CN101144899A - 变焦透镜及成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变焦透镜及具有该变焦透镜的成像设备。所述变焦透镜包括：前组，包括多个可移动透镜组；后组，设置在该前组的像侧，并包括负透镜和正透镜。该正透镜具有位于其像侧的平透镜表面，并可关于其在物侧凸出的物侧透镜表面的球心倾斜。当透镜系统倾斜时，该正透镜基于以下参数关于透镜系统的光轴倾斜：整个透镜系统的焦距；倾斜后透镜系统的光轴相对于倾斜前的光轴的角度；该正透镜的像侧透镜表面和像面之间的距离；以及该正透镜的折射率。

Description

变焦透镜及成像设备

技术领域

本发明涉及一种变焦透镜及成像设备。具体而言，涉及一种能够实现像移位(image shifting)的变焦透镜，本发明涉及一种技术，其使得能够减小透镜直径，并且抑制在像移位过程中发生的各种像差波动。

背景技术

对于具有大变焦比的变焦透镜，由于在最大远距离摄影(maximumtelephoto)状态下的视场角变窄，所以存在一问题，即，即便最小的手部移动或相机抖动也会导致显著的像模糊。

作为校正由这种手部移动等导致的像模糊的像稳定方法，光学像稳定系统是已知的。

利用光学像稳定系统，通过将检测系统、控制系统、驱动系统和光学系统结合在一起，可以通过与变焦透镜的模糊抵消来校正由相机移动导致的像模糊，其中检测系统检测伴随由快门释放导致的手部移动的相机移动；控制系统基于从该检测系统输出的信号来向一驱动系统发出位移指令；该驱动系统基于来自该控制系统的输出驱动一光学系统；该光学系统能够在该驱动系统发出位移指令时进行像移位，其可利用补偿伴随该光学系统的位移的像模糊来校正由相机移动导致的像模糊。

对于在这种光学像稳定系统中使用的光学系统，已知有象透镜移位这样的方法，其中透镜系统的一部分在垂直于光轴的方向上移位，或者有象可变角度棱镜的方法，其中恰好位于透镜系统之前的棱镜的角度是可变的。

在透镜移位方法中，为了抑制在预定透镜移位时发生的光学性能变化，透镜数量增加。由于这些透镜需要悬在半空中(在中间位置(neutral position)上)，所以存在一问题，即，难以减小能量消耗。

可变角度棱镜方法不存在透镜移位方法中出现的问题。

可变角度棱镜方法能够分成两种。一种是将可变角度棱镜设置在最靠近物的光学系统一侧上，另一种是将可变角度棱镜设置在光学系统本身之中。

在日本专利申请公开No.S62-153816(专利文献2)公开的光学系统中给出了可变角度棱镜设置在最靠近物的光学系统一侧的一个示例。

可变角度棱镜设置在最靠近物的光学系统一侧的情况的特征在于：与可变角度棱镜的角度的变化量相关的视场角的变化不依赖于变焦透镜的焦距。当要校正伴随手部移动等的相机移动导致的像模糊时，其优点在于可变角度棱镜的角度可独立于变焦透镜的焦距来控制。然而，另一方面，由于在最大远距离摄影状态下的像模糊被放大，所以随着变焦比的增大，在最大远距离摄影状态下的停止需要以更高的精确度来控制，这存在驱动系统需要更高精度的问题。

另外，由于可变角度棱镜设置在第一透镜组的物侧，而第一透镜组的透镜直径大，所以入射在可变角度棱镜上的光束直径也大，因此存在可变角度棱镜自身变得非常大的问题，还存在需要提供保护措施，例如提供保护玻璃等，以防止使用者的手直接接触可变角度棱镜。由于这些原因，限制了实现小型化的程度。

相反，在日本专利申请公开No.H02-168223(专利文献1)、专利文献2、日本专利申请公开No.H10-246855(专利文献3)、日本专利申请公开No.H11-44845(专利文献4)等中公开了可变角度棱镜位于光学系统中的示例。

在专利文献1公开的光学系统中，可变角度棱镜设置在与光束平行的位置处。在专利文献2公开的光学系统中，可变角度棱镜设置在主透镜组前。在专利文献3和专利文献4公开的光学系统中，可变角度棱镜设置成靠近孔径光阑。

在专利文献1至4公开的光学系统中，由于轴向光束以接近平行的状态入射在可变角度棱镜上，所以它们具有可以减小棱镜角度变化时轴向像差的波动的特点。

发明内容

如上所述，当可变角度棱镜刚好位于透镜系统前时，存在一问题，即由于校正由相机移动导致的像模糊所需的棱镜角度偏转独立于焦距，所以难以适当控制棱镜。

问题的起因是当运行变焦透镜时，偏转角度的分辨率在焦距最短的最大广角状态和焦距最大的最大远距离摄影状态之间要求不同。

具体而言，在可变角度棱镜位于变焦透镜物侧处的情况下，当棱镜角度倾斜α0时，出射合成角α0’可通过下式计算：

α0’＝sin^-1(n·sinα0)-α0

这里，如果假定α0和α0’都是很小的值，出射角度α0’可表示成：

α0’＝α0(n-1)

假定γ是相机由于手部移动等导致的偏离或移动的角度，则可以通过满足以下条件的方式改变棱镜角度以校正像模糊：

α0’+γ＝0

透镜移位方法存在一问题，即为了抑制预定透镜移位时发生的光学性能变化，需要移动更多的透镜。

因此，期望提供一种变焦透镜和/或一种使用该变焦透镜的成像设备，所述变焦透镜允许减小透镜直径，能够实现像移位，并抑制在像移位时发生的各种像差波动。本发明是基于上述问题而作出的。

根据本发明一实施例的变焦透镜包括：前组，包括多个可移动透镜组；以及后组，包括负透镜和正透镜，其位于前组的像侧上。正透镜的像侧透镜表面是平的，正透镜可关于其物侧透镜表面的球心倾斜，物侧透镜表面为凸面。当透镜系统倾斜时，例如，由于一些突然的碰撞或短暂的碰撞，正透镜基于以下示出的式(0)关于透镜系统的光轴倾斜角度α：

α＝-f·θ/[Bf(n-1)]…(0)

其中，α为后组中设置的正透镜的像侧透镜表面的法线和透镜系统的光轴之间的角度，f为整个透镜系统的焦距，θ为倾斜的透镜系统的光轴和倾斜前透镜系统的光轴之间的角度，Bf为后组中设置的正透镜的像侧透镜表面和像面之间的距离，以及n为后组中设置的正透镜的折射率。

根据本发明一实施例的成像设备包括：变焦透镜；成像装置，将由变焦透镜形成的光学像转换成电信号；移动检测部，检测变焦透镜的轴向倾斜；计算部，基于移动检测部的检测结果计算校正量；以及移动校正驱动部，根据计算部计算得到的校正量实施移动校正操作。变焦透镜包括：前组，前组包括多个可移动透镜组；以及后组，位于前组的像侧上，后组包括负透镜和正透镜。正透镜的像侧透镜表面是平的，并且正透镜可关于其物侧透镜表面的球心倾斜，物侧透镜表面是凸面。当透镜系统倾斜时，例如，由于一些突发的碰撞，正透镜基于以下示出的方程(0)关于透镜系统的光轴倾斜角度α:

α＝-f·θ/[Bf(n-1)]…(0)

移动检测部检测θ，计算部基于式(0)计算α，并且移动校正驱动部将正透镜倾斜α。

根据本发明，可校正由于手部移动等导致的像模糊，同时抑制伴随像移位发生的各种像差波动，并可进一步减小透镜直径。

附图说明

图1为示出根据本发明一实施例的变焦透镜的轮廓的图；

图2与图3至11一起示出本发明变焦透镜的一实施例，图2为示出屈光力分布以及变焦过程中每个透镜组是否可移动的示图；

图3为说明透镜构造的图；

图4与图5至7一起示出将特定值应用于本发明的聚焦在无限远处的实施例的一数值实施例的各种像差曲线，图4中的曲线示出最大广角状态下的球差、像散、畸变和横向像差；

图5示出在第一中焦距状态下的球差、像散、畸变和横向像差；

图6示出在第二中焦距状态下的球差、像散、畸变和横向像差；

图7示出在最大远距离摄影状态下的球差、像散、畸变和横向像差；

图8与图9至11一起示出在聚焦于无限远处的状态下第五透镜组中的正透镜的像侧表面倾斜0.3度的情况下的横向像差曲线，图8示出的是最大广角状态；

图9示出关于第一中焦距状态的横向像差曲线；

图10示出关于第二中焦距状态的横向像差曲线；

图11示出关于最大远距离摄影状态的横向像差曲线；

图12与图13至19一起示出本发明的变焦透镜的另一实施例，图12为示出屈光力分布以及变焦过程中每个透镜组是否可移动的示图；

图13为示出透镜构造的图；

图14与图15和16一起示出将特定值应用于本发明的聚焦在无限远处的实施例的一数值实施例的各种像差曲线，图14中的曲线示出最大广角状态下的球差、像散、畸变和横向像差；

图15示出中焦距状态下的球差、像散、畸变和横向像差；

图16示出最大远距离摄影状态下的球差、像散、畸变和横向像差；

图17与图18和19一起示出在聚焦于无限远处的状态下第五透镜组中的正透镜的像侧表面倾斜0.5度的情况下的横向像差曲线，图17示出的是最大广角状态；

图18示出关于中焦距状态的横向像差曲线；

图19示出关于最大远距离摄影状态的横向像差曲线；

图20为示出本发明的成像设备的一实施例的框图；

图21为示出像稳定功能的一个示例的框图；

图22与图23至25一起示出移动校正驱动部的一实施例，图22是从后面观察到的透视图；

图23为没有可移动框情况下的后视图；

图24为沿着图23中的线24-24截取的截面图；以及

图25为分解透视图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的变焦透镜和成像设备的实施例。

首先，说明根据本发明实施例的变焦透镜。

本发明的变焦透镜包括：前组，包括多个可移动透镜组；以及后组，位于前组的像侧上，包括负透镜和正透镜。正透镜的像侧透镜表面是平的，并且正透镜可关于其物侧透镜表面的球心倾斜，物侧透镜表面是凸面。当透镜系统由于一些突然的碰撞或短暂的碰撞而倾斜时，正透镜基于以下示出的式(0)关于透镜系统的光轴倾斜角度α：

α＝-f·θ/[Bf(n-1)]…(0)

其中，α为后组中设置的正透镜的像侧透镜表面的法线和透镜系统的光轴之间的角度，f为整个透镜系统的焦距，θ为倾斜的透镜系统的光轴和倾斜前透镜系统的光轴之间的角度，Bf为后组中设置的正透镜的像侧透镜表面和像面之间的距离，以及n为后组中设置的正透镜的屈光力。

本发明实施例的这种变焦透镜可通过以下说明的实施例1至4实现。

实施例1

不管透镜位置状态如何，后组在光轴方向上固定，并满足以下条件式：

1<fp/Bf<3…(1)

3<Bf·FNO/Ymax…(2)

其中fp为后组中设置的正透镜的焦距，FNO为最大远距离摄影状态下的F数，Ymax为最大像高。

实施例2

满足以下条件式：

0.2<Ymax/Rn<0.7…(3)

其中Rn为后组中设置的正透镜的物侧透镜表面的曲率半径。

实施例3

在前组中设置孔径光阑，并且前组在孔径光阑的物侧和像侧包括至少一个可移动透镜组。焦距随着可移动组的移动变化，并满足以下条件式：

0.4<Ds/TL<0.7…(4)

其中Ds为最大广角状态下孔径光阑和像面之间沿光轴的距离，TL为最大广角状态下最靠近物的变焦透镜的透镜表面和像面之间沿着光轴的距离。

实施例4

满足以下条件式：

vdn>58…(5)

其中vdn为后组中设置的正透镜关于d线(λ＝587.6nm)的阿贝(Abbe)数。

应当注意，以上示出的实施例仅仅是本发明的变焦透镜的示例，而并不限制以上述实施例以外的方式实现本发明。

下面详细说明本发明的变焦透镜实施例。

变焦透镜包括：前组，其设置在透镜系统的物侧，包括多个可移动透镜组；以及后组，设置在前组的像侧，包括负透镜和正透镜。正透镜在物侧具有凸出的非球面，在像侧具有平面。该平面在下文中称作“最终表面”，因为其是位于透镜系统最靠近像的一侧的透镜表面。通过关于其物侧透镜表面的球心旋转正透镜，当利用可变角度棱镜效果时，后组获得了像差校正功能，并抑制了组成变焦透镜的透镜数量增加。

首先，说明本实施例的变焦透镜的像移位方法。

由于位于光学系统最靠近像的一侧的正透镜的物侧透镜表面是球形凸表面，像侧透镜表面为平面，所以当该正透镜关于其物侧透镜表面的球心旋转时，仅仅最终面(像侧透镜表面)相对于光轴的角度变化(因为物侧透镜表面的球心实际上不移动)。

在本实施例的变焦透镜中，通过利用基于最终面相对于光轴的(倾斜)角度变化而获得的棱镜效果来使像移位。

在本实施例的变焦透镜中，用于校正像模糊所需的最终面倾斜量是透镜焦距的函数，并且正透镜以以下说明的方式被驱动以校正由手部移动等导致的相机移动带来的像模糊。

像模糊量δs可根据下式来计算：

δs＝f·tanθ

其中，θ为相机移动的角度，f为焦距。

本实施例的变焦透镜的示意图示于图1中。

从前组FG射出的轴向光束Lm穿过后组RG到达像面IMG。

这里，在最终面rS倾斜一角度α的情况下，出射角α’如下：

α’＝sin^-1(n·sinα)-α

上式可求解以获得下式：

sin(α’+α)＝n·sinα

假定上述α和α’都是可忽略不计的数值，可作出如下近似：

sin(α’+α)≈(α’+α)，以及

sinα≈α

则方程可进一步求解获得

α’+α＝n·α

从而出射角α’可利用以下方程计算出：

α’＝α(n-1)

假定最终面rS和像面IMG之间的距离为Bf，像移位量δh可表示成

δh＝Bf·α’＝Bf·α(n-1)

如果由相机移动导致的像模糊量δs通过由倾斜出射面rS获得的像移位量δh来校正，那么

δs+δh＝0

假定相机移动的角度θ是非常小的值，则以下近似

tanθ≈θ

成立，从而获得以下方程：

f·θ+Bf·α(n-1)＝0

从而，根据本实施例的变焦透镜，当相机被无意移动θ角度时，由相机移动导致的像模糊可通过倾斜最终面rS由以下方程表示的修正角度α来校正：

α＝-f·θ/[Bf(n-1)]…(0)

应当注意，虽然如果要完全校正像模糊，优选最终面rS根据上述所示方程(0)倾斜，但是即使这种驱动也不能实现100％校正像模糊(例如，如果仅仅80％的像模糊被校正)，像模糊也在一定程度上有所缓和，像质量将因此提高。

存在在光学系统中设置可变角度棱镜的例子。这些例子包括在光束变平行的位置上设置可变角度棱镜，在主透镜组前设置可变角度棱镜，在靠近孔径光阑处设置可变角度棱镜，等等。

在这些已知例子中，由于轴向光束以几乎平行光束的状态入射在可变角度棱镜上，所以它们的优点在于在棱镜角度变化时可保持小的轴向像差波动。

然而，穿过光学系统的光束在被这些透镜折射后到达像面。结果，朝向屏幕中心部分的光束在发散和会聚后到达像面。同时，朝向外围的主光线在改变其相对于光轴的角度后到达像面。结果，当在光学系统中提供可变角度棱镜时，虽然与可变角度棱镜设置成比第一透镜组更靠近物侧的情况相比存在小型化的优点，但存在以下问题，例如发生彗差、色差波动、发生梯形畸变等。尤其，对于梯形畸变，虽然屏幕中心附近的像模糊可良好地校正，但周边的像模糊不能进行同样的校正。梯形畸变在光束不是平行光束时主光线和光轴形成一大的角度的位置处会特别明显。

根据本实施例的变焦透镜，通过将最终面用作棱镜，透镜直径相比在透镜系统的物侧设置可变角度棱镜的情况可减小。

具体而言，通过关注出射光瞳的位置和后焦点，可获得较好的光学性能。

一种选择是使出射光瞳远离像面，换句话说就是产生接近像侧远心光学系统的状态。

梯形畸变的产生原因是，当最终面倾斜时，光入射在最终面上的角度随着光入射在最终面上的位置而变化。这样，本实施例的变焦透镜利用了以下事实，即，通过产生接近平行的状态，使得即便最终面倾斜，入射角度也大致相同。

具体而言，根据本实施例的变焦透镜，通过在最靠近像的变焦透镜一侧设置负透镜和正透镜，并且增强或削弱负透镜和正透镜的屈光力，获得将出射光瞳调节在预定位置处的功能。因此，能使出射光瞳位置离开像面一定距离，从而抑制梯形畸变的产生。

另外，其同时可有效校正在最大广角状态下产生的负畸变。

通过如上所述设置后组，确保了前组透镜构造更多的自由，因此，可以使得组成透镜数量不会增加太多。

另外，通过扩展后焦点，可减小为了使像发生一预定量的移位所需的最终面倾斜量。

当倾斜变焦透镜的最终面时，如上所述，最终面的倾斜量是焦距的函数。因此，随着变焦比的变大，最大远距离摄影状态下的倾斜量变大，从而带来容易发生彗差的问题。

这种彗差量是变焦透镜的F数(焦距比(focal ratio))的函数。

假定FNO是F数，那么从最终面出射的轴向光束的最大角度θF可用下式来计算：

θF＝tan^-1(1/2FNO)

这里，随着最终面倾斜角度α和最大出射角θF之间的比值θF/α变大，容易发生彗差。这样，根据本实施例的变焦透镜，通过减小θF/α的值，在最终面顶角发生变化时发生的彗差被抑制。

如上所述，当最终面倾斜角度α时的像移位量δy被表示成：

δy＝Bf·α(n-1)

因此，从最终面到像面的距离Bf越长，可获得的倾斜角越小。

从而，根据本实施例的变焦透镜，从最终面到像面的距离Bf尽可能长而不会导致尺寸上过度增加。

根据本实施例的变焦透镜，通过利用上面说明的构造，在像移位时发生的彗差和梯形畸变可被抑制，并从而获得较好的光学性能。

另外，根据本实施例的变焦透镜，通过在光轴方向上固定后组，可简化用于倾斜正透镜的驱动机构。

根据本发明实施例的变焦透镜，优选满足以下给出的条件式(1)和(2)。

1<fp/Bf<3…(1)

3<Bf·FNO/Ymax…(2)

其中fp为后组中设置的正透镜的焦距，FNO为最大远距离摄影状态下的F数，Ymax为最大像高。

条件式(1)限定了在后组中设置的正透镜的焦距，其是用于抑制在倾斜正透镜时发生梯形畸变的条件式。

当不满足条件式(1)的下限值时，出射光瞳的位置位于像面的后侧，从正透镜出射的主光线和光轴之间形成的角度将变大。因此，当倾斜正透镜时，在主光线和最终面法线之间形成的角度根据光束的高度而变化，结果导致了梯形畸变。

相反，当超过条件式(1)的上限值时，出射光瞳的位置位于像面之前，在从正透镜出射的主光线和光轴之间形成的角度将变大。因此，导致与不满足下限值的情况相反的梯形畸变。

由于这些原因，超出由条件式(1)限定的范围将导致由于像移位时发生的梯形畸变而产生像尺寸的改变，而这是不期望发生的。

条件式(2)限定了后焦点。

当不满足条件式(2)的下限值时，后焦点将变短，并且使像发生预定量的移位所需的最终面倾斜角，也就是α，将变大。结果，难以有效抑制在像移位时发生的彗差波动。

应当注意，优选条件式(2)的上限值为12。当后焦点太长时，其导致整个透镜系统的尺寸变大，而这是不期望发生的。

根据本发明实施例的变焦透镜，优选满足以下给出的条件式(3)：

0.2<Ymax/Rn<0.7…(3)

其中Rn为后组中设置的正透镜物侧透镜表面的曲率半径。

条件式(3)限定了正透镜的物侧透镜表面的曲率半径。

当超过条件式(3)的上限值时，离轴光束被正透镜强烈折射，在屏幕周围会产生显著的彗差。结果，难以获得足够好的性能。

另一方面，当不满足条件式(3)的下限值时，使像发生预定量的移位所需的倾斜角α变得太大，难以获得足够的小型化程度。

根据本发明实施例的变焦透镜，为了在减小透镜直径和较好的性能之间获得平衡，在前组中设置孔径光阑，并且前组在孔径光阑的物侧和像侧包括至少一个可移动透镜组。优选通过移动可移动透镜组改变焦距，并满足以下给出的条件式(4)：

0.4<Ds/TL<0.7…(4)

其中Ds为最大广角状态下孔径光阑和像面之间沿着光轴的距离，TL为最大广角状态下最靠近物的变焦透镜的透镜表面和像面之间沿着光轴的距离。

根据本实施例的变焦透镜，可借助后组调整出射光瞳位置，但是通常，伴随透镜位置变化的离轴像差波动根据整个光学系统中孔径光阑的定位位置而改变。因此，为了获得较好的性能，优选注重孔径光阑的位置。

根据变焦透镜，在校正伴随视场角改变的离轴像差波动中，改变穿过每个透镜组的离轴光束高度是有效的。尤其，当在孔径光阑的物侧和像侧设置可移动透镜组时，可有效校正在透镜位置状态从焦距最短的最大广角状态变化到焦距最大的最大远距离摄影状态时发生的离轴像差波动。

另外，如果可移动透镜组仅仅设置在孔径光阑的物侧，考虑到可移动透镜组的移动空间，孔径光阑位置朝向像侧移动。结果，穿过远离孔径光阑的透镜组的离轴光束远离光轴，从而难以有效实现透镜直径的减小。类似的，当可移动透镜组仅仅位于孔径光阑的像侧上时，其基本上难以实现有效减小透镜直径。

如此，为了同时获得减小透镜直径和较好的性能，优选前组由两部分组构成，包括第一部分组和第二部分组，孔径光阑设置在这两个部分组之间，第一部分组和第二部分组每个包括至少一个可移动透镜组。

条件式(4)限定了透镜系统中的孔径光阑的位置。

当不满足条件式(4)的下限值时，在最大广角状态下，穿过定位在最靠近物一侧的透镜组的离轴光束远离光轴，从而难以有效减小透镜直径。

当超过条件式(4)的上限值时，从前组出射的主光线靠近光轴，由于后组中的负透镜具有非常强的屈光力，所以在屏幕的周边部分上会明显出现彗差，难以获得预定的光学性能。

根据本发明实施例的变焦透镜，为了减小在像移位时发生的色差波动，为了实现较好的性能，优选满足以下给出的条件式(5)：

vdn>58…(5)

其中vdn是正透镜关于d线的阿贝数。

条件式(5)限定了正透镜的阿贝数。

当不满足条件式(5)的下限值时，伴随最终面倾斜发生的色差变的太大，难以获得较好的性能。

接下来将参照附图和表格说明根据本发明的变焦透镜的特定实施例和将具体数值应用于该特定实施例的数值实施例。

在每个实施例中，引入非球面，非球面的形式由式1限定：

[式1]

X＝cy²/(1+(1-(1+k)c²y²)^1/2)+Ay⁴+By⁶+…

应当注意，y是离开光轴的高度，x是下垂(sag)量，c为曲率，k为二次常量(conic constant)，A、B…为非球面系数。

图2示出有关本发明第一实施例的变焦透镜的屈光力分布。从物侧起按顺序，依次设置有具有正的屈光力的第一透镜组G1，具有负的屈光力的第二透镜组G2，具有正的屈光力的第三透镜组G3，具有正的屈光力的第四透镜组G4，以及具有正的屈光力的第五透镜组G5。在从最大广角状态到最大远距离摄影状态的变焦中，第二透镜组G2朝向像移动，第一透镜组G1在先向像移动后朝向物侧移动，第三透镜组G3以第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的空气间隔变大、同时第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的空气间隔变小的方式朝向物侧移动。这里，第五透镜组G5固定，第四透镜组G4在近距离聚焦中朝向物侧移动。

图3示出有关本发明第一实施例的变焦透镜1的透镜构造，每个透镜组以以下说明的方式构造。

第一透镜组G1按顺序从物侧起依次包括：胶合透镜L11，其由具有弯月形、凸面朝向物的负透镜和凸面朝向物的正透镜组构成；以及正透镜L12，其凸面朝向物侧。第二透镜组G2按顺序从物侧起依次包括：负透镜L21，其是凹面朝向像的弯月形；负透镜L22，其是双凹形；以及正透镜L23，其是凸面朝向物侧的弯月形。第三透镜组G3按顺序从物侧起依次包括胶合正透镜L3，其是由双凸形、具有位于物的非球面的正透镜和弯月形、凹面朝向物的负透镜组成。第四透镜组G4按顺序从物侧起依次包括胶合正透镜L4，其由具有弯月形并且构造成非球面的凹面朝向物侧的正透镜和弯月形、凹面朝向物的负透镜组成。第五透镜组G5按顺序从物侧起依次包括：负透镜L5 1，其是弯月形，凹面朝向像，并且物侧表面为非球面；以及正透镜L52，其像侧透镜表面为平面。

在该变焦透镜1中，第一至第四透镜组G1～G4形成前组，第五透镜组G5形成后组。通过关于其物侧透镜表面的球心旋转驱动第五透镜组G5中的正透镜L52，可使像移位。另外，孔径光阑S定位在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间。因此，在孔径光阑S的前后侧都至少存在一个可移动透镜组(G1和G2在前侧，G3和G4在后侧)。

将特定数值应用于第一实施例的变焦透镜1的数值实施例1的数据表示在表1中。在表1也就是随后的表格中，f表示焦距，FNO为F数，2ω为视场角。在这些表格中提供的折射率和阿贝数与d线相关。注意在表1中，0曲率半径表示平面。另外，对于表面间隔，Di表示相应表面间隔是可变间隔。

[表1]

f	1.00	～	3.01	～	7.25	～	14.10
								FNO	2.87	～	3.39	～	3.80	～	4.57
2ω	71.29	～	24.40	～	10.38	～	5.37°

表面序号	曲率半径	表面间隔	折射率	阿贝数
					1234567891011121314151617	11.87556.0980-25.37945.644533.07454.40071.3753-2.03384.36174.4197-38.60350.00003.4753-3.4928-7.7852-8.6037-1.5317	0.2701.0630.0370.664(D5)0.1310.7140.1120.1860.263(D11)(D12)0.5410.112(D15)0.3380.075	1.903661.497001.603001.755001.804201.945961.693501.846661.589131.90366	31.3281.6065.4452.3246.5017.9953.3423.8361.2531.32

1819202122232425

-2.30897.25652.79702.52880.00000.00000.00000.0000

(D18)0.0930.6530.4050.0931.6790.149(Bf)

1.834001.603001.51680

37.3665.4464.20

第三透镜组G3最靠近物的表面(第13表面)，第四透镜组G4最靠近物的表面(第16表面)，以及第五透镜组G5中的负透镜L51的物侧表面(第19表面)是非球面。如此，数值实施例1中的这些表面的第4、6、8以及第10阶非球面系数A、B、C和D分别示于表2。注意在表2以及随后示出非球面系数的表格中，“E-i”是基于10的指数计数制，换句话说，“E-i”表示“10^-1”，以及例如“0.12345E-05”表示“0.12345×10^-5”。

[表2]

第13表面    K＝0.000000	A＝-0.653874E-02	B＝+0.217740E-02	C＝-0.274308E-02	D＝+0.146361E-02
					第16表面    K＝0.000000	A＝-0.650301E02	B＝-0.152271E-01	C＝+0.267660E-01	D＝-0.158910E-01
第19表面    K＝0.000000	A＝-0.765590E-02	B＝+0.169151E-01	C＝-0.265411E-01	D＝+0.148085E-01

随着透镜位置状态从广角端变化到远距离摄影端，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间隔D5、第二透镜组G2和孔径光阑S之间的表面间隔D11、孔径光阑S和第三透镜组G3之间的表面间隔D12、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间隔D15、以及第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的表面间隔D18改变。如此，关于数值实施例1在广角端(f＝1.000)、第一中焦距(f＝3.0054)、第二中焦距(f＝7.2467)以及远距离摄影端(f＝14.0983)处的各个表面间隔D5、D11、D12、D15和D18的数值示于表3。

[表3]

f	1.0000	3.0054	7.2467	14.0983
					D5	0.1678	2.8643	4.4582	5.2298

D11	4.0083	1.6946	0.6643	0.4848
					D12	1.5177	1.1371	0.9978	0.2238
D15	1.9383	1.3766	1.5101	2.2643
					D18	0.2797	1.7783	2.5404	2.6895
Bf	0.1740	0.1740	0.1740	0.1740

对于数值实施例1，在广角端(f＝1.00)、第一中焦距(f＝3.0054)、第二中焦距(f＝7.2467)以及远距离摄影端(f＝14.0983)情况下用于校正由轴向倾斜0.3度(θ＝0.3)导致的像模糊所需的最终面(第五透镜组G5中的正透镜L52的像侧表面(第22表面))倾斜角(α)示于表4。

[表4]

f	1.0000	3.0054	7.2467	14.0983
					出射表面	0.243度.	0.732度.	1.760度.	3.42度.

对于数值实施例1，第五透镜组G5中的正透镜L52的焦距fp以及条件式(1)至(5)中相应的数值示于表5中。

[表5]

fp＝4.194

(1)fp/Bf＝2.05 1

(2)Bf·FNO/Ymax＝13.732

(3)Ymax/Rn＝0.269

(4)Ds/TL＝0.514

(5)vdn＝65.4

图4至图7示出了聚焦无限远时数值实施例1的各种像差曲线，图4是最大广角状态(f＝1.0000)，图5是第一中焦距状态(f＝3.0054)，图6是第二中焦距状态(f＝7.2467)，以及图7是最大远距离摄影状态(f＝14.0983)。

在图4至7的各种像差曲线中，球差曲线中的实线表示球差，像散曲线中的实线表示弧矢像平面，而虚线表示子午像平面。在横向像差曲线中，A表示视场角，而y表示像高。

图8至11示出了在第五透镜组G5的正透镜L52的像侧表面(第22表面)倾斜0.3度的情况下在聚焦无限远时数值实施例1的横向像差曲线，图8是最大广角状态(f＝1.0000)，图9是第一中焦距状态(f＝3.0054)，图1 0是第二中焦距状态(f＝7.2467)，以及图11是最大远距离摄影状态(f＝14.0983)。

从这些各种像差曲线中，可以看出，在数值实施例1中较好校正了各种像差，成像性能优良。

图12示出有关本发明第二实施例的变焦透镜的屈光力分布。从物侧起按顺序，依次设置有具有正的屈光力的第一透镜组G1，具有负的屈光力的第二透镜组G2，具有正的屈光力的第三透镜组G3，具有正的屈光力的第四透镜组G4，以及具有负的屈光力的第五透镜组G5。在从最大广角状态到最大远距离摄影状态的变焦中，第二透镜组G2以第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的空气间隔变大、而第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的空气间隔变小的方式朝向像移动。这里，第一透镜组G1、第三透镜组G3和第五透镜组G5固定，第四透镜组G4随着第二透镜组G2的移动校正像面位置的改变，并在近距离聚焦中还朝向物侧移动。

图13示出了有关本发明第二实施例的变焦透镜2的透镜构造，每个透镜组以以下说明的方式构造。

第一透镜组G1按顺序从物侧起依次包括：负透镜L11，其是弯月形的，凸面朝向物；棱镜L12以及双凸形状且两个表面都是非球面的正透镜L1 3。第二透镜组G2按顺序从物侧起依次包括：负透镜L21，其是凹面朝向像的弯月形的；胶合负透镜L22，其由双凹形负透镜和弯月形、凸面朝向物侧的正透镜组成。第三透镜组G3包括两个表面都为非球面的双凸正透镜L3。第四透镜组G4按顺序从物侧起依次包括胶合正透镜L4，其由朝向物侧的表面为非球面的双凸正透镜和弯月形、凹面朝向物侧的负透镜组成。第五透镜组G5按顺序从物侧起依次包括：负透镜L51，其是弯月形的，凹面朝向像；以及正透镜L52，其像侧透镜表面为平面。

在变焦透镜2中，第一至第四透镜组G1～G4形成前组，第五透镜组G5形成后组。通过关于其物侧透镜表面球心旋转驱动正透镜L52，可使像移位。另外，孔径光阑S定位在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间。因此，在孔径光阑S的前后侧均存在至少一个可移动透镜组(G2在前侧，G4在后侧)。

特定数值应用于第二实施例的变焦透镜2的数值实施例2的数据示于表6中。

[表6]

f

1.00

～

1.68

～

2.83

FNO	3.77	～	4.04	～	4.60
						2ω	57.75	～	34.22	～	20.57°

表面序号	曲率半径	表面间隔	折射率	阿贝数
					1234567891011121314151617181920212223	5.24911.25950.00000.00001.8659-2.392626.53891.0997-1.55421.16276.73001.8578-3.78220.00001.6721-0.8270-1.51023.07910.83581.31960.00000.00000.0000	0.0920.2051.0260.0440.323(D6)0.0730.1330.0660.147(D11)0.2230.135(D14)0.3270.073(D17)0.0730.2710.3240.9500.126(Bf)	1.922861.834811.768021.883001.804201.922861.768021.583131.903661.846661.487491.51680	20.8842.7249.2340.8046.5020.8849.2359.45631.3123.7870.4464.19

第一透镜组G1的最终透镜L13的两个表面(第5和6表面)，第三透镜组G3的正透镜L3的两个表面(第12和13表面)，以及第四透镜组G4最靠近物的表面(第1 5表面)是非球面。如此，数值实施例2中的这些表面的第4、6、8以及第10阶非球面系数A、B、C和D分别示于表7。

[表7]

第5表面

K＝0.000000

A＝-0.278342E-01

B＝+0.977047E-01

C＝-0.446409E+00

D＝+0.633757E+00

第6表面	K＝0.000000	A＝+0.116633E-01	B＝+0.108727E+00	C＝-0.509389E+00	D＝+0.758994E+00
						第12表面	K＝0.000000	A＝-0.110120E-03	B＝-0.746140E+00	C＝+0.474398E+01	D＝-0.105679E+02
第13表面	K＝0.000000	A＝+0.708374E-01	B＝-0.794034E+00	C＝+0.505537E+01	D＝-0.114476E+02
						第15表面	K＝0.000000	A＝-0.274041E-01	B＝-0.106751E+00	C＝+0.110198E+01	D＝-0.236700E+01

随着透镜位置状态从广角端变化到远距离摄影端，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间隔D6、第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的表面间隔D11、第三透镜组G3和孔径光阑S之间的表面间隔D14、第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的表面间隔D17改变。如此，关于数值实施例2在广角端(f＝1.0000)、中焦距(f＝1.6793)、以及远距离摄影端(f＝2.8318)情况下的各个表面间隔D6、D11、D14、和D17的数值示于表8。

[表8］

f	1.0000	1.6793	2.8318
				D6	0.0767	0.5401	0.8798
D11	0.8790	0.4156	0.0760
				D14	0.9999	0.6574	0.3029
D17	0.2309	0.5734	0.9279
				Bf	0.3176	0.3176	0.3176

数值实施例2中，在广角端(f＝1.0000)、中焦距(f＝1.6793)、以及远距离摄影端(f＝2.8318)情况下校正轴向倾斜0.5度(θ＝0.5)导致的像模糊所需的最终面(第五透镜组G5中的正透镜L52的像侧表面(第21表面))的倾斜角(α)示于表9。

[表9]

f	1.0000	1.6793	2.8318
				出射表面	0.759度.	1.275度.	2.150度.

对于数值实施例2，第五透镜组G5中的正透镜L52的焦距fp以及条件式(1)至(5)中相应的数值示于表10中。

[表10]

fp＝2.707

(1)fp/Bf＝2.004

(2)Bf·FNO/Ymax＝11.764

(3)Ymax/Rn＝0.400

(4)Ds/TL＝0.519

(5)vdn＝70.4

图14至图16示出了聚焦无限远时数值实施例2的各种像差曲线，图14是最大广角状态(f＝1.0000)，图15是中焦距状态(f＝1.6793)，以及图16是最大远距离摄影状态(f＝2.8318)。

在图14至16的各种像差曲线中，球差曲线中的实线表示球差，像散曲线中的实线表示弧矢像平面，而虚线表示子午像平面。在横向像差曲线中，A表示视场角，而y表示像高。

图17至19示出了在第五透镜组G5的正透镜L52的像侧表面(第21表面)倾斜0.5度的情况下在聚焦无限远时对于数值实施例2的横向像差曲线，图17是最大广角状态(f＝1.0000)，图18是中焦距状态(f＝1.6793)，以及图19是最大远距离摄影状态(f＝2.8318)。

从这些各种像差曲线中，可以看出，在数值实施例2中较好校正了各种像差，成像性能优良。

接下来，说明根据本发明实施例的成像设备。

本实施例的成像设备可包括：变焦透镜；成像装置，将由变焦透镜形成的光学像转换成电信号；移动检测部，检测变焦透镜的轴向倾斜；计算部，基于由移动检测部的检测结果计算校正量；以及移动校正驱动部，根据由计算部计算的校正量实施移动校正操作。上述提及的变焦透镜可包括前组和后组，前组包括多个可移动透镜组，后组位于前组的像侧上，包括负透镜和正透镜。正透镜的像侧透镜表面是平的，并且正透镜可关于其物侧透镜表面的球心倾斜，所述物侧透镜表面为凸面。当透镜系统由于一些突发的碰撞而倾斜时，正透镜基于以下示出的式(0)关于透镜系统的光轴倾斜角度α：

α＝-f·θ/[Bf(n-1)]…(0)

上述提及的移动检测部检测θ，计算部基于方程(0)计算α，并且移动校正驱动部将正透镜倾斜α。

图20示出了根据本发明一实施例的成像设备框图。

如图20所示，本实施例的成像设备10除了其他部件以外配备有相机部20、相机DSP(数字信号处理器)30、SDRAM(同步动态随机存储器)40、介质接口(介质I/F)50、控制部60、操作部70、LCD(液晶显示器)80、外部接口(外部I/F)90、以及可移动记录介质100。

各种各样的记录介质可用于记录介质100，例如使用半导体存储器的存储卡、诸如可记录DVD(数字通用盘)、可记录CD(压缩盘)等的光记录介质、以及磁盘等。然而，在本实施例中，以存储卡作为记录介质100为例进行说明。

相机部20可包括光学模块21、CCD(电荷耦合器件)22、预处理电路23、光学模块驱动器24、CCD驱动器25、时钟发生电路26、移动检测部27等。这里，光学模块21可包括透镜、聚焦机构、快门机构、光圈(可变光阑)机构、移动校正驱动部等。另外，对于光学模块2 1中的透镜，使用本发明的变焦透镜例如变焦透镜1和2等。

另外，控制部60为微计算机，其中CPU(中央处理单元)61、RAM(随机存储器)62、闪存ROM(只读存储器)63、时钟电路64等经由系统总线65互连，该控制器能够控制本实施例的成像设备10中的各个部分。

这里，RAM 62主要用作用于临时存储中间处理结果的工作区域。另外，闪存ROM 63存储由CPU61执行的各种程序、对于处理来说必要的数据等。另外，时钟电路64能够提供当前日期、当前天、当前时间，还能提供捕获的像等的日期和时间。

在捕获像的过程中，光学模块驱动器24在控制部60的控制下产生使得光学模块21工作的驱动信号，提供驱动信号给光学模块21，并从而使得光学模块21工作。根据来自光学模块驱动器24的驱动信号，光学模块21控制聚焦机构、快门机构、光圈机构、以及移动校正驱动部，以获得物体像，并将其提供给CCD 22。

CCD 22对来自光学模块21的像执行光电转换，根据来自CCD驱动器25的驱动信号工作，获取来自光学模块21的物体像，并基于来自由控制部60控制的时钟发生电路26的时钟信号，向预处理电路23以电信号方式提供获得的物体像(或像信息)。

应当注意，如上所述，时钟发生电路26在控制部60的控制下产生提供预定时钟的时钟信号。另外，基于来自时钟发生电路26的时钟信号，CCD驱动器25产生提供给CCD 22的驱动信号。

对于所提供的电信号像信息，预处理电路23执行CDS(相关双采样)处理以保持对S/N比的控制，同时执行AGC(自动增益控制)处理以控制增益，并且还执行A/D(模/数)转换以产生数字图像数据。

来自预处理电路23的数字图像数据提供给相机DSP 30。关于所提供的图像数据，相机DSP 30执行以下相机信号处理，如AF(自动对焦)、AE(自动曝光)、AWB(自动白平衡)等。已经作出如上所述各种调节的图像数据通过预定的压缩方法被压缩，经由系统总线65和介质I/F 50提供给装载在本实施例的成像设备10中的记录介质100，并作为一文档记录在记录介质100上，如下所述。

另外，根据来自使用者的经由可包括触摸屏、控制键等的操作部70接收的操作输入，经由介质I/F 50从记录介质100读取记录介质100上记录的图像数据中期望的图像数据，并将其提供给相机DSP 30。

对于从记录介质100读取并经由介质I/F50提供的压缩图像数据，相机DSP 30对压缩数据执行解压缩(展开处理)，并将解压缩图像数据经由系统总线65提供给LCD控制器81。从所提供的图像数据，LCD控制器81产生将要提供给LCD 80的图像信号，并将它们提供给LCD 80。从而，相应于记录在记录介质100上的图像数据的图像将显示在LCD 80的显示屏上。

应当注意，显示图像的模式由记录在ROM中的显示处理程序决定。换句话说，显示处理程序是一种程序，其规定文档系统如何记录，这将在稍后说明，以及如何再现图像。

另外，与本实施例有关的成像设备10配备有外部I/F 90。成像设备10可连接有外部个人电脑，例如，经由外部I/F 90，以便从个人电脑提供图像数据，并将其记录在装载在成像设备10中的记录介质100，或者成像设备10可将记录在成像设备100上的图像数据提供给外部个人电脑等。

另外，通过将通信模块与外部I/F 90相连，成像设备10可连接至例如诸如因特网之类的网络，经由网络获得各种图像数据和其它信息，并将其记录在装载在成像设备10中的记录介质100上，或者成像设备可将记录在位于成像设备10中的记录介质100上的数据经由网络发送至预期的目的地。

另外，对于这种经由外部个人电脑或网络获得的以及记录在记录介质100上的信息如图像信息，本实施例的成像设备10自然能够读取，在LCD 80上播放并显示。

应当注意外部I/F90可被设置为有线接口，如IEEE(电气和电子工程师协会，Institute of Electrical and Electronics Engineers)1394、USB(通用串行总线，Universal Serial Bus)等，或者其可被设置为光学无线接口或利用无线电波的无线接口。换句话说，外部I/F90可以是有线或无线的接口。

如上所述，本实施例的成像设备10能够捕获物体像，将其记录在装载在成像设备10中的记录介质100上，并还能读取、再现和使用记录在记录介质100上的图像数据。另外，成像设备10可经由外部个人电脑或网络接收图像并将其记录在装载在成像设备10中的记录介质100上或读取和再现图像数据。

此外，成像设备10具有所述像稳定功能。换句话说，当变焦透镜在快门打开时由于对释放按钮的按压(图中未示出)而瞬时发生轴向倾斜时，从而在CCD 22的光接收表面上发生像移动，通过第五透镜组中的正透镜的像侧表面倾斜执行像移位，从而成像设备10具有能够获得如同没有发生变焦透镜的轴向倾斜的像的功能。

在图21的框图中示出了本实施例的成像设备10的像稳定功能的实施例。

当无意发生手部移动时，也就是变焦透镜发生轴向倾斜时，计算机系统基于从移动检测系统(即移动检测部27输出的移动信息)、从焦距检测系统输出的焦距信息、计算机系统中预存的系数，计算为了校正手部移动必须的校正量。校正量被提供给驱动系统作为校正信息，通过驱动系统向第五透镜组中的正透镜(校正透镜)提供一倾斜量。

例如角速度传感器可用于作为移动检测系统的移动检测部27，并且独立检测两个相反方向上的角速度。焦距检测系统基于向对于原始位置的透镜驱动量或者基于能够转换成透镜驱动量的移动量(例如，具体的凸轮旋转角)，输出能够被转换成焦距的信息。

CPU 61扮演着计算机系统的角色，并从移动检测部27获得变焦透镜的倾斜量以及焦距信息，参照基于式(0)、α＝-f·θ/[Bf(n-1)]预先产生并存储在CPU 61或闪存ROM 63的存储器中的表格，计算校正透镜的像侧表面(出射表面)为了校正像模糊所必需的倾斜角α，并基于该计算结果经由驱动器24驱动相机模块21中的移动校正驱动部，从而倾斜校正透镜。

不同的机构可用于移动校正驱动部倾斜校正透镜，图22至25示出了其一实施例。

移动校正驱动部200可包括固定基底210，并且一可移动框220可倾斜地附接至固定基底210。在固定基底210的中心部分中形成一环形透镜附接孔211，透镜L1附接至该透镜附接孔211。在固定基底210后侧且环绕透镜附接孔211的位置上，大致沿周向以等间距的方式形成三个球定位(ballplacement)凹入部分212。在固定基底210的后侧上的透镜附接孔211的左右形成有定位凹入部分213，固定孔213a形成在每个定位凹入部分213的大约中心部分处。相对的磁轭(yoke)214与定位凹入部分213中的每个固定孔213a啮合并固定。

可移动框220包括大致环形地透镜保持部221和两个保持部222，这两个保持部分别位于左右两侧并从两侧突出，从前后方向看时其具有类似C形的形状并具有向外地开口端。这些部分集成为一体。透镜L2附接至透镜保持部221，磁体223固定到每个保持部222。另外，后磁轭固定到每个磁体223的后侧。

接着将可移动框220设置在固定基底210的后侧上。这里，固定基底210的透镜附接孔211的中心和可移动框220的透镜保持部221的中心相互对齐。换句话说，使得分别保持的透镜L1和透镜L2的光轴对齐。应当注意，透镜L1是变焦透镜1和2中的第五透镜组G5的负透镜L51，正透镜L2的凸面面对负透镜L1。透镜L2是第五透镜组G5中的正透镜L52，球230可滚动地设置在固定基底210的球定位凹入部分212中。从而，通过在磁体223、后磁轭224和相对的磁轭214之间形成的磁路，可移动框220被朝向固定基底，即光轴方向吸引，透镜L2的凸面的外周部分与球230接触(参见图24)。结果，透镜L2在光轴方向上定位。接着，当可移动框220在第一和/或第二方向上相对于固定基底210移动时(参见图23和25)，球230在透镜L2的凸面上滚动，从而透镜L2沿着移动框220以相对于固定基底210倾斜的方式移动。

接着线圈基板240设置在固定基底210的定位凹入部分213中。第一方向线圈241和第二方向线圈242以及霍尔元件243和244安装在线圈基板240上。第一方向线圈241设置在后侧上，以横向延伸的方式朝向左侧线圈基板240a的上侧；第一方向霍尔元件243以与第一方向线圈241下侧接触的方式设置。第二方向线圈242以垂直延伸的方式设置在线圈基板240a的前侧上，并处于朝向透镜附接孔211的状态(各个元件之间的定位关系参见图23)。第二方向线圈242以垂直延伸的方式，设置在右侧线圈基板240b的后侧上并朝向左侧，也就是朝向透镜附接孔211；第二方向霍尔元件244以与第二方向线圈242右侧接触的方式设置。第一方向线圈241以横向延伸的方式设置在线圈基板240b的前侧上，处于朝向下侧的状态。

移动校正驱动部200的操作主要参照图23进行说明。图23是从后面观察固定基底210和设置在其上的元件得到的示图，其中第一方向为上下方向，第二方向为左右方向。

当电流经过第一方向线圈241时，磁场发生改变，并根据电流方向，相对于可移动框220产生上下方向上的移动力。因为由于作用在磁体223和相对的磁轭214之间的磁吸力的缘故，由可移动框220保持的透镜L2的凸面不能移动离开由固定基底210保持的球230，可移动框220完成在上下方向上关于透镜L2的球心的倾斜。另外，当电流流经第二方向线圈242时，磁场发生改变，并根据电流方向，相对于可移动框220产生左右方向上的移动力，可移动框220从而完成在左右方向上相对于透镜L2的球心的倾斜。每个倾斜动作的比例，也就是倾斜角，与同时流经每个线圈24 1和242的电流值相应。另外，当电流同时流经线圈241和242时，可移动框220在合成方向上倾斜，所述合成方向为上下和左右方向根据这些电流之间的比例而合成得到的。换句话说，通过适当的允许电流流经这两种线圈241和242，其可在任何方向上倾斜可移动框220。另外，当可移动框220倾斜时，被保持的透镜L2也同样被倾斜。另外，由于透镜L2，也就是校正透镜(第五透镜组G5的正透镜L52)，相对于物侧透镜表面的球心倾斜，所以仅仅校正透镜的像侧透镜表面相对于光轴的倾斜角，也就是α改变。

如上所述，变焦透镜的光轴倾斜角，也就是θ，从检测由快门释放等导致的相机移动的移动检测部27被提供给计算部61；计算部61计算校正由相机移动导致的像模糊所必需的校正量，也就是α；相应于该校正量的电流被允许流经第一方向线圈241和第二方向线圈242，并且校正透镜的最终面倾斜α，从而校正像模糊。

应当注意，可移动框220在第一方向上的移动量由第一霍尔元件243检测，可移动框220在第二方向上的移动量由第二霍尔元件244检测。通过使计算部61在计算校正量过程中访问这些移动量信息，可以实现甚至更高精度的像稳定性控制。

另外，图22至25中所示的移动校正驱动部200仅仅是移动校正驱动部的示例，本实施例的成像设备中的移动校正驱动部并不局限于移动校正驱动部200。

此外，对于成像设备10，CCD被示出作为成像装置，但不是要表示本实施例的成像设备中的成像装置限于CCD。除了CCD，CMOS(Complementary Meta1-Oxide Semiconductor)以及其它成像装置也可使用。

另外，用于校正量α的计算方法不限于查询由手部移动等导致的轴向倾斜量θ、焦距f和α的相关表的方法；作为替代，校正量α每次都可通过将由检测系统检测的轴向倾斜量θ和焦距f代入式(0)、α＝-f·θ/[Bf(n-1)]而计算得到。

对于具体的产品，成像设备10可假定是各种形式和模式。例如，其可广泛用作相机部以及类似数字输入/输出装置，如数码照相机、数码摄像机、结合有相机的移动电话、结合有相机的PDA(个人数字助理)等。

本申请包含于2006年6月15日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-166428的主题，并在此引入其全文作参考。

应当注意，在实施例及数值实施例中表示的特定形式和数值仅仅是用于表示本发明实施方式的实施例，本发明的技术范围不应当受其任何限制。

Claims (6)

1.一种变焦透镜，其包括：

前组，包括多个可移动透镜组；以及

后组，设置在所述前组的像侧上，包括负透镜和正透镜，其中

所述正透镜的像侧透镜表面是平面，

所述正透镜可相对于其在物侧凸出的物侧透镜表面的球心倾斜，

当透镜系统倾斜时，所述正透镜基于式(0)相对于所述透镜系统的所述光轴倾斜角度α：

α＝-f·θ/[Bf(n-1)]...(0)

其中：

α：所述后组中设置的所述正透镜的像侧透镜表面的法线和所述透镜系统的光轴之间形成的角度；

f：整个透镜系统的焦距；

θ：倾斜后的所述透镜系统的光轴相对于倾斜前的所述光轴的角度；

Bf：所述后组中设置的所述正透镜的像侧透镜表面和所述像面之间的距离；以及

n：所述后组中设置的所述正透镜的折射率。

2.如权利要求1所述的变焦透镜，其中，

无论透镜位置状态如何，所述后组在所述光轴方向上固定，并满足以下式(1)和(2)：

1＜fp/Bf＜3...(1)

3＜Bf·FNO/Ymax...(2)

其中：

fp：所述后组中设置的所述正透镜的焦距；

FNO：最大远距离摄影状态下的F数；以及

Ymax：最大像高。

3.如权利要求2所述的变焦透镜，其中，进一步满足以下式(3)：

0.2＜Ymax/Rn＜0.7...(3)

其中：

Rn：所述后组中设置的所述正透镜的物侧透镜表面的曲率半径。

4.如权利要求1所述的变焦透镜，其中，

孔径光阑设置在所述前组中；

所述前组分别在所述孔径光阑的物侧和像侧包括至少一个可移动透镜组，

所述焦距随着所述可移动组的移动而变化，并且

满足以下式(4)：

0.4＜Ds/TL＜0.7...(4)

其中：

Ds：最大广角状态下所述孔径光阑和像面之间沿着光轴的距离；以及

TL：最大广角状态下变焦透镜的最靠近物一侧的透镜表面和像面之间沿着光轴的距离。

5.如权利要求3所述的变焦透镜，其中，进一步满足以下式(5)：

vdn＞58...(5)

其中：

vdn：所述后组中设置的所述正透镜相对于λ＝587.6nm的d线的阿贝数。

6.一种成像设备，其包括：

变焦透镜；

成像装置，将由所述变焦透镜形成的光学像转换成电信号；

移动检测部，检测所述变焦透镜的轴向倾斜；

计算部，基于所述移动检测部的检测结果计算校正量；以及

移动校正驱动部，根据由所述计算部计算的校正量实施移动校正操作，其中

所述变焦透镜包括：前组，包括多个可移动透镜组；以及后组，设置在所述前组的像侧上，并且包括负透镜和正透镜，

所述正透镜的像侧透镜表面是平面，

所述正透镜可相对于其在物侧凸出的物侧透镜表面的球心倾斜，

当所述透镜系统倾斜时，所述正透镜基于以下式(0)关于所述透镜系统的光轴倾斜角度α：

α＝-f·θ/[Bf(n-1)]...(0)，

其中：

α：所述后组中设置的所述正透镜的像侧透镜表面的法线和所述透镜系统的光轴之间形成的角度；

f：整个透镜系统的焦距；

θ：倾斜后的所述透镜系统的所述光轴相对于倾斜前的所述光轴之间的角度；

Bf：所述后组中设置的所述正透镜的像侧透镜表面和所述像面之间的距离；且

n：所述后组中设置的所述正透镜的折射率，

所述移动检测部检测θ，

所述计算部基于式(0)计算α，并且

所述移动校正驱动部使所述正透镜倾斜α角。

Images