專利名稱：高倍率變焦鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于35mm照相機、攝像機、電子靜態(tài)相機等的變焦比大至10倍以上、 廣角端的視角為75度以上、且小型化的高倍率變焦鏡頭。
背景技術(shù)：
以往，作為變焦鏡頭的聚焦方式，公知的有使最為靠近物側(cè)的透鏡組伸出進行聚焦的前鏡聚焦方式。這種前鏡聚焦方式的變焦鏡頭若應(yīng)用為自動聚焦變焦鏡頭，則不得不向光軸方向移動又大又重的前端鏡頭，因此具有難以實現(xiàn)迅速聚焦的問題。為解決上述問題，公知的有移動第二透鏡組之后的透鏡組的內(nèi)聚焦方式或后聚焦方式。這種內(nèi)聚焦方式或后聚焦方式一般可以使聚焦透鏡組構(gòu)成為小口徑且輕量，而且可使得用于驅(qū)動自動聚焦機構(gòu)的馬達的負擔(dān)變小，且能夠?qū)崿F(xiàn)迅速聚焦的自動聚焦變焦鏡頭。另一方面，高倍率變焦鏡頭存在以下問題，即在處于望遠端時根據(jù)攝影者而容易發(fā)生手抖。為避免因這種手抖引起的攝影劣化，提出各種通過將光學(xué)系統(tǒng)的一部分沿大致垂直于光軸的方向移動，使受光體上的成像在受光體上產(chǎn)生位移，以消除手抖引起的成像模糊的方法。為了避免損害高倍率變焦鏡頭的便利性，強烈要求將高倍率變焦鏡頭形成為小型化。特別是，最近具有即時預(yù)覽功能的數(shù)碼單鏡頭反光照相機具備根據(jù)對比度AF(即擺動(wobbling))而執(zhí)行合焦動作的功能。因此，若聚焦組的重量大，則具有以下問題，即移動聚焦組的傳動機構(gòu)變大，使得系統(tǒng)大型化，從而對聚焦組的輕量化期望很強。現(xiàn)有技術(shù)的高倍率變焦鏡頭，提出這樣一種高倍率變焦鏡頭，即該高倍率變焦鏡頭具有依次配置的分別為正屈光力、負屈光力、正屈光力、正屈光力的透鏡組，且當(dāng)安裝于使用APS-C尺寸的圖像傳感器的透鏡可互換式數(shù)字單鏡頭反光照相機時，可實現(xiàn)35mm膠片單鏡頭相機的相當(dāng)于^mm的76度左右的視角，且7倍左右的變焦比，且具有與透鏡可互換式單鏡頭反光照相機同等的后焦距，而且緊湊并具高性能(例如，參照專利文獻1)。其他的現(xiàn)有技術(shù)的高倍率變焦鏡頭，提出這樣一種高倍率防振變焦鏡頭，即該高倍率變焦鏡頭具有依次配置的分別為正負負正負正的屈光力的透鏡組或分別為正負負正正的透鏡組，且是以第三透鏡組進行聚焦，以第五透鏡組執(zhí)行防振的照相用透鏡，并具有變焦比約為12倍的超高倍率，同時對于近距離物體可進行內(nèi)聚焦，而且在具備防振功能的同時還具有良好的性能(例如，參照專利文獻2)。而且，其他現(xiàn)有技術(shù)的高倍率變焦鏡頭，提出這樣一種高倍率變焦鏡頭，即該高倍率變焦鏡頭具有依次配置的分別為正負正負正的屈光力的透鏡組，具體說，從物側(cè)依次至少具有正的第一透鏡組G1、負的第二透鏡組G2、正的第三透鏡組G3、負的第四透鏡組G4、正的第五透鏡組G5，在從廣角端變換到望遠端期間，通過擴大第一透鏡組Gl與第二透鏡組G2 之間的間隔、縮小第二透鏡組G2與第三透鏡組G3之間的間隔、擴大第三透鏡組G3與第四透鏡組G4之間的間隔、縮小第四透鏡組G4與第五透鏡組G5之間的間隔，以進行變焦，由此變焦比達到10倍程度左右(例如，參照專利文獻3)。并且，其他現(xiàn)有技術(shù)的高倍率變焦鏡頭，提出這樣一種方法，S卩，從物側(cè)依次具有正屈光力的第一透鏡組、負屈光力的第二透鏡組、正屈光力的第三透鏡組以及正屈光力的第四透鏡組，這四個透鏡組，并通過增加該第一透鏡組與第二透鏡組之間的間隔來執(zhí)行從廣角端至望遠端的變焦，且通過在光軸上移動該第三透鏡組來對伴隨變焦而產(chǎn)生的像面變動進行補償，并且通過沿與光軸方向垂直的方向移動該第二透鏡組的同時，將該第二透鏡組的內(nèi)部或附近的光軸上的一點作為旋轉(zhuǎn)中心而使該第二透鏡組進行微小的旋轉(zhuǎn)，由此對攝影畫面的抖動進行補償，而且在正變焦鏡頭中，將作為主變焦組的負的第二透鏡組作為防振透鏡組，使該負的第二透鏡組沿垂直于光軸的方向移動(例如，參照專利文獻4)。并且，其他現(xiàn)有技術(shù)的高倍率變焦鏡頭，提出這樣一種小型的變焦鏡頭，即構(gòu)成為分割第二透鏡組，且將不是聚焦組的第二 a透鏡組作為防振透鏡組，并且聚焦時不會極大地增加聚焦組的移動量(例如，參照專利文獻幻。這種高倍率變焦鏡頭，從長共軛側(cè)依次具有正屈光力的第一透鏡組、負屈光力的第二透鏡組、由多個或一個透鏡組構(gòu)成為整體的正屈光力的后續(xù)組，且該高倍率變焦鏡頭為這樣一種變焦鏡頭，即，從廣角端變焦至望遠端時，前述第一透鏡組和第二透鏡組的間隔增大，前述第二透鏡組和前述后續(xù)組之間的間隔變小的變焦鏡頭，前述第二透鏡組具有負屈光力的第二 a透鏡組和配置在相對該第二 a透鏡組更短的共軛側(cè)的負屈光力的第二 b透鏡組，通過該第二 b透鏡組執(zhí)行聚焦的同時，在廣角端的焦距、望遠端的焦距、前述第二 a透鏡組的焦距之間賦予特定的條件。一方面，作為聚焦期間的像放大倍率變化小的現(xiàn)有技術(shù)的高倍率變焦鏡頭，提出這樣一種結(jié)構(gòu)，即從物側(cè)依次配備具有正屈光力的第一透鏡組、具有負的屈光力的第二透鏡組、后續(xù)的至少兩個透鏡組，并且在放大時，全部的透鏡組沿光軸方向移動，以謀求各透鏡組的間隔變化，在聚焦時，從像側(cè)起第二個透鏡組沿光軸方向移動(例如，參照專利文獻 6的實施方式7)。專利文獻6的高倍率變焦鏡頭，提供實現(xiàn)10倍的變焦比的同時，聚焦組和防振組小型化的變焦鏡頭?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1特開2005-331697號專利文獻2特開平2003-3^933號專利文獻3特開平10-0133109號專利文獻4特開平05-023M10號專利文獻5特開2000-(^8923號專利文獻6特開2009-265652號專利文獻1所公開的高倍率變焦鏡頭中，將第二透鏡組作為聚焦組，并由5塊透鏡構(gòu)成該第二透鏡組，因此重量較重，且由于像放大倍率變化大，因此不利于對比度AF(對比度自動聚焦)。專利文獻2所公開的高倍率變焦鏡頭中，以第三透鏡組的2塊透鏡構(gòu)成聚焦組，以謀求聚焦組的輕量化，但仍具有IOg左右的重量，因此并不能認為充分地進行了輕量化。而且，通過將第五透鏡組作為防振組，以謀求輕量化，但沒有實現(xiàn)充分的輕量化。提高包括補償像差等的光學(xué)性能也比較困難。專利文獻3所公開的高倍率變焦鏡頭中，以第三透鏡組的3塊透鏡構(gòu)成聚焦組，但重量達到IOg以上，無法應(yīng)用于對比度AF。而且，無法認為是緊湊的高倍率變焦鏡頭。專利文獻4所公開的高倍率變焦鏡頭中，負的第二透鏡組適于用作在偏心時減小慧差發(fā)生的防振組。但是，由于高倍率變焦鏡頭的第二透鏡組需要4塊以上的透鏡組，因此難以實現(xiàn)防振機構(gòu)的小型化。專利文獻5所公開的高倍率變焦鏡頭中，為了在廣角端得到攝影畫面周邊的光， 不得不增大第二 a透鏡組的口徑，因此難以實現(xiàn)防振機構(gòu)的小型化。專利文獻6所公開的高倍率變焦鏡頭(實施方式7)中，將作為負的第三透鏡組的 2塊透鏡作為防振組，因此雖然使防振組的重量實現(xiàn)輕量化，但由于在相比光闌靠近物側(cè)的透鏡組用于進行手抖補償，因此難以抑制手抖補償時像散變化，難以認為手抖補償時的光學(xué)性能優(yōu)秀。而且，濾鏡的口徑大的同時，以正負負正負負的6組放大鏡構(gòu)成，因此難以實現(xiàn)鏡筒的緊湊化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是有鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)的高倍率變焦鏡頭的上述問題而提出的，其目的在于提供一種高倍率變焦鏡頭，以實現(xiàn)整體輕量化，尤其實現(xiàn)聚焦組的透鏡系統(tǒng)的輕量化，從而使聚焦驅(qū)動系統(tǒng)的負擔(dān)變小的同時，使防振透鏡系統(tǒng)實現(xiàn)小口徑及輕量化，以減小防振驅(qū)動系統(tǒng)的負擔(dān)，從而實現(xiàn)防振驅(qū)動系統(tǒng)的小型化。本發(fā)明的目的還在于提供一種像差補償?shù)裙鈱W(xué)性能優(yōu)良，且聚焦期間的像放大倍率變化小、高性能且使用方便的高倍率變焦鏡頭。為了達到目的，本發(fā)明的高倍率變焦鏡頭的特征在于，從物側(cè)依次包括正屈光力的第一透鏡組G1、負屈光力的第二透鏡組G2、正屈光力的第三透鏡組G3、負屈光力的第四透鏡組G4、第五透鏡組G5，在進行從無限遠端至近距離物體的聚焦期間，通過朝像側(cè)移動第四透鏡組G4來進行聚焦，并通過沿垂直于光軸的方向移動所述第三透鏡組G3的一部分而移動像。根據(jù)如上構(gòu)成的本發(fā)明的高倍率變焦鏡頭，可實現(xiàn)整體的輕量化，尤其可實現(xiàn)聚焦組的透鏡系統(tǒng)的輕量化，從而能夠使聚焦驅(qū)動系統(tǒng)的負擔(dān)變小的同時，能夠使防振透鏡系統(tǒng)實現(xiàn)小口徑及輕量化，以減小防振驅(qū)動系統(tǒng)的負擔(dān)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)防振驅(qū)動系統(tǒng)的小型化。而且，根據(jù)本發(fā)明的高倍率變焦鏡頭，像差補償?shù)裙鈱W(xué)性能優(yōu)良、且聚焦時的像放大倍率變化小、高性能且使用方便、能夠形成像差少的鮮明的成像。以下，對于本發(fā)明的實施方式進行說明。實施方式中的高倍率變焦鏡頭，從物側(cè)依次包括正屈光力的第一透鏡組G1、負屈光力的第二透鏡組G2、正屈光力的第三透鏡組G3、負屈光力的第四透鏡組G4、負屈光力的第五透鏡組G5。當(dāng)從廣角端變焦至望遠端的變焦期間，各個透鏡組之間的間隔變化的同時， 與位于廣角端相比，每個透鏡組在望遠端更靠近物側(cè)。通過采用這種變焦配置，盡管廣角端的視角達到75°以上，且變焦比達到10倍以上，但處于廣角端狀態(tài)變焦鏡頭仍可以緊湊。而且，第三透鏡組G3與第四透鏡組G4的間隔在中間變焦位置中最寬。通過采用這種變焦配置，能夠良好地補償中間變焦位置中的像面彎曲。而且，在進行從無限遠端至近距離物側(cè)的聚焦時，通過朝像側(cè)移動第四透鏡組G4 而進行聚焦。通過將位于正屈光力的第三透鏡組G3的像側(cè)的負屈光力的第四透鏡組G4作為聚焦組，容易使聚焦組的透鏡外徑變小。第三透鏡組G3的特征在于從物側(cè)開始依次包括正屈光力的第三A透鏡組G3A、 正屈光力的第三B透鏡組G3B、緊接著設(shè)置的第三C透鏡組G3C，并通過朝垂直于光軸的方向移動所述第三B透鏡組G3B，由此補償發(fā)生手抖時的成像位置。通過將位于正屈光力的第三A透鏡組G3A的像側(cè)的第三B透鏡組G!3B作為防振組，由此能夠限制防振組的透鏡外徑。 第三B透鏡組G3B由從物側(cè)依次由正透鏡及負透鏡接合而成的復(fù)合透鏡構(gòu)成。根據(jù)這種構(gòu)成，能夠達到輕量化，且能夠?qū)κ侄堆a償時的色像差變化進行良好的補償。而且，第三B透鏡組G3B的最為靠近物側(cè)的面由非球面構(gòu)成。根據(jù)這種構(gòu)成，能夠?qū)κ侄堆a償時的球面像差變化及慧差變化進行良好的補償。本發(fā)明的其他實施方式的特征在于滿足以下條件式。0. 8 < f3B/f3 < 4. 0 (1)0. 1 < f3B/ft < 0. 3 (2)其中， Β為第;3Β組的焦距；f3為第三透鏡組的焦距；ft為在望遠端的整個系統(tǒng)的焦距。式(1)為用于規(guī)定第三B透鏡組G3B的焦距與第三透鏡組G3的焦距之比的條件式，若超出式(1)的上限，則第三B透鏡組G!3B的正屈光力變小，手抖補償所需的第三B透鏡組G3B的位移量變大。其結(jié)果，導(dǎo)致傳動機構(gòu)的大型化，難以實現(xiàn)變焦鏡頭整體的小型化。 若不大于超出式(1)的下限，則第三B透鏡組G3B的正屈光力變大。其結(jié)果，發(fā)生在第三B 透鏡組G3B中的各像差變大，從而發(fā)生難以良好地補償手抖補償時的偏心像差的問題。式O)為用于規(guī)定第三B透鏡組G3B的焦距與望遠端的焦距之比的條件式，若超出式O)的上限，則第三B透鏡組G3B的正屈光力變小，手抖補償所需的第三B透鏡組G3B 的位移量變大。其結(jié)果，導(dǎo)致傳動機構(gòu)的大型化，難以實現(xiàn)變焦鏡頭整體的小型化。若不大于超出式O)的下限，則第三B透鏡組G3B的正屈光力變大。其結(jié)果，發(fā)生在第三B透鏡組 G3B中的各像差變大，從而發(fā)生難以良好地補償手抖補償時的偏心像差的問題。


圖1為本發(fā)明第一實施方式的變焦鏡頭的截面圖；圖加為本發(fā)明第一實施方式的在廣角端變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖2b為本發(fā)明第一實施方式的在廣角端變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖3a為本發(fā)明第一實施方式的在中間變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖北為本發(fā)明第一實施方式的在中間變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖如為本發(fā)明第一實施方式的在望遠端變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖4b為本發(fā)明第一實施方式的在望遠端變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖5為本發(fā)明第二實施方式的變焦鏡頭的截面圖；圖6a為本發(fā)明第二實施方式的在廣角端變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖6b為本發(fā)明第二實施方式的在廣角端變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖7a為本發(fā)明第二實施方式的在中間變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖7b為本發(fā)明第二實施方式的在中間變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖為本發(fā)明第二實施方式的在望遠端變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖8b為本發(fā)明第二實施方式的在望遠端變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖9為本發(fā)明第三實施方式的變焦鏡頭的截面圖；圖IOa為本發(fā)明第三實施方式的在廣角端變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖IOb為本發(fā)明第三實施方式的在廣角端變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖Ila為本發(fā)明第三實施方式的在中間變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖lib為本發(fā)明第三實施方式的在中間變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖1 為本發(fā)明第三實施方式的在望遠端變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖12b為本發(fā)明第三實施方式的在望遠端變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖13為本發(fā)明第四實施方式的變焦鏡頭的截面圖；圖1 為本發(fā)明第四實施方式的在廣角端變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖14b為本發(fā)明第四實施方式的在廣角端變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖1 為本發(fā)明第四實施方式的在中間變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖1 為本發(fā)明第四實施方式的在中間變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖16a為本發(fā)明第四實施方式的在望遠端變焦位置的無限遠合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；圖16b為本發(fā)明第四實施方式的在望遠端變焦位置的近距離合焦?fàn)顟B(tài)的各像差圖；主要符號說明G1為第一透鏡組，G2為第二透鏡組，G3為第三透鏡組，G4為第四透鏡組，G5為第五透鏡組，G3A為第三A透鏡組，G3B為第三B透鏡組，G3C為第三C透鏡組， W為廣角端狀態(tài)，M為中間焦距狀態(tài)，T為望遠端狀態(tài)，S為開口光闌，IP為像面，F(xiàn)No為光圈數(shù)(f-number)，Y為像高，d為d線，g為g線，dS為d線的弧矢(sagittal)像面，dM為d線的子午(meridional)像面。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。在各實施方式中，將光軸定義為X，將垂直于光軸方向的離光軸的距離定義為H， 將近軸曲率半徑定義為r，將圓錐系數(shù)定義為k，將η次非球面系數(shù)定義為An時，非球面可用下式表示。數(shù)學(xué)式1
權(quán)利要求
1.一種高倍率變焦鏡頭，其特征在于，從物側(cè)依次包括正屈光力的第一透鏡組、負屈光力的第二透鏡組、正屈光力的第三透鏡組、負屈光力的第四透鏡組、第五透鏡組，在進行從無限遠端至近距離物體的聚焦時，通過朝像側(cè)移動第四透鏡組來進行聚焦， 并根據(jù)沿垂直于光軸的方向移動所述第三透鏡組的一部分而移動像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍率變焦鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡組從物側(cè)開始依次包括正屈光力的第三A透鏡組、正屈光力的第三B透鏡組、緊接著設(shè)置的第三C透鏡組，通過沿與光軸垂直的方向移動所述第三B透鏡組，以補償發(fā)生手抖時的成像位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高倍率變焦鏡頭，其特征在于，滿足條件式 0. 8 < f3B/f3 < 4. 0 (1)0. 1 < f3B/ft < 0. 3 (2) 其中，f3B為第三B透鏡組的焦距； f3為第三透鏡組的焦距； ft為在望遠端的整個系統(tǒng)的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高倍率變焦鏡頭，其特征在于，所述第三B透鏡組由正透鏡和負透鏡接合而成的復(fù)合透鏡構(gòu)成，且所述正透鏡的物側(cè)表面為非球面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高倍率變焦鏡頭，其特征在于，所述第三B透鏡組由正透鏡和負透鏡接合而成的復(fù)合透鏡構(gòu)成，且所述正透鏡的物側(cè)表面為非球面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高倍率變焦鏡頭，以實現(xiàn)整體輕量化，尤其實現(xiàn)聚焦組的透鏡系統(tǒng)的輕量化，從而使聚焦驅(qū)動系統(tǒng)的負擔(dān)變小的同時，使防振透鏡系統(tǒng)實現(xiàn)小口徑及輕量化，以減小防振驅(qū)動系統(tǒng)的負擔(dān)，并實現(xiàn)防振驅(qū)動系統(tǒng)的小型化。為此，從物側(cè)依次包括正屈光力的第一透鏡組、負屈光力的第二透鏡組、正屈光力的第三透鏡組、負屈光力的第四透鏡組、第五透鏡組，在進行從廣角端至望遠端的聚焦期間，在各透鏡組之間的間隔發(fā)生變化，與在廣角端相比，各透鏡組在望遠端更靠近物側(cè)，且第三透鏡組與第四透鏡組的間隔在中間變焦位置中最寬，在進行從無限遠端至近距離物側(cè)的聚焦時，通過朝像側(cè)移動第四透鏡組而進行聚焦。
文檔編號G02B15/20GK102262287SQ20111014517
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者山中久幸, 末吉正史, 細井正晴, 金井真實 申請人:株式會社騰龍