CN106873139A - 变焦透镜以及摄像装置 - Google Patents

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CN106873139A CN201610821963.7A CN201610821963A CN106873139A CN 106873139 A CN106873139 A CN 106873139A CN 201610821963 A CN201610821963 A CN 201610821963A CN 106873139 A CN106873139 A CN 106873139A
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Abstract

本发明提供一种小型且宽视场角、并且良好地修正了各种像差的高性能的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。所述变焦透镜从物侧起依次由在变倍时固定的正的第一透镜组(G1)、在变倍时移动的至少两个移动透镜组、以及配置在最靠像侧且在变倍时固定的正的最终透镜组构成，第一透镜组(G1)从物侧起依次由在对焦时固定的负的第1a透镜组(G1a)、在对焦时移动的正的第1b透镜组(G1b)、以及在对焦时固定的正的第1c透镜组(G1c)构成，第1a透镜组(G1a)具有至少一片满足规定的条件式的负透镜。

Description

变焦透镜以及摄像装置
技术领域
本发明涉及在数码相机、摄像机、放映用相机、电影拍摄用相机、监视用相机等电子相机中使用的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。
背景技术
作为在数码相机、摄像机、放映用相机、电影拍摄用相机、监视用相机等电子相机中使用的变焦透镜，提出有专利文献1、2的变焦透镜。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2013-221999号公报
专利文献2：日本特开2012-013817号公报
现有的放映用相机以HD(High Definition)规格拍摄，最大也不过是全HD(1920×1080像素)的分辨率，但近年来与相对于全HD而像素数成为4倍左右的4K规格(例如3840×2160像素)对应的相机广泛存在，利用该相机的拍摄增多。此外，还存在带有4K以上的像素数的超高清规格的相机，针对这些高像素相机而谋求更高性能的透镜。
然而，专利文献1的透镜大多数视场角较宽，但很难说充分实现了像差修正。另外，专利文献2的透镜的视场角足够宽，但很难说透镜相对于图像尺寸足够小型化。
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，提供一种小型且宽视场角、良好地修正了各种像差的高性能的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。
解决方案
本发明的变焦透镜的特征在于，所述变焦透镜从物侧起依次由在变倍时固定的具有正光焦度的第一透镜组、在变倍时以使与相邻的组之间的光轴方向上的间隔发生变化的方式进行移动的至少两个移动透镜组、以及配置在最靠像侧且在变倍时固定的具有正光焦度的最终透镜组构成，第一透镜组从物侧起依次由在对焦时固定的具有负光焦度的第1a透镜组、在对焦时移动的具有正光焦度的第1b透镜组、以及在对焦时固定的具有正光焦度的第1c透镜组构成，第1a透镜组具有至少一片满足下述条件式(1)、(2)、(3)的负透镜。
62＜vdlan...(1)
0.65＜θgFlan+0.001625×vdlan＜0.7...(2)
3＜flan/fla＜7...(3)
其中，
vdlan：第1a透镜组中的负透镜的相对于d线的阿贝数；
θgFlan：第1a透镜组中的负透镜的部分色散比；
flan：第1a透镜组中的负透镜的相对于d线的焦距；
fla：第1a透镜组的相对于d线的焦距。
需要说明的是，在满足条件式(1)、(2)、(3)的基础上，更优选进一步满足下述条件式(1-1)、(2-1)、(3-1)中的任一个或者多个组合。
70＜vdlan＜100...(1-1)
0.66＜θgFlan+0.001625×vdlan＜0.69...(2-1)
4＜flan/fla＜6...(3-1)
在本发明的变焦透镜中，优选满足下述条件式(4)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(4-1)。
8＜flc/fw＜24...(4)
9＜flc/fw＜21...(4-1)
其中，
flc：第1c透镜组的相对于d线的焦距；
fw：广角端处的整个系统的相对于d线的焦距。
另外，第1a透镜组优选满足下述条件式(5)、(6)、(7)。需要说明的是，在满足条件式(5)、(6)、(7)的基础上，更优选进一步满足下述条件式(5-1)、(6-1)、(7-1)中的任一个或者多个组合。
vdlap＜40...(5)
20＜vdlap＜39...(5-1)
0.62＜θgFlap+0.001625×vdlap＜0.67...(6)
0.63＜θgFlap+0.001625×vdlap＜0.66...(6-1)
0.4＜flap/f1＜2...(7)
0.5＜flap/f1＜1.5...(7-1)
其中，
vdlap：第1a透镜组中的正透镜的相对于d线的阿贝数；
θgFlap：第1a透镜组中的正透镜的部分色散比；
flap：第1a透镜组中的正透镜的相对于d线的焦距；
f1：第一透镜组的相对于d线的焦距。
另外，至少两个移动透镜组也可以从物侧起依次由具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、以及具有负光焦度的第四透镜组构成，至少两个移动透镜组还可以从物侧起依次由具有负光焦度的第二透镜组、以及具有负光焦度的第三透镜组构成。
另外，至少两个移动透镜组也可以从物侧起依次由具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组、以及具有负光焦度的第四透镜组构成，在该情况下，优选满足下述条件式(8)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(8-1)。
1.7＜DL3/DL2＜20...(8)
2.1＜DL3/DL2＜17...(8-1)
其中，
DL3：第三透镜组的移动范围量；
DL2：第二透镜组的移动范围量。
在此，“移动范围量”是指，在广角端至望远端之间从最靠物侧的位置至最靠像侧的位置为止的位移量。
另外，在如上述那样将移动透镜组由正、负、负这三个透镜组构成的情况下，更优选满足下述条件式(9)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(9-1)。
0.4＜f3/f4＜0.8...(9)
0.5＜f3/f4＜0.7...(9-1)
其中，
f3：第三透镜组的相对于d线的焦距；
f4：第四透镜组的相对于d线的焦距。
另外，在如上述那样将移动透镜组由正、负、负这三个透镜组构成的情况下，更优选第三透镜组具有两个接合透镜，至少一个接合透镜由正透镜和负透镜构成，且满足下述条件式(10)。在该情况下，第三透镜组的最靠像侧的接合透镜优选满足条件式(10)。需要说明的是，更优选满足下述条件式(10-1)。
0＜vd3p-vd3n＜10...(10)
4＜vd3p-vd3n＜10...(10-1)
其中，
vd3p：第三透镜组的由正透镜和负透镜构成的接合透镜中的正透镜的相对于d线的阿贝数；
vd3n：第三透镜组的由正透镜和负透镜构成的接合透镜中的负透镜的相对于d线的阿贝数。
本发明的摄像装置具备上述记载的本发明的变焦透镜。
需要说明的是，上述“由…构成”是指，除了举出的构成要素之外，也可以包括实际上不具有屈光力的透镜、光阑、掩膜、玻璃罩、滤光片等透镜以外的光学要素、透镜凸缘、透镜镜筒、摄像元件、手抖修正机构等机构部分等。
另外，上述的透镜的面形状、光焦度的符号在包含有非球面的情况下是在近轴区域考虑的。
发明效果
本发明的变焦透镜从物侧起依次由在变倍时固定的具有正光焦度的第一透镜组、在变倍时以使与相邻的组之间的光轴方向上的间隔发生变化的方式进行移动的至少两个移动透镜组、以及配置在最靠像侧且在变倍时固定的具有正光焦度的最终透镜组构成，第一透镜组从物侧起依次由在对焦时固定的具有负光焦度的第1a透镜组、在对焦时移动的具有正光焦度的第1b透镜组、以及在对焦时固定的具有正光焦度的第1c透镜组构成，第1a透镜组具有至少一片满足下述条件式(1)、(2)、(3)的负透镜，因此能够成为小型且宽视场角、并且良好地修正了各种像差的高性能的变焦透镜。
62＜vdlan...(1)
0.65＜θgFlan+0.001625×vdlan＜0.7...(2)
3＜flan/fla＜7...(3)
另外，本发明的摄像装置具备本发明的变焦透镜，因此能够使装置小型化，并且能够获得宽视场角且高画质的图像。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜(与实施例1共用)的透镜结构的剖视图。
图2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3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4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5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6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7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8是本发明的实施例1的变焦透镜的各像差图。
图9是本发明的实施例2的变焦透镜的各像差图。
图10是本发明的实施例3的变焦透镜的各像差图。
图11是本发明的实施例4的变焦透镜的各像差图。
图12是本发明的实施例5的变焦透镜的各像差图。
图13是本发明的实施例6的变焦透镜的各像差图。
图14是本发明的实施例7的变焦透镜的各像差图。
图15是本发明的实施方式所涉及的摄像装置的简要结构图。
附图标记说明：
1 变焦透镜
6 滤光片
7 摄像元件
8 信号处理电路
9 显示装置
10 摄像装置
G1 第一透镜组
G2 第二透镜组
G3 第三透镜组
G4 第四透镜组
G5 第五透镜组
PP1、PP2 光学构件
L1a～L5k 透镜
Sim 像面
St 光阑
wa 轴上光束
wb 中间视场角的光束
wc 最大视场角的光束
Z 光轴
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是示出本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。图1所示的结构例与后述的实施例1的变焦透镜的结构通用。在图1中，左侧为物侧，右侧为像面侧，图示的孔径光阑St并非一定表示大小、形状，而示出光轴Z上的位置。另外，图1一并示出从广角端向望远端的变倍时的各透镜组的移动轨迹、各像高的光束(轴上光束wa、中间视场角的光束wb、最大视场角的光束wc)。
本实施方式的变焦透镜从物侧起依次由在变倍时固定的具有正光焦度的第一透镜组G1、在变倍时以使与相邻的组之间的光轴方向上的间隔发生变化的方式进行移动的至少两个移动透镜组、以及配置在最靠像侧且在变倍时固定的具有正光焦度的最终透镜组构成。
这样，通过将最靠物侧的透镜组的光焦度设为正，能够实现透镜系统全长的缩短，从而有利于小型化。另外，由于最靠物侧的第一透镜组G1和最靠像面侧的最终透镜组被固定，因此起到在变倍时透镜系统全长不发生变化这样的效果。
在将该变焦透镜应用于摄像装置时，优选根据安装透镜的相机侧的结构，在光学系统与像面Sim之间配置玻璃罩、棱镜、红外线截止滤光片、低通滤光片等各种滤光片，因此，图1示出将假定有这些构件的平行平面板状的光学构件PP1、PP2配置于透镜系统与像面Sim之间的例子。
第一透镜组G1从物侧起依次由在对焦时固定的具有负光焦度的第1a透镜组G1a、在对焦时进行移动的具有正光焦度的第1b透镜组G1b、以及在对焦时固定的具有正光焦度的第1c透镜组G1c构成。通过采用这样的结构，能够抑制聚焦时的视场角变化。
此外，第1a透镜组G1a具有至少一片满足下述条件式(1)、(2)、(3)的负透镜。通过满足条件式(1)，有利于广角侧的倍率色差、望远侧的轴上色差的修正。通过同时满足条件式(1)和条件式(2)，能够良好地修正二级光谱。通过满足条件式(3)，由于得到色差的修正所需要的适当的光焦度，因此能够良好地修正色差。需要说明的是，若在满足条件式(1)、(2)、(3)的基础上，进一步满足下述条件式(1-1)、(2-1)、(3-1)中的任一个或者多个组合，则能够获得更好的特性。
62＜vdlan...(1)
70＜vdlan＜100...(1-1)
0.65＜θgFlan+0.001625×vdlan＜0.7...(2)
0.66＜θgFlan+0.001625×vdlan＜0.69...(2-1)
3＜flan/fla＜7...(3)
4＜flan/fla＜6...(3-1)
其中，
vdlan：第1a透镜组中的负透镜的相对于d线的阿贝数；
θgFlan：第1a透镜组中的负透镜的部分色散比；
flan：第1a透镜组中的负透镜的相对于d线的焦距；
fla：第1a透镜组的相对于d线的焦距。
在本实施方式的变焦透镜中，优选满足下述条件式(4)。通过避免成为条件式(4)的下限以下，由于能够抑制第1c透镜组Glc的光焦度变得过大，因此尤其有利于望远侧的球面像差的修正。通过避免成为条件式(4)的上限以上，由于能够抑制在第1c透镜组Glc中射出的光线的角度相对于光轴而变得过于接近平行，因此抑制与第一透镜组G1相邻的移动组的直径的增大并有利于小型化。需要说明的是，若满足下述条件式(4-1)，则能够获得更好的特性。
8＜flc/fw＜24...(4)
9＜flc/fw＜21...(4-1)
其中，
flc：第1c透镜组的相对于d线的焦距；
fw：广角端处的整个系统的相对于d线的焦距。
另外，第1a透镜组G1a优选满足下述条件式(5)、(6)、(7)。通过满足条件式(5)，有利于广角侧的倍率色差、望远侧的轴上色差的修正。通过同时满足条件式(5)和条件式(6)，能够良好地修正二级光谱。通过满足条件式(7)，由于得到色差的修正所需要的适当的光焦度，因此能够良好地修正色差，另外，也有利于球面像差、像面弯曲、歪曲像差的修正。需要说明的是，若在满足条件式(5)、(6)、(7)的基础上进一步满足下述条件式(5-1)、(6-1)、(7-1)中的任一个或者多个组合，则能够获得更好的特性。
vdlap＜40...(5)
20＜vdlap＜39...(5-1)
0.62＜θgFlap+0.001625×vdlap＜0.67...(6)
0.63＜θgFlap+0.001625×vdlap＜0.66...(6-1)
0.4＜flap/f1＜2...(7)
0.5＜flap/f1＜1.5...(7-1)
其中，
vdlap：第1a透镜组中的正透镜的相对于d线的阿贝数；
θgFlap：第1a透镜组中的正透镜的部分色散比；
flap：第1a透镜组中的正透镜的相对于d线的焦距；
f1：第一透镜组的相对于d线的焦距。
另外，至少两个移动透镜组也可以从物侧起依次由具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、以及具有负光焦度的第四透镜组构成。(与后述的数值实施例1、2对应)通过这样将移动组设为三个透镜组，与两个透镜组的情况相比，有利于抑制变焦中的球面像差、像面弯曲的变动。另外，因轴上光线在具有负光焦度的第二透镜组与具有正光焦度的第三透镜组之间跳动而产生球面像差，通过以各焦距改变其间隔，尤其有利于球面像差的修正。
另外，至少两个移动透镜组也可以从物侧起依次由具有负光焦度的第二透镜组和具有负光焦度的第三透镜组构成。(与后述的数值实施例3对应)通过采用这样的结构，能够容易增大变焦比，并且有利于增长后焦距。
另外，至少两个移动透镜组也可以从物侧起依次由具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组、以及具有负光焦度的第四透镜组构成。(与后述的数值实施例4～7对应)通过这样将移动组设为三个透镜组，与两个透镜组的情况相比，有利于抑制变焦中的球面像差、像面弯曲的变动。另外，通过将三个移动组的光焦度设为从物侧起依次正、负、负的配置，且由第一透镜组G1和第二透镜组G2来分担正光焦度，有利于第一透镜组G1的小型化。
另外，在如上述那样将移动透镜组由正、负、负这三个透镜组构成的情况下，更优选满足下述条件式(8)。通过避免成为条件式(8)的下限以下，有利于第一透镜组G1的小型化。另外，通过满足条件式(8)，有利于变焦中的像差变动的抑制。需要说明的是，若满足下述条件式(8-1)，则能够获得更好的特性。
1.7＜DL3/DL2＜20…(8)
2.1＜DL3/DL2＜17…(8-1)
其中，
DL3：第三透镜组的移动范围量；
DL2：第二透镜组的移动范围量。
另外，在如上述那样将移动透镜组由正、负、负这三个透镜组构成的情况下，更优选满足下述条件式(9)。通过避免成为条件式(9)的下限以下，能够抑制第三透镜组G3的光焦度变得过大，因此有利于抑制变焦中的像差变动。通过避免成为条件式(9)的上限以上，能够抑制第三透镜组G3的光焦度变得过小而移动量变得过大，因此有利于小型化。需要说明的是，若满足下述条件式(9-1)，则能够获得更好的特性。
0.4＜f3/f4＜0.8...(9)
0.5＜f3/f4＜0.7...(9-1)
其中，
f3：第三透镜组的相对于d线的焦距；
f4：第四透镜组的相对于d线的焦距。
另外，在如上述那样将移动透镜组由正、负、负这三个透镜组构成的情况下，更优选第三透镜组具有两个接合透镜，至少一个接合透镜由正透镜和负透镜构成，且满足下述条件式(10)。通过满足条件式(10)，能够良好地修正倍率色差。在该情况下，若第三透镜组G3的最靠像侧的接合透镜满足条件式(10)，则有利于获得轴上色差与倍率色差的平衡。此外，若满足下述条件式(10-1)，则能够获得更好的特性。
0＜vd3p-vd3n＜10...(10)
4＜vd3p-vd3n＜10...(10-1)
其中，
vd3p：第三透镜组的由正透镜和负透镜构成的接合透镜中的正透镜的相对于d线的阿贝数；
vd3n：第三透镜组的由正透镜和负透镜构成的接合透镜中的负透镜的相对于d线的阿贝数。
另外，在图1所示的例子中，虽然示出了在透镜系统与像面Sim之间配置有光学构件PP1、PP2的例子，但代替将低通滤光片、拦截特定波段那样的各种滤光片等配置于透镜系统与像面Sim之间，也可以在各透镜之间配置上述各种滤光片，或者也可以在任一个透镜的透镜面上实施具有与各种滤光片相同的作用的涂层。
接下来，对本发明的变焦透镜的数值实施例进行说明。
首先，对实施例1的变焦透镜进行说明。图1是示出实施例1的变焦透镜的透镜结构的剖视图。需要说明的是，在图1以及与后述的实施例2～7对应的图2～7中，左侧为物侧，右侧为像面侧，所图示的孔径光阑St并非一定表示大小、形状，而表示光轴Z上的位置。另外，图1一并示出从广角端向望远端的变倍时的各透镜组的移动轨迹、各像高的光束(轴上光束wa、中间视场角的光束wb、最大视场角的光束wc)。
实施例1的变焦透镜从物侧起依次包括：由透镜L1a～透镜L11这12片透镜构成且整体具有正光焦度的第一透镜组G1、由透镜L2a和透镜L2b这两片透镜构成且整体具有负光焦度的第二透镜组G2、由透镜L3a和透镜L3b这两片透镜构成且整体具有正光焦度的第三透镜组G3、由透镜L4a和透镜L4b这两片透镜构成且整体具有负光焦度的第四透镜组G4、以及由透镜L5a～透镜L5k这11片透镜构成且整体具有正光焦度的第五透镜组G5(最终透镜组)。
需要说明的是，第一透镜组G1包括由透镜L1a～透镜L1e这五片透镜构成的第1a透镜组G1a、由透镜L1f～透镜L1h这三片透镜构成的第1b透镜组G1b、以及由透镜L1i～透镜L11这四片透镜构成的第1c透镜组G1c。
表1示出实施例1的变焦透镜的基本透镜数据，表2示出与各种因素相关的数据，表3示出与变化的面间隔相关的数据，表4示出与非球面系数相关的数据。以下，关于表中的符号的含义，以实施例1为例进行说明，但实施例2～7也基本相同。
在表1的透镜数据中，面编号一栏示出将最靠物侧的构成要素的面设为第一个而随着朝向像面侧依次增加的面编号，曲率半径一栏示出各面的曲率半径，面间隔一栏示出各面与其下一个面之间的光轴Z上的间隔。另外，nd一栏示出各光学要素的相对于d线(波长587.6nm)的折射率，vd一栏示出各光学要素的相对于d线(波长587.6nm)的阿贝数，θgF一栏示出各光学要素的部分色散比。
需要说明的是，部分色散比θgF由下述式子表示。
θgF＝(ng-nF)/(nF-nC)
其中，
ng：相对于g线的折射率；
nF：相对于F线的折射率；
nC：相对于C线的折射率。
在此，对于曲率半径的符号，将面形状朝向物侧凸出的情况设为正，将面形状朝向像面侧凸出的情况设为负。基本透镜数据也一并示出孔径光阑St、光学构件PP1、PP2。与孔径光阑St相当的面的面编号一栏与面编号一起记载有(光阑)这样的语句。另外，在表1的透镜数据中，变倍时间隔发生变化的面间隔一栏分别记载为DD[面编号]。与该DD[面编号]对应的数值在表3中示出。
表2的与各种因素相关的数据示出变焦倍率、焦距f′、F值FNo.、全视场角2ω的值。
在基本透镜数据、与各种因素相关的数据、以及与变化的面间隔相关的数据中，角度的单位使用度，长度的单位使用mm，而光学系统即便比例扩大或者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，对非球面的面编号标注＊记号，作为非球面的曲率半径而示出近轴的曲率半径的数值。表4的与非球面系数相关的数据示出非球面的面编号、与这些非球面相关的非球面系数。非球面系数是由下述式子表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3…20)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点向非球面顶点相接的与光轴垂直的平面引出的垂线的长度)；
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…20)。
[表1]
实施例1·透镜数据
[表2]
实施例1·各种因素(d线)
广角端 中间 望远端
变焦倍率 1.00 1.90 2.94
f 12.13 23.04 35.66
FNo. 2.86 2.86 2.86
2ω[°] 101.8 62.4 43.0
[表3]
实施例1·变焦间隔
广角端 中间 望远端
DD[10] 1.439 1.439 1.439
DD[15] 7.290 7.290 7.290
DD[22] 1.968 54.830 83.418
DD[26] 3.052 4.229 4.577
DD[29] 79.508 25.750 3.536
DD[32] 8.982 8.701 1.979
[表4]
实施例1·非球面系数
面编号 1 3 23
KA 1.00000000E+00 1.00000000E+00 1.00000000E+00
A3 -5.27239766E-06 6.29734828E-06 -1.02139544E-06
A4 3.50795901E-06 -3.96037301E-06 1.13384984E-06
A5 -3.31085888E-08 6.51792604E-08 -5.77866089E-09
A6 -8.65590906E-10 -1.78438616E-09 1.19690007E-09
A7 8.96281657E-13 -1.06599620E-11 -2.52900213E-12
A8 6.71083682E-13 2.11166652E-12 -3.55333229E-12
A9 -1.67241250E-15 -1.66643726E-15 4.37917994E-14
A10 -2.10642107E-16 -1.44494083E-15 999412214E-15
A11 1.01537021E-19 2.07790991E-18 -7.96624653E-17
A12 3.16964879E-20 4.00891028E-19 -1.19231165E-17
A13 1.10649585E-22 2.11749378E-21 -1.29911119E-19
A14 1.18662148E-24 4.67636173E-23 -8.41736339E-22
A15 -4.61902259E-27 6.26397491E-25 3.64613783E-22
A16 -3.92782988E-28 -3.25965240E-26 1.68230089E-23
A17 -1.02019299E-29 -1.42576341E-27 4.97991649E-25
A18 -1.68302447E-31 -3.64160733E-29 -2.56668981E-26
A19 -9.33535346E-34 -3.92860440E-31 -1.20399023E-27
A20 7.45653530E-35 3.69390396E-32 2.69830848E-29
图8示出实施例1的变焦透镜的各像差图。需要说明的是，从图8中的上段左侧起依次示出广角端处的球面像差、像散、歪曲像差、倍率色差，从图8中的中段左侧起依次示出中间位置处的球面像差、像散、歪曲像差、倍率色差，从图8中的下段左侧起依次示出望远端处的球面像差、像散、歪曲像差、倍率色差。这些像差图示出将物体距离设为无限远时的状态。表示球面像差、像散、歪曲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。球面像差图分别以实线、长虚线、短虚线示出关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、g线(波长435.8nm)的像差。像散图分别以实线和短虚线示出径向、切向的像差。倍率色差图分别以长虚线、短虚线示出关于C线(波长656.3nm)、g线(波长435.8nm)的像差。需要说明的是，球面像差图的FNo.表示F值，其他的像差图的ω表示半视场角。
接下来，对实施例2的变焦透镜进行说明。图2是示出实施例2的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例2的变焦透镜是与实施例1的变焦透镜相同的透镜片数结构。另外，表5示出实施例2的变焦透镜的基本透镜数据，表6示出与各种因素相关的数据，表7示出与变化的面间隔相关的数据，表8示出与非球面系数相关的数据，图9示出各像差图。
[表5]
实施例2·透镜数据
[表6]
实施例2·各种因素(d线)
广角端 中间 望远端
变焦倍率 1.00 1.90 2.94
f 12.11 23.00 35.60
FNo. 2.86 2.86 2.86
2ω[°] 101.8 62.6 43.2
[表7]
实施例2·变焦间隔
广角端 中间 望远端
DD[10] 1.505 1.505 1.505
DD[15] 8.947 8.947 8.947
DD[22] 1.989 55.822 84.813
DD[26] 3.011 4.099 4.444
DD[29] 81.137 25.423 3.588
DD[32] 9.114 9.906 2.407
[表8]
实施例2·非球面系数
面编号 1 3 23
KA 1.00000000E+00 1.00000000E+00 1.00000000E+00
A3 -2.09060536E-06 5.14922043E-06 -7.33969487E-07
A4 3.30103959E-06 -3.94953394E-06 9.82730601E-07
A5 -2.89916888E-08 6.66019536E-08 1.75633828E-09
A6 -8.85483471E-10 -1.72823122E-09 8.44451809E-10
A7 5.77451892E-13 -1.11118173E-11 -3.33419653E-12
A8 6.68477203E-13 2.10761387E-12 -3.44720369E-12
A9 -1.64782542E-15 -1.68616929E-15 4.60544537E-14
A10 -2.10265861E-16 -1.43804417E-15 9.99108937E-15
A11 1.09065119E-19 1.94468185E-18 -6.83180212E-17
A12 3.20257753E-20 4.10997602E-19 -1.20063252E-17
A13 1.09401867E-22 1.97640618E-21 -1.05376576E-19
A14 1.14574778E-24 5.59751876E-23 -7.81212127E-22
A15 -6.40526915E-27 3.93315141E-25 3.66816369E-22
A16 -3.68734250E-28 -3.80233095E-26 1.15877676E-23
A17 -1.05995148E-29 -1.45288994E-27 4.35267115E-25
A18 -1.71933930E-31 -3.78730726E-29 -2.34133792E-26
A19 -9.81123822E-34 -3.08108475E-31 -1.31277037E-27
A20 7.78816919E-35 3.66739827E-32 3.99932640E-29
接下来，对实施例3的变焦透镜进行说明。图3是示出实施例3的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
实施例3的变焦透镜从物侧起依次包括：由透镜L1a～透镜L11这12片透镜构成且整体具有正光焦度的第一透镜组G1、由透镜L2a～透镜L2e这五片透镜构成且整体具有负光焦度的第二透镜组G2、由透镜L3a和透镜L3b这两片透镜构成且整体具有负光焦度的第三透镜组G3、以及由透镜L4a～透镜L4k这11片透镜构成且整体具有正光焦度的第四透镜组G4(最终透镜组)。
需要说明的是，第一透镜组G1包括：由透镜L1a～透镜L1e这五片透镜构成的第1a透镜组Gla、由透镜L1f～透镜L1h这三片透镜构成的第1b透镜组G1b、以及由透镜L1i～透镜L11这4片透镜构成的第1c透镜组G1c。
另外，表9示出实施例3的变焦透镜的基本透镜数据，表10示出与各种因素相关的数据，表11示出与变化的面间隔相关的数据，表12示出与非球面系数相关的数据，图10示出各像差图。
[表9]
实施例3·透镜数据
[表10]
实施例3·各种因素(d线)
广角端 中间 望远端
变焦倍率 1.00 1.90 2.94
f 12.13 23.05 35.66
FNo. 2.86 2.86 2.86
2ω[°] 101.8 62.4 43.0
[表11]
实施例3·变焦间隔
广角端 中间 望远端
DD[10] 4.933 4.933 4.933
DD[15] 12.000 12.000 12.000
DD[22] 1.743 54.985 82.201
DD[30] 74.789 20.546 3.375
DD[33] 11.827 12.829 2.784
[表12]
实施例3·非球面系数
面编号 1 3 23
KA 1.00000000E+00 1.00000000E+00 1.00000000E+00
A3 -2.78396252E-06 6.71313499E-06 -1.88314377E-06
A4 3.36311293E-06 -3.78122473E-06 1.64761682E-06
A5 -2.32739880E-08 7.15575727E-08 4.30350762E-09
A6 -1.04410442E-09 -2.17499598E-09 6.22850294E-10
A7 1.31377861E-12 -1.01246385E-11 -7.58307093E-12
A8 6.77104495E-13 2.09113430E-12 -2.46725890E-12
A9 -1.68852841E-15 -1.71185750E-15 4.71771142E-14
A10 -2.09072620E-16 -1.38696668E-15 9.93329520E-15
A11 1.30347899E-19 2.39941322E-18 -1.10330478E-16
A12 3.16095038E-20 4.24890535E-19 -1.24689114E-17
A13 1.08227861E-22 2.05396121E-21 -1.43394162E-19
A14 1.01339127E-24 5.95050683E-23 -2.60173012E-21
A15 -7.08453554E-27 5.04000516E-25 4.64725005E-22
A16 -3.62652371E-28 -4.16315192E-26 9.65922716E-24
A17 -1.04199916E-29 -1.78996781E-27 1.39494618E-24
A18 -1.59547591E-31 -4.59649816E-29 -2.16629510E-26
A19 -9.89068967E-34 -4.46345226E-31 -3.23578302E-27
A20 7.57626524E-35 4.65621285E-32 6.62193769E-29
接下来，对实施例4的变焦透镜进行说明。图4是示出实施例4的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
实施例4的变焦透镜从物侧起依次包括：由透镜L1a～透镜L1k这11片的透镜构成且整体具有正光焦度的第一透镜组G1、仅由透镜L2a这一片透镜构成且整体具有正光焦度的第二透镜组G2、由透镜L3a～透镜L3e这五片透镜构成且整体具有负光焦度的第三透镜组G3、由透镜L4a和透镜L4b这两片透镜构成且整体具有负光焦度的第四透镜组G4、以及由透镜L5a～透镜L5k这11片透镜构成且整体具有正光焦度的第五透镜组G5(最终透镜组)。
需要说明的是，第一透镜组G1包括：由透镜L1a～透镜L1e这五片透镜构成的第1a透镜组G1a、由透镜L1f～透镜L1h这三片透镜构成的第1b透镜组G1b、以及由透镜L1i～透镜L1k这三片透镜构成的第1c透镜组G1c。
另外，表13示出实施例4的变焦透镜的基本透镜数据，表14示出与各种因素相关的数据，表15示出与变化的面间隔相关的数据，表16示出与非球面系数相关的数据，图11示出各像差图。
[表13]
实施例4·透镜数据
[表14]
实施例4·各种因素(d线)
广角端 中间 望远端
变焦倍率 1.00 1.90 2.94
f 12.13 23.05 35.67
FNo. 2.86 2.86 2.86
2ω[°] 102.2 62.4 43.2
[表15]
实施例4·变焦间隔
广角端 中间 望远端
DD[10] 1.504 1.504 1.504
DD[15] 8.062 8.062 8.062
DD[20] 1.709 19.242 36.117
DD[22] 0.576 30.480 44.695
DD[30] 77.744 30.703 4.460
DD[33] 7.150 6.754 1.907
[表16]
实施例4·非球面系数
面编号 1 3 23
KA 1.00000000E+00 1.00000000E+00 1.00000000E+00
A3 -3.79267381E-06 7.77369253E-06 -2.13579459E-06
A4 3.17212640E-06 -3.95786533E-06 4.41321477E-07
A5 -2.19548887E-08 7.34888830E-08 -6.29270461E-09
A6 -1.02289636E-09 -1.88238585E-09 3.09890218E-10
A7 2.00288741E-12 -1.11706885E-11 -1.17511139E-11
A8 6.59256187E-13 2.16594773E-12 -2.39545534E-12
A9 -1.83366970E-15 -2.71954025E-15 4.90811051E-14
A10 -2.07675211E-16 -1.39995123E-15 1.01203142E-14
A11 1.41466668E-19 2.04469973E-18 -1.08677281E-16
A12 3.18013714E-20 4.25233594E-19 -1.36204236E-17
A13 1.09068072E-22 1.99172151E-21 -1.32500906E-19
A14 1.01467934E-24 5.74342767E-23 -6.11271642E-21
A15 -7.22594558E-27 6.26541679E-25 3.65500596E-22
A16 -3.65147509E-28 -3.94247984E-26 -3.41985713E-25
A17 -1.05391228E-29 -1.82458274E-27 1.81405280E-24
A18 -1.61820829E-31 -4.30897965E-29 1.71039651E-26
A19 -1.00837111E-33 -3.40391639E-31 -8.61576912E-28
A20 7.57841102E-35 4.06959794E-32 -7.72625188E-29
接下来，对实施例5的变焦透镜进行说明。图5是示出实施例5的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例5的变焦透镜是与实施例4的变焦透镜相同的透镜片数结构。另外，表17示出实施例5的变焦透镜的基本透镜数据，表18示出与各种因素相关的数据，表19示出与变化的面间隔相关的数据，表20示出与非球面系数相关的数据，图12示出各像差图。
[表17]
实施例5·透镜数据
[表18]
实施例5·各种因素(d线)
广角端 中间 望远端
变焦倍率 1.00 1.90 2.94
f 12.14 23.06 35.68
FNo. 2.86 2.86 2.86
2ω[°] 101.8 62.4 43.0
[表19]
实施例5·变焦间隔
广角端 中间 望远端
DD[10] 8.850 8.850 8.850
DD[15] 10.294 10.294 10.294
DD[20] 3.529 4.041 8.119
DD[22] 1.035 50.393 74.166
DD[30] 75.611 25.502 3.756
DD[33] 8.036 8.275 2.170
[表20]
实施例5·非球面系数
面编号 1 3 23
KA 1.00000000E+00 1.00000000E+00 1.00000000E+00
A3 -3.79267381E-06 7.77369253E-06 -2.13579459E-06
A4 3.08816575E-06 -3.63855252E-06 1.47163910E-06
A5 -1.60690917E-08 7.12912047E-08 1.20519166E-09
A6 -1.09429310E-09 -2.02247919E-09 6.82692882E-10
A7 1.30016770E-12 -1.12989973E-11 -1.07063651E-11
A8 6.70813102E-13 2.09891485E-12 -2.43084305E-12
A9 -1.58597109E-15 -1.93010451E-15 5.06077625E-14
A10 -2.08942542E-16 -1.38653907E-15 9.97208937E-15
A11 1.30082612E-19 2.35999931E-18 -1.07909394E-16
A12 3.16390426E-20 4.26989245E-19 -1.26730592E-17
A13 1.07537876E-22 2.02816792E-21 -1.53511762E-19
A14 1.00223404E-24 5.88331353E-23 -2.90127582E-21
A15 -7.13877311E-27 5.24336365E-25 4.91971553E-22
A16 -3.58425980E-28 -4.23519399E-26 9.57551896E-24
A17 -1.04600688E-29 -1.84128581E-27 1.21864288E-24
A18 -1.60608825E-31 -4.67174622E-29 -1.11137033E-26
A19 -9.91973045E-34 -4.54746669E-31 -3.17226066E-27
A20 7.59906780E-35 4.89125983E-32 5.67978343E-29
接下来，对实施例6的变焦透镜进行说明。图6是示出实施例6的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例6的变焦透镜是与实施例4的变焦透镜相同的透镜片数结构。另外，表21示出实施例6的变焦透镜的基本透镜数据，表22示出与各种因素相关的数据，表23示出与变化的面间隔相关的数据，表24示出与非球面系数相关的数据，图13示出各像差图。
[表21]
实施例6·透镜数据
[表22]
实施例6·各种因素(d线)
广角端 中间 望远端
变焦倍率 1.00 1.90 2.94
f 12.13 23.04 35.65
FNo. 2.86 2.86 2.86
2ω[°] 102.2 62.4 43.2
[表23]
实施例6·变焦间隔
广角端 中间 望远端
DD[10] 1.505 1.505 1.505
DD[15] 7.920 7.920 7.920
DD[20] 1.676 14.922 30.572
DD[22] 0.616 33.096 48.007
DD[30] 73.706 28.864 4.272
DD[33] 8.510 7.626 1.657
[表24]
实施例6·非球面系数
面编号 1 3 23
KA 1.00000000E+00 1.00000000E+00 1.00000000E+00
A3 -3.79267381E-06 7.77369253E-06 -2.13579459E-06
A4 3.43124383E-06 -4.31934600E-06 6.34919063E-07
A5 -2.82099665E-08 7.29270735E-08 -6.46247210E-09
A6 -9.69191271E-10 -1.90075033E-09 2.98634441E-10
A7 1.44954007E-12 -1.06709266E-11 -1.11021290E-11
A8 6.82544312E-13 2.20452609E-12 -2.36981658E-12
A9 -1.95746128E-15 -3.01462331E-15 5.22583969E-14
A10 -2.09263407E-16 -1.40430171E-15 1.01305617E-14
A11 1.33557677E-19 1.85488134E-18 -1.17022067E-16
A12 3.17782734E-20 4.22528921E-19 -1.39802644E-17
A13 1.10805778E-22 1.96374712E-21 -1.91863981E-19
A14 1.04653083E-24 5.63814969E-23 -6.29926869E-21
A15 -6.73207866E-27 6.71959911E-25 3.81827537E-22
A16 -3.59209165E-28 -3.84742212E-26 2.56475274E-24
A17 -1.04582542E-29 -1.77779559E-27 2.43128708E-24
A18 -1.61161149E-31 -4.20176418E-29 1.08598630E-26
A19 -1.00927738E-33 -3.45319852E-31 -5.52864322E-28
A20 7.56465850E-35 3.99789994E-32 -1.24533336E-28
接下来，对实施例7的变焦透镜进行说明。图7是示出实施例7的变焦透镜的透镜结构的剖视图。实施例7的变焦透镜是与实施例4的变焦透镜相同的透镜片数结构。另外，表25示出实施例7的变焦透镜的基本透镜数据，表26示出与各种因素相关的数据，表27示出与变化的面间隔相关的数据，表28示出与非球面系数相关的数据，图14示出各像差图。
[表25]
实施例7·透镜数据
[表26]
实施例7·各种因素(d线)
广角端 中间 望远端
变焦倍率 1.00 1.90 2.94
f 12.12 23.03 35.63
FNo. 2.85 2.85 2.85
2ω[°] 102.0 62.6 43.2
[表27]
实施例7·变焦间隔
广角端 中间 望远端
DD[10] 1.944 1.944 1.944
DD[15] 7.604 7.604 7.604
DD[20] 2.993 10.043 21.618
DD[22] 0.788 37.418 54.615
DD[30] 71.396 28.361 4.619
DD[33] 7.554 6.908 1.879
[表28]
实施例7·非球面系数
面编号 1 3 23
KA 1.00000000E+00 1.00000000E+00 1.00000000E+00
A3 -3.79267381E-06 7.77369253E-06 -2.13579459E-06
A4 305396688E-06 -3.53726191E-06 4.67377256E-07
A5 -1.58949456E-08 7.25905827E-08 -1.03930108E-08
A6 -1.11778765E-09 -1.94634143E-09 2.33349715E-10
入7 2.88140472E-12 -1.01626981E-11 5.30322938E-12
A8 6.55805075E-13 2.17411825E-12 -1.71572287E-12
A9 -1.89633398E-15 -2.35603476E-15 1.81844609E-14
A10 -2.06015119E-16 -1.41174817E-15 8.58816477E-15
A11 1.60603752E-19 1.82716729E-18 -1.32452870E-16
A12 3.20087757E-20 4.18204047E-19 -1.30195079E-17
A13 9.54541440E-23 1.85900170E-21 -5.40768220E-20
A14 1.07311109E-24 5.35431955E-23 -4.88866480E-21
A15 -6.57878596E-27 6.68557294E-25 4.15495783E-22
A16 -3.39223115E-28 -3.57771926E-26 4.02031048E-23
A17 -1.12469968E-29 -1.78996826E-27 5.56385014E-25
A18 -1.58539863E-31 -3.93402007E-29 -2.78067849E-26
A19 -9.74722274E-34 -2.05853915E-31 -1.38439284E-27
A20 7.62412059E-35 3.69864088E-32 -2.74220828E-29
表29示出实施例1～7的变焦透镜的与条件式(1)～(10)对应的值。需要说明的是，所有实施例都以d线为基准波长，下述的表29所示的值是该基准波长下的值。
[表29]
根据以上的数据可知，实施例1～7的变焦透镜全部满足条件式(1)～(10)，是全长/图像尺寸为35以下而小型、且广角端处的半视场角为40度以上而为宽视场角、并且良好地修正了各种像差的高性能的变焦透镜。
接下来，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。作为本发明的实施方式的摄像装置的一例，图15示出使用了本发明的实施方式的变焦透镜的摄像装置的简要结构图。需要说明的是，图15简要示出各透镜组。作为该摄像装置，例如可以举出将CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等固体摄像元件作为记录介质的摄像机、电子静像相机等。
图15所示的摄像装置10具备变焦透镜1、配置在变焦透镜1的像面侧且具有低通滤光片等的功能的滤光片6、配置在滤光片6的像面侧的摄像元件7、以及信号处理电路8。摄像元件7将由变焦透镜1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、CMOS等。摄像元件7以其摄像面与变焦透镜1的像面一致的方式配置。
由变焦透镜1拍摄的像成像于摄像元件7的摄像面上，从与该像相关的摄像元件7输出的输出信号在信号处理电路8中被运算处理，并在显示装置9中显示该像。
本实施方式的摄像装置10具备本发明的变焦透镜1，因此能够使装置小型化，并且能够获得宽视场角且高画质的图像。
以上，举出实施方式以及实施例说明了本发明，但本发明并不局限于上述实施方式以及实施例，能够加以各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等的值并不局限于在上述各数值实施例中示出的值，能够采用其他值。

Claims (16)

1.一种变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜从物侧起依次由在变倍时固定的具有正光焦度的第一透镜组、在变倍时以使与相邻的组之间的光轴方向上的间隔发生变化的方式进行移动的至少两个移动透镜组、以及配置在最靠像侧且在变倍时固定的具有正光焦度的最终透镜组构成，
所述第一透镜组从物侧起依次由在对焦时固定的具有负光焦度的第1a透镜组、在对焦时移动的具有正光焦度的第1b透镜组、以及在对焦时固定的具有正光焦度的第1c透镜组构成，
所述第1a透镜组具有至少一片满足下述条件式(1)、(2)、(3)的负透镜：
62＜vdlan...(1)
0.65＜θgFlan+0.001625×υdlan＜0.7...(2)
3＜flan/fla＜7...(3)
其中，
υdlan：所述第1a透镜组中的所述负透镜的相对于d线的阿贝数；
θgFlan：所述第1a透镜组中的所述负透镜的部分色散比；
flan：所述第1a透镜组中的所述负透镜的相对于d线的焦距；
fla：所述第1a透镜组的相对于d线的焦距。
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(4)：
8＜flc/fw＜24...(4)
其中，
flc：所述第1c透镜组的相对于d线的焦距；
fw：广角端处的整个系统的相对于d线的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第1a透镜组具有至少一片满足下述条件式(5)、(6)、(7)的正透镜：
υdlap＜40...(5)
0.62＜θgFlap+0.001625×υdlap＜0.67...(6)
0.4＜flap/f1＜2...(7)
其中，
υdlap：所述第1a透镜组中的所述正透镜的相对于d线的阿贝数；
θgFlap：所述第1a透镜组中的所述正透镜的部分色散比；
flap：所述第1a透镜组中的所述正透镜的相对于d线的焦距；
f1：所述第一透镜组的相对于d线的焦距。
4.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述至少两个移动透镜组从物侧起依次由具有负光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、以及具有负光焦度的第四透镜组构成。
5.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述至少两个移动透镜组从物侧起依次由具有负光焦度的第二透镜组、以及具有负光焦度的第三透镜组构成。
6.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述至少两个移动透镜组从物侧起依次由具有正光焦度的第二透镜组、具有负光焦度的第三透镜组、以及具有负光焦度的第四透镜组构成，
所述变焦透镜满足下述条件式(8)：
1.7＜DL3/DL2＜20...(8)
其中，
DL3：所述第三透镜组的移动范围量；
DL2：所述第二透镜组的移动范围量。
7.根据权利要求6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(9)：
0.4＜f3/f4＜0.8...(9)
其中，
f3：所述第三透镜组的相对于d线的焦距；
f4：所述第四透镜组的相对于d线的焦距。
8.根据权利要求6所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第三透镜组具有两个接合透镜，
至少一个接合透镜由正透镜和负透镜构成，且满足下述条件式(10)：
0＜vd3p-vd3n＜10...(10)
其中，
vd3p：所述第三透镜组的由所述正透镜和所述负透镜构成的所述接合透镜中的所述正透镜的相对于d线的阿贝数；
vd3n：所述第三透镜组的由所述正透镜和所述负透镜构成的所述接合透镜中的所述负透镜的相对于d线的阿贝数。
9.根据权利要求8所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第三透镜组的最靠像侧的接合透镜满足所述条件式(10)。
10.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(1-1)、(2-1)、(3-1)中的至少一个：
70＜vdlan＜100...(1-1)
0.66＜θgFlan+0.001625×vdlan＜0.69...(2-1)
4＜flan/fla＜6...(3-1)。
11.根据权利要求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(4-1)：
9＜flc/fw＜21...(4-1)。
12.根据权利要求3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(5-1)、(6-1)、(7-1)中的至少一个：
20＜vdlap＜39...(5-1)
0.63＜θgFlap+0.001625×vdlap＜0.66...(6-1)
0.5＜flap/fl＜1.5...(7-1)
13.根据权利要求6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(8-1)：
2.1＜DL3/DL2＜17...(8-1)。
14.根据权利要求7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(9-1)：
0.5＜f3/f4＜0.7...(9-1)。
15.根据权利要求8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(10-1)：
4＜υd3p-υd3n＜10...(10-1)。
16.一种摄像装置，其特征在于，
所述摄像装置具备权利要求1至15中任一项所述的变焦透镜。
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