專利名稱：變焦鏡頭及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及新型的變焦鏡頭及攝像裝置。具體而言，涉及可在光學(xué)上修正因攝影時(shí)出現(xiàn)的手移動(dòng)而引起的像移動(dòng)、小型化良好的變焦鏡頭以及具有該變焦鏡頭的攝像裝置。
背景技術(shù)：
0002傳統(tǒng)上已提出各種具有修正因相機(jī)攝影時(shí)出現(xiàn)的手移動(dòng)而引起的像移動(dòng)的功能的變焦鏡頭。
0003例如，在專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2提出的變焦鏡頭中，包括從物體側(cè)依次排列的具有正折射率的第1透鏡組、具有負(fù)折射率的第2透鏡組、具有正折射率的第3透鏡組、具有負(fù)折射率的第4透鏡組和具有正折射率的第5透鏡組，至少使第2透鏡組和第4透鏡組在光軸上移動(dòng)而改變倍率，并使位于孔徑光闌附近的整個(gè)第3透鏡組沿著與光軸垂直的方向移動(dòng)，修正該變焦鏡頭抖動(dòng)時(shí)的像移動(dòng)。
0004在專利文獻(xiàn)3提出的變焦鏡頭中設(shè)有多個(gè)透鏡組，在倍率變化或者對(duì)焦時(shí)，使可沿光軸方向移動(dòng)的可動(dòng)透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移，修正該變焦鏡頭抖動(dòng)時(shí)的像移動(dòng)。
0005在專利文獻(xiàn)4提出的變焦鏡頭中設(shè)有多個(gè)透鏡組，使位于最接近物體側(cè)的第1透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移，修正該變焦鏡頭抖動(dòng)時(shí)的像移動(dòng)。
0006在專利文獻(xiàn)5提出的變焦鏡頭中設(shè)有多個(gè)透鏡組，使位于最接近像側(cè)的最后透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移，修正該變焦鏡頭抖動(dòng)時(shí)的像移動(dòng)。
0007但是，其背景是因?yàn)樵诮鼛啄晷⌒突M(jìn)展顯著的光學(xué)系統(tǒng)中正極力削減透鏡數(shù)量，而且由直徑小的透鏡組構(gòu)成，所以各個(gè)鏡頭中要求的制造公差及裝配位置精度非常嚴(yán)格，為了實(shí)現(xiàn)充分的光學(xué)性能，需要熟練的制造技術(shù)。如果為了在該小型的光學(xué)系統(tǒng)中修正像移動(dòng)而使透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移，則要求沿著與光軸垂直的方向迅速、且正確地位移，而且對(duì)于光軸方向的位置移動(dòng)，需要研究使調(diào)焦靈敏度變差。
0008縱觀傳統(tǒng)的技術(shù)，多半是集中精力在如何抑制與光軸垂直的方向上的位移時(shí)產(chǎn)生的偏心像差。例如，在專利文獻(xiàn)6提出的變焦鏡頭中，包括為了修正手移動(dòng)而沿對(duì)于光軸垂直方向位移的手移動(dòng)修正組以及位于比手移動(dòng)修正組更接近像側(cè)、且手移動(dòng)時(shí)固定的透鏡組，將構(gòu)成上述手移動(dòng)修正組的鏡頭之中位于最接近像側(cè)的鏡頭設(shè)為鏡頭GS，將位于與鏡頭GS的像側(cè)相鄰、且修正像移動(dòng)時(shí)固定的鏡頭設(shè)為鏡頭GR，已提出對(duì)于鏡頭GS和鏡頭GR的形狀因數(shù)及折射率的條件式，但這些條件式所針對(duì)的也是降低偏心像差。這樣，關(guān)于在可修正像移動(dòng)的變焦鏡頭中如何抑制無助于與光軸垂直的方向以外的像移動(dòng)修正的偏心成分的影響，并沒有提出可在鏡頭設(shè)計(jì)階段采取的對(duì)策。
0009在專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2提出的變焦鏡頭中，在位于孔徑光闌附近、且倍率變化時(shí)，通過固定的透鏡組修正像移動(dòng)，所以孔徑光闌裝置和防抖用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)易受干擾，不能充分地實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。
0010在專利文獻(xiàn)3提出的變焦鏡頭中，在倍率變化或者對(duì)焦時(shí)，通過沿光軸方向可動(dòng)的透鏡組行防抖，所以驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜化0011在專利文獻(xiàn)4提出的變焦鏡頭中，通過位于最接近物體側(cè)的第1透鏡組進(jìn)行防抖，但第1透鏡組與像面與分離而配置，軸外光束偏離光軸而通過，因此鏡頭直徑增大，防抖用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也大型化，因此不理想。
0012專利文獻(xiàn)5提出的變焦鏡頭具有多個(gè)透鏡組，使位于最接近像側(cè)的整個(gè)最后透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移，修正該變焦鏡頭抖動(dòng)時(shí)的像移動(dòng)。但存在的問題是在使整個(gè)最后透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移時(shí)，由于不可避免地產(chǎn)生的光軸方向的位置移動(dòng)，像面將移動(dòng)，并引起焦點(diǎn)移動(dòng)。
0013[專利文獻(xiàn)1]特開平13-124992號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開平13-356270號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開平11-282038號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]特開平1-189621號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]特開平1-191113號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)6]特開平9-230236號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容0014鑒于上述問題，本發(fā)明的課題是對(duì)于為了修正手抖而沿著與光軸垂直的方向移動(dòng)的位移透鏡組的光軸方向的位置移動(dòng)，降低因其像面移動(dòng)產(chǎn)生的焦點(diǎn)移動(dòng)的影響，在手抖修正時(shí)也保持高的光學(xué)性能。
0015為了解決上述的課題，本發(fā)明的變焦鏡頭的位于最接近像側(cè)的最后透鏡組包括具有正折射率的子透鏡組GS以及與其像側(cè)相鄰而配置的、具有正折射率的子透鏡組GR，可使上述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，設(shè)上述子透鏡組GS的橫向倍率為βs，上述子透鏡組GR的橫向倍率為βR，則滿足條件式(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1。
0016另外，為了解決上述的課題，本發(fā)明的攝像裝置具備變焦鏡頭以及將由上述變焦鏡頭形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的攝像元件，上述變焦鏡頭由多個(gè)透鏡組構(gòu)成，通過改變各透鏡組間距而改變倍率，位于最接近像側(cè)的最后透鏡組包括具有正折射率的子透鏡組GS以及與其像側(cè)相鄰而配置、具有正折射率的子透鏡組GR，可使上述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，設(shè)上述子透鏡組GS的橫向倍率為βs，上述子透鏡組GR的橫向倍率為βR，則滿足條件式(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1。
0017所以，在本發(fā)明的變焦鏡頭中，可抑制像移動(dòng)修正時(shí)的像面移動(dòng)。另外，在本發(fā)明的攝像裝置中，通過設(shè)置上述的本發(fā)明的變焦鏡頭，可具有手抖修正功能，并可小型地構(gòu)成，同時(shí)能夠抑制手抖修正時(shí)的像面移動(dòng)，獲得高品質(zhì)的圖像。
0018本發(fā)明的變焦鏡頭由多個(gè)透鏡組構(gòu)成，并通過改變各透鏡組間距而改變倍率，其特征在于位于最接近像側(cè)的最后透鏡組包括具有正折射率的子透鏡組GS以及與其像側(cè)相鄰而配置、具有正折射率的子透鏡組GR，可使上述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，設(shè)上述子透鏡組GS的橫向倍率為βs，上述子透鏡組GR的橫向倍率為βR，則滿足以下的條件式(1)、(2)0019(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1。
另外，本發(fā)明的攝像裝置設(shè)有變焦鏡頭以及將由上述變焦鏡頭形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的攝像元件，其特征在于上述變焦鏡頭由多個(gè)透鏡組構(gòu)成，通過改變各透鏡組間距而改變倍率，位于最接近像側(cè)的最后透鏡組包括具有正折射率的子透鏡組GS以及與其像側(cè)相鄰而配置的、具有正折射率的子透鏡組GR，可使上述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，假設(shè)上述子透鏡組GS的橫向倍率為βs，上述子透鏡組GR的橫向倍率為βR，則滿足以下的條件式(1)、(2)0020(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1。
所以，在本發(fā)明的變焦鏡頭中，可使子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，且像移動(dòng)修正時(shí)產(chǎn)生的子透鏡組GS的光軸方向上的移動(dòng)對(duì)像面移動(dòng)的影響小，在像移動(dòng)修正時(shí)也能夠獲得對(duì)焦?fàn)顟B(tài)良好的圖像。另外，通過在最后透鏡組中配置移動(dòng)修正透鏡組，能夠簡(jiǎn)單、且小型地構(gòu)成具有移動(dòng)修正透鏡組的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的鏡筒結(jié)構(gòu)。
0021另外，在本發(fā)明攝像裝置中，通過具備上述的本發(fā)明的變焦鏡頭，能夠具有手抖修正功能，并能夠小型地構(gòu)成，同時(shí)能夠抑制手抖修正時(shí)的像面移動(dòng)，獲得高品質(zhì)的圖像。
0022在權(quán)利要求2中記載的發(fā)明中，由于在上述最后透鏡組中有與上述子透鏡組GS的物體側(cè)相鄰地配置的、具有負(fù)折射率的子透鏡組GF，因此可進(jìn)一步小型化。
0023在權(quán)利要求3中記載的發(fā)明中，由于滿足條件式(3)-0.5＜βs＜0.5，(4)0.5＜βR＜1，因此可進(jìn)一步提高畫質(zhì)。
0024在權(quán)利要求4中記載的發(fā)明中，設(shè)上述子透鏡組GS的最接近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑為RS1，最接近像側(cè)的透鏡面的曲率半徑為RS2，由于滿足條件式(5)-3.0＜(RS1+RS2)/(RS1-RS2)＜1.5，因此各種像差都可以更良好地修正，同時(shí)能夠抑制像移動(dòng)修正時(shí)產(chǎn)生的偏心像差，并且能夠進(jìn)一步抑制像面移動(dòng)。
0025在權(quán)利要求5中記載的發(fā)明中，由于位于最接近物體側(cè)的第1透鏡組具有用于使光軸彎曲約90度的反射構(gòu)件，因此在入射光軸方向上可小型化，同時(shí)簡(jiǎn)單地確保用于配置移動(dòng)修正透鏡組的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的空間。
0026在權(quán)利要求6中記載的發(fā)明中，由于通過位于比孔徑光闌更接近像側(cè)的透鏡組在光軸上移動(dòng)，起到對(duì)焦作用，因此能夠減小對(duì)焦時(shí)的視場(chǎng)角變化。
0027在權(quán)利要求7中記載的發(fā)明中，由于將具有正折射率的第1透鏡組、具有負(fù)折射率并通過在光軸上移動(dòng)而起到變倍作用的第2透鏡組、具有正折射率的第3透鏡組、具有正折射率并使由于第2透鏡組移動(dòng)及被攝物位置移動(dòng)而變動(dòng)的像面位置保持在一定的位置上而在光軸上移動(dòng)的第4透鏡組以及作為上述最后透鏡組的具有正或負(fù)折射率的第5透鏡組從物體側(cè)依次排列而構(gòu)成，因此能夠獲得良好地修正各種像差的高品質(zhì)的圖像。
0028在權(quán)利要求9中記載的發(fā)明中，由于具備檢測(cè)上述攝像元件抖動(dòng)的手抖檢測(cè)部件、計(jì)算用于修正因上述手抖檢測(cè)部件測(cè)出的攝像元件的抖動(dòng)而產(chǎn)生的圖像抖動(dòng)的抖動(dòng)修正角并為了使上述子透鏡組GS處于按照抖動(dòng)修正角的位置上而將驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)部的手抖控制部件以及按照上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而使上述子透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移的手抖驅(qū)動(dòng)部，因此能夠修正因手抖等使攝像元件抖動(dòng)而產(chǎn)生的圖像抖動(dòng)，同時(shí)能夠獲得對(duì)焦?fàn)顟B(tài)良好并良好地修正了各種像差的高品質(zhì)圖像。
0029圖1是表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式1的鏡頭結(jié)構(gòu)的圖。
圖2與圖3至圖7均表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式1中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例1的各種像差圖，本圖表示廣角端狀態(tài)下的球面像差、像散及畸變像差。
圖3表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球面像差、像散及畸變像差。
圖4表示廣角端狀態(tài)下的橫向像差。
圖5表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向像差。
圖6表示修正廣角端上0.2度像移動(dòng)時(shí)的橫向像差。
圖7表示修正望遠(yuǎn)端上0.2度像移動(dòng)時(shí)的橫向像差。
圖8是表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式2的鏡頭結(jié)構(gòu)的圖。
圖9與圖10至圖14均表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式2中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例2的各種像差圖，本圖表示廣角端狀態(tài)下的球面像差、像散及畸變像差。
圖10表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球面像差、像散及畸變像差。
圖11表示廣角端狀態(tài)下的橫向像差。
圖12表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向像差。
圖13表示修正廣角端上0.2度像移動(dòng)時(shí)的橫向像差。
圖14表示修正望遠(yuǎn)端上0.2度像移動(dòng)時(shí)的橫向像差。
圖15是表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式3的鏡頭結(jié)構(gòu)的圖。
圖16與圖17至圖21均表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式3中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例3的各種像差圖，本圖表示廣角端狀態(tài)下的球面像差、像散及畸變像差。
圖17表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球面像差、像散及畸變像差。
圖18表示廣角端狀態(tài)下的橫向像差。
圖19表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向像差。
圖20表示修正廣角端的0.2度像移動(dòng)時(shí)的橫向像差。
圖21表示修正望遠(yuǎn)端的0.2度像移動(dòng)時(shí)的橫向像差。
圖22是表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式4的鏡頭結(jié)構(gòu)的圖。
圖23與圖24至圖28均表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式4中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例4的各種像差圖，本圖表示廣角端狀態(tài)下的球面像差、像散及畸變像差。
圖24表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球面像差、像散及畸變像差。
圖25表示廣角端狀態(tài)下的橫向像差。
圖26表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向像差。
圖27表示修正廣角端上0.2度像移動(dòng)時(shí)的橫向像差。
圖28表示修正望遠(yuǎn)端上0.2度像移動(dòng)時(shí)的橫向像差。
圖29是表示的本發(fā)明的攝像裝置實(shí)施方式的框圖。
圖30是說明在最后透鏡組中配置位移透鏡組時(shí)調(diào)焦靈敏度的大小的圖。
具體實(shí)施例方式
0030下面參照附圖，說明用于實(shí)施本發(fā)明的變焦鏡頭及攝像裝置的最佳方式。
0031本發(fā)明的變焦鏡頭由多個(gè)透鏡組構(gòu)成，并通過改變各透鏡組間距而改變倍率，位于最接近像側(cè)的最后透鏡組包括具有正折射率的子透鏡組GS以及與其像側(cè)相鄰而配置、具有正折射率的子透鏡組GR，可使上述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，設(shè)上述子透鏡組GS的橫向倍率為βs，上述子透鏡組GR的橫向倍率為βR，則滿足以下的條件式(1)、(2)。
(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1。
本發(fā)明的變焦鏡頭的特征是首先通過位于最接近像側(cè)的最后透鏡組修正像移動(dòng)。
0032通過位于最接近像側(cè)的最后透鏡組修正像移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)大致上有以下兩點(diǎn)第一點(diǎn)是與用于倍率變化、對(duì)焦、孔徑光闌等的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)干擾少。通過在空間有較多余量的像面位置附近配置像移動(dòng)修正用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化。第二點(diǎn)是由于通過比聚焦組更接近像側(cè)的透鏡組進(jìn)行像移動(dòng)修正，移動(dòng)修正系數(shù)與被攝物位置無關(guān)而為一定值。因?yàn)榭晌ㄒ坏貎H以變倍比確定用于像移動(dòng)修正的鏡頭位移量，所以不需要進(jìn)行聚焦組的位置檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制的簡(jiǎn)化。
0033如上所述，傳統(tǒng)上一直提出的變焦鏡頭是對(duì)于相機(jī)攝影時(shí)產(chǎn)生的手移動(dòng)而引起的像移動(dòng)，通過使位于最接近像側(cè)的整個(gè)最后透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移，修正變焦鏡頭抖動(dòng)時(shí)的像移動(dòng)。但存在的問題是在使整個(gè)最后透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移時(shí)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生光軸方向的位置移動(dòng)，因此像面將移動(dòng)，并引起焦點(diǎn)移動(dòng)。
0034下面，將作為表示像移動(dòng)修正量對(duì)于與光軸垂直的方向上的鏡頭位移的像移動(dòng)修正量之比例的值的移動(dòng)修正系數(shù)設(shè)為E，將作為表示像面移動(dòng)量對(duì)于光軸方向上的鏡頭位置移動(dòng)之比例的值的調(diào)焦靈敏度設(shè)為P，根據(jù)調(diào)焦靈敏度P以移動(dòng)修正系數(shù)E規(guī)格化后的值(P/E)以及最后透鏡組內(nèi)的子透鏡組的折射率配置的觀點(diǎn)，與上述的使整個(gè)最后透鏡組位移的技術(shù)進(jìn)行比較，同時(shí)具體而言明本發(fā)明的效果。P/E的絕對(duì)值(|P/E|)的大小表示將上述透鏡組作為像移動(dòng)修正透鏡組時(shí)的“焦點(diǎn)移動(dòng)難易度”。
0035為了簡(jiǎn)化起見，假定最后透鏡組是由子透鏡組GS以及與子透鏡組GS的像側(cè)相鄰的子透鏡組GR構(gòu)成，假設(shè)子透鏡組GS的橫向倍率為βS，子透鏡組GR的橫向倍率為βR。進(jìn)行對(duì)于一定的移動(dòng)角的像移動(dòng)修正的透鏡組的鏡頭位移量，可以根據(jù)該透鏡組的橫向倍率以及位于比該透鏡組更接近像側(cè)的透鏡組的橫向倍率的關(guān)系而唯一地決定。所以，如果使整個(gè)最后透鏡組或者最后透鏡組內(nèi)的子透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，則移動(dòng)修正系數(shù)E和調(diào)焦靈敏度P能夠僅以βS和βR表示。
0036如處于上述的傳統(tǒng)的變焦鏡頭中那樣，讓我們考慮通過位于最接近像側(cè)的整個(gè)最后透鏡組修正像移動(dòng)的情況。
0037例如，假定最后透鏡組是由2個(gè)子透鏡組GS、GR構(gòu)成，如果使整個(gè)最后透鏡組，即子透鏡組GS和子透鏡組GR兩者都沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，則移動(dòng)修正系數(shù)E及調(diào)焦靈敏度P分別表示如下E＝(1-βS·βR)、P＝(1-βS2·βR2)。
這里，βS·βR成為整個(gè)最后透鏡組的橫向倍率。
0038為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化，要求最后透鏡組具有負(fù)折射率。但此時(shí)變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距通常為正值，因此βS·βR＞1，即|P/E|＞1，易產(chǎn)生焦點(diǎn)移動(dòng)。
0039為了取得小型化和焦點(diǎn)移動(dòng)的平衡，使最后透鏡組具有低的正折射率，從而也可以使βS·βR＜1。但是，在這種情況下移動(dòng)修正系數(shù)E的絕對(duì)值減小，所以像移動(dòng)修正時(shí)的鏡頭驅(qū)動(dòng)量將會(huì)非常大。
0040根據(jù)以上的理由，為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化，通過整個(gè)最后透鏡組防抖，即進(jìn)行手抖修正，是不理想的。
0041如本發(fā)明的變焦鏡頭那樣，通過使位于最接近像側(cè)的最后透鏡組之中具有正折射率的子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，并配置與其像側(cè)相鄰而具有正折射率的子透鏡組GR，從而能夠抑制調(diào)焦靈敏度，同時(shí)根據(jù)移動(dòng)修正透鏡組，即子透鏡組GS的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)量，能夠修正像移動(dòng)。其理由是可比較|P/E|值的大小，具體地說明如下0042在本發(fā)明的變焦鏡頭的結(jié)構(gòu)中移動(dòng)修正系數(shù)E和調(diào)焦靈敏度P分別表示如下E＝(1-βS)·βR，P＝(1-βS2)·βR2。
0043由于變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距通常為正值，作為透過具有正折射率的子透鏡組GS和具有正折射率的子透鏡組GR的光束的關(guān)系，可以認(rèn)為有如下兩種情況0044第一種情況是從子透鏡組GS發(fā)出的有發(fā)散傾向的光束通過子透鏡組GR而變?yōu)橛芯劢箖A向后，入射至像面(參照?qǐng)D30(a))；另一種情況是從子透鏡組GS發(fā)出的有弱聚焦傾向的光束通過子透鏡組GR而變?yōu)橛袕?qiáng)聚焦傾向后，入射至像面(參照?qǐng)D30(b))。
0045在圖30(a)所示的情況下，子透鏡組GS發(fā)出的光束有發(fā)散傾向，所以在小型化方面是不利的。另外，通常1＜βS、且βR＜0的關(guān)系成立，因?yàn)閨1-βS|＜|1-βS2|，所以|P/E|值增大。特別地，當(dāng)βR＜-1時(shí)，因?yàn)閨βR|＜|βR|2，所以|P/E|值更增大。因此，在本發(fā)明中選擇|P/E|值可降低的圖30(b)的情況。
0046在圖30(b)的情況下，因?yàn)樽油哥R組GS發(fā)出的光束有聚焦傾向，所以在小型化方面是有利的。而上述條件式(1)、(2)(下面再提示)(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1通常都成立，因?yàn)閨βR|＞|βR|2，所以|P/E|值減小。特別地，當(dāng)-1＜βs＜0時(shí)，因?yàn)?1-βS)＞1＞(1-βS2)，所以|P/E|值進(jìn)一步減小。也就是說，本發(fā)明的變焦鏡頭中的最后透鏡組的結(jié)構(gòu)是對(duì)于|P/E|值降低非常有效的結(jié)構(gòu)。
0047本發(fā)明的變焦鏡頭的上述最后透鏡組中，最好設(shè)有與上述子透鏡組GS的物體側(cè)相鄰而具有負(fù)折射率的子透鏡組GF。
0048因?yàn)樽油哥R組GS和子透鏡組GR均具有正折射率，使光束趨向于聚焦，所以，如果入射至子透鏡組GS的光束未充分地?cái)U(kuò)散，則作為放大率配置不成立。因此，通過將具有負(fù)折射率的子透鏡組GF與子透鏡組GS的物體側(cè)相鄰而配置，能夠確保入射至子透鏡組GS的光束充分?jǐn)U散，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。通常使βs＜0的關(guān)系成立，通過子透鏡組GF傳播光線，對(duì)于降低|P/E|值，是非常有效的。
0049
本發(fā)明的變焦鏡頭最好滿足以下的條件式(3)、(4)；(3)-0.5＜βs＜0.5，(4)0.5＜βR＜1。
作為適合于本發(fā)明的變焦鏡頭的變焦鏡頭類型，要求的變焦鏡頭類型是最后透鏡組對(duì)于光軸方向是固定的，其主要目的是各種像差修正，最后透鏡組的整體折射率較弱。橫向倍率βs和橫向倍率βR分別是與子透鏡組GS的折射率和子透鏡組GR的折射率有關(guān)的量，但上述條件式(3)、(4)在上述的變焦鏡頭型號(hào)中，成為根據(jù)像差性能提高和|P/E|值降低的均衡而確定的數(shù)值范圍。
0050如果僅考慮子透鏡組GS的橫向倍率βs的數(shù)值范圍，則如上所述，對(duì)于βs＜-0.5，從降低|P/E|值的觀點(diǎn)來看是有利的。但是，因?yàn)槿肷渲磷詈笸哥R組的光束有聚焦傾向，所以，為了設(shè)成βs＜-0.5，在最后透鏡組中位于比子透鏡組GS更接近物體側(cè)的子透鏡組的負(fù)折射率需極度地增強(qiáng)，不能無視此時(shí)產(chǎn)生的像差劣化的影響。相反地，對(duì)于0.5＜βs，移動(dòng)修正系數(shù)E的絕對(duì)值本身減小。移動(dòng)修正系數(shù)E的最佳值依賴于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的大小和鏡頭的有效直徑等，因此不能籠統(tǒng)地規(guī)定，但作為目標(biāo)值，至少0.4左右是必要的。設(shè)為0.5＜βs時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)0.4左右的移動(dòng)修正系數(shù)。鑒于這種狀況，在本發(fā)明的變焦鏡頭中規(guī)定了條件式(3)。
0051關(guān)于子透鏡組GR的橫向倍率βR的數(shù)值范圍，相同的論點(diǎn)也成立。也就是說，對(duì)于βR＜0.5，根據(jù)降低|P/E|值的觀點(diǎn)，是有利的，但像差劣化的影響增大，移動(dòng)修正系數(shù)E的絕對(duì)值會(huì)減小。鑒于這種狀況，在本發(fā)明的變焦鏡頭中規(guī)定了條件式(4)。
0052設(shè)上述子透鏡組GS的最接近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑為RS1，最接近像側(cè)的透鏡面的曲率半徑為RS2，則要求本發(fā)明的變焦鏡頭滿足以下的條件式(5)(5)-3.0＜(RS1+RS2)/(RS1-RS2)＜1.5(RS1+RS2)/(RS1-RS2)的值(以下略記作「S.F.」(形狀因數(shù)))表示的是如果負(fù)值越大，則朝物體側(cè)凸的彎月形越明顯，如果正值一些，則朝向像側(cè)凸的彎月形越明顯。
0053上述條件式(5)表示的是作為子透鏡組GS的形狀，如果是朝向物體側(cè)稍微凸的彎月形，則包含像移動(dòng)修正時(shí)在內(nèi)的像差性能成為最佳。
0054因?yàn)檎麄€(gè)變焦鏡頭中的焦距為正，如果朝物體側(cè)凸的彎月形增強(qiáng)(S.F.＜-3.0)以及相反地為朝向像側(cè)凸的彎月形(1.5＜S.F.)，則球面像差就會(huì)變大，像移動(dòng)修正時(shí)產(chǎn)生的偏心像差也就會(huì)變大。另外，如果使子透鏡組GS為朝向像側(cè)凸的彎月形，則與朝物體側(cè)凸的彎月形的情況相比，主點(diǎn)更位于像側(cè)，所以對(duì)于像面的靈敏度增大。
0055鑒于上述的理由，要求本發(fā)明的變焦鏡頭滿足條件式(5)。
0056本發(fā)明的變焦鏡頭的位于最接近物體側(cè)的第1透鏡組在具有用于使光軸彎曲約90度的反射構(gòu)件的彎曲光學(xué)系統(tǒng)中也是合適的。在彎曲光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，在最后透鏡組附近易于形成空間上有余量的結(jié)構(gòu)，適于配置最后透鏡組中的手抖修正用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
0057要求本發(fā)明的變焦鏡頭通過位于比孔徑光闌更接近像側(cè)的透鏡組在光軸上移動(dòng)而起到對(duì)焦作用。如果通過位于比孔徑光闌更接近物體側(cè)的透鏡組進(jìn)行對(duì)焦，則在對(duì)焦時(shí)視場(chǎng)角變化增大。
0058本發(fā)明的變焦鏡頭采用將具有正折射率的第1透鏡組、具有負(fù)折射率并通過在光軸上移動(dòng)而起到變倍作用的第2透鏡組、具有正折射率的第3透鏡組、具有正折射率并使由于第2透鏡組移動(dòng)及被攝物位置移動(dòng)而變動(dòng)的像面位置保持在一定的位置上而在光軸上移動(dòng)的第4透鏡組以及作為上述最后透鏡組的具有正或負(fù)折射率的第5透鏡組從物體側(cè)依次排列的結(jié)構(gòu)，從而能夠獲得良好地修正各種像差的高品質(zhì)圖像。
0059下面說明本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式以及在實(shí)施方式中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例。
0060再有，在各實(shí)施方式中使用非球面，但非球面狀用下面式1表示0061[式1]X=(Y/R)21+{1-(Y/R)2}+AY4+BY6+CY8+DY10]]>0062這里，Y表示與光軸垂直的方向的高度，X表示離透鏡面的光軸方向的距離，R表示曲率半徑，A、B、C、D分別表示4次、6次、8次、10次的非球面系數(shù)。
0063圖1是表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式1的鏡頭結(jié)構(gòu)的圖。變焦鏡頭1將具有正折射率的第1透鏡組L1、具有負(fù)折射率并通過在光軸上移動(dòng)而起到變倍作用的第2透鏡組L2、具有正折射率的第3透鏡組L3、具有正折射率并使由于第2透鏡組移動(dòng)及被攝物位置移動(dòng)而變動(dòng)的像面位置保持在一定的位置上而在光軸上移動(dòng)的第4透鏡組L4、具有正折射率的第5透鏡組L5從物體側(cè)依次排列而構(gòu)成。第1透鏡組L1由朝物體側(cè)凸的負(fù)彎月形透鏡G1、使光軸彎曲90度的棱鏡PP以及在雙面都具有非球面狀的凸面的正透鏡G2構(gòu)成。第2透鏡組L2由朝物體側(cè)凸的負(fù)彎月形透鏡G3以及雙凹狀負(fù)透鏡和朝物體側(cè)凸的正透鏡的組合透鏡G4構(gòu)成。第3透鏡組L3由雙面為非球面狀的凸面而構(gòu)成的正透鏡G5構(gòu)成。第4透鏡組L4由在物體側(cè)具有非球面的雙凸?fàn)钫哥R和凹面朝物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的組合正透鏡G6構(gòu)成。第5透鏡組L5由凸面朝物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡G7、凸面朝物體側(cè)的正彎月形透鏡G8以及雙凸?fàn)钫哥RL9構(gòu)成。另外，在第3透鏡組L3的像側(cè)設(shè)有倍率變化時(shí)沿光軸方向固定的孔徑光闌SP。
0064而且，上述第5透鏡組L5的負(fù)彎月形透鏡G7構(gòu)成子透鏡組GF，正彎月形透鏡G8構(gòu)成子透鏡組GS，正透鏡L9構(gòu)成子透鏡組GR，通過使上述正彎月形透鏡G8(子透鏡組GS)沿著與光軸垂直的方向位移，可修正像移動(dòng)。
0065再有，圖1中IP表示成像面，G表示蓋片玻璃。
0066表1表示上述實(shí)施方式1中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例1的各要素的值。在數(shù)值實(shí)施例1以及以后說明的各數(shù)值實(shí)施例的各表中，ri表示從物體側(cè)開始第i個(gè)光學(xué)面的曲率半徑，di表示從物體側(cè)開始第i個(gè)光學(xué)面與第i+1個(gè)光學(xué)面之間的軸上面間距，ni表示在物體側(cè)具有第i個(gè)光學(xué)面的玻璃材料對(duì)于d線(λ＝587.6nm)的折射率，νi表示在物體側(cè)具有第i個(gè)光學(xué)面的玻璃材料對(duì)于d線的阿貝數(shù)。另外，∞表示該光學(xué)面是平面。而f、Fno.及ω分別表示焦距、F數(shù)及半視場(chǎng)角。
0067[表1]
f＝6.00～16.80 Fno＝3.60～4.06 2ω＝62.96°～23.21°
0068第1透鏡組L1與第2透鏡組L2之間的面間距d6、第2透鏡組L2與第3透鏡組L3之間的面間距d11、孔徑光闌SP與第4透鏡組L4之間的面間距d15以及第4透鏡組L4與第5透鏡組L5之間的面間距d18都隨著鏡頭位置狀態(tài)從廣角端至望遠(yuǎn)端變化而變化。因此，在表2中將數(shù)值實(shí)施例1中的上述各面間距的廣角端、廣角端與望遠(yuǎn)端之間的中間焦距及望遠(yuǎn)端的各值與焦距f一起示出。
0069[表2]
第5面、第6面、第12面、第13面及第16面的各透鏡面是由非球面r5、r6、r12、r13及r16構(gòu)成，數(shù)值實(shí)施例1中的上述各面的非球面系數(shù)如表3所示。另外，在表3以及表示以下的非球面系數(shù)的表中「E-i」表示以10為底的指數(shù)表示法，即「10-i」，例如「0.12345E-05」表示「0.12345×10-5」。
0071[表3]
0072圖2至圖7表示數(shù)值實(shí)施例1的各像差圖，圖2表示廣角端的球面像差、像散及畸變像差，圖3表示望遠(yuǎn)端的球面像差、像散及畸變像差，在像散圖中實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示切向像面。圖4表示廣角端的橫向像差，圖5表示望遠(yuǎn)端的橫向像差。圖6表示廣角端的0.2度的像移動(dòng)修正時(shí)的橫向像差，圖7表示望遠(yuǎn)端的0.2度的像移動(dòng)修正時(shí)的橫向像差。
0073
圖8是表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式2的鏡頭結(jié)構(gòu)的圖。變焦鏡頭2將具有正折射率的第1透鏡組L1、具有負(fù)折射率并通過在光軸上移動(dòng)而起到變倍作用的第2透鏡組L2、具有正折射率的第3透鏡組L3、具有正折射率并使由于第2透鏡組移動(dòng)及被攝物位置移動(dòng)而變動(dòng)的像面位置保持在一定位置上而在光軸上移動(dòng)的第4透鏡組L4、具有正折射率的第5透鏡組L5從物體側(cè)依次排列而構(gòu)成。第1透鏡組L1由凸面朝物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡G1、使光軸彎曲90度的棱鏡PP以及雙面都具有非球面狀凸面的正透鏡G2構(gòu)成。第2透鏡組L2由凸面朝物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡G3以及雙凹狀負(fù)透鏡和雙凸?fàn)钫哥R的組合負(fù)透鏡G4構(gòu)成。第3透鏡組L3由雙面都具有非球面的雙凸?fàn)钫哥RG5構(gòu)成。第4透鏡組L4由在物體側(cè)具有非球面的雙凸?fàn)钫哥R和凸面朝像側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的組合正透鏡構(gòu)成。第5透鏡組L5由雙凹狀負(fù)透鏡G7、雙凸?fàn)钫哥RG8以及雙凸?fàn)钫哥R和雙凹狀負(fù)透鏡的組合正透鏡G9構(gòu)成。而且，在第3透鏡組L3的像側(cè)設(shè)有倍率變化時(shí)在光軸方向上固定的孔徑光闌SP。
0074而且，上述第5透鏡組L5的負(fù)透鏡G7構(gòu)成子透鏡組GF，正透鏡G8構(gòu)成子透鏡組GS，組合正透鏡L9構(gòu)成子透鏡組GR，使上述正透鏡G8(子透鏡組GS)沿著與光軸垂直的方向位移，可修正像移動(dòng)。
0075再有，在圖8中IP表示成像面，G表示蓋片玻璃。
0076表4表示上述實(shí)施方式2中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例2的各要素的值。
0077[表4]
f＝6.00～16.80 Fno＝3.60～4.41 2ω＝65.74°～23.61°
0078第1透鏡組L1與第2透鏡組L2之間的面間距d6、第2透鏡組L2與第3透鏡組L3之間的面間距d11、孔徑光闌SP與第4透鏡組L4之間的面間距d15、第4透鏡組L4與第5透鏡組L5之間的面間距d18都隨鏡頭位置狀態(tài)從廣角端至望遠(yuǎn)端變化而變化。因此，在表5中將數(shù)值實(shí)施例2中的上述各面間距的廣角端、廣角端與望遠(yuǎn)端之間的中間焦距以及望遠(yuǎn)端的各值與焦距f一起示出。
0079[表5]
第5面、第6面、第12面、第13面及第16面的各透鏡面由非球面r5、r6、r12、r13及r16構(gòu)成，數(shù)值實(shí)施例2中的上述各面的非球面系數(shù)如表6所示。
0081[表6]
0082圖9至圖14表示數(shù)值實(shí)施例2的各像差圖，圖9表示廣角端的球面像差、像散及畸變像差，圖10表示望遠(yuǎn)端的球面像差、像散及畸變像差，在像散圖中實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示切向像面。圖11表示廣角端的橫向像差，圖12表示望遠(yuǎn)端的橫向像差。圖13表示廣角端的0.2度的像移動(dòng)修正時(shí)的橫向像差，圖14表示望遠(yuǎn)端的0.2度的像移動(dòng)修正時(shí)的橫向像差。
0083圖15是表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式3的鏡頭結(jié)構(gòu)的圖。變焦鏡頭3將具有正折射率的第1透鏡組L1、具有負(fù)折射率并通過在光軸上移動(dòng)而起到變倍作用的第2透鏡組L2、具有正折射率的第3透鏡組L3、具有正折射率并使由于第2透鏡組移動(dòng)及被攝物位置移動(dòng)而變動(dòng)的像面位置保持在一定的位置上而在光軸上移動(dòng)的第4透鏡組L4和具有負(fù)折射率的第5透鏡組L5從物體側(cè)依次排列而構(gòu)成。第1透鏡組L1由凸面朝物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡G1、使光軸彎曲90度的棱鏡PP以及雙面都具有非球面的雙凸?fàn)钫哥RG2構(gòu)成。第2透鏡組L2由凸面朝物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡G3、雙凹狀負(fù)透鏡和凹面朝像面?zhèn)鹊恼龔澰滦瓮哥R的組合透鏡構(gòu)成。第3透鏡組L3由在雙面都具有非球面的雙凸?fàn)钫哥RG5構(gòu)成。第4透鏡組L4由在物體側(cè)具有非球面的雙凸?fàn)钫哥R和凸面朝像面?zhèn)鹊呢?fù)彎月形透鏡的組合正透鏡G6構(gòu)成。第5透鏡組L5由雙凹狀負(fù)透鏡G7、雙凸?fàn)钫哥RG8及雙凸?fàn)钫哥RG9構(gòu)成。而且，在第3透鏡組L3的像側(cè)設(shè)有倍率變化時(shí)在光軸方向固定的孔徑光闌SP。
0084而且，上述第5透鏡組L5的負(fù)透鏡G7構(gòu)成子透鏡組GF，正透鏡G8構(gòu)成子透鏡組GS，正透鏡L9構(gòu)成子透鏡組GR，通過使上述正透鏡G8(子透鏡組GS)在與光軸垂直的方向上位移，可修正像移動(dòng)。
0085再有，圖15中IP表示成像面，G表示蓋片玻璃。
0086表7表示上述實(shí)施方式3中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例3的各要素的值。
0087[表7]
f＝6.00～16.80 Fno＝3.60～4.03 2ω＝63.52°～23.50°
0088第1透鏡組L1與第2透鏡組L2之間的面間距d6、第2透鏡組L2與第3透鏡組L3之間的面間距d11、孔徑光闌SP與第4透鏡組L4之間的面間距d15、第4透鏡組L4與第5透鏡組L5之間的面間距d18都隨著鏡頭位置狀態(tài)從廣角端至望遠(yuǎn)端變化而變化。因此，在表8中將數(shù)值實(shí)施例3中的上述各面間距的廣角端、廣角端與望遠(yuǎn)端之間的中間焦距以及望遠(yuǎn)端的各值與焦距f一起示出。
0089[表8]
第5面、第6面、第12面、第13面及第16面等各透鏡面由非球面r5、r6、r12、r13及r16構(gòu)成，數(shù)值實(shí)施例3中的上述各面的非球面系數(shù)如表9所示。
0091[表9]
0092圖16至圖21表示數(shù)值實(shí)施例3的各像差圖，圖16表示廣角端的球面像差、像散及畸變像差，圖17表示望遠(yuǎn)端的球面像差、像散及畸變像差，在像散圖中實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示切向像面。圖18表示廣角端的橫向像差，圖19表示望遠(yuǎn)端的橫向像差。圖20表示廣角端的0.2度的像移動(dòng)修正時(shí)的橫向像差，圖21表示望遠(yuǎn)端的0.2度的像移動(dòng)修正時(shí)的橫向像差。
0093圖22是表示本發(fā)明的變焦鏡頭的實(shí)施方式4的鏡頭結(jié)構(gòu)的圖。變焦鏡頭4將具有正折射率的第1透鏡組L1、具有負(fù)折射率并通過在光軸上移動(dòng)而起到變倍作用的第2透鏡組L2、具有正折射率的第3透鏡組L3、具有正折射率并使由于第2透鏡組移動(dòng)及被攝物位置移動(dòng)而變動(dòng)的像面位置保持在一定的位置上而在光軸上移動(dòng)的第4透鏡組L4和具有負(fù)折射率的第5透鏡組L5從物體側(cè)依次排列而構(gòu)成。第1透鏡組L1由凸面朝物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡G1、使光軸彎曲90度的棱鏡PP以及雙面都具有非球面的雙凸?fàn)钫哥RG2構(gòu)成。第2透鏡組L2由凸面朝物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡G3以及雙凹狀負(fù)透鏡和雙凸?fàn)钫哥R的組合負(fù)透鏡G4構(gòu)成。第3透鏡組L3由雙面都具有非球面的雙凸?fàn)钫哥RG5構(gòu)成。第4透鏡組L4由在物體側(cè)具有非球面的雙凸?fàn)钫哥R和凸面朝像面?zhèn)鹊呢?fù)彎月形透鏡的組合正透鏡G6構(gòu)成。第5透鏡組L5由雙凹狀負(fù)透鏡G7、雙凸?fàn)钫哥RG8以及雙凸?fàn)钫哥R和雙凹狀負(fù)透鏡的組合正透鏡G9構(gòu)成。另外，在第3透鏡組L3的像側(cè)設(shè)有倍率變化時(shí)在光軸方向固定的孔徑光闌SP。
0094另外，上述第5透鏡組L5的負(fù)透鏡G7構(gòu)成子透鏡組GF，正透鏡G8構(gòu)成子透鏡組GS，組合正透鏡L9構(gòu)成子透鏡組GR，使上述正透鏡G8(子透鏡組GS)沿著與光軸垂直的方向位移，可修正像移動(dòng)。
0095另外，在圖22中IP表示成像面，G表示蓋片玻璃。
0096表10表示上述實(shí)施方式4中采用具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例4的各要素的值。
0097[表10]
f＝6.00～16.80 Fno＝3.60～3.88 2ω＝65.47°～23.25°
0098第1透鏡組L1與第2透鏡組L2之間的面間距d6、第2透鏡組L2與第3透鏡組L3之間的面間距d11、孔徑光闌SP與第4透鏡組L4之間的面間距d15、第4透鏡組L4與第5透鏡組L5之間的面間距d18都隨著鏡頭位置狀態(tài)從廣角端至望遠(yuǎn)端變化而變化。因此，在表11中將數(shù)值實(shí)施例4中的上述各面間距的廣角端、廣角端與望遠(yuǎn)端之間的中間焦距及望遠(yuǎn)端的各值與焦距f一起示出。
0099[表11]
0100第5面、第6面、第12面、第13面及第16面的各透鏡面由非球面r5、r6、r12、r13及r16構(gòu)成，數(shù)值實(shí)施例4中的上述各面的非球面系數(shù)如表12所示0101[表12]
0102圖23至圖28表示數(shù)值實(shí)施例4的各像差圖，圖23表示廣角端的球面像差、像散及畸變像差，圖24表示望遠(yuǎn)端的球面像差、像散及畸變像差，在像散圖中實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示切向像面。圖25表示廣角端的橫向像差，圖26表示望遠(yuǎn)端的橫向像差。圖27表示廣角端的0.2度的像移動(dòng)修正時(shí)的橫向像差，圖28表示望遠(yuǎn)端的0.2度的像移動(dòng)修正時(shí)的橫向像差。
0103在表13中分別表示上述各數(shù)值實(shí)施例1～4的望遠(yuǎn)端的移動(dòng)修正系數(shù)E及調(diào)焦靈敏度P以及形狀因數(shù)S.F.、子透鏡組GS的橫向倍率βS及子透鏡組GR的橫向倍率βR。
0104[表13]
※數(shù)值為望遠(yuǎn)端的值0105從上述的說明、各表及表示像差的圖可知在數(shù)值實(shí)施例1至4中，子透鏡組GS以及與子透鏡組GS的像側(cè)相鄰而配置的、在像移動(dòng)修正時(shí)固定的子透鏡組GR都滿足上述條件式(1)～(5)，并保持子透鏡組GS在與光軸垂直的方向上位移而產(chǎn)生的像移動(dòng)修正效果，同時(shí)對(duì)于子透鏡組GS的光軸方向的位置移動(dòng)，降低了其像面移動(dòng)引起的焦點(diǎn)移動(dòng)的影響。另外，由于在最后透鏡組的最接近像側(cè)的鏡頭至像面的距離上有余量，因此，有利于配置像移動(dòng)修正用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
0106圖29表示本發(fā)明的攝像裝置的實(shí)施方式。
0107攝像裝置10設(shè)有變焦鏡頭20，并具有將由變焦鏡頭20形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的攝像元件30。再有，作為攝像元件30，例如可使用采用CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor)等光電轉(zhuǎn)換元件?？蓪⒈景l(fā)明的變焦鏡頭用作上述變焦鏡頭20，圖29中將圖1所示的實(shí)施方式1的變焦鏡頭的透鏡組簡(jiǎn)化成單透鏡加以表示。當(dāng)然，不僅可使用實(shí)施方式1的變焦鏡頭1，而且可使用實(shí)施方式2至實(shí)施方式4的變焦鏡頭2至4以及按本說明書中提出的實(shí)施方式以外的方式構(gòu)成的本發(fā)明的變焦鏡頭。
0108由上述攝像元件30形成的電信號(hào)通過圖像分離電路40將焦距控制用信號(hào)傳送到控制電路50，圖像用信號(hào)向圖像處理電路傳送。傳送至圖像處理電路的信號(hào)被加工成適于其后處理的方式，并提供給顯示裝置顯示、在記錄介質(zhì)上記錄及用通信手段傳送等各種處理。
0109在控制電路50中輸入例如變焦按鈕的操作等來自外部的操作信號(hào)，按照該操作信號(hào)進(jìn)行各種處理。例如，由變焦按鈕輸入變焦指令時(shí)，為了變?yōu)榛谥噶畹慕咕酄顟B(tài)，通過驅(qū)動(dòng)電路60、70，使驅(qū)動(dòng)部61、71動(dòng)作，使各透鏡組L2、L4移向預(yù)定的位置。通過各傳感器62、72得到的各透鏡組L2、L4的位置信息被輸入到控制電路50，在向驅(qū)動(dòng)電路60、70輸出指令信號(hào)時(shí)參照。另外，控制電路50按照從上述圖像分離電路40輸出的信號(hào)，檢測(cè)聚焦?fàn)顟B(tài)，通過驅(qū)動(dòng)電路70、驅(qū)動(dòng)部71對(duì)第4透鏡組L4進(jìn)行位置控制，以取得最佳的聚焦?fàn)顟B(tài)。
0110攝像裝置10具有手抖修正功能。例如，如果按動(dòng)快門按鈕引起的攝像元件30的抖動(dòng)由手抖檢測(cè)部件80例如陀螺傳感器檢出，則來自手抖檢測(cè)部件80的信號(hào)被輸入控制電路50，該控制電路50算出用于補(bǔ)償上述抖動(dòng)產(chǎn)生的圖像抖動(dòng)的抖動(dòng)修正角。為了使第5透鏡組L5的子透鏡組GS處于基于上述算出的抖動(dòng)修正角的位置，通過手抖控制部件(驅(qū)動(dòng)電路)90使驅(qū)動(dòng)部91動(dòng)作，使上述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移。第5透鏡組L3的子透鏡組GS的位置通過傳感器92檢測(cè)，通過傳感器92得到的上述子透鏡組GS的位置信息被輸入控制電路50，在向手抖控制部件(驅(qū)動(dòng)電路)90輸出指令信號(hào)時(shí)參照。
0111作為上述的攝像裝置10的具體產(chǎn)品，可取各種形式。例如，可作為數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、帶相機(jī)手提電話、帶相機(jī)PDA(PersonalDigital Assistant)等數(shù)字輸入輸出設(shè)備的相機(jī)部等而廣泛采用。
0112再有，在上述各實(shí)施方式及數(shù)值實(shí)施例中表示的各部分的具體形狀及數(shù)值均僅表示實(shí)施本發(fā)明時(shí)的具體實(shí)例，不可根據(jù)它們來限制性地解釋本發(fā)明的技術(shù)范圍。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性0113依據(jù)本發(fā)明，例如在要求嚴(yán)格的制造公差及裝配位置精度的小型變焦鏡頭方面，對(duì)于設(shè)有像素100萬以上的攝像元件的相機(jī)也完全實(shí)用，且能夠獲得具有可修正相機(jī)拍攝時(shí)出現(xiàn)的手移動(dòng)等引起的像移動(dòng)的防抖功能的變焦鏡頭。
權(quán)利要求
1.一種由多個(gè)透鏡組構(gòu)成、并通過改變各透鏡組間距來改變倍率的變焦鏡頭，其特征在于最接近像側(cè)的最后透鏡組包括具有正折射率的子透鏡組GS以及與該像側(cè)相鄰而配置的、具有正折射率的子透鏡組GR，可使所述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，設(shè)所述子透鏡組GS的橫向倍率為βs，所述子透鏡組GR的橫向倍率為βR，則滿足以下的條件式(1)、(2)(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1。
2.如權(quán)利要求1中記載的變焦鏡頭，其特征在于在所述最后透鏡組中設(shè)有與所述子透鏡組GS的物體側(cè)相鄰的、具有負(fù)折射率的子透鏡組GF。
3.如權(quán)利要求1中記載的變焦鏡頭，其特征在于滿足以下的條件式(3)、(4)(3)-0.5＜βs＜0.5，(4)0.5＜βR＜1。
4.如權(quán)利要求1中記載的變焦鏡頭，其特征在于設(shè)所述子透鏡組GS的最接近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑為RS 1，最接近像側(cè)的透鏡面的曲率半徑為RS2，則滿足以下的條件式(5)(5)-3.0＜(RS1+RS2)/(RS1-RS2)＜1.5。
5.如權(quán)利要求1中記載的變焦鏡頭，其特征在于最接近物體側(cè)的第1透鏡組設(shè)有用以使光軸彎曲約90度的反射構(gòu)件。
6.如權(quán)利要求1中記載的變焦鏡頭，其特征在于通過將比孔徑光闌更接近像側(cè)的透鏡組在光軸上移動(dòng)而起到對(duì)焦作用。
7.如權(quán)利要求1中記載的變焦鏡頭，其特征在于將具有正折射率的第1透鏡組、具有負(fù)折射率并通過在光軸上移動(dòng)而起到變倍作用的第2透鏡組、具有正折射率的第3透鏡組、具有正折射率并為了將由于第2透鏡組移動(dòng)及被攝物位置移動(dòng)而變動(dòng)的像面位置保持一定而在光軸上移動(dòng)的第4透鏡組以及作為所述最后透鏡組的具有正或負(fù)折射率的第5透鏡組從物體側(cè)依次排列而構(gòu)成。
8.一種具備變焦鏡頭以及將由所述變焦鏡頭形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的攝像元件的攝像裝置，其特征在于所述變焦鏡頭由多個(gè)透鏡組構(gòu)成，通過改變各透鏡組間距來改變倍率，最接近像側(cè)的最后透鏡組包括具有正折射率的子透鏡組GS以及與其像側(cè)相鄰而配置的、具有正折射率的子透鏡組GR，可使所述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，設(shè)所述子透鏡組GS的橫向倍率為βs，所述子透鏡組GR的橫向倍率為βR，則滿足以下的條件式(1)、(2)(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1。
9.如權(quán)利要求8中記載的攝像裝置，其特征在于設(shè)有檢測(cè)所述攝像元件抖動(dòng)的手抖檢測(cè)部件；計(jì)算用于修正因所述手抖檢測(cè)部件測(cè)出的攝像元件的抖動(dòng)而產(chǎn)生的圖像抖動(dòng)的抖動(dòng)修正角、并將為了將所述子透鏡組GS設(shè)在基于抖動(dòng)修正角的位置上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)部的手抖控制部件；以及基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而將所述子透鏡組沿著與光軸垂直的方向位移的手抖驅(qū)動(dòng)部。
全文摘要
本發(fā)明的課題是對(duì)于為了手抖修正而沿著與光軸垂直的方向移動(dòng)的位移透鏡組的光軸方向的位置移動(dòng)，降低因其像面移動(dòng)產(chǎn)生的焦點(diǎn)移動(dòng)的影響，從而在手抖修正時(shí)也保持高的光學(xué)性能。一種由多個(gè)透鏡組構(gòu)成、并通過改變各透鏡組間距而改變倍率的變焦鏡頭，最接近像側(cè)的最后透鏡組L5包括具有正折射率的子透鏡組GS(G8)以及與其像側(cè)相鄰而配置的、具有正折射率的子透鏡組GR(G9)，可使上述子透鏡組GS沿著與光軸垂直的方向位移而修正像移動(dòng)，設(shè)上述子透鏡組GS的橫向倍率為βs，上述子透鏡組GR的橫向倍率為βR，則滿足以下的條件式(1)、(2)(1)βs＜1，(2)0＜βR＜1。
文檔編號(hào)G02B13/18GK1993642SQ200680000559
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者畠山丈司, 黑田大介, 大竹基之, 巖澤嘉人 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社