CN105467568A - 变焦镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适于数字静态照相机和摄像机等的、高变倍且紧凑化、且具有各种像差被良好地校正的手抖动校正功能的变焦镜头。将包含第3透镜组中位于最靠近像面侧的接合透镜的一部分透镜作为手抖动校正透镜组，通过在与光轴正交方向上移动从而校正像抖动，该第3透镜组具有光圈，被配置在变焦镜头全系的中央，且有效径被抑制得小。由此，能够实现用于将小型轻便的手抖动校正透镜组在光轴正交方向上驱动的致动器机构的小型化、节能化。而且，由于在所述接合透镜内，良好地进行了像差校正，所以能够确保手抖动校正后的良好的光学性能。

Description

变焦镜头

技术领域

本发明涉及用于数字静态照相机、摄像机等、且具有对由手抖动、振动等而产生的像的抖动进行光学校正的手抖动校正功能(也称作像抖动校正功能)的小型变焦镜头(zoomlens)。

背景技术

近年来，力求CCD(电荷耦合器件)型图像传感器或者CMOS(互补金属氧化物半导体)型图像传感器等摄像元件的高集成化、小型化，随之在使用CCD和CMOS的数字静态照相机和摄像机等摄像装置中，力求高功能化以及装置整体的小型化。

此外，数字静态照相机随着其一般化，使用的情况也逐渐广泛起来，逐渐谋求广角化、高变倍化。

但是，在这样的数字静态照相机和摄像机中，在拍摄被拍摄体时，若由于手抖动等而在摄影系统中产生振动，则恐怕在拍摄的图像中产生抖动。对此，在这些照相机中搭载的变焦镜头中，用于对在摄影时产生的手抖动等引起的像抖动进行光学校正的像抖动校正功能普及起来，力求在进一步确保镜头的小型化的基础上确保手抖动校正功能。

在这样的情况下，以往已经提出了各种具有用于防止摄影图像的抖动的手抖动校正功能的变焦镜头。作为具有手抖动校正功能的摄影系统的变焦镜头中，已知很多通过使一部分透镜组或透镜组内的一部分透镜移位而能够校正像抖动的镜头。而且，在从物体侧起正负正负正(从物体侧起依次配置具有正的折射力的第1透镜组、具有负的折射力的第2透镜组、具有正的折射力的第3透镜组、具有负的折射力的第4透镜组、具有正的折射力的第5透镜组的结构,以下相同)的5组类型的变焦镜头中，通过使第3透镜组整体或一部分透镜组在与光轴正交方向上移动从而校正手抖动的结构的镜头如以下所示的专利文献1～5这样是已知的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2011-237588号公报

专利文献2：(日本)特开2012-212106号公报

专利文献3：(日本)特开2012-220920号公报

专利文献4：(日本)特开2013-101316号公报

专利文献5：(日本)特开2014-035418号公报

在专利文献1所记载的变焦镜头中，为了进行手抖动校正，使第3透镜组内的一部分透镜在光轴正交方向上移动，由此力求用于移动的致动器机构的小型化。但是，若要将在光轴正交方向上移动的透镜设置在光圈附近，则由于相对于手抖动校正透镜的偏心误差的像差变动的影响，存在难以确保手抖动校正后的光学性能的问题。

专利文献2所记载的变焦镜头也与专利文献1同样，为了进行手抖动校正，使第3透镜组内的一部分透镜在光轴正交方向上移动，由此力求用于移动的致动器机构的小型化，但存在变焦比小、无法应对近年来所要求的高变倍化的问题。

专利文献3所记载的变焦镜头也与专利文献1、2同样，为了进行手抖动校正，使第3透镜组内的一部分透镜在光轴正交方向上移动，进而能够高变倍化。但是，整体上具有负的折射力的第2透镜组具有2片具有负的折射力的负透镜和1片具有正的折射力的正透镜，负透镜的放大率(パワー)过强，偏心灵敏度增大，因此组装调整花费时间。

专利文献4中记载的变焦镜头与专利文献1～3同样，为了进行手抖动校正，使第3透镜组内的一部分透镜在光轴正交方向上移动，由此力求用于移动的致动器机构的小型化。但是，广角端的焦距按照35mm版换算长度被设定为93mm左右，该变焦镜头无法对应近年来的广角化，而且变倍比小，无法对应高变倍化。

关于专利文献5所记载的变焦镜头，手抖动校正通过第3透镜组进行，手抖动校正后的性能良好。但是，通过移动第3透镜组整体，为了手抖动校正而移动的透镜的重量增大，导致致动器机构大型化，不理想。

发明内容

本发明鉴于该问题而完成，其目的在于提供一种高变倍且紧凑化，并且具有各种像差被良好地校正的手抖动校正功能的变焦镜头。

为了实现上述目的中的至少一个，反映了本发明的一方面的变焦镜头其特征在于，从物体侧向像侧依次由：

具有正的折射力的第1透镜组、

具有负的折射力的第2透镜组、

具有正的折射力的第3透镜组、

具有负的折射力的第4透镜组、

具有正的折射力的第5透镜组构成，

通过至少使第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组以及第4透镜组在光轴方向上移动，从而进行变倍，

所述第2透镜组具有至少3片负透镜，

所述第3透镜组具有光圈和至少2组接合透镜，

所述接合透镜中的1组接合透镜在所述第3透镜组中位于最靠近像面侧，

将包含所述第3透镜组中位于最靠近像面侧的接合透镜在内的一部分透镜作为手抖动校正透镜组，使其在与光轴正交的方向上移动，从而校正像抖动。

该变焦镜头全系从物体侧向像侧依次由具有正的折射力的所述第1透镜组、具有负的折射力的所述第2透镜组、具有正的折射力的所述第3透镜组、具有负的折射力的所述第4透镜组、具有正的折射力的所述第5透镜组构成。通过采用这样的构成，负透镜组成为两个，变焦镜头系整体中的折射力的构成成为对称形，能够有效地校正畸变(歪曲収差)、彗形像差、倍率色像差等通过对称形而被校正的各种像差。此外，通过以使各透镜组的空气间隔变化的方式，至少使第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组以及第4透镜组在光轴方向上独立移动，进行变倍以及伴随变倍的焦点位置变化校正，从而像差校正的自由度增加，能够维持良好的光学性能，同时使全长以及最前片径(前玉径)紧凑化且确保高变倍。

此外，在高变倍的变焦镜头中若要实现进一步小型化，则需要增强承担变倍功能的第2透镜组的放大率。以往，第2透镜组使用2片负透镜的情况较多，但在2片负透镜中各透镜的放大率增强，像差校正变难。因此，在本发明中，通过对所述第2透镜组使用3片以上的负透镜，与使用2片负透镜的情况相比，能够进行更良好的像差校正。此外，在2片的负透镜中，由于各透镜的放大率增强，因此向镜筒组装时的偏心误差引起的像差变动增大，也存在难以确保量产性的课题，但在本发明中通过对所述第2透镜组使用3片以上的负透镜，与使用2片负透镜的情况相比，可以缓和各透镜的放大率，因此减小相对于对镜筒组装时的偏心误差的像差变动，可以确保量产性。

此外，通过在所述第3透镜组内至少具有2组接合透镜，能够良好地校正所述第3透镜组内的色像差，因此能够确保良好的光学性能。而且，与不将透镜接合的情况相比，由于能够减少因偏心误差而移位的透镜元件，所以能够容易地抑制向镜筒组装时的像差变动且提高量产性。

进而，所述第3透镜组具有光圈，因此可以使出射瞳位置远离摄像元件，所以容易确保在摄像元件为CCD或CMOS的情况时经常所需的远心(テレセントリック)性，而且由于能够使入射瞳位置进一步位于物体侧，因此可以实现最前片径和最后片径的小型化。

在该变焦镜头中，将包含所述第3透镜组中位于最靠近像面侧的接合透镜的一部分透镜作为手抖动校正透镜组，通过在与光轴正交方向上移动从而校正像抖动，该第3透镜组具有所述光圈，被配置在变焦镜头全系的中央，且有效径被抑制得小。由此，能够实现用于将小型轻便的手抖动校正透镜组在光轴正交方向上驱动的致动器机构的小型化、节能化。而且，由于在所述接合透镜内，良好地进行了像差校正，所以能够确保手抖动校正后的良好的光学性能。此外，由于将包含所述最靠近像面侧的接合透镜的一部分透镜作为手抖动校正透镜组而在光轴正交方向上驱动，所以抑制移动所述手抖动校正透镜组时的像移动量，因此也具有容易进行手抖动校正控制的优点。而且，通过在所述第3透镜组中设置2组所述接合透镜，可以减少由于偏心误差而移动的透镜元件，因而变焦镜头组装时的调整时间减少，可以提高量产性。

在该变焦镜头中，根据优选的一个方式，满足以下条件式：

1.7＜(1-βf)·βr＜2.2(1)

其中，

βf：所述手抖动校正透镜组在望远端的横向倍率

βr：由比所述手抖动校正透镜组更靠近像侧配置的所有透镜构成的透镜组在望远端的横向倍率。

条件式(1)是用于规定所述手抖动校正透镜组在望远端的横向倍率、和由比所述手抖动校正透镜组更靠近像侧配置的所有透镜构成的透镜组在望远端的横向倍率的关系的式。该式表示相对于手抖动校正透镜组的移动量的、像移动量的比率。若条件式(1)的值低于上限，则由于使所述手抖动校正透镜组移动时的像移动量不会变得过大，因此用于适当地进行手抖动校正的控制变得容易。另一方面，若条件式(1)的值高于下限，则用于使所述手抖动校正透镜组移动时的像移动量不会变得过小，不必为了进行手抖动校正而增加所述手抖动校正透镜组的移动量，实现镜筒的小型化。换言之，通过满足条件式(1)，能够适当地设定所述手抖动校正透镜组的移动量，能够使致动器机构和镜筒小型化。

此外，根据优选的一个方式，满足以下的条件式：

1.4＜f3te/f3＜2.0(2)

其中，

f3te：所述手抖动校正透镜组的合成焦距(mm)

f3：所述第3透镜组的合成焦距(mm)。

条件式(2)是规定了所述手抖动校正透镜组的焦距和所述第3透镜组整体的焦距比的式。通过条件式(2)的值低于上限，不会使所述手抖动校正透镜组的焦距过长，因此不必增加所述手抖动校正透镜组的移动量，所以可以防止透镜移动导致的镜筒的大型化。另一方面，通过条件式(2)的值超过下限，从而不会使所述手抖动校正透镜组的焦距过短，所以能够进行所述手抖动校正透镜组本身的像差校正，并且确保手抖动校正时的良好的光学性能。换言之，通过满足条件式(2)，能够确保手抖动校正后的良好的光学性能，同时减少手抖动校正时的透镜移动量，所以能够使致动器机构小型化并且使镜筒小型化。

此外，根据优选的一个方式，所述手抖动校正透镜组至少具有一组将具有正的折射力的透镜和具有负的折射力的透镜接合的接合透镜。

所述手抖动校正透镜组为了确保手抖动校正后的良好的光学性能，需要进行所述手抖动校正透镜组本身的像差校正。因此，通过在所述手抖动校正透镜组中至少包含一组由具有正的折射力的正透镜和具有负的折射力的负透镜接合的接合透镜，从而能够降低色像差和各种像差的发生，能够确保手抖动校正后的良好的光学性能。

此外，根据优选的一个方式，满足以下的条件式：

νd3tep-νd3ten＞25(3)

其中，

νd3tep：所述手抖动校正透镜组中具有正的折射力的透镜的阿贝数

νd3ten：所述手抖动校正透镜组中具有负的折射力的透镜的阿贝数。

条件式(3)是规定了所述手抖动校正透镜组中包含的至少一组接合透镜的透镜元件的阿贝数的差的式。若条件式(3)的值高于下限，则所述手抖动校正透镜组的适当的色像差校正变得容易，能够确保手抖动校正后的良好的光学性能。具体来说，通过条件式(3)的值高于下限，成为g线相对于d线不会过低的轴上色像差，能够抑制g线相对于d线成为更低的像高的倍率色像差的发生。换言之，通过满足条件式(3)，能够良好地校正所述手抖动校正透镜组中发生的色像差。

此外，根据优选的一个方式，满足以下的条件式：

1.7＜(β2t/β2w)/(β3t/β3w)＜2.2(4)

其中，

β2t：所述第2透镜组在望远端的横向倍率

β2w：所述第2透镜组在广角端的横向倍率

β3t：所述第3透镜组在望远端的横向倍率

β3w：所述第3透镜组在广角端的横向倍率。

条件式(4)是规定了所述第2透镜组在望远端和广角端的横向倍率比、和所述第3透镜组在望远端和广角端的横向倍率比的式。通过条件式(4)的值低于上限而减小，可以使所述第2透镜组的从望远端到广角端的横向倍率比不会过大，所以不会使所述第2透镜组的变倍过大。因此，可以抑制所述第2透镜组的放大率增强引起的彗形像差、像散、像面弯曲等的发生，或者能够防止所述第2透镜组的移动量增大引起的光学系的大型化。另一方面，通过条件式(4)值高于下限，可以使所述第3透镜组的从望远端到广角端的横向倍率比不会过大，所以不会使所述第3透镜组的变倍过大。因此，可以抑制所述第3透镜组的放大率增强引起的球面像差和彗形像差的发生，或者，可以防止所述第3透镜组的移动量增大引起的光学系的大型化。换言之，通过满足条件式(4)，可以确保光学系的小型化和良好的光学性能。

此外，根据优选的一个方式，满足以下的条件式。

-0.4＜f2/(fw×ft)^1/2＜-0.1(5)

其中，

f2：所述第2透镜组的合成焦距(mm)

fw：所述变焦镜头在广角端的焦距(mm)

ft：所述变焦镜头在望远端的焦距(mm)。

条件式(5)规定了所述第2透镜组的焦距、和所述变焦镜头的广角端和望远端的焦距的平方根的比。通过条件式(5)的值低于上限，由于不会使所述第2透镜组的放大率过弱，所以不必增大变倍所需的移动量，能够使光学系小型化。另一方面，通过条件式(5)的值高于下限，由于所述第2透镜组的放大率不会变得过强，所以能够防止在所述第2透镜组的广角端发生的像散、像面弯曲等轴外像差的发生，能够确保良好的光学性能。此外，在将所述第2透镜组组装到镜筒时，相对于作为透镜组的偏心误差的像差变动不会过大，能够确保良好的量产性。换言之，通过满足条件式(5)，能够确保光学系的小型化和良好的光学性能以及量产性。

此外，根据优选的一个方式，满足以下的条件式：

2＜f1/(fw×ft)^1/2＜3(6)

其中，

f1：所述第1透镜组的合成焦距(mm)

fw：所述变焦镜头在广角端的焦距(mm)

ft：所述变焦镜头在望远端的焦距(mm)。

条件式(6)规定了所述第1透镜组的焦距、和所述变焦镜头的广角端和望远端的焦距的平方根的比。通过条件式(6)的值低于上限，由于不会使所述第1透镜组的放大率过弱，所以不必使变倍所需的移动量增大，能够缩短望远端的全长，并且能够小型化。另一方面，通过条件式(6)的值高于下限，可以不使所述第1透镜组的放大率过强，所以能够抑制主要在广角端的轴外光束中发生的像面弯曲和歪曲、在望远端发生的球面像差、轴上色像差，能够确保良好的光学性能。此外，在将所述第1透镜组组装到镜筒时，相对于作为透镜组的偏心误差的像差变动不会变得过大，量产性良好。换言之，通过满足条件式(6)，能够确保光学性能的小型化和良好的光学性能以及量产性。

此外，根据优选的一个方式，所述第2透镜组从物体侧依次由具有负的折射力的第2-1透镜、具有负的折射力的第2-2透镜、具有正的折射力的第2-3透镜、具有负的折射力的第2-4透镜构成。

所述第2透镜组优选从物体侧起由负透镜(具有负的折射力的透镜)、负透镜、正透镜(具有正的折射力的透镜)、负透镜构成。在第2透镜组由负透镜、负透镜、正透镜构成的以往例中，若为高倍率，则第2透镜组中的变倍功能增大，放大率增强，因此担心所述第2透镜组内的像差校正变困难，或相对于偏心误差的像差变动增大。而根据本发明，通过将所述第2透镜组内的负透镜设为3片，可以减弱具有负的折射力的所述第2透镜组的各负透镜的放大率，所以可以减小各透镜中发生的像差，并且使所述第2透镜组中发生的各种像差更小。而且，能够抑制将各透镜组装到镜筒时的、相对于作为透镜单品的偏心误差的像差变动，量产性良好。换言之，通过将所述第2透镜组从物体侧起由负透镜、负透镜、正透镜、负透镜构成，能够以少的透镜片数良好地校正像面弯曲、畸变、倍率色像差，并且能够确保量产性。

此外，根据优选的一个方式，所述第1透镜组从物体侧起依次由具有负的折射力的第1-1透镜、具有正的折射力的第1-2透镜、具有正的折射力的第1-3透镜构成，所述第1-1透镜和所述第1-2透镜被互相接合而构成接合透镜。

通过将所述第1透镜组从物体侧起由具有负的折射力的第1-1透镜、具有正的折射力的第1-2透镜、具有正的折射力的第1-3透镜构成，从而能够良好地校正主要在望远端的球面像差和轴上色像差、广角端的像面弯曲和歪曲。而且，通过将具有负的折射力的所述第1-1透镜和具有正的折射力的所述第1-2透镜接合而形成接合透镜，从而能够更有效地进行色像差校正。此外，可以抑制向镜筒组装时的相对于作为透镜组的偏心误差的像差变动，并且量产性良好。

此外，根据优选的一个方式，所述第1透镜组的接合透镜满足以下的条件式。

νd1p-νd1n＞40(7)

其中，

νd1p：所述第1透镜组中包含的接合透镜的第1-2透镜的阿贝数

νd1n：所述第1透镜组中包含的接合透镜的第1-1透镜的阿贝数。

条件式(7)是规定了所述第1透镜组中包含的接合透镜的负透镜和正透镜的阿贝数之差的式。在望远端，由于光线高度高的光线入射到所述第1透镜组，因此所述第1透镜组对望远端的性能的影响大。若条件式(7)的值高于下限，则所述第1透镜组内的适当的色像差校正变得容易，尤其能够确保在望远端的良好的光学性能。具体来说，若条件式(7)的值高于下限，则成为g线相对于d线不会过低的轴上色像差，难以发生g线成为相对于d线更高的像高的倍率色像差。换言之，通过条件式(7)的值高于下限，可以减小第1透镜组内的轴上色像差，并且能够确保在望远端的良好的光学性能。

此外，根据优选的一个方式，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组中的至少2个透镜组的各组中的至少一个透镜满足下述条件。

nd＞1.9(8)

其中，

nd：各组中包含的透镜对于d线的折射率

通过所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组中的至少2个透镜组的各组中的至少一个透镜满足条件式(8)，容易增强各透镜组的放大率，并能够减少各组的移动量，所以可以使变焦镜头整体小型化。此外，通过使用满足条件式(8)的透镜，可以缓和透镜的曲率半径，所以能够抑制各种像差的发生并确保良好的光学性能。此外，通过曲率半径变缓和，能够抑制将透镜单品组装到镜筒时的相对于偏心误差的像差变动，所以能够提高量产性。换言之，通过使用满足条件式(8)的透镜，能够确保变焦镜头的小型化和良好的光学性能，同时提高量产性。

此外，根据优选的一个方式，所述第3透镜组至少具有4片具有正的折射力的透镜和2片具有负的折射力的透镜。

所述第3透镜组对于球面像差和彗形像差的贡献大，为了良好地校正这些像差，以往经常使用正负正的三合(トリプレット)结构，或者将正的单透镜和将正透镜以及负透镜接合的接合透镜组合等的3片透镜。但是，若成为具有高的变倍比的变焦镜头，则在3片透镜的情况下，像差的校正力不足，恐怕更多地发生彗形像差等轴外像差。为了对这些像差进行良好的校正，在本发明中，采用具有4片具有正的折射力的透镜、2片具有负的折射力的透镜的结构。此外，由于在所述第3透镜组内光束集中，因此相对于偏心误差的像差变动容易变大。因此，通过增加透镜片数而缓和各透镜的放大率，可以抑制将透镜单品组装到镜筒时的相对于偏心误差的像差变动。通过采用这样的结构，能够确保光学性能并提高量产性。

此外，根据优选的一个方式，所述第3透镜组在最靠近物体侧配置了所述光圈。

在所述第3透镜组中设置了所述光圈的情况下，若将用于驱动所述手抖动校正透镜组的致动器机构配置在所述光圈的快门机构附近，则由于磁场的影响而对用于手抖动校正的致动器机构带来恶劣影响，恐怕所述手抖动校正透镜组的位置精度恶化。对此，若在所述第3透镜组的最靠近物体侧配置所述光圈，则可以使所述光圈的快门机构离开将所述手抖动校正透镜组在光轴正交方向上驱动的致动器机构，因此能够减小磁场对于用于手抖动校正的致动器机构的影响，并且能够防止所述手抖动校正透镜组的位置精度的恶化。此外，能够确保手抖动校正后的良好的光学性能。另外，所述光圈不限于所述第3透镜组的最靠近物体侧，只要比相对于所述手抖动校正透镜组而与物体侧邻接的透镜配置在更靠近物体侧即可。

此外，根据优选的一个方式，所述第4透镜组由单透镜构成。

所述第4透镜组仅次于所述第5透镜组而靠近像面，因此在此通过的光束变细，能够将球面像差和彗形像差的发生量抑制得比较小。因此，将所述第4透镜组由单透镜构成在达到低成本化和光学系的小型化上很理想。

此外，根据优选的一个方式，所述第5透镜组由具有正的折射力的塑料制的单透镜构成，至少具有一个非球面，在变倍、聚焦时不移动。

由于所述第5透镜组最靠近像面，因此在此通过的光束变细，能够将球面像差和彗形像差的发生量抑制得比较小。因此，将所述第5透镜组由单透镜构成在达到低成本化和光学系的小型化上很理想。此外，所述第5透镜组是最靠近摄像元件的透镜组，所述第5透镜组的灰尘容易映入图像中。因此，在本发明中，通过不使所述第5透镜组在光轴方向上移动，能够将最终透镜和摄像元件之间的空间封闭，防止灰尘混入镜筒内。

此外，根据优选的一个方式，也有时具有实质上不具有折射力的透镜。

根据本发明，能够提供一种适于数字静态照相机和摄像机等的、高变倍且紧凑化、并且具有各种像差被良好地校正的手抖动校正功能的变焦镜头。

附图说明

图1(a)～(c)是实施例1的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)中的透镜剖面图。

图2(a)～(c)是实施例1的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图3(a)～(c)是实施例1的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图4(a)～(c)是实施例1的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图5(a)～(c)是实施例2的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)的透镜剖面图。

图6(a)～(c)是实施例2的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图7(a)～(c)是实施例2的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图8(a)～(c)是实施例2的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图9(a)～(c)是实施例3的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)的透镜剖面图。

图10(a)～(c)是实施例3的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图11(a)～(c)是实施例3的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图12(a)～(c)是实施例3的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图13(a)～(c)是实施例4的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)的透镜剖面图。

图14(a)～(c)是实施例4的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图15(a)～(c)是实施例4的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图16(a)～(c)是实施例4的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图17(a)～(c)是实施例5的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)的透镜剖面图。

图18(a)～(c)是实施例5的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图19(a)～(c)是实施例5的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

图20(a)～(c)是实施例5的望远端中的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

标号说明

G1～G5透镜组

L1～L17透镜

FIR截止滤光片

CG玻璃盖

I固体摄像元件的摄像面

具体实施方式

以下表示本发明的变焦镜头的实施例。各实施例中使用的符号如下。

Fno：F值

R：透镜面的曲率半径

D：透镜面的间隔

Nd：透镜材料的d线上的折射率

νd：透镜材料的阿贝数

f：焦距

fB：后焦点

Y：固体摄像元件的摄像面单侧对角最大像高

ENTP：入射瞳位置(第1面到入射瞳位置的距离)

EXTP：出射瞳位置(摄像面到出射瞳位置的距离)

H1：前侧主点位置(第1面到前侧主点位置的距离)

H2：后侧主点位置(最终面到后侧主点位置的距离)

此外，面号码中的＊表示非球面，该非球面的形状在以面的顶点作为原点、将光轴方向作为X轴、并将与其正交的方向作为Y轴以及Z轴的正交坐标系中，将光轴正交方向的高度设为h，将顶点曲率设为C，将圆锥常数设为K，将非球面系数设为A4、A6、A8、A10、A12，从而通过以下的数学式表示。另外，此后(包含表的透镜数据)，将10的幂级数(例如2.5×10^-03)使用E(例如2.5×E-03)表示。此外，记载了以下的实施例的对比数据的表内所记载的F值、后焦点全部是无限的物体距离时的值。此外，后焦点是玻璃盖(カバーガラス)的最终面到成像位置的距离。只要不特别表示，距离的单位设为mm。

【式1】

$X=\frac{{\mathrm{Ch}}^2}{1+\sqrt{1-(1+K)C^2{h}^2}}+A_4{h}^4+A_6{h}^6+A_8{h}^8+A_{10}{h}^{10}+A_{12}{h}^{12}$

$h=\sqrt{Y^2+Z^2}$

(实施例1)

实施例1的透镜数据表示在表1。图1是实施例1的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)中的透镜剖面图。在本实施例中，从物体侧起依次由具有正的折射力的第1透镜组G1、具有负的折射力的第2透镜组G2、具有正的折射力的第3透镜组G3、具有负的折射力的第4透镜组G4、具有正的折射力的第5透镜组G5构成。

第1透镜组G1从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L1(第1-1透镜)、具有正的折射力的透镜L2(第1-2透镜)、具有正的折射力的透镜L3(第1-3透镜)构成，透镜L1和透镜L2被互相接合而构成接合透镜L1/2。第2透镜组G2从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L4(第2-1透镜)、具有负的折射力的透镜L5(第2-2透镜)、具有正的折射力的透镜L6(第2-3透镜)、具有负的折射力的透镜L7(第2-4透镜)构成，透镜L5和透镜L6被互相接合而构成接合透镜L5/6。

第3透镜组G3从物体侧起依次由光圈S、具有正的折射力的透镜L8、具有正的折射力的透镜L9、具有负的折射力的透镜L10、具有正的折射力的透镜L11、具有正的折射力的透镜L12、具有负的折射力的透镜L13构成，透镜L9和透镜L10被互相接合而构成接合透镜L9/10，透镜L12和透镜L13被互相接合而构成在第3透镜组G3中位于最靠近像面侧的接合透镜L12/13。第4透镜组G4具有负透镜L14。第5透镜组G5具有正透镜L15。F是IR截止滤光片，CG是玻璃盖，I是固体摄像元件的摄像面。

在本实施例中，在从广角端向望远端侧变倍时，第1透镜组G1独立向物体侧移动，第2透镜组G2也独立向物体侧移动，第3透镜组G3也独立向物体侧移动，第4透镜组G4也独立向物体侧移动，第5透镜组G5的光轴方向位置被固定。聚焦时，仅第4透镜组G4独立在光轴方向上移位。在本实施例中，第3透镜组G3中配置在最靠近物体侧的光圈S通过未图示的快门机构被调整开口径，接合透镜L12/13作为手抖动校正透镜组而通过未图示的致动器机构在光轴正交方向上被移动。其中，也可以与接合透镜L12/13一同使透镜L11在光轴正交方向上移动，也可以与接合透镜L12/13一同使透镜L11以及接合透镜L9/10在光轴正交方向上移动。

图2是实施例1的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图3是实施例1的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图4是实施例1的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。这里，在球面像差图中，实线分别表示相对于g线、d线的球面像差量，在像散图中，实线S表示弧矢(サジタル)面，虚线M表示子午(メリディオナル)面(以下，相同)。

[表1]

实施例1

f(全系的焦距)＝9.00(广角端)-28.50(中间)-90.00(望远端)

Fno＝2.88(广角端)-4.61(中间)-5.65(望远端)

变焦比＝10.0

手抖动校正透镜：24面～27面

第1透镜组：1面～6面

第2透镜组：7面～14面

第3透镜组：15面～27面

第4透镜组：28面～29面

第5透镜组：30面～31面

各位置的焦距、F值、视角(°)、固体摄像元件的摄像面对角线长、组间、fB

入射瞳位置、出射瞳位置(均从L1起像侧为正)、前侧主点位置、后侧主点位置(均从L1起像侧为正)

透镜组数据

非球面系数

(实施例2)

实施例2的透镜数据表示在表2。图5是实施例2的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)的透镜剖面图。在本实施例中，从物体侧起依次由具有正的折射力的第1透镜组G1、具有负的折射力的第2透镜组G2、具有正的折射力的第3透镜组G3、具有负的折射力的第4透镜组G4、具有正的折射力的第5透镜组G5构成。

第1透镜组G1从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L1(第1-1透镜)、具有正的折射力的透镜L2(第1-2透镜)、具有正的折射力的透镜L3(第1-3透镜)构成，透镜L1和透镜L2被互相接合而构成接合透镜L1/2。第2透镜组G2从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L4(第2-1透镜)、具有负的折射力的透镜L5(第2-2透镜)、具有正的折射力的透镜L6(第2-3透镜)、具有负的折射力的透镜L7(第2-4透镜)构成，透镜L5和透镜L6被互相接合而构成接合透镜L5/6。

第3透镜组G3从物体侧起依次由光圈S、具有正的折射力的透镜L8、具有正的折射力的透镜L9、具有负的折射力的透镜L10、具有正的折射力的透镜L11、具有正的折射力的透镜L12、具有负的折射力的透镜L13构成，透镜L9和透镜L10被互相接合而构成接合透镜L9/10，透镜L12和透镜L13被互相接合而构成在第3透镜组G3中位于最靠近像面侧的接合透镜L12/13。第4透镜组G4具有负透镜L14。第5透镜组G5具有正透镜L15。F是IR截止滤光片，CG是玻璃盖，I是固体摄像元件的摄像面。

本实施例中，在从广角端向望远端侧变倍时，第1透镜组G1独立向物体侧移动，第2透镜组G2独立移动以在中间位于更靠近像侧，接着移动以在广角端位于更靠近物体侧，第3透镜组G3独立向物体侧移动，第4透镜组G4也独立向物体侧移动，第5透镜组G5的光轴方向位置被固定。聚焦时，仅第4透镜组G4独立在光轴方向上移位。本实施例中，第3透镜组G3中配置在最靠近物体侧的光圈S由未图示的快门机构被调整开口径，接合透镜L12/13作为手抖动校正透镜组而通过未图示的致动器机构在光轴正交方向上被移动。其中，也可以与接合透镜L12/13一起将透镜L11在光轴正交方向上移动，也可以与接合透镜L12/13一起将透镜L11以及接合透镜L9/10在光轴正交方向上移动。

图6是实施例2的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图7是实施例2的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图8是实施例2的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

[表2]

实施例2

f(全系的焦距)＝9.00(广角端)-45.51(中间)-179.98(望远端)

Fno＝2.88(广角端)-4.55(中间)-5.77(望远端)

变焦比＝20.0

手抖动校正透镜：24面～27面

第1透镜组：1面～6面

第2透镜组：7面～14面

第3透镜组：15面～27面

第4透镜组：28面～29面

第5透镜组：30面～31面

各位置的焦距、F值、视角(°)、固体摄像元件的摄像面对角线长、组间、fB

入射瞳位置、出射瞳位置(均从L1起像侧为正)、前侧主点位置、后侧主点位置(均从L1起像侧为正)

透镜组数据

非球面系数

(实施例3)

实施例3的透镜数据在表3中表示。图9是实施例3的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)的透镜剖面图。在本实施例中，从物体侧起依次由具有正的折射力的第1透镜组G1、具有负的折射力的第2透镜组G2、具有正的折射力的第3透镜组G3、具有负的折射力的第4透镜组G4、具有正的折射力的第5透镜组G5构成。

第1透镜组G1从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L1(第1-1透镜)、具有正的折射力的透镜L2(第1-2透镜)、具有正的折射力的透镜L3(第1-3透镜)构成，透镜L1和透镜L2被互相接合而构成接合透镜L1/2。第2透镜组G2从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L4(第2-1透镜)、具有负的折射力的透镜L5(第2-2透镜)、具有正的折射力的透镜L6(第2-3透镜)、具有负的折射力的透镜L7(第2-4透镜)构成，透镜L5和透镜L6被互相接合而构成接合透镜L5/6。

第3透镜组G3从物体侧起依次由光圈S、具有正的折射力的透镜L8、具有正的折射力的透镜L9、具有负的折射力的透镜L10、具有正的折射力的透镜L11、具有正的折射力的透镜L12、具有负的折射力的透镜L13构成，透镜L9和透镜L10被互相接合而构成接合透镜L9/10，透镜L12和透镜L13被互相接合而构成在第3透镜组G3中位于最靠近像面侧的接合透镜L12/13。第4透镜组G4具有负透镜L14。第5透镜组G5具有正透镜L15。F是IR截止滤光片，CG是玻璃盖，I是固体摄像元件的摄像面。

本实施例中，在从广角端向望远端侧变倍时，第1透镜组G1独立向物体侧移动，第2透镜组G2独立移动以在中间位于更靠近像侧，接着移动以在广角端位于更靠近物体侧，第3透镜组G3独立向物体侧移动，第4透镜组G4也独立向物体侧移动，第5透镜组G5的光轴方向位置被固定。聚焦时，仅第4透镜组G4独立在光轴方向上移位。本实施例中，第3透镜组G3中配置在最靠近物体侧的光圈S由未图示的快门机构被调整开口径，接合透镜L12/13作为手抖动校正透镜组，通过未图示的致动器机构在光轴正交方向上被移动。其中，可以与接合透镜L12/13一同将透镜L11在光轴正交方向上移动，也可以与接合透镜L12/13一同将透镜L11和接合透镜L9/10在光轴正交方向上移动。

图10是实施例3的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图11是实施例3的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图12是实施例3的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

[表3]

实施例3

f(全系的焦距)＝9.00(广角端)-45.00(中间)-206.93(望远端)

Fno＝2.88(广角端)-4.53(中间)-6.13(望远端)

变焦比＝23.0

手抖动校正透镜：24面～27面

第1透镜组：1面～6面

第2透镜组：7面～14面

第3透镜组：15面～27面

第4透镜组：28面～29面

第5透镜组：30面～31面

各位置的焦距、F值、视角(°)、固体摄像元件的摄像面对角线长、组间、fB

入射瞳位置、出射瞳位置(均从L1起像侧为正)、前侧主点位置、后侧主点位置(均从L1起像侧为正)

透镜组数据

非球面系数

(实施例4)

实施例4的透镜数据在表4中表示。图13是实施例4的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)的透镜剖面图。本实施例中，从物体侧起依次由具有正的折射力的第1透镜组G1、具有负的折射力的第2透镜组G2、具有正的折射力的第3透镜组G3、具有负的折射力的第4透镜组G4、具有正的折射力的第5透镜组G5构成。

第1透镜组G1从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L1(第1-1透镜)、具有正的折射力的透镜L2(第1-2透镜)、具有正的折射力的透镜L3(第1-3透镜)构成，透镜L1和透镜L2被互相接合而构成接合透镜L1/2。第2透镜组G2从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L4(第2-1透镜)、具有负的折射力的透镜L5(第2-2透镜)、具有正的折射力的透镜L6(第2-3透镜)、具有负的折射力的透镜L7(第2-4透镜)构成，透镜L5和透镜L6被互相接合而构成接合透镜L5/6。

第3透镜组G3从物体侧起依次由光圈S、具有正的折射力的透镜L8、具有正的折射力的透镜L9、具有负的折射力的透镜L10、具有正的折射力的透镜L11、具有正的折射力的透镜L12、具有负的折射力的透镜L13构成，透镜L9和透镜L10被互相接合而构成接合透镜L9/10，透镜L12和透镜L13被互相接合而构成在第3透镜组G3中位于最靠近像面侧的接合透镜L12/13。第4透镜组G4具有负透镜L14。第5透镜组G5具有正透镜L15。F是IR截止滤光片，CG是玻璃盖，I是固体摄像元件的摄像面。

本实施例中，在从广角端向望远端侧变倍时，第1透镜组G1独立向物体侧移动，第2透镜组G2独立移动以在中间位于更靠近像侧，接着移动以在广角端位于更靠近物体侧，第3透镜组G3独立向物体侧移动，第4透镜组G4也独立向物体侧移动，第5透镜组G5的光轴方向位置被固定。聚焦时，仅第4透镜组G4独立在光轴方向上移位。本实施例中，第3透镜组G3中配置在最靠近物体侧的光圈S通过未图示的快门机构被调整开口径，接合透镜L12/13作为手抖动校正透镜组，通过未图示的致动器机构在光轴正交方向上被移动。其中，可以与接合透镜L12/13一同将透镜L11在光轴正交方向上移动，也可以与接合透镜L12/13一同将透镜L11和接合透镜L9/10在光轴正交方向上移动。

图14是实施例4的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图15是实施例4的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图16是实施例4的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

[表4]

实施例4

f(全系的焦距)＝9.00(广角端)-45.50(中间)-154.96(望远端)

Fno＝3.61(广角端)-5.38(中间)-5.76(望远端)

变焦比＝17.2

手抖动校正透镜：24面～27面

第1透镜组：1面～6面

第2透镜组：7面～14面

第3透镜组：15面～27面

第4透镜组：28面～29面

第5透镜组：30面～31面

各位置的焦距、F值、视角(°)、固体摄像元件的摄像面对角线长、组间、fB

入射瞳位置、出射瞳位置(均从L1起像侧为正)、前侧主点位置、后侧主点位置(均从L1起像侧为正)

透镜组数据

非球面系数

(实施例5)

实施例5的透镜数据在表5中表示。图17表示实施例5的变焦镜头的广角端(a)、中间(b)、望远端(c)的透镜剖面图。本实施例中，从物体侧起依次由具有正的折射力的第1透镜组G1、具有负的折射力的第2透镜组G2、具有正的折射力的第3透镜组G3、具有负的折射力的第4透镜组G4、具有正的折射力的第5透镜组G5构成。

第1透镜组G1从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L1(第1-1透镜)、具有正的折射力的透镜L2(第1-2透镜)、具有正的折射力的透镜L3(第1-3透镜)构成，透镜L1和透镜L2被互相接合而构成接合透镜L1/2。第2透镜组G2从物体侧起依次由具有负的折射力的透镜L4(第2-1透镜)、具有负的折射力的透镜L5、具有负的折射力的透镜L6(第2-2透镜)、具有正的折射力的透镜L7(第2-3透镜)、具有负的折射力的透镜L8(第2-4透镜)构成，透镜L6和透镜L7被互相接合而构成接合透镜L6/7。

第3透镜组G3从物体侧起依次由光圈S、具有正的折射力的透镜L9、具有正的折射力的透镜L10、具有负的折射力的透镜L11、具有正的折射力的透镜L12、具有负的折射力的透镜L13、具有负的折射力的透镜L14、具有正的折射力的透镜L15构成，透镜L10和透镜L11被互相接合而构成接合透镜L10/11，透镜L12和透镜L13被互相接合而构成接合透镜L12/13，透镜L14和透镜L15被互相接合而构成在第3透镜组G3中位于最靠近像面侧的接合透镜L14/15。第4透镜组G4具有负透镜L16。第5透镜组G5具有正透镜L17。F是IR截止滤光片，CG是玻璃盖，I是固体摄像元件的摄像面。

本实施例中，在从广角端向望远端侧变倍时，第1透镜组G1独立向物体侧移动，第2透镜组G2也独立向物体侧移动，第3透镜组G3也独立向物体侧移动，第4透镜组G4也独立向物体侧移动，第5透镜组G5的光轴方向位置被固定。聚焦时，仅第4透镜组G4独立在光轴方向上移位。本实施例中，第3透镜组G3中配置在最靠近物体侧的光圈S通过未图示的快门机构被调整开口径，接合透镜L12/13和接合透镜L14/15作为手抖动校正透镜组，通过未图示的致动器机构在光轴正交方向上被移动。

图18是实施例5的广角端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图19是实施例5的中间的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。图20是实施例5的望远端的球面像差(a)、像散(b)、畸变(c)的像差图。

[表5]

实施例5

f(全系的焦距)＝9.00(广角端)-45.00(中间)-206.99(望远端)

Fno＝2.89(广角端)-4.96(中间)-6.59(望远端)

变焦比＝23

手抖动校正透镜：24面～31面

1组：1面～6面

2组：7面～16面

3组：17面～31面

4组：32面～33面

5组：34面～35面

各位置的焦距、F值、视角(°)、固体摄像元件的摄像面对角线长、组间、fB

入射瞳位置、出射瞳位置(均从L1起像侧为正)、前侧主点位置、后侧主点位置(均从L1起像侧为正)

透镜组数据

非球面系数

表6、7集中表示技术方案中记载的条件式的值。

【表6】

【表7】

记载第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组的满足nd>1.9的透镜的面号码(至少两组中有至少一个满足nd>1.9的透镜即可)

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						第1透镜组	1	1	1	1	1
第2透镜组	11	-	-	9	9
						第3透镜组	20	20	20或26	20	-

本发明不限定于本说明书所记载的实施例，根据本说明书所记载的实施例和技术思想，对于本领域技术人员来说清楚包含其他实施例、变形例。

Claims (17)

1.一种变焦镜头，其特征在于，从物体侧向像侧依次由：

具有正的折射力的第1透镜组、

具有负的折射力的第2透镜组、

具有正的折射力的第3透镜组、

具有负的折射力的第4透镜组、

具有正的折射力的第5透镜组构成，

通过至少使第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组以及第4透镜组在光轴方向上移动，从而进行变倍，

所述第2透镜组具有至少3片负透镜，

所述第3透镜组具有光圈和至少2组接合透镜，

所述接合透镜中的1组接合透镜在所述第3透镜组中位于最靠近像面侧，

将包含所述第3透镜组中位于最靠近像面侧的接合透镜在内的一部分透镜作为手抖动校正透镜组，使其在与光轴正交的方向上移动，从而校正像抖动。

2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件式：

1.7＜(1-βf)·βr＜2.2(1)

其中，

βf：所述手抖动校正透镜组在望远端的横向倍率

βr：由比所述手抖动校正透镜组更靠近像侧配置的所有透镜构成的透镜组在望远端的横向倍率。

3.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件式：

1.4＜f3te/f3＜2.0(2)

其中，

f3te：所述手抖动校正透镜组的合成焦距(mm)

f3：所述第3透镜组的合成焦距(mm)。

4.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述手抖动校正透镜组至少具有一组将具有正的折射力的透镜和具有负的折射力的透镜接合的接合透镜。

5.如权利要求4所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件式：

νd3tep-νd3ten＞25(3)

其中，

νd3tep：所述手抖动校正透镜组中具有正的折射力的透镜的阿贝数

νd3ten：所述手抖动校正透镜组中具有负的折射力的透镜的阿贝数。

6.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件式：

1.7＜(β2t/β2w)/(β3t/β3w)＜2.2(4)

其中，

β2t：所述第2透镜组在望远端的横向倍率

β2w：所述第2透镜组在广角端的横向倍率

β3t：所述第3透镜组在望远端的横向倍率

β3w：所述第3透镜组在广角端的横向倍率。

7.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件式：

-0.4＜f2/(fw×ft)^1/2＜-0.1(5)

其中，

f2：所述第2透镜组的合成焦距(mm)

fw：所述变焦镜头在广角端的焦距(mm)

ft：所述变焦镜头在望远端的焦距(mm)。

8.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下的条件式：

2＜f1/(fw×ft)^1/2＜3(6)

其中，

f1：所述第1透镜组的合成焦距(mm)

fw：所述变焦镜头在广角端的焦距(mm)

ft：所述变焦镜头在望远端的焦距(mm)。

9.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第2透镜组从物体侧起依次由具有负的折射力的第2-1透镜、具有负的折射力的第2-2透镜、具有正的折射力的第2-3透镜、具有负的折射力的第2-4透镜构成。

10.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第1透镜组从物体侧起依次由具有负的折射力的第1-1透镜、具有正的折射力的第1-2透镜、具有正的折射力的第1-3透镜构成，所述第1-1透镜和所述第1-2透镜被互相接合而构成接合透镜。

11.如权利要求10所述的变焦镜头，其特征在于，所述第1透镜组的接合透镜满足以下的条件式：

νd1p-νd1n＞40(7)

其中，

νd1p：所述第1透镜组中包含的接合透镜的第1-2透镜的阿贝数

νd1n：所述第1透镜组中包含的接合透镜的第1-1透镜的阿贝数。

12.如权利要求1～11的任何一项所述的变焦镜头，其特征在于，所述第1透镜组、所述第2透镜组、所述第3透镜组中至少2个透镜组的各组中的至少一个透镜满足下述条件：

nd＞1.9(8)

其中，

nd：各组中包含的透镜对于d线的折射率。

13.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第3透镜组至少具有4片具有正的折射力的透镜和2片具有负的折射力的透镜。

14.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第3透镜组在最靠近物体侧配置了所述光圈。

15.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第4透镜组由单透镜构成。

16.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述第5透镜组由具有正的折射力的塑料制的单透镜构成，至少具有一个非球面，并且在变倍、聚焦时不移动。

17.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，

所述变焦镜头具有实质上不具有折射力的透镜。