专利名称：：变焦镜头和图像拾取设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及变焦镜头和图像拾取设备。具体地说，本发明涉及变焦镜头和使用该变焦镜头的图像拾取设备，它们适用于数字式输入/输出装置(例如数码相机、数码摄像机等)所用的图像拾取光学系统、紧凑并具有高变焦比率。
背景技术：
：近年来，使用固态成像器件的图像拾取设备(例如数码相机等)已经越来越普遍。对于这样的数码相机，需要有更高的分辨率。具体地说，在具有许多像素等的数码相机中，图像拾取所用的镜头(特别是变焦镜头)需要与具有许多像素的固态成像器件相应的优秀图像形成性能。此外还非常需要小型化，并希望有小且高效的变焦镜头。此外，为了使相机更薄，己经提出了一些相机，这些相机中光学系统通过在透镜之间插入棱镜而被弯折或折叠，从而实现变薄(沿入射光轴方向减小)。对于这样的变焦镜头，随着近来的趋势，除了需要更高的变焦比率之外，还需要减小总体尺寸并使镜头系统变薄。曰本专利申请公开(KOKAI)No.2005-84283、日本专利申请公开(KOKAI)No.2005-91465以及日本专利申请公开(KOKAI)No.2006-71993中描述了变焦镜头的示例，这些变焦镜头中，在透镜之间插入棱镜以实现变薄。
发明内容但是，日本专利申请公开(KOKAI)No.2005-84283、日本专利申请公开(KOKAI)No.2005-91465以及日本专利申请公开(KOKAI)No.2006-71993中描述的变焦镜头只提供了约3倍至5倍的变焦比率。因此，希望提供一种变焦镜头和使用该变焦镜头的图像拾取设备，该变焦镜头具有超过8倍的高变焦比率并可以减小总体长度。本发明是考虑到上述情况而作出的。根据本发明一种实施例的变焦镜头具有多个透镜组，该变焦镜头通过改变这些透镜组之间的距离来执行变焦。该变焦镜头包括反射部件，该反射部件使穿过上述多个透镜组的光轴弯折。所述多个透镜组从物方向像方依次包括第一透镜组，具有正屈光度且位置固定；第二透镜组，具有负屈光度，并在变焦时沿光轴方向运动；第三透镜组，具有正屈光度且位置固定；第四透镜组，具有正屈光度，并在变焦和聚焦时沿光轴方向运动以补偿像面的位置改变；和第五透镜组，具有负屈光度且在变焦时位置固定。该变焦镜头满足下列关系式(1)。(1)3.4<f3/fw<4.0其中，f3为第三透镜组的焦距，fw为整个镜头系统在最大广角状态下的焦距。一种图像拾取设备具有变焦镜头和成像器件，成像器件将变焦镜头形成的光学图像转换成电信号，其中变焦镜头是具有多个透镜组并通过改变这些透镜组之间的距离来执行变焦的变焦镜头。该变焦镜头包括反射部件，反射部件使穿过上述多个透镜组的光轴弯折。所述多个透镜组从物方向像方依次包括第一透镜组，具有正屈光度且位置固定；第二透镜组，具有负屈光度，并在变焦时沿光轴方向运动；第三透镜组，具有正屈光度且位置固定；第四透镜组，具有正屈光度，并在变焦和聚焦时沿光轴方向运动以补偿像面的位置改变；和第五透镜组，具有负屈光度且在变焦时位置固定。该变焦镜头满足下列关系式(1)。(1)3.4<f3/fw<4.0其中，G为第三透镜组的焦距，~为整个镜头系统在最大广角状态下的焦距。根据本发明，即使在具有超过8倍的高变焦比率的情况下，也可以縮短总体长度。图1的示意图示出根据本发明的变焦镜头第一实施例的镜头结构；图2和图3、图4是将具体数值应用于第一实施例所得的第一数值示例的像差曲线图，并示出了最大广角状态下的球差、像散和畸变像差；图3示出了中间焦距状态下的球差、像散和畸变像差；图4示出了最大摄远状态下的球差、像散和畸变像差；图5的示意图示出根据本发明的变焦镜头第二实施例的镜头结构；图6和图7、图8是将具体数值应用于第二实施例所得的第二数值示例的像差曲线图，并示出了最大广角状态下的球差、像散和畸变像差；图7示出了中间焦距状态下的球差、像散和畸变像差；图8示出了最大摄远状态下的球差、像散和畸变像差；图9的示意图示出根据本发明的变焦镜头第三实施例的镜头结构；图10和图11、图12是将具体数值应用于第三实施例所得的第三数值示例的像差曲线图，并示出了最大广角状态下的球差、像散和畸变像差；图ll示出了中间焦距状态下的球差、像散和畸变像差；图12示出了最大摄远状态下的球差、像散和畸变像差；图13的示意图示出根据本发明的变焦镜头第四实施例的镜头结构；图14和图15、图16是将具体数值应用于第四实施例所得的第四数值示例的像差曲线图，并示出了最大广角状态下的球差、像散和畸变像差；图15示出了中间焦距状态下的球差、像散和畸变像差；图16示出了最大摄远状态下的球差、像散和畸变像差；图17的示意图示出根据本发明的变焦镜头第五实施例的镜头结构；图18和图19、图20是将具体数值应用于第五实施例所得的第五数值示例的像差曲线图，并示出了最大广角状态下的球差、像散和畸变像差；图19示出了中间焦距状态下的球差、像散和畸变像差；图20示出了最大摄远状态下的球差、像散和畸变像差；图21的示意图示出根据本发明的变焦镜头第六实施例的镜头结构；图22和图23、图24是将具体数值应用于第六实施例所得的第六数值示例的像差曲线图，并示出了最大广角状态下的球差、像散和畸变像差；图23示出了中间焦距状态下的球差、像散和畸变像差；图24示出了最大摄远状态下的球差、像散和畸变像差；图25是将本发明的图像拾取设备应用于数码相机所得的实施例的电路框图26的示意性剖视图示出了数码相机的相机壳体中的一种部件设置示例。具体实施例方式下面将对根据本发明的变焦镜头和图像拾取设备的实施例进行说明。根据本发明一种实施例的变焦镜头是具有多个透镜组的变焦镜头，该镜头通过改变所述透镜组之间的距离来执行变焦，该镜头包括反射部件，反射部件用于使经过上述多个透镜组的光轴弯折。所述多个透镜组从物方到像方依次包括第一透镜组，具有正屈光度且位置固定；第二透镜组，具有负屈光度，并在变焦时沿光轴方向运动；第三透镜组，具有正屈光度且位置固定；第四透镜组，具有正屈光度并在变焦和聚焦时沿光轴方向运动以补偿像面位置变化；以及第五透镜组，具有负屈光度并在变焦时位置固定。该变焦镜头满足下列关系式(1)。(1)3.4<f3/fw<4.0其中，f3为第三透镜组的焦距，fw为整个镜头系统在最大广角情况下的焦距。关系式(1)是指定了第三透镜组焦距的关系式。如果上述值小于关系式(1)中的下限值，就难以获得8倍或更多倍的变焦比率。在试图获得8倍或更多倍的变焦比率时，第二透镜组的屈光度增大，佩兹伐曲率(Petzvalsum)向负值一方变大，造成过度补偿。相反，如果该值超过了关系式(1)中的上限值，则总体长度变长。在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，第五透镜组可以包括至少一个透镜，所述至少一个透镜至少有一个表面为非球面并有负屈光度，从而防止了像面过度弯曲。在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，所述反射部件可以包括在第一透镜组中，从而可以实现变薄，即减小沿入射光轴方向的长度。在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，第一组中包括的反射部件可以是矩形棱镜，该棱镜具有1.9或更高的折射率。因此，可以增大前透镜与位于反射部件像方的透镜之间的实际光程，并减小前透镜的直径。在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，第一透镜组可以在反射部件的像方具有至少两个有正屈光度的透镜，并满足下列关系式(2)。<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中，Vave为第一透镜组中具有正屈光度的两个透镜的阿贝数的平均值。如果弯折光学系统(即设有用于使经过多个透镜组的光轴弯折的反射部件的光学系统)中变焦比率增大到约IO倍的比率，就需要增大第一透镜组的尺寸，特别是前透镜的直径，以使最大摄远状态下的F数保持较小(较亮)。但是，通过在第一透镜组中设置具有高折射率的棱镜并将两个正透镜设置在该棱镜的像方，可以增大第一透镜组的屈光度并防止第一透镜组的尺寸增大。此外，通过设置两个正透镜，还可以对由于第一透镜组的屈光度增大而产生的球差进行控制。应当注意，为了确保上述效果，第一透镜组可以从物方到像方依次包括负弯月透镜，其凸面面向物方；矩形棱镜，其折射率为1.9或更高；以及两个双凸形状的正透镜。此外，这两个正透镜中的至少一个可以具有非球面透镜。关系式(2)指定了第一透镜组中具有正屈光度的两个透镜的阿贝数平均值。如果关系式(2)中的值小于60，则摄远端的轴向色差变大，使得难以获得高变焦比率。优选地使根据本发明一种实施例的变焦镜头满足下列关系式(3)。(3)3.4<fl/fw<4.0其中，fl为第一透镜组的焦距。关系式(3)是指定了第一透镜组焦距的关系式。如果该值小于关系式(3)的下限值，则第一透镜组的屈光度增大，佩兹伐曲率向正值一方变大，造成过度补偿。相反，如果该值超过了关系式(3)中的上限值，则第一透镜组的直径变大。在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，第五透镜组可以由具有负屈光度的前组和具有正屈光度的后组构成。具有正屈光度的后组或者后组(下文中称为"相机抖动校正透镜组")的一部分可以沿垂直于光轴的方向运动以使像移动。由于作为最后一个透镜组的第五透镜组包括具有负屈光度的前组和具有正屈光度的后组，所以前组使光线同时弯折，而后组形成远心光线。因此，可以减小第一透镜组的直径，特别是减小最靠近物方的透镜(前透镜)直径，并实现整个变焦镜头的小型化。此外，在最后端设置相机抖动校正透镜组，从而能够减小透镜的尺寸和数目。换句话说，由于在最后端设置相机抖动校正透镜组，所以不会与可动组(例如第二透镜组、第四透镜组)发生干涉。如果设置用于相机抖动校正透镜组的驱动机构，则该部分不需要增大外径。在透镜组沿与光轴正交的方向运动以执行相机抖动校正时，像差变动(特别是畸变像差的变动)可能成为一个问题，并需要增加透镜数目来补偿该变动。但是，在本实施例的情况下，在光线是远心光线的那部分处，透镜组沿与光轴正交的方向运动并执行相机抖动校正。因此，可以在不增加镜头数目的情况下，保持几乎没有像差变动的高光学性能。另一方面，前组使光线同时急剧抬高，因此像面曲率可能过大。因此，优选地，第五透镜组包括至少一个透镜，该透镜有至少一个表面为非球面并有负屈光度，从而防止像面曲率过大。更具体地说，通过使凹面面向负透镜像方的那个表面成为非球面，可以减小像面曲率。此外，非球面以下述方式形成随着远离光轴，其曲率变得小于近轴曲率半径。后组用作相机抖动校正透镜组，并包括胶合透镜来满足下面的关系式(4)，其中胶合透镜由双凸形状的正透镜与凹面面向像方的负弯月透镜组成，关系式(4)中假定pa为相机抖动校正透镜组的放大率，Pb为比相机抖动校正透镜组更靠近像方的那个透镜组的放大率。(4)0.5<(1-Pa)Xpb<0.8关系式(4)是指定了与相机抖动校正透镜组的运动量相应的像移动比率的关系式。如果该值小于关系式(4)中的下限值，则使像移动预定量所需要的相机抖动校正透镜组运动(移动)量变大，并难以对像差进行补偿。因此，驱动系统变得过大，并可能妨碍小型化。当该值超过了关系式(4)中的上限值时，即使相机抖动校正透镜组只发生少量运动，像也会发生较大移动。因此需要高精度的控制，并因而在部件精度和组装精度方面、以及检测系统或驱动系统方面需要高精度控制，造成成本显著较高。在根据本发明一种实施例的变焦镜头中，第五透镜组可以由具有负屈光度的前组以及具有正屈光度的后组构成，前组可以在制造时用作定心透镜。由于在使前组沿垂直于光轴的方向移动时，前组产生较大的像面变动而不产生彗差，所以适于对各个象限的像面差异(局部模糊)进行补偿。这样的构造使得能够制造具有稳定的图像拾取性能的防抖变焦镜头。此外，通过将前组中的负透镜制造为非球面形状，可以在对由于制造时定心造成各个象限的像面差异(局部模糊)进行补偿以及其他像差变动(例如彗差)之间适当地保持平衡。接下来将参考附图和表格，对根据本发明的变焦镜头另外的实施例以及将具体数值应用到该实施例所得的数值示例进行说明。应当注意，在各个实施例中引入了非球面，非球面的形状由下列方程l定义。其中，"Z"为非球面顶点处的切平面与球面沿光轴方向的距离，其中(=V^^))是离光轴的高度，"c"为非球面顶点的曲率(1/r)，为圆锥常数，为第2i阶非球面系数。图1示出了根据本发明第一实施例的变焦镜头1的镜头构造，其中，上部示出了最大广角状态，中部示出了最大广角状态与最大摄远状态之间的中间焦距状态，而下部示出了最大摄远状态。变焦镜头1构造成从物方到像方依次设有具有正屈光度的第一透镜组GR1、具有负屈光度的第二透镜组GR2、具有正屈光度的第三透镜组GR3、具有正屈光度的第四透镜组GR4、以及具有负屈光度的第五透镜组GR5。在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1沿光轴方向是固定的，第二透镜组GR2沿光轴方向运动使得离第一透镜组GR1的距离增大，第三透镜组GR3沿光轴方向是固定的，第四透镜组GR4沿光轴方向运动以在变焦和聚焦时对像面位置移动进行补偿，第五透镜组GR5沿光轴方向是固定的。在变焦镜头1中，第一透镜组GR1包括负弯月透镜Ll，其凸面面向物方；矩形棱镜L2;双凸形状的正透镜L3;以及双凸形状的正透镜L4，其两个表面都被形成为非球面，这些透镜从物方向像方依次设置。第二透镜组GR2包括负弯月透镜L5，其凸面面向物方；由双凹透镜L6和双凸透镜L7组成的负胶合透镜；以及负弯月透镜L8，其凹面面向物方，这些透镜从物方向像方依次设置。第三透镜组GR3包括一个具有正屈光度的透镜L9，该透镜的两个表面都被形成为非球面。第四透镜组GR4包括由正双凸透镜L10和负弯月透镜Lll组成的正胶合透镜，正双凸透镜L10的物方表面被形成为非球面，负弯月透镜Lll的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5包括负弯月透镜L12，其凸面面向像方；以及由双凸透镜L13和负弯月透镜L14组成的正胶合透镜，所述负弯月透镜L14的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5中的负弯月透镜L12构成了具有负屈光度的前组，而由透镜L13和L14组成的正胶合透镜构成了具有正屈光度的后组，通过使后组沿与光轴正交的方向运动能够使像移动。应当注意，孔径光阑IR设置为紧挨着第三透镜组GR3的像方，并在变焦时沿光轴方向是固定的。此外，滤光器FL(例如红外线截止滤光器、低通滤光器等)设置在第五透镜组GR5与像面IMG之间。表1中示出了将具体数值应用到根据第一实施例的变焦镜头1所得的第一数值示例的镜头数据。应当注意，在表1以及示出镜头数据的其他表格中，"i"表示从物方算起的第i个表面号，"ri"表示从物方算起的第i个表面的曲率半径，"di"表示从物方算起的第i个表面与第i+l个表面之间的轴向表面距离，"ni"表示从物方算起的第i个表面对于d线(波长587.6nm)的折射率，"vi"表示从物方算起的第i个表面对于d线的阿贝数。此外，对于"ri"，"INF"表示有关表面为平面，而对于"di"，"可变"表示有关表面距离是可变距离。[表l]<table>complextableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1与第二透镜组GR2之间的距离d8、第二透镜组GR2与第三透镜组GR3之间的距离d15、第三透镜组GR3(孔径光阑IR)与第四透镜组GR4之间的距离d18、以及第四透镜组GR4与第五透镜组GR5之间的距离d21发生改变。表2示出了最大广角状态(f=1.00)、中间焦距状态(f=2.83)以及最大摄远状态(f=8.00)下第一数值示例中的这些间距以及焦距"f"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>正透镜L4的两个表面(r7、r8)，正透镜L9的两个表面(rl6、r17)以及正透镜L10的物方表面(rl9)为非球面。表3示出了第一数值示例中这些表面各自的四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和AIO。注意，在表面3以及示出下文中非球面系数的表格中，"E-i"表示以10为底数的指数标记，即"10""，例如，"0.12345E-05"表示"0.12345X10-5"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表4中示出了与关系式(1)至(4)对应的第一数值示例值以及焦距"f"、F数"Fno"和半视角"co"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>图2至图4是分别示出第一数值示例的球差、像散和畸变像差的像差曲线图。图2至图4分别示出了在最大广角状态、中间焦距状态以及最大摄远状态下的像差曲线图。在图2至图4的各个像差曲线图的球差中，实线、虚线和点划线分别表示对于d线、C线(656.3nm波长)和g线(435.8nm波长)的值。在像散曲线图和畸变像差曲线图中，值是对d线示出的。此外，在像散曲线图中，实现示出弧矢像面中的值，而虚线示出子午像面中的值。由各个像差曲线图可以清楚地看到，第一数值示例具有优秀的图像形成性能。图5示出了根据本发明第二实施例的变焦镜头2的镜头构造，其中，上部示出了最大广角状态，中部示出了最大广角状态与最大摄远状态之间的中间焦距状态，而下部示出了最大摄远状态。变焦镜头2构造成从物方到像方依次设有具有正屈光度的第一透镜组GR1、具有负屈光度的第二透镜组GR2、具有正屈光度的第三透镜组GR3、具有正屈光度的第四透镜组GR4、以及具有负屈光度的第五透镜组GR5。在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1沿光轴方向是固定的，第二透镜组GR2沿光轴方向运动使得离第一透镜组GR1的距离增大，第三透镜组GR3沿光轴方向是固定的，第四透镜组GR4沿光轴方向运动以在变焦和聚焦时对像面位置移动进行补偿，第五透镜组GR5沿光轴方向是固定的。在变焦镜头2中，第一透镜组GR1包括负弯月透镜L1，其凸面面向物方；矩形棱镜L2;双凸形状的正透镜L3;以及双凸形状的正透镜L4，其两个表面都被形成为非球面，这些透镜从物方向像方依次设置。第二透镜组GR2包括负弯月透镜L5，其凸面面向物方；由双凹透镜L6和双凸透镜L7组成的负胶合透镜；以及负弯月透镜L8，其凹面面向物方，这些透镜从物方向像方依次设置。第三透镜组GR3包括一个具有正屈光度的透镜L9，该透镜的两个表面都被形成为非球面。第四透镜组GR4包括由正双凸透镜L10和负弯月透镜Lll组成的正胶合透镜，正双凸透镜L10的物方表面被形成为非球面，负弯月透镜Lll的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5包括负弯月透镜L12，其凸面面向物方；以及由双凸透镜L13和负弯月透镜L14组成的正胶合透镜，所述负弯月透镜L14的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5中的负弯月透镜L12构成了具有负屈光度的前组，而由透镜L13和L14组成的正胶合透镜构成了具有正屈光度的后组，通过使后组沿与光轴正交的方向运动能够使像移动。应当注意，孔径光阑IR设置为紧挨着第三透镜组GR3的像方，并在变焦时沿光轴方向是固定的。此外，滤光器FL(例如红外线截止滤光器、低通滤光器等)设置在第五透镜组GR5与像面IMG之间。表5中示出了将具体数值应用到根据第二实施例的变焦镜头2所得的第二数值示例的镜头数据。<tablecomplextableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1与第二透镜组GR2之间的距离d8、第二透镜组GR2与第三透镜组GR3之间的距离d15、第三透镜组GR3(孔径光阑IR)与第四透镜组GR4之间的距离d18、以及第四透镜组GR4与第五透镜组GR5之间的距离d21发生改变。表6示出了最大广角状态(f=1.00)、中间焦距状态(f=4.42)以及最大摄远状态(f=10.03)下第二数值示例中的这些间距以及焦距"f"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>正透镜L4的两个表面(r7、r8)，正透镜L9的两个表面(rl6、r17)以及正透镜L10的物方表面(rl9)为非球面。表7示出了第二数值示例中这些表面各自的四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和AIO。<table>complextableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表8中示出了与关系式(1)至(4)对应的第二数值示例值以及焦距、F数"Fno"和半视角"co"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>图6至图8是分别示出第二数值示例的球差、像散和畸变像差的像差曲线图。图6至图8分别示出了在最大广角状态、中间焦距状态以及最大摄远状态下的像差曲线图。在图6至图8的各个像差曲线图的球差中，实线、虚线和点划线分别表示对于d线、C线和g线的值。在像散曲线图和畸变像差曲线图中，值是对d线示出的。此外，在像散曲线图中，实现示出弧矢像面中的值，而虚线示出子午像面中的值。由各个像差曲线图可以清楚地看到，第二数值示例具有优秀的图像形成性能。图9示出了根据本发明第三实施例的变焦镜头3的镜头构造，其中，上部示出了最大广角状态，中部示出了最大广角状态与最大摄远状态之间的中间焦距状态，而下部示出了最大摄远状态。变焦镜头3构造成从物方到像方依次设有具有正屈光度的第一透镜组GR1、具有负屈光度的第二透镜组GR2、具有正屈光度的第三透镜组GR3、具有正屈光度的第四透镜组GR4、以及具有负屈光度的第五透镜组GR5。在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1沿光轴方向是固定的，第二透镜组GR2沿光轴方向运动使得离第一透镜组GR1的距离增大，第三透镜组GR3沿光轴方向是固定的，第四透镜组GR4沿光轴方向运动以在变焦和聚焦时对像面位置移动进行补偿，第五透镜组GR5沿光轴方向是固定的。在变焦镜头3中，第一透镜组GR1包括负弯月透镜Ll，其凸面面向物方；矩形棱镜L2;双凸形状的正透镜L3;以及双凸形状的正透镜L4，其两个表面都被形成为非球面，这些透镜从物方向像方依次设置。第二透镜组GR2包括负弯月透镜L5，其凸面面向物方；由双凹透镜L6和双凸透镜L7组成的负胶合透镜；以及负弯月透镜L8，其凹面面向物方，这些透镜从物方向像方依次设置。第三透镜组GR3包括一个具有正屈光度的透镜L9，该透镜的两个表面都被形成为非球面。第四透镜组GR4包括由正双凸透镜L10和负弯月透镜Lll组成的正胶合透镜，正双凸透镜L10的物方表面被形成为非球面，负弯月透镜Lll的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5包括负弯月透镜L12，其凸面面向物方；以及由双凸透镜L13和负弯月透镜L14组成的正胶合透镜，所述负弯月透镜L14的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5中的负弯月透镜L12构成了具有负屈光度的前组，而由透镜L13和L14组成的正胶合透镜构成了具有正屈光度的后组，通过使后组沿与光轴正交的方向运动能够使像移动。应当注意，孔径光阑IR设置为紧挨着第三透镜组GR3的像方，并在变焦时沿光轴方向是固定的。此外，滤光器FL(例如红外线截止滤光器、低通滤光器等)设置在第五透镜组GR5与像面IMG之间。表9中示出了将具体数值应用到根据第三实施例的变焦镜头3所得的第三数值示例的镜头数据。<table>complextableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1与第二透镜组GR2之间的距离d8、第二透镜组GR2与第三透镜组GR3之间的距离d15、第三透镜组GR3(孔径光阑IR)与第四透镜组GR4之间的距离d18、以及第四透镜组GR4与第五透镜组GR5之间的距离d21发生改变。表10示出了最大广角状态(卜l.OO)、中间焦距状态(f=5.61)以及最大摄远状态(—12.00)下第三数值示例中的这些间距以及焦距"f"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表12中示出了与关系式(1)至(4)对应的第三数值示例值以及焦距"f"、F数"Fno"和半视角"①"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>图10至图12是分别示出第三数值示例的球差、像散和畸变像差的像差曲线图。图10至图12分别示出了在最大广角状态、中间焦距状态以及最大摄远状态下的像差曲线图。在图10至图12的各个像差曲线图的球差中，实线、虚线和点划线分别表示对于d线、C线和g线的值。在像散曲线图和畸变像差曲线图中，值是对d线示出的。此外，在像散曲线图中，实现示出弧矢像面中的值，而虚线示出子午像面中的值。由各个像差曲线图可以清楚地看到，第三数值示例具有优秀的图像形成性能。图13示出了根据本发明第四实施例的变焦镜头4的镜头构造，其中，上部示出了最大广角状态，中部示出了最大广角状态与最大摄远状态之间的中间焦距状态，而下部示出了最大摄远状态。变焦镜头4构造成从物方到像方依次设有具有正屈光度的第一透镜组GR1、具有负屈光度的第二透镜组GR2、具有正屈光度的第三透镜组GR3、具有正屈光度的第四透镜组GR4、以及具有负屈光度的第五透镜组GR5。在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1沿光轴方向是固定的，第二透镜组GR2沿光轴方向运动使得离第一透镜组GR1的距离增大，第三透镜组GR3沿光轴方向是固定的，第四透镜组GR4沿光轴方向运动以在变焦和聚焦时对像面位置移动进行补偿，第五透镜组GR5沿光轴方向是固定的。在变焦镜头4中，第一透镜组GR1包括负弯月透镜Ll，其凸面面向物方；矩形棱镜L2;双凸形状的正透镜L3;以及双凸形状的正透镜L4，其两个表面都被形成为非球面，这些透镜从物方向像方依次设置。第二透镜组GR2包括负弯月透镜L5，其凸面面向物方；由双凹透镜L6和双凸透镜L7组成的负胶合透镜；以及负弯月透镜L8，其凹面面向物方，这些透镜从物方向像方依次设置。第三透镜组GR3包括一个具有正屈光度的透镜L9，该透镜的两个表面都被形成为非球面。第四透镜组GR4包括由正双凸透镜L10和负弯月透镜Lll组成的正胶合透镜，正双凸透镜L10的物方表面被形成为非球面，负弯月透镜Lll的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5包括负弯月透镜L12，其凸面面向物方，并且像方表面设置成非球面；以及由双凸透镜L13和负弯月透镜L14组成的正胶合透镜，所述负弯月透镜L14的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5中的负弯月透镜L12构成了具有负屈光度的前组，而由透镜L13和L14组成的正胶合透镜构成了具有正屈光度的后组，通过使后组沿与光轴正交的方向运动能够使像移动。应当注意，孔径光阑IR设置为紧挨着第三透镜组GR3的像方，并在变焦时沿光轴方向是固定的。此外，滤光器FL(例如红外线截止滤光器、低通滤光器等)设置在第五透镜组GR5与像面IMG之间。表13中示出了将具体数值应用到根据第四实施例的变焦镜头4所得的第四数值示例的镜头数据。<table>complextableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1与第二透镜组GR2之间的距离d8、第二透镜组GR2与第三透镜组GR3之间的距离d15、第三透镜组GR3(孔径光阑IR)与第四透镜组GR4之间的距离d18、以及第四透镜组GR4与第五透镜组GR5之间的距离d21发生改变。表14示出了最大广角状态(fH.OO)、中间焦距状态(f=4.00)以及最大摄远状态(f=8.00)下第四数值示例中的这些间距以及焦距"f"。[表14]<table>complextableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>正透镜L4的两个表面(r7、r8)，正透镜L9的两个表面(rl6、r17)、正透镜L10的物方表面(rl9)以及负透镜L12的像方表面(r23)为非球面。表15示出了第四数值示例中这些表面各自的四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和A10。<table>complextableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表16中示出了与关系式(1)至(4)对应的第四数值示例值以及焦距"f，、F数"Fno"和半视角"co"。[表16]<table>complextableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>图14至图16是分别示出第四数值示例的球差、像散和畸变像差的像差曲线图。图14至图16分别示出了在最大广角状态、中间焦距状态以及最大摄远状态下的像差曲线图。在图14至图16的各个像差曲线图的球差中，实线、虚线和点划线分别表示对于d线、C线和g线的值。在像散曲线图和畸变像差曲线图中，值是对d线示出的。此外，在像散曲线图中，实现示出弧矢像面中的值，而虚线示出子午像面中的值。由各个像差曲线图可以清楚地看到，第四数值示例具有优秀的图像形成性能。图15示出了根据本发明第五实施例的变焦镜头5的镜头构造，其中，上部示出了最大广角状态，中部示出了最大广角状态与最大摄远状态之间的中间焦距状态，而下部示出了最大摄远状态。变焦镜头5构造成从物方到像方依次设有具有正屈光度的第一透镜组GRK具有负屈光度的第二透镜组GR2、具有正屈光度的第三透镜组GR3、具有正屈光度的第四透镜组GR4、以及具有负屈光度的第五透镜组GR5。在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1沿光轴方向是固定的，第二透镜组GR2沿光轴方向运动使得离第一透镜组GR1的距离增大，第三透镜组GR3沿光轴方向是固定的，第四透镜组GR4沿光轴方向运动以在变焦和聚焦时对像面位置移动进行补偿，第五透镜组GR5沿光轴方向是固定的。在变焦镜头5中，第一透镜组GR1包括负弯月透镜Ll，其凸面面向物方；矩形棱镜L2;双凸形状的正透镜L3;以及双凸形状的正透镜L4，其两个表面都被形成为非球面，这些透镜从物方向像方依次设置。第二透镜组GR2包括负弯月透镜L5，其凸面面向物方；由双凹透镜L6和双凸透镜L7组成的负胶合透镜；以及负弯月透镜L8，其凹面面向物方，这些透镜从物方向像方依次设置。第三透镜组GR3包括一个具有正屈光度的透镜L9，该透镜的两个表面都被形成为非球面。第四透镜组GR4包括由正双凸透镜L10和负弯月透镜Lll组成的正胶合透镜，正双凸透镜L10的物方表面被形成为非球面，负弯月透镜Lll的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5包括负弯月透镜L12，其凸面面向物方，且像方表面被设置成非球面；以及由双凸透镜L13和负弯月透镜L14组成的正胶合透镜，所述负弯月透镜L14的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5中的负弯月透镜L12构成了具有负屈光度的前组，而由透镜L13和L14组成的正胶合透镜构成了具有正屈光度的后组，通过使后组沿与光轴正交的方向运动能够使像移动。应当注意，孔径光阑IR设置为紧挨着第三透镜组GR3的像方，并在变焦时沿光轴方向是固定的。此外，滤光器FL(例如红外线截止滤光器、低通滤光器等)设置在第五透镜组GR5与像面IMG之间。表17中示出了将具体数值应用到根据第五实施例的变焦镜头5所得的第五数值示例的镜头数据。<table>complextableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1与第二透镜组GR2之间的距离d8、第二透镜组GR2与第三透镜组GR3之间的距离d15、第三透镜组GR3(孔径光阑IR)与第四透镜组GR4之间的距离d18、以及第四透镜组GR4与第五透镜组GR5之间的距离d21发生改变。表18示出了最大广角状态(^1.00)、中间焦距状态(f=4.34)以及最大摄远状态(f=10.00)下第五数值示例中的这些间距以及焦距"f"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>正透镜L4的两个表面(r7、r8)，正透镜L9的两个表面(rl6、r17)、正透镜L10的物方表面(rl9)以及负透镜L12的像方表面(r23)为非球面。表19示出了第五数值示例中这些表面各自的四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和A10。<table>complextableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>表20中示出了与关系式(1)至(4)对应的第五数值示例值以及焦距"f"、F数"Fno"和半视角"co"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>图18至图20是分别示出第五数值示例的球差、像散和畸变像差的像差曲线图。图18至图20分别示出了在最大广角状态、中间焦距状态以及最大摄远状态下的像差曲线图。在图18至图20的各个像差曲线图的球差中，实线、虚线和点划线分别表示对于d线、C线和g线的值。在像散曲线图和畸变像差曲线图中，值是对d线示出的。此外，在像散曲线图中，实现示出弧矢像面中的值，而虚线示出子午像面中的值。由各个像差曲线图可以清楚地看到，第五数值示例具有优秀的图像形成性能。图21示出了根据本发明第六实施例的变焦镜头6的镜头构造，其中，上部示出了最大广角状态，中部示出了最大广角状态与最大摄远状态之间的中间焦距状态，而下部示出了最大摄远状态。变焦镜头6构造成从物方到像方依次设有具有正屈光度的第一透镜组GR1、具有负屈光度的第二透镜组GR2、具有正屈光度的第三透镜组GR3、具有正屈光度的第四透镜组GR4、以及具有负屈光度的第五透镜组GR5。在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1沿光轴方向是固定的，第二透镜组GR2沿光轴方向运动使得离第一透镜组GR1的距离增大，第三透镜组GR3沿光轴方向是固定的，第四透镜组GR4沿光轴方向运动以在变焦和聚焦时对像面位置移动进行补偿，第五透镜组GR5沿光轴方向是固定的。在变焦镜头6中，第一透镜组GR1包括负弯月透镜Ll，其凸面面向物方；矩形棱镜L2;双凸形状的正透镜L3;以及双凸形状的正透镜L4，其两个表面都被形成为非球面，这些透镜从物方向像方依次设置。第二透镜组GR2包括负弯月透镜L5，其凸面面向物方；由双凹透镜L6和双凸透镜L7组成的负胶合透镜；以及负弯月透镜L8，其凹面面向物方，这些透镜从物方向像方依次设置。第三透镜组GR3包括一个具有正屈光度的透镜L9，该透镜的两个表面都被形成为非球面。第四透镜组GR4包括由正双凸透镜L10和负弯月透镜Lll组成的正胶合透镜，正双凸透镜L10的物方表面被形成为非球面，负弯月透镜Lll的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5包括负弯月透镜L12，其凸面面向物方，且像方表面被设置成非球面；以及由双凸透镜L13和负弯月透镜L14组成的正胶合透镜，所述负弯月透镜L14的凸面面向像方，这些透镜从物方向像方依次设置。第五透镜组GR5中的负弯月透镜L12构成了具有负屈光度的前组，而由透镜L13和L14组成的正胶合透镜构成了具有正屈光度的后组，通过使后组沿与光轴正交的方向运动能够使像移动。应当注意，孔径光阑IR设置为紧挨着第三透镜组GR3的像方，并在变焦时沿光轴方向是固定的。此外，滤光器FL(例如红外线截止滤光器、低通滤光器等)设置在第五透镜组GR5与像面IMG之间。表21中示出了将具体数值应用到根据第六实施例的变焦镜头6所得的第六数值示例的镜头数据。<tablecomplextableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>在从最大广角状态向最大摄远状态进行变焦时，第一透镜组GR1与第二透镜组GR2之间的距离d8、第二透镜组GR2与第三透镜组GR3之间的距离d15、第三透镜组GR3(孔径光阑IR)与第四透镜组GR4之间的距离d18、以及第四透镜组GR4与第五透镜组GR5之间的距离d21发生改变。表22示出了最大广角状态(f=1.00)、中间焦距状态(f=3.47)以及最大摄远状态(f=12.01)下第六数值示例中的这些间距以及焦距"f，。<table>complextableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>正透镜L4的两个表面(r7、r8)，正透镜L9的两个表面(rl6、r17)、正透镜L10的物方表面(rl9)以及负透镜L12的像方表面(r23)为非球面。表23示出了第二数值示例中这些表面各自的四阶、六阶、八阶和十阶非球面系数A4、A6、A8和A10。<table>complextableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>表24中示出了与关系式(1)至(4)对应的第六数值示例值以及焦距"f"、F数"Fno"和半视角"co"。<table>complextableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>图22至图24是分别示出第六数值示例的球差、像散和畸变像差的像差曲线图。图22至图24分别示出了在最大广角状态、中间焦距状态以及最大摄远状态下的像差曲线图。在图22至图24的各个像差曲线图的球差中，实线、虚线和点划线分别表示对于d线、C线和g线的值。在像散曲线图和畸变像差曲线图中，值是对d线示出的。此外，在像散曲线图中，实现示出弧矢像面中的值，而虚线示出子午像面中的值。由各个像差曲线图可以清楚地看到，第六数值示例具有优秀的图像形成性能。接下来将说明本发明的图像拾取设备。本发明的图像拾取设备包括变焦镜头以及成像器件，成像器件将变焦镜头形成的光学图像转换成电信号，其中，变焦镜头是具有多个透镜组的变焦镜头，该镜头通过改变所述透镜组之间的距离来执行变焦，该镜头包括反射部件，反射部件用于使经过上述多个透镜组的光轴弯折。所述多个透镜组从物方到像方依次包括第一透镜组，具有正屈光度且位置固定；第二透镜组，具有负屈光度，并在变焦时沿光轴方向运动；第三透镜组，具有正屈光度且位置固定；第四透镜组，具有正屈光度并在变焦和聚焦时沿光轴方向运动以补偿像面位置变化；以及第五透镜组，具有负屈光度并在变焦时位置固定，并且，该图像拾取设备满足下列关系式(1)。(1)3.4<f3/fw<4.0其中，f3为第三透镜组的焦距，fw为整个镜头系统在最大广角情况下的焦距。图25是示出数码相机结构一种示例的框图，该数码相机带有根据本发明一种实施例的变焦镜头。数码相机100设有镜头部分IO，起图像拾取的作用；相机信号处理单元20，执行信号处理，例如对所捕获的图像信号进行模拟至数字转换；图像处理单元30，执行图像信号的记录和再现处理；LCD(液晶显示器)40，显示所捕获的图像等；R/W(读取器/写入器)50，执行向存储卡51的写入/从存储卡51的读取；CPU(中央处理单元)60，控制整个设备；输入单元70，用于接收用户的输入操作；以及镜头驱动控制单元80，对镜头部分10中透镜的驱动进行控制。镜头部分IO包括光学系统和成像器件12(例如CCD等)，光学系统包括应用了本发明的变焦镜头11。对于来自成像器件12的输出信号，相机信号处理单元20执行信号处理，这些处理例如转换成数字信号、降噪、对图像质量进行补偿、以及转换成亮度和色彩不同的信号。图像处理单元30根据预定的图像数据格式对图像信号执行压縮编码处理和解压縮解码处理、对数据格式(例如分辨率)的转换处理等。应当注意，变焦镜头11可以采用根据本发明的变焦镜头l一6以及数值示例l一6中任意一种，也可以采用根据本发明其他实施例或其他数值示例的其他变焦镜头。存储卡51包括可拆卸的半导体存储器。读取器/写入器50将经过图像处理单元30编码的图像数据写入存储卡51中，以及读取存储卡51中记录的图像数据。CPU60是对数码相机中各个电路部分进行控制的控制处理单元，并根据来自输入单元70的指令等对各个电路部分进行控制。输入单元70例如包括用于执行快门操作的快门释放按钮和用于选择工作模式的模式选择开关等，并根据用户的操作向CPU60输出指令输入信号。镜头驱动单元80根据来自CPU60的控制信号，对驱动变焦镜头ll中透镜的电动机等(未示出)进行控制。下面将简单说明数码相机100的操作。在图像拾取的待机状态，在CPU60的控制下，镜头部分10中所拾取的图像信号通过相机信号处理单元20输出到LCD40，并作为穿过相机的图像而显示。此外，在来自输入单元70的用于变焦的指令输入信号被输入时，CPU60向镜头驱动控制单元80输出控制信号，变焦镜头11中的预定透镜在镜头驱动控制单元80的控制之下运动。此外，如果通过来自输入单元70的指令输入信号来操作镜头部分10的快门(未示出)时，所捕获的图像信号从相机信号处理单元20向图像处理单元30输出、受到压縮编码处理、并被转换成预定数据格式的数字数据。所转换成的数据向读取器/写入器50输出，并被写入存储卡51中。应当注意，例如，在为进行记录而对快门释放按钮进行半按压(halfdepress)、全按压(fUllydepress)等情况下，镜头驱动控制单元80根据来自CPU60的控制信号使变焦镜头11中的预定透镜运动，以执行聚焦。此外，在对记录在存储卡51上的图像数据进行再现的情况下，预定图像数据被根据通过输入单元70进行的操作而由读取器/写入器50从存储卡51读出，并在图像处理单元30中受到解压縮解码处理，然后再现图像信号被输出到LCD40，从而显示再现图像。图26是示出这种数码相机100中一种部件设置示例的示意性剖视图。应当注意，图26示出了被拍摄对象位于纸面左侧的情况下，相机内部的情况。变焦镜头11容纳在相机壳体90内，成像器件12设置在下部。此外，LCD40设在相机壳体90处面向被拍摄对象的那侧，并用于在拍摄图像时调整视角、再现图像、确认各种设置数据等。通过用棱镜使光的光轴从被拍摄对象弯折以及使预定透镜沿着弯折方向(图中的上下方向或左右方向)运动，根据本发明的变焦镜头11能够执行变焦和聚焦。因此，可以在不使变焦镜头11从相机壳体90突出的情况下捕获图像，并可以縮短捕获图像时相机体的深度。另外，还可以通过将变焦镜头11设计成满足上述条件而使相机壳体90进一步小型化。尽管较小，但它能够进行约8至12倍的变焦，并可以获得高分辨率图像而在各个焦距处几乎没有像差。本申请包含与2006年12月6日提交给日本特许厅的日本专利申请No.2006-329753有关的主题，该申请的全部内容通过引用而结合于此。应当明白，在上述实施例中，尽管描述了将本发明的图像拾取设备用于数码相机的示例，但是也可以将其应用于其他图像拾取设备，例如数码摄像机。此外，各个实施例和数值示例中所示的任何部件形状、数值只是示出了实施本发明的示例，不应当用它们来对本发明的技术范围进行限制性的解释。权利要求1.一种变焦镜头，具有多个透镜组，所述变焦镜头通过改变所述透镜组之间的距离来执行变焦，所述变焦镜头包括反射部件，使光轴弯折，所述光轴穿过所述多个透镜组，其中，所述多个透镜组从物方向像方依次包括第一透镜组，具有正屈光度且位置固定，第二透镜组，具有负屈光度，并在变焦时沿所述光轴方向运动，第三透镜组，具有正屈光度且位置固定，第四透镜组，具有正屈光度，并在变焦和聚焦时沿所述光轴方向运动以补偿像面的位置改变，和第五透镜组，具有负屈光度且在变焦时位置固定，并且所述变焦镜头满足下列关系式(1)，(1)3.4＜f3/fw＜4.0其中，f3为所述第三透镜组的焦距，fw为整个镜头系统在最大广角状态下的焦距。2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第五透镜组包括至少一个透镜，所述至少一个透镜的至少一个表面为非球面，并且所述至少一个透镜具有负屈光度。3.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，所述反射部件设在所述第一透镜组中。4.根据权利要求3所述的变焦镜头，其中，所述反射部件是折射率为1.9或更高的矩形棱镜。5.根据权利要求3或4所述的变焦镜头，其中，所述第一透镜组在所述反射部件的像方那侧包括至少两个具有正屈光度的透镜，并满足下列关系式(2)，(2)Vave>60其中，Vave为所述第一透镜组中所述具有正屈光度的两个透镜的阿贝数的平均值。6.根据权利要求1或2所述的变焦镜头，其中，所述变焦镜头满足下列关系式(3)，(3)3.4<fl/fw<4.0其中，fl为所述第一透镜组的焦距。7.—种图像拾取设备，具有变焦镜头和成像器件，所述成像器件将所述变焦镜头形成的光学图像转换成电信号，其中，所述变焦镜头是具有多个透镜组并通过改变所述透镜组之间的距离来执行变焦的变焦镜头，所述变焦镜头包括反射部件，使光轴弯折，所述光轴穿过所述多个透镜组，其中，所述多个透镜组从物方向像方依次包括第一透镜组，具有正屈光度且位置固定，第二透镜组，具有负屈光度，并在变焦时沿所述光轴方向运动，第三透镜组，具有正屈光度且位置固定，第四透镜组，具有正屈光度，并在变焦和聚焦时沿所述光轴方向运动以补偿像面的位置改变，和第五透镜组，具有负屈光度且在变焦时位置固定，并且所述变焦镜头满足下列关系式(1)，(1)3.4<f3/fw<4.0其中，f3为所述第三透镜组的焦距，&为整个镜头系统在最大广角状态下的焦距。8.根据权利要求7所述的图像拾取设备，其中，所述变焦镜头的所述第五透镜组包括至少一个透镜，所述至少一个透镜的至少一个表面为非球面，并且所述至少一个透镜具有负屈光度。全文摘要一种变焦镜头具有多个透镜组，该变焦镜头通过改变这些透镜组之间的距离来执行变焦，该变焦镜头包括反射部件，该反射部件使穿过上述多个透镜组的光轴弯折。所述多个透镜组从物方向像方依次包括第一透镜组，具有正屈光度且位置固定；第二透镜组，具有负屈光度，并在变焦时沿光轴方向运动；第三透镜组，具有正屈光度且位置固定；第四透镜组，具有正屈光度，并在变焦和聚焦时沿光轴方向运动以补偿像面的位置改变；和第五透镜组，具有负屈光度且在变焦时位置固定。文档编号G02B15/163GK101196611SQ20071019530公开日2008年6月11日申请日期2007年12月6日优先权日2006年12月6日发明者大道裕之申请人:索尼株式会社