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CN111061049B - 变焦镜头及摄像装置 - Google Patents

变焦镜头及摄像装置 Download PDF

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CN111061049B
CN111061049B CN201910966890.4A CN201910966890A CN111061049B CN 111061049 B CN111061049 B CN 111061049B CN 201910966890 A CN201910966890 A CN 201910966890A CN 111061049 B CN111061049 B CN 111061049B
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Abstract

本发明提供一种实现长焦侧下的长焦距化的同时实现光学总长度的小型化且具备防振透镜组及直径小的聚焦透镜组并且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。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、光圈及负的第4透镜组。变倍时第2透镜组及第3透镜组移动。第4透镜组从物体侧依次包括第4A透镜组、像抖动校正时移动的负的第4B透镜组、正的第4C透镜组、对焦时移动的负的第4D透镜组、及正的第4E透镜组。变焦镜头满足预先确定的条件式。

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，已提出了各种长焦类型的变焦镜头。例如，下述专利文献1中记载了一种变焦镜头，其从物体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透镜组及具有负屈光力的第4透镜组，并且能够适用于监控摄像机。并且，下述专利文献2中记载了一种变焦镜头，其从物体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透镜组及具有正屈光力的第4透镜组，并且能够适用于单反相机。
专利文献1：日本专利第4610959号说明书
专利文献2：日本专利第5857306号说明书
作为具有长焦距的长焦类型的变焦镜头的用途之一，有用于港湾等的远程监控摄像机。在远程监控摄像机中，校正因设置现场的振动和/或风等气象状况而产生的像抖动成为课题，因此装载于该摄像机的变焦镜头期望具备进行像抖动校正时移动的透镜组(以下，称为防振透镜组)。
另一方面，长焦类型的变焦镜头趋于容易大型化，期望在长焦侧具有长焦距的同时还考虑整个系统的小型化。并且，在具有对焦功能的变焦镜头中，为了自动聚焦的迅速化，还期望对焦时移动的透镜组(以下，称为聚焦透镜组)的小型化。
专利文献1中记载的变焦镜头为长焦端下的半视角为0.3°的长焦类型的透镜系统，但专利文献1中没有与防振透镜组相关的记载。专利文献2中记载的变焦镜头从物体侧依次为正负正正的屈光力配置，并且第4透镜组具有正屈光力，因此存在长焦距化时光学总长度变长之类的缺陷。并且，专利文献2中记载的变焦镜头使用透镜直径大的第1透镜组的透镜进行对焦，因此聚焦透镜组直径变大，从而在自动聚焦的迅速化这一方面不利。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的。本发明的一实施方式要解決的课题在于，提供一种实现长焦侧下的长焦距化的同时实现光学总长度的小型化且具备防振透镜组及直径小的聚焦透镜组并且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。
用于解决上述课题的具体方法包括以下方式。
本发明的第1方式所涉及的变焦镜头从物体侧朝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、光圈及具有负屈光力的第4透镜组，第4透镜组从物体侧朝向像侧依次包括第4A透镜组、像抖动校正时沿与光轴交叉的方向移动的具有负屈光力的第4B透镜组、具有正屈光力的第4C透镜组、对焦时沿光轴移动的具有负屈光力的第4D透镜组、及具有正屈光力的第4E透镜组，在从广角端向长焦端变倍时，第2透镜组向像侧移动，第3透镜组向物体侧移动，第1透镜组、光圈、第4A透镜组、第4B透镜组、第4C透镜组及第4E透镜组相对于像面固定，在像抖动校正时，第4A透镜组及第4C透镜组相对于像面固定，在对焦时，除了第4D透镜组以外的透镜组相对于像面固定，在将第4A透镜组、第4B透镜组及第4C透镜组的合成焦距设为f4abc、将第4D透镜组的焦距设为f4d的情况下，满足下述条件式(1)，
-5＜f4abc/f4d＜0 (1)。
在上述方式的变焦镜头中，优选满足下述条件式(1-1)。
-2.8＜f4abc/f4d＜-1 (1-1)
在上述方式的变焦镜头中，优选第1透镜组在最靠像侧具有从物体侧依次接合双凸透镜和双凹透镜而构成的接合透镜。
在上述方式的变焦镜头中，优选第1透镜组内的最靠像侧的透镜为双凹透镜，在将从第1透镜组的最靠物体侧的透镜面至第1透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离设为G1D、以第1透镜组的最靠像侧的透镜面为基准而将从基准至第1透镜组的像侧主点为止的光轴上的距离设为G1Pr、关于G1Pr，将比基准更靠近物体侧的距离的符号设为负、将比基准更靠近像侧的距离的符号设为正的情况下，满足下述条件式(2)，更优选满足下述条件式(2-1)。
-1.5＜G1Pr/G1D＜0 (2)
-1＜G1Pr/G1D＜-0.5 (2-1)
在上述方式的变焦镜头中，优选第1透镜组从物体侧朝向像侧依次包括像侧的面为凹面而具有负屈光力的作为弯月形透镜的第1透镜、作为双凸透镜的第2透镜、作为双凸透镜的第3透镜及作为双凹透镜的第4透镜，第3透镜和第4透镜彼此接合，在将第1透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θgF11、将第2透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θgF12的情况下，满足下述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3-1)。
-0.08＜θgF11-θgF12＜0.08 (3)
-0.04＜θgF11-θgF12＜0.04 (3-1)
在上述方式的变焦镜头中，优选在将长焦端下的从第1透镜组的最靠像侧的透镜面至第2透镜组的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离设为G12DT、将第1透镜组的焦距设为f1的情况下，满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。
0.3＜G12DT/f1＜1 (4)
0.45＜G12DT/f1＜0.7 (4-1)
在上述方式的变焦镜头中，优选第2透镜组从物体侧朝向像侧依次包括物体侧的面为凸面的正透镜、像侧的面为凹面的负透镜、物体侧的面为凹面的负透镜、及接合透镜，第2透镜组的接合透镜从物体侧依次接合正透镜和负透镜而构成，并且具有凹面朝向物体侧的接合面。
在上述方式的变焦镜头中，优选在对焦于无限远物体的状态下，在从广角端向长焦端变倍时，第2透镜组和第3透镜组同时通过各自的横向倍率成为-1倍的点。
在上述方式的变焦镜头中，优选在将对焦于无限远物体的状态下的长焦端下的第4B透镜组的横向倍率设为βG4B的情况下，满足下述条件式(5)，更优选满足下述条件式(5-1)。
-2＜1/βG4B＜0 (5)
-0.6＜1/βG4B＜-0.1 (5-1)
在上述方式的变焦镜头中，优选在将对焦于无限远物体的状态下的长焦端下的第4D透镜组的横向倍率设为βG4D的情况下，满足下述条件式(6)，更优选满足下述条件式(6-1)。
0.5＜βG4D＜6 (6)
1.5＜βG4D＜4 (6-1)
在上述方式的变焦镜头中，第4D透镜组优选包括4片透镜。
本发明的第2方式所涉及的摄像装置具备上述方式的摄像透镜。
另外，本说明书的“包括～”、“包括～的”是指，除了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；光圈、滤波器及盖玻璃等除了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”是指，作为组整体具有正屈光力。同样地，“具有负屈光力的～组”是指，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，也可以为仅包括1片透镜的结构。
复合非球面透镜(球面透镜和形成于该球面透镜上的非球面形状的膜一体地构成而作为整体发挥1个非球面透镜的功能的透镜)作为1片透镜进行处理，而不视为接合透镜。关于与包括非球面的透镜相关的屈光力的符号及透镜面的面形状，若无特别说明，则设为在近轴区域中考虑。
在条件式中使用的“焦距”为近轴焦距。在除了与部分色散比相关的条件式以外的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
根据本发明的一实施方式，能够提供一种实现长焦侧下的长焦距化的同时实现光学总长度的小型化且具备防振透镜组及直径小的聚焦透镜组并且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所示的变焦镜头的第4透镜组的结构的剖视图。
图3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6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7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8是本发明的实施例1的变焦镜头的球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图9是光学系统未倾斜时和光学系统倾斜而进行像抖动校正时的本发明的实施例1的变焦镜头的长焦端下的横向像差图。
图10是本发明的实施例2的变焦镜头的球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图11是光学系统未倾斜时和光学系统倾斜而进行像抖动校正时的本发明的实施例2的变焦镜头的长焦端下的横向像差图。
图12是本发明的实施例3的变焦镜头的球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图13是光学系统未倾斜时和光学系统倾斜而进行像抖动校正时的本发明的实施例3的变焦镜头的长焦端下的横向像差图。
图14是本发明的实施例4的变焦镜头的球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图15是光学系统未倾斜时和光学系统倾斜而进行像抖动校正时的本发明的实施例4的变焦镜头的长焦端下的横向像差图。
图16是本发明的实施例5的变焦镜头的球面像差图、像散图、畸变像差图及倍率色差图。
图17是光学系统未倾斜时和光学系统倾斜而进行像抖动校正时的本发明的实施例5的变焦镜头的长焦端下的横向像差图。
图18是本发明的一种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，4-信号处理部，5-变倍控制部，6-像抖动校正控制部，7-对焦控制部，10-摄像装置，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，G4D-第4D透镜组，G4E-第4E透镜组，L11～L14、L21～L25、L31～L34、La1～La3、Lb1～Lb4、Lc1～Lc3、Ld1～Ld4、Le1～Le3-透镜，ma、ta、wa-轴上光束，mb、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。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下的结构的剖视图和移动轨跡。图2是该变焦镜头的局部放大图。图3是表示该变焦镜头的各变倍状态下的透镜结构和光束的剖视图。图1～图3所示的例子与后述的实施例1的变焦镜头对应。在图1～图3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3中，在标注有“WIDE'’的上排示出广角端状态，在标注有“MIDDLE'’的中排示出中间焦距状态，在标注有“TELE'’的下排示出长焦端状态。在图3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、中间焦距状态下的轴上光束ma及最大视角的光束mb、长焦端状态下的轴上光束ta及最大视角的光束tb。
在图1及图3中，示出了设想到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之间配置有平行平板状的光学部件PP的例子。光学部件PP为设想成各种滤波器和/或盖玻璃等的部件。各种滤波器例如为低通滤波器、红外线截止滤波器及截止特定的波长区域的滤波器等。光学部件PP为不具有屈光力的部件，也可以为省略光学部件PP的结构。
本发明的变焦镜头沿光轴Z从物体侧朝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、孔径光圈St及具有负屈光力的第4透镜组G4。另外，图1～图3的孔径光圈St表示光轴方向上的位置，而不表示形状。在从广角端向长焦端变倍时，第2透镜组G2始终向像侧移动，第3透镜组G3始终向物体侧移动，第1透镜组G1及孔径光圈St相对于像面Sim固定。在图1中，在第2透镜组G2及第3透镜组G3的下方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。
通过设成最靠物体侧的第1透镜组G1在变倍时固定的结构，能够在变倍时不改变光学总长度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。另外，光学总长度是指，最靠物体侧的透镜面至最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离与以空气换算距离计的后焦距之和。通过将能够在变倍时移动的第2透镜组G2及第3透镜组G3分别设为具有负屈光力的透镜组及具有正屈光力的透镜组，能够实现高变倍比化。若使透镜系统长焦距化，则通常光学总长度趋于增加，但通过将第4透镜组G4设为具有负屈光力的透镜组，能够在长焦距化的同时抑制光学总长度的增加。
在图1所示的例子中，第1透镜组G1从物体侧朝向像侧依次包括透镜L11～L14这4片透镜，第2透镜组G2从物体侧朝向像侧依次包括透镜L21～L25这5片透镜，第3透镜组G3从物体侧朝向像侧依次包括透镜L31～L34这4片透镜，第4透镜组G4包括17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不同于图1所示的例子。
本发明的变焦镜头在第4透镜组G4中具有大的特征，因此首先对第4透镜组G4进行说明。第4透镜组G4从物体侧朝向像侧依次包括第4A透镜组G4A、像抖动校正时沿与光轴Z交叉的方向移动的具有负屈光力的第4B透镜组G4B、具有正屈光力的第4C透镜组G4C、对焦时沿光轴Z移动的具有负屈光力的第4D透镜组G4D及具有正屈光力的第4E透镜组G4E。在变倍时，第4A透镜组G4A、第4B透镜组G4B、第4C透镜组G4C及第4E透镜组G4E相对于像面Sim固定。
图2中放大示出图1的变焦镜头的孔径光圈St及第4透镜组G4。如图2所示，第4A透镜组G4A从物体侧朝向像侧依次包括透镜La1～La3这3片透镜，第4B透镜组G4B从物体侧朝向像侧依次包括透镜Lb1～Lb4这4片透镜，第4C透镜组G4C从物体侧朝向像侧依次包括透镜Lc1～Lc3这3片透镜，第4D透镜组G4D从物体侧朝向像侧依次包括透镜Ld1～Ld4这4片透镜，第4E透镜组G4E从物体侧朝向像侧依次包括透镜Le1～Le3这3片透镜。但是，在本发明的变焦镜头中，构成第4透镜组G4内的各透镜组的透镜的片数也可以不同于图2所示的例子。
第4B透镜组G4B通过沿与光轴Z交叉的方向移动而能够沿与光轴Z垂直的方向改变像位置，由此能够进行像抖动校正。在本发明的变焦镜头中，作为第4B透镜组G4B的两侧的透镜组的第4A透镜组G4A及第4C透镜组G4C在像抖动校正时相对于像面Sim固定。在图1所示的例子中，防振透镜组仅包括第4B透镜组G4B，像抖动校正时除了第4B透镜组G4B以外的透镜组相对于像面Sim固定。在图1的第4B透镜组G4B的下方记入的铅垂方向的双箭头表示第4B透镜组G4B为防振透镜组。
第4D透镜组G4D通过沿光轴Z移动而进行对焦。在本发明的变焦镜头中，聚焦透镜组仅包括第4D透镜组G4D，除了第4D透镜组G4D以外的透镜组在对焦时相对于像面Sim固定。因此，在本发明的变焦镜头中，未将透镜直径容易变大的第1透镜组G1的透镜用于对焦，因此有利于自动聚焦的迅速化。在图1的第4D透镜组G4D的下方记入的水平方向的双箭头表示第4D透镜组G4D为聚焦透镜组。
在第4B透镜组G4B的物体侧配置有变倍时、对焦时及像抖动校正时固定的第4A透镜组G4A。根据该结构，能够校正入射于第4B透镜组G4B的光线的入射角度，并且能够抑制使第4B透镜组G4B移动时的性能劣化。
通过将第4B透镜组G4B设为具有负屈光力的透镜组，能够加强第4B透镜组G4B的屈光力，即使在像抖动校正时减少第4B透镜组G4B的移动量，也有利于获得大的防振角。在此，防振角是指，能够通过使防振透镜组移动来校正像抖动的像抖动的校正角。并且，通过将第4B透镜组G4B的屈光力设为负，即使为了通过第4B透镜组G4B的少量的移动获得大的防振角而加强第4B透镜组G4B的屈光力，也能够抑制通过第4B透镜组G4B的光束直径的增加，从而能够实现第4B透镜组G4B的小直径化。假设，在将第4B透镜组G4B的屈光力设为正的情况下，需要估计收敛光束的效果而预先增加光束直径，并且为了实现图像尺寸而需要预先确保轴外光束的从光轴Z起的高度，因此第4B透镜组G4B难以小直径化。
作为一例，第4B透镜组G4B能够构成为包括3片负透镜和1片正透镜。第4B透镜组G4B可以构成为从物体侧朝向像侧依次包括2片负透镜、正透镜及负透镜，或者也可以构成为从物体侧朝向像侧依次包括负透镜、正透镜及2片负透镜。
在第4B透镜组G4B的像侧配置有变倍时、对焦时及像抖动校正时固定的具有正屈光力的第4C透镜组G4C。根据该结构，能够通过第4C透镜组G4C收敛从第4B透镜组G4B射出的发散光束，并且能够抑制入射于第4D透镜组G4D的光束直径的增加。
通过将第4D透镜组G4D设为具有负屈光力的透镜组，能够加强第4D透镜组G4D的屈光力，即使在对焦时减少第4D透镜组G4D的移动量，也有利于增加像位置的变化量。并且，通过将第4D透镜组G4D的屈光力设为负，即使为了减少对焦时的第4D透镜组G4D的移动量而加强第4D透镜组G4D的屈光力，也能够抑制通过第4D透镜组G4D的光束直径的增加。由此，能够实现第4D透镜组G4D的小直径化，从而有利于自动聚焦的迅速化。假设，在将第4D透镜组G4D的屈光力设为正的情况下，需要估计收敛光束的效果而预先增加光束直径，并且为了实现图像尺寸而需要预先确保轴外光束的从光轴Z起的高度，因此第4D透镜组G4D难以小直径化。
第4D透镜组G4D可以构成为包括4片透镜，并且在如此构成的情况下，有利于兼顾聚焦透镜组的小型化和对焦时的像差变动的抑制。作为一例，第4D透镜组G4D可以构成为包括2片负透镜和2片正透镜，并且在如此构成的情况下，容易抑制对焦时的像差变动。更详细而言，第4D透镜组G4D可以构成为从物体侧朝向像侧依次包括负透镜、正透镜、负透镜及正透镜。进一步更详细而言，第4D透镜组G4D可以构成为从物体侧朝向像侧依次包括从物体侧依次接合像侧的面为凹面的负透镜和正弯月形透镜而成的接合透镜、双凹透镜及双凸透镜。在第4D透镜组G4D包括由负透镜和正透镜构成的接合透镜的情况下，容易抑制对焦时的色差的变动。
在第4D透镜组G4D的像侧配置有具有正屈光力的第4E透镜组G4E。根据该结构，能够对通过第4D透镜组G4D上翘的光束赋予收敛作用，因此能够抑制轴外光束的主光线向像面Sim的入射角度的增加。
在该变焦镜头中，在将第4A透镜组G4A、第4B透镜组G4B及第4C透镜组G4C的合成焦距设为f4abc、将第4D透镜组G4D的焦距设为f4d的情况下，构成为满足下述条件式(1)。通过设成不成为条件式(1)的下限以下，第4D透镜组G4D的屈光力不会过于变强，因此能够良好地校正倾向负侧(欠校正侧)的像面Sim。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够维持第4D透镜组G4D所需的屈光力，因此能够减少对焦时所需的第4D透镜组G4D的移动量，从而能够有助于小型化。另外，若设成满足下述条件式(1-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
-5＜f4abc/f4d＜0 (1)
-2.8＜f4abc/f4d＜-1 (1-1)
在将对焦于无限远物体的状态下的长焦端下的第4B透镜组G4B的横向倍率设为βG4B的情况下，优选满足下述条件式(5)。通过设成不成为条件式(5)的下限以下，像抖动校正所需的第4B透镜组G4B的移动量不会过于变大，因此容易良好地保持为了像抖动校正而使第4B透镜组G4B移动时的周边光量。若增加条件式(5)的βG4B的值，即，若1/βG4B接近0，则来自第4B透镜组G4B的射出光束接近平行光。若将第4B透镜组G4B的负屈光力设为恒定，则来自第4B透镜组G4B的射出光束越接近平行光，向第4B透镜组G4B的入射光束的角度越变大。因此，通过设成不成为条件式(5)的上限以上，向第4B透镜组G4B的入射光束的角度不会过于变大，因此能够抑制为了像抖动校正而使第4B透镜组G4B移动时的彗形像差的变动。另外，若设成满足下述条件式(5-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
-2＜1/βG4B＜0 (5)
-0.6＜1/βG4B＜-0.1 (5-1)
在将对焦于无限远物体的状态下的长焦端下的第4D透镜组G4D的横向倍率设为βG4D的情况下，优选满足下述条件式(6)。通过设成不成为条件式(6)的下限以下，能够维持第4D透镜组G4D所需的屈光力，因此能够减少对焦时所需的第4D透镜组G4D的移动量，从而有利于小型化。通过设成不成为条件式(6)的上限以上，第4D透镜组G4D的屈光力不会过于变强，因此能够良好地校正倾向负侧(欠校正侧)的像面Sim。另外，若设成满足下述条件式(6-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.5＜βG4D＜6 (6)
1.5＜βG4D＜4 (6-1)
接着，对与第1透镜组G1、第2透镜组G2及第3透镜组G3相关的优选结构及可实现的结构进行说明。第1透镜组G1优选在最靠像侧具有从物体侧依次接合双凸透镜和双凹透镜而构成的接合透镜。通过第1透镜组G1具有接合透镜，有利于校正色差。并且，通过设为上述结构的接合透镜，接合面成为凸面朝向像侧的形状，因此即使在长焦侧不减小接合面的曲率半径的绝对值，也能够增加入射于接合面的光线的入射角度，并且能够良好地校正轴上色差。
第1透镜组G1内的最靠像侧的透镜优选为双凹透镜，在将从第1透镜组G1的最靠物体侧的透镜面至第1透镜组G1的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离设为G1D、以第1透镜组G1的最靠像侧的透镜面为基准而将从基准至第1透镜组G1的像侧主点为止的光轴上的距离设为G1Pr的情况下，优选满足下述条件式(2)。但是，关于G1Pr，将比基准更靠近物体侧的距离的符号设为负，将比基准更靠近像侧的距离的符号设为正。通过设成不成为条件式(2)的下限以下，第1透镜组G1内的最靠像侧的双凹透镜的屈光力不会过于变强，因此能够良好地校正球面像差。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，与焦距范围相同的变焦镜头相比，能够抑制透镜总长度的大型化。另外，在此所说的透镜总长度为第1透镜组G1的最靠物体侧的透镜面至第4透镜组G4的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离。另外，若设成满足下述条件式(2-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
-1.5＜G1Pr/G1D＜0 (2)
-1＜G1Pr/G1D＜-0.5 (2-1)
第1透镜组G1优选从物体侧朝向像侧依次包括像侧的面为凹面而具有负屈光力的作为弯月形透镜的第1透镜、作为双凸透镜的第2透镜、作为双凸透镜的第3透镜及作为双凹透镜的第4透镜，第3透镜和第4透镜优选彼此接合。在如此构成的情况下，能够由第2透镜担负第1透镜组G1所需的正屈光力，并且能够通过第1透镜来校正随之产生的轴上色差。而且，能够通过包括第3透镜及第4透镜的接合透镜来良好地校正通过第1透镜及第2透镜的组合进行校正之后仍残留的轴上色差及过度校正的球面像差。在图1所示的例子中，透镜L11、透镜L12、透镜L13、透镜L14分别与第1透镜、第2透镜、第3透镜、第4透镜对应。
在第1透镜组G1包括上述的第1透镜～第4透镜这4片透镜的结构中，在将第1透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θgF11、将第2透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θgF12的情况下，优选满足下述条件式(3)。通过满足条件式(3)，变得能够校正在第1透镜及第2透镜的组合中产生的二次色差，从而能够获得良好的光学性能。另外，若设成满足下述条件式(3-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
-0.08＜θgF11-θgF12＜0.08 (3)
-0.04＜θgF11-θgF12＜0.04 (3-1)
在将长焦端下的从第1透镜组G1的最靠像侧的透镜面至第2透镜组G2的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离设为G12DT、将第1透镜组G1的焦距设为f1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，有利于高变倍比化。通过设成不成为条件式(4)的上限以上，变得容易在长焦端下确保第4B透镜组G4B移动时的周边光量。另外，若设成满足下述条件式(4-1)的结构，则能够成为更良好的特性。
0.3＜G12DT/f1＜1 (4)
0.45＜G12DT/f1＜0.7 (4-1)
第2透镜组G2优选从最靠物体侧朝向像侧依次连续具有物体侧的面为凸面的正透镜、像侧的面为凹面的负透镜及物体侧的面为凹面的负透镜。通过将第2透镜组G2的从物体侧起第1个、第2个及第3个透镜设为上述结构，能够良好地校正广角端下的倍率色差。第2透镜组G2能够构成为包括上述3片透镜和配置于上述3片透镜的像侧的接合透镜。此时，第2透镜组G2的接合透镜优选从物体侧依次接合正透镜和负透镜而构成且具有凹面朝向物体侧的接合面。在如此构成的情况下，能够在长焦端下良好地校正在第2透镜组G2的上述3片透镜中产生的轴上色差。
第3透镜组G3可以构成为从最靠物体侧朝向像侧依次连续具有2片正透镜。在如此构成的情况下，有利于校正球面像差，并且容易减小从这2片正透镜起像侧的光束直径，因此有利于防振透镜组及聚焦透镜组的小直径化。第3透镜组G3可以构成为具备具有凸面朝向物体侧的接合面且接合负透镜和正透镜而构成的接合透镜。在如此构成的情况下，有利于良好地校正轴上色差。作为一例，第3透镜组G3能够构成为从物体侧朝向像侧依次包括2片正透镜和具有凸面朝向物体侧的接合面的接合透镜。
关于该变焦镜头，在对焦于无限远物体的状态下，在从广角端向长焦端变倍时，第2透镜组G2和第3透镜组G3优选同时通过各自的横向倍率成为-1倍的点。在如此构成的情况下，能够始终减小第2透镜组G2与第3透镜组G3之间的相对距离，因此能够高效地进行变倍，从而成为适于高变倍比化的变焦镜头。在图1中，用水平方向的虚线示出了在对焦于无限远物体的状态下第2透镜组G2和第3透镜组G3各自的横向倍率成为-1倍的移动轨跡中的位置。
另外，在图1所示的例子中，光学部材PP配置于变焦镜头与像面Sim之间，但在光学部材PP为红外截止滤波器及截止可见光的特定的波长区域的滤波器的情况下，能够将光学部材PP配置于光路中的任意位置。例如，可以与第4E透镜组G4E相邻地在第4E透镜组G4E的物体侧或像侧配置上述滤波器。
上述优选结构及可实现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。根据本发明的技术，能够实现如下变焦镜头，即，实现长焦侧下的长焦距化的同时实现光学总长度的小型化且具备防振透镜组及直径小的聚焦透镜组并且具有良好的光学性能的变焦镜头。另外，在此“长焦侧下的长焦距化”是指，长焦端下的焦距为500mm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朝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、具有负屈光力的第3透镜组G3、孔径光圈St及具有负屈光力的第4透镜组G4。第1透镜组G1从物体侧朝向像侧依次包括透镜L11～L14这4片透镜，第2透镜组G2从物体侧朝向像侧依次包括透镜L21～L25这5片透镜，第3透镜组G3从物体侧朝向像侧依次包括透镜L31～L34这4片透镜。第4透镜组G4从物体侧朝向像侧依次包括具有正屈光力的第4A透镜组G4A、具有负屈光力的第4B透镜组G4B、具有正屈光力的第4C透镜组G4C、具有负屈光力的第4D透镜组G4D及具有正屈光力的第4E透镜组G4E。在从广角端向长焦端变倍时，第2透镜组G2始终向像侧移动，第3透镜组G3始终向物体侧移动，第1透镜组G1、孔径光圈St、第4A透镜组G4A、第4B透镜组G4B、第4C透镜组G4C及第4E透镜组G4E相对于像面Sim固定。第4D透镜组G4D在对焦于无限远物体的状态下变倍时相对于像面Sim固定，在对焦于有限距离物体的状态下从广角端向长焦端变倍时向像侧移动。防振透镜组仅包括第4B透镜组G4B。聚焦透镜组仅包括第4D透镜组G4D。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，将规格及可变面间隔示于表2。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、第3透镜组G3及孔径光圈St，在表1B中示出第4透镜组G4及光学部材PP。在表1B中，按第4A透镜组G4A～第4E透镜组G4E的组来划分最右栏，并示出各组的符号即G4A～G4E。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。并且，在Nd栏中示出各构成要件相对于d线的折射率，在νd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。在表1A中，相当于孔径光圈St的面的面编号的栏中记载了面编号和(St)这一术语。表1B的D的最下栏的值为表中的最靠像侧的面与像面Sim之间的间隔。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的栏中。
表2中以d线基准示出变倍比Zr、整个系统的焦距f、以空气换算距离计的后焦距Bf、F值FNo.、最大全视角2ω及变倍时的可变面间隔。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分别示于标记为WIDE、MIDDLE及TELE的栏中。
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)，但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，在以下示出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 νd θgF
1 163.96092 4.620 1.51680 64.20 0.53430
2 96.28500 21.500 1.49700 81.61 0.53887
3 -338.06902 0.580
4 137.43775 15.320 1.49700 81.6 0.53887
5 -260.63000 3.500 1.74400 44.79 0.56560
6 260.63000 DD[6]
7 63.10397 6.490 1.72825 28.46 0.60772
8 204.26641 2.300
9 141.68875 2.790 1.80000 29.84 0.60178
10 34.01585 4.360
11 -44.83001 1.300 1.71300 53.87 0.54587
12 ∞ 1.490
13 -64.24011 4.640 1.78470 26.29 0.61360
14 -19.57600 1.520 1.71300 53.87 0.54587
15 270.71408 DD[15]
16 118.04239 4.050 1.49700 81.61 0.53887
17 -118.04239 0.840
18 64.74687 3.450 1.49700 81.61 0.53887
19 -457.11245 0.580
20 56.34460 1.350 1.91082 35.25 0.58224
21 28.75400 4.790 1.53775 74.70 0.53936
22 ∞ DD[22]
23(St) ∞ 2.000
[表1B]
实施例1
Figure BDA0002229528110000161
[表2]
实施例1
广角端 中间 长焦端
Zr 1.0 19.8 38.4
f 20.408 403.663 783.652
Bf 11.947 11.947 11.947
FNo. 4.09 5.91 7.56
2ω(°) 24.8 1.2 0.6
DD[6] 3.934 117.986 126.311
DD[15] 181.616 28.877 2.912
DD[22] 2.790 41.476 59.116
在图8及图9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8中示出没有像抖动的状态的各像差图。在图8中，从左依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在图8中，在标注有“WIDE'’的上排示出广角端状态的像差，在标注有“MIDDLE”的中排示出中间焦距状态的像差，在标注有“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、短虚线及双点划线示出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、短虚线及双点划线示出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。
在图9中示出长焦端下的横向像差。在图9中，在标注有“光学系统未倾斜”的上排示出没有像抖动的状态的像差，在标注有“校正光学系统倾斜0.2°”的下排示出在存在0.2°的光学系统倾斜导致的像抖动的情况下使防振透镜组沿与光轴Z垂直的方向移动1.2mm而进行像抖动校正的状态的像差。在图9中，在标记为“T”的左列示出子午方向上的像差，在标记为“S”的右列示出弧矢方向上的像差。图9的Y表示像高。在图9中示出与正侧的最大像高的70％对应的Y＝3.12、与像高0对应的Y＝0及与负侧的最大像高的70％对应的Y＝-3.12下的像差。在横向像差图中，分别以实线、短虚线、长虚线及单点划线示出d线、C线、F线及g线下的像差。
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，若无特别说明，则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3A及表3B，将规格和可变面间隔示于表4，将各像差图示于图10及图11。在图10中示出没有像抖动的状态的各像差图。在图11中，在标注有“光学系统未倾斜”的上排示出没有像抖动的状态的像差，在标注有“校正光学系统倾斜0.2°”的下排示出在存在0.2°的光学系统倾斜导致的像抖动的情况下使防振透镜组沿与光轴Z垂直的方向移动1.2mm而进行像抖动校正的状态的像差。
[表3A]
实施例2
Sn R D Nd νd θgF
1 189.63948 4.020 1.54072 47.23 0.56511
2 109.16441 20.000 1.49700 81.61 0.53887
3 -323.57508 0.100
4 125.86904 15.980 1.49700 81.61 0.53887
5 -326.49142 4.000 1.72916 54.68 0.54451
6 215.57380 DD[6]
7 100.16940 4.269 1.90366 31.31 0.59481
8 -42.83623 3.112 1.76182 26.52 0.61361
9 34.29345 4.225
10 -31.73082 1.353 1.77250 49.60 0.55212
11 298.80785 0.167
12 249.36150 4.586 1.84666 23.78 0.62054
13 -27.40936 1.010 1.69680 55.53 0.54341
14 142.90540 DD[14]
15 124.51969 2.000 1.49700 81.61 0.53887
16 -95.91997 0.100
17 42.70159 3.400 1.49700 81.61 0.53887
18 573.69311 2.015
19 40.37521 2.742 1.91082 35.25 0.58224
20 22.11417 4.254 1.49700 81.61 0.53887
21 130.44041 DD[21]
22(St) ∞ 2.000
[表3B]
实施例2
Figure BDA0002229528110000191
[表4]
实施例2
广角端 中间 长焦端
Zr 1.0 19.8 38.4
f 20.506 405.615 787.443
Bf 12.191 12.191 12.191
FNo. 4.12 5.96 7.52
2ω(°) 25.0 1.2 0.6
DD[6] 3.149 133.389 143.248
DD[14] 193.302 29.174 3.451
DD[21] 3.091 36.980 52.844
[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5。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5A及表5B，将规格和可变面间隔示于表6，将各像差图示于图12及图13。在图12中示出没有像抖动的状态的各像差图。在图13中，在标注有“光学系统未倾斜”的上排示出没有像抖动的状态的像差，在标注有“校正光学系统倾斜0.2°”的下排示出在存在0.2°的光学系统倾斜导致的像抖动的情况下使防振透镜组沿与光轴Z垂直的方向移动1.2mm而进行像抖动校正的状态的像差。
[表5A]
实施例3
Sn R D Nd νd θgF
1 153.14642 4.620 1.48749 70.24 0.53007
2 119.90697 17.426 1.43875 94.94 0.53433
3 -379.00477 4.787
4 141.77259 18.960 1.43875 94.94 0.53433
5 -273.90488 4.693 1.72000 50.23 0.55214
6 273.90488 DD[6]
7 65.27759 4.078 1.80440 39.58 0.57623
8 285.11784 8.892
9 163.37208 1.000 1.80100 34.97 0.58642
10 31.62047 4.598
11 -35.30917 1.350 1.60300 65.44 0.54022
12 -2518.69717 1.011
13 -88.03746 5.310 1.80000 29.84 0.60178
14 -19.99000 2.847 1.71300 53.87 0.54587
15 204.67501 DD[15]
16 123.62862 3.364 1.49700 81.61 0.53887
17 -123.62862 0.100
18 60.47216 4.216 1.49700 81.61 0.53887
19 -384.06710 1.041
20 54.73233 1.526 1.91082 35.25 0.58224
21 27.77296 5.251 1.53775 74.70 0.53936
22 3603283.43849 DD[22]
23(St) ∞ 2.245
[表5B]
实施例3
Figure BDA0002229528110000221
[表6]
实施例3
广角端 中间 长焦端
Zr 1.0 19.8 38.4
f 20.858 412.580 800.963
Bf 11.782 11.782 11.782
FNo. 4.08 6.12 8.46
2ω(°) 24.2 1.2 0.6
DD[6] 3.147 136.416 146.435
DD[15] 198.937 30.782 4.557
DD[22] 3.008 37.893 54.100
[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6。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7A及表7B，将规格和可变面间隔示于表8，将各像差图示于图14及图15。在图14中示出没有像抖动的状态的各像差图。在图15中，在标注有“光学系统未倾斜”的上排示出没有像抖动的状态的像差，在标注有“校正光学系统倾斜0.2°”的下排示出在存在0.2°的光学系统倾斜导致的像抖动的情况下使防振透镜组沿与光轴Z垂直的方向移动1.2mm而进行像抖动校正的状态的像差。
[表7A]
实施例4
Sn R D Nd νd θgF
1 156.18317 5.142 1.56883 56.36 0.54890
2 109.71762 22.447 1.49700 81.61 0.53887
3 -348.50988 1.099
4 141.75177 15.929 1.49700 81.61 0.53887
5 -260.97976 3.500 1.77231 47.26 0.55743
6 249.38348 DD[6]
7 62.27432 5.626 1.80440 39.58 0.57623
8 219.65214 4.696
9 124.64918 1.902 1.91082 35.25 0.58224
10 32.78579 4.144
11 -39.23641 1.770 1.72916 54.68 0.54451
12 -621.55780 0.981
13 -74.95867 5.220 1.79973 27.23 0.61035
14 -19.22124 4.583 1.71300 53.87 0.54587
15 319.92408 DD[15]
16 122.02579 3.057 1.49700 81.61 0.53887
17 -154.14098 0.100
18 64.33922 5.659 1.49700 81.61 0.53887
19 -544.93838 1.112
20 58.51170 1.350 1.91082 35.25 0.58224
21 28.83566 8.746 1.53775 74.70 0.53936
22 -2000.43146 DD[22]
23(St) ∞ 2.000
[表7B]
实施例4
Figure BDA0002229528110000251
[表8]
实施例4
广角端 中间 长焦端
Zr 1.0 22.5 45.0
f 20.851 469.574 938.315
Bf 11.918 11.918 11.918
FNo. 4.08 6.92 9.81
2ω(°) 24.0 1.0 0.6
DD[6] 3.203 131.172 139.942
DD[15] 203.336 32.164 3.305
DD[22] 2.931 46.134 66.224
[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7。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9A及表9B，将规格和可变面间隔示于表10，将各像差图示于图16及图17。在图16中示出没有像抖动的状态的各像差图。在图17中，在标注有“光学系统未倾斜”的上排示出没有像抖动的状态的像差，在标注有“校正光学系统倾斜0.2°”的下排示出在存在0.2°的光学系统倾斜导致的像抖动的情况下使防振透镜组沿与光轴Z垂直的方向移动1.2mm而进行像抖动校正的状态的像差。
[表9A]
实施例5
Sn R D Nd νd θgF
1 153.19131 4.600 1.48749 70.24 0.53007
2 119.88632 0.675
3 119.93016 17.420 1.43875 94.94 0.53433
4 -379.37194 4.737
5 141.69387 18.905 1.43875 94.94 0.53433
6 -273.69704 4.779 1.72000 50.23 0.55214
7 273.69704 DD[7]
8 65.33934 3.978 1.80440 39.58 0.57623
9 287.88459 8.879
10 158.30087 1.000 1.80100 34.97 0.58642
11 31.61610 4.596
12 -35.31482 2.741 1.60300 65.44 0.54022
13 -2518.69717 1.002
14 -84.83867 5.364 1.80000 29.84 0.60178
15 -19.97770 1.614 1.71300 53.87 0.54587
16 219.92655 DD[16]
17 124.05346 3.220 1.49700 81.61 0.53887
18 -124.05346 0.162
19 60.44871 4.071 1.49700 81.61 0.53887
20 -388.71718 0.998
21 54.79019 1.507 1.91082 35.25 0.58224
22 27.77310 4.996 1.53775 74.70 0.53936
23 3603283.43849 DD[23]
24(St) ∞ 2.474
[表9B]
实施例5
Figure BDA0002229528110000281
[表10]
实施例5
广角端 中间 长焦端
Zr 1.0 19.8 38.4
f 20.859 412.583 800.970
Bf 11.773 11.773 11.773
FNo. 4.08 5.90 7.87
2ω(°) 24.2 1.2 0.6
DD[7] 3.296 136.712 146.736
DD[16] 199.439 31.078 4.830
DD[23] 3.280 38.225 54.449
在表11中示出实施例1～5的变焦镜头的条件式(1)～(6)的对应值。在表11中示出的值中，除了条件式(3)的对应值以外为d线基准下的值。在表11的最下栏中示出将光学总长度设为TL、将长焦端下的整个系统的焦距设为ft时的TL/ft的值。TL/ft为长焦比。实施例1～5的长焦比均为0.5以下。
[表11]
Figure BDA0002229528110000291
为了进行比较，将上述的专利文献2的实施例1～4分别作为比较例1～4，并将各例的长焦比示于表12。专利文献2的实施例1～4的长焦比均为1以上。
[表12]
比较例1 比较例2 比较例3 比较例4
TL/ft 1.086 1.082 1.081 1.081
如由以上说明的数据可知，实施例1～5的变焦镜头的长焦端下的整个系统的焦距为780以上且长焦比为0.5以下，实现了兼顾长焦侧下的长焦距化和光学总长度的小型化。实施例1～5的变焦镜头能够校正在长焦端下存在0.2°的光学系统倾斜时的像抖动，并且实现了大的防振角。并且，实施例1～5的变焦镜头具有直径小的聚焦透镜组，并且各像差得到良好的校正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。图18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10的概略结构图。作为摄像装置10，例如能够举出监控摄像机及视频摄像机等。
摄像装置10具备变焦镜头1、配置于变焦镜头1的像侧的滤波器2、配置于滤波器2的像侧的成像元件3及对来自成像元件3的输出信号进行运算处理的信号处理部4。另外，在图18中，概念性地图示了第1透镜组G1～第4透镜组G4。摄像装置10还具备控制变倍的变倍控制部5、控制像抖动校正的像抖动校正控制部6及控制对焦的对焦控制部7。
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配置成其成像面与变焦镜头1的像面Sim对齐。另外，在图18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、折射率及色散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 (16)

1.一种变焦镜头，其特征在于，
从物体侧朝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、光圈及具有负屈光力的第4透镜组，
所述第4透镜组从物体侧朝向像侧依次包括第4A透镜组、像抖动校正时沿与光轴交叉的方向移动的具有负屈光力的第4B透镜组、具有正屈光力的第4C透镜组、对焦时沿光轴移动的具有负屈光力的第4D透镜组、及具有正屈光力的第4E透镜组，
在从广角端向长焦端变倍时，所述第2透镜组向像侧移动，所述第3透镜组向物体侧移动，所述第1透镜组、所述光圈、所述第4A透镜组、所述第4B透镜组、所述第4C透镜组、所述第4D透镜组及所述第4E透镜组相对于像面固定，
在像抖动校正时，所述第4A透镜组及所述第4C透镜组相对于像面固定，
在对焦时，除了所述第4D透镜组以外的透镜组相对于像面固定，
在将所述第4A透镜组、所述第4B透镜组及所述第4C透镜组的合成焦距设为f4abc、
将所述第4D透镜组的焦距设为f4d的情况下，
满足下述条件式(1-1)，
-2.8＜f4abc/f4d＜-1 (1-1)。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
所述第1透镜组在最靠像侧具有从物体侧依次接合双凸透镜和双凹透镜而构成的接合透镜。
3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第1透镜组内的最靠像侧的透镜为双凹透镜，
在将从所述第1透镜组的最靠物体侧的透镜面至所述第1透镜组的最靠像侧的透镜面为止的光轴上的距离设为G1D、
以所述第1透镜组的最靠像侧的透镜面为基准而将从所述基准至所述第1透镜组的像侧主点为止的光轴上的距离设为G1Pr、
关于G1Pr，将比所述基准更靠近物体侧的距离的符号设为负、将比所述基准更靠近像侧的距离的符号设为正的情况下，
满足下述条件式(2)，
-1.5＜G1Pr/G1D＜0 (2)。
4.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第1透镜组从物体侧朝向像侧依次包括像侧的面为凹面而具有负屈光力的作为弯月形透镜的第1透镜、作为双凸透镜的第2透镜、作为双凸透镜的第3透镜及作为双凹透镜的第4透镜，
所述第3透镜和所述第4透镜彼此接合，
在将所述第1透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θgF11、
将所述第2透镜的g线与F线之间的部分色散比设为θgF12的情况下，
满足下述条件式(3)，
-0.08＜θgF11-θgF12＜0.08 (3)。
5.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在将长焦端下的从所述第1透镜组的最靠像侧的透镜面至所述第2透镜组的最靠物体侧的透镜面为止的光轴上的距离设为G12DT、
将所述第1透镜组的焦距设为f1的情况下，
满足下述条件式(4)，
0.3＜G12DT/f1＜1 (4)。
6.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第2透镜组从物体侧朝向像侧依次包括物体侧的面为凸面的正透镜、像侧的面为凹面的负透镜、物体侧的面为凹面的负透镜、及接合透镜，
所述第2透镜组的所述接合透镜从物体侧依次接合正透镜和负透镜而构成，并且具有凹面朝向物体侧的接合面。
7.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在对焦于无限远物体的状态下，从广角端向长焦端变倍时，所述第2透镜组和所述第3透镜组同时通过各自的横向倍率成为-1倍的点。
8.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在将对焦于无限远物体的状态下的长焦端下的所述第4B透镜组的横向倍率设为βG4B的情况下，
满足下述条件式(5)，
-2＜1/βG4B＜0 (5)。
9.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
在将对焦于无限远物体的状态下的长焦端下的所述第4D透镜组的横向倍率设为βG4D的情况下，
满足下述条件式(6)，
0.5＜βG4D＜6 (6)。
10.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，
所述第4D透镜组包括4片透镜。
11.根据权利要求3所述的变焦镜头，其中，
满足下述条件式(2-1)，
-1＜G1Pr/G1D＜-0.5 (2-1)。
12.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)，
-0.04＜θgF11-θgF12＜0.04 (3-1)。
13.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)，
0.45＜G12DT/f1＜0.7 (4-1)。
14.根据权利要求8所述的变焦镜头，其中，
满足下述条件式(5-1)，
-0.6＜1/βG4B＜-0.1 (5-1)。
15.根据权利要求9所述的变焦镜头，其中，
满足下述条件式(6-1)，
1.5＜βG4D＜4 (6-1)。
16.一种摄像装置，其特征在于，具备权利要求1至15中任一项所述的变焦镜头。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7219614B2 (ja) * 2018-12-28 2023-02-08 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置
US11625924B2 (en) * 2020-08-31 2023-04-11 Ford Global Technologies, Llc Vehicle parking monitoring systems and methods

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03181909A (ja) * 1989-12-11 1991-08-07 Canon Inc ズームレンズ
JPH06281988A (ja) * 1993-03-30 1994-10-07 Nikon Corp 防振光学装置
JP2000352664A (ja) * 1999-06-14 2000-12-19 Asahi Optical Co Ltd 観察光学機器の防振光学系
JP4610959B2 (ja) * 2004-07-23 2011-01-12 富士フイルム株式会社 ズームレンズ
JP2011128445A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
JP5534931B2 (ja) 2010-05-14 2014-07-02 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5857306B2 (ja) 2012-01-31 2016-02-10 株式会社ケンコー・トキナー ズームレンズ
JP5959872B2 (ja) * 2012-02-15 2016-08-02 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2017173650A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
CN107544131A (zh) 2017-09-28 2018-01-05 福建福光股份有限公司 大通光量高分辨率变焦镜头

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