变焦透镜、透镜镜筒和摄像装置的制作方法

专利名称：：变焦透镜、透镜镜筒和摄像装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及变焦透镜(zoomlens)、透镜镜筒和摄像装置，更具体地说，涉及作为数字单镜头反射相机的可换镜头的所谓变焦透镜、包括该变焦透镜的透镜镜筒和包括该透镜镜筒的摄像装置。
背景技术：
：例如，数字单镜头反射相机的所谓标准变焦透镜大致分成三种类型，即高级型、高倍率型和普及型。在该情况下，在高级型标准变焦透镜中，在整个变焦区域中，亮度是F2.8,而变焦率约为3倍。在高倍率型标准变焦透镜中，广角端的亮度约为F3.5,而变焦率超过10倍。此外，在普及型标准变焦透镜中，广角端的亮度在F2.8-F4的范围内，望远端的亮度在F4-F5.6的范围内，而变焦率在约4倍到约5倍的范围内。近年来，在这三种类型的标准变焦透镜中，特别地，高倍率型标准变焦透镜的畅销率得以增加。然而，对以下这种标准变焦透镜的需求也在增加，该标准变焦透镜不同于高倍率型标准变焦透镜，并且兼备高级型级别的亮度和约4倍到约5倍的普及型级别的变焦率。现在，对于标准变焦透镜的折光力布置的构造，在标准变焦透镜在整个变焦区域中具有F2.8的亮度的情况下，存在负透镜组在前型和正透镜组在前型。在负透镜组在前型中，第一透镜组是负透镜组。例如，日本专利2000-221399号公报中公开了负透镜组在前型变焦透镜。此外，在正透镜组在前型中，第一透镜组是正透镜组。日本专利2005-181556和2007-264381号公报中公开了正透镜组在前型。在高倍率型标准变焦透镜或普及型变焦透镜中，具有四组式构造的变焦透镜已成为主流，在所述四组式构造中从物体侧起依次布置正透镜组、负透镜组、正透镜组和正透镜组。另外，负透镜组在前型变焦透镜和正透镜组在前型变焦透镜均构造成使光圈随着变焦操作而移动，从而在从广角端向望远端进行变焦操作时使光图位于物体侧。因此，在整个变焦区域中，当希望将亮度设定为定值，例如设定为F2.8时，因为在从广角端向望远端变焦的过程中，出瞳的位置远离开口区域，所以必须这样进行控制，以使光圈的开口尺寸在望远侧变得更大。然而，当光圈的开口尺寸变大时，用于收纳光圈装置的光圈叶片(vane)的部分的外径变大，并且用于容纳光圈叶片的透镜镜筒也变大，这造成尺寸变大和重量变重的问题。另外，不仅光圈，而且相对于光圈布置在图像侧的透镜的有效直径也必须做大。具体讲，在广角侧，将图像高度设定为正值而进行光束追踪时的上侧光束的入射量发生增加，结果造成难以进行像差修正。在该情况下，考虑使透镜组的折光力变弱以进行像差修正。然而，当透镜组的折光力变弱时，必须将透镜的直径做大，这造成变焦透镜、透镜镜筒和摄像装置的尺寸变大。另外，在日本专利2007-264381号公报所公开的具有约5倍变焦率的普及型变焦透镜中，开放F值(openFnumber)在广角端i殳定为F3.5,而在望远端设定为F4.5。因此，虽然在中间焦距中，开放F值被认为是从F3.5逐渐变到F4.5，但是实际上开放F值在使变焦率超过2倍的附近变成约F4.5,结果造成与用户在某些情况下认识到的规格(specification)不同的规格。
发明内容为了克服上述问题而做出本发明，因此希望提供一种变焦透镜和包括该变焦透镜的透镜镜筒以及包括该透镜镜筒的摄像装置，在所述变焦透镜中，具有恒定开放F值的变焦范围与高倍率化彼此兼容。为了达成上述目的，根据本发明的一个实施方式，提供了一种变焦透镜，其中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；所述光圈在望远端的位置相对于所述光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制所述光圏的开口尺寸，以使开放F值在从所述广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从所述特定中间焦距到所述望远端的范围内，将所述光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变所述开放F值；并且所述特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)。因此，在该变焦透镜中，在从广角端到满足以上条件式(1)的特定中间焦距的范围内，开放F值变成近似定值。此外，在从该特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变开放F值。在上述变焦透镜中，优选地，在从所述广角端到所述特定中间焦距的范围内使开放F值比F3更明亮。在从广角端到特定中间焦距的范围内使开放F值比F3更明亮，能实现确保亮度在从广角端到特定中间焦距的范围内为近似定值。优选地，上述变焦透镜由从物体侧起依次布置的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组构成，所述第一透镜组具有正折光力，所述第二透镜组具有负折光力，所述第三透镜组具有正折光力并与所述光圈一体地沿光轴方向移动，所述第四透镜组具有正折光力；当从广角侧向望远侧进行变焦操作时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔增大，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变窄，且所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔变窄；在聚焦过程中，所述第二透镜组沿光轴方向移动；变焦率设定为3.5倍或更大。通过上述方式将变焦透镜构造成正透镜组在前型，能实现确保高的可变倍率，并且能减小位于广角端的总长以及第一透镜组的最靠近物体侧的透镜的外径。此外，优选地，所述第二透镜组具有至少三片凹透镜和一片凸透镜，而最靠近物体侧的凹透镜以及凸透镜中的至少一个表面形成为非球面。通过将最靠近第二透镜组的物体侧的凹透镜和凸透镜中的至少一个表面形成为非球面，能实现有效地利用非球面，以修正伴随广角端的广角化而发生的各种像差，并且修正因望远端的开放F值变亮而产生的各种像差。另外，在上述变焦透镜中，优选地，通过从物体侧起依次布置凹透镜、凸透镜和凸弯月形透镜来构成所述第一透镜组；通过从物体侧起依次布置至少一个表面形成为非球面的凹弯月形透镜、凹透镜、由凹透镜与图像侧的表面形成为非球面的凸透镜形成的胶合透镜以及凹面指向物体侧的凹弯月形透镜透镜来构成所述第二透镜组；所述光圈布置在所述第三透镜组的物体侧；通过从物体侧起依次布置双凸透镜以及由双凸透镜和凹透镜形成的胶合透镜来构成所述第三透镜组；通过从物体侧起依次布置至少一个表面形成为非球面的双凸透镜、凹面指向图像侧的凹弯月形透镜以及由凹透镜和凸透镜形成的胶合透镜来构成所述第四透镜组通过上述方式来构成变焦透镜，能确保高可变倍率化以及所需的开放F值，并且能满意地修正各种像差。根据本发明的另一实施方式，提供了一种透镜镜筒，包括变焦透镜；和在其内部布置有所述变焦透镜的透镜保持筒；其中，在所述变焦透镜中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；所述光圈在望远端的位置相对于所述光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制所述光圈的开口尺寸，以使开放F值在从所述广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从所述特定中间焦距到所述望远端的范围内，将所述光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变所述开放F值；并且所述特定中间焦距满足以下条件式(U.广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)。因此，在该透镜镜筒中，在从广角端到满足以上条件式(1)的特定中间焦距的范围内，开放F值变成近似定值。此外，在从该特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变开放F值。根据本发明的再一实施方式，提供了一种摄像装置，包括透镜镜筒，所述透镜镜筒具有变焦透镜和透镜保持筒，所述变焦透镜布置在所述透镜保持筒内部；将所述变焦透镜形成的光学图像转换成电信号的摄像元件；和用于保持所述透镜镜筒的装置本体；其中，在所述变焦透镜中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；所述光圈在望远端的位置相对于所述光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制所述光圈的开口尺寸，以使开放F值在从所述广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从所述特定中间焦距到所述望远端的范围内，将所述光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变所述开放F值；并且所述特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)。因此，在该摄像装置中，在从广角端到满足以上条件式(1)的特定中间焦距的范围内，开放F值变成近似定值。此外，在从该特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变开放F值。在本发明的变焦透镜中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；光圈在望远端的位置相对于光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸成近似定值，以改变开放F值；并且特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)。本发明的透镜镜筒包括变焦透镜和透镜保持筒，所述变焦透镜布置在所述透镜保持筒内部，其中，在所述变焦透镜中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；光圈在望远端的位置相对于光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变开放F值；并且特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)。本发明的摄像装置包括透镜镜筒、摄像元件和用于保持透镜镜筒的装置本体，所述透镜镜筒具有变焦透镜和透镜保持筒，所述变焦透镜布置在所述透镜保持筒内部，所述摄像元件用于将所述变焦透镜形成的光学图像转换成电信号，其中，在所述变焦透镜中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；光圈在望远端的位置相对于光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从特定中间焦距到望远端的范围内，将光图的开口尺寸做成近似定值，以改变开放F值；并且特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)。因此，在所述变焦透镜、包括所述变焦透镜的透镜镜筒以及包括所述透镜镜筒的摄像装置中，能使具有恒定的明亮开放F值(brightopenFnumber)的变焦区域与高倍率化彼此兼容。图iA-ic分别示出本发明的一实施方式的变焦透镜的透镜配置；图2是图1A-1C所示的变焦透镜的实施方式的数值实施例的像差图，示出了广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差；图3是图1A-1C所示的变焦透镜的实施方式的数值实施例的像差图，示出了特定中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差；图4是图A-1C所示的变焦透镜的实施方式的数值实施例的像差图，9示出了望远端状态下的球面像差、像散和畸变像差；图5是本发明的一实施方式的摄像装置的示意性透视图；图6是透视图，示出了图5所示的实施方式的摄像装置的光圈控制机构的构造；图7是放大透视图，示出了图5所示的实施方式的摄像装置的安装单元的构造；图8是放大透视图，示出了图5所示的实施方式的摄像装置的预设环的构造；图9是放大分解透视图，示出了图5所示的实施方式的摄像装置的光圈单元的构造。具体实施例方式下面将参考附图详细描述本发明的变焦透镜、包括该变焦透镜的透镜镜筒和包括该透镜镜筒的摄像装置的优选实施方式。首先描述本发明的变焦透镜的实施方式模式。本实施方式模式的变焦透镜构造如下。即，光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；望远端的光圈位置相对于广角端的光圈位置位于物体侧；随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；从特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸在做成近似定值，以改变开放F值；并且所述特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)在该变焦透镜中，优选地，随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成例如落入士10%范围内的近似定值。另外，在该变焦透镜中，在从特定中间焦距到望远端的范围内，光圈的开口尺寸做成例如落入±10%范围内的近似定值，以改变开放F值。关于以上条件式(l)，根据特定中间焦距，使对光圏的开口尺寸的控制从开放F值为近似定值的状态切换到最大直径为近似定值的状态。当超出(exceed)条件式(1)中的下限时，规格变成与现有的普及型标准变焦透镜的规格几乎相同的规格。另一方面，当超出条件式(1)中的上限时，光圈在望远端的开口尺寸变得过大，这造成尺寸变大以及难以修正像差。如上所述，在本变焦透镜中，光圈的开口尺寸随变焦操作而改变，以使开放F值在广角側的给定区域中变成近似定值。因此，能满足同时确保给定的明亮开放F值和预定的变焦率两者的所谓高级型规格。另外，在光圈的开口尺寸增加而导致透镜镜筒的尺寸增加的望远侧，将光圈的开口尺寸做成近似定值，从而能实现避免增加透镜镜筒的尺寸。另外，由于望远端不需要明亮开放F值，所以防止了透镜的有效直径在相对于光圈的图像侧变大。从而防止了过多的光量不必要地入射到广角侧，从而能进行令人满意的像差修正。因此，在本变焦透镜中，能使具有恒定明亮开放F值的变焦区域与高倍率化彼此兼容。优选地，在本变焦透^:中，在从广角端到特定中间焦距的范围内使开放F值比F3更明亮。由于在从广角端到特定中间焦距范围内使开放F值比F3更明亮，所以能在广角侧获得与现有的高级型变焦透镜的规格相同的规格。也就是说，如果开放F值比F3暗，则即使在望远端将开放F值做成近似定值时，也能确保与现有的普及型变焦透镜几乎相同的透镜镜筒的外径。然而，在该情况下，则可能不能获得作为本发明的目的的高级型变焦透镜与普及型变焦透镜之间的融合。另外，优选地，上述变焦透镜由从物体侧起依次布置的第一透镜组，第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组构成，所述第一透镜组具有正折光力，所述第二透镜组具有负折光力，所述第三透镜组具有正折光力并与光圈一体地沿光轴方向移动，所迷第四透镜组具有正折光力。在该情况下，优选地，当从广角侧向望远侧进行变焦操作时，第一透镜组和第二透镜组之间的间隔增加，第二透镜组和第三透镜组之间的间隔变窄，第三透镜组和第四透镜组之间的间隔变窄。此外，在聚焦过程中，第二透镜组沿光轴方向移动，且变焦率设定为3.5倍或更大。将变焦透镜构造成正透镜在前型，结果使得即使当广角端的视野角设定为70。或更大而变焦率为3.5倍或更大时，也能将广角端的总长和前透镜(第一透镜组的最靠近物体侧的透镜)的外径做成相对较小。因此，能获得用于达成本发明的目的的光学折光力配置。ii在本变焦透镜中，优选地，第二透镜组具有至少三片凹透镜和一片凸透镜，而最靠近物体侧的凹透镜以及凸透镜的至少一个表面形成为非球面。通过上述方式来构成变焦透镜，能实现有效地利用非球面，以修正伴随广角端的广角化的各种像差，并且修正因望远端的开放F值变亮而增大的各种像差。另外，通过将非球面形成在第二透镜组的最靠近物体侧的凹透镜中，能有效地修正像场弯曲的变化，该像场弯曲的变化伴随广角端的聚焦操作和畸变像差而发生。此外，通过将非球面形成在第二透镜组的凸透镜中，能有效地修正伴随望远端的聚焦操作而发生的彗形像差。另外，优选按以下方式构造本变焦透镜。即，通过从物体侧起依次布置凹透镜、凸透镜和凸弯月形透镜来构成第一透镜组。通过从物体侧起依次布置以下透镜来构成第二透镜组至少一个表面形成为非球面的凹弯月形透镜；凹透镜；凹透镜与图像侧的表面形成为非球面的凸透镜的胶合透镜；和凹面指向物体侧的凹弯月形透镜。光圈布置在第三透镜组的物体侧，并且通过从物体侧起依次布置双凸透镜以及双凸透镜和凹透镜的胶合透镜来构成第三透镜组。此外，通过从物体侧起依次布置至少一个表面形成为非球面的双凸透镜、凹面指向图像侧的凹弯月形透镜以及由凹透镜和凸透镜形成的胶合透镜来构成第四透镜组。通过上述方式来构成变焦透镜，能满足在广角端的视野角为80°或更大、变焦率约为5倍且从广角端起的变焦率约为3倍的范围内开放F值为定值即约为F2.8的规格，并且能满意地修正各种像差。下面将参考图1-4和表1-3详细描述本发明的变焦透镜的实施方式及其数值实施例。应注意的是，以下描述中示出的引用符号的意思等陈述如下。"表面号i，，是从物体侧起的第i个表面的序号，"曲率半径r，，是从物体侧起对图像侧的第i个表面(第i个表面)的曲率半径，而"表面间隔d"是第i个表面与第(i+l)个表面之间的轴上表面间隔。此外，"折射率nd"是构成透镜的材料在d线(波长587.6nm)的折射率，而"阿贝数vd"是构成透镜的材料在d线的阿贝数。此外，对于表面号，"ASP"表示所涉及的表面形成为非球面；对于曲率半径，表示所涉及的表面是平面；而对于表面间隔，"可变，，表示所涉及的表面呈现可变间隔。非球面形状由下式(2)定义xpH"r'(l+(l-H2/ri2)1/2}+1:AkHk...(2)其中，Xi是非球面的深度，H是从光轴起的高度，ri是曲率半径，Ak是非球面系数，而k是级数(order)。图1A-1C分别示出本发明的一实施方式的变焦透镜1的透镜构造。从这些图中可知，变焦透镜1具有十五片透镜。其中，图1A示出广角端状态，图1B示出特定中间焦距状态，而图1C示出望远端状态。通过从物体侧起依次布置具有正折光力的第一透镜组11、具有负折光力的第二透镜组12、具有正折光力的第三透镜组13和具有正折光力的第四透镜组14来构成变焦透镜1。在该情况下，第三透镜组13与光圈2—体地沿光轴方向移动。此外，用作成像部分的像面3布置在第四透镜组14的图像侧。在变焦透镜1中，当从广角侧向望远侧进行变焦操作时，第一透镜组11和第二透镜组12之间的间隔增加，第二透镜组12和第三透镜组13之间的间隔变窄，第三透镜组13和第四透镜组14之间的间隔变窄。另外，当进行聚焦操作时，第二透镜组12沿光轴方向移动。在变焦透镜l中，改变光圈2的开口尺寸，使得开放F值在变焦率约为5倍且从广角端起变焦率约达到3倍的范围内变成定值即F2.8。此外，在变焦率从约3倍直.到望远端侧的范围内使光圈的开口尺寸为近似定值，从而在望远端将开放F值约设定为F3.5。通过从物体侧起依次布置凹透镜111、凸透镜112和凸弯月形透镜113来构成第一透镜组11。通过从物体侧起依次布置凹弯月形透镜121、凹透镜122、胶合透镜和凹弯月形透镜125来构成第二透镜组12。在该情况下，凹弯月形透镜121在其物体侧的表面上形成有复合非球面。所述胶合透镜由凹透镜和图像侧的表面形成为非球面的凸透镜124胶合而成。此外，凸弯月形透镜125的凹面指向物体侧。通过/人物体侧起依次布置双凸透镜131以及由双凸透镜132和凹透镜133胶合而成的胶合透镜来构成第三透镜组13。通过从物体侧起依次布置双凸透镜141、凹弯月形透镜142和胶合透镜来构成第四透镜组14。在该情况下，双凸透镜141的两个表面均形成为非球面。凹弯月形透镜142的凹面指向图像侧。此外，所述胶合透镜由凹透镜143和凸透镜144胶合而成。与第三透镜组13—体地沿光轴方向移动的光圈2布置在第三透镜组13的物体侧。表1示出变焦透镜1的实施方式的数值实施例中的透镜数据。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>在变焦透镜l中，第二透镜组12的凹弯月形透镜U1在物体侧的表面(表面号6')、第二透镜组l2的凸透镜124在图像侧的表面(表面号12)、第四透镜组14的双凸透镜"1在物体侧的表面(表面号")和第四透镜组14的双凸透镜141在图像侧的表面(表面号22)分别形成为非球面。表2示出本数值实施例中非球面的四级非球面系数A4、六级非球面系数A6等等。应注意的是，在表2中，"E-i"是以10为底的指数表达式，即表示"10-i"。例如，"0.12345E-05"表示"0.12345xl(T5，，。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表3示出本数值实施例中的透镜位置状态变化时的可变间隔以及处于广角端状态(焦距f=16.492)、特定中间焦距状态(焦距—48.814)和望远端状态(焦距f二77.958)下的开放F值、光圈的开口尺寸和视野角2co。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>图2-4分别是本数值实施例的无限远聚焦状态下的各种像差图。图2是广角端状态(焦距f二16.492)下的各种像差图，图3是特定中间焦距状态(焦距f二48.814)下的各种像差图，而图4是望远端状态(焦距卜77.96S)下的各种像差图。在图2-4所示的各种像差图中，在球面像差曲线中，实线表示d线(波长为587.6nm)的值，虚线表示g线(波长为435.8nm)的值，而短划线表示c线(波长为656.3nm)的值。此外，在像散曲线中，实线表示矢状像面(sagittalimagesurface)中的值，而虚线表示子午像面(meridionalimagesurface)中的4直。从图2-4示出的像差图明显可见，在本数值实施例中，满意地修正了各种像差，并且变焦透镜1具有优良的成像性能。如上所述，在本数值实施例中，广角端焦距是16.492，特定中间焦距是48.814，而望远端焦距是77.968。因此，本数值实施例的变焦透镜构造成使特定中间焦距满足以下通过将以上值代入上述条件式(1)中而获得的不等式表达式16.492x1.5<48.814<77細/1.4请注意，上述实施方式及其数值实施例只是达成本发明的目的的一个例子。也就是说，构成第二到第四透镜组12-14中每一个的胶合透镜的透镜元件可彼此分开布置。相反地，彼此分开布置的透镜元件可构造为胶合透镜的形式。下面描述本发明的透镜镜筒的实施方式模式。本实施方式模式的透镜镜筒包括变焦透镜和透镜保持筒，所述变焦透镜布置在所述透镜保持筒内部。本实施方式模式的透镜镜筒中的变焦透镜构造如下。即，光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；光圈在望远端的位置相对于光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变开放F值；并且特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)在该透镜镜筒中，优选地，优选随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成例如落入士10%范围内的近似定值。另外，在该透镜镜筒中，优选地，在从特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸做成例如落入士10%范围内的近似定值，以改变开放F值。对于以上条件式(l)，根据特定中间焦距，使对光圈的开口尺寸的控制从开放F值为近似定值的状态切换到最大直径为近似定值的状态。当超出下限时，规格变成与现有的普及型标准变焦透镜的规格几乎相同的规格。另一方面，当超出上限时，光圈在望远端的开口尺寸变得过大，这造成尺寸变大以及难以修正像差。如上所述，在本透镜镜筒中，光圈的开口尺寸随同变焦操作而变化，以使开放F值在广角侧的给定区域中变成近似定值。因此，能满足同时确保给定的明亮开放F值和预定的变焦率两者的所谓高级型规格。另外，在光圈的开口尺寸增加而导致透镜镜筒的尺寸增加的望远侧，将光圈的开口尺寸做成近似定值，从而能实现避免增加透镜镜筒的尺寸。另外，由于望远端不需要明亮开放F值，所以防止了透镜的有效直径在相对于光圈的图像侧变大。从而防止了过多的光量不必要地入射到广角侧，从而能进行令人满意的像差修正。因此，在本透镜镜筒中，能使具有恒定明亮开放F值的变焦区域与高倍率化彼此兼容。下面将描述根据本发明的透镜镜筒的实施方式。透镜镜筒22(参考图5)包括变焦透镜1和透镜保持筒(参考图5)，所述变焦透镜1布置在所述透镜保持筒23内。图1所示的变焦透镜1装设在透镜镜筒22中，装设方式及其构造与参考图l描述的相同。另外，透镜保持筒23装入摄像装置20(参考图5)，而其构造与摄像装置20(后述)的实施方式中描述的相同。下面将描述本发明的摄像装置的实施方式模式。本实施方式模式的摄像装置包括透镜镜筒、摄像元件和用于保持透镜镜筒的装置本体，所述透镜镜筒具有变焦透镜和透镜保持筒，所述变焦透镜布置在所述透镜保持筒内部，所述摄像元件用于将所述变焦透镜形成的光学图像转换成电信号。本实施方式模式的摄像装置中的变焦透镜构造如下。即，光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；光圈在望远端的位置相对于光圏在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从望远端到特定中间焦距的范围内，将光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变开放F值；并且特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.《..(1)在该摄像装置中，优选地，优选随同变焦操作来控制光圈的开口尺寸，以使开放F值在从广角端到特定中间焦距的范围内变成例如落入±10%范围内的近似定值。另外，在该摄像装置中，优选地，在从特定中间焦距到望远端的范围内，将光圈的开口尺寸做成例如落入土10%范围内的近似定值，以改变开放F值。对于以上条件式(l)，根据特定中间焦距，使对光圈的开口尺寸的控17制从开放F值为近似定值的状态切换到最大直径为近似定值的状态。当超出下限时，规格变成与现有的普及型标准变焦透镜的规格几乎相同的规格。另一方面，当超出上限时，光圈在望远端的开口尺寸变得过大，这造成尺寸变大以及难以修正像差。如上所述，在本摄像装置中，光圈的开口尺寸随同变焦操作而变化，以使开放F值在广角侧的给定区域中变成近似定值。因此，能满足同时确保给定的明亮开放F值和预定的变焦率两者的所谓高级型规格。另外，在光圈的开口尺寸增加而导致透镜镜筒的尺寸增加的望远侧，将光圈的开口尺寸做成近似定值，从而能实现避免增加透镜镜筒的尺寸。另外，由于望远端不需要明亮开放F值，所以防止了透镜的有效直径在相对于光圈的图像侧变大。从而防止了过多的光量不必要地入射到广角侧，从而能进行令人满意的像差修正。因此，在本透镜镜筒中，能使具有明亮开放F值的变焦区域与高倍率化彼此兼容。以下将描述根据本发明的摄像装置的实施方式。首先，将参考图5-9描述根据本发明的摄像装置的实施方式的组成元件的构造。在本实施方式中，摄像装置应用于数字静物相机。如图5所示，摄像装置20包括装置本体21和被保持在装置本体21中的透镜镜筒22。透镜镜筒22是可拆卸地安装到装置本体21的可换镜头。然而，透镜镜筒22决不局限于可换镜头，因此还可采用预先装设在装置本体21中或与装置本体21—体地设置的透镜部分。装置本体21在其内部具有控制电路(未示出)。例如，控制电路进行诸如信号处理、记录/再现处理、显示处理、读/写处理和控制处理等各种处理。在该情况下在所述信号处理中，对摄像等操作获得的图像信号进行模拟-数字转换；在所述记录/再现处理中，图像信号被记录/再现；在所述显示处理中，基于图像信号显示图像等。此外，在所述读/写处理中，图像信号被写入/读出；在所述控制处理中，控制对设置在透镜镜筒22中的变焦透镜1的驱动。在摄像装置20中，使用电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)器件等作为具有成像区域3的摄像元件。透镜镜筒22具有透镜保持筒23和布置在透镜保持筒23内部的上述变焦透镜1。透镜保持筒23设置有供用户旋转操作以进行变焦的变焦环23a。透镜镜筒22内部设置有随同变焦透镜1的变焦操作而控制光圈2的开口尺寸的光圈控制机构24(参考图6)。光圏控制机构24包括安装单元25和光圈单元26。.安装单元25是用于将透镜镜筒22安装到装置本体21的单元，并安装到透镜保持筒23的物体侧的端部(后端部)。安装单元25具有支承筒27和预设环28。在该情况下，支承筒27形成为近似环形形状。此外，预设环28被支承筒27可旋转地支承。形成为圓形形状的插入孔27a形成在支承筒27的后表面上(参考图7)。预设环28具有形成为环形形状的被支承部29和从该被支承部29大致向前突出的引导突起部30(参考图8)。被支承部29设置有向后突出的联接(coupling)突起29a。联接突起29a从支承筒27的插入孔27a向后突出(参考图7)。被支承部29被弹簧构件(未示出)推(urge)向圓周方向的一个方向。引导突起部30由基端部30a、中间部30b和头部30c构成。在该情况下，基端部30a从被支承部29连续地前后延伸。中间部30b从基端部30a的前端连续延伸成相对于基端部30a倾斜。此外，头部30c从中间部30b的前端连续地前后延伸。如图9所示，光圈单元26由支承基部31、被引导基部32和多个光圈叶片33、33、...构成。在该情况下，支承基部31形成为近似环形形状。被引导基部32形成为近似环形形状，并被支承基部31可旋转地支承。此外，多个光圏叶片33、33、...被可旋转地支承在支承基部31和被引导基部32之间。此外，多个光圈叶片33、33、...起上述光圈2的功能。多个支承孔31a、31a、…在支承基部31中形成为沿周向彼此分开。各自向外突出的一对被引导突起部32a、32a设置在被引导基部32的周缘表面上。多个凸轮孔32b、32b、...在支承基部31中形成为沿周向彼此分开。光圈叶片33具有向前突出的支承销33a和向后突出的凸轮销33b。在光圈叶片33中，支承销33a被支承基部31的支承孔3la可旋转地支承，而凸轮销33b被被引导基部32的凸轮孔32b可滑动地支承。因此，当被引导19基部32相对于支承基部31沿周向方向旋转时，凸轮销33b、33b、...在凸轮孔32b、32b、…中的位置被改变。因此，光圈叶片33、33、...以支承销33a、33a、…为支轴而相对于支承基部31和被引导基部32枢转，从而改变开口直径33c的由光圈叶片33、33、...限定出的尺寸。在光圈单元26中，支承基部31通过安装螺紋件100、100而安装到保持第三透镜组13的移动框(未示出)。因此，光圈单元26与第三透镜组13一体地沿光轴方向移动。在光圈单元26中，被引导基部32的^皮引导突起部32a、32a与设置在安装单元25的预设环28中的引导突起部30可滑动地接合。因此，当光圈单元26与第三透镜组13—体地沿光轴方向移动时，被引导基部32能根据被引导突起部32a、32a相对于引导突起部30的接合位置，而相对于支承基部31旋转。在透镜镜筒22安装到装置本体21前的状态下，在安装单元25的预设环28中，联接突起29a被弹簧构件的推力保持在一端(参考图7)。因此，由光圈叶片33、33、...限定出的开口尺寸33c被减小，以提供大幅遮挡变焦透镜1的状态。当透镜镜筒22安装到装置本体21时，联接突起29a被设置在装置本体21中的杆(未示出)按下，而预设环28克服弹簧构件的推力而旋转。当预设环28旋转时，与引导突起部30接合的被引导基部32与预设环28一起旋转。因此，由光圈叶片33、33、…限定出的开口尺寸33c变大，以提供光圈释放状态。在广角端，被引导突起部32a、32a与引导突起部30的中间部30b的后端部接合。在广角端状态下，开放F值约设定为F2.8。这时，由光圈叶片33、33、...限定出的开口尺寸33c具有例如与直径为15.274mm的圆相等的开口面积。在变焦透镜1中，例如，当从广角端朝望远端进行变焦操作时，第一到第四透镜组11-14沿光轴方向移动，使得第一透镜组11与第二透镜组l2之间的间隔增加，第二透镜组12与第三透镜组13之间的间隔变窄，并且第三透镜组13与第四透镜组14之间的间隔变窄。这时，光圈单元26和第三透镜组13彼此一体地沿光轴方向(向前)移动。当光圈单元26从广角端状态沿光轴方向移动时，因为被引导突起部32a、32a被引导至引导突起部30的中间部30b,所以被引导基部32相对于支承基部31沿周向方向旋转。因此，由光圈叶片33、33、...限定出的开口尺寸随着光圈单元26向'前的移动而变大。这时，开放F值保持为定值即约F2.8。在被引导突起部32a、32a与引导突起部30的中间部30b的前端接合的状态下，由光圈叶片33、33、...限定出的开口尺寸33c具有例如与直径为19.702mm的圓相等的开口面积。当进一步朝望远端进行变焦操作时，光圈单元26和第三透镜组13彼此一体地沿光轴方向(向前)移动，从而将被引导突起部32a、32a引导至引导突起部30的头部30c。因此，被引导基部32未相对于支承基部31旋转，因此由光圈叶片33、33、...限定出的开口尺寸33c保持为给定的尺寸。这时，开放F值从约F2.8逐渐增大而变暗，并取得约为F3.5的最大值。应注意的是，对于广角侧的亮度，由于摄像元件的屏幕尺寸的小型化等因素，所以还可将开放F值保持为例如约F2的定值。另外，虽然通过给出机械机构作为例子来描述了用于控制光圈2的机构，但是用于控制光圈2的机构决不局限于机械机构。例如，还可使用利用电磁驱动的没有机械动力传递的光圏控制机构。虽然上述实施方式中摄像装置应用于数字静物相机，但是摄像装置的应用范围决不局限于数字静物相机。即，摄像装置通常还可应用于数字视频相机、装有相机的移动电话以及装有相机的个人数字助理(PDA)等数字输入输出装置的相机部分等。上述实施方式中示出的各部分的形状和数值均仅仅为实施本发明的示例性例子，因此不应该限制性地解释本发明的技术范围。本申请包含2008年7月25日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2008-192364所涉及的主题，其全部内容通过引用并入本文。2权利要求1.一种变焦透镜，其中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；所述光圈在望远端的位置相对于所述光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制所述光圈的开口尺寸，以使开放F值在从所述广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从所述特定中间焦距到所述望远端的范围内，将所述光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变所述开放F值；并且所述特定中间焦距满足以下条件式(1)广角端焦距×1.5＜特定中间焦距＜望远端焦距/1.4…(1)。2.如权利要求1所述的变焦透镜，其中，在从所述广角端到所述特定中间焦距的范围内，^f吏开》文F值比F3更亮。3.如权利要求1所述的变焦透镜，其中所述变焦透镜由从物体侧起依次布置的具有正折光力的第一透镜组、具有负折光力的第二透镜组、具有正折光力并与所述光圈一体地沿光轴方向移动的第三透镜组以及具有正折光力的第四透镜组构成；当从广角侧向望远侧进行变焦操作时，所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的间隔增大，所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的间隔变窄，且所述第三透镜组与所述第四透镜组之间的间隔变窄；在聚焦过程中，所述第二透镜组沿光轴方向移动；并且变焦率i殳定为3.5倍或更大。4.如权利要求3所述的变焦透镜，其中，所述第二透镜组具有至少三片凹透镜和一片凸透镜，而最靠近物体侧的凹透镜以及所述凸透镜中的至少一个表面形成为非球面。5.如权利要求3所述的变焦透镜，其中通过从物体侧起依次布置凹透镜、凸透镜和凸弯月形透镜而构成所述第一透镜组；通过从物体侧起依次布置以下透镜而构成所述第二透镜组至少一个表面形成为非球面的凹弯月形透镜；凹透镜；由凹透镜与图像侧的表面形成为非球面的凸透镜形成的胶合透镜；和凹面指向物体侧的凹弯月形透镜；所述光圈布置在所述第三透镜组的物体侧；通过从物体侧起依次布置双凸透镜以及由双凸透镜和凹透镜形成的胶合透镜，来构成所述第三透镜组；并且通过从物体侧起依次布置至少一个表面形成为非球面的双凸透镜、凹面指向图像侧的凹弯月形透镜以及由凹透镜和凸透镜形成的胶合透镜，来构成所述第四透镜组。6.—种透镜镜筒，包括变焦透镜；和在其内部布置有所述变焦透镜的透镜保持筒；其中，在所述变焦透镜中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；所述光圈在望远端的位置相对于所述光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制所述光圈的开口尺寸，以使开放F值在从所述广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从所述特定中间焦距到所述望远端的范围内，将所述光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变所述开放F值；并且所述特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.《..(1)。'7.—种摄像装置，包括透镜镜筒，所述透镜镜筒具有变焦透镜和透镜保持筒，所述变焦透镜布置在所述透镜保持筒内部；将所述变焦透镜形成的光学图像转换成电信号的摄像元件；和用于保持所述透镜镜筒的装置本体；其中，在所迷变焦透4fe中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；所述光圈在望远端的位置相对于所述光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制所述光圈的开口尺寸，以使开放F值在从所述广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从所述特定中间焦距到所述望远端的范围内，将所述光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变所述开放F值；并且所述特定中间焦距满足以下条件式(1):广角端焦距x1.5<特定中间焦距<望远端焦距/1.4...(1)。全文摘要本发明涉及变焦透镜、透镜镜筒和摄像装置。在所述变焦透镜中光圈在变焦过程中沿光轴方向移动；所述光圈在望远端的位置相对于所述光圈在广角端的位置位于物体侧；随同变焦操作来控制所述光圈的开口尺寸，以使开放F值在从所述广角端到特定中间焦距的范围内变成近似定值；在从所述特定中间焦距到所述望远端的范围内，将所述光圈的开口尺寸做成近似定值，以改变所述开放F值；并且所述特定中间焦距满足以下条件式(1)广角端焦距×1.5＜特定中间焦距＜望远端焦距/1.4…(1)。文档编号G02B15/00GK101634743SQ20091016469公开日2010年1月27日申请日期2009年7月27日优先权日2008年7月25日发明者南条雄介,小山高志申请人:索尼株式会社