透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种透镜装置和包含该透镜装置的图像拾取装置。所述透镜装置包括包含多个透镜单元的光学系统，所述光学系统包含：第一透镜单元，其被设置为最接近光学系统中的物体侧并且围绕光学系统的光轴附近的点是可旋转的；以及至少一个透镜单元，其沿包含与光轴垂直的方向上的分量的方向是可移动的。以下的条件式被满足：1.0<ft/|f1|<2.2，这里，ft代表光学系统在望远端处的焦距，f1代表第一透镜单元的焦距。第一透镜单元的旋转或所述至少一个透镜单元沿包含与光轴垂直的方向上的分量的方向的移动中的至少一个沿与光轴垂直的方向改变图像形成位置。
【专利说明】透镜装置和包括透镜装置的图像拾取装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有图像稳定功能的透镜装置，更具体地，涉及用于视频照相机、卤化银照相机、数字静物照相机等的具有变焦功能的透镜装置，并且涉及包括透镜装置的图像拾取装置。
【背景技术】
[0002]迄今为止，诸如视频照相机的图像拾取装置需要具有图像稳定功能，以用于防止由于抖动等导致的图像模糊，并且提出了各种类型的图像稳定方法。其中，通过偏移单个透镜或多个透镜单元以便具有沿与光轴垂直的方向的分量来具有图像稳定功能的光学图像稳定目前被广泛地用在数字静物照相机和视频照相机等中。
[0003]另外，在上述图像稳定方法以外，存在围绕透镜的曲率半径的中心旋转成像透镜的一部分的方法和使用可偏移透镜单元和可旋转透镜单元的方法。
[0004]例如，日本专利申请公开N0.H09-251127公开了一种围绕曲率半径的中心旋转设置在最物体侧的无焦单元的一部分或多个透镜以用于图像稳定的光学系统。日本专利申请公开N0.2003-202499公开了一种包括具有正折光力、负折光力、正折光力和正折光力的第一到第四透镜单元的成像透镜，其中，第二和第三透镜单元是可偏移的，而第二、第三以及第四透镜单元是可旋转的。可偏移透镜和可旋转透镜被移动以用于图像稳定。
[0005]但是，日本专利申请公开N0.H09-251127的方法具有这样的问题，即，当执行图像稳定时，由于第一透镜单元的旋转角度增加，因此，光学性能劣化。另外，日本专利申请公开N0.2003-202499的方法具有这样的问题，即，由于在孔径光阑的附近或后侧通过两个透镜单元执行偏移和旋转，因此光束被渐晕，使得周边光量比减少。
[0006]特别地，当执行多于望远端的场角的50%的大的图像模糊校正(以下在本说明书中被称为“大的振动隔离”)时，图像模糊校正量由沿与校正光学系统的光轴垂直的方向的移动分量确定。因而，由于必须增加沿垂直方向的移动分量以执行大的振动隔离，因此光学性能的劣化和周边光量的减少变得十分明显。
[0007]另外，存在旋转透镜单元自身以便实现光学性能和周边光量的方法。但是，由于要被移动的部分具有大的重量，因此需要大的致动器以驱动透镜单元，这导致重量的增加。
【发明内容】
[0008]因此，本发明提供在大的振动隔离中具有高的光学性能和高的周边光量比并且包含重量轻可移动的透镜单元和小型的整个光学系统的透镜装置，并提供包含透镜装置的图像拾取装置。
[0009]为了实现以上提到的目的，根据本发明的一个实施例，提供一种透镜装置，包括包含多个透镜单元的光学系统，所述光学系统包含:第一透镜单元，其被设置为最接近光学系统中的物体侧并且围绕光学系统的光轴附近的点是可旋转的；以及至少一个透镜单元，其沿包含与光轴垂直的方向上的分量的方向是可移动的，其中，以下的条件式被满足:[0010]1.0<ft/|fl |<2.2,
[0011]这里，ft代表光学系统在望远端处的焦距，Π代表第一透镜单元的焦距，并且其中，第一透镜单元的旋转或所述至少一个透镜单元沿包含与光轴垂直的方向上的分量的方向的移动中的至少一个沿与光轴垂直的方向改变图像形成位置。
[0012]根据本发明，能够提供在大的振动隔离中具有高的光学性能和高的周边光量比、并且包含重量轻可移动的透镜单元和小型的整个光学系统的透镜装置，并且提供包含透镜装置的图像拾取装置。
[0013]本发明的其它特征从以下参照附图的示例性实施例的描述将变得清晰。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1A是根据本发明的实施例1的透镜装置的广角端处在振动隔离之前的截面图。
[0015]图1B是根据本发明的实施例1的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之前的截面图。
[0016]图1C是根据本发明的实施例1的透镜装置的望远端处在振动隔离之前的截面图。
[0017]图2A是根据本发明的实施例1的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的截面图。
[0018]图2B是根据本发明的实施例1的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的截面图。
[0019]图2C是根据本发明的实施例1的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的截面图。
[0020]图3A是根据本发明的实施例1的透镜装置的广角端处在振动隔离之前的横向像差图。
[0021]图3B是根据本发明的实施例1的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之前的横向
像差图。
[0022]图3C是根据本发明的实施例1的透镜装置的望远端处在振动隔离之前的横向像差图。
[0023]图4A是根据本发明的实施例1的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0024]图4B是根据本发明的实施例1的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的横向
像差图。
[0025]图4C是根据本发明的实施例1的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0026]图5是根据本发明的实施例1的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的光路图。
[0027]图6A是根据本发明的实施例2的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的截面图。
[0028]图6B是根据本发明的实施例2的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的截面图。
[0029]图6C是根据本发明的实施例2的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的截面图。
[0030]图7A是根据本发明的实施例2的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0031]图7B是根据本发明的实施例2的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的横向
像差图。[0032]图7C是根据本发明的实施例2的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0033]图8A是根据本发明的实施例3的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的截面图。
[0034]图SB是根据本发明的实施例3的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的截面图。
[0035]图SC是根据本发明的实施例3的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的截面图。
[0036]图9A是根据本发明的实施例3的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0037]图9B是根据本发明的实施例3的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的横向
像差图。
[0038]图9C是根据本发明的实施例3的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0039]图1OA是根据本发明的实施例4的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的截面图。
[0040]图1OB是根据本发明的实施例4的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的截面图。
[0041]图1OC是根据本发明的实施例4的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的截面图。
[0042]图1lA是根据本发明的实施例4的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0043]图1lB是根据本发明的实施例4的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的横向
像差图。
[0044]图1lC是根据本发明的实施例4的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0045]图12A是根据本发明的实施例5的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的截面图。
[0046]图12B是根据本发明的实施例5的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的截面图。
[0047]图12C是根据本发明的实施例5的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的截面图。
[0048]图13A是根据本发明的实施例5的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0049]图13B是根据本发明的实施例5的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的横向
像差图。
[0050]图13C是根据本发明的实施例5的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0051]图14A是根据本发明的实施例6的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的截面图。
[0052]图14B是根据本发明的实施例6的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的截面图。
[0053]图14C是根据本发明的实施例6的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的截面图。
[0054]图15A是根据本发明的实施例6的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0055]图15B是根据本发明的实施例6的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的横向
像差图。
[0056]图15C是根据本发明的实施例6的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0057]图16A是根据本发明的实施例7的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0058]图16B是根据本发明的实施例7的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的横向
像差图。
[0059]图16C是根据本发明的实施例7的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0060]图17A是根据本发明的实施例7的透镜装置的广角端处在振动隔离之后的横向像差图。
[0061]图17B是根据本发明的实施例7的透镜装置的中间焦距处在振动隔离之后的横向
像差图。
[0062]图17C是根据本发明的实施例7的透镜装置的望远端处在振动隔离之后的横向像差图。
【具体实施方式】
[0063]现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。
[0064]实施例1
[0065]以下，参照实施例描述本发明的细节。
[0066]图1A、图1B、图1C、图2A、图2B以及图2C示出根据本发明的实施例1的透镜装置的光学系统的截面图。本实施例的透镜装置从物体侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元1、具有负折光力的第二透镜单元I1、光阑(透镜光阑)S、具有正折光力的第三透镜单元III以及具有正折光力的第四透镜单元IV。另外，本实施例的透镜装置是变焦光学系统，其中，第一透镜单元I与第二透镜单元II之间的间隔、第二透镜单元II与第三透镜单元III之间的间隔以及第三透镜单元III与第四透镜单元IV之间的间隔在变焦期间改变。
[0067]图1A、图1B以及图1C分别示出在振动隔离(vibration isolation)之前在广角端、中间焦距以及望远端处的截面图。图2A、图2B以及图2C分别示出在振动隔离之后在广角端、中间焦距以及望远端处的截面图。注意，“振动隔离之后”意味着在通过沿包含与光轴垂直的方向上的分量(component)的方向移动图像稳定(stabilization)透镜来移动图像形成位置(由于通过振动而导致的透镜装置的光轴方向的波动而沿与光轴垂直的方向在像平面上波动)、以便减少被摄体图像的位置的波动的操作(振动隔离移动或图像稳定移动)中已移动预定的光学系统(图像稳定透镜)的状态。另外，“振动隔离之前”意味着图像稳定透镜还没有为了振动隔离而被移动的状态。
[0068]图3A、图3B以及图3C分别示出在振动隔离之前在广角端、中间焦距以及望远端处的横向像差图。图4A、图4B以及图4C分别示出在振动隔离之后在广角端、中间焦距以及望远端处的横向像差图。这里，在横向像差图中示出的像高从上面依次为最大像高、中间像高、轴上、中间像高X (-1)以及最大像高X (-1)。另外，图5示出在振动隔离之后在望远端处的光路图。光束分别在最大像高、轴上以及最大像高X (-1)处进入。在实施例的光路图和截面图中，设置在最后的透镜单元的像侧的平行平板是CCD的面板或低通滤波器的玻璃块，并且平行平板的像侧的线是像平面。
[0069]表1表示当在实施例1中执行振动隔离以便将光轴方向改变3度时第一透镜单元的旋转中心位置和旋转量、以及第三透镜单元的偏移(shift)量。
[0070]表1:根据本发明的实施例1的透镜装置的振动隔离中的旋转中心位置、旋转角度以及偏移量
[0071]
【权利要求】
1.一种透镜装置，包括包含多个透镜单元的光学系统， 所述光学系统包括: 第一透镜单元，其被设置为最接近光学系统中的物体侧并且围绕光学系统的光轴附近的点是可旋转的；以及 至少一个透镜单元，其沿包含与光轴垂直的方向上的分量的方向是可移动的， 其中，以下的条件式被满足:
1.0<ft/|fl |<2.2， 这里，ft代表光学系统在望远端处的焦距，fl代表第一透镜单元的焦距，并且其中，第一透镜单元的旋转或所述至少一个透镜单元沿包含与光轴垂直的方向上的分量的方向的移动中的至少一个沿与光轴垂直的方向改变图像形成位置。
2.根据权利要求1的透镜装置，其中，所述至少一个透镜单元沿包含与光轴垂直的方向上的分量的方向是可偏移的。
3.根据权利要求1的透镜装置，其中，所述至少一个透镜单元与光阑相邻。
4.根据权利要求1的透镜装置，还包括设置在所述至少一个透镜单元的透镜之间的光阑。
5.根据权利要求1的透镜装置，其中，第一透镜单元包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。
6.根据权利要求1的透镜装置，其中，沿光轴方向的第一透镜单元的旋转中心位置根据变焦改变。
7.一种图像拾取装置，包括: 根据权利要求1~6中任一项的透镜装置；以及 图像传感器，用于通过所述透镜装置接收被摄体光。
【文档编号】G02B15/173GK103901590SQ201310718903
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】川村淳 申请人:佳能株式会社