專利名稱：變焦透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變焦透鏡，詳細(xì)地涉及在使視角變化時(shí)第1組及第3組被固定且 第2組及第4組被移動(dòng)的變焦透鏡。
背景技術(shù)：
從以往，公知有使用于視頻攝像機(jī)或電子靜止攝像機(jī)等的、例如變焦比為35倍左 右且高分辨率的高倍率變焦透鏡。關(guān)于這種具有大的變焦比的變焦透鏡，例如公知有順次 具備正折射力的第1組、負(fù)折射力的第2組、正折射力的第3組、光闌、正折射力的第4組的 變焦透鏡。而且，關(guān)于這種變焦透鏡公知有在變焦的設(shè)定向廣角側(cè)或望遠(yuǎn)側(cè)變更時(shí)，將第1 組和第3組設(shè)為固定組，使第2組移動(dòng)而進(jìn)行變倍，使第4組移動(dòng)而進(jìn)行像面位置的校正及 對焦的變焦透鏡(參照專利文獻(xiàn)1)。另外，關(guān)于這種4組方式的變焦透鏡，公知有追加了作 為固定組的第5組的變焦透鏡。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開2007-148340號(hào)公報(bào)然而，伴隨攝像元件的高像素化以及視頻攝像機(jī)或電子靜止攝像機(jī)的應(yīng)用范圍的 擴(kuò)大，作為應(yīng)用于這種視頻攝像機(jī)或電子靜止攝像機(jī)的變焦透鏡，要求更高分辨率且高倍 率的變焦透鏡。在此，通過口徑比縮小來進(jìn)行高倍率化比較容易，但是若這樣，則有時(shí)在暗處的拍 攝中光量不足產(chǎn)生。而且，若要使光量不足不產(chǎn)生而將口徑比加大，則存在裝置尺寸大型化 的憂慮。因此，存在想要實(shí)現(xiàn)例如不僅維持可適用于小型監(jiān)視用攝像機(jī)等的口徑比及裝置 尺寸并且為更高分辨率且高倍率的變焦透鏡的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種口徑比不縮小而進(jìn)行高分 辨率化及高倍率化的小型變焦透鏡。本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)依次具備正折射力的第1組、負(fù)折射力的第2組、光闌、 在該光闌后緊接配置的且具有正折射力的第3組、正折射力的第4組，在變焦的設(shè)定從廣角 端向望遠(yuǎn)端變更時(shí)，將第1組和第3組固定，第2組沿著光軸向像側(cè)移動(dòng)而進(jìn)行變倍，第4 組沿著光軸移動(dòng)而進(jìn)行像面位置的校正及對焦；第2組從物側(cè)依次具備像側(cè)的呈凹面的 透鏡面的折射力大于物側(cè)的透鏡面之第2組第1透鏡、具有正的折射力且朝向像側(cè)形成凸 面的第2組第2透鏡、具有負(fù)的折射力的第2組第3透鏡、具有正或負(fù)的折射力且至少一方 的透鏡面形成非球面的第2組第4透鏡，并且，由第2組第2透鏡和第2組第3透鏡兩者相 互接合形成接合透鏡的3組4片結(jié)構(gòu)構(gòu)成，第2組第4透鏡滿足式(1) :SAG_F100<0.0、 以及式(2) SAG_R100 < 0. 0。其中，SAG_F100是在該變焦透鏡的變倍整個(gè)區(qū)域中第2組第4透鏡的物側(cè)的透鏡面上的有效直徑變得最大時(shí)所規(guī)定的、該第2組第4透鏡的物側(cè)的透鏡面上的有效直徑位 置的透鏡深度。而且，SAG_R100是在該變焦透鏡的變倍整個(gè)區(qū)域中第2組第4透鏡的像側(cè)的透鏡 面上的有效直徑變得最大時(shí)所規(guī)定的、該第2組第4透鏡的像側(cè)的透鏡面上的有效直徑位 置的透鏡深度。該“有效直徑”是指在考慮有助于成像的整個(gè)光線與特定的透鏡面交叉的區(qū)域中 的點(diǎn)時(shí)由直徑方向上的最靠外側(cè)的點(diǎn)構(gòu)成的圓(通過距光軸最遠(yuǎn)離的點(diǎn)的圓)的直徑。另 外，在相對于光軸旋轉(zhuǎn)對稱的透鏡面中，由上述最靠外側(cè)的點(diǎn)構(gòu)成的圖形的形狀成為圓，但 在不是旋轉(zhuǎn)對稱的透鏡面中有時(shí)不成為圓，在這種情況下，考慮等效的圓形狀且以該圓的 直徑設(shè)為有效直徑也可。優(yōu)選該變焦透鏡中第2組第4透鏡的物側(cè)的透鏡面上的有效直徑及像側(cè)的透鏡面 上的有效直徑兩方皆在廣角端成為最大。所述“有效直徑位置”是指在透鏡面與光軸所交叉的位置設(shè)為原點(diǎn)時(shí)、與通過該透 鏡面的光線中的且通過朝向正交于光軸的光軸正交方向距該光軸最遠(yuǎn)離的位置的光線相 交叉的該透鏡面上的位置。所述“透鏡面上的有效直徑位置的透鏡深度”是從透鏡面上的有效直徑位置到該 透鏡面與光軸交叉的原點(diǎn)為止的光軸方向的距離。另外，SAG_F100的值及SAG_R100的值 中，將透鏡面上的有效直徑位置比原點(diǎn)更靠物側(cè)時(shí)設(shè)為負(fù)、更靠像側(cè)時(shí)設(shè)為正。所述“在光闌后緊接配置的第3組”是指在從光闌到第3組的光路中不配置光學(xué) 部件的狀態(tài)下配置該光闌和第3組。所述像面位置的校正是使第2組沿著光軸移動(dòng)而進(jìn)行變倍且伴隨該變倍的像面 位置的變動(dòng)由第4組修正的校正，上述對焦是用于使通過變焦透鏡所成像的圖像位于成像 面上的成像位置調(diào)節(jié)。而且，是用于使通過變焦透鏡所成像的圖像中產(chǎn)生的像差得以抑制的校正，上述 對焦是用于使通過變焦透鏡所成像的圖像位于成像面上的成像位置調(diào)節(jié)。優(yōu)選所述第2組第4透鏡滿足式(la) :SAG_F100_SAG_F80 < 0、以及式(2a) :SAG_ F100/SAG_F80 > 2. 3。其中，SAG_F80是在該變焦透鏡的變倍整個(gè)區(qū)域中第2組第4透鏡的物側(cè)的透鏡 面的有效直徑變得最大時(shí)所規(guī)定的、該第2組第4透鏡的物側(cè)的透鏡面上的有效直徑80% 的直徑位置的透鏡深度。所述“透鏡面上的有效直徑80%的直徑位置的透鏡深度”是在透鏡面上從通過距 光軸的該透鏡面上的有效直徑位置在光軸正交方向的距離的百分之八十之距離的位置的 光線與該透鏡面相交叉的位置到該透鏡面與光軸相交叉的原點(diǎn)為止的光軸方向的距離。另 外，SAG_F80的值中，上述“通過成為百分之八十之距離的位置的光線與透鏡面相交叉的位 置”比原點(diǎn)更靠物側(cè)時(shí)設(shè)為負(fù)、更靠像側(cè)時(shí)設(shè)為正。優(yōu)選所述第2組滿足式(3) I f24 | / | f2 | > 15. 0。其中，f2為第2組的焦距。而且，f24為第2組第4透鏡的焦距。優(yōu)選將所述第2組第4透鏡設(shè)為具有負(fù)的折射力的透鏡。所述第2組第4透鏡也可以設(shè)為塑料透鏡。
所述第1組從物側(cè)依次具備負(fù)折射力的第1組第1透鏡、正折射力的第1組第2 透鏡、正折射力的第1組第3透鏡、正折射力的第1組第4透鏡，第1組第1透鏡和第1組 第2透鏡兩者相互接合形成接合透鏡，并且優(yōu)選滿足式(4) :Ndl4> 1.60，進(jìn)一步優(yōu)選滿足 式(5) :Ndl4 > 1. 70。其中，Ndl4為第1組第4透鏡的對d線的折射率。所述第3組從物側(cè)依次由以下部件構(gòu)成具有正的折射力且至少1面形成非球面 的第3組第1透鏡、具有正的折射力且為凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的第3組第2透鏡，具有 正的折射力且凹面朝向像側(cè)的第3組第3透鏡。而且，第3組也可以從物側(cè)依次由以下部件構(gòu)成具有正的折射力且至少1面形成 非球面的第3組第1透鏡、具有正的折射力且為凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的第3組第2透 鏡、具有負(fù)的折射力且凸面或平面朝向像側(cè)的第3組第3透鏡。優(yōu)選將所述第4組從物側(cè)依次具備具有正的折射力且至少1面形成非球面的第 4組第1透鏡、具有正的折射力且凸面朝向像側(cè)的第4組第2透鏡、具有負(fù)的折射力且為凸 面朝向像側(cè)的彎月形狀的第4組第3透鏡，并且，由第4組第2透鏡和第4組第3透鏡兩者 相互接合形成接合透鏡的2組3片結(jié)構(gòu)構(gòu)成。優(yōu)選所述變焦透鏡中，在第4組的像側(cè)還具備負(fù)折射力的第5組，并且第5組在變 焦的設(shè)定從廣角端向望遠(yuǎn)端變更時(shí)位置固定。本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)依次具備正折射力的第1組、負(fù)折射力的第2組、光闌、 在該光闌后緊接配置的具有正折射力的第3組、正折射力的第4組，在變焦的設(shè)定從廣角端 向望遠(yuǎn)端變更時(shí)，將第1組和第3組固定，使第2組沿著光軸向像側(cè)移動(dòng)而進(jìn)行變倍，使第 4組沿著光軸移動(dòng)而進(jìn)行像面位置的校正及對焦，并且第2組從物側(cè)依次具備像側(cè)的呈凹 面的透鏡面的折射力大于物側(cè)的透鏡面的第2組第1透鏡、具有正的折射力且朝向像側(cè)形 成凸面的第2組第2透鏡、具有負(fù)的折射力的第2組第3透鏡、具有正或負(fù)的折射力且至少 一方的透鏡面形成非球面的第2組第4透鏡，并且，由第2組第2透鏡和第2組第3透鏡 兩者相互接合形成接合透鏡的3組4片結(jié)構(gòu)構(gòu)成，使第2組第4透鏡滿足以下式(1) :SAG_ FlOO < 0. 0、以及式(2)SAG_R100 < 0. 0，所以可以獲得口徑比不縮小而高分辨率化及高倍 率化的小型變焦透鏡。其中，若以SAG_F100的值超過式(1)的上限(即，成為SAG_F100彡0. 0)的方式 規(guī)定第2組第4透鏡的形狀，則需要增大該第2組第4透鏡的中心壁厚(在光軸Zl上的透 鏡的厚度)，因此導(dǎo)致裝置尺寸變大。而且，若以SAG_R100的值超過式⑵的上限(即，成為SAG_R100彡0. 0)的方式 規(guī)定第2組第4透鏡的形狀，則需要擴(kuò)大第2組第4透鏡與光闌的間隔，因此導(dǎo)致裝置尺寸 變大。而且，通過將第2組第4透鏡的透鏡面的至少任意一方設(shè)為非球面，從而能夠更加 容易地校正在望遠(yuǎn)端的球面像差。


圖1是將本發(fā)明的實(shí)施方式的變焦透鏡與通過該變焦透鏡的光線的光路一并表 示的剖面圖，是表示變焦透鏡被設(shè)定于廣角端的狀態(tài)的圖。
圖2是對式(1)、式(2)進(jìn)行說明的圖，是放大表示通過被設(shè)定于廣角端的變焦透 鏡的第2組的光線的光路的剖面圖。圖3是對式(Ia)、式(2a)進(jìn)行說明的圖，是放大表示通過被設(shè)定于廣角端的變焦 透鏡的第2組的光線的光路的剖面圖。圖4是表示上述變焦透鏡被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的狀態(tài)的剖面圖。圖5A是表示實(shí)施例1的變焦透鏡被設(shè)定于廣角端的狀態(tài)的圖。圖5B是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例1的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖5C是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例1的變焦透鏡的縱向色差 的圖。圖5D是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例1的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖5E是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例1的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖5F是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例1的變焦透鏡的橫向色差 的圖。圖5G是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例1的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖6A是表示實(shí)施例2的變焦透鏡被設(shè)定于廣角端的狀態(tài)的剖面圖。圖6B是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例2的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖6C是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例2的變焦透鏡的縱向色差 的圖。圖6D是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例2的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖6E是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例2的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖6F是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例2的變焦透鏡的橫向色差 的圖。圖6G是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例2的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖7A是表示實(shí)施例3的變焦透鏡被設(shè)定于廣角端的狀態(tài)的剖面圖。圖7B是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例3的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖7C是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例3的變焦透鏡的縱向色差 的圖。圖7D是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例3的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖7E是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例3的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖7F是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例3的變焦透鏡的橫向色差 的圖。圖7G是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例3的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖8A是表示實(shí)施例4的變焦透鏡被設(shè)定于廣角端的狀態(tài)的圖。圖8B是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例4的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖8C是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例4的變焦透鏡的縱向色差 的圖。圖8D是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例4的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖8E是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例4的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖8F是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例4的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖8G是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例4的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖9A是表示實(shí)施例5的變焦透鏡被設(shè)定于廣角端的狀態(tài)的圖。圖9B是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例5的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖9C是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例5的變焦透鏡的縱向色差 的圖。圖9D是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例5的變焦透鏡的縱向色差的圖。圖9E是表示被設(shè)定于廣角端的實(shí)施例5的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖9F是表示被設(shè)定于廣角端與望遠(yuǎn)端的中間的實(shí)施例5的變焦透鏡的橫向色差 的圖。圖9G是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的實(shí)施例5的變焦透鏡的橫向色差的圖。圖10是表示使用本發(fā)明的變焦透鏡構(gòu)成的視頻攝像機(jī)的圖。圖中G1_第1組、G2-第2組，G3-第3組，G4-第4組，St-孔徑光闌，L5-第2組 第1透鏡，L6-第2組第2透鏡，L7-第2組第3透鏡，L8-第2組第4透鏡，Zl-光軸。
具體實(shí)施例方式以下，利用附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是將本發(fā)明的實(shí)施方式的變 焦透鏡的簡要結(jié)構(gòu)與通過該變焦透鏡的光線的光路一并表示的剖面圖。該圖1示出上述變 焦透鏡被設(shè)定于廣角端的狀態(tài)。圖2是對式(1)、式(2)進(jìn)行說明的圖，擴(kuò)大表示通過被設(shè) 定于廣角端的上述變焦透鏡的第2組的光線的光路的剖面圖。圖3是對式(la)、式(2a)進(jìn) 行說明的圖，擴(kuò)大表示通過被設(shè)定于廣角端的上述變焦透鏡的第2組的光線的光路的剖面 圖。圖4是表示被設(shè)定于望遠(yuǎn)端的上述變焦透鏡的簡要結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖示的變焦透鏡100構(gòu)成為從物側(cè)(圖中-Z側(cè))依次具備具有正的折射力的 第1組G1、具有負(fù)的折射力的第2組G2、孔徑光闌St、在孔徑光闌St后緊接配置的且具有 正的折射力的第3組G3、具有正的折射力的第4組G4，在變焦的設(shè)定從廣角端向望遠(yuǎn)端變 更時(shí)，將第1組Gl和第3組G3固定，使第2組G2的位置沿著光軸Zl向像側(cè)移動(dòng)而進(jìn)行變 倍，使第4組G4的位置沿著光軸Zl移動(dòng)而進(jìn)行像面位置的校正及對焦。第2組G2從物側(cè)依次具備像側(cè)的呈凹面的透鏡面R9具有大于物側(cè)的透鏡面R8 的折射力的第2組第1透鏡L5、具有正的折射力且朝向像側(cè)形成凸面的第2組第2透鏡L6、 具有負(fù)的折射力的第2組第3透鏡L7、具有正或負(fù)的折射力且至少一方的透鏡面形成非球 面的第2組第4透鏡L8，并且第2組第2透鏡L6和第2組第3透鏡L7兩者相互接合形成 接合透鏡。該第2組G2由3組4片結(jié)構(gòu)構(gòu)成。第2 組第4透鏡L8滿足以下式(1) :SAG_F100 < 0. 0 以及式(2) :SAG_R100 < 0. 0。其中，如圖2所示，SAG_F100是在變焦透鏡100被設(shè)定于廣角端時(shí)的、第2組第4 透鏡L8的物側(cè)的透鏡面R13上的有效直徑位置FlOO的透鏡深度。而且，SAG_R100是在變 焦透鏡100被設(shè)定于廣角端時(shí)的、第2組第4透鏡L8的像側(cè)的透鏡面R14上的有效直徑位 置RlOO的透鏡深度。另外，透鏡面R13上的有效直徑位置，是通過該透鏡面R13的光線(通過變焦透鏡 的成像所使用的有效光線)中的通過距光軸Zl最遠(yuǎn)離的位置的光線、即通過朝向與該光軸Zl正交的光軸正交方向距光軸Zl最遠(yuǎn)離的位置的光線與該透鏡面R13相交叉的位置。該 光線與透鏡面R13相交叉的有效直徑位置作為位置FlOO來表示。與上述同樣地，透鏡面R14上的有效直徑位置，是通過透鏡面R14的光線中的通過 朝向與光軸Zl正交的光軸正交方向距光軸Zl最遠(yuǎn)離的位置的光線與該透鏡面R14相交叉 的位置。該光線與透鏡面R14相交叉的有效直徑位置作為位置RlOO來表示。而且，透鏡面R13上的有效直徑位置FlOO處的透鏡深度SAG_F100，是在透鏡面 R13與光軸Zl交叉的位置設(shè)為原點(diǎn)OF時(shí)、從上述位置FlOO到原點(diǎn)OF為止的光軸方向(圖 中箭頭Z方向)的距離。另外，SAG_F100的值在位置FlOO比原點(diǎn)OF更靠物側(cè)時(shí)為負(fù)、更 靠像側(cè)時(shí)為正。而且，與上述同樣地，透鏡面R14上的有效直徑位置RlOO處的透鏡深度SAG_R100， 是在將透鏡面R14與光軸Zl交叉的位置設(shè)為原點(diǎn)OR時(shí)、從上述位置RlOO到原點(diǎn)OR為止 的光軸方向(圖中箭頭Z方向)的距離。另外，SAG_R100的值在位置RlOO比原點(diǎn)OR更靠 物側(cè)時(shí)為負(fù)、更靠像側(cè)時(shí)為正。另外，構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)對稱形狀的透鏡的透鏡面的有效直徑位置，其距透鏡的光軸Zl 的距離為一定。而且，在孔徑光闌St后緊接配置第3組G3，所以在從孔徑光闌St到第3組G3的 光路中不配置光學(xué)部件。另外，第2組第4透鏡L8按照為了通過減小折射力而抑制像差發(fā)生能夠確保在變 焦時(shí)較大的移動(dòng)量的方式設(shè)計(jì)。通過將第2組第2透鏡L6和第2組第3透鏡L7構(gòu)成如上述的接合透鏡的透鏡， 能夠加大接合面的曲率，尤其能夠良好地校正在望遠(yuǎn)端的軸外色像差。以下，雖然不是本申請發(fā)明所需的結(jié)構(gòu)，對本申請發(fā)明中的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行說 明。變焦透鏡100是具備這些結(jié)構(gòu)的變焦透鏡。如圖1、4所示，變焦透鏡100為將透鏡Ll L15從物側(cè)(圖中_Z方向)朝向像 側(cè)(圖中+Z方向)順次配置而成的變焦透鏡。各透鏡Ll L15所對應(yīng)的透鏡面Rl R28 從物側(cè)朝向像側(cè)按此順序配置。其中，透鏡面R2表示透鏡Ll與透鏡L2的接合面，透鏡面Rll表示透鏡L6與L7 的接合面，透鏡面R25表示透鏡L13與L14的接合面。另外，透鏡面R2用共同的符號(hào)R2表示透鏡Ll的像側(cè)的透鏡面和透鏡L2的物側(cè) 的透鏡面。關(guān)于作為其他的接合面的透鏡面R13及透鏡面R24也相同。平行平面板L15為用于遮斷入射到攝像面的不需要的光的濾光片。而且，從物側(cè)入射到變焦透鏡100的光通過該變焦透鏡100被成像于成像面Jk上。另外，在變焦透鏡100中，變焦設(shè)定時(shí)的位置的固定及移動(dòng)是相對于成像面Jk的 位置的各組的位置的固定及移動(dòng)。第2 組第 4 透鏡 L8 滿足式(la) :SAG_F100_SAG_F80 < 0 以及式(2a) :SAG_F100/ SAG_F80 > 2· 3。其中，如圖3所示，SAG_F80是在變焦透鏡100被設(shè)定于廣角端時(shí)的、第2組第4透 鏡L8的物側(cè)的透鏡面R13上的有效直徑80%的直徑位置處的透鏡深度。
另外，“透鏡面R13上的有效直徑80%的直徑位置的透鏡深度”是在透鏡面R13上 從通過距光軸Zl的上述已說明的位置FlOO的光軸正交方向的距離的百分之八十之距離的 位置的光線與該透鏡面R13相交叉的位置F80到上述已說明的原點(diǎn)OF為止的光軸方向(圖 中箭頭Z方向)的距離。另外，SAG_F80的值為位置F80比原點(diǎn)OF更靠物側(cè)時(shí)為負(fù)、更靠 像側(cè)時(shí)為正。如此，若將第2組第4透鏡L8設(shè)為滿足式(la) :SAG_F100_SAG_F80 < 0以及式 (2a) :SAG_F100/SAG_F80 > 2. 3，則可以獲得口徑比不縮小、且更可靠的高分辨率化及高倍 率化的小型變焦透鏡。另外，若將第2組第4透鏡L8的形狀規(guī)定成超過式(2a)的上限(S卩，滿足SAG_ F100-SAG_F80彡0)，則需要增大該第2組第4透鏡L8的中心壁厚(光軸上的透鏡的厚度， 在圖中用符號(hào)t8表示)，所以導(dǎo)致裝置尺寸變大。而且，若將第2組第4透鏡L8的形狀規(guī)定成低于式(2b)的下限(S卩，滿足SAG_ F100/SAG_F80 ^ 2. 3),則超過在變焦設(shè)定為望遠(yuǎn)端時(shí)所產(chǎn)生的球面像差可容許的范圍，即 球面像差校正過度而導(dǎo)致光學(xué)性能大大劣化。而且，第2組G2滿足式(3) :|f24|/|f2| > 15.0。f2為第2組G2的焦距的值， f24為第2組第4透鏡L8的焦距的值。通過如此規(guī)定第2組G2，能夠更可靠地抑制非點(diǎn)像 差(也稱像散)的發(fā)生。另外，若將第2組G2規(guī)定成低于式(3)的下限，則在望遠(yuǎn)端的非點(diǎn)像差變大導(dǎo)致 光學(xué)性能的劣化。而且，第2組第4透鏡L8具有負(fù)的折射力。另外，在第2組第4透鏡L8上也可以采用塑料透鏡。若這樣，則可以降低用于抑 制各種像差所需的透鏡部件的成本且可以降低裝置成本。而且，第1組Gl從物側(cè)依次具備具有負(fù)的折射力的第1組第1透鏡Li、具有正 的折射力的第1組第2透鏡L2、具有正的折射力的第1組第3透鏡L3、具有正的折射力的 第1組第4透鏡L4，第1組第1透鏡Ll和第1組第2透鏡L2兩者相互接合形成接合透鏡 S12，而且，該第1組Gl滿足式(4) :Ndl4 > 1. 60。其中，Ndl4為第1組第4透鏡L4的對d線的折射率。通過如此規(guī)定第1組G1，能夠更加容易地進(jìn)行球面像差的校正。若Ndl4的值低于 式(4)的下限，即若Ndl4的值規(guī)定成滿足Ndl4< 1.60，則在望遠(yuǎn)端的球面像差校正過度而 導(dǎo)致光學(xué)性能的劣化。另外，更優(yōu)選第1組Gl滿足式(5) :Ndl4 > 1. 70。第3組G3從物側(cè)依次由以下部件構(gòu)成具有正的折射力的至少1面為非球面的第 3組第1透鏡L9、具有正的折射力且為凸面朝向像側(cè)的彎月形狀的第3組第2透鏡L10、第3 組第3透鏡L11，并且第3組第3透鏡Lll可以為具有正的折射力且凹面朝向像側(cè)的透鏡、 或者具有負(fù)的折射力且凸面或平面朝向像側(cè)的透鏡。第4組G4從物側(cè)依次具備具有正的折射力且至少1面形成非球面的第4組第1 透鏡L12、具有正的折射力且凸面朝向像側(cè)的第4組第2透鏡L13、具有負(fù)的折射力且為凸 面朝向像側(cè)的彎月形狀的第4組第3透鏡L14，第4組第2透鏡L13和第4組第3透鏡L14 兩者相互接合形成接合透鏡S1314。該第4組G4由2組3片結(jié)構(gòu)構(gòu)成。若如此構(gòu)成第4組G4，則可以減少對焦(聚焦)時(shí)的距離變動(dòng)。另外，變焦透鏡100可以設(shè)為在第4組G4與平行平面板L15之間還具備負(fù)折射力 的第5組G5的變焦透鏡，該第5組G5與第1組Gl及第3組G3同樣可以設(shè)為在該變焦透 鏡100的變焦設(shè)定從廣角端向望遠(yuǎn)端變更時(shí)位置固定的組。若這樣，則能夠獲得更高分辨 率化及高倍率化的小型變焦透鏡。而且，例如能夠使成像于攝像面的圖像尺寸更加容易地 變更?！淳唧w的實(shí)施例〉接著，參照圖5(圖 5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G) 圖 9(圖 9A、9B、9C、9D、9E、9F、9G)
以及表1 (表la、表lb、表lc、表Id) 表5 (表5a、表5b、表5c、表5d)，對實(shí)施例1 實(shí)施 例5的各變焦透鏡所涉及的數(shù)值數(shù)據(jù)等進(jìn)行總結(jié)說明。在此，實(shí)施例5的變焦透鏡具備第5組，其他實(shí)施例的變焦透鏡不具備第5組。而且，實(shí)施例5的變焦透鏡的第2組第4透鏡L8是在近軸區(qū)域具有正的折射力的 透鏡，其他實(shí)施例的變焦透鏡的第2組第4透鏡L8是在近軸區(qū)域具有負(fù)的折射力的透鏡。而且，實(shí)施例4的變焦透鏡的第2組第4透鏡L8為塑料透鏡，其他實(shí)施例的變焦 透鏡的第2組第4透鏡L8為玻璃透鏡。表1 表5是表示實(shí)施例1 實(shí)施例5的變焦透鏡各自的基本的數(shù)據(jù)的表。在表Ia 表5a示出構(gòu)成各變焦透鏡的透鏡數(shù)據(jù)。另外，在透鏡面號(hào)碼附加記號(hào) “*”的透鏡面為非球面。在表Ib 表5b示出表示各變焦透鏡所采用的非球面形狀的非球面式的各系數(shù)。在表Ic 表5c中比較地示出廣角端的設(shè)定、望遠(yuǎn)端的設(shè)定及其之間的設(shè)定的不 同點(diǎn)。而且，在表Id 表5d表示有關(guān)實(shí)施例1至實(shí)施例5的各變焦透鏡中示于式(1)、 (2)、(la)、(2a)、(3)、(4)的各變數(shù)(變量)的值。在表Ia 表5a的透鏡數(shù)據(jù)中，將透鏡的面號(hào)碼作為隨著從物側(cè)朝向像側(cè)依次增 加的第i個(gè)(i = 1、2、3、···)面號(hào)碼來表示。另外，在這些透鏡中未包含成像面Jk的面號(hào) 碼，但包含孔徑光闌St或平行平面板的物側(cè)的面和像側(cè)的面的面號(hào)碼。Ri表示第i個(gè)(i = 1、2、3、…)面的近軸曲率半徑，Di(i = 1、2、3、…)表示第 i個(gè)面與第i+Ι個(gè)面的光軸Zl上的面間隔。另外，表示透鏡數(shù)據(jù)的近軸曲率半徑的符號(hào)Ri 與圖1中的表示透鏡面的符號(hào)Ri (i = 1、2、3、…)對應(yīng)。另外，作為接合面的透鏡面R2中將透鏡Ll的像側(cè)的透鏡面和透鏡L2的物側(cè)的透 鏡面用共同的符號(hào)R2表示。而且，作為接合面的透鏡面Rll中將透鏡L6的像側(cè)的透鏡面 和透鏡L7的物側(cè)的透鏡面用共同的符號(hào)Rll表示。而且，作為接合面的透鏡面R25中將透 鏡L13的像側(cè)的透鏡面和透鏡L14的物側(cè)的透鏡面用共同的符號(hào)R25表示。而且，ndj表示隨著從物側(cè)朝向像側(cè)依次增加的第j個(gè)(j = 1、2、3、…)光學(xué)要素 的對d線(波長587. 6nm)的折射率，ν dj表示第j個(gè)光學(xué)要素的對d線(波長587. 6nm) 的阿貝數(shù)。而且，近軸曲率半徑及面間隔的單位為mm，近軸曲率半徑在朝向物側(cè)為凸時(shí)設(shè)為 正、朝向像側(cè)為凸時(shí)設(shè)為負(fù)。另外，在表Ib 表513所示的非球面式的各系數(shù)以、83、84、85*"為下述非球面式所適用的系數(shù)。
[數(shù) 1]
ζ為非球面深度(從高度Y的非球面上的點(diǎn)下垂到與非球面頂點(diǎn)相切的且垂直于 光軸的平面的垂線長度)(mm)，Y為高度(距光軸的距離)(mm)，R為近軸曲率半徑(mm)，Bi為非球面系數(shù)(i = 3 η)，KA為圓錐常數(shù)。在表Ic 表5c中，變焦透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距、Fno、視角、第1組Gl與第2組G2 的間隔(可變1)、第2組G2與第3組G3的間隔(可變2)、第3組G3與第4組G4的間隔 (可變3)以及第4組G4與后續(xù)的光學(xué)系統(tǒng)的間隔(可變4)，針對在變焦設(shè)定于廣角端的 情況、設(shè)定于望遠(yuǎn)端的情況以及設(shè)定于兩者之中間的情況而比較示出。另外，第4組G4與后續(xù)的光學(xué)系統(tǒng)的間隔，在實(shí)施例3中為第4組G4與第5組G5 的間隔，在其他實(shí)施例中為第4組G4與平行平面板L15的間隔。[表 la]
權(quán)利要求
一種變焦透鏡，其特征在于，從物側(cè)依次具備第1組，具有正的折射力；第2組，具有負(fù)的折射力；光闌；第3組，在該光闌后緊接配置且具有正的折射力；第4組，具有正的折射力，在變焦的設(shè)定從廣角端向望遠(yuǎn)端變更時(shí)，將所述第1組和第3組的位置固定，所述第2組向像側(cè)移動(dòng)而進(jìn)行變倍，所述第4組沿光軸方向移動(dòng)而進(jìn)行像面位置的校正及對焦，所述第2組從物側(cè)依次具備第2組第1透鏡，像側(cè)的呈凹面的透鏡面的折射力大于物側(cè)的透鏡面；第2組第2透鏡，具有正的折射力且朝向像側(cè)形成凸面；第2組第3透鏡，具有負(fù)的折射力；第2組第4透鏡，具有正或負(fù)的折射力且至少一方的透鏡面形成非球面，并且，由所述第2組第2透鏡和所述第2組第3透鏡兩者相互接合形成接合透鏡的3組4片結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述第2組第4透鏡滿足以下式(1)及式(2)SAG_F100＜0.0…(1)SAG_R100＜0.0…(2)其中，SAG_F100是在變焦透鏡被設(shè)定于廣角端時(shí)的第2組第4透鏡的物側(cè)的透鏡面上的有效直徑位置的透鏡深度，SAG_R100是在變焦透鏡被設(shè)定于廣角端時(shí)的第2組第4透鏡的像側(cè)的透鏡面上的有效直徑位置的透鏡深度。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第2組第4透鏡滿足以下式(Ia)及式(2a) SAG_F100-SAG_F80 < 0... (la) SAG_F100/SAG_F80 > 2. 3... (2a)其中，SAG_F80是在變焦透鏡被設(shè)定于廣角端時(shí)的第2組第4透鏡的物側(cè)的透鏡面上的有效 直徑80%的直徑位置的透鏡深度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第2組滿足以下式(3)f24 I / I f2 > 15. 0... (3) 其中，f2為第2組的焦距，f24為第2組第4透鏡的焦距。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第2組第4透鏡為具有負(fù)的折射力的透鏡。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于，所述第1組從物側(cè)依次具備負(fù)的第1組第1透鏡、正的第1組第2透鏡、正的第1組第 3透鏡、正的第1組第4透鏡，所述第1組第1透鏡和第1組第2透鏡兩者相互接合形成接 合透鏡，并且滿足以下式⑷ Ndl4 > 1. 60... (4) 其中，Ndl4為第1組第4透鏡的對d線的折射率。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第3組從物側(cè)依次由以下部件構(gòu)成第3組第1透鏡，具有正的折射力且至少1面形成非球面； 第3組第2透鏡，具有正的折射力且為凸面朝向像側(cè)的彎月形狀； 第3組第3透鏡，具有正的折射力且凹面朝向像側(cè)。
7.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第3組從物側(cè)依次由以下部件構(gòu)成第3組第1透鏡，具有正的折射力且至少1面形成非球面； 第3組第2透鏡，具有正的折射力且為凸面朝向像側(cè)的彎月形狀； 第3組第3透鏡，具有負(fù)的折射力且凸面或平面朝向像側(cè)。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 所述第4組從物側(cè)依次具備第4組第1透鏡，具有正的折射力且至少1面形成非球面； 第4組第2透鏡，具有正的折射力且凸面朝向像側(cè)； 第4組第3透鏡，具有負(fù)的折射力且為凸面朝向像側(cè)的彎月形狀， 并且由所述第4組第2透鏡和所述第4組第3透鏡兩者相互接合形成接合透鏡的2組 3片結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于， 在所述第4組的像側(cè)還具備負(fù)的折射力的第5組，所述第5組在所述變焦的設(shè)定從廣角端向望遠(yuǎn)端變更時(shí)位置固定。
10.一種攝像裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變焦透鏡，該變焦透鏡中口徑比不縮小而進(jìn)行高分辨率化及高倍率化。從物側(cè)依次具備正的第1組(G1)、第2組(G2)、光闌(St)、正的第3組(G3)、正的第4組(G4)，第2組(G2)是由從物側(cè)依次具備以下部件的3組4片結(jié)構(gòu)構(gòu)成的透鏡組像側(cè)的透鏡面的折射力大于物側(cè)的第2組第1透鏡(L5)；形成接合透鏡的正的第2組第2透鏡(L6)及負(fù)的第2組第3透鏡(L7)；透鏡面形成非球面的第2組第4透鏡(L8)，且第2組第4透鏡(L8)的在物側(cè)及像側(cè)的透鏡面上的有效直徑位置的透鏡深度值成為負(fù)。并且，在變焦的設(shè)定變更時(shí)，將第1組(G1)和第3組(G3)的位置固定，第2組(G2)移動(dòng)而進(jìn)行變倍，第4組(G4)移動(dòng)進(jìn)行像面位置的校正及對焦。
文檔編號(hào)G02B15/173GK101988986SQ201010236629
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者富岡右恭, 遠(yuǎn)山信明 申請人:富士膠片株式會(huì)社