變焦透鏡和攝像裝置製造方法

2023-06-09 02:44:31

變焦透鏡和攝像裝置製造方法
【專利摘要】在4群結構的變焦透鏡中，採用可將變倍時的視場角變動減少的構成，還可達成充分的小型輕量化和高性能化。該變焦透鏡的構成方式為，由分別具有正、負、負、正的光焦度的第一、二、三、四透鏡群(G1～G4)構成，並且，第一透鏡群(G1)，由具有負光焦度並在聚焦時固定的第十一透鏡群(G11)、具有正光焦度並在聚焦時移動的第十二透鏡群(G12)、具有正光焦度並在聚焦時固定的第十三透鏡群(G13)構成，再有，上述第十二透鏡群(G12)，由使曲率半徑的絕對值較小的一方的面朝向像側的正透鏡(L5)、和將物體側的負透鏡(L6)與像側的正透鏡(L7)加以接合而成的接合透鏡構成。而且關於第十二透鏡群(G12)的焦距f12、與在廣角端的全系的焦距fw，滿足3.0＜f12/fw＜20.0的關係。
【專利說明】變焦透鏡和攝像裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及變焦透鏡，特別是能夠適用於電子照相機等的攝像裝置的變焦透鏡。
[0002]另外，本發明還涉及具備這樣的變焦透鏡的攝像裝置。
【背景技術】
[0003]在數位相機、數字電影攝影機、攝影機、播送用相機、監控用相機等的攝像裝置中，大多搭載變焦透鏡。這些攝像裝置之中，對於播送用相機和數字電影攝影機等，也特別希望既是廣角、又可抑制因聚焦造成的視場角的變動，對應這一要求的變焦透鏡至今提出有種種。
[0004]例如在專利文獻1、2、3和4中公開有一種變焦透鏡，其構成為，將第一透鏡群分成具有負光焦度的第十一透鏡群、具有正光焦度的第十二透鏡群、和具有正光焦度的第十三透鏡群，只使第十二透鏡群移動而進行聚焦。
[0005]【先行技術文獻】
[0006]【專利文獻】
[0007]【專利文獻I】特開平6-242378號公報
[0008]【專利文獻2】特開平9-15501號公報
[0009]【專利文獻3】特開平10-62686號公報
[0010]【專利文獻4】特公昭59-4686號公報
[0011]但是，專利文獻I~3所述的現有的變焦透鏡，均主要以高變倍為目標，儘管成像的圖像尺寸不那麼大，但卻很難說第一透鏡群得到充分地小型化。特別是近年來，可攜式的播送用透鏡的要求增加，對於大圖像尺寸要求小型輕量的變焦透鏡，上述現有的變焦透鏡不能充分適應這樣的要求。
[0012]專利文獻4所述的現有的變焦透鏡，未公開視場角、FN0.，但若從數值實施例研究，則很難稱為充分地廣角化。

【發明內容】

[0013]本發明鑑於上述的情況而形成，其目的在於，提供一種既是廣角又可以將變倍時的視場角變動抑制得少、還能夠達成充分的小型輕量化和高性能化的變焦透鏡。
[0014]本發明的變焦透鏡，其特徵在於，
[0015]技術實質上，從物體側順次配置如下透鏡群而成:具有正光焦度並在變倍時固定的第一透鏡群；具有負光焦度並在從廣角端向望遠端的變倍時從物體側向像側移動的第二透鏡群；具有負光焦度並對變倍時的像面的移動進行校正的第三透鏡群；和具有正光焦度並在變倍時固定的第四透鏡群，
[0016]所述第一透鏡群，在技術實質上從物體側順次配置有如下透鏡群而成:具有負光焦度並在聚焦時固定的第十一透鏡群；具有正光焦度並在聚焦時移動的第十二透鏡群；和具有正光焦度並在聚焦時固定的第十三透鏡群，[0017]所述第十二透鏡群，在技術實質上從物體側順次配置有如下透鏡而成:使曲率半徑的絕對值較小的一方的面朝向像側的正透鏡(具有正光焦度的透鏡)；和將物體側的負透鏡(具有負光焦度的透鏡)與像側的正透鏡經由使凸面朝向物體側的接合面加以接合而成的接合透鏡，
[0018]所述第十二透鏡群的焦距設為Π2，在廣角端的全系的焦距設為fV，滿足下述條件式
[0019]3.0 < fl2/fw < 20.0...(I)。
[0020]還有，上面3處所述的所謂「在技術實質上……配置而成」，是指除了這些配置的透鏡群和透鏡以外也包括實質上沒有光焦度的透鏡和透鏡群、光圈和保護玻璃等透鏡以外的光學零件，透鏡凸緣、透鏡鏡筒、攝像元件、手抖補正機構等的機構部分等的情況。
[0021 ] 另外，本發明的變焦透鏡中的透鏡的面形狀、光焦度的符號，在含有非球面的情況下，考慮在近軸區域。
[0022]在本發明的變焦透鏡中，在上述條件式(I)規定的範圍內，特別是優選滿足下述條件式
[0023]4.0 < fl2/fw < 10.0…(I) 』。
[0024]另外在本發明的變焦透鏡中，所述第十一透鏡群的焦距設為fll，在廣角端的全系的焦距設為fw，優選滿 足下述條件式
[0025]-5.0 < fll/fw < -0.5— (2) ?
[0026]此外，在上述條件式(2)規定的範圍內，特別是優選滿足下述條件式
[0027]-3.0 < fll/fw <-1.2...(2)，。
[0028]另外在本發明的變焦透鏡中，優選所述第十一透鏡群是在技術實質上由從物體側順次配置的如下透鏡而成的構成:使凹面朝向像側的負彎月透鏡；同樣使凹面朝向像側的負彎月透鏡；和將物體側的雙凹透鏡和像側的雙凸透鏡加以接合而成的接合透鏡(以下，將其稱為第十一透鏡群的基本構成)。
[0029]而且，在第十一透鏡群具有上述基本構成時，將第十一透鏡群的從物體側起第二片負彎月透鏡、與該第十一透鏡群的所述接合透鏡的面間隔(光軸上的空氣間隔)設為D4，第一透鏡群的焦距設為Π，優選滿足下述條件式
[0030]0.60 < D4/fl < 2.0...⑶。
[0031]此外，在上述條件式(3)規定的範圍內，特別是優選滿足下述條件式
[0032]0.70 < D4/fl < 1.0...(3) 』。
[0033]另外，在第十一透鏡群具有上述基本構成時，將該第十一透鏡群含有的所述接合透鏡的物體側的面的曲率半徑設為R5、而像側的面的曲率半徑設為R7，優選滿足下述條件式
[0034]-1.0 < (R5-R7)/(R5+R7) < -0.1...(4)。
[0035]此外，在上述條件式(4)規定的範圍內，特別是更優選滿足下述條件式
[0036]-0.8 < (R5-R7) / (R5+R7) < -0.25…(4) 』。
[0037]另外，第十一透鏡群具有上述基本構成時，該第十一透鏡群的從物體側起第二片負彎月透鏡對d線的阿貝數設為V d2，優選滿足下述條件式
[0038]20.0 < V d2 < 35.0...(5)。[0039]此外，在上述條件式(5)規定的範圍內，特別是優選滿足下述條件式
[0040]22.0 < V d2 < 32.0...(5) 』。
[0041]另外，第十一透鏡群具有上述基本構成時，將構成該第十一透鏡群的接合透鏡的所述雙凸透鏡對d線的阿貝數設為V d4，優選滿足下述條件式
[0042]35.0 < V d4 < 100.0...(6)。
[0043]此外，在上述條件式(6)規定的範圍內，特別是優選滿足下述條件式
[0044]40.0 < V d4 < 72.0...(6) 』。
[0045]此外，在上述條件式(6) 』規定的範圍內，特別是更優選滿足下述條件式
[0046]40.0 < V d4 < 60.0...(6) 」。
[0047]另一方面，本發明的攝像裝置，其特徵在於，具有以上說明的本發明的變焦透鏡。
[0048]本發明的變焦透鏡，在如前述的4群結構的基礎上，第一透鏡群在技術實質上從物體側順次配置具有負光焦度並在聚焦時固定的第十一透鏡群、具有正光焦度並在聚焦時移動的第十二透鏡群、和具有正光焦度並在聚焦時固定的第十三透鏡群而被構成，因此，例如如所述專利文獻4也公開的那樣，能夠將聚焦造成的視場角變動抑制得小。
[0049]此外在本發明的變焦透鏡中，第十二透鏡群在技術實質上從物體側順次配置使曲率半徑的絕對值較小的一方的面朝向像側的正透鏡、和將物體側的負透鏡和像側的正透鏡經由使凸面朝向物體側的接合面加以接合而成的接合透鏡而被構成，因此能夠將聚焦造成的像差的變動抑制得小。特別是通過使接合面為上述的朝向，抑制聚焦時的倍率色像差和像散的變動的效果變高。
[0050]此外在本變焦透鏡中，因為滿足前述的條件式(I)，所以能夠獲得下述的效果。即，該條件式(I)，規定的是第十二透鏡群的焦距對在廣角端的全系的焦距的比，若低於其下限值，則第十二透鏡群的光焦度過大，聚焦造成的像差的變動變大。反之若高於其上限值，則為了從無限遠至近距離聚焦而需要很大的空間，而且第十一透鏡群和第十二透鏡群的直徑增大，小型輕量化變得困難。如果滿足條件式(I)，則能夠防止上述的問題，達成變焦透鏡的小型輕量化，並且能夠將聚焦造成的像差的變動抑制得很小。
[0051]以上闡述的效果，在條件式(I)規定的範圍內，特別是還滿足條件式(I)』時更為顯著。
[0052]另外在本發明的變焦透鏡中，特別是滿足所述條件式(2)時，能夠獲得以下的效果。即，該條件式(2)，規定的是第十一透鏡群的焦距對在廣角端的全系的焦距的比，若低於其下限值，則為了從無限遠至近距離聚焦而需要很大的空間，而且第十一透鏡群和第十二透鏡群的直徑增大，小型輕量化變得困難。反之若高於其上限值，則第十一透鏡群的光焦度過大，廣角端的畸變、望遠端的球面像差增大。如果滿足條件式(2)，則能夠防止上述的問題，達成變焦透鏡的小型輕量化，並且能夠將廣角端的畸變、望遠端的球面像差抑制得小。
[0053]以上所述的效果，在條件式(2)規定的範圍內，特別是還滿足條件式(2) 』時更為顯著。
[0054]另外在本發明的變焦透鏡中，特別是第十一透鏡群具有前述的基本構成時，能夠使該第十一透鏡群小直徑化，另外可以將望遠端的高階的球面像差抑制得小。
[0055]而且在本發明的變焦透鏡中，在第十一透鏡群為上述基本構成的基礎上，特別是如果滿足前述的條件式(3)時，能夠取得以下的效果。即，該條件式(3)，規定的是第十一透鏡群內的所述面間隔(從物體側起第二片負彎月透鏡與所述接合透鏡的面間隔)對第一透鏡群的焦距的比，若低於其下限值，則像面彎曲成為欠偏側傾向，若想以其他的透鏡群校正，則發生高階的像面彎曲而難以進行校正。反之若高於其上限值，則像面彎曲成為溢偏側傾向，若想以其他的透鏡群校正，則發生高階的像面彎曲而難以進行校正。如果滿足條件式
(3)，則可以防止上述的問題，良好地校正像面彎曲。
[0056]以上所述的效果，在條件式(3)規定的範圍內，特別是還滿足條件式(3) 』時更為顯著。
[0057]另外在本發明的變焦透鏡中，在第十一透鏡群為上述基本構成的基礎上，特別是滿足前述的條件式(4)時，能夠獲取以下的效果。即，該條件式(4)，規定的是第十一透鏡群內的所述接合透鏡的物體側的面的曲率半徑和像側的面的曲率半徑的關係，若低於其下限值，則像面彎曲成為欠偏側傾向而校正困難。反之若高於其上限值，則發生高階的像面彎曲而校正困難。如果滿足條件式(4)，則可以防止上述的問題，良好地校正像面彎曲。
[0058]以上所述的效果，在條件式⑷規定的範圍內，特別是還滿足條件式⑷』時更為顯著。
[0059]另外在本發明的變焦透鏡中，在第十一透鏡群為上述基本構成的基礎上，特別是滿足前述的條件式(5)時，能夠取得以下的效果。即，該條件式(5)規定的是第十一透鏡群內的第二片負彎月透鏡的阿貝數，若低於其下限值，則廣角端的倍率色像差變大。反之若高於其上限值，則該第二片負彎月透鏡的比重變大，重量增大。如果滿足條件式(5)，則可防止上述的問題，抑制廣角端的倍率色像差，另一方面，也可實現變焦透鏡的輕量化。上述第二片負彎月透鏡，因為是全系之中直徑特別大的透鏡，所以使用比重小的玻璃材料，這在變焦透鏡的輕量化上非常有利。
[0060]以上所述的效果，在條件式(5)規定的範圍內，特別是還滿足條件式(5) 』時更為顯著。
[0061]另外在本發明的變焦透鏡中，在第十一透鏡群為上述基本構成的基礎上，特別是滿足前述的條件式(6)時，能夠獲得以下的效果。即，該條件式(6)規定的是構成第十一透鏡群內的所述接合透鏡的雙凸透鏡的阿貝數，若低於其下限值，則倍率色像差增大，若想以其他的群進行校正，其他的透鏡的阿貝數、例如所述第二片負彎月透鏡的阿貝數變大，由於使用比重大的玻璃材料，所以招致變焦透鏡的重量增加。反之若高於其上限值，則倍率色像差增大而難以校正。如果滿足條件式(6)，則可防止上述的問題，將倍率色像差抑制得小，另一方面，也可以實現變焦透鏡的輕量化。
[0062]以上所述的效果，在條件式(6)規定的範圍內，特別是還滿足條件式(6) 』時更為顯著，此外還滿足條件式(6)」時更進一步顯著。
[0063]另一方面，本發明的攝像裝置，由於具備可起到以上說明的效果的本發明的變焦透鏡，所以可以防止聚焦時的視場角變動，而且可抑制聚焦時的各種像差的變動而以高畫質進行拍攝，另外也能夠達成小型輕量化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0064]圖1是表示本發明的實施例1的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖
[0065]圖2是表示本發明的實施例2的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖[0066]圖3是表示本發明的實施例3的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖
[0067]圖4是表示本發明的實施例4的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖
[0068]圖5是表示本發明的實施例5的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖
[0069]圖6是表示本發明的實施例6的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖
[0070]圖7是表示本發明的實施例7的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖
[0071]圖8是表示本發明的實施例8的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖 [0072]圖9是表示本發明的實施例9的變焦透鏡的透鏡構成的剖面圖
[0073]圖10(A)~⑶是本發明的實施例1的變焦透鏡的各像差圖
[0074]圖1l(A)~⑶是本發明的實施例2的變焦透鏡的各像差圖
[0075]圖12(A)~⑶是本發明的實施例3的變焦透鏡的各像差圖
[0076]圖13(A)~⑶是本發明的實施例4的變焦透鏡的各像差圖
[0077]圖14(A)~⑶是本發明的實施例5的變焦透鏡的各像差圖
[0078]圖15(A)~⑶是本發明的實施例6的變焦透鏡的各像差圖
[0079]圖16(A)~⑶是本發明的實施例7的變焦透鏡的各像差圖
[0080]圖17㈧~⑶是本發明的實施例8的變焦透鏡的各像差圖
[0081]圖18(A)~⑶是本發明的實施例9的變焦透鏡的各像差圖
[0082]圖19是本發明的實施方式的攝像裝置的概略結構圖
【具體實施方式】
[0083]以下，參照附圖對於本發明的實施方式詳細地說明。圖1是表示本發明的實施方式的變焦透鏡的構成例的剖面圖，與後述的實施例1的變焦透鏡對應。另外圖2~圖9是表示本發明的實施方式的其他構成例的剖面圖，分別與後述的實施例2~9的變焦透鏡對應。圖1~圖9所示的例子的基本的構成彼此相同，圖示方法也一樣，因此，這裡主要一邊參照圖1，一邊對於本發明的實施方式的變焦透鏡進行說明。
[0084]圖1中，左側為物體側，右側為像側，(A)表示在無限遠合焦狀態下且廣角端(最短焦距狀態)的光學系統配置，(B)表示在無限遠合焦狀態下且望遠端(最長焦距狀態)的光學系統配置。這在後述的圖2~9中也同樣。
[0085]本實施方式的變焦透鏡，按透鏡群從物體側順次排列具有正光焦度的第一透鏡群Gl、具有負光焦度的第二透鏡群G2、具有負光焦度的第三透鏡群G3和具有正光焦度的第四透鏡群G4而成。
[0086]而且，上述第一透鏡群G1，從物體側順次配置具有負光焦度並在聚焦時固定的第十一透鏡群G11、具有正光焦度並在聚焦時移動的第十二透鏡群G12、和具有正光焦度並在聚焦時固定的第十三透鏡群G13而成。
[0087]還有，在第四透鏡群G4中，包含孔徑光闌St。這裡所示的孔徑光闌St並非一定表示其大小和形狀、而表示光軸Z上的位置。另外這裡所示的Sim是像面，如後述那樣在這一位置，配置例如由 CCD (Charge Coupled Device:電荷稱合器件)和 CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor:互補金屬氧化半導體)等構成的攝像元件。
[0088]另外在圖1中示出的是，在第四透鏡群G4與像面Sim之間，配置有平行平板狀的光學構件PP的例子。將變焦透鏡應用於攝像裝置時，根據裝配透鏡的攝像裝置側的構成，大多會在光學系統與像面Sim之間配置保護玻璃、紅外線截止濾光片和低通濾光片等的各種濾光片等。上述光學構件PP是這些假設。另外，近年來的攝像裝置為了高畫質化而採用針對各色使用CCD的3CCD方式，為了對應此3CCD方式，而將分色稜鏡等的分色光學系統插入到透鏡系統與像面Sim之間。作為光學構件PP，配置這樣的分色光學系統也可。
[0089]在本實施方式的變焦透鏡中，在變倍時第二透鏡群G2和第三透鏡群G3測著光軸Z移動。更具體地說，就是從廣角端向望遠端變倍時，第二透鏡群G2為了變倍而一邊描繪出曲線的軌跡一邊向像面Sim側移動，第三透鏡群G3同樣地一邊描繪曲線的軌跡一邊向像面Sim側移動，來校正變倍時的像面的移動。因此，從廣角端向望遠端變倍時，第二透鏡群G2和第一透鏡群Gl的間隔是逐漸地變寬，第三透鏡群G3和第四透鏡群G4的間隔發生變化，第二透鏡群G2和第三透鏡群G3的間隔也發生變化。另一方面，第一透鏡群Gl和第四透鏡群G4在變倍時固定。
[0090]還有在圖1中，從廣角端向望遠端變倍時的第二透鏡群G2和第三透鏡群G3的移動軌跡，由附加在(A)和(B)之間的實線的箭頭模式化地表示。其中，各透鏡群的移動軌跡不限於此。本實施方式中的第二透鏡群G2和第三透鏡群G3的基本的移動軌跡，在實施例1~9中共通，因此在圖2~圖9中省略表示上述移動軌跡的箭頭。
[0091]以下，對於構成各透鏡群的透鏡進行說明。上述第十一透鏡群G11，從物體側順次配置第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3和第四透鏡L4而被構成。例如第一透鏡LI為使凹面朝向像側(即像面Sim側，圖1中的右方)的負彎月透鏡，第二透鏡L2同樣是使凹面朝向像側的負彎月透鏡，第三透鏡L3是雙凹透鏡，第四透鏡L4為雙凸透鏡。還有在圖1的例子中，第三透鏡L3和第四透鏡L4被接合而構成接合透鏡。
[0092]第十二透鏡群G12，從物體側順次配置第五透鏡L5、第六透鏡L6和第七透鏡L7構成。例如第五透鏡L5為雙凸透鏡，第六透鏡L6為使凹面朝向像側的負彎月透鏡，第七透鏡L7為雙凸透鏡。還有在圖1的例子中，作為正透鏡、即作為具有正光焦度的透鏡的第五透鏡L5，使曲率半徑的絕對值較小的一側的面朝向像側而配置。然後第六透鏡L6和第七透鏡L7被接合而構成接合透鏡。還有該接合透鏡的接合面，是使凸面朝向物體側(圖1中的左方)。
[0093]第十三透鏡群G13，從物體側順次配置第八透鏡L8和第九透鏡L9而構成。例如第八透鏡L8為使凸面朝向像側的正彎月透鏡，第九透鏡L9為使凸面朝向物體側的正彎月透鏡。
[0094]另一方面，第二透鏡群G2，從物體側順次配置第十透鏡L10、第十一透鏡Lll和第十二透鏡L12而構成。例如第十透鏡LlO是使凹面朝向像側的負彎月透鏡，第十一透鏡LI I為雙凹透鏡，第十二透鏡L12是使凸面朝向物體側的正彎月透鏡。
[0095]第三透鏡群G3由I片第十三透鏡L13構成。該第十三透鏡L13例如為使凹面朝向物體側的負彎月透鏡。
[0096]第四透鏡群G4，從物體側順次配置孔徑光闌St、第十四透鏡L14、第十五透鏡L15、第十六透鏡L16、第十七透鏡L17、第十八透鏡L18、第十九透鏡L19、第二十透鏡L20、第二十一透鏡L21、第二十二透鏡L22、第二十三透鏡L23、和第二十四透鏡L24而被構成。例如第十四透鏡L14為雙凸透鏡，第十五透鏡L15為使凸面朝向物體側的正彎月透鏡，第十六透鏡L16為使凸面朝向物體側的正彎月透鏡，第十七透鏡L17為使凹面朝向像側的負彎月透鏡，第十八透鏡L18為雙凸透鏡，第十九透鏡L19為使凹面朝向像側的負彎月透鏡，第二十透鏡L20為雙凸透鏡，第二十一透鏡L21為雙凹透鏡，第二十二透鏡L22為雙凸透鏡，第二十三透鏡L23為使凹面朝向物體側的負彎月透鏡，第二十四透鏡L24為雙凸透鏡。還有，以下的各2片透鏡，即第十六透鏡L16與第十七透鏡L17，第十九透鏡L19與第二十透鏡L20，還有第二十一透鏡L21與第二十二透鏡L22被彼此接合。
[0097]如上述這樣在本變焦透鏡中，第一透鏡群Gl實質上，從物體側順次配置具有負光焦度並在聚焦時固定的第十一透鏡群G11、具有正光焦度並在聚焦時移動的第十二透鏡群G12、和具有正光焦度並在聚焦時固定的第十三透鏡群G13而被構成。通過採用以上的構成，例如也在所述專利文獻4中所示的那樣，能夠將聚焦造成的視場角變動抑制得小(即減少)。
[0098]而且在本變焦透鏡中，上述第十二透鏡群G12，實質上從物體側順次配置使曲率半徑的絕對值較小的一側的面朝向像側的正透鏡即第五透鏡L5、和將第六透鏡L6和第七透鏡L7接合而成的接合透鏡而被構成，另外該接合透鏡的接合面使凸面朝向物體側。通過採用以上的構成，能夠將聚焦造成的像差的變動抑制得小。特別是通過使接合面為上述的朝向，抑制聚焦時的倍率色像差和像散的變動的效果變高。
[0099]此外在本變焦透鏡中，第十二透鏡群G12的焦距設為f 12，廣角端的全系的焦距設為fw,滿足下述條件式
[0100]3.0 < fl2/fw < 20.0...⑴。此外，在該條件式⑴規定的範圍內還滿足下述條件式 [0101]40 < fl2/fw < 100...(I) 』。
[0102]還有，在本實施方式的數值實施例中，雖然之後參照表1~28歸納說明，但例如實施例I的在廣角端的全系的焦距fw示出在表2的諸要素f的「廣角端」一欄中。另外實施例2的在廣角端的全系的焦距fw示出在表5的同一欄中，以下同樣。而且各實施例的「Π2/fw」的值示出在表28中，關於後述的條件式⑵~(6)的值也同樣。
[0103]通過滿足條件式(I)，本實施方式的變焦透鏡起到下述的效果。即，該條件式(I)，規定的是第十二透鏡群G12的焦距對在廣角端的全系的焦距的比，若低於其下限值，則第十二透鏡群G12的光焦度過大，聚焦造成的像差的變動變大。反之若高於其上限值，則為了從無限遠至近距離聚焦而需要很大的空間，而且第十一透鏡群Gll和第十二透鏡群G12的直徑增大，小型輕量化變得困難。如果滿足條件式(I)，則能夠防止上述的問題，達成變焦透鏡的小型輕量化，並且能夠將聚焦造成的像差的變動抑制得很小。
[0104]在本實施方式的變焦透鏡中，因為在條件式(I)規定的範圍內也滿足條件式
(I)』，所以上述的效果特別顯著。
[0105]另外，在本實施方式的變焦透鏡中，第十一透鏡群Gll的焦距設為fll，在廣角端的全系的焦距設為fV時，滿足下述條件式
[0106]-5.0 < fll/fw <-0.5...(2)。
[0107]此外，在該條件式(2)規定的範圍內也滿足下述條件式(表28參照)
[0108]-3.0 < fll/fw <-1.2...(2)，。
[0109]通過滿足條件式(2)，本實施方式的變焦透鏡起到下述的效果。即，該條件式(2)，規定的是第十一透鏡群Gll的焦距對在廣角端的全系的焦距的比，若低於其下限值，則為了從無限遠至近距離聚焦而需要很大的空間，而且第十一透鏡群Gll和第十二透鏡群G12的直徑增大，小型輕量化變得困難。反之若高於其上限值，則第十一透鏡群Gll的光焦度過大，廣角端的畸變、望遠端的球面像差增大。如果滿足條件式(2)，則能夠防止上述的問題，達成變焦透鏡的小型輕量化，並且能夠將廣角端的畸變、望遠端的球面像差抑制得小。
[0110]在本實施方式的變焦透鏡中，因為在條件式⑵規定的範圍內也滿足條件式
(2)』，所以上述的效果特別顯著。
[0111]另外在本實施方式的變焦透鏡中，第十一透鏡群Gl I，從物體側順次由使凹面朝向像側的負彎月透鏡(第一透鏡LI)、同樣使凹面朝向像側的負彎月透鏡(第二透鏡L2)、和將物體側的雙凹透鏡(第三透鏡L3)與像側的雙凸透鏡(第四透鏡L4)接合而成的接合透鏡構成。通過使第十一透鏡群Gll為以上的基本構成，能夠使該第十一透鏡群Gll小直徑化，另外可以抑制在望遠端的高階的球面像差。
[0112]然後在本實施方式的變焦透鏡中，使第十一透鏡群Gll為上述基本構成，將從其物體側起第二片負彎月透鏡(第二透鏡L2)、與接合透鏡(由透鏡L3、L4構成的接合透鏡)之間的面間隔設為D4，第一透鏡群Gl的焦距設為fl時，滿足下述條件式
[0113]0.60 < D4/fl < 2.0...(3)。
[0114]還有上述的面間隔是光軸上的空氣間隔。此外，在該條件式(3)規定的範圍內也滿足下述條件式(表28參照)
[0115]0.70 < D4/fl < 1.0...(3)，。
[0116]通過滿足條件式(3)，本實施方式的變焦透鏡起到下述的效果。即，該條件式(3)規定的是上述面間隔對第一透鏡群Gl的焦距的比，若低於其下限值，則像面彎曲為欠偏側傾向，若想用其他的透鏡群校正，則發生高階的像面彎曲而難以進行校正。反之若高於其上限值，則像面彎曲為溢偏側傾向，若想以其他的透鏡群校正，則發生高階的像面彎曲而難以校正。如果滿足條件式(3)，則可以防止上述的問題，良好地校正像面彎曲。
[0117]在本實施方式的變焦透鏡中，因為在條件式(3)規定的範圍內也滿足條件式
(3)』，所以上述的效果特別顯著。
[0118]另外在本實施方式的變焦透鏡中，使第十一透鏡群Gll為上述基本構成，且將由其透鏡L3和L4構成的接合透鏡的物體側的面的曲率半徑設為R5、像側的面的曲率半徑設為R7時,滿足下述條件式
[0119]-1.0 < (R5-R7)/(R5+R7) < -0.1...(4)。
[0120]此外，在該條件式(4)規定的範圍內也滿足下述條件式(表28參照)
[0121]-08 < (R5-R7) / (R5+R7) < -025— (4)，。
[0122]通過滿足條件式(4)，本實施方式的變焦透鏡起到下述的效果。即，該條件式(4)，規定的是上述接合透鏡的物體側的面的曲率半徑與像側的面的曲率半徑的關係，若低於其下限值，則像面彎曲為欠偏側傾向而校正困難。反之若高於其上限值，則發生高階的像面彎曲，校正困難。如果滿足條件式(4)，則可以防止上述的問題，良好地校正像面彎曲。
[0123]在本實施方式的變焦透鏡中，因為在條件式⑷規定的範圍內也滿足條件式
(4)』，所以上述的效果特別顯著。
[0124] 另外，在本實施方式的變焦透鏡中，使第十一透鏡群Gll為上述基本構成，且將作為所述第二片負彎月透鏡的第二透鏡L2對d線的阿貝數設為V d2時，滿足下述條件式[0125]20.0 < vd2 < 35.0...(5)。
[0126]此外，該條件式(5)規定的範圍內也滿足下述條件式(表28參照)
[0127]22.0 < vd2 < 32.0...(5)，。
[0128]通過滿足條件式(5)，本實施方式的變焦透鏡起到下述的效果。即，若該阿貝數V d2低於條件式(5)的下限值，則廣角端的倍率色像差變大。反之若高於其上限值，則該第二透鏡L2的比重變大，重量增大。如果滿足條件式(5)，則可防止上述的問題，抑制廣角端的倍率色像差，另一方面，也可實現變焦透鏡的輕量化。上述第二透鏡L2，因為在全系之中是直徑特別大的透鏡，所以使用比重小的玻璃材料，這在變焦透鏡的輕量化上非常有利。
[0129]在本實施方式的變焦透鏡中，因為在條件式(5)規定的範圍內也滿足條件式
(5)』，所以上述的效果特別顯著。
[0130]另外，在本實施方式的變焦透鏡中，使第十一透鏡群Gll為上述基本構成，且將構成該接合透鏡的雙凸透鏡即第四透鏡L4對d線的阿貝數為設vd4時，滿足下述條件式(表28參照)
[0131]35.0 < vd4 < 100.0...(6)。
[0132]此外，在該條件式(6)規定的範圍內也滿足下述條件式
[0133]40.0 < vd4 < 72.0…(6)』，
[0134]而且還滿足下述條件式
[0135]400 < V d4 < 600...(6) 」。
[0136]通過滿足條件式(6)，本實施方式的變焦透鏡起到下述的效果。即，若該阿貝數vd4低於條件式(6)的下限值，則倍率色像差增大，若想以其他的群校正，則其他的透鏡的阿貝數例如所述第二透鏡L2的阿貝數vd2變大，由於使用比重大的玻璃材，所以招致變焦透鏡的重量增加。反之若高於其上限值，則倍率色像差增大而校正困難。如果滿足條件式(6)，則可防止上述的問題，將倍率色像差抑制得小，另一方面，也可實現變焦透鏡的輕量化。
[0137]在本實施方式的變焦透鏡中，因為在條件式(6)規定的範圍內也滿足條件式
(6)』，還滿足條件式(6) 」，所以上述的效果特別顯著。
[0138]接下來，對於本發明的變焦透鏡的實施例，特別以數值實施例為主詳細地加以說明。
[0139]〈實施例1>
[0140]如前述，實施例1的變焦透鏡的廣角端、望遠端的透鏡群的配置示出在圖1中。還有，圖1的構成的透鏡群和各透鏡的詳細的說明如前述，因此以下除非特別需要，否則省略重複的說明。
[0141]在表1中示出實施例1的變焦透鏡的基本透鏡數據。在此，也包含光學構件PP在內示出。在表1中，Si —欄中表示，按照使最物體側具有的構成要素的物體側的面為第一號而隨著朝向像側依次增加的方式，對構成要素附加面編號時的第i號α = 1、2、3、…)的面編號。Ri —欄中表不第i號的面的曲率半徑，Di —欄中表不第i號的面與第i+Ι號的面在光軸Z上的面間隔。另外,Ndj —欄中表不,使最物體側的構成要素為第一號而隨著朝向像側所依次增加的第j號(j = 1、2、3、…)的構成要素對d線(波長587.6nm)的折射率，vdj—欄是表示第j號的構成要素對d線的阿貝數。另外，在此基本透鏡數據中，也包含孔直徑光闌St在內示出，相當於孔直徑光闌St的面的曲率半徑一欄中，記述為⑴(孔徑光闌)。
[0142]表1的曲率半徑R和面間隔D的值的單位是_。另外在表1中，記述規定的位數的數值。並且，就曲率半徑的符號而言，面形狀在物體側凸時為正、而在像側凸時為負。
[0143]面間隔D之中，第一透鏡群Gl和第二透鏡群G2的間隔、第二透鏡群G2和第三透鏡群G3的間隔、以及第三透鏡群G3和第四透鏡群G4的間隔是在變倍時發生變化的可變間隔，相當於這些間隔的欄中，分別附加該間隔的前側的面編號，記述為可變間隔16、可變間隔22、可變間隔24。
[0144]另外，在表1的透鏡數據中，對非球面的面編號附加*號，作為非球面的曲率半徑，示出近軸的曲率半徑的數值。
[0145]以上內容，在後述的表4、7、10、13、16、19、22和25也一樣。
[0146]另外在表2中，示出實施例1的變焦透鏡變倍時的在廣角端、望遠端的全系的焦距f，和上述可變間隔16、可變間隔22、可變間隔24的值。另外在該表2中，一併示出實施例1的變焦透鏡的後截距BF、F數FN0.和全視場角2 ω。在該表2中，長度的單位也是mm，另一方面，全視場角2 ω的單位是度(° )。而且在此，也以規定的位數記述捨入的數值。如該表2所示，本實施例的變焦透鏡，廣角端的全視場角為91.82°，是充分廣角。
[0147]以上所述的表2的記述的方法，在後述的表5、8、11、14、17、20、23和26中也一樣。還有，其所示的實 施例2~9的變焦透鏡，廣角端的全視場角也處於91.80°~91.84°的範圍，可達成充分的廣角化。
[0148]另外在表3中示出實施例1的變焦透鏡的非球面數據。在此，示出非球面的面編號和關於該非球面的非球面係數。這裡，非球面係數的數值的「Ε-η」(η:整數)意思是「Χ10-η」。還有非球面係數，是下述非球面式中的各係數KA、Am(m = 3、4、5、".20)的值。
[0149]Zd = C.h2/{l+(l-KA.C2.h2)1/2} + Σ Am.hm
[0150]其中，
[0151]Zd:非球面深度(從高度h的非球面上的點，下垂到非球面頂點相切的與光軸垂直的平面的垂線的長度)
[0152]h:高度(從光軸至透鏡面的距離)
[0153]C:近軸曲率半徑的倒數
[0154]KA、Am:非球面係數(m = 3、4、5、…20)
[0155]以上所述的表3的記述的方法，在後述的表6、9、12、15、18、21、24和27中也一樣。
[0156]以下所述的表中，全部如前述，作為長度的單位使用mm，作為角度的單位使用度(° )，但光學系統可以按比例放大或按比例縮小使用，因此也能夠採用其他適當的單位。
[0157]【表1】
[0158]實施例1/基本透鏡數據
【權利要求】
1.一種變焦透鏡，其特徵在於，在技術實質上從物體側順次配置:具有正光焦度並在變倍時固定的第一透鏡群；具有負光焦度並在從廣角端向望遠端的變倍時從物體側向像側移動的第二透鏡群；具有負光焦度並對變倍時的像面的移動進行校正的第三透鏡群；和具有正光焦度並在變倍時固定的第四透鏡群， 所述第一透鏡群，在技術實質上從物體側順次配置有如下透鏡群而成:具有負光焦度並在聚焦時固定的第十一透鏡群；具有正光焦度並在聚焦時移動的第十二透鏡群；和具有正光焦度並在聚焦時固定的第十三透鏡群， 所述第十二透鏡群，在技術實質上從物體側順次配置有如下透鏡而成:使曲率半徑的絕對值較小的一方的面朝向像側的正透鏡；和將物體側的負透鏡和像側的正透鏡經由使凸面朝向物體側的接合面加以接合而成的接合透鏡， 滿足下述條件式:
.3.0 < fl2/fw < 20.0...(I) 其中， Π2:第十二透鏡群的焦距， fw:在廣角端的全系的焦距。
2.根據權利要求1所述的變焦透鏡，其特徵在於， 滿足下述條件式:
.4.0 < fl2/fw < 10.0...(I)，。
3.根據權利要求1或2所述的變焦透鏡，其特徵在於， 關於所述第十一透鏡群，滿足下述條件式:
-5.0 < fll/fw < -0.5...(2) 其中， Π1 --第H^一透鏡群的焦距， fw:在廣角端的全系的焦距。
4.根據權利要求3所述的變焦透鏡，其特徵在於， 滿足下述條件式:
-3.0 < fll/fw < -1.2...(2)，。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的變焦透鏡，其特徵在於， 所述第十一透鏡群，在技術實質上由從物體側順次配置的如下透鏡構成:使凹面朝向像側的負彎月透鏡；使凹面朝向像側的負彎月透鏡；和將物體側的雙凹透鏡與像側的雙凸透鏡加以接合而成的接合透鏡。
6.根據權利要求5所述的變焦透鏡，其特徵在於， 關於所述第十一透鏡群的從物體側起第二片負彎月透鏡、與該第十一透鏡群的所述接合透鏡，滿足下述條件式:
.0.60 < D4/fl < 2.0...(3) 其中， D4:該第二片負彎月透鏡和該接合透鏡之間的面間隔， Π:第一透鏡群的焦距。
7.根據權利要求6所述的變焦透鏡，其特徵在於，滿足下述條件式:.0.70 < D4/fl < 1.0...(3)，。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的變焦透鏡，其特徵在於，關於所述第十一透鏡群的接合透鏡，滿足下述條件式:-1.0 < (R5-R7)/(R5+R7) < -0.1...(4)其中，R5:該接合透鏡的物體側的面的曲率半徑，R7:該接合透鏡的像側的面的曲率半徑。
9.根據權利要求8所述的變焦透鏡，其特徵在於， 滿足下述條件式:-0.8 < (R5-R7) / (R5+R7) < -0.25...(4) 』。
10.根據權利要求5至9中任一項所述的變焦透鏡，其特徵在於，關於所述第十一透鏡群的從物體側起第二片負彎月透鏡，滿足下述條件式:20.0 < vd2 < 35.0...(5)其中，vd2:該第二片負彎月透鏡對d線的阿貝數。
11.根據權利要求10所述的變焦透鏡，其特徵在於，滿足下述條件式:22.0 < vd2 < 32.0...(5) 』。
12.根據權利要求5至11中任一項所述的變焦透鏡，其特徵在於，關於所述第十一透鏡群的構成接合透鏡的雙凸透鏡，滿足下述條件式:35.0 < vd4 < 100.0...(6)其中，V d4:該雙凸透鏡對d線的阿貝數。
13.根據權利要求12所述的變焦透鏡，其特徵在於，滿足下述條件式:40.0 < vd4 < 72.0...(6)，。
14.根據權利要求13所述的變焦透鏡，其特徵在於，滿足下述條件式:40.0 < V d4 < 60.0...(6) 」。
15.一種攝像裝置，其特徵在於，具備權利要求1至14中任一項所述的變焦透鏡。
【文檔編號】G02B15/167GK104024912SQ201280053393
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年10月31日 優先權日:2011年11月4日
【發明者】遠山信明, 長倫生 申請人:富士膠片株式會社