变焦透镜的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种小型、轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域中得到明亮的图像，并且通过遍及全变倍域而有效地校正诸像差，维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。该变焦透镜从物体侧顺次配置有具有正光焦度的第一透镜群(G11)、具有负光焦度的第二透镜群了(G12)、具有正光焦度的第三透镜群(G13)、具有正光焦度的第四透镜群(G14)、具有负光焦度的第五透镜群(G15)而构成。第五透镜群(G15)从物体侧顺次配置有负透镜(L151)(第一透镜)和在两面形成有非球面的正透镜(L152)(第二透镜)这2片单透镜而构成。而且，通过满足规定的条件，能够使大孔径比化和高分辨率化并立。
【专利说明】变焦透镜
【技术领域】
[0001]本发明涉及在搭载有固体摄像元件的照相机、特别是监控摄像机中所适用的小型，轻量的变焦透镜。
【背景技术】
[0002]作为监控摄像机所广泛使用的变焦透镜，有从物体侧顺次配置具有正、负、正、正、负的光焦度的各透镜群而构成的5群变焦透镜(例如，参照专利文献I的实施例5、专利文献2) ο
[0003]这些变焦透镜中，均将第一透镜群，第三透镜群和第五透镜群固定，使第二透镜群沿一个方向移动而进行变倍。另外，通过使第四透镜群向着沿光轴的方向移动，从而进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦。还有，专利文献I的实施例5所述的变焦透镜的变倍比为3.2倍左右，F数(F number)为2.0~3.2左右。专利文献2所述的变焦透镜的变倍比为5倍左右，F数为2.0~2.4左右。
[0004]【先行技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]【专利文献I】特开2009-237400号公报
[0007]【专利文献2】特开2002-365539号公报
[0008]可是，作为监控摄像机、特别是交通监控用的摄像机所搭载的变焦透镜，期望是在夜间和昏暗的场所也能够良好地进行监视的大孔径变焦透镜。而且，近年来固体摄像元件(CCD和CMOS等)的高像素化急速推`进，要求具备可以应对高像素的固体摄像元件(能够确认被摄物体更细微的特征的300万像素以上)的高分辨率的变焦透镜。
[0009]为了得到高画质的图像，必须良好地校正从广角端至望远端的诸像差。但是，若想通过现有技术实现变焦透镜的大孔径比化，则不能良好地校正在全部的变倍域发生的诸像差，难以遍及全变倍域而维持高光学性能。另外，不能在全变倍域得到明亮的图像。
[0010]如此，在以上述各专利文献所述的变焦透镜为首的现有技术中，不能够实现特别是以夜间和昏暗的场所的监视为目的的监控摄像机所适合的变焦透镜。
【发明内容】
[0011]本发明其目的在于，为了消除上述现有技术的问题点，提供一种小型、轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域中得到明亮的图像，并且通过遍及全变倍域而有效地校正诸像差，维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。
[0012]为了解决上述课题，达成目的，本发明的变焦透镜，其特征在于，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、具有正光焦度的第三透镜群、具有正光焦度的第四透镜群、具有负光焦度的第五透镜群，并且，所述第五透镜群具备:从物体侧顺次配置的，具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度并至少在一面形成有非球面的第二透镜，通过将所述第一透镜群、所述第三透镜群和所述第五透镜群固定，使所述第二透镜群沿着光轴从物体侧向像面侧移动，从而进行从广角端向望远端的变倍，通过使所述第四透镜群沿着光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦，并满足以下所示的条件式。
[0013](1)0.7<|f52 / F5|<2.5
[0014](2)0.2<|rp / f511<0.6
[0015]其中，f52表示所述第五透镜群的第二透镜的焦距，F5表示所述第五透镜群的焦距，rp表示所述第五透镜群的第一透镜的像侧面的曲率半径，f51表示所述第五透镜群的第一透镜的焦距。
[0016]根据本发明，能够提供一种小型、轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域中得到明亮的图像，并且通过遍及全变倍域而有效地校正诸像差，从而维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。
[0017]本发明的变焦透镜，其特征在于，在所述发明中，满足以下所示的条件式。
[0018](3)nd51 — nd52〈0
[0019]其中，nd51表示所述第五透镜群的第一透镜的对d线的折射率，nd52表示所述第五透镜群的第二透镜的对d线的折射率。
[0020]根据本发明，能够有效地校正诸像差，维持高光学性能。
[0021 ] 本发明的变焦透镜，其特征在于，在所述发明中，所述第五透镜群由从物体侧顺次配置的、使凸面朝向物体侧的具有负光焦度的弯月形状的第一透镜和具有正光焦度的第二透镜这两片单透镜构成。
[0022]根据本发明，能够减小后透镜直径，实现变焦透镜全系的小型、轻量化。
[0023]根据本发明，所起到的效果是，能够提供一种小型，轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域得到明亮的图像，并且通过遍及全变倍域而有效地校正诸像差，维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]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。
[0025]图2是实施例1的变焦透镜的对d线的诸像差图。
[0026]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。
[0027]图4是实施例2的变焦透镜的对d线的诸像差图。
[0028]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。
[0029]图6是实施例3的变焦透镜的对d线的诸像差图。
[0030]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。
[0031]图8是实施例4的变焦透镜的对d线的诸像差图。
【具体实施方式】
[0032]以下，详细地说明本发明的变焦透镜的优选的实施方式。
[0033]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、具有正光焦度的第三透镜群、具有正光焦度的第四透镜群、具有负光焦度的第五透镜群而构成。在该变焦透镜中，通过将第一透镜群、第三透镜群和第五透镜群固定，使第二透镜群沿着光轴从物体侧向像面侧移动而进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第四透镜群沿着光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦。
[0034]本发明其目的在于，提供一种小型，轻量的变焦透镜，其能够在全变倍域得到明亮的图像，并且遍及全变倍域而有效地校正诸像差，从而维持高光学性能，具备可以应对高像素的固体摄像元件的分辨率。为了达成这一目的，而设定以下所示这样的各种条件。
[0035]首先，本发明的变焦透镜中，第五透镜群从物体侧顺次配置、具有负光焦度的第一透镜和具有正光焦度并至少在一面形成有非球面的第二透镜而构成。
[0036]在第五透镜群的第二透镜形成非球面，能够良好地校正伴随大孔径比化而在全变倍域发生变得显著的像散和像面弯曲。由此，因为可以用很少片数的透镜进行良好的像差校正，所以能够实现变焦透镜的轻量化。
[0037]而且，在本发明的变焦透镜中，将第五透镜群的第二透镜的焦距为设f52，第五透镜群的焦距设为F5，第五透镜群的第一透镜的像侧面的曲率半径设为rp，第五透镜群的第一透镜的焦距设为f51时，优选满足以下的条件式。
[0038](1)0.7<|f52 / F5 | <2.5
[0039](2)0.2<|rp / f511<0.6
[0040]条件式(I)规定了本发明的变焦透镜中的第五透镜群的第二透镜的焦距f52与第五透镜群的焦距F5之比的恰当的范围。[0041]在条件式(I)中，若低于其下限，则第五透镜群的第二透镜的光焦度变得过强，像散和像面弯曲的校正困难。另一方面，在条件式(I)中，若超过其上限，则第五透镜群的第二透镜的光焦度变得过弱，第五透镜群整体的光焦度变得过强。其结果是，出射光瞳位置非常接近像面。若出射光瞳位置过于接近像面，则由于固体摄像元件的尺寸一定，所以输出图像的周边光量比(浓淡:'>工一尹〗恶化。
[0042]条件式(2)是规定第五透镜群的最靠物体侧所配置的第一透镜的像侧面的形状的算式。在本发明中，在该第一透镜的像侧面，为了良好地校正诸像差而形成有曲率大的凹面。因此，通过满足条件式(2)，可以使该第一透镜的像侧面所形成的凹面与入射光瞳成为同心形状，能够抑制诸像差的发生，维持高光学性能。
[0043]在条件式(2)中，若低于其下限，第五透镜群的第一透镜的像侧面的近轴曲率半径变得过小，该第一透镜的加工性恶化。若透镜的加工性恶化，则变焦透镜的制造成本提高，因此不为优选。另一方面，在条件式(2)，若超过其上限，则虽然第一透镜的加工性变得良好，但在该第一透镜的像侧面所形成的凹面和入射光瞳的同心性破坏，由此导致诸像差的校正变得困难，光学性能劣化。
[0044]此外，在本发明的变焦透镜中，将第五透镜群的第一透镜的对d线的折射率设为nd51，第五透镜群的第二透镜的对d线的折射率为nd52时，优选满足以下的条件式。
[0045](3)nd51_nd52〈0
[0046]条件式(3)规定第五透镜群内的负透镜(第一透镜)和正透镜(第二透镜)的对d线的折射率之差的适当的范围。通过满足条件式(3)，第五透镜群整体的珀兹伐和成为适当值，能够维持高光学性能。在条件式(3)中，若低于其下限，则第五透镜群整体的珀兹伐和变大，诸像差的校正变得困难。
[0047]另外，在本发明的变焦透镜中，优选第五透镜群由从物体侧顺次配置的、使凸面朝向物体侧的具有负光焦度的弯月形状的第一透镜和具有正光焦度的第二透镜这两片单透镜构成。如此由2片单透镜构成第五透镜群，使第五透镜的简略化和轻量化成为可能。另外，根据这一构成，能够减小光学系的后透镜直径，能够实现变焦透镜全系的小型、轻量化。
[0048]如以上说明，本发明的变焦透镜，通过具备上述构成，能够在全变倍域得到明亮的图像，并且能够遍及全变倍域而有效地校正诸像差，从而维持高光学性能，并能够具备可以与高像素的固体摄像元件对应的分辨率。
[0049]特别是在第五透镜群的第二透镜上形成非球面，并满足上述条件式(1)，能够使第五透镜群的第二透镜的焦距与第五透镜群的焦距之比最佳化，良好地校正伴随大孔径比化而在全变倍域发生变得显著的像散和像面弯曲。此外，通过满足上述条件式(2)，可以使第五透镜群的最靠物体侧所配置的第一透镜的像侧面的形状与入射光瞳为同心形状，从而能够抑制诸像差的发生，维持高光学性能。而且，通过满足上述条件式(3)，第五透镜群整体的珀兹伐和达到适当值，能够维持高光学性能。
[0050]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。
[0051]【实施例1】
[0052]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顺次配置有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、具有正光焦度的第三透镜群G13、具有正光焦度的第四透镜群G14、具有负光焦度的第五透镜群015而构成。
[0053]在第二透镜群G12和第三透镜群G13之间，配置有规定了既定的孔径的孔径光阑STPo另外，在第五透镜群G15和像面MG之间，配置有保护玻璃CG。还有，在像面MG配置有固体摄像元件的光接收面。
[0054]就第一透镜群G11而言，从物体侧顺次配置有负透镜L111、正透镜L112、正透镜L113而构成。负透镜L111和正透镜L112被接合。
[0055]就第二透镜群G12而言，从物体侧顺次配置有负透镜L121、负透镜L122、正透镜L123而构成。负透镜L122和正透镜L123被接合。
[0056]就第三透镜群G13而言，从物体侧顺次配置有正透镜L131和负透镜L132而构成。在正透镜L131的两面形成非球面。
[0057]就第四透镜群G14而言，从物体侧顺次配置有正透镜L141和负透镜L142而构成。在正透镜L141的物体侧面形成有非球面。另外，正透镜L141和负透镜L142被接合。
[0058]就第五透镜群G15而言，从物体侧顺次配置有负透镜L151 (第一透镜)和正透镜L152 (第二透镜)这2片单透镜而构成。负透镜L151由使凸面朝向物体侧的负的弯月透镜构成。另外，在正透镜L152的两面形成有非球面。
[0059]在该变焦透镜中，第一透镜群Gn、孔径光阑STP、第三透镜群G13和第五透镜群G15始终被固定。然而，通过使第二透镜群G12沿着光轴从物体侧向像面侧移动而进行从广角端向望远端的变倍。另外，通过使第四透镜群G14沿着光轴移动，从而进行伴随变倍而来的像面变动的校正和调焦。
[0060]以下，示出关于实施例1的变焦透镜的各种数值数据。
[0061]变焦透镜全系的焦距=15.0(广角端)~27.4(中间位置)~50.0 (望远端)[0062]F数(Fn0.) =1.41(广角端)?1.41 (中间位置)?1.41 (望远端)
[0063]半视场角(ω) = 17.31 (广角端)?9.28(中间位置)?5.00 (望远端)
[0064](透镜数据)
[0065]T1 = 52.701
[0066]Cl1 = 1.00 Iid1 = 1.84666 Vd1 = 23.78
[0067]T2 = 37.494
[0068]d2 = 5.45 nd2 = 1.49700 vd2 = 81.54
[0069]r3 = -209.348
[0070]d3 = 0.15
[0071]r4 = 46.627
[0072]d4 = 2.98 nd3 = 1.61800 vd3 = 63.39
[0073]r5 = 173.394
[0074]d5 = D (5)(可变)
[0075]r6 = -95.368
[0076]d6 = 0.70 nd4 = 1.90366 vd4 = 31.31
[0077]r7 = 21.124
[0078]d7 = 2.76
[0079]r8 = -25.242
[0080]d8 = 0.60 nd5 = 1.51633 vd5 = 64.14
[0081]r9 = 24.624
[0082]d9 = 1.90 nd6 = 1.95906 vd6 = 17.47
[0083]r10 = 163.058
[0084]d1(l = D(IO)(可变)
[0085]rn (孔径光阑)
[0086]dn = 0.80
[0087]r12 = 15.000 (非球面)
[0088]d12 = 3.80 nd7 = 1.59201 vd7 = 67.02
[0089]r13 = -162.259 (非球面)
[0090]d13 = 5.82
[0091]r14 = 57.534
[0092]d14 = 0.80 nd8 = 1.92286 vd8 = 18.90
[0093]r15 = 21.153
[0094]d15 = D(15)(可变)
[0095]r16 = 15.452 (非球面)
[0096]d16 = 4.30 nd9 = 1.76802 vd9 = 49.24
[0097]r17 = -21.694
[0098]d17 = 0.60 nd10 = 1.72825 vd10 = 28.32
[0099]r18 = -77.352
[0100]d18 = D (18)(可变)[0101]r19 = 11.752
[0102]d19 = 1.90 ndn = 1.74077 vdn = 27.76
[0103]r20 = 6.977
[0104]d20 = 1.77
[0105]r21 = 15.882 (非球面) [0106]d21 = 2.20 nd12 = 1.82115 vd12 = 24.06
[0107]r22 = 23.347 (非球面)
[0108]d22 = 1.00
[0109]r23 = oo
[0110]d23 = 2.50 nd13 = 1.51633 vd13 = 64.14
[0111]r24 =
[0112]d24 = 4.64
[0113]r25=°o(像面)
[0114]圆锥系数(k)和非球面系数(A、B、C、D)
[0115](第12 面)
[0116]k = -0.5866,
[0117]A = -3.61877X10_6, B = -7.61256 X 10_8,
[0118]C = 3.33045 X 10_1CI，D = -6.25838 X 10_12
[0119](第13 面)
[0120]k = 83.9072,
[0121]A=L 65979 X 10-5，B = -7.39338 X 1θΛ
[0122]C = -3.64627 X 10-η，D = _2.87932 X 10-12
[0123](第16 面)
[0124]k = -1.3890，
[0125]Α = -1.59736 X 10-5, B = L 27294X 10-7,
[0126]C = -4.84226 X 10_9，D = 4.27025 X 10_η
[0127](第21 面)
[0128]k = 2.8196，
[0129]Α = -1.79940 X 10-5，B = _2.89823 X 1θΛ
[0130]C = 7.03458 X 10_8，D = -5.72816 X 10_9
[0131](第22 面)
[0132]k = 2.8897,
[0133]A = -9.52100 X 10-6，B = L 32989 X 1θΛ
[0134]C = -2.79234 X 10-7，D = _8.90638 X 10-10
[0135](变倍数据)
[0136]
【权利要求】
1.一种变焦透镜，其特征在于， 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、具有正光焦度的第三透镜群、具有正光焦度的第四透镜群、具有负光焦度的第五透镜群， 所述第五透镜群具备:从物体侧顺次配置的，具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度且至少在一面形成有非球面的第二透镜， 将所述第一透镜群、所述第三透镜群和所述第五透镜群固定，通过使所述第二透镜群沿着光轴从物体侧向像面侧移动而进行从广角端向望远端的变倍，通过使所述第四透镜群沿着光轴移动，进行伴随变倍的像面变动的校正和调焦， 并满足以下所示的条件式，
(1)0.7 < f52 / F5 < 2.5
(2)0.2 < I rp / f511 < 0.6 其中，f52表示所述第五透镜群的第二透镜的焦距，F5表示所述第五透镜群的焦距，rp表示所述第五透镜群的第一透镜的像侧面的曲率半径，f51表示所述第5透镜群的第一透镜的焦距。
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)nd51-nd52< O` 其中，nd51表示所述第五透镜群的第一透镜的对d线的折射率，nd52表示所述第五透镜群的第二透镜的对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， 所述第五透镜群由从物体侧顺次配置的、使凸面朝向物体侧的具有负光焦度的弯月形状的第一透镜和具有正光焦度的第二透镜这2片单透镜构成。
【文档编号】G02B15/163GK103676113SQ201310381566
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2012年9月11日
【发明者】未来 申请人:株式会社腾龙