專(zhuān)利名稱(chēng)：變焦透鏡及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于攝像機(jī)或數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)等的小型變焦透鏡及 攝像裝置。
背景技術(shù)：
作為用于攝像機(jī)或數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)等的變焦透鏡，熟知的有，例如，通
過(guò)使各透鏡群沿著光軸移動(dòng)而改變?nèi)洪g隔進(jìn)行變倍的3群方式的變焦透 鏡。近年來(lái)，在這種攝像光學(xué)系統(tǒng)中，向小型化、高畫(huà)質(zhì)化的要求增多。 在專(zhuān)利文獻(xiàn)卜4中提出，在3群構(gòu)成的變焦透鏡中，將各群的光焦度設(shè) 為負(fù) 正 正，通過(guò)活用非球面或接合透鏡等，謀求整個(gè)系統(tǒng)的小型化或 高畫(huà)質(zhì)化的技術(shù)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利公開(kāi)2003-149556號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本專(zhuān)利公開(kāi)2006-39523號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本專(zhuān)利公開(kāi)2006-84829號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本專(zhuān)利公開(kāi)2006-23678號(hào)公報(bào) 在此，在3群方式的變焦透鏡中，為了達(dá)成小型化，需要縮短使用時(shí) 的透鏡的最大全長(zhǎng)和各透鏡群的總厚度的薄型化。而且，為了達(dá)成高畫(huà)質(zhì) 化，需要補(bǔ)正球面像差、像面彎曲及色像差。然而，在上述各專(zhuān)利文獻(xiàn)所 述的變焦透鏡中，由于構(gòu)成為第1群整體的焦點(diǎn)距離長(zhǎng)或第1群整體的厚 度厚，因此全長(zhǎng)有變長(zhǎng)的傾向，在小型化的方面不充分。并且，若將在上 述各專(zhuān)利文獻(xiàn)所述的變焦透鏡的構(gòu)成為前提要謀求更加小型化，則不能謀 求高畫(huà)質(zhì)化。
而且，在專(zhuān)利文獻(xiàn)l中，由于構(gòu)成為，將第2群的最靠近物體側(cè)的面 作為非球面，接合該非球面透鏡，從而，僅在l面設(shè)置非球面，尤其，有 球面像差的補(bǔ)正不充分的問(wèn)題。并且，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的構(gòu)成中，由于第2
群由貼合3片透鏡的接合透鏡而構(gòu)成，因此設(shè)計(jì)自由度低，尤其，難以補(bǔ) 正球面像差。并且，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3的構(gòu)成中，由于作為主要變倍部的第2 群的焦點(diǎn)距離長(zhǎng)，所以透鏡全長(zhǎng)也變長(zhǎng)，而難以小型化。并且，在專(zhuān)利文
獻(xiàn)4的構(gòu)成中，因第2群由正透鏡和負(fù)透鏡的2片構(gòu)成，因此難以補(bǔ)正軸 上色像差。因此，與以往的3群方式的變焦透鏡相比更要求小型且高畫(huà)質(zhì)
的變焦透鏡系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種適用于攝像機(jī) 或數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)等的小型且高畫(huà)質(zhì)的變焦透鏡及攝像裝置。
本發(fā)明的變焦透鏡，從物體側(cè)依次具備具有負(fù)光焦度的第l群、光
圈、具有正光焦度的第2群、具有正光焦度的第3群。對(duì)于從廣角端向望 遠(yuǎn)端的變倍，通過(guò)改變第1群和第2群的間隔及第2群和第3群的間隔來(lái)
進(jìn)行。而且，第l群從物體側(cè)依次包括至少具有1面非球面并且像側(cè)的
面為凹面的負(fù)透鏡、和將凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形透鏡而構(gòu)成。并且，
滿(mǎn)足以下的條件式而構(gòu)成。其中，N2為相對(duì)于第l群的正的彎月形透鏡的 d線(xiàn)的折射率、Da為第1群的負(fù)透鏡的物體側(cè)頂點(diǎn)和正彎月形透鏡的像側(cè) 頂點(diǎn)之間的光軸上的距離、fl為第1群的焦點(diǎn)距離、fw為廣角端的整個(gè) 系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離。
N2>1.95 ......(1)
0. 2<Da/|fl|<0. 3 ……(2)
2, 0<|fl|/fw<3.0 ……(3)
本發(fā)明的攝像裝置是具備上述本發(fā)明的變焦透鏡的裝置。 在本發(fā)明的變焦透鏡及攝像裝置中，通過(guò)改變第1群和第2群的間隔 及第2群和第3群的間隔來(lái)進(jìn)行變倍。在該變焦透鏡中，第l群由至少具 有1面非球面并且像側(cè)的面為凹面的負(fù)透鏡、和將凸面朝向物體側(cè)的正的 彎月形透鏡的2片構(gòu)成，同時(shí)，關(guān)于該第l群的結(jié)構(gòu)，通過(guò)滿(mǎn)足規(guī)定的條 件式，第1群整體構(gòu)成被最佳化且抑制諸像差，尤其，實(shí)現(xiàn)第l群整體的 薄型化和焦點(diǎn)距離的縮短化。由此，有利于抑制諸像差且全長(zhǎng)的縮短化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的變焦透鏡，通過(guò)適當(dāng)采用并滿(mǎn)足以下優(yōu)選條件，更容易小型 化，且能夠保持更良好的畫(huà)質(zhì)。
本發(fā)明所涉及的變焦透鏡，還優(yōu)選滿(mǎn)足以下的條件式。其中，Nl為相 對(duì)于第1群的負(fù)透鏡的d線(xiàn)的折射率、V 1為相對(duì)于第1群的負(fù)透鏡的d 線(xiàn)的阿貝數(shù)、v2為相對(duì)于第l群的正彎月形透鏡的d線(xiàn)的阿貝數(shù)。由此， 第l群內(nèi)的各透鏡的構(gòu)成被進(jìn)一步最佳化，尤其，能夠抑制第l群的總厚 度，且更良好地補(bǔ)正色像差。
N1M.75 ……(4) 10〈vl-v2〈19 ......(5)
本發(fā)明所涉及的變焦透鏡，進(jìn)一步優(yōu)選滿(mǎn)足以下的條件式。由此，更 有利于全長(zhǎng)的縮短化。
2. 0〈|fl|/fw<2. 4 ......(6)
本發(fā)明所涉及的變焦透鏡，還優(yōu)選，第2群是從物體側(cè)依次由以雙凸 透鏡及物體側(cè)的面為凹面的負(fù)透鏡所組成的接合透鏡、和至少l面為非球 面的正的單透鏡構(gòu)成的2群3片結(jié)構(gòu)。由此，更有利于補(bǔ)正諸像差，且保 持更良好的畫(huà)質(zhì)。
而且，第l群中的非球面的形狀，優(yōu)選由包含奇數(shù)次項(xiàng)的非球面系數(shù) 確定。或者，優(yōu)選由包含16次項(xiàng)以上的系數(shù)的非球面系數(shù)確定。由此， 更有利于補(bǔ)正諸像差，且保持更良好的畫(huà)質(zhì)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡或攝像裝置，在3群方式的變焦透鏡中，通過(guò) 將第1群整體的構(gòu)成最佳化，能夠抑制諸像差，尤其，實(shí)現(xiàn)第l群整體的 薄型化和焦點(diǎn)距離的縮短化，從而，抑制諸像差的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)的縮短 化，并能夠?qū)崿F(xiàn)適用于攝像機(jī)或數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)等的小型且高畫(huà)質(zhì)的攝像系 統(tǒng)。


圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第1構(gòu)成例，是對(duì) 應(yīng)于實(shí)施例1的透鏡截面2表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第2構(gòu)成例，是對(duì) 應(yīng)于實(shí)施例2的透鏡截面圖。
圖3表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第3構(gòu)成例，是對(duì)
應(yīng)于實(shí)施例3的透鏡截面圖。
圖4表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第4構(gòu)成例，是對(duì)
應(yīng)于實(shí)施例4的透鏡截面圖。
圖5是表示實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基
本透鏡數(shù)據(jù)、(B)表示關(guān)于變焦的數(shù)據(jù)。
圖6表示關(guān)于實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)。
圖7是表示實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基
本透鏡數(shù)據(jù)、(B)表示關(guān)于變焦的數(shù)據(jù)。
圖8表示關(guān)于實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)。
圖9是表示實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基
本透鏡數(shù)據(jù)、(B)表示關(guān)于變焦的數(shù)據(jù)。
圖10表示關(guān)于實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)。
圖11是表示實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基
本透鏡數(shù)據(jù)、(B)表示關(guān)于變焦的數(shù)據(jù)。
圖12表示關(guān)于實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)。
圖13是將關(guān)于條件式的值針對(duì)各實(shí)施例概括表示的圖。
圖14是表示實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的廣角端的諸像差的像差圖，
(A)表示球面像差、(B)表示像散現(xiàn)象、(C)表示畸變、(D)表示倍率色像差。 圖15表示實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的諸像差的像差圖，
(A)表示球面像差、(B)表示像散現(xiàn)象、(C)表示畸變、(D)表示倍率色像差。 圖16表示實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡的廣角端的諸像差的像差圖，
(A)表示球面像差、(B)表示像散現(xiàn)象、(C)表示畸變、(D)表示倍率色像差。 圖17表示實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的諸像差的像差圖，
(A)表示球面像差、(B)表示像散現(xiàn)象、(C)表示畸變、(D)表示倍率色像差。 圖18表示實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡的廣角端的諸像差的像差圖，
(A)表示球面像差、(B)表示像散現(xiàn)象、(C)表示畸變、(D)表示倍率色像差。
圖19表示實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差、(B)表示像散現(xiàn)象、(C)表示畸變、(D)表示倍率色像差。 圖20表示實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡的廣角端的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差、(B)表示像散現(xiàn)象、(C)表示畸變、(D)表示倍率色像差。 圖21表示實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差、(B)表示像散現(xiàn)象、(C)表示畸變、(D)表示倍率色像差。 圖22是表示裝載本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的攝像裝置的一例的立體圖。圖中10-第1群，20-第2群，30-第3群，CG-光學(xué)部件，St-光圈， Ri-自物體側(cè)第i號(hào)的透鏡面的曲率半徑，Di-自物體側(cè)第i號(hào)和第i+l號(hào) 的透鏡面的面間隔，Z1-光軸。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖l(A)、圖l(B)表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第1 構(gòu)成例。該構(gòu)成例，對(duì)應(yīng)于后述的第1數(shù)值實(shí)施例(圖5(A)、圖5(B)、圖 6)的透鏡構(gòu)成。圖2(A)、圖2(B)表示第2構(gòu)成例，對(duì)應(yīng)于后述的第2數(shù) 值實(shí)施例(圖7(A)、圖7(B)、圖8)的透鏡構(gòu)成。圖3(A)、圖3(B)表示第 3構(gòu)成例，對(duì)應(yīng)于后述的第3數(shù)值實(shí)施例(圖9(A)、圖9(B)、圖10)的透 鏡構(gòu)成。圖4(A)、圖4(B)表示第4構(gòu)成例，對(duì)應(yīng)于后述的第4數(shù)值實(shí)施 例(圖ll(A)、圖ll(B)、圖12)的透鏡構(gòu)成。在圖l(A)、圖1(B) 圖4(A)、 圖4(B)中，符號(hào)Ri表示，將最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素的面作為第1號(hào)， 隨著朝向像側(cè)(成像側(cè))依次增加，并付上符號(hào)的第i號(hào)面的曲率半徑。 符號(hào)Di，表示第i號(hào)面和第i+l號(hào)面的光軸Zl上的面間隔。另外，對(duì)于 符號(hào)Di，只對(duì)伴隨變倍而進(jìn)行變化的付符號(hào)，在圖1~圖3中，對(duì)M、 DIO、 D12付符號(hào)，圖4中對(duì)D4、 D10付符號(hào)。而且，各構(gòu)成例的基本構(gòu)成均相 同，從而，在以下說(shuō)明中，對(duì)圖l表示的第l構(gòu)成例進(jìn)行說(shuō)明，根據(jù)需要 對(duì)圖2~圖4構(gòu)成例進(jìn)行說(shuō)明。該變焦透鏡適用于數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)或帶有相機(jī)的移動(dòng)電話(huà)、攝像機(jī)等。 該變焦透鏡，沿著光軸Zl從物體側(cè)依次具備具有負(fù)光焦度的第1群10、
光圈St、配置于光圈St的緊后面的具有正光焦度的第2群20、具有正光焦度的第3群30。并且，在成像面，配置有未圖示的CCD (Charge Coupled Device:電荷耦合元件)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等攝像元件。在第3群30和攝像元件之間配置有例如， 攝像面保護(hù)用的防護(hù)玻璃罩或紅外截止濾光片等，按照安裝透鏡的相機(jī)側(cè) 的構(gòu)成配置平板狀的光學(xué)部件CG。在該變焦透鏡中，從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍，通過(guò)改變第1群10和 第2群20的間隔以及第2群20和第3群30的間隔來(lái)進(jìn)行。此時(shí)，第1 群10、第2群20及第3群30，按照?qǐng)D1(A)、圖l(B)的以實(shí)線(xiàn)所示的軌 跡移動(dòng)。圖l(A)表示在廣角端的透鏡位置、圖l(B)表示在望遠(yuǎn)端的透鏡 位置。第1群10形成為，從物體側(cè)依次由像側(cè)面為凹面的1片負(fù)透鏡Lll、 將凸面朝向物體側(cè)的1片正的彎月形透鏡L12構(gòu)成的2片結(jié)構(gòu)。負(fù)透鏡 Lll，至少l面為非球面形狀。而且，負(fù)透鏡Lll，優(yōu)選是將強(qiáng)凹面朝向像 側(cè)的負(fù)彎月形透鏡。其中，將負(fù)透鏡Lll由平凹透鏡或兩凹透鏡構(gòu)成也可 以。并且，正的彎月形透鏡L12，優(yōu)選將強(qiáng)凸面朝向物體側(cè)。而且，第1群10，滿(mǎn)足以下的條件式。其中，N2為相對(duì)于第l群10 的正的彎月形透鏡L12的d線(xiàn)的折射率、Da為第1群10的負(fù)透鏡Lll的 物體側(cè)頂點(diǎn)和正彎月形透鏡L12的像側(cè)頂點(diǎn)之間的光軸上的距離(參照?qǐng)D l(A))、 fl為第1群10的焦點(diǎn)距離、fw為在廣角端的整個(gè)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距 離。N2〉1.95 ......(1)0. 2<Da/lfl|<0. 3 ......(2)2.0<|fli/fw<3.0 ……(3)并且，第1群10，優(yōu)選滿(mǎn)足以下的條件式。其中，Nl為相對(duì)于第1 群10的負(fù)透鏡Lll的d線(xiàn)的折射率、v 1為相對(duì)于第1群10的負(fù)透鏡Lll 的d線(xiàn)的阿貝數(shù)、v 2為相對(duì)于第1群10的正彎月形透鏡L12的d線(xiàn)的阿 貝數(shù)。Nl>1.75 ......(4)10" 1，2<19 ……(5).
而且，條件式(3)優(yōu)選滿(mǎn)足以下范圍。2.0<|fl|/fw<2. 4 ......(6)條件式(2)更優(yōu)選為0. 2KDa/1 f 11 <0. 28。 條件式(5)更優(yōu)選為11.0〈v 1，2<18, 5。第2群20是從物體側(cè)依次由1片雙凸透鏡L21及物體側(cè)的面為凹面 的1片負(fù)透鏡L22所構(gòu)成的接合透鏡、和正的單透鏡L23構(gòu)成的2群3片 結(jié)構(gòu)，單透鏡L23的至少1面形成為非球面形狀。第3群30由光軸附近為雙凸形狀的1片正透鏡L31構(gòu)成。構(gòu)成為在 從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變倍時(shí)，第3群30向像側(cè)移動(dòng)。此處，對(duì)于圖4 的構(gòu)成例，第3群30為固定群。圖22是表示本實(shí)施方式所涉及的攝像裝置1的構(gòu)成的立體圖。攝像 裝置l，例如在長(zhǎng)方體形狀的本體箱的前面，具備攝像光學(xué)系統(tǒng)ll，在箱 內(nèi)部具有攝像元件12。并且，在本體箱的背面，例如具備取景器光學(xué)系統(tǒng) 13。作為該攝像光學(xué)系統(tǒng)ll，適用如上述構(gòu)成的變焦透鏡。以下，說(shuō)明如上述構(gòu)成的變焦透鏡的作用及效果。在該變焦透鏡中，通過(guò)改變第1群10和第2群20的間隔及第2群20 和第3群30的間隔來(lái)進(jìn)行變倍。在此，在數(shù)碼相機(jī)等攝像光學(xué)系統(tǒng)中， 向小型化及高畫(huà)質(zhì)化的要求增高。這時(shí)，為了達(dá)成小型化，必須縮短使用 時(shí)的透鏡的最大全長(zhǎng)和各透鏡群的總厚度的薄型化。并且，為了達(dá)成高畫(huà) 質(zhì)化，必須補(bǔ)正球面像差、像面彎曲及色像差。為此，在該變焦透鏡中， 將第1群10由至少在1面具有非球面的同時(shí)像側(cè)面為凹面的負(fù)透鏡Lll、 和將凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡L12構(gòu)成，由此能夠用少的透鏡片數(shù) 補(bǔ)正像面彎曲和色像差。而且，通過(guò)滿(mǎn)足關(guān)于第1群10的構(gòu)成的規(guī)定的 條件式，從而，第1群10整體的構(gòu)成被最佳化，抑制諸像差的同時(shí)，尤 其進(jìn)行第1群10整體的薄型化和焦點(diǎn)距離的縮短化，實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)的縮短化。 尤其，由條件式(2)、 (3)進(jìn)行第1群IO整體的薄型化和焦點(diǎn)距離的縮短 化，為了容易實(shí)現(xiàn)其第1群IO整體的薄型化，而滿(mǎn)足條件式(l)、 (4)、 (5)，將第1群10內(nèi)的各透鏡材料最佳化，從而，同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化和高畫(huà) 質(zhì)化。以下，更詳細(xì)說(shuō)明各條件式的作用 效果。
條件式(l)是相對(duì)于第1群10的正的彎月形透鏡L12的d線(xiàn)的折射率N2相關(guān)的式子。并且，條件式(4)是相對(duì)于第1群10的負(fù)透鏡Lll的d 線(xiàn)的折射率N1相關(guān)的式子。這些條件式(l)、 (4)，有助于補(bǔ)正第1群10 內(nèi)的各透鏡的厚度和像面彎曲。在第1群10中，通過(guò)使用滿(mǎn)足條件式(l)、 (4)的高折射率材料的透鏡，相對(duì)于光焦度能夠增長(zhǎng)各透鏡面的曲率半徑， 能夠減薄各透鏡的厚度，進(jìn)而減薄第1群IO整體的厚度。尤其，通過(guò)同 時(shí)滿(mǎn)足條件式(1)和條件式(4)，能夠使第1群10的佩茲伐和(Petzval sum) 恰當(dāng)，從而能良好地補(bǔ)正像面彎曲。若超過(guò)條件式(l)的下限，則正透鏡 L12的曲率半徑變短，第1群10整體的厚度增加，所以并不優(yōu)選。同樣， 若超過(guò)條件式(4)的下限，則負(fù)透鏡Lll的曲率半徑變短，第1群10整體 的厚度增加，所以并不優(yōu)選。條件式(2)是規(guī)定表示第1群10的總厚度的值Da和第1群10的焦點(diǎn) 距離fl的關(guān)系的式子。通過(guò)滿(mǎn)足條件式(2)，在鏡筒框等的可設(shè)計(jì)的范圍 內(nèi)，能夠使第1群10的厚度變薄。若超過(guò)條件式(2)的下限，則第1群10 的厚度變薄，然而透鏡間隔過(guò)于狹小，鏡筒框等的構(gòu)成上困難所以并不優(yōu) 選。另一方面，若超過(guò)條件式(2)的上限，則第1群10整體的厚度增大， 同時(shí)，負(fù)透鏡Lll的透鏡外徑擴(kuò)大，從而不利于小型化，所以并不優(yōu)選。條件式(3)及條件式(6)是規(guī)定第1群10的焦點(diǎn)距離f 1和廣角端的整 個(gè)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離fw的關(guān)系的式子。通過(guò)滿(mǎn)足條件式(3)，能夠增強(qiáng)第l 群10的折射能力，實(shí)現(xiàn)其薄型化，減少變倍時(shí)的像差變動(dòng)。若超過(guò)條件 式(3)的下限，則透鏡全長(zhǎng)變短，然而第1群10的折射能力過(guò)于變強(qiáng)，變 倍時(shí)像差的變動(dòng)變大，所以并不優(yōu)選。另一方面，若超過(guò)條件式(3)的上 限，則變倍時(shí)的像差的變動(dòng)減少，然而第1群10的折射能力過(guò)于虛弱， 透鏡全長(zhǎng)變長(zhǎng)所以并不優(yōu)選。并且，更優(yōu)選的是，通過(guò)滿(mǎn)足條件式(6)， 更有利于第1群10整體的薄型化。條件式(5)是規(guī)定相對(duì)于第1群10的負(fù)透鏡Lll的d線(xiàn)的阿貝數(shù)v 1 和相對(duì)于正彎月形透鏡L12的d線(xiàn)的阿貝數(shù)v2的關(guān)系的式子。為了第1 群10的薄型化，若縮短透鏡間隔，則在軸外光線(xiàn)的各透鏡面的距離光軸 的高度上差值消失，且倍率色像差增大，難以補(bǔ)正。然而，通過(guò)最佳化各 透鏡的阿貝數(shù)使得滿(mǎn)足條件式(5)，能夠?qū)⒌?群10的透鏡間隔縮短為鏡筒框等的可設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，能夠良好地補(bǔ)正倍率色像差。若超過(guò)條件式(5) 的下限，則為了補(bǔ)正倍率色像差，需要進(jìn)一步縮短透鏡間隔，鏡筒框的構(gòu) 成上困難所以并不優(yōu)選。另一方面，若超過(guò)條件式(5)的上限，則為了補(bǔ) 正倍率色像差，需要擴(kuò)大透鏡間隔，第1群10整體的厚度增大所以并不 優(yōu)選。而且，在該變焦透鏡中，通過(guò)將第2群20構(gòu)成為雙凸透鏡L21及負(fù) 透鏡L22的接合透鏡和單透鏡L23的2群3片的結(jié)構(gòu)，能夠降低軸上色像 差。并且，對(duì)于單透鏡L23，通過(guò)將其光焦度設(shè)為正，且將至少l面設(shè)為 非球面，從而能夠良好地補(bǔ)正球面像差。并且，在該變焦透鏡中，通過(guò)將第1群10的負(fù)透鏡Lll的至少1面 作為非球面，由包含奇數(shù)次項(xiàng)的系數(shù)或16次以上的系數(shù)確定該非球面形 狀，從而，能夠同時(shí)良好地補(bǔ)正球面像差、像面彎曲及歪曲像差。在負(fù)透 鏡L11中，由于軸上光線(xiàn)和軸外光線(xiàn)距離光軸的高度差比較大，所以可以 有效地進(jìn)行這種補(bǔ)正。而且，在該變焦透鏡中，從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變倍時(shí)，按照其使用 方式，可以使第3群30移動(dòng)，或可以固定。例如，通過(guò)使第3群30向像 側(cè)移動(dòng)而進(jìn)行變倍，從而，可以縮短使用時(shí)的透鏡全長(zhǎng)?；蛘撸ㄟ^(guò)固定 第3群30，從而，能夠減少變倍時(shí)的FNO.和出射光瞳距離的變動(dòng)。如以上說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡，在3群方式的變焦 透鏡中，尤其適當(dāng)?shù)卦O(shè)定了第1群10的光焦度等，從而，能夠?qū)崿F(xiàn)第1 群10的薄型化，且能夠良好地補(bǔ)正諸像差。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)適用于數(shù)碼 靜態(tài)相機(jī)等的小型且高畫(huà)質(zhì)的變焦透鏡系統(tǒng)。實(shí)施例以下，對(duì)于本實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的具體數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說(shuō) 明。以下，基于第1實(shí)施例概括說(shuō)明第卜第4數(shù)值實(shí)施例。圖5(A)、圖5(B)、圖6表示對(duì)應(yīng)于圖1所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具 體的透鏡數(shù)據(jù)(實(shí)施例1)。尤其，圖5 (A)表示其基本透鏡數(shù)據(jù)，圖5(B) 表示關(guān)于變焦的數(shù)據(jù)，圖6表示關(guān)于非球面的數(shù)據(jù)。在圖5(A)所示的透鏡數(shù)據(jù)的面號(hào)碼Si的欄中表示，將最靠近物體側(cè) 的構(gòu)成要素的面作為第1號(hào)，隨著朝向像側(cè)依次增加，并付以符號(hào)的第i
號(hào)(i二l 14)面的號(hào)碼。在曲率半徑Ri的欄中表示，對(duì)應(yīng)于圖1中付以的符號(hào)Ri，自物體側(cè)第i號(hào)面的曲率半徑的值。對(duì)于面間隔Di的欄，同樣 表示自物體側(cè)第i號(hào)面Si和第i+l號(hào)面Si+l的光軸上的間隔。曲率半徑 Ri及面間隔Di的值的單位是毫米(mm)。在Ndj、 vdj的欄中，分別表示 相對(duì)于自物體側(cè)第j號(hào)(j二l 7)光學(xué)要素的d線(xiàn)(波長(zhǎng)587. 6nm)的折射率 及阿貝數(shù)的值。實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡，隨著變倍，第1群10和第2群20之間 的間隔及第2群20和第3群30之間的間隔變化，從而，面間隔D4、 DIO、 D12的值可變。在圖5(B)中，作為變倍時(shí)的數(shù)據(jù)，表示這些面間隔D4、D10、 D12的廣角端及望遠(yuǎn)端的值。此處，在后述的實(shí)施例4的變焦透鏡中，由 于第3群30固定，因此，只表示D4及D10的值。而且，在圖5(B)中還表 示，廣角端及望遠(yuǎn)端的整個(gè)系統(tǒng)的近軸焦點(diǎn)距離f(ram)、 F號(hào)碼(FNO.)、 及視場(chǎng)角2co (co :半視場(chǎng)角)的值。另外，實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的變 倍比約為3倍。對(duì)于后述的實(shí)施例2 實(shí)施例4也同樣。在圖5(A)的透鏡數(shù)據(jù)中，在面號(hào)碼的左側(cè)所付的記號(hào)"*"，表示其 透鏡面為非球面形狀。作為這些非球面的曲率半徑，使用光軸附近的數(shù)值。 另外，在實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡中，第1群10的負(fù)透鏡Lll的兩面(第 1面、第2面)、第2群20的單透鏡L22的兩面(第9面、第10面)、第3 群30的雙凸透鏡L31的兩面(第11面、第12面)為非球面形狀。在圖6中作為非球面數(shù)據(jù)而表示的數(shù)值中，記號(hào)"E"表示，后續(xù)的 數(shù)值是以10為底的"冪指數(shù)"，并表示該以10為底的指數(shù)函數(shù)所表示的 數(shù)值與"E"之前的數(shù)值相乘。例如，若為"1.0E-02"，則表示為"1.0X 10-2"。作為非球面數(shù)據(jù)，記入由以下的式(A)所表示的非球面形狀的式中的 各系數(shù)K、 Ai的值。Z表示，從距光軸高度h的位置上的非球面上的點(diǎn)， 下垂于非球面的頂點(diǎn)的接平面(與光軸垂直的平面)的垂線(xiàn)的長(zhǎng)度(mm)。<formula>formula see original document page 13</formula>A)(i二3 n， n:3以上的整數(shù))其中，Z:非球面的深度(mm)…..h:從光軸到透鏡面的距離(高度)(ram)K:圓錐常數(shù)C，-近軸曲率4/R(R:近軸曲率半徑)A,:第i次的非球面系數(shù)并且，在各非球面，使用的是不僅包含偶數(shù)次還包含奇數(shù)次項(xiàng)的非球 面系數(shù)。尤其，在第1群10中，負(fù)透鏡Lll的兩面(第1面、第2面)為 非球面形狀，在其非球面系數(shù)中，使用了 16次項(xiàng)以上的系數(shù)。具體而言， 第1面及第2面使用第3次~第20次的系數(shù)A廣A2。而有效地表示。而且， 在第2群20中，正透鏡L23的兩面(第9面、第10面)為非球面，第9面 及第10面使用第3次~第12次的系數(shù)A廣A,2而有效地表示。而且，在第3 群30中，正透鏡L31的兩面(第ll面、第12面)也為非球面，第ll面及 第12面使用第3次~第12次的系數(shù)A廣A,2而有效地表示。此處，對(duì)于后述 的實(shí)施例2，第11面及第12面的系數(shù)使用第3次~第10次的系數(shù)A3~A。 而表示。與以上的實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡相同，將實(shí)施例2所涉及的變焦 透鏡的透鏡數(shù)據(jù)表示在圖7(A)、圖7(B)、圖8中。并且，同樣地，將實(shí) 施例3所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)表示在圖9(A)、圖9(B)、圖10中。 并且，同樣地，將實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)表示在圖ll(A)、 圖ll(B)、圖12中。在圖13中，將關(guān)于上述的條件式(1) (6)的值，針對(duì)各實(shí)施例概括表 示。從圖13可以得知，關(guān)于各實(shí)施例所涉及的變焦透鏡，成為各條件式 的數(shù)值范圍內(nèi)。圖14(A) 圖14(D)，表示實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的廣角端的球面 像差、像散現(xiàn)象、畸變(歪曲像差)、及倍率色像差。圖15(A)~圖15(D)， 表示在望遠(yuǎn)端的同樣的諸像差。在各像差圖中，表示以d線(xiàn)為基準(zhǔn)波長(zhǎng)的 像差。在球面像差圖中，還表示對(duì)于波長(zhǎng)460nm線(xiàn)及波長(zhǎng)615nm線(xiàn)的像差。 在像散現(xiàn)象圖中，實(shí)線(xiàn)表示徑向(sagittal)方向、虛線(xiàn)表示切向 (tangential)方向的像差。FNO.表示F值，o)表示半視場(chǎng)角。同樣，將實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡的諸像差表示在圖16(A)~圖16(D)(廣角端)、及圖17(A) 圖17(D)(望遠(yuǎn)端)中。而且，同樣，將實(shí)施 例3所涉及的變焦透鏡的諸像差表示在圖18(A)~圖18(D)(廣角端)、及 圖19(A)~圖19(D)(望遠(yuǎn)端)中。而且，同樣，將實(shí)施例4所涉及的變焦 透鏡的諸像差表示在圖20(A) ~圖20(D)(廣角端)、及圖21(A)~圖 21(D)(望遠(yuǎn)端)中。從以上的數(shù)值數(shù)據(jù)及像差圖可以得知，對(duì)于各實(shí)施例，不但可以實(shí)現(xiàn) 第l群的薄型化和全長(zhǎng)的縮短化，而且能夠良好地補(bǔ)正諸像差，從而，能 夠?qū)崿F(xiàn)適用于數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)等的小型及高畫(huà)質(zhì)的變焦透鏡。
另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式及各實(shí)施例，可以進(jìn)行各種變 形的實(shí)施。例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔及折射率的值等，不限 定于上述各數(shù)值實(shí)施例所示的值，能夠取不同的值。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡，其特征在于，從物體側(cè)依次具備具有負(fù)光焦度的第1群、光圈、具有正光焦度的第2群、和具有正光焦度的第3群，通過(guò)改變所述第1群和所述第2群的間隔及所述第2群和所述第3群的間隔來(lái)進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍，所述第1群從物體側(cè)依次由至少具有1面非球面并且像側(cè)的面為凹面的負(fù)透鏡、和將凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形透鏡構(gòu)成，且滿(mǎn)足以下條件式N2＞1.95 ……(1)0.2＜Da/|f1|＜0.3 ……(2)2.0＜|f1|/fw＜3.0 ……(3)其中，N2相對(duì)于第1群的正的彎月形透鏡的d線(xiàn)的折射率；Da第1群的負(fù)透鏡的物體側(cè)頂點(diǎn)和正彎月形透鏡的像側(cè)頂點(diǎn)之間的光軸上的距離；f1第1群的焦點(diǎn)距離；fw廣角端的整個(gè)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離。
2. 0〈|fl|/fw〈3,0 ......(3)其中，N2:相對(duì)于第1群的正的彎月形透鏡的d線(xiàn)的折射率； Da:第1群的負(fù)透鏡的物體側(cè)頂點(diǎn)和正彎月形透鏡的像側(cè)頂點(diǎn)之間的 光軸上的距離；fl:第l群的焦點(diǎn)距離；f w:廣角端的整個(gè)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 還滿(mǎn)足以下條件式-Nl〉1.75 ......(4)10"1，2<19 ......(5)其中，Nl :相對(duì)于第1群的負(fù)透鏡的d線(xiàn)的折射率；v 1 :相對(duì)于第1群的負(fù)透鏡的d線(xiàn)的阿貝數(shù)；v 2:相對(duì)于第1群的正彎月形透鏡的d線(xiàn)的阿貝數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 還滿(mǎn)足以下條件式 2.0<|fl|/fw<2.4 ......(6)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第2群是從物體側(cè)依次由以雙凸透鏡及物體側(cè)的面為凹面的負(fù)透鏡所組成的接合透鏡、和至少1面為非球面的正的單透鏡構(gòu)成的2群3片 結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于，還滿(mǎn)足以下條件式2.0〈|fl|/fw<2. 4 ......(6)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第2群是從物體側(cè)依次由以雙凸透鏡及物體側(cè)的面為凹面的負(fù)透鏡所組成的接合透鏡、和至少1面為非球面的正的單透鏡構(gòu)成的2群3片 結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦透鏡，其特征在于，所述第2群是從物體側(cè)依次由以雙凸透鏡及物體側(cè)的面為凹面的負(fù)透 鏡所組成的接合透鏡、和至少1面為非球面的正的單透鏡構(gòu)成的2群3片 結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第2群是從物體側(cè)依次由以雙凸透鏡及物體側(cè)的面為凹面的負(fù)透鏡所組成的接合透鏡、和至少1面為非球面的正的單透鏡構(gòu)成的2群3片 結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的變焦透鏡，其特征在于，所述第1群中的非球面的形狀由包含奇數(shù)次項(xiàng)的非球面系數(shù)確定。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的變焦透鏡，其特征在于，所述第1群中的非球面的形狀由包含16次項(xiàng)以上的系數(shù)的非球面系 數(shù)確定。
11. 一種攝像裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1~ 10中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)等的小型且高畫(huà)質(zhì)的變焦透鏡及攝像裝置。變焦透鏡從物體側(cè)依次具備負(fù)的第1群(10)、光圈(St)、正的第2群(20)、正的第3群(30)。通過(guò)改變?nèi)洪g隔來(lái)進(jìn)行從廣角端朝向望遠(yuǎn)端的變倍。第1群(10)從物體側(cè)依次由至少具有1面非球面且像側(cè)面為凹面的負(fù)透鏡(L11)、將凸面朝向物體側(cè)的正彎月形透鏡(L12)構(gòu)成，滿(mǎn)足以下條件式。N2為相對(duì)于正彎月形透鏡(L12)的d線(xiàn)的折射率、Da為負(fù)透鏡(L11)的物體側(cè)頂點(diǎn)和正彎月形透鏡(L12)的像側(cè)頂點(diǎn)之間的光軸上的距離、f1為第1群(10)的焦點(diǎn)距離、fw為廣角端的整個(gè)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離。N2＞1.95 ……(1)0.2＜Da/|f1|＜0.3……(2)2.0＜|f1|/fw＜3.0……(3)。
文檔編號(hào)G02B9/12GK101131465SQ20071014175
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
發(fā)明者小里哲也 申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社