CN105008978A - 变焦透镜及摄像装置 - Google Patents

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CN105008978A CN201380074398.7A CN201380074398A CN105008978A CN 105008978 A CN105008978 A CN 105008978A CN 201380074398 A CN201380074398 A CN 201380074398A CN 105008978 A CN105008978 A CN 105008978A
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Abstract

本发明提供全视场角充分宽、从广角端到望远端的整个区域中确保Fno.比较明亮、并且全长较短而适于小型化的变焦透镜。该变焦透镜从物侧起依次由具有负的光焦度的第一透镜组(G1)、孔径光阑(St)、具有正的光焦度的第二透镜组(G2)、具有负的光焦度的第三透镜组(G3)、具有正的光焦度的第四透镜组(G4)构成，在从广角端向望远端倍率变更时，以第一透镜组(G1)与第二透镜组(G2)的间隔变窄、且第二透镜组(G2)与第三透镜组(G3)的间隔变宽的方式使所有透镜组沿着光轴(Z)移动，第一透镜组(G1)从物侧起依次由具有负的光焦度的第11透镜(L11)、具有负的光焦度的第12透镜(L12)、以及具有正的光焦度的第13透镜(L13)构成，并且满足下述条件式(1)：1.75＜ndave＜1.92...(1)。

Description

变焦透镜及摄像装置
技术领域
本发明涉及适于数码相机、摄影机、播放用相机、监视用相机等电子相机的变焦透镜及具备该变焦透镜的摄像装置。
背景技术
作为简单的变焦透镜的结构，提出有从物侧起依次先行配置负的光焦度的第一透镜组、正的光焦度的第二透镜组的变焦类型。近年来，作为在这些负光焦度在前的变焦类型中实现广角化的透镜，提出有专利文献1～3等所记载的方案。通过设为负光焦度在前的类型，较容易实现广角化，但由于还存在成为折衷(trade off)的各种因素，因此，提出了上述那样的各种方案。
在先技术文献
专利文献1：日本特开平10-253885号公报
专利文献2：日本特开2010-181787号公报
专利文献3：日本特开2012-226307号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1的实施例1所记载的变焦透镜成为负的光焦度的第一透镜组、正的光焦度的第二透镜组、负的光焦度的第三透镜组、正的光焦度的第四透镜组这样的结构，并且全视场角为86度左右且实现了广角化，但透镜全长较长且没有充分地确保变焦比。
另外，专利文献2的实施例1所记载的变焦透镜也为广角，但全视场角为90度左右，与以往相比并没有成为充分的广角。
另外，专利文献3的实施例1所记载的变焦透镜成为以往的变焦透镜以上的广角且还确保了变焦比，但望远端的Fno.与以往的变焦透镜相比变暗。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种全视场角足够大、在从广角端到望远端的整个区域中确保Fno.较明亮、并且全长较短而适于小型化的变焦透镜、及具备该透镜的摄像装置。
用于解决技术问题的方案
本发明的变焦透镜的特征在于，从物侧起依次由具有负的光焦度的第一透镜组、光阑、具有正的光焦度的第二透镜组、具有负的光焦度的第三透镜组、以及具有正的光焦度的第四透镜组构成，当从广角端向望远端进行倍率变更时，以第一透镜组与第二透镜组的间隔变窄且第二透镜组与第三透镜组的间隔变宽的方式使所有透镜组沿着光轴移动，第一透镜组从物侧起依次由具有负的光焦度的第11透镜、具有负的光焦度的第12透镜、以及具有正的光焦度的第13透镜构成，该变焦透镜满足下述条件式。
1.75＜ndave＜1.92…(1)
其中，ndave：第11透镜与第12透镜的d线(波长587.6nm)的折射率的平均值。
在本发明的变焦透镜中，优选第12透镜的至少一个面为非球面，并且满足下述条件式。
0.80＜(r12f+r12r)/(r12f-r12r)＜1.70…(2)
其中，r12f：第12透镜的物侧的面的近轴曲率半径，r12r：第12透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
另外，优选满足下述条件式。
9.0＜TLw/fw＜12.5…(3)
其中，TLw：从广角端的最物侧透镜面顶点到成像面为止的距离，fw：广角端的整个***的焦点距离。
另外，优选满足下述条件式。
2.5＜X2/fw＜6.1…(4)
其中，X2：从广角端到望远端为止的第二透镜组的移动量，fw：广角端的整个***的焦点距离。
另外，优选第三透镜组仅由具有负的光焦度的第31透镜构成，第31透镜的至少一个面为非球面，并且满足下述条件式。
0.40＜(r31f+r31r)/(r31f-r31r)＜1.60…(5)
其中，r31f：第31透镜的物侧的面的近轴曲率半径，r31r：第31透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
另外，优选第二透镜组从物侧起依次由具有正的光焦度的第21透镜、具有正的光焦度的第22透镜、具有负的光焦度的第23透镜、以及具有正的光焦度的第24透镜构成。
另外，优选通过使第四透镜组在光轴方向上移动来进行对焦。
另外，优选第四透镜组仅由具有正的光焦度的第41透镜构成。
另外，优选满足下述条件式。
1.78＜ndave＜1.88…(1-1)
另外，优选第12透镜的至少一个面为非球面，并且满足下述条件式。
1.00＜(r12f+r12r)/(r12f-r12r)＜1.50…(2-1)
另外，优选满足下述条件式。
10.0＜TLw/fw＜11.8…(3-1)
另外，优选满足下述条件式。
2.9＜X2/fw＜5.7…(4-1)
另外，优选第三透镜组仅由具有负的光焦度的第31透镜构成，第31透镜的至少一个面为非球面，并且满足下述条件式。
0.70＜(r31f+r31r)/(r31f-r31r)＜1.40…(5-1)
本发明的摄像装置的特征在于，具备上述记载的本发明的变焦透镜。
发明效果
本发明的变焦透镜从物侧起依次由具有负的光焦度的第一透镜组、光阑、具有正的光焦度的第二透镜组、具有负的光焦度的第三透镜组、以及具有正的光焦度的第四透镜组构成，当从广角端向望远端进行倍率变更时，以第一透镜组与第二透镜组的间隔变窄且第二透镜组与第三透镜组的间隔变宽的方式使所有透镜组沿着光轴移动，第一透镜组从物侧起依次由具有负的光焦度的第11透镜、具有负的光焦度的第12透镜、以及具有正的光焦度的第13透镜构成，该变焦透镜满足下述条件式，因此能够获得全视场角充分宽、在从广角端到望远端的整个区域中确保Fno.比较明亮、并且全长较短而适于小型化的变焦透镜。
1.75＜ndave＜1.92…(1)
另外，本发明的摄像装置具备本发明的变焦透镜，因此能够实现小型化，并且能够获得高画质的影像。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜(与实施例1共用)的透镜结构的剖视图。
图2是表示本发明的实施例2的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图3是表示本发明的实施例3的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图4是表示本发明的实施例4的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图5是表示本发明的实施例5的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图6是本发明的实施例1的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图7是本发明的实施例2的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图8是本发明的实施例3的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图9是本发明的实施例4的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图10是本发明的实施例5的变焦透镜的各像差图(A～L)。
图11是本发明的实施方式所涉及的摄像装置的概要结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。图1所示的构成例与后述的实施例1的变焦透镜的结构共用。在图1中，左侧为物侧，右侧为像侧。另外，以实线示出倍率变更时移动的透镜组的概要的移动轨迹。
如图1所示，该变焦透镜构成为，沿着光轴Z从物侧起依次由具有负的光焦度的第一透镜组G1、孔径光阑St、具有正的光焦度的第二透镜组G2、具有负的光焦度的第三透镜组G3、以及具有正的光焦度的第四透镜组G4构成，当从广角端向望远端进行倍率变更时，以第一透镜组G1与第二透镜组G2的间隔变窄、且第二透镜组G2与第三透镜组G3的间隔变宽的方式使所有透镜组沿着光轴移动。需要说明的是，孔径光阑St并非表示大小、形状，而表示光轴Z上的位置。
在将该变焦透镜应用于摄像装置时，优选根据装配透镜的相机侧的结构，在光学***与像面Sim之间配置玻璃罩、棱镜、红外线截止滤光片、低通滤光片等各种滤光片，因此图1中示出将假定了这些构件的平行平面板状的光学构件PP配置在透镜***与像面Sim之间的例子。
第一透镜组G1构成为，从物侧起依次由具有负的光焦度的第11透镜L11、具有负的光焦度的第12透镜L12、以及具有正的光焦度的第13透镜L13构成，并且满足下述条件式(1)。
1.75＜ndave＜1.92…(1)
其中，ndave：第11透镜L11与第12透镜L12的d线(波长587.6nm)的折射率的平均值。
通过从物侧起依次成为具有负的光焦度的第一透镜组G1、孔径光阑St、具有正的光焦度的第二透镜组G2、具有负的光焦度的第三透镜组G3、具有正的光焦度的第四透镜组G4的结构，能够实现广角化，并且能够实现小型化。此时，通过将孔径光阑St的位置配置在透镜整体中的较前方，在成为广角透镜的同时能够减小第一透镜组G1的径向上的长度，因此有利于透镜的小型化。
另外，当从广角端向望远端进行倍率变更时，通过构成为以第一透镜组G1与第二透镜组G2的间隔变窄、且第二透镜组G2与第三透镜组G3的间隔变宽的方式使所有透镜组沿着光轴移动，能够将倍率变更时的各透镜组的移动量抑制得较小。由此，各透镜组的移动机构也能够小型化，因此，还能够抑制透镜主体的筒的长度，能够确保变焦比并且实现透镜的小型化。另外，随着抑制望远端时的光阑位置向前方的变动，能够在整个变焦区域中实现较明亮的透镜。另外，若要实现广角，则各透镜组的光焦度容易变大，但通过使所有透镜组移动，能够减小各透镜组的光焦度，因此容易进行以球面像差为代表的各像差的修正。
另外，第一透镜组G1从物侧起依次由具有负的光焦度的第11透镜L11、具有负的光焦度的第12透镜L12、以及具有正的光焦度的第13透镜L13构成，由此能够良好地修正第一透镜组G1内产生的歪曲像差、像散。
此外，通过避免超过条件式(1)的下限，能够防止第一透镜组G1内的负透镜的曲率变大而使透镜巨大化。需要说明的是，若抑制负透镜的曲率而优先小型化，则第11透镜L11的负的放大率变得不足，不利于广角化。另外，通过避免超过条件式(1)的上限，能够抑制弯曲光线的作用，能够良好地修正歪曲像差、像散。需要说明的是，若满足下述条件式(1-1)，则能够获得更好的特性。
1.78＜ndave＜1.88…(1-1)
在本实施方式的变焦透镜中，优选第12透镜L12的至少一个面为非球面，并且满足下述条件式(2)。通过在第12透镜L12中设置非球面，能够良好地修正歪曲像差。另外，与在第11透镜L11中设置非球面的情况相比，成为在外径较小的透镜中设置非球面的情况，因此，能够成为比较廉价的结构，也能够抑制制造难易度。另外，通过避免超过条件式(2)的下限，第12透镜L12不会将凹面较大地朝向第11透镜L11侧，因此能够良好地修正像散。另外，即便在确保第12透镜L12与第11透镜L11的间隔的意义上，也能够抑制第12透镜L12的巨大化，因此优选。另外，通过避免超过条件式(2)的上限，能够保持与具有正的光焦度的第13透镜L13的平衡，能够抑制倍率色差的产生。需要说明的是，若满足下述条件式(2-1)，则能够获得更良好的特性。
0.80＜(r12f+r12r)/(r12f-r12r)＜1.70…(2)
1.00＜(r12f+r12r)/(r12f-r12r)＜1.50…(2-1)
其中，r12f：第12透镜的物侧的面的近轴曲率半径，r12r：第12透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
另外，优选满足下述条件式(3)。通过避免超过条件式(3)的下限，容易实现广角，并且容易确保透镜片数，因此能够减少光线较大地弯曲的部位，能够良好地修正球面像差、像散。另外，通过避免超过条件式(3)的上限，能够抑制透镜全长的巨大化而获得小型的透镜。需要说明的是，若满足下述条件式(3-1)，则能够获得更良好的特性。
9.0＜TLw/fw＜12.5…(3)
10.0＜TLw/fw＜11.8…(3-1)
其中，TLw：从广角端的最物侧透镜面顶点到成像面为止的距离，fw：广角端的整个***的焦点距离。
另外，优选满足下述条件式(4)。通过避免超过条件式(4)的下限，能够确保主要具有倍率变更作用的第二透镜组G2的移动量，因此能够增大变焦比。另外，通过避免超过条件式(4)的上限，在第二透镜组G2的前方配置的孔径光阑St的位置难以从成像面分离，因此能够减小望远端的Fno.。需要说明的是，若满足下述条件式(4-1)，则能够获得更良好的特性。
2.5＜X2/fw＜6.1…(4)
2.9＜X2/fw＜5.7…(4-1)
其中，X2：从广角端到望远端为止的第二透镜组的移动量，fw：广角端的整个***的焦点距离。
另外，优选第三透镜组G3仅由具有负的光焦度的第31透镜L31构成，第31透镜L31的至少一个面为非球面，并且满足下述条件式(5)。通过将第三透镜组G3设为仅一片透镜的结构，有利于透镜缩入时的整个透镜***的小型化，此外通过设置非球面，能够容易抑制变焦时的像面弯曲的变动。另外，通过避免超过条件式(5)的下限，能够抑制变焦时的像面弯曲变动。另外，通过避免超过条件式(5)的上限，能抑制从透镜前表面面顶点到后表面的边端面为止的距离，因此透镜的实际厚度减小且有利于小型化。需要说明的是，若满足下述条件式(5-1)，则能够获得更良好的特性。
0.40＜(r31f+r31r)/(r31f-r31r)＜1.60…(5)
0.70＜(r31f+r31r)/(r31f-r31r)＜1.40…(5-1)
其中，r31f：第31透镜的物侧的面的近轴曲率半径，r31r：第31透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
另外，优选第二透镜组G2从物侧起依次由具有正的光焦度的第21透镜L21、具有正的光焦度的第22透镜L22、具有负的光焦度的第23透镜L23、以及具有正的光焦度的第24透镜L24构成。通过设为该结构，能够平缓地弯曲通过孔径光阑St后的轴上光束，有利于球面像差的修正。另外，也容易作为Fno.小且明亮的透镜来修正球面像差，并且有利于广角端的像散的修正，因此是优选的。
另外，优选通过使第四透镜组G4在光轴方向上移动来进行对焦。通过利用倍率变更作用少的第四透镜组G4进行对焦，能够抑制倍率变更时与对焦时的像差变动。
另外，优选第四透镜组G4仅由具有正的光焦度的第41透镜L41构成。通过将第四透镜组G4设为仅一片透镜的结构，从而在对焦时使较轻的透镜移动，有利于快速地进行对焦动作。
另外，通过使广角端的半视场角为50°以上，变焦比为3.5以上，Fno.在整个区域中为7以下，能够获得充分的性能。
在本变焦透镜中，作为配置在最靠物侧的材料，具体而言优选使用玻璃，或者也可以使用透明的陶瓷。
另外，在将本变焦透镜用于严苛环境中的情况下，优选实施保护用的多层膜涂层。此外，除了保护用涂层以外，也可以实施用于降低使用时的重影光等的防反射涂层。
另外，在图1所示的例子中，示出在透镜***与像面Sim之间配置了光学构件PP的例子，但也可以取代将低通滤光片、截止了特定的波长区域那样的各种滤光片等配置在透镜***与像面Sim之间的情况，而在各透镜之间配置各种滤光片，或者还可以对任意一个透镜的透镜面实施具有与各种滤光片相同的作用的涂层。
接着，对本发明的变焦透镜的数值实施例进行说明。
首先，对实施例1的变焦透镜进行说明。图1示出表示实施例1的变焦透镜的透镜结构的剖视图。需要说明的是，在图1及与后述的实施例2～5对应的图2～5中，还一并示出光学构件PP，左侧为物侧，右侧为像侧，图示的孔径光阑St并非表示大小、形状，而表示光轴Z上的位置。
表1示出实施例1的变焦透镜的基本透镜数据，表2示出与各种因素相关的数据，表3示出与移动面的间隔相关的数据，表4示出与非球面系数相关的数据。以下针对表中的记号的含义，以实施例1的记号为例进行说明，但关于实施例2～6也基本相同。
在表1的透镜数据中，Si一栏示出将最靠物侧的构成要素的面作为第一个而随着朝向像侧依次增加的第i个(i＝1、2、3、…)的面编号，Ri一栏示出第i个面的曲率半径，Di一栏示出第i个面与第i+1个面的在光轴Z上的面间隔。另外，Ndj一栏示出将最靠物侧的光学要素作为第1个而随着朝向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、…)的光学要素的相对于d线(波长587.6nm)的折射率，vdj一栏同样示出第j个光学要素的相对于d线(波长587.6nm)的阿贝数。
需要说明的是，曲率半径的符号以面形状向物侧凸出的情况为正，以面形状向像侧凸出的情况为负。在基本透镜数据中还一同示出孔径光阑St、光学构件PP。在与孔径光阑St相当的面的面编号一栏中与面编号一起记载有(光阑)这样的语句。另外，在表1的透镜数据中，在倍率变更时间隔变化的面间隔一栏中分别记载为DD[i]。另外，Di的最下栏的值是光学构件PP的像侧的面与像面Sim的间隔。
表2的与各种因素相关的数据中示出广角、中间、望远的各自的变焦倍率、焦点距离f′、后焦距Bf′、F值FNo.及全视场角2ω的值。
在基本透镜数据、与各种因素相关的数据、及与移动面的间隔相关的数据中，使用度作为角度的单位，使用mm作为长度的单位，但由于光学***即便进行比例放大或比例缩小也能够使用，因此还可以使用其他适当的单位。
在表1的透镜数据中，对非球面的面编号标准＊标记，作为非球面的曲率半径而示出近轴的曲率半径的数值。表4的与非球面系数相关的数据中示出非球面的面编号Si、以及与这些非球面相关的非球面系数。非球面系数是由以下的式(A)表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、…20)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm…(B)
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点向非球面顶点相接的垂直于光轴的平面引出的垂线的长度)
h：高度(距光轴的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、Am：非球面系数(m＝3，4，5，…20)
【表1】
实施例1·透镜数据(N，v为d线)
【表2】
实施例1·各种因素(d线)
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 1.9 3.8
f′ 3.67 6.85 13.82
Bf′ 0.50 0.50 0.50
FNo. 2.88 3.60 5.55
2ω[°] 109.60 63.40 32.96
【表3】
实施例1·变焦间隔
DD[6] 13.762 5.380 1.419
DD[14] 1.014 1.679 3.143
DD[16] 3.025 4.595 12.042
DD[18] 2.595 4.318 2.878
【表4】
实施例1·非球面系数
面编号 3 4
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 1.2471921E-03 1.2170940E-03
A4 8.2377649E-04 6.9454669E-04
A5 -2.9253968E-05 -1.1498703E-04
A6 -7.3766154E-05 -2.2351372E-05
A7 1.6367046E-05 -2.5134499E-06
A8 -1.5745968E-06 6.0860570E-07
A9 1.0493931E-07 1.5819689E-07
A10 -2.4865000E-08 -1.1672548E-07
A11 6.1694579E-09 2.8380961E-08
A12 -5.0572454E-10 -2.4196924E-09
面编号 8 13 16
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 -1.1116430E-04 -1.3595713E-03 1.2919375E-03
A6 -3.5641574E-06 -4.4907634E-05 -3.7999191E-05
A8 -2.1998583E-06 6.0641999E-06 1.5261989E-05
A10 4.0840696E-07 -1.4160486E-06 -2.9221059E-06
A12 -2.4053563E-08 8.8304837E-08 1.7878791E-07
图6(A)～(L)示出实施例1的变焦透镜的各像差图。图6(A)～(D)分别示出广角的球面像差、像散、歪曲像差、倍率色差，图6(E)～(H)分别示出中间的球面像差、像散、歪曲像差、倍率色差，图6(I)～(L)分别示出望远的球面像差、像散、歪曲像差、倍率色差。
在表示球面像差、像散、歪曲像差的各像差图中，示出以d线(波长587.6nm)为基准波长的像差。在球面像差图中分别利用实线、虚线、点线示出关于d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)的像差。在像散图中分别以实线和点线示出径向、切向的像差。在倍率色差图中分别以虚线、点线示出关于C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)的像差。需要说明的是，球面像差图的Fno.是指F值，其他的像差图的ω是指半视场角。
接着，对实施例2的变焦透镜进行说明。图2示出表示实施例2的变焦透镜的透镜结构的剖视图。另外，表5示出实施例2的变焦透镜的基本透镜数据，表6示出与各种因素相关的数据，表7示出与移动面的间隔相关的数据，表8示出与非球面系数相关的数据，图7(A)～(L)示出各像差图。
【表5】
实施例2·透镜数据(N，v为d线)
【表6】
实施例2·各种因素(d线)
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 1.9 3.8
f′ 3.67 6.88 13.82
Bf′ 0.50 0.50 0.50
FNo. 2.88 3.65 5.54
2ω[°] 107.72 61.90 32.06
【表7】
实施例2·变焦间隔
DD[6] 13.611 5.492 1.359
DD[14] 0.500 2.043 4.341
DD[16] 2.642 4.591 10.642
DD[18] 3.891 4.214 3.437
【表8】
实施例2·非球面系数
面编号 3 4
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 -1.5363501E-04 -1.4324273E-04
A4 5.8792060E-04 3.0961027E-04
A5 -6.5120668E-06 1.0481881E-04
A6 -3.1732767E-05 -9.1240495E-05
A7 5.6497972E-06 1.4766837E-05
A8 -3.4227357E-07 1.2891637E-06
A9 1.0861575E-08 -5.2232225E-07
A10 -1.1561118E-08 -9.0347882E-08
A11 2.9867554E-09 3.7812408E-08
A12 -2.2980652E-10 -3.0931686E-09
面编号 8 13 15 16
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 -3.2174105E-04 -1.1772131E-03 2.1000620E-03 3.0324439E-03
A6 -1.9924572E-05 2.4115861E-05 -1.6918470E-04 -1.7441006E-04
A8 2.5658341E-06 -9.9095653E-06 1.8711665E-05 2.1053678E-05
A10 -3.1930641E-07 1.2417114E-06 -2.0270683E-06 -2.6260803E-06
A12 1.3260881E-08 -5.4068767E-08 6.7867056E-08 1.0441408E-07
接着，对实施例3的变焦透镜进行说明。图3示出表示实施例3的变焦透镜的透镜结构的剖视图。另外，表9示出实施例3的变焦透镜的基本透镜数据，表10示出与各种因素相关的数据，表11示出与移动面的间隔相关的数据，表12示出与非球面系数相关的数据，图8(A)～(L)示出各像差图。
【表9】
实施例3·透镜数据(N，v为d线)
【表10】
实施例3·各种因素(d线)
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 1.9 3.8
f′ 3.67 6.88 13.83
Bf′ 0.50 0.50 0.50
FNo. 2.88 3.71 5.57
2ω[°] 107.68 62.48 31.62
【表11】
实施例3·变焦间隔
DD[6] 15.803 6.974 2.087
DD[14] 0.250 2.830 10.106
DD[16] 2.622 4.123 5.623
DD[18] 4.864 5.566 4.910
【表12】
实施例3·非球面系数
面编号 3 4
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 3.5066958E-04 3.4858892E-04
A4 1.9359941E-04 -1.3011271E-04
A5 4.9050107E-05 1.5084801E-04
A6 -2.5325866E-05 -8.8857996E-05
A7 2.7931493E-06 1.5260193E-05
A8 -7.0110841E-08 9.6842105E-07
A9 7.1526164E-09 -6.1879153E-07
A10 -1.0803832E-08 -6.3566320E-08
A11 2.8175603E-09 3.7592144E-08
A12 -2.1586886E-10 -3.2625880E-09
面编号 8 13 14 15 16
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 -8.5929041E-05 -5.3705970E-04 1.6539674E-03 3.3863863E-04 8.4888994E-04
A6 -4.5645412E-06 6.2961265E-06 4.8875406E-05 -2.8596100E-05 -3.9881402E-05
A8 1.1593868E-06 -1.1723697E-05 -6.8491919E-06 2.3977615E-06 3.9608450E-06
A10 -1.7453734E-07 1.1464639E-06 7.9375254E-07 4.0344562E-08 -8.3558175E-08
A12 1.1000262E-08 -1.6790893E-07 -1.6508704E-07 -1.7574828E-08 -1.1836637E-08
接着，对实施例4的变焦透镜进行说明。图4示出表示实施例4的变焦透镜的透镜结构的剖视图。另外，表13示出实施例4的变焦透镜的基本透镜数据，表14示出与各种因素相关的数据，表15示出与移动面的间隔相关的数据，表16示出与非球面系数相关的数据，图9(A)～(L)示出各像差图。
【表13】
实施例4·透镜数据(N，v为d线)
【表14】
实施例4·各种因素(d线)
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 2.1 4.7
f′ 3.67 7.64 17.29
Bf′ 0.50 0.50 0.49
FNo. 2.88 3.96 6.52
2ω[°] 107.56 56.02 24.74
【表15】
实施例4·变焦间隔
DD[6] 15.681 6.267 1.293
DD[14] 0.834 5.965 19.601
DD[16] 2.217 3.683 4.143
DD[18] 5.518 5.474 4.500
【表16】
实施例4·非球面系数
面编号 3 4
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A3 4.8799744E-04 4.8157555E-04
A4 2.5110353E-05 -4.8204751E-04
A5 2.0697385E-05 1.3850209E-04
A6 -2.1429136E-05 -9.3613867E-05
A7 3.7940461E-06 1.6946569E-05
A8 -3.8051735E-08 1.0351187E-06
A9 -3.2595455E-09 -6.0944155E-07
A10 -1.3217457E-08 -5.7943464E-08
A11 2.3367553E-09 3.3448197E-08
A12 -1.2292186E-10 -2.9307530E-09
面编号 8 13 14 15 16
KA 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 -1.9033166E-04 -1.2692999E-04 1.3331035E-03 6.1422580E-04 1.0483846E-03
A6 -9.0324463E-06 9.7823565E-05 1.1370387E-04 -2.6956282E-05 -3.5634155E-05
A8 8.6724811E-07 -1.5340896E-05 -1.1157298E-05 -2.5835199E-07 8.5031345E-07
A10 -3.3530400E-08 2.5716684E-06 2.7039391E-06 9.9475640E-08 2.6348966E-08
A12 -1.6233160E-09 -1.5572910E-07 -1.8141152E-07 -4.8327870E-09 -2.9592798E-09
接着，对实施例5的变焦透镜进行说明。图5示出表示实施例5的变焦透镜的透镜结构的剖视图。另外，表17示出实施例5的变焦透镜的基本透镜数据，表18示出与各种因素相关的数据，表19示出与移动面的间隔相关的数据，表20示出与非球面系数相关的数据，图10(A)～(L)示出各像差图。
【表17】
实施例5·透镜数据(N，v为d线)
【表18】
实施例5·各种因素(d线)
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 2.1 4.7
f′ 3.67 7.65 17.29
Bf′ 0.50 0.50 0.50
FNo. 2.88 3.96 6.59
2ω[°] 107.62 56.06 24.78
【表19】
实施例5·变焦间隔
DD[6] 15.684 6.232 1.360
DD[14] 2.282 7.564 21.430
DD[16] 1.917 3.177 3.603
DD[18] 4.472 4.597 3.795
【表20】
实施例5·非球面系数
面编号 3 4
KA 1.9999947E+00 1.3066116E+00
A3 8.2540534E-04 8.1591730E-04
A4 1.9192853E-05 -4.8462353E-04
A5 -3.2552550E-06 1.5524588E-04
A6 -1.7703457E-05 -1.0848602E-04
A7 3.3663269E-06 1.8579121E-05
A8 1.5874259E-07 1.6117182E-06
A9 -1.8289684E-10 -7.1818368E-07
A10 -2.0858117E-08 -4.8246119E-08
A11 2.9424973E-09 3.1375005E-08
A12 -1.1907370E-10 -2.7909109E-09
面编号 8 14 16
KA 2.6419172E-01 1.0000000E+00 1.0000000E+00
A4 2.2521377E-04 1.3999361E-03 5.3349439E-04
A6 1.2748579E-05 5.5578828E-05 7.2731105E-06
A8 -2.6052711E-06 -1.3935968E-05 -1.2801528E-06
A10 4.1531683E-07 3.3717259E-06 9.1122966E-08
A12 -2.3790421E-08 -2.5477049E-07 -2.2527272E-09
表21示出与实施例1～5的变焦透镜的条件式(1)～(5)对应的值。需要说明的是，所有实施例均以d线为基准波长，下述的表21所示的值是该基准波长下的值。
【表21】
式的编号 条件式 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
(1) 1.75＜ndave＜1.92 1.81 1.83 1.82 1.84 1.86
(2) 0.80＜(r12f+r12r)/(r12f-r12r)＜1.70 1.48 1.18 1.33 1.02 1.09
(3) 9.0＜TLw/fw＜12.5 10.39 10.41 11.46 11.54 11.55
(4) 2.5＜X2/fw＜6.1 3.12 3.10 3.52 5.35 5.50
(5) 0.50＜(r31f+r31r)/(r31f-r31r)＜1.60 0.98 0.95 1.06 1.37 0.72
根据以上的数据可知，实施例1～5的变焦透镜为如下的变焦透镜：全部满足条件式(1)～(5)，广角端的全视场角为100°以上而足够大，从广角端到望远端的整个区域中确保Fno.较明亮，并且全长较短而适于小型化。
接着，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。图11中，作为本发明的实施方式的摄像装置的一例而示出使用了本发明的实施方式的变焦透镜的摄像装置的概要结构图。需要说明的是，图11中概要地示出各透镜组。作为该摄像装置，例如，能够举出将CCD、CMOS等固体摄像元件作为记录介质的摄影机、电子静像相机等。
图11所示的摄像装置10具备变焦透镜1、对变焦透镜1的倍率变更进行控制的变焦控制部2、配置在变焦透镜1的像侧的具有低通滤光片等的功能的滤光片6、配置在滤光片6的像侧的摄像元件7、以及信号处理电路8。摄像元件7将由变焦透镜1形成的光学像转换成电信号，例如，作为摄像元件7，能够使用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等。摄像元件7配置为其摄像面与变焦透镜1的像面一致。
由变焦透镜1拍摄到的像在摄像元件7的摄像面上成像，通过信号处理电路8对与该像相关的来自摄像元件7的输出信号进行运算处理，并将该像显示在显示装置9中。
以上，举出实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等值不局限于上述各数值实施例所示的值，也能够采用其他值。

Claims (14)

1.一种变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜从物侧起依次由具有负的光焦度的第一透镜组、光阑、具有正的光焦度的第二透镜组、具有负的光焦度的第三透镜组、以及具有正的光焦度的第四透镜组构成，
当从广角端向望远端进行倍率变更时，以所述第一透镜组与所述第二透镜组的间隔变窄且所述第二透镜组与所述第三透镜组的间隔变宽的方式使所有透镜组沿着光轴移动，
所述第一透镜组从物侧起依次由具有负的光焦度的第11透镜、具有负的光焦度的第12透镜、以及具有正的光焦度的第13透镜构成，
所述变焦透镜满足下述条件式，
1.75＜ndave＜1.92...(1)
其中，
ndave：所述第11透镜与所述第12透镜的d线的折射率的平均值，d线为波长587.6nm。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第12透镜的至少一个面为非球面，
所述变焦透镜满足下述条件式，
0.80＜(r12f+r12r)/(r12f-r12r)＜1.70...(2)
其中，
r12f：所述第12透镜的物侧的面的近轴曲率半径，
r12r：所述第12透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足下述条件式，
9.0＜TLw/fw＜12.5...(3)
其中，
TLw：从广角端的最物侧透镜面顶点到成像面为止的距离，
fw：广角端的整个***的焦点距离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足下述条件式，
2.5＜X2/fw＜6.1...(4)
其中，
X2：从广角端到望远端为止的所述第二透镜组的移动量，
fw：广角端的整个***的焦点距离。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第三透镜组仅由具有负的光焦度的第31透镜构成，
该第31透镜的至少一个面为非球面，
所述变焦透镜满足下述条件式，
0.40＜(r31f+r31r)/(r31f-r31r)＜1.60...(5)
其中，
r31f：所述第31透镜的物侧的面的近轴曲率半径，
r31r：所述第31透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第二透镜组从物侧起依次由具有正的光焦度的第21透镜、具有正的光焦度的第22透镜、具有负的光焦度的第23透镜、以及具有正的光焦度的第24透镜构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
通过使所述第四透镜组在光轴方向上移动来进行对焦。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第四透镜组仅由具有正的光焦度的第41透镜构成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足下述条件式，
1.78＜ndave＜1.88...(1-1)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第12透镜的至少一个面为非球面，
所述变焦透镜满足下述条件式，
1.00＜(r12f+r12r)/(r12f-r12r)＜1.50...(2-1)
其中，
r12f：所述第12透镜的物侧的面的近轴曲率半径，
r12r：所述第12透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足下述条件式，
10.0＜TLw/fw＜11.8...(3-1)
其中，
TLw：从广角端的最物侧透镜面顶点到成像面为止的距离，
fw：广角端的整个***的焦点距离。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述变焦透镜满足下述条件式，
2.9＜X2/fw＜5.7...(4-1)
其中，
X2：从广角端到望远端为止的所述第二透镜组的移动量，
fw：广角端的整个***的焦点距离。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第三透镜组仅由具有负的光焦度的第31透镜构成，
该第31透镜的至少一个面为非球面，
所述变焦透镜满足下述条件式，
0.70＜(r31f+r31r)/(r31f-r31r)＜1.40...(5-1)
其中，
r31f：所述第31透镜的物侧的面的近轴曲率半径，
r31r：所述第31透镜的像侧的面的近轴曲率半径。
14.一种摄像装置，其特征在于，具备权利要求1所述的变焦透镜。
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