TWI344013B - - Google Patents
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Description
ΙΪ344013 Ο) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於,由複數的透鏡群所成,在光軸方向 上改變透鏡群的間隔以進行變倍的變倍光學系、搭載有具 備該變倍光學系的攝像透鏡裝置及攝像透鏡裝置的數位機 器,尤其是有關於適合小型化的變倍光學系等者》
【先前技術】 近年來,行動電話機或攜帶資訊終端(PDA :
Personal Digital Assistant)的普及正快速成長,而且在 這些機器上內藏著精巧的數位靜態攝影單元或數位視訊單 元的式樣,已經是一般化了。這些機器中由於尺寸或成本 的限制嚴格,一般而言是使用具備了比獨立商品的數位靜 態相機等低像素數且小型的攝像元件,和由塑膠透鏡1〜 3片左右所成的單焦點光學系的攝像透鏡裝置。 可是在此其中,由於單焦點光學系的倍率係和目視爲 同程度,因此可攝影之對象限於靠近攝影者的物體。針對 此點,在攝像元件的高像素化·高機能化正急速前進的現 在,可對應高像素攝像元件,且即使遠離攝影者的被攝體 也可拍攝的行動電話機等上能夠搭載的精巧之變倍光學系 ,是有被需求。 先前,例如專利文獻1中,揭露了一種變倍光學系, 是於負正2成份之變倍光學系中,藉由將位於最靠近物體 側的透鏡的像側面設計成非球面,以達成精巧化之目的。 -4 - (2)1344013 可是,由於最靠近物體側的透鏡之像側面的曲率很大’所 以很難藉由模封成形來製作,必須在球面透鏡上塗佈樹脂 而成爲所謂的複合型非球面透鏡,成本非常的高。又’第 1透鏡群、第2透鏡群之各透鏡也是製造誤差感度很高’ 在組裝時需要調整作業,也是造成高成本的問題。
又,專利文獻2中揭露了 一種變倍光學系’是於負正 正3成份的變倍光學系中,藉由令第2透鏡群的變倍負擔 增加,以抑制伴隨變倍而來的移動量。可是,專利文獻2 中所揭露的光學系,無論第1透鏡群、第2透鏡群都是各 使用3片透鏡,在精巧化的達程度上,很難說是足夠。
甚至,專利文獻3中揭露了一種變倍光學系,是於負 正正正4成份的變倍光學系中,藉由在第2透鏡群上使用 高折射率低分散的材料所成的非球面透鏡,以達到鏡組內 縮時的透鏡總厚薄型化之目的。可是,在攜帶終端上由於 所要求的耐衝擊性是較爲嚴苛,因此採用鏡組內縮構造本 身就很困難。又,專利文獻3中所提出的光學系,因爲第 2透鏡群的折射力較弱所以移動量很大,在使用狀態下的 光學全長對於攜帶終端來講是過大的,具有如此問題。 使用攝像元件、具有2〜3倍左右之變倍比的光學系 中,一般而言因爲後焦點的確保或遠心(Telecentric)性 的維持等之必要性,而在第1透鏡群具有負的光學性功率 ,也就是適合所謂的反焦型(Retro Focus Type)之構成 。可是,在此種構成時,伴隨著變倍光學系的精巧化,負 的光學功率就會增加。藉此,第1透鏡群內的各透鏡之曲 -5- (3)1344013 率會變大,其結果導致偏肉比增加,造成變倍光 造或面形狀測定之難易度變高等課題。 〔專利文獻1〕日本特開2001-4920號公報 〔專利文獻2〕日本特開2001-318311號公琴 〔專利文獻3〕日本特開2002-365542號公琴 學系的製 【發明內容】
本發明係有鑑於如此技術上之課題而硏發, 提供一種能充分達成精巧化,同時,使第1透鏡 透鏡製造難易度保持和先前同程度的變倍光學系 鏡裝置及數位機器。 本發明之一局面所涉之變倍光學系,係從物 序含有:具有負光學功率的第1透鏡群、和具有 率的第2透鏡群,從廣角端往望遠端變倍時,前 鏡群和前記第2透鏡群的間隔會變窄的變倍光學 φ 徵爲, 前記第1透鏡群係含有至少1片負透鏡和至 透鏡所構成,前記第2透鏡群係由3片以下的透 且滿足下記(1 ) 、( 2 )之條件式。 目的在於 群內之各 、攝像透 體側起依 正光學功 記第1透 系,其特 少1片正 鏡所成, 0.5< Dl/fw< 0.8
0.7 < f2/fw < 2.0 ...(2) 其中,D1:前記第1透鏡群之透鏡最前面至 透鏡群之透鏡最後面之光軸上的厚度 fw:廣角端的全光學系之合成焦距 前記第 1 -6 - 1344013
⑷ f2:前記第2透鏡群的合成焦距 本發明之其他局面所涉之變倍光學系, 依序含有:具有負光學功率的第1透鏡群、 功率的第2透鏡群,從廣角端往望遠端變倍 透鏡群和前記第2透鏡群的間隔會變窄的變 特徵爲,前記第1透鏡群係含有至少1片負 片正透鏡所構成,前記第2透鏡群係由3片 成,且滿足下記(3 ) 、( 4 )之條件式。 | Δ Zlpi/dlpi | < 0.2 ...(3: 0.7 < f2/fw < 2.0 ...(4 其中,ΔΖΙρί:前記第1透鏡群內的正 中,以面頂點爲基準之最大有效半徑上的凹 dl pi:第1透鏡群內的正透鏡的 大有效半徑 fw :廣角端的全光學系之合成焦 Φ f2:前記第2透鏡群的合成焦距 本發明之其他局面所涉之攝像透鏡裝置 具備如上述之變倍光學系,和將光學像轉換 攝像元件;前記變倍光學系是可在前記攝像 i ’形成被攝體的光學像。 本發明之另一其他局面所涉之數位機器 具備:上述之攝像透鏡裝置;和攝像透鏡裝 攝像透鏡裝置及攝像元件上形成被攝體之靜 畫攝影之至少一者之攝影的控制部;前記攝 係從物體側起 和具有正光學 時,前記第1 倍光學系,其 透鏡和至少1 以下的透鏡所 透鏡之像側面 陷量 像側面上的最 距 ,其特徵爲, 成電氣訊號的 元件的受光面 ,其特徵爲, 置:和令前記 止畫影像及動 像透鏡裝置的 (5) 1344013 變倍光學系,是被組裝成’可在前記攝像元件的受光面上 形成被攝體之光學像。 本發明的目的、特徵及優點,係可藉由以下詳細說明 和添附圖面,而更爲明白。 【實施方式】
以下,基於圖面’說明本發明之實施形態。此外,以 下說明中所使用的用語,在本說明書中係定義如下。 (a)折射率係爲對d線之波長( 587.56nm)的折射 率。
(b) 阿貝數係爲,令對d線、F線(486.13nm) 、C 線( 656.28nm)的折射率分別爲 nd、nF、nC,令阿貝數 爲V d時’ y d= ( nd-1 )/( nF-nC) 係指相當於以該定義式所求出之阿貝數〃 d° (c) 關於面形狀的表述,是基於近軸曲率來表述。 (d) 在光學功率的表述中,針對構成接合透鏡的各 胃透鏡,係指該單透鏡之透鏡面之兩側爲空氣時的光學功 率。 (e )所謂非球面凹陷(s a g )量,係指透鏡之面頂點 和對最大有效半徑之非球面曲線上的點之間的光軸方向之 距離,和基於近袖曲率之球面凹陷量,表示兩者之差分的 參數(參照圖2)。 (f)複合型非球面透鏡(在作爲基板的球面玻璃材 -8 - (6) 1344013 料上塗佈薄的樹脂材料而做成非球面形狀的透鏡)上所使 用的樹脂材料,由於只是基板玻璃材料的附加機能,因此 不當成單獨的光學部件來看待,而是當成同等於基板玻璃 材料是具有非球面的情形來看待,透鏡的片數也是視爲1 片。此時,透鏡折射率也是視爲使用作爲基板之玻璃材料 的折射率。
(g)關於透鏡,當使用「凹」、「凸」或「彎月形 」這種表述時,這些描述係視爲表示光軸附近(透鏡的中 心附近)上的透鏡形狀(基於近軸曲率的表述)。 <變倍光學系之構成的說明〉 圖1係本發明之實施例1所述之變倍光學系1之構成 例的光路圖(廣角端之光路圖)。該變倍光學系1,係屬 於在將光學像轉換成電氣訊號的攝像元件15的受光面上 會形成被攝體Η之光學像者,其從物體側(被攝體Η側 φ )起依序排列著:具有負光學功率的第1透鏡群11、具 有正光學功率的第2透鏡群12、具有正光學功率(也可 以是具有負光學功率)的第3透鏡群13,從廣角端往望 遠端變倍時,前記第1透鏡群11和前記第2透鏡群12的 間隔會變窄的變倍光學系。 此處係圖示了,第1透鏡群11是由雙凹的負透鏡 1 1 1和朝物體側凸出之正彎月形透鏡1 1 2所構成,第2透 鏡群12是由雙凸正透鏡121和朝物體側凸出之負彎月形 透鏡122所構成,又,第3透鏡群1 3係僅由朝物體側凸 -9- (7)1344013 出之正彎月形透鏡131所構成的例子。此外,在第2透鏡 群12的物體側,係配置了光學光圈14。在此種變倍光學 系1的像側,係隔著低通濾鏡1 6而配置有攝像元件1 5 : 藉此,被攝體Η的光學像,會被變倍光學系1,沿著其光 軸ΑΧ而以適宜的變倍比,導入到攝像元件15的受光面 爲止,藉由攝像元件15,前記被攝體Η的光學像,就被 拍攝。
於本發明中,如上述變倍光學系1所例示,第1透鏡 群1 1,係含有至少1片負透鏡(負透鏡1 1 1 )和至少1片 正透鏡(正彎月形透鏡112)所構成,第2透鏡群3是由 3片以下的透鏡(雙凸正透鏡121及負彎月形透鏡122) 所構成。若依據如此構成之變倍光學系1,則由於位於最 靠近物體側之第1透鏡群11是構成了帶有負光學功率的 負領導之構成,因此在變倍比爲2〜3倍程度的變倍透鏡 中,謀求光學全長或前球徑之尺寸的精巧化這點上是有利 的。又,由於第丨透鏡群11是具有負透鏡1Η和正彎月 形透鏡112,因此可良好地補正倍率色像差。甚至’由於 第2透鏡群12是由雙凸正透鏡121及負彎月形透鏡122 這2片透鏡所構成,因此於變倍時,可減少移動量大的第 2透鏡群12的驅動裝置之負荷’也可因透鏡片數削減而 達成降低成本。 再者,變倍光學系1,係令從第1透鏡群11的透鏡 最前面11a起至第1透鏡群11之透鏡最後面llb止的光 軸AX上之厚度爲D1’令該當變倍光學系1的在廣角端 -10- (8) 1344013 之全光學系的合成焦距爲fw,令第2透鏡群12的合成焦 距爲f2時,如下記條件式(1 ) 、( 2 )所示,Dl/fw、 f 2 / f w是滿足 0.5< Dl/fw < 0-8 ... (!) 0.7 < f2/fw <2.0 -.-(2)
之關係而構成。藉此’就能一面不使透鏡的製造難易度提 高,一面提供精巧性佳,具備良好光學性能的變倍光學系 變倍光學系1。 或者,變倍光學系1,係於第1透鏡群11內的正透 鏡也就是正彎月形透鏡1 1 2的像側面(圖1之例子中係相 當於前記透鏡最後面lib)中,令以面頂點爲基準之最大 有效半徑上的凹陷量爲ΛΖΙρί,令正彎月形透鏡112的像 側面上之最大有效半徑爲d 1 pi,和上記同樣地令該當變倍 光學系1的在廣角端之全光學系的合成焦距爲fw,令第2 透鏡群12的合成焦距爲f2時,如下記條件式(3) 、(4 )所示,I AZlpi/dlpil 、f2/fw 是滿足 | Δ Z1 pi/d 1 pi I <0.2 ...(3) 0.7 < f2/fw <2.0 . · · ( 4 ) 之關係而構成。藉由如此構成,也能一面不使透鏡的製造 難易度提高,一面提供精巧性佳,具備良好光學性能的變 倍光學系變倍光學系1。 此處,上記條件式(1 )中的D1 /fw之關係,是以滿 足下記(1 )’之條件式爲較佳。 〇.6< Dl/fw < 0.8 . · · (1), (9) 1344013 - D 1 /fw若低於上記條件式(1 ),之下限,則第1透鏡群1 1 、 內的各透鏡之光學功率會太弱,像點補正所需之移動量會 有明顯增加之傾向。 '· 又,上記條件式(1 )、以及(4 )中的f2/fw之關係 ·. ’是以滿足下記(2 )‘之條件式爲較佳。 0.8 < f2/fw < 1.8 . · · ( 2 ), 若f2/fw超過上記條件式(2 )’之上限,則第2透鏡群1 2 φ 的功率太弱’造成變倍所須之第2透鏡群12的移動量增 加’光學全長會變長。另一方面,若低於條件式(2),的 下限’則因爲第2透鏡群1 2的偏芯誤差感度很高,所以 必須要有透鏡間的調整,導致製造成本變高。 再者’上記條件式(3 )中的丨△ Zlpi/dlpi丨之關係 ’是以滿足下記(3 )’之條件式爲較佳。 | Δ Zlpi/dlpi I <0.15 ...(3), 若| △ Z 1 pi/d 1 pi I超過上記條件式(3 ),的上限,則圖1 φ 所示之光學光圈14這類獨立之光圈部件的設置會變得困 難’使鏡筒的構成複雜化,鏡筒設計的自由度受到限制等 不良情形會顯著化。 以下’針對第1〜第3透鏡群11〜13之每〜者的理 想構成’作爲變倍光學系1全體之理想構成等,依照以下 順序來說明。 〔關於第1透鏡群1 1〕 第1透鏡群,係其群內位於最靠近物體側之負透鏡也 -12- (10) 1344013 就是負透鏡111,是令該當透鏡111的光軸方向上之厚度 的最大値爲Tie,令負透鏡111在光軸AX上的厚度爲 T 1 c時,如下記條件式(5 )所示’ T 1 e/T 1 c是滿足 1 < T1 e/T 1 C < 4 · · . ( 5 ) 之關係而構成,較爲理想。藉此’或獲得在製造難易度或 光學性能面上更進一步優異的變倍光學系。尤其是,若是 滿足下記條件式(5 )’所示之條件的第1透鏡群Π ’則
更爲理想。
2 < T 1 e/T 1 c < 4 若T 1 e/T 1 c低於上記條件式(5 )’的下限,則像面彎曲、 非點像差的補正會有無法充分進行之傾向。 第1透鏡群,係如圖1所示’從物體側起依序由1片 負透鏡(雙凹之負透鏡111)和1片正透鏡(正彎月形透 鏡112)所成,令正彎月形透鏡112的焦距爲flp,令負 透鏡1 1 1的焦距爲Π n時,如下記條件式(7 )所示, 丨fln/flp丨是滿足 0.2 < | fl n/fl p I <0.5 ...(7) 之關係而構成,較爲理想。藉此,非點像差、歪曲像差之 補正可被充分進行,且可提供製造難易度面上也很優異的 變倍光學系1。 總之,藉由將透鏡構成設計成從物體側起依序爲雙凹 之負透鏡111和朝物體側凸出之正彎月形透鏡112的2片 構成,就可使在廣角端的後焦點確保變爲容易,且可使廣 畫角之光線的軸外像差獲得良好地補正。再者,藉由配置 -13- (11) 1344013 朝物體側凸出之正彎月形透鏡,就可良好地補正非點像差 ,可改善像面性。此外,亦可取代雙凹之負透鏡1 1 1,改 用朝物體側凸出之負彎月形透鏡。 此種透鏡構成的情況下,令正彎月形透鏡1 1 2的折射 率爲Nip,阿貝數爲v lp,令負透鏡111的阿貝數爲v In 時,如下記條件式(9) 、(10)所示,Nip、| ylp-vln| 是滿足
| v 1 p- V 1 η | >20 · · · (10) 之關係而構成,較爲理想。藉此,提供在精巧化的層面、 倍率色像差之補正的層面上均有利的變倍光學系1。 再者,上記條件式(9 )中的Ν 1 ρ,是滿足下記(9 ) ’之條件式爲較佳。 Ν1 ρ > 1.75 . . · (9)’ 若Ν 1 ρ低於條件式(9 )’的下限,則追求精巧化時,非點 φ 像差、歪曲像差之補正會變得困難。又,若要一面維持精 巧性一面又要獲得所要之光學功率,則由於必須縮小透鏡 的曲率半徑,因此所產生的像差會變大,且製造難易度亦 會增加。 第1透鏡群11,係以含有接合透鏡之構成(若爲圖1 時,則負透鏡1 1 1和正彎月形透鏡1 1 2係爲被接合之樣態 ),較爲理想。藉由使第1透鏡群11中含有接合透鏡, 就可使第1透鏡群11內的各透鏡面的偏芯誤差感度大幅 減低,即使需要透鏡間調整時,也能維持良好維持良好的 -14 - (12) 1344013 感度平衡。又’可簡化第1透鏡群11的鏡筒構成。 又’第1透鏡群11,係滿足下記(13) 、(14)之 條件式,較爲理想。 1 ·5 < I f 1 /fw I <3.5 ... (13) 0.5 < I fl/ft I <1.5 ...(14) 其中,Π:第1透鏡群11的合成焦距
fw:廣角端的全光學系之合成焦距 ft:望遠端的全光學系之合成焦距 若超過條件式(1 3 )、( 1 4 )的上限,則尤其在廣角 端的非點像差、歪曲像差之補正會變得不足。又若低於條 件式(13) 、(14)之下限,則構成第1透鏡群11的各 透鏡的光學功率變成非常高,製造會有困難。又,會有無 法充分補正所發生之倍率色像差的傾向。 再者,第1透鏡群11,係滿足下記(13)’、(14), 之條件式,則更爲理想^ 1 .8 < I fl/fw I <3.0 . —— (13), 0.6 < | fl/ft | <1.2 . · · ( 14 ) ’ 若超過條件式(13 ) ’、( 14 ) ’的上限,則第1透鏡 群11的負功率會變弱而導致前球徑的增大;若低於下限 ,則尤其在望遠端的第1透鏡群11之誤差感度會上升, 需要透鏡間的調整作業。 〔關於第2透鏡群12〕 第2透鏡群1 2,係如圖1所示,從物體側起依序是 -15- (13)1344013 由1片正透鏡(雙凸正透鏡121)和1片負透鏡(負彎月 形透鏡122)所成,令第2透鏡群12內之正透鏡的焦距 爲f2P,令第2透鏡群12內之負透鏡的焦距爲f2n時,如 下記條件式(8 )所不,| f2n/f2p |是滿足 0.7 < | f2n/f2p | <1.8 ...(8)
之關係,較爲理想。藉由設計成所述之透鏡構成,球面像 差和軸上色像差可被充分補正,又,從物體側起以正負之 順序配置,使得第2透鏡群12的主點位置是在第1透鏡 群11側附近,藉此可維持變倍作用不變,減輕了第2透 鏡群12的實質上之功率,因此可期待誤差感度的減低作 用。甚至’藉由滿足條件式(8),除了可充分進行球面 像差之補正,還可抑制倍率色像差。 尤其是,右是滿足下記條件式(8) ’所不之條件的第 2透鏡群1 2,則更爲理想。 0.9 < | f2n/f2p | <1.5 · . . ( 8 ) 5
若超過條件式(8 )’的上限或下限,則球面像差、軸 上色像差、倍率色像差之補正所需之正透鏡和負透鏡雙方 的功率都要強’會有製造誤差感度變高,生產性惡化之傾 向。 第2透鏡群1 2,係如圖1所示,從物體側起依序由 雙凸正透鏡1 2 1、和強凹面是朝向像側的負彎月形透鏡 122這2片透鏡所構成’較爲理想。此外,亦可取代負彎 月形透鏡1 2 2 ’改用強凹面是朝向像側的雙凹透鏡。藉由 配置雙凸正透鏡121,就可增強第2透鏡群12的功率, -16- (14) 1344013 可減少變倍時的移動量。再者,針對負彎月形透鏡I22’ 藉由將強凹面朝向像側,就可使非點像差和色像差的補正 能夠被良好進行。 此時,令雙凸正透鏡121 (第2透鏡群12內的正透 鏡)之折射率爲N2p,阿貝數爲v 2p,又,令負彎月形透 鏡122 (第2透鏡群12內的負透鏡)之折射率爲N2n ’ 阿貝數爲v 2η時,如下記條件式(1 1 ) 、 ( 12 )所示’
| Ν2ρ-Ν2η | 、 | ν2ρ-ν2η| 是滿足 | N2p-N2n | >0.15 · . . (11) | v 2 p - v 2 η | >30 · · · (12) 之關係而構成,較爲理想。藉此,可抑制非點像差’使得 軸上色像差的補正能充分進行。 再者,第2透鏡群1 2,係滿足下記(1 5 )之條件式 ,較爲理想。 0.3 < f2/ft <0.9 ...(15) 若超過條件式(1 5 )的上限,則第2透鏡群12的功 率太若,要獲得2〜3倍程度之變倍比會有困難。又’若 低於條件式(1 5 )的下限,則第2透鏡群1 2的誤差感度 會變成非常高,製造的困難性變高。 尤其是,若是滿足下記條件式(1 5 )’所示之條件的 第2透鏡群1 2,則更爲理想。 0.4 < f2/ft <0.8 · . . ( 1 5 ) ’ 若超過條件式(1 5 )’的上限,則第2透鏡群1 2的功 率太弱,因此變倍所必須之第2透鏡群1 2的移動量會增 -17- (15)1344013 加,光學全長變長,不利於精巧化。又,若低於條件式( 15) ’的下限,則第2透鏡群12的偏芯誤差感度會變高, 需要透鏡間的調整作業,提高成本。
第2透鏡群12,係以含有接合透鏡之構成(若爲圖1 時,則雙凸正透鏡121和負彎月形透鏡122係爲被接合之 樣態),較爲理想。藉由使第2透鏡群1 2中含有接合透 鏡,就可使第2透鏡群12內的各透鏡面之各誤差感度大 幅減低,且可簡化第2透鏡群1 2的鏡筒構成。 再者,第2透鏡群12中所含之正透鏡(若爲圖1時 ,則爲雙凸正透鏡1 2 1 )之至少任一面上,設有非球面, 較爲理想。藉此,隨著精巧化而來的第2透鏡群1 2之功 率增大所導致的球面像差和彗星像差,就可獲得良好補正 〔關於第3透鏡群1 3〕
本發明所述之變倍光學系1,係如圖1所例示,亦可 在第2透鏡群12的像側,配置有第3透鏡群13。此時, 第3透鏡群13,係如圖1所示的正彎月形透鏡131 —般 ,是具有正光學功率者,較爲理想。藉此,變倍光學系1 是被構成爲由第1〜第3透鏡群11〜13所致之負正正之 光學系,可使第2透鏡群12的移動量減少,因此有利於 精巧化。又,藉由第3透鏡群13,可使往像面(攝像元 件15的受光面)的軸外光線之入射角度,靠近遠心。 第3透鏡群1 3,係如圖1所示’係爲朝物體側凸出 -18 - (16)1344013 之正彎月形透鏡131之1片構成,較爲理想。藉此,可使 透鏡的主點位置從像面遠離,具有緩和像面入射角之效果 ,因此在謀求變倍光學系1之超小型化時是有利的。 如上記,當第3透鏡群13是由1片正透鏡(正彎月 形透鏡1 3 1 )所構成時,滿足下記(1 6 )之條件式,較爲 理想。 v p < 4 0 · · · (16)
其中,vp:構成第3透鏡群13的正透鏡之阿貝數的 最小値 如此,藉由將正彎月形透鏡131以滿足vp< 40之關 係的高分散材料來構成,即使需要將變倍光學系1精巧化 而增大第2透鏡群12之光學功率的情況下,在望遠端所 產生的倍率色像差也能獲得充分補正。 此外,當作爲攝像元件1 5,是使用高像素.微小像素 間距的時候,爲了能充分補正倍率色像差,阿貝數的最小 φ 値v p,以滿足下記(1 6 )'之條件式,較爲理想。 v p < 3 2 · · · (16) 藉由將阿貝數之最小値yp設成未滿32,即使使用高像素 .微小像素間距的攝像元件1 5 ’倍率色像差的補正不足也 不會成爲問題’可擔保充分之對比而進行攝像。 又,正彎月形透鏡1 3 1 ’係滿足下記條件式(1 7 )所 示之條件,則更爲理想。 4< fp/fw< 7 ... (17) 其中,fp:前記正透鏡的焦距 -19- (18)1344013 個透鏡群所構成之變倍光學系1,係爲理想的透鏡構成之 一。如此,藉由極力減少透鏡群數或透鏡片數,就可較其 他變倍光學系更能謀求精巧化。此外,圖1所示之負正正 之3成份的變倍光學系1中,第3透鏡群13’係由於較 第〗透鏡群11或第2透鏡群12,光學功率爲較小,因此 可較容易以1片透鏡來構成,藉此可謀求更進一步的精巧 化。
當採用此種負正正之3成份的變倍光學系1時’第3 透鏡群13,係從廣角端往望遠端變倍時是被固定,較爲 理想。藉由將第3透鏡群1 3設計成變倍時固定,可簡化 其鏡筒機構,也可提升位置精度。
變倍光學系1的第1透鏡群1 1及第2透鏡群1 2,係 各以3片以下之透鏡來構成,較爲理想。藉此,可減少一 般來說外徑較大之第1透鏡群1丨、變倍時移動量較大的 第2透鏡群12的驅動裝置之負荷,可因透鏡片數削減而 達成降低成本。由如此觀點來看,圖1所示之變倍光學系 1係具備理想的透鏡構成。 如圖1之變倍光學系1所示,在第2透鏡群1 2的物 體側配置光學光圈!4(開口光圈),並將其光圈徑設成 固定,較爲理想。首先,藉由將光學光圈14的配置位置 設在第2透鏡群12的物體側,可使第1透鏡群Π的前球 徑極力縮小。然後,藉由將光圈徑設成固定,就沒有必要 使第1透鏡群11和第2透鏡群12的間隔過分擴張,可達 成光軸方向的薄肉化。 -21 - (19)1344013 又,變倍光學系1,係滿足下記(1 8 )之條件式,較 爲理想。 0.1 < YVTL < 0.3 ...(18) 其中,Y ’ :最大像高 TL :在變倍域全域中,從最靠近物體側面的 面頂點起至像面止的光軸上之距離的最大値
若超過條件式(1 8 )的上限,則進行變倍的第2透鏡 群12之移動量會縮小,因此第2透鏡群12的功率會太強 ,要滿足構成第2透鏡群12之各透鏡的曲率半徑等之製 造要件,會有困難。又,若低於條件式(1 8 )的下限,則 在尺寸面來看,要搭載於攜帶終端等,會變得困難。 此時,尤其是滿足下記(1 8 )’之條件式,則更爲理 想。 0. 1 3 < YVTL < 0.2 -..(18)5 若超過條件式(1 8 )’的上限,則第2透鏡群1 2的功 φ 率會太強,導致第2透鏡群12內的誤差感度之上升,就 需要透鏡間調整,而提高成本。另一方面,若低於條件式 (1 8 )’的下限,則不止光學系的尺寸增加,隨著變倍時 的移動量增加,驅動系的負荷也變大,結果會有導致驅動 裝置大型化之傾向。 再者,變倍光學系1,係滿足下記(1 9 )之條件式, 較爲理想。 0.2 < t2/TL < 0.4 ...(19) 其中,t2:從廣角端往望遠端變倍時,第2透鏡群所 -22- (20)1344013
移動之距離 若超過條件式(19 )的上限 Smear)防止上具有效果的機械快 構成也爲了避免驅動群彼此接觸, 筒成本。又,若低於條件式(19) 12的偏芯誤差感度變高,會有製造 又,變倍光學系1,係滿足下 件式,較爲理想。 1 0 < a w < 2 5 ·.. | a w- a t | <15 ... 其中,aw:於廣角端,往攝 入射光線之中,以最大像高之主光 線所夾之角度(deg) at:於望遠端,往攝信 射光線之中,以最大像高之主光線 φ 所夾之角度(deg) 此外,此處的aw(deg) 、at(d 方向,定義爲正方向。亦即,令圖 側爲像側,射出瞳孔位置是較像面 線之角度,視爲正方向。 若超過上記條件式(20 )的_t 的光線入射角的遠心性會破壞,即 對應於各像素之透鏡陣列,也難以 另一方面,若低於條件式(20)的 ,則無法確保在漏光( 門的配置空間,或鏡筒 需要複雜的形狀,而提 的下限,則第2透鏡群 :困難之傾向。 記(20) 、( 21 )之條 (20 ) (21 ) 像元件1 5之攝像面的 線,對立於像面之垂直 ί元件1 5之攝像面的入 ,對立於像面之垂直線 eg),係將圖3所示之 3之左側爲物體側,右 而位於物體側時的主光 1限’則往攝像兀件15 使在攝像面前方,配置 防止周邊照度的降低。 下限,則要一面確保廣 -23- (21)1344013 畫角又要一面謀求精巧化’是有困難的。又,若超過上記 條件式(2 1 )的上限’則於廣角端和望遠端的入射角之差 異會過大,要謀求透鏡陣列的最佳化會有困難,於廣角端 或望遠端之任一者時’發生周邊照度降低之傾向會變得顯 著。
其次,針對變倍光學系1的對焦構成,藉由使第1透 鏡群11往物體側移動,來進行從無限遠物體往近距離物 體之對焦,較爲理想。促使第1透鏡群11移動所隨之而 來的各像差的變動是較小的,因此對焦所致之性能劣化可 受到抑制。又,因爲對第1透鏡群11之移動量的後焦點 之變動也較大,所以可以少的移動量,獲得至透鏡前數 cm程度爲止的良好對焦性能。
又,亦可藉由使第3透鏡群13或較第3透鏡群更靠 近像側之透鏡群往物體側移動,來進行從無限遠物體往近 距離物體之對焦。此時,不會因送出而導致光學全長的增 加或前球透鏡徑的增大,就算近距離物體也能獲得鮮明的 影像。此外,在對焦之際,是要令第1透鏡群11移動, 還是要令第3透鏡群13(或比第3透鏡群更靠近像側的 透鏡群)移動,係可隨著光學式樣而分別使用。亦即,在 要強化宏觀機能時則是設計成令第1透鏡群11移動,在 精巧化優先時則設計成令第3透鏡群1 3移動即可。 此外,將第3透鏡群13以正的透鏡群來構成,且以 第3透鏡群13來進行對焦動作時,將比該第3透鏡群13 更靠近像面側的第4透鏡群設成負的透鏡群,較爲理想。 -24- (22)1344013 若爲此構成,則尤其在望遠端的對近距離物體之光學性能 可大幅改善。又可將在望遠端的射出瞳孔位置,配置成較 攝像面靠近物體側,結果而言,可縮小在廣角端和望遠端 的攝像面光線入射角度差。
其次,關於變倍光學系1的製法,關於構成上記第! 〜第3透鏡群1 1〜1 3的各透鏡的材質並無特別限制,可 使用各種玻璃材料或樹脂(塑膠)材料所成之光學材料。 可是,若使用樹脂材料,則較爲輕量,且藉由注射模封等 就可大量生產,因此相較於以玻璃材料製作的情形,在抑 制成本或變倍光學系1的輕量化的層面上是有利的。因此 ,在變倍光學系1中,令其至少具備1片樹脂材料製透鏡 ,較爲理想。當然,也可令其具備2片以上的樹脂材料製 透鏡。 此外,當至少使用2片樹脂材料製透鏡時,將第1透 鏡群11中的負透鏡(圖1中係爲負透鏡111),和第3 φ 透鏡群13中的正透鏡(正彎月形透鏡I3〗),以樹脂材 料來構成,較爲理想。此時,就可將伴隨環境溫度變化所 帶來之後焦點偏位,抑制成很小。 作爲該樹脂材料製透鏡,係使用在樹脂材料中分散了 最大長30奈米以下之無機粒子的素材而成形之透鏡,較 爲理想。藉由使用此種樹脂材料製透鏡,就可如上述般, 使樹脂材料製透鏡的溫度變化所致之折射率變化變爲極小 此處,針對折射率的溫度變化,詳細說明。折射率的 -25 - (23)1344013 率η以 溫度變化A,係基於勞倫茲.勞倫茲公式,將折射 溫度t進行微分,皺可表示成下記(22)式。
Λ <Β (/12+ 2)(/¾2-1) 6/2
(22)
其中,α:線膨脹係數,〔R〕:分子折射 樹脂材料的情形,一般而言對(22 )式中的第 貢獻是小於第1項,幾乎可以忽視。例如,若爲 樹脂的情況下,線膨脹係數α爲7x1 0·5,若代入』 )式,則爲Α = ·1 .2xl0·4〔 /t〕,和實測値大略— 體而言,先前係將-1.2 xlO·4〔 /°C〕左右的折射率 變化A,壓低在絕對値是未滿8X10·5〔 /°C〕,齡 。更理想係爲絕對値是未滿6x1(T5〔/°C〕。藉由 icr5〔 /°C〕,在溫度環境變化時的後焦點變動量互 約一半左右。此外,可適用於上記變倍光學系1 料的折射率之溫度變化A ( =dn/dT ),示於表1。 ;2項的 PMM A :記(2 2 •致。具 之溫度 【爲理想 未滿6x 『被抑制 J樹脂材 〔表1〕 塑膠材料 A (近似値)[1 〇·5re I 聚烯烴系 -11 聚碳酸酯系 -1 4 此時,將第3透鏡群13或較第3透鏡群更 之透鏡群內的正透鏡,設計成如上述之樹脂材料 較爲理想。藉此,就可不損及精巧性而謀求成本 -26- 近像側 透鏡, 低。又 (24)1344013
,前記正透鏡在溫度變化時會對後焦點造成影響 使用了分散有30奈米以下之無機粒子的材料的 就可大幅減輕該影響。 變倍光學系1,係面對空氣的所有透鏡面皆 的透鏡構成,較爲理想。藉此,可謀求變倍光學 巧化和高畫質化兩者同時成立。 於變倍光學系1中,使用非球面玻璃透鏡的11 該非球面玻璃透鏡可以用模封來成形,或者當然也 璃材料和樹脂材料的複合型。模封型係適合大量注 反而玻璃材會受到限定。另一方面,複合型係由贫 基板的玻璃材料非常多,所以設計自由度高,是姜 使用高折射材料的非球面透鏡,一般而言較難以移 ,因此單面非球面的情況下,可將複合型的優點f[ 度活用。 又,變倍光學系1,係亦可取代光學光圈14, 置具有對攝像元件丨5進行遮光機能的機械快門。 機械快門,例如作爲攝像元件1 5是使用CCD < Coupled Device)方式時,可有效防止漏光。 作爲變倍光學系1中所具備的各透鏡群或光匿 等之驅動的驅動源,係可使用先前公知的凸輪機精 馬達。又,當移動量少或驅動群重量輕的情況下, 超小型的壓電制動器,就可抑制驅動部的體積或莽 之增加,同時可獨立驅動各群,就可謀求含有變佳 1之攝像透鏡裝置的更進一步精巧化。 因此當 況下, 非球面 1的精 況下, 可爲玻 產,但 可當成 優點。 封成形 最大限 改成配 所述之 Charge 、快門 或步進 若使用 費電力 光學系 -27- (25)1344013
如圖1所示,從物體側起依序含有:由負透鏡(負透 鏡111)和朝物體側凸出之正彎月形透鏡(正彎月形透鏡 112)所成的第1透鏡群11、雙凸透鏡(雙凸正透鏡121 )、負透鏡(負彎月形透鏡122)所成之第2透鏡群12、 正透鏡(正彎月形透鏡131)所成之第3透鏡群13的變 倍光學系1,係爲最理想的透鏡構成之一。亦即,藉由將 第2透鏡群1 2從物體側起依序設成正負之順序,將第2 透鏡群1 2的主點位置設計成靠近第1透鏡群1 1側附近, 就可維持變倍作用不變而減輕了第2透鏡群12的實質功 率,並減輕誤差感度。又,藉由配置雙凸透鏡,就可增強 第2透鏡群12的功率,可減少變倍時的移動量。甚至, 藉由將第3透鏡群13設計成正透鏡,就可獲得能將往攝 像元件1 5之受光面的軸外光線入射角度,落在遠心附近 之優點。 攝像元件1 5,係隨著被該當變倍光學系1所成像之 φ 被攝體Η的光像的光量,而進行光電轉換成R、G、B各 成份之影像訊號,並往所定之影像處理電路進行輸出。例 如作爲攝像元件15,係可使用在CCD是配置成二維狀的 面積感測器的各CCD之表面上,將R (紅)、G (綠)、 B (藍)的彩色濾光片貼付成西洋棋盤模樣,也就是構成 了稱爲Bayer方式的單板式彩色面區感測器。除了此種 CCD影像感測器以外,亦可使用CMOS影像感測器、 VMIS影像感測器等。 低通濾鏡1 6,係被配置在攝像元件1 5的攝像面上, -28 - (26)1344013 係爲去除雜訊成份的平行平板狀之光學部件。作爲該低通 濾鏡1 6,可適用的有例如所定的結晶軸方向是經過調整 的石英等材料的雙折射型低通濾鏡’或藉由繞攝效果來實 現必要之光學性州斷頻率特性的相位型低通濾鏡等。此外 ,低通濾鏡16係並非一定要具備,又,亦可可取代前述 之光學性低通濾鏡1 6,爲了降低攝像元件1 5之影像訊號 中所含之雜訊而改用紅外線截止濾鏡。甚至’在光學性低
通濾鏡1 6的表面施加紅外線反射覆層,就可將兩種濾鏡 機能以一個濾鏡來實現。 <組裝有變倍光學系的數位機器之說明> 其次,說明組裝有以上所說明之變倍光學系1的數位 機器。圖4係本發明所述之數位機器之一實施形態,是附 帶相機之行動電話機2的外觀構成圖。此外,本發明中,
作爲數位機器,是包含:數位靜態相機、視訊攝影機、數 位視訊單兀、摘帶資訊終端(PDA: Personal Digital Assistant )、個人電腦、攜帶型電腦、或這些的周邊機器 (滑鼠、掃描器,印表機等)。 圖4 ( a ),係圖示了行動電話機2的操作面:圖4 ( Μ係圖示了操作面的反面,亦即背面。行動電話機2, 係在上部具備天線21,在操作面上則具備了長方形的顯 示器22、進行影像攝影模式之啓動及靜止畫和動畫攝影 之切換的影像切換鈕23 '控制變倍(zooming)的變倍鈕 24、快門鈕25及撥號鈕2 6。變倍鈕2 4 >係以在其上端部 -29- (27) 1344013 份印有表不望iS的「T」’在其下端部份印有表示廣角的 「W」’藉由按下印字位置,就可進行各變倍動作之指示 的2接點式開關等所構成。再者,該行動電話機2中還內 藏有’以先則說明過之變倍光學系1所構成之攝像透鏡裝 置2 7。 圖5係上記行動電話機2的攝像所關連之電氣機能構 成的機能方塊圖。該行動電話機2,係爲了攝像機能而具 φ 備:攝像部3 0、影像生成部3 1、影像資料緩衝區3 2、影 像處理部3 3、驅動部3 4、控制部35、記憶部3 6、及介面 部3 7所構成。
攝像部3 0 ’係具備攝像透鏡裝置2 7和攝像元件j 5 而構成。攝像透鏡裝置27,係具備如圖1所示之變倍光 學系丨、和爲了在光軸方向上驅動透鏡並進行變倍及對焦 用的圖略之透鏡驅動裝置等所構成。來自被攝體的光線, 係藉由變倍光學系1而被成像在攝像元件15的受光面上 ,成爲被攝體Η的光學像。 攝像元件1 5,係將被變倍光學系1成像的被攝體之 光學像’轉換成R (紅)、G (綠)、B (藍)之色成份 的電氣訊號(影像訊號),以R、G、B各色的影像訊號 之方式’輸出至影像生成部31。攝像元件15,係藉由控 制部3 5之控制,而控制著靜止畫或動畫之任一方的攝像 ,或攝像元件15中的各像素之輸出訊號的讀出(水平同 步、垂直同步、傳送)等之攝像動作。 影像生成部3 1,係除了對來自攝像元件1 5的類比輸 -30 - (28) 1344013 • 出訊號’進行增幅處理、數位轉換處理等,還對影像全體 進行適合的黑位準之決定、r補正、白平衡調整(WB調 整)、輪廓補正及色斑補正等周知的影像處理,從影像訊 '* 號生成各像素之影像資料。在影像生成部3 1所生成的影 像資料’係被輸出至影像資料緩衝區3 2。 影像資料緩衝區3 2,係除了暫時記憶影像資料,還 被當成對該影像資料藉由影像處理部33進行後述處理所 φ 需之作業領域而使用的記億體,例如,是由RAM ( Random Access Memory)等所構成。 影像處理部33,係對影像資料緩衝區32的影像資料 ’進行解析度轉換等之影像處理的電路。又,因應需要, 亦可在影像處理部33中,將變倍光學系1上所無法補正 的像差予以補正。 驅動部3 4,係藉由從控制部3 5所輸出之控制訊號, 使其進行所望之變倍及對焦,來驅動變倍光學系1的複數 φ 透鏡群。 控制部3 5 ’係例如具備微處理器等而構成,控制著 攝像部3 0、影像生成部3 1、影像資料緩衝區3 2、影像處 理部33、驅動部34、記憶部36及介面部37之各部的動 作。亦即’藉由該控制部3 5,就可控制成,被攝體之靜 止畫攝影及動畫攝影之至少一方的攝影,是由攝像透鏡裝 置27及攝像元件15來執行。
記憶部3 6,係爲用來記憶被攝體之靜止畫攝影或動 畫攝影所生成之影像資料的記憶電路,例如,具備ROM -31 - (29) 1344013 • (Read Only Memory)或RAM而構成。亦即,記憶部36 . ’係具有作爲靜止畫用及動畫用之記億體的機能。 介面部3 7,係和外部機器收發影像資料的介面,例 '' 如’是依據USB或IEEE1394等規格的介面。 -、 說明如以上所構成之行動電話機2的攝像動作。當拍 攝靜止畫時,首先,按下影像切換鈕23,啓動影像攝影 模式。此處,一旦按下影像切換鈕23便啓動靜止畫攝影 ^ 模式,在該狀態下再次按下影像切換鈕23就可切換成動 畫攝影模式。換言之,受到來自影像切換鈕23之指示的 行動電話機2本體的控制部3 5,會令物體側之被攝體的 靜止畫攝影及動畫攝影之至少一方之攝影,被攝像透鏡裝 置27及攝像元件15執行。 一旦靜止畫攝影模式啓動,則控制部3 5,係除了控 制使攝像透鏡裝置2 7及攝像元件1 5進行靜止畫之攝影, 同時還驅動攝像透鏡裝置27的圖略之透鏡驅動裝置,進 φ 行對焦。藉此,合焦之光學像是週期性地在攝像元件15 的受光面上重複成像,並被轉換成R、G、B色成份之影 像訊號後,輸出至影像生成部31。該影像訊號,係被暫 時地記憶在影像資料緩衝區32中,在藉由影像處理部33 進行過影像處理後,被傳送至顯示用記憶體(圖略),導 入至顯示器22。然後,攝影者係窺看顯示器22,就可進 行調整以使主被寫體收納在其畫面中的所望位置。在此狀 態下按下快門鈕2 5,就可獲得靜止影像。亦即,影像資 料是被儲存至作爲靜止影像之記億體的記憶部3 6中。 -32- (30)1344013
此時,當被攝體是位於遠離攝影者之位置,或爲了將 很近的被攝體放大而進行變倍攝影時,若按下變倍紐24 上端「T」的印字部份,則該狀態會被偵測,控制部3 $係 隨著按下時間來執行變倍所需之透鏡驅動,使變倍光學系 1進行連續性的變倍。又’當變倍過頭等時候,想要將被 攝體的放大率降低時,藉由按下變倍鈕24下端「W」的 印字部份就可測出其狀態,控制部3 5便會控制變倍光學 系1,藉此,就可隨著按下時間來進行連續性的變倍。如 此一來’即使是遠離攝影者的被攝體,也能使用變倍鈕 24來調節其放大率。然後,和通常之等倍攝影同樣地, 將主被攝體調整成收納在其畫面中的所望位置,按下快門 鈕25,就可獲得放大的靜止影像。
又,在進行動畫攝影時,按下影像切換鈕23 —次啓 動靜止畫攝影模式後,再次按下影像切換鈕23就可切換 成動畫攝影模式。藉此,控制部3 5,係控制著攝像透鏡 裝置27及攝像元件〗5而令其進行動畫之攝影。其後係和 靜止畫攝影時同樣地,攝影者係窺視顯示器22,進行調 整使得透過攝像透鏡裝置2 7所取得之被攝體的影像,被 收納在其畫面中的所望位置。此時,和靜止畫攝影同樣地 ,可使用變倍鈕24來調節被攝體像的放大率。在此狀態 下按下快門鈕25,便開始動畫攝影。該攝影中,也可藉 由變倍鈕24,來隨時改變被攝體的放大率。 動畫攝影時,控制部3 5,係除了控制使攝像透鏡裝 置27及攝像元件15進行動畫之攝影,同時還驅動攝像透 -33- (31) 1344013
鏡裝置27的圖略之透鏡驅動裝置,進行對焦。藉此,合 焦之光學像是週期性地在CCD等之攝像元件15的受光面 上重複成像,並被轉換成R、G、B色成份之影像訊號後 ,輸出至影像生成部31。該影像訊號,係被暫時地記憶 在影像資料緩衝區32中,在藉由影像處理部33進行過影 像處理後,被傳送至顯示用記憶體,導入至顯示器22。 此處,藉由再次按下快門鈕25,便結束動畫攝影。被攝 得的動畫像,係被導入作爲動畫用記憶體的記憶部3 6而 儲存。 <變倍光學系之更具體的實施形態之說明> 以下,將圖1所示的變倍光學系1,亦即構成圖4所 示之附帶相機之行動電話機2中所搭載的攝像透鏡裝置 27的變倍光學系1的具體構成,參照圖面來加以說明。 〔實施例1〕 圖6係圖示了實施例1的變倍光學系1A中的透鏡群 之排列,是將光軸(AX )縱剖之剖面圖(光路圖)。此 圖6,及以下所示之圖7〜圖13之光路圖,係圖示了於廣 角端(W )的透鏡配置。如實施例1及以下所示的實施例 2〜8所述,這些透鏡群,係從圖中物體側(圖6中的左 側)起依序含有:全體而言是具有負光學功率的第1透鏡 群(Grl)、具有正光學功率的第2透鏡群(Gr2 ),然後 除了實施例8以外,還具有正或負光學功率的第3透鏡群 -34- (32)1344013 (Gr3 )所構成。亦即,位於最靠近物體側之第1透鏡群 (Grl)是具有負光學功率,而爲所謂的負領導之構成。
圖6所示之實施例的變倍光學系1A,其各透鏡群從 物體側起依序構成如下。第1透鏡群(Grl),係全體而 言具有負光學功率•是由雙凹的負透鏡(L 1 )和朝物體側 凸出之正彎月形透鏡(L2)所成。又,第2透鏡群(Gr2 ),係全體而言具有正光學功率,是由雙凸的正透鏡(L3 )和朝物體側凸出之負彎月形透鏡(L4 )所成。在該第2 透鏡群(Gr2 )的物體側,係具備在變倍時會和第1透鏡 群(Grl )及第2透鏡群(Gr2 ) —起移動的光學光圈( ST )。第3透鏡群(Gr3 ),係由具有正光學功率之朝物 體側凸出之正彎月形透鏡(L5) 1片所構成。在該第3透 鏡群(Gr3 )的像側,係隔著平行平板(FT )而配置著攝 像元件(SR )的受光面。前記平行平板(FT ),係相當 於光學性低通濾鏡、紅外截止濾鏡、攝像元件的覆蓋玻璃 此外,亦可取代上記光學光圈(ST )改爲配置機械快 門。又,在圖6中雖然係圖示了連續性的變倍光學系,但 爲了達成更精巧化’亦可設計成以同一光學構成進行2焦 點切換的變倍光學系。尤其在從廣角端往望遠端變倍時’ 第1透鏡群(Grl )之移動軌跡會ϋ形來回(以描繪出朝 像側凸出之軌道的方式移動)’結果而言’在廣角端和望 遠端的光學全長是大略相同的情況下’藉由採用2焦點切 換變倍光學系,由於可使第1透鏡群(Grl)在變倍時固 -35- (33) 1344013 定,因此對於包含驅動機構的單元尺寸的小型化,具有很 大的效果。這些點係在以下說明之實施例2〜8中也是同 樣如此(以下省略說明)。 圖6中各透鏡面上所標示的號碼ri(i=l,2,3,· · ·
),係爲從物體側起算時的第i個透鏡面(其中,透鏡的 接合面係當成1個面來計算),ri中標示「*」記號的面 係代表其爲非球面。此外,前記光學光圈(ST)、平行平 板(FT)的兩面,攝像元件(SR)的受光面也是當成1 個面看待。此種看待,在後述的其他實施例中的光路圖( 圖7〜圖13)也是同樣如此,圖中符號的意思,基本上和 圖6相同。只不過,並非完全是同一者的意思,例如,如 各圖所示,最靠近物體側的透鏡面雖然都是被標示相同符 號(rl),但這並不意味著它們的曲率等是跨越實施形態 而爲同一。 在此種構成之下,從物體側入射之光線係沿著光軸 φ 人\,依序通過第1、第2及第3透鏡群(〇11,0^,〇1"3 )及平行平板(FT),在攝像元件(SR)的受光面上形 成物體的光學像。然後,於攝像元件(S R )中,於平行 平板(FT)被修正過的光學像會被轉換成電氣訊號。該電 氣訊號,係因應需要而實施所定之數位影像處理或影像壓 縮處理等,成爲數位映像訊號而被記錄在行動電話機或攜 帶資訊終端等之記億體中,或藉由有線或無線而被傳送至 其他的數位機器。 圖22 (及圖23),係這些透鏡群在變倍時的移動方 -36 - (34) (34)
1344013 向之模式圖。該圖22(及圖23),係不僅是實 後述的實施例2以降之各透鏡群的移動方向亦同 該圖22 (及圖23)中也是和目前爲止一樣是以 體側,從該物體側起依照第1透鏡群(Gr 1 )、: 群(Gr2)、第3透鏡群(Gr3)及第4透鏡群 順序而排列配置。於該圖中,符號W係表示焦 亦即畫角最大的廣角端,符號T係表示焦距最長 角最小的望遠端。又,符號Μ係表示焦距爲廣角 和望遠端(Τ )之中間(以下稱爲中間點)。實 群係在沿著光軸的直線上移動,但於該圖中,是 (W )、中間點(Μ )及望遠端(Τ )上的透鏡 ,以圖的由上而下排列之形式來表示。 如圖22所示,在該實施例1中,第1透鏡君 及第2透鏡群(Gr2)是變倍時可動,第3透鏡君 是變倍時固定。具體而言,從廣角端(W)往g )變倍時,第2透鏡群(Gr2 )的位置係往靠近 呈直線性移動,另一方面第1透鏡群(Gr 1 )係 描繪凸出軌道的方式而移動。但是,以下的實施 在內,這些透鏡群的移動方向或移動量等,係依 透鏡群的光學功率或透鏡構成等而改變。例如: 中,即使如第2透鏡群(Gr2 )般地是描繪成直 ,其係也包含往物體側或像側凸出曲線的情形, 形狀的情形等也包含在內。 實施例的變倍光學系1 A中,各透鏡的結構 施例1, 時圖示。 左側爲物 第2透鏡 (Gr4 )之 距最短, ,亦即畫 丨端(W) 際的透鏡 將廣角端 群之位置 羊(Grl ) 羊(Gr3 ) I遠端(T 物體方向 朝像側以 例也包含 存於該當 ,於圖22 線性移動 U形來回 數據係示 -37- (35) 1344013 於表2、表3。此外,該變倍光學系1A中,所有的透鏡 (L1〜L5 )係爲玻璃透鏡。然後,將上述條件式(1 )〜 (21),套用在實施例1之光學系時的各個數値,示於後 揭的表20。此外,於表20中,由於條件式(2)和(4) ί系同一條件式,因此關於條件式(4 )的記載係省略。 〔表2〕
透鏡面
曲率半徑 (mm) ^98.036 4.251 5.294 9.537 6* 7* 8* 9* 10* m 12 13 14 3.445 -4.100 11.773 2.471 14.714 39.562 軸上' 面間隔(mm) 折射率 阿貝數 W Μ Τ 0.800 1.77250 49.77 0.895 1.248 1.80518 25.43 7.276 2.539 0.900 0.000 1.787 1.61154 61.22 0.336 0.800 1.80518 25.43 1.572 4.875 7.948 1.092 1.80518 25.43 3.005 0.300 1.51680 64.12 0.540 -38- (37)!344〇13 〔數2〕 +A*h4+B-h6+C*h8+D»h10 _ _c · h2_ —lWl-(l+k)c2 -h2 +E · h12 +F · h14 • · · (2 3) 其中,z:高度h之位置上,z軸方向的位移量(面 頂點基準) % h:對z軸而言,垂直方向的高度(h2 = x2+ y2) c:近軸曲率(=1/曲率半徑) A,B,C,D,E,F:分別爲 4,6,8,10, 12,14 次的非球面形狀 k :圓錐係數
由上記(23)式可知,對表2所示的非球面透鏡的曲 率半徑,係呈現透鏡之面頂點附近的値。又表3係表示, 被設爲非球面的面(表2中i後面標有*的面)的圓錐係 數k和非球面係數A,B,C,D的値。 以上之透鏡配置、構成爲基礎的實施例1中的全光學
系之球面像差(LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION
)、非點像差(ASTIGMATISM)、及歪曲像差(DISTORTION ),是從圖14的左側起依序圖示。於該圖中,上段係表 示廣角端(W ),中段係表示中間點(Μ )、下段係表示 望遠端(Τ )的各像差。又,球面像差和非點像差的橫軸 係將焦點位置的偏離以mm單位來表示,歪曲像差的橫軸 係將歪量以對全體的比率(%)來表示。雖然球面像差的 -40- (38) 1344013 縱軸,係以入射高而規格化的値來表示.,但非點像差和歪 曲像差的縱軸係以像的高度(像高)(單位mm)决寿亍
再者球面像差的圖中’以一點鎖線來表示紅色(波長 656.2 8 nm )、以實線來表示黃色(亦即 d線;波長 5 8 7.5 6nm )、然後以虛線來表示藍色(波長43 5 84nm ) ,使用波長互異之3種光實的像差。又,非點像差之圖中 ’符號s和t係分別表示徑向(sagittal, radial)面、正 切(子午)(tangential, meridional) 面上的結果。再者 ,非點像差及歪曲像差的圖,係爲使用上記黃線(d線) 時的結果。從此圖14可知,實施例1的透鏡群,係無論 在廣角端(W)、中間點(M)、望遠端(T)之何者, 其歪曲像差均呈現約5 %以內的優良光學特性。又,該實 施例1中的廣角端(W )、中間點(Μ )及望遠端(τ ) 時的焦距(單位mm)及F値,分別示於表18及表19。 由這些表可知,本發明中,可實現短焦點且明亮的光學系 〔實施例2〕 圖7係圖示了實施例2的變倍光學系1 B中的透鏡群 之排列,是將光軸(AX )縱剖之剖面圖。該實施例2的 變倍光學系1 B,係各透鏡群是從物體側起依序由:全體 而言是具有負光學功率的第1透鏡群(Grl)、光學光圈 (ST)、全體而言是具有正光學功率的第2透鏡群(Gr2 -41 - (39)1344013
)及具有正光學功率的第3透鏡群(Gr3)所成。更 之,第1透鏡群(Gr 1 )係從物體側依序由,雙凹的 鏡(L 1 )和朝物體側凸出之正彎月形透鏡(L2 )所 又,第2透鏡群(Gr2 )係從物體側起依序由,雙凸 透鏡(L3 )和朝物體側凸出之負彎月形透鏡(L4 ) 成。再者,第3透鏡群(Gr3 ),係由朝物體側凸出 彎月形透鏡(L5) 1片所成。 如此種透鏡構成的實施例2所述之變倍光學系 ,從廣角端(W)往望遠端(T)變倍時,如圖22所 第1透鏡群(Grl)係U形來回移動,第2透鏡群 )係朝物體側直線移動,第3透鏡群(Gr3 )係爲固 此外,光學光圈(ST),係在變倍時和第2透鏡群 )一起移動。 其次,實施例2中所述之變倍光學系1B中的名 的結構數據,示於表4及表5。如這些表及圖7所开 本實施例2中,第2〜第5透鏡(L2〜L5 )係爲雙面 面透鏡,第1透鏡(L1)係爲單面非球面透鏡。該第 鏡(L1)係爲複合型非球面透鏡。此外’該變倍光 1 B中,所有的透鏡(L 1〜L 5 )係爲玻璃透鏡。 Ί洋言 I負透 成。 [的正 所構 ;之正 I B中 :示, (Gr2 丨定。 (Gr2 -透鏡 :,在 丨非球 ;1透 學系 -42 - (40)1344013
[表4] 透鏡面 曲率半徑 軸上面間隔(mm) 折射率 阿貝數 (mm) W Μ Τ 1* -44.288 0.020 1.51313 53.84 2 46.451 0.800 1.77250 49.77 3 4.235 0.904 4幸 5.356 1.245 1.80518 25.43 5* 9.607 7.261 2.535 0.900 6 〇〇 0.000 7* 3.452 1.781 1.61154 61.22 8本 -4.080 0.350 9本 11.887 0.800 1.的 518 25.43 10* 2.468 1.571 4.867 7.933 m 15.226 1.093 1.80518 25.43 m 44.341 2.984 13 〇〇 0.300 1.51680 64.20 14 〇〇 0.540 15 〇〇 -43- (41)1344013 〔表5〕 透鏡面 圓錐 係數 ' 射系數 A B C D 1 0 1.64E-03 1.08ΕΌ6 -1.14E-06 0.00E+00 4 0 -1.23E-03 -5.19^4 -6.93E-06 2.00E-06 5 0 -4.73E-04 -8.9€-〇4 6.89E-05 -1.68E-06 7 0 -5.00E-03 -1.77ΕΌ3 1.87E-04 -1.18E-04 8 0 9.85E-03 -4.87ΕΌ3 6.37E-04 -3.83E-05 9 0 -1.96E-04 -1.75ΕΌ3 4.93E-05 2.23E-04 to 0 -8.67E-03 3.24E-03 -1.21E-03 5.50E-04 11 0 5.33E-03 -2.39E-05 -1.09E-05 1.69E-06 12 0 6.02E-03 3.01E-04 -7.32E-05 7.12E-06 〔實施例3〕
圖8係圖示了實施例3的變倍光學系1C中的透鏡群 之排列,是將光軸(AX )縱剖之剖面圖。此實施例3的 變倍光學系1 C,係各透鏡群是從物體側起依序由:全體 而言是具有負光學功率的第1透鏡群(Grl)、被配置在 第2透鏡群(Gr2)之物體側的光學光圈(ST)、全體而 言是具有正光學功率的第2透鏡群(Gr2)及具有正光學 功率的第3透鏡群(Gr3)所成。更詳言之,第1透鏡群 (Gr 1 )係從物體側依序由,雙凹的負透鏡(L 1 )和朝物 體側凸出之正彎月形透鏡(L2 )所構成。又,第2透鏡群 (Gr2 )係從物體側起依序由,雙凸的正透鏡(L3 )和朝 物體側凸出之負彎月形透鏡(L4 )所構成。再者,第3透 鏡群(Gr3 ),係由朝物體側凸出之正彎月形透鏡(L5 ) 1 片所成。 如此種透鏡構成的實施例3所述之變倍光學系ic中 ,從廣角端(W)往望遠端(T)變倍時,如圖22所示, -44 -
(42)1344013 第1透鏡群(Grl )係U形來回移動,第2透鏡群(Gr2 )係朝物體側直線移動,第3透鏡群(Gr3 )的位置係被 固定(廣角端全長 > 望遠端全長)。此外,光學光圈(ST ),係在變倍時和第2透鏡群(Gr2 ) —起移動。
其次,實施例3中所述之變倍光學系1C中的各透鏡 的結構數據,示於表6及表7。如這些表及圖8所示,在 本實施例3中,第1〜第5透鏡(L1〜L5)係全部皆爲雙 面非球面透鏡。此外,該變倍光學系1C中,第5透鏡( L5)係爲樹脂製透鏡’其他透鏡係爲玻璃透鏡。
-45 - (43)1344013
〔表6〕 透鏡面 曲率半徑 軸上面間隔(mm) 折射率 阿貝數 (mm) W Μ Τ 1本 -30. 922 0.800 1.68980 52.80 2* 4.543 1.016 3本 6.199 1.087 1.80542 26.12 4本 10.775 7.276 2.472 0.900 5 〇〇 0.000 6* 3.400 1.916 1. 58913 61.25 7本 -3.894 0.367 8C 18.861 0.991 1.80542 28.12 9本 2.628 1.499 4.812 7.781 10* 14.830 1.219 1.58340 30.23 m 201.858 2.719 12 〇〇 0.300 1.51680 64.12 13 〇〇 0.540 14 〇〇 -46 - (44)1344013 [表7) 透鏡面 圓錐 係數 非球面係數 A B C D 1 0 5.66E-04 2.56E-A4 -2.18E-05 -1.03E-07 2 0 -I.72E-04 -1.27E-04 1.05EHM -5.43E-06 3 0 -9.44E-04 -1.15E-03 1.16E-04 2.01E-06 4 0 -6.12E-04 -1.30E-03 1.676-04 -2.55E-06 6 0 -4.10E-O3 -3.14EHJ3 2.53H53 -1.4ZE-03 7 0 9.32E-03 -8.86E-04 -8.88E-04 2.60E-04 8 0 -6.71E-04 1.52E-03 8.01E-05 -1.1 花-03 9 0 -6.78E-03 3.75E-03 1.30E-03 -2.26HJ3 10 0 6.21E-03 ~7. IK-04 3.15&-04 -5.81E-05 11 0 6.90E-03 -4.79E-04 U4E-04 -4.79E-06 非球面係數 E F 6.29E-08 -I.60E-09 -1.23E-06 9.95E-08 -6.81E-07 UOE-08 -6.09E-07 2.10M8 3.39E-04 -2.82E-05 -5.12E-05 1.25E-05 5.60E-04 -6.Q0E-05 7.76E-04 -6.91E-06 5.05E-06 -I.54E-07 -3.58E-06 3.68E-07 〔實施例4〕 圖9係圖示了實施例4的變倍光學系1D中的透鏡群 之排列,是將光軸(AX )縱剖之剖面圖。此實施例4的 變倍光學系1 D,係各透鏡群是從物體側起依序由:全體 而言是具有負光學功率的第1透鏡群(Grl)、光學光圈 (ST)、全體而言是具有正光學功率的第2透鏡群(Gr2 )、具有負光學功率的第3透鏡群(Gr3)及具有正光學 功率的第4透鏡群(Gr4 )所成。更詳言之,第1透鏡群
-47- (45) (45)
1344013 (Gr 1 )係從物體側依序由,雙凹負透鏡(L 1 )和 側凸出之正彎月形透鏡(L2 )所成。又’第2透 Gr2 )係從物體側起依序由,雙凸正透鏡(L3 )和 透鏡(L4 )所成。第3透鏡群(Gr3 ),係由朝物 出之負彎月形透鏡(L5) 1片所成,第4透鏡群| ,係由雙凸正透鏡(L6 )所成。 如此種透鏡構成的實施例4所述之變倍光學系 ,從廣角端(W)往望遠端(T)變倍時,如圖22 第2透鏡群(Gr2 )係朝物體側直線移動,第3透
Gr3 )係U形來回移動。另一方面,第1透鏡群 及第4透鏡群(Gr4)係被固定。此外,光學光圈 ,係在變倍時和第2透鏡群(Gr2 )—起移動。 其次,實施例4中所述之變倍光學系1D中的 的結構數據,示於表8及表9。如這些表及圖9所 本實施例4中,所有的透鏡(L ]〜L6 )係爲雙面 φ 透鏡。此外’該變倍光學系1D中,第1、5、6透 、L5、L6 )係爲樹脂製透鏡,其他透鏡係爲玻璃透 朝物體 鏡群( 雙凹負 體側凸 :Gr4 ) ID中 所示, 鏡群( :Grl ) (ST) 各透鏡 示,在 非球面 鏡(L1 鏡。 -48 - (46)1344013
〔表8〕 透鏡面 曲率半徑 軸上 面間隔(mm) 折射率 阿貝數 (mm) w M 下 1* -19.573 0.700 1.53048 55.72 2本 3.571 1.410 3* 5.935 1.507 1.79850 22.60 4* 10.024 9.141 3.905 1.500 5 CO 0.100 6* 3.177 2.319 1.58913 61.24 7本 -7.159 0.145 8本 -20.246 0.700 1.72009 25.79 9* 5.554 2.580 0.711 5.287 10* 20. 738 0.700 1.53048 55.72 m 10.113 0.624 7.729 S. 558 m 20.533 2.126 1.58340 30.23 13* -14.849 2.038 14 oo 0.300 1.51680 64.12 15 oo 0.540 16 oo -49- (47)1344013 [表9] 透鏡面 圓錐 係數 非球ΐ S係數 A B c D 1 0 2.54E-03 -1.71E-04 5.43E-06 -5.04E-08 2 0 -2.14E-03 4.64E-04 -3.81E-05 -5,43E-〇7 3 0 -3.59E-03 3.6 IE-04 -1.06E-05 -6,74E-07 4 0 -2.88ΕΌ3 2.18E-04 -7.21E-06 -6.53ΕΌ7 6 0 -8.32E-04 -9.94EHJ5 -2.I7E-05 2J5H)7 7 0 4.49E-03 -1.35E-03 3.38E-04 -3.55E-05 8 0 U6B-03 -1.98E-03 6.65E-04 -8.78HJS 9 0 6.54E-03 -1.89E-05 5.38E-04 -4.78E-05 10 0 2.19E-04 3.83E-04 -1.72E-05 -2.70E-06 11 0 4.28HJ4 3.85M4 9.31M8 -4.19E-06 12 0 U3E-03 -2.23E-04 3.52E-05 -1.13E-06 13 0 2.5fiE-03 -5.25E-04 5.83M5 -K44E-06
〔實施例5〕
圖10係圖示了實施例5的變倍光學系1E中的透鏡群 之排列,是將光軸(A X )縱剖之剖面圖。該實施例5的 變倍光學系I E ’係各透鏡群是從物體側起依序由:全體 而言是具有負光學功率的第1透鏡群(Grl)、光學光圈 (ST )、全體而言是具有正光學功率的第2透鏡群(Gr2 )及具有正光學功率的第3透鏡群(Gr3)所成。更詳言 之,第1透鏡群(Grl)係從物體側依序由,雙凹的負透 鏡(L 〇和朝物體側凸出之正彎月形透鏡C L2 )的接合 透鏡所成。又,第2透鏡群(Gr2 )係從物體側起依序由 ,雙凸正透鏡(L3)和雙凹之負透鏡(L4)的接合透鏡 所成。然後,第3透鏡群(Gr3 ),係由雙凸正透鏡(L5 如此種透鏡構成的實施例5所述之變倍光學系1 E中 -50 - (48)1344013
,從廣角端(W)往望遠端(T)變倍時,如圖23 第1透鏡群(Grl)係U形來回移動,第2透鏡Ϊ )係朝物體側直線移動,第3透鏡群(Gr3 )係朝 線移動。此外,光學光圈(ST),係在變倍時和第 群(Gr2 ) —起移動。 其次,實施例5中所述之變倍光學系1E中的 的結構數據,示於表10及表11。如這些表及圖 ,在本實施例5中,第1〜4透鏡(L1〜L4)係爲 球面透鏡,第5透鏡(L5 )係爲雙面非球面透鏡。 該變倍光學系1E中,第1、2、5透鏡(L1、L2、 爲樹脂製透鏡,其他透鏡係爲玻璃透鏡。 所示, ί ( Gr2 像側直 2透鏡 各透鏡 〇所示 單面非 此外, L5 )係
-51 - (49)1344013
〔表 10〕 透鏡面 曲率半徑 軸上面間隔(mm) 折射率 阿貝數 (mm) W Μ Τ ]* -9.056 0.800 1.53048 55.72 2 6.929 1.910 1.58340 30.23 3本 28.038 8.314 3.200 1.400 4 〇〇 0.100 5* 3.171 1.342 1.85335 39.62 6 -6.828 1.183 1.72284 25.43 7* 2.898 1.400 6.705 9.840 8本 45.880 1.926 1.53048 55.72 9* -4.449 2.525 1.596 1.000 10 〇〇 0.500 1.51680 64.20 11 〇〇 0.5D0 12 〇〇 〔表 11〕 透鏡面 圓錐 係數 非球Β mm A B c D 1 0 1.23E-03 -4.90E-05 2.20E-06 -4.13E-08 3 0 2.00E-04 -4.12E-05 4.99H)6 -U2E-07 5 0 -8.17E-04 <3.70E-04 2.12^-04 -6.70E-05 7 0 1.04HJ2 9.21E-04 5.27E-04 -1.10E^04 8 0 1.06E-03 -1.34E-04 1.23E-05 -9.04E-08 9 0 6.05E-03 -3.84E-04 2.29E-05 -2.40E-08 -52- (50)1344013
〔實施例6〕 圖11係圖示了實施例6的變倍光學系IF中的 之排列,是將光軸(A X )縱剖之剖面圖。該實施ΐ 變倍光學系1 F,係各透鏡群是從物體側起依序由 而言是具有負光學功率的第1透鏡群(Grl)、光 (ST)、全體而言是具有正光學功率的第2透鏡Ϊ )及具有正光學功率的第3透鏡群(Gr3)所成。 之,第1透鏡群(Grl)係從物體側依序由,雙凹 鏡(L 1 )和朝物體側凸出之正彎月形透鏡(L2 ) 又,第2透鏡群(Gr2 )係從物體側起依序由,雙 鏡(L3 )和朝物體側凸出之負彎月形透鏡(L4 ) 。然後,第3透鏡群(Gr3 ),係由雙凸的正透鏡 片所成。 如此種透鏡構成的實施例6所述之變倍光學系 ,從廣角端(W)往望遠端(T)變倍時,如圖23 第1透鏡群(Grl )係U形來回移動,第2透鏡i )係朝物體側直線移動,第3透鏡群(G1·3 )係朝 線移動(廣角端全長>望遠端全長)。此外’光學 ST ),係在變倍時和第2透鏡群(Gr2)—起移動。 其次,實施例6中所述之變倍光學系1F中的 的結構數據,示於表12及表13。如這些表及圖1 ,在本實施例6中,第2〜5透鏡(L2〜L5 )係爲 球面透鏡,第1透鏡(L1 )係爲單面非球面透鏡。 該變倍光學系1F中,所有的透鏡(L1〜L5)係爲 透鏡群 IJ 6的 :全體 學光圈 t ( Gr2 更詳言 的負透 所成。 凸正透 所構成 :L5 ) 1 1 F中 所示, ί ( 〇r2 像側直 光圈( 各透鏡 1所示 雙面非 此外, 玻璃透 -53- (51)1344013 鏡。
〔表 12〕 透鏡面 曲率半徑 軸上面間隔(mm) 折射率 阿貝數 (mm) W Μ Τ 1* -23.793 0.800 1,77250 49.77 2 4.496 0.931 3本 6.117 1.425 1.80518 25.43 4ί 17.663 8.700 3.241 1.200 5 〇〇 0.200 6本 3.383 1.804 1.61154 61.22 η -4.476 0.352 8* 25.245 0.800 1.80518 25.43 9本 2.703 2.407 6.207 10.060 10* 125.496 1.101 2.00170 20.60 m -24.236 3.148 3.021 2.958 12 〇〇 0.300 1.51680 64.12 13 〇〇 0.540 14 〇〇 -54- (52)1344013
〔表 13〕 透鏡面 圓錐 非球ί mm 係數 A B c D 1 0 1.59E-03 -2.27E-05 -6.39E-07 2.58E-08 3 0 -8.05E-04 - 2· 84ΕΌ4 8.24E-08 2.48E-07 4 0 7.26E-05 -4.27Ε-04 2.03E-05 -4.13E-07 B 0 -3.78E-03 -6.65Ε-04 -8.12E-05 -3.08E-05 7 0 1.04E-02 -3.47Ε-03 3.74E-04 -2.49E-05 8 0 1.62E-04 -9.24Ε-04 1.22E-04 7.93H)5 9 0 *6.97E-03 3.03Ε-Ο3 -5.57E-04 2.30H)4 10 0 2.55E-03 7.64Ε-05 -8.03Ε·05 6.51E-07 11 0 2.77E-03 1.86Ε-04 -2.56E-05 1.94E-06 〔實施例7〕 圖12係圖示了實施例7的變倍光學系1G中的透鏡 群之排列,是將光軸(AX )縱剖之剖面圖。該實施例7 的變倍光學系1 G 1係各透鏡群是從物體側起依序由:全 體而言是具有負光學功率的第1透鏡群(Grl)、光學光 圈(ST)、全體而言是具有正光學功率的第2透鏡群( φ Gr2 )及具有正光學功率的第3透鏡群(Gr3 )所成。更詳 言之,第1透鏡群(Grl )係從物體側依序由,雙凹負透 鏡(L1 )和朝物體側凸出之正彎月形透鏡(L2 )所成。 又,兔2透鏡群(Gr2 )係從物體側起依序由,雙凸正透 鏡(L3 )和朝物體側凸出之負彎月形透鏡(L4 )所成。 第3透鏡群(Gr3 ),係由雙凸正透鏡(L5 ) 1片所成。 如此種透鏡構成的實施例7所述之變倍光學系1 G中 ,從廣角端(W)往望遠端(T)變倍時,如圖22所示, 第1透鏡群(Grl )係U形來回移動,第2透鏡群(Gr2 -55- (53)1344013 )係朝物體側直線移動,第3透鏡群(Gr3 )係爲固定。 此外,光學光圈(ST),係在變倍時和第2透鏡群(Gr2 )一起移動。
其次,實施例7中所述之變倍光學系1G中的各透鏡 的結構數據,示於表14及表15。如這些表及圖12所示 ,在本實施例7中’所有的透鏡(L1〜L5)係爲雙面非 球面透鏡。此外,該變倍光學系1G中’第1、2、5透鏡 (LI、L2、L5)係爲樹脂製透鏡,其他透鏡係爲玻璃透 鏡。
-56 - (54)1344013
〔表 14〕 透鏡面 曲率半徑 軸上 面間隔(mm) 折射率 阿貝數 (mm) W Μ Τ η -25.773 0.800 1.53048 55.72 2零 2.506 0.665 3* 3.345 1.234 1.58340 30.23 4* 6.961 3.988 1.979 0.900 5 〇〇 0.000 6* 3.068 1.528 1.58913 61.24 η -2.922 0.280 8* 23.453 1.234 1.80542 26.12 9* 2.181 2.053 3.612 5.141 10丰 18.878 1.578 1.58340 30.23 m -10.705 1.081 12 〇〇 0.500 1.51680 64.12 13 〇〇 0.500 14 〇〇 -57- (55)1344013 〔表 15〕 r—---- 圓維 非細 0係數 透鏡面 國卿 係數 A B C D -r 〇 -1.28E-03 1.38ΕΌ3 -3.52Ε-04 3.80Ε-05 1 〇 -6.03E-03 3.86E-03 -1.43Ε-03 1.51Ε-04 L 〇 -1.45E-03 3.85E-04 -9.94Ε-04 3.09Ε-{)4 J A 0 7.59E-05 -2.20ΕΌ3 -6.65Ε-05 3.16Ε-04 *♦ C 0 -9.76E-03 -4.64E-03 6.78Ε-03 -7.66Ε-03 0 7 〇 1.19E-02 8.01E-03 -1.57Ε-02 8.04Ε-03 t 0 0 -7.27E-03 1.69E-02 -2.34Ε-02 1.31Ε-0Ζ 0 Q 0 -1.80E-02 9.61E-03 -3.92Ε-03 -2.19t-〇3 1Π 〇 4.30E-03 -2.05E-03 5.17Β-04 -4.59E-05 11 0 6.11E-03 -2.45E-03 4.15Ε-04 -1.70E-05 1¾¾係數
-1.49E-06 -7.25E-06 -3.04E-05 -5.27E-05 2.79E-03 -1.23E-03 -2.29E-03 1.86E-03 1.50E-06
O.OOE+OO
〔實施例8〕 圖13係圖示了實施例8的變倍光學系1H中的透鏡 群之排列,是將光軸(AX )縱剖之剖面圖。該實施例8 的變倍光學系1H,係各透鏡群是從物體側起依序由:全 體而言是具有負光學功率的第1透鏡群(Grl)、光學光 圈(ST)、全體而言是具有正光學功率的第2透鏡群(
Gr2 )所成》更詳言之,第1透鏡群(Grl )係從物體側依 序由,雙凹的負透鏡(L 1 )和朝物體側凸出之正彎月形透 -58- (56)1344013
鏡(L2 )所成。又,第2透鏡群(Gr2 )係從物體 序由,雙凸正透鏡(L3 )和朝像側凸出之負彎月形 L 4 )所成。 如此種透鏡構成的實施例8所述之變倍光學系 ,從廣角端(W)往望遠端(T)變倍時,如圖23月 第1透鏡群(Grl)係朝像側直線移動,第2透鏡群 )係朝物體側直線移動。此外,光學光圈(ST ) > 倍時和第2透鏡群(Gr2 ) —起移動。 其次,實施例8中所述之變倍光學系1H中的名 的結構數據,示於表16及表17。如這些表及圖13 ,在本實施例8中,所有的透鏡(L1〜L4)係爲隻 球面透鏡。此外,該變倍光學系1H中,所有的透翁 玻璃透鏡。 II起依 !鏡( 1H中 ί示, (Gr2 €在變 ^透鏡 所示 E面非 ί係爲
-59- (57)1344013
〔表 16〕 透鏡面 曲率半徑 軸上 面間隔(mm) 折射率 阿貝數 (mm) W Μ τ η -29·141 0.500 1.76252 50.22 1* 4.585 1.502 3拿 5.871 1.102 1.92286 20.88 4* 8.390 5.493 2.165 0.500 5 〇〇 0.100 3.057 1.660 1.72000 50,31 7本 -5.032 0.153 8本 -3.335 1.842 1.79850 22.60 9本 -22.279 4.648 5.990 7.344 10 〇〇 0.500 1.51680 64.20 11 〇〇 0.500 12 〇〇 〔表 17〕 透鏡面 圓錐 係數 非球Β mm A B c D 1 0 8.89E-03 -4.97E-04 1.14HJ5 -5.01E-08 2 0 7.07E-03 6.69E-04 4.42E-05 -7.68E-€6 3 0 -5.70E-03 9.48E-04 -7.19E-05 -1.85E-06 4 0 -5.34E-03 9.07E-04 -1.62E-04 6.94E-06 6 0 -2.19E-04 2.14E-04 4.50E-05 1.42E-D6 7 0 1.91E-02 -3.58E-03 2.41E-03 -7.44E-04 8 0 3.06E-02 -6.01E-03 2.62E-03 -7.88E-04 9 0 1.79E-02 1.28E-04 4.16E-04 -1.61E-05 -60 - (58) 1344013 . 如以上之透鏡配置 '構成爲基礎’上記實施例: 的全光學系的球面像差、非點像差、以及歪曲像差’ 示於圖15〜圖21。於這些圖中,球面像差的圖中’ 、 圖1 4同樣地,.以一點鎖線來表示紅色、以實線來表 .. 色、然後以虛線來表示藍色’使用波長互異之3種光 像差。無論哪個實施例中的透鏡群,在廣角端(W ) 間點(Μ )、望遠端(Τ )之何者,其歪曲像差均呈 φ 5%以內的優良光學特性。 又,該實施例2〜8之各變倍光學系中的廣角端 )、中間點(Μ )、以及望遠端(Τ )時的焦距(單位 )及F値,分別示於表18及表19。由這些表可知’ 施例1同樣地,可實現短焦點且明亮的光學系° 分別 係和 示黃 實的 、中 現約 (W m m 和實
〔表 18〕 焦點(mm ) W Μ Τ 實施例1 4.5 8.5 12.3 實施例2 4.5 8.5 12.3 實施例3 4.5 8.7 12.4 實施例4 4.6 9.1 13.0 實施例5 4.3 8.5 12.2 實施例6 4.5 8.6 12.8 實施例7 4.5 6.5 8.5 實施例8 3.9 5.9 7.9 -61 - (59)1344013 〔表 19〕 F値
W Μ Τ 實施例1 3.3 4.6 5.9 實施例2 3.3 4.6 5.9 實施例3 3.3 4.7 5.9 實施例4 3.0 4.5 5.4 實施例5 3.0 4.7 6.0 實施例6 3.2 4.5 5.9 實施例7 4.0 4.9 5.8 實施例8 2.9 3.4 3.9 又,對該實施例2〜8的各變倍光學系,套用上述條 件式(1)〜(21)時的各個數値,示於表20。
-62 - 1344013 (60
-0¾- CO m 辑 in 0.79 I 1.32 0.100 3.93 2.08 0.29 I 1.78 I 1.923 I 1 29.31 0.079 I 27.7 | 1.93 I 丨 0.97 I 0.66 1 I 1 0.18 0.15 22.2 I 卜 卜 辑 ft 0.61 1.06 0.046 2.43 0.43 0.43 1.09 1.583 25.5 0.216 35.1 t.72 0.90 0.55 30.2 2.68 0.19 0.20 o CM Ο od (0 辑 ft 0.70 1.52 0.094 2.69 I 0.821 0.44 1 1.111 1.805 24.3 _ 0.194 35.8 2.12 I____0.75 I 0.53 20.6 1 4.521 0.13 | 0.331 17.6 ⑦ α> ΙΟ 辑 0.63 1.77 0.004 3.77 _0^3| 0,48 0.99 1.583 25.5 I 0.131 | 14.2 3.18 1.12 0.62 55.7 cx> I 0.15 1 0.34 16.8 i 1實施例4 1 0.79 1.54 0.076 3.96 0,61 0.36 1.799 33.1 0.131 35.4 2.02 0.71 0.54 30.2 3.32 1 0.12 1 0.31 T— 兮· σ> ai 實施例3 0.64 1.33 0.078 2.41 0.77 0.35 1.14 1.805 26.7 0.216 35.1 1.99 0.73 0.48 30.2 L 6Ό7 I 0.15 0.32 22.0 05 ai CM 辑 « 0.66 1.34 0.104 2.27 | 0.83 | 0.40 1.20 1.805 24.3 0.194 35.8 2.00 0.73 0.49 25.4 6.33 0.15 I 0.32 | 22.0 σ> σ> i 辑 Μ 0.66 1.35 0.107 2.30 0.84 I 0.40 | I_1Α〇Ι I 1.805 1 I_24,31 0.194 35.8 2.00 0.73 0.49 I_2541 6.38 0.15 I 0.32 | 22.0 σ> oi 1條件式⑴ D1/fw I條件式(2) f2/fw \ CO I 條件式(5) T1e/T1c I條件式(6) Lb/fw 〇. Μ- \ C C \ C CL Ζ/ 1 ρ- V 1 η I C 妄 1 Q. CM z CM 1 f1/fw | | 1條件式(15) f2/ft a CO 擊 \ 1 條件式(18) Y’/TL I I 條件式(19) t2/TL 1條件式(20) aw I條件式(21) aw-at I 卜 00 攀 |條件式(9) Μ I條件式(ίο) I條件式(11) s CM m CO 壤 I條件式(14) -63 - (61) 1344013 - 如以上所說明,若依據上記實施例1〜8所述之變倍 . 光學系1A〜1H,則總之於變倍比爲2〜3倍程度的變倍光 學系中,可廉價地提供,各種像差是可跨越變倍域全域地 ‘· 被良好補正,且,能夠達成(超)小型化的變倍透鏡。 -- 此外,上述具體實施形態中係主要含有具有以下構成 之發明。 本發明之一局面所涉之變倍光學系,係從物體側起依 φ 序含有:具有負光學功率的第1透鏡群、和具有正光學功 率的第2透鏡群,從廣角端往望遠端變倍時,前記第1透 鏡群和前記第2透鏡群的間隔會變窄的變倍光學系,其特 徵爲, 前記第1透鏡群係含有至少1片負透鏡和至少1片正 透鏡所構成,前記第2透鏡群係由3片以下的透鏡所成, 且滿足下記(1 ) 、( 2 )之條件式。 0.5< Dl/fw< 0.8 . . . (1)
0.7 < f2/fw <2.0 ...(2) 其中,D1:前記第1透鏡群之透鏡最前面至前記第1 透鏡群之透鏡最後面之光軸上的厚度 fw :廣角端的全光學系之合成焦距 f2:前記第2透鏡群的合成焦距 若依據此構成,則位於最靠近物體側之第1透鏡群是 具有負光學功率,而爲所謂的負領導之光學系。因此,可 將從物體側以大角度入射進來的光線,藉由第1透鏡群的 負光學功率儘早使其緩和,在謀求光學全長或前球徑之尺 -64- (62)1344013
寸的精巧化這點上是有利的。甚至’含有負正之構成中要 謀求光學系之精巧化的情況下’也是因爲可確保較長的變 倍群之移動距離’因此可抑制第2透鏡群的誤差感度之上 升。這些點,在變倍比爲2〜3倍程度的變倍透鏡中’尤 其顯著。又,由於前記第1透鏡群是至少具有負透鏡和正 透鏡各1片之構成’因此可良好地補正倍率色像差。甚至 ,藉由將前記第2透鏡群以3片以下的透鏡來構成’於變 倍時,可減少移動量大的第2透鏡群的驅動裝置之負荷’ 也可因透鏡片數削減而達成降低成本。
甚至,有鑑於製造難易度或光學性能,而以滿足上記 條件式(1 ) 、( 2 )爲要件。D1 /fW若超過條件式(1 ) 的上限,則在欲維持光學全長時’第2透鏡群的實質性變 倍移動量會被縮小,因此產生需要加強第2透鏡群的光學 功率之必要,製造難易度增高的傾向會變爲顯著。另一方 面,若低於條件式(1 )的下限,則第1透鏡群內的負透 鏡之光學功率會變弱,而後側主點會從像面遠離,因此若 欲維持相同焦距,則相對而言後焦點的確保會變得困難, 又要使射出瞳孔從像面選離變得困難之傾向會很顯著。又 ,f2/fw若超過條件式(2 )的上限,則第2透鏡群12的 功率會太弱,要在維持精巧性的狀態下獲得2〜3倍程度 的變倍比,會變得困難。另一方面,若低於條件式(2 ) 的下限,則第2透鏡群1 2的偏芯誤差感度會變成非常高 ,製造難易度增高的傾向會變爲顯著。 本發明之其他局面所涉之變倍光學系,係從物體側起 -65- (63) (63)1344013 依序含有:具有負光學功率的第1透鏡群、和具有正光學 功率的第2透鏡群,從廣角端往望遠端變倍時’前記第1 透鏡群和前記第2透鏡群的間隔會變窄的變倍光學系’其 特徵爲,前記第1透鏡群係含有至少1片負透鏡和至少1 片正透鏡所構成,前記第2透鏡群係由3片以下的透鏡所 成,且滿足下記(3 ) 、 ( 4 )之條件式。 | Δ Z1 pi/d lpi I < 0.2 ...(3) 0.7 < f2/fw < 2.0 ...(4) 其中,AZlpi:前記第1透鏡群內的正透鏡之像側面 中,以面頂點爲基準之最大有效半徑上的凹陷量 dl pi:第1透鏡群內的正透鏡的像側面上的最 大有效半徑 fw:廣角端的全光學系之合成焦距 f2 :前記第2透鏡群的合成焦距 即使是此構成中,也是可享受和申請項1所述之發明 相同之優點的負領導之光學系,第2透鏡群是以3片以下 的透鏡來構成,同時,有鑑於製造難易度或光學性能,而 以滿足上記條件式(3 ) ' ( 4)爲要件。| △ Zlpi/dlpi | 若超過條件式(3 )的上限,則第1透鏡群內的各透鏡的 曲率會變大,偏肉比會增加,因此製造難易度或面形狀測 定之難易度增高的傾向會變爲顯著。再加上,分別保持著 第1透鏡群、第2透鏡群的各鏡筒彼此間會發生干涉,使 得第1透鏡群和第2透鏡群之間的距離難以縮短,因此不 利於精巧化。又,f2/fw若超過條件式(4 )的上限,則第 -66 - (64)1344013 2透鏡群12的功率會太弱,要在維持精巧性的狀態下獲 得2〜3倍程度的變倍比,會變得困難。另一方面,若低 於條件式(4 )的下限,則第2透鏡群1 2的偏芯誤差感度 會變成非常高,製造難易度增高的傾向會變爲顯著。
在上記任一變倍光學系中,在前記第2透鏡群的像側 ,具有擁有正光學功率的第3透鏡群,較爲理想。若依據 此構成,則變倍光學系就可被構成爲負正正之光學系。負 正正之光學系,由於第3透鏡群中也能分配功率,所以相 較於負正之光學系,在製造誤差感度爲同程度時,可使第 2透鏡群的光學功率更爲加強,可使第2透鏡群的移動量 減少,因此有利於精巧化;又,藉由第3透鏡群可使往像 面(攝像元件受光面)的軸外光線之入射角度靠近遠心, 也是其優點。
此時,前記變倍光學系,是僅由前記第1〜第3透鏡 群之3個透鏡群所構成,較爲理想。在欲謀求變倍光學系 的超小型化時,透鏡係因爲製造極限的關係,必定佔有一 定的空間,因此透鏡單元對全空間的透鏡空間佔有比率係 相對地較高。因此,即使造成要使透鏡單品的精度提升之 負擔,仍必須要極力減少透鏡群數或透鏡片數。於是,將 透鏡群設計成從物體側起依序爲負正正之3成份,就可謀 求比其他變倍光學系更爲精巧化,同時作爲變倍光學系的 性能、焦點線能、製造誤差感度、與像面入射角的遠心性 的平衡可達最佳。 上記任一變倍光學系中,於前記第1透鏡群內,位於 -67- (65) 1344013 - 最靠近物體側之負透鏡是滿足下記(5)之條件式,較爲 _ 理想。 1 < T 1 e/T 1 c < 4 ---(5) ·· 其中,Tie:前記負透鏡之光軸方向上的厚度之最大値 , Tic:前記負透鏡在光軸上的厚度。 若依據滿足上記條件式(5 )的變倍光學系,則可爲 製造難易度或光學性能面上更進一步優異的變倍光學系。 φ τ 1 e/T 1 c若超過條件式(5 )的上限,則偏肉比變大而透 鏡加工變爲困難之傾向會變得顯著。又,若低於條件式( 5)的下限,則前記負透鏡的光學功率會較弱,後焦點的 確保或維持遠心性的困難性會顯著化。 上記任·變倍光學系中,在攝像元件是被配置在像側 的情況下,滿足下記(6 )之條件式,較爲理想。
Lb/fw < 1.5 . * · ( 6) 其中,Lb :於望遠端中,從位於最靠近像側之具有功 φ 率的透鏡面的面頂點起,至前記攝像元件的攝像面爲止的 光軸上之距離(空氣換算長)。 若依據滿足上記條件式(6 )的變倍光學系,則可爲 製造難易度或光學性能面上更進一步優異的變倍光學系。
Lb/fw若超過條件式(6 )的上限,則必須要爲了確保較 長後焦點而增強第1透鏡群1 1的負功率,第1透鏡群內 的負透鏡的曲率會變大,製造難易度增加之傾向變爲顯著 〇 上記變倍光學系中,前記第3透鏡群,係從廣角端往 -68 - (66)1344013 望遠端變倍時是被固定,較爲理想。若依據此構成,則藉 由將第3透鏡群設計成變倍時固定,就可簡化其鏡筒機構 ,也可提升位置精度。 上記任一變倍光學系中,前記第1透鏡群,係從物體 側起依序由1片負透鏡和1片正透鏡所成,且滿足下記( 7 )之條件式,較爲理想。 0.2 < | fl n/fl p I <0.5 ...(7)
其中,π P:前記第1透鏡群內的正透鏡之焦距 π η :前記第1透鏡群內的負透鏡之焦距 若依據此構成,則藉由將第I透鏡群,從物體側起依 序以1片負透鏡和1片正透鏡來構成,就可使在廣角端的 後焦點確保變爲容易,且可使廣畫角之軸外光的非點像差 、倍率色像差獲得良好地補正。此外,上記I Π n/fl ρ |若 超過條件式(7 )的上限,則尤其是在廣角端的非點像差 、倍率色像差之補正不夠充分之傾向會變爲顯著;反之若 低於下限,則構成第1透鏡群之各透鏡的功率會變成非常 強,製造難易度增高的傾向會變爲顯著。 上記任一變倍光學系中,前記第2透鏡群,係從物體 側起依序由1片正透鏡和1片負透鏡所成,且滿足下記( 8)之條件式,較爲理想。 0.7 < | f2n/f2p | <1.8 ...(8) 其中,f2P:前記第2透鏡群內的正透鏡之焦距 f 2 η :前記第2透鏡群內的負透鏡之焦距 若依據此構成,則第2透鏡群是由1片正透鏡和1片 -69 · (67) 1344013
負透鏡所構成,且上記I f2n/f2p I是滿足條件式(8 ), 因此藉由這些各1片之透鏡就可充分地補正球面像差和軸 上色像差。又,從物體側起以正負之順序配置,使得第2 透鏡群12的主點位置是在第1透鏡群側附近,藉此可維 持變倍作用不變,減輕了第2透鏡群的實質上之功率,因 此可期待誤差感度的減低作用。此外,若超過條件式(8 )的上限,則第2透鏡群的負透鏡的光學功率會較弱,因 此球面像差的補正會不足;反之若低於下限,則第2透鏡 群的負透鏡的光學功率會變得較強,因此倍率色像差變大 、畫質降低的傾向會顯著。 上記任一變倍光學系中,前記第1透鏡群,係從物體 側起依序兩凹透鏡或朝物體側凸出的負彎月形透鏡、和朝 物體側凸出之正彎月形透鏡之2片透鏡所成,較爲理想。 藉由如此設定第1透鏡群的透鏡構成,就可使在廣角 端的後焦點確保變爲容易,且可使廣畫角之光線的歪曲像 差、非點像差,獲得良好地補正。再者,藉由配置朝物體 側凸出之正彎月形透鏡,就可更良好地補正非點像差,可 改善像面性。 此時’前記第1透鏡群,是滿足下記(9) 、(10) 之條件式,較爲埋想。 N1p > 1.7 ...(9) I vlp-vln| >20 --.(10) 其中,Nip:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之折 射率 -70- (68)1344013 v lp:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡的阿 貝數 V In:前記第1透鏡群內的負透鏡之阿貝數。
若依據此構成,就可提供在精巧化的面、倍率色像差 之補正的面上均有利的變倍光學系1。若N 1 p低於條件式 (9 )的下限,則前記正彎月形透鏡的像側面之曲率會較 大,分別保持著第1透鏡群、第2透鏡群的各鏡筒彼此間 會發生干涉,使得第1透鏡群和第2透鏡群之間的距離難 以縮短,因此不利於精巧化。又,若I v 1 p- υ 1 η |低於 條件式(1 〇 )的下限,則倍率色像差之補正不足的傾向會 變爲顯著。 上記任一變倍光學系中,前記第2透鏡群,係從物體 側起依序由:雙凸透鏡、和強的凹面是朝向像側之雙凹透 鏡或負彎月形透鏡之2片透鏡所成,較爲理想。
若依據此構成,則藉由將第2透鏡群從物體側起依序 設成正負之順序,因此將第2透鏡群的主點位置設計成靠 近第1透鏡群側附近,就可維持變倍作用不變而減輕了第 2透鏡群的實質功率,並減輕誤差感度。又,藉由配置雙 凸透鏡,就可增強第2透鏡群的功率,可減少變倍時的移 動量。再者,針對雙凹透鏡或負彎月形透鏡,藉由將強凹 面朝向像側,就可使非點像差和色像差的補正能夠被良好 進行。 上記變倍光學系中,前記第2透鏡群,是滿足下記( 1 1 )、( 1 2 )之條件式,較爲理想。 -71 - (69) 1344013 I N2p-N2n I > 〇. 1 5 ..-(11) I v2p-v2n| >30 · . · (12)
其中,N2p :前記第2透鏡群內的正透鏡之折射率 v2p:前記第2透鏡群內的正透鏡的阿貝數 N2n :前記第2透鏡群內的負透鏡之折射率 v 2η:前記第2透鏡群內的負透鏡之阿貝數 於上記構成中’若丨Ν2ρ-Ν2η丨低於條件式(1 1 )的 下限,則隨著珀茲伐和的增加,非點像差會跟著顯著。又 ,若丨y 2p- y 2η |低於條件式(12 )的下限,則軸上色 像差之補正不足的傾向會變爲顯著化。 於上記任一變倍光學系中,前記第3透鏡群,係由朝 物體側凸出之正彎月形透鏡1片所構成,較爲理想。 若依據此構成,則可使透鏡的主點位置從像面遠離, 具有緩和像面入射角之效果,因此在謀求變倍光學系1之 超小型化時是爲理想的構成。 於上記任一變倍光學系中,前記第2透鏡群的物體側 具有開口光圈,前記開口光圈係其光圈徑是被固定,較爲 理想。 若依據此構成,則藉由在前記第2透鏡群的物體側配 置開口光圈,就可使第1透鏡群U的前球徑極力縮小。 另一方面,第1透鏡群和第2透鏡群之間隔係對光學全長 有很大的影響,若爲了插入可變光圈機構而構成爲使該當 間隔擴大,則光學全長就必須要延長例如2〜3倍程度。 於是’藉由將光圈徑設成固定來簡化光圈部件,就可達成 -72 - (70) 1344013 光軸方向的薄肉化。 上記任一變倍光學系中,藉由使前記第1透鏡群往物 體側移動,來進行從無限遠物體往近距離物體之對焦,較 爲理想。
促使前記第1透鏡群11移動所隨之而來的各像差的 變動是較小的。因此,藉由使對焦是藉由前記第1透鏡群 往物體側的移動而被進行,就可抑制對焦所致之性能劣化 。又,因爲對前記第1透鏡群11之移動量的像面散焦量 也較大,所以可以少的移動量,獲得至透鏡前數cm程度 爲止的良好對焦性能。 上記任一變倍光學系中,藉由使前記第3透鏡群或較 第3透鏡群靠近像側之透鏡群往物體側移動,來進行從無 限遠物體往近距離物體之對焦,較爲理想。 若依據此構成,則以前記第3透鏡群或比第3透鏡群 靠近像側的透鏡群來進行對焦,就不會因送出而導致光學 全長的增加或前球透鏡徑的增大,就算近距離物體也能獲 得鮮明的影像。此外,在對焦之際,是要令第1透鏡群移 動,或是令前記第3透鏡群或比第3透鏡群靠近像側的透 鏡群移動,係可隨著光學式樣而分別使用。亦即,在欲將 特寫距離極力拉近,且欲保持特寫特性'良好時係設計成令 第1透鏡群移動,在精巧化優先時則設計成令前記第3透 鏡群或比第3透鏡群靠近像側的透鏡群移動即可。 於上記任一變倍光學系中,前記第2透鏡群,係含有 接合透鏡,較爲理想。 -73- (71) 1344013
若欲謀求光軸方向的精巧化,則第2透鏡群的移動量 會受到限制,因此若要在所述限制下獲得所望的變倍比, 就必須要使第2透鏡群的功率增大。因此,對透鏡的曲率 誤差或芯厚誤差、折射率變化或透鏡間的間隔誤差、偏芯 誤差之任一者的感度也會上升,必須要提升鏡筒的製作精 度或進行第2透鏡群內的透鏡間調整。可是,藉由在第2 透鏡群中配置接合透鏡,就可大幅減低第2透鏡群內的各 透鏡面的各誤差感度,即使需要透鏡間調整時,也能保持 良好的感度平衡。又,可使第2透鏡群的鏡筒構成簡化, 其結果爲,從前即使對光學性不利但受限於製造上的限制 而不得不變寬的空間,可以被有效率地活用,可謀求變倍 光學系的更進一步精巧化。再加上,藉由令透鏡彼此接合 ,也有抑制多餘的面間反射光之效果。 於上記任一變倍光學系中,前記第1透鏡群,係含有 接合透鏡,較爲理想。 若欲謀求光軸方向的精巧化,則第1透鏡群內的偏芯 誤差感度會上升,必須要提升鏡筒的製作精度或進行第1 透鏡群內的透鏡間調整。可是,藉由在第1透鏡群中配置 接合透鏡,就可大幅減低第1透鏡群內的各透鏡面的偏芯 誤差感度,即使需要透鏡間調整時,也能保持良好的感度 平衡。又,可使第1透鏡群的鏡筒構成簡化,其結果爲, 從前即使對光學性不利但受限於製造上的限制而不得不變 寬的空間,可以被有效率地活用,可謀求變倍光學系的更 進一步精巧化。再加上,藉由令透鏡彼此接合,也有抑制 -74- (72) 1344013 多餘的面間反射光之效果。 於上記任一變倍光學系 透鏡,較爲理想。 若依據此構成,則藉由 穩定的品質來大量生產,可 此時,前記樹脂材料製 分散了最大長30奈米以下
一方而言若在透明的樹 發生光散亂而降低穿透率’ 困難的。可是,藉由使微粒 長,就可使散亂在實質上不 溫度上升而降低折射率’但 折射率會上升。於是’藉由 彼此抵消之作用’就可使折 φ 具體而言,藉由在作爲母材 奈米以下的無機粒子’就可 的樹脂材料。例如藉由在 Nb205)之微粒子,就可使 小。因此’藉由至少在1片 粒子的樹脂材料’就可使本 統的隨環境溫度變化所帶來 於上記變倍光學系中, 群靠近像側的透鏡群內的正 中,至少具有1片樹脂材料製 使用樹脂材料製透鏡,就可以 謀求大幅的成本降低。 透鏡,係爲使用在樹脂材料中 之無機粒子的素材而成形之透 脂材料中混合入微粒子,則會 因此要當成光學材料使用是有 子的大小是小於穿透光束的波 會發生。樹脂材料雖然會隨著 無機微粒子係一旦溫度上升則 利用它們的溫度依存性而使其 射率變化幾乎不會發生變化。 '的樹脂材料中分散最大長30 作出折射率之溫度依存性極低 丙烯酸酯中分散了氧化鈮( 溫度變化所致之折射率變化變 透鏡中,使用此種分散有無機 發明所述之變倍光學系之全系 之後焦點偏位,抑制成很小。 前記第3透鏡群或比第3透鏡 透鏡,係爲前記樹脂材料製透 -75- (73) 1344013 鏡,較爲理想。 若依據此構成,則由於第3透鏡群或比第3透鏡群靠 近像側的透鏡群內的正透鏡是以樹脂材料來構成,因此可 不損及精巧性而謀求成本降低。又’前記正透鏡在溫度變 化時會對後焦點造成影響,因此當使用了分散有30奈米 以下之無機粒子的材料的情況下,就可大幅減輕該影響。
本發明之又一其他局面所涉之變倍光學系,係從物體 側起依序由:具有負光學功率的第1透鏡群、和具有正光 學功率的第2透鏡群、和具有正光學功率的第3透鏡群, 所配置而成的3個透鏡群所成,且從廣角端往望遠端變倍 時,前記第1透鏡群和前記第2透鏡群的間隔會變窄的變 倍光學系,其特徵爲,前記第1透鏡群係含有至少1片負 透鏡和至少1片正透鏡所構成,前記第2透鏡群係由3片 以下的透鏡所成,且滿足下記(1 )'( 2 )之條件式;且 ,前記第1透鏡群內中位於最靠近物體側之負透鏡是滿足 下記(5 )之條件式。 0.5< Dl/fw< 0.8 · · · (1) 0.7 < f2/fw < 2.0 ... (2) 其中,D1:前記第1透鏡群之透鏡最前面至前記第1 透鏡群之透鏡最後面之光軸上的厚度 fw:廣角端的全光學系之合成焦距 f2:前記第2透鏡群的合成焦距
1 < Tle/Tlc< 4 其中,Tie:前記負透鏡之光軸方向上的厚度之最大値 -76- (74)1344013
Tic:前記負透鏡在光軸上的厚度 本發明之又一其他局面所涉之變倍光學系,係從物體 側起依序含有:具有負光學功率的第1透鏡群、和具有正 光學功率的第2透鏡群、和具有正光學功率的第3透鏡群 ,且從廣角端往望遠端變倍時,前記第1透鏡群和前記第 2透鏡群的間隔會變窄的變倍光學系,其特徵爲,前記第 3透鏡群,係從廣角端往望遠端變倍時是被固定;前記第 1透鏡群,係從物體側起依序由1片負透鏡和1片正透鏡 所成;前記第2透鏡群係由3片以下的透鏡所成:且滿足 下記(1 ) 、( 2 ) 、( 7 )之條件式。
0.5 < D 1 /fw <0.8 0.7 < f2/fw < 2.0 ... (2) 其中,D1 :前記第1透鏡群之透鏡最前面至前記第1 透鏡群之透鏡最後面之光軸上的厚度
fw:廣角端的全光學系之合成焦距 f2 :前記第2透鏡群的合成焦距 0.2 < | fl n/fl p I <0.5 . . (7) 其中,Πρ:前記第1透鏡群內的正透鏡之焦距 Π η :前記第1透鏡群內的負透鏡之焦距 本發明之又一其他局面所涉之變倍光學系,係從物體 側起依序含有:具有負光學功率的第1透鏡群、和具有正 光學功率的第2透鏡群、和具有正光學功率的第3透鏡群 ,且從廣角端往望遠端變倍時,前記第1透鏡群和前記第 2透鏡群的間隔會變窄的變倍光學系,其特徵爲,前記第 -77- (75)1344013 3透鏡群,係由朝物體側凸出之正彎月形透鏡1片所構成 ;前記第1透鏡群,係從物體側起依序由:雙凹透鏡或朝 物體側凸出的負彎月形透鏡、和朝物體側凸出之正彎月形 透鏡之2片透鏡所成:前記第2透鏡群係由3片以下的透 鏡所成:且滿足下記(3) 、 (4) 、 (9) 、(10)之條 件式的變倍光學系。 | Δ Z1 pi/d 1 pi | < 0.2 ...(3)
0.7 < f2/fw <2.0 · . . ( 4 ) 其中,ΔΖΙρί:前記第1透鏡群內的正透鏡之像側面 中,以面頂點爲基準之最大有效半徑上的凹陷量 dlpi:第1透鏡群內的正透鏡的像側面上的最 大有效Φ徑 fw:廣角端的全光學系之合成焦距 f2 :前記第2透鏡群的合成焦距 N1 p > 1.7 ,..(9)
其中,Nip:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之折 射率 V〗P:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡的阿 貝數 u In:前記第1透鏡群內的負透鏡之阿貝數 本發明之又一其他局面所涉之變倍光學系,係從物體 側起依序由:具有負光學功率的第1透鏡群、和具有正光 學功率的第2透鏡群、和具有正光學功率的第3透鏡群, -78- (76)1344013
所配置而成的3個透鏡群所成,且從廣角端往望遠端變倍 時,前記第1透鏡群和前記第2透鏡群的間隔會變窄的變 倍光學系,其特徵爲,前記第3透鏡群,係從廣角端往望 遠端變倍時是被固定,另一方面,藉由令前記第3透鏡群 往物體側移動,以進行從無限遠物體往近距離物體的對焦 :前記第1透鏡群係含有至少1片負透鏡和至少1片正透 鏡所構成,前記第2透鏡群係由3片以下的透鏡所成:且 滿足下記(3 ) 、( 4 )之條件式。 | Δ Z1 pi/d lpi I < 0.2 ...(3) 0.7 < f2/fw< 2.0 ... (4) 其中,AZlpi:前記第1透鏡群內的正透鏡之像側面 中,以面頂點爲基準之最大有效半徑上的凹陷量 d 1 pi :第1透鏡群內的正透鏡的像側面上的最 大有效半徑
fw:廣角端的全光學系之合成焦距 f2:前記第2透鏡群的合成焦距 本發明之其他局面所涉之攝像透鏡裝置,其特徵爲’ 具備如上記任一之變倍光學系,和將光學像轉換成電氣訊 號的攝像元件:前記變倍光學系是可在前記攝像元件的受 光面上,形成被攝體的光學像。若依據此構成,則行動電 話機或攜帶資訊終端等上可搭載的精巧且高精細,同時可 變倍的攝像透鏡裝置就能得以實現。 本發明之另一其他局面所涉之數位機器’其特徵爲’ 具備:上記之攝像透鏡裝置:和前記攝像透鏡裝置;和令 -79- (77) 1344013
前記攝像透鏡裝置及攝像元件上形成被攝體之靜止畫影像 及動畫攝影之至少一者之攝影的控制部;前記攝像透鏡裝 置的變倍光學系,是被組裝成,可在前記攝像元件的受光 面上形成被攝體之光學像。此外,前記數位機器係爲攜帶 型終端,較爲理想。若藉由這些構成,則可維持高精細度 同時實現搭載了可變倍之攝像透鏡裝置的數位機器》此外 ,前記所謂攜帶終端,係指以行動電話機或攜帶型資訊終 端等爲代表,是以攜帶爲常態的數位機器。 若依據具備如以上構成的本發明,則可達成充分的精 巧化,同時可提供透鏡製造難易度被抑制成和先前同程度 的變倍光學系,尤其是變倍比爲2〜3倍程度變倍光學系 ,以及搭載其之攝像透鏡裝置或數位機器,可使其以廉價 、且達成充分小型化之樣態而被提供》 【圖式簡單說明】 〔圖1〕本發明所述之攝像光學系之構成的模式性圖 示。 〔圖2〕非球面凹陷量之定義的模式圖。 [圖3〕主光線的像面入射角之定義的模式圖。 〔圖4〕搭載本發明所述之變倍光學系之附帶相機之 行動電話機的外觀構成圖,(a)係其操作面的外觀構成 圖,(b)係其操作面之背面的外觀構成圖。 〔圖5〕具備本發明所述之變倍光學系的數位機器之 一例的行動電話機的攝像所涉之機能部的構成加以圖示之 -80 - (78) 1344013 機能方塊圖。 〔圖6〕本發明之實施例1所述之變倍光學系的廣角 端光路圖的剖面圖。 〔圖7〕實施例2所述之變倍光學系的廣角端光路目 的剖面圖。 〔圖8〕實施例3所述之變倍光學系的廣角端光路圖 的剖面圖。
〔圖9〕實施例4所述之變倍光學系的廣角端光路圖 的剖面圖。 〔圖10〕實施例5所述之變倍光學系的廣角端光路 圖的剖面圖。 〔圖II〕實施例6所述之變倍光學系的廣角端光路 圖的剖面圖。 〔圖12〕實施例7所述之變倍光學系的廣角端光路 圖的剖面圖。 〔圖13〕實施例8所述之變倍光學系的廣角端光路 圖的剖面圖。 〔圖1 4〕實施例1中的透鏡群之球面像差、非點像 差及歪曲像差的像差圖。 〔圖1 5〕實施例2中的透鏡群之球面像差、非點像 差及歪曲像差的像差圖。 〔圖1 6〕實施例3中的透鏡群之球面像差、非點像 差及歪曲像差的像差圖。 〔圖1 7〕實施例4中的透鏡群之球面像差、非點像 -81 - (79)1344013 差及歪曲像差的像差圖。 〔圖1 8〕實施例5中的透鏡群之球面像差、非點像 差及歪曲像差的像差圖。 〔圖1 9〕實施例6中的透鏡群之球面像差、非點像 差及歪曲像差的像差圖。 〔圖2 0〕實施例7中的透鏡群之球面像差、非點像 差及歪曲像差的像差圖。
〔圖2 1〕實施例8中的透鏡群之球面像差、非點像 差及歪曲像差的像差圖。 〔圖22〕本發明所述之變倍光學系之各實施例中的 透鏡群之移動方向的模式圖。 〔圖23〕本發明所述之變倍光學系之各實施例中的 透鏡群之移動方向的模式圖。
【主要元件符號說明】 1 =變倍光學系 Π :第1透鏡群 12 :第2透鏡群 1 3 :第3透鏡群 14 :光學光圈 1 5 :攝像元件 1 6 :低通濾鏡 1 1 1 :負透鏡 1 1 2 :彎月形透鏡 -82- (80) 1344013 1 1 a :透鏡最前面 1 1 b :透鏡最後面 1 2 1 :雙凸正透鏡 122 :負彎月形透鏡 1 3 1 :正彎月形透鏡 Η :被攝體
2 :行動電話機 2 1 :天線 22 :顯示器 23 :影像切換鈕 24 :變倍鈕 2 5 :快門鈕 26 :撥號鈕 27 :攝像透鏡裝置 3 0 :攝像部
3 1 :影像生成部 3 2 :影像資料緩衝區 3 3 _·影像處理部 34 :驅動部 3 5 :控制部 3 6 :記憶部 37 :介面部
Claims (1)
1344013 第095139217號專利申請案中文申請專利範園修正本 民國100年1月28日修正 十、申請專利範圍 1 .—種變倍光學系’係從物體側起依序含有:具有負 光學功率的第1透鏡群 '和具有正光學功率的第2透鏡群 ’從廣角端往望遠端變倍時’前記第1透鏡群和前記第2 透鏡群的間隔會變窄的變倍光學系,其特徵爲, 前記第1透鏡群係從物體側起依序由:雙凹透鏡或朝 ® 物體側凸出的負彎月形透鏡、和朝物體側凸出之正彎月形 透鏡之2片透鏡所成, 前記第2透鏡群係從物體側起依序由1片正透鏡和1 片負透鏡所成,且滿足下記(1 ) 、( 2 ) ' ( 8 ) 、( 9 ) 、(1 〇 )之條件式: 0.5 < D 1 /fw <0.8 ...(1) 0.7 < f2/fw < 2.0 · . · (2) 其中,D1:前記第1透鏡群之透鏡最前面至前記第1 透鏡群之透鏡最後面之光軸上的厚度’ fw :廣角端的全光學系之合成焦距 门:前記第2透鏡群的合成焦距 0.7 < | f2n/f2p | <1.8 ...(8) 其中,f2p:前記第2透鏡群內的正透鏡之焦距 f2η:前記第2透鏡群內的負透鏡之焦距 Ν 1 ρ > 1.7 ...(9) 1344013 其中,N 1 p :前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之折 射率 v lp:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡的阿 貝數 ^ In:前記第1透鏡群內的負透鏡之阿貝數。 2. —種變倍光學系,係從物體側起依序含有:具有負 光學功率的第1透鏡群、和具有正光學功率的第2透鏡群 ,從廣角端往望遠端變倍時,前記第1透鏡群和前記第2 透鏡群的間隔會變窄的變倍光學系,其特徵爲, 前記第1透鏡群係從物體側起依序由:雙凹透鏡或朝 物體側凸出的負彎月形透鏡、和朝物體側凸出之正彎月形 透鏡之2片透鏡所成, 前記第2透鏡群係從物體側起依序由1片正透鏡和1 片負透鏡所成,且滿足下記(3 ) 、( 4 ) 、 ( 8 ) 、( 9 ) 、(1 0 )之條件式:
| Δ Z1 pi/d 1 pi | < 0.2 0.7 < f2/fw <2.0 其中,△ Z 1 pi :前記第1透鏡群內的正透鏡之像側面 中,以面頂點爲基準之最大有效半徑上的凹陷量 dl pi:第1透鏡群內的正透鏡的像側面上的最 大有效半徑 fw:廣角端的全光學系之合成焦距 f2 :前記第2透鏡群的合成焦距 0.7 < | f2n/f2p | <1.8 ---(8) -2- 1344013 其中,f2p :前記第2透鏡群內的正透鏡之焦距 f2n :前記第2透鏡群內的負透鏡之焦距 Nlp> 1.7 .--(9) | vlp-vln| >20 ...(10) 其中,Nip:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之折 射率 ^ 1P:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡的阿 貝數 ^ ln:前記第1透鏡群內的負透鏡之阿貝數。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項所記載之變倍光學 系,其中,在前記第2透鏡群的像側,具有擁有正光學功 率的第3透鏡群。 4. 如申請專利範圍第3項所記載之變倍光學系,其中 ’前記變倍光學系,是僅由前記第1〜第3透鏡群之3個 透鏡群所構成。 5. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之變倍光學 系,其中,前記第1透鏡群之負透鏡是滿足下記(5)之 條件式= 1 < T 1 e/T 1 c < 4 . . · (5) 其中’ Tie:前記負透鏡之光軸方向上的厚度之最大値 Tlc:前記負透鏡在光軸上的厚度。 6 ·如申請專利範圍第1項或第2項所記載之變倍光學 系’其中’在攝像元件是被配置在像側的情況下,滿足下 記(6 )之條件式: -3- 1344013 Lb/fw <1.5 ...(6) 其中,Lb :於望遠端中,從位於最靠近像側之具有功 率的透鏡面的面頂點起,至前記攝像元件的攝像面爲止的 光軸上之距離(空氣換算長)。 7. 如申請專利範圍第4項所記載之變倍光學系,其中 ’前記第3透鏡群,係從廣角端往望遠端變倍時是被固定 〇 8. 如申請專利範圍第〗項或第2項所記載之變倍光學 系’其中,前記第〗透鏡群,係滿足下記(7)之條件式 〇.2< | fln/flp| <0.5 ...(7) 其中’ Π p :前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之焦 Π η :前記第1透鏡群內的負透鏡之焦距。 9.如申請專利範圍第丨項或第2項所記載之變倍光學 系’其中’前記第2透鏡群,係從物體側起依序由:雙凸 透鏡 '和強的凹面是朝向像側之雙凹透鏡或負彎月形透鏡 之2片透鏡所成。 1 〇·如申請專利範圍第1項或第2項所記載之變倍光 學系’其中’前記第2透鏡群,是滿足下記(1 1 ) 、(12 )之條件式: I N2p-N2n | >0.15 ...(11) I ^ 2p.V 2n I >30 . . . (12) 其中’ N2p :前記第2透鏡群內的正透鏡之折射率 1344013 V2P:前記第2透鏡群內的正透鏡的阿貝數 N 2 η :前記第2透鏡群內的負透鏡之折射率 ν 2η:前記第2透鏡群內的負透鏡之阿貝數。 1 1 ·如申請專利範圍第1項或第2項所記載之變倍光 學系,其中,前記第2透鏡群的物體側具有開口光圈’前 * 記開口光圈係其光圈徑是被固定。 1 2.如申請專利範圍第1項或第2項之任一項所記載 之變倍光學系,其中,藉由令前記第1透鏡群往物體側移 ^ 動,以進行從無限遠物體往近距離物體的對焦。 1 3 .如申請專利範圍第1項或第2項所記載之變倍光 學系,其中,前記第2透鏡群,係含有接合透鏡。 1 4.如申請專利範圍第1項或第2項所記載之變倍光 學系,其中,前記第1透鏡群,係含有接合透鏡。 1 5 .如申請專利範圍第1項或第2項所記載之變倍光 學系,其中,具有至少1片的樹脂材料製透鏡。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所記載之變倍光學系,其 ^ 中,前記樹脂材料製透鏡,係爲使用在樹脂材料中分散了 最大長30奈米以下之無機粒子的素材而成形之透鏡。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所記載之變倍光學系,其 中,前記第3透鏡群或比第3透鏡群靠近像側的透鏡群內 的正透鏡,係爲前記樹脂材料製透鏡。 1 8 . —種變倍光學系’係從物體側起依序由:具有負 光學功率的第1透鏡群、和具有正光學功率的第2透鏡群 、和具有正光學功率的第3透鏡群,所配置而成的3個透 -5- 1344013 鏡群所成,且從廣角端往望遠端變倍時,前記第1透鏡群 和前記第2透鏡群的間隔會變窄的變倍光學系,其特徵爲 7 前記第1透鏡群係從物體側起依序由:雙凹透鏡或朝 物體側凸出的負彎月形透鏡、和朝物體側凸出之正彎月形 透鏡之2片透鏡所成’ 前記第2透鏡群係從物體側起依序由1片正透鏡和1 片負透鏡所成,且滿足下記(1 ) 、( 2 ) 、( 5 ) 、 ( 8 ) 、(9 ) 、( 1 0 )之條件式,且 前記第1透鏡群內中位於最靠近物體側之負透鏡是滿 足下記(5 )之條件式: 0.5< Dl/fw< 0.8 . . · (1) 0.7 < f2/fw <2.0 ...(2) 其中,D1:前記第1透鏡群之透鏡最前面至前記第1 透鏡群之透鏡最後面之光軸上的厚度 fw:廣角端的全光學系之合成焦距 f2 :前記第2透鏡群的合成焦距 1 < T1e/Tlc < 4 ---(5) 其中,Tie:前記第1透鏡群的前記負透鏡之光軸方向 上的厚度之最大値 Tic:前記第1透鏡群的前記負透鏡在光軸上 的厚度 0.7 < | f2n/f2p | < 1.8 . · · ( 8) 其中,f2p :前記第2透鏡群內的正透鏡之焦距 -6 - 1344013 f 2 η :前記第2透鏡群內的負透鏡之焦距 Ν 1 ρ > 1.7 -..(9) I i^lp-vln| >20 ...(10) 其中,Nip:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之折 射率 v lp:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡的阿 貝數 v In:前記第1透鏡群內的負透鏡之阿貝數。 1 9. 一種變倍光學系,係從物體側起依序含有:具有 負光學功率的第1透鏡群、和具有正光學功率的第2透鏡 群、和具有正光學功率的第3透鏡群’且從廣角端往望遠 端變倍時,前記第1透鏡群和前記第2透鏡群的間隔會變 窄的變倍光學系,其特徵爲’ 前記第3透鏡群’係從廣角端往望遠端變倍時是被固 定: 前記第1透鏡群,係從物體側起依序由:雙凹透鏡或 朝物體側凸出的負彎月形透鏡、和朝物體側凸出之正彎月 形透鏡之2片透鏡所成’ 前記第2透鏡群係從物體側起依序由1片正透鏡和1 片負透鏡所成,且滿足下記(1) 、(2) 、(7) 、(8) 、(9 ) 、( 1 〇 )之條件式: 〇.5< Dl/fw< 0.8 . . · (1) 0.7 < f2/fw < 2.0 ... (2) 其中,D1 :前記第1透鏡群之透鏡最前面至前記第1 1344013 透鏡群之透鏡最後面之光軸上的厚度 fW:廣角端的全光學系之合成焦距 f2 :前記第2透鏡群的合成焦距 〇 2< I fln/flpi <0.5 ...(7) 其中,Πρ:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之焦 Π η :前記第1透鏡群內的負透鏡之焦距 〇.7 < | f2n/f2p | <1.8 ...(8) 其中,f2p :前記第2透鏡群內的正透鏡之焦距 f2n :前記第2透鏡群內的負透鏡之焦距 N 1 p > 1-7 ——.(9) | v \ ^- v \ η \ >20 ...(10) 其中,Nip:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之折 射率 v lp:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡的阿 貝數 v In:前記第1透鏡群內的負透鏡之阿貝數。 2 0 . —種變倍光學系,係從物體側起依序含有:具有 負光學功率的第1透鏡群、和具有正光學功率的第2透鏡 群、和具有正光學功率的第3透鏡群,且從廣角端往望遠 端變倍時,前記第1透鏡群和前記第2透鏡群的間隔會變 窄的變倍光學系,其特徵爲, 前記第3透鏡群,係由朝物體側凸出之正彎月形透鏡 1片所構成; -8- 1344013 前記第1透鏡群’係從物體側起依序由:雙凹透鏡或 朝物體側凸出的負彎月形透鏡、和朝物體側凸出之正彎月 形透鏡之2片透鏡所成: 前記第2透鏡群係從物體側起依序由1片正透鏡和1 片負透鏡所成; 且滿足下記(3 ) 、 ( 4 ) 、 ( 8 ) 、 ( 9 ) 、 ( 1 0 )之
條件式: | Δ Z1 pi/d 1 pi | < 0.2 0.7 < f2/fw <2.0
其中,△ Z 1 pi :前記第1透鏡群內的正透鏡之像側面 中,以面頂點爲基準之最大有效半徑上的凹陷量 d 1 p i :第1透鏡群內的正透鏡的像側面上的最 大有效半徑
fw:廣角端的全光學系之合成焦距 f2:前記第2透鏡群的合成焦距 0.7 < | f2n/f2p | <1.8 ...(8) 其中,f2p:前記第2透鏡群內的正透鏡之焦距 f 2 η :前記第2透鏡群內的負透鏡之焦距 Ν1 ρ > 1.7 * . * (9) | ν lp-Ρ In 丨 > 20 · . . ( 1〇) 其中,Nip :前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡之折 射率 V 1P:前記第1透鏡群內的正彎月形透鏡的阿 貝數 -9- 1344013 v 1 η :前記第1透鏡群內的負透鏡之阿貝數。 2 1 · —種變倍光學系,係從物體側起依序由:具有負 光學功率的第1透鏡群、和具有正光學功率的第2透鏡群 、和具有正光學功率的第3透鏡群,所配置而成的3個透 鏡群所成,且從廣角端往望遠端變倍時,前記第1透鏡群 和前記第2透鏡群的間隔會變窄的變倍光學系,其特徵爲 前記第3透鏡群,係從廣角端往望遠端變倍時是被固 定;另一方面, 藉由令前記第3透鏡群往物體側移動,以進行從無限 遠物體往近距離物體的對焦; 前記第1透鏡群係從物體側起依序由:雙凹透鏡或朝 物體側凸出的負彎月形透鏡、和朝物體側凸出之正彎月形 透鏡之2片透鏡所成, 前記第2透鏡群係從物體側起依序由1片正透鏡和1 片負透鏡所成,且滿足下記(3) 、(4) 、(8) 、(9) 、(:1 0 )之條件式: | △ Z1 pi/dlpi | < 0.2 ...(3) 0.7 < f2/fw <2.0 · · · ( 4 ) 其中,ΔΖΙρί:前記第1透鏡群內的正透鏡之像側面 中,以面頂點爲基準之最大有效半徑上的凹陷量 d 1 p i :第1透鏡群內的正透鏡的像側面上的最 大有效半徑 fw:廣角端的全光學系之合成焦距 -10- 1344013 f2 :前記第2 0.7 < I f2n/f2p I < 1 其中,f2p :前記第2 f 2 η :前記第2 N 1 p > 1.7 I v 1 p - 1 η I >20 其中,N 1 p :前記第 射率 v 1 P :前記第 貝數 u 1 η :前記第 22. —種攝像透鏡裝g 圍第1項或第2項所記載 成電氣訊號的攝像元件; 前記變倍光學系是可 成被攝體的光學像。 23. —種數位機器,其 具備: 申請專利範圍第22 1| 令前記攝像透鏡裝置 畫影像及動畫攝影之至少 前記攝像透鏡裝置的 前記攝像元件的受光面上 24. 如申請專利範圍第 透鏡群的合成焦距 • 8 · * · ( 8 ) :透鏡群內的正透鏡之焦距 :透鏡群內的負透鏡之焦距 .-.(9) ...(10) 1透鏡群內的正彎月形透鏡之折 1透鏡群內的正彎月形透鏡的阿 1透鏡群內的負透鏡之阿貝數。 置,其特徵爲,具備申請專利範 之變倍光學系,和將光學像轉換 在前記攝像元件的受光面上,形 特徵爲, i所記載之攝像透鏡裝置;和 及攝像元件上形成被攝體之靜止 一者之攝影的控制部: 變倍光學系,是被組裝成,可在 形成被攝體之光學像。 23項所記載之數位機器,其中 -11 - 1344013 ,前記數位機器係爲攜帶型終端。
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