透鏡裝置和包括透鏡裝置的圖像拾取裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種透鏡裝置和包含該透鏡裝置的圖像拾取裝置。所述透鏡裝置包括包含多個透鏡單元的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包含：第一透鏡單元，其被設(shè)置為最接近光學(xué)系統(tǒng)中的物體側(cè)并且圍繞光學(xué)系統(tǒng)的光軸附近的點(diǎn)是可旋轉(zhuǎn)的；以及至少一個透鏡單元，其沿包含與光軸垂直的方向上的分量的方向是可移動的。以下的條件式被滿足：1.0<ft/|f1|<2.2，這里，ft代表光學(xué)系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端處的焦距，f1代表第一透鏡單元的焦距。第一透鏡單元的旋轉(zhuǎn)或所述至少一個透鏡單元沿包含與光軸垂直的方向上的分量的方向的移動中的至少一個沿與光軸垂直的方向改變圖像形成位置。
【專利說明】透鏡裝置和包括透鏡裝置的圖像拾取裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有圖像穩(wěn)定功能的透鏡裝置，更具體地，涉及用于視頻照相機(jī)、鹵化銀照相機(jī)、數(shù)字靜物照相機(jī)等的具有變焦功能的透鏡裝置，并且涉及包括透鏡裝置的圖像拾取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止，諸如視頻照相機(jī)的圖像拾取裝置需要具有圖像穩(wěn)定功能，以用于防止由于抖動等導(dǎo)致的圖像模糊，并且提出了各種類型的圖像穩(wěn)定方法。其中，通過偏移單個透鏡或多個透鏡單元以便具有沿與光軸垂直的方向的分量來具有圖像穩(wěn)定功能的光學(xué)圖像穩(wěn)定目前被廣泛地用在數(shù)字靜物照相機(jī)和視頻照相機(jī)等中。
[0003]另外，在上述圖像穩(wěn)定方法以外，存在圍繞透鏡的曲率半徑的中心旋轉(zhuǎn)成像透鏡的一部分的方法和使用可偏移透鏡單元和可旋轉(zhuǎn)透鏡單元的方法。
[0004]例如，日本專利申請公開N0.H09-251127公開了一種圍繞曲率半徑的中心旋轉(zhuǎn)設(shè)置在最物體側(cè)的無焦單元的一部分或多個透鏡以用于圖像穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng)。日本專利申請公開N0.2003-202499公開了一種包括具有正折光力、負(fù)折光力、正折光力和正折光力的第一到第四透鏡單元的成像透鏡，其中，第二和第三透鏡單元是可偏移的，而第二、第三以及第四透鏡單元是可旋轉(zhuǎn)的?？善仆哥R和可旋轉(zhuǎn)透鏡被移動以用于圖像穩(wěn)定。
[0005]但是，日本專利申請公開N0.H09-251127的方法具有這樣的問題，即，當(dāng)執(zhí)行圖像穩(wěn)定時，由于第一透鏡單元的旋轉(zhuǎn)角度增加，因此，光學(xué)性能劣化。另外，日本專利申請公開N0.2003-202499的方法具有這樣的問題，即，由于在孔徑光闌的附近或后側(cè)通過兩個透鏡單元執(zhí)行偏移和旋轉(zhuǎn)，因此光束被漸暈，使得周邊光量比減少。
[0006]特別地，當(dāng)執(zhí)行多于望遠(yuǎn)端的場角的50%的大的圖像模糊校正(以下在本說明書中被稱為“大的振動隔離”)時，圖像模糊校正量由沿與校正光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的方向的移動分量確定。因而，由于必須增加沿垂直方向的移動分量以執(zhí)行大的振動隔離，因此光學(xué)性能的劣化和周邊光量的減少變得十分明顯。
[0007]另外，存在旋轉(zhuǎn)透鏡單元自身以便實(shí)現(xiàn)光學(xué)性能和周邊光量的方法。但是，由于要被移動的部分具有大的重量，因此需要大的致動器以驅(qū)動透鏡單元，這導(dǎo)致重量的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明提供在大的振動隔離中具有高的光學(xué)性能和高的周邊光量比并且包含重量輕可移動的透鏡單元和小型的整個光學(xué)系統(tǒng)的透鏡裝置，并提供包含透鏡裝置的圖像拾取裝置。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)以上提到的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，提供一種透鏡裝置，包括包含多個透鏡單元的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包含:第一透鏡單元，其被設(shè)置為最接近光學(xué)系統(tǒng)中的物體側(cè)并且圍繞光學(xué)系統(tǒng)的光軸附近的點(diǎn)是可旋轉(zhuǎn)的；以及至少一個透鏡單元，其沿包含與光軸垂直的方向上的分量的方向是可移動的，其中，以下的條件式被滿足:[0010]1.0<ft/|fl |<2.2,
[0011]這里，ft代表光學(xué)系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端處的焦距，Π代表第一透鏡單元的焦距，并且其中，第一透鏡單元的旋轉(zhuǎn)或所述至少一個透鏡單元沿包含與光軸垂直的方向上的分量的方向的移動中的至少一個沿與光軸垂直的方向改變圖像形成位置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在大的振動隔離中具有高的光學(xué)性能和高的周邊光量比、并且包含重量輕可移動的透鏡單元和小型的整個光學(xué)系統(tǒng)的透鏡裝置，并且提供包含透鏡裝置的圖像拾取裝置。
[0013]本發(fā)明的其它特征從以下參照附圖的示例性實(shí)施例的描述將變得清晰。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之前的截面圖。
[0015]圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之前的截面圖。
[0016]圖1C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之前的截面圖。
[0017]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的截面圖。
[0018]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的截面圖。
[0019]圖2C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的截面圖。
[0020]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之前的橫向像差圖。
[0021]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之前的橫向
像差圖。
[0022]圖3C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之前的橫向像差圖。
[0023]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0024]圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的橫向
像差圖。
[0025]圖4C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的光路圖。
[0027]圖6A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的截面圖。
[0028]圖6B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的截面圖。
[0029]圖6C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的截面圖。
[0030]圖7A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0031]圖7B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的橫向
像差圖。[0032]圖7C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0033]圖8A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的截面圖。
[0034]圖SB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的截面圖。
[0035]圖SC是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的截面圖。
[0036]圖9A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0037]圖9B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的橫向
像差圖。
[0038]圖9C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0039]圖1OA是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的截面圖。
[0040]圖1OB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的截面圖。
[0041]圖1OC是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的截面圖。
[0042]圖1lA是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0043]圖1lB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的橫向
像差圖。
[0044]圖1lC是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0045]圖12A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的截面圖。
[0046]圖12B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的截面圖。
[0047]圖12C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的截面圖。
[0048]圖13A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0049]圖13B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的橫向
像差圖。
[0050]圖13C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0051]圖14A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的截面圖。
[0052]圖14B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的截面圖。
[0053]圖14C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的截面圖。
[0054]圖15A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0055]圖15B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的橫向
像差圖。
[0056]圖15C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0057]圖16A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0058]圖16B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的橫向
像差圖。
[0059]圖16C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0060]圖17A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的透鏡裝置的廣角端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
[0061]圖17B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的透鏡裝置的中間焦距處在振動隔離之后的橫向
像差圖。
[0062]圖17C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的透鏡裝置的望遠(yuǎn)端處在振動隔離之后的橫向像差圖。
【具體實(shí)施方式】
[0063]現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0064]實(shí)施例1
[0065]以下，參照實(shí)施例描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)。
[0066]圖1A、圖1B、圖1C、圖2A、圖2B以及圖2C示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的光學(xué)系統(tǒng)的截面圖。本實(shí)施例的透鏡裝置從物體側(cè)依次包含具有正折光力的第一透鏡單元1、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元I1、光闌(透鏡光闌)S、具有正折光力的第三透鏡單元III以及具有正折光力的第四透鏡單元IV。另外，本實(shí)施例的透鏡裝置是變焦光學(xué)系統(tǒng)，其中，第一透鏡單元I與第二透鏡單元II之間的間隔、第二透鏡單元II與第三透鏡單元III之間的間隔以及第三透鏡單元III與第四透鏡單元IV之間的間隔在變焦期間改變。
[0067]圖1A、圖1B以及圖1C分別示出在振動隔離(vibration isolation)之前在廣角端、中間焦距以及望遠(yuǎn)端處的截面圖。圖2A、圖2B以及圖2C分別示出在振動隔離之后在廣角端、中間焦距以及望遠(yuǎn)端處的截面圖。注意，“振動隔離之后”意味著在通過沿包含與光軸垂直的方向上的分量(component)的方向移動圖像穩(wěn)定(stabilization)透鏡來移動圖像形成位置(由于通過振動而導(dǎo)致的透鏡裝置的光軸方向的波動而沿與光軸垂直的方向在像平面上波動)、以便減少被攝體圖像的位置的波動的操作(振動隔離移動或圖像穩(wěn)定移動)中已移動預(yù)定的光學(xué)系統(tǒng)(圖像穩(wěn)定透鏡)的狀態(tài)。另外，“振動隔離之前”意味著圖像穩(wěn)定透鏡還沒有為了振動隔離而被移動的狀態(tài)。
[0068]圖3A、圖3B以及圖3C分別示出在振動隔離之前在廣角端、中間焦距以及望遠(yuǎn)端處的橫向像差圖。圖4A、圖4B以及圖4C分別示出在振動隔離之后在廣角端、中間焦距以及望遠(yuǎn)端處的橫向像差圖。這里，在橫向像差圖中示出的像高從上面依次為最大像高、中間像高、軸上、中間像高X (-1)以及最大像高X (-1)。另外，圖5示出在振動隔離之后在望遠(yuǎn)端處的光路圖。光束分別在最大像高、軸上以及最大像高X (-1)處進(jìn)入。在實(shí)施例的光路圖和截面圖中，設(shè)置在最后的透鏡單元的像側(cè)的平行平板是CCD的面板或低通濾波器的玻璃塊，并且平行平板的像側(cè)的線是像平面。
[0069]表1表示當(dāng)在實(shí)施例1中執(zhí)行振動隔離以便將光軸方向改變3度時第一透鏡單元的旋轉(zhuǎn)中心位置和旋轉(zhuǎn)量、以及第三透鏡單元的偏移(shift)量。
[0070]表1:根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的透鏡裝置的振動隔離中的旋轉(zhuǎn)中心位置、旋轉(zhuǎn)角度以及偏移量
[0071]
【權(quán)利要求】
1.一種透鏡裝置，包括包含多個透鏡單元的光學(xué)系統(tǒng)， 所述光學(xué)系統(tǒng)包括: 第一透鏡單元，其被設(shè)置為最接近光學(xué)系統(tǒng)中的物體側(cè)并且圍繞光學(xué)系統(tǒng)的光軸附近的點(diǎn)是可旋轉(zhuǎn)的；以及 至少一個透鏡單元，其沿包含與光軸垂直的方向上的分量的方向是可移動的， 其中，以下的條件式被滿足:
1.0<ft/|fl |<2.2， 這里，ft代表光學(xué)系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端處的焦距，fl代表第一透鏡單元的焦距，并且其中，第一透鏡單元的旋轉(zhuǎn)或所述至少一個透鏡單元沿包含與光軸垂直的方向上的分量的方向的移動中的至少一個沿與光軸垂直的方向改變圖像形成位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，所述至少一個透鏡單元沿包含與光軸垂直的方向上的分量的方向是可偏移的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，所述至少一個透鏡單元與光闌相鄰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，還包括設(shè)置在所述至少一個透鏡單元的透鏡之間的光闌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，第一透鏡單元包括至少一個正透鏡和至少一個負(fù)透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，沿光軸方向的第一透鏡單元的旋轉(zhuǎn)中心位置根據(jù)變焦改變。
7.一種圖像拾取裝置，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)的透鏡裝置；以及 圖像傳感器，用于通過所述透鏡裝置接收被攝體光。
【文檔編號】G02B15/173GK103901590SQ201310718903
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】川村淳 申請人:佳能株式會社