专利名称：变焦透镜及摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可适合用于视频摄像机或电子静止摄像机等的变焦透镜及摄像装置， 尤其可通过使多个透镜组中一部分透镜组向与光轴大致垂直的方向移动，光学性地校正光 学系统发生振动(偏斜)时产生的摄像图像的模糊而得到良好的图像的变焦透镜及摄像装置。
背景技术：
在从汽车等的移动物体上的摄像或快门速度慢的条件下的手提摄像中，振动传到 摄像光学系统成为手抖动而在摄像图像产生模糊。因此，从以往开始提出各种具有通过使 摄像光学系统的一部分透镜组向与光轴大致垂直的方向移动，从而具有防止伴随摄像光学 系统的振动的摄像图像的模糊的功能的防振光学系统(参照专利文献1至8)。另一方面， 自以往作为视频摄像机用的变焦透镜，是从物侧依次由正的第1透镜组、负的第2透镜组、 正的第3透镜组及正的第4透镜组构成的4组结构中，大多采用由第4透镜组对焦的后聚 焦式(1J 7 7才一力λ V)的变焦透镜。专利文献1 日本专利第3557344号公报专利文献2 日本专利公开2000-298235号公报专利文献3 日本专利第3814406号公报专利文献4 日本专利公开2005-148437号公报专利文献5 日本专利公开2007-10903号公报专利文献6 日本专利公开2004-258509号公报专利文献7 日本专利公开2007-107280号公报专利文献8 日本专利公开2007-233147号公报在专利文献1公开有从物侧依次由正的第1透镜组、负的第2透镜组、正的第3透 镜组及正的第4透镜组构成的4组结构，并且使第3透镜组整体作为手抖动校正组沿与光 轴垂直的方向移动的方式的变焦透镜。在该变焦透镜中，因为使第3透镜组整体作为手抖 动校正组移动，所以手抖动校正组的透镜片数容易变多，其结果，对防振驱动系统的负担变 大。而且，若要将光学系统变得小型化，则因为第3透镜组对光学系统整体的相对的正的折 射力变大，所以在防振时所需的手抖动校正组的移动量过小，对于小的振动的手抖动校正 组的控制变得困难。相反防振时所需的手抖动校正组的移动量过大，对防振驱动系统的负 担也变大，因此需要设为适当的量。在专利文献2公开有从物侧依次由正的第1透镜组、负的第2透镜组、正的第3透 镜组、负的第4透镜组及正的第5透镜组构成的5组结构，并且使第3透镜组作为手抖动校 正组向与光轴垂直的方向移动的方式的变焦透镜。该变焦透镜的合成第3透镜组和第4透 镜组的透镜组为正的折射力的透镜组的这一点很明确，并且也可以解释为用正负正正的4 组结构的变焦透镜，第3透镜组分成2个部分透镜组。在该变焦透镜中，与使如上述专利文 献1所述的变焦透镜的第3透镜组整体进行防振移动的方式相比，上述的缺点变小，但因为第3透镜组仅分成2个组，所以各组所具有的折射力受到一定程度的限制。由此，难以将在 防振时所需的手抖动校正组的移动量控制到适当的量。在专利文献3公开有从物侧依次由正的第1透镜组、负的第2透镜组、正的第3透 镜组及正的第4透镜组构成的4组结构，并且使第3透镜组分成3个透镜组，其中将中央的 透镜组作为手抖动校正组向与光轴垂直的方向移动的方式的变焦透镜。在该变焦透镜中， 因为在第3透镜组内负的折射力的透镜组配置在手抖动校正组的物侧，所以宽的光束入射 至手抖动校正组，结果透镜直径变大，并对驱动系统的负担变大。在专利文献4公开有从物侧依次由正的第1透镜组、负的第2透镜组、正的第3透 镜组及正的第4透镜组构成的4组结构，并且从物侧依次由正的折射力的第3a组、负的折 射力的第3b组、第3c组构成第3透镜组，其中使第3b组作为手抖动校正组向与光轴垂直 的方向移动的方式的变焦透镜。在该变焦透镜中，若要使光学系统变得小型化，则因为第3 透镜组相对于光学系统整体的的正的折射力变大，所以为了以其中的负的组来进行手抖动 校正，必须大幅地增大第3透镜组内的正的折射力。其结果，难以进行充分的像差校正。在专利文献5公开有从物侧依次由正的第1透镜组、负的第2透镜组、正的第3透 镜组、正的第4透镜组及正的第5透镜组构成的5组结构，并且从物侧依次由正的折射力的 第3a组、正的折射力的第3b组、负的折射力的第3c组构成第3透镜组，其中使第3b组作 为手抖动校正组向与光轴垂直的方向移动的方式的变焦透镜。在该变焦透镜中，作为手抖 动校正组的第3b组从物侧依次由负的折射力的组和正的折射力的组构成，在不需要长的 后焦点的光学系统中总长变长而不适合。而且，需要一定程度的手抖动校正组内的2个组 间隔，手抖动校正组欠乏紧凑性。在专利文献6、7及专利文献8公开有从物侧依次由正的第1透镜组、负的第2透 镜组、正的第3透镜组及正的第4透镜组构成的4组结构，并且将第3透镜组分成3个透镜 组，其中使中央的透镜组作为手抖动校正组向与光轴垂直的方向移动的方式的变焦透镜。 然而，在专利文献6、7中广角端的F值保持到3. 7左右的实施例，因而作为视频摄像机用 途性能不充分。而且在第3透镜组的最靠像侧不具有强的曲率的凹面，所以难以使CCD或 CMOS等的摄像元件用的光学系统所需的出射光瞳距离远离。在专利文献8中，广角端的F值保持到4. 1左右的实施例，而且变焦比也为6以下， 要求更进一步的高性能化。另外，手抖动校正组为仅1片的结构，尤其设为大的变焦比时， 发生由防振时的偏心引起的色像差。
发明内容本发明是借鉴于这种问题点而完成的，其目的在于，提供一种紧凑化手抖动校正 组并且使其轻量化，减小对防振驱动系统的负担的同时，即使发生大的手抖动，也可以得到 良好的光学性能的变焦透镜及摄像装置。基于本发明的变焦透镜从物侧依次具备具有正的折射力的第1透镜组；具有负 的折射力的第2透镜组；具有正的折射力的第3透镜组；具有正的折射力的第4透镜组，通 过使各透镜组的间隔变化而进行变倍，第3透镜组从物侧依次由具有正的折射力的第1部 分透镜组、具有正的折射力的第2部分透镜组、具有负的折射力的第3部分透镜组构成，通 过使将上述第2部分透镜组作为手抖动校正组向与光轴垂直的方向移动进行手抖动校正。
5而且，第2部分透镜组从物侧依次由具有正的折射力的透镜及具有负的折射力的透镜构 成，并构成为第3部分透镜组的最靠物侧的面为凸面且最靠像侧的面为凹面，并且满足以 下的条件式V3bl-V3b2 > 32......(1)-1. 0 < Φ 3CF/ Φ 3ce < "O. 2......(2)。其中，v3bl设为第2部分透镜组的具有正的折射力的透镜对d线的阿贝数、V3b2设 为第2部分透镜组的具有负的折射力的透镜对d线的阿贝数、设为第3部分透镜组的 最靠物侧的面的折射力、Φ μ设为第3部分透镜组的最靠像侧的面的折射力。第m面的折 射力Φω将第m面对d线的折射率设为Nm、将第m面的曲率半径设为Rm时，设为Φω= (Κ)/、。在基于本发明的变焦透镜中，第3透镜组由3个部分透镜组构成，其中第2部分透 镜组设为手抖动校正组，通过各部分透镜组的折射力分配或形状等以与以往不同的结构被 最佳化，手抖动校正组变成紧凑且轻量，并对防振驱动系统的负担变小。而且，抑制由防振 时的偏心引起的色像差的发生，即使发生大的手抖动也可以得到良好的光学性能。在基于本发明的变焦透镜中，优选第1透镜组及第3透镜组设为在变倍时及对焦 时固定，第2透镜组在变倍时沿光轴移动，并且第4透镜组在变倍时及对焦时沿光轴移动。而且，优选满足以下的条件式0. 9 < f3/f4 < 1. 7......(3)其中，f3设为第3透镜组的焦距、f4设为第4透镜组的焦距。优选第2部分透镜组的具有正的折射力的透镜及具有负的折射力的透镜分别由 单透镜构成，第2部分透镜组具有至少1面的非球面，还满足以下的条件式。而且，优选第 2部分透镜组的具有负的折射力的透镜为塑料透镜。1. 1 < f3b/f3 < 2. 0......(4)其中，f3b设为第2部分透镜组的焦距、f3设为第3透镜组的焦距。优选第3部分透镜组由单透镜或1个胶合透镜构成，并且由2片以下的透镜构成。优选第1部分透镜组由单透镜构成，并且第1部分透镜组的单透镜的物侧的面的 曲率半径的绝对值小于像侧的面的曲率半径的绝对值。而且，优选第1部分透镜组的单透 镜由塑料透镜构成，还满足以下的条件式。1. 0 < f3a/f3b < 2. 5......(5)其中，f3a设为第1部分透镜组的焦距、f3b设为第2部分透镜组的焦距。基于本发明的摄像装置具备基于本发明的变焦透镜；输出与由该变焦透镜形成 的光学像相对应的摄像信号的摄像元件。在基于本发明的摄像装置中，通过将轻量且具有防振性能良好的手抖动校正组的 本发明的变焦透镜作为摄像透镜来利用，防振驱动变得容易，且良好地校正了伴随摄像透 镜的振动的摄像图像的模糊。根据本发明的变焦透镜，使第3透镜组由3个部分透镜组构成，其中将第2部分透 镜组作为手抖动校正组而最佳化各部分透镜组的结构，因此使手抖动校正组变得紧凑化且 轻量化，减少对防振驱动系统的负担的同时，即使发生大的手抖动也可以得到良好的光学 性能。[0039]而且，根据本发明的摄像装置，由于将轻量且具有防振性能良好的手抖动校正组 的上述本发明的变焦透镜作为摄像透镜来利用，因此防振驱动变得容易，且能够光学地校 正伴随摄像透镜的振动的摄像图像的模糊而得到振动时也可以得到良好的图像。
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的第1结构例的图，并且是对 应于实施例1的透镜剖面图。图2是表示变焦透镜的第2结构例的图，并且是对应于实施例2的透镜剖面图。图3是表示变焦透镜的第3结构例的图，并且是对应于实施例3的透镜剖面图。图4是表示变焦透镜的第4结构例的图，并且是对应于实施例4的透镜剖面图。图5是表示变焦透镜的第5结构例的图，并且是对应于实施例5的透镜剖面图。图6是表示实施例1所涉及的变焦透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变(畸 )像差、(D)表示倍率色像差。图7是表示实施例1所涉及的变焦透镜的中间区域的各种像差的像差图，(A)表 示球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图8是表示实施例1所涉及的变焦透镜的望远端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图9是表示实施例1所涉及的变焦透镜的望远端的横像差的像差图。图10是表示实施例2所涉及的变焦透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图11是表示实施例2所涉及的变焦透镜的中间区域的各种像差的像差图，(A)表 示球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图12是表示实施例2所涉及的变焦透镜的望远端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图13是表示实施例2所涉及的变焦透镜的望远端的横像差的像差图。图14是表示实施例3所涉及的变焦透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图15是表示实施例3所涉及的变焦透镜的中间区域的各种像差的像差图，(A)表 示球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图16是表示实施例3所涉及的变焦透镜的望远端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图17是表示实施例3所涉及的变焦透镜的望远端的横像差的像差图。图18是表示实施例4所涉及的变焦透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图19是表示实施例4所涉及的变焦透镜的中间区域的各种像差的像差图，(A)表 示球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图20是表示实施例4所涉及的变焦透镜的望远端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图21是表示实施例4所涉及的变焦透镜的望远端的横像差的像差图。[0061]图22是表示实施例5所涉及的变焦透镜的广角端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图23是表示实施例5所涉及的变焦透镜的中间区域的各种像差的像差图，(A)表 示球面像差、(B)表示像散、(C)表示歪斜像差、(D)表示倍率色像差。图24是表示实施例5所涉及的变焦透镜的望远端的各种像差的像差图，(A)表示 球面像差、(B)表示像散、(C)表示畸变、(D)表示倍率色像差。图25是表示实施例5所涉及的变焦透镜的望远端的横像差的像差图。图26是表示作为本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的视频摄像机的一结构 例的外观图。图中DG_光学构件、IG-第1透镜组、2G-第2透镜组、3G-第3透镜组、3a_第1部 分透镜组、3b-第2部分透镜组、3c-第3部分透镜组、4G-第4透镜组、St-孔径光阑、Ri-从 物侧起第i个透镜面的曲率半径、Di-从物侧起第i个和第i+Ι个透镜面的面间隔、Zl-光
轴ο
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1表示本发明的一实施方式所涉及的变焦透镜的第1结构例。该结构例与后述 的第1数值实施例的透镜结构对应。同样地，将对应于后述的第2至第5的数值实施例的 透镜结构的第2至第5结构列的剖面结构示于图2 图5。在图1 图5中，标记Ri表示 将最靠物侧的构成要素的面设为第1个随着朝向像侧(成像侧)依次增加而附加标记的第 i个面的曲率半径。标记Di表示第i个面和第i+Ι个面的光轴Zl上的面间隔。另外，对于 标记Di仅对随着变倍而变化的部分的面间隔附加标记。该变焦透镜沿着光轴Zl从物侧依次具备第1透镜组1G、第2透镜组2G、第3透镜 组3G、第4透镜组4G。优选光学性的孔径光阑St配置在第3透镜组3G的物侧附近。该变焦透镜能够搭载于视频摄像机或数码静止摄像机等。在该变焦透镜的像 侧配置与所搭载的摄像机的摄像部的结构相对应的构件。例如，在该变焦透镜的成像 面(摄像面)配置 CCD (Charge Coupled Device)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等的摄像元件。摄像元件输出根据由该变焦透镜形成的光学像的摄像信 号。至少由该变焦透镜和摄像元件构成本实施方式的摄像装置。在最终透镜组(第4透镜 组4G)和摄像元件之间可以根据装载透镜的摄像机侧的结构而配置各种光学构件DG。例 如，也可以配置摄像面保护用盖玻璃或红外线截止滤光片等的平板状光学构件。图26作为搭载该变焦透镜的摄像装置的一例表示视频摄像机的结构例。该视频 摄像机具备摄像机本体1、设置在摄像机本体1的上部的摄像透镜2。在摄像机本体1内设 置有输出与由摄像透镜2形成的被摄体像相对应的摄像信号的CCD等摄像元件、处理从该 摄像元件输出的摄像信号而生成图像的信号处理电路、以及用于记录其生成的图像的记录 介质等。在摄像机本体1还安装有用于显示拍摄的图像的显示单元3。作为这种视频摄像 机的摄像透镜2也可应用本实施方式的变焦透镜。该变焦透镜构成为通过使各组间隔变化而进行变倍。具体地，第1透镜组IG及第 3透镜组3G在变倍及对焦时，时常为固定，第2透镜组2G在变倍时沿着光轴Zl移动，第4透镜组4G在变倍时及对焦时沿着光轴Zl移动。更详细地，在无限远对焦时，随着使从广角端到中间，进一步向望远端变倍，各移 动组以描绘图1 图5中用实线表示的箭头的轨迹的方式进行移动。第4透镜组4G在向 近距离物体对焦时，以描绘虚线的箭头的轨迹的方式进行移动。第1透镜组IG作为整体具有正的折射力。第1透镜组IG例如由3片透镜L11、 L12、L13构成。其中，如图4及图5的结构例，第1透镜组IG可以由4片透镜L11、L12、L13、 L14构成。第2透镜组2G作为整体具有负的折射力。第2透镜组2G例如可以由4片透镜 L21、L22、L23、L24构成。其中，如图3及图5的结构例，第2透镜组2G可以由3片透镜L21、 L22、L23 构成。第4透镜组4G作为整体具有正的折射力。第4透镜组4G例如由2片透镜L41、 L42构成。其中，如图3的结构例，第4透镜组4G可以由3片透镜L41、L42、L43构成。第3透镜组3G作为整体具有正的折射力。第3透镜组3G从物侧依次由具有正的 折射力的第1部分透镜组3a、具有正的折射力的第2部分透镜组3b、及具有负的折射力的 第3部分透镜组3c构成，其中通过使第2部分透镜组3b作为手抖动校正组沿与光轴Zl垂 直的方向移动而进行手抖动校正。第2部分透镜组3b从物侧依次由正透镜(具有正的折射力的透镜)L32及负透镜 (具有负的折射力的透镜)L33构成。第3部分透镜组3c的最靠物侧的面为凸面且最靠像 侧的面为凹面，优选第3透镜组3G构成为满足以下的条件式。V3bl-V3b2 > 32......(1)-1. 0 < Φ 3CF/ Φ 3ce < "O. 2......(2)其中，v3bl设为第2部分透镜组3b的正透镜L32对d线的阿贝数、V3b2设为第2部 分透镜组3b的负透镜L33对d线的阿贝数、Φ·设为第3部分透镜组3c的最靠物侧的面 的折射力、Φ3α;设为第3部分透镜组3c的最靠像侧的面的折射力。第m面的折射力(^将 第m面对d线的折射率设为Nm、将第m面的曲率半径设为Rm时，设为Φω= (H)/^。关于第3透镜组3G，还优选满足以下的条件式。其中，f3设为第3透镜组3G的焦 距、f4设为第4透镜组4G的焦距。0. 9 < f3/f4 < 1. 7......(3)优选第2部分透镜组3b的正透镜L32及负透镜L33分别由单透镜构成。而且，第 2部分透镜组3b具有至少1面的非球面。优选还满足以下的条件式。而且，优选第2部分 透镜组3b的负透镜L33为塑料透镜。1. 1 < f3b/f3 < 2. 0......(4)其中，f3b设为第2部分透镜组3b的焦距、f3设为第3透镜组3G的焦距。优选第3部分透镜组3c由2片以下的透镜构成。在图2的结构例中，第3部分透 镜组3c仅由透镜L34的单透镜构成。在图1及图3 图5的结构例中，第3部分透镜组3c 由透镜L34和透镜L35的胶合(接合)透镜构成。优选第1部分透镜组3a由单透镜L31构成。优选该单透镜L31的物侧的面的曲 率半径的绝对值小于像侧的面的曲率半径的绝对值。而且，优选该单透镜L31由塑料透镜构成，还满足以下的条件式。1. 0 < f3a/f3b < 2. 5......(5)其中，f3a为第1部分透镜组3a的焦距、f3b为第2部分透镜组3b的焦距。接着，说明如以上构成的变焦透镜的作用及效果。在该变焦透镜中，通过将第3透镜组3G由3个部分透镜组构成，其中第2部分透 镜组3b设为手抖动校正组，各部分透镜组的折射力的分配或形状等以与以往不同的结构 被最佳化，手抖动校正组变得紧凑且轻量，对防振驱动系统的负变小。而且，抑制由防振时 的偏心引起的色像差的发生，即使发生大的手抖动也可以得到良好的光学性能。具体地，通过将第3透镜组3G从物侧依次分为正、正、负的折射力，第3透镜组3G 成为所谓望远式的结构。由此，能够缩短总长并能够调整第3透镜组3G内的各组的折射力 分配而使手抖动校正组为最适合的折射力，防振时的手抖动校正组的移动量变得适当。而 且第2部分透镜组3b从物侧依次由正透镜L32和负透镜L33构成，从而手抖动校正组成为 望远式的结构，紧凑的同时可以校正由防振时的偏心引起的色像差(色差异)，即使发生大 的手抖动时也可以得到良好的光学性能。另外通过将第3部分透镜组3c的最靠物侧的面 设为凸面且将最靠像侧的面设为凹面，从而缩短光学系统的总长，能够使CCD或CMOS等的 摄像元件用的光学系统所需的出射光瞳距离远离。在该变焦透镜中，第1透镜组IG及第3透镜组3G在变倍时及对焦时被固定，第2 透镜组2G在变倍时移动，第4透镜组4G在变倍时及对焦时移动。由此，用于变倍或对焦的 移动组仅成为2个而结构上变得简单，尤其变得不易发生在拍摄动画时变倍或对焦的像摇
ο而且，通过将第2部分透镜组3b的正透镜L32及负透镜L33分别由单透镜构成， 第2部分透镜组3b具有至少1面的非球面，可以良好地校正由防振时发生的偏心引起的色 像差及彗形(力7 )像差。此外，通过在第2部分透镜组3b内含有塑料透镜，与手抖动校 正组由3片透镜构成的情况、或手抖动校正组含有2片以上的玻璃透镜时相比，手抖动校正 组变得轻量。由此，缩小对防振驱动系统的负担，并且能够变得低成本化。塑料透镜通过注 射成型制造，从而非球面化容易的同时大批量生产时的低成本化也成为可能。而且，特长在 于一般比重为0. 9 1. 3g/cm3，与光学玻璃的比重2. 3 5. 6g/cm3相比大幅地小。尤其，优选在第2部分透镜组3b内由塑料透镜构成负透镜L33。在第2部分透镜 组3b内负透镜L33的折射力的绝对值变得小于正透镜L32的折射力的绝对值，所以可以减 小伴随温度变化的塑料透镜的折射力变化，在温度变化时不易发生焦点移动。另外，通过由 玻璃透镜构成手抖动校正组的正透镜，从而能够不用担心伴随温度变化的折射力变化，而 使得为了进行手抖动校正而得到充分正的折射力。而且，通过将第3部分透镜组3c由单透镜或1个胶合透镜构成，并由2片以下的 透镜来构成，从而即使将第3透镜组3G分成3个部分透镜组，也可以使第3透镜组3G由最 小限度的透镜片数构成，紧凑化变为可能。此外，将第1部分透镜组3a由单透镜L31构成，将该单透镜L31的物侧的面设为比 像侧的面大(強^ )的曲率，第3透镜组3G的透镜片数变得少而紧凑化变为可能。另外， 通过将该单透镜L31设为塑料透镜，在第3透镜组3G内具有非球面而得到良好的光学性能 的同时，低成本化变为可能。而且，在第2部分透镜组3b内将负透镜L33设为塑料透镜时，在第3透镜组3G内具有正和负的2片塑料透镜，由正和负抵消伴随温度变化的塑料透镜的 折射力变化，所以变得在温度变化时不易发生焦点移动。上述条件式(1)对构成作为手抖动校正组的第2部分透镜组3b的正透镜L32及 负透镜L33对d线的阿贝数进行规定。若超过条件式(1)的下限，则手抖动校正组内的色 像差变得校正不足，使其向与光轴大致垂直的方向移动时，发生由偏心引起的色像差，性能 恶化变大。上述条件式(2)规定第3部分透镜组3c的最靠物侧的面的折射力和最靠像侧的 面的折射力的适当的比。若超过条件式(2)的下限，则第3部分透镜组3c的最靠物侧的面 的折射力变大而第3部分透镜组3c的负的折射力变得过小(弱…)，第3透镜组3G未成为 望远式的结构而难以缩短光学系统的总长。另一方面，若超过条件式(2)的上限，则第3部 分透镜组3c的最靠像侧的面的折射力变大(強…)而使得第3部分透镜组3c的负的折射 力变得过大，其结果难以进行充分的像差校正。在此，为了得到更高效果，条件式(2)的数 值范围优选为如下。-0. 95 < Φ 3CF/ φ 3CE < -0. 25......(2，)上述条件式(3)是关于第3透镜组3G和第4透镜组4G的焦距的比的条件式，并 且是为了实现第3透镜组3G以后(以降)的透镜系统的小型化的式。若超过条件式(3) 的下限，则第3透镜组3G的折射力变得过大而难以确保在光学系统的像侧用于插入滤光片 等的充分的后焦点(K 夕7才一力7 )。另一方面，若超过条件式(3)的上限，则第3透 镜组3G的折射力变得过小，后焦点变长为需要以上，难以缩短光学系统的总长。在此，为了 得到更高效果，条件式(3)的数值范围优选为如下。1. 0 < f3/f4 <1.5......(3，)上述条件式(4)是关于第2部分透镜组3b相对于第3透镜组3G整体的折射力的 折射力分配的条件式。若超过条件式(4)的下限，则第2部分透镜组3b的折射力变大而在 防振时所需的第2部分透镜组3b的移动量变得过小，难以进行针对小的振动的手抖动校正 组的控制。另一方面，若超过条件式(4)的上限，则第2部分透镜组3b的折射力变小而在 防振时所需的第2部分透镜组3b的移动量变得过大，用于对此进行驱动的驱动器的大小也 变大。在此，为了得到更高效果，条件式(4)的数值范围优选为如下。1. 15 < f3b/f3 < 1. 85......(4，)上述条件式(5)是关于第1部分透镜组3a和第2部分透镜组3b的焦距比的条件 式，并且是用于由1片塑料透镜构成第1部分透镜组3a的式。若超过条件式(5)的下限， 则第1部分透镜组3a的折射力变大，伴随温度变化的塑料透镜的折射力变化变得过大，其 结果在温度变化时发生大的焦点移动。另一方面，若超过条件式(5)的上限，则第1部分透 镜组3a的折射力变得过小，不能发挥基于将第3透镜组3G分成正、正、负的折射力的优点。 在此，为了得到更高效果，条件式(5)的数值范围优选为如下。1. 1 < f3a/f3b < 2. 1......(5，)如以上说明，根据本实施方式所涉及的变焦透镜，由3个部分透镜组构成第3透镜 组3G，其中将第2部分透镜组3b作为手抖动校正组，由于通过最佳化各部分透镜组的结构， 因此能够使手抖动校正组变得紧凑化且轻量化，缩小对防振驱动系统的负担。并且，即使发 生大的手抖动时也可以得到良好的光学性能。而且，根据搭载本实施方式所涉及的变焦透镜的摄像装置，防振驱动变得容易，并且，对伴随摄像透镜的振动的摄像图像的模糊光学地 进行校正而使得在振动时也可以得到良好的图像。实施例接着，对本实施方式所涉及的变焦透镜的具体的数值实施例进行说明。在以下，部 分总结多个数值实施例而进行说明。[实施例1][表1] [表3]表示对应于图1所示的变焦透镜的结构的具体的透镜数据。尤 其在[表1]示出其基本的透镜数据，在[表2]及[表3]示出其他的数据。在[表1]所 示的透镜数据中的面号码Si的栏表示对实施例1所涉及的变焦透镜，将最靠物侧的构成要 素的面作为第1个，随着朝向像侧依次增加而附加标记的第i个面的号码。在曲率半径Ri 的栏与图1中附加的标记Ri相对应地，表示从物侧起第i个面的曲率半径的值(mm)。对面 间隔Di的栏也同样地表示从物侧第i个面Si和第i+Ι个面Si+Ι的光轴上的间隔(mm)。 在Ndj栏表示从物侧第j个的光学要素对d线(587. 6nm)的折射率的值。在vdj栏表示从 物侧第j个光学要素对d线的阿贝数的值。在[表1]作为各种数据还表示对广角端中间 及望远端的整个系统的近轴焦距f (mm)、视场角(2ω)及F号码(FN0.)的值。实施例1所涉及的变焦透镜随着变倍第2透镜组2G及第4透镜组4G在光轴上移 动，所以这些各移动组的前后的面间隔D5、D12、D22、D26的值可以变化。在[表2]作为这 些面间隔D5、D12、D22、D26的变倍时的数据表示在广角端、中间及望远端的值。在[表1]的透镜数据中，附加在面号码的左侧的记号“*”表示其透镜面为非球面 形状。实施列1所涉及的变焦透镜的第3透镜组3G内的透镜L31的物侧的面S14及透镜 L33的物侧的面S18和第4透镜组4G内的透镜L42的双面S25、S26成为非球面形状。在 [表1]的基本透镜数据，作为这些非球面的曲率半径表示光轴附近的曲率半径的数值。在[表3]表示实施例1所涉及的变焦透镜的非球面数据。作为非球面数据所示 的数值中，记号“E”表示续于其后的数值为以10为底的“幂指数”，表示用以其10为底的指 数函数表示的数值乘算于“E”之前的数值。例如，若是“1.0E-02”，则表示“1.0X10_2”。作为实施例1所涉及的变焦透镜的非球面数据，记下由以下式(A)表示的非球面 形状的式中的各系数An、K的值。更详细地，Z表示从位于光轴到高度h的位置的非球面上 的点下垂到非球面的顶点的切平面(垂直于光轴的平面)的垂线长度(mm)。Z = C · h2/{l+(l_K · C2 · h2)"2}+Σ An · hn ……(A)(η = 3以上的整数)其中，Z 光轴方向的面的深度(mm)h 从光轴到透镜面的距离(高度)(mm) h彡0K:远心率C:近轴曲率=1/R(R:近轴曲率半径)An:第η次的非球面系数实施例1所涉及的变焦透镜作为非球面系数々 适当有效地使用A3 A12为止的次 数而被表示。[0128]表 (*:非球面)(f = 4. 11 12. 74 39. 45mm, FN0. = 1. 85 2. 05 2. 16，2 ω = 59. 58c 19. 73° 6. 37° )表2
[数值实施例2 5]与以上实施例1所涉及的变焦透镜同样地，将对应于图2所示的变焦透镜的结构 的具体的透镜数据作为实施例2示于[表4] [表6]。而且，同样地将对应于图3所示的 变焦透镜的结构的具体的透镜数据作为实施例3示于[表7] [表9]。同样地将对应于 图4所示的变焦透镜的结构的具体的透镜数据作为实施例4示于[表10] [表12]。另 外，同样地将对应于图5所示的变焦透镜的结构的具体的透镜数据作为实施例5示于[表 13] [表 15]。另外，实施例2所涉及的变焦透镜中，第3透镜组3G内的透镜L31的物侧的面S14 及透镜L33的物侧的面S18、和第4透镜组4G内的透镜L42的双面S24、S25成为非球面形 状。实施例3所涉及的变焦透镜中，第2透镜组2G内的透镜L22的双面S8、S9，和第3透镜 组3G内的透镜L32的物侧的面S15，和第4透镜组4G内的透镜L41的双面S22、S23成为 非球面形状。实施例4所涉及的变焦透镜中，第3透镜组3G内的透镜L31的物侧的面S16 及透镜L32的物侧的面S18，和第4透镜组4G内的透镜L41的双面S25、S26成为非球面形 状。实施例5所涉及的变焦透镜的第2透镜组2G内的透镜L22的双面S10、S11，和第3透 镜组3G内的透镜L31的物侧的面S15及透镜L32的物侧的面S17，和第4透镜组4G内的透镜L41的双面S24、S25成为非球面形状。表4
(*:非球面) (f = 4. 11 ^ 6. 37°12. 74 39. 44mm, FNO. = 1. 85 1. 93 2. 14，2 ω = 59. 60c )
表5[0144]表7
(*:非球面)(f = 4. 20 15. 95 60. 54mm, FN0. = 1. 85 2. 07 2. 59，2 ω = 58. 50° 16. 00° 4. 22° )表8
表9
表10
(*:非球面)(f = 4· 06 17. 76 77. 87mm, FNO. = 1. 85 2. 15 2. 79，2 ω = 60. 29c 14. 35° 3· 28° )表11[0160]表12
表13
(*:非球面)(f = 4. 06 17. 77 77. 89mm, FN0. = 1. 85 2. 09 2. 80，2 ω = 60. 22c 14.41° 3.29° )表14[0168]表15[0170] 在[表16]对各实施例汇总表示在望远端手抖动0. 3°时的校正透镜组的移动量 (平行偏心移动量)的数值。在[表17]对各实施例汇总表示有关上述各条件式的值的值。 从[表17]可知对各条件式，各实施例的值在该数值范围内。表16[0173]表17
在图6(A) (D)分别表示实施例1所涉及的变焦透镜的在广角端(无限远对焦 时)的球面像差、像散、畸变0 (歪斜像差)及倍率色像差。图7(A) (D)表示中间区域 (无限远对焦时)的相同的各像差，图8(A) (D)表示望远端(无限远对焦时)的相同的 各像差。在各像差图表示以d线(587. 6nm)为基准波长的像差。在球面像差图及倍率色像 差图也表示对C线(波长656.27nm)及F线(波长486. 13nm)的像差。在像散图中，实线 表示弧矢方向，虚线表示正切方向的像差。FN0.表示F值，ω表示半视场角。另外，在图9 表示实施例1所涉及的变焦透镜的望远端的正切方向的横像差。尤其图9(A) (C)表示 在通常时的横像差，图9 (D) (F)表示校正手抖动0.3°时的时的横像差。同样地，将对实施例2所涉及的变焦透镜的各种像差示于图10(A) (D)(广角 端)、图Il(A) (D)(中间区域)及图12㈧ (D)(望远端)和图13(A) (F)。同样 地，将针对实施例3所涉及的变焦透镜的各种像差示于图14 图16的㈧ ⑶和图 17(A) (F)。同样地，将针对实施例4所涉及的变焦透镜的各种像差示于图18 图20的 (A) ⑶和图21㈧ (F)。同样地，将针对实施例5所涉及的变焦透镜的各种像差示于 图22 图24的(A) (D)和图25(A) (F)。[0178]从以上各数值数据及各像差图可知，对各实施例手抖动校正组变得轻量，而且，即 使发生手抖动也可以得到良好的光学性能。另外，本发明不限于上述实施方式及各实施例，可以进行各种变形实施。例如，各 透镜成分的曲率半径、面间隔及折射率的值等不限于在上述各数值实施例中表示的值，也 可以取其他的值。
权利要求一种变焦透镜，从物侧依次具备具有正的折射力的第1透镜组；具有负的折射力的第2透镜组；具有正的折射力的第3透镜组；具有正的折射力的第4透镜组，通过使各透镜组的间隔变化而进行变倍，其特征在于，上述第3透镜组从物侧依次由具有正的折射力的第1部分透镜组、具有正的折射力的第2部分透镜组、以及具有负的折射力的第3部分透镜组构成，将上述第2部分透镜组作为手抖动校正组，并通过使其沿与光轴垂直的方向移动进行手抖动校正，上述第2部分透镜组从物侧起依次由正透镜及负透镜构成，上述第3部分透镜组的最靠物侧的面为凸面，且最靠像侧的面为凹面，并构成为满足以下的条件式ν3b1 ν3b2＞32……(1) 1.0＜φ3CF/φ3CR＜ 0.2……(2)其中，ν3b1第2部分透镜组的正透镜对d线的阿贝数，ν3b2第2部分透镜组的负透镜对d线的阿贝数，φ3CF第3部分透镜组的最靠物侧的面的折射力，φ3CR第3部分透镜组的最靠像侧的面的折射力，将第m面的对d线的折射率设为Nm、将第m面的曲率半径设为Rm时，第m面的折射力φm设为φm＝(Nm Nm 1)/Rm。
2.如权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，上述第1透镜组及上述第3透镜组在变倍时及对焦时被固定，上述第2透镜组在变倍 时沿光轴移动，上述第4透镜组在变倍时及对焦时沿光轴移动。
3.如权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于， 还满足以下的条件式0.9 < f3/f4 < 1. 7......(3)其中，f3:第3透镜组的焦距， f4:第4透镜组的焦距。
4.如权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，上述第2部分透镜组的正透镜及负透镜分别由单透镜构成，上述第2部分透镜组具有 至少1面的非球面，还满足以下的条件式1.1 < f3b/f3 < 2. 0......(4)其中，f3b 第2部分透镜组的焦距 f3 第3透镜组的焦距。
5.如权利要求4所述的变焦透镜，其特征在于， 上述第2部分透镜组的负透镜为塑料透镜。
6.如权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，上述第3部分透镜组由单透镜或1个胶合透镜构成，并且由2片以下的透镜构成。
7.如权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，上述第1部分透镜组由单透镜构成，并且上述第1部分透镜组的单透镜的物侧的面的 曲率半径的绝对值小于像侧的面的曲率半径的绝对值。
8.如权利要求7所述的变焦透镜，其特征在于，上述第1部分透镜组的单透镜由塑料透镜构成，还满足以下的条件式1. 0 < f3a/f3b < 2. 5......(5)其中，f3a 第1部分透镜组的焦距， f3b:第2部分透镜组的焦距。
9.一种摄像装置，其特征在于，具备权利要求1至8中的任一项所述的变焦透镜；输出与由上述变焦透镜形成的光学像相对应的摄像信号的摄像元件。
专利摘要本实用新型提供一种变焦透镜，在从物侧依次由正、负、正、正的4组构成的变焦透镜中，将第3透镜组3G从物侧依次由正、正、负的3个部分透镜组构成。将第2部分透镜组3b设为手抖动校正组，并且从物侧依次由正透镜及负透镜构成。第3部分透镜组3c的最靠物侧的面设为凸面且最靠像侧的面设为凹面。满足以下条件式。ν3b1是第2部分透镜组3b的具有正的折射力的透镜的阿贝数、ν3b2是第2部分透镜组3b的负透镜的阿贝数、φ3CF是第3部分透镜组3c的最靠物侧的面的折射力、φ3CR是第3部分透镜组3c的最靠像侧的面的折射力。ν3b1-ν3b2＞32……(1)，-1.0＜φ3CF/φ3CR＜-0.2……(2)。从而能够使手抖动校正组紧凑化并且使其轻量化，减小对防振驱动系统的负担，并且即使发生大的手抖动，也可以得到良好的光学性能。
文档编号G03B5/00GK201666969SQ20102015460
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月24日 优先权日2009年5月12日
发明者田中刚 申请人:富士能株式会社