专利名称：变焦镜头和具有变焦镜头的照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变焦镜头，所述变焦镜头适合于用于诸如数字静物照相机之类 的照相机的图像拾取光学系统。
背景技术：
随着使用固态图像拾取元件的照相机(数字照相机)的性能增加，对于图像拾取 光学系统要求具有高变焦比的小型(compact)变焦镜头。为了减小照相机的尺寸并增大变焦镜头的变焦比，所谓的可回缩变焦镜头被广 泛使用，在所述可回缩变焦镜头中，透镜单元被设置为在非图像拾取状态中比在图像拾 取状态中更相互接近以被回缩到照相机体中。并且，美国专利No.6333823和日本专利公开No.2004-102090公开了弯曲型变焦 镜头，在所述弯曲型变焦镜头中，使用诸如包含反射表面的棱镜的光学元件来使其光路 弯曲90°，以减小照相机的厚度(以下称为“照相机厚度”)。并且，美国专利Νο.7426085公开了这样的变焦镜头在所述变焦镜头中，设 置为比诸如棱镜的反射单元更接近物体的透镜单元被回缩到通过反射单元的移动所形成 的空间中。这种与可回缩变焦镜头和弯曲型变焦镜头的组合对应的变焦镜头以下被称为 “可回缩弯曲型变焦镜头”。虽然可回缩弯曲型变焦镜头能够显著减小照相机厚度并显著增大变焦比，但 是，其光学系统的设计应考虑使得能够退缩反射单元并移动(回缩)被设置为比反射单元 更接近物体的透镜单元(所述透镜单元以下被称为“物侧透镜单元”)的机构。但是， 美国专利Νο.7426085中公开的光学系统(在所述光学系统中，被设置为最接近物体的第 一透镜单元在变焦期间在大的可移动范围中移动)在这种机构中是不利的，使得所述光 学系统不具有用于实现照相机厚度的减小和变焦比的增大的现实配置。具体而言，为了使得能够退缩反射单元并回缩物侧透镜单元，必须在移动物侧 透镜单元的凸轮镜筒(cambarrel)上形成大的开口。在凸轮镜筒上形成这种大的开口减小 了凸轮镜筒的可旋转角度，这导致将第一透镜单元的可移动范围减小到仅使其能够从图 像拾取状态移动到回缩状态的范围。为了使得能够在变焦期间移动第一透镜单元，如美 国专利Νο.7426085中公开的那样，必须对变焦镜头的尺寸(厚度)、变焦比和图像形成性 能的要求中的至少一种进行折衷。
发明内容
本发明提供一种可回缩弯曲型变焦镜头，所述可回缩弯曲型变焦镜头能够提供 高的变焦比和减小的厚度，并能够以容易配置的机构回缩到照相机体中。本发明作为其一个方面提供一种变焦镜头，所述变焦镜头从物侧到像侧依次包 含具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；包含使光路弯曲的 反射表面的棱镜；以及包含多个透镜单元并且总体上具有正折光力的后透镜组。第一透镜单元和第二透镜单元可回缩到通过在与第一透镜单元的光轴正交的方向上移动棱镜形 成的空间中，并且，在变焦期间，第二透镜单元和后透镜组中的多个透镜单元被移动， 而第一透镜单元和棱镜被固定。
图1是作为本发明实施例1的变焦镜头的截面图。图2A和图2B示出实施例1的变焦镜头的像差图。图3是作为本发明实施例2的变焦镜头的截面图。图4A和图4B示出实施例2的变焦镜头的像差图。图5是作为本发明实施例3的变焦镜头的截面图。图6A和图6B示出实施例3的变焦镜头的像差图。图7是作为本发明实施例4的变焦镜头的截面图。图8A和图8B示出实施例4的变焦镜头的像差图。图9是作为本发明实施例5的变焦镜头的截面图。图IOA和图IOB示出实施例5的变焦镜头的像差图。图IlA和图IlB是使用各实施例的变焦镜头的数字静物照相机的示意图。
具体实施例方式以下将参照附图描述本发明的示例性实施例。首先将描述本发明的实施例的变 焦镜头的共同概况。图IlA和图IlB是使用下述实施例中的每一个的变焦镜头的数字静物照相机的 示意图。图IlA示出照相机的图像拾取状态，图IlB示出其回缩状态。在图IlA和IlB中，附图标记Ll表示具有正折光力的第一透镜单元。光焦度 由焦距的倒数表达。附图标记L2表示具有负折光力的第二透镜单元。附图标记PR表 示包含使光路弯曲的反射表面的棱镜。附图标记LR表示包含其间的距离在变焦期间改变 的多个透镜单元的后透镜组。后透镜组LR总体上具有正折光力。附图标记IS表示接收 通过变焦镜头形成的物体图像(光学图像)的诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态图 像拾取元件(光电转换元件)。当照相机从图IlA所示的图像拾取状态变为图IlB所示的回缩状态时，棱镜PR 沿与第一透镜单元Ll的光轴正交的方向移动，并且，第一透镜单元Ll和第二透镜单元 L2回缩到通过棱镜PR的移动(退缩)所形成的空间中。采用这种可回缩弯曲型变焦镜 头实现了照相机的厚度(以下称为“照相机厚度”)的减小。在变焦期间，虽然第一透镜单元Ll和棱镜PR被固定(不移动)，但第二透镜单 元L2和后透镜组LR中的多个透镜单元移动。这种配置使得能够通过第二透镜单元L2 和后透镜组LR来增大变焦比，这样，即使第一透镜单元Ll在变焦期间被固定，也可实 现高的变焦比。如上所述，为了使得能够退缩棱镜PR并回缩第一透镜单元Ll和第二透镜单元 L2，必须在凸轮镜筒上形成用于退缩棱镜PR的大开口。这种开口使得难以形成用于在 变焦期间移动第一透镜单元Ll的凸轮沟槽。因此，实施例中的每一个移动第二透镜单元L2，而不是移动第一透镜单元Li。由于第二透镜单元L2与第一透镜单元Ll相比是小型 的且轻的透镜单元，因此可以在第二透镜单元L2周围布置由诸如步进马达的小型驱动源 和导螺杆(leadscrew)构成的驱动机构。因此，即使不采用由凸轮镜筒构成的驱动机构， 也可移动第二透镜单元L2。这种配置使得能够用容易配置的机构来实现可回缩弯曲型变焦镜头。下面，将描述实施例中的每一个的变焦镜头的优选条件。优选变焦镜头满足以下的条件，这里，f2表示第二透镜单元L2的焦距，fw和ft 分别表示整个变焦镜头的在广角端的焦距和在望远端的焦距
权利要求
1.一种变焦镜头，所述变焦镜头从物侧到像侧依次包含 具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；包含使光路弯曲的反射表面的棱镜；和包含多个透镜单元并且总体上具有正折光力的后透镜组，其中，第一透镜单元和第二透镜单元能回缩到通过在与第一透镜单元的光轴正交的 方向上移动棱镜形成的空间中，以及其中，在变焦期间，第二透镜单元和后透镜组中的多个透镜单元被移动，而第一透 镜单元和棱镜被固定。
2.根据权利要求1的变焦镜头，其中，满足以下的条件 1.5 < I V ( \ν · ft) /f2| < 5.0这里，f2表示第二透镜单元的焦距，fw和ft分别表示整个变焦镜头的广角端的焦距 和望远端的焦距。
3.根据权利要求1或2的变焦镜头，其中，满足以下的条件 0.2 < Zr/Z < 0.8这里，&表示后透镜组的可变倍率，Z表示整个变焦镜头的可变倍率。
4.根据权利要求1至3中任一项的变焦镜头，其中，第二透镜单元包含负透镜元件，以及其中，满足以下的条件 1.84 < N2max < 2.40这里，N2maX表示形成在第二透镜单元中的负透镜元件之中具有最大折光力的负透 镜元件的材料的对于d线的折射率。
5.根据权利要求1至4中任一项的变焦镜头，其中，满足以下的条件 0.4 < V (fw · ft) /fl < 1.2这里，fl表示第一透镜单元的焦距，fw和ft分别表示整个变焦镜头的广角端的焦距 和望远端的焦距。
6.根据权利要求1至5中任一项的变焦镜头，其中，第二透镜单元仅包含一个正透镜 元件，以及其中，满足以下的条件 1.84 < N2p < 2.30 5 < vp < 24这里，N2p和V2p分别表示形成所述一个正透镜元件的材料的对于d线的折射率和所 述材料的阿贝常数。
7.根据权利要求1至6中任一项的变焦镜头，其中，满足以下的条件 0.4 < (T1+T2)/ V ( \ν · ft) < 1.3这里，Tl和T2分别表示第一透镜单元和第二透镜单元的光轴上的厚度，并且，彻 和ft分别表示整个变焦镜头的广角端的焦距和望远端的焦距。
8.根据权利要求1至7中任一项的变焦镜头，其中，在从广角端向望远端的变焦期 间，除了第一透镜单元和棱镜以外的所有透镜单元被移动。
9. 一种照相机，包括根据权利要求1至8中任一项的变焦镜头；和 接收由变焦镜头形成的光学图像的光电转换元件。
全文摘要
变焦镜头是能够提供高变焦比和减小的厚度、并能够以容易配置的机构回缩到照相机体中的可回缩弯曲型变焦镜头。变焦镜头从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；包含反射表面的棱镜；和包含多个透镜单元并且总体上具有正折光力的后透镜组。第一透镜单元和第二透镜单元可回缩到通过在与第一透镜单元的光轴正交的方向上移动棱镜形成的空间中，并且，在变焦期间，第二透镜单元和后透镜组中的多个透镜单元被移动，而第一透镜单元和棱镜被固定。
文档编号G02B15/163GK102016684SQ20098011455
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月20日 优先权日2008年4月28日
发明者和田健 申请人:佳能株式会社