專(zhuān)利名稱(chēng)：變焦鏡頭和使用該變焦鏡頭的攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦鏡頭和使用該變焦鏡頭的攝像裝置。

背景技術(shù)：
近年來(lái)，取代銀鹽膠片照相機(jī)，使用CCD和CMOS那樣的攝像元件來(lái)拍攝被攝體的數(shù)碼照相機(jī)成為主流。并且，這種數(shù)碼照相機(jī)從業(yè)務(wù)用高功能型到小型緊湊的普及型，在廣泛的范圍內(nèi)具有若干類(lèi)別。在本發(fā)明中，特別關(guān)注于小型緊湊的普及型這一類(lèi)別。
這種普及型的數(shù)碼照相機(jī)的用戶具有隨時(shí)隨地在范圍廣泛的場(chǎng)景中輕松攝影、享受快樂(lè)的期望。因此，在小型商品，特別是收納到衣服和皮包的口袋等內(nèi)的收納性良好、攜帶方便、厚度方向的尺寸薄的類(lèi)型的數(shù)碼照相機(jī)受到歡迎，攝影鏡頭系統(tǒng)也期望進(jìn)一步的小型化。并且，對(duì)攝影區(qū)域要求廣角的視場(chǎng)角特性，要求提供在確保高變焦比和廣角端的視場(chǎng)角的同時(shí)獲得光學(xué)性能的變焦鏡頭。
作為容易維持較高變焦比的變焦鏡頭，以下專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了這樣類(lèi)型的變焦鏡頭，即從物體側(cè)起具有正光焦度的第1透鏡組、負(fù)光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組、以及正光焦度的第4透鏡組，通過(guò)使夾在各透鏡組中的各間隔的長(zhǎng)度變化來(lái)改變焦距。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2003-315676號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)2005-331628號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2008-102165號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本特開(kāi)2008-102165號(hào)公報(bào) 然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1～專(zhuān)利文獻(xiàn)4中記載的發(fā)明盡管適于在將變焦鏡頭收納在照相機(jī)主體內(nèi)時(shí)的薄型化，然而這些發(fā)明在廣角端的對(duì)角方向的視場(chǎng)角均限于65°左右。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而作成的，本發(fā)明的目的是提供一種有利于確保小型化、廣角化和變焦比、并容易良好地維持?jǐn)z影圖像的畫(huà)質(zhì)的變焦鏡頭。并且，本發(fā)明的目的是提供一種還容易抑制制造成本的變焦鏡頭。并且，本發(fā)明的目的是提供一種具有這樣的變焦鏡頭的攝像裝置。
鑒于上述課題，本發(fā)明的變焦鏡頭從物體側(cè)到像側(cè)依次具有具有正光焦度的第1透鏡組；具有負(fù)光焦度的第2透鏡組；具有正光焦度的第3透鏡組；以及具有正光焦度的第4透鏡組，該變焦鏡頭具有亮度光闌，該亮度光闌與第2透鏡組相比配置在像側(cè)、且與第3透鏡組中的最靠近像側(cè)的透鏡面相比配置在物體側(cè)，在從廣角端向望遠(yuǎn)端變焦時(shí)，第1透鏡組和第2透鏡組之間的間隔變大，第2透鏡組和第3透鏡組之間的間隔縮小，第3透鏡組和第4透鏡組之間的間隔發(fā)生變化。
這種從物體側(cè)起具有正、負(fù)、正、正的光焦度配置的類(lèi)型的變焦鏡頭有利于確保變焦比。并且，容易使出射光瞳與像面分開(kāi)，在使用電子攝像元件的情況下有利于確保良好圖像。
并且，通過(guò)將亮度光闌配置在上述位置，有利于第3透鏡組的小徑化。并且，當(dāng)向第3透鏡組入射的光線的高度小時(shí)，也有利于像差校正。
并且，在本發(fā)明的變焦鏡頭中，進(jìn)而為第1透鏡組由1枚正透鏡和1枚負(fù)透鏡構(gòu)成。由此，在有利于第1透鏡組的厚度方向和徑向的小型化的同時(shí)，使各個(gè)透鏡之間彼此消除像差而有利于校正第1透鏡組中的各像差，容易抑制在進(jìn)行了廣角化和高變焦比化時(shí)的像差變動(dòng)。
并且，第2透鏡組采用從物體側(cè)依次由負(fù)光焦度的第2透鏡組前組和正光焦度的第2透鏡組后組構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，第3透鏡組采用從物體側(cè)依次由正光焦度的第3透鏡組前組和負(fù)光焦度的第3透鏡組后組構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
通過(guò)這樣構(gòu)成，在廣角端附近接近的第1透鏡組和第2透鏡組的合成系統(tǒng)具有從物體側(cè)依次為正光焦度(第1透鏡組)、負(fù)光焦度(第2透鏡組前組)、正光焦度(第2透鏡組后組)的對(duì)稱(chēng)光焦度配置。
并且，在第3透鏡組和第4透鏡組的合成系統(tǒng)中也具有從物體側(cè)依次為正光焦度(第3透鏡組前組)、負(fù)光焦度(第3透鏡組后組)、正光焦度(第4透鏡組)的對(duì)稱(chēng)光焦度配置。
并且，在望遠(yuǎn)端附近接近的第2透鏡組和第3透鏡組的合成系統(tǒng)具有從物體側(cè)依次為負(fù)光焦度(第2透鏡組前組)、正光焦度(第2透鏡組后組)、正光焦度(第3透鏡組前組)、負(fù)光焦度(第3透鏡組后組)的對(duì)稱(chēng)配置。
因此，在廣角端附近容易進(jìn)行珀茲伐和(Petzval Sum)、彗差(coma)、倍率色差、以及球面像差的校正，在望遠(yuǎn)端附近容易進(jìn)行珀茲伐和、彗差、以及倍率色差的校正，容易進(jìn)行廣角化和高變焦比化。并且，容易使第3透鏡組的主點(diǎn)靠向物體，也容易確保變焦比。
而且，第4透鏡組采用由1個(gè)正透鏡成分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，從而還有利于縮入時(shí)的薄型化。第4透鏡組主要起到使出射光瞳與像面分開(kāi)的作用，因而可減少正光焦度。因此，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，有利于小型化和低成本化。
另外，透鏡成分定義為在光軸上與空氣接觸的折射面僅為物體側(cè)折射面和像側(cè)折射面這2個(gè)面的透鏡體。
并且，本發(fā)明的特征在于，第2透鏡組前組具有1個(gè)負(fù)透鏡成分，第2透鏡組后組采用從物體側(cè)到像側(cè)依次由負(fù)透鏡和正透鏡這2枚透鏡構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，第2透鏡組前組中的負(fù)透鏡成分和第2透鏡組后組中的負(fù)透鏡滿足以下條件式(1A) 2.9＜f2GN2/f2GN1＜30(1A) 其中，f2GN1是第2透鏡組前組中的負(fù)透鏡成分的焦距， f2GN2是第2透鏡組后組中的負(fù)透鏡的焦距。
在要確保廣角端的視場(chǎng)角的情況下，第2透鏡組的負(fù)光焦度容易增大。因此，通過(guò)將第2透鏡組的前組和后組如上構(gòu)成，有利于確保第2透鏡組的光焦度、減少像差、并減少第2透鏡組的厚度。
并且，通過(guò)使第2透鏡組中的物體側(cè)的透鏡為負(fù)透鏡，在望遠(yuǎn)端使第2透鏡組的主點(diǎn)位置容易靠近第3透鏡組，有利于確保變焦比。
條件式(1A)確定第2透鏡組內(nèi)的負(fù)透鏡成分和負(fù)透鏡的優(yōu)選光焦度平衡。
通過(guò)以不低于條件式(1A)的下限2.9的方式確保前組中的負(fù)透鏡成分的負(fù)光焦度，有利于使入射光瞳變淺并確保視場(chǎng)角，而且通過(guò)適當(dāng)?shù)匾种坪蠼M中的負(fù)透鏡的負(fù)光焦度來(lái)抑制后組的厚度的同時(shí)，容易確保后組的正光焦度，容易取得像差平衡。
通過(guò)不高于條件式(1A)的上限30，確保后組中的負(fù)透鏡的負(fù)光焦度，從而容易確保負(fù)透鏡的像差校正效果。
并且，優(yōu)選的是，在廣角端，第1透鏡組和第2透鏡組滿足以下條件式(2A)和條件式(3A) -1.8＜fnw/fw＜-0.5(2A) 5＜fp/fw＜500 (3A) 其中，fnw是廣角端的第1透鏡組和第2透鏡組前組的合成系統(tǒng)的焦距， fp是第2透鏡組后組的焦距， fw是廣角端的變焦鏡頭的總系統(tǒng)焦距。
條件式(2A)確定第1透鏡組和第2透鏡組的合成系統(tǒng)的優(yōu)選焦距。并且，條件式(3A)確定第2透鏡組后組的優(yōu)選焦距。
通過(guò)以滿足條件式(2A)、(3A)的方式使廣角端的第1透鏡組和第2透鏡組前組的合成系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)呢?fù)光焦度，并使第2透鏡組后組具有適當(dāng)?shù)恼饨苟?，可使入射光瞳位置靠向物體。由此，可進(jìn)一步減小第1透鏡組的徑向和厚度方向，有利于小型化。
通過(guò)不低于條件式(2A)的下限-1.8和條件式(3A)的下限5，容易使入射光瞳位置靠向物體，有利于廣角化和小型化。
通過(guò)不高于條件式(2A)的上限-0.5和條件式(3A)的上限500，特別有利于減少望遠(yuǎn)端的球面像差。并且，通過(guò)不高于條件式(2A)的上限-0.5，容易抑制第2透鏡組的負(fù)透鏡成分的負(fù)光焦度，因而容易抑制負(fù)透鏡成分的中心厚度和邊緣厚度的差，從而容易抑制由透鏡的加工性引起的設(shè)計(jì)限制。
并且，優(yōu)選的是，第2透鏡組后組中的負(fù)透鏡滿足以下條件式(4A) 2.38＜f2GN2/f2G＜30(4A) 其中，f2G是所述第2透鏡組的焦距。
條件式(4A)確定第2透鏡組中的負(fù)透鏡的優(yōu)選光焦度。
通過(guò)以不低于條件式(4A)的下限2.38的方式適當(dāng)?shù)匾种曝?fù)透鏡的光焦度，容易確保后組的薄型化和正光焦度，容易確保前組的負(fù)光焦度，有利于確保廣角化、薄型化和光學(xué)性能。
通過(guò)以不高于條件式(4A)的上限30的方式確保負(fù)透鏡的光焦度，容易抑制前組的負(fù)光焦度，有利于減少望遠(yuǎn)側(cè)的像差。
并且，優(yōu)選的是，第2透鏡組前組中的負(fù)透鏡成分滿足以下條件式(5A) -1.23＜f2GN1/fw＜-0.1(5A) 其中，fw是廣角端的變焦鏡頭的總系統(tǒng)焦距。
條件式(5A)確定第2透鏡組前組中的負(fù)透鏡成分的優(yōu)選光焦度。
通過(guò)不低于條件式(5A)的下限-1.23，適當(dāng)?shù)卮_保負(fù)透鏡成分的光焦度，從而有利于廣角化和第1透鏡組的小型化。
通過(guò)不高于條件式(5A)的上限-0.1，使負(fù)透鏡成分的光焦度不過(guò)度增強(qiáng)，從而有利于減少望遠(yuǎn)側(cè)的像差。
并且，優(yōu)選的是，第2透鏡組后組中的正透鏡滿足以下條件式(6A) -5＜f2GP/f2G＜-0.2(6A) 其中，f2GP是第2透鏡組后組中的正透鏡的焦距， f2G是第2透鏡組的焦距。
條件式(6A)確定第2透鏡組后組中的正透鏡的優(yōu)選光焦度。
通過(guò)以不低于條件式(6A)的下限-5的方式確保正光焦度，容易確保消除第2透鏡組內(nèi)的像差的功能等。
通過(guò)不高于條件式(6A)的上限-0.2，抑制正透鏡的正光焦度的過(guò)剩，從而容易同時(shí)減少鄰接負(fù)透鏡的光焦度，在良好地保持像差平衡的同時(shí)，容易使第2透鏡組薄型化。
并且，優(yōu)選的是，亮度光闌配置在第2透鏡組和第3透鏡組之間。
容易減少第3透鏡組的軸上厚度。并且，容易使入射光瞳靠向物體，更有利于變焦鏡頭的小型化。
并且，優(yōu)選的是，在從廣角端向望遠(yuǎn)端的變焦時(shí)，第3透鏡組和亮度光闌一體地移動(dòng)。
在使變焦時(shí)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化的同時(shí)，有利于通過(guò)確保第3透鏡組的小型化和光焦度來(lái)確保變焦比。
并且，優(yōu)選的是，第1透鏡組從物體側(cè)依次由負(fù)透鏡和正透鏡這2枚透鏡構(gòu)成，第1透鏡組中的負(fù)透鏡具有像側(cè)面，該像側(cè)面具有比物體側(cè)面的近軸曲率的絕對(duì)值大的近軸曲率的絕對(duì)值，第1透鏡組中的正透鏡具有物體側(cè)面，該物體側(cè)面具有比像側(cè)面的近軸曲率的絕對(duì)值大的近軸曲率的絕對(duì)值。
通過(guò)使負(fù)透鏡和正透鏡的相向折射面的近軸曲率的絕對(duì)值交替增大，容易消除像差。并且，由于相向折射面在入射光瞳側(cè)為凹，因而也容易抑制高次像差的產(chǎn)生。
并且，優(yōu)選的是，第2透鏡組前組中的負(fù)透鏡成分是凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀，第2透鏡組后組中的負(fù)透鏡是雙凹形狀，而且該負(fù)透鏡具有非球面。
通過(guò)使前組中的負(fù)透鏡成分的形狀為彎月形狀，容易抑制入射到負(fù)透鏡成分的在廣角端附近的軸外光線的入射角，容易抑制過(guò)剩的畸變像差的產(chǎn)生。通過(guò)使后組中的負(fù)透鏡的形狀為雙凹形狀，在與負(fù)透鏡成分一起實(shí)現(xiàn)軸上像差和軸外像差的平衡的同時(shí)，有利于確保第2透鏡組的負(fù)光焦度。而且，由于后組中的負(fù)透鏡具有非球面，因而更有利于校正在廣角端附近的軸外像差。
并且，在使第2透鏡組前組中的負(fù)透鏡成分為單透鏡的情況下，有利于減少第2透鏡組的厚度并降低成本。
并且，優(yōu)選的是，第2透鏡組前組中的負(fù)透鏡成分是滿足以下條件式(7A)的形狀 0.8＜(R2GN1f+R2GN1r)/(R2GN1f-R2GN1r)＜1.5(7A) 其中，R2GN1f是所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分的物體側(cè)面的近軸曲率半徑， R2GN1r是所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
條件式(7A)確定第2透鏡組前組的負(fù)透鏡成分的優(yōu)選形狀。
通過(guò)不低于條件式(7A)的下限0.8，容易抑制在廣角端附近入射到負(fù)透鏡成分的軸外光束的入射角度，有利于校正廣角側(cè)的像差。
通過(guò)不高于條件式(7A)的上限1.5，容易抑制負(fù)透鏡成分的像側(cè)的凹面曲率，有利于校正望遠(yuǎn)端附近的球面像差。
并且，第2透鏡組后組中的負(fù)透鏡容易抑制光焦度、且在前后配置有透鏡，因而即使使負(fù)透鏡的材料采用塑料，也難以受到溫度濕度變化的影響。并且，通過(guò)使負(fù)透鏡的材料采用塑料，即使使該透鏡為非球面透鏡，也容易加工。
在使該負(fù)透鏡的物體側(cè)面或像側(cè)面的至少任一方為非球面的情況下，形成隨著遠(yuǎn)離光軸而使負(fù)光焦度增大的形狀的非球面，這在校正軸上像差和軸外像差的雙方方面是優(yōu)選的。
并且，通過(guò)使該負(fù)透鏡的物體側(cè)面和像側(cè)面都為非球面，有利于確保該負(fù)透鏡的像差校正功能。
并且，優(yōu)選的是，該第2透鏡組后組中的負(fù)透鏡是滿足以下條件式(12A)的雙凹負(fù)透鏡 -0.8＜(R2GN2f+R2GN2r)/(R2GN2f-R2GN2r)＜0.9 (12A) 其中，R2GN2f是所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡的物體側(cè)面的近軸曲率半徑， R2GN2r是所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
條件式(12A)確定第2透鏡組后組中的負(fù)透鏡的優(yōu)選形狀。
通過(guò)不低于條件式(12A)的下限-0.8，容易抑制在廣角端附近入射到負(fù)透鏡的軸外光束的入射角度，有利于校正廣角側(cè)的像差。
通過(guò)不高于條件式(12A)的上限0.9，可使負(fù)透鏡的兩側(cè)的透鏡面分擔(dān)負(fù)光焦度，有利于校正望遠(yuǎn)端附近的球面像差。
并且，優(yōu)選的是，第2透鏡組后組中的負(fù)透鏡和正透鏡分別是單透鏡，負(fù)透鏡的像側(cè)面是凹面，正透鏡的物體側(cè)面是具有比負(fù)透鏡的像側(cè)面的近軸曲率半徑小的近軸曲率半徑的凸面。
可抑制負(fù)透鏡的光焦度，并可確保正透鏡的像差校正功能，容易在進(jìn)行后組的薄型化的同時(shí)進(jìn)行軸外像差的校正。
并且，當(dāng)使第2透鏡組后組中的正透鏡為彎月形狀時(shí)，更有利于廣角側(cè)的像差減少以及第2透鏡組后組的薄型化。
并且，第3透鏡組前組由1個(gè)正透鏡成分構(gòu)成，第3透鏡組后組由1個(gè)負(fù)透鏡成分構(gòu)成，這在進(jìn)行第3透鏡組的小型化方面是優(yōu)選的。
此時(shí)，當(dāng)使第3透鏡組前組中的正透鏡成分為雙凸形狀時(shí)，可使多個(gè)透鏡面分擔(dān)正透鏡成分的正光焦度，有利于減少球面像差。并且，收斂從第2透鏡組發(fā)散的軸上光束，有利于第3透鏡組的小型化。
而且，通過(guò)使第3透鏡組前組中的正透鏡成分的物體側(cè)面和像側(cè)面都為非球面，更有利于減少球面像差。
并且，優(yōu)選的是，第3透鏡組后組的最靠近像側(cè)的面是非球面的凹面。
利用該凹面，可具有消除在第3透鏡組容易產(chǎn)生的球面像差等的功能。并且，容易具有這樣的功能使軸外光束朝遠(yuǎn)離光軸的方向折射，確保朝第4透鏡組入射的光線高度，使變焦鏡頭朝像側(cè)的遠(yuǎn)心性良好。
通過(guò)使該凹面為非球面，更有利于校正軸外像差。
并且，優(yōu)選的是，第3透鏡組后組是凸面朝向物體側(cè)且凹面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)透鏡成分，并滿足以下條件式(8A) -0.6＜(R3GNf-R3GNr)/(R3GNf+R3GNr)＜0.8(8A) 其中，R3GNf是所述第3透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡成分的物體側(cè)面的近軸曲率半徑， R3GNr是所述第3透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡成分的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
通過(guò)這樣構(gòu)成，容易使第3透鏡組的主點(diǎn)靠向物體。由此，在望遠(yuǎn)端容易使第3透鏡組的主點(diǎn)靠近負(fù)光焦度的第2透鏡組，有利于確保變焦比。
并且，通過(guò)使負(fù)透鏡成分的物體側(cè)面為凸面，與第3透鏡組前組共同收斂從第2透鏡組發(fā)散的光束，更有利于第3透鏡組在徑向的小型化。
并且，通過(guò)使負(fù)透鏡成分的像側(cè)面為凹面，容易消除在第3透鏡組容易產(chǎn)生的球面像差等。并且，容易確保朝第4透鏡組入射的光線高度，有利于確保變焦鏡頭的遠(yuǎn)心性。
條件式(8A)是彎月形狀的負(fù)透鏡成分的形狀系數(shù)(shape factor)的倒數(shù)。
通過(guò)不低于條件式(8A)的下限-0.6，確保像側(cè)面的負(fù)光焦度，從而容易消除第3透鏡組中的像差。
通過(guò)不高于條件式(8A)的上限0.8，確保負(fù)透鏡成分的物體側(cè)面的正光焦度，從而可確保使第3透鏡組的主點(diǎn)靠向物體的效果、以及分擔(dān)第3透鏡組的正光焦度的效果，有利于小型化和高變焦比化。或者，通過(guò)避免使負(fù)成分透鏡組的像側(cè)面的負(fù)光焦度過(guò)度增強(qiáng)，容易抑制彗差和像散。
并且，優(yōu)選的是，所述第3透鏡組具有滿足以下條件式(9A)的負(fù)透鏡 15＜v3n＜35(9A) 其中，v3n是所述第3透鏡組中的任一負(fù)透鏡的阿貝數(shù)。
條件式(9A)是關(guān)于第3透鏡組中的負(fù)透鏡的材料的優(yōu)選條件。
通過(guò)不低于條件式(9A)的下限15，容易抑制負(fù)透鏡的材料的異常分散性的增大，容易抑制色差校正功能的過(guò)剩。
通過(guò)不高于條件式(9A)的上限35，確保負(fù)透鏡的分散，從而有利于校正第3透鏡組內(nèi)的色差。
并且，優(yōu)選的是，第3透鏡組滿足以下條件式(10A) 10＜v3pave-v3nave＜70(10A) 其中，v3pave是所述第3透鏡組內(nèi)的所有正透鏡的阿貝數(shù)的平均值， v3nave是所述第3透鏡組內(nèi)的所有負(fù)透鏡的阿貝數(shù)的平均值。
條件式(10A)是關(guān)于構(gòu)成第3透鏡組的透鏡的材料的優(yōu)選條件。
通過(guò)不低于條件式(10A)的下限10，確保正透鏡和負(fù)透鏡這2種透鏡的阿貝數(shù)差，從而容易抑制第3透鏡組中的色差的產(chǎn)生，容易抑制總變焦區(qū)域內(nèi)的色差的產(chǎn)生。
并且，通過(guò)不高于條件式(10A)的上限70，容易確保要使用的透鏡材料的低成本化和透鏡加工的容易度。
并且，優(yōu)選的是，第4透鏡組中的正透鏡成分是凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀。
通過(guò)采用上述形狀，可使第4透鏡組的主點(diǎn)靠向物體，可使第4透鏡組靠近像面。
因此，可減小當(dāng)從縮入狀態(tài)拉出第4透鏡組時(shí)的拉出量，有利于使包含機(jī)械機(jī)構(gòu)的裝置整體小型化。
此時(shí)，優(yōu)選的是，為了減少在第4透鏡組的物體側(cè)的凸面的軸外像差，使該面為非球面。
并且，第4透鏡組可以由具有非球面的1枚彎月形單透鏡構(gòu)成。有利于確保小型化和性能。
并且，在從遠(yuǎn)距離物向近距離物進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，第4透鏡組可以移動(dòng)到物體側(cè)。
優(yōu)選的是，第4透鏡組從容易進(jìn)行小型輕量化并配置對(duì)焦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)上來(lái)看采用對(duì)焦透鏡組。
并且，優(yōu)選的是，相對(duì)于廣角端、在望遠(yuǎn)端，第1透鏡組位于物體側(cè)，相對(duì)于廣角端、在望遠(yuǎn)端，第3透鏡組位于物體側(cè)，相對(duì)于廣角端、在望遠(yuǎn)端，第3透鏡組和第4透鏡組的間隔變大，在從廣角端向望遠(yuǎn)端的變焦時(shí)，第2透鏡組和第4透鏡組移動(dòng)。
通過(guò)減小在廣角側(cè)的總長(zhǎng)，有利于小型化和廣角化，容易確保第2透鏡組和第3透鏡組的變焦功能。并且，第2透鏡組和第4透鏡組也在變焦時(shí)移動(dòng)，從而在抑制像差變動(dòng)的同時(shí)容易進(jìn)行像面位置的調(diào)整。
并且，優(yōu)選的是，變焦鏡頭滿足以下條件式(11A) 4＜ft/fw(11A) 其中，fw是廣角端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距， ft是望遠(yuǎn)端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距。
條件式(11A)確定變焦鏡頭的優(yōu)選變焦比。
通過(guò)不低于條件式(11A)的下限4，確保變焦比，從而可擴(kuò)大攝影表現(xiàn)的范圍。
并且，本發(fā)明的攝像裝置具有變焦鏡頭和攝像元件，該攝像元件具有配置在變焦鏡頭的像側(cè)的攝像面，并將由變焦鏡頭形成的攝像面上的光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，變焦鏡頭是上面任何一項(xiàng)敘述的變焦鏡頭。
由此，可提供一種具有結(jié)構(gòu)緊湊、同時(shí)有利于確保變焦比和視場(chǎng)角、并確保光學(xué)性能的變焦鏡頭的攝像裝置。
并且，在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選的是，具有信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對(duì)由攝像元件拍攝得到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、將其作為改變了形狀后的圖像數(shù)據(jù)來(lái)輸出，在變焦鏡頭位于廣角端且對(duì)焦于最遠(yuǎn)距離的狀態(tài)下，滿足以下條件式(13A) 0.7＜y07/(fw·tanω07w)＜1.0(13A) 其中，fw是在廣角端的變焦鏡頭的總系統(tǒng)焦距， 當(dāng)把攝像元件的有效攝像區(qū)域內(nèi)、從中心到最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離設(shè)為y10時(shí)，根據(jù)下式 y07＝0.7×y10 來(lái)定義， 在有效攝像區(qū)域從廣角端變化到望遠(yuǎn)端的情況下， y10為能取值的最大值， ω07w是由入射到從廣角端的攝像面上的中心起像高為y07的像位置的主光線在物空間中的入射光線與光軸形成的角度。
在本發(fā)明的這種變焦鏡頭的情況下，著眼于像散校正和桶狀畸變校正容易成為折中關(guān)系這一點(diǎn)，在一定程度上允許產(chǎn)生畸變像差，可利用使用本發(fā)明的變焦鏡頭的攝像裝置內(nèi)包含的圖像處理功能來(lái)校正圖像形狀的畸變。以下詳細(xì)描述這一點(diǎn)。
這里，假定使無(wú)限遠(yuǎn)物體在沒(méi)有畸變像差的光學(xué)系統(tǒng)中成像。在該情況下，由于所形成的像沒(méi)有畸變，因而下式 f＝y(tǒng)/tanω(A) 成立。
其中，y是像點(diǎn)距光軸的高度， f是成像系統(tǒng)的焦距， ω是與從攝像面上的中心連接到y(tǒng)的位置的像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)方向相對(duì)于光軸的角度。
另一方面，當(dāng)僅在處于廣角端附近的狀態(tài)時(shí)允許光學(xué)系統(tǒng)中的桶狀畸變像差的情況下，成為下式 f＞y/tanω(B) 即，如果使ω和y成為恒定值，則廣角端的焦距f可以變長(zhǎng)，相應(yīng)地容易進(jìn)行抑制了像差的設(shè)計(jì)。
并且，通常利用兩個(gè)以上的透鏡成分來(lái)構(gòu)成相當(dāng)于物體側(cè)透鏡組的透鏡組的原因是為了同時(shí)校正畸變像差和像散。在本發(fā)明中，不需要這樣做。因此，有利于校正像散。
因此，在本發(fā)明的攝像裝置中，通過(guò)圖像處理對(duì)由攝像元件得到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。在該加工中，改變圖像數(shù)據(jù)(圖像形狀)以便校正桶狀畸變像差。這樣，最終得到的圖像數(shù)據(jù)成為具有與物體大致相似形狀的圖像數(shù)據(jù)。因此，只要根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)將物體的圖像輸出到CRT或打印機(jī)即可。
在進(jìn)行這樣的圖像數(shù)據(jù)校正時(shí)，廣角端的有效攝像區(qū)域成為桶狀。然后將桶狀的有效攝像區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)變更為矩形的圖像數(shù)據(jù)。
條件式(13A)規(guī)定了變焦廣角端的桶狀畸變程度。通過(guò)滿足條件式(13A)，能合理地進(jìn)行像散校正。另外，變形成桶狀的像由攝像元件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，形成變形成桶狀的圖像數(shù)據(jù)。然而，變形成桶狀的圖像數(shù)據(jù)由電子攝像裝置的信號(hào)處理系統(tǒng)即圖像處理單元實(shí)施相當(dāng)于像的形狀變化的電加工。這樣，即使最終在顯示裝置上再現(xiàn)了從圖像處理單元輸出的圖像數(shù)據(jù)，也能獲得校正了畸變且與被攝體形狀大致相似的圖像。
這里，通過(guò)以不低于條件式(13A)的下限0.7的方式來(lái)抑制基于變焦鏡頭的畸變像差的產(chǎn)生，在利用信號(hào)處理電路校正了基于變焦鏡頭的畸變像差的圖像畸變的情況下，容易抑制修正后的圖像周邊部朝放射方向的拉伸率，容易抑制圖像周邊部的銳度惡化。
并且，通過(guò)以不高于條件式(13A)的上限1.0的方式允許變焦鏡頭的畸變像差，有利于校正變焦鏡頭的像散，有利于變焦鏡頭的薄型化。
另外，也可以按完全校正畸變像差的方式?jīng)Q定廣角端的有效攝像區(qū)域，然而考慮到遠(yuǎn)景(perspective)的影響和周邊的圖像惡化，也可以適當(dāng)?shù)乇Ａ?3％左右或-5％左右等的桶狀畸變像差來(lái)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的變更。
在上述的變焦鏡頭具有對(duì)焦功能的情況下，上述的各條件式采用對(duì)焦于最遠(yuǎn)距離物體的狀態(tài)下的值。
并且，優(yōu)選的是，任意同時(shí)滿足上述各發(fā)明的多個(gè)條件式。
并且，更優(yōu)選的是，將上述的各條件式變更如下。
優(yōu)選把條件式(1A)的下限值設(shè)為2.8，更優(yōu)選設(shè)為2.75。
優(yōu)選把條件式(1A)的上限值設(shè)為25，更優(yōu)選設(shè)為20，再更優(yōu)選設(shè)為5。
優(yōu)選把條件式(2A)的下限值設(shè)為-1.75，更優(yōu)選設(shè)為-1.7。
優(yōu)選把條件式(2A)的上限值設(shè)為-0.8，更優(yōu)選設(shè)為-1.1。
優(yōu)選把條件式(3A)的下限值設(shè)為6，更優(yōu)選設(shè)為7，再更優(yōu)選設(shè)為9。
優(yōu)選把條件式(3A)的上限值設(shè)為460，更優(yōu)選設(shè)為440。
優(yōu)選把條件式(4A)的下限值設(shè)為2.39，更優(yōu)選設(shè)為2.40。
優(yōu)選把條件式(4A)的上限值設(shè)為25，更優(yōu)選設(shè)為20。
優(yōu)選把條件式(5A)的下限值設(shè)為-1.2，更優(yōu)選設(shè)為-1.17。
優(yōu)選把條件式(5A)的上限值設(shè)為-0.5，更優(yōu)選設(shè)為-0.8。
優(yōu)選把條件式(6A)的下限值設(shè)為-4，更優(yōu)選設(shè)為-3。
優(yōu)選把條件式(6A)的上限值設(shè)為-0.21，更優(yōu)選設(shè)為-0.22，再更優(yōu)選設(shè)為-1.0、-2.0。
優(yōu)選把條件式(7A)的下限值設(shè)為0.9，更優(yōu)選設(shè)為1.01。
優(yōu)選把條件式(7A)的上限值設(shè)為1.4，更優(yōu)選設(shè)為1.3。
優(yōu)選把條件式(8A)的下限值設(shè)為-0.6，更優(yōu)選設(shè)為-0.4。
優(yōu)選把條件式(8A)的上限值設(shè)為0.6，更優(yōu)選設(shè)為0.4。
優(yōu)選把條件式(9A)的下限值設(shè)為15.5，更優(yōu)選設(shè)為16。
優(yōu)選把條件式(9A)的上限值設(shè)為34，更優(yōu)選設(shè)為33。
優(yōu)選把條件式(10A)的下限值設(shè)為15，更優(yōu)選設(shè)為18。
優(yōu)選把條件式(10A)的上限值設(shè)為68，更優(yōu)選設(shè)為66。
優(yōu)選把條件式(11A)的下限值設(shè)為4.5，更優(yōu)選設(shè)為5。
優(yōu)選對(duì)條件式(11A)設(shè)置上限，使得達(dá)不到10以上，可抑制總長(zhǎng)的小型化和像差變動(dòng)。
優(yōu)選把條件式(12A)的下限值設(shè)為-0.7，更優(yōu)選設(shè)為-0.5、-0.3。
優(yōu)選把條件式(12A)的上限值設(shè)為0.7，更優(yōu)選設(shè)為0.5。
優(yōu)選把條件式(13A)的下限值設(shè)為0.75，更優(yōu)選設(shè)為0.8。
優(yōu)選把條件式(13A)的上限值設(shè)為0.99，更優(yōu)選設(shè)為0.98。
并且，變焦鏡頭可以是4組變焦透鏡。通過(guò)減少透鏡組數(shù)，有利于在將變焦鏡頭收納在裝置主體內(nèi)時(shí)等的小型化。
并且，可以在第4透鏡組的像側(cè)配置第5透鏡組，該第5透鏡組具有非球面，且在變焦時(shí)和對(duì)焦動(dòng)作時(shí)，位置固定。在第5透鏡組中，在變焦時(shí)或?qū)箘?dòng)作時(shí)，軸外主光線的位置變化。優(yōu)選的是，利用這一點(diǎn)來(lái)在第5透鏡組以減少在變焦時(shí)或?qū)箘?dòng)作時(shí)的像差變動(dòng)的方式設(shè)置非球面。第5透鏡組可以是正光焦度，也可以是負(fù)光焦度。
并且，優(yōu)選的是，第5透鏡組是1枚透鏡，該透鏡具有比第4透鏡組的正光焦度小的正光焦度，而且凹面朝向物體側(cè)。在具有校正像差的同時(shí)，有利于第5透鏡組的小型化。
為了解決上述課題，本發(fā)明的變焦鏡頭從物體側(cè)到像側(cè)依次具有具有正光焦度的第1透鏡組；具有負(fù)光焦度的第2透鏡組；具有正光焦度的第3透鏡組；以及具有正光焦度的第4透鏡組，該變焦鏡頭具有亮度光闌，該亮度光闌與所述第2透鏡組相比配置在像側(cè)、且與所述第3透鏡組中的最靠近像側(cè)的透鏡面相比配置在物體側(cè)，在從廣角端向望遠(yuǎn)端的變焦時(shí)，所述第1透鏡組和所述第2透鏡組之間的間隔變大，所述第2透鏡組和所述第3透鏡組之間的間隔縮小，所述第3透鏡組和所述第4透鏡組之間的間隔發(fā)生變化。
這種包含正、負(fù)、正、正的透鏡組配置的類(lèi)型的變焦鏡頭有利于確保變焦比。并且，容易使出射光瞳遠(yuǎn)離像面，在使用電子攝像元件的情況下有利于確保良好圖像。
并且，通過(guò)將亮度光闌配置在上述位置，有利于第3透鏡組的小徑化。當(dāng)朝第3透鏡組入射的光線的高度小時(shí)，也有利于校正像差。
然后，在本發(fā)明的變焦鏡頭中，而且，第1透鏡組采用由負(fù)透鏡和正透鏡這2枚透鏡構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。由此，在有利于第1透鏡組的厚度方向和徑向的小型化的同時(shí)，使各個(gè)透鏡之間消除像差而有利于校正第1透鏡組中的各個(gè)像差，容易抑制在進(jìn)行了廣視場(chǎng)角化和高變焦比化時(shí)的像差變動(dòng)。
并且，第2透鏡組在最靠近物體側(cè)處具有負(fù)彎月形透鏡成分，該負(fù)彎月形透鏡成分在物體側(cè)具有凸面且在像側(cè)具有凹面。而且，第3透鏡組從物體側(cè)依次由正透鏡和負(fù)透鏡這2枚透鏡構(gòu)成。另外，透鏡成分定義為在光軸上與空氣接觸的折射面僅為物體側(cè)折射面和像側(cè)折射面這2個(gè)面的透鏡體。
為了進(jìn)行縮入時(shí)的小型化，減少透鏡枚數(shù)是有效的。在本發(fā)明的變焦鏡頭中，通過(guò)使第3透鏡組采用上述結(jié)構(gòu)，有利于第3透鏡組的小型化，通過(guò)使第3透鏡組的主點(diǎn)靠向第2透鏡組側(cè)，有利于確保變焦比。
并且，為了使第2透鏡組確保充分的負(fù)光焦度的同時(shí)，抑制伴隨廣視場(chǎng)角化所致的軸外像差的產(chǎn)生，使第2透鏡組中的透鏡成分中的最靠近物體側(cè)的透鏡成分為上述的負(fù)彎月形透鏡成分。由此，在進(jìn)行了廣視場(chǎng)角化時(shí)，容易抑制在廣角端附近入射到該負(fù)透鏡成分的軸外光線的入射角，有利于減少軸外像差。
然后，通過(guò)使第4透鏡組由1個(gè)正透鏡成分構(gòu)成，更有利于縮入時(shí)的小型化。
在上述發(fā)明中，更優(yōu)選的是同時(shí)滿足以下結(jié)構(gòu)和條件式中的任一個(gè)或多個(gè)。
優(yōu)選的是，相對(duì)于廣角端、在望遠(yuǎn)端，第1透鏡組位于物體側(cè)。
由此，容易確保第2透鏡組的變焦功能。
優(yōu)選的是，第1透鏡組中的負(fù)透鏡相比于第1透鏡組中的正透鏡位于物體側(cè)，第1透鏡組中的負(fù)透鏡具有像側(cè)面，該像側(cè)面具有比物體側(cè)面的近軸曲率半徑的絕對(duì)值小的近軸曲率半徑的絕對(duì)值，第1透鏡組中的正透鏡具有像側(cè)面，該像側(cè)面具有比物體側(cè)面的近軸曲率半徑的絕對(duì)值大的近軸曲率半徑的絕對(duì)值。
在抑制第1透鏡組在光軸上的厚度的同時(shí)，有利于進(jìn)行像差減少。而且，更優(yōu)選的是，第1透鏡組中的負(fù)透鏡和正透鏡都是在物體側(cè)具有凸面的彎月形透鏡。
可減少在廣角端附近的第1透鏡組中的各透鏡面上的軸外光線的入射角，有利于減少在廣視場(chǎng)角化時(shí)的像差。
更優(yōu)選的是，為了減少正透鏡和負(fù)透鏡的相對(duì)偏心，使該正透鏡和負(fù)透鏡接合。
優(yōu)選的是，第2透鏡組具有與負(fù)彎月形透鏡成分相比配置在像側(cè)的正透鏡和負(fù)透鏡。
在減少第2透鏡組的像差的同時(shí)，容易充分確保負(fù)光焦度，有利于廣視場(chǎng)角化。而且，通過(guò)確保第2透鏡組的光焦度，容易抑制第3透鏡組的變焦負(fù)擔(dān)，有利于減少變焦時(shí)的像差變動(dòng)。
更優(yōu)選的是，為了進(jìn)行小型化，第2透鏡組采用由負(fù)彎月形透鏡成分以及所述負(fù)透鏡和正透鏡構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
并且，更優(yōu)選的是，第2透鏡組由負(fù)彎月形透鏡成分、以及與該負(fù)彎月形透鏡成分相比配置在像側(cè)且具有正光焦度的后側(cè)透鏡組構(gòu)成，后側(cè)透鏡組具有所述正透鏡和負(fù)透鏡。
可使第2透鏡組的主點(diǎn)靠向物體側(cè)，有利于第2透鏡組在徑向的小型化。即，有利于減少在進(jìn)行了廣視場(chǎng)角化時(shí)的尺寸。
而且，在廣角端附近，第1透鏡組和第2透鏡組的合成系統(tǒng)具有正光焦度(第1透鏡組)、負(fù)光焦度(負(fù)彎月形透鏡成分)、正光焦度(后側(cè)透鏡組)的對(duì)稱(chēng)配置。另一方面，在望遠(yuǎn)端附近，第2透鏡組和第3透鏡組的合成系統(tǒng)具有負(fù)光焦度(負(fù)彎月形透鏡成分)、正光焦度(后側(cè)透鏡組)、正光焦度(第3透鏡組中的正透鏡)、負(fù)光焦度(第3透鏡組中的負(fù)透鏡)的對(duì)稱(chēng)配置。
這樣，在廣角端附近和望遠(yuǎn)端附近都為在像差校正程度好的對(duì)稱(chēng)光焦度配置。
在廣角端附近，在第1透鏡組和第2透鏡組的合成系統(tǒng)內(nèi)，相互抵消珀茲伐和、彗差以及倍率色差，有利于確保視場(chǎng)角并確保性能。并且，在望遠(yuǎn)端附近，在第2透鏡組和第3透鏡組的合成系統(tǒng)內(nèi)，相互抵消珀茲伐和、彗差以及倍率色差，有利于確保在進(jìn)行了高變焦比化時(shí)的光學(xué)性能。
并且，優(yōu)選的是，第2透鏡組具有負(fù)透鏡，該負(fù)透鏡配置在負(fù)彎月形透鏡成分的像側(cè)且具有非球面。
通過(guò)使該負(fù)透鏡的透鏡面使用非球面，在取得軸上像差和軸外像差的平衡的同時(shí)，容易抑制第2透鏡組的厚度，有利于確保廣視場(chǎng)角化和變焦比。
并且，優(yōu)選的是，第2透鏡組中的所述負(fù)透鏡是非球面塑料透鏡。
通過(guò)在第2透鏡組中配置2個(gè)負(fù)透鏡，在與負(fù)彎月形透鏡成分一起取得軸上像差和軸外像差的平衡的同時(shí)，有利于確保第2透鏡組的負(fù)光焦度。
而且，由于后組中的負(fù)透鏡具有非球面，因而在抑制第2透鏡組的厚度的同時(shí)，更有利于校正在廣角端附近的軸外像差。通過(guò)使非球面透鏡的材料采用塑料，容易制造非球面透鏡。
優(yōu)選的是，相對(duì)于廣角端、在望遠(yuǎn)端，第3透鏡組位于物體側(cè)。
由此，容易確保第3透鏡組的變焦功能。
此時(shí)，優(yōu)選的是，亮度光闌與第3透鏡組一體地移動(dòng)。
由于相比于廣角端、在望遠(yuǎn)端，亮度光闌向物體側(cè)移動(dòng)，因而容易確保第3透鏡組的移動(dòng)范圍。并且，由于在廣角端和望遠(yuǎn)端，亮度光闌均在第3透鏡組附近，因而有利于第3透鏡組的小徑化和薄型化。
優(yōu)選的是，第3透鏡組中的正透鏡是雙凸形狀，負(fù)透鏡是物體側(cè)面為凸面且像側(cè)面為凹面的彎月形狀。
容易使第3透鏡組的主點(diǎn)位于物體側(cè)，容易在望遠(yuǎn)端使第3透鏡組的主點(diǎn)靠近負(fù)光焦度的第2透鏡組，有利于確保變焦比。并且，由于正透鏡的兩個(gè)凸面和負(fù)透鏡成分的物體側(cè)面的凸面沿著光軸連續(xù)設(shè)置，因而收斂從第2透鏡組發(fā)散的軸上光束，更有利于第3透鏡組在徑向的小型化。并且，容易使負(fù)透鏡的凹面具有這樣的功能消除在第3透鏡組的各凸面產(chǎn)生的像差，或者使軸外光束朝遠(yuǎn)離光軸的方向折射，確保向第4透鏡組入射的光線高度，使變焦鏡頭朝像側(cè)的遠(yuǎn)心性良好。
優(yōu)選的是，第3透鏡組中的正透鏡的物體側(cè)面和像側(cè)面都是非球面。
有利于校正球面像側(cè)和彗差，即使第3透鏡組中的透鏡枚數(shù)是2枚，也有利于確保光學(xué)性能。
優(yōu)選的是，第3透鏡組中的負(fù)透鏡的像側(cè)面是非球面。
通過(guò)使第3透鏡組中的最靠近像側(cè)面的面為非球面，可使軸外像差良好。
優(yōu)選的是，第4透鏡組移動(dòng)到物體側(cè)，進(jìn)行從遠(yuǎn)距離物向近距離物的對(duì)焦。
由于第4透鏡組容易進(jìn)行輕量化且容易減小對(duì)焦感光度，因而通過(guò)使該透鏡組在對(duì)焦時(shí)移動(dòng)，可確保對(duì)焦精度，是優(yōu)選的。
并且，由于第4透鏡組只要能主要起到調(diào)整出射光瞳的功能即可，因而可減少正光焦度。因此，通過(guò)使第4透鏡組采用1枚正透鏡的結(jié)構(gòu)，有利于小型化和低成本化。
此時(shí)，通過(guò)使該正透鏡為具有非球面的彎月形透鏡，有利于校正軸外像差。特別是，在第4透鏡組是最靠近像側(cè)的透鏡組的情況下是有效的。
并且，由于變焦鏡頭中包含的透鏡組僅為第1透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組以及第4透鏡組這4個(gè)，因而有利于小型化。
或者，可以具有第5透鏡組，該第5透鏡組配置在第4透鏡組的像側(cè)、且具有曲面的折射面。有利于校正像面彎曲或者確保遠(yuǎn)心性。
而且，第5透鏡組在從廣角端向望遠(yuǎn)端的變焦時(shí)固定，容易使機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
而且，變焦鏡頭中包含的透鏡組僅是第1透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組、第4透鏡組以及第5透鏡組這5個(gè)，有利于小型化。
在上述各發(fā)明的變焦鏡頭中，以下示出更優(yōu)選的數(shù)值條件。
優(yōu)選的是，第1透鏡組滿足以下條件式(1B) -3＜(R1f+R1r)/(R1f-R1r)＜-1(1B) 其中，R1f是所述第1透鏡組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的近軸曲率半徑， R1r是所述第1透鏡組的最靠近像側(cè)的透鏡面的近軸曲率半徑。
條件式(1B)確定第1透鏡組的優(yōu)選形狀。通過(guò)不低于條件式(1B)的下限，并且不高于條件式(1B)的上限，容易抑制伴隨廣視場(chǎng)角化的像面彎曲的過(guò)量或不足。而且，有利于校正望遠(yuǎn)端的倍率色差。
優(yōu)選的是，第2透鏡組中的負(fù)彎月形透鏡成分滿足以下條件式(2B) 1＜(R2nf+R2nr)/(R2nf-R2nr)＜1.4(2B) 其中，R2nf是第2透鏡組中的負(fù)彎月形透鏡成分的物體側(cè)面的近軸曲率半徑， R2nr是第2透鏡組中的負(fù)彎月形透鏡成分的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
條件式(2B)確定第2透鏡組的最靠近物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡成分的優(yōu)選形狀。通過(guò)不高于條件式(2B)的上限，使物體側(cè)面為凸面，從而容易抑制在廣角端附近入射到該負(fù)彎月形透鏡成分的軸外光束的入射角度，有利于校正廣角端的像差。通過(guò)不低于條件式(2B)的下限，抑制負(fù)彎月形透鏡成分的像側(cè)面的曲率，有利于校正在望遠(yuǎn)端附近的球面像差。
優(yōu)選的是，第1透鏡組和第2透鏡組中的負(fù)彎月形透鏡成分滿足以下條件式(3B) -0.3＜f2n/f1＜-0.13(3B) 其中，f2n是第2透鏡組中的負(fù)彎月形透鏡的焦距， f1是第1透鏡組的焦距。
條件式(3B)確定第1透鏡組和第2透鏡組中的負(fù)彎月形透鏡成分的優(yōu)選光焦度比。通過(guò)不低于條件式(3B)的下限，可充分確保第1透鏡組和負(fù)彎月形透鏡的合成系統(tǒng)的負(fù)光焦度，有利于同時(shí)確保小型化和視場(chǎng)角。通過(guò)不高于條件式(3B)的上限，確保第1透鏡組的正光焦度，從而有利于校正像面彎曲。
優(yōu)選的是，第3透鏡組中的負(fù)透鏡滿足以下條件式(4B) 1＜(R3nf+R3nr)/(R3nf-R3nr)＜6(4B) 其中，R3nf是第3透鏡組中的負(fù)透鏡的物體側(cè)面的近軸曲率半徑， R3nr是第3透鏡組中的負(fù)透鏡的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
條件式(4B)確定第3透鏡組中的負(fù)透鏡的優(yōu)選形狀。通過(guò)不低于條件式(4B)的下限，使負(fù)透鏡的物體側(cè)面為正光焦度，可確保使第3透鏡組的主點(diǎn)靠向物體的效果、以及分擔(dān)第3透鏡組的正光焦度的效果，有利于小型化和高變焦比化。并且，容易確保像側(cè)面的負(fù)光焦度并消除第3透鏡組中的像差。并且，通過(guò)不高于條件式(4B)的上限，避免負(fù)透鏡的像側(cè)面的負(fù)光焦度過(guò)度增強(qiáng)，從而容易抑制彗差和像散。
優(yōu)選的是，第3透鏡組中的負(fù)透鏡滿足以下條件式(5B) 15＜v3n＜35(5B) 其中，v3n是第3透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)。
條件式(5B)確定第3透鏡組中的負(fù)透鏡的材料的優(yōu)選阿貝數(shù)。通過(guò)不低于條件式(5B)的下限，容易抑制負(fù)透鏡的材料的異常分散性的增大，容易抑制色差校正功能的過(guò)剩。并且，通過(guò)不高于條件式(5B)的上限，確保負(fù)透鏡的分散，從而有利于校正第3透鏡組內(nèi)的色差。
優(yōu)選的是，第3透鏡組中的正透鏡和負(fù)透鏡滿足以下條件式(6B) 5＜v3p-v3n＜70(6B) 其中，v3p是第3透鏡組中的正透鏡的阿貝數(shù)， v3n是第3透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)。
條件式(6B)確定第3透鏡組中的正透鏡和負(fù)透鏡的優(yōu)選阿貝數(shù)差。通過(guò)不低于條件式(6B)的下限，確保2種透鏡的阿貝數(shù)差，從而容易抑制第3透鏡組中的色差的產(chǎn)生，容易抑制總變焦區(qū)域內(nèi)的色差的產(chǎn)生。并且，通過(guò)不高于條件式(6B)的上限，容易確保要使用的透鏡材料的低成本化和透鏡加工的容易度。
優(yōu)選的是，變焦鏡頭滿足以下條件式(7B) 4＜ft/fw(7B) 其中，fw是廣角端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距， ft是望遠(yuǎn)端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距。
條件式(7B)確定變焦鏡頭總系統(tǒng)的優(yōu)選變焦比。通過(guò)不低于條件式(7B)的下限，確保變焦比，從而能應(yīng)對(duì)各種攝影場(chǎng)景，是優(yōu)選的。
并且，本發(fā)明涉及的攝像裝置具有變焦鏡頭；以及攝像元件，其具有配置在變焦鏡頭的像側(cè)的攝像面，并將由變焦鏡頭所形成的攝像面上的光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，變焦鏡頭是上述任一變焦鏡頭。
由此，可提供一種具有結(jié)構(gòu)緊湊、同時(shí)有利于確保變焦比和視場(chǎng)角、并確保光學(xué)性能的變焦鏡頭的攝像裝置。
并且，優(yōu)選的是，該攝像裝置具有信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對(duì)由攝像元件拍攝所得到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，并作為使形狀變化后的圖像數(shù)據(jù)來(lái)輸出，在該變焦鏡頭在廣角端且最遠(yuǎn)距離進(jìn)行了對(duì)焦的狀態(tài)下，滿足以下條件式(8B) 0.7＜y07/(fw·tanω07w)＜0.99(8B) 其中，fw是廣角端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距， 當(dāng)把在攝像元件的有效攝像面內(nèi)、從中心到最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離設(shè)為y10時(shí)，定義為 y07＝0.7×y10 在有效攝像區(qū)域從廣角端變化為望遠(yuǎn)端的情況下，y10為能取值的最大值，ω07w是由入射到從廣角端的攝像面上的中心起像高為y07的像位置的主光線在物空間中的入射光線和光軸形成的角。
在本發(fā)明的這種變焦鏡頭的情況下，著眼于像散校正和桶狀畸變校正容易成為折中關(guān)系這一點(diǎn)，在一定程度上允許產(chǎn)生畸變像差，可利用使用本發(fā)明的變焦鏡頭的攝像裝置內(nèi)包含的圖像處理功能來(lái)校正圖像形狀的畸變。以下詳細(xì)描述這一點(diǎn)。
這里，假定使無(wú)限遠(yuǎn)物體在沒(méi)有畸變像差的光學(xué)系統(tǒng)中成像。在該情況下，由于所成像的像沒(méi)有畸變，因而下式 f＝y(tǒng)/tanω(A) 成立。
其中，y是像點(diǎn)距光軸的高度，f是成像系統(tǒng)的焦距，ω是與從攝像面上的中心連接到y(tǒng)的位置的像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)方向相對(duì)于光軸的角度。
另一方面，當(dāng)僅在處于廣角端附近的狀態(tài)時(shí)允許光學(xué)系統(tǒng)中的桶狀畸變像差的情況下，成為下式 f＞y/tanω(B) 即，如果使ω和y成為恒定值，則廣角端的焦距f可以變長(zhǎng)，相應(yīng)地容易進(jìn)行抑制了像差(特別是像散)的設(shè)計(jì)。
因此，在本發(fā)明的攝像裝置中，通過(guò)圖像處理對(duì)由攝像元件得到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。在該加工中，改變圖像數(shù)據(jù)(圖像形狀)以便校正桶狀畸變像差。這樣，最終得到的圖像數(shù)據(jù)成為具有與物體大致相似形狀的圖像數(shù)據(jù)。因此，只要根據(jù)該圖像數(shù)據(jù)將物體的圖像輸出到CRT或打印機(jī)即可。
在進(jìn)行這樣的圖像數(shù)據(jù)校正的情況下，廣角端的有效攝像區(qū)域成為桶狀。并且，將桶狀的有效攝像區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)變更為大致矩形的圖像數(shù)據(jù)。
條件式(8B)規(guī)定了在廣角端的桶狀畸變程度。通過(guò)滿足條件式(8)，能合理地進(jìn)行像散校正。另外，變形成桶狀的像由攝像元件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，成為變形成桶狀的圖像數(shù)據(jù)。然而，變形成桶狀的圖像數(shù)據(jù)由電子攝像裝置的信號(hào)處理系統(tǒng)即圖像處理單元實(shí)施相當(dāng)于像的形狀變化的電加工。這樣，即使最終在顯示裝置上再現(xiàn)了從圖像處理單元輸出的圖像數(shù)據(jù)，也能獲得校正了畸變且與被攝體形狀大致相似的圖像。
這里，通過(guò)以不低于條件式(8B)的下限的方式來(lái)抑制基于變焦鏡頭的畸變像差的產(chǎn)生，在利用信號(hào)處理電路校正了基于變焦鏡頭的畸變像差的圖像畸變的情況下，容易抑制修正后的圖像周邊部朝放射方向的拉伸率，容易抑制圖像周邊部的銳度惡化。
并且，通過(guò)不高于條件式(8B)的上限，允許變焦鏡頭的畸變像差，從而有利于校正變焦鏡頭的像散，有利于變焦鏡頭的薄型化。
另外，也可以按完全校正畸變像差的方式?jīng)Q定廣角端的有效攝像區(qū)域，然而考慮到遠(yuǎn)景(perspective)的影響和周邊的圖像惡化，也可以適當(dāng)?shù)乇Ａ?3％左右或-5％左右等的桶狀畸變像差來(lái)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的變更。
并且，只要按各色信號(hào)(例如R(紅)、G(綠)、B(藍(lán)))調(diào)整畸變像差的校正量，就能校正倍率色差。
在上述的變焦鏡頭具有對(duì)焦功能的情況下，上述的各結(jié)構(gòu)采用對(duì)焦于最遠(yuǎn)距離物體的狀態(tài)下的值。
并且，優(yōu)選的是，任意同時(shí)滿足上述各發(fā)明的多個(gè)條件式。
并且，優(yōu)選的是，將上述各條件按以下變更，能更可靠地取得該效果。
優(yōu)選把條件式(1B)的下限值設(shè)為-2，更優(yōu)選設(shè)為-1.7。并且，優(yōu)選把條件式(1B)的上限值設(shè)為-1.1、-1.2，更優(yōu)選設(shè)為-1.3。
優(yōu)選把條件式(2B)的下限值設(shè)為1.05，更優(yōu)選設(shè)為1.1。并且，優(yōu)選把條件式(2B)的上限值設(shè)為1.3，更優(yōu)選設(shè)為1.2。
優(yōu)選把條件式(3B)的下限值設(shè)為-0.25，更優(yōu)選設(shè)為-0.22。并且，優(yōu)選把條件式(3B)的上限值設(shè)為-0.15，更優(yōu)選設(shè)為-0.17。
優(yōu)選把條件式(4B)的下限值設(shè)為1.5，更優(yōu)選設(shè)為2。并且，優(yōu)選把條件式(4B)的上限值設(shè)為5.5，更優(yōu)選設(shè)為5。
優(yōu)選把條件式(5B)的下限值設(shè)為15.5，更優(yōu)選設(shè)為16。并且，優(yōu)選把條件式(5B)的上限值設(shè)為30，更優(yōu)選設(shè)為25。
優(yōu)選把條件式(6B)的下限值設(shè)為15、40，更優(yōu)選設(shè)為55。并且，優(yōu)選把條件式(6B)的上限值設(shè)為68，更優(yōu)選設(shè)為66。
優(yōu)選把條件式(7B)的下限值設(shè)為5，更優(yōu)選設(shè)為6。并且，優(yōu)選把條件式(7B)的上限值設(shè)為不為10以上，從而可抑制全長(zhǎng)的小型化和像差變動(dòng)。
優(yōu)選把條件式(8B)的下限值設(shè)為0.7，更優(yōu)選設(shè)為0.75。并且，優(yōu)選把條件式(8B)的上限值設(shè)為0.98、0.95，更優(yōu)選設(shè)為0.92。
從以上說(shuō)明可以看出，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種有利于確保小型化、廣角化和變焦比、并容易良好地維持?jǐn)z影圖像的畫(huà)質(zhì)的變焦鏡頭。并且，可提供一種也容易抑制制造成本的變焦鏡頭。并且，可提供一種具有這樣的變焦鏡頭的攝像裝置。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，其部分地將是顯而易見(jiàn)的，并且其部分地將從說(shuō)明書(shū)中明白。
因此，本發(fā)明具有將在以下提出的結(jié)構(gòu)中例示出的結(jié)構(gòu)特征、元件組合以及部件配置，并且本發(fā)明的范圍將在所附權(quán)利要求中進(jìn)行說(shuō)明。



圖1是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例1的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的廣角端(a)、中間狀態(tài)(b)、望遠(yuǎn)端(c)的透鏡剖面圖。
圖2是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例2的與圖1相同的圖。
圖3是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例3的與圖1相同的圖。
圖4是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例4的與圖1相同的圖。
圖5是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例5的與圖1相同的圖。
圖6是實(shí)施例1的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖7是實(shí)施例2的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖8是實(shí)施例3的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖9是實(shí)施例4的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖10是實(shí)施例5的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖11是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例6的與圖1相同的圖。
圖12是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例7的與圖1相同的圖。
圖13是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例8的與圖1相同的圖。
圖14是本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例9的與圖1相同的圖。
圖15是實(shí)施例6的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖16是實(shí)施例7的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖17是實(shí)施例8的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖18是實(shí)施例9的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。
圖19是示出畸變像差校正的圖。
圖20是示出本發(fā)明的數(shù)碼照相機(jī)的外觀的前方立體圖。
圖21是圖20的數(shù)碼照相機(jī)的后方立體圖。
圖22是圖20的數(shù)碼照相機(jī)的剖面圖。
圖23是圖20的數(shù)碼照相機(jī)的主要部分的內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施例方式 以下，說(shuō)明本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例1～5。圖1～圖5分別示出實(shí)施例1～5的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的廣角端(a)、中間狀態(tài)(b)、望遠(yuǎn)端(c)的透鏡剖面圖。在各圖中，第1透鏡組由G1表示，第2透鏡組由G2表示，孔徑光闌由S表示，第3透鏡組由G3表示，第4透鏡組由G4表示，光學(xué)低通濾光器由F表示，作為電子攝像元件的CCD的玻璃蓋由C表示，CCD的像面由I表示。另外，關(guān)于近紅外銳截止涂層，例如可以對(duì)光學(xué)低通濾光器F直接實(shí)施涂布，并且也可以另行配置紅外截止吸收濾光器。
如圖1所示，實(shí)施例1的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，孔徑光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，以及正光焦度的第4透鏡組G4。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到像面?zhèn)?，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
孔徑光闌S和第3透鏡組G3從廣角端到望遠(yuǎn)端一體地朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)向像面?zhèn)纫苿?dòng)一些距離。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
第1透鏡組G1從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和雙凸正透鏡的接合透鏡構(gòu)成。第2透鏡組G2從物體側(cè)依次由第2透鏡組前組G2f和第2透鏡組后組G2b構(gòu)成，第2透鏡組前組G2f由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第2透鏡組后組G2b由雙凹負(fù)透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成。第3透鏡組G3從物體側(cè)依次由第3透鏡組前組G3f和第3透鏡組后組G3b構(gòu)成，第3透鏡組前組G3f由雙凸正透鏡構(gòu)成，第3透鏡組后組G3b由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成。第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下5個(gè)面第2透鏡組后組G2b的雙凹負(fù)透鏡的兩面，第3透鏡組前組G3f的雙凸正透鏡的兩面，以及第3透鏡組后組G3b的負(fù)彎月形透鏡的像面?zhèn)鹊拿妗?br> 如圖2所示，實(shí)施例2的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，孔徑光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，以及正光焦度的第4透鏡組G4。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到像面?zhèn)?，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
孔徑光闌S和第3透鏡組G3從廣角端到望遠(yuǎn)端一體地朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到像面?zhèn)?。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
第1透鏡組G1從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成。第2透鏡組G2從物體側(cè)依次由第2透鏡組前組G2f和第2透鏡組后組G2b構(gòu)成，第2透鏡組前組G2f由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第2透鏡組后組G2b由雙凹負(fù)透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成。第3透鏡組G3從物體側(cè)依次由第3透鏡組前組G3f和第3透鏡組后組G3b構(gòu)成，第3透鏡組前組G3f由雙凸正透鏡構(gòu)成，第3透鏡組后組G3b由凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡和凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成。第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下6個(gè)面第2透鏡組后組G2b的雙凹負(fù)透鏡的兩面，第3透鏡組前組G3f的雙凸正透鏡的兩面，第3透鏡組后組G3b的接合透鏡的最靠近像面?zhèn)鹊拿?，以及?透鏡組G4的正彎月形透鏡的物體側(cè)的面。
如圖3所示，實(shí)施例3的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，孔徑光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，以及正光焦度的第4透鏡組G4。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到像面?zhèn)?，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
孔徑光闌S和第3透鏡組G3從廣角端到望遠(yuǎn)端一體地朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)向像面?zhèn)纫苿?dòng)一些距離。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
第1透鏡組G1從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成。第2透鏡組G2從物體側(cè)依次由第2透鏡組前組G2f和第2透鏡組后組G2b構(gòu)成，第2透鏡組前組G2f由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第2透鏡組后組G2b由雙凹負(fù)透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成。第3透鏡組G3從物體側(cè)依次由第3透鏡組前組G3f和第3透鏡組后組G3b構(gòu)成，第3透鏡組前組G3f由雙凸正透鏡構(gòu)成，第3透鏡組后組G3b由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成。第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下6個(gè)面第2透鏡組后組G2b的雙凹負(fù)透鏡的兩面，第3透鏡組前組G3f的雙凸正透鏡的兩面，第3透鏡組后組G3b的負(fù)彎月形透鏡的像面?zhèn)鹊拿?，以及?透鏡組G4的正彎月形透鏡的物體側(cè)的面。
如圖4所示，實(shí)施例4的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，孔徑光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，以及正光焦度的第4透鏡組G4。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到像面?zhèn)?，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
孔徑光闌S和第3透鏡組G3從廣角端到望遠(yuǎn)端一體地朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到像面?zhèn)?。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
第1透鏡組G1從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成。第2透鏡組G2從物體側(cè)依次由第2透鏡組前組G2f和第2透鏡組后組G2b構(gòu)成，第2透鏡組前組G2f由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第2透鏡組后組G2b由雙凹負(fù)透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成。第3透鏡組G3從物體側(cè)依次由第3透鏡組前組G3f和第3透鏡組后組G3b構(gòu)成，第3透鏡組前組G3f由雙凸正透鏡構(gòu)成，第3透鏡組后組G3b由雙凸正透鏡、雙凹負(fù)透鏡以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成。第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下6個(gè)面第2透鏡組后組G2b的雙凹負(fù)透鏡的兩面，第3透鏡組前組G3f的雙凸正透鏡的兩面，第3透鏡組后組G3b的接合透鏡的最靠近像面?zhèn)鹊拿?，以及?透鏡組G4的正彎月形透鏡的物體側(cè)的面。
如圖5所示，實(shí)施例5的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，孔徑光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，正光焦度的第4透鏡組G4，以及正光焦度的第5透鏡組G5。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到像面?zhèn)?，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
孔徑光闌S和第3透鏡組G3從廣角端到望遠(yuǎn)端一體地朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)移動(dòng)到物體側(cè)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)向像面?zhèn)纫苿?dòng)一些距離。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
第5透鏡組G5不移動(dòng)。
第1透鏡組G1從物體側(cè)依次由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和雙凸正透鏡的接合透鏡構(gòu)成。第2透鏡組G2從物體側(cè)依次由第2透鏡組前組G2f和第2透鏡組后組G2b構(gòu)成，第2透鏡組前組G2f由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第2透鏡組后組G2b由雙凹負(fù)透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成。第3透鏡組G3從物體側(cè)依次由第3透鏡組前組G3f和第3透鏡組后組G3b構(gòu)成，第3透鏡組前組G3f由雙凸正透鏡構(gòu)成，第3透鏡組后組G3b由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成。第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。第5透鏡組G5由凸面朝向像面?zhèn)鹊?枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下7個(gè)面第2透鏡組后組G2b的雙凹負(fù)透鏡的兩面，第3透鏡組前組G3f的雙凸正透鏡的兩面，第3透鏡組后組G3b的負(fù)彎月形透鏡的像面?zhèn)鹊拿?，?透鏡組G4的物體側(cè)的面，以及第5透鏡組G5的物體側(cè)的面。
另外，在將x設(shè)為以光的行進(jìn)方向?yàn)檎墓廨S、并將y設(shè)為與光軸正交的方向時(shí)，非球面形狀由下式表示 x＝(y2/r)/[1+{1-(K+1)(y/r)2}1/2] +A4y4+A6y6+A8y8+A10y10 其中，r是近軸曲率半徑，K是圓錐系數(shù)，A4、A6、A8、A10分別是4次、6次、8次、10次的非球面系數(shù)。
數(shù)值實(shí)施例1 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào)r dndvd 1 20.1840.90 1.84666 23.78 2 14.4482.80 1.72916 54.68 3 1073.037 可變 4 427.844 0.80 1.88300 40.76 5 4.572 2.24 6(非球面) -39.093 0.50 1.52542 55.78 7(非球面) 14.5330.10 8 10.7441.27 1.94595 17.98 9 48.064可變 10(光闌) ∞-0.30 11(非球面)4.104 2.18 1.49700 81.61 12(非球面)-13.761 0.10 136.192 1.22 2.10225 16.80 14(非球面)3.854 可變 1510.5001.80 1.52542 55.78 16110.541 可變 17∞0.50 1.54771 62.84 18∞0.50 19∞0.50 1.51633 64.14 20∞0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第6面 K＝-60.536，A4＝-6.40505E-04，A6＝3.95672E-05，A8＝-1.36935E-06 第7面 K＝0.000，A4＝-1.03560E-03，A6＝3.59861E-05，A8＝-2.60735E-06 第11面 K＝-0.520，A4＝-4.04394E-04，A6＝-3.22695E-05 第12面 K＝0.000，A4＝-3.22817E-04，A6＝2.06984E-05 第14面 K＝-0.840，A4＝3.45125E-03，A6＝1.54943E-04，A8＝1.54344E-05 變焦數(shù)據(jù) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0710.99 24.56 FNO.3.304.155.81 視場(chǎng)角 81.92 38.36 17.55 像高3.843.843.84 d3 0.305.149.87 d9 11.00 4.791.80 d14 5.286.7115.08 d16 2.595.084.64 BF 4.256.746.29 鏡頭總長(zhǎng)34.43 37.00 46.65 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組起始面焦距 1 1 29.98 2 4 -6.17 3118.90 41521.95 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0710.99 24.56 FNO.3.304.155.81 視場(chǎng)角 74.34 38.36 17.55 像高3.423.823.82 數(shù)值實(shí)施例2 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào)r d nd vd 1 20.6670.801.9228618.90 2 13.6502.701.8830040.76 3 108.221 可變 4 41.8010.501.8830040.76 5 4.572 2.24 6(非球面) -17.515 0.601.5254255.78 7(非球面) 22.2030.10 8 11.2401.241.9459517.98 9 39.538可變 10(光闌) ∞0.00 11(非球面)4.024 1.521.4970081.61 12(非球面)-42.083 0.10 135.941 1.261.5163364.14 1446272.5111.161.9036631.31 15(非球面)5.093可變 16(非球面)10.769 1.501.5254255.78 1794.150 可變 18∞ 0.501.5477162.84 19∞ 0.50 20∞ 0.501.5163364.14 21∞ 0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第6面 K＝-0.241，A4＝3.40994E-04，A6＝-2.98980E-05 第7面 K＝0.000，A4＝4.41548E-05，A6＝-4.31616E-05 第11面 K＝-0.888，A4＝8.00164E-04，A6＝1.05486E-05 第12面 K＝0.000，A4＝-1.00264E-03，A6＝4.03978E-05 第15面 K＝2.278，A4＝1.99710E-03，A6＝5.04698E-05 第16面 K＝0.000，A4＝4.52537E-06，A6＝2.70564E-07 變焦數(shù)據(jù) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0012.70 33.80 FNO.3.164.136.04 視場(chǎng)角 80.26 33.21 12.73 像高3.843.843.84 d3 0.255.9112.00 d9 12.00 4.251.40 d15 4.064.1916.41 d17 3.277.274.04 BF 4.928.925.69 鏡頭總長(zhǎng)35.39 37.43 49.65 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組 起始面焦距 11 29.18 24 -6.20 3119.16 41523.00 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0012.70 33.80 FNO.3.164.136.04 視場(chǎng)角 75.19 33.21 12.73 像高3.523.843.84 數(shù)值實(shí)施例3 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào)r d nd vd 1 19.1800.901.8466623.78 2 11.9303.171.8040046.57 3 134.442 可變 4 71.1380.801.8830040.76 5 4.506 2.35 6(非球面) -40.694 0.501.7432049.34 7(非球面) 14.3330.10 8 11.0891.311.9228618.90 9 143.834 可變 10(光闌) ∞-0.30 11(非球面)3.950 1.871.4970081.61 12(非球面)-14.607 0.10 136.677 1.502.1022516.80 14(非球面)3.941 可變 15(非球面)10.0001.641.5254255.78 1698.516可變 17∞0.501.5477162.84 18∞0.50 19∞0.501.5163364.14 20∞0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第6面 K＝93.493，A4＝-1.62861E-03，A6＝1.21652E-04，A8＝-3.51498E-06 第7面 K＝0.000，A4＝-2.01098E-03，A6＝1.23307E-04，A8＝-4.96995E-06，A10＝1.81378E-08 第11面 K＝-0.840，A4＝5.07059E-04，A6＝-2.84461E-05 第12面 K＝0.000，A4＝7.51952E-06，A6＝-2.48970E-05 第14面 K＝-0.756，A4＝3.57507E-03，A6＝1.87747E-04，A8＝4.40623E-05 第15面 K＝0.000，A4＝-3.33826E-05 變焦數(shù)據(jù) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0612.86 34.24 FNO.3.174.036.11 視場(chǎng)角 81.11 33.00 12.59 像高3.843.843.84 d3 0.256.1211.00 d9 10.80 3.760.60 d14 5.565.9317.16 d16 2.005.634.28 BF 3.657.285.94 鏡頭總長(zhǎng)34.20 37.04 48.65 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組起始面 焦距 1 128.39 2 4-5.88 3 11 8.49 4 15 21.05 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0612.86 34.24 FNO.3.174.036.11 視場(chǎng)角 74.34 33.00 12.59 像高3.453.843.84 數(shù)值實(shí)施例4 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào)r d nd vd 1 17.2890.901.8466623.78 2 10.8483.341.7880047.37 3 84.961可變 4 50.5410.701.8830040.76 5 4.432 2.75 6(非球面) -14.354 0.501.5254255.78 7(非球面) 22.4680.10 8 9.152 1.301.9459517.98 9 21.000可變 10(光闌) ∞0.00 11(非球面)5.298 1.471.5831359.38 12(非球面)-44.231 0.10 134.321 1.601.5163364.14 14-15.000 0.501.9036631.31 153.500 1.111.6889331.07 16(非球面)6.162可變 17(非球面)10.500 1.691.5254255.78 1875.647 可變 19∞ 0.501.5477162.84 20∞ 0.50 21∞ 0.501.5163364.14 22∞ 0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第6面 K＝-18.466，A4＝1.55007E-04，A6＝-1.83466E-05 第7面 K＝0.000，A4＝7.83716E-04，A6＝-4.73526E-05 第11面 K＝-0.939，A4＝6.11342E-04，A6＝2.85705E-05 第12面 K＝0.000，A4＝-5.68675E-04，A6＝3.14012E-05 第16面 K＝-0.686，A4＝5.57140E-03，A6＝1.49217E-0，A8＝3.11230E-05 第17面 K＝0.000，A4＝2.41648E-05，A6＝1.36418E-07 變焦數(shù)據(jù) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0712.88 34.27 FNO.3.134.006.10 視場(chǎng)角 81.34 32.61 12.54 像高3.843.843.84 d30.256.1211.26 d910.75 4.111.70 d16 3.952.5515.50 d18 2.326.983.50 BF3.978.635.15 鏡頭總長(zhǎng) 34.96 37.44 49.65 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組 起始面焦距 11 28.25 24 -5.50 3118.24 41523.00 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0712.88 34.27 FNO.3.134.006.10 視場(chǎng)角 81.34 32.61 12.54 像高3.443.843.84 數(shù)值實(shí)施例5 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào)rdndvd 1 17.9120.801.8466623.78 2 12.0372.981.7725049.60 3 85.075可變 4 52.2690.751.8830040.76 5 4.500 2.41 6(非球面) -30.820 0.601.5831359.38 7(非球面) 14.5700.10 8 10.8211.241.9459517.98 9 42.997可變 10(光闌) ∞-0.30 11(非球面)4.174 1.891.4970081.61 12(非球面)-12.814 0.10 136.462 1.352.1022516.80 14(非球面)3.994 可變 15(非球面)15.0001.481.5254255.78 16-60.061 可變 17(非球面)-15.000 0.801.5254255.78 18-14.474 0.10 19∞0.301.5163364.14 20∞0.50 21∞0.501.5163364.14 22∞0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第6面 K＝7.548，A4＝-7.20453E-04，A6＝4.60250E-06 第7面 K＝-19.224，A4＝-3.45511E-04，A6＝-1.38155E-05 第11面 K＝-0.986，A4＝7.82686E-04，A6＝-9.16230E-05 第12面 K＝-4.094，A4＝1.33854E-04，A6＝-1.75238E-04，A8＝1.11412E-05 第14面 K＝-0.696，A4＝2.85239E-03，A6＝2.68798E-04 第15面 K＝0.000，A4＝4.22970E-05，A6＝-4.51175E-06 第16面 K＝0.000，A4＝-5.73220E-04，A6＝2.60520E-05 變焦數(shù)據(jù) 廣角中間 望遠(yuǎn) 焦距5.0612.8634.09 FNO.3.144.03 6.04 視場(chǎng)角 81.51 32.8612.55 像高3.843.84 3.84 d3 0.256.34 11.70 d9 11.22 3.94 0.70 d14 5.536.01 16.90 d16 1.965.69 4.59 BF 1.631.63 1.63 鏡頭總長(zhǎng)34.79 37.8249.73 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組起始面焦距 1 1 30.33 24-5.99 311 8.60 415 23.00 517 515.19 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0612.86 34.09 FNO.3.144.036.04 視場(chǎng)角 81.51 32.86 12.55 像高3.443.843.84 圖6～圖10分別示出以上的實(shí)施例1～5的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。在這些像差圖中，(a)表示廣角端的、(b)表示中間狀態(tài)的、(c)表示望遠(yuǎn)端的、球面像差、像散、畸變像差、倍率色差。在各圖中，“FIY”表示半視場(chǎng)角。
下面示出上述各實(shí)施例中的條件式(1)～(13)的值。
條件式 實(shí)施例1 實(shí)施例2 實(shí)施例3 實(shí)施例4 實(shí)施例5 (1)3.8373.2212.5932.9953.005 (2)-1.426 -1.632 -1.569 -1.619 -1.579 (3)10.123 25.600 26.584 434.769 26.498 (4)3.2592.9912.4153.0182.818 (5)-1.034 -1.151 -1.082 -1.093 -1.109 (6)-2.341 -2.623 -2.203 -2.961 -2.505 (7)1.0221.2421.1351.1921.188 (8)0.2330.0770.258-0.176 0.236 (9)16.8031.3116.8031.3116.80 (10) 64.8141.5764.8120.2264.81 (11)4.856.766.766.766.74 (12)0.458 -0.118 0.479 -0.220 0.358 (13)0.926 0.939 0.930 0.929 0.987 在以下所示的基于本發(fā)明的任一實(shí)施方式中，由于上述的各構(gòu)成要件相關(guān)聯(lián)，因而得到這樣的變焦鏡頭確保7倍左右的變焦比，具有廣視場(chǎng)角，構(gòu)成透鏡枚數(shù)少，有利于在縮入時(shí)的緊湊化，而且也容易確保光學(xué)性能。
以下，說(shuō)明本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例6～實(shí)施例10。圖11～圖14分別示出實(shí)施例6～實(shí)施例9的(a)在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的廣角端、(b)中間狀態(tài)、(c)望遠(yuǎn)端的透鏡剖面圖。另外，實(shí)施例10與實(shí)施例5相同，因而如圖5所示。
在各圖中，第1透鏡組由G1表示，第2透鏡組由G2表示，亮度光闌由S表示，第3透鏡組由G3表示，第4透鏡組由G4表示，帶有紅外(IR)截止涂層的光學(xué)低通濾光器由F表示，作為電子攝像元件的CCD的玻璃蓋由C表示，CCD的像面由I表示。另外，關(guān)于紅外截止涂層，例如可以對(duì)光學(xué)低通濾光器F直接實(shí)施涂布，并且也可以另行配置紅外截止吸收濾光器。
各實(shí)施例均拉出第4透鏡組G4來(lái)進(jìn)行從遠(yuǎn)距離物向近距離物的對(duì)焦。
并且，亮度光闌S的孔徑尺寸是固定的，第3透鏡組G3的物體側(cè)面即凸面被插入到亮度光闌S的開(kāi)口部?jī)?nèi)。
而且，攝影時(shí)的曝光量調(diào)整是通過(guò)緊接在第3透鏡組G3的像側(cè)后與第3透鏡組G3一體移動(dòng)的光量調(diào)整濾光器(未圖示)在光路中的插入、脫離并使用機(jī)械快門(mén)(未圖示)來(lái)進(jìn)行。
并且，塑料透鏡在實(shí)施例6、7中用于第4透鏡組G4，在實(shí)施例8、9中用于第2透鏡組G2中的雙凹透鏡和第4透鏡組G4，在實(shí)施例10中用于第4透鏡組G4和第5透鏡組G5。
如圖6所示，實(shí)施例6的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，亮度光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，以及正光焦度的第4透鏡組G4。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)朝像側(cè)移動(dòng)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
第3透鏡組G3和亮度光闌S從廣角端到望遠(yuǎn)端，在縮小與第2透鏡組G2之間的間隔、并擴(kuò)大與第4透鏡組G4之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔、并擴(kuò)大與像面I之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔、并縮小與像面I之間的間隔的同時(shí)朝像側(cè)移動(dòng)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
從物體側(cè)依次，第1透鏡組G1由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成，第2透鏡組G2由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡、雙凹負(fù)透鏡以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成，第3透鏡組G3由亮度光闌S、雙凸正透鏡以及凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下6個(gè)面第2透鏡組G2的雙凹負(fù)透鏡的兩面，第3透鏡組G3的雙凸正透鏡的兩面，負(fù)彎月形透鏡的像側(cè)的面，以及第4透鏡組G4的正彎月形透鏡的物體側(cè)的面。
如圖7所示，實(shí)施例7的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，亮度光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，以及正光焦度的第4透鏡組G4。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)朝像側(cè)移動(dòng)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
第3透鏡組G3和亮度光闌S從廣角端到望遠(yuǎn)端，在縮小與第2透鏡組G2之間的間隔、并擴(kuò)大與第4透鏡組G4之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔、并擴(kuò)大與像面I之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔、并縮小與像面I之間的間隔的同時(shí)朝像側(cè)移動(dòng)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端位置相比位于物體側(cè)。
從物體側(cè)依次，第1透鏡組G1由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成，第2透鏡組G2由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡、凸面朝向像側(cè)的正彎月形透鏡以及凸面朝向像側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第3透鏡組G3由亮度光闌S、雙凸正透鏡以及凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下5個(gè)面第2透鏡組G2的像側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的像側(cè)的面，第3透鏡組G3的雙凸正透鏡的兩面，負(fù)彎月形透鏡的像側(cè)的面，以及第4透鏡組G4的正彎月形透鏡的像側(cè)的面。
如圖8所示，實(shí)施例8的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，亮度光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，以及正光焦度的第4透鏡組G4。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)朝像側(cè)移動(dòng)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端的位置相比位于物體側(cè)。
第3透鏡組G3和亮度光闌S從廣角端到望遠(yuǎn)端，在縮小與第2透鏡組G2之間的間隔、并擴(kuò)大與第4透鏡組G4之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔、并擴(kuò)大與像面I之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔、并縮小與像面I之間的間隔的同時(shí)朝像側(cè)移動(dòng)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端的位置相比位于物體側(cè)。
從物體側(cè)依次，第1透鏡組G1由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成，第2透鏡組G2由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡、雙凹負(fù)透鏡以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成，第3透鏡組G3由亮度光闌S、雙凸正透鏡以及凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下5個(gè)面第2透鏡組G2的雙凹負(fù)透鏡的像側(cè)的面，第3透鏡組G3的雙凸正透鏡的兩面，負(fù)彎月形透鏡的像側(cè)的面，以及第4透鏡組G4的正彎月形透鏡的像側(cè)的面。
如圖9所示，實(shí)施例9的變焦鏡頭從物體側(cè)依次由以下部分構(gòu)成正光焦度的第1透鏡組G1，負(fù)光焦度的第2透鏡組G2，亮度光闌S，正光焦度的第3透鏡組G3，以及正光焦度的第4透鏡組G4。
以下示出在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。
第1透鏡組G1從廣角端到望遠(yuǎn)端朝物體側(cè)移動(dòng)。
第2透鏡組G2從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)朝像側(cè)移動(dòng)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第1透鏡組G1之間的間隔、并縮小與第3透鏡組G3之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端的位置相比位于物體側(cè)。
第3透鏡組G3和亮度光闌S從廣角端到望遠(yuǎn)端，在縮小與第2透鏡組G2之間的間隔、并擴(kuò)大與第4透鏡組G4之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)。
第4透鏡組G4從廣角端到中間狀態(tài)，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔、并擴(kuò)大與像面I之間的間隔的同時(shí)朝物體側(cè)移動(dòng)，從中間狀態(tài)到望遠(yuǎn)端，在擴(kuò)大與第3透鏡組G3之間的間隔、并縮小與像面I之間的間隔的同時(shí)朝像側(cè)移動(dòng)。在望遠(yuǎn)端，與廣角端的位置相比位于物體側(cè)。
從物體側(cè)依次，第1透鏡組G1由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡和凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡的接合透鏡構(gòu)成，第2透鏡組G2由凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡、雙凹負(fù)透鏡以及凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成，第3透鏡組G3由亮度光闌S、雙凸正透鏡以及凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成，第4透鏡組G4由凸面朝向物體側(cè)的1枚正彎月形透鏡構(gòu)成。
非球面用于以下5個(gè)面第2透鏡組G2的雙凹負(fù)透鏡的像側(cè)的面，第3透鏡組G3的雙凸正透鏡的兩面，負(fù)彎月形透鏡的像側(cè)的面，以及第4透鏡組G4的正彎月形透鏡的像側(cè)的面。
實(shí)施例10的變焦鏡頭與實(shí)施例5相同。
以下示出各實(shí)施例中的透鏡的數(shù)值數(shù)據(jù)。
數(shù)值實(shí)施例6 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào) r d nd vd 117.7910.811.8466623.78 212.0053.081.7725049.60 386.709可變 466.5060.751.8830040.76 54.480 2.46 6(非球面) -31.3060.651.5831359.38 7(非球面) 13.781 0.10 8 12.506 1.291.9228618.90 9 315.181可變 10(光闌) ∞ -0.40 11(非球面)4.358 2.441.4970081.61 12(非球面)-12.0050.10 137.191 1.312.1022516.80 14(非球面)4.388 可變 15(非球面)9.676 1.581.5254255.78 1645.813 可變 17∞ 0.301.5163364.14 18∞ 0.50 19∞ 0.501.5163364.14 20∞ 0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第6面 K＝0.000，A4＝-8.08347E-04，A6＝3.75656E-05，A8＝-8.70154E-07，A10＝-2.10000E-08 第7面 K＝0.000，A4＝-1.28371E-03，A6＝4.25827E-05，A8＝-2.31366E-06 第11面 K＝-0.740，A4＝3.67824E-04，A6＝-2.24188E-05，A8＝1.19854E-06 第12面 K＝-5.083，A4＝1.16962E-03，A6＝-2.27613E-04，A8＝1.88604E-05 第14面 K＝-3.443，A4＝5.43899E-03，A6＝1.19187E-04 第15面 K＝0.361，A4＝-1.48739E-04，A6＝3.33684E-06，A8＝-1.10231E-07，A10＝-3.35750E-10 變焦數(shù)據(jù)(在像高3.83恒定的情況下) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0712.87 34.28 FNO.3.114.036.05 視場(chǎng)角 81.57 33.35 12.50 d3 0.306.2511.70 d9 11.13 3.860.70 d14 5.456.5918.30 d16 2.655.993.78 BF 4.197.545.35 鏡頭總長(zhǎng)35.24 38.40 50.21 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組起始面 焦距 1 129.89 2 4-6.08 3 11 8.95 4 15 23.00 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0712.87 34.28 FNO.3.114.036.05 視場(chǎng)角 75.77 33.35 12.50 像高3.513.833.83 數(shù)值實(shí)施例7 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào)r dndvd 1 18.0840.811.8466623.78 2 11.0513.101.8160046.62 3 75.670可變 4 57.2100.751.8160046.62 5 4.021 2.19 6 -59.513 1.211.9306719.09 7 -10.809 0.37 8 -7.5500.701.5831359.38 9(非球面) -84.807 可變 10(光闌) ∞-0.30 11(非球面)4.636 2.561.4970081.61 12(非球面)-8.0160.10 136.444 1.182.1022516.80 14(非球面)4.080 可變 159.893 1.601.5254255.78 16(非球面)52.976可變 17∞0.301.5163364.14 18∞0.50 19∞0.501.5163364.14 20∞0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第9面 K＝516.240，A4＝-9.02519E-04，A6＝-2.11145E-05 第11面 K＝-3.042，A4＝2.08503E-03，A6＝-1.44832E-04 第12面 K＝1.146，A4＝9.60208E-04，A6＝-9.14080E-05 第14面 K＝-0.544，A4＝1.26081E-03，A6＝1.76501E-04，A8＝5.49600E-07 第16面 K＝0.000，A4＝6.63364E-05，A6＝-1.83062E-06 變焦數(shù)據(jù)(在像高3.83恒定的情況下) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0612.84 34.18 FNO.3.084.026.04 視場(chǎng)角 81.97 33.35 12.57 d3 0.306.1811.70 d9 8.932.970.60 d14 5.305.9218.08 d16 2.606.443.80 BF 4.117.975.33 鏡頭總長(zhǎng)32.90 37.31 49.98 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組 起始面 焦距 1129.12 24-5.36 311 8.11 41522.86 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0612.84 34.18 FNO.3.084.026.04 視場(chǎng)角 75.98 33.35 12.57 像高3.503.833.83 數(shù)值實(shí)施例8 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào)r dndvd 1 20.0010.811.8466623.78 2 12.3643.071.8160046.62 3 124.634 可變 4 94.2460.751.8830040.76 5 4.500 2.36 6 -34.701 0.701.5254255.78 7(非球面) 12.9150.10 8 9.855 1.241.9459517.98 9 31.445可變 10(光闌) ∞-0.30 11(非球面)4.101 2.211.4970081.61 12(非球面)-10.543 0.30 139.216 1.342.0017019.30 14(非球面)4.773 可變 159.600 1.591.5254255.78 16(非球面) 44.033 可變 17∞0.301.5163364.14 18∞0.50 19∞0.501.5163364.14 20∞0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第7面 K＝0.095，A4＝-4.32632E-04，A6＝-2.55053E-06，A8＝-1.11152E-06 第11面 K＝-1.078，A4＝1.00474E-03，A6＝-5.56504E-05 第12面 K＝0.000，A4＝1.45394E-03，A6＝-2.47470E-04，A8＝1.52715E-05 第14面 K＝-1.142，A4＝2.30205E-03，A6＝3.35770E-04 第16面 K＝0.000，A4＝1.16219E-04，A6＝-5.73103E-06，A8＝1.27697E-07 變焦數(shù)據(jù)(在像高3.83恒定的情況下) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0812.86 34.21 FNO.3.104.056.04 視場(chǎng)角 81.47 33.09 12.53 d3 0.306.2211.70 d9 10.48 3.720.70 d14 5.366.5717.85 d16 2.475.823.93 BF 4.007.355.46 鏡頭總長(zhǎng)34.30 38.02 49.87 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組起始面 焦距 1 129.49 2 4-5.89 3 11 8.62 4 15 23.00 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0812.86 34.21 FNO.3.104.056.04 視場(chǎng)角 75.69 33.09 12.53 像高3.513.833.83 數(shù)值實(shí)施例9 單位mm 面數(shù)據(jù) 面序號(hào) r dndvd 119.4360.811.8466623.78 212.1793.011.8040046.57 3120.343 可變 491.1180.751.8830040.76 5 4.500 2.36 6 -22.2990.701.5254255.78 7(非球面) 16.643 0.10 8 11.204 1.241.9459517.98 9 51.000 可變 10(光闌) ∞ -0.30 11(非球面)4.082 2.121.4970081.61 12(非球面)-9.935 0.30 1311.164 1.431.9228720.80 14(非球面)4.922 可變 159.605 1.591.5254255.78 16(非球面)44.252 可變 17∞ 0.301.5163364.14 18∞ 0.50 19∞ 0.501.5163364.14 20∞ 0.50 像面 ∞ 非球面數(shù)據(jù) 第7面 K＝2.468，A4＝-5.09398E-04，A6＝1.08408E-07，A8＝-1.20478E-06 第11面 K＝-1.082，A4＝1.03781E-03，A6＝-5.80705E-05 第12面 K＝0.000，A4＝1.63732E-03，A6＝-2.60167E-04，A8＝1.54732E-05 第14面 K＝-1.174，A4＝2.25831E-03，A6＝3.49404E-04 第16面 K＝0.000，A4＝1.14861E-04，A6＝-5.05049E-06，A8＝1.15219E-07 變焦數(shù)據(jù)(在像高3.83恒定的情況下) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0712.85 34.21 FNO.3.124.066.04 視場(chǎng)角 81.60 33.14 12.53 d3 0.306.2111.68 d9 10.92 3.860.70 d14 5.366.6017.86 d16 2.575.904.05 BF 4.107.435.58 鏡頭總長(zhǎng)34.78 38.20 49.92 變焦透鏡組數(shù)據(jù) 組起始面 焦距 1 129.40 2 4-6.00 3 11 8.83 4 15 22.99 變焦數(shù)據(jù)(畸變的電校正時(shí)) 廣角中間望遠(yuǎn) 焦距5.0712.85 34.21 FNO.3.124.066.04 視場(chǎng)角 75.87 33.14 12.53 像高3.513.833.83 另外，數(shù)值實(shí)施例10與數(shù)值實(shí)施例5相同。
圖15～圖18分別示出以上的實(shí)施例6～9的在無(wú)限遠(yuǎn)物點(diǎn)對(duì)焦時(shí)的像差圖。在這些像差圖中，(a)表示廣角端的、(b)表示中間狀態(tài)的、(c)表示望遠(yuǎn)端的、球面像差SA、像散AS、畸變像差DT、倍率色差CC。并且，F(xiàn)NO表示F值，ω表示半視場(chǎng)角。另外，實(shí)施例10的像差圖與實(shí)施例5相同。
下面示出上述各實(shí)施例中的條件值和條件式(1B)～(7B)以及y07、fw、ω07w的值。
條件式 實(shí)施例1實(shí)施例2 實(shí)施例3 實(shí)施例4 實(shí)施例5 (1B)-1.516-1.628-1.382-1.385-1.533 (2B)1.144 1.151 1.1 1.104 1.188 (3B)-0.183-0.183-0.182-0.183-0.185 (4B)4.131 4.453 3.149 2.577 4.235 (5B)16.8 16.8 19.3 20.8 16.8 (6B)64.81 64.81 62.31 60.81 64.81 (7B)6.757 6.76 6.732 6.753 6.730 (8B)0.983 0.930 0.929 0.927 0.935 y07 2.43 2.55 2.55 2.55 2.68 fw 5.07 5.06 5.08 5.07 5.06 ω07w 28.24 29.67 29.57 29.69 29.5 在各實(shí)施例中，可以采用以下結(jié)構(gòu)。
為了截止重影、光斑等的無(wú)用光，可以在亮度光闌S以外配置光斑光闌。可以配置在第1透鏡組G1的物體側(cè)、第1透鏡組G1與第2透鏡組G2之間、第2透鏡組G2與第3透鏡組G3之間、第3透鏡組G3與第4透鏡組G4之間、第4透鏡組G4與像面I之間的任一部位。并且，可以構(gòu)成為使用框部件來(lái)截止光斑光線，也可以構(gòu)成別的部件。并且，可以直接印刷在透鏡的表面上，也可以涂置，也可以粘貼密封劑等。并且，其形狀可以是圓形、橢圓形、矩形、多邊形、由函數(shù)曲線包圍的范圍等任何形狀。并且，不僅可以截止有害光束，而且可以截止畫(huà)面周邊的彗星光斑等的光束。
并且，可以對(duì)各透鏡進(jìn)行防反射涂布，減輕重影和光斑。在多涂層的情況下，由于能有效地減輕重影和光斑，因而是期望的。并且，也可以對(duì)透鏡面和玻璃蓋等實(shí)施紅外截止涂布。
并且，用于進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的對(duì)焦，期望的是使用第4透鏡組G4進(jìn)行。當(dāng)使用第4透鏡組G4進(jìn)行了對(duì)焦時(shí)，由于透鏡重量輕，因而對(duì)電動(dòng)機(jī)等的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)施加的負(fù)荷少。而且，在對(duì)焦時(shí)總長(zhǎng)不變化，可在鏡框內(nèi)部配置驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，因而有利于鏡框的緊湊化。如上所述，期望的是使用第4透鏡組G4進(jìn)行對(duì)焦，然而可以使用第1透鏡組G1、第2透鏡組G2、第3透鏡組G3進(jìn)行對(duì)焦。并且，可以移動(dòng)多個(gè)透鏡組來(lái)進(jìn)行對(duì)焦。并且，可以拉出透鏡系統(tǒng)整體來(lái)進(jìn)行對(duì)焦，也可以拉出或拉入組內(nèi)的一部分透鏡來(lái)進(jìn)行對(duì)焦。
并且，可以通過(guò)移動(dòng)CCD的微透鏡來(lái)減輕圖像周邊部的亮度的陰影(shading)。例如，可以針對(duì)在各像高時(shí)的光線的入射角來(lái)改變CCD的微透鏡的設(shè)計(jì)。并且，可以通過(guò)圖像處理來(lái)校正圖像周邊部的減少量。
并且，可以有意地在光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生畸變像差，在攝影后進(jìn)行電圖像處理來(lái)校正畸變像差。
本實(shí)施例的變焦鏡頭在矩形的光電轉(zhuǎn)換面上，在廣角端產(chǎn)生桶狀的畸變像差。另一方面，在中間焦距狀態(tài)附近或望遠(yuǎn)端能抑制畸變像差的產(chǎn)生。為了電校正畸變像差，有效攝像區(qū)域可以在廣角端采用桶狀形狀，在中間焦距狀態(tài)附近或望遠(yuǎn)端采用矩形形狀。然后，通過(guò)圖像處理對(duì)預(yù)先設(shè)定的有效攝像區(qū)域進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成減少了畸變后的矩形的圖像信息。在廣角端的像高Imw小于中間焦距狀態(tài)的像高Ims或在望遠(yuǎn)端的像高Imt。
例如，如圖19所示，使把光軸與攝像面的交點(diǎn)作為中心、且與有效攝像面的長(zhǎng)邊內(nèi)切的半徑R的圓周上(像高)的倍率固定，把該圓周作為校正的基準(zhǔn)。然后，使除此以外的任意半徑r(ω)的圓周上(像高)的各點(diǎn)大致沿放射方向移動(dòng)，使上述各點(diǎn)同心圓狀地移動(dòng)以形成半徑r’(ω)，從而進(jìn)行校正。例如，在圖19中，使位于半徑R的圓的內(nèi)側(cè)的任意半徑r1(ω)的圓周上的點(diǎn)P1移動(dòng)到應(yīng)朝圓的中心進(jìn)行校正的半徑r1’(ω)的圓周上的點(diǎn)P2。并且，使位于半徑R的圓的外側(cè)的任意半徑r2(ω)的圓周上的點(diǎn)Q1移動(dòng)到應(yīng)朝遠(yuǎn)離圓的中心的方向進(jìn)行校正的半徑r2’(ω)的圓周上的點(diǎn)Q2。這里，r’(ω)可表示如下。
r’(ω)＝αftanω(0≤α≤1) 其中，ω是被攝體半視場(chǎng)角，f是成像光學(xué)系統(tǒng)(在本發(fā)明中是變焦鏡頭)的焦距。
這里，如果把與所述半徑r的圓上(像高)對(duì)應(yīng)的理想像高設(shè)為Y，則得到 α＝R/Y＝R/ftanω 理想的是，光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，即畸變像差也是相對(duì)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)地產(chǎn)生的。因此，如上所述，在對(duì)光學(xué)產(chǎn)生的畸變像差進(jìn)行電校正的情況下，如果能使在再現(xiàn)圖像上把光軸與攝像面的交點(diǎn)作為中心、且與有效攝像面的長(zhǎng)邊內(nèi)切的半徑為R的圓的圓周上(像高)的倍率固定，使除此之外的半徑r(ω)的圓周上(像高)的各點(diǎn)大致沿放射方向移動(dòng)，使上述各點(diǎn)同心圓狀地移動(dòng)以成為半徑r’(ω)，從而進(jìn)行校正，則認(rèn)為在數(shù)據(jù)量和運(yùn)算量方面是有利的。
然而，光學(xué)像在利用電子攝像元件所拍攝的時(shí)間點(diǎn)(由于采樣)不再是連續(xù)的量。因此，嚴(yán)格地講，只要電子攝像元件上的像素不是呈放射狀排列，則在光學(xué)像上描畫(huà)的上述半徑R的圓也不再是準(zhǔn)確的圓。即，在按各離散坐標(biāo)點(diǎn)表示的圖像數(shù)據(jù)的形狀校正中，不存在能使上述倍率固定的圓。因此，可以采用按各像素(Xi，Yj)確定移動(dòng)目的地的坐標(biāo)(X’i，Y’j)的方法。另外，在有2點(diǎn)以上的(Xi，Yj)移動(dòng)到坐標(biāo)(X’i，Y’j)的情況下，取各像素具有的值的平均值。并且，在沒(méi)有移動(dòng)過(guò)來(lái)的點(diǎn)的情況下，可以使用周?chē)鷰讉€(gè)像素的坐標(biāo)(X’i，Y’j)的值來(lái)進(jìn)行插值。
特別是在具有變焦鏡頭的電子攝像裝置中，由于光學(xué)系統(tǒng)和電子攝像元件的制造誤差等而相對(duì)于光軸畸變明顯，在所述光學(xué)像上描畫(huà)的上述半徑R的圓為非對(duì)稱(chēng)的情況下，利用這種方法進(jìn)行校正是有效的。并且，在攝像元件或各種輸出裝置中將信號(hào)再現(xiàn)為圖像時(shí)產(chǎn)生幾何畸變等的情況等下，利用這種方法進(jìn)行校正是有效的。
在本發(fā)明的電子攝像裝置中，為了計(jì)算校正量r’(ω)-r(ω)，也可以構(gòu)成為在內(nèi)置于電子攝像裝置的記錄介質(zhì)中記錄r(ω)即半視場(chǎng)角與像高之間的關(guān)系、或者實(shí)際像高r與理想像高r’/α之間的關(guān)系。
另外，為了使畸變校正后的圖像不會(huì)出現(xiàn)在短邊方向的兩端光量極端不足的情況，優(yōu)選的是，所述半徑R滿足以下條件式 0≤R≤0.6Ls 其中，Ls是有效攝像面的短邊的長(zhǎng)度。
優(yōu)選的是，所述半徑R滿足以下條件式 0.3Ls≤R≤0.6Ls 而且，使所述半徑R與有效攝像面的短邊方向的內(nèi)切圓的半徑大致一致是最有利的。另外，在進(jìn)行在半徑R＝0的附近，即在軸上附近使倍率固定的校正的情況下，雖然在實(shí)際像素?cái)?shù)方面存在若干不利因素，但是能確保廣角化和小型化的效果。
另外，關(guān)于需要校正的焦距區(qū)間，分割成幾個(gè)焦點(diǎn)區(qū)域。然后，在該分割后的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的望遠(yuǎn)端附近，可以利用與能獲得大致滿足以下條件式 r’(ω)＝αftanω 的校正結(jié)果的情況相同的校正量來(lái)進(jìn)行校正。但是，在該情況下，將導(dǎo)致在分割后的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的廣角端還保留一定程度的桶狀畸變量。并且，如果增加分割區(qū)域數(shù)，則需要在記錄介質(zhì)中多余地保存校正所需要的固有數(shù)據(jù)，所以不是優(yōu)選方式。因此，預(yù)先計(jì)算與分割后的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的各焦距相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)系數(shù)。該系數(shù)可以根據(jù)模擬或?qū)嶋H設(shè)備的測(cè)定來(lái)確定。然后，也可以在所述分割后的區(qū)域內(nèi)的望遠(yuǎn)端附近，計(jì)算能獲得大致滿足以下條件式 r’(ω)＝αftanω 的校正結(jié)果的情況的校正量，針對(duì)各焦距一律對(duì)該校正量乘以所述系數(shù)來(lái)作為最終的校正量。
然而，在使無(wú)限遠(yuǎn)物體成像而得到的像中沒(méi)有畸變的情況下，下式成立 f＝y(tǒng)/tanω 其中，y是像點(diǎn)距光軸的高度(像高)，f是成像系統(tǒng)(在本發(fā)明中是變焦鏡頭)的焦距，ω是與從攝像面上的中心連接到y(tǒng)的位置的像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)方向相對(duì)于光軸的角度(被攝體半視場(chǎng)角)。
在成像系統(tǒng)中有桶狀畸變像差的情況下，下式成立 f＞y/tanω 即，如果使成像系統(tǒng)的焦距f和像高y一定，則ω的值增大。
并且，優(yōu)選的是具有圖像轉(zhuǎn)換部，該圖像轉(zhuǎn)換部將通過(guò)變焦鏡頭所拍攝的圖像的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成通過(guò)圖像處理校正了由倍率色差引起的色偏差后的圖像信號(hào)。通過(guò)電子校正變焦鏡頭的倍率色差，可獲得更良好的圖像。
一般，在電子照相機(jī)中，將被攝體的像分解成第1原色、第2原色、第3原色的三原色像，通過(guò)運(yùn)算使各自的輸出信號(hào)重合，從而再現(xiàn)彩色圖像。在變焦鏡頭有倍率色差的情況下，當(dāng)以第1原色的光的像為基準(zhǔn)來(lái)考慮時(shí)，第2原色和第3原色的光的像成像的位置偏離第1原色的像成像的位置。為了電子校正圖像的倍率色差，根據(jù)變焦鏡頭的像差信息，針對(duì)攝像元件的各像素預(yù)先求出第2原色和第3原色對(duì)第1原色的光成像位置的偏差量。然后，只要針對(duì)攝影圖像的各像素，以與第1原色的偏差量進(jìn)行校正的方式進(jìn)行坐標(biāo)變換即可。
例如，對(duì)由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)這三原色的輸出信號(hào)構(gòu)成的圖像進(jìn)行說(shuō)明，針對(duì)各像素求出R和B對(duì)G的成像位置偏差，進(jìn)行攝影圖像的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換使得沒(méi)有與G的偏差，之后只要輸出R和B的信號(hào)即可。
雖然倍率色差根據(jù)變焦、對(duì)焦、光圈值而變化，但是可以針對(duì)各透鏡位置(變焦、對(duì)焦、光圈值)，將第2原色和第3原色與該第1原色的偏差量作為校正數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)保持裝置內(nèi)。通過(guò)根據(jù)變焦位置，參照該校正數(shù)據(jù)，可輸出校正了第2和第3原色對(duì)第1原色信號(hào)的偏差后的第2和第3原色信號(hào)。
圖20～圖22表示將以上所述的變焦鏡頭裝入攝影光學(xué)系統(tǒng)41內(nèi)的本發(fā)明的數(shù)碼照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的概念圖。圖20是示出數(shù)碼照相機(jī)40的外觀的前方立體圖，圖21是所述數(shù)碼照相機(jī)的后方主視圖，圖22是示出數(shù)碼照相機(jī)40的結(jié)構(gòu)的示意性剖面圖。其中，在圖20和圖22中示出攝影光學(xué)系統(tǒng)41不縮入時(shí)。在該例子的情況下，數(shù)碼照相機(jī)40包含位于攝影用光路42上的攝影光學(xué)系統(tǒng)41，位于取景器用光路44上的取景器光學(xué)系統(tǒng)43，快門(mén)按鈕45，閃光燈46，液晶顯示監(jiān)視器47，焦距變更按鈕61，設(shè)定變更開(kāi)關(guān)62等，在攝影光學(xué)系統(tǒng)41的縮入時(shí)，通過(guò)使蓋60滑動(dòng)，攝影光學(xué)系統(tǒng)41、取景器光學(xué)系統(tǒng)43以及閃光燈46由該蓋60覆蓋。然后，在打開(kāi)蓋60來(lái)將照相機(jī)40設(shè)定為攝影狀態(tài)時(shí)，攝影光學(xué)系統(tǒng)41處于圖22的非縮入狀態(tài)，當(dāng)按壓了配置在照相機(jī)40的上部的快門(mén)按鈕45時(shí)，與該動(dòng)作聯(lián)動(dòng)，通過(guò)攝影光學(xué)系統(tǒng)41，例如實(shí)施例1的變焦鏡頭進(jìn)行攝影。通過(guò)攝影光學(xué)系統(tǒng)41所形成的物體像經(jīng)由實(shí)施了波段限制涂布的低通濾波器F和玻璃蓋而形成在CCD 49的攝像面(光電轉(zhuǎn)換面)上。由該CCD 49接收的物體像通過(guò)處理單元51作為電子圖像顯示在設(shè)于照相機(jī)背面的液晶顯示監(jiān)視器47上。并且，在該處理單元51上連接有記錄單元52，也能記錄所拍攝的電子圖像。另外，該記錄單元52可以與處理單元51分體設(shè)置，也可以構(gòu)成為利用軟盤(pán)或存儲(chǔ)卡、MO等進(jìn)行電子式記錄寫(xiě)入。并且，也可以取代CCD 49而構(gòu)成為配置了銀鹽膠片的銀鹽照相機(jī)。
而且，在取景器用光路44上配置有取景器用物鏡光學(xué)系統(tǒng)53。取景器用物鏡光學(xué)系統(tǒng)53由多個(gè)透鏡組(圖中為3組)和正像棱鏡系統(tǒng)55構(gòu)成，該正像棱鏡系統(tǒng)55由正像棱鏡55a、55b、55c構(gòu)成，并且取景器用物鏡光學(xué)系統(tǒng)53由與攝影光學(xué)系統(tǒng)41的變焦鏡頭聯(lián)動(dòng)而改變焦距的變焦光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，通過(guò)該取景器用物鏡光學(xué)系統(tǒng)53所形成的物體像形成在作為正像部件的正像棱鏡系統(tǒng)55的視場(chǎng)框57上。在該正像棱鏡系統(tǒng)55的后方配置有將形成為正像的像引導(dǎo)到觀察者眼球E的目鏡光學(xué)系統(tǒng)59。另外，在目鏡光學(xué)系統(tǒng)59的射出側(cè)配置有蓋部件50。
圖23是上述數(shù)碼照相機(jī)40的主要部分的內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)框圖。另外，在以下說(shuō)明中，上述的處理單元51例如由CDS/ADC部24、臨時(shí)存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器17、圖像處理部18等構(gòu)成，存儲(chǔ)單元52例如由存儲(chǔ)介質(zhì)部19等構(gòu)成。
如圖23所示，數(shù)碼照相機(jī)40具有操作部12，與該操作部12連接的控制部13，通過(guò)總線14和15與該控制部13的控制信號(hào)輸出端口連接的攝像驅(qū)動(dòng)電路16和臨時(shí)存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器17，圖像處理部18，存儲(chǔ)介質(zhì)部19，顯示部20，以及設(shè)定信息存儲(chǔ)用存儲(chǔ)部21。
上述的臨時(shí)存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器17、圖像處理部18、存儲(chǔ)介質(zhì)部19、顯示部20以及設(shè)定信息存儲(chǔ)用存儲(chǔ)部21構(gòu)成為能通過(guò)總線22互相進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入或輸出，并且，攝像驅(qū)動(dòng)電路16連接有CCD 49和CDS/ADC部24。
操作部12具有各種輸入按鈕和開(kāi)關(guān)，是將從外部(照相機(jī)使用者)通過(guò)這些輸入按鈕和開(kāi)關(guān)輸入的事件信息通知給控制部的電路。
控制部13例如是由CPU等構(gòu)成的中央運(yùn)算處理裝置，并內(nèi)置未圖示的程序存儲(chǔ)器，并且控制部13是按照存儲(chǔ)在該程序存儲(chǔ)器中的程序，接收經(jīng)由操作部12從照相機(jī)使用者輸入的指示指令來(lái)控制數(shù)碼照相機(jī)40整體的電路。
CCD 49接收經(jīng)由本發(fā)明的攝影光學(xué)系統(tǒng)41所形成的物體像。CCD49是由攝像驅(qū)動(dòng)電路16進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，把該物體像的各像素的光量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出到CDS/ADC部24的攝像元件。
CDS/ADC部24是將從CCD 49輸入的電信號(hào)放大并進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，并將僅進(jìn)行了該放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換后的影像原始數(shù)據(jù)(拜耳數(shù)據(jù)，以下稱(chēng)為RAW數(shù)據(jù))輸出到臨時(shí)存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器17的電路。
臨時(shí)存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器17例如是由SDRAM等構(gòu)成的緩存器，是臨時(shí)存儲(chǔ)從CDS/ADC部24輸出的上述RAW數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝置。圖像處理部18是讀出存儲(chǔ)在臨時(shí)存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器17中的RAW數(shù)據(jù)或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)部19中的RAW數(shù)據(jù)，并根據(jù)從控制部13所指定的畫(huà)質(zhì)參數(shù)以電子方式進(jìn)行包含畸變像差校正在內(nèi)的各種圖像處理的電路。
存儲(chǔ)介質(zhì)部19可以自由插拔地安裝例如由閃存等構(gòu)成的卡式或棒式的記錄介質(zhì)，是在這些卡式或棒式閃存中記錄并保存從臨時(shí)存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器17傳送的RAW數(shù)據(jù)和在圖像處理部18中進(jìn)行了圖像處理后的圖像數(shù)據(jù)的裝置的控制電路。
顯示部20具有液晶顯示監(jiān)視器47，是在該液晶顯示監(jiān)視器47上顯示圖像和操作菜單等的電路。在設(shè)定信息存儲(chǔ)用存儲(chǔ)部21中設(shè)有ROM部和RAM部，該ROM部預(yù)先存儲(chǔ)有各種畫(huà)質(zhì)參數(shù)，該RAM部存儲(chǔ)通過(guò)操作部12的輸入操作而從讀出自該ROM部的畫(huà)質(zhì)參數(shù)中選擇的畫(huà)質(zhì)參數(shù)。設(shè)定信息存儲(chǔ)用存儲(chǔ)部21是控制向這些存儲(chǔ)器的輸入輸出的電路。
在這樣構(gòu)成的數(shù)碼照相機(jī)40中，根據(jù)本發(fā)明，攝影光學(xué)系統(tǒng)41具有充足的廣角區(qū)域，可以形成緊湊的結(jié)構(gòu)，并且在高變焦時(shí)在全部變焦區(qū)域中的成像性能極其穩(wěn)定，因而可實(shí)現(xiàn)高性能、小型化、廣角化。并且，能實(shí)現(xiàn)廣角側(cè)、望遠(yuǎn)側(cè)的快速對(duì)焦動(dòng)作。
本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于以上那樣的拍攝一般被攝體的所謂小型數(shù)碼照相機(jī)，而且可以應(yīng)用于需要廣視場(chǎng)角的監(jiān)視用照相機(jī)、透鏡更換式照相機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭從物體側(cè)到像側(cè)依次具有
具有正光焦度的第1透鏡組；
具有負(fù)光焦度的第2透鏡組；
具有正光焦度的第3透鏡組；以及
具有正光焦度的第4透鏡組，
所述變焦鏡頭還具有亮度光闌，該亮度光闌與所述第2透鏡組相比配置在像側(cè)、且與所述第3透鏡組中的最靠近像側(cè)的透鏡面相比配置在物體側(cè)，
在從廣角端向望遠(yuǎn)端變焦時(shí)，
所述第1透鏡組和所述第2透鏡組之間的間隔變大，
所述第2透鏡組和所述第3透鏡組之間的間隔縮小，
所述第3透鏡組和所述第4透鏡組之間的間隔發(fā)生變化，
所述第1透鏡組具有正透鏡和負(fù)透鏡，
所述第1透鏡組中的透鏡總數(shù)是2，
所述第2透鏡組從物體側(cè)依次由負(fù)光焦度的第2透鏡組前組和正光焦度的第2透鏡組后組構(gòu)成，
所述第3透鏡組從物體側(cè)依次由正光焦度的第3透鏡組前組和負(fù)光焦度的第3透鏡組后組構(gòu)成，
所述第4透鏡組具有正透鏡成分，
所述第4透鏡組中的透鏡成分總數(shù)是1，
所述第2透鏡組前組具有負(fù)透鏡成分，
所述第2透鏡組前組中的透鏡成分總數(shù)是1，
所述第2透鏡組后組從物體側(cè)到像側(cè)依次具有負(fù)透鏡和正透鏡，
所述第2透鏡組后組中的透鏡總數(shù)是2，
所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分和所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡滿足以下條件式(1A)
2.9＜f2GN2/f2GN1＜30(1A)
其中，f2GN1是所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分的焦距，
f2GN2是所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，在廣角端，所述第1透鏡組和所述第2透鏡組滿足以下條件式(2A)和條件式(3A)
-1.8＜fnw/fw＜-0.5(2A)
5＜fp/fw＜500 (3A)
其中，fnw是廣角端的所述第1透鏡組和所述第2透鏡組前組的合成系統(tǒng)的焦距，
fp是所述第2透鏡組后組的焦距，
fw是廣角端的變焦鏡頭的總系統(tǒng)焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡滿足以下條件式(4A)
2.38＜f2GN2/f2G＜30(4A)
其中，f2G是所述第2透鏡組的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組前組中的負(fù)透鏡成分滿足以下條件式(5A)
-1.23＜f2GN1/fw＜-0.1(5A)
其中，fw是廣角端的變焦鏡頭的總系統(tǒng)焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組后組中的所述正透鏡滿足以下條件式(6A)
-5＜f2GP/f2G＜-0.2(6A)
其中，f2GP是所述第2透鏡組后組中的所述正透鏡的焦距，
f2G是所述第2透鏡組的焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第1透鏡組從物體側(cè)依次具有所述負(fù)透鏡和所述正透鏡，
所述第1透鏡組中的所述負(fù)透鏡具有像側(cè)面，該像側(cè)面具有比物體側(cè)面的近軸曲率的絕對(duì)值大的近軸曲率的絕對(duì)值，
所述第1透鏡組中的所述正透鏡具有物體側(cè)面，該物體側(cè)面具有比像側(cè)面的近軸曲率的絕對(duì)值大的近軸曲率的絕對(duì)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分是凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀，
所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡是雙凹形狀且具有非球面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分是單透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分是滿足以下條件式(7A)的形狀
0.8＜(R2GN1f+R2GN1r)/(R2GN1f-R2GN1r)＜1.5(7A)
其中，R2GN1f是所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分的物體側(cè)面的近軸曲率半徑，
R2GN1r是所述第2透鏡組前組中的所述負(fù)透鏡成分的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡是滿足以下條件式(12A)的雙凹負(fù)透鏡
-0.8＜(R2GN2f+R2GN2r)/(R2GN2f-R2GN2r)＜0.9(12A)
其中，R2GN2f是所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡的物體側(cè)面的近軸曲率半徑，
R2GN2r是所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡和所述正透鏡分別是單透鏡，
所述負(fù)透鏡的像側(cè)面是凹面，
所述正透鏡的物體側(cè)面是具有比所述負(fù)透鏡的所述像側(cè)面的近軸曲率半徑小的近軸曲率半徑的凸面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第3透鏡組前組具有正透鏡成分，
所述第3透鏡組前組中的透鏡成分總數(shù)是1，
所述第3透鏡組后組具有負(fù)透鏡成分，
所述第3透鏡組后組中的透鏡成分總數(shù)是1。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第3透鏡組后組是凸面朝向物體側(cè)且凹面朝向像側(cè)的彎月形狀的負(fù)透鏡成分，并滿足以下條件式(8A)
-0.6＜(R3GNf-R3GNr)/(R3GNf+R3GNr)＜0.8(8A)
其中，R3GNf是所述第3透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡成分的物體側(cè)面的近軸曲率半徑，
R3GNr是所述第3透鏡組后組中的所述負(fù)透鏡成分的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第3透鏡組具有滿足以下條件式(9A)的負(fù)透鏡
15＜v3n＜35(9A)
其中，v3n是所述第3透鏡組中的任一負(fù)透鏡的阿貝數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，所述第3透鏡組滿足以下條件式(10A)
10＜v3pave-v3nave＜70(10A)
其中，v3pave是所述第3透鏡組內(nèi)的所有正透鏡的阿貝數(shù)的平均值，v3nave是所述第3透鏡組內(nèi)的所有負(fù)透鏡的阿貝數(shù)的平均值。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，該變焦鏡頭滿足以下條件式(11A)
4＜ft/fw(11A)
其中，fw是廣角端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距，
ft是望遠(yuǎn)端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距。
17.一種攝像裝置，該攝像裝置具有
變焦鏡頭；以及
攝像元件，其具有配置在該變焦鏡頭的像側(cè)的攝像面，并將由所述變焦鏡頭所形成的所述攝像面上的光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，
所述變焦鏡頭是權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的攝像裝置，該攝像裝置具有信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對(duì)由所述攝像元件拍攝所得到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，并作為使形狀變化后的圖像數(shù)據(jù)來(lái)輸出，
在所述變焦鏡頭在廣角端且最遠(yuǎn)距離進(jìn)行了對(duì)焦的狀態(tài)下，滿足以下條件式(13A)
0.7＜y07/(fw·tanω07w)＜1.0(13A)
其中，fw是廣角端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距，
當(dāng)把在攝像元件的有效攝像區(qū)域內(nèi)、從中心到最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離設(shè)為y10時(shí)，定義為
y07＝0.7×y10
在有效攝像區(qū)域從廣角端變化為望遠(yuǎn)端的情況下，
y10為能取值的最大值，
ω07w是由入射到從廣角端的攝像面上的中心起像高為y07的像位置的主光線在物空間中的入射光線和光軸形成的角。
19.一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭從物體側(cè)到像側(cè)依次具有
具有正光焦度的第1透鏡組；
具有負(fù)光焦度的第2透鏡組；
具有正光焦度的第3透鏡組；以及
具有正光焦度的第4透鏡組，
所述變焦鏡頭具有亮度光闌，該亮度光闌與所述第2透鏡組相比配置在像側(cè)、且與所述第3透鏡組中的最靠近像側(cè)的透鏡面相比配置在物體側(cè)，
在從廣角端向望遠(yuǎn)端變焦時(shí)，
所述第1透鏡組和所述第2透鏡組之間的間隔變大，
所述第2透鏡組和所述第3透鏡組之間的間隔縮小，
所述第3透鏡組和所述第4透鏡組之間的間隔發(fā)生變化，
所述第1透鏡組具有負(fù)透鏡和正透鏡，
所述第1透鏡組中的透鏡總數(shù)是2，
所述第2透鏡組在最靠近物體側(cè)具有凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡成分，
所述第3透鏡組從物體側(cè)依次具有正透鏡和負(fù)透鏡，
所述第3透鏡組中的透鏡總數(shù)是2，
所述第4透鏡組具有正透鏡成分，
所述第4透鏡組中的透鏡成分總數(shù)是1。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，相對(duì)于廣角端、在望遠(yuǎn)端，所述第1透鏡組位于物體側(cè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第1透鏡組中的所述負(fù)透鏡與所述第1透鏡組中的所述正透鏡相比位于物體側(cè)，
所述第1透鏡組中的所述負(fù)透鏡具有像側(cè)面，該像側(cè)面具有比物體側(cè)面的近軸曲率半徑的絕對(duì)值小的近軸曲率半徑的絕對(duì)值，
所述第1透鏡組中的所述正透鏡具有像側(cè)面，該像側(cè)面具有比物體側(cè)面的近軸曲率半徑的絕對(duì)值大的近軸曲率半徑的絕對(duì)值。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第1透鏡組中的所述負(fù)透鏡和所述正透鏡均是凸面朝向物體側(cè)的彎月形透鏡。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第1透鏡組中的所述負(fù)透鏡和所述正透鏡進(jìn)行了接合。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組具有與所述負(fù)彎月形透鏡成分相比配置在像側(cè)的正透鏡和負(fù)透鏡。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組由所述負(fù)彎月形透鏡成分、所述正透鏡以及所述負(fù)透鏡構(gòu)成。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組由所述負(fù)彎月形透鏡成分、以及與所述負(fù)彎月形透鏡成分相比配置在像側(cè)且具有正光焦度的后側(cè)透鏡組構(gòu)成，
所述后側(cè)透鏡組具有正透鏡和負(fù)透鏡。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組具有負(fù)透鏡，該負(fù)透鏡配置在所述負(fù)彎月形透鏡成分的像側(cè)且具有非球面。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組中的所述負(fù)透鏡是非球面塑料透鏡。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，相對(duì)于廣角端、在望遠(yuǎn)端，所述第3透鏡組位于物體側(cè)。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述亮度光闌與所述第3透鏡組一體地移動(dòng)。
31.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第3透鏡組中的所述正透鏡是雙凸形狀，所述負(fù)透鏡是凸面朝向物體側(cè)的彎月形狀。
32.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第1透鏡組滿足以下條件式(1B)
-3＜(R1f+R1r)/(R1f-R1r)＜-1(1B)
其中，R1f是所述第1透鏡組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的近軸曲率半徑，
R1r是所述第1透鏡組的最靠近像側(cè)的透鏡面的近軸曲率半徑。
33.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第2透鏡組中的所述負(fù)彎月形透鏡成分滿足以下條件式(2B)
1＜(R2nf+R2nr)/(R2nf-R2nr)＜1.4(2B)
其中，R2nf是所述第2透鏡組中的所述負(fù)彎月形透鏡成分的物體側(cè)面的近軸曲率半徑，
R2nr是所述第2透鏡組中的所述負(fù)彎月形透鏡成分的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
34.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第1透鏡組和所述第2透鏡組中的所述負(fù)彎月形透鏡成分滿足以下條件式(3B)
-0.3＜f2n/f1＜-0.13(3B)
其中，f2n是所述第2透鏡組中的所述負(fù)彎月形透鏡的焦距，
f1是所述第1透鏡組的焦距。
35.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第3透鏡組中的所述負(fù)透鏡滿足以下條件式(4B)
1＜(R3nf+R3nr)/(R3nf-R3nr)＜6(4B)
其中，R3nf是所述第3透鏡組中的所述負(fù)透鏡的物體側(cè)面的近軸曲率半徑，
R3nr是所述第3透鏡組中的所述負(fù)透鏡的像側(cè)面的近軸曲率半徑。
36.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第3透鏡組中的所述負(fù)透鏡滿足以下條件式(5B)
15＜v3n＜35(5B)
其中，v3n是所述第3透鏡組中的所述負(fù)透鏡的阿貝數(shù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，所述第3透鏡組中的所述正透鏡和所述負(fù)透鏡滿足以下條件式(6B)
5＜v3p-v3n＜70(6B)
其中，v3p是所述第3透鏡組中的所述正透鏡的阿貝數(shù)，
v3n是所述第3透鏡組中的所述負(fù)透鏡的阿貝數(shù)。
38.根據(jù)權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭，該變焦鏡頭滿足以下條件式(7B)
4＜ft/fw(7B)
其中，fw是廣角端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距，
ft是望遠(yuǎn)端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距。
39.一種攝像裝置，該攝像裝置具有
變焦鏡頭；以及
攝像元件，其具有配置在該變焦鏡頭的像側(cè)的攝像面，并將由所述變焦鏡頭所形成的所述攝像面上的光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，
所述變焦鏡頭是權(quán)利要求19所述的變焦鏡頭。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的攝像裝置，該攝像裝置具有信號(hào)處理電路，該信號(hào)處理電路對(duì)由所述攝像元件拍攝所得到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，并作為使形狀變化后的圖像數(shù)據(jù)來(lái)輸出，
在所述變焦鏡頭在廣角端且最遠(yuǎn)距離進(jìn)行了對(duì)焦的狀態(tài)下，滿足以下條件式(8B)
0.65＜y07/(fw·tanω07w)＜0.99(8B)
其中，fw是廣角端的變焦鏡頭總系統(tǒng)的焦距，
當(dāng)把在攝像元件的有效攝像面內(nèi)、從中心到最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離設(shè)為y10時(shí)，定義為
y07＝0.7×y10
在有效攝像區(qū)域從廣角端變化為望遠(yuǎn)端的情況下，y10為能取值的最大值，ω07w是由入射到從廣角端的攝像面上的中心起像高為y07的像位置的主光線在物空間中的入射光線和光軸形成的角。
全文摘要
本發(fā)明提供變焦鏡頭和使用該變焦鏡頭的攝像裝置。該變焦鏡頭從物體側(cè)到像側(cè)依次具有第1透鏡組；具第2透鏡組；第3透鏡組；以及第4透鏡組，變焦鏡頭還具有亮度光闌，在從廣角端向望遠(yuǎn)端的變焦時(shí)，第1透鏡組和第2透鏡組的間隔變大，第2透鏡組和第3透鏡組的間隔縮小，第3透鏡組和第4透鏡組的間隔發(fā)生變化，第1透鏡組具有正透鏡和負(fù)透鏡，第2透鏡組從物體側(cè)依次由第2透鏡組前組和第2透鏡組后組構(gòu)成，第3透鏡組從物體側(cè)依次由第3透鏡組前組和第3透鏡組后組構(gòu)成，第4透鏡組具有正透鏡成分，第2透鏡組前組具有負(fù)透鏡成分，第2透鏡組后組從物體側(cè)到像側(cè)依次具有負(fù)透鏡和正透鏡。
文檔編號(hào)G02B15/16GK101609203SQ20091014251
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者市川啟介 申請(qǐng)人:奧林巴斯映像株式會(huì)社