变焦光学系统及具有其的拍摄装置制造方法及图纸

本发明专利技术具有从物侧起按顺序排列的具有正折射力的第一透镜组G1、具有负折射力的第二透镜组G2、具有正折射力的第三透镜组G3及具有负折射力的第四透镜组G4，在变焦时，各透镜组G1～G4的相互间隔变化，第三透镜组G3及第四透镜组G4中的任何一方至少具有一个衍射光学元件PF。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变焦光学系统及具有其的拍摄装置
本专利技术涉及一种使用衍射光学元件的变焦光学系统及具有变焦光学系统的拍摄装置。
技术介绍
在变焦光学系统中若使用衍射光学元件，则色像差校正容易进行，可获得高光学性能（例如参照专利文献1）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-117826号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题一般而言，数字照相机及摄影机等光学系统，期望透镜全长（光学全长，即从最靠近物侧的透镜面（第一面）至像面的长度）短、且光学系统整体小型。但是，有越缩短透镜全长，以色像差为代表的各种像差越大，光学性能越低这样的倾向。即使在此种光学系统中单独设置衍射光学元件，若不适当地设定配设位置及折射力，则难以在整个变焦区域良好地校正色像差。若不适当地使用了衍射光学元件，则色像差校正不足。此外，若衍射光学元件的折射力变大，则衍射光学元件的格栅间距变窄，制造困难，生产率恶化。本专利技术是鉴于此种问题而完成的，其目的为通过有效使用衍射光学元件，提供一种小型、遍及全部变焦范围良好地校正以色像差为代表的各种像差并具有高光学性能的变焦光学系统及具有变焦光学系统的拍摄装置。用于解决课题的技术方案为了达成此目的，根据例示本专利技术的第一方式，提供一种变焦光学系统，其特征在于，具有从物侧起按顺序排列的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组，该第一透镜组具有正折射力，该第二透镜组具有负折射力，第三透镜组具有正折射力，第四透镜组具有负折射力，在变焦时，各透镜组的相互间隔变化，所述第三透镜组及所述第四透镜组中的任一方至少具有一个衍射光学元件。根据例示本专利技术的第二方式，提供一种拍摄装置（例如本实施方式中的数字单眼反射式相机CAM），其特征在于，具有上述方式的变焦光学系统。专利技术的效果根据本专利技术，可提供一种通过有效使用衍射光学元件、以较小的体积遍及全部变焦范围良好地校正以色像差为代表的各种像差并具有高光学性能的变焦光学系统及具有变焦光学系统的拍摄装置。附图说明图1是表示第一实施例涉及的变焦光学系统在广角端状态下的结构剖面图及从广角端状态（W）至望远程状态（T）的变焦轨道的图。图2是表示本实施方式涉及的衍射光学元件的一例的示意图。图3是第一实施例涉及的变焦光学系统在广角端状态下在拍摄距离无限远处的纵像差图。图4是第一实施例涉及的变焦光学系统在望远程状态下在拍摄距离无限远处的纵像差图。图5是表示第二实施例涉及的变焦光学系统在广角端状态下的结构剖面图及从广角端状态（W）至望远程状态（T）的变焦轨道图。图6是第二实施例涉及的变焦光学系统在广角端状态下在拍摄距离无限远处的纵像差图。图7是第二实施例涉及的变焦光学系统在望远程状态下在拍摄距离无限远处的纵像差图。图8是用于说明异常分散玻璃的定义的图，横轴表示色散系数，纵轴表示部分分散比。图9是表示本实施方式涉及的数字单眼反射式相机（拍摄装置）的结构的概略剖面图。具体实施方式以下，就本实施方式参照附图作说明。如图1所示，本实施方式的变焦光学系统ZL具有从物侧起按顺序排列的具有正折射力的第一透镜组G1、具有负折射力的第二透镜组G2、具有正折射力的第三透镜组G3及具有负折射力的第四透镜组G4，在从广角端状态向望远程状态变焦时，各透镜组的相互间隔变化，第三透镜组G3及第四透镜组G4中的任一方至少具有一个衍射光学元件PF。本实施方式的衍射光学元件PF使用所谓的紧贴多层型的衍射光学元件，如图2所示，其具有含不同光学材料的2个衍射光学元件要素，具体而言具有：第一衍射光学元件PF1，其具有形成有多个格栅槽的第一衍射光学面；及第二衍射光学元件PF2，其具有形成有多个格栅槽的第二衍射光学面，第一衍射光学元件PF1与第二衍射光学元件PF2配置成第一衍射光学面与第二衍射光学面彼此相对，该第一衍射光学面与该第二衍射光学面在衍射光学面C彼此紧贴而连接。但是，本实施方式所使用的衍射光学元件PF并非如上述限定于紧贴多层型，即使是单层型或分离多层型的也无妨。根据此种结构的本实施方式涉及的变焦光学系统ZL，在从广角端状态向望远程状态变焦时，通过使各透镜组G1～G4的相互间隔变化，从而达成变焦光学系统ZL的小型化。此外，通过在发生很大轴上色像差的第三透镜组G3及第四透镜组G4中的任一方配置衍射光学元件PF，从而有效进行色像差的校正。在后述的第一实施例中，通过在第三透镜组G3中配置紧贴多层型衍射光学元件PF，从而遍及整个变焦区域良好地校正色像差。此外，在第二实施例中，通过在第四透镜组G4中配置紧贴多层型衍射光学元件PF，从而遍及整个变焦区域良好地校正色像差。本实施方式涉及的变焦光学系统ZL中，优选，第三透镜组G3具有从物侧起按顺序排列的正透镜、负透镜及正透镜，这些透镜全部是凹面朝向像侧的弯月形状。根据此结构，能够遍及全部变焦区域进行良好的像差校正。本实施方式涉及的变焦光学系统ZL中，优选，满足以下的条件式(1)。30≤νdave≤70…(1)其中，νdave：构成包含紧贴复和层型衍射光学元件PF的透镜组的正透镜的材料的色散系数(Abbe’snumber)的平均值，该正透镜不包括折射力的绝对值在1／5000以下的透镜及所述紧贴复和层型衍射光学元件PF。条件式(1)在使用衍射光学元件PF的第三透镜组G3及第四透镜组G4的任一方中，规定除了折射力为1／5000以下的透镜外的折射型透镜的色散系数νd的平均值。衍射光学元件PF具备衍射光学面C（参照图2），在该衍射光学面C上同心圆状地形成有每1mm就有数条至数百条的细槽状或缝隙状的格栅的结构，该衍射光学元件PF并具有使入射于衍射光学面C的光向依据格栅间距（格栅槽的间隔）与入射光的波长而确定的方向衍射的性质。此种衍射光学元件PF例如用于将特定阶数的衍射光聚光于一点的透镜等。在用普通光学玻璃作成的折射型透镜中，波长越短，折射力特性的变化越大，反之，在衍射光学元件PF中折射力特性随波长线性变化。此外，折射型透镜的折射率特性因构成材料而变化，但衍射光学元件PF的折射率特性不会因构成材料而变化。因此，通过组合将多个折射型透镜组合而使折射力随波长线性变化的元件与衍射光学元件PF，从而获得很大消色效果，可良好地校正色像差。条件式(1)规定色散系数的平均值，作为折射力随波长而线性变化的多个折射型透镜的材料选择方法。若低于条件式(1)的下限值，则波长越短、所述折射型透镜的折射力特性变化越大，若将衍射光学元件PF与此种透镜组合，则像差的残留量变大。此外，因为组合的衍射光学元件PF的折射力变大、间距变窄，所以制造困难，量产性恶化。反之，若高于条件式(1)的上限值，则因为在所述折射型透镜中使用异常分散性高的玻璃材料，所以需要比重大的玻璃材料，导致重量增加。此外，因为此等玻璃材料一般是折射率低的玻璃材料，所以球面像差等的校正难以进行。但是，就球面像差的校正而言，虽可通过使用非球面来消除，但是若以非球面校正时的校正量变大，则弛垂(sag)量（非球面从球面错开的错开量）变大，因而制造困难，量产性恶化。另外，为了使本实施方式的效果更确实，优选，将条件式(1)的下限值设为32。此外，为了使本实施方式的效果更确实，优选，将条件式(1)的上限值设为57。本实施方式涉及的变焦光学系统ZL中，优选，满足以下的条件式(2)。0.005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.06 JP 084735/20111.一种变焦光学系统，至少具有一个紧贴多层型衍射光学元件，其特征在于，具有从物侧起按顺序排列的、具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组和具有负折射力的第四透镜组，在变焦时，各透镜组的相互间隔变化，所述至少一个紧贴多层型衍射光学元件设置在所述第三透镜组及所述第四透镜组中的任一方，并且满足以下的条件式，0.005≤|φdoei/φi|≤0.020其中，φi：包含所述紧贴多层型衍射光学元件的整个透镜组的折射力，φdoei：所述紧贴多层型衍射光学元件的折射力，以及满足以下的条件式，0.8≤TLw/fw≤1.3其中，TLw：广角端状态下从最靠近物侧的透镜面至像面的距离，fw：广角端状态下整个系统的焦点距离。2.一种变焦光学系统，至少具有一个紧贴多层型衍射光学元件，其特征在于，具有从物侧起按顺序排列的、具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组和具有负折射力的第四透镜组，在变焦时，各透镜组的相互间隔变化，所述至少一个紧贴多层型衍射光学元件设置在所述第三透镜组及所述第四透镜组中的任一方，并且满足以下的条件式，0.005≤|φdoei/φi|≤0.020其中，φi：包含所述紧贴多层型衍射光学元件的整个透镜组的折射力，φdoei：所述紧贴多层型衍射光学元件的折射力，所述第三透镜组具有从物侧起按顺序排列的正透镜、负透镜及正透镜，这些透镜全部为凹面朝向像侧的弯月形状。3.一种变焦光学系统，至少具有一个紧贴多层型衍射光学元件，其特征在于，具有从物侧起按顺序排列的、具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组和具有负折射力的第四透镜组，在变焦时，各透镜组的相互间隔变化，所述至少一个紧贴多层型衍射光学元件设置在所述第三透镜组及所述第四透镜组中的任一方，并且满足以下的条件式，0.005≤|φdoei/φi|≤0.020其中，φi：包含所述紧贴多层型衍射光学元件的整个透镜组的折射力，φdoei：所述紧贴多层型衍射光学元件的折射力，具有在所述第四透镜组的像侧按顺序排列的、具有正折射力的第五透镜组及具有负折射力的第六透镜组。4.一种变焦光学系统，至少具有一个紧贴多层型衍射光学元件，其特征在于，具有从物侧起按顺序排列的、具有正折射力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本实保，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：
国别省市：