CN102081222B - 光学元件、变焦透镜、光学设备、用于制造光学元件的方法和用于制造变焦透镜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学元件、变焦透镜、光学设备、用于制造光学元件的方法和用于制造变焦透镜的方法。光学元件(Oc)以从物体侧起的顺序包括:第一分组(Gr1),具有正折射光焦度;第二分组(Gr2),具有正折射光焦度;第三分组(Gr3),具有负折射光焦度;以及,第四分组(Gr4),具有正折射光焦度;通过沿着光轴移动所述第一分组(Gr1)来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,在包括与光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组(Gr3),并且,所述光学元件整体具有正折射光焦度,由此提供包括聚焦透镜和减振透镜的光学元件,并且能够减小包括这个光学元件的成像光学系统的大小,并且获取高成像性能。
Description
通过引用在此并入下面的优先权申请的公开:
在2009年11月25日提交的日本专利申请No.2009-267768,以及
在2009年11月25日提交的日本专利申请No.2009-267780。
技术领域
本发明涉及一种光学元件、包括该光学元件的变焦透镜、包括该变焦透镜的光学设备、用于制造该光学元件的方法和用于制造该变焦透镜的方法。
背景技术
迄今在例如日本公开专利公报No.2006-221092中提出了用于电子静态照相机的变焦透镜、单焦距透镜等。
诸如变焦透镜这样的传统的成像光学系统具有下述问题:因为由于聚焦透镜和减振透镜位于不同的透镜组中而导致分立地布置聚焦透镜驱动机构和减振透镜驱动机构,所以难以减小成像光学系统的大小。
发明内容
鉴于如上所述的问题而设计的本发明的目的是提供光学元件、包括所述光学元件的变焦透镜、包括所述变焦透镜的光学设备、光学元件制造方法和变焦透镜制造方法,所述光学元件包括聚焦透镜和减振透镜,并且能够减小包括这个光学元件的成像光学系统的大小,并且获得高成像性能。
为了实现如上所述的目的,根据本发明的第一方面,提供了一种光学元件,其以从物体侧起的顺序包括:第一分组,其具有正折射光焦度;第二分组,其具有正折射光焦度;第三分组,其具有负折射光焦度;以及,第四分组,其具有正折射光焦度,通过沿着光轴移动所述第一分组来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组,并且,所述光学元件整体具有正折射光焦度。
根据本发明的第二方面,提供了一种包含本发明的第一方面的光学设备。
根据本发明的第三方面,提供了一种变焦透镜,其以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组,其具有正折射光焦度;第二透镜组,其具有负折射光焦度;后组,其包括根据本发明的第一方面的所述光学元件;在从广角端状态变焦到远摄端状态时,改变在各个透镜组之间的间隔。
根据本发明的第四方面,提供了一种变焦透镜,其包括本发明的第一方面。
根据本发明的第五方面,提供了一种用于制造具有正折射光焦度的光学元件的方法,所述光学元件以从物体侧起的顺序包括:第一分组,其具有正折射光焦度;第二分组,其具有正折射光焦度;第三分组,其具有负折射光焦度;以及,第四分组,其具有正折射光焦度,所述方法包括步骤:以从所述物体侧起的顺序布置具有正折射光焦度的所述第一分组、具有正折射光焦度的所述第二分组、具有负折射光焦度的所述第三分组以及具有正折射光焦度的所述第四分组;沿着光轴移动所述第一分组,由此进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上;以及,以包括在与所述光轴垂直的方向上的分量的方式来移动所述第三分组。
根据本发明的第六方面,提供了一种用于制造变焦透镜的方法,所述变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组,其具有正折射光焦度;第二透镜组,其具有负折射光焦度;后组,其包括具有所述正折射光焦度的光学元件,所述方法包括步骤:在所述光学元件中,以从所述物体侧起的顺序布置具有正折射光焦度的第一分组、具有正折射光焦度的第二分组、具有负折射光焦度的第三分组以及具有正折射光焦度的第四分组,并且,以从所述物体侧起的顺序布置所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述后组;以及,在从广角端状态变焦到远摄端状态时,改变在所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述后组之间的间隔,沿着光轴移动所述第一分组,由此进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组。
根据本发明,可行的是,提供:光学元件,所述光学元件包括聚焦透镜和减振透镜,并且能够减小包括这个光学元件的成像光学系统的大小和获得高成像性能;包括所述光学元件的变焦透镜;包括所述变焦透镜的光学设备;光学元件制造方法;以及,变焦透镜制造方法。
附图说明
图1是示出根据实例1的包括光学元件的变焦透镜的透镜配置的图,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
图2A、2B和2C示出包括根据实例1的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图2A是在广角端状态中的像差的图;图2B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图2C是在远摄端状态中的像差的图。
图3A、3B和3C示出包括根据实例1的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图3A是当Rw=1000mm时的像差的图;图3B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图3C是当Rt=1000mm时的像差的图。
图4是示出包括根据实例2的光学元件的变焦透镜的透镜配置的图,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
图5A、5B和5C示出包括根据实例2的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图5A是在广角端状态中的像差的图;图5B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图5C是在远摄端状态中的像差的图。
图6A、6B和6C示出包括根据实例2的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图6A是当Rw=1000mm时的像差的图;图6B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图6C是当Rt=1000mm时的像差的图。
图7是示出包括根据实例3的光学元件的变焦透镜的透镜配置的图,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
图8A、8B和8C示出包括根据实例3的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图8A是在广角端状态中的像差的图;图8B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图8C是在远摄端状态中的像差的图。
图9A、9B和9C示出包括根据实例3的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图9A是当Rw=1000mm时的像差的图;图9B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图9C是当Rt=1000mm时的像差的图。
图10是示出包括根据实例4的光学元件的变焦透镜的透镜配置的图,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
图11A、11B和11C示出包括根据实例4和实例6的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图11A是在广角端状态中的像差的图;图11B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图11C是在远摄端状态中的像差的图。
图12A、12B和12C示出包括根据实例4和实例6的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图12A是当Rw=1000mm时的像差的图;图12B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图12C是当Rt=1000mm时的像差的图。
图13是示出包括根据实例5的光学元件的变焦透镜的透镜配置的图,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
图14A、14B和14C示出包括根据实例5的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图14A是在广角端状态中的像差的图;图14B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图14C是在远摄端状态中的像差的图。
图15A、15B和15C示出包括根据实例5的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图15A是当Rw=1000mm时的像差的图;图15B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图15C是当Rt=1000mm时的像差的图。
图16A和16B图解安装有包括根据实施例的光学元件的变焦透镜的电子静态照相机;分别地,图16A是前视图;并且,图16B是后视图。
图17示出沿着图16A的线A-A所取的截面图。
图18是描述用于制造本申请的光学元件的方法的视图。
图19是用于制造本申请的变焦透镜的方法的视图。
图20是示出包括根据实例6的光学元件的变焦透镜的透镜配置的图,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
具体实施方式
以下参考附图来描述根据本发明的实施例的光学元件。应当注意,下面的实施例仅是便利本发明的理解,而不是意欲排除本领域技术人员在不偏离本申请的发明的技术思想的范围内实现可用的增加、替换等。
根据本实施例的光学元件以从物体侧起的顺序包括:第一分组,其具有正折射光焦度;第二分组,其具有正折射光焦度;第三分组,其具有负折射光焦度;以及,第四分组,其具有正折射光焦度,其中,在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上时,沿着光轴移动所述第一分组,在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组,因此,所述光学元件整体具有正折射光焦度。
所述光学元件具有正折射光焦度,并且包括聚焦透镜和减振透镜,因此,可行的是,获得能够减小包括这个光学元件的成像光学系统的大小的并且获得高成像性能的光学元件。
具有正折射光焦度的第一分组当聚焦时具有各种像差的小的波动,因此,适合于从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上。而且,具有负折射光焦度的第三分组(其透镜的外径小)适合于沿着透镜的外周布置减振驱动机构,因此被配置来校正图像平面,例如校正手振动,即,通过在包括与光轴垂直的分量的方向上移动第三分组来执行减振校正。
而且,在本光学元件中,期望在第二分组和第三分组之间的在光轴方向上的间隔以及在第三分组和第四分组之间的在光轴方向上的间隔总是固定的。这种配置使得在向在变焦光学系统中的具有正折射光焦度的透镜组应用本申请的光学元件的情况下,能够简化移动机构,并且使得能够在变焦时抑制出现偏心像差。
而且,在光学元件中,期望第二分组具有至少三个正透镜和至少一个负透镜。利用这种配置,第二分组优选地校正整个光学元件的各种像差,并且当在聚焦时和当在减振模式中时可减小包括本光学元件的整个成像光学系统的波动。
第二分组将被定义为聚焦组的第一分组布置在物体侧上,并且将被定义为减振组的第三分组布置在图像侧上,因此被配置来优选地校正在聚焦时和在减振时的像差的波动,以便不同的透镜元件通过下述方式来校正在聚焦时和在减振时的像差的波动:在第二分组中将用于校正在聚焦时的像差的波动的正透镜元件布置在物体侧上,并且,将用于校正在减振时的像差的波动的正透镜元件布置在第二分组的图像侧上。在此,用于校正在聚焦时的像差的波动的物体侧正透镜元件被配置来包括至少两个正透镜和至少一个负透镜,并且用于校正在减振时的像差的波动的图像侧正透镜元件被配置来包括至少一个正透镜,由此,第二分组可以优选地校正在聚焦时和在减振时的像差的波动。注意,所述透镜元件表示由单个透镜或胶合透镜构成的透镜。
而且,期望本光学元件满足下面的条件表达式(1):
0.60<Fb1/Fb234<1.70(1)
其中,分别地,Fb1表示第一分组的焦距,并且Fb234表示第二分组、第三分组和第四分组的组合焦距。
条件表达式(1)是用于指定第二分组、第三分组和第四分组的组合焦距与第一分组的焦距的比率的适当范围的条件表达式。条件表达式(1)的满足使得能够在降低光学元件的总长度的同时减小在聚焦时的像差的波动。
如果比率Fb1/Fb234等于或超过条件表达式(1)的上限值,则在第一分组和第二分组之间的间隔扩展,这导致光学元件在其总长度上的尺寸增大。如果减小第二分组的折射光焦度以使得这个间隔变窄,则在减振时的图像平面的波动增加。
更优选的是,通过将在条件表达式(1)中的上限值设置为1.50而校正在减振时的图像平面的波动。
如果比率Fb1/Fb234等于或小于条件表达式(1)的下限值,则在第一分组和第二分组之间的间隔变窄,并且难以保证用于聚焦的空间。如果通过提高第二分组的折射光焦度来扩展该间隔以保证用于聚焦的空间,则在聚焦时球面像差较大地波动。
通过将条件表达式(1)的下限值设置为0.80而减小在聚焦时的球面像差的波动。
而且,期望本光学元件满足下面的条件表达式(2):
0.60<(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)<1.40(2)
其中,分别地,Fb1表示第一分组的焦距,Fb234表示第二分组、第三分组和第四分组的组合焦距,并且Fb0表示在无限远聚焦时的光学元件的焦距。
条件表达式(2)的满足使得能够以减小光学元件的总长度的方式来减小在聚焦时的像差的波动。
如果值(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)等于或超过条件表达式(2)的上限值,则在第一分组和第二分组之间的间隔扩展,这导致光学元件在其总长度上的尺寸增大。如果减小第二分组的折射光焦度以使得这个间隔变窄,则在减振时的图像平面的波动增加。
更优选的是,通过将在条件表达式(2)中的上限值设置为1.20而校正在减振时的图像平面的波动。
如果值(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)等于或小于条件表达式(2)的下限值,则在第一分组和第二分组之间的间隔变窄,并且难以保证用于聚焦的空间。如果通过提高第二分组的折射光焦度来扩展该间隔以保证用于聚焦的空间,则在聚焦时球面像差较大地波动。
注意,通过将条件表达式(2)的下限值设置为0.80而减小在聚焦时的球面像差的波动。
而且,期望在成像光学系统的具有正折射光焦度的透镜组中使用本光学元件,并且本光学元件满足下面的条件表达式(3):
|Fall/Ff|<1.30(3)
其中,分别地,Fall表示在远摄端聚焦时和在无限远聚焦时的成像光学系统的焦距,并且Ff表示如下的光学系统的、在远摄端聚焦时和在无限远聚焦时的组合焦距,即,该光学系统由第一分组的、最接近图像侧的透镜和比最接近图像侧的透镜更接近物体侧地布置的所有透镜构成。
条件表达式(3)指定如下的光学系统的、在无限远聚焦时的组合焦距与在无限远聚焦时的成像光学系统的焦距的比率的适当范围,即,上述光学系统由第一分组的、最接近图像侧的透镜和比最接近图像侧的透镜更接近物体侧地布置的所有透镜构成。条件表达式(3)的满足使得能够优选地校正包括本光学元件的成像光学系统的、诸如球面像差的各种像差。
指定如上所述的范围对应于指定第一光学系统相对于第二光学系统的倍率,该第一光学系统由第二分组的、最接近物体侧的透镜和比最接近物体侧的透镜更接近图像侧地布置的所有透镜构成,该第二光学系统由第一分组的、最接近图像侧的透镜和比最接近图像侧的透镜更接近物体侧地布置的所有透镜构成。然后,当满足条件表达式(3)时,第一分组的倍率等于第二分组的倍率,或替代地,第一分组的倍率被设置得小于第二分组的倍率。结果,获得下述效果:由第一分组的、最接近图像侧的透镜和比最接近图像侧的透镜更接近物体侧地布置的所有透镜构成的光学系统的像差被设置得等于或小于第二分组的像差,并且,优选的是,校正包括本光学元件的成像光学系统的各种像差。
如果值|Fall/Ff|等于或超过条件表达式(3)的上限值,则难以校正包括本光学元件的成像光学系统的、诸如球面像差的各种像差。
更优选的是,通过将条件表达式(3)的上限值设置为1.00,可以校正包括本光学元件的成像光学系统的、诸如球面像差的各种像差。
而且,本光学元件被用在成像光学系统中,并且期望用在成像光学系统的具有正折射光焦度的透镜组中,该透镜组被布置得比最接近物体侧的透镜组更接近图像侧。这种配置使得能够减小包括本光学元件的成像光学系统的大小。
这是因为,被布置得比最接近物体侧的透镜组更接近图像侧的透镜组的外径小于最接近物体侧的透镜组的直径,因此,如果在被布置得比最接近物体侧的透镜组更接近图像侧的、具有正折射光焦度的透镜组中使用本光学元件,则可以将聚焦透镜驱动机构和减振驱动机构布置在相对于最接近物体侧的透镜组的外径的阶梯区域。
而且,在本光学元件中,期望在邻近第一分组的物体侧或图像侧的位置布置孔径光阑。对于这种配置,本光学元件具有孔径光阑驱动机构、聚焦透镜驱动机构和减振透镜驱动机构,并且包括本光学元件的成像光学系统可以因此被降低大小。
而且,在包括本光学元件的成像光学系统中,期望从最接近图像侧的透镜表面的顶点到图像平面的距离(后焦距)在最小状态中被设置为10mm到30mm。
而且,在包括本光学元件的成像光学系统中,图像高度被期望地设置为5.0mm到12.5mm,并且更期望地被设置为5.0mm到9.5mm。
包括根据本实施例的光学元件的变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组,其具有正折射光焦度;第二透镜组,其具有负折射光焦度;以及,后组,其包括具有正折射光焦度的所述光学元件,并且,通过改变在各个透镜组之间的间隔,从广角端状态到远摄端状态执行变焦;并且,所述光学元件以从物体侧起的顺序包括:第一分组,其具有正折射光焦度;第二分组,其具有正折射光焦度;第三分组,其具有负折射光焦度;以及,第四分组,其具有正折射光焦度,以沿着光轴移动所述第一分组的方式来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组。
利用这种配置,在同一透镜组中布置聚焦透镜和减振透镜,并且,可获得具有高成像性能的、降低大小的变焦透镜。
而且,期望包括光学元件的变焦透镜满足下面的条件表达式(1),然而,已经进行了重复的描述,因此在此省略重复的描述:
0.60<Fb1/Fb234<1.70(1)
其中,分别地,Fb1表示第一分组的焦距,并且Fb234表示第二分组、第三分组和第四分组的组合焦距。
而且,期望包括光学元件的变焦透镜满足的下面的条件表达式(2),然而,已经进行了重复的描述,因此在此省略重复的描述:
0.60<(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)<1.40(2)
其中,分别地,Fb1表示第一分组的焦距,Fb234表示第二分组、第三分组和第四分组的组合焦距,并且Fb0表示在无限远聚焦时的光学元件的焦距。
而且,期望变焦透镜满足下面的条件表达式(3),然而,已经进行了重复的描述,因此在此省略重复的描述:
|Fall/Ff|<1.30(3)
其中,分别地,Fall表示在无限远聚焦时的变焦透镜的焦距,并且Ff表示如下的光学系统的、在无限远聚焦时的组合焦距,即,该光学系统由第一分组的、最接近图像侧的透镜和比最接近图像侧的透镜更接近物体侧地布置的所有透镜构成。
而且,在包括本光学元件的变焦透镜中,后组仅由光学元件构成。这种配置可以简化光学元件的结构。
而且,在包括本光学元件的变焦透镜中,期望后组由两个透镜组构成,并且,两个透镜组的图像侧透镜组由光学元件构成。利用这种配置,如果将物体侧的透镜组设置为具有负折射光焦度的透镜组,则可以在变焦时降低图像平面的波动,并且如果物体侧透镜组被设置为具有正折射光焦度的透镜组,则可以实现具有大孔径比的光学系统。
以下将参考附图描述包括根据本实施例的光学元件的变焦透镜的各个数值的工作实例。
<实例1>
图1是示出变焦透镜的透镜配置的图,该变焦透镜被定义为包括根据实例1的光学元件的成像光学系统,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。注意,仅相对于远摄端状态T描述用于表示在下面的讨论中使用的透镜的附图标记和数字,并且相对于其他状态省略。这种表示与其他实例相同。
包括根据实例1的光学元件的变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组G1,其具有正折射光焦度;第二透镜组G2,其具有负折射光焦度;孔径光阑S1;由具有正折射光焦度的光学元件Oc构成的后组Gr;防尘玻璃G;光学低通滤波器OLPF;和在图像平面I上布置的固态成像装置的保护玻璃CG。
第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括:正透镜11,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其由负弯月形透镜L12和正弯月形透镜L13构成,该负弯月形透镜L12具有朝向物体侧的凸表面,该正弯月形透镜L13具有朝向物体侧的凸表面。
第二透镜组G2以从物体侧起的顺序包括:负弯月形透镜L21,其具有朝向物体侧的凸表面;胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负透镜L22与具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜L23胶合而构成的;以及,负弯月形透镜L24,其具有朝向图像平面I的凸表面。
光学元件Oc(后组Gr)以从物体侧起的顺序包括:第一分组Gr1,其具有正折射光焦度;第二分组Gr2,其具有正折射光焦度;第三分组Gr3,其具有负折射光焦度;视场光阑S2;以及,第四分组Gr4,其具有正折射光焦度,其中,通过沿着光轴移动所述第一分组Gr1来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,通过在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组Gr3来在图像平面I上进行图像移位。
第一分组Gr1由取双凸形状的正透镜Lr1构成。
第二分组Gr2以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr2与具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr3胶合而构成的;正透镜Lr4,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过将具有朝向物体侧的凸表面的负弯月形透镜Lr5与取双凸形状的正透镜Lr6胶合而构成的。
第三分组Gr3以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr7与取双凹形状的负透镜Lr8胶合而构成的。
第四分组Gr4以从物体侧起的顺序包括:取双凸形状的正透镜Lr9;以及,具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr10。
在包括根据实例1的光学元件的变焦透镜中,在从广角端状态W到远摄端状态T变焦的情况下,将第一透镜组G1向物体侧移动,以按照朝向物体侧的凹状轨迹的方式沿着光轴移动第二透镜G2,并且,向物体侧移动光学元件Oc(后组Gr)。
包括根据实例1的光学元件的变焦透镜的、从固态成像装置的中心到对角的对角图像高度IH是8.5mm。
下面的表1示出了包括根据实例1的光学元件的变焦透镜的数据的各个项目。在表1中,[规格]的项目是在诸如广角端状态(W)、中间焦距状态(M)和远摄端状态(T)这样的各个状态中的焦距F和f数FNO。
而且,在[透镜数据]中,最左列“i”示出了以从物体侧起计数的表面编号,第二列“r”示出表面的曲率半径,第三列“d”示出了到下一个表面的距离,第四列“nd”示出在d线(波长λ=587.6nm)的折射率,并且第五列“vd”示出在d线(波长λ=587.6nm)的阿贝数。在第四列“nd”中,省略了空气的折射率nd=1.000000。在第二列“r”中,r=∞表示平面。
而且,在可变间隔的[在聚焦时的可变距离]值中,示出了在无限远距离聚焦时和近距离聚焦时在诸如广角端状态(W)、中间焦距状态(M)和远摄端状态(T)这样的各个状态中的焦距f和倍率β。分别地,D0表示从物体到最接近物体侧的透镜表面的距离。Bf表示后焦距,并且TL代表变焦透镜的总长度的值。而且,[在减振时的减振透镜组的移位量和图像移位量]示出在执行减振时,在无限远距离聚焦时和近距离聚焦时在诸如广角端状态(W)、中间焦距状态(M)和远摄端状态(T)这样的每个状态中的图像移位量相对于透镜移位量。而且,[条件表达式的值]示出了与单独的条件表达式对应的值。
注意,在下面给出的数据的全部各个项目中,除了另外指定,通常,[mm]用于焦距f、曲率半径r、表面间隔d和其他长度,然而,光学系统即使当被成比例地放大或缩小时也获得同样的光学性能,因此不限于这个单位[mm]。而且,可以使用其他适当的单位,而不限于[mm]。顺便提及,在所有的下面的实例中,使用与在实例1中的那些相同的附图标记和符号,并且省略它们的描述。
表1
[规格]
WMT
f=30.0060.00107.00
FNO=4.34.85.8
[透镜数据]
irdndvd
1)104.99872.50001.51680019.16
2)-98.01610.1000
3)28.55221.10001.78470050.44
4)19.40684.40001.49782014.95
5)389.5870(d5)
6)223.44231.00001.74100023.59
7)22.01051.1000
8)-51.81311.00001.74100023.59
9)11.75942.20001.84666056.14
10)122.23621.2000
11)-16.79101.00001.74100023.59
12)-1136.5791(d12)
13)∞(d13)孔径光阑S1
14)73.36652.00001.51680019.16
15)-27.2390(d15)
16)29.64473.30001.49782014.95
17)-14.47441.00001.80100036.97
18)-61.30160.1000
19)13.31502.90001.51742023.98
20)-157.63151.9000
21)390.70531.00001.84666056.14
22)27.43262.00001.48749017.31
23)-78.11152.7773
24)106.33592.00001.80518052.30
25)-15.09240.49041.80440032.25
26)15.05291.4000
27)∞1.4924视场光阑S2
28)22.19902.10001.64769038.54
29)-26.20911.1000
30)-9.64321.00001.79500027.82
31)-22.0307(d31)
32)∞0.50001.51680019.16
33)∞4.6000
34)∞1.87001.51680019.16
35)∞0.3000
36)∞0.70001.51680019.16
37)∞Bf
[在聚焦时的可变距离]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
D0=∞∞∞
d5=1.8180512.5657516.54552
d12=10.606975.940201.07619
d13=1.400001.400001.40000
d15=3.611013.611013.61101
d31=15.1637919.4350428.76907
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.2299993.58214102.03195
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03156-0.06044-0.10444
D0=916.7700906.4179897.9680
d5=1.8180512.5657516.54552
d12=10.606975.940201.07619
d13=1.797032.533733.47996
d15=3.213982.477281.53105
d31=15.1637919.4350428.76907
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.2299893.58216102.03194
[在减振时的减振透镜组的移位量和图像移位量]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
透镜±0.122±0.211±0.292
图像±0.157±0.314±0.560
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03156-0.06044-0.10444
透镜±0.122±0.211±0.292
图像±0.157±0.314±0.560
[透镜组数据]
组I焦距
G11+45.606
G26-10.732
Gr14+15.896
[条件表达式的值]
(1)Fb1/Fb234=1.143
(2)(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)=0.903
(3)|Fall/Ff|=0.741
图2A、2B和2C示出包括根据实例1的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图2A是在广角端状态中的像差的图;图2B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图2C是在远摄端状态中的像差的图。图3A、3B和3C示出包括根据实例1的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图3A是当Rw=1000mm时的像差的图;图3B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图3C是当Rt=1000mm时的像差的图。
在各个像差的图中,FNO表示f数,Y表示图像高度,NA代表数值孔径,d表示d线(λ=587.6nm),g表示g线(λ=435.6nm),C表示C线(λ=656.3nm),并且F表示F线(λ=486.1nm)。应当注意,在示出像散的图中,实线表示弧矢图像平面,而虚线表示子午线图像平面。而且,示出横向色差的图基于d线示出。注意,在下面的实例中的像差图中使用与在实例1中的那些相同的附图标记和符号,并且省略它们的描述。
从各个像差图可以明白,包括根据实例1的光学元件的变焦透镜显示良好的成像性能,其中,优选的是,在广角端状态到远摄端状态中,并且在这些状态的每一个中在减振校正时,校正各种像差。
<实例2>
图4是示出变焦透镜的透镜配置的图,该变焦透镜被定义为包括根据实例2的光学元件的成像光学系统,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
包括根据实例2的光学元件的变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组G1,其具有正折射光焦度;第二透镜组G2,其具有负折射光焦度;孔径光阑S1;由具有正折射光焦度的光学元件Oc构成的后组Gr;防尘玻璃G;光学低通滤波器OLPF;和在图像平面I上布置的固态成像装置的保护玻璃CG。
第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括:正透镜11,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其由负弯月形透镜L12和正弯月形透镜L13构成,该负弯月形透镜L12具有朝向物体侧的凸表面,该正弯月形透镜L13具有朝向物体侧的凸表面。
第二透镜组G2以从物体侧起的顺序包括:负弯月形透镜L21,其取双凸形状;胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负透镜L22与具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜L23胶合而构成的;以及,负弯月形透镜L24,其具有朝向图像平面I的凸表面。
光学元件Oc(后组Gr)以从物体侧起的顺序包括:第一分组Gr1,其具有正折射光焦度;第二分组Gr2,其具有正折射光焦度;第三分组Gr3,其具有负折射光焦度;视场光阑S2;以及,第四分组Gr4,其具有正折射光焦度,其中,通过沿着光轴移动所述第一分组Gr1来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,通过在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组Gr3来在图像平面I上进行图像移位。
第一分组Gr1由取双凸形状的正透镜Lr1构成。
第二分组Gr2以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取
双凸形状的正透镜Lr2与具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr3胶合而构成的;正透镜Lr4,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负弯月形透镜Lr5与取双凸形状的正透镜Lr6胶合而构成的。
第三分组Gr3以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr7与取双凹形状的负透镜Lr8胶合而构成的。
第四分组Gr4以从物体侧起的顺序包括:取双凸形状的正透镜Lr9;以及,具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr10。
在包括根据实例2的光学元件的变焦透镜中,在从广角端状态W到远摄端状态T变焦的情况下,将第一透镜组G1向物体侧移动,以按照朝向物体侧的凹状轨迹的方式沿着光轴移动第二透镜G2,并且,向物体侧移动光学元件Oc(后组Gr)。
包括根据实例2的光学元件的变焦透镜的、从固态成像装置的中心到对角的对角图像高度IH是8.5mm。
下面的表2示出了包括根据实例2的光学元件的变焦透镜的数据的各个项目。
表2
[规格]
WMT
f=30.0060.00107.00
FNO=4.34.85.8
[透镜数据]
irdndvd
1)107.08982.50001.51823058.89
2)-99.27260.1000
3)28.86411.10001.78470026.30
4)19.40654.40001.49782082.56
5)623.6707(d5)
6)-101.68301.00001.74100052.67
7)24.69281.1000
8)-64.61711.00001.74100052.67
9)11.79062.20001.84666023.78
10)114.23221.2000
11)-18.85371.00001.74100052.67
12)-731.1191(d12)
13)∞(d13)孔径光阑S1
14)56.91611.80001.51680064.12
15)-26.1469(d15)
16)31.54793.60001.49782082.56
17)-15.14901.10001.80100034.96
18)-67.06570.1000
19)13.31783.20001.51742052.32
20)-143.80962.1000
21)-114.99721.10001.84666023.78
22)34.89342.20001.48749070.45
23)-54.48462.8255
24)106.33592.00001.80518025.43
25)-15.09240.50001.80440039.57
26)15.05221.4000
27)∞1.7841视场光阑S2
28)20.51212.10001.64769033.79
29)-30.06051.1000
30)-10.00581.00001.79500045.30
31)-21.5527(d31)
32)∞0.50001.51680064.12
33)∞4.6000
34)∞1.87001.51680064.12
35)∞0.3000
36)∞0.70001.51680064.12
37)∞Bf
[在聚焦时的可变距离]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
D0=∞∞∞
d5=2.2276712.9753716.95514
d12=10.444765.777990.91398
d13=1.457571.457571.45757
d15=3.396043.396043.39604
d31=13.9291018.2003527.53438
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.4347593.78691102.23670
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03154-0.06033-0.10411
D0=916.5652906.2131897.7633
d5=2.2276712.9753716.95514
d12=10.444765.777990.91398
d13=1.842732.551243.44966
d15=3.010882.302371.40395
d31=13.9291018.2003527.53438
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.4347693.78690102.23670
[在减振时的减振透镜组的移位量和图像移位量]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
透镜±0.128±0.221±0.303
图像±0.157±0.314±0.560
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03154-0.06033-0.10411
透镜±0.128±0.221±0.303
图像±0.157±0.314±0.560
[透镜组数据]
组I焦距
G11+45.606
G26-10.732
Gr14+16.308
[条件表达式的值]
(1)Fb1/Fb234=0.909
(2)(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)=0.891
(3)|Fall/Ff|=0.558
图5A、5B和5C示出包括根据实例2的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图5A是在广角端状态中的像差的图;图5B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图5C是在远摄端状态中的像差的图。图6A、6B和6C示出包括根据实例2的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图6A是当Rw=1000mm时的像差的图;图6B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图6C是当Rt=1000mm时的像差的图。
从各个像差图可以明白,包括根据实例2的光学元件的变焦透镜显示良好的成像性能,其中,优选的是,在广角端状态到远摄端状态中,并且在这些状态的每一个中在减振校正时,校正各种像差。
<实例3>
图7是示出变焦透镜的透镜配置的图,该变焦透镜被定义为包括根据实例3的光学元件的成像光学系统,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
包括根据实例3的光学元件的变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组G1,其具有正折射光焦度;第二透镜组G2,其具有负折射光焦度;孔径光阑S1;由具有正折射光焦度的光学元件Oc构成的后组Gr;防尘玻璃G;光学低通滤波器OLPF;和在图像平面I上布置的固态成像装置的保护玻璃CG。
第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括:正透镜11,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其由负弯月形透镜L12和正弯月形透镜L13构成,该负弯月形透镜L12具有朝向物体侧的凸表面,该正弯月形透镜L13具有朝向物体侧的凸表面。
第二透镜组G2以从物体侧起的顺序包括:负弯月形透镜L21,其取双凸形状;胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负透镜L22与具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜L23胶合而构成的;以及,负透镜L24,其取双凹形状。
光学元件Oc(后组Gr)以从物体侧起的顺序包括:第一分组Gr1,其具有正折射光焦度;第二分组Gr2,其具有正折射光焦度;第三分组Gr3,其具有负折射光焦度;视场光阑S2;以及,第四分组Gr4,其具有正折射光焦度,其中,通过沿着光轴移动所述第一分组Gr1来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,通过在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组Gr3来在图像平面I上进行图像移位。
第一分组Gr1由取双凸形状的正透镜Lr1构成。
第二分组Gr2以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr2与具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr3胶合而构成的;正透镜Lr4,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负弯月形透镜Lr5与取双凸形状的正透镜Lr6胶合而构成的。
第三分组Gr3以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr7与取双凹形状的负透镜Lr8胶合而构成的。
第四分组Gr4以从物体侧起的顺序包括:取双凸形状的正透镜Lr9;以及,具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr10。
在包括根据实例3的光学元件的变焦透镜中,在从广角端状态W到远摄端状态T变焦的情况下,将第一透镜组G1向物体侧移动,以按照朝向物体侧的凹状轨迹的方式沿着光轴移动第二透镜G2,并且,向物体侧移动光学元件Oc(后组Gr)。
包括根据实例3的光学元件的变焦透镜的、从固态成像装置的中心到对角的对角图像高度IH是8.5mm。
下面的表3示出了包括根据实例3的光学元件的变焦透镜的数据的各个项目。
表3
[规格]
WMT
f=30.0060.00107.00
FNO=4.34.85.8
[透镜数据]
irdndvd
1)125.15742.50001.51823058.89
2)-84.33010.1000
3)28.38951.10001.78470026.30
4)18.94664.40001.49782082.56
5)419.5247(d5)
6)-223.89320.80001.74100052.67
7)27.99831.1000
8)-41.36550.80001.74100052.67
9)12.33122.00001.84666023.78
10)160.76401.2000
11)-21.07240.80001.74100052.67
12)459.4400(d12)
13)∞(d13)孔径光阑S1
14)122.48432.00001.51680064.12
15)-28.4773(d15)
16)27.19892.80001.49782082.56
17)-15.54900.80001.80100034.96
18)-56.22140.1000
19)12.47132.40001.51742052.32
20)-468.08961.7000
21)-438.84200.80001.84666023.78
22)28.70771.60001.48749070.45
23)-69.41202.6225
24)112.21122.00001.80518025.43
25)-15.92630.50001.80440039.57
26)15.88391.4000
27)∞2.3924视场光阑S2
28)24.20732.10001.64769033.79
29)-21.16781.1000
30)-9.84641.00001.79500045.30
31)-27.4317(d31)
32)∞0.50001.51680064.12
33)∞4.6000
34)∞1.87001.51680064.12
35)∞0.3000
36)∞0.70001.51680064.12
37)∞Bf
[在聚焦时的可变距离]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
D0=∞∞∞
d5=2.2972712.3422416.45053
d12=11.850416.398080.86562
d13=0.424220.424220.42422
d15=4.547194.547194.54719
d31=15.0373619.9821028.80352
Bf=0.499960.499960.49996
TL=82.7413392.2786999.67587
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03150-0.06051-0.10449
D0=917.2587907.7213900.3241
d5=2.2972712.3422416.45053
d12=11.850416.398080.86562
d13=0.915151.765852.95151
d15=4.056263.205562.01990
d31=15.0373619.9821028.80352
Bf=0.499960.499960.49996
TL=82.7413492.2786899.67588
[在减振时的减振透镜组的移位量和图像移位量]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
透镜±0.125±0.213±0.300
图像±0.157±0.314±0.560
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03154-0.06033-0.10411
透镜±0.125±0.213±0.300
图像±0.157±0.314±0.560
[透镜组数据]
组I焦距
G11+45.606
G26-11.422
Gr14+17.209
[条件表达式的值]
(1)Fb1/Fb234=1.433
(2)(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)=0.904
(3)|Fall/Ff|=0.849
图8A、8B和8C示出包括根据实例3的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图8A是在广角端状态中的像差的图;图8B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图8C是在远摄端状态中的像差的图。图9A、9B和9C示出包括根据实例3的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图9A是当Rw=1000mm时的像差的图;图9B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图9C是当Rt=1000mm时的像差的图。
从各个像差图可以明白,包括根据实例3的光学元件的变焦透镜显示良好的成像性能,其中,优选的是,在广角端状态到远摄端状态中,并且在这些状态的每一个中在减振校正时,校正各种像差。
<实例4>
图10是示出变焦透镜的透镜配置的图,该变焦透镜被定义为包括根据实例4的光学元件的成像光学系统,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
包括根据实例4的光学元件的变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组G1,其具有正折射光焦度;第二透镜组G2,其具有负折射光焦度;第三透镜组G3,其具有负折射光焦度;孔径光阑S1;由具有正折射光焦度的光学元件Oc构成的后组Gr;防尘玻璃G;光学低通滤波器OLPF;和在图像平面I上布置的固态成像装置的保护玻璃CG。
第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括:正透镜11,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过胶合负弯月形透镜L12和正弯月形透镜L13而构成的,该负弯月形透镜L12具有朝向物体侧的凸表面,该正弯月形透镜L13具有朝向物体侧的凸表面。
第二透镜组G2由取双凹形状的负透镜L21构成。
第三透镜组G3以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过胶合取双凹形状的负透镜L31与取双凸形状的正透镜L32而构成的;以及,负弯月形透镜L33,其具有朝向图像平面I的凸表面。
光学元件Oc(后组Gr)以从物体侧起的顺序包括:第一分组Gr1,其具有正折射光焦度;第二分组Gr2,其具有正折射光焦度;第三分组Gr3,其具有负折射光焦度;视场光阑S2;以及,第四分组Gr4,其具有正折射光焦度,其中,通过沿着光轴移动所述第一分组Gr1来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,通过在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组Gr3来在图像平面I上进行图像移位。
光学元件Oc的第一分组Gr1由取双凸形状的正透镜Lr1构成。
光学元件Oc的第二分组Gr2以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr2与具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr3胶合而构成的;正透镜Lr4,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负弯月形透镜Lr5与取双凸形状的正透镜Lr6胶合而构成的。
光学元件Oc的第三分组Gr3以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr7与取双凹形状的负透镜Lr8胶合而构成的。
光学元件Oc的第四分组Gr4以从物体侧起的顺序包括:取双凸形状的正透镜Lr9;以及,具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr10。
在包括根据实例4的光学元件的变焦透镜中,在从广角端状态W到远摄端状态T变焦的情况下,将第一透镜组G1向物体侧移动,以按照S形状轨迹的方式沿着光轴移动第二透镜G2,并且,以按照朝向物体侧的凹轨迹的方式来沿着光轴移动第三透镜组G3,并且,向物体侧移动光学元件Oc(后组Gr)。
包括根据实例4的光学元件的变焦透镜的、从固态成像装置的中心到对角的对角图像高度IH是8.5mm。
下面的表4示出了包括根据实例4的光学元件的变焦透镜的数据的各个项目。
表4
[规格]
WMT
f=30.0060.00107.00
FNO=4.34.85.8
[透镜数据]
irdndvd
1)80.58872.50001.51823058.89
2)-125.64370.1000
3)30.13501.10001.78470026.30
4)20.16594.40001.49782082.56
5)774.6747(d5)
6)-139.08221.00001.74100052.67
7)23.4929(d7)
8)-37.19381.00001.74100052.67
9)13.39062.20001.84666023.78
10)-5477.84561.2000
11)-19.50481.00001.74100052.67
12)-523.1128(d12)
13)∞(d13)孔径光阑S1
14)64.77051.90001.51680064.12
15)-26.6175(d15)
16)29.36213.46501.49782082.56
17)-15.19571.10001.80100034.96
18)-62.02770.1000
19)13.29213.00001.51742052.32
20)-105.31282.0000
21)-155.62181.10001.84666023.78
22)30.94182.10001.48749070.45
23)-75.85452.5029
24)106.33592.00001.80518025.43
25)-15.09240.50001.80440039.57
26)15.05221.4000
27)∞2.0046视场光阑S2
28)21.25202.10001.64769033.79
29)-26.31951.1000
30)-10.15311.00001.79500045.30
31)-24.9104(d31)
32)∞0.50001.51680064.12
33)∞4.6000
34)∞1.87001.51680064.12
35)∞0.3000
36)∞0.70001.51680064.12
37)∞Bf
[在聚焦时的可变距离]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
D0=∞∞∞
d5=2.1804612.9351416.90794
d7=1.361732.362631.36173
d12=10.229245.556220.69846
d13=1.425581.425581.42558
d15=3.858283.858283.85828
d31=14.2743118.5538927.87955
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.6721095.03424102.47403
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03156-0.06030-0.10430
D0=916.3279904.9658897.5260
d5=2.1804612.9351416.90794
d7=1.361732.362631.36173
d12=10.229245.556220.69846
d13=1.815672.533783.45546
d15=3.468192.750081.82840
d31=14.2743118.5538927.87955
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.6721095.03424102.47405
[在减振时的减振透镜组的移位量和图像移位量]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
透镜±0.124±0.215±0.296
图像±0.157±0.314±0.560
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03154-0.06033-0.10411
透镜±0.124±0.215±0.296
图像±0.157±0.314±0.560
[透镜组数据]
组I焦距
G11+45.606
G26-27.052
G38-20.092
Gr14+16.308
[条件表达式的值]
(1)Fb1/Fb234=1.015
(2)(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)=0.894
(3)|Fall/Ff|=0.643
图11A、11B和11C示出包括根据实例2的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图11A是在广角端状态中的像差的图;图11B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图11C是在远摄端状态中的像差的图。图12A、12B和12C示出包括根据实例4的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图12A是当Rw=1000mm时的像差的图;图12B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图12C是当Rt=1000mm时的像差的图。
从各个像差图可以明白,包括根据实例4的光学元件的变焦透镜显示良好的成像性能,其中,优选的是,在广角端状态到远摄端状态中,并且在这些状态的每一个中在减振校正时,校正各种像差。
<实例5>
图13是示出变焦透镜的透镜配置的图,该变焦透镜被定义为包括根据实例5的光学元件的成像光学系统,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
包括根据实例5的光学元件的变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组G1,其具有正折射光焦度;第二透镜组G2,其具有负折射光焦度;由具有正折射光焦度的光学元件Oc构成的后组Gr;防尘玻璃G;光学低通滤波器OLPF;和在图像平面I上布置的固态成像装置的保护玻璃CG。
第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括:正透镜11,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过胶合负弯月形透镜L12和正弯月形透镜L13而构成的,该负弯月形透镜L12具有朝向物体侧的凸表面,该正弯月形透镜L13具有朝向物体侧的凸表面。
第二透镜组G2以从物体侧起的顺序包括:负弯月形透镜L21,其取双凹形状;胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负透镜L22与具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜L23胶合而构成的;以及,负弯月形透镜L24,其具有朝向图像平面I的凸表面。
光学元件Oc(后组Gr)以从物体侧起的顺序包括:第一分组Gr1,其具有正折射光焦度;孔径光阑S1;第二分组Gr2,其具有正折射光焦度;第三分组Gr3,其具有负折射光焦度;视场光阑S2;以及,第四分组Gr4,其具有正折射光焦度,其中,通过沿着光轴移动所述第一分组Gr1来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,通过在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组Gr3而在图像平面I上进行图像移位。
第一分组Gr1由取双凸形状的正透镜Lr1构成。
第二分组Gr2以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr2与具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr3胶合而构成的;正透镜Lr4,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负透镜Lr5与取双凸形状的正透镜Lr6胶合而构成的。
第三分组Gr3以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr7与取双凹形状的负透镜Lr8胶合而构成的。
第四分组Gr4以从物体侧起的顺序包括:取双凸形状的正透镜Lr9;以及,具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr10。
包括在根据实例5的光学元件的变焦透镜中,在从广角端状态W到远摄端状态T变焦的情况下,将第一透镜组G1向物体侧移动,以按照朝向物体侧的凹状轨迹的方式沿着光轴移动第二透镜G2,并且,向物体侧移动光学元件Oc(后组Gr)。
包括根据实例5的光学元件的变焦透镜的、从固态成像装置的中心到对角的对角图像高度IH是8.5mm。
下面的表5示出了包括根据实例5的光学元件的变焦透镜的数据的各个项目。
表5
[规格]
WMT
f=30.0060.00107.00
FNO=4.34.85.8
[透镜数据]
irdndvd
1)107.08982.50001.51823058.89
2)-99.27260.1000
3)28.86411.10001.78470026.30
4)19.40654.40001.49782082.56
5)623.6707(d5)
6)-101.68301.00001.74100052.67
7)24.69281.1000
8)-64.61711.00001.74100052.67
9)11.79062.20001.84666023.78
10)114.23221.2000
11)-18.85371.00001.74100052.67
12)-731.1191(d12)
13)56.91611.80001.51680064.12
14)-26.1469(d14)
15)∞0.1000孔径光阑S1
16)31.54793.60001.49782082.56
17)-15.14901.10001.80100034.96
18)-67.06570.1000
19)13.31783.20001.51742052.32
20)-143.80962.1000
21)-114.99721.10001.84666023.78
22)34.89342.20001.48749070.45
23)-54.48462.8255
24)106.33592.00001.80518025.43
25)-15.09240.50001.80440039.57
26)15.05221.4000
27)∞1.7841
28)20.51212.10001.64769033.79
29)-30.06051.1000
30)-10.00581.00001.79500045.30
31)-21.5527(d31)
32)∞0.50001.51680064.12
33)∞4.6000
34)∞1.87001.51680064.12
35)∞0.3000
36)∞0.70001.51680064.12
37)∞Bf
[在聚焦时的可变距离]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
D0=∞∞∞
d5=2.2276712.9753716.95514
d12=11.902337.235562.37155
d14=3.296043.296043.29604
d31=13.9291018.2003527.53438
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.4347593.78691102.23670
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03154-0.06033-0.10411
D0=916.5652906.2131897.7633
d5=2.2276712.9753716.95514
d12=12.287498.329234.36364
d14=2.910882.202371.30395
d31=13.9291018.2003527.53438
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.4347693.78690102.23670
[在减振时的减振透镜组的移位量和图像移位量]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
透镜±0.128±0.221±0.303
图像±0.157±0.314±0.560
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03154-0.06033-0.10411
透镜±0.128±0.221±0.303
图像±0.157±0.314±0.560
[透镜组数据]
组I焦距
G11+45.606
G26-10.732
Gr13+16.308
[条件表达式的值]
(1)Fb1/Fb234=0.909
(2)(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)=0.891
(3)|Fall/Ff|=0.558
图14A、14B和14C示出包括根据实例5的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图14A是在广角端状态中的像差的图;图14B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图14C是在远摄端状态中的像差的图。图15A、15B和15C示出包括根据实例5的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图15A是当Rw=1000mm时的像差的图;图15B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图15C是当Rt=1000mm时的像差的图。
从各个像差图可以明白,包括根据实例5的光学元件的变焦透镜显示良好的成像性能,其中,优选的是,在广角端状态到远摄端状态中,并且在这些状态的每一个中在减振校正时,校正各种像差。
如上所述,根据实例5,可行的是,获得具有高成像性能的光学元件,该光学元件包括聚焦透镜和减振透镜,并且使得包括本光学元件的成像光学系统能够降低大小。
<实例6>
图20是示出变焦透镜的透镜配置的图,该变焦透镜被定义为包括根据实例6的光学元件的成像光学系统,其中,分别地,W表示广角端状态,M表示中间焦距状态,T表示远摄端状态。
包括根据实例6的光学元件的变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组G1,其具有正折射光焦度;第二透镜组G2,其具有负折射光焦度;由具有正折射光焦度的光学元件Oc构成的后组Gr;防尘玻璃G;光学低通滤波器OLPF;和在图像平面I上布置的固态成像装置的保护玻璃CG。
第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括:正透镜11,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过将负弯月形透镜L12和正弯月形透镜L13胶合而构成的,该负弯月形透镜L12具有朝向物体侧的凸表面,该正弯月形透镜L13具有朝向物体侧的凸表面。
第二透镜组G2由取双凹形状的负透镜L21构成。
后组Gr以从物体侧起的顺序包括:第三透镜组G3,其具有负折射光焦度;孔径光阑S1;以及,光学元件Oc,其具有正折射光焦度。
在后组Gr中的第三透镜组G3以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过胶合取双凹形状的负透镜Lr1与取双凸形状的正透镜Lr2而构成的;以及,负弯月形透镜Lr3,其具有朝向图像平面I的凸表面。
在后组Gr中的光学元件Oc以从物体侧起的顺序包括:第一分组Gr1,其具有正折射光焦度;第二分组Gr2,其具有正折射光焦度;第三分组Gr3,其具有负折射光焦度;视场光阑S2;以及,第四分组Gr4,其具有正折射光焦度,其中,通过沿着光轴移动所述第一分组Gr1来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,并且,通过在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组Gr3而在图像平面I上进行图像移位。
光学元件Oc的第一分组Gr1由取双凸形状的正透镜Lr4构成。
光学元件Oc的第二分组Gr2以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr5与具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr6胶合而构成的;正透镜Lr7,其取双凸形状;以及,胶合透镜,其是通过将取双凹形状的负透镜Lr8与取双凸形状的正透镜Lr9胶合而构成的。
光学元件Oc的第三分组Gr3以从物体侧起的顺序包括:胶合透镜,其是通过将取双凸形状的正透镜Lr10与取双凹形状的负透镜Lr11胶合而构成的。
光学元件Oc的第四分组Gr4以从物体侧起的顺序包括:取双凸形状的正透镜Lr12;以及,具有朝向图像平面I的凸表面的负弯月形透镜Lr13。
在包括根据实例6的光学元件的变焦透镜中,在从广角端状态W到远摄端状态T变焦的情况下,将第一透镜组G1向物体侧移动,以按照S形状轨迹的方式沿着光轴移动第二透镜G2,并且,以按照朝向物体侧的凹轨迹的方式来沿着光轴移动第三透镜组G3,并且,向物体侧移动光学元件Oc(后组Gr)。
包括根据实例6的光学元件的变焦透镜的、从固态成像装置的中心到对角的对角图像高度IH是8.5mm。
下面的表6示出了包括根据实例6的光学元件的变焦透镜的数据的各个项目。
表6
[规格]
WMT
f=30.0060.00107.00
FNO=4.34.85.8
[透镜数据]
irdndvd
1)80.58872.50001.51823058.89
2)-125.64370.1000
3)30.13501.10001.78470026.30
4)20.16594.40001.49782082.56
5)774.6747(d5)
6)-139.08221.00001.74100052.67
7)23.4929(d7)
8)-37.19381.00001.74100052.67
9)13.39062.20001.84666023.78
10)-5477.84561.2000
11)-19.50481.00001.74100052.67
12)-523.1128(d12)
13)∞(d13)孔径光阑S1
14)64.77051.90001.51680064.12
15)-26.6175(d15)
16)29.36213.46501.49782082.56
17)-15.19571.10001.80100034.96
18)-62.02770.1000
19)13.29213.00001.51742052.32
20)-105.31282.0000
21)-155.62181.10001.84666023.78
22)30.94182.10001.48749070.45
23)-75.85452.5029
24)106.33592.00001.80518025.43
25)-15.09240.50001.80440039.57
26)15.05221.4000
27)∞2.0046视场光阑S2
28)21.25202.10001.64769033.79
29)-26.31951.1000
30)-10.15311.00001.79500045.30
31)-24.9104(d31)
32)∞0.50001.51680064.12
33)∞4.6000
34)∞1.87001.51680064.12
35)∞0.3000
36)∞0.70001.51680064.12
37)∞Bf
[在聚焦时的可变距离]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
D0=∞∞∞
d5=2.1804612.9351416.90794
d7=1.361732.362631.36173
d12=10.229245.556220.69846
d13=1.425581.425581.42558
d15=3.858283.858283.85828
d31=14.2743118.5538927.87955
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.6721095.03424102.47403
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03156-0.06030-0.10430
D0=916.3279904.9658897.5260
d5=2.1804612.9351416.90794
d7=1.361732.362631.36173
d12=10.229245.556220.69846
d13=1.815672.533783.45546
d15=3.468192.750081.82840
d31=14.2743118.5538927.87955
Bf=0.500000.500000.50000
TL=83.6721095.03424102.47405
[在减振时的减振透镜组的移位量和图像移位量]
(无限远距离聚焦)
WMT
F=30.0000060.00000107.00000
透镜±0.124±0.215±0.296
图像±0.157±0.314±0.560
(近距离聚焦)
WMT
β=-0.03154-0.06033-0.10411
透镜±0.124±0.215±0.296
图像±0.157±0.314±0.560
[透镜组数据]
组I焦距
G11+45.606
G26-27.052
G38-20.092
Gr823.698(W),35.797(M),76.282(T)
Oc14+16.308
[条件表达式的值]
(1)Fb1/Fb234=1.015
(2)(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)=0.894
(3)|Fall/Ff|=0.643
图11A、11B和11C示出包括根据实例6的光学元件的变焦透镜的、在无限远距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图11A是在广角端状态中的像差的图;图11B是在中间焦距状态中的像差的图;并且,图11C是在远摄端状态中的像差的图。图12A、12B和12C示出包括根据实例6的光学元件的变焦透镜的、在近拍摄距离聚焦状态中的各种像差的图和在减振校正时的其横向像差的图;分别地,图12A是当Rw=1000mm时的像差的图;图12B是当Rm=1000mm时的像差的图;并且,图12C是当Rt=1000mm时的像差的图。
从各个像差图可以明白,包括根据实例6的光学元件的变焦透镜显示良好的成像性能,其中,优选的是,在广角端状态到远摄端状态中,并且在这些状态的每一个中在减振校正时,校正各种像差。
各个实例已经包含将光学元件用于被定义为成像光学系统的变焦透镜,然而,本申请意欲不仅限于变焦透镜,并且光学元件可以用于例如单焦距透镜。
而且,在各个实例中,第一分组由取双凸形状的单个正透镜构成,然而,第一分组也可以采用负正配置,以便优选地校正色差。
而且,在包括根据各个实例的光学元件的变焦透镜中,第一透镜组具有正折射光焦度,然而,本申请意欲不限于仅该透镜配置,并且第一透镜组可以具有负折射光焦度,而本光学元件也可以用于第二透镜组,以便配置例如广角变焦透镜。
而且,在包括根据各个实例的光学元件的变焦透镜中,在变焦时移动所有的透镜组,然而,本申请意欲不限于该变焦系统。例如,第一透镜组的变焦机构被配置来减小偏心,并且第一透镜组可以是固定的,以为提高孔径比的方案带来优点。
而且,在包括根据实例4的光学元件的变焦透镜中,虽然第三透镜组具有负折射光焦度,但是其也可以具有正折射光焦度。
而且,在包括根据各个实例的光学元件的变焦透镜中,已经例示了三组配置和四组配置,然而,光学元件可以被应用到其他组配置,诸如五组配置或六组配置。具体地说,通过采用下述配置,不引起任何不方便:向包括本申请的光学元件的变焦透镜的最接近物体侧或最接近图像侧增加透镜或透镜组。注意,透镜组意味着具有被气隙隔开的至少一片透镜的部分。
而且,所述光学元件可以是固定的,以使得能够将主驱动机构布置在固定的镜筒。这种配置可以导致容易调整组件的构造。
而且,在本申请的光学元件中,用于从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上的聚焦透镜组可以被应用到自动聚焦,并且适合于被诸如超声波电机这样的、用于自动聚焦的电机驱动。特别地,在光学元件中,光学元件的至少一部分被构造为聚焦透镜组。
而且,在本申请的光学元件中,可以采用下述配置:移动减振透镜组以包括与光轴垂直的成分,或在包含光轴的平面内方向上旋转地移位(摇摆)减振透镜组,因此校正由手振动(照相机摇动)引起的图像模糊。
而且,构成本申请的光学元件的每一个透镜的透镜表面可以由球面或平面形成,或也可以由非球面形成。透镜表面是球面或平面,在该情况下,便利了透镜处理和组装调整,并且在能够防止由于透镜处理或装配调整的误差而使得光学性能变差的方面,这种球面或平面是优选的。而且,这种球面或平面是优选的,因为即使当偏离图像平面时也减小了图像清晰度性能的变差。当透镜表面是非球面时,通过细磨处理、玻璃模造处理或复合型处理来制造非球面,所述玻璃模造处理即通过模制将玻璃材料形成为非球面形状,所述复合型处理即将树脂材料在玻璃表面上形成为非球面形状。任何透镜表面可以是衍射光学表面。任何透镜可以是梯度折射率透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
而且,在本申请的光学元件中,优选的是,孔径光阑位于光学元件的第一分组之前或之后,然而,可用配置是透镜框替代孔径光阑的角色,而不提供作为孔径光阑的构件。
在宽波长范围上具有高透射率的防反射涂层可以被应用到每一个透镜表面,以减小闪耀或幻象,以便可以获得具有高对比度的高光学性能。
包括根据本实施例的光学元件的成像光学系统具有在大约2.5至7.0的数量级上的变焦比。
而且,在包括本申请的光学元件的成像光学系统中,由第一透镜组包括的一个正透镜元件是足够的,然而,优选的是,第一透镜组具有两个正透镜元件。
而且,在包括本申请的光学元件的成像光学系统中,在第二透镜组中包括的两个负透镜元件是足够的,然而,优选的是,第二透镜组具有三个负透镜元件。
而且,在包括本申请的光学元件的成像光学系统中,优选的是,后组具有三个正透镜元件。而且,也优选的是,后组以从物体侧起的顺序包括:正透镜元件、正透镜元件、负透镜元件和正透镜元件,它们经由气隙以此顺序被布置。
而且,在包括本申请的光学元件的成像光学系统中,优选的是,第二透镜组具有一个负透镜元件。
而且,在包括本申请的光学元件的成像光学系统中,第三透镜组可以具有一个负透镜元件,并且优选地具有两个负透镜元件。
而且,在包括本申请的光学元件的成像光学系统中,优选的是,第四透镜组具有三个正透镜元件。而且,优选的是,第四透镜组以从物体侧起的顺序包括:正透镜元件、正透镜元件、负透镜元件和正透镜元件,它们经由气隙以此顺序被布置。
接下来,以下将参考附图来描述安装了包括根据实施例的光学元件的变焦透镜的照相机。图16A和16B图解安装了包括根据实施例的光学元件的变焦透镜的电子照相机;分别地,图16A是前视图;并且,图16B是后视图。图17示出沿着图16A的线A-A所取的截面图。
在图16A、16B和17中,在电子静态照相机1(以下简称为照相机)中,当按下未示出的电源按钮时,拍摄镜头2的未示出的快门被释放,因此通过拍摄镜头2来会聚来自未示出的物体的光束,并且在图像平面I上布置的成像装置C(例如,在CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)等)上形成光的图像。在照相机1的后表面上布置的液晶监控器3上显示在成像装置C上形成的物体图像。拍摄者在观看液晶监控器3的同时确定物体图像的构成后按下释放按钮4,结果是成像装置C拍摄了物体图像,并且拍摄者在未示出的存储器中记录所拍摄的图像。在该情况下,在照相机1或拍摄镜头的镜筒中内置的角速度传感器检测由手振动等引起的照相机1的振动,并且,在拍摄镜头2中布置的光学元件Oc的第三分组Gr3被未示出的减振机构在与拍摄镜头2的光轴垂直的方向上移位,因此校正了由照相机1的照相机摇动引起的在图像平面I上的图像模糊。
拍摄镜头2由包括根据实施例的光学元件的变焦透镜构成。而且,照相机1具有:辅助发光单元5,其当物体看着暗时发出辅助光;广角(W)-远摄(T)按钮6(W-T按钮6),用于将被定义为拍摄镜头2的变焦透镜从广角端状态(W)向远摄端状态(T)变焦;以及,功能按钮7,用于设置照相机1的各种条件;等。
因此,构造了具有内置的、包括根据实施例的光学元件的变焦透镜的照相机1。
以下基于图18来描述本申请的用于制造光学元件的方法。图18是描述本申请的用于制造光学元件的方法的视图。
本申请的光学元件制造方法是用于制造如下的光学元件的方法,该光学元件以从物体侧起的顺序包括:第一分组,其具有正折射光焦度;第二分组,其具有正折射光焦度;第三分组,其具有负折射光焦度;以及,第四分组,其具有正折射光焦度,并且,该方法包括在图18中所示的各个步骤1和2。
步骤S1:
步骤S1包括:将光学元件布置在圆柱形镜筒内,该光学元件以从物体侧起的顺序包括:第一分组,其具有正折射光焦度;第二分组,其具有正折射光焦度;第三分组,其具有负折射光焦度;以及,第四分组,其具有正折射光焦度。
步骤S2:
步骤S2包括:布置:在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上的情况下,沿着光轴来移动第一分组的机构;以及,在图像平面上执行图像移位的情况下,移动第三分组以便包含在与光轴垂直的方向上的成分的机构。
如上所述的本申请的光学元件制造方法能够制造具有用于聚焦的透镜和用于减振的透镜的光学元件,使得包括该光学元件的成像光学系统能够降低大小,并且获取高成像性能。
以下将参考图19来描述根据本申请的用于制造变焦透镜的方法的概况。图19是本申请的用于制造变焦透镜的方法的视图。
根据本申请的用于制造变焦透镜的方法是用于制造如下的变焦透镜的方法,该变焦透镜以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组,其具有正折射光焦度;第二透镜组,其具有负折射光焦度;后组,其包括具有正折射光焦度的光学元件,并且所述方法包括在图19中所示的步骤S11和S12。
步骤S11:
步骤S11包括制备具有正折射光焦度的光学元件,该光学元件以从物体侧起的顺序包括:第一分组,其具有正折射光焦度;第二分组,其具有正折射光焦度;第三分组,其具有负折射光焦度;以及,第四分组,其具有正折射光焦度,并且步骤S11包括:将如下的光学构件布置到圆柱镜筒内,该光学构件以从物体侧起的顺序包括:第一透镜组,其具有正折射光焦度;第二透镜组,其具有负折射光焦度;后组,其包括所述光学元件。
步骤S12:
步骤S12包括布置:在从广角端状态向远摄端状态变焦的情况下,改变在第一透镜组、第二透镜组和后组之间的间隔的机构;以及,在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上的情况下,沿着光轴来移动第一分组的机构;以及,在图像平面上执行图像移位的情况下,在包括与光轴垂直的分量的方向上移动第三分组的机构。
如上所述的根据本申请的用于制造变焦透镜的方法能够制造变焦透镜,该变焦透镜包括位于同一透镜组中的用于聚焦的透镜和用于减振的透镜,并且被降低大小,但是具有高成像性能。
应当注意,每一个实例例示了本发明的一个具体实例,并且本发明不限于那些具体实例。
Claims (15)
1.一种用作透镜系统的一部分的光学元件,所述光学元件以从物体侧起的顺序包括:
第一分组,其具有正折射光焦度;
第二分组,其具有正折射光焦度;
第三分组,其具有负折射光焦度;以及,
第四分组,其具有正折射光焦度,
通过沿着光轴移动所述第一分组来进行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上,
在包括与所述光轴垂直的分量的方向上移动所述第三分组,并且,
所述光学元件整体具有正折射光焦度,
其中,所述光学元件满足下面的条件表达式:
0.60<(Fb1+Fb234)×Fb0/(Fb1×Fb234)<1.40
其中,Fb1表示所述第一分组的焦距,Fb234表示所述第二分组、所述第三分组和所述第四分组的组合焦距,并且Fb0表示在无限远聚焦时的所述光学元件的焦距,
其中,所述光学元件中具有折射光焦度的分组仅为所述第一分组,所述第二分组,所述第三分组和所述第四分组总共四个分组。
2.根据权利要求1所述的光学元件,其中,在所述第二分组和所述第三分组之间的在光轴方向上的间隔以及在所述第三分组和所述第四分组之间的在光轴方向上的间隔总是固定的。
3.根据权利要求1所述的光学元件,其中,所述第二分组具有至少三个正透镜和至少一个负透镜。
4.根据权利要求1所述的光学元件,其中,所述光学元件满足下面的条件表达式:
0.60<Fb1/Fb234<1.70
其中,Fb1表示所述第一分组的焦距,并且Fb234表示所述第二分组、所述第三分组和所述第四分组的组合焦距。
5.根据权利要求1所述的光学元件,其中,在邻近所述第一分组的物体侧或图像侧的位置布置孔径光阑。
6.一种光学设备,包括根据权利要求1的所述光学元件。
7.一种变焦透镜,以从物体侧起的顺序包括:
第一透镜组,其具有正折射光焦度;
第二透镜组,其具有负折射光焦度;以及,
后组,其包括根据权利要求1所述的光学元件,
在从广角端状态变焦到远摄端状态时,改变在各个透镜组之间的间隔。
8.根据权利要求7所述的变焦透镜,其中,在所述第二分组和所述第三分组之间的在光轴方向上的间隔以及在所述第三分组和所述第四分组之间的在光轴方向上的间隔总是固定的。
9.根据权利要求7所述的变焦透镜,其中,所述第二分组具有至少三个正透镜和至少一个负透镜。
10.根据权利要求7所述的变焦透镜,其中,满足下面的条件表达式:
0.60<Fb1/Fb234<1.70
其中,Fb1表示所述第一分组的焦距,并且Fb234表示所述第二分组、所述第三分组和所述第四分组的组合焦距。
11.根据权利要求7所述的变焦透镜,其中,满足下面的条件表达式:
|Fall/Ff|<1.30
其中,Fall表示在无限远聚焦时的所述变焦透镜的焦距,并且Ff表示如下的光学系统的、在无限远聚焦时的组合焦距,即,所述光学系统由所述第一分组的、最接近图像侧的透镜和比最接近图像侧的所述透镜更接近物体侧地布置的所有透镜构成。
12.根据权利要求7所述的变焦透镜,其中,所述后组仅由所述光学元件构成。
13.根据权利要求7所述的变焦透镜,其中,所述后组由两个透镜组构成,并且,所述两个透镜组的更接近图像侧的所述透镜组由所述光学元件构成。
14.根据权利要求7所述的变焦透镜,其中,在邻近所述第一分组的物体侧或图像侧的位置布置孔径光阑。
15.一种光学设备,包括根据权利要求7所述的变焦透镜。
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