變焦透鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種小型、輕量的變焦透鏡，其能夠在全變倍域中得到明亮的圖像，并且通過遍及全變倍域而有效地校正諸像差，維持高光學(xué)性能，具備可以應(yīng)對高像素的固體攝像元件的分辨率。該變焦透鏡從物體側(cè)順次配置有具有正光焦度的第一透鏡群(G11)、具有負(fù)光焦度的第二透鏡群了(G12)、具有正光焦度的第三透鏡群(G13)、具有正光焦度的第四透鏡群(G14)、具有負(fù)光焦度的第五透鏡群(G15)而構(gòu)成。第五透鏡群(G15)從物體側(cè)順次配置有負(fù)透鏡(L151)(第一透鏡)和在兩面形成有非球面的正透鏡(L152)(第二透鏡)這2片單透鏡而構(gòu)成。而且，通過滿足規(guī)定的條件，能夠使大孔徑比化和高分辨率化并立。
【專利說明】變焦透鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在搭載有固體攝像元件的照相機(jī)、特別是監(jiān)控?cái)z像機(jī)中所適用的小型，輕量的變焦透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]作為監(jiān)控?cái)z像機(jī)所廣泛使用的變焦透鏡，有從物體側(cè)順次配置具有正、負(fù)、正、正、負(fù)的光焦度的各透鏡群而構(gòu)成的5群變焦透鏡(例如，參照專利文獻(xiàn)I的實(shí)施例5、專利文獻(xiàn)2) ο
[0003]這些變焦透鏡中，均將第一透鏡群，第三透鏡群和第五透鏡群固定，使第二透鏡群沿一個(gè)方向移動(dòng)而進(jìn)行變倍。另外，通過使第四透鏡群向著沿光軸的方向移動(dòng)，從而進(jìn)行伴隨變倍的像面變動(dòng)的校正和調(diào)焦。還有，專利文獻(xiàn)I的實(shí)施例5所述的變焦透鏡的變倍比為3.2倍左右，F(xiàn)數(shù)(F number)為2.0~3.2左右。專利文獻(xiàn)2所述的變焦透鏡的變倍比為5倍左右，F(xiàn)數(shù)為2.0~2.4左右。
[0004]【先行技術(shù)文獻(xiàn)】
[0005]【專利文獻(xiàn)】
[0006]【專利文獻(xiàn)I】特開2009-237400號(hào)公報(bào)
[0007]【專利文獻(xiàn)2】特開2002-365539號(hào)公報(bào)
[0008]可是，作為監(jiān)控?cái)z像機(jī)、特別是交通監(jiān)控用的攝像機(jī)所搭載的變焦透鏡，期望是在夜間和昏暗的場所也能夠良好地進(jìn)行監(jiān)視的大孔徑變焦透鏡。而且，近年來固體攝像元件(CCD和CMOS等)的高像素化急速推`進(jìn)，要求具備可以應(yīng)對高像素的固體攝像元件(能夠確認(rèn)被攝物體更細(xì)微的特征的300萬像素以上)的高分辨率的變焦透鏡。
[0009]為了得到高畫質(zhì)的圖像，必須良好地校正從廣角端至望遠(yuǎn)端的諸像差。但是，若想通過現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)變焦透鏡的大孔徑比化，則不能良好地校正在全部的變倍域發(fā)生的諸像差，難以遍及全變倍域而維持高光學(xué)性能。另外，不能在全變倍域得到明亮的圖像。
[0010]如此，在以上述各專利文獻(xiàn)所述的變焦透鏡為首的現(xiàn)有技術(shù)中，不能夠?qū)崿F(xiàn)特別是以夜間和昏暗的場所的監(jiān)視為目的的監(jiān)控?cái)z像機(jī)所適合的變焦透鏡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明其目的在于，為了消除上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)，提供一種小型、輕量的變焦透鏡，其能夠在全變倍域中得到明亮的圖像，并且通過遍及全變倍域而有效地校正諸像差，維持高光學(xué)性能，具備可以應(yīng)對高像素的固體攝像元件的分辨率。
[0012]為了解決上述課題，達(dá)成目的，本發(fā)明的變焦透鏡，其特征在于，具備:從物體側(cè)順次配置的，具有正光焦度的第一透鏡群、具有負(fù)光焦度的第二透鏡群、具有正光焦度的第三透鏡群、具有正光焦度的第四透鏡群、具有負(fù)光焦度的第五透鏡群，并且，所述第五透鏡群具備:從物體側(cè)順次配置的，具有負(fù)光焦度的第一透鏡、具有正光焦度并至少在一面形成有非球面的第二透鏡，通過將所述第一透鏡群、所述第三透鏡群和所述第五透鏡群固定，使所述第二透鏡群沿著光軸從物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿?dòng)，從而進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍，通過使所述第四透鏡群沿著光軸移動(dòng)，進(jìn)行伴隨變倍的像面變動(dòng)的校正和調(diào)焦，并滿足以下所示的條件式。
[0013](1)0.7<|f52 / F5|<2.5
[0014](2)0.2<|rp / f511<0.6
[0015]其中，f52表示所述第五透鏡群的第二透鏡的焦距，F(xiàn)5表示所述第五透鏡群的焦距，rp表示所述第五透鏡群的第一透鏡的像側(cè)面的曲率半徑，f51表示所述第五透鏡群的第一透鏡的焦距。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種小型、輕量的變焦透鏡，其能夠在全變倍域中得到明亮的圖像，并且通過遍及全變倍域而有效地校正諸像差，從而維持高光學(xué)性能，具備可以應(yīng)對高像素的固體攝像元件的分辨率。
[0017]本發(fā)明的變焦透鏡，其特征在于，在所述發(fā)明中，滿足以下所示的條件式。
[0018](3)nd51 — nd52〈0
[0019]其中，nd51表示所述第五透鏡群的第一透鏡的對d線的折射率，nd52表示所述第五透鏡群的第二透鏡的對d線的折射率。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地校正諸像差，維持高光學(xué)性能。
[0021 ] 本發(fā)明的變焦透鏡，其特征在于，在所述發(fā)明中，所述第五透鏡群由從物體側(cè)順次配置的、使凸面朝向物體側(cè)的具有負(fù)光焦度的彎月形狀的第一透鏡和具有正光焦度的第二透鏡這兩片單透鏡構(gòu)成。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，能夠減小后透鏡直徑，實(shí)現(xiàn)變焦透鏡全系的小型、輕量化。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，所起到的效果是，能夠提供一種小型，輕量的變焦透鏡，其能夠在全變倍域得到明亮的圖像，并且通過遍及全變倍域而有效地校正諸像差，維持高光學(xué)性能，具備可以應(yīng)對高像素的固體攝像元件的分辨率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是表示實(shí)施例1的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。
[0025]圖2是實(shí)施例1的變焦透鏡的對d線的諸像差圖。
[0026]圖3是表示實(shí)施例2的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。
[0027]圖4是實(shí)施例2的變焦透鏡的對d線的諸像差圖。
[0028]圖5是表示實(shí)施例3的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。
[0029]圖6是實(shí)施例3的變焦透鏡的對d線的諸像差圖。
[0030]圖7是表示實(shí)施例4的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。
[0031]圖8是實(shí)施例4的變焦透鏡的對d線的諸像差圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，詳細(xì)地說明本發(fā)明的變焦透鏡的優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0033]本發(fā)明的變焦透鏡具備:從物體側(cè)順次配置的，具有正光焦度的第一透鏡群、具有負(fù)光焦度的第二透鏡群、具有正光焦度的第三透鏡群、具有正光焦度的第四透鏡群、具有負(fù)光焦度的第五透鏡群而構(gòu)成。在該變焦透鏡中，通過將第一透鏡群、第三透鏡群和第五透鏡群固定，使第二透鏡群沿著光軸從物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿?dòng)而進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍。另外，通過使第四透鏡群沿著光軸移動(dòng)，進(jìn)行伴隨變倍的像面變動(dòng)的校正和調(diào)焦。
[0034]本發(fā)明其目的在于，提供一種小型，輕量的變焦透鏡，其能夠在全變倍域得到明亮的圖像，并且遍及全變倍域而有效地校正諸像差，從而維持高光學(xué)性能，具備可以應(yīng)對高像素的固體攝像元件的分辨率。為了達(dá)成這一目的，而設(shè)定以下所示這樣的各種條件。
[0035]首先，本發(fā)明的變焦透鏡中，第五透鏡群從物體側(cè)順次配置、具有負(fù)光焦度的第一透鏡和具有正光焦度并至少在一面形成有非球面的第二透鏡而構(gòu)成。
[0036]在第五透鏡群的第二透鏡形成非球面，能夠良好地校正伴隨大孔徑比化而在全變倍域發(fā)生變得顯著的像散和像面彎曲。由此，因?yàn)榭梢杂煤苌倨瑪?shù)的透鏡進(jìn)行良好的像差校正，所以能夠?qū)崿F(xiàn)變焦透鏡的輕量化。
[0037]而且，在本發(fā)明的變焦透鏡中，將第五透鏡群的第二透鏡的焦距為設(shè)f52，第五透鏡群的焦距設(shè)為F5，第五透鏡群的第一透鏡的像側(cè)面的曲率半徑設(shè)為rp，第五透鏡群的第一透鏡的焦距設(shè)為f51時(shí)，優(yōu)選滿足以下的條件式。
[0038](1)0.7<|f52 / F5 | <2.5
[0039](2)0.2<|rp / f511<0.6
[0040]條件式(I)規(guī)定了本發(fā)明的變焦透鏡中的第五透鏡群的第二透鏡的焦距f52與第五透鏡群的焦距F5之比的恰當(dāng)?shù)姆秶?。[0041]在條件式(I)中，若低于其下限，則第五透鏡群的第二透鏡的光焦度變得過強(qiáng)，像散和像面彎曲的校正困難。另一方面，在條件式(I)中，若超過其上限，則第五透鏡群的第二透鏡的光焦度變得過弱，第五透鏡群整體的光焦度變得過強(qiáng)。其結(jié)果是，出射光瞳位置非常接近像面。若出射光瞳位置過于接近像面，則由于固體攝像元件的尺寸一定，所以輸出圖像的周邊光量比(濃淡:'>工一尹〗惡化。
[0042]條件式(2)是規(guī)定第五透鏡群的最靠物體側(cè)所配置的第一透鏡的像側(cè)面的形狀的算式。在本發(fā)明中，在該第一透鏡的像側(cè)面，為了良好地校正諸像差而形成有曲率大的凹面。因此，通過滿足條件式(2)，可以使該第一透鏡的像側(cè)面所形成的凹面與入射光瞳成為同心形狀，能夠抑制諸像差的發(fā)生，維持高光學(xué)性能。
[0043]在條件式(2)中，若低于其下限，第五透鏡群的第一透鏡的像側(cè)面的近軸曲率半徑變得過小，該第一透鏡的加工性惡化。若透鏡的加工性惡化，則變焦透鏡的制造成本提高，因此不為優(yōu)選。另一方面，在條件式(2)，若超過其上限，則雖然第一透鏡的加工性變得良好，但在該第一透鏡的像側(cè)面所形成的凹面和入射光瞳的同心性破壞，由此導(dǎo)致諸像差的校正變得困難，光學(xué)性能劣化。
[0044]此外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，將第五透鏡群的第一透鏡的對d線的折射率設(shè)為nd51，第五透鏡群的第二透鏡的對d線的折射率為nd52時(shí)，優(yōu)選滿足以下的條件式。
[0045](3)nd51_nd52〈0
[0046]條件式(3)規(guī)定第五透鏡群內(nèi)的負(fù)透鏡(第一透鏡)和正透鏡(第二透鏡)的對d線的折射率之差的適當(dāng)?shù)姆秶?。通過滿足條件式(3)，第五透鏡群整體的珀茲伐和成為適當(dāng)值，能夠維持高光學(xué)性能。在條件式(3)中，若低于其下限，則第五透鏡群整體的珀茲伐和變大，諸像差的校正變得困難。
[0047]另外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，優(yōu)選第五透鏡群由從物體側(cè)順次配置的、使凸面朝向物體側(cè)的具有負(fù)光焦度的彎月形狀的第一透鏡和具有正光焦度的第二透鏡這兩片單透鏡構(gòu)成。如此由2片單透鏡構(gòu)成第五透鏡群，使第五透鏡的簡略化和輕量化成為可能。另外，根據(jù)這一構(gòu)成，能夠減小光學(xué)系的后透鏡直徑，能夠?qū)崿F(xiàn)變焦透鏡全系的小型、輕量化。
[0048]如以上說明，本發(fā)明的變焦透鏡，通過具備上述構(gòu)成，能夠在全變倍域得到明亮的圖像，并且能夠遍及全變倍域而有效地校正諸像差，從而維持高光學(xué)性能，并能夠具備可以與高像素的固體攝像元件對應(yīng)的分辨率。
[0049]特別是在第五透鏡群的第二透鏡上形成非球面，并滿足上述條件式(1)，能夠使第五透鏡群的第二透鏡的焦距與第五透鏡群的焦距之比最佳化，良好地校正伴隨大孔徑比化而在全變倍域發(fā)生變得顯著的像散和像面彎曲。此外，通過滿足上述條件式(2)，可以使第五透鏡群的最靠物體側(cè)所配置的第一透鏡的像側(cè)面的形狀與入射光瞳為同心形狀，從而能夠抑制諸像差的發(fā)生，維持高光學(xué)性能。而且，通過滿足上述條件式(3)，第五透鏡群整體的珀茲伐和達(dá)到適當(dāng)值，能夠維持高光學(xué)性能。
[0050]以下，基于附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的變焦透鏡的實(shí)施例。還有，本發(fā)明不受以下的實(shí)施例限定。
[0051]【實(shí)施例1】
[0052]圖1是表示實(shí)施例1的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。該變焦透鏡從未圖示的物體側(cè)順次配置有具有正光焦度的第一透鏡群Gn、具有負(fù)光焦度的第二透鏡群G12、具有正光焦度的第三透鏡群G13、具有正光焦度的第四透鏡群G14、具有負(fù)光焦度的第五透鏡群015而構(gòu)成。
[0053]在第二透鏡群G12和第三透鏡群G13之間，配置有規(guī)定了既定的孔徑的孔徑光闌STPo另外，在第五透鏡群G15和像面MG之間，配置有保護(hù)玻璃CG。還有，在像面MG配置有固體攝像元件的光接收面。
[0054]就第一透鏡群G11而言，從物體側(cè)順次配置有負(fù)透鏡L111、正透鏡L112、正透鏡L113而構(gòu)成。負(fù)透鏡L111和正透鏡L112被接合。
[0055]就第二透鏡群G12而言，從物體側(cè)順次配置有負(fù)透鏡L121、負(fù)透鏡L122、正透鏡L123而構(gòu)成。負(fù)透鏡L122和正透鏡L123被接合。
[0056]就第三透鏡群G13而言，從物體側(cè)順次配置有正透鏡L131和負(fù)透鏡L132而構(gòu)成。在正透鏡L131的兩面形成非球面。
[0057]就第四透鏡群G14而言，從物體側(cè)順次配置有正透鏡L141和負(fù)透鏡L142而構(gòu)成。在正透鏡L141的物體側(cè)面形成有非球面。另外，正透鏡L141和負(fù)透鏡L142被接合。
[0058]就第五透鏡群G15而言，從物體側(cè)順次配置有負(fù)透鏡L151 (第一透鏡)和正透鏡L152 (第二透鏡)這2片單透鏡而構(gòu)成。負(fù)透鏡L151由使凸面朝向物體側(cè)的負(fù)的彎月透鏡構(gòu)成。另外，在正透鏡L152的兩面形成有非球面。
[0059]在該變焦透鏡中，第一透鏡群Gn、孔徑光闌STP、第三透鏡群G13和第五透鏡群G15始終被固定。然而，通過使第二透鏡群G12沿著光軸從物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿?dòng)而進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍。另外，通過使第四透鏡群G14沿著光軸移動(dòng)，從而進(jìn)行伴隨變倍而來的像面變動(dòng)的校正和調(diào)焦。
[0060]以下，示出關(guān)于實(shí)施例1的變焦透鏡的各種數(shù)值數(shù)據(jù)。
[0061]變焦透鏡全系的焦距=15.0(廣角端)~27.4(中間位置)~50.0 (望遠(yuǎn)端)[0062]F數(shù)(Fn0.) =1.41(廣角端)?1.41 (中間位置)?1.41 (望遠(yuǎn)端)
[0063]半視場角(ω) = 17.31 (廣角端)?9.28(中間位置)?5.00 (望遠(yuǎn)端)
[0064](透鏡數(shù)據(jù))
[0065]T1 = 52.701
[0066]Cl1 = 1.00 Iid1 = 1.84666 Vd1 = 23.78
[0067]T2 = 37.494
[0068]d2 = 5.45 nd2 = 1.49700 vd2 = 81.54
[0069]r3 = -209.348
[0070]d3 = 0.15
[0071]r4 = 46.627
[0072]d4 = 2.98 nd3 = 1.61800 vd3 = 63.39
[0073]r5 = 173.394
[0074]d5 = D (5)(可變)
[0075]r6 = -95.368
[0076]d6 = 0.70 nd4 = 1.90366 vd4 = 31.31
[0077]r7 = 21.124
[0078]d7 = 2.76
[0079]r8 = -25.242
[0080]d8 = 0.60 nd5 = 1.51633 vd5 = 64.14
[0081]r9 = 24.624
[0082]d9 = 1.90 nd6 = 1.95906 vd6 = 17.47
[0083]r10 = 163.058
[0084]d1(l = D(IO)(可變)
[0085]rn (孔徑光闌)
[0086]dn = 0.80
[0087]r12 = 15.000 (非球面)
[0088]d12 = 3.80 nd7 = 1.59201 vd7 = 67.02
[0089]r13 = -162.259 (非球面)
[0090]d13 = 5.82
[0091]r14 = 57.534
[0092]d14 = 0.80 nd8 = 1.92286 vd8 = 18.90
[0093]r15 = 21.153
[0094]d15 = D(15)(可變)
[0095]r16 = 15.452 (非球面)
[0096]d16 = 4.30 nd9 = 1.76802 vd9 = 49.24
[0097]r17 = -21.694
[0098]d17 = 0.60 nd10 = 1.72825 vd10 = 28.32
[0099]r18 = -77.352
[0100]d18 = D (18)(可變)[0101]r19 = 11.752
[0102]d19 = 1.90 ndn = 1.74077 vdn = 27.76
[0103]r20 = 6.977
[0104]d20 = 1.77
[0105]r21 = 15.882 (非球面) [0106]d21 = 2.20 nd12 = 1.82115 vd12 = 24.06
[0107]r22 = 23.347 (非球面)
[0108]d22 = 1.00
[0109]r23 = oo
[0110]d23 = 2.50 nd13 = 1.51633 vd13 = 64.14
[0111]r24 =
[0112]d24 = 4.64
[0113]r25=°o(像面)
[0114]圓錐系數(shù)(k)和非球面系數(shù)(A、B、C、D)
[0115](第12 面)
[0116]k = -0.5866,
[0117]A = -3.61877X10_6, B = -7.61256 X 10_8,
[0118]C = 3.33045 X 10_1CI，D = -6.25838 X 10_12
[0119](第13 面)
[0120]k = 83.9072,
[0121]A=L 65979 X 10-5，B = -7.39338 X 1θΛ
[0122]C = -3.64627 X 10-η，D = _2.87932 X 10-12
[0123](第16 面)
[0124]k = -1.3890，
[0125]Α = -1.59736 X 10-5, B = L 27294X 10-7,
[0126]C = -4.84226 X 10_9，D = 4.27025 X 10_η
[0127](第21 面)
[0128]k = 2.8196，
[0129]Α = -1.79940 X 10-5，B = _2.89823 X 1θΛ
[0130]C = 7.03458 X 10_8，D = -5.72816 X 10_9
[0131](第22 面)
[0132]k = 2.8897,
[0133]A = -9.52100 X 10-6，B = L 32989 X 1θΛ
[0134]C = -2.79234 X 10-7，D = _8.90638 X 10-10
[0135](變倍數(shù)據(jù))
[0136]
【權(quán)利要求】
1.一種變焦透鏡，其特征在于， 具備:從物體側(cè)順次配置的，具有正光焦度的第一透鏡群、具有負(fù)光焦度的第二透鏡群、具有正光焦度的第三透鏡群、具有正光焦度的第四透鏡群、具有負(fù)光焦度的第五透鏡群， 所述第五透鏡群具備:從物體側(cè)順次配置的，具有負(fù)光焦度的第一透鏡、具有正光焦度且至少在一面形成有非球面的第二透鏡， 將所述第一透鏡群、所述第三透鏡群和所述第五透鏡群固定，通過使所述第二透鏡群沿著光軸從物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿?dòng)而進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍，通過使所述第四透鏡群沿著光軸移動(dòng)，進(jìn)行伴隨變倍的像面變動(dòng)的校正和調(diào)焦， 并滿足以下所示的條件式，
(1)0.7 < f52 / F5 < 2.5
(2)0.2 < I rp / f511 < 0.6 其中，f52表示所述第五透鏡群的第二透鏡的焦距，F(xiàn)5表示所述第五透鏡群的焦距，rp表示所述第五透鏡群的第一透鏡的像側(cè)面的曲率半徑，f51表示所述第5透鏡群的第一透鏡的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 滿足以下所示的條件式，
(3)nd51-nd52< O` 其中，nd51表示所述第五透鏡群的第一透鏡的對d線的折射率，nd52表示所述第五透鏡群的第二透鏡的對d線的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第五透鏡群由從物體側(cè)順次配置的、使凸面朝向物體側(cè)的具有負(fù)光焦度的彎月形狀的第一透鏡和具有正光焦度的第二透鏡這2片單透鏡構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】G02B15/163GK103676113SQ201310381566
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月11日
【發(fā)明者】未來 申請人:株式會(huì)社騰龍