CN101510005B - 变焦透镜、图像捕获装置和控制变焦透镜的方法 - Google Patents

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Abstract

一种由多个透镜组形成并且通过改变预定透镜组之间的间隔执行变焦的变焦透镜。最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且具有用于将光轴折叠大约90度的反射部件。位于最接近图像侧并且在变焦期间在光轴方向固定的最终透镜组，包括具有正屈光力的透镜部分组SG和安排邻近透镜部分组SG的图像侧并且具有负屈光力的透镜部分组RG。通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG来校正模糊。

Description

变焦透镜、图像捕获装置和控制变焦透镜的方法
技术领域
本发明涉及变焦透镜(zoom lens)和具有抖动校正功能(即，校正由相机振动产生的模糊图像的功能)的图像捕获装置。具体地，本发明涉及变焦透镜和图像捕获装置以及用于控制变焦透镜的方法，所述变焦透镜和图像捕获装置适于如数字照相机和数字摄像机的数字输入/输出设备的成像光学***，其还具有高变焦比和抖动校正功能，并且其在大小和厚度减小上特别出众。
背景技术
近年来，使用固态成像器(imager)设备(如数字照相机)的图像捕获装置已经变得日益流行，其要求更高的图像质量。特别地，在例如使用具有大量像素的成像器设备的数字照相机中，要求为具有大量像素的固态成像器设备准备的成像性能出众的成像透镜，尤其是变焦透镜。
特别在最近，强烈需要用于避免在成像期间由相机抖动造成的模糊图像的抖动校正功能。此外，随着在深度(depth)方向上(即，在进入光轴方向)特别需要小的变焦透镜，强烈地要求小型化。
例如，在日本未审专利申请公开No.01-189621中公开的变焦透镜具有多个透镜组，并且通过移动位于最接近对象侧的第一透镜组，校正当变焦透镜在垂直于光轴的任何方向振动时造成的模糊。
此外，在日本未审专利申请公开No.11-282038中公开的变焦透镜具有多个透镜组，并且通过在变焦或聚焦期间移动在光轴方向运动的可移动透镜组，校正当变焦透镜在垂直于光轴的任一方向振动时造成的模糊。
此外，在日本未审专利申请公开No.2001-124992或2001-356270中公开的变焦透镜具有以从对象侧提及的顺序排列的具有正屈光力(refractivepower)的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组、具有负屈光力的第四透镜组、以及具有正屈光力的第五透镜组，通过在光轴上至少移动第二透镜组和第四透镜组执行变焦，并且通过移动位于接近孔径光阑的整个第三透镜组，校正当变焦透镜在垂直于光轴的任一方向上振动时造成的模糊。
此外，在日本未审专利申请公开No.01-191113中公开的变焦透镜具有多个透镜组，并且通过移动位于最接近图像侧的最终透镜组，校正当变焦透镜在垂直于光轴的任一方向上振动时造成的模糊。
此外，在日本未审专利申请公开No.2006-71993中公开的变焦透镜具有多个透镜组，其中位于最接近图像侧并且具有负屈光力的最终透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且有具有负屈光力的前部组和具有正屈光力的后部组。通过配置具有正屈光力的后部组或其一部分(“模糊校正透镜组”)为在垂直于光轴的任一方向上可移动，通过在垂直于光轴的任一方向上移动模糊校正透镜组，变焦透镜校正当其振动时造成的模糊。
同时，在一些其它变焦透镜中，通过在透镜之间***棱镜(prism)折叠了光学***，从而实现进入光轴方向的尺寸减小，并且相对于成像器设备的短边方向消减透镜，从而实现透镜镜筒结构的厚度减小。
发明内容
然而，在日本未审专利申请公开No.01-189621中公开的变焦透镜中，通过位于最接近对象侧的第一透镜组实现隔振。因为第一透镜组传输远离光轴的离轴光束，所以它的透镜直径太大以致不能实现足够的尺寸减小。
此外，在日本未审专利申请公开No.11-282038中公开的变焦透镜中，通过在变焦或聚焦期间在光轴方向上可移动的透镜组实现隔振，从而使用于隔振的驱动机制复杂。
此外，在日本未审专利申请公开No.2001-124992或2001-356270中公开的变焦透镜中，通过位于接近孔径光阑并且在变焦期间固定的透镜组实现隔振。在此配置中，孔径光阑机制趋于干扰用于隔振的驱动机制。此外，隔振组的透镜直径太大以致不能实现足够的尺寸减小。
此外，在日本未审专利申请公开No.01-191113中公开的变焦透镜中，通过移动位于最接近图像侧的整个最终透镜组，在垂直于光轴的任一方向实现隔振。最终透镜组的透镜直径太大以致不能实现足够的尺寸减小。
此外，在日本未审专利申请公开No.2006-71993中公开的变焦透镜中，位于最接近图像侧并且具有负屈光力的最终透镜组由有具有负屈光力的前部组和具有正屈光力的后部组构成，并且通过在垂直于光轴的任一方向移动具有正屈光力的后部组等实现隔振。包括用于隔振的驱动机制的隔振单元的大小对足够的尺寸减小的实现施加了限制。
此外，在通过在各透镜之间***棱镜的同时折叠光学***以实现进入光轴方向的尺寸减小的情况中，在抖动校正期间的透镜移动方向平行于进入光轴方向延伸。因而，包括驱动机制的隔振单元趋向变为透镜镜筒中的最大突出物，从而限制尺寸和厚度减小。
因此，在允许基于透镜移动的抖动校正同时，希望实现包括其中安排了驱动机制的隔振单元的整个变焦透镜的尺寸和厚度减小。
在本发明的一个实施例中，提供一种由多个透镜组形成的变焦透镜，其通过改变预定透镜组之间的间隔执行变焦。在所述变焦透镜中，最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且具有用于将光轴折叠大约90度的反射部件，而位于最接近图像侧并且在变焦期间在光轴方向固定的最终透镜组有具有正屈光力的透镜部分组SG和安排邻近透镜部分组SG的图像侧并且具有负屈光力的透镜部分组RG。通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG来校正模糊。
在本发明的这种实施例中，可以实现基于透镜移动的抖动校正，还可以实现包括其中安排了驱动机制的隔振单元的整个变焦透镜的尺寸和厚度减小。
这里，在上述变焦透镜中，透镜部分组SG和透镜部分组RG的组合焦距是正的。即，变焦透镜中的透镜部分组SG的焦距变得短于透镜部分组RG的焦距。这有利地避免了通过移动透镜部分组SG执行的抖动校正的灵敏度的过度增加。
此外，在额外配置中，所述变焦透镜满足条件公式(1)-0.8＜fs/fr＜-0.1，其中fs是透镜部分组SG的焦距，而fr是透镜部分组RG的焦距。
此外，在另一额外配置中，所述变焦透镜满足条件公式(2)0.6＜(1-βs)×βr＜1.8，其中βs是透镜部分组SG的横向放大率，而βr是透镜部分组RG的横向放大率。
此外，在另一额外配置中，所述变焦透镜满足条件公式(3)0.02＜DSR/fw＜0.40，其中DSR是最接近透镜部分组SG的图像侧的表面和最接近透镜部分组RG的对象侧的表面之间的表面间距，而fw是在广角端的整个***的焦距。
此外，在具有任何上述配置的变焦透镜中，如果多个透镜组具有五组结构，则所述变焦透镜通过沿着光轴至少移动第二透镜组和第四透镜组执行变焦，但不包括第五透镜组。
此外，在具有任何上述配置的变焦透镜中，如果多个透镜组具有六组结构，则所述变焦透镜通过沿着光轴至少移动第二透镜组、第四透镜组和第五透镜组执行变焦，但不包括第六透镜组。
此外，在本发明的另一实施例中，提供包括变焦透镜的图像捕获装置，以及将由所述变焦透镜形成的光学图像转换为电信号的成像器设备。在所述图像捕获装置中，所述变焦透镜由多个透镜组形成，并且通过改变各透镜组之间的间隔执行变焦。最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定并且具有用于将光轴折叠90度的反射部件，而位于最接近图像侧并且在成像期间在光轴方向固定的最终透镜组有具有正屈光力的透镜部分组SG和安排邻近透镜部分组SG的图像侧并且具有负屈光力的透镜部分组RG。通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG来校正模糊。
在本发明的这种实施例中，可以实现基于透镜移动的抖动校正，还可以实现包括其中安排了驱动机制的隔振单元的整个变焦透镜的尺寸和厚度减小。因而，变得可以实现图像捕获装置的尺寸和厚度减小。
这里，在上述变焦透镜中，透镜部分组SG和透镜部分组RG的组合焦距是正的。即，图像捕获装置的变焦透镜中的透镜部分组SG的焦距变得短于透镜部分组RG的焦距。这有利地避免了通过移动透镜部分组SG执行的抖动校正的灵敏度的过度增加。
此外，在额外配置中，所述图像捕获装置满足条件公式(1)-0.8＜fs/fr＜-0.1，其中fs是透镜部分组SG的焦距，而fr是透镜部分组RG的焦距。
此外，在另一额外配置中，所述图像捕获装置满足条件公式(2)0.6＜(1-βs)×βr＜1.8，其中βs是透镜部分组SG的横向放大率，而βr是透镜部分组RG的横向放大率。
此外，在另一额外配置中，所述图像捕获装置满足条件公式(3)0.02＜DSR/fw＜0.40，其中DSR是最接近透镜部分组SG的图像侧的表面和最接近透镜部分组RG的对象侧的表面之间的表面间距，而fw是在广角端整个***的焦距。
此外，在另一额外配置中，所述图像捕获装置包括：抖动检测装置，用于检测装置主体抖动；抖动控制装置，用于计算用于校正归因于由所述抖动检测装置检测的所述抖动的模糊的模糊校正角度，并且生成驱动信号以便使透镜部分组SG进入基于所述模糊校正角度的位置；以及抖动驱动部分基于由所述抖动控制装置生成的所述驱动信号，在垂直于所述光轴的任一方向移动所述透镜部分组SG。
在本发明的这种实施例中，变得可能实现包括所述抖动检测装置、抖动控制装置和抖动驱动部分的所述图像捕获装置的尺寸和厚度减小。
此外，在本发明的另一实施例中，提供一种用于控制变焦透镜的方法，该变焦透镜由多个透镜组形成并且通过改变预定透镜组之间的间隔执行变焦。所述方法控制所述变焦透镜，其中最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且具有用于将光轴折叠大约90度的反射部件，而位于最接近图像侧并且在变焦期间在光轴方向固定的最终透镜组有具有正屈光力的透镜部分组SG和安排邻近透镜部分组SG的图像侧并且具有负屈光力的透镜部分组RG。所述变焦透镜通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG来校正模糊。
在本发明的这种实施例中，可以实现基于透镜移动的抖动校正，还可以实现包括其中安排了驱动机制的隔振单元的整个变焦透镜的尺寸和厚度减小。
根据本发明的上述实施例，可以实现基于透镜移动的抖动校正，还变得可以实现包括其中安排了驱动机制的隔振单元的整个变焦透镜的尺寸和厚度减小。此外，通过使用该变焦透镜，可以实现抖动校正，还变得可以实现图像捕获装置的尺寸和厚度减小。
附图说明
图1是示出根据本发明的变焦透镜的第一实施例的透镜结构的示意图；
图2是示出在第一实施例中在广角端测量的球面像差(aberration)、像散(astigmatism)和畸变(distortion)的曲线图；
图3是示出在第一实施例中在广角端和远摄(telephoto)端之间的中间焦点位置测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图4是示出在第一实施例中在远摄端测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图5是示出根据本发明的变焦透镜的第二实施例的透镜结构的示意图；
图6是示出在第二实施例中在广角端测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图7是示出在第二实施例中在广角端和远摄端之间的中间焦点位置测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图8是示出在第二实施例中在远摄端测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图9是示出根据本发明的变焦透镜的第三实施例的透镜结构的示意图；
图10是示出在第三实施例中在广角端测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图11是示出在第三实施例中在广角端和远摄端之间的中间焦点位置测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图12是示出在第三实施例中在远摄端测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图13是示出根据本发明的变焦透镜的第四实施例的透镜结构的示意图；
图14是示出在第四实施例中在广角端测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图15是示出在第四实施例中在广角端和远摄端之间的中间焦点位置测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图16是示出在第四实施例中在远摄端测量的球面像差、像散和畸变的曲线图；
图17是示出根据本发明的图像捕获装置的实施例的配置框图；
图18是示出相机外壳中的示例布置结构的图；以及
图19是示出透镜驱动控制部分的详细配置的框图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
<变焦透镜的透镜组结构>
如图1、5和13的每一个所示，通过从对象侧开始按照以下顺序排列具有正屈光力的第一透镜组GR1、具有负屈光力的第二透镜组GR2、具有正屈光力的第三透镜组GR3、具有负屈光力的第四透镜组GR4、以及具有正屈光力的第五透镜组GR5，构造根据本实施例的示例变焦透镜。第一透镜组GR1、第三透镜组GR3和第五透镜组GR5在变焦期间固定。第二透镜组GR2和第四透镜组GR4通过在光轴方向移动执行变焦。第四透镜组GR4在近距离成像期间通过在光轴方向移动执行聚焦。
此外，如图9所示，通过从对象侧开始按照以下顺序排列具有正屈光力的第一透镜组GR1、具有负屈光力的第二透镜组GR2、具有正屈光力的第三透镜组GR3、具有正屈光力的第四透镜组GR4、具有负屈光力的第五透镜组GR5、以及具有正屈光力的第六透镜组GR6，构造根据本实施例的另一示例变焦透镜。第一透镜组GR1、第三透镜组GR3和第六透镜组GR6在变焦期间固定。第二透镜组GR2、第四透镜组GR4和第五透镜组GR5通过在光轴方向移动执行变焦。第四透镜组GR4或第五透镜组GR5在近距离成像期间通过在光轴方向移动执行聚焦。
在任一示例中，最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且还具有用于将光轴折叠大约90度的反射部件。此外，在任一示例中，变焦透镜中的最终透镜组有具有正屈光力的透镜部分组SG和安排邻近透镜部分组SG的图像侧并且具有负屈光力的透镜部分组RG，并且通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG(下文称为“模糊校正透镜组”)移动图像。
具体地，模糊校正透镜组是根据图1中示出的本实施例的变焦透镜中的第五透镜组的透镜G11、根据图5中示出的本实施例的变焦透镜中的第五透镜组的透镜G12、根据图9中示出的本实施例的变焦透镜中的第六透镜组的透镜G13/G14、以及根据图13中示出的本实施例的变焦透镜中的第五透镜组的透镜G11。通过邻近该模糊校正透镜组的对象侧安排具有负屈光力的透镜部分组FG，光线一下子出现(spring up at a stroke)。还配置使得通过具有正屈光力的模糊校正透镜组变得大约远心的(telecentric)的光线通过具有负屈光力的透镜部分组RG再次出现。
使用如上所述的结构，减小了第一透镜组GR1中最接近对象侧的透镜G1的直径，从而允许减小整个变焦透镜的尺寸。此外，通过减小有具有负屈光力的透镜部分组RG的整个透镜***的出射光瞳(exit pupil)距离，减小了模糊校正透镜组的透镜直径，并且还通过增加图像移动量与校正透镜移动量的比率，可以使包括驱动机制的隔振单元小型化。
此外，在最终透镜组中安排模糊校正透镜组，从而允许其尺寸和透镜数量的减小。即，通过将模糊校正透镜组安排在最终透镜组中，模糊校正透镜组不干扰孔径光阑和可移动组的驱动机制，并且因而即使安排了模糊校正透镜组的驱动机制，也可以使整个变焦透镜小型化。
此外，当通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜组执行抖动校正时，出现像差波动(特别地，畸变波动)的问题，并且为了校正这些波动，增加了透镜的数量。然而，在根据本实施例的变焦透镜中，通过在垂直于光轴的任一方向上移动透镜组执行抖动校正，光线在该透镜组变得远心，从而减小像差波动。因而，可以维持高光学性能而不增加透镜的数量。
在上述透镜结构中，根据本实施例的变焦透镜具有透镜部分组SG和透镜部分组RG的组合焦距，该组合焦距是正的。即，变焦透镜中透镜部分组SG的焦距变得短于透镜部分组RG的焦距。这有利地避免了通过移动透镜部分组SG执行的抖动校正的灵敏度的过度增加。
此外，在上述透镜结构中，根据本实施例的变焦透镜满足以下条件公式(1)：
(1)-0.8＜fs/fr＜-0.1
条件公式(1)旨在限定模糊校正透镜组SG与邻近模糊校正透镜组SG的图像侧安排的透镜部分组RG的焦距比。如果fs/fr的值降到低于下限，即，如果透镜部分组RG的负力变得太强，则即使模糊校正透镜组的小的移动也导致图像的大的移动。需要变焦透镜具有高度精确的控制，例如高的部分精度、高的组装精度、以及对它的检测和驱动***的高度精确控制，因而使得它本身非常昂贵。如果fs/fr的值超过上限，即，如果透镜部分组RG的负力变得太弱，则将图像移动预定量所需的模糊校正透镜组的移动量变得如此大，使得驱动***的尺寸增加，从而阻碍变焦透镜的尺寸减小。
此外，在上述透镜结构中，根据本实施例的变焦透镜满足以下条件公式(2)：
(2)0.6＜(1-βs)×βr＜1.8
条件公式(2)旨在限定图像相对于模糊校正透镜组SG的运动量移动的比率。如果(1-βs)×βr的值降到低于下限，则将图像移动预定量所需的模糊校正透镜组的移动量增加，从而增加驱动***的尺寸，因而阻碍变焦透镜的尺寸减小。如果(1-βs)×βr的值超过上限，则即使模糊校正透镜组的小的移动也导致图像的大的移动。需要变焦透镜具有高度精确的控制，例如高的部分精度、高的组装精度、以及对它的检测和驱动***的高度精确控制，因而使得它本身非常昂贵。
条件公式(2)可以单独或与条件公式(1)一起满足。
在根据本实施例的变焦透镜中，用于将光轴折叠大约90度的反射部件安排在作为固定组的第一透镜组GR1中。此安排允许到变焦透镜的进入光轴(位于最接近对象侧的透镜的光轴)的方向上的尺寸减小，从而允许如数字照相机的图像捕获装置的深度的减小，即，允许该装置的厚度减小。如上所述，如果棱镜用作用于折叠光轴的反射部件，则希望使用具有高折射率的玻璃。这允许反射部件的小型化，因而有利于整个变焦透镜的尺寸减小。
在根据本实施例的变焦透镜中，通过安排具有负屈光力的透镜部分组FG邻近模糊校正透镜组的对象侧，允许减小整个变焦透镜的尺寸。此外，通过使得透镜部分组FG在变焦期间在光轴方向可移动，可以实现高变焦比。
希望根据本实施例的变焦透镜通过在光轴方向移动位于比孔径光阑更接近图像侧的透镜组，在近距离成像期间执行聚焦。如果通过位于比孔径光阑更接近对象侧的透镜组执行聚焦，则在聚焦期间的视角的改变变得比必要的更大。
此外，在上述透镜结构中，根据本实施例的变焦透镜满足以下条件公式(3)：
(3)0.02＜DSR/fw＜0.40
条件公式(3)旨在限定模糊校正透镜组SG和透镜部分组RG之间的表面间距与整个***在广角端的焦距的比。如果DSR/fw的值降到低于下限，则透镜部分组RG趋向干扰用于隔振的驱动机制和模糊校正透镜组是不希望的。如果DSR/fw的值超过上限，则增加透镜部分组RG的负力以便减小模糊校正透镜组的尺寸，从而使得像差校正困难。
条件公式(3)可以单独地、或与条件公式(1)或(2)的任一一起、或与条件公式(1)和(2)两者一起满足。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，进一步优选地使用ND滤光器或液晶变暗(dimming)设备，代替改变用于光量调整的孔径直径，以便减小尺寸并且避免由于变窄孔径的衍射导致的图像劣化。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，希望使用电信号处理来校正在抖动校正期间导致的色彩偏差。这减小了由用于色差校正的透镜承受的负荷，从而允许减少透镜的数量并且便利透镜的设计。
<具体实施例>
下面将参照图1-16和表1-13描述根据本实施例的变焦透镜的具体实施例。应该注意，用在数值实施例中的符号具有以下含义：
ω：半视角；
si：从对象侧开始计数的第i个表面；
ri：表面si的曲率半径；
di：从对象侧开始计数的第i个表面和第(i+1)个表面之间的表面间距；
ni：在第i透镜的d线(波长：587.6nm)的折射率；以及
vi：在第i透镜的d线(波长：587.6nm)的阿贝(Abbe)数。
此外，非球面表面的形状由以下公式表示，假设X轴在光轴方向延伸，在垂直于光轴的方向上延伸的高度是h，并且该表面的顶点是原点。
[公式1]
X = h 2 / R 1 + 1 - ( 1 + K ) h 2 / R 2 + &Sigma; A i h i
在上面的公式中，
Ai：第i阶非球面系数；
R：曲率半径；以及
K：锥形常数。
应该注意，在以下描述中(包括表中的透镜数据)，使用E(例如，1.2E-02)表示10的i次方(例如，1.2×10-2)。
<第一实施例>
图1是示出根据本发明的变焦透镜的第一实施例的透镜结构的图。在第一实施例中，通过按照从对象侧开始的下述顺序排列具有正屈光力的第一透镜组GR1、具有负屈光力的第二透镜组GR2、具有正屈光力的第三透镜组GR3、具有正屈光力的第四透镜组GR4、以及具有负屈光力的第五透镜组GR5，构造变焦透镜。
第一透镜组GR1由负透镜G1、用于将光轴折叠90度的直立棱镜(rightprism)G2和具有由非球面形成的两个表面的正透镜G3构造。第二透镜组GR2由负透镜G4、以及由负透镜G5和正透镜G6形成的粘合透镜构造。第三透镜组GR3由具有由非球面形成的两个表面的正透镜G7构造。第四透镜组GR4由正透镜G8和负透镜G9形成的粘合透镜构造。第五透镜组GR5由负透镜G10形成的透镜部分组FG、正透镜G11形成的透镜部分组SG、以及负透镜G12形成的透镜部分组RG构造。通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG(模糊校正透镜组)执行图像移动。
此外，第一透镜组GR1、第三透镜组GR3和第五透镜组GR5在变焦期间固定。第二透镜组GR2和第四透镜组GR4通过在光轴方向移动执行变焦。第四透镜组GR4在近距离成像期间通过在光轴方向移动执行聚焦。
应该注意，在图1中LPF是在第五透镜组GR5和图像捕获平面IMG之间***的低通滤波器。此外，孔径光阑IR被安排接近第三透镜组GR3的图像侧，并且在变焦期间固定。
表1显示数值实施例1的光学***数据，其中特定数值应用到第一实施例。在以下表中，“无穷大(INFINITY)”表示表面由平面形成。
[表1]
si ri  di ni vi
  1  r1＝23.9825  d1＝0.600  n1＝1.92286  v1＝20.9
  2  r2＝9.4077  d2＝1.800
  3  r3＝无穷大  d3＝7.800  n3＝1.90366  v3＝31.3
  4  r4＝无穷大  d4＝0.200
  5  r5＝12.2493  d5＝2.173  n5＝1.69350  v5＝53.2
  6  r6＝-17.5388  d6＝可变的
  7  r7＝-50.0000  d7＝0.650  n7＝1.85135  v7＝40.1
  8  r8＝5.9975  d8＝0.826
  9  r9＝-24.8904  d9＝0.400  n9＝1.78590  v9＝43.9
  10  r10＝7.0507  d10＝1.354  n10＝1.92286  v10＝20.9
  11  r11＝41.7324  d11＝可变的
  12  r12＝12.1611  d12＝1.300  n12＝1.69350  v12＝53.2
  13  r13＝-50.0372  d13＝0.200
  14  r14＝无穷大  d14＝1.500  孔径光阑
  15   r15＝无穷大   d15＝可变的
  16   r16＝14.9686   d16＝2.072   n16＝1.58313   v16＝59.5
  17   r17＝-5.9077   d17＝0.400   n17＝1.90366   v17＝31.3
  18   r18＝-10.1355   d18＝可变的
  19   r19＝9.5100   d19＝0.400   n19＝1.90366   v19＝31.3
  20   r20＝5.7169   d20＝1.700
  21   r21＝7.6231   d21＝1.710   n21＝1.48749   v21＝70.4
  22   r22＝-139.4932   d22＝0.750
  23   r23＝50.0000   d23＝0.400   n23＝1.84666   v23＝23.8
  24   r24＝14.5022   d24＝7.512
  25   r25＝无穷大   d25＝0.300   n25＝1.51680   v25＝64.2
  26   r26＝无穷大   d26＝
在第一实施例中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的表面间距d6、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的表面间距d11、孔径光阑IR和第四透镜组GR4之间的表面间距d15、以及第四透镜组GR4和第五透镜组GR5之间的表面间距d18在变焦期间是可变的。在数值实施例1中，在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置测量的各个间距d6、d11、d15和d18的值与焦距、F数和半视角ω一起在表2中示出。
[表2]
  焦距   6.50   12.37   24.00
  F数   3.60   3.96   4.72
  ω(度)   31.98   16.99   8.87
  d6   0.400   4.178   6.902
  d11   6.902   3.124   0.400
  d15   7.477   4.366   1.037
  d18   1.675   4.786   8.115
在第一实施例中，第一透镜组GR1中的正透镜G3的两个表面s5和s6、第二透镜组GR2中的负透镜G4的两个表面s7和s8、第三透镜组GR3中的正透镜G7的对象侧表面s12、以及第四透镜组GR4中的粘合透镜的对象侧表面s16由非球面形成。数值实施例1中的这些表面s5、s6、s7、s8、s12和s16的第4、第6、第8和第10阶非球面系数与锥形常数K一起在表3中示出。
[表3]
si   K   A4   A6   A8   A10
5 0   -1.42042E-05   -1.88305E-06 5.09450E-09   -8.56261E-10
6 0   1.26966E-04   -3.65682E-06 8.65671E-08   -2.01355E-09
7 0   -3.00749E-03   4.05466E-04   -2.83892E-05   8.29420E-07
8 0   -3.96463E-03   4.67852E-04   -3.45251E-05   1.06167E-06
12 0   -2.36511E-04   7.43299E-07   1.93594E-07   -1.25144E-08
16 0   -9.92307E-05   3.73471E-06   -5.81173E-08   5.31392E-09
图2、3和4分别显示在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置测量的数值实施例1中的各种像差曲线图。在每个球面像差曲线图中，纵坐标表示与最大孔径的比率，横坐标表示散焦值，实线代表在d线的球面像差，虚线代表在C线的球面像差，而长短交替的虚线代表在g线的球面像差。在每个像散曲线图中，纵坐标表示图像高度，横坐标表示聚焦值，实线代表径向图像平面，而虚线代表经向图像平面。在每个畸变曲线图中，纵坐标表示图像高度，而横坐标表示以％为单位的畸变。
<第二实施例>
图5是示出根据本发明的变焦透镜的第二实施例的透镜结构的图。在第二实施例中，通过从对象侧开始按照以下顺序排列具有正屈光力的第一透镜组GR1、具有负屈光力的第二透镜组GR2、具有正屈光力的第三透镜组GR3、具有正屈光力的第四透镜组GR4、以及具有负屈光力的第五透镜组GR5，构造变焦透镜。
第一透镜组GR1由负透镜G1、用于将光轴折叠90度的直立棱镜G2和具有由非球面形成的两个表面的正透镜G3构造。第二透镜组GR2由负透镜G4、由负透镜G5和正透镜G6形成的粘合透镜、以及负透镜G7构造。第三透镜组GR3由具有由非球面形成的两个表面的正透镜G8构造。第四透镜组GR4由正透镜G9和负透镜G10形成的粘合透镜构造。第五透镜组GR5由负透镜G11形成的透镜部分组FG、正透镜G12形成的透镜部分组SG、以及负透镜G13形成的透镜部分组RG构造。通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG(模糊校正透镜组)执行图像移动。
此外，第一透镜组GR1、第三透镜组GR3和第五透镜组GR5在变焦期间固定。第二透镜组GR2和第四透镜组GR4通过在光轴方向移动执行变焦。第四透镜组GR4在近距离成像期间通过在光轴方向移动执行聚焦。
应该注意，在图5中LPF是在第五透镜组GR5和图像捕获平面IMG之间***的低通滤波器。此外，孔径光阑IR被安排接近第三透镜组GR3的图像侧，并且在变焦期间固定。
表4显示数值实施例2的光学***数据，其中特定数值应用到第二实施例。在以下表中，“无穷大”表示表面由平面形成。
[表4]
si   ri   di   ni   vi
  1   r1＝26.8198   d1＝0.600   n1＝1.92286   v1＝20.9
  2   r2＝9.4077   d2＝1.800
  3   r3＝无穷大   d3＝8.000   n3＝1.90366   v3＝31.3
  4   r4＝无穷大   d4＝0.200
  5   r5＝12.6509   d5＝2.213   n5＝1.69350   v5＝53.2
  6   r6＝-16.6304   d6＝可变的
  7   r7＝-50.0000   d7＝0.650   n7＝1.85135   v7＝40.1
  8   r8＝9.7521   d8＝0.604
  9   r9＝-70.9959   d9＝0.400   n9＝1.83481   v9＝42.7
  10   r10＝6.9297   d10＝1.454   n10＝2.00069   v10＝25.5
  11   r11＝-47.1812   d11＝0.285
  12   r12＝-10.2483   d12＝0.400   n12＝1.77250   v12＝49.6
  13   r13＝15.9066   d13＝可变的
  14   r14＝10.6338   d14＝1.349   n14＝1.69350   v14＝53.2
  15   r15＝-30.2038   d15＝0.200
  16   r16＝无穷大   d16＝1.500   孔径光阑
  17   r17＝无穷大   d17＝可变的
  18   r18＝10.3994   d18＝2.500   n18＝1.58313   v18＝59.5
  19   r19＝-5.0461   d19＝0.400   n19＝1.83400   v19＝37.3
  20   r20＝-9.5569   d20＝可变的
  21   r21＝18.3792   d21＝0.400   n21＝2.00069   v21＝25.5
  22   r22＝5.7661   d22＝1.698
  23   r23＝8.2627   d23＝1.780   n23＝1.48749   v23＝70.4
  24   r24＝-35.7352   d24＝1.226
  25   r25＝-258.2619   d25＝0.400   n25＝1.83481   v25＝42.7
  26   r26＝53.7987   d26＝6.827
  27   r27＝无穷大   d27＝0.000   n27＝1.51680   v27＝64.2
  28   r28＝无穷大   d28＝0.300
在第二实施例中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的表面间距d6、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的表面间距d13、孔径光阑IR和第四透镜组GR4之间的表面间距d17、以及第四透镜组GR4和第五透镜组GR5之间的表面间距d20在变焦期间是可变的。在数值实施例2中，在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置测量的各个间距d6、d13、d17和d20的值与焦距、F数和半视角ω一起在表5中示出。
[表5]
  焦距   6.50   12.32   24.00
  F数   3.60   3.84   4.40
  ω(度)   31.98   17.05   8.87
  d6   0.400   4.253   7.086
  d13   7.086   3.233   0.400
  d17   5.297   3.052   0.661
  d20   0.629   2.874   5.265
在第二实施例中，第一透镜组GR1中的正透镜G3的两个表面s5和s6、第二透镜组GR2中的负透镜G4的两个表面s7和s8、第三透镜组GR3中的正透镜G8的对象侧表面s14、以及第四透镜组GR4中的粘合透镜的对象侧表面s18由非球面形成。数值实施例2中的这些表面s5、s6、s7、s8、s14和s18的第4、第6、第8和第10阶非球面系数与锥形常数K一起在表6中示出。
[表6]
si   K   A4   A6   A8   A10
5 0   -4.85260E-05   -1.31596E-06   4.96804E-08   -6.24368E-09
6 0   8.30781E-05   -1.20274E-06   7.32889E-09   -4.62025E-09
7 0   2.86102E-04   -3.13461E-05   4.84557E-06   -2.36061E-07
8 0   3.41876E-05   -3.84078E-05   9.03163E-06   -5.68727E-07
14 0   -2.79028E-04   -9.51405E-07   3.27483E-07   -1.82879E-08
18 0   -2.63692E-04   6.64269E-06   7.00488E-08   1.05192E-08
图6、7和8分别显示在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置测量的数值实施例2中的各种像差曲线图。在每个球面像差曲线图中，纵坐标表示与最大孔径的比率，横坐标表示散焦值，实线代表在d线的球面像差，虚线代表在C线的球面像差，而长短交替的虚线代表在g线的球面像差。在每个像散曲线图中，纵坐标表示图像高度，横坐标表示聚焦值，实线代表径向图像平面，而虚线代表经向图像平面。在每个畸变曲线图中，纵坐标表示图像高度，而横坐标表示以％为单位的畸变。
<第三实施例>
图9是示出根据本发明的变焦透镜的第三实施例的透镜结构的图。在第三实施例中，通过以从对象侧开始以下述顺序排列具有正屈光力的第一透镜组GR1、具有负屈光力的第二透镜组GR2、具有正屈光力的第三透镜组GR3、具有正屈光力的第四透镜组GR4、具有负屈光力的第五透镜组GR5、以及具有正屈光力的第六透镜组GR6，构造变焦透镜。
第一透镜组GR1由负透镜G1、用于将光轴折叠90度的直立棱镜G2、具有由非球面形成的两个表面的正透镜G3和正透镜G4构造。第二透镜组GR2由负透镜G5、由负透镜G6和正透镜G7形成的粘合透镜、以及负透镜G8构造。第三透镜组GR3由具有由非球面形成的两个表面的正透镜G9构造。第四透镜组GR4由正透镜G10和负透镜G11形成的粘合透镜构造。第五透镜组GR5由负透镜G12形成的透镜部分组FG构造。第六透镜组GR6由正透镜G13和负透镜G14形成的粘合透镜形成的透镜部分组SG、以及负透镜G15形成的透镜部分组RG构造。通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG(模糊校正透镜组)执行图像移动。
此外，第一透镜组GR1、第三透镜组GR3和第六透镜组GR6在变焦期间固定。第二透镜组GR2、第四透镜组GR4和第五透镜组GR5通过在光轴方向移动执行变焦。第四透镜组GR4或第五透镜组GR5在近距离成像期间通过在光轴方向移动执行聚焦。
应该注意，在图9中LPF是在第六透镜组GR6和图像捕获平面IMG之间***的低通滤波器。此外，孔径光阑IR被安排接近第三透镜组GR3的图像侧，并且在变焦期间固定。
表7显示数值实施例3的光学***数据，其中特定数值应用到第三实施例。在以下表中，“无穷大”表示表面由平面形成。
[表7]
si ri di ni vi
  1   r1＝43.7149   d1＝0.600   n1＝1.92286   v1＝20.9
  2   r2＝13.6975   d2＝2.400
  3   r3＝无穷大   d3＝10.500   n3＝2.00069   v3＝25.5
  4   r4＝无穷大   d4＝0.200
  5   r5＝27.3914   d5＝2.357   n5＝1.49700   v5＝81.6
  6   r6＝-30.1302   d6＝0.200
  7   r7＝22.4954   d7＝2.136   n7＝1.82080   v7＝42.7
  8   r8＝-141.5295   d8＝可变的
  9   r9＝48.0000   d9＝0.650   n9＝1.85135   v9＝40.1
  10   r10＝7.1855   d10＝1.901
  11   r11＝-12.5461   d11＝0.765   n11＝1.83481   v11＝42.7
  12   r12＝12.8066   d12＝1.572   n12＝1.92286   v12＝20.9
  13   r13＝-17.5048   d13＝0.252
  14   r14＝-10.3716   d14＝0.755   n14＝1.88300   v14＝40.8
  15   r15＝-101.0233   d15＝可变的
  16   r16＝13.6549   d16＝1.516   n16＝1.61881   v16＝63.9
  17   r17＝-24.0589   d17＝0.200
  18   r18＝无穷大   d18＝1.500   孔径光阑
  19   r19＝无穷大   d19＝可变的
  20   r20＝16.9864   d20＝2.278   n20＝1.58313   v20＝59.5
  21   r21＝-6.8237   d21＝0.400   n21＝1.80610   v21＝33.3
  22   r22＝-13.0972   d22＝可变的
  23   r23＝24.0096   d23＝0.400   n23＝1.90366   v23＝31.3
  24   r24＝7.3787   d24＝可变的
  25   r25＝10.8706   d25＝2.574   n25＝1.48749   v25＝70.4
  26   r26＝-10.6551   d26＝0.400   n26＝1.84666   v26＝23.8
  27   r27＝-14.5320   d27＝0.900
  28   r28＝-23.8103   d28＝0.400   n28＝1.80610   v28＝33.3
  29   r29＝-73.6595   d29＝8.062
  30   r30＝无穷大   d30＝0.300   n30＝1.51680   v30＝64.2
  31   r31＝无穷大   d31＝
在第三实施例中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的表面间距d8、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的表面间距d15、孔径光阑IR和第四透镜组GR4之间的表面间距d19、第四透镜组GR4和第五透镜组GR5之间的表面间距d22、以及第五透镜组GR5和第六透镜组GR6之间的表面间距d24在变焦期间是可变的。在数值实施例3中，在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置测量的各个间距d8、d15、d19、d22和d24的值与焦距、F数和半视角ω一起在表8中示出。
[表8]
  焦距   5.90   15.01   38.35
  F数   3.60   3.88   4.49
  ω(度)   34.53   14.09   5.69
  d8   0.405   7.128   11.639
  d15   11.634   4.911   0.400
  d19   8.571   4.278   0.887
  d22   0.602   4.627   6.475
  d24   3.321   3.589   5.132
在第三实施例中，第一透镜组GR1中的正透镜G4的两个表面s7和s8、第二透镜组GR2中的负透镜G5的两个表面s9和s10、第三透镜组GR3中的正透镜G9的两个表面s16和s17、以及第四透镜组GR4中的粘合透镜的对象侧表面s20由非球面形成。数值实施例3中的这些表面s7、s8、s9、s10、s16、s17和s20的第4、第6、第8和第10阶非球面系数与锥形常数K一起在表9中示出。
[表9]
si   K   A4   A6   A8   A10
7 0   -2.59075E-05   -2.51774E-07   -1.49729E-09   -2.51016E-11
8 0   -3.06037E-05   -2.17270E-07   -7.77960E-10   -1.60777E-11
9 0   1.45633E-04   -4.28229E-07   -3.29898E-07   9.48712E-09
10 0   1.00577E-04   9.26674E-06   -9.74615E-07   1.87934E-08
16 0   -8.92383E-06   1.32511E-05   -5.23495E-07   4.72708E-08
17 0   1.65261E-04   1.20884E-05   -4.19449E-07   4.72599E-08
20 0   -8.65661E-05   1.86235E-06   -3.39148E-08   1.15689E-09
图10、11和12显示分别在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置测量的数值实施例3中的各种像差曲线图。在每个球面像差曲线图中，纵坐标表示与最大孔径的比率，横坐标表示散焦值，实线代表在d线的球面像差，虚线代表在C线的球面像差，而长短交替的虚线代表在g线的球面像差。在每个像散曲线图中，纵坐标表示图像高度，横坐标表示聚焦值，实线代表径向图像平面，而虚线代表经向图像平面。在每个畸变曲线图中，纵坐标表示图像高度，而横坐标表示以％为单位的畸变。
<第四实施例>
图13是示出根据本发明的变焦透镜的第四实施例的透镜结构的图。在第四实施例中，通过从对象侧开始按照以下顺序排列具有正屈光力的第一透镜组GR1、具有负屈光力的第二透镜组GR2、具有正屈光力的第三透镜组GR3、具有正屈光力的第四透镜组GR4、以及具有负屈光力的第五透镜组GR5，构造变焦透镜。
第一透镜组GR1由负透镜G1、用于将光轴折叠90度的直立棱镜G2和具有由非球面形成的两个表面的正透镜G3构造。第二透镜组GR2由负透镜G4、以及由负透镜G5和正透镜G6形成的粘合透镜构造。第三透镜组GR3由具有由非球面形成的两个表面的正透镜G7构造。第四透镜组GR4由正透镜G8和负透镜G9形成的粘合透镜构造。第五透镜组GR5由负透镜G10形成的透镜部分组FG、正透镜G11形成的透镜部分组SG、以及负透镜G12形成的透镜部分组RG构造。通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG(模糊校正透镜组)执行图像移动。
此外，第一透镜组GR1、第三透镜组GR3和第五透镜组GR5在变焦期间固定。第二透镜组GR2和第四透镜组GR4通过在光轴方向移动执行变焦。第四透镜组GR4在近距离成像期间通过在光轴方向移动执行聚焦。
应该注意，在图13中LPF是在第五透镜组GR5和图像捕获平面IMG之间***的低通滤波器。此外，孔径光阑IR被安排接近第三透镜组GR3的图像侧，并且在变焦期间固定。
表10显示数值实施例4的光学***数据，其中特定数值应用到第二实施例。在以下表中，“无穷大”表示表面由平面形成。
[图10]
si ri di ni vi
  1   r1＝23.3250   d1＝0.600   n1＝.92286   v1＝20.9
  2   r2＝9.4077   d2＝1.800
  3   r3＝无穷大   d3＝7.800   n3＝1.90366   v3＝31.3
  4   r4＝无穷大   d4＝0.200
  5   r5＝12.2587   d5＝2.167   n5＝1.69350   v5＝53.2
  6   r6＝-17.0405   d6＝可变的
  7   r7＝-50.0000   d7＝0.650   n7＝1.85135   v7＝40.1
  8   r8＝5.8400   d8＝0.808
  9   r9＝-27.1340   d9＝0.400   n9＝1.78590   v9＝43.9
  10   r10＝6.5131   d10＝1.362   n10＝1.92286   v10＝20.9
  11   r11＝31.0498   d11＝可变的
  12   r12＝12.1459   d12＝1.300   n12＝1.69350   v12＝53.2
  13   r13＝-38.2878   d13＝0.200
  14   r14＝无穷大   d14＝1.500   孔径光阑
  15   r15＝无穷大   d15＝可变的
  16   r16＝13.8816   d16＝2.500   n16＝1.58313   v16＝59.5
  17   r17＝-5.6425   d17＝0.400   n17＝1.90366   v17＝31.3
  18   r18＝-9.9494   d18＝可变的
  19   r19＝11.5986   d19＝0.400   n19＝2.00069   v19＝25.5
  20   r20＝5.8790   d20＝1.700
  21   r21＝7.7715   d21＝1.657   n21＝1.48749   v21＝70.4
  22   r22＝无穷大   d22＝0.500
  23   r23＝-141.5348   d23＝0.400   n23＝1.69350   v23＝53.3
  24   r24＝76.9597   d24＝7.199
  25   r25＝无穷大   d25＝0.300   n25＝1.51680   v25＝64.2
  26   r26＝无穷大   d26＝
在第四实施例中，第一透镜组GR1和第二透镜组GR2之间的表面间距d6、第二透镜组GR2和第三透镜组GR3之间的表面间距d11、孔径光阑IR和第四透镜组GR4之间的表面间距d15、以及第四透镜组GR4和第五透镜组GR5之间的表面间距d18在变焦期间是可变的。在数值实施例4中，在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置测量的各个间距d6、d11、d15和d18的值与焦距、F数和半视角ω一起在表11中示出。
[表11]
  焦距   6.50   12.32   24.00
  F数   3.60   3.93   4.67
  ω(度)   31.98   17.03   8.87
  d6   0.400   4.058   6.717
  d11   6.717   3.059   0.400
  d15   7.298   4.239   0.978
  d18   2.243   5.302   8.563
在第四实施例中，第一透镜组GR1中的正透镜G3的两个表面s5和s6、第二透镜组GR2中的负透镜G4的两个表面s7和s8、第三透镜组GR3中的正透镜G7的对象侧表面s12、以及第四透镜组GR4中的粘合透镜的对象侧表面s16由非球面形成。数值实施例4中的这些表面s5、s6、s7、s8、s12和s16的第4、第6、第8和第10阶非球面系数与锥形常数K一起在表12中示出。
[表12]
si   A4   A6   A8   A10
  -8.81366E-06   -2.08227E-06   1.38822E-08   -2.65413E-09
  5
6   1.42857E-04   -3.94657E-06   7.85488E-08   -3.16922E-09
7   -3.38605E-03   4.44523E-04   -2.98464E-05   8.20574E-07
8   -4.45633E-03   5.00197E-04   -3.29147E-05   7.72672E-07
12   -2.28359E-04   -2.61774E-06   8.22831E-07   -5.07040E-08
16   -9.12436E-05   2.89737E-06   1.52536E-07   -1.33221E-09
图14、15和16分别显示在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置测量的数值实施例4中的各种像差曲线图。在每个球面像差曲线图中，纵坐标表示与最大孔径的比率，横坐标表示散焦值，实线代表在d线的球面像差，虚线代表在C线的球面像差，而长短交替的虚线代表在g线的球面像差。在每个像散曲线图中，纵坐标表示图像高度，横坐标表示聚焦值，实线代表径向图像平面，而虚线代表经向图像平面。在每个畸变曲线图中，纵坐标表示图像高度，而横坐标表示以％为单位的畸变。
<条件公式的数值实施例>
在各个数值实施例1-4中，对应于上述条件公式的值在表13中示出。
[表13]
  条件公式   数值实施例1   数值实施例2   数值实施例3   数值实施例4
  (1)fs/fr   -0.618   -0.262   -0.341   -0.222
  (2)(1-βs)×βr   0.850   0.850   0.880   0.720
  (3)DSR/fw   0.115   0.186   0.153   0.077
如从上面显示的表13显而易见，根据上面的数值实施例1-4的变焦透镜满足条件公式(1)、(2)和(3)。此外，如各个像差曲线图所示，应该理解各个像差在广角端位置、广角端和远摄端之间的中间焦点位置、以及远摄端位置以好的平衡校正。
应该注意，已经在上面各实施例和数值实施例的描述中参照的特定结构和形状、以及数值仅仅提供作为用于容易理解执行本发明的各种实施例的说明性目的一个示例，并且不被解释为本发明的技术范围的限制。
<图像捕获装置>
图17是图示根据本发明的使用变焦透镜的示例图像捕获装置的图。该图像捕获装置100主要由数字照相机形成，并且包含使用根据上述本实施例的变焦透镜11的光学***10、如CCD(电荷耦合设备)或CMOS(互补金属氧化物半导体)的成像器设备12、以及未示出的各种信号处理电路，其全部并入主体外壳90。显示部分40(如液晶面板、有机EL(电致发光)面板等)附加于主体外壳90的背部，允许捕获的视频等在其上显示。
图18是图示根据本实施例的图像捕获装置的示例内部配置的框图。在该图像捕获装置的内部配置中，提供了：如CCD或CMOS的成像器设备12，其将经由使用根据本实施例的变焦透镜11的光学***会聚的光转换为电信号；相机信号处理部分20，其对从成像器设备12捕获的图像信号执行校正处理；图像处理部分30，其对图像信号执行如信号压缩处理的各种信号处理；图像存储部分51，其将如压缩的图像信号存储为预定格式；读取/写入控制部分50，其控制将图像信号写入到图像存储部分51和从图像存储部分51读取图像信号；透镜驱动控制部分80，其驱动用于执行变焦透镜11的变焦、聚焦和抖动校正的电动机；CPU 60，其执行各种控制；以及显示部分40(如液晶面板或有机EL面板)，其在其上显示捕获的图像或存储的图像。
图19是图示透镜驱动控制部分的详细配置的框图。透镜驱动控制部分80包括用于执行变焦透镜11的变焦的变焦驱动部分81、用于执行聚焦的聚焦驱动部分82、抖动检测部分85、抖动控制部分86、以及用于执行抖动校正的抖动驱动部分87。
变焦驱动部分81通过改变预定透镜组之间的间距执行变焦透镜的变焦。因为预定透镜组在变焦期间沿着光轴移动，所以为要移动的每个透镜组提供用于线性驱动等的电动机。变焦驱动部分81施加信号以驱动该电动机，并且将透镜组移动预定量。具体地，当从用户由图18所示的输入部分70接收放大(zoom-up)/缩小(zoom-down)指令时，CPU 60给出放大/缩小指令到透镜驱动控制部分80。基于放大/缩小指令，透镜驱动控制部分80施加信号到变焦驱动部分81。变焦驱动部分81反过来响应于放大/缩小指令控制电动机，用这些信号移动要驱动的透镜组，从而执行放大或缩小预定量。
在图1、5、13的每一个示出的根据本实施例的变焦透镜中，第二透镜组GR2和第四透镜组GR4是在变焦期间要移动的透镜组。此外，在图9示出的根据本实施例的变焦透镜中，第二透镜组GR2、第四透镜组GR4和第五透镜组GR5是在变焦期间要移动的透镜组。在每个图中示出的箭头指示在变焦期间从广角端到远摄端透镜组的移动。
此外，聚焦驱动部分82通过将预定透镜组沿着光轴移动执行聚焦。因为预定透镜组在聚焦期间沿着光轴移动，所以为要移动的透镜组提供用于线性驱动等的电动机。聚焦驱动部分82施加信号以驱动该电动机，并且将透镜组移动预定量。具体地，由图18所示的成像器设备12捕获的图像信号由相机信号处理部分20计算来检测聚焦的状态，并且CPU 60施加用于聚焦的信号到透镜驱动控制部分80。基于用于聚焦的信号，透镜驱动控制部分80施加信号到聚焦驱动部分82。聚焦驱动部分82反过来用该信号控制电动机来移动要驱动的透镜组，从而通过预定量执行聚焦。
在图1、5、13的每一个示出的根据本实施例的变焦透镜中，第四透镜组GR4在光轴方向移动以执行聚焦。此外，在图9示出的根据本实施例的变焦透镜中，第四透镜组GR4或第五透镜组GR5在光轴方向移动以执行聚焦。
此外，根据本实施例的图像捕获装置中的抖动校正功能包括抖动检测部分85、抖动控制部分86和抖动驱动部分87。例如，当由按压快门线(shutterrelease)按钮抖动成像器设备12，并且因此导致的抖动用如陀螺仪传感器等的抖动检测部分85检测时，抖动检测部分85发出对应于抖动量的信号到抖动控制部分86，并且抖动控制部分86计算用于抵消抖动量的抖动校正量。发送计算结果到抖动驱动部分87，并且抖动驱动部分87在垂直于光轴的任一方向将要驱动的透镜移动等价于计算的抖动校正量的量。
在图1、5、13的每一个示出的根据本实施例的变焦透镜中，作为最终透镜组的第五透镜组GR5中的透镜部分组SG要被驱动，因而在垂直于光轴的任一方向移动以执行图像移动(抖动校正)。此外，在图9示出的根据本实施例的变焦透镜中，作为最终透镜组的第六透镜组GR6中的透镜部分组SG要被驱动，因而在垂直于光轴的任一方向移动以执行图像移动(抖动校正)。
通过应用根据本实施例的变焦透镜11到这种图像捕获装置，可以实现抖动校正，还变得可能减小用于抖动校正的透镜驱动距离，因而减小图像捕获装置的尺寸和厚度。
<用于控制变焦透镜的方法>
根据本实施例的用于控制变焦透镜的方法是用于通过使用根据本实施例的任何之前描述的变焦透镜校正模糊的控制方法。即，它是用于控制由多个透镜组形成的变焦透镜并且通过变化预定透镜组之间的间距执行变焦的方法。作为变焦透镜，最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且具有用于将光轴折叠大约90度的反射部件，而最接近图像侧并且在变焦期间在光轴方向固定的最终透镜组有具有正屈光力的透镜部分组SG和安排邻近透镜部分组SG的图像侧并且具有负屈光力的透镜部分组RG。所述控制方法通过在垂直于光轴的任一方向移动透镜部分组SG来校正模糊。
使用该方法，可以实现基于透镜移动的抖动校正，还可能减小包括其中安排了驱动机制的隔振单元的整个变焦透镜的尺寸和厚度。
<本实施例的优点>
在根据本实施例的变焦透镜中，安排具有负屈光力的透镜部分组FG邻近透镜部分组SG的对象侧，从而允许实现整个变焦透镜的尺寸和厚度减小。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，使得具有负屈光力的透镜部分组FG在变焦期间在光轴方向可移动，从而允许实现高变焦率。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，通过沿着光轴移动比孔径光阑更接近图像侧的透镜组执行聚焦，从而允许减小在聚焦期间的视角的改变。
此外，在根据本实施例的变焦透镜中，像差校正简单，其尺寸减小也简单。
此外，通过从对象侧开始按照以下顺序排列具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组、具有负屈光力的第四透镜组、以及作为最终透镜组的具有正屈光力的第五透镜组，构造根据本实施例的变焦透镜，并且通过在光轴上至少移动第二透镜组和第四透镜组执行变焦。因而，可以缩短每个组中的透镜直径，并且实现变焦透镜的尺寸和厚度减小。
此外，通过从对象侧开始按照以下顺序排列具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组、具有负屈光力的第四透镜组、具有正屈光力的第五透镜组、以及作为最终透镜组的具有正屈光力的第六透镜组，构造根据本实施例的变焦透镜，并且通过在光轴上至少移动第二透镜组、第四透镜组和第五透镜组执行变焦。因而，可以缩短每个组中的透镜直径，并且实现高变焦率。
此外，根据本实施例的变焦透镜在第二透镜组中至少具有一个非球面，使得畸变校正简单，第一透镜组的尺寸减小也简单。
此外，根据本实施例的图像捕获装置包括：抖动检测装置，检测装置主体的抖动；抖动控制装置，计算用于校正归因于由所述抖动检测装置检测的图像捕获装置的所述抖动的模糊的模糊校正角度，并且发出驱动信号到抖动驱动部分，以便使透镜部分组SG进入基于所述模糊校正角度的位置；以及抖动驱动部分，基于所述驱动信号，在垂直于所述光轴的任一方向移动所述透镜部分组。因而，可以获得可抖动校正、小尺寸以及高性能的图像捕获装置。
本发明适于应用到小尺寸的图像捕获装置(如数字照相机和数字摄像机)，该图像捕获装置是小且薄的，并且在释放快门时趋于出现相机抖动，本发明此外适于应用与要被并入便携式电话、个人计算机和便携式终端(PDA)的成像功能组件。
本领域技术人员要理解的是，依赖于设计要求和其它因数，可以出现各种修改、组合、子组合和替代，只要它们在权利要求或其等效的范围内。
相关申请的交叉引用
本发明包含涉及于2008年2月14日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2008-032742的主题，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (15)

1.一种由多个透镜组形成并且通过改变预定透镜组之间的间隔执行变焦的变焦透镜，所述变焦透镜包括：
最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且具有用于将光轴折叠大约90度的反射部件；
位于最接近图像侧并且在变焦期间在光轴方向固定的最终透镜组，包括具有正屈光力的透镜部分组SG和邻近透镜部分组SG的图像侧安排并且具有负屈光力的透镜部分组RG；以及
安排具有负屈光力的透镜部分组FG邻近透镜部分组SG的对象侧，并且在变焦期间沿着光轴移动；
通过在垂直于光轴的任一方向上移动透镜部分组SG来校正模糊。
2.如权利要求1所述的变焦透镜，其中透镜部分组SG和透镜部分组RG的组合焦距是正的。
3.如权利要求1所述的变焦透镜，满足以下条件公式(1)：
(1)-0.8＜fs/fr＜-0.1
其中
fs：透镜部分组SG的焦距；以及
fr：透镜部分组RG的焦距。
4.如权利要求1到3的任一所述的变焦透镜，满足以下条件公式(2)：
(2)0.6＜(1-βs)×βr＜1.8
其中
βs：透镜部分组SG的横向放大率；以及
βr：透镜部分组RG的横向放大率。
5.如权利要求4所述的变焦透镜，其中
通过使得位于比孔径光阑更接近图像侧的透镜组在光轴上移动来执行聚焦。
6.如权利要求5所述的变焦透镜，满足以下条件公式(3)：
(3)0.02＜DSR/fw＜0.40
其中
DSR：最接近透镜部分组SG的图像侧的表面和最接近透镜部分组RG的对象侧的表面之间的表面间距；以及
fw：在广角端的整个***的焦距。
7.如权利要求6所述的变焦透镜，其中
多个透镜组从对象侧开始按照以下顺序排列：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组、具有正屈光力的第四透镜组、具有负屈光力的第五透镜组、以及作为最终透镜组的具有正或负屈光力的第六透镜组，以及
通过沿着光轴至少移动第二透镜组、第四透镜组和第五透镜组执行变焦，但不包括第六透镜组。
8.如权利要求7所述的变焦透镜，其中所述第二透镜组至少具有一个非球面。
9.一种图像捕获装置，包括变焦透镜以及将由所述变焦透镜形成的光学图像转换为电信号的成像器设备，其中
所述变焦透镜
由多个透镜组形成，并且通过改变透镜组之间的间隔执行变焦，并且
最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且具有用于将光轴折叠大约90度的反射部件；
位于最接近图像侧并且在变焦期间在光轴方向上固定的最终透镜组，包括具有正屈光力的透镜部分组SG和邻近透镜部分组SG的图像侧安排并且具有负屈光力的透镜部分组RG；以及
安排具有负屈光力的透镜部分组FG邻近透镜部分组SG的对象侧，并且在变焦期间沿着光轴移动；
通过在垂直于光轴的任一方向上移动透镜部分组SG来校正模糊。
10.如权利要求9所述的图像捕获装置，其中
透镜部分组SG和透镜部分组RG的组合焦距是正的。
11.如权利要求9所述的图像捕获装置，满足以下条件公式(1)：
(1)-0.8＜fs/fr＜-0.1
其中
fs：透镜部分组SG的焦距；以及
fr：透镜部分组RG的焦距。
12.如权利要求9到11的任一所述的图像捕获装置，满足以下条件公式(2)：
(2)0.6＜(1-βs)×βr＜1.8
其中
3s：透镜部分组SG的横向放大率；以及
βr：透镜部分组RG的横向放大率。
13.如权利要求12所述的图像捕获装置，满足以下条件公式(3)：
(3)0.02＜DsR/fw＜0.40
其中
DSR：最接近透镜部分组SG的图像侧的表面和最接近透镜部分组RG的对象侧的表面之间的表面间距；以及
fw：在广角端的整个***的焦距。
14.如权利要求13所述的图像捕获装置，包括：
抖动检测装置，用于检测装置主体的抖动；
抖动控制装置，用于计算用于校正归因于由所述抖动检测装置检测的抖动的模糊的模糊校正角度，并且生成驱动信号以便使透镜部分组SG进入基于所述模糊校正角度的位置；以及
抖动驱动部分，基于由所述抖动控制装置生成的所述驱动信号，在垂直于所述光轴的任一方向上移动所述透镜部分组SG。
15.一种用于控制变焦透镜的方法，该变焦透镜由多个透镜组形成并且通过改变预定透镜组之间的间隔执行变焦，其中
最接近对象侧的透镜组在变焦期间在光轴方向固定，并且具有用于将光轴折叠大约90度的反射部件；
位于最接近图像侧并且在变焦期间在光轴方向固定的最终透镜组，包括具有正屈光力的透镜部分组SG和邻近透镜部分组SG的图像侧安排并且具有负屈光力的透镜部分组RG；以及
安排具有负屈光力的透镜部分组FG邻近透镜部分组SG的对象侧，并且在变焦期间沿着光轴移动；
通过在垂直于光轴的任一方向上移动透镜部分组SG来校正模糊。
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