CN108604001B - 变焦透镜系统、具有变焦透镜系统的摄像装置及具有摄像装置的车辆 - Google Patents

变焦透镜系统、具有变焦透镜系统的摄像装置及具有摄像装置的车辆 Download PDF

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Abstract

变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组(G1)和具有正的屈光力的第2透镜组(G2)。第1透镜组(G1)至少具有2片负透镜。在变焦动作时，第1透镜组(G1)及第2透镜组(G2)的一方相对于像面(S)被固定，另一方随着沿光轴的移动而像角变化。

Description

变焦透镜系统、具有变焦透镜系统的摄像装置及具有摄像装 置的车辆
技术领域
本公开涉及变焦透镜系统、具有变焦透镜系统的摄像装置及具有摄像装置的车辆。
背景技术
专利文献1公开了一种两焦点切换型成像透镜：从物体侧向像侧依次由具有负的屈光力的第1透镜组、具有正的屈光力的第2透镜组、具有正的屈光力的第3透镜组构成，通过第2透镜组沿着光轴的移动来改变倍率。
另一方面，近来在用于车载照相机、监视照相机等的透镜系统中，更广角的透镜系统的需求迅速地提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－93961号公报
发明内容
发明要解决的课题
本公开的目的是提供一种能够良好地修正各像差的变焦透镜系统。
用来解决课题的手段
本公开的变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组和具有正的屈光力的第2透镜组。第1透镜组至少具有2片负透镜。在变焦动作时，上述第1透镜组及上述第2透镜组的一方相对于像面被固定，另一方随着沿光轴的移动而像角变化。
发明效果
根据本公开，能够提供一种能够良好地修正各像差的变焦透镜系统、使用该变焦透镜系统的摄像装置、具备该摄像装置的车辆。
附图说明
图1是有关实施方式1(数值实施例1)的变焦透镜系统的透镜配置图。
图2是有关数值实施例1的无限远合焦状态的纵像差图。
图3是有关实施方式2(数值实施例2)的变焦透镜系统的透镜配置图。
图4是有关数值实施例2的无限远合焦状态的纵像差图。
图5是有关实施方式3(数值实施例3)的变焦透镜系统的透镜配置图。
图6是有关数值实施例3的无限远合焦状态的纵像差图。
图7是有关实施方式4(数值实施例4)的变焦透镜系统的透镜配置图。
图8是有关数值实施例4的无限远合焦状态的纵像差图。
图9是有关实施方式5(数值实施例5)的变焦透镜系统的透镜配置图。
图10是有关数值实施例5的无限远合焦状态的纵像差图。
图11是有关实施方式6(数值实施例6)的变焦透镜系统的透镜配置图。
图12是有关数值实施例6的无限远合焦状态的纵像差图。
图13是有关实施方式7的摄像装置的概略结构图。
图14是有关实施方式8的摄像装置的概略结构图。
图15是有关实施方式9的汽车的概略结构图。
图16是有关实施方式10的摄像装置的概略结构图。
具体实施方式
以下，适当参照附图，详细地说明实施方式。其中，有时将所需以上详细的说明省略。例如，有时已经周知的事项的详细说明及实质上相同的结构的重复说明省略。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员的理解变得容易。
另外，附图及以下的说明是为了本领域技术人员充分地理解本公开而提供的，并非用于限定权利要求记载的主题。
在本公开中，所谓透镜组，是由至少1片透镜元件构成的组。根据构成透镜组的透镜元件的种类、片数、配置等，按照每个透镜组决定屈光力、合成焦点距离等。
(实施方式1～6)
图1、图3、图5、图7、图9、图11分别是有关实施方式1～6的透镜系统的透镜配置图，都表示处于无限远合焦状态的变焦透镜系统。
在各图中，(a)图表示广角端(最短焦点距离状态：焦点距离fW)的透镜结构，(b)图表示望远端(最长焦点距离状态：焦点距离fT)的透镜结构。此外，在各图中，设置在(a)图与(b)图之间的箭头，是从上起依次将广角端、望远端的各状态下的透镜组的位置连结而得到的直线。广角端与望远端之间只是单纯地用直线连接，也有与实际的各透镜组的运动不同的情况。
另外，对于特定的面赋予的星号*表示该面是非球面。此外，在各图中，对于各透镜组的标号赋予的记号(+)及记号(－)，与各透镜组的屈光力的符号对应。此外，在各图中，记载在最右侧的直线表示像面(摄像元件的物体侧的面)S的位置。
(实施方式1)
图1表示有关实施方式1的变焦透镜系统。
变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组G1、具有正的屈光力的第2透镜组G2和平行平板P。
第1透镜组G1从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜元件L1、具有负的屈光力的第2透镜元件L2、具有正的屈光力的第3透镜元件L3。
第2透镜组G2从物体侧向像侧依次具备具有正的屈光力的第4透镜元件L4、开口光圈A、具有正的屈光力的第5透镜元件L5、具有负的屈光力的第6透镜元件L6、具有正的屈光力的第7透镜元件L7、具有正的屈光力的第8透镜元件L8。第5透镜元件L5和第6透镜元件L6是被用粘接材料等粘接的接合透镜。
说明各透镜元件。
说明第1透镜组G1中的透镜元件。第1透镜元件L1是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第2透镜元件L2是双凹形状。第2透镜元件L2在物体侧及像面侧的凹面上具有非球面形状。第3透镜元件L3是将凸面朝向物体侧的弯月形状。
说明第2透镜组G2中的透镜元件。第4透镜元件L4是双凸形状。第5透镜元件L5是双凸形状。第5透镜元件L5在物体侧的凸面上具有非球面形状。第6透镜元件L6是双凹形状。第7透镜元件L7是双凸形状。第8透镜元件L8是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第8透镜元件L8在物体侧的凸面及像侧的凹面上具有非球面形状。
在变焦透镜系统中，在摄像时的从广角端向望远端的变焦时，第2透镜组G2向物体侧移动，第1透镜组G1和像面S不移动。即，在变焦时，第2透镜组G2沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔减小，第2透镜组G2与像面S的间隔扩大。
(实施方式2)
图3表示有关实施方式2的变焦透镜系统。
变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组G1、具有正的屈光力的第2透镜组G2、具有正的屈光力的第3透镜组G3和平行平板P。
第1透镜组G1从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜元件L1、具有负的屈光力的第2透镜元件L2、具有正的屈光力的第3透镜元件L3。
第2透镜组G2从物体侧向像侧依次具备具有正的屈光力的第4透镜元件L4、开口光圈A、具有正的屈光力的第5透镜元件L5、具有负的屈光力的第6透镜元件L6、具有正的屈光力的第7透镜元件L7。
第5透镜元件L5和第6透镜元件L6是被用粘接材料等粘接的接合透镜。
第3透镜组G3具备具有正的屈光力的第8透镜元件L8。
说明各透镜元件。
说明第1透镜组G1中的透镜元件。第1透镜元件L1是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第2透镜元件L2是双凹形状。第2透镜元件L2在物体侧及像面侧的凹面上具有非球面形状。第3透镜元件L3是将凸面朝向物体侧的弯月形状。
说明第2透镜组G2中的透镜元件。第4透镜元件L4是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第4透镜元件L4在物体侧的凸面及像侧的凹面上具有非球面形状。第5透镜元件L5是双凸形状。第6透镜元件L6是双凹形状。第7透镜元件L7是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第7透镜元件L7在物体侧的凸面及像侧的凹面上具有非球面形状。
说明第3透镜组G3中的透镜元件。第8透镜元件L8是双凸形状。第8透镜元件L8在物体侧及像侧的凸面上具有非球面形状。
在变焦透镜系统中，在摄像时的从广角端向望远端的变焦时，第2透镜组G2向物体侧移动，第1透镜组G1、第3透镜组G3和像面S不移动。即，在变焦时，第2透镜组G2沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔减小、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔扩大。
(实施方式3)
图5表示有关实施方式3的变焦透镜系统。
变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组G1、具有正的屈光力的第2透镜组G2、具有负的屈光力的第3透镜组G3和平行平板P。
第1透镜组G1从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜元件L1、具有负的屈光力的第2透镜元件L2、具有正的屈光力的第3透镜元件L3。
第2透镜组G2从物体侧向像侧依次具备具有正的屈光力的第4透镜元件L4、开口光圈A、具有正的屈光力的第5透镜元件L5、具有负的屈光力的第6透镜元件L6、具有正的屈光力的第7透镜元件L7、具有正的屈光力的第8透镜元件L8。第5透镜元件L5和第6透镜元件L6是被用粘接材料等粘接的接合透镜。
第3透镜组G3具备具有负的屈光力的第9透镜元件L9。
说明各透镜元件。
说明第1透镜组G1中的透镜元件。第1透镜元件L1是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第2透镜元件L2是双凹形状。第2透镜元件L2在物体侧及像面侧的凹面上具有非球面形状。第3透镜元件L3是将凸面朝向物体侧的弯月形状。
说明第2透镜组G2中的透镜元件。第4透镜元件L4是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第5透镜元件L5是双凸形状。第5透镜元件L5在物体侧的凸面上具有非球面形状。第6透镜元件L6是双凹形状。第7透镜元件L7是双凸形状。第8透镜元件L8是将凸面朝向物体侧的弯月形状。
说明第3透镜组G3中的透镜元件。第9透镜元件L9是将凹面朝向物体侧的弯月形状。第9透镜元件L9在物体侧的凹面及像侧的凸面上具有非球面形状。
在变焦透镜系统中，在摄像时的从广角端向望远端的变焦时，第2透镜组G2向物体侧移动，第1透镜组G1、第3透镜组G3和像面S不移动。即，在变焦时，第2透镜组G2沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔减小、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔扩大。
(实施方式4)
图7表示有关实施方式4的变焦透镜系统。
变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组G1、具有正的屈光力的第2透镜组G2、具有正的屈光力的第3透镜组G3和平行平板P。
第1透镜组G1从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜元件L1、具有负的屈光力的第2透镜元件L2、具有正的屈光力的第3透镜元件L3。
第2透镜组G2从物体侧向像侧依次具备具有正的屈光力的第4透镜元件L4、开口光圈A、具有正的屈光力的第5透镜元件L5、具有负的屈光力的第6透镜元件L6、具有正的屈光力的第7透镜元件L7。第5透镜元件L5和第6透镜元件L6是被用粘接材料等粘接的接合透镜。
第3透镜组G3具备具有正的屈光力的第8透镜元件L8。
说明各透镜元件。
说明第1透镜组G1中的透镜元件。第1透镜元件L1是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第2透镜元件L2是双凹形状。第2透镜元件L2在物体侧及像面侧的凹面上具有非球面形状。第3透镜元件L3是将凸面朝向物体侧的弯月形状。
说明第2透镜组G2中的透镜元件。第4透镜元件L4是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第4透镜元件L4在物体侧的凸面及像侧的凹面上具有非球面形状。第5透镜元件L5是将凹面朝向物体侧的弯月形状。第5透镜元件L5在物体侧的凹面上具有非球面形状。第6透镜元件L6是双凹形状。第7透镜元件L7是双凸形状。
说明第3透镜组G3中的透镜元件。第8透镜元件L8是双凸形状。第8透镜元件L8在物体侧及像侧的凸面上具有非球面形状。
在变焦透镜系统中，在摄像时的从广角端向望远端的变焦时，第2透镜组G2向物体侧移动，第1透镜组G1、第3透镜组G3和像面S不移动。即，在变焦时，第2透镜组G2沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔减小、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔扩大。
(实施方式5)
图9表示有关实施方式5的变焦透镜系统。
变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组G1、具有正的屈光力的第2透镜组G2、具有负的屈光力的第3透镜组G3和平行平板P。
第1透镜组G1从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜元件L1、具有负的屈光力的第2透镜元件L2、具有正的屈光力的第3透镜元件L3。
第2透镜组G2从物体侧向像侧依次具备具有正的屈光力的第4透镜元件L4、开口光圈A、具有正的屈光力的第5透镜元件L5、具有负的屈光力的第6透镜元件L6、具有正的屈光力的第7透镜元件L7、具有正的屈光力的第8透镜元件L8。第5透镜元件L5和第6透镜元件L6是被用粘接材料等粘接的接合透镜。
第3透镜组G3具备具有负的屈光力的第9透镜元件L9。
说明各透镜元件。
说明第1透镜组G1中的透镜元件。第1透镜元件L1是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第2透镜元件L2是双凹形状。第2透镜元件L2在物体侧及像面侧的凹面上具有非球面形状。第3透镜元件L3是将凸面朝向物体侧的弯月形状。
说明第2透镜组G2中的透镜元件。第4透镜元件L4是双凸形状。第5透镜元件L5是双凸形状。第5透镜元件L5在物体侧的凸面上具有非球面形状。第6透镜元件L6是双凹形状。第7透镜元件L7是双凸形状。第8透镜元件L8是将凸面朝向物体侧的弯月形状。
说明第3透镜组G3中的透镜元件。第9透镜元件L9是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第9透镜元件L9在物体侧的凸面及像侧的凹面上具有非球面形状。
在变焦透镜系统中，在摄像时的从广角端向望远端的变焦时，第2透镜组G2向物体侧移动，第1透镜组G1、第3透镜组G3和像面S不移动。即，在变焦时，第2透镜组G2沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔减小、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔扩大。
(实施方式6)
图11表示有关实施方式6的变焦透镜系统。
变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组G1、具有正的屈光力的第2透镜组G2和平行平板P。
第1透镜组G1从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜元件L1、具有负的屈光力的第2透镜元件L2、具有正的屈光力的第3透镜元件L3。
第2透镜组G2从物体侧向像侧依次具备具有正的屈光力的第4透镜元件L4、开口光圈A、具有正的屈光力的第5透镜元件L5、具有负的屈光力的第6透镜元件L6、具有正的屈光力的第7透镜元件L7、具有正的屈光力的第8透镜元件L8。第5透镜元件L5和第6透镜元件L6是被用粘接材料等粘接的接合透镜。
说明各透镜元件。
说明第1透镜组G1中的透镜元件。第1透镜元件L1是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第2透镜元件L2是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第2透镜元件L2在物体侧的凸面及像面侧的凹面上具有非球面形状。第3透镜元件L3是将凸面朝向物体侧的弯月形状。
说明第2透镜组G2中的透镜元件。第4透镜元件L4是将凹面朝向物体侧的弯月形状。第5透镜元件L5是双凸形状。第6透镜元件L6是双凹形状。第7透镜元件L7是双凸形状。第7透镜元件L7在物体侧及像面侧的凸面上具有非球面形状。第8透镜元件L8是将凸面朝向物体侧的弯月形状。第8透镜元件L8在物体侧的凸面及像侧的凹面上具有非球面形状。
在变焦透镜系统中，在摄像时的从广角端向望远端的变焦时，第1透镜组G1向像面侧移动，第2透镜组G2和像面S不移动。即，在变焦时，第1透镜组G1沿着光轴移动，以使第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔减小、第2透镜组G2与像面S的间隔成为一定。
(条件及效果等)
以下，说明例如有关实施方式1至6的变焦透镜系统能够满足的条件。另外，对于有关实施方式1至6的变焦透镜系统，规定多个可能的条件，满足这些多个条件的全部的变焦透镜系统的结构是最有效的。但是，通过满足个别的条件，也能够得到分别起到对应的效果的变焦透镜系统。
变焦透镜系统从物体侧向像侧依次具备具有负的屈光力的第1透镜组G1和具有正的屈光力的第2透镜组G2。第1透镜组G1至少具有2片负透镜。
在变焦动作时，第1透镜组G1及第2透镜组G2的一方被相对于像面S固定。
第1透镜组G1及第2透镜组G2的另一方沿着光轴移动。通过以上，像角变化。
这样，通过在第1透镜组G1中具有至少2片负透镜，能够良好地修正各像差。
此外，通过第1透镜组G1及第2透镜组G2的一方被固定，能够遍及全长使透镜外径变小。
此外，通过第1透镜组G1被固定，使第2透镜组G2能够移动，能够在作为透镜系统整体的长度没有变动的情况下，遍及全长使透镜外径变小，并且能够使用来使重量比较轻的第2透镜组G2移动的机构小型化、轻量化。
此外，通过被配置在最靠物体侧的透镜组被相对于透镜框101(参照图13)固定，容易避免液体或尘埃等的异物向透镜系统内(透镜框101内)的侵入，能够实现紧凑性且防水性、防尘性良好的变焦透镜系统。
此外，该变焦透镜系统也能够进行作为仅广角端和望远端的2焦点透镜系统的使用。在该2焦点透镜系统中，由于不考虑变焦中间域的光学性能而变好，所以容易进一步提高广角端和望远端的光学性能。
此外，例如广角端的全像角优选的是120度以上。
由此，能够将大范围的影像一次确认。
另外，通过进一步将广角端的全像角设为140度以上，能够更好地发挥上述效果。
另外，通过进一步将广角端的全像角设为180度以上，能够更好地发挥上述效果。
此外，例如优选的是，还具备具有正的屈光力的第3透镜组G3，第3透镜组G3优选的是相对于像面S被固定。
由此，能够在各像差中特别将像场弯曲和像散良好地修正，能够容易地使从广角端到望远端的变焦全域中的光学性能提高。此外，通过将第3透镜组G3相对于像面S固定，不需要新的透镜组驱动机构，能够实现低成本化并维持紧凑性。
此外，例如优选的是，还具备具有负的屈光力的第3透镜组G3，第3透镜组G3被相对于像面S固定。
由此，能够将变焦透镜系统中的相对于L1的物体侧面的后侧主点的位置配置到更靠物体侧，所以能够实现光学全长的缩短及透镜外径的小径化。此外，通过将第3透镜组G3相对于像面S固定，不需要新的透镜组驱动机构，能够实现低成本化并维持紧凑性。
此外，例如优选的是，第1透镜组G1的最靠物体侧具有负的屈光力，是折射率为1.8以上的透镜元件。
由此，能够使该透镜元件的曲率半径变大。因此，能够使该透镜元件的周边部的倾斜角变得平缓，所以能够降低该透镜元件的制造难度而实现低成本化。
另外，通过进一步将该透镜元件的折射率设为1.9以上，能够更好地发挥上述效果。
此外，例如优选的是，第1透镜组G1的最靠像侧具有正的屈光力，是折射率为1.9以上的透镜元件。
由此，特别能够将广角侧的像场弯曲及像散良好地修正，特别容易使广角侧的光学性能提高。
另外，通过进一步将该透镜元件的折射率设为2.0以上，能够更好地发挥上述效果。
另外，通过进一步将该透镜元件的折射率设为2.1以上，能够更好地发挥上述效果。
此外，例如优选的是，第2透镜组G2具备具有负的屈光力的接合透镜，满足以下的条件(1)。
－1.50<fG2/fCL<－0.05…(1)
这里，
fG2：第2透镜组G2的d线上的焦点距离，
fCL：接合透镜的d线上的焦点距离。
条件(1)是用来规定接合透镜相对于第2透镜组G2的屈光力比的条件。
如果超过了条件(1)的下限，则接合透镜相对于第2透镜组G2的屈光力比变得过大，在从广角端到望远端的变焦全域中，球面像差及彗形像差增大，适当的像差修正变得困难，难以确保希望的光学性能。此外，如果超过了条件(1)的上限，则接合透镜相对于第2透镜组G2的屈光力比变得过小，导致第2透镜组G2内的透镜元件的增加，带来变焦透镜系统的大型化。
另外，通过还满足以下的条件(1a)或(1b)的至少1个，能够更好地发挥上述效果。
－1.20<fG2/fCL…(1a)
fG2/fCL<－0.10…(1b)
另外，通过还满足以下的条件(1a)’或(1b)’的至少1个，能够更好地发挥上述效果。
－0.70<fG2/fCL…(1a)’
fG2/fCL<－0.15…(1b)’
此外，例如优选的是，该接合透镜具有正透镜和负透镜，满足以下的条件(2)。
1.0<vp/vn<4.0…(2)
这里，
vp：正透镜的阿贝数，
vn：负透镜的阿贝数。
另外，阿贝数有用ν表述的情况，但在本说明书及权利要求书中，为了与下述面数据的记载一致，使用v表示阿贝数。
条件(2)是用来规定具有负的屈光力的接合透镜的正透镜的阿贝数与负透镜的阿贝数的比的条件。
如果超过了条件(2)的下限及上限，则特别是望远侧的轴上色像差增大，适当的像差修正变得困难，难以确保希望的光学性能。
另外，通过还满足以下的条件(2a)或(2b)的至少1个，能够更好地发挥上述效果。
1.6<vp/vn…(2a)
vp/vn<3.5…(2b)
另外，通过还满足以下的条件(2a)’，能够更好地发挥上述效果。
2.5<vp/vn…(2a)’
此外，例如优选的是满足以下的条件(3)。
－2.0<1/(fG1/(2×fW×tan(wW/2)))<－0.5…(3)
这里，
fG1：第1透镜组G1的d线上的焦点距离，
fW：广角端的d线上的焦点距离，
wW：广角端的半像角。
条件(3)是用来规定第1透镜组G1的负的屈光力的条件。如果超过了条件(3)的下限，则第1透镜组G1的负的屈光力变得过大，特别是广角侧的像场弯曲及像散增大，适当的像差修正变得困难，确保希望的光学性能变得困难。此外，如果超过了条件(3)的上限，则第1透镜组G1的负的屈光力变得过小，难以进一步扩大广角端的全像角，带来变焦透镜系统的大型化。
另外，通过还满足以下的条件(3a)或(3b)的至少1个，能够更好地发挥上述效果。
－1.8<1/(fG1/(2×fW×tan(wW/2)))…(3a)
1/(fG1/(2×fW×tan(wW/2)))<－0.9…(3b)
另外，通过还满足以下的条件(3a)’，能够更好地发挥上述效果。
－1.1<1/(fG1/(2×fW×tan(wW/2)))…(3a)’
(实施方式7)
图13表示应用了有关实施方式1的变焦透镜系统的摄像装置100的概略结构。
有关本实施方式的摄像装置100具备：变焦透镜系统201，能够将物体的光学像作为电的图像信号输出，形成物体的光学像；摄像元件202，将由变焦透镜系统201形成的光学像变换为电的图像信号；以及透镜镜筒101，收容变焦透镜系统201。
变焦透镜系统201由被1组框211保持的第1透镜组G1、被2组框212保持的第2透镜组G2和平行平板P构成。
摄像装置100内的控制器(未图示)在变焦时控制致动器(未图示)，经由2组框212使第2透镜组G2移动。如以上这样，在本实施方式中，摄像装置100具有有关实施方式1的变焦透镜系统201。
由此，能够提供一种从广角端到望远端的变焦全域中的光学性能较高、广角端的全像角较宽的摄像装置。
另外，也可以代替有关实施方式1的变焦透镜系统而应用实施方式2～5的任一项的变焦透镜系统。
(实施方式8)
图14表示应用了有关实施方式6的变焦透镜系统的摄像装置100的概略结构。
有关本实施方式的摄像装置100具备：变焦透镜系统201，能够将物体的光学像作为电的图像信号输出，形成物体的光学像；摄像元件202，将由变焦透镜系统201形成的光学像变换为电的图像信号；以及透镜镜筒101，收容变焦透镜系统201。
变焦透镜系统201由被1组框211保持的第1透镜组G1、被2组框212保持的第2透镜组G2和平行平板P。
摄像装置100内的控制器(未图示)在变焦时控制致动器(未图示)，经由1组框211使第1透镜组G1移动。
如以上这样，在本实施方式中，摄像装置100具有有关实施方式6的变焦透镜系统201。
由此，能够提供一种从广角端到望远端的变焦全域中的光学性能较高、广角端的全像角较宽的摄像装置。
(实施方式9)
图15表示应用了有关实施方式6的变焦透镜系统的摄像装置100的概略结构。
有关本实施方式的摄像装置100具备：变焦透镜系统201，能够将物体的光学像作为电的图像信号输出，形成物体的光学像；摄像元件202，将由变焦透镜系统201形成的光学像变换为电的图像信号；和透镜镜筒101，收容变焦透镜系统201。
摄像装置100由被1组框211保持的第1透镜组G1、被2组框212保持的第2透镜组G2、以及平行平板P、摄像元件202构成。
摄像装置100内的控制器(未图示)在变焦时控制致动器(未图示)，经由2组框212使第2透镜组G2及平行平板P、摄像元件202移动。即，第2透镜组G2与摄像元件202的距离被固定，第1透镜组G1与摄像元件202的距离变化。在本实施方式的情况下，第2透镜组G2能够仅在广角端和望远端的2个位置被固定地保持。
由此，相对于透镜镜筒101，能够不使第1透镜组G1移动而使第1透镜组G1与摄像元件202的距离变化，能够在确保透镜镜筒101的防尘性能及防水性能的同时，确保变焦透镜系统的希望的性能。
(实施方式10)
图16表示应用了有关实施方式7～9的摄像装置100的车辆500的概略结构。车辆500具备：摄像元件202，接收由摄像装置100的变焦透镜系统201形成的光学像，变换为电的图像信号；显示装置401，将由摄像元件202变换后的图像信号显示；存储器(未图示)，记录图像信号；以及控制器300，控制变焦透镜系统201的变焦位置。
摄像装置100例如被配置在车辆500的后方，对车辆后方进行摄像。
控制器300例如根据车辆的进退及车速，控制变焦透镜系统201的变焦位置。例如，将变焦透镜系统201的变焦位置在前进时控制到望远侧或望远端，在后退时控制到广角侧或广角端。此外，例如将变焦透镜系统201的变焦位置在高速驾驶时控制到望远侧或望远端，在低速驾驶时控制到广角侧或广角端。
摄像元件202接收由变焦透镜系统201形成的光学像，变换为电的图像信号。
由摄像元件202得到的图像信号例如被显示在位于车辆500的室内前方的显示装置401或显示装置402等上。此外，该图像信号例如被作为图像数据记录到存储器中。
显示装置401例如是电子后视镜等。
显示装置402例如是导航系统或前面板等的显示装置。
由此，车辆500能够使用具有1个光学系统的摄像装置100，对于后方的比较远的部分等可以显示望远侧的影像，对于接近部分等可以显示广角侧的影像。因此，驾驶员等的搭乘者能够目视确认车辆500的后部。
在将实施方式7或实施方式9的摄像装置100应用到车辆500中的情况下，在变焦时能够将透镜镜筒101的全长固定。由此，即使是在被要求设置到车辆室外那样的情况下的严酷的环境下，也能够在确保透镜镜筒101的防尘性能及防水性能的同时，确保变焦透镜系统的希望的性能。因此，向车辆室外的设置变得容易。
(其他实施例)
如以上这样，作为在本申请中公开的技术的例示，说明了实施方式1～10。但是，本公开中的技术并不限定于此，也能够应用到进行了变更、替换、附加、省略等的实施方式中。此外，也可以将在上述实施方式1～10中说明的各构成要素组合而做成新的实施方式。
所以，以下例示其他的实施方式。
也可以对于实施方式1～6的变焦透镜系统适当追加实质上不具有屈光力的透镜元件。
作为实施方式1～6的变焦透镜系统的一例，对能够从广角端向望远端连续地使变焦位置变化的变焦透镜系统进行了说明。变焦透镜系统只要是焦点距离变化的就可以。因而，变焦透镜系统并不限定于焦点距离连续地变化的变焦透镜系统。也可以利用实施方式1～6的变焦透镜系统的一部分的变焦位置，作为切换2个以上的焦点距离的多焦点透镜系统使用。此外，也可以作为切换广角端和望远端的2个焦点距离的2焦点切换透镜系统。只要作为变焦透镜系统而使用2焦点切换透镜系统，则不考虑变焦中间域中的光学性能就变好，所以能够使广角端和望远端中的光学性能进一步提高。此外，能够使进行焦点距离的切换的致动器等的机构简洁化。因此，能够提供一种即使在对于车辆等要求的严格的环境下也能够切换焦点距离的摄像装置。此外，能够提供一种能够在2焦点间高速地移动的摄像装置。此外，由于不需要用中间的焦点距离保持变焦位置，所以能够抑制电力消耗。
作为实施方式10的车辆的一例，对被配置在车辆500的后方、对车辆后方进行摄像的摄像装置100进行了说明。摄像装置100的配置位置和摄像的方向并不限定于此。
也可以将摄像装置100分别配置到车辆侧面的所谓的2个侧后视镜的位置处，代替侧后视镜而对车辆侧面和车辆后方进行摄像。例如，根据车辆的进退及车速，将变焦透镜系统201的变焦位置在前进时控制到望远侧，在后退时控制到广角侧。由此，能够减少朝后停车时等的后退时的死角。此外，也可以控制2个摄像装置100的变焦位置以使其相同，也可以仅将安装在与驾驶席相反侧的侧后视镜上的摄像装置100在停车时等控制到广角侧。
也可以配置到车辆室内的前玻璃内表面(所谓的后视镜的前方)而对车辆前方进行摄像。由此，能够作为行车记录仪或面向驾驶支持系统的感测照相机利用。
(数值实施例)
以下，说明有关实施方式1～6的变焦透镜系统的数值实施例。另外，在数值实施例中，表中的长度的单位都是“mm”，像角的单位都是“°”。此外，在各数值实施例中，r是曲率半径，d是面间隔，nd是相对于d线的折射率，vd是相对于d线的阿贝数。此外，在各数值实施例中，带有*标记的面是非球面，非球面形状用下式定义。
[数式1]
Figure BDA0001747763820000161
这里，
Z：从距光轴的高度为h的非球面上的点到非球面顶点的切平面的距离，
h：距光轴的高度，
r：顶点曲率半径，
κ：圆锥常数，
An：n次的非球面系数。
图2、图4、图6、图8、图10、图12是有关数值实施例1至6的变焦透镜系统的无限远合焦状态下的纵像差图。
在各纵像差图中，(a)图表示广角端，(b)图表示望远端的各像差。各纵像差图从上侧起依次表示球面像差(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F表示)，实线是d线(d－line)，短虚线是F线(F－line)，长虚线是C线(C－line)，单点划线是g线(g－line)的特性。
在像散图中，纵轴表示像高，实线是矢状平面(图中用s表示)，虚线是子午平面(图中用m表示)的特性。另外，w表示半像角。
在畸变像差图中，纵轴表示像高，w表示半像角。
这里，(a)图的广角端的畸变的实线表示将Y＝2·fW·tan(wW/2)设为理想像高的情况下的像差，(b)图的望远端的畸变的实线表示将Y＝fT·tan(wT)设为理想像高的情况下的像差(Y是像高，fW是广角端的焦点距离，fT是望远端的焦点距离，wW是广角端的半像角，wT是望远端的半像角)。
(数值实施例1)
数值实施例1的变焦透镜系统与图1所示的实施方式1对应。将数值实施例1的变焦透镜系统的各种数据表示在数据1中。
(数据1)
面数据
Figure BDA0001747763820000171
Figure BDA0001747763820000181
非球面数据
第3面
K＝0.00000E+00，A4＝－1.42010E－03，A6＝2.12200E－04，A8＝－7.06042E－06，A10＝1.81078E－08
第4面
K＝－1.83138E－03，A4＝－5.38722E－03，A6＝6.69074E－04，A8＝－6.39084E－06，A10＝－2.00828E－06
第10面
K＝0.00000E+00，A4＝5.64426E－03，A6＝－1.00646E－02，A8＝2.26343E－02，A10＝－1.38613E－02
第16面
K＝－8.78920E－01，A4＝3.45772E－03，A6＝－8.57563E－04，A8＝－3.31787E－05，A10＝－3.64830E－06
第17面
K＝9.51784E－01，A4＝7.70165E－03，A6＝－1.65490E－03，A8＝－3.03580E－05，A10＝1.67798E－10
各种数据
Figure BDA0001747763820000191
单透镜数据
Figure BDA0001747763820000192
Figure BDA0001747763820000201
变焦透镜组数据
Figure BDA0001747763820000202
变焦透镜组倍率
Figure BDA0001747763820000203
(数值实施例2)
数值实施例2的变焦透镜系统与图3所示的实施方式2对应。将数值实施例2的变焦透镜系统的各种数据表示在数据2中。
(数据2)
面数据
Figure BDA0001747763820000204
Figure BDA0001747763820000211
非球面数据
第3面
K＝5.00000E+02，A4＝－3.79945E－03，A6＝2.91587E－04，A8＝－1.08682E－05，A10＝1.63700E－07
第4面
K＝－7.45380E－01，A4＝－1.34302E－02，A6＝3.56576E－04，A8＝1.22068E－05，A10＝－2.64577E－06
第7面
K＝－1.28353E+00，A4＝6.42054E－03，A6＝9.77481E－04，A8＝－7.63095E－05，A10＝5.64541E－05
第8面
K＝0.00000E+00，A4＝4.43274E－03，A6＝1.03201E－03，A8＝5.21289E－05，A10＝9.29893E－05
第14面
K＝2.14915E－01，A4＝1.44982E－03，A6＝－6.08124E－04，A8＝1.81920E－05，A10＝9.93346E－07
第15面
K＝0.00000E+00，A4＝1.39849E－02，A6＝－1.33576E－04，A8＝－7.23755E－06，A10＝－5.93264E－11
第16面
K＝0.00000E+00，A4＝－4.42218E－04，A6＝2.53741E－04，A8＝－5.72403E－05，A10＝4.81152E－07
第17面
K＝3.64412E+00，A4＝9.39007E－03，A6＝－6.03189E－04，A8＝－6.02825E－06，A10＝1.64038E－07
各种数据
Figure BDA0001747763820000221
单透镜数据
Figure BDA0001747763820000222
Figure BDA0001747763820000231
变焦透镜组数据
Figure BDA0001747763820000232
变焦透镜组倍率
Figure BDA0001747763820000233
(数值实施例3)
数值实施例3的变焦透镜系统与图5所示的实施方式3对应。将数值实施例3的变焦透镜系统的各种数据表示在数据3中。
(数据3)
面数据
Figure BDA0001747763820000234
Figure BDA0001747763820000241
非球面数据
第3面
K＝0.00000E+00，A4＝－3.46699E－03，A6＝3.04731E－04，A8＝－1.43458E－05，A10＝1.21014E－07
第4面
K＝0.00000E+00，A4＝－2.87134E－03，A6＝3.17550E－04，A8＝－3.77317E－07，A10＝－1.99125E－06
第10面
K＝0.00000E+00，A4＝－8.28749E－03，A6＝1.02678E－02，A8＝－1.66571E－02，A10＝8.96180E－03
第18面
K＝0.00000E+00，A4＝－1.27485E－02，A6＝1.01248E－04，A8＝－9.31178E－07，A10＝－1.81223E－09
第19面
K＝0.00000E+00，A4＝－8.03080E－03，A6＝3.49428E－04，A8＝3.05150E－10，A10＝5.41456E－13
各种数据
Figure BDA0001747763820000251
单透镜数据
Figure BDA0001747763820000252
变焦透镜组数据
Figure BDA0001747763820000261
变焦透镜组倍率
Figure BDA0001747763820000262
(数值实施例4)
数值实施例4的变焦透镜系统与图7所示的实施方式4对应。将数值实施例4的变焦透镜系统的各种数据表示在数据4中。
(数据4)
面数据
Figure BDA0001747763820000263
Figure BDA0001747763820000271
非球面数据
第3面
K＝6.00000E+02，A4＝－5.37061E－03，A6＝4.61858E－04，A8＝－2.02896E－05，A10＝4.05338E－07，A12＝4.52849E－21
第4面
K＝－7.24800E－01，A4＝－1.92756E－02，A6＝5.70648E－04，A8＝2.40775E－05，A10＝－6.23575E－06，A12＝0.00000E+00
第7面
K＝－4.28166E+00，A4＝1.01131E－02，A6＝－3.21492E－03，A8＝1.67172E－03，A10＝－4.19872E－04，A12＝0.00000E+00
第8面
K＝0.00000E+00，A4＝－1.72318E－02，A6＝－1.61759E－02，A8＝3.67025E－02，A10＝－2.97330E－02，A12＝0.00000E+00
第10面
K＝4.87200E+01，A4＝－2.64065E－02，A6＝－5.66206E－03，A8＝1.67805E－01，A10＝－3.93868E－01，A12＝0.00000E+00
第16面
K＝－2.64392E－01，A4＝－1.84968E－03，A6＝6.39550E－04，A8＝－1.09790E－04，A10＝1.56268E－06，A12＝0.00000E+00
第17面
K＝－3.34123E－02，A4＝1.36615E－02，A6＝－7.07646E－04，A8＝－1.51665E－05，A10＝－6.33150E－10，A12＝0.00000E+00
各种数据
Figure BDA0001747763820000281
单透镜数据
Figure BDA0001747763820000282
变焦透镜组数据
Figure BDA0001747763820000291
变焦透镜组倍率
Figure BDA0001747763820000292
(数值实施例5)
数值实施例5的变焦透镜系统与图9所示的实施方式5对应。将数值实施例5的变焦透镜系统的各种数据表示在数据5中。
(数据5)
面数据
Figure BDA0001747763820000293
Figure BDA0001747763820000301
非球面数据
第3面
K＝0.00000E+00，A4＝－3.27472E－03，A6＝4.49639E－04，A8＝－1.56421E－05，A10＝3.34798E－08
第4面
K＝0.00000E+00，A4＝－3.59758E－03，A6＝3.19579E－04，A8＝1.88341E－06，A10＝4.17795E－06
第10面
K＝0.00000E+00，A4＝－8.54935E－04，A6＝4.91496E－04，A8＝－2.83361E－05，A10＝－8.00107E－05
第18面
K＝0.00000E+00，A4＝－2.53677E－02，A6＝1.24470E－03，A8＝1.55834E－04，A10＝－9.14708E－06
第19面
K＝0.00000E+00，A4＝－2.80105E－02，A6＝1.84426E－03，A8＝8.35264E－05，A10＝5.03781E－07
各种数据
Figure BDA0001747763820000311
单透镜数据
Figure BDA0001747763820000312
变焦透镜组数据
Figure BDA0001747763820000313
Figure BDA0001747763820000321
变焦透镜组倍率
Figure BDA0001747763820000322
(数值实施例6)
数值实施例6的变焦透镜系统与图11所示的实施方式6对应。将数值实施例6的变焦透镜系统的各种数据表示在数据6中。
(数据6)
面数据
Figure BDA0001747763820000323
Figure BDA0001747763820000331
非球面数据
第3面
K＝0.00000E+00，A4＝6.76079E－03，A6＝－3.73238E－04，A8＝－1.61278E－05，A10＝－3.86062E－06，A12＝2.95204E－07，A14＝0.00000E+00
第4面
K＝1.25412E+00，A4＝9.14039E－03，A6＝3.64079E－04，A8＝－3.39362E－04，A10＝－2.13213E－07，A12＝2.02615E－06，A14＝0.00000E+00
第14面
K＝－1.27119E+01，A4＝1.15476E－04，A6＝－1.03669E－03，A8＝－2.21666E－04，A10＝1.95387E－05，A12＝1.12181E－05，A14＝－3.21579E－06
第15面
K＝－1.21834E－01，A4＝3.37989E－03，A6＝8.11476E－04，A8＝7.24892E－05，A10＝3.92881E－06，A12＝1.17555E－07，A14＝－8.13431E－07
第16面
K＝－4.61155E+01，A4＝7.25744E－03，A6＝－1.39294E－03，A8＝4.99065E－04，A10＝－4.53181E－05，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00
第17面
K＝2.48354E+04，A4＝2.99111E－02，A6＝－2.66720E－03，A8＝1.27313E－03，A10＝－1.41195E－04，A12＝0.00000E+00，A14＝0.00000E+00
各种数据
Figure BDA0001747763820000341
单透镜数据
Figure BDA0001747763820000342
变焦透镜组数据
Figure BDA0001747763820000343
Figure BDA0001747763820000351
变焦透镜组倍率
Figure BDA0001747763820000352
(条件的对应值)
在以下的表中表示各数值实施例的对应值。
[表1]
Figure BDA0001747763820000353
产业上的可利用性
有关本公开的变焦透镜系统能够应用到数字静像照相机、数字摄像机、便携电话设备的照相机、PDA(Personal Digital Assistance)的照相机、车载照相机、检查与其他车的车间距等的感测照相机、监视照相机、WEB照相机等中。特别适合于车载照相机、监视照相机这样的被要求广角透镜的照相机。
标号说明
G1 第1透镜组
G2 第2透镜组
L1 第1透镜元件
L2 第2透镜元件
L3 第3透镜元件
L4 第4透镜元件
L5 第5透镜元件
L6 第6透镜元件
L7 第7透镜元件
L8 第8透镜元件
L9 第9透镜元件
P 平行平板
A 开口光圈
S 像面(摄像元件)
100 摄像装置
101 透镜镜筒
201 变焦透镜系统
202 摄像元件
300 控制器
401 显示装置
402 显示装置
500 车辆

Claims (7)

1.一种变焦透镜系统，其特征在于，
从物体侧向像侧依次具备：
具有负的屈光力的第1透镜组；
具有正的屈光力的第2透镜组；以及
具有正的屈光力的第3透镜组；
上述第1透镜组至少具有2片负透镜，
上述第3透镜组相对于像面被固定，
在变焦动作时，上述第1透镜组相对于像面被固定，上述第2透镜组随着沿光轴的移动而像角变化，广角端的全像角是120度以上，
上述变焦透镜系统满足以下的条件(3)：
－1.1<1/(fG1/(2×fW×tan(wW/2)))<－0.5…(3)
这里，
fG1：第1透镜组的d线上的焦点距离，
fW：广角端的d线上的焦点距离，
wW：广角端的半像角。
2.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，
上述第1透镜组的最靠物体侧是具有负的屈光力、并且折射率为1.8以上的透镜元件。
3.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，
上述第1透镜组的最靠像侧是具有正的屈光力、并且折射率为1.9以上的透镜元件。
4.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，
上述第2透镜组具备具有负的屈光力的接合透镜；
满足以下的条件(1)：
－1.50<fG2/fCL<－0.05…(1)
这里，
fG2：第2透镜组的d线上的焦点距离，
fCL：上述接合透镜的d线上的焦点距离。
5.如权利要求4所述的变焦透镜系统，其特征在于，
上述接合透镜具备：
具有正的屈光力的透镜元件；以及
具有负的屈光力的透镜元件；
满足以下的条件(2)：
1.0<vp/vn<4.0…(2)
这里，
vp：正透镜的阿贝数，
vn：负透镜的阿贝数。
6.一种摄像装置，能够将物体的光学像作为电的图像信号输出，其特征在于，
具备：
如权利要求1～5中的任一项所述的变焦透镜系统，形成物体的光学像；以及
摄像元件，将由该变焦透镜系统形成的光学像变换为电的图像信号。
7.一种车辆，将物体的光学像变换为电的图像信号、进行变换后的图像信号的显示及记录的至少一方，其特征在于，
具备：
如权利要求1～5中的任一项所述的变焦透镜系统，形成物体的光学像；
摄像元件，将由该变焦透镜系统形成的光学像变换为电的图像信号；以及
控制器，控制上述变焦透镜系统的变焦位置。
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