TWI335995B - Zoom lens and imaging apparatus - Google Patents

Description

1335995 式，光學式手振補正系統係大家所皆知。 光學式手振補正系統之一，就是使透鏡系之一部份於 垂直光軸之方向移動之透鏡移動方式，採用該透鏡移動方 式之光學系，例如，專利文獻1、專利文獻2、以及專利 文獻3等所記載者爲大家所熟知。 專利文獻1所示之變焦透鏡，係由從物體側依序配置 之具有負之折射率之第1透鏡群、具有正之折射率之第2 透鏡群、具有負之折射率之第3透鏡群之3個透鏡群所構 成，藉由使第2透鏡群於大致垂直於光軸之方向移動，來 移動影像。 專利文獻2所示之變焦透鏡，係由從物體側依序配置 之具有負之折射率之第1透鏡群、及具有正之折射率之第 2透鏡群之2個透鏡群所構成，藉由使第2透鏡群於大致 垂直於光軸之方向移動，來移動影像。 專利文獻3所示之變焦透鏡，係由從物體側依序配置 之具有負之折射率之第1透鏡群、具有正之折射率之第2 透鏡群、具有負之折射率之第3透鏡群、以及具有正之折 射率之第4透鏡群之4個透鏡群所構成，藉由使第3透鏡 群於垂直於光軸之方向移動，來移動影像。 [專利文獻1]日本特開平1-11 661 9號公報 [專利文獻2]日本特開平6-337374號公報 [專利文獻3]日本特開平1 1 - 1 743 29號公報 【發明內容】 -5- 1335995 然而’負正正之3群變焦透鏡時，因爲鏡筒爲沈胴式 構造，尤其是，第2透鏡群爲移動透鏡群時，移動驅動量 較大，換言之，偏離補正係數較小時，有移動驅動機構會 大型化而使鏡筒徑變粗之問題，或者，有沈胴時之厚度變 厚之問題。 此外，專利文獻1所示之變焦透鏡時，於最靠近影像 側配置著負透鏡群，因爲出射光瞳位置接近影像面，因爲 以增大攝影元件之受光部之受光量爲目的之微透鏡陣列之 暉映，有於畫面周邊部容易出現光量不足之問題。 專利文獻2所示之變焦透鏡時，構成第2透鏡群之透 鏡片數非常多，導致驅動機構之複雜化，而無法充份實現 小型化。 專利文獻3所示之變焦透鏡時，因爲廣角端狀態之透 鏡全長比望遠端狀態更長，通過第1透鏡群之軸外光束會 偏離光軸，而無法充份實現小型化。 有鑑於上述問題，本發明之課題係在提供適合透鏡系 之小徑化及薄型化之可移動影像之變焦透鏡及具備該變焦 透鏡之攝影裝置。 本發明之一實施形態之變焦透鏡’係由從物體側依序 配列之具有負之折射率之第1透鏡群、具有正之折射率之 第2透鏡群、以及具有正之折射率之第3透鏡群所構成’ 從廣角端狀態變化成望遠端狀態之透鏡位置狀態時，以減 小前述第1透鏡群及前述第2透鏡群之間之間隔、增大前 述第2透鏡群及前述第3透鏡群之間之間隔之方式’使前 -6- 1335995 述第2透鏡群於光軸上朝物體側移動，且前述第1透鏡群 及第3透鏡群亦於光軸方向上移動，被攝體位置改變時， 利用前述第3透鏡群之移動來實施近距離對焦，藉由使前 述第2透鏡群於大致垂直光軸之方向移動，來實施影像移 動，滿足以下之條件式（1)及（2)， (1) 0.8<TLw/TLt<0.95 (2) 0.6<|fl |/ft<0.8 但， TLw :廣角端狀態之透鏡全長、 TLt :望遠端狀態之透鏡全長、 Π:第1透鏡群之焦點距離、 ft :望遠端狀態之透鏡全系之焦點距離。 此外，本發明之一實施形態之攝影裝置，係具備變焦 透鏡、及將該變焦透鏡所形成之光學像變換成電氣信號之 攝影元件，前述變焦透鏡係由從物體側依序配列之具有負 之折射率之第1透鏡群、具有正之折射率之第2透鏡群、 以及具有正之折射率之第3透鏡群所構成，從廣角端狀態 變化成望遠端狀態之透鏡位置狀態時，以減小前述第1透 鏡群及前述第2透鏡群之間之間隔、增大前述第2透鏡群 及前述第3透鏡群之間之間隔之方式，使前述第2透鏡群 於光軸上朝物體側移動，且前述第1透鏡群及第3透鏡群 亦於光軸方向上移動，被攝體位置改變時，利用前述第3 透鏡群之移動來實施近距離對焦，藉由使前述第2透鏡群 於大致垂直光軸之方向移動，來實施影像移動，滿足以下 1335995 之條件式（1)及（2)， (1) 0.8<TLw/TLt<0.95 (2) 0.6<|fl |/ft<0.8 但， TLw :廣角端狀態之透鏡全長、 TLt :望遠端狀態之透鏡全長、 Π:第1透鏡群之焦點距離、 ft:望遠端狀態之透鏡全系之焦點距離。 本發明可以移動影像且可實現小徑化及薄型化。 【實施方式】 以下，參照圖式，針對實施本發明之變焦透鏡及攝影 裝置之最佳形態進行說明。 首先，針對本發明之變焦透鏡進行說明。 本發明之變焦透鏡，係由從物體側依序配列之具有負 之折射率之第1透鏡群、具有正之折射率之第2透鏡群、 以及具有正之折射率之第3透鏡群所構成，從廣角端狀態 變化成望遠端狀態之透鏡位置狀態時，以減小前述第1透 鏡群及前述第2透鏡群之間之間隔、增大前述第2透鏡群 及前述第3透鏡群之間之間隔之方式，使前述第2透鏡群 於光軸上朝物體側移動，且前述第1透鏡群及第3透鏡群 亦於光軸方向上移動，被攝體位置改變時’利用前述第3 透鏡群之移動來實施近距離對焦，藉由使前述第2透鏡群 於大致垂直光軸之方向移動，來實施影像移動，滿足以下 -8- 1335995 之條件式（1)及（2)， (1 ) 0.8<TLw/TLt<0.95 (2) 0.6<|fl |/ft<0.8 但， TLw :廣角端狀態之透鏡全長、 TLt :望遠端狀態之透鏡全長、 Π:第1透鏡群之焦點距離、 ft:望遠端狀態之透鏡全系之焦點距離。 藉此，可移動影像且可實現小徑化及薄型化。 從廣角端狀態變化成望遠端狀態之透鏡位置狀態時’ 藉由減小第1透鏡群及第2透鏡群之間之間隔，改變第2 透鏡群之橫倍率，而改變透鏡系全體之焦點距離。藉由使 第3透鏡群於光軸方向移動，可以對改變透鏡位置狀態時 所發生之影像面彎曲之變動進行良好補正。 藉由近距離對焦時使第3透鏡群移動，可以實現鏡筒 構造之簡化。因爲可以縮小第3透鏡群之透鏡徑。 此外，本發明之變焦透鏡時，藉由適度規定改變倍率 時之第2透鏡群之移動量及第2透鏡群之橫倍率，可實現 全長之縮短及外徑之小徑化。亦即，前述條件式（1 )，係 用以規定廣角端狀態及望遠端狀態之透鏡全長之變化量之 條件式，亦係用以規定第2透鏡群之橫倍率及倍率變換時 之移動量之條件式。 高於條件式（1)之上限値時，因爲廣角端狀態下之第1 透鏡群及第2透鏡群之間之間隔擴大’難以對廣角端狀態 -9- 1335995 所發生之負之失真像差進行良好補正。藉由第2透鏡群雖 然可以進行補正，然而，因爲軸外光束偏離光軸而使第2 透鏡群之透鏡徑變大，故會導致移動驅動機構之大型化而 非良策。 低於條件式（1)之下限値時，改變透鏡位置狀態時所 需要之第2透鏡群之移動量變大，而無法充份實現鏡筒全 體之薄型化。 傳統以來，負正正之3群變焦透鏡，通常以各透鏡群 彼此間隔爲最小之狀態收容於照相機本體內，而被廣泛地 應用於所謂沈胴式照相機。 該等沈胴式照相機所使用之變焦透鏡，爲了實現照相 機本體之薄型化，實施透鏡厚之薄型化之同時，必須實現 透鏡全長之縮短化。因爲必須以複數之筒構成保持透鏡且 使其於光軸方向移動之鏡筒，於沈胴時使各鏡筒重疊並收 容於本體內。 爲了實現照相機本體之薄型化，以使廣角端狀態及望 遠端狀態之透鏡全長成爲大致相同狀態之方式，從廣角端 狀態變化成望遠端狀態之透鏡位置狀態時，先使第1透鏡 群朝像側移動後，再朝物體側移動之構成。 第1透鏡群係以第2透鏡群之橫倍率在於-1至0之 範圍朝像側移動，若小於-1則朝物體側移動。因此，負 正正之3群變焦透鏡時，於從廣角端狀態變化成望遠端狀 態之透鏡位置狀態途中，包含第2透鏡群之橫倍率爲-1 之位置在內。 -10- 1335995 δ b = f · tan6 來表示。 其次，相對於移動透鏡群之移動量△影像之移動量 5s，以 6s= β Δ 來表示，/5係偏離補正係數。 因此，偏離已補正之狀態爲 δ b + δ s = 0 之狀態。 本發明時，第2透鏡群係移動透鏡群，藉由使其於大 致垂直光軸之方向移動，來移動影像。 移動第2透鏡群時之偏離補正係數/5，於第2透鏡群 之橫倍率爲02、第3透鏡群之橫倍率爲03時，以 β =(l-yS 2) · β 3.........(A) 來表不。 本發明之變焦透鏡時，如前面所示，第2透鏡群之橫 倍率，爲了於從廣角端狀態變化成望遠端狀態之範圍可夾 著-1來實現全長之縮短化，利用第3透鏡群縮小利用第2 透鏡群所形成之影像。換言之，^2在於-1附近之範圍， 冷3在於0〜1之範圍。 由以上可知，以第2透鏡群做爲移動透鏡群時，偏離 補正係數較大，以較少移動量可以實施影像偏離之補正， 故可實現以驅動移動透鏡群之第2透鏡群爲目的之驅動系 之小型化。 -12- 1335995 負正正之3群變焦透鏡之藉由使第2透鏡群於大致垂 直光軸之方向移動來移動影像之構成時，前述式（A)中， 若第3透鏡群之橫倍率03接近1，偏離補正係數會變 大，然而，第3透鏡群之正之折射率會減弱，結果，近距 離對焦時所必要之第3透鏡群之移動量變大，而導致第3 透鏡群之驅動機構之複雜化。 相反地，第3透鏡群之橫倍率；33若接近0，因爲偏 離補正係數會變小，以補正既定之偏離角之必要移動量 5s會變大，而導致移動透鏡群（第2透鏡群）之移動驅動機 構之複雜化。 本發明之變焦透鏡時，藉由使第2透鏡群之橫倍率/3 2之負增大，來提高偏離補正係數，而可以較少移動量來 實施既定偏離角之補正。 偏離補正係數較大時，以較少透鏡移動量即可實施偏 離補正，其次，因爲透鏡移動量愈少，通過移動透鏡群 (第2透鏡群）之光線高度之變動亦愈小，故亦容易達成高 性能化。 前述條件式（2)係用以規定第1透鏡群之焦點距離之 條件式。 高於條件式（2)之上限値時’因爲通過第1透鏡群之 軸外光束會偏離光軸，而難以實現第1透鏡群之小型化。 低於條件式（2)之下限値時，難以實現透鏡全長之縮短 化。此外，因爲入射至第2透鏡群之軸外光束會處於強烈 發散之狀態，故第2透鏡群之透鏡徑會變大’會導致以使 -13- 1335995 第2透鏡群於垂直光軸之方向移動爲目的之驅動機構之複 雜化。 本發明之一實施形態之變焦透鏡時’藉由開口光圈之 配置及第2透鏡群之透鏡構成，抑制移動第2透鏡群所發 生之諸像差之變動，且可實現小型化。亦即’以鄰接於前 述第2透鏡群之物體側配置開口光圈’前述第2透鏡群由 正透鏡L21、配置於該正透鏡L21之像側之雙凸形狀之正 透鏡、以及雙凹形狀之負透鏡之接合負透鏡L22所構成’ 應滿足以下之條件式（3)， (3) 0.5<RN2/Ds<0.85 但， RN2 :接合負透鏡L22之像側透鏡面之曲率半徑、

Ds:從開口光圈至接合負透鏡L22之像側透鏡面爲 止之距離。 首先，開口光圈應配置第2透鏡群之物體側。利用攝 影元件記錄被攝體像時，光學系射出之光束’相對於光軸 以接近平行之狀態射出。本實施形態之變焦透鏡時’通過 開口光圈中心之主光線亦以接近平行於光軸之狀態射出第 3透鏡群。換言之，開口光圈配置於第2透鏡群及第3透 鏡群所合成之物體側焦點面附近。 因爲第2透鏡群具有較強之正之折射率，軸外光束偏 離光軸而通過時，移動時所發生之軸外像差之變動較大。 爲了使軸外光束接近光軸，縮小通過開口光圈之位置之主 光線與光軸所形成之角度十分重要。因此，必須使開口光 -14- 1335995 圈遠離影像面，故，將開口光圈配置於第2透鏡群之物體 側。此外，廣角端狀態時，因爲入射第1透鏡群之軸外光 束接近光軸，也有利於透鏡徑之小型化。 其次，針對第2透鏡群之構成進行說明。 如前面所述，爲了抑制移動時所發生之軸外像差之變 動，縮小通過開口光圈之位置之主光線與光軸所形成之角 度極爲重要。然而，因爲於開口光圈之像側’只存在著具 有正之折射率之第2透鏡群及第3透鏡群，而難以縮小該 角度。 因此，本實施形態之變焦透鏡時’藉由以正透鏡L21 之第2透鏡群、及配置於其像側之雙凸形狀之正透鏡及雙 凹形狀之負透鏡之接合負透鏡L2 2來構成，第2透鏡群之 折射率配置採用正負構造，而可縮小通過開口光圈之位置 之主光線與光軸所形成之角度。此外，藉由採用正負構 造，可以對廣角端狀態所發生之負之失真像差實施良好補 正。 前述條件式（3)係用以規定配置於第2透鏡群中之接 合負透鏡之像側透鏡面之曲率半徑之條件式。 高於條件式（3)之上限値時，難以對廣角端狀態所發 生之負之失真像差進行良好補正。 低於條件式（3)之下限値時，構成第2透鏡群之正透 鏡L21及接合負透鏡L22之折射率分別較強，因爲製造 時所發生之相互傾倒會使光學性能明顯劣化，而難以維持 安定之光學品質。 -15- 1335995 本發明之一實施形態之變焦透鏡時，前述正透鏡 L2 1，物體側透鏡面、或像側透鏡面之至少一方爲非球 面，應滿足以下之條件式（4)， (4) l<fw/faw<1.5 但， faw:廣角端狀態之第1透鏡群及第2透鏡群中之正 透鏡L21之合成焦點距離、fw:廣角梯狀態之透鏡全系之 焦點距離。 藉此，使各透鏡群之像差補正上之機能獲得明確化’ 而可抑制製造時所發生之製造誤差所導致之性能劣化，減 少構成各透鏡群之透鏡構成片數。具體而言，第2透鏡群 主要係進行軸上像差之補正，此外，具有使廣角端狀態之 出射光瞳位置離開影像面。 其次，藉由前述正透鏡L21爲非球面透鏡，可以對負 之球面像差進行良好補正。如前面所述，藉由第2透鏡群 爲正負構造，可抑制廣角端狀態所發生之負之失真像差， 而使出射光瞳位置離開影像面。此外，爲了製造時能維持 更安定之光學品質，應滿足前述條件式（4)。 條件式（4)係用以規定第1透鏡群及第2透鏡群中之 正透鏡L21之合成焦點距離之條件式。 高於條件式（4)之上限値時，因爲第2透鏡群中之接 合負透鏡之折射率較強，正透鏡及負透鏡之相互偏心所導 致之性能劣化明顯變大，於製造時，難以維持安定之光學 品質》結果，無法實現更高之光學品質。 -16 - 1335995 相反地’低於條件式（4)之下限値時，難以對廣角端 狀態所發生之負之失真像差實施良好補正，而無法實現高 性能化。 本發明之一實施形態之變焦透鏡時，應滿足以下之條 件式（5 )。 (5) Ymax./Da<0.26 但，

Ymax.:最大像高

Da:廣角端狀態之開口光圈至像面爲止之距離。 藉此，可以良好地抑制移動第2透鏡群時所發生之軸 外像差之變動。 本發明之變焦透鏡時，可以良好抑制移動第2透鏡群 時所發生之軸外像差之變動之方法，針對以下之2種方法 說明如下。 其一，係藉由增大偏離補正係數，來減少只移動既定 量之像位置所必要之第2透鏡群之移動量。 其二，係於開口光圏位置縮小主光線與光軸所形成之 角度。 前者，係達成本發明之變焦透鏡之目的之移動驅動機 構之小型化及節省電力之方法，藉由增大偏離補正係數來 達成。 後者，則係以更高性能化爲目的之方法。 上述角度（主光線於開口光圈位置與光軸所形成之角 度）愈小，愈可抑制移動第2透鏡群時所發生之通過第1 -17- 1335995 透鏡群之軸外光束之高度變化。藉由抑制變化，而使軸外 像差不易發生變化。 以單純方式考慮的話，雖然藉由增強第1透鏡群之折 射率、以及使開口光圈遠離影像面位置亦可達成，然而， 透鏡全長會增長，而無法小型化。 條件式（5)係用以規定廣角端狀態之開口光圈之位置 之條件式。 高於條件式（5)之上限値時，無法對移動第2透鏡群 時所發生之軸外像差之變動進行更良好之補正而無法實現 高性能化。 本發明之一實施形態之變焦透鏡，應滿足以下之條件 式（6)。 (6) 1 . 8<f3/fw<3 但， f3 :第3透鏡群之焦點距離。 藉此，可抑制近距離對焦時所必要之移動量，且可實 現高偏離補正係數。 條件式（6)係用以規定第3透鏡群之焦點距離之條件 式。 高於條件式（6)之上限値時，因爲第3透鏡群之橫倍 率接近1，近距離對焦所必要之第3透鏡群之移動量會變 得過大。 相反地，低於條件式（6)之下限値時，因爲第3透鏡 群之橫倍率接近〇，偏離補正係數降低。因此’無法充份 -18- 1335995 實現使第2透鏡群於垂直光軸之方向 之小型化及節省電力化。 此外，爲了減少望遠端狀態時被 像面彎曲之變動，而實現更高性能f 値應爲2。 本發明之一實施形態之變焦透鏡 係由凹面朝向像側之像側透鏡面爲非 著空氣間隔配置於其像側之具有正之 體側之半月球面形狀之正透鏡所構成 式⑺。 (7) 0.1 8<D 1 2/fw<0.3 但， D 1 2 :沿著形成於第1透鏡群中 透鏡之間之空氣間隔之光軸長度。 藉此，可進一步實現透鏡系之薄 本發明之變焦透鏡時，第1透鏡 差之補正。 因爲第1透鏡群，係以於廣角端 於望遠端狀態接近開口光圈之方式配 端狀態時，以遠離光軸之方式通過， 接近光軸之位置通過。利用該高度差 容易發生之視角變化所導致之軸外像 對與透鏡位置狀態之變化同時發生之 良好補正。 移動之移動驅動機構 攝體距離所導致之影 匕，條件式（6)之下限 時，前述第1透鏡群 球面之負透鏡、及夾 折射率之凸面朝向物 ，應滿足以下之條件 所配置之負透鏡及正 型化。 群主要係實施軸外像 狀態遠離開口光圈、 置，軸外光束於廣角 於望遠端狀態時，以 ，抑制廣角梯狀態時 差之變動，同時，可 軸外像差之變動進行 -19- 1335995 本實施形態之變焦透鏡時，藉由配置於第1透鏡群 之負透鏡之像側透鏡面爲非球面，對負透鏡所發生之正 影像面彎曲進行良好補正，結果，應縮小正透鏡及負透 之間所形成之空氣間隔，而滿足條件式（7)。 高於條件式（7)之上限値時，不但第1透鏡群之透 厚度變大，通過負透鏡之軸外光束會偏離光軸，而無法 份小徑化。 低於條件式（7)之下限値時，正透鏡之折射率變強 爲了成爲可製造之形狀而必須增厚透鏡中心厚度，而降 於減少第1透鏡群之厚度之效果。此外，製造時所發生 偏心所導致之性能劣化明顯增大，故難以維持安定之光 品質。 此外，非球面透鏡亦可以爲，具體而言，於模具成 或硏削加工等之玻璃非球面透鏡、或球面之玻璃硏磨加 透鏡之透鏡面上附加塑膠製之薄非球面樹脂層之複合型 鏡。 本發明之一實施形態之變焦透鏡，應於透鏡系之像 配置以防止波紋線條之發生之低通濾波器、或對應受光 件之分光感度特性之紅外截止濾波器。 其次，參照圖式及表，針對適用於本發明之變焦透 之具體實施形態及該實施形態之具體數値之數値實施例 行說明。 此外，於各實施形態時導入非球面，該非球面形狀 由以下之數式1所定義。 中 之 鏡 鏡 充 低 之 學 形 工 透 側 元 鏡 進 係 -20- 1335995 面上層積著薄塑膠製之非球面樹脂層之複合型透鏡。此 外，開口光圈S位於第2透鏡群G2之接近物體側之位 置，於影像面IMG及第3透鏡群G3之間，配置著濾光鏡 FL。其次，藉由第2透鏡群G2全體於大致垂直光軸之方 向移動來移動影像。 表1係適用於第1實施形態之變焦透鏡1之具體數値 之數値實施例1之透鏡資料。此外，表1及其他用以表示 透鏡資料之表中，「面編號」係從物體側第i個之面， 「曲率半徑」係從物體側第i個之面之曲率半徑，「面間 隔」係從物體側第i個之面及第i+ 1個之面之間之軸上面 間隔’ 「折射率」係相對於具有物體側之第i面之玻璃材 之d線（又=5 8 7.6nm)之折射率，「阿貝値」係相對於具有 物體側第i面之玻璃材之d線之阿貝値。其次’曲率半徑 方面，「0.0000」係表示該面爲平面，面間隔方面， ^ (Di)」係表示該面間隔爲可變間隔。 -22- 1335995 [表3] f 1.000 - 1 .63 2 〜 2.825 F NO 2.88 〜 3 .83 〜 5.63 2 ω 6 4.6 6 〜 40.03 〜 23.64° D5 1.467 0.73 1 0.240 Dll 0.785 1.563 2.870 D 1 3 0.489 0.419 0.285 Bf 0.170 0.170 0.170 表4係以求取數値實施例1之前述條件式（1)〜（7)之

各條件爲目的之各數値及各條件式對應値。 [表4] fl=-1.971 fa w = 0 · 73 7 f3=2.388 (1) TLw/TLt = 0.872

(2) |fl|/ft = 0.698 (3) RN2/Ds = 0.744 (4) fw/faw=1.356 (5) Ymax./Da = 0.241 (6) f3/fw = 2.388 (7) D12/fw = 0.25 1 第3圖至第5圖係數値實施例1之無限遠對焦狀態之 諸像差圖，第3圖係廣角端狀態（f=l .000)、第4圖係中間 -25- 1335995 焦點距離狀態（f= 1.63 2)、第5圖係望遠端狀態（f=2_ 825)之 諸像差圖。 第3圖至第5圖之各像差圖中，球面像差圖中之實線 係球面像差，非點像差圖中之實線係矢狀像面，虛線係經 向像面。橫像差圖中，A係視角、y係像高。 第6圖至第8圖係分別爲數値實施例1之無限遠對焦 狀態之相當於0.5度之透鏡移動狀態之橫像差圖，第6圖 係廣角端狀態（f=l .〇〇〇)、第7圖係中間焦點距離狀態 (f= 1.63 2)、第8圖係望遠端狀態（f=2.82 5)時之橫像差圖。 由各像差圖可知，數値實施例1之諸像差可以獲得良 好補正，而具有優良之成像性能。 第9圖係本發明之第2實施形態之變焦透鏡2之透鏡 構成圖。第1透鏡群G 1係由位於從物體側依序依序朝像 側之位置之凹面朝向像側之負透鏡L11、及凸面朝向物體 側之半月球面形狀之正透鏡L12所構成。第2透鏡群G2 係由位於從物體側依序朝像側之位置之雙凸形狀之正透鏡 L2 1、及雙凸形狀之正透鏡及雙凹形狀之負透鏡之接合負 透鏡L2 2所構成。第3透鏡群G3係由雙凸形狀之正透鏡 L31所構成。此外，開口光圈S位於第2透鏡群G2之接 近物體側之位置，於影像面IMG及第3透鏡群G3之間， 配置著濾光鏡FL。其次，藉由第2透鏡群G2全體於大致 垂直光軸之方向移動來移動影像。 表5係適用於第2實施形態之變焦透鏡2之具體數値 之數値實施例2之透鏡資料 -26- 1335995 表8係以求取數値實施例2之前述條件式（1)〜（7) 之各條件爲目的之各數値及各條件式對應値》 [表8] fl=-l.971 faw = 0.877 f3=2.61 1

(1) TLw/TLt = 0.868 (2) |fl |/ft = 0.697 (3) RN2/Ds = 0.654 (4) fw/faw= 1.140 (5) Ymax./Da = 0.235 (6) f3/fw = 2.6 1 1 (7) D12/fw = 0.244 第1 〇圖至第1 2圖係數値實施例2之無限遠對焦狀態 之諸像差圖，第10圖係廣角端狀態（f= 1.000)、第1 1圖係 中間焦點距離狀態（f=l.702)、第12圖係望遠端狀態 (f=2.826)之諸像差圖。 第10圖至第12圖之各像差圖中，球面像差圖中之實 線係球面像差，非點像差圖中之實線係矢狀像面，虛線係 經向像面。橫像差圖中，A係視角、y係像高。 第1 3圖至第1 5圖係分別爲數値實施例2之無限遠對 焦狀態之相當於0.5度之透鏡移動狀態之橫像差圖，第1 3 -29- 1335995 圖係廣角端狀態（f=l .000)、第14圖係中間焦點距離狀 (f=l .702)、第15圖係望遠端狀態（f=2.826)時之橫像 圖。 由各像差圖可知，數値實施例2諸像差可以獲得良 補正，而具有優良之成像性能。 第1 6圖係本發明之第3實施形態之變焦透鏡3之 鏡構成圖。第1透鏡群G1係由位於從物體側依序依序 像側之位置之凹面朝向像側之負透鏡L 1 1、及凸面朝向 體側之半月球面形狀之正透鏡L12所構成。第2透鏡 G2係由位於從物體側依序朝像側之位置之雙凸形狀之 透鏡L2 1、及雙凸形狀之正透鏡及雙凹形狀之負透鏡之 合負透鏡L22所構成。第3透鏡群G3係由雙凸形狀之 透鏡L3 1所構成。此外，開口光圈S位於第2透鏡群 之接近物體側之位置，於影像面IMG及第3透鏡群G3 間，配置著濾光鏡FL。其次，藉由第2透鏡群G2全體 大致垂直光軸之方向移動來移動影像。 表9係適用於第3實施形態之變焦透鏡3之具體數 之數値實施例3之透鏡資料。 態 差 好 透 朝 物 群 正 接 正 G2 之 於 値 -30- 1335995 [表 ίο] 第 2 面 Κ=0·000000 A=-0.106109E+00 B=+0.843253E-01 C=-0.411705Ε+00 " D=+0.242015E+00 • 第 6 面 K=0.000000 Α=-0.3 02771Ε+00 Β=-0·156961Ε+00 C=-0.805435E+00 D-+0.220392E+00 • 第 12 面 Κ=0.000000 Α=+0.108650Ε+00 Β=-0.353476Ε+00 C=+0.778293E+00 • D=-0.649556E+00 變焦透鏡3於從廣角端狀態至望遠端狀態之改變倍率 時，第1透鏡群G1及第2透鏡群G2(開口光圈S)之間之 面間隔D4、第2透鏡群G2及第3透鏡群G3之間之面間 隔D1 0、以及第3透鏡群G3及濾光鏡FL之間之面間隔 D12會變化。因此，將數値實施例3之前述各面間隔之廣 角端狀態（f=l.〇〇〇)、中間焦點距離狀態（f=1.702)、以及望 遠端狀態（f=2.820)之各値與焦點距離f、F編號FNO、以 A 及視角2ω —起標示於表11。 im in f 1 .00 〜 1.702 〜 2.820 F NO 2_88 〜 4.03 〜 5.75 2 ύύ 6 3.6 4 〜 3 7.84 〜 23.28。 f 1.000 1.702 2.820 D4 1.435 0.659 0.214 DIO 0.697 1.563 2.756 D 1 2 0.503 0.413 0.283 Bf 0.166 0.166 0.166 -32- 1335995 表12係以求取數値實施例3之前述條件式（1)〜（7)之 各條件爲目的之各數値及各條件式對應値。 [表 12] fl=-2.075 faw = 0.895 f3=2.269

(1) TLw/TLt = 0.876 (2) |fl |/ft = 0_734 (3) RN2/Ds = 0.704 (4 ) fw/fa w= 1 · 1 1 8 (5) Ymax./Da = 0.240 (6) f3/fw = 2.269 (7) D 1 2/fw = 0.233 第1 7圖至第1 9圖係數値實施例3之無限遠對焦狀態 之諸像差圖，第17圖係廣角端狀態（f= 1.000)、第18圖係 中間焦點距離狀態（f= 1.702)、第19圖係望遠端狀態 (f = 2.820)之諸像差圖。 第17圖至第19圖之各像差圖中，球面像差圖中之實 線係球面像差，非點像差圖中之實線係矢狀像面，虛線係 經向像面。橫像差圖中，A係視角、y係像高。 第20圖至第22圖係分別爲數値實施例3之無限遠對 焦狀態之相當於〇·5度之透鏡移動狀態之橫像差圖，第20 -33- 1335995 圖係廣角端狀態（f=l.000)、第21圖係中間焦點距離狀態 (f=1.702)、第22圖係望遠端狀態（f=2.820)時之橫像差 圖。 由各像差圖可知，數値實施例3諸像差可以獲得良好 補正，而具有優良之成像性能。 其次，針對本發明之攝影裝置進行說明。 本發明之攝影裝置，具備變焦透鏡、及將利用該變焦 透鏡所形成之光學像變換成電氣信號之攝影元件，前述變 焦透鏡係由從物體側依序配列之具有負之折射率之第1透 鏡群、具有正之折射率之第2透鏡群、以及具有正之折射 率之第3透鏡群所構成，從廣角端狀態變化成望遠端狀態 之透鏡位置狀態時，以減小前述第I透鏡群及前述第2透 鏡群之間之間隔、增大前述第2透鏡群及前述第3透鏡群 之間之間隔之方式，使前述第2透鏡群於光軸上朝物體側 移動，且前述第1透鏡群及第3透鏡群亦於光軸方向上移 動，被攝體位置改變時，利用前述第3透鏡群之移動來實 施近距離對焦，藉由使前述第2透鏡群於大致垂直光軸之 方向移動，來實施影像移動’滿足以下之條件式（1)及 (2)。 (1) 0.8<TLw/TLt<0.95 (2) 〇.6<|f 1 |/ft<0.8 但， TLw :廣角端狀態之透鏡全長、 TLt :望遠端狀態之透鏡全長、 -34- 1335995 π :第1透鏡群之焦點距離、 ft:望遠端狀態之透鏡全系之焦點距離。 第24圖係本發明攝影裝置之一實施形態之數位相機 之方塊圖。 數位相機10，具備用以取得光學之被攝體像之透鏡 部20、及將透鏡部20所取得之被攝體之光學像變換成電 氣影像信號且對該影像信號實施各種處理並且具有控制透 鏡部之機能之照相機本體部30。 透鏡部20，具備由透鏡及濾光鏡等之光學要素所構 成之變焦透鏡21、縮放時用以移動改變倍率群之縮放驅 動部22、用以移動聚焦群之聚焦驅動部23、使移動透鏡 群於光軸之垂直方向移動之移動透鏡驅動部24、以及用 以控制開口光圈之開放度之光圈驅動部25。其次，前述 變焦透鏡21可以適用前述變焦透鏡1〜3之任一、或該等 數値實施例、前述實施形態、或數値實施例所示之形態以 外之形態所實施之本發明之變焦透鏡。 照相機本體部30，具備將變焦透鏡21所形成之光學 像變換成電氣信號之攝影元件31。 前述攝影元件31可以採用例如CCD(Charge Coupled Device)或 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等。攝影元件3 1所輸出之電氣影像信號經 過影像處理電路32實施各種處理後，以既定之方式實施 資料壓縮，並被視爲影像資料暫時保存於影像記憶體 -35- 33 ° 1335995 照相機控制 CPU(Central Processing Unit)34，係統括 控制照相機本體部30及透鏡部20之全體者，取得暫時保 存於前述影像記憶體3 3之影像資料，顯示於液晶顯示裝 置35、或保存於外部記憶體36。此外，讀取保存於外部 記憶體3 6之影像資料並顯示於液晶顯示裝置3 5。 來自快門釋放開關、縮放開關等之操作部40之信號 被輸入照相機控制CPU3 4，依據來自該操作部40之信號 控制各部。例如，操作快門釋放開關時，照相機控制 CPU3 4對時序控制部37輸出指令，來自變焦透鏡21之光 線被輸入攝影元件3 1，且，利用時序控制部3 7控制攝影 元件31之信號讀取時序。 變焦透鏡21之控制相關信號，例如，AF(Auto Focus) 信號、AE(Auto Exposure)信號 '縮放信號等被從照相機 控制CPU34傳送至透鏡控制部38，利用透鏡控制部38， 控制縮放驅動部22、聚焦驅動部23'光圈驅動部25，變 焦透鏡21成爲既定之狀態。 此外，配設著如用以檢測攝影元件31之振動之手振 之手振感測器3 9，該手振感測器3 9檢測到手振時，該檢 測信號被輸入至照相機控制CPU34，利用照相機控制 CPU34產生補正信號，該補正信號介由透鏡控制部38被 傳送至照相機部20之移動透鏡驅動部24，利用該移動透 鏡驅動部24使移動透鏡（前述第2透鏡群G2)朝消除手振 所導致之攝影元件31之影像之變位之方向移動。 此外，上述實施形態時，攝影裝置係以數位相機爲 -36- 1335995 第9圖係本發明之變焦透鏡之第2實施形態之透鏡構 成圖。 第10圖與第11圖及第12圖皆是適用於第2實施形 態之具體數値之數値實施例2之像差圖，本圖係廣角端狀 態之球面像差、非點像差、失真像差、橫像差。 第11圖係中間焦點距離狀態之球面像差、非點像 差、失真像差、橫像差。 第1 2圖係望遠梯狀態之球面像差、非點像差、失真 像差、橫像差。 第13圖與第14圖及第15圖皆是適用於第2實施形 態之具體數値之數値實施例2之相當於0.5度之透鏡移動 狀態之橫像差’本圖係廣角端之橫像差圖^ 第1 4圖係中間焦點距離狀態之橫像差圖。 第1 5圖係望遠端狀態之橫像差圖。 第16圖係本發明之變焦透鏡之第3實施形態之透鏡 構成圖。 第17圖與第18圖及第19圖皆是適用於第3實施形 態之具體數値之數値實施例3之像差圖，本圖係廣角端狀 態之球面像差、非點像差、失真像差、橫像差。 第1 8圖係中間焦點距離狀態之球面像差、非點像 差、失真像差、橫像差。 第19圖係望遠端狀態之球面像差、非點像差、失真 像差、橫像差。 第20圖與第21圖及第22圖皆是適用於第3實施形 -38- 1335995 態之具體數値之數値實施例3之相當於Ο · 5度之透鏡移動 狀態之橫像差，本圖係廣角端之橫像差圖。 第2 1圖係中間焦點距離狀態之橫像差圖。 第22圖係望遠端狀態之橫像差圖。 第23圖係沈胴式照相機之透鏡鏡筒構造之槪略剖面 圖。 第24圖係本發明之攝影裝置之一實施形態之方塊 圖。 【主要元件符號說明】 1 :變焦透鏡 2 :變焦透鏡 3 :變焦透鏡 G1 :第1透鏡群 L 1 1 :凹面朝向像側之像側透鏡面爲非球面之負透鏡 L12:具有正之折射率之凸面朝向物體側之半月球面 形狀之正透鏡 G2 :第2透鏡群 L21 :正透鏡 L 2 2 ··接合負透鏡 G3 :第3透鏡群 S :開口光圈 10 :數位相機（攝影裝置） 2 1 :變焦透鏡 3 1 :攝影元件 -39-

Claims (1)

1335995 十、申請專利範圍 1. 一種變焦透鏡，其特徵爲：係由從物體側依序配 歹！J之具有負之折射率之第1透鏡群、具有正之折射率之第 2透鏡群、以及具有正之折射率之第3透鏡群所構成， 從廣角端狀態變化成望遠端狀態之透鏡位置狀態時， 以減小前述第1透鏡群及前述第2透鏡群之間之間隔、增 大前述第2透鏡群及前述第3透鏡群之間之間隔之方式， 使前述第2透鏡群於光軸上朝物體側移動，且前述第1透 鏡群及第3透鏡群亦於光軸方向上移動， 被攝體位置改變時，利用前述第3透鏡群之移動來實 施近距離對焦， 藉由使前述第2透鏡群於大致垂直光軸之方向移動， 來實施影像移動， 滿足以下之條件式（1)及（2); (1) 0.8<TLw/TLt<0.95 (2) 〇.6<|fl |/ft<0.8 但， TLw :廣角端狀態之透鏡全長、 TLt :望遠端狀態之透鏡全長、 Π :第1透鏡群之焦點距離、 ft :望遠端狀態之透鏡全系之焦點距離。 2.如申請專利範圍第1項所記載之變焦透鏡，其中 開口光圈以鄰接於前述第2透鏡群之物體側之方式配 置， -40- 1335995 前述第2透鏡群由正透鏡L2 1、及配置於該正透鏡 L21之像側之雙凸形狀之正透鏡及雙凹形狀之負透鏡之接 合負透鏡L22所構成，滿足以下之條件式（3); (3) 0.5<RN2/Ds<0.85 但， RN2 :接合負透鏡L22之像側透鏡面之曲率半徑、 Ds :從開口光圈至接合負透鏡L22之像側透鏡面爲 止之距離。 3 .如申請專利範圍第2項所記載之變焦透鏡，其中 前述正透鏡L2 1，物體側透鏡面或像側透鏡面之至少 其中一方爲非球面，滿足以下之條件式（4); (4) 1 <fw/faw< 1 . 5 但， faw:廣角端狀態之第1透鏡群及第2透鏡群中之正 透鏡L21之合成焦點距離、fw:廣角端狀態之透鏡全系之 焦點距離。 4. 如申請專利範圍第1項所記載之變焦透鏡，其中 滿足以下之條件式（5); (5) Ymax./Da< 0.2 6 但， Ymax.:最大像高 Da:從廣角端狀態之開口光圏至像面爲止之距離。 5. 如申請專利範圍第3項所記載之變焦透鏡，其中 滿足以下之條件式（6); -41 - 1335995 (6) 1.8<f3/fw<3 但， f3 :第3透鏡群之焦點距離。 6. 如申請專利範圍第3項所記載之變焦透鏡，其中 前述第1透鏡群係由凹面朝向像側且像側透鏡面爲非 球面之負透鏡、及夾著空氣間隔配置於其像側且具有正之 折射率而凸面朝向物體側之彎月面形狀之正透鏡所構成’ 滿足以下之條件式（7); (7) 0.1 8<D12/fw<0.3 但， D12:沿著形成於第1透鏡群中所配置之負透鏡及正 透鏡之間之空氣間隔之光軸長度。 7. 一種攝影裝置，係具備變焦透鏡、及將該變焦透 鏡所形成之光學像變換成電氣信號之攝影元件之攝影裝 置，其特徵爲： 前述變焦透鏡係由從物體側依序配列之具有負之折射 率之第1透鏡群、具有正之折射率之第2透鏡群、以及具 有正之折射率之第3透鏡群所構成， 從廣角端狀態變化成望遠端狀態之透鏡位置狀態時， 以減小前述第1透鏡群及前述第2透鏡群之間之間隔、增 大前述第2透鏡群及前述第3透鏡群之間之間隔之方式， 使前述第2透鏡群於光軸上朝物體側移動，且前述第1透 鏡群及第3透鏡群亦於光軸方向上移動， 被攝體位置改變時，利用前述第3透鏡群之移動來實 -42- 1335995 施近距離對焦， 藉由使前述第2透鏡群於大致垂直光軸之方向移動， 來實施影像移動， 滿足以下之條件式（1)及（2); (1) 0.8<TLw/TLt<0.95 (2) 0.6<|fl |/ft<0.8 但， TLw :廣角端狀態之透鏡全長、 TLt :望遠端狀態之透鏡全長、 Π :第1透鏡群之焦點距離、 ft :望遠端狀態之透鏡全系之焦點距離。 -43-