实施方式的广角变焦镜头的望远端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差如图3所示。
第2实施方式
第2实施方式的广角变焦镜头具有图4所示的构成。各透镜面的曲率半径R（mm）、各透镜中心厚度以及透镜的空气间隔D（mm）、各透镜的d线上的折射率Nd以及色散系数ABV如下所述。
焦距：10.29～15.60～23.39
Figure BDA0000460182820000202
Figure BDA0000460182820000211
焦距：10.29         15.60       23.40
可变间隔
D7            22.0922    11.2672     4.7266
D14          0.9588    7.5245    14.2504
D17           10.8553    5.8392 0.800
非球面系数
Figure BDA0000460182820000212
第2实施方式的广角变焦镜头的各透镜的焦距如下所述。
透镜组的焦距
第1透镜组：-15.085
第2透镜组：32.5574
第3透镜组：-40.0929
第4透镜组：33.0051
Gr1a:-21.0097
Gr1b:-102.427
在广角端，
第2、3透镜组合成焦距：140.206
第2、3、4透镜组合成焦距：31.626
第1、2、3透镜组合成组焦距：﹣24.033
第1、2、3透镜组合成组和第4透镜组的主点位置间间隔：86.032
透镜全长：94.1
在望远端，
第2、3透镜组的合成焦距：57.754
第2实施方式的广角变焦镜头的第11面的形状如下所述。
有效直径  法线角度
Figure BDA0000460182820000222
Figure BDA0000460182820000231
第2实施方式的广角变焦镜头的条件式的值如下所述。
Figure BDA0000460182820000232
第2透镜组的构成     （正负）（正负）
第4透镜组的构成      正（负正负）负
第2实施方式的广角变焦镜头的广角端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差如图5所示。第2实施方式的广角变焦镜头的望远镜的球面像差、像散、畸变以及倍率色差如图6所示。
第3实施方式
第3实施方式的广角变焦镜头具有图7所示的构成。各透镜面的曲率半径R（mm）、各透镜中心厚度以及透镜的空气间隔D(mm)、各透镜的d线上的折射率Nd以及色散系数ABV的值如下所述。
焦距：10.29～15.60～23.39
焦距：10.29    15.60    23.40
可变间隔
D7          22.252    11.6339    4.8871
D14         1.000     7.8478     14.6915
D17         10.6954   6.7013     O.800
非球面系数
Figure BDA0000460182820000251
第3实施方式的广角变焦镜头的各透镜的焦距如下所述。
透镜组的焦距
第1透镜组：-15.297
第2透镜组：32.268
第3透镜组：-38.818
第4透镜组：32.560
Gr1a:-21.294
Gr1b:-106.239
在广角端，
第2、3透镜组合成焦距：148.971
第2、3、4透镜组合成焦距：31.486
第1、2、3透镜组合成组焦距：﹣23.429
第1、2、3透镜组合成组和第4透镜组的主点位置间间隔：83.241
透镜全长：94.0988
在望远端，
第2、3透镜组的合成焦距：56.936第3实施方式的广角变焦镜头的第11面的形状如下所述。有效直径  法线角度
Figure BDA0000460182820000261
第3实施方式的广角变焦镜头的条件式的值如下所述。
Figure BDA0000460182820000262
第2透镜组的构成    (正负)(正负)
第4透镜组的构成      正（负正负）负
第3实施方式的广角变焦镜头的广角端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差如图8所示。第3实施方式的广角变焦镜头的望远端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差如图9所示。
第4实施方式
第4实施方式的广角变焦镜头具有图10所示的构成。各透镜面曲率半径R（mm）、各透镜中心厚度以及透镜的空气间隔D（mm）、各透镜的d线上的折射率Nd以及色散系数ABV的值如下所述。
焦距：10.295～15.598～23.393
Figure BDA0000460182820000271
Figure BDA0000460182820000281
焦距：10.295    15.598    23.393
可变间隔
D7           21.1006    10.4692    3.7599
D14           0.8270    7.7520    14.2056
D17          11.0939    5.8381     0.800
非球面系数
Figure BDA0000460182820000282
第4实施方式的广角变焦镜头的各透镜的焦距如下所述。
透镜组的焦距
第1透镜组：-15.199
第2透镜组：32.3369
第3透镜组：-40.4942
第4透镜组：33.2409
Gr1a：-21.5478
Gr1b：-95.6574
在广角端，
第2、3透镜组合成焦距：143.052
第2、3、4透镜组合成焦距：31.312
第1、2、3透镜组合成组焦距：-24.561
第1、2、3透镜组合成组和第4透镜组的主点位置间间隔：87.987
透镜全长：94.6
在望远端，
第2、3透镜组的合成焦距：58.115
第4实施方式的广角变焦镜头的第11面的形状如下所述。
有效直径  法线角度
Figure BDA0000460182820000291
第4实施方式的广角变焦镜头的条件式的值如下所述。
Figure BDA0000460182820000301
第2透镜组的构成    (正负)(正负)
第4透镜组的构成    正(负正负)负
第4实施方式的广角变焦镜头的广角端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差如图11所示。第4实施方式的广角变焦镜头的望远端的球面像差、像散、畸变以及倍率色差如图12所示。
专利文献1的第1实施方式的条件式的值如下所述。
Figure BDA0000460182820000302
第2透镜组的构成    (负正)正
第4透镜组的构成    正(负正)
专利文献1的第2实施方式的条件式的值如下所述。
Figure BDA0000460182820000311
第2透镜组的构成     （负正）正
第4透镜组的构成      正（负正）
专利文献1的第3实施方式的条件式的值如下所述。
Figure BDA0000460182820000312
第2透镜组的构成     （负正）正
第4透镜组的构成      正（负正）
专利文献1的第4实施方式的条件式的值如下所述。
Figure BDA0000460182820000321
第2透镜组的构成      （负正）正
第4透镜组的构成      正（负正）
专利文献1的第5实施方式的条件式的值，如下所示。
Figure BDA0000460182820000322
第2透镜组的构成       （负正）正
第4透镜组的构成      （正负正）负正
专利文献1的第6实施方式的条件式的值，如下所示。
Figure BDA0000460182820000331
第2透镜组的构成       （负正）正
第4透镜组的构成       正（负正）

Claims (5)

1.一种广角变焦镜头，其特征在于，
该广角变焦镜头从物体侧开始按顺序具有负光焦度的第1透镜组、正光焦度的第2透镜组、负光焦度的第3透镜组以及正光焦度的第4透镜组，通过使各透镜组移动来进行变倍，上述第1透镜组由负光焦度的、第1透镜组的前一组透镜组以及负光焦度的、第1透镜组的后一组透镜组构成，使第1透镜组的后一组透镜组向物体侧移动来进行从无限远物体向近距离的调焦，第1透镜组和第2、3透镜组的合成组的焦距以及透镜组间的间隔满足以下条件式，
条件式（22）0.5≤（－F123w）/F4≤0.85，
其中，F123w：第1、2、3透镜组的合成组在无限远处的广角端的焦距，
F4：第4透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
该广角变焦镜头还满足条件式（22）0.5≤（－F123w）/F4≤0.85。
3.根据权利要求1或2所述的广角变焦镜头，其特征在于，
该广角变焦镜头还满足条件式（23）20≤Fw*（E4w－F123w）/F4≤38，
其中，Fw：整个光学系统在广角端的焦距。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的广角变焦镜头，其特征在于，
该广角变焦镜头还满足条件式（24）F23w/（－F1）≥6.5，
其中，F23w：第2透镜组和第3透镜组在广角端的合成焦距，
F1：第1透镜组在无限远处的焦距。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的广角变焦镜头，其特征在于，
上述第1透镜组的最靠近物体侧的透镜形成为凹面朝向像侧的负凹凸透镜。
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