CN102200625A

CN102200625A - 成像光学系统以及具有该成像光学系统的电子摄像装置

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Publication number: CN102200625A
Application number: CN2011100663383A
Authority: CN
Inventors: 足立要人; 三村隆之
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2031-03-18
Also published as: CN102200625B; JP2011203387A; US20110234882A1; US8767312B2

Abstract

提供成像光学系统以及具有该成像光学系统的电子摄像装置。本发明的成像光学系统从物体侧起依次包括正屈光力的第1透镜组、负屈光力的第2透镜组、正屈光力的第3透镜组、正屈光力的第4透镜组，所述成像光学系统的特征在于，构成所述第2透镜组的屈光力最强的正单透镜对于d线的折射率，在构成所述第2透镜组的透镜的折射率中是最小的。

Description

成像光学系统以及具有该成像光学系统的电子摄像装置

技术领域

本发明涉及成像光学系统，尤其涉及适合于电子摄像光学系统的、高变倍比且成像性能良好的薄型的成像光学系统，以及具有该成像光学系统的电子摄像装置。

背景技术

数字相机在高像素数(高像素化)和小型薄型化方面已达到实际应用的水平，在功能方面和市场方面也已取代银盐35mm胶片相机。因此，作为其后续发展方向之一，在保持现行的小且薄的尺寸的基础上，强烈要求高变倍比和更高像素数。

过去，通常采用在高变倍方面比较强的4组以上的所谓正主导型(positive lead type)。但是，几乎都是远摄比超过1的结构，不能说足够小。

在将正主导型的光学系统小型化时，必须缩短望远端的全长。但是，如果在望远端缩短光学系统的全长，则产生负的像面弯曲。因此，不能满足成像性能。

作为兼顾小型化和像面弯曲校正的方法，也考虑向正主导型光学系统的第2透镜组导入低折射率的凸透镜。

例如，在日本特开2008-203453号公报的实施例1中，第2透镜组内的透镜中的凸透镜的折射率为最小。

另外，例如在日本特开2009-9121号公报中，是这样的结构：配置了在第2透镜组内的透镜中折射率最低的正透镜。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2008-203453号公报

【专利文献2】日本特开2009-9121号公报

在日本特开2008-203453号公报公开的光学系统中，凸透镜被配置为接合透镜。因此，针对像散和彗形像差等轴外像差的校正能力下降。并且，变倍比只有5倍左右。

另外，在日本特开2009-9121号公报公开的光学系统中，第2透镜组的透镜片7数为5～6片，光轴方向的全长变长，未能做到小型化。因此，即使是采用沿相机壳体的厚度(进深)方向收纳镜头镜筒单元的所谓伸缩式镜筒，也很难使相机壳体变薄。另外，伸缩式镜筒是指沿相机壳体的厚度(进深)方向收纳镜头镜筒单元的方式的镜筒。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而被提出的，其目的在于，提供一种成像光学系统以及具有该成像光学系统的电子摄像装置，该成像光学系统能够同时实现小型化和高变倍比，且能够良好地校正例如在高变倍比和小型化等情况下要求特别严格的像面弯曲。

为了解决上述问题并达到目的，基于第一方面的本发明的成像光学系统，其从物体侧起依次包括正屈光力的第1透镜组、负屈光力的第2透镜组、正屈光力的第3透镜组、正屈光力的第4透镜组，所述成像光学系统的特征在于，构成所述第2透镜组的屈光力最强的正单透镜对于d线的折射率，在构成所述第2透镜组的透镜的折射率中是最小的。

另外，根据基于第二方面的本发明的电子摄像装置，其特征在于，所述电子摄像装置具有上述的成像光学系统和光电转换元件，成像光学系统在光电转换元件上形成像。

附图说明

图1A、图1B、图1C是示出本发明实施例1的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，其中图1A为广角端，图1B为中间，图1C为望远端。

图2A、图2B、图2C是表示实施例1的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差、像散、畸变像差、倍率色差的图，图2A表示广角端的状态，图2B表示中间的状态，图2C表示望远端的状态。

图3A、图3B、图3C是示出本发明实施例2的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，其中图3A为广角端，图3B为中间，图3C为望远端。

图4A、图4B、图4C是表示实施例2的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差、像散、畸变像差、倍率色差的图，图4A表示广角端的状态，图4B表示中间的状态，图4C表示望远端的状态。

图5A、图5B、图5C是示出本发明实施例3的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，其中图5A为广角端，图5B为中间，图5C为望远端。

图6A、图6B、图6C是表示实施例3的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差、像散、畸变像差、倍率色差的图，图6A表示广角端的状态，图6B表示中间的状态，图6C表示望远端的状态。

图7A、图7B、图7C是示出本发明实施例4的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，其中图7A为广角端，图7B为中间，图7C为望远端。

图8A、图8B、图8C是表示实施例4的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差、像散、畸变像差、倍率色差的图，图8A表示广角端的状态，图8B表示中间的状态，图8C表示望远端的状态。

图9A、图9B、图9C是示出本发明实施例5的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，其中图9A为广角端，图9B为中间，图9C为望远端。

图10A、图10B、图10C是表示实施例5的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差、像散、畸变像差、倍率色差的图，图10A表示广角端的状态，图10B表示中间的状态，图10C表示望远端的状态。

图11是示出装配了本发明的成像光学系统的数字相机40的外观的前视立体图。

图12是数字相机40的后视立体图。

图13是示出数字相机40的光学结构的剖面图。

图14是信息处理装置的一例，即电脑300的已打开盖的状态的前视立体图，所述信息处理装置内置有本发明的成像光学系统来作为物镜光学系统。

图15是电脑300的摄影光学系统303的剖面图。

图16是电脑300的侧视图。

图17A、图17B、图17C是示出信息处理装置的一例，即手机的图，所述信息处理装置内置有本发明的成像光学系统来作为摄影光学系统，图17A表示手机400的主视图，图17B表示侧视图，图17C表示摄影光学系统405的剖面图。

具体实施方式

下面，根据附图详细地说明将本发明的成像光学系统应用于变焦镜头的实施例。另外，本发明不受本实施例的限定。另外，在说明实施例之前，说明本实施方式的成像光学系统的作用效果。

在说明实施例之前，说明本实施方式的成像光学系统的作用效果。

本实施方式的成像光学系统从物体侧起依次包括正屈光力的第1透镜组、负屈光力的第2透镜组、正屈光力的第3透镜组、正屈光力的第4透镜组，所述成像光学系统的特征在于，构成所述第2透镜组的屈光力最强的正单透镜对于d线的折射率，在构成所述第2透镜组的透镜的折射率中是最小的。

在正主导型(正极优先型)的成像光学系统中，具有珀兹伐和(Petzval sum)容易为负且像面弯曲的校正不足的特点。另外，如果缩短全长，则由于特别是第2透镜组的负屈光力增大，所以使得像面弯曲的校正更加困难。因此，通过减小第2透镜组中的正单透镜的折射率，能够减小珀兹伐和，能够降低像面弯曲的变焦变动。

并且，通过把凸透镜的前后设为空气界面，使凸透镜容易形成屈光力。因此，能够进一步减小珀兹伐和，能够进行像面校正。另外，也容易实施非球面的导入。因此，也能够良好地校正轴外的各种像差，因而是优选方式。

并且，根据本实施方式，优选在所述第2透镜组内具有至少一个中心壁厚比所述正单透镜小的凹透镜。

通过在第2透镜组内配置中心壁厚比正单透镜(凸透镜)小的凹透镜，能够增大凹透镜的形状自由度。结果，能够容易增大第2透镜组的屈光力，能够向物体侧配置入射光瞳位置。即，能够抑制朝向第1透镜组的入射光线高度，能够提高第1透镜组的屈光力。

因此，能够进行负的像面弯曲校正，同时容易缩短全长，所以是优选方式。另外，优选适当地确保正单透镜(凸透镜)的光路长度，由此能够降低此时产生的广角端的像散和望远端的球面像差和彗形像差的变动。

并且，根据本实施方式，优选所述第2透镜组中屈光力最强的所述正单透镜位于所述第2透镜组中最靠近像面侧的位置。

通过将第2透镜组中的凸透镜配置在最靠近像面侧的位置，能够将第2透镜组的主点位置配置在物体侧。结果，能够向物体侧配置入射光瞳位置，因而能够保持良好的光学性能，并且能够实现镜头的物镜直径的小型化。

并且，根据本发明的实施方式，优选所述第2透镜组中屈光力最强的所述正单透镜满足以下条件：

1.45≤ndp≤1.75......(1)

10≤vdp≤35 ......(2)

其中，ndp表示所述第2透镜组中的所述正单透镜的d线(波长λ＝587.6nm)的折射率，

vdp表示所述第2透镜组中的所述正单透镜的d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数(ndp-1)/(nFp-nCp)，

ndp、nCp、nFp分别表示所述正单透镜对于d线、C线、F线的折射率。

条件式(1)规定了构成第2透镜组的凸透镜的折射率的条件。

条件式(2)规定了构成第2透镜组的凸透镜的阿贝数的条件。

通过满足条件式(1)，能够降低第2透镜组内的珀兹伐和。换言之，即使增大第2透镜组的屈光力，也能够将变焦时的像面弯曲变动控制在最小限度，能够缩短全长。

如果低于条件式(1)的下限值，则由于没有实际存在的玻璃，所以不能实现期望的光学系统。

如果超过条件式(1)的上限值，则像面弯曲的校正不足。

另外，通过满足条件式(2)，能够实现第2透镜组的像面弯曲校正，进而能够良好地校正第2透镜组内的色差。

如果低于条件式(2)的下限值，则导致色差校正不足。

如果超过条件式(2)的上限值，则导致色差校正过度。

即，通过同时满足条件式(1)、(2)，能够实现全长变短、色差得到良好校正的变倍光学系统。

并且，也可以取代条件式(1)而满足条件式(1-1)。

1.60≤ndp≤1.75 ……(1-1)

并且，也可以取代条件式(1)而满足条件式(1-2)。

1.60≤ndp≤1.70 ……(1-2)

并且，也可以取代条件式(2)而满足条件式(2-1)。

10≤vdp≤30 ……(2-1)

并且，也可以取代条件式(2)而满足条件式(2-2)。

15≤vdp≤25 ……(2-2)

由此，能够有效地实现全长变短、色差得到良好校正的变焦镜头。

并且，根据本发明的优选方式，优选所述第2透镜组中屈光力最强的所述正单透镜满足以下条件：

0.6≤θgF≤0.75 ……(3)

其中，θgF表示所述第2透镜组中的所述正单透镜的部分色散比θgF＝(ng-nF)/(nF-nC)，

ng、nF、nC分别表示正单透镜的g线(波长λ＝435.84nm)的折射率，F线(波长λ＝486.13nm)的折射率，C线(波长λ＝656.27nm)的折射率。

条件式(3)规定了构成第2透镜组的正单透镜的部分色散比的条件。

通过满足条件式(3)，能够充分校正二次光谱，而且缩短全长。如果低于条件式(3)的下限，则导致二次光谱的校正不足。如果超过条件式(3)的上限，则导致二次光谱的校正过度。

0.20≤fp/(fw·ft)^1/2≤1.00 ……(4)

其中，fp表示所述第2透镜组的所述正单透镜的焦距，

fw表示广角端的光学系统整体的焦距，

ft表示望远端的光学系统整体的焦距。

条件式(4)规定了构成第2透镜组的正单透镜的屈光力的条件。

通过满足条件式(4)，能够增强构成第2透镜组的正单透镜的屈光力。换言之，能够减小第2透镜组的珀兹伐和，能够减小光学系统整体的像面弯曲。

如果低于条件式(4)的下限，则导致正单透镜的屈光力过大，像面弯曲的校正过度。

如果超过条件式(4)的上限，则导致正单透镜的屈光力过小，像面弯曲的校正不足。

并且，也可以取代条件式(4)而满足条件式(4-1)。

0.40≤fp/(fw·ft)^1/2≤0.90 ……(4-1)

并且，也可以取代条件式(4)而满足条件式(4-2)。

0.45≤fp/(fw·ft)^1/2≤0.85 ……(4-2)

由此，能够实现有效地校正像面弯曲且全长较短的变焦镜头。

-0.5≤(R1+R2)/(R1-R2)＜1.0 ……(5)

其中，R1表示所述第2透镜组的最靠近物体侧的面的曲率半径，

R2表示所述第2透镜组的最靠近像面侧的面的曲率半径。

第2透镜组的正单透镜形成为凸向物体侧的弯月透镜形状，由此能够进一步向物体侧配置第2透镜组整体的主点位置。由此，能够容易以较小的移动量进行较大的变倍，保持良好的光学性能，并实现光学系统的小型化。

如果条件式(5)超过上限而增大，则导致在正单透镜(凸透镜)的最靠近物体侧的面产生的、广角端的像散和望远端的球面像差和彗形像差的校正变得困难，所以不希望超过上限。

并且，如果条件式(5)低于下限而减小，则不能使第2透镜组的主点位置靠近物体侧，难以实现小型化。

并且，通过取代条件式(5)而满足条件式(5-1)，能够更有效地实现小型化。

-0.7≤(R1+R2)/(R1-R2)＜1.0 ……(5-1)

并且，根据本发明的电子摄像装置，其特征在于，所述电子摄像装置具有上述的成像光学系统和光电转换元件，成像光学系统在光电转换元件上形成像。

由此，能够获得小型且高变倍比的电子摄像装置。

下面，依次详细说明各个实施例。

说明本发明的实施例1的变焦镜头。图1A、图1B、图1C是示出本发明实施例1的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，图1A表示广角端的状态，图1B表示中间焦距状态，图1C表示望远端的状态。

图2A、图2B、图2C是表示实施例1的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)、倍率色差(CC)的图，图2A表示广角端的状态，图2B表示中间焦距状态，图2C表示望远端的状态。并且，FIY表示像高。另外，像差图中的符号也在后面叙述的实施例中共用。

如图1A、图1B、图1C所示，实施例1的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、孔径光阑S、正屈光力的第3透镜组G3以及正屈光力的第4透镜组G4。另外，在下面的全部实施例中，在镜头剖面图中，CG表示玻璃罩，I表示电子摄像元件的摄像面。

本变焦镜头从广角端向望远端的变倍比为7.0倍，光学全长在望远端达到最长，是40.1mm。

第1透镜组G1从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L1与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L2的接合透镜构成，整体上具有正的屈光力。

第2透镜组G2从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L3、双凹负透镜L4和凸面朝向物体侧的正弯月透镜L5构成，整体上具有负的屈光力。

正弯月透镜L5由第2透镜组G2中折射率最低的介质构成，并良好地校正整体的珀兹伐和。

第3透镜组G3从物体侧起依次由双凸正透镜L6、以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L7与凸面朝向物体侧的负弯月透镜L8的接合透镜构成，整体上具有正的屈光力。

第4透镜组G4由一片双凸正透镜L9构成。

在进行极近物点的摄影时，使第4透镜组G4沿光轴方向移动，由此进行对焦。

在从广角端向望远端变倍时，第1透镜组G1向物体侧移动。第2透镜组G2向像侧移动。第3透镜组G3向物体侧移动。第4透镜组G4向物体侧移动后再向像侧移动。

第1透镜组G1的正弯月透镜L2的像侧的面、第2透镜组G2的正弯月透镜L5的两面、第3透镜组G3的双凸正透镜L6的两面、第4透镜组G4的双凸正透镜L9的物体侧的面这6个面，被设置成为非球面。

说明本发明的实施例2的变焦镜头。图3A、图3B、图3C是示出本发明实施例2的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，图3A表示广角端的状态，图3B表示中间焦距状态，图3C表示望远端的状态。

图4A、图4B、图4C是表示实施例2的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)、倍率色差(CC)的图，图4A表示广角端的状态，图4B表示中间焦距状态，图4C表示望远端的状态。

如图3A、图3B、图3C所示，实施例2的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、孔径光阑S、正屈光力的第3透镜组G3以及正屈光力的第4透镜组G4。

从广角端向望远端的变倍比为9.6倍，光学全长在望远端达到最长，是48.0mm。

第1透镜组G1从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L1与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L2与双凸透镜L3的接合透镜构成，整体上具有正的屈光力。

正弯月透镜L2由具有异常色散性的能量固化型树脂构成。由此，不需增大第1透镜组G1的厚度，即可良好地校正望远端的倍率色差、尤其是二次光谱引起的倍率色差。

第2透镜组G2从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L4、双凹负透镜L5和凸面朝向物体侧的正弯月透镜L6构成，整体上具有负的屈光力。

正弯月透镜L6由第2透镜组G2中折射率最低的介质构成，并良好地校正整体的珀兹伐和。

第3透镜组G3从物体侧起依次由双凸正透镜L7、以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L8与凸面朝向物体侧的负弯月透镜L9的接合透镜构成，整体上具有正的屈光力。

第4透镜组G4由一片双凸正透镜L10构成。

在进行极近物点的摄影时，使第4透镜组沿光轴方向移动，由此进行对焦。

第1透镜组G1的双凸透镜L3的像侧的面、第2透镜组G2的双凹负透镜L5的像侧的面、正弯月透镜L6的物体侧的面、第3透镜组G3的双凸正透镜L7的两面、第4透镜组G4的双凸正透镜L10的两面这7个面，被设置成为非球面。

说明本发明的实施例3的变焦镜头。图5A、图5B、图5C是示出本发明的实施例3的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，图5A表示广角端的状态，图5B表示中间焦距状态，图5C表示望远端的状态。

图6A、图6B、图6C是表示实施例3的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)、倍率色差(CC)的图，图6A表示广角端的状态，图6B表示中间焦距状态，图6C表示望远端的状态。

如图5A、图5B、图5C所示，实施例3的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、孔径光阑S、正屈光力的第3透镜组G3以及正屈光力的第4透镜组G4。

从广角端向望远端的变倍比为9.6倍，光学全长在望远端达到最长，是47.5mm。

第1透镜组G1从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L1与双凸正透镜L2的接合透镜构成，整体上具有正的屈光力。

第4透镜组G4由一片双凸正透镜L9构成。

第1透镜组G1的双凸正透镜L2的像侧的面、第2透镜组G2的双凹负透镜L4的像侧的面、正弯月透镜L5的物体侧的面、第3透镜组G3的双凸正透镜L6的两面、第4透镜组G4的双凸正透镜L9的两面这7个面，被设置成为非球面。

说明本发明的实施例4的变焦镜头。图7A、图7B、图7C是示出本发明实施例4的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，图7A表示广角端的状态，图7B表示中间焦距状态，图7C表示望远端的状态。

图8A、图8B、图8C是表示实施例4的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)、倍率色差(CC)的图，图8A表示广角端的状态，图8B表示中间焦距状态，图8C表示望远端的状态。

如图7A、图7B、图7C所示，实施例4的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、孔径光阑S、正屈光力的第3透镜组G3以及正屈光力的第4透镜组G4。

从广角端向望远端的变倍比为9.6倍，光学全长在望远端达到最长，是41.2mm。

第1透镜组G1从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L1与凸面朝向物体侧的正弯月透镜L2与双凸正透镜L3的接合透镜构成，整体上具有正的屈光力。

第2透镜组G2从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L4、凹面朝向物体侧的正弯月透镜L5与双凹负透镜L6的接合透镜、以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L7构成，整体上具有负的屈光力。

正弯月透镜L5由具有异常色散性的能量固化型树脂构成。由此，不需增大第2透镜组G2的厚度，即可良好地校正广角端的倍率色差、尤其是二次光谱引起的倍率色差。

正弯月透镜L7由第2透镜组G2中折射率最低的介质构成，并良好地校正整体的珀兹伐和。

第3透镜组G3从物体侧起依次由双凸正透镜L8、以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L9与凸面朝向物体侧的负弯月透镜L10的接合透镜构成，整体上具有正的屈光力。

第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的一片正弯月透镜L11构成。

第1透镜组G1的双凸正透镜L3的两面、第2透镜组G2的正弯月透镜L5的物体侧的面、双凹负透镜L6的像面侧的面、正弯月透镜L7的物体侧的面、第3透镜组G3的双凸正透镜L8的两面、正弯月透镜L9的物体侧的面、第4透镜组G4的双凸正透镜L11的两面这10个面，被设置成为非球面。

说明本发明的实施例5的变焦镜头。图9A、图9B、图9C是示出本发明实施例5的变焦镜头在无限远物点对焦时的光学结构的、沿着光轴的剖面图，图9A表示广角端的状态，图9B表示中间焦距状态，图9C表示望远端的状态。

图10A、图10B、图10C是表示实施例5的变焦镜头在无限远物点对焦时的球面像差(SA)、像散(AS)、畸变像差(DT)、倍率色差(CC)的图，图10A表示广角端的状态，图10B表示中间焦距状态，图10C表示望远端的状态。

如图9A、图9B、图9C所示，实施例5的变焦镜头从物体侧起依次具有：正屈光力的第1透镜组G1、负屈光力的第2透镜组G2、孔径光阑S、正屈光力的第3透镜组G3以及正屈光力的第4透镜组G4。

从广角端向望远端的变倍比为14.4倍，光学全长在望远端达到最长，是58.0mm。

第1透镜组G1从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L1与双凸正透镜L2的接合透镜、以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L3构成，整体上具有正的屈光力。

第2透镜组G2从物体侧起依次由凸面朝向物体侧的负弯月透镜L4、双凹负透镜L5以及凸面朝向物体侧的正弯月透镜L6构成，整体上具有负的屈光力。

第4透镜组G4由一片双凸正透镜L10构成。

第1透镜组G1的凸弯月透镜L3的像面侧的面、第2透镜组G2的双凹负透镜L5的物体侧的面、正弯月透镜L6的物体侧的面、第3透镜组G3的双凸正透镜L7的两面、正弯月透镜L8的物体侧的面、第4透镜组G4的双凸正透镜L10的两面这8个面，被设置成为非球面。

下面示出构成上述各个实施例的变焦镜头的光学部件的数值数据。另外，在各个实施例的数值数据中，r1、r2...表示各个透镜面的曲率半径，d1、d2...表示各个透镜的壁厚或者空气间隔，nd1、nd2...表示各个透镜对于d线的折射率，vd1、vd2...表示各个透镜的阿贝数，F_no.表示F值，f表示整体系统的焦距。并且，*表示非球面。ER表示有效直径。

另外，在把光轴方向设为z，把与光轴垂直的方向设为y，把圆锥系数设为K，把非球面系数设为A4、A6、A8、A10时，利用下式(I)表示非球面形状。

z＝(y²/r)/[1+{1-(1+K)(y/r)²}^1/2]

+A4y⁴+A6y⁶+A8y⁸+A10y¹⁰ ……(I)

其中，e表示10的次幂。另外，这些各个数值的记号也在后面叙述的实施例的数值数据中共用。

数值实施例1

单位：mm

面数据

非球面数据

第3面

K＝0.000

A4＝4.02872e-05，A6＝-1.74846e-07，A8＝2.73292e-09，A10＝-2.09410e-11

第7面

K＝0.124

A4＝-3.96733e-04，A6＝2.25803e-05，A8＝-7.63555e-07

第8面

K＝-0.937

A4＝-1.98542e-04，A6＝1.13819e-05，A8＝-3.41417e-07

第11面

K＝0.000

A4＝-7.61090e-04，A6＝9.17926e-05

第12面

K＝-10.084

A4＝-9.59804e-05，A6＝1.36092e-04，A8＝-1.30419e-05，A10＝2.46559e-06

第16面

K＝0.000

A4＝-6.17458e-05，A6＝1.59931e-05，A8＝-3.32680e-07

各种数据

变焦镜头组数据

数值实施例2

单位：mm

面数据

非球面数据

第4面

K＝0.000

A4＝2.05540e-05，A6＝1.98219e-09，A8＝-1.16761e-09，A10＝1.19838e-11

第8面

K＝1.028

A4＝-1.31693e-03，A6＝3.93380e-05，A8＝-1.05662e-06

第9面

K＝-1.206

A4＝-7.82471e-04，A6＝4.29259e-05，A8＝-7.87816e-07

第12面

K＝0.000

A4＝-7.35163e-04，A6＝2.89169e-05

第13面

K＝0.000

A4＝2.35783e-04，A6＝3.97826e-05，A8＝-2.48480e-06，A10＝4.25092e-07

第17面

K＝0.000

A4＝-1.26342e-04，A6＝2.85270e-06，A8＝-3.03124e-07

第18面

K＝-4.196

A4＝-7.68705e-06，A6＝-2.95930e-06，A8＝-1.99269e-07

各种数据

变焦镜头组数据

数值实施例3

单位：mm

面数据

非球面数据

第3面

K＝0.000

A4＝2.14759e-05，A6＝2.21108e-08，A8＝-1.31981e-09，A10＝1.18716e-11

第7面

K＝1.861

A4＝-1.49755e-03，A6＝3.72890e-05，A8＝-9.74767e-07

第8面

K＝-1.680

A4＝-6.84639e-04，A6＝4.18018e-05，A8＝-5.50154e-07

第11面

K＝0.000

A4＝-7.39357e-04，A6＝2.58199e-05

第12面

K＝0.000

A4＝2.67649e-04，A6＝-5.51889e-06，A8＝1.17249e-05，A10＝-1.05257e-06

第16面

K＝0.000

A4＝-6.64758e-04，A6＝3.07346e-05，A8＝-2.37901e-06

第17面

K＝0.000

A4＝-5.81441e-04，A6＝2.07326e-05，A8＝-1.99372e-06

各种数据

变焦镜头组数据

数值实施例4

单位：mm

面数据

非球面数据

第3面

K＝0.000

A4＝6.87586e-06，A6＝-5.39937e-07

第4面

K＝-1.000

A4＝3.00789e-05，A6＝-1.93704e-08，A8＝-2.09144e-10

第7面

K＝0.000

A4＝-2.17420e-04，A6＝-8.46972e-06，A8＝5.72783e-09

第9面

K＝0.000

A4＝-4.16070e-04，A6＝-4.08445e-05

第10面

K＝0.000

A4＝-6.81102e-04，A6＝-4.38347e-05

第13面

K＝-0.178

A4＝8.10235e-04，A6＝1.47070e-04，A8＝6.97154e-06，A10＝2.84551e-06

第14面

K＝-3.249

A4＝1.68031e-03，A6＝1.16330e-04，A8＝3.00974e-05，A10＝5.06249e-07

第15面

K＝-0.163

A4＝3.91452e-04，A6＝-1.93288e-04，A8＝7.80962e-05，A10＝-1.12898e-05

第18面

K＝0.000

A4＝-5.13572e-04，A6＝1.23209e-05，A8＝-2.56619e-07

第19面

K＝0.000

A4＝-5.42480e-04，A6＝3.34890e-06

各种数据

变焦镜头组数据

数值实施例5

单位：mm

面数据

非球面数据

第5面

K＝0.000

A4＝3.72259e-06，A6＝-2.07222e-09，A8＝-1.91172e-11，A10＝1.86542e-13

第8面

K＝-62.178

A4＝-3.56643e-04，A6＝-1.18653e-07

第10面

K＝-7.971

A4＝1.34475e-03，A6＝-2.98368e-05，A8＝3.63953e-07

第13面

K＝0.000

A4＝5.20471e-04，A6＝1.61643e-04，A8＝-1.21576e-05，A10＝2.04496e-06

第14面

K＝0.000

A4＝3.34744e-03，A6＝-2.70328e-05，A8＝-4.89982e-07，A10＝2.93219e-06

第15面

K＝0.998

A4＝1.22876e-03，A6＝-1.31583e-04，A8＝3.18278e-06，A10＝4.01703e-07

第18面

K＝0.000

A4＝-1.78516e-04，A6＝8.62892e-07，A8＝-5.24052e-07

第19面

K＝0.000

A4＝-8.59778e-05，A6＝-4.95316e-07，A8＝-5.01498e-07

各种数据

变焦镜头组数据

下面示出各个实施例的条件式对应值。

以上所述的本发明的成像光学系统(变焦镜头)能够应用于利用CCD或CMOS等电子摄像元件拍摄物体的像的摄影装置中，尤其能够应用于数字相机和摄像机、作为信息处理装置的示例的电脑、电话、便携式终端、尤其是携带方便的手机等。下面示例其实施方式。

图11～图13表示已将本发明的成像光学系统装配在数字相机的摄影光学系统41中的结构的示意图。图11是表示数字相机40的外观的前视立体图，图12是数字相机40的后视立体图，图13是表示数字相机40的光学结构的剖面图。

在该示例中，数字相机40包括具有摄影用光路42的摄影光学系统41、具有取景器用光路44的取景器光学系统43、快门按钮45、闪光灯46、液晶显示监视器47等。并且，当摄影者按压配置在相机40上部的快门按钮45时，与该动作联动，通过摄影光学系统41、例如实施例1的变焦镜头48进行摄影。

通过摄影光学系统41形成的物体像被形成于CCD 49的摄像面上。被该CCD 49感光的物体像通过图像处理单元51，作为电子图像显示在设于相机背面的液晶显示监视器47上。并且，在该图像处理单元51中配置有存储器等，也能够记录所拍摄的电子图像。另外，该存储器可以与图像处理单元51分体设置，也可以构成为：利用软盘或存储卡、MO等，以电子方式进行记录和写入。

另外，在取景器用光路44上配置有取景器用物镜光学系统53。该取景器用物镜光学系统53由盖透镜54、第1棱镜10、孔径光阑2、第2棱镜20、调焦用透镜66构成。通过该取景器用物镜光学系统53在成像面67上形成物体像。该物体像被形成于作为正像部件的波罗棱镜55的视野框57上。在该波罗棱镜55的后方配置有将形成为正像的像引导到观察者眼球E的目镜光学系统59。

根据这样构成的数字相机40，能够实现具有小且薄的变焦镜头的电子摄像装置，该变焦镜头减少了摄影光学系统41的透镜片数。另外，本发明不限于上述的伸缩式数字相机，也能够适用于采用弯曲光学系统的弯折式数字相机。

接着，图14～图16示出信息处理装置的一例，即电脑，该信息处理装置内置有本发明的成像光学系统来作为物镜光学系统。图14是电脑300的、打开了盖的状态的前视立体图，图15是电脑300的摄影光学系统303的剖面图，图16是图14的侧视图。如图14～图16所示，电脑300具有键盘301、信息处理单元和记录单元、监视器302和摄影光学系统303。

其中，键盘301用于由操作者从外部输入信息。信息处理单元和记录单元被省略图示。监视器302用于对操作者显示信息。摄影光学系统303用于拍摄操作者本人和周围的像。监视器302可以是液晶显示元件或CRT显示器等。作为液晶显示元件，存在有利用未图示的背照灯从背面进行照明的透射型液晶显示元件、反射来自前面的光而进行显示的反射型液晶显示元件。并且，在图中将摄影光学系统303内置在监视器302的右上部，但不限于该位置，也可以是监视器302的周围或键盘301的周围等任何位置。

该摄影光学系统303在摄影光路304上具有：例如由实施例1的变焦镜头构成的物镜光学系统100；和对像进行感光的电子摄像元件芯片162。这些部件被内置在电脑300中。

在镜框的前端配置有用于保护物镜光学系统100的玻璃罩102。

电子摄像元件芯片162感光得到的物体像通过端子166被输入到电脑300的处理单元。并且，物体像最终作为电子图像显示在监视器302上。作为图像的一例，在图14中示出了由操作者拍摄的图像305。并且，该图像305也能够通过处理单元从远方显示在通信对象的电脑上。向远方传递图像时利用互联网或电话。

接着，图17示出信息处理装置的一例，即电话、尤其是携带方便的手机，所述信息处理装置内置有本发明的成像光学系统来作为摄影光学系统。图17A示出了手机400的主视图，图17B示出了侧视图，图17C示出了摄影光学系统405的剖面图。如图17A～17C所示，手机400具有传声器部401、扬声器部402、输入拨号键403、监视器404、摄影光学系统405、天线406和处理单元。

其中，传声器部401用于将操作者的声音作为信息进行输入。扬声器部402用于输出通话对象的声音。输入拨号键403用于由操作者输入信息。监视器404用于显示操作者本人和通话对象等的摄影像、电话号码等信息。天线406用于进行通信电波的发送和接收。处理单元(未图示)用于进行图像信息和通信信息、输入信号等的处理。

其中，监视器404是液晶显示元件。并且，图中的各个构成要素的配置位置不限于图示的位置。该摄影光学系统405具有配置在摄影光路407上的物镜光学系统100和对物体像进行感光的电子摄像元件芯片162。物镜光学系统100例如采用实施例1的变焦镜头。这些部件被内置在手机400中。

在镜框的前端配置有用于保护物镜光学系统100的玻璃罩102。

电子摄像元件芯片162感光得到的物体像通过端子166被输入到未图示的图像处理单元。并且，物体像最终作为电子图像显示在监视器404上或者通信对象的监视器上、或者显示在双方的监视器上。并且，处理单元包括信号处理功能。在向通信对象发送图像的情况下，利用该功能将电子摄像元件芯片162感光得到的物体像的信息转换为能够发送的信号。

另外，本发明能够在不脱离其宗旨的范围内实现各种变形例。

根据本发明能够发挥如下效果：提供一种成像光学系统以及具有该成像光学系统的电子摄像装置，该成像光学系统能够同时实现小型化和高变倍比，能够良好地校正例如在高变倍比和小型化时要求特别严格的像面弯曲。

Claims

1.一种成像光学系统，其从物体侧起依次包括正屈光力的第1透镜组、负屈光力的第2透镜组、正屈光力的第3透镜组、正屈光力的第4透镜组，所述成像光学系统的特征在于，

构成所述第2透镜组的屈光力最强的正单透镜对于d线的折射率，在构成所述第2透镜组的透镜的折射率中是最小的。

2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，在所述第2透镜组内具有至少一个中心壁厚比所述正单透镜小的凹透镜。

3.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述第2透镜组中屈光力最强的所述正单透镜位于所述第2透镜组中最靠近像面侧的位置。

4.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述第2透镜组中屈光力最强的所述正单透镜满足以下条件：

1.45≤ndp≤1.75......(1)

10≤vdp≤35 ......(2)

其中，ndp表示所述第2透镜组中的所述正单透镜对于波长λ＝587.6nm的d线的折射率，

vdp表示所述第2透镜组中的所述正单透镜对于波长λ＝587.6nm的d线的阿贝数(ndp-1)/(nFp-nCp)，

5.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述第2透镜组中屈光力最强的所述正单透镜满足以下条件：

0.6≤θgF≤0.75 ......(3)

ng表示所述正单透镜对于波长λ＝435.84nm的g线的折射率，nF表示所述正单透镜对于波长λ＝486.13nm的F线的折射率，nC表示所述正单透镜对于波长λ＝656.27nm的C线的折射率。

6.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述第2透镜组中屈光力最强的所述正单透镜满足以下条件：

0.20≤fp/(fw·ft)^1/2≤1.00......(4)

其中，fp表示所述第2透镜组的所述正单透镜的焦距，

fw表示广角端的光学系统整体的焦距，

ft表示望远端的光学系统整体的焦距。

7.根据权利要求1所述的成像光学系统，其特征在于，所述第2透镜组中屈光力最强的所述正单透镜满足以下条件：

-0.5≤(R1+R2)/(R1-R2)＜1.0......(5)

R2表示所述第2透镜组的最靠近像面侧的面的曲率半径。

8.一种电子摄像装置，其特征在于，所述电子摄像装置具有：

权利要求1所述的成像光学系统；以及

光电转换元件，

所述成像光学系统在所述光电转换元件上形成像。