變焦透鏡以及攝像裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有超過12的高變焦比、并且小型且后截距較長(zhǎng)的高性能的變焦透鏡。該變焦透鏡從物體側(cè)依次由正的光焦度的第1透鏡組(G1)、負(fù)的光焦度的第2透鏡組(G1)、正的光焦度的第3透鏡組(G3)、以及正的光焦度的第4透鏡組(G4)構(gòu)成，在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)，以使第1透鏡組(G1)與第2透鏡組(G2)的間隔增大、第2透鏡組(G2)與第3透鏡組(G3)的間隔減小、第3透鏡組(G3)與第4透鏡組(G4)的間隔減小的方式使各透鏡組移動(dòng)。第4透鏡組(G4)從物體側(cè)依次由正的光焦度的第4a透鏡組(G4a)以及負(fù)的光焦度的第4b透鏡組(G4b)構(gòu)成，在從無限遠(yuǎn)向極近進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，僅第4b透鏡組(G4b)向像側(cè)移動(dòng)。
【專利說明】變焦透鏡以及攝像裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在數(shù)碼相機(jī)、視頻攝像機(jī)、播放用攝像機(jī)、電影用攝像機(jī)以及監(jiān)視用攝像機(jī)等電子攝像機(jī)中使用的變焦透鏡、以及具備該變焦透鏡的攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)久以來，在高變焦比的變焦透鏡中，為了實(shí)現(xiàn)小型化且抑制像移動(dòng)相對(duì)于對(duì)焦移動(dòng)的靈敏度，提出有將四組結(jié)構(gòu)變焦透鏡的第4透鏡組劃分為第4a透鏡組以及第4b透鏡組這兩者、利用后側(cè)的第4b透鏡組進(jìn)行聚焦的變焦透鏡(參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-9104號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-115874號(hào)公報(bào)
[0007]發(fā)明的概要
[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]在專利文獻(xiàn)1、2所述的變焦透鏡中，用于進(jìn)行聚焦的第4b透鏡組具有正的光焦度，因此在從無限遠(yuǎn)向極近進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，第4b透鏡組向物體側(cè)移動(dòng)。因此，在第4b透鏡組的物體側(cè)需要用于供第4b透鏡組移動(dòng)的空間，其結(jié)果是，在第4a透鏡組與第4b透鏡組之間需要較大空間，因此無法使光學(xué)系統(tǒng)充分地小型化。另外，由于廣角端中的后截距容易變短，因此在將專利文獻(xiàn)1、2所述的變焦透鏡應(yīng)用于單反相機(jī)的情況下，無法確保反射鏡、濾色鏡等的空間。另外，在專利文獻(xiàn)1、2所述的變焦透鏡中，變焦比皆為10左右，不能說具有足夠的高變焦比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，其目的在于提供一種具有超過12的高變焦比、并且小型且后截距較長(zhǎng)的高性能的變焦透鏡。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的變焦透鏡從物體側(cè)依次由正的光焦度的第I透鏡組、負(fù)的光焦度的第2透鏡組、正的光焦度的第3透鏡組、以及正的光焦度的第4透鏡組構(gòu)成，在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)，以使所述第I透鏡組與所述第2透鏡組的間隔增大、所述第2透鏡組與所述第3透鏡組的間隔減小、所述第3透鏡組與所述第4透鏡組的間隔減小的方式使所述各透鏡組移動(dòng)，其特征在于，
[0013]所述第4透鏡組從物體側(cè)依次由正的光焦度的第4a透鏡組以及負(fù)的光焦度的第4b透鏡組構(gòu)成，在從無限遠(yuǎn)向極近進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，僅所述第4b透鏡組向像側(cè)移動(dòng)。
[0014]需要說明的是，本發(fā)明的變焦透鏡由第I透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組以及第4透鏡組構(gòu)成，但在四個(gè)透鏡組以外，也可以包含實(shí)際上不具備光學(xué)能的透鏡、光闌、玻璃罩等透鏡以外的光學(xué)要素、透鏡凸緣、透鏡筒、攝像元件、具有手抖修正機(jī)構(gòu)等的機(jī)構(gòu)部分等的結(jié)構(gòu)。
[0015]另外，在本發(fā)明中，凸面、凹面、平面、雙凹、彎月、雙凸、平凸以及平凹等這樣的透鏡的面形狀、正以及負(fù)這樣的透鏡的光焦度的附圖標(biāo)記，對(duì)于含有非球面的結(jié)構(gòu)，只要沒有特別限定，考慮為近軸區(qū)域。另外，在本發(fā)明中，對(duì)于曲率半徑的附圖標(biāo)記，面形狀為凸面朝向物體側(cè)時(shí)設(shè)為正，凸面朝向像側(cè)時(shí)設(shè)為負(fù)。
[0016]另外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，優(yōu)選的是，所述第4b透鏡組至少在一面上具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度增強(qiáng)的形狀的非球面。
[0017]另外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，優(yōu)選的是，所述第3透鏡組從物體側(cè)依次由正的光焦度的第3a透鏡組、以及負(fù)的光焦度的第3b透鏡組構(gòu)成，通過使所述第3b透鏡組向與光軸垂直的方向移動(dòng)而進(jìn)行手抖修正。
[0018]另外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，優(yōu)選的是，所述第3透鏡組至少在一面上且在從望遠(yuǎn)端處的面的中心光束半徑的一半至中心光束半徑的范圍內(nèi)，具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度減弱的形狀的非球面。
[0019]另外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，優(yōu)選的是，所述第3b透鏡組至少在一面上且在從望遠(yuǎn)端處的面的中心光束半徑的一半至中心光束半徑的范圍內(nèi)，具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度減弱的形狀的非球面。
[0020]在上述本發(fā)明的變焦透鏡中，優(yōu)選滿足下述條件式(I)、(2)。需要說明的是，作為更優(yōu)選的方式，可以具有下述條件式(I)、(2)中的任一個(gè)的構(gòu)成，或者也可以具有組合這兩者而成的結(jié)構(gòu)。
[0021]2.5 < I ft/f4b I < 10.0...(I)
[0022]5.0 < I ft/f3b I < 10.0...(2)
[0023]ft:望遠(yuǎn)端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距
[0024]f3b:所述第3b透鏡組的焦距
[0025]f4b:所述第4b透鏡組的焦距
[0026]需要說明的是，也可以滿足下述條件式(1-1)、(1-2)、(2-1) ?
[0027]2.5 < I ft/f4b | < 7.0...(1-1)
[0028]3.0 < I ft/f4b I < 5.0...(1-2)
[0029]6.0 < I ft/f3b I < 8.0...(2-1)
[0030]本發(fā)明的攝像裝置的特征在于，該攝像裝置具備上述記載的本發(fā)明的變焦透鏡。
[0031]發(fā)明效果
[0032]根據(jù)本發(fā)明，第4透鏡組從物體側(cè)依次由正的光焦度的第4a透鏡組以及負(fù)的光焦度的第4b透鏡組構(gòu)成，在從無限遠(yuǎn)向極近進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，僅第4b透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，因此在第4a透鏡組與第4b透鏡組之間不需要較大的空間，由此，能夠縮短第4透鏡組的全長(zhǎng)，其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。另外，通過使負(fù)的光焦度的第4b透鏡組接近于第4a透鏡組，能夠增長(zhǎng)廣角端處的后截距，因此容易確保單反相機(jī)的反射鏡、濾色鏡等的空間。由此，能夠獲得具有高變焦比、并且小型且后截距較長(zhǎng)的高性能的變焦透鏡，并且能夠使像移動(dòng)相對(duì)于對(duì)焦移動(dòng)的靈敏度較為適當(dāng)。
[0033]根 據(jù)本發(fā)明的攝像裝置，由于具備本發(fā)明的變焦透鏡，因此能夠構(gòu)成為小型且高性能，能夠使用攝像元件而獲得良好的像?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0034]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的變焦透鏡的第一結(jié)構(gòu)例的、與實(shí)施例1對(duì)應(yīng)的透鏡劑視圖。
[0035]圖2是表示變焦透鏡的第二結(jié)構(gòu)例的、與實(shí)施例2對(duì)應(yīng)的透鏡剖視圖。
[0036]圖3是表示變焦透鏡的第三結(jié)構(gòu)例的、與實(shí)施例3對(duì)應(yīng)的透鏡剖視圖。
[0037]圖4是表示變焦透鏡的第四結(jié)構(gòu)例的、與實(shí)施例4對(duì)應(yīng)的透鏡剖視圖。
[0038]圖5是表示變焦透鏡的第五結(jié)構(gòu)例的、與實(shí)施例5對(duì)應(yīng)的透鏡剖視圖。
[0039]圖6是表示與圖1 (C)的光學(xué)系統(tǒng)配置對(duì)應(yīng)的第3b透鏡組G3b的結(jié)構(gòu)的圖。
[0040]圖7是實(shí)施例1的變焦透鏡的廣角端處的各像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0041]圖8是實(shí)施例1的變焦透鏡的中間區(qū)域處的各像差圖，(A)表示球面像差，(B)表不像散，(C)表不歪曲像差。
[0042]圖9是實(shí)施例1的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端處的各像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0043]圖10是實(shí)施例2的變焦透鏡的廣角端處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0044]圖11是實(shí)施例2的變焦透鏡的中間區(qū)域處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表不像散，(C)表不歪曲像差。
[0045]圖12是實(shí)施例2的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端處的各像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0046]圖13是實(shí)施例3的變焦透鏡的廣角端處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0047]圖14是實(shí)施例3的變焦透鏡的中間區(qū)域處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表不像散，(C)表不歪曲像差。
[0048]圖15是實(shí)施例3的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端處的各像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0049]圖16是實(shí)施例4的變焦透鏡的廣角端處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0050]圖17是實(shí)施例4的變焦透鏡的中間區(qū)域處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表不像散，(C)表不歪曲像差。
[0051]圖18是實(shí)施例4的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端處的各像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0052]圖19是實(shí)施例5的變焦透鏡的廣角端處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表示像散，(C)表不歪曲像差。
[0053]圖20是實(shí)施例5的變焦透鏡的中間區(qū)域處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表不像散，(C)表不歪曲像差。
[0054]圖21是實(shí)施例5的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端處的各像差圖，(A)表示球面像差，⑶表示像散，(C)表不歪曲像差。[0055]圖22A是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的攝像裝置的無反射鏡單鏡相機(jī)的一結(jié)構(gòu)例的外觀圖。
[0056]圖22B是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的攝像裝置的無反射鏡單鏡相機(jī)的一結(jié)構(gòu)例的外觀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1 (A)、(B)、(C)表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的變焦透鏡的第一結(jié)構(gòu)例。該結(jié)構(gòu)例與后述的實(shí)施例1的透鏡結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。需要說明的是，圖1(A)與廣角端(最短焦距狀態(tài))處的光學(xué)系統(tǒng)配置相對(duì)應(yīng)，圖1(B)與中間區(qū)域(中間焦距狀態(tài))處的光學(xué)系統(tǒng)配置相對(duì)應(yīng)，圖1 (C)與望遠(yuǎn)端(最長(zhǎng)焦距狀態(tài))處的光學(xué)系統(tǒng)配置相對(duì)應(yīng)。同樣地，在圖2(A)、(B)、(C)?圖5(A)、(B)、(C)中表示與后述的實(shí)施例2?5的透鏡結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的第二?第五的結(jié)構(gòu)例。在圖1⑷、⑶、(C)?圖5⑷、(B)、(C)中，附圖標(biāo)記Ri表示將最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素的面設(shè)為第一個(gè)、以隨著朝向像側(cè)(成像側(cè))而依次增加的方式設(shè)置且標(biāo)注附圖標(biāo)記的第i個(gè)面的曲率半徑。附圖標(biāo)記Di表示第i個(gè)面與第i+Ι個(gè)面的光軸Z上的面間隔。需要說明的是，對(duì)于附圖標(biāo)記Di，僅對(duì)伴隨著拍攝倍率的變化而變化的部分的面間隔(D5、D14、D24等)標(biāo)注附圖標(biāo)記。需要說明的是，僅在圖1(C)中示出中心光束50。
[0058]該變焦透鏡沿著光軸Z從物體側(cè)依次具備正的光焦度的第I透鏡組Gl、負(fù)的光焦度的第2透鏡組G2、正的光焦度的第3透鏡組G3、以及正的光焦度的第4透鏡組G4。優(yōu)選的是，光學(xué)性孔徑光闌St在第2透鏡組G2與第3透鏡組G3之間配置在第3透鏡組G3的物體側(cè)附近。
[0059]第3透鏡組G3從物體側(cè)依次由具有正的光焦度的第3a透鏡組G3a、以及具有負(fù)的光焦度的第3b透鏡組G3b構(gòu)成。為了修正抖動(dòng)所帶來的成像位置的位移而將第3b透鏡組G3b構(gòu)成為能夠朝與光軸大致垂直的方向進(jìn)行移動(dòng)。
[0060]第4透鏡組G4從物體側(cè)依次由具有正的光焦度的第4a透鏡組G4a、以及具有負(fù)的光焦度的第4b透鏡組G4b構(gòu)成，在從無限遠(yuǎn)物體向有限距離物體進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，第4b透鏡組G4b沿著光軸移動(dòng)而進(jìn)行聚焦。
[0061]該變焦透鏡能夠安裝于例如無反射鏡單鏡相機(jī)等攝影設(shè)備上。在搭載有該變焦透鏡的攝像機(jī)的成像面(攝像面)上配置CO) (Charge Coupled Device) >CM0S (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)等攝像元件100。攝像元件100輸出與由本實(shí)施方式的變焦透鏡形成的光學(xué)像相應(yīng)的攝像信號(hào)。至少利用該變焦透鏡與攝像元件100來構(gòu)成本實(shí)施方式中的攝像裝置。在作為最終透鏡組的第4透鏡組G4與攝像元件100之間，也可以與安裝透鏡的攝像機(jī)側(cè)的結(jié)構(gòu)相應(yīng)地配置各種光學(xué)構(gòu)件GC。例如也可以配置有攝像面保護(hù)用的玻璃罩、紅外線截止濾光片等平板狀的光學(xué)構(gòu)件。需要說明的是，在圖1(A)、(B)、(C)?圖5(A)、(B)、(C)中，也一并示出攝像元件100以及光學(xué)構(gòu)件GC。
[0062]該變焦透鏡構(gòu)成為至少使第I透鏡組G1、第3透鏡組G3以及第4透鏡組G4沿著光軸移動(dòng)，使各組間隔發(fā)生變化而進(jìn)行變焦?？讖焦怅@St例如與第3透鏡組G3 —并進(jìn)行移動(dòng)。即，隨著從廣角端朝向中間區(qū)域、進(jìn)而朝向望遠(yuǎn)端使其變焦，各透鏡組以及孔徑光闌St例如從圖1(A)的狀態(tài)朝向圖1(B)的狀態(tài)、進(jìn)而朝向圖1(C)的狀態(tài)以描繪圖中實(shí)線所示的軌跡的方式移動(dòng)。
[0063]更詳細(xì)來說，在從廣角端狀態(tài)朝向望遠(yuǎn)端狀態(tài)進(jìn)行變焦時(shí)，以第I透鏡組Gl與第2透鏡組G2的間隔增大、第2透鏡組G2與第3透鏡組G3的間隔減小、第3透鏡組G3與第4透鏡組G4的間隔減小的方式移動(dòng)。通過如此移動(dòng)各透鏡組，能夠利用各透鏡組來有效地進(jìn)行變焦。
[0064]另外，在從廣角端狀態(tài)朝向望遠(yuǎn)端狀態(tài)進(jìn)行變焦時(shí)，優(yōu)選第I透鏡組Gl朝向物體側(cè)移動(dòng)。通過如此移動(dòng)第I透鏡組G1，能夠有效地進(jìn)行變焦，在變焦的整體區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的光學(xué)性能。
[0065]另外，在從廣角端狀態(tài)朝向望遠(yuǎn)端狀態(tài)進(jìn)行變焦時(shí)，期望第3透鏡組G3與第4透鏡組G4朝向物體側(cè)移動(dòng)，第2透鏡組G2進(jìn)行移動(dòng)。通過如此移動(dòng)各透鏡組，能夠利用各透鏡組來有效地進(jìn)行變焦。
[0066]本實(shí)施方式的變焦透鏡通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，在第4a透鏡組G4a與第4b透鏡組G4b之間不需要較大空間，因此能夠縮短第4透鏡組G4的全長(zhǎng)，進(jìn)一步能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。另外，通過將具有負(fù)的光焦度的第4b透鏡組G4b與第4a透鏡組G4a接近，能夠增長(zhǎng)廣角端處的后截距，因此容易確保單反相機(jī)的反射鏡、濾色鏡等的空間。如此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠獲得具有超過12的高變焦比、并且小型且后截距較長(zhǎng)的高性能的變焦透鏡。另外，能夠使像移動(dòng)相對(duì)于對(duì)焦移動(dòng)的靈敏度變得適當(dāng)。
[0067]另外，通過使第3透鏡組G3由具有正的光焦度的第3a透鏡組G3a、以及具有負(fù)的光焦度的第3b透鏡組G3b構(gòu)成，能夠利用第3a透鏡組G3a的正的光焦度來縮小第3b透鏡組G3b的有效徑，因此能夠減輕手抖修正組的重量，減小對(duì)防振驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
[0068]另外，本實(shí)施方式的變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(I)。
[0069]2.5 < I ft/f4b | < 10.0...(I)
[0070]其中，
[0071]ft:望遠(yuǎn)端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距
[0072]f4b:第4b透鏡組G4b的焦距
[0073]通過滿足條件式(I)，能夠高速地進(jìn)行對(duì)焦動(dòng)作，并且能夠容易進(jìn)行聚焦控制。當(dāng)不高于條件式(I)的下限時(shí)，第4b透鏡組G4b的光學(xué)能變?nèi)酰瑢?duì)焦時(shí)的第4b透鏡組G4b的移動(dòng)量增大，進(jìn)而第4b透鏡組G4b的有效徑增大，其結(jié)果是，對(duì)于對(duì)焦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)增大而使高速對(duì)焦變得困難。當(dāng)不低于條件式(I)的上限時(shí)，像移動(dòng)相對(duì)于對(duì)焦移動(dòng)的靈敏度變得過高，用于探尋最佳焦點(diǎn)位置的第4b透鏡組G4b的振幅移動(dòng)量變得過小，其結(jié)果是，透鏡停止等、聚焦控制變得困難。
[0074]為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)焦動(dòng)作的高速化以及聚焦控制的容易化，優(yōu)選滿足下述條件式(1-1)。另外，更優(yōu)選滿足下述條件式(1-2)。
[0075]2.5 < I ft/f4b | < 7.0...(1-1)
[0076]3.0 < I ft/f4b I < 5.0...(1-2)
[0077]第4b透鏡組G4b優(yōu)選在至少一面上具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度增強(qiáng)的形狀的非球面。由此，能夠取得變焦時(shí)以及聚焦時(shí)的各像差的平衡。
[0078]另外，本實(shí)施方式的變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(2)。
[0079]5.0 < I ft/f3b I < 10.0...(2)[0080]其中，
[0081 ] f 3b:第3b透鏡組G3b的焦距
[0082]通過滿足條件式(2)，能夠容易進(jìn)行用于驅(qū)動(dòng)第3b透鏡組G3b的促動(dòng)器的尺寸的小型化以及相對(duì)于較小振動(dòng)的手抖修正組的控制。當(dāng)不高于條件式(2)的下限時(shí)，第3b透鏡組G3b的光焦度變?nèi)酰诜勒駮r(shí)所需的第3b透鏡組G3b的移動(dòng)量變得過大，用于驅(qū)動(dòng)其的促動(dòng)器的尺寸也變大。當(dāng)不低于條件式(2)的上限時(shí)，第3b透鏡組G3b的光焦度增強(qiáng)，在防振時(shí)所需的第3b透鏡組G3b的移動(dòng)量變得過小，相對(duì)于較小振動(dòng)的手抖修正組的控制變得困難。
[0083]為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)促動(dòng)器的尺寸的小型化以及相對(duì)于較小振動(dòng)的手抖修正組的控制的容易化，優(yōu)選滿足下述條件式(2-1)。
[0084]6.0 < I ft/f3b I < 8.0...(2-1)
[0085]第3透鏡組G3優(yōu)選在至少一面中、在從望遠(yuǎn)端的面的中心光束半徑的一半至中心光束半徑的范圍內(nèi)，具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度減弱的形狀的非球面。另外，第3b透鏡組G3b優(yōu)選在至少一面中、在從望遠(yuǎn)端的面的中心光束半徑的一半至中心光束半徑的范圍內(nèi)，具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度減弱的形狀的非球面。由此，能夠抑制防振時(shí)以及變焦時(shí)的各像差的變動(dòng)。
[0086]圖6是表示與圖1 (C)的光學(xué)系統(tǒng)配置相對(duì)應(yīng)的第3b透鏡組G3b的結(jié)構(gòu)的圖。在圖6中，附圖標(biāo)記h是第3b透鏡組G3b的第3-4透鏡L34的物體側(cè)的面R21的中心光束半徑。因而，在圖6中，從第3-4透鏡L34的物體側(cè)的面R21中的作為中心光束半徑h的一半的h/2至中心光束半徑h的范圍60與從望遠(yuǎn)端的面的中心光束半徑的一半至中心光束半徑的范圍相對(duì)應(yīng)。因而，第3透鏡組G3的第3-4透鏡L34的物體側(cè)的面R21在從望遠(yuǎn)端的面的中心光束半徑的一半至中心光束半徑的范圍內(nèi)，是隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度減弱的形狀的非球面的情況下，圖6所示的范圍60具有隨著遠(yuǎn)離光軸Z而負(fù)的光焦度減弱的非球面形狀。
[0087][向攝像裝置的應(yīng)用例]
[0088]圖22A、B作為本實(shí)施方式的攝像裝置的一個(gè)例子而示出無反射鏡單鏡相機(jī)。特別來說，圖22A表示從前側(cè)觀察該相機(jī)的外觀，圖22B表示從背面?zhèn)扔^察該相機(jī)的外觀。該相機(jī)具備相機(jī)主體10，在該相機(jī)主體10的上表面?zhèn)仍O(shè)有快門按鈕32與電源按鈕33。在相機(jī)主體10的背面?zhèn)仍O(shè)有顯示部36與操作部34、35。顯示部36用于顯示拍攝出的圖像。
[0089]在相機(jī)主體10的前面?zhèn)戎醒氩吭O(shè)置供來自攝影對(duì)象的光入射的攝影開口，在與該攝影開口對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置安裝件37，利用安裝件37將可換鏡頭20安裝于相機(jī)主體10?？蓳Q鏡頭20在鏡筒內(nèi)收納有透鏡構(gòu)件。在相機(jī)主體10內(nèi)，設(shè)置可輸出與由可換鏡頭20形成的被攝體像相應(yīng)的攝像信號(hào)的CCD等攝像元件、對(duì)從該攝像元件輸出的攝像信號(hào)進(jìn)行處理而生成圖像的信號(hào)處理電路、以及用于記錄該生成的圖像的記錄介質(zhì)等。在該相機(jī)中，通過對(duì)快門按鈕32進(jìn)行按壓操作，能夠進(jìn)行一幀的靜止畫面的攝影，將由該攝影獲得的圖像數(shù)據(jù)記錄于相機(jī)主體10內(nèi)的記錄介質(zhì)(未圖示)。
[0090]作為這樣的無反射鏡單鏡相機(jī)中的可換鏡頭20，通過使用基于本實(shí)施方式的變焦透鏡，能夠獲得高解像的攝像信號(hào)。在相機(jī)主體10側(cè)，能夠基于該攝像信號(hào)而生成高解像的圖像。[0091]需要說明的是，本實(shí)施方式的變焦透鏡不僅能夠應(yīng)用于無反射鏡單鏡相機(jī)，還能夠用于單反相機(jī)、視頻攝像機(jī)、播放用攝像機(jī)、電影用攝像機(jī)以及監(jiān)視用攝像機(jī)等各種電子攝像機(jī)。
[0092]實(shí)施例
[0093]接下來，對(duì)本實(shí)施方式的變焦透鏡的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0094][實(shí)施例1]
[0095]圖1 (A)、(B)、(C)是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的圖。
[0096]實(shí)施例1的變焦透鏡的第I透鏡組Gl從物體側(cè)依次由凹面朝向像側(cè)的負(fù)的彎月形狀的第1-1透鏡L11、雙凸形狀的正的第1-2透鏡L12、以及凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形狀的第1-3透鏡L13構(gòu)成。另外，第1-1透鏡Lll與第1_2透鏡L12接合而構(gòu)成接合透鏡。
[0097]第2透鏡組G2從物體側(cè)依次由凹面朝向像側(cè)的負(fù)的彎月形狀的第2-1透鏡L21、雙凹形狀的負(fù)的第2-2透鏡L22、雙凸形狀的正的第2-3透鏡L23、以及雙凹形狀的負(fù)的第
2-4透鏡L24構(gòu)成。另外，第2-2透鏡L22由復(fù)合非球面透鏡構(gòu)成。即，第2-2透鏡L22通過在物體側(cè)的面敷設(shè)樹脂，從而物體側(cè)的面R8由復(fù)合非球面來構(gòu)成。需要說明的是，附圖標(biāo)記R9是第2-2透鏡L22的玻璃與樹脂的接合面。
[0098]第3a透鏡組G3a從物體側(cè)依次由雙凸形狀的正的第3_1透鏡L31、雙凸形狀的正的第3-2透鏡L32、以及雙凹形狀的負(fù)的第3-3透鏡L33構(gòu)成。另外，第3_2透鏡L32與第
3-3透鏡L33接合而構(gòu)成接合透鏡。
[0099]第3b透鏡組G3b從物體側(cè)依次由雙凹形狀的負(fù)的第3-4透鏡L34、以及凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形狀的第3-5透鏡L35構(gòu)成。另外，第3-4透鏡L34的物體側(cè)的面R21由非球面構(gòu)成。
[0100]第4a透鏡組G4a從物體側(cè)依次由雙凸形狀的正的第4_1透鏡L41、凹面朝向像側(cè)的負(fù)的彎月形狀的第4-2透鏡L42、以及雙凸形狀的正的第4-3透鏡L43構(gòu)成。另外，第4_2透鏡L42與第4-3透鏡L43接合而構(gòu)成接合透鏡。另外，第4_1透鏡L41的物體側(cè)的面R25以及像側(cè)的面R26由非球面構(gòu)成。
[0101]第4b透鏡組G4b從物體側(cè)依次由凸面朝向像側(cè)的正的彎月形狀的第4-4透鏡L44、以及雙凹形狀的負(fù)的第4-5透鏡L45構(gòu)成。另外，第4_5透鏡L45的物體側(cè)的面R32由非球面構(gòu)成。
[0102]需要說明的是，在實(shí)施例1中，第3透鏡組G3的第3-4透鏡L34的望遠(yuǎn)端中的面R21的中心光束半徑為7.952mm。
[0103]表1以及表2示出與圖1 (A)、⑶、(C)所示的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的具體透鏡數(shù)據(jù)。在表1中表示其基本的透鏡數(shù)據(jù)，在表2中表示其它的數(shù)據(jù)。在表1所示的透鏡數(shù)據(jù)中的面編號(hào)Si的欄中，對(duì)于實(shí)施例1的變焦透鏡，表示將最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素的面設(shè)為第一個(gè)、以隨著朝向像側(cè)而依次增加的方式設(shè)置的、標(biāo)注附圖標(biāo)記的第i個(gè)α = ?~21)面的編號(hào)。在曲 率半徑Ri的欄中，與圖1(C)中標(biāo)注的附圖標(biāo)記Ri相對(duì)應(yīng)，表示從物體側(cè)起第i個(gè)面的曲率半徑的值(mm)。關(guān)于面間隔Di的欄，同樣地表示從物體側(cè)起第i個(gè)面Si與第i+Ι個(gè)面Si+Ι之間的光軸上的間隔(mm)。在Ndj的欄中，表示將最靠近物體側(cè)的透鏡設(shè)為第一個(gè)、隨著朝向像側(cè)而依次增加的第j個(gè)(j = 1，2，3，...)光學(xué)要素相對(duì)于d線(波長(zhǎng)587.6nm)的折射率，在v dj的欄中，表示第j個(gè)光學(xué)要素相對(duì)于d線的阿貝數(shù)。在表2中，作為各數(shù)據(jù)還表示無限遠(yuǎn)對(duì)焦?fàn)顟B(tài)下的整個(gè)系統(tǒng)的近軸焦距f (mm)、焦距比數(shù)(FN0.)以及視場(chǎng)角(2ω)的值。
[0104]另外，在表1中，各透鏡組以I組、2組…的方式進(jìn)行表示。另外，第3b透鏡組用于進(jìn)行手抖修正，第4b透鏡組用于進(jìn)行聚焦，分別賦予0IS(0ptical Image Stabilizer)、FO⑶S的文字。
[0105]實(shí)施例1的變焦透鏡隨著變焦而使第I透鏡組Gl與第2透鏡組G2的間隔、第2透鏡組G2 與第3透鏡組G3的間隔、以及第3透鏡組G3與第4透鏡組G4的間隔發(fā)生變化，因此第I透鏡組Gl與第2透鏡組G2的面間隔D5、第2透鏡組G2與第3透鏡組G3的面間隔D14、第3透鏡組G3與第4透鏡組G4的面間隔D24以及第4透鏡組G4與光學(xué)構(gòu)件GC的面間隔D33的值的值變得可變。在表2中，作為面間隔D5、D14、D24、D33在變焦時(shí)的數(shù)據(jù)，表示廣角端(WIDE)、中間區(qū)域(MID)以及望遠(yuǎn)端(TELE)處的無限遠(yuǎn)對(duì)焦?fàn)顟B(tài)下的值。
[0106]在表1的透鏡數(shù)據(jù)中，標(biāo)附于面編號(hào)的左側(cè)的符號(hào)“*”，表示其透鏡面為非球面形狀。在表1的基本透鏡數(shù)據(jù)中，作為上述非球面的曲率半徑而示出近軸的曲率半徑的數(shù)值。
[0107]在表3中表示實(shí)施例1的變焦透鏡中的非球面數(shù)據(jù)。在作為非球面數(shù)據(jù)而示出的數(shù)值中，附圖標(biāo)記“E”表示其后面的數(shù)值是以10為底的“冪指數(shù)”，表示該以10為底的指數(shù)函數(shù)所表示的數(shù)值乘以“E”之前的數(shù)值。例如，“1.0E-02”表示“1.0X10_2”。
[0108]作為實(shí)施例1的變焦透鏡的非球面數(shù)據(jù)，記錄由以下的式(A)來表示的非球面形狀的式中各系數(shù)An、K的值。更詳細(xì)來說，Z表示從位于距離光軸高度Y的位置的非球面上的點(diǎn)下降至非球面的頂點(diǎn)的切平面(與光軸垂直的平面)的垂線的長(zhǎng)度(mm)。
[0109]Z = C* Y2/{l+(l-K.C2.Y2)1/2} + Σ An.Yn…(A)
[0110](η = 3以上的整數(shù))
[0111]其中，
[0112]Z:非球面的深度(mm)
[0113]Y:從光軸至透鏡面的距離(高度)(mm)
[0114]K:表示二次曲面的非球面系數(shù)
[0115]C:近軸曲率=1/R
[0116](R:近軸曲率半徑)
[0117]An:第η次的非球面系數(shù)
[0118]實(shí)施例1的變焦透鏡的非球面基于上述非球面式(A)，有效地使用A3~AlO的次數(shù)而表示非球面系數(shù)An。
[0119][實(shí)施例2、3]
[0120]圖2(A)、⑶、(C)是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的圖，圖3(A)、⑶、(C)是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例2、3的變焦透鏡設(shè)為與第一實(shí)施例的變焦透鏡大致相同的結(jié)構(gòu)，但第2透鏡組G2的第2-3透鏡L23與第2_4透鏡L24接合而構(gòu)成接合透鏡，與此相伴，在比第2-4透鏡L24更靠像側(cè)的透鏡的面編號(hào)與實(shí)施例1相比偏移一位這點(diǎn)上與實(shí)施例1不同。
[0121]與上述實(shí)施例1相同，在表4~6中表示實(shí)施例2的變焦透鏡的具體透鏡數(shù)據(jù)。另外，在表示7~9中表示實(shí)施例3的變焦透鏡的具體透鏡數(shù)據(jù)。需要說明的是，實(shí)施例2、3的變焦透鏡由復(fù)合非球面來構(gòu)成第2-2透鏡L22的物體側(cè)的面，第3-4透鏡L34的物體側(cè)的面R20、第4-1透鏡L41的物體側(cè)的面R24以及像側(cè)的面R25和第4_5透鏡L45的物體側(cè)的面R31分別由非球面構(gòu)成。需要說明的是，在實(shí)施例2、3中，第3透鏡組G3的第3_4透鏡L34的望遠(yuǎn)端處的面R20的中心光束半徑分別為7.885mm、7.728mm。
[0122][實(shí)施例4]
[0123]圖4(A)、(B)、(C)是表示本發(fā)明的實(shí)施例4的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例4的變焦透鏡設(shè)為與實(shí)施例1的變焦透鏡大致相同的結(jié)構(gòu)，但第2透鏡組G2的第2-3透鏡L23與第2-4透鏡L24接合而構(gòu)成接合透鏡，與此相伴，在比第2-4透鏡L24更靠像側(cè)的透鏡的面編號(hào)與實(shí)施例1相比偏移一位、并且第3b透鏡組G3b從物體側(cè)依次由凸面朝向像側(cè)的正的彎月形狀的第3-4透鏡L34、以及雙凹形狀的負(fù)的第3-5透鏡L35構(gòu)成這點(diǎn)上與實(shí)施例1不同。
[0124]與上述的實(shí)施例1相同，在表10?12中表示實(shí)施例4的變焦透鏡的具體透鏡數(shù)據(jù)。需要說明的是，實(shí)施例4的變焦透鏡的第2-2透鏡L22的物體側(cè)的面由復(fù)合非球面構(gòu)成，第3-5透鏡L35的像側(cè)的面R23、第4_1透鏡L41的物體側(cè)的面R24以及像側(cè)的面R25、第4-5透鏡L45的物體側(cè)的面R31分別由非球面構(gòu)成。
[0125]需要說明的是，在實(shí)施例4中，第3透鏡組G3的第3_5透鏡L35的望遠(yuǎn)端處的面R23的中心光束半徑為7.715mm。
[0126][實(shí)施例5]
[0127]圖5(A)、⑶、(C)是表示本發(fā)明的實(shí)施例5的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的圖。實(shí)施例5的變焦透鏡設(shè)為與實(shí)施例1的變焦透鏡大致相同的結(jié)構(gòu)，但在第2-1透鏡L21的物體側(cè)的面由復(fù)合非球面構(gòu)成、在第2-2透鏡L22處不具有復(fù)合非球面而第4b透鏡組G4b從物體側(cè)依次由凹面朝向像側(cè)的負(fù)的彎月形狀的第4-4透鏡L44、以及凸面朝向物體側(cè)的正的彎月形狀的第4-5透鏡L45構(gòu)成這點(diǎn)上與實(shí)施例1不同。
[0128]與上述實(shí)施例1相同，在表13?15中表示實(shí)施例5的變焦透鏡的具體透鏡數(shù)據(jù)。需要說明的是，實(shí)施例5的變焦透鏡的第2-1透鏡L21的物體側(cè)的面由復(fù)合非球面構(gòu)成，第
3-4透鏡L34的物體側(cè)的面R21、第4_1透鏡L41的物體側(cè)的面R25以及像側(cè)的面R26、第
4-5透鏡L45的像側(cè)的面R31分別由非球面構(gòu)成。
[0129]需要說明的是，在實(shí)施例5中，第3透鏡組G3的第3_4透鏡L34的望遠(yuǎn)端中的面R21的中心光束半徑為8.644mm。
[0130][表 I]
[0131]實(shí)施例1
[0132]
【權(quán)利要求】
1.一種變焦透鏡，其從物體側(cè)依次由正的光焦度的第I透鏡組、負(fù)的光焦度的第2透鏡組、正的光焦度的第3透鏡組、以及正的光焦度的第4透鏡組構(gòu)成，在從廣角端向望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時(shí)，以使所述第1透鏡組與所述第2透鏡組的間隔增大、所述第2透鏡組與所述第3透鏡組的間隔減小、所述第3透鏡組與所述第4透鏡組的間隔減小的方式使所述各透鏡組移動(dòng)， 所述變焦透鏡的特征在于， 所述第4透鏡組從物體側(cè)依次由正的光焦度的第4a透鏡組、以及負(fù)的光焦度的第4b透鏡組構(gòu)成，在從無限遠(yuǎn)向極近進(jìn)行對(duì)焦時(shí)，僅所述第4b透鏡組向像側(cè)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 該變焦透鏡滿足下述條件式(1)，
2.5 < ft/f4b < 10.0...(1) 其中， ft:望遠(yuǎn)端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距 f4b:所述第4b透鏡組的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 該變焦透鏡滿足下述條件式(1-1)，
2.5 < ft/f4b < 7.0...(1-1) 其中， ft:望遠(yuǎn)端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距 f4b:所述第4b透鏡組的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 該變焦透鏡滿足下述條件式(1-2)，
3.0 < ft/f4b < 5.0...(1-2) 其中， ft:望遠(yuǎn)端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距 f4b:所述第4b透鏡組的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第4b透鏡組至少在一面上具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度增強(qiáng)的形狀的非球面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第3透鏡組從物體側(cè)依次由正的光焦度的第3a透鏡組、以及負(fù)的光焦度的第3b透鏡組構(gòu)成，通過使所述第3b透鏡組向與光軸垂直的方向移動(dòng)而進(jìn)行手抖修正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦透鏡，其特征在于， 該變焦透鏡滿足下述條件式(2)，
5.0 < ft/f3b < 10.0...(2) 其中， ft:望遠(yuǎn)端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距 f3b:所述第3b透鏡組的焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦透鏡，其特征在于，該變焦透鏡滿足下述條件式(2-1)， . 6.0 < ft/f3b < 8.0...(2-1) 其中， ft:望遠(yuǎn)端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距 f3b:所述第3b透鏡組的焦距。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第3透鏡組至少在一面上且在從望遠(yuǎn)端處的面的中心光束半徑的一半至中心光束半徑的范圍內(nèi)，具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度減弱的形狀的非球面。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第3b透鏡組至少在一面上且在從望遠(yuǎn)端處的面的中心光束半徑的一半至中心光束半徑的范圍內(nèi)，具有隨著遠(yuǎn)離光軸而負(fù)的光焦度減弱的形狀的非球面。
11.一種攝像裝置，其特征在于， 該攝像裝置搭載有權(quán) 利要求1至10中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡。
【文檔編號(hào)】G02B13/18GK104011578SQ201280064440
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】田中剛, 長(zhǎng)倫生 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社