CN104181678B - 变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置，其小型、具有高品质的成像性能、且在实现高变焦倍率的同时，能够实现高速自动对焦。本发明的变焦镜头的特征在于，所述变焦镜头由物体侧透镜组和像面侧透镜组构成，所述物体侧透镜组从物体侧开始依次至少具备具有正折射本领的第一透镜组和具有负折射本领的第二透镜组，所述像面侧透镜组从物体侧开始依次具备具有负折射本领的负A透镜组和与该负A透镜组隔开有空气间隔而配置且具有负折射本领的负B透镜组，通过向像面侧仅移动该负A透镜组，来从无限远对焦至临近物体，并满足以下条件式：‑1.80＜β2t＜‑0.94···(1)(1‑βAt²)×βBt²＜‑4.5···(2)。

Description

变焦镜头及摄像装置

技术领域

本发明涉及变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。尤其涉及变焦倍率高的小型变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。

背景技术

一直以来，数码相机等采用了固体摄像器件的摄像装置十分普及。近年来，微型三分之四等采用了小型固体摄像器件的小型摄像装置系统正急速普及起来。但是，作为这些摄像系统的光学系统，对于能够根据拍摄对象来调节焦点距离的变焦镜头的市场需求很高，要求其小型且具有高品质的成像性能。进而，近年来，对于如下望远变焦镜头的市场需求日益增加，即：以35mm规格胶片进行换算时，焦点距离超过300mm的变焦倍率高的望远变焦镜头。

另外，这种小型的摄像系统用的交换透镜取代了从前的相位差方式，普遍通过对比度方式进行对焦。相位差方式需要基于相位差传感器所获得的距离信息找到对焦位置。另一方面，对比度方式是使对焦群沿光轴移动的同时，检测出在摄像器件面成像的拍摄对象的对比度的峰值位置，将该峰值位置作为对焦位置。如上所述，由于对比度方式为了检测出对比度的峰值位置而必须移动对焦透镜组，相较于相位差方式，存在对焦速度变慢的倾向，因此，在对比度方式中，为实现高速的自动对焦，需要使对焦透镜组高速移动。

于是，在专利文件1中公开的变焦镜头中，通过增加变焦中的可移动透镜组的数量，并提高像差矫正的自由度，在整个变焦范围内实现高品质的成像性能。与此同时，采用后对焦(rear focus)方式来抑制对焦透镜组径向的尺寸，实现对焦透镜组的轻量化，并由此实现高速的自动对焦。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2009-265652号公报

发明内容

发明要解决的课题

小型的摄像装置系统由于摄像装置自身是小型的，即使是变焦倍率高的望远变焦镜头，也要求光学总长方向的小型化，同时还要求镜筒直径的小型化。然而，上述专利文献1所公开的变焦镜头虽然通过将直径较小的后部透镜组作为对焦透镜组，实现了镜筒直径的小型化，但不能充分实现光学总长方向的小型化。因此，需要通过变焦镜头来进一步小型化。进而，专利文献1所公开的变焦镜头不能够充分减小对焦时的对焦透镜组的移动量，且要求更高速的自动对焦能力。

于是，本发明的课题是：提供一种变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置，所述变焦镜头是小型、具有高品质的成像性能、且在实现高变焦倍率的同时，能够实现高速自动对焦的透镜。

解决课题的方法

本发明人等潜心研究的结果，在以下的长焦型的变焦镜头中，通过采用后对焦式解决了上述课题。

本发明的变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头包括从物体侧开始依次配置的具有正折射本领的物体侧透镜组、具有负折射本领的像面侧透镜组，该物体侧透镜组从物体侧开始依次至少具备具有正折射本领的第一透镜组、具有负折射本领的第二透镜组，该像面侧透镜组从物体侧开始依次包括具有负折射本领的负A透镜组和与该负A透镜组隔开有空气间隔而配置且具有负折射本领的负B透镜组，通过向像面侧仅移动该负A透镜组，来从无限远对焦至临近物体，并满足以下条件式。

【式1】

-1.80＜β2t＜-0.94···(1)

(1-βAt²)×βBt²＜-4.5···(2)

其中，

β2t：第二透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βAt：负A透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βBt：负B透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率。

在本发明的变焦镜头中，优选所述像面侧透镜组满足以下条件式：

【式2】

2.1＜βrt＜3.5···(3)

其中，

βrt：该像面侧透镜组的望远端的无限远对焦时的合成横向放大率；

在本发明的变焦镜头中，优选所述负A透镜组满足以下条件式：

【式3】

1.05＜βAt/βAw＜1.45···(4)

其中，

βAt：负A透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βBw：负A透镜组的广角端的无限远对焦时的横向放大率。

在本发明的变焦镜头中，优选所述物体侧透镜组在其最靠像面侧具备与所述物体侧透镜组的负A透镜组隔开有空气间隔且具有正折射本领的正C透镜组。

在本发明的变焦镜头中，优选从广角端向望远端变倍时，所述物体侧的正C透镜组和所述像面侧透镜组的所述负B透镜组按照相同的轨迹移动。

在本发明的变焦镜头中，优选所述第一透镜组满足以下条件式：

【式4】

$0.5<f1/\sqrt{\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft}}<2.5\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

其中，

f1：第一透镜组的焦点距离

fw：广角端的该变焦镜头的焦点距离；

ft：望远端的该变焦镜头的焦点距离

本发明的摄像装置，其特征在于，具备上述变焦镜头和摄像器件，该摄像器件用于将在所述变焦镜头的像面侧通过所述变焦镜头所形成的光学图像变换为电信号。

发明的效果

根据本发明，通过采用所谓长焦型的望远系统，并构成为后对焦式，将变焦及调焦时的各透镜组的移动量抑制到最小，由此提供如下的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置，即：小型、具有高品质的成像性能、且在实现高变焦倍率的同时，能够实现高速自动对焦。

附图说明

图1是示出本发明的实施例1的变焦镜头的镜头构成的广角端的透镜的示意图。

图2是本发明的实施例1的变焦镜头的广角端状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

图3是本发明的实施例1的变焦镜头的中间焦点距离状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

图4是本发明的实施例1的变焦镜头的望远端状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

图5是示出本发明的实施例2的变焦镜头的镜头构成的广角端的透镜的示意图。

图6是本发明的实施例2的变焦镜头的广角端状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

图7是本发明的实施例2的变焦镜头的中间焦点距离状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

图8是本发明的实施例2的变焦镜头的望远端状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

图9是示出本发明的实施例3的变焦镜头的镜头构成的广角端的透镜的示意图。

图10是本发明的实施例3的变焦镜头的广角端状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

图11是本发明的实施例3的变焦镜头的中间焦点距离状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

图12是本发明的实施例3的变焦镜头的望远端状态的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。

附图标记说明

G1···第一透镜组

G2···第二透镜组

G3···正C透镜组

G4···负A透镜组

G5···负B透镜组

STOP···光圈

具体实施方式

以下，对本发明的变焦镜头及摄像装置的实施方式进行说明。

1.变焦镜头

1-1.光学系统的构成

首先，对本发明的变焦镜头的光学系统的构成进行说明。本发明的变焦镜头是由从物体侧开始依次配置的具有正折射本领的物体侧透镜组和具有负折射本领的像面侧透镜组所构成的所谓长焦型的变焦镜头。通过构成为长焦型的变焦镜头，能够使该变焦镜头的望远端的光学总长(optical full length)比该变焦镜头的望远端的焦点距离更短。由此，例如，在将变焦倍率提高到用35mm规格的胶片进行换算时的焦点距离超过300mm等的情况下，也能够抑制望远端的光学总长的增加。

此处，本发明的特征在于，该物体侧透镜组从物体侧开始至少依次具备具有正折射本领的第一透镜组、具有负折射本领的第二透镜组，该像面侧透镜组从物体侧开始依次由具有负折射本领的负A透镜组和与该负A透镜组隔开有空气间隔而配置的具有负折射本领的负B透镜组所构成，通过向像面侧仅移动该负A透镜组，来从无限远对焦至临近物体。

在本发明中，在构成上述的长焦型的变焦镜头的同时，使该像面侧透镜组由具有负折射本领的负A透镜组和与该负A透镜组隔开有空气间隔而配置在像面侧的负B透镜组所构成，由此，容易使像面侧透镜组的整体的负折射本领增强。即，由于容易构成为长焦倾向强的变焦镜头，因此提高变焦倍率时，也能够使望远端的光学总长相对于望远端的焦点距离更短。

此处，变焦镜头一般在镜筒(最外筒)内收容一个以上的伸缩式内筒。内筒根据变焦倍率从物体侧抽出。若望远端和广角端的光学总长的差变大，由于会使内筒收纳时的镜筒总长变短，因而可以在最外筒内收容多个内筒。但是，若在最外筒内收容多个内筒，由于使最外筒的直径增大与内筒的厚度相应的尺寸。于是，在本发明中，通过构成为上述长焦倾向强的变焦镜头，即使在变焦倍率提高的情况下，也能够抑制望远端的光学总长的增加，因而能够抑制在最外筒内收容的内筒的数量的增加。因此，根据本发明，能够实现望远端的光学总长和镜筒的外径的小型化。

此处，在本发明中，优选物体侧透镜组在其最靠像面侧具有与所述物体侧透镜组的负A透镜组隔开有空气间隔且具有正折射本领的正C透镜组。通过在物体侧透镜组的最靠像面侧配置具有正折射本领的正C透镜组，使物体侧透镜组整体的焦点距离缩短，且能够使该变焦镜头的光学总长更短。另外，通过该正C透镜组的聚光作用，能够使入射到像面侧透镜组的负A透镜组的光的光束直径变小，因而能够使构成像面侧透镜组的透镜直径变得更小，实现径向的小型化，因而优选。

1-2动作

接下来，对上述构成的变焦镜头的对焦动作及变倍动作按照顺序进行说明。

(1)对焦动作

首先，对对焦动作进行说明。本发明的变焦镜头，如上所述，将负A透镜组作为对焦透镜组，然后通过向像面侧仅移动负A透镜组，来从无限远对焦至临近物体。与构成物体侧透镜组的各透镜相比，通过将透镜直径比较小的负A透镜组作为对焦透镜组，能够在实现对焦透镜组轻量化的同时，减小对焦时的对焦透镜组的移动量，且在实现高速自动对焦的同时，能够实现该变焦镜头的小型化。

此处，作为长焦倾向强的变焦镜头，如上所述，要求像面侧透镜组的负折射本领增强。一直以来，对于长焦型的变焦镜头，一般采用使负A透镜组的折射本领为负，使负B透镜组的折射本领为正的方式。但是，当负A透镜组作为对焦透镜组时，负A透镜组具有较强的折射本领，则进行对焦动作期间伴随着负A透镜组的移动会出现像差变化或视角变化。于是，在本发明中，通过对负A透镜组之后的负B透镜组也分配负折射本领，来抑制负A透镜组的负折射本领变得过强，使上述透镜组作为长焦倾向强的变焦镜头，并能够抑制对焦时的像差变化或视角变化。例如，在无反光镜可换镜头相机等的不具备光学式取景器的摄像装置等中，使用者通过设置于装置本体背面的液晶屏幕等显示的实时取景图像等来确认图像并进行调焦。此时，若采用本发明的变焦镜头，能够抑制对焦期间的变倍等，并将成像性能高的图像作为实时取景图像来显示。因此，本发明的变焦镜头能够适用于无反光镜可换镜头相机等。

另外，如上所述，在物体侧的最靠像面侧设置上述正C透镜组，能够使通过正C透镜组的聚光作用入射到负A透镜组的光的光线直径进一步减小，因此能够实现构成负A透镜组的透镜直径进一步减小。由此，能够进一步实现自动对焦的高速化以及该变焦镜头的小型化。

(2)变倍动作

接下来，对变倍动作进行说明。在本发明的变焦镜头中，对于变倍时的各透镜组的动作并无特别限定。但是，从提高像差校正的自由度、并在整个变焦范围内得到高品质成像性能的观点出发，为在变倍时使各透镜组间的间隔分别变化，优选使各透镜组能够相对移动。通过变倍时使各透镜组间的间隔分别变化，容易使在各变焦倍率中各透镜组的位置调整至像差校正中优选的位置。此时，变倍时通过将全部透镜组分别各自移动，可以使各透镜组间的间隔变化，也可以使全部透镜组中的一部分透镜组以一体的方式移动，其余的透镜组个别地移动。另外，也可以不将全部透镜组作为全部移动组，而是将一部分透镜组作为固定透镜组。

此处，从进一步提高像差校正的自由度的观点出发，优选变倍时将全部透镜组分别个别地移动，但是，从制造上的观点出发，在本发明中，优选变倍时将物体侧透镜组的正C透镜组和像面侧透镜组的负B透镜组按照相同的轨迹以一体的方式进行移动。通过使配置于对焦透镜组即负A透镜组的前后的这些正C透镜组和负B透镜组以一体的方式进行移动，能够将这两个透镜组作为一个单元来构成。因此，能够实现制造效率的提高及组装误差的抑制。其结果，与使正C透镜组和负B透镜组分别各自移动的情况相比，能够简单地构成透镜移动机构。进而，由于将正C透镜组和负B透镜组单元化，能够将用于引导负A透镜组移动的引导轴通过用于保持正C透镜组内的各透镜的透镜保持框和用于保持负B透镜组内的各透镜的保持框来从该引导轴的两端侧进行支持。因此，容易将该引导轴以平行于光轴的方式保持，能够使负A透镜组稳定地移动，并能够抑制图像模糊等。

进而，在本发明中，从广角端向望远端变倍时，优选地，使负A透镜组相对于正C透镜组暂且先向像面侧移动，其后向物体侧移动。通过变倍时负A透镜组按这样的方式进行移动，在正C透镜组和负B透镜组按照相同的轨迹移动的情况下，也能使正C透镜组和负A透镜组之间的间隔、负A透镜组和负B透镜组之间的间隔根据变焦倍率而变化，因而在进行像差校正上优选。

以上说明的本发明的变焦镜头只是本发明的变焦镜头的其中一种形式，在不脱离本发明的主旨的范围内，自不必说可以在其具体范围内对透镜的构成等做适宜地变更。另外，虽然上述内容并未做详细叙述，但在本发明中，在进一步缩短光学总长及实现径向的进一步小型化上，在物体侧透镜组中，在该正C透镜组和第二透镜组之间也可以具备具有正折射本领的透镜组。

1-3条件式

接下来，对本发明的变焦镜头应满足或优选满足的条件式进行说明。本发明的变焦镜头的特征在于满足下述条件式(1)及条件式(2)，并优选满足后述的条件式(3)至条件式(5)

【式5】

-1.80＜β2t＜-0.94···(1)

(1-βAt²)×βBt²＜-4.5···(2)

其中，

β2t：第二透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βAt：负A透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βBt：负B透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率。

1-3-1.条件式(1)

首先，对条件式(1)进行说明。条件式(1)是本发明的变焦镜头中用于规定第二透镜组的望远端的横向放大率的条件式。通过满足条件式(1)，使第二透镜组的望远端的横向放大率变为适当的值，能够实现望远端的光学总长和像差校正的适当化。在条件式(1)的下限值以下时，第二透镜组的横向放大率会变得过大，因此，要得到较高的成像性能，像差校正时需要更多的透镜。因此，望远端的光学总长会变长。另一方面，在条件式(1)的上限值以上时，第二透镜组的横向放大率会变小，为实现较高的变焦倍率，有必要使像面侧的横向放大率增大。其结果，为了得到较高的成像性能，像差校正时需要更多的透镜。即，由于构成变焦镜头的光学系统的透镜的数量增加，光学总长会变长。因此，超过该条件式(1)的范围时，任一情况都使该变焦镜头的小型化变得困难，因而不优选。

从这些观点出发，在得到上述效果上，优选条件式(1)满足以下条件。

-1.60＜β2t＜-0.94···(1)’

进而，在得到上述效果上，更优选条件式(1)满足以下条件。

-1.50＜β2t＜-0.94···(1)’’

1-3-2.条件式(2)

接下来，对条件式(2)进行说明。条件式(2)是规定负A透镜组的望远端的聚焦灵敏度的条件式。通过满足条件式(2)，能够使望远端的聚焦灵敏度适当，并能够使对焦时的负A透镜组的移动量在适当的范围内。在条件式(2)的上限值以上时，由于聚焦灵敏度变小，对焦时的负A透镜组的移动量会变大，在实现该变焦镜头的小型化上不优选。

1-3-3.条件式(3)

在本发明的变焦镜头中，优选像面侧透镜组满足以下的条件式(3)。

【式6】

2.1＜βrt＜3.5···(3)

其中，

βrt：该像面侧透镜组的望远端的无限远对焦时的合成横向放大率

条件式(3)是本发明的变焦镜头中规定像面侧透镜组的横向放大率的条件式。其中，如上所述，像面侧透镜组是指负A透镜组及负B透镜组。

通过满足该条件式(3)，能够在维持较高品质成像性能的同时实现较高的变焦倍率，且使该变焦镜头具有小型化的构成。另外，通过满足该条件式(3)，例如，能够确保无反光镜可换镜头相机等的摄像装置所要求的适当的法兰距。

在该条件式(3)的下限值以下时，由于像面侧的横向放大率变小，为实现较高的变焦倍率，有必要使物体侧的横向放大率增大。其结果，由于构成物体侧透镜组的各透镜直径变大，使实现该变焦镜头的径向的小型化变得困难。另外，此时，抑制光学总长也变得困难。另一方面，在该条件式(3)的上限值以上时，像面侧透镜组的横向放大率变得过大，为了得到较高的成像性能，在像差校正时需要更多的透镜。即，由于构成变焦镜头的光学系统的透镜的数量增加，光学总长会变长。因此，超过该条件式(3)的范围时，任一情况都使该变焦镜头的小型化变得困难，因而不优选。

从这些观点出发，在得到上述效果上，更优选条件式(3)满足以下的条件。

2.2＜βrt＜3.5···(3)’

另外，在得到上述效果上，进一步优选条件式(3)满足以下的条件。

2.3＜βrt＜3.5···(3)’’

1-3-4.条件式(4)

在本发明的变焦镜头中，优选负A透镜组满足以下的条件式(4)。

【式7】

1.05＜βAt/βAw＜1.45···(4)

其中，

βAt：负A透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βAw：负A透镜组的广角端的无限远对焦时的横向放大率。

条件式(4)是用于规定负A透镜组的变倍比的条件式。如上所述，在本发明的变焦镜头中，将负A透镜组作为对焦透镜组，在对焦时仅移动负A透镜组。通过满足条件式(4)，能够使从负A透镜组的广角端到望远端的变倍比在适当的范围内，容易抑制上述对焦时的像差变化或者视角变化。其结果，能够进一步提高通过将负A透镜组作为对焦透镜组来得到的上述效果。

1-3-5.条件式(5)

接下来，对条件式(5)进行说明。在本发明的变焦镜头中，优选第一透镜组满足以下的条件式(5)。

【式8】

$0.5<f1/\sqrt{\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft}}<2.5\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

其中，

f1：第一透镜组的焦点距离

fw：广角端的该变焦镜头的焦点距离；

ft：望远端的该变焦镜头的焦点距离

条件式(5)是用于规定第一透镜组的焦点距离的条件式。通过满足该条件式(5)，能够使变倍时的第一透镜组的移动量在适当的范围内，且在能够抑制像差校正时的透镜数量的增加的同时，实现高品质成像性能。因此，在实现该变焦镜头的小型化上优选。

在该条件式(5)的下限值以下时，由于第一透镜组的折射本领变得过大，会使望远端的轴向色差恶化。因此，为维持高品质成像性能，在像差校正时需要更多数量的透镜。因此，通过增加透镜数量，会使光学总长变长，因而从实现变焦镜头的小型化的观点上不优选。另一方面，在该条件式(5)的上限值以上时，由于第一透镜组的折射本领变小，变倍时的第一透镜组的移动量变大。此时，广角端和望远端的光学总长之差变大。此时，由于广角端和望远端的光学总长之差变大，会使外筒内收容的内筒数量增加，或者会使用于将内筒抽出的机构变得复杂。即，有可能使镜筒构成会变复杂，使镜筒的外径也要增大，因而不优选。

从这些观点出发，在得到上述效果上，更优选条件式(5)满足以下的条件。

$0.6<f1/\sqrt{\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft}}<2.2\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;{\left(5\right)}^{,}$

另外，在得到上述效果上，进一步优选条件式(5)满足以下的条件。

$0.7<f1\sqrt{\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft}}<2.0\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;{\left(5\right)}^{,,}$

2.摄像装置

接下来，对本发明的摄像装置进行说明。本发明的摄像装置的特征在于，具备上述变焦镜头和摄像器件，该摄像器件用于将在其像面侧通过该变焦镜头所形成的光学图像变换为电信号。此处，对于摄像器件等并无特别限定。但是，如上所述，由于本发明的变焦镜头的法兰距能够变短，因此该变焦镜头适合用在不具备光学取景器或反光镜的摄像装置中。特别地，由于本发明的变焦镜头小型且能够实现较高的变焦倍率，优选构成所谓的无反光镜可换镜头相机等的安装有小型的个体摄像器件的小型摄像装置。

接下来，示出实施例及比较例对本发明进行具体说明。但是，本发明并不限定于以下的实施例，下述的实施例所公开的镜头构成只不过是本发明的一例，自不必说本发明的变焦镜头的镜头构成在不脱离本发明主旨的范围内可以进行适宜的变更。

实施例1

(1)变焦镜头的镜头构成例

在图1中，示出了实施例1的变焦镜头的镜头构成例。如图1所示，本实施例1的变焦镜头的构成为从物体侧开始依次具备：具有正折射本领的第一透镜组G1、具有负折射本领的第二透镜组G2，作为具有正折射本领的正C透镜组的第三透镜组G3、作为具有负折射本领的负A透镜组的第四透镜组G4、作为具有负折射本领的负B透镜组的第五透镜组G5。这些第一透镜组G1-第三透镜组构成上述物体侧透镜组，第四透镜组及第五透镜组构成上述像面侧透镜组。

第一透镜组G1从物体侧开始依次包括接合透镜和弯月透镜L3，该接合透镜是将向着物体侧具有凸面且具有负折射本领的弯月透镜L1和具有正折射本领的透镜L2接合而成的，该弯月透镜L3向着物体侧具有凸面且具有正折射本领。第二透镜组G2从物体侧开始依次包括弯月透镜L4、双凹透镜L5、双凸透镜L6和弯月透镜L7，该弯月透镜L4在物体侧的面具有非球面，像面侧的面是曲率较大的凹面且具有负折射本领，该弯月透镜L7向着物体侧具有凹面且具有负折射本领。第三透镜组G3从物体侧开始依次包括两面都是非球面的双凸透镜L8、双凹透镜L9以及双凸透镜L10。第四透镜组G4由接合透镜构成，该接合透镜是从物体侧开始依次将双凸透镜L11和像面侧的面为非球面的双凹透镜L12接合而成的。第五透镜组G5包括弯月透镜L13和弯月透镜L14，该弯月透镜L13向着物体侧具有凹面且具有负折射本领，该弯月透镜L14向着像面侧具有凸面且具有正折射本领。

在具有上述构成的本实施例1的变焦镜头中，从广角端向望远端变倍时，如图1中的箭头所示，第一透镜组G1向物体侧移动，第二透镜组G2以描绘向像面侧凸的轨迹的方式移动，第三透镜组G3向物体侧移动，第四透镜组G4相对于第三透镜组G3以描绘向像面侧凸的轨迹的方式移动，第五透镜组G5向物体侧移动。另外，从无限远对焦至临近物体时，第四透镜组G4向像面侧移动。

(2)数值实施例

在本实施例1中，表1示出了适用了具体数值的数值实施例1的透镜数据。表1示出的透镜数据如下。“NS”是透镜的面编号，示出了从物体侧数的透镜面的序号。“R”示出透镜面的曲率半径，“D”示出互相邻接的透镜面在光轴上的间隔，“Nd”示出d线(波长λ＝587.6nm)的折射率，“νd”示出d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数。另外，在图1中，光圈用符号“S”表示。表1中该光圈(开口光圈)的面编号表示为“STOP”。另外，透镜面为非球面时，在面编号中标记有“ASPH”的曲率半径“R”的栏表示近轴曲率半径。

(表1)

对于表1示出的非球面，表2示出了其形状用下式X(y)表示时的非球面系数及圆锥常数。

X(y)＝(y²/R)/〔1+(1－ε·y²/R²)¹/²〕+Ａ4·y⁴+Ａ6·y⁶+Ａ8·y⁸+Ａ10·y¹⁰

此处，“X(y)”是从光轴到垂直方向的高度y的各非球面的定点沿光轴方向的距离(sag量)，“R”是基准球面的曲率半径(近轴曲率半径)，“ε”是圆锥常数，“A4，A6，A8，A10”分别是非球面系数。

(表2)

接下来，表3中，数值实施例1的广角端状态(f＝10.31)、中间焦点距离状态(f＝41.50)及望远端状态(f＝100.60)的面间隔与焦点距离(f)、F编号(Fno)、画角(ω)一起分别示出。

(表3)

表4中，数值实施例1的在广角端状态(f＝10.31)、中间焦点距离状态(f＝41.50)及望远端状态(f＝100.60)下的邻接物体对焦时的面间隔用无限远物体对焦时的焦点距离(f)、第一透镜面到物体的距离(D(0))一起分别示出。

(表4)

上述数值实施例1的变焦镜头的广角端状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差如图2所示。另外，在图3示出了该变焦镜头的中间焦点距离状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差。图4示出了该变焦镜头的望远端状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差。

实施例2

(1)变焦镜头的构成例

图5示出了本实施例2的变焦镜头的镜头构成例。如图5所示，本实施例2的变焦镜头构成为从物体侧开始依次具备：具有正折射本领的第一透镜组G1、具有负折射本领的第二透镜组G2，作为具有正折射本领的正C透镜组的第三透镜组G3、作为具有负折射本领的负A透镜组的第四透镜组G4、作为具有负折射本领的负B透镜组的第五透镜组G5。与实施例1同样地，第一透镜组-第三透镜组构成上述物体侧透镜组，第四透镜组及第五透镜组构成上述像面侧透镜组。

第一透镜组G1从物体侧开始依次包括接合透镜和弯月透镜L3，该接合透镜是将向着物体侧具有凸面且具有负折射本领的弯月透镜L1和具有正折射本领的透镜L2接合而成的，该弯月透镜L3向着物体侧具有凸面且具有正折射本领。第二透镜组G2从物体侧开始依次包括弯月透镜L4、双凹透镜L5、双凸透镜L6和弯月透镜L7，该弯月透镜L4的物体侧的面具有非球面，像面侧的面是曲率较大的凹面且具有负折射本领，该弯月透镜L7向着物体侧具有凹面且具有负折射本领。第三透镜组G3从物体侧开始依次包括两面都是非球面的双凸透镜L8、双凹透镜L9以及双凸透镜L10。第四透镜组G4由接合透镜构成，该接合透镜是从物体侧开始依次将双凸透镜L11和像面侧的面为非球面的双凹透镜L12接合而成的。第五透镜组G5包括弯月透镜L13和双凸透镜L14构成，该弯月透镜L13向着物体侧具有凹面且具有负折射本领。

在具有上述构成的本实施例1的变焦镜头中，从广角端向望远端变倍时，如图5中的箭头所示，第一透镜组G1向物体侧移动，第二透镜组G2以描绘向像面侧凸的轨迹的方式移动，第三透镜组G3向物体侧移动，第四透镜组G4相对于第三透镜组G3以描绘向像面侧凸的轨迹的方式移动，第五透镜组G5向物体侧移动。另外，从无限远对焦至临近物体时，第四透镜组G4向像面侧移动。

(2)数值实施例

在该实施例2中，适用了具体数值的数值实施例2的透镜数据如表5所示。表5所示的透镜数据与表1所示的透镜数据一样。

(表5)

对于表5中示出的非球面，与表2同样地，其非球面系数及圆锥常数如表6所示。

(表6)

接下来，表7中，数值实施例2的广角端状态(f＝10.30)、中间焦点距离状态(f＝38.91)及望远端状态(f＝100.21)的面间隔与焦点距离(f)、F编号(Fno)、画角(ω)一起分别示出。

(表7)

表8中，数值实施例2的在广角端状态(f＝10.30)、中间焦点距离状态(f＝38.91)及望远端状态(f＝100.21)下的邻接物体对焦时的面间隔用无限远物体对焦时的焦点距离(f)、第一透镜面到物体的距离(D(0))一起分别示出。

(表8)

上述数值实施例2的变焦镜头的广角端状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差如图6所示。另外，在图7示出了该变焦镜头的中间焦点距离状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差。图8示出了该变焦镜头的望远端状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差。

实施例3

(1)变焦镜头的构成例

图9示出了实施例3的变焦镜头的镜头构成例。如图9所示，本实施例3的变焦镜头构成为从物体侧开始依次具备：具有正折射本领的第一透镜组G1、具有负折射本领的第二透镜组G2，具有正折射本领的第三透镜组G3、作为具有正折射本领的正C透镜组的第四透镜组G4、作为具有负折射本领的负A透镜组的第五透镜组G5、作为具有负折射本领的负B透镜组的第六透镜组G6。

第一透镜组G1从物体侧开始依次包括接合透镜和透镜L3，该接合透镜是将向着物体侧具有凸面且具有负折射本领的弯月透镜L1和具有正折射本领的透镜L2接合而成，该透镜L3向着物体侧具有凸面且具有正折射本领。第二透镜组G2从物体侧开始依次包括双凹透镜L4、弯月透镜L5和透镜L6，该弯月透镜L5向着物体侧具有凸面且具有正折射本领，该透镜L6向着物体侧具有凹面且具有负折射本领。第三透镜组G3包括第一接合透镜和第二接合透镜，该第一接合透镜是从物体侧开始依次将双凸透镜L7和双凸透镜L8、双凸透镜L9和双凹透镜L10接合而成的，该第二接合透镜是将双凹透镜L11和向着物体侧具有凸面且具有正折射本领的L12接合而成的。第四透镜组G4从物体侧开始依次包括双凸透镜L13和接合透镜，该接合透镜是将双凸透镜L14和双凹透镜L15接合而成的。第五透镜组G5由将双凸透镜L16和双凹透镜L17接合而成的接合透镜所构成。第六透镜组G6由向着物体侧具有凹面且具有负折射本领的透镜L18所构成。

在具有上述构成的本实施例3的变焦镜头中，从广角端向望远端变倍时，如图9中的箭头所示，第一透镜组G1向物体侧移动，第二透镜组G2作为固定透镜组相对于像面固定，第三透镜组G3向物体侧移动，第四透镜组G4向物体侧移动，第五透镜组G5向物体侧移动，第六透镜组G6向物体侧移动。另外，从无限远对焦至临近物体时，第五透镜组G5向像面侧移动。

(2)数值实施例

在该实施例3中，适用了具体数值的数值实施例3的透镜数据如表9所示。

(表9)

接下来，表10中，数值实施例3的广角端状态(f＝72.10)、中间焦点距离状态(f＝148.41)及望远端状态(f＝291.00)的面间隔与焦点距离(f)、F编号(Fno)、画角(ω)一起分别示出。

(表10)

表11中，数值实施例3的在广角端状态(f＝14.43)、中间焦点距离状态(f＝57.85)及望远端状态(f＝145.40)下的邻接物体对焦时的面间隔用无限远物体对焦时的焦点距离(f)、第一透镜面到物体的距离(D(0))一起分别示出。

(表11)

上述数值实施例3的变焦镜头的广角端状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差如图10所示。另外，在图11示出了该变焦镜头的中间焦点距离状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差。图12示出了该变焦镜头的望远端状态的无限远对焦时的球面像差、像散及歪曲像差。

表12示出了实施例1-实施例3的变焦镜头中，适用了具体数值时的上述条件式(1)-条件式(5)的各值。

(表12)

工业上利用的可能性

根据本发明，通过采用所谓长焦型的望远系统，并构成为后对焦式，将变焦及调焦时的各透镜组的移动量抑制到最小，由此提供如下的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置，即：小型、具有高品质的成像性能、且在实现高变焦倍率的同时，能够实现高速自动对焦。因此，例如，可作为适用于微型三分之四规格的小型摄像系统的变焦镜头。

Claims (7)

1.一种变焦镜头，其特征在于，所述变焦镜头包括从物体侧开始依次配置的具有正折射本领的物体侧透镜组、具有负折射本领的像面侧透镜组，

该物体侧透镜组从物体侧开始依次至少具备具有正折射本领的第一透镜组、具有负折射本领的第二透镜组，

该像面侧透镜组从物体侧开始依次由具有负折射本领的负A透镜组和与该负A透镜组隔开有空气间隔而配置且具有负折射本领的负B透镜组所构成，

通过向像面侧仅移动该负A透镜组，来从无限远对焦至临近物体，并满足以下条件式：

-1.80＜β2t＜-0.94···(1)

(1-βAt²)×βBt²＜-4.5···(2)

其中，

β2t：第二透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βAt：负A透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βBt：负B透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率。

2.权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述像面侧透镜组满足以下条件式：

2.1＜βrt＜3.5···(3)

其中，

βrt：该像面侧透镜组的望远端的无限远对焦时的合成横向放大率。

3.权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述负A透镜组满足以下条件式：

1.05＜βAt/βAw＜1.45···(4)

其中，

βAt：负A透镜组的望远端的无限远对焦时的横向放大率；

βAw：负A透镜组的广角端的无限远对焦时的横向放大率。

4.权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述物体侧透镜组在其最靠像面侧具备与所述物体侧透镜组的负A透镜组隔开有空气间隔且具有正折射本领的正C透镜组。

5.权利要求4所述的变焦镜头，其中，从广角端向望远端变倍时，所述物体侧透镜组的正C透镜组和所述像面侧透镜组的负B透镜组按照相同的轨迹移动。

6.权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第一透镜组满足以下条件式：

$0.5<f1/\sqrt{fw\&times;ft}<\mathrm{2.5...}\left(5\right)$

其中，

f1：第一透镜组的焦点距离；

fw：广角端的该变焦镜头的焦点距离；

ft：望远端的该变焦镜头的焦点距离。

7.一种摄像装置，其特征在于，具备权利要求1-6中任一项所述的变焦镜头和摄像器件，该摄像器件用于将在所述变焦镜头的像面侧通过所述变焦镜头所形成的光学图像变换为电信号。