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、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)的普及，用戶對數(shù)碼像機(jī)的要求出現(xiàn)多樣化趨勢。然而在這樣的發(fā)展趨勢中，自始至終出現(xiàn)的用戶要求依然是數(shù)碼相機(jī)的高畫質(zhì)和小型化，為此，要求用于作為攝影鏡頭的變焦鏡頭需要同時(shí)兼?zhèn)湫⌒突透咝阅艿奶攸c(diǎn)。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(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。另一方面，有關(guān)數(shù)碼相機(jī)的高性能特點(diǎn)，需要整個(gè)變焦區(qū)域的分辨能力至少達(dá)到能夠?qū)?yīng)1000萬 2000萬像素的攝像元件。此外，還存在變焦鏡頭視角廣角化要求，要求半視角達(dá)到42°以上。進(jìn)而，還要求大口徑化，要求優(yōu)選短焦距時(shí)的F值達(dá)到2. 4以下。關(guān)于變倍比，如果變焦鏡頭的焦距達(dá)到相當(dāng)于以35mm的銀鹽相機(jī)換算時(shí)的焦距24 105mm,則足以滿足一般攝影。在本申請之前，本發(fā)明人提出了以下以正 負(fù) 正 正四組鏡片組構(gòu)成的變焦鏡頭，參見專利文獻(xiàn)I (JP特開2008-26837號公報(bào))。該變焦鏡頭的特征在于，在從短焦距向長焦距變倍時(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，其中使用具有異常分散性的鏡片，用以實(shí)現(xiàn)良好的色差補(bǔ)償，同時(shí)還能夠達(dá)到6. 5倍以上的高變倍比。專利文獻(xiàn)2 (JP特開2004-333768號公報(bào))也公開了有關(guān)這類變焦鏡頭的技術(shù)方案。但是，上述專利文獻(xiàn)I和2公開的變焦鏡頭在短焦距時(shí)的半視角只有大約37°，未能滿足目前42°以上的要求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的首先在于提供一種小型變焦鏡頭，該變焦鏡頭在短焦距時(shí)不但具有充分大的視角，半視角達(dá)到42°以上，而且短焦距時(shí)的F值為2. 4以下，視野十分明亮，進(jìn)而，變倍比超過4倍，能夠以11片鏡片的構(gòu)成，來達(dá)到應(yīng)對具有1000萬 1500萬像素的攝像元件的分辨能力。其次，本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)搭載上述變焦鏡頭的照相機(jī)以及攜帶型信息終端。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的提供以下技術(shù)方案。首先，本發(fā)明的變焦鏡頭構(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，并且在第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈，在從短焦距向長焦距變倍時(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焦距時(shí)被移動(dòng)到比在短焦距時(shí)更接近被攝體的位置。在具有上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的以下的變焦鏡頭(I) (9)，其分別具有下述特征。(I)用滿足以下條件式(I) (3)的材料形成的正鏡片分別作為所述第三鏡片組中最接近被攝體和最接近成像面的鏡片，I. 5 < nd < I. 65式(I)60 < Vd <80式(2) 0. 008 < Pgj F- (-0. 001802 X vd+0. 6483) < 0. 050式(3)在此，nd表示相對于d線的折射率，vd表示阿貝數(shù)，Pg,F表示部分分散比，可用下式定義，Pg,F = (ng-nF) / (nF-nc)，在此ng, nF, nc分別表示相對于g線、F線、C線的折射率。(2)基于⑴所述的變焦鏡頭，其特征還在于，滿足以下式⑷，0. 3 < f3/ft < 0. 7式(4)其中，f3為所述第三鏡片組的焦距，ft為該變焦鏡頭位于長焦距一端時(shí)的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。(3)基于⑴所述的變焦鏡頭，其特征還在于，滿足以下式(5)，0. 8 < f: 3/f3 < I. 2式(5)其中，3為所述第三鏡片組中最接近被攝體的正鏡片的焦距，f3為所述第三鏡片組的焦距。(4)基于⑴所述的變焦鏡頭，其特征還在于，滿足以下式(6)，0. 6 < f2 3/f3 <1.0式(6)其中，f2 3為所述第三鏡片組中最接近成像面的正鏡片的焦距，f3為所述第三鏡片組的焦距。(5)基于(I)所述的變焦鏡頭，其特征還在于，所述第一鏡片組構(gòu)成為包括正鏡片和負(fù)鏡片兩片鏡片。(6)基于⑴所述的變焦鏡頭，其特征還在于，滿足以下式(7)，0. 8 < fjft < 2. 5式(7)其中，f,為所述第一鏡片組的焦距，ft為該變焦鏡頭位于長焦距時(shí)的焦距。(7)基于(I)所述的變焦鏡頭，其特征還在于，該變焦鏡頭位于短焦距一端時(shí)所述光圈與所述第三鏡片組之間的距離要大于位于長焦距一端時(shí)該光圈與該第三鏡片組之間的距離。(8)基于(I)所述的變焦鏡頭，其特征還在于，所述第三鏡片組構(gòu)成為從被攝體一方開始依次設(shè)置正鏡片、正鏡片、負(fù)鏡片、負(fù)鏡片、正鏡片的五片鏡片。(9)基于⑴所述的變焦鏡頭，其特征還在于，可在信息裝置中用于作為拍攝攝像元件讀取的圖像的變焦鏡頭，該變焦鏡頭拍攝的圖像允許在能夠用電子處理對經(jīng)過攝像元件信息化處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆秶鷥?nèi)發(fā)生畸變。其次，本發(fā)明的照相機(jī)使用上述(I) (9)中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭作為攝影用光學(xué)系統(tǒng)。進(jìn)而，本發(fā)明的攜帶型信息終端裝置使用上述(I) (9)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)。
上述照相機(jī)具有用攝像元件讀取變焦鏡頭拍攝的圖像的功能，可以采用上述
(I) (9)中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭。這類照相機(jī)以及上述攜帶型信息終端裝置尤其適于采用(9)所述的變焦鏡頭。以下補(bǔ)充說明上述本發(fā)明各項(xiàng)技術(shù)方案的效果。具有正 負(fù) 正 正四組鏡片組的上述本發(fā)明的變焦鏡頭中，通常用具有負(fù)折射能力的第二鏡片組作為起主要變倍作用的所謂“變速器”。而在本發(fā)明的變焦鏡頭中，第三鏡片組也起變倍作用，用第三鏡片組來分擔(dān)第二鏡片組的變倍，減輕第二鏡片組的負(fù)擔(dān)，確保像差補(bǔ)償?shù)淖杂啥龋瑴p小伴隨廣角化和高變倍引起的色差補(bǔ)償難度的上升。
此外，在從短焦距向長焦距變倍時(shí)，第一鏡片組以及第三鏡片組在變焦鏡頭處于長焦距一端時(shí)移動(dòng)到比在短焦距一端時(shí)更接近被攝體的位置，為此，在從短焦距向長焦距變倍時(shí)，第一鏡片組向被攝體一方大幅度移動(dòng)，使得短焦距時(shí)通過第一鏡片組的光線高度降低，從而抑止了廣角化帶來的第一鏡片組的大型化。在從短焦距向長焦距變倍時(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，第二鏡片組和第三鏡片組的倍率(絕對值)均增大，由此第二鏡片組和第三鏡片組同時(shí)起到變倍作用，互相分擔(dān)變倍。在此說明條件式⑴ (3)。通常，如果加大長焦距時(shí)的焦距，則將難以補(bǔ)償望遠(yuǎn)即長焦距時(shí)的軸向色差的二次光譜色差。而如果縮短在短焦距時(shí)的焦距，進(jìn)一步加大廣角化，則廣角即短焦距時(shí)的倍率色差的二次光譜色差將變得難以補(bǔ)償。本發(fā)明的變焦鏡頭在利用異常分散材料(異常分散性大的材料)來補(bǔ)償上述色差時(shí)，在該材料的使用部位以及光學(xué)特性上具有特征。通常，用特殊低分散玻璃形成軸向光線高度較大的鏡片組，對降低軸向色差的二次光譜色差十分有效。在本發(fā)明中，用異常分散玻璃來形成第三鏡片組。第三鏡片組的軸向光線高度僅次于第一鏡片組，通過采用異常分散玻璃，能夠充分降低軸向色差的二次光譜色差。異常分散玻璃如上述(I)所述，分別用于設(shè)置在最接近被攝體以及最接近成像面的鏡片。在第三鏡片組中，最接近被攝體的鏡片中軸向光線和軸外光線的主光線相距較近，而最接近成像面的鏡片中軸向光線和軸外光線的主光線則相距較遠(yuǎn)。由此可知，光線在兩片鏡片中以不同方式通過，為此，可以補(bǔ)償該兩片鏡片，充分降低軸向色差以及倍率色差的二次光譜色差。一般，特殊低分散光學(xué)材料的折射率較低，會(huì)造成色差補(bǔ)償能力下降。對于以少量鏡片構(gòu)成的第三鏡片組來說，需要同時(shí)在減少單色差和減少色差之間取得平衡，為此，采用特殊低分散材料并不一定能夠獲得顯著效果。對此在本發(fā)明第三鏡片組中，用折射率、阿貝數(shù)、異常分散性滿足式⑴ (3)范圍的光學(xué)玻璃來構(gòu)成最接近被攝體的鏡片和最接近成像面的鏡片。這樣，即便用5片左右的鏡片來構(gòu)成的第三鏡片組，也能夠降低色差的二次光譜色差，同時(shí)充分補(bǔ)償單色差。
如果小于式⑴的下限值，則會(huì)引起單色差補(bǔ)償效果不足，而如果小于式⑵的下限值，則色差補(bǔ)償效果不足。進(jìn)而，如果小于式(3)的下限值，則色差的二次光譜色差補(bǔ)償效果不夠充分。相反，不存在超過所有式(I) (3)的上限值的光學(xué)材料，或者即便存在這樣的材料，材料價(jià)格也十分昂貴，有違實(shí)現(xiàn)低價(jià)格變焦鏡頭的目的。如果超過式(4)的上限值，則難以充分發(fā)揮第三鏡片組的變倍作用，不利于同時(shí)實(shí)現(xiàn)變焦鏡頭的小型化和整個(gè)變焦區(qū)域的色差補(bǔ)償。而如果小于式⑷的下限值，則第三鏡片組的焦距過短，第三鏡片組中的色差補(bǔ)償將變得困難。進(jìn)一步優(yōu)選式⑷的參數(shù)范圍更窄，滿足以下式(4A)。0. 4 < f3/ft < 0. 6式(4A)
式(5)有利于進(jìn)一步良好地補(bǔ)償單色差以及色差。如果超過式(5)的上限值，則使用異常分散材料的鏡片(第三鏡片組中最接近被攝體的正鏡片)的折射能力將不利于二次光譜色差的降低，會(huì)出現(xiàn)無法對色差進(jìn)行充分補(bǔ)償?shù)那闆r。而如果小于下限值，則不但不利于同時(shí)實(shí)現(xiàn)變焦鏡頭的小型化和整個(gè)變焦區(qū)域的色差補(bǔ)償，而且需要增大鏡片的鏡面曲率，不利于保證加工精度。滿足式(6)可使得單色差以及色差進(jìn)一步獲得補(bǔ)償。如果超過式￠)的上限值，則利用異常分散材料的鏡片及第三鏡片組中最接近成像面的正鏡片的折射能力不利于二次光譜色差的充分減小，會(huì)發(fā)生無法對色差充分補(bǔ)償?shù)那闆r。而如果小于式(6)的下限值，則不但難以在色差補(bǔ)償和單色差補(bǔ)償之間達(dá)到平衡，而且還需要增大鏡片的鏡面曲率，不利于保證加工精度。如上述(5)所述，第一鏡片組以負(fù)鏡片和正鏡片兩片鏡片構(gòu)成，用以減小第一鏡片組的厚度和直徑。如果第一鏡片組采用異常分散性光學(xué)材料，則雖然會(huì)對色差補(bǔ)償起到顯著效果，但是需要以負(fù)鏡片和正鏡片兩片鏡片構(gòu)成的第一鏡片組中的正鏡片具有較大的折射率。但是，目前不存在折射率大的異常分散性光學(xué)材料，即便存在這種材料，其價(jià)格也必然十分昂貴，不適于用于廉價(jià)變焦鏡頭。本發(fā)明將變焦鏡頭中的第三鏡片組構(gòu)成為包括兩片異常分散性光學(xué)材料正鏡片，從而能夠在不用異常分散性光學(xué)材料形成第一鏡片組的情況下實(shí)現(xiàn)色差補(bǔ)償。優(yōu)選第一鏡片組的正鏡片相對于d線的折射率為I. 7以上。還可以將第一鏡片組的負(fù)鏡片和正鏡片結(jié)合形成一片結(jié)合鏡片，用一個(gè)元件構(gòu)成一個(gè)鏡片組，便于制造。在本發(fā)明的(5)中，滿足式(7)可獲得良好的色差補(bǔ)償。如果小于式(7)的下限值，第一鏡片組的焦距過短，難以用正負(fù)兩片鏡片來補(bǔ)償發(fā)生在第一鏡片組中的色差。而如果超過上限值，則第一鏡片組焦距過長，第二鏡片組難以進(jìn)行變倍，這樣，將難以在整個(gè)變焦區(qū)域進(jìn)行色差補(bǔ)償。如本發(fā)明的(7)所述，變焦鏡頭構(gòu)成為位于短焦距時(shí)光圈與第三鏡片組之間的距離大于位于長焦距時(shí)光圈與第三鏡片組之間的距離，這樣，使用異常分散性材料的第三鏡片組在短焦距時(shí)離開光圈，而在長焦距時(shí)則接近光圈，從而異常分散性能夠在短焦距時(shí)發(fā)揮倍率色差的二次光譜色差的補(bǔ)償作用，而在長焦距時(shí)發(fā)揮軸向色差的二次光譜色差的補(bǔ)償作用。而且，在短焦距時(shí)讓光圈接近第一鏡片組，可進(jìn)一步降低通過第一鏡片組的光線高度，對第一鏡片組進(jìn)一步小型化有效。進(jìn)而，在將變焦鏡頭構(gòu)成為位于短焦距一端時(shí)光圈與第三鏡片組之間的距離大于位于長焦距一端時(shí)光圈與第三鏡片組之間的距離時(shí)，優(yōu)選光圈與第三鏡片組之間的距離滿足式⑶。0. 05 < dSff/ft < 0. 20式(8)在此，dsw表示該變焦鏡頭位于短焦距時(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表示該變焦鏡頭位于長焦距一端時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的焦距。如果小于式⑶的下限值，則在短焦距時(shí)通過第三鏡片組的光線高度減小，難以有效降低倍率色差的二次光譜色差。同時(shí)，在短焦距時(shí)通過第一鏡片組的光線高度增大，易于導(dǎo)致第一鏡片組大型化。相反，如果超過式(8)的上限值，則短焦距時(shí)通過第三鏡片組的光線高度增大，易于發(fā)生成像面外側(cè)部分沿著光線照射方向彎曲的所謂像面彎曲、或者兩端小中間大的酒桶形態(tài)的畸變，尤其難以保證廣角區(qū)域中的性能。第三鏡片組中的軸線光線通過的位置較高，因此，第三鏡片組的結(jié)構(gòu)對于變焦鏡頭的大口徑化有著重要意義。本發(fā)明如(8)所述，優(yōu)選將第三鏡片組夠成為從被攝體一方開始依次設(shè)置正鏡片、正鏡片、負(fù)鏡片、負(fù)鏡片、正鏡片的五片鏡片，此時(shí)，可將位于成像面一方的四片鏡片中的正鏡片和負(fù)鏡片以及負(fù)鏡片和正鏡片分別結(jié)合，形成兩片結(jié)合鏡片。進(jìn)而，將第三鏡片組中最接近被攝體的正鏡片形成為非球面鏡片，用于實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)減小球面像差。將用于補(bǔ)償球面像差的非球面鏡片設(shè)置在光圈附近比較有效。滿足下式(9)，有利于進(jìn)一步促進(jìn)變焦鏡頭的小型化和性能提高。0. 9 < — < 1.3式(9)在此，％是第二鏡片組中最接近成像面的鏡片的有效直徑，奶是第三鏡片組中最接近被攝體的鏡片的有效直徑。如果超過式(9)的上限值，則位于從光圈向被攝體一方的鏡片大小變大，難以對這些鏡片進(jìn)行色差補(bǔ)償。而如果小于下限值，則進(jìn)入第三鏡片組的光線高度過高，使第三鏡片組的色差補(bǔ)償變得困難。在需要減少到達(dá)成像面的進(jìn)光量時(shí)，雖然可以通過減小光圈孔徑來實(shí)現(xiàn)，但是本發(fā)明優(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，這樣有利于防止衍射現(xiàn)象引起的分辨能力下降。在現(xiàn)有技術(shù)中對于崎變，可以將鏡頭拍攝的圖像在攝像兀件的攝像面上成像，用攝像元件對該圖像進(jìn)行信息化處理，補(bǔ)償圖像中的畸變。在實(shí)行上述畸變補(bǔ)償?shù)那疤嵯?，?9)所述，變焦鏡頭拍攝的圖像中所發(fā)生的畸變只要是在能夠用電子處理來進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆秶鷥?nèi)，該畸變以外的色差便能夠得到更加良好的補(bǔ)償，有利于廣角化及提高變倍率。
視角越大越容易發(fā)生畸變，對此，至少在廣角(長焦距)時(shí)，優(yōu)選在包含廣角和中焦距在內(nèi)的變倍區(qū)域中能夠?qū)冞M(jìn)行補(bǔ)償。用電子處理約可補(bǔ)償20%的畸變。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)以上本發(fā)明的⑴所述，能夠?qū)崿F(xiàn)用11片鏡片構(gòu)成的小型變焦鏡頭，該變焦鏡頭在廣角時(shí)的半視角為42°以上，變倍比約為三倍，短焦距時(shí)的F值為2. 4以下，視野明亮，而且分辨能力能夠?qū)?yīng)具有1000萬 2000萬像素的攝像元件。進(jìn)而，在滿足上述(2)的條件(4) (7)的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)以下實(shí)施例所描述的變焦鏡頭，該變焦鏡頭廣角時(shí)的半視角為42°以上，短焦距時(shí)的F值為2. 4以下，分辨能力能夠?qū)?yīng)具有1000萬 2000萬像素的攝像元件。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的變焦鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)以及變焦軌跡的示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的變焦鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)以及變焦軌跡的示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的變焦鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)以及變焦軌跡的示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例4的變焦鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)以及變焦軌跡的示意圖。圖5是實(shí)施例I的變焦鏡頭在短焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖6是實(shí)施例I的變焦鏡頭在中焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖7是實(shí)施例I的變焦鏡頭在長焦距時(shí)的各種像差曲線圈。圖8是實(shí)施例2的變焦鏡頭在短焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖9是實(shí)施例2的變焦鏡頭在中焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖10是實(shí)施例2的變焦鏡頭在長焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖11是實(shí)施例3的變焦鏡頭在短焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖12是實(shí)施例3的變焦鏡頭在中焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖13是實(shí)施例3的變焦鏡頭在長焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖14是實(shí)施例4的變焦鏡頭在短焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖15是實(shí)施例4的變焦鏡頭在中焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖16是實(shí)施例4的變焦鏡頭在長焦距時(shí)的各種像差曲線圖。圖17A和圖17B是用于說明本發(fā)明作為攜帶型信息終端裝置的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖18是圖17所示裝置的一例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖19是用于說明畸變補(bǔ)償?shù)氖疽鈭D。標(biāo)記說明如下。Gl第一鏡片組，G2第二鏡片組，G3第三鏡片組，G4第四鏡片組。
具體實(shí)施例方式以下說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖I 圖4顯示變焦鏡頭的實(shí)施方式。圖I 圖4所示的變焦鏡頭分別對應(yīng)以下將要描述的實(shí)施例I 4的變焦鏡頭。為了簡便起見，在圖I 圖4中使用相同標(biāo)記。圖I 圖4中位于最上方的圖均表示短焦距即廣角時(shí)的鏡片設(shè)置，位于中間的圖均表示中焦距時(shí)的鏡片設(shè)置，最下方的圖均表示長焦距即望遠(yuǎn)時(shí)的鏡片設(shè)置，在從廣角向望遠(yuǎn)變倍時(shí)變焦鏡頭中的各組鏡片組按照箭頭從圖的最上方所示的狀態(tài)向最下方所示狀、態(tài)移動(dòng)。如圖I 圖4所示，變焦鏡頭夠成為從被攝體一方即圖的左側(cè)開始依次設(shè)置具有正折射能力的第一鏡片組G1、具有負(fù)折射能力的第二鏡片組G2、具有正折射能力的第三鏡片組G3以及具有正折射能力的第四鏡片組G4從廣角(最上方的圖)向望遠(yuǎn)(最下方的圖)變倍時(shí)，第一鏡片組Gl和第二鏡片組G2之間的距離增大，第二鏡片組G2和第三鏡片組G3之間的 距離減小，第三鏡片組G3和第四鏡片組G4之間的距離增大、第一鏡片組以及第三鏡片組在廣角時(shí)移動(dòng)到比望遠(yuǎn)時(shí)更接近被攝體的位置。第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈S。第一鏡片組Gl具有凸面面向被攝體一方的彎月形負(fù)鏡片和凸面面向被攝體一方的彎月形正鏡片，該兩片鏡片結(jié)合形成。弟二鏡片組G3構(gòu)成為從被攝體一方開始設(shè)直正鏡片(雙凸鏡片)、正鏡片和負(fù)鏡片的結(jié)合鏡片以及負(fù)鏡片和正鏡片的結(jié)合鏡片。最接近被攝體以及最接近成像面的鏡片均為正鏡片，這些正鏡片用滿足式(I) (3)的玻璃材料形成。在圖I 圖4中，標(biāo)記F表示一片透明平行平板，透明平行平板F概示在光學(xué)上等價(jià)的光學(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CCD傳感器等攝像元件的蓋玻璃(密封玻璃)。標(biāo)記IS表示成像面，攝像元件的受光面被設(shè)置在該成像面位置上。這些實(shí)施方式所對應(yīng)的下述實(shí)施例I 4的變焦鏡頭均滿足上述式(I) (9)。參考圖17、圖18說明作為攜帶型信息終端裝置的實(shí)施方式。圖18顯示了圖17A和圖17B所示的攜帶型信息終端裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖18所示，該系統(tǒng)包括以變焦鏡頭構(gòu)成的攝影鏡頭I和以攝像元件構(gòu)成的受光元件13，受光元件13讀取攝影鏡片I拍攝形成的攝影對象的像，受中央運(yùn)算處理器11控制的信號處理裝置14處理該受光元件13的輸出，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。上述數(shù)字信息的圖象被顯示在液晶顯示器7上，并且被保存到半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置15中或者通過通信卡16倍提供到向外部通信。除了該外部通信功能之外的其他部分構(gòu)成照相機(jī)。將上述本發(fā)明⑴ (9)中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭用于作為攝影鏡頭1，具體為采用下述實(shí)施例I 4的變焦鏡頭。液晶顯示器7不但能夠顯示正在攝影中的圖象，而且能夠顯示保存在半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置15中的圖象。攜帶期間照相機(jī)中的攝影鏡頭處于圖17A所示的收納狀態(tài)，操作電源開關(guān)6接通電源后，鏡頭5從照相機(jī)框體中伸出。在伸出狀態(tài)下鏡筒內(nèi)部變焦鏡頭中的各組鏡片比如呈廣角時(shí)設(shè)置，通過操作未圖示鏡片操作桿來改變各組鏡片的設(shè)置，向望遠(yuǎn)變倍。此時(shí)，取景器2連動(dòng)于攝影鏡頭I的視角變化進(jìn)行變倍。半按快門鍵4來進(jìn)行聚焦。聚焦既可通過第四組鏡片移來實(shí)行，也可移動(dòng)受光元件實(shí)行。進(jìn)一步按動(dòng)快門鍵4實(shí)行攝影，而后實(shí)行上述處理。操作操作鍵8在液晶顯示器7上顯示半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置15中保存的圖象、或者用通信卡16等向外部發(fā)送該半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置15中的圖象時(shí)，可將半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置15以及通信卡16等分別插入專用或通用的插槽9。攝影鏡頭處于收納狀態(tài)時(shí)，不一定需要將變焦鏡頭中的各組鏡片至于光軸位置上。例如，可以利用一機(jī)構(gòu)使得第三鏡片組G3以及/或者第四鏡片組G4離開光軸與其他鏡片組并列設(shè)置收納，進(jìn)一步減小攜帶型信息終端裝置的厚度。此時(shí)，由于在光軸方向上第三鏡片組比第四鏡片組大，因此讓第三鏡片組退離光軸將更加有利于減小收納狀態(tài)時(shí)的厚度。實(shí)施例I 4的變焦鏡頭能夠?qū)崿F(xiàn)搭載1000萬 2000萬像素級別的受光元件并具有高畫質(zhì)小型照相機(jī)功能的攜帶型信息終端裝置?！秾?shí)施例》
以下顯示四例具體的變焦鏡頭實(shí)施例。在所有實(shí)施例中，除第四鏡片組中的一片正鏡片用光學(xué)塑料構(gòu)成以外，其他鏡片均使用光學(xué)玻璃。實(shí)施例I 實(shí)施例4中的標(biāo)記如下。f:整個(gè)系統(tǒng)的焦距F:F 值O :半視角R :曲率半徑D:面間距Nd:折射率vd:阿貝數(shù)K :非球面圓錐常數(shù)A4:四次方非球面系數(shù)A6 :六次方非球面系數(shù)A8 :八次方非球面系數(shù)A10 :十次方非球面系數(shù)非球面用公知的下式表示，其中，C為傍軸曲率半徑的倒數(shù)即傍軸曲率、H為到光軸的高度、K為上述圓錐常數(shù)、A4 Altl為非球面系數(shù)。X =C +)作2 + A4H4 + A6H6 + AHi + 4。丑10式(10)〈實(shí)施例1>實(shí)施例I的變焦鏡頭如圖I所示。表I顯示實(shí)施例I的數(shù)據(jù)。表I
權(quán)利要求
1. 一種變焦鏡頭，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，并且在第二鏡片組和第三鏡片組之間設(shè)置光圈，在從短焦距向長焦距變倍時(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該變焦鏡頭處于長焦距一端時(shí)被移動(dòng)到比在短焦距一端時(shí)更接近被攝體的位置，其特征在于，用滿足以下條件式(I) (3)的材料形成的正鏡片分別作為所述第三鏡片組中最接近被攝體和最接近成像面的鏡片， 1.5 < nd < I. 65 式(I) 60 < Vd < 80式(2)0.008 < Pgj F- (-0. 001802 X vd+0. 6483) < 0. 050式(3) 在此，nd表示d線的折射率，Vd表示阿貝數(shù)，Pg,F表示部分分散比，可用 下式定義，Pg,F = (ng-nF) / (nF-nc),在此，ng, nF, nc分別表示g線、F線、C線的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，滿足以下式(4)， 0.3 < f3/ft < 0. 7式(4) 其中，f3為所述第三鏡片組的焦距，ft為該變焦鏡頭位于長焦距一端時(shí)的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
3.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)， 0.8 < f: 3/f3 < I. 2式(5) 其中，f\—3為所述第三鏡片組中最接近被攝體的正鏡片的焦距，f3為所述第三鏡片組的焦距。
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(6)， 0.6 < f2 3/f3 < I. 0式(6) 其中，f2—3為所述第三鏡片組中最接近成像面的正鏡片的焦距，f3為所述第三鏡片組的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第一鏡片組構(gòu)成為包括負(fù)鏡片和正鏡片兩片鏡片。
6.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(7)， 0.8 < fjft < 2. 5式(7) 其中，f為所述第一鏡片組的焦距，ft為該變焦鏡頭位于長焦距一端時(shí)的焦距。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭位于短焦距一端時(shí)所述光圈與所述第三鏡片組之間的距離大于位于長焦距一端時(shí)該光圈與該第三鏡片組之間的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，所述第三鏡片組構(gòu)成為從被攝體一方開始依次設(shè)置正鏡片、正鏡片、負(fù)鏡片、負(fù)鏡片、正鏡片的五片鏡片。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變焦鏡頭，其特征在于，可在信息裝置中用于作為拍攝攝像元件讀取的圖像的變焦鏡頭，該變焦鏡頭拍攝的圖像允許在能夠用電子處理對經(jīng)過攝像元件信息化處理的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆秶鷥?nèi)發(fā)生畸變。
10.一種照相機(jī)，其特征在于，用權(quán)利要求I 9中任意一項(xiàng)所述的變焦鏡頭作為攝影用光學(xué)系統(tǒng)。
11.一種攜帶型信息終端裝置，其特征在于用權(quán)利要求I 9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，該鏡頭短焦距視野明亮，半視角42°以上，F(xiàn)值2.4以下，變倍比4倍以上，并具有對應(yīng)1000～1500萬像素?cái)z像元件的分辨能力。該鏡頭從被攝體一方起依次設(shè)置折射能力為正·負(fù)·正·正的四組鏡片組(G1)～(G4)，(G1)和(G3)之間設(shè)置光圈(S)，從短焦距向長焦距變倍時(shí)，(G1)和(G2)間距增大，(G2)和(G3)間距減小，(G3)和(G4)間距增大，(G1)和(G3)在長焦距時(shí)移動(dòng)到比短焦距時(shí)更接近被攝體的位置，進(jìn)而，用滿足一定條件的材料形成的正鏡片分別作為(G3)中最接近被攝體和成像面的鏡片。
文檔編號G02B3/02GK102736229SQ20121006701
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者須藤芳文 申請人:株式會(huì)社理光