專利名稱：變焦鏡頭、具有其的光學(xué)設(shè)備、和制造變焦鏡頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變焦鏡頭、一種具有這個變焦鏡頭的光學(xué)設(shè)備，和一種制造變焦 鏡頭的方法。
背景技術(shù)：
因為近來在光學(xué)設(shè)計和制造技術(shù)中的進(jìn)展，變焦鏡頭已經(jīng)發(fā)展為具有更小的尺寸 和更高的可變放大率。然而由于增加可變放大率，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中的焦距的增加已經(jīng)產(chǎn)生 了手部運動模糊更加顯著的問題。對于手部運動模糊，已經(jīng)提出了具有手部運動模糊校正 功能的各種變焦鏡頭(例如見專利文獻(xiàn)1)。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本公開專利公報No. H9-230235

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題然而，利用具有手部運動模糊校正功能的傳統(tǒng)變焦鏡頭，如果在維持手部運動模 糊功能時可變放大率增加，則光學(xué)性能顯著地降低。鑒于前述，本發(fā)明的一個目的在于提供一種變焦鏡頭、一種具有這個變焦鏡頭的 光學(xué)設(shè)備，和一種制造變焦鏡頭的方法，該變焦鏡頭能夠使用可移動光學(xué)系統(tǒng)移位圖像從 而具有垂直于光軸的分量，并且能夠校正手部運動模糊，其中當(dāng)變焦時設(shè)定了適當(dāng)?shù)囊苿?距離從而在增加可變放大率的同時性能降低得以最小化。問題解決方案為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明的變焦鏡頭按照從物體的次序包括具有正折射光焦 度的第一透鏡組、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡組，和具 有正折射光焦度的第四透鏡組，其中在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時在每一個透鏡組 之間的距離改變。第三透鏡組按照從物體的次序進(jìn)一步包括具有正折射光焦度的正透 鏡組和具有負(fù)折射光焦度的負(fù)透鏡組，并且配置成有垂直于光軸的分量地移動所述負(fù)透鏡 組，并且以下條件表達(dá)式得以滿足2. 6 < |Xl|/fw < 8. 0，這里Xl表示在從廣角端狀態(tài)到 遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時第一透鏡組的移動距離，并且fV表示在廣角端狀態(tài)中變焦鏡頭的焦距。優(yōu)選的是，以下條件表達(dá)式得以滿足0. 38 < ("f2)/f3 < 0. 50，這里f2表示第二 透鏡組的焦距，并且f3表示第三透鏡組的焦距。根據(jù)本發(fā)明的另一變焦鏡頭按照從物體的次序包括具有正折射光焦度的第一透 鏡組、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡組，和具有正折射光 焦度的第四透鏡組，并且在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時在每一個透鏡組之間的距離 改變。第三透鏡組按照從物體的次序包括具有正折射光焦度的正透鏡組和具有負(fù)折射光 焦度的負(fù)透鏡組，并且配置成有垂直于光軸的分量地移動所述負(fù)透鏡組，并且以下條件表達(dá)式得以滿足0. 38 < (-f 2) /f 3 < 0. 50，這里f2表示第二透鏡組的焦距，并且f3表示第 三透鏡組的焦距。優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式得以滿足3. 5 < f Ι/fw < 5. 0，這里fl表示第一透鏡組 的焦距，并且fV表示在廣角端狀態(tài)中變焦鏡頭的焦距。優(yōu)選的是負(fù)透鏡組是雙凹負(fù)透鏡和正透鏡的膠合透鏡。優(yōu)選的是負(fù)透鏡組具有非球面表面。優(yōu)選的是負(fù)透鏡組具有負(fù)透鏡并且該負(fù)透鏡具有非球面表面。優(yōu)選的是負(fù)透鏡組是按照從物體的次序雙凹負(fù)透鏡和具有面向物體的凸形表面 的正彎月形透鏡的膠合透鏡，或者按照從物體的次序具有面向圖像的凸形表面的正彎月形 透鏡和雙凹負(fù)透鏡的膠合透鏡。優(yōu)選的是第四透鏡組具有最靠近物體置放的正透鏡和至少一個膠合透鏡。優(yōu)選的是在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時，第一透鏡組、第三透鏡組和第四 透鏡組向物體側(cè)移動。優(yōu)選的是，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時，在第一透鏡組和第二透鏡組之 間的距離增加，在第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離減小，并且在第三透鏡組和第四透 鏡組之間的距離改變。優(yōu)選的是在廣角端狀態(tài)中在第三透鏡組和第四透鏡組之間的空氣間隔大于在遠(yuǎn) 攝端狀態(tài)中在第三透鏡組和第四透鏡組之間的空氣間隔。本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備包括上述變焦鏡頭。根據(jù)本發(fā)明的、一種制造變焦鏡頭的方法具有按照從物體的次序，在鏡頭鏡筒中 置放具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦 度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組，并且組裝這些透鏡組從而在從廣角端 狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時在每一個透鏡組之間的距離改變的步驟；和通過按照從物體的次 序置放具有正折射光焦度的正透鏡組和具有負(fù)折射光焦度的負(fù)透鏡組而構(gòu)造第三透鏡組 并且組裝所述第三透鏡組從而使所述負(fù)透鏡組有與光軸垂直的分量地移動的步驟。在組裝 步驟中，以下表達(dá)式得以滿足2. 6 < Xl|/fw < 8. 0，這里Xl表示在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝 端狀態(tài)變焦時第一透鏡組的移動距離，并且fV表示在廣角端狀態(tài)中變焦鏡頭的焦距。優(yōu)選的是在上述制造方法中以下條件表達(dá)式得以滿足0. 38 < (_f2)/f3 <0. 50， 這里f2表示第二透鏡組的焦距，并且f3表示第三透鏡組的焦距。根據(jù)本發(fā)明的、另一制造變焦鏡頭的方法包括，按照從物體的次序置放具有正折 射光焦度的第一透鏡組、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡 組和具有正折射光焦度的第四透鏡組并且組裝它們從而在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變 焦時在每一個透鏡組之間的距離改變的步驟，并且該組裝步驟進(jìn)一步包括通過按照從物體 的次序置放具有正折射光焦度的正透鏡組和具有負(fù)折射光焦度的負(fù)透鏡組而構(gòu)造第三透 鏡組并且組裝它們從而使所述負(fù)透鏡組有與光軸垂直的分量地移動的步驟。以下條件表達(dá) 式得以滿足0. 38 < (_f2)/f3 <0.50，這里f2表示第二透鏡組的焦距，并且f3表示第三 透鏡組的焦距。同樣在根據(jù)本發(fā)明的、制造變焦鏡頭的方法中，優(yōu)選的是變焦鏡頭的各種配置能 夠得以實現(xiàn)。
本發(fā)明的有利效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種變焦鏡頭、一種具有這個變焦鏡頭的光學(xué)設(shè)備和一種 變焦方法，該變焦鏡頭能夠使用可移動光學(xué)系統(tǒng)移位圖像從而具有垂直于光軸的分量，并 且校正手部運動模糊，其中在變焦時設(shè)定了適當(dāng)?shù)囊苿泳嚯x，從而在增加可變放大率的同 時性能的降低得以最小化。附圖簡要說明

圖1示意描繪根據(jù)實例1的變焦鏡頭的配置的圖表；圖2A和圖2B示意示出在廣角端狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例1的變焦鏡 頭的各種像差的曲線圖，和示出當(dāng)0. 59°的旋轉(zhuǎn)模糊得以校正時的彗差的曲線圖；圖3示意示出在中間焦距狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例1的變焦鏡頭的各 種像差的曲線圖；圖4A和圖4B示意示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例1的變焦鏡 頭的各種像差的曲線圖，和示出當(dāng)0. 19°的旋轉(zhuǎn)模糊得以校正時的彗差的曲線圖；圖5示意描繪根據(jù)實例2的變焦鏡頭的配置的圖表；圖6A和圖6B示意示出在廣角端狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例2的變焦鏡 頭的各種像差的曲線圖，和示出當(dāng)0. 59°的旋轉(zhuǎn)模糊得以校正時的彗差的曲線圖；圖7示意示出在中間焦距狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例2的變焦鏡頭的各 種像差的曲線圖；圖8A和圖8B示意示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例2的變焦鏡 頭的各種像差的曲線圖，和示出當(dāng)0. 19°的旋轉(zhuǎn)模糊得以校正時的彗差的曲線圖；圖9示意描繪具有帶有以上配置的變焦鏡頭的數(shù)字單鏡頭反光照相機的橫截面 視圖；并且圖10示意描繪制造變焦鏡頭的方法的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。如圖1所示，根據(jù)本實施例的變焦鏡 頭按照從物體的次序具有包括具有正折射光焦度的第一透鏡組G1、具有負(fù)折射光焦度的 第二透鏡組G2、具有正折射光焦度的第三透鏡組G3，和具有正折射光焦度的第四透鏡組 G4，并且在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時，在第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的距 離增加，在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離減小，并且在第三透鏡組G3和第四 透鏡組G4之間的距離改變，并且第三透鏡組G3按照從物體的次序進(jìn)一步包括具有正折射 光焦度的第三十一透鏡組G31和具有負(fù)折射光焦度的第三十二透鏡組G32，并且當(dāng)產(chǎn)生手 部運動模糊時，通過移動第三十二透鏡組G32從而具有垂直于光軸的分量而校正了圖像平 面。其透鏡直徑能夠比其它透鏡組更加容易地降低的的第三透鏡組G3適于封裝隔振 機構(gòu)。因此，即便隔振機構(gòu)被封裝在鏡頭鏡筒中，鏡頭鏡筒的尺寸也并不增加。第三透鏡組 G3包括具有正折射光焦度的第三十一透鏡組G31和具有負(fù)折射光焦度的第三十二透鏡組 G32，并且第三十二透鏡組G32被用作隔振透鏡組，由此隔振機構(gòu)能夠更小并且隔振透鏡組 能夠更輕。通過向第三透鏡組G3分配適當(dāng)?shù)恼凵涔饨苟?，?dāng)是隔振透鏡組的第三十二透鏡
7組G32移動從而具有垂直于光軸的分量時，能夠減小成像性能的降低。根據(jù)本實施例，在上述配置中，以下條件表達(dá)式(1)得以滿足，這里Xl表示在從廣 角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時第一透鏡組Gl的移動距離，并且fV表示在廣角端狀態(tài)中變 焦鏡頭的焦距。當(dāng)在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中的第一透鏡組Gl的位置從原點朝向物體側(cè)定位時，移動 距離Xl的符號為正，原點是在廣角端狀態(tài)中第一透鏡組Gl在光軸上的位置。2. 6 < |X11/fw < 8. 0. . . (1)條件表達(dá)式(1)滿足在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時第一透鏡組Gl的適當(dāng) 的移動距離Xi從而保證高的放大率。如果條件超過條件表達(dá)式(1)的上限數(shù)值，則第一透 鏡組Gl關(guān)于變焦的移動距離增加，并且在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中的光量降低。結(jié)果，變焦鏡頭的全 長(total length)和直徑增加，這使得難以將這個變焦鏡頭投入實際使用中。球面像差的 波動也增加，這是不理想的。在另一方面，如果條件低于條件表達(dá)式(1)的下限數(shù)值，則第 一透鏡組Gl關(guān)于變焦的移動距離降低太多，并且變得有必要相對地增加第一透鏡組Gl的 光焦度，或者利用另一透鏡組實現(xiàn)變焦效果，并且結(jié)果在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中圖像平面的波動和 球面像差的劣化變得顯著，這是不理想的。為了保證本實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式(1)的上限數(shù)值是5. 0。為了進(jìn)一 步保證本實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式(1)的上限數(shù)值是3. 5。為了更進(jìn)一步保證本 實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式(1)的上限數(shù)值是3.0。為了保證本實施例的效果，優(yōu) 選的是條件表達(dá)式(1)的下限數(shù)值是2. 8。在本實施例中，優(yōu)選的是條件表達(dá)式( 得以滿足，這里f2表示第二透鏡組G2的 焦距，并且f3表示第三透鏡組G3的焦距。0. 38 < (-f2) /f3 < 0. 50. . . (2)條件表達(dá)式( 規(guī)定了第二透鏡組G2的焦距f2與第三透鏡組G3的焦距f3的適 當(dāng)比率。如果條件超過條件表達(dá)式O)的上限數(shù)值，則變得難以同時地校正在廣角端狀態(tài) 中的彗差、在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中的球面像差和當(dāng)校正手部運動模糊時的場曲的波動，這是不理 想的。在另一方面，如果條件低于條件表達(dá)式O)的下限數(shù)值，則第二透鏡組G2的折射光 焦度變得較高，并且在廣角端狀態(tài)中像散和場曲的劣化顯著地劣化，這是不理想的。為了保證本實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式(2)的上限數(shù)值是0.48。為了進(jìn) 一步保證本實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式O)的上限數(shù)值是0.45。為了保證本實施 例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式O)的下限數(shù)值是0.40。根據(jù)另一實施例，在由第一透鏡組到第四透鏡組構(gòu)成的上述變焦鏡頭配置中，上 述條件表達(dá)式( 得以滿足，這里f2表示第二透鏡組G2的焦距，并且f3表示第三透鏡組 G3的焦距。在此情形中條件表達(dá)式O)的上限數(shù)值和下限數(shù)值與以上相同。在本實施例中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式C3)得以滿足，這里fl表示第一透鏡組 Gl的焦距，并且fw表示在廣角端狀態(tài)中這個變焦鏡頭的焦距。3. 5 < fl/fw < 5. 0. . . (3)條件表達(dá)式( 規(guī)定了第一透鏡組Gl的焦距fl的適當(dāng)范圍從而確保后焦距 (back focus)并且保證成像性能。如果條件超過條件表達(dá)式(3)的上限數(shù)值，則變焦鏡頭 的全長和直徑增加，這使得難以將這個變焦鏡頭投入實際使用中。場曲的波動也增加，這是 不理想的。如果條件低于條件表達(dá)式C3)的下限數(shù)值，則后焦距變短，并且在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中的成像性能特別是球面像差劣化。為了保證本實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式(3)的上限數(shù)值是4. 0。為了保證 本實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式(3)的下限數(shù)值是3. 6。在本實施例中，優(yōu)選的是第三十二透鏡組G32是雙凹負(fù)透鏡和正透鏡的膠合透鏡 (在圖1中的透鏡L321和透鏡L322的膠合透鏡)。然后當(dāng)?shù)谌哥RG32為了隔振而 偏心時在圖像平面上的色差的波動能夠得以降低。在本實施例中，優(yōu)選的是第三十二透鏡組G32具有非球面表面(在圖1中的表面 編號24)。特別地優(yōu)選的是在第三十二透鏡組G32中包括的負(fù)透鏡(圖1中的透鏡L322) 具有非球面表面。然后然后當(dāng)?shù)谌哥RG32為了隔振而偏心時偏心彗差的波動能夠得 以降低。在本實施例中，優(yōu)選的是第三十二透鏡組G32是雙凹負(fù)透鏡和正透鏡的膠合透鏡 (見圖幻。特別地在本實施例中，優(yōu)選的是第三十二透鏡組G32是按照從物體的次序雙凹 負(fù)透鏡和具有面向物體的凸形表面的正彎月形透鏡的膠合透鏡，或者按照從物體的次序具 有面向圖像的凸形表面的正彎月形透鏡和雙凹透鏡的膠合透鏡。然后當(dāng)?shù)谌哥RG32 為了隔振而偏心時在圖像平面上的色差的波動能夠得以降低。在本實施例中，優(yōu)選的是第四透鏡組G4具有最靠近物體置放的正透鏡(在圖1中 的透鏡L41)和至少一個膠合透鏡(在圖1中透鏡L43和透鏡L44的膠合透鏡)。然后來自 第三透鏡組G3的擴散射線束能夠被快速地會聚，并且第四透鏡組G4的尺寸增加能夠得以 抑制，并且在廣角端狀態(tài)中彗差的波動能夠得以降低。更加優(yōu)選的是，第四透鏡組G4的、最靠近物體的透鏡表面(在圖1中的表面編號 25)是非球面表面，然后不僅彗差降低，而且在圖像平面上由于變焦而引起的波動也能夠被 良好地校正。由此當(dāng)?shù)谌哥R為了隔振而偏心時性能的劣化能夠被進(jìn)一步降低。在本實施例中，優(yōu)選的是，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時，第一透鏡組G1、 第三透鏡組G3和第四透鏡組G4朝向物體移動。然后變焦效率能夠得以增加。在本實施例中，優(yōu)選的是在廣角端狀態(tài)中在第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間 的空氣間隔大于在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的空氣間隔。然后 在圖像平面上由于變焦而引起的波動、特別地在中間位置的場曲能夠得以降低。圖9示出數(shù)字單鏡頭反光照相機CAM(光學(xué)設(shè)備)的橫截面視圖，該數(shù)字單鏡頭反 光照相機CAM具有以上配置的變焦鏡頭作為照相機鏡頭1。在圖9所示數(shù)字單鏡頭反光照 相機CAM中，來自未被示意的物體的光被照相機鏡頭1收集，并且經(jīng)由快速復(fù)原反光鏡3在 焦平面板4上形成圖像。在焦平面板4上形成圖像的光在五棱鏡5中被反射多次，并且被 引導(dǎo)到接目鏡6。由此使用者能夠經(jīng)由接目鏡6作為豎立圖像觀察物體圖像。如果使用者按下未被示意的釋放按鈕，則快速復(fù)原反光鏡3從光學(xué)路徑退出，并 且由照相機鏡頭1收集的、未被示意的物體的光在圖片元件7上形成物體圖像。因此來自物 體的光被圖片元件7捕捉，并且作為物體圖像而被記錄在未被示意的存儲器中。以此方式， 使用者能夠使用這個照相機CAM拍攝物體。圖9中的照相機CAM可以以可移除方式保持照 相機鏡頭1，或者可以被與照相機鏡頭1集成。本實施例的變焦鏡頭能夠保證充分的后焦距 的長度，并且照相機CAM可以是單鏡頭反光照相機，或者不具有快速復(fù)原反光鏡的照相機。實例
現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本實施例的每一個實例。在下面示出的表格1和表格 2是列出根據(jù)實例1和實例2的數(shù)據(jù)的數(shù)值的表格。在[總體數(shù)據(jù)]中，f是焦距，F(xiàn)NO是 F數(shù)，并且2ω是視角。在[透鏡數(shù)據(jù)]中，表面編號示出沿著光行進(jìn)方向從物體側(cè)數(shù)起 的透鏡表面的序列，r是每一個透鏡表面的曲率半徑，d是在光軸上從每一個光學(xué)表面到下 一個光學(xué)表面(或者圖像平面)的距離，vd是在d線處的阿貝數(shù)，并且nd是在d線(波 長587.6nm)處的折射率。附于表面編號的“*”示意這個透鏡表面是非球面，并且曲率半 徑r的列示出近軸曲率半徑。在曲率半徑中的“0.000”示意平面或者孔徑?？諝獾恼凵渎?“1.00000”被省略。在[可變距離數(shù)據(jù)]中，f是這個變焦鏡頭的焦距，Di (i是整數(shù))是從 第i表面到下一個透鏡表面的可變距離，并且Bf是后焦距。在[每一組的焦距數(shù)據(jù)]中， 示出了每一個組的第一表面和焦距。在[條件表達(dá)式對應(yīng)數(shù)值]中，示出了對應(yīng)于條件表 達(dá)式(1)到⑶的數(shù)值。在[非球面數(shù)據(jù)]中，[透鏡數(shù)據(jù)]所示非球面表面的形狀由以下表達(dá)式(a)給 出。在以下表達(dá)式(a)中，y表示沿著垂直于光軸的方向的高度，s(y)表示沿著光軸從在非 球面表面的頂點處的切平面到在高度y處在非球面表面上的位置的距離(垂度)，r表示基 準(zhǔn)球面的曲率半徑(近軸曲率半徑)，K表示錐形系數(shù)，并且An表示η階非球面系數(shù)。在每 一個實例中，2階非球面系數(shù)Α2是0，這在這里予以省略。En表示Χ10η。例如，1.234Ε-05 =1. 234X IO^50S(y) = (y2/r)/{l+(l-K · y2/r2)1/2}+A4 X y4+A6 X y6+A8 X y8+A10 X y10+A12X y12. . . (a)在表格中，“mm”通常被用于焦距f、曲率半徑r、表面距離d和其它長度的單位。然 而，單位不限于“mm”并且可以替代地使用另一適當(dāng)?shù)膯挝唬驗榧幢愎鈱W(xué)系統(tǒng)被成比例地 擴大或者成比例地縮小，也獲得了等價的光學(xué)性能。關(guān)于表格的說明對于其它實例而言是相同的，這里省略了其說明。(實例1)將參考圖1到圖4和表格1描述實例1。圖1是描繪根據(jù)實例1的透鏡的配置的 圖表，并且從上部按照次序示出廣角端狀態(tài)(W)、中間焦距狀態(tài)(M)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T)。如 圖1所示，根據(jù)實例1的變焦鏡頭按照從物體的次序具有具有正折射光焦度的第一透鏡 組G1、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組G2、具有正折射光焦度的第三透鏡組G3，和具有正 折射光焦度的第四透鏡組G4。第一透鏡組Gl按照從物體的次序具有具有面向物體的凸形表面的負(fù)彎月形透 鏡Lll和雙凸正透鏡L12的膠合透鏡，和具有面向物體的凸形表面的正彎月形透鏡L13。第二透鏡組G2按照從物體的次序具有具有面向物體的凸形表面的負(fù)彎月形透 鏡L21、雙凹負(fù)透鏡L22、雙凸正透鏡L23和具有面向物體的凹形表面的負(fù)彎月形透鏡L24。 在第二透鏡組G2中最靠近物體置放的負(fù)彎月形透鏡L21是非球面透鏡，其非球面表面是在 物體側(cè)的透鏡表面。第三透鏡組G3按照從物體的次序具有具有正折射光焦度的第三十一透鏡組 G31，和具有負(fù)折射光焦度的第三十二透鏡組G32，并且被用于通過移動第三十二透鏡組 G32從而具有垂直于光軸的分量而校正手部運動模糊(隔振)。第三^^一透鏡組G31按照從物體的次序具有雙凸正透鏡L311、雙凸透鏡L312，和
10雙凸正透鏡L313和雙凹負(fù)透鏡L134的膠合透鏡。第三十二透鏡組G32按照從物體的次序 具有具有面向圖像的凸形表面的正彎月形透鏡L321和雙凹負(fù)透鏡L322的膠合透鏡。在 第三十二透鏡組G32中最靠近圖像置放的雙凹負(fù)透鏡L322是非球面透鏡，其非球面表面是 在圖像側(cè)的透鏡表面。第四透鏡組G4按照從物體的次序具有雙凸正透鏡L41、具有面向物體的凸形表 面的負(fù)透鏡L42，以及雙凸正透鏡L43和具有面向圖像的凸形表面的負(fù)彎月形透鏡L44的膠 合透鏡。在第四透鏡組G4中最靠近圖像置放的雙凸正透鏡L41是非球面透鏡，其非球面表 面是在物體側(cè)的透鏡表面。在根據(jù)具有這個配置的這個實例的變焦鏡頭中，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變 焦時，第一透鏡組Gl、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4向物體移動，從而在第一透鏡組Gl和 第二透鏡組G2之間的空氣間隔增加，在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的空氣間隔減 小，并且在第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的空氣間隔減小。第二透鏡組G2首先朝向 物體移動，然后朝向圖像移動?？讖焦怅@S被置于第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，并且在從廣角端狀態(tài)到 遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時與第三十一透鏡組G31 —起地移動。根據(jù)實例1，為了校正角度θ的旋轉(zhuǎn)模糊，用于模糊校正的移動透鏡組被移動 (f · tan Θ)/Κ從而具有垂直于光軸的分量，這里f是變焦鏡頭的焦距，并且K是在模糊校 正中，圖像在成像表面上的移動距離與移動透鏡組的移動距離的比率，即隔振系數(shù)。在實例 1的廣角端狀態(tài)中，隔振系數(shù)是1. 034，并且焦距是28. 80 (mm)，從而用于校正0. 59°的旋轉(zhuǎn) 模糊的、第三十二透鏡組G32的移動距離是0. ^2(mm)。在實例1的遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，隔振系 數(shù)是2. 204，并且焦距是四2. 0 (mm)，從而用于校正0. 19°的旋轉(zhuǎn)模糊的、第三十二透鏡組 G32的移動距離是0. 432 (mm)。表格1示出根據(jù)實例1的變焦鏡頭的每一個數(shù)據(jù)。表格1中的表面編號1到31 對應(yīng)于圖1中的表面1到31。(表格1)
[總體I
廣角端狀態(tài)中間焦距狀態(tài)遠(yuǎn)攝端狀態(tài)
f28, 80 -100. 0 292. 0
FNO3.丨61 -5. 16 5. 87
2ω76, 3 -23. 6 8. 2
[透鏡I
表面編號rdVdnd
1138.3742.00 32. 31.,85026
269.1009.60 82. 51.,49782
3-614. 8200.10
464. 5446.70 67.91.,59319
5381. 843D5
*6142. 3351.00 42. 71.83481
719.5006.700097]8-38.69910049.61772500098]989. 2610100099]1041. 75548023.81846660100]11-36. 9161070101]12-25. 58510046.61804000102]13-739.100D130103]140. 000050(光闌S)0104]1545. 26933046.61816000105]16-253. 2900100106]1746.08932065.51603000107]18-580.8370100108]1932. 41549082.61497820109]20-45. 04310023.81846660110]2168.2763460111]22-104. 94629525.71784720112]23-28.64610049.51744430113]*2455. 403D240114]*2539. 5604.4061.21.589130115]26-37. 0690100116]2783. 47715025.71784720117]2836.3952100118]2989. 67576040.81581440119]30-14. 34115046.61816000120]31-120.866Bf0121][非球面數(shù)據(jù)]0122]第六表 P0123]κ = -59513，A4 =3. 1708E-06，A6=-8.3003E-090124]AlO =-1. 4653E-13, A12=27995E--160125]第二十四表面0126]K=L1502，A4 =-3. 2253E-06，A6=-8.4832E-090127]AlO = 00000E+00, A12 =0.OOOOE+OO0128]第二十五表面0129]K=L2459, A4 =-1. 1565E-05，A6=7.7439E-09,0130]AlO = 00000E+00, A12 =0.OOOOE+OO0131][可變距離數(shù)據(jù)]0132]廣角端狀態(tài)中間焦距狀態(tài)遠(yuǎn)攝端狀態(tài)0133]f 288100029200134]D5 2.6234.4459.310135]D13 289112.391. 47
D24 7. 65 3. 342. 25BF 38.84 76.4096. 07[每一組的焦距數(shù)據(jù)]組編號 該組的第一表面該組的焦距Gl 1106. 0G2 6-16. 8G3 1543. 3G4 2567. 5[條件表達(dá)式對應(yīng)數(shù)值]條件表達(dá)式(ι) |xi|/fw =2. 82條件表達(dá)式(_f2)/f3 ==0. 40條件表達(dá)式(3) fl/fw = 3.66如在表格1中的數(shù)據(jù)表格中所示，根據(jù)實例1的變焦鏡頭滿足所有的條件表達(dá)式(1)到⑶。圖2A和圖2B是示出在廣角端狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例1的變焦鏡頭
的各種像差的曲線圖，和示出當(dāng)0.59°的旋轉(zhuǎn)模糊被校正時的彗差的曲線圖。圖3示意示 出在中間焦距狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例1的變焦鏡頭的各種像差的曲線圖。圖 4A和圖4B是示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在于無窮遠(yuǎn)上聚焦時根據(jù)實例1的變焦鏡頭的各種像差 的曲線圖，和示出當(dāng)0. 19°的旋轉(zhuǎn)模糊被校正時的彗差的曲線圖。在示出像差的每一曲線圖中，F(xiàn)NO是F數(shù)并且Y是圖像高度(單位mm)。在示出 球面像差的曲線圖中，示出對應(yīng)于最大孔徑的F數(shù)的數(shù)值；在示出像散的曲線圖和示出畸 變的曲線圖中，分別地示出了圖像高度的最大數(shù)值；并且在示出彗差的曲線圖中，示出了每 一個圖像高度的數(shù)值。d示意在d線(波長587. 6nm)處的各種像差，并且g示意在g線 (波長435. 8nm)處的各種像差，并且無任何指示示意在d線處的各種像差。在示出像散的 曲線圖中，實線示意弧矢圖像表面，并且點線示意子午圖像表面。關(guān)于示出像差的曲線圖的 說明對于其它實例而言是相同的。如示出像差的每一曲線圖表明地，根據(jù)實例1的變焦鏡頭具有大約X 10變焦比， 在廣角端狀態(tài)中70°或者更大的視角，并且具有在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的每一個焦 距狀態(tài)中良好地校正各種像差的、優(yōu)良的成像性能。(實例2)將參考圖5到圖8和表格2描述實例2。圖5是描繪根據(jù)實例2的透鏡的配置的 圖表，并且從上部按照次序示出廣角端狀態(tài)(W)、中間焦距狀態(tài)(M)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T)。如 圖5所示，根據(jù)實例2的變焦鏡頭按照從物體的次序具有具有正折射光焦度的第一透鏡 組G1、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組G2、具有正折射光焦度的第三透鏡組G3，和具有正 折射光焦度的第四透鏡組G4。第一透鏡組Gl按照從物體的次序具有具有面向物體的凸形表面的負(fù)彎月形透 鏡Lll和雙凸正透鏡L12的膠合透鏡，和具有面向物體的凸形表面的正彎月形透鏡L13。第二透鏡組G2按照從物體的次序具有具有面向物體的凸形表面的負(fù)彎月形透 鏡L21、雙凹負(fù)透鏡L22、雙凸正透鏡L23和具有面向物體的凹形表面的雙凹負(fù)透鏡L24。在第二透鏡組G2中最靠近物體置放的負(fù)彎月形透鏡L21是非球面透鏡，其在物體側(cè)上的玻璃 透鏡表面設(shè)有樹脂層。第三透鏡組G3按照從物體的次序具有具有正折射光焦度的第三十一透鏡組 G31，和具有負(fù)折射光焦度的第三十二透鏡組G32，并且被用于通過移動第三十二透鏡組 G32從而具有垂直于光軸的分量而校正手部運動模糊(隔振)。第三^^一透鏡組G31按照從物體的次序具有雙凸正透鏡L311、和雙凸正透鏡 L312和雙凹負(fù)透鏡L313的膠合透鏡。第三十二透鏡組G32按照從物體的次序具有雙凹 負(fù)透鏡L321和具有面向物體的凸形表面的正彎月形透鏡L322的膠合透鏡。第四透鏡組G4按照從物體的次序具有雙凸正透鏡L41、雙凸正透鏡L42和雙凹 負(fù)透鏡L43的膠合透鏡、以及具有面向圖像的凸形表面的正透鏡L44。在第四透鏡組G4中最 靠近圖像置放的雙凸正透鏡L41是非球面透鏡，其非球面表面是在物體側(cè)處的透鏡表面。在根據(jù)具有這個配置的這個實例的變焦鏡頭中，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變 焦時，第一透鏡組G1、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4向物體移動從而在第一透鏡組Gl和 第二透鏡組G2之間的空氣間隔增加，在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的空氣間隔減 小，并且在第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的空氣間隔減小。第二透鏡組G2首先朝向 物體移動，然后朝向圖像移動。孔徑光闌S被置于第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，并且在從廣角端狀態(tài)到 遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時與第三十一透鏡組G31 —起地移動。根據(jù)實例2，為了校正角度θ的旋轉(zhuǎn)模糊，用于模糊校正的移動透鏡組被移動 (f · tan Θ)/Κ從而具有垂直于光軸的分量，這里f是變焦鏡頭的焦距，并且K是在模糊校 正中圖像在成像表面上的移動距離與移動透鏡組的移動距離的比率，即隔振系數(shù)。在實例 2的廣角端狀態(tài)中，隔振系數(shù)是0. 789，并且焦距是28. 80 (mm)，從而用于校正0. 59°的旋轉(zhuǎn) 模糊的、第三十二透鏡組G32的移動距離是0. 370 (mm)。在實例2的遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，隔振系 數(shù)是1. 638，并且焦距是四2. 0(mm)，從而用于校正0. 19°的旋轉(zhuǎn)模糊的、第三十二透鏡組 G32的移動距離是0. 583 (mm)。表格2示出根據(jù)實例2的變焦鏡頭的每一個數(shù)據(jù)。表格2中的表面編號1到30 對應(yīng)于圖5中的表面1到30。
權(quán)利要求
1.一種變焦鏡頭，按照從物體的次序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負(fù) 折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡組，和具有正折射光焦度的第四 透鏡組，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時在每一個透鏡組之間的距離改變， 所述第三透鏡組按照從物體的次序具有具有正折射光焦度的正透鏡組和具有負(fù)折射 光焦度的負(fù)透鏡組，并且配置成有垂直于光軸的分量地移動所述負(fù)透鏡組，并且 以下條件表達(dá)式得以滿足2. 6 < Xl |/fw < 8. 0這里Xl表示在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時所述第一透鏡組的移動距離，并且 fw表示在廣角端狀態(tài)中所述變焦鏡頭的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中以下條件表達(dá)式得以滿足 0. 38 < ("f2) /f3 < 0. 50這里f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且f3表示所述第三透鏡組的焦距。
3.一種變焦鏡頭，按照從物體的次序包括具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負(fù) 折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡組，和具有正折射光焦度的第四 透鏡組，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時在每一個透鏡組之間的距離改變， 所述第三透鏡組按照從物體的次序具有具有正折射光焦度的正透鏡組和具有負(fù)折射 光焦度的負(fù)透鏡組，并且配置成有垂直于光軸的分量地移動所述負(fù)透鏡組，并且 以下條件表達(dá)式得以滿足 0. 38 < (-f2) /f3 < 0. 50這里f2表示第二透鏡組的焦距，并且f3表示第三透鏡組的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中以下條件表達(dá)式得以滿足 3. 5 < fl/fw < 5. 0這里Π表示所述第一透鏡組的焦距，并且fV表示在廣角端狀態(tài)中所述變焦鏡頭的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中所述負(fù)透鏡組是雙凹負(fù)透鏡和正透鏡的膠合透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中所述負(fù)透鏡組具有非球面表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中所述負(fù)透鏡組具有負(fù)透鏡并且所述負(fù)透鏡具有非 球面表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中所述負(fù)透鏡組是按照從物體的次序雙凹負(fù)透鏡 和具有面向物體的凸形表面的正彎月形透鏡的膠合透鏡，或者按照從物體的次序具有面向 圖像的凸形表面的正彎月形透鏡和雙凹負(fù)透鏡的膠合透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中所述第四透鏡組包括最靠近物體置放的正透鏡和 至少一個膠合透鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時，所述第一 透鏡組、所述第三透鏡組和所述第四透鏡組向物體側(cè)移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時，在所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離增加，在所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間 的距離減小，并且在所述第三透鏡組和所述第四透鏡組之間的距離改變。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中在廣角端狀態(tài)中在所述第三透鏡組和所述第四 透鏡組之間的空氣間隔大于在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在所述第三透鏡組和所述第四透鏡組之間的 空氣間隔。
13.一種光學(xué)設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭。
14.一種制造變焦鏡頭的方法，包括步驟按照從物體的次序，在鏡頭鏡筒中置放具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負(fù) 折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透 鏡組，并且組裝這些透鏡組，從而在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時在每一個透鏡組之 間的距離改變；和步驟通過按照從物體的次序置放具有正折射光焦度的正透鏡組和具有負(fù)折射光焦度 的負(fù)透鏡組而構(gòu)造所述第三透鏡組，并且組裝所述第三透鏡組從而使所述負(fù)透鏡組有與光 軸垂直的分量地移動，在組裝步驟中，以下表達(dá)式得以滿足2.6 < Xl |/fw < 8. 0這里Xl表示在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時所述第一透鏡組的移動距離，并且 fw表示在廣角端狀態(tài)中所述變焦鏡頭的焦距。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中以下條件表達(dá)式得以滿足0. 38 < (-f2) /f3 < 0. 50這里f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且f3表示所述第三透鏡組的焦距。
16.一種制造變焦鏡頭的方法，包括步驟按照從物體的次序置放具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負(fù)折射光焦度的 第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組，并且組 裝這些透鏡組，從而在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時在每一個透鏡組之間的距離改 變；和步驟通過按照從物體的次序置放具有正折射光焦度的正透鏡組和具有負(fù)折射光焦度 的負(fù)透鏡組而構(gòu)造所述第三透鏡組，并且組裝所述透鏡組從而使所述負(fù)透鏡組有與光軸垂 直的分量地移動，以下條件表達(dá)式得以滿足0. 38 < (-f2) /f3 < 0. 50這里f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且f3表示所述第三透鏡組的焦距。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中以下條件表達(dá)式得以滿足3.5 < fl/fw < 5. 0這里Π表示所述第一透鏡組的焦距，并且fV表示在廣角端狀態(tài)中所述變焦鏡頭的焦距。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中所述負(fù)透鏡組是雙凹負(fù)透鏡和正透 鏡的膠合透鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中所述負(fù)透鏡組具有非球面表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中所述負(fù)透鏡組具有負(fù)透鏡并且所述 負(fù)透鏡具有非球面表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中所述負(fù)透鏡組是按照從物體的次 序雙凹負(fù)透鏡和具有面向物體的凸形表面的正彎月形透鏡的膠合透鏡，或者按照從物體的 次序具有面向圖像的凸形表面的正彎月形透鏡和雙凹負(fù)透鏡的膠合透鏡。
22.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中所述第四透鏡組包括最靠近物體置 放的正透鏡和至少一個膠合透鏡。
23.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦 時，所述第一透鏡組、所述第三透鏡組和所述第四透鏡組向物體側(cè)移動。
24.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦 時，在所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離增加，在所述第二透鏡組和所述第三 透鏡組之間的距離減小，并且在所述第三透鏡組和所述第四透鏡組之間的距離改變。
25.根據(jù)權(quán)利要求14的制造變焦鏡頭的方法，其中在廣角端狀態(tài)中在所述第三透鏡組 和所述第四透鏡組之間的空氣間隔大于在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在所述第三透鏡組和所述第四透 鏡組之間的空氣間隔。
全文摘要
變焦鏡頭被配置成按照從物體的次序具有具有正折射光焦度的第一透鏡組(G1)、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組(G2)、具有正折射光焦度的第三透鏡組(G3)，和具有正折射光焦度的第四透鏡組(G4)。在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時，在每一個透鏡組之間的距離改變，第三透鏡組(G3)按照從物體的次序具有具有正折射光焦度的第三十一透鏡組(G31)(正透鏡組)和具有負(fù)折射光焦度的第三十二透鏡組(G32)(負(fù)透鏡組)，第三十二透鏡組(G32)被移動從而具有垂直于光軸的分量，并且表達(dá)式2.6＜|X1|/fw＜8.0的條件得以滿足，這里X1表示在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時第一透鏡組(G1)的移動距離，并且fw表示在廣角端狀態(tài)中變焦鏡頭的焦距。
文檔編號G03B5/00GK102089699SQ200980126899
公開日2011年6月8日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者佐藤治夫, 鈴木剛司 申請人:株式會社尼康