專(zhuān)利名稱(chēng):變焦透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種變焦透鏡,適用于具有攝像功能的小型設(shè)備、尤其
是數(shù)碼靜止照相機(jī)、帶攝像頭的手機(jī)、及個(gè)人數(shù)字助理(PDA: Personal Digital Assistance)等。
背景技術(shù):
近幾年,在數(shù)碼靜止照相機(jī)等的攝像裝置中,隨著CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 等的攝像元件的小型化的發(fā)展,進(jìn)一步要求裝置全體的小型化。因此, 最近開(kāi)發(fā)如下那樣的透鏡即在中途將透鏡系統(tǒng)的光路彎折,而成為所 謂的屈曲光學(xué)系統(tǒng),從而謀求組能夠裝在攝像裝置時(shí)的薄型化。
作為使用屈曲光學(xué)系統(tǒng)的變焦透鏡,在專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載有,從物體 側(cè)依次由具有正的折射力的第1透鏡組、具有負(fù)的折射力的第2透鏡
組、具有正的折射力的第3透鏡組、具有正的折射力的第4透鏡組而構(gòu) 成,通過(guò)使負(fù)的第2透鏡組和正的第4透鏡組移動(dòng),而進(jìn)行變倍的變焦 透鏡。在此變焦透鏡,將棱鏡配置在第1透鏡組內(nèi),而使光路略90°折 曲。而且,在第1透鏡組內(nèi),固定的正透鏡組配置在棱鏡的后面。而 且,在專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載有,從物體側(cè)依次由具有負(fù)的折射力的第1透鏡 組、具有正的折射力的第2透鏡組、具有負(fù)的折射力的第3透鏡組、具 有正的折射力的第4透鏡組而構(gòu)成,通過(guò)使正的第2透鏡組和負(fù)的第3 透鏡組移動(dòng),而進(jìn)行變倍的變焦透鏡。在此變焦透鏡中,將棱鏡配置在 第1透鏡組的最物體側(cè),從而將光路略90°折曲。而且,在第1透鏡組 內(nèi),固定的透鏡組配置在棱鏡的后面。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利公開(kāi)2000-131610號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本專(zhuān)利公開(kāi)2004-205796號(hào)公報(bào)如專(zhuān)利文獻(xiàn)1及2所述,以往的屈曲型變焦透鏡成為以下構(gòu)成, 即,在第1透鏡組內(nèi)將固定的透鏡組配置在光路折曲用的棱鏡的后面, 將變焦移動(dòng)組配置在其后面。尤其,如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示,在第1透鏡組 內(nèi),在將變焦時(shí)為固定的正透鏡組配置在光路折曲用棱鏡的后面,將變 焦移動(dòng)組配置在其后的情況較多。并且,其變焦移動(dòng)組從物體側(cè)依次由 負(fù)透鏡組和正透鏡組而構(gòu)成的情況較多。但是,尤其在個(gè)人數(shù)字助理的 用途上使用屈曲型變焦透鏡時(shí),不僅要求作為透鏡模組的薄度,且要求 全體的體積為小。然而,以往的屈曲型變焦透鏡構(gòu)成為,從薄型化的觀
點(diǎn)上主要考慮徑方向(垂直于折曲后的光軸的方向)的大小的設(shè)計(jì),而 對(duì)折曲后的光軸方向的長(zhǎng)度不怎么考慮。這是因?yàn)樵谇妥兘雇哥R 中,通過(guò)折曲光路,而己有充分謀求短縮化的認(rèn)識(shí)。然而,為了使整體 的體積變小,全長(zhǎng)的短縮化也變重要。從而,在屈曲型變焦透鏡中,期 待開(kāi)發(fā)謀求全長(zhǎng)的短縮化的透鏡。
本發(fā)明是借鑒于這種問(wèn)題點(diǎn)而提出的,其目的在于,提供一種與固 定的透鏡組配置在光路折曲用棱鏡和變焦移動(dòng)組之間的以往的屈曲型變 焦透鏡相比,能夠維持良好的光學(xué)性能,并能夠謀求全長(zhǎng)的短縮化的變 焦透鏡。
根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡,從物體依次配設(shè)在變焦時(shí)為固定且作為 整體具有負(fù)的折射力的第l組;由變焦時(shí)為固定的、光路折曲用棱鏡構(gòu)成 的第2透鏡組;在變焦時(shí)移動(dòng),且作為整體具有正的折射力的第3透鏡 組;在變焦時(shí)移動(dòng),且作為整體具有負(fù)的折射力的第4透鏡組;在變焦時(shí) 為固定且作為整體具有正的折射力的第5透鏡組。
基于本發(fā)明的變焦透鏡,優(yōu)選為,還滿(mǎn)足以下的條件。式中,f3: 第3透鏡組的焦距,f4:第4透鏡組的焦距,f"在廣角端的全系的焦 距,DA:望遠(yuǎn)端的從第1透鏡組的像側(cè)的面到第3透鏡組的物體側(cè)的面的
光路長(zhǎng)。
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在基于本發(fā)明的變焦透鏡中,使第2透鏡組為不具有折射力的光路折 曲用棱鏡,在其棱鏡的后面不配置固定的正透鏡組,而配置由正的第3透焦移動(dòng)組,因此,與將固定的透鏡組配置 在光路折曲用棱鏡的后面,并將變焦移動(dòng)組配置在其后面的構(gòu)成相比, 容易進(jìn)行全長(zhǎng)的短縮化。尤其,與將固定的正透鏡組配置在棱鏡的后 面,而將由負(fù)透鏡組和正透鏡組而成的變焦移動(dòng)組配置在其后的以往的 構(gòu)成相比,容易進(jìn)行全長(zhǎng)的短縮化。
并且,按照所要求的做法等,通過(guò)適當(dāng)采用并滿(mǎn)足以下理想的條 件,而能夠?qū)⒐鈱W(xué)性能更良好。
在根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡中,第l透鏡組由將凹面朝向像側(cè)的l片負(fù) 的非球面透鏡而成,第3透鏡組至少含有將凸面朝向物體側(cè)的正透鏡,第
4透鏡組至少含有將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡,第5透鏡組由將凸面朝向像
側(cè)的1片正的非球面透鏡而成為理想。
此時(shí),第4透鏡組,可以由例如由2片透鏡而成的接合透鏡,和將凹 面朝向像側(cè)的l片負(fù)透鏡而構(gòu)成。而且,也可以,利用由正透鏡及第l負(fù) 透鏡而成的接合透鏡,和第2負(fù)透鏡,而構(gòu)成第4透鏡組,將第l負(fù)透鏡作 為將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡。
而且,第3透鏡組,可以由例如2片球面透鏡而構(gòu)成。而且,也可 以,將凸面朝向物體側(cè)的兩面非球面的正透鏡和球面透鏡這2片透鏡,構(gòu) 成第3透鏡。
而且,根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡,滿(mǎn)足以下條件為理想。式中,uG3 表示第3透鏡組內(nèi)的透鏡對(duì)d線的阿貝數(shù)的平均值。 50〈uG3 ...... (3)
根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡,使第2透鏡組為不具有折射力的光路折曲用 棱鏡,在其棱鏡后面不配置固定的透鏡組,而配置由正的第3透鏡組和負(fù) 的第4透鏡組而成的變焦移動(dòng)組,因此,與將固定的透鏡組配置在光路折 曲用棱鏡和變焦移動(dòng)組之間的以往的屈曲型變焦透鏡相比,能夠維持良 好的光學(xué)性能,并能夠謀求全長(zhǎng)的短縮化。
圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第1構(gòu)成例的 圖,是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例1的透鏡剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第2構(gòu)成例的 圖,是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例2的透鏡剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第3構(gòu)成例的 圖,是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例3的透鏡剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第4構(gòu)成例的 圖,是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例4的透鏡剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第5構(gòu)成例的 圖,是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例5的透鏡剖面圖。
圖6是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第6構(gòu)成例的 圖,是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例6的透鏡剖面圖。
圖7是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第7構(gòu)成例的 圖,是對(duì)應(yīng)于實(shí)施例7的透鏡剖面圖。
圖8是表示屈曲光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成的透鏡剖面圖。
圖9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)表示伴隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖10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)表示伴隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖11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)表示伴隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖12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)表示伴隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖13是表示實(shí)施例5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)表示伴隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖14是表示實(shí)施例6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)表示伴隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖15是表示實(shí)施例7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)表示伴隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖16是表示對(duì)各實(shí)施例總結(jié)關(guān)于條件式的值的圖。
圖17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、(C)表示畸變像差。圖18是表示實(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、(C)表示畸變像差。
圖19是表示實(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、(C)表示畸變像差。
圖20是表示實(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、(C)表示畸變像差。
圖21是表示實(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、(C)表示畸變像差。
圖22是表示實(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、(C)表示畸變像差。
圖23是表示實(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、(C)表示畸變像差。
圖24是表示實(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、(C)表示畸變像差。
圖25是表示實(shí)施例5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、(C)表示畸變像差。
圖26是表示實(shí)施例5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、(C)表示畸變像差。
圖27是表示實(shí)施例6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、(C)表示畸變像差。
圖28是表示實(shí)施例6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、(C)表示畸變像差。
圖29是表示實(shí)施例7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、(C)表示畸變像差。
圖30是表示實(shí)施例7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、(C)表示畸變像差。
圖中GC 光學(xué)部件,Gl 第l透鏡組,G2 第2透鏡組,G3 第3透 鏡組,G4 第4透鏡組,G5 第5透鏡組,LP 直角棱鏡,St 光闌, Ri 從物體側(cè)第i個(gè)透鏡面的曲率半徑,Di 從物體側(cè)起第i個(gè)和第i+1個(gè) 透鏡面之間的面間隔,Zl 光軸。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。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。此 構(gòu)成例對(duì)應(yīng)于后述的第1數(shù)值實(shí)施例(圖9 (A) 、 (B))的透鏡構(gòu)成。圖2 圖7表示第2 第7的構(gòu)成例,對(duì)應(yīng)于后述的第2 第7的數(shù) 值實(shí)施例(圖10 (A) 、 (B) 圖15 (A) 、 (B))的透鏡構(gòu)成。在 圖1 圖7中,符號(hào)Ri表示以最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素的面為第1個(gè), 按照朝向像側(cè)(成像側(cè))依次增加的方式附上符號(hào)的第i個(gè)面的曲率半 徑。符號(hào)Di表示第i個(gè)面與第i+l個(gè)面之間的光軸Zl上的面間隔。另 外,對(duì)符號(hào)Di,僅對(duì)伴隨變倍而變化的部分的面間隔附上符號(hào)。而且, 在圖1 圖7,表示在廣角端的透鏡配置。此變焦透鏡被裝載并使用于具有攝像功能的小型設(shè)備,例如,數(shù)碼 靜止照相機(jī)、帶攝像頭的手機(jī)、及PM等。此變焦透鏡,沿光軸Z1從物體側(cè)依次具備具有負(fù)的折射力的第1透鏡組G1;第2透鏡組G2;具有正的折射力的第3透鏡組G3;具有負(fù)的折射力的第4透鏡組G4;具有正 的折射力的第5透鏡組G5。第2透鏡組G2,由光路折曲用棱鏡L21而 成,全體不具有折射力。光闌St,例如配置在第3透鏡組G3內(nèi)。例如,未圖示的攝像元件配置在此變焦透鏡的成像面(攝像面) Simg。根據(jù)按照透鏡的照相機(jī)側(cè)的構(gòu)成,在第5透鏡組G5和攝像面之 間,配置各種光學(xué)部件GC。作為光學(xué)部件GC,配置例如攝像面保護(hù)用玻 璃罩或各種光學(xué)濾光片等的平板狀部件。關(guān)于該變焦透鏡,第1透鏡組Gl、第2透鏡組G2及第5透鏡組G5 在變焦時(shí),始終為固定,第3透鏡組G3及第4透鏡組G4在變焦時(shí),在 光軸Zl上分別移動(dòng)。隨著從廣角端變倍至望遠(yuǎn)端,如圖1 圖7的箭頭 所示,第3透鏡組G3和第4透鏡組G4在光軸Zl上朝物體側(cè)移動(dòng)。另外,本實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡為屈曲光學(xué)系統(tǒng),實(shí)際上,如 圖8所示,光路在棱鏡L21的內(nèi)部反射面10略90°彎折。在圖1 圖7 省略了棱鏡L21的內(nèi)部反射面10,而朝光軸Zl上的同一方向展開(kāi)而表 示。第1透鏡組Gl,由將凹面朝向像側(cè)的1片負(fù)透鏡Lll而成。在圖 1 圖5的第1 第5構(gòu)成例和圖7的第7構(gòu)成例中,負(fù)透鏡Lll為凹透 鏡。在圖6的第6構(gòu)成例,負(fù)透鏡Lll為將凹面朝向像側(cè)的彎月形透 鏡。負(fù)透鏡Lll,兩面為非球面為理想。第3透鏡組G3至少含有將凸面朝向物體側(cè)的正透鏡。在圖1的第1 構(gòu)成例、圖5的第5構(gòu)成例及圖6的第6構(gòu)成例中,第3透鏡組G3由將 凸面朝向物體側(cè)的1片正透鏡L31構(gòu)成。在這些第1、第5及第6的構(gòu) 成例中,正透鏡L31的兩面為非球面為理想。在圖2的第2構(gòu)成例、圖 3的第3構(gòu)成例、圖4的第4構(gòu)成例及圖7的第7構(gòu)成例中,第3透鏡 組G3由2片透鏡,gp,將凸面朝向物體側(cè)的正透鏡L31和其他的透鏡 L32這兩枚透鏡而構(gòu)成。尤其,在圖2的第2構(gòu)成例及圖7的第7構(gòu)成 例中,正透鏡L31和其他的透鏡L32, 2片都為球面透鏡。在圖3的第3 構(gòu)成例及圖4的第4構(gòu)成例中,正透鏡L31為將凸面朝向物體側(cè)的兩面 非球面的正透鏡,其他透鏡L32為球面透鏡。第4透鏡組G4至少含有將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡。在圖1 圖7的 各構(gòu)成例,第4透鏡組G4由2片透鏡L41、 L42而成的接合透鏡和1片 負(fù)透鏡L43而構(gòu)成。尤其,在圖2的第2構(gòu)成例,第4透鏡組G4由正透 鏡L41及第1負(fù)透鏡L42而成的接合透鏡,和第2負(fù)透鏡L43而構(gòu)成, 其中,第1負(fù)透鏡L42為將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡。而且,尤其在圖7 的第7構(gòu)成例,第4透鏡組G4由正透鏡L41及第1負(fù)透鏡L42而成的接 合透鏡,和第2負(fù)透鏡L43而構(gòu)成,第1負(fù)透鏡L42及第2負(fù)透鏡L43 雙方為將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡。在其他的構(gòu)成例中,負(fù)透鏡L43為將 凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡。另外,在圖3的第3構(gòu)成例及圖4的第4構(gòu)成例中,構(gòu)成接合透鏡 的2片透鏡L41、 L42都為正透鏡,但此時(shí),為了控制色像差的產(chǎn)生,尤 其優(yōu)選為,使透鏡L42的阿貝數(shù)較大,使負(fù)透鏡L43的阿貝數(shù)較小。第5透鏡組G5,含有將凸面朝向像側(cè)的1片正透鏡L51。優(yōu)選為, 正透鏡L51的兩面為非球面。此變焦透鏡滿(mǎn)足以下的條件式(1) 、 (2)為理想。式中,f3表示 第3透鏡組G3的焦距、f4表示第4透鏡組G4的焦距、t表示在廣角端的全系統(tǒng)的焦距。DA表示從在望遠(yuǎn)端的第1透鏡組Gl的像側(cè)的面到第3 透鏡組G3的物體側(cè)的面的光路長(zhǎng)。一l. 5<f3/f4<—0. 5 ...... (1)2. 0〈DA/fw<3. 0 ......(2)而且,滿(mǎn)足以下的條件為理想。式中,uG3表示第3透鏡組G3內(nèi)的透 鏡對(duì)d線的阿貝數(shù)的平均值。 50" G3 ...... (3)接著,說(shuō)明如以上構(gòu)成的變焦透鏡的作用及效果。在此變焦透鏡,使第2透鏡組G2成為不具有折射力的光路折曲用棱鏡 L21,在該棱鏡L21的后面不配置固定的透鏡組,而配置由正的第3透鏡組 G3和負(fù)的第4透鏡組G4而成的變焦移動(dòng)組,尤其,與在棱鏡L21的后面配 置固定的正透鏡組,并在其后配置由負(fù)透鏡組和正透鏡組而構(gòu)成的變焦 移動(dòng)組的以往的構(gòu)成相比,容易進(jìn)行全長(zhǎng)的短縮化。條件式(1)規(guī)定第3透鏡組G3和第4透鏡組G4的折射力的適當(dāng)關(guān)系。 若超過(guò)條件式(1)的上限,則全長(zhǎng)變長(zhǎng),若超過(guò)下限,則全長(zhǎng)變短,但 性能劣化,尤其很難去除軸上色像差,所以不理想。條件式(2)規(guī)定第1透鏡組G1和第3透鏡組G3的適當(dāng)?shù)慕M間隔。若超 出條件式(2)的下限,在該些組之間難以配置光路折曲用棱鏡L21,而 不能構(gòu)成屈曲光學(xué)系統(tǒng)。若超出上限,組間隔則變得過(guò)大,而整體變得 過(guò)大,所以不理想。條件式(3)關(guān)于第3透鏡組G3內(nèi)的透鏡材料,所以有助于色像差的 校正。若超出條件式(3)的下限,則色像差變得過(guò)大,而很難實(shí)現(xiàn)性能 好的變焦透鏡,所以不理想。如以上所述,根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡,與將固定的透鏡 組配置在光路折曲用棱鏡和變焦移動(dòng)組之間的以往的屈曲型變焦透鏡相 比,能維持良好的光學(xué)性能,并能謀求全長(zhǎng)的短縮化。實(shí)施例接著,對(duì)本實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的具體的數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說(shuō) 明。在以下,總結(jié)第1至第7的數(shù)值實(shí)施例而進(jìn)行說(shuō)明。圖9 (A)、圖9 (B)表示對(duì)應(yīng)于圖l所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù)。在圖9 (A)所示的透鏡數(shù)據(jù)的面號(hào)碼Si的欄表示,對(duì)實(shí)施例所涉及的變焦透鏡,將最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素的面作為第l個(gè),按照朝向像側(cè)依次增加的方式附上符號(hào)的第i個(gè)面的號(hào)碼。在屈曲半徑Ri的一欄 表示,使其對(duì)應(yīng)于在圖l所附上的符號(hào)Ri,從物體側(cè)起第i個(gè)面的曲率半 徑的值(mm)。對(duì)面間隔Di—欄,也同樣表示從物體側(cè)起第i個(gè)面Si和第 i+l個(gè)面Si+l之間的光軸上的間隔(mm)。在Ndj—欄表示,從物體側(cè)起 第i個(gè)面Si和第i+l個(gè)面Si+l之間對(duì)d線(波長(zhǎng)587.6mn)的折射率的值。 在vdj—欄,表示對(duì)從物體側(cè)起第j個(gè)光學(xué)要素對(duì)d線的阿貝數(shù)的值。實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡中,第3透鏡組G3的透鏡要素僅由1片正透 鏡L31而成。而且,由于伴隨變倍第3透鏡組G3及第4透鏡組G4在光軸上移 動(dòng),因此,這些各組的前后的面間隔D4、 D7、 D12的值為可變。在圖9 (B),作為該些面間隔D4、 D7、 D12的變倍時(shí)的數(shù)據(jù),示出了廣角端和 望遠(yuǎn)端的值。在圖9 (A)的透鏡數(shù)據(jù)中,在面號(hào)碼的左側(cè)所附上的記號(hào)「ASP」表 示其透鏡面為非球面形狀。在實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡,負(fù)透鏡Lll(第1透鏡組G1)的兩面S1、 S2,正透鏡L31 (第3透鏡組G3)的兩面S5、 S6,正透鏡L51 (第5透鏡組G5)的兩面S13、 S14,全部為非球面形狀。 在圖9 (A)的曲率半徑Ri—欄,作為該些非球面的曲率半徑,表示光軸 附近的曲率半徑的數(shù)值。在圖9 (A)作為非球面數(shù)據(jù)所示的數(shù)值,記號(hào)"E"表示,續(xù)于其后 的數(shù)值為以10為底的"冪指數(shù)",表示將用以其10為底的指數(shù)關(guān)數(shù)所表 示的數(shù)值,乘算于"E"之前的數(shù)值。例如,若為「1.0E-02」,則表示「1.0X10—2」。作為實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡的非球面數(shù)據(jù),記下根據(jù)以下的式 (A)所表示的非球面形狀的式的各系數(shù)An、 K的值。詳而言之,Z表示從 離開(kāi)光軸高度h的位置的非球面上的點(diǎn)引畫(huà)到非球面的頂點(diǎn)的切平面(垂 直于光軸的平面)的垂線的長(zhǎng)度(mm)。Z=Oh7U+ (1— (K+l) 'C、h2) 1/2} + SAn'hn……(A) (n二3以上的整數(shù)) 此處,Z:非球面的深度(mm);h:從光軸到透鏡面的距離(高度)(mm);K:圓錐常數(shù);C:近軸曲率二1/R(R:近軸曲率半徑); An:第n次的非球面系數(shù)。在實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡中,作為非球面系數(shù)An,有效使用偶數(shù) 次的系數(shù)A4、 A6、 A8、 A,。而表示各非球面。與以上的實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡同樣,將對(duì)應(yīng)于圖2所示的變焦 透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例2,表示于圖IO (A)、圖10 (B)。實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡中,第3透鏡組G3的透鏡要素由2片球 面透鏡(透鏡L31、 L32)而構(gòu)成。而且,由于伴隨著變倍,第3透鏡組G3 及第4透鏡組G4在光軸上移動(dòng),因此,這些各組的前后面間隔D4、 D9、 D14的值為可變。在圖IO (B),作為該些面間隔D4、 D9、 D14的變倍時(shí)的 數(shù)據(jù),示處了廣角端及望遠(yuǎn)端的值。此實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡中,負(fù) 透鏡Lll (第1透鏡組G1)的兩面S1、 S2,第4透鏡組G4內(nèi)的負(fù)透鏡L43的 像側(cè)的面S14,正透鏡L51 (第5透鏡組G5)的兩面S15、 S16成為非球面形 狀。在實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡中,作為非球面系數(shù)An,有效使用偶數(shù) 次的系數(shù)A4、 A6、 A8、 Alfl、 A,2而表示各非球面。而且,同樣地將對(duì)應(yīng)于圖3所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù) 作為實(shí)施例3表示在圖11 (A)、圖ll (B)。實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡 中,第3透鏡組G3的透鏡要素由1片非球面透鏡(透鏡L31)和l片球面透 鏡(透鏡L32)而成。而且,由于伴隨著變倍第3透鏡組G3及第4透鏡組G4 在光軸上移動(dòng),因此這些各組的前后面間隔D4、 D9、 D14的值為可變。在 圖ll (B),作為這些面間隔D4、 D9、 D14的變倍時(shí)的數(shù)據(jù),示出了廣角 端及望遠(yuǎn)端的值。此實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡中,負(fù)透鏡Lll (第l透鏡 組G1)的兩面S1、 S2,第3透鏡組G3內(nèi)的正透鏡L31的兩面S5、 S6,正透 鏡L51 (第5透鏡組G5)的兩面S15、 S15成為非球面形狀。在實(shí)施例3所涉 及的變焦透鏡中,作為非球面系數(shù)An,有效使用偶數(shù)次的系數(shù)A4、 A6、 A8、 Ah)而表示各非球面。而且,同樣地將對(duì)應(yīng)于圖4所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例4表示在圖12 (A)、圖12 (B)。此實(shí)施例4所涉及的變焦透 鏡的基本構(gòu)成,類(lèi)似于實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡。而且,同樣地將對(duì)應(yīng)于圖5所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù) 作為實(shí)施例5表示在圖13 (A)、圖13 (B)。此實(shí)施例5所涉及的變焦透 鏡的基本構(gòu)成,類(lèi)似于實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡。而且,同樣地將對(duì)應(yīng)于圖6所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù) 作為實(shí)施例6表示在圖14 (A)、圖14 (B)。此實(shí)施例6所涉及的變焦透 鏡的基本構(gòu)成類(lèi)似于實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡。而且,同樣地將對(duì)應(yīng)于圖7所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù) 作為實(shí)施例7表示在圖15 (A)、圖15 (B)。此實(shí)施例7所涉及的變焦透 鏡中,第3透鏡組G3的透鏡要素由2片球面透鏡(透鏡L31、 L32)而成。 而且,由于伴隨著變倍第3透鏡組G3及第4透鏡組G4在光軸上移動(dòng),因 此,該些各組的前后面間隔D4、 D9、 D14的值為可變。在圖15 (B),作 為該些面間隔D4、 D9、 D14的變倍時(shí)的數(shù)據(jù),表示廣角端及望遠(yuǎn)端的值。 此實(shí)施例7所涉及的變焦透鏡,示出了負(fù)透鏡Lll (第1透鏡組G1)的兩面 Sl、 S2,第4透鏡組G4內(nèi)的負(fù)透鏡L43的兩面S13、 S14,正透鏡L51 (第5 透鏡組G5)的兩面S15、 S16成為非球面形狀。在實(shí)施例7所涉及的變焦透 鏡中,作為非球面系數(shù)An,有效使用偶數(shù)次的系數(shù)A4、 A6、 A8、 A,。而表示 各非球面。在圖16表示對(duì)各實(shí)施例總結(jié)關(guān)于上述各條件式的值。由圖16可知,各實(shí)施例的值在各條件式的數(shù)值范圍內(nèi)。圖17 (A) 圖17 (C)分別表示實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡的在廣角 端的球面像差、像散、及畸變(畸變像差)。圖18 (A) 圖18 (C)表 示在望遠(yuǎn)端的同樣的各像差。在各像差圖中,以d線為基準(zhǔn)波長(zhǎng),表示對(duì) g線(波長(zhǎng)435.8nm) 、 C線(波長(zhǎng)656.3nm)的像差。在像散圖,實(shí)線表 示弧矢方向,而虛線表示切向方向。FNo.表示F值,"表示半視角。同樣地,將關(guān)于實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡的諸像差表示在圖19 (A) 圖19 (C)(廣角端)、及圖20 (A) 圖20 (C)(望遠(yuǎn)端)。 同樣,將關(guān)于實(shí)施例3的諸像差表示在圖21 (A) 圖21 (C)(廣角端)、及圖22 (A) 圖22 (C)(望遠(yuǎn)端)。同樣,將關(guān)于實(shí)施例4的諸 像差表示在圖23 (A) 圖23 (C)(廣角端)、及圖24 (A) 圖24(C)(望遠(yuǎn)端)。同樣,將關(guān)于實(shí)施例5的諸像差表示在圖25 (A) 圖 25 (C)(廣角端)、及圖26 (A) 圖26 (C)(望遠(yuǎn)端)。同樣,將關(guān) 于實(shí)施例6的諸像差表示在圖27 (A) 圖27 (C)(廣角端)、及圖28(A) 圖28 (C)(望遠(yuǎn)端)。同樣,將關(guān)于實(shí)施例7的諸像差表示在圖 29 (A) 圖29 (C)(廣角端)、及圖30 (A) 圖30 (C)(望遠(yuǎn)端)o從以上的各數(shù)值數(shù)據(jù)及各像差圖可知,對(duì)各實(shí)施例,諸像差被良好 地校正,可實(shí)現(xiàn)與以往的屈曲型變焦透鏡相比能夠謀求全長(zhǎng)的短縮化的 變焦透鏡。另外,本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式及各實(shí)施例,而可以種種變形實(shí) 施。例如,各透鏡成分的曲率半徑、面間隔及折射率的值等,不限于在 上述各數(shù)值實(shí)施例所示的值,可取其他的值。
權(quán)利要求
1、一種變焦透鏡,其特征在于,從物體依次配設(shè)在變焦時(shí)為固定且作為整體具有負(fù)的折射力的第1透鏡組;由變焦時(shí)為固定的、光路折曲用棱鏡構(gòu)成的第2透鏡組;在變焦時(shí)移動(dòng),且作為整體具有正的折射力的第3透鏡組;在變焦時(shí)移動(dòng),且作為整體具有負(fù)的折射力的第4透鏡組;在變焦時(shí)為固定,且作為整體具有正的折射力的第5透鏡組。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變焦透鏡,其特征在于, 還滿(mǎn)足以下的條件<formula>formula see original document page 2</formula>此處,f3:第3透鏡組的焦距, f4:第4透鏡組的焦距,在廣角端的全系的焦距, DA:望遠(yuǎn)端的從第1透鏡組的像側(cè)的面到第3透鏡組的物體側(cè)的面的光路長(zhǎng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變焦透鏡,其特征在于,上述第l透鏡組,由將凹面朝向像側(cè)的l片負(fù)的非球面透鏡而成,上述第3透鏡組,至少含有將凸面朝向物體側(cè)的正透鏡, 上述第4透鏡組,至少含有將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡, 上述第5透鏡組,由將凸面朝向像側(cè)的l片正的非球面透鏡而成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變焦透鏡,其特征在于, 還滿(mǎn)足以下的條件,50〈uG3 ...... (3)此處,uG3:第3透鏡組內(nèi)的透鏡對(duì)d線阿貝數(shù)的平均值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的變焦透鏡,其特征在于, 上述第4透鏡組,由2片透鏡而成的接合透鏡和將凹面朝向像側(cè)的1片負(fù)透鏡構(gòu)成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變焦透鏡,其特征在于, 上述第4透鏡組,由正透鏡及第l負(fù)透鏡而成的接合透鏡,和第2負(fù)透鏡而構(gòu)成,上述第l負(fù)透鏡為將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變焦透鏡,其特征在于, 上述第3透鏡組由2片球面透鏡而成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變焦透鏡,其特征在于, 上述第3透鏡組,由2片將凸面朝向物體側(cè)的兩面非球面的正透鏡,和球面透鏡而構(gòu)成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡,其特征在于, 上述第l透鏡組,由將凹面朝向像側(cè)的l片負(fù)的非球面透鏡而成, 上述第3透鏡組,至少含有將凸面朝向物體側(cè)的正透鏡, 上述第4透鏡組,至少含有將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡, 上述第5透鏡組,由將凸面朝向像側(cè)的l片正的非球面透鏡而成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦透鏡,其特征在于,還滿(mǎn)足以下的條件,50" G3 ...... (3)此處,uG3:第3透鏡組內(nèi)的透鏡對(duì)d線的阿貝數(shù)的平均值。
11、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變焦透鏡,其特征在于, 上述第4透鏡組,由2片透鏡而成的接合透鏡和將凹面朝向像側(cè)的1片負(fù)透鏡構(gòu)成。
12、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變焦透鏡,其特征在于, 上述第4透鏡組,由正透鏡及第l負(fù)透鏡而成的接合透鏡,和第2負(fù)透鏡而構(gòu)成,上述第l負(fù)透鏡為將凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡。
13、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦透鏡,其特征在于, 上述第3透鏡組由2片球面透鏡而成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的變焦透鏡,其特征在于,上述第3透鏡組,由2片將凸面朝向物體側(cè)的兩面非球面的正透鏡, 和球面透鏡而構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變焦透鏡,其中從物體側(cè)依次配設(shè)在變焦時(shí)為固定且具有負(fù)的折射力的第1透鏡組;由在變焦時(shí)為固定且不具有折射力的光路折曲用棱鏡而成的第2透鏡組;在變焦時(shí)移動(dòng),作為整體具有正的折射力的第3透鏡組;在變焦時(shí)移動(dòng),作為整體具有負(fù)的折射力的第4透鏡組;在變焦時(shí)為固定且作為整體具有正的折射力的第5透鏡組。在棱鏡的后面不配置固定的正透鏡組,而配置由正的第3透鏡組和負(fù)的第4透鏡組而成的變焦移動(dòng)組,與將固定的透鏡組配置在棱鏡和變焦移動(dòng)組之間的構(gòu)成相比,容易進(jìn)行全長(zhǎng)的縮短化。與固定的透鏡組配置在光路折曲用的棱鏡和變焦移動(dòng)組之間的以往的屈曲型變焦透鏡相比,能夠維持良好的光學(xué)性能,并能夠謀求全長(zhǎng)的短縮化。
文檔編號(hào)G02B9/00GK101256269SQ20081000947
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者筱原義和 申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社