CN108572436A - 变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种镜头系统的大型化得到抑制且能够应对可见～近红外的波长频带并且具有高变倍比且高性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。变焦镜头从物体侧依次具备正的第1透镜组(G1)、负的第2透镜组(G2)、正的第3透镜组(G3)及在最靠物体侧配置有光圈的正的第4透镜组(G4)。在进行变倍时，第2透镜组(G2)及第3透镜组(G3)移动，其他透镜组不动。第1透镜组(G1)从物体侧依次包括负弯月形透镜与正透镜接合而成的2组接合透镜及正透镜与负透镜接合而成的接合透镜。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，只有第1透镜组(G1)的最靠像侧的接合透镜移动。

Description

变焦镜头及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种变焦镜头及摄像装置，尤其涉及一种适合于远距离用监控摄像机的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
背景技术
以往，在港湾及机场等中作为用于远程监控的监控摄像机用光学系统而使用具有高变倍比的变焦镜头。作为适合于这种用途的变焦镜头，例如已知有下述专利文献1中所记载的变焦镜头。专利文献1中记载有如下变焦镜头，即从物体侧依次具备具有正屈光力且包含接合透镜的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组及具有正屈光力的第4透镜组这4个透镜组，并通过使其中第2透镜组及第3透镜组移动而实现了60倍左右的变倍比。
专利文献1：日本专利第5438620号公报
近年来，在远程监控用途的变焦镜头中，要求具有能够变倍至长焦距的高变倍比，且要求能够与成像元件的高像素化对应的高性能。并且，在上述用途中要求不仅能够应对可见区域而且还能够应对近红外波长，以便在夜间时及起浓雾时进行摄影。
专利文献1中所记载的变焦镜头虽然实现了高变倍比且高性能，但若要应对近年进一步的高变倍比即长焦端中的长焦距化的要求，则像差校正成为问题，尤其长焦端的色差校正成为问题。具体而言，通过为了消除残留二次光谱而减小第1透镜组的接合透镜的各接合面的曲率半径的绝对值，而产生按波长的球面像差的差，从而难以充分地校正色差。在进一步的高倍率化中，需要设成使接合面的曲率半径的绝对值不致过度变小，且减轻按波长的球面像差的差。
如此，难以实现如下光学系统，即实现高变倍比并且遍及整个变倍区域具有良好性能，进而能够应对从可见至近红外的波长频带。若要同时满足这些要求，则有光学系统大型化的倾向，但近年来对装置的紧凑性的要求也越来越严格。
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抑制镜头系统的大型化，并且能够应对从可见至近红外的波长频带，能够实现高变倍比且高性能这两者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，从物体侧依次具备具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组及具有正屈光力且在最靠物体侧配置有光圈的第4透镜组，在从广角端向长焦端进行变倍时，第1透镜组及第4透镜组相对于像面固定，第2透镜组及第3透镜组改变彼此间隔而沿光轴方向移动，第2透镜组及第3透镜组同时通过各自的横向倍率成为-1倍的点，第1透镜组从物体侧依次包括如下透镜：从物体侧依次接合负弯月形透镜及正透镜而成的第1接合透镜；从物体侧依次接合负弯月形透镜及正透镜而成的第2接合透镜；以及从物体侧依次接合正透镜及负透镜而成的第3接合透镜，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，只有第3接合透镜移动。
在本发明的变焦镜头中，当将第2透镜组的焦距设为f2，将对焦于无限远物体时的长焦端中的整个系统的焦距设为ft时，优选满足下述条件式(1)，更优选满足下述条件式(1-1)。
-0.019＜f2/ft＜-0.008 (1)
-0.017＜f2/ft＜-0.01 (1-1)
在本发明的变焦镜头中，当将第1透镜组内的所有正透镜的d线基准的色散系数的平均值设为v avep，将第1透镜组内的所有负透镜的d线基准的色散系数的平均值设为vaven时，优选满足下述条件式(2)，更优选满足下述条件式(2-1)。
24＜v avep-v aven＜41 (2)
27＜v avep-v aven＜38 (2-1)
在本发明的变焦镜头中，第4透镜组具备包含1片负透镜及1片正透镜且具有负屈光力的第4a透镜组、配置于第4a透镜组的像侧的具有负屈光力的第4b透镜组、及相对于第4b透镜组隔着第4透镜组内最长的光轴上的空气间隔而配置于第4b透镜组的像侧的具有正屈光力的第4c透镜组，通过仅使第4b透镜组沿与光轴垂直的方向移动而校正摄影图像的抖动，当将第4a透镜组的焦距设为f4a，将第4b透镜组的焦距设为f4b时，优选满足下述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3-1)。
2.4＜f4a/f4b＜6.6 (3)
2.8＜f4a/f4b＜6.2 (3-1)
当第4透镜组采用上述优选结构时，优选能够插拔地配置扩束透镜组，该扩束透镜组通过插入于第4b透镜组与第4c透镜组之间的光路中而将整个系统的焦距向长焦距侧进行改变。
在本发明的变焦镜头中，当将第3接合透镜的正透镜相对于d线的折射率设为Ndp，将第3接合透镜的负透镜相对于d线的折射率设为Ndn，将第3接合透镜的正透镜的d线基准的色散系数设为v dp，将第3接合透镜的负透镜的d线基准的色散系数设为v dn，将第3接合透镜的接合面的曲率半径设为Rc，设为ΔΦFC＝((Ndn-1)/v dn-(Ndp-1)/v dp)/Rc，将第1透镜组的焦距设为f1时，优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。
-0.002＜ΔΦFC×f1＜-0.001 (4)
-0.0018＜ΔΦFC×f1＜-0.0012 (4-1)
本发明的摄像装置具备本发明的变焦镜头。
另外，本说明书的“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、滤光片、盖玻璃等透镜以外的光学要件、透镜凸缘、镜筒、成像元件和/或手抖校正机构等的机构部分等。
另外，上述“具有正屈光力的～组”表示作为组整体具有正屈光力。关于上述“具有负屈光力的～组”也相同。上述“～组”表示未必为一定由多个透镜构成的组，还可以包含仅由1片透镜构成的组。关于上述组的屈光力的符号、透镜的屈光力的符号及透镜的面形状，当包含非球面时，设为在近轴区域中考虑。“负弯月形透镜”为具有负屈光力的弯月形透镜。上述条件式均以d线(波长587.6nm(纳米))为基准。
发明效果
根据本发明，在从物体侧依次包括正的第1透镜组、负的第2透镜组、正的第3透镜组及正的第4透镜组的镜头系统中，通过适宜地设定变倍时移动的透镜组、第1透镜组的结构及对焦时移动的透镜，能够提供一种抑制镜头系统的大型化，并且能够应对从可见至近红外的波长频带，能够实现高变倍比且高性能这两者的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
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且与实施例1对应的变焦镜头的广角端中的结构的剖视图及变倍时的移动轨迹的图。
图2是表示图1的变焦镜头的广角端及长焦端中的结构及光路的剖视图。
图3是图1的变焦镜头的局部放大图。
图4是在图4的镜头系统中插入有扩束透镜组的状态的剖视图。
图5是表示本发明的实施例2的变焦镜头的广角端中的结构的剖视图及变倍时的移动轨迹的图。
图6是在图5的变焦镜头中插入有扩束透镜组的状态的剖视图。
图7是表示本发明的实施例3的变焦镜头的广角端中的结构的剖视图及变倍时的移动轨迹的图。
图8是在图7的变焦镜头中插入有扩束透镜组的状态的剖视图。
图9是表示本发明的实施例4的变焦镜头的广角端中的结构的剖视图及变倍时的移动轨迹的图。
图10是在图9的变焦镜头中插入有扩束透镜组的状态的剖视图。
图11是本发明的实施例1的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图12是本发明的实施例2的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图13是本发明的实施例3的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图14是本发明的实施例4的变焦镜头的各像差图，上段表示广角端状态，中段表示中间焦距状态，下段表示长焦端状态，各状态的像差图均从左依次表示球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图15是本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的概略结构图。
符号说明
4-信号处理部，5-变倍控制部，6-聚焦控制部，7-滤光片，8-成像元件，10-摄像装置，CE1-第1接合透镜，CE2-第2接合透镜，CE3-第3接合透镜，Ex-扩束透镜组，FL-滤光片，G1-第1透镜组，G2-第2透镜组，G3-第3透镜组，G4-第4透镜组，G4a-第4a透镜组，G4b-第4b透镜组，G4c-第4c透镜组，L11～L16、L21～L26、L31～L35、L41～L55透镜，PP-光学部件，Sim-像面，St-孔径光圈，ta、wa-轴上光束，th、wb-最大视角的轴外光束，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广角端中的镜头结构的剖视图。在图2中示出该变焦镜头的广角端及长焦端中的镜头结构及光路的剖视图。在图2中，在标注有“WIDE”的上段示出广角端的状态，作为光束记有轴上光束wa及最大视角的光束wb，在标注有“TELE”的下段示出长焦端的状态，作为光束记有轴上光束ta及最大视角的光束tb。图1及图2所示的例子与后述的实施例1的变焦镜头相对应。在图1及图2中，纸面左侧为物体侧，纸面右侧为像侧，均示出了对焦于无限远物体的状态。
该变焦镜头沿光轴Z从物体侧朝向像侧依次具备具有正屈光力的第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。在第4透镜组G4的最靠物体侧配置有孔径光圈St。另外，图1及图2所示的孔径光圈St并不一定表示大小和/或形状，而是表示光轴Z上的位置。
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及图2中示出了将设想成它们的平行平面板状的光学部件PP配置于镜头系统与像面Sim之间的例子。但是，光学部件PP的位置并不限定于该例所示的位置，还能够为省略光学部件PP的结构。
关于该变焦镜头，在从广角端向长焦端进行变倍时，第1透镜组G1及第4透镜组G4相对于像面Sim固定，第2透镜组G2及第3透镜组G3改变光轴方向的彼此间隔而沿光轴方向移动。第2透镜组G2具有变倍功能。第3透镜组G3具有校正伴随变倍的像面的变动的功能。第4透镜组G4具有成像作用。
在4组结构的监控用变焦镜头中，作为与本实施方式不同的结构也可以考虑第3透镜组G3具有负屈光力的类型，但在这种类型中入射于第4透镜组G4的光束成为发散光束，会造成第4透镜组G4的透镜直径的增大且导致使光学系统大型化。第4透镜组G4有时配置校正摄影图像的抖动的防振透镜组和/或将整个系统的焦距向长焦距侧进行改变的扩束透镜组，因此并不优选第4透镜组G4的透镜的大径化。并且，若要提高变倍比，则在长焦侧中通过第1透镜组G1未能完全进行校正的残留色差成为课题，但如本实施方式，当第3透镜组G3具有正屈光力时，在长焦侧中入射于第3透镜组G3的光束扩展，因此变得容易校正该残留色差，从而能够实现高性能化。
该变焦镜头以如下方式构成：在从广角端向长焦端进行变倍时，第2透镜组G2及第3透镜组G3同时通过各自的横向倍率成为-1倍的点(成为倒置等倍的点)。在图1中，在各透镜组的下方以箭头来表示从广角端向长焦端进行变倍时的第2透镜组G2及第3透镜组G3各自的示意性的移动轨迹的曲线，且以分别标注有WIDE、MIDDLE、β＝-1及TELE等语句的水平点线来表示分别与广角端、中间焦距状态、成为倒立等倍的点及长焦端对应的状态。
若要实现50倍以上的高变倍比，则需要在变倍中使具有负屈光力的第2透镜组G2及具有正屈光力的第3透镜组G3同时通过成为-1倍的点。这是因为，当设成这种结构时，通常作为补偿组而被定位的第3透镜组G3不仅作用于像面的校正，而且还作用于变倍其本身，以成为-1倍的位置为基准，在广角侧中成为缩小倍率，在长焦侧中成为放大倍率，因此能够取大的变倍比。
该变焦镜头的第1透镜组G1以从物体侧依次包括以下透镜的方式构成：从物体侧依次接合负弯月形透镜及正透镜而成的第1接合透镜CE1、从物体侧依次接合负弯月形透镜及正透镜而成的第2接合透镜CE2以及从物体侧依次接合正透镜及负透镜而成的第3接合透镜CE3。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，以只有第3接合透镜CE3移动且除了第3接合透镜CE3以外的透镜相对于像面Sim固定的方式构成。图1的水平方向的双箭头表示第3接合透镜CE3为对焦时移动的透镜组。
通过在第1透镜组G1中配置如上述规定屈光力及形状的各透镜，提高像差校正的自由度，均衡地校正在具有高变倍比及长焦距的镜头系统中难以校正的长焦侧中的像差，从而变得容易实现能够应对从可见至近红外的广波长频带的高性能的光学系统。尤其，通过具有第3接合透镜CE3，能够加大第1接合透镜CE1及第2接合透镜CE2的接合面的曲率半径的绝对值，并能够抑制由第1透镜组G1引起的按波长的球面像差的差，从而即使在具有80倍左右的变倍比的变焦镜头中也变得容易获得充分的性能。另外，假如，当不接合构成各接合透镜的负透镜与正透镜而靠近配置时，成为使曲率半径近似的面靠近，从而可能会导致由偏心灵敏度变差而引起的成品率的下降及重影的产生。
在图1所示的例子中，第1接合透镜CE1包括将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜即透镜L11及双凸透镜即透镜L12，第2接合透镜CE2包括将凸面朝向物体侧的负弯月形透镜即透镜L13及将凸面朝向物体侧的正弯月形透镜即透镜L14，第3接合透镜CE3包括双凸透镜即透镜L15及双凹透镜即透镜L16。
在第1接合透镜CE1及第2接合透镜CE2中，通过从物体侧依次接合负弯月形透镜及正透镜，变得容易将接合面设成将凸面朝向物体侧的形状。在这种形状的接合面入射的长焦侧的轴上边缘光线的入射角变小，因此能够抑制像差的产生量。通过将第3接合透镜CE3设成从物体侧依次接合正透镜及负透镜的接合透镜，变得容易保持对焦所需的屈光力。
在进行对焦时，只有第1透镜组G1的一部分即第3接合透镜CE3移动。作为4组结构的变焦镜头中的对焦方式，还可以考虑使第1透镜组G1整体移动的聚焦方式，但通常第1透镜组G1的透镜直径大，且重量也重，因此使第1透镜组G1整体移动的聚焦方式，难以实现监控用途中非常重要的迅速聚焦。并且，通过将对焦时移动的透镜组以包括接合透镜的方式构成，能够抑制物体距离发生变化时的色差的变动。
而且，当将第3接合透镜CE3的正透镜相对于d线的折射率设为Ndp，将第3接合透镜CE3的负透镜相对于d线的折射率设为Ndn，将第3接合透镜CE3的正透镜的d线基准的色散系数设为v dp，将第3接合透镜CE3的负透镜的d线基准的色散系数设为v dn，将第3接合透镜CE3的接合面的曲率半径设为Rc，且利用这些来定义ΔΦFC＝((Ndn-1)/v dn-(Ndp-1)/vdp)/Rc，并且将第1透镜组G1的焦距设为f1时，该变焦镜头优选满足下述条件式(4)。
-0.002＜ΔΦFC×f1＜-0.001 (4)
条件式(4)为与第3接合透镜CE3的接合面的F线(波长486.1nm(纳米))和C线(波长656.3nm(纳米))的屈光力之差ΔΦFC相关的式。若将第3接合透镜CE3的正透镜相对于F线、C线的折射率分别设为NFp、NCp，将第3接合透镜CE3的负透镜相对于F线、C线的折射率分别设为NFn、NCn，则为
ΔΦFC＝(NFn-NFp)/Rc-(NCn-NCp)/Rc
＝((NFn-NCn)-(NFp-NCp))/Rc，
由色散系数的定义为
v dn＝(Ndn-1)/(NFn-NCn)
v dp＝(Ndp-1)/(NFp-NCp)，
因此为
ΔΦFC＝((Ndn-1)/v dn-(Ndp-1)/v dp)/Rc。
从而，条件式(4)的ΔΦFC×f1为以第1透镜组G1的焦距来对第3接合透镜CE3的接合面的F线与C线的屈光力之差进行标准化的条件式。
通过设成不成为条件式(4)的下限以下，能够降低残留二次光谱量，从而使高性能化变得容易。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，能够抑制按波长的球面像差的差，尤其能够一边进行长焦侧的轴上色差的校正，一边校正1次色差。若要提高与条件式(4)相关的效果，则更优选满足下述条件式(4-1)。
-0.0018＜ΔΦFC×f1＜-0.0012 (4-1)
并且，当将第1透镜组G1内的所有正透镜的d线基准的色散系数的平均值设为vavep，将第1透镜组G1内的所有负透镜的d线基准的色散系数的平均值设为v aven时，该变焦镜头优选满足下述条件式(2)。
24＜v avep-v aven＜41 (2)
条件式(2)为规定第1透镜组G1内的正透镜的色散系数的平均值与负透镜的色散系数的平均值之差的式。若要实现高变倍比、高性能且也能够拍摄近红外的变焦镜头，则要求残留二次光谱小且以高倍来变倍时色差的变动量也小。通过设成不成为条件式(2)的下限以下，无需减小第1透镜组G1内的接合透镜的接合面的曲率半径的绝对值，而能够进行1次色差校正，因此能够防止高阶球面像差的增大，并能够抑制变倍时的像差变动。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，有利于降低残留二次光谱量，从而使高性能化变得容易。若要提高与条件式(2)相关的效果，则更优选满足下述条件式(2-1)。
27＜v avep-v aven＜38 (2-1)
并且，当将第2透镜组G2的焦距设为f2，将对焦于无限远物体时的长焦端中的整个系统的焦距设为ft时，该变焦镜头优选满足下述条件式(1)。
-0.019＜f2/ft＜-0.008 (1)
条件式(1)为规定第2透镜组G2的焦距与长焦端中的整个系统的焦距之比的式。通过设成不成为条件式(1)的下限以下，能够确保第2透镜组G2的屈光力，在从广角端向长焦端进行变倍时，能够抑制第2透镜组G2的移动量，变得有利于缩短光学总长度，变得容易实现市场所要求的小型化。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够使第2透镜组G2的屈光力不会过度变强，从而使各像差的校正变得容易，此外，在装配时能够加大位置的误差容许量，从而使制造变得容易。若要提高与条件式(1)相关的效果，则更优选满足下述条件式(1-1)。
-0.017＜f2/ft＜-0.01 (1-1)
在图1所示的例子中，第2透镜组G2从物体侧依次包括透镜L21～L26这6片透镜。第3透镜组G3从物体侧依次包括透镜L31～L35这5片透镜。在图3中示出放大从图1的变焦镜头的第4透镜组G4至像面Sim的图。图3的例子的第4透镜组G4从物体侧依次包括孔径光圈St、透镜L41～L49、滤光片FL及透镜L50～L51。其中，在本发明中第4透镜组G4的滤光片FL并非为必须的构成要件，也可以为省略滤光片FL的结构。
在本实施方式的变焦镜头中，如图3所示，第4透镜组G4优选具备包含1片负透镜及1片正透镜且具有负屈光力的第4a透镜组G4a、配置于该第4a透镜组G4a的像侧的具有负屈光力的第4b透镜组G4b、及相对于第4b透镜组G4b隔着第4透镜组G4内最长的光轴上的空气间隔而配置于该第4b透镜组G4b的像侧的具有正屈光力的第4c透镜组G4c。而且，优选以通过仅使第4b透镜组G4b沿与光轴Z垂直的方向移动而校正摄影图像的抖动的方式构成。图3的垂直方向的双箭头表示第4b透镜组G4b为为了抖动校正而移动的防振透镜组。
而且，当将第4a透镜组G4a的焦距设为f4a，将第4b透镜组G4b的焦距设为f4b时，优选满足下述条件式(3)。
2.4＜f4a/f4b＜6.6 (3)
条件式(3)为规定第4a透镜组G4a的焦距与作为防振透镜组能够沿相对于光轴Z垂直方向移动的第4b透镜组G4b的焦距之比的式。通过设成不成为条件式(3)的下限以下，能够抑制第4a透镜组G4a的屈光力，能够减弱第4a透镜组G4a对光束的发散作用，能够防止第4b透镜组G4b的大型化及重量化，因此变得容易进行迅速地防振控制。通过设成不成为条件式(3)的上限以上，能够抑制第4b透镜组G4b的屈光力，能够减轻由构成第4b透镜组G4b的透镜的制造误差及装配误差而引起的性能变化量，从而变得容易获得良好的图像。若要提高与条件式(3)相关的效果，则更优选满足下述条件式(3-1)。
2.8＜f4a/f4b＜6.2 (3-1)
例如，第4a透镜组G4a能够以包括1组接合透镜的方式构成，第4b透镜组G4b能够以包括1片以上的未接合的单透镜的方式构成。在图3的例子中第4b透镜组G4b包括3片单透镜。图3的例子的第4透镜组G4作为透镜组仅具有上述的第4a透镜组G4a、第4h透镜组G4b及第4c透镜组G4c。更详细而言，第4a透镜组G4a从物体侧依次接合负的透镜L41及正的透镜L42而成。第4b透镜组G4b从物体侧依次包括负的透镜L43、正的透镜L44及负的透镜L45。第4c透镜组G4c从物体侧依次包括透镜L46～L49、滤光片FL及透镜L50～L51。
当第4透镜组G4采用上述优选结构时，优选能够插拔地配置有扩束透镜组Ex，该扩束透镜组Ex通过插入于第4b透镜组G4b与第4c透镜组G4c之间的光路中而将整个系统的焦距向长焦距侧进行改变。在图4中示出在图3的第4透镜组G4中配置扩束透镜组Ex的结构例。
防振透镜组及扩束透镜组Ex需要由驱动装置驱动，因此，假如，当在防振透镜组与扩束透镜组Ex之间配置有不动的透镜组时，机构上变得繁琐，因此不优选，但在图4的例子中，关于该点，机构上能够进行简化。
另外，图1～4所示的例子为一例，本发明的变焦镜头也能够采用与该例不同的结构，例如构成第1透镜组G1以外的透镜组的透镜的片数还能够采用与图1～4的例子不同的数量。
并且，关于上述的优选结构及能够选择的结构，能够进行任意组合，优选根据所要求的规格适当选择性地采用。根据本实施方式，能够实现抑制镜头系统的大型化，并且能够应对从可见至近红外的波长频带，且具有高变倍比且高性能这两者的变焦镜头。另外，在此所说的“高变倍比”表示80倍以上。
接着，对本发明的变焦镜头的数值实施例进行说明。
[实施例1]
实施例1的变焦镜头的镜头结构如图1～图4所示，其图示方法与上述相同，因此在此省略一部分重复说明。实施例1的变焦镜头从物体侧依次包括具有正屈光力的第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。在第4透镜组G4的最靠物体侧配置有孔径光圈St。在从广角端向长焦端进行变倍时，第1透镜组G1及第4透镜组G4相对于像面Sim固定，第2透镜组G2及第3透镜组G3改变彼此间隔而移动，第2透镜组G2及第3透镜组G3同时通过各自的横向倍率成为-1倍的点。第1透镜组G1从物体侧依次包括第1接合透镜CE1、第2接合透镜CE2及第3接合透镜CE3。在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，只有第3接合透镜CE3向物体侧移动，其他透镜相对于像面Sim固定。第4透镜组G4从物体侧依次具备具有负屈光力的第4a透镜组G4a、具有负屈光力的第4b透镜组G4b及具有正屈光力的第4c透镜组64c。防振透镜组仅由第4b透镜组G4b构成。以上为实施例1的变焦镜头的概略结构。
将实施例1的变焦镜头的基本透镜数据示于表1中，将规格及可变面间隔示于表2中。在表1的Si栏中示出以将最靠物体侧的构成要件的物体侧的面设为第1个而随着向像侧依次增加的方式对构成要件的面标注面编号时的第i个(i＝1、2、3、……)面编号，在Ri栏中示出第i个面的曲率半径，在Di栏中示出第i个面与第i+1个面的在光轴Z上的面间隔。在表1的Ndj栏中示出将最靠物体侧的构成要件设为第1个而随着向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、……)构成要件的相对于d线(波长587.6nm(纳米))的折射率，在v dj栏中示出第j个构成要件的d线基准的色散系数。
在此，关于曲率半径的符号，将凸面朝向物体侧的面形状的情况设为正，将凸面朝向像侧的面形状的情况设为负。在表1中一并示出了孔径光圈St及光学部件PP。在表1中，在与孔径光圈St相当的面的面编号栏中记入有(St)这一术语。Di的最下栏的值是表中的最靠像侧的面与像面Sim的间隔。在表1中，关于可变面间隔，使用DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号并记入于Di栏中。
在表2中以d线基准示出变倍比Zr、整个系统的焦距f、空气换算距离计的后焦距Bf、F值FNo.、最大全视角2ω及可变面间隔的值。2ω栏的(°)表示单位为度。在表2中，将广角端状态、中间焦距状态及长焦端状态的各值示于分别标记为WIDE、MIDDLE及TELE的栏中。表1及表2的值为对焦于无限远物体时的没有插入扩束透镜组Ex的状态下的值。
将插入扩束透镜组Ex后的对焦于无限远物体的状态的实施例1的变焦镜头的基本透镜数据示于表3中，将规格及可变面间隔示于表4中。表3及表4的记载方法与表1及表2相同。
以下各表的数据中，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也可以缩小比例来使用，因此还能够使用其他适当的单位。并且，在以下所示的各表中记载有以规定位数舍入的数值。
[表1]
实施例1
Si Ri Di Ndj v dj
1 156.4086 3.08 1.48749 70.24
2 137.5715 13.53 1.49700 81.61
3 -2690.4796 0.12
4 164.6514 4.35 1.83481 42.74
5 91.0753 13.89 1.43875 94.66
6 430.1425 10.83
7 106.9569 17.92 1.43875 94.66
8 -252.2113 3.00 1.48749 70.24
9 341.4095 DD[9]
10 284.2409 6.75 1.72916 54.09
11 60.6573 12.34
12 191.2295 2.55 1.74400 44.79
13 108.0008 6.92
14 542.6107 1.20 1.72916 54.68
15 19.5355 5.75 1.80518 25.42
16 40.7180 2.49
17 -51.6120 3.02 1.80518 25.42
18 -21.5784 1.20 1.80400 46.53
19 157.5596 DD[19]
20 79.0108 4.37 1.49700 81.61
21 -90.0809 0.25
22 81.7932 1.98 1.95375 32.32
23 39.3065 5.54 1.43875 94.66
24 -142.7652 0.12
25 66.0348 3.41 1.43875 94.66
26 1088.9005 0.28
27 67.5826 1.85 1.53996 59.46
28 89.5693 DD[28]
29(St) ∞ 0.95
30 145.8665 1.20 1.83481 42.74
31 17.4733 4.77 1.57099 50.80
32 -96.7195 1.74
33 -192.4293 1.20 1.72916 54.09
34 73.6980 0.12
35 21.4302 3.50 1.69895 30.13
36 168.6999 2.30
37 -113.5989 2.25 1.80400 46.58
38 26.5194 30.03
39 118.5955 2.46 1.68893 31.07
40 -29.4085 0.12
41 34.4098 3.04 1.49700 81.54
42 -26.4219 0.80 1.83481 42.74
43 -405.2746 0.12
44 45.0504 1.20 1.78590 44.20
45 24.6473 4.36
46 ∞ 1.00 1.51680 64.20
47 ∞ 7.28
48 106.6556 1.20 1.89190 37.13
49 13.5664 3.35 1.49700 81.54
50 -36.3850 5.00
51 ∞ 1.00 1.51633 64.05
52 ∞ 19.41
[表2]
实施例1
WIDE middle TELE
Zr 1.0 8.9 80.0
f 14.48 129.48 1158.07
Bf 25.07 25.07 25.07
FNo. 3.61 3.66 10.83
2ω(°) 33.0 4.0 0.4
DD[9] 4.06 74.69 93.76
DD[19] 160.44 68.12 0.60
DD[28] 2.41 24.10 72.56
[表3]
实施例1插入扩束透镜组后
Si Ri Di Ndj v dj
1 156.4086 3.08 1.48749 70.24
2 137.5715 13.53 1.49700 81.61
3 -2690.4796 0.12
4 164.6514 4.35 1.83481 42.74
5 91.0753 13.89 1.43875 94.66
6 430.1425 10.83
7 106.9569 17.92 1.43875 94.66
8 -252.2113 3.00 1.48749 70.24
9 341.4095 DD[9]
10 284.2409 6.75 1.72916 54.09
11 60.6573 12.34
12 191.2295 2.55 1.74400 44.79
13 108.0008 6.92
14 542.6107 1.20 1.72916 54.68
15 19.5355 5.75 1.80518 25.42
16 40.7180 2.49
17 -51.6120 3.02 1.80518 25.42
18 -21.5784 1.20 1.80400 46.53
19 157.5596 DD[19]
20 79.0108 4.37 1.49700 81.61
21 -90.0809 0.25
22 81.7932 1.98 1.95375 32.32
23 39.3065 5.54 1.43875 94.66
24 -142.7652 0.12
25 66.0348 3.41 1.43875 94.66
26 1088.9005 0.28
27 67.5826 1.85 1.53996 59.46
28 89.5693 DD[28]
29(St) ∞ 0.95
30 145.8665 1.20 1.83481 42.74
31 17.4733 4.77 1.57099 50.80
32 -96.7195 1.74
33 -192.4293 1.20 1.72916 54.09
34 73.6980 0.12
35 21.4302 3.50 1.69895 30.13
36 168.6999 2.30
37 -113.5989 2.25 1.80400 46.58
38 26.5194 3.00
39 17.6693 3.09 1.49700 81.54
40 -280.7444 0.12
41 16.7128 3.02 1.95375 32.32
42 -113.2840 0.60 1.80518 25.42
43 12.5894 5.23
44 -217.2219 1.20 1.77250 49.60
45 7.0812 2.75 1.63930 44.87
46 42.2405 1.80
47 -44.8210 2.02 1.89286 20.36
48 -9.7429 1.20 1.89190 37.13
49 81.9278 6.00
50 118.5955 2.46 1.68893 31.07
51 -29.4085 0.12
52 34.4098 3.04 1.49700 81.54
53 -26.4219 0.80 1.83481 42.74
54 -405.2746 0.12
55 45.0504 1.20 1.78590 44.20
56 24.6473 4.36
57∞ 1.00 1.51680 64.20
58∞ 7.28
59 106.6556 1.20 1.89190 37.13
60 13.5664 3.35 1.49700 81.54
61 -36.3850 5.00
62 ∞ 1.00 1.51633 64.05
63 ∞ 19.58
[表4]
实施例1插入扩束透镜组后
WIDE middle TELE
Zr 1.0 8.9 80.0
f 24.12 215.78 1929.99
Bf 30.26 30.26 30.26
FNo. 7.25 7.32 20.57
2ω(°) 17.2 2.0 0.2
DD[9] 4.06 74.69 93.76
DD[19] 160.44 68.12 0.60
DD[28] 2.41 24.10 72.56
在图11中示出实施例1的变焦镜头的各像差图。图11是没有插入扩束透镜组Ex而对焦于物体距离为50m的物体的状态的图。在图11中从左依次表示球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在图11中，在标注有WIDE的上段示出广角端状态，在标注有MIDDLE的中段示出中间焦距状态，在标注有TELE的下段示出长焦端状态。在球面像差图中，将d线(波长587.6nm(纳米))、C线(波长656.3nm(纳米))、F线(波长486.1nm(纳米))及波长880nm(纳米)下的像差分别以黑实线、长虚线、短虚线及灰色实线来表示。在像散图中，将弧矢方向的d线下的像差以实线来表示，将子午方向的d线下的像差以短虚线来表示。在畸变像差图中，将d线下的像差以实线来表示。在倍率色差图中，将C线、F线及波长880nm(纳米)下的像差分别以长虚线、短虚线及灰色实线来表示。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
关于在上述实施例1的说明中叙述的各数据的记号、含义及记载方法，若无特别说明，对以下实施例的各数据的记号、含义及记载方法也相同，因此以下省略重复说明。
[实施例2]
将实施例2的变焦镜头的没有插入扩束透镜组Ex的状态的镜头结构的剖视图及移动轨迹示于图5中。将插入扩束透镜组Ex后的实施例2的变焦镜头的剖视图示于图6中。图5及图6是对焦于无限远物体的状态的图。
实施例2的变焦镜头的概略结构与实施例1相同。其中，实施例2的第4a透镜组G4a从物体侧依次包括透镜L41～L43，第4b透镜组G4b从物体侧依次包括透镜L44～L46，第4c透镜组G4c从物体侧依次包括透镜L47～L50、滤光片FL及透镜L51～L52。
将实施例2的变焦镜头的没有插入扩束透镜组Ex的状态的基本透镜数据示于表5中，将规格及可变面间隔示于表6中。将插入扩束透镜组Ex后的实施例2的变焦镜头的基本透镜数据示于表7中，将规格及可变面间隔示于表8中。表5～表8是对焦于无限远物体的状态的表。将没有插入扩束透镜组Ex而对焦于物体距离为50m的物体的状态的实施例2的变焦镜头的各像差图示于图12中。
[表5]
实施例2
Si Ri Di Ndj v dj
1 181.2470 3.08 1.53996 59.46
2 132.5132 15.29 1.49700 81.54
3 -808.2407 0.26
4 168.8248 5.17 1.83481 42.74
5 93.5573 13.86 1.43875 94.66
6 443.7902 9.62
7 92.5144 18.69 1.43875 94.66
8 -315.3012 2.47 1.48749 70.24
9 264.1823 DD[9]
10 205.0760 2.08 1.72916 54.09
11 57.9382 13.42
12 162.4751 1.34 1.74400 44.79
13 105.6408 5.68
14 788.3327 1.49 1.72916 54.68
15 20.0530 4.82 1.80518 25.42
16 42.4563 2.56
17 -51.2088 3.27 1.80518 25.42
18 -21.3806 1.20 1.80400 46.53
19 144.3332 DD[19]
20 77.6675 4.44 1.49700 81.54
21 -94.8086 0.12
22 81.1880 2.27 1.95375 32.32
23 39.4494 5.42 1.43875 94.66
24 -167.9866 0.12
25 85.9703 2.83 1.43875 94.66
26 992.4127 0.56
27 71.5275 3.58 1.51633 64.14
28 128.2326 DD[28]
29(St) ∞ 0.95
30 88.3719 2.19 1.83481 42.74
31 21.4639 6.07 1.51742 52.43
32 -32.4882 1.20 1.51633 64.14
33 -1355.5219 2.70
34 -127.4034 0.80 1.51633 64.14
35 52.0478 0.12
36 19.4913 3.41 1.66680 33.05
37 973.8123 0.61
38 -81.1582 0.80 1.83481 42.74
39 28.4078 30.00
40 32.9603 2.91 1.63980 34.47
41 -49.6344 0.12
42 27.3244 3.11 1.49700 81.54
43 -37.7052 0.80 1.72916 54.09
44 36.0620 1.00
45 57.8032 1.20 1.81600 46.62
46 34.3027 3.38
47 ∞ 1.00 1.51680 64.20
48 ∞ 5.56
49 101.6995 1.20 1.89190 37.13
50 12.3482 3.92 1.49700 81.54
51 -25.3301 5.00
52 ∞ 1.00 1.51633 64.05
53 ∞ 22.38
[表6]
实施例2
WIDE middle TELE
Zr 1.0 8.9 80.0
f 14.49 129.63 1159.48
Bf 28.04 28.04 28.04
FNo. 3.61 3.83 10.85
2ω(°) 32.8 4.0 0.4
DD[9] 1.01 71.89 90.92
DD[19] 164.33 70.66 0.89
DD[28] 3.00 25.77 76.53
[表7]
实施例2插入扩束透镜组后
Si Ri Di Ndj v dj
1 181.2470 3.08 1.53996 59.46
2 132.5132 15.29 1.49700 81.54
3 -808.2407 0.26
4 168.8248 5.17 1.83481 42.74
5 93.5573 13.86 1.43875 94.66
6 443.7902 9.62
7 92.5144 18.69 1.43875 94.66
8 -315.3012 2.47 1.48749 70.24
9 264.1823 DD[9]
10 205.0760 2.08 1.72916 54.09
11 57.9382 13.42
12 162.4751 1.34 1.74400 44.79
13 105.6408 5.68
14 788.3327 1.49 1.72916 54.68
15 20.0530 4.82 1.80518 25.42
16 42.4563 2.56
17 -51.2088 3.27 1.80518 25.42
18 -21.3806 1.20 1.80400 46.53
19 144.3332 DD[19]
20 77.6675 4.44 1.49700 81.54
21 -94.8086 0.12
22 81.1880 2.27 1.95375 32.32
23 39.4494 5.42 1.43875 94.66
24 -167.9866 0.12
25 85.9703 2.83 1.43875 94.66
26 992.4127 0.56
27 71.5275 3.58 1.51633 64.14
28 128.2326 DD[28]
29(St) ∞ 0.95
30 88.3719 2.19 1.83481 42.74
31 21.4639 6.07 1.51742 52.43
32 -32.4882 1.20 1.51633 64.14
33 -1355.5219 2.70
34 -127.4034 0.80 1.51633 64.14
35 52.0478 0.12
36 19.4913 3.41 1.66680 33.05
37 973.8123 0.61
38 -81.1582 0.80 1.83481 42.74
39 28.4078 3.00
40 19.5411 3.35 1.49700 81.54
41 -108.0478 0.20
42 17.1596 3.20 1.95375 32.32
43 -93.0949 0.65 1.80518 25.42
44 14.8243 5.09
45 -46.1951 1.23 1.80400 46.53
46 9.2977 2.14 1.49700 81.54
47 28.2257 1.80
48 -260.6196 2.14 1.89286 20.36
49 -11.2418 1.20 1.89190 37.13
50 102.3274 6.00
51 32.9603 2.91 1.63980 34.47
52 -49.6344 0.12
53 27.3244 3.11 1.49700 81.54
54 -37.7052 0.80 1.72916 54.09
55 36.0620 1.00
56 57.8032 1.20 1.81600 46.62
57 34.3027 3.38
58 ∞ 1.00 1.51680 64.20
59 ∞ 5.56
60 101.6995 1.20 1.89190 37.13
61 12.3482 3.92 1.49700 81.54
62 -25.3301 5.00
63 ∞ 1.00 1.51633 64.05
64 ∞ 22.34
[表8]
实施例2插入扩束透镜组后
WIDE middle TELE
Zr 1.0 8.9 80.0
f 25.86 231.31 2068.88
Bf 32.39 32.39 32.39
FNo. 7.24 7.66 21.17
2ω(°) 17.2 2.0 0.2
DD[9] 1.01 71.89 90.92
DD[19] 164.33 70.66 0.89
DD[28] 3.00 25.77 76.53
[实施例3]
将实施例3的变焦镜头的没有插入扩束透镜组Ex的状态的镜头结构的剖视图及移动轨迹示于图7中。将插入扩束透镜组Ex后的实施例3的变焦镜头的剖视图示于图8中。图7及图8是对焦于无限远物体的状态的图。实施例3的变焦镜头的概略结构与实施例1相同。分别构成实施例3的变焦镜头的第4a透镜组G4a、第4b透镜组G4b及第4c透镜组G4c的透镜片数与实施例2相同。
将实施例3的变焦镜头的没有插入扩束透镜组Ex的状态的基本透镜数据示于表9中，将规格及可变面间隔示于表10中。将插入扩束透镜组Ex后的实施例3的变焦镜头的基本透镜数据示于表11中，将规格及可变面间隔示于表12中。表9～表12是对焦于无限远物体的状态的表。将没有插入扩束透镜组Ex而对焦于物体距离为50m的物体的状态的实施例3的变焦镜头的各像差图示于图13中。
[表9]
实施例3
Si Ri Di Ndj v dj
1 186.7505 3.00 1.53996 59.46
2 134.6542 15.27 1.49700 81.54
3 -698.1398 0.18
4 167.7369 5.07 1.83481 42.74
5 93.5908 12.73 1.43875 94.66
6 426.1841 9.76
7 92.6006 18.63 1.43875 94.66
8 -308.9753 2.00 1.48749 70.24
9 254.8848 DD[9]
10 214.7822 1.90 1.72916 54.09
11 58.3356 13.47
12 155.1103 1.33 1.74400 44.79
13 107.7589 5.56
14 1358.1287 1.40 1.72916 54.68
15 19.9208 5.01 1.80518 25.42
16 43.3179 3.20
17 -50.5184 2.99 1.80518 25.42
18 -21.1475 1.20 1.80400 46.53
19 129.0276 DD[19]
20 77.2332 4.39 1.49700 81.54
21 -95.5727 0.12
22 80.0668 2.07 1.95375 32.32
23 39.3170 5.30 1.43875 94.66
24 -171.6957 0.12
25 80.9011 2.30 1.43875 94.66
26 1758.4933 0.26
27 72.2752 4.14 1.51633 64.14
28 121.2152 DD[28]
29(St) ∞ 0.95
30 88.8228 1.87 1.83481 42.74
31 20.9569 6.85 1.51742 52.43
32 -26.2174 1.20 1.51633 64.14
33 -1355.5219 3.99
34 -123.8903 0.80 1.51633 64.14
35 47.5074 0.12
36 18.6921 3.16 1.66680 33.05
37 1738.7591 0.70
38 -74.3028 0.80 1.83481 42.74
39 28.0156 30.00
40 33.5685 2.94 1.63980 34.47
41 -46.7474 0.12
42 28.7543 3.07 1.49700 81.54
43 -34.2546 0.80 1.72916 54.09
44 35.0772 0.96
45 58.6376 1.20 1.81600 46.62
46 37.4928 3.43
47 ∞ 1.00 1.51680 64.20
48 ∞ 5.66
49 106.0277 1.20 1.89190 37.13
50 12.3650 3.91 1.49700 81.54
51 -25.1860 5.00
52 ∞ 1.00 1.51633 64.05
53 ∞ 22.96
[表10]
实施例3
WIDE middle TELE
Zr 1.0 9.4 88.0
f 14.48 135.83 1274.17
Bf 28.62 28.62 28.62
FNo. 3.62 4.02 11.94
2ω(°) 33.0 3.8 0.4
DD[9] 0.89 74.39 93.60
DD[19] 166.55 70.58 0.53
DD[28] 3.22 25.68 76.53
[表11]
实施例3插入扩束透镜组后
Si Ri Di Ndj v dj
1 186.7505 3.00 1.53996 59.46
2 134.6542 15.27 1.49700 81.54
3 -698.1398 0.18
4 167.7369 5.07 1.83481 42.74
5 93.5908 12.73 1.43875 94.66
6 426.1841 9.76
7 92.6006 18.63 1.43875 94.66
8 -308.9753 2.00 1.48749 70.24
9 254.8848 DD[9]
10 214.7822 1.90 1.72916 54.09
11 58.3356 13.47
12 155.1103 1.33 1.74400 44.79
13 107.7589 5.56
14 1358.1287 1.40 1.72916 54.68
15 19.9208 5.01 1.80518 25.42
16 43.3179 3.20
17 -50.5184 2.99 1.80518 25.42
18 -21.1475 1.20 1.80400 46.53
19 129.0276 DD[19]
20 77.2332 4.39 1.49700 81.54
21 -95.5727 0.12
22 80.0668 2.07 1.95375 32.32
23 39.3170 5.30 1.43875 94.66
24 -171.6957 0.12
25 80.9011 2.30 1.43875 94.66
26 1758.4933 0.26
27 72.2752 4.14 1.51633 64.14
28 121.2152 DD[28]
29(St) ∞ 0.95
30 88.8228 1.87 1.83481 42.74
31 20.9569 6.85 1.51742 52.43
32 -26.2174 1.20 1.51633 64.14
33 -1355.5219 3.99
34 -123.8903 0.80 1.51633 64.14
35 47.5074 0.12
36 18.6921 3.16 1.66680 33.05
37 1738.7591 0.70
38 -74.3028 0.80 1.83481 42.74
39 28.0156 3.00
40 15.9843 3.63 1.49700 81.54
41 -142.6407 0.12
42 17.5192 2.74 1.95375 32.32
43 -332.3257 0.60 1.80518 25.42
44 14.0909 5.68
45 -24.3121 1.20 1.80400 46.53
46 15.2088 1.99 1.49700 81.54
47 13.3772 1.80
48 32.1145 2.04 1.89286 20.36
49 -14.8428 1.20 2.00330 28.27
50 90.1111 6.00
51 33.5685 2.94 1.63980 34.47
52 -46.7474 0.12
53 28.7543 3.07 1.49700 81.54
54 -34.2546 0.80 1.72916 54.09
55 35.0772 0.96
56 58.6376 1.20 1.81600 46.62
57 37.4928 3.43
58 ∞ 1.00 1.51680 64.20
59 ∞ 5.66
60 106.0277 1.20 1.89190 37.13
61 12.3650 3.91 1.49700 81.54
62 -25.1860 5.00
63 ∞ 1.00 1.51633 64.05
64 ∞ 23.22
[表12]
实施例3插入扩束透镜组后
WIDE middle TELE
Zr 1.0 9.4 88.0
f 25.66 240.70 2257.95
Bf 33.02 33.02 33.02
FNo. 7.33 8.06 23.70
2ω(°) 17.2 2.0 0.2
DD[9] 0.89 74.39 93.60
DD[19] 166.55 70.58 0.53
DD[28] 3.22 25.68 76.53
[实施例4]
将实施例4的变焦镜头的没有插入扩束透镜组Ex的状态的镜头结构的剖视图及移动轨迹示于图9中。将插入扩束透镜组Ex后的实施例4的变焦镜头的剖视图示于图10中。图9及图10是对焦于无限远物体的状态的图。实施例4的变焦镜头的概略结构与实施例1相同。分别构成实施例4的变焦镜头的第4a透镜组G4a、第4b透镜组G4b及第4c透镜组G4c的透镜片数与实施例2相同。
将实施例4的变焦镜头的没有插入扩束透镜组Ex的状态的基本透镜数据示于表13中，将规格及可变面间隔示于表14中。将插入扩束透镜组Ex后的实施例4的变焦镜头的基本透镜数据示于表15中，将规格及可变面间隔示于表16中。表13～表16是对焦于无限远物体的状态的表。另外，在表13及表15中，对非球面的面编号上标有*记号，在非球面的曲率半径栏中记载有近轴的曲率半径的数值。在表17中示出各非球面的非球面系数。表17的非球面系数的数值的“E±n”(n：整数)表示“×10±n”。非球面系数为由下式所表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、……20)的值。
[数式1]
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相切的光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(从光轴至透镜面的距离)；
C：近轴曲率；
KA、Am：非球面系数。
[表13]
实施例4
Si Ri Di Ndj v dj
1 195.5767 3.05 1.51633 64.14
2 139.5867 14.65 1.49700 81.54
3 -720.1754 0.17
4 171.5069 4.66 1.83481 42.74
5 95.0554 12.73 1.43875 94.66
6 416.5718 9.88
7 96.0628 18.74 1.43875 94.66
8 -306.9249 2.74 1.48749 70.24
9 289.0839 DD[9]
10 208.4668 1.76 1.77250 49.60
11 61.7521 13.11
*12 152.4701 3.69 1.74320 49.29
13 82.0306 5.91
14 391.4734 1.24 1.72916 54.09
15 19.1486 5.50 1.80518 25.42
16 44.7289 2.48
17 -50.1960 2.66 1.80518 25.42
18 -20.5540 1.27 1.80400 46.53
19 102.5169 DD[19]
20 78.5397 4.51 1.49700 81.54
*21 -88.9792 0.25
22 86.0332 2.25 1.95375 32.32
23 40.2290 5.14 1.43875 94.66
24 -180.3181 0.49
25 77.8421 2.49 1.43875 94.66
26 -5712.2468 0.16
27 69.1743 4.82 1.51633 64.14
28 116.4111 DD[28]
29(St) ∞ 0.95
30 95.7319 1.47 1.81600 46.62
31 20.1185 7.88 1.51742 52.43
32 -20.8734 1.71 1.51633 64.14
33 8768.0559 4.33
34 -138.9571 0.85 1.48749 70.24
35 43.7015 0.12
36 17.6892 2.90 1.62588 35.70
37 1652.3241 0.50
38 -65.4585 0.85 1.83481 42.74
39 29.2849 30.76
40 33.0265 2.49 1.63980 34.47
41 -43.1444 0.12
42 28.4290 2.82 1.49700 81.54
43 -33.0668 1.35 1.72916 54.09
44 34.7155 0.60
45 74.8704 1.94 1.80400 46.53
46 46.4096 3.97
47 ∞ 1.00 1.51680 64.20
48 ∞ 4.13
49 152.0966 1.46 1.89190 37.13
50 11.3501 7.56 1.49700 81.54
51 -22.2860 5.00
52 ∞ 1.00 1.51633 64.05
53 ∞ 22.29
[表14]
实施例4
WIDE middle TELE
Zr 1.0 10.0 100.0
f 13.74 137.44 1374.40
Bf 27.95 27.95 27.95
FNo. 3.69 4.07 12.88
2ω(°) 34.4 3.8 0.4
DD[9] 1.41 78.67 98.10
DD[19] 170.98 71.53 1.03
DD[28] 3.05 25.25 76.32
[表15]
实施例4插入扩束透镜组后
Si Ri Di Ndj v dj
1 195.5767 3.05 1.51633 64.14
2 139.5867 14.65 1.49700 81.54
3 -720.1754 0.17
4 171.5069 4.66 1.83481 42.74
5 95.0554 12.73 1.43875 94.66
6 416.5718 9.88
7 96.0628 18.74 1.43875 94.66
8 -306.9249 2.74 1.48749 70.24
9 289.0839 DD[9]
10 208.4668 1.76 1.77250 49.60
11 61.7521 13.11
*12 152.4701 3.69 1.74320 49.29
13 82.0306 5.91
14 391.4734 1.24 1.72916 54.09
15 19.1486 5.50 1.80518 25.42
16 44.7289 2.48
17 -50.1960 2.66 1.80518 25.42
18 -20.5540 1.27 1.80400 46.53
19 102.5169 DD[19]
20 78.5397 4.51 1.49700 81.54
*21 -88.9792 0.25
22 86.0332 2.25 1.95375 32.32
23 40.2290 5.14 1.43875 94.66
24 -180.3181 0.49
25 77.8421 2.49 1.43875 94.66
26 -5712.2468 0.16
27 69.1743 4.82 1.51633 64.14
28 116.4111 DD[28]
29(St) ∞ 0.95
30 95.7319 1.47 1.81600 46.62
31 20.1185 7.88 1.51742 52.43
32 -20.8734 1.71 1.51633 64.14
33 8768.0559 4.33
34 -138.9571 0.85 1.48749 70.24
35 43.7015 0.12
36 17.6892 2.90 1.62588 35.70
37 1652.3241 0.50
38 -65.4585 0.85 1.83481 42.74
39 29.2849 3.00
40 34.7714 2.25 1.49700 81.54
41 -105.6973 0.12
42 18.9690 3.46 1.95375 32.32
43 -35.9969 1.93 1.80518 25.42
44 16.7325 6.10
45 -67.2316 1.20 1.80400 46.53
46 66.2839 1.20 1.49700 81.54
47 13.8903 2.13
48 146.5298 2.17 1.89286 20.36
49 -12.0647 1.20 2.00330 28.27
50 103.1282 6.00
51 33.0265 2.49 1.63980 34.47
52 -43.1444 0.12
53 28.4290 2.82 1.49700 81.54
54 -33.0668 1.35 1.72916 54.09
55 34.7155 0.60
56 74.8704 1.94 1.80400 46.53
57 46.4096 3.97
58 ∞ 1.00 1.51680 64.20
59 ∞ 4.13
60 152.0966 1.46 1.89190 37.13
61 11.3501 7.56 1.49700 81.54
62 -22.2860 5.00
63 ∞ 1.00 1.51633 64.05
64 ∞ 22.35
[表16]
实施例4插入扩束透镜组后
WIDE middle TELE
Zr 1.0 10.0 100.0
f 22.09 220.90 2209.04
Bf 29.24 29.24 29.24
FNo. 7.37 8.14 25.01
2ω(°) 18.2 2.0 0.2
DD[9] 1.41 78.67 98.10
DD[19] 170.98 71.53 1.03
DD[28] 3.05 25.25 76.32
[表17]
实施例4
面编号 12 21
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 0.0000000E+00 4.1633363E-21
A4 4.7790123E-07 -8.4037455E-07
A5 -1.3812512E-07 2.6250808E-07
A6 2.4678936E-09 -1.1009805E-08
A7 3.1603311E-09 -4.2663286E-09
A8 -1.8070625E-10 4.0709855E-10
A9 -2.9300333E-11 2.7006418E-11
A10 2.1108302E-12 -3.8745172E-12
A11 1.4458394E-13 -8.1418547E-14
A12 -1.1349408E-14 1.8610257E-14
A13 -4.1179648E-16 1.0670067E-16
A14 3.3081291E-17 -5.1319122E-17
A15 6.8049537E-19 -7.1527693E-22
A16 -5.3975132E-20 8.2365617E-20
A17 -6.0661290E-22 -1.3137136E-22
A18 4.6423896E-23 -7.1580543E-23
A19 2.2572407E-25 8.9919117E-26
A20 -1.6408710E-26 2.6042989E-26
将没有插入扩束透镜组Ex而对焦于物体距离为50m的物体的状态的实施例4的变焦镜头的各像差图示于图14中。
在表18中示出实施例1～4的变焦镜头的条件式(1)～(4)的对应值。表18所示的值为以d线为基准的值。
[表18]
式编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
(1) f2/ft -0.015 -0.015 -0.013 -0.012
(2) v avep-v aven 29.2 32.8 32.8 36.8
(3) f4a/f4b 5.94 3.76 3.57 3.04
(4) ΔΦFC×f1 -0.00165 -0.00127 -0.00131 -0.00135
由以上数据可知，实施例1～4的变焦镜头即使在没有插入扩束透镜组Ex的状态下也具有变倍比为80倍以上的高变倍比，在从可见至近红外的波长频带中各像差得到良好校正，从而实现了高光学性能。
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15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的摄像装置10的概略结构图。作为摄像装置10，例如可举出监控摄像机、视频摄像机或电子静止摄影机等。
摄像装置10具备变焦镜头、配置于变焦镜头的像侧的滤光片7、拍摄通过变焦镜头成像的被摄体的像的成像元件8、对来自成像元件8的输出信号进行运算处理的信号处理部4、用于进行变焦镜头的变倍的变倍控制部5及用于进行变焦镜头的对焦的聚焦控制部6。另外，在图15中示意地图示了各透镜组。成像元件8为拍摄通过变焦镜头形成的被摄体的像并转换为电信号的部件，其成像面以与变焦镜头的像面对齐的方式配置。作为成像元件8例如能够使用CC D(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。另外，在图15中仅图示了1个成像元件8，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、色散系数及非球面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 (11)

1.一种变焦镜头，其特征在于，
所述变焦镜头从物体侧依次具备具有正屈光力的第1透镜组、具有负屈光力的第2透镜组、具有正屈光力的第3透镜组及具有正屈光力且在最靠物体侧配置有光圈的第4透镜组，
在从广角端向长焦端进行变倍时，所述第1透镜组及所述第4透镜组相对于像面固定，所述第2透镜组及所述第3透镜组改变彼此间隔而沿光轴方向移动，所述第2透镜组及所述第3透镜组同时通过各自的横向倍率成为-1倍的点，
所述第1透镜组从物体侧依次包括以下透镜：从物体侧依次接合负弯月形透镜及正透镜而成的第1接合透镜；从物体侧依次接合负弯月形透镜及正透镜而成的第2接合透镜；以及从物体侧依次接合正透镜及负透镜而成的第3接合透镜，
从无限远物体向近距离物体进行对焦时，只有所述第3接合透镜移动。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
当将所述第2透镜组的焦距设为f2，将对焦于无限远物体时的长焦端中的整个系统的焦距设为ft时，满足由
-0.019＜f2/ft＜-0.008 (1)
表示的条件式(1)。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
当将所述第1透镜组内的所有正透镜的d线基准的色散系数的平均值设为v avep，将所述第1透镜组内的所有负透镜的d线基准的色散系数的平均值设为v aven时，满足由
24＜v avep-v aven＜41 (2)
表示的条件式(2)。
4.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第4透镜组具备包含1片负透镜及1片正透镜且具有负屈光力的第4a透镜组、配置于该第4a透镜组的像侧的具有负屈光力的第4b透镜组、及相对于该第4b透镜组隔着所述第4透镜组内最长的光轴上的空气间隔而配置于该第4b透镜组的像侧的具有正屈光力的第4c透镜组，
通过仅使所述第4b透镜组沿与光轴垂直的方向移动而校正摄影图像的抖动，
当将所述第4a透镜组的焦距设为f4a，将所述第4b透镜组的焦距设为f4b时，满足由
2.4＜f4a/f4b＜6.6 (3)
表示的条件式(3)。
5.根据权利要求4所述的变焦镜头，其中，
能够插拔地配置有扩束透镜组，该扩束透镜组通过插入于所述第4b透镜组与所述第4c透镜组之间的光路中而将整个系统的焦距向长焦距侧进行改变。
6.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
当将所述第3接合透镜的所述正透镜相对于d线的折射率设为Ndp，将所述第3接合透镜的所述负透镜相对于d线的折射率设为Ndn，将所述第3接合透镜的所述正透镜的d线基准的色散系数设为v dp，将所述第3接合透镜的所述负透镜的d线基准的色散系数设为v dn，将所述第3接合透镜的接合面的曲率半径设为Rc，设为ΔΦFC＝((Ndn-1)/ν dn-(Ndp-1)/νdp)/Rc，将所述第1透镜组的焦距设为f1时，满足由
-0.002＜ΔΦFC×f1＜-0.001 (4)
表示的条件式(4)。
7.根据权利要求2所述的变焦镜头，其满足由
-0.017＜f2/ft＜-0.01 (1-1)
表示的条件式(1-1)。
8.根据权利要求3所述的变焦镜头，其满足由
27＜v avep-v aven＜38 (2-1)
表示的条件式(2-1)。
9.根据权利要求4所述的变焦镜头，其满足由
2.8＜f4a/f4b＜6.2 (3-1)
表示的条件式(3-1)。
10.根据权利要求6所述的变焦镜头，其满足由
-0.0018＜ΔΦFC×f1＜-0.0012 (4-1)
表示的条件式(4-1)。
11.一种摄像装置，其具备权利要求1至10中任一项所述的变焦镜头。
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