專利名稱：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，詳細地涉及一種在變焦的設定變更時第1組被固定且 第2組被移動的變焦透鏡。
背景技術(shù)：
一直以來，公知有使用于攝像機或電子靜止攝像機等的、例如變焦比為30以上且 高分辨率的高倍率變焦透鏡。就這種具有大的變焦比的變焦透鏡而言，例如公知有依次具 備以下部件的變焦透鏡，即具有正的折射力的第1組、具有負的折射力的第2組、具有正的 折射力的第3組、光闌、具有正的折射力的第4組。而且，在這種變焦透鏡中公知有在變焦的設定向廣角側(cè)或望遠側(cè)變更時、使第1 組固定且使第2組移動來進行變倍的變焦透鏡(參照專利文獻1)。專利文獻1 日本專利公開2007-148340號公報然而，伴隨攝像元件的高像素化以及攝像機或電子靜止攝像機的應用范圍的擴 大，作為在這種攝像機或電子靜止攝像機所適用的變焦透鏡，要求更高分辨率且高倍率的 變焦透鏡。在此，通過縮小口徑比來進行高倍率化比較容易，但是若這樣，則有時在暗處的拍 攝中產(chǎn)生光量不足。而且，若要增大口徑比以使不產(chǎn)生光量不足，則存在裝置尺寸大型化的 憂慮ο因此，就存在著例如想要維持可以應用于小型監(jiān)視用攝像機等的口徑比及裝置尺 寸、同時實現(xiàn)更高分辨率且高倍率的變焦透鏡的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是借鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種口徑比不縮小且高分辨 率化及高倍率化的小型變焦透鏡。本發(fā)明的變焦透鏡，其特征在于，從物側(cè)依次具備具有正的折射力的第1組、具 有負的折射力的第2組、后續(xù)于第2組的透鏡組，從廣角端朝向望遠端變更變焦比時，將第 1組固定且使第2組沿著光軸向像側(cè)移動而進行變倍，第2組從物側(cè)依次具備凹面朝向 像側(cè)的負的透鏡、雙面非球面透鏡，并且，上述雙面非球面透鏡的物側(cè)的透鏡面滿足式(1) sagM-sagZ < 0 以及式(2) sagM/sagZ > 2. 3。其中，sagM是在變焦透鏡被設定于廣角端時的雙面非球面透鏡的物側(cè)的透鏡面上 的有效直徑位置的透鏡深度，sagZ是在變焦透鏡被設定于廣角端時的非球面透鏡的物側(cè)的 透鏡面上的有效直徑80%的直徑位置的透鏡深度。另外，透鏡面的有效直徑位置的透鏡深度是指從該透鏡面上的與光軸交叉的交點 的位置到該透鏡面上的有效直徑位置為止的光軸方向的距離。而且，透鏡面的有效直徑 80%的直徑位置的透鏡深度是指從該透鏡面上的與光軸交叉的交點的位置到該透鏡面上 的有效直徑80%的直徑位置為止的光軸方向的距離。
另外，透鏡深度的值在透鏡面上的有效直徑位置、或者有效直徑80%的直徑的位 置比透鏡面上的與光軸交叉的交點的位置更靠物側(cè)時成為負值，在透鏡面上的有效直徑位 置、或者有效直徑80%的直徑位置比透鏡面上的與光軸交叉的交點的位置更靠像側(cè)時成為 正值。優(yōu)選上述第2組設為從物側(cè)依次僅具備凹面朝向像側(cè)的負的透鏡、雙面非球面 透鏡、負的透鏡、正的透鏡的這樣的4片，負的透鏡和正的透鏡兩者相互接合構(gòu)成接合透鏡。優(yōu)選該變焦透鏡在第2組和后續(xù)的透鏡組之間具備光闌，后續(xù)的透鏡組從物側(cè)依 次具備正折射力的第3組及正折射力的第4組，并且在變焦的設定從廣角端向望遠端變更 時，將第1組和第3組固定，第2組沿著光軸向像側(cè)移動而進行變倍，第4組沿著光軸移動 而進行像面的校正及對焦。上述第3組可以從物側(cè)依次僅具備正的雙面非球面透鏡、凹面朝向物側(cè)的正的彎 月形透鏡、凹面朝向物側(cè)的負的透鏡的這樣3片。上述第4組可以從物側(cè)依次僅具備正的雙面非球面透鏡、正的透鏡、負的透鏡的 這樣3片，正的透鏡和負的透鏡兩者相互接合構(gòu)成接合透鏡。上述第2組的雙面非球面透鏡可以設為塑料透鏡。本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)依次具備具有正的折射力的第1組、具有負的折射力 的第2組、后續(xù)于該第2組的透鏡組，在變焦的設定從廣角端向望遠端變更時，將第1組固 定且使第2組沿著光軸向像側(cè)移動而進行變倍，第2組設為從物側(cè)依次具備凹面朝向像側(cè) 的負的透鏡、雙面非球面透鏡的組，并且，使上述雙面非球面透鏡的物側(cè)的透鏡面皆滿足式 (1) :sagM-sagZ < 0以及式(2) :sagM/sagZ > 2. 3雙方，所以可以獲得口徑比不縮小而高 分辨率化及高倍率化的小型變焦透鏡，尤其可以實現(xiàn)適于監(jiān)視用攝像機等的小型且高分辨 率的高倍率變焦透鏡。另外，若第2組的雙面非球面透鏡的物側(cè)的透鏡面為未滿足式(1)及式(2)的形 狀，則尤其像面彎曲(也稱場曲)和彗形像差(也稱慧差)增大，從而在變焦范圍的整個區(qū) 域抑制像差地進行校正就變得困難。
圖1是本發(fā)明的實施方式的變焦透鏡的在被設定于廣角端的狀態(tài)下的簡要結(jié)構(gòu) 與通過該變焦透鏡的光線的光路一并表示的剖面圖。圖2是通過被設定于廣角端的上述變焦透鏡的第2組的光線的光路的放大示意 圖。圖3是被設定于望遠端的上述變焦透鏡的簡要結(jié)構(gòu)與通過該變焦透鏡的光線的 光路一并表示的剖面圖。圖4A是表示實施例1的變焦透鏡的在被設定于廣角端的狀態(tài)下的簡要結(jié)構(gòu)的圖。圖4B是表示被設定于廣角端的實施例1的變焦透鏡的縱像差的圖。圖4C是表示被設定于望遠端的實施例1的變焦透鏡的縱像差的圖。圖4D是表示被設定于廣角端的實施例1的變焦透鏡的橫像差的圖。圖4E是表示被設定于望遠端的實施例1的變焦透鏡的橫像差的圖。
圖5A是表示實施例2的變焦透鏡的被設定于廣角端的狀態(tài)下的簡要結(jié)構(gòu)的圖。圖5B是表示被設定于廣角端的實施例2的變焦透鏡的縱像差的圖。圖5C是表示被設定于望遠端的實施例2的變焦透鏡的縱像差的圖。圖5D是表示被設定于廣角端的實施例2的變焦透鏡的橫像差的圖。圖5E是表示被設定于望遠端的實施例2的變焦透鏡的橫像差的圖。圖6A是表示實施例3的變焦透鏡的在被設定于廣角端的狀態(tài)下的簡要結(jié)構(gòu)的圖。圖6B是表示被設定于廣角端的實施例3的變焦透鏡的縱像差的圖。圖6C是表示被設定于望遠端的實施例3的變焦透鏡的縱像差的圖。圖6D是表示被設定于廣角端的實施例3的變焦透鏡的橫像差的圖。圖6E是表示被設定于望遠端的實施例3的變焦透鏡的橫像差的圖。圖7A是表示實施例4的變焦透鏡的在被設定于廣角端的狀態(tài)下的簡要結(jié)構(gòu)的圖。圖7B是表示被設定于廣角端的實施例4的變焦透鏡的縱像差的圖。圖7C是表示被設定于望遠端的實施例4的變焦透鏡的縱像差的圖。圖7D是表示被設定于廣角端的實施例4的變焦透鏡的橫像差的圖。圖7E是表示被設定于望遠端的實施例4的變焦透鏡的橫像差的圖。圖8A是表示實施例5的變焦透鏡的在被設定于廣角端的狀態(tài)下的簡要結(jié)構(gòu)的圖。圖8B是表示被設定于廣角端的實施例5的變焦透鏡的縱像差的圖。圖8C是表示被設定于望遠端的實施例5的變焦透鏡的縱像差的圖。圖8D是表示被設定于廣角端的實施例5的變焦透鏡的橫像差的圖。圖8E是表示被設定于望遠端的實施例5的變焦透鏡的橫像差的圖。圖9A是表示實施例6的變焦透鏡的在被設定于廣角端的狀態(tài)下的簡要結(jié)構(gòu)的圖。圖9B是表示被設定于廣角端的實施例6的變焦透鏡的縱像差的圖。圖9C是表示被設定于望遠端的實施例6的變焦透鏡的縱像差的圖。圖9D是表示被設定于廣角端的實施例6的變焦透鏡的橫像差的圖。圖9E是表示被設定于望遠端的實施例6的變焦透鏡的橫像差的圖。圖10是表示使用本發(fā)明的變焦透鏡而構(gòu)成的攝像機的圖。圖中G1_第1組，G2-第2組，GK-后續(xù)的透鏡組，L5-負的透鏡，L6-雙面非球面 透鏡，RlO-雙面非球面透鏡L6的物側(cè)的透鏡面，Zl-光軸。
具體實施例方式以下，利用附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是本發(fā)明的實施方式的變焦 透鏡的簡要結(jié)構(gòu)與通過該變焦透鏡的光線的光路一并表示的剖面圖。該圖1示出上述變焦 透鏡被設定于廣角端的狀態(tài)。圖2是放大表示通過被設定于廣角端的上述變焦透鏡的第2 組的光線的光路的剖面圖，圖3是表示被設定于望遠端的上述變焦透鏡的簡要結(jié)構(gòu)的剖面 圖。圖示的變焦透鏡100從物側(cè)(圖中-Z側(cè))依次具備具有正的折射力的第1組 G1、具有負的折射力的第2組G2、第2組G2之后的透鏡組GK，在變焦的設定從廣角端向望 遠端變更時，將第1組Gl的位置固定且使第2組G2的位置沿著光軸Z 1向像側(cè)(圖中+Z 側(cè))移動而進行變倍。
該變焦透鏡100的第2組G2從物側(cè)依次具備凹面朝向像側(cè)的負的透鏡L5、雙面 非球面透鏡L6，并且，該雙面非球面透鏡L6的物側(cè)的透鏡面RlO滿足式(1) sagM-sagZ < 0 以及式(2) sagM/sagZ > 2. 3。另外，如圖2所示，sagM為在變焦透鏡100被設定于廣角端時的雙面非球面透鏡 L6的物側(cè)的透鏡面RlO上的有效直徑的位置ElOO的透鏡深度DelOO的值。而且，如圖2所示，sagZ為在變焦透鏡100被設定于廣角端時的第2組G2的非球 面透鏡L6的物側(cè)的透鏡面RlO上的有效直徑的80%的直徑位置E80的透鏡深度DeSO的值。另外，透鏡深度DelOO是從透鏡面RlO與光軸Zl交叉的交點的位置PlO到該透鏡 面RlO上的有效直徑的位置ElOO為止的在光軸方向(Z方向)的距離，以位置PlO為基準 將有效直徑位置ElOO處于物側(cè)時設為負值而表示，以位置PlO為基準將有效直徑位置ElOO 處于像側(cè)時設為正值而表示。從而，在圖2中，表示透鏡深度的sagM的值，因在以位置PlO 為基準下有效直徑位置ElOO處于物側(cè)，所以成為負值，其大小(值的絕對值)成為從位置 PlO到有效直徑位置ElOO為止的在光軸方向(Z方向)的距離。而且，表示在透鏡面RlO上的有效直徑的80%的直徑位置E80的透鏡深度De80的 sagZ的值，也與上述sagM的情況同樣地規(guī)定。另外，構(gòu)成形成旋轉(zhuǎn)對稱的形狀的透鏡的透鏡面的有效直徑的位置，其距透鏡的 光軸Zl的距離為固定。以下，雖然不是本申請發(fā)明必須的結(jié)構(gòu)，但是對本申請發(fā)明的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)進行說 明。變焦透鏡100具備這些結(jié)構(gòu)。另外，在圖1、圖3中，按從物側(cè)(圖中-Z方向)向像側(cè)(圖中+Z方向)的順序表 示構(gòu)成變焦透鏡100的透鏡Ll L15的同時，從物側(cè)向像側(cè)依次示出在各透鏡Ll L15 的透鏡面Rl R27。其中，透鏡面R2表示透鏡Ll和透鏡L2的接合面，透鏡面L13表示透鏡L7和L8 的接合面，透鏡面R24表示透鏡L13和L14的接合面。另外，就透鏡面R2而言透鏡Ll的像側(cè)的透鏡面和透鏡L2的物側(cè)的透鏡面用共同 的符號R2示出。對作為其他的接合面的透鏡面R13及透鏡面R24也相同。平行平面板L15為用于將入射到攝像面的不需要的光遮斷的濾光片。而且，從物側(cè)向變焦透鏡100入射的光通過該變焦透鏡100被成像于成像面Jk上。另外，將孔徑光闌St配置于第2組G2與透鏡組GK之間。上述第1組Gl為從物側(cè)依次具備透鏡Li、透鏡L2、透鏡L3以及透鏡L4的組，透 鏡Ll和透鏡L2構(gòu)成兩者接合的接合透鏡S12。第2組G2從物側(cè)依次僅具備將凹面朝向像側(cè)的負的透鏡L5、雙面非球面透鏡L6、 負的透鏡L7、正的透鏡L8的這樣的4片，負的透鏡L7和正的透鏡L8兩者接合而構(gòu)成接合 透鏡S78。若如此構(gòu)成第2組G2，則能夠在變焦透鏡100的變焦范圍的整個區(qū)域良好地校
正像差。而且，后續(xù)于第2組G2的透鏡組GK從物側(cè)依次具備具有正的折射力的第3組、 具有正的折射力的第4組。因此，在變焦的設定從廣角端向望遠端變更時，將第1組Gl和第3組G3相對于成像面Jk固定，通過使第2組G2沿著光軸Zl向像側(cè)移動而進行變倍，并 且使第4組G4沿著光軸Zl移動而進行像面的校正及對焦。若如此構(gòu)成后續(xù)的透鏡組GK， 則可以將變焦透鏡100更加小型化。另外，在變焦透鏡100中進行變焦的設定時的位置的固定及移動，是相對于成像 面Jk的位置的各組的位置的固定及移動。上述像點位置的校正(像面的校正)是通過使第2組沿著光軸移動而進行變倍且 伴隨該變倍的像點位置的變動由第4組修正的校正，上述對焦是用于使通過變焦透鏡所成 像的圖像位于成像面Jk上的成像位置調(diào)節(jié)。第3組G3是從物側(cè)依次僅具備將正的雙面非球面透鏡L9、凹面朝向物側(cè)的正的彎 月形透鏡L10、凹面朝向物側(cè)的負的透鏡Lll的3片透鏡組。若如此構(gòu)成第3組G3，則可以 將變焦透鏡100進一步小型化。而且，第4組G4是從物側(cè)依次僅具備正的雙面非球面透鏡L12、正的透鏡L13、負 的透鏡L4的3片透鏡組，并且正的透鏡L13和負的透鏡L4兩者接合構(gòu)成接合透鏡S1314。 若如此構(gòu)成第4組G4，則可以減少對焦(聚焦)時的距離變動。另外，第2組G2的雙面非球面透鏡L6也可以設為塑料透鏡。若這樣，則可以降低 用于抑制各種像差所需的透鏡部件的成本且可以降低裝置成本。<具體的實施例>接著，參照圖4(圖 4A、4B、4C、4D、4E) 圖 9(圖 9A、9B、9C、9D、9E)以及表 1(表
la、表lb、表Ic) 表6(表6a、表6b、表6c)，對實施例1 實施例6的各變焦透鏡所涉及 的數(shù)值數(shù)據(jù)等統(tǒng)一進行說明。另外，以下表示將從實施例1至實施例6的各變焦透鏡設定于廣角端時的 sagM- sagZ的值以及sagM/sagZ的值。實施例1 :sagM-sagZ 的值=-0. 010，sagM/sagZ 的值=2. 70實施例2 :sagM-sagZ 的值=-0. 009，sagM/sagZ 的值=8. 20實施例 3 :sagM-sagZ 的值=-0. 008，sagM/sagZ 的值=4. 57實施例 4 :sagM-sagZ 的值=-0. 007，sagM/sagZ 的值=3. 04實施例 5 :sagM-sagZ 的值=-0. 010，sagM/sagZ 的值=2. 84實施例 6 :sagM-sagZ 的值=-0. 010, sagM/sagZ 的值=2. 76表1 表6是表示實施例1 實施例6的變焦透鏡各自的基本數(shù)據(jù)的表。在表Ia 表6a中示出透鏡數(shù)據(jù)，在表Ib 表6b中比較地示出廣角端的設定和 望遠端的設定的不同。而且，在表Ic 表6c中示出表示各變焦透鏡所采用的非球面的形 狀的非球面式的各系數(shù)。在表Ia 表6a的透鏡數(shù)據(jù)中，將透鏡的面號碼作為隨著從物側(cè)朝向像側(cè)依次增 加的第i個(i = l、2、3、…)面號碼而示出。另外，在這些透鏡數(shù)據(jù)中未包含孔徑光闌St 或成像面Jk的面號碼，但包含平行平面板L15的物側(cè)的面和像側(cè)的面的面號碼(i = 26、 27)。Ri表示第i個(i = 1、2、3、…)面的近軸曲率半徑，Di(i = 1、2、3、…)表示第 i個面和第i+Ι個面的光軸Zl上的面間隔。另外，表示透鏡數(shù)據(jù)的近軸曲率半徑的符號Ri 與圖1中的表示透鏡面的符號Ri (i = 1、2、3、…)對應。
其中，作為接合面的透鏡面R2是將透鏡Ll的像側(cè)的透鏡面和透鏡L2的物側(cè)的透 鏡面由共同的符號R2表示的透鏡面。而且，作為接合面的透鏡面R13是將透鏡L7的像側(cè) 的透鏡面和透鏡L8的物側(cè)由共同的符號R13表示的透鏡面。而且，作為接合面的透鏡面 R24是將透鏡L13的像側(cè)的透鏡面和透鏡L14的物側(cè)的透鏡面由共同的符號R24表示的透鏡面。而且，Nej表示隨著從物側(cè)朝向像側(cè)依次增加的第j個(j = 1、2、3、…)光學要 素的對e線(波長546. Inm)的折射率，vdj表示第j個光學要素的對d線(波長587. 6nm) 的阿貝數(shù)。而且，近軸曲率半徑及面間隔的單位為mm，近軸曲率半徑在向物側(cè)為凸時設為正、 向像側(cè)為凸時設為負。表Ib 表6b所示的在廣角端的設定與在望遠端的設定的比較，是有關(guān)間隔D7、 D14、D20、D25以及焦距f'表示兩者的不同點。另外，在表Ic 表60所示的非球面式的各系數(shù)以、83、84、85*"為下述非球面式 所適用的系數(shù)。數(shù)1
權(quán)利要求
一種變焦透鏡，其特征在于，從物側(cè)依次具備第1組，具有正的折射力；第2組，具有負的折射力；透鏡組，后續(xù)于上述第2組，在變焦的設定從廣角端向望遠端變更時，將上述第1組固定且使上述第2組向像側(cè)移動而進行變倍，上述第2組從物側(cè)依次具備將凹面朝向像側(cè)的負的透鏡、雙面非球面透鏡，并且，上述雙面非球面透鏡的物側(cè)的透鏡面是滿足以下的式(1)以及式(2)的透鏡面sagM sagZ＜0…(1)sagM/sagZ＞2.3…(2)其中，sagM是在變焦透鏡被設定于廣角端時的上述雙面非球面透鏡的物側(cè)的透鏡面上的有效直徑位置的透鏡深度，sagZ是在變焦透鏡被設定于廣角端時的上述雙面非球面透鏡的物側(cè)的透鏡面上的有效直徑80％的直徑位置的透鏡深度。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于，上述第2組從物側(cè)依次僅具備凹面朝向上述像側(cè)的負的透鏡、上述雙面非球面透鏡、 負的透鏡、正的透鏡，并且上述負的透鏡和正的透鏡相互接合而構(gòu)成接合透鏡。
3.如權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 在上述第2組和上述后續(xù)的透鏡組之間具備光闌，上述后續(xù)的透鏡組為從物側(cè)依次具備正折射力的第3組及正折射力的第4組的透鏡組，在變焦的設定從廣角端向望遠端變更時，將上述第1組和上述第3組固定，上述第2組 向像側(cè)移動而進行變倍，上述第4組沿光軸方向移動而進行像面的校正及對焦。
4.如權(quán)利要求3所述的變焦透鏡，其特征在于，上述第3組從物側(cè)依次僅具備正的雙面非球面透鏡、凹面朝向物側(cè)的正的彎月形透 鏡、凹面朝向物側(cè)的負的透鏡。
5.如權(quán)利要求3或4所述的變焦透鏡，其特征在于，上述第4組從物側(cè)依次僅具備正的雙面非球面透鏡、正的透鏡、負的透鏡， 上述正的透鏡和負的透鏡相互接合而構(gòu)成接合透鏡。
6.一種攝像裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1至5中的任一項所述的變焦透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變焦透鏡，該變焦透鏡中口徑比不縮小且進行高分辨率化及高倍率化。從物側(cè)依次具備第1組(G1)，具有正的折射力；第2組(G2)，具有負的折射力；透鏡組(GK)，在第2組(G2)之后，并且第2組(G2)從物側(cè)依次具備凹面朝向像側(cè)的負的透鏡(L5)、雙面非球面透鏡(L6)，再有，雙面非球面透鏡(L6)的物側(cè)的透鏡面(R10)按照滿足式(1)sagM-sagZ＜0以及式(2)sagM/sagZ＞2.3的方式構(gòu)成，在變焦的設定從廣角端向望遠端變更時，將第1組(G1)固定且使第2組(G2)向像側(cè)移動來進行變倍。其中，sagM和sagZ分別為在被設定于廣角端時的透鏡面R10上的有效直徑位置之透鏡深度和其有效直徑80％的直徑位置之透鏡深度。
文檔編號G02B15/163GK101988985SQ20101023663
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者富岡右恭, 遠山信明 申請人:富士膠片株式會社