變倍光學(xué)系統(tǒng)、成像裝置和變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適合于攝影相機、電子靜態(tài)相機、攝像機等等的具有減振功能的變倍 光學(xué)系統(tǒng)、配備變倍光學(xué)系統(tǒng)的成像裝置和變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 已經(jīng)提出了適合于攝影相機、電子靜態(tài)相機、攝像機等等的變倍光學(xué)系統(tǒng)，其具 有減振功能且通過縮短其后焦而縮減尺寸的整個鏡頭系統(tǒng)。例如，參見日本專利公報 No.3890574。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)1:日本專利公報No. 3890574
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 技術(shù)問題
[0007] 然而，在常見的變倍光學(xué)系統(tǒng)中，存在在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，極大地減小鏡頭亮度，同 時相對小型地構(gòu)成整個鏡頭系統(tǒng)的問題。
[0008] 已經(jīng)鑒于上述問題提出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供能實現(xiàn)小的像差的變 化，并且即使在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下也能獲得足夠亮度的小型且高性能變倍光學(xué)系統(tǒng)、配備該變 倍光學(xué)系統(tǒng)的成像裝置和該變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，與本發(fā)明的第一方面有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸按從物體側(cè) 的順序，包括：具有正屈光力的第一透鏡組，具有負(fù)屈光力的第二透鏡組，具有正屈光力的 第三透鏡組，和第四透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組和第二透鏡 組之間的距離改變，第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離改變，以及第三透鏡組和第四透 鏡組之間的距離改變；第三透鏡組沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第3a 透鏡組、光圈（aperture)和具有正屈光力的第3b透鏡組；第3b透鏡組內(nèi)具有負(fù)屈光力的 透鏡組被用作減振透鏡組，并且被移動，使得包括在正交于光軸的方向中的分量，由此當(dāng)圖 像模糊發(fā)生時，執(zhí)行像平面校正；以及滿足下述表達(dá)式的條件：
[0010]f3b/f4|<2. 00
[0011]fvr/f4I<1. 00
[0012] 其中，f3b表示第3b透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距，以及fvr表示減振 透鏡組的焦距。
[0013] 此外，與本發(fā)明的第二方面有關(guān)的成像裝置配備有與本發(fā)明的第一方面有關(guān)的變 倍光學(xué)系統(tǒng)。
[0014] 此外，與本發(fā)明的第三方面有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括： 具有正屈光力的第一透鏡組，具有負(fù)屈光力的第二透鏡組，具有正屈光力的第三透鏡組，和 第四透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離 改變，第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離改變，以及第三透鏡組和第四透鏡組之間的距 離改變；第三透鏡組沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第3a透鏡組、光圈和 具有正屈光力的第3b透鏡組；第3b透鏡組內(nèi)具有負(fù)屈光力的透鏡組被用作減振透鏡組，并 且被移動，使得包括在正交于光軸的方向中的分量，由此當(dāng)圖像模糊發(fā)生時，執(zhí)行像平面校 正；以及滿足下述表達(dá)式的條件：
[0015] f 3a/f4 | <0. 53
[0016] fvr/f4I<1. 00
[0017] 其中，f3a表示第3a透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距，以及fvr表示減振 透鏡組的焦距。
[0018] 此外，與本發(fā)明的第四方面有關(guān)的成像裝置配備有與本發(fā)明的第三方面有關(guān)的變 倍光學(xué)系統(tǒng)。
[0019] 此外，與本發(fā)明的第五方面有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括： 具有正屈光力的第一透鏡組，具有負(fù)屈光力的第二透鏡組，具有正屈光力的第三透鏡組，和 第四透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組 和第四透鏡組分別沿光軸移動；第一透鏡組包括一個負(fù)透鏡和一個正透鏡；第三透鏡組沿 光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第3a透鏡組、光圈和具有正屈光力的第3b 透鏡組；以及滿足下述表達(dá)式的條件：
[0020] f 3a/f4 | <0. 540
[0021] 其中，f3a表示第3a透鏡組的焦距，以及f4表示第四透鏡組的焦距。
[0022] 此外，與本發(fā)明的第六方面有關(guān)的成像裝置配備有與本發(fā)明的第五方面有關(guān)的變 倍光學(xué)系統(tǒng)。
[0023] 此外，與本發(fā)明的第七方面有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括： 具有正屈光力的第一透鏡組，具有負(fù)屈光力的第二透鏡組，具有正屈光力的第三透鏡組，和 第四透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組 和第四透鏡組分別沿光軸移動；第一透鏡組包括一個負(fù)透鏡和一個正透鏡；第三透鏡組沿 光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第3a透鏡組、光圈和具有正屈光力的第3b 透鏡組；第3b透鏡組包括至少一個負(fù)透鏡構(gòu)件；以及滿足下述表達(dá)式的條件：
[0024] f3a/f4|<l. 00
[0025] 0. 700<(-f3bn)/f3a<l. 500
[0026] 其中，f3a表示第3a透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距，以及f3bn表示第 3b透鏡組內(nèi)最像側(cè)的負(fù)透鏡構(gòu)件的焦距。
[0027] 此外，與本發(fā)明的第八方面有關(guān)的成像裝置配備有與本發(fā)明的第七方面有關(guān)的變 倍光學(xué)系統(tǒng)。
[0028] 此外，與本發(fā)明的第九方面有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法是一種用于制造變倍 光學(xué)系統(tǒng)的方法，該變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括具有正屈光力的第一透 鏡組，具有負(fù)屈光力的第二透鏡組，具有正屈光力的第三透鏡組，和第四透鏡組；該方法包 括：構(gòu)造成使得在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距 離改變，第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離改變，以及第三透鏡組和第四透鏡組之間的 距離改變；布置第三透鏡組，以沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第3a透鏡 組、光圈和具有正屈光力的第3b透鏡組；構(gòu)造成使得第3b透鏡組內(nèi)具有負(fù)屈光力的透鏡組 被用作減振透鏡組，并且被移動，使得包括在正交于光軸的方向中的分量，由此當(dāng)圖像模糊 發(fā)生時，執(zhí)行像平面校正；以及構(gòu)造成滿足下述表達(dá)式的條件：
[0029] f3b/f4|<2. 00
[0030] fvr/f4I<1. 00
[0031] 其中，f3b表示第3b透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距，以及fvr表示減振 透鏡組的焦距。
[0032] 此外，與本發(fā)明的第十方面有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法是一種用于制造變倍 光學(xué)系統(tǒng)的方法，該變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第一透 鏡組，具有負(fù)屈光力的第二透鏡組，具有正屈光力的第三透鏡組，和第四透鏡組；該方法包 括：構(gòu)造成使得在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距 離改變，第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離改變，以及第三透鏡組和第四透鏡組之間的 距離改變；布置第三透鏡組，以沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第3a透鏡 組、光圈和具有正屈光力的第3b透鏡組；構(gòu)造成使得第3b透鏡組內(nèi)具有負(fù)屈光力的透鏡組 被用作減振透鏡組，并且被移動，使得包括在正交于光軸的方向中的分量，由此當(dāng)圖像模糊 發(fā)生時，執(zhí)行像平面校正；以及構(gòu)造成滿足下述表達(dá)式的條件：
[0033] f3a/f4 | <0. 53
[0034] fvr/f4I<1. 00
[0035] 其中，f3a表示第3a透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距，以及fvr表示減振 透鏡組的焦距。
[0036] 此外，與本發(fā)明的第十一方面有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法是一種用于制造變 倍光學(xué)系統(tǒng)的方法，該變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第一 透鏡組，具有負(fù)屈光力的第二透鏡組，具有正屈光力的第三透鏡組，和第四透鏡組；該方法 包括：構(gòu)造成使得在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組、第二透鏡組、第三透 鏡組和第四透鏡組分別沿光軸移動；布置第一透鏡組，以包括一個負(fù)透鏡和一個正透鏡； 布置第三透鏡組，以沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第3a透鏡組、光圈和 具有正屈光力的第3b透鏡組；以及構(gòu)造成滿足下述表達(dá)式的條件：
[0037] f3a/f4 | <0. 540
[0038] 其中，f3a表示第3a透鏡組的焦距，以及f4表示第四透鏡組的焦距。
[0039] 此外，與本發(fā)明的第十二方面有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法是一種用于制造變 倍光學(xué)系統(tǒng)的方法，該變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第一 透鏡組，具有負(fù)屈光力的第二透鏡組，具有正屈光力的第三透鏡組，和第四透鏡組；該方法 包括：構(gòu)造成使得在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組、第二透鏡組、第三透 鏡組和第四透鏡組分別沿光軸移動；布置第一透鏡組，以包括一個負(fù)透鏡和一個正透鏡； 布置第三透鏡組，以沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第3a透鏡組、光圈和 具有正屈光力的第3b透鏡組；布置第3b透鏡組，以包括至少一個負(fù)透鏡構(gòu)件；以及構(gòu)造成 滿足下述表達(dá)式的條件：
[0040] f3a/f4|<l. 00
[0041] 0. 700<(-f3bn)/f3a<l. 500
[0042] 其中，f3a表示第3a透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距，以及f3bn表示第 3b透鏡組內(nèi)最像側(cè)的負(fù)透鏡構(gòu)件的焦距。
[0043] 有益效果
[0044] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種小型且高性能變倍光學(xué)系統(tǒng)，能實現(xiàn)小的像差變化，并且即 使在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中也能獲得足夠亮度、配備有該變倍光學(xué)系統(tǒng)的成像裝置和該變倍光學(xué)系 統(tǒng)的制造方法。
【附圖說明】
[0045] 圖1是示出與根據(jù)本發(fā)明的第一至第四實施例共用的第一實例有關(guān)的變倍光學(xué) 系統(tǒng)的構(gòu)造的視圖。
[0046] 圖2A示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在廣角端狀態(tài)中，與第一實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的 像差的圖，以及圖2B示出在廣角端狀態(tài)中，執(zhí)行圖像模糊的校正時的子午橫像差的圖。
[0047] 圖3示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在中間焦距狀態(tài)中，與第一實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng) 的像差的圖。
[0048] 圖4A示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，與第一實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的 像差的圖，以及圖4B示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中執(zhí)行圖像模糊的校正時的子午橫像差的圖。
[0049] 圖5是示出與根據(jù)本發(fā)明的第一至第四實施例共用的第二實例有關(guān)的變倍光學(xué) 系統(tǒng)的構(gòu)造的圖。
[0050] 圖6A示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在廣角端狀態(tài)中，與第二實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的 像差的圖，以及圖6B示出在廣角端狀態(tài)中，執(zhí)行圖像模糊的校正時的子午橫像差的圖。
[0051] 圖7示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在中間焦距狀態(tài)中，與第二實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng) 的像差的圖。
[0052] 圖8A示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，與第二實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的 像差的圖，以及圖8B示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，執(zhí)行圖像模糊的校正時的子午橫像差的圖。
[0053] 圖9是示出與根據(jù)本發(fā)明的第一至第四實施例共用的第三實例有關(guān)的變倍光學(xué) 系統(tǒng)的構(gòu)造的圖。
[0054] 圖10A示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在廣角端狀態(tài)中，與第三實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng) 的像差的圖，以及圖10B示出在廣角端狀態(tài)中，執(zhí)行圖像模糊的校正時的子午橫像差的圖。
[0055] 圖11示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在中間焦距狀態(tài)中，與第三實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng) 的像差的圖。
[0056] 圖12A示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，與第三實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng) 的像差的圖，以及圖12B示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，執(zhí)行圖像模糊的校正時的子午橫像差的圖。
[0057] 圖13是示出與根據(jù)本發(fā)明的第一至第四實施例共用的第四實例有關(guān)的變倍光學(xué) 系統(tǒng)的構(gòu)造的圖。
[0058] 圖14A示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在廣角端狀態(tài)中，與第四實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng) 的像差的圖，以及圖14B示出在廣角端狀態(tài)中，執(zhí)行圖像模糊的校正時的子午橫像差的圖。
[0059] 圖15示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在中間焦距狀態(tài)中，與第四實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng) 的像差的圖。
[0060] 圖16A示出在聚焦無限遠(yuǎn)時，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，與第四實例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng) 的像差的圖，以及圖16B示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中，執(zhí)行圖像模糊的校正時的子午橫像差的圖。
[0061]圖17A和圖17B是示出配備與本發(fā)明的第一至第四實施例有關(guān)的變倍光學(xué)系統(tǒng)的 電子靜態(tài)相機的示意圖。
[0062] 圖18是沿線18-18的圖17A的剖視圖。
[0063]圖19是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法的視 圖。
[0064]圖20是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法的視 圖。
[0065]圖21是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法的視 圖。
[0066]圖22是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)的制造方法的視 圖。
【具體實施方式】
[0067] 在下文中，說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)、成像裝置和該變倍光 學(xué)系統(tǒng)的制造方法。
[0068] 首先，說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例 的變倍光學(xué)系統(tǒng)沿光軸，按從物體側(cè)的順序，包括：具有正屈光力的第一透鏡組、具有負(fù)屈 光力的第二透鏡組、具有正屈光力的第三透鏡組，以及第四透鏡組；當(dāng)從廣角端狀態(tài)變焦到 遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變，第二透鏡組和第三透鏡組之間 的距離改變，以及第三透鏡組和第四透鏡組之間的距離改變。通過該構(gòu)造，可以實現(xiàn)能變焦 的光學(xué)系統(tǒng)并且能通過抑制與變焦相關(guān)聯(lián)的場曲的變化，實現(xiàn)高光學(xué)性能。
[0069] 此外，基于這種構(gòu)造，在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)中，第三透鏡組 沿光軸按從物體側(cè)的順序，包括具有正屈光力的第3a透鏡組、光圈和具有正屈光力的第3b透鏡組，并且在第3b透鏡組內(nèi)具有負(fù)屈光力的透鏡組被用作減振透鏡組，并且被移動，使 得包括正交于光軸的方向中的分量，由此當(dāng)圖像模糊發(fā)生時，執(zhí)行像平面校正，即減振。通 過該構(gòu)造，在像平面校正時，可以良好地校正彗差。
[0070] 此外，基于這種構(gòu)造，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的變倍光學(xué)系統(tǒng)能通過滿足下述 條件式（1)和（2)，實現(xiàn)小型化和增強性能：
[0071] (1) |f3b/f4|<2. 00
[0072] (2) |fvr/f4|<l. 00
[0073] 其中，f3b表示第3b透鏡組的焦距，f4表示第四透鏡組的焦距，以及fvr表示減振 透鏡組的焦距。
[0074] 條件式（1)定義第3b透鏡組和第四透鏡組的焦距。通過滿足條件式（1)，可以實 現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)。
[0075] 當(dāng)|f3b/f4|的值等于或超過條件式（1)的上限值時，第四透鏡組的焦距變短，由 此難以校正彗差和場曲。同時，為了確保獲得本申請的有益效果，優(yōu)選將條件式（1)的上限 值設(shè)定為1. 30。此外，為了更確保獲得本申請的有益效果，優(yōu)選將條件式（1)的上限值設(shè)定 為 1. 00〇
[0076] 此外，為了確保獲得本申請的有益效果，優(yōu)選條件式⑴進(jìn)一步滿足條件： 0. 10〈|f3b/f4|。當(dāng)|f3b/f4|的值等于或低于條件式（1)的下限值時，第3b透鏡組的焦距 變短，由此難以校正球面像差。同時，為了更確保獲得本申請的有益效果，優(yōu)選將條件式（1) 的下限值設(shè)定為〇.30。此外，為了更確保獲得本申請的有益效果，優(yōu)選將條件式（1)的下限 值設(shè)定為〇.40。
[0077] 條件式（2)定義減振透鏡組和第四透鏡組的焦距。通過滿足條件式（2)，在實施減 振時，可以保持良好光學(xué)性能。
[0078] 當(dāng)|f3b/f4 |的值等于或超過條件式（2)的上限值時，用于減振的透鏡的移動量增 加，使得減振透鏡組的大小增加，并且難以控制減振透鏡組。此外，不可能良好地校正場曲。