CN1713017A - 可变焦距透镜***、摄像装置和摄像照相机 - Google Patents

可变焦距透镜***、摄像装置和摄像照相机 Download PDF

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Abstract

目的是提供一种由于透镜的构成片数少而在不使用时可以缩小存放的、且分辨率高的可变焦距透镜***，所述可变焦距透镜***从物体一侧依次包括负放大率的第1透镜组(G1)、正放大率的第2透镜组(G2)、和正放大率的第3透镜组(G3)，通过沿着光轴分别移动各透镜组，改变各透镜组之间的间隔来进行变倍，第1透镜组(G1)具有一片凹透镜元件(L1)和一片凸透镜元件(L2)，第2透镜组(G2)具有一组胶合透镜元件(L3)～(L5)，第3透镜组(G3)具有一片凸透镜元件(L6)。

Description

可变焦距透镜***、摄像装置和摄像照相机
技术领域
本发明涉及可变焦距透镜***、摄像装置和摄像照相机，尤其涉及适合于数码照相机及数码摄像机等、广角端的视场角为60°～70°、变焦比为3倍程度的小型高画质的可变焦距透镜***、具有该可变焦距透镜***的摄像装置以及具有该摄像装置的摄像照相机。
背景技术
使用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementarymetal-Oxide Semiconductor，互补型金属氧化物半导体)等固体摄像元件的数码照相机，由于透镜元件的最后部分和固体摄像元件之间配置光学低通滤光片等构件，所以需要后焦距比较长的透镜***。另外，数码照相机的摄影光学***为了避免成为像面的周围光量减少的主要因素的暗影，要求有良好的远心特性。
数码照相机有很多形式，其中有一种袖珍型。人们提出了很多适用于袖珍型数码照相机的三组可变焦距透镜***，它从物体一侧按具有负放大率的第1透镜组、具有正放大率的第2透镜组、和具有正放大率的第3透镜组的顺序构成(特开2002-196240号公报、特开2001-242378号公报、特开2001-272602号公报、特开2003-287679号公报)。
然而，上述的特开2002-196240号公报的结构由于第2透镜组的构成片数多，所以在不使用时很难缩小存放。特开2001-242378号公报中，透镜的构成片数虽少，但是第2透镜组的厚度厚，所以在不使用时很难缩小存放。特开2001-272602号公报的可变焦距透镜***的透镜构成片数虽少，且可以缩小存放，但存在的问题是变焦比小，只有2倍左右。另外，特开2003-287679号公报公布了第2透镜组包含粘合3片透镜元件的胶合透镜元件的结构，但存在的问题是，第2透镜组整体的厚度厚。
发明内容
本发明的目的是提供一种透镜的构成片数少并在不使用时可以缩小存放的、且分辨率高的可变焦距透镜***、以及使用该可变焦距透镜***的摄像装置。另外，本发明的目的是提供具有上述摄像装置的摄像照相机。
通过以下的可变焦距透镜***来完成上述目的。是一种为了可以将物体的光学像进行变倍形成的可变焦距透镜***，其特征是从物体一侧依次包括负放大率的第1透镜组、正放大率的第2透镜组、和正放大率的第3透镜组，通过沿着光轴分别移动各透镜组，改变各透镜组之间的间隔来进行变倍，第1透镜组具有一片凹透镜元件和一片凸透镜元件，第2透镜组只由粘合3片透镜元件的一组胶合透镜元件构成，第3透镜组具有一片凸透镜元件。
最好在第2透镜组的物体一侧具有光圈。另外，第1透镜组最好从物体一侧按一片凹透镜元件和一片凸透镜元件的顺序组成。另外，第2透镜组最好由从物体一侧按凸透镜元件、凹透镜元件、凸透镜元件的顺序粘合的胶合透镜元件组成。
若把第2透镜组的凹透镜元件的对d线的折射率设为nd4，阿贝数设为vd4时，最好满足条件
nd4＜1.75…(1)
vd4＜35……(2)。
若把第2透镜组的焦距设为fG2，凹透镜元件的焦距设为fL4时，最好满足条件
0.2＜|fL4|/fG2＜0.4…(3)。
若把摄影距离为∞时的广角端和望远端的变焦比设为Z，第i透镜组(i是整数)的厚度设为dGi，各透镜组的厚度总和设为dGsi[单位mm]时，最好满足条件
3＜dGsi/Z＜5…(4)
(式中，Z＞2.5)。
最好通过把第3透镜组沿光轴方向移动，来进行从无限远点向近距离物点的聚焦。另外，第3透镜组的一片凸透镜元件最好由双凸透镜组成。
利用以下的摄像装置完成上述目的。是可以把被照物的光学像变换成电图像信号而输出的摄像装置，包括可以将被照物的光学像进行变倍形成的可变焦距透镜***、和把可变焦距透镜***形成的被照物的光学像变换成电信号的摄像元件，所述可变焦距透镜***从被照物一侧依次包括负放大率的第1透镜组、正放大率的第2透镜组、和正放大率的第3透镜组，通过沿着光轴分别移动各透镜组，改变各透镜组之间的间隔来进行变倍，第1透镜组具有一片凹透镜元件和一片凸透镜元件，第2透镜组只由粘合3片透镜元件的一组胶合透镜元件构成，第3透镜组具有一片凸透镜元件。
最好在第2透镜组的物体一侧具有光圈。另外，第1透镜组最好从物体一侧按一片凹透镜元件和一片凸透镜元件的顺序组成。另外，第2透镜组最好由从物体一侧按凸透镜元件、凹透镜元件、凸透镜元件的顺序粘合的胶合透镜元件组成。
若把第2透镜组的凹透镜元件的对d线的折射率设为nd4，阿贝数设为vd4时，最好满足条件
nd4＜1.75…(1)
vd4＜35……(2)。
若把第2透镜组的焦距设为fG2，凹透镜元件的焦距设为fL4时，最好满足条件
0.2＜|fL4|/fG2＜0.4…(3)。
若把摄影距离为∞时的广角端和望远端的变焦比设为Z，第i透镜组(i是整数)的厚度设为dGi，各透镜组的厚度总和设为dGsi[单位mm]时，最好满足条件
3＜dGsi/Z＜5…(4)
(式中，Z＞2.5)。
最好通过把第3透镜组沿光轴方向移动，进行从无限远点向近距离物点的聚焦。另外，第3透镜组的一片凸透镜元件最好由双凸透镜组成。
利用以下的摄像照相机完成上述目的。是可以拍摄被照物后输出电图像信号的摄像照相机，包括摄像装置，所述摄像装置包括可以将被照物的光学像进行变倍形成的可变焦距透镜***、和把可变焦距透镜***形成的被照物的光学像变换成电信号的摄像元件，所述可变焦距透镜***从被照物一侧依次包括负放大率的第1透镜组、正放大率的第2透镜组、和正放大率的第3透镜组，是通过沿着光轴分别移动各透镜组，改变各透镜组之间的间隔来进行变倍的可变焦距透镜***，第1透镜组具有一片凹透镜元件和一片凸透镜元件，第2透镜组只由粘合3片透镜元件的一组胶合透镜元件构成，第3透镜组具有一片凸透镜元件。
摄像照相机最好是可以获得被照物的静止图像的数码照相机。另外，摄像照相机最好是可以获得被照物的通态图像的数码摄像机。
通过本发明，可以提供一种透镜的构成片数少并在不使用时可以缩小存放的、且分辨率高的可变焦距透镜***、以及使用该可变焦距透镜***的摄像装置。另外，通过本发明，可以提供具有上述摄像装置的摄像照相机。
本发明相关的可变焦距透镜***可以适用于数码照相机、数码摄像机、便携式电话、PDA(Personal Digital Assistance，个人数字助理)、监视***的监视摄像照相机、Web(网络)摄像照相机、车载摄像照相机等数字输入装置，特别适用于数码照相机、数码摄像机等要求高画质的摄影光学***。
本发明的这些和其他的目的、特征、方面、效果通过对照附图和以下的详细说明将变得更清楚。
附图说明
图1是本发明的实施形式1(实施例1)的可变焦距透镜***的结构图。
图2是本发明的实施例1的可变焦距透镜***的像差图。
图3是本发明的实施形式2(实施例2)的可变焦距透镜***的结构图。
图4是本发明的实施例2的可变焦距透镜***的像差图。
图5是本发明的实施形式3(实施例3)的可变焦距透镜***的结构图。
图6是本发明的实施例3的可变焦距透镜***的像差图。
图7是本发明的实施形式4(实施例4)的可变焦距透镜***的结构图。
图8是本发明的实施例4的可变焦距透镜***的像差图。
图9是本发明的实施形式5的数码照相机的示意结构图。
具体实施方式
(实施形式1～4)
图1是本发明的实施形式1相关的可变焦距透镜***的结构图。图3是本发明的实施形式2相关的可变焦距透镜***的结构图。图5是本发明的实施形式3相关的可变焦距透镜***的结构图。图7是本发明的实施形式4相关的可变焦距透镜***的结构图。各图都表示处于无限远聚焦状态的可变焦距透镜***。各图中，(a)表示广角端(最短焦距状态：焦距fW)的透镜结构，(b)表示中间位置(中间焦距状态：焦距fM＝(fW*fT))，(c)表示望远端(最长焦距状态：焦距fT)。
实施形式1～4相关的可变焦距透镜***全部从物体一侧依次包括负放大率的第1透镜组G1、光圈A、正放大率的第2透镜组G2、和正放大率的第3透镜组G3。实施形式1～4相关的可变焦距透镜***从广角端向望远端进行变倍时，第1透镜组沿着朝向像侧的凸形轨迹移动，第2透镜组和光圈单调朝物体一侧移动，第3透镜组沿着朝向物体一侧的凸形或凹形轨迹向像侧移动。
实施形式1～4相关的可变焦距透镜***中，全部的第1透镜组G1由从物体一侧按把凸面朝向物体一侧的负弯月形状的透镜元件L1和把凸面朝向物体一侧的正弯月形状的透镜元件L2的顺序的两片透镜构成。实施形式1～4相关的可变焦距透镜***中，全部的第2透镜组G2只由从物体一侧按双凸形状的透镜元件L3、双凹形状的透镜元件L4和把凸面朝向物体一侧的正弯月形状的透镜元件L5顺序的三片透镜粘合而成的一组胶合透镜元件构成。实施形式1～4相关的可变焦距透镜***中，全部的第3透镜组G3由双凸形状的一片凸透镜L6元件构成。另外，各图中，图中最右侧所画的直线表示像面S的位置，在它的物体一侧设置与光学低通滤光片和摄像元件的面板等等效的平行平板P。
实施形式1～4相关的可变焦距透镜***中，把这些各透镜组按所希望的放大率配置，通过这样来保持光学性能，同时能实现透镜***整体的小型化。
特别是，实施形式1～4相关的可变焦距透镜***中，第1透镜组G1从物体一侧由一片凹透镜元件和一片凸透镜元件构成，第2透镜组G2只由粘合3片透镜元件的一组胶合透镜元件构成，第3透镜组G3由一片凸透镜元件构成。实施形式1～4相关的可变焦距透镜***由于具有上述的结构，所以构成各透镜组的透镜元件的片数少、在不使用时可以缩小存放的光学***。
另外，实施形式1～4相关的可变焦距透镜***中，只由从物体一侧按凸透镜元件、凹透镜元件和凸透镜的顺序粘合成的胶合透镜元件构成第2透镜组G2。实施形式1～4相关的可变焦距透镜***由于具有上述的结构，所以可以缩小构成第2透镜组FG2。另外，实施形式1～4相关的可变焦距透镜***由于具有上述的结构，所以与三片透镜元件各自独立分离配置的情况相比，可以提供各透镜元件之间的调心容易、且容易装配的可变焦距透镜***。
另外，实施形式1～4相关的可变焦距透镜***中，第3透镜组G3由一片双凸凸透镜元件构成。各实施形式的可变焦距透镜***通过以上的结构，可以实现伸缩时的小型化。另外，各实施形式的可变焦距透镜***通过把第3透镜组G3沿着光轴移动，能够进行从无限远聚焦状态向邻近物体聚焦状态的聚焦。
下面，说明各实施形式的可变焦距透镜***应满足的条件。另外，各实施形式的可变焦距透镜***中，规定了多个应满足的条件，最好是满足全部条件的可变焦距透镜***的结构。然而，通过满足个别条件，也能得到具有各自对应的效果的可变焦距透镜***。
若把第2透镜组的凹透镜元件的对d线的折射率设为nd4，阿贝数设为vd4时，最好这样构成各实施形式的可变焦距透镜***，使其满足条件
nd4＜1.75…(1)
v d4＜35……(2)。
如果超过条件式(1)的上限，则珀兹伐之和会变大，很难修正像面弯曲。如果超过条件式(2)的上限，则很难修正色差。
若把第2透镜组的焦距设为fG2，第2透镜组的凹透镜元件的焦距设为fL4时，最好这样构成各实施形式的可变焦距透镜***，使其满足条件
0.2＜|fL4|/fG2＜0.4…(3)。
条件式(3)是很好均衡地修正第2透镜组产生的各种像差，同时也是缩短透镜整体的光学全长用的条件。如果超过条件式(3)的上限，则用其他的透镜元件很难修正第2透镜组中的凹透镜元件产生的球面像差及彗形像差。另一方面，如果超过条件式(3)的下限，则由于透镜***整体的光学全长变长，所以很难小型化。
另外，上述(3)式再通过规定以下的范围，可以进一步提高上述效果。
0.22＜|fL4|/fG2…(3)’
|fL4|/fG2＜0.3…(3)”
若把摄影距离为∞时的广角端和望远端的变焦比设为Z，第i透镜组(i是整数)的厚度设为dGi，各透镜组的厚度总和设为dGsi时，最好这样构成各实施形式的可变焦距透镜***，使其满足条件
3＜dGsi/Z＜5…(4)
(式中，Z＞2.5)。
条件式(4)与各透镜组的厚度有关，如果超过上限，则很难在维持变焦比的状态下使透镜***整体小型化，特别不能把伸缩时的光学全长缩短。另一方面，如果超过下限，则很难在维持变焦比的状态下修正变焦全部区域的像差。
另外，上述(4)式再通过规定以下的范围，可以进一步提高上述效果。
3.3＜dGsi/Z…(4)’
dGsi/Z＜4.6…(4)”
第2透镜组G2只由从物体一侧按凸透镜元件、凹透镜元件和凸透镜元件的顺序粘合组成的胶合透镜元件构成，如果设凹透镜元件的物镜侧面的曲率半径为r4F，可变焦距透镜***的广角端的焦距为fw时，最好这样构成各实施形式的可变焦距透镜***，使其满足条件
0.7＜|r4F/fw|＜1.0…(5)
(式中，Z＞2.5、r4F＜0)。
当三片胶合透镜元件的中间的透镜元件由凹透镜构成的时候，条件式(5)规定该凹透镜元件的物体侧面应满足的条件。如果超过上限，则由于物体一侧的凸透镜元件和凹透镜元件之间的粘合面的正放大率过度变弱，用其他的透镜很难很好均衡地修正第2透镜组产生的彗形像差，所以不好。另一方面，如果超过下限，则由于物体一侧的凸透镜元件和凹透镜元件之间的粘合面的正放大率过大，用其他的透镜很难很好地修正第2透镜组产生的球面像差，所以不好。
另外，上述(5)式再通过规定以下的范围，可以进一步提高上述效果。
0.75＜|r4F/fw|…(5)’
|r4F/fw|＜0.95…(5)”
第2透镜组G2只由从物体一侧按凸透镜元件、凹透镜元件和凸透镜元件的顺序粘合组成的胶合透镜元件构成，如果设凹透镜元件的像侧面的曲率半径为r4R，可变焦距透镜***的广角端的焦距为fw时，最好这样构成各实施形式的可变焦距透镜***，使其满足条件
0.60＜r4R/fw＜0.85…(6)
(式中，Z＞2.5)。
当三片胶合透镜元件的中间的透镜元件由凹透镜构成的时候，条件式(6)规定该凹透镜元件的像侧面应满足的条件。如果超过上限，则由于凹透镜元件和像一侧的凸透镜元件之间的粘合面的负放大率过度变弱，用其他的透镜很难很好均衡地修正第2透镜组产生的球面像差及像散，所以不好。另一方面，如果超过下限，则由于和凹透镜元件之间的粘合面的负放大率过大，用其他的透镜很难很好均衡地修正第2透镜组产生的彗形像差及像散，所以不好。
另外，上述(6)式再通过规定以下的范围，可以进一步提高上述效果。
0.65＜|r4R/fw|…(6)’
|r4R/fw|＜0.80…(6)”
另外，构成各实施形式的各透镜组仅由利用折射使入射光线偏转的折射型透镜(即，在具有不同折射率的介质的邻接界面产生偏转的类型的透镜)构成，但并不局限于此。例如，也可以用通过衍射使入射光线偏转的衍射型透镜、通过衍射作用和折射作用组合使入射光线偏转的折射和衍射混合型透镜、通过介质内的折射率分布使入射光线偏转的折射率分布型透镜等构成各透镜组。
另外各实施形式中，也可以通过在光路中配置反射面，在可变焦距透镜***的前、后或中间把光路折弯。只要根据需要来设定折弯位置即可，通过适当地把光路折弯，可以实现摄像照相机外观上的薄型化。
另外，各实施形式中表示配置了平板的结构，该平板包含配置在可变焦距透镜***的最后表面和摄像元件S之间的光学低通滤光片，但作为该低通滤光片可以应用调整规定的晶轴方向的把水晶等作为材料的双折射型低通滤光片、和通过衍射效果来实现必要的光学截止频率特性的相位型低通滤光片等。
如以上所说明的那样，按照本发明，从物体一侧依次包括具有负放大率的第1透镜组，所述第1透镜组由一片凹透镜和一片凸透镜构成；具有正放大率的第2透镜组，所述第2透镜组由一组凸透镜、凹透镜、凸透镜的胶合透镜构成；和具有正放大率的第3透镜组，所述第3透镜组由一片凸透镜构成，通过改变各透镜组之间的间隔，来进行从广角端到望远端的变倍，通过这样可以得到广角端的视场角为65°左右、变焦比为3倍左右、另外由于透镜的构成片数少而在不使用时可以缩小存放的可变焦距透镜***。
(实施形式5)
图9是本发明的实施形式5的数码照相机的示意结构图。图9中，数码照相机由包含可变焦距透镜***1和CCD即固体摄像元件2的摄像装置、液晶监视器3、和壳体4等构成。作为可变焦距透镜***1，是利用实施形式1相关的可变焦距透镜***。图1中，可变焦距透镜***1由第1透镜组G1、第2透镜组G2、光圈A、和第3透镜组G3构成。壳体4中，在前侧配置了可变焦距透镜***1，在可变焦距透镜***1的后侧配置了CCD、即固体摄像元件2。壳体4的后侧配置了液晶监视器3。利用可变焦距透镜***1产生的被照物的光学像形成在摄像面S上。
镜筒由主镜筒5、移动镜筒6、和圆筒凸轮7构成。如果旋转圆筒凸轮7，则第1透镜组G1和第2透镜组G2以及第3透镜组G3移动到以固体摄像元件14为基准的规定位置，可以进行从广角端到望远端的变倍。第3透镜组G3的框架可以通过聚焦调整用电动机沿光轴方向移动。
这样，通过数码照相机中利用实施形式1的可变焦距透镜***，可以提供变焦比为3倍左右、且广角端的视场角为65°左右、分辨率高、在不使用时的厚度薄的数码照相机。另外，在图9所示的数码照相机中，也可以使用实施例2～实施例4的任意一个的可变焦距透镜***来代替实施例1的可变焦距透镜***。另外，在图9所示的数码照相机的光学***也可以用于以动态图像作为对象的数码摄像机中。这种情况下，不仅可以拍摄静止图像，也可以拍摄分辨率高的动态图像。
另外，也可以把由以上说明的实施形式1～4的可变焦距透镜***、CCD或CMOS等摄像元件构成的摄像装置应用在便携式手机、PDA(Personal DigitalAssistance，个人数字助理)、监视***的监视摄像照相机、Web摄像照相机、车载摄像照相机等
(实施例)
下面说明实施形式1～4相关的具体实施可变焦距透镜***的数值实施例。另外，各数值实施例中，表中的长度的单位全部是mm。另外，各数值实施例中，r是曲率半径，d是面间隔，nd是d线的折射率，vd是阿贝数。另外，各数值实施例中，附*标记的面是非球面，用下式定义非球面形状。
Z = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + κ ) ( h / r ) 2 + Dh 4 + Eh 6 + Fh 8 + Gh 10 + Hh 12 + Ih 14 + Jh 16 · · · ( AS )
这里，κ是圆锥常数，D、E、F、G、H、I、J分别是4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次的非球面系数。
实施例1
实施例1的可变焦距透镜***与图1表示的实施形式1对应。实施例1的可变焦距透镜***的透镜数据在表1中表示，非球面数据在表2中表示，摄影距离为∞的情况下的焦距、光圈值、视场角、光学全长以及可变面间隔数据在表3中表示。
表1
  透镜组   透镜   面   r   d   nd   vd
  G1   L1L2   12   49.1605.848*   1.5001.500   1.80431   40.9
  34   9.40326.468   1.800可变   1.84666   23.8
      光圈   5   ∞   0.900
  G2   L3L4L5   6789   4.968*-5.464.0025.329*   2.3500.5000.900可变   1.804311.717361.66547   40.929.555.2
  G3   L6   1011   16.627*-41.093*   1.350可变   1.66547   55.2
  P   1213   ∞∞   2.040   1.51680   64.2
表2
  面   κ   D   E   F   G
  2   -9.77657E-01   2.28982E-04   5.23582E-06   -1.40910E-07   1.75832E-09
  6   -8.00021E-01   6.95507E-04   5.28765E-05   -8.58817E-06   5.02626E-07
  9   0.00000E+00   3.02252E-03   4.48490E-04   -6.95340E-05   9.47521E-06
  10   0.00000E+00   -2.64986E-04   3.68409E-05   -6.13395E-06   4.94345E-07
  11   0.00000E+00   -3.99524E-05   -1.19838E-05   0.00000E+00   0.00000E+00
  面   H   I
  2   0.00000E+00   0.00000E+00
  6   0.00000E+00   0.00000E+00
  9   0.00000E+00   0.00000E+00
  10   -2.20630E-08   4.04724E-10
  11   0.00000E+00   0.00000E+00
表3
  面间距   广角端   中间状态   望远端
  d4   16.617   6.290   1.446
  d9   3.623   7.346   15.861
  d11   3.693   3.809   2.014
  f   5.96   10.05   17.33
  F   2.88   3.58   5.14
  2ω   63.07   39.57   23.21
  L   37.362   30.874   32.751
实施例2
实施例2的可变焦距透镜***与图3表示的实施形式2对应。实施例2的可变焦距透镜***的透镜数据在表4中表示，非球面数据在表5中表示，摄影距离为∞的情况下的焦距、光圈值、视场角、光学全长以及可变面间隔数据在表6中表示。
表4
  透镜组   透镜   面   r   d   nd   vd
  G1   L1L2   23   1208966.000*   1.5001.433   1.80431   40.9
  45   9.56639.207   2.000可变   1.80518   25.5
        光圈   6   ∞   0.900
  G2   L3L4L5   78910   4.953*-4.8064.6335.037*   2.3500.5001.000可变   1.804311.717361.66547   40.929.555.2
  G3   L6   1112   21.222*-22.956*   1.300可变   1.60602   57.4
  P   1314   ∞∞   2.040   1.51680   64.2
表5
  面   κ   D   E   F   G
  2   -1.02419E-01   -3.66050E-04   5.76483E-07   -2.78154E-07   -8.64232E-09
  6   -9.23698E-01   7.55352E-04   2.63999E-05   -3.27990E-06   0.00000E+00
  9   0.00000E+00   3.34594E-03   2.52795E-04   0.00000E+00   0.00000E+00
  10   0.00000E+00   -2.05546E-04   2.02553E-04   -4.01632E-05   2.85595E-06
  11   0.00000E+00   2.51552E-04   8.76993E-05   -1.98769E-05   1.12546E-06
  面   H   I   J
  2   5.03171E-10   -9.58343E-12   -3.38616E-14
  6   0.00000E+00   0.00000E+00   0.00000E+00
  9   0.00000E+00   0.00000E+00   0.00000E+00
  10   -7.82626E-08   0.00000E+00   0.00000E+00
  11   -4.69895E-08   3.35774E-09   -1.29542E-10
表6
  面间距   广角端   中间状态   望远端
  d4   16.901   7.331   1.619
  d9   3.859   7.678   15.865
  d11   3.559   3.358   1.502
  f   5.98   9.74   17.30
  F   2.87   3.56   5.14
  2ω   63.09   40.54   23.21
  L   37.932   31.980   32.599
实施例3
实施例3的可变焦距透镜***与图5表示的实施形式3对应。实施例3的可变焦距透镜***的透镜数据在表7中表示，非球面数据在表8中表示，摄影距离为∞的情况下的焦距、光圈值、视场角、光学全长以及可变面间隔数据在表9中表示。
表7
  透镜组   透镜   面   r   d   nd   vd
  G1   L1L2   12   53.5005.807*   1.5001.500   1.80431   40.9
  34   9.48727.52   1.800可变   1.84666   23.8
         光圈   5   ∞   0.900
  G2   L3L4L5   6789   5.031*-5.0883.8765.41*   2.3500.5000.900可变   1.804311.698951.60602   40.930.057.4
  G3   L6   1011   24.154*-29.807*   1.600可变   1.66547   55.2
  P   1213   ∞∞   2.040   1.51680   64.2
表8
  面   κ   D   E   F   G
  2   -1.00818E+00   2.47026E-04   4.70180E-06   -1.25469E-07   1.58935E-09
  6   -8.98118E-01   6.71516E-04   4.52410E-05   -9.63004E-06   5.83782E-07
  9   0.00000E+00   3.06701E-03   3.60221E-04   -2.91776E-05   2.00645E-06
  10   0.00000E+00   -3.51348E-04   2.95595E-05   -6.84761E-06   6.66102E-07
  11   0.00000E+00   -1.06774E-04   -1.66481E-05   0.00000E+00   0.00000E+00
  面   H   I
  2   0.00000E+00   0.00000E+00
  6   0.00000E+00   0.00000E+00
  9   0.00000E+00   0.00000E+00
  10   -3.56669E-08   7.75914E-10
  11   0.00000E+00   0.00000E+00
表9
  面间距   广角端   中间状态   望远端
  d4   16.562   6.242   1.422
  d9   3.230   6.729   15.400
  d11   3.921   4.102   2.011
  f   5.96   10.05   17.34
  F   2.89   3.57   5.11
  2ω   63.17   38.15   23.10
  L   37.893   31.252   33.013
实施例4
实施例4的可变焦距透镜***与图7表示的实施形式4对应。实施例4的可变焦距透镜***的透镜数据在表10中表示，非球面数据在表11中表示，摄影距离为∞的情况下的焦距、光圈值、视场角、光学全长以及可变面间隔数据在表12中表示。
表10
  透镜组   透镜   面   r   d   nd   vd
  G1   L1L2   12   53.5115.806*   1.5001.500   1.80431   40.9
  34   9.50727.675   1.800可变   1.84666   23.8
       光圈   5   ∞   0.900
  G2   L3L4L5   6789   5.03*-5.0783.8755.413*   2.3500.5000.900可变   1.804311.698951.60602   40.930.057.4
  G3   L6   1011   23.79*-30.771*   1.500可变   1.66547   55.2
  P   1213   ∞∞   2.040   1.51680   64.2
表11
  面   κ   D   E   F   G
  2   -1.00722E+00   2.47566E-04   4.57964E-06   -1.24877E-07   1.63209E-09
  6   -8.98696E-01   6.70963E-04   4.50742E-05   -9.61013E-06   5.80743E-07
  9   0.00000E+00   3.07029E-03   3.63863E-04   -2.99534E-05   1.92812E-06
  10   0.00000E+00   -3.51882E-04   2.95360E-05   -6.84730E-06   6.65408E-07
  11   0.00000E+00   -1.06993E-04   -1.66862E-05   0.00000E+00   0.00000E+00
  面   H   I
  2   8.59814E-15   -1.06852E-14
  6   0.00000E+00   0.00000E+00
  9   0.00000E+00   0.00000E+00
  10   -3.57054E-08   7.79628E-10
  11   0.00000E+00   0.00000E+00
表12
  面间距   广角端   中间状态   望远端
  d4   16.744   6.256   1.418
  d9   3.189   6.728   15.409
  d11   3.962   4.135   2.036
  f   5.90   10.03   17.33
  F   2.89   3.58   6.13
  2ω   63.60   39.46   23.00
  L   37.475   30.698   32.442
下面的表13表示实施例1～4的各条件式的对应值。
表13
条件式                          实施例
  1   2   3   4
  nd4   1.71736   1.71736   1.69895   1.69895
  vd4   29.5   29.5   30.0   30.0
  |fL4|/fG2   0.264   0.271   0.263   0.264
  dG1   4.800   4.933   4.800   4.800
  dG2   3.750   3.850   4.650   4.650
  dG3   1.350   1.300   1.600   1.500
  dGSi   9.900   10.083   11.050   10.950
  dGSi/Z   3.406   3.484   3.795   3.731
  |r4F/fw|   0.916   0.804   0.854   0.860
  r4R/fw   0.671   0.775   0.651   0.656
图2是实施例1的可变焦距透镜***的像差图。图4是实施例2的可变焦距透镜***的像差图。图6是实施例3的可变焦距透镜***的像差图。图8是本发明的实施例4的可变焦距透镜***的像差图。
各像差图中，(a)、(b)、(c)分别表示广角端、中间位置、望远端的各像差。各像差图从左侧依次表示球面像差、像散、畸变。球面像差图中，纵轴表示光圈值，实线是d线的特性，短虚线是F线的特性，长虚线是C线的特性。像散图中，纵轴表示半视场角，实线是径向平面特性，虚线是子午平面特性。畸变图中，纵轴表示半视场角。
以上，详细地说明了本发明，但上述说明的所有内容只不过是本发明的举例说明，而不是想限定其范围。很显然，各种改进和变形可在不脱离本发明的范围内实现。

Claims (21)

1.一种可变焦距透镜***，是为了可以将物体的光学像进行变倍形成的可变焦距透镜***，其特征在于，从物体一侧依次
包括负放大率的第1透镜组、正放大率的第2透镜组、和正放大率的第3透镜组，
通过沿着光轴分别移动所述各透镜组，改变各透镜组之间的间隔来进行变倍，
所述第1透镜组具有一片凹透镜元件和一片凸透镜元件，
所述第2透镜组只由粘合3片透镜元件的一组胶合透镜元件构成，
所述第3透镜组具有一片凸透镜元件。
2.如权利要求1所述的可变焦距透镜***，其特征在于，在所述第2透镜组的物体一侧具有光圈。
3.如权利要求1所述的可变焦距透镜***，其特征在于，所述第1透镜组从物体一侧按一片凹透镜元件和一片凸透镜元件的顺序组成。
4.如权利要求1所述的可变焦距透镜***，其特征在于，所述第2透镜组由从物体一侧按凸透镜元件、凹透镜元件、凸透镜元件的顺序粘合的胶合透镜元件组成。
5.如权利要求1所述的可变焦距透镜***，其特征在于，若把所述第2透镜组的凹透镜元件的对d线的折射率设为nd4，阿贝数设为νd4时，满足条件
nd4＜1.75…(1)
νd4＜35……(2)。
6.如权利要求1所述的可变焦距透镜***，其特征在于，若把所述第2透镜组的焦距设为fG2，凹透镜元件的焦距设为fL4时，满足条件
0.2＜|fL4|/fG2＜0.4…(3)。
7.如权利要求1所述的可变焦距透镜***，其特征在于，若把摄影距离为∞时的广角端和望远端的变焦比设为Z，第i透镜组(i是整数)的厚度设为dGi，各透镜组的厚度总和设为dGsi[单位mm]时，满足条件
3＜dGsi/Z＜5…(4)
(式中，Z＞2.5)。
8.如权利要求1所述的可变焦距透镜***，其特征在于，通过把所述第3透镜组沿光轴方向移动，来进行从无限远物点向近距离物点的聚焦。
9.如权利要求1所述的可变焦距透镜***，其特征在于，所述第3透镜组的一片凸透镜元件由双凸透镜组成。
10.一种摄像装置是可以把被照物的光学像变换成电图像信号而输出的摄像装置，其特征在于，
包括可以将所述被照物的光学像进行变倍形成的可变焦距透镜***、和
把所述可变焦距透镜***形成的所述被照物的光学像变换成所述电信号的摄像元件，
所述可变焦距透镜***从所述被照物一侧依次包括负放大率的第1透镜组、正放大率的第2透镜组、和正放大率的第3透镜组，通过沿着光轴分别移动所述各透镜组，改变各透镜组之间的间隔来进行变倍，
所述第1透镜组具有一片凹透镜元件和一片凸透镜元件，
所述第2透镜组只由粘合3片透镜元件的一组胶合透镜元件构成，
所述第3透镜组具有一片凸透镜元件。
11.如权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，在所述第2透镜组的物体一侧具有光圈。
12.如权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，所述第1透镜组从物体一侧按一片凹透镜和一片凸透镜元件的顺序组成。
13.如权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，所述第2透镜组由从物体一侧按凸透镜元件、凹透镜元件、凸透镜元件的顺序粘合的胶合透镜元件组成。
14.如权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，若把所述第2透镜组的凹透镜元件的对d线的折射率设为nd4，阿贝数设为ν d4时，满足条件
nd4＜1.75…(1)
νd4＜35……(2)。
15.如权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，若把所述第2透镜组的焦距设为fG2，凹透镜元件的焦距设为fL4时，满足条件
0.2＜|fL4|/fG2＜0.4…(3)。
16.如权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，若把摄影距离为∞时的广角端和望远端的变焦比设为Z，第i透镜组(i是整数)的厚度设为dGi，各透镜组的厚度总和设为dGsi[单位mm]时，满足条件
3＜dGsi/Z＜5…(4)
(式中，Z＞2.5)。
17.如权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，通过把所述第3透镜组沿光轴方向移动，来进行从无限远物点向近距离物点的聚焦。
18.如权利要求10所述的摄像装置，其特征在于，所述第3透镜组的一片凸透镜元件由双凸透镜组成。
19.一种摄像照相机，是可以拍摄被照物后输出电图像信号的摄像照相机，其特征在于，
包括摄像装置，所述摄像装置包括可以将被照物的光学像进行变倍形成的可变焦距透镜***、和把可变焦距透镜***形成的所述被照物的光学像变换成所述电信号的摄像元件，
所述可变焦距透镜***从所述被照物一侧依次包括负放大率的第1透镜组、正放大率的第2透镜组、和正放大率的第3透镜组，是通过沿着光轴分别移动所述各透镜组，改变各透镜组之间的间隔来进行变倍的可变焦距透镜***，
所述第1透镜组具有一片凹透镜元件和一片凸透镜元件，
所述第2透镜组只由粘合3片透镜元件的一组胶合透镜元件构成，
所述第3透镜组具有一片凸透镜元件。
20.如权利要求19所述的摄像照相机，其特征在于，所述摄像照相机是可以获得所述被照物的静止图像的数码照相机。
21.如权利要求19所述的摄像照相机，其特征在于，所述摄像照相机是可以获得所述被照物的动态图像的数码摄像机。
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