CN104769478B - 变焦透镜以及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置，该变焦透镜具备高变焦比，并且即使在防抖时色偏也较小，且具有高光学性能。该变焦透镜从物体侧依次包括具有正折射力的第一透镜组(G1)、在从广角端向远望端进行变倍时从物体侧向像面侧移动且具有负折射力的第二透镜组(G2)、在变倍时移动且具有正折射力的第三透镜组(G3)、以及具有正折射力的第四透镜组(G4)，在从广角端向远望端进行变倍时，第二透镜组(G2)以及第三透镜组(G3)同时通过各自的成像倍率为‑1倍的点，第四透镜组(G4)在最靠物体侧具备防抖透镜组(G4A)，防抖透镜组(G4A)从物体侧依次包括凹透镜(L41)、在物体侧具有凸面的凹凸透镜(L42)以及凹透镜(L43)，凹透镜(L41)以及凹透镜(L43)均满足下述条件式：N4＜1.68…(1)；58＜v4…(2)。

Description

变焦透镜以及摄像装置
技术领域
本发明涉及具备防抖功能的变焦透镜以及摄像装置，更具体而言，涉及具备适于电视摄像机用的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。
背景技术
在变焦透镜中，由于倍率越高且远望侧的焦距越长，越容易受到振动、手抖的影响，因此在摄影方面需要防抖功能。对于电视摄像机用的具备防抖功能的高倍率的变焦透镜，作为在变倍时移动的透镜组由两个透镜组构成的变焦透镜，例如提出了专利文献1～3所记载的变焦透镜。
在专利文献1的实施例1中，公开了防抖透镜组由凹透镜和凸透镜这两个透镜构成的情况。
在专利文献2中，公开了如下内容：在光阑与防抖透镜组之间配置固定透镜组，通过使防抖透镜组远离光阑，尽管在防抖透镜组中配置三个透镜，也实现了小型化和轻量化。
专利文献2的实施例2以及专利文献3虽涉及增距镜组切换，但公开了防抖透镜组由凹透镜、凸透镜、凹透镜这三个透镜构成。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-110079号公报
专利文献2：日本特开2011-242438号公报
专利文献3：日本特开2012-027308号公报
然而，在专利文献1的实施例1所记载的变焦透镜中，由于防抖透镜组由两个透镜构成，因此当焦距进一步增长时，防抖时的光学性能不足。
专利文献2所记载的变焦透镜虽能够实现防抖透镜组的小型化，然而由于防抖透镜组配置在远离光阑的位置，因此防抖时的周边性能不佳。
在专利文献2的实施例2以及专利文献3所记载的变焦透镜中，由于两个凹透镜均是镧系的玻璃材料，因此在防抖时的色偏、防抖透镜组的轻量化方面不佳。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种变焦透镜以及具备该透镜的摄像装置，该变焦透镜具备高变焦比，并且即使在防抖时色偏也较小，且具有高光学性能。
用于解决课题的方法
本发明的变焦透镜的特征在于，从物体侧依次包括在变倍时固定且具有正折射力的第一透镜组、在从广角端向远望端进行变倍时从物体侧向像面侧移动且具有负折射力的第二透镜组、在变倍时移动且具有正折射力的第三透镜组、以及在变倍时固定且具有正折射力的第四透镜组，在从广角端向远望端进行变倍时，第二透镜组以及第三透镜组同时通过各自的成像倍率为-1倍的点，第四透镜组为了防抖而在最靠物体侧具备沿与光轴垂直的方向移动的防抖透镜组G4A，防抖透镜组G4A从物体侧依次包括凹透镜L41、在物体侧具有凸面的凹凸透镜L42以及凹透镜L43，凹透镜L41以及凹透镜L43均满足下述条件式：
N4＜1.68…(1)：
58＜v4…(2)：
其中，
N4：凹透镜L41或凹透镜L43的折射率，
v4：凹透镜L41或凹透镜L43的阿贝数。
本发明的变焦透镜优选满足下述条件式：
2.5＜f43/f41＜10…(3)：
其中，f41：凹透镜L41的焦距，f43：凹透镜L43的焦距。
另外，也可以是，在第三透镜组与第四透镜组之间具备光阑。
另外，也可以是，第四透镜组从物体侧依次具备防抖透镜组G4A、透镜组G4B以及具有成像作用的透镜组G4C，紧邻防抖透镜组G4A的前或后具备光阑，通过将透镜组G4B切换为增距镜组G4B′，由此从通常状态扩大焦距。
另外，优选为，第三透镜组从物体侧依次包括具有正折射力的透镜组G3A以及具有正折射力的透镜组G3B，透镜组G3A和透镜组G3B在变倍时独立地移动。
另外，优选为，变焦透镜满足下述条件式：
N4＜1.63…(1′)：
62＜v4…(2′)。
另外，优选为，变焦透镜满足下述条件式：
3＜f43/f41＜9…(3′)。
本发明的摄像装置的特征在于具备以上记载的本发明的变焦透镜。
发明效果
本发明的变焦透镜从物体侧依次包括在变倍时固定且具有正折射力的第一透镜组、在从广角端向远望端进行变倍时从物体侧向像面侧移动且具有负折射力的第二透镜组、在变倍时移动且具有正折射力的第三透镜组、以及在变倍时固定且具有正折射力的第四透镜组，在从广角端向远望端进行变倍时，第二透镜组以及第三透镜组同时通过各自的成像倍率为-1倍的点，第四透镜组为了防抖而在最靠物体侧具备沿与光轴垂直的方向移动的防抖透镜组G4A，防抖透镜组G4A从物体侧依次包括凹透镜L41、在物体侧具有凸面的凹凸透镜L42以及凹透镜L43，凹透镜L41以及凹透镜L43均满足下述条件式，因此能够实现具备高变焦比、并且即使在防抖时色偏也较小且具有高光学性能的变焦透镜，
N4＜1.68…(1)：
58＜v4…(2)。
另外，由于本发明的摄像装置具备本发明的变焦透镜，因此能够得到高画质的影像。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的变焦透镜(与实施例1共通)的广角端的剖视图。
图2是示出上述变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图3是示出上述变焦透镜的广角端处的切换增距镜组时的透镜结构的剖视图。
图4是示出本发明的实施例2的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图5是示出本发明的实施例3的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图6是示出本发明的实施例4的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图7是示出本发明的实施例5的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图8是示出本发明的实施例6的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图9是示出本发明的实施例7的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图10是示出本发明的实施例8的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图11是本发明的实施例1的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图12是本发明的实施例1的变焦透镜的切换增距镜组时的各像差图(A～L)
图13是本发明的实施例2的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图14是本发明的实施例3的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图15是本发明的实施例4的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图16是本发明的实施例5的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图17是本发明的实施例6的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图18是本发明的实施例7的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图19是本发明的实施例8的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图20是本发明的实施方式的摄像装置的简要结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是本发明的一实施方式的变焦透镜(与实施例1共通)的广角端的剖视图，图2是示出上述变焦透镜的透镜结构的剖视图，图3是示出上述变焦透镜的广角端处的切换增距镜组时的透镜结构的剖视图。图1～3所示的构成例与后述的实施例1的变焦透镜的结构相同。在图1～3中，左侧是物体侧，右侧是像侧。需要说明的是，在图1中，还一并示出了广角端的轴上光束wa以及最大视场角的光束wb。另外，在图2中，在剖视图的下方，与第二透镜组G2和第三透镜组G3的成像倍率为1倍时的位置对应地，用箭头示出了在变倍时移动的透镜组的简要的移动轨迹。
如图1以及图2所示，该变焦透镜沿着光轴Z，从物体侧依次包括在变倍时固定且具有正折射力的第一透镜组G1、在从广角端向远望端进行变倍时从物体侧向像面侧移动且具有负折射力的第二透镜组G2、在变倍时移动且具有正折射力的第三透镜组G3、孔径光阑St、在变倍时固定且具有正折射力的第四透镜组G4。需要说明的是，孔径光阑St并不一定表示大小、形状，而表示光轴Z上的位置。
在将该变焦透镜应用于摄像装置时，优选根据安装透镜的照相机侧的结构，在光学系统与像面Sim之间配置防护玻璃、棱镜、红外线截止滤光器及低通滤光器等各种滤光器，因此在图1以及图2中，示出了将假设具有上述构件的平行平面板状的光学部件GP配置在透镜系统与像面Sim之间的例子。
该变焦透镜构成为，在从广角端向远望端进行变倍时，第二透镜组G2以及第三透镜组G3同时通过各自的成像倍率为-1倍的点。
第四透镜组G4构成为，为了防抖而在最靠物体侧具备沿与光轴垂直的方向移动的防抖透镜组G4A，防抖透镜组G4A从物体侧依次包括凹透镜L41、在物体侧具有凸面的凹凸透镜L42、凹透镜L43，凹透镜L41以及凹透镜L43均满足下述条件式(1)以及(2)。其中，N4：凹透镜L41或凹透镜L43的折射率，v4：凹透镜L41或凹透镜L43的阿贝数。
N4＜1.68…(1)
58＜v4…(2)
这样，通过构成为，从物体侧依次包括在变倍时固定且具有正折射力的第一透镜组G1、在从广角端向远望端进行变倍时从物体侧向像面侧移动且具有负折射力的第二透镜组G2、在变倍时移动且具有正折射力的第三透镜组G3、在变倍时固定且具有正折射力的第四透镜组G4，在从广角端向远望端进行变倍时，第二透镜组G2以及第三透镜组G3同时通过各自的成像倍率为-1倍的点，由此能够在保持维持紧凑性的情况下，实现变焦比100倍以上的高倍率的变焦透镜。
另外，第四透镜组G4为了防抖而在最靠物体侧具备沿与光轴垂直的方向移动的防抖透镜组G4A，防抖透镜组G4A从物体侧依次包括凹透镜L41、在物体侧具有凸面的凹凸透镜L42、凹透镜L43，从而能够抑制防抖时的各像差的产生。
此外，通过构成为凹透镜L41以及凹透镜L43均满足上述条件式(1)以及(2)，从而能够良好地抑制防抖时的色偏，另外，由于满足这些条件式的材料的比重较轻，因此对于防抖控制也是有利的。
需要说明的是，为了进一步良好地抑制防抖时的色偏，优选为，凹透镜L41以及凹透镜L43中的凹透镜L43满足上述条件式(1)以及(2)。
另外，如果满足下述条件式(1′)以及(2′)，则能够实现更加良好的特性。
N4＜1.63…(1′)
62＜v4…(2′)
在本发明的变焦透镜中，优选满足下述条件式(3)。其中，f41：凹透镜L41的焦距，f43：凹透镜L43的焦距。通过满足该条件式(3)，能够抑制在防抖时产生的各像差。需要说明的是，若超出条件式(3)的下限，则防抖时的周边性能的劣化变大。相反，若超过条件式(3)的上限，则防抖时整体的性能降低。需要说明的是，如果满足下述条件式(3′)，则能够实现更加良好的特性。
2.5＜f43/f41＜10…(3)
3＜f43/f41＜9…(3′)
另外，也可以是，第四透镜组G4从物体侧依次具备防抖透镜组G4A、透镜组G4B、具有成像作用的透镜组G4C，如图3所示，通过将透镜组G4B切换为增距镜组G4B′而从通常状态扩大焦距。需要说明的是，此时，孔径光阑St的位置不限于第三透镜组G3与第四透镜组G4之间，也可以设置为紧邻防抖透镜组G4A的前或后。通过采用这样的结构，即使在将透镜组G4B从通常状态切换为增距镜组时，用于补正相同的抖动角度的防抖透镜组G4A的偏移量也相同，因此有利于防抖的控制。
另外，优选为，第三透镜组G3从物体侧依次包括具有正折射力的透镜组G3A、具有正折射力的透镜组G3B，透镜组G3A和透镜组G3B在变倍时独立地移动。通过采用这样的结构，除能够抑制因变焦导致的各像差的产生，还能够在维持紧凑性、高倍率的同时实现视场角65°以上的广角化。
在本变焦透镜中，作为配置在最靠物体侧的材料，具体而言优选使用玻璃，或者也可以使用透明的陶瓷。
另外，在本变焦透镜使用于严苛环境的情况下，优选施加保护用的多层膜涂层。并且，除保护用涂层以外，还可以施加用于减少使用时的重影光等的防反射涂层。
另外，在图1～3所示的例子中，示出了在透镜系与像面Sim之间配置光学部件GP的例子，然而代替将低通滤光器、截止特定的波长区域的各种滤光器等配置在透镜系统与像面Sim之间的情况，也可以在各透镜之间配置上述的各种滤光器，或者也可以在任一透镜的透镜面上施加具有与各种滤光器相同作用的涂层。
接下来，对本发明的变焦透镜的数值实施例进行说明。
＜实施例1＞
在图2中示出表示实施例1的变焦透镜的结构的剖视图。实施例1的变焦透镜从物体侧依次包括具有正折射力的第一透镜组G1、具有负折射力的第二透镜组G2、具有正折射力的第三透镜组G3、具有正折射力的第四透镜组G4。孔径光阑St配置在第三透镜组G3与第四透镜组G4之间。需要说明的是，图2所示的孔径光阑St并不表示大小、形状，而是表示光轴上的位置。另外，在图2中示出了在第四透镜组G4与像面Sim之间配置有假设具有各种滤光器、保护玻璃等的光学部件GP的例子。
该变焦透镜构成为，在从广角端向远望端进行变倍时，第一透镜组G1和第四透镜组G4相对于像面Sim固定，第二透镜组G2和第三透镜组G3沿光轴Z移动。另外，该变焦透镜构成为，在从广角端向远望端进行变倍时，第二透镜组G2以及第三透镜组G3同时通过各自的成像倍率为-1倍的点。
第一透镜组G1从物体侧依次包括透镜L11～L15这五个透镜。
第二透镜组G2从物体侧依次包括透镜L21～L27这七个透镜。
第三透镜组G3从物体侧依次包括具有正折射力的透镜组G3A、具有正折射力的透镜组G3B，透镜组G3A由透镜L31构成，透镜组G3B从物体侧依次包括透镜L32～L35这四个透镜。另外，该第三透镜组G3构成为，在从广角端向远望端进行变倍时，透镜组G3A和透镜组G3B独立地移动。
第四透镜组G4从物体侧依次包括防抖透镜组G4A、透镜组G4B、具有成像作用的透镜组G4C，防抖透镜组G4A包括透镜L41～L43这三个透镜，透镜组G4B包括透镜L44～L48这五个透镜，透镜组G4C包括透镜L49～L54这六个透镜。另外，通过将透镜组G4B切换为增距镜组G4B′，能够从通常状态扩大焦距。
在表1中示出实施例1的变焦透镜的基本透镜数据，在表2中示出与规格有关的数据，在表3中示出与变焦间隔有关的数据，在表4中示出与非球面系数有关的数据。另外，在表5中示出实施例1的变焦透镜的切换增距镜组时的透镜数据，在表6中示出与规格有关的数据。需要说明的是，在表5中仅记载了增距镜组及其前后两个透镜。以下，对于表中的符号的含义，列举实施例1的情况为例来进行说明，对于实施例2～8也基本相同。
在表1以及表5的透镜数据中，在Si一栏中示出将最靠物体侧的构成要素的面设为第一个且随着朝向像侧而依次增加的第i个(i＝1、2、3、…)的面编号，在Ri一栏中示出第i个面的曲率半径，在Di一栏中示出第i个面与第i+1个面的光轴Z上的面间隔。另外，在Ndj一栏中示出将最靠物体侧的光学要素设为第一个且随着朝向像侧而依次增加的第j个(j＝1、2、3、…)光学要素的针对d线(波长587.6nm)的折射率，在vdj一栏中同样示出第j个光学要素的针对d线(波长587.6nm)的阿贝数。
需要说明的是，曲率半径的符号在面形状向物体侧凸的情况下为正，在向像侧凸的情况下为负。在基本透镜数据中，还包括孔径光阑St、光学部件GP并示出。在相当于孔径光阑St的面的面编号一栏中记载了面编号和(光阑)这样的文字。另外，在表1的透镜数据中，在变倍时间隔发生变化的面间隔一栏中分别记载了DD[i]。
在表2的与规格有关的数据中示出变焦倍率、焦距f′、后焦距BF′，F值FNo.以及全视场角2ω的值。
在基本透镜数据以及与规格有关的数据中，使用度作为角度的单位，使用mm作为长度的单位，但由于光学系统按比例放大或者按比例缩小也能够使用，因此也可以使用其他适当的单位。
在表1的透镜数据中，对非球面的面编号标注了＊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，示出非球面的面编号Si、与这些非球面有关的非球面系数。非球面系数是用以下的式(A)表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、…20)的值。需要说明的是，非球面系数的数值的“E+n”(n：整数)是指“×10+n”，“E-n”(n：整数)是指“×10-n”。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm…(A)
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂到垂直于与非球面顶点相切的光轴的平面的垂线长度)
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规格(d线)
广角 中间 远望
变焦倍率 1.0 29.3 106.0
f′ 8.54 249.96 905.56
Bf′ 46.29 46.29 46.29
FNo. 1.76 1.76 4.74
2ω[°] 69.0 2.4 0.6
【表3】
实施例1变焦间隔
DD[10] 1.80 181.74 195.04
DD[21] 279.08 58.93 2.00
DD[23] 21.81 7.71 1.21
DD[30] 2.16 56.47 106.60
【表4】
实施例1非球面系数
面编号 11 23 29
KA 3.3621357E+03 -4.5249977E+00 -4.1672124E+02
A3 1.2176884E-06 4.9148310E-07 4.3993104E-07
A4 -4.4367027E-07 -5.4037884E-08 6.8643652E-07
A5 4.0281394E-07 6.0320541E-09 -6.1482862E-08
A6 -1.0642696E-07 -4.1064829E-09 4.4465955E-09
A7 2.0676911E-08 6.8504995E-10 -2.3813209E-10
A8 -2.7162609E-09 -6.3044711E-11 2.8351153E-12
A9 2.1012674E-10 3.4636414E-12 3.2389709E-13
A10 -6.6281386E-12 -1.0055016E-13 -9.8721207E-15
A11 -2.2020016E-13 5.2190867E-16 -2.4669326E-16
A12 2.2835127E-14 5.1705646E-17 8.5237777E-18
A13 -3.6450229E-16 -1.2597653E-18 1.0842253E-19
A14 -8.8285316E-18 2.3364011E-20 8.0665379E-21
A15 -1.5554623E-19 -1.6161216E-21 -6.3450229E-22
A16 6.7209656E-21 5.5472793E-23 4.4789358E-24
A17 1.3974813E-21 -4.6054546E-25 3.2029945E-25
A18 -6.4184357E-23 -1.3327020E-26 -7.0043696E-27
A19 7.8635127E-25 3.1886439E-28 4.4239674E-29
A20 -2.0134489E-30 -4.9384212E-32
【表5】
实施例1切换增距镜组时的透镜数据
【表6】
实施例1切换增距镜组时的规格(d线)
增距镜倍率：1.94
广角 中间 远望
f′ 16.56 484.55 1755.43
FNo. 3.42 3.43 9.16
2ω[°] 37.4 1.2 0.4
在图11(A)～(L)中示出实施例1的变焦透镜的各像差图，在图12(A)～(L)中示出实施例1的变焦透镜的切换增距镜组时的各像差图。图11、12(A)～(D)分别示出广角的球面像差、像散、畸变像差、倍率色像差，图11、12(E)～(H)分别示出中间的球面像差、像散、畸变像差、倍率色像差，图11、12(I)～(L)分别示出远望的球面像差、像散、畸变像差、倍率色像差。
在表示球面像差、像散、畸变像差的各像差图中，示出以d线(波长587.6nm)为基准波长的像差。在球面像差图中分别用实线、长虚线、短虚线示出关于d线(波长587.6nm)、c线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)的像差。在像散图中分别用实线和虚线示出弧矢方向、切线方向的像差。在倍率色像差图中分别用长虚线、短虚线示出关于c线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)的像差。需要说明的是，球面像差图的Fno.是指F值，其他的像差图的ω是指半视场角。
＜实施例2＞
在图4中示出表示实施例2的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例2的变焦透镜的简要结构与上述的实施例1的变焦透镜的简要结构大致相同。
另外，在表7中示出实施例2的变焦透镜的基本透镜数据，在表8中示出与规格有关的数据，在表9中示出与变焦间隔有关的数据，在表10中示出与非球面系数有关的数据，在图13(A)～(L)中示出各像差图。【表7】
实施例2透镜数据
【表8】
实施例2规格(d线)
广角 中间 远望
变焦倍率 1.0 29.5 109.9
f′ 8.49 250.80 933.46
Bf′ 46.49 46.49 46.49
FNo. 1.76 1.78 4.89
2ω[°] 69.2 2.4 0.6
【表9】
实施例2变焦间隔
DD[10] 1.78 181.61 194.98
DD[21] 280.03 59.92 1.96
DD[23] 21.76 7.66 1.16
DD[30] 2.32 56.69 107.79
【表10】
实施例2非球面系数
面编号 11 23 29
KA 1.0000000E+00 -4.5249977E+00 -4.1672124E+02
A3 1.3227001E-06 5.0342389E-07 4.5408707E-07
A4 -4.1551577E-07 -5.4420598E-08 6.8862006E-07
A5 4.0346676E-07 6.0701554E-09 -6.1459074E-08
A6 -1.0639918E-07 -4.1047966E-09 4.4463000E-09
A7 2.0677579E-08 6.8507739E-10 -2.3815763E-10
A8 -2.7162738E-09 -6.3046685E-11 2.8347766E-12
A9 2.1012515E-10 3.4635479E-12 3.2392695E-13
A10 -6.6281987E-12 -1.0055196E-13 -9.8695920E-15
A11 -2.2020125E-13 5.2196375E-16 -2.4657815E-16
A12 2.2835149E-14 5.1711690E-17 8.5271076E-18
A13 -3.6449899E-16 -1.2594843E-18 1.0844769E-19
A14 -8.8283386E-18 2.3367765E-20 8.0626086E-21
A15 -1.5553791E-19 -1.6167005E-21 -6.3478780E-22
A16 6.7212726E-21 5.5436618E-23 4.4685512E-24
A17 1.3974922E-21 -4.5811352E-25 3.2018932E-25
A18 -6.4183948E-23 -1.3385980E-26 -6.9880758E-27
A19 7.8636825E-25 3.1975144E-28 4.4700237E-29
A20 -2.0203349E-30 -6.3034703E-32
＜实施例3＞
在图5中示出表示实施例3的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例3的变焦透镜的简要结构与上述的实施例1的变焦透镜的简要结构大致相同。
另外，在表11中示出实施例3的变焦透镜的基本透镜数据，在表12中示出与规格有关的数据，在表13中示出与变焦间隔有关的数据，在表14中示出与非球面系数有关的数据，在图14(A)～(L)中示出各像差图。
【表11】
实施例3透镜数据
【表12】
实施例3规格(d线)
广角 中间 远望
变焦倍率 1.0 29.0 105.9
f′ 8.58 248.58 909.05
Bf′ 47.13 47.13 47.13
FNo. 1.76 1.78 4.75
20ω[°] 68.6 2.4 0.6
【表13】
实施例3变焦间隔
DD[10] 2.39 178.03 191.08
DD[21] 274.72 59.46 3.00
DD[23] 21.82 7.72 1.22
DD[30] 2.79 56.51 106.42
【表14】
实施例3非球面系数
面编号 11 23 29
KA 3.3621357E+03 -4.5249977E+00 -4.1672124E+02
A3 1.1238908E-06 3.9718407E-07 2.0947716E-07
A4 -4.3960025E-07 -5.4535585E-08 6.8512791E-07
A5 4.0363327E-07 5.9958141E-09 -6.1562695E-08
A6 -1.0644984E-07 -4.1044204E-09 4.4406201E-09
A7 2.0674918E-08 6.8505897E-10 -2.3831978E-10
A8 -2.7163017E-09 -6.3048957E-11 2.8307483E-12
A9 2.1012867E-10 3.4633915E-12 3.2383366E-13
A10 -6.6279291E-12 -1.0055795E-13 -9.8708052E-15
A11 -2.2019064E-13 5.2184541E-16 -2.4651234E-16
A12 2.2835264E-14 5.1715109E-17 8.5343115E-18
A13 -3.6451604E-16 -1.2591040E-18 1.0885132E-19
A14 -8.8297805E-18 2.3384326E-20 8.0773580E-21
A15 -1.5559886E-19 -1.6161103E-21 -6.3458666E-22
A16 6.7199372E-21 5.5435135E-23 4.4531606E-24
A17 1.3975047E-21 -4.6210501E-25 3.1910790E-25
A18 -6.4181502E-23 -1.3270463E-26 -7.0129246E-27
A19 7.8647891E-25 3.1921471E-28 4.6948138E-29
A20 -2.0273111E-30 -8.9083703E-32
＜实施例4＞
在图6中示出表示实施例4的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例4的变焦透镜的简要结构与上述的实施例1的变焦透镜的简要结构大致相同。
另外，在表15中示出实施例4的变焦透镜的基本透镜数据，在表16中示出与规格有关的数据，在表17中示出与变焦间隔有关的数据，在表18中示出与非球面系数有关的数据，在图15(A)～(L)中示出各像差图。
【表15】
实施例4透镜数据
【表16】
实施例4规格(d线)
广角 中间 远望
变焦倍率 1.0 30.5 105.0
f′ 9.30 283.54 976.32
Bf′ 46.39 46.39 46.39
FNo. 1.90 1.98 5.11
2ω[°] 64.8 2.2 0.6
【表17】
实施例4变焦间隔
DD[10] 1.79 185.39 199.88
DD[21] 299.06 60.72 1.96
DD[30] 2.00 56.74 101.01
【表18】
实施例4非球面系数
面编号 11 23 29
KA 3.3621357E+03 -4.5249977E+00 -4.1672124E+02
A3 1.4149475E-06 2.3847119E-07 -8.3520252E-08
A4 -4.1700593E-07 -4.0238726E-08 6.9392783E-07
A5 3.9826825E-07 6.4856731E-09 -6.0851101E-08
A6 -1.0624193E-07 -4.1093774E-09 4.4727684E-09
A7 2.0687920E-08 6.8488723E-10 -2.3775477E-10
A8 -2.7162626E-09 -6.3036942E-11 2.8200362E-12
A9 2.1010308E-10 3.4642613E-12 3.2268272E-13
A10 -6.6293904E-12 -1.0053652E-13 -9.9126013E-15
A11 -2.2021686E-13 5.2137691E-16 -2.4708200E-16
A12 2.2837255E-14 5.1652757E-17 8.5617161E-18
A13 -3.6431745E-16 -1.2615538E-18 1.1104252E-19
A14 -8.8216767E-18 2.3377851E-20 8.1488912E-21
A15 -1.5557047E-19 -1.6124611E-21 -6.3435330E-22
A16 6.7017419E-21 5.5607444E-23 4.3379985E-24
A17 1.3963156E-21 -4.6120764E-25 3.1357417E-25
A18 -6.4203075E-23 -1.3853795E-26 -7.0170533E-27
A19 7.8905261E-25 3.3515312E-28 5.8609766E-29
A20 -2.1548906E-30 -2.7797148E-31
＜实施例5＞
在图7中示出表示实施例5的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例5的变焦透镜的简要结构与上述的实施例1的变焦透镜的简要结构大致相同。
另外，在表19中示出实施例5的变焦透镜的基本透镜数据，在表20中示出与规格有关的数据，在表21中示出与变焦间隔有关的数据，在表22中示出与非球面系数有关的数据，在图16(A)～(L)中示出各像差图。
【表19】
实施例5透镜数据
【表20】
实施例5规格(d线)
广角 中间 远望
变焦倍率 1.0 31.9 115.0
f′ 9.31 296.89 1070.46
Bf′ 46.04 46.04 46.04
FNo. 1.98 2.06 5.60
2ω[°] 64.6 2.0 0.6
【表21】
实施例5变焦间隔
DD[10] 1.75 187.12 201.57
DD[21] 302.36 62.16 1.91
DD[30] 2.39 57.21 103.02
【表22】
实施例5非球面系数
面编号 11 23 29
KA 3.3621357E+03 -4.5249977E+00 -4.1672124E+02
A3 1.4819223E-06 2.5937694E-07 -5.0904464E-08
A4 -4.5660833E-07 -4.9487267E-08 6.9532784E-07
A5 3.9994426E-07 6.4577069E-09 -6.0724763E-08
A6 -1.0626255E-07 -4.1003239E-09 4.4766146E-09
A7 2.0685690E-08 6.8519807E-10 -2.3761140E-10
A8 -2.7162759E-09 -6.3034127E-11 2.8248080E-12
A9 2.1010656E-10 3.4640379E-12 3.2277196E-13
A10 -6.6292333E-12 -1.0055216E-13 -9.9153248E-15
A11 -2.2021777E-13 5.2083510E-16 -2.4743855E-16
A12 2.2836798E-14 5.1644705E-17 8.5425049E-18
A13 -3.6434313E-16 -1.2612120E-18 1.1040793E-19
A14 -8.8220242E-18 2.3409951E-20 8.1422750E-21
A15 -1.5552294E-19 -1.6111637E-21 -6.3362792E-22
A16 6.7054996E-21 5.5624105E-23 4.3941662E-24
A17 1.3964381E-21 -4.6312992E-25 3.1535397E-25
A18 -6.4205535E-23 -1.4008911E-26 -7.0394865E-27
A19 7.8869288E-25 3.4206084E-28 5.3611144E-29
A20 -2.2251692E-30 -1.8585390E-31
＜实施例6＞
在图8中示出表示实施例6的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例6的变焦透镜的简要结构与上述的实施例1的变焦透镜的简要结构大致相同。
另外，在表23中示出实施例6的变焦透镜的基本透镜数据，在表24中示出与规格有关的数据，在表25中示出与变焦间隔有关的数据，在表26中示出与非球面系数有关的数据，在图17(A)～(L)中示出各像差图。
【表23】
实施例6透镜数据
【表24】
实施例6规格(d线)
广角 中间 远望
变焦倍率 1.0 30.8 110.0
f′ 9.31 286.76 1023.67
Bf′ 48.12 48.12 48.12
FNo. 1.97 2.02 5.36
2ω[°] 64.6 2.2 0.6
【表25】
实施例6变焦间隔
DD[10] 1.76 184.23 198.72
DD[21] 299.22 62.01 1.94
DD[30] 2.18 56.91 102.49
【表26】
实施例6非球面系数
面编号 11 23 29
KA 3.3621357E+03 -4.5249977E+00 -4.1672124E+02
A3 1.4377968E-06 2.3051035E-07 -8.9953179E-08
A4 -4.7943387E-07 -5.1081953E-08 6.9609829E-07
A5 4.0014787E-07 6.4293677E-09 -6.0711069E-08
A6 -1.0628351E-07 -4.1007394E-09 4.4770472E-09
A7 2.0684794E-08 6.8519072E-10 -2.3758435E-10
A8 -2.7162497E-09 -6.3034242E-11 2.8257914E-12
A9 2.1011059E-10 3.4640372E-12 3.2279896E-13
A10 -6.6290477E-12 -1.0055214E-13 -9.9147416E-15
A11 -2.2021603E-13 5.2083643E-16 -2.4743052E-16
A12 2.2836416E-14 5.1644744E-17 8.5424393E-18
A13 -3.6437397E-16 -1.2612111E-18 1.1039778E-19
A14 -8.8231841E-18 2.3409969E-20 8.1417959E-21
A15 -1.5552351E-19 -1.6111633E-21 -6.3364461E-22
A16 6.7082718E-21 5.5624114E-23 4.3936922E-24
A17 1.3966073E-21 -4.6312986E-25 3.1534341E-25
A18 -6.4202238E-23 -1.4008942E-26 -7.0396086E-27
A19 7.8832929E-25 3.4205823E-28 5.3616630E-29
A20 -2.2251011E-30 -1.8521687E-31
＜实施例7＞
在图9中示出表示实施例7的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例7的变焦透镜的简要结构与上述的实施例1的变焦透镜的简要结构大致相同，但改变了孔径光阑St的位置。具体而言，将孔径光阑St的位置设为紧邻防抖透镜组G4A之后。
另外，在表27中示出实施例7的变焦透镜的基本透镜数据，在表28中示出与规格有关的数据，在表29中示出与变焦间隔有关的数据，在表30中示出与非球面系数有关的数据，在图18(A)～(L)中示出各像差图。
【表27】
实施例7透镜数据
【表28】
实施例7规格(d线)
广角 中间 远望
变焦倍率 1.0 29.5 109.9
f′ 8.49 250.80 933.46
Bf′ 46.49 46.49 46.49
FNo. 1.76 1.78 4.89
2ω[°] 69.2 2.4 0.6
【表29】
实施例7变焦间隔
DD[10] 1.78 181.61 194.98
DD[21] 280.03 59.92 1.96
DD[23] 21.76 7.66 1.16
DD[30] 8.75 63.12 114.22
【表30】
实施例7非球面系数
面编号 11 23 29
KA 1.0000000E+00 -4.5249977E+00 -4.1672124E+02
A3 1.3227001E-06 5.0342389E-07 4.5408707E-07
A4 -4.1551577E-07 -5.4420598E-08 6.8862006E-07
A5 4.0346676E-07 6.0701554E-09 -6.1459074E-08
A6 -1.0639918E-07 -4.1047966E-09 4.4463000E-09
A7 2.0677579E-08 6.8507739E-10 -2.3815763E-10
A8 -2.7162738E-09 -6.3046685E-11 2.8347766E-12
A9 2.1012515E-10 3.4635479E-12 3.2392695E-13
A10 -6.6281987E-12 -1.0055196E-13 -9.8695920E-15
A11 -2.2020125E-13 5.2196375E-16 -2.4657815E-16
A12 2.2835149E-14 5.1711690E-17 8.5271076E-18
A13 -3.6449899E-16 -1.2594843E-18 1-0844769E-19
A14 -8.8283386E-18 2.3367765E-20 8.0626086E-21
A15 -1.5553791E-19 -1.6167005E-21 -6.3478780E-22
A16 6.7212726E-21 5.5436618E-23 4.4685512E-24
A17 1.3974922E-21 -4.5811352E-25 3.2018932E-25
A18 -6.4183948E-23 -1.3385980E-26 -6.9880758E-27
A19 7.8636825E-25 3.1975144E-28 4.4700237E-29
A20 -2.0203349E-30 -6.3034703E-32
＜实施例8＞
在图10中示出表示实施例8的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例8的变焦透镜的简要结构与上述的实施例1的变焦透镜的简要结构大致相同，但第四透镜组G4包括防抖透镜组G4A、透镜组G4B、透镜组G4C以外的透镜。
另外，在表31中示出实施例8的变焦透镜的基本透镜数据，在表32中示出与规格有关的数据，在表33中示出与变焦间隔有关的数据，在表34中示出与非球面系数有关的数据，在图19(A)～(L)中示出各像差图。
【表31】
实施例8透镜数据
【表32】
实施例8规格(d线)
广角 中间 远望
变焦倍率 1.0 29.0 106.0
f′ 8.58 248.72 909.55
Bf′ 48.80 48.80 48.80
FNo. 1.76 1.78 4.76
2ω[°] 69.6 2.6 0.6
【表33】
实施例8变焦间隔
DD[10] 2.39 178.03 191.70
DD[21] 274.72 59.46 0.80
DD[23] 21.82 7.72 7.72
DD[30] 2.79 56.51 101.50
【表34】
实施例8·非球面系数
面编号 11 23 29
KA 3.3621357E+03 -4.5249977E+00 -4.1672124E+02
A3 1.1238908E-06 3.9718407E-07 2.0947716E-07
A4 -4.3960025E-07 -5.4535585E-08 6.8512791E-07
A5 4.0363327E-07 5.9958141E-09 -6.1562695E-08
A6 -1.0644984E-07 -4.1044204E-09 4.4406201E-09
A7 2.0674918E-08 6.8505897E-10 -2.3831978E-10
A8 -2.7163017E-09 -6.3048957E-11 2.8307483E-12
A9 2.1012867E-10 3.4633915E-12 3.2383366E-13
A10 -6.6279291E-12 -1.0055795E-13 -9.8708052E-15
A11 -2.2019064E-13 5.2184541E-16 -2.4651234E-16
A12 2.2835264E-14 5.1715109E-17 8.5343115E-18
A13 -3.6451604E-16 -1.2591040E-18 1.0885132E-19
A14 -8.8297805E-18 2.3384326E-20 8.0773580E-21
A15 -1.5559886E-19 -1.6161103E-21 -6.3458666E-22
A16 6.7199372E-21 5.5435135E-23 4.4531606E-24
A17 1.3975047E-21 -4.6210501E-25 3.1910790E-25
A18 -6.4181502E-23 -1.3270463E-26 -7.0129246E-27
A19 7.8647891E-25 3.1921471E-28 4.6948138E-29
A20 -2.0273111E-30 -8.9083703E-32
在表35中示出与实施例1～8的变焦透镜的条件式(1)～(3)对应的值。需要说明的是，全部实施例均以d线为基准波长，下述的表35所示的值为该基准波长下的值。
【表35】
根据以上的数据可知，实施例1～8的变焦透镜均满足条件式(1)～(3)，具有100倍以上的高变焦比，并且即使在防抖时色偏也较小，且具有高光学性能。
接下来，参照图20，对本发明的实施方式的摄像装置进行说明。在图20中，作为本发明的实施方式的摄像装置的一个例子，示出了使用本发明的实施方式的变焦透镜1的电视摄像机10的简要结构图。需要说明的是，在图20中，简要地示出了变焦透镜1所具备的正的第一透镜组G1、负的第二透镜组G2、由正的透镜组G3A和正的透镜组G3B构成的正的第三透镜组G3、孔径光阑St、正的第四透镜组G4。
电视摄像机10具备：变焦透镜1、配置在变焦透镜1的像侧且具有低通滤光器以及红外线截止滤光器等功能的滤光器2、配置在滤光器2的像侧的分色棱镜即各棱镜3R、3G、3B、设置在各棱镜的端面的摄像元件4R、4G、4B。摄像元件4R、4G、4B是将通过变焦透镜1形成的光学像转换为电信号的构件，例如，能够使用CCD、CMOS等。摄像元件4R、4G、4B以其摄像面与变焦透镜1的像面一致的方式配置。
另外，电视摄像机10具备：对来自摄像元件4R、4G、4B的输出信号进行运算处理的信号处理部5、显示通过信号处理部5形成的像的显示部6、控制变焦透镜1的变倍的变焦控制部7。需要说明的是，图20所示的电视摄像机10是具有三个摄像元件的所谓的3CCD方式的摄像装置，然而本发明的摄像装置并不局限于此，也可以是利用一个摄像元件对整个波长频带进行摄像的摄像装置。
以上，列举实施方式以及实施例对本发明进行了说明，然而本发明并不限定于上述实施方式以及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数、非球面系数等值并不限定于上述各数值实施例中示出的值，也可以采用其他值。
另外，在摄像装置的实施方式中，列举电视摄像机为例并图示来进行说明，但本发明的摄像装置并不限定于此，例如，也可以将本发明应用于摄像机等其他摄像装置。

Claims (8)

1.一种变焦透镜，其从物体侧依次包括在变倍时固定且具有正折射力的第一透镜组、在从广角端向远望端进行变倍时从物体侧向像面侧移动且具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组、以及在变倍时固定且具有正折射力的第四透镜组，
所述变焦透镜的特征在于，
所述第三透镜组在变倍时移动，
在从广角端向远望端进行变倍时，所述第二透镜组以及所述第三透镜组同时通过各自的成像倍率为-1倍的点，
所述第四透镜组为了防抖而在最靠物体侧具备沿与光轴垂直的方向移动的防抖透镜组G4A，
该防抖透镜组G4A从物体侧依次包括凹透镜L41、在物体侧具有凸面的凹凸透镜L42以及凹透镜L43，
所述凹透镜L41以及所述凹透镜L43均满足下述条件式：
N4＜1.68…(1)；
58＜v4…(2)；
其中，
N4：所述凹透镜L41或所述凹透镜L43的折射率，
v4：所述凹透镜L41或所述凹透镜L43的阿贝数。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足下述条件式：
2.5＜f43/f41＜10…(3)；
其中，
f41：所述凹透镜L41的焦距，
f43：所述凹透镜L43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，
在所述第三透镜组与所述第四透镜组之间具备光阑。
4.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第四透镜组从物体侧依次具备所述防抖透镜组G4A、透镜组G4B以及具有成像作用的透镜组G4C，
紧邻所述防抖透镜组G4A的前或后具备光阑，
通过将所述透镜组G4B切换为增距镜组G4B’，由此从通常状态扩大焦距。
5.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第三透镜组从物体侧依次包括具有正折射力的透镜组G3A以及具有正折射力的透镜组G3B，
所述透镜组G3A和所述透镜组G3B在变倍时独立地移动。
6.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足下述条件式：
N4＜1.63…(1′)；
62＜v4…(2′)。
7.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足下述条件式：
3＜f43/f41＜9…(3′)；
其中，
f41：所述凹透镜L41的焦距
f43：所述凹透镜L43的焦距。
8.一种摄像装置，其特征在于，
所述摄像装置具备权利要求1至7中任一项所述的变焦透镜。
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