专利名称:大口径变焦镜头的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种大口径变焦镜头,更详细地讲是涉及一种这样的大口径变焦镜头,即,广角侧的视角大于80度,在整个变焦范围中孔径比约为2. 8,能够容易地组装抖动校正机构,而且,由抖动校正导致的图像恶化较少,变焦比约为2. 8倍。
背景技术:
随着近年来光学设计技术及光学零件制造技术的进步,变焦镜头出现孔径比为 2. 8左右,并谋求小型化。例如,提出了一种由具有正光焦度的第1透镜组、具有负光焦度的第2透镜组、具有正光焦度的第3透镜组及具有正光焦度的第4透镜组构成的变焦镜头 (参照专利文献1)。提出了一种这样的变焦镜头,S卩,作为与具有摄像元件的规格为35mm像面尺寸 (format)的0. 6倍左右的大小、即所谓的APS-C规格的摄像元件的数码照相机相对应的小型变焦镜头,从物体侧向像侧按顺序具有正光焦度的第1透镜组、负光焦度的第2透镜组、 正光焦度的第3透镜组、正光焦度的第4透镜组(下面提到透镜组时,正的透镜组指的是正光焦度的透镜组,负的透镜组指的是负光焦度的透镜组),各透镜组中的至少该第1、第3、 第4透镜组在光轴上向物体侧单调地移动,从而与广角端相比,在望远端该第1透镜组与第 2透镜组的间隔变大,该第2透镜组与第3透镜组的间隔变小(例如参照专利文献2、。将从物体侧向像侧的透镜组序号设为i,在将该第i透镜组的焦距设为fi、广角端的整个系统的焦距设为fV时,该变焦镜头满足如下的条件,变焦比为3. 42,开口比为4. 1 5. 9左右。4. 0 < fl/fw < 7. 02. 0 < f3/fw < 5. 0另一方面,提供一种小型的变焦镜头,该变焦镜头具有抖动校正机构,其中,具有适合数码单反照相机的较长的后焦距(back focus)、及10倍左右的变焦比,并且,在广角端状态下具有70°以上的视角(例如参照专利文献幻。该变焦镜头从物体侧按顺序具有正的第1透镜组Gl、负的第2透镜组G2、正的第3透镜组G3、正的第4透镜组G4,改变上述透镜组彼此的间隔来进行变焦,其中,第3透镜组G3从物体侧按顺序由正的前组G3F和负的后组G3R构成,通过仅使后组G3R沿与光轴正交的方向移动来校正成像位置的移位,与具有近轴曲率半径的球面相比,后组G3R中的至少一个透镜面是自光轴朝周边正光焦度增强或者负光焦度减弱的形状的非球面,是满足规定的条件式的构造。同样,提供一种变焦镜头,该变焦镜头具有抖动校正机构,其中,具有也可用于数码单反照相机的较长的后焦距,而且,孔径比在广角端状态 中间焦距状态 望远端状态下为3. 52 5. 08 5. 88,在广角端状态下具有70°以上的视角(例如参照专利文献4)。 该变焦镜头从物体侧按顺序具有正的第1透镜组G1、负的第2透镜组G2、正的第3透镜组G3、正的第4透镜组G4,在从广角端状态向望远端状态变焦时,第1透镜组Gl与第2透镜组 G2的间隔增大,第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔减小,第3透镜组G3与第4透镜组 G4的间隔发生变化,第3透镜组G3从物体侧按顺序由正的前组G31和负的后组G32构成, 通过仅使后组G32沿与光轴大致正交的方向移动来进行产生抖动时的像面校正,满足规定的条件式。同样,提出了一种变焦镜头,该变焦镜头具有抖动校正机构,其中,具有在补偿抖动时能够获得良好的画像的防抖机构(例如参照专利文献5)。该变焦镜头的正光焦度的透镜组L 1位于最靠近物体侧,在光圈SP的像侧具有包含负光焦度的透镜组L4的多个透镜组,在变焦时各透镜组的间隔发生变化,其中,透镜组L4由负光焦度的两个透镜部分构成, 这两个透镜部分中的、靠近光圈SP—侧的透镜部分以具有与光轴垂直方向的部分的方式移动来改变成像位置。该变焦镜头中,孔径比较小的大光圈透镜(bright lens)系统的焦深较浅,因此适合拍摄肖像等,鉴于这一点,除对于图像抖动的抗性这样的观点之外,谋求扩大摄影表现的范围,作为最近的数码照相机用的变焦镜头,满足了孔径比为2. 8左右的大光圈透镜系统的要求。专利文献1 日本特开2007-133138号公报专利文献2 日本特开2007-93773号公报专利文献3 日本特开2006-284763号公报专利文献4 日本特开2006-106191号公报专利文献5 日本特开2006-2;34892号公报如上所述,由于孔径比较小的大光圈透镜系统的焦深较浅,因此适合拍摄肖像等, 鉴于这一点,针对由摄影者抖动导致的摄影图像分辨率的恶化,从只要焦距缩短,抖动的影响就不明现的方面考虑,使得透镜制品化。但是,在近年来的数码单反型的照相机中,CXD等摄像元件的像素明显增大,由此, 能够拍摄高分辨率的照片。随之,即使是在照相机的分辨率较低时不明显的极小的拍摄图像分辨率的恶化,在近年的照相机中也能够清楚地识别。因此,在全部利用近年来的高分辨率的数码单反型照相机的析像力的情况下,需要将抖动影响抑制到比以前更少的水平。在专利文献1所公开的具有广角 标准区域的焦距的变焦镜头中,孔径比小到
2.8,但并没有对抖动校正机构的组装有任何考虑和暗示。在专利文献2所公开的应对数码单反型照相机的小型变焦镜头中,孔径比大到在广角端为4、在望远端为6,透镜较暗,因此,存在抖动影响较大的问题。对抖动校正机构的组装没有任何考虑和暗示。专利文献3及4涉及具有抖动校正机构的变焦镜头,但孔径比大到广角端时约为
3.5、在望远端时约为5. 8,透镜较暗,距强烈期望的孔径比即为2. 8左右的差距较远。参考文献5是一种孔径比小到2. 8左右、具有广角 标准区域的焦距、具有抖动校正机构的变焦镜头,但光学系统的透镜组是正、负、正、负、正的5组构造。因而,为了变焦, 需要通过改变组间隔来改变各透镜组的成像倍率,为此在变焦时变化的组间隔有4个,有利于变焦的透镜组和其间隔较多,因此,根据间隔变化量较少即可这样的理由,将变焦时各透镜组的移动量抑制得较小,能够简单地使镜筒构造轻量化。但是,通过相对于4组透镜构造多配置1组透镜,透镜全长变长,因此,特别是在最靠近物体侧的透镜中,轴外光线会通过脱离光轴的更高的位置,因此,为了确保周边光量,存在透镜口径变大,难以实现小型变焦镜头的问题。
发明内容
本发明即是鉴于上述以往技术的与变焦镜头的孔径比、抖动校正机构的组装及小型化相关的问题点而做成的,其目的在于提供一种孔径比为期望的大小即为2. 8左右、能够容易地组装抖动校正机构、并且小型化的大口径变焦镜头。第1技术方案是一种大口径变焦镜头,其特征在于,从物体侧起按顺序由具有正光焦度的第1透镜组、具有负光焦度的第2透镜组、具有正光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组构成,在从广角端向望远端变焦过程中,以使第1透镜组与第2透镜组的间隔扩宽、第2透镜组与第3透镜组的间隔缩窄、第3透镜组与第4透镜组的间隔缩窄的方式移动透镜组,上述第3透镜组从物体侧起按顺序由具有正光焦度的第3前组透镜、具有负光焦度的第3后组透镜构成,通过仅使第3后组透镜沿与光轴正交的方向移动来校正照相机抖动时的图像,上述第4透镜组在最靠近物体侧具有凹透镜。第2技术方案是一种大口径变焦镜头,其特征在于,从物体侧起按顺序由具有正光焦度的第1透镜组、具有负光焦度的第2透镜组、具有正光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组构成,在从广角端向望远端变焦过程中,以使第1透镜组与第2透镜组的间隔扩宽、第2透镜组与第3透镜组的间隔缩窄、第3透镜组与第4透镜组的间隔缩窄的方式移动透镜组,上述第3透镜组从物体侧起按顺序由具有正光焦度的第3前组、具有负光焦度的第3后组构成,通过仅使第3后组沿与光轴正交的方向移动来校正照相机抖动时的像面,满足下面的条件式。(1) 1. 6 彡 f3/fw 彡 2. 4(2) 2. 0 彡 f4/fw 彡 2. 4其中,fw 整个光学系统的广角端的焦距f3 第3透镜组的焦距f4 第4透镜组的焦距第3技术方案是一种大口径变焦镜头,其特征在于,从物体侧按顺序由具有正光焦度的第1透镜组、具有负光焦度的第2透镜组、具有正光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组构成,在从广角端向望远端变焦过程中,以使第1透镜组与第2透镜组的间隔扩宽、第2透镜组与第3透镜组的间隔缩窄、第3透镜组与第4透镜组的间隔缩窄的方式移动透镜组,上述第3透镜组从物体侧按顺序由具有正光焦度的第3前组、具有负光焦度的第3后组构成,通过仅使第3后组沿与光轴正交的方向移动来校正照相机抖动时的像面,上述第4透镜组在最靠近物体侧具有凹透镜,满足下面的条件式(2)。(2) 2.0^ f4/fw ^2.4其中,fw 整个光学系统的广角端的焦距f4 第4透镜组的焦距本发明的实施方式是技术方案1或2所述的大口径变焦镜头,其特征在于,满足下面的条件式。
(3) 1. 6 ^ B Fff/fw ^ 2. 4其中,BFW:广角端的后焦距条件式(1)规定了第3透镜组的焦距与变焦镜头的广角端的焦距之比。在低于条件式(1)的下限值时,第3透镜组的焦距缩短,有助于确保周边光量,但难以校正球差及彗差,而且,难以确保后焦距。在大于条件式⑴的上限值时,第3透镜组的焦距变长,难以确保周边光量。通过使条件式(1)为1. 6 < f3/fw ( 2. 3,能够使本发明的效果更可靠。条件式( 规定了第4透镜组的焦距与变焦镜头的广角端的焦距之比。在低于条件式O)的下限值时,第4透镜组的焦距缩短,有助于确保后焦距,但特别难以校正图像面弯曲。在大于条件式O)的上限值时,第4透镜组的焦距变长,难以确保后焦距。通过使条件式O)为2. 1 < f4/fw ^ 2. 3,能够使本发明的效果更可靠。条件式C3)规定了后焦距的长度与变焦镜头的广角端的焦距之比。在低于条件式(3)的下限值时,后焦距的长度缩短,在将透镜安装于单反照相机的情况下,不足以达到不干涉照相机内的反射镜等所需的长度。在大于条件式(3)的上限值时,后焦距的长度变长,能阻止与照相机内的反射镜的干涉,但从透镜的最靠近物体侧的第1面到图像面的长度会伸长后焦距变长的量,因此,透镜的全长变长,导致大型化。另一方面,在缩短第4透镜组的焦距而不小于条件式(3)的下限值时,难以校正图像面弯曲。通过使条件式(3)为 1. 8 ( BFff/fw ( 2. 3,能够使本发明的效果更可靠。采用本发明的大口径变焦镜头,能够构成孔径比为期望的大小即为2. 8左右、能够容易地组装抖动校正机构、并且小型化的大口径变焦镜头。
图1是第1实施方式的大口径变焦镜头的光学结构图。图2是表示第1实施方式的大口径变焦镜头的广角端的球差、正弦条件、倍率像差、像散及畸变像差的像差图。图3是表示第1实施方式的大口径变焦镜头的广角端在通常时及防抖时的彗差的像差图。图4是表示第1实施方式的大口径变焦镜头的中间区域的球差、正弦条件、倍率像差、像散及畸变像差的像差图。图5是表示第1实施方式的大口径变焦镜头的中间区域在通常时及防抖时的彗差的像差图。图6是表示第1实施方式的大口径变焦镜头的望远端的球差、正弦条件、倍率像差、像散及畸变像差的像差图。图7是表示第1实施方式的大口径变焦镜头的望远端在通常时及防抖时的彗差的像差图。图8是第2实施方式的大口径变焦镜头的光学结构图。图9是表示第2实施方式的大口径变焦镜头的广角端的球差、正弦条件、倍率像差、像散及畸变像差的像差图。图10是表示第2实施方式的大口径变焦镜头的广角端在通常时及防抖时的彗差的像差图。图11是表示第2实施方式的大口径变焦镜头的中间区域的球差、正弦条件、倍率像差、像散及畸变像差的像差图。图12是表示第2实施方式的大口径变焦镜头的中间区域在通常时及防抖时的彗差的像差图。图13是表示第2实施方式的大口径变焦镜头的望远端的球差、正弦条件、倍率像差、像散及畸变像差的像差图。图14是表示第2实施方式的大口径变焦镜头的望远端在通常时及防抖时的彗差的像差图。
具体实施例方式下面,说明本发明的大口径变焦镜头的实施方式及其像差状况。第1实施方式f = 17. 4 30. 00 48. 54变焦比=2.789Fno (孔径比)=2. 88 2. 88 2. 882ω (视角)=81. 2 51. 4 33. 1°图像高度 Y = 14. 5_透镜系统的各种数据如下。NO表示面编号,R表示面的曲率半径(mm),D表示厚度或间隔(mm),Nd表示d线的折射率,vd表示分散阿贝数。
权利要求
1.一种大口径变焦镜头,其特征在于,从物体侧起按顺序由具有正光焦度的第1透镜组、具有负光焦度的第2透镜组、具有正光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组构成,在从广角端向望远端变焦的过程中,以使第1透镜组与第2透镜组的间隔扩宽、第2透镜组与第3透镜组的间隔缩窄、第3 透镜组与第4透镜组的间隔缩窄的方式移动透镜组;上述第3透镜组从物体侧起按顺序由具有正光焦度的第3前组、具有负光焦度的第3 后组构成,通过仅使第3后组沿与光轴正交的方向移动来校正照相机抖动时的像面,并且满足下面的条件式,(1)1. 6 彡 f3/fw 彡 2. 4 ;(2)2. 0 彡 f4/fw 彡 2. 4 ;其中,fw 整个光学系统的广角端的焦距; f3 第3透镜组的焦距; f4:第4透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的大口径变焦镜头,其特征在于, 满足下面的条件式,(3)1. 6 ^ BFff/fw ^ 2. 4, 其中,BFW:广角端的后焦距。
全文摘要
本发明提供一种大口径变焦镜头。该孔径比为期望的大小即为2.8左右,能够容易地组装抖动校正机构,并且小型化。该大口径变焦镜头从物体侧起按顺序包括具有正光焦度的第1透镜组、具有负光焦度的第2透镜组、具有正光焦度的第3透镜组、具有正光焦度的第4透镜组,在从广角端向望远端变焦过程中,以使第1透镜组与第2透镜组的间隔扩宽、第2透镜组与第3透镜组的间隔缩窄、第3透镜组与第4透镜组的间隔缩窄的方式移动透镜组,上述第3透镜组从物体侧起按顺序由具有正光焦度的第3前组、具有负光焦度的第3后组构成,通过仅使第3后组沿与光轴正交的方向移动来校正照相机抖动时的像面,上述第4透镜组在最靠近物体侧具有凹透镜。
文档编号G02B27/64GK102253475SQ20111021843
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者村松雄一 申请人:株式会社腾龙