Вариообъектив, оптическое устройство и способ изготовления вариообъектива

Вариообъектив, оптическое устройство и способ изготовления вариообъектива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к вариообъективу, оптическому устройству и способу изготовления вариообъектива.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ

Вариообъективы, используемые в качестве захватывающих изображение объективов видеокамеры, электронной фотокамеры или чего-либо подобного, успешно получают с меньшими размерами и более высокими коэффициентами масштабирования (см., например, патентный документ 1).

ПЕРЕЧЕНЬ ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИСТОЧНИКОВ

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

Патентный документ 1: публикация № 2011-85909 (А) выложенной патентной заявки Японии.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

В последнее время требуется еще более высокий коэффициент масштабирования вариообъектива.

С учетом изложенного выше задача настоящего изобретения заключается в создании вариообъектива и оптического устройства, которые пригодны для видеокамеры и электронной фотокамеры с использованием твердотельного элемента изображения и которые имеют более высокий коэффициент масштабирования по сравнению с вариообъективами из предшествующего уровня техники и имеют небольшой размер, обеспечивают сверхвысокое качество изображения и большое увеличение, и способа изготовления вариообъектива.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Для решения этой задачи вариообъектив согласно настоящему изобретению имеет, по порядку от предмета, первую линзовую группу, имеющую положительную преломляющую силу (способность); вторую линзовую группу, имеющую отрицательную преломляющую силу (способность); третью линзовую группу, имеющую положительную преломляющую силу (способность); и четвертую линзовую группу, имеющую положительную преломляющую силу (способность), при этом первая линзовая группа, вторая линзовая группа и третья линзовая группа при масштабировании изображения перемещаются вдоль оптической оси, и удовлетворяются следующие условные выражения:

8,000<β2Т/β2W<12,000,

2,000<β3T/β3W<5,000,

где β2Т обозначает поперечное увеличение второй линзовой группы в конечном состоянии телеобъектива, β2W обозначает поперечное увеличение второй линзовой группы в конечном состоянии широкоугольного объектива, β3Т обозначает поперечное увеличение третьей линзовой группы в конечном состоянии телеобъектива и β3W обозначает поперечное увеличение третьей линзовой группы в конечном состоянии широкоугольного объектива.

Предпочтительно, чтобы вариообъектив согласно настоящему изобретению удовлетворял следующему условному выражению:

1,000<(β2T/β2W)/(β3T/β3W)<4,000.

В вариообъективе согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы первая линзовая группа включала в себя, по порядку от стороны, ближайшей к предмету, отрицательную линзу и положительную линзу и удовлетворялось следующее условное выражение:

0,000<(-f1c)/f1<250,000,

где f1c обозначает составное фокусное расстояние отрицательной линзы и положительной линзы, составляющих первую линзовую группу, и f1 обозначает фокусное расстояние первой линзовой группы G1.

Предпочтительно, чтобы вариообъектив согласно настоящему изобретению удовлетворял следующему условному выражению:

0,400<f1/fT<0,500,

где f1 обозначает фокусное расстояние первой линзовой группы и fT обозначает составное фокусное расстояние вариообъектива в конечном состоянии телеобъектива.

Предпочтительно, чтобы вариообъектив согласно настоящему изобретению удовлетворял следующему условному выражению:

0,000<f3/fT<0,180, где f3 обозначает фокусное расстояние третьей линзовой группы и fT обозначает составное фокусное расстояние вариообъектива в конечном состоянии телеобъектива.

В вариообъективе согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы первая линзовая группа включала в себя, по порядку от предмета, отрицательную менисковую линзу, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, двояковыпуклую положительную линзу, первую положительную менисковую линзу, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, и вторую положительную менисковую линзу, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, и удовлетворялось следующее условное выражение:

0,000<f13/f14<5,000,

где f13 обозначает фокусное расстояние первой положительной менисковой линзы, входящей в состав первой линзовой группы, и f14 обозначает фокусное расстояние второй положительной менисковой линзы, входящей в состав первой линзовой группы.

В вариообъективе согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы отрицательная линза и положительная линза, которые входят в состав первой линзовой группы и расположены по порядку от стороны, ближайшей к предмету, были склеены.

В вариообъективе согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы третья линзовая группа включала в себя по меньшей мере одну асферическую линзу.

Настоящим изобретением предоставляется оптическое устройство (например, цифровая фотокамера САМ в этом варианте осуществления), имеющее любой один из упомянутых выше вариообъективов.

Согласно настоящему изобретению предложен способ изготовления вариообъектива, имеющего, по порядку от предмета, первую линзовую группу, имеющую положительную преломляющую силу, вторую линзовую группу, имеющую отрицательную преломляющую силу, третью линзовую группу, имеющую положительную преломляющую силу, и четвертую линзовую группу, имеющую положительную преломляющую силу, в котором устанавливают каждую линзу в оправу вариообъектива таким образом, чтобы первая линзовая группа, вторая линзовая группа и третья линзовая группа при масштабировании изображения перемещались вдоль оптической оси и удовлетворялись следующие условные выражения:

8,000<β2T/β2W<12,000,

2,000<β3T/β3W<5,000,

где β2Т обозначает поперечное увеличение второй линзовой группы в конечном состоянии телеобъектива, β2W обозначает поперечное увеличение второй линзовой группы в конечном состоянии широкоугольного объектива, β3Т обозначает поперечное увеличение третьей линзовой группы в конечном состоянии телеобъектива и β3W обозначает поперечное увеличение третьей линзовой группы в конечном состоянии широкоугольного объектива.

ПОЛЕЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящим изобретением могут предоставляться вариообъектив и оптическое устройство, которые пригодны для видеокамеры и электронной фотокамеры с использованием твердотельного элемента изображения и которые имеют более высокий коэффициент масштабирования по сравнению с вариообъективами из предшествующего уровня техники и имеют небольшой размер, обеспечивают сверхвысокое качество изображения и большое увеличение, а также способ изготовления вариообъектива.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах:

фиг. 1 - конфигурация вариообъектива согласно примеру 1 и иллюстрация траекторий движения компонентов вариообъектива от конечного состояния (W) широкоугольного объектива до конечного состояния (Т) телеобъектива;

фиг. 2 - семейство графиков, показывающих различные аберрации вариообъектива согласно примеру 1, где фиг. 2А - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в конечном состоянии широкоугольного объектива, и фиг. 2В - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в промежуточном состоянии фокусного расстояния на конечной стороне широкоугольного объектива;

фиг. 3 - семейство графиков, показывающих различные аберрации вариообъектива согласно примеру 1, где фиг. 3А - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в промежуточном состоянии фокусного расстояния на конечной стороне телеобъектива, и фиг. 3В - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в конечном состоянии телеобъектива;

фиг. 4 - конфигурация вариообъектива согласно примеру 2 и иллюстрация траекторий движения компонентов вариообъектива от конечного состояния (W) широкоугольного объектива до конечного состояния (Т) телеобъектива;

фиг. 5 - семейство графиков, показывающих различные аберрации вариообъектива согласно примеру 2, где фиг. 5А - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в конечном состоянии широкоугольного объектива, и фиг. 5В - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в промежуточном состоянии фокусного расстояния на конечной стороне широкоугольного объектива;

фиг. 6 - семейство графиков, показывающих различные аберрации вариообъектива согласно примеру 2, где фиг. 6А - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в промежуточном состоянии фокусного расстояния на конечной стороне телеобъектива, и фиг. 6В - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в конечном состоянии телеобъектива;

фиг. 7 - конфигурация вариообъектива согласно примеру 3 и иллюстрация траекторий движения компонентов от конечного состояния (W) широкоугольного объектива до конечного состояния (Т) телеобъектива;

фиг. 8 - семейство графиков, показывающих различные аберрации вариообъектива согласно примеру 3, где фиг. 8А - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в конечном состоянии широкоугольного объектива, и фиг. 8В - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в промежуточном состоянии фокусного расстояния на конечной стороне широкоугольного объектива;

фиг. 9 - семейство графиков, показывающих различные аберрации вариообъектива согласно примеру 3, где фиг. 9А - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в промежуточном состоянии фокусного расстояния на конечной стороне телеобъектива, и фиг. 9В - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в конечном состоянии телеобъектива;

фиг. 10 - конфигурация вариообъектива согласно примеру 4 и иллюстрация траекторий движения компонентов вариообъектива от конечного состояния (W) широкоугольного объектива до конечного состояния (Т) телеобъектива;

фиг. 11 - семейство графиков, показывающих различные аберрации вариообъектива согласно примеру 4, где фиг. 11А - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в конечном состоянии широкоугольного объектива, и фиг. 11В - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в промежуточном состоянии фокусного расстояния на конечной стороне широкоугольного объектива;

фиг. 12 - семейство графиков, показывающих различные аберрации вариообъектива согласно примеру 4, где фиг. 12А - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в промежуточном состоянии фокусного расстояния на конечной стороне телеобъектива, и фиг. 12В - семейство графиков, показывающих различные аберрации при фокусировке на бесконечность в конечном состоянии телеобъектива;

фиг. 13 - вид цифровой фотокамеры (оптического устройства), включающей в себя вариообъектив согласно этому варианту осуществления, где фиг. 13А - вид спереди и фиг. 13В - вид сзади;

фиг. 14 - поперечное сечение по линии А-А′ на фиг. 13А; и

фиг. 15 - блок-схема последовательности действий, иллюстрирующая способ изготовления вариообъектива согласно этому варианту осуществления.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Теперь с обращением к чертежам будут описаны варианты осуществления. Как показано на фиг. 1, вариообъектив ZL согласно этому варианту осуществления включает в себя, по порядку от предмета, первую линзовую группу G1, имеющую положительную преломляющую силу, вторую линзовую группу G2, имеющую отрицательную преломляющую силу, третью линзовую группу G3, имеющую положительную преломляющую силу, и четвертую линзовую группу G4, имеющую положительную преломляющую силу, при этом первая линзовая группа G1, вторая линзовая группа G2 и третья линзовая группа G3 при масштабировании изображения перемещаются вдоль оптической оси и удовлетворяются следующие условные выражения (1) и (2):

8,000<β2T/β2W<12,00     (1)

2,000<β3T/β3W<5,000,     (2)

где β2Т обозначает поперечное увеличение второй линзовой группы G2 в конечном состоянии телеобъектива, β2W обозначает поперечное увеличение второй линзовой группы G2 в конечном состоянии широкоугольного объектива, β3Т обозначает поперечное увеличение третьей линзовой группы G3 в конечном состоянии телеобъектива и β3W обозначает поперечное увеличение третьей линзовой группы G3 в конечном состоянии широкоугольного объектива.

Условным выражением (1) точно определяется отношение поперечного увеличения β2Т в конечном состоянии телеобъектива к поперечному увеличению β2W в конечном состоянии широкоугольного объектива во второй линзовой группе G2. Если верхнее предельное значение условного выражения (1) превышается, дисторсия и кома возрастают в конечном состоянии широкоугольного объектива и коррекция их становится трудной. С другой стороны, если нижнее предельное значение условного выражения (1) не достигается, флуктуация увеличения третьей линзовой группы G3 возрастает и флуктуация сферической аберрации возрастает, что делает трудным получение хороших оптических характеристик.

Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы верхнее предельное значение условного выражения (1) было равно 11,5. Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы нижнее предельное значение условного выражения (1) было равно 9,5.

Условным выражением (2) точно определяется отношение поперечного увеличения β3Т в конечном состоянии телеобъектива к поперечному увеличению β3W в конечном состоянии широкоугольного объектива в третьей линзовой группе G3. Если верхнее предельное значение условного выражения (2) превышается, расстояние перемещения третьей линзовой группы G3 возрастает и полная длина оптической системы возрастает. Кроме того, флуктуация сферической аберрации, обусловленной масштабированием изображения, возрастает, что нежелательно. С другой стороны, если нижнее предельное значение условного выражения (2) не достигается, коррекция дисторсии и комы в конечном состоянии широкоугольного объектива становится трудной.

Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы верхнее предельное значение условного выражения (2) было равно 4,500. Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы нижнее предельное значение условного выражения (2) было равно 3,000.

Предпочтительно, чтобы вариообъектив ZL согласно этому варианту осуществления удовлетворял следующему условному выражению (3):

1,000<(β2Т/β2W)/(β3T/β3W)<4,000.     (3)

При масштабировании изображения условным выражением (3) точно определяется отношение изменения увеличения между второй линзовой группой G2 и третьей линзовой группой G3. Если верхнее предельное значение условного выражения (3) превышается, коррекция комы становится трудной. С другой стороны, если нижнее предельное значение условного выражения (3) не достигается, влияние третьей линзовой группы G3 на масштабирование изображения возрастает и расстояние перемещения третьей линзовой группы G3 возрастает, при этом возрастает полная длина оптической системы. Кроме того, коррекция сферической аберрации становится трудной.

Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы верхнее предельное значение условного выражения (3) было равно 3,500. Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы нижнее предельное значение условного выражения (3) было равно 2,000.

В вариообъективе ZL согласно этому варианту осуществления предпочтительно, чтобы первая линзовая группа G1 включала в себя, по порядку от стороны, ближайшей к предмету, отрицательную линзу L11 и положительную линзу L12, а также удовлетворялось следующее условное выражение (4):

0,000<(-f1c)/f1<250,000,     (4)

где f1c обозначает составное фокусное расстояние отрицательной линзы L11 и положительной линзы L12 (в этом же порядке от стороны, ближайшей к предмету), составляющих первую линзовую группу G1, и f1 обозначает фокусное расстояние первой линзовой группы G1.

Условным выражением (4) точно определяется отношение фокусного расстояния первой линзовой группы G1 к составному фокусному расстоянию отрицательной линзы L11 и положительной линзы L12, которые составляют первую линзовую группу G1 и расположены по порядку от стороны, ближайшей к предмету. Если верхнее предельное значение условного выражения (4) превышается, коррекция поперечной хроматической аберрации становится трудной. Коррекция поперечной хроматической аберрации также становится трудной, если нижнее предельное значение условного выражения (4) не достигается.

Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы верхнее предельное значение условного выражения (4) было равно 220,0. Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы нижнее предельное значение условного выражения (4) было равно 10,0.

Предпочтительно, чтобы вариообъектив ZL согласно этому варианту осуществления удовлетворял следующему выражению (5):

0,400<f1/fT<0,500,     (5)

где f1 обозначает фокусное расстояние первой линзовой группы G1 и fT обозначает составное фокусное расстояние вариообъектива в конечном состоянии телеобъектива.

Условным выражением (5) точно определяется отношение фокусного расстояния fT вариообъектива в конечном состоянии телеобъектива к фокусному расстоянию f1 первой линзовой группы G1. Если верхнее предельное значение условного выражения (5) превышается, оптическая сила первой линзовой группы G1 понижается и полная длина оптической системы возрастает, и кроме того, коррекция астигматизма, дисторсии, поперечной хроматической аберрации и других абаксиальных аберраций становится трудной. С другой стороны, если нижнее предельное значение условного выражения (5) не достигается, оптическая сила первой линзовой группы G1 возрастает и коррекция астигматизма, дисторсии, поперечной хроматической аберрации и других абаксиальных аберраций становится трудной.

Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы верхнее предельное значение условного выражения (5) было равно 0,470. Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы нижнее предельное значение условного выражения (5) было равно 0,420.

Предпочтительно, чтобы вариообъектив ZL согласно этому варианту осуществления удовлетворял следующему условному выражению (6):

0,000<f3/fT<0,180,     (6)

где f3 обозначает фокусное расстояние третьей линзовой группы G3 и fT обозначает составное фокусное расстояние вариообъектива в конечном состоянии телеобъектива.

Условным выражением (6) точно определяется отношение фокусного расстояния fT вариообъектива в конечном состоянии телеобъектива к фокусному расстоянию f3 третьей линзовой группы G3. Если верхнее предельное значение условного выражения (6) превышается, оптическая сила третьей линзовой группы G3 понижается и при масштабировании изображения расстояние перемещения третьей линзовой группы G3 возрастает, при этом возрастает полная длина оптической системы. Кроме того, коррекция астигматизма и комы в конечном состоянии телеобъектива становится трудной. С другой стороны, если нижнее предельное значение условного выражения (6) не достигается, оптическая сила третьей линзовой группы G3 возрастает и коррекция сферической аберрации становится трудной во всем диапазоне масштабирования изображения.

Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы верхнее предельное значения условного выражения (6) было равно 0,12. Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы нижнее предельное значение условного выражения (6) было равно 0,05.

В вариообъективе ZL согласно этому варианту осуществления предпочтительно, чтобы первая линзовая группа G1 включала в себя, по порядку от предмета, отрицательную менисковую линзу L11, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, двояковыпуклую положительную линзу L12, первую положительную менисковую линзу L13, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, и вторую положительную менисковую линзу L14, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, и удовлетворялось следующее условное выражение (7):

0,000<f13/f14<5,000,     (7)

где f13 обозначает фокусное расстояние первой положительной менисковой линзы L13, входящей в состав первой линзовой группы G1, и f14 обозначает фокусное расстояние второй положительной менисковой линзы L14, входящей в состав первой линзовой группы G1.

Условным выражением (7) точно определяется отношение фокусного расстояния первой положительной менисковой линзы L13 к фокусному расстоянию второй положительной менисковой линзы L14, входящих в состав первой линзовой группы G1. Если верхнее предельное значение условного выражения (7) превышается, коррекция поперечной хроматической аберрации становится трудной. Коррекция поперечной хроматической аберрации также становится трудной, если нижнее предельное значение условного выражения (7) не достигается.

Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы верхнее предельное значение условного выражения (7) было равно 2,500. Для достоверного проявления положительного эффекта этого варианта осуществления предпочтительно, чтобы нижнее предельное значение условного выражения (7) было равно 0,500.

В вариообъективе ZL согласно этому варианту осуществления предпочтительно, чтобы отрицательная линза L11 и положительная линза L12, которые входят в состав первой линзовой группы G1, располагались по порядку от стороны, ближайшей к предмету, и были склеены. При такой конфигурации поперечная хроматическая аберрация может быть удовлетворительно скорректирована. Кроме того, ухудшение оптических характеристик, обусловленное погрешностью изготовления, такой как децентрирование, может быть уменьшено.

В вариообъективе ZL согласно этому варианту осуществления предпочтительно, чтобы третья линзовая группа G3 включала в себя по меньшей мере одну асферическую линзу. При такой конфигурации флуктуация сферической аберрации при масштабировании изображения может быть удовлетворительно скорректирована.

На фиг. 13 и фиг. 14 показана конфигурация цифровой фотокамеры САМ (оптического устройства) как оптического устройства, включающего в себя этот вариообъектив ZL. Когда на цифровой камере САМ нажимают кнопку питания (непоказанную), затвор (непоказанный) захватывающего изображение объектива (вариообъектива ZL открывается, а свет от предмета собирается вариообъективом ZL и формирует изображение на элементе С изображения (например, на основе приборов с зарядовой связью, комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник), расположенном в плоскости I изображения (см. фиг. 1). Изображение предмета, формируемое на элементе С изображения, отображается на жидкокристаллическом мониторе М, расположенном на задней поверхности цифровой фотокамеры САМ. Пользователь определяет композицию изображения предмета, рассматривая изображение на жидкокристаллическом мониторе М, затем нажимает кнопку В1 спуска для выполнения фотосъемки изображения предмета при использовании элемента С изображения и записывает или сохраняет изображение в запоминающем устройстве (непоказанном).

В камере САМ расположены вспомогательный светоизлучающий блок EF, который излучает вспомогательный свет, когда предмет находится в темноте, кнопка В2 «широкоугольный объектив» (W)-телеобъектив (Т), которую используют для масштабирования изображения, захватываемого вариообъективом ZL, от конечного состояния (W) широкоугольного объектива до конечного состояния (Т) телеобъектива, и функциональная клавиша В3, которую используют для задания различных состояний цифровой фотокамеры САМ или чего-либо подобного. На фиг. 13 в качестве примера показана компактная камера, при этом камера САМ и вариообъектив ZL объединены, но оптическое устройство может быть однообъективной зеркальной камерой, в которой оправа объектива, включающая в себя вариообъектив ZL, и основной блок корпуса камеры выполнены разъемными.

Теперь с обращением к фиг. 15 будет описан способ изготовления вариообъектива ZL. Сначала первую линзовую группу G1, вторую линзовую группу G2, третью линзовую группу G3 и четвертую линзовую группу G4 устанавливают (этап ST10) в оправу вариообъектива. На этом этапе сборки каждую линзу располагают таким образом, чтобы первая линзовая группа G1 имела положительную преломляющую силу (способность), вторая линзовая группа G2 имела отрицательную преломляющую силу (способность), третья линзовая группа G3 имела положительную преломляющую силу (способность) и четвертая линзовая группа G4 имела положительную преломляющую силу (способность). Затем каждую линзу устанавливают (этап ST20) таким образом, чтобы первая линзовая группа G1, вторая линзовая группа G2 и третья линзовая группа G3 при масштабировании изображения перемещались вдоль оптической оси. После этого каждую линзу располагают (этап ST30) таким образом, чтобы удовлетворялись следующие условные выражения (1) и (2):

8,0<β2T/β2W<12,0,

2,0<β3T/β3W<5,0,

где β2Т обозначает поперечное увеличение второй линзовой группы G2 в конечном состоянии телеобъектива, β2W обозначает поперечное увеличение второй линзовой группы G2 в конечном состоянии широкоугольного объектива, β3Т обозначает поперечное увеличение третьей линзовой группы G3 в конечном состоянии телеобъектива и β3W обозначает поперечное увеличение третьей линзовой группы G3 в конечном состоянии широкоугольного объектива.

Пример линзовой компоновки согласно этому варианту осуществления показан на фиг. 1, в соответствии с которой в качестве первой линзовой группы G1 располагают по порядку от предмета склеенную линзу из отрицательной менисковой линзы L11, имеющей выпуклую поверхность, обращенную к предмету, и двояковыпуклой положительной линзы L12, положительную менисковую линзу L13, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, и положительную менисковую линзу L14, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету. В качестве второй линзовой группы G2 располагают по порядку от предмета отрицательную менисковую линзу L21, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, двояковогнутую отрицательную линзу L22 и склеенную линзу из двояковыпуклой положительной линзы L23 и двояковогнутой отрицательной линзы L24. В качестве третьей линзовой группы G3 располагают по порядку от предмета двояковыпуклую положительную линзу L31, склеенную линзу из двояковыпуклой положительной линзы L32 и двояковогнутой отрицательной линзы L33 и двояковыпуклую положительную линзу L34. В качестве четвертой линзовой группы G4 используют склеенную линзу из двояковыпуклой положительной линзы L41 и двояковогнутой отрицательной линзы L42, располагаемых по порядку от предмета. Затем каждую линзу устанавливают таким образом, чтобы значение, соответствующее условному выражению (1), становилось равным 11,428, а значение, соответствующее условному выражению (2), становилось равным 3,346.

В соответствии со способом изготовления вариообъектива согласно этому варианту осуществления можно реализовывать вариообъектив, который пригоден для видеокамеры и электронной фотокамеры с использованием твердотельного элемента изображения и который имеет более высокий коэффициент масштабирования по сравнению с вариообъективом из предшествующего уровня техники, а также имеет небольшой размер, обеспечивает сверхвысокое качество изображения и большое увеличение.

ПРИМЕРЫ

Теперь каждый пример этого варианта осуществления будет описан с обращением к чертежам. В таблицах с 1 по 4, показанных ниже, приведены данные из примеров с 1 по 4.

В каждой таблице в разделе «Данные линз» номер поверхности представляет собой порядковый номер оптической поверхности линзы, отсчитываемый от стороны предмета в направлении распространения света, R обозначает радиус кривизны каждой оптической поверхности, D обозначает межповерхностное расстояние от каждой оптической поверхности до следующей оптической поверхности (или плоскости изображения) по оптической оси, nd обозначает показатель преломления материала линзы при d-линии (длине волны 587,56 нм) и νd обозначает число Аббе материала линзы относительно d-линии (длины волны 587,56 нм). «Предметная поверхность» означает поверхность предмета, «переменное» указывает на переменное межповерхностное расстояние, «∞» при радиусе R кривизны указывает на плоскость или апертуру, «апертура S» означает апертурную диафрагму S и «плоскость изображения» означает плоскость I изображения. Показатель преломления воздуха, составляющий 1,000000, опущен. Когда поверхность линзы является асферической, номеру этой поверхности придается знак *, а радиус R кривизны показывает значение параксиального радиуса кривизны.

В каждой таблице в разделе «Асферические данные» форма асферической поверхности, показанная в разделе «Данные линз», определяется нижеследующим выражением (а). В данном случае X(y) обозначает расстояние по направлению оптической оси от касательной плоскости при вершине асферической поверхности до места на асферической поверхности на высоте y, R обозначает радиус кривизны (параксиальный радиус кривизны) эталонной сферической поверхности, κ обозначает конический коэффициент и Ai обозначает асферический коэффициент i-го порядка. E-n обозначает ×10^-n. Например, 1,234Е-05=1,234×10^-5.

X(y)=y²/[R×{1+(1-κ×y²/R²)^1/2}]+A4×y⁴+A6×y⁶+A8×y⁸+A10×y¹⁰.   (a)

В каждой таблице в разделе «Общие данные» f обозначает фокусное расстояние, FNo обозначает F-число, ω обозначает половину угла зрения, Y обозначает высоту изображения, TL обозначает полную длину объектива, Bf обозначает расстояние от поверхности стороны плоскости изображения оптического элемента, расположенного наиболее близко к плоскости изображения, до плоскости параксиального изображения и Bf (пересчитанное к воздуху) обозначает расстояние от последней оптической поверхности до плоскости параксиального изображения, пересчитанное к воздуху.

В каждой таблице в разделе «Данные масштабирования изображения» Di (i является целым числом) обозначает переменное расстояние между i-той поверхностью и (i+1)-ой поверхностью в каждом состоянии из конечного состояния широкоугольного объектива, промежуточного состояния фокусного расстояния (промежуточного положения 1, промежуточного положения 2) и конечного состояния телеобъектива.

В каждой таблице в разделе «Данные линзовых групп вариообъектива» G обозначает номер группы, «Первая поверхность группы» отражает номер поверхности, ближайшей к предмету в каждой группе, «Фокусное расстояние группы» отражает фокусное расстояние каждой группы и «Длина конфигурации линз» отражает расстояние по оптической оси от оптической поверхности, ближайшей к предмету, до оптической поверхности, ближайшей к изображению, в каждой группе.

В каждой таблице в разделе «Условное выражение» показано значение, соответствующее каждому условному выражению с (1) по (7).

Для всех значений данных, приводимых ниже, «миллиметр» обычно используется в качестве единицы фокусного расстояния f, радиуса R кривизны, межповерхностного расстояния D и других расстояний, но единица не ограничена «миллиметром» и другая подходящая единица может использоваться, поскольку эквивалентные оптические характеристики получаются, даже если оптическую систему пропорционально увеличивают или пропорционально сокращают.

Это описание таблицы является таким же для всех примеров и поэтому ниже опускается.

(Пример 1)

Пример 1 будет описан с обращением к фигурам с 1 по 3 и таблице 1. На фиг. 1 показаны конфигурация вариообъектива ZL (ZL1) согласно примеру 1 и траектории движения компонентов вариообъектива от конечного состояния (W) широкоугольного объектива до конечного состояния (Т) телеобъектива. Как показано на фиг. 1, вариообъектив ZL1 согласно примеру 1 имеет, по порядку от предмета, первую линзовую группу G1, имеющую положительную преломляющую способность, вторую линзовую группу G2, имеющую отрицательную преломляющую способность, апертурную диафрагму S, используемую для регулирования количества света, третью линзовую группу G3, имеющую положительную преломляющую способность, и четвертую линзовую группу G4, имеющую положительную преломляющую способность.

Первая линзовая группа G1 включает в себя, по порядку от предмета, склеенную линзу из отрицательной менисковой линзы L11, имеющей выпуклую поверхность, обращенную к предмету, и двояковыпуклой положительной линзы L12, положительную менисковую линзу L13, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, и положительную менисковую линзу L14, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету.

Вторая линзовая группа G2 включает в себя, по порядку от предмета, отрицательную менисковую линзу L21, имеющую выпуклую поверхность, обращенную к предмету, двояковогнутую отрицательную линзу L22 и склеенную линзу из двояковыпуклой положительной линзы L23 и двояковогнутой отрицательной линзы L24.

Третья линзовая группа G3 включает в себя, по порядку от предмета, двояковыпуклую положительную линзу L31, склеенную линзу из двояковыпуклой положительной линзы L32 и двояковогнутой отрицательной линзы L33, и двояковыпуклую положительную линзу L34.

Четвертая линзовая группа G4 включает в себя склеенную линзу из двояковыпуклой положительной линзы L41 и двояковогнутой отрицательной линзы L42, расположенных по порядку от предмета.

Между четвертой линзовой группой G4 и плоскостью I изображения включен стеклянный блок GB, такой как фильтр нижних частот и инфракрасный режекторный фильтр, для отсечки пространственной частоты, превышающей критическое разрешение твердотельного элемента С изображения (см. фиг. 14), например, на основе приборов с зарядовой связью, расположенного в плоскости I изображения.

В вариообъективе ZL1, имеющем такую конфигурацию, все четыре линзовые группы с G1 по G4 при масштабировании изображения перемещаются от конечного состояния широкоугольного объектива до конечного состояния телеобъектива. Первая линзовая группа G1 сначала перемещается к плоскости изображения и затем перемещается к предмету. Вторая линзовая группа G2 сначала перемещается к плоскости изображения и затем перемещается к предмету. Третья линзовая группа G3 перемещается к предмету. Четвертая линзовая группа G4 сначала перемещается к предмету и затем перемещается к плоскости изображения. Апертурная диафрагма S, используемая для задания яркости, при масштабировании изображения перемещается вместе с третьей линзовой группой G3 к предмету.

В таблице 1 показаны значения всех данных из примера 1. В таблице 1 номера поверхностей с 1 п