专利名称：变焦透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及在具备CCD (Charged Coupled DeviCe)和 CMOS (Complementary MetalOxide Semiconductor)等的固体摄像元件的摄像装置所适于的变焦透镜。
背景技术：
近年来，数码相机和摄影机等的摄像装置所搭载的固体摄像元件的高像素化促进。搭载有这样的固体摄像元件的摄像装置所使用的光学系统，也被要求能够确认被摄物体更细微的特征的高性能，为了满足这一要求而开发的光学系统也大量上市(例如，参照专利文献I 4。)。先行技术文献专利文献专利文献I日本特许第2899019号公报专利文献2日本特开平6-138390号公报专利文献3日本特开2010-237455号公报专利文献4日本特开2005-227507号公报近年来，出于防止犯罪的目 的等，为了记录可靠性高的证据，而对于监控摄像机也要求高分辨拍摄。为了进行高分辨拍摄，就要求具备长焦距、且能够得到明亮的被摄物体像的光学系统。另外，在监控摄像机中，通常，白天进行基于可视光的拍摄，夜晚进行基于近红外光的拍摄。因此，作为用于监控摄像机的光学系统，需要对应从可视域到近红外域的宽阔的波长范围。一般来说，作为可视域用所设计的光学系统中，特别是在近红外区域有色像差发生h夜间的近红外区域的拍摄时发生离焦。因此，强列要求在用于监控摄像机的光学系统中、特别从可视域到近红外域为止而色像差得到良好地矫正。此外，用于防止犯罪目的的监控摄像机，期望其不显眼，尽可能地小。随之而来的是，用于监控摄像机的光学系统也要求可以收容在小型的框体内的小型化。专利文献I所述的光学系统，是具有3左右的变倍比，变倍时的像差变动也得到良好地矫正，但却是F数(F-number)为2. 0 2. 8左右的暗淡透镜。而且，近红外光的像差未得到矫正。因此，不适合作为用于监控摄像机的光学系统。专利文献2所述的光学系统，尽管全长短而紧凑，但广角系的透镜却F数大，色像差矫正也不充分，因此在近红外光的成像性能上有问题。加之，从孔径光阑至成像面的距离长，若长焦距化，则收容到小型的监控摄像机中是困难的。专利文献3所述的光学系统，属于高倍率变焦透镜，全长比较短，便于收容在小型的监控摄像机中，但F数大，色像差矫正也不充分，因此在近红外光的成像性能上有问题。专利文献4所述的光学系统，是F数为1. 4 2.0左右，变倍比为10倍的高倍率变焦透镜，近红外光的像差矫正优异。但是，可视光的成像性能低，全长长，因此不适合作为小型监控摄像机用的光学系统。
发明内容
本发明其目的在于，为了消除上述现有技术的问题点，提供一种对于从可视域至近红外域的宽阔的波长范围的光具有优异的成像性能的、且明亮并小型的变焦透镜。为了解决上述课题，达成目的，本发明的变焦透镜，具备从物体侧顺次配置的、具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、孔径光阑、具有正光焦度的第三透镜群，通过使所述第三透镜群沿着光轴从像侧向物体侧移动，进行从广角端向望远端的变倍；通过使所述第二透镜群沿着光轴从物体侧向像侧移动，进行随着变倍的像面位置的变动的矫正，其特征在于，所述第一透镜群包含负透镜和正透镜而构成，所述第二透镜群，从物体侧顺次配置有2片负透镜和I片正透镜而构成，所述第三透镜群，从物体侧顺次配置有如下而构成包含具有非球面的正透镜且整体上具有正光焦度的前群；包含一组由正透镜和负透镜构成的接合透镜且整体上具有负光焦度的中群；具有正光焦度的后群，并满足以下所示的条件式。(1)0. 7 ≤ fw/f3 ≤1. 0(2) -1. 0 ≤ f3/f2 ≤ -0. 5其中，fw表示光学系统全系的在广角端的焦距，f2表示所述第二透镜群的焦距，f3表示所述第三透镜群的焦距。根据本发明，能够实现对于从可视域至近红外域的宽阔的波长范围的光具有优异的成像性能的、且明亮并小型的变焦透镜。本发明的变焦透镜，在所述发明中，满足以下所示的条件式。(3) 45≤ v3F-v3B ≤ 70(4) 0. 4 ≤ Nd3B-Nd3F ≤ 0. 7其中，v3F表示所述第三透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的相对于d线的阿贝数，v3B表示所述第三透镜群的配置在最靠近像侧的透镜的相对于d线的阿贝数，Nd3F表示所述第三透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的相对于d线的折射率，Nd3B表示所述第三透镜群的配置在最靠近像侧的透镜的相对于d线的折射率。根据本发明，能够更良好地矫正从可视域至近红外域的宽阔的波长范围的光的轴上色像差、像面弯曲、球面像差。本发明的变焦透镜，在所述发明中，满足以下所示的条件式。(5)2. 0 ≤ SI X Ft/2 wt ≤ 4. 5其中，SI表示从所述孔径光阑至像面为止的距离，Ft表示光学系统全系的在望远端的F数，2 Co t表示光学系统全系的在望远端的视场角。根据本发明，不会损害光学系统的小型性，且实现F数明亮，并且高变倍成为可倉泛。本发明的变焦透镜，在所述发明中，满足以下所示的条件式。(6)0. 3 ≤ ft/fl ≤ 0. 6其中，ft表示光学系统全系的在望远端的焦距，fl表示所述第一透镜群的焦距。根据本发明，能够在整个变倍域良好地矫正诸像差。特别是能够良好地矫正球面像差和轴上色像差。
本发明的变焦透镜，在所述发明中，满足以下所示的条件式。(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表示所述第一透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的相对于d线的阿贝数，vl2表示所述第一透镜群的配置在从物体侧起第二位的透镜的相对于d线的阿贝数，D表示从所述第一透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的物体侧面顶至像面为止的距离，f3表示所述第三透镜群的焦距，ft表示光学系统全系的望远端的焦距。根据本发明，不会损害光学系统的小型性，而能够进一步提高成像性能。根据本发明所起到的效果是，能够提供一种对于从可视域至近红外域的宽阔的波长范围的光具有优异的成像性能的、且明亮并小型的变焦透镜。
图1是表示实施例1的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。图2是实施例1的变焦透镜的诸像差图。图3是表示实施例2的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。图4是实施例2的变焦透镜的诸像差图。
图5是表示实施例3的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。图6是实施例3的变焦透镜的诸像差图。图7是表示实施例4的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。图8是实施例4的变焦透镜的诸像差图。图9是表示实施例5的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。图10是实施例5的变焦透镜的诸像差图。图11是表示实施例6的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。图12是实施例6的变焦透镜的诸像差图。图13是表示实施例7的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。图14是实施例7的变焦透镜的诸像差图。图15是表示实施例8的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。图16是实施例8的变焦透镜的诸像差图。符号的説明G11、G21、G31、G41、G51、G61、G71、G81 弟一透镜群G12、G22、G32、G42、G52、G62、G72、G82 第二透镜群G13、G23、G33、G43、G53、G63、G73、G83 第三透镜群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孔径光阑IMG 像面CG保护玻璃
具体实施例方式以下，详细地说明本发明的变焦透镜的适当的实施方式。本发明的变焦透镜，具有从物体侧顺次配置的如下构件而构成具有正光焦度的第一透镜群；具有负光焦度的第二透镜群；孔径光阑；具有正光焦度的第三透镜群。于是，通过使第三透镜群沿着光轴从像侧向物体侧移动，进行从广角端向望远端的变倍，通过使第二透镜群沿着光轴从物体侧向像侧移动，进行伴随变倍的像面位置的变动的矫正。本发明其目的在于，提供一种对于从可视域到近红外域的宽阔的波长范围的光具有优异的成像性能的、且明亮并小型的变焦透镜。因此，为了达成这一目的，设定如下所示的各种条件。首先，在本发明的变焦透镜中，除了所述构成以外，第一透镜群包含负透镜和正透镜而构成。据此构成，特别是能够良好地矫正光学系统的望远端的轴上色像差。另外，第二透镜群 从物体侧顺次配置2片负透镜和I片正透镜而构成。通过第二透镜群包含2片负透镜，变倍时的第三透镜群的移动量得到抑制，光学系统的小型化促进。另外，通过第二透镜群包含I片正透镜，倍率色像差、轴上色像差的矫正良好。此外，第三透镜群从物体侧顺次配置如下而构成包含具有非球面的正透镜的且整体上具有正光焦度的前群；包含一组由正透镜和负透镜构成的接合透镜的且整体上具有负光焦度的中群；具有正光焦度的后群。并且，在第三透镜群中，通过在前群中配备具有非球面的正透镜，能够良好地矫正球面像差。另外，通过在中群配置由正透镜和负透镜构成的接合透镜，从而在光学系统的广角端的轴上色像差和望远端的倍率色像差的矫正上发挥出优异的效果。另外，也具有球面像差的矫正效果。此外，通过后群具备正光焦度，能够良好地矫正像面弯曲。还有，就后群而言，只要整体上具有正光焦度即可，由多个透镜构成也无妨，但若考虑到光学系统的小型化、低成本化，则优选由I片正透镜构成。本发明的变焦透镜，在如上构成的基础上，在光学系统全系的广角端的焦距设为fw，第二透镜群的焦距设为f2，第三透镜群的焦距设为f3时，优选满足以下的条件式。(1)0. 7 ^ fw/f3 ^1. 0(2)-1. 0 ( f3/f2 ( -0. 5条件式(I)、(2)均表示用于实现光学系统的小型化和成像性能的提高的条件。通过满足条件式(I)、(2)，即使实现明亮的透镜，也能够抑制诸像差的发生。在条件式(I)中若低于其下限，则第三透镜群的正光焦度变得过弱，变倍时的第三透镜群的移动量增加，光学系统的小型化受到阻碍。另一方面，若在条件式(I)中超过其上限，则球面像差的矫正变得过剩，招致近红外光的成像性能的降低，并且可视光的像面弯曲变得显著，因此不优选。另外，在条件式(2)中，若低于其下限，则第二透镜群的光焦度变得过弱，特别是望远端的彗差矫正变得困难。另一方面，在条件式(2)若超过其上限，第三透镜群的光焦度变得过弱，变倍时的第三透镜群的移动量增加，光学系统的小型化受到阻碍。此外，在本发明的变焦透镜中，第三透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的相对于d线的阿贝数设为v3F，第三透镜群的配置在最靠近像侧的透镜的相对于d线的阿贝数设为v3B，第三透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的相对于d线的折射率设为Nd3F，第三透镜群的配置在最靠近像侧的透镜的相对于d线的折射率设为Nd3B时，满足以下的条件式。
(3) 45≤ v3F-v3B ≤ 70(4) 0. 4 ≤ Nd3B-Nd3F ≤0. 7条件式(3)、(4)表示用于对于从可视域至近红外域的宽阔的波长范围的光、实现良好的像差矫正的条件。在条件式(3)中若低于其下限，则轴上色像差的矫正困难，特别是对于近红外光的成像性能劣化。另一方面，在条件式(3)中若超过其上限，则轴上色像差的矫正过剩，与倍率色像差的矫正平衡恶化。另外，在条件式(4)中若低于其下限，则像面弯曲的矫正困难，特别是在广角端的可视光的成像性能劣化。另一方面，在条件式(4)中若超过其上限，则球面像差的矫正困难，特别是在广角端的可视光的轴上的分辨率降低。在本发明的变焦透镜中，从孔径光阑至像面的距离设为SI，光学系统全系的望远端的F数设为Ft，光学系统全系的望远端的视场角设为2 t时，优选满足以下的条件式。(5)2. 0 ≤ SI X Ft/2 wt≤ 4. 5条件式(5)表示用于在不损害光学系统紧凑性下F数明亮、且得到高变倍的条件。在条件式(5)若低于其下限，则望远端的长焦距化困难。即，得不到期望的变倍率。另一方面，在条件式(5)中若超过其上限，则从像面至孔径光阑的距离变长，光学系统的小型化受到阻碍。在本发明的变焦透镜中，光学系统全系的望远端的焦距设为ft，第一透镜群的焦距设为fl时，优选满足以下的条件式。(6) 0. 3 ≤ ft/tl ≤ 0. 6条件式(6)表示在整个变倍域用于良好地矫正诸像差的条件。在条件式(6)中若低于其下限，则第一透镜群的光焦度变得过弱，特别是望远端的彗差的矫正困难，周边部的分辨率降低。另一方面，在条件式(6)中若超过其上限，则第一透镜群的光焦度变得过强，特别是望远端的球面像差的矫正过剩，成像性能劣化。此外，在本发明的变焦透镜中，第一透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的相对于d线的阿贝数设为vll，第一透镜群的配置在从物体侧起第二位的透镜的相对于d线的阿贝数设为vl2，从第一透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的物体侧面顶至像面为止的距离设为D，第三透镜群的焦距设为f3，光学系统全系的在望远端的焦距设为ft时，优选满足以下的条件式。(7)50 ≤|vl2-vll I ≤ 60(8) 2. 0 ≤ D/ft ≤ 2. 3(9)0. 3 ≤ f3/ft ≤ 0. 6条件式(J)表示用于使光学系统的在望远端的成像性能提高的条件。在条件式
(7)中若低于其下限，则在望远端的轴上色像差矫正困难，轴上的近红外光的成像性能劣化。另一方面，在条件式(7)中若超过其上限，则在望远端的轴上色像差的矫正过剩，周边部的蓝色光斑的发生变得显著。
条件式(8)是用于实现光学系统的小型化、高变倍化且提高成像性能的条件。在条件式(8)中若低于其下限，则在实现光学系统的长焦距化时，像面弯曲大规模发生，成像性能劣化。另一方面，在条件式(8)中若超过其上限，想要实现光学系统的长焦距化，则光学系统的总长延长，向小型的摄像装置收容困难。条件式(9)是表示用于实现光学系统的小型化、且提高成像性能的条件。在条件式(9)中若低于其下限，则球面像差的矫正过剩，招致近红外光的成像性能的劣化，并且可视光的像面弯曲变得显著，因此不优选。另一方面，在条件式(9)中若超过其上限，则第三透镜群的正光焦度变得过弱，变倍时的第三透镜群的移动量增加，光学系统的小型化受到阻碍。另外，在本发明的变焦透镜中，若在第三透镜群的配置在最靠近像侧的透镜的至少I面形成非球面，则更优选。如此，能够良好地矫正光学系统的广角端的可视光的像面弯曲。另外，在本发明的变焦透镜中，若在第一透镜群的配置在最靠近像侧的透镜的像侧面形成非球面，则能够更良好地矫正光学系统的望远端的彗差。
如以上说明，根据本发明的变焦透镜，能够对于从可视域至近红外域的宽阔的波长范围的光实现良好的像差矫正，得到明亮优质的图像。特别是通过满足上述各条件式，既能够达到小型，又能够良好地矫正对于宽阔的波长范围的光成为使成像性能劣化的原因的诸像差。而且，也可以进行高变倍。以下，基于附图详细地说明本发明的变焦透镜的实施例。还有，本发明不受以下的实施例限定。实施例1图1是表示实施例1的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。该变焦透镜，从未图示的物体侧起顺次配置以下构件具有正光焦度的第一透镜群Gn、具有负光焦度的第二透镜群G12、规定了既定的口径的孔径光阑STOP、具有正光焦度的第三透镜群G13。在第三透镜群G13与像面IMG之间，配置有保护玻璃CG。保护玻璃CG根据需要配置，不需要时可以省略。还有，在像面MG上，配置有CXD和CMOS等的固体摄像元件的光接收面。第一透镜群G11,从物体侧顺次配置负透镜L111、正透镜L112而构成。负透镜L111和正透镜L112被接合。第二透镜群G12,从物体侧顺次配置负透镜L121、负透镜L122、正透镜L123而构成。负透镜L122和正透镜L123被接合。第三透镜群G13，从物体侧顺次配置具有正光焦度的前群G13f、具有负光焦度的中群G13m、具有正光焦度的后群Gm而构成。前群G13f由正透镜L131构成。在正透镜L131的两面，分别形成有非球面。中群G13M，从物体侧顺次配置正透镜L132和负透镜L133构成。正透镜L132和负透镜L133被接合。后群Gm由正透镜L134构成。在正透镜L134的两面，分别形成有非球面。在该变焦透镜中，通过使第三透镜群G13沿着光轴从像面MG侧向物体侧移动，进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第二透镜群G12沿着光轴从物体侧向像面IMG侧移动，从而矫正伴随变倍的像面位置的变动。以下，示出关于实施例1的变焦透镜的各种数值数据。
(透镜数据)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)(可变)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)(可变)r9 =°° (孔径光阑)d9 = D (9)(可变)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)(可变)Y11 = 00d17 =1. 20 nd10 =1. 51633 vd10 = 64. 14r18 =°°d18 = D (18)r19 =°° (像面)圆锥系数⑷和非球面系数(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(变倍数据)
广角端望远端
f (光学系统全系的焦距) 8.9722.88
F 数1.652.08
2(0 (视场角)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(光学系统全系的在广角端的焦距)=8.97ft (光学系统全系的在望远端的焦距)=21. 88Ft(光学系统全系的在望远端的F数)=2.08f I (第一透镜群G11的焦距)=40. 90f2(第二透镜群G12的焦距)=-11. 56f3 (第三透镜群G13的焦距)=10. 60SI (从孔径光阑STOP至像面MG为止的距离)=24. 34D (从负透镜L111的物体侧面顶至像面IMG为止的距离)=46. 402 t(光学系统全系的在望远端的视场角)=17. 10vll (负透镜L111的相对于d线的阿贝数)=23.78
vl2(正透镜L112的相对于d线的阿贝数)=81.61v3F(正透镜L131的相对于d线的阿贝数)=81. 56v3B(正透镜L134的相对于d线的阿贝数)=19. 32Nd3F (正透镜L 131的相对于d线的折射率)=1. 50Nd3B (正透镜L 134的相对于d线的折射率)=2. 00(关于条件式⑴的数值)fw/f3 = 0. 85(关于条件式⑵的数值)f3/f2 = -0. 92(关于条件式(3)的数值)v3F-v3B = 62. 24(关于条件式⑷的数值)Nd3B-Nd3F = 0. 50(关于条件式(5)的数值)SI X Ft/2 co t = 2. 96(关于条件式(6)的数值)ft/fl = 0. 53(关于条件式(J)的数值)vl2-vll I = 57. 83(关于条件式⑶的数值)D/ft = 2. 12(关于条件式(9)的数值)f3/ft = 0. 48另外，图2是实施例1的变焦透镜的诸像差图。图中，g表示相当于g线(入=435. 83nm)的波长的像差，d表示相当于d线(X = 587. 56nm)的波长的像差，C表示相当于C线(入=656. 27nm)的波长的像差。然后，像散图的S、M分别表示弧矢像面，子午像面所对应的像差。实施例2图3是表示实施例2的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。该变焦透镜从未图示的物体侧顺次配置具有正光焦度的第一透镜群G21、具有负光焦度的第二透镜群G22、规定了既定的口径的孔径光阑STOP、具有正光焦度的第三透镜群G23而构成。在第三透镜群G23和像面MG之间，配置有保护玻璃CG。保护玻璃CG根据需要配置，不需要时可以省略。还有，在像面IMG，配置有CCD和CMOS等的固体摄像元件的光接收面。第一透镜群G21,从物体侧顺次配置有负透镜L211和正透镜L212而构成。负透镜L211和正透镜L212被接合。第二透镜群G22,从物体侧顺次配置有负透镜L221、负透镜L222、正透镜L223而构成。负透镜L222和正透镜L223被接合。第三透镜群G23，从物体侧顺次配置具有正光焦度的前群G23f、具有负光焦度的中群G23m、具有正光焦度的后群G23k而构成。前群G23f由正透镜L231构成。在正透镜L231的两面，分别形成有非球面。中群G23M，从物体侧顺次配置负透镜L232、正透镜L233、负透镜L234而构成。负透镜L232和正透镜L233和负透镜L234被接合。后群G23k由正透镜L235构成。在正透镜L235的两面分别形成有非球面。在该变焦透镜中，通过使第三透镜群G23沿着光轴从像面MG侧向物体侧移动，进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第二透镜群G22沿着光轴从物体侧向像面IMG侧移动，矫正伴随变倍的像面位置的变动。以下，示出关于实施例2的变焦透镜的各种数值数据。(透镜数据)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)(可变)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)(可变)r9=oo(孔径光阑)d9 = D (9)(可变)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)(可变)r18 =°°d18 =1. 20 ndn =1. 51633 vdn = 64. 14r19 = °od19 = D (19)r20 =°° (像面)圆锥系数⑷和非球面系数(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(变倍数据)
广角端望远端
f (光学系统全系的焦距) 8.9721.86
F 数1.572.10
2 (视场角)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(光学系统全系的在广角端的焦距)=8. 97
ft (光学系统全系的在望远端的焦距)=21. 86Ft (光学系统全系的在望远端的F数)=2. 10fl (第一透镜群G21的焦距)=41. 11f2 (第二透镜群G22的焦距)=-11. 67f3 (第三透镜群G23的焦距)=10. 21SI (从孔径光阑STOP至像面MG为止的距离)=26. 19D (从负透镜L 211的物体侧面顶至像面IMG为止的距离)=46. 402 t (光学系统全系的在望远端的视场角)=17. 00vll(负透镜L 211的相对于d线的阿贝数)=23. 78vl2(正透镜L 212的相对于d线的阿贝数)=81.61v3F(正透镜L 231的相对于d线的阿贝数)=81. 56v3B(正透镜L 235的相对于d线的阿贝数)=19. 32Nd3F (正透镜L 231的相对于d线的折射率)=1. 50Nd3B (正透镜L 235的相对于d线的折射率)=2. 00`
(关于条件式⑴的数值)fw/f3 = 0. 88(关于条件式⑵的数值)f3/f2 = -0. 87(关于条件式(3)的数值)v3F-v3B = 62. 24(关于条件式⑷的数值)Nd3B-Nd3F = 0. 50(关于条件式(5)的数值)SI X Ft/2 cot = 3. 24(关于条件式(6)的数值)ft/fl = 0. 53(关于条件式(J)的数值)vl2-vll I = 57. 83(关于条件式⑶的数值)D/ft = 2. 12(关于条件式(9)的数值)f3/ft = 0. 47另外，图4是实施例2的变焦透镜的诸像差图。图中，g表示相当于g线(X =435. 83nm)的波长的像差，d表示相当于d线(X = 587. 56nm)的波长的像差，C表示相当于C线(入=656. 27nm)的波长的像差。而且，像散图中的S、M，分别表示弧矢像面，子午像面所对应的像差。实施例3图5是表示实施例3的变焦透镜的构成的沿光轴的剖面图。该变焦透镜从未图示的物体侧顺次配置具有正光焦度的第一透镜群G31、具有负光焦度的第二透镜群G32、规定了既定的口径的孔径光阑STOP、具有正光焦度的第三透镜群G33而构成。在第三透镜群G33和像面MG之间，配置有保护玻璃CG。保护玻璃CG根据需要配置，不需要时可以省略。还有，在像面IMG，配置有CCD和CMOS等的固体摄像元件的光接收面。第一透镜群G31,从物体侧顺次配置负透镜L311和正透镜L312而构成。负透镜L311和正透镜L312被接合。第二透镜群G32,从物体侧顺次配置有负透镜L321、负透镜L322、正透镜L323而构成。负透镜L322和正透镜L323被接合。第三透镜群G33，从物体侧顺次配置具有正光焦度的前群G33f、具有负光焦度的中群G33m、具有正光焦度的后群G33k而构成。前群G33F，从物体侧顺次配置有正透镜L331、正透镜L332而构成。在正透镜L331的两面，分别形成有非球面。中群G33m，从物体侧顺次配置正透镜L333、负透镜L334而构成。正透镜L333和负透镜L334被接合。后群G33k由正透镜L335构成。在正透镜L335的两面，分别形成有非球面。在该变焦透镜中，通过使第三透镜群G33沿着光轴从像面MG侧向物体侧移动，进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第二透镜群G32沿着光轴从物体侧向像面IMG侧移动，矫正伴随变倍的像面位置的变动。以下，示出关于实施例3的变焦透镜的各种数值数据。(透镜数据)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)(可变)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)(可变)r9=oo(孔径光阑)d9 = D (9)(可变)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)(可变)r19 = °od19 =1. 20 ndn =1. 51633 vdn = 64. 14r20 = °°d20 = D (20)r21=°o(像面)圆锥系数⑷和非球面系数(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(变倍数据)
权利要求
1.一种变焦透镜，其具备从物体侧顺次配置的第一透镜群、第二透镜群、孔径光阑、第三透镜群，所述第一透镜群具有正光焦度，所述第二透镜群具有负光焦度，所述第三透镜群具有正光焦度， 通过使所述第三透镜群沿着光轴从像侧向物体侧移动，进行从广角端向望远端的变倍， 通过使所述第二透镜群沿着光轴从物体侧向像侧移动，进行伴随变倍的像面位置的变动的矫正，其中， 所述第一透镜群，以包含负透镜和正透镜的方式构成， 所述第二透镜群，以从物体侧顺次配置2片负透镜和I片正透镜的方式构成， 所述第三透镜群，以从物体侧顺次配置前群、中群、后群的方式构成，所述前群包含具有非球面的正透镜且整体上具有正光焦度，所述中群包含一组由正透镜和负透镜构成的接合透镜且整体上具有负光焦度；所述后群具有正光焦度， 并且，满足以下所示的条件式，(1)0.7 ( fw/f3 ≤1. 0(2)-1.0 ( f3/f2 ( -0. 5 在此，fw表示光学系全系的在广角端的焦距，f2表示所述第二透镜群的焦距，f3表示所述第三透镜群的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于， 满足以下所示的条件式，(3)45( v3F-v3B ( 70 (4)0. 4 ≤ Nd3B-Nd3F ≤0. 7 其中，v3F表示所述第三透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的相对于d线的阿贝数，v3B表示所述第三透镜群的配置在最靠近像侧的透镜的相对于d线的阿贝数，Nd3F表示所述第三透镜群的最靠近物体侧的透镜的相对于d线的折射率，Nd3B表示所述第三透镜群的配置在最靠近像侧的透镜的相对于d线的折射率。
3.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于， 满足以下所示的条件式，(5)2.0 ( SI X Ft/2 wt≤ 4. 5 其中，SI表示从所述孔径光阑至像面为止的距离，Ft表示光学系全系的在望远端的F数，2 Co t表示光学系全系的在望远端的视场角。
4.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于， 满足以下所示的条件式，(6)0.3 ( ft/fl ≤ 0. 6 其中，ft表示光学系全系的在望远端的焦距，fl表示所述第一透镜群的焦距。
5.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于， 满足以下所示的条件式，(7)50( vl2-vll I ( 60(8)2.0 ( D/ft ≤ 2. 3(9)0.3 ( f3/ft ≤ 0. 6其中，Vll表示所述第一透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的相对于d线的阿贝数，vl·2表示所述第一透镜群的配置在从物体侧起第二位的透镜的相对于d线的阿贝数，D表示从所述第一透镜群的配置在最靠近物体侧的透镜的物体侧面頂至像面为止的距离，f3表示所述第三透镜群的焦距，ft表示光学系全系的望远端的焦距。
全文摘要
本发明提供一种对于从可视域至近红外域的宽阔的波長域的光具备优异的成像性能、且明亮并小型的变焦透镜。该变焦透镜从物体侧顺次配置具有正光焦度的第一透镜群、具有负光焦度的第二透镜群、孔径光阑、具有正光焦度的第三透镜群而构成。第一透镜群具备负透镜(L111)和正透镜(L112)。第二透镜群从物体侧顺次配置负透镜(L121)、负透镜(L122)、正透镜(L123)而构成。第三透镜群从物体侧顺次配置具有正光焦度的前群(G13F)、具有负光焦度的中群(G13M)、具有正光焦度的后群(G13R)而构成。前群由具有非球面的正透镜构成。中群含有由正透镜和负透镜构成的接合透镜。
文档编号G02B15/173GK103064178SQ20121028561
公开日2013年4月24日 申请日期2012年8月10日 优先权日2011年10月21日
发明者三觜隆广 申请人:株式会社腾龙