CN111751969B - 变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种整个系统的尺寸得到抑制、且像圈大、性能高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包括正的第1透镜组、负的第2透镜组、正的第3透镜组、正的第4透镜组、正的第5透镜组。在变倍时，第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组移动。第1透镜组从物体侧依次包括负的第1a透镜组、对焦时移动的正的第1b透镜组、正的第1c透镜组。第2透镜组从最靠物体侧向像侧依次连续地包括1片正透镜、1片以上的负透镜。

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。
背景技术
以往，作为用于广播用摄像机、电影摄影机及数码相机等的变焦镜头，已知5组结构的透镜系统。例如，下述专利文献1中记载了一种变焦镜头，其从物体侧向像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、第3透镜组、第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组，变倍时第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组移动。
专利文献1：日本特开2015-230449号公报
近年来，追求高画质而使用具有比以往更大的传感器尺寸的相机，要求能够应对这种相机的像圈大的透镜系统。并且，对影像的精细度的要求变高，而在透镜系统中要求：即使传感器尺寸变大，也具有能够应对与以往相等程度以下的像素间距的光学性能。另一方面，若考虑在拍摄现场进行操作，则要求避免与以往使用的透镜系统相比显著地大型化。
专利文献1中记载的5组结构的透镜系统的倍率色差大，像圈小。若放大专利文献1中记载的5组结构的透镜系统的比例，以应对近年来要求的尺寸的像圈，以实现良好的光学性能，则会导致透镜系统总长度变长。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种整个系统的尺寸得到抑制、且像圈大、具有良好的光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
本发明的一方式所涉及的变焦镜头从物体侧向像侧依次包括具有正屈光力的第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、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，在从广角端向长焦端变倍时，第1透镜组和第5透镜组相对于像面固定，第2透镜组向像侧移动，第3透镜组和第4透镜组改变与相邻的透镜组之间的间隔而沿光轴移动，第1透镜组从物体侧向像侧依次包括对焦时相对于像面固定且具有负屈光力的第1a透镜组、对焦时沿光轴移动且具有正屈光力的第1b透镜组及对焦时相对于像面固定且具有正屈光力的第1c透镜组，第2透镜组从最靠物体侧向像侧依次连续地包括1片正透镜和1片以上的负透镜。
针对上述方式的变焦镜头的包括于第2透镜组的负透镜中d线基准的色散系数最大的负透镜，在将d线基准的色散系数设为vn、将g线与F线之间的部分色散比设为θn的情况下，优选满足下述条件式(1)，更优选满足下述条件式(1-1)，进一步更优选满足下述条件式(1-2)。
0.01＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.08 (1)
0.02＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.07 (1-1)
0.03＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.07 (1-2)
优选上述方式的变焦镜头的包括于第2透镜组的负透镜中d线基准的色散系数最大的负透镜，在上述正透镜的像侧与上述正透镜连续地配置。
在上述方式的变焦镜头中，优选上述正透镜和在上述正透镜的像侧与上述正透镜连续地配置的负透镜彼此接合而构成接合透镜。
在上述方式的变焦镜头具有上述接合透镜时，在将接合透镜的正透镜的d线基准的色散系数设为vp1、将接合透镜的正透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θp1、将接合透镜的负透镜的d线基准的色散系数设为vn1、将接合透镜的负透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θn1的情况下，优选满足下述条件式(2)及(3)。并且，更优选在满足条件式(2)及(3)的基础上满足下述条件式(2-1)及(3-1)中的至少一个条件式。
35＜vn1-vp1＜70 (2)
-0.09＜θn1-θp1＜-0.03 (3)
45＜vn1-vp1＜70 (2-1)
-0.08＜θn1-θp1＜-0.04 (3-1)
在上述方式的变焦镜头中，在将第2透镜组的焦距设为f2、将上述正透镜的焦距设为fp1的情况下，优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。
0.3＜|f2/fp1|＜0.65 (4)
0.4＜|f2/fp1|＜0.65 (4-1)
优选上述方式的变焦镜头的第2透镜组包括2片以上的正透镜和3片以上的负透镜。
本发明的另一方式所涉及的摄像装置具备本发明的上述方式的变焦镜头。
另外，本说明书的“包括～”“包括～的”表示，除所举出的构成要件以外，还可以包括实质上不具有屈光力的透镜以及光圈、滤波器及盖玻璃等透镜以外的光学要件以及透镜凸缘、镜筒、成像元件及手抖校正机构等机构部分等。
另外，本说明书的“具有正屈光力的～组”表示作为组整体具有正屈光力。相同地“具有负屈光力的～组”表示作为组整体具有负屈光力。“具有正屈光力的透镜”与“正透镜”含义相同。“具有负屈光力的透镜”与“负透镜”含义相同。“透镜组”并不限于包括多个透镜的结构，也可以设为仅包括1片透镜的结构。
关于与包括非球面的透镜相关的屈光力的符号及面形状，若无特别说明，则设为在近轴区域中考虑。复合非球面透镜(球面透镜与形成于该球面透镜上的非球面形状的膜构成为一体而整体发挥1个非球面透镜的功能的透镜)不视为接合透镜而作为1片透镜来使用。
在条件式中使用的“焦距”为近轴焦距。除部分色散比以外，在条件式中使用的值为在对焦于无限远物体的状态下以d线为基准时的值。在将相对于g线、F线及C线的一透镜的折射率分别设为Ng、NF及NC的情况下，该透镜的g线与F线之间的部分色散比θgF，由θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)来定义。本说明书中记载的“d线”、“C线”、“F线”及“g线”为明线，d线的波长为587.56nm(纳米)，C线的波长为656.27nm(纳米)，F线的波长为486.13nm(纳米)，g线的波长为435.84nm(纳米)。
发明效果
根据本发明，能够提供一种整个系统的尺寸得到抑制、且像圈大、具有良好的光学性能的变焦镜头及具备该变焦镜头的摄像装置。
附图说明
图1与本发明的实施例1的变焦镜头对应，是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦镜头的结构的剖视图和移动轨迹的图。
图2是表示图1所示的变焦镜头的各变倍状态下的结构和光束的剖视图。
图3是本发明的实施例1的变焦镜头的各像差图。
图4是表示本发明的实施例2的变焦镜头的结构的剖视图和移动轨迹的图。
图5是本发明的实施例2的变焦镜头的各像差图。
图6是表示本发明的实施例3的变焦镜头的结构的剖视图和移动轨迹的图。
图7是本发明的实施例3的变焦镜头的各像差图。
图8是表示本发明的实施例4的变焦镜头的结构的剖视图和移动轨迹的图。
图9是本发明的实施例4的变焦镜头的各像差图。
图10是表示本发明的实施例5的变焦镜头的结构的剖视图和移动轨迹的图。
图11是本发明的实施例5的变焦镜头的各像差图。
图12是本发明的一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-滤波器，3-成像元件，5-信号处理部，6-显示部，7-变倍控制部，8-对焦控制部，100-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，L11～L18、L21～L25、L31～L33、L41～L43、L51～L57-透镜，ta、wa-轴上光束，tb、wb-最大视角的光束，PP-光学部件，Sim-像面，St-孔径光圈，Z-光轴。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的变焦镜头的实施方式进行详细说明。图1是示出表示本发明的一实施方式所涉及的变焦镜头的广角端下的结构的剖视图和移动轨迹的图。图2是表示该变焦镜头的各变倍状态下的结构和光束的剖视图。
图1及图2所示的例子与后述的实施例1的变焦镜头对应。在图1及图2中，示出对焦于无限远物体的状态，左侧为物体侧，右侧为像侧。在图2中，在标注“WIDE”的上排示出了广角端状态，在标注“TELE”的下排示出长焦端状态。在图2中，作为光束，示出广角端状态下的轴上光束wa及最大视角的光束wb、长焦端状态下的轴上光束ta及最大视角的光束tb。以下，主要参考图1进行说明。
在图1中，示出了设想将变焦镜头适用于摄像装置的情况而在变焦镜头与像面Sim之间配置平行平板状的光学部件PP的例子。光学部件PP为设想成各种滤光片和/或盖玻璃等的部件。作为各种滤光片，例如为低通滤波器、红外截止滤光片及截止特定波长区域的滤光片等。光学部件PP为不具有屈光力的部件，在本发明中也可以是省略光学部件PP的结构。
本发明的变焦镜头沿光轴Z从物体侧向像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、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。通过将最靠物体侧的第1透镜组G1设为正透镜组，能够缩短透镜系统总长度，因此有利于小型化。并且，通过将最靠像侧的第5透镜组G5设为正透镜组，能够抑制轴外光线的主光线入射于像面Sim的入射角变大，因此能够抑制阴影。
在图1所示的例子中，第1透镜组G1从物体侧向像侧依次包括透镜L11～L18这8片透镜，第2透镜组G2从物体侧向像侧依次包括透镜L21～L25这5片透镜，第3透镜组G3从物体侧向像侧依次包括透镜L31～L33这3片透镜，第4透镜组G4从物体侧向像侧依次包括孔径光圈St和透镜L41～L43这3片透镜，第5透镜组G5从物体侧向像侧依次包括透镜L51～L57这7片透镜。但是，在本发明的变焦镜头中，构成各透镜组的透镜的片数也可以设为不同于图1所示的例子的片数。并且，图1的孔径光圈St表示光轴方向上的位置，而不表示形状。
在本发明的变焦镜头中，构成为：在从广角端向长焦端变倍时，第1透镜组G1和第5透镜组G5相对于像面Sim固定，第2透镜组G2始终向像侧移动，第3透镜组G3和第4透镜组G4改变与相邻的透镜组之间的间隔而沿光轴Z移动。在图1中，在第2透镜组G2、第3透镜组G3及第4透镜组G4的下方分别示意性地用箭头示出了从广角端向长焦端变倍时的各透镜组的移动轨跡。能够使具有负屈光力的第2透镜组G2移动而进行主要的变倍，并使第3透镜组G3及第4透镜组G4移动而校正伴随变倍的像面位置的变动。变倍时第3透镜组G3及第4透镜组G4相对移动，因此容易良好地抑制变倍时的像面弯曲的变动及变倍时的球面像差的变动。并且，通过将第1透镜组G1和第5透镜组G5设为变倍时固定的结构，能够在变倍时不改变最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面为止的距离的情况下减少透镜系统的重心的变动，因此能够提高拍摄时的便利性。
第1透镜组G1从物体侧向像侧依次包括对焦时相对于像面Sim固定且具有负屈光力的第1a透镜组G1a、对焦时沿光轴Z移动且具有正屈光力的第1b透镜组G1b及对焦时相对于像面Sim固定且具有正屈光力的第1c透镜组G1c。通过设为这种结构，容易减少对焦时产生的球面像差及轴上色差。记入于图1的第1b透镜组G1b的下方的水平方向的双箭头表示第1b透镜组G1b为在对焦时移动的聚焦透镜组。
优选第1b透镜组G1b从物体侧向像侧依次包括凸面朝向物体侧的正透镜和凸面朝向物体侧的负弯月形透镜。在这种情况下，容易抑制对焦时的轴外像差的变动。
作为一例，在图1所示的例子中，第1a透镜组G1a从物体侧向像侧依次包括透镜L11～L13这3片透镜，第1b透镜组G1b从物体侧向像侧依次包括透镜L14～L15这2片透镜，第1c透镜组G1c从物体侧向像侧依次包括透镜L16～L18这3片透镜。但是，在本发明的变焦镜头中，构成各透镜组的透镜的片数也可以设为不同于图1所示的例子的片数。
第2透镜组G2构成为从最靠物体侧向像侧依次连续地包括1片正透镜和1片以上的负透镜。通过在第2透镜组G2的最靠物体侧配置正透镜，降低第2透镜组G2内的轴外光线的高度，能够抑制倍率色差的产生。通过在第2透镜组G2的最靠物体侧的正透镜连续地配置负透镜，有利于校正倍率色差。
针对包括于第2透镜组G2的负透镜中d线基准的色散系数最大的负透镜，在将d线基准的色散系数设为vn、将g线与F线之间的部分色散比设为θn的情况下，优选满足下述条件式(1)。通过设成不成为条件式(1)的下限以下，有利于校正二次色差。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够选择适当的色散系数的材料，容易校正一次色差。另外，若设为满足下述条件式(1-1)的结构，则能够成为更良好的特性，若设为满足下述条件式(1-2)的结构，则能够成为进一步更良好的特性。
0.01＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.08 (1)
0.02＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.07 (1-1)
0.03＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.07 (1-2)
优选包括于第2透镜组G2的负透镜中d线基准的色散系数最大的负透镜，在第2透镜组G2的最靠物体侧的正透镜的像侧与该正透镜连续地配置。即，优选包括于第2透镜组G2的负透镜中d线基准的色散系数最大的负透镜，在第2透镜组G2的负透镜中配置于最靠物体侧。在这种情况下，容易抑制广角侧的倍率色差的产生。
优选第2透镜组G2的最靠物体侧的正透镜和在该正透镜的像侧与该正透镜连续地配置的负透镜彼此接合而构成接合透镜。通过在第2透镜组G2的最靠物体侧配置由正透镜和负透镜从物体侧依次接合而成的接合透镜，容易在抑制第2透镜组G2的光轴上的厚度的同时良好地校正倍率色差。
在第2透镜组G2的最靠物体侧配置有上述接合透镜的结构中，在将接合透镜的正透镜的d线基准的色散系数设为vp1、将接合透镜的正透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θp1、将接合透镜的负透镜的d线基准的色散系数设为vn1、将接合透镜的负透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θn1的情况下，优选满足下述条件式(2)及(3)。通过满足条件式(2)及(3)这两个条件式，容易良好地校正长焦侧的一次色差及二次色差。另外，若设为在满足条件式(2)及(3)的基础上满足下述条件式(2-1)及(3-1)中的至少一个条件式的结构，则能够成为更良好的特性。
35＜vn1-vp1＜70 (2)
-0.09＜θn1-θp1＜-0.03 (3)
45＜vn1-vp1＜70 (2-1)
-0.08＜θn1-θp1＜-0.04 (3-1)
并且，在将第2透镜组G2的焦距设为f2、将第2透镜组G2的最靠物体侧的正透镜的焦距设为fp1的情况下，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，第2透镜组G2内的轴外光线的高度不会变高，因此容易减小倍率色差。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，第2透镜组G2的最靠物体侧的正透镜的屈光力不会过于变强，因此容易校正各像差。另外，若设为满足下述条件式(4-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.3＜|f2/fp1|＜0.65 (4)
0.4＜|f2/fp1|＜0.65 (4-1)
第2透镜组G2可以构成为包括2片以上的正透镜和3片以上的负透镜。在这种情况下，通过将第2透镜组G2的负屈光力分给多个透镜来抑制像差的产生，通过正透镜来校正在各负透镜中产生的色差，能够抑制变倍时的像差变动。
例如，第2透镜组G2能够构成为从物体侧依次包括由正透镜和负透镜从物体侧依次接合而成的第1接合透镜、由负透镜和正透镜从物体侧依次接合而成的第2接合透镜及负透镜。作为一例，在图1所示的例子中，上述的第1接合透镜包括双凸透镜和双凹透镜，上述的第2接合透镜包括凹面朝向像侧的负透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜，第2透镜组的最靠像侧的负透镜包括双凹透镜。
并且，在图1所示的例子中，孔径光圈St配置于第4透镜组G4内且广角端下的第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔大于长焦端下的第4透镜组G4与第5透镜组G5之间的间隔。通过设为这种结构，能够使广角端下的孔径光圈St的位置位于比长焦端下的孔径光圈St的位置更靠物体侧，因此能够使广角端下的入射光瞳位置位于比长焦端下的入射光瞳位置更靠物体侧。由此，容易在抑制透镜系统总长度变长的同时抑制第1透镜组G1的外径的大径化。
上述的优选结构及可能的结构能够任意进行组合，优选根据所要求的规格适当选择采用。根据本发明的技术，能够实现整个系统的尺寸得到抑制、且像圈大、具有良好的光学性能的变焦镜头。另外，在此所说的“像圈大”表示像圈的直径大于43.2。
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的变焦镜头的结构和移动轨跡示于图1，其图示方法和结构如上所述，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向像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、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。在变倍时，第1透镜组G1和第5透镜组G5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改变彼此相邻的透镜组之间的间隔而沿光轴Z移动。第1透镜组G1从物体侧向像侧依次包括具有负屈光力的第1a透镜组G1a、具有正屈光力的第1b透镜组G1b及具有正屈光力的第1c透镜组G1c。在对焦时，仅第1b透镜组G1b沿光轴Z移动，其他透镜组均相对于像面Sim固定。第1a透镜组G1a从物体侧向像侧依次包括透镜L11～L13这3片透镜，第1b透镜组G1b从物体侧向像侧依次包括透镜L14～L15这2片透镜，第1c透镜组G1c从物体侧向像侧依次包括透镜L16～L18这3片透镜，第2透镜组G2从物体侧向像侧依次包括透镜L21～L25这5片透镜，第3透镜组G3从物体侧向像侧依次包括透镜L31～L33这3片透镜，第4透镜组G4从物体侧向像侧依次包括孔径光圈St和透镜L41～L43这3片透镜，第5透镜组G5从物体侧向像侧依次包括透镜L51～L57这7片透镜。以上为实施例1的变焦镜头的概要。
关于实施例1的变焦镜头，将基本透镜数据示于表1A及表1B，将规格和可变面间隔示于表2，将非球面系数示于表3。在此，为了避免1个表变长，将基本透镜数据分成表1A及表1B的2个表来显示。在表1A中示出第1透镜组G1、第2透镜组G2及第3透镜组G3，在表1B中示出第4透镜组G4、第5透镜组G5及光学部件PP。在表1A、表1B及表2中示出对焦于无限远物体的状态下的数据。
在表1A及表1B中，在Sn栏中示出以最靠物体侧的面为第1面而随着朝向像侧逐一增加编号时的面编号，在R栏中示出各面的曲率半径，在D栏中示出各面和在其像侧与其相邻的面的光轴上的面间隔。在Nd栏中示出各构成要件相对于d线的折射率，在vd栏中示出各构成要件的d线基准的色散系数，在θgF栏中示出各构成要件的g线与F线之间的部分色散比。
在表1A及表1B中，将凸面朝向物体侧的形状的面的曲率半径的符号设为正，将凸面朝向像侧的形状的面的曲率半径的符号设为负。表1B中还一并示出了孔径光圈St及光学部件PP。在表1B中，相当于孔径光圈St的面的面编号栏中记载了面编号和(St)这一术语。在表1A及表1B中，关于变倍时的可变面间隔使用了DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号并记入于D栏中。
在表2中，以d线基准示出变倍比Zr、焦距f、F值FNo.、最大全视角2ω、最大像高IH及变倍时的可变面间隔。2ω的栏的(°)表示单位为度。在表2中，将广角端状态、长焦端状态的各值分别示于标记为WIDE、TELE栏中。
在基本透镜数据中，对非球面的面编号标注了*标记，在非球面的曲率半径栏中记载了近轴的曲率半径的数值。在表3中，在Sn栏中示出非球面的面编号，在KA及Am(m为3以上的整数且因面而异)栏中示出关于各非球面的非球面系数的数值。表3的非球面系数的数值的“E±n”(n：整数)表示“×10±n”。KA及Am为由下式表示的非球面式中的非球面系数。
Zd＝C×h2/{1+(1-KA×C2×h2)1/2}+∑Am×hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相切且与光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(光轴至透镜面为止的距离)；
C：近轴曲率半径的倒数；
KA、Am：非球面系数，非球面式的∑表示与m相关的总和。
在各表的数据中，作为角度的单位使用了度，作为长度的单位使用了mm(毫米)，光学系统既可以放大比例使用也可以缩小比例使用，因此也能够使用其他适当的单位。并且，在以下所示的各表中记载了以规定位数舍入的数值。
[表1A]
实施例1
Sn R D Nd vd θgF
1 635.85687 2.900 1.48749 70.24 0.53007
2 84.82438 1.793
*3 87.86309 8.493 1.85000 27.03 0.60935
4 216.23584 5.966
5 -483.34168 2.500 1.90265 35.77 0.58156
6 165.52407 2.946
7 180.38340 10.407 1.53775 74.70 0.53936
8 -198.00903 0.120
9 143.26123 2.460 1.80518 25.46 0.61572
10 104.68399 23.548
11 103.49980 2.500 1.84666 23.80 0.62155
12 78.30285 12.975 1.43700 95.10 0.53364
13 -945.64008 0.120
*14 78.80183 9.269 1.53775 74.70 0.53936
15 404.64010 DD[15]
16 84.74415 7.007 1.71736 29.52 0.60483
17 -105.29570 0.910 1.43700 95.10 0.53364
18 64.21500 4.216
19 -696.01274 0.810 1.80400 46.53 0.55775
20 37.26187 3.820 1.80518 25.46 0.61572
21 73.04376 5.685
22 -56.97749 1.000 1.90043 37.37 0.57668
23 191.39800 DD[23]
24 219.72433 3.895 1.84850 43.79 0.56197
25 -133.61317 0.120
26 314.29080 4.197 1.53775 74.70 0.53936
27 -100.17207 1.310 1.84661 23.88 0.62072
28 -450.21790 DD[28]
[表1B]
实施例1
Sn R D Nd vd θgF
29(St) ∞ 1.264
30 101.75400 3.474 1.56883 56.04 0.54853
31 -3223.37330 0.120
32 59.24167 9.429 1.53775 74.70 0.53936
33 -54.26328 0.800 1.90043 37.37 0.57668
34 122.12441 DD[34]
35 112.18810 1.200 1.59282 68.62 0.54414
36 72.07593 7.336 1.59270 35.31 0.59336
37 -69.30383 0.120
38 43.98928 7.187 1.53775 74.70 0.53936
39 -681.51453 0.700 1.87070 40.73 0.56825
40 39.63685 3.045
41 142.09020 3.566 1.51860 69.89 0.53184
42 -190.64442 23.636
43 -34.25938 0.810 1.55032 75.50 0.54001
44 286.70593 3.044 1.84661 23.88 0.62072
45 -119.04366 1.000
46 ∞ 2.620 1.51680 64.20 0.53430
47 ∞ 39.843
[表2]
实施例1
WIDE TELE
Zr 1.0 3.0
f 80.038 241.714
FNo. 2.76 3.36
2ω(°) 32.2 10.6
IH 23.15 23.15
DD[15] 2.787 59.245
DD[23] 35.458 1.115
DD[28] 19.852 7.867
DD[34] 17.889 7.759
[表3]
实施例1
Sn 3 14
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 6.2324088E-08 -8.9421762E-08
A6 -6.8897292E-12 1.9234241E-12
A8 8.7272717E-15 -1.1060557E-14
A10 -3.7757721E-18 4.2371881E-18
A12 6.5123320E-22 -8.9972553E-22
在图3中示出实施例1的变焦镜头对焦于无限远物体的状态的各像差图。在图3中，从左依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在图3中，在标注“WIDE”的上排示出广角端状态的像差，在标注“TELE”的下排示出长焦端状态的像差。在球面像差图中，分别以实线、长虚线、短虚线及单点划线示出d线、C线、F线及g线下的像差。在像散图中，以实线示出弧矢方向的d线下的像差，以短虚线示出子午方向的d线下的像差。在畸变像差图中，以实线示出d线下的像差。在倍率色差图中，分别以长虚线、短虚线及单点划线示出C线、F线及g线下的像差。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。
若无特别说明，则与上述实施例1相关的各数据的记号、含义、记载方法及图示方法在以下实施例中也相同，因此以下省略重复说明。
[实施例2]
将实施例2的变焦镜头的结构和移动轨跡示于图4。实施例2的变焦镜头具有与实施例1的变焦镜头的概要相同的结构。关于实施例2的变焦镜头，将基本透镜数据示于表4A及表4B，将规格和可变面间隔示于表5，将非球面系数示于表6，将各像差图示于图5。
[表4A]
实施例2
Sn R D Nd vd θgF
1 635.15805 2.900 1.48749 70.24 0.53007
2 76.88429 1.927
*3 79.87321 9.658 1.85000 27.03 0.60935
4 173.99971 8.207
5 -424.51509 2.500 1.90265 35.77 0.58156
6 184.06981 1.500
7 181.69597 10.492 1.53775 74.70 0.53936
8 -202.61114 0.120
9 135.41034 2.460 1.80518 25.46 0.61572
10 105.19566 21.710
11 103.51244 2.500 1.84666 23.80 0.62155
12 74.84931 13.887 1.43700 95.10 0.53364
13 -547.07592 0.120
*14 79.00358 9.160 1.53775 74.70 0.53936
15 411.30161 DD[15]
16 113.43496 6.819 1.71736 29.52 0.60483
17 -91.18431 0.810 1.43700 95.10 0.53364
18 85.48627 3.541
19 2230.66576 0.710 1.80400 46.53 0.55775
20 32.68367 4.613 1.80518 25.46 0.61572
21 69.27881 5.885
22 -52.73542 0.700 1.90043 37.37 0.57668
23 202.51249 DD[23]
24 208.26640 4.231 1.84850 43.79 0.56197
25 -116.75928 0.120
26 265.79196 4.225 1.53775 74.70 0.53936
27 -105.50772 0.800 1.84666 23.78 0.62054
28 -1295.05263 DD[28]
[表4B]
实施例2
Sn R D Nd vd θgF
29(St) ∞ 1.014
30 91.13147 4.004 1.56883 56.04 0.54853
31 ∞ 0.120
32 63.52914 9.715 1.53775 74.70 0.53936
33 -53.46656 0.800 1.90043 37.37 0.57668
34 130.97903 DD[34]
35 126.75636 0.800 1.59282 68.62 0.54414
36 91.92086 6.327 1.59270 35.31 0.59336
37 -67.66397 0.223
38 45.62627 6.268 1.53775 74.70 0.53936
39 -264.19931 0.700 1.84850 43.79 0.56197
40 42.03909 3.185
41 134.84179 2.792 1.56883 56.04 0.54853
42 -300.55752 26.750
43 -33.81179 0.710 1.43700 95.10 0.53364
44 145.70721 3.111 1.84661 23.88 0.62072
45 -359.15320 1.000
46 ∞ 2.620 1.51633 64.14 0.53531
47 ∞ 37.368
[表5]
实施例2
WIDE TELE
Zr 1.0 3.0
f 80.040 241.722
FNo. 2.76 3.35
2ω(°) 32.2 10.6
IH 23.15 23.15
DD[15] 1.298 58.696
DD[23] 33.578 0.991
DD[28] 20.781 6.177
DD[34] 21.387 11.180
[表6]
实施例2
Sn 3 14
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 4.2682415E-08 -7.8741326E-08
A6 -2.2542646E-12 -5.4186755E-12
A8 3.1353656E-15 -2.4116194E-15
A10 -9.9653872E-19 2.5484841E-19
A12 1.0844131E-22 -1.3512486E-22
[实施例3]
将实施例3的变焦镜头的结构和移动轨跡示于图6。实施例3的变焦镜头具有与实施例1的变焦镜头的概要相同的结构。关于实施例3的变焦镜头，将基本透镜数据示于表7A及表7B，将规格和可变面间隔示于表8，将非球面系数示于表9，将各像差图示于图7。
[表7A]
实施例3
Sn R D Nd vd θgF
1 642.97278 2.900 1.48749 70.24 0.53007
2 93.11328 1.100
*3 89.42162 8.618 1.84666 23.88 0.62182
4 212.86324 7.091
5 -371.53014 2.500 1.90265 35.77 0.58156
6 172.97633 2.291
7 187.10445 11.130 1.53775 74.70 0.53936
8 -182.41037 0.120
9 142.97249 2.460 1.80518 25.46 0.61572
10 108.11170 21.798
11 106.79782 2.500 1.84666 23.80 0.62155
12 75.61594 13.388 1.43700 95.10 0.53364
13 -1018.59156 0.120
*14 80.25963 9.438 1.53775 74.70 0.53936
15 402.48254 DD[15]
16 77.09641 6.941 1.73800 32.33 0.59005
17 -107.59890 0.910 1.41390 100.82 0.53373
18 65.73720 3.853
19 -935.39394 0.810 1.80400 46.53 0.55775
20 37.45461 3.024 1.80518 25.46 0.61572
21 59.64383 6.305
22 -51.07866 1.000 1.81600 46.62 0.55682
23 192.32408 DD[23]
24 272.85660 3.787 1.84850 43.79 0.56197
25 -125.15392 0.120
26 420.84130 4.795 1.53775 74.70 0.53936
27 -81.43983 1.310 1.84661 23.88 0.62072
28 -283.65163 DD[28]
[表7B]
实施例3
Sn R D Nd vd θgF
29(St) ∞ 1.241
30 133.96017 3.627 1.56883 56.04 0.54853
31 -327.96392 0.120
32 60.05688 9.224 1.53775 74.70 0.53936
33 -59.02377 0.800 1.90043 37.37 0.57668
34 117.14418 DD[34]
35 60.86232 1.200 1.59349 67.00 0.53667
36 47.48298 7.375 1.59270 35.31 0.59336
37 -124.74716 1.556
38 47.02490 6.555 1.53775 74.70 0.53936
39 -790.46716 0.700 1.87070 40.73 0.56825
40 37.10259 4.744
41 622.15676 3.905 1.51860 69.89 0.53184
42 -67.80440 23.148
43 -34.20544 0.810 1.55032 75.50 0.54001
44 198.50236 3.013 1.84661 23.88 0.62072
45 -125.87949 2.000
46 ∞ 2.620 1.51680 64.20 0.53430
47 ∞ 38.561
[表8]
实施例3
WIDE TELE
Zr 1.0 3.0
f 81.027 244.702
FNo. 2.76 3.30
2ω(°) 32.2 10.6
IH 23.15 23.15
DD[15] 2.041 62.993
DD[23] 32.862 0.994
DD[28] 25.563 6.072
DD[34] 16.013 6.420
[表9]
实施例3
Sn 3 14
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 4.3978809E-08 -7.6450943E-08
A6 4.9176282E-12 -9.4030701E-12
A8 -4.2033477E-15 -8.2856022E-16
A10 2.4438428E-18 -1.1581302E-19
A12 -5.3226393E-22 -1.4886920E-22
[实施例4]
将实施例4的变焦镜头的结构和移动轨跡示于图8。实施例4的变焦镜头具有与实施例1的变焦镜头的概要相同的结构。关于实施例4的变焦镜头，将基本透镜数据示于表10A及表10B，将规格和可变面间隔示于表11，将非球面系数示于表12，将各像差图示于图9。
[表10A]
实施例4
Sn R D Nd vd θgF
1 649.99488 2.900 1.48749 70.24 0.53007
2 93.22164 1.101
*3 90.29764 8.359 1.84666 23.88 0.62182
4 218.54936 6.549
5 -350.14459 2.500 1.90265 35.77 0.58156
6 173.74632 3.299
7 191.08646 10.493 1.53775 74.70 0.53936
8 -183.48858 0.120
9 145.56773 2.460 1.80518 25.46 0.61572
10 110.93434 21.737
11 109.30382 2.500 1.84666 23.80 0.62155
12 76.69036 13.116 1.43700 95.10 0.53364
13 -1270.71582 0.120
*14 79.71062 9.784 1.53775 74.70 0.53936
15 519.34539 DD[15]
16 77.67278 7.650 1.74950 35.33 0.58189
17 -93.00427 0.910 1.49700 81.54 0.53748
18 64.20065 4.041
19 -1624.45869 0.810 1.72916 54.68 0.54451
20 37.87836 3.239 1.75211 25.05 0.61924
21 58.71926 6.636
22 -50.05408 1.000 1.81600 46.62 0.55682
23 179.37103 DD[23]
24 273.09662 3.787 1.84850 43.79 0.56197
25 -126.10415 0.120
26 420.89807 4.481 1.53775 74.70 0.53936
27 -83.74654 1.310 1.84661 23.88 0.62072
28 -263.60224 DD[28]
[表10B]
实施例4
Sn R D Nd vd θgF
29(St) ∞ 1.314
30 135.56229 3.431 1.59282 68.62 0.54414
31 -383.52658 0.120
32 61.16572 9.188 1.53775 74.70 0.53936
33 -57.65053 0.800 1.90043 37.37 0.57668
34 124.22061 DD[34]
35 59.93140 1.200 1.59349 67.00 0.53667
36 47.19850 8.015 1.59270 35.31 0.59336
37 -124.50526 1.997
38 48.17573 6.274 1.53775 74.70 0.53936
39 -439.41580 0.700 1.87070 40.73 0.56825
40 37.26081 4.154
41 683.19786 4.179 1.51860 69.89 0.53184
42 -64.94934 22.526
43 -34.57507 0.810 1.55032 75.50 0.54001
44 192.15057 3.324 1.84661 23.88 0.62072
45 -120.29170 2.000
46 ∞ 2.620 1.51680 64.20 0.53430
47 ∞ 40.105
[表11]
实施例4
WIDE TELE
Zr 1.0 3.0
f 80.026 241.679
FNo. 2.75 3.31
2ω(°) 32.6 10.6
IH 23.15 23.15
DD[15] 1.550 61.664
DD[23] 31.743 1.399
DD[28] 25.144 5.344
DD[34] 13.940 3.970
[表12]
实施例4
Sn 3 14
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 5.5208061E-08 -9.4799847E-08
A6 -1.0072006E-12 1.3863543E-12
A8 1.8425175E-15 -1.1762874E-14
A10 -3.4323967E-19 4.6800143E-18
A12 -2.2370932E-23 -9.5196151E-22
[实施例5]
将实施例5的变焦镜头的结构和移动轨跡示于图10。实施例5的变焦镜头具有与实施例1的变焦镜头的概要相同的结构。关于实施例5的变焦镜头，将基本透镜数据示于表13A及表13B，将规格和可变面间隔示于表14，将非球面系数示于表15，将各像差图示于图11。
[表13A]
实施例5
Sn R D Nd vd θgF
1 660.36339 2.900 1.48749 70.32 0.52917
2 93.66151 1.100
*3 91.56394 8.580 1.84661 23.88 0.62072
4 221.88556 6.728
5 -340.34497 2.500 1.90265 35.77 0.58156
6 178.60028 3.120
7 187.61047 10.910 1.53775 74.70 0.53936
8 -187.61047 0.120
9 141.82380 2.550 1.80518 25.45 0.61571
10 108.90478 21.720
11 106.98186 2.510 1.84666 23.80 0.62155
12 75.49200 13.060 1.43700 95.10 0.53364
13 -2545.53987 0.120
*14 80.24274 10.080 1.53775 74.70 0.53936
15 703.43744 DD[15]
16 83.54741 7.430 1.73800 32.33 0.59005
17 -101.71700 0.910 1.43700 95.10 0.53364
18 68.51214 4.080
19 -908.57342 0.810 1.80400 46.53 0.55775
20 36.62600 3.320 1.80518 25.46 0.61572
21 60.57187 6.520
22 -49.62982 1.000 1.81600 46.62 0.55682
23 206.09903 DD[23]
24 248.66025 3.830 1.84850 43.79 0.56197
25 -127.88014 0.120
26 403.07188 4.650 1.53775 74.70 0.53936
27 -82.46300 1.310 1.84661 23.88 0.62072
28 -260.80547 DD[28]
[表13B]
实施例5
Sn R D Nd vd θgF
29(St) ∞ 1.450
30 147.30513 3.430 1.56883 56.04 0.54853
31 -310.34263 0.120
32 55.92500 9.680 1.53775 74.70 0.53936
33 -55.92500 0.800 1.90043 37.37 0.57668
34 115.58583 DD[34]
35 62.52786 1.200 1.59349 67.00 0.53667
36 49.37100 7.780 1.59270 35.31 0.59336
37 -102.58845 0.650
38 46.08726 6.060 1.53775 74.70 0.53936
39 -358.75300 0.700 1.87070 40.73 0.56825
40 37.16796 4.099
41 492.35132 4.350 1.51860 69.89 0.53184
42 -70.19266 22.170
43 -33.61039 0.810 1.55032 75.50 0.54001
44 148.62700 4.000 1.84661 23.88 0.62072
45 -148.62700 2.000
46 ∞ 2.620 1.51680 64.20 0.53430
47 ∞ 38.954
[表14]
实施例5
WIDE TELE
Zr 1.0 3.0
f 80.039 241.719
FNo. 2.75 3.31
2ω(°) 32.6 10.6
IH 23.15 23.15
DD[15] 1.530 60.560
DD[23] 31.710 1.234
DD[28] 24.110 5.646
DD[34] 15.970 5.880
[表15]
实施例5
Sn 3 14
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 6.7279802E-08 -1.2787733E-07
A6 -3.7240493E-11 1.1940669E-10
A8 8.7826157E-14 -3.7829378E-13
A10 -1.4858094E-16 7.1439023E-16
A12 1.7046704E-19 -8.8408340E-19
A14 -1.2500084E-22 7.0935191E-22
A16 5.5791740E-26 -3.5603139E-25
A18 -1.3778666E-29 1.0156542E-28
A20 1.4397885E-33 -1.2564176E-32
在表16中示出实施例1～5的变焦镜头的条件式(1)～(4)的对应值。表16所示的焦距值为d线基准下的值。
[表16]
式编号 (1) (2) (3) (4)
θn-(0.6483-0.001802×vn) vn1-vp1 θn1-θp1 |f2/fp1|
实施例1 0.0567 65.58 -0.07119 0.563
实施例2 0.0567 65.58 -0.07119 0.514
实施例3 0.0671 68.49 -0.05632 0.619
实施例4 0.0361 46.21 -0.04441 0.646
实施例5 0.0567 62.77 -0.05641 0.580
从以上说明的数据可知，实施例1～5的变焦镜头实现了小型化，且最大像高为23.15，具有大的像圈，包括倍率色差的各像差得到良好的抑制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12中，作为本发明的实施方式的摄像装置的一例示出使用本发明的实施方式所涉及的变焦镜头1的摄像装置100的概略结构图。作为摄像装置100，例如能够举出广播用摄像机、电影摄影机、视频摄像机及监控摄像机等。
摄像装置100具备变焦镜头1、配置于变焦镜头1的像侧的滤波器2及配置于滤波器2的像侧的成像元件3。另外，在图12中，示意地图示了变焦镜头1所具备的多个透镜。
成像元件3将由变焦镜头1形成的光学像转换成电信号，例如能够使用CCD(ChargeCoupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等。成像元件3配置成其摄像面与变焦镜头1的像面对齐。
摄像装置100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、显示由信号处理部5形成的像的显示部6、控制变焦镜头1的变倍的变倍控制部7及控制变焦镜头1的对焦的对焦控制部8。另外，在图12中仅图示了1个成像元件3，但也可以设为具有3个成像元件的所谓的3板方式的摄像装置。
以上，举出实施方式及实施例对本发明的技术进行了说明，但本发明的技术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等并不限定于上述各数值实施例中示出的值，能够采用其他值。

Claims (12)

1.一种变焦镜头，其特征在于，从物体侧向像侧依次由具有正屈光力的第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、具有正屈光力的第4透镜组及具有正屈光力的第5透镜组组成，
在从广角端向长焦端变倍时，所述第1透镜组和所述第5透镜组相对于像面固定，所述第2透镜组向像侧移动，所述第3透镜组和所述第4透镜组改变与相邻的透镜组之间的间隔而沿光轴移动，
所述第1透镜组从物体侧向像侧依次由对焦时相对于像面固定且具有负屈光力的第1a透镜组、对焦时沿光轴移动且具有正屈光力的第1b透镜组及对焦时相对于像面固定且具有正屈光力的第1c透镜组组成，
所述第2透镜组从最靠物体侧向像侧依次连续地包括1片正透镜和1片以上的负透镜，
包括于所述第2透镜组的负透镜中d线基准的色散系数最大的负透镜，在所述正透镜的像侧与所述正透镜连续地配置。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
针对包括于所述第2透镜组的负透镜中d线基准的色散系数最大的负透镜，在将d线基准的色散系数设为vn、将g线与F线之间的部分色散比设为θn的情况下，满足下述条件式(1)，
0.01＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.08 (1)。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述正透镜和在所述正透镜的像侧与所述正透镜连续地配置的负透镜彼此接合而构成接合透镜。
4.根据权利要求3所述的变焦镜头，其中，
在将所述接合透镜的所述正透镜的d线基准的色散系数设为vp1、
将所述接合透镜的所述正透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θp1、
将所述接合透镜的所述负透镜的d线基准的色散系数设为vn1、
将所述接合透镜的所述负透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θn1的情况下，满足下述条件式(2)及(3)，
35＜vn1-vp1＜70 (2)
-0.09＜θn1-θp1＜-0.03 (3)。
5.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在将所述第2透镜组的焦距设为f2、
将所述正透镜的焦距设为fp1的情况下，满足下述条件式(4)，
0.3＜|f2/fp1|＜0.65 (4)。
6.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第2透镜组包括2片以上的正透镜和3片以上的负透镜。
7.根据权利要求2所述的变焦镜头，其中，
满足下述条件式(1-1)，
0.02＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.07 (1-1)。
8.根据权利要求2所述的变焦镜头，其中，
满足下述条件式(1-2)，
0.03＜θn-(0.6483-0.001802×vn)＜0.07 (1-2)。
9.根据权利要求4所述的变焦镜头，其中，
满足下述条件式(2-1)，
45＜vn1-vp1＜70 (2-1)。
10.根据权利要求4所述的变焦镜头，其中，
满足下述条件式(3-1)，
-0.08＜θn1-θp1＜-0.04 (3-1)。
11.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，
满足下述条件式(4-1)，
0.4＜|f2/fp1|＜0.65 (4-1)。
12.一种摄像装置，其特征在于，具备权利要求1至11中任一项所述的变焦镜头。
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