發(fā)明的 一實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的剖視圖,與后述的實(shí)施例1的變焦透鏡相對應(yīng)。在 圖1、圖2中,將左側(cè)作為放大側(cè),右側(cè)作為縮小側(cè)。
[0059] 在圖1中,在標(biāo)注了廣角的上段示出廣角端處的狀態(tài),在標(biāo)注了望遠(yuǎn)的下段示出 望遠(yuǎn)端處的狀態(tài)。在上段與下段之間,示出表示在從廣角端向望遠(yuǎn)端變倍時移動的各透鏡 組的大致的移動方向的箭頭。另外,在圖1中,在對焦時進(jìn)行移動的透鏡組上標(biāo)注雙箭頭。 需要說明的是,在圖1中為了避免圖的復(fù)雜化,不對上段與下段的雙方,而僅對上段與下段 中的一方標(biāo)注各透鏡組的附圖標(biāo)記、各透鏡的附圖標(biāo)記、以及雙箭頭。圖2示出該變焦透鏡 的廣角端處的光路圖,與透鏡剖視圖一起示出來自無限遠(yuǎn)物體的軸上光束4、最大視場角的 光束5、以及最大視場角的光束5所包含的的上側(cè)的最大光線5u與下側(cè)的最大光線5s。
[0060] 圖1、圖2所示的例子是從放大側(cè)起依次排列有第一透鏡組G1~第六透鏡組G6的 六組結(jié)構(gòu)的變焦透鏡,在變倍時,第一透鏡組G1與第六透鏡組G6固定,第二透鏡組G2~第 五透鏡組G5在光軸方向上移動。然而,在本發(fā)明的變焦透鏡中,構(gòu)成整個系統(tǒng)的透鏡組的 數(shù)量、和配置在比第二透鏡組G2靠縮小側(cè)的透鏡組的變倍時的行為不限定于圖1所示的例 子。
[0061] 本實(shí)施方式的變焦透鏡例如能夠用作搭載于攝像裝置而對被攝物進(jìn)行拍攝的攝 像光學(xué)系統(tǒng),另外,也能夠用作搭載于投射型顯示裝置而將由光閥顯示的圖像信息向屏幕 投射的投射光學(xué)系統(tǒng)。
[0062] 在該變焦透鏡搭載于攝像裝置、投射型顯示裝置時,由于有時會在透鏡系統(tǒng)的縮 小側(cè)配置棱鏡、各種濾光片、玻璃罩等,因此在圖1、圖2中示出了具有假定了上述部件的平 行平面的光學(xué)構(gòu)件PP被配置的例子,但光學(xué)構(gòu)件PP不是本發(fā)明所必須的構(gòu)成要素。另外, 在圖1、圖2中,示出了縮小側(cè)共輒點(diǎn)位于光學(xué)構(gòu)件PP的縮小側(cè)的面上的例子,但不一定限 定于此。
[0063] 本實(shí)施方式的變焦透鏡具備配置在最靠放大側(cè)且在變倍時固定的第一透鏡組G1、 和與第一透鏡組G1的縮小側(cè)相鄰配置且在變倍時移動的具有正的光焦度的第二透鏡組 G2。第一透鏡組G1實(shí)質(zhì)上從放大側(cè)起依次由具有正的光焦度的前組G1A、和具有負(fù)的光焦 度的后組G1B構(gòu)成。通過使前組G1A與后組G1B之間的間隔變化來進(jìn)行對焦。并且,該變 焦透鏡滿足下述條件式(1)。
[0064] -0· 35 彡 flb/ft < 0 (1)
[0065] 其中,
[0066] fib :后組的焦距;
[0067] ft :望遠(yuǎn)端處的整個系統(tǒng)的焦距。
[0068] 通過將第一透鏡組G1設(shè)為從放大側(cè)起依次由具有正的光焦度的前組G1A、和具有 負(fù)的光焦度的后組G1B構(gòu)成的遠(yuǎn)攝型,從而容易實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化,有利于實(shí)現(xiàn)長焦 點(diǎn)且小型的變焦透鏡。
[0069] 通過構(gòu)成上述的遠(yuǎn)攝型并且以滿足條件式(1)的方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)那饬Ψ峙?,?加有利于實(shí)現(xiàn)長焦點(diǎn)且小型的變焦透鏡。通過設(shè)為條件式(1)的下限以上,能夠使后組G1B 具有適當(dāng)?shù)呢?fù)的光焦度,能夠適宜地發(fā)揮遠(yuǎn)攝型的效果,能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。通過避免成為條 件式(1)的上限以上,能夠使后組G1B為負(fù)透鏡組。通過以滿足下述條件式(1-1)的方式 設(shè)定后組GIB的光焦度的范圍,能夠進(jìn)行更好的像差修正,且有利于小型化。
[0070] -0· 29 彡 flb/ft 彡-0· 05 (1-1)
[0071] 在該變焦透鏡中,將緊隨正的前組G1A、負(fù)的后組G1B配置的第二透鏡組G2設(shè)為正 透鏡組。通過采用這樣的屈光力排列,在具有負(fù)的光焦度的后組G1B受到發(fā)散作用的光束 通過第二透鏡組G2而受到會聚作用,因此能夠抑制光線高度,與第二透鏡組G2為負(fù)透鏡組 的情況相比,容易實(shí)現(xiàn)小F值的光學(xué)系統(tǒng)。
[0072] 另外,通過使在變倍時固定的前組G1A與后組G1B之間的間隔變化而進(jìn)行對焦,能 夠避免對焦引起的變倍比的變動。另外,通過使在變倍時移動的透鏡組與在對焦時移動的 透鏡組不同,能夠?qū)⒆儽稒C(jī)構(gòu)與對焦機(jī)構(gòu)分開,能夠有助于機(jī)構(gòu)的簡化。對焦可以通過僅移 動前組G1A來進(jìn)行,也可以通過僅移動后組G1B來進(jìn)行,還可以通過移動前組G1A以及后組 G1B來進(jìn)行。
[0073] 本實(shí)施方式的變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(2)~(4)中的任一個或任意的組 合。
[0074] 0· 5 彡 TLt/ft 彡 1. 5 (2)
[0075] 0· 1 彡 DIG/DLt 彡 0· 45 (3)
[0076] 0. 05 ^ Bfw/fw ^ 0. 4 (4)
[0077] 其中,
[0078] ft :望遠(yuǎn)端處的整個系統(tǒng)的焦距;
[0079] TLt :望遠(yuǎn)端處的、從最靠放大側(cè)的透鏡面到最靠縮小側(cè)的透鏡面為止的光軸上的 距離與從最靠縮小側(cè)的透鏡面到縮小側(cè)焦點(diǎn)位置為止的空氣換算距離之和;
[0080] DIG :從最靠放大側(cè)的透鏡面到第一透鏡組的最靠縮小側(cè)的透鏡面為止的光軸上 的距離;
[0081] DLt :望遠(yuǎn)端處的從最靠放大側(cè)的透鏡面到最靠縮小側(cè)的透鏡面為止的光軸上的 距離;
[0082] BfV:廣角端處的從最靠縮小側(cè)的透鏡面到縮小側(cè)焦點(diǎn)位置為止的光軸上的空氣 換算距離;
[0083] fw :廣角端處的整個系統(tǒng)的焦距。
[0084] 通過設(shè)為條件式(2)的下限以上,能夠良好地修正各像差。通過設(shè)為條件式(2) 的上限以下,能夠使光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成為小型。為了提高與條件式(2)有關(guān)的上述效果,更優(yōu)選 滿足下述條件式(2-1)。
[0085] 0· 6 彡 TLt/ft 彡 1. 4 (2-1)
[0086] 通過設(shè)為條件式(3)的下限以上,能夠充分地得到第一透鏡組G1產(chǎn)生的小型化的 效果,能夠使光學(xué)系統(tǒng)整體構(gòu)成為小型。通過設(shè)為條件式(3)的上限以下,能夠確保變倍時 的透鏡組的移動區(qū)域,能夠得到實(shí)用的變倍比,另外,能夠進(jìn)行變倍時的良好的像差修正。 為了提高與條件式(3)有關(guān)的上述效果,更優(yōu)選滿足下述條件式(3-1)。
[0087] 0· 2 彡 DIG/DLt 彡 0· 4 (3-1)
[0088] 通過設(shè)為條件式(4)的下限以上,在將該變焦透鏡用于投射型顯示裝置的情況下 能夠確保用于配置顏色合成用的棱鏡等的空間所需的足夠的后焦距,在將該變焦透鏡與攝 像元件組合而用于攝像裝置的情況下能夠防止與攝像元件的機(jī)械干涉。通過設(shè)為條件式 (4)的上限以下,能夠抑制光學(xué)系統(tǒng)整體的小型化、縮小側(cè)的透鏡直徑。為了提高與條件式 (4)有關(guān)的上述效果,更優(yōu)選滿足下述條件式(4-1)。
[0089] 0. 1 ^ Bfw/fw ^ 0. 35 (4-1)
[0090] 本實(shí)施方式的變焦透鏡優(yōu)選在最靠縮小側(cè)配置有變倍時固定的具有正的光焦度 的透鏡組,且縮小側(cè)為遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)(telecentric)。通過在最靠縮小側(cè)配置具有正的光焦度的 透鏡組,容易使縮小側(cè)成為遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)。通過在變倍時固定最靠縮小側(cè)的透鏡組,從而在變倍 時縮小側(cè)也容易維持遠(yuǎn)心的結(jié)構(gòu)。
[0091] 通過使縮小側(cè)為遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu),從而在將該變焦透鏡用作攝像光學(xué)系統(tǒng)而與 CCD (Charge Coupled Device:電荷親合器件)等攝像元件組合使用的情況下,能夠確保光 向攝像元件的入射效率較高。在將該變焦透鏡用作投射光學(xué)系統(tǒng)的情況下,通過使縮小側(cè) 為遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu),則在透鏡系統(tǒng)的縮小側(cè)配置顏色合成棱鏡等具有入射光的角度依存性的光學(xué) 構(gòu)件而使用的情況下也能夠得到良好的光學(xué)性能。
[0092] 需要說明的是,上述"縮小側(cè)為遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)"是指在從放大側(cè)朝向縮小側(cè)的方向上觀 察光束時,在聚光于縮小側(cè)共輒面的任意的點(diǎn)的光束的剖面中,上側(cè)的最大光線與下側(cè)的 最大光線之間的角平分線與光軸Z接近于平行的狀態(tài)。但并不限于完全為遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)的情 況、即并不限于上述角平分線相對于光軸Z完全平行的情況,也包括稍微存在誤差的情況。 在此,稍微存在誤差的情況是指,上述角平分線相對于光軸Z的斜率為-5°~+5°的范圍 內(nèi)的情況。在具有孔徑光闌的透鏡系統(tǒng)中,上述"縮小側(cè)為遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)"是指主光線相對于光 軸Z的斜率為-5°~+5°的范圍內(nèi)。
[0093] 需要說明的是,本發(fā)明的變焦透鏡可以構(gòu)成為,整個系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上由變倍時相鄰的 透鏡組之間的間隔發(fā)生變化的五個或六個透鏡組構(gòu)成。在這樣的情況下,能夠減少變倍時 的像差變動,有利于尚性能化。
[0094] 例如,如圖1所示的例子那樣,本發(fā)明的變焦透鏡也可以構(gòu)成為,實(shí)質(zhì)上從放大側(cè) 起依次由第一透鏡組G1、具有正的光焦度的第二透鏡組G2、具有正的光焦度的第三透鏡組 G3、具有負(fù)的光焦度的第四透鏡組G4、具有負(fù)的光焦度的第五透鏡組G5、以及具有正的光 焦度的第六透鏡組G6構(gòu)成,所述第一透鏡組G1由具有正的光焦度的前組G1A以及具有負(fù) 的光焦