專利名稱：變焦鏡頭、照相機(jī)以及攜帶型信息終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦鏡頭、用該變焦鏡頭作為攝影光學(xué)系統(tǒng)的照相機(jī)以及攜帶型信息終端裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)的日漸龐大，用戶要求也隨之多樣化。然而，用戶自始至終要求的仍然是數(shù)碼相機(jī)的高畫質(zhì)和小型化，而且該要求仍占相當(dāng)大的比重。在這種情況下，有必要采用小型而且高性能的變焦鏡頭作為數(shù)碼相機(jī)的攝影鏡頭。關(guān)于變焦鏡頭的小型化，其關(guān)鍵首先在于縮短使用時(shí)的鏡頭全長(zhǎng)(從最接近被攝體一方的鏡片表面到成像面之間的距離)，其次是減小各組鏡片組的厚度以抑制收納時(shí)的 鏡頭全長(zhǎng)。另一方面，數(shù)碼相機(jī)性能的提高需要整個(gè)變焦區(qū)域的分辨率至少能夠?qū)?yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件。此外，還有不少用戶要求變焦鏡頭視角廣角化，要求半視角達(dá)到38度左右，該視角大小相當(dāng)于以35mm銀鹽照相機(jī)換算時(shí)約為28mm的焦距。進(jìn)而，要求盡可能提高變倍率。通常，變焦鏡頭若具有相當(dāng)于以35mm的銀鹽照相機(jī)換算時(shí)的焦距約為28 200mm(約為7. I倍)的變倍率，便足以滿足各種攝影，但是，近年來越來越多的用戶要求相當(dāng)于以35mm銀鹽照相機(jī)換算的焦距約為28 300mm(約為10. 7倍)的變倍率。目前存在多種適用于數(shù)碼相機(jī)的變焦鏡頭，其中，適用于高變倍的鏡頭類型構(gòu)成如下，從被攝體一方開始依次設(shè)置具有正焦距的第一鏡片組、具有負(fù)焦距的第二鏡片組、具有正焦距的第三鏡片組、以及具有正焦距的第四鏡片組，而且在從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)，第一鏡片組和第二鏡片組之間的距離增大，第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離減小，第三鏡片組和第四鏡片組之間的距離發(fā)生變化。作為現(xiàn)有技術(shù)的這類變焦鏡頭在變倍時(shí)，第一鏡片組固定或者以向成像面一方突出的弧形軌跡移動(dòng)，此時(shí)若要確保主要負(fù)擔(dān)變倍的第二鏡片組具有較大移動(dòng)量，則位于第三鏡片組附近的光圈在廣角時(shí)遠(yuǎn)離第一鏡片組，這樣，在廣角化及高變倍時(shí)第一鏡片組將趨于大型化。為此，為了實(shí)現(xiàn)廣角及高變倍加之小型化，這類鏡頭優(yōu)選構(gòu)成為在從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)，移動(dòng)第一鏡片組，使得望遠(yuǎn)位置比廣角位置更接近被攝體。也就是說，通過使得廣角時(shí)的鏡頭全長(zhǎng)小于望遠(yuǎn)時(shí)的鏡頭全長(zhǎng)，來抑制第一鏡片組的大型化，同時(shí)滿足廣角化。進(jìn)而，第一鏡片組以色差補(bǔ)償所要的最少鏡片數(shù)量2片鏡片構(gòu)成，減小了第一鏡片組厚度，而且，在第二鏡片組和第三鏡片組之間的適當(dāng)位置上設(shè)置光圈，抑制通過第一鏡片組的近軸光的入射高度，從而抑制第一鏡片組口徑增大，同時(shí)還獲得充分大的視角且提高變倍比。專利文獻(xiàn)I (JP特開2008-203453號(hào)公報(bào))是本申請(qǐng)人在本發(fā)明之前提出的專利申請(qǐng)，其中公開的變焦鏡頭具有以下結(jié)構(gòu)，即從被攝體一方開始依次設(shè)置包括負(fù)鏡片以及在被攝體一方具有凸面的正鏡片且整體上具有正折射能力的第一鏡片組、具有負(fù)折射能力的第二鏡片組，具有正折射能力的第三鏡片組、以及具有正折射能力的第四鏡片組，從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)，第一鏡片組和第二鏡片組之間的距離增大，第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離減小，第三鏡片組和第四鏡片組之間的距離發(fā)生變化，其中第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈，該光圈在變倍時(shí)能夠獨(dú)立地在光軸方向上移動(dòng)。此外，還有專利文獻(xiàn)2(JP特開2005-326743號(hào)公報(bào))和專利文獻(xiàn)3 (JP特開2001 = 318312號(hào)公報(bào))等也公開的這類變焦鏡頭。
但是，上述專利文獻(xiàn)I至3中描述的實(shí)施例的變倍比均不夠大，僅有3 4. 5倍，而且，望遠(yuǎn)時(shí)的鏡頭全長(zhǎng)以及收納時(shí)的全長(zhǎng)也未能得到充分縮短。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明第I個(gè)方面的目的在于提供一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但具有能夠?qū)?yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。本發(fā)明第2個(gè)方面的目的也在于提供一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但具有能夠?qū)?yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。本發(fā)明第3個(gè)方面的目的在于提供色差補(bǔ)償性能良好的變焦鏡頭。本發(fā)明第4個(gè)方面的目的在于以高質(zhì)量低成本提供一種的變焦鏡頭，該變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但具有能夠?qū)?yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。本發(fā)明第5以及第6個(gè)方面的目的在于以高質(zhì)量低成本提供一種能夠更好地補(bǔ)償各種像差的高性能小型變焦鏡頭。本發(fā)明第7個(gè)方面的目的在于以高質(zhì)量低成本提供一種能夠良好地補(bǔ)償球面像差和彗星像差的變焦鏡頭。本發(fā)明第8至第10個(gè)方面的目的在于提供一種能夠進(jìn)一步改善各種像差補(bǔ)償?shù)母咝阅茏兘圭R頭。本發(fā)明第11個(gè)方面的目的在于提供一種用以下變焦鏡頭作為攝影光學(xué)系統(tǒng)的畫質(zhì)良好的小型照相機(jī)，該變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但具有能夠?qū)?yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。本發(fā)明第12個(gè)方面的目的在于提供一種用以下變焦鏡頭作為攝影光學(xué)系統(tǒng)的畫質(zhì)良好的攜帶型信息終端裝置，該變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但具有能夠?qū)?yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明第I 第9個(gè)方面(以下也為本發(fā)明的⑴ (9))所述的變焦鏡頭首先構(gòu)成如下，即從被攝體一方開始向成像面一方依次設(shè)置具有正折射能力的第一鏡片組、具有負(fù)折射能力的第二鏡片組、具有正折射能力的第三鏡片組、以及具有正折射能力的第四鏡片組，在從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)，第一鏡片組和第二鏡片組之間的距離增大，第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離減小，第三鏡片組和第四鏡片組之間的距離增大，第一鏡片組以及第三鏡片組在望遠(yuǎn)時(shí)向比廣角時(shí)更接近被攝體的位置移動(dòng)。進(jìn)而，上述各項(xiàng)發(fā)明分別具有下特征。本發(fā)明(I)提供的變焦鏡頭的特征在于，在第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈，該光圈在變倍時(shí)能夠獨(dú)立地在光軸方向上移動(dòng)，而且滿足以下條件式(1)，1.0 < Lsw/|fl2j <2.5式(I)在此，Lsw表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離，fl2w表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)第一鏡片組和第二鏡片組的合成焦距。本發(fā)明(2)提供根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，進(jìn)一步滿足以下條件式⑵，0. 05 < dSff/fT < 0. 20式(2)在此，dsw表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)光圈和第三鏡片組中最接近被攝體的面之間的軸向間距，fT表示變焦鏡頭位于望遠(yuǎn)時(shí)的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。本發(fā)明(3)提供根據(jù)上述本發(fā)明(I)或(2)所述的變焦鏡頭，其特征在于，第一鏡片組中的正鏡片滿足以下條件式(3)和(4)，60 < vdp <95式(3)0. 007 < APg Fp < 0. 05 式(4)在此，APg.Fp= Pg Fp-(-0. 001802 X vdp+0. 6483), vdp 表示第一鏡片組內(nèi)的正鏡片的分散，Pg.FP表不該正鏡片的部分分散比，其中，部分分散比Pg.FP用下式定義，Pg.fP (ng-nF) / (nF-nc)，在此ng, nF, nc分別表示g線、F線、C線的折射率。本發(fā)明(4)提供根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，滿足以下式
(5)，5. 0 < fl/fff < 8. 0式(5)在此，fl表示第一鏡片組的焦距，fw表示整個(gè)系統(tǒng)位于廣角時(shí)的焦距。本發(fā)明(5)提供根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，第一鏡片組的正鏡片中具有非球面。本發(fā)明(6)提供根據(jù)上述本發(fā)明(5)所述的變焦鏡頭，其特征在于，結(jié)合第一鏡片組中的正鏡片和負(fù)鏡片。本發(fā)明(7)提供根據(jù)上述本發(fā)明⑴所述的變焦鏡頭，其特征在于，在所述第三鏡片組中最接近成像面一方設(shè)置負(fù)鏡片，該負(fù)鏡片中面向成像面一方的凹面具有較大的曲率，而且，滿足以下條件式(6)，0. 5 < |r3E|/fff < I. 2 式(6)在此，r3K表示所述第三鏡片組中最接近成像面一方的面的曲率半徑，匕表示該變焦鏡頭位于廣角時(shí)的焦距。本發(fā)明(8)提供根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)第一鏡片組的總移動(dòng)量Xl和變焦鏡頭位于望遠(yuǎn)時(shí)的焦距fT之間滿足以下條件式(7),、
0. 10 < Xl/fT < 0. 35式(7)。本發(fā)明(9)提供根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)所述第三鏡片組的總移動(dòng)量X3和整個(gè)系統(tǒng)位于望遠(yuǎn)時(shí)的焦距fT之間滿足以下條件式⑶，0. 10 < X3/fT < 0. 30式⑶。本發(fā)明(10)提供根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，第二鏡片組的焦距f2和第三鏡片組的焦距f3之間滿足以下條件式(9)，
0. 5 < I f2 I /f3 < 0. 85 式(9)本發(fā)明(11)提供一種照相機(jī)，其特征在于，用上述本發(fā)明⑴ (10)中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭作為攝影用光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明(12)提供一種攜帶型信息終端裝置，其特征在于用(I) (10)中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭作為照相機(jī)功能部的攝影用光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的效果如下。本發(fā)明(I)的變焦鏡頭從被攝體一方開始向成像面一方依次設(shè)置具有正折射能力的第一鏡片組、具有負(fù)折射能力的第二鏡片組、具有正折射能力的第三鏡片組、以及具有正折射能力的第四鏡片組，在從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)，第一鏡片組和第二鏡片組之間的距離增大，第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離減小，第三鏡片組和第四鏡片組之間的距離增大，第一鏡片組以及第三鏡片組在望遠(yuǎn)時(shí)向比廣角時(shí)更接近被攝體的位置移動(dòng)，其中，在第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈，該光圈在變倍時(shí)能夠獨(dú)立地在光軸方向上移動(dòng)，而且滿足以下條件式(1)，1.0 < Lsw/|fl2j <2.5 式(I)在此，Lsw表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離，fl2w表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)第一鏡片組和第二鏡片組的合成焦距。據(jù)此，變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但卻具有對(duì)應(yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。本發(fā)明(2)是根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，進(jìn)一步滿足以下條件式⑵，0. 05 < dSff/fT < 0. 20 式(2)在此，dsw表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)所述光圈和所述第三鏡片組中最接近被攝體的面之間的軸向間距，fT表示變焦鏡頭位于望遠(yuǎn)時(shí)的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。據(jù)此，變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但卻具有對(duì)應(yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。本發(fā)明(3)是根據(jù)上述本發(fā)明(I)或(2)所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一鏡片組中的所述正鏡片滿足以下條件式(3)和(4)，60 < vdp <95式(3)0. 007 < APg Fp < 0. 05 式(4)在此，APgFp = Pg Fp-(-0. 001802 X vdp+0. 6483)，vdp 表示第一鏡片組內(nèi)的正鏡片的分散，Pg.Fp表不該正鏡片的部分分散比，其中，部分分散比Pg.Fp用下式定義，PgFp (ng-nF) /(nF-n。)，在此ng，nF，nc分別表示g線、F線、C線的折射率。據(jù)此，本發(fā)明能夠提供色差補(bǔ)償性能良好的高性能變焦鏡頭。本發(fā)明(4)是根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，滿足以下式(6)表不的關(guān)系，5. 0 < fl/fff < 8. 0式(5)
在此，H表示第一鏡片組的焦距，fw表示整個(gè)系統(tǒng)位于廣角時(shí)的焦距。據(jù)此，能夠以高質(zhì)量低成本提供變焦鏡頭，該變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但卻具有對(duì)應(yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。本發(fā)明(5)是根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一鏡片組內(nèi)的所述正鏡片中至少具有非球面。據(jù)此，能夠以高質(zhì)量低成本提供一種更好地補(bǔ)償各種像差的高性能小型變焦鏡頭。本發(fā)明(6)是根據(jù)上述本發(fā)明(5)所述的變焦鏡頭，其特征在于，結(jié)合所述第一鏡片組中的正鏡片和負(fù)鏡片。據(jù)此，能夠以高質(zhì)量低成本提供更好地補(bǔ)償各種像差的高性能小型變焦鏡頭。本發(fā)明(7)是根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，在所述第三鏡片組中最接近成像面一方設(shè)置負(fù)鏡片，該負(fù)鏡片中面向成像面一方的凹面具有較大的曲率，而且，滿足以下條件式(6)，0. 5 < |r3E|/fff< 1.2 式(6)在此，r3K表示所述第三鏡片組中最接近成像面一方的面的曲率半徑。據(jù)此以高質(zhì)量低成本提供一種能夠良好地補(bǔ)償球面像差和彗星像差的變焦鏡頭。本發(fā)明(8)是根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)所述第一鏡片組的總移動(dòng)量Xl和整個(gè)系統(tǒng)位于望遠(yuǎn)時(shí)的焦距fT之間滿足以下條件式
(7),0. 10 < Xl/fT < 0. 35 式(7)。據(jù)此，本發(fā)明(8)能夠提供進(jìn)一步改善各種像差補(bǔ)償?shù)母咝阅茏兘圭R頭。本發(fā)明(9)是根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)所述第三鏡片組的總移動(dòng)量X3和整個(gè)系統(tǒng)位于望遠(yuǎn)時(shí)的焦距fT之間滿足以下條件式⑶，0. 10 < X3/fT < 0. 30 式⑶。據(jù)此能夠進(jìn)一步高質(zhì)量低成本地提供更加良好地補(bǔ)償各種像差的變焦鏡頭。本發(fā)明(10)提供根據(jù)上述本發(fā)明(I)所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第二鏡片組的焦距f2和所述第三鏡片組的焦距f3之間滿足以下條件式(9)，0. 50 < I f2 I /f3 < 0. 85 式(9)。本發(fā)明(11)是一種照相機(jī)，其特征在于，用上述本發(fā)明⑴ (10)中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭作為攝影用光學(xué)系統(tǒng)。據(jù)此，本發(fā)明(11)能夠提供一種小型且畫質(zhì)良好的照相機(jī)，其中的變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但卻具有對(duì)應(yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。本發(fā)明(12)是一種攜帶型信息終端裝置，其特征在于用(I) (10)中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭作為照相機(jī)功能部的攝影用光學(xué)系統(tǒng)。據(jù)此，據(jù)此，本發(fā)明(12)能夠提供一種小型且畫質(zhì)良好的攜帶型信息終端裝置，其中的變焦鏡頭在廣角時(shí)具有充分大的半視角，大約可達(dá)到38度以上，同時(shí)具有10倍以上的變倍比，該變焦鏡頭小型，所具有的鏡片數(shù)量雖然較少，僅有9片鏡片，但卻具有對(duì)應(yīng)1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能。


圖I是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的實(shí)施例I的變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及該變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)的變焦軌跡的示意圖，其中(a)是在短焦距(也稱為廣角)位置時(shí)、(b)是在短焦距與中焦距中間的焦距位置時(shí)、(C)是在中焦距位置時(shí)、(d)是在中焦距與長(zhǎng)焦距(也稱為望遠(yuǎn))中間的焦距位置時(shí)、(e)是在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))位置時(shí)沿著光軸的截面。圖2是圖I所示本發(fā)明實(shí)施例I的變焦鏡頭在短焦距(廣角)時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖3是圖I所示本發(fā)明實(shí)施例I的變焦鏡頭位在中焦距時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖4是圖I所示本發(fā)明實(shí)施例I的變焦鏡頭在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))時(shí)所發(fā)生的球面像
差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖5是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的實(shí)施例2的變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及該變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)的變焦軌跡的示意圖，其中(a)是在短焦距(也稱為廣角)位置時(shí)、(b)是在短焦距與中焦距中間的焦距位置時(shí)、(C)是在中焦距位置時(shí)、(d)是在中焦距與長(zhǎng)焦距(也稱為望遠(yuǎn))中間的焦距位置時(shí)、(e)是在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))位置時(shí)沿著光軸的截面。圖6是圖5所示本發(fā)明實(shí)施例2的變焦鏡頭在中焦距時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。。圖7是圖5所示本發(fā)明實(shí)施例2的變焦鏡頭在中焦距時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖8是圖5所示本發(fā)明實(shí)施例2的變焦鏡頭在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))時(shí)所發(fā)生的球面像
差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖9是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的實(shí)施例3的變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及該變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)的變焦軌跡的示意圖，其中(a)是在短焦距(也稱為廣角)位置時(shí)、(b)是在短焦距與中焦距中間的焦距位置時(shí)、(C)是在中焦距位置時(shí)、(d)是在中焦距與長(zhǎng)焦距(也稱為望遠(yuǎn))中間的焦距位置時(shí)、(e)是在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))位置時(shí)沿著光軸的截面。圖10是圖9所示本發(fā)明實(shí)施例3的變焦鏡頭在短焦距(廣角)時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖11是圖9所示本發(fā)明實(shí)施例3的變焦鏡頭在中焦距時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖12是圖9所示本發(fā)明實(shí)施例3的變焦鏡頭在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))時(shí)所發(fā)生的球面
像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖13是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的實(shí)施例4的變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及該變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)的變焦軌跡的示意圖，其中(a)是在短焦距(也稱為廣角)位置時(shí)、(b)是在短焦距與中焦距中間的焦距位置時(shí)、(C)是在中焦距位置時(shí)、(d)是在中焦距與長(zhǎng)焦距(也稱為望遠(yuǎn))中間的焦距位置時(shí)、(e)是在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))位置時(shí)沿著光軸的截面。 圖14是圖13所示本發(fā)明實(shí)施例4的變焦鏡頭在短焦距(廣角)時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖15是圖13所示本發(fā)明實(shí)施例4的變焦鏡頭位于中焦距位置時(shí)所發(fā)生的球面像
差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖16是圖13所示本發(fā)明實(shí)施例4的變焦鏡頭在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))時(shí)所發(fā)生的球面
像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖17是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的實(shí)施例5的變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及該變焦鏡頭光學(xué)系統(tǒng)的變焦軌跡的示意圖，其中(a)是在短焦距(也稱為廣角)位置時(shí)、(b)是在短焦距與中焦距中間的焦距位置時(shí)、(C)是在中焦距位置時(shí)、(d)是在中焦距與長(zhǎng)焦距(也稱為望遠(yuǎn))中間的焦距位置時(shí)、(e)是在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))位置時(shí)沿著光軸的截面。圖18是圖17所示本發(fā)明實(shí)施例5的變焦鏡頭在短焦距(廣角)時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖19是圖17所示本發(fā)明實(shí)施例5的變焦鏡頭在中焦距時(shí)所發(fā)生的球面像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖20是圖17所示本發(fā)明實(shí)施例5的變焦鏡頭在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))時(shí)所發(fā)生的球面
像差、像散、畸變以及彗星像差的像差曲線圖。圖21是一例作為本發(fā)明第二實(shí)施方式的攝影裝置的數(shù)碼像機(jī)外觀的斜視圖，該圖是從被攝體方向觀察時(shí)的圖。圖22是從拍攝者方向觀察圖21所示的數(shù)碼像機(jī)外觀的斜視圖。圖23是用于說明圖21所示裝置的功能結(jié)構(gòu)的示意圖。圖24是用于說明用本發(fā)明中使用的圖像處理對(duì)畸變進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的攝像視野的示意圖。標(biāo)記的說明Gl第一組鏡片(正)，G2第二組鏡片(負(fù))，G3第三組鏡片(正)，G4第四組鏡片(正)，LI第一鏡片，L2第二鏡片，L3第三鏡片，L4第四鏡片，L5第五鏡片，L6第六鏡片，L7第七鏡片，L8第八鏡片，L9第九鏡片，AD光圈，F(xiàn)M濾光片等，101攝影鏡頭，102光學(xué)取景器，103曝光燈，104快門鍵，105相機(jī)主機(jī)，106電源開關(guān)，107液晶顯示器，108操作鍵，109存儲(chǔ)卡插槽，110變焦鍵，111中央運(yùn)算處理器(CPU)，112圖像處理裝置，113受光元件，114信號(hào)處理裝置，115半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，116通信卡等。
具體實(shí)施例方式以下基于本發(fā)明的實(shí)施方式并參考附圖，說明本發(fā)明的變焦鏡頭、攝像裝置以及信息終端裝置。在具體說明實(shí)施例之前，首先說明本發(fā)明實(shí)施方式的原理?！兜谝粚?shí)施方式》本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及的變焦鏡頭構(gòu)成為，從被攝體一方開始向成像面一方依次設(shè)置具有正折射能力的第一鏡片組、具有負(fù)折射能力的第二鏡片組、具有正折射能力的第三鏡片組、以及具有正折射能力的第四鏡片組，在從短焦距(廣角)位置向長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))位置變倍時(shí)，該第一鏡片組和該第二鏡片組之間的距離增大，該第二鏡片組和該第三鏡片組之間的距離減小，該第三鏡片組和該第四鏡片組之間的距離增大，該第一鏡片組以及該第三鏡片組在長(zhǎng)焦距(望遠(yuǎn))位置時(shí)向比短焦距(廣角)位置時(shí)更接近被攝體的位置移動(dòng)，該變焦鏡頭進(jìn)而具有以下特征。在一般情況下，具有類似本發(fā)明的、具有正 負(fù) 正 正四組鏡片組的變焦鏡頭主要以第二鏡片組構(gòu)成所謂的變倍件，承擔(dān)變倍。而在本發(fā)明的變焦鏡頭中，第三鏡片組也分擔(dān)變倍，用以減輕第二鏡片組的負(fù)擔(dān)，確保伴隨廣角化及高變倍所造成的逐漸減少的像差補(bǔ)償自由度。此外，在從廣角(短焦距)向望遠(yuǎn)(長(zhǎng)焦距)變倍時(shí)，第一鏡片組向被攝體一方大幅度移動(dòng)，降低廣角時(shí)通過第一鏡片組的入射高度，抑止廣角化帶來的第一鏡片組的大型化，同時(shí)還確保望遠(yuǎn)時(shí)第一鏡片組和第二鏡片組之間的距離，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)焦距化。在從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)，第一鏡片組和第二鏡片組之間的距離增大，第二鏡片組 和第三鏡片組之間的距離減小，第二和第三鏡片組的倍率絕對(duì)值均得以增加，互相還分擔(dān)變倍。進(jìn)而，該變焦鏡頭中，第一鏡片組從被攝體開始依次設(shè)置負(fù)鏡片和被攝體一方具有凸面的正鏡片，并在第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈，該光圈在變倍時(shí)能夠獨(dú)立地在光軸方向上移動(dòng)，而且滿足以下條件式(1)，1.0 < Lsw/|fl2j <2.5 式(I)在此，Lsw表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離，02￥表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)第一鏡片組和第二鏡片組的合成焦距。第一鏡片組僅有上述兩片鏡片，因此能夠抑制近軸光的入射高度，防止徑向尺寸增大。加之，還具有正 負(fù) 正 正四組鏡片類型的變焦鏡頭中常見的效果，即相比于以負(fù)鏡片和正鏡片構(gòu)成的結(jié)合鏡片以及正鏡片的三片鏡片構(gòu)成的第一鏡片組，該兩片鏡片構(gòu)成的第一鏡片組可將主點(diǎn)位置設(shè)置到前方，使得在第一鏡片組和第二鏡片組互相分離的望遠(yuǎn)時(shí)，全長(zhǎng)可以得到縮短。其次，在第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈，該光圈可獨(dú)立于相鄰的鏡片組移動(dòng)，能夠在10倍以上的寬闊的變倍區(qū)域中的任意位置上選擇合適的光線路徑，尤其有利于提高彗星像差或像場(chǎng)彎曲等的補(bǔ)償自由度，改善光軸外性能。優(yōu)選廣角時(shí)光圈和第三鏡片組之間的距離大于望遠(yuǎn)時(shí)光圈和第三鏡片組之間的距離。使用異常分散材料的第三鏡片組在廣角時(shí)遠(yuǎn)離光圈，而在望遠(yuǎn)時(shí)則接近光圈，從而該異常分散性在廣角時(shí)對(duì)倍率色差的二次特征補(bǔ)償發(fā)揮作用，而在望遠(yuǎn)時(shí)則對(duì)軸向色差的二次特征補(bǔ)償發(fā)揮作用。因此，整個(gè)變倍區(qū)域均能夠獲得良好的色差補(bǔ)償。加之，在廣角時(shí)光圈接近第一鏡片組，因而降低通過第一鏡片組的入射高度，從而產(chǎn)生有利于第一鏡片組進(jìn)一步小型化的效果。本發(fā)明構(gòu)成為，將光圈設(shè)置在廣角時(shí)該光圈能夠接近第一鏡片組的位置，以抑止第一鏡片組和第二鏡片組中的近軸光的入射高度，加之，對(duì)第一鏡片組和第二鏡片組的合成折射力以及第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離付與恰當(dāng)?shù)臈l件。這樣能夠抑制光學(xué)系統(tǒng)的大型化并有利于廣角化。如果超過條件式(I)的上限值，則通過第一鏡片組的近軸光的入射高度增加，可能造成第一鏡片組在徑向以及厚度方向的大型化。而如果低于條件式(I)的下限值，則將使得從光圈到被攝體一方的負(fù)折射能力不夠充分，給廣角化帶來困難。或者，第二鏡片組和第三鏡片組之間像差交換發(fā)生過度，使得偏心感度上升。條件式(I)的參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)選為滿足條件式(I) ’1.5 < Lsw/|fl2j <2.0式⑴，出于上述理由，當(dāng)廣角時(shí)光圈和第三鏡片組之間的距離大于望遠(yuǎn)時(shí)的距離時(shí)，該距離優(yōu)選滿足以下條件式(2)(對(duì)應(yīng)本發(fā)明(2))， 0. 05 < dSff/fT < 0. 20式(2)在此，dsw表示變焦鏡頭位于廣角時(shí)所述光圈和所述第三鏡片組中最接近被攝體的面之間的軸向間距，fT表示變焦鏡頭位于望遠(yuǎn)時(shí)的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。如果低于條件式(2)的下限值，雖然廣角時(shí)通過第三鏡片組的入射高度有所減小，廣角時(shí)的倍率色差的二次特征有所下降，但效果不大。而且同樣在廣角時(shí)通過第一鏡片組的入射高度過大，致使第一鏡片組大型化。另一方面，如果大于條件式(2)的上限值，則廣角時(shí)通過第三鏡片組的入射高度過大，引起像面傾斜，或增大兩端小中間大的酒桶形畸變，難以確保廣角時(shí)的性能。在提高變倍率以實(shí)現(xiàn)高變倍化、尤其是增加望遠(yuǎn)時(shí)的焦距時(shí)，將對(duì)望遠(yuǎn)時(shí)的軸向色差的二次特征的補(bǔ)償帶來困難。而且，縮短廣角時(shí)的焦距以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廣角化，將使得廣角時(shí)的變倍色差的二次特征的補(bǔ)償變得困難。將特殊低分散性玻璃用于軸向入射高度大的鏡片組將對(duì)減小軸向色差的二次特征十分有效。由于望遠(yuǎn)時(shí)第一鏡片組中的軸向入射高度最大，而采用特殊分散性玻璃至少能夠充分減小該軸向色差的二次特征。然而，特殊低分散性玻璃的折射率一般較低，會(huì)降低單色差補(bǔ)償能力。因此，若在第一鏡片組中既要采用少量鏡片結(jié)構(gòu)又要在單色差與色差的減小之間保持平衡，利用特殊分散性玻璃并不一定有效。對(duì)此，本發(fā)明為了能夠在僅用兩片鏡片構(gòu)成第一鏡片組的情況下，即減小色差的二次特征，又使得單色差獲得良好的補(bǔ)償，將第一鏡片組中的正鏡片滿足以下條件式(3)和⑷，60 < vdp < 95式(3)0. 007 < APg Fp < 0. 05 式(4)在此，APg Fp = Pg Fp-(-0. 001802X vdp+0. 6483), vdp 表示第一鏡片組內(nèi)的正鏡片的分散，Pg. Fp表不該正鏡片的部分分散比，其中，部分分散比Pg. Fp用下式定義，Pg. Fp (ng-nF) /(nF-n。)，在此ng, nF, n。分別表示g線、F線、C線的折射率(對(duì)應(yīng)本發(fā)明⑶)。小于條件式(3)的下限值會(huì)造成色差補(bǔ)償不充分，而小于條件式(4)的下限值，則會(huì)造成色差的二次特征補(bǔ)償不充分。而超過條件式(3)或(4)上限值的玻璃材料不存在，即便存在這樣的材料，也會(huì)因價(jià)格過于昂貴而不可能被采納。進(jìn)而，為了對(duì)其他像差實(shí)行良好補(bǔ)償，同時(shí)使得光學(xué)系同整體小型化，優(yōu)選滿足以下式⑶，5. 0 < f l/fff < 8. 0式(5)在此，fl表示第一鏡片組的焦距，fw表示整個(gè)系統(tǒng)位于廣角時(shí)的焦距(對(duì)應(yīng)本發(fā)明⑷)。如果小于條件式(5)的下限值，則第二鏡片組的成像倍率接近等倍，變倍效率提高，但是第一鏡片組被要求其中的各片鏡片具有較大的折射能力，不但會(huì)使得望遠(yuǎn)時(shí)的色差進(jìn)一步惡化，而且還將增大第一鏡片組厚度以及口徑，尤其不利于收納時(shí)的小型化。而如果超過條件式(5)的上限值，則會(huì)減小第二鏡片組的變倍作用，難以實(shí)現(xiàn)高變倍化。為了增加像差補(bǔ)償自由度，本發(fā)明優(yōu)選第一鏡片組內(nèi)的正鏡片至少有一面為非球面(對(duì)應(yīng)本發(fā)明(5))。目前已開發(fā)了多種適用于以玻璃鑄模技術(shù)形成非球面的光學(xué)玻璃，而且存在多種滿足本發(fā)明(3)中的條件式(3)和(4)的玻璃鑄模用光學(xué)玻璃，利用這類玻璃可以低成本地獲得性能穩(wěn)定的非球面透鏡鏡片。
在這種情況下，優(yōu)選將第一鏡片組中的負(fù)鏡片和正鏡片粘接起來形成結(jié)合鏡片(對(duì)應(yīng)本發(fā)明(6))。望遠(yuǎn)時(shí)，通過第一鏡片組的光束較粗，為此要求第一鏡片組中的各個(gè)鏡面具有高精度，鑄模成形的非球面鏡片需要進(jìn)行切削加工，其相對(duì)于成形球面鏡片難以確保較高的鏡面精度，因此，粘接非球面鏡片的正鏡片和球面鏡片的負(fù)鏡片得到的結(jié)合鏡片，能夠抑制粘接面的面精度下降所帶來的圖像性能下降。為了進(jìn)一步獲得良好的像差補(bǔ)償，優(yōu)選第三鏡片組中最接近成像面一方設(shè)置面向成像面且具有較大曲率的凹面的負(fù)鏡片，并滿足條件式出)(對(duì)影本發(fā)明(7))，0. 5 < |r3E|/fff< 1.2 式(6)在此，r3K表示所述第三鏡片組中最接近成像面一方的面的曲率半徑。如果小于條件式(6)的下限值，則容易發(fā)生球面像差補(bǔ)償過剩，而如果超過上限值，反而容易發(fā)生球面像差補(bǔ)償不足。進(jìn)而，如果落在條件式(3)的范圍以外，則彗星像差與球面像差相同，也難以達(dá)到平衡，軸外的周圍部分容易發(fā)生外向性或內(nèi)向性彗星像差。進(jìn)一步優(yōu)選滿足以下的條件式(6) ’，0. 7 < |r3E|/fff< 1.0 式(6)，進(jìn)而，關(guān)于對(duì)廣角化和長(zhǎng)焦距化起到關(guān)鍵作用的第一鏡片組的移動(dòng)量，從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)第一鏡片組的總移動(dòng)量Xl和整個(gè)系統(tǒng)位于望遠(yuǎn)時(shí)的焦距fT之間滿足條件式
(7)，可得到充分的像差補(bǔ)償(對(duì)應(yīng)本發(fā)明(8))，0. 10 < Xl/fT < 0. 35 式(7)。如果小于條件式(7)，則第二鏡片組的移動(dòng)量范圍受到限制，為此減小第二鏡片組所起的變倍作用，使第三鏡片組的負(fù)擔(dān)增加，或者有必要增強(qiáng)第一鏡片組以及第二鏡片組的折射能力。總之，小于條件式(7)的下限值不但會(huì)引起各種像差惡化，而且將增大廣角時(shí)的鏡片全長(zhǎng)，致使通過第一鏡片組的入射高度增大，造成第一鏡片組大型化。而如果超過條件式(7)的上限值，則廣角時(shí)鏡片全長(zhǎng)變得過短或望遠(yuǎn)時(shí)的鏡片全長(zhǎng)變得過大。廣角時(shí)鏡片全長(zhǎng)過短，會(huì)使得第三鏡片組的移動(dòng)范圍受到限制，減小第三鏡片組起的變倍作用，難以實(shí)行整體上的像差補(bǔ)償。而望遠(yuǎn)時(shí)鏡片全長(zhǎng)過長(zhǎng)，不但會(huì)妨礙長(zhǎng)度方向的小型化，而且為了確保望遠(yuǎn)時(shí)的周圍的進(jìn)光量，必然會(huì)引起徑向尺寸增加，或者容易發(fā)生因鏡頭傾斜等制造誤差所帶來的圖像性能下降。進(jìn)一步優(yōu)選滿足以下的條件式(7) ’，0. 15 < Xl/fT < 0. 30 式(7)，。關(guān)于與第二鏡片組同時(shí)起變倍作用的第三鏡片組的移動(dòng)量，優(yōu)選從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)所述第三鏡片組的總移動(dòng)量X3和整個(gè)系統(tǒng)位于望遠(yuǎn)時(shí)的焦距fT之間滿足以下條件式
(8)(對(duì)應(yīng)本發(fā)明(9))，0. 10 < X3/fT < 0. 30 式(8)。該條件式(8)的參數(shù)如果小于下限值，則第三鏡片組對(duì)變倍所起的作用減小，從而使第二鏡片組的負(fù)擔(dān)增加，或者有必要增強(qiáng)第三鏡片組的折射能力?？傊?，小于下限值將造成各種像差的惡化。對(duì)此，如果超過條件式(8)的上限值，則第三鏡片組的移動(dòng)量增大，而為了確保該移動(dòng)量，必須增加廣角時(shí)的鏡片全長(zhǎng)，這將致使通過第三鏡片組的入射高度增大，造成第三鏡片組大型化。進(jìn)而，條件式(8)的參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)選為滿足條件式(8) ’，0. 14 < X3/fT < 0. 25 (8)，在像差補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，優(yōu)選各組鏡片組之間的折射能力滿足以下條件(9)(對(duì)應(yīng)本發(fā)明(10))，0. 50 < |f2|/f3 < 0. 85 式(9)其中，f2表示第二鏡片組的焦距，f3表示第三鏡片組的焦距。如果小于條件式(9)的下限值，則第二鏡片組的折射能力過大，而超過條件式(9)的上限值，則第三鏡片組的折射能力過大，無論在哪一種情況下，均會(huì)增加變倍時(shí)的像差變動(dòng)。條件式(9)的參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)選為滿足條件式(9) ’，0. 60 < |f2|/f3 < 0. 75 式(9)，優(yōu)選第一鏡片組中從被攝體一方開始依次設(shè)置一片負(fù)鏡片和一片正鏡片。具體為從被攝體一方開始向成像面一方依次設(shè)置凸面面向被攝體的負(fù)彎月形鏡片、以及面向被攝體的凸面具有較大曲率的正鏡片，共計(jì)兩片鏡片。若要提高變倍倍率，尤其是要增加望遠(yuǎn)時(shí)的焦距時(shí)，需要加大第二至第四鏡片組的合成倍率，而合成倍率的增大將使得第一鏡片組中發(fā)生的像差在成像面上被放大。為此，在提高變倍倍率時(shí)必須充分減小第一鏡片組中的像差，出于上述原因，優(yōu)先第一鏡片組具有上述結(jié)構(gòu)。優(yōu)選第二鏡片組以三片鏡片構(gòu)成，即從被攝體一方開始依次設(shè)置負(fù)鏡片、負(fù)鏡片、以及正鏡片，最接近被攝體的負(fù)鏡片中面對(duì)成像面的面的曲率較大，在此之后的負(fù)鏡片中面對(duì)成像面的面的曲率較大，正鏡片中面對(duì)被攝體的面的曲率較大。該從被攝體一方開始依次設(shè)置負(fù)鏡片、負(fù)鏡片、以及正鏡片的構(gòu)成，使得第二鏡片組的主點(diǎn)向成像面一方移動(dòng)，有助于望遠(yuǎn)時(shí)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)全長(zhǎng)的縮短。此時(shí)，優(yōu)選第二鏡片組的各片鏡片滿足以下條件式(10)、(11)、(12)。I. 75 < N21 < 2. 10,25 < v21 < 55(10)I. 75 < N22 < 2. 10,25 < v22 < 55(11)I. 75 < N23 < 2. 10、15 < v23 < 35(12)其中，N2i (i = I 3)表示第二鏡片組中從被攝體一方開始第i片鏡片的材料的折射率，v2i(i = I 3)表示第二鏡片組中從被攝體一方開始第i片鏡片的材料的阿貝數(shù)。根據(jù)上述條件選擇玻璃種類作為第二鏡片組中各片鏡片的材料，可充分抑制單色差，獲得良好的色差補(bǔ)償。
優(yōu)選第三鏡片組以三片鏡片構(gòu)成，即從被攝體一方起依次設(shè)置正鏡片、正鏡片、以及負(fù)鏡片。在此，可根據(jù)情況將從被攝體一方起第二片鏡片和第三片鏡片粘結(jié)起來。此外，第三鏡片組中至少一片正鏡片采用滿足以下條件尤(13)、(14)的光學(xué)玻璃，則能夠取得良好的色差補(bǔ)償效果。
60. 0 < vdp3 < 93. 0式(13)0. 007 < Pg Fp3-(-0. 001802 X vd+0. 6483) < 0. 055 式(14)在此，vdp3表不第三鏡片組中的正鏡片的分散，Pg.Fp3表不改正鏡片的部分分散比。本發(fā)明的變焦鏡頭中，第四鏡片組主要用于確保遠(yuǎn)心性能以及移動(dòng)聚焦。為了減小鏡片系統(tǒng)的大小，第四鏡片組需要盡可能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，如下述的實(shí)施例所述，優(yōu)選用一片正鏡片構(gòu)成第四鏡片組。本發(fā)明的變焦鏡頭并不局限于以四組鏡片構(gòu)成。如果出于為確保鏡頭性能，如抑制變倍時(shí)發(fā)生的像差變動(dòng)等而增加必要的自由度的需要，還可以在第四組鏡片組之后的成像面一方設(shè)置第五鏡片組。為了在獲得良好的補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)進(jìn)一步促進(jìn)小型化，必須采用非球面鏡片，優(yōu)選至少第二鏡片組以及第三鏡片組分別有一個(gè)以上非球型面。尤其在第二鏡片組中，若將最接近被攝體的第一負(fù)鏡片中面對(duì)被攝體的面設(shè)為非球面，則伴隨廣角化而增大的畸變以及象散可得到有效補(bǔ)償。非球面鏡片既可以采用光學(xué)玻璃或光學(xué)塑料的成型品，也可以采用在玻璃鏡片表面上形成樹脂薄膜將該表面形成為非球形表面(也稱為混合非球面、復(fù)制成形(replica)非球面等)等鏡片。可以采用與孔徑變倍無關(guān)且保持一定的光圈用以簡(jiǎn)化光圈機(jī)構(gòu)。但是，光圈如果構(gòu)成為望遠(yuǎn)時(shí)的孔徑大于廣角時(shí)的孔徑，將有助于減小F值的變化。此外，光圈孔徑如果能夠隨著焦距范圍變化而細(xì)微調(diào)整將有利于提高光圈設(shè)置自由度，可將該光圈設(shè)置到任意位置。在需要減少到達(dá)成像面的進(jìn)光量時(shí)，可以減小光圈孔徑，但是優(yōu)選不改變光圈孔徑，而是通過插入ND濾光片等來減少進(jìn)光量，這樣有利于防止發(fā)生衍射現(xiàn)象導(dǎo)致分辨能力下降。以下基于上述本發(fā)明第一實(shí)施方式，詳細(xì)說明變焦鏡頭的實(shí)施例。實(shí)施例I 實(shí)施例5是根據(jù)具體數(shù)值構(gòu)成的本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施例。在以下的實(shí)施例I 實(shí)施例5中具體顯示了構(gòu)成本發(fā)明變焦鏡頭的數(shù)值。在實(shí)施例I 實(shí)施例5中，位于第四鏡片組之后的成像面一方的平行平板表示的光學(xué)元件是指光學(xué)低通濾光片以及排除紅外線的紅外濾光片等各種濾光片或CMOS圖像傳感器之類的受光元件的蓋玻璃(密封玻璃)，在此用標(biāo)記FM表示，統(tǒng)稱為濾光片等。此外，實(shí)施例I 實(shí)施例5的變焦鏡頭所包含的鏡的材料除第四鏡片組的正鏡片采用光學(xué)塑料以外，所有鏡片材料均為光學(xué)玻璃。以下示出本發(fā)明變焦鏡頭的實(shí)施例的數(shù)值。所有實(shí)施例中，最大像高均為3. 93mm。在此，用放大圖像生成畸變補(bǔ)償圖像來處理廣角時(shí)發(fā)生的負(fù)畸變的量，為此，如下表所示，考慮到畸變量而將最大象高設(shè)定得較小。
權(quán)利要求
1.ー種變焦鏡頭，其中從被攝體一方開始向成像面一方依次設(shè)置具有正折射能力的第一鏡片組、具有負(fù)折射能力的第二鏡片組、具有正折射能力的第三鏡片組、以及具有正折射能力的第四鏡片組，在從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)，該第一鏡片組和該第二鏡片組之間的距離増大，該第二鏡片組和該第三鏡片組之間的距離減小，該第三鏡片組和該第四鏡片組之間的距離増大，該第一鏡片組以及該第三鏡片組在望遠(yuǎn)時(shí)向比廣角時(shí)更接近被攝體的位置移動(dòng)， 其特征在于，在第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈，該光圈在變倍時(shí)能夠獨(dú)立地在光軸方向上移動(dòng)，而且滿足以下條件式(1)， 1.0 < Lsw/|fl2j <2.5 式(I) 在此，Lsw表示所述變焦鏡頭位于廣角時(shí)所述第二鏡片組和所述第三鏡片組之間的距離，fl2w表示所述變焦鏡頭位于廣角時(shí)所述第一鏡片組和所述第二鏡片組的合成焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，滿足以下條件式(2)， 0.05 < dSff/fT < 0. 20式(2) 在此，dsw表示該變焦鏡頭位于廣角時(shí)所述光圈和所述第三鏡片組中最接近被攝體的面之間的軸向間距，fT表示該變焦鏡頭位于望遠(yuǎn)時(shí)的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一鏡片組中的所述正鏡片滿足以下條件式⑶和(4)， 60 < vdp <95式(3)0. 007 < APg Fp < 0. 05 式(4)在此，A Pg Fp = Pg.Fp-(-0. 001802X vdp+0. 6483), vdp 表示所述第 一鏡片組內(nèi)的所述正鏡片的分散，Pg.FP表不該正鏡片的部分分散比，其中，部分分散比Pg.FP用下式定義，Pg.FP (ng-nF) / (nF-nc),在此ng, nF, nc分別表示g線、F線、C線的折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，滿足以下式(5)， 5.0 < fl/fff < 8. 0式(5) 在此，fl表示第一鏡片組的焦距，fw表示該變焦鏡頭位于廣角時(shí)的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一鏡片組內(nèi)的所述正鏡片中具有非球面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變焦鏡頭，其特征在干，結(jié)合所述第一鏡片組中的所述正鏡片和所述負(fù)鏡片。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，在所述第三鏡片組中最接近成像面一方設(shè)置負(fù)鏡片，該負(fù)鏡片中面向成像面的凹面具有較大的曲率，而且，滿足以下條件式(6), 0. 5 < |r3E|/fff< 1.2 式(6) 在此，r3K表示所述第三鏡片組中最接近成像面一方的面的曲率半徑，fw表示該變焦鏡頭位于廣角時(shí)的焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)所述第一鏡片組的總移動(dòng)量Xl和該變焦鏡頭位于望遠(yuǎn)時(shí)的焦距fT之間滿足以下條件式(7)， 0.10 < Xl/fT < 0. 35 式(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)所述第三鏡片組的總移動(dòng)量X3和該變焦鏡頭位于望遠(yuǎn)時(shí)的焦距fT之間滿足以下條件式(8)，0.10 < X3/fT < 0. 30 式(8)
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第二鏡片組的焦距f2和所述第三鏡片組的焦距f3之間滿足以下條件式(9)，0.5 < f 2 I /f 3 < 0. 85 式(9)。
11.一種照相機(jī)，其特征在于，用權(quán)利要求I 10中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭作為攝影用光學(xué)系統(tǒng)。
12.—種攜帶型信息終端裝置，其特征在于用權(quán)利要求I 10中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭作為照相機(jī)功能部的攝影用光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及變焦鏡頭、照相機(jī)以及攜帶型信息終端裝置，其目的在于提供一種高性能小型變焦鏡頭，該鏡頭廣角時(shí)的半視角為38度以上，變倍比為10倍以上，雖然僅有9片鏡片，但卻具有對(duì)應(yīng)1000萬～1500萬像素的攝像元件的分辨能。鏡頭從被攝體起依次設(shè)置折射能力為正·負(fù)·正·正的四組鏡片組(G1)～(G4)，在第二鏡片組(G2)和第三鏡片組(G3)之間設(shè)置光圈，該光圈在變倍時(shí)能夠獨(dú)立地在光軸方向上移動(dòng)，而且變焦鏡頭位于廣角時(shí)第二鏡片組和第三鏡片組之間的距離Lsw和變焦鏡頭位于廣角時(shí)第一鏡片組和第二鏡片組的合成焦距f12w滿足條件式1.0＜Lsw/|f12w|＜2.5。
文檔編號(hào)G02B3/02GK102628981SQ20121002058
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月4日
發(fā)明者中山貴裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光