專利名稱：變焦鏡頭和具有變焦鏡頭的照相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變焦鏡頭，所述變焦鏡頭適合于用于諸如數(shù)字靜物照相機(jī)之類 的照相機(jī)的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著使用固態(tài)圖像拾取元件的照相機(jī)(數(shù)字照相機(jī))的性能增加，對(duì)于圖像拾取 光學(xué)系統(tǒng)要求具有高變焦比的小型(compact)變焦鏡頭。為了減小照相機(jī)的尺寸并增大變焦鏡頭的變焦比，所謂的可回縮變焦鏡頭被廣 泛使用，在所述可回縮變焦鏡頭中，透鏡單元被設(shè)置為在非圖像拾取狀態(tài)中比在圖像拾 取狀態(tài)中更相互接近以被回縮到照相機(jī)體中。并且，美國專利No.6333823和日本專利公開No.2004-102090公開了彎曲型變焦 鏡頭，在所述彎曲型變焦鏡頭中，使用諸如包含反射表面的棱鏡的光學(xué)元件來使其光路 彎曲90°，以減小照相機(jī)的厚度(以下稱為“照相機(jī)厚度”)。并且，美國專利Νο.7426085公開了這樣的變焦鏡頭在所述變焦鏡頭中，設(shè) 置為比諸如棱鏡的反射單元更接近物體的透鏡單元被回縮到通過反射單元的移動(dòng)所形成 的空間中。這種與可回縮變焦鏡頭和彎曲型變焦鏡頭的組合對(duì)應(yīng)的變焦鏡頭以下被稱為 “可回縮彎曲型變焦鏡頭”。雖然可回縮彎曲型變焦鏡頭能夠顯著減小照相機(jī)厚度并顯著增大變焦比，但 是，其光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮使得能夠退縮反射單元并移動(dòng)(回縮)被設(shè)置為比反射單元 更接近物體的透鏡單元(所述透鏡單元以下被稱為“物側(cè)透鏡單元”)的機(jī)構(gòu)。但是， 美國專利Νο.7426085中公開的光學(xué)系統(tǒng)(在所述光學(xué)系統(tǒng)中，被設(shè)置為最接近物體的第 一透鏡單元在變焦期間在大的可移動(dòng)范圍中移動(dòng))在這種機(jī)構(gòu)中是不利的，使得所述光 學(xué)系統(tǒng)不具有用于實(shí)現(xiàn)照相機(jī)厚度的減小和變焦比的增大的現(xiàn)實(shí)配置。具體而言，為了使得能夠退縮反射單元并回縮物側(cè)透鏡單元，必須在移動(dòng)物側(cè) 透鏡單元的凸輪鏡筒(cambarrel)上形成大的開口。在凸輪鏡筒上形成這種大的開口減小 了凸輪鏡筒的可旋轉(zhuǎn)角度，這導(dǎo)致將第一透鏡單元的可移動(dòng)范圍減小到僅使其能夠從圖 像拾取狀態(tài)移動(dòng)到回縮狀態(tài)的范圍。為了使得能夠在變焦期間移動(dòng)第一透鏡單元，如美 國專利Νο.7426085中公開的那樣，必須對(duì)變焦鏡頭的尺寸(厚度)、變焦比和圖像形成性 能的要求中的至少一種進(jìn)行折衷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可回縮彎曲型變焦鏡頭，所述可回縮彎曲型變焦鏡頭能夠提供 高的變焦比和減小的厚度，并能夠以容易配置的機(jī)構(gòu)回縮到照相機(jī)體中。本發(fā)明作為其一個(gè)方面提供一種變焦鏡頭，所述變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依次包 含具有正折光力的第一透鏡單元；具有負(fù)折光力的第二透鏡單元；包含使光路彎曲的 反射表面的棱鏡；以及包含多個(gè)透鏡單元并且總體上具有正折光力的后透鏡組。第一透鏡單元和第二透鏡單元可回縮到通過在與第一透鏡單元的光軸正交的方向上移動(dòng)棱鏡形 成的空間中，并且，在變焦期間，第二透鏡單元和后透鏡組中的多個(gè)透鏡單元被移動(dòng)， 而第一透鏡單元和棱鏡被固定。


圖1是作為本發(fā)明實(shí)施例1的變焦鏡頭的截面圖。圖2A和圖2B示出實(shí)施例1的變焦鏡頭的像差圖。圖3是作為本發(fā)明實(shí)施例2的變焦鏡頭的截面圖。圖4A和圖4B示出實(shí)施例2的變焦鏡頭的像差圖。圖5是作為本發(fā)明實(shí)施例3的變焦鏡頭的截面圖。圖6A和圖6B示出實(shí)施例3的變焦鏡頭的像差圖。圖7是作為本發(fā)明實(shí)施例4的變焦鏡頭的截面圖。圖8A和圖8B示出實(shí)施例4的變焦鏡頭的像差圖。圖9是作為本發(fā)明實(shí)施例5的變焦鏡頭的截面圖。圖IOA和圖IOB示出實(shí)施例5的變焦鏡頭的像差圖。圖IlA和圖IlB是使用各實(shí)施例的變焦鏡頭的數(shù)字靜物照相機(jī)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。首先將描述本發(fā)明的實(shí)施例的變 焦鏡頭的共同概況。圖IlA和圖IlB是使用下述實(shí)施例中的每一個(gè)的變焦鏡頭的數(shù)字靜物照相機(jī)的 示意圖。圖IlA示出照相機(jī)的圖像拾取狀態(tài)，圖IlB示出其回縮狀態(tài)。在圖IlA和IlB中，附圖標(biāo)記Ll表示具有正折光力的第一透鏡單元。光焦度 由焦距的倒數(shù)表達(dá)。附圖標(biāo)記L2表示具有負(fù)折光力的第二透鏡單元。附圖標(biāo)記PR表 示包含使光路彎曲的反射表面的棱鏡。附圖標(biāo)記LR表示包含其間的距離在變焦期間改變 的多個(gè)透鏡單元的后透鏡組。后透鏡組LR總體上具有正折光力。附圖標(biāo)記IS表示接收 通過變焦鏡頭形成的物體圖像(光學(xué)圖像)的諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的固態(tài)圖 像拾取元件(光電轉(zhuǎn)換元件)。當(dāng)照相機(jī)從圖IlA所示的圖像拾取狀態(tài)變?yōu)閳DIlB所示的回縮狀態(tài)時(shí)，棱鏡PR 沿與第一透鏡單元Ll的光軸正交的方向移動(dòng)，并且，第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元 L2回縮到通過棱鏡PR的移動(dòng)(退縮)所形成的空間中。采用這種可回縮彎曲型變焦鏡 頭實(shí)現(xiàn)了照相機(jī)的厚度(以下稱為“照相機(jī)厚度”)的減小。在變焦期間，雖然第一透鏡單元Ll和棱鏡PR被固定(不移動(dòng))，但第二透鏡單 元L2和后透鏡組LR中的多個(gè)透鏡單元移動(dòng)。這種配置使得能夠通過第二透鏡單元L2 和后透鏡組LR來增大變焦比，這樣，即使第一透鏡單元Ll在變焦期間被固定，也可實(shí) 現(xiàn)高的變焦比。如上所述，為了使得能夠退縮棱鏡PR并回縮第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元 L2，必須在凸輪鏡筒上形成用于退縮棱鏡PR的大開口。這種開口使得難以形成用于在 變焦期間移動(dòng)第一透鏡單元Ll的凸輪溝槽。因此，實(shí)施例中的每一個(gè)移動(dòng)第二透鏡單元L2，而不是移動(dòng)第一透鏡單元Li。由于第二透鏡單元L2與第一透鏡單元Ll相比是小型 的且輕的透鏡單元，因此可以在第二透鏡單元L2周圍布置由諸如步進(jìn)馬達(dá)的小型驅(qū)動(dòng)源 和導(dǎo)螺桿(leadscrew)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此，即使不采用由凸輪鏡筒構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 也可移動(dòng)第二透鏡單元L2。這種配置使得能夠用容易配置的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)可回縮彎曲型變焦鏡頭。下面，將描述實(shí)施例中的每一個(gè)的變焦鏡頭的優(yōu)選條件。優(yōu)選變焦鏡頭滿足以下的條件，這里，f2表示第二透鏡單元L2的焦距，fw和ft 分別表示整個(gè)變焦鏡頭的在廣角端的焦距和在望遠(yuǎn)端的焦距
權(quán)利要求
1.一種變焦鏡頭，所述變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依次包含 具有正折光力的第一透鏡單元；具有負(fù)折光力的第二透鏡單元；包含使光路彎曲的反射表面的棱鏡；和包含多個(gè)透鏡單元并且總體上具有正折光力的后透鏡組，其中，第一透鏡單元和第二透鏡單元能回縮到通過在與第一透鏡單元的光軸正交的 方向上移動(dòng)棱鏡形成的空間中，以及其中，在變焦期間，第二透鏡單元和后透鏡組中的多個(gè)透鏡單元被移動(dòng)，而第一透 鏡單元和棱鏡被固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦鏡頭，其中，滿足以下的條件 1.5 < I V ( \ν · ft) /f2| < 5.0這里，f2表示第二透鏡單元的焦距，fw和ft分別表示整個(gè)變焦鏡頭的廣角端的焦距 和望遠(yuǎn)端的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的變焦鏡頭，其中，滿足以下的條件 0.2 < Zr/Z < 0.8這里，&表示后透鏡組的可變倍率，Z表示整個(gè)變焦鏡頭的可變倍率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的變焦鏡頭，其中，第二透鏡單元包含負(fù)透鏡元件，以及其中，滿足以下的條件 1.84 < N2max < 2.40這里，N2maX表示形成在第二透鏡單元中的負(fù)透鏡元件之中具有最大折光力的負(fù)透 鏡元件的材料的對(duì)于d線的折射率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的變焦鏡頭，其中，滿足以下的條件 0.4 < V (fw · ft) /fl < 1.2這里，fl表示第一透鏡單元的焦距，fw和ft分別表示整個(gè)變焦鏡頭的廣角端的焦距 和望遠(yuǎn)端的焦距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的變焦鏡頭，其中，第二透鏡單元僅包含一個(gè)正透鏡 元件，以及其中，滿足以下的條件 1.84 < N2p < 2.30 5 < vp < 24這里，N2p和V2p分別表示形成所述一個(gè)正透鏡元件的材料的對(duì)于d線的折射率和所 述材料的阿貝常數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的變焦鏡頭，其中，滿足以下的條件 0.4 < (T1+T2)/ V ( \ν · ft) < 1.3這里，Tl和T2分別表示第一透鏡單元和第二透鏡單元的光軸上的厚度，并且，徹 和ft分別表示整個(gè)變焦鏡頭的廣角端的焦距和望遠(yuǎn)端的焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的變焦鏡頭，其中，在從廣角端向望遠(yuǎn)端的變焦期 間，除了第一透鏡單元和棱鏡以外的所有透鏡單元被移動(dòng)。
9. 一種照相機(jī)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的變焦鏡頭；和 接收由變焦鏡頭形成的光學(xué)圖像的光電轉(zhuǎn)換元件。
全文摘要
變焦鏡頭是能夠提供高變焦比和減小的厚度、并能夠以容易配置的機(jī)構(gòu)回縮到照相機(jī)體中的可回縮彎曲型變焦鏡頭。變焦鏡頭從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力的第一透鏡單元；具有負(fù)折光力的第二透鏡單元；包含反射表面的棱鏡；和包含多個(gè)透鏡單元并且總體上具有正折光力的后透鏡組。第一透鏡單元和第二透鏡單元可回縮到通過在與第一透鏡單元的光軸正交的方向上移動(dòng)棱鏡形成的空間中，并且，在變焦期間，第二透鏡單元和后透鏡組中的多個(gè)透鏡單元被移動(dòng)，而第一透鏡單元和棱鏡被固定。
文檔編號(hào)G02B15/163GK102016684SQ20098011455
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者和田健 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社