CN100578285C - 变焦透镜及摄像装置 - Google Patents

变焦透镜及摄像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100578285C
CN100578285C CN200580037645A CN200580037645A CN100578285C CN 100578285 C CN100578285 C CN 100578285C CN 200580037645 A CN200580037645 A CN 200580037645A CN 200580037645 A CN200580037645 A CN 200580037645A CN 100578285 C CN100578285 C CN 100578285C
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
group
lens combination
positive
part group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200580037645A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101052911A (zh
Inventor
大竹基之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN101052911A publication Critical patent/CN101052911A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100578285C publication Critical patent/CN100578285C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1435—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative
    • G02B15/143507—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative arranged -++
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1441—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive
    • G02B15/144113—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being positive arranged +-++
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/145—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
    • G02B15/1451—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
    • G02B15/145129—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged +-+++
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G02B15/173—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses arranged +-+
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Abstract

本发明提供了一种变焦透镜及摄像装置，包括位于孔径光阑附近由两个部分组构成的透镜组，通过移动该部分组的一个进行像移动，避免了包含移动组的透镜组的大型化，并且，在避免大型化的基础上，还可以充分确保两个部分组之间的间距，从而减缓对光轴倾斜的敏感度，能够充分确保性能。

Description

变焦透镜及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种新颖的变焦透镜以及摄像装置。具体来说，涉及适用于通过摄像机和数码照相机等的摄像元件而感光的照相机、并适用于防抖校正的变焦透镜，以及使用该变焦透镜的摄像装置。
背景技术
目前，公知的记录方法为：通过利用CCD(Charge CoupledDevice：电荷耦合器件)和CMOS(Complementary Metal-OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)等光电变换元件作为照相机的记录单元的摄像元件，将形成在摄像元件面上的被拍摄物体像在经各光电变换元件把被拍摄物体像的光强变换成电输出后进行记录。
随着近年的精加工技术的技术进步，实现了中央运算处理装置(CPU)的高速化和存储介质的高集成化，从而可以高速处理以前无法处理的大容量的图像数据。而且，感光元件也实现了高集成化和小型化，通过其高集成化能够记录更高的空间频率，通过其小型化实现了照相机整体的小型化。此外，为了能应用于广泛的摄影状况中，提高对变焦透镜的要求，特别是对具有高变焦比的要求进一步提高。
但是，在具有高变焦比的光学系统中，由于望远端的视角比较狭窄，因此即使有微小的手抖，像也会发生大幅抖动。为此，特别是在具有高变焦比的摄像机中，为校正手抖而移动感光元件取像范围所谓的电子防抖校正系统为人们所公知。
此外，以往使构成透镜系统的一部分透镜组沿与光轴大致垂直的方向移动，从而校正像位置移动造成的光学性能劣化的所谓光学防抖校正系统也为人们所公知。
光学防抖校正系统，例如在释放快门时发生手抖的情况下，通过将检测图像抖动的检测系统、依据检测系统输出的信号给出透镜位置的校正量的控制系统以及依据控制系统输出的信号来移动规定的透镜的驱动系统组合起来，由此发挥光学防抖校正系统的功能。
在所述光学防抖校正系统中，可以根据由驱动系统确定的透镜的移动来移动像位置，以此校正伴随照相机抖动产生的像抖动。
作为这一类光学防抖校正系统，例如，在特开2002-244037号公报，特开2003-228001号公报，特开2003-295057号公报中都有所阐述并为人们所公知。
特开2002-244037号公报所示的变焦透镜中，设置在孔径光阑的像侧的第三透镜组由负组及正组构成，通过所述正组透镜的移动来移动成像。
特开2003-228001号公报所示的变焦透镜中，设置在孔径光阑的像侧的第三透镜组由正组及负组构成，通过所述正组透镜的移动来移动成像。
特开2003-295057号公报所示的变焦透镜中，通过第三透镜组整体的移动来移动成像。
但是，如专利文献3所示的变焦透镜，当整体移动第三透镜组时，由于需要对变倍时以及移动时产生的轴外像差进行良好的校正，使构成第三透镜组的透镜数增多，存在难以轻型化及小型化的问题。
此外，以往使构成透镜系统的一部分透镜组沿与光轴大致垂直的方向移动，从而校正像位置移动造成的光学性能劣化的所谓光学防抖校正系统也为人们所公知。
光学防抖校正系统，例如在释放快门时发生手抖的情况下，通过将检测图像抖动的检测系统、依据检测系统输出的信号给出透镜位置的校正量的控制系统以及依据控制系统输出的信号来移动规定的透镜的驱动系统组合起来，由此发挥光学防抖校正系统的功能。
在所述光学防抖校正系统中，可以根据由驱动系统确定的透镜的移动来移动像位置，以此校正伴随照相机抖动产生的像抖动。
作为这一类光学防抖校正系统，例如，在特开2002-244037号公报，特开2003-228001号公报，特开2003-295057号公报中都有所阐述并为人们所公知。
特开2002-244037号公报所示的变焦透镜中，设置在孔径光阑的像侧的第三透镜组由负组及正组构成，通过所述正组透镜的移动来移动成像。
特开2003-228001号公报所示的变焦透镜中，设置在孔径光阑的像侧的第三透镜组由正组及负组构成，通过所述正组透镜的移动来移动成像。
特开2003-295057号公报所示的变焦透镜中，通过第三透镜组整体的移动来移动成像。
但是，如专利文献3所示的变焦透镜，当整体移动第三透镜组时，由于需要对变倍时以及移动时产生的轴外像差进行良好的校正，使构成第三透镜组的透镜数增多，存在难以轻型化及小型化的问题。
镜组和所述正透镜组，从而减小所述负透镜组及所述移动透镜组之间的间距，使所述移动透镜组与所述正透镜组之间的距离发生变化。所述移动透镜组由至少两个部分组构成，在两个部分组之间设置孔径光阑，通过将任意一个部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，使像移动成为可能。Ds是位于物体侧的部分组中最靠近像侧的透镜面同位于像侧的部分组中最靠近物体侧的透镜面之间的轴向间距，ft是望远端状态下整个透镜系统的焦距，满足条件式：(1)Ds/ft＞0.1。
由此，在本发明中，构成移动透镜组的两个部分组之间距设置有孔径光阑，具有足够的间距。
附图说明
图1是表示本发明变焦透镜的第一实施方式的折射力配置和在变倍时各透镜组是否可动的图；
图2是表示本发明变焦透镜的第二实施方式的折射力配置和在变倍时各透镜组是否可动的图；
图3是表示本发明变焦透镜的第三实施方式的折射力配置和在变倍时各透镜组是否可动的图；
图4是表示将同第三实施方式相关的变焦透镜更加具体化的第一实施例的透镜的结构图；
图5同图6至图10共同表示第一实施例中适用的具体数值的数值实施例1的各种像差图，本图5是表示在广角端状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图6是表示在中间焦距状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图7是表示在望远端状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图8是表示在广角端状态下的横向像差的图；
图9是表示在中间焦距状态下的横向像差的图；
图10是表示在望远端状态下的横向像差的图；
图11是将同第三实施方式相关的变焦透镜更加具体化的第二实施例的透镜的结构图；
图12同图13至图17共同表示第二实施例中适用的具体数值的数值实施例2的各种像差图，本图12是表示在广角端状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图13是表示在中间焦距状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图14是表示在望远端状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图15是表示在广角端状态下的横向像差的图；
图16是表示在中间焦距状态下的横向像差的图；
图17是表示在望远端状态下的横向像差的图；
图18是将同第三实施方式相关的变焦透镜更加具体化的第三实施例的透镜的结构图；
图19同图20至图24共同表示第三实施例中适用的具体数值的数值实施例3的各种像差图，本图19是表示在广角端状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图20是表示在中间焦距状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图21是表示在望远端状态下的球面像差、像散像差、畸变像差以及彗形像差的图；
图22是表示在广角端状态下的横向像差的图；
图23是表示在中间焦距状态下的横向像差的图；
图24是表示在望远端状态下的横向像差的图；以及
图25是表示本发明的摄像装置的实施方式的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的变焦透镜及摄像装置的优选实施方式进行说明。
首先，对本发明的变焦透镜进行说明。
本发明变焦透镜包括至少三个透镜组，即、从物体侧依次配置有：具有负折射力的负透镜组，移动透镜组以及具有正折射力的正透镜组。当透镜位置从广角端状态改变至望远端状态时，至少移动所述负透镜组和所述正透镜组，从而减小所述负透镜组和所述移动透镜组之间的间距，使所述移动透镜组与所述正透镜组之间的间距发生变化。
所述移动透镜组由至少两个部分组构成，在两个部分组之间设置孔径光阑，通过将任意一个部分组(以下称“移动部分组”)沿与光轴大致垂直的方向移动，使像移动成为可能，并满足以下条件式(1)：
(1)Ds/ft＞0.1
其中，Ds是位于物体侧的部分组中最靠近像侧的透镜面同位于像侧的部分组中最靠近物体侧的透镜面之间的轴向间距；ft是望远端状态下整个透镜系统的焦距。
在本发明的变焦透镜中，孔径光阑的位置十分重要。
根据以往技术，孔径光阑被配置在第三透镜组的物体侧。而在本发明的变焦透镜中，将孔径光阑配置在构成移动透镜组的两个部分组之间，可以增大两个部分组之间的距离，并由此缓解构成移动透镜组的两个部分组的折射力。通过减缓各部分组的折射力，从而对移动移动部分组时产生的视角变化起到抑制作用。
在以往技术中，孔径光阑是必备的，多将其配置在第二透镜组及第三透镜组之间，会空出供配置孔径光阑的足够的空间。因此，孔径光阑的位置改变并不会使光学系统大型化。
在此，关于在构成移动透镜组的两个部分组之间设置孔径光阑，从而减弱各部分组折射力这一点，通过折射力配置进行说明。
设配置在孔径光阑的物体侧的部分群的折射力为φ3n，配置在孔径光阑的像侧的部分群的折射力为φ3p，主点间距为d。则移动透镜组的折射力φ3可以用以下公式表示：
φ3＝φ3n+φ3p-φ3n·φ3p·d。
假设物体侧的部分组具有负折射力，而像侧的部分组具有正折射力，则此时φ3n＜0，而φ3p＞0，移动透镜组的折射力φ3中的(φ3n+φ3p)部分互相抵消，从而使φ3n·φ3p·d成为重要部分。
在本发明的变焦透镜中，通过将孔径光阑设置在构成移动透镜组的两个部分组之间，增大两个部分组的间距，并增大所述φ3n·φ3p·d中的主点间距d，从而使减缓两个部分组的折射力φ3n、φ3p成为可能。
根据上述构成，本发明提供的变焦透镜既小型化，又可以在移动构成移动透镜组的两个部分组(移动部分组)中的任意一个时，抑制其引起的图像劣化。此外，还可以缓解对两个部分组的光轴倾斜的敏感度，便于生产。
本发明的变焦透镜，需满足下列条件式(1)：
(1)Ds/ft＞0.1
其中，Ds是位于物体侧的部分组中最靠近像侧的透镜面同位于像侧的部分组中最靠近物体侧的透镜面之间的轴向间距，ft是望远端状态下整个透镜系统的焦距。
所述的条件式(1)是规定形成于构成移动透镜组的两个部分组之间的距离的条件式。当低于条件式中所限的最小值时，由于构成移动透镜组的像侧的部分组的折射力会变得过强，从而使移动该像侧的部分组时的视角变化增大。
此外，若构成移动透镜组的两个部分组之间的距离过大，则会使镜头系统整体大型化，因此优选条件式(1)的上限值为0.3。
在本发明的变焦透镜中，为了更好地对移动移动部分组时图像周边部分产生的彗形像差进行校正，优选满足以下的条件式(2)：
(2)D3p/f3p＜0.35
其中，D3p是从孔径光阑至位于像侧的部分组中最靠近像侧的透镜面的距离，f3p是位于像侧的部分组的焦距。
所述条件式(2)是为了对位于像侧的部分组的最靠近像侧的透镜面产生的彗形像差进行良好校正的条件式。
当D3p/f3p超出条件式(2)的上限值时，在位于像侧的部分组中最靠近像侧的透镜面上，轴外光束强烈折射，导致对图像周边部分的彗形像差校正不足，特别是当位于像侧的部分组移动时，由该透镜面造成的轴外光束的折射作用增大，从而很难对移动时产生的性能劣化进行良好校正。
在本发明的变焦透镜中，为满足条件式(2)，并更好地对位于像侧的部分组移动时产生的彗形像差的变动进行校正，优选满足下列条件式(3)。
(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2
其中，设D3s为由孔径光阑至位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的轴向间距，设R3p为位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径。
所述条件式(3)为规定位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径的条件式，其目的在于更好地对移动位于像侧的部分组时产生的像面弯曲的变化，即彗形像差的校正状态的变化进行校正。
当D3s/R3p超出条件式(3)的上限值时，移动位于像侧的部分组，则彗形像差的斜度发生变化，图像边缘部分的最佳像面位置相对于图像中心部分的最佳像面位置发生散焦，导致图像的焦移。由此，手抖校正时会发生离焦，难以更好地校正其光学性能。
当D3s/R3p低于表达式(3)的下限值时，由于位于像侧的部分组的物体侧透镜面无法起到校正像差的作用，因此移动位于像侧的部分组时图像中心部产生的离心彗形像差会增大。
图1是用折射力分配图表示同第一实施方式相关的三组结构的本发明的变焦透镜1的概要。
该变焦透镜1，由物体侧开始依次配置有具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3的三个透镜组。作为移动透镜组的第二透镜组G2由物体侧开始依次配置有具有正折射力的正部分组Gp、孔径光阑S以及具有负折射力的负部分组Gn。当焦距由最短时的广角端状态(如图1上侧的W所示)向最长时的望远端状态(如图1下侧的T所示)变化时，第二透镜组向物体侧移动，第三透镜组先临时向物体侧移动，随后就向像侧移动，第一透镜组则对第二、三透镜组的移动产生的像面位置变化进行补偿移动。
由于第三透镜组临时向物体侧的移动，使中间焦距状态所发生的像面弯曲得到了良好的校正。
图2是用折射力分配图表示同第二实施方式相关的四组结构的本发明的变焦透镜2的概要。
该变焦透镜2，由物体侧开始依次配置有具有正折射力的第一透镜组G1、具有负折射力的第二透镜组G2、具有正折射力的第三透镜组G3以及具有正折射力的第四透镜组G4的四个透镜组。作为移动透镜组的第三透镜组G3由物体侧开始依次配置有具有负折射力的负部分组Gn、孔径光阑S以及具有正折射力的正部分组Gp，当焦距由最短时的广角端状态(如图2上侧的W所示)向最长时的望远端状态(如图2下侧的T所示)变化时，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的间距增大，第二透镜组G2同第三透镜组G3之间的间距减小，第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的间距增大，从而使各透镜组向物体侧移动。
图3是用折射力分配图表示同第三实施方式相关的五组结构的本发明的变焦透镜3的概要。
该变焦透镜3，由物体侧开始依次配置有具有正折射力的第一透镜组G1、具有负折射力的第二透镜组G2、具有正折射力的第三透镜组G3、具有正折射力的第四透镜组G4以及具有正折射力的第五透镜组G5的五个透镜组。当透镜位置状态由广角端状态(如图3上侧的W所示)向望远端状态(如图3下侧的T所示)变化时，使所述第一透镜组G1固定至光轴方向，所述第二透镜组G2向像侧移动，所述第三透镜组G3固定至光轴方向，所述第四透镜组G4根据所述第二透镜组G2的移动引起的像面位置变化进行补偿移动，同时为了近距离聚焦而向光轴方向移动，所述第五透镜组固定至光轴方向。
而且，第三透镜组G3作为移动透镜组，由配置在物体侧的具有负折射力的负部分组、配置在像侧的具有正折射力的正部分组以及夹在二者中间的孔径光阑S，将所述正部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，则可以对成像进行移动。
在所述变焦透镜3中，配置在第三透镜组G3中的正部分组优选由双面凸透镜以及凹面对着物体侧的弯月形负透镜组成。
根据所述的构成，可以良好地校正球面像差，并且，由于最靠近像侧的透镜面的凹面对着孔径光阑，因此可以良好地抑制移动正部分组时产生的彗形像差的变化。
在变焦透镜3中，为了使小型化和高性能化并举，实现更高标准的小型化和高性能化，优选满足下列条件式(4)。
(4)1＜f5/ff＜1.7。其中，设f5为第五透镜组的焦距。
所述条件式(4)为规定第五透镜组的焦距的条件式。
当f5/ft超出条件式(4)的上限值时，由于第四透镜组G4的折射力过强，若近距离焦距以及放大时移动第四透镜组G4，就会由于轴外像差变化过大，不得不增加构成第四透镜组G4的透镜数，也加大了驱动第四透镜组G4的必需的工作量。最后，由于引起驱动复杂化，就无法充分地实行小型化。
当f5/ft低于表达式(4)的下限值时，通过第五透镜组G5的轴外光束极度偏离光轴，因此不能良好地校正图像边缘部分产生的彗形像差，也就无法实现很高的光学性能。
在变焦透镜3中，为了同时实现更加缩短镜头全长以及高性能化，优选满足下列条件式(5)。
(5)0.6＜f4/ft＜0.9。其中，设f4为第四透镜组的焦距。
所述表达式(5)为规定第四透镜组G4的焦距的表达式。
当f4/ft超出表达式(5)的上限值时，对第二透镜组的移动以及被拍摄物体位置变动引起的像面位置变化做补偿移动的第四透镜组G4的移动量会增大，不得不拉开第三透镜组G3与第五透镜组G5之间的间距，从而难以缩短镜头的全长。
当f4/ft低于表达式(5)的下限值时，难以对第四透镜组G4单独产生的负球面像差进行更加良好的校正，从而无法实现高性能化。
以往的后焦距离较长的变焦透镜，由4个透镜组构成，其中的第四透镜组大多由3枚透镜构成。当今，自动聚焦已经成为普通技术，由于其动作需要快速，而透镜数量多，因此必须实现镜头的轻量化，并减少移动量。
但是，实现轻量化需要减少焦距，这样反而增加了移动量，因此，同时实现轻量化和减少移动量的问题十分困难。
在所述变焦透镜3中，通过配置第五透镜组G5，可以减少构成第四透镜组G4的透镜数量，从而使轻量化和减少移动量的共同实现成为可能。
此外，在所述变焦透镜1、2、3的像侧设置色彩分解棱镜，适用将光束分解为R、G、B3色，并以3个CCD分别地对3色进行拍摄，即所谓的3-CCD方式。
进而，在本发明提供的变焦透镜中，通过采用非球面透镜，可以实现更高的光学性能。特别是在变焦透镜3中，对第五透镜组G5采用了非球面，可以使中心性能更高。同时，对第二透镜组G2采用非球面透镜，从而可以对广角端状态下由于视角而产生的彗形像差的变化进行良好的校正。
进而，在一个光学系统中采用多个非球面，显然可以实现更高的光学性能。
同时，为防止产生莫尔条纹，可以在透镜系统的像侧配置低通滤光镜，还可以针对感光元件的光谱感光度特性配置红外线截止滤镜。
以下，对所述第三实施方式的几个更加具体化的实施例以及将具体数值应用于所述实施例的数值实施例进行说明。
此外，在各实施方式中应用了非球面。非球面形状由下列表达式1表示。
表达式1
x＝cy2/(1+(1-(1+κ)c2y2)1/2)+C4y4+C6y6+...
在此，y表示距光轴的高度，x表示垂度，c表示曲率，κ表示圆锥曲线常量，C4、C6...表示非球面系数。图4表示了变焦透镜3的第一实施例的镜头结构。第一透镜组G1由将凸面朝向物体侧的弯月形负透镜同凸面朝向物体侧的正透镜连接起来的连接透镜L11，以及凸面朝向物体侧的正透镜L12组成，第二透镜组G2由凹面朝向像侧的负透镜L21以及连接双凹形状的负透镜同凸面朝向物体侧的正透镜的连接透镜L22组成，第三透镜组G3由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L31(负部分组)以及连接双凸形透镜和负弯月形透镜的连接正透镜L32(正部分组)组成，第四透镜组G4由连接双凸形透镜及负弯月形透镜的连接正透镜L4组成，第五透镜组G5由凸面朝向像侧的正透镜L5组成。
在该第一实施例中，孔径光阑位于作为移动透镜组的第三透镜组G3的负部分组L31与正部分组L32之间，不随透镜位置状态变化，固定下来。这样，通过使作为正部分组的连接正透镜L32沿与光轴垂直的方向移动，可以移动成像。
同时，在第五透镜组G5的像侧配置有色彩分解棱镜PP。
表1表示了将具体数值应用于所述第一实施例的数值实施例1的各数据的值。在该数值实施方式1以及后文说明的各数值实施例的各数据表中，f表示焦距，FNo表示F号码(光圈值)，2ω表示视角，折射力以及阿贝数是对应于d线(λ＝587.6nm)的值。此外，表1中的曲率半径0表示平面。
表1
Figure C20058003764500211
第11面、第17面及第20面的各个透镜面均由非球面构成，非球面系数如表2所示。此外，在表2及其以下的表示非球面系数的表中，“E-i”表示以10为底的指数，即“10-i”.例如，″0.26029E-05″表示“0.26029×10-5”。
表2
Figure C20058003764500221
伴随着由广角端状态向望远端状态的透镜位置的变化，第一透镜组G1同第二透镜组G2之间的面间距d5、第二透镜组G2同第三透镜组G3之间的面间距的d10、第三透镜组G3同第四透镜组G4之间的面间距的d16、第四透镜组G4同第四透镜组G5之间的面间距的d19发生变化。在此，表3中将所述各面间距在广角端状态、介于广角端与望远端之间的中间焦距状态以及望远端状态下的数值和焦距f共同表示。
表3
表4表示了数值实施例1的各条件式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)的对应值。
表4
f3p＝21.836
f4＝20.610
f5＝30.748
(1)Ds/ft＝0.161
(2)D3p/f3p＝0.262
(3)D3s/R3p＝0.126
(4)f5/ft＝1.204
(5)f4/ft＝0.807
图5至图7分别表示了所述数值实施例1在无限聚焦状态下的各像差图。其中图5表示广角端状态(f＝2.812)下的像差图，图6表示中间焦距状态(f＝7.314)下的像差图，图7表示望远端状态(f＝25.539)下的像差图。
在图5至图7的各像差图中，像散像差图中的实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在彗形像差图中，y表示像高，A表示视角。
图8至图10分别表示了所述数值实施例1在无限聚焦状态下进行0.5度的透镜移动时的横向像差图。图8表示广角端状态(f＝2.812)下的横向像差图，图9表示中间焦距状态(f＝7.314)下的横向像差图，图10表示望远端状态(f＝25.539)下的横向像差图。
由各像差图可以明显看出，数值实施例1各像差被很好地校正，从而具有优良的成像性能。
图11表示了变焦透镜3的第二实施方式的镜头结构。第一透镜组G1由将凸面朝向物体侧的弯月形负透镜及凸面朝向物体侧的正透镜连接起来的组合透镜L11以及凸面朝向物体侧的正透镜L12组成，第二透镜组G2由凹面朝向像侧的负透镜L21以及连接双凹形状的负透镜同凸面朝向物体侧的正透镜的连接透镜L22组成，第三透镜组G3由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L31以及连接双凸形透镜同负弯月形透镜的组合正透镜L32组成，第四透镜组G4由连接双凸形透镜同负弯月形透镜的组合正透镜L4组成，第五透镜组G5由凸面朝向像侧的正透镜L5组成。
在该第二实施例中，孔径光阑S位于作为移动透镜组的第三透镜组G3的负部分组L31与正部分组L32之间，不随透镜位置状态变化，固定下来。这样，通过使作为正部分组的组合正透镜L32沿与光轴垂直的方向移动，可以移动成像。
同时，在第五透镜组G5的像侧配置有色彩分解棱镜PP。
表5表示了将具体数值应用于所述第二实施例的数值实施例2的各数据的值。
表5
Figure C20058003764500251
第11面、第17面以及第20面的各个透镜面由非球面构成，非球面系数如表6所示。
表6
Figure C20058003764500261
伴随着由广角端状态向望远端状态的透镜位置的变化，第一透镜组G1同第二透镜组G2之间的面间距d5、第二透镜组G2同第三透镜组G3之间的面间距的d10、第三透镜组G3同第四透镜组G4之间的面间距的d16、第四透镜组G4同第五透镜组G5之间的面间距的d19发生变化。在此，表7中将所述各面间距在广角端状态、介于广角端与望远端之间的中间焦距状态以及望远端状态下的各数值与焦距f共同表示。
表7
表8表示了数值实施例2的各条件式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)的对应值。
表8
f3p＝22.112
f4＝20.663
f5＝31.379
(1)Ds/ft＝0.178
(2)D3p/f3p＝0.283
(3)D3s/R3p＝0.160
(4)f5/ft＝1.214
(5)f4/ft＝0.800
图12至图14分别表示了所述数值实施例2在无限聚焦状态下的各像差图，图12表示广角端状态(f＝2.812)下的像差图，图13表示中间焦距状态(f＝7.314)下的像差图，图14表示望远端状态(f＝25.845)下的像差图。
在图12至图14的各像差图中，像散像差图中的实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在彗形像差图中，y表示像高，A表示视角。
图15至图17分别表示了所述数值实施例2在无限聚焦状态下进行大约0.5度的透镜移动时的横向像差图。图15表示广角端状态(f＝2.812)下的横向像差图，图16表示中间焦距状态(f＝7.314)下的横向像差图，图17表示望远端状态(f＝25.845)下的横向像差图。
由各像差图中可以明显看出，数值实施例2各像差被很好地校正，从而具有优良的成像性能。
图18表示了变焦透镜3的第三实施例的镜头结构。第一透镜组G1由将凸面朝向物体侧的弯月形负透镜及凸面朝向物体侧的正透镜连接起来的组合透镜L11、以及凸面朝向物体侧的正透镜L12组成；第二透镜组G2由凹面朝向像侧的负透镜L21、以及连接双凹形状的负透镜同凸面朝向物体侧的正透镜的组合透镜L22组成；第三透镜组G3由凹面朝向物体侧的负弯月形透镜L31、双凸形透镜L32以及负弯月形透镜L33组成；第四透镜组G4由连接双凸形透镜同负弯月形透镜的组合正透镜L4组成；第五透镜组G5由凸面朝向像侧的正透镜L5组成。
在第三实施例中，作为移动透镜组的第三透镜组G3中，负弯月形透镜L31构成负部分组，双凸形透镜L32与凸面朝向物体侧的负弯月形透镜L33构成正部分组。而且，孔径光阑S位于第三透镜组G3的负部分组L31与正部分组L32、L33之间，不随透镜位置状态变化，固定下来。这样，通过使正部分组L32、L33沿与光轴垂直的方向移动，可以移动成像。
而且，在第五透镜组G5的像侧配置有色彩分解棱镜PP。
表9表示了将具体数值适用于所述第三实施例的数值实施例3的各数据的值。
表9
Figure C20058003764500291
第11面、第18面及第21面的各个透镜面由非球面构成，非球面参数如表10所示。
表10
Figure C20058003764500301
伴随着由广角端状态向望远端状态的透镜位置的变化，第一透镜组G1同第二透镜组G2之间的面间距d5、第二透镜组G2同第三透镜组G3之间的面间距d10、第三透镜组G3同第四透镜组G4之间的面间距d17、第四透镜组G4同第五透镜组G5之间的面间距d20发生变化。在此，表11中将所述各面间距在广角端状态、介于广角端与望远端之间的中间焦距状态以及望远端状态下的数值与焦距f共同表示。
表11
Figure C20058003764500302
表12表示了数值实施例3中的各条件式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)的对应值。
表12
f3p＝21.034
f4＝18.964
f5＝34.120
(1)Ds/ft＝0.159
(2)D3p/f3p＝0.269
(3)D3s/R3p＝0.158
(4)f5/ft＝1.322
(5)f4/ft＝0.735
图19至图21分别表示了所述数值实施例3在无限聚焦状态下的各像差图。图19表示广角端状态(f＝2.812)下的像差图，图20表示中间焦距状态(f＝7.315)下的像差图，图21表示望远端状态(f＝25.812)下的像差图。
在图19至图21的各像差图中，像散像差图中的实线表示弧矢像面，虚线表示子午像面。在彗形像差图中，y表示像高，A表示视角。
图22至图24分别表示了所述数值实施例3在无限聚焦状态下进行大约0.5度的透镜移动时的横向像差图。图22表示广角端状态(f＝2.812)下的横向像差图，图23表示中间焦距状态(f＝7.315)下的横向像差图，图24表示望远端状态(f＝25.812)下的横向像差图。
由各像差图可以明显看出，数值实施例3各像差被很好地校正，从而具有优良的成像性能。
图25表示了本发明摄像装置的实施方式。
如图25所示，本实施方式相关的摄像装置10如果粗略区分，包括有：照相机部20、照相机DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)30、SDRAM(Synchronous Dynamic Random AccessMemory：同步信号动态随机存取存储器)40、介质接口(以下称为介质I/F)50、控制部60、操作部70、LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示屏)80和外部接口(以下称为外部I/F)90，同时，记录介质100是可拆卸的。
记录介质100可以使用采用半导体存储器的存储卡、可记录型的DVD(Digital Versatile Disc：数字化视频光盘)或可记录型的CD(Compact Disc：光盘)等的光记录介质、磁盘等各种记录介质，但是在本实施方式中以使用存储卡的记录介质100为例说明。
照相机部20配置有光学模块21、CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器)22、前处理电路23、光学模块用驱动器24、CCD用驱动器25、定时生成电路26等。在此，光学模块21包括透镜、聚焦装置、快门装置、光圈(虹彩)装置等。而且，在光学模块21中所使用的透镜是上述的变焦透镜1、2、3等本发明涉及的变焦透镜。并且，在把分解为R、G、B每个色彩的像取入后并将各色彩的像重叠生成一个彩色图像信息时，在最靠近像侧的透镜组与像面之间的位置上插入色彩分解棱镜，同时对通过该色彩分解棱镜分解的R、G、B各色设置各自的CCD 22。在这种情况下，可以将低通滤光镜LPF插入各个CCD的正前方(物体侧)，或者也可以插入色彩分解棱镜的物体侧。
而且，控制部60是由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)61、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)62、闪存ROM(Read Only Memory：只读存储器)63和时钟电路64等通过系统总线65连接而构成的微型计算机，可以控制此实施方式的摄像装置10的各个部件。
在此，RAM 62主要作为操作区，用于临时存储处理过程中的结果等。而且，闪存ROM 63用于存储CPU 61中执行的各种程序和处理所必要的数据等。并且，时钟电路64除可以提供当前年月日、当前星期和当前时刻外，还可以提供拍摄日期和时间等。
而且，在拍摄像时，光学模块用驱动器24根据来自控制部60的控制，形成使光学模块21动作的驱动信号，并将该信号提供给光学模块21，从而使光学模块21动作。光学模块21对应来自光学模块用驱动器24的驱动信号来控制聚焦装置、快门装置、光圈装置，取入被拍摄对象的图像，并将其提供给CCD 22。
CCD 22是将来自光学模块21的像进行光电变换并输出的装置，对应来自CCD用驱动器25的驱动信号并动作，从光学块21取入被拍摄对象的图像，同时根据来自控制部60控制的定时生成电路26的定时信号，把取入的被拍摄对象的图像(图像信息)作为电信号提供给前处理电路23。
此外，如上所述，定时生成电路26根据来自控制部60的控制，形成提供规定定时的定时信号。而且，CCD用驱动器25根据来自定时生成电路26的定时信号，形成提供给CCD 22的驱动信号。
前处理电路23对提供给它的电信号的图像信息进行CDS(Correlated Double Sampling：相关双取样)处理，以便保持良好的S/N比(信号噪声比)，同时进行AGC(Automatic Gain Control：自动增益控制)处理，以便控制增益，而且，进行A/D(Analog/Digital：模拟/数字)变换，以便形成数字信号的图像数据。
将来自前处理电路23的数字信号的图像数据供给照相机DSP30。照相机DSP 30对提供给它的图像数据进行AF(Auto Focus：自动对焦)、AE(Auto Exposure：自动曝光)、AWB(Auto White Balance：自动白平衡)等的照相机信号处理。如此进行各种调整的图像数据被通过规定的压缩方式进行数据压缩，通过系统总线65、介质I/F 50，提供给安装在本实施方式的摄像装置10中的记录介质100，如后述，作为文件记录在记录介质100中。
而且，记录于记录介质100中的图像数据通过由触摸面板和控制键等组成的操作部70对应接收的用户的操作输入，通过介质I/F50从记录介质100中读取目标图像数据，并将其提供给照相机DSP30。
照相机DSP 30对从记录介质100读取的、并通过介质I/F 50提供的数据压缩的图像数据，进行数据压缩的解压处理(展开处理)，通过系统总线65将解压后的图像数据提供给LCD控制器81。LCD控制器81根据提供的图像数据形成提供给LCD 80的图像信号，并将其提供给LCD 80。由此，将与记录在记录介质100中的图像数据对应的图像显示在LCD 80的显示画面上。
此外，图像的显示方式是按照记录在ROM中的显示处理程序而进行。也就是说，该显示处理程序是以何种方式记录后述文件程序，或如何再生图像的程序。
而且，在该实施方式涉及的摄像装置10中还设置有外部I/F 90。通过该外部I/F 90例如与外部的个人计算机连接，从个人计算机接收提供的图像数据，并可以将该数据记录于安装在本机的记录介质100中，而且，也可将安装于本机的记录介质100中记录的图像数据提供给外部的个人计算机。
而且，通过将通信模块与外部I/F 90相连接，例如与互联网等网络相连接，通过网络获得各种图像数据和其它的信息，并将其记录于本机中安装的记录介质100中，或者，也可将记录于本机中安装的记录介质100中的数据通过网络发送给作为目标的对象端。
并且，如上所述，对于通过外部的个人计算机或网络获得的、记录在记录介质中的图像数据等的信息，也可以在本实施方式的摄像装置中读取并再生，当然也可以显示在LCD 80上，供用户使用。
另外，外部I/F 90也可以作为IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineers：电气与电子工程师学会)1394、USB(UniversalSerial Bus：通用串行总线)等的有线接口设置，也可以作为利用光和电波的无线接口设置。也就是说，外部I/F90可以是有线、无线的任一种接口。
如此，本实施方式的摄像装置10是可进行如下操作的装置：对被拍摄对象的图像进行拍摄并记录在该摄像装置10安装的记录介质100中，同时读取记录介质100中记录的图像数据，将其再生并利用。而且，也可以通过外部的个人计算机和网络接收提供的图像数据，将其记录于本机中安装的记录介质100中，并进行读取后再生。
此外，在上述摄像装置10中虽然以CCD作为摄像单元，但是本发明的摄像装置中的摄像单元绝不只限于CCD。除了CCD以外，也可以使用CMOS或其它的摄像元件。此外，上述各实施方式和数值实施例中的各部件的具体形状、构造以及数值只不过是表示实行本发明时进行具体化的一个例子，并不能作为对本发明的技术范围的限定的解释。
产业上的利用可能性
本发明可以提供变焦透镜以及使用该变焦透镜的摄像装置，并可以广泛利用于数码摄像机、数码照相机等。本发明的变焦透镜，包括至少三个透镜组，即，从物体侧依次配置有，具有负折射力的负透镜组、移动透镜组以及具有正折射力的正透镜组。当透镜位置从广角端状态向望远端状态变化时，至少移动所述负透镜组和正透镜组，从而使所述负透镜组与所述移动透镜组之间的间距减小，使所述移动透镜组与所述正透镜组之间的间距发生变化。所述移动透镜组由至少两个部分组构成，在两个部分组之间配置孔径光阑，通过将任意一个部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，使像移动成为可能，并满足以下条件式(1)
(1)Ds/ft＞0.1。其中，Ds是位于物体侧的部分组中最靠近像侧的透镜面同位于像侧的部分组中最靠近物体侧的透镜面之间的轴向间距，ft是望远端状态下整个透镜系统的焦距。
此外，本发明的摄像装置，包括变焦透镜以及将通过所述变焦透镜形成的光学像转换成电信号的摄像元件。所述变焦透镜包括至少三个透镜组，即，从物体侧依次配置有：具有负折射力的负透镜组、移动透镜组以及具有正折射力的正透镜组，当透镜位置由广角端状态向望远端状态变化时，至少移动所述负透镜组和正透镜组，从而使所述负透镜组与所述移动透镜组之间的间距减小，使所述移动透镜组与所述正透镜组之间的间距发生变化。所述移动透镜组由至少两个部分组构成，在两个部分组之间配置孔径光阑，通过将任意一个部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，使像移动成为可能，并满足下述表达式(1)
(1)Ds/ft＞0.1。其中，Ds是位于物体侧的部分组中最靠近像侧的透镜面同位于像侧的部分组中最靠近物体侧的透镜面之间的轴向间距，ft是望远端状态下整个透镜系统的焦距。
因此，在本发明中，移动透镜组的两个部分组在避免了整个镜头系统的大型化的基础上还可相互间留有足够的间距。也就是说，即使充分地增大两个部分组之间的间距，由于在两个部分组之间设置孔径光阑，所述两个部分组之间的间距中就包含了原本用于设置孔径光阑所必需的空间，因此，没有必要为了增大两个部分组之间的间距而使增加镜头全长。由此，在避免整个镜头系统大型化的基础上，还可以充分地增大构成移动透镜组的两个部分组之间的间距，可以缓和两个部分组之间的折射力，减少两个部分组之间产生的轴倾斜的敏感度，充分地确保性能。此外，还可以抑制任意一个部分组移动时产生的视角变化。
综上所述，本发明可以实现在小型化的同时，抑制成像移动时发生的图像质量劣化。
在本发明的变焦透镜及使用该变焦透镜的摄像装置中，所述变焦透镜由在所述负透镜组的物体侧具有正折射力的第一透镜组，以及在所述正透镜组的像侧具有正折射力的第五透镜组等分别配置的五组透镜构成。当由广角端状态向望远端状态变化时，所述第一透镜组固定在光轴方向，作为第二透镜组的所述负透镜组向像侧移动，作为第三透镜组的所述移动透镜组固定在光轴方向，作为第四透镜组的所述正透镜组在对所述第二透镜组的移动引起的像面位置变化进行补偿的同时，在近距离聚焦时向光轴方向移动，将所述第五透镜组固定在光轴方向。所述第三透镜组由配置在物体侧的具有负折射力的负部分组、配置在像侧的具有正折射力的正部分组以及夹在二者中间的孔径光阑组成，将所述正部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，则可以对成像进行移动。因而在10倍左右的高倍率状态下，可以校正手抖，并且，可以减小像移动时画质劣化。
在本发明中，D3p设为由孔径光阑至位于像侧的部分组中最靠近像侧的透镜面的距离，f3p设为位于像侧的部分组的焦距，由于满足条件式(2)D3p/f3p＜0.35，因此可以对移动位于像侧的部分组时图像周边产生的彗形像差进行更加良好的校正。
在本发明中，D3s设为由孔径光阑至位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的轴向间距，R3p设为位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径，由于满足条件式(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2，因此可以对移动位于像侧的部分组时产生的彗形像差进行更加良好的校正。
在本发明中，所述正部分组由双凸形的正透镜以及凹面朝向物体侧的弯月形负透镜构成，因此可以良好地校正球面像差。并且由于正部分组最靠近像侧的透镜面的凹面朝向孔径光阑，可以良好地抑制移动正部分组时产生的彗形像差的变化。
在本发明中，f5设为第五透镜组的焦距，由于满足条件式(4)1＜f5/ft＜1.7，可以同时实现小型化与高性能。
在本发明中，f4设为第四透镜组的焦距，由于满足条件式(5)0.6＜f4/ft＜0.9，可以更加缩短镜头全长，并且实现更高的性能。

Claims (15)

1.一种变焦透镜，包括至少三个透镜组，即从物体侧依次配置有：具有负折射力的负透镜组、具有正折射力的移动透镜组以及具有正折射力的正透镜组，其特征在于：
当透镜位置从广角端状态向望远端状态变化时，至少移动所述负透镜组和所述正透镜组，使得所述负透镜组与所述移动透镜组之间的间距减小，以及使所述移动透镜组与所述正透镜组之间的间距发生变化，
所述移动透镜组至少由两个部分组构成，在这两个部分组之间设置孔径光阑，通过将任意一个部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，使像移动成为可能，并满足以下的条件式(1)和(3)：
(1)Ds/ft＞0.1
其中，
Ds是位于物体侧的部分组的最靠近像侧的透镜面同位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面之间的轴向间距，
ft是望远端状态下整个透镜系统的焦距；
(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2
其中，
D3s是从孔径光阑至位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的轴向间距，
R3p是位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于：
具有分别配置在所述负透镜组的物体侧的具有正折射力的第一透镜组，以及所述正透镜组的像侧的具有正折射力的第五透镜组的五组结构，
当从广角端状态向望远端状态变化时，将所述第一透镜组固定在光轴方向，作为第二透镜组的所述负透镜组向像侧移动，将作为第三透镜组的所述移动透镜组固定在光轴方向，作为第四透镜组的所述正透镜组在对所述第二透镜组的移动引起的像面位置变化进行补偿的同时，在近距离聚焦时沿光轴方向移动，将所述第五透镜组固定在光轴方向，
所述第三透镜组包括位于物体侧的具有负折射力的负部分组、位于像侧的具有正折射力的正部分组以及夹在二者之间的孔径光阑，通过将所述正部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，使像移动成为可能。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于：满足以下的条件式(2)：
(2)D3p/f3p＜0.35
其中，
D3p是从孔径光阑至位于像侧的部分组的最靠近像侧的透镜面的距离，
f3p是位于像侧的部分组的焦距。
4.根据权利要求2所述的变焦透镜，其特征在于：满足以下的条件式(2)：
(2)D3p/f3p＜0.35
其中，
D3p是从孔径光阑至位于像侧的部分组的最靠近像侧的透镜面的距离，
f3p是位于像侧的部分组的焦距。
5.根据权利要求2所述的变焦透镜，其特征在于：
所述正部分组包括双凸形的正透镜和凹面朝向物体侧的弯月形负透镜。
6.根据权利要求2所述的变焦透镜，其特征在于：满足以下条件式(4)：
(4)1＜f5/ft＜1.7
其中，f5是第五透镜组的焦距。
7.根据权利要求2所述的变焦透镜，其特征在于：满足以下的条件式(5)：
(5)0.6＜f4/ft＜0.9
其中，f4是第四透镜组的焦距。
8.一种摄像装置，包括变焦透镜和将通过所述变焦透镜形成的光学像转换成电信号的摄像元件，其特征在于：
所述变焦透镜包括至少三个透镜组，即从物体侧依次配置有：具有负折射力的负透镜组、移动透镜组以及具有正折射力的正透镜组，当透镜位置从广角端状态向望远端状态变化时，至少移动所述负透镜组与所述正透镜组，使得所述负透镜组与所述移动透镜组之间的间距减小，以及使所述移动透镜组与所述正透镜组之间的间距发生变化，
所述移动透镜组至少由两个部分组构成，在这两个部分组之间设置孔径光阑，通过将任意一个部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，使像移动成为可能，并满足以下的条件式(1)和(3)：
(1)Ds/ft＞0.1
其中，
Ds是位于物体侧的部分组的最靠近像侧的透镜面同位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面之间的轴向间距，ft是望远端状态下整个透镜系统的焦距；
(3)0.08＜D3s/R3p＜0.2
其中，
D3s是由孔径光阑至位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的轴向间距，
R3p是位于像侧的部分组的最靠近物体侧的透镜面的曲率半径。
9.根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于：
所述变焦透镜具有分别配置在所述负透镜组的物体侧的具有正折射力的第一透镜组，以及所述正透镜组的像侧的具有正折射力的第五透镜组的五组结构，
当从广角端状态向望远端状态变化时，将所述第一透镜组固定在光轴方向，作为第二透镜组的所述负透镜组向像侧移动，将作为第三透镜组的所述移动透镜组固定在光轴方向，作为第四透镜组的所述正透镜组在对所述第二透镜组的移动引起的像面位置变化进行补偿的同时，在近距离聚焦时沿光轴方向移动，将所述第五透镜组固定在光轴方向，
所述第三透镜组包括位于物体侧的具有负折射力的负部分组、位于像侧的具有正折射力的正部分组以及夹在二者中间的孔径光阑，通过将所述正部分组沿与光轴大致垂直的方向移动，使像移动成为可能。
10.根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于：满足以下的条件式(2)：
(2)D3p/f3p＜0.35
其中，
D3p是从孔径光阑至位于像侧的部分组的最靠近像侧的透镜面的距离，
f3p是位于像侧的部分组的焦距。
11.根据权利要求9所述的摄像装置，其特征在于：满足以下的条件式(2)：
(2)D3p/f3p＜0.35
其中，
D3p是从孔径光阑至位于像侧的部分组的最靠近像侧的透镜面的距离，
f3p是位于像侧的部分组的焦距。
12.根据权利要求9所述的摄像装置，其特征在于：
所述正部分组包括双凸形的正透镜以及凹面朝向物体侧的弯月形负透镜。
13.根据权利要求11所述的摄像装置，其特征在于：
所述正部分组包括双凸形的正透镜以及凹面朝向物体侧的弯月形负透镜。
14.根据权利要求9所述的摄像装置，其特征在于：满足以下的条件式(4)：
(4)1＜f5/ft＜1.7
其中，f5是第五透镜组的焦距。
15.根据权利要求9所述的摄像装置，其特征在于：满足以下的条件式(5)：
(5)0.6＜f4/ft＜0.9
其中，f4是第四透镜组的焦距。
CN200580037645A 2004-11-08 2005-10-06 变焦透镜及摄像装置 Expired - Fee Related CN100578285C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004323645A JP2006133582A (ja) 2004-11-08 2004-11-08 ズームレンズ及び撮像装置
JP323645/2004 2004-11-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101052911A CN101052911A (zh) 2007-10-10
CN100578285C true CN100578285C (zh) 2010-01-06

Family

ID=36319007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200580037645A Expired - Fee Related CN100578285C (zh) 2004-11-08 2005-10-06 变焦透镜及摄像装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7646548B2 (zh)
EP (1) EP1818709A4 (zh)
JP (1) JP2006133582A (zh)
KR (1) KR20070064354A (zh)
CN (1) CN100578285C (zh)
TW (1) TW200624851A (zh)
WO (1) WO2006048993A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5009758B2 (ja) * 2007-11-26 2012-08-22 富士フイルム株式会社 投影用ズームレンズおよび投写型表示装置
JP5178322B2 (ja) * 2008-05-26 2013-04-10 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2012042927A (ja) 2010-07-20 2012-03-01 Panasonic Corp ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
TWI431317B (zh) * 2011-12-15 2014-03-21 Young Optics Inc 鏡頭模組和攝像裝置
JP2013178410A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Tamron Co Ltd ズームレンズ
WO2014038147A1 (ja) * 2012-09-05 2014-03-13 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP6579789B2 (ja) * 2014-06-10 2019-09-25 キヤノン株式会社 ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
JP6584086B2 (ja) * 2015-02-17 2019-10-02 株式会社タムロン 光学系及び撮像装置
JP6797770B2 (ja) * 2017-09-14 2020-12-09 富士フイルム株式会社 撮像レンズおよび撮像装置
CN107632376B (zh) * 2017-10-31 2024-02-23 舜宇光学(中山)有限公司 视觉镜头
JP7266403B2 (ja) * 2018-12-28 2023-04-28 株式会社タムロン ズームレンズおよび撮像装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2538526B2 (ja) 1986-03-17 1996-09-25 キヤノン株式会社 ズ−ムレンズ
JP3109342B2 (ja) 1993-09-17 2000-11-13 キヤノン株式会社 リヤーフォーカス式のズームレンズ
US6473231B2 (en) * 1997-03-18 2002-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Variable magnification optical system having image stabilizing function
JPH11194270A (ja) 1998-01-05 1999-07-21 Asahi Optical Co Ltd 防振機能を有するズーム撮影光学系
JP2000121938A (ja) 1998-10-20 2000-04-28 Canon Inc ズームレンズ
JP3070592B2 (ja) 1998-12-08 2000-07-31 キヤノン株式会社 防振機能を有した変倍光学系
JP2002072086A (ja) 2000-08-23 2002-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非球面ズームレンズ及びこれを用いたビデオカメラ
US6606202B2 (en) * 2000-09-26 2003-08-12 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens system and optical apparatus using the same
JP4672880B2 (ja) 2001-02-19 2011-04-20 キヤノン株式会社 変倍光学系及びそれを用いた光学機器
JP4138324B2 (ja) 2001-11-28 2008-08-27 松下電器産業株式会社 ズームレンズ及びそれを用いたビデオカメラ
JP3919580B2 (ja) 2002-04-04 2007-05-30 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する光学機器
JP4630578B2 (ja) * 2004-06-07 2011-02-09 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW200624851A (en) 2006-07-16
KR20070064354A (ko) 2007-06-20
JP2006133582A (ja) 2006-05-25
TWI298101B (zh) 2008-06-21
US7646548B2 (en) 2010-01-12
WO2006048993A1 (ja) 2006-05-11
CN101052911A (zh) 2007-10-10
EP1818709A4 (en) 2008-07-09
EP1818709A1 (en) 2007-08-15
US20090135485A1 (en) 2009-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100578285C (zh) 变焦透镜及摄像装置
CN100565271C (zh) 变焦透镜及摄像装置
US7116489B2 (en) Zoom lens and imaging device
CN100429550C (zh) 变焦镜头和摄像装置
CN101266332B (zh) 变焦透镜系统和使用其的电子摄像装置
US8102606B2 (en) Zoom lens system and electronic image pickup apparatus using the same
JP2006071993A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
US9195032B2 (en) Image pickup apparatus equipped with zoom lens with bent optical path
CN101285929A (zh) 变焦镜头和成像设备
WO2005091043A1 (ja) ズームレンズ及びズームレンズを用いた撮像装置
JP2009047785A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2004354871A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP2010160198A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
KR20060123673A (ko) 줌 렌즈 및 줌 렌즈를 이용한 촬상 장치
JP2011090265A (ja) 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置
CN101819318B (zh) 可变焦距透镜系统以及成像装置
US7453649B2 (en) Zoom lens and image pickup device
CN102636865B (zh) 变焦镜头、照相机、信息装置以及携带型信息终端装置
CN103676116A (zh) 成像透镜与图像拾取装置
JP2002365540A (ja) 手振れ補正機能搭載ズームレンズと手振れ補正機能搭載ビデオカメラ及び光学機器と光学装置
US7920327B2 (en) Image capturing apparatus and optical adjustment method
JP2005266174A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2005308997A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2004354870A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP4793664B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100106

Termination date: 20151006

EXPY Termination of patent right or utility model