專利名稱：變焦透鏡及攝像裝置以及移動電話機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于具有攝像功能的小型設(shè)備、尤其是數(shù)字靜
止照相機、帶照相機的移動電話機、及信息便攜終端(PDA: Personal Digital Assistance (個人數(shù)字助理))等的變焦透鏡。
背景技術(shù)：
近幾年，在數(shù)字靜止照相機等的攝像裝置，隨著CCD (Charge Coupled Device)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等的攝像 元件的小型化的發(fā)展，進一步要求裝置整體的小型化。因此，最近開發(fā)有 在中途曲折透鏡系統(tǒng)的光路而形成為所謂的曲折光學(xué)系統(tǒng)，以謀求組裝在 攝像裝置時的縱深方向的薄型化的透鏡。
作為使用曲折光學(xué)系統(tǒng)的變焦透鏡，在專利文獻1記載有如下構(gòu)成的
變焦透鏡從物側(cè)起依次由具有正的折射力的第1透鏡組、具有負(fù)的折射
力的第2透鏡組、具有正的折射力的第3透鏡組、和具有正的折射力的第 4透鏡組構(gòu)成，通過使負(fù)的第2透鏡組和正的第4透鏡組移動，進行變 倍。在此變焦透鏡中，將棱鏡配置在第1透鏡組內(nèi)，將光路折彎大致90 ° 。而且，在第1透鏡組內(nèi)，固定的正的透鏡組配置在棱鏡的后面。而 且，在專利文獻2記載有如下構(gòu)成的變焦透鏡從物側(cè)起依次由具有負(fù)的 折射力的第1透鏡組、具有正的折射力的第2透鏡組、具有負(fù)的折射力的 第3透鏡組、和具有正的折射力的第4透鏡組構(gòu)成，通過使正的第2透鏡 組和負(fù)的第3透鏡組移動，而進行變倍。在此變焦透鏡中，將棱鏡配置在 第1透鏡組的最靠近物側(cè)，將光路折彎大致90° 。而且，在第1透鏡組 內(nèi)，固定的透鏡組配置在棱鏡的后面。
專利文獻1日本專利公開2000-131610號公報
專利文獻2日本專利公開2004-205796號公報如專利文獻1及2所述，以往的曲折型變焦透鏡成為以下構(gòu)成，艮卩， 在第1透鏡組內(nèi)在光路折彎用的棱鏡的后面配置固定的透鏡組，且在其后 面配置變焦移動組。尤其，如專利文獻1所述，在第1透鏡組內(nèi)，在光路 折彎用棱鏡的后面配置在變焦時為固定的正的透鏡組，在其后配置變焦移 動組的情況較多。并且，該變焦移動組從物側(cè)起依次由負(fù)的透鏡組和正的 透鏡組構(gòu)成的情況較多。可是，尤其在以便攜終端用途使用曲折型變焦透 鏡時，不僅要求作為透鏡模組的薄度，且要求整體的體積小。然而，在以 往的曲折型變焦透鏡中，從薄型化的觀點上主要被施以注意徑方向(垂直 于折彎后的光軸的方向)的大小的設(shè)計，而對折彎后的光軸方向的長度不 怎么考慮。這是因為具有借助曲折型變焦透鏡通過折彎光路己充分實現(xiàn)縮 短的認(rèn)識。然而，為了弄小整體的體積總長的縮短也重要。從而，在曲折 型變焦透鏡，期待開發(fā)實現(xiàn)縮短總長的透鏡。

實用新型內(nèi)容
本實用新型鑒于所涉及的問題點而提出的，其目的在于，提供一種與 固定的透鏡組配置在光路折彎用棱鏡和變焦移動組之間的以往的曲折型變 焦透鏡相比，維持良好的光學(xué)性能的同時，有利于廣角化，可以謀求總長 的縮短的變焦透鏡及使用該變焦透鏡可以謀求小型化的攝像裝置以及移動 電話機。
根據(jù)本實用新型的變焦透鏡，從物體依次包括第1透鏡組，在變焦 時為固定且作為整體具有負(fù)的折射力；第2透鏡組，在變焦時為固定且由 不具有折射力的光路折彎用棱鏡構(gòu)成；第3透鏡組，在變焦時移動且作為 整體具有正的折射力；第4透鏡組，在變焦時移動且作為整體具有負(fù)的折 射力；第5透鏡組，在變焦時固定且作為整體具有正的折射力。第l透鏡組 從物體依次由在光軸附近凹面朝向物側(cè)的第l負(fù)透鏡和在光軸附近凹面朝 向像側(cè)的第2負(fù)透鏡構(gòu)成。
在根據(jù)本實用新型的變焦透鏡中，將第2透鏡設(shè)為不具有折射力的光 路折彎用棱鏡，在其棱鏡的后面不配置固定的正的透鏡組，而配置由正的第3透鏡組和負(fù)的第4透鏡組構(gòu)成的變焦移動組，由此，與在光路折彎用棱 鏡的后面配置固定的透鏡組，而在其后面配置變焦移動組的構(gòu)成相比，容 易進行總長的縮短。尤其，與將固定的正的透鏡組配置在棱鏡的后面，而 將由負(fù)的透鏡組和正的透鏡組構(gòu)成的變焦移動組配置在其后的以往的構(gòu)成 相比，容易進行總長的縮短。并且，在根據(jù)本實用新型的變焦透鏡中，通
過光路折彎用棱鏡的前面配置作為第1透鏡組的2片負(fù)透鏡，有利于廣角化。
并且，進而根據(jù)所要求的規(guī)格等，適當(dāng)采用滿足以下的優(yōu)選條件，可 以將光學(xué)性能更為良好。
在本實用新型的變焦透鏡，第l透鏡組內(nèi)的第l負(fù)透鏡，優(yōu)選為物側(cè)的 面在光軸附近為凹形狀且在周圍部持有比光軸附近小的負(fù)的光焦度或持有 正的光焦度的非球面形狀，并且，像側(cè)的面為在光軸附近為凸形狀且在周 圍部持有比光軸附近小的正的光焦度或持有負(fù)的光焦度的非球面形狀。第
3透鏡組優(yōu)選含有將凸面朝向物側(cè)的至少1片正透鏡。第4透鏡組優(yōu)選含有 接合透鏡。第5透鏡組優(yōu)選由將凸面朝向像側(cè)的1片正的非球面透鏡構(gòu)成。
在此時，第4透鏡組可以由例如從物體依次通過2片透鏡而成的接合透 鏡和l片非球面透鏡構(gòu)成。
并且，第3透鏡組可以例如從物體依次由兩面為非球面的正的非球面 透鏡和兩面為球面的正的球面透鏡而構(gòu)成。
另外，根據(jù)本實用新型的變焦透鏡，優(yōu)選適當(dāng)選擇性地滿足以下條 件。式中，fll為第1透鏡組內(nèi)的第1負(fù)透鏡的焦距，f12是表示第2負(fù) 透鏡的焦距。并且，f3為第3透鏡組的焦距，f4是表示第4透鏡組的焦 距。fw為在廣角端的整個系統(tǒng)的焦距，Himg是表示最大像高。vG3是表 示第3透鏡組內(nèi)的透鏡對d線(波長587.6nm)的阿貝數(shù)的平均值。
<formula>formula see original document page 7</formula>根據(jù)本實用新型的攝像裝置或移動電話機，具備根據(jù)本實用新型的變 焦透鏡、和輸出與此變焦透鏡所形成的光學(xué)像對應(yīng)的攝像信號的攝像元 件。
根據(jù)本實用新型的攝像裝置或移動電話機中，使用謀求本實用新型的 小型、低成本化的高性能的變焦透鏡作為攝像透鏡，而謀求作為裝置整體 的小型化和低成本化。
根據(jù)本實用新型的移動電話機，可以具備具有長方形狀的面(例如操
作面或圖像顯示面)的框體。此時，可以例如將根據(jù)本實用新型的變焦透 鏡在其框體內(nèi)部按照光路折彎后的光軸與框體的短向一致的方式配置也可。
根據(jù)本實用新型的變焦透鏡，實現(xiàn)了光路折彎后的總長的縮短，因此 在如移動電話機的小型設(shè)備中，可以配置在短向，有助于小型化。
根據(jù)本實用新型的變焦透鏡，將第2透鏡組設(shè)為不具有折射力的光路 折彎用棱鏡，在其棱鏡的后面不配置固定的透鏡組，而配置由正的第3透 鏡組和負(fù)的第4透鏡組構(gòu)成的變焦移動組，因此，與在光路折彎用棱鏡和 變焦移動組之間配置固定的透鏡組的以往的曲折型變焦透鏡相比，可以維 持良好的光學(xué)性能的同時，可以實現(xiàn)縮短總長。并且，光路折彎用棱鏡的 前面作為第1透鏡組配置結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的2片負(fù)透鏡，因此與例如僅配置l片
負(fù)透鏡的情況相比，有利于廣角化。
另外，根據(jù)本實用新型的攝像裝置或移動電話機，將實現(xiàn)上述本實用 新型的小型、低成本化的高性能的變焦透鏡作為攝像透鏡而使用，所以可 以維持良好的光學(xué)性能的同時，并可以謀求作為裝置整體的小型化和低成 本化。


圖1表示本實用新型的一實施方式所涉及的變焦透鏡的第1構(gòu)成例， 是對應(yīng)于實施例1的透鏡剖面圖。
圖2表示本實用新型的一實施方式所涉及的變焦透鏡的第2構(gòu)成例， 是對應(yīng)于實施例2的透鏡剖面圖。圖3表示本實用新型的一實施方式所涉及的變焦透鏡的第3構(gòu)成例， 是對應(yīng)于實施例3的透鏡剖面圖。
圖4表示本實用新型的一實施方式所涉及的變焦透鏡的第4構(gòu)成例， 是對應(yīng)于實施例4的透鏡剖面圖。
圖5表示本實用新型的一實施方式所涉及的變焦透鏡的第5構(gòu)成例， 是對應(yīng)于實施例5的透鏡剖面圖。
圖6表示本實用新型的一實施方式所涉及的變焦透鏡的第6構(gòu)成例， 是對應(yīng)于實施例6的透鏡剖面圖。
圖7是表示曲折光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成的透鏡剖面圖。
圖8是表示實施例1所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示 基本透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示伴隨變倍而移動的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖9是表示實施例2所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示 基本透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示伴隨變倍而移動的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖10是表示實施例3所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示 基本透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示伴隨變倍而移動的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖11是表示實施例4所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示 基本透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示伴隨變倍而移動的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖12是表示實施例5所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示 基本透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示伴隨變倍而移動的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖13是表示實施例6所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示 基本透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示伴隨變倍而移動的部分的面間隔數(shù)據(jù)。
圖14是表示實施例1所涉及的變焦透鏡的非球面有關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖15是表示實施例2所涉及的變焦透鏡的非球面有關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖16是表示實施例3所涉及的變焦透鏡的非球面有關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖17是表示實施例4所涉及的變焦透鏡的非球面有關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。圖18是表示實施例5所涉及的變焦透鏡的非球面有關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖19是表示實施例6所涉及的變焦透鏡的非球面有關(guān)的透鏡數(shù)據(jù)的圖。
圖20是針對各實施例概括表示有關(guān)條件式的值的圖。
圖21是表示實施例1所涉及的變焦透鏡的廣角端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖22是表示實施例1所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖23是表示實施例2所涉及的變焦透鏡的廣角端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖24是表示實施例2所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖25是表示實施例3所涉及的變焦透鏡的廣角端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖26是表示實施例3所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖27是表示實施例4所涉及的變焦透鏡的廣角端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖28是表示實施例4所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖29是表示實施例5所涉及的變焦透鏡的廣角端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖30是表示實施例5所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖31是表示實施例6所涉及的變焦透鏡的廣角端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。
圖32是表示實施例6所涉及的變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的各種像差的像差 圖，(A)表示球面像差、(B)表示散光像差、(C)表示畸變像差。圖33是表示本實用新型的一實施方式所涉及的作為攝像裝置的移動 電話機的一構(gòu)成例的外觀圖。
圖中GC-光學(xué)部件，Gl-第l透鏡組，G2-第2透鏡組，G3-第3透鏡 組，G4-第4透鏡組，G5-第5透鏡組，L21-棱鏡，St-光闌，Ri-從物側(cè)第i 個透鏡面的曲率半徑，Di-從物側(cè)第i個和第i+l個透鏡面之間的面間隔， Z卜光軸。
具體實施方式
以下，參照附圖對本實用新型的實施方式進行詳細(xì)說明。
圖1表示本實用新型的一實施方式所涉及的變焦透鏡的第1構(gòu)成例。 此構(gòu)成例對應(yīng)于后述的第1數(shù)值實施例(圖8 (A) 、 (B)、圖14)的透 鏡構(gòu)成。圖2 圖6表示第2 第6的構(gòu)成例，對應(yīng)于后述的第2 第6的 數(shù)值實施例的透鏡構(gòu)成。在圖1 圖6，符號Ri表示以最靠近物側(cè)的構(gòu)成 要素的面為第1個、隨著朝向像側(cè)(成像側(cè))依次增加地附上符號的第i 個面的曲率半徑。符號Di表示第i個面與第i+l個面之間的光軸Zl上的 面間隔。另外，關(guān)于符號Di僅對伴隨變倍而變化的部分的面間隔附上符 號。并且，在圖1 圖6中，表示在廣角端的透鏡配置。
此變焦透鏡，沿光軸Zl從物側(cè)起依次具備具有負(fù)的折射力的第1 透鏡組Gl、第2透鏡組G2、具有正的折射力的第3透鏡組G3、具有負(fù)的 折射力的第4透鏡組G4、和具有正的折射力的第5透鏡組G5。第2透鏡 組G2由光路折彎用棱鏡L21構(gòu)成，整體上不具有折射力?？讖焦怅@St例 如配置在第3透鏡組G3和第4透鏡組G4之間。
此變焦透鏡可以裝載于具有攝像功能的小型設(shè)備例如數(shù)字照相機或攝 像機、帶照相機的移動電話機、及PDA等的攝影裝置。在此變焦透鏡的像 側(cè)配置與被搭載的照相機的攝影部的構(gòu)成對應(yīng)的部件。例如，CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等 未圖示的攝像元件配置在此變焦透鏡的成像面(攝像面)Simg。按照裝載 透鏡的照相機側(cè)的構(gòu)成，各種光學(xué)部件GC也可配置在第5透鏡組G5和攝像面之間。作為光學(xué)部件GC，例如配置攝像面保護用蓋玻璃或各種光學(xué) 濾光片等的平板狀部件。
此時，作為光學(xué)部件GC，也可以使用例如在平板狀的蓋玻璃上施以具 有紅外線截止濾光片或ND濾光片等的濾光片效果的涂層的部件。并且， 在此變焦透鏡，也可以第1透鏡組Gl乃至第5透鏡組G-5內(nèi)的透鏡全部、 或至少一個透鏡面施以有紅外線截止濾光片或ND濾光片等的濾光片效果 的涂層或防反射涂層。
就此變焦透鏡而言，第1透鏡組Gl、第2透鏡組G2及第5透鏡組G5 在變焦時始終是固定的，第3透鏡組G3及第4透鏡組G4在變焦時在光軸 Zl上分別移動。第3透鏡組G3和第4透鏡組G4隨著從廣角端至望遠(yuǎn)端進 行變倍如圖1 圖6用箭頭移動軌跡所示，在光軸Zl上沒有中途向像側(cè)進 行反轉(zhuǎn)移動，而朝物側(cè)單方向移動。
另外，本實施方式所涉及的變焦透鏡為曲折光學(xué)系統(tǒng)，實際上，如圖 7所示，光路由棱鏡L21的內(nèi)部反射面10折彎大致90° 。在圖1 圖6 中，省略棱鏡L21的內(nèi)部反射面10，沿光軸Zl上的同一方向展開而表
不o
第1透鏡組G1從物側(cè)起依次由在光軸附近凹面朝向物側(cè)的第1負(fù)透鏡L1 1、和在光軸附近凹面朝向像側(cè)的第2負(fù)透鏡L12構(gòu)成。第1透鏡組G1內(nèi)的2 片負(fù)透鏡Lll、 L12優(yōu)選滿足以下條件。
式中，fll為第l負(fù)透鏡Lll的焦距，fl2是表示第2負(fù)透鏡L12的焦距。
0<fl2/fll<1.0 ...... (1)
在第1透鏡組Gl中，第1負(fù)透鏡Lll優(yōu)選為兩面是非球面形狀的非 球面透鏡。第1負(fù)透鏡Lll優(yōu)選例如物側(cè)的面及像側(cè)的面均是在周圍部隨 著向周圍側(cè)行進而與透鏡面相切的切平面從物側(cè)朝向像側(cè)倒塌的非球面形 狀。例如第1負(fù)透鏡Lll的物側(cè)的面優(yōu)選是在光軸附近為凹形狀且伴隨向 周圍部行進負(fù)的光焦度變小而接近于凸形狀的形狀。換而言之，第1負(fù)透 鏡Ul的物側(cè)的面也可以構(gòu)成為在光軸附近是凹形狀且在周圍部持有比光 軸附近小的負(fù)的光焦度。尤其，更優(yōu)選在有效直徑端具有正的光焦度。并 且，例如第1負(fù)透鏡Lll的像側(cè)的面優(yōu)選是在光軸附近為凸形狀且伴隨向周圍部行進正的光焦度變小而接近于凹形狀的形狀。換而言之，第1負(fù)透 鏡Lll的像側(cè)的面可以構(gòu)成為在光軸附近為凸形狀且在周圍部持有比光軸 附近小的正的光焦度。尤其，更優(yōu)選在有效徑端具有負(fù)的光焦度。
第3透鏡組G3含有凸面朝向物側(cè)的至少1片正透鏡。在圖6的第6 構(gòu)成例中，第3透鏡組G3僅由凸面朝向物側(cè)的第1正透鏡L31的1片構(gòu) 成。在圖1 圖5的第1 第5的構(gòu)成例中，第3透鏡組G3從物側(cè)起依次 由第1正透鏡L31和第2正透鏡L32的2片構(gòu)成。第1正透鏡L31的優(yōu)選 為兩面是非球面的正的非球面透鏡。第2正透鏡L32優(yōu)選為兩面是球面的 正的球面透鏡。
第4透鏡組G4優(yōu)選含有接合透鏡。在圖1 圖6的各構(gòu)成例中，第4 透鏡組G4從物側(cè)起依次包括由2片透鏡L41、 L42構(gòu)成的接合透鏡；和在 光軸附近凹面朝向物側(cè)的1片非球面透鏡L43而構(gòu)成。
第5透鏡組G5含有凸面朝向像側(cè)的1片正透鏡L51。正透鏡L51優(yōu)選 兩面為非球面的非球面透鏡。
此變焦透鏡優(yōu)選適當(dāng)選擇性地滿足以下條件式。式中，f3為第3透鏡 組G3的焦距，f4是表示第4透鏡組G4的焦距，fw為在廣角端的整個系 統(tǒng)的焦距。Himg是表示最大像高。vG3表示第3透鏡組G3內(nèi)的透鏡對d
線的阿貝數(shù)的平均值。
-1.5〈f3/f4〈-0. 5 ...... (2)
0.7〈Himg/fw ...... (3)
50< vG3 ...... (4)
圖33作為本實施方式所涉及的攝像裝置的一例，表示帶照相機的移 動電話機。圖33所示的帶照相機的移動電話機具備上部框體2A和下部框 體2B，按照兩者沿圖33的箭頭方向轉(zhuǎn)動自如的方式構(gòu)成。下部框體2B的 表面設(shè)為長方形狀的操作面，設(shè)置有操作鍵21等。上部框體2A的表面設(shè) 為長方形狀的顯示面，設(shè)置有由LCD (液晶顯示板)或EL (Electro-Luminescence) 顯示板等的顯示板構(gòu)成的顯示部22。該顯示部22配置于 折疊時成為里面的側(cè)。此顯示部22，條關(guān)于電話功能的各種菜單表示以 外，可以顯示通過照相機部1攝影的畫像等。作為照相機部1，組裝有由本實施方式所涉及的變焦透鏡構(gòu)成的攝像透鏡和CCD等的攝像元件被一體化的照相機模塊。在此帶照相機的移動電話機中，照相機部1的攝像透鏡所形成的光學(xué)像由攝像元件轉(zhuǎn)換為電攝像信號，其攝像信號被輸出到電話機主體側(cè)的信號處理回路。在照相機部1的照相機模塊，作為攝像透鏡使用本實施方式所涉及的變焦透鏡，從而可以獲得高分辨的攝像信號。在電話機主體側(cè)中，依據(jù)其攝像信號可以生成高分辨的畫像。
就照相機部1而言，按照例如本實施方式所涉及的變焦透鏡的光路折
彎后的光軸與下部框體2B的操作面的短向(圖Z方向) 一致的方式，被配置于下部框體2B的內(nèi)部。此時，例如可以為來自攝影對象的光入射的攝影孔徑位于與操作面相反的面那樣的透鏡系統(tǒng)配置即可。本實施方式所涉及的變焦透鏡，因?qū)崿F(xiàn)了光路折彎后的總長的縮短，所以可以配置在這樣的小型的移動電話機的框體的短向，由此，使電話機主體的顯示部22的長向、短向與在照相機部1的攝像大小的長向、短向一致，因此可以攝影適于顯示部22的大小的縱橫比的圖像。
并且，配置照相機部1的部位不限于圖示的下部框體2B，也可位于上部框體2A側(cè)。另外，照相機部1的配置不限于上述的例，也可以配置成在透鏡系統(tǒng)的光路折彎后的光軸成為框體的長向(例如圖X方向)。并且，不限于光路折彎后的光軸與短向或長向完全一致的情況，也可以配置在從短向或長向偏離的傾斜方向。
另外，本實施方式所涉及的變焦透鏡，除此之外，作為具有攝像功能的各種信息終端(PDA等)、數(shù)字靜止照相機、及攝像機等的攝像透鏡，也可以適合搭載。
接著，說明如以上構(gòu)成的變焦透鏡的作用及效果。
在此變焦透鏡中，將第2透鏡組G2設(shè)為不具有折射力的光路折彎用棱鏡L21，在其棱鏡L21的后面不配置固定的透鏡組，而配置由正的第3透鏡組G3和負(fù)的第4透鏡組G4構(gòu)成的變焦移動組，尤其，與在棱鏡L21的后面配置固定的正的透鏡組、在其后配置由負(fù)的透鏡組和正的透鏡組構(gòu)成的變焦移動組的以往的構(gòu)成相比，容易縮短總長。
并且，在光路折彎用棱鏡L21的前面，作為第1透鏡組G1配置2片負(fù)透鏡Lll、 L12，例如與僅配置l片負(fù)透鏡的情況相比，廣角化變得容易。尤其，關(guān)于2片負(fù)透鏡L11、 L12，通過最優(yōu)化結(jié)構(gòu)以滿足條件式(1)，謀求廣角化的同時，有利于透鏡系統(tǒng)的薄型化。條件式(1)規(guī)定第1透鏡組G1內(nèi)的2片負(fù)透鏡L11、 L12的適當(dāng)?shù)慕咕啾?。在此變焦透鏡中，在第l透鏡組Gl內(nèi)，若配置于物側(cè)的第1負(fù)透鏡L11的光焦度變得過大，由于光路折彎時系統(tǒng)的厚度增加而不優(yōu)選。若脫離條件式(1)的條件，則系統(tǒng)的厚度變大。
為了得到更良好的性能，關(guān)于條件式(1)優(yōu)選滿足0. I〈fl2/fll〈0. 9 ...... (1A)
即可。更優(yōu)選為滿足
0.2〈fl2/fl1〈0.8 ...... (IB)即可。
條件式(2)規(guī)定第3透鏡組G3和第4透鏡組G4的折射力的適當(dāng)關(guān)系。若超過條件式(2)的上限則總長變大，若超過下限則總長變短，但性能劣化，尤其很難取軸向色像差，所以不優(yōu)選。
為了得到更良好的性能，關(guān)于條件式(2)優(yōu)選滿足
-1.3〈f3/f4〈-0.8 ...... (2A)
即可。更優(yōu)選為滿足
-l.2<f3/f4<-0. 9 ...... (2B)即可。
條件式(3)是關(guān)于廣角化的條件。若脫離條件式(3)的條件，視場角變小，成為市場價值低的透鏡系統(tǒng)。
條件式(4)是關(guān)于第3透鏡組G3內(nèi)的透鏡材料的式子，有助于色像差的校正。若低于條件式(4)的下限，則色像差變得過大，而難以實現(xiàn)性能良好的變焦透鏡，所以不優(yōu)選。為了更良好地校正色像差，優(yōu)選滿足以下條件式。
55〈vG3 ...... (4A)
如以上，根據(jù)本實施方式所涉及的變焦透鏡，與固定的透鏡組配置在光路折彎用棱鏡和變焦移動組之間的以往的曲折型變焦透鏡相比，可以維持良好的光學(xué)性能的同時，并可以謀求縮短總長。并且，作為第l透鏡組
G1配置2片負(fù)透鏡L11、 L12，例如與僅配置l片負(fù)透鏡的情況相比，有利于廣角化。另外，根據(jù)本實施方式所涉及的攝像裝置或移動電話機，將本實施方式所涉及的高性能的變焦透鏡作為攝像透鏡使用，輸出與它所形成的光學(xué)像對應(yīng)的攝像信號，因此可以得到明亮且高分辨的攝影圖像。
將本實施方式所涉及的變焦透鏡作為攝像透鏡使用，從fl 可以得到例如還對應(yīng)8百萬程度的高像素的性能。
接著，對本實施方式所涉及的變焦透鏡的具體的數(shù)值實施例進行說明。在以下，總結(jié)多個數(shù)值實施例而進行說明。
圖8 (A)、圖8 (B)、及圖14表示對應(yīng)于圖1所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù)。在圖8 (A)所示的透鏡數(shù)據(jù)的面號碼Si的欄中，表示關(guān)于實施例l所涉及的變焦透鏡而將最靠近物側(cè)的構(gòu)成要素的面為第l個、隨著朝向像側(cè)依次增加地附上符號的第i個面的號碼。在曲率半徑Ri的欄，對應(yīng)于在圖l所附上的符號Ri而表示從物側(cè)第i個面的曲率半徑的值(mm)。關(guān)于面間隔Di的欄，也同樣表示從物側(cè)第i個面Si和第i+l個面的Si+1的光軸上的間隔(mm)。在Ndi的欄表示從物側(cè)第i個面Si和第i+l個面的Si+l之間的對d線(波長587.6nm)的折射率的值。在vdj的欄表示從物側(cè)第j個光學(xué)要素對d線的阿貝數(shù)的值。
實施例l所涉及的變焦透鏡，由于伴隨變倍第3透鏡組G3及第4透鏡組G4在光軸上移動，因此，這些各組的前后的面間隔D6、 Dll、 D16的值可變。在圖8 (B)，作為這些面間隔D6、 Dll、 D16的變倍時的數(shù)據(jù)，表示廣
角端及望遠(yuǎn)端的值。
在圖8 (A)的透鏡數(shù)據(jù)，在面號碼的左側(cè)所附上的記號「*」表示其透鏡面為非球面形狀。實施例l所涉及的變焦透鏡，第1透鏡組G1內(nèi)的第1負(fù)透鏡L11的兩面S1、 S2，第3透鏡組G3內(nèi)的第1正透鏡L31的兩面S7、 S8，第4透鏡組G4內(nèi)的透鏡L43的兩面S15、 S16，第5透鏡組G5內(nèi)的正透鏡L51的兩面S17、 S18，全部成為非球面形狀。在圖8 (A)的曲率半徑Ri的欄，作為這些非球面的曲率半徑表示光軸附近的曲率半徑的數(shù)值。
在圖14表示實施例1所涉及的變焦透鏡的非球面數(shù)據(jù)。在圖14作為非
球面數(shù)據(jù)所示的數(shù)值，記號"E"表示其之后的數(shù)值是以10為底的"冪指數(shù)"，表示由以10為底的指數(shù)函數(shù)表示的數(shù)值與"E"之前的數(shù)值相乘。例如，若為「l.OE-02」，則表示「I.OXIO-2」。
作為實施例l所涉及的變焦透鏡的非球面數(shù)據(jù)，記下根據(jù)以下的式
(A) 所表示的非球面形狀的式的各系數(shù)An、 K的值。詳細(xì)地，Z表示從距光軸具有高度h的位置上的非球面上的點下垂到非球面的頂點的切平面(垂直于光軸的平面)的垂線的長度(mm)。
Z二C h2/{l+ (1- (K+l)C2 h2) 1/2} + "hn……(A)
(n二3以上的整數(shù))式中，
Z:非球面的深度(mm)
h:從光軸到透鏡面的距離(高度)(mm)
K:圓錐常數(shù)
C:近軸曲率4/R
(R:近軸曲率半徑)
An:第n次的非球面系數(shù)
在實施例l所涉及的變焦透鏡，各非球面作為非球面系數(shù)An有效使用偶數(shù)次的系數(shù)A4、 A6、 A8、 Ahj而被表示。
與以上的實施例l所涉及的變焦透鏡同樣，將對應(yīng)于圖2所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù)作為實施例2，表示在圖9 (A)、圖9 (B)及圖15。并且，同樣地將對應(yīng)于圖3 圖5所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù)作為實施例3 實施例5表示在圖10 (A) 、 (B) 圖12 (A)、
(B) 和圖16 圖18 。這些實施例2 實施例5所涉及的變焦透鏡的基本結(jié)構(gòu)與實施例l所涉及的變焦透鏡相似。實施例2 實施例5所涉及的變焦透鏡與實施例l所涉及的變焦透鏡同樣地，伴隨變倍而第3透鏡組G3及第4透鏡組G4在光軸上移動，因此，這些各組的前后面間隔D6、 Dll、 D16的值為可變。另外，與實施例l所涉及的變焦透鏡同樣地，第1透鏡組G1內(nèi)的第1負(fù)透鏡L11的兩面S1、 S2，第3透鏡組G3內(nèi)的第1正透鏡L31的兩面S7、S8，第4透鏡組G4內(nèi)的透鏡L43的兩面S15、 S16，第5透鏡組G5內(nèi)的正透鏡L51的兩面S17、 S18，都成為非球面形狀。在實施例2 實施例5所涉及的變焦透鏡，各非球面作為非球面系數(shù)An有效使用偶數(shù)次的系數(shù)A4、 A6、A8、 A,。而被表示。
并且，同樣地將對應(yīng)于圖6所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體的透鏡數(shù)據(jù)作為實施例6，表示在圖13 (A) 、 (B)及圖19。實施例6所涉及的變焦透鏡，第3透鏡組G3的透鏡要素僅由第1正透鏡L31的1片構(gòu)成。實施例6所涉及的變焦透鏡與實施例l所涉及的變焦透鏡同樣地，伴隨變倍第3透鏡組G3及第4透鏡組G4在光軸上移動，因此，這些各組的前后面間隔D6、 D9、D14的值為可變。另外，與實施例l所涉及的變焦透鏡同樣地，第l透鏡組G1內(nèi)的第1負(fù)透鏡L11的兩面S1、 S2，第3透鏡組G3內(nèi)的第1正透鏡L31的兩面S7、 S8，第4透鏡組G4內(nèi)的透鏡L43的兩面S13、 S14，第5透鏡組G5內(nèi)的正透鏡L51的兩面S15、 S16，都成為非球面形狀。在實施例6所涉及的變焦透鏡，各非球面作為非球面系數(shù)A。有效使用偶數(shù)次的系數(shù)A4、 A6、 A8、 Aw而被表示。
在圖20表示針對各實施例總結(jié)關(guān)于上述各條件式的值。由圖20可知，
各實施例的值在各條件式的數(shù)值范圍內(nèi)。
圖21 (A) (C)分別表示，實施例l所涉及的變焦透鏡在廣角端的球面像差、散光像差、及畸變(畸變像差)。圖22 (A) (C)表示在望遠(yuǎn)端的同樣的各種像差。在各種像差圖，以d線為基準(zhǔn)波長，表示對F線
(波長486. 13nm) 、 C線(波長656.3nm)的像差。在散光像差圖，實線表示弧矢方向，虛線表示切向方向的像差。FNo.表示F值，"表示半視角。同樣地，將實施例2所涉及的變焦透鏡有關(guān)的各種像差表示在圖23
(A) (C)(廣角端)、及圖24 (A) (C)(望遠(yuǎn)端)。同樣，將實施例3乃至6所涉及變焦透鏡有關(guān)的各種像差表示在圖25 (A) 圖32
(A) (C)。
由以上的各數(shù)值數(shù)據(jù)及各種像差圖可知，關(guān)于各實施例，各種像差被良好地校正，謀求廣角化的同時，可實現(xiàn)與以往的曲折型變焦透鏡相比可以實現(xiàn)縮短總長的變焦透鏡。
另外，本實用新型不限于上述實施方式及各實施例，可以實施各種變形。例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔及折射率的值等，不限于在上述各數(shù)值實施例所示的值，可取其他的值。
權(quán)利要求1.一種變焦透鏡，其特征在于，由從物側(cè)起依次第1透鏡組，在變焦時為固定且整體上具有負(fù)的折射力；第2透鏡組，在變焦時為固定且由不具有折射力的光路折彎用棱鏡構(gòu)成；第3透鏡組，在變焦時移動且整體上具有正的折射力；第4透鏡組，在變焦時移動且整體上具有負(fù)的折射力；第5透鏡組，在變焦時為固定且整體上具有正的折射力而構(gòu)成，上述第1透鏡組由從物側(cè)起依次在光軸附近凹面朝向物側(cè)的第1負(fù)透鏡和在光軸附近凹面朝向像側(cè)的第2負(fù)透鏡構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于，還滿足以下條件式<formula>formula see original document page 0</formula>式中，fll是第1透鏡組內(nèi)的第1負(fù)透鏡的焦距， f12是第1透鏡組內(nèi)的第2負(fù)透鏡的焦距。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 還滿足以下條件式-<formula>formula see original document page 0</formula>式中，f3是第3透鏡組的焦距， f4是第4透鏡組的焦距。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于，還滿足以下條件式<formula>formula see original document page 0</formula>式中，fw是在廣角端的整個系統(tǒng)的焦距，Himg是最大像高。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 上述第l透鏡組內(nèi)的上述第l負(fù)透鏡，物側(cè)的面是在光軸附近為凹形狀且在周圍部持有比光軸附近小的負(fù)的光焦度或持有正的光焦度的非球面形 狀，并且，像側(cè)的面是在光軸附近為凸形狀且在周圍部持有比光軸附近小 的正的光焦度或持有負(fù)的光焦度的非球面形狀，上述第3透鏡組含有將凸面朝向物側(cè)的至少1片正透鏡，上述第4透鏡組含有接合透鏡，上述第5透鏡組由凸面朝向像側(cè)的1片正的非球面透鏡構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變焦透鏡，其特征在于， 還滿足以下條件式50〈vG3 ...... (4)式中，v G3是第3透鏡組內(nèi)的透鏡的阿貝數(shù)的平均值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變焦透鏡，其特征在于， 上述第4透鏡組從物側(cè)起依次由2片透鏡而成的接合透鏡和1片非球面透鏡構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變焦透鏡，其特征在于，上述第3透鏡組從物側(cè)起依次由兩面為非球面的正的非球面透鏡和兩 面為球面的正的球面透鏡構(gòu)成。
9. 一種攝像裝置，其特征在于， 具備根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，和輸出與上述變焦透鏡所形成的光學(xué)像對應(yīng)的攝像信號的攝像元件。
10. —種移動電話機，其特征在于，具備權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡和輸出與上述變焦透鏡所形成的 光學(xué)像對應(yīng)的攝像信號的攝像元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動電話機，其特征在于， 具備具有長方形狀的面的框體，上述變焦透鏡在上述框體內(nèi)部按照光路折彎后的光軸與上述框體的短 向一致的方式配置。
專利摘要本實用新型提供一種變焦透鏡及攝像裝置以及移動電話機。該變焦透鏡與在光路折彎用的棱鏡和變焦移動組之間配置固定的透鏡組的以往的曲折型變焦透鏡相比，可以維持良好的光學(xué)性能的同時，有利于廣角化，并可以謀求縮短總長。并且，從物側(cè)起依次配設(shè)第1透鏡組(G1)，具有負(fù)的折射力的第1透鏡組；第2透鏡組(G2)，由不具有折射力的光路折彎用棱鏡(L21)構(gòu)成；第3透鏡(G3)，變焦時移動且具有正的折射力；第4透鏡組(G4)，變焦時移動且具有負(fù)的折射力；和第5透鏡組(G5)，具有正的折射力。在棱鏡(L21)的后面不配置固定的正的透鏡組，而配置由正的第3透鏡(G3)和負(fù)的第4透鏡組(G4)構(gòu)成的變焦移動組，與將固定的透鏡組配置在棱鏡和變焦移動組之間的構(gòu)成相比，實現(xiàn)總長的縮短。并且，作為第1透鏡組(G1)，通過配置2片負(fù)透鏡(L11、L12)而實現(xiàn)廣角化。
文檔編號H04M1/21GK201413424SQ20082017895
公開日2010年2月24日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者筱原義和 申請人:富士能株式會社