專利名稱：：變焦透鏡和攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及變焦透鏡(zoomlens)和攝像裝置。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，數(shù)字照相機(jī)等使用固態(tài)(solid-state)圖像傳感器的攝像裝置變得流行。隨著數(shù)字照相機(jī)變得流行，需要更高的圖像質(zhì)量。尤其是在高像素?cái)?shù)字照相機(jī)中，需要一種具有良好成像性能以滿足高像素固態(tài)圖像傳感器的攝影透鏡，尤其需要一種高倍率變焦透鏡。此外，還希望縮小尺寸。具體講，需求一種薄變焦透鏡。在日本未審查專利申請(qǐng)8-248318、2000-131610和2003-202500號(hào)公報(bào)中任一項(xiàng)所公開(kāi)的變焦透鏡中，通過(guò)在光學(xué)系統(tǒng)中插入棱鏡而促進(jìn)了光軸方向上尺寸的縮小。棱鏡使光路彎曲。
發(fā)明內(nèi)容然而，使用現(xiàn)有技術(shù)的變焦透鏡，如果透鏡的倍率增加，則物體側(cè)透鏡組(前透鏡)和棱鏡有可能變得過(guò)大。具體講，攝像裝置的厚度由棱鏡和靠近棱鏡的透鏡確定。如果前透鏡和棱鏡變大，則不利于縮小攝像裝置的厚度和尺寸。同時(shí)，如果尺寸被縮小，則像差變化增加，生產(chǎn)率下降，并且尺寸不適合于增加倍率。因此，難以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)獲得尺寸的縮小以及倍率的增加。希望的是提供能夠使尺寸縮小并使倍率增加的新型改良變焦透鏡和攝像裝置。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，提供了一種變焦透鏡，其包括第一透鏡組，所述第一透鏡組從物體側(cè)起順次包括第一透鏡、直角棱鏡和第二透鏡，所述第一透鏡是具有負(fù)屈光力的單個(gè)透鏡，所述直角棱鏡使光路彎曲，所述第二透鏡包括至少一個(gè)具有正屈光力的透鏡，所述第一透鏡組具有正屈光力；第二透鏡組，所述第二透鏡組布置在所述第一透鏡組的像面?zhèn)炔奈矬w側(cè)起順次包括第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，所述第三透鏡包括非球面并具有負(fù)屈光力，所述第四透鏡具有負(fù)屈光力，所述第五透鏡具有正屈光力，所述第六透鏡具有負(fù)屈光力，所述第二透鏡組具有負(fù)屈光力，所述第二透鏡組在變焦期間沿光軸方向移動(dòng)；第三透鏡組，所述第三透鏡組布置在所述第二透鏡組的像面?zhèn)?，所述第三透鏡組具有正屈光力；和第四透鏡組，所述第四透鏡組布置在所述第三透鏡組的像面?zhèn)?，所述第四透鏡組具有正屈光力，所述第四透鏡組在變焦期間沿所述光軸方向移動(dòng)。優(yōu)選地，可以滿足以下條件表達(dá)式(l):0.62<|fGP2/f\v|<0.7...(l)在條件表達(dá)式(l)中，fGP2是所述第二透鏡組的焦距，而ftv是變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)在廣角端的焦距。優(yōu)選地，可以滿足以下條件表達(dá)式(2):1.5<|fGl/fG2|<1.7...(2)在條件表達(dá)式(2)中，fGl是所述第一透鏡的焦距，fG2是所述第二透鏡的焦距。優(yōu)選地，可以滿足以下條件表達(dá)式(3):NdLl>1.75...(3)在條件表達(dá)式(3)中，NdLl是所述第一透鏡在d線的折射率。優(yōu)選地，可以滿足以下條件表達(dá)式(4):VdLl<35...(4)在條件表達(dá)式(4)中，VdLl是所述第一透鏡在所述d線的阿貝數(shù)。優(yōu)選地，可以滿足以下條件表達(dá)式(5):NdP>1.80...(5)在條件表達(dá)式(5)中，NdP是所述直角棱鏡在所述d線的折射率。，優(yōu)選地，所述第二透鏡的至少一個(gè)面可以是非球面。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供了一種攝像裝置，其包括變焦透鏡和攝像元件。所述變焦透鏡包括第一透鏡組，所述第一透鏡組從物體側(cè)起順次包括第一透鏡、直角棱鏡和第二透鏡，所述第一透鏡是具有負(fù)屈光力的單個(gè)透鏡，所述直角棱鏡使光路彎曲，所述第二透鏡包括至少一個(gè)具有正屈光力的透鏡，所述第一透鏡組具有正屈光力；第二透鏡組，所述第二透鏡組布置在所述第一透鏡組的像面?zhèn)炔奈矬w側(cè)起順次包括第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，所述第三透鏡包括非球面并具有負(fù)屈光力，所述第四透鏡具有負(fù)屈光力，所述第五透鏡具有正屈光力，所述第六透鏡具有負(fù)屈光力，所述第二透鏡組具有負(fù)屈光力，所述第二透鏡組在變焦期間沿光軸方向移動(dòng)；第三透鏡組，所述第三透鏡組布置在所述第二透鏡組的像面?zhèn)?，所述第三透鏡組具有正屈光力；和第四透鏡組，所述第四透鏡組布置在所述第三透鏡組的像面?zhèn)龋龅谒耐哥R組具有正屈光力，所述第四透鏡組在變焦期間沿所述光軸方向移動(dòng)。所述攝像元件具有像面，所述變焦透鏡在所述像面上形成物體圖像。使用上述構(gòu)造，能夠提供能使尺寸縮小并使倍率增加的變焦透鏡和攝像裝置。圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變焦透鏡的示意圖；圖2示出實(shí)例1的球面像差、像散和畸變的特征圖圖3示出實(shí)例1的球面像差、〗象散和畸變的特征圖圖4示出實(shí)例1的球面像差、像散和畸變的特征圖圖5是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式的變焦透鏡的示意圖；圖6示出實(shí)例2的球面像差、像散和畸變的特征圖圖7示出實(shí)例2的球面像差、像散和畸變的特征圖圖8示出實(shí)例2的球面像差、像散和畸變的特征圖圖9是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式的變焦透鏡的示意圖；圖10示出實(shí)例3的球面像差、像散和畸變的特征圖圖11示出實(shí)例3的球面像差、像散和畸變的特征圖圖12示出實(shí)例3的球面像差、像散和畸變的特征圖圖13是示出本發(fā)明的第四實(shí)施方式的變焦透鏡的示意圖；圖14示出實(shí)例4的球面像差、像散和畸變的特征圖圖15示出實(shí)例4的球面像差、像散和畸變的特征圖圖16示出實(shí)例4的球面像差、像散和畸變的特征圖圖17是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式的攝像裝置的示意圖具體實(shí)施例方式下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在說(shuō)明書(shū)和附圖中，相同標(biāo)號(hào)指代具有大致相同功能的相同組件，因此省略對(duì)那些組件的冗余描述。首先，參考圖1筒單地描述本發(fā)明的各實(shí)施方式的變焦透鏡100。如圖1所示的變焦透鏡100包括多個(gè)透鏡組，通過(guò)改變透鏡組之間的距離而執(zhí)行變焦。變焦透鏡100從物體側(cè)起順次包括具有正屈光力(refractivepower)的第一透鏡組GP1;具有負(fù)屈光力的第二透鏡組GP2;具有正屈光力的第三透鏡組GP3;具有正屈光力的第四透鏡組GP4;和具有負(fù)屈光力的第五透4竟組GP5。第一透鏡組GP1從物體側(cè)起順次包括第一透鏡G1、直角棱鏡G2和第二透鏡G3。第一透鏡G1是具有負(fù)屈光力的單個(gè)透鏡。直角棱鏡G2使光路彎曲。第二透鏡G3包括至少一個(gè)具有正屈光力的透鏡。第一透鏡組GP1具有正屈光力。第二透鏡組GP2從物體側(cè)起順次包括具有非球面和負(fù)屈光力的第三透鏡G4;具有負(fù)屈光力的第四透鏡G5;具有正屈光力的第五透鏡G6;和具有負(fù)屈光力的第六透鏡G7。第二透鏡組GP2具有負(fù)屈光力。第三透鏡組GP3包括具有正屈光力的單個(gè)透鏡即第七透鏡G8。第三透鏡組GP3具有正屈光力。第四透鏡組GP4從物體側(cè)起順次包括第八透鏡G9和第九透鏡G10。第四透鏡組GP4具有正屈光力。第五透鏡組GP5從物體側(cè)起順次包括第十透鏡G11和第十一透鏡G12。第五透鏡組GP5具有負(fù)屈光力。由于第五透鏡組GP5具有負(fù)屈光力，因此第五透鏡組GP5的尺寸能被縮小。具體講，當(dāng)通過(guò)光學(xué)圖像穩(wěn)定機(jī)構(gòu)移動(dòng)第五透鏡組GP5以使圖像穩(wěn)定時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的載荷以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所占據(jù)的空間能被最小化。在各實(shí)施方式中，雖然第五透鏡組GP5具有負(fù)屈光力，但是第五透鏡組GP5可以具有正屈光力。參考圖1,攝像元件20布置在第五透鏡組GP5的后側(cè)(非物體側(cè))。攝像元件20的物側(cè)面用作像面IMG。低通濾波器(LPF)30布置在第五透鏡組GP5和攝像元件20之間。第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4構(gòu)成變焦系統(tǒng)。通過(guò)移動(dòng)第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4來(lái)執(zhí)行變焦。圖1示出變焦透鏡位于最廣角側(cè)的狀態(tài)。通過(guò)將第二透鏡組GP2從圖1的狀態(tài)朝箭頭Al所示的方向移動(dòng)并將第四透鏡組GP4從圖1的狀態(tài)朝箭頭A2所示的方向移動(dòng)而變焦到望遠(yuǎn)個(gè)'J(telephotoside)。在第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4中，第二透鏡組GP2具有主變焦功能。此外，在任意變焦位置，通過(guò)只移動(dòng)第四透鏡組GP4而執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。這時(shí)，通過(guò)將第四透鏡組GP4朝物體側(cè)(箭頭A2)移動(dòng)而獲得在近距側(cè)的聚焦，而通過(guò)將第四透鏡組GP4朝1象面?zhèn)纫苿?dòng)而獲得在無(wú)限遠(yuǎn)側(cè)的聚焦。通過(guò)移動(dòng)第四透鏡組GP4而在例如變焦或物體距離改變的期間調(diào)節(jié)焦距和聚焦位置。如上所述，在第二透鏡組GP2的像面?zhèn)纫来尾贾镁哂姓饬Φ牡谌哥R組GP3、具有正屈光力的第四透鏡組GP4和具有負(fù)屈光力的第五透鏡組GP5。為了變焦而移動(dòng)第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4。因此，提供了小型化和高倍率的變焦透鏡。下面，詳細(xì)描述各透鏡組的構(gòu)造，尤其是第一透鏡組GP1和第二透鏡組GP2的構(gòu)造。由于具有負(fù)屈光力的單個(gè)第一透鏡Gl布置為最靠近物體側(cè)，因此第一透鏡組GP1能使用負(fù)屈光力來(lái)聚集光束。因此，緊接著布置在第一透鏡G1的攝像面?zhèn)鹊闹苯抢忡RG2的尺寸能被縮小。因此，第一透鏡組GP1的尺寸能被顯著地縮小。具體講，第一透鏡組GP1具有通過(guò)使光軸彎曲而縮小攝像裝置的厚度的功能。第一透鏡組GP1的光軸在攝像裝置的厚度方向上延伸，因此通過(guò)縮小第一透鏡組GP1的尺寸能使攝像裝置的厚度最小化。在該實(shí)施方式中，棱鏡G2由具有使光路彎曲的功能的玻璃塊形成。棱鏡G2不具有正或負(fù)屈光力?；蛘?，棱鏡G2可以具有屈光力。為縮小棱鏡G2的尺寸，第一透鏡G1優(yōu)選地具有強(qiáng)負(fù)屈光力。然而，由于第一透鏡組GP1具有正屈光力，因此容易出現(xiàn)像差(aberration)。因此，第一透鏡組GP1的透鏡的至少一個(gè)面為非球面。因此，能輕松地糾正諸如畸變(distortion)和彗差(coma)等各種像差。例如，第二透鏡G3的物側(cè)面或像面?zhèn)鹊拿婵梢詾榉荍求面。此外，第一透4竟Gl的物側(cè)面sl對(duì)物體側(cè)優(yōu)選為凸面。當(dāng)面sl對(duì)物體側(cè)為凹面時(shí)，在凹面sl生成的負(fù)畸變會(huì)因?yàn)楣馐粡澢兇蟆ｋy以通過(guò)整個(gè)透鏡系統(tǒng)來(lái)糾正畸變。由于面sl對(duì)物體側(cè)為凸面，因此光路能被逐漸彎曲，在第一透鏡G1生成的畸變被有效地糾正。第二透鏡組GP2具有強(qiáng)負(fù)屈光力，以使入射瞳(entrancepupil)位置更靠近第一透鏡組GP1。由于變焦透鏡的整個(gè)透鏡系統(tǒng)的入射瞳位置更靠近物面?zhèn)?，所以能縮小直角棱鏡G2的尺寸，并能縮小變焦透鏡在光軸方向上的厚度。當(dāng)入射瞳位置縮回像面?zhèn)葧r(shí)，則第一透鏡組GP1的尺寸增加，并且可能出現(xiàn)像差。因此，入射瞳位置優(yōu)選為盡可能最靠近物體側(cè)。具體講，在倍率提高的變焦透鏡中，入射瞳位置影響整個(gè)透鏡系統(tǒng)。當(dāng)入射瞳位置位于像面?zhèn)葧r(shí)，透鏡系統(tǒng)的尺寸可能增加，并且在變焦期間可能發(fā)生像差變化。因此，在該實(shí)施方式中，第一透鏡組GP1具有負(fù)屈光力，第二透鏡組GP2具有正屈光力。因此，入射瞳位置得以更靠近物體側(cè)。通過(guò)使整個(gè)透鏡系統(tǒng)的入射瞳位置靠近物面?zhèn)?，即使在倍率增加時(shí)也能縮小第一透鏡組GP1和棱鏡G2的尺寸，同時(shí)還能抑制變焦期間像差的變化。為增加負(fù)屈光力，第二透鏡組GP2從物體側(cè)起順次包括具有負(fù)屈光力的第三透鏡G4;具有負(fù)屈光力的第四透鏡G5;具有正屈光力的第五透鏡G6;和具有負(fù)屈光力的第六透鏡G7。使用具有負(fù)屈光力的第二透鏡組GP2的這種構(gòu)造，負(fù)屈光力未被集中在少數(shù)透鏡。負(fù)屈光力能被分配給第三透鏡G4、第四透鏡G5和第六透鏡G7。因此，能縮小像差。由于變焦期間第二透鏡組GP2被移動(dòng)，所以能使變焦期間的像差變化最小化。與第二透鏡組GP2只包括具有負(fù)屈光力的透鏡的情況相比，由于本第二透鏡組GP2具有持正屈光力的第五透鏡G6，所以能可靠地抑制像差。此外，在第二透鏡組GP2中，具有負(fù)屈光力的第三透鏡G4的物側(cè)面是非球面。因此，能抑制第二透鏡組GP2的負(fù)屈光力增加時(shí)所生成的像差。具體講，能有效地糾正第二透鏡組GP2的負(fù)屈光力增加時(shí)在廣角側(cè)生成的彗差以及在望遠(yuǎn)側(cè)生成的球面像差。能可靠地抑制因尺寸縮小而生成的像差。這里，通過(guò)在物體側(cè)布置非球面，能輕松地糾正軸外光束的像差。非球面被有效地用于有效地糾正廣角側(cè)的軸外光束的像差。此外，當(dāng)朝望遠(yuǎn)側(cè)執(zhí)行變焦時(shí)，光束經(jīng)過(guò)全部透鏡。因此，不但能糾正軸外像差，而且還能糾正軸上像差。從而，能有效地糾正球面像差。由于第三透鏡G4的物側(cè)面是非球面，所以能可靠地抑制像差的出現(xiàn)。因此，能獲得尺寸的縮小和倍率的增加。第三透鏡G4的物側(cè)面是凹面，因此，難以將凹面形成為非球面。然而，例如通過(guò)改進(jìn)玻璃材料以及改進(jìn)成型技術(shù)能實(shí)現(xiàn)將凹面形成為非球面。能通過(guò)玻璃成型法(glassmolding)形成具有非球面的第三透鏡G4。此外，在第二透鏡組GP2中，具有負(fù)屈光力的第四透鏡G5優(yōu)選為與具有正屈光力的第五透鏡G6膠合，或具有正屈光力的第五透鏡G6優(yōu)選為與具有負(fù)屈光力的第六透鏡G7膠合。因此，能有效地糾正色差(chromaticaberration)。此外，還能防止膠合的透鏡間的軸線不重合。當(dāng)透鏡膠合時(shí)，透鏡沿光軸方向的長(zhǎng)度增加。因此，能輕松地用透鏡鏡筒組裝透鏡。此外，透鏡不會(huì)相對(duì)于透鏡鏡筒傾斜。因此，能確保精度。通過(guò)單個(gè)位置接合能有效地糾正色差。為縮小第二透鏡組GP2的尺寸，不必在第二透鏡組GP2中設(shè)置兩個(gè)以上的接合面。在第三透鏡組GP3中，第三透鏡組GP3的透鏡中至少一個(gè)面優(yōu)選為非球面。具體講，位于最物體側(cè)的第七透鏡G8的至少一個(gè)面優(yōu)選為非球面。布置在孔徑光圈(aperturestop)前后側(cè)的透4t影響^求面^f象差。因此，通過(guò)將第三透鏡組GP3的布置為緊挨著孔徑光圈的物體側(cè)的那個(gè)透鏡的面布置為非球面，能輕松地糾正球面像差，并能輕松地縮小整個(gè)透鏡系統(tǒng)的尺寸。下面描述確定該實(shí)施方式的變焦透鏡100的構(gòu)造的條件表達(dá)式。該實(shí)施方式的變焦透鏡100滿足以下條件表達(dá)式(l):0.62<|fGP2/f\v|<0.7...(1)在條件表達(dá)式(l)中，fGP2是第二透鏡組GP2的焦距，而fW是整個(gè)透鏡系統(tǒng)在廣角端的焦距。條件表達(dá)式(l)確定具有負(fù)屈光力的第二透鏡組GP2的焦距與整個(gè)透鏡系統(tǒng)在廣角端的焦距的比值。也就是說(shuō)，如果lfGP2/Rvl的值在0.62以下，則第二透鏡組GP2的負(fù)屈光力變得過(guò)強(qiáng)。生成在屏幕的周緣部的彗差和球面像差。難以糾正像差。如果lfGP2/fWI的值在0.7以上，則作為變化器(variator)的第二透鏡組GP2的屈光力變?nèi)?。變焦期間第二透鏡組GP2的移動(dòng)距離增加，因此，透鏡系統(tǒng)的尺寸增加。因此，難以縮小變焦透鏡的尺寸并增加變焦透鏡的倍率。通過(guò)滿足條件表達(dá)式(l),能縮小變化器的移動(dòng)距離，同時(shí)可靠地糾正在屏幕的周緣部的彗差和球面像差。通過(guò)縮小第一透鏡組GP1的尺寸，能獲得尺寸的縮小和倍率的增加。該實(shí)施方式的變焦透鏡100優(yōu)選地滿足以下條件表達(dá)式(2):1.5<|fGl/fG2|<1.7...(2)在條件表達(dá)式(2)中，fGl是第一透鏡Gl的焦距，fG2是第二透鏡G3的焦距。條件表達(dá)式(2)確定第一透鏡組GP1中第一透鏡G1的焦距fGl與第二透鏡G3的焦距fG2的比值。也就是說(shuō)，如果lfGl/fG2l的值在1.5以下，則第一透鏡G1的負(fù)屈光力變得過(guò)強(qiáng)，物體側(cè)的第一透鏡G1的曲率變小，而光路被第一透鏡G1顯著地彎曲。因此，生成彗差和畸變，并且難以糾正像差。由于第一透鏡G1的曲率半徑變小，所以透鏡的周緣部的下垂(sag)量(圖1中的距離D)增加。這種構(gòu)造不利于縮小第一透鏡G1在光軸方向上的厚度。如果lfGl/fG2l的值在1.7以上，則第一透鏡組GP1的正屈光力變強(qiáng)。因此，出現(xiàn)球面像差，并且難以糾正像差。為進(jìn)一步促進(jìn)尺寸的縮小和倍率的增加，優(yōu)選的是滿足條件表達(dá)式(l)和(2)兩者。通過(guò)滿足條件表達(dá)式(1)和(2)，能縮小變化器的移動(dòng)距離，同時(shí)可靠地糾正球面像差和在屏幕周緣部的彗差。第一透鏡組GP1的尺寸能被縮小，因此，能獲得尺寸的縮小和倍率的增加。該實(shí)施方式的變焦透鏡100優(yōu)選地滿足以下條件表達(dá)式(3):NdLl>1.75...(3)在條件表達(dá)式(3)中，NdLl是第一透鏡Gl在d線的折射率。條件表達(dá)式(3)確定具有正屈光力的第一透鏡組GP1中的具有負(fù)屈光力的單透鏡第一透鏡G1的材料。條件表達(dá)式(3)確定第一透鏡G1引起的畸變量。第一透鏡組GP1的負(fù)屈光力依賴于第一透鏡G1。如果第一透鏡G1的折射率減小，并且NdLl的值在條件表達(dá)式(3)所確定的范圍外，則必須降低第一透鏡G1的曲率來(lái)具有負(fù)屈光力。相對(duì)于第一透鏡組GP1的必要的屈光力畸變量變得過(guò)大。因此，難以獲得尺寸的縮小和倍率的增加。通過(guò)滿足條件表達(dá)式(3),能可靠地抑制畸變。該實(shí)施方式的變焦透鏡100優(yōu)選地滿足以下條件表達(dá)式(4):VdLl<35...(4)在條件表達(dá)式(4)中，VdLl是第一透鏡Gl的阿貝數(shù)(Abbenumber)。條件表達(dá)式(4)確定具有正屈光力的第一透鏡組GP1中的具有負(fù)屈光力的單透鏡第一透鏡G1引起的色差的量。也就是說(shuō)，如果VdLl的值在條件表達(dá)式(4)所確定的范圍外，則具有正屈光力的第一透鏡組GP1內(nèi)的色差的量增加。難以糾正作為整個(gè)透鏡系統(tǒng)的色差。通過(guò)滿足條件表達(dá)式(4),能可靠地抑制色差。條件表達(dá)式(3)和(4)抑制因第一透鏡組GP1的負(fù)屈光力增加而發(fā)生的像差。為糾正像差，優(yōu)選的是滿足條件表達(dá)式(3)和(4)兩者。該實(shí)施方式的變焦透鏡100優(yōu)選地滿足以下條件表達(dá)式(5):NdP>1.80...(5)在條件表達(dá)式(5)中，NdP是直角棱鏡在d線的折射率。條件表達(dá)式(5)確定棱鏡G2的折射率。如果NdP值在1.8以下，則光路長(zhǎng)度未被縮短，因此，棱鏡G2的尺寸增加。通過(guò)滿足條件表達(dá)式(5)以及增加棱鏡G2的折射率，能獲得尺寸的縮小和倍率的增加。關(guān)于變焦調(diào)節(jié)和焦點(diǎn)調(diào)節(jié)期間的各透鏡組的移動(dòng)，第一透鏡組GP1優(yōu)選為在變焦期間相對(duì)于像面固定。由于第一透鏡組GP1中用于使光路彎曲的直角棱鏡的重量相對(duì)較大，所以在移動(dòng)第一透鏡組GP1時(shí)施加載荷到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于第一透鏡組GP1的光軸在攝像裝置的厚度方向上延伸，所以驅(qū)動(dòng)第一透鏡組GP1的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)引起攝像裝置的厚度增加。因此，第一透鏡組GP1優(yōu)選為相對(duì)于像面固定。第一實(shí)施方式下面，參考具體實(shí)例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的各實(shí)施方式的變焦透鏡100。參考圖1描述了第一實(shí)施方式的變焦透鏡100。第一實(shí)施方式的變焦透鏡IOO從物體側(cè)起順次包括具有正屈光力的第一透鏡組GP1;具有負(fù)屈光力的第二透鏡組GP2;具有正屈光力的第三透鏡組GP3;具有正屈光力的第四透鏡組GP4;和具有負(fù)屈光力的第五透鏡組GP5。第一透鏡組GP1包括負(fù)透鏡G1;用于使光軸彎曲90度的直角棱鏡G2;和在兩面具有非球面的正透鏡G3。第二透鏡組GP2包括負(fù)透鏡G4;負(fù)透鏡G5和正透鏡G6的膠合透鏡；和負(fù)透鏡G7。第三透鏡組GP3包括在兩面具有非球面的正透鏡G8。第四透鏡組GP4包括正透鏡G9和負(fù)透鏡G10的膠合透鏡。正透鏡G9具有物體側(cè)非球面。第五透鏡組GP5包括負(fù)透鏡Gll和正透鏡G12。當(dāng)透鏡位置從廣角端變到望遠(yuǎn)端時(shí)，第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4沿箭頭Al和A2所示的方向移動(dòng)。實(shí)例1表1示出第一實(shí)施方式的變焦透鏡100的具體構(gòu)造的實(shí)例1的數(shù)值。在本說(shuō)明書(shū)中，"Si"表示/人物體側(cè)的第i個(gè)面，"di"表示乂人物體側(cè)的第i個(gè)面與第(i+l)個(gè)面之間的軸向面間隔，"ni"表示具有從物體側(cè)的第i個(gè)面的介質(zhì)在d線的折射率，而"vi"是具有從物體側(cè)的第i個(gè)面的介質(zhì)的阿貝數(shù)。此外，"無(wú)限遠(yuǎn)"表示平面，而"ASP"表示非球面。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在第一實(shí)施方式的變焦透鏡中，當(dāng)焦點(diǎn)位置改變時(shí)，第一透鏡組GP1與第二透鏡組GP2之間的軸向面間隔(空氣間隔)d6、第二透鏡組GP2與第三透鏡組GP3之間的軸向面間隔(空氣間隔)d13、孔徑光圈IR與第四透鏡組GP4之間的軸向面間隔(空氣間隔)d16以及第四透鏡組GP4與第五透鏡組GP5之間的軸向面間隔(空氣間隔)dl9是變量。表2示出在廣角端、中間焦點(diǎn)位置和望遠(yuǎn)端的軸向面間隔(空氣間隔)；F值Fno;半視角00。參考符號(hào)f表示整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距c表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>在第一實(shí)施方式中，第二透鏡G3的兩個(gè)面s5和s6、第七透鏡G8的兩個(gè)面sl4和sl5以及第八透鏡G9的物側(cè)面sl7是非球面。表3示出數(shù)值實(shí)例1的面的圓錐常數(shù)(conicconstants)K以及第4、第6、第8和第10級(jí)次的非球面系數(shù)A、B、C和D。在本說(shuō)明書(shū)中，非球面形狀由以下表達(dá)式(6)確定1+{1-(+yt)*y2*c2}1/2十W嚇(6)其中，x是在光軸方向上距透鏡面的頂點(diǎn)的距離，y是在垂直于光軸的方向上的高度，c是在透鏡頂點(diǎn)的近軸曲率(paraxialcurvature)，K是圓錐常數(shù)，Ai是第i個(gè)級(jí)次的非球面系數(shù)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>圖2-4是示出實(shí)例1的球面像差、像散(astigmatism)和畸變的特征圖。在球面像差中，縱軸表示對(duì)開(kāi)放F值的比值，而橫軸表示散焦(defocus)。實(shí)線表示在d線的球面像差，虛線表示在g線的球面像差，而點(diǎn)劃線表示在C線的球面像差。在像散中，縱軸表示像高，而橫軸表示焦點(diǎn)(focus)。實(shí)線表示弧矢場(chǎng)曲率(sagittalfieldcurvature)S，而虛線表示子午場(chǎng)曲率(meridionalfieldcurvature)M。在畸變中，縱軸表示4象高，而橫軸表示畸變率(％)。第二實(shí)施方式圖5是示出第二實(shí)施方式的變焦透鏡100的示意圖。第二實(shí)施方式的變焦透鏡100從物體側(cè)起順次包括具有正屈光力的第一透鏡組GP1;具有負(fù)屈光力的第二透鏡組GP2;具有正屈光力的第三透鏡組GP3;具有正屈光力的第四透鏡組GP4;和具有負(fù)屈光力的第五透鏡組GP5。第一透鏡組GP1包括負(fù)透鏡G1;用于使光軸彎曲90度的直角棱鏡G2;和在兩面具有非球面的正透4竟G3。第二透鏡組GP2包括負(fù)透4竟G4;負(fù)透鏡G5和正透鏡G6的膠合透鏡；和負(fù)透鏡G7。第三透鏡組GP3包括在兩面具有非球面的正透鏡G8。第四透鏡組GP4包括正透鏡G9和負(fù)透鏡G10的膠合透鏡。正透鏡G9具有物體側(cè)非球面。第五透鏡組GP5包括負(fù)透鏡Gll和正透鏡G12。當(dāng)透鏡位置從廣角端變到望遠(yuǎn)端時(shí)，第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4沿箭頭Al和A2所示的方向移動(dòng)。實(shí)例2表4示出第二實(shí)施方式的變焦透鏡100的具體構(gòu)造的實(shí)例2的數(shù)值。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在第二實(shí)施方式的變焦透鏡中，當(dāng)焦點(diǎn)位置改變時(shí)，第一透鏡組GP1與第二透鏡組GP2之間的軸向面間隔(空氣間隔)d6、第二透鏡組GP2與第三透鏡組GP3之間的軸向面間隔(空氣間隔)d13、孔徑光圈IR與第四透鏡組GP4之間的軸向面間隔(空氣間隔)d16以及第四透鏡組GP4與第五透鏡組GP5之間的軸向面間隔(空氣間隔)d19是變量。表5示出在廣角端、中間焦點(diǎn)位置和望遠(yuǎn)端的軸向面間隔(空氣間隔)；F值Fno;半視角0)。參考符號(hào)f表示整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在第二實(shí)施方式中，第二透鏡G3的兩個(gè)面s5和s6、第三透鏡G4的兩個(gè)面s7和s8、第七透4竟G8的兩個(gè)面s14和s15以及第八透4竟G9的物側(cè)面sl7是非球面。表6示出實(shí)例2的面的圓錐常數(shù)K以及第4、第6、第8和第IO級(jí)次的非球面系數(shù)A、B、C和D。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>圖6-8是示出實(shí)例2的球面像差、像散和畸變的特征圖。在球面像差中，縱軸表示對(duì)開(kāi)放F值的比值，而橫軸表示散焦。實(shí)線表示在d線的球面像差，虛線表示在g線的球面像差，而點(diǎn)劃線表示在C線的球面像差。在像散中，縱軸表示像高，而橫軸表示焦點(diǎn)。實(shí)線表示弧矢場(chǎng)曲率S,而虛線表示子午場(chǎng)曲率M。在畸變中，縱軸表示像高，而橫軸表示畸變率(％)。第三實(shí)施方式圖9是示出第三實(shí)施方式的變焦透鏡100的示意圖。第三實(shí)施方式的變焦透鏡100從物體側(cè)起順次包括具有正屈光力的第一透鏡組GP1;具有負(fù)屈光力的第二透鏡組GP2;具有正屈光力的第三透鏡組GP3;具有正屈光力的第四透鏡組GP4;和具有負(fù)屈光力的第五透鏡組GP5。第一透鏡組GP1包括在像面?zhèn)染哂蟹乔蛎娴呢?fù)透鏡G1;用于使光軸彎曲90度的直角棱鏡G2;和在兩面具有非球面的正透鏡G3。第二透鏡組GP2包括負(fù)透鏡G4;負(fù)透鏡G5和正透鏡G6的膠合透鏡；和負(fù)透鏡G7。第三透鏡組GP3包括在兩面具有非球面的正透鏡G8。第四透鏡組GP4包括正透鏡G9和負(fù)透鏡G10的膠合透鏡。正透鏡G9具有物體側(cè)非球面。第五透鏡組GP5包括負(fù)透鏡Gll和正透鏡G12。'當(dāng)透鏡位置從廣角端變到望遠(yuǎn)端時(shí)，第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4沿箭頭Al和A2所示的方向移動(dòng)。實(shí)例3表7示出第三實(shí)施方式的變焦透鏡100的具體構(gòu)造的實(shí)例3的數(shù)值。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>在第三實(shí)施方式的變焦透鏡中，當(dāng)焦點(diǎn)位置改變時(shí)，第一透鏡組GP1與第二透鏡組GP2之間的軸向面間隔(空氣間隔)d6、第二透鏡組GP2與第三透鏡組GP3之間的軸向面間隔(空氣間隔)d13、孔徑光圈IR與第四透鏡組GP4之間的軸向面間隔(空氣間隔)d16以及第四透鏡組GP4與第五透鏡組GP5之間的軸向面間隔(空氣間隔)dl9是變量。表8示出在廣角端、中間焦點(diǎn)位置和望遠(yuǎn)端的軸向面間隔(空氣間隔)；F值Fno;半視角co。參考符號(hào)f表示整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>在第三實(shí)施方式中，第一透鏡G1的像側(cè)面s2、第二透鏡G3的兩個(gè)面s5和s6、第三透鏡G4的兩個(gè)面s7和s8、第七透鏡G8的兩個(gè)面s14和s15以及第八透鏡G9的物側(cè)面sl7是非球面。表9示出實(shí)例3的面的圓錐常數(shù)K以及第4、第6、第8和第IO級(jí)次的非球面系數(shù)A、B、C和D。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>圖10-12是示出實(shí)例3的球面像差、像散和畸變的特征圖。在球面像差中，縱軸表示對(duì)開(kāi)放F值的比值，而橫軸表示散焦。實(shí)線表示在d線的球面像差，虛線表示在g線的球面像差，而點(diǎn)劃線表示在C線的球面像差。在像散中，縱軸表示像高，而橫軸表示焦點(diǎn)。實(shí)線表示弧矢場(chǎng)曲率S,而虛線表示子午場(chǎng)曲率M。在畸變中，縱軸表示像高，而橫軸表示畸變率(％)。第四實(shí)施方式圖13是示出第四實(shí)施方式的變焦透鏡100的示意圖。第四實(shí)施方式的變焦透鏡100從物體側(cè)起順次包括具有正屈光力的第一透鏡組GP1;具有負(fù)屈光力的第二透鏡組GP2;具有正屈光力的第三透鏡組GP3;具有正屈光力的第四透鏡組GP4;和具有負(fù)屈光力的第五透鏡組GP5。第一透鏡組GP1包括在像面?zhèn)染哂蟹乔蛎娴呢?fù)透鏡G1;用于使光軸彎曲90度的直角棱鏡G2;和在兩面具有非球面的正透鏡G3。第二透鏡組GP2包括負(fù)透鏡G4;負(fù)透鏡G5和正透鏡G6的膠合透鏡；和負(fù)透鏡G7。第三透鏡組GP3包括在兩面具有非球面的正透鏡G8。第四透鏡組GP4包括正透鏡G9和負(fù)透鏡G10的膠合透鏡。正透鏡G9具有物體側(cè)非球面。第五透鏡組GP5包括負(fù)透鏡Gll和正透鏡G12。當(dāng)透鏡位置從廣角端變到望遠(yuǎn)端時(shí)，第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4沿箭頭Al和A2所示的方向移動(dòng)。實(shí)例4表10示出第四實(shí)施方式的變焦透鏡100的具體構(gòu)造的實(shí)例4的數(shù)值。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>在第四實(shí)施方式的變焦透鏡中，當(dāng)焦點(diǎn)位置改變時(shí)，第一透鏡組GPl與第二透鏡組GP2之間的軸向面間隔(空氣間隔)d6、第二透鏡組GP2與第三透鏡組GP3之間的軸向面間隔(空氣間隔)d13、孔徑光圈IR與第四透鏡組GP4之間的軸向面間隔(空氣間隔)d16以及第四透鏡組GP4與第五透鏡組GP5之間的軸向面間隔廣角端、中間焦點(diǎn)位置和望遠(yuǎn)端的軸向面間隔(空氣間隔)；F值Fno;半視角co。參考符號(hào)f表示整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距。表11<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>在第四實(shí)施方式中，第二透鏡G3的兩個(gè)面s5和s6、第三透鏡G4的兩個(gè)面s7和s8、第七透鏡G8的兩個(gè)面s14和s15以及第八透鏡G9的物側(cè)面sl7是非球面。表12示出實(shí)例4的面的圓錐常數(shù)K以及第4、第6、第8和第IO級(jí)次的非球面系數(shù)A、B、C和D。表12<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>圖14-16是示出實(shí)例4的球面像差、像散和畸變的特征圖。在球面像差中，縱軸表示對(duì)開(kāi)放F值的比值，而橫軸表示散焦。實(shí)線表示在d線的球面像差，虛線表示在g線的球面像差，而點(diǎn)劃線表示在C線的球面像差。在像散中，縱軸表示像高，而橫軸表示焦點(diǎn)。實(shí)線表示弧矢場(chǎng)曲率S,而虛線表示子午場(chǎng)曲率M。在畸變中，縱軸表示像高，而橫軸表示畸變率(。/。)。表13示出對(duì)于上述各實(shí)施方式的實(shí)例1-4的條件表達(dá)式(l)-(5)的IfGP2/fw卜1fGl/fG2卜NdLl、VdLl和NdP的值。表13<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>如上所述，參考上述各表和像差圖使用各實(shí)施方式的實(shí)例1-4，提供了小型化和高倍率的變焦透鏡100,同時(shí)以平衡方式糾正了各種像差。下面描述本發(fā)明的一實(shí)施方式的攝像裝置200。圖17是示出攝像裝置200構(gòu)造的示意圖。攝像裝置200包括根據(jù)上述實(shí)施方式中任一者的變焦透鏡100;將變焦透鏡IOO在攝像面上形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)化成電子信號(hào)的攝像元件20。攝像元件20可以使用諸如電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)等光電轉(zhuǎn)換元件。由攝像元件20形成的電子信號(hào)被輸入圖像分離電路22。通過(guò)圖像分離電路22將焦點(diǎn)控制信號(hào)從電子信號(hào)分離。焦點(diǎn)控制信號(hào)被輸出到控制電路(CPU)10。將圖像信號(hào)從圖像分離電路22輸出到圖像處理電路24。輸出到圖像處理電路24的信號(hào)被加工成適合于后續(xù)處理的狀態(tài)。處理過(guò)的信號(hào)被用于顯示在顯示裝置上；記錄到記錄媒體上；通過(guò)通信裝置傳送等等?？刂齐娐?0從外部(例如對(duì)變焦按鈕的操作)接收操作信號(hào)。根據(jù)操作信號(hào)而執(zhí)行各種處理。例如，當(dāng)從變焦按鈕輸入變焦指令時(shí)，為獲得基于該指令的焦距，則經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路12和16操作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)14和18,以將第二透鏡組GP2和第四透鏡組GP4移動(dòng)預(yù)定位置。第二透鏡組GP2的位置信息以及第四透鏡組GP4的位置信息通過(guò)傳感器26和28獲得，并^ML輸入到控制電路10?；趶膫鞲衅?6和28輸入的位置信息，控制電路10將用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)14和18的指令信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)電路12和16。控制電路10基于從圖像分離電路22輸出的信號(hào)斥企測(cè)出聚焦?fàn)顟B(tài)(對(duì)焦?fàn)顟B(tài))?？刂齐娐?0將第四透鏡組GP4的位置控制到某一位置，以便能經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電路7獲得最佳的聚焦?fàn)顟B(tài)。當(dāng)攝像裝置200使用根據(jù)上述各實(shí)施方式中任一者的變焦透鏡100時(shí)，攝像裝置200的尺寸和厚度能被縮小，并能執(zhí)行高倍率攝像。攝像裝置200的具體產(chǎn)品可以是各種形式的產(chǎn)品。例如，攝像裝置200可以應(yīng)用于數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)或諸如帶有相機(jī)的移動(dòng)式電話或帶有相機(jī)的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等數(shù)字輸入/輸出裝置的相機(jī)部。本申請(qǐng)包含2008年3月24日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP2008-075927涉及的主題，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入此文。雖然上面參考附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解，在權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求及其它因素做出多種修改、組合、子組合和變更。權(quán)利要求1、一種變焦透鏡，包括第一透鏡組，所述第一透鏡組從物體側(cè)起順次包括第一透鏡、直角棱鏡和第二透鏡，所述第一透鏡是具有負(fù)屈光力的單個(gè)透鏡，所述直角棱鏡使光路彎曲，所述第二透鏡包括至少一個(gè)具有正屈光力的透鏡，所述第一透鏡組具有正屈光力；第二透鏡組，所述第二透鏡組布置在所述第一透鏡組的像面?zhèn)炔奈矬w側(cè)起順次包括第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，所述第三透鏡包括非球面并具有負(fù)屈光力，所述第四透鏡具有負(fù)屈光力，所述第五透鏡具有正屈光力，所述第六透鏡具有負(fù)屈光力，所述第二透鏡組具有負(fù)屈光力，所述第二透鏡組在變焦期間沿光軸方向移動(dòng)；第三透鏡組，所述第三透鏡組布置在所述第二透鏡組的像面?zhèn)?，所述第三透鏡組具有正屈光力；和第四透鏡組，所述第四透鏡組布置在所述第三透鏡組的像面?zhèn)?，所述第四透鏡組具有正屈光力，所述第四透鏡組在變焦期間沿所述光軸方向移動(dòng)。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(dá)式(l):0.62<|fGP2/fw|<0.7在條件表達(dá)式(l)中，fGP2是所述第二透鏡組的焦距，而fw是所述變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)在廣角端的焦距。3、如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式(2):1.5<|fGl/fG2|<1.7...(2)在條件表達(dá)式(2)中，fGl是所述第一透鏡的焦距，fG2是所述第二透鏡的焦距。4、如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式(3):NdLl>1.75…(3)在條件表達(dá)式(3)中，NdLl是所述第一透鏡在d線的折射率。5、如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式(4):VdLl<35...(4)在條件表達(dá)式(4)中，VdLl是所述第一透鏡在所述d線的阿貝數(shù)。6、如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式(5):NdP>1.80...(5)在條件表達(dá)式(5)中，NdP是所述直角棱鏡在所述d線的折射率。7、如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述第二透鏡的至少一個(gè)面是非球面。8、一種攝像裝置，包括變焦透鏡，所述變焦透鏡包括第一透鏡組，所述第一透鏡組從物體側(cè)起順次包括第一透鏡、直角棱鏡和第二透鏡，所述第一透鏡是具有負(fù)屈光力的單個(gè)透鏡，所述直角棱鏡使光路彎曲，所述第二透鏡包括至少一個(gè)具有正屈光力的透鏡，所述第一透鏡組具有正屈光力，第二透鏡組，所述第二透鏡組布置在所述第一透鏡組的像面?zhèn)炔奈矬w側(cè)起順次包括第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，所述第三透鏡包括非球面并具有負(fù)屈光力，所述第四透鏡具有負(fù)屈光力，所述第五透鏡具有正屈光力，所述第六透鏡具有負(fù)屈光力，所述第二透鏡組具有負(fù)屈光力，所述第二透鏡組在變焦期間沿光軸方向移動(dòng)，第三透鏡組，所述第三透鏡組布置在所述第二透鏡組的像面?zhèn)?，所述第三透鏡組具有正屈光力，以及第四透鏡組，所述第四透鏡組布置在所述第三透鏡組的像面?zhèn)?，所述第四透鏡組具有正屈光力，所述第四透鏡組在變焦期間沿所述光軸方向移動(dòng)；禾口攝像元件，所述攝像元件具有像面，所述變焦透鏡在所述像面上形成物體圖像。全文摘要一種變焦透鏡，從物體側(cè)起順次包括第一到第四透鏡組，并具有正、負(fù)、正和正屈光力。所述第一透鏡組從物體側(cè)起順次包括具有負(fù)屈光力的單個(gè)第一透鏡；使光路彎曲的直角棱鏡；和包括至少一個(gè)具有正屈光力的透鏡的第二透鏡。所述第二透鏡組從物體側(cè)起順次包括包括非球面并具有負(fù)屈光力的第三透鏡；具有負(fù)屈光力的第四透鏡；具有正屈光力的第五透鏡；和具有負(fù)屈光力的第六透鏡。所述第二和第四透鏡組在變焦期間沿光軸方向移動(dòng)。文檔編號(hào)H04N5/225GK101546029SQ20091012825公開(kāi)日2009年9月30日申請(qǐng)日期2009年3月24日優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日發(fā)明者藤原克哉申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社