变焦透镜、采用该变焦透镜的摄像机及数码照像机制造技术

提供一种体积小、重量轻且节能的变焦透镜，其具有像机晃动校正功能，能够避免色差的恶化同时校正像机晃动。该变焦透镜包括具有正、负、正、负折射率的四组透镜，它们以此顺序从目标侧到图像平面侧而设置，其中第二透镜组进行变焦，第四透镜组进行焦距调节。该第二透镜组由以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的凹弯月形透镜、凹透镜、双凸透镜和凹透镜构成，而且它还包括至少一个非球面。第三透镜组包括一具有胶合面的胶合透镜，该胶合透镜的凸表面正对着目标侧，该第三透镜组可以沿垂直于光轴的方向进行平移，以校正像机晃动期间的图像波动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变焦透镜及采用这种变焦透镜的摄像机和数码照像机，该变焦透镜用于摄像机或类似装置，并具有能光学校正由像机晃动或振动而引起的图像抖动的功能。
技术介绍
近年来，在诸如摄像机的成像系统中，能够避免像像机晃动这类振动的抗抖动功能已经变得必不可少，而且已经提出各种类型的抗抖动光学系统。例如，在JP H8-29737A披露的摄像机中，由两个透镜构成的校正像机晃动的光学系统置于变焦透镜之前，而且通过相对于光轴垂直地平移这些透镜中的其中一个来校正由像机晃动引起的图像波动。在JP H7-128619A披露的摄像机中，采用由四个透镜组构成的变焦透镜，而且通过相对于光轴垂直地平移由多个透镜构成的第三透镜组的一部分来校正由像机晃动引起的图像波动。然而，在JP H8-29739A披露的摄像机中，由于校正像机晃动的光学系统置于变焦透镜之前，因此用于校正像机晃动的该光学系统的透镜直径就变得很大。因而，摄像机本身变得较大，而且加在驱动系统上的负载也变得较大，这对于使摄像机更小、更轻且减少其能量消耗而言是不利的。另外，在JP H7-128619A披露的摄像机中，通过垂直于光轴平移相对图像平面而固定的第三透镜组的一些透镜来校正由像机晃动引起的图像波动，从而就尺寸而言，与校正像机晃动的光学系统置于变焦透镜之前的摄像机相比这是有利的，然而由于第三透镜组的一部分是移动的，因此在校正像机晃动期间色差的恶化就不可避免。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有技术中存在的上述问题，提出一种由四个透镜组构成的变焦透镜，其中在变焦和聚焦时照像机的晃动可以通过沿相对于光轴的垂直方向平移相对于图像平面作为一个整体固定的第三透镜组来进行校正。这种变焦透镜还可以避免像机晃动校正期间色差的恶化。另外，本专利技术还提出一种使用这种变焦透镜的摄像机和数码照像机，其可以具有较小的尺寸、较轻的重量以及可以节能。为了实现上述目的，依照本专利技术变焦透镜的第一种结构包括第一透镜组，包括以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的具有负折射率的透镜和具有正折射率的透镜、以及具有正折射率的透镜，该第一透镜组具有整体上正的折射率，且相对于图像平面被固定；第二透镜组，具有整体上负的折射率，变焦操作通过在光轴上平移该第二透镜组来进行；孔径光阑，相对于图像平面而固定；第三透镜组，由以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的具有正折射率的透镜、和具有正折射率的透镜以及具有负折射率的透镜构成，该第三透镜组具有整体上正的折射率，而且在变焦或聚焦时相对于光轴方向而固定；和第四透镜组，由以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的具有正折射率的透镜，具有负折射率的透镜以及具有正折射率的透镜构成，该第四透镜组具有整体上正的折射率，而且在光轴上进行平移，以当第二透镜组在光轴上平移时和当目标移动时，维持在偏离参考平面的某一位置处进行波动的图像平面。其中，所述第二透镜组是由以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的凹弯月形透镜、凹透镜、双凸透镜以及凹透镜构成，而且包括至少一个非球面；所述第三透镜组包括一具有胶合面的胶合透镜，该胶合透镜的凸表面正对着目标侧，所述第三透镜组可以沿垂直于光轴的方向进行平移，以校正像机晃动期间的图像波动，该第三透镜组包括至少一个非球面；以及所述第四透镜组包括至少一个非球面。依照变焦透镜的第一种结构，就可以提供具有像机晃动校正功能的变焦透镜，其能够在像机晃动期间避免色差的恶化，而且可以具有较小的尺寸，较轻的重量以及可以节省电力。另外，在本专利技术变焦透镜的第一种结构中，优选的是，第四透镜组由一个凹透镜、一个凸透镜和一个凹透镜构成，这些透镜以此顺序从目标侧到图像平面侧而设置，而且所有这些透镜胶合在一起。另外，优选的是，在本专利技术变焦透镜的第一种结构中，第四透镜组由三个透镜构成，而且这些透镜胶合在一起，当从目标侧看，在第四透镜组的第二个透镜其厚度为10nm的部分处，τ370表示波长为370nm的光的透射率，τ380表示波长为380nm的光的透射率时，满足下式(1)和(2)的条件。0.02＜τ370＜0.2(1)0.2＜τ380＜0.55(2)通过配置具有三个透镜的第四透镜组，诸如色差之类的像差就可以被有利地校正。同时，由于所有三个透镜胶合在一起对应于组合一个透镜，因此还可以降低容差。式(1)和(2)确定位于胶合透镜中间的透镜的紫外线(UV)波长区域内的透射率。对于胶合三个透镜而言，如附图说明图1所示，首先将两个透镜胶合在一起，然后将第三个透镜胶合在其上。当胶合第三个透镜时，先前胶合的部分也被UV辐射。从而这就导致过量的UV辐射，因而第一胶合表面处的强度就恶化，而且会导致粘合面的剥离。因此，考虑到中间透镜的材料，就需要确定UV波长区域内的透射率。当超过式(1)和(2)的上限时，UV波长区域内的透射率急剧增加，从而致使很难能有利地胶合这三个透镜。相反，当低于式(1)和(2)的下限时，永久固化所需的充分UV辐射就不能进行，因而先前胶合的部分就没有足够的强度，可能容易剥离。依照本专利技术变焦透镜的第二种结构包括第一透镜组，包括以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的具有负折射率的透镜和具有正折射率的透镜，以及具有正折射率的透镜，该第一透镜组具有整体上正的折射率，且相对于图像平面被固定；第二透镜组，具有整体上负的折射率，变焦操作通过在光轴上平移该第二透镜组来进行；孔径光阑，相对于图像平面而固定；第三透镜组，由以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的具有正折射率的透镜、具有正折射率的透镜以及具有负折射率的透镜构成，该第三透镜组具有整体上正的折射率，而且在变焦或聚焦时相对于光轴方向而固定；和第四透镜组，由以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的具有正折射率的透镜，具有负折射率的透镜以及具有正折射率的透镜构成，该第四透镜组具有整体上正的折射率，而且在光轴上进行平移，以当第二透镜组在光轴上平移时和当目标移动时，维持在偏离参考平面的特定位置处进行波动的图像平面。其中，第二透镜组包括至少一个非球面；其中第三透镜组由以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的包括凸透镜、凹透镜和凸透镜的三个单透镜构成，而且可以沿垂直于光轴的方向进行平移，以校正像机晃动期间的图像波动，该第三透镜组包括至少一个非球面；以及其中第四透镜组由三个单透镜构成，而且包括至少一个非球面。依照变焦透镜的该第二种结构，尤其是通过用单个的单透镜来配置第三和第四透镜组，就可以增加设计参数来提供性能的改善。依照本专利技术变焦透镜的第三种结构包括第一透镜组，包括以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的具有负折射率的透镜和具有正折射率的透镜，以及具有正折射率的透镜，该第一透镜组具有整体上正的折射率，且相对于图像平面被固定；第二透镜组，具有整体上负的折射率，变焦操作通过在光轴上平移该第二透镜组来进行；孔径光阑，相对于图像平面而固定；第三透镜组，由以从目标侧到图像平面侧的顺序而设置的具有正折射率的透镜，和具有正折射率的透镜以及具有负折射率的透镜构成，该第三透镜组具有整体上正的折射率，而且在变焦或聚焦时相对于光轴方向而固定；和第四透镜组，在光轴上进行平移，以当第二透镜组在光轴上平移时和当目标移动时，维持在偏离参考平面的某一位置处进行波动的图像平面。其中，所述第二透镜组是由以从目标侧到图像平面侧的顺序而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变焦透镜，包括：　　　　第一透镜组，包括具有负折射率的透镜和具有正折射率的透镜、以及具有正折射率的透镜，这些透镜以此顺序从目标侧到图像平面侧而设置，该第一透镜组具有整体上正的折射率，且相对于图像平面被固定；　　　　第二透镜组，具有整体上负的折射率，变焦操作通过在光轴上平移该第二透镜组来进行；　　　　孔径光阑，相对于图像平面而固定；　　　　第三透镜组，由具有正折射率的透镜、和具有正折射率的透镜以及具有负折射率的透镜构成，这些透镜以此顺序从目标侧到图像平面侧而设置，该第三透镜组具有整体上正的折射率，而且在变焦或聚焦时相对于光轴方向而固定；和　　　　第四透镜组，由具有正折射率的透镜、具有负折射率的透镜以及具有正折射率的透镜构成，这些透镜以此顺序从目标侧到图像平面侧而设置，该第四透镜组具有整体上正的折射率，而且在光轴上被平移，从而维持在第二透镜组在光轴上平移时和当目标移动时、在偏离参考平面的某一位置处波动的图像平面；　　　　其中，所述第二透镜组是由一个凹弯月形透镜、一个凹透镜、一个双凸透镜以及一个凹透镜构成，并包括至少一个非球面，这些透镜以此顺序从目标侧到图像平面侧而设置；　　　　其中，所述第三透镜组包括一具有胶合面的胶合透镜，该胶合透镜的凸表面正对着目标侧，所述第三透镜组可以沿垂直于光轴的方向进行平移、以校正像机晃动期间的图像波动，并包括至少一个非球面；以及　　　　其中，所述第四透镜组包括至少一个非球面。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山田克，石黑敬三，柿本刚，
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]