CN105785559A - 广角变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

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CN105785559A CN201610009326.XA CN201610009326A CN105785559A CN 105785559 A CN105785559 A CN 105785559A CN 201610009326 A CN201610009326 A CN 201610009326A CN 105785559 A CN105785559 A CN 105785559A
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Abstract

本发明的目的在于提供一种广角变焦镜头，所述广角变焦镜头在具有与现有技术相同大小的变焦比且在广角端实现110°以上的视角的同时，能够构成小的第一透镜组，且光学总长较短，广角变焦镜头从物体侧开始依次具备：具有负折射本领的第一透镜组G1、具有正折射本领的第二透镜组G2、具有负折射本领的第三透镜组G3、和具有正折射本领的第四透镜组G4，第二透镜组G2从物体侧开始依次包括：前组G2a、孔径光圈S、和具有正折射本领的后组G2b，且使各透镜组的间隔变化而进行变倍。

Description

广角变焦镜头及摄像装置
技术领域
本发明关于广角变焦镜头及具备该广角变焦镜头的摄像装置，特别关于一种适合于单镜头反光照相机(以下称为“单反相机”。)等的镜头交换式摄像装置的广角变焦镜头、及具备该广角变焦镜头的摄像装置。
背景技术
一直以来，作为单镜头反光照相机等的镜头交换式摄像装置的广角变焦镜头，由从物体侧开始依次具有负、正、负、正的折射本领的4个透镜组所构成的4组变焦镜头广为人知(例如，参照“专利文献1”～“专利文献5”)。
专利文献1～专利文献5中均公开了广角端的视角为100°以上、变倍比为2倍左右的广角变焦镜头。由于负透镜在前型的变焦镜头能够确保亮度和后焦点，因而适合作为单反相机等的需要后焦点的摄像装置的交换镜头等。
在这些广角变焦镜头中，通过使第一透镜组具有较大的负折射本领，且在第一透镜组内配置多个非球面，能在实现光学系统整体小型化的同时，良好地对各像差进行校正。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-240038号公报
专利文献2：日本特开2006-039531号公报
专利文献3：日本特开2007-010913号公报
专利文献4：日本特开2010-243737号公报
专利文献5：日本特开2008-249842号公报
发明内容
发明要解决的问题
于是，上述专利文献1～专利文献3所公开的广角变焦镜头中，在光学系统的最靠物体侧配置具有较强负折射本领的透镜，该透镜的至少一面为非球面。通过使配置于该最靠物体侧的透镜为由高折射率的玻璃材料构成的非球面透镜，来抑制各像差的发生，且实现前置透镜的小直径化。然而，专利文献1～专利文献3所公开的广角变焦镜头的变倍比和广角端的视角分别为“2.22左右、104°”、“1.95～2.36、105.8°”、“2.8左右、101°”，要求在确保2倍左右的变倍比的基础上，还进一步广角化。
另一方面，上述专利文献4及专利文献5所公开的广角变焦镜头具有2倍左右的变倍比，且在广角端实现110°左右的视角。然而，在专利文献4及专利文献5所公开的广角变焦镜头中，若进一步实现广角化，则第一透镜组与第二透镜组的间隔变宽，构成第一透镜组的透镜的小直径化变困难，且难以构成短的光学总长。另外，在维持2倍左右的变倍比、和110°左右的广角端的视角的基础上，实现构成第一透镜组的透镜的小直径化及光学总长的缩短也较困难。
于是，本发明的目的在于提供一种广角变焦镜头，所述广角变焦镜头在具有与现有技术相同大小的变焦比，且在广角端实现进一步的大视角化的同时，能够构成小的第一透镜组，且光学总长较短。
解决问题的方法
为了达成上述目的，本发明的广角变焦镜头的特征在于：从物体侧开始依次具备具有负折射本领的第一透镜组、具有正折射本领的第二透镜组、具有负折射本领的第三透镜组、具有正折射本领的第四透镜组；所述第二透镜组从物体侧开始依次包括前组、光圈、和具有正折射本领的后组；使各透镜组的间隔变化而进行变倍。
本发明的广角变焦镜头中，优选满足以下的条件式(1)。
0.4＜F2/f2b＜2···(1)
其中，
F2：第二透镜组的焦距，
f2b：第二透镜组的后组的焦距。
本发明的广角变焦镜头中，优选通过防抖时使第三透镜组在与光轴垂直的方向上移动而使像移动。
本发明的广角变焦镜头中，优选满足以下的条件式(2)。
0.1＜|F1/F234w|＜0.7···(2)
其中，
F234w：被配置在比第一透镜组更靠像面侧的整个透镜组的广角端的焦距，
F1：第一透镜组的焦距。
本发明的广角变焦镜头中，所述第一透镜组从物体侧开始依次包括具有负折射本领的前组、和具有负折射本领的后组，使所述后组向物体侧移动，从无限远物体向近距离物体进行对焦，并优选满足以下的条件式(3)。
1＜f2b/Fw＜6···(3)
其中，
FW：广角端的该广角变焦镜头整体的焦距，
f2b：第二透镜组的后组的焦距。
本发明的广角变焦镜头中，优选所述第二透镜组的前组及后组分别包括至少一片负透镜、和一片正透镜。
本发明的摄像装置的特征在于，具备上述的广角变焦镜头、和接收由该广角变焦镜头形成的像的摄像元件。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种广角变焦镜头，所述广角变焦镜头在具有与现有技术相同大小的变焦比，且在广角端实现进一步的大视角化的同时，能够构成小的第一透镜组，且光学总长较短。
附图说明
图1是本发明的实施例1的广角变焦镜头的透镜剖面图。
图2是实施例1的广角变焦镜头的广角端状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图3是实施例1的广角变焦镜头的中间焦距状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图4是实施例1的广角变焦镜头的望远端状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图5是实施例1的广角变焦镜头的广角端状态、中间焦距状态及望远端状态下的无限远对焦时的横像差图。
图6是本发明的实施例2的广角变焦镜头的透镜剖面图。
图7是实施例2的广角变焦镜头的广角端状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图8是实施例2的广角变焦镜头的中间焦距状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图9是实施例2的广角变焦镜头的望远端状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图10是实施例2的广角变焦镜头的广角端状态、中间焦距状态及望远端状态下的无限远对焦时的横像差图。
图11是本发明的实施例3的广角变焦镜头的透镜剖面图。
图12是实施例3的广角变焦镜头的广角端状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图13是实施例3的广角变焦镜头的中间焦距状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图14是实施例3的广角变焦镜头的望远端状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图15是实施例3的广角变焦镜头的广角端状态、中间焦距状态及望远端状态下的无限远对焦时的横像差图。
图16是本发明的实施例4的广角变焦镜头的透镜剖面图。
图17是实施例4的广角变焦镜头的广角端状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图18是实施例4的广角变焦镜头的中间焦距状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图19是实施例4的广角变焦镜头的望远端状态下的无限远对焦时的球面像差图、像散图及歪曲像差图。
图20是实施例4的广角变焦镜头的广角端状态、中间焦距状态及望远端状态下的无限远对焦时的横像差图。
附图标记说明
G1···第一透镜组
G1a···前组
G1b···后组
G2···第二透镜组
G2a···前组
G2b···后组
G3···第三透镜组
G4···第四透镜组
S···孔径光圈
具体实施方式
以下，对本发明的广角变焦镜头及摄像装置的实施方式进行说明。
1.广角变焦镜头
1-1.广角变焦镜头的光学构成
本发明的广角变焦镜头的特征在于，从物体侧开始依次具备具有负折射本领的第一透镜组、具有正折射本领的第二透镜组、具有负折射本领的第三透镜组、和具有正折射本领的第四透镜组，所述第二透镜组从物体侧开始依次包括前组、光圈、和具有正折射本领的后组，使各透镜组的间隔变化而进行变倍。
本发明的变焦镜头为采用了负、正、负、正的屈光度排列的四组式结构的广角变焦镜头，在变倍时，各透镜组移动的自由度高，容易实现高变倍比。与此同时，由于容易抑制整个变焦范围内的像差的变动，因而能够获得成像性能高的变焦镜头。进而，通过作为使第一透镜组的折射本领为负的负前置型(Negativeleadtype)的广角变焦镜头，能够确保后焦点，适合于单反相机的交换镜头等、需要一定的后焦点的摄像镜头。以下，对各透镜组的构成进行说明。
(1)第一透镜组
第一透镜组只要如上所述地具有负折射本领，对于其具体的透镜构成就没有特别的限定。然而，优选配置于最靠物体侧的透镜的至少任一面为非球面，进一步优选其两面为非球面。通过使配置于最靠物体侧的透镜的至少任一面为非球面，从而能够增强所谓的前置透镜的折射本领，由此能够实现前置透镜的小型化，并能够抑制彗形像差及歪曲像差。尤其，本发明的光学变焦镜头中，优选使配置于该最靠物体侧的透镜的像面侧的面为非球面。另外，此时，优选该透镜由高折射率的玻璃材料构成，且为将透镜面加工成非球面的非球面透镜。
另外，优选第一透镜组包括具有负折射本领的前组、和具有负折射本领的后组而构成，使后组向物体侧移动，从而从无限远物体向近距离物体进行对焦。在像本发明的广角变焦镜头这样的负透镜在前型的广角变焦镜头中，构成第一透镜组的透镜的外径在该整个光学系统中最大。通过上述前组和上述后组构成第一透镜组，对焦时，在将后组向物体侧移动的情况下，需要确保前组与后组的空气间隔在对焦移动量以上。此时，在实现110°以上的广角化的情况下，也能容易地用外径比前组小的透镜来构成后组。因此，能够实现对焦组的轻量化及小型化。与此同时，能够实现第一透镜组的后组之后的透镜组的小型化，并能够实现该广角变焦镜头整体的小型化及轻量化。此外，将第一透镜组的后组作为对焦组时，更优选满足后述的条件式(3)。
(2)第二透镜组
只要第二透镜组具有正折射本领，对于其具体的透镜构成就无特别限定。本发明中，在第二透镜组内配置孔径光圈，并使第二透镜组的构成中，以隔着孔径光圈的方式，从物体侧开始依次包括由具有正或负折射本领的前组与具有正折射本领的后组。例如，通过使称为负前置型的负透镜在前型的广角变焦镜头为四组式结构，并使具有正折射本领的第二透镜组为该结构，从而能够减小构成第二透镜组的透镜的外径，并能够实现该广角变焦镜头整体的小型化。另外，通过将孔径光圈配置在第二透镜组内，从而例如能够在望远端缩短第一透镜组和第二透镜组在光轴上的间隔，并能够实现望远端的光学总长方向的小型化。即，当以在望远端缩小第一透镜组与第二透镜组的间隔的方式使各透镜组移动时，由于在第一透镜组与第二透镜组之间不存在孔径光圈，因而与第一透镜组与第二透镜组之间配置有孔径光圈的情况相比，能够缩短两透镜组的间隔。另外，通过使第二透镜组的构成中包括前组和具有正折射本领的后组，在该前组与后组之间配置孔径光圈，从而使入射光瞳的位置与出射光瞳的位置的平衡良好，即使实现110°以上的广角化，也能够减小构成各透镜组的透镜的外径，并能够防止前置透镜或后置透镜的有效直径变得过大。
进而，优选前组及后组的构成中分别包括至少一片负透镜、和一片正透镜。通过采用该构成，能进一步实现广角化，并能够使屈光度分配适当，实现该广角变焦镜头整体的小型化。
(3)第三透镜组
只要第三透镜组具有负折射本领，对于其具体的透镜构成就无特别限定，但是本发明的广角变焦镜头中，优选将第三透镜组作为防抖组来使用。即，优选在防抖时使该第三透镜组在与光轴垂直的方向上移动，从而使像移动。通过将第三透镜组作为防抖组来使用，从而当摄像时的手抖等的抖动引起图像模糊时，通过将第三透镜组在与光轴垂直的方向上移动，从而能使像移动来校正图像模糊。此外，本发明中，在与光轴垂直的方向方面，除了第三透镜组的移动方向垂直于光轴的情况外，在第三透镜组的移动方向上还包含相对于光轴垂直的部分的情况。
第三透镜组优选构成中包含具有负折射本领的透镜和具有正折射本领的透镜，特别优选包含由具有负折射本领的透镜和具有正折射本领的透镜而形成的接合透镜。通过采用该构成，能够良好地校正防抖时的色像差，并能够抑制偏心彗形像差的发生。另外，通过由接合透镜构成第三透镜组，能够使防抖组的组装变容易，并能抑制制造误差的发生。与此同时，通过由接合透镜构成第三透镜组，能够使第三透镜组轻量化，并能在防抖时实现用于驱动第三透镜组的驱动器等的小型化及轻量化，因而将第三透镜组作为防抖组来使用时，也能够抑制该广角变焦镜头的镜筒直径等的大型化。
(4)第四透镜组
只要第四透镜组具有正折射本领，对于其具体的透镜构成就无特别限定。本发明的广角变焦镜头中，在第四透镜组的像侧，例如可配置在变倍时固定的固定组等的其他透镜组，但从实现该广角变焦镜头的光学总长方向的小型化的观点出发，优选将第四透镜组作为最终组。
1-2.变倍时的各透镜组的动作
接着，对变倍时的各透镜组的动作进行说明。在本发明的广角变焦镜头中，使各透镜组的间隔变化来进行变倍。例如，从广角端向望远端变倍时，优选以使第一透镜组与第二透镜组的间隔变窄，使第二透镜组与第三透镜组的间隔变宽，使第三透镜组与第四透镜组的间隔变窄的方式使各透镜组的间隔变化。
1-3.条件式
接着，对各条件式进行说明。
1-3-1.条件式(1)
优选本发明的广角变焦镜头满足下述条件式(1)。
0.4＜F2/f2b＜2···(1)
其中，
F2：第二透镜组的焦距，
f2b：第二透镜组的后组的焦距。
条件式(1)是关于第二透镜组的焦距相对于第二透镜组的后组的焦距之比的式子。满足条件式(1)时，由于广角端的第一透镜组的像侧的主点与第二透镜组的物体侧的主点的间隔较窄，因而在广角端确保具有110°以上的视角时，也能够实现该广角变焦镜头的光学总长方向的小型化。
若条件式(1)的数值在下限值以下，则第二透镜组的前组的折射本领过强，或者第二透镜组的后组的折射本领过弱，因而第一透镜组的像侧的主点与第二透镜组的物体侧的主点的间隔过窄，虽然在实现该广角变焦镜头的小型化上有利，但是在广角端难以确保110°以上的视角。与此相对地，若条件式(1)的数值在上限值以上，则第二透镜组的前组的折射本领过弱，或者第二透镜组的后组的折射本领过强，因而在广角端容易确保110°以上的视角，但是广角端的第一透镜组的像侧的主点与第二透镜组的物体侧的主点的间隔过宽，难以实现该广角变焦镜头的小型化。
在获得这些效果的基础上，优选该广角变焦镜头满足以下的条件式(1a)，更优选满足条件式(1b)。
0.5＜F2/f2b＜1.6···(1a)
0.6＜F2/f2b＜1.3···(1b)
1-3-2.条件式(2)
优选本发明的广角变焦镜头满足以下的条件式(2)。
0.1＜|F1/F234w|＜0.7···(2)
其中，
F234w：配置于比第一透镜组更靠像面侧的整个透镜组的广角端的焦距，
F1：第一透镜组的焦距。
条件式(2)是关于第一透镜组的焦距相对于配置于比第一透镜组更靠像面侧的整个透镜组的广角端的焦距之比的式子。通过满足条件式(2)，在广角端更容易确保110°以上的视角，且能够实现该广角变焦镜头的进一步的小型化。另外，能容易确保单反相机等所要求的后焦点。
与此相对地，若条件式(2)的数值在下限值以下，则第一透镜组的折射本领变得过大，因而虽然在实现广角化的同时，容易确保后焦点，但周边彗形像差、倍率色像差的校正变得困难。因此，为了从广角端至望远端的整个变焦范围内获得良好的成像性能，进行像差校正所需要的透镜片数增加，使该广角变焦镜头的小型化变得困难。另一方面，若条件式(2)的数值在上限值以上，则第一透镜组的折射本领变得过小，因而难以在确保与现有技术相同大小的变倍比的基础上，同时实现110°以上的广角化与该广角变焦镜头的小型化。
在获得这些效果的基础上，优选该广角变焦镜头满足以下的条件式(2a)，更优选满足条件式(2b)。
0.2＜|F1/F234w|＜0.6···(2a)
0.3＜|F1/F234w|＜0.5···(2b)
1-3-3.条件式(3)
本发明的广角变焦镜头中，如上所述，使第一透镜组的构成中从物体侧开始依次包括具有负折射本领的前组和具有负折射本领的后组，当使后组向物体侧移动，从无限远物体向近距离物体进行对焦时，优选满足以下的条件式(3)。
1＜f2b/Fw＜6···(3)
其中，
FW：该广角变焦镜头整体的广角端的焦距，
f2b：第二透镜组的后组的焦距。
条件式(3)是关于第二透镜组的后组的焦距相对于该广角变焦镜头整体的广角端的焦距之比的式子。如果将第一透镜组的后组作为对焦组，并满足条件式(3)，则第二透镜组的前组的折射本领与后组的折射本领的平衡处于适当的范围内，能够使广角端的第一透镜组的像侧的主点与第二透镜组的物体侧的主点的间隔变窄，在确保了在广角端110°以上的视角的倍率下也能够实现该广角变焦镜头的光学总长方向的进一步的小型化。
与此相对地，如果条件式(3)的数值在下限值以下，则第二透镜组的后组的折射本领变得过弱，即第二透镜组的前组的折射本领变得过强，对焦移动量变小，因而虽然对该广角变焦镜头的光学总长方向的小型化有利，但是在广角端难以实现超过110°的视角。另外，此时，对焦组的移动量变小，需要极精确地进行对焦组的位置控制。进而，色像差或彗形像差等的各像差的校正变困难。另一方面，若条件式(3)的数值在上限值以上，则第二透镜组的后组的折射本领变得过强，即第二透镜组的前组的折射本领变得过弱，虽然在广角端容易实现超过110°的视角，但是对焦移动量变大，难以实现光学总长的小型化。
2.摄像装置
接着，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，具备上述广角变焦镜头和、接收由该广角变焦镜头形成的像的摄像元件。此处，对摄像元件等并无特别限定，可使用CCD传感器或CMOS传感器等的固体摄像元件等，本发明的摄像装置适合于数码相机或摄像机等的使用了这些固体摄像元件的摄像装置。另外，当然该摄像装置可以为将透镜固定于壳体的透镜固定式的摄像装置，也可以为单反相机或无反单镜头相机等的镜头交换式的摄像装置。然而，本发明的广角变焦镜头的后焦点比较长。因此，特别优选本发明的摄像装置为单反相机等的后焦点比较长的摄像装置。
接着，示出实施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。以下列举的各实施例的变焦镜头为用于数码相机、摄像机、卤化银胶片相机等的摄像装置(光学装置)的广角变焦镜头，特别为用于单反相机等的后焦点比较长的摄像装置的广角变焦镜头。此外，透镜剖面图(图1、图6、图11及图16)中，面向附图，左方是物体侧，右方是像侧。
【实施例1】
(1)广角变焦镜头的构成
图1是示出本发明的实施例1的广角变焦镜头的构成的透镜剖面图。该广角变焦镜头的构成中从物体侧开始依次包括具有负折射本领的第一透镜组G1、具有正折射本领的第二透镜组G2、具有负折射本领的第三透镜组G3、具有正折射本领的第四透镜组G4。
第一透镜组G1从物体侧依次包括具有负折射本领的前组G1a、和具有负折射本领的后组G1b而构成。在该第一透镜组G1中，配置于最靠物体侧的透镜为像面侧呈凹面且具有负折射本领的弯月透镜，其两面被加工为非球面。另外，把后组G1b用作为对焦组，使后组G1b向物体侧移动，从无限远物体向近距离物体进行对焦。此外，前组G1a及后组G1b的具体的透镜构成如图1所示。
第二透镜组G2的构成中包括从物体侧依次配置的具有较弱的正折射本领的前组G2a和具有正折射本领的后组G2b，在该前组G2a与后组G2b之间配置有孔径光圈S。前组G2a及后组G2b与孔径光圈S在变倍时作为整体而进行移动。此外，前组G2a及后组G2b的具体的透镜构成如图1所示。
第三透镜组G3，其构成中包括由从物体侧依次配置的负透镜和正透镜形成的接合透镜，在防抖时，也被用作为在相对于光轴垂直的方向上移动而使像移动的防抖组。
第四透镜组G4具有正折射本领，其具体的透镜构成如图1所示。
从广角端向望远端进行变焦(变倍)时，以使第一透镜组G1与第二透镜组G2的间隔变窄，使第二透镜组G2与第三透镜组G3的间隔变宽，使第三透镜组G3与第四透镜组G4的间隔变窄的方式，使各透镜组分别向物体侧移动。
(2)数值实施例
接着，对应用了该广角变焦镜头的具体数值的数值实施例进行说明。表1中示出了该广角变焦镜头的透镜数据。表1中，“面NO.”表示从物体侧数出的透镜面的顺序(面编号)、“r”表示透镜面的曲率半径，“d”表示透镜面的光轴上的间隔，“Nd”表示相对于d线(波长λ＝587.6nm)的折射率，“vd”表示相对于d线的阿贝数。另外，透镜面为非球面时，在面编号之后附上＊(星号)，曲率半径r一栏示出近轴曲率半径。
另外，表2(2-1)示出了将表1所示的非球面的形状用下式来表示时的非球面系数及圆锥系数。
z＝ch2/{1+[1-(1+k)c2h2]1/2}+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10···
(其中，c是曲率(1/r)、h是距离光轴的高度、k是圆锥系数、A4、A6、A8、A10···是各次方所对应的非球面系数。)
表2(2-2)中，“f”表示广角端、中间焦距、望远端的该广角变焦镜头的焦距。另外，“D(i)”(i＝4、6、16、19)是表1所示的透镜面的光轴上的可变间隔，是广角端、中间焦距、望远端的无限远对焦时的间隔。这些表中的长度的单位全部为“mm”，视角的单位全部为“°”。另外，把各条件式(1)～条件式(3)的数值示出于表9。此外，与这些表相关的事项在实施例2～实施例4中所示的各表中也相同，因而以下省略说明。
另外，以下分别依次示出该广角变焦镜头的广角端、中间焦距及望远端的F值(FNo.)、视角(2ω)。
FNO.＝3.6～4.1～4.6
2ω＝111.70～86.59～62.07
(表1)
面NO. r d Nd vd
1* 40.045 2.500 1.6935 53.20
2* 11.000 3.469
3 20.000 0.900 1.7292 54.67
4 15.237 D(4)
5 -40.349 0.700 1.8348 42.72
6 21.092 0.308
7 19.747 4.093 1.6727 32.17
8 -73.731 D(8)
9 23.217 2.893 1.4875 70.44
10 -32.655 0.600 1.8810 40.14
11 15.614 3.440 1.6477 33.84
12 -37.246 1.400
13 INF 0.800 (孔径光圈)
14 31.546 3.693 1.5955 39.22
15 -19.098 0.600 1.9229 20.88
16 -35.417 D(16)
17* -26.495 0.600 1.7680 49.24
18 18.847 2.707 1.8467 23.78
19 189.684 D(19)
20 32.000 3.985 1.4970 81.61
21 -43.000 0.150
22 57.310 0.600 1.8810 40.14
23 14.750 10.807 1.4970 81.61
24 -12.387 1.000 1.6889 31.16
25* -19.855 D(25)
(表2)
(2-1)
面NO. k A4 A6 A8 A10 A12
1 0.1134 5.1831E-06 -1.1118E-07 4.0401E-10 -6.0810E-13 3.6453E-16
2 -1.0385 2.7974E-05 -8.9328E-08 -1.8028E-09 1.1384E-11 -1.1493E-14
17 -0.3293 4.4631E-06 5.4568E-08 -8.3698E-10 4.6814E-12 0.0000E+00
25 0.0795 8.2695E-06 -1.6739E-08 -1.1282E-11 -1.1075E-12 0.0000E+00
(2-2)
广角端 中间 望远端
f 10.303 15.199 23.483
D(4) 11.848 11.848 11.848
D(8) 14.751 6.792 1.200
D(16) 1.490 6.772 12.046
D(19) 9.366 5.208 0.900
D(25) 38.824 46.843 62.989
另外，图2、图3及图4分别示出广角端、中间焦距及望远端的该广角变焦镜头的无限远对焦时的纵像差图。对于各纵像差图，面向附图从左开始依次表示球面像差、像散、歪曲像差。球面像差图中，纵轴表示F值，实线d表示d线(λ＝587.6nm)的特性，波浪线g表示g线(λ＝435.8nm)的特性，点划线C表示C线(λ＝656.3nm)的特性。像散图中，纵轴表示视角，实线S表示d线的弧矢像面的特性，虚线T示出d线的子午像面的特性。另外，歪曲像差中，纵轴表示视角，并示出d线的特性。
进而，图5是该广角变焦镜头的广角端、中间焦距及望远端的横像差图。广角端、中间焦距及望远端的各横像差图中，从上段开始依次为最大像高的100％、90％、70％、50％的横像差。且各横像差图中，横轴表示与光瞳面上的主光线间的距离，实线为d线(d-line)的特性，短虚线为g线(g-line)的特性，长虚线为C线(C-line)的特性。
与这些图相关的事项在实施例2～实施例4中所示的各图中也相同，因而以下省略说明。
(实施例2)
(1)广角变焦镜头的构成
图6是示出实施例2的广角变焦镜头的光学系统构成的透镜剖面图。实施例2的广角变焦镜头的构成中从物体侧开始依次包括具有负折射本领的第一透镜组G1、具有正折射本领的第二透镜组G2、具有负折射本领的第三透镜组G3、具有正折射本领的第四透镜组G4。
第一透镜组G1从物体侧开始依次包括具有负折射本领的前组G1a、和具有负折射本领的后组G1b而构成。该第一透镜组G1中，配置于最靠物体侧的透镜为像面侧呈凹面且具有负折射本领的弯月透镜，其两面被加工成非球面。另外，把后组G1b用作为对焦组，使后组G1b向物体侧移动，从无限远物体向近距离物体进行对焦。此外，前组G1a及后组G1b的具体的透镜构成如图6所示。
第二透镜组G2从物体侧开始依次包括具有较弱正折射本领的前组G2a、和具有正折射本领的后组G2b而构成，并在该前组G2a与后组G2b之间配置有孔径光圈S。前组G2a及后组G2b和孔径光圈S在变倍时作为整体而进行移动。此外，前组G2a及后组G2b的具体的透镜构成如图6所示。
第三透镜组G3，其构成中包括由从物体侧开始依次配置的负透镜和正透镜所形成的接合透镜，防抖时，也被用作为在相对于光轴垂直的方向上移动而使像移动的防抖组。
第四透镜组G4具有正折射本领，其具体的透镜构成如图6所示。
从广角端向望远端变焦(变倍)时，以使第一透镜组G1与第二透镜组G2的间隔变窄，使第二透镜组G2与第三透镜组G3的间隔变宽，使第三透镜组G3与第四透镜组G4的间隔变窄的方式，使各透镜组分别向物体侧移动。
(2)数值实施例
接着，对应用了该广角变焦镜头的具体数值的数值实施例进行说明。表3为该广角变焦镜头的透镜数据。表4(4-1)是表3所示的非球面的非球面系数及圆锥系数，表4(4-2)是该广角变焦镜头的广角端、中间焦距、望远端的各焦距(f)、和表3所示的透镜面的光轴上的可变间隔。另外，以下分别依次示出该广角变焦镜头的广角端、中间焦距及望远端的F值(FNo.)、视角(2ω)。另外，把各条件式(1)～条件式(3)的数值示出于表9中。进而，图7、图8及图9分别示出望远端、中间焦距及广角端的该广角变焦镜头的无限远对焦时的纵像差图，图10示出该广角变焦镜头的广角端、中间焦距及望远端的横像差图。
FNO.＝3.6～4.1～4.6
2ω＝116.75～91.87～77.35
(表3)
而NO. r d Nd vd
1* 92.402 2.500 1.6188 63.85
2* 13.692 3.229
3 19.838 1.000 1.8810 40.14
4 14.439 D(4)
5 -48.691 0.800 1.8810 40.14
6 18.903 0.110
7 16.534 4.474 1.6200 36.30
8 -88.119 D(8)
9 51.334 2.807 1.5673 42.84
10 -14.69 1.237 1.8810 40.14
11 16.68 4.443 1.6477 33.84
12 -39.594 1.500
13 INF 1.000 (孔径光圈)
14 44.223 3.586 1.6034 38.01
15 -12.216 2.242 1.9229 20.88
16 -19.114 D(16)
17* -22.943 0.300 1.5146 49.96
18 -20.322 0.800 1.8042 46.50
19 20.838 4.285 1.8467 23.78
20 -74.742 D(20)
21 17.766 5.318 1.4970 81.61
22 -207.519 0.150
23 44.145 0.800 1.9037 31.31
24 12.704 10.000 1.4970 81.61
25 -16.121 0.250
26* -18.308 0.200 1.5146 49.96
27 -16.129 0.800 1.8061 33.27
28 -28.429 D(28)
(表4)
(4-1)
面NO. k A4 A6 A8 A10 A12
1 2.5577 4.5913E-05 -1.9316E-07 4.5853E-10 -5.1235E-13 2.4987E-16
2 -1.0463 3.8525E-05 2.5374E-07 -3.5633E-09 1.1100E-11 1.4916E-15
17 -0.4247 1.1291E-05 -1.5611E-08 1.0818E-09 -1.0242E-11 0.0000E+00
26 1.0602 -1.6089E-05 2.9999E-08 1.0949E-10 -3.0316E-13 0.0000E+00
(4-2)
广角端 中间 望远端
f 9.299 13.997 17.756
D(4) 11.218 11.218 11.218
D(8) 11.725 4.242 1.207
D(16) 1.147 9.401 14.726
D(20) 9.231 4.023 1.000
D(28) 38.853 46.693 53.819
(实施例3)
(1)广角变焦镜头的构成
图11是示出实施例3的广角变焦镜头的光学系统构成的透镜剖面图。实施例3的广角变焦镜头的构成中，从物体侧开始依次包括具有负折射本领的第一透镜组G1、具有正折射本领的第二透镜组G2、具有负折射本领的第三透镜组G3、和具有正折射本领的第四透镜组G4。
第一透镜组G1从物体侧开始依次包括具有负折射本领的前组G1a、和具有负折射本领的后组G1b而构成。在该第一透镜组G1中，配置于最靠物体侧的透镜为像面侧呈凹面且具有负折射本领的弯月透镜，其两面被加工成非球面。另外，把后组G1b用作为对焦组，使后组G1b向物体侧移动，从无限远物体向近距离物体进行对焦。此外，前组G1a及后组G1b的具体的透镜构成如图11所示。
第二透镜组G2的构成中，从物体侧开始依次包括具有较弱正折射本领的前组G2a、和具有正折射本领的后组G2b，在该前组G2a与后组G2b之间配置有孔径光圈S。前组G2a及后组G2b、和孔径光圈S在变倍时而进行移动。此外，前组G2a及后组G2b的具体的透镜构成如图11所示。
第三透镜组G3，其构成中包括由从物体侧依次配置的负透镜和正透镜所形成的接合透镜，防抖时，也被用作为在相对于垂直的方向上移动而使像移动的防抖组。
第四透镜组G4具有正折射本领，其具体的透镜构成如图11所示。
从广角端向望远端变焦(变倍)时，以使第一透镜组G1与第二透镜组G2的间隔变窄，使第二透镜组G2与第三透镜组G3的间隔变宽，使第三透镜组G3与第四透镜组G4的间隔变窄的方式，使各透镜组分别向物体侧移动。
(2)数值实施例
接着，对应用了该广角变焦镜头的具体数值的数值实施例进行说明。表5是该广角变焦镜头的透镜数据。表6(6-1)是表5所示的非球面的非球面系数及圆锥系数，表6(6-2)是该广角变焦镜头的广角端、中间焦距、望远端的各焦距(f)、和表5所示的透镜面的光轴上的可变间隔。另外，以下分别依次示出该广角变焦镜头的广角端、中间焦距及望远端的F值(FNo.)、和视角(2ω)。另外，把各条件式(1)～条件式(3)的数值示出于表9。进而，图12、图13及图14分别示出望远端、中间焦距及广角端的该广角变焦镜头的无限远对焦时的纵像差图，图15示出该广角变焦镜头的广角端、中间焦距及望远端的横像差图。
FNO.＝3.6～4.1～4.6
2ω＝116.744～91.582～77.195
(表5)
面NO. r d Nd vd
1* 71.954 2.500 1.6188 63.85
2* 13.514 3.262
3 20.065 1.000 1.8810 40.14
4 13.698 D(4)
5 -45.328 0.800 1.8810 40.14
6 18.745 0.143
7 16.550 4.413 1.6200 36.30
8 -79.559 D(8)
9 42.740 2.877 1.5673 42.84
10 -14.848 1.237 1.8810 40.14
11 17.586 4.177 1.6477 33.84
12 -39.858 1.400
13 INF 0.800 (孔径光圈)
14 43.552 3.657 1.6034 38.01
15 -12.797 1.740 1.9229 20.88
16 -19.788 D(16)
17* -23.337 0.300 1.5146 49.96
18 -20.426 0.800 1.8042 46.50
19 20.563 3.610 1.8467 23.78
20 -75.020 D(20)
21 17.633 5.073 1.4970 81.61
22 -138.586 0.150
23 49.315 0.800 1.9037 31.31
24 12.575 8.732 1.4970 81.61
25 -15.855 0.250
26* -18.304 0.200 1.5146 49.96
27 -16.167 0.800 1.8061 33.27
28 -28.428 D(28)
(表6)
(6-1)
面NO. k A4 A6 A8 A10 A12
1 2.5577 4.5202E-05 -1.9427E-07 4.6432E-10 -5.1925E-13 2.7098E-16
2 -1.0425 3.8654E-05 2.3561E-07 -3.6475E-09 1.1566E-11 1.8982E-15
17 -0.4032 1.1061E-05 -2.0333E-08 1.2532E-09 -1.2272E-11 0.0000E+00
26 1.0146 -1.8354E-05 2.5753E-11 3.2010E-10 -3.5302E-12 0.0000E+00
(6-2)
广角端 中间 望远端
f 9.299 13.991 17.743
D(4) 11.127 11.127 11.127
D(8) 12.450 5.229 2.306
D(16) 1.171 9.648 14.924
D(20) 9.125 4.006 1.000
D(28) 38.838 46.747 53.998
(实施例4)
(1)广角变焦镜头的构成
图16是示出实施例4的广角变焦镜头的光学系统的构成的透镜剖面图。实施例4的广角变焦镜头的构成中，从物体侧开始依次包括具有负折射本领的第一透镜组G1、具有正折射本领的第二透镜组G2、具有负折射本领的第三透镜组G3、和具有正折射本领的第四透镜组G4。
第一透镜组G1从物体侧开始依次包括具有负折射本领的前组G1a、和具有负折射本领的后组G1b而构成。在该第一透镜组G1中，配置于最靠物体侧的透镜为像面侧呈凹面且具有负折射本领的弯月透镜，其两面被加工成非球面。另外，把后组G1b用作为对焦组，使后组G1b向物体侧移动，从无限远物体向近距离物体进行对焦。此外，前组G1a及后组G1b的具体的透镜构成如图16所示。
第二透镜组G2的构成中从物体侧开始依次包括具有较弱正折射本领的前组G2a、和具有正折射本领的后组G2b，在该前组G2a与后组G2b之间配置有孔径光圈S。前组G2a及后组G2b、和孔径光圈S在变倍时作为整体而进行移动。此外，前组G2a及后组G2b的具体的透镜构成如图16所示。
第三透镜组G3，其构成中包括由从物体侧开始依次配置的负透镜和正透镜所形成的接合透镜，防抖时，也被用作为在相对于光轴垂直的方向上移动而使像移动的防抖组。
第四透镜组G4具有正折射本领，其具体的透镜构成如图16所示。
从广角端向望远端变焦(变倍)时，以使第一透镜组G1与第二透镜组G2的间隔变窄，使第二透镜组G2与第三透镜组G3的间隔变宽，使第三透镜组G3与第四透镜组G4的间隔变窄的方式，使各透镜组分别向物体侧移动。
(2)数值实施例
接着，对应用了该广角变焦镜头的具体数值的数值实施例进行说明。表7是该广角变焦镜头的透镜数据。表8(8-1)是表7所示的非球面的非球面系数及圆锥系数，表8(8-2)是该广角变焦镜头的广角端、中间焦距、望远端的各焦距(f)、和表7所示的透镜面的光轴上的可变间隔。另外，以下分别依次示出该广角变焦镜头的广角端、中间焦距及望远端的F值(FNo.)、视角(2ω)。另外，把各条件式(1)～条件式(3)的数值示出于表9。进而，图17、图18及图19分别示出望远端、中间焦距及广角端的该广角变焦镜头的无限远对焦时的纵像差图，图20示出该广角变焦镜头的广角端、中间焦距及望远端的横像差图。
FNO.＝3.6～4.1～4.6
2ω＝116.774～91.992～77.507
(表7)
面NO. r d Nd vd
1* 89.219 2.500 1.6188 63.85
2* 13.620 3.423
3 20.350 1.000 1.8810 40.14
4 14.403 D(4)
5 -44.496 0.800 1.8810 40.14
6 19.593 0.122
7 17.111 4.483 1.6200 36.30
8 -70.830 D(8)
9 47.368 2.817 1.5673 42.84
10 -14.949 1.237 1.8810 40.14
11 16.711 4.309 1.6477 33.84
12 -42.351 1.400
13 INF 0.800 (孔径光圈)
14 42.667 3.605 1.6034 38.01
15 -12.599 1.887 1.9229 20.88
16 -19.516 D(16)
17* -23.061 0.300 1.5146 49.96
18 -20.138 0.800 1.8042 46.50
19 20.561 4.044 1.8467 23.78
20 -74.304 D(20)
21 17.525 5.076 1.4970 81.61
22 -199.452 0.150
23 44.364 0.800 1.9037 31.31
24 12.597 10.000 1.4970 81.61
25 -16.007 0.250
26* -18.390 0.200 1.5146 49.96
27 -16.140 0.800 1.8061 33.27
28 -28.798 D(28)
(表8)
(8-1)
面NO. k A4 A6 A8 A10 A12
1 2.5577 4.5814E-05 -1.9423E-07 4.6270E-10 -5.1981E-13 2.5701 E-16
2 -1.0462 3.8534E-05 2.5365E-07 -3.6339E-09 1.1448E-11 9.0974E-16
17 -0.4262 1.1312E-05 -2.0664E-08 1.2417E-09 -1.2147E-11 0.0000E+00
26 1.0288 -1.8794E-05 2.2404E-09 2.9154E-10 -3.0149E-12 0.0000E+00
(8-2)
广角端 中间 望远端
f 9.297 13.991 17.747
D(4) 11.252 11.252 11.252
D(8) 12.244 4.686 1.623
D(16) 1.169 8.995 13.925
D(20) 9.073 3.942 1.000
D(28) 38.838 46.987 54.358
将各数值实施例的条件式(1)～条件式(3)的数值、及为了获得各条件式的数值所必需的数值示出于表9。
(表9)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
条件式(1)0.4＜F2/f2b＜2 0.731 1.101 1.055 1.115
条件式(2)0.1＜|F1/F234w|＜0.7 0.382 0.366 0.391 0.408
条件式(3)1＜f2b/Fw＜6 3.545 3.007 3.048 3.000
F1 -11.974 -11.258 -10.750 -11.238
F2 26.708 30.777 29.895 31.1.02
F2b 36.518 27.964 28.344 27.887
Fw 10.300 9.300 9.299 9.297
F234w 31.312 30.796 27.495 27.559
工业实用性
根据本发明可提供一种广角变焦镜头，所述广角变焦镜头在具有与现有技术相同大小的变焦比且在广角端实现进一步的大视角化的同时，能够构成小的第一透镜组，且光学总长较短。

Claims (7)

1.一种广角变焦镜头，其特征在于，
从物体侧开始依次具备具有负折射本领的第一透镜组、具有正折射本领的第二透镜组、具有负折射本领的第三透镜组、和具有正折射本领的第四透镜组；
所述第二透镜组从物体侧开始依次由前组、光圈、和具有正折射本领的后组构成；
使各透镜组的间隔变化而进行变倍。
2.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其满足以下的条件式(1)，
0.4＜F2/f2b＜2···(1)
其中，
F2：第二透镜组的焦距，
f2b：第二透镜组的后组的焦距。
3.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，
在防抖时，通过使第三透镜组在与光轴垂直的方向上移动而使像移动。
4.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其满足以下的条件式(2)，
0.1＜|F1/F234w|＜0.7···(2)
其中，
F234w：配置于比第一透镜组还靠像面侧的整个透镜组的广角端的焦距，
F1：第一透镜组的焦距。
5.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，
所述第一透镜组从物体侧开始依次包括具有负折射本领的前组、和具有负折射本领的后组而构成，
使所述后组向物体侧移动，并从无限远物体向近距离物体进行对焦，
并满足以下的条件式(3)，
1＜f2b/Fw＜6···(3)
其中，
FW：广角端的该广角变焦镜头整体的焦距，
f2b：第二透镜组的后组的焦距。
6.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，
所述第二透镜组的前组及后组的构成中分别包括至少一片负透镜、和一片正透镜。
7.一种摄像装置，其特征在于，具备：
权利要求1至权利要求6的任一项所述的广角变焦镜头、和接收由该广角变焦镜头形成的像的摄像元件。
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