可变焦距透镜及利用它的摄像机的制作方法

专利名称：可变焦距透镜及利用它的摄像机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于摄像机等、具有能对因手抖动、振动等而产生的图像摆动进行光学校正的功能、且高放大倍率、高图像质量的可变焦距透镜以及利用它的摄像机。
背景技术：
近几年，在摄像机等摄影系统中需要用于防止手抖动等振动的抖动防止功能，已提出了各种类型的防振光学系统。
例如，日本专利特开平8-29737号公报所述的摄像机中，在可变焦距透镜的前面安装2块镜片结构的抖动校正用光学系统，使其中的某一块镜片相对于光轴垂直移动，即可对抖动所产生的图像变动进行校正。
并且，在日本专利特开平7-128619号公报所述的摄像机中，利用4组镜片构成的可变焦距透镜，使由多块镜片构成的第3透镜组的一部分相对于光轴垂直移动，即可校正因抖动而产生的图像变动。
但是，在日本专利特开平8-29737号公报中所述的摄像机中，由于在可变焦距透镜的前面安装了抖动校正用的光学系统，所以，抖动校正用的光学系统的透镜直径增大。并且，随之摄像机本身也增大，对驱动系统的负担也加重，不利于小型化、轻量化和节电化。
此外，在日本专利特开平7-128619号公报所述的摄像机中，使相对于像面固定的第3透镜组的一部分垂直于光轴进行移动，即可校正因抖动而产生的图像变动，所以，与在可变焦距透镜前面安装抖动校正用的光学系统的类型相比，有利于减小体积。但由于抖动校正用的透镜组由3块构成，所以，促动机构的负担大，变焦比较小，约为10倍左右。

发明内容
本发明是为了解决现有技术中的上述问题而提出的，其目的在于提供一种可变焦距透镜及利用它的摄像机，是由5组构成的可变焦距透镜，在改变放大倍数和调焦时，通过使相对于像面固定的2片结构的第3透镜组垂直于光轴进行移动，可校正抖动，而且能小型化、轻量化。
为了达到上述目的，本发明涉及的可变焦距透镜的第1结构，第1透镜组，包括从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜与具有正的屈光度的透镜接合而成的接合透镜、以及具有正的屈光度的透镜，整体上具有正的屈光度，并相对于像面被固定；第2透镜组，整体上具有负的屈光度，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于上述像面被固定；第3透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，整体上具有正的屈光度，变倍时和对焦时相对于光轴方向固定；第4透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，整体上具有负的屈光度，相对于上述像面被固定；以及第5透镜组，其整体上具有正的屈光度，并在光轴上移动，使随着上述第2透镜组在光轴上的移动和物体的移动而变动的上述像面保持在离基准面一定距离的位置上，其特征是上述第2透镜组由以下4片透镜组成，即从物体侧向像面侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜；上述第3透镜组，为了校正抖动时的图像的变动，可在相对于光轴垂直的方向上移动；上述第4透镜组由凹透镜与凸透镜的接合透镜构成；上述第5透镜组由双凸透镜与双凹透镜的接合透镜、以及凸透镜共3片透镜构成；当设上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，上述第1透镜组满足下述式22的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50上述式22是用于在全变焦区内能获得良好的色像差的条件式，表示第1透镜组的接合透镜的色散系数。在望远侧，第1透镜组中产生的像差被放大，因此放大倍率越高，越需要在第1透镜组消色。当低于上述式22的下限值时，倍率色差在标准位置附近校正不足，在望远侧相反地校正过剩。此外，当超过上述式22的上限值时，在标准位置附近校正过剩，在望远侧相反地校正不足。
而且，为了更有效地校正色像差，希望上述第1透镜组满足下述式23的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-65在上述本发明的可变焦距透镜的第1结构中，在上述第5透镜组的接合透镜中，设最靠近物体侧的面的曲率半径为r51、物体侧透镜的折射率为nd51、最靠近像面侧的面的曲率半径为r52、像面侧透镜的折射率为nd52时，希望满足下述式24的条件式。
0.85＜(nd51-1)r52/(nd52-1)r51＜1.2上述式24表示第5透镜组15的接合透镜的物体侧的面和像面侧的面的屈光度的关系。若超过上述式24的上限，则慧形像差的发生量增大，与变焦位置有关的像差变动也增大。若小于上述式24的下限，则很难小型化。
在上述本发明的可变焦距透镜的第1结构中，在上述第5透镜组的接合透镜中，设物体侧透镜的放大率为φ51、像面侧透镜的放大率为φ52、物体侧透镜的色散系数为υd51、像面侧透镜的色散系数为υd52时，希望满足下述式25的条件式。
2.0＜νd51νd52(φ51+φ52)/(φ51νd52+φ52νd51)＜8.0第5透镜组在变焦、聚焦时移动。这时，为了抑制色像差的变动，必须满足上述式25的条件。即使在标准位置能够确保最佳色像差，如果超过上述式25的上限，变焦到望远侧时g线成校正过剩，在低于上述式25的下限时，成校正不足。
并且，涉及本发明的可变焦距透镜的第2结构，具有第1透镜组，包括从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜与具有正的屈光度的透镜接合而成的接合透镜、以及具有正的屈光度的透镜，整体上具有正的屈光度，并相对于像面被固定；第2透镜组，整体上具有负的屈光度，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于上述像面被固定；第3透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，整体上具有正的屈光度，变倍时和对焦时相对于光轴方向固定；第4透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，整体上具有负的屈光度，相对于上述像面被固定；以及第5透镜组，其整体上具有正的屈光度，并在光轴上移动，使随着上述第2透镜组在光轴上的移动和物体的移动而变动的上述像面保持在离基准面一定距离的位置上，其特征是上述第2透镜组由以下4片透镜组成，即从物体侧向像面侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜；上述第3透镜组，为了校正抖动时的图像的变动，可在相对于光轴垂直的方向上移动；上述第4透镜组由凹透镜与凸透镜的接合透镜构成；上述第5透镜组由双凸透镜和双凹透镜及双凸透镜的三重的接合透镜、以及凸透镜共4片透镜构成；当设上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，上述第1透镜组满足下述式26的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50上述式26是用于在全变焦区内获得良好的色像差的条件式，表示第1透镜组的接合透镜的合成色散系数。在望远侧，在第1透镜组产生的像差被放大，因此放大倍率越高，越需要在第1透镜组进行消色。当低于上述式26的下限值时，倍率色差在标准位置附近校正不足，在望远侧相反地校正过剩。并且，当超过上述式26的上限值时，在标准位置附近校正过剩，在望远侧相反地校正不足。并且，第5透镜组由4片透镜构成，能减缓第5透镜组各透镜面的放大率，所以，有利于校正像差，尤其能减小抖动校正时产生的像散。
此外，为了更有效地校正色像差，希望上述第1透镜组满足下述式27的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-65在上述本发明的可变焦距透镜的第2结构中，希望上述第5透镜组的三重的接合透镜中至少3面的曲率半径相等。若采用该希望的例子，则接合时容易定心，不需要透镜面判别的工序。
并且，涉及本发明可变焦距透镜的第3结构，具有第1透镜组，包括从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜、以及具有正的屈光度的透镜，整体上具有正的屈光度，并相对于像面被固定；第2透镜组，整体上具有负的屈光度，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于上述像面被固定；第3透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，整体上具有正的屈光度，变倍时和对焦时相对于光轴方向固定；第4透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，整体上具有负的屈光度，相对于上述像面被固定；以及第5透镜组，其整体上具有正的屈光度，并在光轴上移动，使随着上述第2透镜组在光轴上的移动和物体的移动而变动的上述像面保持在离基准面一定距离的位置上，其特征是上述第2透镜组由以下4片透镜组成，即从物体侧向像面侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜；上述第3透镜组，为了校正抖动时的图像的变动，可在相对于光轴垂直的方向上移动；上述第4透镜组由凹透镜和凸透镜的2片单透镜构成；上述第5透镜组由3片透镜构成；当设上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，上述第1透镜组满足下述式28的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50由单透镜来构成第4透镜组，能增加设计参数，所以能提高性能。
并且，为了更有效地校正色像差，希望上述第1透镜组满足下述式29的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-65并且，涉及本发明的可变焦距透镜的第4结构，具有第1透镜组，包括从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜、以及具有正的屈光度的透镜，整体上具有正的屈光度，并相对于像面被固定；第2透镜组，整体上具有负的屈光度，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于上述像面被固定；第3透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，整体上具有正的屈光度，变倍时和对焦时相对于光轴方向固定；第4透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，整体上具有负的屈光度，相对于上述像面被固定；以及第5透镜组，其整体上具有正的屈光度，并在光轴上移动，使随着上述第2透镜组在光轴上的移动和物体的移动而变动的上述像面保持在离基准面一定距离的位置上，其特征是上述第2透镜组由以下4片透镜组成，即从物体侧向像面侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜；上述第3透镜组，为了校正抖动时的图像的变动，可在相对于光轴垂直的方向上移动；上述第4透镜组由凹透镜和凸透镜的2片单透镜构成；上述第5透镜组由4片透镜构成；当设上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，上述第1透镜组满足下述式30的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50由单透镜来构成第4透镜组，能增加设计参数，所以能提高性能。
并且，为了更有效地校正色像差，希望上述第1透镜组能满足下述式31的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-65用4片透镜来构成第5透镜组，能减缓第5透镜组各透镜面的放大率。所以有利于校正像差，尤其能减小抖动校正时产生的像散。
在本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，将与透镜的g线(435nm)、F线(486nm)、d线(587nm)、C线(656nm)、A’线(768nm)的部分色散比对应的异常色散常数分别设为dPg，F、dPg，d、dPC，A’，将从上述第1透镜组的物体侧算起的第2个透镜的异常色散常数设为dPg，F12、dPg，d12、dPC，A’12时，满足下述式32～式34的条件式。
0.014＜dPg，F12＜0.039[式33]0.020＜dPg，d12＜0.057[式34]-0.031＜dPC，A’12＜-0.02其中，标准光学玻璃选用511605(nd＝1.5112、υd＝60.49)和620363(nd＝1.62004、υd＝36.30)这2种，纵坐标为部分色散比，横坐标为色散系数，将连接这2种玻璃所表示的2点的直线作为标准线，对于各种玻璃，将其部分色散比和与该玻璃种类的色散系数对应的标准线上的部分色散比之差设定为dPx，y。
上述式32～式34是用于同时校正短波长侧和长波长侧的色像差所必须的条件式。为了校正2种以上的波长的色像差，需要异常色散性(異常分散性)大的材料。上述式32～式34表示从短波长到长波长的异常色散性，通过使用同时满足上述式32～式34的条件的材料，可很好地校正2种以上波长的色像差。
而且，为了更有效地校正色像差，希望满足下述式35～式37的条件式。
0.036＜dPg，F12＜0.039[式36]0.045＜dPg，d12＜0.057[式37]-0.031＜dPC，A’12＜-0.024在本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，将与透镜的g线(435nm)、F线(486nm)、d线(587nm)、C线(656nm)、A’线(768nm)的部分色散比对应的异常色散常数分别设为dPg，F、dPg，d、dPC，A’，将从上述第1透镜组的物体侧算起的第1个透镜的异常色散常数设为dPg，F11、dPg，d11、dPC，A’11、从上述第1透镜组的物体侧算起的第2个透镜的异常色散常数设为dPg，F12、dPg，d12、dPC，A’12时，满足下述式38～式40的条件式。
-0.006＜dPg，F11-dPg，F12＜0.019[式39]0.002＜dPg，d11-dPg，d12＜0.035 -0.027＜dPC，A’11-dPC，A’12＜-0.016上述式38～式40是对2种以上波长的色像差进行校正的情况下、关于具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜的条件式。对各透镜的异常色散常数之差满足上述式38～式40的条件的透镜材料进行组合，可很好地校正2种以上波长的色像差。
而且，为了更有效地校正色像差，希望满足下述式41～式43的条件式。
0.017＜dPg，F11-dPg，F12＜0.019[式42]0.025＜dPg，d11-dPg，d12＜0.035[式43]-0.027＜dPC，A’11-dPC，A’12＜-0.02此外，在上述本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，设上述第2透镜组的最靠近物体侧的透镜的折射率为nd21、色散系数为υd21时，希望满足下述式44和式45的条件式。
nd21＞1.85[式45]30＜νd21＜50通过满足上述式44和式45的条件，既能充分校正色像差，又能校正负的像面弯曲，所以，能使画面周边部分也实现高质量图像。
在上述本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，设上述第2透镜组的最靠近物体侧的透镜的折射率为nd21、色散系数为υd21时，希望满足下述式46和式47的条件式。
1.75＜nd21＜1.85[式47]30＜νd21＜50采用满足上述式46和式47条件的玻璃材料，可在保持基本性能不变的情况下降低成本。
在上述本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，希望上述第2透镜组中含有至少一个非球面。若采用该理想例子，则能很好地校正广角至标准位置的下光束的光斑(フレア)。
在上述本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，希望上述第3透镜组中含有至少一个非球面。若采用该理想例子，则能很好地校正在球面像差和抖动校正时产生的像差。
在上述本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，希望上述第5透镜组中含有至少一个非球面。若采用该理想例子，则能控制变焦、聚焦时的单色像差的变化。
在上述本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，在上述第2透镜组的接合透镜中，设物体侧透镜的放大率为φ22、色散系数为υd22、像面侧透镜的放大率为φ23、色散系数为υd23时，满足下述式48的条件式。
19＜νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＜22若超过上述式48的上限值，则在望远端g线成校正过剩，若低于下限值，则校正不足。
在上述本发明的可变焦距透镜的第1～第4结构中，设上述广角端的全系统的焦距为fw、第i透镜组的焦距为fi(i＝1～5)、第3透镜组与第4透镜组的合成焦距为f34时，满足下述式49～式52的条件式。
8.5＜f1/fw＜10.0[式50]1.6＜|f2|/fw＜1.7[式51]8.0＜f34/fw＜9.5[式52]2.0＜f5/fw＜5.0上述式49是与第1透镜组的屈光度有关的条件式。若低于上述式49的下限值，则第1透镜组的屈光度过大，所以很难校正长焦点侧的球面像差。此外，若超过上述式49的上限值，则透镜长度增大，很难实现小型化的变焦透镜。
上述式50是与第2透镜组的屈光度有关的条件式。若低于上述式50的下限值，则能减小体积。但整体系统的珀兹伐和向负增大，很难校正像面弯曲，若超过上述式50的上限值，则容易校正像差，但变倍系统增长，整个系统很难小型化。
上述式51是与第3透镜组的屈光度有关的条件式。若低于上述式51的下限值，则第3透镜组的屈光度增大，所以，很难校正球面像差。此外，若超过上述式51的上限值，则第1透镜组～第3透镜组的合成系统变成发散系统，所以不能减小位于其后面的第4透镜组的透镜外径，并且不能减小全系统的珀兹伐和。
上述式52是与第4透镜组的屈光度有关的条件式。若小于上述式52的下限值，则画面包括范围减小，为了获得所需范围，必须增大第1透镜组的透镜直径，所以很难实现小型化、轻量化。若超过上述式52的上限值，则容易校正像差，但近距离摄影时的第4透镜组的移动量增大，不仅很难实现全系统的小型化，而且很难校正近距离摄影时和远距离摄影时的轴外像差的不平衡。
并且，本发明涉及的摄像机的结构是具有可变焦距透镜的摄像机，其特征在于上述可变焦距透镜采用上述本发明的可变焦距透镜。
由于利用具有上述某一结构的可变焦距透镜来构成摄像机，所以，能实现小型、高性能、具有抖动校正功能的摄像机。


图1是表示本发明第1实施方式中的可变焦距透镜的结构的配置图。
图2是本发明第1实施例的广角端的像差性能图(图2A是球面像差，图2B是像散，图2C是畸变像差，图2D是轴向色差，图2E是倍率色差)。
图3是本发明第1实施例的标准位置的像差性能图(图3A是球面像差，图3B是像散，图3C是畸变像差，图3D是轴向色差，图3E是倍率色差)。
图4是本发明第1实施例的望远端的像差性能图(图4A是球面像差，图4B是像散，图4C是畸变像差，图4D是轴向色差，图4E是倍率色差)。
图5是本发明第1实施例的望远端的抖动校正时的像差性能图(图5F是在相对像高0.75处的横像差，图5G是在画面中心处的横像差，图5H是在相对像高-0.75处的横像差)。
图6是本发明第2实施例的广角端的像差性能图(图6A是球面像差，图6B是像散，图6C是畸变像差，图6D是轴向色差，图6E是倍率色差)。
图7是本发明第2实施例的标准位置上的像差性能图(图7A是球面像差，图7B是像散，图7C是畸变像差，图7D是轴向色差，图7E是倍率色差)。
图8是本发明第2实施例的望远端上的像差性能图(图8A是球面像差，图8B是像散，图8C是畸变像差，图8D是轴向色差，图8E是倍率色差)。
图9是本发明第2实施例的望远端的抖动校正时的像差性能图(图9F是在相对像高0.75处的横像差，图9G是在画面中心处的横像差，图9H是在相对像高-0.75处的横像差)。
图10是本发明第3实施例的广角端上的像差性能图(图10A是球面像差，图10B是像散，图10C是畸变像差，图10D是轴向色差，图10E是倍率色差)。
图11是本发明第3实施例的标准位置上的像差性能图(图11A是球面像差，图11B是像散，图11C是畸变像差，图11D是轴向色差，图11E是倍率色差)图12是本发明第3实施例的望远端上的像差性能图(图12A是球面像差，图12B是像散，图12C是畸变像差，图12D是轴向色差，图12E是倍率色差)。
图13是本发明第3实施例的望远端的抖动校正时的像差性能图(图13F是在相对像高0.75处的横像差，图13G是在画面中心处的横像差，图13H是在相对像高-0.75处的横像差)。
图14是本发明第4实施例的广角端上的像差性能图(图14A是球面像差，图14B是像散，图14C是畸变像差，图14D是轴向色差，图14E是倍率色差)。
图15是本发明第4实施例的标准位置上的像差性能图(图15A是球面像差，图15B是像散，图15C是畸变像差，图15D是轴向色差，图15E是倍率色差)。
图16是本发明第4实施例的望远端上的像差性能图(图16A是球面像差，图16B是像散，图16C是畸变像差，图16D是轴向色差，图16E是倍率色差)。
图17是本发明第4实施例的望远端的抖动校正时的像差性能图(图17F是在相对像高0.75处的横像差，图17G是在画面中心处的横像差，图17H是在相对像高-0.75处的横像差)。
图18是本发明第2实施方式中的可变焦距透镜的结构的配置图。
图19是本发明第5实施例的广角端上的像差性能图(图19A是球面像差，图19B是像散，图19C是畸变像差，图19D是轴向色差，图19E是倍率色差)。
图20是本发明第5实施例的标准位置处的像差性能图(图20A是球面像差，图20B是像散，图20C是畸变像差，图20D是轴向色差，图20E是倍率色差)。
图21是本发明第5实施例的望远端上的像差性能图(图21A是球面像差，图21B是像散，图21C是畸变像差，图21D是轴向色差，图21E是倍率色差)。
图22是本发明第5实施例的望远端的抖动校正时的像差性能图(图22F是在相对像高0.75处的横像差，图22G是在画面中心处的横像差，图22H是在相对像高-0.75处的横像差)。
图23是本发明第6实施例的广角端上的像差性能图(图23A是球面像差，图23B是像散，图23C是畸变像差，图23D是轴向色差，图23E是倍率色差)。
图24是本发明第6实施例的标准位置上的像差性能图(图24A是球面像差，图24B是像散，图24C是畸变像差，图24D是轴向色差，图24E是倍率色差)。
图25是本发明第6实施例的望远端上的像差性能图(图25A是球面像差，图25B是像散，图25C是畸变像差，图25D是轴向色差，图25E是倍率色差)。
图26是本发明第6实施例的望远端的抖动校正时的像差性能图(图26F是在相对像高0.75处的横像差，图26G是在画面中心处的横像差，图26H是在相对像高-0.75处的横像差)。
图27是本发明第3实施方式中的可变焦距透镜的结构的配置图。
图28是本发明第7实施例的广角端上的像差性能图(图28A是球面像差，图28B是像散，图28C是畸变像差，图28D是轴向色差，图28E是倍率色差)。
图29是本发明第7实施例的标准位置上的像差性能图(图29A是球面像差，图29B是像散，图29C是畸变像差，图29D是轴向色差，图29E是倍率色差)。
图30是本发明第7实施例的望远端上的像差性能图(图30A是球面像差，图30B是像散，图30C是畸变像差，图30D是轴向色差，图30E是倍率色差)。
图31是本发明第7实施例的望远端的抖动校正时的像差性能图(图31F是在相对像高0.75处的横像差，图31G是在画面中心处的横像差，图31H是在相对像高-0.75处的横像差)。
图32是本发明第4实施方式中的可变焦距透镜的结构的配置图。
图33是本发明第8实施例的广角端上的像差性能图(图33A是球面像差，图33B是像散，图33C是畸变像差，图33D是轴向色差，图33E是倍率色差)。
图34是本发明第8实施例的标准位置上的像差性能图(图34A是球面像差，图34B是像散，图34C是畸变像差，图34D是轴向色差，图34E是倍率色差)。
图35是本发明第8实施例的望远端上的像差性能图(图35A是球面像差，图35B是像散，图35C是畸变像差，图35D是轴向色差，图35E是倍率色差)。
图36是本发明第8实施例的望远端的抖动校正时的像差性能图(图36F是在相对像高0.75处的横像差，图36G是在画面中心处的横像差，图36H是在相对像高-0.75处的横像差)。
图37是本发明第5实施方式中的摄像机的结构的配置图。
最佳实施方式以下，利用实施方式更具体地说明本发明。
(第1实施方式)图1是表示本发明第1实施方式中的可变焦距透镜的结构的配置图。如图1所示，本实施方式中的可变焦距透镜包括从物体侧(图1中左侧)向像面侧(图1中右侧)依次配置的如下构件整体具有正的屈光度(日文屈折力)的第1透镜组11、整体具有负的的第2透镜组12、光圈、整体具有正的屈光度的第3透镜组13、整体具有负的屈光度的第4透镜组14、以及整体具有正的屈光度的第5透镜组15。
图1中的棱镜表示图37的色分离的棱镜373a～c，该色分解的棱镜具有把白色光分离成G(绿)、R(红)、B(兰)波长带的色的作用。并且，图1中的水晶等表示低通滤波器(图37的372)、IR切断滤波器、摄像器件(图37的374a～c)的盖玻璃的全部。
第一透镜组11，由从物体侧依次配置的由具有负的屈光度的透镜与具有正的屈光度的透镜接合而成的接合透镜、以及具有正的屈光度的透镜构成，在变倍时和聚焦时相对于像面固定。
第2透镜组12，由从物体侧开始依次配置的负的凹凸透镜、双凹透镜、以及凸透镜与凹透镜的接合透镜这4片透镜构成，通过在光轴上移动而实现变倍作用。
光圈，相对于像面固定。
第3透镜组13，由从物体侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于光轴方向固定。并且，第3透镜组13为了校正抖动时的图像变动，可以在与相对于光轴垂直的方向上整体移动，也就是说，在产生抖动时，使第3透镜组13在相对于光轴垂直的方向上移动，可校正抖动。
第4透镜组14，由从物体侧起依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于像面固定。具体来说，第4透镜组14由凹透镜和凸透镜的接合透镜构成。
第5透镜组15，由从物体侧起依次配置的、双凸透镜与双凹透镜接合的接合透镜和凸透镜这3片透镜构成，在光轴上移动，以便将随着第2透镜组12在光轴上的移动和物体的移动而变动的像面保持在离基准面一定距离的位置上。也就是说，第5透镜组15通过在光轴上移动，同时进行变倍引起的图像移动和聚焦调整。
本实施方式的可变焦距透镜中的第1透镜组11，当第1透镜组11的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11，第1透镜组11的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12，第1透镜组11的接合透镜的物体侧透镜的阿贝数(色散系数)为υd11，第1透镜组11的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，满足下述式53条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50上述式53是用于在全变焦区内获得良好的色像差用的条件式，它表示第1透镜组11的接合透镜的合成色散系数。在望远侧，由于在第1透镜组11产生的像差被放大，所以倍率越高，越需要在第1透镜组11进行消色。若小于上述式53的下限值，则倍率色差在标准位置附近校正不足，在望远侧相反地校正过剩。此外，若大于上述式53的上限值，则在标准位置附近校正过剩，在望远侧相反地校正不足。
并且，为了更有效地校正色像差，希望第1透镜组11满足下述式54的条件式。

-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-65在第5透镜组15的接合透镜中，当最靠物体侧的面的曲率半径为r51，物体侧透镜的折射率为nd51，最靠像面侧的面的曲率半径为r52，像面侧透镜的折射率为nd52时，希望能满足下述式55的条件式。
0.85＜(nd51-1)r52/(nd52-1)r51＜1.2上述式55表示第5透镜组15的接合透镜的物体侧的面和像面侧的面的屈光度的关系。若大于上述式55的上限，则产生大的慧形像差，变焦位置上的像差变动也大。若小于上述式55的下限，则很难小型化。
并且，在第5透镜组15的接合透镜中，当物体侧透镜的放大率为φ51，像面侧透镜的放大率为φ52，物体侧透镜的色散系数为υd51，像面侧透镜的色散系数为υd52时，希望满足下述式56的条件式。
2.0＜νd51νd52(φ51+φ52)/(φ51νd52+φ52νd51)＜8.0第5透镜组15在变焦、聚焦时移动。这时为了抑制色像差的变动，必须满足上述式56条件。即使在标准位置上能确保最佳色像差，当大于上述式56的上限时，变焦到望远侧时g线成校正过剩，在小于上述式56的下限时成校正不足。
此外，当透镜的g线(435nm)、F线(486nm)、d线(587nm)、C线(656nm)、A’线(768nm)的部分色散比所对应的异常色散常数(異常分散定数)分别为dPg，F、dPg，d、dPC，A’、从第1透镜组11的物体侧算起第2个透镜(构成接合透镜的、具有正的屈光度的透镜)的异常色散常数为dPg，F12、dPg，d12、dPC，A’12时，希望能满足下述式57～式59的条件式。
0.014＜dPg，F12＜0.039[式58]0.020＜dPg，d12＜0.057[式59]-0.031＜dPC，A’12＜-0.02上述式57～式59是用于同时校正短波长侧和长波长侧的色像差所必须的条件式，为了校正2种以上波长的色像差，必须用异常色散性大的材料。上述式57～式59表示从短波长到长波长的异常色散性，通过采用能同时满足上述式57～式59的条件的材料，可很好地校正2种以上波长的色像差。
而且，为了更有效地校正色像差，希望满足下述式60～式62的条件式。
0.036＜dPg，F12＜0.039[式61]0.045＜dPg，d12＜0.057[式62]-0.031＜dPC，A’12＜-0.024此外，当从第1透镜组11的物体侧算起第1个透镜(构成接合透镜的、具有负的屈光度的透镜)的异常色散常数分别为dPg，F11、dPg，d11、dPC，A’11、从第1透镜组11的物体侧算起第2个透镜(构成接合透镜的、具有正的屈光度的透镜)的异常色散常数为dPg，F12、dPg，d12、dPC，A’12时，希望满足下述式63～式65的条件式。
-0.006＜dPg，F11-dPg，F12＜0.019[式64]0.002＜dPg，d11-dPg，d12＜0.035[式65]-0.027＜dPC，A’11-dPC，A’12＜-0.016上述式63～式65是校正2种以上波长的色像差的情况下对具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜的条件式。通过对各透镜的异常色散常数的差满足上述式63～式65条件的透镜材料进行组合，可很好地校正2种以上波长的色像差。
而且，为了更有效地校正色像差，希望满足下述式66～式68条件式。
0.017＜dPg，F11-dPg，F12＜0.019[式67]0.025＜dPg，d11-dPg，d12＜0.035[式68]-0.027＜dPC，A’11-dPC，A’12＜-0.02此外，在第2透镜组12的最靠近物体侧的透镜的折射率为nd21、色散系数为υd21时，希望满足下述式69、式70的条件式。
nd21＞1.85[式70]30＜νd21＜50
通过满足上述式69、式70的条件，可既能充分校正色像差，又能校正负的像面弯曲，所以，画面周边部也能实现高质量图像。
而且，在第2透镜组12的最靠近物体侧的透镜的折射率为nd21、色散系数为υd21时，希望满足下述式71、式72的条件式。
1.75＜nd21＜1.85[式72]30＜νd21＜50通过采用能满足上述式71、式72条件的玻璃材料，可在保持基本性能的情况下降低成本。
此外，在第2透镜组12的接合透镜中，在物体侧透镜的能力为φ22、色散系数υd22、像面侧透镜的放大率为φ23、色散系数为υd23时，希望满足下述式73的条件式。
19＜νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＜22若大于上述式73的上限值，则在望远端g线成校正过剩；若小于下限值，则校正不足。
此外，在广角端的全系统的焦距为fw、第i透镜组的焦距为fi(i＝1～5)、第3透镜组13和第4透镜组14的合成焦距为f34时，希望满足下述式74～式77的条件式。
8.5＜f1/fw＜10.0[式75]1.6＜|f2|/fw＜1.7 8.0＜f34/fw＜9.5[式77]2.0＜f5/fw＜5.0上述式74是关于第1透镜组11的屈光度的条件式。若小于上述式74的下限值，则第1透镜组11的折射率过大，所以，难于校正长焦点侧的球面像差。此外，若超过上述式74的上限值，则透镜长度增大，难于实现小型化的变焦透镜。
上述式75是关于第2透镜组12的屈光度的条件式。若小于上述式75的下限值，则能小型化，但全系统的珀兹伐(petzval)和向负增大，难于校正像面弯曲。若大于上述式75的上限值，则容易校正像差，但变倍系统增长，难于实现全系统小型化。
上述式76是关于第3透镜组13的屈光度的条件式。若小于上述式76的下限值，则第3透镜组13的屈光度过大，所以，难于校正球面像差。此外，若大于上述式76的上限值，则第1透镜组11～第3透镜组13的合成系统变成发散系统，所以，位于其后面的第4透镜组14的透镜外径不能减小，并且，全系统的珀兹伐和不能减小。
上述式77是关于第4透镜组14的屈光度的条件式。若小于上述式77的下限值，则画面包括范围减小，为获得所需范围，必须增大第1透镜组11的透镜直径，因此，很难实现小型化、轻量化。若大于上述式77的上限值，则容易校正像差，但近距离摄影时的第4透镜组14的移动量增大，不仅很难达到全系统小型化，而且很难校正近距离摄影时和远距离摄影时的轴外像差的不平衡。
第2透镜组12希望包括至少一个非球面。通过使第2透镜组12采用这种结构，能够很好地校正广角～标准位置的下光束的光斑(フレア)。
并且，希望第3透镜组13包括至少一个非球面，通过采用这种结构的第3透镜组13，可很好地校正球面像差及抖动的校正时产生的像差。
再者，希望第5透镜组15包括至少一个非球面。通过使第5透镜组15采用这种结构，即可控制变焦、聚焦时的单色像差的变化。
而且，这里说的非球面由下述式78定义(以下的第2～第4实施方式也是一样)。
SAG=H2/R1+1-(1+K)(H/R)2+D·H4+E·H6]]>在上述式78中，H表示距离光轴的高度，SAG表示从距离光轴的高度为H的非球面上的点的顶点算起的距离，R表示非球面上的顶点的曲率半径，K表示园锥常数，D、E表示非球面系数。
以下利用具体实施例，进一步详细说明本实施方式的可变焦距透镜。
(第1实施例)下述表1表示本实施例中的可变焦距透镜的具体数值例。
在上述表1中，r(mm)表示透镜面的曲率半径，d(mm)表示透镜的厚度或透镜间的空气间隔，n表示各透镜对d线的折射率，υ表示各透镜对d线的色散系数(以下第2～第7实施例也是一样)。而且，图1所示的可变焦距透镜是根据上述表1的数据构成的。
并且，在下述表2中表示本实施例中的可变焦距透镜的非球面系数。
并且，在下述表3中，表示物点为无限位置时随变焦而变化的空气间隔(mm)。下述表3中的标准位置是第2透镜组12的倍率为-1倍的位置。在表3中，f(mm)、F/No、ω(°)分别为上述表1的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的焦距、F值、入射半画面视角(入射半画角)(以下第2～7实施例也是如此)



以下表示本实施例的可变焦距透镜的各条件式的值。νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＝-63.4dPg，F12＝0.0374dPg，d12＝0.0476dPC，A’12＝-0.0255dPg，F11-dPg，F12＝0.0177dPg，d11-dPg，d12＝0.0266dPC，A’11-dPC，A’12＝-0.0213(nd51-1)r52/(nd52-1)r51＝1.11νd51νd52(φ51+φ52)/(φ51νd52+φ52νd51)＝2.5nd21＝1.83500、νd21＝42.7νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＝21.3f1/fw＝9.04|f2|/fw＝1.61f34/fw＝8.76f5/fw＝3.87
在图2～图4中，表示本实施例中的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的各像差性能图。而且，在各图中，A是球面像差图，表示对d线的值。B是像散图，实线表示径向像面弯曲，虚线表示子午(正切)线像面弯曲。C是表示畸变像差的图。D是轴向色差的图，实线表示对d线的值，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值。E是倍率色差图，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值。(以下第2～第7实施例也是如此。)从图2～图4所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜对实现高分辨率具有充分的像差校正能力。
图5表示校正望远端0.30°的抖动时的像差性能图。F是表示相对像高0.75、G是表示画面中心、H是表示相对像高-0.75时的横像差的图，实线表示对d线的值，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值，点划线表示对g线的值。(以下第2～第7实施例也是如此)从图5所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜在抖动校正时也表现出良好的像差性能。
(第2实施例)下述表4表示本实施例的可变焦距透镜的具体数值例。


此外，在下述表5中示出本实施例中的可变焦距透镜的非球面系数。


另外，在下述表6中示出物点为无限位置时的、随变焦而变化的空气间隔(mm)。


以下表示关于本实施例的可变焦距透镜的各条件式的值。
νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＝-56.2dPg，F12＝0.0385dPg，d12＝0.0550dPC，A’12＝-0.0301dPg，F11-dPg，F12＝0.0188dPg，d11-dPg，d12＝0.0340dPC，A’11-dPC，A’12＝-0.0259(nd51-1)r52/(nd52-1)r51＝0.93νd51νd52(φ51+φ52)/(φ51νd52
+φ52νd51)＝7.5nd21＝1.83500、νd21＝42.7νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＝21.3f1/fw＝9.13|f2|/fw＝1.62f34/fw＝8.69f5/fw＝3.90图6～图8表示本实施例中的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的各像差性能图。
从图6～图8所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜，对于实现高分辨率具有足够的像差校正能力图9表示校正望远端的0.29°的抖动时的像差性能图。
从图9所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜在抖动校正时也具有良好的像差性能(第3实施例)下述表7表示本实施例的可变焦距透镜的具体数值例。


此外，下述表8表示本实施例中的可变焦距透镜的非球面系数。


另外，下述表9表示物点为无限位置时随变焦而变化的空气间隔(mm)。


以下表示本实施例的可变焦距透镜的各条件式的值νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＝-71.1dPg，F12＝0.0145dPg，d12＝0.0233dPC，A’12＝-0.0220dPg，F11-dPg，F12＝-0.0052dPg，d11-dPg，d12＝0.0023dPC，A’11-dPC，A’12＝-0.0178(nd51-1)r52/(nd52-1)f51＝0.96νd51νd52(φ51+φ52)/(φ51νd52+φ52νd51)＝5.3nd21＝1.83500、νd21＝42.7νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＝21.2f1/fw＝9.09|f2|/fw＝1.61f34/fw＝8.73f5/fw＝3.87
图10～图12表示本实施例中的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的各像差性能图。
从图10～图12所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜对实现高分辨率来说具有足够的像差校正能力图13表示校正望远端的0.34°的抖动时的像差性能图。
从图13所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜在抖动校正时也具有良好的像差性能。
(第4实施例)下述表10示出本实施例的可变焦距透镜的具体数值例。


此外，下述表11表示本实施例的可变焦距透镜的非球面系数。


另外，下述表12表示物点为无限位置时随变焦而变化的空气间隔(mm)[表12]

以下表示本实施例的可变焦距透镜的各条件式的值νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＝-66.2dPg，F12＝0.0374dPg，d12＝0.0476dPC，A’12＝-0.0255dPg，F11-dPg，F12＝0.0177dPg，d11-dPg，d12＝0.0266dPC，A’11-dPC，A’12＝-0.0213(nd51-1)r52/(nd52-1)r51＝1.11νd51νd52(φ51+φ52)/(φ51νd52
+φ52νd51)＝2.6nd21＝1.88300、νd21＝40.9νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＝20.8f1/fw＝9.07|f2|/fw＝1.61f34/fw＝8.78f5/fw＝3.90图14～图16表示本实施例的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的各像差性能图。
从图14～图16所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜对实现高分辨率来说具有足够的像差校正能力图17表示校正望远端的0.30°的抖动时的像差性能图。
从图17所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜在抖动校正时也具有良好的像差性能(第2实施方式)图18是表示本发明第2实施方式中的可变焦距透镜的结构的配置图。
如图18所示，本实施方式的可变焦距透镜，包括从物体侧(图18中左侧)向像面侧(图18中右)依次配置的如下构件整体具有正的屈光度的第1透镜组181、整体具有负的屈光度的第2透镜组182、光圈、整体具有正的屈光度的第3透镜组183、整体具有负的屈光度的第4透镜组184、整体具有正的屈光度的第5透镜组185。
第1透镜组181，由从物体侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜与具有正的屈光度的透镜接合而成的接合透镜、以及具有正的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于像面固定。
第2透镜组182，由从物体侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜和凹透镜的接合透镜共4片透镜构成，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于像面被固定。
第3透镜组183，由从物体侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于光轴方向被固定。并且，第3透镜组183为了校正抖动时的图像变动，能在相对于光轴垂直的方向上整体移动。也就是说，发生抖动时，通过使第3透镜组183在相对于光轴垂直的方向上移动，可校正图像晃动。
第4透镜组184，由从物体侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于像面被固定。具体来说，第4透镜组184由凹透镜和凸透镜的接合透镜构成。
第5透镜组185，由从物体侧依次配置的、双凸透镜与双凹透镜及双凸透镜的3重的接合透镜、以及凸透镜共4个透镜构成，其在光轴上移动，使随着第2透镜组182在光轴上的移动和物体的移动而变动的像面保持在离基准面一定距离的位置上。
本实施方式的可变焦距透镜的第1透镜组181，当第1透镜组181的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、第1透镜组181的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ12、第1透镜组181的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、第1透镜组181的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，同上述第1实施方式一样，满足下述式79的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望满足上述式54、式57～式77条件式。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第2透镜组182至少包括一个非球面。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第3透镜组183至少包括一个非球面。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第5透镜组185至少包括一个非球面。
并且，希望在第5透镜组185三重的接合透镜中，至少3面的曲率半径相等。通过采用这种结构，接合时的定心容易，能减少进行透镜面判别的工序。
以下用具体的实施例，进一步详细说明本实施方式中的可变焦距透镜。
(第5实施例)下述表13示出本实施例的可变焦距透镜的具体数值例。


而且，图18所示的可变焦距透镜是根据上述表13的数据而构成的。此外，下述表14示出本实施例的可变焦距透镜的非球面系数。


再者，下述表15表示物点为无限位置时随变焦而变化的空气间隔(mm)。


以下表示与本实施例的透镜有关的各条件式的值。
νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＝-66.2dPg，F12＝0.0374dPg，d12＝0.0476dPC，A’12＝-0.0255dPg，F11-dPg，F12＝0.0177dPg，d11-dPg，d12＝0.0266
dPC，A’11-dPC，A’12＝-0.0213nd21＝1.88300、νd21＝40.9νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＝20.4f1/fw＝9.05|f2|/fw＝1.60f34/fw＝8.75f5/fw＝3.86图19～图21表示本实施例中的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的各像差性能图。
从图19～图21所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜对实现高分辨率来说具有足够的像差校正能力。
图22表示校正望远端的0.30°的抖动时的像差性能图。
从图22所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜在抖动校正时也具有良好的像差性能。
(第6实施例)下述表16示出本实施例中的可变焦距透镜的具体数值例。


此外，下述表17示出本实施例的可变焦距透镜的非球面系数。


另外，下述表18示出物点为无限位置时随变焦而变化的空气间隔(mm)。


以下表示与本实施例的可变焦距透镜有关的各条件式的值。
νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＝-64.6dPg，F12＝0.0374dPg，d12＝0.0476dPC，A’12＝-0.0255dPg，F11-dPg，F12＝0.0177dPg，d11-dPg，d12＝0.0266dPC，A’11-dPC，A’12＝-0.0213nd21＝1.83500、νd21＝42.7νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23
+φ23νd22)＝20.9f1/fw＝9.03|f2|/fw＝1.60f34/fw＝8.74f5/fw＝3.85图23～图25表示本实施例中的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的各像差性能图。
从图23～图25所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜对实现高分辨率来说具有足够的像差校正能力。
图26表示校正望远端的0.30°的抖动时的像差性能图。
从图26所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜在抖动校正时也具有良好的像差性能(第3实施方式)图27是表示本发明第3实施方式中的可变焦距透镜的结构的配置图。
如图27所示，本实施方式的可变焦距透镜，包括从物体侧(图27中左侧)向像面侧(图27中右侧)依次配置的如下构件整体具有正的屈光度的第1透镜组271、整体具有负的屈光度的第2透镜组272、光圈、整体具有正的屈光度的第3透镜组273、整体具有负的屈光度的第4透镜组274、整体具有正的屈光度的第5透镜组275。
第1透镜组271，由从物体侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜与具有正的屈光度的透镜接合而成的接合透镜、以及具有正的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于像面被固定。
第2透镜组272，由从物体侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜共4片透镜构成，通过在光轴上移动实现变倍作用。
光圈，相对于像面固定。
第3透镜组273，由从物体侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于光轴方向固定。并且，第3透镜组273为了校正抖动时的图像变动，能在相对于光轴垂直的方向上整体移动。也就是说，发生抖动时，通过使第3透镜组273在相对于光轴垂直的方向上移动，可校正图像晃动。
第4透镜组274，由从物体侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于像面被固定。具体来说，第4透镜组274由凹透镜和凸透镜2片单透镜构成。
第5透镜组275，由从物体侧依次配置的、双凸透镜与双凹透镜的接合透镜以及凸透镜的三重透镜构成，其在光轴上移动，使随着第2透镜组272在光轴上的移动和物体的移动而变动的像面保持在离基准面一定距离的位置上。
本实施方式的可变焦距透镜中的第1透镜组271，当第1透镜组271的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、第1透镜组271的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、第1透镜组271的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、第1透镜组271的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，和上述第1实施方式一样，满足下述式80的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望满足上述式54、式57～式77的条件式。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第2透镜组272至少包括一个非球面。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第3透镜组273至少包括一个非球面。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第5透镜组275至少包括一个非球面。
以下，利用具体的实施例进一步详细说明本实施方式中的可变焦距透镜。
(第7实施例)下述表19示出本实施例的可变焦距透镜的具体数值例。


而且，图27所示的可变焦距透镜是根据上述表19的数据构成的。
并且，下述表20示出本实施例中的可变焦距透镜的非球面系数。


此外，下述表21示出物点为无限位置时随变焦而变化的空气间隔(mm)[表21]

以下表示与本实施例的可变焦距透镜有关的各条件式的值。
νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＝-72.3dPg，F12＝0.0145dPg，d12＝0.0233dPC，A’12＝-0.0220dPg，F11-dPg，F12＝-0.0052dPg，d11-dPg，d12＝0.0023dPC，A’11-dPC，A’12＝-0.0178nd21＝1.83500、νd21＝42.7νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23
+φ23νd22)＝21.0f1/fw＝9.18|f2|/fw＝1.63f34/fw＝9.05f5/fw＝3.92图28～图30表示本实施例中的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的各像差性能图。
从图28～图30所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜对实现高分辨率来说具有足够的像差校正能力。
图31表示校正望远端的0.34°的抖动时的像差性能图。
从图31所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜在抖动校正时也具有良好的像差性能。
(第4实施方式)图32是表示本发明第4实施方式中的可变焦距透镜的结构的配置图。
如图32所示，本实施方式的可变焦距透镜，包括从物体侧(图32中左侧)向像面侧(图32中右侧)依次配置的如下构件整体具有正的屈光度的第1透镜组321、整体具有负的屈光度的第2透镜组322、光圈、整体具有正的屈光度的第3透镜组323、整体具有负的屈光度的第4透镜组324、整体具有正的屈光度的第5透镜组325。
第1透镜组321，由从物体侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜与具有正的屈光度的透镜接合而成的接合透镜、以及具有正的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于像面被固定。
第2透镜组322，由从物体侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜共4片透镜构成，通过在光轴上移动，发实现变倍作用。
光圈，相对于像面固定。
第3透镜组323，由从物体侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于光轴方向固定。并且，第3透镜组323为了校正抖动时的图像变动，能在相对于光轴垂直的方向上整体移动。也就是说，发生抖动时，通过使第3透镜组323在相对于光轴垂直的方向上移动，可校正图像晃动。
第4透镜组324，由从物体侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，在变倍时和对焦时相对于像面固定。具体来说，第4透镜组324由凹透镜和凸透镜的2块单透镜构成。
第5透镜组325，由从物体侧依次配置的、双凸透镜和双凹透镜及双凸透镜的3重的接合透镜、以及凸透镜共4个透镜构成，其在光轴上移动，使随着第2透镜组322在光轴上的移动和物体的移动而变动的像面保持在离基准面一定距离的位置上。
本实施方式的可变焦距透镜的第1透镜组321，当第1透镜组321的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、第1透镜组321的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、第1透镜组321的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、第1透镜组321的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，和上述第1实施方式一样，能满足下述式81的条件式。
-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望满足上述式54、式57～式77的条件式。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第2透镜组322至少包括一个非球面。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第3透镜组323至少包括一个非球面。
并且，在本实施方式中，也和上述第1实施方式一样，希望第5透镜组325至少包括一个非球面。
以下利用具体的实施例，进一步详细说明本实施方式的可变焦距透镜。
(第8实施例)下述表22示出本实施例的可变焦距透镜的具体数值例。


而且，图32所示的可变焦距透镜是根据上述表22的数据而构成的。
并且，下述表23示出本实施例的可变焦距透镜的非球面系数。


并且，下述表24示出物点为无限位置时随变焦而变化的空气间隔(mm)。


以下表示与本实施例的可变焦距透镜有关的各条件式的值。
νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＝-66.7dPg，F12＝0.0374dPg，d12＝0.0476dPC，A’12＝-0.0255dPg，F11-dPg，F12＝0.0177dPg，d11-dPg，d12＝0.0266dPC，A’11-dPC，A’12＝-0.0213nd21＝1.83500、νd21＝42.7
νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＝20.1f1/fw＝9.19|f2|/fw＝1.63f34/fw＝9.10f5/fw＝3.92图33～图35表示本实施例中的可变焦距透镜的广角端、标准位置、望远端的各像差性能图。
从图33～图35所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜对实现高分辨率来说具有足够的像差校正能力。
图36表示校正望远端的0.36°的抖动时的像差性能图。
从图36所示的像差性能图中可以看出，本实施例的可变焦距透镜在抖动校正时也具有良好的像差性能(第5实施方式)图37是表示本发明第5实施方式中的摄像机(具有抖动校正功能的3板式摄像机)的结构的配置图。
如图37所示，本实施方式的摄像机包括可变焦距透镜371、低通滤波器372、色分解的棱镜373a～c、摄像器件374a～c、取景器376、用于检测抖动的传感器377以及对透镜进行驱动用的促动器378。其中，可变焦距透镜371采用上述第1实施方式的可变焦距透镜(参见图1)，这样，能实现小型化、高性能的带抖动校正功能的摄像机。
而且，在本实施方式中采用了上述第1实施方式所示的图1的可变焦距透镜，但也可以采用上述第2～第4实施方式的可变焦距透镜来取代该可变焦距透镜。
并且，在上述实施方式中，通过移动具有正的屈光度的透镜组来进行抖动校正。但也可以通过移动具有负的屈光度的透镜组来进行抖动校正，能获得同样的效果。
产业上利用的万能性如上所述，若采用本发明，能校正抖动，而且，能够实现小型化、轻量化的可变焦距透镜，并且通过采用该可变焦距透镜，能实现小型化、高性能且具有抖动校正功能的摄像机。
权利要求
1.一种可变焦距透镜，具有第1透镜组，包括从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜与具有正的屈光度的透镜接合而成的接合透镜、以及具有正的屈光度的透镜，整体上具有正的屈光度，并相对于像面被固定；第2透镜组，整体上具有负的屈光度，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于上述像面被固定；第3透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，整体上具有正的屈光度，变倍时和对焦时相对于光轴方向固定；第4透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，整体上具有负的屈光度，相对于上述像面被固定；以及第5透镜组，其整体上具有正的屈光度，并在光轴上移动，使随着上述第2透镜组在光轴上的移动和物体的移动而变动的上述像面保持在离基准面一定距离的位置上，其特征在于上述第2透镜组由以下4片透镜组成，即从物体侧向像面侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜；上述第3透镜组，为了校正抖动时的图像的变动，可在相对于光轴垂直的方向上移动；上述第4透镜组由凹透镜与凸透镜的接合透镜构成；上述第5透镜组由双凸透镜与双凹透镜的接合透镜、以及凸透镜共3片透镜构成；当设上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，上述第1透镜组满足下述式1的条件式。式1-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50
2.如权利要求1所述的可变焦距透镜，其特征在于在上述第5透镜组的接合透镜中，设最靠近物体侧的面的曲率半径为r51、物体侧透镜的折射率为nd51、最靠近像面侧的面的曲率半径为r52、像面侧透镜的折射率为nd52时，满足下述式2的条件式。式20.85＜(nd51-1)r52/(nd52-1)r51＜1.2
3.如权利要求1所述的可变焦距透镜，其特征在于在上述第5透镜组的接合透镜中，设物体侧透镜的放大率为φ51、像面侧透镜的放大率为φ52、物体侧透镜的色散系数为υd51、像面侧透镜的色散系数为υd52时，满足下述式3的条件式。式32.0＜νd51νd52(φ51+φ52)/(φ51νd52+φ52νd51)＜8.0
4.一种可变焦距透镜，具有第1透镜组，包括从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜与具有正的屈光度的透镜接合而成的接合透镜、以及具有正的屈光度的透镜，整体上具有正的屈光度，并相对于像面被固定；第2透镜组，整体上具有负的屈光度，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于上述像面被固定；第3透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，整体上具有正的屈光度，变倍时和对焦时相对于光轴方向固定；第4透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，整体上具有负的屈光度，相对于上述像面被固定；以及第5透镜组，其整体上具有正的屈光度，并在光轴上移动，使随着上述第2透镜组在光轴上的移动和物体的移动而变动的上述像面保持在离基准面一定距离的位置上，其特征在于上述第2透镜组由以下4片透镜组成，即从物体侧向像面侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜；上述第3透镜组，为了校正抖动时的图像的变动，可在相对于光轴垂直的方向上移动；上述第4透镜组由凹透镜与凸透镜的接合透镜构成；上述第5透镜组由双凸透镜和双凹透镜及双凸透镜的三重的接合透镜、以及凸透镜共4片透镜构成；当设上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，上述第1透镜组满足下述式4的条件式。式4-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50
5.如权利要求4所述的可变焦距透镜，其特征在于上述第5透镜组的三重的接合透镜中，至少3面的曲率半径相等。
6.一种可变焦距透镜，具有第1透镜组，包括从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜、以及具有正的屈光度的透镜，整体上具有正的屈光度，并相对于像面被固定；第2透镜组，整体上具有负的屈光度，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于上述像面被固定；第3透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，整体上具有正的屈光度，变倍时和对焦时相对于光轴方向固定；第4透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，整体上具有负的屈光度，相对于上述像面被固定；以及第5透镜组，其整体上具有正的屈光度，并在光轴上移动，使随着上述第2透镜组在光轴上的移动和物体的移动而变动的上述像面保持在离基准面一定距离的位置上，其特征在于上述第2透镜组由以下4片透镜组成，即从物体侧向像面侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜；上述第3透镜组，为了校正抖动时的图像的变动，可在相对于光轴垂直的方向上移动；上述第4透镜组由凹透镜和凸透镜的2片单透镜构成；上述第5透镜组由3片透镜构成；当设上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，上述第1透镜组满足下述式5的条件式。式5-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50
7.一种可变焦距透镜，具有第1透镜组，包括从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜、以及具有正的屈光度的透镜，整体上具有正的屈光度，并相对于像面被固定；第2透镜组，整体上具有负的屈光度，通过在光轴上移动，实现变倍作用；光圈，相对于上述像面被固定；第3透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有正的屈光度的透镜和具有负的屈光度的透镜构成，整体上具有正的屈光度，变倍时和对焦时相对于光轴方向固定；第4透镜组，由从物体侧向像面侧依次配置的、具有负的屈光度的透镜和具有正的屈光度的透镜构成，整体上具有负的屈光度，相对于上述像面被固定；以及第5透镜组，其整体上具有正的屈光度，并在光轴上移动，使随着上述第2透镜组在光轴上的移动和物体的移动而变动的上述像面保持在离基准面一定距离的位置上，其特征在于上述第2透镜组由以下4片透镜组成，即从物体侧向像面侧依次配置的、负的凸凹透镜、双凹透镜、凸透镜与凹透镜的接合透镜；上述第3透镜组，为了校正抖动时的图像的变动，可在相对于光轴垂直的方向上移动；上述第4透镜组由凹透镜和凸透镜的2片单透镜构成；上述第5透镜组由4片透镜构成；当设上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的放大率为φ12、上述第1透镜组的接合透镜的物体侧透镜的色散系数为υd11、上述第1透镜组的接合透镜的像面侧透镜的色散系数为υd12时，上述第1透镜组满足下述式6的条件式。式6-75＜νd11νd12(φ11+φ12)/(φ11νd12+φ12νd11)＜-50
8.如权利要求1～7中的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于将与透镜的g线(435nm)、F线(486nm)、d线(587nm)、C线(656nm)、A’线(768nm)的部分色散比对应的异常色散常数分别设为dPg，F、dPg，d、dPC，A’，将从上述第1透镜组的物体侧算起的第2个透镜的异常色散常数设为dPg，F12、dPg，d12、dPC，A’12时，满足下述式7～式9的条件式。式70.014＜dPg，F12＜0.039式80.020＜dPg，d12＜0.057式9-0.031＜dPC，A’12＜-0.02
9.如权利要求1～7中的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于将与透镜的g线(435nm)、F线(486nm)、d线(587nm)、C线(656nm)、A’线(768nm)的部分色散比对应的异常色散常数分别设为dPg，F、dPg，d、dPC，A’，将从上述第1透镜组的物体侧算起的第1个透镜的异常色散常数设为dPg，F11、dPg，d11、dPC，A’11、从上述第1透镜组的物体侧算起的第2个透镜的异常色散常数设为dPg，F12、dPg，d12、dPC，A’12时，满足下述式10～式12的条件式。式10-0.006＜dPg，F11-dPg，F12＜0.019式110.002＜dPg，d11-dPg，d12＜0.035式12-0.027＜dPC，A’11-dPC，A’12＜-0.016
10.如权利要求1～7中的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于当把上述第2透镜组的最靠近物体侧的透镜的折射率设为nd21、色散系数设为υd21时，满足下述式13、式14的条件式。式13nd21＞1.85式1430＜νd21＜50
11.如权利要求1～7的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于当上述第2透镜组的最靠近物体侧的透镜的折射率设为nd21、色散系数设为υd21时，满足下述式15、式16条件式。式151.75＜nd21＜1.85式1630＜νd21＜50
12.如权利要求1～7中的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于上述第2透镜组内至少包括一个非球面。
13.如权利要求1～7中的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于上述第3透镜组内至少包括一个非球面。
14.如权利要求1～7中的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于上述第5透镜组内至少包括一个非球面。
15.如权利要求1～7中的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于在上述第2透镜组的接合透镜中，设物体侧透镜的放大率为φ22、色散系数为υd22、像面侧透镜的放大率为φ23、色散系数为υd23时，满足下述式17的条件式。式1719＜νd22νd23(φ22+φ23)/(φ22νd23+φ23νd22)＜22
16.如权利要求1～7中的任一项所述的可变焦距透镜，其特征在于设上述广角端的全系统的焦距为fW、第i透镜组的焦距为f1(i＝1～5)、第3透镜组与第4透镜组的合成焦距为f34时，满足下述式18～式21的条件式。式188.5＜f1/fW＜10.0式191.6＜|f2|/fW＜1.7式208.0＜f34/fW＜9.5式212.0＜f5/fW＜5.0
17.一种摄像机，是具有变焦透镜的摄像机，其特征在于上述可变焦距透镜采用权利要求1～16中的任一项所述的可变焦距透镜。
全文摘要
本发明提供一种能校正抖动、且能小型化、轻量化的可变焦距透镜。它是由从物体侧向像面侧依次配置的、分别具有正、负、正、负、正的屈光度的5组透镜构成，第2透镜组(12)用于变倍，第5透镜组(15)用于焦点调整。在校正抖动时，使第3透镜组(13)在相对于光轴垂直的方向上移动。当设第1透镜组11的接合透镜的物体侧透镜的放大率为φ
文档编号G02B15/163GK1596376SQ02823758
公开日2005年3月16日 申请日期2002年11月22日 优先权日2001年11月28日
发明者山田克, 小野周佑 申请人:松下电器产业株式会社