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，由此維持高光學(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：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(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。第三透鏡群(G13)從物體側(cè)順次配置有：在兩面形成有非球面的正透鏡(L131)(第一透鏡)、使凸面朝向物體側(cè)的負(fù)的彎月透鏡之負(fù)透鏡(L132)(第二透鏡)而構(gòu)成。并且，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、特別是監(jiān)控攝像機中所適用的小型、輕量的變焦透鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]作為監(jiān)控攝像機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的實施例5、專利文獻(xiàn) 2。)。
[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方向移動而進(jìn)行變倍。另外，通過使第四透鏡群向著沿光軸的方向移動，從而進(jìn)行變倍所伴隨的像面變動的校正和調(diào)焦。還有，專利文獻(xiàn)I的實施例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號公報
[0007]【專利文獻(xiàn)2】特開2002—365539號公報
[0008]可是，作為監(jiān)控攝像機、特別是交通監(jiān)控用的攝像機所搭載的變焦透鏡，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，未能實現(xiàn)特別是以夜間和昏暗的場所的監(jiān)視為目的監(jiān)控攝像機所適合的變焦透鏡。

【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，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]為了解決上述課題并達(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，所述第三透鏡群具備從物體側(cè)順次配置的，具有正光焦度且至少在一面形成非球面的第一透鏡、和使凸面朝向物體側(cè)的具有負(fù)光焦度的彎月形狀的第二透鏡，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)纫苿樱瑥亩M(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，進(jìn)行伴隨變倍而來的像面變動的校正和調(diào)焦，并滿足以下所示的條件式。
[0013](1)2.2<|F3 / F4 | <3.5
[0014](2)vdG3Ll / vdG3L2>2.8
[0015]其中，F(xiàn)3表示所述第三透鏡群的焦距，F(xiàn)4表示所述第四透鏡群的焦距，vdG3Ll表示所述第三透鏡群的第一透鏡的對d線的阿貝數(shù)，vdG3L2表示所述第三透鏡群的第二透鏡的對d線的阿貝數(shù)。
[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)0.5<|rp / f311<0.8
[0019]其中，rp表示所述第三透鏡群的第一透鏡的物體側(cè)面的近軸曲率半徑，f31表示所述第三透鏡群的第一透鏡的焦距。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，不會招致變焦透鏡的加工性的惡化，既能夠?qū)崿F(xiàn)制造成本的削減，又能夠維持高光學(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，在所述第二透鏡群和所述第三透鏡群之間，配置有孔徑光闌。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，能夠減小前透鏡直徑，實現(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是實施例1的變焦透鏡對d線的諸像差圖。
[0026]圖3是表示實施例2的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。
[0027]圖4是實施例2的變焦透鏡對d線的諸像差圖。
[0028]圖5是表示實施例3的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。
[0029]圖6是實施例3的變焦透鏡對d線的諸像差圖。
[0030]圖7是表示實施例4的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。
[0031 ]圖8是實施例4的變焦透鏡對d線的諸像差圖。
【具體實施方式】
[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，通過第一透鏡群、第三透鏡群和第五透鏡群的固定，使第二透鏡群沿光軸從物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿樱纱诉M(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光軸移動，從而進(jìn)行變倍所伴隨的像面變動的校正和調(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，第三透鏡群從物體側(cè)順次配置:具有正光焦度并至少在一面形成有非球面的第一透鏡、和使凸面朝向物體側(cè)的具有負(fù)光焦度的彎月形狀的第二透鏡而構(gòu)成。
[0036]通過在第三透鏡群的最靠物體側(cè)所配置的第一透鏡上形成非球面，能夠良好地校正伴隨大孔徑比化而在全變倍域發(fā)生變得顯著的球面像差和彗形像差。另外，通過配置使凸面朝向物體側(cè)的具有負(fù)光焦度的彎月形狀的第二透鏡，能夠更良好地校正諸像差。有著具備這樣的特征的2片透鏡，用很少片數(shù)的透鏡就可以進(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，將第三透鏡群的焦距設(shè)為F3，第四透鏡群的焦距設(shè)為F4，第三透鏡群的第一透鏡對d線的阿貝數(shù)設(shè)為vdG3Ll，第三透鏡群的第二透鏡對d線的阿貝數(shù)設(shè)為vdG3L2時，優(yōu)選滿足以下的條件式。
[0038](1)2.2<|F3 / F4 | <3.5
[0039](2)vdG3Ll / vdG3L2>2.8
[0040]條件式(I)規(guī)定本發(fā)明的變焦透鏡中，第三透鏡群的焦距F3和第四透鏡群的焦距F4的比的恰當(dāng)?shù)姆秶?br> [0041]在條件式(I)中，若低于其下限，則第三透鏡群的光焦度變得過強。這種情況下，在縮短光學(xué)系統(tǒng)全長上有效，但諸像差，特別是球面像差和彗形像差的校正變得困難，不為優(yōu)選。而且，難以確保光學(xué)系統(tǒng)的后截距(K 7 > 7 *—力7 )。另一方面，在條件式(I)中，若超過其上限，則第三透鏡群的光焦度變得過弱，光學(xué)系統(tǒng)全長延長，變焦透鏡的小型化變得困難。
[0042]條件式(2)規(guī)定構(gòu)成第三透鏡群的第一透鏡和第二透鏡各自對d線的阿貝數(shù)的比的恰當(dāng)?shù)姆秶?。通過滿足條件式(2)，能夠良好地校正伴隨大孔徑比化而在全變倍域發(fā)生的色像差(軸上色像差、倍率色像差)。在條件式(2)中若低于其下限，則伴隨大孔徑比化而在全變倍域變得顯著的色像差的校正變得困難。
[0043]此外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，將第三透鏡群的第一透鏡的物體側(cè)面的近軸曲率半徑設(shè)為rp，第三透鏡群的第一透鏡的焦距設(shè)為f31時，優(yōu)選滿足下面的條件式。
[0044](3)0.5<|rp / f311<0.8
[0045]條件式(3)是規(guī)定第三透鏡群的最靠物體側(cè)所配置的第一透鏡的物體側(cè)面的形狀的算式。在本發(fā)明中，在該第一透鏡的物體側(cè)面，為了良好地校正諸像差而形成曲率大的凸面。因此，通過滿足條件式(3)，不會招致該第一透鏡的加工性的惡化，而能夠維持高光學(xué)性能。
[0046]在條件式(3)中，若低于其下限，則第三透鏡群的第一透鏡的物體側(cè)面的近軸曲率半徑變得過小，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(3)中，若超過其上限，則第一透鏡的加工性良好，但諸像差、特別是球面像差和彗形像差的校正變得困難，光學(xué)性能劣化。
[0047]此外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，將規(guī)定了既定的孔徑的孔徑光闌配置在第二透鏡群與第三透鏡群之間即可。一般來說，若實現(xiàn)大孔徑比化，則孔徑光闌直徑也隨之變大。若孔徑光闌直徑變大，則光學(xué)系統(tǒng)的前透鏡直徑也有變大的傾向。因此，在本發(fā)明中，在光學(xué)系統(tǒng)中光束直徑最小的第二透鏡群和第三透鏡群之間配置孔徑光闌，能夠減小光學(xué)系統(tǒng)的前透鏡直徑，能夠?qū)崿F(xiàn)變焦透鏡全系的小型、輕量化。
[0048]如以上說明的，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，通過在第三透鏡群的最靠物體側(cè)所配置的具有正光焦度的第一透鏡形成非球面，滿足上述條件式(I)，能夠使第三群透鏡群和第四透鏡群的焦距的比最佳化，良好地校正伴隨大孔徑比化而在全變倍域發(fā)生變得顯著的諸像差，實現(xiàn)高分辨率化。此外，通過滿足上述條件式(2)，能夠在第三透鏡群的第一透鏡和第二透鏡中使用玻璃透鏡，可以更良好地進(jìn)行色像差的校正。而且通過滿足上述條件式(3)，不會招致第三透鏡群的第一透鏡的加工性的惡化，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)明的變焦透鏡的實施例。還有，本發(fā)明不受以下的實施例限定。
[0051]【實施例1】
[0052]圖1是表示實施例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: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。還有，在像面頂G，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 (第一透鏡)、負(fù)透鏡L132 (第二透鏡)而構(gòu)成。在正透鏡L131的兩面，形成有非球面。另外，負(fù)透鏡L132由使凸面朝向物體側(cè)的負(fù)的彎月透鏡構(gòu)成。
[0057]就第四透鏡群G14而言，從物體側(cè)順次配置有正透鏡L141、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、正透鏡L152而構(gòu)成。在正透鏡L152的兩面形成有非球面。
[0059]在此變焦透鏡中，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，使第二透鏡群G12沿著光軸從物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿?，由此進(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，進(jìn)行伴隨變倍的像面變動的校正和調(diào)焦。
[0060]以下，示出關(guān)于實施例1的變焦透鏡的各種數(shù)值數(shù)據(jù)。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)F數(shù)(Fn0.) =1.41 (廣角端)~1.41(中間位置)~1.41(望遠(yuǎn)端)半 視場角(ω)=17.31(廣角端)~9.28(中間位置)~5.00 (望遠(yuǎn)端)
[0061](透鏡數(shù)據(jù))
[0062]rι=52.701
[0063]Cl1=L 00 Iid1=L 84666 ￥(^=23.78
[0064]r2=37.494
[0065]d2=5.45 nd2=l.49700 vd2=81.54
[0066]r3=-209.348
[0067]d3=0.15
[0068]r4=46.627
[0069]d4=2.98 nd3=l.61800 vds=63.39
[0070]r5=173.394
[0071]d5=D (5)(可變)
[0072]r6=-95.368
[0073]d6=0.70 nd4=l.90366 vd4=31.31
[0074]r7=21.124
[0075]d7=2.76
[0076]r8=-25.242
[0077]d8=0.60 nd5=l.51633 vd5=64.14
[0078]r9=24.624
[0079]d9=l.90 nd6=l.95906 vd6=17.47
[0080]r10=163.058
[0081]d10=D(10)(可變)
[0082]rn= (孔徑光闌)
[0083]dn=0.80
[0084]r12=15.000 (非球面)
[0085]d12=3.80 nd7=l.59201 vd7=67.02
[0086]r13=-162.259 (非球面)
[0087]d13=5.82
[0088]r14=57.534
[0089]d14=0.80 nd8=l.92286 vd8=18.90
[0090]r15=21.153
[0091]d15=D (15)(可變)
[0092]r16=15.452 (非球面)
[0093]d16=4.30 nd9=l.76802 vd9=49.24
[0094]r17=-21.694[0095]d17=0.60 nd10=l.72825 vd10=28.32
[0096]r18=-77.352
[0097]d18=D(18)(可變)
[0098]r19=ll.752
[0099]d19=l.90 ndn=l.74077vdn=27.76
[0100]r20=6.977
[0101]d20=l.77
[0102]r21=15.882 (非球面)
[0103]d21=2.20 nd12=l.82115vd12=24.06
[0104]r22=23.347 (非球面)
[0105]d22=l.00
[0106]r23= 00
[0107]d23=2.50 nd13=l.51633vd13=64.14
[0108]r24= °°`[0109]d24=4.64
[0110]r25= (像面)
[0111]圓錐系數(shù)(k)和非球面系數(shù)(A、B、C、D)
[0112](第12 面)
[0113]k = -0.5866，
[0114]A = -3.61877 X 10-6，B = -7.61256 X 1θΛ
[0115]C = 3.33045 X 10_1CI，D = _6.25838 X 10_12
[0116](第13 面)
[0117]k = 83.9072,
[0118]A=L 65979 X 10-5，B = _7.39338 X 1θΛ
[0119]C = _3.64627 X 10-η，D = _2.87932 X 10-12
[0120](第16 面)
[0121]k = -1.3890，
[0122]Α = -1.59736 X 10_5, B = L 27294X 10_7,
[0123]C = -4.84226 X 10_9，D = 4.27025 X IO-11
[0124](第21 面)
[0125]k = 2.8196，
[0126]Α = -1.79940 X 10-5，B = _2.89823 X 1θΛ
[0127]C = 7.03458 X 10_8，D = _5.72816 X 10_9
[0128](第22 面)
[0129]k = 2.8897,
[0130]A = -9.52100 X 10_6, B = L 32989 X 10_6,
[0131]C = _2.79234 X 10_7，D = _8.90638 X 10_1CI
[0132](變倍數(shù)據(jù))
[0133]
【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， 所述第三透鏡群具備:從物體側(cè)順次配置的，具有正光焦度并至少在一面形成有非球面的第一透鏡、使凸面朝向物體側(cè)的具有負(fù)光焦度的彎月形狀的第二透鏡， 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，使所述第二透鏡群沿光軸從物體側(cè)向像面?zhèn)纫苿佣M(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光軸移動，進(jìn)行伴隨變倍的像面變動的校正和調(diào)焦， 并滿足以下所示的條件式:
(1)2.2〈|F3 / F4|<3.5
(2)vdG3Ll/ vdG3L2>2.8 其中，F(xiàn)3表示所述第三透鏡群的焦距，F(xiàn)4表示所述第四透鏡群的焦距，vdG3Ll表示所述第三透鏡群的第一透鏡的對d線的阿貝數(shù)，vdG3L2表示所述第三透鏡群的第二透鏡的對d線的阿貝數(shù)。
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)0.5<|rp / f311<0.8 其中，rp表示所述第三透鏡群的第一透鏡的物體側(cè)面的近軸曲率半徑，f31表示所述第三透鏡群的第一透鏡的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 在所述第二透鏡群和所述第三透鏡群之間，配置有孔徑光闌。
【文檔編號】G02B15/163GK103676112SQ201310381413
【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:株式會社騰龍