專利名稱：變焦鏡頭、光學(xué)設(shè)備和制造變焦鏡頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦鏡頭、光學(xué)設(shè)備和制造變焦鏡頭的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于包括攝像機(jī)和電子照像機(jī)的光學(xué)設(shè)備，總是要求較高的圖像質(zhì)量和較小的尺寸。因此，也對(duì)于用于圖像捕獲鏡頭的變焦鏡頭要求高圖像質(zhì)量和較小的尺寸。作為滿足這樣的要求的變焦鏡頭之一，已經(jīng)公開了由三個(gè)透鏡組組成的變焦鏡頭，即該三個(gè)透鏡組以從物體起的順序?yàn)樨?fù)透鏡組、正透鏡組和正透鏡組(例如，參見日本特開專利公報(bào) No.2009-282466(A))。近來，對(duì)于相機(jī)期望超高的圖像質(zhì)量，并且為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，對(duì)于變焦鏡頭要求比現(xiàn)有技術(shù)高的光學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種緊湊和超高圖像質(zhì)量的變焦鏡頭和光學(xué)設(shè)備以及一種制造變焦鏡頭的方法。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明的第一方面是一種變焦鏡頭，所述變焦鏡頭從物體起按順序包括具有負(fù)折射光焦度的第一透鏡組、具有正折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的第三透鏡組，并且所述第二透鏡組還包括三個(gè)或更多膠合透鏡。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選地滿足下面的條件表達(dá)式3. 00 < Dt23/Dt3i < 30. 00其中，Dt23表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離，并且Dt3i 表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中從第三透鏡組至像平面的空氣換算的距離。在根據(jù)權(quán)利要求1的這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選地滿足下面的條件表達(dá)式0. 10 < f2/f3 < 0. 50其中，f2表示第二透鏡組的焦距，并且f3表示第三透鏡組的焦距。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，所述第三透鏡組僅由單透鏡構(gòu)成。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組移動(dòng)使得第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離減小，并且，第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離增大，并且第三透鏡組在變焦期間固定。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，第一透鏡組至少由三個(gè)透鏡構(gòu)成，S卩，該三個(gè)透鏡以從物體起按順序?yàn)榈谝回?fù)透鏡、第二負(fù)透鏡和正透鏡。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，構(gòu)成第一透鏡組的第一負(fù)透鏡和所述第二負(fù)透鏡中的至少一個(gè)具有非球面。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，第二透鏡組具有正透鏡，并且正透鏡中的至少一個(gè)具有非球面。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，在第二透鏡組中布置用于確定亮度的孔徑光闌。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，用于切除不必要的外部光的光闌被布置在第一透鏡組和第二透鏡組之間，并且在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)移動(dòng)。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，通過在大致垂直于所述光軸的方向上移位所述第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡來校正圖像模糊。在這個(gè)變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式0. 001 < f2F/f2M < 0. 500其中，f2F表示第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡的焦距，并且f2M表示第二透鏡組中第二接近物體的膠合透鏡的焦距。在上面的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式0. 01 < f2F/f2MR < 0. 2其中，f2F表示第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡的焦距，并且f2MR表示第二透鏡組中第二和第三接近物體的膠合透鏡的組合焦距。根據(jù)本發(fā)明的一種光學(xué)設(shè)備包括所述變焦鏡頭。根據(jù)本發(fā)明的一種制造變焦鏡頭的方法用來制造上述變焦鏡頭。在制造這個(gè)變焦鏡頭的方法中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式3. 00 < Dt23/Dt3i < 30. 00其中，Dt23表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離，并且Dt3i 表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中從第三透鏡組至像平面的空氣換算的距離。在這種制造變焦鏡頭的方法中，優(yōu)選地滿足下面的條件表達(dá)式0. 10 < f2/f3 < 0. 50其中，f2表示第二透鏡組的焦距，并且f3表示第三透鏡組的焦距。在這種制造上面的變焦鏡頭的方法中，其中，第三透鏡組僅由單透鏡構(gòu)成。在這種制造變焦鏡頭的方法中，優(yōu)選的是，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)， 第一透鏡組和第二透鏡組移動(dòng)使得第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離減小，并且第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離增大，并且第三透鏡組在變焦期間固定。在這種制造變焦鏡頭的方法中，優(yōu)選的是，第一透鏡組至少由三個(gè)透鏡構(gòu)成，即， 所述三個(gè)透鏡從物體起按順序?yàn)榈谝回?fù)透鏡、第二負(fù)透鏡和正透鏡。在這種制造變焦鏡頭的方法中，優(yōu)選的是，通過在大致垂直于光軸的方向上移位第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡來校正圖像模糊。在這種制造變焦鏡頭的方法中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式0. 001 < f2F/f2M < 0. 500其中，f2F表示第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡的焦距，并且f2M表示第二透鏡組中第二接近物體的膠合透鏡的焦距。在這種制造變焦鏡頭的方法中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式001 < f2F/f2MR < 0. 2
其中，f2F表示第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡的焦距，并且f2MR表示第二透鏡組中第二和第三接近物體的膠合透鏡的組合焦距。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種緊湊且超高圖像質(zhì)量的變焦鏡頭和光學(xué)設(shè)備和一種制造變焦鏡頭的方法。通過下面給出的詳細(xì)說明，本發(fā)明的應(yīng)用性的進(jìn)一步的范圍將變得顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)明白，該詳細(xì)說明和具體示例在指示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例雖然示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是僅借助于示例而給出，這時(shí)因?yàn)楦鶕?jù)該詳細(xì)的描述，本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種改變和修改將對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說是顯而易見的。


根據(jù)附圖以及下面給出的詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明，并且并且僅借助于示例給出上述描述和附圖并且因此不限制本發(fā)明。圖1是描述根據(jù)示例1的變焦鏡頭的構(gòu)造和從廣角端狀態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T) 的變焦軌跡的圖；圖2是示出根據(jù)示例1的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖2A是示出在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖2B是示出在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖2C是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖3是描述根據(jù)示例2的變焦鏡頭的構(gòu)造和從廣角端狀態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T) 的變焦軌跡的圖；圖4是示出根據(jù)示例2的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖4A是示出在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖4B是示出在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖4C是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖5是描述根據(jù)示例3的變焦鏡頭的構(gòu)造和從廣角端狀態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T) 的變焦軌跡的圖；圖6是示出根據(jù)示例3的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖6A是示出在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖6B是示出在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖6C是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖7是描述根據(jù)示例4的變焦鏡頭的構(gòu)造和從廣角端狀態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T) 的變焦軌跡的圖；圖8是示出根據(jù)示例4的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖8A是示出在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖8B是示出在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖8C是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖9是描述根據(jù)示例5的變焦鏡頭的構(gòu)造和從廣角端狀態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T) 的變焦軌跡的圖；圖10是示出根據(jù)示例5的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖IOA是示出在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖IOB是示出在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖IOC是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖11是示出在圖像模糊校正后的根據(jù)示例5的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖IlA是示出在圖像模糊校正后在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖IlB是示出在圖像模糊校正后在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖IlC是示出在圖像模糊校正后在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖12是描述根據(jù)示例6的變焦鏡頭的構(gòu)造和從廣角端狀態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T) 的變焦軌跡的圖；圖13是示出根據(jù)示例6的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖13A是示出在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖13B是示出在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖13C是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖14是示出在圖像模糊校正后的根據(jù)示例6的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖14A是示出在圖像模糊校正后在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖14B是示出在圖像模糊校正后在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖14C是示出在圖像模糊校正后在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖15是描述根據(jù)示例7的變焦鏡頭的構(gòu)造和從廣角端狀態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T) 的變焦軌跡的圖；圖16是示出根據(jù)示例7的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖16A是示出在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖16B是示出在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖16C是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖17是示出在圖像模糊校正后的根據(jù)示例7的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖17A是示出在圖像模糊校正后在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖17B是示出在圖像模糊校正后在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖17C是示出在圖像模糊校正后在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖18是描述根據(jù)示例8的變焦鏡頭的構(gòu)造和從廣角端狀態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T) 的變焦軌跡的圖；圖19是示出根據(jù)示例8的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖19A是示出在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖19B是示出在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖19C是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖20是示出在圖像模糊校正后的根據(jù)示例8的變焦鏡頭的各種像差的圖形，其中，圖20A是示出在圖像模糊校正后在廣角端狀態(tài)中聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，圖20B是示出在圖像模糊校正后在中間焦距狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形，并且圖20C是示出在圖像模糊校正后在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)的變焦鏡頭的各種像差的圖形；圖21是根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)字相機(jī)的外部視圖，其中，圖21A是數(shù)字相機(jī)的前視圖， 并且圖21B是數(shù)字相機(jī)的后視圖；圖22是描述根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭的第一制造方法的流程圖；以及圖23是描述根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭的第二制造方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例現(xiàn)在參考

本發(fā)明的實(shí)施例。如圖1中所示，根據(jù)第一實(shí)施例的變焦鏡頭是下述變焦鏡頭，該變焦鏡頭從物體起按順序包括具有負(fù)折射光焦度的第一透鏡組G1、 具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3，其中該第二透鏡組G2僅由三個(gè)或更多的膠合透鏡構(gòu)成。通過這種構(gòu)造，能夠減小設(shè)備的尺寸，防止透鏡直徑在廣角端狀態(tài)中變得太大，并且能夠良好地校正由于變焦導(dǎo)致的像散的波動(dòng)。因?yàn)樵诘诙哥R組G2中布置了三個(gè)或更多的膠合透鏡，所以能夠良好地校正變焦期間的橫色像差的波動(dòng)。而且，即使對(duì)于電子相機(jī)要求超高圖像質(zhì)量，并且傳感器變大并且其分辨率在未來增加，能夠獲得具有能夠支持這種可能性的高光學(xué)性能的變焦鏡頭。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式(1)，其中，Dt23 表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離，并且Dt3i表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第三透鏡組G3和像平面(空氣換算)的距離。“Dt23表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離”表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中從構(gòu)成第二透鏡組G2的最接近圖像的透鏡表面至構(gòu)成第三透鏡組G3的最接近物體的透鏡表面的距離。“Dt3i表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第三透鏡組G3和像平面(空氣換算)的距離”表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中從構(gòu)成第三透鏡組G3的最接近圖像的透鏡表面至像平面的距離。3. 00 < Dt23/Dt3i < 30. 00. . . (1)條件表達(dá)式(1)描述了第三透鏡組G3至物體側(cè)的空氣距離與其至圖像側(cè)的空氣距離的適合的比率。如果超過條件表達(dá)式(1)的上限值，則變得難以良好地校正像散，這是不想要的。如果沒有達(dá)到條件表達(dá)式⑴的下限值，則變得難以良好地校正彗差，這是不想要的。為了保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式(1)的上限值是20. 0。為了進(jìn)一步保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式(1)的上限值是10.0。為了保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式(1)的下限值是3. 50。為了進(jìn)一步保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式(1)的下限值是4. 00。為了更進(jìn)一步保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式(1)的下限值是4. 50。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，滿足下面的條件表達(dá)式0)，其中，f2 表示第二透鏡組G2的焦距，并且f3表示第三透鏡組G3的焦距。0. 10 < f2/f3 < 0. 50. . . (2)條件表達(dá)式( 描述了第二透鏡組G2的焦距和第三透鏡組G3的焦距的適當(dāng)比率。如果超過條件表達(dá)式( 的上限值，則光學(xué)系統(tǒng)的全長(zhǎng)變長(zhǎng)，這是不想要的。還變得難以良好地校正色像差，這是不想要的。如果沒有達(dá)到條件表達(dá)式(2)的下限值，則變得難以良好地校正球面像差，這是不想要的。為了保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式(2)的上限值是0. 45。為了進(jìn)一步保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式O)的上限值是0.40。為了保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式(2)的下限值是0. 15。為了進(jìn)一步保證本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是，條件表達(dá)式O)的下限值是0.20。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，第三透鏡組G3僅由單透鏡構(gòu)成。通過象這樣僅通過單透鏡來構(gòu)成第三透鏡組G3，裝配調(diào)整變得極為容易，這對(duì)于降低成本是有效的。而且，容納透鏡所需的空間減小，因此能夠減小攜帶時(shí)的設(shè)備的大小。使用單透鏡也使得能夠良好地校正縱色像差。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)移動(dòng)，使得第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的距離減小， 并且，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離增加，并且第三透鏡組G3固定。通過這種構(gòu)造，能夠通過一個(gè)凸輪鼓來控制變焦期間的每個(gè)透鏡組位置，并且結(jié)果，能夠精確地控制變焦期間的像平面的位置。在變焦期間固定第三透鏡組G3能夠減小由于第三透鏡組G3 的位置移位導(dǎo)致的像散的變差。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，第一透鏡組Gl由三個(gè)透鏡構(gòu)成，該三個(gè)透鏡從物體起按順序?yàn)榈谝回?fù)透鏡、第二負(fù)透鏡和正透鏡。通過這種構(gòu)造，能夠良好地校正在廣角端狀態(tài)中產(chǎn)生的橫色像差。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，構(gòu)成第一透鏡組Gl的第一負(fù)透鏡和第二負(fù)透鏡中的至少一個(gè)具有非球面。通過這種構(gòu)造，能夠良好地校正在廣角端狀態(tài)中產(chǎn)生的畸變。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，第二透鏡組G2具有正透鏡，并且構(gòu)成第二透鏡組G2的正透鏡中的至少一個(gè)具有非球面。通過這種構(gòu)造，也能夠良好地校正彗差。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，在第二透鏡組G2中布置用于確定亮度的孔徑光闌。通過這種構(gòu)造，能夠良好地校正變焦期間的球面像差的波動(dòng)。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，用于切除不必要的外部光的光闌 (diaphragm)被布置在第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間，并且在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)移動(dòng)。因?yàn)檫@種構(gòu)造能夠有效地切除廣角端狀態(tài)中的不必要的外部光，所以能夠良好地校正廣角端狀態(tài)中的彗差。圖21示出具有作為圖像捕獲鏡頭ZL的變焦鏡頭的數(shù)字相機(jī)CAM(光學(xué)設(shè)備)。如果在這個(gè)數(shù)字相機(jī)CAM上按下未示出的電源按鈕，則釋放圖像捕獲鏡頭ZL的未示出的快門，并且來自物體的光被圖像捕獲鏡頭ZL收集，并且在布置在像平面I上的畫面元件(例如，(XD、CMOS)上形成圖像(參見圖1)。在布置在數(shù)字相機(jī)CAM后的液晶監(jiān)視器M上顯示在畫面元件上形成的物體圖像。用戶在觀看液晶監(jiān)視器M的同時(shí)確定物體圖像的構(gòu)成，然后按下釋放按鈕B 1來通過畫面元件捕獲物體圖像，并且將其存儲(chǔ)在未示出的存儲(chǔ)器中。相機(jī)CAM具有輔助發(fā)光單元D，其當(dāng)物體暗時(shí)發(fā)出輔助光；廣角(W)-遠(yuǎn)攝(T)按鈕B2，用于從廣角端狀態(tài)(W)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T)變焦圖像捕獲鏡頭ZL;以及，功能按鈕B3， 其用于設(shè)置數(shù)字相機(jī)CAM的各種條件?，F(xiàn)在，將參考圖22來描述用于制造具有上述構(gòu)造的變焦鏡頭的方法。首先，在透鏡鏡筒中裝配第一至第三透鏡組(例如，圖1中的第一至第三透鏡組Gl至G3)(步驟Si)。 在這個(gè)裝配步驟中，每個(gè)透鏡被布置為第一透鏡組具有負(fù)折射光焦度，第二透鏡組具有正折射光焦度，并且第三透鏡組具有正折射光焦度。此時(shí)，對(duì)于第二透鏡組，僅布置了三個(gè)或更多膠合透鏡(步驟S2)當(dāng)在透鏡鏡筒中裝配每個(gè)透鏡時(shí)，可以沿著光軸按順序一次一個(gè)地在透鏡鏡筒中裝配每個(gè)透鏡，或可以在固定構(gòu)件上集體地固定透鏡的一部分或全部，然后，將其裝配在透鏡鏡筒中。在象這樣將每個(gè)透鏡組裝配在透鏡鏡筒中后，檢查在每個(gè)透鏡組被裝配在透鏡鏡筒中的狀態(tài)中是否形成物像，即每一個(gè)透鏡的中心是否對(duì)齊，然后，檢查變焦鏡頭的各種操作。各種操作的示例是變焦操作，其中，執(zhí)行從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦的透鏡組(例如，在這個(gè)實(shí)施例中為第一透鏡組G1、光闌Si、S2和第二透鏡組G2) 沿著光軸移動(dòng)；聚焦操作，其中，執(zhí)行從遠(yuǎn)距離的物體至近距離的物體的聚焦的透鏡組(例如，在這個(gè)實(shí)施例中為第三透鏡組G3)沿著光軸移動(dòng)；以及，手移動(dòng)模糊校正操作，其中，透鏡的至少一部分(例如，在這個(gè)實(shí)施例中為第二透鏡組G2的至少一部分)移動(dòng)以具有與光軸正交的分量。檢查各種操作的次序是任意的。根據(jù)該制造方法，能夠獲得緊湊和超高圖像質(zhì)量的變焦鏡頭。示例1至示例4將參考附圖來描述根據(jù)第一實(shí)施例的示例1至示例4。表1至表4是根據(jù)示例1 至示例4的列出每一個(gè)數(shù)據(jù)的表。在該表中的[鏡頭數(shù)據(jù)]中，表面編號(hào)是沿著光傳播方向從物體側(cè)計(jì)數(shù)的透鏡表面的次序，r是每個(gè)透鏡表面的曲率半徑，d是在表面之間的距離，它是從每一個(gè)光學(xué)平面到下一個(gè)光學(xué)平面(或像平面)的距離，nd是在d線處的折射率(波長(zhǎng)587. 6nm)，并且vd 是在d線處的阿貝數(shù)。曲率半徑中的“⑴”指示平面或孔徑。省略空氣的折射率1.000000。在[非球面數(shù)據(jù)]中，通過表達(dá)式(a)給出在[鏡頭數(shù)據(jù)]中所示的非球面的形式。X(y)是沿著光軸從非球面的頂點(diǎn)處的切平面到在高度y處的非球面上的位置的距離， r是參考球面的曲率半徑(近軸曲率半徑)，κ是錐形系數(shù)，并且Ai是在i度的非球面系數(shù)?！癊-n” 表示 “Χ1(Γη”。例如，1.234Ε-05 = 1.234Χ10_5。X(y) = y2/[rX {1+(1-κ Xy2/r2)1/2}]+Α4 X y4+A6 X y6+A8 X y8+A10 X y10. · · (a)表中的[總體數(shù)據(jù)]中，f是焦距，F(xiàn)No是F數(shù)，ω是半視角，Y是像高，TL是鏡頭全長(zhǎng)，Bf是從最接近圖像的光學(xué)構(gòu)件的圖像側(cè)表面至近軸像平面的距離，并且Bf (空氣換算)是從最后的透鏡表面至近軸像平面的空氣換算的距離。表中的[變焦數(shù)據(jù)]中，在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中的每一個(gè)狀態(tài)中的Di (i是整數(shù))是第i表面和第(i+Ι)表面之間的可變距離。在表中的[變焦透鏡組數(shù)據(jù)]中，G是組編號(hào)，“組的第一表面”是每一個(gè)組中的最接近物體的表面的表面編號(hào)，“組的焦距”是每一個(gè)組的焦距，并且“總透鏡長(zhǎng)度”是光軸上每一個(gè)組中從最接近物體的透鏡表面至最接近圖像的透鏡表面的距離。在表中的[條件表達(dá)式]中，示出與條件表達(dá)式(1)和(2)對(duì)應(yīng)的值。
在所有的數(shù)據(jù)值中，“mm”通常用于焦距f、曲率半徑r、表面距離d和其他長(zhǎng)度的單位，除非另外指定。但是該單位不限于“mm”，因?yàn)榧词构鈱W(xué)系統(tǒng)成比例的擴(kuò)展或成比例地縮小，也獲得等同的光學(xué)性能。對(duì)于該單位，可以使用另外的適當(dāng)?shù)膯挝?，而不限于“mm”。迄今的關(guān)于表的說明通用于所有的示例，并且下面省略描述。(示例 1)將參考圖1、圖2和表1來描述示例1。圖1是描述根據(jù)示例1的變焦鏡頭ZL (ZLl) 的構(gòu)造和從其廣角端狀態(tài)(W)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T)的變焦鏡頭的圖。如圖1中所示，根據(jù)示例1的變焦鏡頭ZLl從物體起按順序包括具有負(fù)折射光焦度的第一透鏡組G1、具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2分別移動(dòng)， 使得第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的距離減小，并且第二透鏡組G2和第三透鏡組G3 之間的距離增大，并且，第三透鏡組G3固定。第一透鏡組Gl由下述透鏡構(gòu)成，所述透鏡從物體起按順序?yàn)樨?fù)彎月形透鏡L11， 其具有面向物體的凸表面；負(fù)彎月形透鏡L12，其具有面向物體的凸表面；以及，正彎月形透鏡L13，其具有面向物體的凸表面。用于切除不必要的外部光的光闌Sl被布置在第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間，并且在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)向物體移動(dòng)。第二透鏡組G2由下述透鏡構(gòu)成，所述透鏡從物體起按順序?yàn)榫哂忻嫦蛭矬w的凸表面的負(fù)彎月形透鏡L21和雙凸正透鏡L22的膠合透鏡；雙凸正透鏡L23和雙凹負(fù)透鏡L24 的膠合透鏡；以及，具有面向物體的凸表面的負(fù)彎月形透鏡L25和雙凸正透鏡U6的膠合透
^Mi ο用于調(diào)整光量的孔徑光闌S2被布置在構(gòu)成第二透鏡組G2的雙凸正透鏡L22和雙凸正透鏡L23之間，并且，與第二透鏡組G2 —起在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)向物體移動(dòng)。第三透鏡組G3由雙凸正透鏡L31構(gòu)成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置布置在像平面I上的玻璃塊G，諸如低通濾波器和紅外線截?cái)酁V波器，用于截?cái)喑^畫面元件(例如，(XD、CM0S)的臨界分辨率的空間頻率；以及，畫面元件的傳感器蓋玻璃CV。表1示出示例1的每個(gè)數(shù)據(jù)值。在表1中的表面編號(hào)1至23對(duì)應(yīng)于圖1中的表面1至23。在示例1中，第二表面、第八表面和第十八表面形成為非球面。(表1)
權(quán)利要求
1.一種變焦鏡頭，所述變焦鏡頭從物體起按順序包括具有負(fù)折射光焦度的第一透鏡組、具有正折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的第三透鏡組，其中所述第二透鏡組具有三個(gè)或更多的膠合透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足下面的條件表達(dá)式3.00 < Dt23/Dt3i < 30. 00其中，Dt23表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離，并且Dt3i表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中從所述第三透鏡組至像平面的空氣換算的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足下面的條件表達(dá)式 0. 10 < f2/f3 < 0. 50其中，f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且f3表示所述第三透鏡組的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組僅由單透鏡構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)， 所述第一透鏡組和所述第二透鏡組移動(dòng)使得所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離減小，并且所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的距離增大，并且所述第三透鏡組在變焦期間固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第一透鏡組至少由三個(gè)透鏡構(gòu)成，所述三個(gè)透鏡從物體起按順序?yàn)榈谝回?fù)透鏡、第二負(fù)透鏡和正透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦鏡頭，其中，構(gòu)成所述第一透鏡組的所述第一負(fù)透鏡和所述第二負(fù)透鏡中的至少一個(gè)具有非球面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第二透鏡組具有正透鏡，并且所述正透鏡中的至少一個(gè)具有非球面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，在所述第二透鏡組中布置用于確定亮度的孔徑光闌。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，用于切除不必要的外部光的光闌被布置在所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間，并且在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)移動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，通過在基本上垂直于所述光軸的方向上移位所述第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡來校正圖像模糊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦鏡頭，其中，滿足下面的條件表達(dá)式 0. 001 < f2F/f2M < 0. 500其中，f2F表示所述第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡的焦距，并且f2M表示所述第二透鏡組中第二接近物體的膠合透鏡的焦距。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦鏡頭，其中，滿足下面的條件表達(dá)式 0. 01 < f2F/f2MR < 0. 2其中，f2F表示所述第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡的焦距，并且f2MR表示所述第二透鏡組中第二和第三接近物體的膠合透鏡的組合焦距。
14.一種光學(xué)設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭。
15.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭的方法。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造變焦鏡頭的方法，其中，滿足下面的條件表達(dá)式 3.00 < Dt23/Dt3i < 30.00其中，Dt23表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離，并且Dt3i表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中從所述第三透鏡組至像平面的空氣換算的距離。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造變焦鏡頭的方法，其中，滿足下面的條件表達(dá)式0. 10 < f2/f3 < 0. 50其中，f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且f3表示所述第三透鏡組的焦距。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造變焦鏡頭的方法，其中，所述第三透鏡組僅由單透鏡構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造變焦鏡頭的方法，其中，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組移動(dòng)使得所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離減小，并且所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的距離增大，并且所述第三透鏡組在變焦期間固定。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造變焦鏡頭的方法，其中，所述第一透鏡組至少由三個(gè)透鏡構(gòu)成，所述三個(gè)透鏡從物體起按順序?yàn)榈谝回?fù)透鏡、第二負(fù)透鏡和正透鏡。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造變焦鏡頭的方法，其中，通過在基本上垂直于所述光軸的方向上移位所述第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡來校正圖像模糊。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造變焦鏡頭的方法，其中，滿足下面的條件表達(dá)式0. 001 < f2F/f2M < 0. 500其中，f2F表示所述第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡的焦距，并且f2M表示所述第二透鏡組中第二接近物體的膠合透鏡的焦距。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造變焦鏡頭的方法，其中，滿足下面的條件表達(dá)式0. 01 < f2F/f2MR < 0. 2其中，f2F表示所述第二透鏡組中最接近物體的膠合透鏡的焦距，并且f2MR表示所述第二透鏡組中第二和第三接近物體的膠合透鏡的組合焦距。
全文摘要
本發(fā)明涉及變焦鏡頭、光學(xué)設(shè)備和制造變焦鏡頭的方法。一種變焦鏡頭，其從物體起按順序包括具有負(fù)折射光焦度的第一透鏡組、具有正折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的第三透鏡組，其中，該第二透鏡組僅由三個(gè)或更多膠合透鏡構(gòu)成。
文檔編號(hào)G02B15/177GK102385149SQ20111026314
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者荒井大作 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康