可變焦距鏡頭系統(tǒng)和圖像拾取單元的制作方法
【專利摘要】提供了可變焦距鏡頭系統(tǒng)和圖像拾取單元。該可變焦距鏡頭系統(tǒng)包括：交替地具有負(fù)和正屈光力的第一到第四透鏡組；以及孔徑光闌；布置第一到第四透鏡組以允許減少第一和第二透鏡組之間的間隔，并且改變第二和第三透鏡組之間以及第三和第四透鏡組之間的間隔，從而實(shí)現(xiàn)鏡頭系統(tǒng)從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，第三透鏡組移動(dòng)以允許補(bǔ)償由被攝體位置變化導(dǎo)致的像平面位置變化，并滿足下列條件表達(dá)式，0.05<Da/R3a<0.5……（1）其中Da是在廣角端狀態(tài)下第三透鏡組中從孔徑光闌S到最圖像側(cè)透鏡表面的距離，并且R3a是第三透鏡組中最圖像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。
【專利說(shuō)明】可變焦距鏡頭系統(tǒng)和圖像拾取單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及例如適用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)字相機(jī)等的可變焦距鏡頭系統(tǒng)，以及涉及使用這種可變焦距鏡頭系統(tǒng)的圖像拾取單元。具體地，本公開(kāi)適用于一種可變焦距鏡頭系統(tǒng)，所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)在廣角端狀態(tài)下在35_轉(zhuǎn)換中具有覆蓋從大約14_到大約16mm的視角的視角，具有從大約2.8到大約4的打開(kāi)F-值以及大約2的變焦比。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在相機(jī)中使用的記錄方法，已知在使用例如CXD (電荷耦合器件)和CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)之類的光電轉(zhuǎn)換器件的圖像拾取設(shè)備的平面上形成被攝體圖像，并且由每個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件將被攝體圖像的光量轉(zhuǎn)換為電輸出以便記錄的方法。
[0003]另一方面，根據(jù)微細(xì)加工技術(shù)的最新進(jìn)展，已實(shí)現(xiàn)中央處理單元(CPU)的高速度、記錄介質(zhì)的高集成度等。因此，已允許以高速處理曾經(jīng)不能處理的高容量圖像數(shù)據(jù)。此外，在光電轉(zhuǎn)換器件中還實(shí)現(xiàn)了高集成度和尺寸減小。光電轉(zhuǎn)換器件的高集成度允許以更高的間隔頻率進(jìn)行記錄，并且光電轉(zhuǎn)換器件的尺寸減小導(dǎo)致相機(jī)整體的尺寸減小。
[0004]然而，由于上面描述的高集成度和尺寸減小，單個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件的光接收區(qū)域變得更小，其導(dǎo)致噪聲的影響根據(jù)減小的電輸出變得更大的問(wèn)題。為了防止這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)增加光學(xué)系統(tǒng)的孔徑比(aperture ratio)增加了到達(dá)光電轉(zhuǎn)換器件的光量。此外,在每個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件的正前方布置了精細(xì)的鏡頭設(shè)備(所謂的微透鏡陣列)。這個(gè)微透鏡陣列將在相鄰器件之間到達(dá)的光通量引導(dǎo)到所述器件上。然而，替代這種方法，微透鏡陣列限制了鏡頭系統(tǒng)的出射光瞳的位置。當(dāng)鏡頭系統(tǒng)的出射光瞳的位置變得更接近光電轉(zhuǎn)換器件時(shí)，換句話說(shuō)，當(dāng)由光軸和到達(dá)光電轉(zhuǎn)換器件的主光束形成的角度變大時(shí)，向著屏幕外圍移動(dòng)的離軸光通量形成相對(duì)于光軸的大的角度。作為結(jié)果，離軸光通量沒(méi)有到達(dá)光電轉(zhuǎn)換器件，這導(dǎo)致光量不足。
[0005]在覆蓋廣視角范圍的變焦鏡頭中，通常在最對(duì)象側(cè)(most-object-sided)位置處布置具有負(fù)屈光力的透鏡組。更具體地，已知所謂的負(fù)-正兩組變焦透鏡，其從物平面依次包括具有負(fù)屈光力的第一透鏡組和具有正屈光力的第二透鏡組(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公布N0.2004-21223)。此外，已知所謂的負(fù)-正-負(fù)-正四組變焦透鏡，其從物平面依次包括具有負(fù)屈光力的第一透鏡組，具有正屈光力的第二透鏡組，具有負(fù)屈光力的第三透鏡組，和具有正屈光力的第四透鏡組(例如，參見(jiàn)日本未審查專利申請(qǐng)公布N0.2010-249959,2006-39531 和 2004-240038)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]然而，在負(fù)-正兩組變焦透鏡中，可移動(dòng)透鏡組的數(shù)量小，從而，第一透鏡組的透鏡直徑可能大。另一方面，在負(fù)-正-負(fù)-正四組變焦透鏡中，可移動(dòng)透鏡組的數(shù)量更大，從而，允許第一透鏡組的透鏡直徑小。然而，例如，如在上面描述的日本未審查專利申請(qǐng)公布N0.2010-249959中，在負(fù)-正-負(fù)-正四組變焦透鏡中，第一透鏡組被分為兩個(gè)模塊，并且當(dāng)被攝體距離變化時(shí)，在第一透鏡組中被布置為更接近像平面的透鏡模塊作為對(duì)焦透鏡移動(dòng)。因此，對(duì)焦透鏡的透鏡直徑大，這使得難以驅(qū)動(dòng)對(duì)焦透鏡。此外，由于在對(duì)焦透鏡的像平面?zhèn)群驮谖锲矫鎮(zhèn)壬咸峁┯糜趯?duì)焦透鏡移動(dòng)的間隔，因此對(duì)焦透鏡的透鏡直徑可能很大。
[0007]希望提供能夠減小尺寸同時(shí)覆蓋廣視角范圍的可變焦距鏡頭系統(tǒng)和圖像拾取單
J Li ο
[0008]根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，提供一種可變焦距鏡頭系統(tǒng)，包括:具有負(fù)屈光力的第一透鏡組；具有正屈光力的第二透鏡組；具有負(fù)屈光力的第三透鏡組；具有正屈光力的第四透鏡組；以及在第一透鏡組和像平面之間布置的孔徑光闌；所述第一到第四透鏡組以所提及的順序從物平面向著像平面布置，并且配置為移動(dòng)以允許減小所述第一和第二透鏡組之間的間隔，以允許改變所述第二和第三透鏡組之間的間隔，以及以允許改變所述第三和第四透鏡組之間的間隔，從而實(shí)現(xiàn)可變焦距鏡頭系統(tǒng)從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，所述第三透鏡組移動(dòng)以允許補(bǔ)償由被攝體位置變化導(dǎo)致的像平面位置變化，并滿足下列條件表達(dá)式，
[0009]0.05〈Da/R3a〈0.5......(I)
[0010]其中Da是在廣角端狀態(tài)下從孔徑光闌到第三透鏡組中的最圖像側(cè)透鏡表面的距離，并且R3a是第三透鏡組中最圖像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供具有可變焦距鏡頭系統(tǒng)和基于由所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)形成的光學(xué)圖像輸出圖像拾取信號(hào)的圖像拾取設(shè)備的圖像拾取單元，所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)包括:具有負(fù)屈光力的第一透鏡組；具有正屈光力的第二透鏡組；具有負(fù)屈光力的第三透鏡組；具有正屈光力的第四透鏡組；以及在所述第一透鏡組和像平面之間布置的孔徑光闌；所述第一到第四透鏡組以所提及的順序從物平面向著像平面布置，并且配置為移動(dòng)以允許減小所述第一和第二透鏡組之間的間隔，以允許改變所述第二和第三透鏡組之間的間隔，以及以允許改變所述第三和第四透鏡組之間的間隔，從而實(shí)現(xiàn)可變焦距鏡頭系統(tǒng)從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，所述第三透鏡組移動(dòng)以允許補(bǔ)償由被攝體位置變化導(dǎo)致的像平面位置變化，并滿足下列條件表達(dá)式，
[0012]0.05〈Da/R3a〈0.5......(I)
[0013]其中Da是在廣角端狀態(tài)下從孔徑光闌到第三透鏡組中的最圖像側(cè)透鏡表面的距離，并且R3a是第三透鏡組中最圖像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。
[0014]在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)和圖像拾取單元中，優(yōu)化每個(gè)透鏡組的配置，并且第三透鏡組移動(dòng)以允許在整個(gè)四組變焦透鏡配置中校正根據(jù)被攝體的位置變化的像平面的位置變化。
[0015]根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)和圖像拾取單元，整個(gè)鏡頭系統(tǒng)具有四組變焦透鏡配置，并且在優(yōu)化每個(gè)透鏡組的配置的同時(shí)使用第三透鏡組執(zhí)行對(duì)焦。因此，在覆蓋廣視角范圍的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了尺寸減小。
[0016]應(yīng)理解上述概括描述和下列詳細(xì)描述都是示例性的，并意圖提供如權(quán)利要求的本技術(shù)的進(jìn)一步說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0017]包括附圖以便提供本公開(kāi)的進(jìn)一步理解，并且所述附圖合并在這個(gè)說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成所述說(shuō)明書(shū)的部分。與說(shuō)明書(shū)一起，所述附圖圖示實(shí)施例并用于解釋本技術(shù)的原理。
[0018]圖1是圖示根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)中相應(yīng)的透鏡組的屈光力布置以及當(dāng)放大倍率變化時(shí)相應(yīng)的透鏡組的移動(dòng)狀態(tài)的說(shuō)明圖；
[0019]圖2圖示根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的第一配置示例，并且是與數(shù)值示例I對(duì)應(yīng)的透鏡剖視圖；
[0020]圖3是圖示當(dāng)在廣角端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例I對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0021]圖4是圖示當(dāng)在中間焦距狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例I對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0022]圖5是圖示當(dāng)在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例I對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0023]圖6圖示可變焦距鏡頭系統(tǒng)的第二配置示例，并且是與數(shù)值示例2對(duì)應(yīng)的透鏡剖視圖；
[0024]圖7是圖示當(dāng)在廣角端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例2對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0025]圖8是圖示當(dāng)在中間焦距狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例2對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0026]圖9是圖示當(dāng)在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例2對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0027]圖10圖示可變焦距鏡頭系統(tǒng)的第三配置示例，并且是與數(shù)值示例3對(duì)應(yīng)的透鏡剖視圖；
[0028]圖11是圖示當(dāng)在廣角端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例3對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0029]圖12是圖示當(dāng)在中間焦距狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例3對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0030]圖13是圖示當(dāng)在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例3對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0031]圖14圖示可變焦距鏡頭系統(tǒng)的第四配置示例，并且是與數(shù)值示例4對(duì)應(yīng)的透鏡剖視圖；
[0032]圖15是圖示當(dāng)在廣角端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例4對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0033]圖16是圖示當(dāng)在中間焦距狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例4對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0034]圖17是圖示當(dāng)在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的對(duì)象時(shí)與數(shù)值示例4對(duì)應(yīng)的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的球面象差、像散、畸變和橫向象差的象差圖；
[0035]圖18是圖示圖像拾取單元的配置示例的框圖。
【具體實(shí)施方式】[0036]下面將參考附圖詳細(xì)描述本公開(kāi)的實(shí)施例。將按下列順序給出描述。
[0037]1.鏡頭的基本配置
[0038]2.每個(gè)透鏡組的功能
[0039]3.條件表達(dá)式的描述
[0040]4.每個(gè)透鏡組的期望配置
[0041]5.對(duì)圖像拾取單元的應(yīng)用的示例
[0042]6.鏡頭的數(shù)值示例
[0043]7.其他實(shí)施例
[0044][1.鏡頭的基本配置]
[0045]圖2圖示根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的第一配置示例。本配置示例與將稍后描述的數(shù)值示例I中的鏡頭配置對(duì)應(yīng)。圖2與在廣角端狀態(tài)下對(duì)焦無(wú)窮遠(yuǎn)處的情況下的鏡頭布置對(duì)應(yīng)。類似地，分別在圖6、圖10和圖14中圖示與將稍后描述的數(shù)值示例2到4中的鏡頭配置對(duì)應(yīng)的第二、第三、和第四配置示例的剖面配置。在圖2、圖6、圖10和圖14中，符號(hào)Simg表示像平面。D7、D11和D13表示根據(jù)放大倍率的變化而變化的部分中表面之間的間隔。Bf表示后焦距(從最后的透鏡表面到像平面Simg的距離)。Zl表示光軸。
[0046]根據(jù)本實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上具有四個(gè)透鏡組配置，其中從物平面沿光軸Zl依次布置具有負(fù)屈光力的第一透鏡組G1，具有正屈光力的第二透鏡組G2，具有負(fù)屈光力的第三透鏡組G3和具有正屈光力的第四透鏡組G4。
[0047]在所述第一透鏡組Gl和像平面之間布置孔徑光闌S。具體地，在根據(jù)第一配置示例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)I (圖2)中、在根據(jù)第二配置示例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)2 (圖6)中、和在根據(jù)第三配置示例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)3 (圖10)中在所述第二透鏡組G2和所述第三透鏡組G3之間布置孔徑光闌S。在圖14中示出的根據(jù)第四配置示例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)
4中，在第二透鏡組G2的物平面?zhèn)壬喜贾每讖焦怅@S。
[0048]圖1圖示相應(yīng)的透鏡組的屈光力布置以及當(dāng)放大倍率變化時(shí)相應(yīng)的透鏡組的移動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從焦距最短的廣角端狀態(tài)(W)變化為焦距最長(zhǎng)的遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T)時(shí)，所有透鏡組移動(dòng)，使得減少第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的間隔D7、改變第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的間隔Dl 1、并且改變第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的間隔D13。此外，第三透鏡組G3沿光軸移動(dòng)，使得補(bǔ)償根據(jù)主體的位置變化的像平面的位置變化。
[0049][2.每個(gè)透鏡組的功能]
[0050]然后，將描述相應(yīng)的透鏡組的功能。根據(jù)本實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)允許在廣角端狀態(tài)下第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的間隔D7更大，從而允許穿過(guò)第一透鏡組Gl的離軸光通量遠(yuǎn)離光軸Zl。因此，良好地校正根據(jù)視角的變化的慧形象差的變化。由于通過(guò)第一透鏡組Gl變寬的軸上光通量進(jìn)入第二透鏡組G2，因此第二透鏡組G2主要具有校正負(fù)球面象差的職責(zé)。在第一透鏡組Gl和第三透鏡組G3之間，即，在第二透鏡組G2附近布置孔徑光闌S，從而，離軸光通量穿過(guò)接近光軸Zl的位置。因此，離軸象差的發(fā)生量小。因此，在象差校正中第二透鏡組G2的功能變得清楚，其實(shí)現(xiàn)了更高的性能。為了允許整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的屈光力布置接近對(duì)稱布置，第三透鏡組G3具有負(fù)屈光力。通過(guò)第三透鏡組G3的發(fā)散功能影響第四透鏡組G4。因此，第四透鏡組G4具有強(qiáng)的正屈光力并具有形成圖像的職責(zé)。
[0051]在廣角端狀態(tài)下，通過(guò)布置第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2，使得第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的間隔D7大，允許穿過(guò)第一透鏡組Gl的離軸光通量遠(yuǎn)離光軸Zl。因此，良好地校正根據(jù)視角的變化的慧形象差的變化。通過(guò)當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)變化為遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)減小間隔D7，改變穿過(guò)第一透鏡組Gl的離軸光通量的高度，從而，良好地校正根據(jù)透鏡位置狀態(tài)的變化的離軸象差的變化。
[0052]由于根據(jù)本實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)覆蓋廣視角范圍，為了實(shí)現(xiàn)更高的性能，校正根據(jù)透鏡位置狀態(tài)的變化的慧形象差的變化可能是重要的。因此，允許四個(gè)透鏡組的每個(gè)都是可移動(dòng)透鏡組，并且改變第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的間隔Dll以及第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的間隔D13。
[0053]在基于上述配置的本實(shí)施例中，在短距離對(duì)焦時(shí)，移動(dòng)第三透鏡組G3。具體地，通過(guò)考慮第三透鏡組G3的形狀并減小第三透鏡組G3的重量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦機(jī)制中更高的性能和簡(jiǎn)化(即，尺寸減小)。為了良好地校正在廣角端狀態(tài)中發(fā)生的負(fù)畸變，第三透鏡組G3的最圖像側(cè)(most-1mage-sided)透鏡表面可以優(yōu)選地具有凹表面面向像平面的形狀。然而，當(dāng)?shù)谌哥R組G3中的最圖像側(cè)透鏡表面是強(qiáng)的凹表面時(shí)，屏幕外圍中發(fā)生的慧形象差變得過(guò)大。因此，必須允許第三透鏡組G3中的最圖像側(cè)透鏡表面具有適當(dāng)?shù)男螤睢?br> [0054][3.條件表達(dá)式的描述]
[0055]然后，將給出根據(jù)本實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)滿足的條件表達(dá)式的描述。
[0056]根據(jù)本實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)滿足下列條件表達(dá)式(I )，
[0057]0.05〈Da/R3a〈0.5......(I)
[0058]其中Da是在廣角端狀態(tài)下第三透鏡組G3中從孔徑光闌S到最圖像側(cè)透鏡表面的距離(參見(jiàn)圖2)，并且R3a是第三透鏡組G3中最圖像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。
[0059]條件表達(dá)式(I)是定義第三透鏡組G3的形狀的條件表達(dá)式，并示出實(shí)現(xiàn)屏幕外圍中負(fù)畸變和慧形象差之間的平衡的條件。當(dāng)Da/R3a的值大于條件表達(dá)式(I)中的上限值時(shí)，在屏幕外圍發(fā)生大量慧形象差，從而，沒(méi)有獲得預(yù)定的光學(xué)性能。相反，當(dāng)Da/R3a的值小于條件表達(dá)式(I)中的下限值時(shí)，難以良好地校正負(fù)畸變。
[0060]注意，為了獲得更好的光學(xué)性能，上述條件表達(dá)式(I)中的數(shù)值范圍可以優(yōu)選地設(shè)置為下列條件表達(dá)式(I)’中的。
[0061]0.05〈Da/R3a〈0.4......(I)，
[0062]在本實(shí)施例中，第一透鏡組Gl可以期望地由三個(gè)透鏡構(gòu)成，所述三個(gè)透鏡從物平面依次包括具有面向像平面的凹表面的彎月形第一負(fù)透鏡L11，具有面向像平面的凹表面的第二負(fù)透鏡L12以及具有面向物平面的凸表面的正透鏡L13。由于第一負(fù)透鏡Lll允許軸上光通量和離軸光通量穿過(guò)其而彼此分離，因此第一負(fù)透鏡Lll具有校正由于視角導(dǎo)致的慧形象差的變化的職責(zé)。此外，第二負(fù)透鏡L12和正透鏡L13主要具有校正軸上象差的職責(zé)。通過(guò)以這種方式使校正象差中的功能清楚，實(shí)現(xiàn)更高的性能和減小大小。
[0063]此外，第一透鏡組Gl的配置可以期望地滿足下列條件表達(dá)式(2)，
[0064]0.25<fw/|fl |<0.7......(2)
[0065]其中fw是在廣角端狀態(tài)下整個(gè)可變焦距鏡頭系統(tǒng)的焦距，并且Π是第一透鏡組Gl的焦距。[0066]條件表達(dá)式(2)是定義第一透鏡組Gl的焦距的條件表達(dá)式。當(dāng)fw/|fl|的值大于條件表達(dá)式(2)中的上限值時(shí)，穿過(guò)第一透鏡組Gl的離軸光通量變得接近光軸Zl。因此，難以良好地校正軸上象差和離軸象差，并且沒(méi)有充分實(shí)現(xiàn)更高的性能。相反，當(dāng)fw/|fl I的值小于條件表達(dá)式(2)中的下限值時(shí)，難以在廣角端狀態(tài)下確保預(yù)定的后聚焦。
[0067]在本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減小尺寸，條件表達(dá)式(2 )中的下限值可以被期望地設(shè)置為0.3。這樣做的一個(gè)理由是允許在廣角端狀態(tài)下進(jìn)入第一透鏡組Gl的光束接近光軸Zl，其減小透鏡直徑。
[0068]此外，為了獲得更良好的光學(xué)性能，上述條件表達(dá)式(2 )中的數(shù)值范圍可以優(yōu)選地設(shè)置為下列條件表達(dá)式(2A)’或(2B)’中的。
[0069]0.25<fw/|fl |<0.6......(2A)，
[0070]0.35<fw/|fl |<0.7......(2B)，
[0071]此外，更優(yōu)選地設(shè)置為下列條件表達(dá)式(2)”中的。
[0072]0.35<fw/|fl |<0.6......(2)”
[0073]在本實(shí)施例中，為了在每個(gè)透鏡組中實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)耐哥R直徑，可以期望地在第一透鏡組Gl和像平面之間布置孔徑光闌S。在這種情況下，可以期望地布置孔徑光闌S以滿足下列條件表達(dá)式(3)，
[0074]2<Ds/Ymax<3......(3)
[0075]其中Ds是在廣角端狀態(tài)下從孔徑光闌S到像平面的距離(參見(jiàn)圖2)，并且Ymax是最大圖像聞度。
[0076]由于第一透鏡組Gl具有負(fù)屈光力，第二透鏡組G2到第四透鏡組G4的組合屈光力是正屈光力。因此，當(dāng)在接近第一透鏡組Gl的位置處布置孔徑光闌S時(shí)，穿過(guò)第四透鏡組G4的離軸光通量過(guò)分遠(yuǎn)離光軸Z1。相反，當(dāng)在接近第四透鏡組G4的位置處布置孔徑光闌S時(shí)，穿過(guò)第一透鏡組Gl的離軸光通量過(guò)分遠(yuǎn)離光軸Zl。通過(guò)布置孔徑光闌S以滿足條件表達(dá)式(3)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置每個(gè)透鏡組中的透鏡直徑，從而實(shí)現(xiàn)更高的性能。
[0077]為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地更高的性能，可以優(yōu)選地如下列條件表達(dá)式(3)’中設(shè)置上述條件表達(dá)式(3)中的數(shù)值范圍。
[0078]2.3<Ds/Ymax<3......(3)，
[0079]在本實(shí)施例中，為了良好地校正在廣角端狀態(tài)下可能在屏幕外圍發(fā)生的慧形象差，可以期望地在第四透鏡組G4中在最對(duì)象側(cè)位置布置雙凸形正透鏡L41。在這種情況下，可能希望滿足下列條件表達(dá)式(4)，
[0080]-1.3<R4b/Db<-0.4......(4)
[0081]其中R4b是在第四透鏡組G4中在最對(duì)象側(cè)位置處布置的正透鏡L41的圖像側(cè)透鏡表面的曲率半徑，并且Db是在廣角端狀態(tài)下從孔徑光闌S到正透鏡L41的圖像側(cè)透鏡表面的距離(參見(jiàn)圖2)。
[0082]在本實(shí)施例中，為了良好地校正第四透鏡組G4中的慧形象差，可以希望穿過(guò)第四透鏡組G4的軸上光通量和離軸光通量遠(yuǎn)離彼此。然而，在向像平面引導(dǎo)光束時(shí)，當(dāng)軸上光通量和離軸光通量過(guò)分遠(yuǎn)離彼此時(shí)，在安裝部分中發(fā)生漸暈(vignetting)。因此，可能希望在第四透鏡組G4中在最對(duì)象側(cè)位置處布置正透鏡L41從而會(huì)聚離軸光通量。具體地，通過(guò)考慮正透鏡L41的形狀，允許改進(jìn)廣角端狀態(tài)下屏幕外圍的性能。當(dāng)R4b/Db的值低于條件表達(dá)式(4)中的下限值時(shí)，穿過(guò)最后的透鏡的離軸光通量遠(yuǎn)離光軸Z1。因此，在連接鏡頭和相機(jī)體的安裝位置處阻塞光通量，從而，沒(méi)有獲得預(yù)定量的外圍光。當(dāng)R4b/Db的值大于條件表達(dá)式(4)中的上限值時(shí)，在屏幕外圍發(fā)生大量慧形象差，從而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地更高的性能。
[0083]為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地更高的性能，可以優(yōu)選地如下列條件表達(dá)式(4A)’或(4B)’中設(shè)置上述條件表達(dá)式(4)的數(shù)值范圍。
[0084]-1.2<R4b/Db<-0.4......(4A)’
[0085]-1.3<R4b/Db<-0.55......(4B)’
[0086]此外，可以優(yōu)選地如下列條件表達(dá)式(4 ) ”設(shè)置。
[0087]-1.2〈R4b/Db〈_0.55......(4)”
[0088]注意，在本實(shí)施例中，為了更好地校正球面象差以便實(shí)現(xiàn)更高的性能，可以期望滿足下列條件表達(dá)式(5)，
[0089]0.35<fw/f2<0.55......(5)
[0090]其中f2是第二透鏡組G2的焦距。
[0091]條件表達(dá)式(5)是定義第二透鏡組G2的焦距的條件表達(dá)式。當(dāng)fw/f2的值大于條件表達(dá)式(5)中的上限值時(shí)，難以良好地校正在第二透鏡組G2中發(fā)生的負(fù)球面象差，從而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地更高的性能。相反，當(dāng)fw/f2的值小于條件表達(dá)式(5)中的下限值時(shí)，鏡頭的整個(gè)長(zhǎng)度變得過(guò)大，這違背了鏡頭系統(tǒng)的大小減小。
[0092]為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地更高的性能，可以優(yōu)選地如下列條件表達(dá)式(5A)’或(5B)’設(shè)置上述條件表達(dá)式(5)的數(shù)值范圍。
[0093]0.4<fw/f2<0.55......(5A)，
[0094]0.35<fw/f2<0.5......(5B)，
[0095]此外，可以優(yōu)選地如下列條件表達(dá)式(5 ) ”設(shè)置。
[0096]0.4<fw/f2<0.5......(5)”
[0097]如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，整個(gè)鏡頭系統(tǒng)具有四組變焦透鏡配置，并且在優(yōu)化每個(gè)透鏡組的配置的同時(shí)，由第三透鏡組G3執(zhí)行對(duì)焦。因此，在覆蓋廣視角范圍的同時(shí)，允許減小鏡頭系統(tǒng)的尺寸。
[0098][4.每個(gè)透鏡組的期望配置]
[0099]在本實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化透鏡筒結(jié)構(gòu)，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)變化時(shí)，可能希望第二透鏡組G2和第四透鏡組G4彼此一起移動(dòng)。
[0100]在本實(shí)施例中，通過(guò)考慮第三透鏡組G3，實(shí)現(xiàn)即使在短距離對(duì)焦時(shí)也具有較少性能變化的光學(xué)系統(tǒng)。具體地，通過(guò)使用單透鏡模塊來(lái)配置第三透鏡組G3，減少了對(duì)焦透鏡的重量并簡(jiǎn)化了透鏡筒的結(jié)構(gòu)，從而，允許減小整個(gè)透鏡筒的尺寸。如在這里使用的，術(shù)語(yǔ)“單透鏡模塊”指的是單個(gè)透鏡或包括凸透鏡和凹透鏡的粘合透鏡。
[0101]此外，為了實(shí)現(xiàn)高光學(xué)性能和減小尺寸，可能希望如下配置每個(gè)透鏡組。
[0102]第二透鏡組G2可以期望地由粘合透鏡L2構(gòu)成，所述粘合透鏡L2包括具有面向像平面的凹表面的負(fù)透鏡和具有面向物平面的凸表面的正透鏡。因此，良好地校正軸上色象差和負(fù)球面象差，從而，獲得良好的光學(xué)性能。
[0103]通過(guò)配置單個(gè)雙凹透鏡L3的第三透鏡組G3，可以進(jìn)一步減少重量，其對(duì)于實(shí)現(xiàn)更高速度的自動(dòng)對(duì)焦是最佳的。
[0104]第四透鏡組G4可以期望地由三個(gè)透鏡構(gòu)成，所述三個(gè)透鏡從物平面依次包括雙凸形正透鏡L41、雙凹透鏡L42和具有面向像平面的凸表面的正透鏡L43。通過(guò)允許第四透鏡組G4具有三個(gè)一組的配置，同時(shí)校正軸上象差和離軸象差，從而實(shí)現(xiàn)更高的性能。
[0105]在本實(shí)施例中，通過(guò)如上所述地配置第一透鏡組Gl，進(jìn)一步地，通過(guò)非球面透鏡配置第一負(fù)透鏡Lll和第二負(fù)透鏡L12中的每一個(gè)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地更高的性能和減小尺寸。此外，通過(guò)將非球面透鏡引入第三透鏡組G3中，允許良好地校正根據(jù)距離變化的球面象差的變化。此外，通過(guò)將非球面透鏡引入在第四透鏡組G4中在最對(duì)象側(cè)位置處布置的正透鏡L41中，良好地校正慧形象差，并實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步地更高的性能。此外，不言而喻，通過(guò)使用多個(gè)非球面透鏡獲得更高的光學(xué)性能。
[0106]在本實(shí)施例中，為了良好地校正廣角端狀態(tài)下的色象差，可能希望在第四透鏡組G4中使用具有高反常色散的玻璃材料。
[0107]在根據(jù)本實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)中，在基本上垂直于光軸Zl的方向上通過(guò)將一個(gè)透鏡組移出構(gòu)成鏡頭系統(tǒng)的透鏡組或通過(guò)將透鏡組件的部分移出一個(gè)透鏡組，允許移位圖像的位置。具體地，當(dāng)在基本上垂直于光軸Zl的方向上移位第二透鏡組G2時(shí)，象差的變化小。
[0108]可以結(jié)合檢測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用能夠移位圖像的該可變焦距鏡頭系統(tǒng)，并且所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)可以用作補(bǔ)償在釋放快門時(shí)發(fā)生的由手的抖動(dòng)等導(dǎo)致的圖像模糊的圖像模糊補(bǔ)償相機(jī)。檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)相機(jī)的移位角度并輸出圖像模糊信息。計(jì)算系統(tǒng)輸出基于圖像模糊信息補(bǔ)償圖像模糊所需的透鏡位置信息。能夠移位圖像的鏡頭系統(tǒng)能夠在基本上垂直于光軸Zl的方向上移位構(gòu)成鏡頭系統(tǒng)的一個(gè)透鏡組或一個(gè)透鏡組的部分作為移動(dòng)透鏡組。能夠移位圖像的鏡頭系統(tǒng)也是校正后的鏡頭系統(tǒng)，以在將移位透鏡組移位時(shí)減少性能變化。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基于透鏡位置信息向移位透鏡組提供驅(qū)動(dòng)量。
[0109]此外，不言而喻，可以布置低通濾波器以便防止在鏡頭系統(tǒng)的像平面?zhèn)壬习l(fā)生莫爾條紋，或可以根據(jù)光接收設(shè)備的光譜靈敏度特性來(lái)布置紅外截止濾光片。
[0110][5.對(duì)圖像拾取單元的應(yīng)用的示例]
[0111]圖18圖示應(yīng)用根據(jù)本實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的圖像拾取單元100的配置示例。例如，圖像拾取單元100可以是數(shù)字相機(jī)，并且可以包括相機(jī)模塊10、相機(jī)信號(hào)處理部件20、圖像處理部件30、IXD (液晶顯示器)40、R-W (讀取器-寫入器)50、CPU (中央處理單元)60和輸入部件70。
[0112]相機(jī)模塊10具有圖像拾取功能。相機(jī)模塊10包括作為圖像拾取透鏡包括鏡頭系統(tǒng)11 (例如，圖2中示出的可變焦距鏡頭系統(tǒng)I)的光學(xué)系統(tǒng)，并包括例如CCD (電荷耦合器件)和CMOS (互補(bǔ)氧化物半導(dǎo)體)的圖像拾取設(shè)備12。圖像拾取設(shè)備12將通過(guò)鏡頭系統(tǒng)11形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而輸出基于光學(xué)圖像的圖像拾取信號(hào)(圖像信號(hào))。
[0113]相機(jī)信號(hào)處理部件20對(duì)從圖像拾取設(shè)備12輸出的圖像信號(hào)執(zhí)行各種類型的信號(hào)處理，例如模數(shù)轉(zhuǎn)換、噪聲移除、圖像質(zhì)量校正以及到亮度和色差信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
[0114]圖像處理部件30執(zhí)行圖像信號(hào)的記錄和再現(xiàn)處理。圖像處理部件30執(zhí)行例如基于預(yù)定圖像數(shù)據(jù)格式的圖像信號(hào)的壓縮編碼和擴(kuò)展解碼處理的處理，和例如分辨率的數(shù)據(jù)規(guī)范的轉(zhuǎn)換處理。[0115]IXD40具有顯示例如用戶關(guān)于輸入部件70的操作狀態(tài)和拍攝的圖像的各種數(shù)據(jù)的功能。R-W50向存儲(chǔ)卡1000中寫入由圖像處理部件30編碼的圖像數(shù)據(jù)，并讀取在存儲(chǔ)卡1000中記錄的圖像數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)卡1000可以是可附于連接到R-W50的插槽并可從所述插槽拆卸的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
[0116]CPU60用作控制在圖像拾取單元100中提供的每個(gè)電路模塊的控制處理部件。例如，CPU60可以基于來(lái)自輸入部件70的指令輸入信號(hào)等控制每個(gè)電路模塊。例如，輸入部件70可以由各種開(kāi)關(guān)等構(gòu)成，由用戶以該開(kāi)關(guān)執(zhí)行必要的操作。例如，輸入部件70可以由用于執(zhí)行快門操作的快門釋放按鈕、用于選擇操作模式的選擇開(kāi)關(guān)等構(gòu)成，并向CPU60輸出根據(jù)用戶的操作的指令輸入信號(hào)。鏡頭驅(qū)動(dòng)控制部件80控制在相機(jī)模塊10中布置的鏡頭的驅(qū)動(dòng)，并基于來(lái)自CPU60的控制信號(hào)控制組件，例如驅(qū)動(dòng)鏡頭系統(tǒng)11中的每個(gè)透鏡的未示出的馬達(dá)。
[0117]該圖像拾取單元100可以具有檢測(cè)由手的抖動(dòng)導(dǎo)致的單元的抖動(dòng)的抖動(dòng)檢測(cè)部件，未示出所述抖動(dòng)檢測(cè)部件。
[0118]下面將給出圖像拾取單元100中的操作的描述。在等待拍攝的狀態(tài)中，在CPU60的控制之下，通過(guò)相機(jī)信號(hào)處理部件20向IXD40輸出相機(jī)模塊10中拍攝的圖像信號(hào)，并且所述圖像信號(hào)顯示為相機(jī)通過(guò)圖像(camera-through image)。此外,例如，當(dāng)從輸入部件70向CPU60輸入用于變焦或?qū)沟闹噶钶斎胄盘?hào)時(shí)，CPU60向鏡頭驅(qū)動(dòng)控制部件80輸出控制信號(hào)，并且鏡頭系統(tǒng)11中預(yù)定的透鏡基于鏡頭驅(qū)動(dòng)控制部件80的控制而移動(dòng)。
[0119]當(dāng)相機(jī)模塊10中未示出的快門根據(jù)來(lái)自輸入部件70的指令輸入信號(hào)操作時(shí)，從相機(jī)信號(hào)處理部件20向圖像處理部件30輸出拍攝圖像信號(hào)，并且所述拍攝圖像信號(hào)被壓縮編碼并被轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定的數(shù)據(jù)格式的數(shù)字信號(hào)。向R-W50輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)并向存儲(chǔ)卡1000中寫入所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。
[0120]注意，例如，當(dāng)中途按下輸入部件70中的快門釋放按鈕時(shí)，當(dāng)全部按下快門釋放按鈕用于記錄(拍攝)時(shí)等，鏡頭驅(qū)動(dòng)控制部件80基于來(lái)自CPU60的控制信號(hào)允許鏡頭系統(tǒng)11中的預(yù)定透鏡，從而執(zhí)行對(duì)焦。
[0121]在再現(xiàn)在存儲(chǔ)卡1000中記錄的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，R-W50根據(jù)關(guān)于輸入部件70的操作從存儲(chǔ)卡1000讀取預(yù)定的圖像數(shù)據(jù)，并且圖像處理部件30對(duì)預(yù)定的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行擴(kuò)展解碼處理。其后，向IXD40輸出再現(xiàn)的圖像信號(hào)并且在IXD40上顯示所再現(xiàn)的圖像。
[0122]此外，CPU60可以允許鏡頭驅(qū)動(dòng)控制部件80基于從未示出的抖動(dòng)檢測(cè)部件輸出的信號(hào)操作，從而允許根據(jù)抖動(dòng)量在基本上垂直于光軸Zi的方向上移動(dòng)用于圖像模糊補(bǔ)償?shù)耐哥R組。
[0123]注意，在上述實(shí)施例中，描述將圖像拾取單元應(yīng)用于數(shù)字相機(jī)的示例。然而，圖像拾取單元的應(yīng)用范圍不限于數(shù)字相機(jī)，并且各種其他電子單元可以是圖像拾取單元100的具體目標(biāo)。例如，諸如可更換鏡頭相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、其中組裝了數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等的移動(dòng)電話、和PDA (個(gè)人數(shù)字助理)的各種其他電子單元可以是圖像拾取單元100的具體目標(biāo)。
[0124][示例]
[0125][6.鏡頭的數(shù)值示例]
[0126]然后，將給出根據(jù)本實(shí)施例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)的具體數(shù)值示例的描述。表中的符號(hào)等和下面的描述表示如下。“表面編號(hào)”表示第i個(gè)表面的編號(hào)，其中最對(duì)象側(cè)組件的表面被計(jì)為第一表面，并且順序?qū)?shù)字附于組件的表面，使得隨著組件的表面變得接近于像平面而數(shù)字變得越大?！扒拾霃健北硎镜趇個(gè)表面的曲率半徑的值(mm)?！氨砻骈g隔”表示在第i個(gè)表面和第(i+Ι)個(gè)表面之間光軸上的間隔的值(mm)?！扒饴省北硎揪哂械趇個(gè)表面的光學(xué)組件的材料的d線(具有587.6nm的波長(zhǎng))的屈光率的值?！鞍⒇悢?shù)”表示具有第i個(gè)表面的光學(xué)組件的材料的d線的阿貝數(shù)的值。Bf表示后聚焦(從最后的透鏡表面到像平面Simg的距離)。fl、f2、f3和f4分別表示第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的焦距。
[0127]“曲率半徑”的值是O的部分指示平坦表面或孔徑光闌表面。具有伴隨的表面編號(hào)的表面是非球形表面。非球形表面具有由下列表達(dá)式表不的形狀。在非球形表面系數(shù)的數(shù)據(jù)中，符號(hào)“E”指示符號(hào)“E”之后的數(shù)值是具有10作為底數(shù)的“冪的指數(shù)”，并且由10作為底數(shù)的指數(shù)函數(shù)表示的數(shù)值乘以“E”之前的數(shù)值。為了給出示例，“ 1.0E-05”表示“1.0Χ10-5，，。
[0128](非球形表面的表達(dá)式)
[0129]X=Cy2/ (1+ (1- (1+k) cj2)1/2) +Ay4+By6+......[0130]y是離光軸Zl的高度，X是下垂量，c是曲率，k是圓錐常數(shù)，并且A、B等是非球形表面系數(shù)。
[0131][各個(gè)數(shù)值示例共同的配置]
[0132]根據(jù)下面的各個(gè)數(shù)值示例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)I到4中的每一個(gè)實(shí)質(zhì)上由四個(gè)透鏡組構(gòu)成，其中從物平面依次沿光軸Zl布置具有負(fù)屈光力的第一透鏡組Gl，具有正屈光力的第二透鏡組G2，具有負(fù)屈光力的第三透鏡組G3以及具有正屈光力的第四透鏡組G4。此外，第三透鏡組G3沿光軸移動(dòng)，以便根據(jù)被攝體位置的變化校正像平面位置的變化。第一透鏡組Gl由三個(gè)透鏡構(gòu)成，所述三個(gè)透鏡從物平面依次包括具有面向像平面的凹表面的彎月形第一負(fù)透鏡L11，具有面向像平面的凹表面的第二負(fù)透鏡L12以及具有面向物平面的凸表面的正透鏡L13。第二透鏡組G2由粘合透鏡L2構(gòu)成，所述粘合透鏡L2包括具有面向像平面的凹表面的彎月形負(fù)透鏡和雙凸形正透鏡。第三透鏡組G3由單個(gè)雙凸透鏡L3構(gòu)成。第四透鏡組G4由三個(gè)透 鏡構(gòu)成，所述三個(gè)透鏡從物平面依次包括雙凸形正透鏡L41、雙凹形透鏡L42和雙凸形正透鏡L43。
[0133][數(shù)值示例I]
[0134]表1到表3示出與根據(jù)圖2中示出的第一配置示例的可變焦距鏡頭系統(tǒng)I對(duì)應(yīng)的具體鏡頭數(shù)據(jù)。具體地，表1示出其基本鏡頭數(shù)據(jù)，并且表2示出關(guān)于非球形表面的數(shù)據(jù)。表3示出其他數(shù)據(jù)。在根據(jù)數(shù)值示例I的可變焦距鏡頭系統(tǒng)I中，第一到第四透鏡組中的每一個(gè)根據(jù)放大倍率的變化移動(dòng)。因此，在每個(gè)透鏡組的物平面?zhèn)群拖衿矫鎮(zhèn)壬系谋砻骈g隔的值是可變的。表3中示出可變表面間隔的數(shù)據(jù)。表3還示出在每個(gè)放大倍率變化范圍中整個(gè)系統(tǒng)的焦距的值、半視角的值以及F數(shù)。
[0135]在數(shù)值示例I中，在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間布置孔徑光闌S，并且當(dāng)透鏡位置狀態(tài)根據(jù)放大倍率的變化而變化時(shí)，孔徑光闌S與第二透鏡組G2 —起移動(dòng)。
[0136]在數(shù)值示例I中，第一表面、第五表面、第十三表面和第十五表面是非球形表面。注意，在數(shù)值示例I中，負(fù)透鏡L12具有由薄樹(shù)脂制成的非球形表面附于玻璃透鏡上的形狀。然而，不言而喻，負(fù)透鏡L12可以是玻璃非球面透鏡。[0137]表4示出與上述條件表達(dá)式中的每一個(gè)有關(guān)的值。如從表4中可以看出，根據(jù)數(shù)值示例I的可變焦距鏡頭系統(tǒng)I滿足每個(gè)條件表達(dá)式中的值。
[0138][表1]
[0139]
【權(quán)利要求】
1.一種可變焦距鏡頭系統(tǒng)，包括: 具有負(fù)屈光力的第一透鏡組； 具有正屈光力的第二透鏡組； 具有負(fù)屈光力的第三透鏡組； 具有正屈光力的第四透鏡組；以及 在所述第一透鏡組和像平面之間布置的孔徑光闌； 所述第一到第四透鏡組以所提及的順序從物平面向著像平面布置，并且被配置為移動(dòng)以允許減少所述第一和第二透鏡組之間的間隔，以允許改變所述第二和第三透鏡組之間的間隔，并且以允許改變所述第三和第四透鏡組之間的間隔，從而實(shí)現(xiàn)所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的轉(zhuǎn)變， 所述第三透鏡組移動(dòng)，以允許補(bǔ)償由被攝體位置變化導(dǎo)致的像平面位置變化，并滿足下列條件表達(dá)式， 0.05〈Da/R3a〈0.5......(I) 其中Da是在所述廣角端狀態(tài)下從所述孔徑光闌到所述第三透鏡組中的最圖像側(cè)透鏡表面的距離，以及 R3a是所述第三透鏡組中所 述最圖像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。
2.如權(quán)利要求1所述的可變焦距鏡頭系統(tǒng)，其中，滿足下列條件表達(dá)式， 0.25<fw/|fl|<0.7......(2) 其中fw是在所述廣角端狀態(tài)下所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)的總焦距，以及 Π是所述第一透鏡組的焦距。
3.如權(quán)利要求1所述的可變焦距鏡頭系統(tǒng)，其中，所述第一透鏡組由三個(gè)透鏡構(gòu)成，所述三個(gè)透鏡包括具有面向所述像平面的凹表面的彎月形第一負(fù)透鏡、具有面向所述像平面的凹表面的第二負(fù)透鏡以及具有面向所述物平面的凸表面的正透鏡，所述三個(gè)透鏡以所提及的順序從所述物平面向著所述像平面布置。
4.如權(quán)利要求1所述的可變焦距鏡頭系統(tǒng)，其中，滿足下列條件表達(dá)式， 2<Ds/Ymax<3......(3) 其中Ds是在所述廣角端狀態(tài)下從所述孔徑光闌S到所述像平面的距離，以及 Ymax是最大圖像高度。
5.如權(quán)利要求1所述的可變焦距鏡頭系統(tǒng)，其中，在所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)從所述廣角端狀態(tài)到所述遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的轉(zhuǎn)變中所述第二和第四透鏡組彼此一起移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的可變焦距鏡頭系統(tǒng)，其中 所述第四透鏡組包括在最對(duì)象側(cè)位置布置的雙凸正透鏡，以及 滿足下列條件表達(dá)式，
-1.3〈R4b/Db〈-0.4......(4) 其中R4b是所述雙凸正透鏡的圖像側(cè)透鏡表面的曲率半徑，以及 Db是在所述廣角端狀態(tài)下從所述孔徑光闌S到所述雙凸正透鏡的圖像側(cè)透鏡表面的距離。
7.如權(quán)利要求1所述的可變焦距鏡頭系統(tǒng)，其中，所述第三透鏡組由單個(gè)透鏡模塊構(gòu)成。
8.一種圖像拾取單元，具有可變焦距鏡頭系統(tǒng)和基于由所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)形成的光學(xué)圖像來(lái)輸出圖像拾取信號(hào)的圖像拾取設(shè)備，所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)包括: 具有負(fù)屈光力的第一透鏡組； 具有正屈光力的第二透鏡組； 具有負(fù)屈光力的第三透鏡組； 具有正屈光力的第四透鏡組；以及 在所述第一透鏡組和像平面之間布置的孔徑光闌； 所述第一到第四透鏡組以所提及的順序從物平面向著所述像平面布置，并且被配置為移動(dòng)以允許減小所述第一和第二透鏡組之間的間隔，以允許改變所述第二和第三透鏡組之間的間隔以及以允許改變所述第三和第四透鏡組之間的間隔，從而實(shí)現(xiàn)所述可變焦距鏡頭系統(tǒng)從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的轉(zhuǎn)變， 所述第三透鏡組移動(dòng)以允許補(bǔ)償由被攝體位置變化導(dǎo)致的像平面位置變化，并滿足下列條件表達(dá)式， .0.05〈Da/R3a〈0.5......(I) 其中Da是在所述廣角端狀態(tài)下從所述孔徑光闌到所述第三透鏡組中的最圖像側(cè)透鏡表面的距離，以及 R3a是所述第三透鏡組中所述最圖像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。
【文檔編號(hào)】G02B15/177GK103576300SQ201310305655
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月27日
【發(fā)明者】大竹基之, 宮川直己 申請(qǐng)人:索尼公司