專(zhuān)利名稱(chēng)：變焦透鏡系統(tǒng)和具有它的相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦透鏡和具有它的相機(jī)，例如適合于攝影機(jī)和數(shù)字相機(jī)。
背景技術(shù)：
最近，伴隨著家用攝影機(jī)等的小型輕重量化，看到在攝像用的變焦透鏡的小型化上也有明顯的進(jìn)步，特別是在透鏡全長(zhǎng)的縮短和前透鏡的小直徑化、透鏡結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化上傾注了力量。
作為實(shí)現(xiàn)這些目的的一個(gè)手段，知道有使物體一側(cè)第一透鏡部件以外的透鏡部件移動(dòng)，進(jìn)行聚焦的所謂后聚焦方式的變焦透鏡。
特開(kāi)平7-270684號(hào)公報(bào)和特開(kāi)平11-305124號(hào)公報(bào)中的后聚焦方式的變焦透鏡與使第一透鏡部件移動(dòng)而進(jìn)行聚焦的變焦透鏡相比，第一透鏡部件的有效直徑變小，透鏡系統(tǒng)整體的小型化變得容易。此外，接近攝影，特別是極端接近攝影變得容易。因?yàn)槭剐⌒椭亓枯p的透鏡部件移動(dòng)，所以具有透鏡部件的驅(qū)動(dòng)力小，能迅速對(duì)焦的特征。
以往的后聚焦方式的變焦透鏡從物體一側(cè)按順序具有正的光焦度的第一透鏡部件、負(fù)的光焦度的第二透鏡部件、正的光焦度的第三透鏡部件、正的光焦度的第四透鏡部件等4個(gè)透鏡部件，使第二透鏡部件移動(dòng)，改變放大倍數(shù)，使第四透鏡部件移動(dòng)，對(duì)伴隨著變焦的像面變化進(jìn)行修正，從而達(dá)到聚焦。
一般，為了在相機(jī)的非使用時(shí)提高收藏性，使各透鏡部件伸縮是有效的，但是，第二透鏡部件在幾乎所有具有變焦功能的所述變焦類(lèi)型的變焦透鏡中，第一透鏡部件對(duì)于第二透鏡部件的偏心的靈敏度過(guò)大，不適合伸縮。
而在特開(kāi)平10-62687號(hào)公報(bào)中的變焦比3倍左右的變焦透鏡中，知道從物體一側(cè)按順序具有正的光焦度的第一透鏡部件、負(fù)的光焦度的第二透鏡部件、正的光焦度的第三透鏡部件、正的光焦度的第四透鏡部件等4個(gè)透鏡部件，由單一的透鏡構(gòu)成第一透鏡部件，并且使第二、第三、第四透鏡部件移動(dòng)，進(jìn)行變焦，使第四透鏡部件移動(dòng)，進(jìn)行聚焦，簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)，也適合于伸縮構(gòu)造的光學(xué)系統(tǒng)。
此外，在特開(kāi)2001-194586號(hào)公報(bào)中的變焦比3倍左右的變焦透鏡中，從物體一側(cè)按順序具有正的光焦度的第一透鏡部件、負(fù)的光焦度的第二透鏡部件、正的光焦度的第三透鏡部件、正的光焦度的第四透鏡部件等4個(gè)透鏡部件，由單一的透鏡構(gòu)成第一透鏡部件，并且使第一、第二、第三、第四透鏡部件移動(dòng)，進(jìn)行變焦。
為了使光學(xué)系統(tǒng)小型化，如果要增強(qiáng)構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的各透鏡部件的光焦度，減少透鏡個(gè)數(shù)，則透鏡厚度增加，透鏡系統(tǒng)的縮短效果變得不充分的同時(shí)，各像差的修正也變得困難。
此外，如果在非使用時(shí)，把各透鏡部件收縮收藏，則在機(jī)械構(gòu)造上無(wú)論怎樣，透鏡和透鏡部件的歪斜等誤差增大。因此，如果透鏡和透鏡部件的靈敏度大，則發(fā)生光學(xué)性能的劣化和變焦時(shí)的像歪斜，所以希望透鏡和透鏡部件的靈敏度大盡可能小。
在由正、負(fù)、正、正的光焦度的透鏡部件構(gòu)成的4群結(jié)構(gòu)的變焦透鏡中，如果只使第二透鏡部件和第四透鏡部件移動(dòng)，進(jìn)行變焦，則第二透鏡部件必須承擔(dān)幾乎全部的變焦作用，無(wú)論如何，必須增大第一透鏡部件和第二透鏡部件的光焦度。
而特開(kāi)平10-62687號(hào)公報(bào)中表示的光學(xué)系統(tǒng)中，第一透鏡部件和第二透鏡部件的靈敏度比較小，所以適合于伸縮構(gòu)造。可是，當(dāng)?shù)谝煌哥R部件變焦時(shí)，是固定的，所以廣角端的透鏡全長(zhǎng)的縮短化和前透鏡直徑的小型化不一定充分。
此外，在特開(kāi)2001-194586號(hào)公報(bào)所示的光學(xué)系統(tǒng)中，通過(guò)在變焦時(shí)，使第一透鏡部件移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了小型、大口徑并且高性能。但是，從第一透鏡部件的廣角端到攝遠(yuǎn)端的伴隨著變焦的移動(dòng)量小，所以在廣角端無(wú)法充分縮短入射光瞳，所述前透鏡的小型化不一定充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供通過(guò)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定變焦時(shí)的各透鏡部件的移動(dòng)量，實(shí)現(xiàn)透鏡全長(zhǎng)的小型化，并且跨從廣角端到攝遠(yuǎn)端的全變焦范圍具有良好的光學(xué)性能的變焦透鏡。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)的變焦透鏡系統(tǒng)從物體一側(cè)(前方)向像面一側(cè)(后方)按順序具有由一個(gè)透鏡元件構(gòu)成的正光焦度的第一透鏡部件、負(fù)光焦度的第二透鏡部件、正光焦度的第三透鏡部件、正光焦度的第四透鏡部件，當(dāng)變焦時(shí)，第一透鏡部件和第三透鏡部件移動(dòng)，與廣角端(短焦距端)相比，在攝遠(yuǎn)端(長(zhǎng)焦距端)位于物體一側(cè)。而且，當(dāng)從廣角端到攝遠(yuǎn)端的變焦時(shí)的第一透鏡部件、第二透鏡部件、第三透鏡部件在光軸方向的最大移動(dòng)量分別為M1、M2、M3時(shí)，滿足以下條件1.0＜|M1/M2|＜7.02.0＜|M3/M2|＜8.0。


圖1是實(shí)施例1的變焦透鏡廣角端的透鏡剖視圖。
圖2是實(shí)施例1的變焦透鏡廣角端的像差圖。
圖3是實(shí)施例1的變焦透鏡的中間變焦位置的像差圖。
圖4是實(shí)施例1的變焦透鏡的攝遠(yuǎn)端的像差圖。
圖5是實(shí)施例2的變焦透鏡廣角端的像差圖。
圖6是實(shí)施例2的變焦透鏡的中間變焦位置的像差圖。
圖7是實(shí)施例2的變焦透鏡的攝遠(yuǎn)端的像差圖。
圖8是實(shí)施例3的變焦透鏡廣角端的像差圖。
圖9是實(shí)施例3的變焦透鏡的中間變焦位置的像差圖。
圖10是實(shí)施例3的變焦透鏡的攝遠(yuǎn)端的像差圖。
圖11是相機(jī)主要部分概略圖。
具體實(shí)施例方式
下面，說(shuō)明本發(fā)明的變焦透鏡提供和相機(jī)的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的變焦透鏡主要部分剖視圖，圖2～圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的變焦透鏡的廣角端、中間焦距、攝遠(yuǎn)端的像差圖。
圖5～圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的變焦透鏡的廣角端、中間焦距、攝遠(yuǎn)端的像差圖。
圖8～圖10是本發(fā)明實(shí)施例3的變焦透鏡的廣角端、中間焦距、攝遠(yuǎn)端的像差圖。
須指出的是，實(shí)施例2和實(shí)施例3的變焦透鏡的概略結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1類(lèi)似，所以省略了剖視圖。詳細(xì)的數(shù)據(jù)在后面描述的數(shù)值實(shí)施例中變得清楚。
在圖1所示的透鏡剖視圖中，L1是正光焦度的第一透鏡部件，L2是負(fù)光焦度的第二透鏡部件，L3是正光焦度的第三透鏡部件，L4是正光焦度的第四透鏡部件。SP是孔徑光闌，位于第三透鏡部件L3的前方。
G相當(dāng)于濾光片、相位板等，相當(dāng)于光學(xué)設(shè)計(jì)上設(shè)置的光學(xué)塊。IP是像面，CCD傳感器或CMOS傳感器等固態(tài)攝像元件(光電轉(zhuǎn)換元件)的攝像面位于這里。FP是雜散光去除光闌，配置在第三透鏡部件L3的像面一側(cè)，去除不要的光。
在像差圖中，d、g是d線和g線，ΔM、ΔS是子午像面、徑向像面，倍率色差由g線表示。
在各實(shí)施例中，當(dāng)從廣角端向攝遠(yuǎn)端變焦時(shí)，如圖1的箭頭所示，使各透鏡部件移動(dòng)。
須指出的是，廣角端和攝遠(yuǎn)端是指變焦用的透鏡部件在機(jī)構(gòu)上位于可在光軸方向上移動(dòng)的范圍兩端時(shí)的變焦位置。
在實(shí)施例1～3中，在從廣角端向攝遠(yuǎn)端變焦時(shí)，第一透鏡部件L1向像面一側(cè)，沿著凸?fàn)钴壽E向物體一側(cè)移動(dòng)。此外，第三透鏡部件L3向物體一側(cè)移動(dòng)。第四透鏡部件L4向物體一側(cè)沿著凸?fàn)钴壽E移動(dòng)。使第二透鏡部件L2向像面一側(cè)沿著凸?fàn)钴壽E移動(dòng)，修正伴隨著變焦的像面變動(dòng)。
第一透鏡部件L1和第三透鏡部件L3移動(dòng)，與廣角端相比，在攝遠(yuǎn)端位于物體一側(cè)。
如上所述，在各實(shí)施例中，通過(guò)在變焦時(shí)使第一透鏡部件L1移動(dòng)，縮短在廣角端的透鏡全長(zhǎng)，謀求光軸方向上的小型化。
此外，采用在光軸上使第四透鏡部件L4移動(dòng)，進(jìn)行聚焦的后聚焦方式。在攝遠(yuǎn)端，當(dāng)從無(wú)限遠(yuǎn)物體向近距離物體進(jìn)行聚焦時(shí)，如圖1的箭頭4c所示，通過(guò)使第四透鏡部件L4向前方伸出而進(jìn)行。第四透鏡部件L4的實(shí)線的曲線4a和虛線的曲線4b分別表示用于修正聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)物體和近距離物體時(shí)伴隨著從廣角端向攝遠(yuǎn)端的變焦時(shí)的像面變動(dòng)的移動(dòng)軌跡。在各實(shí)施例中，通過(guò)使用重量輕的第四透鏡部件L4，使迅速的自動(dòng)焦點(diǎn)檢測(cè)變得容易。
須指出的是，孔徑光闌SP在變焦時(shí)，可以與第三透鏡部件L3一體移動(dòng)，也可以另外移動(dòng)，也可以是固定的。如果為一體，則用移動(dòng)/可動(dòng)劃分的群數(shù)減少，機(jī)械構(gòu)造容易簡(jiǎn)化。此外，當(dāng)與第三透鏡部件L3分別移動(dòng)時(shí)，對(duì)前透鏡直徑的小型化有利。此外，當(dāng)孔徑光闌SP為固定的時(shí)，能把致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)扭矩設(shè)定得很小，在省電方面有利。
因?yàn)榈谝煌哥R部件L1的有效透鏡直徑大，所以通過(guò)用單一透鏡構(gòu)成，減輕了第一透鏡部件L1的重量，減小了用于移動(dòng)的致動(dòng)器的負(fù)載。
第二透鏡部件L2由凸面向著物體一側(cè)的彎月形的負(fù)透鏡、兩頭鏡面為凹形狀的負(fù)透鏡、物體一側(cè)的面為凸形狀的正透鏡等3個(gè)獨(dú)立的單透鏡構(gòu)成。據(jù)此，減少了變焦時(shí)的像差變動(dòng)，特別是良好地修正廣角端的畸變像差和攝遠(yuǎn)端的球差。第三透鏡部件L3從物體一側(cè)開(kāi)始，由兩個(gè)正透鏡、像面一側(cè)的面是凹形狀的負(fù)透鏡構(gòu)成，通過(guò)減小第二透鏡部件L2和第三透鏡部件L3間的主點(diǎn)間隔，多端第三透鏡部件L3以后的透鏡長(zhǎng)度。第三透鏡部件L3具有一個(gè)以上的非球面。據(jù)此，良好修正了伴隨著變焦的像差變動(dòng)。
第四透鏡部件L4由物體一側(cè)的面為凸形狀的單一正透鏡構(gòu)成。第四透鏡部件L4為了修正聚焦引起的球差等的變動(dòng)，使用一個(gè)以上的非球面。
在各實(shí)施例中，通過(guò)使第三透鏡部件L3向物體一側(cè)移動(dòng)，在第三透鏡部件L3使其具有主要變焦效果，再通過(guò)使正的光焦度的第一透鏡部件L1向物體一側(cè)移動(dòng)，使第二透鏡部件L2也具有變焦效果，使第一透鏡部件L1、第二透鏡部件L2的光焦度不會(huì)過(guò)大，取得了4倍左右的變焦比。
在各實(shí)施例中，為了一邊維持光學(xué)性能，一邊實(shí)現(xiàn)透鏡全長(zhǎng)和前透鏡有效系統(tǒng)的小型化，當(dāng)從廣角端向攝遠(yuǎn)端的變焦時(shí)的第一透鏡部件L1、第二透鏡部件L2、第三透鏡部件L3在光軸方向上的最大移動(dòng)量分別為M1、M2、M3，廣角端和攝遠(yuǎn)端在全系統(tǒng)中的焦距分別為fw、ft，第二透鏡部件L2和第三透鏡部件L3的焦距分別為f2、f3，聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)物體上時(shí)的第三透鏡部件L3的廣角端和攝遠(yuǎn)端的橫向放大倍數(shù)分別為β3w、β3t，構(gòu)成第一透鏡部件L1的第一透鏡的兩面具有球面，其物體一側(cè)和像面一側(cè)的面的曲率半徑分別為Ra、Rb時(shí)，滿足以下條件中的一個(gè)以上。
1.0＜|M1/M2|＜7.0 (1)2.0＜|M3/M2|＜8.0 (2)0.7<|f2/(fw·ft)|<1.0------(3)]]>0.6＜(β3t·fw)/(β3w·ft)＜1.2 (4)0.9<f3/(fw·ft)<1.5-----(5)]]>0.75＜(Rb+Ra)/(Rb-Ra)＜1.2 (6)通過(guò)滿足其中一個(gè)條件式，取得與其相應(yīng)的效果。
須指出的是，移動(dòng)量M1、M2、M3以從物體一側(cè)到像面一側(cè)的移動(dòng)為“正”符號(hào)，相反為“負(fù)”符號(hào)。此外，當(dāng)透鏡部件的移動(dòng)為往返或凸?fàn)畹囊苿?dòng)時(shí)，是指沿著光軸方向的最大移動(dòng)量。
下面，說(shuō)明各條件式的技術(shù)上的意思。
如果超過(guò)條件式(1)的下限，變焦時(shí)的第一透鏡部件L1的移動(dòng)量減小，則在廣角端，從前透鏡到入射光瞳的距離不會(huì)充分短，前透鏡直徑的小型化變得困難。相反，如果超過(guò)上限，第一透鏡部件L1的移動(dòng)量過(guò)分增大，則凸輪的角度增大，致動(dòng)器所必要的負(fù)載增大，所以不好。
如果超過(guò)條件式(2)的下限，變焦時(shí)的第三透鏡部件L3的移動(dòng)量減小，則為了取得充分的變焦比，有必要增大第三透鏡部件L3的光焦度，鏡筒的制造誤差引起的光學(xué)性能的劣化增大。相反，如果超過(guò)上限，第三透鏡部件L3的移動(dòng)量增大，則變焦時(shí)的射出光瞳的變動(dòng)增大，在CCD等固態(tài)攝像元件中發(fā)生遮光，所以不好。
條件式(3)是恰當(dāng)設(shè)定第二透鏡部件L2的光焦度，減小變焦所必要的各透鏡部件的移動(dòng)量，并且用于防止靈敏度過(guò)高，制造誤差的影響引起的性能劣化和變焦時(shí)的像搖動(dòng)。
如果超過(guò)條件式(3)的下限，第二透鏡部件L2的光焦度變得過(guò)小，則制造誤差的影響引起的光學(xué)性能的劣化和變焦時(shí)的像搖動(dòng)增大，所以不好。相反，如果超過(guò)上限，則變焦時(shí)必要的各透鏡部件的移動(dòng)量變得過(guò)大，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)透鏡全長(zhǎng)的小型化。
如果超過(guò)條件式(4)的下限，第三透鏡部件L3對(duì)變焦的作用減小，則為了確保全系統(tǒng)的變焦比，有必要增大第一透鏡部件L1或第二透鏡部件L2的光焦度，結(jié)果其靈敏度提高，制造誤差的影響增大。相反，如果超過(guò)上限，則第三透鏡部件L3的移動(dòng)量增大，在廣角端的透鏡全長(zhǎng)增大，所以不好。
如果超過(guò)條件式(5)的下限，第三透鏡部件L3的光焦度變得過(guò)大，則珀茲伐和在正向過(guò)度增大，像面彎曲負(fù)增大，所以不好。相反，如果超過(guò)上限，第三透鏡部件L3的光焦度變得過(guò)小，則變焦時(shí)必要的第三透鏡部件L3的移動(dòng)量過(guò)分增大，從而難以小型化。
如果超過(guò)條件式(5)的下限，則廣角端的畸變像差的修正變得不充分，所以不好。相反，如果超過(guò)上限，則在攝遠(yuǎn)端，畸變像差的修正變得困難，所以不好。
須指出的是，在各實(shí)施例中，為了進(jìn)一步進(jìn)小像差修正和變焦時(shí)的像差變動(dòng)，并且謀求透鏡系統(tǒng)的小型化，可以把條件式(1)～(6)的數(shù)值范圍設(shè)定如下。
2.5＜|M1/M2|＜6.0(1a)3.5＜|M3/M2|＜7.0(2a)0.75<|f2/(fw·ft)|<0.9------(3a)]]>0.7＜(β3t·fw)/(β3w·ft)＜1.1 (4a)1.0<f3/(fw·ft)<1.35-----(5a)]]>0.85＜(Rb+Ra)/(Rb-Ra)＜1.1 (6a)下面，表示與本發(fā)明實(shí)施例1～3分別對(duì)應(yīng)的數(shù)值實(shí)施例1～3的數(shù)值數(shù)據(jù)。在各數(shù)值實(shí)施例中，i表示從物體一側(cè)開(kāi)始的光學(xué)面的順序，Ri是第i個(gè)光學(xué)面(第i面)的曲率半徑，Di是第i面和第第(i+1)面間的間隔，Ni和υi分別表示第i個(gè)光學(xué)構(gòu)件的材料對(duì)d線的光焦度、阿貝數(shù)。此外，當(dāng)k為離心率，B、C、D、E為非球面系數(shù)，以面頂點(diǎn)為基準(zhǔn)，從光軸開(kāi)始的高度h的位置在光軸方向的位移為x時(shí)，非球面由以下表達(dá)式表示x=(1/R)h21+{1-(1+k)(h/R)2}+Bh4+Ch6+Dh8+Eh10]]>可是，R是近軸曲率半徑。此外，例如，“e-Z”的表示意味著“10-z”。此外，表1表示各數(shù)值實(shí)施例中與上述條件式的對(duì)應(yīng)。F是焦距，F(xiàn)no表示焦距比數(shù)，ω表示半視場(chǎng)角。
在數(shù)值實(shí)施例中，R18～R23是濾光器等玻璃塊。
數(shù)值實(shí)施例1f＝-7.25～27.37Fno＝2.88～4.14 2ω＝63.6*～18.7*R1＝22.759 D1＝3.15 N1＝1.487490ν1＝70.2R2＝-2034.981 D2＝可變R3＝34.792 D3＝0.80 N2＝1.882997ν2＝40.8R4＝7.444 D4＝3.22R5＝-42.087D5＝0.70 N3＝1.834807ν3＝42.7R6＝23.117 D6＝0.75R7＝15.192 D7＝2.00 N4＝1.846660ν4＝23.9R8＝544.069D8＝可變R9＝光闌 D9＝2.30R10＝9.638(非球面) D10＝2.00 N5＝1.693500ν5＝53.2R11＝-52.703 D11＝0.30R12＝10.505D12＝2.80 N6＝1.696797ν6＝55.5R13＝41.930D13＝0.80 N7＝1.846660ν7＝23.9R14＝5.804 D14＝1.00R15＝雜散光去除光闌D15＝可變R16＝19.204(非球面)D16＝2.20 N8＝1.743300ν8＝49.3R17＝-76.854 D17＝1.74R18＝∞D(zhuǎn)18＝1.20 N9＝1.516330ν9＝64.2R19＝∞D(zhuǎn)19＝0.72 N10＝1.552320 ν10＝63.5R20＝∞D(zhuǎn)20＝0.80R21＝∞D(zhuǎn)21＝0.50 N11＝1.503780 ν11＝66.9R22＝∞D(zhuǎn)22＝0.80R23＝∞

非球面系數(shù)R10 k＝-3.12891e+00 B＝2.87957e-04 C＝-3.68374e-06 D＝3.71543e-08 E＝0.00000e+00R16 k＝8.31573e+00 B＝-1.72978e-04 C＝-2.89389e-06 D＝2.66348e-08 E＝-2.41113e-09
數(shù)值實(shí)施例2f＝7.20～27.20 Fno＝2.88～4.15 2ω＝64.0*～18.8*R1＝23.371 D1＝3.15N1＝1.487490ν1＝70.2R2＝-1804.355 D2＝可變R3＝31.519 D3＝0.80N2＝1.882997ν2＝40.8R4＝7.308 D4＝3.25R5＝-36.300D5＝0.70N3＝1.834807ν3＝42.7R6＝23.980 D6＝0.78R7＝15.589 D7＝2.00N4＝1.846660ν4＝23.9R8＝-782.542 D8＝可變R9＝光闌 D9＝2.30R10＝9.632 D10＝2.00 N5＝1.693500ν5＝53.2R11＝-51.274 D11＝0.30R12＝11.200D12＝2.98 N6＝1.71 2995 ν6＝53.9R13＝55.539D13＝0.60 N7＝1.846660ν7＝23.9R14＝5.973 D14＝1.20R15＝雜散光去除光闌D15＝可變R16＝17.379D16＝2.20 N8＝1.743300ν8＝49.3R17＝-106.588 D17＝1.74R18＝∞D(zhuǎn)18＝1.20 N9＝1.516330ν9＝64.2R19＝∞D(zhuǎn)19＝0.72 N10＝1.552320 ν10＝63.5R20＝∞D(zhuǎn)20＝0.80R21＝∞D(zhuǎn)21＝0.50 N11＝1.503780 ν11＝66.9R22＝∞D(zhuǎn)22＝0.80R23＝∞

非球面系數(shù)R10 k＝-3.34103e+00 B＝3.12676e-04 C＝-3.48836e-06 D＝6.45099e-09 E＝0.00000e+00R16 k＝5.29252e+0 0 B＝-1.65332e-04 C＝-1.27032e-06 D＝-2.01232e-08 E＝-6.82357e-10
數(shù)值實(shí)施例3f＝7.20～27.21 Fno＝2.88～4.33 2ω＝64.0*～18.8*R1＝20.930 D1＝3.15 N1＝1.487490 ν1＝70.2R2＝2752.280 D2＝可變R3＝31.598 D3＝0.80 N2＝1.882997 ν2＝40.8R4＝7.156 D4＝3.48R5＝-25.291D5＝0.70 N3＝1.785896 ν3＝44.2R6＝27.764 D6＝0.50R7＝16.001 D7＝2.00 N4＝1.846660 ν4＝23.9R8＝-168.129 D8＝可變R9＝光闌 D9＝2.30R10＝9.600(非球面) D10＝2.10N5＝1.693500 ν5＝53.2R11＝-38.730 D11＝0.20R12＝10.495D12＝1.91N6＝1.712995 ν6＝53.9R13＝47.418D13＝1.99N7＝1.846660 ν7＝23.9R14＝5.517 D14＝0.65R15＝雜散光去除光闌D15＝可變R16＝14.561(非球面)D16＝2.30N8＝1.743300 ν8＝49.3R17＝-2184.494 D17＝1.74R18＝∞D(zhuǎn)18＝1.20N9＝1.516330 ν9＝64.2R19＝∞D(zhuǎn)19＝0.72N10＝1.552320ν10＝63.5R20＝∞D(zhuǎn)20＝0.80R21＝∞D(zhuǎn)21＝0.50N11＝1.503780ν11＝66.9R22＝∞D(zhuǎn)22＝0.80R23＝∞

非球面系數(shù)R10 k＝-1.92656e+00 B＝1.01352e-04 C＝-1.91788e-06 D＝1.28489e-07 E＝-5.09651e-09R16 k＝3.86443e+00 B＝-1.72382e-04 C＝-4.08617e-06 D＝9.37986e-08 E＝-3.59309e-09
如上所述，根據(jù)各實(shí)施例，在由正、負(fù)、正、正的光焦度的透鏡部件構(gòu)成的4群結(jié)構(gòu)的變焦透鏡中，使全部透鏡部件移動(dòng)，進(jìn)行變焦，并且通過(guò)按如上所述恰當(dāng)設(shè)定各透鏡部件的移動(dòng)量和光焦度配置，不但維持了良好的光學(xué)性能，而且實(shí)現(xiàn)了透鏡全長(zhǎng)的縮短。
特別是實(shí)現(xiàn)了變焦比4左右以上，焦距比數(shù)2.8左右以上的高變焦比、具有大口徑并且維持了良好的光學(xué)性能，而且謀求了透鏡系統(tǒng)整體的小型化的變焦透鏡。
下面，參照?qǐng)D11，說(shuō)明具有實(shí)施例1～3的變焦透鏡的數(shù)字相機(jī)(光學(xué)儀器)的實(shí)施例。
圖11(a)是數(shù)字相機(jī)的主視圖，圖11(b)是側(cè)剖視圖。途中，10是相機(jī)主體(框體)，11是使用了數(shù)值實(shí)施例1～3的任意一個(gè)的變焦透鏡的攝影光學(xué)系統(tǒng)，12是取景器光學(xué)系統(tǒng)，13是CCD傳感器，是CMOS傳感器等固態(tài)攝像元件(光電轉(zhuǎn)換元件)。固態(tài)攝像元件13接收形成在攝影光學(xué)系統(tǒng)中的被拍攝體的像，進(jìn)行向電信息的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換為電信息的被拍攝體的圖象信息存儲(chǔ)到未圖示的存儲(chǔ)部中。
這樣，通過(guò)在數(shù)字相機(jī)的攝影光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用實(shí)施例1～3的變焦透鏡，能實(shí)現(xiàn)小型攝影裝置。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于從物體一側(cè)向像面一側(cè)按順序具有由一個(gè)透鏡元件構(gòu)成的具有正光焦度的第一透鏡部件；具有負(fù)光焦度的第二透鏡部件；具有正光焦度的第三透鏡部件；具有正光焦度的第四透鏡部件；當(dāng)變焦時(shí)，使所述第一透鏡部件和所述第三透鏡部件移動(dòng)，以便與廣角端相比在攝遠(yuǎn)端位于更靠近物體一側(cè)；當(dāng)從廣角端到攝遠(yuǎn)端的變焦時(shí)的所述第一透鏡部件、所述第二透鏡部件、所述第三透鏡部件在光軸方向的最大移動(dòng)量分別設(shè)為M1、M2、M3時(shí)，滿足以下條件1.0＜|M1/M2|＜7.02.0＜|M3/M2|＜8.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于所述第二透鏡部件由兩個(gè)負(fù)透鏡元件和一個(gè)正透鏡元件構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)設(shè)在廣角端和攝遠(yuǎn)端的全系統(tǒng)的焦距分別為fw、ft，所述第二透鏡部件的焦距為f2時(shí)，滿足以下條件0.7＜|f2/√(fw·ft)|＜1.0
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)設(shè)在廣角端和攝遠(yuǎn)端的全系統(tǒng)的焦距分別為fw、ft，聚焦于無(wú)限遠(yuǎn)物體時(shí)的所述第三透鏡部件在廣角端和攝遠(yuǎn)端的橫向放大倍率分別為β3w、β3t時(shí)，滿足以下條件0.6＜(β3t·fw)/(β3w·ft)＜1.2
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于使所述第四透鏡部件移動(dòng)，從而進(jìn)行聚焦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于所述第三透鏡部件具有一個(gè)以上的非球面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于所述第四透鏡部件具有一個(gè)以上的非球面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)設(shè)在廣角端和攝遠(yuǎn)端的全系統(tǒng)的焦距分別為fw、ft，所述第三透鏡部件的焦距為f3時(shí)，滿足以下條件0.9＜f3/√(fw·ft)＜1.5
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于構(gòu)成所述第一透鏡部件的透鏡元件的兩面是球面；當(dāng)設(shè)構(gòu)成所述第一透鏡部件的透鏡元件的物體一側(cè)的面和像面一側(cè)的面的曲率半徑分別為Ra、Rb時(shí)，滿足以下條件0.75＜(Rb+Ra)/(Rb-Ra)＜1.2
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于所述變焦透鏡系統(tǒng)在固態(tài)攝像元件上形成像。
11.一種相機(jī)，其特征在于包括權(quán)利要求1或2所述的變焦透鏡系統(tǒng)；接收由該變焦透鏡系統(tǒng)形成的像光的固態(tài)攝像元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變焦透鏡系統(tǒng)和具有它的相機(jī)。該變焦透鏡系統(tǒng)從物體一側(cè)向像面一側(cè)按順序具有由一個(gè)透鏡元件構(gòu)成的具有正光焦度的第一透鏡部件、具有負(fù)光焦度的第二透鏡部件、具有正光焦度的第三透鏡部件、具有正光焦度的第四透鏡部件。當(dāng)變焦時(shí)，第一透鏡部件和第三透鏡部件移動(dòng)，以便與廣角端相比在攝遠(yuǎn)端位于更靠近物體一側(cè)。而且，通過(guò)恰當(dāng)設(shè)定從廣角端向攝遠(yuǎn)端的變焦時(shí)的第一透鏡部件(L1)、第二透鏡部件(L2)、第三透鏡部件(L3)的移動(dòng)量，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)透鏡全長(zhǎng)的小型化和在全變焦范圍中的優(yōu)異的光學(xué)性能。
文檔編號(hào)G02B9/14GK1495463SQ0315859
公開(kāi)日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
發(fā)明者浜野博之, 猿渡博 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社