CN108363194B - 变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种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。所述变焦镜头从物体侧依次包括变倍时固定的正的第1透镜组(G1)、变倍时移动的至少2个移动透镜组及变倍时固定的正的最终透镜组，最终透镜组从物体侧依次包括前组(Gf)及后组(Gr)，前组(Gf)从最靠物体侧依次连续具有2片以下的正透镜及1片前组第1负透镜，在最靠像侧具有与前组第1负透镜不同的将凹面朝向像侧的前组第2负透镜，在移动透镜组与前组第1负透镜之间具有孔径光圈(St)，后组(Gr)包括正透镜及将凸面朝向像侧的后组负弯月形透镜，满足规定条件式。

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、广播用摄影机、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的变焦镜头。
专利文献1：日本特开平09-243916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轻量化。
然而，若进行小型轻量化，则球面像差及像面弯曲变大，从而难以实现充分的光学性能。专利文献1中所记载的镜头系统对最近所要求的水准而言不能说球面像差足够小。
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。
本发明的变焦镜头的特征在于，从物体侧依次包括变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的第1透镜组、变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的至少2个移动透镜组及变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的最终透镜组，最终透镜组从物体侧依次包括前组及与前组隔着空气间隔的后组，前组从最靠物体侧依次连续具有2片以下的正透镜及1片前组第1负透镜，在最靠像侧具有与前组第1负透镜不同的将凹面朝向像侧的前组第2负透镜，在移动透镜组与前组第1负透镜之间具有光圈，后组包括正透镜及将凸面朝向像侧的后组负弯月形透镜，当将从前组第1负透镜的像侧的面至前组第2负透镜的像侧的面的光轴上的距离设为D1n，将从前组的最靠物体侧的面至最靠像侧的面的光轴上的距离设为D1时，满足由
0.1＜D1n/D1＜1……(1)
表示的条件式(1)。
另外，优选满足由
0.3＜D1n/D1＜0.8……(1-1)
0.5＜D1n/D1＜0.7……(1-2)
表示的条件式(1-1)和/或(1-2)。
在本发明的变焦镜头中，当将前组第2负透镜的焦距设为fL1n2，将后组负弯月形透镜的焦距设为fL2n时，优选满足由
0.1＜fL1n2/fL2n＜1……(2)
表示的条件式(2)，
优选满足由
0.1＜fL1n2/fL2n＜0.5……(2-1)
0.1＜fL1n2/fL2n＜0.3……(2-2)
表示的条件式(2-1)和/或(2-2)。
并且，当将最终透镜组的焦距设为fR，将前组的焦距设为fR1时，优选满足由
0.1＜fR/fR1＜2……(3)
表示的条件式(3)，
优选满足由
0.2＜fR/fR1＜1.5……(3-1)
表示的条件式(3-1)。
并且，当将后组负弯月形透镜的像侧的面的曲率半径设为r2n2，将后组负弯月形透镜的物体侧的面的曲率半径设为r2n1时，优选满足由
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜1……(4)
表示的条件式(4)，
优选满足由
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜0.5……(4-1)
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜0.4……(4-2)
表示的条件式(4-1)和/或(4-2)。
并且，后组可以从物体侧依次包括正透镜及后组负弯月形透镜，也可以从物体侧依次包括后组负弯月形透镜及正透镜。
并且，前组可以从物体侧依次包括正透镜、正透镜、前组第1负透镜、正透镜、正透镜及前组第2负透镜，也可以从物体侧依次包括正透镜、前组第1负透镜、正透镜、正透镜及前组第2负透镜。
并且，至少2个移动透镜组可以包括2个移动透镜组，在该情况下，至少2个移动透镜组优选从物体侧依次包括具有负屈光力的第2透镜组及具有正屈光力的第3透镜组。
并且，至少2个移动透镜组也可以包括3个移动透镜组，在该情况下，至少2个移动透镜组优选从物体侧依次包括具有正屈光力的第2透镜组、具有负屈光力的第3透镜组及具有负屈光力的第4透镜组。
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、屈光力的符号及曲率半径，当包含非球面时，设为在近轴区域中考虑。
发明效果
本发明的变焦镜头设成从物体侧依次包括变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的第1透镜组、变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的至少2个移动透镜组及变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的最终透镜组，最终透镜组从物体侧依次包括前组及与前组隔着空气间隔的后组，前组从最靠物体侧依次连续具有2片以下的正透镜及1片前组第1负透镜，在最靠像侧具有与前组第1负透镜不同的将凹面朝向像侧的前组第2负透镜，在移动透镜组与前组第1负透镜之间具有光圈，后组包括正透镜及将凸面朝向像侧的后组负弯月形透镜，当将从前组第1负透镜的像侧的面至前组第2负透镜的像侧的面的光轴上的距离设为D1n，将从前组的最靠物体侧的面至最靠像侧的面的光轴上的距离设为D1时，满足下述条件式(1)，因此能够提供一种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＜D1n/D1＜1……(1)
附图说明
图1是表示本发明的一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是本发明的实施例1的变焦镜头的各像差图。
图6是本发明的实施例2的变焦镜头的各像差图。
图7是本发明的实施例3的变焦镜头的各像差图。
图8是本发明的实施例4的变焦镜头的各像差图。
图9是本发明的实施方式所涉及的摄像装置的概略结构图。
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，G1b-第1b透镜组，G1c-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，Gf-前组，Gr-后组，L11～L58-透镜，PP-光学部件，Sim-像面，St-孔径光圈，ta、wa-轴上光束，tb、wb-最大视角的光束，Z-光轴。
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tb，而且将移动透镜组的移动轨迹以箭头来表示。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从物体侧依次包括变倍时相对于像面Sim固定的具有正屈光力的第1透镜组G1、变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的至少2个移动透镜组及变倍时相对于像面Sim固定的具有正屈光力的最终透镜组。另外，在本实施方式中，第2透镜组G2及第3透镜组G3相当于移动透镜组，第4透镜组G4相当于最终透镜组。
如此，通过将最靠物体侧的第1透镜组G1设为具有正屈光力的透镜组，能够缩短镜头系统总长度。并且，通过将最靠物体侧的第1透镜组G1设为变倍时固定，能够防止变倍时透镜总长度发生变化。并且，通过将最靠像侧的最终透镜组设为具有正屈光力的透镜组，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。
最终透镜组(本实施方式中为第4透镜组G4)从物体侧依次包括前组Gf及与前组Gf隔着空气间隔的后组Gr，前组Gf从最靠物体侧依次连续具有2片以下的正透镜及1片前组第1负透镜(本实施方式中为透镜L43)，在最靠像侧具有与前组第1负透镜不同的将凹面朝向像侧的前组第2负透镜(本实施方式中为透镜L46)，在移动透镜组与前组第1负透镜之间具有孔径光圈St，后组Gr包括正透镜及将凸面朝向像侧的后组负弯月形透镜(本实施方式中为透镜L48)。
如此，通过在前组Gf的最靠物体侧配置正透镜，防止最终透镜组的有效直径过度变大，通过在前组Gf的最靠像侧配置前组第2负透镜，能够缩短总长度。并且，通过将前组Gf的从最靠物体侧依次连续配置的正透镜的片数抑制为2片以下，能够防止前组Gf的光轴上的厚度过度变厚。并且，通过将前组第2负透镜的凹面朝向像侧，能够抑制高阶球面像差的产生，并且能够校正低阶球面像差。并且，后组Gr的正透镜担负校正前组第2负透镜中所产生的畸变像差及倍率色差的作用，后组负弯月形透镜担负抑制像散的产生并校正像面弯曲的作用。
而且，本实施方式的变焦镜头以如下方式构成：当将从前组第1负透镜的像侧的面至前组第2负透镜的像侧的面的光轴上的距离设为D1n，将从前组的最靠物体侧的面至最靠像侧的面的光轴上的距离设为D1时，满足下述条件式(1)。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够抑制镜头系统的总长度。通过设成不成为条件式(1)的下限以下，能够分离配置离孔径光圈St较近的前组第1负透镜及离孔径光圈St较远的前组第2负透镜，从而通过前组第2负透镜的主光线比通过前组第1负透镜的主光线变得更高，因此能够在前组第1负透镜中主要校正轴上色差，能够在前组第2负透镜中校正轴上色差及倍率色差，从而容易保持轴上色差与倍率色差的平衡。另外，若设为满足下述条件式(1-1)和/或(1-2)，则能够成为更良好的特性。
0.1＜D1n/D1＜1……(1)
0.3＜D1n/D1＜0.8……(1-1)
0.5＜D1n/D1＜0.7……(1-2)
在本实施方式的变焦镜头中，当将前组第2负透镜的焦距设为fL1n2，将后组负弯月形透镜的焦距设为fL2n时，优选满足下述条件式(2)。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，能够抑制后组负弯月形透镜的屈光力过度变强，因此能够抑制畸变像差及倍率色差的产生。通过设成不成为条件式(2)的下限以下，能够抑制前组第2负透镜的屈光力过度变强，因此能够抑制像散的产生。而且能够加强后组负弯月形透镜的屈光力，因此能够充分地校正像面弯曲。另外，若设为满足下述条件式(2-1)和/或(2-2)，则能够成为更良好的特性。
0.1＜fL1n2/fL2n＜1……(2)
0.1＜fL1n2/fL2n＜0.5……(2-1)
0.1＜fL1n2/fL2n＜0.3……(2-2)
并且，当将最终透镜组的焦距设为fR，将前组的焦距设为fR1时，优选满足下述条件式(3)。通过设成不成为条件式(3)的上限以上，能够抑制前组Gf的屈光力过度变强，因此容易校正球面像差。通过设成不成为条件式(3)的下限以下，能够抑制前组Gf的屈光力过度变弱，因此能够抑制总长度。另外，若设为满足下述条件式(3-1)，则能够成为更良好的特性。
0.1＜fR/fR1＜2……(3)
0.2＜fR/fR1＜1.5……(3-1)
并且，当将后组负弯月形透镜的像侧的面的曲率半径设为r2n2，将后组负弯月形透镜的物体侧的面的曲率半径设为r2n1时，优选满足下述条件式(4)。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，能够抑制像散的产生。通过设成不成为条件式(4)的下限以下，能够抑制高阶球面像差的产生。另外，若设为满足下述条件式(4-1)和/或(4-2)，则能够成为更良好的特性。
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜1……(4)
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜0.5……(4-1)
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜0.4……(4-2)
并且，后组Gr可以从物体侧依次包括正透镜及后组负弯月形透镜。通过设成这种结构，有利于像面弯曲的校正。
并且，后组Gr也可以从物体侧依次包括后组负弯月形透镜及正透镜。通过设成这种结构，有利于畸变像差的校正。
并且，前组Gf可以从物体侧依次包括正透镜、正透镜、前组第1负透镜、正透镜、正透镜及前组第2负透镜。通过设成这种结构，能够抑制球面像差的产生，并且能够抑制总长度。
并且，前组Gf也可以从物体侧依次包括正透镜、前组第1负透镜、正透镜、正透镜及前组第2负透镜。通过设成这种结构，能够抑制前组Gf的光轴上的厚度，并且能够抑制球面像差的产生。
并且，至少2个移动透镜组可以包括2个移动透镜组。通过设成这种结构，能够抑制整个镜头系统的总长度。
当设成这种结构时，至少2个移动透镜组可以从物体侧依次包括具有负屈光力的第2透镜组G2及具有正屈光力的第3透镜组G3。该结构相当于后述的实施例1、2、3(图1、2、3)。另外，移动透镜组的移动轨迹仅在实施例1(图1)中插入，而其他实施例2、3(图2、3)中省略，但移动透镜组的移动轨迹在实施例1、2、3中相同。如此，通过将第3透镜组G3的屈光力设为正，能够降低轴外的光线高度，因此能够缩小第1透镜组G1的外径，从而成为有利于小型化及轻量化的镜头结构。而且，能够抑制向第4透镜组G4的入射角，从而能够在整个变焦区域中减少球面像差。
并且，至少2个移动透镜组也可以包括3个移动透镜组。通过设成这种结构，能够抑制整个镜头系统的总长度，并且能够设为良好的光学特性。
当设成这种结构时，至少2个移动透镜组也可以从物体侧依次包括具有正屈光力的第2透镜组G2、具有负屈光力的第3透镜组G3及具有负屈光力的第4透镜组G4。该结构相当于后述的实施例4(图4)。如此，通过将第2透镜组G2的屈光力设为正，能够降低轴外的光线高度，因此能够缩小第1透镜组G1的外径，从而成为有利于小型化及轻量化的镜头结构。而且，能够重合第3透镜组G3的移动范围和第4透镜组G4的移动范围，从而能够缩短总长度。
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2～4对应的图2～4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tb，而且将移动透镜组的移动轨迹以箭头来表示。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、具有负屈光力的第2透镜组G2、具有正屈光力的第3透镜组G3及具有正屈光力的第4透镜组G4构成。另外，在本实施例中，第2透镜组G2及第3透镜组G3相当于移动透镜组，第4透镜组G4相当于最终透镜组。
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由透镜L21～透镜L24这4片透镜构成，第3透镜组G3由透镜L31～透镜L33这3片透镜构成，第4透镜组G4由透镜L41～透镜L48这8片透镜构成。
第4透镜组G4(最终透镜组)由包括透镜L41～透镜L46这6片透镜的前组Gf和包括透镜L47及L48这2片透镜的后组Gr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2～4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n栏中示出各光学要件的d线(波长587.6nm(纳米))下的折射率，在v栏中示出各光学要件的d线(波长587.6nm(纳米))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’、后焦距Bf’、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(毫米)，但光学系统既可以放大比例又可以缩小比例来使用，因此能够使用其他适当的单位。
[表1]
实施例1·透镜数据(n、v为d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n v
1 227.53208 2.000 1.48749 70.24
2 58.06068 1.100
3 54.24869 4.999 1.84667 23.79
4 89.11491 8.536
5 -183.26740 2.000 1.85150 40.78
6 145.81689 2.172
7 167.91090 6.768 1.49700 81.54
8 -99.07974 10.172
9 73.95686 2.200 1.84667 23.79
10 46.20207 9.433 1.43875 94.66
11 ∞ 0.200
12 63.89396 6.087 1.72916 54.68
13 399.48871 DD[13]
14 -334.18732 1.201 1.90043 37.37
15 37.98668 4.440
16 -34.45616 1.200 1.49700 81.54
17 59.68418 0.700
18 59.05649 4.820 1.84667 23.79
19 -59.05649 1.200 1.85150 40.78
20 259.91618 DD[20]
21 383.97122 2.538 1.90366 31.31
22 -102.36294 0.200
23 214.98722 4.862 1.60300 65.44
24 -36.73949 1.200 1.71736 29.51
25 -198.11620 DD[25]
26(光圈) ∞ 2.172
27 42.08259 5.227 1.56883 56.04
28 -421.05708 0.393
29 46.57231 7.179 1.43875 94.66
30 -34.00142 1.201 1.85025 30.05
31 59.79695 7.569
32 146.12182 4.807 1.84667 23.79
33 -42.10362 0.400
34 39.90271 4.318 1.60300 65.44
35 -240.42306 1.200 1.95375 32.32
36 26.81888 6.525
37 36.79585 3.000 1.90366 31.31
38 67.98562 4.525
39 -24.57063 1.200 1.51633 64.14
40 -39.43088 5.000
41 ∞ 2.000 1.51633 64.14
42 ∞ 30.658
[表2]
实施例1·规格(d线)
广角端 长焦端
变焦倍率 1.0 2.6
f’ 51.501 134.933
Bf’ 36.976 36.976
FNo. 2.750 2.754
2ω[°] 32.2 12.0
[表3]
实施例1·可变面间隔
广角端 长焦端
DD[13] 14.039 44.630
DD[20] 22.245 1.243
DD[25] 13.006 3.417
将实施例1的变焦镜头的各像差图示于图5中。另外，从图5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5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(纳米))为基准波长的像差。在球面像差图中，将关于d线(波长587.6nm(纳米))、C线(波长656.3nm(纳米))、F线(波长486.1nm(纳米))及g线(波长435.8nm(纳米))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(纳米))、F线(波长486.1nm(纳米))及g线(波长435.8nm(纳米))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，除了第4透镜组G4由包括透镜L41～透镜L45这5片透镜的前组Gf和包括透镜L46及L47这2片透镜的后组Gr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6中。
[表4]
实施例2·透镜数据(n、v为d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n v
1 444.09255 2.000 1.48749 70.24
2 52.74249 1.277
3 51.60553 4.074 1.84667 23.79
4 82.16037 6.492
5 -192.52874 2.000 1.83481 42.72
6 164.76639 2.437
7 213.97971 6.245 1.49700 81.54
8 -91.34810 8.821
9 79.05562 2.200 1.84667 23.79
10 45.42169 8.968 1.43875 94.66
11 3885.55273 0.121
12 56.53743 6.889 1.72916 54.68
13 623.26062 DD[13]
14 -236.74725 1.201 1.91082 35.25
15 33.97322 4.547
16 -32.31626 1.259 1.49700 81.54
17 49.03995 0.537
18 53.16990 3.803 1.89286 20.36
19 -223.44243 1.210 1.85478 24.80
20 -545.46043 DD[20]
21 188.34121 3.368 1.95375 32.32
22 -87.65364 0.200
23 124.41235 5.152 1.59282 68.62
24 -40.49428 1.200 1.78472 25.68
25 2078.18432 DD[25]
26(光圈) ∞ 3.704
27 32.47074 10.709 1.43875 94.66
28 -31.91695 1.201 1.73400 51.47
29 152.33524 3.659
30 229.76082 4.671 1.66680 33.05
31 -42.20381 1.625
32 31.94310 5.743 1.60300 65.44
33 -109.17735 1.200 1.91082 35.25
34 26.09253 7.246
35 45.09147 2.586 1.90366 31.31
36 111.38681 4.689
37 -22.26014 1.201 1.48749 70.24
38 -30.51955 5.000
39 ∞ 2.000 1.51633 64.14
40 ∞ 28.387
[表5]
实施例2·规格(d线)
广角端 长焦端
变焦倍率 1.0 2.6
f’ 46.018 120.568
Bf’ 34.706 34.706
FNo. 2.750 2.756
2ω[°] 35.8 13.4
[表6]
实施例2·可变面间隔
广角端 长焦端
DD[13] 11.064 42.471
DD[20] 24.681 1.208
DD[25] 13.393 5.459
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7中。
[表7]
实施例3·透镜数据(n、v为d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n v
1 127.00423 2.000 1.48749 70.24
2 42.66604 1.598
3 43.69414 5.000 1.85896 22.73
4 60.69499 8.663
5 -140.21011 2.000 1.80100 34.97
6 256.99090 1.081
7 187.17279 6.870 1.49700 81.54
8 -91.67863 9.929
9 56.56356 2.000 1.84667 23.79
10 40.25739 10.649 1.43875 94.66
11 14734.22239 0.120
12 62.01141 5.105 1.60300 65.44
13 191.54358 DD[13]
14 40.26894 3.886 1.48749 70.24
15 20.70202 7.214
16 -173.50486 1.210 1.49700 81.54
17 22.41667 4.377 1.85025 30.05
18 51.00575 3.859
19 -41.17250 1.200 1.75500 52.32
20 -785.22816 DD[20]
21 256.65707 2.525 1.83400 37.16
22 -109.07337 0.200
23 -168.05819 4.581 1.48749 70.24
24 -28.32645 1.410 1.59270 35.31
25 -72.20608 DD[25]
26(光圈) ∞ 1.017
27 59.43515 3.508 1.56883 56.04
28 -317.75521 0.120
29 35.05890 7.299 1.43875 94.66
30 -37.96163 1.200 1.85025 30.05
31 55.43706 7.623
32 119.41579 4.297 1.84667 23.79
33 -45.52911 1.752
34 32.86120 4.683 1.62230 53.17
35 -116.67145 1.200 1.95375 32.32
36 26.07586 18.796
37 -25.76438 1.200 1.48749 70.24
38 -46.44353 0.563
39 55.84867 2.706 1.95375 32.32
40 205.12590 5.000
41 ∞ 2.000 1.51633 64.14
42 ∞ 24.408
[表8]
实施例3·规格(d线)
广角端 长焦端
变焦倍率 1.0 2.6
f’ 51.488 134.899
Bf’ 30.726 30.726
FNo. 2.749 2.751
2ω[°] 32.0 12.0
[表9]
实施例3·可变面间隔
广角端 长焦端
DD[13] 1.094 33.547
DD[20] 28.570 1.424
DD[25] 10.937 5.629
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、具有负屈光力的第4透镜组G4及具有正屈光力的第5透镜组G5构成。另外，在本实施例中，第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4相当于移动透镜组，第5透镜组G5相当于最终透镜组。
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及透镜L42这2片透镜构成，第5透镜组G5由透镜L51～透镜L58这8片透镜构成。
第5透镜组G5(最终透镜组)由包括透镜L51～透镜L56这6片透镜的前组Gf和包括透镜L57及L58这2片透镜的后组Gr构成。
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8中。
[表10]
实施例4·透镜数据(n、v为d线)
面编号 曲率半径 面间隔 n v
1 -351.60418 2.300 1.48749 70.24
2 87.03799 0.120
3 67.61306 3.582 1.85896 22.73
4 119.92087 3.925
5 -676.63823 2.300 1.91082 35.25
6 128.88468 1.820
7 208.42536 6.366 1.43875 94.66
8 -96.09062 10.616
9 95.17770 2.200 1.80518 25.42
10 51.01858 9.136 1.43875 94.66
11 -409.46788 0.120
12 56.51940 5.507 1.77250 49.60
13 189.31203 DD[13]
14 409.55538 2.424 1.43875 94.66
15 -229.77588 DD[15]
16 37.50405 1.200 1.49700 81.54
17 26.09863 4.698
18 -179.58155 1.200 1.84763 43.24
19 222.69320 2.449
20 -72.50144 1.210 1.59522 67.73
21 56.79431 2.194 1.84666 23.78
22 159.83989 DD[22]
23 -36.19722 1.200 1.90043 37.37
24 47.96737 4.749 1.80518 25.43
25 -64.37202 DD[25]
26(光圈) ∞ 1.550
27 102.59444 3.913 1.56883 56.04
28 -93.22223 0.200
29 36.43889 8.532 1.49700 81.54
30 -36.57060 1.500 1.80518 25.42
31 280.95233 7.050
32 53.20417 4.981 1.84667 23.79
33 -89.76146 0.120
34 24.27137 6.406 1.60311 60.64
35 -84.42265 2.000 1.95375 32.32
36 19.55041 11.494
37 179.55567 2.586 1.62004 36.26
38 -68.02772 1.769
39 -26.81778 1.201 1.78800 47.37
40 -56.73936 5.000
41 ∞ 2.000 1.51633 64.14
42 ∞ 27.093
[表11]
实施例4·规格(d线)
广角端 长焦端
变焦倍率 1.0 2.6
f’ 50.732 132.917
Bf’ 33.411 33.411
FNo. 2.750 2.795
2ω[°] 32.2 12.0
[表12]
实施例4·可变面间隔
广角端 长焦端
DD[13] 7.955 31.053
DD[15] 1.001 7.082
DD[22] 11.594 6.625
DD[25] 25.324 1.114
将与实施例1～4的变焦镜头的条件式(1)～(4)对应的值示于表13中。另外，所有实施例均以d线为基准波长，下述表13中所示的值为该基准波长下的值。
[表13]
式编号 条件式 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
(1) D1n/D1 0.566 0.587 0.617 0.592
(2) fL1n2/fL2n 0.194 0.130 0.184 0.251
(3) fR/fR1 0.740 0.578 0.869 0.980
(4) (r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1) 0.232 0.156 0.286 0.358
从以上数据可知，实施例1～4的变焦镜头均满足条件式(1)～(4)，是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9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9中示意地图示了变焦镜头1所具备的第1透镜组G1～第4透镜组G4。并且，第1透镜组G1分为第1a透镜组G1a、第1b透镜组G1b及第1c透镜组G1c这3个子透镜组，关于它们也示意地进行了图示。
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9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。

Claims (20)

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变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的第1透镜组、变倍时改变与相邻的组的光轴方向的间隔而移动的至少2个移动透镜组及变倍时相对于像面固定的具有正屈光力的最终透镜组，
所述最终透镜组从物体侧依次包括前组及与所述前组隔着空气间隔的后组，
所述前组从最靠物体侧依次连续具有2片以下的正透镜及1片前组第1负透镜，在最靠像侧具有与所述前组第1负透镜不同的将凹面朝向像侧的前组第2负透镜，
在所述移动透镜组与所述前组第1负透镜之间具有光圈，
所述后组由正透镜及将凸面朝向像侧的后组负弯月形透镜构成，
当将从所述前组第1负透镜的像侧的面至所述前组第2负透镜的像侧的面的光轴上的距离设为D1n，将从所述前组的最靠物体侧的面至最靠像侧的面的光轴上的距离设为D1时，满足由
0.1＜D1n/D1＜1……(1)
表示的条件式(1)。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
当将所述前组第2负透镜的焦距设为fL1n2，将所述后组负弯月形透镜的焦距设为fL2n时，满足由
0.1＜fL1n2/fL2n＜1……(2)
表示的条件式(2)。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
当将所述最终透镜组的焦距设为fR，将所述前组的焦距设为fR1时，满足由
0.1＜fR/fR1＜2……(3)
表示的条件式(3)。
4.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
当将所述后组负弯月形透镜的像侧的面的曲率半径设为r2n2，将所述后组负弯月形透镜的物体侧的面的曲率半径设为r2n1时，满足由
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜1……(4)
表示的条件式(4)。
5.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述后组从物体侧依次包括正透镜及所述后组负弯月形透镜。
6.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述后组从物体侧依次包括所述后组负弯月形透镜及正透镜。
7.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述前组从物体侧依次包括正透镜、正透镜、所述前组第1负透镜、正透镜、正透镜及所述前组第2负透镜。
8.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述前组从物体侧依次包括正透镜、所述前组第1负透镜、正透镜、正透镜及所述前组第2负透镜。
9.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述至少2个移动透镜组包括2个移动透镜组。
10.根据权利要求9所述的变焦镜头，其中，
所述至少2个移动透镜组从物体侧依次包括具有负屈光力的第2透镜组及具有正屈光力的第3透镜组。
11.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述至少2个移动透镜组包括3个移动透镜组。
12.根据权利要求11所述的变焦镜头，其中，
所述至少2个移动透镜组从物体侧依次包括具有正屈光力的第2透镜组、具有负屈光力的第3透镜组及具有负屈光力的第4透镜组。
13.根据权利要求1所述的变焦镜头，其满足由
0.3＜D1n/D1＜0.8……(1-1)
表示的条件式(1-1)。
14.根据权利要求1所述的变焦镜头，其满足由
0.5＜D1n/D1＜0.7……(1-2)
表示的条件式(1-2)。
15.根据权利要求2所述的变焦镜头，其满足由
0.1＜fL1n2/fL2n＜0.5……(2-1)
表示的条件式(2-1)。
16.根据权利要求2所述的变焦镜头，其满足由
0.1＜fL1n2/fL2n＜0.3……(2-2)
表示的条件式(2-2)。
17.根据权利要求3所述的变焦镜头，其满足由
0.2＜fR/fR1＜1.5……(3-1)
表示的条件式(3-1)。
18.根据权利要求4所述的变焦镜头，其满足由
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜0.5……(4-1)
表示的条件式(4-1)。
19.根据权利要求4所述的变焦镜头，其满足由
0.1＜(r2n2-r2n1)/(r2n2+r2n1)＜0.4……(4-2)
表示的条件式(4-2)。
20.一种摄像装置，其具备权利要求1至19中任一项所述的变焦镜头。
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