CN102540430B - 防震变焦镜头及具备该防震变焦镜头的摄像装置 - Google Patents

防震变焦镜头及具备该防震变焦镜头的摄像装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种防震变焦镜头(100)，防震变焦镜头(100)的第三透镜组(G3)从物体侧依次具备正透镜(7)、正接合透镜(8)以及负接合透镜(9)，在从广角端至望远端变倍时，第一透镜组(G1)和所述第二透镜组(G2)之间的间距增大的同时，第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)之间的间距减小，并朝像侧移动正透镜(7)而执行从无限远端至近端的聚焦，沿着垂直于光轴的方向移动接合透镜(9)而变更像位置，从而执行防震。

Description

防震变焦镜头及具备该防震变焦镜头的摄像装置
技术领域
本发明涉及防震变焦镜头及具备该防震变焦镜头的摄像装置。
背景技术
在以往，提出有多种在摄影系统中具备补偿偶然传递的震动引起的画面抖动的机构(防震机构)的变焦镜头，已知的例如有使组成变焦镜头的透镜组的一部分沿着与光轴垂直的方向移动而补偿由于震动而造成的画面抖动的变焦镜头(防震变焦镜头)。
作为这种防震变焦镜头，例如，专利文献1、2中记载有如下的具有防震功能的变焦镜头(防震变焦镜头)。即，从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组、具有正屈光力的第四透镜组，其中，第三透镜组由具有正屈光力的前组和具有负屈光力的后组构成，通过将后组沿与光轴垂直的方向移动，由此补偿画面抖动。
专利文献1、2记载的技术中，从远距离至近距离的聚焦是通过将第二透镜组朝物体侧移动而执行。
另外，已知的变焦透镜的近距离的聚焦方法有很多种。例如，已知有可限制最为靠前的透镜的口径，并作为高变倍优选的变焦透镜，该变焦透镜为从物体侧依次具备具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组，并在第三透镜组进行聚焦的光学系统(例如，参照专利文献3、4)。
专利文献1：日本特开2006-106191号公报；
专利文献2：日本特开2009-284763号公报；
专利文献3：日本特开平10-133109号公报；
专利文献4：日本特开平10-133111号公报。
但是，如上所述的现有的防震变焦镜头具有如下的问题。
专利文献1、2记载的技术中，使第二透镜组移动而进行聚焦，但是具有正屈光力的第一透镜组和现有的变焦镜头中的具有负屈光力的第二透镜组通常在整个光学系统中负责主要的变倍，因此透镜的数量较多，重量也大。例如，专利文件1、2所记载的第二透镜组均由从物体侧依次具备凸面朝物体侧的负新月形透镜、双凹透镜、双凸透镜以及凹面朝物体侧的负新月形透镜，这四枚透镜组成。
因此，第二透镜组的微小的前进、后退等的控制也变得困难，特别是不适用于根据摄像元件的模糊检测的所谓登山式自动聚焦。
而且，专利文件3、4所记载的技术中，虽然在具有正屈光力的第三透镜组执行聚焦，但是其均为从物体侧起由正透镜、正透镜及负透镜接合的接合透镜的三枚透镜组成，同样透镜数量较多，不适用于登山式自动聚焦。
因此，急需高变倍且具有良好的光学性能的同时确保充分的近距离，尤其是能够适用于根据摄像元件的模糊检测的登山式自动聚焦的变焦镜头。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种高变倍且具有良好的光学性能的同时确保充分的近距离，并能够适用于根据摄像元件的模糊检测的登山式自动聚焦的防震变焦镜头及具备该防震变焦镜头的摄像装置。
为了达到上述目的，本发明的防震变焦镜头，在从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组以及整体上具备正屈光力的后续组的防震变焦镜头中，所述后续组从物体侧依次包括：具有正屈光力的第一部分组；具有一个以上的接合透镜，且形成有至少两面的接合面的具有正屈光力的第二部分组；以及具有负屈光力的第三部分组，在从广角端至望远端变倍时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的间距增大的同时，所述第二透镜组和所述后续组之间的间距减小，并向上移动所述第一部分组而执行从无限远端至近端的聚焦，且沿着垂直于光轴的方向移动所述第三部分组而变更像位置，从而执行防震，且满足如下条件式(1)、(2)、(3)：
0.1＜f3a/ft＜0.3(1)
0.15＜f3b/ft＜0.35(2)
0.05＜|f3c|/f1＜0.25(3)
其中，f3a为所述第一部分组的焦距、f3b为所述第二部分组的焦距、f3c为所述第三部分组的焦距，ft为在望远端的整个系统的焦距。
根据本发明，在后续组中，从物体侧依次具备分别具有正、正、负的屈光力的第一部分组、第二部分组、第三部分组。在具备这种执行从无限远端至近端的聚焦的第一部分组以及执行防震的具有负屈光力的第三部分组的基础上还具备具有正屈光力的第二部分组，因此与仅依靠第一部分组及第三部分组确保后续组所需的正屈光力的情况相比，提高了屈光力的设定自由度，且对于聚焦引起的像差变动或防震时的像差变动的抑制变得容易。
而且，能够简化第一部分组的组成。
而且，通过将第二部分组布置在第一部分组和第三部分组之间，第一部分组和第三部分组的横向倍率设定自由度变大，对于第一部分组的聚焦灵敏度和第二部分组的防震灵敏度(对应于沿垂宜于第三部分组的光轴的方向的每单位位移量的像移动量)的控制也变得容易。
而且，第二部分组包括一个以上的接合透镜，且具备至少两面的接合面，从而相比第三部分组能够良好地补偿物体侧的色差，因此对于防震时的色差变动的抑制也变得容易。
而且，由于满足条件式(1)、(2)、(3)，因此即便是高变倍，像差补偿也变得容易，并能够得到良好的光学性能。
而且，本发明的摄像装置具备本发明的防震变焦镜头。
根据本发明的摄像装置，由于具备本发明的防震变焦镜头，因此具备与本发明的防震变焦镜头相同的作用。
根据本发明的防震变焦镜头以及具备该防震变焦镜头的摄像装置，后续组具备从物体侧依次分别具有正、正、负屈光力的第一部分组、第二部分组、第三部分组，且根据第二部分组，屈光力的设定自由度得到提高，色彩补偿变得容易，并可以简化第一部分组，因此能够得到如下效果，即在具备高变倍且良好的光学性能的同时，能够确保充分的近距离，且能够适用于根据摄像元件的模糊的检测的所谓登山式的自动聚焦。
附图说明
图1为根据本发明的第一实施方式的防震变焦镜头的无限远端物点合焦时的在广角端、中间焦距、望远端的透镜的剖视图；
图2为具备根据本发明的第一实施方式的防震变焦镜头的摄像装置的主要部分的组成的模式化组成图；
图3为根据本发明的第二实施方式的防震变焦镜头的无限远端物点合焦时的在广角端、中间焦距、望远端的透镜的剖视图；
图4为根据本发明的第三实施方式的防震变焦镜头的无限远端物点合焦时的在广角端、中间焦距、望远端的透镜的剖视图；
图5为分别示出在实施例一的防震变焦镜头的广角端的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图6为分别示出在实施例一的防震变焦镜头的广角端的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图7为示出在实施例一的防震变焦镜头的广角端的防震时的横向像差的像差图；
图8为分别示出在实施例一的防震变焦镜头的中间焦距的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图9为分别示出在实施例一的防震变焦镜头的中间焦距的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图10为示出在实施例一的防震变焦镜头的中间焦距的防震时的横向像差的像差图；
图11为分别示出在实施例一的防震变焦镜头的望远端的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图12为分别示出在实施例一的防震变焦镜头的望远端的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图13为示出在实施例一的防震变焦镜头的望远端的防震时的横向像差的像差图；
图14为分别示出在实施例二的防震变焦镜头的广角端的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图15为分别示出在实施例二的防震变焦镜头的广角端的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图16为示出在实施例二的防震变焦镜头的广角端的防震时的横向像差的像差图；
图17为分别示出在实施例二的防震变焦镜头的中间焦距的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图18为分别示出在实施例二的防震变焦镜头的中间焦距的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图19为示出在实施例二的防震变焦镜头的中间焦距的防震时的横向像差的像差图；
图20为分别示出在实施例二的防震变焦镜头的望远端的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图21为分别示出在实施例二的防震变焦镜头的望远端的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图22为示出在实施例二的防震变焦镜头的望远端的防震时的横向像差的像差图；
图23为分别示出在实施例三的防震变焦镜头的广角端的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图24为分别示出在实施例三的防震变焦镜头的广角端的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图25为示出在实施例三的防震变焦镜头的广角端的防震时的横向像差的像差图；
图26为分别示出在实施例三的防震变焦镜头的中间焦距的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图27为分别示出在实施例三的防震变焦镜头的中间焦距的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图28为示出在实施例三的防震变焦镜头的中间焦距的防震时的横向像差的像差图；
图29为分别示出在实施例三的防震变焦镜头的望远端的物距无限远合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图30为分别示出在实施例三的防震变焦镜头的望远端的物距0.5m合焦时的球差、像散、畸变的像差图；
图31为示出在实施例一的防震变焦镜头的望远端的防震时的横向像差的像差图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。在所有的附图中，即使实施方式不同，对于相同或者相当的部件使用相同的符号，并省略重复的说明。
【第一实施方式】
图1的(a)、(b)、(c)为根据本发明的第一实施方式的防震变焦镜头的无限远端物点合焦时的广角端、中间焦距、望远端的透镜的剖视图。图中，符号0表示防震变焦镜头的光轴，符号IP表示像面(以下的图中也相同)。图2为具备根据本发明的第一实施方式的防震变焦镜头的摄像装置的主要部分的组成的模式化组成图。
而且，图1中为了方便观察，表示非球面、接合面的符号仅记载于图1的(b)中。
如图1的(a)所示，本实施方式的防震变焦镜头100是从物体侧依次排列第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4以及由平行的平板构成的光学滤光器LPF的变焦光学系统。
第二透镜组G2和第三透镜组G3之间设置有与第三透镜组G3一体移动的孔径光阑S。
第一透镜组G1、第二透镜组G2、孔径光阑S、除了后述的第三部分组之外的第三透镜组G3以及第四透镜组G4均布置在与光轴O形成同轴的位置。后述的第三部分组除了在防震时之外，布置在与光轴O形成同轴的位置。
第一透镜组G1整体上具有正屈光力，且从物体侧依次布置有接合透镜1以及由凸面朝向物体侧的正新月形透镜形成的正透镜2。
接合透镜1是从物体侧依次布置并接合作为凸面朝向物体侧的负新月形透镜的负透镜1A和作为正凸透镜的正透镜1B而构成，且整体上具有正屈光力。负透镜1A和正透镜1B之间形成有接合面1a(参照图1的(b))。
第二透镜组G2整体上具有负屈光力，且从物体侧依次布置有由凸面朝向物体侧的负新月形透镜构成的负透镜3、由双凹透镜构成的负透镜4、由双凸透镜构成的正透镜5以及由双凹透镜构成的负透镜6。
而且，优选地，在本实施方式的第一透镜组G1和第二透镜组G2中，将在防震变焦镜头100的望远端的整个系统的焦距(在波长为546.1nm下的焦距，以下焦距也相同)假设为焦距ft，将第一透镜组G1的焦距假设为焦距f1，第二透镜组G2的焦距假设为焦距f2时，满足如下的条件式(6)、(7)：
0.25＜f1/ft＜0.65(6)
0.04＜|f2|/ft＜0.1(7)
条件式(6)是关于第一透镜组G1的焦距的优选条件。优选的原因在于，当小于上限值0.65时，整个光学系统的长度的小型化将变得容易，当大于下限值0.25时，在望远端的球差的补偿将变得容易。
条件式(7)是关于第二透镜组G2的焦距的优选条件。优选的原因在于，当小于上限值0.1时，确保变倍比将变得容易，当大于下限值0.04时，在广角端的畸变的补偿将变得容易。
优选地，f1/ft，|f2|/ft的值的范围分别在条件式(6)、(7)的范围内处于更窄的范围。例如，f1/ft设定为以下的条件式(6a)所示的范围时更为优选，|f2|/ft设定为以下的条件式(7a)所设定的范围时更为优选。
0.35＜f1/ft＜0.55(6a)
0.055＜|f2|/ft＜0.085(7a)
第三透镜组G3整体上具有正屈光力，且从物体侧依次布置具有正屈光力的第一部分组、具有正屈光力的第二部分组以及具有负屈光力的第三部分组。
在本实施方式中，第一部分组由正透镜7构成，第二部分组由接合透镜8构成，第三部分组由接合透镜9构成。
正透镜7被支撑为能够在第三透镜组G3内沿着光轴O的方向移动，且通过朝像侧移动而执行从无限远端至近端的聚焦(参照图1的(a)的箭头F)。
本实施方式中的正透镜7由双凸透镜构成，像侧的透镜面由随着远离透镜光轴，正屈光力变小的非球面7a(参照图1的(b))构成。
通过配备这种非球面7(a)，使得利用一枚透镜构成第一部分组变得容易。而且，非球面7a采用随着其远离透镜光轴，正屈光力变小的非球面，从而尤其在望远端，抑制聚焦引起的球差变动变得容易。
本实施方式中的接合透镜8整体上具有正屈光力，且由作为双凸透镜的正透镜8A、作为双凹透镜的负透镜8B以及作为双凸透镜的正透镜8C从物体侧依次布置并接合而形成。正透镜8A和负透镜8B之间形成有接合面8a(参照图1的(b))，负透镜8B和正透镜8C之间形成有接合面8b(参照图1的(b))。
据此，本实施方式的第二部分组构成为具有由两枚正透镜8A、8C和一枚的负透镜8B构成的接合透镜。
接合透镜9被支撑为在第三透镜组G3内能够沿着垂直于光轴O的方向移动，通过向垂直于光轴O的方向移动而变更像位置，由此执行防震(参照图1的(a)的箭头c)。
在此，向垂直于光轴O的方向移动是指确保用于防震的像位置的移动所需的对于光轴O的位移偏心量的移动，只要具有确保该位移偏心量的垂直于光轴O的方向的移动分量就可以。据此，例如，由于产品的制作误差或者产品的组装误差等导致接合透镜9自与光轴O严格垂直的方向脱离，也属于本发明的范围之内。
本实施方式中的接合透镜9整体上具备负屈光力，且由作为物体侧的凹面由非球面9a(参照图1的(b))构成的双凹透镜的负透镜9A以及作为凸面朝向物体侧的新月形透镜的正透镜9B从物体侧依次布置并接合而形成的接合透镜构成。
本实施方式中的非球面9a是随着远离透镜光轴，负屈光力变小的非球面。通过使第三部分组的最为靠近物体侧的透镜面采用这种非球面，防震时的对慧差的补偿将变得容易。
负透镜9A和正透镜9B之间形成有接合面9b(参照图1的(b))。
据此，本实施方式的第三部分组构成为具有一枚负透镜9A和一枚正透镜9B。
而且，在本实施方式的第三镜头组G3之中，将第一部分组(正透镜7)的焦距假设为焦距f3a，将第二部分组(接合透镜8)的焦距假设为f3b，将第三部分组(接合透镜8)的焦距假设为f3c时，满足如下的条件式：
0.1＜f3a/ft＜0.3(1)
0.15＜f3b/ft＜0.35(2)
0.05＜|f3c|/ft＜0.25(3)
条件式(1)是关于第一部分组的焦距的条件，若为上限值0.3以上，则在望远端的第一部分组的聚焦移动量过于变大，若为下限值0.1以下，则尤其在望远端的聚焦引起的球差的变动将变得难以抑制。
条件式(2)是关于第二部分组的焦距的条件，若为上限值0.35以上，则难以维持变倍比，若为下限值0.15以下，则尤其在望远端难以补偿球差。
条件式(3)是关于第三部分组的焦距的条件，若为上限值0.25以上，则在望远端防震时，第三部分组的变位量过于变大，若为下限值0.05以下，则在望远端防震时，难以补偿慧差的变动。
优选地，f3a/ft、f3b/ft、|f3c|/ft的值的范围分别处于所述条件式(1)、(2)、(3)的范围之内的更窄的范围。例如，f3a/ft设置为以下条件式(1a)所示的范围时为优选，f3b/ft设置为以下条件式(2a)所示的范围时为优选，|f3c|/ft设置为以下条件式(3a)所示的范围时为优选。
0.14＜f3a/ft＜0.23(1a)
0.20＜f3b/ft＜0.30(2a)
0.10＜|f3c|/ft＜0.20(3a)
本实施方式中的第四透镜组G4整体上具有正屈光力，且从物体侧依次布置有像侧由非球面10a形成的双凸透镜构成的正透镜10、接合透镜11以及双凸透镜形成的正透镜12。
非球面10a是随着远离透镜光轴，正屈光力变小的非球面。
接合透镜11整体上具有负屈光力，且由作为双凸透镜的正透镜11A以及作为双凹透镜的负透镜11B从物体侧依次布置并接合而形成。正透镜11A和负透镜11B之间形成有接合面11a(参照图1的(b))。
如此，第三透镜组G3以及第四透镜组G4在防震变焦镜头100中构成对于第一透镜组G1和第二透镜组G2的后续组，且整体上具备正屈光力。
优选地，本实施方式的后续组中，在望远端的第三透镜组G3的焦距假设为焦距fRa，第四透镜组G4的焦距假设为焦距fRb时，满足如下的条件式(4)、(5)。
0.05＜fRa/ft＜0.3(4)
0.1＜fRb/ft＜0.35(5)
条件式(4)为在后续组中，关于包括第一部分组、第二部分组、第三部分组的物体侧的透镜组(前方透镜组)的焦距的优选条件，优选的原因在于，当小于上限值0.3时，光学系统的小型化将变得容易，当大于下限值0.05时，尤其在望远端，对球差的补偿将变得容易。
条件式(5)为在后续组中，关于与所述前方透镜组相比更靠近像侧的透镜组(后方透镜组)的焦距的优选条件，优选的原因在于，当小于上限值0.35时，变倍比的确保将变得容易，当大于下限值0.1时，尤其在广角端，对畸变的补偿将变得容易。
优选地，fRa/ft、fRb/ft的值的范围分别处于所述条件式(4)、(5)的范围之内的更窄的范围。例如，fRa/ft设置为以下条件式(4a)所示的范围更为优选，fRb/ft设置为以下条件式(5a)所示的范围更为优选。
0.12＜fRa/ft＜0.22(4a)
0.17＜fRb/ft＜0.29(5a)
以下，对于本实施方式的防震变焦镜头100的作用进行说明。
如图1的(a)、(b)、(c)所示，防震变焦镜头100在无限远端物点合焦时，从广角端(参照图1的(a))经过中间焦距(参照图1的(b))至望远端(参照图1的(c))进行变倍时，第一透镜组G1、第二透镜组G2、孔径光阑S、第三透镜组G3、第四透镜组G4均沿着光轴O朝物体侧移动。
此时，第一透镜组G1和第二透镜组G2的相互的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3的间隔变小。
而且，在第三透镜组G3中，第一部分组(正透镜7)与第二部分组(接合透镜8)的间隔增大。
从无限远端至近端的聚焦可通过使第三透镜组G3的第一部分组(正透镜7)沿着光轴向像侧移动而执行。
如此，从广角端至望远端变倍时，由于第一部分组和第二部分组的间隔变大，因此在广角端，整个光学系统的逆焦的屈光力的布置变得容易，因而广角化也变得容易。而且，在望远端，容易确保第一部分组为聚焦而移动时的移动空间。
而且，由于例如手的抖动而导致防震镜头100受到震动时，第三透镜组G3的第三部分组(接合透镜9)可以沿着垂直于光轴O的方向移动，以使像位置沿着与发生画面抖动的方向相反的方向移动，由此执行防震。
如此，根据本实施方式的防震变焦镜头100，从物体侧依次布置具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、整体上具有正屈光力的后续组，并可以由后续组执行从望远端至近端的聚焦和防震。
后续组从物体侧依次具备分别具有正、正、负的屈光力的第一部分组、第二部分组、第三部分组，而且具备执行从无限远端至近端的聚焦的第一部分组以及执行防震的具有负屈光力的第三部分组的基础上，还具备具有正屈光力的第二部分组(接合透镜8)，因此与仅依靠第一部分组及第三部分组确保后续组所需的正屈光力的情况相比，可提高屈光力的设定自由度。
因此，对于聚焦时的像差变动和防震时的像差变动的抑制变得容易，并能够提高光学性能。
而且，能够简化第一部分组的构成。本实施方式中，第一部分组由一枚正透镜7构成，因此用于聚焦的镜筒也会被简化的同时还可以谋求透镜的轻量化。
据此，防震变焦镜头100可以适用于尤其是需要微小的前进、后退的控制的、根据摄像元件的模糊的检测的登山式自动聚焦中。
而且，通过将第二部分组布置在第一部分组和第三部分组之间，因此第一部分组和第三部分组的横向倍率设定自由度得到提高，从而对于第一部分组的聚焦灵敏度和第三部分组的防震灵敏度的控制也变得容易。
而且，第二部分组具备具有两面的接合面8a、8b的接合透镜8，因此相比第三部分组能够良好地补偿物体侧的光学系统的色差，从而对于防震时的色差变动的抑制将变得容易。
而且，由于满足条件式(1)、(2)、(3)，即使是高变倍，也容易进行像差补偿，并能够得到良好的光学性能。
根据本实施形态的构成，如后述的实施例1所示，作为一示例，可以构成在从物体距离无限远至近端物体距离0.5m能够进行合焦，且广角端的焦距为18.5mm，望远端的焦距为194.15mm的具有防震功能的透镜。
以下，对于具备防震变焦镜头100的摄像装置的一示例进行说明。
本实施方式的摄像装置100，例如为根据摄像元件的模糊的检测用所谓登山方式进行自动聚焦的透镜更换式的照相机。
如图2所示，摄像装置110在能够进行变倍操作、聚焦操作、防震操作的变焦镜筒113上设置本实施方式的防震变焦镜头100，并可拆装地设置在未图示的装置主体上。变焦镜筒113的内部包括：聚焦执行器114，将正透镜7保持成在进行聚焦操作时在第三透镜组G3内能够沿着光轴O方向移动；防震执行器115，基于未图示的震动检测传感器的检测结果，将接合透镜9保持成在进行防震操作时在第三透镜组G3内能够沿着垂直于光轴O的方向相对移动。
在将变焦镜筒113安装到装置主体上时，聚焦执行器114和防震执行器115与装置主体内的控制单元116电连接。
装置主体的内部包括：摄像元件111，由在防震变焦镜头100的像面IP上布置摄像面的电荷耦合元件(CCD，chargercoupleddevice)或互补金属氧化物半导体元件(COM8，complementarymental-oxidesemiconductordevice)；图像处理单元112，对于来自摄像元件111的图像信号进行信号处理，并执行依据登山方式的自动聚焦检测；控制单元116，为执行依据登山方式的自动聚焦操作及防震操作而与图像处理单元112电连接，在安装变焦镜筒113时与聚焦执行器114和防震执行器115电连接。
根据如上构成的摄像装置110，由于具备防震变焦镜头100，因此具有与防震镜头100相同的作用。特别是，由于具备防震变焦镜头100，因此登山方式的自动聚焦变得容易，从而可以构成结构紧凑的摄像装置。
【第二实施方式】
对于本发明第二实施方式的防震变焦镜头进行说明。
图3的(a)、(b)、(c)分别是根据本发明第二实施方式的防震变焦镜头的无限远物点合焦时的在广角端、中间焦距、望远端的透镜的剖视图。
而且，图3中为了方便观察，表示非球面、接合面的符号仅记载于图3的(b)中。
如图3的(a)所示，本实施方式的防震变焦镜头101具备分别与第一实施方式的防震变焦镜头100的第一透镜组G1、第二透镜组G2、第四透镜组G4的透镜的组成分别相同的第一透镜组G11、第二透镜组G12、第四透镜组G14，以替换第一实施方式的防震变焦镜头100的第一透镜组G1、第二透镜组G2、第四透镜组G4。
而且，使用第三透镜组G13替代了防震变焦透镜100的第三透镜组G3。
第三透镜组G13在与第三透镜组G3的透镜组成相同的第一部分组、第二部分组、第三部分组的基础上，在作为第一部分组的物体侧的孔径光阑S与第二透镜组G12之间增加作为具有负屈光力的第四部分组的负透镜30，所述第三透镜组G13整体上具有正屈光力。第四部分组成为调整第三透镜组G13内的屈光力的布置的辅助部分组。
第三透镜组G13和第四透镜组G14相对于第一透镜组G11、第二透镜组G12，构成整体上具有正屈光力的后续组。以下，以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。
本实施方式的第一透镜组G11由分别对应于所述第一实施方式的第一透镜组G1的由负透镜1A和正透镜1B构成的接合透镜1以及正透镜2而具有相同的透镜组成的由负透镜21A和正透镜21B构成的接合透镜21及正透镜22构成。对应于接合透镜1的接合面1a，接合透镜21具有接合面21a(参照图3的(b))。
本实施方式的第二透镜组G12由分别对应于所述第一实施方式的第二透镜组G2的负透镜3、负透镜4，正透镜5以及负透镜6而具有相同的透镜组成的负透镜23、负透镜24、正透镜25以及负透镜26构成。
本实施方式的第三透镜组G13的负透镜30由凹面朝向物体侧的负新月形构成。
优选地，当将第四部分组的焦距假设为焦距f3f时，负透镜30满足以下的条件式(8)：
0.5＜|f3f|/ft＜5.0(8)
条件式(8)是关于第四部分组的焦距的优选条件。优选的原因在于，当小于上限值5.0时，在望远端容易增加聚焦灵敏度的同时容易减小正透镜27的聚焦移动量，当大于下限值0.5时，在广角端，容易补偿慧差。
优选地，|f3f|/ft的值的范围处于所述条件式(8)的范围之内的更窄的范围之中。例如，|f3f|/ft设定为如下的条件式(8a)所示的范围：
1.0＜|f3f|/ft＜2.0(8a)
而且，本实施方式的第三透镜组G13由分别对应于所述第一实施方式的第三透镜组G3的正透镜7、由正透镜8A、负透镜8B及正透镜8C构成的接合透镜8以及由负透镜9A和正透镜9B构成的接合透镜9而具有相同的透镜组成的正透镜27(第一部分组)、由正透镜28A、负透镜28B及正透镜28C构成的接合透镜28(第二部分组)以及由负透镜29A和正透镜29B构成的接合透镜29(第三部分组)构成。
对应于正透镜7的非球面7a，正透镜27的像侧透镜面由随着远离透镜光轴，正屈光力逐渐变小的非球面27a(参照图3的(b))构成。
对应于接合透镜8的接合面8a、8b，接合透镜28具有接合面28a、28b(参照图3的(b))。
对应于接合透镜9的非球面9a，接合透镜29的最为靠近物体侧的透镜面由随着远离透镜光轴，负屈光力逐渐变小的非球面29a(参照图3的(b)构成。而且，对应于接合透镜9的接合面9b，接合透镜29具有接合面29b(参照图3的(b))。
本实施方式的第四透镜组G14由分别对应于所述第一实施方式的第四透镜组G4的正透镜10、由正透镜11A和负透镜11B构成的接合透镜11及正透镜12而具有相同的透镜组成的正透镜31、由正透镜32A和负透镜32B构成的接合透镜32以及正透镜33构成。
对应于正透镜10的非球面10a，正透镜31的像侧的透镜面由随着远离透镜光轴，正屈光力逐渐变小的非球面31a(参照图3的(b))构成。
对应于接合透镜11的接合面11a，接合透镜32具有接合面32a(参照图3的(b))。
而且，优选地，与所述第一实施方式的第一透镜组G1和第二透镜组G2相同，在本实施方式的第一透镜组G11和第二透镜组G12满足所述条件式(6)和(7)，更优选的是满足所述条件式(6a)和(7a)。
而且，与所述第一实施方式的第三透镜组G3相同，本实施方式的第三透镜组G13满足所述条件式(1)、(2)、(3)。
而且，优选地，第三透镜组G13满足所述条件式(1a)、(2a)、(3a)。
而且，优选地，与所述第一实施方式的后续组相同，本实施方式的后续组满足所述条件式(4)和(5)，更优选的是满足所述条件式(4a)和(5a)。
以下，对于本实施方式的防震变焦镜头101的作用进行说明。
如图3的(a)、(b)、(c)所示，防震变焦镜头101在无限远端物点合焦时，从广角端(参照图3的(a))经过中间焦距(参照图3的(b))至望远端(参照图3的(c))进行变倍时，与所述第一实施方式相同地，第一透镜组G11、第二透镜组G12、孔径光阑S、第三透镜组G13、第四透镜组G14均沿着光轴O朝物体侧移动。此时，第一透镜组G11和第二透镜组G12的相互的间隔增大，第二透镜组G12和第三透镜组G13的间隔变小。而且，在第三透镜组G13中，第一部分组(正透镜27)与第二部分组(接合透镜28)的间隔增大。而且，第四部分组(负透镜30)与第一部分组之间的间隔变小。
而且，与所述第一实施方式的防震变焦镜头100相同，从无限远端至近端的聚焦可通过使第三透镜组G13的第一部分组(正透镜27)沿着光轴0向像侧移动而执行。
而且，由于手的抖动等而导致防震镜头101受到震动时，第三透镜组G13的第三部分组(接合透镜29)可以沿着垂直于光轴O的方向移动，以使像位置沿着与发生画面抖动的方向相反的方向移动，由此执行防震。
如此，由于本实施方式的防震变焦镜头101具有与第一实施方式的防震变焦镜头100相同的构成，因此具有与防震变焦镜头100相同的作用。
而且，根据防震变焦镜头101，由于在后续组中的第一部分组的像侧还具备具有负屈光力的第四部分组，因此在第三透镜组G13内的屈光力的设定自由度进一步增大，因此对于第一部分组的聚焦灵敏度和第三部分组的防震灵敏度的控制变得更加容易。因此，在执行聚焦操作或防震操作时，能够良好地补偿像差，并能够提高光学性能。
而且，由于防震变焦镜头101适用于登山方式的自动聚焦，因此在所述第一实施方式的摄像装置110中，还可以替代防震变焦镜头100使用。
【第三实施方式】
对于本发明第三实施方式的防震变焦镜头进行说明。
图4的(a)、(b)、(c)分别是根据本发明第三实施方式的防震变焦镜头的无限远物点合焦时的在广角端、中间焦距、望远端的透镜的剖视图。
而且，图4中为了方便观察，表示非球面、接合面的符号仅记载于图4的(b)中。
如图4的(a)所示，本实施方式的防震变焦镜头102具备分别与第二实施方式的防震变焦镜头101的第一透镜组G11、第二透镜组G12、第四透镜组G14的透镜组成相同的第一透镜组G21、第二透镜组G22、第四透镜组G24，以替换第二实施方式的防震变焦镜头101的第一透镜组G11、第二透镜组G12、第四透镜组G14。
而且，使用仅第四部分组的透镜组成不同，第一部分组-第三部分组的透镜组成相同的第三透镜组G23替代了第三透镜组G13。
以下，以与第二实施方式不同的点为中心进行说明。
本实施方式的第一透镜组G21由分别对应于所述第二实施方式的第一透镜组G12的由负透镜21A和正透镜21B构成的接合透镜21以及正透镜22而具有相同的透镜组成的由负透镜41A和正透镜41B构成的接合透镜41及正透镜42构成。对应于接合透镜21的接合面21a，接合透镜41具有接合面41a(参照图4的(b))。
本实施方式的第二透镜组G22由分别对应于所述第二实施方式的第二透镜组G12的负透镜23、负透镜24，正透镜25以及负透镜26而具有相同的透镜组成的负透镜43、负透镜44、正透镜45以及负透镜46构成。
本实施方式的第三透镜组G23中，作为具有负屈光力的第四部分组，使用由凸面朝向物体侧的负新月形的负透镜50替代了所述第二实施方式的负透镜30。
优选地，负透镜50满足所述条件式(8)，更优选的是负透镜50满足所述条件式(8a)。
而且，本实施方式的第三透镜组G23由分别对应于所述第二实施方式的第三透镜组G13的正透镜27、由正透镜28A、负透镜28B及正透镜28C构成的接合透镜28以及由负透镜29A和正透镜29B构成的接合透镜29而具有相同的透镜组成的正透镜47(第一部分组)、由正透镜48A、负透镜48B及正透镜48C构成的接合透镜48(第二部分组)以及由负透镜49A和正透镜49B构成的接合透镜49(第三部分组)构成。
对应于正透镜27的非球面27a，正透镜47的像侧透镜面由随着远离透镜光轴，正屈光力逐渐变小的非球面47a(参照图4的(b))构成。而且，对应于接合透镜9的接合面9b，接合透镜49具有接合面49b(参照图4的(b))。
而且，对应于接合透镜28的接合面28a、28b，接合透镜48具有接合面48a、48b(参照图4的(b))。
对应于接合透镜29的非球面29a，接合透镜49的最为靠近物体侧的透镜面由随着远离透镜光轴，负屈光力逐渐变小的非球面49a(参照图4的(b)构成。
本实施方式的第四透镜组G24由分别对应于所述第二实施方式的第四透镜组G14的正透镜31、由正透镜32A和负透镜32B构成的接合透镜32及正透镜33而具有相同的透镜组成的正透镜51、由正透镜52A和负透镜52B构成的接合透镜52以及正透镜53构成。
对应于正透镜31的非球面31a，正透镜51的像侧的透镜面由随着远离透镜光轴，正屈光力逐渐变小的非球面51a(参照图4的(b))构成。
对应于接合透镜32的接合面32a，接合透镜52具有接合面52a(参照图4的(b))。
而且，优选地，与所述第二实施方式的第一透镜组G11和第二透镜组G12相同，本实施方式的第一透镜组G21和第二透镜组G22满足所述条件式(6)和(7)，更优选的是满足所述条件式(6a)和(7a)。
而且，与所述第二实施方式的第三透镜组G13相同，本实施方式的第三透镜组G23满足所述条件式(1)、(2)、(3)。
而且，优选地，第三透镜组G23满足所述条件式(1a)、(2a)、(3a)。
而且，优选地，与所述第二实施方式的后续组相同，本实施方式的后续组满足所述条件式(4)和(5)，更优选的是满足所述条件式(4a)和(5a)。
以下，对于本实施方式的防震变焦镜头102的作用进行说明。
根据如上的构成，防震变焦镜头102除了第四部分组的负透镜50是凸面朝向物体侧的负新月形之外，与所述第二实施方式的防震变焦镜头101具有相同的透镜组成。因此，具有与防震镜头101相同的作用。
而且，由于防震变焦镜头102适用于登山方式的自动聚焦，因此在所述第一实施方式的摄像装置110中，可以替代防震变焦镜头100使用。
而且，在上述的说明中，以第三透镜组的第一部分组由在像侧具有非球面的一枚正透镜组成的情况为例进行了说明，但这仅仅是一示例。只要是具有正屈光力的部分组，且简化或轻量化为能够进行微小的移动时，即便不具有非球面也可以。而且，透镜的数量也可以采用例如两枚以上。
而且，在上述说明中，以第三透镜组的第二部分组具有由三枚透镜组成的接合透镜，由此形成有两个接合面的情况为例进行了说明，但是为了很好地补偿色差，接合面形成两面以上为佳。为此，具备三枚以上的透镜为佳。例如，具备两对由两枚透镜组成的接合透镜，从而形成两面的接合面也可以。
而且，在上述说明中，将透镜更换式照相机作为摄像装置的情况为示例进行了说明，但是这仅仅是一示例，利用本发明的防震变焦镜头的摄像装置并不局限于这种照相机。例如，可以是内置透镜的照相机，也可以是摄影机等摄像装置。
而且，在上面的说明中，对于各个透镜组、各个部分组来说，为了具有正负的屈光力而采用的透镜数量、透镜面的布置、透镜面的形状等仅仅是一示例，本发明并不局限于上述的实施方式。在所有的透镜组、部分组中，只要属于本发明的技术思想的范围，则在所述实施方式的透镜组成的基础上，还可以适当地增加透镜。
而且，对于在上述的各个实施方式中说明的所有的组成要素来说，可以在本发明的技术思想范围之内适当地变换组合或删除组合而实施。例如，可以适当地组合上述说明的实施方式以及优选实施方式、更优选的方式而实施。
【实施例】
【实施例一】
以下，对于作为上述说明的实施方式的防震变焦镜头100(参照图1的(a)、(b)、(c))的数值实施例的实施例一进行说明。
下述的表格表示实施例1的防震变焦镜头100的组成参数。而且，表面号j(j为自然数)将号码分配为在构成防震变焦镜头100的各个透镜中，将最为靠近物体侧的透镜面设置为1，且朝像侧靠近时号码增大。
而且，曲率半径Rj是对应于各个表面号j的透镜面的曲率半径，面间距Dj为表面号j的透镜面和表面号j+1的透镜面和轴上面之间的间距，单位是mm。例如，接合面1a的表面号为2，非球面7a的表面号是16。
而且，nd，υd分别表示各个透镜的d线(波长587.56nm)上的折射率、阿贝数。
非球面的形状为，以面的顶点为原点，将h定为距离光轴O的高度时，与光轴O平行的面的下陷(sag)量(光轴方向的位移量)x，由如下的数学式(a)和(b)所确定(实施例二和实施例三也相同)。
【数学式1】
x = Ch 2 1 + 1 - ( 1 + K ) C 2 h 2 + Σ i = 2 5 A 2 i h 2 i · · · ( a )
C = 1 R · · · ( b )
其中，C为顶面的曲率，即，将近轴曲率半径设为R时，如数学式(b)所表示。而且，K为圆锥常数，A2i(i＝2，…，5)分别是4次、6次、8次、10次的非球面系数。
根据如上的构成，如以下表1的实施例一的栏中所示，对应于所述条件式(1)-(7)的各个计算值满足所述条件式(1)-(7)，并且满足所述条件式(1a)-(7a)。
【表1】
条件式 计算式 实施例一 实施例二 实施例三
(1) f3a/ft 0.168 0.190 0.192
(2) f3b/ft 0.258 0.249 0.256
(3) |f3c|/ft 0.123 0.147 0.156
(4) fRa/ft 0.152 0.185 0.181
(5) fRb/ft 0.220 0.227 0.238
(6) f1/ft 0.435 0.434 0.444
(7) |f2|/ft 0.068 0.069 0.070
(8) |f3f|/ft ----- 1.524 1.396
本实施例的防震变焦镜头100的球差、像散、畸变、防震时的横向像差如图5至图13所示。
在图5、图6、图8、图9、图11、图12中的(a)、(b)、(c)分别表示球差图、像散图、畸变图。图5表示在广角端物距无限远合焦时的像差，图6表示在广角端物距0.5m合焦时的像差，图8表示在中间焦距的物距无限远合焦时的像差，图9表示在中间焦距的物距0.5m合焦时的像差，图11表示在望远端的物距无限远合焦时的像差，图12表示在望远端的物距0.5m合焦时的像差。
各个球差图、各个像散图的横轴的单位为mm，各个畸变图的横轴单位为％。而且，各个像散图、各个畸变图的纵轴的单位图示为deg(以下相同的像差图中均相同)。
图7、图10、图13分别为表示在广角端、中间焦距、望远端的在防震时的横向像差的像差图。各个图中，(a-1)、(a-2)、(a-3)分别是在Y＝10.0(mm)、Y＝0(mm)、Y＝-10.0(mm)下的子午线(meridional)的横向像差(mm)，(b-1)、(b-2)、(b-3)分别与各自对应的弧矢线(sagittal)的横向像差。而且，防震时的计算条件为在波长546.1nm下0.3度防震时(以下的像差图也相同)。
在各个像差图(以下的像差图也相同)中，实线表示波长为656.3nm的像差，细断线表示波长为546.1nm的像差，单点划线表示波长为486.1nm的像差，双点划线表示波长为435.8nm的像差，粗断线表示波长为587.6nm的像差。
而且，在各个像散图中，弧矢线的像散以赋予符号ΔS1，…，ΔS4的短粗曲线表示，子午线的像散以赋予符号ΔM1，…，ΔM4的短细曲线表示。
根据图5至图13可知，本实施例的防震变焦镜头100在广角端、中间焦距、望远端中，物距从无限远至0.5m的范围内，球差、像散以及畸变得到较好的补偿，防震时的横向像差也较好。
【实施例二】
以下，对于作为上述说明的第二实施方式的防震变焦镜头101(参照图3的(a)、(b)、(c))的数值实施例的实施例二进行说明。
下述表格中列出实施例二的防震变焦镜头102的组成参数。表面号的分配方式与实施例一相同。例如，接合面21a的表面号为2，非球面27a的表面号为18。
根据如上的构成，如以下表1的实施例二的栏中所示，对应于所述条件式(1)-(8)的各个计算值满足所述条件式(1)-(8)，并且满足所述条件式(1a)-(8a)。
图14至图22中示出根据本实施例的防震变焦透镜101的球差、像散、畸变、防震时的横向像差。
图14、图15、图17、图18、图20、图21的(a)、(b)、(c)分别表示球差图、像散图、畸变图。图14表示在广角端的物体距离无限远合焦时的像差，图15表示在广角端的物距0.5m合焦时的像差，图17表示在中间焦距的物距无限远合焦时的像差，图18表示在中间焦距的物距0.5m合焦时的像差，图20表示在望远端的物距无限远合焦时的像差，图21表示在望远端的物距0.5m合焦时的像差。
图16、图19、图22分别是表示在广角端、中间焦距、望远端的防震时的横向像差的像差图。
根据图14至图22可知，本实施例的防震变焦镜头101在广角端、中间焦距、望远端中，物距从无限远至0.5m的范围内，球差、像散以及畸变得到较好的补偿，防震时的横向像差也较好。
【实施例三】
以下，对于作为上述说明的第三实施方式的防震变焦镜头103(参照图4的(a)、(b)、(c))的数值实施例的实施例三进行说明。
下述表格中列出实施例三的防震变焦镜头103的组成参数。表面号的分配方式与实施例一相同。例如，接合面41a的表面号为2，非球面47a的表面号为18。
根据如上的构成，如以下表1的实施例三的栏中所示，对应于所述条件式(1)-(8)的各个计算值满足所述条件式(1)-(8)，并且满足所述条件式(1a)-(8a)。
图23至图31中示出根据本实施例的防震变焦透镜103的球差、像散、畸变、防震时的横向像差。
图23、图24、图26、图27、图29、图30的(a)、(b)、(c)分别表示球差图、像散图、畸变图。图23表示在广角端物体距离无限远合焦时的像差，图24表示在广角端的物距0.5m合焦时的像差，图26表示在中间焦距的物距无限远合焦时的像差，图27表示在中间焦距的物距0.5m合焦时的像差，图29表示在望远端的物距无限远合焦时的像差，图30表示在望远端的物距0.5m合焦时的像差。
图25、图28、图31分别是表示在广角端、中间焦距、望远端的防震时的横向像差的像差图。
根据图23至图31可知，本实施例的防震变焦镜头102在广角端、中间焦距、望远端中，物距从无限远至0.5m的范围内，球差、像散以及畸变得到较好的补偿，防震时的横向像差也较好。

Claims (9)

1.一种防震变焦镜头，该防震变焦镜头从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组以及整体上具有正屈光力的后续组，其特征在于，
所述后续组从物体侧依次包括：具有正屈光力的第一部分组；具有一个以上的接合透镜，且形成有至少两面的接合面的具有正屈光力的第二部分组；以及具有负屈光力的第三部分组，
在从广角端至望远端变倍时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的间距增大的同时，所述第二透镜组和所述后续组之间的间距减小，
朝像侧移动所述第一部分组而执行从无限远端至近端的聚焦，
沿着垂直于光轴的方向移动所述第三部分组而变更像位置，从而执行防震，
且满足如下条件式(1)、(2)、(3)：
0.1<f3a/ft<0.23(1)；
0.15<f3b/ft<0.35(2)；
0.05<∣f3c∣/ft<0.25(3)；
其中，f3a为所述第一部分组的焦距、f3b为所述第二部分组的焦距、f3c为所述第三部分组的焦距，ft为在望远端的整个系统的焦距。
2.根据权利要求1所述的防震变焦镜头，其特征在于，所述第二部分组具备由两枚正透镜和一枚负透镜构成的接合透镜。
3.根据权利要求1或2所述的防震变焦镜头，其特征在于，所述第三部分组具有一枚负透镜和一枚正透镜。
4.根据所述权利要求1或2所述的防震变焦镜头，其特征在于，所述后续组包括：具有所述第一部分组、所述第二部分组以及所述第三部分组的第三透镜组；布置在所述第三透镜组的像侧，并具有正屈光力，在变倍时像侧的气隙变化的第四透镜组，
在从广角端向望远端变倍时，所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的间距变小，并满足如下的条件式(4)、(5)：
0.05<fRa/ft<0.3(4)；
0.1<fRb/ft<0.35(5)；
其中，fRa为在望远端的第三透镜组的焦距，fRb为所述第四透镜组G4的焦距。
5.根据权利要求1或2项所述的防震变焦镜头，其特征在于，所述第一部分组由一枚正透镜组成，所述一枚正透镜具有随着远离光轴，正屈光力变小的非球面。
6.根据权利要求1或2所述的防震变焦镜头，其特征在于，从广角端至望远端变倍时，所述第一部分组和所述第二部分组之间的间距增大。
7.根据权利要求1或2所述的防震变焦镜头，其特征在于，满足如下的条件式(6)和(7)：
0.25<f1/ft<0.65(6)；
0.04<∣f2∣/ft<0.1(7)；
其中，f1为所述第一透镜组的焦距；f2为所述第二透镜组的焦距。
8.根据权利要求1或2所述的防震变焦镜头，其特征在于，所述后续组包括：具有所述第一部分组、所述第二部分组以及所述第三部分组的第三透镜组，
所述第三透镜组中具备在所述第一部分组的物体侧具有负屈光力的第四部分组，并满足如下的条件式(8)：
0.5<│f3f│/ft<5.0(8)
其中，f3f为所述第四部分组的焦距。
9.一种具备权利要求1至8中的任一项所述的防震变焦镜头的摄像装置。
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