CN116583773A - 光学***、以及具备光学***的摄像装置 - Google Patents

光学***、以及具备光学***的摄像装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光学***。该光学***从物体侧向像侧依次具备：包括至少一个透镜并且具有负屈光度的第一透镜组、包括至少一个透镜并且具有正屈光度的第二透镜组、以及包括至少一个透镜并且具有负屈光度的第三透镜组，在调焦时，第一透镜组和第三透镜组在光轴上的与成像面的距离被固定，第二透镜组沿光轴移动。

Description

光学***、以及具备光学***的摄像装置 技术领域
本发明涉及具备多个透镜组的光学***、以及具备该光学***的摄像装置。
背景技术
以往，已知能够近距离摄像且能够广角化的光学***(参照专利文献1以及专利文献2)。这些光学***从物体侧向像侧沿着光轴依次均具备：具有负屈光度的第一透镜组、具有正弯曲力的第二透镜组、以及具有负弯曲力的第三透镜组。
然而，在专利文献1记载的光学***和专利文献2记载的光学***中，各组的倍率和焦距均不适当，不仅广角化不充分，而且光轴方向上的尺寸的小型化(薄型化)也不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5716569号公报
专利文献2：日本专利第6784950号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的课题在于，提供一种充分广角化且薄型化的光学***、以及具备该光学***的摄像装置。
用于解决问题的方案
本发明的光学***，具备：
从物体侧向像侧依次具备：包括至少一个透镜并且具有负屈光度的第一透镜组、包括至少一个透镜并且具有正屈光度的第二透镜组、以及包括至少一个透镜并且具有负屈光度的第三透镜组；
在调焦时，所述第一透镜组以及所述第三透镜组在光轴上的与成像面的距离被固定，而所述第二透镜组沿所述光轴移动；
在将所述第二透镜组在无限远对焦时的横向倍率设为b2，将所述第三透镜组在无限远对焦时的横向倍率设为b3，将该光学***整体在无限远对焦时的焦距设为f，将所述第二透镜组的焦距设为f2，将所述第三透镜组的焦距设为f3，将各透镜组中从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离的合计值设为OAL123，将最大像高设为Y时，
所述光学***满足以下公式(1)～(4)中的至少一个：
-1.20≤f3/f≤-0.10 …(1)
-0.40≤b2≤-0.06 …(2)
0.3≤OAL123/Y≤2.30并且1.00≤b3≤1.30 …(3)
0.60≤f2/f≤0.90 …(4)。
在所述光学***中，
所述第二透镜组构成为还能够在与所述光轴正交的方向上移动，可以满足：
1.00≤(1-b2)×b3≤1.90。
另外，在所述光学***中，
在将所述第一透镜组的焦距设为f1时，可以满足：
-16.00≤f1/f≤-1.80。
另外，所述光学***具备能够改变光圈直径的光圈装置，
该光圈装置可以配置在所述第一透镜组与所述第二透镜组之间。
另外，在所述光学***中，
在将从该光学***中最靠近物体侧的透镜面到成像面的距离设为OAL时，可以满足：
1.20≤OAL/f≤2.30。
另外，在所述光学***中，可以满足：
1.00≤(1-b2 2)×b3 2≤1.70。
另外，在所述光学***中，
在将所述第一透镜组中至少一个透镜在d线上的折射率设为nd1，并将所述第一透镜组中至少一个透镜的d线基准的阿贝数设为vd1时，可以满足：
1.50≤nd1≤1.70并且15.00≤vd1≤60.00。
另外，在所述光学***中，
在将所述第三透镜组中至少一个透镜在d线上的折射率设为nd3，并将所述第三透镜组中至少一个透镜的d线基准的阿贝数设为vd3时，可以满足：
1.50≤nd3≤1.70并且15.00≤vd3≤60.00。
另外，在所述光学***中，
所述第一透镜组，所述第二透镜组，以及所述第三透镜组中至少所述第一透镜组构成为在非摄影时能够向像侧移动。
另外，本发明的摄像装置，具备：
上述任一光学***，以及
摄像元件，其配置于所述光学***的成像面位置。
附图说明
图1是示出本实施方式的摄像装置的结构的示意图，是表示摄影状态的图。
图2是示出所述摄像装置的结构的示意图，是表示收容有光学***的状态的图。
图3是实施例1的光学***的无限远对焦状态下的透镜结构图。
图4是实施例1的光学***的最近对焦状态下的透镜结构图。
图5是实施例1的光学***的无限远对焦状态下的纵向像差图。
图6是实施例1的光学***的最近对焦状态下的纵向像差图。
图7是实施例2的光学***的无限远对焦状态下的透镜结构图。
图8是实施例2的光学***的最近对焦状态下的透镜结构图。
图9是实施例2的光学***的无限远对焦状态下的纵向像差图。
图10是实施例2的光学***的最近对焦状态下的纵向像差图。
图11是实施例3的光学***的无限远对焦状态下的透镜结构图。
图12是实施例3的光学***的最近对焦状态下的透镜结构图。
图13是实施例3的光学***的无限远对焦状态下的纵向像差图。
图14是实施例3的光学***的最近对焦状态下的纵向像差图。
图15是实施例4的光学***的无限远对焦状态下的透镜结构图。
图16是实施例4的光学***的最近对焦状态下的透镜结构图。
图17是实施例4的光学***的无限远对焦状态下的纵向像差图。
图18是实施例4的光学***的最近对焦状态下的纵向像差图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
如图1和图2所示，本实施方式的摄像装置1具备：能够被伸缩容纳在摄像装置主体10中的光学***2；摄像元件3，其配置于光学***2的成像面位置；以及液晶显示屏4，其显示从摄像元件3发送的摄像(图像)数据。该摄像元件3是将由光学***2形成的光学影像转换为电信号(摄像数据)的元件，本实施方式的摄像元件3是图像传感器。
光学***2沿着光轴C从物体侧向像侧依次至少具有第一透镜组G1、第二透镜组G2、以及第三透镜组G3。这些各透镜组G1、G2、G3分别包括至少一个透镜。本实施方式的光学***2沿着光轴C从物体侧向像侧依次具有第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、以及光学滤光片23。
另外，在本实施方式的光学***2中，透镜组G1～G3是为了方便而命名的，也包括仅由一个光学元件(透镜等)构成的透镜组。即，第一～第三透镜组G1、G2、G3分别具有至少一个透镜等的光学元件。另外，在光学***2中，在调焦时光轴C上的位置分别被固定的光学元件(透镜等)和移动的光学元件之间进行划分，将划分出的区域内的所述被固定的至少一个光学元件作为一个透镜组，并将划分出的区域内的所述移动的至少一个光学元件作为另一个透镜组。
另外，光学***2具有孔径光阑(光圈装置)21和镜筒22，所述孔径光阑21配置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，所述镜筒22保持第一透镜组G1和第二透镜组G2(参照图1)。该镜筒22在摄影时向物体侧延伸(参照图1)，在不进行摄影时(非摄影时)被伸缩容纳在摄像装置主体(body等)中(参照图2)。
在该光学***2中，在调焦时，第一透镜组G1和第三透镜组G3在光轴C上的摄像元件3(光学***2的成像面)的距离被固定，第二透镜组G2沿光轴C移动。即，在本实施方式的光学***2中，各透镜组G1、G2、G3中，第二透镜组G2构成对焦透镜组。
另外，在该光学***2中，在伸缩容纳时，至少第一透镜组G1向像侧移动。本实施方式的光学***2在伸缩容纳时，通过第一透镜组G1和第二透镜组G2分别向像侧移动，从而被伸缩容纳在摄像装置主体10中(图2参照)。此时，各透镜组G1～G3的移动和镜筒22的伸缩由以往公知的各种机构进行。
以下，对光学***2中的各透镜组G1～G3进行详细说明。
第一透镜组G1包括一个透镜(光学元件)，并且其具有负屈光度。另外，第二透镜组G2包括多个透镜(光学元件)，并且其具有正曲率。另外，第三透镜组G3包括多个透镜(光学元件)，并且其具有负屈光度。
其中，在将第二透镜组G2在无限远对焦时的横向倍率设为b2，将第三透镜组G3在无限远对焦时的横向倍率设为b3，将光学***2整体在无限远对焦时的焦距设为f，将第二透镜组G2的焦距设为f2，将第三透镜组G3的焦距设为f3，将各透镜组G1、G2、G3中从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离的合计值设为OAL123，并将最大像高设为Y时，光学***2满足以下公式(1)～(4)中的至少一个：
-1.20≤f3/f≤-0.10 …(1)
-0.40≤b2≤-0.06 …(2)
0.3≤OAL123/Y≤2.30并且1.00≤b3≤1.30 …(3)
0.60≤f2/f≤0.90 …(4)。
在该光学***2中，由于在最靠近物体侧配置有具有负屈光度的第一透镜组G1，因此容易取得逆焦的光焦度配置，由此，能够通过缩短焦距来实现广角化。另外，由于在最靠近像侧配置有具有负屈光度的第三透镜组G3，因此容易取得长焦的光焦度配置，由此，能够通过缩短到第二透镜组G2的焦距来实现薄型化(光轴C方向上的尺寸的小型化)。
而且，在调焦时，通过使第二透镜组G2能够移动，调整与前后的组(第一透镜组G1、第三透镜组G3)的像差变动平衡，与整体伸出方式的光学***相比，抑制了特写摄像时的像面弯曲变动，因此能够进一步缩短特写摄像距离。
而且，在调焦时，通过固定第一透镜组G1和第三透镜组G3在光轴C上的与摄像元件3(成像面)的距离，能够仅使第二透镜组G2在光轴C方向上移动，减小了致动器等对透镜组G2的移动机构的负荷，因此能够实现光学***2的薄型化和小型化。
另外，在本实施方式的光学***2中，通过满足公式(1)，能够得到薄型化并且明亮的光学***2。具体如下所示。
公式(1)规定了第三透镜组G3的焦距与光学***2整体在无限远对焦时的焦距之比(f3/f)的范围，在该比率(f3/f)小于下限值(-1.20)时，第三透镜组G3的光焦度变弱，从而难以长焦化，因此无法缩短到第二透镜组G2的焦距，由此，薄型化不充分。另一方面，在该比率(f3/f)大于上限值(-0.10)时，第三透镜组G3的光焦度变强，从而薄型化变得容易，但由于最靠近像侧的组(第三透镜组)G3的负光焦度过强，因此难以构成明亮的(即，F数小的)光学***2，成为暗的(即，F数大的)光学***。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第三透镜组G3的焦距与光学***2整体在无限远对焦时的焦距之比(f3/f)设为公式(1)的范围，能够实现薄型化与明亮度的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述比率(f3/f)优选满足：
-1.10≤f3/f≤-0.50；
更优选满足：
-1.00≤f3/f≤-0.70。
另外，在本实施方式的光学***2中，通过满足公式(2)，能够得到薄型化并且广角化的光学***2。具体如下所示。
公式(2)规定了第二透镜组G2在无限远对焦时的横向倍率(b2)的范围，在该横向倍率(b2)小于下限值(-0.40)时，难以缩短到第二透镜组G2的焦距，因此难以充分进行薄型化。另一方面，在该横向倍率(b2)大于上限值(-0.06)时，第一透镜组G1的光焦度变弱，因此难以广角化。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第二透镜组G2在无限远对焦时的横向倍率(b2)设为公式(2)的范围，能够实现薄型化与广角化的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述横向倍率(b2)优选满足：
-0.38≤b2≤-0.10；
更优选满足：
-0.36≤b2≤-0.15。
另外，在本实施方式的光学***2中，通过满足公式(3)，能够得到高性能化、薄型化、并且明亮 的光学***2。具体如下所示。
公式(3)的第一个公式(0.3≤OAL123/Y≤2.30)规定了各透镜组G1、G2、G3中从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离的合计值与最大像高之比(OAL123/Y)的范围，在该比率(OAL123/Y)小于下限值(0.3)时，各透镜组G1、G2、G3的厚度均过薄(即，在光轴C方向上的尺寸过小)，像差修正变得困难，因此高性能化变得困难。另一方面，在该比率(OAL123/Y)大于上限值(2.30)时，各透镜组G1、G2、G3的厚度均过厚(即，在光轴C方向上的尺寸过大)，因此难以薄型化。因此，在本实施方式的光学***2中，将各透镜组G1、G2、G3中从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离的合计值与最大像高之比(OAL123/Y)设为公式(3)的第一个公式(0.3≤OAL123/Y≤2.30)，能够实现高性能化与薄型化的平衡。
另外，各透镜组G1、G2、G3中从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离的合计值是指第一透镜组G1的从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离、第二透镜组G2的从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离、以及第三透镜组G3的从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离的和。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述比率(OAL123/Y)优选满足：
0.50≤OAL123/Y≤2.00；
更优选满足：
0.80≤OAL123/Y≤1.80。
另外，公式(3)的第二个公式(1.00≤b3≤1.30)规定了第三透镜组G3在无限远对焦时的横向倍率(b3)的范围，在该横向倍率(b3)小于下限值(1.00)时，难以缩短到第二透镜组G2的焦距，因此难以充分薄型化。另一方面，在该横向倍率(b3)大于上限值(1.30)时，第三透镜组G3的光焦度变强，从而薄型化变得容易，但最靠近像侧的组(第三透镜组)G3的负光焦度过强，因此难以构成明亮的(即，F数小的)光学***2，成为暗的(即，F数大的)光学***。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第三透镜组G3在无限远对焦时的横向倍率(b3)设为公式(3)的第二个公式(1.00≤b3≤1.30)，能够实现薄型化与明亮度的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述横向倍率(b3)优选满足：
1.05≤b3≤1.26；
更优选满足：
1.10≤b3≤1.24。
另外，在本实施方式的光学***2中，通过满足公式(4)，能够得到高性能化并且薄型化的光学***2。具体如下所示。
公式(4)规定了第二透镜组G2的焦距与光学***2整体在无限远对焦时的焦距之比(f2/f)的范围，在该比率(f2/f)小于下限值(0.60)时，第二透镜组G2的光焦度变强，像差修正变得困难，因此高性能化变得困难。另一方面，在该比率(f2/f)大于上限值(0.90)时，第二透镜组G2的光焦度变弱，光学***2整体中的正光焦度变弱，因此光学***2的薄型化变得困难。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第二透镜组G2的焦距与光学***2整体在无限远对焦时的焦距之比(f2/f)设为公式(4)的范围，能够实现高性能化与薄型化的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述比率(f2/f)优选满足：
0.70≤f2/f≤0.85；
更优选满足：
0.75≤f2/f≤0.80。
另外，在光学***2中，第二透镜组G2构成为在光学手抖动修正时也能够在与光轴C正交的方向上移动，可以满足：
1.00≤(1-b2)×b3≤1.90。
根据该构成，能够得到在光学手抖动修正中容易保证透镜组G2在与光轴C正交的方向上移动时的停止位置的精度，并且小型化的光学***2。具体如下所示。
在由现有的光学***的光学防抖(OIS)进行的光学手抖动修正中，需要使光学***或摄像元件相对于光轴在正交方向上移动(位移)。因此，通过设为如本实施方式的光学***2所示的仅使构成该光学***2的多个透镜组G1、G2、G3中的一部分透镜组(第二透镜组)G2相对于光轴C在正交方向上移动的结构，能够抑制在OIS时在与光轴C正交的方向上移动的单元的重量(即，轻量化)。由此，抑制了驱动所述单元的驱动***的负荷，其结果是，能够实现光学***2和具有该光学***2的摄像装置1的小型化。另外，在将该光学***2应用于具有大型的摄像元件3的摄像装置1中时，能够显著地获得该效果。
另外，上述公式规定了使第二透镜组G2相对于光轴C在正交方向上移动时的第二透镜组G2的移动量与因第二透镜组G2的移动而产生的像向对于光轴C在正交方向上的移动量之比的范围，该比通过使用第二透镜组G2在无限远对焦时的横向倍率和第三透镜组G3在无限远对焦时的横向倍率的计算公式((1-b2)×b3)求得。在该比(所述计算公式的值)小于下限值(1.00)时，因第二透镜组G2相对于光轴C在正交方向上的移动而产生的像的移动量小，因此需要增大OIS时的第二透镜组G2的移动量(所述正交方向上的移动)，因此驱动***的负荷变大，光学***2和具备该光学***2的摄像装置1整体的小型化变得困难。另一方面，在该比(所述计算公式的值)大于上限值(1.90)时，因第二透镜组G2相对于光轴在正交方向上的移动而产生的像的移动量变大(即，变得敏感)，因此在光学手抖动修正中难以保证透镜组G2在与光轴C正交的方向上移动时的该透镜组G2的停止位置的精度。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第二透镜组G2相对于光轴C在正交方向上移动时的第二透镜组G2的移动量与因第二透镜组G2的移动而产生的像相对于光轴C在正交方向上的移动量之比(所述计算公式的值)设为上述公式的范围，能够实现小型化与在光学手抖动修正中保证透镜组G2在与光轴C正交的方向上移动时的该透镜组G2的停止位置的精度的难易度的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述比(所述计算公式的值)优选满足：
1.15≤(1-b2)×b3≤1.80；
更优选满足：
1.30≤(1-b2)×b3≤1.70。
另外，在光学***2中，在将第一透镜组G1的焦距设为f1时，可以满足：
-16.00≤f1/f≤-1.80。
根据该构成，能够得到广角化并且薄型化的光学***2。具体如下所示。
上述公式规定了第一透镜组G1的焦距与光学***2整体在无限远对焦时的焦距之比(f1/f)的范围，在该比率(f1/f)小于下限值(-16.00)时，第一透镜组G1的光焦度变弱，物体侧的负光焦度变弱，因此广角化变得困难。另一方面，在该比率(f1/f)大于上限值(-1.80)时，第一透镜组G1的光焦度变强，因此为了第二透镜组G2处的正光焦度而增加透镜片数，由此，光学***2的薄型化变得困难。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第一透镜组的焦距与光学***2整体在无限远对焦时的焦距之比(f1/f)设为上述公式的范围，能够实现广角化与薄型化的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述比率(f1/f)优选满足：
-10.00≤f1/f≤-2.00；
更优选满足：
-6.00≤f1/f≤-2.20。
另外，光学***2具备能够改变光圈直径的孔径光阑(光圈装置)21，该孔径光阑21配置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间。
在第一透镜组G1的物体侧配置有孔径光阑(iris)21时，因该机构部分的厚度，光学***2在光轴方向上的尺寸增大，但如上述结构所示，通过将孔径光阑21配置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间而使光学***2的光圈直径能够改变，能够实现光学***2的薄型化。
另外，在光学***2中，在将从该光学***2中最靠近物体侧的透镜面到摄像元件(即，成像面)3的距离设为OAL时，可以满足：
1.20≤OAL/f≤2.30。
根据该构成，能够得到高性能化并且薄型化的光学***2。具体如下所示。
上述公式规定了从光学***2的最靠近物体侧的透镜面到摄像元件3的距离与光学***2整体在无限远对焦时的焦距之比(OAL/f)的范围，在该比率(OAL/f)小于下限值(1.20)时，光学***2的光学全长变短，像差修正变得困难，因此高性能化变得困难。另一方面，在该比率(OAL/f)大于上限值(2.30)时，光学***2的光学全长变长，因此难以薄型化。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将从光学***2的最靠近物体侧的透镜面到摄像元件(成像面)3的距离与光学***2整体在无限远对焦时的焦距之比(OAL/f)设为上述公式的范围，能够实现高性能化与薄型化的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述比率(OAL/f)优选满足：
1.35≤OAL/f≤2.10；
更优选满足：
1.50≤OAL/f≤1.90。
另外，在光学***2中，可以满足：
1.00≤(1-b2 2)×b3 2≤1.70。
根据该构成，能够得到薄型化并且容易保证在调焦时第二透镜组G2的停止位置的精度的光学*** 2。具体如下所示。
上述公式规定了在使第二透镜组G2在光轴C方向上移动时的第二透镜组G2的移动量和因第二透镜组G2的移动而产生的成像位置在光轴C方向上的移动量之比的范围，该比通过使用第二透镜组G2在无限远对焦时的横向倍率和第三透镜组G3在无限远对焦时的横向倍率的计算公式((1-b2 2)×b3 2)求得。在该比(所述计算公式的值)小于下限值(1.00)时，使第二透镜组G2在光轴C方向上移动时的成像位置的移动量变小(即，变得迟钝)，因此需要增大调焦时的第二透镜组G2的移动量，由此，光学***2的薄型化变得困难。另一方面，在该比(所述计算公式的值)大于上限值(1.70)时，使第二透镜组G2在光轴C方向上可动时的成像位置的移动量变大(即，变得敏感)，因此难以保证调焦时第二透镜组G2的停止位置的精度。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第二透镜组G2在光轴C方向上移动时的第二透镜组G2的移动量与因第二透镜组G2的移动而产生的成像位置在光轴C方向上的移动量之比设为上述公式的范围，能够实现薄型化和保证调焦时第二透镜组G2的停止位置的精度的难易度的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述比(所述计算公式的值)优选满足：
1.10≤(1-b2 2)×b3 2≤1.60；
更优选满足：
1.20≤(1-b2 2)×b3 2≤1.50。
另外，在光学***2中，在将第一透镜组G1中的至少一个透镜在d线上的折射率设为nd1，并将第一透镜组G1中的至少一个透镜的d线基准的阿贝数设为vd1时，可以满足：
1.50≤nd1≤1.70并且15.00≤vd1≤60.00。
根据该构成，能够得到广角化、高性能化、并且薄型化的光学***2。具体如下所示。
上述第一个公式(1.50≤nd1≤1.70)规定了第一透镜组G1中的至少一个透镜在d线上的折射率(nd1)的范围，在该折射率(nd1)小于下限值(1.50)时，第一透镜组G1的光焦度变弱，因此难以广角化。另一方面，在该折射率(nd1)大于上限值(1.70)时，制造时的误差导致性能下降变得显著，因此高性能化变得困难。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第一透镜组G1中的至少一个透镜在d线上的折射率(nd1)设为上述第一个公式(1.50≤nd1≤1.70)，能够实现广角化与高性能化的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述折射率(nd1)优选满足：
1.54≤nd1≤1.69；
更优选满足：
1.57≤nd1≤1.68。
另外，上述第二个公式(15.00≤vd1≤60.00)规定了第一透镜组G1中的至少一个透镜的d线基准的阿贝数(vd1)的范围，在该阿贝数(vd1)小于下限值(15.00)时，为了修正第一透镜组G1的轴向色差和倍率色差而增加透镜片数，因此光学***2的薄型化变得困难。另一方面，在该阿贝数(vd1)大于上限值(60.00)时，与其他组的色差修正的平衡调整变得困难，因此高性能化变得困难。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第一透镜组G1中的至少一个透镜的d线基准的阿贝数设为上述第二个公式(15.00≤vd1≤60.00)，能够实现薄型化与高性能化的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述阿贝数(vd1)优选满足：
18.00≤vd1≤57.00；
更优选满足：
19.00≤vd1≤38.00。
另外，在光学***2中，在将第三透镜组G3中的至少一个透镜在d线上的折射率设为nd3，并将第三透镜组G3中的至少一个透镜的d线基准的阿贝数设为vd3时，可以满足：
1.50≤nd3≤1.70并且15.00≤vd3≤60.00。
根据该构成，能够得到广角化、高性能化、并且薄型化的光学***2。具体如下所示。
上述第一个公式(1.50≤nd3≤1.70)规定了第三透镜组G3中的至少一个透镜在d线上的折射率(nd3)的范围，在该折射率(nd3)小于下限值(1.50)时，第三透镜组G3的光焦度变弱，因此广角化变得困难。另一方面，在该折射率(nd3)大于上限值(1.70)时，制造时的误差导致性能下降变得显著，因此高性能化变得困难。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第三透镜组G3中的至少一个透镜在d线上的折射率(nd3)设为上述第一个公式(1.50≤nd3≤1.70)，能够实现广角化与高性能化的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述折射率(nd3)优选满足：
1.54≤nd3≤1.69；
更优选满足：
1.57≤nd3≤1.68。
另外，上述第二个公式(15.00≤vd3≤60.00)规定了第三透镜组G3中的至少一个透镜的d线基准的阿贝数(vd3)的范围，在该阿贝数(vd3)小于下限值(15.00)时，为了修正第三透镜组G3的轴向色差和倍率色差而增加透镜片数，因此光学***2的薄型化变的困难。另一方面，在该阿贝数(vd3)大于上限值(60.00)时，与其他组的色差修正的平衡调整变得困难，因此高性能化变得困难。因此，在本实施方式的光学***2中，通过将第三透镜组G3中的至少一个透镜的d线基准的阿贝数(vd3)的范围设为上述第二个公式(15.00≤vd3≤60.00)，能够实现薄型化与高性能化的平衡。
另外，在本实施方式的光学***2中，所述阿贝数(vd3)优选满足：
18.00≤vd3≤57.00；
更优选满足：
19.00≤vd3≤38.00。
另外，在光学***2中，第一透镜组G1、第二透镜组G2、以及第三透镜组G3中至少第一透镜组G1构成为在非摄影时能够向像侧移动。
因此，在非摄影时，通过使至少第一透镜组G1(在本实施方式的光学***2中，第一透镜组G1和第二透镜组G2)向摄像元件(像面)3侧移动，能够进一步薄型化。另外，该光学***2配置于摄像装置1，在非摄影时使至少第一透镜组G1向摄像元件(像面)3侧移动，以使该光学***2整体容纳在摄像装置主体10内(即，使其伸缩)，从而还实现了摄像装置1的薄型化。
根据如上构成的摄像装置1，能够实现充分的广角化和薄型化。
接着，对本发明的光学***的实施例1～4进行说明。在以下的各实施例中，对与上述实施方式的光学***的各结构对应结构使用相同的附图标记。另外，在以下的各实施例中的表中，r是曲率半径，d是透镜厚度或透镜间隔，nd是d线的折射率，vd表示d线基准的阿贝数。另外，非球面由以下所示的公式1定义。
公式1
z＝ch 2/[1+{1-(1+k)c 2h 2} 1/2]A4h 4+A6h 6+A8h 8+A10h 10…
(其中，c是曲率(1/r)，h是距离光轴的高度(距离)，k是圆锥系数，A4、A6、A8、A10…是各次数的非球面系数。)
另外，各纵向像差图从左侧依次示出了球面像差(SA(mm))、像散(AST(mm))、畸变像差(DIS(％))。在球面像差图中，纵轴表示F数(图中用FNO表示)，实线是d线(d-line)的特性，短虚线是F线(F-line)的特性，长虚线是C线(C-line)的特性。在像散图中，纵轴表示最大像高(图中用Y表示)，实线是弧矢平面(图中用S表示)的特性，虚线是子午平面(图中用M表示)的特性。在畸变像差图中，纵轴表示最大像高(图中用Y表示)。
实施例1
图3和图4是本实施例1的光学***的透镜结构图，图3表示无限远对焦状态，图4表示最近对焦状态。另外，表示光学***的各结构的附图标记与上述实施方式的光学***2的对应的结构的附图标记相同。另外，在该光学***中，在调焦时，第一透镜组和第三透镜组相对于摄像元件(像面)的在光轴上的位置被固定。
另外，图5是无限远对焦状态下的纵向像差图，图6是最近对焦状态下的纵向像差图，下述的表1示出了各透镜的面数据，表2示出了非球面数据，表3示出了各种数据，表4示出了透镜组数据。
表1
(表1)面数据
面编号 r d nd vd
1* 19.169 0.500 1.5731 37.65
2* 8.520 0.398
3 ∞ d3 (孔径光阑)
4* 7.134 1.051 1.5445 55.96
5* -30.682 0.100
6* 45.330 1.512 1.5445 55.96
7* -9.064 0.100
8* 4.372 0.500 1.6714 19.27
9* 2.742 1.037
10* 41.560 1.455 1.5445 55.96
11* -6.627 d11
12* -4.298 0.847 1.5731 37.65
13* -59.840 0.400
14 ∞ 0.300 1.5168 64.20
15 ∞ 0.100
*是非球面
表2
表3
(表3)各种数据
物体距离 ∞ 100.000
F数 1.440 1.545
半视角 41.111 37.996
透镜全长 14.163 14.163
d3 1.660 1.064
d11 4.203 4.799
焦距为8.480，最大像高为6.293。
表4
(表4)透镜组数据
组 起始面 焦距 透镜构成长度 透镜移动量 倍率
1 1 -27.226 0.898 0.000 0.000
2 4 6.571 5.755 0.596 -0.269
3 12 -8.125 0.847 0.000 1.156
实施例2
图7和图8是本实施例2的光学***的透镜结构图，图7表示无限远对焦状态，图8表示最近对焦状态。另外，表示光学***的各结构的附图标记与上述实施方式的光学***2的对应的结构的附图标记相同。另外，在该光学***中，在调焦时，第一透镜组和第三透镜组相对于摄像元件(像面)的在光轴上的位置也被固定。
另外，图9是无限远对焦状态下的纵向像差图，图10是最近对焦状态下的纵向像差图，下述的表5示出了各透镜的面数据，表6示出了非球面数据，表7示出了各种数据，表8示出了透镜组数据。
表5
(表5)面数据
面编号 r d nd vd
1* 100.000 0.500 1.5731 37.65
2* 14.838 0.416
3* 10.417 0.532 1.5445 55.96
4* 7.669 0.315
5 ∞ d5 (孔径光阑)
6* 8.588 1.335 1.5445 55.96
7* -10.522 0.211
8* 30.812 1.538 1.5445 55.96
9* -8.191 0.100
10* 5.114 0.516 1.6714 19.27
11* 3.092 1.799
12* -61.079 1.791 1.5445 55.96
13* -5.480 d13
14* -5.139 1.011 1.5880 28.42
15* 16.915 0.536
16 ∞ 0.300 1.5168 64.20
17 ∞ 0.100
*是非球面
表6
表7
(表7)各种数据
物体距离 ∞ 100.000
F数 1.440 1.539
半视角 41.993 38.595
透镜全长 15.000 15.000
d5 1.154 0.583
d13 2.846 3.417
焦距为8.264，最大像高为6.324。
表8
(表8)透镜组数据
组 起始面 焦距 透镜构成长度 透镜移动量 倍率
1 1 -19.499 1.763 0.000 0.000
2 6 6.278 7.290 0.571 -0.354
3 14 -6.591 1.011 0.000 1.198
实施例3
图11和图12是本实施例3的光学***的透镜结构图，图11表示无限远对焦状态，图12表示最近对焦状态。另外，表示光学***的各结构的附图标记与上述实施方式的光学***2的对应的结构的附图标记相同。另外，在该光学***中，在调焦时，第一透镜组和第三透镜组相对于摄像元件(像面)的在光轴上的位置也被固定。
另外，图13是无限远对焦状态下的纵向像差图，图14是最近对焦状态下的纵向像差图，下述的表9示出了各透镜的面数据，表10示出了非球面数据，表11示出了各种数据，表12示出了透镜组数据。
表9
(表9)面数据
面编号 r d nd vd
1* 11.315 0.400 1.6714 19.27 (孔径光阑)
2* 7.991 d2
3* 8.664 0.633 1.5445 55.96
4* -108.143 0.108
5* -83.676 1.365 1.5445 55.96
6* -5.866 0.100
7* 3.991 0.598 1.6714 19.27
8* 2.805 1.671
9* -34.161 1.435 1.5445 55.96
10* -5.123 d10
11* -6.400 1.040 1.6362 23.91
12* 13.389 0.550
13 ∞ 0.300 1.5168 64.20
14 ∞ 0.100
表10
表11
(表11)各种数据
物体距离 ∞ 120.000
F数 1.950 2.036
半视角 40.999 39.061
透镜全长 12.742 12.742
d2 1.219 0.783
d10 3.222 3.658
焦距为8.417，最大像高为7.150。
表12
(表12)透镜组数据
组 起始面 焦距 透镜构成长度 透镜移动量 倍率
1 1 -42.573 0.400 0.000 0.000
2 3 6.522 5.911 0.436 -0.166
3 11 -6.671 1.040 0.000 1.188
实施例4
图15和图16是本实施例3的光学***的透镜结构图，图15表示无限远对焦状态，图16表示最近对焦状态。另外，表示光学***的各结构的附图标记与上述实施方式的光学***2的对应的结构的附图标记相同。另外，在该光学***中，在调焦时，第一透镜组和第三透镜组相对于摄像元件(像面)的在光轴上的位置也被固定。
另外，图17是无限远对焦状态下的纵向像差图，图18是最近对焦状态下的纵向像差图，下述的表13示出了各透镜的面数据，表14示出了非球面数据，表15示出了各种数据，表16示出了透镜组数据。
表13
(表13)面数据
面编号 r d nd vd
1* 12.754 0.402 1.6714 19.27 (孔径光阑)
2* 8.581 d2
3* 8.521 0.654 1.5445 55.96
4* -146.190 0.137
5* -82.877 1.395 1.5445 55.96
6* -5.850 0.100
7* 4.008 0.616 1.6714 19.27
8* 2.857 1.722
9* -36.337 1.518 1.5445 55.96
10* -5.055 d10
11* -6.578 0.600 1.6362 23.91
12* -40.621 0.174
13* -13.896 0.600 1.6714 19.27
14* 42.060 0.505
15 ∞ 0.300 1.5168 64.20
16 ∞ 0.100
*是非球面
表14
表15
(表15)各种数据
物体距离 ∞ 120.000
F数 1.950 2.027
半视角 40.996 39.132
透镜全长 13.040 13.040
d2 1.359 0.945
d10 2.858 3.272
焦距为8.419，最大像高为7.150。
表16
(表16)透镜组数据
组 起始面 焦距 透镜构成长度 透镜移动量 倍率
1 1 -40.268 0.402 0.000 0.000
2 3 6.430 6.142 0.414 -0.172
3 11 -6.669 1.374 0.000 1.215
在以上的实施例1～4中，上述实施方式的各条件所对应的值如下述的表17所示。
另外，在表17中，条件公式(1)为f3/f，条件公式(2)为b2，条件公式(3)为OAL123/Y，条件公式(4)为b3，条件公式(5)为f2/f，条件公式(6)为(1-b2)×b3，条件公式(7)为f1/f，条件公式(8)为OAL/f，条件公式(9)为(1-b2 2)×b3 2，条件公式(10)为nd1，条件公式(11)为vd1，条件公式(12)为nd3，条件公式(13)为vd3。
表17
(表17)条件式对应值
虽然为了表现本发明，在上述中参照附图通过实施方式适当且充分地对本发明进行了说明，但是本领域技术人员应该认识到，变更和/或改良上述实施方式是容易实现的。因此，只要本领域技术人员实施的变更方式或改良方式不是脱离权利要求书中记载的权利要求范围的水平，则可以解释为该变更方式或该改良方式被包括在该权利要求范围内。
附图标记说明
1：摄像装置
2：光学***
21：孔径光阑(光圈装置)
22：镜筒
23：光学滤光片
3：摄像元件
4：液晶显示屏
10：摄像装置主体
C：光轴
F：对焦透镜组
G1：第一透镜组
G2：第二透镜组
G3：第三透镜组

Claims (10)

  1. 一种光学***，其特征在于，
    从物体侧向像侧依次具备：包括至少一个透镜并且具有负屈光度的第一透镜组、包括至少一个透镜并且具有正屈光度的第二透镜组、以及包括至少一个透镜并且具有负屈光度的第三透镜组，
    在调焦时，所述第一透镜组和所述第三透镜组在光轴上的与成像面的距离被固定，所述第二透镜组沿所述光轴移动，
    在将所述第二透镜组在无限远对焦时的横向倍率设为b2，将所述第三透镜组在无限远对焦时的横向倍率设为b3，将该光学***整体在无限远对焦时的焦距设为f，将所述第二透镜组的焦距设为f2，将所述第三透镜组的焦距设为f3，将各透镜组中从最靠近物体侧的透镜面到最靠近像侧的透镜面的距离的合计值设为OAL123，并将最大像高设为Y时，
    满足以下公式(1)～(4)中的至少一个：
    -1.20≤f3/f≤-0.10 …(1)
    -0.40≤b2≤-0.06 …(2)
    0.3≤OAL123/Y≤2.30并且1.00≤b3≤1.30 …(3)
    0.60≤f2/f≤0.90 …(4)。
  2. 根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，
    所述第二透镜组构成为还能够在与所述光轴正交的方向上移动，并满足：
    1.00≤(1-b2)×b3≤1.90。
  3. 根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，
    在将所述第一透镜组的焦距设为f1时，满足：
    -16.00≤f1/f≤-1.80。
  4. 根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，
    具备能够改变光圈直径的光圈装置，
    该光圈装置配置在所述第一透镜组与所述第二透镜组之间。
  5. 根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，
    在将从该光学***中最靠近物体侧的透镜面到成像面的距离设为OAL时，满足：
    1.20≤OAL/f≤2.30。
  6. 根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，
    满足：
    1.00≤(1-b2 2)×b3 2≤1.70。
  7. 根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，
    在将所述第一透镜组中至少一个透镜在d线上的折射率设为nd1，并将所述第一透镜组中至少一个透镜的d线基准的阿贝数设为vd1时，满足：
    1.50≤nd1≤1.70并且15.00≤vd1≤60.00。
  8. 根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，
    在将所述第三透镜组中至少一个透镜在d线上的折射率设为nd3，并将所述第三透镜组中至少一个透镜的d线基准的阿贝数设为vd3时，满足：
    1.50≤nd3≤1.70并且15.00≤vd3≤60.00。
  9. 根据权利要求1所述的光学***，其特征在于，
    所述第一透镜组、所述第二透镜组、以及所述第三透镜组中至少所述第一透镜组构成为在非摄影时能够向像侧移动。
  10. 一种摄像装置，其特征在于，具备：
    权利要求1～9中任一项所述的光学***，以及
    摄像元件，其配置于所述光学***的成像面位置。
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