专利名称：高倍率变焦镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于35mm照相机、摄像机、电子静态相机等的变焦比大至10倍以上、 广角端的视角为75度以上、且小型化的高倍率变焦镜头。
背景技术：
以往，作为变焦镜头的聚焦方式，公知的有使最为靠近物侧的透镜组伸出进行聚焦的前镜聚焦方式。这种前镜聚焦方式的变焦镜头若应用为自动聚焦变焦镜头，则不得不向光轴方向移动又大又重的前端镜头，因此具有难以实现迅速聚焦的问题。为解决上述问题，公知的有移动第二透镜组之后的透镜组的内聚焦方式或后聚焦方式。这种内聚焦方式或后聚焦方式一般可以使聚焦透镜组构成为小口径且轻量，而且可使得用于驱动自动聚焦机构的马达的负担变小，且能够实现迅速聚焦的自动聚焦变焦镜头。另一方面，高倍率变焦镜头存在以下问题，即在处于望远端时根据摄影者而容易发生手抖。为避免因这种手抖引起的摄影劣化，提出各种通过将光学系统的一部分沿大致垂直于光轴的方向移动，使受光体上的成像在受光体上产生位移，以消除手抖引起的成像模糊的方法。为了避免损害高倍率变焦镜头的便利性，强烈要求将高倍率变焦镜头形成为小型化。特别是，最近具有即时预览功能的数码单镜头反光照相机具备根据对比度AF(即摆动(wobbling))而执行合焦动作的功能。因此，若聚焦组的重量大，则具有以下问题，即移动聚焦组的传动机构变大，使得系统大型化，从而对聚焦组的轻量化期望很强。现有技术的高倍率变焦镜头，提出这样一种高倍率变焦镜头，即该高倍率变焦镜头具有依次配置的分别为正屈光力、负屈光力、正屈光力、正屈光力的透镜组，以用于变焦， 且当安装于使用APS-C尺寸的图像传感器的透镜可互换式数字单镜头反光照相机时，可实现35mm胶片单镜头相机的相当于^mm的76度左右的视角，且7倍左右的变焦比，且具有与透镜可互换式单镜头反光照相机同等的后焦距，而且紧凑并具高性能(例如，参照专利文献1)。其他的现有技术的高倍率变焦镜头，提出这样一种高倍率防振变焦镜头，即该高倍率变焦镜头具有依次配置的分别为正负负正负正的屈光力的透镜组或分别为正负负正正的透镜组，且是以第三透镜组进行聚焦，以第五透镜组执行防振的照相用透镜，并具有变焦比约为12倍的超高倍率，同时对于近距离物体可进行内聚焦，而且在具备防振功能的同时还具有良好的性能(例如，参照专利文献2)。而且，其他现有技术的高倍率变焦镜头，提出这样一种高倍率变焦镜头，即该高倍率变焦镜头具有依次配置的分别为正负正负正的屈光力的透镜组，具体说，从物侧依次至少具有正的第一透镜组G1、负的第二透镜组G2、正的第三透镜组G3、负的第四透镜组G4、正的第五透镜组G5，在从广角端变换到望远端期间，通过扩大第一透镜组Gl与第二透镜组G2CN 102262288 A
说明书
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之间的间隔、缩小第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的间隔、扩大第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的间隔、缩小第四透镜组G4与第五透镜组G5之间的间隔，以进行变焦，由此变焦比达到10倍程度左右(例如，参照专利文献3)。并且，其他现有技术的高倍率变焦镜头，提出这样一种方法，S卩，从物侧依次具有正屈光力的第一透镜组、负屈光力的第二透镜组、正屈光力的第三透镜组以及正屈光力的第四透镜组，这四个透镜组，并通过增加该第一透镜组与第二透镜组之间的间隔来执行从广角端至望远端的变焦，且通过在光轴上移动该第三透镜组来对伴随变焦而产生的像面变动进行补偿，并且通过沿与光轴方向垂直的方向移动该第二透镜组的同时，将该第二透镜组的内部或附近的光轴上的一点作为旋转中心而使该第二透镜组进行微小的旋转，由此对摄影画面的抖动进行补偿，而且在正变焦镜头中，将作为主变焦组的负的第二透镜组作为防振透镜组，使该负的第二透镜组沿垂直于光轴的方向移动(例如，参照专利文献4)。并且，其他现有技术的高倍率变焦镜头，提出这样一种小型的变焦镜头，即构成为分割第二透镜组，且将不是聚焦组的第二 a透镜组作为防振透镜组，并且聚焦时不会极大地增加聚焦组的移动量(例如，参照专利文献幻。这种高倍率变焦镜头，从长共轭侧依次具有正屈光力的第一透镜组、负屈光力的第二透镜组、由多个或一个透镜组构成为整体的正屈光力的后续组，且该高倍率变焦镜头为这样一种变焦镜头，即，从广角端变焦至望远端时，前述第一透镜组和第二透镜组的间隔增大，前述第二透镜组和前述后续组之间的间隔变小的变焦镜头，前述第二透镜组具有负屈光力的第二 a透镜组和配置在相对该第二 a透镜组更短的共轭侧的负屈光力的第二 b透镜组，通过该第二 b透镜组执行聚焦的同时，在广角端的焦距、望远端的焦距、前述第二 a透镜组的焦距之间赋予特定的条件。一方面，作为聚焦期间的像放大倍率变化小的现有技术的高倍率变焦镜头，提出这样一种结构，即从物侧依次配备具有正屈光力的第一透镜组、具有负的屈光力的第二透镜组、后续的至少两个透镜组，并且在放大时，全部的透镜组沿光轴方向移动，以谋求各透镜组的间隔变化，在聚焦时，从像侧起第二个透镜组沿光轴方向移动(例如，参照专利文献 6的实施方式7)。该高倍率变焦镜头，提供实现10倍的变焦比的同时，聚焦组和防振组小型化的变焦镜头。现有技术文献专利文献专利文献1特开2005-331697号专利文献2特开平2003-3^933号专利文献3特开平10-0133109号专利文献4特开平05-023M10号专利文献5特开2000-(^8923号专利文献6特开2009-265652号专利文献1所公开的高倍率变焦镜头中，将第二透镜组作为聚焦组，并由5块透镜构成该第二透镜组，因此重量较重，且由于像放大倍率变化大，因此不利于对比度AF(对比度自动聚焦)。专利文献2所公开的高倍率变焦镜头中，以第三透镜组的2块透镜构成聚焦组，以谋求聚焦组的轻量化，但仍具有IOg左右的重量，因此并不能认为充分地进行了轻量化。而且，通过将第五透镜组作为防振组，以谋求轻量化，但没有实现充分的轻量化。提高包括补偿像差等的光学性能也比较困难。专利文献3所公开的高倍率变焦镜头中，以第三透镜组的3块透镜构成聚焦组，但重量达到IOg以上，无法应用于对比度AF。而且，无法认为是紧凑的高倍率变焦镜头。专利文献4所公开的高倍率变焦镜头中，负的第二透镜组适于用作在偏心时减小慧差发生的防振组。但是，由于高倍率变焦镜头的第二透镜组需要4块以上的透镜组，因此难以实现防振机构的小型化。专利文献5所公开的高倍率变焦镜头中，为了在广角端得到摄影画面周边的光， 不得不增大第二 a透镜组的口径，因此难以实现防振机构的小型化。专利文献6所公开的高倍率变焦镜头(实施方式7)中，将作为负的第三透镜组的 2块透镜作为防振组，因此虽然使防振组的重量实现轻量化，但由于在相比光阑靠近物侧的透镜组用于进行手抖补偿，因此难以抑制手抖补偿时像散变化，难以认为手抖补偿时的光学性能优秀。而且，滤镜的口径大的同时，以正负负正负负的6组放大镜构成，因此难以实现镜筒的紧凑化。
发明内容
本发明是有鉴于前述现有技术的高倍率变焦镜头的上述问题而提出的，其目的在于提供一种高倍率变焦镜头，以实现整体轻量化，尤其实现聚焦组的透镜系统的轻量化，从而使聚焦驱动系统的负担变小的同时，使防振透镜系统实现小口径及轻量化，以减小防振驱动系统的负担，从而实现防振驱动系统的小型化。本发明的目的还在于提供一种像差补偿等光学性能优良，且聚焦期间的像放大倍率变化小、高性能且使用方便的高倍率变焦镜头。为了达到目的，本发明的高倍率变焦镜头的特征在于，从物侧依次包括正屈光力的第一透镜组G1、负屈光力的第二透镜组G2、正屈光力的第三透镜组G3、负屈光力的第四透镜组G4、正屈光力或负屈光力的第五透镜组G5，并且在所述第四透镜组G4进行聚焦而变焦时，所述第三透镜组G3和第五透镜组G5在同一个凸轮上移动。根据如上构成的本发明的高倍率变焦镜头，可实现整体的轻量化，尤其可实现聚焦组的透镜系统的轻量化，从而能够使聚焦驱动系统的负担变小的同时，能够使防振透镜系统实现小口径及轻量化，以减小防振驱动系统的负担，从而能够实现防振驱动系统的小型化。而且，根据本发明的高倍率变焦镜头，像差补偿等光学性能优良、且聚焦期间的像放大倍率变化小、高性能且使用方便、能够形成像差小的鲜明的成像。以下，对于本发明的实施方式进行说明。实施方式中的高倍率变焦镜头，从物侧依次包括正屈光力的第一透镜组G1、负屈光力的第二透镜组G2、正屈光力的第三透镜组G3、负屈光力的第四透镜组G4、第五透镜组 G5。在从广角端变焦至望远端期间，各个透镜组之间的间隔变化的同时，与位于广角端相比，每个透镜组在望远端更靠近物侧。通过采用这种变焦配置，尽管广角端的视角达到75° 以上，且变焦比达到10倍以上，但处于广角端状变焦镜头仍可以紧凑。而且，第三透镜组G3与第四透镜组G4的间隔在中间变焦位置中最宽。通过采用
5这种变焦配置，能够良好地补偿中间变焦位置中的像面弯曲。而且，在进行从无限远端至近距离物侧的聚焦时，通过朝像侧移动第四透镜组G4 而进行聚焦。通过将位于正屈光力的第三透镜组G3的像侧的负屈光力的第四透镜组G4作为聚焦组，容易使聚焦组的透镜外径变小。在进行变焦期间，第三透镜组G3和第五透镜组G5在同一个凸轮上移动。通过使第三透镜组G3和第五透镜组G5的移动量相等，能够使第三透镜组G3和第五透镜组G5形成一体结构。根据这种一体结构，可简化凸轮结构，因此可使镜筒最大口径减小。并且，可将在进行变焦期间所发生的第三透镜组G3和第五透镜组G5的相对偏心限制为更小，从而可尽可能地防止由于制造误差而产生的光学性能劣化。第三透镜组G3从物侧开始依次分为正屈光力的第三A透镜组G3A、正屈光力的第三B透镜组G3B、紧接着设置的第三C透镜组G3C，并通过朝垂直于光轴的方向移动第三B 透镜组G3B，由此补偿发生手抖时的成像位置。通过将位于正屈光力的第三A透镜组G3A的像侧的第三B透镜组G!3B作为防振组，由此能够限制防振组的透镜外径变大。第三B透镜组G3B由从物侧依次由正透镜及负透镜接合而成的复合透镜构成。根据这种构成，能够达到轻量化，且能够对手抖补偿时的色像差变化进行良好的补偿。而且，第三B透镜组G!3B的最为靠近物侧的面由非球面构成。根据这种构成，能够对手抖补偿时的球面像差变化及慧差变化进行良好的补偿。本发明的实施方式的特征在于，尤其将正透镜配置在所述第三透镜组G3的最为靠近物侧处，所述正透镜的至少一面为非球面。根据这种构成，能够对主要在望远端的第一透镜组Gl和第二透镜组G2所发生的球面像差及慧差变化进行良好的补偿。
图1为本发明第一实施方式的变焦镜头的截面图；图加为本发明第一实施方式的在广角端变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图2b为本发明第一实施方式的在广角端变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图3a为本发明第一实施方式的在中间变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图北为本发明第一实施方式的在中间变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图如为本发明第一实施方式的在望远端变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图4b为本发明第一实施方式的在望远端变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图5为本发明第二实施方式的变焦镜头的截面图；图6a为本发明第二实施方式的在广角端变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图6b为本发明第二实施方式的在广角端变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图7a为本发明第二实施方式的在中间变焦位置的无限远合焦状态的各像差图7b为本发明第二实施方式的在中间变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图为本发明第二实施方式的在望远端变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图8b为本发明第二实施方式的在望远端变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图9为本发明第三实施方式的变焦镜头的截面图；图IOa为本发明第三实施方式的在广角端变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图IOb为本发明第三实施方式的在广角端变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图Ila为本发明第三实施方式的在中间变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图lib为本发明第三实施方式的在中间变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图1 为本发明第三实施方式的在望远端变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图12b为本发明第三实施方式的在望远端变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图13为本发明第四实施方式的变焦镜头的截面图；图1 为本发明第四实施方式的在广角端变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图14b为本发明第四实施方式的在广角端变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图1 为本发明第四实施方式的在中间变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图1 为本发明第四实施方式的在中间变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；图16a为本发明第四实施方式的在望远端变焦位置的无限远合焦状态的各像差图；图16b为本发明第四实施方式的在望远端变焦位置的近距离合焦状态的各像差图；主要符号说明G1为第一透镜组，G2为第二透镜组，G3为第三透镜组，G4为第四透镜组，G5为第五透镜组，G3A为第三A透镜组，G3B为第三B透镜组，G3C为第三C透镜组， W为广角端状态，M为中间焦距状态，T为望远端状态，S为孔径光阑，IP为像面，FNo为光圈数(f-number)，Y为像高，d为d线，g为g线，dS为d线的弧矢(sagittal)像面，dM为d 线的子午(meridional)像面。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。在各实施方式中，将光轴定义为X，将垂直于光轴方向的离光轴的距离定义为H， 将近轴曲率半径定义为r，将圆锥系数定义为k，将η阶非球面系数定义为An时，非球面可用下式表示。数学式1
(第一实施方式)第一实施方式的高倍率变焦镜头，从物侧依次包括正屈光力的第一透镜组Gl、 负屈光力的第二透镜组G2、正屈光力的第三透镜组G3、负屈光力的第四透镜组G4、正屈光力的第五透镜组G5。第一透镜组Gl从物侧依次包括由凸面朝向物侧的负弯月透镜Ll和双凸透镜L2 接合而成的复合透镜、以及凸面朝向物侧的正弯月透镜L3。第二透镜组G2从物侧依次包括凸面朝向物侧的负弯月透镜L4、双凹透镜L5、双凸透镜L6、凸面朝向像侧的负弯月透镜L7。第二透镜组G2的位于最为靠近物侧的负弯月透镜L4为物侧玻璃透镜表面设置树脂层并以非球面形成的复合非球面透镜。孔径光阑配置于所述第三透镜组G3的物侧。由于孔径光阑被配置在相对第三透镜组G3更加靠近物侧处，因此容易减小前端透镜的口径。第三透镜组G3从物侧依次包括双凸透镜L8、凸面朝向物侧的负弯月透镜L9、双凸透镜LlO和凸面朝向像侧的负弯月透镜Lll接合而成的复合透镜、凸面朝向物侧的负弯月透镜L12和双凸透镜L13接合而成的复合透镜。第三透镜组G3的最为靠近物侧的双凸透镜L8为物侧表面及像侧表面采用非球面形状的玻璃模制非球面透镜。而且，双凸透镜LlO为物侧表面采用非球面形状的玻璃模制非球面透镜。通过使双凸透镜LlO和负弯月透镜Lll接合而成的复合透镜沿相对光轴垂直的方向移动，对发生手抖时的成像位置进行补偿。第四透镜组G4从物侧依次包括凸面朝向像侧的正弯月透镜L14、双凹透镜L15。 第四透镜组G4的位于最为靠近像侧处的双凹透镜L15为像侧表面采用非球面形状的复合非球面透镜。第五透镜组G5从物侧依次包括双凸透镜L16、凸面朝向像侧的负弯月透镜L17。第一实施方式的数值数据如下。f = 18. 4671 193. 7966FNo. = 3. 58 6. 472 ω = 78. 47 8. 20第一实施方式的曲率半径r、厚度(间隔)d、折射率nd、阿贝数vd如下所示。带* 号的曲率半径代表非球面。其中，f的单位为mm，2 ω的单位为。(度)，r的单位为mm，d 的单位为mm。
表面号 6 16 17 20 29
第-
表面号rdndvd物平面OO(d0)1140.62861.50001.9036631.31272.77787.20291.4970081.613-395.71780.2000461.53065.55711.6180063.395221.7716(d5)6*90.62660.20001.5146049.96760.62661.20001.9036631.31813.82087.57499-21.74850.90001.8348142.7210240.93390.20001 152.2 2903 56181.9228620.881 2-28.39411.524513-17.83900.80001.8348142.7214-33.0000(d14)15 (光阑)OO1.00001 6*1 8.4 7824.03531.6188163.851 7*-48.56510.71671841.88350.90001.7725049.62192 2.87732.912520*33.28733.30001.5920167.0221-25.52420.80001.8466623.7322-41.32250.526023265.57130.80001.9036631.31241 4.7 7454.42191.5174252.1525-21.3443(d25)26-1799.6857 2.20001.7282528.3227-20.26920.70001.6968055.46281 6.85990.25001.5146049.9629*18.1394(d29)3024.69244.72781.4874970.4431-34.73320.581832-25.17271.00001.8348142.7233-195.8334(BF)-实施方式的非球面的系数:如下。k A4A6AS0. 0000 2.00246E-05-4. 07575E-OS1.3510SE-10-1.6765 1.73663E-05-1. 78587E-091.555 65E-090. 0000 4.00586E-05-8.57830E-082.49011E-090. 0000 -1.59299E-054. 84995E-|OS-1.3(—)6(—)5E-090. 0000 -2.10416E-051. 08897E-07一 6.52540E—09
AlO
2.54007E-13 5.28154E-12 -1.89S72E-13 9.03492E-12 5. 29800E-11
第一实施方式的无限远合焦时的可变间隔的值如下。
9
权利要求
1.一种高倍率变焦镜头，其特征在于，从物侧依次包括正屈光力的第一透镜组、负屈光力的第二透镜组、正屈光力的第三透镜组、负屈光力的第四透镜组、正屈光力或负屈光力的第五透镜组，在所述第四透镜组进行聚焦而变焦时，所述第三透镜组和第五透镜组在同一个凸轮上移动。
2.根据权利要求1所述的高倍率变焦镜头，其特征在于，在所述第三透镜组的最为靠近物侧处配置正透镜，所述正透镜的至少一面为非球面。。
全文摘要
本发明涉及一种高倍率变焦镜头，以实现聚焦组的透镜系统的轻量化，从而使聚焦驱动系统的负担变小的同时，使防振透镜系统实现小口径及轻量化，以减小防振驱动系统的负担，并实现防振驱动系统的小型化。为此，本发明的特征在于从物侧依次包括正屈光力的第一透镜组、负屈光力的第二透镜组、正屈光力的第三透镜组、负屈光力的第四透镜组、正屈光力或负屈光力的第五透镜组，在所述第四透镜组进行聚焦而变焦时，所述第三透镜组和第五透镜组在同一个凸轮上移动。
文档编号G02B3/02GK102262288SQ20111014520
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者山中久幸, 末吉正史, 细井正晴, 金井真实 申请人:株式会社腾龙, 索尼公司