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CN104570303A - 变焦透镜 - Google Patents

变焦透镜 Download PDF

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CN104570303A
CN104570303A CN201410562193.XA CN201410562193A CN104570303A CN 104570303 A CN104570303 A CN 104570303A CN 201410562193 A CN201410562193 A CN 201410562193A CN 104570303 A CN104570303 A CN 104570303A
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CN
China
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lens
lens group
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zoom
negative
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Application number
CN201410562193.XA
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English (en)
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未来
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Tamron Co Ltd
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Tamron Co Ltd
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Publication date
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1425—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being negative

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Abstract

本发明提供一种实现小型化、高变倍比化且具备能够应对兆像素化的摄像元件的高光学性能的变焦透镜。本发明所涉及的变焦透镜从物体侧依次配置有具有负光焦度的第一透镜群(G11)、对预定的口径进行规定的孔径光阑(ST)、具有正光焦度的第二透镜群(G12)而构成。第二透镜群(G12)从物体侧依次具备在两面形成有非球面的正透镜(L121)、由负透镜(L122)和正透镜(L123)及负透镜(L124)构成的接合透镜、正透镜(L125)而成。而且，通过满足预定的条件，能够以小型、高变倍比具备可应对兆像素化的摄像元件的高光学性能。

Description

变焦透镜
技术领域
本发明涉及一种能够在摄影机或电子静态相机等中使用的、且特别适合进行昼夜的拍摄的监控相机的变焦透镜。
背景技术
一直以来，为了进行无人设施的监控，而广泛使用CCTV(ClosedCircuit TeleVision)等监控相机。监控相机中，大多是昼间使用利用可见光的拍摄，而夜间进行利用近红外线的拍摄。因此，监控相机中要求使用无论昼夜均能够使用的透镜系统，即要求能够应对可见光区域与近红外线区域双方的光的透镜系统。
一般来讲，在设计成用于可见光区域的透镜系统中，特别是，在近红外线区域产生色像差，从而在夜间的利用近红外线进行拍摄时造成散焦。对此，作为在监控相机中所搭载的透镜系统，为了相对于从可见光区域到近红外线区域的宽波长区域的光使焦点位置固定，优选能够良好地补正宽频带的色像差的透镜系统。此外，如果是能够变倍、且以小型、大口径比具有良好的光学性能的透镜则更为优选。
以往，为了能够搭载在监控相机中，提出了一种能够应对从可见光区域到近红外线区域的光的变焦透镜(例如，参照专利文献1、2。)。
专利文献1所公开的变倍光学系统从物体侧依次配置有具有负光焦度的第一透镜群、光阑、具有正光焦度的第二透镜群而成。而且，在第一透镜群中，从物体侧依次配置有负弯月透镜、双凹透镜、正透镜。而且，在第二透镜群中配置有五片单透镜。
专利文献2所公开的变焦透镜从物体侧依次配置有具有负光焦度的第一透镜群、光阑、具有正光焦度的第二透镜群而成。而且，在第一透镜群中，从物体侧依次配置有负弯月透镜、双凹透镜、正透镜。而且，在第二透镜群中配置有三片的接合透镜。
专利文献1：日本特开2009-230122号公报
专利文献2：日本特开2011-175174号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
然而，近几年，作为监控相机用的透镜系统，除能够应对从可见光区域到近红外线区域的宽频带的波长的功能以外，也要求能够实现高变倍。而且，也要求如即使在微暗场所也能够鲜明地进行拍摄的大口径比的透镜系统。此外，近几年，由于摄像元件(CCD或CMOS等)的高像素化急速发展，从而也要求能够确认被拍摄体的更细微的特征的应对所谓兆像素化的透镜系统。
而且，另一方面，由于小型的监控用半球摄像机的普及，对能够收纳在半球内的小型的透镜系统的要求也提高。因此，作为能够应对兆像素化的监控相机用的透镜系统，要求小型且具有能够良好地补正在整个全变倍区域内从可见光区域到近红外线区域的光所对应的各像差的极高的光学性能。
然而，在上述专利文献1所公开的监控相机用透镜系统中，变倍比最多两倍左右，从而仍然存在发展空间。对此，如果在专利文献1所公开的技术的前提下，要实现高变倍比化、大口径比化，则难以获取能够应对兆像素化的程度的高光学性能这样的重大问题会产生。
而且，虽然上述专利文献2所公开的监控相机用透镜系统具备能够应对兆像素化的高光学性能，然而由于全长为65mm以上，因此难以收纳在小型的监控相机用半球内。
为了消除上述的现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种实现小型化、高变倍比化并且具备能够应对兆像素化的摄像元件的高光学性能的变焦透镜。而且，本发明的目的还在于提供一种实现大口径比化并且具备能够良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的各像差的高光学性能的变焦透镜。
【用于解决课题的方案】
为了解决上述的课题而实现目的，本发明所涉及的变焦透镜包括从物体侧依次配置的具有负光焦度的第一透镜群、孔径光阑、具有正光焦度的第二透镜群，通过使所述第二透镜群沿着光轴向物体侧移动来进行从广角端向望远端的变倍，通过使所述第一透镜群沿着光轴向像侧移动来进行伴随变倍的成像面变动的补正，所述变焦透镜的特征在于，所述第二透镜群包括从物体侧依次配置的至少在一个面形成有非球面的正透镜、由负透镜和正透镜及负透镜构成的接合透镜，所述变焦透镜满足以下所示的条件式，
(1)  1.8＜D2/Z＜2.3
其中，D2表示所述第二透镜群的伴随变倍的从广角端到望远端的移动量，Z表示变倍比(望远端焦点距离/广角端焦点距离)。
根据本发明，能够提供一种实现小型化、高变倍比化并且具备能够应对兆像素化的摄像元件的高光学性能的变焦透镜。
此外，根据所述发明，本发明所涉及的变焦透镜的特征在于，满足以下所示的条件式。
(2)  vd2p＞80
(3)  0.6＜vd22/vd24＜1
其中，vd2p表示所述第二透镜群中的构成接合透镜的正透镜的对d线的阿贝数，vd22表示在所述第二透镜群中的接合透镜中最靠物体侧配置的负透镜的对d线的阿贝数，vd24表示在所述第二透镜群中的接合透镜中最靠像侧配置的负透镜的对d线的阿贝数。
根据本发明，能够提供实现大口径比化并且具备能够良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的各像差的高光学性能的变焦透镜。
此外，根据所述发明，本发明所涉及的变焦透镜的特征在于，在所述第二透镜群中的接合透镜的像侧配置有正透镜，所述变焦透镜满足以下所示的条件式。
(4)  0.02＜Dp/L2＜0.15
其中，Dp表示所述接合透镜与在该接合透镜的像侧所配置的正透镜的间隔，L2表示所述第二透镜群的全长。
根据本发明，能够提供缩短了第二透镜群的全长并且具备保持第二透镜群中的珀兹伐和的适当平衡而能够良好地补正各像差的高光学性能的变焦透镜。
【发明效果】
根据本发明，起到了能够提供实现小型化、高变倍比化并且具备能够应对兆像素化的摄像元件的高光学性能的变焦透镜的效果。此外，起到了能够提供实现大口径比化并且具备能够良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的各像差的高光学性能的变焦透镜的效果。
附图说明
图1为表示实施例1所涉及的变焦透镜的结构的沿着光轴的剖视图。
图2为实施例1所涉及的变焦透镜的各像差图。
图3为表示实施例2所涉及的变焦透镜的结构的沿着光轴的剖视图。
图4为实施例2所涉及的变焦透镜的各像差图。
图5为表示实施例3所涉及的变焦透镜的结构的沿着光轴的剖视图。
图6为实施例3所涉及的变焦透镜的各像差图。
图7为表示实施例4所涉及的变焦透镜的结构的沿着光轴的剖视图。
图8为实施例4所涉及的变焦透镜的各像差图。
符号说明
G11、G21、G31、G41  第一透镜群
G12、G22、G32、G42  第二透镜群
L111、L112、L122、L124、L211、L212、L222、L224、L311、L312、L322、L324、L411、L412、L422、L424  负透镜
L113、L121、L123、L125、L213、L221、L223、L225、L313、L321、L323、L325、L413、L421、L423、L425  正透镜
ST  孔径光阑
CG  保护玻璃
IMG  成像面
具体实施方式
以下，详细说明本发明所涉及的变焦透镜的适宜的实施方式。
本发明所涉及的变焦透镜从物体侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜群、对预定的口径进行规定的孔径光阑、具有正光焦度的第二透镜群。而且，该变焦透镜通过使第二透镜群沿着光轴向物体侧移动来进行从广角端向望远端的变倍。而且，通过使所述第一透镜群沿着光轴移动来进行伴随变倍的成像面变动(成像位置)的补正。
本发明的目的在于提供一种实现小型化、高变倍比化并且具备能够应对兆像素化的摄像元件的高光学性能的变焦透镜。而且，本发明的目的还在于提供一种实现大口径比化并且具备能够良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的各像差的高光学性能的变焦透镜。对此，为了实现所述的目的，设定如下所示的各种条件。
首先，第二透镜群包括从物体侧依次配置的至少在一个面形成有非球面的正透镜、由负透镜和正透镜及负透镜构成的接合透镜而成。通过在第二透镜群中的、最靠物体侧配置的正透镜形成非球面，能够良好地补正随着大口径比化而产生的球面像差。而且，通过在第二透镜群中配置接合透镜，能够进行色像差的补正。
而且，在将第二透镜群的伴随变倍的从广角端到望远端的移动量设为D2，将变倍比(望远端焦点距离/广角端焦点距离)设为Z时，优选为，满足以下的条件式。
(1)  1.8＜D2/Z＜2.3
条件式(1)为对伴随变倍的第二透镜群的适当的行程范围进行规定的数式。通过满足该条件式(1)，抑制了伴随变倍的第二透镜群的行程范围从而缩短了光学系统全长且实现了高变倍比化、并能够获取高光学性能。
当低于条件式(1)其下限时，有利于光学系统的小型化，然而特别是难以进行在广角端的球面像差与慧形像差的补正、且光学性能劣化而导致问题发生。另一方面，当高于条件式(1)其上限时，由于伴随变倍的第二透镜群的移动量增加，因此难以实现光学系统的小型化。
需要说明的是，当上述条件式(1)满足以下所示的范围时，能够期待更佳的效果。
(1a)  2＜D2/Z＜2.3
通过满足由该条件式(1a)规定的范围，能够实现小型而且具备更优异的光学性能的变焦透镜。
此外，在本发明所涉及的变焦透镜中，将第二透镜群中的构成接合透镜的正透镜的对d线的阿贝数设为vd2p，将第二透镜群中的接合透镜中最靠物体侧配置的负透镜的对d线的阿贝数设为vd22，将所述第二透镜群中的接合透镜中最靠像侧配置的负透镜的对d线的阿贝数设为vd24时，优选为，满足以下的条件式。
(2)  vd2p＞80
(3)  0.6＜vd22/vd24＜1
条件式(2)为对用于良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的色像差的条件进行规定的数式。通过由满足条件式(2)的异常低色散材料来形成第二透镜群中所配置的构成接合透镜的正透镜，能够良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的色像差。需要说明的是，当低于条件式(2)其下限时，难以补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的色像差。
条件式(3)为对用于良好地补正随着大口径比化而在全变倍区域内明显产生的色像差的条件进行规定的数式。当低于条件式(3)其下限时，难以进行在望远端产生的色像差的补正。另一方面，当高于条件式(3)其上限时，难以进行在广角端产生的色像差的补正。
需要说明的是，当上述条件式(3)满足以下所示的范围时，能够期待更佳的效果。
(3a)  0.7＜vd22/vd24＜0.9
通过满足由该条件式(3a)规定的范围，能够进一步良好地补正随着大口径比化而在全变倍区域内明显产生的色像差。
此外，在本发明所涉及的变焦透镜中，优选在第二透镜群中的接合透镜的像侧配置有正透镜。而且，当将第二透镜群中的接合透镜与配置在该接合透镜的像侧的正透镜的间隔设为Dp，将第二透镜群的全长设为L2时，优选为，满足以下的条件式。
(4)  0.02＜Dp/L2＜0.15
条件式(4)为表示用于实现以像面弯曲为首的各像差的良好的补正的条件的数式。通过满足条件式(4)，能够缩短第二透镜群的全长并且保持第二透镜群中的珀兹伐和的适当平衡而能够良好地补正各像差。
当低于条件式(4)其下限时，第二透镜群中的珀兹伐和过于偏向负，特别是难以进行像面弯曲的补正。另一方面，当高于条件式(4)其上限时，第二透镜群的全长变得过长，从而造成变焦透镜的全长延长。
需要说明的是，当上述条件式(4)满足以下所示的范围时，能够期待更佳的效果。
(4a)  0.05＜Dp/L2＜0.12
通过满足由该条件式(4a)规定的范围，能够进一步缩短第二透镜群的全长，从而能够进行各像差的更良好的补正。
此外，在本发明所涉及的变焦透镜中，在将第二透镜群的最靠物体侧配置的正透镜的对d线的阿贝数设为vd21时，优选满足以下的条件式。
(5)  vd21＞63
条件式(5)为对用于良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的色像差的条件进行规定的数式。通过由满足条件式(5)的低色散材料来形成在第二透镜群的最靠物体侧所配置的正透镜，能够良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的色像差。需要说明的是，当低于条件式(5)其下限时，难以补正轴上色像差，从而不能充分补正相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的色像差。
此外，在本发明所涉及的变焦透镜中，第一透镜群按从物体侧依次配置有使凸面朝向物体侧的弯月形状的负透镜、双凹形状的负透镜、正透镜的三群三片的结构构成。通过在光学系统的最靠物体侧配置具有负光焦度的、且使凸面朝向物体侧的弯月透镜，实现了广角化。
而且，在将第一透镜群的正透镜的对d线的阿贝数设为vd13时，优选为，满足以下的条件式。
(6)  vd13＜20
条件式(6)为对用于能够利用该第一透镜群自身补正在第一透镜群内产生的色像差的条件进行规定的数式。即，就利用第一透镜群内的负透镜而产生的轴上色像差与倍率色像差而言，通过满足条件式(6)，利用正透镜在与所述负透镜相反的方向使该像差等量地产生，就能够补正第一透镜群整体所产生的色像差。需要说明的是，当高于条件式(6)其上限时，不能在正透镜产生补正所需的色像差量，其结果造成由第一透镜群产生的色像差增大。
如以上说明所述，通过使本发明所涉及的变焦透镜满足上述各条件，能够实现小型化、高变倍比化并且具备能够应对兆像素化的摄像元件的高光学性能。而且，能够实现大口径比化并且具备能够良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光而产生的各像差的高光学性能。需要说明的是，与满足上述各条件之一相比同时满足多个上述条件，能够获取更优异的光学性能。
以下，根据附图详细说明本发明所涉及的变焦透镜的实施例。需要说明的是，本发明并不局限于以下的实施例。
【实施例1】
图1为表示实施例1所涉及的变焦透镜的结构的沿着光轴的剖视图。该变焦透镜，从未图示的物体侧依次配置有，具有负光焦度的第一透镜群G11、对预定的口径进行规定的孔径光阑ST、具有正光焦度的第二透镜群G12。在第二透镜群G12与成像面IMG之间配置有保护玻璃CG。保护玻璃CG为根据需要而配置的构件，在不需要的情况可以省略。而且，在成像面IMG上配置有CCD或CMOS等摄像元件的受光面。
第一透镜群G11从物体侧依次配置有负透镜L111、负透镜L112、及正透镜L113而成。负透镜L111由使凸面朝向物体侧的弯月透镜构成。负透镜L112由双凹透镜构成。
第二透镜群G12从物体侧依次配置有，正透镜L121、负透镜L122、正透镜L123、负透镜L124、以及正透镜L125。在正透镜L121的两面形成有非球面。负透镜L122和正透镜L123及负透镜L124被接合。而且，在正透镜L125的两面形成有非球面。
在该变焦透镜中，通过使第二透镜群G12沿着光轴向物体侧移动来进行从广角端向望远端的变倍，通过使第一透镜群G11沿着光轴向成像面IMG侧移动来进行伴随变倍的成像面变动(成像位置)的补正。
以下，示出了实施例1所涉及的关于变焦透镜的各种数值数据。
变焦透镜整个系统的焦点距离＝3.10(广角端)～8.65(望远端)
F数(Fno.)＝1.35(广角端)～2.22(望远端)
视场角(2ω)＝139.5(广角端)～44.5(望远端)
变倍比(Z)＝2.79
(透镜数据)
r1＝32.3570
d1＝0.90  nd1＝1.88100  vd1＝40.14
r2＝7.0357
d2＝4.93
r3＝-20.3046
d3＝0.60  nd2＝1.69680  vd2＝55.46
r4＝52.9626
d4＝0.10
r5＝19.9083
d5＝1.88  nd3＝1.95906  vd3＝17.47
r6＝141.1846
d6＝D(6)(可变)
r7＝∞(孔径光阑)
d7＝D(7)(可变)
r8＝6.5000(非球面)
d8＝3.47  nd4＝1.61881  vd4＝63.85
r9＝-14.9838(非球面)
d9＝0.10
r10＝80.0537
d10＝0.60  nd5＝1.69895  vd5＝30.05
r11＝6.5000
d11＝3.68  nd6＝1.49700  vd6＝81.61
r12＝-8.1250
d12＝0.60  nd7＝1.54814  vd7＝45.82
r13＝5.5000
d13＝0.33
r14＝7.3337(非球面)
d14＝2.41  nd8＝1.74330  vd8＝49.33
r15＝-162.1127(非球面)
d15＝D(15)(可变)
r16＝∞
d16＝1.20  nd9＝1.51633  vd9＝64.14
r17＝∞
d17＝1.00
r18＝∞(成像面)
圆锥系数(K)以及非球面系数(A，B，C，D)
(第8面)
K＝-0.5742，
A＝2.3129×10-5，B＝6.4387×10-7，
C＝-1.0530×10-8，D＝3.3380×10-9
(第9面)
K＝-14.5328，
A＝2.4858×10-4，B＝-9.0271×10-6，
C＝3.6278×10-7，D＝-4.3932×10-9
(第14面)
K＝-3.5681，
A＝1.9210×10-3，B＝-1.1573×10-4，
C＝6.4399×10-6，D＝-5.7187×10-7
(第15面)
K＝0，
A＝9.2492×10-4，B＝-7.1211×10-5，
C＝1.7807×10-6，D＝-2.8592×10-7
(变倍数据)
(关于条件式(1)的数值)
D2(第二透镜群G12的伴随变倍的从广角端到望远端的移动量)＝5.30
D2/Z＝1.9
(关于条件式(2)的数值)
vd2p(正透镜L123的对d线的阿贝数)＝81.61
(关于条件式(3)的数值)
vd22(负透镜L122的对d线的阿贝数)/vd24(负透镜L124的对d线的阿贝数)＝0.656
(关于条件式(4)的数值)
Dp(第二透镜群G12中的接合透镜与正透镜L125的间隔)＝0.33
L2(第二透镜群G12的全长)＝11.19
Dp/L2＝0.0295
(关于条件式(5)的数值)
vd21(正透镜L121的对d线的阿贝数)＝63.85
(关于条件式(6)的数值)
vd13(正透镜L113的对d线的阿贝数)＝17.47
图2为实施例1所涉及的变焦透镜的各像差图。在该图中，示出了相当于波长587.56nm(d线)、波长850.00nm(近红外线区域)的波长的像差。而且，像散图中的S、M分别表示相对于弧矢像面、子午像面的像差。
【实施例2】
图3为表示实施例2所涉及的变焦透镜的结构的沿着光轴的剖视图。该变焦透镜从未图示的物体侧依次配置有，具有负光焦度的第一透镜群G21、对预定的口径进行规定的孔径光阑ST、具有正光焦度的第二透镜群G22。在第二透镜群G22与成像面IMG之间配置有保护玻璃CG。保护玻璃CG为根据需要而配置的构件，在不需要的情况可以省略。而且，在成像面IMG上配置有CCD或CMOS等摄像元件的受光面。
第一透镜群G21从物体侧依次配置有负透镜L211、负透镜L212、以及正透镜L213而成。负透镜L211由使凸面朝向物体侧的弯月透镜构成。负透镜L212由双凹透镜构成。
第二透镜群G22从物体侧依次配置有正透镜L221、负透镜L222、正透镜L223、负透镜L224、以及正透镜L225而成。在正透镜L221的两面形成有非球面。负透镜L222和正透镜L223及负透镜L224被接合。而且，在正透镜L225的两面形成有非球面。
在该变焦透镜中，通过使第二透镜群G22沿着光轴向物体侧移动来进行从广角端向望远端的变倍，通过使第一透镜群G21沿着光轴向成像面IMG侧移动来进行伴随变倍的成像面变动(成像位置)的补正。
以下，示出了实施例2所涉及的变焦透镜有关的各种数值数据。
变焦透镜整个系统的焦点距离＝3.10(广角端)～8.65(望远端)
F数(Fno.)＝1.35(广角端)～2.27(望远端)
视场角(2ω)＝137.8(广角端)～44.8(望远端)
变倍比(Z)＝2.79
(透镜数据)
r1＝28.6250
d1＝0.90  nd1＝1.88100  vd1＝40.14
r2＝6.7499
d2＝4.69
r3＝-19.1417
d3＝0.60  nd2＝1.69680  vd2＝55.46
r4＝37.2368
d4＝0.25
r5＝18.5538
d5＝1.80  nd3＝1.95906  vd3＝17.47
r6＝111.0681
d6＝D(6)(可变)
r7＝∞(孔径光阑)
d7＝D(7)(可变)
r8＝7.2427(非球面)
d8＝3.40  nd4＝1.61881  vd4＝63.85
r9＝-18.6060(非球面)
d9＝0.10
r10＝18.9270
d10＝0.60  nd5＝1.69895  vd5＝30.05
r11＝6.9000
d11＝3.80  nd6＝1.49700  vd6＝81.61
r12＝-8.8110
d12＝0.60  nd7＝1.62004  vd7＝36.30
r13＝5.9000
d13＝1.12
r14＝8.2626(非球面)
d14＝2.40  nd8＝1.74330  vd8＝49.33
r15＝-48.0196(非球面)
d15＝D(15)(可变)
r16＝∞
d16＝1.20  nd9＝1.51633  vd9＝64.14
r17＝∞
d17＝1.00
r18＝∞(成像面)
圆锥系数(K)以及非球面系数(A，B，C，D)
(第8面)
K＝-0.6694，
A＝-1.9599×10-5，B＝-1.1027×10-6，
C＝1.0229×10-7，D＝-6.8191×10-10
(第9面)
K＝-6.5395，
A＝2.8291×10-4，B＝-8.8130×10-6，
C＝3.2824×10-7，D＝-4.6912×10-9
(第14面)
K＝-5.7444，
A＝1.8945×10-3，B＝-7.3437×10-5，
C＝3.9376×10-6，D＝-1.3730×10-7
(第15面)
K＝0，
A＝8.9125×10-4，B＝-4.9082×10-5，
C＝4.7040×10-6，D＝-1.9831×10-7
(变倍数据)
(关于条件式(1)的数值)
D2(第二透镜群G22的伴随变倍的从广角端到望远端的移动量)＝6.06
D2/Z＝2.172
(关于条件式(2)的数值)
vd2p(正透镜L223的对d线的阿贝数)＝81.61
(关于条件式(3)的数值)
vd22(负透镜L222的对d线的阿贝数)/vd24(负透镜L224的对d线的阿贝数)＝0.828
(关于条件式(4)的数值)
Dp(第二透镜群G22中的接合透镜与正透镜L225的间隔)＝1.12
L2(第二透镜群G22的全长)＝12.02
Dp/L2＝0.093
(关于条件式(5)的数值)
vd21(正透镜L221的对d线的阿贝数)＝63.85
(关于条件式(6)的数值)
vd13(正透镜L213的对d线的阿贝数)＝17.47
图4为实施例2所涉及的变焦透镜的各像差图。在该图中，示出了相对于波长587.56nm(d线)、波长850.00nm(近红外线区域)的波长的像差。而且，像散图中的S、M分别表示相对于弧矢像面、子午像面的像差。
【实施例3】
图5为表示实施例3所涉及的变焦透镜的结构的沿着光轴的剖视图。该变焦透镜从未图示的物体侧依次配置有，具有负光焦度的第一透镜群G31、对预定的口径进行规定的孔径光阑ST、具有正光焦度的第二透镜群G32。在第二透镜群G32与成像面IMG之间配置有保护玻璃CG。保护玻璃CG为根据需要而配置的构件，在不需要的情况可以省略。而且，在成像面IMG上配置有CCD或CMOS等摄像元件的受光面。
第一透镜群G31从物体侧依次配置有负透镜L311、负透镜L312、以及正透镜L313而成。负透镜L311由使凸面朝向物体侧的弯月透镜构成。负透镜L312由双凹透镜构成。
第二透镜群G32从物体侧依次配置有正透镜L321、负透镜L322、正透镜L323、负透镜L324、以及正透镜L325而成。在正透镜L321的两面形成有非球面。负透镜L322和正透镜L323及负透镜L324被接合。而且，在正透镜L325的两面形成有非球面。
在该变焦透镜中，通过使第二透镜群G32沿着光轴向物体侧移动来进行从广角端向望远端的変倍，通过使第一透镜群G31沿着光轴向成像面IMG侧移动来进行伴随変倍的成像面変动(成像位置)的补正。
以下，示出了实施例3所涉及的变焦透镜有关的各种数值数据。
变焦透镜整个系统的焦点距离＝3.10(广角端)～8.65(望远端)
F数(Fno.)＝1.35(广角端)～2.27(望远端)
视场角(2ω)＝139.2(广角端)～45.0(望远端)
变倍比(Z)＝2.79
(透镜数据)
r1＝31.1372
d1＝0.90  nd1＝1.88100  vd1＝40.14
r2＝6.6424
d2＝4.37
r3＝-19.8116
d3＝0.60  nd2＝1.69680  vd2＝55.46
r4＝35.2194
d4＝0.25
r5＝17.2773
d5＝1.80  nd3＝1.94594  vd3＝17.98
r6＝88.8758
d6＝D(6)(可变)
r7＝∞(孔径光阑)
d7＝D(7)(可变)
r8＝7.8857(非球面)
d8＝3.40  nd4＝1.61881  vd4＝63.85
r9＝-28.3972(非球面)
d9＝0.10
r10＝12.3684
d10＝0.60  nd5＝1.69895  vd5＝30.05
r11＝6.5000
d11＝3.80  nd6＝1.49700  vd6＝81.61
r12＝-12.5484
d12＝0.60  nd7＝1.67270  vd7＝32.17
r13＝7.6921
d13＝1.63
r14＝9.0202(非球面)
d14＝2.40  nd8＝1.74330  vd8＝49.33
r15＝-87.6394(非球面)
d15＝D(15)(可变)
r16＝∞
d16＝1.20  nd9＝1.51633  vd9＝64.14
r17＝∞
d17＝1.00
r18＝∞(成像面)
圆锥系数(K)以及非球面系数(A，B，C，D)
(第8面)
K＝-0.6133，
A＝1.7513×10-6，B＝-1.7488×10-6，
C＝1.4786×10-7，D＝-1.4764×10-9
(第9面)
K＝0.2439，
A＝2.4387×10-4，B＝-6.2756×10-6，
C＝3.2083×10-7，D＝-5.0726×10-9
(第14面)
K＝-7.8516，
A＝1.5681×10-3，B＝-8.1838×10-5，
C＝3.7026×10-6，D＝-1.5052×10-7
(第15面)
K＝0，
A＝7.1700×10-4，B＝-4.2843×10-5，
C＝2.6181×10-6，D＝-1.3743×10-7
(变倍数据)
(关于条件式(1)的数值)
D2(第二透镜群G32的伴随变倍的从广角端到望远端的移动量)＝6.31
D2/Z＝2.261
(关于条件式(2)的数值)
vd2p(正透镜L323的对d线的阿贝数)＝81.61
(关于条件式(3)的数值)
vd22(负透镜L322的对d线的阿贝数)/vd24(负透镜L324的对d线的阿贝数)＝0.934
(关于条件式(4)的数值)
Dp(第二透镜群G32中的接合透镜与正透镜L325的间隔)＝1.63
L2(第二透镜群G32的全长)＝12.53
Dp/L2＝0.13
(关于条件式(5)的数值)
vd21(正透镜L321的对d线的阿贝数)＝63.85
(关于条件式(6)的数值)
vd13(正透镜L313的对d线的阿贝数)＝17.98
图6为实施例3所涉及的变焦透镜的各像差图。在该图中，示出了相当于波长587.56nm(d线)、波长850.00nm(近红外线区域)的波长的像差。而且，像散图中的S、M分别表示相对于弧矢像面、子午像面的像差。
【实施例4】
图7为表示实施例4所涉及的变焦透镜的结构的沿着光轴的剖视图。该变焦透镜从未图示的物体侧依次配置有，具有负光焦度的第一透镜群G41、对预定的口径进行规定的孔径光阑ST、具有正光焦度的第二透镜群G42。在第二透镜群G42与成像面IMG之间配置有保护玻璃CG。保护玻璃CG为根据需要而配置的构件，在不需要的情况可以省略。而且，在成像面IMG上配置有CCD或CMOS等摄像元件的受光面。
第一透镜群G41从物体侧依次配置有负透镜L411、负透镜L412、以及正透镜L413而成。负透镜L411由使凸面朝向物体侧的弯月透镜构成。负透镜L412由双凹透镜构成。
第二透镜群G42从物体侧依次配置有正透镜L421、负透镜L422、正透镜L423、负透镜L424、以及正透镜L425而成。在正透镜L421的两面形成有非球面。负透镜L422和正透镜L423及负透镜L424被接合。而且，在正透镜L425的两面形成有非球面。
在该变焦透镜中，通过使第二透镜群G42沿着光轴向物体侧移动来进行从广角端向望远端的変倍，通过使第一透镜群G41沿着光轴向成像面IMG侧移动来进行伴随変倍的成像面変动(成像位置)的补正。
以下，示出了实施例4所涉及的变焦透镜有关的各种数值数据。
变焦透镜整个系统的焦点距离＝3.10(广角端)～8.65(望远端)
F数(Fno.)＝1.35(广角端)～2.25(望远端)
视场角(2ω)＝132.9(广角端)～43.4(望远端)
变倍比(Z)＝2.79
(透镜数据)
r1＝28.5445
d1＝0.90  nd1＝1.88100  vd1＝40.14
r2＝6.8556
d2＝4.80
r3＝-19.2406
d3＝0.60  nd2＝1.69680  vd2＝55.46
r4＝40.6322
d4＝0.21
r5＝19.2751
d5＝1.84  nd3＝1.95906  vd3＝17.47
r6＝138.1909
d6＝D(6)(可变)
r7＝∞(孔径光阑)
d7＝D(7)(可变)
r8＝6.7845(非球面)
d8＝3.41  nd4＝1.61881  vd4＝63.85
r9＝-18.1023(非球面)
d9＝0.10
r10＝16.6622
d10＝0.60  nd5＝1.74077  vd5＝27.76
r11＝6.5000
d11＝3.73  nd6＝1.43700  vd6＝95.10
r12＝-8.1250
d12＝0.60  nd7＝1.62004  vd7＝36.30
r13＝5.6971
d13＝0.81
r14＝8.2963(非球面)
d14＝2.27  nd8＝1.85135  vd8＝40.10
r15＝-51.7702(非球面)
d15＝D(15)(可变)
r16＝∞
d16＝1.20  nd9＝1.51633  vd9＝64.14
r17＝∞
d17＝1.00
r18＝∞(成像面)
圆锥系数(K)以及非球面系数(A，B，C，D)
(第8面)
K＝-0.6411，
A＝-1.2907×10-5，B＝-3.0165×10-7，
C＝5.8368×10-8，D＝1.2429×10-9
(第9面)
K＝-10.2669，
A＝2.9490×10-4，B＝-1.0692×10-5，
C＝4.2305×10-7，D＝-5.6209×10-9
(第14面)
K＝-4.6171，
A＝1.8431×10-3，B＝-8.1953×10-5，
C＝5.8019×10-6，D＝-2.6181×10-7
(第15面)
K＝0，
A＝9.9504×10-4，B＝-6.9057×10-5，
C＝7.1792×10-6，D＝-3.5462×10-7
(变倍数据)
(关于条件式(1)的数值)
D2(第二透镜群G42的伴随变倍的从广角端到望远端的移动量)＝5.75
D2/Z＝2.061
(关于条件式(2)的数值)
vd2p(正透镜L423的对d线的阿贝数)＝95.1
(关于条件式(3)的数值)
vd22(负透镜L422的对d线的阿贝数)/vd24(负透镜L424的对d线的阿贝数)＝0.765
(关于条件式(4)的数值)
Dp(第二透镜群G42中的接合透镜与正透镜L425的间隔)＝0.81
L2(第二透镜群G42的全长)＝11.52
Dp/L2＝0.07
(关于条件式(5)的数值)
vd21(正透镜L421的对d线的阿贝数)＝63.85
(关于条件式(6)的数值)
vd13(正透镜L413的对d线的阿贝数)＝17.47
图8为实施例4所涉及的变焦透镜的各像差图。在该图中，示出了相当于波长587.56nm(d线)、波长850.00nm(近红外线区域)的波长的像差。而且，像散图中的S、M分别表示相对于弧矢像面、子午像面的像差。
需要说明的是，在上述各实施例中的数值数据中，r1、r2、····表示透镜面、光阑面等的曲率半径，d1、d2、····表示透镜、光阑等的壁厚或它们的面间隔，nd1、nd2、····表示透镜等的对d线(λ＝587.56nm)的折射率，vd1、vd2、····表示透镜等的对d线(λ＝587.56nm)的阿贝数。而且，长度的单位均为“mm”，角度的单位均为“°”。
而且，就上述各非球面形状而言，在将从透镜面顶点到光轴方向的距离设为Z，将与光轴垂直的方向的高度设为y，将近轴曲率半径设为R，将圆锥系数设为K，将4次、6次、8次、10次的非球面系数分别设为A、B、C、D，将光的行进方向设为正时，能够由以下所示的数式表示。
【数1】
Z = y 2 R ( 1 + 1 - ( 1 + K ) y / R 2 ) 2 + Ay 4 + By 6 + Cy 8 + Dy 10
如以上说明所述，上述各实施例的变焦透镜通过满足上述各条件，能够实现小型化、高变倍比化并且具备能够应对兆像素化的摄像元件的高光学性能。而且，能够实现大口径比化并且具备能够良好地补正在整个全变倍区域内相对于从可见光区域到近红外线区域的光所产生的各像差的高光学性能。由此，成为最适合搭载有兆像素化的摄像元件的小型的监控相机(特别是，监控用半球摄像机)等摄影机的变焦透镜。需要说明的是，由于上述各实施例的变焦透镜适宜使用了形成有非球面的透镜，因此能够以较少的透镜片数维持良好的光学性能。
工业实用性
如上所述，本发明的变焦透镜对于监控相机很有用，特别是，最适合要求小型化、高变倍比化、大口径比化与高光学性能的情况。

Claims (3)

1.一种变焦透镜，其由从物体侧依次配置的负光焦度的第一透镜群、孔径光阑、正光焦度的第二透镜群构成，其特征在于，
通过使所述第二透镜群沿着光轴向物体侧移动来进行从广角端向望远端的变倍，通过使所述第一透镜群沿着光轴向像侧移动来进行伴随变倍的成像面变动的补正，
所述第二透镜群包括从物体侧依次配置的至少一面形成有非球面的正透镜、由负透镜和正透镜及负透镜构成的接合透镜，
所述变焦透镜满足以下所示的条件式，
(1)1.8＜D2/Z＜2.3
其中，
D2表示所述第二透镜群的伴随变倍的从广角端到望远端的移动量，
Z表示变倍比，该变倍比＝望远端焦点距离/广角端焦点距离。
2.如权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
满足以下所示的条件式，
(2)vd2p＞80
(3)0.6＜vd22/vd24＜1
其中，
vd2p表示所述第二透镜群中的构成接合透镜的正透镜的对d线的阿贝数，
vd22表示在所述第二透镜群中的接合透镜中最靠物体侧配置的负透镜的对d线的阿贝数，
vd24表示在所述第二透镜群中的接合透镜中最靠像侧配置的负透镜的对d线的阿贝数。
3.如权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
在所述第二透镜群中的接合透镜的像侧配置有正透镜，
所述变焦透镜满足以下所示的条件式，
(4)0.02＜Dp/L2＜0.15
其中，
Dp表示所述接合透镜与在该接合透镜的像侧所配置的正透镜的间隔，
L2表示所述第二透镜群的全长。
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