TWI245128B - Zoom lens and imaging apparatus - Google Patents

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TWI245128B
TWI245128B TW093115197A TW93115197A TWI245128B TW I245128 B TWI245128 B TW I245128B TW 093115197 A TW093115197 A TW 093115197A TW 93115197 A TW93115197 A TW 93115197A TW I245128 B TWI245128 B TW I245128B
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Description

1245128 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發㈣詩μ料似❹此變^透鏡 :::像褒置’尤其係關於適用於數位 彳梅裝置之可實—右之變:::: 、…式之艾焦距透鏡，以及使用此 裝置。 c欠焦距透鏡之攝像 【先前技術】 处平來，數位靜態相機或數位攝像機廣泛 然而要求此等小型攝像裝置更加小型化。、因Λ ^所用， 載於此等小型攝像裝置之攝像用較=此’亦要求震 mu 轉用透鏡，尤其是變焦距透鏡 縮紐王長或深度等，藉以實現小型化。又 用透鏡’尤其是數位靜態相機用者對岸於攝：要：此攝像 素化不僅小型化，i曰… w於攝像几件之高像 玉化並且提尚透鏡性能。 例如，所謂後組對焦式之變焦距透鏡，已 置於最靠近物體側之篦 、多動配 者，其較mmw透料進行聚焦 數多之固體：：，'，可獲得適合像素 件之成像性能。衆所周知作為此種後缸 變焦式之變隹跖读於^^且 力之第！透於群/ 自物體侧依次具備具有正折射 ^ 兄f ，、有負折射力之第2透鏡群，具有正折射 力之第3透鏡群，具有 、 折射力之第5透鏡群，以^ 弟4透鏡群’以及具有負 一㈣ ^ ^猎由移動第2透鏡群與第4透鏡群進 灯’义…、，移動第4透鏡群進行令 丁 ♦焦之方式構成之5組變焦距 " 晏不有以此種構造’進而當分別設定第3透鏡 91889.doc 1245128 群與第5透鏡群之焦點距離為f3、f5，設定當被拍攝體距離 為無限距離時之第5透鏡群之成像倍率為郎，設定第2透鏡 群之焦點距離為f2，分別設定於廣角端與望遠端之全系之 焦點距離為fw、ft日车，、、龙ΐ IV 、 4 /高足以下式dH3)之變焦距透鏡（例 如，參照專利文獻1)。 〇.8<|f5/f3|<2.1 (1) 1·2,5|<1·6 ······(2) 1.2<|f2/VfWll|(〇.37 ......(3) 又，最近有研究，於中途彎曲自第丨透鏡群至像面為止之 光路，於組入攝像裝置時縮短其前後之長度，並且使變焦 日守之透鏡之可動方向為上下方向，藉此消除攝像時透鏡之 突起部。例如，揭示有構造為自物體側依次具備具有正折 射力之第1透鏡群，具有負折射力之第2透鏡群，具有正折 射力之第3透鏡群，以及具有正折射力之第4透鏡群，藉由 移動第2透鏡群與第4透鏡群進行變焦之4組透鏡，第丨透鏡 群自物體側依次具備具有負折射力之單透鏡之第丨透鏡，彎 曲光路之稜鏡，以及具有正折射力之單透鏡之第2透鏡（例 如，參照專利文獻2)。 【專利文獻1】 曰本專利第3015192號公報（段落編號[0014]-[〇〇37]，圖1) 【專利文獻2】 曰本專利特開2000-131610號公報（段落編號[〇〇 10]-[0027]，圖 1) 91889.doc 1245128 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 然而’於具有使用棱鏡彎曲光路之光學系之變焦距透鏡 中’藉由小型化稜鏡之大小，可實現進一步之小型化、薄 型化。然而，於專利文獻2所揭示之變焦距透鏡中，存在使 第1透鏡群中包含之透鏡的直徑或厚度更小時，光學性能將 惡化，而難以使稜鏡更加小型化之問題。 本發明係鑒於此種問題開發完成者，其目的在於提供一 種不會扣害光學性能而可使稜鏡更加小型化並且使透鏡系 整體小型化之後組對焦式之變焦距透鏡。 本奄月之其他目的在於提供一種使用後組對焦式之 文焦距透鏡之攝像裝置，該後組對焦式之變焦距透鏡不會 損害光學性能而可使稜鏡更加小型化並且使透鏡系整體： L鮮决問題之手段] 於本發明中’為解決上述問題’係提供—種變焦距透鏡 〃係自物體側依次具備具有正折射力之第1透鏡群，具有） 折射力之第2透鏡群，具有正折射力之第3透鏡群，具有』 ::力之第4透鏡群，以及具有負折射力之第5透鏡群， 述第2透鏡群與上述第4透鏡群移動進行變焦d 式構成者，其特徵為··上述第 、述弟1透鏡群自物體側依次具備肩 有正 之則側透鏡鮮’ V曲光路之光學構件，以及具 時之上側透鏡群；當設定被拍攝體距離為無限遠 “弟透鏡群之成像倍率為仍時，滿足1〇<糾.9之 9I889.doc 1245128 條件。 於此種變焦距透鏡中，自物體侧依次具備分別具有正 負、正、正及負之折射力之5個透鏡群，可藉由移動其中第 2與第4透鏡群進行變焦。、繼而，第m鏡群自物體側具備具 有負折射力之前側透鏡群，彎曲光路之光學構件，以及具 有正折射力之後側透鏡群，藉此，於進行變焦時之第2及第 4透鏡群之移動方向成為第1透鏡群之後側透鏡群之光軸方 二透鏡系得以薄型化。除此之外，藉由設定被拍攝體距 為無限遠時之第5透鏡群之成像倍率奶大於可相對 更加縮短物體側之透鏡群之焦點距離，可縮短透鏡系之全 =並且更加縮小第丨透鏡群之前側透鏡群以及後側透鏡群 文直k。但疋，於設定第5透鏡群之成像倍率奶大於1 9 2形下，縮小㈣料，難以充分校正球面像差，成像於 像面之成像性能將惡化。 側向傻t好的疋上述變焦距透鏡以藉由將第2透鏡群自物體 ;^移動’將第4透鏡群自像側向物體側移動，而自廣 第4 文…、之方式構成。糟此，於變焦時移動 進而，"於一方向時，亦可獲得使透鏡系薄型化之效果。 方式：此匕形下’亦可以藉由移動第2透鏡群進行聚焦之 藉此，進行聚焦所需之行程量變小。 【實施方丨】 以下佐以圖式說明本發明之實施形態。 圖1係表示本發明夕每 例的剖面圖。 之只靶形態之變焦距透鏡之透鏡構造 91889.doc 1245128 於圖1中，作為一例，表示用於數位靜態相機等攝像裝置 之攝像透鏡之變焦距透鏡的構造例。於此變焦距透鏡，自 物體側向像面IMG側依次配置有具有正折射力之第丨透鏡 群GR1，具有負折射力之第2透鏡群GR2，具有正折射力^ 第3透鏡群GR3,具有正折射力之第4透鏡群GR4，以及具有 負折射力之第5透鏡群GR5。又，於第3透鏡群GR3之像面 IMG側，配置有調整光量之光圈IR，進而於第5透鏡群⑺^ 之像面IMG側配置有濾光器几，其包含稱為紅外線截斷濾 光杰之低通濾光器等，以及攝像元件之蓋玻片CG。像面 作為例如CCD(Charge Coupled Devices，電荷耦合元件）等 攝像元件之受光面。 此k焦距透鏡以使第2透鏡群GR2與第4透鏡群GR4移動 進行變焦之方式構成。自短焦點距離端向長焦點距離端進 行變焦時，分別自物體側移動第2透鏡群至像面IMg侧，自 像面IMG側移動第4透鏡群至物體側。又，此變焦距透鏡使 用所謂後組對焦方式，可藉由移動第4透鏡群GR4或第5透 鏡群GR5進行聚焦。 進而，第1透鏡群GR1自物體側依次具備具有負折射力之 1片透鏡L1，用以彎曲光路之棱鏡ρι以及具有正折射力之工 片透鏡L2。因此，於變焦或聚焦時移動之透鏡的移動方向 與最靠近物體側之透鏡L1之光軸方向相異，作為透鏡[2之 光軸方向。另，於本實施形態中，透鏡L丨藉由面向物體側 王凸型形狀之凹凸透鏡構成，將透鏡L2之雙方之透鏡面作 為凸型形狀構成。 91889.doc 1245128 又第2透鏡群GR2自物體側依次包含透鏡L3、L4以及L5 之3片透鏡，丨中透鏡L4與透鏡以間之透鏡面相接合。 又’第3透鏡群GR3包含！片透鏡L6。又，第4透鏡群㈣包 ^片透鏡L7以及L8，透鏡L7與透鏡£8之間之透鏡面相接 σ。又，第5透鏡群GR5包含2片透鏡L9以及L1〇，透鏡L9 與透鏡L10之間之透鏡面相接合。 於此處，佐以圖1說明本發明之概要。
之光學構件，及具有正折射力之後側透鏡群。藉由以如此 構造構成第1透鏡群，於變焦或聚鱗移動之透鏡之移動方 向成為後側透鏡群之光軸方向，因此可縮小透鏡系之深 X並且不’於瓮焦時、聚焦時或電源接通續開，均可保 持其深度為固定。 本發明之變焦距透鏡如圖i所示，構造為自物體側依次具 =刀&具有正、負、正、正、負之折射力之第1透鏡群⑽卜 第透鏡群GR5之5群，並且以藉由使第2透鏡群GR2與第4 透鏡群⑽移動進行變焦之方式構成。又，第i透鏡群GR1 物體側依—人具備具有負折射力之前側透鏡群，彎曲光路
、另於本κ施形態中，作為一例，係分別設有i片透鏡u 、 作為第1透鏡群GR1之前側透鏡群及後側透鏡群，並 設置有棱鏡P1作為彎曲光路之光學構件。 又本兔明之變焦距透鏡進而以滿足以下式（4)之條件的 方式構成。 【數2】 1.〇</35<1.9......(4) 91889.doc -10- 1245128 其中，設定距離物體無限遠0夺之第5透鏡群⑽之成像倍 率為/55。如此式⑷之條件，當成像倍率奶設計為高於下限 值時，可更加縮短物體側之透鏡之焦點距離。藉此，可縮 短透鏡系之全長’並可縮小糾透鏡群⑽之透鏡的有效直 徑，因此，可使彎曲光路之光學構件（圖丨中為稜鏡ρι)小型 化，故而可進一步縮小透鏡系之深度。 反之，當成像倍率/55低於式（4)之下限值時，則尤苴難以 縮小第1透鏡群GR1之前側透鏡群（圖i中為透鏡[1)2有效 直徑。又，當成像倍抑5超過式（4)之±限值時，於以縮小 F編號之方式設計之情形下，不可能充分校正球面像差， 又，射出孔接近像面IMG，入射至攝像元件之光的角度與 垂直偏差甚大，因此會產生陰影等，而成像性能惡化。、 此外，於本發明之變焦距透鏡中，藉由以滿足上述條件 之方式構成，自短焦點距離端向長焦點距離端進行變焦 時，可使移動之各透鏡群之移動方向為同一方向。具體為， 使第2透鏡群GR2自物體側移動至像面ΙΜ(}側，使第4透鏡群 GR4自像面IMG側移動至物體側，藉此可自短焦點距離2向 長焦點距離端進行變焦。又，於上述變焦距透鏡中，可藉 由使由第4透鏡群GR4之移動造成之變倍比之變化較大，= 對縮小第2透鏡群GR2之行程。 又，於滿足上述條件之本發明之變焦距透鏡中，可藉由 移動第2透鏡群GR2或第4透鏡群GR4進行聚焦，而藉由^動 第2透鏡群GR2進行聚焦，透鏡之行程變小，因而可縮=透 91889.doc 1245128 於具有5群構造之透鏡系的先前之變焦距透鏡中，自短焦
點距虞鱼ύ山 A 而向長焦點距離端逐漸進行變焦時，通常係首先將 第4透鏡群移動至物體側方向，於途中反轉移動方向使其移 動至像面IMG側，如此，於第4透鏡群GR4於變焦途中具有 反曲點之情形下，存在於反曲點附近不可能由第2透鏡群 進行來焦之問題。採用本發明之變焦距透鏡則不會產 生此種問題，可藉由第2透鏡群GR2之移動進行聚焦。 又，至於透鏡之移動空間，除變焦所需之行程外，需要 考慮聚焦所需行程後決定’但此時，力長焦點距離端進行 之水焦比於紐焦點距離端進行之聚焦需要更大行程。於本 毛明之情形下，第2透鏡群GR2於進行聚焦所需之行程較小 之短焦點距離端最靠近物體側，於需要較大行程之長焦點 距離端最靠近像面IMG側。因此，於物體側進行聚焦所需 之第2透鏡群GR2之行程變小，並且於長焦點距離端，為$ 動之第2透鏡群GR2與第4透鏡群GR4之間的位置，因此聚焦 所需之行程對於透鏡系全長之影響變小。其結果為，可^ 加縮短透鏡系之全長。進而，如上所述，於本發明之變焦 距透鏡中，自於將冑焦時之第2透鏡群GR2之行程設定小， 因此透鏡系之全長的縮短效果較大。 為進行如上於變焦時及聚焦時之透鏡驅動，較好的是於 第2透鏡群GR2以及第4透鏡群GR4之各行程之間，以滿足下 式（5)之條件之方式構成。 【數3】 〇.5<|dZ2/dZ4|<1.2……（5) 91889.doc 12 1245128 其中，設定自第2透鏡群GR2之短焦點距離端至長焦點距 離端為止之行程為dZ2，被拍攝體距離為無限遠時之自第4 透鏡群GR4之短焦點距離端至長焦點距離端為止之行程為 dZ4。於此處，若低於上述式（5)之下限值時，需要擴大第4 透鏡群GR4之有效直徑，則透鏡系整體之厚度增加。又， 若高於式（5)之上限值時，需要擴大第！透鏡群GR1及第2透 鏡群GR2之有效直徑，同樣將增加透鏡系整體之厚度。 又，關於本發明之變焦距透鏡，較好的是進而以滿足下 式（6)之方式構成，下式（6)規定第3透鏡群GR3與第5透鏡群 GR5之焦點距離比。 【數4】 |f5/f3|>2.1......(6) 其中，設定第3透鏡群GR3之焦點距離為f3,設定第5透鏡 群GR5之焦點距離為f5。於此處，當低於式⑹之下限值， 第5透鏡群GR5之折射力過強時，負佩茲法爾和增大，難以 校正像面彎曲。 又，如上所述，第1透鏡群GR1具備具有負折射力之前側 透鏡群，彎曲光路之光學構件，以及具有正折射力之後側 透鏡群，但此等之中，係藉由面向物體側呈凸型形狀之凹 凸透鏡構成透鏡L1，將透鏡L2之雙方的透鏡面構成為凸裂 幵乂狀’藉此可縮小透鏡L1之有效直徑，使稜鏡p 1更加小塑 化。於如此構造之情形下，較好的是透鏡！^進而以滿足以 下式（7)及式（8)之方式構成。 【數5】 91889.doc 1245128 neL 1 >1.8......(7) peLl<30......(8) 其中，設定相對於透鏡L1(e線之折射率為neU，設定以 透鏡L1之e線為基準之阿貝數為_。於此處，藉由滿足式 (7)之條件，可輕易進行於第丨透鏡群GR1之球面像差校正。 又，藉由滿足式（8)之條件，可輕易進行於第i透鏡群gri 之色像差校正。 繼而，說明具有圖1所示之構造之變焦距透鏡的具體數值 實施例。 表1表示第1實施例之各數值。又，表2表示於第丨實施例 之各焦點位置之焦點距離f、F編號（f No·)以及半畫角〇之 值。進而，表3表示於第1實施例中，以非球面構成之面的 非球面係數。 【表1】 面編號 曲率R 間隔d 折射率ne 阿貝數 L1 S1 18.85 0.65 1.93323 y v S2 7.895 2.679 20.7 P1 S3 無限 10.0 1.83962 S4 無限 0.2 42.8 S5 15.469(ASP) 2.205 L2 S6 -17.407(ASP) 0.8 〜3.765 1.77173 49.0 ---- 〜5.828 L3 S7 31.101 0.5 1.88815 S8 6.777 1.021 40.6 S9 -8.746 0.45 L4 S10 6.823 0.954 1.69980 55.3 L5 S11 22.9 5.528 〜2.563 1.85505 23.6 __ 〜0.5 --___ 91889.doc -14- 1245128 L6 S12 12.202(ASP) 1.347 1.81081 40.5 S13 -43.386 1.0 IR S14 - 6.522 -4.142 〜1.5 - - L7 S15 12.708(ASP) 2.639 1.58547 59.2 S16 -5.0228 0.6 L8 1.85505 23.6 S17 -8.941 1.0 〜3.38 〜6.022 L9 S18 25.643 0.5 1.81986 44.3 S19 4.988 2.162 L10 1.48914 70.2 S20 -254.055 7.107 FL S21 無限 1.0 1.51872 64.0 S22 無限 1.12 CG S23 無限 0.5 1.51872 64.0 S24 無限 0.99 - IMG 無限 - - - 【表2】 短焦點距離端 中間焦點距離 長焦點距離端 f 5.66 9.52 16.02 FNo. 3.60 3.92 16.02 ω 35.11° 21.48° 12.97。 【表3】 面編號 Κ C4 C6 C8 C10 S5 0 -0.990946Ε-04 0.356844Ε-05 -0.114056Ε-06 0.205596E-08 S6 0 -0.246753Ε-04 0.477309Ε-05 -0.172616Ε-06 0.308678E-08 S12 0 -0.219817Ε-03 0.864301Ε-06 -0.724639Ε-06 0.886169E-07 S15 0 -0.211020Ε-03 0.934006Ε-05 -0.427936Ε - 06 0.253006E-07 另，於表1(下述表2及表3亦同樣）中，面編號S1-S24係自 物體側依次表示透鏡L1-L10、稜鏡P1、光圈IR、濾光器FL 以及蓋玻片CG之中心轴上之光的入射面及出射面。例如， S 1表示透鏡L1之物體側之透鏡面，S2表示其像面IMG側之 透鏡面。又，S3表示稜鏡P1之物體側之面，S4表示其像面 91889.doc -15- Π45128 IMG側之面。χ，關於接合透鏡，各透鏡之接合面係以同 —面編號表示。例如，S1G表示透紅4與透鏡L5之接合面。
又，R表示各面之曲率，d表示面與面之間隔，加表示相 對於e線之折射率，表示以e線為基準之阿貝數。曲率尺一 數值之後顯示（ASP)之面表示該面藉由非球面構成之 7形。又，間隔d表示該面與鄰接於像面職側之面間之間 ^。例如’面、編號si-攔中揭示之間隔d之值表示透鏡 之物體側與像面IMG側之間的厚度。又，關於變焦或聚隹 時移動之面的間隔d，係按照變焦時短焦點距離端、中間焦 點距離、長焦點距離端之順序表示。 …、 又，於此第1實施例中，透鏡L2之兩面⑻及岣、透鏡“ 之物體側之面⑻2)、以及透獻7之物體側之面(S15)分別藉 由非球面構成。非球面之形狀以下式（9)表示。 【數6】 y1 !r (9) 其中，設定自各透鏡面之頂點之光轴方向的距離為χ，於 頂點處之透鏡之曲率半徑為Γ，錐形常數為ρ又，分 疋4次、6次、8次以及1〇次之非球面係數為以，a，a及 =於表3(下述表6及表9亦同樣)中，表示此等非球面係 t又表3(下述表6及表9亦同樣）中之“Ε”表示以1〇 為底之指數表現。 如此第1實施例，藉由使第1透鏡群⑽所具備之透鏡中 之至少1個透鏡面為非球面，可校正歪曲像差，並且縮小透 91889.doc -16- 1245128 鏡1^1之有效直徑，使稜鏡P1小型化。又，於第5透鏡群GR5， 藉由使透鏡L9與透鏡L1 〇之接合面（S 1 9)面向物體側成為凸 型形狀’可校正色像差，並且可降低第5透鏡群GR5對於透 鏡性此惡化之敏感度。另，藉由使用接合透鏡，可縮小由 "亥透鏡群内之偏心而產生之像面之傾倒，或彗形像差之產 生量，並且可容易製造。 圖2至圖4分別係於各短焦點距離端、中間焦點距離、以 及長焦點距離端之各像差圖。 於此處，各圖之（A)表示球面像差，縱軸表示與開放F值 之比例，橫軸表示聚焦量。又，實線表示於e線（波長546 1 nm) 之求面像差，虛線表示於g線（波長之球面像差， 點橫線表示於C線（656·3 nm)之球面像差。又，各圖之（B) 表示像散現象，縱軸表示像高，橫軸表示聚焦量，實線表 示於矢狀像面上之值，虛線表示於子午像面上之值。進而， 各圖之⑹表示歪曲像差，縱軸表示像高，橫軸表示比例 (%) ° (另，下述圖5至圖10亦同樣。） 繼而，說明第2實施例。表4表示第2實施例之各數值。又， 表5表不弟2實施例中之各隹點/六g + 貝匕合焦點位置處之焦點距離f、F編號 (FNo·)以及半畫角ω之值。進 表6表不於第2實施例中， 設定為非球面之面的非球面係數。 【表4】 面編號 曲率R L1 一 S1 16.818 S2 6.891 ~
折射率ne | 阿貝數 VC 1.93323 ----- 20.7 91889.doc 1245128 PI S3 無限 10.0 1.83962 42.8 S4 無限 0.2 L2 S5 20.194(ASP) 2.227 1.77173 49.0 S6 -14.309(ASP) 0.8 〜4.059 〜6.256 L3 S7 28.146 0.5 1.88815 40.6 S8 6.851 1.067 L4 S9 -10.025 0.45 1.69980 55.3 SIO 6.776 0.996 L5 1.85505 23.6 Sll 23.912 5.956 〜2.695 〜0.5 L6 S12 11.819(ASP) 1.349 1.81081 40.5 S13 •71.148 1.0 IR S14 - 7.12 〜4.489 〜1.5 - - L7 S15 13.230(ASP) 2.787 1.58547 59.2 S16 -5.025 0.6 L8 1.85505 23.6 S17 -9.281 1.0 〜3.631 〜6.62 L9 S18 19.920 0.5 1.81986 44.3 S19 4.910 2.279 L10 1.48914 70.2 S20 -400.000 6.752 FL S21 無限 1.1 1.51872 64.0 S22 無限 1.12 CG S23 無限 0.5 1.51872 64.0 S24 無限 0.99 - IMG 無限 - - 【表5】 短焦點距離端 中間焦點距離 長焦點距離端 f 5.15 8.66 14.58 Fno. 3.57 3.89 4.64 CO 37.78。 23.42° 14.20。 91889.doc -18- 1245128 【表6】 面編號 Κ C4 C6 C8 C10~ S5 0 -0.12302 3Ε-03 0.64759 7Ε-05 -0.27353 6Ε-06 0.73189 0E-08 S6 0 -0.54349 8Ε-04 0.71525 2Ε-05 -0.31273 1Ε-06 0.79748 7E-08 S12 0 -0.21063 4Ε-03 -0.1334 35Ε-05 0.240134 Ε-06 -0.734 厂 45E-08 S15 0 -0.13524 1Ε-03 0.93774 3Ε-05 -0.44729 8Ε-06 0.27775^ 9E-07 於此第2實施例中，透鏡L2之兩面（S5及S6)、透鏡L6之兩 面（S12及S13)、以及透鏡L7之物體側之面（S15)分別藉由非 球面構成。 於以上第2實施例中，與第1實施例同樣，藉由使第丨透鏡 群GR1之透鏡L2之兩面（S5及S6)構造為非球面，可校正歪曲 像差，並且稜鏡P1得以小型化。又，用於第5透鏡群GR5之 接合透鏡（透鏡L9及透鏡L10)之接合面（S19)面向物體側呈 凸型形狀，故而得以校正色像差。 圖5至圖7分別為短焦點距離端、中間焦點距離、長隹點 距離端上之各像差圖。於各圖中，㈧表示球面像差，(B) 表示像散現象，（C)表示歪曲像差。 繼而，說明第3實施例。表7中表干笛 τ衣不第3實施例之各數值。 又，表8中表示第3實施例中之各隹 “、、”，、έ位置處之焦點距離f、 F編號（FNo.)以及半晝角ω之值。 選而，表9表示於第3實施 例中，設定為非球面之面的非球面係數。 折射率ne 阿貝數 VQ 1.93323 20.7 【表7】 面編號 曲率R L1 S1 Γ 18.626 S2 7.970 1 91889.doc -19- 1245128 PI S3 無限 12.0 1.83962 42.8 S4 無限 0.2 L2 S5 18.475(ASP) 2.467 1.77173 49.0 S6 -16.163(ASP) 0.75 〜3.536 〜5.216 L3 S7 17.109 0.5 1.88815 40.6 S8 5.654 1.275 L4 S9 -8.111 0.45 1.70559 40.9 S10 5.626 1.041 L5 1.93323 20.7 Sll 17.256 4.966 〜2.180 〜0.5 L6 S12 12.978(ASP) 1.288 1.81081 40.5 S13 -34.489(ASP) 1.0 IR S14 - 8.246 〜5.123 〜1.5 - - L7 S15 14.072(ASP) 3.077 1.58547 59.2 S16 -4.843 0.6 L8 1.85505 23.6 S17 -8.763 1.0 〜4.123 〜7.746 L9 S18 15.203 0.5 1.81986 44.3 S19 4.980 2.538 L10 1.48914 70.2 S20 -100.000 5.492 FL S21 無限 1.0 1.51872 64.0 S22 無限 1.12 CG S23 無限 0.5 1.51872 64.0 S24 無限 0.99 - IMG 無限 - -
【表8】 短焦點距離端 中間焦點距離 長焦點距離端 f 4.40 7.40 12.45 FNo. 3.56 3.93 4.93 ω 42.27° 26.89° 16.50° 91889.doc -20- 1245128 【表9】 面編號 K C4 C6 C8 C10 ^ S5 0 -0.160836E-03 0.858892E-05 -0.303811E-06 0.619147E-08— S6 0 -0.619020E-04 0.992205E-05 -0.376070E-06 0.736266E-08 S12 0 -0.252116E-03 -0.983812E-05 0.315849E-05 -0.435387E-06 S15 0 -0.104661E-03 0.948091E-05 -0.498136E-06 ί 0.314417E-07 於此第3實施例中，透鏡L2之兩面（S5及S6)、透鏡L6之兩 面（S 12及S 13)、以及透鏡L7之物體側之面（S15)分別藉由非 球面構成。 於以上第3實施例中，與第1實施例同樣，使第丨透鏡群 GR1之透鏡L2之兩面（S5及S6)構造為非球面，校正歪曲像 _ 差，並且稜鏡P1得以小型化。又，用於第5透鏡群GR5之接 合透鏡（透鏡L9及透鏡L10)之接合面（S 19)面向物體呈凸型 形狀，故而得以校正色像差。 圖8至圖1 〇分別為短焦點距離端、中間焦點距離、長焦點 距離端上之各像差圖。於各圖中，（A)表示球面像差，（B) 表示像散現象’（C)表示歪曲像差。 於此處，表10中表示於第1、第2及第3實施例中，用以獲 得上述各式（4)-(8)之條件的數值。 _ 第I實施例 第2實施例 第3實施例 式（4) : /35 1.40 1.30 1.09 —' 式（5) : |dZ2/dZ4| —1.00 0.971 0.662 — 式（6) : |f5/f3| 2.42 ----- 2.93 9.32 八（7) . neLI 1.93323 1.93323 1.93323 式（8) : j/eLl 20.7 20.7 Γ 20.7 【表10】 如此表10所示，上述第}至第3實施例滿足式（4H8)之各 條件。又，根據圖2至圖10之各像差圖可瞭解，各實施例均 於短焦點距離端、中間焦點距離、以及長焦點距離端得以 91889.doc -21 - 1245128 :勻杈正各像差。因此，得以實現用於具有3倍左右之變倍 攝像衣置’尤其是用於像素數較多之數位靜態相機之 、欠焦距透鏡之合適者。 '%而i說明使用上述變焦距透鏡之攝像裝置之例。圖u
、不可裝載本發明之變焦距透鏡之數位靜態相機之 的方塊圖。 J 圖U所不之數位靜態相機具傷：攝像機組塊1G，其係擔 負攝像功能者；攝像機訊號處理部20,其係進行所攝像^ 圖像訊號之類比數位轉換等之訊號處理者；圖像處理部 -係進仃圖像訊號之記錄再生處理者；[⑶叫咐 =yStal此咖，液晶顯示器HG，其係顯示所攝像之圖像 專者；卿（讀寫器）50,其係、寫入/讀出記憶體卡Μ者； CPU60 ^其係控制裝置整體者；輸人部μ，其係用於輸入 戶之‘作者’以及透鏡驅動控制部8〇，其係控制攝像機 組塊10内之透鏡之驅動者。 攝像機組塊10包含具有適用本發明之變焦距透鏡U之光 學系或CCD等攝像元件12等。攝像機訊號處理部2〇進行對 &來自攝像元件12之輸出訊號的數位訊號之轉換、或除去 雜汛、杈正畫質、亮度·色差訊號之轉換等訊號處理。圖 像處理部30進行基於特定之圖像資料格式之圖像訊號的壓 縮編碼化.伸長解碼化處理、或解像度等之資料式樣之轉換 處理等。 記憶體卡5 1包含可裝知少* w — 」忒卸之+導體記憶體。R/W50藉由圖 像處理部30將編碼後之圖像資料寫入記憶體卡η，又讀出 91889.doc -22. 1245128 °己錄於記憶體卡5 1中之圖像資料。CpU6〇.控制數位靜態 相私:内之各電路組塊之控制處理部，依據來自輸入部7〇之 指示輸入訊號等控制各電路組塊。 輸入部70包含例如進行快門操作之快門釋放按鈕、或用 以選擇動作模式之選擇開關等，將與用戶之操作對應之指 不輸入訊號向CPU60輸出。透鏡驅動控制部8〇基於來自 CPU60之控制訊號，控制驅動變焦距透鏡丨丨内之透鏡之未 圖示的馬達等。 以下簡單說明此數位靜態相機之動作。 於攝像之待機狀態，CPU60之控制之下，於攝像機組塊 1 〇中所攝像之圖像訊號介以攝像機訊號處理部2〇輸出至 yCD40，作為攝像機直通圖像顯示。χ，若輸人來自輸入 部70之用以變焦之指示輸入訊號，則cpu6〇將控制訊號輸 出至透鏡驅動控制部80,基於透鏡驅動控制部8〇之控制， 移動變焦距透鏡11内之特定透鏡。 妾著依據來自輸入部7〇之指示輸入訊號，切斷攝像機 、、且塊10之未圖不之快門時，所攝像之圖像訊號自攝像機訊 號處理口P 20輸出至圖像處理部3〇並進行壓縮編碼處理，轉 換為特定資料格式之數位資料。所轉換之資料輸出至 R/W50，並寫入至記憶體卡51。 另，聚焦係於例如快門釋放按名丑半按下時，或全按下進 行記錄等情形下，藉由透鏡驅動控制部80基於來自CPU6〇 之控制訊號’移動變焦距透鏡11内之特^透鏡而進行。 又’再生記憶體卡51中記錄之圖像資料時，對應於輸入 91889.doc 1245128 部70進行之操作，藉由R/W50自記憶體卡51讀出特定之圖 像貧料’於圖像處理部30進行解壓縮處理之後，再生圖像 訊戒輸出至LCD4〇，藉此顯示再生圖像。 圖12係表示此數位靜態相機中之零件安裝構造的剖面 圖。 於圖12中表示圖中左側存在被拍攝體時之數位靜態相機 之内°卩。變焦距透鏡11安裝於攝像機框體90之内部，其下 部設有攝像元件12。又，LCD4〇設置於與被拍攝體對:之 側的攝像機框體90面，用於攝像時對準畫角。 本發明之變焦距透鏡可藉由稜鏡f曲來自被拍攝體之光 之光軸，進而沿其弯曲方向(圖中之上下方向)移動特定透 鏡’藉此進行變焦或聚焦。因此，可使變焦距透鏡u ::攝像機框體90而進行攝像，因此得以 像機本體的深度。除此之外，藉由以滿足上述條件之才= ^變焦距透鏡U，可實現攝像機框體9〇之進-步的薄型 Π及上下方向之小型化，雖然小型，卻可進行3-= 之夂焦，亚且於各焦點距離可獲得 像圖像。 平乂 ^之回畫質攝 另’於上述實施形態中，係就將本 用於數位靜態相機之情形進行說明，其亦可=用、：透鏡適 像機之其他攝像裝置等。 ；例如攝 [發明之效果] 如以上說明，本發明之變隹 別呈右τ么 〜距透鏡自物體側依次呈備八 別/、有正、負、正、正以及 ，、備刀 貝之折射力之5個透鏡群，可藉 91889.doc -24- 1245128 由使其中第2與第4透鏡群移動進行變焦，進而，第丨透鏡群 自物體側具備具有負折射力之前側透鏡群、彎曲光路之光 學構件、及具有正折射力之後側透鏡群，藉此於進行變焦 時之第2及第4透鏡群之移動方向成為第丨透鏡群之後側透 鏡群之光軸方向’透鏡系得以薄型化。此外，#由設定被 拍攝體距離為無限遠時之第5透鏡群的成像倍率仍大於 1.0，可相對更加縮短物體側之透鏡群之焦點距離，可縮短 透鏡系之全長，並且可更加縮小第丨透鏡群之前側透鏡群以 及後側透鏡群之有效直徑。但是，於設定第5透鏡群之成像 倍⑽大於以之情形下，當縮小F編號時，難以充分校正 球面像差，成像於像面之成像性能惡化。因此，藉由滿足 相對於第5透鏡群之成像倍率仍之上述條件，可維持良好之 光學性能’並且使第！透鏡群之光學構件更加小型化，使透 鏡系整體薄型化。 又，以藉由將第2透鏡群自物體側向像側移動，將第*透 鏡群自像側向物體側移動，@自廣角側向望遠側進行變焦 之方式構成上述變焦距透鏡時，可獲得變焦時之第4透鏡群 之: 多動方向為同一方向，並且透鏡系薄型化之效果。進而， ^由移=第2透鏡群進行聚焦之方式構成時，進行聚焦所 而仃私S變小，因此可縮短透鏡系之全長。 【圖式簡單說明】 距透鏡之透鏡構造 圖1係表示本發明之實施形態之變焦 例之剖面圖。 2(AHc)係、第1實施例中於短焦點距離端之各像差圖 91889.doc 1245128 圖3(A)-(C)係第1實施例中於中間焦點距離之各像差圖。 圖（A) (c)係第1實施例中於長焦點距離端之各像差圖。 圖5(A) (〇係第2實施例中於短焦點距離端之各像差圖。 圖6(Α)·(〇係第2實施例中於中間焦點距離之各像差圖。 圖7(A) (〇係第2實施例中於長焦點距離端之各像差圖。 圖8(AHC)係第3實施例中於短焦點距離端之各像差圖。 圖（）（C)係第3貫施例中於中間焦點距離之各像差圖。 圖io(ahc)係第3實施例中於長焦點距離端之各像差圖。 圖11係表不可裝載本發明之變焦距透鏡之數位靜態相機 之構造例的方塊圖。 圖12係表示本發明之實施形態之數位靜態相機中之零件 的安裝構造的剖面圖。 【主要元件符號說明】 GR1 第1透鏡群 GR2 第2透鏡群 GR3 第3透鏡群 GR4 第4透鏡群 GR5 第5透鏡群 L1-L10 透鏡 P1 棱鏡 IR 光圈 FL 濾光器 CG 蓋玻片 IMG 像面 91889.doc -26-

Claims (1)

1245128 十、申請專利範圍： 1. 一種變焦距透鐘，ώ 1 十 八係自物體側依次具備|i & 之第1透鏡群，具有 卜 侑/、有正折射力 .… 員折射力之第2透鏡群，呈右τ & ό 力之第3透鏡群，且有正 〃、有正折射 八有折射力之第4透鏡群，以及且右 貞折射力之第5洁於被 久昇有 第4透鏡群移:::二^^ 卜、十…、丁艾焦之方式構成者，其特徵為： α弟1透鏡群自物體側依 側透鏡群，彎曲光心^ 有負折射力之前 後側透鏡群； 卩及”有正折射力之 畜設定被拍攝體距離為 成像倍率為05時，滿足 1.〇</35<1.9 無限遠時之上述第5透鏡群之 之條件。 2 ·如請求項1之變隹距读倍甘士 U透鏡’其中以使上述第2透鏡群自物 。像面側移動，並使上述第4透鏡群自像面側向物體 側移動’猎此自廣角側向望遠側進行變焦之方式構成。 3.如請求項2之變焦距透鏡，其中以藉由移動上述第2透鏡 群進行聚焦之方式構成。 I月求項3之變焦距透鏡，其中當設定自上述第2透鏡群 之短焦點距離端至長焦點距離端為止之行程為奶，設定 被拍攝體距離為無限遠時之自上述第4透鏡群之短焦點 距離端至長焦點距離端為止之行程為仍時，進而滿足 〇.5<|dZ2/dZ4|<1.2 之條件。 91889.doc 1245128 5_如凊未項1之變焦距透鏡，其中备μ 甲田5又疋上述弟3透鏡群之 焦點距離為f3，上述第5透鎊 進而 兄千之焦點距離為f 5時， 滿足 It5/f3|>2.1 之條件。 6·如請求項1之變焦距透鏡，其中上诫筮, 上边弟1透鏡群所具備 透鏡中之至少1個面由非球面構成。 之 7·如請求項1之變焦距透鏡，i中卜叶楚ς& if#曼目古八中上述弟5透鏡群具備接合 透鏡，其具有面向物體側之面為凸面之接合面。 8·如請求項1之變焦距透鏡，1中於 ^具宁於上述弟1透鏡群中， 上述前側透鏡群肖冬！ y π ^ ~ f ^ 3 1片面向物體側成為凸型形狀夕 凹凸透鏡，其具有負折射力， 狀之 上述光學構件包含稜鏡， 9. 上述後側透鏡群包含兩面為凸面之1片透鏡。 如請求項8之變焦距透鏡，A中 浐雜夕細 /、中田°又疋相對於上述前側透 、兄e、’、之折射率為neU，以上述前側透鏡群之a 基準之阿貝數為ML1時，進而滿足 、…、 neLl>1.8 PeLK30 之條件。 1 u. 種媾像裝置 其使用變焦距透鏡作為攝像透鏡，該變 二距透鏡係自物體側依次具備具有正折射力之 群，具有負折射力之第2透鏡群，具有正折射力之第3透 鏡群，具有正折射力之第4透鏡群，以及具有負折射力之 91889.doc 1245128 第5透鏡群，以藉由使上述第2透鏡群與上述第4透鏡群移 動進行變焦之方式構成者，其特徵為： 上述第1透鏡群自物體側依次具備具有負才斤射力之前 側透鏡群，彎曲光路之y ^ ，曲尤路之先學構#，以及具有正 後側透鏡群： T刀之 當設^被拍攝體距離為無限遠時之第5透鏡 倍率為/55時，滿足 成像 1.0</35<1.9 之條件。 91889.doc
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