CN101196609A - 变焦镜头和成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变焦镜头和成像装置。本发明提供了一种变焦镜头，它沿从物至像的方向依次包括：第一透镜组，具有正屈光度并相对于像面固定；第二透镜组，具有负屈光度；第三透镜组，具有正屈光度，并相对于光轴方向固定；第四透镜组，具有正屈光度；和第五透镜组，具有正屈光度，并相对于光轴方向固定。第五透镜组由沿从物至像的方向依次设置的下述项组成：具有负屈光度的第五a透镜组；具有正屈光度的第五b透镜组；以及具有正屈光度的第五c透镜组。

Description

变焦镜头和成像装置
技术领域
本发明涉及变焦镜头和成像装置。更具体地说，本发明涉及适用于摄像机(例如视频摄像机)和数码相机的变焦镜头以及使用了该变焦镜头的成像装置，所述摄像机和数码相机设置成由这些机器的图像传感器来进行光检测并设有所谓的防抖功能，所述防抖功能适于以下述方式实现所拍摄图像的稳定化，所述方式是通过使变焦镜头中包括的部分透镜组移动以具有相对于光轴垂直的分量，来对所拍摄图像的模糊进行光学校正以获得不模糊的图像，所述模糊是由变焦镜头的振动造成的。
背景技术
所拍摄图像中的模糊是由相机抖动造成的，所述相机抖动例如由于在拍摄图像时松开快门造成的抖动，或者由对例如汽车的运动物体执行图像拍摄时对图像采集系统施加的振动造成的抖动。作为对上述相机抖动造成的图像模糊进行校正的一种方式，已知一种光学相机抖动校正系统，这类系统通过使镜头系统中所包括的部分透镜组沿大体上垂直于光轴的方向移动，来提供图像位置的移动从而校正图像模糊，还能够对与图像位置移动有关地发生的光学性能下降进行校正。
具体地说，日本专利申请公开No.2006-98963(专利文献1)所公开的技术是已知的。根据专利文献1的变焦镜头包括由第一至第四透镜组构成的一串以及第五透镜组，第一至第四透镜组分别是正屈光度、负屈光度、正屈光度和负屈光度透镜组，第五透镜组由具有负屈光度的负零件组以及具有正屈光度的正零件组构成，其中，通过使上述正零件组沿大体上垂直于光轴的方向移动来执行防抖。
发明内容
但是，根据专利文献1的变焦镜头具有的第五透镜组，其负零件组由单个负透镜构成，因此负零件组的屈光度太强，使之与第五透镜组中所包括的正零件组的各个透镜中最靠近像方的那个透镜在屈光度方面有较大的差异。因此，该变焦镜头存在这样的问题：第五透镜组中的负零件组、以及第五透镜组中正零件组的各透镜中最接近像方的那个透镜，这二者之间的相对偏心会造成成像性能下降。
本发明是考虑到上述问题而作出的，并希望提供一种变焦镜头和成像装置，它们所具有的可沿光轴运动的透镜组数目较少，从而实现小型化并减小由偏心造成的成像性能下降。
根据本发明一种实施例的变焦镜头沿从物至像的方向依次包括：第一透镜组，具有正屈光度并相对于像面固定；第二透镜组，具有负屈光度，并用于通过在光轴上运动来进行变焦；第三透镜组，具有正屈光度，并相对于光轴方向固定；第四透镜组，具有正屈光度，并用于通过在光轴上运动来校正成像位置波动，以及用于校正与物距改变有关的成像位置改变；和第五透镜组，具有正屈光度，并相对于光轴方向固定。上述第五透镜组沿从物至像的方向依次由下述项组成：具有负屈光度的第五a透镜组；具有正屈光度的第五b透镜组；以及具有正屈光度的第五c透镜组。第五a透镜组由两个负透镜组成，两个负透镜沿从物至像的方向依次为折射凹面面向像的负透镜以及折射凹面面向物的负透镜。通过使第五b透镜组移动以相对于光轴具有垂直分量来提供像的移动，并满足如下所示的关系式(1)：
(1)-4.0＜f5c/f5a＜-1.5
其中f5a为第五a透镜组的焦距，f5c为第五c透镜组的焦距。
根据本发明一种实施例的成像装置，包括变焦镜头和图像传感器，图像传感器用于将变焦镜头形成的光学图像转换成电信号。变焦镜头沿从物至像的方向依次包括：第一透镜组，具有正屈光度并相对于像面固定；第二透镜组，具有负屈光度，并用于通过在光轴上运动来进行变焦；第三透镜组，具有正屈光度，并相对于光轴方向固定；第四透镜组，具有正屈光度，并用于通过在光轴上运动来校正成像位置波动，以及用于校正与物距改变有关的成像位置改变；和第五透镜组，具有正屈光度，并相对于光轴方向固定。第五透镜组沿从物至像的方向依次由下述项组成：具有负屈光度的第五a透镜组；具有正屈光度的第五b透镜组；以及具有正屈光度的第五c透镜组。第五a透镜组由两个负透镜组成，两个负透镜沿从物至像的方向依次为折射凹面面向像的负透镜以及折射凹面面向物的负透镜。通过使第五b透镜组移动以相对于光轴具有垂直分量来提供像的移动，并满足如下所示的关系式(1)：
(1)-4.0＜f5c/f5a＜-1.5
其中f5a为第五a透镜组的焦距，f5c为第五c透镜组的焦距。
在下面对实施例的详细说明中，参考附图对本发明的这些以及其他的特征和方面进行了详细说明。
附图说明
图1的示意图示出了对于根据本发明的变焦镜头一种实施例的屈光度分配情况；
图2示出了对于根据本发明的变焦镜头第一实施例的镜头结构；
图3至图5分别图示了对于将实际数值应用到第一实施例所涉及的数值实施例1的各个像差的曲线图，其中，图3的曲线图示出了广角端位置下的球差、像散、畸变和横向像差，图4的曲线图示出了中间焦距位置下的球差、像散、畸变和横向像差，图5的曲线图示出了摄远端位置下的球差、像散、畸变和横向像差；
图6至图8分别图示了对于将实际数值应用到第一实施例所涉及的数值实施例1在与0.5度镜头移动相当的情况下的横向像差曲线图，其中，图6的曲线图示出了在广角端位置下的横向像差，图7的曲线图示出了在中间焦距位置下的横向像差，图8的曲线图示出了在摄远端位置下的横向像差；
图9示出了对于根据本发明的变焦镜头第二实施例的镜头结构；
图10至图12分别图示了对于将实际数值应用到第二实施例所涉及的数值实施例2的各个像差的曲线图，其中，图10的曲线图示出了广角端位置下的球差、像散、畸变和横向像差，图11的曲线图示出了中间焦距位置下的球差、像散、畸变和横向像差，图12的曲线图示出了摄远端位置下的球差、像散、畸变和横向像差；
图13至图15分别图示了对于将实际数值应用到第二实施例所涉及的数值实施例2在与0.5度镜头移动相当的情况下的横向像差曲线图，其中，图13的曲线图示出了在广角端位置下的横向像差，图14的曲线图示出了在中间焦距位置下的横向像差，图15的曲线图示出了在摄远端位置下的横向像差；
图16示出了对于根据本发明的变焦镜头第三实施例的镜头结构；
图17至图19分别图示了对于将实际数值应用到第三实施例所涉及的数值实施例3的各个像差的曲线图，其中，图17的曲线图示出了广角端位置下的球差、像散、畸变和横向像差，图18的曲线图示出了中间焦距位置下的球差、像散、畸变和横向像差，图19的曲线图示出了摄远端位置下的球差、像散、畸变和横向像差；
图20至图22分别图示了对于将实际数值应用到第三实施例所涉及的数值实施例3在与0.5度镜头移动相当的情况下的横向像差曲线图，其中，图20的曲线图示出了在广角端位置下的横向像差，图21的曲线图示出了在中间焦距位置下的横向像差，图22的曲线图示出了在摄远端位置下的横向像差；
图23的框图示出了根据本发明的成像装置一种实施例。
具体实施方式
下面参考附图对根据本发明实施例的变焦镜头和成像装置的实施例进行说明。
首先说明一种实施例的变焦镜头。
本发明的变焦镜头沿物至像的方向(即从物至像的方向)依次包括：第一透镜组；第二透镜组；第三透镜组；第四透镜组；以及第五透镜组。第一透镜组具有正屈光度并相对于像面固定。第二透镜组具有负屈光度并用于通过在光轴上运动来进行变焦。第三透镜组具有正屈光度并在光轴方向上是固定的。第四透镜组具有正屈光度并用于通过在光轴上运动来校正成像位置波动，并用于校正与物距改变有关的成像位置改变。第五透镜组具有正屈光度并在光轴方向上是固定的。第五透镜组沿物至像的方向依次包括：具有负屈光度的第五a透镜组；具有正屈光度的第五b透镜组；以及具有正屈光度的第五c透镜组。第五a透镜组沿物至像的方向依次设有两个负透镜，这两个负透镜包括：折射凹面面向像的负透镜、以及折射凹面面向物的负透镜。通过移动第五b透镜组使之相对于光轴具有垂直分量可以使像移动，如下所示的关系式(1)得到满足：
(1)-4.0＜f5c/f5a＜-1.5
其中，f5a是第五a透镜组的焦距，而f5c是第五c透镜组的焦距。
因此，通过设置第五a透镜组，根据本发明这种实施例的变焦镜头可以减小由第五a透镜组与第五c透镜组之间的相对偏心造成的成像性能下降，其中第五a透镜组被指定为第五透镜组中所包括的负零件组，并设有两个负透镜，即折射凹面面向像的负透镜以及折射凹面面向物的负透镜。具体地说，第一透镜组至第一透镜组在屈光度分配方面被应用于一种变焦镜头方案，通过该方案，射出第四透镜组的光通量是会聚的。所得的会聚光通量需要由第五a透镜组变回发散光通量，因此第五a透镜组表现出提供较强负屈光度的作用。因此，第五a透镜组容易造成过侧(over-side)球差和/或过侧(over-side)像散。如果将第五a透镜组设置成会产生上述那样显著的像差(例如设置成单一的负透镜)，则它对制造误差所造成的像差影响(例如偏心和倾斜)的敏感度会增加，从而难以确保批量生产。在这份说明书中应当注意，“折射凹面面向像”的含义是像方表面的曲率半径小于物方表面的曲率半径，并且像方表面是对着像方的凹面形状。还应注意，“折射凹面面向物”的含义是物方表面的曲率半径小于像方表面的曲率半径(平面的曲率半径是无限大)，并且物方表面是对着物方的凹面形状。
此外，通过满足关系式(1)，可以减小总的镜头长度，并可以减小由第五a透镜组与第五c透镜组之间的相对偏心造成的成像性能下降。
上述关系式(1)限定了第五c透镜组的屈光度与第五a透镜组的屈光度的比率范围。在超过了关系式(1)的上限时，第五a透镜组的屈光度不够强，此时，第五c透镜组的屈光度更强，使得第五a透镜组与第五c透镜组之间的屈光度差异变大，使得由第五a透镜组与第五c透镜组之间的相对偏心造成的成像性能下降增大。相反，在未达到关系式(1)的下限时，第五a透镜组的屈光度过强，此时，第五c透镜组的屈光度不够强，造成总的镜头长度增大，同时，第五a透镜组与第五c透镜组之间的屈光度差异也较大，使得由第五a透镜组与第五c透镜组之间的相对偏心造成的成像性能下降也增大。
注意，如果将孔径光阑设在第三透镜组附近，使孔径光阑位于作为移动透镜组的第二透镜组和第四透镜组之间，则可以令人满意地校正与透镜位置关系改变有关地发生的轴外像差而不需要更大尺寸的镜头直径，其中，所述移动透镜组能够在透镜位置关系从广角端(即最广角状态)向摄远端(即最大摄远状态)改变过程中运动。此外，这种布置确保了第五透镜组的位置远离孔径光阑，从而防止了使第五透镜组中所包括的正零件组中的零件(即上述第五b透镜组)沿大体上垂直于光轴的方向移动的驱动机构与对第二透镜组和/或孔径光阑进行驱动的驱动机构发生干涉。因此，可以更加自由地布置驱动机构，同时可以不需要更大尺寸的镜头座。此外，意图移动第五透镜组中的正零件组而不适其中的负零件组，从而可以抑制畸变的发生。
另外在变焦过程中，镜头系统在最靠近像的那侧的第五透镜组固定在适当位置，从而在射出的光线离光轴更远的时候在透镜表面上校正了各种像差，因而在总体变焦区域中获得了令人满意的像差校正并保持了广角焦距。
在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，希望满足如下所示的关系式(2)：
(2)0.25＜f5b/ft＜0.4
其中，f5b是第五b透镜组的焦距，ft是摄远端位置处整个镜头系统的焦距。
这可以对负球差进行令人满意的校正，同时可以通过正零件组沿大体上垂直于光轴方向的较小量移动来对相机抖动造成的成像位置波动进行校正。
关系式(2)限定了第五b透镜组的屈光度范围，换句话说，限定了为防抖目的以及为在整个变焦范围内实现令人满意的像差校正目的而需要的敏感度增加情况。在超过了关系式(2)中上限的情况下，为防抖目的的敏感度增大，这有利于使在校正相机抖动时镜头移动量更小，但像面受到过度校正，从而难以确保其与球差的平衡。相反，在未达到关系式(2)中下限的情况下，确保了令人满意的像差平衡，但是为防抖目的的敏感度减小，使得在校正相机抖动时镜头的移动量更大，从而需要更大尺寸的镜头结构。
在根据本发明一种实施例的变焦镜头3中，希望满足如下所示的关系式(3)：
(3)5＜f5/|f5a|＜7
其中f5是第五透镜组的焦距。这确保了期望长度的变焦长度(backfocus)，还能够与整个镜头系统的尺寸进行平衡。
关系式(3)限定了第五透镜组中包括的第五a透镜组的屈光度范围。在超过了关系式(3)中上限的情况下，第五a透镜组的屈光度较强，使总的镜头长度增大。相反，在未达到关系式(3)中下限的情况下，第五a透镜组的屈光度不够强，使得难以确保较长的变焦长度。
在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，希望满足如下所示的关系式(4)：
(4)1.5＜f5/f5c＜2.5
这样对各种像差实现了更加令人满意的校正，同时可以抑制校正图像模糊时发生的偏心像差(偏离中心的像差)，并可以使相面移动情况更加易于控制。
关系式(4)限定了第五透镜组中包括的第五c透镜组的屈光度范围。在超过了关系式(4)中上限的情况下，第五c透镜组的屈光度过强，有利于减小整个镜头的长度，但是难以对相面弯曲以及整个变焦范围内的畸变波动进行校正。相反，在未达到关系式(4)中下限的情况下，第五c透镜组的屈光度不够强，整个镜头的长度会增加。
在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，希望满足如下所示的关系式(5)：
(5)2.5＜f5/(fw·ft)1/2＜4
其中，fw是广角端位置处整个镜头系统的焦距。
这样提供了更广的视角，还在整个变焦范围内提供了令人满意的像差校正。
关系式(5)为加宽广角端的视角而限定了第五透镜组的屈光度范围，换句话说，限定了实现较广视角以及在整个变焦范围内实现令人满意的像差校正的要求。具体地说，在超过了关系式(5)中上限的情况下，使视角比以前的广角端情况下更宽，但是像面受到过度校正，从而难以确保与球差的平衡。相反，在未达到关系式(5)中下限的情况下，确保了令人满意的像差平衡，但是不能获得更宽的视角。
在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，希望满足如下所示的关系式(6)。
(6)0.8＜f5b/(fw·ft)1/2＜1.0
这可以抑制校正图像模糊时发生的偏心像差，并可以在校正相机抖动时减小相机抖动校正透镜组的移动量。
关系式(6)为在校正相机抖动时减小相机抖动校正透镜组的移动量而限定了第五透镜组的屈光度范围，换句话说，限定了在整个变焦范围内实现令人满意的像差校正的要求。具体地说，在超过了关系式(6)中上限的情况下，校正相机抖动时相机抖动校正透镜组的移动量可以较小，但难以在校正相机抖动时实现像差校正。相反，在未达到关系式(6)中下限的情况下，确保了更好的像差平衡，但是为校正相机抖动而使相机抖动校正透镜组的移动量较大，造成难以实现较小尺寸的镜头直径。
注意，为了实现令人满意的像差校正、使校正相机抖动时发生的像差波动最小化、确保减小总的镜头长度以及外部镜头直径尺寸，优选地需要满足全部的上述关系式(1)至(6)。但是，在满足上述关系式中任意一项的情况下，就可以产生对有关关系式的上述说明中所包含的效果。
在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，希望使上述第五b透镜组由胶合透镜构成，所述胶合透镜在物至像的方向上依次由正透镜和负透镜组成。
这使得用于防抖目的的校正透镜组可以设置得小型化，以确保实现减小校正透镜组的尺寸和重量。为此，可以使对校正透镜进行驱动的致动器小型化，以实现整个装置尺寸的减小，并同时在驱动过程中确保更加节电。另一方面，如果将第五b透镜组设置成使正透镜与负透镜彼此分开，则显著增大了由间隙误差造成的像差影响，使批量生产性能下降。但是在此情况下，通过用由两个透镜一组所构成的胶合透镜来构造第五b透镜组，可以避免上述缺点。
优选地，需要减小由第五b透镜组造成的色差量，以使防抖时发生的色差波动可以足够地减小。在实现了像差校正的情况下，用由正透镜和负透镜一组所构成的胶合透镜来构造第五b透镜组更好。这样，便于第五b透镜组自身的色差校正，同时使第五b透镜组的屈光度更强，因而可以既满足为防抖目的而增大灵敏度，又减小防抖时发生的色差波动。由此，给第五b透镜组使用低色散玻璃材料可以将防抖时发生的色差波动限制在没有问题的程度，同时通过以优选方式设定第五b透镜组的屈光度来确保防抖目的所需的灵敏度。
注意，将第五b透镜组构造成使其物方表面为非球面形状可以抑制由第五b透镜组产生的球差，还可以减小防抖时发生的偏心彗差。
在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，希望将第四透镜组构造成三片式胶合透镜，该三片式胶合透镜沿从物至像的方向依次由正透镜、负透镜和正透镜组成。
这使得可以在对轴上像差进行校正的同时对轴外像差进行校正，能够对与改变对象位置相关地发生的各种像差波动进行令人满意的校正。
因此，与现有技术相比，将正透镜胶合到负透镜的前方和后方可以特别地增大对于负透镜曲率的允许自由度，能够有利于显著改善由负透镜表面造成的球差随色彩的曲线。
在根据本发明一个方面的变焦镜头中，希望将像形成在固态图像传感器上。
在固态图像传感器上形成像可以在把经过光电转换的图像记录在存储器和/或磁带上的方式上赋予用户一定的方便。
现在将参考附图和表格，说明根据本发明的变焦镜头的具体实施例以及与将实际数值应用到上述具体实施例有关的数值实施例。
注意，在各种实施例中引入了非球表面，其中，上述非球表面的形状由如下所示的表达式1定义。
表达式1
x = cy 2 1 + 1 - ( 1 + κ ) c 2 y 2 + Ay 4 + By 6 + . . .
其中，y为离开光轴的高度，x为垂度(sag amount)，c为曲率，κ为圆锥常数，A、B...为非球面系数。
图1图示了对于根据本发明每种实施例的屈光度分配情况。在该图中，沿物至像的方向依次包括：具有正屈光度的第一透镜组L1、具有负屈光度的第二透镜组L2、具有正屈光度的第三透镜组L3、具有正屈光度的第四透镜组L4、以及具有正屈光度的第五透镜组L5。在从广角端位置向摄远端位置进行变焦时，第二透镜组L2朝向像运动，使第一透镜组L1与第二透镜组L2之间的空气间隙变宽，而第二透镜组L2与第三透镜组L3之间的空气间隙变窄。在变焦过程中，第一透镜组L1、第三透镜组L3和第五透镜组L5固定在适当位置，相比之下，允许第四透镜组L4发生运动以校正与第二透镜组L2的运动有关的像面位置波动，在近距聚焦过程中第四透镜组L4还朝向物运动。
图2示出了根据本发明第一实施例的变焦镜头1的镜头结构。第一透镜组L1沿从物至像的方向依次包括：胶合透镜L11，由弯月形负透镜以及正透镜组成，弯月形负透镜的凸面面向物，正透镜的凸面面向物；以及正透镜L12，其凸面面向物。第二透镜组L2沿从物至像的方向依次包括：弯月形负透镜L21，其凹面面向像，且像方表面为非球面形状；以及胶合透镜L22，其由双凹透镜和双凸透镜组成。第三透镜组L3由双凸透镜L31组成，其两个表面为非球面形状。第四透镜组L4由三片式胶合透镜L41组成，三片式胶合透镜L41沿从物至像的方向依次包括：双凸透镜；双凹透镜；以及物方表面为非球面形状的双凸透镜。第五透镜组L5沿从物至像的方向依次包括：第五a透镜组L5a，由弯月形负透镜L51和负透镜L52组成，弯月形负透镜L51的凹面面向像，负透镜L52的凹面面向物；第五b透镜组L5b，由胶合透镜L53组成，胶合透镜L53由双凸透镜和弯月形负透镜组成，弯月形负透镜的凹面面向物；以及第五c透镜组L5c，由双凸透镜L54组成。另外，孔径光阑SP位于第三透镜组L3的物方，并在从广角端位置向摄远端位置的变焦过程中相对于光轴固定。此外，滤光器FL位于第五透镜组L5与像面IP之间。通过使第五透镜组L5中所包括的第五b透镜组L5b移动以具有相对于光轴的垂直分量，来使像可以移动。
表1中列出了对于数值实施例1的镜头数据，数值实施例1涉及将实际数值应用到根据第一实施例的变焦镜头1。注意，在表1以及随后的镜头数据表格中，“表面编号”表示从物方起的第i个表面，“曲率半径”表示从物方起第i个表面的曲率半径，“表面间隙”表示从物方起第i个表面与第i+1个表面之间的轴向表面间隙，“折射率”表示具有物方第i个表面的玻璃材料对于d线的折射率，“阿贝数”表示具有物方第i个表面的玻璃材料对于d线的阿贝数。另外，对曲率半径所用的“∞”表示所涉及的表面是平面，对于表面间隙所用的“(Di)”表示所涉及的表面间隙是可变的。
[表1]
表面编号   曲率半径   表面间隙   折射率  阿贝数
  1   17.18922   0.154213   1.84666  23.8
  2   4.23963   0.600627   1.61800  63.4
  3   -21.41853   0.034270
  4   4.17872   0.392559   1.88300  40.8
  5   19.61851   (D5)
  6   19.61851   0.102809   1.85135  40.1
  7   1.78245   0.312368
  8   -1.93843   0.077107   1.88300  40.8
  9   1.85798   0.258307   1.94595  18.0
  10   -85.67412   (D10)
  11   ∞   0.270730   (孔径光阑)
  12   2.97511   0.301436   1.58313  59.5
  13   -5.91741   (D13)
  14   4.02156   0.249689   1.69350  53.2
  15   -20.99887   0.085674   1.80518  25.5
  16   3.13511   0.323283   1.62041  60.3
  17   -3.13511   (D17)
  18   31.70811   0.085674   1.80420  46.5
  19   1.93614   0.256543
  20   -3.17312   0.085674   1.69680  55.5
  21   ∞   0.119944
  22   3.34307   0.529141   1.76802  49.2
  23   -2.22654   0.119944   1.84666  23.8
  24   -4.24420   0.171348
  25   8.76381   0.252276   1.69680  55.5
  26   -6.61472   1.183725
  27   ∞   0.073680   1.51680  64.2
  28   ∞   0.171348
  29   ∞   0.191910   1.55232  63.4
  30   ∞   0.171348
  31   ∞   0.085674   1.51680  64.2
  32   ∞   (Bf)
对于变焦镜头1，第二透镜组L2中包括的弯月形负透镜21的像方表面(第七表面)、第三透镜组L3中包括的双凸透镜L31的两个相反表面(第十二和第十三表面)、第四透镜组L4中包括的三片式胶合透镜L41的物方表面(第十四表面)、以及第五透镜组L5中包括的第五b透镜组L5b的物方表面(第二十二表面)为非球面形状。这样，对于数值实施例1的上述表面，其四阶、六阶、八阶以及十阶非球面系数A、B、C和D以及它们的圆锥常数(κ)列在表2中。注意，在表2以及随后的非球面系数表格中，“E-i”是以10为底数的指数表达式，换句话说表示“10-i”，例如具体地说，“0.12345E-05”表示“0.12345×10-5”。
[表2]
κ  A  B  C  D
第七表面 0.000000 -0.641412E-02 0.120103E-01  0.261716E-01  -0.598031E-01
第十二表面 0.000000 -0.129016E-01 -0.311088E-02  0.000000  0.000000
第十三表面 0.000000 0.290047E-02 -0.143093E-02  0.000000  0.000000
第十四表面 0.000000 -0.159469E-01 0.394503E-03  -0.365098E-02  0.392693E-02
第二十二表面 0.000000 -0.148385E-01 0.279641E-02  -0.115295E-02  0.000000
对于变焦镜头1，在从广角端位置向摄远端位置变焦时，第一透镜组L1与第二透镜组L2之间的表面间隙D5、第二透镜组L2与第三透镜组L3(或孔径光阑SP)之间的表面间隙D10、第三透镜组L3与第四透镜组L4之间的表面间隙D13、以及第四透镜组L4与第五透镜组L5之间的表面间隙D17应该发生改变。这样，在广角端位置(f＝1.000)、中间焦距位置(f＝4.525)以及摄远端位置(f＝9.05)情况下，对于数值实施例1的上述各个表面间隙的值以及焦距f、F数FNO和视角2ω列在表3中。
[表3]
 f  1.00  4.525  9.05
 FNO  1.85  2.38  2.89
 2ω  62.01  13.98  6.89°
 D5  0.163  2.408  3.192
 D10  3.233  0.988  0.204
 D13  1.108  0.421  0.974
 D17  0.161  0.849  0.295
 Bf  0.137  0.137  0.137
对于数值实施例1，与上述表达式(1)至(6)对应的值列在表4中。
[表4]
(1)f5c/f5a＝-3.4355
(2)f5b/ft＝0.3118
(3)f5/|f5a|＝-5.7369
(4)f5/f5c＝1.552
(5)f5/(fw·ft)^1/2＝2.7976
(6)f5b/(fw·ft)^1/2＝0.8724
图3至图5分别图示了在无限远处满足聚焦条件的情况下，对于数值实施例1的各个像差的曲线图，其中，图3的曲线图示出了广角端位置(f＝1.000)下的各个像差，图4的曲线图示出了中间焦距位置(f＝4.525)下的各个像差，而图5的曲线图示出了摄远端位置(f＝9.05)下的各个像差。
图6至图8分别图示了在无限远处满足聚焦条件的情况下，对于数值实施例1在与0.5度镜头移动相当的情况下的横向像差曲线图，其中，图6的曲线图示出了在广角端位置(f＝1.000)下的横向像差，图7的曲线图示出了在中间焦距位置(f＝4.525)下的横向像差，图8的曲线图示出了在摄远端位置(f＝9.05)下的横向像差。
参考图3至图8所示的各个像差曲线图，各个球差曲线图中的实线表示球差，各个像散曲线图中的实线和虚线分别表示弧矢像面和子午像面。在彗差曲线图中，A表示视角，y表示像高度。
由各个曲线图可以明显地看到，数值实施例1能够实现对各种像差进行令人满意的校正，并提供了优秀的成像性能。
图9示出了根据本发明第二实施例的变焦镜头2的镜头结构。第一透镜组L1沿从物至像的方向依次包括：胶合透镜L11，由弯月形负透镜以及正透镜组成，弯月形负透镜的凸面面向物，正透镜的凸面面向物；以及正透镜L12，其凸面面向物。第二透镜组L2沿从物至像的方向依次包括：弯月形负透镜L21，其凹面面向像；以及胶合透镜L22，其由双凹透镜和双凸透镜组成。第三透镜组L3由双凸透镜L31组成，其物方表面为非球面形状。第四透镜组L4由三片式胶合透镜L41组成，三片式胶合透镜L41沿从物至像的方向依次包括：双凸透镜；双凹透镜；以及物方表面为非球面形状的双凸透镜。第五透镜组L5沿从物至像的方向依次包括：第五a透镜组L5a、第五b透镜组L5b以及第五c透镜组L5c。第五a透镜组L5a由弯月形负透镜L51和负透镜L52组成，弯月形负透镜L51的凹面面向像，负透镜L52的凹面面向物。第五b透镜组L5b由胶合透镜L53组成，胶合透镜L53由凸透镜和弯月形负透镜组成，凸透镜的物方表面为非球面形状，弯月形负透镜的凹面面向物。第五c透镜组L5c由双凸透镜L54组成。另外，孔径光阑SP位于第三透镜组L3的物方，并在从广角端位置向摄远端位置的变焦过程中相对于光轴固定。此外，滤光器FL位于第五透镜组L5与像面IP之间。通过使第五透镜组L5中所包括的第五b透镜组L5b移动以具有相对于光轴的垂直分量，来使像可以移动。
表5中列出了对于数值实施例2的镜头数据，数值实施例2涉及将实际数值应用到根据第二实施例的变焦镜头2。
[表5]
表面编号   曲率半径   表面间隙   折射率  阿贝数
  1   11.80634   0.154236   1.84666   23.8
  2   4.00084   0.620355   1.49700   81.6
  3   -21.42169   0.034275
  4   4.12881   0.470523   1.88300   40.8
  5   29.05648   (D5)
  6   29.05648   0.077118   1.88300   40.8
  7   1.86982   0.308472
  8   -2.02268   0.077118   1.88300   40.8
  9   1.83873   0.248372   1.94595   18.0
  10   ∞   (D10)
  11   ∞   0.224499   (孔径光阑)
  12   2.74786   0.338531   1.58313   59.5
  13   -8.23034   (D13)
  14   4.43587   0.226933   1.69350   53.2
  15   -148.10278   0.085687   1.80518   25.5
  16   2.92765   0.340279   1.62041   60.3
  17   -2.92765   (D17)
  18   15.54080   0.085687   1.80420   46.5
  19   1.93642   0.268834
  20   -3.17313   0.085687   1.69680   55.5
  21   ∞   0.119961
  22   3.28811   0.521678   1.76802   49.2
  23   -2.43795   0.119961   1.84666   23.8
  24   -4.95573   0.171373
  25   5.40931   0.271353   1.69680   55.5
  26   -10.87145   1.296543
  27   ∞   0.073691   1.51680   64.2
  28   ∞   0.171373
  29   ∞   0.191938   1.55232   63.4
  30   ∞   0.171373
  31   ∞   0.085687   1.51680   64.2
  32   ∞   (Bf)
对于变焦镜头2，第三透镜组L3中包括的双凸透镜L31的像方表面(第十二表面)、第四透镜组L4中包括的三片式胶合透镜L41的物方表面(第十四表面)、以及第五透镜组L5中包括的第五b透镜组L5b的物方表面(第二十二表面)为非球面形状。这样，对于数值实施例2的上述表面，其四阶、六阶、八阶以及十阶非球面系数A、B、C和D以及它们的圆锥常数(κ)列在表6中。
[表6]
κ A B C  D
第十二表面 0.000000 -0.151972E-01 -0.331100E-02 0.000000  0.000000
第十四表面 0.000000 -0.200864E-01 0.524170E-02 -0.643987E-02  0.392173E-02
第二十二表面 0.000000 -0.124986E-01 0.315251E-02 -0.115177E-02  0.000000
对于变焦镜头2，在从广角端位置向摄远端位置变焦时，第一透镜组L1与第二透镜组L2之间的表面间隙D5、第二透镜组L2与第三透镜组L3(或孔径光阑SP)之间的表面间隙D10、第三透镜组L3与第四透镜组L4之间的表面间隙D13、以及第四透镜组L4与第五透镜组L5之间的表面间隙D17应该发生改变。这样，在广角端位置(f＝1.00)、中间焦距位置(f＝4.55)以及摄远端位置(f＝9.09)情况下，对于数值实施例2的上述各个表面间隙的值以及焦距f、F数FNO和视角2ω列在表7中。
[表7]
  f   1.00   4.55   9.09
  FNO   1.89   2.44   2.91
  2ω   62.05   13.97   6.87°
  D5   0.163   2.383   3.183
  D10   3.231   1.011   0.211
  D13   1.068   0.329   0.945
  D17   0.121   0.860   0.243
  Bf   0.137   0.137   0.137
对于数值实施例2，与上述表达式(1)至(6)对应的值列在表8中。
[表8]
(1)f5c/f5a＝-3.1494
(2)f5b/ft＝0.3275
(3)f5/|f5a|＝5.5112
(4)f5/f5c＝1.6263
(5)f5/(fw·ft)^1/2＝2.8026
(6)f5b/(fw·ft)^1/2＝0.9179
图10至图12分别图示了在无限远处满足聚焦条件的情况下，对于数值实施例2的各个像差的曲线图，其中，图10的曲线图示出了广角端位置(f＝1.00)下的各个像差，图11的曲线图示出了中间焦距位置(f＝4.55)下的各个像差，而图12的曲线图示出了摄远端位置(f＝9.09)下的各个像差。
图13至图15分别图示了在无限远处满足聚焦条件的情况下，对于数值实施例2在与0.5度镜头移动相当的情况下的横向像差曲线图，其中，图13的曲线图示出了在广角端位置(f＝1.00)下的横向像差，图14的曲线图示出了在中间焦距位置(f＝4.55)下的横向像差，图15的曲线图示出了在摄远端位置(f＝9.09)下的横向像差。
参考图10至图15所示的各个像差曲线图，各个球差曲线图中的实线表示球差，各个像散曲线图中的实线和虚线分别表示弧矢像面和子午像面。在彗差曲线图中，A表示视角，y表示像高度。
由各个曲线图可以明显地看到，数值实施例2能够实现对各种像差进行令人满意的校正，并提供了优秀的成像性能。
图16示出了根据本发明第三实施例的变焦镜头3的镜头结构。第一透镜组L1沿从物至像的方向依次包括：胶合透镜L11，由弯月形负透镜以及正透镜组成，弯月形负透镜的凸面面向物，正透镜的凸面面向物；以及正透镜L12，其凸面面向物。第二透镜组L2沿从物至像的方向依次包括：弯月形负透镜L21，其凹面面向像，并且像方表面为非球面形状；以及胶合透镜L22，其由双凹透镜和双凸透镜组成。第三透镜组L3由双凸透镜L31组成，其物方表面为非球面形状。第四透镜组L4由三片式胶合透镜L41组成，三片式胶合透镜L41沿从物至像的方向依次包括：双凸透镜；双凹透镜；以及物方表面为非球面形状的双凸透镜。第五透镜组L5沿从物至像的方向依次包括：第五a透镜组L5a、第五b透镜组L5b以及第五c透镜组L5c。第五a透镜组L5a由弯月形负透镜L51和负透镜L52组成，弯月形负透镜L51的凹面面向像并且像方表面为非球面形状，负透镜L52的凹面面向物并且物方表面为非球面形状。第五b透镜组L5b由胶合透镜L53组成，胶合透镜L53由双凸透镜和弯月形负透镜组成，弯月形负透镜的凹面面向物。第五c透镜组L5c由双凸透镜L54组成。另外，孔径光阑SP位于第三透镜组L3的物方，并在从广角端位置向摄远端位置的变焦过程中相对于光轴固定。此外，滤光器FL位于第五透镜组L5与像面IP之间。通过使第五透镜组L5中所包括的第五b透镜组L5b移动以具有相对于光轴的垂直分量，来使像可以移动。
表9中列出了对于数值实施例3的镜头数据，数值实施例3涉及将实际数值应用到根据第三实施例的变焦镜头3。
[表9]
表面编号   曲率半径   表面间隙   折射率  阿贝数
  1   17.56967   0.155212   1.84666   23.8
  2   4.26910   0.597067   1.61800   63.4
  3   -20.60337   0.034492
  4   4.06527   0.386065   1.88300   40.8
  5   17.23559   0.163835
  6   17.98311   0.103475   1.85135   40.1
  7   1.62664   0.337984
  8   -1.76073   0.078486   1.88300   40.8
  9   2.64463   0.269673   1.94595   18.0
  10   -8.36910   3.263564
  11   ∞   0.241441
  12   2.42876   0.413382   1.58313   59.5
  13   -5.59359   1.068317
  14   5.66930   0.183651   1.69350   53.2
  15   -32.07869   0.086229   1.80518   25.5
  16   3.51371   0.301112   1.62041   60.3
  17   -3.51371   0.150807
  18   -8.75597   0.100026   1.80610   40.7
  19   1.54873   0.216107
  20   2.13620   0.535500   1.80139   45.5
  21   -3.74785   0.235802   1.84666   23.8
  22   -29.14198   0.172458
  23   10.50680   0.258463   1.69680   55.5
  24   -4.61524   0.969301
  25   ∞   0.074157   1.51680   64.2
  26   ∞   0.172458
  27   ∞   0.193153   1.55232   63.4
  28   ∞   0.172458
  29   ∞   0.086229   1.51680   64.2
  30   ∞   0.125894
对于变焦镜头3，第二透镜组L2中包括的弯月形负透镜L21的像方表面(第七表面)、第三透镜组L3中包括的双凸透镜L31的物方表面(第十二表面)、第四透镜组L4中包括的三片式胶合透镜L41的物方表面(第十四表面)、以及第五透镜组L5中包括的第五a透镜组L5a的弯月形负透镜L51的像方表面(第十九表面)以及第五透镜组L5中包括的第五a透镜组L5a的弯月形负透镜L52的物方表面(第二十表面)为非球面形状。这样，对于数值实施例3的上述表面，其四阶、六阶、八阶以及十阶非球面系数A、B、C和D以及它们的圆锥常数(κ)列在表10中。
[表10]
κ A B C D
第七表面 0.000000 -0.520090E-04 0.543758E-05 -0.217390E-06 -0.463306E-09
第十二表面 0.000000 -0.107713E-03 -0.178141E-06  0.000000 0.000000
第十四表面 0.000000 -0.807252E-04 0.154656E-06 -0.111480E-08 -0.129661E-09
第十九表面 0.000000 -0.128579E-03 -0.196925E-05 -0.370421E-07 0.113335E-08
第二十表面 0.000000 -0.730797E-04 -0.789960E-06 0.375658E-08 0.000000
对于变焦镜头3，在从广角端位置向摄远端位置变焦时，第一透镜组L1与第二透镜组L2之间的表面间隙D5、第二透镜组L2与第三透镜组L3(或孔径光阑SP)之间的表面间隙D10、第三透镜组L3与第四透镜组L4之间的表面间隙D13、以及第四透镜组L4与第五透镜组L5之间的表面间隙D17应该发生改变。这样，在广角端位置(f＝1.00)、中间焦距位置(f＝4.50)以及摄远端位置(f＝9.02)情况下，对于数值实施例3的上述各个表面间隙的值以及焦距f、F数FNO和视角2ω列在表11中。
[表11]
  f   1.00   4.50   9.02
  FNO   1.85   2.27   2.86
  2ω   62.25   14.16   6.94°
  D5   0.164   2.440   3.215
  D10   9.932   2.150   0.812
  D13   1.068   0.309   1.060
  D17   0.151   0.910   0.159
  Bf   0.126   0.126   0.126
对于数值实施例3，与上述表达式(1)至(6)对应的值列在表12中。
[表12]
(1)f5c/f5a＝-2.8556
(2)f5b/ft＝0.2403
(3)f5/|f5a|＝5.6601
(4)f5/f5c＝2.2399
(5)f5/(fw·ft)^1/2＝3.4938
(6)f5b/(fw·ft)^1/2＝0.8396
图17至图19分别图示了在无限远处满足聚焦条件的情况下，对于数值实施例3的各个像差的曲线图，其中，图17的曲线图示出了广角端位置(f＝1.00)下的各个像差，图18的曲线图示出了中间焦距位置(f＝4.50)下的各个像差，而图19的曲线图示出了摄远端位置(f＝9.017)下的各个像差。
图20至图22分别图示了在无限远处满足聚焦条件的情况下，对于数值实施例3在与0.5度镜头移动相当的情况下的横向像差曲线图，其中，图20的曲线图示出了在广角端位置(f＝1.00)下的横向像差，图21的曲线图示出了在中间焦距位置(f＝4.50)下的横向像差，图22的曲线图示出了在摄远端位置(f＝9.017)下的横向像差。
参考图17至图22所示的各个像差曲线图，各个球差曲线图中的实线表示球差，各个像散曲线图中的实线和虚线分别表示弧矢像面和子午像面。在彗差曲线图中，A表示视角，y表示像高度。
由各个曲线图可以明显地看到，数值实施例3能够实现对各种像差进行令人满意的校正，并提供了优秀的成像性能。
现在将说明本发明的成像装置。
本发明的成像装置是这样的类型：它具有变焦镜头和图像传感器，图像传感器用于将上述变焦镜头所形成的光学图像转换成电信号。上述变焦镜头沿物至像的方向依次包括第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组。第一透镜组具有正屈光度并相对于像面固定。第二透镜组具有负屈光度并用于通过在光轴上运动来进行变焦。第三透镜组具有正屈光度并在光轴方向上是固定的。第四透镜组具有正屈光度并用于通过在光轴上运动来校正成像位置波动，并用于校正与物距改变有关的成像位置改变。第五透镜组具有正屈光度并在光轴方向上是固定的。第五透镜组沿物至像的方向依次包括：具有负屈光度的第五a透镜组；具有正屈光度的第五b透镜组；以及具有正屈光度的第五c透镜组。第五a透镜组沿物至像的方向依次设有两个负透镜，这两个负透镜包括：折射凹面面向像的负透镜、以及折射凹面面向物的负透镜。通过移动第五b透镜组使之相对于光轴具有垂直分量可以使像移动，如下所示的关系式(1)得到满足：
(1)-4.0＜f5c/f5a＜-1.5
其中，f5a是第五a透镜组的焦距，而f5c是第五c透镜组的焦距。
图23的框图示出根据本发明的成像装置一种实施例的数码相机。
数码相机10具有镜头单元20和相机体单元30，镜头单元20用于以光学方式获取对象的图像，相机体单元30提供下述功能：将镜头单元20所获取的光学对象图像转换成电图像信号，并对该图像信号进行各种处理，同时控制镜头单元。
镜头单元20具有变焦镜头21，变焦镜头21包括：光学元件，例如透镜和滤光器；变焦驱动单元22，用于在变焦过程中使变焦透镜组运动；聚焦驱动单元23，用于使聚焦透镜组移动；移动透镜驱动单元24，用于使移动透镜组沿着具有与光轴垂直的分量的方向移动；以及光圈驱动单元25，用于控制孔径光阑的打开程度。可用于变焦镜头21的变焦镜头可以包括上述变焦镜头1至3中的任一种，也可以是根据它们的数值实施例的变焦镜头，或者是根据本发明除了上述实施例和上述数值实施例之外的实施例的变焦镜头。
相机体单元30具有图像传感器31，用于将变焦镜头21形成的光学图像转换成电信号。
可应用于图像传感器31的图像传感器可以包括例如CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)的图像传感器。从成像器件31输出的电图像信号受到由图像处理电路32进行的各种处理，以及以预定方式进行的数据压缩，随后作为图像数据临时储存在图像存储器33中。
相机控制CPU(中央处理单元)34对整个相机体单元30以及镜头单元20进行总体上的控制，并从图像存储器33取出临时储存的图像数据以显示在液晶显示单元35上或储存到外部存储器36中。另外，还执行从外部存储器36读出所储存的图像数据的操作以显示在液晶显示单元35上。
来自操作单元40的信号被输入相机控制CPU34以根据来自操作单元40的信号对各个单元进行控制，操作单元40包括开关，例如快门释放开关和变焦开关。例如在对快门释放开关进行操作时，有命令从相机控制CPU34输出到定时控制单元37，使从变焦镜头21射出的光线进入图像传感器31中，并使对图像传感器31进行信号读出的定时受到定时控制单元37的控制。
与对变焦镜头21的控制有关的信号、以及例如AF(自动聚焦)信号、AE(自动曝光)信号和变焦信号这样的信号从相机控制CPU34发送到镜头控制单元38，使变焦控制单元22、聚焦驱动单元23和光圈驱动单元25受到镜头控制单元38的控制，由此，变焦镜头21成为预定的状态。
另外，成像装置还具有相机抖动传感器39，用于检测例如相机抖动或图像传感器31的振动。在相机抖动传感器39检测到相机抖动时，相机抖动检测信号被输入相机控制CPU34中，使相机控制CPU34产生校正信号。所产生的校正信号通过相机控制单元38被送入相机单元20中包括的移动镜头驱动单元24，使移动透镜(即上述第五透镜组L5中包括的第五b透镜组)被镜头移动驱动单元24沿下述方向移动，所述方向会抵消由与图像传感器31有关的相机抖动所造成的图像移动。
根据本发明的实施例，可以提供较少数目的可沿光轴运动的透镜组以实现小型化，并减小由偏心造成的成像质量变差。
注意，尽管上述实施例指出的成像装置是数码相机，但是本发明不限于数码相机，也可以应用到数码摄像机形式的成像装置。
还应注意，上述各个实施例中已描述的所有各种部件形状以及数值仅仅是对实施本发明给出的示例，而不应认为是对本发明技术范围的限制。
本领域技术人员应当明白，在权利要求或其等同情况的范围内，取决于设计需求和其他因素，可以进行各种变更、组合、子组合和替换。
相关申请的交叉引用
本申请涉及与2006年11月27日提交给日本特许厅的日本专利申请JP2006-318908有关的主题，该申请的全部内容通过引用而结合于此。

Claims (10)

1.一种变焦镜头，沿从物至像的方向依次包括：第一透镜组，具有正屈光度并相对于像面固定；第二透镜组，具有负屈光度，并用于通过在光轴上运动来进行变焦；第三透镜组，具有正屈光度，并相对于光轴方向固定；第四透镜组，具有正屈光度，并用于通过在所述光轴上运动来校正成像位置波动，以及用于校正与物距改变有关的成像位置改变；和第五透镜组，具有正屈光度，并相对于所述光轴方向固定，其中：
所述第五透镜组沿所述从物至像的方向依次由下述项组成：具有负屈光度的第五a透镜组；具有正屈光度的第五b透镜组；以及具有正屈光度的第五c透镜组，
所述第五a透镜组由两个负透镜组成，所述两个负透镜沿所述从物至像的方向依次为折射凹面面向像的负透镜以及折射凹面面向物的负透镜，
通过使所述第五b透镜组移动以相对于所述光轴具有垂直分量来提供所述像的移动，并满足如下所示的关系式(1)：
(1)-4.0＜f5c/f5a＜-1.5
其中f5a为所述第五a透镜组的焦距，f5c为所述第五c透镜组的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足如下所示的关系式(2)：
(2)0.25＜f5b/ft＜0.4
其中f5b为所述第五b透镜组的焦距，ft为摄远端位置处整个镜头系统的焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足如下所示的关系式(3)：
(3)5＜f5/|f5a|＜7
其中，f5为所述第五透镜组的焦距。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足如下所示的关系式(4)：
(4)1.5＜f5/f5c＜2.5。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足如下所示的关系式(5)：
(5)2.5＜f5/(fw·ft)1/2＜4。
其中fw为广角端位置处所述整个镜头系统的焦距。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足如下所示的关系式(6)：
(6)0.8＜f5b/(fw·ft)1/2＜1.0。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第五b透镜组由胶合透镜组成，所述胶合透镜由依次沿所述从物至像的方向的正透镜和负透镜组成。
8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第四透镜组由三片式胶合透镜组成，所述三片式胶合透镜由沿所述从物至像的方向依次设置的正透镜、负透镜和正透镜组成。
9.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述图像被形成在固态图像传感器上。
10.一种成像装置，包括：
变焦镜头；和
图像传感器，用于将所述变焦镜头形成的光学图像转换成电信号，其中：
所述变焦镜头沿从物至像的方向依次包括：第一透镜组，具有正屈光度并相对于像面固定；第二透镜组，具有负屈光度，并用于通过在光轴上运动来进行变焦；第三透镜组，具有正屈光度，并相对于光轴方向固定；第四透镜组，具有正屈光度，并用于通过在所述光轴上运动来校正成像位置波动，以及用于校正与物距改变有关的成像位置改变；和第五透镜组，具有正屈光度，并相对于所述光轴方向固定：
所述第五透镜组沿所述从物至像的方向依次由下述项组成：具有负屈光度的第五a透镜组；具有正屈光度的第五b透镜组；以及具有正屈光度的第五c透镜组，
所述第五a透镜组由两个负透镜组成，所述两个负透镜沿所述从物至像的方向依次为折射凹面面向像的负透镜以及折射凹面面向物的负透镜，
通过使所述第五b透镜组移动以相对于所述光轴具有垂直分量来提供所述像的移动，并满足如下所示的关系式(1)：
(1)-4.0＜f5c/f5a＜-1.5
其中f5a为所述第五a透镜组的焦距，f5c为所述第五c透镜组的焦距。
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