CN100354683C - 变倍透镜 - Google Patents

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CN100354683C CNB2005100727322A CN200510072732A CN100354683C CN 100354683 C CN100354683 C CN 100354683C CN B2005100727322 A CNB2005100727322 A CN B2005100727322A CN 200510072732 A CN200510072732 A CN 200510072732A CN 100354683 C CN100354683 C CN 100354683C
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Abstract

本发明提供一种宽视场角、廉价、高变倍比且更小型亦即薄型的变倍透镜。根据本发明技术方案的变倍透镜，自物方侧始按以下顺序具有第1透镜组(G1)、第2透镜组(G2)和第3透镜组(G3)。其中，第1透镜组(G1)配备了具有负光焦度的第1透镜(1)和位于第1透镜的后段、弯折光路且具有正光焦度的棱镜(2)。此外，第1透镜(1)的阿贝数大于棱镜(2)的阿贝数。

Description

变倍透镜
技术领域
本发明为涉及变倍透镜的发明，能够适用于例如带照相机的便携式电话等。
背景技术
作为有关可搭载于便携式电话或数字照相机等的小型变倍透镜的技术，例如有专利文献1至3。
在上述专利文献1至专利文献3所公开的变倍透镜中，在第一透镜组中使光路弯折。由此便携式电话等的薄型化就成为可能。
可是对于带照相机的便携式电话等情况，摄影者为了能够自己拍摄自己，需要视场角2ω成为75°的程度(即要求广角)。
但是，在专利文献1所涉及的发明中，视场角2ω小到68°。此外，在专利文献2所涉及的发明中，视场角2ω也小到61°。
进而，在专利文献1所涉及的发明以及专利文献3所涉及的发明中，由于使用了一部分玻璃制的部件，故其成本变得较高。
另外，在专利文献2所涉及的发明中，变倍比小到2倍程度。进而，由于在专利文献3所涉及的发明中，需要使用片数多达9片的透镜，因此，变倍透镜整体的尺寸也变得较大。
【专利文献1】特开2004-70235号公报
【专利文献2】特开2004-53993号公报
【专利文献3】特开2000-131610号公报
发明内容
因此，本发明就是鉴于上述各问题点而完成的，其目的是提供宽视场角、廉价、高变倍比且更小型(薄型)的变倍透镜。
为了达到上述目的，本发明提供一种变倍透镜，自物方侧开始按以下顺序具有：变倍时位置固定的、具有负光焦度的第1透镜组；变倍时位置可变的、具有正光焦度的第2透镜组；以及变倍时位置可变的、具有正光焦度的第3透镜组，该变倍透镜是通过使各透镜组的间隔变化来进行上述变倍的变倍透镜，其特征在于，上述第1透镜组配备了具有负光焦度的第1透镜；和位于上述第1透镜的后级，带有弯折光路的功能且具有正光焦度的棱镜，其中，上述第1透镜的阿贝数大于上述棱镜的阿贝数，上述棱镜的物方侧面为平面。
本发明的技术方案1提供一种变倍透镜，自物方侧始，按以下顺序具有变倍时位置固定的、具有负光焦度(Power)的第1透镜组，变倍时位置可变的、具有正光焦度的第2透镜组，变倍时位置可变的、具有正光焦度的第3透镜组，是一种通过改变各透镜组的间隔进行上述变倍的变倍透镜，其中上述第1透镜组配备了具有负光焦度的第1透镜和位于上述第1透镜的后段、带有弯折光路功能且具有正光焦度的棱镜，上述第1透镜的阿贝数大于上述棱镜的阿贝数。
由于本发明之技术方案1所记载的变倍透镜自物方侧始，按以下顺序具有变倍时位置固定的、具有负光焦度的第1透镜组，变倍时位置可变的、具有正光焦度的第2透镜组，变倍时位置可变的、具有正光焦度的第3透镜组，是一种通过改变各透镜组的间隔进行上述变倍的变倍透镜，其上述第1透镜组配备了具有负光焦度的第1透镜和位于上述第1透镜的后段，带有弯折光路功能且具有正光焦度的棱镜，上述第1透镜的阿贝数大于上述棱镜的阿贝数，故可以利用具有正光焦度的棱镜校正加大了第1透镜的负光焦度时产生的倍率色差。由于可以进行该校正，故在技术方案1所涉及的变倍透镜中，可以更大地设计第1透镜组的负的光焦度。这样一来，通过加大第1透镜组的负光焦度，就可实现第1透镜组的宽视场角化。此外，由于在第1透镜组中还可以入射来自更广角的光线，故可以进一步减小该第1透镜组的口径。进而，通过加大第1透镜组的负的光焦度，可以缩短后截距(即缩短光学全长)。因而，可以使变倍透镜系统整体进一步紧凑化。此外，由于可以在第1透镜组有效地进行倍率色差校正，故还可以使变倍比增加。
附图说明
图1所示是实施形态1所涉及的变倍透镜的构成图。
图2所示是实施形态1所涉及的变倍透镜的构成图。
图3所示是在实施形态1所涉及的变倍透镜的广角端的各种像差的状况。
图4所示是在实施形态1所涉及的变倍透镜的中间处的各种像差的状况。
图5所示是在实施形态1所涉及的变倍透镜的望远端的各种像差的状况。
图6所示是实施形态2所涉及的变倍透镜的构成图。
图7所示是实施形态2所涉及的变倍透镜的构成图。
图8所示是在实施形态2所涉及的变倍透镜的广角端的各种像差的状况。
图9所示是在实施形态2所涉及的变倍透镜的中间处的各种像差的状况。
图10所示是在实施形态2所涉及的变倍透镜的望远端的各种像差的状况。
具体实施方式
下面，基于表示其实施形态的附图来具体地说明本发明。
<实施形态1>
本实施形态所涉及的变倍透镜是3组构成的变倍透镜。
图1所示是涉及本实施形态的变倍透镜的构成。图2是直线地描画了图1给出的变倍透镜的光路的构成图。这里，具有内部反射面的棱镜在图2中是以平行平板表示的。此外，在图1和图2中，以物方侧为前段侧，以像方侧为后段侧。
另外，在图1、图2中，ri(i＝1、2、3......)为自物方侧数的第i个面，随着接近像方侧其数字变大。还有，di(i＝1、2、3......)为自物方侧数的第i个轴上面间隔，随着接近像方侧其数字变大。
如图1、图2所示的那样，从物方侧到像方侧，顺序地排列着第1透镜组G1、第2透镜组G2以及第3透镜组G3。这里，第2透镜组G2是具有变倍功能的变换器。第3透镜组G3是进行像点校正的校正器。
在图1、图2所示的变倍透镜中，通过使各透镜组G1、G2、G3的间隔变化来进行变倍。
具体言之，就是通过将各透镜组G1～G3移动到图2所示的箭头的方向M、N来进行变倍。如图2所示的那样，第1透镜组G1在进行变倍时位置不发生变动。此外，在变倍(特别是进行从广角端(W)到望远端(T)的变倍)时，如果第2透镜组G2沿着光轴移动到前段方向，则第3透镜组G3在一度沿着光轴移动到后段侧后再移动到前段侧(参照图2)。
第1透镜组G1在变倍时不产生位置变化并具有负的光焦度。第2透镜组G2在变倍时变动位置并具有正的光焦度。第3透镜组G3在变倍时变动位置并具有正的光焦度。
这里，在第2透镜组G2的前段配置了光阑S1。此外，在第3透镜组G3的后段配置了由平行平板构成的红外截止滤光片F1，在该红外截止滤光片F1的后段配置了光学像面P1。
在此，光学像面P1是诸如由多个像素组成的CCD(ChargeCoupled Device)或CMOS(Complementary MOS)传感器等固体摄像元件。通过该摄像元件，可将利用变倍透镜形成的光学像变换成电气的信号。此外，也可以代替红外截止滤光片F1使用由平行平板构成的低通滤波器或覆盖玻璃。
下面，对各透镜组G1～G3的具体构成进行说明。
第1透镜组G1如图1、图2所示的那样，由第1透镜1和棱镜2构成。
第1透镜1配置在最靠近物方侧，具有负的光焦度。棱镜2位于第1透镜1的后段，具有正的光焦度。
第1透镜1的物方侧面r1以及像方侧面r2是凹状的曲面形状，且至少其某一侧的面具有非球面形状。通过该曲面形状，第1透镜1整体具有负的光焦度。
此外，棱镜2在反射面r4将光轴Z1(光路)弯折了90°。这样，通过利用棱镜2弯折光路，可以缩短透镜系统入射光轴方向(即朝向里面的方向(图1的上下方向))的长度并使之恒定。这里，在棱镜2的反射面r4蒸镀了如铝等。由此，可以使光能量的损失为最小限度。
这里，上述反射面r4的光轴Z1(光路)的弯折角度既可以是90°之外的角度，也可以根据需要设定其角度。另外，既可以使该反射面r4具有光焦度，也可以代替反射面使用折射面或衍射面弯折光轴Z1(光路)。
此外，棱镜2的物方侧面r3是凸状的曲面形状，棱镜2的像方侧面r5是凹状的曲面形状。通过该曲面形状，棱镜2整体具有正的光焦度。
还有，第1透镜1的阿贝数大于棱镜2的阿贝数。
但是，塑料制透镜等的阿贝数的分布是分布在27～34的范围内以及49～58的范围内。因而，在利用塑料制备第1透镜1以及棱镜2时，作为第1透镜1，应该采用阿贝数为49以及49以上的材料，作为棱镜2可以采用阿贝数小于35的材料。
下面，对第2透镜组G2的具体构成进行说明。
第2透镜组G2如图1、图2所示的那样，由第2透镜3和第3透镜4构成。
第2透镜3配置在第1透镜组G1的后段，具有正的光焦度。第3透镜4位于第2透镜3的后段，具有负的光焦度。
第2透镜3的物方侧面r6以及像方侧面r7是凸状的曲面形状，且至少其某一侧的面具有非球面形状。通过该曲面形状，第2透镜3整体具有正的光焦度。
此外，第3透镜4的物方侧面r8以及像方侧面r9是凹状的曲面形状，通过该曲面形状，第3透镜4整体具有负的光焦度。
另外，第2透镜3的阿贝数大于第3透镜4的阿贝数。例如，在采用了塑料制的第2透镜3以及第3透镜4时，作为第2透镜3，应该采用阿贝数49以及49以上的材料，作为第3透镜4可以采用阿贝数小于35的材料。
这里，第3透镜组G3如图1、图2所示的那样，只由透镜5构成。
透镜5配置在第2透镜组G2的后段，具有正的光焦度。透镜5的物方侧面r10具有凸状的曲面形状，透镜5的像方侧面r11具有凹状的曲面形状。通过该曲面形状，透镜5整体具有正的光焦度。
这里，在本实施形态所涉及的变倍透镜中，可以通过设计使之满足以下的关系式(1)、(2)。
1.5＜-f1/fW＜4.0    ...(1)
1.0＜-f2/f1＜2.0    ...(2)
在此，f1为第1透镜组G1的焦距。fW为广角端的变倍透镜系统整体的焦距。f2为第2透镜组G2的焦距。
由于本实施形态所涉及的变倍透镜具有如上这样的构成，故其具有如下所示的效果。
本实施形态所涉及的变倍透镜中配备具有正的光焦度的棱镜2，第1透镜1的阿贝数大于棱镜2的阿贝数。
因而，可以通过具有正的光焦度的棱镜2校正第1透镜1加大了负的光焦度时产生的倍率色差。因为可以进行该校正，故在本实施形态所涉及的变倍透镜中，可以更大地设计第1透镜组G1的负光焦度。
这样，通过加大第1透镜组G1的负的光焦度，第1透镜组G1的宽视场角化就成为可能。此外，在第1透镜组G1中，由于还可以入射来自更宽视场角的光线，故可以进一步减小该第1透镜组G1的口径。进而，通过加大第1透镜组的负的光焦度，可以缩短后截距(缩短光学全长)。因而，可以使变倍透镜系统整体进一步紧凑化。
此外，在本实施形态所涉及的变倍透镜中，由于可以在第1透镜组G1有效地进行倍率色差校正，故还可以使变倍比(缩放比)增加。
另外，可以更大地取得第1透镜1阿贝数和棱镜2的阿贝数之差。此时，即使是不较大地取得第1透镜1的负光焦度和棱镜2的正光焦度之差，也可以在棱镜2处校正在第1透镜1处产生的倍率色差。
即，棱镜2的阿贝数越小，或者第1透镜1的阿贝数越大，则棱镜2的正光焦度较小即可，或者可以更大地设定第1透镜1的负的光焦度。
如上述这样，如果棱镜2的正光焦度较小即可，则可以进一步减小该棱镜2的曲率。由此，可以容易地制造棱镜2。另外，如果棱镜2的正的光焦度小，则还具有可以容易地进行变倍透镜系统整体的构成的效果。
这里，透镜等的阿贝数因构成该透镜等的材质而不同。在采用了塑料制的透镜等时，作为第1透镜1可以采用阿贝数为49～58(49或者49以上)的材质的材料，作为棱镜2可以采用阿贝数为27～34(小于35)的材质的材料。
另外，一般地，阿贝数越小，折射率越大。因而，如上述这样，越减小棱镜2的阿贝数则棱镜2的折射率将越大。这样，如果棱镜2的折射率变大则可以减小广角端的在主光线的棱镜2内的倾角。因而，可以小型化第1透镜组G1。
但是，这里采用了比玻璃材料折射率低的塑料制的第1透镜1。此时，由于该第1透镜1的折射率比较小，故如果加大负的光焦度则在该第1透镜1的广角端将产生较大的负的畸变像差。
因此，在本实施形态所涉及的变倍透镜中，第1透镜1的至少一个面将采用非球面。由此，可以进行上述负的畸变像差的校正。因而，可以进一步加大第1透镜组G1的负的光焦度。
此外，作为第2透镜3，这里采用了折射率小的材质的材料(例如塑料)。此时，由于第2透镜3的折射率减小，故可以利用具有正光焦度的该第2透镜3产生负的球面像差。
因此，在本实施形态所涉及的变倍透镜中，具有正光焦度的第2透镜3的至少一个面将采用非球面。由此，可以进行上述球面像差的校正。
在上述(1)式中，如众所周知的那样，如果(-f1/fW)成为1.5以下则不能加大变倍比，倍率将变得低下。反之，如果(-f1/fW)成为4.0以上则后截距变长，变倍透镜系统整体的长度变长。因而，通过满足上述(1)式，可以兼顾变倍比和变倍透镜系统的紧凑化。
另外，本实施形态所涉及的变倍透镜的第2透镜组G2在具有正的光焦度的第2透镜3的后段配置了具有负的光焦度的第3透镜4。进而，使第2透镜3的阿贝数大于第3透镜4的阿贝数。
因而，可以通过上述第3透镜4校正由具有正的光焦度的第2透镜3产生的轴上色差。
但是，通常是越增加变倍透镜系统的曲面的个数越可以更加有效地进行各像差的校正。
因此，在本实施形态所涉及的变倍透镜中，棱镜2的两个面r3、r5是曲面形状。因而，利用该棱镜2可以更为切实地校正在第1透镜1产生的倍率色差。
此外，在本实施形态所涉及的变倍透镜中，也可以利用轻质廉价的塑料构成所有的透镜以及棱镜。
由此，可以谋求变倍透镜系统整体的低成本化。另外，由于是轻质的，故即使是误操作使搭载该变倍透镜系统的装置跌落到地面，也可以抑制对该变倍透镜系统的冲击力使之成为最小限度。即可以提供耐冲击性优异的变倍透镜系统。
在上式(2)中，如果(-f2/f1)成为1.0以下，则会产生负的像面弯曲。其基于下面的理由。
即，需要满足第1透镜组G1的负的光焦度的绝对值等于第2透镜组G2的正的光焦度的绝对值与第3透镜组G3的正的光焦度的绝对值之和。但是，在(-f2/f1)成为1.0以下时，第2透镜组G2的正的光焦度的绝对值(|1/f2|)将超过第1透镜组G1的负的光焦度的绝对值(|1/f1|)。因而，作为结果，该情况将产生负的像面弯曲。
这样一来，即使是在变倍透镜系统中较多地采用非球面也将难以校正所产生的负的像面弯曲。
另外，如果(-f2/f1)成为2.0以上，则在进行变倍时，第2透镜组G2与第3透镜组G3将产生冲突。进而，如果(-f2/f1)成为2.0以上，则第1透镜组G1的口径将大到不能在便携式电话等上搭载的程度，无法实用，与之相伴宽视场角化也变得不可能，进而，变倍透镜系统的紧凑化也变得不可能。
但是，在本实施形态所涉及的变倍透镜中，因为其满足了上式(2)，故可以消除上述各问题点。这里，上限的“2.0”根据经验规律确定。
此外，在不能用棱镜2弯折光轴Z1类型的变倍透镜中，为了缩短物方侧方向的变倍透镜系统的全长，在不使用照相机时，可将镜头部保存在装置内(伸缩机构)。
可以在便携式电话中使用该伸缩机构的变倍透镜。在该情况下，如果在摄像(镜筒从装置突出出来的状态)过程中使该便携式电话跌落到地下，则存在突出的镜筒直接冲撞地面而招致镜头的损坏的可能性。
但是，本实施形态所涉及的变倍透镜不是伸缩机构，而是采用了使用棱镜2垂直地弯折光轴Z1(光路)的机构。由此，即使是在搭载变倍透镜系统的装置(便携式电话等)纵深狭小时，也不需要使镜筒部分从装置中突出出来。因而，即使是该装置发生了跌落也可以防止镜筒直接与地面冲突。
在预想该具有弯折光轴Z1(光路)机构的变倍透镜搭载于常被粗暴地使用的便携式电话等上时，可以进一步发挥上述效果。
<实施例1>
下面给出涉及图1、图2所示的实施形态1的变倍透镜的模拟结果。表1是实施例1的具体的构成数据。表2是给出了各透镜的非球面系数的表。
【表1】
曲率半径(mm)     间隔(mm)   折射率   阿贝数
  r1＝-18.493     d1＝1   n1＝1.53   v1＝55.8
  r2＝2.862     d2＝1.4551
  r3＝6.703     d3＝4.4426   n2＝1.583   v2＝30
  r4＝∞     d4＝3.1324
  r5＝48.319     d5＝9.7845～5.5353～0.2191   n3＝1.53   v3＝55.8
  r6＝2.967     d6＝2.6486
  r7＝-3.738     d7＝0.04   n4＝1.583   v4＝30
  r8＝-7.432     d8＝0.8
  r9＝3.266     d9＝0.8527～7.0999～9.8874   n5＝1.53   v5＝55.8
  r10＝7.294     d10＝2.551
  r11＝54.464     d11＝3.1633～1.1652～3.6939   n6＝1.54   v6＝62
  r12＝∞     d12＝0.3
  r13＝∞     d13＝0.36
  r14＝∞
【表2】
    K     A     B     C     D
  r1   9.019666   3.98700×10-4   -1.24870×10-5   2.92321×10-7   1.09471×10-9
  r2   -2.149265   2.55315×10-3   -6.55564×10-5   -1.19088×10-6   3.90826×10-9
  r3   -0.286075   -2.00583×10-3   1.29322×10-4   -4.49420×10-6   6.25525×10-8
  r5   5.171699   -7.36408×10-4   1.00495×10-4   -7.23102×10-6   4.78492×10-7
  r6   -0.342312   -8.03781×10-4   -9.67955×10-5   -4.79059×10-5   2.00424×10-5
  r7   1.046609   2.59314×10-2   -8.53738×10-3   3.21900×10-3   -3.58009×10-4
  r8   6.559824   1.24206×10-2   -4.69606×10-3   2.19440×10-3   -2.23997×10-4
  r9   -1.110803   3.86822×10-3   4.14872×10-3   -4.30469×10-4   7.94904×10-5
  r10   -0.985657   2.37674×10-3   -7.05714×10-5   1.65534×10-5   -1.48563×10-7
  r11   -9.478932   3.56637×10-3   -2.57068×10-5   -1.46108×10-5   5.04971×10-6
表1中，ri是自物方侧起第i序号的透镜(或者棱镜、滤光片)的面的曲率半径(在非球面中为轴上曲率半径)。这里，无限大的曲率半径表示该面为平面。
表1中，di是自物方侧起从第i序号的透镜(或者棱镜、滤光片)的面到属于第i+1序号的透镜(或者棱镜、滤光片)的面的距离。这里，在变倍过程中距离di发生变化时，该di按广角端(短焦距端，W)～中间(中间焦距状态，M)～望远端(长焦距端，T)的顺序表示。
表1中，ni是自物方侧起第i序号的透镜(或者棱镜、滤光片)的d(黄)线(波长：587.56nm)处的折射率。υi是自物方侧起第i序号的透镜(或者棱镜、滤光片)的阿贝数。
此外，在表2中，ri是自物方侧起第i序号的透镜(或者棱镜)的曲面的面序号。
再有，表2给出的非球面系数为下式给出的各系数。
z＝ch2/[1+{1·(1+k)c2h2}1/2]+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10
上式中，“z”是离对应面顶点的接平面的深度。“c”是面的近轴曲率。“h”是离光轴的高度。“K”是圆锥常数。“A”是4次非球面系数。“B”是6次非球面系数。“C”是8次非球面系数。“D”是10次非球面系数。
在实施例1中，作为第1透镜1、第2透镜3以及透镜5，采用了ゼォネックス(注册商标)E48R。此外，作为棱镜2以及第3透镜4，采用了PC(聚碳酸脂)。即，实施例1所涉及的变倍透镜由5片塑料透镜(包含棱镜)构成。这里，取所有的折射面为非球面。
上述构成的实施例1所涉及的变倍透镜的模拟结果，其全系统焦距f(mm)对应于每种焦距状态(W、M、T)分别为3.03(W)～5.25(M)～9.09(T)。此外，F数FNO对应于每种焦距状态(W、M、T)分别为3.2(W)～4.6(M)～5.9(T)。还有，视场角2ω对应于每种焦距状态(W、M、T)分别为75.0°(W)～47.8°(M)～28.7°(T)。
进而，上述构成的实施例1所涉及的变倍透镜的模拟结果，其第1透镜组G1的焦距f1为-8.12mm。第2透镜组G2的焦距f2为8.18mm。在广角端的变倍透镜系统整体的焦距fW如上述那样是3.03mm。
由上述模拟结果可知，(-f1/fW)的值为2.68。该值满足式(1)的关系。另外，还可知(-f2/f1)的值为1.01。该值满足式(2)的关系。
此外，在广角端的视场角2ω为75.0°的宽视场角，变倍比(9.09/3.03)也可以确保在3倍左右。
再有，图3、4、5所示是实施例1所涉及的变倍透镜的像差图。这里，图3是广角端(W)的像差图。图4是中间处(M)的像差图。图5是望远端(T)的像差图。另外，在图3、4、5中，从左边起所示分别是球面像差图、像散图、畸变像差图。此外，“FNO”表示F数，“Y”表示最大像高(mm)。
在各球面像差图中，实线(d)表示对应d(黄)线(波长：587.56nm)的球面像差(mm)。虚线(g)表示对应g(蓝紫)线(波长：435.84nm)的球面像差(mm)。单点划线(c)表示对应c(红)线(波长：656.27nm)的球面像差。
在像散图中，实线(S)表示对应在弧矢面的d(黄)线的像散(mm)。虚线(M)表示对应在子午面的d(黄)线的像散(mm)。
在畸变像差图中，实线表示对应d(黄)线的畸变(％)。
在图3、4、5中，各数据线近似收敛于0。由此可知，在实施例1所涉及的变倍透镜中，各种像差得到了充分的校正。这里，在图5的球面像差图中，g线在入射高度0附近的像差稍微变大。但是，由于在该入射高度0附近的像差的值不足0.2mm，故可以说是能够充分地进行校正的。
<实施形态2>
本实施形态所涉及的变倍透镜也是3组构成的变倍透镜。
图6所示是本实施形态所涉及的变倍透镜的构成。图7所示是直线地给出了图6所示的变倍透镜的光路的构成图。这里，具有内部反射面的棱镜在图7中以平行平板的形式给出。此外，在图6、图7中，以物方侧为前段侧，像方侧为后段侧。
另外，在图6、图7中，ri(i＝1、2、3......)为自物方侧数的第i个面，随着接近像方侧其数字变大。还有，di(i＝1、2、3......)为自物方侧数的第i个轴上面间隔，随着接近像方侧其数字变大。
在图6、图7所示的变倍透镜中，通过使各透镜组G1、G2、G3的间隔变化来进行变倍。
具体言之，就是通过将各透镜组G1～G3移动到图7所示的箭头的方向M、N来进行变倍。如图7所示的那样，第1透镜组G1在进行变倍时位置不发生变动。此外，在变倍(特别是进行从广角端(W)到望远端(T)的变倍)时，如果第2透镜组G2沿着光轴移动到前段方向，则第3透镜组G3在一度沿着光轴移动到后段侧后再移动到前段侧(参照图7)。
本实施形态所涉及的变倍透镜与实施形态1所涉及的变倍透镜的构成虽然大致相同，但在以下点处两者不同。下面只言及不同点。这里，因其他的构成与实施形态1所涉及的变倍透镜相同，故在此省略其说明。
在本实施形态所涉及的变倍透镜中，如图6、7所示的那样，具有负的光焦度的第1透镜组G1新配备了第4透镜10。该第4透镜10具有负的光焦度，配置在棱镜2的后段。
第4透镜10的物方侧面r6为凹状的曲面形状，第4透镜10的像方侧面r7为凸状的曲面形状(这里，在透镜的中心附近为凸状，越靠近透镜的端部曲率变得越平缓，在透镜的端部附近呈正的曲率(凹状))。通过该曲面形状，第4透镜10整体具有负的光焦度。另外，第4透镜10的阿贝数大于棱镜2的阿贝数。
但是，塑料制透镜等的阿贝数的分布分布在27～34的范围内以及49～58的范围内。因而，在利用塑料制备第4透镜10以及棱镜2时，作为第4透镜10，应该采用阿贝数为49或者49以上的材料，而作为棱镜2则可以采用阿贝数小于35的材料。
此外，在本实施形态中，第1透镜1的物方侧面r1为凸状的曲面形状。
另外，在本实施形态中，棱镜2的物方侧面r3为平面，棱镜2的像方侧面r5是凸状的曲面形状。
这里，也可以与上述内容相反，取棱镜2的物方侧面r3为凸状的曲面形状，棱镜2的像方侧面r5为平面。即，棱镜2的物方侧面r3和棱镜2的像方侧面r5哪一侧的面是平面均可，另一侧的面采用使棱镜2整体具有正的光焦度的形状即可。
这里，在本实施形态所涉及的变倍透镜中，也可以设计使之满足上述各式(1)、(2)。
由于本实施形态所涉及的变倍透镜为上述这样的构成，故可以在通过实施形态1说明过的效果上进一步具有以下所示的效果。
在本实施形态所涉及的变倍透镜中，新设置了具有较棱镜2的阿贝数大的阿贝数的、具有负的光焦度的第4透镜10。因而，可以由第1透镜1和第4透镜10担负第1透镜组G1的负的光焦度。由此，可以进一步减薄第1透镜1的厚度，作为结果，可以使变倍透镜的纵深方向(图6的上下方向)的厚度更薄。
此外，利用第4透镜10可以容易地进行畸变像差的校正。
在本实施形态所涉及的变倍透镜中，棱镜2的物方侧面r3以及像方侧面r5的其中一方为平面。因而，可以防止棱镜2的物方侧面r3以及像方侧面r5的芯偏离。由此，可以容易地制造高性能的棱镜2，还可以谋求制造成本的削减。
这里，在实施形态1、2中，各透镜以及棱镜也可以采用具有非球面的构成。由于由此可以利用各种透镜等进行各种像差的校正，故可以利用更少片数的透镜构成变倍透镜。
构成实施形态1、2所涉及的变倍透镜的各透镜组只采用通过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同类介质的界面进行偏转型的透镜)构成。但并非是只限于此。
例如，也可以利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的组合使入射光线偏转的折射·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透镜等构成各透镜组。
<实施例2>
下面给出涉及图6、图7所示的实施形态2的变倍透镜的模拟结果。表3是实施例2的具体的构成数据。表4是给出了各透镜的非球面系数的表。
【表3】
曲率半径(mm)     间隔(mm)   折射率   阿贝数
  r1＝45.08   d1＝1   n1＝1.53   v1＝55.8
  r2＝3.863   d2＝2.1476
  r3＝∞   d3＝3.07984   n2＝1.583   v2＝30
  r4＝∞   d4＝3.8275
  r5＝-6.015   d5＝0.3106   n3＝1.53   v3＝55.8
  r6＝-4.515   d6＝0.8
  r7＝-233.966   d7＝8.5434～4.1115～0.1000   n4＝1.53   v4＝55.8
  r8＝3.175   d8＝2.7571
  r9＝-2.718   d9＝0.04   n5＝1.583   v5＝30
  r10＝-3.192   d10＝1.676
  r11＝6.913   d11＝0.7319～7.4304～5.7969   n6＝1.53   v6＝55.8
  r12＝7.716   d12＝1.8873
  r13＝17.948   d13＝3.6772～1.4106～7.0556   n6＝1.54   v7＝62
  r14＝∞   d14＝0.3
  r15＝∞   d15＝0.36
  r16＝∞
【表4】
    K     A     B     C     D
 r1   6.09238   -2.06131×10-4   -4.14820×10-6   8.35189×10-8   -1.58442×10-9
 r2   -2.227474   2.50164×10-3   -7.89633×10-5   -1.04048×10-6   0.00000
 r5   -3.471222   -5.86053×10-4   -1.01324×10-5   7.02636×10-7   -2.52106×10-9
 r6   -0.876185   -2.90016×10-5   1.01906×10-4   -4.45417×10-6   -8.73927×10-10
 r7   20   -1.26559×10-3   1.58136×10-4   2.66501×10-6   -2.97642×10-7
 r8   0.568148   -4.57436×10-3   -3.90358×10-4   -1.39883×10-4   1.23307×10-5
 r9   -0.694956   2.29952×10-2   -5.53387×10-3   1.33990×10-3   -1.04724×10-4
 r10   -4.064361   6.43371×10-3   -2.82701×10-3   9.90152×10-4   -8.34205×10-5
 r11   0.485497   8.11643×10-3   1.22055×10-3   9.10820×10-5   0.00000
 r12   2.305489   1.65619×10-3   -5.15182×10-5   1.81229×10-5   5.31047×10-10
 r13   0.673566   3.02771×10-3   -1.43149×10-4   3.85349×10-5   7.45157×10-7
表3、4中的ri、di、ni、vi等的定义与实施例1相同。在实施例2中，作为第1透镜1、第2透镜3、第4透镜10以及透镜5，采用了ゼォネックス(注册商标)E48R。此外，作为棱镜2以及第3透镜4，采用了PC(聚碳酸脂)。即，实施例2所涉及的变倍透镜由6片塑料透镜(包含棱镜)构成。这里，除面r3外，所有的折射面均取为非球面。
上述构成的实施例2所涉及的变倍透镜的模拟结果，其全系统焦距f(mm)对应于每种焦距状态(W、M、T)分别为3.03(W)～5.25(M)～9.09(T)。此外，F数FNO对应于每种焦距状态(W、M、T)分别为3.2(W)～4.6(M)～5.7(T)。还有，视场角2ω对应于每种焦距状态(W、M、T)分别为75.0°(W)～45.3°(M)～28.7°(T)。
进而，上述构成的实施例2所涉及的变倍透镜的模拟结果，其第1透镜组G1的焦距f1为-6.44mm。第2透镜组G2的焦距f2为7.37mm。在广角端的变倍透镜系统整体的焦距fW如上述那样，是3.03mm。
由上述模拟结果可知，(-f1/fW)的值为2.13。该值满足式(1)的关系。另外，还可知(-f2/f1)的值为1.14。该值满足式(2)的关系。
此外，在广角端的视场角2ω为75.0°的宽视场角，变倍比(9.09/3.03)也可以确保在3倍左右。
再有，图8、9、10所示是实施例2所涉及的变倍透镜的像差图。这里，图8是广角端(W)处的像差图。图9是中间(M)处的像差图。图10是望远端(T)的像差图。另外，在图8、9、10中，从左边起所示分别是球面像差图、像散图、畸变像差图。此外，“FNO”表示F数，“Y”表示最大像高(mm)。
在各像差图中，各数据的表示(各实线以及各虚线等)与在实施例1说明过的相同。
在图8、9、10中，各数据线近似收敛于0。由此可知，在实施例2所涉及的变倍透镜中，各种像差得到了充分的校正。

Claims (5)

1.一种变倍透镜，自物方侧开始按以下顺序具有：
变倍时位置固定的、具有负光焦度的第1透镜组；
变倍时位置可变的、具有正光焦度的第2透镜组；以及
变倍时位置可变的、具有正光焦度的第3透镜组，
该变倍透镜是通过使各透镜组的间隔变化来进行上述变倍的变倍透镜，其特征在于，
上述第1透镜组配备了具有负光焦度的第1透镜；和
位于上述第1透镜的后级，带有弯折光路的功能且具有正光焦度的棱镜，
其中，上述第1透镜的阿贝数大于上述棱镜的阿贝数，
上述棱镜的物方侧面为平面。
2.根据权利要求1所记载的变倍透镜，其特征在于：
上述第1透镜的至少像方侧面为非球面。
3.根据权利要求1所记载的变倍透镜，其特征在于：
构成上述第2透镜组的全部透镜具有非球面形状。
4.根据权利要求2所记载的变倍透镜，其特征在于，
上述第1透镜组进一步配备了位于上述棱镜的后级且具有负光焦度的第4透镜，
上述第4透镜的阿贝数大于上述棱镜的阿贝数。
5.根据权利要求4所记载的变倍透镜，其特征在于，
上述第4透镜是塑料制品，
上述第4透镜的阿贝数大于等于49。
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