CN1533511A - 图像摄取装置和缩放透镜 - Google Patents

图像摄取装置和缩放透镜 Download PDF

Info

Publication number
CN1533511A
CN1533511A CNA038006510A CN03800651A CN1533511A CN 1533511 A CN1533511 A CN 1533511A CN A038006510 A CNA038006510 A CN A038006510A CN 03800651 A CN03800651 A CN 03800651A CN 1533511 A CN1533511 A CN 1533511A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
image
image capture
lens group
optic axis
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.)
Granted
Application number
CNA038006510A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1265226C (zh
Inventor
南条雄介
中西仁
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 CN1533511A publication Critical patent/CN1533511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1265226C publication Critical patent/CN1265226C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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
    • G02B15/16—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
    • 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
    • G02B15/20—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 an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/02—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
    • G02B15/10—Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by adding a part, e.g. close-up attachment
    • 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
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/14—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses adapted to interchange lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/667—Camera operation mode switching, e.g. between still and video, sport and normal or high- and low-resolution modes

Abstract

一种图像摄取装置和缩放透镜，其中图像摄取装置具有多个图像摄取模式，缩放透镜与所述图像摄取装置一起使用，该图像摄取装置被如此构造，以致即使图像摄取部件的有效屏幕区域的大小随着图像摄取模式的切换结果而变化，也减少其视角的变化并能够以任何图像摄取模式来实现良好的像差校正。在图像摄取装置(1)中，为了在所述缩放透镜的光学轴上的位置处来回移动，将具有正折射放大倍率的附加透镜组(G5)定位于相对于缩放透镜(2)的最邻近的图像侧。当切换图像摄取的模式时，将所述附加透镜组移向所述光学轴上的位置，或者从所述光学轴上的位置移开，以缩小或者延长缩放透镜的焦距范围，由此减少由当选择任何图像摄取模式时由在图像摄取部件(1)的有效屏幕区域的大小中的差异所导致的视角的变化。而且，检测所述附加透镜组在所述光学轴上的所述位置处的来回移动，以便根据任何图像摄取模式来设置组件的状态。

Description

图像摄取装置和缩放透镜
技术领域
本发明涉及一种图像摄取装置和一种缩放透镜。本发明尤其涉及一种用其缓和视角变化，并能够在图像摄取装置和缩放透镜中实现好的摄取图像的图像质量，其中，在响应于当静止画面图像摄取时和当运动画面图像摄取时之间有效像素间距(pitch)的切换，来改变有效的屏幕区域以变化视角的技术。本发明还涉及一种根据其中有效像素间距在当静止画面图像摄取时和当运动画面图像摄取时之间进行切换的图像摄取装置中的像素间距的切换，通过切换光学滤色镜的光学特征，能够将抗诸如彩色错误信号或者波纹效应、由光学低通滤波器所引起的清晰度的降低的缺陷的特性维持在好的平衡状态的技术。
背景技术
其中能够选择性地切换用于摄取静止画面的静止画面模式和用于摄取运动画面的运动画面模式以将运动画面记录到磁带类的记录介质上，而将静止画面记录到半导体记录介质上的图像摄取装置是可用的。所述类型的图像摄取装置之一是一种视频摄像机，其中，作为图像摄取部件的CCD(电荷耦合设备)单元在静止画面图像摄取时的有效屏幕区域中使用了多于1,000,000个像素，以将运动画面记录到磁带类磁性记录介质上，而将静止画面记录到可移动的半导体记录介质上。
在如上所述的视频摄像机中，读取当静止画面图像摄取时在全部有效屏幕区域上的图像信息。不过，在运动画面的图像摄取时，仅仅有效地读出比在静止画面的图像摄取时更窄的屏幕区域里面的图像信息。其理由如下。因为每1秒的帧数和场数由电视系统的规定来确定，所以有必要在这样所确定的一帧的时间段里面，从用于运动画面的有效屏幕区域中的那些像素中读取所有信息。为了在有限的时间段里面读取和用于静止画面的像素信息段数一样多的像素信息段数，提高CCD单元的驱动频率是有效的。不过，如果试着从每一帧的有效像素的所有像素中读取像素信息，则用于驱动CCD单元的频率变得如此之高，以致不能正确地发送从CCD单元所获得的电流波形的幅度。所以，将读取用于运动画面的像素数限制在相对于CCD单元能够被驱动的频率和电视系统中的一个帧的时间段的上限。所以，将有效屏幕大小设置得比静止画面图像摄取时的更小(为了降低将要有效地读取的像素数)是不可避免的。而且，随着CCD单元的驱动频率增加，来自图像摄取装置的不必要的辐射量也上升，而这对另一个通信设备或者电子设备有不良影响。
同样，视频摄像机是可得到的，其中，利用在如上所述的运动画面的图像摄取时不从其中读取像素信息的CCD单元的区域，来基于摄像机摇晃的检测信息连续地移动用于每一帧的运动画面屏幕的剪切位置，以进行摄像机摇晃的校正。
因此，在如上所述的这样的视频摄像机中，因为用于运动画面和用于静止画面的有效屏幕大小彼此不同，当将视频摄像机从静止画面图像摄取状态切换到运动画面图像摄取状态时，以宽的角度限度来降低视角(将视角移到远端)。这有时给用户不连续的感觉。
例如，所已知这样的作为例子的视频摄像机，其中，在静止画面图像摄取时的有效像素数接近于1,000,000，而在运动画面图像摄取时的一个帧的时间段内读出大约690,000个像素。在其中静止画面图像摄取时的有效像素数接近1,400,000的另一个视频摄像机中，用于运动画面的有效屏幕被划分为左右两个部分，并且将不同的驱动电路用于左右部分以读出像素信息。接着，将如此读取的左右屏幕通过图像处理电路连接在一起，以形成一个帧的屏幕。这样，将图像摄取部件划分为左右两个部分，并将用于左右屏幕的驱动频率降得更低，以实现更多像素数的使用。在所述的例子中，当静止画面图像摄取时的有效像素数接近1,400,000时，在运动画面图像摄取时的有效像素数接近于970,000。这样，实现的结果是，从静止画面图像摄取状态到运动画面图像摄取状态切换时的远距离变换(tele-shift)比能够被提高到大约1.2倍，其基本上等于具有大约1,000,000个像素的如上所述的视频摄像机的远距离变换(tele-shift)比。
同样还实现了其中当静止画面的图像摄取时的有效像素数接近于1,920,000的视频摄像机。然而，作为降低用于图像摄取部件的驱动频率的措施，和如上所述的具有大约1,400,000个像素的视频摄像机类似，视频摄像机仅仅采用了将有效屏幕划分为左右两个部分以读取像素信息的技术。因此，切换到运动画面图像摄取的远距离变换比上升了大约1.33倍，导致用户不连续感的进一步增强。
应该注意到在如上所述的视频摄像机中所使用的缩放透镜包括具有可移动位置并被排列得以致从目标一侧依次具有正的、负的、正的和正的折射放大倍率(refractive power)的第二至第四透镜组。在日本专利公开第Sho 62-178917(以后称作为专利文献1)号中披露了这样的缩放透镜之一。在日本专利公开第Hei 4-13110(以后称作为专利文献2)号中披露了这样的缩放透镜中的另一个，其包括具有可移动位置并被排列得以致从目标一侧依次具有正的、负的、正的、正的和正的折射放大倍率(refractive power)的第二至第四透镜组。在专利文献和日本专利出版物第Sho 57-15369(以后称作为专利文献3)号中所披露的缩放透镜具有这样的趋势：在将缩放比设置为大约10的情况下，如果将宽角度端处的视角设置为对应在将其转换为35毫米大小的银盐胶片摄像机的视角(以后将这样的转换称作为35毫米大小的转换)情况下f＝40毫米的极度宽角度时，则前透镜直径变得同样大，并且这使得缩放透镜的整个尺寸变大。
如果采取下面的措施，则能够消除因为当将如上所述的视频摄像机从静止画面模式切换到运动画面模式时在宽角度端处的视角变窄而给用户不连续感的问题。具体地讲，在如上所述的视频摄像机中所使用的缩放透镜的缩放范围从接近于10倍的缩放比扩展到宽角度端，以将缩放比提高到12倍。接着，在静止画面模式，将缩放透镜作为剪切在宽角度端上的缩放范围的10倍缩放透镜使用，而在运动画面模式中，将透镜作为12倍缩放透镜使用。然而，如果只是为了预防用户不连续的感觉而徒劳地提高缩放比，则增加了整个缩放透镜的全部尺寸。
根据近年来打印机的打印质量的改善，要求进一步改善图像摄取装置的静止画面的画面质量，并且在主要为静止画面图像摄取所设计的数字静止摄像机的领域中，盛行其中有效像素数接近于3,000,000的那些数字静止摄像机。而且，同样也在主要为静止画面图像摄取所设计的数字静止摄像机的领域中，那些附带地具有运动画面图像摄取功能、并和所摄取的静止图像类似地能够将不符合电视系统的运动画面图像记录到半导体记录介质的数字静止摄像机也在增加。不过，因为用于运动画面的记录时间短，且记录系统不与电视系统相配，所以运动画面图像摄取功能仅仅只是额外的功能。
因此，作为消费者的潜在需求，要求使用这样的单个图像摄取装置，其具有记录高画面质量的静止画面功能和在长的时间段内记录与电视系统相符的运动画面的另一个功能的这两种功能，以及能够将高画面质量的静止画面记录到半导体记录介质，且通过任意选择将运动画面记录到具有长的记录时间段的视频磁带上。
然而，在静止画面的有效像素数超过大约2,000,000的情形中，只有当作为用于降低图像摄取部件的驱动频率的措施，将用于运动画面的屏幕划分为如上所述的左右两个部分时，才不能够事先考虑充分的效果。而且，估计从静止画面记录到运动画面记录的切换时的远距离变换比变得高于1.33倍，导致用户可能有的不连续感进一步增强。
理想上，希望缩放透镜即使在图像摄取部件的有效屏幕区域的大小随着在用于静止画面和运动画面的图像摄取模式之间切换的结果而变化时，也表现出在视角中没有变化。然而，因为在运动画面的图像摄取时，校正摄像机摇晃以改善画面质量是有效的，所以，其中图像摄取部件的有效屏幕区域将被剪切的位置根据摄像机摇晃而变化的摄像机摇晃校正区域需要用缩放透镜的有效图像圆圈被广泛地覆盖。因此，允许用于运动画面的有效屏幕区域的视角，以用摄像机外形校正区域剪切图像摄取部件的有效屏幕区域的量，比缩放透镜的有效图像圆圈的视角变得更窄。而且，摄像机摇晃校正区域不需要一定在缩放透镜的所有缩放区域上具有固定的屏幕区域，但是如果考虑到固定摄像机摇晃校正角度，可以在宽角度端处具有小的区域。因此，摄像机摇晃校正区域在如上所述的视频摄像机的情形中，不必要一定占用20％。
所以，可能的想法是采用这样一种方法，其中为缩放透镜提供新的透镜系统以移动焦距范围来缓和(moderate)在运动画面图像摄取和静止画面图像摄取之间的视角变化，以便于消除在静止画面图像摄取模式和运动画面图像摄取模式之间切换时的用户的不连续感。
注意到，作为移动缩放透镜的焦距范围的技术，已知的方法是，在缩放透镜和图像摄取平面之间插入具有负折射放大倍率(refractive power)的所谓远距离转换透镜，以将在所有的放大倍率变化区域中的焦距向较长端移动。同样，另一种已知的方法是，在缩放透镜的中继透镜系统中插入被称作为伸展器(extender)的透镜系统，以将焦距向更长端移动。不过，没有一种方法改变图像摄取部件的有效屏幕区域的大小来响应焦距的移动。
顺便说一下，其中在缩放透镜和图像摄取平面之间插入具有负折射放大倍率(refractive power)的所谓远距离转换透镜以在全部放大倍率变换区域中将焦距向更长端移动的方法之一，采用了类似于在专利文献1中所披露的缩放透镜的结构。根据上述方法，参照图38A和38B，缩放透镜“a”具有4个透镜组的结构，包括正-负-正-正折射放大倍率排列的第一至第四透镜组G1至G4，并将负透镜系统“b”在第四透镜组G4和图像摄取部件IMG之间的光学轴上的特定位置来回移动，以改变焦距范围。在上述缩放透镜“a”中，当将负的透镜系统“b”放置在光学轴上时，所有放大倍率变换区域上的焦距被向更长端移动。
在如图38B所示的使用负透镜系统“b”以便移动焦距范围的缩放透镜“a”中，在缩放期间每个都具有相对于图像平面的固定位置的第一透镜组G1和第三透镜组G3最好和图像摄取部件IMG整个地被保持在固定的筒中。具体地讲，每个都具有固定位置的固定透镜组的第一透镜组G1和第三透镜组G3以及图像摄取部件IMG被整个地保留在透镜筒中，以良好的精度保持透镜组之间的距离和从透镜组至图像摄取部件的距离是容易的。同样在各自必要的公差(tolerance)范围内保持诸如相对于光学轴的透镜组的倾斜这样的误差系数也是容易的。
不过，在使用将负的透镜系统“b”在光学轴上的位置来回移动的如同由缩放透镜“a”所使用的方法的情形中，有必要在关于作为固定透镜组的第一透镜组G1和第三透镜组G3的光学轴的方向上移动图像摄取部件IMG。在支持图像摄取部件IMG用于移动的情形中，需要用于维持在光学轴方向上的图像摄取部件IMG的位置的精度和防止图像摄取部件IMG相对于光学轴的倾斜的复杂装置。因此，问题在于复杂装置可能成为在大批量生产时缩放透镜“a”的性能分散的重要因素。而且，另一个问题是，诸如尘埃之类的外物可能被允许从外面进入缩放透镜“a”的附近，并在所摄取的图像中作为阴影被摄取。
而且，根据其中通过内置的伸展器将在缩放透镜的所有放大倍率变换区域上的焦距向更长端移动的方法，事先在缩放透镜的中继透镜系统中提供了宽的空间距离，并且在该空间距离中插入近似于类似望远镜的远焦距系统的伸展器。因此，尽管缩放透镜的全部长度在焦距范围移动时不变化，但是整个长度倾向于变长，并且因此，该方法在小型化方面没有优势。同样，它的问题在于，因为将要插入的伸展器的透镜结构要求3至5个透镜，其成本同样也变高，并且要求在透镜筒中有用于从光学轴上的所述位置出缩进伸展器的空间，从而导致透镜筒的体积增大。
而且，在如上所述的这种视频摄像机中，为了减少诸如由图像摄取部件离散图像的取样所引起的颜色错误信号或纹理效应这样的缺陷，有必要利用光学低通滤波器去除图像的高频分量。通常将具有双折射的诸如石英或者铌酸锂晶体的晶体用作光学低通滤波器。光学低通滤波器的有效使用方法的例子在本专利申请的受让人的专利文献3中被披露，并且根据图像摄取部件的像素间距来确定双折射板的厚度。
因此，作为进一步减少图像摄取部件的驱动频率的措施的可能想法是：从图像摄取部件的像素之中摘取通过将从多个邻近像素的每一个中所摘取的信息进行混合而获得的信息，以有效地形成具有更粗像素间距的图像。例如，可以混合4个邻近像素的信息，以致它被等价地当作一个像素的信息，以产生在运动画面模式中更粗的像素间距，由此降低图像摄取装置的驱动频率。
然而，即使能够用此方法降低运动画面模式中的图像摄取部件的驱动频率，下面的光学问题仍会出现。具体地讲，应该根据静止画面模式中的像素间距确定在专利文献3中所披露的诸如光学低通滤波器之类的频率特性。因此，如果根据在运动画面模式中混合多个像素的信息时所使用的像素间距来确定它时，则静止画面的MTF(调制变换函数)变得更低。结果，不能获得生成最多例如3,000,000或者更多有效像素的高画面质量。不过，如果保持其中混合多个像素的信息以产生一个的像素信息同时低通特性与静止画面模式的像素间距相符的运动画面，则明显地出现诸如由离散图像信息的采样而引起的彩色错误信号或纹理效应的缺陷。这对运动画面的画面质量来讲是不可取的。
鉴于前面的如上所述的问题，本发明的主题是，在具有静止画面图像摄取模式和运动画面图像摄取模式的图像摄取装置以及由图像摄取装置所使用的缩放透镜中，即使图像摄取部件的有效屏幕区域的面积随着在静止画面图像摄取模式和运动画面图像摄取模式之间的图像摄取模式的切换结果而变化，视角也较不显著地改变，并且在静止画面图像摄取模式和在运动画面图像摄取模式中都能够实现良好的像差校正。
本发明的另一个主题是，在静止画面模式和运动画面模式之间切换有效的像素间距的图像摄取装置中，通过根据像素间距的切换而切换光学低通滤波器的特性，在每个图像摄取模式中提供适合的光学低通效应，并在静止画面模式和运动画面模式之间切换像素间距和有效屏幕大小的图像摄取装置中，使其可能，以便于同时实现光学低通滤波器的特性的切换和在缩放透镜的宽角度端处的视角变化的缓和(moderation)。
发明内容
为了解决如上所述的主题，根据本发明的图像摄取装置包括缩放透镜和图像摄取部件，并具有由图像摄取装置在图像摄取时能够任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式，所述图像摄取部件当选择第一图像摄取模式时，具有在有效屏幕区域的尽可能大的范围上所使用的平面，而当选择第二图像摄取模式时，具有在比选择第一图像摄取模式作为有效的屏幕区域的更小区域上所使用的平面，构造所述图像摄取装置，以致所述缩放透镜包括具有正折射率(refractive index)和用于在缩放透镜的光学轴上的某位置来回移动而在离图像侧最近位置处所提供的附加透镜组，以致为响应从第一图像摄取模式至第二图像摄取模式的切换，移动附加透镜组至光学轴的所述位置，以便于缩小缩放透镜的焦距范围，而为响应从第二图像摄取模式至第一图像摄取模式的切换，将附加透镜组从光学轴的所述位置离开，以扩大焦距范围，由此减少在当选择第一图像摄取模式和选择第二图像摄取模式时，由图像摄取部件的有效屏幕区域的范围所引起的视角变化，并且检测附加透镜组在光学轴的所述位置来回移动，以便于安装各个适合于第一图像摄取模式或者第二图像摄取模式的条件的图像摄取装置的组件。
同时，根据本发明，缩放透镜从目标侧依次包括：第一透镜组，具有正的折射率并通常有固定的位置，第二透镜组，具有负的折射率，并可沿着光学轴移动以主要地进行放大倍率的变化，第三透镜组，具有正的折射率，并通常具有固定位置，第四透镜组，具有正的折射率，并可沿着光学轴移动以主要地进行放大倍率的变化和聚焦，以及附加透镜组，具有正的折射率，缩放透镜被如此构造以致附加透镜组从目标侧依次，包括由其目标侧的面由非球面组成的双凸透镜和双凹透镜的粘合透镜，并可在光学轴的某个位置上来回移动，并且当附加透镜组位于光学轴上时和当附加透镜组位于光学轴之外时，在两者之间切换整个透镜系统的焦距范围，并且所述缩放透镜满足条件：0.7＜S5/fw2＜2.5，-0.11＜fw2·(n52-n51)/r52＜-0.085，0.003＜5/fw2＜0.01，这里，S5是附加透镜组的全部厚度，fw2是包括第一至第四透镜组和附加透镜组的透镜系统的宽角度端处的焦距，n51是在“d”线上的附加透镜组的双凸透镜的折射率，n52是在“d”线上的附加透镜组的双凹透镜的折射率，r52是附加透镜组的分界面曲线的半径，而5是相对有效半径的位置处的生成面的附加透镜组非球面的畸变量(在图像侧提供畸变量的情形中，畸变量是正的)。
在本发明的图像摄取装置和缩放透镜中，当选择第一图像摄取模式时，将附加透镜组从光学轴的所述位置移开以延伸焦距范围。另一方面，当选择第二图像摄取模式时，将附加透镜组移到光学轴的所述位置上以缩短焦距范围。由此调制由在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式之间的有效屏幕区域的大小差异所导致的在图像摄取时的视角的变化。
根据本发明的另一个图像摄取装置包括缩放透镜和图像摄取部件，并具有在图像摄取时由图像摄取装置能够任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式，所述图像摄取装置被如此构造以致，当选择第一图像摄取模式时，摘取作为一个像素信息的从图像摄取部件的像素的每一个所获得的单个信息，而当选择第二图像摄取模式时，摘取作为一个像素信息的通过混合从图像摄取部件的像素的多个邻近像素的每一个所获得信息而获得的信息，以形成具有比在第一图像摄取模式中所获得的图像间距更粗的像素间距的图像，所述图像摄取装置被如此构造，以致所述图像摄取装置包括用于被选择性地移到在缩放透镜和图像摄取部件之间的光学轴上的各自位置的彼此具有不同特性的两个不同的光学低通滤波器F1和F2，以致在第二图像摄取模式中将要放置在光学轴上的所述第二光学低通滤波器具有的特性是在高频中的MTF低于在第一图像摄取模式中将要放置在光学轴上的第一光学低通滤波器F1的MTF，以致按照第一图像摄取模式或者第二图像摄取模式来设置图像摄取装置的相关组件的状态，以响应在光学轴上的第一光学低通滤波器F1或者第二光学低通滤波器F2的位置检测。
根据本发明，图像摄取装置还包括缩放透镜和图像摄取部件，并具有图像摄取装置在图像摄取时能够任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式，所述图像摄取装置被如此构造以致，当选择第一图像摄取模式时，摘取作为一个像素信息的从图像摄取部件的像素的每一个所获得的单个信息，而当选择第二图像摄取模式时，摘取作为一个像素信息的通过混合从图像摄取部件的像素的多个邻近像素的每一个所获得信息而获得的信息，以形成具有比在第一图像摄取模式中所获得的图像间距更粗的像素间距的图像，所述图像摄取装置被如此构造，以致所述图像摄取装置包括在缩放透镜和图像摄取部件之间的光学轴上正常放置的固定光学低通滤波器，和为在光学轴上的某个位置来回移动所安装的可移动光学低通滤波器，以致在第一图像摄取模式中，可移动光学低通滤波器被放置在光学轴外面，而在第二图像摄取模式中，可移动光学低通滤波器被放置在光学轴上，以便于有效地对包括通过混合作为一个像素信息的所述像素的多个邻近像素的每一个的信息而获得的信息的实际上更粗像素间距的图像作用，并且以致按照第一图像摄取模式或者第二图像摄取模式来设置图像摄取装置的有关组件的状态，来响应可移动光学低通滤波器在光学轴上的所述位置来回移动的检测。
因此，对于两种图像摄取装置，选择性地在光学轴上安装符合在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式中将被使用的有效像素间距的光学低通滤波器。
根据本发明的图像摄取装置还包括缩放透镜和图像摄取部件，并具有图像摄取装置在图像摄取时能够任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式，所述图像摄取装置被如此构造以致，当选择第一图像摄取模式时，在作为有效屏幕区域的尽可能大的范围内使用图像摄取部件的图像摄取平面，并且摘取从图像摄取部件的像素的每一个所获得的作为一个像素信息的单个信息，当选择第二图像摄取模式时，在比当选择第一图像摄取模式作为有效的屏幕区域的更小区域上使用图像摄取部件的图像摄取平面，并摘取通过混合从图像摄取部件的多个相邻像素的每一个所获得的信息而得到的作为一个像素信息的信息，以形成具有比在第一图像摄取模式中所获得的图像有更粗像素间距的图像，所述图像摄取装置被如此构造，以致在缩放透镜和图像摄取部件之间的光学轴上放置通常固定的光学低通滤波器，以致所述缩放透镜包括：在图像侧最近位置处的其具有正折射率(refractive index)并为了在光学轴上的某位置来回移动所提供的附加透镜组，为和附加透镜组整个地移动所安装的可移动光学低通滤波器，以致为了响应从第一图像摄取模式到第二图像摄取模式的切换，将附加透镜组和可移动光学低通滤波器移动到光学轴上的各自位置，以向更短一侧移动透镜组的焦距范围，并提供对应于粗像素间距的低通效果，而为了响应从第二图像摄取模式到第一图像摄取模式的切换，将所述附加透镜组和可移动光学低通滤波器从光学轴的各自位置移开，以便于将焦距范围向更长端移动，由此减少当选择第一图像摄取模式和当选择第二图像摄取模式时由在图像摄取部件的有效屏幕区域的大小差异所引起的视角变化，并提供相对于更精细像素间距的低通效果，以及以致按照第一图像摄取模式或者第二图像摄取模式，设置图像摄取装置的有关组件的状态，以响应附加透镜组和可移动光学低通滤波器在光学轴上的各自位置的来回移动的检测。
因此，对于本发明的图像摄取装置，在光学轴上选择性地安置与在第一和第二图像摄取模式中将要使用的有效像素间距相符的光学低通滤波器。而且，减少由在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式之间的有效屏幕区域的大小差异所引起的视角变化。
根据本发明的另一个缩放透镜，从目标侧依次，包括：第一透镜组，具有正的折射率，并具有常规的固定位置，第二透镜组，具有负的折射率，并可沿着光学轴移动以主要进行放大倍率的变化，第三透镜组，具有正的折射率，并具有常规的固定位置，第四透镜组，具有正的折射率，并可沿着光学轴移动以进行图像位置变化的校正和聚焦，附加透镜组，具有正的折射率，以及可移动光学低通滤波器，所述缩放透镜是如此之构造以致第一透镜组从目标侧依次包括：由以具有朝向目标侧的凸面的凹状弯月形透镜形式的第一透镜和以凸透镜形式的第二透镜粘合而成的粘合透镜，和以具有朝向目标侧的凸面的凸状弯月形的第三透镜，以致第二透镜组从目标侧依次包括由具有凹透镜的形式的第四透镜、具有双凹透镜形式的第五透镜和具有凸透镜形式的第六透镜粘合而成的粘合透镜，以致第三透镜组包括：以具有至少一个面为非球面的双凹透镜形式的第七透镜，以致第四透镜组从目标侧依次包括：由具有凸透镜形式的第八透镜、具有凹透镜形式的第九透镜和具有凸透镜形式的第十透镜粘合而成的三元粘合透镜，并且和目标侧最邻近的第四透镜组的一个面和最邻近图像侧的第四透镜组的一个面中的至少一个面是以非球面构成，以致相对于附加透镜组在光学轴上的来回移动，可移动光学低通滤波器在图像侧和附加透镜组保持一个整体，以致当在附加透镜组和可移动光学低通滤波器被安置在光学轴上时和当附加透镜组和可移动光学低通滤波器被安置在光学轴外时，附加透镜组和可移动光学低通滤波器在此两者之间移动缩放透镜的焦距范围，并且以致缩放透镜满足条件：0.7＜S5/fw2＜2.5，-0.11＜fw2·(n52-n51)/r52＜-0.085，0.003＜5/fw2＜0.01，以及2.5＜f4/fw2＜5，这里，S5是附加透镜组的全部厚度，fw2是包括第一至第四透镜组和附加透镜组的透镜系统的宽角度端处的焦距，n51是在“d”线上的附加透镜组的双凸透镜的折射率，n52是在“d”线上的附加透镜组的双凹透镜的折射率，r52是附加透镜组的分界面曲线的半径，并且5是相对有效半径的位置处的生成面的附加透镜组非球面的畸变量(在图像侧提供畸变量的情形中，畸变量是正的)，而f4是第四透镜组的焦距。
因此，根据本发明缩放透镜，在光学轴上安置与在第一和第二图像摄取模式中将要使用的有效像素间距相适应的光学低通滤波器。而且，减少了由在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式之间的有效屏幕区域的大小差异所引起的视角变化。进一步，在第一和第二图像摄取模式中，各种像差被顺利地得到校正。
附图说明
图1和图2至图7一起示出了本发明的图像摄取装置的第一实施例，并且是原理性地示出图像摄取装置的结构的框图；
图2和图3至图7一起示出了用于将附加透镜组在缩放透镜的光学轴上的特定位置上来回移动的驱动装置的例子，并且是示出整个驱动装置的结构的分解透视图；
图3是示出当附加透镜组不放置在光学轴上时的透镜支撑构件和导向架的透视图；
图4是示出了沿着光学轴看的，当附加透镜组不在光学轴上时，透镜支撑构件和导向架的原理性视图；
图5是原理性地示出当附加透镜组不放置在光学轴上时的透镜支撑构件和导向架的垂直部分视图；
图6是原理性地示出了沿着光学轴看的，当附加透镜组在光学轴上时，透镜支撑构件和导向架的原理性视图；
图7是原理性地示出当附加透镜组不放置在光学轴上时的透镜支撑构件和导向架的垂直部分视图；
图8A至8C是解释本发明的缩放透镜中的附加透镜组的基本光学特性的确定中的处理的原理性视图；
图9是原理性地示出了本发明的缩放透镜用数字表示值例子1(在静止画面图像摄取模式中)的透镜结构的视图；
图10A至10C是解释在本发明的缩放透镜的数字值例子1的宽角度端处的各种像差的视图；
图11A至11C是解释本发明的缩放透镜居于在用数字表示值的例子1的中间焦点位置的各种像差的视图；
图12A至12C解释了本发明的缩放透镜在用数字表示值的例子1的远距离侧处的各种像差的视图；
图13是原理性地示出本发明的缩放透镜用数字表示值的例子2(在运动画面图像摄取模式)的透镜结构的视图；
图14A至14C是解释在本发明的缩放透镜用数字表示值的例子2的宽角度端处的各种像差的视图；
图15A至15C是解释本发明的缩放透镜在用数字表示值的例子2的中间焦点位置处的各种像差的视图；
图16A至16C是解释本发明的缩放透镜在用数字表示值的例子2的远距离端处的各种像差的视图；
图17是原理性地示出了本发明的缩放透镜用数字表示值的例子3(在运动画面图像摄取模式)的透镜结构的视图；
图18A至18C是解释本发明的缩放透镜用数字表示值的例子3的在宽角度端处的各种像差的视图；
图19A至19C是解释本发明的缩放透镜用数字表示值的例子3的中间焦点位置处的各种像差的视图；
图20A至20C是解释本发明的缩放透镜用数字表示值的例子3的远距离端处的各种像差的视图；
图21是原理性地示出本发明的缩放透镜用数字表示值的例子4(在运动画面图像摄取模式)的透镜结构的视图；
图22A至22C是解释本发明的缩放透镜用数字表示值的例子4在宽角度端处的各种像差的视图；
图23A至23C是解释本发明的缩放透镜用数字表示值的例子4的中间焦点位置中的各种像差的视图；
图24A至24C是解释本发明的缩放透镜用数字表示值的例子4的远距离端处的各种像差的视图；
图25是示出了本发明的图像摄取装置的第二实施例的框图；
图26A至26B是解释在图像摄取装置的第二实施例和第三实施例中从静止画面和运动画面中如何读取像素的原理性视图；
图27是示出本发明的图像摄取装置的第三实施例的结构的框图；
图28是示出了本发明的图像摄取装置的第四实施例的结构的框图；
图29A和29B是解释在图像摄取装置的第四实施例中如何从静止画面和运动画面中读取像素的原理性视图；
图30是原理性地示出了本发明的缩放透镜用数字表示值的例子5(在静止画面图像摄取模式中)的透镜结构的视图；
图31A至31C是解释本发明的缩放透镜用数字表示值的例子5在宽角度端处的各种像差的视图；
图32A至32C是本发明的缩放透镜在用数字表示值的例子5的中间焦点位置处的各种像差的视图；
图33A至33C是本发明的缩放透镜在用数字表示值的例子5的远距离侧处的各种像差的视图；
图34是原理性地示出了本发明的缩放透镜在用数字表示值的例子6(在运动画面图像摄取模式)的透镜结构的视图；
图35A至35C是解释本发明的缩放透镜用数字表示值的例子6在宽角度端处的各种像差的视图；
图36A至36C是本发明的缩放透镜在用数字表示值的例子6的中间焦点位置中的各种像差的视图；
图37A至37C是本发明的缩放透镜在用数字表示值的例子6的远距离侧处的各种像差的视图；
图38A至38B是示出常规的缩放透镜和其中为将常规的缩放透镜的焦距范围向更长一侧移动，而将附加透镜组位于在第四透镜组和图像摄取部件之间的常规缩放透镜的光学轴上的状态的例子的原理性视图。
具体实施方式
在下面，参照附图描述了本发明的图像摄取装置和缩放透镜的实施例。注意到，在如下所述的实施例中，将本发明应用于具有静止画面图像摄取模式和运动画面图像摄取模式的图像摄取装置以及和用于图像摄取装置使用的缩放透镜中。
图1至7示出了本发明的图像摄取装置的第一个实施例1。
图像摄取装置1包括缩放透镜2和图像摄取部件，并且具有在图像摄取时能够随意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式。控制图像摄取部件的图像摄取平面，使得当选择第一图像摄取模式时，将尽可能远的宽范围用作有效屏幕区域，而当选择第二图像摄取模式时，将在比当选择第一图像摄取模式时更窄的范围用作为有效屏幕区域。
在图像摄取装置1中所使用的缩放透镜2包括：附加透镜组(第五透镜组)，其具有正的折射放大倍率，并且处于图像侧的最邻近处，以致它被在缩放透镜2的光学轴上来回移动。当图像摄取模式被从第一图像摄取模式切换到第二图像摄取模式时，将附加透镜组移动到光学轴上的特定位置以缩小缩放透镜的焦距范围。然而，当图像摄取模式从第二图像摄取模式切换到第一图像摄取模式时，将附加透镜组从光学轴上的所述位置移开，以增大焦距范围来减少当选择第一图像摄取模式和当选择第二图像摄取模式时在图像摄取部件的有效屏幕区域之间的面积差异所导致的视角变化。
在图像摄取装置1中，当检测到附加透镜组在光学轴上的所述位置来回移动时，按照第一图像摄取模式或者第二图像摄取模式设置所述部件的条件。
通常地，将用于摄取静止画面的静止画面图像摄取模式分配给第一图像摄取模式，而将用于摄取运动画面的运动画面图像摄取模式分配给第二图像摄取模式。
如果假定在运动画面图像摄取模式中，图像摄取部件的有效屏幕区域的对角线大小是1而在静止画面图像摄取模式时是1+a，则所述图像摄取装置1满足条件：0.4a＜fw1/fw2-1＜1.1a(条件表示式1)。这里，fw1表示在静止画面图像摄取模式中缩放透镜的宽角度端处的焦距，而fw2表示在运动画面图像摄取模式中缩放透镜的宽角度端处的焦距。
而且，在图像摄取装置1中所使用的缩放透镜2包括其每个都具有正常固定位置的多个固定的透镜组，和具有可移动位置的可移动透镜组。固定透镜组和图像摄取部件被整个地装在固定透镜筒中，使得它们具有固定的位置关系，结果是图像形成位置可以保持固定，而不管附加透镜组是否在光学轴上的特定位置处来回移动。
现在，参照图1的框图描述图像摄取装置1的内部结构。
图像摄取装置1具有作为其图像摄取模式的运动画面图像摄取模式和静止画面图像摄取模式，并且使用具有5个透镜组的缩放透镜2作为其图像摄取透镜。图像摄取装置1包括摄像机块10，记录和再现块20，以及操作块30。摄像机块10摄取视频图像，并将所摄取的视频图像信息转换为电信号。记录和再现块20将从摄像机块10中所输出的视频图像信息记录到记录介质上，并再现如此所记录的视频图像信息。操作块30包括用于由用户操作的未示出的各种操作开关。
缩放透镜2包括第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4和第五透镜组G5。第一透镜组G1具有正的折射放大倍率和正常固定的位置。第二透镜组G2具有负的折射放大倍率，并且可沿着光学轴移动以主要进行放大倍率变化。第三透镜组G3具有正的折射放大倍率和正常固定的位置。第四透镜组G4具有正的折射放大倍率，并可沿着光学轴移动以进行图像位置变化的校正和聚焦。第五透镜组G5具有正的折射放大倍率，并且起能够在光学轴上的所述位置来回移动的附加透镜组的作用。注意到，响应于运动画面图像摄取模式和静止画面图像摄取模式中的一个的选择，在光学轴上的所述位置来回移动附加透镜组G5。
摄像机块10包括缩放透镜块11、图像摄取部件12、摄像机控制部分13、定时信号发生器14、摄像机信号处理部分15、驱动电路16a和17a，以及驱动电路19a.摄像机控制部分13控制摄像机块10的部件的运行。定时信号发生器14将作为视频信号的读出基准的定时信号提供给图像摄取部件12。摄像机信号处理部分15处理从图像摄取部件12中输出的视频信号。驱动电路16a和17a分别驱动缩放透镜2的第二透镜组G2和第四透镜组G4。驱动电路19a驱动随后将述的附加透镜组G5。
缩放透镜块11包括缩放透镜2、驱动装置16b和17b、位置检测开关18和驱动装置19b。驱动装置16b和17b分别驱动为缩放透镜2的可移动透镜的第二透镜组G2和第四透镜组G4，以便于移动。位置检测开关18检测第五透镜组G5在光学轴上的所述位置处的来回移动。驱动装置19b根据来自驱动电路19a的用于附加透镜组G5的指令来驱动附加透镜组G5在光学轴上的所述位置处来回移动。
参照图1和2，位置检测开关18有按压块18a和未示出的触点，并被电子连接到摄像机控制部分13和随后将述的记录和再现控制部分。注意到，如果未示出的偏置部件对按压块18a偏置，以致当外力不推动它时，它向外弹出。如果从外部推动按压块18a，则位置检测开关18的内部触点被推动，并通过按压块18a闭合上，但是如果取消来自外部的推动按压块18a的力，则按压块18a从由图1的虚线所表示的推动位置向外弹出比由实线所示的更大的量。
具体地讲，位置检测开关18的触点以和如图1所见的附加透镜G5的运动互锁的关系运行。更具体地讲，当将附加透镜组G5从所述光学轴上的位置移开(由图1的虚线所示的状态)时，位置检测开关18的触点闭合，而当将附加透镜组G5移动到所述光学轴上的位置(由图1中的实线所示的状态)时，所述触点断开。
注意到，已知的透镜驱动装置被用于缩放透镜2的第二透镜组G2和第四透镜组G4的驱动装置16b和17b中，并且它们具有不特别地限制的结构。下文描述用于在所述光学轴上的所述位置来回移动附加透镜组G5的驱动装置19b的细节。
记录和再现块20包括：记录和再现控制部分21、接口处理部分22、包括未示出的液晶视频图像显示装置和电子取景器的显示器部分23、运动画面记录和再现系统24以及静止画面记录和再现系统25。
运动画面记录和再现系统24包括：运动画面记录和再现信号处理部分24a和运动画面记录和再现部分24b。静止画面记录和再现系统25包括静止画面记录和再现信号处理部分25a和静止画面记录和再现部分25b。运动画面记录和再现部分24b进行将运动画面信息记录到视频磁带24c以及从视频磁带24c再现运动画面信息。静止画面记录和再现部分25b进行将静止画面信息记录到存储器卡25c以及从存储器卡25c再现静止画面信息。注意到，如上所述的用于记录画面信息的介质仅仅是例子，并且所提及的画面信息可以被记录到单个不同的记录介质上。例如，可以将运动画面信息记录到不是视频磁带的诸如像记忆棒之类的半导体存储设备、像DVD(数字多功能盘)之类的光盘以及像硬盘之类的磁盘的各种记录介质上，或者从不是视频磁带的诸如像记忆棒之类的半导体存储设备、像DVD(数字多功能盘)之类的光盘以及像硬盘之类的磁盘的各种记录介质上再现运动画面信息。同样可以将静止画面信息的记录和再现在不是半导体存储器卡的记录介质上进行。注意到，应该将什么类型的记录介质用作记录介质的问题适用于根据下文所述的第二至第四实施例的图像摄取装置1A、1B和1C。
在具有如上所述的这样一种结构的图像摄取装置1中，当图像摄取装置1是活动画面图像摄取模式和静止画面图像摄取模式时，所述组件以如下方式运行。
如果用户选择运动画面图像摄取模式，则根据从操作块30通过摄像机控制部分13输入到驱动电路19a中的图像摄取模式选择信号，来驱动所述驱动装置19b。因此，将附加透镜组G5从图1的虚线所示的光线路径外面的位置移动到图1的实线所示的光学轴的所述位置。此时，位置检测开关18的内部触点被从闭合状态设置为断开状态。
当在附加透镜组G5移动到所述光学轴上的位置时而位置检测开关18的触点被断开时，摄像机控制部分13将摄像机块10的所述组件设置在对应于运动画面图像摄取模式的各个位置上。
在运动画面图像摄取模式中，以所规定的场和帧时序，将由大量的符合电视视频信号系统(NTSC系统或者PAL系统)的扫描线所形成的视频信号从图像摄取部件中输出到摄像机信号处理部分15。
顺便说一下，图像摄取部件12具有大量像素以便输出高清晰度图像的静止画面的有效屏幕区域。因此，图像摄取部件12的特征在于，如果用非常高频率的定时信号驱动它，使得在一个帧的时间段内可以读出在有效屏幕区域中的所有像素的视频信号，则从图像摄取部件12的输出信号中不能得到校正信息。因此，当选择运动画面图像摄取模式时，将图像摄取部件12的有效屏幕区域设置得比在静止画面图像摄取模式的区域更窄的区域，并且所述摄像机控制部分13控制定时信号发生器14的运行，使得在一个帧的时间段内可以读取仅仅在运动画面图像摄取模式中的有效屏幕区域中的视频信号。
从利用从定时信号发生器14所施加的定时信号所驱动的图像摄取部件12中输出的视频信号进行诸如由摄像机信号处理部分15的采样保持、AGC和A/D变换处理这样的处理，并接着将其发送给记录和再现块20。
同时，同样也通过记录和再现块20的记录和再现控制部分21检测位置检测开关18的触点是否闭合或者断开，即，附加透镜组G5是否位于所述光学轴上或者从所述光学轴移开的信息。因此，如果附加透镜组G5被移动到所述光学轴的所述位置，则位置检测开关18的触点被断开，并且根据记录和再现控制部分21的指令将记录和再现块20的组件设置为对应于运动画面图像摄取模式的各个条件上。
将从摄像机信号处理部分15发送的视频信号输入到接口处理部分22，并在对它已经处理以至于具有适合于在记录和再现控制部分21的控制下的运动画面的记录的信号之后，接着将其发送给运动画面记录和再现系统24。注意到，当接口处理部分22将视频信号发送到运动画面记录和再现系统24时，它同样也将视频信号发送给显示器部分23，以便所述显示器部分23能够显示所述视频信号。
在运动画面记录和再现系统24中，由运动画面记录和再现信号处理部分24a对从接口处理部分22输入至此的视频信号进行处理，以便所述视频信号可以符合事先所确定的诸如DV(数字视频)格式的记录格式。接着，由可以包括未示出的装置盖(mechanism deck)等的运动画面记录和再现部分24b将视频信号记录到视频磁带24c上。
注意到，响应于用户对操作块30的未示出的操作开关的操作来进行运动画面的再现。通过操作块30将用户的运动画面再现指令输入给记录和再现块20的记录和再现控制部分21。接着，记录和再现控制部分21根据指令将记录和再现块20的组件设置为适合于运动画面的再现的条件。在显示器部分23上显示由运动画面记录和再现部分24b所再现的运动画面的视频图像，并能够同样也将其输出到外面。
如果用户选择静止画面图像摄取模式，则根据从操作块30通过摄像机控制部分13输入到驱动电路19a的图像摄取模式选择信号，驱动所述驱动装置19b。因此，将驱动附加透镜组G5以从图1的实线所示的光学轴上的所述位置移动到图1的虚线所示的光学轴外面的位置。此时，推动在位置检测开关18中的按压块18a以闭合内部触点，并且因此，摄像机控制部分13和记录和再现控制部分21接着基于从位置检测开关18所输出的信号，检测附加透镜组G5离开光学轴上所述位置的运动。
在位置检测开关10的内部触点被闭合且附加透镜组G5离开光学轴的所述位置被检测之后，摄像机控制部分13接着将摄像机块10的所述组件设置为在对应于静止画面图像摄取模式的条件。
在静止画面图像摄取时，不必为符合电视视频信号系统而转换从图像摄取部件12所读出的视频信号，并且对读出一个屏幕的信息所必需的时间不加限制。因此，图像摄取部件12具有比在运动画面图像摄取模式中的面积更大面积的有效屏幕区域，而且摄像机控制部分13控制定时信号发生器14的运行以便保证有充分的时间读出所述更大面积的有效屏幕区域的所有像素信息。
从用从定时信号发生器14所施加的定时信号所驱动的图像摄取部件12输出的视频信号进行诸如由摄像机信号处理部分15的采样保持、AGC和A/D变换处理这样的处理，并接着将其发送给记录和再现块20。
而且，当闭合位置检测开关18的触点时，根据记录和再现控制部分21的指令，将记录和再现块20的组件设置为与静止画面图像摄取模式相对应的各个条件。
将从摄像机信号处理部分15所发送的视频信号输入到接口处理部分22，并在记录和再现控制部分21的控制下，将其转换为适合于静止画面记录的信号形式的信号。接着，将所得信号发送给静止画面记录和再现系统25。注意到，当接口处理部分22将视频信号发送给静止画面记录和再现系统25时，它可以同时也将视频信号发送给显示器部分23，以便在显示器部分23上被显示。
在静止画面记录和再现系统25中，由静止画面记录和再现信号处理部分25a对从接口处理部分22所输入的视频信号进行诸如压缩之类的适当处理和操作，以便于符合记录格式。接着，由静止画面记录和再现部分25b将所得信号记录到存储器卡25C上。
注意到，进行静止画面的再现以响应用户对操作块30的未示出的操作开关的操作。通过操作块30将用户再现静止画面的指令输入到记录和再现块20的记录和再现控制部分21。接着，记录和再现控制部分21根据所述指令将所述组件设置为适合于静止画面再现的条件。在显示器部分23上显示由静止画面记录和再现部分24b所再现的静止画面的视频图像，并且同样能够将其输出到外面。
现在参照图2至7描述用于允许缩放透镜2的附加透镜组G5在所述光学轴上的所述位置来回移动的驱动装置19b的例子的结构。注意到，正如图2中的箭头标号所表示的在驱动装置19b的下面描述中所使用的方向表示那样，将Y的方向定义为向上的方向，而将Y′的方向定义为向下的方向，将X的方向定义为向右的方向，而将X′的方向定义为向左的方向，将Z的方向定义为向前的方向，而将Z′的方向定义为向后的方向(同样见图3至7，使用在图2中所示的方向)。
如图2所示，用于附加透镜组G5的驱动装置19b包括：用于容纳附加透镜组G5的透镜支撑构件50、驱动杠杆51和套环弹簧52。所述驱动装置19b还包括：未示出的用于驱动驱动杠杆51将附加透镜组G5在缩放透镜2的光学轴上的所述位置来回移动的适合驱动装置。
透镜支撑构件50支撑在其上的附加透镜组G5。为了在导向架54的导向下向上和向下(与缩放透镜2的光学轴相垂直的平面平行的方向)滑动而安装了透镜支撑构件50。如图3所示，导向架54具有导向凹槽54a，并在放置了整个缩放透镜2的透镜筒53的预定位置处被安装(如图3所示的只是一部分)。因此，通过可滑动地向下和向上移动透镜支撑构件50，能够将附加透镜组G5在缩放透镜2的光学轴上的所述位置来回移动。
透镜支撑构件50包括如图2和3所见的筒部分50a和导向板50b。导向板50b的形状为长方形板，以便其在向上和向下方向中的尺寸稍微大于其在向左和向右方向上的尺寸。以导向板50b整个地形成圆柱状外形的筒部分50a，以便它通过导向板50b的中心部分延伸。因此，如此构造透镜支撑构件50，以致在向前和向后方向上的导向板50b从筒部分50a的大体上中部位置处像凸缘一样向外弹出。而且，在筒部分50a上安装了附加透镜组G5。
导向板50b具有在其上方部分的右侧位置形成的延伸孔55，以致所述延伸孔55向左和向右延伸，并且可用随后将述的驱动杠杆51的针啮合。
注意到，透镜支撑构件50有必要在附加透镜组G5的位置处保持所述的精确度，以致当将附加透镜组G5在缩放透镜2的光学轴的所述位置上来回移动时(当图像摄取装置1处于运动画面图像摄取模式时)，附加透镜组G5的光学轴和缩放透镜2的光学轴在彼此没有偏置和没有倾斜附加透镜组G5的光学轴的情况下可以彼此完全地重合(register)。为了保证透镜支撑构件50的平滑运动，有必要在如图4和5所见的导向架54、54的导向槽54a、54a和透镜支撑构件50的导向板50b之间提供细微的间隙。
为此目的，在透镜支撑构件50的导向板50b的前面的上端完整地提供了定位突出物56、56，而在透镜支撑构件50的左右侧面的上端完整地提供了定位突出物57、57。而且，在透镜支撑构件50的较下面的左端部分完整地提供了突出物58，而在透镜支撑构件50的较下面的右端部分完整地提供了啮合突出物59。
因此，如果将在透镜支撑构件50上所支撑的附加透镜组G5在透镜支撑构件50和缩放透镜2彼此啮合(register)的光学轴的所述位置上移动，则导向板50b的后面和定位突出物56、56及定位突出物57、57、58的前向、左向、右向和向下朝向的端面和导向架54的导向槽54a接触，并且用在导向架54的底部位置所提供的啮合洞54b啮合。因此，当附加透镜组G5在导向架54的导向下在缩放透镜2的光学轴上完全移动时，在导向板50b和导向槽54a之间的剩余间隙被去除以消除在它们之间的间隙，并且附加透镜组G5的光学轴和缩放透镜2的光学轴彼此完全啮合(register)。
在如图2所见的纵向上的驱动杠杆51的大体中心位置提供了以向前突出的柱状突出物为形式的枢轴转轴(pivotal fulcrum)部分51a，以致在枢轴转轴部分51a周围能够转动驱动杠杆51。在驱动杠杆51的左右端部分提供了按压部分51b和驱动部分51c。按压部分51b和未示出的驱动部件可啮合(engageable)，以致将驱动力从驱动部件施加到按压部分51b。驱动部分51c用作作用力的枢心。
在枢轴转轴部分51a中提供了支撑孔60。将在透镜筒53提供的未示出支撑轴插入支撑孔60中，以支撑驱动杠杆51相对于透镜筒53转动。在用于可滑动地啮合透镜支撑构件50的延伸孔55的驱动部分51c，以突出的方式提供了啮合销61。
在枢轴转轴部分51a和驱动杠杆51的驱动部分51c之间的中间位置提供了触点推动面62，用于推动在此所述的位置检测开关18的按压块18a，以断开或者闭合内部触点。从向侧面膨胀的位置检测开关18的反方向的驱动杠杆51的上面部分形成触点推动面62。
而且，在枢轴转轴部分51a和按压部分51b之间的驱动杠杆51的中间部分处提供锚定孔63，并且在透镜筒53所提供的锚定孔63和另一个锚定孔64之间插入套环弹簧52。
如果在图像摄取装置1上选择运动画面图像摄取模式，则通过未示出的其操作由驱动电路19a所控制的驱动部件将驱动杠杆51的按压部分51b往上推，以使驱动杠杆51在枢轴转轴部分51a周围转动。当驱动杠杆51以枢轴转动时，移动按压部分51，以将啮合销61和延伸孔55啮合。因此，在如图3所示的箭头标号65的方向上(向下的方向)，沿着导向架54的导向槽54a，可滑动地移动连接驱动部分51c的透镜支撑构件50。因此，如图6和7所示，将附加透镜组G5移动到缩放透镜2的光学轴的所述位置上，在该位置，附加透镜组G5的光学轴和缩放透镜2彼此重合，并且缩放透镜2现在处在运动画面图像摄取模式的位置。
另一方面，如果选择静止画面图像摄取模式，则通过驱动部件向下拉驱动杠杆51的按压部分51b，以在由图2的箭头标号66所示的方向(向下方向)移动，从而使得驱动杠杆51在枢轴转轴部分51a的周围转动。当驱动杠杆51以枢轴转动时，移动按压部分51b，以通过啮合销和延伸孔55的啮合，沿着导向架54的导向槽54a向上可滑动地移动连接到驱动部分51c的透镜支撑构件50。透镜支撑构件50的滑动导致的结果是，将附加透镜组G5移出缩放透镜2的光学轴的所述位置，以致将缩放透镜2放置到了在如图3至5所见的静止画面图像摄取模式中的所述位置。
当将附加透镜组G5从缩放透镜2的光学轴上的所述位置处移开，以将缩放透镜2放置到了在静止画面图像摄取模式中的所述位置时，通过驱动杠杆51的触点推动面62来推动按压块18a，以闭合位置检测开关18的触点。
注意到，在驱动杠杆51的锚定孔63和在透镜筒53中所提供的锚定孔64之间所插入的套环弹簧52使驱动杠杆51偏离以便在跨过预定位置时以相反方向转动，跨过该预定位置用于驱动杠杆51的其偏置方向被反向。具体地讲，在跨过枢轴转动的范围中的驱动杠杆51的基本上中间位置上的一侧上，由套环弹簧52偏置驱动杠杆51，使得附加透镜组G5向缩放透镜2的光学轴上的所述位置转动。然而，在跨过基本上是驱动杠杆51的中间位置的另一侧，由套环弹簧52偏置驱动杠杆51，以使得附加透镜组G5朝偏离缩放透镜2的光学轴的所述位置转动。
因此，通过套环弹簧52将附加透镜组G5稳定地保持在和缩放透镜2的光学轴相重合的所述位置和在偏离缩放透镜2的光学轴的所述位置。
下面，描述适合于图像摄取装置1所使用的缩放透镜2的概述。
本发明的缩放透镜2，从如图9至13所示的目标侧依次排列，包括：第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4和附加透镜组G5。所述第一透镜组G1具有正的折射放大倍率并具有正常固定位置。所述第二透镜组G2具有负的折射放大倍率，并可沿着光学轴移动以主要进行放大倍率的变化。所述第三透镜组G3具有正的折射放大倍率，并具有正常固定位置。所述第四透镜组G4具有正的折射放大倍率，并可沿着光学轴移动以主要地进行图像位置的变化的矫正和聚焦。所述附加透镜组G5具有正的折射放大倍率，并由从目标侧依次安装的以双凸透镜为形式的第11透镜L11和以双凹透镜为形式的第12透镜L12的粘合透镜组成。在所述目标侧的所述第11透镜L11的面具有非球面的形式。将所述附加透镜组G5在光学轴的所述位置上来回移动，以根据所述附加透镜组G5是位于所述光学轴上还是从所述光学轴移开来改变整个透镜系统的焦距范围。在附加透镜组G5的整个厚度用S5表示，包括第一至第四透镜组和附加透镜组G5的透镜系统的宽角度端处的焦距用fw2表示，在“d”线上的附加透镜组G5的双凸透镜的折射率用n51表示，在“d”线上的附加透镜组G5的双凹透镜的折射率用n52表示，附加透镜组G5的界面的曲线的半径用r52表示，而从有效半径的位置处的生成面起的附加透镜组G5的非球面的畸变量用5表示(在图像侧提供畸变量的情形中，畸变量是正的)的情况下，以它们为条件以致满足：0.7＜S5/fw2＜2.5(条件表达式2)，-0.11＜fw2·(n52-n51)/r52＜-0.085(条件表达式3)，0.003＜5/fw2＜0.01(条件表达式4)。
同时，如图9和13所示，所述第一透镜组G1，从目标侧依次排列，包括：由以凹状弯月形透镜为形式的第一透镜L1和第二透镜L2粘合而成的粘合透镜，和以凸状弯月形透镜为形式的第三透镜L3。所述第一透镜L1具有朝向目标侧的凸面。所述第三透镜L3具有朝向目标侧的凸面。所述第二透镜组G2，从目标侧依次排列，包括：由以凹透镜为形式的第四透镜L4、以双凹透镜为形式的第五透镜L5和以凸透镜为形式的第六透镜L6粘合而成的粘合透镜。所述第三透镜组G3包括：以至少一个面为非球面的双凸透镜为形式的第七透镜L7。所述第四透镜组G4，从目标侧依次排列，包括：由以凸透镜为形式的第八透镜L8、以凹透镜为形式的第九透镜L9和以凸透镜为形式的第十透镜L10粘合而成的三元粘合透镜。和目标侧最邻近的第四透镜组G4的一个面和最邻近图像侧的第四透镜组G4的一个面中的至少一个面形成为非球面。注意到，在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间插进了可变光阑(iris)IR。
而且，缩放透镜2被构造得以致满足：2.5＜f4/fw2＜5(条件表达式5)，这里，用f4表示第四透镜组G4的焦距。
顺便提及，设计缩放透镜2，旨在即使作为附加透镜组G5在第四透镜组G4和图像摄取部件12之间的光学轴上的所述位置上来回移动的结果而变化所述焦距，从第一透镜组G1至图像摄取部件12之间的总长度也不会变化。
下面，描述确定在第四透镜组G4和图像摄取部件12之间的光学轴上的所述位置上来回移动的附加透镜组G5的光学特性以便在没有影响整个长度的情况下变换缩放透镜2的焦距的处理。
例如，如同在如图8A所示的缩放透镜100A的情形中那样，一种可能的想法是附加地提供薄的正透镜组101，作为在后向焦距的空间中的附加透镜组，以致当和第一至第四透镜组G1至G4的原始合成焦距比较时，第一至第四透镜组G1至G4以及正透镜组101的合成焦距被减小。然而，对于缩放透镜100A而言，将图像平面移动到目标侧，导致整个长度的减少。
同时，在如图8B所示的缩放透镜100B中，在作为后向焦距的空间中附加地提供了作为附加透镜组102的厚平行平面玻璃板。对于所述缩放透镜100B而言，在不改变焦距的情况下，能够增加其整个长度。
因此，考虑到缩放透镜100A的结果和缩放透镜100B的结果而形成如图8C所示的缩放透镜100C。具体地讲，缩放透镜100C包括在作为后向焦距的空间中的作为附加透镜组103的厚的正透镜组。能够明白，尽管当和第一至第四透镜组G1至G4的原始合成焦距比较时，第一至第四透镜组G1至G4的合成焦距被减小，然而，缩放透镜100C的整个长度没有表现出变化。
根据上文，由像在缩放透镜100C中附加透镜G5，的具有正折射率的厚正透镜组组成用于缩放透镜2的附加透镜组G5。
随后，描述规定图像摄取装置1的结构的条件表达式1至5。
条件表达式1规定了，用于在实现在静止画面图像摄取模式和运动画面图像摄取模式之间的视角校正的效果和实现其中随着使附加透镜组G5具体化而附加地提供具有正折射率的厚的正透镜组的结构(图8C的结构)之间建立平衡的条件。
具体地讲，如果在条件表达式1中的“fw1/fw2-1”的值低于其极限值，则所述视角的校正效果几乎消失，而且表现出增加缩放透镜的成本和尺寸的效果。另一方面，如果“fw1/fw2-1”的值高于其上限，则这将导致其中在运动画面图像摄取模式中的视角大于在静止画面图像摄取模式中的视角的过度校正。随后，附加透镜组G5的折射率变得如此之高，使得不能够充分地校正球面像差或者弯曲的图像平面。
条件方程2规定了可能实现其中同样附加地提供附加透镜组G5的结构(图8C的结构)所必要的条件。
具体地讲，如果“S5/fw2”的值低于其下限值，则不能够实现减少焦距的充分效果和使得全部长度不可变的目的。另一方面，如果“S5/fw2”的值高于其上限值，则附加透镜组G5将过分地厚，并不能被插入到作为后向焦距的空间中。
条件表达式3规定了用于校正由附加透镜组G5在所述光学轴的位置上来回移动所引起的球面像差的变化的条件。注意到，由于附加透镜组G5是正的透镜组，在下侧的球面像差是易于出现的。然而，如果将负的折射率提供给其凹面朝向在会聚光通量的过程中所放置的目标侧的界面，则获得校正在下侧的球面像差的效果。
接着，如果“fw2·(n52-n51)/r52”的值高于其上限值，则在下侧校正球面像差是困难的。另一方面，如果“fw2·(n52-n51)/r52”的值低于其下限值，则球面像差易于移往上侧，并且同样将图像平面向上侧弯曲这样一个角度，以致校正图像平面是困难的。
条件方程4规定了用于校正图像平面的弯曲的条件。如果满足由上文所给定的条件表达式3所规定的条件，并且校正在所述下侧的球面像差，则由附加透镜组G5一方产生在上侧的图像平面弯曲像差。不过，如果满足由条件表达式4所规定的条件，以致设置在目标侧上的附加透镜组G5的面为非球形，以便于提供偏离在随着离光学轴的距离增加而曲率增加的方向上的生成面的畸变量，则能够消除由条件表达式3所规定的条件的影响。为了保持与附加透镜组G5在光学轴的所述位置来回移动无关的相对于球面像差和图像平面弯曲的良好条件，在由条件表达式3所规定的条件和在条件表达式4所规定的条件之间保持良好的平衡是重要的。
如果在条件表达式4中的“5/fw2”的值低于其下限，则保留由条件表达式3所规定的条件的影响，并且将图像平面弯向上侧。另一方面，如果“5/fw2”的值高于其上限，则将球面像差弯向下侧，并且保持良好的平衡是困难的。
条件表达式5规定了用于保证后向焦距适合于附加透镜组G5在所述光学轴的位置来回移动而没有增加整个透镜系统的尺寸的条件。
具体地讲，如果“f4/fw2”低于其下限，则后向焦距变得如此之短，以致满足由条件表达式1所规定的条件是困难的。另一方面，如果“f4/fw2”高于其上限，则后向焦距是如此之长以致要求作为将要插入到后向焦距中的透镜的用于将光分离为R、G和B的三色的近似棱镜的部件。因此，不能避免缩放透镜2在尺寸和成本方面的增加。
现在，描述在用实现缩放透镜2的图9至24C中所解释的数字值的例子1至4。注意到，在数字值例子1至4中，数字值例子2(图13)、3(图17)和4(图21)表示在运动画面图像摄取模式的状态中的数字值，其中，在包括在数字值例子1(图9)中所解释的第一至第四透镜组G1至G4的静止画面图像的摄取模式中的缩放透镜2中附加地提供了彼此具有不同结构的附加透镜组G5。
在下面的描述中，“Si”表示从目标侧开始计数的第i个面，“ri”表示从目标侧开始计数的第i个面“Si”的曲率半径，“di”表示在从目标侧开始计数的第i个面“Si”和第i+1个面“Si+1”之间的面到面之间的距离，“ni”表示在“d”线上的第i个透镜“Li”的材料的折射率，“vi”表示在“d”线上的第i个透镜“Li”的材料Abbe数，而“nFL”和“vFL”表示滤波器FL的材料的折射率和Abbe数。而且，假定在“xi”表示非球面的深度而“H”表示距离光学轴的高度的情况下，由如下表达式1定义所述非球面：
xi = H 2 ri ( 1 + 1 - H 2 ri 2 ) + Σ A j H j
......表达式1
用表1表示缩放透镜2的数字值例子1的数字值(参照图9)。
表1
Ri di ni vi
  r1＝56.6   d1＝1.1   n1＝1.84666   v1＝23.8
  r2＝22.7   d2＝4.2   n2＝1.72916   v2＝54.7
  r3＝170.0   d3＝0.2
  r4＝17.85   d4＝2.81   n3＝1.72916   v3＝54.7
  r5＝40.4   d5＝可变
  r6＝30.75   d6＝0.6   n4＝1.88300   v4＝40.8
  r7＝5.38   d7＝2.92
  r8＝-6.85   d8＝0.72   n5＝1.51680   v5＝64.2
  r9＝9.4   d9＝1.51   n6＝1.84666   v6＝23.8
  r10＝267   d10＝可变
  r11＝12.469   d11＝1.45   n7＝1.58313   v7＝59.5
  r12＝-93.7   d12＝1.8
  r13＝8(可变光阑)   d13＝可变
  r14＝13.158   d14＝1.11   n8＝1.58313   v8＝59.5
  r15＝8   d15＝0.6   n9＝1.84666   v9＝23.8
  r16＝12.5   d16＝2.25   n10＝1.48749   v10＝70.4
  r17＝-9.1   d17＝可变
  r18＝8(滤波器)   d18＝2.09   nFL＝1.51680   vFL＝64.2
  r19＝8(滤波器)   d19＝0.8(后向焦距)
表2表示每个由非球形的面所组成第11个面和第14个面S14的第四、第六、第八和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10。
表2
非球面系数 A4 A6 A8 A10
S11 -0.7918×10-4 -0.9134×10-5 +0.6142×10-6 -0.2253×10-7
S14 -0.4633×10-3 +0.1962×10-4 -0.2499×10-5 +0.1120×10-6
表3表示为响应在数字值例子1中的缩放透镜2在宽角度端处、中间焦距位置和远距离侧端处的焦距、F数、视角(2ω)和缩放而变化的面到面的距离d5、d10、d13和d17。
表4
宽角度端 中间焦距位置 远距离端
焦距 4.61 22.27 44.44
F数 2.14 2.65 2.14
视角(度) 62.6 13.4 6.64
d5 0.8 11.95 15.45
d10 15.45 4.30 0.8
d13 5.58 2.17 5.41
d17 8.81 12.22 8.98
图10A至12C表示在数字值例子1中的缩放透镜2的球面像差(spherical aberration)、畸变像差(distortion aberration)和像散(astigmatism)。注意到，在球面像差的视图中，实线表示在“d”线上的值，虚线表示在“g”线上的值，而长短交替点划线表示在C线上的值。在像散的视图中，实线表示径向的图像平面畸变的值，而虚线表示经向的(meridional)图像平面畸变的值。
表4表示缩放透镜2的数字值例子2的数字值。注意到，如图13所示，在数字值例子2的情形中的缩放透镜2是在运动画面图像摄取模式的状态中的透镜，其中，在数字值例子1的情况中的缩放透镜2的第四透镜组G4和图像摄取部件12之间附加地提供了附加透镜组G5。因此，表4仅仅表示附加透镜组G5的数字值和相对于附加透镜组G5的在图像侧的位置的那些数字值。
表4
Ri di Ni vi
r18＝14.529 d18＝2.13 n11＝1.58313 v11＝59.5
  r19＝-9.36   d19＝2.1   n12＝1.80420   v12＝46.5
  r20＝153.5   d20＝3.38
  r21＝8(滤波器)   d21＝2.09   nFL＝1.51680   vFL＝64.2
  r22＝8(滤波器)   d22＝0.8(后向焦距)
表5表示由非球形面所组成的第18面S18的第4、第6、第8和第10阶非球面系数A4、A6、A8和A10。
表5
非球面系数 A4 A6 A8 A10
S18 +0.5892×10-4 +0.3239×10-4 -0.3407×10-5 +0.1457×10-6
表6表示为响应在数字值例子2中的缩放透镜2在宽角度端处、中间焦距位置和远距离侧端处的焦距、F数、视角(2ω)和缩放而变化的面到面的距离d5、d10、d13和d17。
表6
宽角度端 中间焦距位置 远距离端
焦距 3.93 19.00 37.92
F数 1.83 2.26 1.83
视角(度) 62.6 13.4 6.64
d5 0.8 11.95 15.45
d10 15.45 4.30 0.8
d13 5.58 2.17 5.41
d17 1.2 4.61 1.37
从上面的表6能够明显地看到，在数字值例子2中，即使将焦距范围向更长的一侧移动，甚至在将它和在数字值例子1的情形比较，所述视角也没有表现出任何变化。
图14A至16C表示在数字值例子2的情形中的缩放透镜2的球面像差、畸变像差和像散。注意到，在球面像差视图中，实线表示在“d”线上的值，虚线表示在“g”线上的值，而长短交替点划线表示在C线上的值。在像散的视图中，实线表示径向的图像平面畸变的值，而虚线表示经向的(meridional)图像平面畸变的值。
表7表示缩放透镜2的数字值例子3的数字值。注意到，如图17所示，在数字值例子3的情形中的缩放透镜2是在运动画面图像摄取模式的状态中的透镜，其中，在数字值例子1的缩放透镜2的第四透镜组G4和图像摄取部件12之间的光学轴上附加地提供了与上文所述的数字值例子2不同的附加透镜组G5。因此，表7仅仅表示附加透镜组G5的数字值和相对于附加透镜组G5的在图像侧的位置的那些数字值。
表7
  Ri   Di   Ni   Vi
  r18＝14.31   d18＝2.14   n11＝1.58313   v11＝59.5
  r19＝-9.17   d19＝2.77   n12＝1.80420   v12＝46.5
  r20＝257.68   d20＝3.39
  r21＝8(滤波器)   d21＝2.09   nFL＝1.51680   vFL＝64.2
  r22＝8(滤波器)   d22＝0.8(后向焦距)
表8表示由非球形面所组成的第18面S18的第4、第6、第8和第10阶非球面系数A4、A6、A8和A10。
表8
非球面系数 A4 A6 A8 A10
S18 +0.1112×10-3 +0.1499×10-4 -0.1215×10-5 +0.5000×10-7
表9表示为响应在数字值例子3中的缩放透镜2在宽角度端处、中间焦距位置和远距离侧端处的焦距、F数、视角(2ω)和缩放而变化的面到面的距离d5、d10、d13和d17。
表9
宽角度端 中间焦距位置 远距离端
焦距 3.84 18.55 37.02
F数 1.79 2.20 1.79
视角(度) 62.6 13.4 6.64
d5 0.8 11.95 15.45
d10 15.45 4.30 0.8
d13 5.58 2.17 5.41
d17 0.5 3.91 0.67
从上面的表9能够明显地看到，在数字值例子3中，即使将焦距范围向更长的一侧移动，甚至在将它和在数字值例子1的情形比较，所述视角也没有表现出任何变化。
图18A至20C表示在数字值例子3的情形中的缩放透镜2的球面像差、畸变像差和像散。注意到，在球面像差视图中，实线表示在“d”线上的值，虚线表示在“g”线上的值，而长短交替点划线表示在C线上的值。在像散的视图中，实线表示径向的图像平面畸变的值，而虚线表示经向的(meridional)图像平面畸变的值。
表10表示缩放透镜2的数字值例子4的数字值。注意到，如图21所示，在数字值例子4的情形中的缩放透镜2是在运动画面图像摄取模式的状态中的透镜，其中，在数字值例子1的缩放透镜2的第四透镜组G4和图像摄取部件12之间的光学轴上附加地提供了与上文所述的数字值例子2和3不同的附加透镜组G5。因此，表10仅仅表示附加透镜组G5的数字值和相对于附加透镜组G5的在图像侧的位置处的那些数字值。
表10
  ri   Di   Ni   vi
  r18＝9.16   d18＝2.48   n11＝1.51680   v11＝64.2
  r19＝-9.67   d19＝4.51   n12＝1.77250   v12＝49.6
  r20＝93.67   d20＝0.75
  r21＝8(滤波器)   d21＝2.09   nFL＝1.51680   vFL＝64.2
  r22＝8(滤波器)   d22＝0.8(后向焦距)
表11表示由非球形面所形成的第18面S18的第4、第6、第8和第10阶非球面系数A4、A6、A8和A10。
表11
非球面系数 A4 A6 A8 A10
S18 +0.2041×10-3 +0.2068×10-4 -0.1940×10-5 +0.1000×10-6
表12表示为响应在数字值例子4中的缩放透镜2在宽角度端处、中间焦距位置和远距离侧端处的焦距、F数、视角(2ω)和缩放而变化的面到面的距离d5、d10、d13和d17。
表12
宽角度端 中间焦距位置 远距离端
焦距 3.46 16.71 33.34
F数 1.61 1.98 1.61
视角(度) 62.6 13.4 6.64
d5 0.8 11.95 15.45
d10 15.45 4.30 0.8
d13 5.58 2.17 5.41
d17 1.06 4.47 1.23
从上面的表12能够明显地看到，在数字值例子4中，即使将焦距范围向更长的一侧移动，甚至在将它和在数字值例子1的情形比较，所述视角也没有表现出任何变化。
图21至24C表示在数字值例子4的情形中的缩放透镜2的球面像差、畸变像差和像散。注意到，在球面像差视图中，实线表示在“d”线上的值，虚线表示在“g”线上的值，而长短交替点划线表示在C线上的值。在像散的视图中，实线表示径向的图像平面畸变的值，而虚线表示经向的(meridional)图像平面畸变的值。
表13表示在数字值例子2至4中关于条件表达式1至5的数字值，其中，在数字值例子1的缩放透镜2中附加地提供附加透镜组G5。
表13
    数字值例子 数字值例子2 数字值例子3   数字值例子4
    整个长度     54.8     54.8     54.8
    fw1     4.61     4.61     4.61
    fw2     3.93     3.84     3.46
    S5/fw2     1.076     1.279     2.020
    fw2(n52-n51)/r52     -0.0928     -0.0926     -0.0915
    有效半径     3.08     3.09     3.06
    Δ5/fw2     0.00421     0.00444     0.00785
    f4/fw2     3.817     3.907     4.336
  fw1/fw2-1     a＝0.20     0.865a     1.000a     1.660a
    a＝0.25     0.692a     0.800a     1.320a
    a＝0.33     0.524a     0.606a     1.000a
    a＝0.40     0.433a     0.501a     0.831a
在上面的表13中，在“fw1/fw2-1”的值关于a的值是1.0a的情形中，这表示在静止画面图像摄取模式和运动画面图像摄取模式之间所述视角没有变化。
在a＝0.20和a＝0.25时的数字值例子4中，“fw1/fw2-1”的值超过条件表达式1的上限(1.1a)。因此，在数字值例子4中，a为a＝0.20和a＝0.25的情形中，在静止画面图像摄取模式中的视角比在运动画面图像摄取模式中的更窄。换言之，在静止画面图像摄取模式时在图像摄取部件12的有效屏幕区域中的像素数比在运动画面图像摄取模式时更小，并且这不符合本发明的目的。
注意到，在“fw1/fw2-1”的值小于1.0a所情形中，按所述值与1.0a之间的差值相对应的量缩窄所述视角。然而，能够将由视角差所提供的缩放透镜2的有效图像圆圈的余量应用到视频信号处理中的摄像机摇晃校正中。
另一方面，如果“fw1/fw2-1”的值比条件表达式1的下限(0.4a)更低，则附加透镜组G5的图像校正效果是如此低以致不能实现本发明的目的。
现在，描述根据本发明的第2、3和4实施例的图像摄取装置和随所述第3实施例的图像摄取装置一起使用的缩放透镜。注意到，根据第2、3和4实施例的图像摄取装置同样也具有静止画面模式和运动画面模式。
首先，参照图25至29B描述图像摄取装置的概述。
图像摄取装置1A、1B和1C具有类似于在图1所示的根据第一实施例的图像摄取装置1的基本结构，并且大致被划分为摄像机块10、记录和再现部分20和操作块30。因此，主要给出与图像摄取装置1的那些不同结构和操作的单个部分10、20和30的描述，而忽略或者简洁地给出那些与图像摄取装置1类似的部分的描述。
摄像机块10包括：缩放透镜2A、2B和2C，用作图像摄取透镜和图像摄取部件12，并具有在图像摄取时任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式。当选择第一图像摄取模式时，从图像摄取部件12的图像摄取面的像素的每一个中获得个体的信息。然而，当选择第二图像摄取模式时，从图像摄取部件中获得通过混合来自图像摄取部件的相邻多个像素的每一个中的信息所获得的信息，使得图像摄取部件用作具有更粗像素间距的替代图像摄取部件。
图26A和26B原理性地解释了为响应图像摄取模式的切换而进行的像素间距的切换方式。用滤色镜覆盖图像摄取部件12的每一个像素，并且将这样的滤色镜的排列部分原理性地在图26A中示出。在图26A中，标号字符R表示红光通过其中的滤色镜，G表示绿色光通过其中的滤色镜，而B表示蓝色光通过其中的滤色镜。正如图26A所见，从不同滤色镜中为在水平和垂直方向中的每两个像素重复地排列相同的滤色镜，使得包括在水平方向上的两个像素和在垂直方向上的两个像素的总共4像素的每一个都被相同滤色镜覆盖。
在第一图像摄取模式中，从如图26A所示的像素的每一个中获得单个视频信息，并且因此，能够获得高清晰度的视频信息。然而，在第二图像摄取模式中，混合用于相同颜色的4个相邻像素的每一个的信息，并如图26B所见，作为视频信号读出。因此，获得其中双倍于在水平和垂直两方向中的像素间距的更粗像素间距的视频信息。
注意到，如上文所述，其中将包括水平和垂直两个方向上的两个像素的总共4个像素的每一个的颜色(或者滤色镜的颜色)设置得彼此相同仅仅是混合多个像素的信息的方法的例子。具体地讲，其将要混合的信息的像素数不限于4个，而是可以大于或者小于4。而且，没有必要选择在水平方向和垂直方向两个方向中相等数量的像素，但是作为混合结果的有效更粗间距的像素外形可以是被水平地延伸的外形或者被垂直地延伸的外形。总而言之，根据将要获得图像的所使用的物体，可以选择任何方法。
图像摄取部件12通过其离散排列的像素来光电转换图像信息。所以，图像摄取部件12表现出相对于空间频率高于依靠像素间距的Nyquist频率的图像的颜色错误信号或波纹效应这样的缺陷。为了降低依靠所述像素间距的缺陷，有必要在图像摄取透镜和图像摄取部件12之间放置光学低通滤波器，以便在多个点图像中离散地形成由图像摄取透镜原来在一个点处将要形成的点图像，由此降低了图像摄取透镜的图像的高频分量的MTF。
如果将光学低通滤波器的特性设置得适合于第一图像摄取模式，则由颜色错误信号或者波纹效应对图像质量的不良影响在第二图像摄取模式中会显著地出现。然而，如果相反将光学低通滤波器的特性设置得适合于第二图像摄取模式，则在第一图像摄取模式中不能获得所希望的来自精细像素间距的高清晰度。因此，希望切换光学低通滤波器的特性，以响应在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式之间的切换。
在如图25所示的第二实施例1A中，整个地安装有彼此不同特性的光学低通滤波器F1和F2的滤波器部件FB被安装来大体上主要在垂直于所述光学轴的方向上的移动，以便将光学低通滤波器F1和F2之一移动到光学轴上的所述位置。如果移动滤波器部件FB以致将光学低通滤波器F1移动到由图25的虚线所表示的在光学轴上的所述位置，则图像摄取模式切换开关18的触点18b被闭合，并且将此信息发送给摄像机块10的摄像机控制部分13和记录和再现部分20的记录和再现控制部分21。因此，切换摄像机块10和记录和再现部分20的所有设置，以便符合于所述第一图像摄取模式。
接着，如果如实线所示，将位于在光学轴上的光学低通滤波器从光学低通滤波器F1切换到光学低通滤波器F2，则图像摄取模式切换开关18的触点18b被断开，并且将此信息发送给摄像机块10的摄像机控制部分13和记录和再现部分20的记录和再现控制部分21。因此，切换摄像机块10和记录和再现部分20的所有设置，以便符合于所述第二图像摄取模式。而且，尽管由于在光学低通滤波器F1和F2之间的厚度差异的影响，在光学轴的方向上会出现相对于图像形成位置的某些位移，但是，摄像机控制部分13进行控制，使得在光学轴的方向上的聚焦透镜G4的所述位置被校正以便于在图像摄取部件12上形成图像。
在如图27所示的第三实施例1B中，在缩放透镜2B的第四透镜组G4和图像摄取部件12之间放置正常固定的光学低通滤波器F1，并且所述光学低通滤波器F1具有适合于第一图像摄取模式的光学特性。而且，为了大体上在垂直于光学轴方向上的移动而安装光学低通滤波器F2，以致能够将它在光学轴上来回移动。如果如虚线所示，将光学低通滤波器F2从光学轴上的所述位置上移开，则图像摄取模式切换开关18的触点18b被闭合，类似于根据第二实施例的图像摄取装置1A，将所有设置设为第一图像摄取模式。另一方面，如果将光学低通滤波器F2移动到在光学轴上的所述位置上，则图像摄取模式切换开关18的触点18b被断开，而且和第二实施例1A类似，所有设置设为第二图像摄取模式。这里，光学低通滤波器F2具有的特性是，当和光学低通滤波器F1的特性比较时，在水平和垂直方向两者之一的方向或者两方向中，高频中的MTF特性会降低。
图29A和29B原理性地解释了根据如图28所示的第四实施例在图像摄取装置1C中的图像摄取部件12的读出像素信息的方式。
当选择第一图像摄取模式时，从图像摄取部件的每一像素中获取单个信息，使用尽可能宽的范围作为有效屏幕区域。当选择第二图像摄取模式时，从图像摄取部件中获取通过混合来自图像摄取部件的多个邻近像素中的每一个的信息而获得的信息，以便图像摄取部件用作具有更粗像素间距的替代图像摄取部件。而且，当选择第二图像摄取模式时，使用比当选择第一图像摄取模式时更窄的区域作为有效屏幕区域。
而且，在图像摄取装置1C中，在紧挨在图像摄取部件12前面，放置正常固定的第一光学低通滤波器F1，并且在相对于光学低通滤波器F1的目标侧的位置上放置整个地和附加透镜组G5装在一起的具有正的折射放大倍率的附加透镜组(第5透镜组)G5和可移动第二光学低通滤波器F2。附加透镜组G5被安装来在光学轴的位置上来回移动。当将图像摄取模式从第一图像摄取模式切换到第二图像摄取模式时，将附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2移动到在光学轴的各自位置上，以减少缩放透镜的焦距范围，并通过第二光学低通滤波器F2的作用来减少高频的MTF。另一方面，当将图像摄取模式从第二图像摄取模式切换到第一图像摄取模式时，将附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2从光学轴的所述位置移开，以增大焦距范围。于是，因为仅仅第一光学低通滤波器F1的作用保留，所以高频的MTF变得更高。因此，减少了由于MTF特性的切换所导致的以及在当选择第一图像摄取模式和当选择第二图像摄取模式时根据图像摄取部件的像素间距的切换而在有效屏幕区域的大小中的差异所导致的视角变化。
在第二图像摄取模式中的运动画面的图像摄取时，能够检测图像摄取装置的摆动，并且根据所检测的摆动为每个场移动从来自全大小屏幕的运动画面中所读出的有效图像的位置，以校正抗摄像机摇晃的图像。在图29B中，由虚线所表示的长方形原理性地解释了为每一场移动在运动画面中所读出的图像处的位置，以进行抗摄像机摇晃的校正。
而且，在图像摄取装置1C中，检测附加透镜组和第二光学低通滤波器F2在光学轴的所述位置的移动，以便于根据第一图像摄取模式或者第二图像摄取模式设置所述部件的状态。
注意到，例如，能够利用诸如如图2至7所示的驱动装置19b的这样一种驱动装置来在光学轴的所述位置上来回移动图像摄取装置1A的滤波器部件FB、图像摄取装置1B和附加透镜组G5的第二光学低通滤波器F2以及可移动光学低通滤波器F2。
现在，描述适合于和根据第四实施例的图像摄取装置1C一起使用的缩放透镜2C的概述。
如图30所示，本发明的缩放透镜2C，从目标侧依次排列，包括：第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4、附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2。第一透镜组G1具有正的折射放大倍率和正常固定的位置。第二透镜组G2具有负的折射放大倍率，并且可沿着光学轴移动，以主要地进行放大倍率的变化。第三透镜组G3具有正的折射放大倍率和正常固定的位置。第四透镜组G4具有正的折射放大倍率，并可沿着光学轴移动以进行图像位置的变化的校正和聚焦。附加透镜组G5具有正的折射放大倍率。安装第二光学低通滤波器F2和附加透镜组G5一起移动。附加透镜组G5由从目标侧依次排列的以双凸透镜为形式的第11透镜L11和以双凹透镜为形式的第12透镜L12的粘合透镜组成。在目标侧的第11透镜L11的面形成为非球形的面。将附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2在光学轴的各自位置来回移动，并且表现为根据它们是否位于光学轴或者移离光学轴来移动整个透镜系统的焦距范围。在附加透镜组G5和光学低通滤波器F2的整个厚度由S5表示，包括第一至第四透镜组和附加透镜组的透镜系统的宽角度端处的焦距用fw2表示，在“d”线上的附加透镜组G5的双凸透镜的折射率用n51表示，在“d”线上的附加透镜组G5的双凹透镜的折射率用n52表示，附加透镜组G5的界面的曲线的半径用r52表示，而相对有效半径的位置处的生成面的附加透镜组G5的非球面的畸变量用5表示(在图像侧提供畸变量的情形中，畸变量是正的)的情况下，以它们为条件以便满足下面的条件表达式2至4：0.7＜S5/fw2＜2.5(条件表达式2)，-0.11＜fw2·(n52-n51)/r52＜-0.085(条件表达式3)，和0.003＜5/fw2＜0.01(条件表达式4)。
同时，如图30所示，所述第一透镜组G1，从目标侧依次排列，包括：由以凹状弯月形透镜为形式的第一透镜L1和第二透镜L2粘合而成的粘合透镜，和以凸状弯月形透镜为形式的第三透镜L3。所述第一透镜L1具有朝向目标侧的凸面。所述第三透镜L3具有朝向目标侧的凸面。所述第二透镜组G2由从目标侧依次排列的由以凹透镜为形式的第四透镜L4、以双凹透镜为形式的第五透镜L5和以凸透镜为形式的第六透镜L6组成。所述第三透镜组G3包括：具有至少一个面为非球面的双凸透镜为形式的第七透镜L7。所述第四透镜组G4，由从目标侧依次排列的以凸透镜为形式的第八透镜L8、以凹透镜为形式的第九透镜L9和以凸透镜为形式的第十透镜L10组成。和目标侧最邻近的第四透镜组G4的一个面和最邻近目标侧的第四透镜组G4的一个面中的至少一个面形成为非球面。注意到，在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间插进了可变光阑(iris)IR。
而且，缩放透镜2C被构造得以致满足：2.5＜f4/fw2＜5(条件表达式5)，这里，用f4表示第四透镜组G4的焦距。
顺便提及，设计缩放透镜2C，旨在即使作为附加透镜组G5在第四透镜组G4和图像摄取部件12之间的光学轴上的所述各个位置上来回移动的结果而变化所述焦距，从第一透镜组G1至图像摄取部件12之间的总长度也不会变化。
下面，描述规定图像摄取装置1C和缩放透镜2C的结构的条件表达式2至5。
条件表达式2规定了可能实现其中作为附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2的总厚度而附加地提供具有正的折射率的厚的正透镜组的所述结构所需要的条件。
具体地讲，如果“S5/fw2”的值低于其下限值，则不能够实现减少焦距的充分效果和使得全部长度不可变的目的。另一方面，如果“S5/fw2”的值高于其上限值，则附加透镜组G5将过分厚，并不能被插入到作为后向焦距的空间中。
条件表达式3规定了用于校正由附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2在所述光学轴的位置上来回移动所引起的球面像差的变化的条件。注意到，由于附加透镜组G5是正的透镜组，在下侧的球面像差是易于出现的。然而，如果将负的折射率提供给其凹面朝向在会聚光通量的过程中所放置的目标侧的界面，则获得校正在下侧的球面像差的效果。
接着，如果“fw2·(n52-n51)/r52”的值高于其上限值，则在下侧校正球面像差是困难的。另一方面，如果“fw2·(n52-n51)/r52”的值低于其下限值，则球面像差易于移往上侧，并且同样将图像平面向上侧弯曲到这样一种程度，以致校正图像平面是困难的。
条件方程4规定了用于校正图像平面的弯曲的条件。如果满足由上文所给定的条件表达式3所规定的条件，并且校正在所述下侧的球面像差，则由附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2产生在上侧的图像平面弯曲像差。不过，如果满足由条件表达式4所规定的条件，以致设置在目标侧上的附加透镜组G5的所述面的非球形，以便于提供偏离在随着离光学轴的距离增加而曲率增加的方向上的生成球面的畸变量，则能够消除由条件表达式3所规定的条件的影响，从而校正图像平面的弯曲畸变。为了保持与附加透镜组G5在光学轴的所述位置来回移动无关的相对于球面像差和图像平面弯曲的良好条件，在由条件表达式3所规定的条件和在条件表达式4所规定的条件之间保持良好的平衡是重要的。
如果在条件表达式4中的“5/fw2”的值低于其下限，则保留由条件表达式3所规定的条件的影响，并且将图像平面弯向上侧。另一方面，如果“5/fw2”的值高于其上限，则将球面像差弯向下侧，并且保持良好的平衡是困难的。
条件表达式5规定了用于保证后向焦距适合于附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2在所述光学轴上的位置来回移动而不增加整个透镜系统的尺寸的条件。
具体地讲，如果“f4/fw2”低于其下限，则后向焦距变短。另一方面，如果“f4/fw2”高于其上限，则后向焦距变长以便要求作为将要插入到后向焦距中的透镜的用于将光分离为R、G和B的三色的近似棱镜的部件。因此，不能避免缩放透镜2C在尺寸和成本方面的增加。
现在，描述基于如图30所示的结构用于实现缩放透镜2C的数字值例子5和6。注意到，数字值例子5涉及在使用如图30所示的第一至第四透镜组G1至G4的静止画面模式的状态中的的缩放透镜2C，而数字值例子6涉及在如图30所示的结构中附加地使用附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2的运动画面模式(图34)的另一个状态中的缩放透镜2C。
在下面的描述中，“Si”表示从目标侧开始计数的第i个面，“ri”表示从目标侧开始计数的第i个面“Si”的曲率半径，“di”表示在从目标侧开始计数的第i个面“Si”和第i+1个面“Si+1”之间的面到面之间的距离，“ni”表示在“d”线上的第i个透镜“Li”的材料的折射率，“vi”表示在“d”线上的第i个透镜“Li”的材料Abbe数量，“nQ”和“vQ”表示光学低通滤波器的材料的折射率和Abbe数量，以及“nFL”和“vFL”表示滤波器FL的材料的折射率和Abbe数量。而且，假定在“xi”表示非球面深度而“H”表示距离光学轴的高度的情况下，由上文所给出的表达式1定义所述非球面。
缩放透镜2C的数字值例子1的数字值(参照图30)被表示在表14中。注意到，有关第一至第四透镜组G1至G4的数字值与根据上文所述的第一实施例的缩放透镜2的数字值例子1的那些相同(参照表1)。因此，表14仅仅表示附加透镜组G5的数字值和相对于所述附加透镜组G5的在图像侧的部件上的那些数字值。
表14
ri Di ni vi
  F1 8   d＝1.14   nQ＝1.544   VQ＝59
     8   d＝1.2
  滤波器8   d＝0.5   nFL＝1.51680   vFL＝64.2
  8   后向焦距＝0.8
注意到，每个由非球形的面所组成第11个面和第14个面的第四、第六、第八和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10和上文所描述的在第一实施例中的那些相同。因此为它们引用表2。
表15表示为响应在数字值例子5中的缩放透镜2C在宽角度端处、中间焦距位置和远距离侧端处的焦距、F数、视角(2ω)和缩放而变化的面到面的距离d5、d10、d13和d17。
表15
宽角度端 中间焦距位置 远距离端
焦距 4.61 22.27 44.44
F数 2.14 2.65 2.14
视角(度) 62.6 13.4 6.64
d5 0.8 11.95 15.45
d10 15.45 4.30 0.8
d13 5.58 2.17 5.41
d17 7.92 11.33 8.09
图31A至33C表示在数字值例子5中的缩放透镜2的球面像差(spherical aberration)、畸变像差(distortion aberration)和像散(astigmatism)。注意到，在球面像差的视图中，实线表示在“d”线上的值，虚线表示在“g”线上的值，而长短交替点划线表示在C线上的值。在像散的视图中，实线表示径向的图像平面畸变的值，而虚线表示经向的(meridional)图像平面畸变的值。
在附加透镜组G5和第二光学低通滤波器F2处于如图34所见的光学轴上的情形中的数字值例子6的数字值被表示在表16中。注意到表16同样也仅仅表示附加透镜组G5的数字值和相对于所述附加透镜组G5的在图像侧的部件上的那些数字值。
表16
  ri Di   ni   vi
  r18＝14.529 d18＝2.13   n11＝1.58313   v11＝59.5
  r19＝-9.36 d19＝1.6   n12＝1.80420   v12＝46.5
  r20＝153.5 d20＝0.5
  F2 8 d＝0.6   nQ＝1.544   VQ＝59
     8 d＝1.89
  F1 8 d＝1.14   nQ＝1.544   VQ＝59
     8 d＝1.2
  滤波器8 d＝0.5   nFL＝1.51680   vFL＝64.2
  8 后向焦距＝0.8
表17表示每个由非球形的面所组成的第18个面S18的第四、第六、第八和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10。表17
非球面系数 A4 A6 A8 A10
S18 +0.5892×10-4 +0.3239×10-4 -0.3407×10-5 +0.1457×10-6
表18表示为响应在数字值例子6中的缩放透镜2在宽角度端处、中间焦距位置和远距离侧端处的焦距、F数、视角(2ω)和缩放而变化的面到面的距离d5、d10、d13和d17。
表18
宽角度端 中间焦距位置 远距离端
焦距 3.93 19.00 37.92
F数 1.83 2.26 1.83
视角(度) 62.6 13.4 6.64
d5 0.8 11.95 15.45
d10 15.45 4.30 0.8
d13 5.58 2.17 5.41
d17 1.2 4.61 1.37
图35A至37C表示在数字值例子6的情形中在所述焦距处的球面像差、畸变像差和像散。注意到，在球面像差视图中，实线表示在“d”线上的值，虚线表示在“g”线上的值，而长短交替点划线表示在C线上的值。在像散的视图中，实线表示径向的图像平面畸变的值，而虚线表示经向的(meridional)图像平面畸变的值。
注意到，联系上文所述的实施例所披露的所述组件的具体外形和结构仅仅表示在实现本发明的过程中的实现例子，不应该由它们限制性解释本发明的技术范围。
工业适用性
在本发明的图像摄取装置中，当选择第一图像摄取模式时，将附加透镜组移离在所述光学轴上的位置，从而增大所述焦距范围。然而，当选择第二图像摄取模式时，将附加透镜组移向在光学轴上的所述位置，以缩短焦距范围。因此，能够减少由在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式中的有效屏幕区域的差异而导致的图像摄取视角的变化，从而避免了用户当在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式之间切换时有不连贯的感觉。
而且，对于本发明的缩放透镜而言，能够减少为响应图像摄取模式的选择而导致的图像摄取视角的变化，并且能够获得各种像差得到适当校正的高质量视频图像。因此，在将缩放透镜应用到用于具有例如不同有效屏幕区域大小的图像摄取模式的图像摄取装置的图像摄取透镜的情形中，当将附加透镜组从光学轴的所述位置上移开时，焦距范围被增大，而当将附加透镜组移向光学轴的所述位置上时，焦距范围被缩小。因此，能够减少由在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式中的有效屏幕区域的差异而导致的图像摄取视角的变化，从而避免了用户当在第一图像摄取模式和第二图像摄取模式之间切换时有不连贯的感觉。

Claims (12)

1.一种图像摄取装置，包括：缩放透镜和图像摄取部件，并具有由所述图像摄取装置在摄取图像时能够任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式，所述图像摄取部件当选择第一图像摄取模式时，具有在有效屏幕区域的尽可能大的范围上所使用的图像摄取平面，而当选择第二图像摄取模式时，具有在比选择第一图像摄取模式时作为有效的屏幕区域的较小范围上所使用的图像摄取平面，其特征在于：
所述缩放透镜包括具有正折射率(refractive index)的和在离图像侧最近位置处所提供的附加透镜组，用于在所述缩放透镜的光学轴上的特定位置处来回移动，
响应于从所述第一图像摄取模式到所述第二图像摄取模式的切换，将所述附加透镜组移动至光学轴的所述位置，以便缩小所述缩放透镜的焦距范围，而响应于从所述第二图像摄取模式至所述第一图像摄取模式的切换，将所述附加透镜组从所述光学轴的所述位置移动，以便扩大焦距范围，由此减少在当选择第一图像摄取模式和选择第二图像摄取模式时，由所述图像摄取部件的有效屏幕区域的范围中的差异所引起的视角的变化，以及
检测所述附加透镜组在光学轴上的所述位置的来回移动，以便将所述图像摄取装置的组件设置到适合于所述第一图像摄取模式或者所述第二图像摄取模式的各个条件上。
2.如权利要求1所述的图像摄取装置，其特征在于：
所述第一图像摄取模式是用于摄取静止画面的图像的静止画面图像摄取模式，
所述第二图像摄取模式是用于摄取运动画面的图像的运动画面图像摄取模式，以及
其中在所述图像摄取部件的有效屏幕区域的对角线大小在运动画面图像摄取模式中是1而在静止画面图像摄取模式时是1+a的情况下，在所述运动和静止画面图像摄取模式中的所述缩放透镜的焦距和所述图像摄取部件的所述有效屏幕区域的对角线大小之间的关系满足条件：
          0.4a＜fw1/fw2-1＜1.1a
这里，fw1表示在所述静止画面图像摄取模式中的所述缩放透镜的宽角度端处的焦距，而fw2表示在所述运动画面图像摄取模式中所述缩放透镜宽角度处的焦距。
3.如权利要求1所述的图像摄取装置，其特征在于：
所述缩放透镜还包括每一个都具有正常固定位置的多个固定透镜组，和具有可移动位置的可移动透镜组，以及
所述固定透镜组和所述图像摄取部件被整个地保留在固定透镜筒上，使得在所述固定透镜组和所述图像摄取部件之间的位置关系是固定的，以便于保持固定的图像形成位置，而不管所述附加透镜组是位于所述光学轴上或者从所述光学轴移开。
4.如权利要求1所述的图像摄取装置，其特征在于：
所述缩放透镜从目标侧开始依次包括：第一透镜组，具有正的折射率并具有正常固定位置，第二透镜组，具有负的折射率，并可沿着光学轴移动以主要进行放大倍率的改变，第三透镜组，具有正的折射率，并具有正常固定位置，第四透镜组，具有正的折射率，并可沿着光学轴移动以主要进行图像位置变化的校正和聚焦，以及所述附加透镜组，具有正的折射率，
所述第一透镜组。从目标侧开始依次包括：由以具有朝向目标侧的凸面的凹状弯月形透镜为形式的第一透镜和以凸透镜为形式的第二透镜粘合而成的粘合透镜，和以具有朝向目标侧的凸面的凸状弯月形为形式的第三透镜，
所述第二透镜组从目标侧依次包括由以凹透镜为形式的第四透镜、以双凹透镜为形式的第五透镜和以凸透镜为形式的第六透镜粘合而成的粘合透镜，
所述第三透镜组包括：以具有至少一个面为非球面的双凹透镜为形式的第七透镜，
所述第四透镜组，从目标侧依次包括：由以凸透镜为形式的第八透镜、以凹透镜为形式的第九透镜和以凸透镜为形式的第十透镜粘合而成的三元粘合透镜，并且和目标侧最邻近的所述第四透镜组的一个面和最邻近图像侧的第四透镜组的一个面中的至少一个面是以非球面构成的，
所述附加透镜组从目标侧依次包括由其目标侧上的面形成为非球面的双凸透镜和双凹透镜的粘合透镜，并可在光学轴的特定位置上来回移动，当所述附加透镜组定位在光学轴上时并且当所述附加透镜组定位在光学轴之外时，所述附加透镜组在两者之间变换所述缩放透镜的焦距范围，以及
所述图像摄取装置满足如下条件：
0.7＜S5/fw2＜2.5
-0.11＜fw2·(n52-n51)/r52＜-0.085
0.003＜5/fw2＜0.01
2.5＜f4/fw2＜5
这里，S5是所述附加透镜组的整个厚度，fw2是在包括所述第一至第四透镜组和所述附加透镜组的透镜系统的宽角度端处的焦距，n51是在“d”线上的所述附加透镜组的双凸透镜的折射率，n52是在“d”线上的所述附加透镜组的双凹透镜的折射率，r52是所述附加透镜组的界面的曲线的半径，以及5是从在有效半径的位置处的生成面起的所述附加透镜组的非球面的畸变量(在图像侧上提供畸变量的情形中，畸变量是正的)，而f4是所述第四透镜组的焦距。
5.一种缩放透镜，从目标侧依次包括：第一透镜组，具有正的折射率，并具有正常固定位置，第二透镜组，具有负的折射率，并可沿着光学轴移动以主要进行放大倍率的变化，第三透镜组，具有正的折射率，并具有常规的固定位置，第四透镜组，具有正的折射率，并可沿着光学轴移动以进行图像位置变化的校正和聚焦，以及附加透镜组，具有正的折射率，其特征在于：
所述附加透镜组从目标侧依次包括由其目标侧上的面形成为非球面的双凸透镜和双凹透镜的粘合透镜，并可在光学轴的特定位置上来回移动，当所述附加透镜组位于光学轴上时和当所述附加透镜组位于光学轴之外时，所述附加透镜组在两者之间变换整个透镜系统的焦距范围，以及
所述缩放透镜满足如下条件：
0.7＜S5/fw2＜2.5
-0.11＜fw2·(n52-n51)/r52＜-0.085
0.003＜5/fw2＜0.01
这里，S5是所述附加透镜组的整个厚度，fw2是在包括所述第一至第四透镜组和所述附加透镜组的透镜系统的宽角度端处的焦距，n51是在“d”线上的所述附加透镜组的双凸透镜的折射率，n52是在“d”线上的所述附加透镜组的所述双凹透镜的折射率，r52是所述附加透镜组的界面的曲线的半径，以及5是从有效半径的位置处的生成面的所述附加透镜组非球面的畸变量(在图像侧提供畸变量的情形中，畸变量是正的)。
6.如权利要求5所述的缩放透镜，其特征在于
所述第一透镜组，从目标侧依次包括：由以具有朝向目标侧的凸面的凹状弯月形透镜为形式的第一透镜和以凸透镜为形式的第二透镜粘合而成的粘合透镜，和以具有朝向目标侧的凸面的凸状弯月形透镜为形式的第三透镜，
所述第二透镜组从目标侧依次包括由以凹透镜为形式的第四透镜、以双凹透镜为形式的第五透镜和以凸透镜为形式的第六透镜粘合而成的粘合透镜，
所述第三透镜组包括：以具有至少一个面为非球面的双凹透镜为形式的第七透镜，
所述第四透镜组，从目标侧依次包括：由以凸透镜为形式的第八透镜、以凹透镜为形式的第九透镜和以凸透镜为形式的第十透镜粘合而成的三元粘合透镜，并且和目标侧最邻近的所述第四透镜组的一个面和最邻近图像侧的所述第四透镜组的一个面中的至少一个面形成为非球面，
所述缩放透镜还满足条件：
2.5＜f4/fw2＜5
这里，f4是所述第四透镜组的焦距。
7.一种图像摄取装置，包括缩放透镜和图像摄取部件，并具有由所述图像摄取装置在图像摄取时能够任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式，如此构造所述图像摄取装置使得，当选择第一图像摄取模式时，摘取从所述图像摄取部件的每一个像素中所获得的单个信息，来作为形成图像的一个像素的信息，但是当选择第二图像摄取模式时，摘取通过混合从图像摄取部件的像素的多个邻近像素的每一个所获得信息而获得的信息，来作为形成图像的一个像素的信息，所述图像具有比在第一图像摄取模式中所获得的图像的像素间距更粗的像素间距，其特征在于：
所述图像摄取装置包括用于被选择性地移到在所述缩放透镜和所述图像摄取部件之间的光学轴的各自位置上的彼此具有不同特性的两个不同的光学低通滤波器，
在所述第二图像摄取模式中要放置在光学轴上的所述第二光学低通滤波器具有的特性是在高频中的MTF低于在所述第一图像摄取模式中要放置在光学轴上的所述第一光学低通滤波器F1的MTF，以及
响应于在光学轴上的所述第一光学低通滤波器F1或者所述第二光学低通滤波器F2的定位的切换的检测，按照所述第一图像摄取模式或者所述第二图像摄取模式来设置所述图像摄取装置的相关组件的状态。
8.一种图像摄取装置，包括缩放透镜和图像摄取部件，并具有由所述图像摄取装置在图像摄取时能够任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式，如此构造所述图像摄取装置使得，当选择第一图像摄取模式时，摘取从所述图像摄取部件的每一个像素中所获得的单个信息，来作为形成图像的一个像素的信息，但是当选择第二图像摄取模式时，摘取通过混合从图像摄取部件的像素的多个邻近像素的每一个所获得信息而获得的信息，来作为形成图像的一个像素的信息，所述图像具有比在第一图像摄取模式中所获得的图像的像素间距更粗的像素间距，其特征在于：
所述图像摄取装置包括在所述缩放透镜和所述图像摄取部件之间的光学轴上正常放置的固定光学低通滤波器，和用于在光学轴上的特定位置上来回移动而安装的可移动光学低通滤波器，
在所述第一图像摄取模式中，所述可移动光学低通滤波器被放置在光学轴外面，而在第二图像摄取模式中，所述可移动光学低通滤波器被放置在光学轴上，以便于有效地对包括通过混合作为一个像素信息的所述像素的多个邻近像素的每一个的信息而获得的信息的实际上更粗的像素间距的图像进行作用，以及
响应于所述可移动光学低通滤波器在光学轴上的所述位置来回移动的检测，按照所述第一图像摄取模式或者所述第二图像摄取模式来设置所述图像摄取装置的有关组件的状态。
9.一种图像摄取装置，包括缩放透镜和图像摄取部件，并具有由所述图像摄取装置在图像摄取时能够任意选择的第一图像摄取模式和第二图像摄取模式，如此构造所述图像摄取装置使得，当选择第一图像摄取模式时，在作为有效屏幕区域的尽可能大的范围内使用所述图像摄取部件的图像摄取平面，并且摘取从所述图像摄取部件的每一个像素中所获得的单个信息，来作为形成图像的一个像素的信息，但是当选择第二图像摄取模式时，在比当选择第一图像摄取模式作为有效的屏幕区域时的更小范围上使用所述图像摄取部件的所述图像摄取平面，并且摘取通过混合从图像摄取部件的像素的多个邻近像素的每一个所获得信息而获得的信息，来作为形成图像的一个像素的信息，所述图像具有比在第一图像摄取模式中所获得的图像的像素间距更粗的像素间距，其特征在于：
在所述缩放透镜和所述图像摄取部件之间的光学轴上放置正常固定的光学低通滤波器，
所述缩放透镜包括：在图像侧最近位置处，具有正折射率(refractiveindex)并为了在光学轴上的特定位置来回移动所提供的附加透镜组，为和所述附加透镜组整个地移动而安装的可移动光学低通滤波器，
响应于从所述第一图像摄取模式到所述第二图像摄取模式的切换，将所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器移动到光学轴上的各自位置，以便向更短一侧移动所述透镜组的焦距范围，并提供对应于粗的像素间距的低通效果，但是响应于从第二图像摄取模式到第一图像摄取模式的切换，将所述附加透镜组和可移动光学低通滤波器从光学轴的各自位置移开，以便于将焦距范围向更长端移动，由此减少当选择所述第一图像摄取模式和当选择所述第二图像摄取模式时由在所述图像摄取部件的有效屏幕区域的大小中的差异所引起的视角变化，并提供对应于更精细像素间距的低通效果，以及
响应于所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器在光学轴上的各自位置的来回移动的检测，按照所述第一图像摄取模式或者所述第二图像摄取模式，设置所述图像摄取装置的有关组件的状态。
10.如权利要求9所述的图像摄取装置，其特征在于：
所述缩放透镜还包括其每一个都具有正常固定位置的多个固定的透镜组，和具有可移动位置的可移动透镜组，以及
所述固定透镜组和所述图像摄取部件被整个地装在固定透镜筒中，以便在所述固定透镜组和所述图像摄取部件之间的位置关系是固定的，从而保持图像形成位置固定，而不管所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器是位于光学轴上或者从所述光学轴移开。
11.如权利要求9所述的图像摄取装置，其特征在于：
所述缩放透镜，从目标侧依次包括：第一透镜组，具有正的折射率，并具有正常的固定位置；第二透镜组，具有负的折射率，并可沿着光学轴移动以主要进行放大倍率的变化；第三透镜组，具有正的折射率，并具有正常的固定位置；第四透镜组，具有正的折射率，并可沿着光学轴移动以进行图像位置变化的校正和聚焦；所述附加透镜组，具有正的折射率，以及所述可移动光学低通滤波器，
所述第一透镜组，从目标侧依次包括：由以具有朝向目标侧的凸面的凹状弯月形透镜为形式的第一透镜和以凸透镜为形式的第二透镜粘合而成的粘合透镜，和以具有朝向目标侧的凸面的凸状弯月形透镜为形式的第三透镜，
所述第二透镜组，从目标侧依次包括：由以凹透镜为形式的第四透镜、以双凹透镜为形式的第五透镜和以凸透镜为形式的第六透镜粘合而成的粘合透镜，
所述第三透镜组包括：以具有至少一个面为非球面的双凹透镜为形式的第七透镜，
所述第四透镜组，从目标侧依次包括：由以凸透镜为形式的第八透镜、以凹透镜为形式的第九透镜和以凸透镜为形式的第十透镜粘合而成的三元粘合透镜，并且和目标侧最邻近的所述第四透镜组的一个面和最邻近图像侧的所述第四透镜组的一个面中的至少一个面是以非球面所构成的，
所述附加透镜组，从目标侧依次包括由其在目标侧的面形成为非球形面的双凸透镜和双凹透镜粘合而成的粘合透镜，
相对于所述附加透镜组在光学轴上的来回移动，所述可移动光学低通滤波器在图像侧和所述附加透镜组保持为一个整体，
当在所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器被安置在光学轴上时和当所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器被安置在光学轴外时，所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器在此两者之间移动所述缩放透镜的焦距范围，以及
所述图像摄取装置满足如下条件：
0.7＜S5/fw2＜2.5
-0.11＜fw2·(n52-n51)/r52＜-0.085
0.003＜5/fw2＜0.01
2.5＜f4/fw2＜5
这里，S5是所述附加透镜组的整个厚度，fw2是包括所述第一至第四透镜组和所述附加透镜组的透镜系统的宽角度端处的焦距，n51是在“d”线上的所述附加透镜组的双凸透镜的折射率，n52是在“d”线上的所述附加透镜组的所述双凹透镜的折射率，r52是所述附加透镜组的界面的曲线的半径，并且5是从有效半径的位置处的生成面起的所述附加透镜组的非球面的畸变量(在图像侧提供了畸变量的情形中，畸变量是正的)，以及f4是所述第四透镜组的焦距。
12.一种缩放透镜，从目标侧依次包括：
第一透镜组，具有正的折射率，并具有正常的固定位置；第二透镜组，具有负的折射率，并可沿着光学轴移动以主要进行放大倍率的变化；第三透镜组，具有正的折射率，并具有正常的固定位置；第四透镜组，具有正的折射率，并可沿着光学轴移动以进行图像位置变化的校正和聚焦；附加透镜组，具有正的折射率，以及可移动光学低通滤波器，其特征在于：
所述第一透镜组从目标侧依次包括：由以具有朝向目标侧的凸面的凹状弯月形透镜为形式的第一透镜和以凸透镜为形式的第二透镜粘合而成的粘合透镜，和以具有朝向目标侧的凸面的凸状弯月形透镜为形式的第三透镜，
所述第二透镜组从目标侧依次包括：由以凹透镜为形式的第四透镜、以双凹透镜为形式的第五透镜和以凸透镜为形式的第六透镜粘合而成的粘合透镜，
所述第三透镜组包括：以具有至少一个面为非球面的双凹透镜为形式的第七透镜，
所述第四透镜组从目标侧依次包括：由以凸透镜为形式的第八透镜、以凹透镜为形式的第九透镜和以凸透镜为形式的第十透镜粘合而成的三元粘合透镜，并且和目标侧最邻近的所述第四透镜组的一个面和最邻近图像侧的所述第四透镜组的一个面中的至少一个面是以非球面构成的，
所述附加透镜组从目标侧依次包括由其在目标侧上的面形成为非球形面的双凸透镜和双凹透镜粘合而成的粘合透镜，
相对于所述附加透镜组在光学轴上的位置处来回移动，所述可移动光学低通滤波器在图像侧和所述附加透镜组保持为一个整体，
当在所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器被安置在光学轴上时和当所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器被安置在光学轴外时，所述附加透镜组和所述可移动光学低通滤波器在此两者之间移动所述缩放透镜的焦距范围，以及
所述缩放透镜满足如下条件：
0.7＜S5/fw2＜2.5
-0.11＜fw2·(n52-n51)/r52＜-0.085
0.003＜5/fw2＜0.01
2.5＜f4/fw2＜5
这里，S5是所述附加透镜组的整个厚度，fw2是包括所述第一至第四透镜组和所述附加透镜组的透镜系统的宽角度端处的焦距，n51是在“d，”线上的所述附加透镜组的双凸透镜的折射率，n52是在“d”线上的所述附加透镜组的所述双凹透镜的折射率，r52是所述附加透镜组的界面的曲线的半径，并且5是从有效半径的位置处的生成面起的所述附加透镜组的非球面的畸变量(在图像侧提供畸变量的情形中，畸变量是正的)，以及f4是所述第四透镜组的焦距。
CNB038006510A 2002-03-14 2003-03-14 图像摄取装置和缩放透镜 Expired - Fee Related CN1265226C (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002070251 2002-03-14
JP070251/2002 2002-03-14
JP057486/2003 2003-03-04
JP2003057486A JP3900282B2 (ja) 2002-03-14 2003-03-04 撮像装置及びズームレンズ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1533511A true CN1533511A (zh) 2004-09-29
CN1265226C CN1265226C (zh) 2006-07-19

Family

ID=27806985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038006510A Expired - Fee Related CN1265226C (zh) 2002-03-14 2003-03-14 图像摄取装置和缩放透镜

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7583300B2 (zh)
EP (4) EP1754989A3 (zh)
JP (1) JP3900282B2 (zh)
KR (1) KR20040090391A (zh)
CN (1) CN1265226C (zh)
DE (1) DE60323277D1 (zh)
WO (1) WO2003077006A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102495461A (zh) * 2008-02-12 2012-06-13 株式会社尼康 摄影透镜
CN102645731A (zh) * 2009-10-06 2012-08-22 佳能株式会社 后附加透镜、成像光学系统和图像拾取装置
CN103257429A (zh) * 2012-02-06 2013-08-21 奥林巴斯映像株式会社 摄影装置、光学系统控制方法、摄影镜头
CN105472263A (zh) * 2014-09-12 2016-04-06 聚晶半导体股份有限公司 影像撷取方法及使用此方法的影像撷取设备
CN108076285A (zh) * 2016-11-15 2018-05-25 株式会社三丰 在包括高速可变焦距透镜的成像系统中扩展聚焦搜索范围
CN110383816A (zh) * 2017-03-14 2019-10-25 富士胶片株式会社 摄像装置、摄像装置的信号处理方法及摄像装置的信号处理程序
CN114303086A (zh) * 2019-08-27 2022-04-08 莱卡微系统Cms有限责任公司 用于对物体成像的设备和方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4624749B2 (ja) * 2004-09-17 2011-02-02 富士フイルム株式会社 撮像レンズ
JP4638719B2 (ja) * 2004-12-01 2011-02-23 Ｈｏｙａ株式会社 レンズ鏡筒
JP4638723B2 (ja) * 2004-12-14 2011-02-23 Ｈｏｙａ株式会社 撮像装置
JP4597650B2 (ja) * 2004-12-01 2010-12-15 Ｈｏｙａ株式会社 レンズ鏡筒
JP4638718B2 (ja) * 2004-12-01 2011-02-23 Ｈｏｙａ株式会社 レンズ鏡筒
US7557852B2 (en) 2005-09-02 2009-07-07 Konica Minolta Photo Imaging, Inc. Image-taking apparatus, magnification variation control method, and lens unit
JP4853764B2 (ja) * 2005-09-29 2012-01-11 コニカミノルタオプト株式会社 ズームレンズ
US8019209B2 (en) * 2005-09-30 2011-09-13 Hoya Corporation Optical axis correction apparatus of an imaging device, and optical axis correction method for an imaging device
JP4981341B2 (ja) * 2006-02-07 2012-07-18 キヤノン株式会社 光学部材駆動装置及び光学機器
JP2008005395A (ja) * 2006-06-26 2008-01-10 Fujitsu Ltd 携帯端末装置、携帯端末装置の制御装置、制御方法および制御プログラム
JP4749984B2 (ja) * 2006-09-25 2011-08-17 京セラ株式会社 撮像装置、並びにその製造装置および製造方法
US8045022B2 (en) * 2007-06-12 2011-10-25 Fujifilm Corporation Imaging apparatus for correcting a luminance signal
JP2008312080A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Sony Corp 撮像装置及び撮像方法
JP5065150B2 (ja) * 2008-05-16 2012-10-31 富士フイルム株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP5352150B2 (ja) * 2008-08-01 2013-11-27 パナソニック株式会社 撮像装置
KR101603778B1 (ko) * 2009-01-19 2016-03-25 삼성전자주식회사 광 이미지 셔터
FR2947918B1 (fr) * 2009-07-07 2011-08-26 Air Liquide Welding France Tete de focalisation laser avec cassette pour lentille
JP2014238426A (ja) * 2011-09-30 2014-12-18 富士フイルム株式会社 レンズ鏡胴及び撮像装置
JP5836110B2 (ja) * 2011-12-27 2015-12-24 キヤノン株式会社 撮像装置およびその制御方法
WO2014205021A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 Delta ID Inc. Multiple mode image acquisition for iris imaging
US10466501B2 (en) * 2016-05-26 2019-11-05 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Optoelectronic modules including an optical system tilted with respect to a focal plane
US10539764B2 (en) * 2017-07-05 2020-01-21 Panavision International, L.P. Anamorphic photography and squeeze ratios for digital imagers
JP7010259B2 (ja) * 2019-03-20 2022-02-10 カシオ計算機株式会社 撮像装置、撮像方法およびプログラム
WO2022038924A1 (ja) * 2020-08-20 2022-02-24 富士フイルム株式会社 撮像装置、撮像方法、及びプログラム

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56111825A (en) * 1980-02-08 1981-09-03 Canon Inc Lens system with function of varying focal length easily
JPS6256916A (ja) * 1985-09-05 1987-03-12 Canon Inc ワイドコンバ−タ−レンズ
US4887107A (en) * 1986-07-29 1989-12-12 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Camera
JP2840283B2 (ja) * 1989-03-31 1998-12-24 キヤノン株式会社 撮影レンズ系
JP2719839B2 (ja) * 1990-05-07 1998-02-25 コニカ株式会社 コンパクトなズームレンズ
JPH04123013A (ja) * 1990-09-14 1992-04-23 Olympus Optical Co Ltd リアコンバージョンレンズ
JPH04158330A (ja) * 1990-10-22 1992-06-01 Konica Corp ビデオカメラの撮像レンズ系
US5315331A (en) * 1990-11-09 1994-05-24 Nikon Corporation Optical apparatus capable of performing a panoramic photographing
US5794090A (en) * 1993-02-01 1998-08-11 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens
JPH08298667A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Canon Inc 撮像装置
JPH09318993A (ja) 1996-05-30 1997-12-12 Canon Inc 固体撮像素子カメラシステム、撮影用交換レンズおよび光学付属品
JP3615888B2 (ja) 1996-12-16 2005-02-02 ペンタックス株式会社 ズームレンズ鏡筒の駆動装置
US6512541B2 (en) * 1997-12-08 2003-01-28 Intel Corporation Increasing image field of view and frame rate in an imaging apparatus
JP3516071B2 (ja) * 1997-12-19 2004-04-05 松下電器産業株式会社 撮像装置
JP2000059656A (ja) 1998-08-06 2000-02-25 Minolta Co Ltd デジタルカメラ
JP2000106645A (ja) * 1998-09-29 2000-04-11 Canon Inc 撮像装置、撮像方法及び記憶媒体
JP2000121932A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Minolta Co Ltd 撮影光学系及び縮小光学系
US6400515B1 (en) * 1999-02-01 2002-06-04 Minolta Co., Ltd. Taking optical system, image taking apparatus, and method for converting frame-format in a taking optical system
JP2000333049A (ja) * 1999-05-14 2000-11-30 Sony Corp 撮像装置
JP2001021803A (ja) * 1999-07-05 2001-01-26 Sony Corp ズームレンズ
JP2001036795A (ja) * 1999-07-16 2001-02-09 Hitachi Ltd 撮像装置
JP4378804B2 (ja) * 1999-09-10 2009-12-09 ソニー株式会社 撮像装置
JP2001208966A (ja) * 2000-01-28 2001-08-03 Fuji Photo Optical Co Ltd 広角レンズ
JP2001305426A (ja) * 2000-04-21 2001-10-31 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102495461B (zh) * 2008-02-12 2014-07-16 株式会社尼康 摄影透镜
CN102495461A (zh) * 2008-02-12 2012-06-13 株式会社尼康 摄影透镜
US8630046B2 (en) 2008-02-12 2014-01-14 Nikon Corporation Lens system, optical device with lens system, and method of manufacturing lens system
US8773779B2 (en) 2008-02-12 2014-07-08 Nikon Corporation Lens system, optical device with lens system, and method of manufacturing lens
CN102645731B (zh) * 2009-10-06 2014-06-04 佳能株式会社 后附加透镜、成像光学系统和图像拾取装置
CN102645731A (zh) * 2009-10-06 2012-08-22 佳能株式会社 后附加透镜、成像光学系统和图像拾取装置
CN103257429A (zh) * 2012-02-06 2013-08-21 奥林巴斯映像株式会社 摄影装置、光学系统控制方法、摄影镜头
CN103257429B (zh) * 2012-02-06 2016-02-24 奥林巴斯株式会社 摄影装置、光学系统控制方法、摄影镜头
CN105472263A (zh) * 2014-09-12 2016-04-06 聚晶半导体股份有限公司 影像撷取方法及使用此方法的影像撷取设备
CN105472263B (zh) * 2014-09-12 2018-07-13 聚晶半导体股份有限公司 影像撷取方法及使用此方法的影像撷取设备
CN108076285A (zh) * 2016-11-15 2018-05-25 株式会社三丰 在包括高速可变焦距透镜的成像系统中扩展聚焦搜索范围
CN110383816A (zh) * 2017-03-14 2019-10-25 富士胶片株式会社 摄像装置、摄像装置的信号处理方法及摄像装置的信号处理程序
US10880473B2 (en) 2017-03-14 2020-12-29 Fujifilm Corporation Imaging apparatus with focus breathing correction
CN110383816B (zh) * 2017-03-14 2021-07-06 富士胶片株式会社 摄像装置、摄像装置的信号处理方法及存储有摄像装置的信号处理程序的存储介质
CN114303086A (zh) * 2019-08-27 2022-04-08 莱卡微系统Cms有限责任公司 用于对物体成像的设备和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1265226C (zh) 2006-07-19
EP1754988A3 (en) 2007-02-28
EP1486809A4 (en) 2006-08-16
WO2003077006A1 (fr) 2003-09-18
EP1754989A3 (en) 2007-02-28
EP1486809A1 (en) 2004-12-15
US20080012963A1 (en) 2008-01-17
EP1754988A2 (en) 2007-02-21
EP1754987B1 (en) 2008-08-27
JP2003338982A (ja) 2003-11-28
JP3900282B2 (ja) 2007-04-04
US7583300B2 (en) 2009-09-01
EP1754989A2 (en) 2007-02-21
US20040239785A1 (en) 2004-12-02
DE60323277D1 (de) 2008-10-09
KR20040090391A (ko) 2004-10-22
EP1754987A3 (en) 2007-02-28
EP1754987A2 (en) 2007-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1265226C (zh) 图像摄取装置和缩放透镜
CN100339735C (zh) 变焦透镜和成像装置
CN1797060A (zh) 变焦镜头和摄像装置
CN100350792C (zh) 摄像装置
CN1207619C (zh) 变焦镜头和具有该变焦镜头的照相机
CN101063745A (zh) 可变焦距透镜系统和成像装置
CN1374544A (zh) 变焦镜头以及采用该变焦镜头的光学装置
CN1869760A (zh) 变焦透镜和图像拾取装置
CN1825154A (zh) 变焦镜头和信息装置
CN1940630A (zh) 变焦透镜以及摄像装置
CN1157621C (zh) 调焦镜头与使用调焦镜头的拍摄装置
CN1260593C (zh) 变倍透镜系统以及具有该变倍透镜系统的投影仪
CN1930508A (zh) 缩放镜头和使用缩放镜头的成像设备
CN1955782A (zh) 变焦镜头及摄像装置
CN1906518A (zh) 变焦镜头和摄像装置
CN1977527A (zh) 图像获取装置和图像拍摄方法
CN1707346A (zh) 防震装置
CN1877387A (zh) 变焦透镜及包含变焦透镜的摄像设备
CN1941918A (zh) 摄像装置以及摄像方法
CN1611975A (zh) 成像设备
CN1922529A (zh) 变焦透镜及摄像装置
CN1250995C (zh) 变焦镜头及摄影装置
CN1746718A (zh) 变焦透镜与成像装置
CN1991433A (zh) 变焦透镜系统和包含该变焦透镜系统的摄像设备
CN1771452A (zh) 变焦透镜和使用变焦透镜的图像拾取装置

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
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060719

Termination date: 20100314