CN108279489A - 变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种广角并且实现了小型化及轻量化，且实现了高光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。该变焦镜头从物体侧依次包括正的第1透镜组(G1)、正的第2透镜组(G2)、负的第3透镜组(G3)、正的第4透镜组(G4)及正的第5透镜组(G5)，第1透镜组(G1)及第5透镜组(G5)在变倍时相对于像面(Sim)固定，第2透镜组(G2)、第3透镜组(G3)及第4透镜组(G4)在变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动，且在长焦端中位于比广角端更靠像侧，在第4透镜组G4与第5透镜组G5之间具备光圈(St)，并且满足下述条件式(1)：0.1＜fw/f4＜0.5……(1)。

Description

变焦镜头及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种适合于电影摄影机、广播用摄像机、数码相机、视频摄像机及监控摄像机等电子相机的变焦镜头以及具备该变焦镜头的摄像装置。
背景技术
作为使用于电影摄影机、广播用摄像机、数码相机、视频摄像机及监控摄像机等电子相机的变焦镜头，提出有下述专利文献1、2的变焦镜头。
专利文献1：日本特开平07-294816号公报
专利文献2：日本特开2009-288619号公报
在电影摄影机及广播用摄像机等的摄像装置中，要求小型且轻量，并且具有良好光学性能的变焦镜头。尤其对重视机动性及操作性的摄影方式强烈要求小型化及轻量化。另一方面，上述领域的相机中也要求能够以广视角来摄影。然而，不易兼顾广角化及小型化。
专利文献1、2中所记载的镜头系统对最近所要求的水准而言均不能说充分兼顾了广角化及小型化。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种广角并且实现了小型化及轻量化，且实现了高光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
本发明的第1变焦镜头的特征在于，从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有负屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，第1透镜组及第5透镜组在变倍时相对于像面固定，第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组在变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动，且在长焦端中位于比广角端更靠像侧，在第4透镜组与第5透镜组之间具备光圈，并且满足下述条件式(1)。
0.1＜fw/f4＜0.5……(1)
其中，设为
fw：广角端中的整个系统的焦距；
f4：第4透镜组的焦距。
另外，更优选满足下述条件式(1-1)。
0.15＜fw/f4＜0.4……(1-1)
本发明的第2变焦镜头的特征在于，从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有负屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，第1透镜组及第5透镜组在变倍时相对于像面固定，第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组在变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动，且在长焦端中位于比广角端更靠像侧，第4透镜组与第5透镜组之间具备光圈，并且满足下述条件式(2)。
0.3＜f1/f4＜1.4……(2)
其中，设为
f1：第1透镜组的焦距；
f4：第4透镜组的焦距。
另外，更优选满足下述条件式(2-1)。
0.5＜f1/f4＜1.3……(2-1)
在本发明的第1及第2变焦镜头中，优选满足下述条件式(3)。另外，更优选满足下述条件式(3-1)。
-5＜f1/f3＜-1……(3)
-4＜f1/f3＜-1.5……(3-1)
其中，设为
f1：第1透镜组的焦距；
f3：第3透镜组的焦距。
并且，优选满足下述条件式(4)。另外，更优选满足下述条件式(4-1)。
-2.3＜fw/f3＜-0.1……(4)
-1.8＜fw/f3＜-0.2……(4-1)
其中，设为
fw：广角端中的整个系统的焦距；
f3：第3透镜组的焦距。
并且，优选第1透镜组从物体侧依次包括对焦时相对于像面固定的具有负屈光力的第1a透镜组、对焦时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的正屈光力的第1h透镜组及具有正屈光力的第1c透镜组。
此时，优选满足下述条件式(5)。另外，更优选满足下述条件式(5-1)。
-3.4＜f1c/f1a＜-0.5……(5)
-2.9＜f1c/f1a＜-1.3……(5-1)
其中，设为
f1c：第1c透镜组的焦距；
f1a：第1a透镜组的焦距。
并且，优选满足下述条件式(6)。另外，更优选满足下述条件式(6-1)。
3.1＜f1b/f1＜8……(6)
3.7＜f1b/f1＜6……(6-1)
其中，设为
f1b：第1b透镜组的焦距；
f1：第1透镜组的焦距。
并且，优选满足下述条件式(7)。另外，更优选满足下述条件式(7-1)。
2.4＜f1b/f1c＜8……(7)
3＜f1b/f1c＜6……(7-1)
其中，设为
f1b：第1h透镜组的焦距；
flc：第1c透镜组的焦距。
并且，优选满足下述条件式(8)。另外，更优选满足下述条件式(8-1)。
0.5＜f1c/f1＜1.4……(8)
0.8＜f1c/f1＜1.3……(8-1)
其中，设为
f1c：第1c透镜组的焦距；
f1：第1透镜组的焦距。
本发明的摄像装置具备上述记载的本发明的变焦镜头。
另外，上述“包括～”表示除了包括作为构成要件所举出的构件以外，还可以包括实质上不具有光焦度的透镜、光圈或掩模或盖玻璃或滤光片等透镜以外的光学要件、透镜凸缘、镜筒、成像元件及手抖校正机构等机构部分等。
并且，关于上述的透镜的面形状及屈光力的符号，当包含非球面时，设为在近轴区域中考虑。
并且，当本发明的变焦镜头具有对焦功能时，关于与条件式相关的符号，设为均对焦于无限远物体时的符号。
发明效果
本发明的第1及第2变焦镜头设成从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有负屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，第1透镜组及第5透镜组在变倍时相对于像面固定，第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组在变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动，且在长焦端中位于比广角端更靠像侧，第4透镜组与第5透镜组之间具备光圈，并且满足下述条件式(1)或(2)，因此能够提供一种广角并且实现了小型化及轻量化，且实现了高光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
0.1＜fw/f4＜0.5……(1)
0.3＜f1/f4＜1.4……(2)
附图说明
图1是表示本发明的第1及第2实施方式所涉及的变焦镜头(与实施例1通用)的镜头结构的剖视图。
图2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3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4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5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6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7是本发明的实施例1的变焦镜头的各像差图。
图8是本发明的实施例2的变焦镜头的各像差图。
图9是本发明的实施例3的变焦镜头的各像差图。
图10是本发明的实施例4的变焦镜头的各像差图。
图11是本发明的实施例5的变焦镜头的各像差图。
图12是本发明的实施例6的变焦镜头的各像差图。
图13是本发明的实施方式所涉及的摄像装置的概略结构图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。在图1中示出本发明的第一实施方式所涉及的变焦镜头的镜头结构及光路的剖视图。在图1中，在上段示出广角端状态，作为光束插入有轴上光束wa及最大视角的光束wb，在下段示出长焦端状态，作为光束插入有轴上光束ta及最大视角的光束th。另外，图1所示的例子与后述的实施例1的变焦镜头相对应。在图1中，纸面左侧为物体侧，纸面右侧为像侧，并示出了对焦于无限远物体的状态。并且，所图示的孔径光圈St未必一定表示大小及形状，而是表示光轴Z上的位置。
另外，当变焦镜头搭载于摄像装置时，优选具备与摄像装置的规格相应的各种滤光片和/或保护用盖玻璃，因此，在图1中示出了设想成它们的平行平面板状的光学部件PP配置在镜头系统与像面Sim之间的例子。但是，光学部件PP的位置并不限定于图1所示的位置，还可以是省略光学部件PP的结构。
本实施方式的变焦镜头以如下方式构成：从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2、具有负屈光力的第3透镜组G3、具有正屈光力的第4透镜组G4及具有正屈光力的第5透镜组G5，第1透镜组G1及第5透镜组G5在变倍时相对于像面Sim固定，第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4在变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动，且在长焦端中位于比广角端更靠像侧，在第4透镜组G4与第5透镜组G5之间具备孔径光圈St。
通过将最靠物体侧的第1透镜组G1设为具有正屈光力的组，能够缩短镜头系统总长度，从而有利于小型化。并且，通过将第2透镜组G2设为具有正屈光力且从广角端向长焦端进行变倍时使其从物体侧移动至像侧的移动组，能够抑制长焦侧中的第2透镜组G2的有效直径，并能够抑制第2透镜组G2的外径，因此能够实现小型轻量化。而且，能够适当地校正广角端的倍率色差及畸变像差，且能够抑制伴随变倍的倍率色差及畸变像差的变动，因此能够实现广角化。并且，第3透镜组G3担负主要的变倍作用，但通过在该第3透镜组G3与变倍时固定的第1透镜组G1之间配设具有正屈光力的第2透镜组G2而变倍时使第2透镜组G2移动，从而能够抑制变倍时的球面像差变化。并且，通过将第4透镜组G4设为移动组，能够校正变倍时的焦点偏离，而且，通过将第4透镜组G4设为具有正屈光力的组，能够抑制向第5透镜组G5的轴上边缘光线的高度，因此能够抑制第5透镜组G5中的球面像差的产生。并且，通过将最靠像侧的第5透镜组G5设为具有正屈光力的组，能够抑制轴外光线的主光线向像面Sim的入射角变大，因此能够抑制阴影。
并且，该变焦镜头以满足下述条件式(1)的方式构成。通过设成不成为条件式(1)的下限以下，抑制第4透镜组G4的变倍时的移动量而能够防止镜头总长度增大，并且在广角端至中间的变倍范围内容易减少球面像差的变动。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够抑制相对于光轴Z的来自第4透镜组G4的主光线的角度过大，因此有利于广角化。另外，若设为满足下述条件式(1-1)，则能够成为更良好的特性。
0.1＜fw/f4＜0.5……(1)
0.15＜fw/f4＜0.4……(1-1)
其中，设为
fw：广角端中的整个系统的焦距；
f4：第4透镜组的焦距。
接着，参考附图对本发明的第2实施方式进行详细说明。在图1中示出本发明的第2实施方式所涉及的变焦镜头的镜头结构及光路的剖视图。图1的记载内容与上述第1实施方式相同。
第2实施方式的变焦镜头与上述第1实施方式的变焦镜头相比，仅在代替条件式(1)而满足条件式(2)的这一点上不同，在此对第1实施方式的变焦镜头中没有变更的部分省略说明。
该变焦镜头以满足下述条件式(2)的方式构成。通过设成不成为条件式(2)的下限以下，能够抑制第4透镜组G4的像点校正的移动量，因此能够防止镜头总长度增大。并且，抑制第5透镜组G5的有效直径，从而有助于透镜外径的小型化。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，在比孔径光圈St更靠物体侧的正屈光力中，能够抑制第4透镜组G4的正屈光力过度变大，因此防止第1透镜组G1的光焦度相对变小，从而有利于广角化。另外，若设为满足下述条件式(2-1)，则能够成为更良好的特性。
0.3＜f1/f4＜1.4……(2)
0.5＜f1/f4＜1.3……(2-1)
其中，设为
f1：第1透镜组的焦距；
f4：第4透镜组的焦距。
在上述第1及第2实施方式的变焦镜头中，优选满足下述条件式(3)。通过设成不成为条件式(3)的下限以下，能够相对抑制第3透镜组G3的屈光力变得过强，因此容易抑制变倍时的各像差的变动。通过设成不成为条件式(3)的上限以上，能够相对抑制第3透镜组G3的屈光力过度变弱，因此能够在第3透镜组G3中获得充分的变倍比，从而能够减少对第2透镜组G2的负担。另外，若设为满足下述条件式(3-1)，进一步优选设为满足条件式(3-2)，则能够成为更良好的特性。
-5＜f1/f3＜-1……(3)
-4＜f1/f3＜-1.5……(3-1)
-4＜f1/f3＜-2……(3-2)
其中，设为
f1：第1透镜组的焦距；
f3：第3透镜组的焦距。
并且，优选满足下述条件式(4)。通过设成不成为条件式(4)的下限以下，容易抑制伴随广角侧的变倍的轴外各像差的变动，尤其容易抑制畸变像差及像面弯曲像差，并且容易抑制伴随长焦侧的变倍的各像差的变动，尤其容易抑制球面像差。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，抑制第3透镜组G3的变倍所需的移动量，从而能够实现镜头整体的小型化。另外，若设为满足下述条件式(4-1)，进一步优选设为满足条件式(4-2)，则能够成为更良好的特性。
-2.3＜fw/f3＜-0.1……(4)
-1.8＜fw/f3＜-0.2……(4-1)
-1.3＜fw/f3＜-0.3……(4-2)
其中，设为
fw：广角端中的整个系统的焦距；
f3：第3透镜组的焦距。
并且，优选第1透镜组G1从物体侧依次包括对焦时相对于像面固定的具有负屈光力的第1a透镜组G1a、对焦时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的正屈光力的第1h透镜组G1b及具有正屈光力的第1c透镜组G1c。通过设成这种结构，能够减少对焦时的球面像差、轴上色差及视角的变动。
此时，优选满足下述条件式(5)。通过设成不成为条件式(5)的下限以下，有利于广角端中的像面弯曲及畸变像差这类轴外像差的校正。通过设成不成为条件式(5)的上限以上，有利于长焦端中的球面像差及像面弯曲的校正。另外，若设为满足下述条件式(5-1)，进一步优选设为满足条件式(5-2)，则能够成为更良好的特性。
-3.4＜f1c/f1a＜-0.5……(5)
-2.9＜f1c/f1a＜-1.3……(5-1)
-2.4＜f1c/f1a＜-1.3……(5-2)
其中，设为
f1c：第1c透镜组的焦距；
f1a：第1a透镜组的焦距。
并且，优选满足下述条件式(6)。通过设成不成为条件式(6)的下限以下，有利于对焦时的像差变动的校正。通过设成不成为条件式(6)的上限以上，抑制对焦时的第1h透镜组G1b的移动量，从而有利于缩短对焦组即第1透镜组G1的总长度。另外，若设为满足下述条件式(6-1)，则能够成为更良好的特性。
3.1＜f1b/f1＜8……(6)
3.7＜f1b/f1＜6……(6-1)
其中，设为
f1b：第1h透镜组的焦距；
f1：第1透镜组的焦距。
并且，优选满足下述条件式(7)。通过设成不成为条件式(7)的下限以下，有利于对焦时的像差变动的校正。通过设成不成为条件式(7)的上限以上，抑制对焦时的第1h透镜组G1b的移动量，从而有利于缩短对焦组即第1透镜组G1的总长度。另外，若设为满足下述条件式(7-1)，则能够成为更良好的特性。
2.4＜f1b/f1c＜8……(7)
3＜f1b/f1c＜6……(7-1)
其中，设为
f1b：第1h透镜组的焦距；
f1c：第1c透镜组的焦距。
并且，优选满足下述条件式(8)。通过设成不成为条件式(8)的下限以下，抑制对焦时的第1h透镜组G1b的移动量，从而有利于缩短对焦组即第1透镜组G1的总长度。通过设成不成为条件式(8)的上限以上，不仅有利于球面像差及像面弯曲的校正，而且还有利于对焦时的球面像差及像面弯曲的校正。另外，若设为满足下述条件式(8-1)，则能够成为更良好的特性。
0.5＜f1c/f1＜1.4……(8)
0.8＜f1c/f1＜1.3……(8-1)
其中，设为
f1c：第1c透镜组的焦距；
f1：第1透镜组的焦距。
并且，在图1所示的例子中，示出了在镜头系统与像面Sim之间配置有光学部件PP的例子，但也可以在各透镜之间配置低通滤光片及如截止特定波长区域的各种滤光片等，或者，也可以在任意透镜的透镜面实施具有与各种滤光片相同的作用的涂布，来代替在镜头系统与像面Sim之间配置这些各种滤光片。
接着，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中。在图1及与后述的实施例2～6对应的图2～6中，在上段示出广角端状态，作为光束插入有轴上光束wa及最大视角的光束wb，在下段示出长焦端状态，作为光束插入有轴上光束ta及最大视角的光束th。并且，纸面左侧为物体侧，纸面右侧为像侧，并示出了对焦于无限远物体的状态。并且，所图示的孔径光圈St未必一定表示大小及形状，而是表示光轴Z上的位置。
实施例1的变焦镜头从物体侧依次由具有正屈光力的第1透镜组G1、具有正屈光力的第2透镜组G2、具有负屈光力的第3透镜组G3、具有正屈光力的第4透镜组G4及具有正屈光力的第5透镜组G5构成。
第1透镜组G1由透镜L11～透镜L17这7片透镜构成，第2透镜组G2仅由透镜L21这1片透镜构成，第3透镜组G3由透镜L31～透镜L34这4片透镜构成，第4透镜组G4由透镜L41～透镜L43这3片透镜构成，第5透镜组G5由透镜L51～透镜L55这5片透镜构成。
第1透镜组G1由包括透镜L11～透镜L13这3片透镜的第1a透镜组G1a、仅包括透镜L14这1片透镜的第1h透镜组G1b及包括透镜L15～透镜L17这3片透镜的第1c透镜组G1c构成。
将实施例1的变焦镜头的基本透镜数据示于表1中，将与规格相关的数据示于表2中，将与发生变化的面间隔相关的数据示于表3中。以下，关于表中的记号的含义，以实施例1为例子进行说明，但对实施例2～6的说明也基本上相同。
表1的透镜数据中，在面编号栏中示出将最靠物体侧的构成要件的面设为第1个而随着向像面侧依次增加的面编号，在曲率半径栏中示出各面的曲率半径，在面间隔栏中示出各面与下一面的光轴Z上的间隔。并且，在nd栏中示出各光学要件的d线(波长587.6nm(纳米))下的折射率，在νd栏中示出各光学要件的d线(波长587.6nm)下的色散系数。
在此，关于曲率半径的符号，将面形状凸向物体侧的情况设为正，将凸向像面侧的情况设为负。基本透镜数据中，还一并示出了孔径光圈St及光学部件PP。在相当于孔径光圈St的面的面编号栏中与面编号一同记载有(光圈)这一术语。并且，表1的透镜数据中，在变倍时间隔发生变化的面间隔栏中分别记载有DD[面编号]。将与该DD[面编号]对应的数值示于表3中。
表2的与规格相关的数据中，示出变焦倍率、焦距f’、F值FNo.及全视角2ω的值。
基本透镜数据、与规格相关的数据及与发生变化的面间隔相关的数据中，作为角度的单位使用度，作为长度的单位使用mm，但光学系统既可以放大比例又可以缩小比例来使用，因此还能够使用其他适当的单位。
[表1]
实施例1·透镜数据
面编号 曲率半径 面间隔 nd νd
1 70.24179 2.300 2.00100 29.13
2 36.36367 12.396
3 -159.96478 2.199 1.90043 37.37
4 107.72364 10.430
5 68.75317 4.094 1.72084 27.06
6 110.51072 9.897
7 -510.10131 3.814 1.59135 68.82
8 -116.83894 7.167
9 116.55003 2.200 1.77690 26.16
10 49.94545 13.319 1.52189 77.37
11 -77.88064 0.120
12 62.90982 3.661 1.87893 41.16
13 136.05012 DD[13]
14 55.52215 4.442 1.59282 68.62
15 305.49002 DD[15]
16 73.27567 1.199 1.90000 35.22
17 22.56967 5.871
18 -41.89884 1.200 1.59282 68.62
19 48.62680 0.120
20 34.85092 4.364 1.90000 22.99
21 -72.06425 5.347
22 -31.23903 2.000 1..89982 36.86
23 167.99167 DD[23]
24 102.81542 1.051 1.90000 35.43
25 30.34761 6.224 1.48789 86.36
26 -63.72015 0.151
27 45.14367 3.160 1.89999 38.00
28 260.36165 DD[28]
29(光圈) ∞ 8.811
30 65.53926 2.832 1.90000 38.00
31 -523.43116 7.492
32 81.27867 1.900 1.78519 31.90
33 23.99563 6.685 1.49700 81.54
34 -56.11055 2.597
35 48.30450 10.010 1.49700 81.54
36 -22.30546 3.000 1.98943 29.91
37 125.66404 0.000
38 ∞ 2.300 1.51633 64.14
39 ∞ 24.682
[表2]
实施例1·规格(d线)
广角端 中间 长焦端
变焦倍率 1.0 2.0 3.0
f’ 18.954 37.908 56.861
FNo. 2.66 2.67 2.66
2ω[°] 77.6 40.4 27.6
[表3]
实施例1·变焦间隔
广角端 中间 长焦端
DD[13] 1.071 9.558 19.049
DD[15] 0.499 14.032 16.372
DD[23] 19.810 10.027 0.973
DD[28] 16.671 4.434 1.657
将实施例1的变焦镜头的各像差图示于图7中。另外，从图7中的上段左侧依次表示广角端中的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差，从图7中的中段左侧依次表示中间位置中的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差，从图7中的下段左侧依次表示长焦端中的球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。这些像差图表示将物体距离设成无限远时的状态。在表示球面像差、像散及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，将关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)及g线(波长435.8nm)的像差分别以实线、长虚线、短虚线及灰色实线来表示。在像散图中，将弧矢方向及子午方向的像差分别以实线及短虚线来表示。在倍率色差图中，将关于C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)及g线(波长435.8nm)的像差分别以长虚线、短虚线及灰色实线来表示。另外，球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
接着，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2中。实施例2的变焦镜头与实施例1的变焦镜头相比，各组的屈光力结构及各组的透镜片数结构相同。并且，将实施例2的变焦镜头的基本透镜数据示于表4中，将与规格相关的数据示于表5中，将与发生变化的面间隔相关的数据示于表6中，将各像差图示于图8中。
[表4]
实施例2·透镜数据
[表5]
实施例2·规格(d线)
广角端 中间 长焦端
变焦倍率 1.0 2.0 3.0
f’ 18.852 37.704 56.556
FNo. 2.66 2.67 2.66
2ω[°] 77.8 40.6 27.8
[表6]
实施例2·变焦间隔
广角端 中间 长焦端
DD[13] 1.153 14.908 28.049
DD[15] 0.623 12.255 13.310
DD[23] 25.164 12.477 1.153
DD[28] 17.483 4.783 1.911
接着，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3中。实施例3的变焦镜头与实施例1的变焦镜头相比，各组的屈光力结构及各组的透镜片数结构相同。并且，将实施例3的变焦镜头的基本透镜数据示于表7中，将与规格相关的数据示于表8中，将与发生变化的面间隔相关的数据示于表9中，将各像差图示于图9中。
[表7]
实施例3·透镜数据
面编号 曲率半径 面间隔 nd νd
1 62.69514 2.299 2.00100 29.13
2 33.73916 13.590
3 -141.10134 2.200 1.89992 37.47
4 110.49207 4.490
5 62.57255 3.835 1.75211 25.05
6 91.17471 14.892
7 -322.87061 3.659 1.59282 68.62
8 -107.64311 7.588
9 122.22826 2.199 1.77699 28.92
10 57.09231 13.320 1.51194 79.04
11 -66.87108 0.120
12 61.62506 3.588 1.88300 40.76
13 121.20140 DD[13]
14 52.54675 3.912 1.59051 68.94
15 384.98538 DD[15]
16 90.86711 1.199 1.90000 31.91
17 22.15340 6.471
18 -42.84531 1.199 1.59282 68.62
19 60.83884 0.120
20 41.21202 4.012 1.90000 26.50
21 -64.98293 0.617
22 -34.90200 2.000 1.72776 51.66
23 -830.66341 DD[23]
24 88.95522 1.051 1.90000 38.00
25 28.17694 6.050 1.43875 94.66
26 -183.82577 0.150
27 43.19999 3.088 1.90000 32.61
28 158.51445 DD[28]
29(光圈) ∞ 2.000
30 53.80944 2.757 1.90000 38.00
31 397.21405 10.352
32 78.35478 1.100 1.79467 28.91
33 23.10345 7.029 1.49700 81.54
34 -50.73233 7.219
35 47.19526 10.010 1.49700 81.54
36 -20.79019 3.000 1.99799 29.34
37 104.36447 0.000
38 ∞ 2.300 1.51633 64.14
39 ∞ 22.012
[表8]
实施例3·规格(d线)
广角端 中间 长焦端
变焦倍率 1.0 2.0 3.0
f’ 18.773 37.547 56.320
FNo. 2.66 2.67 2.70
2ω[°] 78.0 41.0 28.0
[表9]
实施例3·变焦间隔
广角端 中间 长焦端
DD[13] 1.188 25.744 45.928
DD[15] 0.771 7.331 5.655
DD[23] 36.574 17.097 1.345
DD[28] 16.192 4.553 1.797
接着，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4中。实施例4的变焦镜头与实施例1的变焦镜头相比，各组的屈光力结构及各组的透镜片数结构相同。并且，将实施例4的变焦镜头的基本透镜数据示于表10中，将与规格相关的数据示于表11中，将与发生变化的面间隔相关的数据示于表12中，将各像差图示于图10中。
[表10]
实施例4·透镜数据
面编号 曲率半径 面间隔 nd ν d
1 75.43452 2.300 2.00100 29.13
2 36.61520 11.626
3 -158.53008 2.199 1.89919 37.61
4 148.94755 10.875
5 70.61573 3.941 1.73914 25.88
6 139.97863 7.859
7 -555.35725 4.379 1.58171 70.12
8 -134.48299 8.899
9 104.16586 2.199 1.82385 29.00
10 48.18130 13.319 1.51971 77.73
11 -78.29202 0.120
12 69.10274 3.290 1.87983 41.07
13 126.18802 DD[13]
14 50.22693 4.744 1.59263 68.65
15 224.32942 DD[15]
16 69.37232 1.201 1.89999 32.83
17 21.32743 6.021
18 -40.54826 1.200 1.59283 68.62
19 52.95905 0.119
20 36.32561 4.894 1.87368 22.97
21 -55.63430 2.132
22 -34.18995 2.001 1.90000 37.29
23 201.15049 DD[23]
24 99.24431 1.051 1.90001 37.82
25 30.06991 5.171 1.44157 94.18
26 -100.59908 0.151
27 44.55772 2.242 1.90000 36.27
28 216.58347 DD[28]
29(光圈) ∞ 5.223
30 57.13395 3.336 1.83221 44.11
31 353.92249 9.740
32 95.97311 1.729 1.70462 34.50
33 23.86217 7.810 1.49700 81.54
34 -53.94742 9.961
35 51.91054 8.793 1.49700 81.54
36 -21.62364 3.001 1.96232 31.74
37 258.48265 0.000
38 ∞ 2.300 1.51633 64.14
39 ∞ 25.968
[表11]
实施例4·规格(d线)
广角端 中间 长焦端
变焦倍率 1.0 2.0 3.9
f’ 19.174 38.347 74.777
FNo. 2.81 2.82 2.85
2ω[°] 76.8 40.0 21.2
[表12]
实施例4·变焦间隔
广角端 中间 长焦端
DD[13] 0.669 10.205 28.005
DD[15] 0.284 14.652 18.464
DD[23] 29.414 18.268 -0.422
DD[28] 16.893 4.135 1.213
接着，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5中。实施例5的变焦镜头与实施例1的变焦镜头相比，各组的屈光力结构及各组的透镜片数结构相同。并且，将实施例5的变焦镜头的基本透镜数据示于表13中，将与规格相关的数据示于表14中，将与发生变化的面间隔相关的数据示于表15中，将各像差图示于图11中。
[表13]
实施例5·透镜数据
面编号 曲率半径 面间隔 nd νd
1 64.01482 2.300 2.00100 29.13
2 34.25815 13.114
3 -152.86228 2.199 1.90043 37.37
4 102.27104 4.189
5 61.27633 3.754 1.75089 25.13
6 86.86483 15.742
7 -392.22913 3.708 1.59282 68.62
8 -111.87408 6.820
9 118.61091 2.200 1.76223 27.92
10 56.30436 13.319 1.51111 79.17
11 -68.33072 0.121
12 61.84838 3.476 1.88300 40.76
13 118.22863 DD[13]
14 52.84953 4.029 1.59282 68.62
15 293.38233 DD[15]
16 81.06942 1.201 1.90000 31.88
17 22.16046 6.204
18 -41.63340 1.200 1.59282 68.62
19 58.23181 0.121
20 40.04869 4.256 1.90000 25.03
21 -57.89196 1.701
22 -34.29561 2.000 1.79228 42.51
23 447.37689 DD[23]
24 80.85851 1.051 1.90000 38.00
25 28.27674 6.063 1.43875 94.66
26 -139.22704 0.151
27 42.31198 3.176 1.90000 34.85
28 159.87600 DD[28]
29(光圈) ∞ 2.000
30 58.12158 2.560 1.89999 38.00
31 431.24761 10.496
32 73.64056 1.101 1.77901 28.87
33 23.30934 6.919 1.49700 81.54
34 -52.50435 6.349
35 44.65602 10.010 1.49700 81.54
36 -20.75262 3.000 1.99162 29.77
37 106.07495 23.521
[表14]
实施例5·规格(d线)
广角端 中间 长焦端
变焦倍率 1.0 2.0 3.0
f’ 18.485 36.969 55.454
FNo. 2.66 2.67 2.67
2ω[°] 78.8 41.4 28.2
[表15]
实施例5·变焦间隔
广角端 中间 长焦端
DD[13] 1.125 19.836 35.771
DD[15] 0.668 10.718 11.116
DD[23] 31.038 15.085 1.249
DD[28] 17.177 4.368 1.872
接着，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6中。实施例6的变焦镜头与实施例1的变焦镜头相比，除了第5透镜组G5由透镜L51～透镜L56这6片透镜构成以外，各组的屈光力结构及各组的透镜片数结构相同。并且，将实施例6的变焦镜头的基本透镜数据示于表16，将与规格相关的数据示于表17中，将与发生变化的面间隔相关的数据示于表18中，将各像差图示于图12中。
[表16]
实施例6·透镜数据
面编号 曲率半径 面间隔 nd νd
1 71.66549 2.299 1.91082 35.25
2 34.00689 14.131
3 -124.89531 2.200 1.90480 36.44
4 111.74292 6.718
5 67.81472 3.648 1.85475 21.63
6 106.68591 9.474
7 -145.76618 5.398 1.59282 68.62
8 -83.81236 7.367
9 102.39892 2.200 1.82445 25.85
10 50.91658 13.321 1.53775 74.70
11 -71.89671 0.120
12 67.67433 3.402 1.88300 40.76
13 138.90793 DD[13]
14 48.33546 4.174 1.59282 68.62
15 239.11911 DD[15]
16 68.13696 1.200 1.90000 28.70
17 21.87709 5.820
18 -51.44792 1.199 1.59282 68.62
19 49.56987 0.429
20 36.07220 4.158 1.85209 23.99
21 -71.76114 1.688
22 -37.24351 2.000 1.81198 47.92
23 247.39993 DD[23]
24 77.47632 1.051 1.90000 38.00
25 27.83184 5.927 1.43875 94.66
26 -150.37560 0.150
27 40.71630 3.040 1.90000 31.31
28 132.44096 DD[28]
29(光圈) ∞ 10.000
30 63.96933 2.952 1.90000 38.00
31 -549.55272 7.105
32 77.19422 1.682 1.74089 27.96
33 21.83532 7.118 1.53775 74.70
34 -58.27739 0.120
35 42.96027 10.009 1.47376 87.60
36 -25.04039 1.200 1.95375 32.32
37 43.36570 2.014
38 220.98577 2.000 1.90000 22.58
39 -311.28328 0.000
40 ∞ 2.300 1.51633 64.14
41 ∞ 27.093
[表17]
实施例6·规格(d线)
广角端 中间 长焦端
变焦倍率 1.0 2.0 3.0
f’ 18.656 37.312 55.035
FNo. 2.66 2.67 2.67
2ω[°] 78.4 41.0 28.4
[表18]
实施例6·变焦间隔
广角端 中间 长焦端
DD[13] 0.948 19.424 34.972
DD[15] 0.512 10.075 10.583
DD[23] 30.900 14.445 1.019
DD[28] 16.480 4.896 2.267
将与实施例1～6的变焦镜头的条件式(1)～(8)对应的值示于表19中。另外，所有实施例均以d线为基准波长，下述表19所示的值为该基准波长下的值。
[表19]
式编号 条件式 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
(1) fw/f4 0.38 0.31 0.22 0.28 0.26 0.26
(2) f1/f4 1.25 1.05 0.77 1.13 0.95 0.94
(3) f1/f3 -3.59 -3.09 -2.57 -3.88 -2.90 -2.99
(4) fw/f3 -1.08 -0.92 -0.75 -0.97 -0.80 -0.82
(5) f1c/f1a -1.48 -1.50 -1.55 -1.41 -1.59 -1.56
(6) f1b/f1 4.05 4.21 4.21 3.96 3.94 4.73
(7) f1b/f1c 4.03 4.22 4.45 4.26 4.27 5.30
(8) f1c/f1 1.01 1.00 0.95 0.93 0.92 0.89
从以上数据可知，实施例1～6的变焦镜头均满足条件式(1)～(8)，是全视角为75°以上的广角，并且实现了小型化及轻量化，且实现了高光学性能的变焦镜头。
接着，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。在图13中作为本发明的实施方式的摄像装置的一例示出使用了本发明的实施方式所涉及的变焦镜头1的摄像装置10的概略结构图。作为摄像装置10，例如能够举出电影摄影机、广播用摄像机、数码相机、视频摄像机或监控摄像机等。
摄像装置10具备变焦镜头1、配置于变焦镜头1的像侧的滤光片2及配置于滤光片2的像侧的成像元件3。另外，在图13中示意地图示了变焦镜头1所具备的第1a透镜组G1a、第1h透镜组G1b、第1c透镜组G1c及第2透镜组G2～第5透镜组G5。
成像元件3为将通过变焦镜头1形成的光学像转换为电气信号的构件，例如，能够使用CCD(电荷耦合器件(Charge Coupled Device))或CMOS(互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor))等。成像元件3以其成像面与变焦镜头1的像面对齐的方式配置。
摄像装置10还具备对来自成像元件3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、控制变焦镜头1的变倍的变焦控制部7及控制变焦镜头1的对焦的聚焦控制部8。另外，在图13中仅图示了1个成像元件3，但本发明的摄像装置并不限定于此，也可以是具有3个成像元件的所谓的3板方式摄像装置。
以上，举出实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率及色散系数并不限定于上述各数值实施例中所示的值，可以采用其他值。
符号说明
1-变焦镜头，2-滤光片，3-成像元件，5-信号处理部，6-显示部，7-变焦控制部，8-聚焦控制部，10-摄像装置，G1-第1透镜组，G1a-第1a透镜组，G1h-第1h透镜组，Glc-第1c透镜组，G2-第2透镜组，G3-第3透镜组，G4-第4透镜组，G5第5透镜组，L11～L56-透镜，PP-光学部件，Sim-像面，St-孔径光圈，ta，wa-轴上光束，th，wb-最大视角的光束，Z-光轴。

Claims (18)

1.一种变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有负屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，
所述第1透镜组及所述第5透镜组在变倍时相对于像面固定，
所述第2透镜组、所述第3透镜组及所述第4透镜组在变倍时改变与相邻的透镜组的光轴方向的间隔而移动，且在长焦端中位于比广角端更靠像侧的位置，
在所述第4透镜组与所述第5透镜组之间具备光圈，
并且满足下述条件式(1)：
0.1＜fw/f4＜0.5 …(1)
其中，设为
fw：广角端中的整个系统的焦距；
f4：所述第4透镜组的焦距。
2.一种变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头从物体侧依次包括具有正屈光力的第1透镜组、具有正屈光力的第2透镜组、具有负屈光力的第3透镜组、具有正屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，
所述第1透镜组及所述第5透镜组在变倍时相对于像面固定，
所述第2透镜组、所述第3透镜组及所述第4透镜组在变倍时改变与相邻的透镜组的光轴方向的间隔而移动，且在长焦端中位于比广角端更靠像侧的位置，
在所述第4透镜组与所述第5透镜组之间具备光圈，
并且满足下述条件式(2)：
0.3＜f1/f4＜1.4 …(2)
其中，设为
f1：所述第1透镜组的焦距；
f4：所述第4透镜组的焦距。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(3)：
-5＜f1/f3＜-1 …(3)
其中，设为
f1：所述第1透镜组的焦距；
f3：所述第3透镜组的焦距。
4.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(4)：
-2.3＜fw/f3＜-0.1 …(4)
其中，设为
fw：广角端中的整个系统的焦距；
f3：所述第3透镜组的焦距。
5.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第1透镜组从物体侧依次包括对焦时相对于像面固定的具有负屈光力的第1a透镜组、对焦时改变与相邻的透镜组的光轴方向的间隔而移动的正屈光力的第1b透镜组及具有正屈光力的第1c透镜组。
6.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(5)：
-3.4＜f1c/f1a＜-0.5 …(5)
其中，设为
f1c：所述第1c透镜组的焦距；
f1a：所述第1a透镜组的焦距。
7.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(6)：
3.1＜f1b/f1＜8 …(6)
其中，设为
f1b：所述第1h透镜组的焦距；
f1：所述第1透镜组的焦距。
8.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(7)：
2.4＜f1b/f1c＜8 …(7)
其中，设为
f1b：所述第1h透镜组的焦距；
f1c：所述第1c透镜组的焦距。
9.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(8)：
0.5＜f1c/f1＜1.4 …(8)
其中，设为
f1c：所述第1c透镜组的焦距；
f1：所述第1透镜组的焦距。
10.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(1-1)：
0.15＜fw/f4＜0.4 …(1-1)。
11.根据权利要求2所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(2-1)：
0.5＜f1/f4＜1.3 …(2-1)。
12.根据权利要求3所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(3-1)：
-4＜f1/f3＜-1.5 …(3-1)。
13.根据权利要求4所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(4-1)：
-1.8＜fw/f3＜-0.2 …(4-1)。
14.根据权利要求6所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(5-1)：
-2.9＜f1c/f1a＜-1.3 …(5-1)。
15.根据权利要求7所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(6-1)：
3.7＜f1b/f1＜6 …(6-1)。
16.根据权利要求8所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(7-1)：
3＜f1b/f1c＜6 …(7-1)。
17.根据权利要求9所述的变焦镜头，其中，
该变焦镜头满足下述条件式(8-1)：
0.8＜f1c/f1＜1.3 …(8-1)。
18.一种摄像装置，其具备权利要求1至17中任一项所述的变焦镜头。
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