CN104620153A - 变焦镜头以及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种高变倍比并且小型的、在整个变倍区域各个像差被良好地修正的变焦镜头。从物体侧起依次由具有正的光焦度的第1透镜群(G1)、具有负的光焦度的第2透镜群(G2)、具有正的光焦度的第3透镜群(G3)、具有负的光焦度的第4透镜群(G4)、和具有正的光焦度的第5透镜群(G5)构成，第3透镜群(G3)在最靠近物体侧和最靠近像侧具有接合透镜，第4透镜群(G4)从物体侧起依次由负透镜和正透镜构成，在从广角端向望远端变倍时，各个透镜群的间隔变化，第5透镜群(G5)被固定，至少第1透镜群(G1)以及第4透镜群(G4)移动。

Description

变焦镜头以及摄像装置
技术领域
本发明涉及变焦镜头以及摄像装置，更详细来讲，涉及用于数码相机、广播用摄像机、监视用摄像机、电影拍摄用摄像机等电子摄像机的变焦镜头以及具备该变焦镜头的摄像装置。
背景技术
在用于将CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等摄像元件作为记录介质的摄像机、电子静物照相机等摄像装置的变焦镜头中，对高变倍比化的要求提高。作为实现高变倍比的变焦镜头的类型，已知从物体侧起依次具有正、负、正、负、正的群配置的5组方式的变焦镜头(例如专利文献1～4)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-47538号公报
专利文献2：日本特开2008-304706号公报
专利文献3：日本特开2009-282429号公报
专利文献4：日本特开2011-186417号公报
在专利文献1～3中，公开了变倍比为10～14.3左右的变焦镜头。进一步，在专利文献4中，公开了变倍比为28.3左右的变焦镜头。
但是，若要实现更加高变倍比的变焦镜头，则存在光学系统容易大型化，难以在整个变倍区域良好地修正各个像差的问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种高变倍比并且小型的、在整个变倍区域各个像差被良好地修正的变焦镜头以及具备该变焦镜头的摄像装置。
解决课题的手段
本发明的变焦镜头从物体侧起依次由具有正的光焦度的第1透镜群、具有负的光焦度的第2透镜群、具有正的光焦度的第3透镜群、具有负的光焦度的第4透镜群、和具有正的光焦度的第5透镜群构成，第3透镜群在最靠近物体侧和最靠近像侧具有接合透镜，第4透镜群从物体侧起依次由负透镜和正透镜构成，在从广角端向望远端变倍时，各个透镜群的间隔变化，第5透镜群被固定，至少第1透镜群以及第4透镜群移动。
在本发明的变焦镜头中，优选在与第3透镜群的最靠近物体侧的接合透镜相邻的位置配置开口光圈。
此外，优选第1透镜群以及第4透镜群在望远端比在广角端更位于物体侧，并满足下述条件式。
2.0＜|D1|/|D4|＜8.0...(1)
其中，D1：第1透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差，D4：第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差。
此外，优选满足下述条件式。
0.05＜|f5|/ft＜0.20...(2)
其中，f5：第5透镜群的焦距，ft：望远端处的整个系统的焦距。
此外，优选使第3透镜群整体或者包含于第3透镜群的一部分的透镜群在与光轴垂直的方向上移动来使成像位置变化。
此外，优选使第3透镜群的最靠近像侧的接合透镜在与光轴垂直的方向上移动来使成像位置变化。
此外，优选满足下述条件式。
0.4＜f3o/f3i＜0.9...(3)
其中，f3o：第3透镜群的最靠近物体侧的接合透镜的焦距，f3i：第3透镜群的最靠近像侧的接合透镜的焦距。
此外，优选第3透镜群从物体侧起依次由开口光圈、正透镜与负透镜的接合透镜、负透镜与正透镜的接合透镜、正透镜、以及负透镜与正透镜的接合透镜构成。
此外，优选满足下述条件式。
0.30＜|D4|/|f4|＜1.00...(4)
其中，D4：第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差，f4：第4透镜群的焦距。
此外，优选满足下述条件式。
0.80＜|f4|/|f5|＜1.40...(5)
其中，f4：第4透镜群的焦距，f5：第5透镜群的焦距。
此外，优选满足下述条件式。
0.05＜|f4|/ft＜0.18...(6)
其中，f4：第4透镜群的焦距，ft：望远端处的整个系统的焦距。
此外，优选通过使第4透镜群在光轴方向上移动来进行对焦。
此外，在从广角端向望远端变倍时，优选第2透镜群以及第3透镜群移动。
此外，优选第5透镜群由将凸面朝向像侧的1枚正透镜构成。
此外，优选第1透镜群以及第4透镜群在望远端比在广角端更位于物体侧，并满足下述条件式。
4.0＜|D1|/|D4|＜7.5...(1-1)
此外，优选第1透镜群以及第4透镜群在望远端比在广角端更位于物体侧，满足下述条件式。
4.5＜|D1|/|D4|＜7.0...(1-2)
此外，优选满足下述条件式。
0.07＜|f5|/ft＜0.11...(2-1)
此外，优选满足下述条件式。
0.09＜|f5|/ft＜0.10...(2-2)
此外，优选满足下述条件式。
0.5＜f3o/f3i＜0.8...(3-1)
此外，优选满足下述条件式。
0.6＜f3o/f3i＜0.7...(3-2)
此外，优选满足下述条件式。
0.50＜|D4|/|f4|＜0.80...(4-1)
此外，优选满足下述条件式。
0.90＜|f4|/|f5|＜1.18...(5-1)
此外，优选满足下述条件式。
0.07＜|f4|/ft＜0.12...(6-1)
本发明的摄像装置的特征在于，具备上述记载的本发明的变焦镜头。
发明效果
由于本发明的变焦镜头从物体侧起依次由具有正的光焦度的第1透镜群、具有负的光焦度的第2透镜群、具有正的光焦度的第3透镜群、具有负的光焦度的第4透镜群、和具有正的光焦度的第5透镜群构成，第3透镜群在最靠近物体侧与最靠近像侧具有接合透镜，第4透镜群从物体侧起依次由负透镜和正透镜构成，在从广角端向望远端变倍时，各个透镜群的间隔变化，第5透镜群被固定，至少第1透镜群以及第4透镜群移动，因此能够提供高变倍比并且小型的、在整个变倍区域各个像差被良好地修正的变焦镜头。
此外，本发明的摄像装置由于具备本发明的变焦镜头，因此能够实现高变倍比，能够得到高画质的图像，并且也能够实现装置的小型化。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式涉及的变焦镜头(与实施例1共通)的镜头结构的剖视图。
图2是表示上述变焦镜头的各个透镜群的移动轨迹的剖视图。
图3是表示本发明的实施例2的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
图4是表示本发明的实施例3的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
图5是表示本发明的实施例4的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
图6是表示本发明的实施例5的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
图7是表示本发明的实施例6的变焦镜头的镜头结构的剖视图。
图8是本发明的实施例1的变焦镜头的各个像差图(A～L)。
图9是本发明的实施例2的变焦镜头的各个像差图(A～L)。
图10是本发明的实施例3的变焦镜头的各个像差图(A～L)。
图11是本发明的实施例4的变焦镜头的各个像差图(A～L)。
图12是本发明的实施例5的变焦镜头的各个像差图(A～L)。
图13是本发明的实施例6的变焦镜头的各个像差图(A～L)。
图14是本发明的实施方式涉及的摄像装置的示意结构图。
具体实施方式
下面，参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示本发明的一实施方式涉及的变焦镜头的镜头结构的剖视图，图2是表示上述变焦镜头的各个透镜群的移动轨迹的剖视图。图1、2所示的结构例与后述的实施例1的变焦镜头的结构共通。在图1、2中，左侧为物体侧，右侧为像侧。
本变焦镜头沿着光轴Z，从物体侧起依次由具有正的光焦度的第1透镜群G1、具有负的光焦度的第2透镜群G2、开口光圈St、具有正的光焦度的第3透镜群G3、具有负的光焦度的第4透镜群G4、和具有正的光焦度的第5透镜群G5构成，在从广角端向望远端变倍时，各个透镜群的间隔变化，第5透镜群G5被固定，至少第1透镜群G1以及第4透镜群G4移动。这里，图1、2所示的开口光圈St不表示大小或形状，而表示光轴Z上的位置。
由于在将本变焦镜头应用于摄像装置时，优选根据安装镜头的照相机侧的结构，在光学系统与像面Sim之间配置外罩玻璃、棱镜、红外线截止滤波器、低通滤波器等各种滤波器，因此在图1、2中，表示将假定了这些的平行平面板状的光学部件PP1、PP2配置在第5透镜群G5与像面Sim之间的例子。
第3透镜群G3在最靠近物体侧具有由正透镜L31和负透镜L32构成的接合透镜，在最靠近像侧具有由负透镜L36和正透镜L37构成的接合透镜。
第4透镜群G4从物体侧起依次由负透镜L41和正透镜L42构成。
通过在第3透镜群G3的最靠近物体侧与最靠近像侧隔着间隔地配置接合透镜，从而能够分离对各个接合透镜的倍率色像差与轴上色像差修正的效果，能够良好地控制轴上色像差与倍率色像差的平衡。
此外，通过将第4透镜群G4如上所述那样构成，能够实现像面弯曲的良好的修正。
在本实施方式的变焦镜头中，优选在与第3透镜群G3的最靠近物体侧的接合透镜相邻的位置配置开口光圈St。由此，最靠近物体侧的接合透镜具有轴上色像差的修正效果，最靠近像侧的接合透镜具有倍率色像差的修正效果，在整个变倍区域的轴上色像差与倍率色像差的平衡的控制变得容易。
此外，优选第1透镜群G1以及第4透镜群G4在望远端比在广角端更位于物体侧，满足下述条件式(1)。该条件式(1)规定第1透镜群G1的移动量与第4透镜群G4的移动量的比率，若低于条件式(1)的下限，则第1透镜群G1、第4透镜群G4的变倍效果变弱，难以实现小型化并且确保充分的变倍比。相反地，若超过条件式(1)的上限，则对于第4透镜群G4的像面弯曲的修正效果变弱，难以抑制随着变倍的像面弯曲。另外，若满足下述条件式(1-1)，更优选满足条件式(1-2)，则能够得到更良好的特性。
2.0＜|D1|/|D4|＜8.0...(1)
4.0＜|D1|/|D4|＜7.5...(1-1)
4.5＜|D1|/|D4|＜7.0...(1-2)
其中，D1：第1透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差，D4：第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差。
此外，优选满足下述条件式(2)。该条件式(2)规定第5透镜群G5的焦距与望远端处的整个系统的焦距的比，若低于条件式(2)的下限，则第5透镜群G5的焦度过剩，难以进行彗形像差的修正。相反地，若超过条件式(2)的上限，则第5透镜群G5的焦度不足，难以进行望远端处的各个像差的修正。另外，若满足下述条件式(2-1)，更优选满足条件式(2-2)，则能够得到更良好的特性。
0.05＜|f5|/ft＜0.20...(2)
0.07＜|f5|/ft＜0.11...(2-1)
0.09＜|f5|/ft＜0.10...(2-2)
其中，f5：第5透镜群的焦距，ft：望远端处的整个系统的焦距。
此外，优选使第3透镜群G3整体或者包含于第3透镜群G3的一部分的透镜群在与光轴垂直的方向上移动来改变成像位置。由此，能够在整个变倍区域实现性能劣化少的手抖动补偿机构。
此外，优选使第3透镜群G3的最靠近像侧的接合透镜在与光轴垂直的方向上移动来改变成像位置。由此，能够抑制移动的透镜的重量，并且能够在整个变倍区域实现性能劣化少的手抖动补偿机构。
此外，优选满足下述条件式(3)。该条件式(3)规定第3透镜群G3的最靠近物体侧的接合透镜的焦距与最靠近像侧的接合透镜的焦距的比率，若低于条件式(3)的下限，则第3透镜群G3的最靠近物体侧的接合透镜的灵敏度变高，难以抑制由于制造误差导致的性能劣化。相反地，若超过条件式(3)的上限，则第3透镜群G3的最靠近物体侧的接合透镜与最靠近像侧的接合透镜的焦度(Power)的平衡崩溃，难以进行球面像差的修正。另外，若满足下述条件式(3-1)，更优选满足条件式(3-2)，则能够得到更良好的特性。
0.4＜f3o/f3i＜0.9...(3)
0.5＜f3o/f3i＜0.8...(3-1)
0.6＜f3o/f3i＜0.7...(3-2)
其中，f3o：第3透镜群的最靠近物体侧的接合透镜的焦距，f3i：第3透镜群的最靠近像侧的接合透镜的焦距。
此外，优选第3透镜群G3从物体侧起依次由开口光圈St、正透镜L31与负透镜L32的接合透镜、负透镜L33与正透镜L34的接合透镜、正透镜L35、负透镜L36与正透镜L37的接合透镜构成。由此，由正透镜L31与负透镜L32构成的接合透镜能够良好地修正整个变倍区域的球面像差与轴上色像差，由负透镜L33与正透镜L34构成的接合透镜能够控制整个变倍区域的轴上色像差与倍率色像差的平衡，正透镜L35能够良好地修正球面像差，由负透镜L36与正透镜L37构成的接合透镜能够良好地修正整个变倍区域的倍率色像差。
此外，优选满足下述条件式(4)。该条件式(4)规定第4透镜群G4的移动量与焦距的比率，若低于条件式(4)的下限，则对于第4透镜群G4的像面弯曲的修正效果不足，不能在各个变倍区域得到良好的像。相反地，若超过条件式(4)的上限，则对于第4透镜群G4的像面弯曲的修正效果过剩，难以得到像差的平衡。另外，若满足下述条件式(4-1)，则能够得到更良好的特性。
0.30＜|D4|/|f4|＜1.00...(4)
0.50＜|D4|/|f4|＜0.80...(4-1)
其中，D4：第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差，f4：第4透镜群的焦距。
此外，优选满足下述条件式(5)。该条件式(5)规定第4透镜群G4的焦距与第5透镜群G5的焦距的比，若低于条件式(5)的下限，则第4透镜群G4的焦度过剩，难以进行球面像差的修正。相反地，若超过条件式(5)的上限，则第5透镜群G5的焦度过剩，难以进行各个像差的修正。另外，若满足下述条件式(5-1)，则能够得到更良好的特性。
0.80＜|f4|/|f5|＜1.40...(5)
0.90＜|f4|/|f5|＜1.18...(5-1)
其中，f4：第4透镜群的焦距，f5：第5透镜群的焦距。
此外，优选满足下述条件式(6)。该条件式(6)规定第4透镜群G4的焦距与望远端处的整个系统的焦距的比，若低于条件式(6)的下限，则第4透镜群G4的焦度过剩，难以进行球面像差的修正。相反地，若超过条件式(6)的上限，则第4透镜群G4的焦度不足，难以进行轴外的像差的修正。另外，若满足下述条件式(6-1)，则能够得到更良好的特性。
0.05＜|f4|/ft＜0.18...(6)
0.07＜|f4|/ft＜0.12...(6-1)
其中，f4：第4透镜群的焦距，ft：望远端处的整个系统的焦距。
此外，优选通过使第4透镜群G4在光轴方向上移动来进行对焦。由于在第4透镜群G4附近光束直径变小，因此通过这样使第4透镜群G4在光轴方向上移动来进行对焦，能够实现小型并且轻型的对焦群。
此外，在从广角端向望远端变倍时，优选第2透镜群G2以及第3透镜群G3移动。由此，能够使光学系统小型化并且能够实现高的变倍比。
此外，优选第5透镜群G5由将凸面朝向像侧的1枚正透镜L51构成。由此，能够抑制成本，此外，能够减少由于来自成像面的反射而引起的重影。
在本变焦镜头中，作为配置在最靠近物体侧的材料，具体来将优选使用玻璃，或者也可以使用透明的陶瓷。
此外，在本变焦镜头被用于严酷的环境的情况下，优选施加保护用的多层膜涂层。进一步地，除了保护用涂层以外，也可以施加用于使用时的重影光减少等的反射防止涂层。
此外，虽然在图1所示的例子中，表示了在镜头系统与像面Sim之间配置光学部件PP1、PP2的例子，但也可以取代在镜头系统与像面Sim之间配置低通滤波器、截止特定波长区域的各种滤波器等，而在各个透镜之间配置这些各种滤波器，或者在任意一个透镜的透镜面，施加具有与各种滤波器同样的作用的涂层。
接下来，对本发明的变焦镜头的数值实施例进行说明。
首先，对实施例1的变焦镜头进行说明。将表示实施例1的变焦镜头的镜头结构的剖视图示于图1。另外，在图1以及与后述的实施例2～6对应的图3～7中，也一并示出光学部件PP1、PP2，左侧为物体侧，右侧为像侧，图示的开口光圈St不表示大小或形状，而表示光轴Z上的位置。
实施例1的变焦镜头沿着光轴Z，从物体侧起依次由具有正的光焦度的第1透镜群G1、具有负的光焦度的第2透镜群G2、开口光圈St、具有正的光焦度的第3透镜群G3、具有负的光焦度的第4透镜群G4、和具有正的光焦度的第5透镜群G5构成。
第1透镜群G1从物体侧起依次由接合透镜和正透镜L13构成，其中，该接合透镜由负透镜L11和正透镜L12构成，具有将凸面朝向物体侧的接合面。由负透镜L11和正透镜L12构成的接合透镜具有对望远侧的轴上色像差进行修正的效果，正透镜L13具有对望远端的像面弯曲进行修正的效果。
第2透镜群G2从物体侧起依次由负透镜L21、接合透镜、和负透镜L24构成，其中，该接合透镜由负透镜L22和正透镜L23构成，具有将凸面朝向物体侧的接合面。由负透镜L22和正透镜L23构成的接合透镜具有对广角端的倍率色像差进行修正的效果。
第3透镜群G3从物体侧起依次由以下部件构成：由正透镜L31和负透镜L32构成并具有将凸面朝向像侧的接合面的接合透镜、由负透镜L33和正透镜L34构成并具有将凸面朝向物体侧的接合面的接合透镜、具有正的光焦度的非球面透镜L35、由负透镜L36和正透镜L37构成并具有将凸面朝向物体侧的接合面的接合透镜。由正透镜L31和负透镜L32构成的接合透镜具有对整个变倍区域的球面像差和轴上色像差进行修正的效果，由负透镜L33和正透镜L34构成的接合透镜具有对整个变倍区域的轴上色像差和倍率色像差的平衡进行控制的效果，非球面透镜L35具有修正球面像差的效果，由负透镜L36和正透镜L37构成的接合透镜具有对整个变倍区域的倍率色像差进行修正的效果。
第4透镜群G4从物体侧起依次由负透镜L41、和具有正的光焦度的非球面透镜L42构成。负透镜L41以及非球面透镜L42具有在整个变倍区域对像面弯曲进行修正的效果。
第5透镜群G5由具有正的光焦度的非球面透镜L51这1枚构成。该非球面透镜L51具有在整个变倍区域对畸变像差、像面弯曲进行修正的效果。
在从广角端向望远端变倍时，第1透镜群G1向物体侧移动，第2透镜群G2向像侧移动，开口光圈St与第3透镜群G3一体地向物体侧移动，第4透镜群G4向物体侧移动，第5透镜群G5被固定在光轴上。
此外，通过使第4透镜群G4在光轴上移动来进行对焦。
此外，第3透镜群G3的由负透镜L36和正透镜L37构成的接合透镜为了防振，构成为能够在与光轴上垂直的方向上移动。
表1中表示实施例1的变焦镜头的基本透镜数据，表2中表示与各个部件有关的数据，表3中表示与移动面的间隔有关的数据，表4中表示与非球面系数有关的数据。下面，对于表中符号的含义，以实施例1为例进行说明，而实施例2～6也基本上相同。
在表1的透镜数据中，在Si栏中，将最靠近物体侧的构成要素的面设为第1个，表示随着趋向像侧而依次增加的第i个(i＝1，2，3，...)面编号，Ri栏中表示第i个面的曲率半径，Di栏中表示第i个面与第i+1个面的光轴Z上的面间隔。此外，Ndj栏中，将最靠近物体侧的光学要素设为第1个，表示随着趋向像侧而依次增加的第i个(j＝1，2，3，...)光学要素相对于d线(波长587.6nm)的折射率，vdj栏中同样地表示第j个光学要素相对于d线(波长587.6nm)的阿贝数。
另外，曲率半径的符号将面形状向物体侧凸的情况设为正，将向像侧凸的情况设为负。在基本透镜数据中，也包含表示开口光圈St、光学部件PP1、PP2。在相当于开口光圈St的面的面编号栏记载面编号以及(光圈)这样的语句。此外，在表1的透镜数据中，在变倍时，在间隔变化的面间隔栏分别记载DD[i]。此外，Di的最下栏的值是光学部件PP的像侧的面与像面Sim的间隔。
在表2的与各个部件有关的数据中，表示广角、中间、望远各自的变焦倍率、焦距f′、F值FNo.以及全视场角2ω的值。
虽然在基本透镜数据、与各个部件有关的数据、以及与移动面的间隔有关的数据中，使用度来作为角度的单位，使用mm来作为长度的单位，但由于光学系统即使按比例放大或者按比例缩小也能够使用，因此也能够使用其他适当的单位。
在表1的透镜数据中，非球面的面编号上附有＊标记，作为非球面的曲率半径而示出近轴的曲率半径的数值。在表4的与非球面系数有关的数据中，表示非球面的面编号Si和与这些非球面有关的非球面系数。非球面系数是下式(A)中表示的非球面式中的各个系数KA、Am(m＝3，4，5，..20)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm...(B)
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点起，下降到与非球面顶点相接的光轴垂直的平面的垂线的长度)
h：高度(距光轴的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、Am：非球面系数(m＝3，4，5，...20)
【表1】
实施例1 透镜数据
【表2】
实施例1 各个部件(d线)
广角 中间 望远
变焦比 1.0 11.9 39.3
f′ 4.57 54.12 179.16
FNo 2.88 5.38 5.76
2ω[°] 93.4 8.2 2.6
【表3】
实施例1 变焦间隔
广角 中间 望远
DD[5] 0.59 62.23 82.43
DD[12] 44.69 8.32 0.79
DD[24] 2.25 14.84 21.89
DD[28] 2.70 13.03 14.88
【表4】
实施例1 非球面系数
将实施例1的变焦镜头的各个像差图示于图8(A)～(L)。图8(A)～(D)分别表示广角的球面像差、像散、畸变像差、倍率色像差，图8(E)～(H)分别表示中间的球面像差、像散、畸变像差、倍率色像差，图8(I)～(L)分别表示望远的球面像差、像散、畸变像差、倍率色像差。
在表示球面像差、像散、畸变像差的各个像差图中，表示将d线(波长587.6nm)设为基准波长的像差。在球面像差图中分别通过实线、长虚线、短虚线、点线来表示与d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)有关的像差。像散图中，分别通过实线和虚线来表示弧矢(sagittal)方向、子午(tangential)方向的像差。在倍率色像差图中，分别通过长虚线、短虚线、点线来表示与C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)有关的像差。另外，球面像差图的Fno.意味着F值，其它像差图的ω意味着半视场角。
接下来，对实施例2的变焦镜头进行说明。将表示实施例2的变焦镜头的镜头结构的剖视图示于图3。
实施例2的变焦镜头是与实施例1的变焦镜头同样的形状。
此外，将实施例2的变焦镜头的基本透镜数据示于表5，将与各个部件有关的数据示于表6，将与移动面的间隔有关的数据示于表7，将与非球面系数有关的数据示于表8，将各个像差图示于图9(A)～(L)。
【表5】
实施例2 透镜数据
【表6】
实施例2 各个部件(d线)
广角 中间 望远
变焦比 1.0 11.9 39.3
f′ 4.57 54.13 179.36
FNo. 2.85 5.29 5.88
2ω[°] 93.4 8.2 2.4
【表7】
实施例2 变焦间隔
广角 中间 望远
DD[5] 0.61 63.15 82.31
DD[12] 44.75 8.65 0.79
DD[24] 2.37 14.11 21.48
DD[28] 2.76 13.61 16.24
【表8】
实施例2 非球面系数
接下来，对实施例3的变焦镜头进行说明。将表示实施例3的变焦镜头的镜头结构的剖视图示于图4。
实施例3的变焦镜头也是与实施例1的变焦镜头同样的形状。
此外，将实施例3的变焦镜头的基本透镜数据示于表9，将与各个部件有关的数据示于表10，将与移动面的间隔有关的数据示于表11，将与非球面系数有关的数据示于表12，将各个像差图示于图10(A)～(L)。
【表9】
实施例3 透镜数据
【表10】
实施例3各个部件(d线)
广角 中间 望远
变焦比 1.0 11.9 39.3
f′ 4.52 54.11 179.20
FNo. 2.92 5.39 5.88
2ω[°] 93.2 8.2 2.4
【表11】
实施例3 变焦间隔
广角 中间 望远
DD[5] 0.65 62.67 82.42
DD[12] 45.08 8.63 0.92
DD[24] 2.45 14.47 21.35
DD[28] 2.83 12.83 14.35
【表12】
实施例3 非球面系数
接下来，对实施例4的变焦镜头进行说明。将表示实施例4的变焦镜头的镜头结构的剖视图示于图5。
实施例4的变焦镜头也是与实施例1的变焦镜头同样的形状。
此外，将实施例4的变焦镜头的基本透镜数据示于表13，将与各个部件有关的数据示于表14，将与移动面的间隔有关的数据示于表15，将与非球面系数有关的数据示于表16，将各个像差图示于图11(A)～(L)。
【表13】
实施例4 透镜数据
【表14】
实施例4 各个部件(d线)
广角 中间 望远
变焦比 1.0 11.9 39.3
f′ 4.57 54.13 179.45
FNo. 2.86 5.27 5.88
2ω[°] 93.0 8.2 2.4
【表15】
实施例4 变焦间隔
广角 中间 望远
DD[5] 0.59 62.96 81.96
DD[12] 45.29 9.21 1.12
DD[24] 2.35 14.10 21.72
DD[28] 3.32 14.06 15.24
【表16】
实施例4 非球面系数
接下来，对实施例5的变焦镜头进行说明。将表示实施例5的变焦镜头的镜头结构的剖视图示于图6。
实施例5的变焦镜头也是与实施例1的变焦镜头同样的形状。
此外，将实施例5的变焦镜头的基本透镜数据示于表17，将与各个部件有关的数据示于表18，将与移动面的间隔有关的数据示于表19，将与非球面系数有关的数据示于表20，将各个像差图示于图12(A)～(L)。
【表17】
实施例5 透镜数据
【表18】
实施例5 各个部件(d线)
广角 中间 望远
变焦比 1.0 11.9 39.3
f′ 4.57 54.20 179.72
FNo. 2.86 5.32 5.88
2ω[°] 93.4 8.2 2.4
【表19】
实施例5 变焦间隔
广角 中间 望远
DD[5] 0.59 62.97 81.89
DD[12] 45.09 9.22 1.66
DD[24] 2.26 14.55 21.49
DD[28] 3.25 14.71 18.31
【表20】
实施例5 非球面系数
接下来，对实施例6的变焦镜头进行说明。将表示实施例6的变焦镜头的镜头结构的剖视图示于图7。
实施例6的变焦镜头也是与实施例1的变焦镜头同样的形状。
此外，将实施例6的变焦镜头的基本透镜数据示于表21，将与各个部件有关的数据示于表22，将与移动面的间隔有关的数据示于表23，将与非球面系数有关的数据示于表24，将各个像差图示于图13(A)～(L)。
【表21】
实施例6 透镜数据
【表22】
实施例6 各个部件(d线)
广角 中间 望远
变焦比 1.0 11.9 39.3
f′ 4.57 54.09 179.04
FNo. 2.93 5.36 5.88
2ω[°] 93.2 8.2 2.4
【表23】
实施例6 变焦间隔
广角 中间 望远
DD[5] 0.69 62.56 82.49
DD[12] 45.22 8.50 0.79
DD[24] 2.50 14.66 21.86
DD[28] 2.87 12.03 12.98
【表24】
实施例6 非球面系数
将与实施例1～6的变焦镜头的条件式(1)～(6)对应的值示于表25。另外，所有实施例都是将d线设为基准波长，下述的表25所示的值是在该基准波长下的值。
【表25】
根据以上的数据可知，实施例1～6的变焦镜头全部都满足条件式(1)～(6)，是高变倍比并且小型的、在整个变倍区域各个像差被良好地修正的变焦镜头。
接下来，对本发明的实施方式涉及的摄像装置进行说明。在图14中，作为本发明的实施方式的摄像装置的一个例子，表示使用了本发明的实施方式的变焦镜头的摄像装置的示意结构图。另外，在图14中示意性地表示各个透镜群。作为该摄像装置，能够举例有例如将CCD、CMOS等固体摄像元件设为记录介质的摄像机、电子静物照相机等。
图14所示的摄像装置10具备：变焦镜头1、具有被配置在变焦镜头1的像侧的低通滤波器等功能的滤波器6、被配置在滤波器6的像侧的摄像元件7、和信号处理电路8。摄像元件7将通过变焦镜头1而形成的光学像转换为电信号，例如，作为摄像元件7，能够使用CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)等。摄像元件7被配置为其拍摄面与变焦镜头1的像面一致。
通过变焦镜头1而拍摄出的像在摄像元件7的拍摄面上成像，与其像有关的来自摄像元件7的输出信号通过信号处理电路8而被运算处理，在显示装置9显示像。
以上，举例实施方式以及实施例来对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式以及实施例，也可以进行各种变形。例如，各个透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等的值并不限定于上述各个数值实施例所示的值，也可以取其他的值。

Claims (24)

1.一种变焦镜头，其从物体侧起依次由具有正的光焦度的第1透镜群、具有负的光焦度的第2透镜群、具有正的光焦度的第3透镜群、具有负的光焦度的第4透镜群、和具有正的光焦度的第5透镜群构成，
所述第3透镜群在最靠近物体侧和最靠近像侧具有接合透镜，
所述第4透镜群从物体侧起依次由负透镜和正透镜构成，
在从广角端向望远端变倍时，各透镜群的间隔发生变化，所述第5透镜群被固定，至少所述第1透镜群以及所述第4透镜群移动。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
在与所述第3透镜群的最靠近物体侧的接合透镜相邻的位置配置开口光圈。
3.根据权利要求1或者2所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第1透镜群以及所述第4透镜群在望远端比在广角端位置更靠近物体侧，
所述变焦镜头满足下述条件式：
2.0＜|D1|/|D4|＜8.0...(1)
其中，
D1：所述第1透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差
D4：所述第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.05＜|f5|/ft＜0.20...(2)
其中，
f5：所述第5透镜群的焦距
ft：望远端处的整个系统的焦距。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
使所述第3透镜群整体或者该第3透镜群中包含的一部分的透镜群在与光轴垂直的方向上移动来改变成像位置。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
使所述第3透镜群的最靠近像侧的接合透镜在与光轴垂直的方向上移动来改变成像位置。
7.根据权利要求1至6的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.4＜f3o/f3i＜0.9...(3)
其中，
f3o：所述第3透镜群的最靠近物体侧的接合透镜的焦距
f3i：所述第3透镜群的最靠近像侧的接合透镜的焦距。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第3透镜群从物体侧起依次由开口光圈、正透镜与负透镜的接合透镜、负透镜与正透镜的接合透镜、正透镜、以及负透镜与正透镜的接合透镜构成。
9.根据权利要求1至8的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.30＜|D4|/|f4|＜1.00...(4)
其中，
D4：所述第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差
f4：所述第4透镜群的焦距。
10.根据权利要求1至9的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.80＜|f4|/|f5|＜1.40...(5)
其中，
f4：所述第4透镜群的焦距
f5：所述第5透镜群的焦距。
11.根据权利要求1至10的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.05＜|f4|/ft＜0.18...(6)
其中，
f4：所述第4透镜群的焦距
ft：望远端处的整个系统的焦距。
12.根据权利要求1至11的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
通过使所述第4透镜群在光轴方向上移动来进行对焦。
13.根据权利要求1至12的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
在从广角端向望远端变倍时，所述第2透镜群以及所述第3透镜群移动。
14.根据权利要求1至13的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第5透镜群由使凸面朝向像侧的1枚正透镜构成。
15.根据权利要求1至14的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第1透镜群以及所述第4透镜群在望远端比在广角端位置更靠近物体侧，
所述变焦镜头满足下述条件式：
4.0＜|D1|/|D4|＜7.5...(1-1)
其中，
D1：所述第1透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差
D4：所述第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差。
16.根据权利要求1至15的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第1透镜群以及所述第4透镜群在望远端比在广角端位置更靠近物体侧，
所述变焦镜头满足下述条件式：
4.5＜|D1|/|D4|＜7.0...(1-2)
其中，
D1：所述第1透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差
D4：所述第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差。
17.根据权利要求1至16的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.07＜|f5|/ft＜0.11...(2-1)
其中，
f5：所述第5透镜群的焦距
ft：望远端处的整个系统的焦距。
18.根据权利要求1至17的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.09＜|f5|/ft＜0.10...(2-2)
其中，
f5：所述第5透镜群的焦距
ft：望远端处的整个系统的焦距。
19.根据权利要求1至18的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.5＜f3o/f3i＜0.8...(3-1)
其中，
f3o：所述第3透镜群的最靠近物体侧的接合透镜的焦距
f3i：所述第3透镜群的最靠近像侧的接合透镜的焦距。
20.根据权利要求1至19的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.6＜f3o/f3i＜0.7...(3-2)
其中，
f3o：所述第3透镜群的最靠近物体侧的接合透镜的焦距
f3i：所述第3透镜群的最靠近像侧的接合透镜的焦距。
21.根据权利要求1至20的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.50＜|D4|/|f4|＜0.80...(4-1)
其中，
D4：所述第4透镜群的广角端与望远端处的光轴上的位置的差
f4：所述第4透镜群的焦距。
22.根据权利要求1至21的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.90＜|f4|/|f5|＜1.18...(5-1)
其中，
f4：所述第4透镜群的焦距
f5：所述第5透镜群的焦距。
23.根据权利要求1至22的任意一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头满足下述条件式：
0.07＜|f4|/ft＜0.12...(6-1)
其中，
f4：所述第4透镜群的焦距
ft：望远端处的整个系统的焦距。
24.一种摄像装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的变焦镜头。
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