專利名稱：變焦距鏡頭及攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦距鏡頭，特別涉及適用于使用固體攝像元件等的攝影裝置的變焦距鏡頭。
背景技術(shù)：
隨著使用固體攝像元件的攝像機(jī)，電子靜止相機(jī)等的高功能化，這些相機(jī)使用的光學(xué)系統(tǒng)也要求高性能與小型化兩者能同時兼顧。
在這種相機(jī)中，由于必須在鏡頭最后部分和攝像元件之間設(shè)置低通濾光器和彩色校正濾光片等各種光學(xué)部件，需要后焦點比較長的鏡頭。此外，在使用彩色攝像元件的相機(jī)的場合，為避免色斑，期望像側(cè)的遠(yuǎn)心特性良好。
此前已經(jīng)提出種種方案作為緊湊變焦距結(jié)構(gòu)的具有負(fù)-正兩個透鏡單元的所謂短變焦距型的變焦距鏡頭。在這些短變焦距型的光學(xué)系統(tǒng)中，通過移動正的第2透鏡單元進(jìn)行變倍，通過移動負(fù)的第1透鏡單元對伴隨變倍的像點位置進(jìn)行校正。
此外，為高性能化和小型化，正如在日本專利特公平7-3507號(對應(yīng)USP 4810072)，特公平6-40170號公報(對應(yīng)USP 4647160)等中記載的，可以舉出在像側(cè)配置負(fù)或正的第3透鏡單元進(jìn)行像差校正的示例。然而，由于這些透鏡系統(tǒng)主要是為35mm膠片照相用設(shè)計的，難說是兼顧了使用固體攝像元件的光學(xué)系統(tǒng)所要求的后焦點的長度和良好的遠(yuǎn)心特性。
作為滿足后焦點和遠(yuǎn)心特性的變焦距鏡頭系統(tǒng)，可以舉出在日本專利特開昭63-135913號公報(對應(yīng)USP 4838666)，特開平7-261083號公報(對應(yīng)USP 4647160)等中記載的，負(fù)-正-正三透鏡單元結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)。另外，在日本專利特開平3-288113號(對應(yīng)USP 5270863)中公開了負(fù)-正-正三透鏡單元結(jié)構(gòu)中負(fù)的第1透鏡單元固定，移動正的第2透鏡單元、第3透鏡單元進(jìn)行變倍的光學(xué)系統(tǒng)。但是，在這些已有的示例中，存在各透鏡單元的構(gòu)成片數(shù)比較多，透鏡全長長，制造成本高等缺點。另外，在特開平7-261083號公報中記載的示例中，在負(fù)的第1透鏡單元的最靠近物側(cè)配置凸透鏡，特別是存在在廣角化的場合的透鏡外徑不可避免增大的缺點。此外，在此示例中，由于是移動負(fù)的第1透鏡單元對近距離物體進(jìn)行調(diào)焦，存在在變焦距時移動機(jī)機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜化的缺點。
另外，在USP 4999007號中公開了負(fù)-正-正三透鏡單元結(jié)構(gòu)，第1透鏡單元，第2透鏡單元分別由一片單透鏡構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。但是，存在的缺點是廣角端的透鏡全長比較大，并且由于廣角端的第1透鏡單元和光圈距離大，軸外光線的入射量大，由于構(gòu)成第1透鏡單元的透鏡的直徑增大，透鏡系統(tǒng)整體變大。
另外，由于第1透鏡單元，第2透鏡單元的構(gòu)成片數(shù)是1片，透鏡單元內(nèi)的像差校正不充分。特別是變倍時的倍率色差變動，在軸外光線的距離光軸的高度變動大的第1透鏡單元內(nèi)容易發(fā)生，因為第1透鏡單元是一片凹透鏡，在透鏡單元內(nèi)不能進(jìn)行校正，存在整個系統(tǒng)中倍率色差變動大的問題。
此外，存在作為在變焦距廣角端的畫角比較大的場合的特有的問題的畸變像差校正不足的問題。
另外，在USP 4824223號中公開了負(fù)-正-正三透鏡單元結(jié)構(gòu)的投影器用的光學(xué)系統(tǒng)。在此鏡頭中，由于第1透鏡單元是一片負(fù)透鏡，在透鏡單元內(nèi)不能進(jìn)行像差校正，變倍比為1.7的程度。
于是，本申請人在特開2000-111798號(對應(yīng)USP 6308011)中公開了負(fù)-正-正三透鏡單元結(jié)構(gòu)的攝影鏡頭。在此攝影鏡頭中，在兼顧確保為插入濾光片等所需要的透鏡后焦點和作為固體攝像元件所必需的遠(yuǎn)心特性的基礎(chǔ)上，在使變倍比達(dá)到2以上的同時極力縮短全長而做成緊湊的變焦距鏡頭。
特開2000-111798號的變焦距鏡頭，從廣角端到望遠(yuǎn)端的變倍中，孔徑光闌和具有主要變倍作用的第2透鏡單元一體地向物側(cè)移動。由此，光闌和像面的距離在從廣角端到望遠(yuǎn)端有很大差別故出射瞳容易發(fā)光受動。特別是因為變倍比一增大2個透鏡單元的移動距離便增大，故，存在生出射光瞳變動增大的問題。
在特開平6-94996號公報中，在負(fù)-正-正三透鏡單元結(jié)構(gòu)中，在第1透鏡單元和第2透鏡單元之間，配置變倍中固定的孔徑光闌，使得出射光瞳變動比較小。然而，卻存在由于孔徑光闌在變倍中固定，必須配置成為使得在廣角端孔徑光闌和透鏡單元的間隔比2個透鏡單元的移動量大，在廣角端的光學(xué)系統(tǒng)全長長的問題。另外，還存在由于在廣角端第2透鏡單元距離孔徑光闌較遠(yuǎn)，使2個透鏡單元的透鏡直徑增大的問題。
在特開平9-211326號公報中也存在同樣的問題。
另外，在特開昭62-200316號公報中，在由負(fù)-正-正三透鏡單元構(gòu)成的第2透鏡單元和第3透鏡單元之間，配置有從廣角端變到望遠(yuǎn)端時向物側(cè)移動的孔徑光闌。這是用來在變倍全域中有效地消除閃爍光的閃爍光消除光闌。限制軸上光束的是在第2透鏡單元中的孔徑光闌，由于會發(fā)生變倍中的出射光瞳變動，不適合使用固體攝像元件的相機(jī)。
在特開平2-118509號公報，USP 4810072號中也存在同樣的問題。
在特開平11-305125號公報(對應(yīng)USP 6154322)中公開了一種結(jié)構(gòu)為負(fù)-正二透鏡單元，孔徑光闌配置于第1透鏡單元和第2透鏡單元之間，變倍中獨立于第2透鏡單元移動的變焦距鏡頭。然而，由于不具有正的第3透鏡單元，存在出射光瞳本身離開像面不夠遠(yuǎn)的問題。另外，由于是2透鏡單元的結(jié)構(gòu)，存在由于從廣角端變到望遠(yuǎn)端時第1透鏡單元和第2透鏡單元一起向物側(cè)移動而特別使光學(xué)系統(tǒng)的全長增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在上述現(xiàn)有各例的基礎(chǔ)之上，提供一種在變焦距全域內(nèi)可使出射光瞳與像面充分遠(yuǎn)離的變焦距鏡頭。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的變焦距鏡頭，的構(gòu)成，在從物側(cè)到像側(cè)的順序中，包括負(fù)的光學(xué)放大率的第1透鏡單元，孔徑光闌，正的光學(xué)放大率的第2透鏡單元，以及正的光學(xué)放大率的第3透鏡單元。另外，第1透鏡單元具有一個凹面向著像側(cè)的負(fù)彎月透鏡和一個凸面向著物側(cè)的正彎月透鏡。第2透鏡單元具有至少一個正透鏡和一個負(fù)透鏡。
于是，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，第1透鏡單元和孔徑光闌之間的間隔變狹，孔徑光闌和第2透鏡單元之間的間隔變狹，而第2透鏡單元和第3透鏡單元之間的間隔變寬。并且滿足以下的條件。
0＜(Dw-Dt)/fw＜1其中Dw是在廣角端的上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元之間的間隔，Dt是在望遠(yuǎn)端的上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元之間的間隔，fw是在廣角端的焦點距離。
本發(fā)明的具體實施方式
見下述的實施方式示例。


圖1為本實施方式的變焦距鏡頭(數(shù)值實施方式1)的鏡頭的剖面圖。
圖2為圖1的變焦距鏡頭的廣角端處的像差圖。
圖3為圖1的變焦距鏡頭的中間焦點距離處的像差圖。
圖4為圖1的變焦距鏡頭的望遠(yuǎn)端處的像差圖。
圖5為本實施方式的變焦距鏡頭(數(shù)值實施方式2)的鏡頭的剖面圖。
圖6為圖2的變焦距鏡頭的廣角端處的像差圖。
圖7為圖2的變焦距鏡頭的中間焦點距離處的像差圖。
圖8為圖2的變焦距鏡頭的望遠(yuǎn)端處的像差圖。
圖9為本實施方式的變焦距鏡頭(數(shù)值實施方式3)的鏡頭的剖面圖。
圖10為圖9的變焦距鏡頭的廣角端處的像差圖。
圖11為圖9的變焦距鏡頭的中間焦點距離處的像差圖。
圖12為圖9的變焦距鏡頭的望遠(yuǎn)端處的像差圖。
圖13為本實施方式的變焦距鏡頭(數(shù)值實施方式4)的鏡頭的剖面圖。
圖14為圖13的變焦距鏡頭的廣角端處的像差圖。
圖15為圖13的變焦距鏡頭的中間焦點距離處的像差圖。
圖16為圖13的變焦距鏡頭的望遠(yuǎn)端處的像差圖。
圖17為本實施方式的變焦距鏡頭(數(shù)值實施方式4)的鏡頭的剖面圖。
圖18為圖17的變焦距鏡頭的廣角端處的像差圖。
圖19為圖17的變焦距鏡頭的中間焦點距離處的像差圖。
圖20為圖17的變焦距鏡頭的望遠(yuǎn)端處的像差圖。
圖21為數(shù)字靜止相機(jī)的概略圖。
實施方式下面利用附圖對本發(fā)明的實施方式予以說明。
圖1，5，9，13，17分別是與后述的數(shù)值實施方式1～5相對應(yīng)的變焦距鏡頭透鏡的剖面圖。本實施方式的變焦距鏡頭，從物側(cè)順序算起，包括具有負(fù)光學(xué)放大率(焦點距離的倒數(shù)下同)的第1透鏡單元I，具有正光學(xué)放大率的第2透鏡單元II和具有正光學(xué)放大率的第3透鏡單元III。在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，第1透鏡單元I向著物側(cè)進(jìn)行凸的往復(fù)運動或其一部分的運動，第2透鏡單元II向物側(cè)移動，第3透鏡單元III移動或固定。另外，其構(gòu)成為在第1透鏡單元I和第2透鏡單元II之間有孔徑光闌S，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，孔徑光闌S向物側(cè)移動。各間隔在從廣角端變到望遠(yuǎn)端時第1透鏡單元I和孔徑光闌S之間的間隔變狹，孔徑光闌S和第2透鏡單元II之間變狹，而第2透鏡單元II和第3透鏡單元III之間變寬。
本實施方式的變焦距鏡頭，基本上是由負(fù)的第1透鏡單元I和正的第2透鏡單元II形成的所謂的廣角短變焦距系統(tǒng)構(gòu)成的，通過正的第2透鏡單元II的移動進(jìn)行變倍，通過負(fù)的第1透鏡單元I的往復(fù)運動校正伴隨變倍的像點的移動。
G是在設(shè)計上與低通濾光器及色校正濾光器相當(dāng)?shù)牟Ｆ?，IP是CCD及MOS等固體攝像元件所在的像面。
第3透鏡單元III具有正的折射率。由此，特別是使用固體攝像元件的攝影裝置所必需的像側(cè)的遠(yuǎn)心成像就是使第3透鏡單元III具有平展場透鏡的作用而達(dá)到的。
另外，透鏡單元第3透鏡單元III在變焦距中移動的場合，由于可以控制入射到第3透鏡單元III的軸外光線距離光軸的高度，可以提高軸外各像差的校正能力，可實現(xiàn)在變倍全域內(nèi)具有良好的性能。
另外，第3透鏡單元III在從廣角端向望遠(yuǎn)端移動的場合，第3透鏡單元III的水平放大率β3在望遠(yuǎn)側(cè)增大。于是，第3透鏡單元III能夠分擔(dān)多大部分的變倍，第2透鏡單元II的移動量就可以相應(yīng)地縮短，有助于透鏡系統(tǒng)整體的小型化。
另外，在第3透鏡單元III，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端時向物側(cè)移動的場合，調(diào)焦敏感度在望遠(yuǎn)側(cè)變大。由于對特定的被攝體距離調(diào)焦重復(fù)量在望遠(yuǎn)側(cè)較廣角側(cè)增大，在以相同的速度驅(qū)動調(diào)焦透鏡的場合，望遠(yuǎn)側(cè)的合焦時間長，如這樣構(gòu)成，可以后的望遠(yuǎn)側(cè)的調(diào)焦更迅速的效果。
在本實施方式中，孔徑光闌S置于第2透鏡單元II的物側(cè)，通過縮短廣角端的出射光瞳和第1透鏡單元I的距離，在抑制構(gòu)成第1透鏡單元I的透鏡的外徑的增大的同時，可收縮配置于正的第2透鏡單元II的物側(cè)的光闌S，可消除第1透鏡單元I和第3透鏡單元III的軸外各像差，從而可在不增加片數(shù)的情況下獲得良好的光學(xué)性能。
還有，本實施方式的變焦距鏡頭在變焦距時，通過使孔徑光闌S獨立于第2透鏡單元II移動特別是可使在廣角端易于靠近像面IP的出射光瞳遠(yuǎn)離。
過去，孔徑光闌是配置于第2透鏡單元II的緊前方，但在本實施方式中，通過在廣角端，將孔徑光闌S與過去相比較配置于第2透鏡單元II外的物體側(cè)，使與像面IP的距離變長而使出射光瞳離開像面IP。另外，因為第1透鏡單元I和孔徑光闌S之間的間隔與過去相比縮短，第1透鏡單元I的透鏡外徑可以小，可能提供小型變焦距鏡頭。
在望遠(yuǎn)端，孔徑光闌S與過去一樣是配置于第2透鏡單元II的緊前方。如保持孔徑光闌S和第2透鏡單元II在廣角端的間隔原樣不變地移動，由于在望遠(yuǎn)端的透鏡全長變長，第1透鏡單元I和孔徑光闌S，孔徑光闌S和第2透鏡單元II鄰接配置有利于小型化。
此外，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦距時，孔徑光闌S最好是向物體側(cè)移動。在變焦距中將孔徑光闌S固定的場合，在廣角端必須將孔徑光闌S和第2透鏡單元II配置成為間隔較與第2透鏡單元II的移動量大，廣角端的透鏡全長增大，導(dǎo)致第2透鏡單元II的透鏡外徑增大而不利于緊湊化。如在從廣角端變到望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦距時使孔徑光闌S向像側(cè)移動，由于更不利于緊湊化而不可取。
在本實施方式中，通過在從廣角端變到望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦距時使孔徑光闌S向物體側(cè)移動，可以使第2透鏡單元II的透鏡外徑不會過度增大，可以兼顧在廣角端使出射光瞳遠(yuǎn)離像面IP的作用和在望遠(yuǎn)端的透鏡全長緊湊化。
此外，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦距時，孔徑光闌S的移動軌跡最好是向著物體側(cè)鼓出的軌跡。如使孔徑光闌S和第2透鏡單元II一起以直線軌跡從廣角端向望遠(yuǎn)端移動，則在中間位置出射光瞳最有接近像面IP的傾向。其原因在于在廣角端使出射光瞳遠(yuǎn)離像面IP的效果在中間位置處不大。為了補(bǔ)償這一點，在中間位置，與直線形狀的軌跡相比，鼓出的軌跡更好。
負(fù)的第1透鏡單元I具有使軸外主光線在光闌中心瞳孔成像的作用，特別是在廣角側(cè)由于軸外主光線的折射量大容易發(fā)生軸外各像差，特別是像散像差和畸變像差。
于是，與通常的廣角透鏡一樣，采用可以抑制在最近物體側(cè)的透鏡直徑增大的凹凸結(jié)構(gòu)。構(gòu)成第1透鏡單元I的個透鏡，為了抑制由于軸外主光線折射而產(chǎn)生的軸外像差，采用以光闌中心為中心的接近同心球面的形狀。就是說，負(fù)透鏡11，負(fù)透鏡12是凹面向著像側(cè)的彎月透鏡形狀，正透鏡13是凸面向著物體側(cè)的彎月透鏡的形狀。
第2透鏡單元II中的最近物體側(cè)的正透鏡21具有凸面向著物體側(cè)的形狀以使第1透鏡單元I射出的軸外主光線經(jīng)過大的折射而不會發(fā)生軸外各像差。另外，為了抑制第1透鏡單元I以發(fā)散狀態(tài)射出的軸上光束的球面像差的發(fā)生量，正透鏡21最好是向著物體側(cè)為凸面形狀。
另外，各單元構(gòu)成片數(shù)都不少，為更進(jìn)一步提高光學(xué)性能，在本實施方式中，有效地導(dǎo)入非球面。
具體說，將構(gòu)成第1透鏡單元I的負(fù)透鏡11的像側(cè)面做成為周邊發(fā)散作用弱的形狀的非球面，特別可以減少伴隨校正在廣角側(cè)的像面彎曲，像散像差及畸變像差的變倍的像差變動。
另外，將構(gòu)成第2透鏡單元II的正透鏡21的物體側(cè)面做成為周邊收斂作用弱的形狀的非球面，可以起到校正在大口徑化時顯著的球面像差的作用。
另外，將構(gòu)成第3透鏡單元III的正透鏡31的物體面做成為周邊收斂作用弱的形狀的非球面，可以起到校正在變倍全域的像面彎曲，像散像差及畸變像差的的效果。
此外，本實施方式的變焦距鏡頭滿足以下的條件式0＜(Dw-Dt)/fw＜1 (1)MS2/MP2＜MS1/MP1 (2)0.4＜MS/fw＜1.8(3)其中，在廣角端的焦點距離為fw，在廣角端的該孔徑光闌S和該第2透鏡單元II的間隔為Dw，在望遠(yuǎn)端的該孔徑光闌S和該第2透鏡單元II的間隔為Dt，從孔徑光闌S的廣角端到廣角端及望遠(yuǎn)端以外的任意變焦位置的移動量為MS1，從上述任意變焦位置到望遠(yuǎn)端的移動量為MS2，從上述正的折射率的第2透鏡單元II的廣角端到上述任意變焦位置的移動量為MP1，從上述任意變焦位置到望遠(yuǎn)端的的移動量為MP2，而從孔徑光闌S的廣角端到望遠(yuǎn)端的移動量為MS。
條件式(1)是規(guī)定關(guān)于孔徑光闌S和第2透鏡單元II的間隔的廣角端和望遠(yuǎn)端的差的條件式。特別是考慮透鏡全長，在望遠(yuǎn)端的孔徑光闌S和第2透鏡單元II的間隔小配置的場合，條件式(1)是規(guī)定在廣角端的孔徑光闌S和第2透鏡單元II之間的間隔的條件式。如超過條件式(1)的上限，在廣角端的孔徑光闌S和第2透鏡單元II的間隔變大，則使出射光瞳離開像面IP的作用變強(qiáng)，第2透鏡單元II的透鏡外徑變大，不利于緊湊化。另外，如如超過條件式(1)的下限，在廣角端的孔徑光闌S和第2透鏡單元II的間隔變小，則使出射光瞳離開像面IP的作用變?nèi)?，由于達(dá)不到本來的目的而不可取。
條件式(2)是規(guī)定孔徑光闌S和第2透鏡單元II的移動軌跡的條件式。在MS2/MP2＝MS1/MP1時，表示孔徑光闌S和第2透鏡單元II在變焦距時一直以一定的比例移動，在MS2/MP2＜MS1/MP1的場合，表示第2透鏡單元II的移動軌跡為直線軌跡時孔徑光闌S以向著物體側(cè)鼓出的軌跡移動，反之，在MS2/MP2＞MS1/MP1的場合，表示第2透鏡單元II的移動軌跡為直線軌跡時孔徑光闌S以向著像差鼓出的軌跡移動。
如上所述，在本實施方式中，可使孔徑光闌S的移動軌跡為向著物體側(cè)鼓出的軌跡，即使在中間位置，也可以達(dá)到使出射光瞳遠(yuǎn)離像面IP的效果，在變焦距全域使出射光瞳遠(yuǎn)離像面。
條件式(3)是規(guī)定孔徑光闌S的移動量的條件式。在超過上限移動量大的場合，變焦距時出射光瞳變動變大。一般，采用CCD等固體攝像元件時配置有用來將入射光集中于像素的有效部分的微透鏡陣列。然而，由于其構(gòu)成是使特定的出射光瞳的色斑量最小，所以出射光瞳離此越遠(yuǎn)，色斑量越大。由此，在出射光瞳變動大的變焦距鏡頭的場合，為了在變倍全域不使色斑厲害最好是不要超過條件式(3)的上限。另外，如超過下限移動量小，在出射光瞳這一點上有利，但在廣角端，第2透鏡單元II的間隔是必須和變倍作用所必需的第2透鏡單元II的移動量一起設(shè)定，第2透鏡單元II的透鏡外徑將增大，對緊湊化不利。

下面射出數(shù)值實施方式1～5的各條件式的數(shù)值。
下面射出本發(fā)明的數(shù)值實施方式示例。在各數(shù)值實施方式中，i表示從物體側(cè)算起的順序，Ri是透鏡面的曲率半徑，Di是第i面和第i+1面之間的透鏡的厚度及空氣間隔，Ni，vi分別是d線的折射率，以阿貝數(shù)表示。另外，在像側(cè)的兩面是與水晶低通濾光器，紅外截止濾光器等濾光器等部件相當(dāng)?shù)牟Ａw。另外，B、C、D、E、F是非球面系數(shù)。非球面形狀，在以面頂點為基準(zhǔn)時設(shè)定從光軸的高度H的位置的光軸方向的變位為x時以下式表示X=(1/R)H21+1-(1+K)(H/R)2+BH4+CH6+DH8+EH10]]>其中R是曲率半徑，K是圓錐常數(shù)。
(數(shù)值實施方式1)圖1為數(shù)值實施方式1的變焦距鏡頭的剖面圖。圖2～4分別是數(shù)值實施方式1的變焦距鏡頭的廣角端，中間位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。
在本實施方式中，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，第1透鏡單元I向著物側(cè)進(jìn)行凸的往復(fù)運動，第2透鏡單元II向物側(cè)移動，第3透鏡單元III向像側(cè)移動，孔徑光闌S，向物側(cè)移動。其間，第1透鏡單元I和孔徑光闌S之間的間隔變狹，孔徑光闌S和第2透鏡單元II之間變狹，而第2透鏡單元II和第3透鏡單元III之間變寬。
下面示出透鏡數(shù)據(jù)。
f＝1～2.00 Fno＝2.79～4.00 2ω＝67.4°～36.9°R1＝7.625D1＝0.21N1＝1.674700ν1＝54.9R2＝1.025D2＝0.19R3＝3.345D3＝0.10N2＝1.728250ν2＝28.5R4＝1.369D4＝0.16R5＝1.608D5＝0.24N3＝1.846660ν3＝23.8R6＝7.128D6＝可變R7＝光圈 D7＝可變R8＝1.053D9＝0.38N4＝1.693500ν4＝53.2R9＝-4.113D10＝0.03R10＝-1.721 D11＝0.14N5＝1.516330ν5＝64.1R11＝1.016 D12＝0.13R12＝8.778 D13＝0.08N6＝1.846660ν6＝23.8R13＝0.986 D14＝0.35N7＝1.772499ν7＝49.6R14＝-1.696 D15＝可變R15＝2.569 D16＝0.25N8＝1.583130ν8＝59.5R16＝-15.873D17＝可變R17＝∞ D18＝0.48N9＝1.516330ν9＝64.2R18＝∞\焦距1.001.442.00可變間隔\D6 1.150.510.34D7 0.630.420.02D15 0.691.452.28D17 0.670.510.35非球面系數(shù)R2 k＝0.00000e+00 B＝-1.00800e-01 C＝-4.56168e-02 D＝-4.64309e-02 E＝-4.34339e-02R8 k＝0.00000e+00 B＝-4.04050e-02 C＝1.18055e-02 D＝0.00000e+00 E＝0.00000e+00R15 k＝0.00000e+00 B＝-4.50357e-02 C＝8.94264e-02 D＝-1.68278e-01 E＝1.26814e-01(數(shù)值實施方式2)圖5為數(shù)值實施方式2的變焦距鏡頭的剖面圖。圖6～8分別是數(shù)值實施方式2的變焦距鏡頭的廣角端，中間位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。
在本實施方式中，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，第1透鏡單元I向著像側(cè)進(jìn)行凸的往復(fù)運動，第2透鏡單元II向物側(cè)移動，第3透鏡單元III固定，孔徑光闌S，向物側(cè)移動。其間，第1透鏡單元I和孔徑光闌S之間的間隔變狹，孔徑光闌S和第2透鏡單元II之間變狹，而第2透鏡單元II和第3透鏡單元III之間變寬。
下面示出透鏡數(shù)據(jù)。
f＝1～2.00 Fno＝2.83～4.00 2ω＝67.4°～36.9°R1＝7.625D1＝0.21 N1＝1.674700ν1＝54.9R2＝0.891D2＝0.19R3＝3.196D3＝0.10 N2＝1.728250ν2＝28.5R4＝1.381D4＝0.16R5＝1.536 D5＝0.24 N3＝1.846660ν3＝23.8R6＝5.635 D6＝可變R7＝光圈D7＝可變R8＝0.937 D9＝0.38 N4＝1.693500ν4＝53.2R9＝-4.271 D10＝0.08N5＝1.517417ν5＝52.4R10＝0.817 D11＝0.24R11＝3.790 D12＝0.08N6＝1.846660ν6＝23.8R12＝0.974 D13＝0.35N7＝1.772499ν7＝49.6R13＝-3.194 D14＝可變R14＝2.525 D15＝0.25N8＝1.583130ν8＝59.5R15＝-30.058D16＝可變R16＝∞ D17＝0.48N9＝1.516330ν9＝64.2R17＝∞\焦距 1.00 1.482.00可變間隔\D6 1.08 0.400.32D7 0.63 0.420.02D14 0.93 1.542.20D16 0.48 0.480.48非球面系數(shù)R2 k＝0.00000e+0 B＝-1.49190e-01 C＝-1.94407e-02 D＝-2.42737e-01 E＝-6.80314e-02R8 k＝0.00000e+00 B＝-9.57609e-02 C＝-7.26573e-02 D＝0.00000e+00 E＝0.00000e+00R14 k＝0.00000e+00 B＝-6.29601e-02 C＝2.97650e-02 D＝-5.15405e-02 E＝3.26440e-02(數(shù)值實施方式3)圖9為數(shù)值實施方式3的變焦距鏡頭的剖面圖。圖10～12分別是數(shù)值實施方式3的變焦距鏡頭的廣角端，中間位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。
在本實施方式中，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，第1透鏡單元I向著像側(cè)進(jìn)行凸的往復(fù)運動，第2透鏡單元II向物側(cè)移動，第3透鏡單元III向物側(cè)移動，孔徑光闌S，向物側(cè)移動。其間，第1透鏡單元I和孔徑光闌S之間的間隔變狹，孔徑光闌S和第2透鏡單元II之間變狹，而第2透鏡單元II和第3透鏡單元III之間變寬。
下面示出透鏡數(shù)據(jù)。
f＝1～2.00 Fno＝2.83～4.00 2ω＝67.4°～36.9°R1＝7.626D1＝0.21N1＝1.674700ν1＝54.9R2＝0.889D2＝0.19R3＝3.001D3＝0.10N2＝1.728250ν2＝28.5R4＝1.283D4＝0.16R5＝1.459D5＝0.24M3＝1.846660ν3＝23.8R6＝5.162D6＝可變R7＝光圈 D7＝可變R8＝0.919D9＝0.38N4＝1.693500ν4＝53.2R9＝-2.044 D10＝0.08 M5＝1.517417ν5＝52.4R10＝0.774 D11＝0.22R11＝3.028 D12＝0.08 N6＝1.846660ν6＝23.8R12＝0.901 D13＝0.35 N7＝1.772499ν7＝49.6R13＝-4.890 D14＝可變R14＝2.376 D15＝0.25 N8＝1.583130ν8＝59.5R15＝-29.221 D16＝可變R16＝∞ D17＝0.48 N9＝1.516330ν9＝64.2R17＝∞\焦距 1.00 1.492.00可變間隔\D61.120.480.32D70.630.340.02D14 0.981.512.09D16 0.410.480.57非球面系數(shù)R2 k＝0.00000e+00 B＝-1.52672e-01 C＝-2.34195e-02 D＝-1.74716e-01 E＝-1.70037e-01R8 k＝0.00000e+00 B＝-1.06474e-01 C＝-1.00932e-01 D＝0.00000e+00 E＝0.00000e+00R14 k＝0.00000e+00 B＝-7.19291e-02 C＝5.65792e-02 D＝-8.16574e-02 E＝5.25109e-02(數(shù)值實施方式4)圖13為數(shù)值實施方式4的變焦距鏡頭的剖面圖。圖14～16分別是數(shù)值實施方式4的變焦距鏡頭的廣角端，中間位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。
在本實施方式中，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，第1透鏡單元I向著像側(cè)進(jìn)行凸的往復(fù)運動，第2透鏡單元II向物側(cè)移動，第3透鏡單元III向像側(cè)移動，孔徑光闌S，向物側(cè)移動。其間，第1透鏡單元I和孔徑光闌S之間的間隔變狹，孔徑光闌S和第2透鏡單元II之間變狹，而第2透鏡單元II和第3透鏡單元III之間變寬。
下面示出透鏡數(shù)據(jù)。f＝1～3.00 Fno＝2.83～4.80 2ω＝70.0°～26.3°R1＝11.529 D1＝0.22N1＝1.674700 ν1＝54.9R2＝1.471D2＝0.27R3＝3.362D3＝0.13N2＝1.743997 ν2＝44.8R4＝1.780D4＝0.23R5＝1.981D5＝0.30N3＝1.846660 ν3＝23.8R6＝3.928D6＝可變R7＝光圈 D7＝可變R8＝1.310D9＝0.50N4＝1.693500 ν4＝53.2R9＝-3.193 D10＝0.05R10＝-2.314 D11＝0.17 N5＝1.567322 ν5＝42.8R11＝1.231 D12＝0.19R12＝5.688 D13＝0.12 N6＝1.846660 ν6＝23.8R13＝1.620 D14＝0.50 N7＝1.772499 ν7＝49.6R14＝-2.796 D15＝可變R15＝3.786 D16＝0.33 N8＝1.583130 ν8＝59.5R16＝-23.999 D17＝可變R17＝∞ D18＝0.72 N9＝1.516330 ν9＝64.2R18＝∞\焦距1.001.893.00可變間隔\D6 2.630.680.25D7 0.960.640.13D15 0.812.083.45D17 0.540.310.06非球面系數(shù)R2 k＝0.00000e+00 B＝-2.74990e-02 C＝-1.9531e-02 D＝9.69365e-03 E＝-6.49331e-03R8 k＝0.00000e+00 B＝-3.32754e-02 C＝-8.56558e-03 D＝0.00000e+00 E＝0.00000e+00R15 k＝0.00000e+00 B＝-3.96875e-02 C＝2.56906e-02 D＝-7.01192e-02 E＝5.66280e-02
(數(shù)值實施方式5)圖17為數(shù)值實施方式5的變焦距鏡頭的剖面圖。圖18～20分別是數(shù)值實施方式5的變焦距鏡頭的廣角端，中間位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。
在本實施方式中，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，第1透鏡單元I向著像側(cè)進(jìn)行凸的往復(fù)運動，第2透鏡單元II向物側(cè)移動，第3透鏡單元III向像側(cè)移動，孔徑光闌S，向物側(cè)移動。其間，第1透鏡單元I和孔徑光闌S之間的間隔變狹，孔徑光闌S和第2透鏡單元II之間變狹，而第2透鏡單元II和第3透鏡單元III之間變寬。
下面示出透鏡數(shù)據(jù)。f＝1～2.00 Fno＝2.80～4.00 2ω＝97.4°～36.9°R1＝7.625 D1＝0.21N1＝1.674700ν1＝54.9R2＝1.032 D2＝0.25R3＝2.876 D3＝0.10N2＝1.728250ν2＝28.5R4＝1.337 D4＝0.16R5＝1.581 D5＝0.29N3＝1.846660ν3＝23.8R6＝6.249 D6＝可變R7＝光圈D7＝可變R8＝1.012 D9＝0.38N4＝1.693500ν4＝53.2R9＝-4.616 D10＝0.03R10＝-1.688 D11＝0.14 N5＝1.516330ν5＝64.1R11＝0.958 D12＝0.13R12＝11.676 D13＝0.08 N6＝1.846660ν6＝23.8R13＝0.974 D14＝0.35 N7＝1.772499ν7＝49.6R14＝-1.596 D15＝可變R15＝2.569 D16＝0.25 N8＝1.583130ν8＝59.5R16＝-15.834D17＝可變R17＝∞ D18＝0.48 N9＝1.516330ν9＝64.2R18＝∞
\焦距 1.001.442.00可變間隔\D6 1.610.690.24D7 0.160.170.02D150.611.372.19D170.710.560.39非球面系數(shù)R2 k＝0.00000e+00 B＝-3.96885e-02 C＝-6.04851e-02 D＝1.68705e-02 E＝-9.96772e-02R8 k＝0.00000e+00 B＝-3.90341e-02 C＝9.49301e-03 D＝0.00000e+00 E＝0.00000e+00R15 k＝0.00000e+00 B＝-2.93506e-02 C＝1.35493e-01 D＝-3.10661e-01 E＝2.61388e-01根據(jù)上面說明的實施方式的變焦距鏡頭，具有可以提供使廣角端的出射光瞳與像面充分遠(yuǎn)離，降低包含中間位置的變倍時的出射光瞳變動，適用于采用固體攝像元件的攝像裝置的效果。
另外，使前透鏡的直徑變小還可獲得提供緊湊的變焦距鏡頭的效果。
下面，利用圖21(A)，(B)對具有上述變焦距鏡頭的攝影裝置(數(shù)字靜止相機(jī))的實施方式予以說明。
圖21(A)是數(shù)字靜止相機(jī)的正面圖，圖21(B)是側(cè)部剖面圖。圖中，10是相機(jī)本體(框體)，11是采用數(shù)值實施方式1～5任何一個的變焦距鏡頭攝影光學(xué)系統(tǒng)，12是取景光學(xué)系統(tǒng)，13是CCD，CMOS等固體攝像元件(光電變換元件)。固體攝像元件13接受由攝影光學(xué)系統(tǒng)11所形成的被攝體的像而變換為電信息。變換為電信息的被攝體的圖像信息記錄于圖中未示出的存儲單元。
這樣，通過在數(shù)字靜止相機(jī)中應(yīng)用本實施方式的變焦距鏡頭可以實現(xiàn)緊湊的攝影裝置。
以上，說明的是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但在權(quán)利要求記載的的說明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種變焦距鏡頭，其構(gòu)成在從物側(cè)到像側(cè)的順序中包括負(fù)的光學(xué)放大率的第1透鏡單元，該第1透鏡單元具有在像側(cè)的面向凹面的負(fù)彎月透鏡和在物體側(cè)的向著凸面的正彎月透鏡，孔徑光闌，正的光學(xué)放大率的第2透鏡單元，該第2透鏡單元具有至少一個正透鏡和至少一個負(fù)透鏡，正的光學(xué)放大率的第3透鏡單元，其中，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，上述第1透鏡單元和上述孔徑光闌之間的間隔變狹，上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元之間的間隔變狹，上述第2透鏡單元和上述第3透鏡單元之間的間隔變寬并且滿足以下的條件0＜(Dw-Dt)/fw＜1其中Dw是在廣角端的上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元之間的間隔，Dt是在望遠(yuǎn)端的上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元之間的間隔，fw是在廣角端的焦點距離。
2.如權(quán)利要求1的變焦距鏡頭，其中上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元以滿足以下條件的軌跡移動MS2/MP2＜MS1/MP1其中，MS1為從上述孔徑光闌的廣角端到廣角端和望遠(yuǎn)端以外的任一變焦距位置的移動量，MS2為從上述孔徑光闌的上述任意變焦距位置到望遠(yuǎn)端的移動量，MP1為從上述第2透鏡單元的廣角端到上述任意變焦距位置的移動量，MP2為從上述第2透鏡單元的上述任意變焦距位置到望遠(yuǎn)端的移動量。
3.如權(quán)利要求2的變焦距鏡頭，其中還滿足以下的條件0.4＜MS/fw＜1.8其中MS為從上述孔徑光闌的廣角端到望遠(yuǎn)端的移動量。
4.如權(quán)利要求1的變焦距鏡頭，其中上述第1透鏡單元，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，在像側(cè)以凸的軌跡移動(注意“在像側(cè)凸”的意思。不是“向著像側(cè)移動”)。
5.如權(quán)利要求1的變焦距鏡頭，其中上述第2透鏡單元的最靠近物體側(cè)的鏡頭面，在物體側(cè)為凸形且從中心到周邊為收斂作用弱的形狀的非球面。
6.如權(quán)利要求1的變焦距鏡頭，其中上述第3透鏡單元具有從中心到周邊為收斂作用弱的形狀的非球面的透鏡。
7.如權(quán)利要求1的變焦距鏡頭，上述變焦距鏡頭在光電變換元件上成像。
8.一種攝影裝置，包括權(quán)利要求1的變焦距鏡頭，接受由該變焦距鏡頭形成的像的光電變換元件。
全文摘要
公開一種可抑制出射光瞳，在變焦距全域中對像側(cè)遠(yuǎn)心的變焦距鏡頭。具體說，其構(gòu)成在從物側(cè)到像側(cè)的順序中包括負(fù)的光學(xué)放大率的第1透鏡單元，該第1透鏡單元具有一個凹面向著像側(cè)的負(fù)彎月透鏡和一個凸面向著物側(cè)的正彎月透鏡，孔徑光闌，正的光學(xué)放大率的第2透鏡單元，該第2透鏡單元具有至少一個正透鏡和一個負(fù)透鏡，以及正的光學(xué)放大率的第3透鏡單元，其中，在從廣角端變到望遠(yuǎn)端之際，上述第1透鏡單元和上述孔徑光闌之間的間隔變狹，上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元之間的間隔變狹，而上述第2透鏡單元和上述第3透鏡單元之間的間隔變寬。并且滿足以下的條件0＜(Dw－Dt)/fw＜1其中Dw是在廣角端的上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元之間的間隔，Dt是在望遠(yuǎn)端的上述孔徑光闌和上述第2透鏡單元之間的間隔，fw是在廣角端的焦點距離。
文檔編號G02B13/18GK1402037SQ02127408
公開日2003年3月12日 申請日期2002年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者難波則廣 申請人:佳能株式會社