变焦镜头和成像设备制造技术

一种后焦点式变焦镜头，其中整个镜头系统能够通过进一步使棱镜小型化而小型化，并且不会削弱光学性能。该变焦镜头从物体侧开始依次包括分别具有正、负、正、正和负折射率的第一透镜组（ＧＲ１）至第五透镜组（ＧＲ５），并且被构成为通过使第二透镜组（ＧＲ２）和第四透镜组（ＧＲ４）运动来进行变焦操作。另外，第一透镜组包括从物体侧开始依次布置的具有负折射率的前侧透镜组、用于使光路弯折的光学元件和具有正折射率的后侧透镜组，并且假设在物距无穷远的位置处第五透镜组的成像放大率为β５，则满足１．３＜β５＜２．２的条件。因此，更靠近物体设置的透镜组的焦距缩短，并且可以使第一透镜组（ＧＲ１）的有效直径更小，由此可以使光学元件（例如，棱镜Ｐ１）更薄。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种变焦镜头以及一种采用这种变焦镜头作为图像捕获镜头的成像设备，尤其涉及适用于小型成像设备例如数码照相机、家用摄像机等并且能够进行3至5倍变焦的后焦点式变焦镜头以及采用了这种变焦镜头的成像设备。
技术介绍
近年来，数码照相机和数码摄像机已经广泛普及作为家用设备，并且另外对于那些小型成像设备需要小型化设计。由于这个原因，所要安装的图像捕获镜头尤其是变焦镜头需要通过缩短其总长和水平深度来小型化。另外，除了小型化设计之外，随着在这种成像设备中的像素量增大，从而用于数码相机的这种摄像镜头也需要改进镜头性能。例如已知的是，其中除了设在最靠近物体侧处的第一透镜组之外的透镜组向焦点运动的所谓的后焦点式变焦镜头可以使得整个镜头系统容易小型化，并可以获得适合于具有更多像素的固态成像器件的成像性能。作为这种后焦点式变焦镜头，具有五个透镜组的变焦镜头是已知的，其中将变焦镜头构成为从物体侧开始依次具有具有正折射率的第一透镜组；具有负折射率的第二透镜组；具有正折射率的第三透镜组；具有正折射率的第四透镜组；以及具有负折射率的第五透镜组。例如，有一种如上构成的变焦镜头，它满足如下方程式(1)-(3)，其中第三透镜组和第五透镜组的焦距是f3和f5，第五透镜组在物距无穷大的位置处的成像放大率是β5，第二透镜组的焦距是f2，该整个系统在广角端和在远摄端的焦距分别为Fw和Ft(例如参见日本专利公开No.3015192(第0014-0037段，图1))。0.8＜|f5/f3|＜2.1(1) 1.2＜|β5|＜1.6(2)0.25<|f2/fw·ft|<0.37---(3)]]>近年来，已经想到，通过使光路在从第一透镜组至像平面的中间部分中弯折以缩短在组装在成像设备中时透镜的长度，并且通过在变焦操作过程中沿着上下方向设定透镜的可动方向，从而消除镜头系统在拍照时的伸出部分。例如，现有这样一种变焦镜头，它从物体侧开始依次具有具有正折射率的第一透镜组；具有负折射率的第二透镜组；具有正折射率的第三透镜组以及具有正折射率的第四透镜组。变焦镜头构成为包括一种具有四个透镜组的透镜结构，它通过移动第二和第四透镜组来进行变焦操作，其中第一透镜组从物体侧开始依次包括具有负折射率的单透镜的第一透镜、用于弯折光路的棱镜以及由具有正折射率的单透镜构成的第二透镜(例如参见日本专利申请公开No.2000-131610(第0010-0027段，图1))。同时，在具有通过棱镜弯折光路的光学系统的变焦镜头中，可以通过使棱镜的尺寸小型化来进一步实现小型化和纤薄样式设计。但是，在日本专利申请公开No.2000-131610中所披露的变焦镜头中，存在一个问题，即如果包含在第一透镜组中的透镜的直径或者厚度做得较小的话，则难以使棱镜进一步小型化，因为光学性能会变差。本专利技术是鉴于上述问题作出的，本专利技术的目的是提供一种后焦点式变焦镜头，其中通过使棱镜进一步小型化同时不损害光学性能，可以使得整个镜头系统小型化。另外，本专利技术的另一个目的是提供一种采用后焦点式变焦镜头的成像设备，其中通过使棱镜进一步小型化同时不损害光学性能，可以使得整个镜头系统小型化。
技术实现思路
根据本专利技术，为了解决上述问题，提供一种变焦镜头，其特征在于从物体侧开始依次布置的具有正折射率的第一透镜组、具有负折射率的第二透镜组、具有正折射率的第三透镜组、具有正折射率的第四透镜组以及具有负折射率的第五透镜组，其中通过移动第二透镜组和第四透镜组来进行变焦操作。第一透镜组从物体侧开始依次包括具有负折射率的前侧透镜组、用于使光路弯折的光学元件和具有正折射率的后侧透镜组，并且其中假设在物距无穷远的位置处第五透镜组的成像放大率为β5，则要满足1.3＜β5＜2.2的条件。如上所述的变焦镜头从物体侧开始依次包括分别具有正、负、正、正和负折射率的五个透镜组，并且可以通过移动第二和第四透镜组来进行变焦操作。第一透镜组从物体侧开始依次包括具有负折射率的前侧透镜组、用于使光路弯折的光学元件和具有正折射率的后侧透镜组，并且第二和第四透镜组在变焦操作期间的可动方向变为第一透镜组的后侧透镜组的光轴方向，从而可以将该镜头系统做得更薄。另外，通过在物距为无穷远的情况下使第五透镜组的成像放大率β5增大至大于1.3，从而可以缩短更靠近物体侧的透镜组的焦距，并且可以不仅缩短镜头系统的整体长度，而且可以使得第一透镜组的前侧透镜组和后侧透镜组的有效直径更小。但是，如果第五透镜组的成像放大率增大至大于2.2，当F值变小的时候就难以校正球面像差，并且对像平面的成像性能变差。附图说明图1为一剖视图，显示出根据本专利技术一个实施方案的变焦镜头的结构示例；图2A-2C为在第一实施方案中在短焦距端处的各种像差图；图3A-3C为在第一实施方案中在中焦距端处的各种像差图；图4A-4C为在第一实施方案中在长焦距端处的各种像差图；图5A-5C为在第二实施方案中在短焦距端处的各种像差图；图6A-6C为在第二实施方案中在中焦距端处的各种像差图；图7A-7C为在第二实施方案中在长焦距端处的各种像差图；图8A-8C为在第三实施方案中在短焦距端处的各种像差图；图9A-9C为在第三实施方案中在中焦距端处的各种像差图； 图10A-10C为在第三实施方案中在长焦距端处的各种像差图；图11为其上能够安装本专利技术的变焦镜头的数码相机的结构示例的方框图；图12为在本专利技术一个实施方案的数码相机中的各个组成部件的安装结构的剖面图。具体实施例方式以下参考附图描述本专利技术的一个实施方案。图1是本专利技术一个实施方案的变焦镜头的结构示例的剖面图。图1显示了用作例如数码照相机等的成像设备中的摄像镜头的变焦镜头的结构示例。在该变焦镜头中，从物体侧到像平面IMG侧依次设有具有正折射率的第一透镜组GR1、具有负折射率的第二透镜组GR2、具有正折射率的第三透镜组GR3、具有正折射率的第四透镜组GR4以及具有负折射率的第五透镜组GR5。另外，在第三透镜组GR3的像平面IMG侧，设有用于调节光量的光圈IR，另外在第五透镜组GR5的像平面IMG侧，设有滤镜FL，包括低通滤镜例如阻止红外线通过的滤镜等，并且设有成像器件的防护玻璃罩CG。像平面IMG是成像器件例如CCD(电荷耦合器件)等的光接收表面。该变焦镜头被构成为通过移动第二透镜组GR2和第四透镜组GR4来进行变焦操作。如果从短焦距端向长焦距端进行变焦操作，则从物体侧向像平面IMG侧移动第二透镜组GR2，并且从像平面IMG侧向物体侧移动第四透镜组GR4。另外，该变焦镜头采用了所谓的后焦点式，可以通过移动第四透镜组GR4或者第五透镜组GR5来进行对焦操作。另外，第一透镜组GR1从物体侧开始依次包括具有负折射率的单透镜L1，用于弯折光路的棱镜P1以及具有正折射率的单透镜L2。因此在变焦和对焦操作过程中透镜的可动方向变成与在最靠近物体侧处的透镜L1的光轴方向不同的透镜L2的光轴方向。在当前实施方案中，透镜L1被构成为具有朝着物体侧的凸面的弯月形透镜，透镜L2的两个表面都被构成为凸面。另外，第二透镜组GR2被构成为从物体侧开始依次具有三片透镜L3、L4和L5，在它们之中，将透镜L4和透镜L5之间的透镜表面粘合。另外，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变焦镜头，它包括：从物体侧开始依次布置的具有正折射率的第一透镜组、具有负折射率的第二透镜组、具有正折射率的第三透镜组、具有正折射率的第四透镜组以及具有负折射率的第五透镜组，其中通过移动第二透镜组和第四透镜组来进行变焦操作；　 　其中所述第一透镜组包括：从物体侧开始依次布置的具有负折射率的前侧透镜组、用于使光路弯折的光学元件和具有正折射率的后侧透镜组；并且其特征在于，假设在物距无穷远的位置处第五透镜组的成像放大率为β５，则满足１．３＜β５＜２．２的 条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：末吉正史，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]