專(zhuān)利名稱(chēng)：變焦透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在具備CCD (Charged Coupled DeviCe)和 CMOS (Complementary MetalOxide Semiconductor)等的固體攝像元件的攝像裝置所適于的變焦透鏡。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，數(shù)碼相機(jī)和攝影機(jī)等的攝像裝置所搭載的固體攝像元件的高像素化促進(jìn)。搭載有這樣的固體攝像元件的攝像裝置所使用的光學(xué)系統(tǒng)，也被要求能夠確認(rèn)被攝物體更細(xì)微的特征的高性能，為了滿(mǎn)足這一要求而開(kāi)發(fā)的光學(xué)系統(tǒng)也大量上市(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I 4。)。先行技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I日本特許第2899019號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本特開(kāi)平6-138390號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本特開(kāi)2010-237455號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本特開(kāi)2005-227507號(hào)公報(bào)近年來(lái)，出于防止犯罪的目 的等，為了記錄可靠性高的證據(jù)，而對(duì)于監(jiān)控?cái)z像機(jī)也要求高分辨拍攝。為了進(jìn)行高分辨拍攝，就要求具備長(zhǎng)焦距、且能夠得到明亮的被攝物體像的光學(xué)系統(tǒng)。另外，在監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，通常，白天進(jìn)行基于可視光的拍攝，夜晚進(jìn)行基于近紅外光的拍攝。因此，作為用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，需要對(duì)應(yīng)從可視域到近紅外域的寬闊的波長(zhǎng)范圍。一般來(lái)說(shuō)，作為可視域用所設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)中，特別是在近紅外區(qū)域有色像差發(fā)生h夜間的近紅外區(qū)域的拍攝時(shí)發(fā)生離焦。因此，強(qiáng)列要求在用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)中、特別從可視域到近紅外域?yàn)橹苟癫畹玫搅己玫爻C正。此外，用于防止犯罪目的的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，期望其不顯眼，盡可能地小。隨之而來(lái)的是，用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)也要求可以收容在小型的框體內(nèi)的小型化。專(zhuān)利文獻(xiàn)I所述的光學(xué)系統(tǒng)，是具有3左右的變倍比，變倍時(shí)的像差變動(dòng)也得到良好地矯正，但卻是F數(shù)(F-number)為2. 0 2. 8左右的暗淡透鏡。而且，近紅外光的像差未得到矯正。因此，不適合作為用于監(jiān)控?cái)z像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述的光學(xué)系統(tǒng)，盡管全長(zhǎng)短而緊湊，但廣角系的透鏡卻F數(shù)大，色像差矯正也不充分，因此在近紅外光的成像性能上有問(wèn)題。加之，從孔徑光闌至成像面的距離長(zhǎng)，若長(zhǎng)焦距化，則收容到小型的監(jiān)控?cái)z像機(jī)中是困難的。專(zhuān)利文獻(xiàn)3所述的光學(xué)系統(tǒng)，屬于高倍率變焦透鏡，全長(zhǎng)比較短，便于收容在小型的監(jiān)控?cái)z像機(jī)中，但F數(shù)大，色像差矯正也不充分，因此在近紅外光的成像性能上有問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)4所述的光學(xué)系統(tǒng)，是F數(shù)為1. 4 2.0左右，變倍比為10倍的高倍率變焦透鏡，近紅外光的像差矯正優(yōu)異。但是，可視光的成像性能低，全長(zhǎng)長(zhǎng)，因此不適合作為小型監(jiān)控?cái)z像機(jī)用的光學(xué)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明其目的在于，為了消除上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)，提供一種對(duì)于從可視域至近紅外域的寬闊的波長(zhǎng)范圍的光具有優(yōu)異的成像性能的、且明亮并小型的變焦透鏡。為了解決上述課題，達(dá)成目的，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、孔徑光闌、具有正光焦度的第三透鏡群，通過(guò)使所述第三透鏡群沿著光軸從像側(cè)向物體側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍；通過(guò)使所述第二透鏡群沿著光軸從物體側(cè)向像側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行隨著變倍的像面位置的變動(dòng)的矯正，其特征在于，所述第一透鏡群包含負(fù)透鏡和正透鏡而構(gòu)成，所述第二透鏡群，從物體側(cè)順次配置有2片負(fù)透鏡和I片正透鏡而構(gòu)成，所述第三透鏡群，從物體側(cè)順次配置有如下而構(gòu)成包含具有非球面的正透鏡且整體上具有正光焦度的前群；包含一組由正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成的接合透鏡且整體上具有負(fù)光焦度的中群；具有正光焦度的后群，并滿(mǎn)足以下所示的條件式。(1)0. 7 ≤ fw/f3 ≤1. 0(2) -1. 0 ≤ f3/f2 ≤ -0. 5其中，fw表示光學(xué)系統(tǒng)全系的在廣角端的焦距，f2表示所述第二透鏡群的焦距，f3表示所述第三透鏡群的焦距。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于從可視域至近紅外域的寬闊的波長(zhǎng)范圍的光具有優(yōu)異的成像性能的、且明亮并小型的變焦透鏡。本發(fā)明的變焦透鏡，在所述發(fā)明中，滿(mǎn)足以下所示的條件式。(3) 45≤ v3F-v3B ≤ 70(4) 0. 4 ≤ Nd3B-Nd3F ≤ 0. 7其中，v3F表示所述第三透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)，v3B表示所述第三透鏡群的配置在最靠近像側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)，Nd3F表示所述第三透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率，Nd3B表示所述第三透鏡群的配置在最靠近像側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率。根據(jù)本發(fā)明，能夠更良好地矯正從可視域至近紅外域的寬闊的波長(zhǎng)范圍的光的軸上色像差、像面彎曲、球面像差。本發(fā)明的變焦透鏡，在所述發(fā)明中，滿(mǎn)足以下所示的條件式。(5)2. 0 ≤ SI X Ft/2 wt ≤ 4. 5其中，SI表示從所述孔徑光闌至像面為止的距離，F(xiàn)t表示光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的F數(shù)，2 Co t表示光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的視場(chǎng)角。根據(jù)本發(fā)明，不會(huì)損害光學(xué)系統(tǒng)的小型性，且實(shí)現(xiàn)F數(shù)明亮，并且高變倍成為可倉(cāng)泛。本發(fā)明的變焦透鏡，在所述發(fā)明中，滿(mǎn)足以下所示的條件式。(6)0. 3 ≤ ft/fl ≤ 0. 6其中，ft表示光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的焦距，fl表示所述第一透鏡群的焦距。根據(jù)本發(fā)明，能夠在整個(gè)變倍域良好地矯正諸像差。特別是能夠良好地矯正球面像差和軸上色像差。
本發(fā)明的變焦透鏡，在所述發(fā)明中，滿(mǎn)足以下所示的條件式。(7)50 彡 |vl2_vll I 彡 60(8) 2. 0 彡 D/ft 彡 2. 3(9) 0. 3 彡 f3/ft 彡 0. 6其中，vll表示所述第一透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)，vl2表示所述第一透鏡群的配置在從物體側(cè)起第二位的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)，D表示從所述第一透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的物體側(cè)面頂至像面為止的距離，f3表示所述第三透鏡群的焦距，ft表示光學(xué)系統(tǒng)全系的望遠(yuǎn)端的焦距。根據(jù)本發(fā)明，不會(huì)損害光學(xué)系統(tǒng)的小型性，而能夠進(jìn)一步提高成像性能。根據(jù)本發(fā)明所起到的效果是，能夠提供一種對(duì)于從可視域至近紅外域的寬闊的波長(zhǎng)范圍的光具有優(yōu)異的成像性能的、且明亮并小型的變焦透鏡。


圖1是表示實(shí)施例1的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。圖2是實(shí)施例1的變焦透鏡的諸像差圖。圖3是表示實(shí)施例2的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。圖4是實(shí)施例2的變焦透鏡的諸像差圖。

圖5是表示實(shí)施例3的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。圖6是實(shí)施例3的變焦透鏡的諸像差圖。圖7是表示實(shí)施例4的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。圖8是實(shí)施例4的變焦透鏡的諸像差圖。圖9是表示實(shí)施例5的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。圖10是實(shí)施例5的變焦透鏡的諸像差圖。圖11是表示實(shí)施例6的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。圖12是實(shí)施例6的變焦透鏡的諸像差圖。圖13是表示實(shí)施例7的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。圖14是實(shí)施例7的變焦透鏡的諸像差圖。圖15是表示實(shí)施例8的變焦透鏡的構(gòu)成的沿光軸的剖面圖。圖16是實(shí)施例8的變焦透鏡的諸像差圖。符號(hào)的説明G11、G21、G31、G41、G51、G61、G71、G81 弟一透鏡群G12、G22、G32、G42、G52、G62、G72、G82 第二透鏡群G13、G23、G33、G43、G53、G63、G73、G83 第三透鏡群G13F、G23F'' G33F'' G43F、G53f> G63f> G73f> G83f iu 群G13M、G23I> G33I> G43I> G53m> G63m> G73m> G83m 中群G13r、G23r、G33r、G43r、G53r、G63r、G73r、G83r 后群Lm -> Lm、L122-. L133、L211 > L221-. L222、L232、L234-, L311-, L321 > L322 -. L334、L411 > L421 > L422 -. L433、L511、L521-> L522-. L533、L611-, L62 j > L622-. L633、L712 > L721 > L722-. L733、L811-, L821 > L822 -. L833 3 L112、L123-, L131 > L132-, L134-, L212-. L223、L231 > L233-, L235-, L312-, L323-, L331-, L332 -, L333-, L335-, L412-,L423、L431、L432、L434、L512、L523、L531 > L532、L534、L612 > L623、L631、L632、L634、L711-, L723、L731、L732、L734、^812^ L82 3-> L831、L832、L834 XE 3 STOP孔徑光闌IMG 像面CG保護(hù)玻璃
具體實(shí)施例方式以下，詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的變焦透鏡的適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式。本發(fā)明的變焦透鏡，具有從物體側(cè)順次配置的如下構(gòu)件而構(gòu)成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；孔徑光闌；具有正光焦度的第三透鏡群。于是，通過(guò)使第三透鏡群沿著光軸從像側(cè)向物體側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍，通過(guò)使第二透鏡群沿著光軸從物體側(cè)向像側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行伴隨變倍的像面位置的變動(dòng)的矯正。本發(fā)明其目的在于，提供一種對(duì)于從可視域到近紅外域的寬闊的波長(zhǎng)范圍的光具有優(yōu)異的成像性能的、且明亮并小型的變焦透鏡。因此，為了達(dá)成這一目的，設(shè)定如下所示的各種條件。首先，在本發(fā)明的變焦透鏡中，除了所述構(gòu)成以外，第一透鏡群包含負(fù)透鏡和正透鏡而構(gòu)成。據(jù)此構(gòu)成，特別是能夠良好地矯正光學(xué)系統(tǒng)的望遠(yuǎn)端的軸上色像差。另外，第二透鏡群 從物體側(cè)順次配置2片負(fù)透鏡和I片正透鏡而構(gòu)成。通過(guò)第二透鏡群包含2片負(fù)透鏡，變倍時(shí)的第三透鏡群的移動(dòng)量得到抑制，光學(xué)系統(tǒng)的小型化促進(jìn)。另外，通過(guò)第二透鏡群包含I片正透鏡，倍率色像差、軸上色像差的矯正良好。此外，第三透鏡群從物體側(cè)順次配置如下而構(gòu)成包含具有非球面的正透鏡的且整體上具有正光焦度的前群；包含一組由正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成的接合透鏡的且整體上具有負(fù)光焦度的中群；具有正光焦度的后群。并且，在第三透鏡群中，通過(guò)在前群中配備具有非球面的正透鏡，能夠良好地矯正球面像差。另外，通過(guò)在中群配置由正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成的接合透鏡，從而在光學(xué)系統(tǒng)的廣角端的軸上色像差和望遠(yuǎn)端的倍率色像差的矯正上發(fā)揮出優(yōu)異的效果。另外，也具有球面像差的矯正效果。此外，通過(guò)后群具備正光焦度，能夠良好地矯正像面彎曲。還有，就后群而言，只要整體上具有正光焦度即可，由多個(gè)透鏡構(gòu)成也無(wú)妨，但若考慮到光學(xué)系統(tǒng)的小型化、低成本化，則優(yōu)選由I片正透鏡構(gòu)成。本發(fā)明的變焦透鏡，在如上構(gòu)成的基礎(chǔ)上，在光學(xué)系統(tǒng)全系的廣角端的焦距設(shè)為fw，第二透鏡群的焦距設(shè)為f2，第三透鏡群的焦距設(shè)為f3時(shí)，優(yōu)選滿(mǎn)足以下的條件式。(1)0. 7 ^ fw/f3 ^1. 0(2)-1. 0 ( f3/f2 ( -0. 5條件式(I)、(2)均表示用于實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化和成像性能的提高的條件。通過(guò)滿(mǎn)足條件式(I)、(2)，即使實(shí)現(xiàn)明亮的透鏡，也能夠抑制諸像差的發(fā)生。在條件式(I)中若低于其下限，則第三透鏡群的正光焦度變得過(guò)弱，變倍時(shí)的第三透鏡群的移動(dòng)量增加，光學(xué)系統(tǒng)的小型化受到阻礙。另一方面，若在條件式(I)中超過(guò)其上限，則球面像差的矯正變得過(guò)剩，招致近紅外光的成像性能的降低，并且可視光的像面彎曲變得顯著，因此不優(yōu)選。另外，在條件式(2)中，若低于其下限，則第二透鏡群的光焦度變得過(guò)弱，特別是望遠(yuǎn)端的彗差矯正變得困難。另一方面，在條件式(2)若超過(guò)其上限，第三透鏡群的光焦度變得過(guò)弱，變倍時(shí)的第三透鏡群的移動(dòng)量增加，光學(xué)系統(tǒng)的小型化受到阻礙。此外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，第三透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)設(shè)為v3F，第三透鏡群的配置在最靠近像側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)設(shè)為v3B，第三透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率設(shè)為Nd3F，第三透鏡群的配置在最靠近像側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率設(shè)為Nd3B時(shí)，滿(mǎn)足以下的條件式。
(3) 45≤ v3F-v3B ≤ 70(4) 0. 4 ≤ Nd3B-Nd3F ≤0. 7條件式(3)、(4)表示用于對(duì)于從可視域至近紅外域的寬闊的波長(zhǎng)范圍的光、實(shí)現(xiàn)良好的像差矯正的條件。在條件式(3)中若低于其下限，則軸上色像差的矯正困難，特別是對(duì)于近紅外光的成像性能劣化。另一方面，在條件式(3)中若超過(guò)其上限，則軸上色像差的矯正過(guò)剩，與倍率色像差的矯正平衡惡化。另外，在條件式(4)中若低于其下限，則像面彎曲的矯正困難，特別是在廣角端的可視光的成像性能劣化。另一方面，在條件式(4)中若超過(guò)其上限，則球面像差的矯正困難，特別是在廣角端的可視光的軸上的分辨率降低。在本發(fā)明的變焦透鏡中，從孔徑光闌至像面的距離設(shè)為SI，光學(xué)系統(tǒng)全系的望遠(yuǎn)端的F數(shù)設(shè)為Ft，光學(xué)系統(tǒng)全系的望遠(yuǎn)端的視場(chǎng)角設(shè)為2 t時(shí)，優(yōu)選滿(mǎn)足以下的條件式。(5)2. 0 ≤ SI X Ft/2 wt≤ 4. 5條件式(5)表示用于在不損害光學(xué)系統(tǒng)緊湊性下F數(shù)明亮、且得到高變倍的條件。在條件式(5)若低于其下限，則望遠(yuǎn)端的長(zhǎng)焦距化困難。即，得不到期望的變倍率。另一方面，在條件式(5)中若超過(guò)其上限，則從像面至孔徑光闌的距離變長(zhǎng)，光學(xué)系統(tǒng)的小型化受到阻礙。在本發(fā)明的變焦透鏡中，光學(xué)系統(tǒng)全系的望遠(yuǎn)端的焦距設(shè)為ft，第一透鏡群的焦距設(shè)為fl時(shí)，優(yōu)選滿(mǎn)足以下的條件式。(6) 0. 3 ≤ ft/tl ≤ 0. 6條件式(6)表示在整個(gè)變倍域用于良好地矯正諸像差的條件。在條件式(6)中若低于其下限，則第一透鏡群的光焦度變得過(guò)弱，特別是望遠(yuǎn)端的彗差的矯正困難，周邊部的分辨率降低。另一方面，在條件式(6)中若超過(guò)其上限，則第一透鏡群的光焦度變得過(guò)強(qiáng)，特別是望遠(yuǎn)端的球面像差的矯正過(guò)剩，成像性能劣化。此外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，第一透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)設(shè)為vll，第一透鏡群的配置在從物體側(cè)起第二位的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)設(shè)為vl2，從第一透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的物體側(cè)面頂至像面為止的距離設(shè)為D，第三透鏡群的焦距設(shè)為f3，光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的焦距設(shè)為ft時(shí)，優(yōu)選滿(mǎn)足以下的條件式。(7)50 ≤|vl2-vll I ≤ 60(8) 2. 0 ≤ D/ft ≤ 2. 3(9)0. 3 ≤ f3/ft ≤ 0. 6條件式(J)表示用于使光學(xué)系統(tǒng)的在望遠(yuǎn)端的成像性能提高的條件。在條件式
(7)中若低于其下限，則在望遠(yuǎn)端的軸上色像差矯正困難，軸上的近紅外光的成像性能劣化。另一方面，在條件式(7)中若超過(guò)其上限，則在望遠(yuǎn)端的軸上色像差的矯正過(guò)剩，周邊部的藍(lán)色光斑的發(fā)生變得顯著。
條件式(8)是用于實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化、高變倍化且提高成像性能的條件。在條件式(8)中若低于其下限，則在實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的長(zhǎng)焦距化時(shí)，像面彎曲大規(guī)模發(fā)生，成像性能劣化。另一方面，在條件式(8)中若超過(guò)其上限，想要實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的長(zhǎng)焦距化，則光學(xué)系統(tǒng)的總長(zhǎng)延長(zhǎng)，向小型的攝像裝置收容困難。條件式(9)是表示用于實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化、且提高成像性能的條件。在條件式(9)中若低于其下限，則球面像差的矯正過(guò)剩，招致近紅外光的成像性能的劣化，并且可視光的像面彎曲變得顯著，因此不優(yōu)選。另一方面，在條件式(9)中若超過(guò)其上限，則第三透鏡群的正光焦度變得過(guò)弱，變倍時(shí)的第三透鏡群的移動(dòng)量增加，光學(xué)系統(tǒng)的小型化受到阻礙。另外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，若在第三透鏡群的配置在最靠近像側(cè)的透鏡的至少I(mǎi)面形成非球面，則更優(yōu)選。如此，能夠良好地矯正光學(xué)系統(tǒng)的廣角端的可視光的像面彎曲。另外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，若在第一透鏡群的配置在最靠近像側(cè)的透鏡的像側(cè)面形成非球面，則能夠更良好地矯正光學(xué)系統(tǒng)的望遠(yuǎn)端的彗差。

如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡，能夠?qū)τ趶目梢曈蛑两t外域的寬闊的波長(zhǎng)范圍的光實(shí)現(xiàn)良好的像差矯正，得到明亮優(yōu)質(zhì)的圖像。特別是通過(guò)滿(mǎn)足上述各條件式，既能夠達(dá)到小型，又能夠良好地矯正對(duì)于寬闊的波長(zhǎng)范圍的光成為使成像性能劣化的原因的諸像差。而且，也可以進(jìn)行高變倍。以下，基于附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的變焦透鏡的實(shí)施例。還有，本發(fā)明不受以下的實(shí)施例限定。實(shí)施例1圖1是表示實(shí)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)起順次配置以下構(gòu)件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、規(guī)定了既定的口徑的孔徑光闌STOP、具有正光焦度的第三透鏡群G13。在第三透鏡群G13與像面IMG之間，配置有保護(hù)玻璃CG。保護(hù)玻璃CG根據(jù)需要配置，不需要時(shí)可以省略。還有，在像面MG上，配置有CXD和CMOS等的固體攝像元件的光接收面。第一透鏡群G11,從物體側(cè)順次配置負(fù)透鏡L111、正透鏡L112而構(gòu)成。負(fù)透鏡L111和正透鏡L112被接合。第二透鏡群G12,從物體側(cè)順次配置負(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。第三透鏡群G13，從物體側(cè)順次配置具有正光焦度的前群G13f、具有負(fù)光焦度的中群G13m、具有正光焦度的后群Gm而構(gòu)成。前群G13f由正透鏡L131構(gòu)成。在正透鏡L131的兩面，分別形成有非球面。中群G13M，從物體側(cè)順次配置正透鏡L132和負(fù)透鏡L133構(gòu)成。正透鏡L132和負(fù)透鏡L133被接合。后群Gm由正透鏡L134構(gòu)成。在正透鏡L134的兩面，分別形成有非球面。在該變焦透鏡中，通過(guò)使第三透鏡群G13沿著光軸從像面MG側(cè)向物體側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍。另外，通過(guò)使第二透鏡群G12沿著光軸從物體側(cè)向像面IMG側(cè)移動(dòng)，從而矯正伴隨變倍的像面位置的變動(dòng)。以下，示出關(guān)于實(shí)施例1的變焦透鏡的各種數(shù)值數(shù)據(jù)。
(透鏡數(shù)據(jù))r: = 21. 0455Cl1 =1. 00 ndi =1. 84666 Vd1 = 23. 78Y2 = 16. 4474d2 = 3. 74 nd2 =1. 49700 vd2 = 81. 61r3 = -92. 1282d3 = D (3)(可變)r4 = 106. 9383d4 = 0. 70 nd3 =1. 48749 vd3 = 70. 44r5 = 16. 8159d5 =1. 81r6 = -14. 2110d6 = 0. 70 nd4 =1. 74330 vd4 = 49. 22T1 = 16. 5105d7 =1. 71 nd5 =1. 94595 vd5 = 17. 98r8 = 51. 4001d8 = D (8)(可變)r9 =°° (孔徑光闌)d9 = D (9)(可變)r1(l = 7. 8560 (非球面)d10 = 4. 85 nd6 =1. 49710 vd6 = 81. 56rn =-10. 9863 (非球面)dn = 0. 10r12 = 7. 2168d12 = 3. 46 nd7 =1. 49700 vd7 = 81. 61r13 = -27. 4506d13 = 0. 60 nd8 =1. 74077 vd8 = 27. 76r14 = 4. 2368d14 = 2. 11r15 = 17. 4705 (非球面)d15 = 2. 43 nd9 = 2. 00178 vd9 = 19. 32r16 = 175. 6659 (非球面)d16 = D(16)(可變)Y11 = 00d17 =1. 20 nd10 =1. 51633 vd10 = 64. 14r18 =°°d18 = D (18)r19 =°° (像面)圓錐系數(shù)⑷和非球面系數(shù)(A、B、C、D)
(第10 面)K = 0.3108，A = -8. 53992 X 1(T5，B = L 75385 X 10'C = -5. 35157 X 10_8, D = 2. 95608X 10_1CI(第11 面)K=L 0000,A = 5. 40631X10' B = -4. 79433X10'C = 3. 63934 X 10_8，D = -4. 02089 X 10_1CI(第I5 面)K=L 0000,A=L 47616X 10—3, B = -3. 88377X 10_5,C = 2. 59543 X 10_6，D = -L 23690 X 10_8(第I6 面)K=L 0000,A=L 07552 X 10_3，B = -4. 09025 X 10_4，C=L 31670 X 10' D = 5. 58828 X IO-8(變倍數(shù)據(jù))
廣角端望遠(yuǎn)端
f (光學(xué)系統(tǒng)全系的焦距) 8.9722.88
F 數(shù)1.652.08
2(0 (視場(chǎng)角)45.9017.10
D(3)0.72719.6542
D(8)12.06753.1404
D(9)4.62612.1000
D(16)3.32185.8478
D( 18)丨.61231.5929fw(光學(xué)系統(tǒng)全系的在廣角端的焦距)=8.97ft (光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的焦距)=21. 88Ft(光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的F數(shù))=2.08f I (第一透鏡群G11的焦距)=40. 90f2(第二透鏡群G12的焦距)=-11. 56f3 (第三透鏡群G13的焦距)=10. 60SI (從孔徑光闌STOP至像面MG為止的距離)=24. 34D (從負(fù)透鏡L111的物體側(cè)面頂至像面IMG為止的距離)=46. 402 t(光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的視場(chǎng)角)=17. 10vll (負(fù)透鏡L111的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù))=23.78
vl2(正透鏡L112的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù))=81.61v3F(正透鏡L131的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù))=81. 56v3B(正透鏡L134的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù))=19. 32Nd3F (正透鏡L 131的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率)=1. 50Nd3B (正透鏡L 134的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率)=2. 00(關(guān)于條件式⑴的數(shù)值)fw/f3 = 0. 85(關(guān)于條件式⑵的數(shù)值)f3/f2 = -0. 92(關(guān)于條件式(3)的數(shù)值)v3F-v3B = 62. 24(關(guān)于條件式⑷的數(shù)值)Nd3B-Nd3F = 0. 50(關(guān)于條件式(5)的數(shù)值)SI X Ft/2 co t = 2. 96(關(guān)于條件式(6)的數(shù)值)ft/fl = 0. 53(關(guān)于條件式(J)的數(shù)值)vl2-vll I = 57. 83(關(guān)于條件式⑶的數(shù)值)D/ft = 2. 12(關(guān)于條件式(9)的數(shù)值)f3/ft = 0. 48另外，圖2是實(shí)施例1的變焦透鏡的諸像差圖。圖中，g表示相當(dāng)于g線(xiàn)(入=435. 83nm)的波長(zhǎng)的像差，d表示相當(dāng)于d線(xiàn)(X = 587. 56nm)的波長(zhǎng)的像差，C表示相當(dāng)于C線(xiàn)(入=656. 27nm)的波長(zhǎng)的像差。然后，像散圖的S、M分別表示弧矢像面，子午像面所對(duì)應(yīng)的像差。實(shí)施例2圖3是表示實(shí)施例2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G21、具有負(fù)光焦度的第二透鏡群G22、規(guī)定了既定的口徑的孔徑光闌STOP、具有正光焦度的第三透鏡群G23而構(gòu)成。在第三透鏡群G23和像面MG之間，配置有保護(hù)玻璃CG。保護(hù)玻璃CG根據(jù)需要配置，不需要時(shí)可以省略。還有，在像面IMG，配置有CCD和CMOS等的固體攝像元件的光接收面。第一透鏡群G21,從物體側(cè)順次配置有負(fù)透鏡L211和正透鏡L212而構(gòu)成。負(fù)透鏡L211和正透鏡L212被接合。第二透鏡群G22,從物體側(cè)順次配置有負(fù)透鏡L221、負(fù)透鏡L222、正透鏡L223而構(gòu)成。負(fù)透鏡L222和正透鏡L223被接合。第三透鏡群G23，從物體側(cè)順次配置具有正光焦度的前群G23f、具有負(fù)光焦度的中群G23m、具有正光焦度的后群G23k而構(gòu)成。前群G23f由正透鏡L231構(gòu)成。在正透鏡L231的兩面，分別形成有非球面。中群G23M，從物體側(cè)順次配置負(fù)透鏡L232、正透鏡L233、負(fù)透鏡L234而構(gòu)成。負(fù)透鏡L232和正透鏡L233和負(fù)透鏡L234被接合。后群G23k由正透鏡L235構(gòu)成。在正透鏡L235的兩面分別形成有非球面。在該變焦透鏡中，通過(guò)使第三透鏡群G23沿著光軸從像面MG側(cè)向物體側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍。另外，通過(guò)使第二透鏡群G22沿著光軸從物體側(cè)向像面IMG側(cè)移動(dòng)，矯正伴隨變倍的像面位置的變動(dòng)。以下，示出關(guān)于實(shí)施例2的變焦透鏡的各種數(shù)值數(shù)據(jù)。(透鏡數(shù)據(jù))r: = 23. 7766Cl1 =1. 00 Iid1 =1. 84666 Vd1 = 23. 78r2 = 18. 1792d2 = 3. 29 nd2 =1. 49700 vd2 = 81. 61r3 = -61. 9181d3 = D (3)(可變)r4 = -106. 9398d4 = 0. 70 nd3 =1. 48749 vd3 = 70. 44r5 = 20. 5274d5 =1. 59r6 = -13. 8966d6 = 0. 70 nd4 =1. 74330 vd4 = 49. 22T1 = 19. 3235d7 =1. 67 nd5 =1. 94595 vd5 = 17. 98r8 = 85. 5777d8 = D (8)(可變)r9=oo(孔徑光闌)d9 = D (9)(可變)r1(l = 7. 7614(非球面)d10 = 5. 21 nd6 =1. 49710 vd6 = 81. 56rn = -16. 4757 (非球面)dn = 0. 10r12 = 9. 9292d12 = 0. 70 nd7 =1. 92286 vd7 = 20. 88r13 = 6. 5000d13 = 5. 37 nd8 =1. 49700 vd8 = 81. 61r14 = -6. 4562d14 = 0. 60 nd9 =1. 51680 vd9 = 64. 20r15 = 5. 8297d15 = 0. 91r16 = 12. 9478 (非球面)
d16 = 2. 00 nd10 = 2. 00178 vd10 = 19. 32r17 = 19. 0187 (非球面)d17 = D (17)(可變)r18 =°°d18 =1. 20 ndn =1. 51633 vdn = 64. 14r19 = °od19 = D (19)r20 =°° (像面)圓錐系數(shù)⑷和非球面系數(shù)(A、B、C、D)(第 10 面)K = O. 3618,A = -5. 94338 X 1(T5，B = L 24856 X 10'C = -3. 22426 X 10_8，D = 4. 93011X10_1CI(第11 面)K=L 0000，A = 3. 17878 X 1(T4，B = -2. 60377 X 10'C = 2. 22080 X 1(T8，D = -1. 23913 X l(Tn(第I6 面)K=L 0000，A=L 93727 X 10_4，B = -4. 55959 X 10_5，C = -2. 33607 X 10' D = L 90081 X 1(T8(第17 面)K=L 0000， A = 2. 84278 X 1(T4，B = -5. 45387 X 1(T5，C = -4. 14270 X 10' D = 2. 40182 X 1(T7(變倍數(shù)據(jù))
廣角端望遠(yuǎn)端
f (光學(xué)系統(tǒng)全系的焦距) 8.9721.86
F 數(shù)1.572.10
2 (視場(chǎng)角)45.7017.00
D(3)0.65048.8005
D(8)J 1.00122.8510
D(9)5.27152.2000
1)(17)3.33716.4086
D(19)1.45251.4275fw(光學(xué)系統(tǒng)全系的在廣角端的焦距)=8. 97
ft (光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的焦距)=21. 86Ft (光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的F數(shù))=2. 10fl (第一透鏡群G21的焦距)=41. 11f2 (第二透鏡群G22的焦距)=-11. 67f3 (第三透鏡群G23的焦距)=10. 21SI (從孔徑光闌STOP至像面MG為止的距離)=26. 19D (從負(fù)透鏡L 211的物體側(cè)面頂至像面IMG為止的距離)=46. 402 t (光學(xué)系統(tǒng)全系的在望遠(yuǎn)端的視場(chǎng)角)=17. 00vll(負(fù)透鏡L 211的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù))=23. 78vl2(正透鏡L 212的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù))=81.61v3F(正透鏡L 231的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù))=81. 56v3B(正透鏡L 235的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù))=19. 32Nd3F (正透鏡L 231的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率)=1. 50Nd3B (正透鏡L 235的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率)=2. 00`
(關(guān)于條件式⑴的數(shù)值)fw/f3 = 0. 88(關(guān)于條件式⑵的數(shù)值)f3/f2 = -0. 87(關(guān)于條件式(3)的數(shù)值)v3F-v3B = 62. 24(關(guān)于條件式⑷的數(shù)值)Nd3B-Nd3F = 0. 50(關(guān)于條件式(5)的數(shù)值)SI X Ft/2 cot = 3. 24(關(guān)于條件式(6)的數(shù)值)ft/fl = 0. 53(關(guān)于條件式(J)的數(shù)值)vl2-vll I = 57. 83(關(guān)于條件式⑶的數(shù)值)D/ft = 2. 12(關(guān)于條件式(9)的數(shù)值)f3/ft = 0. 47另外，圖4是實(shí)施例2的變焦透鏡的諸像差圖。圖中，g表示相當(dāng)于g線(xiàn)(X =435. 83nm)的波長(zhǎng)的像差，d表示相當(dāng)于d線(xiàn)(X = 587. 56nm)的波長(zhǎng)的像差，C表示相當(dāng)于C線(xiàn)(入=656. 27nm)的波長(zhǎng)的像差。而且，像散圖中的S、M，分別表示弧矢像面，子午像面所對(duì)應(yīng)的像差。實(shí)施例3圖5是表示實(shí)施例3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G31、具有負(fù)光焦度的第二透鏡群G32、規(guī)定了既定的口徑的孔徑光闌STOP、具有正光焦度的第三透鏡群G33而構(gòu)成。在第三透鏡群G33和像面MG之間，配置有保護(hù)玻璃CG。保護(hù)玻璃CG根據(jù)需要配置，不需要時(shí)可以省略。還有，在像面IMG，配置有CCD和CMOS等的固體攝像元件的光接收面。第一透鏡群G31,從物體側(cè)順次配置負(fù)透鏡L311和正透鏡L312而構(gòu)成。負(fù)透鏡L311和正透鏡L312被接合。第二透鏡群G32,從物體側(cè)順次配置有負(fù)透鏡L321、負(fù)透鏡L322、正透鏡L323而構(gòu)成。負(fù)透鏡L322和正透鏡L323被接合。第三透鏡群G33，從物體側(cè)順次配置具有正光焦度的前群G33f、具有負(fù)光焦度的中群G33m、具有正光焦度的后群G33k而構(gòu)成。前群G33F，從物體側(cè)順次配置有正透鏡L331、正透鏡L332而構(gòu)成。在正透鏡L331的兩面，分別形成有非球面。中群G33m，從物體側(cè)順次配置正透鏡L333、負(fù)透鏡L334而構(gòu)成。正透鏡L333和負(fù)透鏡L334被接合。后群G33k由正透鏡L335構(gòu)成。在正透鏡L335的兩面，分別形成有非球面。在該變焦透鏡中，通過(guò)使第三透鏡群G33沿著光軸從像面MG側(cè)向物體側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍。另外，通過(guò)使第二透鏡群G32沿著光軸從物體側(cè)向像面IMG側(cè)移動(dòng)，矯正伴隨變倍的像面位置的變動(dòng)。以下，示出關(guān)于實(shí)施例3的變焦透鏡的各種數(shù)值數(shù)據(jù)。(透鏡數(shù)據(jù))r: = 20. 7861Cl1 =1. 00 Iid1 =1. 84666 Vd1 = 23. 78r2 = 16. 1420d2 = 3. 93 nd2 =1. 49700 vd2 = 81. 61r3 = -100. 0738d3 = D (3)(可變)r4 = -69. 0629d4 = 0. 70 nd3 =1. 48749 vd3 = 70. 44r5 = 21. 6360d5 =1. 62r6 = -15. 6234d6 = 0. 70 nd4 =1. 69680 vd4 = 55. 46T1 = 17. 7459d7 =1. 65 nd5 =1. 94595 vd5 = 17. 98r8 = 44. 1106d8 = D (8)(可變)r9=oo(孔徑光闌)d9 = D (9)(可變)r10 = 16. 8213 (非球面)d10 = 2. 07 nd6 =1. 59201 vd6 = 67. 02rn = -55. 3555 (非球面)dn = 0. 10
r12 = 14. 3575d12 = 3. 83 nd7 =1. 49700 vd7 = 81. 61r13 = -12. 4482d13 = 0. 10r14 = 8. 0118d14 = 2. 99 nd8 =1. 49700 vd8 = 81. 61r15 = -30. 382d15 = 0. 70 nd9 =1. 76182 vd9 = 26. 61r16 = 4. 3343d16 =1. 86r17 = 21. 8114(非球面)d17 = 3. 06 nd10 = 2. 00178 vd10 = 19. 32
r18 = -100. 0000 (非球面)d18 = D (18)(可變)r19 = °od19 =1. 20 ndn =1. 51633 vdn = 64. 14r20 = °°d20 = D (20)r21=°o(像面)圓錐系數(shù)⑷和非球面系數(shù)(A、B、C、D)(第10 面)K = -14. 1796，A=L 84965X10' B = -9. 77461X10'C = -1. 48158 X 1(T8，D = -1. 75002 X 1(T1CI(第11 面)K=L 0000，A=L 07518 X 1(T4，B = -8. 50720 X 1(T7，C = -1. 97917 X 1(T7，D = 2. 17517 X 1(T9(第17 面)K=L 0000，A = 5. 88022 X 1(T4，B = L 04789 X 1(T5，C = -8. 27725 X 10_7，D = L 26147 X 10_7(第18 面)K=L 0000，A=L 45999 X 1(T4，B = -3. 01105 X 10'C = -1. 27293 X 10' D = 8. 14173 X 1(T8(變倍數(shù)據(jù))
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡，其具備從物體側(cè)順次配置的第一透鏡群、第二透鏡群、孔徑光闌、第三透鏡群，所述第一透鏡群具有正光焦度，所述第二透鏡群具有負(fù)光焦度，所述第三透鏡群具有正光焦度， 通過(guò)使所述第三透鏡群沿著光軸從像側(cè)向物體側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行從廣角端向望遠(yuǎn)端的變倍， 通過(guò)使所述第二透鏡群沿著光軸從物體側(cè)向像側(cè)移動(dòng)，進(jìn)行伴隨變倍的像面位置的變動(dòng)的矯正，其中， 所述第一透鏡群，以包含負(fù)透鏡和正透鏡的方式構(gòu)成， 所述第二透鏡群，以從物體側(cè)順次配置2片負(fù)透鏡和I片正透鏡的方式構(gòu)成， 所述第三透鏡群，以從物體側(cè)順次配置前群、中群、后群的方式構(gòu)成，所述前群包含具有非球面的正透鏡且整體上具有正光焦度，所述中群包含一組由正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成的接合透鏡且整體上具有負(fù)光焦度；所述后群具有正光焦度， 并且，滿(mǎn)足以下所示的條件式，(1)0.7 ( fw/f3 ≤1. 0(2)-1.0 ( f3/f2 ( -0. 5 在此，fw表示光學(xué)系全系的在廣角端的焦距，f2表示所述第二透鏡群的焦距，f3表示所述第三透鏡群的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于， 滿(mǎn)足以下所示的條件式，(3)45( v3F-v3B ( 70 (4)0. 4 ≤ Nd3B-Nd3F ≤0. 7 其中，v3F表示所述第三透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)，v3B表示所述第三透鏡群的配置在最靠近像側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)，Nd3F表示所述第三透鏡群的最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率，Nd3B表示所述第三透鏡群的配置在最靠近像側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 滿(mǎn)足以下所示的條件式，(5)2.0 ( SI X Ft/2 wt≤ 4. 5 其中，SI表示從所述孔徑光闌至像面為止的距離，F(xiàn)t表示光學(xué)系全系的在望遠(yuǎn)端的F數(shù)，2 Co t表示光學(xué)系全系的在望遠(yuǎn)端的視場(chǎng)角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 滿(mǎn)足以下所示的條件式，(6)0.3 ( ft/fl ≤ 0. 6 其中，ft表示光學(xué)系全系的在望遠(yuǎn)端的焦距，fl表示所述第一透鏡群的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于， 滿(mǎn)足以下所示的條件式，(7)50( vl2-vll I ( 60(8)2.0 ( D/ft ≤ 2. 3(9)0.3 ( f3/ft ≤ 0. 6其中，Vll表示所述第一透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)，vl·2表示所述第一透鏡群的配置在從物體側(cè)起第二位的透鏡的相對(duì)于d線(xiàn)的阿貝數(shù)，D表示從所述第一透鏡群的配置在最靠近物體側(cè)的透鏡的物體側(cè)面頂至像面為止的距離，f3表示所述第三透鏡群的焦距，ft表示光學(xué)系全系的望遠(yuǎn)端的焦距。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對(duì)于從可視域至近紅外域的寬闊的波長(zhǎng)域的光具備優(yōu)異的成像性能、且明亮并小型的變焦透鏡。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、具有負(fù)光焦度的第二透鏡群、孔徑光闌、具有正光焦度的第三透鏡群而構(gòu)成。第一透鏡群具備負(fù)透鏡(L111)和正透鏡(L112)。第二透鏡群從物體側(cè)順次配置負(fù)透鏡(L121)、負(fù)透鏡(L122)、正透鏡(L123)而構(gòu)成。第三透鏡群從物體側(cè)順次配置具有正光焦度的前群(G13F)、具有負(fù)光焦度的中群(G13M)、具有正光焦度的后群(G13R)而構(gòu)成。前群由具有非球面的正透鏡構(gòu)成。中群含有由正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成的接合透鏡。
文檔編號(hào)G02B15/173GK103064178SQ20121028561
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者三觜隆廣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社騰龍