[发明专利]变焦镜头和具有该变焦镜头的照相机

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及适用于数字静物照相机、摄像机、电影照相机等具有宽视场角的小型变焦镜头，特别涉及具有良好便携性的变焦镜头，该变焦镜头具有展宽的摄影视场角和缩短的总长度。

相关技术的说明

近年来，对于诸如使用固态图像拾取装置的摄像机、数码相机和电子静物照相机的摄影机(光学设备)的高级功能而言，光学系统的良好光学性能与系统本身的小型化的兼容是必不可少的。

在这类摄影机中，需要在透镜最后部与图像拾取装置之间设置诸如低通滤波器和彩色校正滤光片等各种光学部件，所以在光学系统中需要使用具有较大后焦距的透镜系统。另外，在使用彩色图像拾取装置的摄相机的情况下，为了避免色彩变暗，作为在此使用的光学系统，需要一种在远离出瞳位置的像方具有良好远心特性的光学系统。

作为实现这些需求的装置，已经提出了所谓后移型(negative lead type)的双组变焦镜头，它包括两个透镜组，即负屈光度(refractive power)的第一透镜组和正屈光度的第二透镜组，其中，通过改变两个透镜组之间的间隔能有效地改变焦距。在后移型的这些变焦光学系统中，正屈光度的第二透镜组被移动以引起焦距改变，负屈光度的第一透镜组被移动以实现对于焦距改变所导致的像点位置的校正。在包括这两个透镜组的透镜结构中，变焦倍数大约是两倍。

另外，在使用CCD的诸如摄像机的摄影设备(光学设备)所用的变焦镜头中，有一种三到五透镜组的镜头，其中在变焦过程中最靠近物方的透镜组以具有正、负、正的固定屈光度透镜组开始。

例如，在日本专利申请公开No.63-81313(与US 4,802,747对应)中，提出了一种具有正、负、正、和正屈光度的四个透镜组并具有三倍数量级的可变倍率(power ratio)的变焦镜头。另外，作为具有较高可变倍率的变焦镜头，例如在日本专利申请公开No.3-296706中，提出一种具有正、负、正、和正屈光度的四个透镜组并具有十倍量级的可变倍率的变焦镜头。

另一方面，对于使用CCD拍摄静物图像的电子静物照相机中的变焦镜头，需要镜头的总长度非常短、并且对于静止图像应具有宽的视场角和比用于移动图像的摄像机中所用的变焦镜头更高的光学性能的光学系统。

对于具有如上所述的2.5到3倍的较低的可变倍率、但适用于广角区和亮度并能得到高性能的镜头，在日本专利公布No.6-66008(与US 4,662,723对应)中提出了一种具有负和正屈光度的两个透镜组并通过改变透镜组之间的空气隙而改变焦距的变焦镜头。

另外，为了使整个透镜具有双倍或更高倍的可变倍率且结构紧凑的形状，在日本专利公布No.7-3507(与US 4,810,072对应)和在日本专利公布No.6-40170(与US 4,647,160对应)中提出了一种所谓三单元变焦镜头，其中正屈光度的第三透镜组设置在两单元变焦镜头的像方，以便对于趋向较高可变倍率时产生的像差进行校正。

在日本专利申请公开No.7-52256中提出了一种具有负、正和正屈光度的三透镜组的变焦镜头，其中在从广角端到远摄端的变焦过程中，第二透镜组与第三透镜组之间的间隔加宽。

在US 5,434,710中公开了一种具有负、正和正屈光度的三透镜组的变焦镜头，其中在从广角端到远摄端的变焦过程中，第二透镜组与第三透镜组之间的间隔减小。

在日本专利申请公开No.60-31110(与US 4,687,302对应)中提出了一种具有负、正、正和正屈光度的四透镜组的变焦镜头，其中在从广角端到远摄端的变焦过程中，第二透镜组与第三透镜组之间的间隔减小，并且在变焦时第四透镜组被固定。

在日本专利申请公开No.10-104520中提出了一种具有负、正和正屈光度的三透镜组、或具有负、正、正和正屈光度的四透镜组的变焦镜头。

在日本专利申请公开No.11-23967(与US 6,124,984对应)中提出了一种具有负、正和正屈光度的三透镜组的变焦镜头，其中第二透镜组被分成两个透镜组2a和2b，并在超出两个透镜组之间的空气隙时具有约三倍的可变倍率。在日本专利申请公开No.11-84243(与US 6,191,896和6,233,099对应)中公开了一种具有负、正、正和正屈光度的四透镜组的变焦镜头，其中光阑设置在第二透镜组的后面。

近年来，固态图像拾取装置已经前进到更多的像素并且在特定图像规格下像素尺寸也变得更小。同时，与拍摄相同图像尺寸的普通透镜相比，该摄影镜头应具有更高的光学性能。