專利名稱：變焦透鏡和成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦透鏡和成像設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及具有高變焦 比的小尺寸和高性能的變焦透鏡和使用該變焦透鏡的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
采用以下記錄系統(tǒng)的數(shù)碼相機已經(jīng)流行。即，記錄系統(tǒng)使用利用例如 CCD(電荷耦合器件)或CMOS(互4險屬氧化物半導體)的光電轉(zhuǎn)換單元的 成像設(shè)備作為照相機中的記錄裝置。成像設(shè)備在其表面上形成物體圖像， 并且通過使光電轉(zhuǎn)換單元將物體圖#^的光量轉(zhuǎn)換成電氣輸出來記錄物體 圖像。
近來，在合并透鏡的照相機中，許多用戶對具有較高變焦比的變焦透 鏡的需求不斷增長。
這是由于，不同于單鏡頭反光式相機，透鏡不能在合并透鏡的照相機 中互換，使得如果變焦比低，則難以容納各種攝影場景。
例如，在日4^#審專利申請公開說明書1^0.2003-287681(專利文獻1)、 日>^#審專利申請公開說明書]\0.2005-215385(專利文獻2)和日本待審專 利申請公開說明書No.2007-3554(專利文獻3)中已經(jīng)提出了實現(xiàn)高變焦比 的變焦透鏡。
在專利文獻1中描述的變焦透鏡通過按從物體側(cè)開始的順序布置具 有正屈光力的第一透鏡組、具有負屈光力的第二透鏡組、具有正屈光力的 第三透鏡組、具有負屈光力的第四透鏡組和具有正屈光力的第五透鏡組來 構(gòu)成。在其實施例中，公開了變焦比大約為io倍的變焦透鏡。
在專利文獻2中描述的變焦透鏡通過按從物體側(cè)開始的順序布置具 有正屈光力的第一透鏡組、具有負屈光力的第二透鏡組、具有正屈光力的 第三透鏡組和具有正屈光力的第四透鏡組來構(gòu)成。在其實施例中，公開了 變焦比大約為12倍的變焦透鏡。
在專利文獻3中描述的變焦透鏡通過按從物體側(cè)開始的順序布置具 有正屈光力的第一透鏡組、具有負屈光力的第二透鏡組、具有正屈光力的 第三透鏡組、具有正屈光力的第四透鏡組和具有正屈光力的第五透鏡組來 構(gòu)成。在其實施例中，公開了變焦比大約為20倍的變焦透鏡。
發(fā)明內(nèi)容
然而，較早開發(fā)的變焦透鏡難以滿足較高變焦能力、較高圖像質(zhì)量和 小型化的全部要求。
在專利文獻1描述的變焦透鏡中，過多可移動透鏡組的存在使透鏡鏡 筒結(jié)構(gòu)變得復雜，因而妨礙了小型化。
在專利文獻2描述的變焦透鏡中，可能在某種程度上滿足了較高變焦 比的需求，但是難以相容地實現(xiàn)小型化。
在專利文獻3描述的變焦透鏡中，^Hf 了實現(xiàn)超過20倍的高變焦比 的方法。然而，還存在總透鏡長度較大和在iO巨離聚焦期間移動的第四透 鏡組的移動行程很大，使得這個變焦透鏡不適于自動聚焦操作的問題。
因此，期望提供能夠?qū)崿F(xiàn)超過20倍的較高變焦比、高性能和小型化 的全部目標的變焦透鏡，和使用該變焦透鏡的成像設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所提供的變焦透鏡包含按從物體側(cè)到像 平面?zhèn)鹊捻樞?，具有正屈光力的?一透鏡組、具有負屈光力的第二透鏡組、 具有正屈光力的第三透鏡組、具有負屈光力的第四透鏡組和具有正屈光力 的第五透鏡組。在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期 間，至少第二透鏡組朝像側(cè)移動，第三透鏡組朝物體側(cè)移動，并且第四透 鏡組固定在光軸方向。將孔徑光闌布置在第三透鏡組的物體側(cè)附近。滿足 以下條件表達式(1)和(2):
(1) 0.05 < f2/f4 < 0.3,并且(2) 0.1 < A3/ft < 0.2，
其中f2是第二透鏡組的焦距，f4是第四透鏡組的焦距，A3是第三透 鏡組在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間的移動量， 并且ft是整個透鏡系統(tǒng)在最大遠攝狀態(tài)下的焦距。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施例，提供包含上述變焦透鏡和將變焦透鏡形 成的光圖像轉(zhuǎn)換成電信號的成像設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，可實現(xiàn)超過20倍的高變焦比、高性能和小型 化的全部目標。
本發(fā)明的上述概述沒有打算描述本發(fā)明的每個圖解實施例或每個實 現(xiàn)。隨后的附圖和詳細描述更具體地示例了這些實施例。
圖l是說明根據(jù)本發(fā)明實施例的變焦透鏡的屈光力布置的圖例；
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的變焦透鏡的透鏡構(gòu)造的圖例；
圖3和圖4到6—起示出通過將指定值應(yīng)用到第一實施例獲得的第一 數(shù)字例子的像差曲線圖，圖3示出在最大廣角狀態(tài)下測量的球面像差、散 光、畸變和橫向像差；
圖4示出在第一中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫向 像差的曲線圖5示出在第二中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫向 像差的曲線圖6示出在最大遠攝狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫向像差 的曲線圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的變焦透鏡的透鏡構(gòu)造的圖例；
圖8和圖9到11 一起示出通過將指定值應(yīng)用到第二實施例獲得的第 二數(shù)字例子的像差曲線圖，圖8示出在最大廣角狀態(tài)下測量的球面像差、 散光、畸變和橫向像差；
圖9示出在第一中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫向 像差的曲線圖IO示出在第二中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫 向像差的曲線圖11示出在最大遠攝狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫向像
差的曲線圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的變焦透鏡的透鏡構(gòu)造的圖例；
圖13和圖14到16 —起示出通過將指定值應(yīng)用到第三實施例獲得的 第三數(shù)字例子的像差曲線圖，圖13示出在最大廣角狀態(tài)下測量的球面像 差、散光、畸變和橫向像差；
圖14示出在第一中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫 向像差的曲線圖15示出在第二中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫 向像差的曲線圖16示出在最大遠攝狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫向像 差的曲線圖17是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的變焦透鏡的透鏡構(gòu)造的圖例；
圖18和圖19到21 —起示出通過將指定值應(yīng)用到第四實施例獲得的 第四數(shù)字例子的像差曲線圖，圖18示出在最大廣角狀態(tài)下測量的球面像 差、散光、畸變和橫向像差；
圖19示出在第一中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫 向像差的曲線圖20示出在第二中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫 向像差的曲線圖21示出在最大遠攝狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫向像 差的曲線圖22是示出根據(jù)本發(fā)明第五實施例的變焦透鏡的透鏡構(gòu)造的圖例；
圖23和圖24到26 —起示出通過將指定值應(yīng)用到第五實施例獲得的 第五數(shù)字例子的像差曲線圖，圖23示出在最大廣角狀態(tài)下測量的球面像 差、散光、畸變和橫向像差；
圖24示出在第一中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫 向像差的曲線圖25示出在第二中間焦距狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫 向像差的曲線圖26示出在最大遠攝狀態(tài)下測量的球面像差、散光、畸變和橫向像
差的曲線圖；和 的電路模塊圖。
具體實施例方式
下面將描述才艮據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡和成〗象設(shè)備的實施例。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡包含，按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻?序，具有正屈光力的第一透鏡組、具有負屈光力的第二透鏡組、具有正屈 光力的第三透鏡組、具有負屈光力的第四透鏡組和具有正屈光力的第五透 鏡組。在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間，至少第 二透鏡組朝像側(cè)移動，第三透鏡組朝物體側(cè)移動，并且第四透鏡組固定在 光軸方向。將孔徑光闌布置在第三透鏡組的物體側(cè)附近。滿足以下*表 達式(1)和(2):
(1) 0.05 < f2/f4 < 0.3，和
(2) 0.1<A3/ft<0.2，
其中f2是第二透鏡組的焦距，f4是第四透鏡組的焦距，A3是第三透 鏡組在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間的移動量， 并且ft是整個透鏡系統(tǒng)在最大遠攝狀態(tài)下的焦距。
根據(jù)本發(fā)明實施例的變焦透鏡具有包含下述部分的變焦結(jié)構(gòu)按從物 體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞?，具有正屈光力的第一透鏡組、具有負屈光力的第 二透鏡組、具有正屈光力的第三透鏡組、具有負屈光力的第四透鏡組和具 有正屈光力的第五透鏡組。
在合并透鏡的照相機中，通常使用正-負-正-正四組變焦透鏡或正-負誦 正-正-正五組變焦透鏡。然而，由于透鏡系統(tǒng)只具有一個負透鏡組，并且 具有負屈光力的第二透鏡組主要負責變焦操作，所以抑制第二透鏡組中出 現(xiàn)的各種像差成為問題。
為了實現(xiàn)小型化和高變焦比，增加每個透鏡組的屈光力是容易的方 式。然而，這種容易方式會使得難以滿意地校正在透鏡變焦位置變化期間 第二透鏡組中單獨出現(xiàn)的離軸像差的波動。結(jié)果，不能增加第二透鏡組的 屈光力，并且因而不能充分地實現(xiàn)小型化。
為了克服這種情況，根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡實現(xiàn)具有負屈光
力的第四透鏡組，因而使整個透鏡系統(tǒng)的屈光力布置更加軸向?qū)ΨQ，以降 低第二透鏡組承受的像差校正的負擔。
通常，如果構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的可移動透鏡組數(shù)量增加，則會有更多變焦 軌跡選項，并且因而可以滿意地校正當變焦比增加時出現(xiàn)的各種《象差的波 動。然而，這引起增加驅(qū)動^J數(shù)量以使透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)復雜的另一個問題。 即使透鏡系統(tǒng)被降低尺寸，但當透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)復雜并且因而增加尺寸時， 照相機主體還會被增加尺寸并且其可攜帶性會被犧牲。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡中，通過在變焦期間在光軸方向固 定第四透鏡組，可以相容地實現(xiàn)增強變焦和小型化的目標，而無需使透鏡 鏡筒結(jié)構(gòu)復雜化?？梢栽谧钕駛?cè)的位置處布置負透鏡組。然而，當在光軸 方向固定負透鏡組時，與從最大廣角狀態(tài)到最大遠攝狀態(tài)的透鏡變焦位置 無關(guān)，負透鏡組的橫向放大倍率固定，因而對變焦操作不產(chǎn)生貢獻。從另 一方面來說，當將負透鏡組移動到物體側(cè)以對變焦產(chǎn)生貢獻時，其不是優(yōu) 選的，因為最大遠攝狀態(tài)下的總透鏡長度增加。同時，由于驅(qū)動機構(gòu)數(shù)量 的增加，也使透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)復雜。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的變焦透鏡中，至少第二透鏡組朝4象側(cè)移動，第 三透鏡組朝物體側(cè)移動，并且在光軸方向固定第四透鏡組，使得在透鏡變 焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間，第一透鏡組和第二透鏡 組之間的距離增加，第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離減少，并且第三 透鏡組和第四透鏡組之間的距離增加。另外，將孔徑光闌布置在第三透鏡 組的物體側(cè)附近。
通it^透鏡變焦位置變化期間以上述方式移動相應(yīng)透鏡組，可以滿意 地校正離軸像差的波動。
具體地，通過在最大廣角狀態(tài)下縮窄第 一透鏡組和第二透鏡組之間的 距離，穿過第一透鏡組的離軸光束到達光軸附近，因而抑制屏幕圖4象外圍 處出現(xiàn)的彗差像差。此外，通過拉寬第二透鏡組和孔徑光闌之間的距離， 穿過第二透鏡組的離軸光束偏離光軸，使得可以滿意地校正由于視角變化 造成的彗差像差的波動。
通過在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間拉寬 第 一透鏡組和第二透鏡組之間的距離，穿過第 一透鏡組的離軸光束偏離光 軸，使得可以滿意地校正在透鏡變焦位置變化期間出現(xiàn)的離軸像差的波 動。此外，通過縮窄第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離以及通過減少第
二透鏡組和孔徑光闌之間的距離，穿過第二透鏡組的離軸光束到達光軸附 近，因而更滿意地抑制在透鏡變焦位置變化期間出現(xiàn)的離軸4象差的波動。
此外，通it4透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間 朝物體側(cè)移動第三透鏡組，第三透鏡組的橫向放大倍率必定發(fā)生改變。即， 第三透鏡組對變焦操作產(chǎn)生貢獻。
如果第三透鏡組的移動量變得非常大，則需要朝物體側(cè)移動第一透鏡 組和第二透鏡組，因而增加總透鏡長度。因而，期望適當?shù)卦O(shè)置第三透鏡 組的移動量(參見上述條件表達式(2))。
條件表達式(l)旨在定義第二透鏡組與第四透鏡組的焦距比，并且因 而定義相容地實現(xiàn)小型化和高性能的條件。
如果f2/f4低于條件表達式(l)的下限，則第二透鏡組的屈光力增加并 且第四透鏡組的屈光力減少，因而減少第四透鏡組對像差校正的影響，并 且因此使得難以校正與透鏡變焦位置變化相關(guān)的離軸像差的波動。
如果f2/f4超過條件表達式(l)的上限，則第二透鏡組的屈光力減少并 且第四透鏡組的屈光力增加，使得在最大遠攝狀態(tài)下第一透鏡組和第二透 鏡組之間的距離需要被加寬，因而增加總透鏡長度。同時，第四透鏡組執(zhí) 行的發(fā)"ft操作增加，因而進一步增加總透鏡長度。
應(yīng)當注意，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡中，期望設(shè)置條件表達 式(l)的上限為0.25，以便抑制都在制造期間出現(xiàn)的、由于第三透鏡組和 第四透鏡組的相互偏心造成的其光學性能的下降，以及由于第四透鏡組和 第五透鏡組的相互偏心造成的其光學性能的下降，并且因此最小化制造誤 差的影響并且保ii^l定的光學質(zhì)量。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡中，需要滿足條件表達式(2)以便 滿意地校正與最大廣角狀態(tài)下視角的變化相關(guān)的離軸像差的波動。
條件表達式(2)旨在定義第三透鏡組的變焦^Mt。
使變焦比Z為(Z:ft/fw),^^f—fw Z。因此，^表達式(2)中的A!3/ft 可以^L^示為A3/(Z fw)。 因此，^表達式(2)定義第三透鏡組關(guān)于變 焦比的移動量。
如果A3/ft低于條件表達式(2)的下限，則與透鏡變焦位置的變化相關(guān) 的第二透鏡組的橫向放大倍率的變化增加。因而，如果嘗試保持透鏡直徑 不變，則第二透鏡組的屈光力增加，因而使得難以滿意地校正與最大廣角
狀態(tài)下視角的變化相關(guān)的離軸像差的波動。
相反，如果A3/ft超過條件表達式(2)的上限，則第三透鏡組的移動量 增加，即，第三透鏡組的橫向放大倍率的變化變得過大，因而使得難以滿 意地校正與第三透鏡組中出現(xiàn)的透鏡變焦位置的變化相關(guān)的離軸像差的 波動。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的變焦透鏡中，為了實現(xiàn)更小型化和更高 性能，期望滿足以下條件表達式(3):
(3) 0.15 <D4/TL< 0.3,
其中D4是從第四透鏡組的最像側(cè)的表面到像平面的距離，并且TL 是最大遠攝狀態(tài)下的總透鏡長度。
條件表達式(3)旨在定義第四透鏡組的位置。
如果D4/TL超過條件表達式(3)的上限，則第四透鏡組遠離像側(cè)，因 而增加總透鏡長度。
如果D4/TL低于條件表達式(3)的下限，則第四透鏡組到達像平面附 近，并且因此需要減少第五透鏡組的移動行程。這增加了第四透鏡組和 第五透鏡組的屈光力，因而使得難以滿意地校正在透鏡變焦位置變化期間 出現(xiàn)的離軸像差，使得不能實現(xiàn)更高性能。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的變焦透鏡中，期望第五透鏡組在形巨離 聚焦期間沿光軸方向移動，以及滿足以下條件表達式(4):
(4) -0.1 <卩5t < 0.6,
其中P5t是最大遠攝狀態(tài)下第五透鏡組的橫向放大倍率。
通常，當使用成像設(shè)備記錄物體圖像時，光學系統(tǒng)的出瞳位置遠離像 面，即，從光學系統(tǒng)出來的主光線近似地平行于光軸。同樣地，當使用沿 光軸方向驅(qū)動布置在光學系統(tǒng)的最像側(cè)位置的透鏡組的所謂后聚焦系統(tǒng) 時，穿過透鏡組的離軸光束的高度變化在沿光軸移動透鏡系統(tǒng)時較小。結(jié) 果，可以在各種像差的波動較少的狀態(tài)下執(zhí)行iO巨離聚焦。
本發(fā)明的實施例也執(zhí)行形巨離聚焦，并且因而可以在與沿光軸方向移 動第五透鏡組時的物距的變化相關(guān)的各種像差的波動較少的狀態(tài)下進行 i^E巨離聚焦。
提供條件表達式(4)是為了定義第五透鏡組的橫向放大倍率，以及減
少i^巨離聚焦需要的移動行程。
如果P5t超過條件表達式(4)的上限，則最大遠攝狀態(tài)下形巨離聚焦需 要的移動行程增加，因而增加驅(qū)動機構(gòu)的負載。結(jié)果，這不能對節(jié)電充 分產(chǎn)生貢獻。
相反，如果p5t低于條件表達式(4)的下限，則從第四透鏡組出來的光 束在發(fā)散時^第五透鏡組，因而使總透鏡長度增加。
期望第五透鏡組保證近距離聚焦以及補償與相應(yīng)透鏡組的移動相關(guān) 的像平面位置的波動。這是由于可以利用第五透鏡組的以下特征。即， 第五透鏡組具有正屈光力并且被布置在最像側(cè)位置。結(jié)果，即使第五透 鏡組沿光軸方向移動，穿過第五透鏡組的離軸光束的高度未極端變化。作 為這個特征的結(jié)果，即使第五透鏡組沿光軸方向移動，但由于離軸像差波 動較少，所以第五透鏡組適于補償像平面位置。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡中，期望第五透鏡組在iO巨離聚焦 期間沿光軸方向移動，滿足^Hf表達式(4),以及滿足以下條件表達式(5):
(5) 0.25 <卩2w .卩2t < 0.8，
其中(52w是第二透鏡組在最大廣角狀態(tài)下的橫向放大倍率，并且p2t 是第二透鏡組在最大遠攝狀態(tài)下的橫向放大倍率。
結(jié)果，可以實現(xiàn)小型化和高性能。
條件表達式(5)用于定義第二透鏡組的橫向放大倍率。
為了減少總透鏡長度，減少第五透鏡組的移動行程是有效的。這是 由于為了在光軸方向固定第四透鏡組，在第四透鏡組的像側(cè)需要用于第五 透鏡組的移動行程的空間。
第五透鏡組的移動行程由(A)補償移動量和(B)聚焦移動量的總和表 示。(A)補償移動量表示補償像平面位置(當物體位置無窮遠時)所需的移 動量，并且(B)聚焦移動量表示在物體位置變化期間保持像平面位置固定 所需的移動量。
因而，為了減少第五透鏡組的移動行程，需要(a)減少關(guān)于無窮遠物 體第五透鏡組在最大廣角狀態(tài)下的位置和在最大遠攝狀態(tài)下的位置之間 的差，并且(b)減少最大遠攝狀態(tài)下的聚焦移動量。要求(b)可以通過滿足 M表達式(4)來達到。條件表達式(5)對應(yīng)于需求(a)。
在這個實施例中，第二透鏡組的橫向放大倍率在最大廣角狀態(tài)下大于
-l并且在最大遠攝狀態(tài)下小于-l。結(jié)果，在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài) 變化到最大遠攝狀態(tài)期間，由于包含第二透鏡組的放大倍率等于lx(即， -l)時所在的位置，所以第五透鏡組遵循這樣的移動軌跡，其中第五透鏡 組首先朝物體側(cè)移動，接著轉(zhuǎn)動其方向以朝像側(cè)移動。結(jié)果，與第五透鏡 組沿單一方向移動的情^U目比，可以減少移動行程。
如果(32w .卩2t低于條件表達式(5)的下限，則在最大遠攝狀態(tài)下的第 二透鏡組的橫向放大倍率變小，因而將最大遠攝狀態(tài)下第五透鏡組的位置 朝物體側(cè)移動。結(jié)果，補償移動量增加，因而阻止總透鏡長度的充分減少。
如果P2w P2t超過條件表達式(5)的上限，則最大遠攝狀態(tài)下的第二 透鏡組的橫向放大倍率變大。這使在最大遠攝狀態(tài)下穿過第一透鏡組的 離軸光束偏離光軸，因而阻止透鏡直徑的充分減少。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡中，期望第五透鏡組在形巨離聚焦 期間沿光軸方向移動，滿足條件表達式(4)和(5)，以及滿足以下條件表達 式(6):
(6) 0.3<|f4|/ft<1.5。 條件表達式(6)定義第四透鏡組的焦距。
如果lf4l/ft超過條件表達式(6)的上限，則第四透鏡組的屈光力減少， 因而阻止第二透鏡組的負屈光力提高，以便滿意地校正最大廣角狀態(tài)下出 現(xiàn)的負畸變。結(jié)果，需要在最大遠攝狀態(tài)下增加第一透鏡組和第二透鏡 組之間的距離，因而難以減少總透鏡長度。
相反，如果lf4l/ft低于條件表達式(6)的下限，則第四透鏡組的屈光力 提高，因而過度地增加在最大遠攝狀態(tài)下的總透鏡長度，并且因而阻止充 分滿足小型化需求。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的變焦透鏡中，為了滿意地校正出現(xiàn)在最大遠攝 狀態(tài)下的負球面像差，期望第一透鏡組由粘合透鏡部件和布置在粘合透鏡 部件的像側(cè)的一或多個正透鏡部件構(gòu)成，粘合透鏡部件由具有面對像側(cè)的 凹面的新月形負透鏡和具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡形成，并且滿足以 下表達式(7)和(8):
(7) -0.15 < fl/fla < 0.4,和
(8) vdlP>70，
其中fla是布置在第一透鏡組中的粘合透鏡部件的焦距，fl是第一透 鏡組的焦距，并且VdlP是布置在第一透鏡組中的粘合透鏡部件的正透鏡 的阿貝數(shù)。
為了滿意地校正單獨出現(xiàn)在第 一透鏡組中的色差和負球面像差，優(yōu)選 地定義構(gòu)成第一透鏡組的粘合透鏡部件和正透鏡部件的功能。
在根據(jù)本實施例的變焦透鏡中，可以通過被粘合透鏡部件用來主要校 正軸向色差和負球面像差的像差校正功能，并且通過被正透鏡部件用來聚 合光束的聚合功能，相容地提供小型化和高性能。
M表達式(7)用于定義各功能。如果fl/fla超過條件表達式(7)的上 限，則不能通過粘合透鏡部件充分地校正軸向色差。相反，如果fl/fla 低于條件表達式(7)的下限，則難以通過粘合透鏡校正從正透鏡部件出現(xiàn) 的負球面像差。
此外，為了滿意地校正在最大i^攝狀態(tài)下出現(xiàn)的軸向色差，期望構(gòu)成 粘合透鏡部件的正透鏡由滿足條件表達式(8)的低發(fā)散玻璃材料制成。如 果vdlP低于條件表達式(8)的下限，則難以滿意地校正出現(xiàn)在最大遠攝狀 態(tài)下的軸向色差。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的變焦透鏡中，期望通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)?的順序放置具有面對4象側(cè)的凹面的新月形第一負透鏡部件、兩面凸的第二 負透鏡部件和具有面對物體側(cè)的凸面的新月形正透鏡部件來構(gòu)成第二透 鏡組，并且滿足以下條件表達式(9)和(10):
(9) 1.7 < n2a，和
(10) 3.5 < (r2d+r3e)/fw < 12，
其中n2a是第一負透鏡部件的關(guān)于d線(波長=587.6納米)的折射系 數(shù)，r2d是第二負透鏡部件的像平面?zhèn)韧哥R表面的曲率半徑，并且r2e是 正透鏡部件的物體側(cè)透*面的曲率半徑。
在這個實施例中，通過定義每個鏡頭對像差校正的任務(wù)，可以滿意地 校正單獨出現(xiàn)在第二透鏡組中的各種像差，因而實現(xiàn)更高變焦比和更高光 學性能。具體地，第一負透鏡部件校正在最大廣角狀態(tài)下出現(xiàn)的離軸寸象 差，并且第二負透鏡部件和正透鏡部件滿意地校正軸向像差。
如果n2a低于條件表達式(9)的下限，則難以充分地校正離軸像差， 因而難以實現(xiàn)更高性能。
如果(r2d+r3e)/fw低于條件表達式(10)的下限，則第二負透鏡部件和
正透鏡部件的相互偏心造成使得光學性能大大降低，因而加劇由于制造期 間的裝配誤差而造成的性能退化。
如果(r2d+r3e)/fw超過條件表達式(10)的上限，則穿過第一透鏡組的 離軸光束偏離光軸，因而阻止達到充分高的性能。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡中，期望第五透鏡組由至少單個正 透鏡和單個負透鏡構(gòu)成。通過成對結(jié)構(gòu)，可以同時校正離軸像差和軸向 像差，并且因而可以滿意地校正在物體位置變化期間出現(xiàn)的各種像差的波 動。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡中，通過非球面透鏡，可以實現(xiàn)更 高光學性能。尤其是，通過在第三透鏡組中使用非球面表面，可以進一 步增強中心區(qū)域光學性能。此外，通過在第二透鏡組中使用非球面透鏡， 可以滿意地校正在最大廣角狀態(tài)下出現(xiàn)的由視角引起的譽差像差的波動。
此外，在單個光學系統(tǒng)中多個非球面表面的使用提供了更高光學性能。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡中，通過沿近似地垂直于光軸的方 向移動構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的透鏡中的單個透鏡組或單個透鏡組中的一些透鏡， 可以移位圖像。
透鏡組中移位透鏡的直徑越小，驅(qū)動移位透鏡的驅(qū)動^J就越節(jié)省電 力并且尺寸越小。因而，期望沿近似地垂直于光軸的方向移位任何第三透 鏡組和第四透鏡組，或透鏡組中的一部分透鏡。
由于第三透鏡組被放置在孔徑光闌附近，所以離軸光束在光軸附近穿 過。因而，當移位第三透鏡組時引起的離軸像差較少出現(xiàn)，因而利于高性 能的實現(xiàn)。
在光軸方向固定第四透鏡組，因而第四透鏡組適合作為移位透鏡組。 這是由于移位透鏡的驅(qū)動機構(gòu)在光軸方向上被固定，并且因而輕易簡化了 透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)。
此外，布置低通濾波器以阻止在透鏡系統(tǒng)的像側(cè)出現(xiàn)波紋條紋，并且 根據(jù)光接收單元的光鐠靈敏度布置紅外截止濾波器是可接受的。
接著，參考附圖和表描述將指定值應(yīng)用于實施例的變焦透鏡的特定實 施例和數(shù)字例子。
應(yīng)當注意，實施例實現(xiàn)了非球面表面，并且假定每個非球面表面的形
狀通過以下表達式1定義。 [表達式1
<formula>formula see original document page 17</formula>
在表達式l中，y是距離光軸的高度，x是下垂量，c是曲率半徑，k 是錐形常數(shù)，A， B，...是非球面系數(shù)。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一到第五實施例的變焦透鏡中的屈光力分 布。在圖1中，每個變焦透鏡按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞虬哂姓?屈光力的第一透鏡組G1、具有負屈光力的第二透鏡組G2、具有正屈光力 的第三透鏡組G3、具有負屈光力的第四透鏡組G4和具有正屈光力的第 五透鏡組G5。在從最大廣角狀態(tài)變焦到最大遠攝狀態(tài)期間，在光軸方向 上固定第四透鏡組G4，第二透鏡組G2朝像側(cè)移動，第三透鏡組G3朝物 體側(cè)移動，第五透鏡組G5首先朝物體側(cè)移動并且接著朝像側(cè)移動?？?以自由地選擇第一透鏡組Gl的移動軌跡，并且因而也可以固定第一透鏡 組G1。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變焦透鏡1的透鏡構(gòu)造的圖 例。通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖糜删哂忻鎸ξ矬w側(cè)的凸面的新 月形負透鏡和具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡構(gòu)成的粘合透鏡Lll，和具 有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡L12來構(gòu)成第一透鏡組Gl。通過按從物體 側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖镁哂忻鎸ο駛?cè)的凹面的新月形負透鏡L21、兩面 凹的負透鏡L22和具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡L23來構(gòu)成第二透鏡 組G2。通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖镁哂忻鎸ξ矬w側(cè)的凸面并 且具有由非球面表面形成的物體側(cè)表面的兩面凸的正透鏡L31 ，和由具有 面對物體側(cè)的凸面的正透鏡和具有面對像側(cè)的凹面的負透鏡構(gòu)成的粘合 負透鏡L32來構(gòu)成第三透鏡組G3。第四透鏡組G4由具有面對物體側(cè)的 凹面的新月形負透鏡L4構(gòu)成。第五透鏡組G5由粘合正透鏡L5構(gòu)成，通 過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖镁哂杏煞乔蛎姹砻嫘纬傻奈矬w側(cè)表 面的兩面凸的正透鏡和具有面對物體側(cè)的凹面的新月形負透鏡來形成粘 合正透鏡L5。
將孔徑光闌S布置在第三透鏡組G3的物體側(cè)，并且在透鏡變焦位置 變化期間沿獨立于第三透鏡組G3的軌跡移動。
此外，例如低通濾波器的濾波器FL被布置在第五透鏡組G5和像平 面IMG之間。
表1示出將指定值應(yīng)用于變焦透鏡1的第一數(shù)字例子的透鏡數(shù)據(jù)。在 表1和其它透鏡數(shù)據(jù)表中，"表面編號"指示順序地從物體側(cè)計數(shù)的1，
2，...，"曲率半徑"表示從物體側(cè)計數(shù)的第i個透鏡表面的曲率半徑，"表 面距離"表示第i個表面和第(i+l)個表面之間的軸向表面距離，"折射系數(shù) "表示從物體側(cè)計數(shù)的第i個表面關(guān)于d線的折射系數(shù)，，，阿貝數(shù)，，表示從 物體側(cè)計數(shù)的第i個表面關(guān)于d線的阿貝數(shù)。此外，針對曲率半徑"ri"的 "0.000"指示表面是平坦表面，并且軸向表面距離的"Di"指示表面距離可 變。
f2=-1.914 f4=-18.583 p5t=0.424 P2w=-0.229 p2t=-2.175 fl=11.311 fla=53.076
(1) f2/f4=0.103
(2) A3/ft=0.146
(3) D4/TL=0.221
(4) p5t=0.424
(5)p2w.p2t=0.499 ,4|/ft=0.99
(7) fl/fla=0.213
(8) vdlP=81.6
(9) n2a=1.755 (10)(r2d+r3e)/fw=7.475
圖3到6中的每個示出聚焦在無窮遠處的第一數(shù)字例子中的各種像差 曲線圖。圖3示出在最大廣角狀態(tài)(f-1.000)期間獲得的各種像差曲線圖， 圖4示出在第一中間焦距狀態(tài)(f二2.486)期間獲得的各種像差曲線圖，圖5 示出在第二中間焦距狀態(tài)(f-6.236)期間獲得的各種像差曲線圖，并且圖6 示出在最大遠攝狀態(tài)(f^8.777)期間獲得的各種像差曲線圖。
在圖3到6中的每個的像差曲線圖中，球面像差曲線圖中的實線表示 球面像差，散光曲線圖中的實線和虛線分別表示弧矢像平面和子午線像平 面。在橫向像差曲線圖中，i表示視角并且jL表示圖像高度。
v^M目應(yīng)像差曲線圖可以看出，第一數(shù)字例子滿意地校正其像差并且因 而具有出眾的成4象性能。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的變焦透鏡2的透鏡構(gòu)造的圖 例。通過按從物體側(cè)到#>平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖糜删哂忻鎸ξ矬w側(cè)的凸面的新 月形負透鏡和具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡形成的粘合透鏡Lll，和具 有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡L12來構(gòu)成第一透鏡組Gl。通過按從物體 側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖镁哂忻鎸ο駛?cè)的凹面的新月形負透鏡L21、兩面 凹的負透鏡L22 ，和具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡L23來構(gòu)成第二透鏡 組G2。通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖镁哂忻鎸ξ矬w側(cè)的凸面并 且具有由非球面表面形成的物體側(cè)表面的兩面凸的正透鏡L31,和由具有 面對物體側(cè)的凸面的正透鏡和具有面對像側(cè)的凹面的負透鏡形成的粘合 負透鏡L32來構(gòu)成第三透鏡組G3。第四透鏡組G4由具有面對物體側(cè)的 凹面的新月形負透鏡L4構(gòu)成。第五透鏡組G5由粘合正透鏡L5構(gòu)成， 通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖镁哂杏煞乔蛎姹砻嫘纬傻奈矬w側(cè) 表面的兩面凸的正透鏡和具有面對物體側(cè)的凹面的新月形負透鏡來形成 粘合正透鏡L5。
將孔徑光闌S布置在第三透鏡組G3的物體側(cè)，并且在透鏡變焦位置 變化期間沿獨立于笫三透鏡組G3的軌跡移動。
此外，例如低通濾波器的濾波器FL被布置在第五透鏡組G5和像面 IMG之間。
表5示出將指定值應(yīng)用于變焦透鏡2的第二數(shù)字例子的透鏡數(shù)據(jù)。
f l扁 2.595 6.924 18.776FNO2.873.763.584.46
2co75.1631.4712.134.41°
D50.1412.2035.1496.842
Dll7.4933.8631.2850.597
D121.4410.0280.5890.269
D170.3951.9962.6362.956
D191.8851.0320.4841.979
D221.6692.5223.0701.574
Bf0.2230.2230.2230.223
表8中示出第二數(shù)字例子的對應(yīng)于相應(yīng)條件表達式(1)至(10)的值。 [表8
f2=-2.006
f4=-18.879
p5t=0.433
P2w=-0.268
P2t=-2.601
fl=10.565
fla=49.939
(1) f2/f4=0.106
(2) A3/ft=0.136
(3) D4/TL=0.224
(4) |J5t=0.433
(5) p2w.p2t=0.698
(6) |f4|/ft=1.005 C7)fl/fla=0.212 (8) vdlP=81.6
(9) n2a=1.755
(10) (r2d+r3e)/fw=7.504
圖8到11中的每個示出聚焦在無窮遠處的第二數(shù)字例子中的各種像 差曲線圖。圖8示出在最大廣角狀態(tài)(f^.000)期間獲得的各種像差曲線圖， 圖9示出在第一中間焦距狀態(tài)^=2.595)期間獲得的各種像差曲線圖，圖10 示出在第二中間焦距狀態(tài)(f-6.924)期間獲得的各種像差曲線圖，并且圖11 示出在最大遠攝狀態(tài)(f-18.776)期間獲得的各種像差曲線圖。
在圖8到11的每個的像差曲線圖中，球面像差曲線圖中的實線表示 球面像差，散光曲線圖中的實線和虛線分別表示弧矢像平面和子午線像平 面。在橫向像差曲線圖中，i表示視角并且JL表示圖像高度。
相應(yīng)像差曲線圖清楚地表明第二數(shù)字例子滿意地校正像差并且因而 具有出眾的成像性能。
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的變焦透鏡3的透鏡構(gòu)造的圖 例。通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖糜删哂忻鎸ξ矬w側(cè)的凸面的新 月形負透鏡和具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡構(gòu)成的粘合透鏡Lll，具有 面對物體側(cè)的凸面的正透鏡L12,和具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡L13 來構(gòu)成第一透鏡組Gl。通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖镁哂忻鎸?像側(cè)的凹面的新月形負透鏡L21、兩面凹的負透鏡L22，和具有面對物體 側(cè)的凸面的正透鏡L23來構(gòu)成第二透鏡組G2。通過按從物體側(cè)到像平面 側(cè)的順序放置具有面對物體側(cè)的凸面并且具有由非球面表面形成的物體 側(cè)表面的兩面凸的正透鏡L31,和由具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡和具 有面對像側(cè)的凹面的負透鏡形成的粘合負透鏡L32來構(gòu)成第三透鏡組 G3。第四透鏡組G4由具有面對物體側(cè)的凹面的新月形負透鏡L4構(gòu)成。 第五透鏡組G5由粘合正透鏡L5構(gòu)成，通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻?序放置具有由非球面表面形成的物體側(cè)表面的兩面凸的正透鏡和具有面 對物體側(cè)的凹面的新月形負透鏡來形成粘合正透鏡L5。
將孔徑光闌S布置在第三透鏡組G3的物體側(cè)，并且在透鏡變焦位置 變化期間沿獨立于第三透鏡組G3的軌跡移動。
此外，例如低通濾波器的濾波器FL被布置在第五透鏡組G5和像面 IMG之間。
表9示出將指定值應(yīng)用于變焦透鏡3的第三數(shù)字例子的透鏡數(shù)據(jù),
第14個表面k= 2.0000 A=-0.183439E-01 B=-0.287054E-02 C=-0.113602E-03
D=-0.221056E-03
第21個表面k=-4.5634 A=+0.177025E-01 B=-0.535615E-03 C=-0.283188E-02
D=+0.118958E-02
在變焦透鏡4中，第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的表面距離 D5、第二透鏡組G2和孔徑光闌S之間的表面距離D12、孔徑光闌S和第 三透鏡組G3之間的表面距離D13、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之 間的表面距離D18、第四透鏡組G4和第五透鏡組G5之間的表面距離 D20、和第五透鏡組G5和濾波器FL之間的表面距離D23,在從最大廣 角狀態(tài)變焦到最大遠攝狀態(tài)期間發(fā)生改變。在表15中示出第四數(shù)字例子 在其廣角端(f二l.OOO)、其第一中間焦距(f-4.624)、其第二中間焦距 (f=10.820),及其^巨攝影端(f二22.530)期間的相應(yīng)距離的值，和焦距"f，， 最大孔徑F數(shù)"FNO"和視角"2co"。
f 1.000 5.036 10.816 22.521
FNO2.883.263.464.40
2co74.1816.137.603.49。
D50.1405.卯47.9939.144
D127.9821.8560.6卯0.298
D170.2992.2563.0393.430D202.4741.1440.9792.460
D231.0872.4172.5821.101
Bf0.2230.2220.2220.222
表20中示出第五數(shù)字例子的對應(yīng)于相應(yīng)條件表達式(1)至(10)的值。
[表20
f2=-1.959
f4=-13.475
P5t=0.552
p2w=-0.192
p2t=-1.666
fl=13.308
fla=35.809
(1) f2/f4=0.145
(2) A3/ft=0.140
(3) D4/TL=0.197
(4) p5t=0.552
(5) p2w.(i2t=0.320
(6) |f4|/ft=0.599
(7) fl/fla=0.372
(8) vdlP=81.6
(9) n2a=1.834
(10) (r2d+r3e)/fw=9.908
圖23到26的每個示出聚焦在無窮遠處的第五數(shù)字例子中的各種像差
曲線圖。圖23示出在最大廣角狀態(tài)(f^.000)期間獲得的各種像差曲線圖，圖24示出在第 一中間焦距狀態(tài)(f-5.036)期間獲得的各種像差曲線圖，圖 25示出在第二中間焦距狀態(tài)(f-10.816)期間獲得的各種像差曲線圖，并且 圖26示出在最大遠攝狀態(tài)^=22.521)期間獲得的各種像差曲線圖。
在圖23到26的每個像差曲線圖中，球面像差曲線圖中的實線表示球 面像差，散光曲線圖中的實線和虛線分別表示弧矢像平面和子午線像平 面。在橫向像差曲線圖中，i表示視角并且i表示圖像高度。
相應(yīng)像差曲線圖清楚地表明第五數(shù)字例子滿意地校正其l象差并且因 而具有出眾的成像性能。
接著，描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的成像設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的成像設(shè)備包含變焦透鏡和將變焦透鏡形成的 光學圖像轉(zhuǎn)換成電信號的成像裝置。變焦透鏡按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻?br>
序包含具有正屈光力的第一透鏡組、具有負屈光力的第二透鏡組、具有正 屈光力的第三透鏡組、具有負屈光力的第四透鏡組和具有正屈光力的第五 透鏡組。在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間，至少 第二透鏡組朝像側(cè)移動，第三透鏡組朝物體側(cè)移動，并且在光軸方向固定 第四透鏡組。將孔徑光闌布置在第三透鏡組的物體側(cè)附近。滿足以下M 表達式(1)和(2):
(1) 0.05 < f2/f4 < 0.3,和
(2) 0.1<A3/ft<0.2，
其中f2是第二透鏡組的焦距，f4是第四透鏡組的焦距，A3是在透鏡 變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間第三透鏡組的移動量， 并且ft是整個透鏡系統(tǒng)在最大遠攝狀態(tài)下的焦距。
因此，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的成像設(shè)備中，可以實現(xiàn)超過20倍的 高變焦比、高性能和小型化的全部目標。
接著，描述成像設(shè)備的一個具體實施例。在這個實施例中，將成像設(shè) 備應(yīng)用于數(shù)碼相機。在圖27中用方框圖示出數(shù)碼相機的結(jié)構(gòu)例子。
數(shù)碼相機100包含執(zhí)行圖像獲取功能的透鏡模塊10、執(zhí)行例如所獲 取圖像信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換的信號處理的照相機信號處理部分20、執(zhí)行圖像 信號的記錄/播放的圖像處理部分30、顯示所獲取圖像等等的LCD(液晶 顯示器)40、執(zhí)行針對存儲器卡51的讀/寫的讀出器/寫入器(R/W)、控制整 個設(shè)備的CPU(中央處理單元)60、輸入用戶控制的輸入部分70,和控制
透^塊10內(nèi)透鏡的驅(qū)動的透鏡驅(qū)動控制部分80。
透鏡模塊10配有包含根據(jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡1的光學系統(tǒng)、 例如CCD的成像裝置12。照相機信號處理部分20執(zhí)行例如將來自成像 裝置12的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號、噪聲清除、圖像質(zhì)量校正、轉(zhuǎn)換成 亮JL/色差信號等等的圖像處理。圖像處理部分30基于預定圖像數(shù)據(jù)格式 對圖像信號執(zhí)行壓縮編碼/解壓縮解碼處理，對例如分辨率的數(shù)據(jù)規(guī)范進 行轉(zhuǎn)換處理等等?？梢詫⒏鶕?jù)本發(fā)明的實施例的變焦透鏡1到5和數(shù)字例 子1到5用作變焦透鏡1。此外，也可以使用以除了上述實施例和數(shù)字例 子之外的模式實施本發(fā)明的任何其它變焦透鏡。
存儲器卡51包含可分離/可連接半導體存儲器。讀出器/寫入器50 將圖像處理部分30編碼的圖像數(shù)據(jù)寫入到存儲器卡51，或讀取記錄在存 儲器卡51上的圖像數(shù)據(jù)。CPU60是控制數(shù)碼相機內(nèi)各種電路模塊，并且 根據(jù)來自輸入部分70的指令輸入信號等等控制各種電路模塊的控制處理 部分。
輸入部分70包含例如執(zhí)行快門操作的快門釋放M和選擇工作模式 的模式選擇開關(guān)等等，并且將響應(yīng)用戶控制的指令輸入信號輸出到CPU 60。透鏡驅(qū)動控制部分80控制電機(未示出)等等，響應(yīng)來自CPU60的控 制信號驅(qū)動變焦透鏡1內(nèi)的透鏡。
下面簡要地描述這個數(shù)碼相機的操作。
在圖像獲取的等待期間，在CPU 60的控制下，透鏡模塊10獲取的 圖4象信號通過照相機信號處理部分20被輸出到LCD 40，以顯示為照相機 直通圖像。并且，當接收來自輸入部分70的用于變焦的指令輸入信號時， CPU 60輸出控制信號到透鏡驅(qū)動控制器部分80,并且根據(jù)透鏡驅(qū)動控制 器部分80的控制移動變焦透鏡1內(nèi)的預定透鏡。
接著，當來自輸入部分70的指令輸入信號釋放透鏡模塊10的快門(未 示出)時，所獲取的圖像信號從照相機信號處理部分20輸出到圖像處理部 分30,并且經(jīng)過壓縮編碼處理并且轉(zhuǎn)換成預定數(shù)據(jù)格式的數(shù)字數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn) 換的數(shù)據(jù)被輸出到讀出器/寫入器50，并且寫入到存儲器卡51。
透鏡驅(qū)動控制器部分80執(zhí)行聚焦以使變焦透鏡1內(nèi)的預定透鏡根據(jù) 來自CPU60的控制信號移動，例如，當半按快門釋放g時，全部按下 用于記錄，等等。
此外，為了播放記錄在存儲器卡51上的圖4象數(shù)據(jù)，讀出器/寫入器50
響應(yīng)輸入部分70的控制從存儲器卡51讀取預定圖像數(shù)據(jù)。在圖像數(shù)據(jù)經(jīng) 過在圖像處理部分30中解碼處理的解壓縮之后，播放圖像信號被輸出到 LCD 40。結(jié)果，顯示播放圖像。
雖然在前面的實施例中描述了根據(jù)本發(fā)明的實施例的成像設(shè)備被應(yīng) 用于數(shù)碼相機的情形，然而它也可以被應(yīng)用于例如攝#4^等等的其它成像 設(shè)備。
此夕卜，相應(yīng)部分的形狀和結(jié)構(gòu)以及上述實施例涉及的數(shù)值和數(shù)字例子 僅僅出于示例性目的而作為例子來提供，以便容易理解實施本發(fā)明的各種 實施例，并且這些實施例不會被解釋為限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡，按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞颍鲎兘雇哥R包括具有正屈光力的第一透鏡組；具有負屈光力的第二透鏡組；具有正屈光力的第三透鏡組；具有負屈光力的第四透鏡組；和具有正屈光力的第五透鏡組，其中，在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間，至少第二透鏡組朝像側(cè)移動，第三透鏡組朝物體側(cè)移動，并且第四透鏡組被固定在光軸方向上，孔徑光闌被布置在第三透鏡組的物體側(cè)附近，并且滿足以下條件表達式(1)和(2)(1)0. 05<f2/f4<0.3，和(2)0. 1<Δ3/ft<0.2，其中f2是第二透鏡組的焦距，f4是第四透鏡組的焦距，Δ3是在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間第三透鏡組的移動量，并且ft是整個透鏡系統(tǒng)在最大遠攝狀態(tài)下的焦距。
2. 如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中 滿足以下條件表達式(3):(3) 0.15 <D4/TL< 0.3,其中D4是從第四透鏡組的最像側(cè)表面到像平面的距離，并且TL是 最大遠攝狀態(tài)下的總透鏡長度。
3. 如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中， 第五透鏡組在形巨離聚焦期間沿光軸方向移動，并且滿足以下條件表達式(4):(4) 誦O.l <p5t<0.6，其中P5t是第五透鏡組在最大遠攝狀態(tài)下的橫向放大倍率。
4. 如權(quán)利要求3所述的變焦透鏡，其中滿足以下條件表達式(5):(5) 0.25 <p2wf2t < 0.8,其中p2w是第二透鏡組在最大廣角狀態(tài)下的橫向放大倍率，并且p2t 是第二透鏡組在最大遠攝狀態(tài)下的橫向放大倍率。
5. 如權(quán)利要求4所述的變焦透鏡，其中滿足條件表達式(6):(6) 0.3<|f4|/ft<1.5。
6. 如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中第 一透鏡組由粘合透鏡部件和單個或復數(shù)個被布置在粘合透鏡部件 的像側(cè)的正透鏡部件構(gòu)成，所述粘合透鏡部件由具有面對傳_側(cè)的凹面的新 月形負透鏡和具有面對物體側(cè)的凸面的正透鏡形成，并且滿足以下M表達式(7)和(8):(7) -0.15 <打/fla < 0.4,和(8) vdlP>70，其中fla是布置在第一透鏡組中的粘合透鏡部件的焦距，fl是第一透 鏡組的焦距，并且vdlP是布置在第一透鏡組中的粘合透鏡部件的正透鏡 的阿貝數(shù)。
7. 如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中第二透鏡組是通過按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞蚍胖镁哂忻鎸ο駛?cè) 的凹面的新月形第一負透鏡部件、兩面凸的第二負透鏡部件和具有面對物 體側(cè)的凸面的新月形正透鏡部件而構(gòu)成的，并且滿足以下條件表達式(9)和(10):(9) 1.7 < n2a，和(10) 3.5 < (r2d+r3e)/fw < 12，其中n2a是第一負透鏡部件的關(guān)于d線(波長=587.6納米)的折射系 數(shù)，r2d是第二負透鏡的像平面?zhèn)韧哥R表面的曲率半徑，并且r2e是所述 正透鏡部件的物體側(cè)透鏡表面的曲率半徑。
8.—種成像設(shè)備，包括 變焦透鏡；和用于將由所述變焦透鏡形成的光圖像轉(zhuǎn)換成電信號的成像裝置，其中，所述變焦透鏡按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞虬哂姓饬Φ牡?一透鏡組；具有負屈光力的第二透鏡組；具有正屈光力的第三透鏡組；具有負屈光力的第四透鏡組；和具有正屈光力的第五透鏡組，其中，在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間，至 少第二透鏡組朝像側(cè)移動，第三透鏡組朝物體側(cè)移動，并且第四透鏡組被 固定在光軸方向上，孔徑光闌被布置在第三透鏡組的物體側(cè)附近，并且滿足以下條件表達式(l)和(2):(1) 0.05 < f2/f4 < 0.3,和(2) 0.1 < A3/ft < 0.2,其中f2是第二透鏡組的焦距， f4是第四透鏡組的焦距，A3是在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間第三 透鏡組的移動量，并且ft是整個透鏡系統(tǒng)在最大遠攝狀態(tài)下的焦距。
全文摘要
公開了一種變焦透鏡和成像設(shè)備。變焦透鏡按從物體側(cè)到像平面?zhèn)鹊捻樞虬哂姓饬Φ牡谝煌哥R組、具有負屈光力的第二透鏡組、具有正屈光力的第三透鏡組、具有負屈光力的第四透鏡組，和具有正屈光力的第五透鏡組。在透鏡變焦位置從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠攝狀態(tài)期間，至少第二透鏡組朝像側(cè)移動，第三透鏡組朝物體側(cè)移動，在光軸方向固定第四透鏡組。將孔徑光闌布置在第三透鏡組的物體側(cè)附近。第一到第五透鏡組滿足預定條件。
文檔編號G02B9/60GK101369049SQ20081013517
公開日2009年2月18日 申請日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日
發(fā)明者大竹基之 申請人:索尼株式會社