專利名稱：變焦透鏡及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新穎的變焦透鏡以及攝像裝置。具體來說，涉及適用于通過攝像機(jī)和數(shù)碼照相機(jī)等的攝像元件而感光的照相機(jī)、并適用于防抖校正的變焦透鏡，以及使用該變焦透鏡的攝像裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的記錄方法為通過利用CCD(Charge CoupledDevice電荷耦合器件)和CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等光電變換元件作為照相機(jī)的記錄單元的攝像元件，將形成在攝像元件面上的被拍攝物體像在經(jīng)各光電變換元件把被拍攝物體像的光強(qiáng)變換成電輸出后進(jìn)行記錄。
隨著近年的精加工技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了中央運(yùn)算處理裝置(CPU)的高速化和存儲(chǔ)介質(zhì)的高集成化，從而可以高速處理以前無法處理的大容量的圖像數(shù)據(jù)。而且，感光元件也實(shí)現(xiàn)了高集成化和小型化，通過其高集成化能夠記錄更高的空間頻率，通過其小型化實(shí)現(xiàn)了照相機(jī)整體的小型化。此外，為了能應(yīng)用于廣泛的攝影狀況中，提高對(duì)變焦透鏡的要求，特別是對(duì)具有高變焦比的要求進(jìn)一步提高。
但是，在具有高變焦比的光學(xué)系統(tǒng)中，由于望遠(yuǎn)端的視角比較狹窄，因此即使有微小的手抖，像也會(huì)發(fā)生大幅抖動(dòng)。為此，特別是在具有高變焦比的攝像機(jī)中，為校正手抖而移動(dòng)感光元件取像范圍所謂的電子防抖校正系統(tǒng)為人們所公知。
此外，以往使構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的一部分透鏡組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，從而校正像位置移動(dòng)造成的光學(xué)性能劣化的所謂光學(xué)防抖校正系統(tǒng)也為人們所公知。
光學(xué)防抖校正系統(tǒng)，例如在釋放快門時(shí)發(fā)生手抖的情況下，通過將檢測(cè)圖像抖動(dòng)的檢測(cè)系統(tǒng)、依據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)輸出的信號(hào)給出透鏡位置的校正量的控制系統(tǒng)以及依據(jù)控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)來移動(dòng)規(guī)定的透鏡的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組合起來，由此發(fā)揮光學(xué)防抖校正系統(tǒng)的功能。
在所述光學(xué)防抖校正系統(tǒng)中，可以根據(jù)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)確定的透鏡的移動(dòng)來移動(dòng)像位置，以此校正伴隨照相機(jī)抖動(dòng)產(chǎn)生的像抖動(dòng)。
作為這一類光學(xué)防抖校正系統(tǒng)，例如，在特開2002-244037號(hào)公報(bào)，特開2003-228001號(hào)公報(bào)，特開2003-295057號(hào)公報(bào)中都有所闡述并為人們所公知。
特開2002-244037號(hào)公報(bào)所示的變焦透鏡中，設(shè)置在孔徑光闌的像側(cè)的第三透鏡組由負(fù)組及正組構(gòu)成，通過所述正組透鏡的移動(dòng)來移動(dòng)成像。
特開2003-228001號(hào)公報(bào)所示的變焦透鏡中，設(shè)置在孔徑光闌的像側(cè)的第三透鏡組由正組及負(fù)組構(gòu)成，通過所述正組透鏡的移動(dòng)來移動(dòng)成像。
特開2003-295057號(hào)公報(bào)所示的變焦透鏡中，通過第三透鏡組整體的移動(dòng)來移動(dòng)成像。
但是，如專利文獻(xiàn)3所示的變焦透鏡，當(dāng)整體移動(dòng)第三透鏡組時(shí)，由于需要對(duì)變倍時(shí)以及移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸外像差進(jìn)行良好的校正，使構(gòu)成第三透鏡組的透鏡數(shù)增多，存在難以輕型化及小型化的問題。
此外，如專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2所示的變焦透鏡，當(dāng)在孔徑光闌的像側(cè)設(shè)置正部分組和負(fù)部分組時(shí)，為了減弱兩組透鏡之間的折射力，需要確保兩組透鏡之間有充分的間距，就會(huì)同小型化背道而馳，為此，不能確保充分間距，因而無法減弱兩組透鏡間的折射力，從而很容易使光軸傾斜，引起性能劣化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的目的在于提供一種變焦透鏡及攝像裝置，包括位于孔徑光闌附近由兩個(gè)部分組構(gòu)成的透鏡組，通過該部分組的一個(gè)的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)像移動(dòng)，既避免了包含移動(dòng)組的透鏡組的大型化，同時(shí)，還在避免大型化的基礎(chǔ)上可確保兩個(gè)部分組之間的間距，從而可減緩對(duì)光軸傾斜的敏感度，充分確保性能。
為解決上述問題，本發(fā)明的變焦透鏡包括至少三個(gè)透鏡組，即、從物體側(cè)依次配置有具有負(fù)折射力的負(fù)透鏡組，移動(dòng)透鏡組以及具有正折射力的正透鏡組。當(dāng)透鏡位置從廣角端狀態(tài)改變至望遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，至少移動(dòng)所述負(fù)透鏡組和所述正透鏡組，從而減小所述負(fù)透鏡組及所述移動(dòng)透鏡組之間的間距，使所述移動(dòng)透鏡組與所述正透鏡組之間的距離發(fā)生變化。所述移動(dòng)透鏡組由至少兩個(gè)部分組構(gòu)成，在兩個(gè)部分組之間設(shè)置孔徑光闌，通過將任意一個(gè)部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能。Ds是位于物體側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面同位于像側(cè)的部分組中最靠近物體側(cè)的透鏡面之間的軸向間距，ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距，滿足條件式(1)Ds/ft＞0.1。
此外，為解決上述問題，本發(fā)明的攝像裝置包括變焦透鏡，以及將通過所述變焦透鏡形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的攝像元件。所述變焦透鏡包括至少三個(gè)透鏡組，即、從物體側(cè)依次配置有具有負(fù)折射力的負(fù)透鏡組，移動(dòng)透鏡組以及具有正折射力的正透鏡組。當(dāng)透鏡位置從廣角端狀態(tài)改變至望遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，至少移動(dòng)所述負(fù)透鏡組和所述正透鏡組，從而減小所述負(fù)透鏡組及所述移動(dòng)透鏡組之間的間距，使所述移動(dòng)透鏡組與所述正透鏡組之間的距離發(fā)生變化。所述移動(dòng)透鏡組由至少兩個(gè)部分組構(gòu)成，在兩個(gè)部分組之間設(shè)置孔徑光闌，通過將任意一個(gè)部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能。Ds是位于物體側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面同位于像側(cè)的部分組中最靠近物體側(cè)的透鏡面之間的軸向間距，ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距，滿足條件式(1)Ds/ft＞0.1。
由此，在本發(fā)明中，構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組之間距設(shè)置有孔徑光闌，具有足夠的間距。


圖1是表示本發(fā)明變焦透鏡的第一實(shí)施方式的折射力配置和在變倍時(shí)各透鏡組是否可動(dòng)的圖；圖2是表示本發(fā)明變焦透鏡的第二實(shí)施方式的折射力配置和在變倍時(shí)各透鏡組是否可動(dòng)的圖；圖3是表示本發(fā)明變焦透鏡的第三實(shí)施方式的折射力配置和在變倍時(shí)各透鏡組是否可動(dòng)的圖；圖4是表示將同第三實(shí)施方式相關(guān)的變焦透鏡更加具體化的第一實(shí)施例的透鏡的結(jié)構(gòu)圖；圖5同圖6至圖10共同表示第一實(shí)施例中適用的具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例1的各種像差圖，本圖5是表示在廣角端狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；圖6是表示在中間焦距狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；
圖7是表示在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；圖8是表示在廣角端狀態(tài)下的橫向像差的圖；圖9是表示在中間焦距狀態(tài)下的橫向像差的圖；圖10是表示在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向像差的圖；圖11是將同第三實(shí)施方式相關(guān)的變焦透鏡更加具體化的第二實(shí)施例的透鏡的結(jié)構(gòu)圖；圖12同圖13至圖17共同表示第二實(shí)施例中適用的具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例2的各種像差圖，本圖12是表示在廣角端狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；圖13是表示在中間焦距狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；圖14是表示在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；圖15是表示在廣角端狀態(tài)下的橫向像差的圖；圖16是表示在中間焦距狀態(tài)下的橫向像差的圖；圖17是表示在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向像差的圖；圖18是將同第三實(shí)施方式相關(guān)的變焦透鏡更加具體化的第三實(shí)施例的透鏡的結(jié)構(gòu)圖；圖19同圖20至圖24共同表示第三實(shí)施例中適用的具體數(shù)值的數(shù)值實(shí)施例3的各種像差圖，本圖19是表示在廣角端狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；圖20是表示在中間焦距狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；
圖21是表示在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球面像差、像散像差、畸變像差以及彗形像差的圖；圖22是表示在廣角端狀態(tài)下的橫向像差的圖；圖23是表示在中間焦距狀態(tài)下的橫向像差的圖；圖24是表示在望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的橫向像差的圖；以及圖25是表示本發(fā)明的攝像裝置的實(shí)施方式的框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的變焦透鏡及攝像裝置的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。
首先，對(duì)本發(fā)明的變焦透鏡進(jìn)行說明。
本發(fā)明變焦透鏡包括至少三個(gè)透鏡組，即、從物體側(cè)依次配置有具有負(fù)折射力的負(fù)透鏡組，移動(dòng)透鏡組以及具有正折射力的正透鏡組。當(dāng)透鏡位置從廣角端狀態(tài)改變至望遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，至少移動(dòng)所述負(fù)透鏡組和所述正透鏡組，從而減小所述負(fù)透鏡組和所述移動(dòng)透鏡組之間的間距，使所述移動(dòng)透鏡組與所述正透鏡組之間的間距發(fā)生變化。
所述移動(dòng)透鏡組由至少兩個(gè)部分組構(gòu)成，在兩個(gè)部分組之間設(shè)置孔徑光闌，通過將任意一個(gè)部分組(以下稱“移動(dòng)部分組”)沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能，并滿足以下條件式(1)(1)Ds/ft＞0.1其中，Ds是位于物體側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面同位于像側(cè)的部分組中最靠近物體側(cè)的透鏡面之間的軸向間距；ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。
在本發(fā)明的變焦透鏡中，孔徑光闌的位置十分重要。
根據(jù)以往技術(shù)，孔徑光闌被配置在第三透鏡組的物體側(cè)。而在本發(fā)明的變焦透鏡中，將孔徑光闌配置在構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組之間，可以增大兩個(gè)部分組之間的距離，并由此緩解構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組的折射力。通過減緩各部分組的折射力，從而對(duì)移動(dòng)移動(dòng)部分組時(shí)產(chǎn)生的視角變化起到抑制作用。
在以往技術(shù)中，孔徑光闌是必備的，多將其配置在第二透鏡組及第三透鏡組之間，會(huì)空出供配置孔徑光闌的足夠的空間。因此，孔徑光闌的位置改變并不會(huì)使光學(xué)系統(tǒng)大型化。
在此，關(guān)于在構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組之間設(shè)置孔徑光闌，從而減弱各部分組折射力這一點(diǎn)，通過折射力配置進(jìn)行說明。
設(shè)配置在孔徑光闌的物體側(cè)的部分群的折射力為φ3n，配置在孔徑光闌的像側(cè)的部分群的折射力為φ3p，主點(diǎn)間距為d。則移動(dòng)透鏡組的折射力φ3可以用以下公式表示φ3＝φ3n+φ3p-φ3n·φ3p·d。
假設(shè)物體側(cè)的部分組具有負(fù)折射力，而像側(cè)的部分組具有正折射力，則此時(shí)φ3n＜0，而φ3p＞0，移動(dòng)透鏡組的折射力φ3中的(φ3n+φ3p)部分互相抵消，從而使φ3n·φ3p·d成為重要部分。
在本發(fā)明的變焦透鏡中，通過將孔徑光闌設(shè)置在構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組之間，增大兩個(gè)部分組的間距，并增大所述φ3n·φ3p·d中的主點(diǎn)間距d，從而使減緩兩個(gè)部分組的折射力φ3n、φ3p成為可能。
根據(jù)上述構(gòu)成，本發(fā)明提供的變焦透鏡既小型化，又可以在移動(dòng)構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組(移動(dòng)部分組)中的任意一個(gè)時(shí)，抑制其引起的圖像劣化。此外，還可以緩解對(duì)兩個(gè)部分組的光軸傾斜的敏感度，便于生產(chǎn)。
本發(fā)明的變焦透鏡，需滿足下列條件式(1)(1)Ds/ft＞0.1其中，Ds是位于物體側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面同位于像側(cè)的部分組中最靠近物體側(cè)的透鏡面之間的軸向間距，ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。
所述的條件式(1)是規(guī)定形成于構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組之間的距離的條件式。當(dāng)?shù)陀跅l件式中所限的最小值時(shí)，由于構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的像側(cè)的部分組的折射力會(huì)變得過強(qiáng)，從而使移動(dòng)該像側(cè)的部分組時(shí)的視角變化增大。
此外，若構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組之間的距離過大，則會(huì)使鏡頭系統(tǒng)整體大型化，因此優(yōu)選條件式(1)的上限值為0.3。
在本發(fā)明的變焦透鏡中，為了更好地對(duì)移動(dòng)移動(dòng)部分組時(shí)圖像周邊部分產(chǎn)生的彗形像差進(jìn)行校正，優(yōu)選滿足以下的條件式(2)(2)D3p/f3p＜0.35其中，D3p是從孔徑光闌至位于像側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面的距離，f3p是位于像側(cè)的部分組的焦距。
所述條件式(2)是為了對(duì)位于像側(cè)的部分組的最靠近像側(cè)的透鏡面產(chǎn)生的彗形像差進(jìn)行良好校正的條件式。
當(dāng)D3p/f3p超出條件式(2)的上限值時(shí)，在位于像側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面上，軸外光束強(qiáng)烈折射，導(dǎo)致對(duì)圖像周邊部分的彗形像差校正不足，特別是當(dāng)位于像側(cè)的部分組移動(dòng)時(shí)，由該透鏡面造成的軸外光束的折射作用增大，從而很難對(duì)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的性能劣化進(jìn)行良好校正。
在本發(fā)明的變焦透鏡中，為滿足條件式(2)，并更好地對(duì)位于像側(cè)的部分組移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的彗形像差的變動(dòng)進(jìn)行校正，優(yōu)選滿足下列條件式(3)。
(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2其中，設(shè)D3s為由孔徑光闌至位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的軸向間距，設(shè)R3p為位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑。
所述條件式(3)為規(guī)定位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑的條件式，其目的在于更好地對(duì)移動(dòng)位于像側(cè)的部分組時(shí)產(chǎn)生的像面彎曲的變化，即彗形像差的校正狀態(tài)的變化進(jìn)行校正。
當(dāng)D3s/R3p超出條件式(3)的上限值時(shí)，移動(dòng)位于像側(cè)的部分組，則彗形像差的斜度發(fā)生變化，圖像邊緣部分的最佳像面位置相對(duì)于圖像中心部分的最佳像面位置發(fā)生散焦，導(dǎo)致圖像的焦移。由此，手抖校正時(shí)會(huì)發(fā)生離焦，難以更好地校正其光學(xué)性能。
當(dāng)D3s/R3p低于表達(dá)式(3)的下限值時(shí)，由于位于像側(cè)的部分組的物體側(cè)透鏡面無法起到校正像差的作用，因此移動(dòng)位于像側(cè)的部分組時(shí)圖像中心部產(chǎn)生的離心彗形像差會(huì)增大。
圖1是用折射力分配圖表示同第一實(shí)施方式相關(guān)的三組結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的變焦透鏡1的概要。
該變焦透鏡1，由物體側(cè)開始依次配置有具有負(fù)折射力的第一透鏡組G1、具有正折射力的第二透鏡組G2以及具有正折射力的第三透鏡組G3的三個(gè)透鏡組。作為移動(dòng)透鏡組的第二透鏡組G2由物體側(cè)開始依次配置有具有正折射力的正部分組Gp、孔徑光闌S以及具有負(fù)折射力的負(fù)部分組Gn。當(dāng)焦距由最短時(shí)的廣角端狀態(tài)(如圖1上側(cè)的W所示)向最長時(shí)的望遠(yuǎn)端狀態(tài)(如圖1下側(cè)的T所示)變化時(shí)，第二透鏡組向物體側(cè)移動(dòng)，第三透鏡組先臨時(shí)向物體側(cè)移動(dòng)，隨后就向像側(cè)移動(dòng)，第一透鏡組則對(duì)第二、三透鏡組的移動(dòng)產(chǎn)生的像面位置變化進(jìn)行補(bǔ)償移動(dòng)。
由于第三透鏡組臨時(shí)向物體側(cè)的移動(dòng)，使中間焦距狀態(tài)所發(fā)生的像面彎曲得到了良好的校正。
圖2是用折射力分配圖表示同第二實(shí)施方式相關(guān)的四組結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的變焦透鏡2的概要。
該變焦透鏡2，由物體側(cè)開始依次配置有具有正折射力的第一透鏡組G1、具有負(fù)折射力的第二透鏡組G2、具有正折射力的第三透鏡組G3以及具有正折射力的第四透鏡組G4的四個(gè)透鏡組。作為移動(dòng)透鏡組的第三透鏡組G3由物體側(cè)開始依次配置有具有負(fù)折射力的負(fù)部分組Gn、孔徑光闌S以及具有正折射力的正部分組Gp，當(dāng)焦距由最短時(shí)的廣角端狀態(tài)(如圖2上側(cè)的W所示)向最長時(shí)的望遠(yuǎn)端狀態(tài)(如圖2下側(cè)的T所示)變化時(shí)，第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間距增大，第二透鏡組G2同第三透鏡組G3之間的間距減小，第三透鏡組G3與第四透鏡組G4之間的間距增大，從而使各透鏡組向物體側(cè)移動(dòng)。
圖3是用折射力分配圖表示同第三實(shí)施方式相關(guān)的五組結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的變焦透鏡3的概要。
該變焦透鏡3，由物體側(cè)開始依次配置有具有正折射力的第一透鏡組G1、具有負(fù)折射力的第二透鏡組G2、具有正折射力的第三透鏡組G3、具有正折射力的第四透鏡組G4以及具有正折射力的第五透鏡組G5的五個(gè)透鏡組。當(dāng)透鏡位置狀態(tài)由廣角端狀態(tài)(如圖3上側(cè)的W所示)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)(如圖3下側(cè)的T所示)變化時(shí)，使所述第一透鏡組G1固定至光軸方向，所述第二透鏡組G2向像側(cè)移動(dòng)，所述第三透鏡組G3固定至光軸方向，所述第四透鏡組G4根據(jù)所述第二透鏡組G2的移動(dòng)引起的像面位置變化進(jìn)行補(bǔ)償移動(dòng)，同時(shí)為了近距離聚焦而向光軸方向移動(dòng)，所述第五透鏡組固定至光軸方向。
而且，第三透鏡組G3作為移動(dòng)透鏡組，由配置在物體側(cè)的具有負(fù)折射力的負(fù)部分組、配置在像側(cè)的具有正折射力的正部分組以及夾在二者中間的孔徑光闌S，將所述正部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，則可以對(duì)成像進(jìn)行移動(dòng)。
在所述變焦透鏡3中，配置在第三透鏡組G3中的正部分組優(yōu)選由雙面凸透鏡以及凹面對(duì)著物體側(cè)的彎月形負(fù)透鏡組成。
根據(jù)所述的構(gòu)成，可以良好地校正球面像差，并且，由于最靠近像側(cè)的透鏡面的凹面對(duì)著孔徑光闌，因此可以良好地抑制移動(dòng)正部分組時(shí)產(chǎn)生的彗形像差的變化。
在變焦透鏡3中，為了使小型化和高性能化并舉，實(shí)現(xiàn)更高標(biāo)準(zhǔn)的小型化和高性能化，優(yōu)選滿足下列條件式(4)。
(4)1＜f5/ft＜1.7。其中，設(shè)f5為第五透鏡組的焦距。
所述條件式(4)為規(guī)定第五透鏡組的焦距的條件式。
當(dāng)f5/ft超出條件式(4)的上限值時(shí)，由于第四透鏡組G4的折射力過強(qiáng)，若近距離焦距以及放大時(shí)移動(dòng)第四透鏡組G4，就會(huì)由于軸外像差變化過大，不得不增加構(gòu)成第四透鏡組G4的透鏡數(shù)，也加大了驅(qū)動(dòng)第四透鏡組G4的必需的工作量。最后，由于引起驅(qū)動(dòng)復(fù)雜化，就無法充分地實(shí)行小型化。
當(dāng)f5/ft低于表達(dá)式(4)的下限值時(shí)，通過第五透鏡組G5的軸外光束極度偏離光軸，因此不能良好地校正圖像邊緣部分產(chǎn)生的彗形像差，也就無法實(shí)現(xiàn)很高的光學(xué)性能。
在變焦透鏡3中，為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)更加縮短鏡頭全長以及高性能化，優(yōu)選滿足下列條件式(5)。
(5)0.6＜f4/ft＜0.9。其中，設(shè)f4為第四透鏡組的焦距。
所述表達(dá)式(5)為規(guī)定第四透鏡組G4的焦距的表達(dá)式。
當(dāng)f4/ft超出表達(dá)式(5)的上限值時(shí)，對(duì)第二透鏡組的移動(dòng)以及被拍攝物體位置變動(dòng)引起的像面位置變化做補(bǔ)償移動(dòng)的第四透鏡組G4的移動(dòng)量會(huì)增大，不得不拉開第三透鏡組G3與第五透鏡組G5之間的間距，從而難以縮短鏡頭的全長。
當(dāng)f4/ft低于表達(dá)式(5)的下限值時(shí)，難以對(duì)第四透鏡組G4單獨(dú)產(chǎn)生的負(fù)球面像差進(jìn)行更加良好的校正，從而無法實(shí)現(xiàn)高性能化。
以往的后焦距離較長的變焦透鏡，由4個(gè)透鏡組構(gòu)成，其中的第四透鏡組大多由3枚透鏡構(gòu)成。當(dāng)今，自動(dòng)聚焦已經(jīng)成為普通技術(shù)，由于其動(dòng)作需要快速，而透鏡數(shù)量多，因此必須實(shí)現(xiàn)鏡頭的輕量化，并減少移動(dòng)量。
但是，實(shí)現(xiàn)輕量化需要減少焦距，這樣反而增加了移動(dòng)量，因此，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕量化和減少移動(dòng)量的問題十分困難。
在所述變焦透鏡3中，通過配置第五透鏡組G5，可以減少構(gòu)成第四透鏡組G4的透鏡數(shù)量，從而使輕量化和減少移動(dòng)量的共同實(shí)現(xiàn)成為可能。
此外，在所述變焦透鏡1、2、3的像側(cè)設(shè)置色彩分解棱鏡，適用將光束分解為R、G、B3色，并以3個(gè)CCD分別地對(duì)3色進(jìn)行拍攝，即所謂的3-CCD方式。
進(jìn)而，在本發(fā)明提供的變焦透鏡中，通過采用非球面透鏡，可以實(shí)現(xiàn)更高的光學(xué)性能。特別是在變焦透鏡3中，對(duì)第五透鏡組G5采用了非球面，可以使中心性能更高。同時(shí)，對(duì)第二透鏡組G2采用非球面透鏡，從而可以對(duì)廣角端狀態(tài)下由于視角而產(chǎn)生的彗形像差的變化進(jìn)行良好的校正。
進(jìn)而，在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中采用多個(gè)非球面，顯然可以實(shí)現(xiàn)更高的光學(xué)性能。
同時(shí)，為防止產(chǎn)生莫爾條紋，可以在透鏡系統(tǒng)的像側(cè)配置低通濾光鏡，還可以針對(duì)感光元件的光譜感光度特性配置紅外線截止濾鏡。
以下，對(duì)所述第三實(shí)施方式的幾個(gè)更加具體化的實(shí)施例以及將具體數(shù)值應(yīng)用于所述實(shí)施例的數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說明。
此外，在各實(shí)施方式中應(yīng)用了非球面。非球面形狀由下列表達(dá)式1表示。
表達(dá)式1x＝cy2/(1+(1-(1+κ)c2y2)1/2)+C4y4+C6y6+...
在此，y表示距光軸的高度，x表示垂度，c表示曲率，κ表示圓錐曲線常量，C4、C6...表示非球面系數(shù)。圖4表示了變焦透鏡3的第一實(shí)施例的鏡頭結(jié)構(gòu)。第一透鏡組G1由將凸面朝向物體側(cè)的彎月形負(fù)透鏡同凸面朝向物體側(cè)的正透鏡連接起來的連接透鏡L11，以及凸面朝向物體側(cè)的正透鏡L12組成，第二透鏡組G2由凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡L21以及連接雙凹形狀的負(fù)透鏡同凸面朝向物體側(cè)的正透鏡的連接透鏡L22組成，第三透鏡組G3由凹面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡L31(負(fù)部分組)以及連接雙凸形透鏡和負(fù)彎月形透鏡的連接正透鏡L32(正部分組)組成，第四透鏡組G4由連接雙凸形透鏡及負(fù)彎月形透鏡的連接正透鏡L4組成，第五透鏡組G5由凸面朝向像側(cè)的正透鏡L5組成。
在該第一實(shí)施例中，孔徑光闌位于作為移動(dòng)透鏡組的第三透鏡組G3的負(fù)部分組L31與正部分組L32之間，不隨透鏡位置狀態(tài)變化，固定下來。這樣，通過使作為正部分組的連接正透鏡L32沿與光軸垂直的方向移動(dòng)，可以移動(dòng)成像。
同時(shí)，在第五透鏡組G5的像側(cè)配置有色彩分解棱鏡PP。
表1表示了將具體數(shù)值應(yīng)用于所述第一實(shí)施例的數(shù)值實(shí)施例1的各數(shù)據(jù)的值。在該數(shù)值實(shí)施方式1以及后文說明的各數(shù)值實(shí)施例的各數(shù)據(jù)表中，f表示焦距，F(xiàn)No表示F號(hào)碼(光圈值)，2ω表示視角，折射力以及阿貝數(shù)是對(duì)應(yīng)于d線(λ＝587.6nm)的值。此外，表1中的曲率半徑0表示平面。
表1

第11面、第17面及第20面的各個(gè)透鏡面均由非球面構(gòu)成，非球面系數(shù)如表2所示。此外，在表2及其以下的表示非球面系數(shù)的表中，“E-i”表示以10為底的指數(shù)，即“10-i”.例如，″0.26029E-05″表示“0.26029×10-5”。
表2

伴隨著由廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)的透鏡位置的變化，第一透鏡組G1同第二透鏡組G2之間的面間距d5、第二透鏡組G2同第三透鏡組G3之間的面間距的d10、第三透鏡組G3同第四透鏡組G4之間的面間距的d16、第四透鏡組G4同第四透鏡組G5之間的面間距的d19發(fā)生變化。在此，表3中將所述各面間距在廣角端狀態(tài)、介于廣角端與望遠(yuǎn)端之間的中間焦距狀態(tài)以及望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的數(shù)值和焦距f共同表示。
表3

表4表示了數(shù)值實(shí)施例1的各條件式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)的對(duì)應(yīng)值。
表4

圖5至圖7分別表示了所述數(shù)值實(shí)施例1在無限聚焦?fàn)顟B(tài)下的各像差圖。其中圖5表示廣角端狀態(tài)(f＝2.812)下的像差圖，圖6表示中間焦距狀態(tài)(f＝7.314)下的像差圖，圖7表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)(f＝25.539)下的像差圖。
在圖5至圖7的各像差圖中，像散像差圖中的實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。在彗形像差圖中，y表示像高，A表示視角。
圖8至圖10分別表示了所述數(shù)值實(shí)施例1在無限聚焦?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行0.5度的透鏡移動(dòng)時(shí)的橫向像差圖。圖8表示廣角端狀態(tài)(f＝2.812)下的橫向像差圖，圖9表示中間焦距狀態(tài)(f＝7.314)下的橫向像差圖，圖10表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)(f＝25.539)下的橫向像差圖。
由各像差圖可以明顯看出，數(shù)值實(shí)施例1各像差被很好地校正，從而具有優(yōu)良的成像性能。
圖11表示了變焦透鏡3的第二實(shí)施方式的鏡頭結(jié)構(gòu)。第一透鏡組G1由將凸面朝向物體側(cè)的彎月形負(fù)透鏡及凸面朝向物體側(cè)的正透鏡連接起來的組合透鏡L11以及凸面朝向物體側(cè)的正透鏡L12組成，第二透鏡組G2由凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡L21以及連接雙凹形狀的負(fù)透鏡同凸面朝向物體側(cè)的正透鏡的連接透鏡L22組成，第三透鏡組G3由凹面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡L31以及連接雙凸形透鏡同負(fù)彎月形透鏡的組合正透鏡L32組成，第四透鏡組G4由連接雙凸形透鏡同負(fù)彎月形透鏡的組合正透鏡L4組成，第五透鏡組G5由凸面朝向像側(cè)的正透鏡L5組成。
在該第二實(shí)施例中，孔徑光闌S位于作為移動(dòng)透鏡組的第三透鏡組G3的負(fù)部分組L31與正部分組L32之間，不隨透鏡位置狀態(tài)變化，固定下來。這樣，通過使作為正部分組的組合正透鏡L32沿與光軸垂直的方向移動(dòng)，可以移動(dòng)成像。
同時(shí)，在第五透鏡組G5的像側(cè)配置有色彩分解棱鏡PP。
表5表示了將具體數(shù)值應(yīng)用于所述第二實(shí)施例的數(shù)值實(shí)施例2的各數(shù)據(jù)的值。
表5

第11面、第17面以及第20面的各個(gè)透鏡面由非球面構(gòu)成，非球面系數(shù)如表6所示。
表6

伴隨著由廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)的透鏡位置的變化，第一透鏡組G1同第二透鏡組G2之間的面間距d5、第二透鏡組G2同第三透鏡組G3之間的面間距的d10、第三透鏡組G3同第四透鏡組G4之間的面間距的d16、第四透鏡組G4同第五透鏡組G5之間的面間距的d19發(fā)生變化。在此，表7中將所述各面間距在廣角端狀態(tài)、介于廣角端與望遠(yuǎn)端之間的中間焦距狀態(tài)以及望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各數(shù)值與焦距f共同表示。
表7

表8表示了數(shù)值實(shí)施例2的各條件式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)的對(duì)應(yīng)值。
表8

圖12至圖14分別表示了所述數(shù)值實(shí)施例2在無限聚焦?fàn)顟B(tài)下的各像差圖，圖12表示廣角端狀態(tài)(f＝2.812)下的像差圖，圖13表示中間焦距狀態(tài)(f＝7.314)下的像差圖，圖14表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)(f＝25.845)下的像差圖。
在圖12至圖14的各像差圖中，像散像差圖中的實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。在彗形像差圖中，y表示像高，A表示視角。
圖15至圖17分別表示了所述數(shù)值實(shí)施例2在無限聚焦?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行大約0.5度的透鏡移動(dòng)時(shí)的橫向像差圖。圖15表示廣角端狀態(tài)(f＝2.812)下的橫向像差圖，圖16表示中間焦距狀態(tài)(f＝7.314)下的橫向像差圖，圖17表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)(f＝25.845)下的橫向像差圖。
由各像差圖中可以明顯看出，數(shù)值實(shí)施例2各像差被很好地校正，從而具有優(yōu)良的成像性能。
圖18表示了變焦透鏡3的第三實(shí)施例的鏡頭結(jié)構(gòu)。第一透鏡組G1由將凸面朝向物體側(cè)的彎月形負(fù)透鏡及凸面朝向物體側(cè)的正透鏡連接起來的組合透鏡L11、以及凸面朝向物體側(cè)的正透鏡L12組成；第二透鏡組G2由凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡L21、以及連接雙凹形狀的負(fù)透鏡同凸面朝向物體側(cè)的正透鏡的組合透鏡L22組成；第三透鏡組G3由凹面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡L31、雙凸形透鏡L32以及負(fù)彎月形透鏡L33組成；第四透鏡組G4由連接雙凸形透鏡同負(fù)彎月形透鏡的組合正透鏡L4組成；第五透鏡組G5由凸面朝向像側(cè)的正透鏡L5組成。
在第三實(shí)施例中，作為移動(dòng)透鏡組的第三透鏡組G3中，負(fù)彎月形透鏡L31構(gòu)成負(fù)部分組，雙凸形透鏡L32與凸面朝向物體側(cè)的負(fù)彎月形透鏡L33構(gòu)成正部分組。而且，孔徑光闌S位于第三透鏡組G3的負(fù)部分組L31與正部分組L32、L33之間，不隨透鏡位置狀態(tài)變化，固定下來。這樣，通過使正部分組L32、L33沿與光軸垂直的方向移動(dòng)，可以移動(dòng)成像。
而且，在第五透鏡組G5的像側(cè)配置有色彩分解棱鏡PP。
表9表示了將具體數(shù)值適用于所述第三實(shí)施例的數(shù)值實(shí)施例3的各數(shù)據(jù)的值。
表9

第11面、第18面及第21面的各個(gè)透鏡面由非球面構(gòu)成，非球面參數(shù)如表10所示。
表10

伴隨著由廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)的透鏡位置的變化，第一透鏡組G1同第二透鏡組G2之間的面間距d5、第二透鏡組G2同第三透鏡組G3之間的面間距d10、第三透鏡組G3同第四透鏡組G4之間的面間距d17、第四透鏡組G4同第五透鏡組G5之間的面間距d20發(fā)生變化。在此，表11中將所述各面間距在廣角端狀態(tài)、介于廣角端與望遠(yuǎn)端之間的中間焦距狀態(tài)以及望遠(yuǎn)端狀態(tài)下的數(shù)值與焦距f共同表示。
表11

表12表示了數(shù)值實(shí)施例3中的各條件式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)的對(duì)應(yīng)值。
表12

圖19至圖21分別表示了所述數(shù)值實(shí)施例3在無限聚焦?fàn)顟B(tài)下的各像差圖。圖19表示廣角端狀態(tài)(f＝2.812)下的像差圖，圖20表示中間焦距狀態(tài)(f＝7.315)下的像差圖，圖21表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)(f＝25.812)下的像差圖。
在圖19至圖21的各像差圖中，像散像差圖中的實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。在彗形像差圖中，y表示像高，A表示視角。
圖22至圖24分別表示了所述數(shù)值實(shí)施例3在無限聚焦?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行大約0.5度的透鏡移動(dòng)時(shí)的橫向像差圖。圖22表示廣角端狀態(tài)(f＝2.812)下的橫向像差圖，圖23表示中間焦距狀態(tài)(f＝7.315)下的橫向像差圖，圖24表示望遠(yuǎn)端狀態(tài)(f＝25.812)下的橫向像差圖。
由各像差圖可以明顯看出，數(shù)值實(shí)施例3各像差被很好地校正，從而具有優(yōu)良的成像性能。
圖25表示了本發(fā)明攝像裝置的實(shí)施方式。
如圖25所示，本實(shí)施方式相關(guān)的攝像裝置10如果粗略區(qū)分，包括有照相機(jī)部20、照相機(jī)DSP(Digital Signal Processor數(shù)字信號(hào)處理器)30、SDRAM(Synchronous Dynamic Random AccessMemory同步信號(hào)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)40、介質(zhì)接口(以下稱為介質(zhì)I/F)50、控制部60、操作部70、LCD(Liquid Crystal Display液晶顯示屏)80和外部接口(以下稱為外部I/F)90，同時(shí)，記錄介質(zhì)100是可拆卸的。
記錄介質(zhì)100可以使用采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)卡、可記錄型的DVD(Digital Versatile Disc數(shù)字化視頻光盤)或可記錄型的CD(Compact Disc光盤)等的光記錄介質(zhì)、磁盤等各種記錄介質(zhì)，但是在本實(shí)施方式中以使用存儲(chǔ)卡的記錄介質(zhì)100為例說明。
照相機(jī)部20配置有光學(xué)模塊21、CCD(Charge Coupled Device電荷耦合器)22、前處理電路23、光學(xué)模塊用驅(qū)動(dòng)器24、CCD用驅(qū)動(dòng)器25、定時(shí)生成電路26等。在此，光學(xué)模塊21包括透鏡、聚焦裝置、快門裝置、光圈(虹彩)裝置等。而且，在光學(xué)模塊21中所使用的透鏡是上述的變焦透鏡1、2、3等本發(fā)明涉及的變焦透鏡。并且，在把分解為R、G、B每個(gè)色彩的像取入后并將各色彩的像重疊生成一個(gè)彩色圖像信息時(shí)，在最靠近像側(cè)的透鏡組與像面之間的位置上插入色彩分解棱鏡，同時(shí)對(duì)通過該色彩分解棱鏡分解的R、G、B各色設(shè)置各自的CCD 22。在這種情況下，可以將低通濾光鏡LPF插入各個(gè)CCD的正前方(物體側(cè))，或者也可以插入色彩分解棱鏡的物體側(cè)。
而且，控制部60是由CPU(Central Processing Unit中央處理器)61、RAM(Random Access Memory隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)62、閃存ROM(Read Only Memory只讀存儲(chǔ)器)63和時(shí)鐘電路64等通過系統(tǒng)總線65連接而構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)，可以控制此實(shí)施方式的攝像裝置10的各個(gè)部件。
在此，RAM 62主要作為操作區(qū)，用于臨時(shí)存儲(chǔ)處理過程中的結(jié)果等。而且，閃存ROM 63用于存儲(chǔ)CPU 61中執(zhí)行的各種程序和處理所必要的數(shù)據(jù)等。并且，時(shí)鐘電路64除可以提供當(dāng)前年月日、當(dāng)前星期和當(dāng)前時(shí)刻外，還可以提供拍攝日期和時(shí)間等。
而且，在拍攝像時(shí)，光學(xué)模塊用驅(qū)動(dòng)器24根據(jù)來自控制部60的控制，形成使光學(xué)模塊21動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將該信號(hào)提供給光學(xué)模塊21，從而使光學(xué)模塊21動(dòng)作。光學(xué)模塊21對(duì)應(yīng)來自光學(xué)模塊用驅(qū)動(dòng)器24的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制聚焦裝置、快門裝置、光圈裝置，取入被拍攝對(duì)象的圖像，并將其提供給CCD 22。
CCD 22是將來自光學(xué)模塊21的像進(jìn)行光電變換并輸出的裝置，對(duì)應(yīng)來自CCD用驅(qū)動(dòng)器25的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并動(dòng)作，從光學(xué)塊21取入被拍攝對(duì)象的圖像，同時(shí)根據(jù)來自控制部60控制的定時(shí)生成電路26的定時(shí)信號(hào)，把取入的被拍攝對(duì)象的圖像(圖像信息)作為電信號(hào)提供給前處理電路23。
此外，如上所述，定時(shí)生成電路26根據(jù)來自控制部60的控制，形成提供規(guī)定定時(shí)的定時(shí)信號(hào)。而且，CCD用驅(qū)動(dòng)器25根據(jù)來自定時(shí)生成電路26的定時(shí)信號(hào)，形成提供給CCD 22的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
前處理電路23對(duì)提供給它的電信號(hào)的圖像信息進(jìn)行CDS(Correlated Double Sampling相關(guān)雙取樣)處理，以便保持良好的S/N比(信號(hào)噪聲比)，同時(shí)進(jìn)行AGC(Automatic Gain Control自動(dòng)增益控制)處理，以便控制增益，而且，進(jìn)行A/D(Analog/Digital模擬/數(shù)字)變換，以便形成數(shù)字信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)。
將來自前處理電路23的數(shù)字信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)供給照相機(jī)DSP30。照相機(jī)DSP 30對(duì)提供給它的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行AF(Auto Focus自動(dòng)對(duì)焦)、AE(Auto Exposure自動(dòng)曝光)、AWB(Auto White Balance自動(dòng)白平衡)等的照相機(jī)信號(hào)處理。如此進(jìn)行各種調(diào)整的圖像數(shù)據(jù)被通過規(guī)定的壓縮方式進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，通過系統(tǒng)總線65、介質(zhì)I/F 50，提供給安裝在本實(shí)施方式的攝像裝置10中的記錄介質(zhì)100，如后述，作為文件記錄在記錄介質(zhì)100中。
而且，記錄于記錄介質(zhì)100中的圖像數(shù)據(jù)通過由觸摸面板和控制鍵等組成的操作部70對(duì)應(yīng)接收的用戶的操作輸入，通過介質(zhì)I/F50從記錄介質(zhì)100中讀取目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，并將其提供給照相機(jī)DSP30。
照相機(jī)DSP 30對(duì)從記錄介質(zhì)100讀取的、并通過介質(zhì)I/F 50提供的數(shù)據(jù)壓縮的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的解壓處理(展開處理)，通過系統(tǒng)總線65將解壓后的圖像數(shù)據(jù)提供給LCD控制器81。LCD控制器81根據(jù)提供的圖像數(shù)據(jù)形成提供給LCD 80的圖像信號(hào)，并將其提供給LCD 80。由此，將與記錄在記錄介質(zhì)100中的圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的圖像顯示在LCD 80的顯示畫面上。
此外，圖像的顯示方式是按照記錄在ROM中的顯示處理程序而進(jìn)行。也就是說，該顯示處理程序是以何種方式記錄后述文件程序，或如何再生圖像的程序。
而且，在該實(shí)施方式涉及的攝像裝置10中還設(shè)置有外部I/F 90。通過該外部I/F 90例如與外部的個(gè)人計(jì)算機(jī)連接，從個(gè)人計(jì)算機(jī)接收提供的圖像數(shù)據(jù)，并可以將該數(shù)據(jù)記錄于安裝在本機(jī)的記錄介質(zhì)100中，而且，也可將安裝于本機(jī)的記錄介質(zhì)100中記錄的圖像數(shù)據(jù)提供給外部的個(gè)人計(jì)算機(jī)。
而且，通過將通信模塊與外部I/F 90相連接，例如與互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)相連接，通過網(wǎng)絡(luò)獲得各種圖像數(shù)據(jù)和其它的信息，并將其記錄于本機(jī)中安裝的記錄介質(zhì)100中，或者，也可將記錄于本機(jī)中安裝的記錄介質(zhì)100中的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給作為目標(biāo)的對(duì)象端。
并且，如上所述，對(duì)于通過外部的個(gè)人計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)獲得的、記錄在記錄介質(zhì)中的圖像數(shù)據(jù)等的信息，也可以在本實(shí)施方式的攝像裝置中讀取并再生，當(dāng)然也可以顯示在LCD 80上，供用戶使用。
另外，外部I/F 90也可以作為IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineers電氣與電子工程師學(xué)會(huì))1394、USB(UniversalSerial Bus通用串行總線)等的有線接口設(shè)置，也可以作為利用光和電波的無線接口設(shè)置。也就是說，外部I/F90可以是有線、無線的任一種接口。
如此，本實(shí)施方式的攝像裝置10是可進(jìn)行如下操作的裝置對(duì)被拍攝對(duì)象的圖像進(jìn)行拍攝并記錄在該攝像裝置10安裝的記錄介質(zhì)100中，同時(shí)讀取記錄介質(zhì)100中記錄的圖像數(shù)據(jù)，將其再生并利用。而且，也可以通過外部的個(gè)人計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)接收提供的圖像數(shù)據(jù)，將其記錄于本機(jī)中安裝的記錄介質(zhì)100中，并進(jìn)行讀取后再生。
此外，在上述攝像裝置10中雖然以CCD作為攝像單元，但是本發(fā)明的攝像裝置中的攝像單元絕不只限于CCD。除了CCD以外，也可以使用CMOS或其它的攝像元件。此外，上述各實(shí)施方式和數(shù)值實(shí)施例中的各部件的具體形狀、構(gòu)造以及數(shù)值只不過是表示實(shí)行本發(fā)明時(shí)進(jìn)行具體化的一個(gè)例子，并不能作為對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍的限定的解釋。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明可以提供變焦透鏡以及使用該變焦透鏡的攝像裝置，并可以廣泛利用于數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等。本發(fā)明的變焦透鏡，包括至少三個(gè)透鏡組，即，從物體側(cè)依次配置有，具有負(fù)折射力的負(fù)透鏡組、移動(dòng)透鏡組以及具有正折射力的正透鏡組。當(dāng)透鏡位置從廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變化時(shí)，至少移動(dòng)所述負(fù)透鏡組和正透鏡組，從而使所述負(fù)透鏡組與所述移動(dòng)透鏡組之間的間距減小，使所述移動(dòng)透鏡組與所述正透鏡組之間的間距發(fā)生變化。所述移動(dòng)透鏡組由至少兩個(gè)部分組構(gòu)成，在兩個(gè)部分組之間配置孔徑光闌，通過將任意一個(gè)部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能，并滿足以下條件式(1)(1)Ds/ft＞0.1。其中，Ds是位于物體側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面同位于像側(cè)的部分組中最靠近物體側(cè)的透鏡面之間的軸向間距，ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。
此外，本發(fā)明的攝像裝置，包括變焦透鏡以及將通過所述變焦透鏡形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的攝像元件。所述變焦透鏡包括至少三個(gè)透鏡組，即，從物體側(cè)依次配置有具有負(fù)折射力的負(fù)透鏡組、移動(dòng)透鏡組以及具有正折射力的正透鏡組，當(dāng)透鏡位置由廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變化時(shí)，至少移動(dòng)所述負(fù)透鏡組和正透鏡組，從而使所述負(fù)透鏡組與所述移動(dòng)透鏡組之間的間距減小，使所述移動(dòng)透鏡組與所述正透鏡組之間的間距發(fā)生變化。所述移動(dòng)透鏡組由至少兩個(gè)部分組構(gòu)成，在兩個(gè)部分組之間配置孔徑光闌，通過將任意一個(gè)部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能，并滿足下述表達(dá)式(1)(1)Ds/ft＞0.1。其中，Ds是位于物體側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面同位于像側(cè)的部分組中最靠近物體側(cè)的透鏡面之間的軸向間距，ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。
因此，在本發(fā)明中，移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組在避免了整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的大型化的基礎(chǔ)上還可相互間留有足夠的間距。也就是說，即使充分地增大兩個(gè)部分組之間的間距，由于在兩個(gè)部分組之間設(shè)置孔徑光闌，所述兩個(gè)部分組之間的間距中就包含了原本用于設(shè)置孔徑光闌所必需的空間，因此，沒有必要為了增大兩個(gè)部分組之間的間距而使增加鏡頭全長。由此，在避免整個(gè)鏡頭系統(tǒng)大型化的基礎(chǔ)上，還可以充分地增大構(gòu)成移動(dòng)透鏡組的兩個(gè)部分組之間的間距，可以緩和兩個(gè)部分組之間的折射力，減少兩個(gè)部分組之間產(chǎn)生的軸傾斜的敏感度，充分地確保性能。此外，還可以抑制任意一個(gè)部分組移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的視角變化。
綜上所述，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在小型化的同時(shí)，抑制成像移動(dòng)時(shí)發(fā)生的圖像質(zhì)量劣化。
在權(quán)利要求1以及權(quán)利要求11所記載的發(fā)明中的變焦透鏡及使用該變焦透鏡的攝像裝置，所述變焦透鏡由在所述負(fù)透鏡組的物體側(cè)具有正折射力的第一透鏡組，以及在所述正透鏡組的像側(cè)具有正折射力的第五透鏡組等分別配置的五組透鏡構(gòu)成。當(dāng)由廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變化時(shí)，所述第一透鏡組固定在光軸方向，作為第二透鏡組的所述負(fù)透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，作為第三透鏡組的所述移動(dòng)透鏡組固定在光軸方向，作為第四透鏡組的所述正透鏡組在對(duì)所述第二透鏡組的移動(dòng)引起的像面位置變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，在近距離聚焦時(shí)向光軸方向移動(dòng)，將所述第五透鏡組固定在光軸方向。所述第三透鏡組由配置在物體側(cè)的具有負(fù)折射力的負(fù)部分組、配置在像側(cè)的具有正折射力的正部分組以及夾在二者中間的孔徑光闌組成，將所述正部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，則可以對(duì)成像進(jìn)行移動(dòng)。因而在10倍左右的高倍率狀態(tài)下，可以校正手抖，并且，可以減小像移動(dòng)時(shí)畫質(zhì)劣化。
權(quán)利要求3、權(quán)利要求4、權(quán)利要求12以及權(quán)利要求13所記載的發(fā)明中，D3p設(shè)為由孔徑光闌至位于像側(cè)的部分組中最靠近像側(cè)的透鏡面的距離，f3p設(shè)為位于像側(cè)的部分組的焦距，由于滿足條件式(2)D3p/f3p＜0.35，因此可以對(duì)移動(dòng)位于像側(cè)的部分組時(shí)圖像周邊產(chǎn)生的彗形像差進(jìn)行更加良好的校正。
權(quán)利要求5、權(quán)利要求6、權(quán)利要求14以及權(quán)利要求15所記載的發(fā)明中，D3s設(shè)為由孔徑光闌至位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的軸向間距，R3p設(shè)為位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑，由于滿足條件式(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2，因此可以對(duì)移動(dòng)位于像側(cè)的部分組時(shí)產(chǎn)生的彗形像差進(jìn)行更加良好的校正。
權(quán)利要求7、權(quán)利要求16以及權(quán)利要求17所記載的發(fā)明中，所述正部分組由雙凸形的正透鏡以及凹面朝向物體側(cè)的彎月形負(fù)透鏡構(gòu)成，因此可以良好地校正球面像差。并且由于正部分組最靠近像側(cè)的透鏡面的凹面朝向孔徑光闌，可以良好地抑制移動(dòng)正部分組時(shí)產(chǎn)生的彗形像差的變化。
權(quán)利要求8以及權(quán)利要求18所記載的發(fā)明中，f5設(shè)為第五透鏡組的焦距，由于滿足條件式(4)1＜f5/ft＜1.7，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化與高性能。
權(quán)利要求9以及權(quán)利要求19所記載的發(fā)明中，f4設(shè)為第四透鏡組的焦距，由于滿足條件式(5)0.6＜f4/ft＜0.9，可以更加縮短鏡頭全長，并且實(shí)現(xiàn)更高的性能。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡，包括至少三個(gè)透鏡組，即、從物體側(cè)依次配置有具有負(fù)折射力的負(fù)透鏡組、移動(dòng)透鏡組以及具有正折射力的正透鏡組，其特征在于當(dāng)透鏡位置從廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變化時(shí)，至少移動(dòng)所述負(fù)透鏡組和所述正透鏡組，使得所述負(fù)透鏡組與所述移動(dòng)透鏡組之間的間距減小，以及使所述移動(dòng)透鏡組與所述正透鏡組之間的間距發(fā)生變化，所述移動(dòng)透鏡組至少由兩個(gè)部分組構(gòu)成，在這兩個(gè)部分組之間設(shè)置孔徑光闌，通過將任意一個(gè)部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能，并滿足以下的條件式(1)(1)Ds/ft＞0.1其中，Ds是位于物體側(cè)的部分組的最靠近像側(cè)的透鏡面同位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面之間的軸向間距，ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于還具有分別配置在所述負(fù)透鏡組的物體側(cè)的具有正折射力的第一透鏡組，以及所述正透鏡組的像側(cè)的具有正折射力的第五透鏡組的五組結(jié)構(gòu)，當(dāng)從廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變化時(shí)，將所述第一透鏡組固定在光軸方向，作為第二透鏡組的所述負(fù)透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，將作為第三透鏡組的所述移動(dòng)透鏡組固定在光軸方向，作為第四透鏡組的所述正透鏡組在對(duì)所述第二透鏡組的移動(dòng)引起的像面位置變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，在近距離聚焦時(shí)沿光軸方向移動(dòng)，將所述第五透鏡組固定在光軸方向，所述第三透鏡組包括位于物體側(cè)的具有負(fù)折射力的負(fù)部分組、位于像側(cè)的具有正折射力的正部分組以及夾在二者之間的孔徑光闌，通過將所述正部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于滿足以下的條件式(2)(2)D3p/f3p＜0.35其中，D3p是從孔徑光闌至位于像側(cè)的部分組的最靠近像側(cè)的透鏡面的距離，f3p是位于像側(cè)的部分組的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于滿足以下的條件式(2)(2)D3p/f3p＜0.35。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦透鏡，其特征在于滿足以下的條件式(3)(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2其中，D3s是從孔徑光闌至位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的軸向間距，R3p是位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變焦透鏡，其特征在于滿足以下的條件式(3)(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于所述正部分組包括雙凸形的正透鏡和凹面朝向物體側(cè)的彎月形負(fù)透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于滿足以下條件式(4)(4)1＜f5/ft＜1.7其中，f5是第五透鏡組的焦距。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于滿足以下的條件式(5)(5)0.6＜f4/ft＜0.9其中，f4是第四透鏡組的焦距。
10.一種攝像裝置，包括變焦透鏡和將通過所述變焦透鏡形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的攝像元件，其特征在于所述變焦透鏡包括至少三個(gè)透鏡組，即、從物體側(cè)依次配置有具有負(fù)折射力的負(fù)透鏡組、移動(dòng)透鏡組以及具有正折射力的正透鏡組，當(dāng)透鏡位置從廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變化時(shí)，至少移動(dòng)所述負(fù)透鏡組與所述正透鏡組，使得所述負(fù)透鏡組與所述移動(dòng)透鏡組之間的間距減小，以及使所述移動(dòng)透鏡組與所述正透鏡組之間的間距發(fā)生變化，所述移動(dòng)透鏡組至少由兩個(gè)部分組構(gòu)成，在這兩個(gè)部分組之間設(shè)置孔徑光闌，通過將任意一個(gè)部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能，并滿足以下的條件式(1)(1)Ds/ft＞0.1其中，Ds是位于物體側(cè)的部分組的最靠近像側(cè)的透鏡面同位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面之間的軸向間距，ft是望遠(yuǎn)端狀態(tài)下整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的攝像裝置，其特征在于所述變焦透鏡具有分別配置在所述負(fù)透鏡組的物體側(cè)的具有正折射力的第一透鏡組，以及所述正透鏡組的像側(cè)的具有正折射力的第五透鏡組的五組結(jié)構(gòu)，當(dāng)從廣角端狀態(tài)向望遠(yuǎn)端狀態(tài)變化時(shí)，將所述第一透鏡組固定在光軸方向，作為第二透鏡組的所述負(fù)透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，將作為第三透鏡組的所述移動(dòng)透鏡組固定在光軸方向，作為第四透鏡組的所述正透鏡組在對(duì)所述第二透鏡組的移動(dòng)引起的像面位置變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，在近距離聚焦時(shí)沿光軸方向移動(dòng)，將所述第五透鏡組固定在光軸方向，所述第三透鏡組包括位于物體側(cè)的具有負(fù)折射力的負(fù)部分組、位于像側(cè)的具有正折射力的正部分組以及夾在二者中間的孔徑光闌，通過將所述正部分組沿與光軸大致垂直的方向移動(dòng)，使像移動(dòng)成為可能。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的攝像裝置，其特征在于滿足以下的條件式(2)(2)D3p/f3p＜0.35其中，D3p是從孔徑光闌至位于像側(cè)的部分組的最靠近像側(cè)的透鏡面的距離，f3p是位于像側(cè)的部分組的焦距。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦透鏡，其特征在于滿足以下的條件式(2)(2)D3p/f3p＜0.35。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝像裝置，其特征在于滿足以下的條件式(3)(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2其中，D3s是由孔徑光闌至位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的軸向間距，R3p是位于像側(cè)的部分組的最靠近物體側(cè)的透鏡面的曲率半徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的變焦透鏡，其特征在于滿足以下的條件式(3)(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置，其特征在于所述正部分組包括雙凸形的正透鏡以及凹面朝向物體側(cè)的彎月形負(fù)透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攝像裝置，其特征在于所述正部分組包括雙凸形的正透鏡以及凹面朝向物體側(cè)的彎月形負(fù)透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置，其特征在于滿足以下的條件式(4)(4)1＜f5/ft＜1.7其中，f5是第五透鏡組的焦距。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置，其特征在于滿足以下的條件式(5)(5)0.6＜f4/ft＜0.9其中，f4是第四透鏡組的焦距。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種變焦透鏡及攝像裝置，包括位于孔徑光闌附近由兩個(gè)部分組構(gòu)成的透鏡組，通過移動(dòng)該部分組的一個(gè)進(jìn)行像移動(dòng)，避免了包含移動(dòng)組的透鏡組的大型化，并且，在避免大型化的基礎(chǔ)上，還可以充分確保兩個(gè)部分組之間的間距，從而減緩對(duì)光軸傾斜的敏感度，能夠充分確保性能。
文檔編號(hào)G02B13/18GK101052911SQ20058003764
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月8日
發(fā)明者大竹基之 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社