小型变焦镜头及其构成的数码相机和摄像机制造技术

一个关于像平面固定的第一透镜组（Ｇ１），包括一个具有负屈光度的透镜（１１）、一个具有正屈光度的透镜（１２）和一个具有正屈光度的透镜（１３）。一个第二透镜组（Ｇ２），总体上具有负屈光度，当其沿着光轴移动时起变焦作用。一个孔径光阑，关于像平面固定。一个第三透镜组（Ｇ３），包括一个具有负屈光度的透镜（３１）和一个具有正屈光度的透镜（３２），总体上具有正或负屈光度，在变焦和调焦时关于光轴方向固定。一个第四透镜组（Ｇ４），总体上具有正屈光度，并沿着光轴移动，以便使随着第二透镜组Ｇ２沿着光轴的移动以及物体的移动而移动的像平面保持在关于参考平面固定的位置上。由此，能够实现适用于三ＣＣＤ的紧凑和高成像质量的小型变焦镜头。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及小型变焦镜头，该小型变焦镜头适于用在用于摄像机等三CCD的超微型光学系统中。本专利技术还涉及使用此种小型变焦镜头的数码相机和摄像机。
技术介绍
按照传统方法，现已提出了三CCD的高成像质量的光学系统。例如，JP H6(1994)-347697A中公开的变焦镜头由从物方观察具有正、负、正、正屈光度(refractive power)的四个透镜组构成，且利用第二透镜组进行变焦，利用第四透镜组进行调焦。此外，第三透镜组由一个包含非球形表面的单透镜构成。类似地，JP2000-305016A中公开的变焦镜头由从物方观察具有正、负、正、正屈光度的四个透镜组构成，且利用第二透镜组进行变焦，利用第四透镜组进行调焦。然而，为了保证可用于插入色分离棱镜的后焦距(back focus)，并且同时为了缩短焦距，必须降低第三透镜组的屈光度。当第三透镜组由如JP H6(1994)-347697A中所述的单透镜构成时，透镜表面的曲率随着屈光度的降低而减小，因此不可能充分地实现像差校正。或者，物方表面的曲率和像方表面的曲率极为接近，则由此使得诸如中心定位等处理难以实现。在JP2000-305016A中，第三透镜组由两个透镜构成，由此可以降低处理上的限制。然而，第一透镜组由三个单透镜构成，并由此难于装配，第二透镜组由四个单透镜构成，以至于不可能降低成本。
技术实现思路
为了解决上述问题提出了本专利技术，并且本专利技术的一个目的在于提供一种紧凑的、高成像质量的适用于三CCD的小型变焦镜头。为了达到上述目的，提供了一个根据本专利技术的小型变焦镜头，包括第一透镜组，该第一透镜组包括从物方起依如下次序排列的一个具有负屈光度的透镜、一个具有正屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第一透镜组总体上具有正屈光度，并且关于像平面固定；第二透镜组，总体上具有负屈光度，当沿着光轴移动时起变焦作用；孔径光阑，该孔径光阑关于像平面固定；第三透镜组，该第三透镜组包括一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜，总体上具有正或负屈光度，在变焦和调焦时关于光轴方向固定；以及第四透镜组，其总体上具有正屈光度，并沿着光轴移动，以便使随着第二透镜组沿着光轴的移动以及物体的移动而移动的像平面保持在一个关于参考平面固定的位置上。此外，根据本专利技术的数码相机和摄像机都包含本专利技术的上述小型变焦镜头。附图简述附图说明图1表示根据本专利技术实施例1的一个小型变焦镜头的结构。图2A至2E表示根据本专利技术的工作例1的小型变焦镜头在广角端的像差图。图3A至3E表示根据本专利技术的工作例1的小型变焦镜头在标准位置的像差图。图4A至4E表示根据本专利技术的工作例1的小型变焦镜头在摄远端的像差图。图5A至5E表示根据本专利技术的工作例2的小型变焦镜头在广角端的像差图。图6A至6E表示根据本专利技术的工作例2的小型变焦镜头在标准位置的像差图。图7A至7E表示根据本专利技术的工作例2的小型变焦镜头在摄远端的像差图。图8A至8E表示根据本专利技术的工作例3的小型变焦镜头在广角端的像差图。图9A至9E表示根据本专利技术的工作例3的小型变焦镜头在标准位置的像差图。图10A至10E表示根据本专利技术的工作例3的小型变焦镜头在摄远端的像差图。图11表示根据本专利技术实施例2的一个小型变焦镜头的结构图。图12A至12E表示根据本专利技术的工作例4的小型变焦镜头在广角端的像差图。图13A至13E表示根据本专利技术的工作例4的小型变焦镜头在标准位置的像差图。图14A至14E表示根据本专利技术的工作例4的小型变焦镜头在摄远端的像差图。图15A至15E表示根据本专利技术的工作例5的小型变焦镜头在广角端的像差图。图16A至16E表示根据本专利技术的工作例5的小型变焦镜头在标准位置的像差图。图17A至17E表示根据本专利技术的工作例5的小型变焦镜头在摄远端的像差图。图18A至18E表示根据本专利技术的工作例6的小型变焦镜头在广角端的像差图。图19A至19E表示根据本专利技术的工作例6的小型变焦镜头在标准位置的像差图。图20A至20E表示根据本专利技术的工作例6的小型变焦镜头在摄远端的像差图。图21表示根据本专利技术实施例3的一个摄像机的结构示意图。具体实施例方式根据本专利技术的变焦镜头具有从物方起依如下次序排列的一个第一透镜组、一个第二透镜组、一个孔径光阑、一个第三透镜组和一个第四透镜组。第一透镜组包括从物方起依如下次序排列的一个具有负屈光度的透镜、一个具有正屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第一透镜组总体上具有正屈光度，并且关于像平面固定。第二透镜组总体上具有负屈光度，当沿着光轴移动时起变焦作用。孔径光阑关于像平面固定。第三透镜组包括一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜，该第三透镜组总体上具有正或负屈光度，并在变焦和调焦时关于光轴方向固定。第四透镜组总体上具有正屈光度，并沿着光轴移动，以便使随着第二透镜组沿着光轴的移动以及物体的移动而移动的像平面保持在一个关于参考平面固定的位置上。利用上述结构，可以实现适用于三CCD的高成像质量的小型变焦镜头。在上述本专利技术的变焦镜头中，第二透镜组优选包括至少一个非球形表面，并包括从物方起依如下次序排列的一个凸面朝向物方的弯月形负透镜、一个具有负屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜。利用第二透镜组的优选结构，能够减少由非球形表面引起的离轴次级光线(lower ray)而产生的杂散光(flare)，同时在变焦时抑制色差。此外，在上述本专利技术的小型变焦镜头中，第三透镜组优选包括至少一个非球形表面，并包括从物方起依如下次序排列的一个凸面朝向物方的弯月形负透镜和一个具有正屈光度的透镜。通过在第三透镜组中以如此方式将一个具有正屈光度的透镜布置在像平面方，可降低入射到第四透镜组的光线的高度，由此降低了透镜的尺寸和重量。相应地，能够降低调焦时致动器所需的功耗。此外，在上述本专利技术的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(1)(1)4.01＜|f3/f4|＜60，其中f3第三透镜组的焦距，f4第四透镜组的焦距。条件(1)是关于第三透镜组和第四透镜组的焦距比的表达式。如果超越下限，则第四透镜组的屈光度将变得太弱，以至于调焦时透镜的移动量增加。如果超越上限，则第四透镜组的屈光度将变得太强，以至于由调焦引起的像差起伏增大。此外，在上述本专利技术的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(2)(2)14＜|f3/fw|＜210，其中f3第三透镜组的焦距，fw整个系统在广角端的焦距。如果超越条件(2)的下限，则第三透镜组的屈光度将变得太强，以至于产生球面像差。如果超越上限，则第三透镜组的屈光度将变得太弱，以至于很难纠正场曲。此外，在上述本专利技术的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(3)(3)3＜|f3/BFw|＜55，其中f3第三透镜组的焦距，BFw在广角端的后焦距。如果超越条件(3)的下限，则难以保证有足够的空间来插入色分离棱镜。如果超越上限，则后焦距会变得太长，以至于很难实现紧凑。此外，在上述本专利技术的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(4)(4)0.85＜|f31/f32|＜1.5，其中f31第三透镜组从物方起的第一个透镜的焦距，f32第三透镜组从物方起的第二个透镜的焦距。如果超越条件(4)的下限，则负屈光度将变得太强，以至于负的佩茨瓦尔和(Petzval本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个小型变焦镜头，包括：第一透镜组，包括从物方起依如下次序排列的一个具有负屈光度的透镜、一个具有正屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第一透镜组总体上具有正屈光度，并且关于像平面固定；第二透镜组，总体上具有负屈光度，当该 第二透镜组沿着光轴移动时起变焦作用；孔径光阑，关于该像平面固定；第三透镜组，包括一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜，该第三透镜组总体上具有正或负屈光度，且在变焦和调焦时关于该光轴方向固定；第四透镜组，总体 上具有正屈光度，并沿着该光轴移动，以便使随着该第二透镜组沿着该光轴的移动以及该物体的移动而移动的该像平面保持在关于参考平面固定的位置上。

【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：山田克，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]