CN101038368A - 变焦透镜和摄像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变焦透镜和摄像设备。该变焦透镜包括具有负折射率的第一透镜组以及均具有正折射率的第二和第三透镜组，这些透镜从物侧按序排列。在从广角端状态到望远端状态的变焦过程中，沿光轴移动第一透镜组，以及沿光轴朝着物侧移动第二透镜组。第三透镜组包括具有负折射率的负子透镜组和具有正折射率的正子透镜组，这些子透镜组从物侧按序排列。垂直于光轴移动正子透镜组使得图像移位。变焦透镜满足以下条件表达式(1)：0.3＜1－β＜2.5，其中β是正子透镜组在望远端状态的放大率。

Description

变焦透镜和摄像设备
技术领域
本发明涉及一种新的变焦透镜和一种新的摄像设备。特别是，本发明涉及一种具有适合于诸如数字摄像机和数字照相机之类的设备的图像稳定功能的变焦透镜以及一种使用该变焦透镜的摄像设备。
背景技术
相关申请的交叉参考
本发明包含与2006年3月1日在日本专利局提交的日本专利申请JP2006-054661相关的主题，该申请的全部内容被结合于此以作参考。
相关技术的描述
近年来，利用固态摄像装置的数字摄像机和数字照相机已经实现了高的光学特性并且小型化，因此也期望应用于这种设备的变焦透镜为小的并且具有高的光学特性。另外，强烈期望图像稳定功能用于避免由于照相机抖动等所引起的振动而导致的拍摄图像的图像模糊。
已经存在具有用于校正由拍摄时的振动所引起的图像模糊的这种图像稳定功能的各种类型的变焦透镜。
例如，日本未经审查的专利申请公布No.2003-582569提出一种变焦透镜，该变焦透镜包括具有负折射率(refractive power)的第一透镜组、具有正折射率的第二透镜组、以及具有正折射率的第三透镜组，并且通过沿着垂直于变焦透镜的光轴的方向移动第二透镜组来稳定图像。
还公开了一种变焦透镜，该变焦透镜包括具有负折射率的第一透镜组、具有正折射率的第二透镜组、以及具有负折射率的第三透镜组，并且通过沿着垂直于光轴的方向移动第三透镜组来稳定图像。
此外，公开了一种变焦透镜，该变焦透镜包括具有负折射率的第一透镜组、以及具有正折射率的第二透镜组，该第二透镜组被分成正前组和正后组，并且通过沿着垂直于光轴的方向移动该前组或后组来稳定图像。
发明内容
然而，在前述的公布中所公开的变焦透镜中，作为变焦组的第二透镜组沿着垂直于光轴的方向作为图像稳定组被整体移位(移动)。因此，要求尤其在望远端(telescope)状态高度精确地控制用于将第二透镜组驱动一定距离以用于校正照相机抖动的驱动系统，从而增大了成本。
而且，在第三透镜组作为图像稳定透镜组被整体移位的变焦透镜中，图像稳定透镜组的透镜的数量大，并且其重量也大，从而增大了要施加于移位图像稳定透镜组的偏转驱动系统的负荷。
此外，能够通过已知三透镜组的方式来稳定图像的变焦透镜仅仅实现了大约为2的变焦比。这不能满足想要变焦比为3或更高的用户的要求。
因此，期望提供一种变焦比为3或更高的紧凑变焦透镜，其具有适合于诸如数字照相机和数字摄像机之类的摄像设备的成像光学系统的图像稳定功能，并且还期望提供一种使用该变焦透镜的摄像设备。
根据本发明的一个实施例的变焦透镜包括具有负折射率的第一透镜组、具有正折射率的第二透镜组、以及具有正折射率的第三透镜组，这些透镜组从物侧按序排列，并且该变焦透镜具有以下配置。在从广角端状态到远摄端状态的变焦过程中，沿变焦透镜的光轴移动第一透镜组，以及沿光轴朝着物侧移动第二透镜组。第三透镜组包括具有负折射率的负子透镜(sub-lens)组和具有正折射率的正子透镜组，这些子透镜组从物侧按序排列。可以通过沿着垂直于光轴的方向移动正子透镜组来移位图像。而且，满足以下条件表达式(1)：0.3＜1-β＜2.5，其中β是第三透镜组的正子透镜组在远摄(telephoto)端状态的放大率。
根据本发明另一实施例的摄像设备包括根据本发明上述实施例的变焦透镜、以及将变焦透镜所产生的光学图像转换成电信号的摄像装置。
利用这样的配置，所述变焦透镜可以通过三透镜组来稳定图像，并且还可以在实现变焦比为3或更高时使它小型化。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的变焦透镜的透镜布置的图；
图2说明根据第一数值实例在广角端状态的球面像差、像散和畸变的像差图，其中特定数值被应用于根据本发明第一实施例的变焦透镜；
图3说明根据第一数值实例在中间变焦位置处的球面像差、像散和畸变的像差图；
图4说明根据第一数值实例在远摄端状态的球面像差、像散和畸变的像差图；
图5是示出根据本发明第二实施例的变焦透镜的透镜布置的图；
图6说明根据第二数值实例在广角端状态的球面像差、像散和畸变的像差图，其中特定数值被应用于根据本发明第二实施例的变焦透镜；
图7说明根据第二数值实例在中间变焦位置处的球面像差、像散和畸变的像差图；
图8说明根据第二数值实例在远摄端状态的球面像差、像散和畸变的像差图；
图9是示出根据本发明第三实施例的变焦透镜的透镜布置的图；
图10说明根据第三数值实例在广角端状态的球面像差、像散和畸变的像差图，其中特定数值被应用于根据本发明第三实施例的变焦透镜；
图11说明根据第三数值实例在中间变焦位置处的球面像差、像散和畸变的像差图；
图12说明根据第三数值实例在远摄端状态的球面像差、像散和畸变的像差图；
图13是示出根据本发明第四实施例的变焦透镜的透镜布置的图；
图14说明根据第四数值实例在广角端状态的球面像差、像散和畸变的像差图，其中特定数值被应用于根据本发明第四实施例的变焦透镜；
图15说明根据第四数值实例在中间变焦位置处的球面像差、像散和畸变的像差图；
图16说明根据第四数实值例在远摄端状态的球面像差、像散和畸变的像差图；以及
图17是示出根据本发明的实施例的摄像设备的框图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述根据本发明的变焦透镜和摄像设备的典型实施例。
根据本发明一个实施例的变焦透镜包括具有负折射率的第一透镜组、具有正折射率的第二透镜组、以及具有正折射率的第三透镜组，这些透镜组从物侧按序排列。在从广角端状态到远摄端状态的变焦过程中，沿变焦透镜的光轴移动第一透镜组，以及沿光轴朝着物侧移动第二透镜组。第三透镜组包括具有负折射率的负子透镜组和具有正折射率的正子透镜组，这些子透镜组从物侧按序排列。图像可通过沿着垂直于光轴的方向移动正子透镜组而被移位。而且，满足以下条件表达式(1)：
(1)0.3＜1-β＜2.5
其中β是第三透镜组的正子透镜组在远摄端状态的放大率。
在根据本发明该实施例的变焦透镜中，最后的第三透镜组被分成正子透镜组和负子透镜组，并且正子透镜组用作沿垂直于光轴的方向被移位的图像稳定透镜组。利用这样的布置，用于移位图像稳定透镜组的图像稳定驱动系统可以被布置在最接近像侧的位置，从而区域相对较空。因此，可以使在图像稳定驱动系统与诸如快门和光阑单元驱动系统以及变焦驱动系统之类的其它驱动系统之间的干扰最小化。
典型地，可以通过使用第一透镜组、以及第三透镜组的负子透镜组和正子透镜组来执行变焦。在根据本发明该实施例的变焦透镜中，使用负子透镜组来变焦可以消除在变焦驱动系统和图像稳定驱动系统之间的干扰，从而促进变焦透镜的小型化。
上述的条件表达式(1)定义了图像沿垂直于光轴的方向的移位量相对于图像稳定透镜组沿垂直于光轴的方向的移动距离的比例。当值低于条件表达式(1)的下限时，增大了用于将图像移位预定量所必需的图像稳定透镜组的移动距离。结果，用于移位图像稳定透镜组的驱动系统变大，从而导致尺寸增大。当值大于条件表达式(1)的上限时，由于如上所述图像的移位量相对于图像稳定透镜组的移动距离增大，所以需要高度精确地控制图像稳定透镜组的移动距离。因此，部件公差和装配精度、以及对检测系统和驱动系统的精确控制是必要的，从而成本极其高。
另外，利用这种变焦透镜，图像稳定可以通过沿垂直于于光轴的方向整体移位第二透镜组来执行。然而，由于放大率的变化主要依赖于第二透镜组放大率的变化，所以该值尤其在望远端状态可能高于条件表达式(1)的上限以达到变焦比为3或更高。利用根据本发明该实施例的变焦透镜，图像稳定通过沿垂直于光轴的方向移动(移位)第三透镜组的正子透镜组来执行。由于正子透镜组的放大率的变化小，所以变焦比可为3或更高，而不出现该值高于条件(1)的上限的情况。
在根据本发明该实施例的变焦透镜中，第三透镜组的负子透镜组可以满足以下条件表达式(2)：
(2)1.0＜Rn/fw＜1.5
其中Rn是第三透镜组的负子透镜组中最接近像侧的透镜表面的曲率半径，以及fw是整个透镜系统在广角端状态的焦距。
条件表达式(2)定义了第三透镜组的负子透镜组中最接近像侧的表面轮廓。当值低于条件表达式(2)的下限时，即当负子透镜组中最接近像侧的表面的曲率半径减小以及用于发散从负子透镜组发出的光束的效应变小时，需要增大在负子透镜组和正子透镜组之间的距离，以用于在正子透镜组处提供有效的远心(telecentricity)，因此可能难以使整个光学系统小型化。当值高于条件(2)的上限时，即当用于发散光束的效应变得太大时，正子透镜组的折射率也变大。因此，可能难以校正球面像差和彗差，并且图像稳定中的像差变化变大。
在根据本发明该实施例的变焦透镜中，第三透镜组的正子透镜组可以满足以下条件表达式(3)：
(3)-1.0＜(CF+CR)/(CF-CR)＜0
其中CF是第三透镜组的正子透镜组中最接近物侧的透镜表面的曲率半径，以及CR是第三透镜组的正子透镜组中最接近像侧的透镜表面的曲率半径。
条件表达式(3)定义了图像稳定透镜组的轮廓。当值低于条件表达式(3)的下限时，即当CF相对较小时，可能难以校正在图像稳定中出现的像平面上的畸变和变化。当值高于条件表达式(3)的上限时，即CF相对较大，可能难以使该光学系统小型化。
在根据本发明该实施例的变焦透镜中，第三透镜组的正子透镜组可以包括一个正透镜。因此，可以减小应用于沿垂直于光轴的方向移位第三透镜组的正子透镜组(图像稳定透镜组)的驱动系统的负荷，从而实现驱动系统的小型化并减少功率消耗。
接着，以下将描述根据本发明的变焦透镜的特定实施例以及其中特定数值被应用于实施例的数值实例。
注意，根据每个数值实例的非球面轮廓由下面的第一表达式定义：
x = y 2 · c 2 1 + ( 1 - ( 1 + K ) · y 2 · c 2 ) 1 / 2 + ΣAi · y i
其中，x是沿光轴距透镜顶点的距离，y是在垂直于光轴的方向上的高度，c是在透镜顶点处的近轴曲率，K是锥体常量，以及Ai是第i次非球面系数。
根据下面具有图像稳定功能的四个实施例的变焦透镜包括具有负折射率的第一透镜组G1、具有正折射率的第二透镜组G2、以及具有正折射率的第三透镜组G3，这些透镜组从物侧按序排列。在从广角端状态到远摄端状态的变焦过程中，移动每个组，以使在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的空间减小，以及在第二透镜组G2和第三透镜G3之间的空间增大。
图1是示出根据第一实施例的变焦透镜1的透镜布置的图。第一透镜组G1包括：负凹凸透镜L1，其在像侧具有非球面以及在物侧具有凸面；以及由负凹凸透镜L2和正凹凸透镜L3形成的胶合透镜，其中透镜L2在物侧具有凸面，透镜L3在像侧具有凹面，这些透镜从物侧按序排列。第二透镜组G2包括：由双凸透镜L4和负凹凸透镜L5形成的胶合透镜，其中透镜L5在像侧具有凸面；以及正凹凸透镜L6，其在像侧具有非球面以及在物侧具有凸面，这些透镜从物侧按序排列。第三透镜组G3包括负凹凸透镜L7和双凸透镜L8，其中透镜L7在物侧具有凸面，透镜L8在物侧具有非球面，这些透镜从物侧按序排列。在第三透镜组G3中，负凹凸透镜L7限定了负子透镜组G3n，以及双凸透镜L8限定了正子透镜组G3p。当沿垂直于变焦透镜1的光轴x的方向移位正子透镜组G3p时，可以移位图像。
孔径光阑S被布置在第二透镜组G2的负凹凸透镜L5和正凹凸透镜L6之间。滤光器FL，例如低通滤光器和红外线截止滤波器，被布置在第三透镜组G3和像平面IMG之间。
表1示出了第一数值实例的特定值，其中特定数值被应用于第一实施例。在下表中对于特定数值，“Surface No.”表示从物侧计数的第i个表面，“R”表示第i个表面的近轴曲率半径，“D”表示在第i个表面与第i+1个表面之间的轴上表面距离，“Nd”表示表面相对于d线(λ＝587.6nm)的折射率，以及“vd”表示表面相对于d线的阿贝数。在“R”中，“INF”表示表面是平面，以及“ASP”表示表面是非球面。
表1
  SurfaceNo.   R   D   Nd   vd
  1234567891011121314151617181920   27.8127.738  ASP241.73310.92554.91218.364-14.861-36.692孔径光阑6.410  ASP20.26611.3794.7298.829  ASP-97.206INFINFINFINFINF   0.5503.7521.2742.243D52.2170.4501.0001.7161.449D110.5556.0131.657D152.3000.7000.5001.000   1.806101.743301.805181.729161.903661.589131.805181.487491.516801.5168o   40.749.225.554.729.561.325.570.464.264.2
在从广角端状态到远摄端状态的变焦过程中，改变第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的表面距离D5、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的表面距离D11、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的表面距离D15。表2示出了在广角端状态(f＝5.50)、中间变焦位置(f＝7.72)、以及远摄端状态(f＝15.40)的可变距离的值，以及F数Fno、焦距f和半场角ω。
表2
  Fno.   2.84   3.11   4.03
  fωD5D11D15   5.5033.4322.7711.9142.940   7.7225.0913.4692.1635.066   15.4013.121.9413.34811.624
第2表面、第10表面和第14表面均具有非球面。表3示出了每个表面在4次、6次、8次和10次的非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥体常量K。注意，在表3以及下面示出了非球面系数的表中，“E-i”表示底数为10的指数，即它表示“10-i”。例如，“0.26029E-05”表示“0.26029×10-5”。
表3
  SurfaceNo.
  21014   K＝0.00000E+00A8＝2.30481E-08K＝0.00000E+00A8＝1.72248E-07K＝0.00000E+00A8＝-3.46717E-08   A4＝-1.20866E-04A10＝-.23179E-09A4＝-1.05604E-04A10＝-1.05206E-08A4＝-1.42896E-04A10＝8.34113E-10   A6＝-2.49428E-06A6＝-4.49991E-06A6＝3.23388E-07
图2、图3和图4示出了根据第一数值实例在无限远处的像差图。图2说明在广角端状态(f＝5.50)的像差图，图3说明在中间变焦位置(f＝7.72)的像差图，以及图4说明在远摄端状态(f＝15.40)的像差图。
在图2、图3和图4的每个中，球面像差曲线通过用于d线的实线、用于C线的虚线、以及用于g线的点划线来绘制。像散曲线通过用于弧矢像面的实线和用于子午像面的虚线来绘制。
图5是示出根据第二实施例的变焦透镜2的透镜布置的图。第一透镜组G1包括负凹凸透镜L1和正凹凸透镜L2，其中透镜L1在像侧具有非球面以及在物侧具有凸面，透镜L2在物侧具有凸面，这些透镜从物侧按序排列。第二透镜组G2包括由双凸透镜L3与负凹凸透镜L4形成的胶合透镜以及正凹凸透镜L5，其中透镜L4在像侧具有凸面，透镜L5在像侧具有非球面以及在物侧具有凸面，这些透镜从物侧按序排列。第三透镜组G3包括在物侧具有凸面的负凹凸透镜L6和在物侧具有非球面的双凸透镜L7，这些透镜从物侧按序排列。在第三透镜组G3中，负凹凸透镜L6限定了负子透镜组G3n，以及双凸透镜L7限定了正子透镜组G3p。当沿垂直于变焦透镜2的光轴x的方向移位正子透镜组G3p时，可以移位图像。
孔径光阑S被布置在第二透镜组G2的负凹凸透镜L4和正凹凸透镜L5之间。滤光器FL，例如低通滤光器和红外线截止滤波器，被布置在第三透镜组G3和像平面IMG之间。
表4示出了第二数值实例的特定值，其中特定数值被应用于第二实施例。
表4
  SurfaceNo. R D Nd vd
  12345678910111213141516171819   117.6816.852  ASP14.86021.92816.611-15.213-42.322INF6.642  ASP24.42313.9745.03210.513  ASP-38.596INFINFINFINFINF   1.2003.8851.227D42.1850.4501.0001.5441.354D100.5086.2682.253D142.3000.7000.5001.000   1.743301.922861.713001.834001.589131.846661.516801.516801.51680   49.220.953.937.361.323.864.264.264.2
在从广角端状态到远摄端状态的变焦过程中，改变第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的表面距离D4、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的表面距离D10、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的表面距离D14。表5示出了在广角端状态(f＝5.80)、中间变焦位置(f＝8.08)、以及远摄端状态(f＝16.24)的可变距离的值，以及F数Fno、焦距f和半场角ω。
表5
  Fno.   2.89   3.14   4.00
  fωD4D10D14   5.8032.3124.1651.9132.550   8.0824.0814.0072.0874.691   16.2412.431.0002.93711.690
第2表面、第9表面和第13表面均具有非球面。表6示出了每个表面在4次、6次、8次和10次的非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥体常量K。
表6
  SurfaceNo.
  21014   K＝0.00000E+00A8＝2.30481E-08K＝0.00000E+00A8＝1.72248E-07K＝0.00000E+00A8＝-3.46717E-08   A4＝-1.20866E-04A10＝-.23179E-09A4＝-1.05604E-04A10＝-1.05206E-08A4＝-1.42896E-04A10＝8.34113E-10   A6＝-2.49428E-06A6＝-4.49991E-06A6＝3.23388E-07
图6、图7和图8示出了根据第二数值实例在无限远处的像差图。图6说明在广角端状态(f＝5.80)的像差图，图7说明在中间变焦位置(f＝8.08)的像差图，以及图8说明在远摄端状态(f＝16.24)的像差图。
在图6、图7和图8的每个中，球面像差曲线通过用于d线的实线、用于C线的虚线、以及用于g线的点划线来绘制。像散曲线通过用于弧矢像面的实线和用于子午像面的虚线来绘制。
图9是根据第三实施例的变焦透镜3的透镜布置的图。第一透镜组G1包括在像侧具有非球面和在物侧具有凸面的负凹凸透镜L1、以及由负凹凸透镜L2和正凹凸透镜L3形成的胶合透镜，其中透镜L2在物侧具有凸面，透镜L3在像侧具有凹面，这些透镜从物侧按序排列。第二透镜组G2包括由双凸透镜L4与负凹凸透镜L5形成的胶合透镜以及正凹凸透镜L6，其中透镜L5在像侧具有凸面，透镜L6在像侧具有非球面以及在物侧具有凸面，这些透镜从物侧按序排列。第三透镜组G3包括在物侧具有凸面的负凹凸透镜L7和在物侧具有非球面的双凸透镜L8，这些透镜从物侧按序排列。在第三透镜组G3中，负凹凸透镜L7限定了负子透镜组G3n，以及双凸透镜L8限定了正子透镜组G3p。当沿垂直于变焦透镜3的光轴x的方向移位正子透镜组G3p时，可以移位图像。
孔径光阑S被布置在第二透镜组G2的负凹凸透镜L5和正凹凸透镜L6之间。滤光器FL，例如低通滤光器和红外线截止滤波器，被布置在第三透镜组G3和像平面IMG之间。
表7示出了第三数值实例的特定值，其中特定数值被应用于第三实施例。
表7
  SurfaceNo.   R   D   Nd   vd
  12345678910111213   76.8958.722  ASP19.1519.31017.56814.767-16.300-67.902孔径光阑6.840  ASP23.68316.5925.281   1.0004.2051.2542.500D52.5000.4501.0002.0001.353D110.5005.460   1.806101.743301.846661.743301.846661.589131.90366   40.749.223.849.223.861.329.5
  14151617181920   8.626  ASP-149.678INFINFINFINFINF   2.242D152.3000.7000.5001.000   1.487491.516801.51680   70.464.264.2
在从广角端状态到远摄端状态的变焦过程中，改变第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的表面距离D5、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的表面距离D11、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的表面距离D15。表8示出了在广角端状态(f＝5.45)、中间变焦位置(f＝10.38)、以及远摄端状态(f＝20.71)的可变距离的值，以及F数Fno、焦距f和半场角ω。
表8
  Fno.   2.90   3.56   4.88
  fω05D11D15   5.4534.3527.9662.2012.589   10.3819.1610.8102.7367.216   20.719.781.1954.15715.548
第2表面、第10表面和第14表面均具有非球面。表9示出了每个表面在4次、6次、8次和10次的非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥体常量K。
表9
  SurfaceNo.
  21014   K＝0.00000E+00A8＝9.10122E-09K＝0.00000E+00A8＝-1.23733E-07K＝0.00000E+00A8＝9.80836E-08   A4＝-1.16136E-04A10＝-4.37520E-10A4＝-1.30241E-04A10＝2.71888E-09A4＝-1.83379E-04A10＝-3.67018E-09   A6＝-1.42390E-06A6＝-1.80468E-06A6＝-1.79509E-O6
图10、图11和图12示出了根据第三数值实例在无限远处的像差图。图10说明在广角端状态(f＝5.45)的像差图，图11说明在中间变焦位置(f＝10.38)的像差图，以及图12说明在远摄端状态(f＝20.71)的像差图。
在图10、图11和图12的每个中，球面像差曲线通过用于d线的实线、用于C线的虚线、以及用于g线的点划线来绘制。像散曲线通过用于弧矢像面的实线和用于子午像面的虚线来绘制。
在第三数值实例中，当提供变焦比为3.8时，可以满足条件表达式(1)。另外，可以实现与其它数值实例类似的可靠特性。
图13是根据第四实施例的变焦透镜4的透镜布置的图。第一透镜组G1包括在像侧具有非球面和在物侧具有凸面的负凹凸透镜L1、以及由负凹凸透镜L2与正凹凸透镜L3形成的胶合透镜，其中透镜L2在物侧具有凸面，透镜L3在像侧具有凹面，这些透镜从物侧按序排列。第二透镜组G2包括由双凸透镜L4与双凹透镜L5形成的胶合透镜以及双凸透镜L6，其中透镜L6在物侧具有非球面，这些透镜从物侧按序排列。第三透镜组G3包括在物侧具有凸面的负凹凸透镜L7和在物侧具有非球面的双凸透镜L8，这些透镜从物侧按序排列。在第三透镜组G3中，负凹凸透镜L7限定了负子透镜组G3n，以及双凸透镜L8限定了正子透镜组G3p。当沿垂直于变焦透镜4的光轴x的方向移位正子透镜组G3p时，可以移位图像。
孔径光阑S被布置在第二透镜组G2的双凹透镜L5和双凸透镜L6之间。滤光器FL，例如低通滤光器和红外线截止滤波器，被布置在第三透镜组G3和像平面IMG之间。
表10示出了第四数值实例的特定值，其中特定数值被应用于第四实施例。
表10
  SurfaceNo.   R   D   Nd   vd
  12345   220.1168.750  ASP12.5458.69012.553   1.7003.0001.5003.000D5   1.768021.728251.92286   46.628.320.9
  67891011121314151617181920   7.839-89.97717.156孔径光阑11.408  ASP-91.08922.4895.8398.711  ASP-56.266INFINFINFINFINF   2.5001.0001.0001.0723.000D111.0004.2252.1802.1172.3000.7000.5001.000   1.713001.846661.589131.638541.487491.516801.51680   53.923.861.355.470.464.264.2
在从广角端状态到远摄端状态的变焦过程中，改变第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的表面距离D5、以及第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的表面距离D11。表11示出了在广角端状态(f＝5.49)、中间变焦位置(f＝7.03)、以及远摄端状态(f＝15.66)的可变距离的值，以及F数Fno、焦距f和半场角ω。
表11
  Fno.   2.89   3.11   4.31
  fωD5D11   5.4934.0028.0001.625   7.0327.1720.2752.597   15.6612.465.0918.116
第2表面、第10表面和第14表面均具有非球面。表12示出了每个表面在4次、6次、8次和10次的非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥体常量K。
表12
    SurfaceNo.
    21014  K＝0.00000E+00A8＝1.42352E-08K＝0.00000E+00A8＝1.43193E-07K＝0.00000E+00A8＝-9.46570E-07   A4＝-1.30402E-04A10＝-4.82316E-10A4＝-5.49540E-04A10＝-1.39597E-08A4＝-2.44021E-04A10＝1.65544E-08   A6＝-1.13744E-06A6＝-9.31411E-06A6＝2.16086E-05
图14、图15和图16示出了根据第四数值实例在无限远处的像差图。图14说明在广角端状态(f＝5.49)的像差图，图15说明在中间变焦位置(f＝7.03)的像差图，以及图16说明在远摄端状态(f＝15.66)的像差图。
在图14、图15和图16的每个中，球面像差曲线通过用于d线的实线、用于C线的虚线、以及用于g线的点划线来绘制。像散曲线通过用于弧矢像面的实线和用于子午像面的虚线来绘制。
在第四实施例中，当在变焦过程中为简化变焦机构而固定第三透镜组G3时，可以得到与其它实施例类似的可靠特性。
表13示出了对应于与上述的数值实例相关的条件表达式(1)、(2)和(3)的值。
表13
第一数值实例 第二数值实例 第三数值实例 第四数值实例
条件表达式(1)[0.3＜(1-βa)×βb＜2]     0.973     1.013     1.224   0.444
条件表达式(2)[0.5＜Rn/fw＜1.5]   0.860     0.915     0.960     1.062
条件表达式(3)[-1.0＜(CF+CR)/(CF-CR)＜0]   -0.833     -0.572     -0.891     -0.732
图17示出了根据本发明实施例的摄像设备。
摄像设备10包括：变焦透镜20；摄像装置30，其将由变焦透镜20产生的光学图像转换成电信号；照相机抖动检测器50，其检测摄像装置30的主体的抖动；以及图像稳定控制器，其控制待产生的物像的位置变化，根据由照相机抖动检测器50所检测到的摄像装置30的主体的抖动，通过驱动驱动器以沿垂直于变焦透镜20的光轴的方向移动变焦透镜20的图像稳定透镜组G3p。例如，该摄像装置30可以使用光电转换器，比如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)。变焦透镜20可以使用根据本发明实施例的变焦透镜。在图17中，给出了根据图1中所示的第一实施例的变焦透镜1。然而，显然变焦透镜20不限于根据第一实施例的变焦透镜1，并且可以选自根据第二实施例至第四实施例的变焦透镜2至4、或者具有不依赖于本说明书中所述的实施例的配置的其它变焦透镜。
控制电路40(CPU)通过使用来自照相机抖动检测器50的信号来计算抖动角以用于校正照相机的抖动，该照相机抖动检测器50例如是陀螺传感器，其检测摄像装置30的主体的抖动。驱动单元61(驱动器)通过驱动器电路60(图像稳定控制器)进行操作，以将图像稳定透镜组G3p移动到与所计算的抖动角对应的预定位置。传感器62获得图像稳定透镜组G3p的位置信息。图像信息被输入到控制电路40，并且在指令信号被输出到驱动器电路60时被参考。上述的摄像设备10可以是市场上可买到的任何类型的产品。例如，摄像设备10可被广泛应用于数字I/O设备的照相机，例如数字照相机、数字摄像机、在其中安装有照相机的移动电话、以及在其中安装有照相机的PDA(个人数字助理)。
注意，在实施例和数值实例中所述的每个部件的特定轮廓、配置、数值仅仅是用于实施本发明的例子，并且本发明的技术范围不由这些例子来限定。
本领域技术人员应当理解，可以根据设计需求和其它因素对本发明进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求书或其等同物的范围内。

Claims (5)

1、一种变焦透镜，包括：
第一透镜组，其具有负折射率；
第二透镜组，其具有正折射率；以及
第三透镜组，其具有正折射率，其中
所述透镜组从物侧按序排列，
在从广角端状态到望远端状态的变焦过程中，沿变焦透镜的光轴移动第一透镜组，以及沿所述光轴朝着物侧移动第二透镜组，
第三透镜组包括具有负折射率的负子透镜组和具有正折射率的正子透镜组，所述子透镜组从物侧按序排列，通过沿着垂直于所述光轴的方向移动所述正子透镜组，图像能够被移位，以及
满足以下条件表达式(1)：
(1)0.3＜1-β＜2.5
其中β是第三透镜组的正子透镜组在望远端状态的放大率。
2、根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第三透镜组的负子透镜组满足以下条件表达式(2)：
(2)1.0＜Rn/fw＜1.5，
其中Rn是第三透镜组的负子透镜组中最接近像侧的透镜表面的曲率半径，以及fw是在广角端状态整个透镜系统的焦距。
3、根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第三透镜组的正子透镜组满足以下条件表达式(3)：
(3)-1.0＜(CF+CR)/(CF-CR)＜0
其中CF是第三透镜组的正子透镜组中最接近物侧的透镜表面的曲率半径，以及CR是第三透镜组的正子透镜组中最接近像侧的透镜表面的曲率半径。
4、根据权利要求1所述的变焦透镜，其中第三透镜组的正子透镜组包括正透镜。
5、一种摄像设备，包括：
变焦透镜；以及
摄像装置，其将由变焦透镜所产生的光学图像转换成电信号，其中
该变焦透镜包括具有负折射率的第一透镜组、具有正折射率的第二透镜组、以及具有正折射率的第三透镜组，所述透镜从物侧按序排列，在从广角端状态到望远端状态的变焦过程中，沿光轴移动第一透镜组，以及沿所述光轴朝着物侧移动第二透镜组，
第三透镜组包括具有负折射率的负子透镜组和具有正折射率的正子透镜组，所述子透镜组从物侧按序排列，通过沿着垂直于所述光轴的方向移动正子透镜组，图像能够被移位，以及
满足以下条件表达式(1)：
(1)0.3＜1-β＜2.5
其中β是第三透镜组的正子透镜组在望远端状态的放大率。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103529541A (zh) * 2012-06-29 2014-01-22 佳能株式会社 变焦透镜和图像拾取装置
CN104871063A (zh) * 2012-12-26 2015-08-26 富士胶片株式会社 摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置
CN113495347A (zh) * 2021-09-07 2021-10-12 沂普光电(天津)有限公司 一种超短焦镜头
CN114488491A (zh) * 2022-03-07 2022-05-13 浙江大学 大孔径激光直写物镜

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5418884B2 (ja) * 2009-03-17 2014-02-19 株式会社リコー 撮像光学系、カメラ装置および携帯情報端末装置
JP5387139B2 (ja) * 2009-05-25 2014-01-15 株式会社リコー 結像レンズおよびカメラ装置および携帯情報端末装置
JP2011059293A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 Sigma Corp 変倍結像光学系
JP5676505B2 (ja) 2011-04-07 2015-02-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
US10473901B2 (en) 2015-01-30 2019-11-12 Nikon Corporation Variable magnification optical system, optical apparatus, and method for manufacturing variable magnification optical system
EP3252517A4 (en) * 2015-01-30 2018-11-07 Nikon Corporation Variable power optical system, optical device, and method for producing variable power optical system
CN106249391B (zh) 2015-06-05 2019-07-09 佳能株式会社 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置
KR102620545B1 (ko) * 2016-04-06 2024-01-03 삼성전기주식회사 촬상 광학계

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5232342A (en) * 1975-09-08 1977-03-11 Canon Inc Variable magnification optical unit
JPS6042451B2 (ja) * 1981-12-07 1985-09-21 マミヤ光機株式会社 広角ズ−ムレンズ
US4726667A (en) * 1984-10-19 1988-02-23 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Focusing method in optical lens system with variable focal length
JPS6243614A (ja) * 1985-08-22 1987-02-25 Canon Inc リヤ−フオ−カス式のズ−ムレンズ
JPH0593858A (ja) * 1991-04-09 1993-04-16 Konica Corp 小型のズームレンズ
JP3162114B2 (ja) * 1991-07-24 2001-04-25 オリンパス光学工業株式会社 ２群ズームレンズ
JP3359131B2 (ja) * 1993-11-04 2002-12-24 キヤノン株式会社 防振機能を有した変倍光学系
JPH08101361A (ja) * 1994-09-29 1996-04-16 Nikon Corp 像シフトが可能なズームレンズ
JP3590807B2 (ja) * 1995-03-08 2004-11-17 株式会社ニコン ズームレンズ
JP3570697B2 (ja) * 1995-10-05 2004-09-29 富士写真光機株式会社 ３群ズームレンズ
JPH09211327A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Nikon Corp ズームレンズ
JPH1090599A (ja) * 1996-09-12 1998-04-10 Nikon Corp 防振機能を備えたズームレンズ
JPH10161023A (ja) * 1996-11-28 1998-06-19 Minolta Co Ltd 手ぶれ補正機能を有するズームレンズ
JPH11174329A (ja) * 1997-12-15 1999-07-02 Canon Inc 防振機能を有した変倍光学系
CN1157622C (zh) * 1999-10-07 2004-07-14 松下电器产业株式会社 变焦透镜及使用该变焦透镜的摄像机
EP1494055A1 (en) * 2002-04-11 2005-01-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zoom lens and electronic still camera using it
TWI275829B (en) * 2002-09-10 2007-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Zoom lens with optical image stabilizing function
JP2004333572A (ja) * 2003-04-30 2004-11-25 Nikon Corp 可変焦点距離レンズ系
US7199941B2 (en) * 2003-10-29 2007-04-03 Sony Corporation Zoom lens
JP2005284063A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Fujinon Corp 防振機能付き４群ズームレンズ

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103529541A (zh) * 2012-06-29 2014-01-22 佳能株式会社 变焦透镜和图像拾取装置
US9297985B2 (en) 2012-06-29 2016-03-29 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image-pickup apparatus
CN103529541B (zh) * 2012-06-29 2016-12-28 佳能株式会社 变焦透镜和图像拾取装置
CN104871063A (zh) * 2012-12-26 2015-08-26 富士胶片株式会社 摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置
CN104871063B (zh) * 2012-12-26 2017-03-08 富士胶片株式会社 摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置
CN113495347A (zh) * 2021-09-07 2021-10-12 沂普光电(天津)有限公司 一种超短焦镜头
CN113495347B (zh) * 2021-09-07 2021-12-07 沂普光电(天津)有限公司 一种超短焦镜头
CN114488491A (zh) * 2022-03-07 2022-05-13 浙江大学 大孔径激光直写物镜
CN114488491B (zh) * 2022-03-07 2022-10-28 浙江大学 大孔径激光直写物镜

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US20070206294A1 (en) 2007-09-06
CN100451721C (zh) 2009-01-14

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