TW200813474A - Variable focal length lens system and imaging apparatus - Google Patents

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200813474 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於新穎之可變焦距透鏡系統及攝像裝置，詳 言之’係關於使用於視訊攝像機及數位靜物攝像機等，變 焦比超過10倍之可變焦距透鏡系統及具備該可變焦距透鏡 系統之攝像裝置。 【先前技術】 以在’作為攝像機之記錄機構，已知有下列方法：即， 利用使用CCD(Charge Coupled Device ··電荷|禺合元件）及 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:互補 型金屬氧化物半導體）等之光電變換元件之攝像元件，藉 各光電變換元件將被照體像之光量變換成電氣的輸出而記 錄形成於攝像元件面上之被照體像。 隨著近年來之微細加工技術之技術進步，已可謀求中央 運异處理裝置（CPU)之高速化及記錄媒體之高積體化，可 高速處理以往無法處理之大容量之圖像資料。又，在攝像 元件中’也可謀求高積體化及小型化，透過高積體化，可 施行更高之空間頻率之記錄，藉由小型化，已可謀求整個 攝像機之小型化。 但’由於上述之咼積體化及小型化，各個光電變換元件 之受光面積逐漸變窄，而有隨著電氣輸出之降低而導致雜 訊之影響增大之問題。為防止此現象，紛紛有人從事透過 光學系統之大口徑比化以增大到達攝像元件上之光量、及 在各光電變換元件之正前方配置微小之透鏡元件（即所謂 118597.doc 200813474 列)之嘗試。前述微透鏡陣列採用對透鏡系統之 以置加以限制，韓代將相鄰光 :::光束引導至光電變換元件上。，，透鏡系統之: 達光電變換元::度’其結果’會導致光量不[無法到

—近年來’隨著數位攝像機之普及於一般，用戶需求一直 邁向多樣化。 σ夂放大率比超過！ 〇倍之變焦透鏡可拍下更大的被照體 像尤其，透鏡一體型攝像機由於不能更換透鏡，即使略 微犧牲攝像機本身之大小1存在有希望獲得更大之可變 放大率比之用戶需求。 作為可、Μ放大率比超過1G倍之變线鏡，已知例如有專 利文獻1專利文獻2、專利文獻3等所載之變焦透鏡。 專利文獻1、專利文獻2所示之變焦透鏡係由物體側依序 配置著具有正折射力之第！透鏡群、具有負折射力之第城 鏡群、具有正折射力之第3透鏡群、具有正折射力之第传 鏡群之4個透鏡群所構成。構成為在透鏡位置狀態由廣角 端狀恶k化成1望遂端狀態之際，第j透鏡群向物體側移 動，第2透鏡群向像側移自，第3透鏡群先向物體側移動 後，再向像側移動，第4透鏡群先向物體侧移動後，再向 像側移動。又，在專利文獻丨所載之變焦透鏡中，係構成 為使配置於第2透鏡群與第3透鏡群間之孔徑光闌與其他之 I18597.doc 200813474 透鏡群成個別體地移動。 專利文獻3所示之變焦透鏡係由配置著具有正折射力之 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、具有正折射力之第4透鏡群之4個透鏡群所構 . f。構成為在透鏡位置狀態由廣角端狀態變化成望遠端狀 ‘ 態之際’將第1透鏡群與第3透鏡群固定於光軸方向，藉使 第2透鏡群向像側移動，利用第4透鏡群之移動，以鄕因 第2透鏡群之移動所發生之像面位置之變動。 •[專利文獻1]日本特開2005-215385號公報 [專利文獻2]日本特開2003-295〇59號公報 [專利文獻3]日本特開20〇5-128186號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 但，在W述以往之變焦透鏡中，變倍作用集中於第2透 鏡群，故有製造時發生之微小之偏心，也可能導致性能劣 化之問題。 在别述專利文獻1所示之變焦透鏡中，第2透鏡群由3片 單透鏡所構成。利用第2透鏡群之第2個負透鏡之像側透鏡 面與位於該負透鏡之像侧之正透鏡之物體側透鏡面，補正 在第2透鏡群所發生之正的球面像差，故前述2個透鏡面之 相互偏心容易導致性能劣化之增大。 在專利文獻2及專利文獻3所示之變焦透鏡中，第2透鏡 群係由物體侧依序配置第丨負透鏡、第2負透鏡、正透鏡與 負透鏡之接合透鏡所構成。其結果，可減弱第2負透鏡之 H8597.doc 200813474 像側透鏡面之折射力，降低第2負透鏡與接合透鏡之相互 偏心引起之性能劣化。 但’在專利文獻2及專利文獻3所示之變焦透鏡中，構成 第2透鏡群之透鏡數較多’會增大在專利文獻2及專利文獻 3所示之變焦透鏡中，第2透鏡群之厚度，故有引起在專利 文獻2及專利文獻3所示之變焦透鏡中，第1透鏡群之透鏡 徑之大型化之問題。 因此’本發明係鑑於前述問題而發明者，其課題在於提 供適於兼顧高可變放大率比與小型化之可變焦距透鏡系統 及使用該可變焦距透鏡系統之攝像裝置。 (解決問題之技術手段） 本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統係由物體側依 序包含.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、具有正折射力之第4 透鏡群；在透鏡位置狀態由焦距最短之廣角端狀態變化至 焦距最長之望遠端狀態之際，至少前述第丨透鏡群至前述 第4透鏡群之各透鏡群可動，為了前述第丨透鏡群與前述第 2透鏡群間之間隔增大，前述第2透鏡群與前述第3透鏡群 間之間隔減少，前述第2透鏡群向像侧移動，使前述第3透 鏡群向物體側移動，並且前述第4透鏡群為補償伴同各透 鏡群移動之像面位置變動而向光軸方向移動；前述第1透 鏡群在望遠端狀態比廣角端狀態較位於物體側；前述第2 透鏡群包含由物體側依序配置之於像側具有凹面與_面 之弓月形狀之負透鏡、雙凹透鏡與凸面朝向物體侧之彎月 118597.doc 200813474 形狀之正透鏡之接合負透鏡；且設定：f2a為配置於第2透 鏡群中之負透鏡之焦距，f2b為配置於第2透鏡群中之接合 負透鏡之焦距，D12t為在望遠端狀態之第1透鏡群與第2透 鏡群間之間隔，ft為在望遠端狀態之透鏡系統全體之焦距 時’滿足條件式（l)〇.15<f2a/f2b<0,3 及(2)0.3<D12t/ft<0.45。 又’本發明之一實施型態之攝像裝置係包含可變焦距透 鏡系統及將由該可變焦距透鏡系統形成之光學像變換成電 氣信號；且前述可變焦距透鏡系統係由物體側依序包含： 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、具有正折射力之第4透鏡群； 在透鏡位置狀態由焦距最短之廣角端狀態變化至焦距最長 之望遠端狀態之際，至少前述第丨透鏡群至前述第4透鏡群 之各透鏡群可動，為了前述第丨透鏡群與前述第2透鏡群間 之間隔增大，前述第2透鏡群與前述第3透鏡群間之間隔減 少，W述第2透鏡群向像側移動，前述第3透鏡群向物體側 移動，並且前述第4透鏡群為補償伴同各透鏡群移動之像 面位置變動而向光軸方向移動；前述第丨透鏡群在望遠端 狀態比廣角端狀態較位於物體側；前述第2透鏡群包含由 物體側依序配置之於像側具有凹面與非球面之彎月形狀之 負透鏡、雙凹透鏡與凸面朝向物體側之彎月形狀之正透鏡 之接合負透鏡；且滿足以下之條件式⑴Q以如饥们 及（2)0.3<D12t/ft<0.45 〇 【實施方式】 (發明之效果） 118597.doc 200813474 與小型化之兼顧。 距透鏡系統及攝像 裝 依據本發明，可謀求高可變放大率比 以下，說明有關實施本發明之可變焦 置用之最佳型態。

本發明之可變焦距透鏡系統係由物體側依序包含··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、具有正折射力之第4透鏡群’·在透 鏡位置狀態由焦距最短之廣角端狀態變化成焦距最長之望 遠端狀態之際，前述第丨透鏡群至前述第4透鏡群之各透鏡 群係可動，以增大前述第丨透鏡群與前述第2透鏡群間之= 隔、減少前述第2透鏡群與前述第3透鏡群間之間隔之方 式，前述第2透鏡群向像側移動，使前述第3透鏡群向物體 側移動，並且前述第4透鏡群於光軸方向移動以補償伴同 各透鏡群之移動之像面位置之變動；前述第1透鏡群在望 遠端狀態比在廣角端狀態較位於物體侧；前述第2透鏡群 係由物體側依序位置之凹面與非球面位於像側之彎月形狀 之負透鏡、及雙凹透鏡與凸面朝向物體侧之彎月形狀之正 透鏡之接合負透鏡所構成；且滿足以下之條件式G)及（2) 者： (I)0.15<f2a/f2b<0.3 (2)0.3<D12t/ft<0.45 其中， f2a:配置於第2透鏡群中之負透鏡之焦距 f2b :配置於第2透鏡群中之接合負透鏡之焦距 D12t :在望遠端狀態之第1透鏡群與第2透鏡群間之間隔 118597.doc -10- 200813474 ft ·在望遠端狀態之透鏡系統全體之焦距。 因此’在本發明之可變焦距透鏡系統中，可謀求高可變 放大率比與小型化之兼顧。 在本發明之可變焦距透鏡系統中，在上述構成下，為了 兼顧南可變放大率比與小型化，著眼於在透鏡位置狀態變 化之際減輕第2透鏡群之負擔，為了維持在製造時穩定之 光學品質，著眼於簡化第2透鏡群之構成。 所謂減輕在透鏡位置狀態變化之際之第2透鏡群之負 擔’意味著抑制第2透鏡群之橫倍率之變化。 假設第1透鏡群之折射力為φΐ，第2透鏡群之折射力為 φ2 ’在廣角端狀態之第i透鏡群與第2透鏡群間之主點間隔 為Dw，在望遠端狀態之第1透鏡群與第2透鏡群間之主點 間隔為Dt時，在廣角端狀態之合成折射力φ 12w及在望遠端 狀態之合成折射力φ 12t為： φ12\ν=φ1+φ2-φ1 · φ2 · Dw φ12ΐ=φ1+φ2-φ1 · φ2 · Dt 在廣角端狀態與望遠端狀態之第2透鏡群之橫倍率p2w、 β2ί 為： P2w=cpl/cpl2w β2ί=φ1/φ12ί 故橫倍率之變化p2t/p2w為： β2ΐ/β2λν=φ 12w/cp 12t = (φ1+φ2_φ1 · φ2 · Dw)/(cpl+cp2_cpl · φ2 · Dt) 因φ 1 >0、φ2<0，故φ 1 +φ2較小，其結果，第2透鏡群之 118597.doc 200813474 橫倍率之變化依存於第1透鏡群與第2透鏡群間之間隔之變 化量（Dw-Dt)。 在本發明之可變焦距透鏡系統中，可藉減少第1透鏡群 與第2透鏡群間之間隔之變化量（Dw-Dt)，以減輕在第2透 鏡群之變倍之際之負擔，而在透鏡位置狀態變化之同時， 抑制第2透鏡群發生之軸外像差之發生，以謀求高性能 化0 所謂簡化在本發明之可變焦距透鏡系統之第2透鏡群之

構成，其作法在於利用2個負透鏡成分（在此，所謂「1個 透鏡成分」係指單透鏡或1個接合透鏡之意）構成第2透鏡 群。 由3個以上之透鏡成分構成第2透鏡群之情形，製造時裝 入透鏡室之際發生偏心要因會增多，故難以獲得穩定之光 學品質。 在本發明之可變焦距透鏡系統中，利用凹面朝向像侧之 弩月形狀，且非球面位於像侧之負透鏡、及隔著空氣間隔 被配置於該像側，呈雙凹形狀之負透鏡與凸面朝向物體側 之正透鏡之接合負透鏡構成第2透鏡群時，可減少製造時 ^透鏡至之際發生偏心要因，而可實現穩定之光學品 纟本發明之可變焦距透鏡系統中，藉由明確地發 揮構成第2透鏡群之2個透鏡成分具有之像差補正之功能， ::每v 4求回f生此化，且減少製造時之組裝誤差之影 曰’只現穩定之光學品質。 H8597.doc -12· 200813474 具體上，位於物體側之負透鏡具有非球面，主要係達成 良好地補正畫面視角之變化引起之彗形像差之變動之作 用，位於像側之接合負透鏡主要係達成補正軸上像差之作 用。前述接合負透鏡可藉接合面發生負的球面像差，以補 正軸上像差。 又如述接合負透鏡也可分離成負透鏡與正透鏡之2個 透鏡要素，但分離之情形，有必要充分抑制此負透鏡與正 透鏡之相互偏心引起之性能劣化。此係由於利用負透鏡之 像側透鏡面發生正的球面像差，利用正透鏡之物理側透鏡 面發生負的球面像差，可使兩者相抵消之故。 充分擴大負透鏡與正透鏡之間隔時，可減弱折射力，抑 制性能劣化，但會引起透鏡徑之大型化，且會增大第2透 鏡群之透鏡厚度，故不能充分確保第2透鏡群之移動量。 在本务明之可變焦距透鏡系統中，如前所述，簡化第2 透鏡群之構成時，也可使第2透鏡群之透鏡厚度薄化，更 進一步縮小第1透鏡群之透鏡徑。 在本發明之可變焦距透鏡系統中，使第〗透鏡群以在望 遠蝠狀比在廣角端狀態較位於物體側之方式移動時，可 使在廣角端狀恶入射於第i透鏡群之軸外光束接近於光 軸，而良好地補正在畫面周邊部發生之彗形像差。 又’在透鏡位置狀態由廣角端狀態變化至望遠端狀態之 際，使第3透鏡群向物體側移動時，可增大隨透鏡位置狀 悲k化引起之第3透鏡群之橫倍率之變化，以彌補第2透鏡 群之橫倍率之變化變小之部分。 118597.doc -13- 200813474 =明之可變焦距透鏡系統中，採用如以上之構成， =足4條件式⑴及⑺時，可實現高可變放 透鏡徑之小型化之兼顧。 條件式（l)0.15<f2a/f2b<〇 3 牛式(1)係規定前述接合負透鏡之焦距之條件式，係 間化第2透鏡群之構成上必要之條件式。

*超過條件式⑴之±限值之情形（接合負透鏡之折射力會 增強）’不能補正在接合負透鏡單獨發生之正的球面像 差’其結果’難以獲得特定之光學性能。 反之，低於條件式⑴之下限值之情形（負透鏡之折射力 強），P現著透鏡位置狀態之變化，通過負透鏡之軸外 光=之高度變化變小。其結果，難以良好地補正透鏡位置 狀態之變化引起之軸外像差之變動。 條件式（2)0.3<D12t/ft<0.45 在本發明之可變焦距透鏡系統中，如上所述，在透鏡位 置狀怨變化之同時，第1透鏡群與第2透鏡群間之間隔之變 化ϊ會變小。在廣角端狀態下，第1透鏡群與第2透鏡群相 接近被配置，故前述間隔之變化量大致接近於在望遠端狀 態之第1透鏡群與第2透鏡群間之間隔。 又’假設變焦比為2(=行/£〜）時，以〇121/:^=0121:/(£\¥.2) 表不。fw具有以廣角端狀態之焦距執行正常化之作用，故 條件式（2)係用來規定第1透鏡群與第2透鏡群間之間隔之變 化量除以變焦比之值之式。 超過條件式（2)之上限值之情形，第2透鏡群之橫倍率之 118597.doc • 14- 200813474 變化加大，故將第2透鏡群簡易構成化時，透鏡位置狀態 之變化引起之軸外像差之變化也會增大，以致於難以獲得 特定之光學特性。 反之，低於條件式（2)之下限值之情形，第2透鏡群之橫 倍率之變化雖變小，但其他透鏡群之負擔變得過大，難以 獲得特定之光學特性。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，為了更 良好地補正弟2透鏡群之接合負透鏡發生之轴上像差，而 a某求進一步之高性能化，以n2N為構成配置於第$透鏡群中 之接合負透鏡之負透鏡之對d線之折射率、n2P為構成配置 於第2透鏡群中之接合負透鏡之正透鏡之對^線之折射率 時’最好滿足以下之條件式·· (3) 〇·3<η2Ρ-η2Ν 條件式（3)係規定接合負透鏡中之接合面發生之負的球 面像差之條件式。 低於條件式（3)之下限值之情形，構成接合負透鏡之2個 透鏡間之折射力差變小，故不得不縮小接合面之曲率半 控，而會發生高次之球面像差，不能獲得特定之光學特 性’且會增大第2透鏡群之透鏡厚度。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，最好在 近距離對焦之際，第4透鏡群向光軸方向移動；且在p2w為 在廣角端狀態之第2透鏡群之橫倍率，β2ΐ為在望遠端狀態 之第2透鏡群之橫倍率時，可滿足以下之條件式（4)及（5) 者： 118597.doc • 15 · 200813474 (4) -l<P2w<〇 (5) β2ί<-1 在變焦透鏡中，_私 .^ , 叙在構成變焦透鏡之透鏡群中， 使1個透鏡群向光轴方向移動，以施行近距離對隹° 透鏡群具有正折射力之變焦透鏡中，因第i透鏡群之❹ 徑較大’故在使第i透鏡群移動，以施行近距離對焦之二 形’驅動系統會大型化而增大鏡筒徑。 、月

尤其、’隨著自動對焦功能之—般化，逐漸對動作之高速 化產生迫切之要求。對動作之高速化而言，減少自動對焦 時所需之功量(=重量x移動量)相當有效，適合於採用使： 置於比第！透鏡群更靠近像側之透鏡群移動，以施行近距 離對焦之方法。 处而，以往’在正負正正4群變焦透鏡中，在透鏡位置狀 態由廣角端狀態變化至望遠端狀態之際，第2透鏡群之橫 倍率β2具有成為」倍之位置之情形’冑以利用第2透鏡群 施行近距離對焦。此係由於在ρ2成為」倍之位置，不能施 行近距離對焦，且在_1<β2<0之範圍、與^丨之範圍中 移動方向會反轉之故。 如鈿所述，使第4透鏡群移動，以施行近距離對焦時， 第2透鏡群之橫倍_即可變得自&，其結果，可減弱第2 透鏡群之折射力，增加像差補正上之自由度，並可課求進 一步之高性能化。 條件式（4)、（5)係意味著藉第4透鏡群施行近距離對焦 盼，可消除第2透鏡群之橫倍率之限制，增加像差補正上 118597.doc -16 - 200813474 之自由度。 又，同時，在透鏡位置狀態由廣角端狀態變化至望遠端 狀態之際，在第2透鏡群之橫倍率為一至〇之範圍時，第4 透鏡群會暫且向物體侧移動，在第2透鏡群之横倍率為低 - 於-1之範圍時，第4透鏡群會向像側移動。 . /於位於特定輯之被照體騎近距_域需之移動 ϊ在望遠端狀態會比在廣角端狀態增大。如上所述，在第 4透鏡群移動時，在望遠端狀態下，第3透鏡群與第4透鏡 群間之間隔充分擴大，故可確保在望遠端狀態下施行近距 離對焦所需之移動空間。 —在本發明之可變焦距透鏡系統中，如前所述’可藉減輕 第2透鏡群之變倍之際之負擔，以謀求第2透鏡群之簡易構 成^ ’但為維持特定之可變放大率比，需要有轉移分攤有 關第2透鏡群之變倍之負擔之部份之透鏡群。 因此，在本發明之可變焦距透鏡系統中，配合減輕有助 _ 2第2透鏡群之變倍之比率，在透鏡位置狀態由廣角端狀 態變化至望遠端狀態之際，藉使第3透鏡群向物體側移 動可使第3透鏡群局部分攤變倍之際之負擔。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，為謀求 進一步之高性能化，假設Δ3為在透鏡位置狀態由廣角端狀 恶變化至望遠端狀態之際之第3透鏡群之移動量時，最好 滿足以下之條件式（6): (6) 〇.17<A3/ft<〇.25 條件式（6)係規定負擔第3透鏡群之變倍之比率之條件 118597.doc 200813474 式，係規定透鏡位置狀態變化之際發生之軸上像差之變動 之條件式。 超過條件式（6)之上限值而增大之情形，負擔第3透鏡群 之雙倍之比率會增大，也就是說，第3透鏡群之橫倍率之 • 又化會增大。其結果，在透鏡位置狀態變化之際第3透鏡 群發生之軸上像差之變動會增大，而難以謀求進一步之高 性成化及兩變倍化。 低於條件式（6)之下限值而變小之情形，第4透鏡群之橫 • 料之變化會增大’尤其在望遠端狀態下，第4透鏡群之 私動里非常大，故會導致施行近距離對焦之驅動機構之複 雜化。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，最好在 第4透鏡群之像側配置第5透鏡群，且最好該第5透鏡群係 由具有負折射力之負部分群、與在隔著空氣間隔配置於該 負部分群之像側，具有正折射力之正部分群所構成。 • 第5透鏡群執行如以下之功能： 其一係調整射出光瞳位置之功能。藉由配置具有負折射 力之負部分群、與隔著空氣間隔被配置於該負部分群之像 、 側，且具有正折射力之正部分群，使射出光瞳位置遠離像 面’即’可使主光線平行於接近於光軸之狀態到達像面位 置。 另一係補正歪曲像差之功能。以使強的凹面斩向像側之 方式配置具有負折射力之負部分群之像側透鏡面，藉以良 好地補正在廣角端狀態容易發生之負的歪曲像差。 118597.doc •18- 200813474 在本發明之一實施型態之可 位置狀態變化之際，可藉由將第二鏡糸統中’在透鏡 θ Μ +、 猎由將弟5透鏡群固定於光軸方 向’而谋未鏡筒構造之簡化。 在本發明之一實施型態包 透鏡群之可變焦距透 鏡糸、洗中，最好第3透鏡群俜 透鏡與負透鏡之接合正 透鏡所構成。

在以往之正負正正4群變焦透鏡中，具有負折射力之透 鏡群只有_，故利用具有正折射力之正部分群及具有負 折射力之負部分群構成第3透鏡群，以補正在廣角端狀態 容易發生之負的歪曲像差。如前所述，可藉由配置第5透 鏡群，而利用第5透鏡群，良好地補正負的歪曲像差。其 -果’已無必要利用正部分群與負部分群構成第3透鏡 群。 但，如前所述，第3透鏡群擔負變倍作用之一部分，故 為良好地施行伴隨透鏡位置狀態之變化而發生之球面像差 之補正、或色像差之補正，最好利用正部分群與負部分群 之接合正透鏡構成，採用此種構成時，可謀求進一步之高 性能化。 又，在謀求透鏡徑之小型化上，孔徑光闌之配置也相當 重要。 一般，在光學系統之中央附近配置孔徑光闌時，可縮小 各透鏡群之透鏡徑。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，在第2 透鏡群與第3透鏡群之間配置孔徑光闌時，在廣角端狀態 118597.doc -19- 200813474 下，可使入射於第1透鏡群之軸外光束之高度接近於光軸 而謀求透鏡徑之小型化。又，使第1透鏡群與第2透鏡群相 接近地配置時，在廣角端狀態下，可使通過第2透鏡群之 軸外光束依照晝面視角之變化而積極地變化，良好地補正 伴隨畫面視角之變化之彗形像差之變動。 又’在第2透鏡群與第3透鏡群之間配置孔徑光闌之構成 中’可藉由適切地設定配置於比孔徑光闌更靠近像侧之透 鏡群（以下稱為「後群」）之焦距，使第1透鏡群更趨於小型 化。 而’依照另一觀點，極端地提高可變放大率比之情形， 也有必要擴大在廣角端狀態之晝面視角。 在望遠端狀態之焦距愈長時，愈能接近於被照體，使拍 攝之被照體像愈大，但也有導致透鏡全長變得愈長之問 題。在透鏡一體型攝像機中，由於不能更換透鏡，故不安 裝可換式廣角透鏡時，不適合於室内攝影。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，也著眼 於在謀求高變倍化之際，擴大在廣角端狀態之畫面視角 日守，即使無可換式透鏡，也可充分施行室内攝影之點上。 一般，在謀求廣角化之情形，為擴大晝面視角，需使入 射於第1透鏡群之軸外光束脫離光軸，也就是說，需增大 第1透鏡群之透鏡徑。 在本叙明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，作為使 軸外光束入射於第丨透鏡群之高度接近於光軸之方法；、著 眼於在純光闌位置縮小軸外光束與光轴形成之角度。因 118597.doc •20· 200813474 此，將孔徑光闌配置於第2透鏡群與第3透鏡群之間，使孔 徑光闌可隨著透鏡位置狀態由廣角端狀態對望遠端狀態之 變化，以縮短第2透鏡群與孔徑光闌間之間隔。 “ 以往，在利用攝像元件記錄被照體像之情形，使射出光 瞳位置離開像面，以防止微透鏡陣列發生之遮光。也就是 說，接近於像側遠心光學系統之狀態。 在像側遠心、光學系統中，具有射Α光瞳位.置位於無限 遠，也就是說，具有由光學系統射出之主光線平行於光軸 之特被。也就是說，孔徑光闌被配置於配置在比孔徑光闌 更靠近像側之部分光學系統（後群）之物體侧焦點位置。 /為此，配置在比孔徑光闌更靠近像側之部分光學系統 (後群）之焦距愈長時，愈可縮小在孔徑光闌位置軸外光束 與光軸形成之角度。 因此，在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中， 由於延長後群之焦距，故在謀求廣角化之際，帛1透鏡群 之有效徑也不會變大。 由以上所述，在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系 統中’為謀求透鏡徑之小型化，在fw為在廣角端狀態之透 =統全體之焦距’ f35w為在廣角端狀態之第3透鏡群至 ★透鏡群之合成焦距時，最好滿足以下之條件式（7): (7) 0.25<fw/f35w<0.3 超過條件式（7)之上限值之情形，後群之焦距會變短， 在孔徑光闌位置’主光線與光軸形成之角度會增大，其結 果在廣角端狀態下，入射於第1透鏡群之軸外光束會脫 H8597.doc -21 - 200813474 離光軸’而不能充分謀求透鏡徑之小型化。 低於條件式⑺之下限值之情形，為維持在廣角端狀態 之焦距，在廣角端狀態之第2透鏡群與第3透鏡群間之間隔 會變得非常大，而+能充分謀求透鏡全長之縮短化。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，為謀求 透鏡徑之小型化與高性能化之平衡，在Dsw為在廣角端狀 態之孔徑光闌至像面之距離，丁1^评為在廣角端狀態之透鏡 全長時，最好滿足以下之條件式（8): (8) 〇.4<Dsw/TLw<0.55 條件式（8)係規定在廣角端狀態之孔徑光闌之位置之條 件式。 〃 低於，條件式（8)之下限值之情形，孔徑光闌在廣角端狀 悲之位置會向像面側移動，故通過第丨透鏡群之軸外光束 會脫離光軸，難以謀求透鏡徑之進一步之小型化。 反之超過條件式（8)之上限值之情形，孔徑光闌與第2透 鏡群間之距離變短，故第2透鏡群之折射率便得過強，其 結果，難以更良好地補正晝面視角之變化引起之彗形像差 之變動，難以謀求進一步之高性能化。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，由於使 孔徑光闌與第3透鏡群成一體地移動，故可謀求鏡筒構造 之簡略化。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，為謀求 進一步之高性能化，最好第〗透鏡群係由物體側依序配置 之負透鏡與正透鏡之接合透鏡及i片正透鏡之3片透鏡所構 118597.doc -22- 200813474 成。 第1透鏡群尤其在望遠端狀態下，軸上光束會以寬的光 束住入射，故谷易發生之負的球面像差。又，軸外光束會 由離開光軸位置入射，故容易引起軸外像差之發生。 將負透鏡與正透鏡之接合透鏡配置於第丨透鏡群之最靠 近物體侧4，可良好地補正負的球面像差及軸上色像差。 配置於Θ述接合透鏡之像側之正透鏡主要係良好地補正畫 面視角之變化引起之彗形像差之變動，使各透鏡之功能明 I 確發揮，而可實現更高之光學性能。 在本發明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，為良好 地補正被照體位置之變化引起之諸像差之變動，最好第4 透鏡群係由物體側依序配置之凸面朝向像側之正透鏡、凹 面朝向物體側之負透鏡所構成。 採用雙合透鏡構成時，可同時補正軸外像差與軸上像 差，可良好地補正被照體位置之變化之際發生之諸像差之 變動。 i 在本务明之一實施型態之可變焦距透鏡系統中，為更良 好㈣制色像差之發生，最好在第1透鏡群使用異常分散 性較高之玻璃材料。 尤其，在構成第1透鏡群之透鏡中，以異常分散性較高 璃材料形成接合透鏡中之正透鏡時，可良好地補正望 返端狀態下在晝面中心部所發生之2次分散。 本t月之各實施型態之可變焦距透鏡系統中，可藉由 使用非球面透鏡，以實現更高之光學性能。尤其，在第5 118597.doc •23· 200813474 透鏡群導入非球面時，可拿 j運成中心性能之更高性能化。 另外使用複數非球面時，當然可獲得更高之光學特

在本毛明之各實施型態之可變焦距透鏡系統中，可 藉使構成透鏡群中丨個透鏡群，或透鏡群之—部分之部 刀群向大致垂直於光軸之方向移位作為移位透鏡群，而使 光象私位X可藉使檢測攝像機之模糊之檢測系統、依 照來=檢㈣統之輸出運算補正量之運算系統、及依照來 自運系、A之輸出使上述移位透鏡群移位之驅動系統相組 合，而使其執行作為防振光學系統之功能。 在上述各構成之可變焦距透鏡系統中，尤其最好使第3 透鏡群或第5透鏡群中之正部分群執行作為移位透鏡群之 功能。 此係由於將第3透鏡群配置於孔徑光闌附近，軸外光束 會通過接近於光軸之位置’故在移位之際發生之軸外像差 之變動較少之故。㈣，第5透鏡群中之正部分群之射出 光瞳位置遠離像面位置’故在移位之際發生之軸外像差之 變動較少之故。 ’、k 參知圖式及表說明有關本發明之可變焦距透鏡系 統之具體的實施型態及將具體的數值適用於該實施型態之 數值實施例。 ，又在各實施型態中，導入非球面，該非球面形狀係在 X為弛垂量、y為距離光軸之高度、c為曲率、让為圓錐常 數、A、B、C、及D為4次、6次、8次及1〇次之非球面係 118597.doc -24· 200813474 數，光線之行進方向為正時，可由其次之數i式加以— 義： & [數1] x = cyV (1+ (1 -（1+K) 1/2) +Ay4+By6+… 圖1係表示本發明之第i實施型態至第4實施型態之可變 焦距透鏡系統之折射力分配，由物體側依序配設具有正折 射力之第1透鏡群G1、具有負折射力之第2透鏡群G2、具 有正折射力之第3透鏡群G3、具有正折射力之第4透鏡群 G4具有正折射力之第5透鏡群G5所構成，在由廣角端狀 態（顯示於上段之狀態）向望遠端狀態（顯示於下段之狀態） 變倍之際，以增大第i透鏡群G1與第2透鏡群G2之間之〜空 氣間隔，並減少第2透鏡群G2與第3透鏡群G3之間之空氣 間隔，使第1透鏡群至第4透鏡群如箭號所示在光軸χ上移 動。即，第1透鏡群G1先向像側移動後，再向物體側移 動，第2透鏡群G2向像側移動，第3透鏡群G3向物體側移 動，第5透鏡群G5被固定，而使第4透鏡群G4以補正伴同 各透鏡群之移動之像面位置之變動之方式移動，並在近距 離對焦時，向物體侧移動。 圖2係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第1實施型態1 之透鏡構成之圖，第i透鏡群G1係利用由物體側依序配置 之凸面朝向物體側之彎月形狀之負透鏡與凸面朝向物體側 之正透鏡之接合透鏡L11及凸面朝向物體側之正透鏡l12所 構成。第2透鏡群G2係利用由物體側依序配置之凹面朝向 像側且非球面在像側之彎月形狀之負透鏡L2 j、及雙凹形 H8597.doc -25- 200813474 狀之負透鏡盘A ;細&

“朝向物體側之彎月形狀之正透鏡之接人 負透鏡L22所構成。筮3漣典被 处兄之接D 弟透鏡群G3係利用由物體側依序配 置之雙凸形狀而非球面為必 側之彎月㈣Η透鏡與凹面朝向物體 、/ ' 、透鏡之接合正透鏡L3所構成。第4透鏡 群G4係利用由物體相丨 物體側依序配置之凹面朝向物體側且非球面 在物體側之彎月形狀之正透鏡與凹面朝向物體側之彎月形 狀之負透鏡之接合透鏡£4所構成。第5透鏡群G5係利用由 物體側依序配置之凹面朝向像側之-月形狀之負透鏡L51 及呈雙凸形狀而非球面在物體側之正透鏡與凹面朝向物體 側之、f月形狀之負透鏡之接合透鏡L52所才冓成。㈤，孔徑 光闌S位於第2透鏡群G2與第3透鏡群G3之間，該孔徑光闌 S在透鏡位置狀態變化之際，會向光軸方向义移動。 表1係表示將具體的數值適用於前述第1實施型態1之數 值貝施例1之透鏡資料。表示此數值實施例1及後面說明之 各數值實施例之透鏡資料之表中之面號係表示由物體側算 起弟i光學面’曲率半徑表示由物體側算起第i面之曲率半 徑’面間隔表示第i光學面與第i+丨光學面間之轴上面間 隔，折射率表示對第i光學面在物體侧之玻璃材料之d線 (λ=587·6 nm)之折射率，阿貝數分別表示對第丨光學面在物 體侧之玻璃材料之d線之阿貝數。又，f表示焦距，F NO表 示F值，2ω表示晝面視角。 118597.doc -26- 200813474 [表l]

f 1.00 〜2·05 4.24 〜 7· 39 〜 14.10 FN0 2.86 ~ 3.26 3.64 〜 3.70 〜 4.61 2ω 71.67^- 36,1Γ 18. or 〜 10.38"〜 5.42。 面號 曲率半徑 面間隔 折射率 阿貝數 1： 10.9095 0.276 1.90366 31.1 2: 5.8998 U68 1.49700 81.6 3： -32.2964 0.038 4： 5.0254 0.706 1.60300 65.5 5: 20-8025 (D5) 6： 12.0074 0.133 1.90366 31.1 7： 1.4993 1.027 8： -2,6542 0.114 1.48749 70.4 9： 2.4572 0.358 1.94595 18.0 10： 8.0874 (D10) 11: 0.0000 (D11) (孔徑光圈) 12： 4.2067 0.552 1.69350 53.3 13： -2.5440 0.114 1.76182 26.6 14： -5.8499 (D14) 15: -5· 5627 0.272 1.60300 65.5 16: -2.0160 0,076 1. 90366 3U 17： -2.7080 (D17) 18: 23.7981 0.095 1.88300 40· 8 T9: 2.8530 0,285 20： 2.3420 0.666 1.58313 59.5 21： -2.3784 0.095 1,84666 23. a 22： -4.0106 1.794 23： 0.0000 0.152 1.51680 64.2 24: 0.0000 (Bf) 第7面、第12面、第15面及第20面係由非球面所構成。 因此，與圓錐係數k同時將此等各面之數值實施例1之4次 (A)、6次（B)、8次（C)及10次（D)之非球面係數表示於表2。 118597.doc -27- 200813474 又，在表2及以下之表示非球面係數之表中，「E“」係以 10為底之指數表現，即表示「10·1」，例如，「〇·12345Ε-05」表示「0.12345Χ10·5」° [表2] 第7 面 /c= 〇, 000000 Α=-0·135737Ε>02 ΒΜ)·521916Ε-03 0：-0·347911Ε-02 l>^〇,413344E-02 第 12 面 /c= 0.000000 ΑΗΧ673780Ε-02 Β^0.479402Ε«02 0=·0.796889Ε«02 ΜΗ58605Ε42 第 15 面/¢= 0, 〇〇〇〇〇〇 0=+〇, 663879Ε"02 [>〇, 423531Ε42 第20 面 /c= 0.000000 Β=+αυ68Μ2 〇^40934汪-02 D=峨 140861 在透鏡位置狀態由廣角端狀態向望遠端狀態變化之際， 第1透鏡群G1與第2透鏡群G2間之面間隔D5、第2透鏡群G2 與孔徑光闌S間之面間隔D10、孔徑光闌S與第3透鏡群G3 間之面間隔D11、第3透鏡群g 3盘第4遂鏡群G 4間之面間1¾ D14、及第4透鏡群G4與第5透鏡群G5間之面間隔D17會發 生變化。因此，在表3中係與焦距f同時表示數值實施例1 之上述各面間隔之廣角端（1 · 〇 〇 〇 )、廣角端與望运端之間 之3種中間焦距（f==2〇53)、（f=4.238)、（f=7.393)及望遠端 (f=14.105)之各值。 [表3] (可變間隔表) f 1·00〇 2.053 4.238 7.393 14.105 D5 0.171 1.715 3.246 4.335 4.962 D10 414 2.381 1,252 0.754 0.514 D11 ^548 1.262 1.101 1.018 0.228 D14 h 956 1.423 0.854 1.030 2.635 D17 0 359 1.638 2.759 2,764 2,507 Bf 〇 177 0.177 0.177 0.177 0.177 表4係表示數值實施例丨之條件式（1)裏（8)對應值。 118597.doc -28- 200813474 [表4] f2a=-1r907 f2b=-8.853 f35w=0.272 (1) f 2a/f 2b = 〇. 21 5 (2) 012t/ f t =0. 3 5 2 (3) n2P — n2N=〇. 4 58 (4) 泠2w=— 〇. 2 4 8 (5) ；S2t=—1. 53 9 (6) A3/f t =0· 200 (7) fw/f35w=0. 272 (8) Dsw//TLw=0. 492 圖3至圖7係分別表示數值實施例1之無限遠對焦狀態之 諸像差圖，圖3表示廣角端狀態（问剛)之各像差圖，圖* 表示第1中間焦距狀態㈣.〇53) ’圖5表示第2中間焦距狀 態（f=4.238)，圖6表示第3中間焦距狀態（f=7 393)，圖7表 示望返端狀態（f== 14.105)之各像差圖。 在圖3至圖7之各像差圖中，在球面像差圖中之實線表示 球面像差，在像散圖中之實線表示弧矢像面，虛線表示子 午像面。在橫像差圖中，A表示晝面視角，y表示像高。 由各像差圖可以明悉：數值實施例丨之諸像差可獲得良 好補正，具有優異之成像性能。 圖8係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第2實施型態2 之透鏡構成之圖，第1透鏡群G1係利用由物體侧依序配置 之凸面朝向物體侧之彎月形狀之負透鏡與凸面朝向物體側 之正透鏡之接合透鏡L11及凸面朝向物體側之正透鏡L12所 -29- 118597.doc 200813474 構成。弟2透鏡群G2係利用由物體側依序配置之凹面朝向 像侧且非球面在像側之彎月形狀之負透鏡l2 }及雙凹形狀 之負透鏡與凸面朝向物體側之彎月形狀之正透鏡之接合負 透鏡L22所構成。第3透鏡群G3係利用由物體侧依序配置 之雙凸形狀而非球面在物體側之正透鏡與凹面朝向物體側 之彎月形狀之負透鏡之接合正透鏡L3所構成。第4透鏡群 G4係利用由物體側依序配置之凹面朝向物體側且非球面在 物體側之彎月形狀之正透鏡與凹面朝向物體側之彎月形狀 之負透鏡之接合透鏡L4所構成。第5透鏡群G5係利用由物 體側依序配置之凹面朝向像側之彎月形狀之負透鏡L5丨及 呈雙凸形狀而非球面在物體側之正透鏡與凹面朝向物體側 之、寫月幵> 狀之負透鏡之接合透鏡L52所構成。而，孔徑光 闌S位於第2透鏡群G2與第3透鏡群G3之間，該孔徑光闌s 在透鏡位置狀態變化之際，會向光軸方向乂移動。 表5係表示將具體的數值適用於第2實施型態2之數值實 施例2之透鏡資料。 118597.doc -30- 200813474 [表5] 面號 曲率半徑 面間隔 折射率 阿貝數 1： 10.5457 0.276 1.90366 31. t 2： 5,5755 1.065 1.49700 81.6 3： -48.9373 0.038 4： 4.8926 0.750 1.60300 65· 5 5： 20,8886 (D5) 6： 11.1408 0.133 1.88300 40.8 7： 1.4287 0,951 8: -3.2164 0.114 1.48749 70.4 9： 2.0242 0.420 1.84666 23.8 10： λ 4083 (D10) 11： 0.0000 (D11) 12： 4.1790 0.552 1,69350 53· 3 13： -2.6765 0.114 1.75520 27,5 14： -6.1128 (D14) 15: -6.4223 0.270 1.58313 59,5 16： -1.8453 0.076 1.90366 31.1 17： -2.4960 (D17) 18： 23.8024 0.095 1.88300 40.8 19： 2.8536 0.285 20: 2.3608 0.666 1.58313 59.5 21: -2.4097 0.095 1.84666 23· 8 22： -4.0464 1.776 23: 0.0000 0.152 1.51680 64.2 24： ο,οοω (Bf) 第7面 、第12面 、第15面及第 20面係 (孔徑光圈） f 1.00 〜 2.05 〜 4.24 〜 7.39 〜 14,10 FN0 2.86 〜 3.26 〜 3.64 〜 3.70 〜 4.61 Ζω 71.67。〜 36·1Γ 〜 18,01。〜 10.38° 〜 5,42。 因此，與圓錐係數（k)同時將此等各面之數值實施例2之4次 (A)、6次（B)、8次（C)及10次（D)之非球面係數表示於表6。 118597.doc -31 - 200813474 [表6] 第7面 Λ：: 〇.〇〇〇〇〇〇 Α=Ό.195289Ε·02 Β^Ο.996592Ε-03 〇Ό，452079Ε-02 &=+〇·348160E-02 第 t2 面《= 0,000000 腳555E42 B=<384528E"02 〇"0.598708E«02 D=4〇.329867E«02 第 15 面 /c= a〇0〇000 A=>^.679746E-02 B=M).111337E42 〇^Ϊ·19〇339Ε>02 »=Ά·”8〇63Ε«02 第 20 面扣= 0.000000 ΑΡ"〇·”1597Ε«01 Β^0·318369Ε·02 〇=^·3712δ4Ε"°2 ^.116364^2 隨著在透鏡位置狀態由廣角端狀態向望遠端狀態之變 化，第1透鏡群G1與第2透鏡群G2間之面間隔D5、第2透鏡 群G2與孔徑光闡S間之面間隔D10、孔担光闌s與第3透鏡 群G3間之面間隔DU、第3透鏡群G3與第4透鏡群G4間之面 間隔D14及第4透鏡群G4與第5透鏡群G5間之面間隔D17會 發生變化。因此，在表7中係與焦距f同時表示數值實施例 2之上述各面間隔之廣角端（f=l ·〇〇〇)、廣角端與望遠端之 間之3種中間焦距（f=1.977)、（f=3.86〇)、（卜7.395)及望遠 端（f=14.105)之各值。 f 1.000 1.977 3.860 7.395 14.105 D5 0.171 1.701 3.114 4.452 5.121 D10 4,539 2.518 1.340 0.693 0.571 D11 1.605 1.319 1.158 1.075 0,285 D14 1.778 1.223 0.697 0.776 3.296 D17 0.449 1.611 2.661 2.733 1.740 Bf 0.177 0.177 0.177 0.177 0.177 [表7] (可變間隔表) 表8係表示數值實施例2之條件式（1)至（8)對應值。 118597.doc -32- 200813474 [表8] f2a=-1.868 f2b=-11.50 彳 f35w=0.277 (1) f 2 a/ f 2 b = 〇. 16 2 (2) Dl2t/ f t = 0, 3 6 3 (3〉n2P — n2N=0. 35 9 (4) )82w=： — 〇· 25 2 (5) 65 1 (6) △ 3/ f t =0· 19 9 (7) fw/f35w=〇. 27 7 _ (8) Dsw/TLw=0· 489 圖9至圖13係分別表示數值實施例2之無限遠對焦狀態之 諸像差圖，圖9表示廣角端狀態（f=;L〇〇〇)之各像差圖，圖 1〇表示第1中間焦距狀態（f==:L977)，圖u表示第2中間焦距 狀恶（f=3.860)，圖12表示第3中間焦距狀態（f=7 395)，圖 13表示望遠端狀態（f=14.i〇5)之各像差圖。 在圖9至圖13之各像差圖中，在球面像差圖中之實線表 • 示球面像差，在像散圖中之實線表示弧矢像面，虛線表示 子午像面。在橫像差圖中，A表示晝面視角，y表示像高。 由各像差圖可以明悉：數值實施例2之諸像差可獲得良 好補正，具有優異之成像性能。 圖14係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第3實施型態3 之透鏡構成之圖，第1透鏡群G1係利用由物體側依序配置 之凸面朝向物體侧之彎月形狀之負透鏡與凸面朝向物體側 之正透鏡之接合透鏡L11及凸面朝向物體側之正透鏡L12所 構成。第2透鏡群G2係利用由物體側依序配置之凹面朝向 118597.doc -33· 200813474 像側且非球面在像側之彎月形狀之負透鏡L21及雙凹形狀 之負透鏡與凸面朝向物體側之彎月形狀之正透鏡之接合負 透鏡L22所構成。第3透鏡群G3係利用由物體侧依序配置 之雙凸形狀而非球面在物體側之正透鏡與凹面朝向物體側 之幫月形狀之負透鏡之接合正透鏡L3所構成。第4透鏡群 G4係利用由物體侧依序配置之凹面朝向物體側且非球面在 物體側之彎月形狀之正透鏡與凹面朝向物體側之彎月形狀 之負透鏡之接合透鏡L4所構成。第5透鏡群G5係利用由物 體側依序配置之凹面朝向像侧之彎月形狀之負透鏡L5 i及 呈雙凸开> 狀而非球面在物體側之正透鏡與凹面朝向物體側 之彎月形狀之負透鏡之接合透鏡L52所構成。又，第2透鏡 群G2之負透鏡L21係在像側透鏡面附著非常薄之樹脂層， 该樹脂層之像側面成非球面。而，孔徑光闌S位於第2透鏡 群G2與弟3透鏡群G3之間’該孔徑光闌s在透鏡位置狀態 變化之際，會向光軸方向X移動。 表9係表示將具體的數值適用於前述第3實施型態3之數 值實施例3之透鏡資料。 118597.doc •34- 200813474 [表9]

面號 曲率半徑 面間隔 折射率 阿貝數 1： 11.6243 0.276 1.90366 31· 1 2： 5.9054 1.079 1.49700 81.6 3： -33.4114 0,038 4： 5,0031 0.729 1.60300 65.5 5： 20.9308 (D5) 6： 10.8446 0.133 1.88300 40,8 7： 1,4643 0.019 1.53420 41.7 8： 1.4648 0.921 9: -3.1331 0.114 1.48749 70· 4 10： 2.0122 0.420 1· 84666 23· 8 11： 7.1401 _ 12： 0.0000 (D12) (孔徑光圈) 13： 4.0413 0.552 1 69350 53.3 14： -2.7308 0,114 1.75520 27.5 15： -6,2793 (D15) 16： -4.6751 0.257 1.58313 59.5 17: -1.8286 0.076 1.90366 31.1 18： -2.4194 (D18) 19： 23.8018 0.095 1.88300 40.8 20： 2.8535 0.293 21： 2.3568 0.666 1.58313 59.5 22： -2.3938 0.095 1.84666 23.8 23： -4.0070 1.866 24： 0,0000 0.095 1.51680 64.2 25： 0.0000 (Bf) f 1.00 - 2.05 〜 4.24 〜 7.39 〜 14.10 FN0 2,86 〜 3.26 〜 3.64 〜 3.70 〜 4.61 2ω 71.67° 〜 36.1Γ 〜 18,01。〜 10.38° 〜 5.42。 第8面、第13面、第16面及第21面係由非球面所構成。 因此，與圓錐係數（k)同時將此等各面之數值實施例3之4次 118597.doc -35- 200813474 (A)、6次（B)、8次（C)及10次（D)之非球面係數表示於表 10 〇 [表 10] 第 8面 /c=(XOOOOOO Α=Η)·434984Ε-03 &^0·572353Ε«02 00126050E41 D=40,978155E*"02 第 13 函 0.000000 A=^,689014E"02 6=+0.425011Ε·02 Ο〇· 697951 E«02 D=+〇· 398211E-02 第 16 面 /c= 0.000000 A=H)· 755406E-02 Β=^〇· 208868E-02 C=^〇· 370596E«K)2 D=^〇· 231137E42 第 21 面 /c= 0.000000 AfM).115363E41 Β=^·325661ΕΗ)2 (Χ·395446Ε^2 D=^W8002E>02 隨著在透鏡位置狀態由廣角端狀態向望遠端狀態之變 化，第1透鏡群G1與第2透鏡群G2間之面間隔D5、第2透鏡 群G2與孔徑光闌S間之面間隔D11、孔徑光闌S與第3透鏡 群G3間之面間隔D12、第3透鏡群G3與第4透鏡群G4間之面 間隔D15及第4透鏡群G4與第5透鏡群G5間之面間隔D18會 發生變化。因此，在表11中係與焦距f同時表示數值貫施 例3之上述各面間隔之廣角端（f=l ·〇〇〇)、廣角端與望遠端 之間之3種中間焦距（f=1.977)、（f=3.860)、（f=7.394)及望 遠端（f=14.105)之各值。 [表 11] (可變間隔表） f 1.000 1.977 3.860 7.394 14.105 D5 0.171 1.761 3.185 4.556 5.222 D11 4.581 2.594 1.399 0,762 0.571 D12 1.605 1.319 1.158 1.075 0.285 D15 1.804 1.240 0.677 0.804 3.098 D18 0.316 1,502 2.612 2.646 1,771 Bf 0.214 0,214 0.214 0.214 0.214 表12係表示數值實施例3之條件式（1)至（8)對應值。 118597.doc • 36- 200813474 [表 12] f 23=-1.928 f2b=-10.606 f35w=0.278 (1) f 2 a/f 2 b = 〇. 18 2 (2) D12t/f t-O. 37 0 (3) π2Ρ-π2Ν=0. 359 ⑷ /S2w=— 0. 250 (5) — 1. 619

(6) 厶3/f t=0. 195 ⑺ fw/f35w = 0· 278 (8) Dsw/TLw=0. 487 圖15至圖19係分別表示數值實施例3之無限遠對焦狀態 之諸像差圖，圖15表示廣角端狀態（ρυοο)之各像差圖， 圖16表示第1中間焦距狀態（f=1 977)，圖17表示第2中間焦 距狀態（f=3.860)，圖18表示第3中間焦距狀態（f=7 394)， 圖19表示望运端狀態（f=ni〇5)之各像差圖。 在圖15至圖19之各像差圖中，在球面像差圖中之實線表 不球面像差，在像散圖中之實線表示弧矢像面，虛線表示 子午像面。在橫像差圖中，A表示畫面視角，y表示像高。 由各像差圖可以明悉··數值實施例3之諸像差可獲得良 好補正，具有優異之成像性能。 圖20係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第4實施型態4 之透鏡構成之圖，第i透鏡群G1係利用由物體側依序配置 之凸面朝向物體側之彎月形狀之負透鏡與凸面朝向物體側 之正透鏡之接合透鏡L11及凸面朝向物體側之正透鏡l12所 118597.doc -37- 200813474 構成。第2透鏡群G2係利用由物體侧依序配置之凹面朝向 像側且非球面在像側之彎月形狀之負透鏡L21及雙凹形狀 之負透鏡與凸面朝向物體側之彎月形狀之正透鏡之接合負 透鏡L22所構成。第3透鏡群G3係利用由物體侧依序配置 之雙凸形狀而非球面在物體側之正透鏡與凹面朝向物體侧 之彎月形狀之負透鏡之接合正透鏡L3所構成。第4透鏡群 G4係利用由物體侧依序配置之凹面朝向物體側且非球面在 物體側之％月形狀之正透鏡與凹面朝向物體側之彎月形狀 瞻 之負透鏡之接合透鏡L4所構成。第5透鏡群G5係利用由物 體側依序配置之凹面朝向像側之彎月形狀之負透鏡L5 i及 呈雙凸形狀而非球面在物體側之正透鏡與凹面朝向物體侧 之’言月形狀之負透鏡之接合透鏡L 5 2所構成。又，第2透鏡 群G2之負透鏡L21係在像側透鏡面附著非常薄之樹脂層， 該樹脂層之像側面成非球面。而，孔徑光闌S係接近而被 配置於第3透鏡群G3之物體側，該孔徑光闌s在透鏡位置狀 態變化之際，會向光軸方向X移動。 表13係表示將具體的數值適用於前述第4實施型態4之數 值實施例4之透鏡資料。 118597.doc -38- 200813474 [表 13]

f 1.00 〜 2.05 4,24 〜 7.39 〜 14.10 FN0 2.86 〜 3.21 3.59 〜 3.65 〜 4.04 2ω 71.67° 〜 36.1Γ 19.86。〜 10.44° 〜 5.42° 面號 曲率半徑 面間隔 折射率 阿貝數 1: 11.6243 0.276 1.90366 31· 1 2： 5.9054 1.079 1.49700 81.6 3： -33.4114 0,038 4： 5,0031 0.729 1.60300 65.5 5： 20.9308 (D5) 6： 10,8446 0.133 1.88300 40.8 7： 1.4643 0.019 1.53420 41.7 8： 1.4648 0.921 9： -3.1331 0.114 148749 70.4 10： 2.0122 0.420 1.84666 23.8 11： 7.1401 (D11) 12： 0.0000 0.285 (孔徑光圈） 13: 4.0413 0.552 1.69350 53.3 14： -2,7308 0.114 1.75520 27.5 15： -6.2793 (DI5) 16： -4.6751 0.257 1.58313 59.5 17： -1.8286 0.076 1.90366 31.1 18: -2.4194 (D18) 19: 23.8018 0.095 1.88300 40.8 20： 2.8535 0.293 21: 2.3568 0.666 1.58313 59,5 22： -2.3938 0.095 1.84666 23· 8 23： -4.0070 1,866 24: 0.0000 0.095 1.51680 64.2 25： 0.0000 (Bf) 第8面、第13面、第16面及第21面係由非球面所構成。 因此，與圓錐係數（k)同時將此等各面之數值實施例4之4次 118597.doc -39- 200813474 (A)、6次（B)、8次（C)及10次（D)之非球面係數表示於表 14。 [表 14] 第8面 /c= 0.000000 Α=Η).434984Ε^)3 Β^0·572353Ε^02 DHX1.26050E-01 Μ>·978155Ε-°2 第 13 面/¢= 0.000000 Αρ^·689〇14Ε·02 Β=^0.425011Ε"02 C=MX697951F02 Χ398211Ε-02 第 16面 /c: 〇.〇〇〇〇〇〇 Α^·7554065^2 於·0,20886^"02 ㈣·370596&·°2 Μ·2311376"02 第 21 面 /<:0 000000 6=^+0.3256616-02 0=«()· 395446Ε-02 1)^^^1280025^02

隨著在透鏡位置狀態由廣角端狀態向望遠端狀態之變 化，第1透鏡群與第2透鏡群G2間之面間隔D5、第2透鏡 群G2與孔徑光闡S間之面間隔D11、第3透鏡群G3與第4透 鏡群G4間之面間隔D15及第4透鏡群G4與第5透鏡群G5間之 面間隔D18會發生變化。因此’在表1 5中係與焦距f同時表 示數值實施例4之上述各面間隔之廣角端（f=l ·〇〇〇)、廣角 端與望遠端之間之3種中間焦距（f=1·977)、（f==3·860)、 (f=7.394)及望遠端（卜14·105)之各值。 [表 15] (可變間隔 f 1.000 1.977 3.860 7.394 R105 D5 0.171 1.761 3.t85 4,556 5.222 D11 4 581 2.594 1.399 0,762 0.571 D15 1.804 1.240 0.677 0.804 3.098 D18 0.316 1.502 2.612 2.646 1.771 Bf 0.214 0.214 0.214 0.214 0.214 表16係表示數值實施例4之各條件式（1)至（8)對應值。 118597.doc -40- 200813474 [表 16] f2a=-1.928 f2b=-10.606 f35w=0.278 (1) f 2a/f 2 b = 0· 182 (2) Dl2t/f t =0. 37 0 (3) n2P — n2N=0, 359 (4) — 0. 250 (5> )82t=— 1· 6 1 9 (6) A3/f t=0. 19 5 (7) fw/f35w=0. 278 (8) Dsw/TLw=0. 4 07 圖21至圖25係分別表示數值實施例4之無限遠對焦狀態 之諸像差圖，圖21表示廣角端狀態（f=i〇〇〇)之各像差圖， 圖22表示第1中間焦距狀態（f=1 977)，圖23表示第2中間焦 距狀態（f=3.860)，圖24表示第3中間焦距狀態（f=7.394)， 圖25表示望遠端狀態（f==141〇5)之各像差圖。 在圖21至圖25之各像差圖中，在球面像差圖中之實線表 不球面像差，在像散圖中之實線表示弧矢像面，虛線表示 子午像面。在橫像差圖中，A表示晝面視角，y表示像高。 由各像差圖可以明悉··數值實施例4之諸像差可獲得良 好補正，具有優異之成像性能。 在前述各實施型態i〜4中，第5透鏡群G5被固定於光軸χ 方向但在採用使第5透鏡群G5中之一部分部分群（例如正 部分群L52)向1直於光轴χ之方向移位而使光像移位之構 成中，使第5透鏡群G5向光軸X方向移動時，也可使第5透 鏡群G5中之正部分群L52之橫倍率發生變化，而接近於在 118597.doc -41 · 200813474 主运狀悲與廣角端狀態補正特定角度所需之移位量。 本發明之可變焦距透鏡系統也可異於前述第〗至第4實施 型態1〜4，由圖26所示之折射力配置所構成。 即，本發明之第5實施型態之可變焦距透鏡系統5係由物 體側依序包含：具有正折射力之第丨透鏡群G1、具有負折 射力之第2透鏡群G2、具有正折射力之第3透鏡群G3、具 有正折射力之第4透鏡群G4所構成，在由廣角端狀態（顯示 於上段之狀態）向望遠端狀態（顯示於下段之狀態）變倍之 際，以增大第1透鏡群G1與第2透鏡群G2之間之空氣間 隔，並減少第2透鏡群G2與第3透鏡群G3之間之空氣間 隔，使第1透鏡群至第4透鏡群在光軸x上移動。此時，第J 透鏡群G1先向像側移動後，再向物體側移動，第2透鏡群 G2向像側移動，第3透鏡群〇3向物體側移動，第4透鏡群 G4以補正伴同各透鏡群之移動之像面位置之變動之方式移 動，並在近距離對焦時，向物體側移動。 在此第5實施型態中，也享有本發明之優點。 又，在前述各實施型態i〜5中，為防止在透鏡系統之像 側發生波紋條紋，當然也可配置低通濾波器，或依照光電 變換元件之分光感度配置阻斷紅外線之濾波器。 本發明之攝像裝置係包含可變焦距透鏡系統、及將該可 變焦距透鏡系統形成之光學像變換成電氣的信號之攝像元 件之攝像裝置；前述可變焦距透鏡系統係由物體側依序包 含··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、具有正折射力之第4透鏡 118597.doc -42· 200813474 群；在透鏡位置狀態由焦距最短之廣角端狀態變化成焦距 最長之望遠端狀態之際，至少使前述第璁鏡群至前述第4 透鏡群之各透鏡群可動，以增大前述第丨透鏡群與前述第2 透鏡群間之間隔，減少前述第2透鏡群與前述第3透鏡群間 之間隔之方式，使前述第2透鏡群向像侧移動，使前述第3 透鏡群向物體側移動，並使前述第4透鏡群以補償伴同各 =鏡敎移動之像面位置之變動之方式向光軸方向移動； 月）述第1透鏡群在望遠端狀態比在廣角端狀態較位於物體 側，W述第2透鏡群係由物體侧依序配置之凹面與非球面 位於像側之彎月形狀之負透鏡、雙凹透鏡與凸面朝向物體 側之彎月形狀之正透鏡之接合負透鏡所構成；且滿足以下 之條件式（1)及（2): ⑴ 〇.15<f2a/f2b<〇.3 (2) 〇.3<D12t/ft<〇.45 因此.，在本發明之攝像裝置中，可一面構成小型，一面 施行高可變放大率比之攝像。 圖27係表示本發明之攝像裝置具體之實施型態之區塊 圖。 攝像裝置10係具備可變焦距透鏡系統2〇，並具有將可變 焦距透鏡系統20形成之光學像變換成電氣信號之攝像元件 30。又，作為攝像元件，例如，可適用使用cCD(Charge Coupled Device:電荷輕合元件）ACM〇s(c〇mplementary

MetalOxMe Semiconductor··互補型金屬氧化物半導體）等 之光電變換兀件之攝像裝置。在上述可變焦距透鏡系統2〇 118597.doc -43- 200813474 中可適用本發明之可變焦距透鏡系統，在圖27中，將圖 1所不，第1實施型態之可變焦距透鏡系統1之各透鏡群簡 化成單透鏡予以表示。當然，不僅第〗實施型態之可變焦 距透鏡系統1，也可使用第2實施型態至第5實施型態之可 及焦距透鏡系統2〜5及本專利說明書所示之實施型態以外 之型恶所構成之本發明之可變焦距透鏡系統。 上述攝像元件30所形成之電氣信號係利用影像分離電路 40將聚焦控制用之信號送至控制電路5〇，將影像用之信號 达至影像處理電路。送至影像處理電路之信號被加工成適 合於其後之處理之型態，以供顯示裝置之顯示、在記錄媒 體之記錄、及通信機構之轉送等等各種處理之用。 在控制電路50，例如被輸入變焦鈕之操作等來自外部之 操作彳§唬，依照該操作信號施行各種處理。例如，輸入變 焦紐之變焦指令時，經由驅動電路5〗、52、53、54使驅動 部5 la、52a、53a、54a起作用，使第i透鏡群⑴、第2透鏡 群G2、第3透鏡群G3、及第4透鏡群G4移動至特定位置， 以便處於依據指令之焦距狀態。由各感測器51b、52b、 53b、54b所得之第1透鏡群G1、第2透鏡群G2、第3透鏡群 G3、及第4透鏡群G4之位置資訊被輸入至控制電路5〇，以 供將指令信號輸出至驅動電路51、52、53、54之際之來 考。又，控制電路50依據上述影像分離電路4〇送來之信 7虎彳欢查♦焦狀悲，例如經由驅動電路5 4控制第4透鏡群 G4，以獲得最適之聚焦狀態。 上述攝像裝置10可採用各種型態作為具體的製品。 118597.doc -44- 200813474 如，可廣泛適用作為數位靜物攝像機、數位視訊攝像機等 各種攝像機、裝有攝像機之手機、裝有攝像機之 PDA(Personal Digitai Assistam;個人數位助理）等等之數 位輸出入機器之攝像機部等。 又，本發明之變焦透鏡之適用範圍並非僅限定於數位攝 像機’當然也可適用於以銀鹽軟片作為記錄媒體之攝像機 等。 此外，上述各實施型態及各數值實施例所示之各部之具 體的形狀及構造以及數值均僅不過屬於實施本發明之際所 執行之具體化之一例而已，不得據此對本發明之技術範圍 作限定性之解釋。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第i至第4實施 型態之折射力分配與變倍之際之移動狀態之模式圖。 圖2係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第i實施型態之 透鏡構成之圖。 圖3係與圖4至圖7共同表示將具體的數值適用於本發明 之可變焦距透鏡系統之第〗實施型態之數值實施例i之各種 像差圖，本圖表示在廣角端狀態之球面像差、像散、歪曲 像差及橫像差之圖。 圖4係表示在第丨中間焦距狀態之球面像差、像散、歪曲 像差及橫像差之圖。 圖5係表示在第2中間焦距狀態之球面像差、像散、歪曲 像差及横像差之圖。 118597.doc -45- 200813474 圖6係表示在第3中間焦距狀態之球面像差、像散、歪曲 像差及橫像差之圖。 圖7係表示在望遠端狀態之球面像差、像散、歪曲像差 及橫像差之圖。 圖8係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第2實施型態之 透鏡構成之圖。 圖9係與圖1〇至圖13共同表示將具體的數值適用於本發 月之可k焦距透鏡系統之第2實施型態之數值實施例2之各 種像差圖，本圖表示在廣角端狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖1〇係表示在第1中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖11係表示在第2中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖12係表示在第3中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖13係表示在望遠端狀態之球面像差、像散、歪曲像差 及橫像差之圖。 圖14係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第作施型態 之透鏡構成之圖。 圖15係與圖16至圖19共同表示將具體的數值適用於本發 月之可變焦距透鏡系統之第3實施型態之數值實施例3之各 種像差圖’本圖表示在廣角端狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及横像差之圖。 正 H8597.doc -46 ** 200813474 圖16係表不在弟1中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖17係表示在第2中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖18係表示在第3中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖19係表示在望遠端狀態之球面像差、像散、歪曲像差 及橫像差之圖。 _ 圖20係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第4實施型態 之透鏡構成之圖。 圖21係與圖22至圖25共同表示將具體的數值適用於本發 明之可變焦距透鏡系統之第4實施型態之數值實施例4之各 種像差圖’本圖表示在廣角端狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖22係表示在第1中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 圖23係表示在第2中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 曲像差及橫像差之圖。 • 圖24係表示在第3中間焦距狀態之球面像差、像散、歪 • 曲像差及橫像差之圖。 圖25係表示在望遠端狀態之球面像差、像散、歪曲像差 及橫像差之圖。 圖26係表示本發明之可變焦距透鏡系統之第$實施型態 之折射力分配與變倍之際之移動狀態之模式圖。 118597.doc -47· 200813474 圖27係表示本發明攝像裝置之實施型態之區塊圖。 【主要元件符號說明】 1 可變焦距透鏡系統 2 可變焦距透鏡系統 3 可變焦距透鏡系統 4 可變焦距透鏡系統 5 可變焦距透鏡系統 10 攝像裝置 20 可變焦距透鏡系統 30 攝像元件 G1 第1透鏡群 G2 第2透鏡群 G3 第3透鏡群 G4 第4透鏡群 G5 第5透鏡群 S 孔徑光闌 118597.doc -48 -

Claims (1)

1. 200813474 十、申請專利範圍： 自物體側依序包 一種可變焦距透鏡系統，其特徵在於 含：具有正折射力之p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、具有正折射力之第4 透鏡群； 在透鏡位置狀悲由焦距為最短之廣角端狀態變化至焦 距為最長之望遠端狀態之際，至少前述第丨透鏡群至前 述第4透鏡群之各透鏡群係可動，以前述第丨透鏡群與前

   述第2透鏡群間之間隔增大，前述第2透鏡群與前述第） 透鏡群間之間隔減少之方式，前述第2透鏡群向像侧移 動，前述第3透鏡群向物體側移動，並且前述第4透鏡群 於光軸方向移動以補償伴同各透鏡群移動之像面位置變 動； 前述第1透鏡群在望遠端狀態比在廣角端狀態較位於 物體側； 別述弟2透鏡群包含由物體側依序位置之於像側具有 凹面與非球面之彎月形狀之負透鏡、及雙凹透鏡與凸面 朝向物體侧之彎月形狀正透鏡的接合負透鏡；且 滿足以下之條件式（1)及（2): (1) 〇.15<f2a/f2b<0.3 (2) 0.3<D12t/ft<0.45 其中， f2a:配置於第2透鏡群中之負透鏡之焦距 f2b :配置於第2透鏡群中之接合負透鏡之焦距 118597.doc 200813474 D12t :在望遠端狀態之第1透鏡群與第2透鏡群間之間隔 Λ :在望遠端狀態之透鏡系統全體之焦距。 2.如請求項1之可變焦距透鏡系統，其中滿足以下之條件 式（3): (3) 〇.3<n2P-n2N 其中， n2N :構成配置於第2透鏡群中之接合負透鏡的負透鏡 對d線之折射率 n2P:構成配置於第2透鏡群中之接合負透鏡之正透鏡 對d線之折射率。 3·如請求項1之可變焦距透鏡系統，其中在近距離對焦之 際’第4透鏡群向光軸方向移動；且 滿足以下之條件式（4)及（5): (4) -l<p2w<0 (5) β2ί<_1 其中， P2w :在廣角端狀態之第2透鏡群之橫倍率 β2ΐ:在望遠端狀態之第2透鏡群之橫倍率。 4·如請求項3之可變焦距透鏡系統，其中滿足以下之條件 式（6): (6) 〇.17<A3/ft<0.25 其中， △3 :在透鏡位置狀態由廣角端狀態變化至望遠端狀態 之際之第3透鏡群之移動量。 118597.doc 200813474 5·如請求項1之可變焦距透鏡系統，其中 在別述第4透鏡群之像側配置第5透鏡群； 則述第5透鏡群包含具有負折射力之負部分群、及於 省負邛分群之像側隔著空氣間隔而配置且具有正折射力 之正部分群。 6.如請求項5之可變焦距透鏡系統，其中 珂述第5透鏡群在透鏡位置狀態變化之際，被固定於 光轴方向。 7·如請求項6之可變焦距透鏡系統，其中 則述第3透鏡群包含正透鏡與負透鏡之接合正透鏡。 8·如请求項5至7中任一項之可變焦距透鏡系統，其中滿足 以下之條件式（7): (7) 〇.25<fw/f35w<0.3 其中， f w ·在廣角端狀悲之透鏡系統全體之焦距 f35w:在廣角端狀態之第3透鏡群至第5透鏡群之合成 焦距。 9.如請求項8之可變焦距透鏡系統，其中滿足以下之條件 式⑻： (8) 0.4<Dsw/TLw<0.55 其中， Dsw :在廣角端狀態之自孔徑光闌s至像面之距離 TLw ·在廣角端狀悲之透鏡全長。 10· —種攝像裝置，其特徵在於：包含可變焦距透鏡系統及 118597.doc 200813474 將由該可變焦距透鏡系統形成之光學像變換成電氣信號 之攝像元件；且 前述可變焦距透鏡系統自物體侧依序包含：|有正# 射力之P透鏡群、具有負折射力之第2透鏡群、且有正 折射力之第3透鏡群、具有正折射力之第4透鏡群；

   在透鏡位置狀態由焦距為最短之廣角端狀態變化至隹 距為最長之望遠端狀態之際，至少前述第丨透鏡群至前 述第4透鏡群之各透鏡群係可動，以前述第i透鏡群與前 述第2透鏡群間之間隔增大’前述第2透鏡群與前述第3 透鏡群間之間隔減少之方式，前述第2透鏡群向像侧移 動，前述第3透鏡群向物體側移動，並且前述第4透鏡群 於光軸方向移動以補償伴同各透鏡群移動之像面位置變 動； 刚述第1透鏡群在望遠端狀態比在廣角端狀態較位於 物體侧； 前述第2透鏡群包含由物體側依序位置之於像側具有 凹面與非球面之彎月形狀之負透鏡、及雙凹透鏡與凸面 朝向物體側之彎月形狀正透鏡的接合負透鏡；且 滿足以下之條件式（1)及（2): (1) 0.15<f2a/f2b<〇.3 (2) 〇.3<Dl2t/ft<〇.45 〇 118597.doc