CN111352223A - 广角变焦镜头和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种广角变焦镜头，具有高水平的畸变像差校正能力，小型、轻量且性能好。该广角变焦镜头构成为从物体侧起依次配置有具有负光焦度的第1透镜组(G1)、具有正光焦度的第2透镜组(G2)和具有正光焦度的第3透镜组(G3)。第1透镜组(G1)具有从物体侧起依次配置的、凸面朝向物体侧的负凹凸透镜(L11)和具有负光焦度的第1塑料透镜(L12)。第1塑料透镜(L12)的物体侧面构成为在该面的有效径内中心部相对于物体为凹形状、周边部相对于物体为凸形状。

Description

广角变焦镜头和摄像装置
技术领域
本发明涉及广角变焦镜头和摄像装置，特别涉及适于搭载有CCD(Charge CoupledDevice；电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor；互补金属氧化物半导体)等固体摄像元件的摄像装置的广角变焦镜头和具有该广角变焦镜头的摄像装置。
背景技术
目前，作为搭载有CCD、COMS等固体摄像元件的摄像装置，单反照相机、数字静态照相机、摄像机、监视照相机等多种多样的装置正在迅速地普及。与此同时，与固体摄像元件对应的镜头的需求也正在扩大。特别是固体摄像元件的高像素化和高灵敏度化在发展，从而要求高分辨率且明亮的镜头，提出了用以应对这种要求的各种摄像镜头(例如参照专利文献1～3。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2017-129825号公报
专利文献2：日本专利特许第5596428号公报
专利文献3：日本专利特开2014-56133号公报
发明内容
发明要解决的问题
近年来，业界要求摄像装置进一步小型化，对于摄影透镜也期望更加小型、轻量化。进而，由于运用了人工智能的图像识别技术的进步，要求广角且畸变较少的高性能变焦镜头。
例如，专利文献1所记载的变焦镜头构成为从物体侧起依次配置有具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组和具有正光焦度的第3透镜组，具有大口径、广角且良好的光学性能。该变焦镜头是以广角化、高分辨率化、小型化为目的设计的，未设想需要高水平的畸变像差校正的用途中的使用。因此，为了兼顾高分辨率和高水平的畸变像差校正，需要适当地重新设定各透镜组的焦距。
此外，专利文献2所记载的变焦镜头构成为从物体侧起依次配置有具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组和具有正光焦度的第3透镜组，具有大口径、广角等光学性能。但是，该变焦镜头仅构成为第1透镜组从物体侧起依次配置有负凹凸透镜、负凹凸透镜、负透镜、正透镜，没有非球面，因此难以进行畸变像差的校正。
此外，专利文献3所记载的变焦镜头构成为从物体侧起依次配置有具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组和具有正光焦度的第3透镜组，具有广角且良好的光学性能。在该变焦镜头中，第1透镜组构成为从物体侧起依次配置有负凹凸透镜、负凹凸透镜、负凹凸透镜、负透镜、负透镜、正透镜，特别使用了3块非球面透镜，因此，在身为广角的情况下良好地校正了畸变像差。但是，构成第1透镜组的透镜的块数较多，因此难以轻量化，并且需要适当地重新设定各透镜组的焦距，以实现大口径化，。
本发明的目的在于提供一种具有高水平的畸变像差校正能力的小型、轻量且性能好的广角变焦镜头和摄像装置，以消除上述现有技术的问题。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题、达成目的，本发明的广角变焦镜头由从物体侧起依次配置的具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组和第3透镜组构成，至少使所述第1透镜组和所述第2透镜组沿光轴移动而改变相邻透镜组在光轴上的间隔，由此进行从广角端到望远端的变倍，该广角变焦镜头的特征在于，所述第1透镜组具有从物体侧起依次配置的、凸面朝向物体侧的具有负光焦度的凹凸透镜和具有负光焦度的第1塑料透镜，所述第1塑料透镜的物体侧面在该面的有效径内中心部相对于物体侧为凹形状，周边部相对于物体侧为凸形状。
根据本发明，可以提供一种具有高水平的畸变像差校正能力的小型、轻量且性能好的广角变焦镜头。
此外，本发明的摄像装置的特征在于，具有所述广角变焦镜头和将由该广角变焦镜头形成的光学像转换为电信号的摄像元件。
根据本发明，可以提供一种获得良好图像的高性能的摄像装置。
发明的效果
根据本发明，取得可以提供一种具有高水平的畸变像差校正能力的小型、轻量且性能好的广角变焦镜头和摄像装置的效果。
附图说明
图1是示出第1塑料透镜的形状的、沿光轴的截面图。
图2是示出第2塑料透镜的形状的、沿光轴的截面图。
图3是用于说明凹陷(sag)量的图。
图4是用于说明反弯点的图。
图5是示出实施例1的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图6是实施例1的广角变焦镜头的各像差图。
图7是示出实施例2的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图8是实施例2的广角变焦镜头的各像差图。
图9是示出实施例3的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图10是实施例3的广角变焦镜头的各像差图。
图11是示出实施例4的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图12是实施例4的广角变焦镜头的各像差图。
图13是示出实施例5的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图14是实施例5的广角变焦镜头的各像差图。
图15是示出实施例6的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图16是实施例6的广角变焦镜头的各像差图。
图17是示出实施例7的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图18是实施例7的广角变焦镜头的各像差图。
图19是示出实施例8的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图20是实施例8的广角变焦镜头的各像差图。
图21是示出实施例9的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
图22是实施例9的广角变焦镜头的各像差图。
图23是示出具有本发明的广角变焦镜头的摄像装置的一应用例的图。
具体实施方式
下面，详细说明本发明的广角变焦镜头和摄像装置的优选实施方式。另外，在本发明中，透镜的实际块数是除去几乎没有光焦度的光学滤光片、平行平面板、几乎没有像差校正效果的焦距较长的透镜等以外来进行计数。此外，2块透镜接合而成的接合透镜也计作2块。
本发明的广角变焦镜头构成为从物体侧起依次配置有具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组和第3透镜组。而且，至少使第1透镜组和第2透镜组沿光轴移动而改变相邻透镜组在光轴上的间隔，由此进行从广角端到望远端的变倍。通过以这样的方式构成，能够容易地实现简单且小型的广角变焦镜头。另外，在本发明中，第3透镜组的光焦度的正负未作特别规定。但是，如果第3透镜组构成为具有正光焦度并在从广角端到望远端的变倍时加以固定，则可以实现更加小型的光学系统。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，第1透镜组具有从物体侧起依次配置的、凸面朝向物体侧的具有负光焦度的凹凸透镜和具有负光焦度的第1塑料透镜。这里，所谓塑料透镜，是指一般作为光学系统的透镜使用的、由树脂材料形成的透镜。塑料透镜重量轻而且便宜。因此，通过使用塑料透镜，能够促进第1透镜组的轻量化、低成本化。
进而，将第1塑料透镜的物体侧面形成为在该面的有效径内中心部相对于物体为凹形状、周边部相对于物体为凸形状。下面，根据图1来说明第1塑料透镜的形状的详情。
图1(a)是示出第1塑料透镜的形状的、沿光轴的截面图，图1(b)是图1(a)的局部放大图。如图1(a)所示，在本发明中，将第1塑料透镜的物体侧面形成为光轴附近的中心部相对于物体为凹形状、在有效径内而且是远离光轴的周边部则相对于物体为凸形状。这样一来，能够形成在第1塑料透镜的物体侧面上的比光轴靠外侧的有效径内具有反弯点(详情将于后文叙述)的非球面，从而能具备高水平的畸变像差校正能力。
另外，在本发明中，第1塑料透镜的像侧面的形状未作特别规定。但是，如果将第1塑料透镜的像侧面相对于像面形成为凹面、进而设为非球面形状，则将更有效地进行像场弯曲的校正。
配置于第1透镜组的最靠物体侧的、凸面朝向物体侧的具有负光焦度的凹凸透镜是由玻璃材料构成的透镜。通过将配置于最靠物体侧的透镜设为玻璃材料，能够形成耐环境变化的广角变焦镜头。
通过具有以上那样的特征，本发明可以实现能够有效地校正畸变像差和像场弯曲、具有高水平的畸变像差校正能力的小型、轻量且性能好的广角变焦镜头。
并且，本发明的广角变焦镜头优选构成为，第1透镜组在第1塑料透镜的像侧配备具有负光焦度的第2塑料透镜，该广角变焦镜头包含至少2块塑料透镜。广角镜头有第1透镜组的口径变大则所有透镜组也会大型化的趋势，因此，通过使用2块由树脂材质构成的塑料透镜，可以更有效地实现轻量化、低价化。下面，根据图2来说明第2塑料透镜的形状。
图2是示出第2塑料透镜的形状的、沿光轴的截面图。如图2所示，通过使第2塑料透镜的物体侧面相对于物体成为凹面，提高了各像差的校正能力。进而，如果设第2塑料透镜的物体侧面为非球面，则像差校正更加有效。
另一方面，第2塑料透镜的像侧面的到远离光轴中心的有效径为止的周边部相对于像面为凹形状。此外，第2塑料透镜的像侧面的光轴附近的中心部可相对于像面形成为凸形状，也可形成为凹形状。即，第2塑料透镜的像侧面的曲率半径为正负均可。如果第2塑料透镜的像侧面也设为非球面，则像差校正更加有效。另外，第2塑料透镜的像侧面的最大有效径部相对于像侧面顶位于像侧。因此，无论中心部为凸形状还是凹形状，最大有效径部的凹陷量(详情将于后文叙述)都为正。
具有如上特征的第2塑料透镜起到校正仅靠第1塑料透镜不足以校正的畸变像差并且更加有效地校正像场弯曲的作用。在第1透镜组中，通过在所述第1塑料透镜的像侧配置第2塑料透镜，能够非常良好地校正在第1透镜组中产生的畸变像差和像场弯曲。由此，可以实现广角且具有高水平的畸变像差校正能力的小型、轻量且性能好的光学系统。另外，第2塑料透镜只要配置于第1塑料透镜的像侧即可，如果在第1塑料透镜与第2塑料透镜之间适当地配置透镜等光学元件，则不存在光学性能劣化这样的情况。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距设为f23w、将广角端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距设为fw时，满足以下条件式。
(1)4.0≦f23w/fw≦12.0
条件式(1)规定广角端的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距与广角端的无限远对焦时的整个光学系统的焦距之比。通过满足条件式(1)，广角端的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距变得适当，能够有效地校正第1透镜组中产生的球面像差、像散、轴上色像差。
当在条件式(1)中低于其下限时，广角端的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距变得过短，球面像差、像散、轴上色像差的产生变得明显，难以获得良好的光学性能。另一方面，当在条件式(1)中超过其上限时，广角端的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距变得过长，球面像差、像散、轴上色像差校正不足，并且光学系统的全长延长，从而难以实现光学系统的小型化。
另外，上述条件式(1)的下限值宜设定成优选在4.5以上、更优选在5.0以上。另一方面，上述条件式(1)的上限值宜设定成优选在11.0以下、更优选在10.0以下、更优选在9.50以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第1透镜组的焦距设为f1、将广角端的无限远对焦时的整个光学系统的焦距设为fw时，满足以下条件式。
(2)1.6≦|f1/fw|≦6.5
条件式(2)规定第1透镜组的焦距与广角端的无限远对焦时的整个光学系统的焦距之比的绝对值。通过满足条件式(2)，广角端的第1透镜组的焦距变得适当，像场弯曲得到有效校正，能够获得明亮的光学系统。
当在条件式(2)中低于其下限时，第1透镜组的焦距变得过短，在广角端，像场弯曲的产生变得明显，并且，第1透镜组的发散光束径变大，难以实现明亮且具有良好光学性能的光学系统。另一方面，当在条件式(2)中超过其上限时，第1透镜组的焦距变得过长，透镜口径变大、光学系统全长也变长，因此难以实现光学系统的小型化。
另外，上述条件式(2)的下限值宜设定成优选在1.7以上、更优选在1.8以上。另一方面，上述条件式(2)的上限值宜设定成优选在6.0以下、更优选在5.5以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选上述结构中在第1透镜组与第2透镜组之间配置光圈。通过将光圈配置在第1透镜组与第2透镜组之间，能够抑制透镜的大径化。
进而，优选在从广角端到望远端的变倍时将光圈固定在光轴上。通过在变倍时对光圈进行固定，能将变倍机构制成简单的结构，能够促进变焦镜头的径向上的小型化。进而，通过在从无限远物体到近距离物体的对焦时对光圈进行固定，能够使光学系统的对焦机构制成简单的结构，能够进一步促进变焦镜头的径向上的小型化。
在本发明的变焦镜头中，优选构成为在从无限远物体到近距离物体的对焦时第1透镜组在光轴上移动。从无限远物体到近距离物体的对焦优选通过使第1透镜组沿光轴向像侧移动来进行。通过以这样的动作进行对焦，能够从无限远物体到近距离物体维持较高的光学性能。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，上述结构中宜在第2透镜组中具有从物体侧起依次配置的具有非球面的正透镜和至少1组由负透镜和正透镜构成的接合透镜，第3透镜组由从物体侧起依次配置的负透镜和具有非球面的正透镜构成。
在本发明的广角变焦镜头中，优选使第2透镜组从物体侧起依次具有以下部件：具有非球面的正透镜和至少1组由负透镜和正透镜构成的接合透镜。通过在第2透镜组的最靠物体侧配置具有非球面的正透镜，能够良好地校正球面像差。进而，通过在配置于第2透镜组的最靠物体侧的正透镜的像侧配置由负透镜和正透镜构成的接合透镜，能够更好地校正轴上色像差。这时，配置于第2透镜组的最靠物体侧的正透镜为双凸形状，由此，能够进一步更好地进行像差校正。
在本发明的广角变焦镜头中，优选第3透镜组具有正光焦度。通过第3透镜组具有正光焦度，能够良好地校正像散和轴上色像差。进而，优选将第3透镜组设为从物体侧起依次具有负透镜和正透镜的结构。通过在第3透镜组的最靠物体侧配置负透镜，能够良好地校正像散。进而，在配置于第3透镜组的最靠物体侧的负透镜的像侧配置的正透镜优选为双凸形状。通过设为双凸形状，能够更好地校正像差。进而，在配置于第3透镜组的最靠物体侧的负透镜的像侧配置的正透镜优选具有非球面。根据该结构，能够更好地校正像场弯曲。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第1塑料透镜的物体侧面的曲率半径设为R1a、将第1塑料透镜的像侧面的曲率半径设为R2a时，满足以下条件式。
(3)0.0＜(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＜1.5
条件式(3)规定第1塑料透镜中的、物体侧那一面的曲率半径R1a和像侧面的曲率半径R2a的形状。通过满足条件式(3)，能够良好地校正畸变像差而维持较高的光学性能。
当在条件式(3)中低于其下限时，第1塑料透镜的物体侧面处的畸变像差校正不足，因此不理想。另一方面，当在条件式(3)中超过其上限时，第1塑料透镜的物体侧面上产生的畸变像差变得明显，并且，像场弯曲也增大，因此难以获得良好的光学性能。
另外，上述条件式(3)的下限值宜设定成优选超过0.05的值、更优选超过0.08的值。另一方面，上述条件式(2)的上限值宜设定成优选不到1.2、更优选不到1.1的值。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第1塑料透镜的焦距设为fp1、将第1透镜组的焦距设为f1时，满足以下条件式。
(4)1.2≦fp1/f1≦7.0
条件式(4)规定第1透镜组中配置的第1塑料透镜的焦距与第1透镜组的焦距之比。通过满足条件式(4)，能够良好地校正畸变像差和像场弯曲。
当在条件式(4)中低于其下限时，第1塑料透镜的焦距变得过短，畸变像差校正过度，因此不理想。另一方面，当在条件式(4)中超过其上限时，第1塑料透镜的焦距变得过长，光学系统全长延长，并且畸变像差校正不足，因此不理想。
另外，上述条件式(4)的下限值宜设定成优选在1.4以上、更优选在1.6以上。另一方面，上述条件式(4)的上限值宜设定成优选在6.0以下、更优选在5.5以下、更优选在5.0以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第2塑料透镜的焦距设为fp2、将第1塑料透镜的焦距设为fp1时，满足以下条件式。
(5)0.4≦fp2/fp1≦3.0
条件式(5)规定第1透镜组中的第2塑料透镜的焦距与第1塑料透镜的焦距之比。通过满足条件式(5)，能够良好地校正畸变像差和像场弯曲。
当在条件式(5)中低于其下限时，第2塑料透镜的焦距变得过短，畸变像差和像场弯曲的产生变得明显，因此不理想。另一方面，当在条件式(5)中超过其上限时，第2塑料透镜的焦距变得过长，畸变像差的校正变得困难，并且无法适当地校正像场弯曲。
另外，上述条件式(5)的下限值宜设定成优选在0.5以上、更优选在0.6以上。另一方面，上述条件式(5)的上限值宜设定成优选在2.5以下、更优选在2.0以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第1塑料透镜的物体侧面上的反弯点处的凹陷量设为SagH、将第1塑料透镜的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量设为SagE、将第1塑料透镜的焦距设为fp1时，满足以下条件式(SagH、SagE参照图1)。
(6)0.0＜|(SagH－SagE)/fp1|＜0.5
条件式(6)规定第1透镜组中配置的第1塑料透镜的物体侧那一面的反弯点处的凹陷量与最大有效径部的凹陷量之差与第1透镜组中配置的第1塑料透镜的焦距之比。通过满足条件式(6)，能够良好地校正畸变像差。下面，根据图3和图4，对凹陷量和反弯点进行说明。
图3是用于说明凹陷量的图。在图3中，首先，将光轴与透镜相交的点定义为面顶。并且，所谓凹陷量，是指面顶与从透镜面上的1点向光轴延伸而得的垂线与光轴相交的点之间的距离(向与透镜的光轴平行的方向的削刮量)。另外，在本发明中，凹陷量的符号是以面顶为基准将物体侧设为负、将像侧设为正。
图4是用于说明反弯点的图。在图4中，以上述的第1塑料透镜为例对反弯点进行说明。如图4所示，所谓反弯点，是指随着在镜面上从光轴上的面顶朝径向远离而凹陷量从增加变为减少的点或者凹陷量从减少变为增加的点。
当在条件式(6)中逐渐接近其下限时，周边部的凹陷量变得过小，无法充分地校正畸变像差。另一方面，当在条件式(6)中超过其上限时，周边部的凹陷量变得过大，畸变像差校正过度，不理想。
另外，上述条件式(6)的下限值宜设定成优选超过0.05的值、更优选超过0.10的值。另一方面，上述条件式(6)的上限值宜设定成优选不到0.4、更优选不到0.3、更优选不到0.25。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第2透镜组的焦距设为f2、将第1透镜组的焦距设为f1时，满足以下条件式。
(7)1.2≦|f2/f1|≦3.8
条件式(7)规定第2透镜组的焦距与第1透镜组的焦距之比的绝对值。通过满足条件式(7)，能够抑制伴随变倍时的第1透镜组的动作而来的像散、像场弯曲的产生。
当条件式(7)低于下限时，第2透镜组的焦距变得过短，像场弯曲校正过度，难以在从广角端到望远端的变倍时获得良好的光学性能。另一方面，当在条件式(7)中超过其上限时，第2透镜组的焦距变得过长，难以校正像场弯曲，并且难以在从广角端到望远端的变倍时获得良好的光学性能。特别是在明亮的光学系统中，包括变倍时的球面像差、像场弯曲、像散在内的各像差的校正变得非常困难，难以实现具有良好光学性能的光学系统。
另外，上述条件式(7)的下限值宜设定成优选在1.3以上、更优选在1.4以上、更优选在1.5以上。另一方面，上述条件式(7)的上限值宜设定成优选在3.5以下、更优选在3.3以下、更优选在3.0以下、更优选在2.8以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第3透镜组的焦距设为f3、将第2透镜组的焦距设为f2时，满足以下条件式。
(8)0.5≦|f3/f2|≦3.5
条件式(8)规定第3透镜组的焦距与第2透镜组的焦距之比的绝对值。通过满足条件式(8)，能够在变倍时在第3透镜组中良好地校正在第2透镜组中未完全校正的球面像差、像场弯曲。
当在条件式(8)中低于其下限时，第3透镜组的焦距变得过短，在广角端到望远端的范围内球面像差校正过度，并且难以良好地校正像场弯曲。另一方面，当在条件式(8)中超过其上限时，第3透镜组的焦距变得过长，难以在广角端到望远端的范围内良好地校正球面像差，并且光学系统的全长延长，光学系统的小型化变得困难。
另外，上述条件式(8)的下限值宜设定成优选在0.8以上、更优选在1.0以上。另一方面，上述条件式(8)的上限值宜设定成优选在3.0以下、更优选在2.5以下、更优选在2.2以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第1透镜组的焦距设为f1、将望远端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距设为ft时，满足以下条件式。
(9)0.5≦|f1/ft|≦3.5
条件式(9)规定第1透镜组的焦距与望远端的无限远对焦时的整个光学系统的焦距之比的绝对值。通过满足条件式(9)，望远端的第1透镜组的焦距变得适当，像场弯曲得到有效校正，可以实现明亮的光学系统。
当在条件式(9)中低于其下限时，第1透镜组的焦距变得过短，望远端下像场弯曲的产生变得明显，难以实现良好的光学性能。另一方面，当在条件式(9)中高于其上限时，第1透镜组的焦距变得过长，光学系统全长延长，光学系统的小型化变得困难。
另外，上述条件式(9)的下限值宜设定成优选在0.6以上、更优选在0.7以上。另一方面，上述条件式(9)的上限值宜设定成优选在3.0以下、更优选在2.5以下、更优选在2.2以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将望远端的无限远物体对焦时的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距设为f23t、将望远端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距设为ft时，满足以下条件式。
(10)1.8≦f23t/ft≦9.7
条件式(10)规定望远端的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距与第1透镜组的焦距之比。通过满足条件式(10)，第2透镜组与第3透镜组的合成焦距变得适当，望远端下能在第2透镜组和第3透镜组中有效地校正第1透镜组中产生的球面像差、像散、轴上色像差。
当在条件式(10)中低于其下限时，望远端的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距变得过短，球面像差、像散、轴上色像差校正过度，因此难以进行有效的像差校正。另一方面，当在条件式(10)中超过其上限时，望远端的第2透镜组与第3透镜组的合成焦距变得过长，球面像差、像散、轴上色像差校正不足，因此难以获得良好的光学性能。此外，由于第2透镜组与第3透镜组的合成焦距变长，因此光学系统全长延长，难以实现光学系统的小型化。
另外，上述条件式(10)的下限值宜设定成优选在2.0以上、更优选在2.5以上、更优选在2.8以上。另一方面，上述条件式(10)的上限值宜设定成优选在8.7以下、更优选在8.0以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第3透镜组的焦距设为f3、将广角端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距设为fw时，满足以下条件式。
(11)7.0≦f3/fw≦18.0
条件式(11)规定第3透镜组的焦距与广角端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距之比。通过满足条件式(11)，广角端的第3透镜组的光焦度变得适当，能够良好地校正球面像差、像场弯曲。
当在条件式(11)中低于其下限时，第3透镜组的焦距变得过短，广角端的球面像差、像场弯曲校正过度，难以获得良好的光学性能。另一方面，当在条件式(11)中超过其上限时，第3透镜组的焦距变得过长，广角端的球面像差、像场弯曲校正不足，难以获得良好的光学性能。此外，光学系统全长延长，难以实现光学系统的小型化。
另外，上述条件式(11)的下限值宜设定成优选在7.5以上、更优选在8.0以上、更优选在9.0以上、更优选在9.5以上。另一方面，上述条件式(11)的上限值宜设定成优选在16.0以下、更优选在14.0以下、更优选在13.0以下、更优选在12.0以下。
进而，在本发明的广角变焦镜头中，优选在将第3透镜组的焦距设为f3、将望远端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距设为ft时，满足以下条件式。
(12)2.5≦f3/ft≦7.0
条件式(12)规定第3透镜组的焦距与望远端的无限远对焦时的整个光学系统的焦距之比。通过满足条件式(12)，望远端的第3透镜组的光焦度变得适当，能够良好地校正球面像差、像场弯曲。
当在条件式(12)中低于其下限时，第3透镜组的焦距变得过短，望远端的球面像差、像场弯曲校正过度，难以获得良好的光学性能。另一方面，当在条件式(12)中超过其上限时，第3透镜组的焦距变得过长，望远端的球面像差、像场弯曲校正不足，难以获得良好的光学性能。此外，光学系统全长延长，难以实现光学系统的小型化。
另外，上述条件式(12)的下限值宜设定成优选在3.0以上、更优选在3.5以上。另一方面，上述条件式(12)的上限值宜设定成优选在6.0以下、更优选在5.5以下、更优选在5.0以下。
如以上所说明，本发明从物体侧起依次配置具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组和第3透镜组，并在第1透镜组中配备具有特殊形状的非球面的塑料透镜，由此，得以高效地校正畸变像差，并且实现轻量化、低价化，通过适当地设定各透镜组的焦距，可以实现大口径、小型的广角变焦镜头。以外，通过满足上述各条件式，可以实现具有更优异的光学性能的广角变焦镜头。
具有这样的特征的本发明的广角变焦镜头自然可以用于照相用的照相机，也能够用于监视照相机等各种各样的摄像装置。特别适于具有高像素、高灵敏度固体摄像元件的摄像装置。
例如，如果将具有上述结构的本发明的广角变焦镜头与将由该广角变焦镜头形成的光学像转换为电信号的固体摄像元件一并加以配备来构成摄像装置，则可以实现在全变倍域内良好地校正各像差而获得良好图像的高性能的摄像装置。
进而，可以实现使本发明的广角变焦镜头对于近红外线区域的波长也良好地校正各像差、无论昼夜都能获得良好图像的高性能的摄像装置。
下面，根据附图来详细说明本发明的广角变焦镜头的实施例。另外，本发明不受以下实施例限定。
【实施例1】
图5是示出实施例1的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。该变焦镜头构成为从未图示的物体侧起依次配置有具有负光焦度的第1透镜组G1、具有正光焦度的第2透镜组G2和具有正光焦度的第3透镜组G3。在第1透镜组G1与第2透镜组G2之间配置有限定规定口径的光圈S。在第3透镜组G3与像面IMG之间配置有保护玻璃CG。保护玻璃CG视需要配置。
第1透镜组G1构成为从物体侧起依次配置有凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L11、具有负光焦度的第1塑料透镜L12、具有负光焦度的第2塑料透镜L13、凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L14和凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L15。
第1塑料透镜L12的物体侧面在该面的有效径内中心部相对于物体侧为凹形状，周边部相对于物体侧为凸形状。第2塑料透镜L13中，物体侧面相对于物体侧为凹面，像侧面在该面的有效径内周边部相对于像侧为凹形状。第1塑料透镜L12的两面和第2塑料透镜L13的两面分别为非球面。此外，负凹凸透镜L14与正凹凸透镜L15接合在一起。
第2透镜组G2构成为从物体侧起依次配置有双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、双凸正透镜L23、双凹负透镜L24和双凸正透镜L25。双凹负透镜L22与双凸正透镜L23接合在一起。在双凸正透镜L21的两面形成有非球面。此外，双凹负透镜L24与双凸正透镜L25接合在一起。
第3透镜组G3构成为从物体侧起依次配置有双凹负透镜L31和双凸正透镜L32。在双凸正透镜L32的两面形成有非球面。
在该广角变焦镜头中，在从广角端到望远端的变倍时，以光圈S固定的状态下第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔逐渐变窄、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔逐渐变大的方式使第1透镜组G1、第2透镜组G2移动。
具体而言，在从广角端到望远端的变倍时，各透镜组如以下方式进行动作。第1透镜组G1沿光轴从物体侧朝像面IMG侧单调移动。第2透镜组G2沿光轴从像面IMG侧朝物体侧单调移动。另外，第3透镜组G3是固定的(以上参照图中的实线箭头)。
此外，在该广角变焦镜头中，是在光圈S固定的状态下使第1透镜组G1沿光轴从物体侧朝像面IMG侧移动，由此进行从无限远物体到近距离物体的对焦(以上参照图中的虚线箭头)。
以下，示出与实施例1的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。在各种数值数据中，NS表示面编号(从物体侧到像面侧的面的顺序)，r表示透镜、光圈面等的曲率半径(mm)，d表示透镜壁厚或空气间隔(mm)，nd表示透镜等对d线(587.6nm)的折射率、νd表示透镜等对d线的阿贝数。面编号附加有＊的面表示非球面。另外，曲率半径的符号以凸面朝向物体侧的情况为正。在非球面系数中，“E-n”表示“×10-n”。此外，广角变焦镜头整个系统的焦距f(mm)、F值FNO、半视场角ω(°)、像高(mm)、光学系统全长(mm)的值是对应于d线的值。后文叙述的实施例2之后也是一样的。
(面数据)
NS r d nd νd
1 50.158 1.500 1.58913 61.25
2 18.000 7.100
3* -49.863 1.500 1.53504 55.71
4* 14.300 10.685
5* -11.316 2.300 1.53504 55.71
6* 500.000 1.830
7 20.816 0.600 1.49700 81.60
8 12.235 2.746 1.85478 24.79
9 25.109 d9(可变)
10(光圈) inf d10(可变)
11* 10.720 3.684 1.49710 81.55
12* -16.000 0.743
13 -19.842 0.500 1.73800 32.32
14 18.780 2.509 1.80809 22.76
15 -20.362 1.583
16 -3700.000 0.500 1.85478 24.79
17 8.646 3.623 1.43700 95.10
18 -10.624 d18(可变)
19 -17.462 0.500 1.74950 35.33
20 31.712 0.150
21* 14.725 2.911 1.72903 54.04
22* -14.091 3.100
23 inf 1.500 1.51680 64.19
24 inf BF(后焦距)
25 inf -
(各种数据)
广角端 中间 望远端
f 2.398(fw) 3.896 5.822(ft)
FNO 1.442 1.745 2.343
ω 52.660 37.977 27.368
像高 3.300 3.300 3.300
光学系统全长 82.002 71.595 69.061
(可变间隔：变倍时)
变倍比：2.43
广角端 中间 望远端
f 2.398 3.896 5.822
摄影距离 inf inf inf
d9 17.462 7.055 4.521
d10 9.777 5.988 1.050
d18 1.200 4.989 9.927
BF 4.000 4.000 4.000
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d9 17.674 7.254 4.719
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-9 -7.939(f1)
2 11-18 15.004(f2)
3 19-22 26.267(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
NS k A B C D E
3 0 3.3078E-04 -2.3083E-06 1.1529E-08 -3.5615E-11 5.6011E-14
4 0 1.3818E-05 2.2271E-06 -5.5270E-08 3.7612E-10 -8.7199E-13
5 0 5.1355E-05 6.9356E-06 -7.4144E-08 3.0706E-10
6 0 3.0856E-04 2.1050E-06 4.8711E-08 -7.2161E-10
11 0 -1.2907E-04 -3.0116E-06 1.3995E-07 -5.5620E-09
12 0 1.9766E-04 -1.9158E-06 4.2598E-08 -3.6111E-09
21 0 -8.0906E-05 3.3818E-06 -7.8503E-08 6.0124E-09
22 0 1.6501E-04 2.8373E-06 -1.5053E-07 8.8307E-09
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝13.454
f23w/fw＝5.61
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝3.31
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-49.864
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.55
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-20.603
fp1/f1＝2.60
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-20.650
fp2/fp1＝1.00
(fp2：第2塑料透镜L13)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.085
SagE＝3.215
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.16
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝1.89
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝1.75
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝1.36
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝19.163
f23t/ft＝3.29
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝10.95
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.51
图6是实施例1的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
【实施例2】
图7是示出实施例2的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。本实施例的广角变焦镜头的光学结构中，第1透镜组G1中在最靠像面IMG侧配置有由双凹负透镜L214和双凸正透镜L215构成的接合透镜，第2透镜组G2中接合于双凸正透镜L25的物体侧面的是凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L224，除此以外与实施例1中展示的广角变焦镜头相同。因此，在本实施例中，对与实施例1相同的部件标注相同符号，并且省略它们的详细说明。
以下，示出与实施例2的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。
(面数据)
Figure BDA0002278408190000171
Figure BDA0002278408190000181
(各种数据)
广角端 中间 望远端
f 2.398(fw) 3.898 5.818(ft)
FNO 1.803 2.302 2.940
ω 52.541 37.041 26.679
像高 3.300 3.300 3.300
光学系统全长 88.501 79.183 76.637
(可变间隔：变倍时)
变倍比：2.43
广角端 中间 望远端
f 2.398 3.898 5.818
摄影距离 inf inf inf
d9 15.882 6.563 4.017
d10 8.122 5.028 1.050
d18 1.200 4.294 8.272
BF 4.000 4.000 4.000
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d9 15.952 6.634 4.088
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-9 -4.751(f1)
2 11-18 12.636(f2)
3 19-22 24.193(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
NS k A B C D E
3 0 3.6110E-04 -2.3165E-06 1.0529E-08 -3.1670E-11 4.0724E-14
4 0 3.6093E-05 3.7754E-06 -7.6755E-08 4.4352E-10 -8.9495E-13
5 0 -6.6532E-04 1.7478E-05 -1.7661E-07 7.0271E-10
6 0 -3.3693E-04 1.8456E-05 -2.2354E-07 4.1461E-09
11 0 -1.7024E-04 -8.9127E-07 3.9068E-08 -1.5369E-09
12 0 2.1336E-04 -1.8334E-06 3.8908E-08 -1.2408E-09
21 0 -8.8317E-05 -3.3352E-07 -4.1385E-08 -1.9459E-09
22 0 1.5133E-04 -3.2279E-06 5.7369E-08 -3.0067E-09
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝22.060
f23w/fw＝9.20
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝1.98
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-67.647
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.65
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-21.923
fp1/f1＝4.61
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-23.319
fp2/fp1＝1.06
(fp2：第2塑料透镜L13)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.041
SagE＝3.365
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.16
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝2.66
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝1.91
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝0.82
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝45.048
f23t/ft＝7.74
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝10.09
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.16
图8是实施例2的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
【实施例3】
图9是示出实施例3的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。本实施例的广角变焦镜头的光学结中，第2透镜组G2中接合于双凸正透镜L25的物体侧面的是凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L324，除此以外与实施例1中展示的广角变焦镜头相同。因此，在本实施例中，对与实施例1相同的部件标注相同符号，并且省略它们的详细说明。
以下，示出与实施例3的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。
(面数据)
NS r d nd νd
1 47.267 1.500 1.58913 61.25
2 18.000 7.100
3* -56.086 1.500 1.53504 55.71
4* 14.300 10.416
5* -11.378 2.300 1.53504 55.71
6* 853.759 1.500
7 15.247 0.600 1.49700 81.60
8 10.104 3.346 1.85478 24.79
9 16.933 d9(可变)
10(光圈) inf d10(可变)
11* 12.780 2.904 1.49710 81.55
12* -18.512 0.760
13 -22.564 0.500 1.85478 24.79
14 21.545 3.895 1.80809 22.76
15 -13.575 0.398
16 137.579 2.595 1.84666 23.78
17 9.245 3.187 1.49700 81.60
18 -16.465 d18(可变)
19 -17.811 0.500 1.90366 31.31
20 32.479 0.253
21* 16.389 2.908 1.77377 47.16
22* -12.497 3.100
23 inf 1.500 1.51680 64.19
24 inf BF(后焦距)
25 inf -
(各种数据)
Figure BDA0002278408190000211
Figure BDA0002278408190000221
(可变间隔：变倍时)
变倍比：2.42
广角端 中间 望远端
f 2.401 3.890 5.809
摄影距离 inf inf inf
d9 17.405 6.785 3.615
d10 8.580 5.343 1.145
d18 1.200 4.437 8.635
BF 4.000 4.000 4.000
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d9 17.607 6.986 3.816
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-9 -8.054(f1)
2 11-18 13.747(f2)
3 19-22 27.106(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
Figure BDA0002278408190000222
Figure BDA0002278408190000231
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝12.714
f23w/fw＝5.30
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝3.35
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-56.086
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.59
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-21.140
fp1/f1＝2.62
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-20.967
fp2/fp1＝0.99
(fp2：第2塑料透镜L13)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.069
SagE＝3.132
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.15
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝1.71
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝1.97
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝1.39
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝17.035
f23t/ft＝2.93
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝11.29
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.67
图10是实施例3的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
【实施例4】
图11是示出实施例4的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
本实施例的广角变焦镜头的光学结构中，第1透镜组G1中在凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L14的像面IMG侧接合有双凸正透镜L415，第2透镜组G2中在最靠物体侧配置有凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L421，第3透镜组G3中在最靠物体侧配置有凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L431，除此以外与实施例1中展示的广角变焦镜头相同。在正凹凸透镜L421的两面形成有非球面。
因此，在本实施例中，对与实施例1相同的部件标注相同符号，并且省略它们的详细说明。
以下，示出与实施例4的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。
(面数据)
Figure BDA0002278408190000241
Figure BDA0002278408190000251
(各种数据)
广角端 中间 望远端
f 2.400(fw) 3.890 5.823(ft)
FNO 1.483 1.720 2.185
ω 52.861 39.087 28.217
像高 3.300 3.300 3.300
光学系统全长 88.470 72.145 66.594
(可变间隔：变倍时)
变倍比：2.43
Figure BDA0002278408190000252
Figure BDA0002278408190000261
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d9 25.269 8.943 3.392
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-9 -11.759(f1)
2 11-18 18.688(f2)
3 19-22 23.281(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
NS k A B C D E
3 0 3.4988E-04 -2.3569E-06 1.0894E-08 -3.5651E-11 7.2656E-14
4 0 4.8340E-05 2.2939E-06 -5.9772E-08 3.9179E-10 -8.7199E-13
5 0 -1.4403E-04 5.6459E-06 -5.4819E-08 1.8821E-10
6 0 -1.4029E-05 4.1413E-06 -3.6641E-08 9.1546E-11
11 0 -4.0273E-04 -1.7234E-05 1.4662E-07 -1.3229E-08
12 0 -1.8196E-04 -1.5316E-05 -1.3706E-07 5.6785E-10
21 0 -6.0773E-05 4.2481E-06 -3.3748E-07 1.0924E-08
22 0 6.4782E-05 4.9232E-06 -4.2447E-07 1.7513E-08
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝12.956
f23w/fw＝5.40
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝4.90
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-46.166
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.53
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-20.231
fp1/f1＝1.72
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-28.528
fp2/fp1＝1.41
(fp2：第2塑料透镜L13)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.095
SagE＝2.419
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.12
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝1.59
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝1.25
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝2.02
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝17.961
f23t/ft＝3.08
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝9.70
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.00
图12是实施例4的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
【实施例5】
图13是示出实施例5的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
本实施例的广角变焦镜头的光学结构中，第2透镜组G2中在双凸正透镜L25的物体侧接合有凸面朝向物体侧的正凹凸透镜L524，除此以外与实施例1中展示的广角变焦镜头相同。因此，在本实施例中，对与实施例1相同的部件标注相同符号，并且省略它们的详细说明。
以下，示出与实施例5的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。
(面数据)
Figure BDA0002278408190000281
Figure BDA0002278408190000291
(各种数据)
广角端 中间 望远端
f 2.398(fw) 3.896 5.818(ft)
FNO 1.597 1.941 2.737
ω 52.632 37.704 27.249
像高 3.300 3.300 3.300
光学系统全长 82.495 74.053 72.639
(可变间隔：变倍时)
变倍比：2.43
广角端 中间 望远端
f 2.398 3.896 5.818
摄影距离 inf inf inf
d9 13.600 5.158 3.744
d10 10.116 6.167 1.050
d18 1.223 5.172 10.289
BF 4.000 4.000 4.000
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d9 13.740 5.298 3.884
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-9 -6.720(f1)
2 11-18 14.293(f2)
3 19-22 28.676(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
Figure BDA0002278408190000292
Figure BDA0002278408190000301
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝13.981
f23w/fw＝5.83
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝2.80
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-56.545
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.60
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-21.176
fp1/f1＝3.15
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-15.674
fp2/fp1＝0.74
(fp2：第2塑料透镜L13)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.060
SagE＝3.650
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.18
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝2.13
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝2.01
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝1.15
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝20.240
f23t/ft＝3.48
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝11.96
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.93
图14是实施例5的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
【实施例6】
图15是示出实施例6的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
本实施例的广角变焦镜头的光学结构与实施例5所示的广角变焦镜头相同。因此，在本实施例中，对与实施例5相同的部件标注相同符号，并且省略它们的详细说明。
以下，示出与实施例6的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。
(面数据)
Figure BDA0002278408190000311
Figure BDA0002278408190000321
(各种数据)
广角端 中间 望远端
f 2.399(fw) 3.895 5.814(ft)
FNO 1.545 1.857 2.546
ω 52.865 38.600 27.840
像高 3.300 3.300 3.300
光学系统全长 82.486 72.470 70.135
(可变间隔：变倍时)变倍比：2.42
Figure BDA0002278408190000322
Figure BDA0002278408190000331
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d9 16.921 6.905 4.571
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-9 -7.546(f1)
2 11-18 14.977(f2)
3 19-22 26.696(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
NS k A B C D E
3 0 6.8254E-04 -5.0108E-06 2.4907E-08 -7.3034E-11 1.0103E-13
4 0 2.1273E-04 1.0249E-05 -1.5382E-07 6.4451E-10 -8.7199E-13
5 0 -5.2008E-04 1.5479E-05 -1.8846E-07 7.6995E-10
6 0 -1.9905E-04 9.8351E-06 -6.1598E-08 -2.2231E-10
11 0 -1.1716E-04 -1.9868E-06 9.3747E-08 -3.7639E-09
12 0 2.1454E-04 -2.3077E-06 7.7907E-08 -3.4332E-09
21 0 -6.9238E-05 -7.6357E-06 3.3520E-07 -1.0482E-08
22 0 1.3360E-04 -8.7860E-06 3.3706E-07 -9.3945E-09
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝13.974
f23w/fw＝5.83
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝3.15
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-17.478
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.10
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-14.462
fp1/f1＝1.92
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-25.608
fp2/fp1＝1.77
(fp2：第2塑料透镜L13)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.383
SagE＝2.537
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.20
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝1.98
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝1.78
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝1.30
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝20.237
f23t/ft＝3.48
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝11.13
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.59
图16是实施例6的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
【实施例7】
图17是示出实施例7的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
本实施例的广角变焦镜头的光学结构与实施例1中展示的广角变焦镜头相同。因此，在本实施例中，对与实施例1相同的部件标注相同符号，并且省略它们的详细说明。
以下，示出与实施例7的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。
(面数据)
Figure BDA0002278408190000351
Figure BDA0002278408190000361
(各种数据)
广角端 中间 望远端
f 2.397(fw) 3.896 5.822(ft)
FNO 1.483 1.769 2.330
ω 52.548 37.383 26.901
像高 3.300 3.300 3.300
光学系统全长 82.511 72.043 69.431
(可变间隔：变倍时)
变倍比：2.43
广角端 中间 望远端
f 2.397 3.896 5.822
摄影距离 inf inf inf
d9 16.543 6.075 3.463
d10 9.618 5.899 1.05
d18 1.200 4.920 9.768
BF 4.000 4.000 4.000
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d9 16.730 6.260 3.648
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-9 -7.785(f1)
2 11-18 14.854(f2)
3 19-22 25.660(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
Figure BDA0002278408190000362
Figure BDA0002278408190000371
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝13.797
f23w/fw＝5.75
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝3.25
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-271.700
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.90
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-25.344
fp1/f1＝3.26
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-18.656
fp2/fp1＝0.74
(fp2：第2塑料透镜L13)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.003
SagE＝3.360
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.13
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝1.91
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝1.73
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝1.34
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝20.000
f23t/ft＝3.44
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝10.70
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.41
图18是实施例7的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
【实施例8】
图19是示出实施例8的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
本实施例的广角变焦镜头的光学结构中，第1透镜组G1中在第1塑料透镜L12的像面IMG侧配置有像面IMG侧面的光轴附近的中心部相对于像面IMG形成为凸形状的第2塑料透镜L813，除此以外与实施例1中展示的广角变焦镜头相同。因此，在本实施例中，对与实施例1相同的部件标注相同符号，并且省略它们的详细说明。
以下，示出与实施例8的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。
(面数据)
Figure BDA0002278408190000381
Figure BDA0002278408190000391
(各种数据)
广角端 中间 望远端
f 2.398(fw) 3.895 5.821(ft)
FNO 1.494 1.786 2.454
ω 52.714 37.966 27.322
像高 3.300 3.300 3.300
光学系统全长 82.000 72.093 69.861
(可变间隔：变倍时)
变倍比：2.43
Figure BDA0002278408190000392
Figure BDA0002278408190000401
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d9 15.826 5.918 3.685
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-9 -7.640(f1)
2 11-18 14.875(f2)
3 19-22 27.085(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
NS k A B C D E
3 0 3.3990E-04 -2.3575E-06 1.1095E-08 -3.2047E-11 4.7434E-14
4 0 6.7121E-05 2.2781E-06 -5.8573E-08 3.8619E-10 -8.7199E-13
5 0 9.5822E-05 8.1444E-06 -9.5962E-08 4.6790E-10
6 0 2.5726E-04 3.1812E-06 3.1322E-08 -6.7134E-10
11 0 -1.2865E-04 -2.6106E-06 1.2785E-07 -5.2979E-09
12 0 2.1881E-04 -2.3843E-06 8.5969E-08 -4.3588E-09
21 0 -7.2484E-05 1.2413E-06 -3.5197E-09 4.0031E-09
22 0 1.7112E-04 -4.1083E-07 -7.8796E-09 5.2469E-09
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝13.550
f23w/fw＝5.65
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝3.19
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-55.373
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.59
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-21.083
fp1/f1＝2.76
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-24.265
fp2/fp1＝1.15
(fp2：第2塑料透镜L813)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.067
SagE＝3.472
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.17
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝1.95
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝1.82
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝1.31
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝19.297
f23t/ft＝3.32
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝11.29
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.65
图20是实施例8的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
【实施例9】
图21是示出实施例9的广角变焦镜头的结构的、沿光轴的截面图。
本实施例的广角变焦镜头的光学结构中，第1透镜组G1中在第1塑料透镜L12与第2塑料透镜L13之间配置有凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L910，第2透镜组G2中接合于双凸正透镜L25的物体侧面的是凸面朝向物体侧的负凹凸透镜L924，除此以外与实施例1中展示的广角变焦镜头相同。因此，在本实施例中，对与上述实施例相同的部件标注相同符号，并且省略它们的详细说明。
以下，示出与实施例9的广角变焦镜头有关的各种数值数据(光学规格表)。
(面数据)
Figure BDA0002278408190000421
Figure BDA0002278408190000431
(各种数据)
广角端 中间 望远端
f 2.396(fw) 3.896 5.822(ft)
FNO 1.442 1.720 2.328
ω 52.677 37.833 27.342
像高 3.300 3.300 3.300
光学系统全长 87.042 75.487 72.451
(可变间隔：变倍时)
变倍比：2.43
广角端 中间 望远端
f 2.396 3.896 5.822
摄影距离 inf inf inf
d11 19.489 7.934 4.898
d12 10.178 6.199 1.05
d20 1.200 5.179 10.328
BF 4.000 4.000 4.000
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(可变间隔：对焦时)
广角端 中间 望远端
摄影距离 0.3m 0.3m 0.3m
d11 19.706 8.150 5.114
(注)摄影距离：物体面到光学系统的最靠物体侧面的距离
(各透镜组数据)
组 面编号 焦距
1 1-11 -8.337(f1)
2 13-20 16.044(f2)
3 21-24 25.413(f3)
(非球面数据)
圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D、E)
NS k A B C D E
3 0 3.5123E-04 -2.6600E-06 1.4184E-08 -4.9431E-11 8.5141E-14
4 0 7.2310E-05 2.0885E-06 -6.2013E-08 4.1108E-10 -9.0253E-13
7 0 -4.7229E-04 1.1430E-05 -1.0481E-07 3.6338E-10
8 0 -1.7899E-04 8.9629E-06 -6.1190E-08 6.4325E-11
13 0 -1.1758E-04 -2.9597E-06 1.0949E-07 -3.6690E-09
14 0 1.5082E-04 -2.3457E-06 4.5402E-08 -2.4032E-09
23 0 -6.7052E-05 1.5008E-06 -2.8468E-08 2.0145E-09
24 0 1.5623E-04 -3.4017E-07 4.0944E-09 1.9139E-09
(与条件式(1)有关的数值)
f23w＝14.151
f23w/fw＝5.91
(f23w：广角端的无限远物体对焦时的第2透镜组G2与第3透镜组G3的合成焦距)
(与条件式(2)有关的数值)
|f1/fw|＝3.48
(与条件式(3)有关的数值)
R1a＝-71.651
R2a＝14.300
(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＝0.67
(R1a：第1塑料透镜L12的物体侧面的曲率半径，R2a：第1塑料透镜L12的像侧面的曲率半径)
(与条件式(4)有关的数值)
fp1＝-22.146
fp1/f1＝2.66
(fp1：第1塑料透镜L12的焦距)
(与条件式(5)有关的数值)
fp2＝-28.802
fp2/fp1＝1.30
(fp2：第2塑料透镜L13)
(与条件式(6)有关的数值)
SagH＝-0.038
SagE＝3.285
|(SagH－SagE)/fp1|＝0.15
(SagH：第1塑料透镜L12的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SaGE：第1塑料透镜L12的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量)
(与条件式(7)有关的数值)
|f2/f1|＝1.92
(与条件式(8)有关的数值)
|f3/f2|＝1.58
(与条件式(9)有关的数值)
|f1/ft|＝1.43
(与条件式(10)有关的数值)
f23t＝20.713
f23t/ft＝3.56
(与条件式(11)有关的数值)
f3/fw＝10.61
(与条件式(12)有关的数值)
f3/ft＝4.36
图22是实施例9的广角变焦镜头的各像差图。在球面像差图中，纵轴表示F值(图中以FNO表示)，实线表示相当于d线(587.56nm)的波长的特性，长虚线表示相当于s线(852.11nm)的波长的特性，短虚线表示相当于g线(435.84nm)的波长的特性。在像散图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)，实线表示弧矢面(图中以S表示)的特性，虚线表示子午面(图中以M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示半视场角(图中以ω表示)。
以下，示出上述各实施例中的光学系统各数值与条件式的对应表。
(光学系统各数值)
Figure BDA0002278408190000451
Figure BDA0002278408190000461
(光学系统各数值)
实施例6 实施例7 实施例8 实施例9
fw 2.399 2.397 2.398 2.396
ft 5.814 5.822 5.821 5.822
f1 -7.546 -7.785 -7.640 -8.337
f2 14.977 14.854 14.875 16.044
f3 26.696 25.660 27.085 25.413
f23w 13.974 13.797 13.550 14.151
f23t 20.237 20.000 19.297 20.713
R1a -17.478 -271.700 -55.373 -71.651
R2a 14.300 14.300 14.300 14.300
fp1 -14.462 -25.344 21.083 -22.146
fp2 -25.608 -18.656 -24.265 -28.802
SagH -0.383 -0.003 -0.067 -0.038
SagE 2.537 3.360 3.472 3.285
(条件式)
Figure BDA0002278408190000462
Figure BDA0002278408190000471
(条件式)
Figure BDA0002278408190000472
此外，在以面顶点为原点、将与光轴垂直的方向上的坐标设为H、将H处的光轴方向的位移量设为X(H)、将近轴曲率半径设为R、将圆锥系数设为k、将4次、6次、8次、10次、12次非球面系数分别设为A、B、C、D、E、以光的行进方向为正时，上述各非球面形状由下式表示。另外，在近轴区域内考虑包含非球面的面形状和光焦度的符号。
【数式1】
Figure BDA0002278408190000481
如以上所说明，上述各实施例的广角变焦镜头从物体侧起依次配置具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组和第3透镜组，并且在第1透镜组中配备具有特殊形状的非球面的塑料透镜，由此，有效地校正畸变像差，并且实现轻量化、低价化，通过适当地设定各透镜组的焦距，可以实现大口径化、小型化、轻量化。另外，通过满足上述各条件式，可以实现具有更优异的光学性能的广角变焦镜头。此外，通过酌情配置形成有非球面的透镜，能够提高像差校正能力。
＜应用例>
接着，示出将本发明的广角变焦镜头应用于摄像装置的例子。图23是示出具有本发明的广角变焦镜头的摄像装置的一应用例的图。如图23所示，摄像装置100由镜头镜筒部110和照相机120构成。镜头镜筒部110收纳广角变焦镜头111。广角变焦镜头111借助未图示的驱动机构的驱动来执行变倍、从无限远物体到近距离物体的对焦。此外，照相机120具有固体摄像元件121。图23中展示的是实施例1(参照图5)的广角变焦镜头作为广角变焦镜头111，而实施例2～9中展示的广角变焦镜头同样也能搭载于摄像装置100中。
在具有广角变焦镜头111和固体摄像元件121的摄像装置100中，图5所示的像面IMG相当于固体摄像元件121的摄像面。作为固体摄像元件121，例如可以使用CCD、CMOS传感器等光电转换元件。
在摄像装置100中，从广角变焦镜头111的物体侧入射的光最终在固体摄像元件121的摄像面上成像。继而，固体摄像元件121对接收到的光进行光电转换并作为电信号输出。利用未图示的信号处理电路对该输出信号进行运算处理，生成与物体像对应的数字图像。数字图像例如可以记录在HDD(Hard Disk Device：硬盘驱动器)、存储卡、光盘、磁带等记录介质中。
如上所述，通过配备本发明的广角变焦镜头，可以实现获得良好图像的高性能的摄像装置100。另外，图23中展示的是将本发明的广角变焦镜头应用于监视照相机的例子，但本发明的广角变焦镜头可以用于单反照相机、数字静态照相机、摄像机等搭载有固体摄像元件的各种摄像装置。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的广角变焦镜头在搭载有CCD、CMOS等固体摄像元件的小型摄像装置中比较有用，特别适合要求较高光学性能的摄像装置。
符号说明
G1：第1透镜组；G2：第2透镜组；G3：第3透镜组；L11、L14、L224、L324、L431、L910、L924：负凹凸透镜；L12：第1塑料透镜；L13、L813：第2塑料透镜；L15、L421、L524：正凹凸透镜；L21、L23、L25、L32、L215、L415：双凸正透镜；L22、L24、L31、L214：双凹负透镜；S：光圈；CG：保护玻璃；IMG：像面；100：摄像装置；110：镜头镜筒部；111：广角变焦镜头；120：照相机；121：固体摄像元件。

Claims (17)

1.一种广角变焦镜头，其由从物体侧起依次配置的具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜组和第3透镜组构成，
至少使所述第1透镜组和所述第2透镜组沿光轴移动而改变相邻透镜组在光轴上的间隔，由此进行从广角端到望远端的变倍，该广角变焦镜头的特征在于，
所述第1透镜组具有从物体侧起依次配置的凸面朝向物体侧的具有负光焦度的凹凸透镜和具有负光焦度的第1塑料透镜，
所述第1塑料透镜的物体侧面在该面的有效径内中心部相对于物体侧为凹形状、周边部相对于物体侧为凸形状。
2.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
所述第1透镜组在所述第1塑料透镜的像侧具备具有负光焦度的第2塑料透镜，
所述第2塑料透镜中，物体侧面相对于物体侧为凹面，像侧面在该面的有效径内周边部相对于像侧为凹形状。
3.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(1)4.0≦f23w/fw≦12.0
其中，f23w表示广角端的无限远物体对焦时的所述第2透镜组与所述第3透镜组的合成焦距，fw表示广角端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距。
4.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(2)1.6≦|f1/fw|≦6.5
其中，f1表示所述第1透镜组的焦距，fw表示广角端的无限远对焦时的整个光学系统的焦距。
5.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
在所述第1透镜组与所述第2透镜组之间配置光圈，
所述光圈在从广角端到望远端的变倍时和从无限远物体到近距离物体的对焦时加以固定，
进而，在从无限远物体到近距离物体的对焦时，所述第1透镜组在光轴上移动。
6.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
所述第2透镜组具有从物体侧起依次配置的具有非球面的正透镜和至少1组由负透镜和正透镜构成的接合透镜，
所述第3透镜组由从物体侧起依次配置的负透镜和具有非球面的正透镜构成。
7.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(3)0.0＜(R1a+R2a)/(R1a－R2a)＜1.5
其中，R1a表示所述第1塑料透镜的物体侧面的曲率半径，R2a表示所述第1塑料透镜的像侧面的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(4)1.2≦fp1/f1≦7.0
其中，fp1表示所述第1塑料透镜的焦距，f1表示所述第1透镜组的焦距。
9.根据权利要求2所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(5)0.4≦fp2/fp1≦3.0
其中，fp2表示所述第2塑料透镜的焦距，fp1表示所述第1塑料透镜的焦距。
10.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(6)0.0＜|(SagH－SagE)/fp1|＜0.5
其中，SagH表示所述第1塑料透镜的物体侧面上的反弯点处的凹陷量，SagE表示所述第1塑料透镜的物体侧面上的最大有效径处的凹陷量，fp1表示所述第1塑料透镜的焦距。
11.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(7)1.2≦|f2/f1|≦3.8
其中，f2表示所述第2透镜组的焦距，f1表示所述第1透镜组的焦距。
12.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(8)0.5≦|f3/f2|≦3.5
其中，f3表示所述第3透镜组的焦距，f2表示所述第2透镜组的焦距。
13.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(9)0.5≦|f1/ft|≦3.5
其中，f1表示所述第1透镜组的焦距，ft表示望远端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距。
14.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(10)1.8≦f23t/ft≦9.7
其中，f23t表示望远端的无限远物体对焦时的所述第2透镜组与所述第3透镜组的合成焦距，ft表示望远端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距。
15.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(11)7.0≦f3/fw≦18.0
其中，f3表示所述第3透镜组的焦距，fw表示广角端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距。
16.根据权利要求1所述的广角变焦镜头，其特征在于，
满足以下所示的条件式：
(12)2.5≦f3/ft≦7.0
其中，f3表示所述第3透镜组的焦距，ft表示望远端的无限远物体对焦时的整个光学系统的焦距。
17.一种摄像装置，其特征在于，具有：
根据权利要求1～16中任一项所述的广角变焦镜头；以及
固体摄像元件，其将由该广角变焦镜头形成的光学像转换为电信号。
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