变焦透镜以及摄像装置的制作方法

文档序号:13145564阅读:147来源:国知局
技术领域本发明涉及在数码摄像机、摄影机、播放用摄像机、监视用摄像机等电子摄像机中使用的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。

背景技术:
在播放用摄像机、电影用摄像机中,由于不喜欢因对焦导致的视场角的变化,因此大多采用如下方式:将变焦透镜的第1透镜组分割为对焦时固定且具有负光焦度的第1-a透镜组、具有正光焦度的第1-b透镜组、以及具有正光焦度的第1-c透镜组,通过使第1-b透镜组移动来进行对焦。作为上述方式的变焦透镜,提出有专利文献1~3的变焦透镜。在先技术文献专利文献1:日本专利第5615143号公报专利文献2:日本特开2012-013817号公报专利文献3:日本特开2014-016508号公报然而,专利文献1~3的透镜都存在第1透镜组远大于图像尺寸这样的问题。另外,专利文献1的透镜的全长较长,为了缩短全长而需要提高第1透镜组的屈光力,与此相伴地,存在色差修正不足这样的问题。另外,专利文献2、3的透镜的色差修正都不充分。近年来,可搬型的播放用透镜的要求增多,谋求相对于较大的图像尺寸而为小型且良好地修正了色差的高性能的透镜。

技术实现要素:
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种小型且良好地修正了色差的高性能的变焦透镜以及具备该变焦透镜的摄像装置。解决方案本发明的变焦透镜的特征在于,从物侧起依次由变倍时固定且具有正光焦度的第1透镜组、变倍时以与邻接的组在光轴方向上的间隔发生变化的方式移动的至少三个移动透镜组、以及配置在最靠像侧且变倍时固定的具有正光焦度的最终透镜组构成,上述至少三个移动透镜组从物侧起依次包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的透镜组、具有负光焦度的透镜组,第1透镜组具有至少两片负透镜,最靠物侧的负透镜具有凸面朝向物侧的弯月形状,第二片之后的负透镜中的至少一片负透镜即第1-n透镜满足下述条件式(1)、(2):62<vdn...(1)0.64<θgFn+0.001625×vdn<0.7...(2)其中,vdn:第1-n透镜的相对于d线的阿贝数;θgFn:第1-n透镜的部分色散比。在此,“上述至少三个移动透镜组从物侧起依次包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的透镜组、具有负光焦度的透镜组”是指,不仅是在具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的透镜组、具有负光焦度的透镜组这三个移动透镜组整体的像侧具有其他的透镜组,在上述三个移动透镜组整体的物侧、或者上述三个移动透镜组之间也具有其他的透镜组。需要说明的是,优选满足下述条件式(1-1)、(1-2)、(2-1)中的任一者或者全部。70<vdn...(1-1)70<vdn<100...(1-2)0.65<θgFn+0.001625×vdn<0.69...(2-1)在本发明的变焦透镜中,优选第1透镜组具有从物侧起依次将第1-n透镜和具有正光焦度的第1-p透镜接合而成的接合透镜,并且满足下述条件式(3)、(4)。需要说明的是,更优选满足下述条件式(3-1)和/或(4-1)。vdp<40...(3)20<vdp<38...(3-1)0.62<θgFp+0.001625×vdp<0.67...(4)0.63<θgFp+0.001625×vdp<0.66...(4-1)其中,vdp:第1-p透镜的相对于d线的阿贝数;θgFp:第1-p透镜的部分色散比。另外,优选第1透镜组从物侧起依次由对焦时固定且具有负光焦度的第1-a透镜组、对焦时以与邻接的组在光轴方向上的间隔发生变化的方式移动且具有正光焦度的第1-b透镜组、以及具有正光焦度的第1-c透镜组构成,第1-n透镜包含于第1-a透镜组。在该情况下,优选满足下述条件式(5)。需要说明的是,更优选满足下述条件式(5-1)。1<f1n/f1a<2...(5)1.1<f1n/f1a<1.8...(5-1)其中,f1n:第1-n透镜的相对于d线的焦距;f1a:第1-a透镜组的相对于d线的焦距。另外,优选第1-a透镜组从物侧起依次由两个负透镜、以及从物侧起依次将第1-n透镜和具有正光焦度的第1-p透镜接合而成的接合透镜构成。另外,第1-c透镜组可以在对焦时固定,也可以在对焦时以与第1-b透镜组不同的轨迹进行移动。在本发明的变焦透镜中,优选满足下述条件式(6)。需要说明的是,更优选满足下述条件式(6-1)。1.2<ft/f1<2...(6)1.3<ft/f1<1.8...(6-1)其中,ft:望远端处的整个系统的焦距;f1:第1透镜组的焦距。另外,优选满足下述条件式(7)。需要说明的是,更优选满足下述条件式(7-1)。fw/fp<0.15...(7)0.02<fw/fp<0.1...(7-1)其中,fw:广角端处的整个系统的焦距;fp:最靠物侧的具有正光焦度的移动透镜组的焦距。另外,变焦透镜具有的移动透镜组可以从物侧起依次由具有正光焦度的第2透镜组、具有负光焦度的第3透镜组、以及具有负光焦度的第4透镜组构成,也可以从物侧起依次由具有正光焦度的第2透镜组、具有负光焦度的第3透镜组、具有负光焦度的第4透镜组、以及具有正光焦度的第5透镜组构成。本发明的摄像装置具备上述记载的本发明的变焦透镜。需要说明的是,上述“由~构成”是指,除了作为构成要素而举出的构件以外,还可以包括不具有屈光力的透镜、光阑、掩膜、玻璃罩、滤光片等透镜以外的光学要素、透镜凸缘、透镜镜筒、摄像元件,手抖修正机构等机构部分等。另外,上述的透镜的面形状、光焦度的符号在包含有非球面的情况下是在近轴区域考虑的。发明效果本发明的变焦透镜从物侧起依次由变倍时固定且具有正光焦度的第1透镜组、变倍时以与邻接的组在光轴方向上的间隔发生变化的方式移动的至少三个移动透镜组、以及配置在最靠像侧且变倍时固定的具有正光焦度的最终透镜组构成,上述至少三个移动透镜组从物侧起依次包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的透镜组、以及具有负光焦度的透镜组,第1透镜组具有至少两片负透镜,最靠物侧的负透镜具有凸面朝向物侧的弯月形状,第二片之后的负透镜中的至少一片负透镜即第1-n透镜满足下述条件式(1)、(2),因此能够实现小型且良好地修正了色差的高性能的变焦透镜。62<vdn...(1)0.64<θgFn+0.001625×vdn<0.7...(2)另外,本发明的摄像装置具备本发明的变焦透镜,因此能够使装置小型化,并且能够获得高画质的图像。附图说明图1是示出本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜(与实施例1共用)的透镜结构的剖视图。图2是示出本发明的实施例2的变焦透镜的透镜结构的剖视图。图3是示出本发明的实施例3的变焦透镜的透镜结构的剖视图。图4是示出本发明的实施例4的变焦透镜的透镜结构的剖视图。图5是本发明的实施例1的变焦透镜的各像差图。图6是本发明的实施例2的变焦透镜的各像差图。图7是本发明的实施例3的变焦透镜的各像差图。图8是本发明的实施例4的变焦透镜的各像差图。图9是本发明的实施方式所涉及的摄像装置的概要结构图。附图标记说明:1变焦透镜6滤光片7摄像元件8信号处理电路9显示装置10摄像装置G1第1透镜组G2第2透镜组G3第3透镜组G4第4透镜组G5第5透镜组G6第6透镜组PP1、PP2光学构件L1a~L6j透镜Sim像面St光阑wa轴上光束wb最大视场角的光束Z光轴具体实施方式以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是示出本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的透镜结构的剖视图。图1所示的结构例与后述的实施例1的变焦透镜的结构共用。在图1中,左侧为物侧,右侧为像侧,所图示的孔径光阑St不一定表示大小、形状,而表示光轴Z上的位置。另外,图1中一并示出变倍时的各透镜组的移动轨迹、轴上光束wa以及最大视场角的光束wb。本实施方式的变焦透镜从物侧起依次由变倍时固定且具有正光焦度的第1透镜组G1、变倍时以与邻接的组在光轴方向上的间隔发生变化的方式移动的至少三个移动透镜组、以及配置在最靠像侧且变倍时固定的具有正光焦度的最终透镜组构成。图1示出由变倍时固定且具有正光焦度的第1透镜组G1、变倍时以与邻接的组在光轴方向上的间隔发生变化的方式移动的第2透镜组G2~第4透镜组G4(移动透镜组)、以及配置在最靠像侧且变倍时固定的具有正光焦度的第5透镜组G5(最终透镜组)构成的例子。需要说明的是,第1透镜组G1由透镜L1a~L1j这10片透镜构成,第2透镜组G2由透镜L2a构成,第3透镜组G3由透镜L3a~L3e这5片透镜构成,第4透镜组G4由透镜L4a、L4b这两片透镜构成,第5透镜组G5由透镜L5a~L51这12片透镜构成。当将该变焦透镜应用于摄像装置时,根据装配透镜的摄像机侧的结构,优选在光学系统与像面Sim之间配置玻璃罩、棱镜、红外线截止滤光片或低通滤光片等各种滤光片,因此在图1中,示出将假定了上述构件的平行平面板状的光学构件PP1、PP2配置在透镜系统与像面Sim之间的例子。这样,通过使最靠物侧的透镜组具有正光焦度,能够缩短透镜系统全长,有利于小型化。另外,通过使最靠像侧的透镜组具有正光焦度,能够抑制轴外光线的主光线向像面Sim射入的入射角变大,因此能够抑制阴影。此外,由于在变倍时最靠物侧的透镜组与最靠像侧的透镜组被固定,透镜系统全长不发生变化,因此能够实现变倍时的重心变化小且具有良好的操作性的变焦透镜。上述至少三个移动透镜组构成为,从物侧起依次包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的透镜组、以及具有负光焦度的透镜组。一般来说,比起一个具有负光焦度的移动透镜组,两个具有负光焦度的移动透镜组更能够减小移动透镜组的移动量,因此通过采用这种结构,其结果是能够抑制透镜系统全长。另外,通过包括具有正光焦度的移动透镜组,能够降低像高,因此能够抑制望远侧的第1透镜组G1的有效直径。根据以上结构,能够实现变焦透镜整体的小型化以及轻型化。第1透镜组G1具有至少两片负透镜,最靠物侧的负透镜具有凸面朝向物侧的弯月形状,第二片之后的负透镜中的至少一片负透镜即第1-n透镜满足下述条件式(1)、(2)。需要说明的是,在本实施方式中,第1-n透镜与透镜L1c对应。这样,通过在第1透镜组G1配置至少两片负透镜,能够获得广角化所需的负光焦度。另外,通过使第1透镜组G1的最靠物侧的负透镜具有凸面朝向物侧的弯月形状,能够抑制像散以及歪曲像差的产生。另外,通过在第1透镜组G1配置满足下述条件式(1)、(2)的第1-n透镜,能够良好地进行第1透镜组G1的色差修正,尤其是能够良好地进行广角侧的倍率色差、望远侧的轴上色差的修正。通过满足条件式(1),能够良好地修正对焦时的广角侧的倍率色差、望远侧的轴上色差。另外,通过同时满足条件式(1)和条件式(2),能够良好地修正2次光谱。62<vdn...(1)0.64<θgFn+0.001625×vdn<0.7...(2)其中,vdn:第1-n透镜的相对于d线的阿贝数;θgFn:第1-n透镜的部分色散比。需要说明的是,若满足下述条件式(1-1)、(1-2)、(2-1)中的任一者或者全部,则能够获得更好的特性。需要说明的是,通过避免成为条件式(1-2)的上限以上,第1-n透镜的材料不会变得过于低色散,能够选择可良好地修正广角端的歪曲像差所需的折射率足够大的材料。70<vdn...(1-1)70<vdn<100...(1-2)0.65<θgFn+0.001625×vdn<0.69...(2-1)在本实施方式的变焦透镜中,优选第1透镜组G1具有从物侧依次将第1-n透镜和具有正光焦度的第1-p透镜接合而成的接合透镜,并且满足下述条件式(3)、(4)。需要说明的是,在本实施方式中,第1-n透镜与透镜L1c对应,第1-p透镜与透镜L1d对应。通过在第1透镜组G1配置上述那样的接合透镜,能够良好地进行第1透镜组G1的色差修正,能够抑制对焦时的轴上色差以及倍率色差的变化。另外,通过满足条件式(3),能够良好地修正对焦时的广角侧的倍率色差、望远侧的轴上色差。另外,通过同时满足条件式(3)和条件式(4),能够良好地修正2次光谱。需要说明的是,若满足下述条件式(3-1)和/或(4-1),则能够获得更好的特性。vdp<40...(3)20<vdp<38...(3-1)0.62<θgFp+0.001625×vdp<0.67...(4)0.63<θgFp+0.001625×vdp<0.66...(4-1)其中,vdp:第1-p透镜的相对于d线的阿贝数;θgFp:第1-p透镜的部分色散比。另外,优选第1透镜组G1从物侧起依次由对焦时固定且具有负光焦度的第1-a透镜组G1a、对焦时以与邻接的组在光轴方向上的间隔发生变化的方式移动且具有正光焦度的第1-b透镜组G1b、以及具有正光焦度的第1-c透镜组G1c构成,第1-n透镜包含于第1-a透镜组G1a。需要说明的是,在本实施方式中,第1-a透镜组G1a由透镜L1a~透镜L1d这4片透镜构成,第1-b透镜组G1b由透镜L1e构成,第1-c透镜组G1c由透镜L1f~透镜L1j这5片透镜构成。通过采用这种结构,能够抑制对焦时的视场角的变化,并且能够良好地进行对焦时的色差修正。在该情况下,优选满足下述条件式(5)。通过满足条件式(5),能够良好地修正色差、尤其是望远侧的轴上色差的2次光谱。需要说明的是,若满足下述条件式(5-1),则能够获得更好的特性。1<f1n/f1a<2...(5)1.1<f1n/f1a<1.8...(5-1)其中,f1n:第1-n透镜的相对于d线的焦距;f1a:第1-a透镜组的相对于d线的焦距。另外,优选第1-a透镜组G1a从物侧起依次由两个负透镜、以及从物侧起依次将第1-n透镜和具有正光焦度的第1-p透镜接合而成的接合透镜构成。通过采用这种结构,能够抑制广角侧的像面弯曲、歪曲像差,能够良好地修正望远侧的球面像差。另外,第1-c透镜组G1c可以在对焦时固定,通过采用这种结构,对焦时的移动组仅成为第1-b透镜组G1b,因此能够使对焦时的移动组轻型化。另外,第1-c透镜组G1c也可以在对焦时以与第1-b透镜组G1b不同的轨迹进行移动,通过采用这种结构,容易抑制对焦中的像差变动。尤其是容易抑制广角侧的像面弯曲以及歪曲像差、望远侧的球面像差。在本实施方式的变焦透镜中,优选满足下述条件式(6)。通过避免成为条件式(6)的下限以下,能够抑制第1透镜组G1的屈光力变得过弱,因此能够防止全长变长并有助于小型化。通过避免成为条件式(6)的上限以上,能够抑制第1透镜组G1的屈光力变得过强,因此能够良好地修正色差。需要说明的是,若满足下述条件式(6-1),则能够获得更好的特性。1.2<ft/f1<2...(6)1.3<ft/f1<1.8...(6-1)其中,ft:望远端处的整个系统的焦距;f1:第1透镜组的焦距。另外,优选满足下述条件式(7)。通过满足条件式(7),能够抑制望远侧的第1透镜组G1的有效直径,因此能够实现小型化以及轻型化。通过避免成为条件式(7)的下限以下,能够抑制最靠物侧的具有正光焦度的移动透镜组的屈光力变得过弱,因此能够防止第1透镜组G1大型化。通过避免成为条件式(7)的上限以上,能够抑制最靠物侧的具有正光焦度的移动透镜组的屈光力变得过强,因此能够防止变倍时的球面像差变动变大。需要说明的是,若满足下述条件式(7-1),则能够获得更好的特性。fw/fp<0.15...(7)0.02<fw/fp<0.1...(7-1)其中,fw:广角端处的整个系统的焦距;fp:最靠物侧的具有正光焦度的移动透镜组的焦距。另外,变焦透镜具有的移动透镜组也可以从物侧起依次由具有正光焦度的第2透镜组G2、具有负光焦度的第3透镜组G3、以及具有负光焦度的第4透镜组G4构成。通过采用这种结构,容易进行变倍中的像差修正。尤其是容易抑制球面像差、像面弯曲、歪曲像差的变动。需要说明的是,本实施方式的变焦透镜示出该方式。另外,变焦透镜具有的移动透镜组也可以从物侧起依次由具有正光焦度的第2透镜组、具有负光焦度的第3透镜组、具有负光焦度的第4透镜组、以及具有正光焦度的第5透镜组构成。上述的移动透镜组与由三个透镜组构成的移动透镜组相比,能够更适当地进行像差修正。另外,在图1所示的例子中,示出了在透镜系统与像面Sim之间配置光学构件PP1、PP2的例子,但代替将低通滤光片、阻断特定波段那样的各种滤光片等配置在透镜系统与像面Sim之间,也可以在各透镜之间配置上述各种滤光片,或者也可以对任意透镜的透镜面实施具有与各种滤光片相同的作用的涂层。接着,对本发明的变焦透镜的数值实施例进行说明。首先,对实施例1的变焦透镜进行说明。图1示出表示实施例1的变焦透镜的透镜结构的剖视图。需要说明的是,在图1以及与后述的实施例2~4对应的图2~4中,左侧为物侧,右侧为像侧,图示的孔径光阑St不一定表示大小、形状,而表示光轴Z上的位置。另外,图1中一并示出变倍时的各透镜组的移动轨迹、轴上光束wa以及最大视场角的光束wb。实施例1的变焦透镜从物侧起依次由变倍时固定且具有正光焦度的第1透镜组G1、变倍时以与邻接的组在光轴方向上的间隔发生变化的方式移动的第2透镜组G2~第4透镜组G4(移动透镜组)、以及配置在最靠像侧且变倍时固定的具有正光焦度的第5透镜组G5(最终透镜组)构成。表1示出实施例1的变焦透镜的基本透镜数据,表2示出与各种因素相关的数据,表3示出与变化的面间隔相关的数据,表4示出与非球面系数相关的数据。以下,关于表中的符号的含义,以实施例1的内容为例进行说明,但关于实施例2~4也基本相同。在表1的透镜数据中,面编号一栏中示出将最靠物侧的构成要素的面设为第一个而随着朝向像侧依次增加的面编号,曲率半径一栏中示出各面的曲率半径,面间隔一栏中示出各面与其下一个面之间的在光轴Z上的间隔。另外,nd一栏中示出各光学要素的相对于d线(波长587.6nm)的折射率,vd一栏中示出各光学要素的相对于d线(波长587.6nm)的阿贝数,θgF一栏中示出各光学要素的部分色散比。需要说明的是,部分色散比θgF由下述式表示。θgF=(Ng-NF)/(NF-NC)其中,Ng:相对于g线的折射率;NF:相对于F线的折射率;NC:相对于C线的折射率。在此,对于曲率半径的符号,以面形状向物侧凸出的情况为正,以面形状向像侧凸出的情况为负。基本透镜数据中还一并示出孔径光阑St、光学构件PP1、PP2。相当于光阑St的面的面编号一栏中与面编号一起记载有(光阑)这样的语句。另外,在表1的透镜数据中,在变倍时间隔变化的面间隔一栏中分别记载为DD[面编号]。与该DD[面编号]对应的数值示于表3中。表2的与各种因素相关的数据中示出变焦倍率、焦距f′、F值FNo.、以及全视场角2ω的值。在基本透镜数据、与各种因素相关的数据、以及与变化的面间隔相关的数据中,角度的单位使用度,长度的单位使用mm,但由于光学系统即便比例放大或者比例缩小也能够使用,因而也可以使用其他适当的单位。在表1的透镜数据中,对非球面的面编号标注*记号,作为非球面的曲率半径而示出近轴的曲率半径的数值。在表4的与非球面系数相关的数据中,示出非球面的面编号和与这些非球面相关的非球面系数。非球面系数是由下述式表示的非球面式中的各系数KA、Am(m=3...20)的值。Zd=C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2
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