專利名稱：變焦透鏡及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于具有攝像功能的小型設(shè)備，特別是數(shù)碼靜止相機(jī)、帶攝像頭的手機(jī)、及個(gè)人數(shù)字助理(PDA: Personal Digital Assistance)等變焦透鏡及攝像裝置。
背景技術(shù)：
近幾年，在數(shù)碼靜止相機(jī)等攝像裝置中，隨著CCD (Charge Coupled Device)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等攝像元 件的小型化的進(jìn)步，裝置整體也被要求迸一步的小型化。因此，最近， 正在開發(fā)通過在中途彎折透鏡系的光路，即通過所謂屈曲光學(xué)系統(tǒng)而謀 求組裝在攝像裝置時(shí)的薄型化的透鏡。作為使用了屈曲光學(xué)系統(tǒng)的變焦透鏡，在專利文獻(xiàn)1記載有，由從物體側(cè)依次排列具有正折射力的第1透鏡組、具有負(fù)折射力的第2透鏡組、具有正折射力的第3透鏡組、具有正折射力的第4透鏡組而構(gòu) 成，通過使負(fù)的第2透鏡組和正的第4透鏡組移動(dòng)而進(jìn)行變倍的變焦透 鏡。在該變焦透鏡中，通過在第1透鏡組內(nèi)配置棱鏡而將光路彎折大致 9CTC。而且，在第l透鏡組內(nèi)的棱鏡的后面配置有固定的正透鏡組。專利文獻(xiàn)1專利公幵2000-131610號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容如上所述，由于通過利用屈曲光學(xué)系統(tǒng)，可以謀求組裝在攝像裝置 時(shí)的薄型化，因此，在近幾年開始被裝載于各種攝像設(shè)備。另一方面， 市場(chǎng)在要求薄型化的同時(shí)還要求低成本化。因此，還期待著在謀求薄型 化的同時(shí)，有利于成本的構(gòu)成的屈曲光學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)。為了謀求低成本 化，可以考慮在透鏡材料中使用樹脂材料，但是在使用樹脂透鏡時(shí)，由于與玻璃透鏡相比，由溫度引起的特性變化大，因此充分考慮了溫度特 性的構(gòu)成為理想。在以往的屈曲光學(xué)系統(tǒng)中，例如專利文獻(xiàn)1所記載的 4組變焦構(gòu)成中眾所周知的有，例如在第3透鏡組或第4透鏡組使用樹 脂透鏡，但為了謀求較低成本化，可以考慮在其它透鏡組也積極地使用 樹脂透鏡。本發(fā)明是鑒于存在的問題點(diǎn)而提出的，其目的在于，提供一種變焦 透鏡及攝像裝置，其在小型且維持良好的光學(xué)性能的同時(shí)，謀求了低成 本化。本發(fā)明的變焦透鏡，從物體側(cè)依次至少具備第1透鏡組、第2透鏡 組、第3透鏡組、及第4透鏡組，通過改變各組間隔而進(jìn)行變倍，其 中，所述第1透鏡組，整體具有正的光放大率，并且從物體側(cè)依次具有負(fù)彎月形透鏡、將光路彎折大致90度的反射構(gòu)件、以及由至少使一面為非球面的樹脂材料構(gòu)成的正透鏡，所述第2透鏡組，整體具有負(fù)的 光放大率，并且在最靠近物體側(cè)具有由樹脂材料構(gòu)成的負(fù)透鏡，所述第 3透鏡組，具有使物體側(cè)為凸面的正透鏡；所述第4透鏡組，整體具有 正的光放大率，并且具有至少一個(gè)面為非球面的非球面透鏡，且，被構(gòu) 成為滿足以下條件式。式中，Pl:第1透鏡組中的樹脂透鏡的焦距； P2:第2透鏡組中的樹脂透鏡的焦距， 1.0<|P1/P2|<3.0 ...... (1)在本發(fā)明的變焦透鏡中，通過做成光路被配置于第1透鏡組內(nèi)的反射 構(gòu)件所彎折的屈曲光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成，在維持良好的光學(xué)性能的同時(shí)，光 學(xué)系統(tǒng)的厚度方向的長(zhǎng)度被抑制，組裝在攝像裝置時(shí)容易薄型化。而 且，通過在第1透鏡組和第2透鏡組適當(dāng)?shù)厥褂脴渲哥R，謀求小型 化，在維持良好的光學(xué)性能的同時(shí)，謀求低成本化變得容易。尤其，通 過使第1透鏡組的樹脂透鏡為正透鏡，使第2透鏡組的樹脂透鏡為負(fù)透 鏡，同時(shí)，通過使樹脂透鏡的焦距滿足適當(dāng)?shù)臈l件，使第1透鏡組和第 2透鏡組的樹脂透鏡相互進(jìn)行溫度補(bǔ)償，能夠在使用樹脂透鏡謀求低成 本化的同時(shí)，可以良好地抑制因溫度變化而引起的特性變動(dòng)。而且，通過適當(dāng)采用滿足以下理想構(gòu)成，能夠使光學(xué)性能較為良好， 并有利于低成本化。本發(fā)明的變焦透鏡，還滿足以下條件式為理想。式中，fw表示于廣 角端的全系統(tǒng)的焦距，f2表示第2透鏡組的焦距。 0.8<if2/fwi〈1.2 ……(2)本發(fā)明的變焦透鏡還可以滿足以下條件式。其中，Ndl為第1透鏡組 的最靠近物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的對(duì)d線的折射率，Nd7為第2透鏡組 的最靠近像面?zhèn)鹊耐哥R的對(duì)d線的折射率。<formula>formula see original document page 6</formula>...... (3)<formula>formula see original document page 6</formula> ...... (4)在本發(fā)明的變焦透鏡中，第4透鏡組的非球面透鏡理想為，是配置 在所述第4透鏡組內(nèi)最靠近像面?zhèn)?，且至少使一個(gè)面為非球面的正或負(fù) 的彎月形透鏡。在本發(fā)明的變焦透鏡中，第3透鏡組的正透鏡可以由樹脂材料而成。 而且，第4透鏡組的非球面透鏡也可以由樹脂材料而成。本發(fā)明的攝像裝置具備有，本發(fā)明的變焦透鏡，以及輸出按照由該變 焦透鏡所形成的光學(xué)像的攝像信號(hào)的攝像元件。本發(fā)明的攝像裝置中，采用了本發(fā)明的謀求了小型、低成本化的高性 能變焦透鏡作為攝像透鏡，謀求裝置整體的小型化和低成本化。根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡，作為屈曲光學(xué)系統(tǒng)采用有利于小型化的構(gòu) 成，并且在第1透鏡組和第2透鏡組適當(dāng)?shù)厥褂昧藰渲哥R，因此可以 在謀求小型化、維持良好的光學(xué)性能的同時(shí)，謀求低成本化。根據(jù)本發(fā)明的攝像裝置，由于使用了所述本發(fā)明的謀求了小型化、低 成本化的高性能變焦透鏡作為攝像透鏡，因此，可以在維持良好的攝像 性能的同時(shí)，謀求裝置整體的小型化和低成本化。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第1構(gòu)成例， 是與實(shí)施例1相對(duì)應(yīng)的透鏡的剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第2構(gòu)成例， 是與實(shí)施例2相對(duì)應(yīng)的透鏡的剖面圖。圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第3構(gòu)成例，是與實(shí)施例3相對(duì)應(yīng)的透鏡的剖面圖。圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第4構(gòu)成例，是與實(shí)施例4相對(duì)應(yīng)的透鏡的剖面圖。圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第5構(gòu)成例，是與實(shí)施例5相對(duì)應(yīng)的透鏡的剖面圖。圖6是表示實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基本的透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。圖7是表示實(shí)施例1所涉及的有關(guān)變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)的圖。 圖8是表示實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基本的透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。圖9是表示實(shí)施例2所涉及的有關(guān)變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)的圖。 圖10是表示實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基本的透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。 圖11是表示實(shí)施例3所涉及的有關(guān)變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)的圖。 圖12是表示實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基本的透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。 圖13是表示實(shí)施例4所涉及的有關(guān)變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)的圖。 圖14是表示實(shí)施例5所涉及的變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)的圖，(A)表示基本的透鏡數(shù)據(jù)，(B)表示隨變倍而移動(dòng)的部分的面間隔數(shù)據(jù)。 圖15是表示實(shí)施例5所涉及的有關(guān)變焦透鏡的非球面的數(shù)據(jù)的圖。 圖16是對(duì)于各實(shí)施例綜合表示了有關(guān)條件式的值的圖。 圖17是表示實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的廣角端的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖18是表示實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡于望遠(yuǎn)端的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖19是表示實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡于廣角端的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖20是表示實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡于望遠(yuǎn)端的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖21是表示實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡于廣角端的諸像差的像差圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖22是表示實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡于望遠(yuǎn)端的諸像差的像差 圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖23是表示實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡于廣角端的諸像差的像差 圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖24是表示實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡于望遠(yuǎn)端的諸像差的像差 圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖25是表示實(shí)施例5所涉及的變焦透鏡于廣角端的諸像差的像差 圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖26是表示實(shí)施例5所涉及的變焦透鏡于望遠(yuǎn)端的諸像差的像差 圖，(A)表示球面像差，(B)表示像散，(C)表示畸變像差。圖27是屈曲光學(xué)系統(tǒng)的說明圖。圖28是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的作為攝像裝置的數(shù)碼相機(jī) 的一構(gòu)成例的正視圖。圖29是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的作為攝像裝置的數(shù)碼相機(jī) 的一構(gòu)成例的背視圖。圖中GC—光學(xué)構(gòu)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，LP —直角棱鏡，St —孔徑光圈，Ri —從物體 側(cè)開始第i個(gè)透鏡面的曲率半徑，Di—從物體側(cè)開始第i個(gè)和第i+l個(gè) 透鏡面的面間隔，Zl —光軸。
具體實(shí)施方式
以下，參照?qǐng)D面詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖l (A) 、 (B)是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的第 l構(gòu)成例。該構(gòu)成例與后述的第l數(shù)值實(shí)施例(圖6 (A)、圖6 (B)及圖 7)的透鏡構(gòu)成相對(duì)應(yīng)。另外，圖l (A)與廣角端(最短焦距狀態(tài))的光 學(xué)系統(tǒng)配置相對(duì)應(yīng)，圖l (B)與望遠(yuǎn)端(最長(zhǎng)焦距狀態(tài))的光學(xué)系統(tǒng)配 置相對(duì)應(yīng)。同樣，在圖2 (A) 、 (B) 圖5 (A) 、 (B)表示與后述第2 至第5數(shù)值實(shí)施例的透鏡構(gòu)成相對(duì)應(yīng)的第2至第5構(gòu)成例的剖面構(gòu)成。在圖 1 (A) 、 (B) 圖5 (A) 、 (B)中，符號(hào)Ri表示，將最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素面作為第l個(gè)，以使隨著面向像側(cè)(成像側(cè))依次增加的方式而 附上符號(hào)的第i個(gè)面的曲率半徑。符號(hào)Di表示，第i個(gè)面和第i + l個(gè)面的光 軸Z1上的面間隔。另外，關(guān)于符號(hào)Di，只對(duì)隨變倍而變化的部分的面間隔D8、 D13、 D16、 D21附上符號(hào)。另外，由于各構(gòu)成例的基本構(gòu)成都相 同，因此，在以下將示于圖l (A) 、 (B)的第l構(gòu)成例作為基礎(chǔ)而進(jìn)行 說明。該變焦透鏡裝載使用于具有攝像功能的小型設(shè)備，例如后述的數(shù)碼 靜止相機(jī)(圖28、圖29)、帶攝像頭的手機(jī)、及PDA等。該變焦透鏡沿光 軸Z1從物體側(cè)依次具備有第1透鏡組G1、第2透鏡組G2、第3透鏡組G3、 調(diào)節(jié)光量的孔徑光闌St、第4透鏡組G4。該變焦透鏡的成像面Simg上配置有CCD等未圖示的攝像元件。攝像元 件輸出與由該變焦透鏡所形成的光學(xué)像相對(duì)應(yīng)的攝像信號(hào)。至少，本實(shí) 施方式中的攝像裝置由該變焦透鏡和攝像元件而構(gòu)成。在第4透鏡組G4和 攝像元件之間，根據(jù)安裝透鏡的相機(jī)側(cè)構(gòu)成，也可以配置各種光學(xué)構(gòu)件 GC。例如也可以配置用于保護(hù)攝像面的防護(hù)玻璃罩或紅外截止濾光片等 平板狀的光學(xué)構(gòu)件。該變焦透鏡，被設(shè)為通過改變各組的間隔而進(jìn)行變倍。更具體而 言，第1透鏡組G1及第3透鏡組G3在變倍時(shí)始終為固定，第2透鏡組G2及第 4透鏡組G4在變倍時(shí)在光軸Z1上移動(dòng)而成。該變焦透鏡隨著使其從廣角端 變倍至望遠(yuǎn)端，各移動(dòng)組從圖l (A)狀態(tài)到圖l (B)狀態(tài)，以描畫圖中 用實(shí)線所表示的軌跡的方式移動(dòng)。此時(shí)，第2透鏡組G2主要起變倍作用， 第4透鏡組G4起校正伴隨變倍的像面變動(dòng)的作用。該變焦透鏡至少在第1透鏡組G1及第2透鏡組G2內(nèi)具有樹脂透鏡。而 且，也可以應(yīng)需要在第3透鏡組G3及第4透鏡組G4的任一方、或雙方的透 鏡組內(nèi)具有樹脂透鏡。也可以根據(jù)需要在各透鏡組內(nèi)使用非球面透鏡。 在使用非球面透鏡時(shí)，由于若使用樹脂材料進(jìn)行則成形加工性良好，可 以謀求低成本化，因此，非球面透鏡理想為樹脂透鏡。第1透鏡組G1整體具有正的光放大率。第1透鏡組G1從物體側(cè)依次具 有，負(fù)彎月形透鏡、將光路彎折大致90度的反射構(gòu)件、由將至少一面作 為非球面的樹脂材料而成的正透鏡。更具體而言，第1透鏡組G1，例如，如圖l (A) 、 (B)所示，從物體側(cè)依次由將凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡Lll、作為反射構(gòu)件的直角棱鏡LP、 2個(gè)正透鏡L12、 L13構(gòu)成。在第l 透鏡組G1中，最靠近像側(cè)的正透鏡L13理想為樹脂透鏡。另外，本實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡是屈曲光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)際，如圖 27所示，在第1透鏡組G1中，例如光路在直角棱鏡LP的內(nèi)部反射面被彎折 90° 。在圖l (A) 、 (B) 圖5 (A) 、 (B)省略了棱鏡LP的內(nèi)部反射 面，并向光軸Z1上的同一方向展開表示。另外，取代直角棱鏡LP，也可 以使用反射鏡等其它反射構(gòu)件。第2透鏡組G2整體具有負(fù)的光放大率。第2透鏡組G2在最靠近物體側(cè) 具有由樹脂材料而成的負(fù)透鏡。更具體而言，第2透鏡組G2，例如，如圖 1 (A) 、 (B)所示，從物體側(cè)依次由如下透鏡構(gòu)成即由樹脂而成的雙 凹的負(fù)透鏡L21 ，以及由雙凹的負(fù)透鏡L22及正透鏡L23而成的接合透鏡。第3透鏡組G3具有將物體側(cè)作為凸面的正透鏡。更具體而言，第3透 鏡組G3，例如，如圖l (A) 、 (B)所示，例如由將物體側(cè)作為凸面的l 片正透鏡L31構(gòu)成。正透鏡L31理想為樹脂材料的非球面透鏡。第4透鏡組G4整體具有正的光放大率，并且具有至少一面為非球面的 非球面透鏡。第4透鏡組G4內(nèi)的最靠近像面?zhèn)鹊耐哥R理想為，至少將l面 作為非球面的正或負(fù)的彎月形透鏡。更具體而言，第4透鏡組G4，例如， 如圖l (A) 、 (B)所示，從物體側(cè)依次由如下透鏡構(gòu)成即由2個(gè)透鏡 L41、 L42而成的接合透鏡和將凸面面向物體側(cè)的正或負(fù)的透鏡L43構(gòu)成。 例如正或負(fù)的透鏡L43理想為樹脂材料的非球面透鏡。該變焦透鏡滿足以下條件式(1)。式中，P1表示第1透鏡組G1中的 樹脂透鏡(正透鏡L13)的焦距，P2表示第2透鏡組G2中的樹脂透鏡(負(fù) 透鏡L21)的焦距。1. 0< I P 1/P 2 I <3. 0 ……(1)該變焦透鏡還滿足以下條件式(2)為理想。式中，fw表示廣角端的 全系統(tǒng)的焦距，f2表示第2透鏡組G2的焦距。 0. 8<| f2/fw|<l. 2……(2)該變焦透鏡也可以適當(dāng)滿足以下條件式。其中，Ndl是第l透鏡組Gl的最靠近物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡Lll的對(duì)d線的折射率，Nd7是第2透鏡組 G2的最靠近像面?zhèn)鹊耐哥RL23的對(duì)d線的折射率。2. 1 <Nd 1 ……(3) 2. 1 <N d 7……(4)圖28及圖29以裝載該變焦透鏡的攝像裝置為一例表示了數(shù)碼相機(jī)。 圖28表示從正面看到的該數(shù)碼相機(jī)10的外觀，圖29表示從背面看到的該 數(shù)碼相機(jī)10的外觀。該數(shù)碼相機(jī)10在其正面?zhèn)鹊闹醒肷喜烤邆溆姓丈漕l 閃(7卜口求)光的頻閃發(fā)光部21。而且，在其正面?zhèn)鹊念l閃發(fā)光部21 的側(cè)方部設(shè)有入射來自攝像對(duì)象的光的攝影開口22。該數(shù)碼相機(jī)IO，還 在上面?zhèn)染邆溆锌扉T鍵23和電源鍵24。該數(shù)碼相機(jī)10中，還在背面?zhèn)染?備有顯示部25和操作部26、 27。顯示部25用于顯示被攝像的畫像。在該 數(shù)碼相機(jī)10中，通過按壓操作快門鍵23進(jìn)行一幀的靜止畫的攝影，由該 攝影獲得的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于安裝在數(shù)碼相機(jī)10的存儲(chǔ)卡(未圖示)上。該數(shù)碼相機(jī)10在殼體內(nèi)部具備有攝像透鏡1。本實(shí)施方式所涉及的變 焦透鏡作為該攝像透鏡l被使用。攝像透鏡l被配置為使最靠近物體側(cè)的 透鏡(負(fù)彎月形透鏡Lll)位于設(shè)在正面?zhèn)鹊臄z影開口22上。攝像透鏡l 使得由直角棱鏡LP彎折后的光軸Z1與相機(jī)體的縱向一致，整體縱向組裝 于數(shù)碼相機(jī)10的內(nèi)部。另外，也可以使得彎折后的光軸Z1成為相機(jī)體的橫向，整體橫向組裝于數(shù)碼相機(jī)io的內(nèi)部。另外，本實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡不限于數(shù)碼相機(jī)，也可以裝載 于具有攝像功能的各種個(gè)人數(shù)字助理(PDA等)或攝像機(jī)。 接著，說明如上所述構(gòu)成的變焦透鏡的作用及效果。 在該變焦透鏡中，通過構(gòu)成為，由配置于第1透鏡組G1內(nèi)的反射構(gòu)件 對(duì)光路進(jìn)行彎折的屈曲光學(xué)系統(tǒng)，而維持良好的光學(xué)性能，并且光學(xué)系 統(tǒng)的厚度方向的長(zhǎng)度被抑制，組裝在攝像裝置時(shí)的薄型化變得容易。而 且，通過在第1透鏡組G1和第2透鏡組G2適當(dāng)?shù)厥褂脴渲哥R，能夠小型 且維持良好的光學(xué)性能，并且容易謀求低成本化。尤其，將第1透鏡組G1 的樹脂透鏡作為正透鏡L13，將第2透鏡組G2的樹脂透鏡作為負(fù)透鏡L21， 同時(shí)，通過有關(guān)樹脂透鏡的焦距滿足適當(dāng)?shù)臈l件式(1)，使得第l透鏡組G1和第2透鏡組G2的樹脂透鏡相互溫度補(bǔ)償而發(fā)揮作用，從而在使用樹 脂透鏡謀求低成本化的同時(shí)，也可以良好地抑制由溫度變化而引起的特性變動(dòng)。而且，通過根據(jù)需要在第3透鏡組G3及第4透鏡組G4的任一方、 或雙方的透鏡組內(nèi)使用樹脂透鏡，可以謀求較低成本化。而且，通過根 據(jù)需要在各透鏡組內(nèi)使用非球面透鏡，有利于像差校正。此時(shí)，通過將 非球面透鏡作為樹脂透鏡，與玻璃的非球面透鏡相比容易制造，且可以 在謀求高性能化的同時(shí)謀求低成本化。條件式(1)表示第1透鏡組G1中的樹脂透鏡的焦距和第2透鏡組G2中 的樹脂透鏡的焦距的比的絕對(duì)值。若超出此范圍，溫度特性會(huì)劣化。條件式(2)表示第2透鏡組G2的焦距f2和廣角端的焦距fw的比的絕 對(duì)值。若超出條件式(2)的下限，則第2透鏡組G2的光放大率變大，誤 差敏感度變得過高而不理想。另外，若超出上限，則在變倍時(shí)第2透鏡組 G2的移動(dòng)量變得過大，透鏡系統(tǒng)變得過大所以不理想。條件式(3)涉及第1透鏡組G1的最靠近物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡L11的 折射率。而且，條件式(4)涉及第2透鏡組G2的最靠近像面?zhèn)鹊耐哥RL23 的折射率。通過使用滿足條件式(3) 、 (4)且折射率超過2.1的高折射 率透鏡，像面彎曲等像差校正變得容易。而且，通過使用高折射率的透 鏡，可以謀求該透鏡的薄型化，有利于小型化。尤其，在屈曲光學(xué)系統(tǒng) 中，由于第1透鏡組G1的最靠近物體側(cè)的透鏡L11易于變大，因此，通過 在該透鏡L11使用高折射率材料的透鏡，可以有效的謀求小型、薄型化。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的變焦透鏡，可以實(shí)現(xiàn)小型且在維 持良好的光學(xué)性能的同時(shí)，通過在各組適當(dāng)?shù)厥褂脴渲哥R而謀求低成 本化的變焦光學(xué)系統(tǒng)。 〔實(shí)施例〕接著，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的具體數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說 明。在以下，將第1至第5的數(shù)值實(shí)施例綜合起來進(jìn)行說明。圖6 (A) 、 (B)及圖7，表示與圖l (A) 、 (B)中表示的變焦透鏡 的構(gòu)成相對(duì)應(yīng)的具體透鏡數(shù)據(jù)。尤其在圖6 (A)表示其基本的透鏡數(shù) 據(jù)，在圖6 (B)及圖7表示其它數(shù)據(jù)。關(guān)于實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡， 在圖6 (A)所示的透鏡數(shù)據(jù)的面號(hào)碼Si欄表示，將最靠近物體側(cè)的構(gòu)成要素的面作為第l面，以隨著面向像側(cè)依次增加的方式而附上符號(hào)的第i 個(gè)(i = l 22)面的號(hào)碼。在曲率半徑Ri欄表示，對(duì)應(yīng)于在圖l附上的符號(hào)Ri，從物體側(cè)起第i個(gè)面的曲率半徑值(mm)。面間隔Di欄同樣表示， 從物體側(cè)起第i個(gè)面Si和第i+l個(gè)面的Si+l的光軸上的間隔(腿)。在Ndj 欄表示，從物體側(cè)第j個(gè)光學(xué)要素的對(duì)d線(587.6mn)的折射率的值。在 udj欄表示，從物體側(cè)起第j個(gè)光學(xué)要素的對(duì)d線的阿貝數(shù)的值。在圖6 (A)，作為諸數(shù)據(jù)還表示廣角端和望遠(yuǎn)端的全系統(tǒng)的近軸焦距f(mm)， 及F號(hào)碼(FNO.)值。實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡，第1透鏡組G1中最靠近像側(cè)的透鏡L13、 第2透鏡組G2中最靠近物體側(cè)的透鏡L21、第3透鏡組G3的透鏡L31、和第4 透鏡組G4內(nèi)最靠近像側(cè)的透鏡L43為樹脂透鏡。實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡，由于第2透鏡組G2及第4透鏡組G4隨著變 倍在光軸上移動(dòng)，因此，這些各組的前后面間隔D8、 D13、 D16、 D21的值 為可變。在圖6 (B)作為該些面間隔D8、 D13、 D16、 D21變倍時(shí)的數(shù)據(jù)， 表示廣角端和望遠(yuǎn)端的值。圖8 (A)的透鏡數(shù)據(jù)中，附加于面號(hào)碼的左側(cè)的記號(hào)[*]表示其透鏡 面為非球面形狀。實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡中，第1透鏡組G1內(nèi)的透鏡 L13的兩面S7、 S8，第2透鏡組G2內(nèi)的透鏡L21的兩面S9、 SIO，第3透鏡組 G3的透鏡L31的兩面S14、 S15，以及第4透鏡組G4內(nèi)的透鏡L43的兩面 S20、 S21都是非球面形狀。在圖6 (A)的基本透鏡數(shù)據(jù)作為該些非球面 的曲率半徑表示光軸附近的曲率半徑的數(shù)值。在圖7表示實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡的非球面數(shù)據(jù)。作為非球面數(shù) 據(jù)表示的數(shù)值中，記號(hào)"E"表示接在其后的數(shù)值是以10為底的"冪指 數(shù)"，用以10為底的指數(shù)函數(shù)所表示的數(shù)值乘于"E"之前的數(shù)值。例 如，若[1.0E-02]則表示[1.0X1(T2]。作為實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡的非球面數(shù)據(jù)，標(biāo)記由以下式(A) 表示的非球面形狀的式中的各系數(shù)An、 KA的值。具體而言，Z表示從離光 軸處于高度h位置的非球面上的點(diǎn)引畫到非球面的頂點(diǎn)的切平面(垂直于 光軸的平面)的垂線長(zhǎng)度(咖)。Z二C h7U+(l-KA C2 h2)1/2} + i:An hn……(A)(n二3以上的整數(shù))g巾，Z:非球面的深度(mm)，h:從光軸到透鏡面的距離(高度)(mm)，KA:離心率，C:近軸曲率二1/R， (R:近軸曲率半徑)，An:第n次的非球面系數(shù)，實(shí)施例1所涉及的變焦透鏡適當(dāng)有效地利用A,3 A,6的次數(shù)來表示非球 面系數(shù)A。。與以上實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡一樣，將對(duì)應(yīng)于圖2 (A) 、 (B)所 示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例2，示于圖8 (A)、圖8(B)及圖9。同樣，將對(duì)應(yīng)于圖3 (A) 、 (B)所示的變焦透鏡的構(gòu)成的 具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí)施例3，示于圖IO (A)、圖10 (B)及圖ll。同樣， 將對(duì)應(yīng)于圖4 (A) 、 (B)所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體透鏡數(shù)據(jù)作為實(shí) 施例4，示于圖12 (A)、圖12 (B)及圖13。同樣，將對(duì)應(yīng)于圖5 (A)、(B)所示的變焦透鏡的構(gòu)成的具體數(shù)據(jù)作為實(shí)施例5，示于圖14 (A)、 圖14 (B)及圖15。另外，關(guān)于實(shí)施例2至實(shí)施例5中任何一個(gè)變焦透鏡，與實(shí)施例l所涉 及的變焦透鏡同樣的面為非球面形狀。而且，與實(shí)施例l所涉及的變焦透 鏡同樣，實(shí)施例2、實(shí)施例3、及實(shí)施例5的變焦透鏡中，第1透鏡組G1內(nèi) 的透鏡L13，第2透鏡組G2內(nèi)的透鏡L21，第3透鏡組G3的透鏡L31 ，第4透 鏡組G4內(nèi)的透鏡L43為樹脂透鏡。實(shí)施例4所涉及的變焦透鏡中，第l透鏡 組G1內(nèi)的透鏡L13，第2透鏡組G2內(nèi)的透鏡L21，第3透鏡組G3的透鏡L31， 為樹脂透鏡。在圖16對(duì)于各實(shí)施例綜合表示有關(guān)所述各條件式的值。從圖16可得 知，關(guān)于條件式(1) 、 (2)，各實(shí)施例的值在其數(shù)值范圍之內(nèi)。關(guān)于 條件式(3) 、 (4)，只有實(shí)施例l在其數(shù)值范圍之內(nèi)。實(shí)施例l是在第l 透鏡組G1的最靠近物體側(cè)的透鏡L11和第2透鏡組G2的最靠近像面?zhèn)鹊耐?鏡L23，使用了滿足條件式(3) 、 (4)的高折射率材料的透鏡。圖17 (A) 圖17 (C)分別表示實(shí)施例l所涉及的變焦透鏡的廣角端的球面像差、像散、及畸變(失真像差)。圖18 (A) 圖18 (C)表示 于望遠(yuǎn)端的同樣的各像差。在各像差圖還表示將d線(587.6nm)為基準(zhǔn) 波長(zhǎng)的像差。在球面像差圖還表示，關(guān)于g線(波長(zhǎng)435.8nm) 、 C線(波 長(zhǎng)656.3nm)的像差。在像散圖中，實(shí)線表示弧矢方向，虛線表示正切方 向。FNO.表示F值，o)表示半視角。同樣，將有關(guān)實(shí)施例2所涉及的變焦透鏡的諸像差示于圖19 (A) 圖19 (C)(廣角端)及圖20 (A) 圖20 (C)(望遠(yuǎn)端)。同樣，將有 關(guān)實(shí)施例3所涉及的變焦透鏡的諸像差示于圖21 (A) 圖21 (C)(廣角 端)及圖22 (A) 圖22 (C)(望遠(yuǎn)端)，將有關(guān)實(shí)施例4所涉及的變焦 透鏡的諸像差示于圖23 (A) 圖23 (C)(廣角端)及圖24 (A) 圖24 (C)(望遠(yuǎn)端)，將有關(guān)實(shí)施例5所涉及的變焦透鏡的諸像差示于圖25 (A) 圖25 (C)(廣角端)及圖26 (A) 圖26 (C)(望遠(yuǎn)端)。從以上各數(shù)值數(shù)據(jù)及各像差圖可得知，關(guān)于各實(shí)施例，諸像差被良 好地校正，能夠?qū)崿F(xiàn)一種變焦透鏡，其在小型且維持良好的光學(xué)性能的 同時(shí)，通過在各組適當(dāng)具有樹脂透鏡而謀求了低成本化。另外，本發(fā)明可以不限于所述實(shí)施方式及各實(shí)施例而實(shí)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 所述各數(shù)值實(shí)施例所表示的值，可以取其它值。本發(fā)明，作為整體不限于4組構(gòu)成的變焦透鏡，還可以適用于具備5 組以上的透鏡組的變焦透鏡。
權(quán)利要求
1、一種變焦透鏡，從物體側(cè)依次至少具備第1透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組、及第4透鏡組，通過改變各組間隔而進(jìn)行變倍，其特征在于，所述第1透鏡組，整體具有正的光放大率，并且從物體側(cè)依次具有負(fù)彎月形透鏡、將光路彎折大致90度的反射構(gòu)件、以及由至少使一面為非球面的樹脂材料構(gòu)成的正透鏡，所述第2透鏡組，整體具有負(fù)的光放大率，并且在最靠近物體側(cè)具有由樹脂材料構(gòu)成的負(fù)透鏡，所述第3透鏡組，具有使物體側(cè)為凸面的正透鏡；所述第4透鏡組，整體具有正的光放大率，并且具有至少一個(gè)面為非球面的非球面透鏡，且，被構(gòu)成為滿足以下條件式1.0＜|P1/P2|＜3.0其中，P1第1透鏡組中的樹脂透鏡的焦距；P2第2透鏡組中的樹脂透鏡的焦距。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 還滿足以下條件式0. 8<|f2/fw|〈1.2其巾，fw:廣角端的全系統(tǒng)的焦距， f2:第2透鏡組的焦距。
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2. KNdl 射，Ndl:第1透鏡組的最靠近物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的對(duì)d線的折射率。
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2. KNd7 ...... (4)其中，Nd7:第2透鏡組的最靠近像面?zhèn)鹊耐哥R的對(duì)d線的折射率。
5、 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4透鏡組的所述非球面透鏡，是配置在所述第4透鏡組內(nèi)最 靠近像面?zhèn)龋抑辽偈挂粋€(gè)面為非球面的正或負(fù)的彎月形透鏡。
6、 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3透鏡組的所述正透鏡由樹脂材料構(gòu)成。
7、 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4透鏡組的所述非球面透鏡由樹脂材料而構(gòu)成。
8、 一種攝像裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡；以及 攝像元件，其輸出與由所述變焦透鏡所形成的光學(xué)像相對(duì)應(yīng)的攝像 信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變焦透鏡及攝像裝置，從物體側(cè)依次至少具備第1透鏡組(G1)、第2透鏡組(G2)、第3透鏡組(G3)、及第4透鏡組(G4)，通過改變各組間隔而進(jìn)行變倍，第1透鏡組(G1)，整體具有正的光放大率，并且從物體側(cè)依次具有負(fù)彎月形透鏡(L11)、作為將光路彎折大致90度的反射構(gòu)件的直角棱鏡(LP)、以及由至少使一個(gè)面為非球面的樹脂材料構(gòu)成的正透鏡(L13)，第2透鏡組(G2)，整體具有負(fù)的光放大率，并且在最靠近物體側(cè)具有由樹脂材料構(gòu)成的負(fù)透鏡，所述第3透鏡組，具有使物體側(cè)為凸面的正透鏡；所述第4透鏡組，整體具有正的光放大率，并且具有至少一個(gè)面為非球面的非球面透鏡，被構(gòu)成為滿足以下條件式1.0＜|P1/P2|＜3.0(1)。其中，P1第1透鏡組中的樹脂透鏡的焦距；P2第2透鏡組中的樹脂透鏡的焦距。從而，能夠小型且維持良好的光學(xué)性能的同時(shí)，謀求低成本化。
文檔編號(hào)G02B1/04GK101276046SQ20081008652
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者佐藤賢一 申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社