變倍攝像透鏡及變倍攝像裝置的制作方法

專利名稱：變倍攝像透鏡及變倍攝像裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用攝像元件的數碼靜物相機、便攜電話搭載相機、便攜信息終端搭載相機這種嚴格限制總長的攝像透鏡裝置，尤其涉及一種也可以搭載在便攜電話機等上的具有適當的總長及高的光學性能的變倍攝像透鏡及變倍攝像裝置。
背景技術：
伴隨信息的多元化，逐漸在便攜電話機或便攜信息終端上搭載攝像透鏡，另外，通過信息傳輸速度的提高也使圖像的信息量迅速增大。而且，也提出了多種搭載定焦透鏡、搭載變倍透鏡的便攜裝置的方案。
為了在這種便攜裝置如便攜電話機或便攜信息終端等上搭載透鏡模組，而需要光學(透鏡)系極其緊湊。
針對這樣希望，提出了一種具有實現了緊湊化的變倍功能的小型可變焦距透鏡的方案(例如，參照專利文獻1特開平9-311275號公報)。
在該專利文獻1中所記載的可變焦距透鏡由具有正放大率的前組與具有負放大率的后組構成。
而且，通過前組從物體側依次由負放大率的粘合透鏡、彎月負透鏡、雙凸正透鏡、雙凸正透鏡4組5片構成，后組由雙凸正透鏡、負透鏡、彎月負透鏡3組3片構成，合計由7組8片透鏡構成，并在第3組或第4組的透鏡的至少1面上采用非球面，而構成小型高性能的光學系。
可是，如果考慮具有可制造的厚度的透鏡及隨著變倍的透鏡組的移動量就可想而知了，為了實現可搭載在便攜裝置上的極緊湊的光學系的條件之一，要著手于減少構成光學系的透鏡片數。
但是，上述專利文獻1中所記載的可變焦距透鏡，其透鏡的構成片數為7組8片而比較多，在攝像光學系的小型化上存在局限，很難說相對于便攜電話機等總長有限制的設備充分地實現了小型化。
在具有變倍功能的光學系中，以構成片數少、為2到5片的透鏡片數構成的例子，基本上局限于作為物理尺寸小的以攝像元件為對象的攝像透鏡上。
使用在緊湊的數碼靜物相機、便攜電話搭載相機上的攝像元件，作為通常例，由于與銀鹽薄膜相比攝像面尺寸極其小、為幾％到20％的程度，所以作為通常例必須能夠確保高的光學性能。
從而，使用攝像元件的攝像光學系，由于重視遠心性，所以作為透鏡類型分類為如下2類。
第1類型，是從物體側起依次由負的折射能力的第1透鏡組、及正的折射能力的第2透鏡組這2組構成的透鏡類型。在該2組構成透鏡類型中，可由最小2片的透鏡構成。
該第1類型是所謂的負焦距型(retro focus type)，容易適用在廣角化上。
但是，上述的第1透鏡類型，雖然是所謂的負焦距型并容易適用在廣角化上，但很難說相對于便攜電話機等總長有限制的設備充分地實現了小型化。
第2類型，是從物體側起依次由負的折射能力的第1透鏡組、正的折射能力的第2透鏡組及正的折射能力的第3透鏡組這3組構成的透鏡類型。在該3組構成透鏡類型中，可由最小3片的透鏡構成。
而且，該第2類型是所謂遠心性好，在使用攝像元件的光學系中多采用。
但是，第2透鏡類型，雖然遠心性好，但與上述的負正的2組構成相同，也是負焦距型，因此很難說充分地實現了小型化。
另一方面，從物體側起依次由負的折射能力的第1透鏡組、正的折射能力的第2透鏡組及負的折射能力的第3透鏡組這3組構成。提出了所謂的負、正、負的透鏡類型的方案。由于該透鏡類型可增強調焦系的作用，所以可有利于縮短光學系總長，適合用在以銀鹽薄膜為對象的攝像透鏡上。
但是，該透鏡類型由于其最接近攝像面的透鏡組的第3透鏡組具有負折射能力，所以，有從光學系的射出角跳起的傾向，在將攝像元件作為對象使用時，擔心由于攝像元件的開口產生遮光。
對于便攜電話機等上需要極其緊湊的光學系，如上所述，在所謂負焦距型中難以緊湊化。
另一方面，增強了遠攝系的作用的負、正、負的透鏡類型在緊湊方面有利，但有從光學系的射出角跳起的傾向。另外，在當前的攝像元件中，為了促使減少由開口產生的遮光，一般在各像素上搭載微型透鏡，通過該微型透鏡來進行補正。

發明內容
因此，本發明是鑒于上述問題而做出的，其目的在于提供一種雖然是負、正、負的透鏡類型，但可以抑制射出角，并且可以實現極其緊湊的光學系的變倍攝像透鏡及變倍攝像裝置。
為了實現上述目的，本發明的第1類型是具有攝像光學系且該攝像光學系具有以攝像元件為對象的變倍功能的變倍攝像透鏡，上述攝像光學系由從物體側起依次配置的5片透鏡構成，變倍比約為2.5以下，并且，滿足條件式0.17＜y’/L，其中，y’表示上述攝像元件的攝像面的最大像高，L表示在從光學系的最靠物體一側的透鏡的面頂點到光軸上的攝像面的距離最大時的、從光學系最前面到攝像面的距離。
優選上述攝像光學系由從物體側起依次配置的、第1透鏡組、第2透鏡組以及第3透鏡組構成，上述第1透鏡組由具有負折射能力的1片構成，第2透鏡組由具有正及負的折射能力的3片構成、并作為整體具有正的折射能力，第3透鏡組由具有負折射能力的1片構成，在進行變倍時，至少上述第2透鏡組與上述第3透鏡組在光軸上移動。
優選上述第1透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組的焦點距離分別滿足各條件式2.0＜|f1|/fw＜3.0、0.74＜f2/fw＜0.86、1.0＜|f3|/fw＜1.42，其中，f1表示第1透鏡組的焦點距離，f2表示第2透鏡組的焦點距離，f3表示第3透鏡組的焦點距離，fw表示廣角端的光學系的焦點距離。
優選在上述第2透鏡組中具有至少1面的非球面，并且，在上述第3透鏡組中具有至少1面的非球面。
優選上述第3透鏡組是凹面朝向像側的負透鏡，滿足條件式tanω×fst/Lst＜0.35，其中，ω表示在廣角端的最大入射角度，fst表示比廣角端的光圈靠像一側的光學系的合成焦點距離，Lst表示從廣角端的光圈到攝像面的距離。
優選上述第2透鏡組由3片塑料透鏡構成。
優選上述第1透鏡組是在第1面上以物體側為凸面的負彎月透鏡。
優選上述第2透鏡組的3片透鏡從物體側起由正彎月透鏡、負彎月透鏡、以及正雙凸透鏡構成。
本發明的第2類型的變倍攝像裝置，具有變倍攝像透鏡和驅動裝置，上述變倍攝像透鏡具有攝像光學系，該攝像光學系具有以攝像元件為對象的變倍功能、并由在光軸上從物體側起依次配置的5片透鏡構成，上述驅動裝置，包括在與上述光軸大致平行的方向上引導上述攝像光學系的5片透鏡中的、規定的透鏡的引導部，上述攝像光學系由從物體側起依次配置的、第1透鏡組、第2透鏡組以及第3透鏡組構成，上述第1透鏡組由具有負折射能力的1片構成，第2透鏡組由具有正及負的折射能力的3片構成、并作為整體具有正的折射能力，第3透鏡組由具有負折射能力的1片構成，在進行變倍時，至少上述第2透鏡組與上述第3透鏡組在光軸上沿上述引導部移動，變倍比約為2.5以下，并且，滿足條件式0.17＜y’/L，其中，y’表示上述攝像元件的攝像面的最大像高，L表示在從光學系的最靠物體一側的透鏡的面頂點到光軸上的攝像面的距離最大時的、從光學系最前面到攝像面的距離。
根據本發明，能夠實現可搭載在信息終端、便攜電話機等上的緊湊的變倍攝像透鏡。
另外，也可以應用在數碼靜物相機上，能夠實現超薄型的變倍透鏡搭載的相機，具有能夠實現應用范圍廣的變倍攝像透鏡的優點。


圖1是表示變倍攝像透鏡的基本構成的圖，(A)表示廣角端的透鏡構成、(B)表示望遠端的透鏡構成。
圖2是在實施例1～4中，表示對構成變倍攝像透鏡的各透鏡組的各透鏡、光圈、以及構成攝像部的蓋玻璃賦予的面編號的圖。
圖3是在實施例1中，表示廣角端的球面像差、非點像差、及變形像差的像差圖。
圖4是在實施例1中，表示望遠端的球面像差、非點像差、及變形像差的像差圖。
圖5是在實施例2中，表示廣角端的球面像差、非點像差、及變形像差的像差圖。
圖6是在實施例2中，表示望遠端的球面像差、非點像差、及變形像差的像差圖。
圖7是在實施例3中，表示廣角端的球面像差、非點像差、及變形像差的像差圖。
圖8是在實施例3中，表示望遠端的球面像差、非點像差、及變形像差的像差圖。
圖9是在實施例4中，表示廣角端的球面像差、非點像差、及變形像差的像差圖。
圖10是在實施例4中，表示望遠端的球面像差、非點像差、及變形像差的像差圖。
圖11是作為本發明的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的從正面一側觀察的外觀斜視圖。
圖12是作為本發明的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的從后面一側觀察的局部省略的外觀斜視圖。
圖13是作為本發明的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的主視圖。
圖14是作為本發明的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的俯視圖。
圖15是圖14的A-A線箭頭方向的剖面圖。
圖16是圖14的B-B線箭頭方向的剖面圖。
圖17是從正面一側表示本實施方式的第1透鏡移動框體與第2透鏡移動框體、以及第1引導軸與第2引導軸、凸輪裝置的配置和配合關系的斜視圖。
圖18是從后面一側表示本實施方式的第1透鏡移動框體與第2透鏡移動框體、以及第1引導軸與第2引導軸、凸輪裝置的配置和配合關系的斜視圖。
圖19是從上面一側表示本實施方式的第1透鏡移動框體與第2透鏡移動框體、以及第1引導軸與第2引導軸、凸輪裝置的配置和配合關系的斜視圖。
圖20是表示本實施方式的透鏡驅動系的俯視圖，是用于說明第1被卡扣部的第1軸承部與第2軸承部的形狀、及第2被卡扣部的第3軸承部與第4軸承部的形狀的圖。
圖21是表示本實施方式的透鏡驅動系的側視圖，是用于說明第1被卡扣部的第1軸承部與第2軸承部的形狀、及第2被卡扣部的第3軸承部與第4軸承部的形狀的圖。
圖22是表示本實施方式的透鏡驅動系的斜視圖，是用于說明第1被卡扣部的第1軸承部與第2軸承部的形狀、及第2被卡扣部的第3軸承部與第4軸承部的形狀的圖。
圖23是用于說明本實施方式的第1被卡扣部的第1軸承部與第2軸承部的形狀、及第2被卡扣部的第3軸承部與第4軸承部的形狀的圖。
圖24是從上面側表示本實施方式的凸輪裝置被軸支撐在固定框體上的狀態的局部剖開斜視圖。
圖25是從下面側表示本實施方式的凸輪裝置被軸支撐在固定框體上的狀態的局部剖開斜視圖。
圖26是局部剖開表示本實施方式的凸輪裝置的整體的剖面結構的斜視圖。
圖27是本實施方式的凸輪裝置的軸心部的剖面圖。
圖28是本實施方式的凸輪裝置的軸心部及驅動部的剖面圖。
圖中100-變倍攝像透鏡，110-第1透鏡組，111-負彎月透鏡，120-第2透鏡組，121-正彎月透鏡，122-負彎月透鏡，123-雙凸透鏡，130-第3透鏡組，131-負透鏡，140-攝像部，141-玻璃制平行平面板(蓋玻璃)，142-攝像元件，142a-攝像面，200-可變焦距透鏡單元，211-固定框體，212-攝像光學系，2121-第1透鏡組，2122-第2透鏡組，2123-第3透鏡組，213-引導部，2131-第1引導軸，2132-第2引導軸，214-凸輪裝置，2141-旋轉體，21411-旋轉軸，21411a-前端部，21411b-后端部，2142-帶狀體，2142a-第1面，2142b-第2面，21421-第1凸輪部，21422-第2凸輪部，2143-前端部軸承部，2144-后端部軸承部，2145-盤簧，215-基臺，2151-攝像元件，216-第1透鏡移動框體，2161-第1框體，2162-第2框體，2163-第1被卡扣部，2164-第1被引導部，21641-第1軸承部，21642-第2軸承部，2165-第3被引導部，217-第2透鏡移動框體，2171-第2被卡扣部，2172-第2被引導部，21721-第3軸承部，21722-第4軸承部，2173-第4被引導部，218-盤簧。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
圖1(A)、(B)是變表示變倍攝像透鏡的基本構成的圖，其中圖1(A)表示廣角端的透鏡構成、圖1(B)表示望遠端的透鏡構成。
該變倍攝像透鏡100，如圖1所示，由從物體側OBJS依次配置的第1透鏡組110、第2透鏡組120、第3透鏡組130、攝像部140、以及配置在第2透鏡組120的物體側(第1透鏡組110一側)的光圈部150構成，其中，第1透鏡組110由具有負折射能力的1片構成，第2透鏡組120由具有正及負的折射能力的3片構成、作為整體具有正的折射能力，第3透鏡組130由具有負折射能力的1片構成。
在該變倍攝像透鏡100進行變倍時，第1透鏡組110、第2透鏡組120、及第3透鏡組130中的、例如第2透鏡組120與第3透鏡組130在光軸AX上移動。
此外，對于變倍功能，可設成固定第1透鏡組110的結構，但也可以設成使第1透鏡組110變動(可以移動)的結構，可根據使用目的進行對應。
通過這些構成要件中的、第1透鏡組110、第2透鏡組120、第3透鏡組130構成變倍攝像透鏡100的攝像光學系，其中，第1透鏡組110由具有負折射能力的1片構成，第2透鏡組120由具有正及負的折射能力的3片構成、作為整體具有正的折射能力，第3透鏡組130由具有負折射能力的1片構成。
即，在本實施方式中，攝像光學系總共由5片透鏡構成，其中從物體側OBJS起依次配置的、第1透鏡組110為1片構成、第2透鏡組120為3片構成、第3透鏡組130為1片構成。
第1透鏡組110例如在第1面上由物體側為凸面的具有負的折射能力的彎月透鏡111構成。
這樣，通過由具有負的折射能力的彎月透鏡111構成第1透鏡組110，能夠容易抑制失真。
第2透鏡組120，由于為唯一的具有正的折射能力的組，所以為了進行各像差補正而采用3片構成。并且，當該第2透鏡組120使用玻璃透鏡時，由于小所以比通常的透鏡高價。因此，為了實現成本降低，而通過塑料制透鏡來作為構成第2透鏡組120的3片透鏡。
構成第2透鏡組120的3片塑料制透鏡，例如，從第1透鏡組110側(物體側)依次由正彎月透鏡121、負彎月透鏡122及正雙凸透鏡123構成。
正彎月透鏡121可很好地進行球面像差補正，通過將位于3片中央的透鏡設為負彎月透鏡122，可抑制在正透鏡產生的象面彎曲的補正過量并且抑制幀像差產生，從而達到性能均衡，通過這些來抑制隨著變倍產生的像差變動，可以高性能進行變倍。
第3透鏡組130，由于為1片構成，所以在這里需要進行各像差的補正，如進行球面像差、幀像差、非點像差、變形補正，并且也需要進行廣角端的射出角的補正。
第3透鏡組130由例如像面側為凹的負透鏡131構成。
在本實施方式中，焦點調整是通過第3透鏡組130進行的，從無限遠到最近向攝像面側移動。
第3透鏡組130在為正透鏡時，由于向物體側移動，所以尤其需要確保望遠端的第2透鏡組120與第3透鏡組130之間的距離。
在本實施方式中，由于向像面側移動，所以能夠減窄望遠端的第2透鏡組120與第3透鏡組130的距離。
這是可以使變倍光學系緊湊化的要因之一，另外，只要是相同大小，就可以配置合理的放大率，能夠實現高性能化及降低偏心靈敏度。
攝像部140從第3透鏡組130一側依次配置玻璃制的平行平面板(蓋玻璃)141、例如由CCD或CMOS傳感器等構成的攝像元件142。
介由攝像光學系來自被攝體(物體)的光被成像在攝像元件142的攝像面142a上。
具有以上的第1透鏡組110、第2透鏡組120及第3透鏡組130的攝像光學系，由于其光學系整體為負、正、負的透鏡構成，所以為了具有遠攝作用可以縮短總長。
具有以上構成的本實施方式的變倍攝像透鏡100，為了實現緊湊化以搭載在便攜電話機等上，并且緩和向攝像元件的入射角度的射出光瞳限制，而設定了如下所述那樣的各種條件。
以下，對在實施方式的變倍攝像透鏡100中設定的各條件進行說明。
本變倍攝像透鏡100，其變倍比約為2、5以下，并且，攝像元件142的攝像面142a的最大像高設為y’，在從攝像光學系的最靠物體一側的透鏡111的面頂點到光軸AX上的攝像面142a的距離最大時的、從光學系最前面到攝像面的距離設為L，這樣分別進行表示時，以滿足以下的(條件式1)的方式構成。
0.17＜y’/L(條件式1)攝像光學系通過減小透鏡的片部成為5片構成，可縮短總長，并且地行約2.5倍以下的變倍。并且，光學系的大小也由使用的傳感器尺寸所決定，但是為了實現緊湊化，即使是變倍透鏡，在超過條件式1的下限(0.17)時其總長也變長，并且，構成第1透鏡組110的透鏡直徑也變大，因此，不能稱為緊湊的光學系。
在本實施方式中，縮短攝像光學系的總長，據此可以使直徑最大的透鏡的第1透鏡組110的透鏡的直徑也小型化。
此外，條件式1的y’與L的關系制約條件是根據攝像面142a的大小以及光學系的大小來決定的。
但是，在本實施方式中，盡管為負、正、負3組構成但也可以得到緊湊的縮短總長的光學系。
另外，本實施方式以少的片數即5片構成來實現緊湊化。若減小片數則為了進行像差補正難以縮短L，在本實施方式中設成y＜0.23。
本實施方式的變倍攝像透鏡100，其第1透鏡組110的焦點距離f1、第2透鏡組120的焦點距離f2、及第3透鏡組的焦點距離f3，利用合成放大率變強的廣角端的攝像光學系的焦點距離fw以滿足以下的(條件式2)、(條件式3)、及(條件式4)的方式構成。
2.0＜|f1|/fw＜3.0 (條件式2)0.74＜f2/fw＜0.86 (條件式3)1.0＜|f3|/fw＜1.42 (條件式4)上述的條件式2、條件式3及條件式4，表示用于實現變倍攝像透鏡100的緊湊化的各組的放大率條件，換句話說，表示通過使各透鏡組的放大率均衡，而可實現高性能緊湊的變倍攝像透鏡的條件。
條件式2表示第1透鏡組110的放大率條件，在超過上限時不容易負失真補正，并且，會由第2透鏡組120的放大率變大產生像差劣化。另外，在超過下限時，總長變大、不能實現緊湊化，并且，第1透鏡組110的放大率變大、非點像差、變形像差變差。
條件式3表示第2透鏡組120的放大率條件，在超過上限時總長變大，并且難以進行球面像差補正。在超過下限時，球面像差、非點像差、幀像差變差。
條件式4表示第3透鏡組130的放大率條件，在超過上限時，難以進行負的變形補正，在超過下限時，使幀像差、正變形增大，并且總長變大。
另外，本實施方式的變倍攝像透鏡100，以在第2透鏡組120具有至少1面非球面，并且，在第3透鏡組130具有至少1面非球面的方式構成。
具體地，本實施方式的變倍攝像透鏡100，如上所述，在像差補正上，通過優化各組的放大率配置可實現緊湊化，并且，在第2透鏡組120與第3透鏡組130適當配置非球面，可進一步實現緊湊化。通過優化這些條件，盡管為緊湊的變倍透鏡，但能夠為高性能、且減小變形。
即，在本實施方式中，在全為球面系時難以進行緊湊的變倍攝像透鏡的像差補正，而通過在適當位置配置非球面能夠進行各像差的補正。
在本實施方式的攝像光學系中，第2透鏡組120唯一具有的正折射能力，必然地其放大率變大、像差產生變大，因此需要至少1面以上的非球面，據此，進行球面像差、幀像差、非點像差的補正。
另外，第3透鏡組130為1片構成，所以，需要在此進行各像差的補正，如進行球面像差、幀像差、非點像差、變形補正，并且也用于需要廣角端的射出角的補正。
這樣，在本實施方式中，通過在第2透鏡組120上配置適當的非球面，而可進行在第2透鏡組120產生的球面像差、非點像差及幀像差的補正。并且，通過在第3透鏡組130上配置非球面，而進行變形像差補正、幀像差、非點像差補正，另外，也進行望遠端的球面像差補正。
而且，緩和了廣角(wide)端的射出光瞳位置。在本實施方式中，在各透鏡上設置至少1面的非球面，而進行上述性能的補正。
本實施方式所用的非球面如下式設置。
Z＝(h2/r)/{1+[1-(1+k)(h/r)2]1/2}+Ah4+Bh6+Ch8+Dh10其中，Z表示接觸面相對于面頂點的深度，r表示曲率半徑，h表示距光軸的高度，k圓錐常數，A表示4次方的非球面系數，B表示6次方的非球面系數，C表示8次方的非球面系數，D表示10次方的非球面系數。
另外，如上所述，第3透鏡組130可由例如凹面朝向像面側的負的透鏡131構成，這時，以廣角端的最大入射角度ω、比廣角端的光圈靠像一側的光學系的合成焦點距離fst、從廣角端的光圈到攝像面的距離Lst，滿足以下(條件式5)的方式構成。
tanω×fst/Lst＜0.35 (條件式5)在目前的像素的微細化的攝像元件中，由于隨之向受光部的光線被開口部所遮擋的傾向變強，所以要使用微型透鏡進行周邊光量的補正。
從而，使用攝像元件的光學系，不一定需要遠心性。
但是，為了確保向攝像元件的光線光量，入射角有邊界，限制該邊界角，在超過上限時，向受光部的角度苛刻，在畫面周邊部產生突然的光量降低。
條件式5表示相對于向攝像元件142的入射角度限制的射出光瞳位置的條件，是條件苛刻的廣角端的條件式。
也就是說，成為關系到射出光瞳距離的、光圈位置與距光圈的攝像面142a一側的光學系的焦點距離(放大率)相對于入射到光學系的角度(兩角)的關系式。在本實施方式中，廣像角、緊湊，卻緩和了射出光瞳的限制，而該條件式表示實現其的條件。
以下，表示變位攝像透鏡的具體的數值的實施例1～4。
此外，在各實施例1～4中，對于構成變倍攝像透鏡100的各透鏡組的各透鏡、光圈部150、以及構成攝像部140的蓋玻璃141，賦予了圖2所示的面編號。
具體地，將構成第1透鏡組110的負彎月透鏡111的物體側面(凸面)設為第1號、將相反側的凹面設為第2號，將光圈部150設為第3號，將構成第2透鏡組120的正彎月透鏡121的光圈側面(凸面)設為第4號，將透鏡121的相反側的凹面設為第5號，將負彎月透鏡122的透鏡121側的面(凹面)設為第6號，將透鏡122的相反側的凸面設為第7號，將雙凸透鏡123的透鏡122一側的凸面設為第8號，將透鏡123的相反側的凸面設為第9號，將構成第3透鏡組130的負透鏡131的第2透鏡組120一側的面(凸面)設為第10號，將透鏡131的相反側的面(凹面)設為第11號，將蓋玻璃141的第3透鏡組130一側的面設為第12號，將攝像元件142一側的面設為第13號。
(實施例1)表1～表4表示實施例1的各數值。
表1表示與實施例1的變倍攝像透鏡的各面編號相對應的各透鏡、光圈、蓋玻璃的曲率半徑(rmm)與間隔(dmm)。
表1(實施例1)

表2表示實施例1的包含非球面的第2透鏡組120、及第3透鏡組130的規定面的非球面系數。在表2中，K表示圓錐常數，A表示4次方的非球面系數，B表示6次方的非球面系數，C表示8次方的非球面系數，D表示10次方的非球面系數。
表2非球面系數(實施例1)

表3表示隨著變倍而間隔變化的面2、9、11、13的廣角端、望遠端的可變間隔的數值、光圈直徑、焦點距離、及F值(Fno)的數值。
表3可變間隔(實施例1)

表4表示條件式1～條件式5的各數值。在實施例1中，條件式1的(y’/L)為0.221(0.17＜0.221＜0.23)，條件式2的(f1/fw)為2.946(2.0＜2.946＜3.0)，條件式3的(f2/fw)為0.772(0.74＜0.772＜0.86)，條件式4的(f3/fw)為1.224(1.0＜1.224＜1.42)，條件式5的(tanω×fst/Lst)為0.329(0.329＜0.35)。
表4各條件式的值(實施例1)

圖3是在實施例1中，表示廣角端的球面像差、非點像差及變形像差的像差圖，圖4是在實施例1中，表示望遠端的球面像差、非點像差及變形像差的像差圖。圖3及圖4的(A)表示球面像差，(B)表示非點像差，(C)表示變形像差。在圖3及圖4的(B)中，實線表示子午像面的d線的值，虛線表示弧矢像面的d線的值。
從圖3及圖4中可知根據實施例1，可得到在從廣角端到望遠端的焦點位置距離上，很好地補正球面、非點、變形各像差，成像性能優越的變倍攝像透鏡。
(實施例2)
表5～表8表示實施例2的各數值。
表5表示與實施例2的變倍攝像透鏡的各面編號相對應的各透鏡、光圈、蓋玻璃的曲率半徑(rmm)與間隔(dmm)。
表5(實施例2)

表6表示實施例2的包含非球面的第2透鏡組120、及第3透鏡組130的規定面的非球面系數。在表6中，K表示圓錐常數，A表示4次方的非球面系數，B表示6次方的非球面系數，C表示8次方的非球面系數，D表示10次方的非球面系數。
表6非球面系數(實施例2)

表7表示隨著變倍而間隔變化的面2、9、11、13的廣角端、望遠端的可變間隔的數值、光圈直徑、焦點距離、及F值(Fno)的數值。
表7可變間隔(實施例2)

表8表示條件式1～條件式5的各數值。在實施例2中，條件式1的(y’/L)為0.215(0.17＜0.215＜0.23)、條件式2的(f1/fw)為2.608(2.0＜2.608＜3.0)，條件式3的(f2/fw)為0.746(0.74＜0.746＜0.86)，條件式4的(f3/fw)為1.173(1.0＜1.173＜1.42)，條件式5的(tanω×fst/Lst)為0.323(0.323＜0.35)。
表8各條件式的值(實施例2)

圖5是在實施例2中，表示廣角端的球面像差、非點像差及變形像差的像差圖，圖6是在實施例2中，表示望遠端的球面像差、非點像差及變形像差的像差圖。圖5及圖6的(A)表示球面像差，(B)表示非點像差，(C)表示變形像差。在圖5及圖6的(B)中，實線表示子午像面的d線的值，虛線表示弧矢像面的d線的值。
從圖5及圖6中可知根據實施例2，可得到在從廣角端到望遠端的焦點位置距離上，很好地補正球面、非點、變形各像差，成像性能優越的變倍攝像透鏡。
(實施例3)表9～表12表示實施例3的各數值。
表9表示與實施例3的變倍攝像透鏡的各面編號相對應的各透鏡、光圈、蓋玻璃的曲率半徑(rmm)與間隔(dmm)。
表9(實施例3)

表10表示實施例3的包含非球面的第2透鏡組120、及第3透鏡組130的規定面的非球面系數。在表10中，K表示圓錐常數，A表示4次方的非球面系數，B表示6次方的非球面系數，C表示8次方的非球面系數，D表示10次方的非球面系數。
表10非球面系數(實施例3)


表11表示隨著變倍而間隔變化的面2、9、11、13的廣角端、望遠端的可變間隔的數值、光圈直徑、焦點距離、及F值(Fno)的數值。
表11可變間隔(實施例3)

表12表示條件式1～條件式5的各數值。在實施例3中，條件式1的(y’/L)為0.188(0.17＜0.188＜0.23)，條件式2的(f1/fw)為2.075(2.0＜2.075＜3.0)，條件式3的(f2/fw)為0.854(0.74＜0.854＜0.86)，條件式4的(f3/fw)為1.417(1.0＜1.417＜1.42)，條件式5的(tanω×fst/Lst)為0.325(0.325＜0.35)。
表12各條件式的值(實施例3)

圖7是在實施例3中，表示廣角端的球面像差、非點像差及變形像差的像差圖，圖8是在實施例3中，表示望遠端的球面像差、非點像差及變形像差的像差圖。圖7及圖8的(A)表示球面像差，(B)表示非點像差，(C)表示變形像差。在圖7及圖8的(B)中，實線表示子午像面的d線的值，虛線表示弧矢像面的d線的值。
從圖7及圖8中可知根據實施例3，可得到在從廣角端到望遠端的焦點位置距離上，很好地補正球面、非點、變形各像差，成像性能優越的變倍攝像透鏡。
(實施例4)表13～表16表示實施例4的各數值。
表13表示與實施例4的變倍攝像透鏡的各面編號相對應的各透鏡、光圈、蓋玻璃的曲率半徑(rmm)與間隔(dmm)。
表13(實施例4)

表14表示實施例4的包含非球面的第2透鏡組120、及第3透鏡組130的規定面的非球面系數。在表14中，K表示圓錐常數，A表示4次方的非球面系數，B表示6次方的非球面系數，C表示8次方的非球面系數，D表示10次方的非球面系數。
表14非球面系數(實施例4)


表15表示隨著變倍而間隔變化的面2、9、11、13的廣角端、望遠端的可變間隔的數值、光圈直徑、焦點距離、及F值(Fno)的數值。
表15可變間隔(實施例4)

表16表示條件式1～條件式5的各數值。在實施例4中，條件式1的(y’/L)為0.178(0.17＜0.178＜0.23)，條件式2的(f1/fw)為2.358(2.0＜2.358＜3.0)，條件式3的(f2/fw)為0.791(0.74＜0.791＜0.86)，條件式4的(f3/fw)為1.058(1.0＜1.058＜1.42)，條件式5的(tanω×fst/Lst)為0.341(0.341＜0.35)。
表16各條件式的值(實施例4)

圖9是在實施例4中，表示廣角端的球面像差、非點像差及變形像差的像差圖，圖10是在實施例4中，表示望遠端的球面像差、非點像差及變形像差的像差圖。圖9及圖10的(A)表示球面像差，(B)表示非點像差，(C)表示變形像差。在圖9及圖10的(B)中，實線表示子午像面的d線的值，虛線表示弧矢像面的d線的值。
從圖9及圖10中可知根據實施例4，可得到在從廣角端到望遠端的焦點位置距離上，很好地補正球面、非點、變形各像差，成像性能優越的變倍攝像透鏡。
如上所述，根據本實施方式，攝像光學系為3組構成的變倍透鏡，第1透鏡組110為1片構成，第2透鏡組120為3片構成，第3透鏡組為1片構成，并且，第2透鏡組120的3片全部為塑料制的，因此，可縮短光學系的總長，據此，也可使直徑最大的透鏡的第1透鏡組110的透鏡直徑小型化，又能夠實現成本的降低。
在變倍時，也可以使第1透鏡組110固定或變動，能夠根據使用目的進行對應。
在像差補正中，通過優化各透鏡組的放大率配置，而實現緊湊化，并且，在第2透鏡組120與第3透鏡組130上適當配置非球面，而能夠進一步實現緊湊化。通過優化這些條件，盡管為緊湊的變倍透鏡，但卻具有高性能、并且可減少變形的優點。
另外，在本實施方式中，焦點調整通過第3透鏡組130進行，從無限遠到最近向攝像面側移動，因此，能夠減窄在望遠端的第2透鏡組120與第3透鏡組130的距離。據此，可以使變倍光學系緊湊化，另外，只要是相同大小，就可以配置合理的放大率，能夠實現高性化及降低偏心靈敏度。
另外，塑料制的第2透鏡組120的3片透鏡為正彎月透鏡、負彎月透鏡、正雙凸透鏡構成，因此，能由正彎月透鏡很好地進行球面像差補正，在負彎月透鏡中，可抑制在正透鏡產生的像面彎曲的補正過度，與此同時能夠抑制幀像差變動。據此，具有可以使性能均衡，抑制隨著變倍產生的像差變動，可以高性能地進行變倍的優點。
另外，在各透鏡組的焦點距離(f1、f2、f3)與合成放大率變強的廣角端的焦點距離fw的關系上，通過使各透鏡放大率均衡，可以實現高性能、緊湊的變倍透鏡。
通過將射出光瞳位置相對于向攝像元件142的入射角度限制的條件規定在所希望的條件上，而廣像角、緊湊，并且可緩和射出光瞳的限制。
接著，如上述那樣，對于作為搭載了具有雖然為負、正、負的透鏡類型，但可以抑制射出角、并且可以實現極其緊湊的光學系這樣的特征的變倍攝像透鏡，而可實現小型化，并且，能夠順暢地移動透鏡，能實現穩定的位置調整的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的具體的構成例參照圖11～圖28進行詳細地說明，其中也有一部分重復。
圖11是作為本發明的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的從正面一側觀察的外觀斜視圖，圖12是作為本發明的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的從后面一側觀察的局部省略的外觀斜視圖，圖13是作為本發明的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的主視圖，圖14是作為本發明的變倍攝像裝置的可變焦距透鏡單元的俯視圖。
本可變焦距透鏡單元200，如圖所示，具有固定框體211、攝像光學系212、引導部213、凸輪裝置214以及基臺215，固定框體211收容透鏡、引導軸、凸輪裝置等主要構成部，攝像光學系212具有第1透鏡組2121、第2透鏡組2122及第3透鏡組2123這3組構成，在固定框體211上固定第1透鏡組2121，在固定框體211內沿光軸可移動地配置第2、第3透鏡組2122、2123，引導部213具有在與光軸平行的方向上引導攝像光學系212的第2透鏡組2122及第3透鏡組2123的第1引導軸2131及第2引導軸2132，凸輪裝置214在固定框體211內相對攝像光學系212并排配置，基臺215以包含作為攝像光學系212的一部分的光軸的方式配置由CCD或CMOS傳感器構成的攝像元件2151。
在可變焦距透鏡單元200上，攝像光學系212相當于圖1的攝像光學系100，第1透鏡組2121相當于圖1的第1透鏡組110，第2透鏡組2122相當圖1的第2透鏡組120，第3透鏡組2123相當圖1的第3透鏡組130，攝像元件2151相當于圖1的攝像部12的攝像元件142。另外，通過引導部213、凸輪裝置214、馬達(未圖示)等構成變倍攝像裝置的驅動裝置。
此外，在圖11及圖12中，攝像光學系212的光軸，以成為圖11中設定的正交坐標系的Z軸方向的方式構成，如后詳述，第2透鏡組2122及第3透鏡組2123對應凸輪裝置214的旋轉而在光軸方向上移動(進退)。
固定框體211，例如，在圖11及圖12中，前面側、后面側及下面側開口，左右兩側部的下面側安裝在基臺215上。而且，引導部213的第1引導軸2131及第2引導軸2132的一端部被軸支撐在以大致180°相對向的位置。
固定框體211的上面部211a的圖11、圖13中左側具有作為第1透鏡組固定框2111的功能，其上形成有為了固定攝像光學系212的第1透鏡組2121而在光軸方向上連通的截面呈圓形的開口部2111a。
另外，與第1透鏡組固定框2111并排地一體形成有凸輪驅動部收容部2112，該凸輪驅動部收容部2112上配置凸輪裝置214的旋轉體的旋轉軸的軸承部、和以規定的減速比將馬達(未圖示)的旋轉驅動力傳遞給旋轉體的齒輪的齒輪列等。
圖15是圖14的A-A線箭頭方向的剖面圖，圖16是圖14的B-B線箭頭方向的剖面圖。
以下，除了上述圖11～圖14之外，還參照圖15及圖16對本實施方式的攝像光學系212的具體的構成例進行說明。
本實施方式的攝像光學系212，如圖15及圖16所示，由從物體側OBJS依次配置的第1透鏡組2121、第2透鏡組2122、第3透鏡組2123、設在基臺側的攝像部2124、以及配置在第2透鏡組2122的物體側(第1透鏡組2121一側)的光圈部2125構成，其中，第1透鏡組2121由具有負折射能力的1片構成，第2透鏡組2122由具有正及負的折射能力的3片構成、作為整體具有正的折射能力，第3透鏡組2123由具有負折射能力的1片構成。
在該攝像光學系212進行變倍時，第1透鏡組2121、第2透鏡組2122、及第3透鏡組2123中的、例如第2透鏡組2122與第3透鏡組2123對應凸輪裝置214的旋轉而在光軸上移動。
這樣，在本實施方式中，攝像光學系212總共由5片透鏡構成，其中從物體側OBJS起依次配置的、第1透鏡組2121為1片構成、第2透鏡組2122為3片構成、第3透鏡組2123為1片構成。
第1透鏡組2121由例如在第1面上物體側為凸面的具有負的折射能力的彎月透鏡21211構成。
這樣，通過由具有負的折射能力的彎月透鏡21211構成第1透鏡組2121，能夠容易抑制失真。
第2透鏡組2122，由于為唯一的具有正的折射能力的組，所以為了進行各像差補正而采用3片構成。并且，當該第2透鏡組2122使用玻璃透鏡時，由于小所以比通常的透鏡高價。因此，在本實施方式中，為了實現成本降低，而通過塑料制透鏡來作為構成第2透鏡組2122的3片透鏡。
構成第2透鏡組2122的3片塑料制透鏡，例如，從第1透鏡組2121側(物體側)依次由正彎月透鏡21221、負彎月透鏡21222及正雙凸透鏡21223構成。
正彎月透鏡21221可很好地進行球面像差補正，通過將位于3片中央的透鏡設為負彎月透鏡21222，可抑制在正透鏡產生的象面彎曲的補正過量并且抑制幀像差產生，從而達到性能均衡，通過這些來抑制隨著變倍產生的像差變動，可以高性能進行變倍。
第3透鏡組2123，由于為1片構成，所以在這里需要進行各像差的補正，如進行球面像差、幀像差、非點像差、變形補正，并且也需要進行廣角端的射出角的補正。
第3透鏡組2123由例如像面側為凹的負透鏡21231構成。
在本實施方式中，焦點調整是通過第3透鏡組2123進行的，從無限遠到最近向攝像面側移動。
第3透鏡組2123在為正透鏡時，由于向物體側移動，所以尤其需要確保望遠端的第2透鏡組2122與第3透鏡組2123之間的距離。
在本實施方式中，由于向像面側移動，所以能夠減窄望遠端的第2透鏡組2122與第3透鏡組2123的距離。
這是可以使變倍光學系緊湊化的要因之一，另外，只要是相同大小，就可以配置合理的放大率，能夠實現高性化及降低偏心靈敏度。
設在基臺215一側的攝像部2124從第3透鏡組2123一側依次配置玻璃制的平行平面板(蓋玻璃)2152、例如由CCD或CMOS傳感器等構成的攝像元件2151。玻璃制的平行平面板(蓋玻璃)2152相當于圖1的攝像部140的蓋玻璃141。
介由攝像光學系212來自被攝體(物體)的光被成像在攝像元件2151的攝像面2151a上。
具有以上的第1透鏡組2121、第2透鏡組2122及第3透鏡組2123的攝像光學系，由于其光學系整體為負、正、負的透鏡構成，所以為了具有調焦作用可以縮短總長。
具有以上構成的本實施方式的攝像光學系212，實現緊湊化，以搭載在便攜電話機等上。
而且，如上所述，攝像光學系212的第1透鏡組2121被固定在第1透鏡固定框2111上，并且，第2透鏡組2122被固定在第1透鏡移動框體216中，第3透鏡組2123被收容固定在第2透鏡移動框體217中。
第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217，沿光軸方向被第1引導軸2131與第2引導軸2132所引導而構成。
其次，對第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217的構成、以及第1引導軸2131與第2引導軸2132、凸輪裝置214的配置和配合關系進行說明。
圖17是從正面一側表示本實施方式的第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217、以及第1引導軸2131與第2引導軸2132、凸輪裝置214的配置和配合關系的斜視圖，圖18是從后面一側表示第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217、以及第1引導軸2131與第2引導軸2132、凸輪裝置214的配置和配合關系的斜視圖，圖19是從上面一側表示第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217、以及第1引導軸2131與第2引導軸2132、凸輪裝置214的配置和配合關系的斜視圖。
此外，在本實施方式中，第1引導軸2131以在凸輪裝置214附近稍微位于正面一側的方式被軸支撐在固定框體211上，第2引導軸2132以與第1引導軸2131夾隔第1及第2透鏡框體216、217地以大致180°相對向且稍微位于后面一側的方式被軸支撐在固定框體211上。
第1透鏡移動框體216，出于收容固定由3片透鏡構成的第2透鏡組2122的關系，而被形成為由塑料等一體形成的、第1透鏡組2121側的第1框體2161與第3透鏡組2123側的第2框體2162這2段構成。
第1透鏡移動框體216，從第1框體2161的后面側的側部在與光軸大致垂直的方向上延伸，形成有與凸輪裝置214的第1凸輪部21421相卡扣的呈板狀的第1被卡扣部2163。
第1透鏡移動框體216，在第1被卡扣部2163的前面側一體形成有貫通插入第1引導軸2131進行軸支撐的、對應凸輪裝置214的旋轉而被第1引導軸2131引導的第1被引導部2164。
并且，第1透鏡移動框體216，在第2框體2162的規定位置形成有從軸的側部插入第2引導軸2132外并以嵌入形式配合的、對應凸輪裝置214的旋轉而被第2引導軸2132引導的第3被引導部2165，其中該第2框體2162的規定位置具體為與第1被卡扣部2163的形成位置大致以180°對向的位置。
第2透鏡移動框體217，出于收容固定由1片透鏡構成的第3透鏡組2123的關系，而通過塑料等以1段構成形成。
第2透鏡移動框體217，從后面側的側部在與光軸大致垂直的方向上延伸，形成有與凸輪裝置214的第2凸輪部21422相卡扣的呈板狀的第2被卡扣部2171。
第2透鏡移動框體217，在第2被卡扣部2171的前面側一體形成有貫通插入第1引導軸2131進行軸支撐的、對應凸輪裝置214的旋轉而被第1引導軸2131引導的第2被引導部2172。
并且，第2透鏡移動框體217，在與第1被卡扣部2171的形成位置大致以180°對向的位置形成有從軸的側部插入第2引導軸2132外并以嵌入形式配合的、對應凸輪裝置214的旋轉而被第2引導軸2132引導的第4被引導部2173。
而且，在本實施方式中，第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217，在正面側的與第1被卡扣部2163及第2被卡扣部2171的形成位置大致相對向的位置，將作為彈性體的盤簧218架設在第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217之間，以使第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217穩定靠向一方。
另外，在本實施方式中，在光軸方向被第1引導軸2131引導的第1透鏡移動框體216的第1被引導部2164及第2透鏡移動框體217的第2被引導部2172，分別設置多個第1引導軸2131的支撐點而被穩定引導，又以規定間隔形成多個軸承部，以盡量抑制傾斜偏心等的發生。
具體地，如圖17所示，第1透鏡移動框體216的第1被引導部2164，具有在光軸方向上以規定間隔形成的第1軸承部21641及第2軸承部21642。
同樣，第2透鏡移動框體217的第2被引導部2172，具有在光軸方向上以規定間隔形成的第3軸承部21721及第4軸承部21722。
而且，第1軸承部21641、第2軸承部21642、第3軸承部21721及第4軸承部21722，相對于第1引導軸2131分別間隔開規定間隔，并且，將第1引導軸2131依次插入第1軸承部21641、第2軸承部21642、第3軸承部21721及第4軸承部21722中。
這樣，通過相對于第1引導軸2131交替插入第1軸承部21641、第2軸承部21642、第3軸承部21721及第4軸承部21722，而即使是實現小型化的情況，也可充分設置第1軸承部21641與第2軸承部21642之間的間隔、以及第3軸承部21721與第4軸承部21722之間的間隔，能夠設置多個支撐點而穩定地進行引導，另外可以充分發揮盡量抑制傾斜偏心等的發生的效果。
并且，在本實施方式中，如上所述，在第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217之間架設作為彈性體的盤簧218，使第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217穩定靠向一方，與此構成相對應，以第1被引導部2164的第1軸承部21641與第2軸承部21642的形狀、及第2被引導部2172的第3軸承部21721與第4軸承部21722的形狀不相同的方式形成。
即，在具有圖20、圖21及圖22所示的構成的透鏡驅動系中，例如，如圖23(A)～(D)所示那樣形成第1被引導部2164的第1軸承部21641與第2軸承部21642的形狀、及第2被引導部2172的第3軸承部21721與第4軸承部21722的形狀。
具體地，如下述那樣構成在同一第1被引導部2164上形成的第1軸承部21641與第2軸承部21642的形狀。
即，圖21的A點的第1軸承部21641，如圖23(A)所示，被大致形成扇狀，在第1引導軸2131的外側(配置凸輪裝置214一側)形成有錐狀的滑動接觸部21641a、21641b，在第1引導軸2131的內側(配置攝像光學系212一側)形成有圓弧狀部21641c。
與此相對，圖21的C點的第2軸承部21642，如圖23(C)所示，被大致形成扇狀，在第1引導軸2131的內側(配置攝像光學系212一側)形成有錐狀的滑動接觸部21642a、21642b，在第1引導軸2131的外側(配置凸輪裝置214一側)形成有圓弧狀部21642c。
即，第1軸承部21641與第2軸承部21642被形成如其滑動接觸部夾隔第1引導軸2131位于相反側那樣的形狀。
據此，即使通過盤簧218使第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217靠向一方，也可使第1透鏡移動框體216相對于第1引導軸2131解除靠向一方的狀態、而不傾斜地大致沿軸穩定引導。
如下述那樣構成在同一第2被引導部2172上形成的第3軸承部21721與第4軸承部21722的形狀。
即，圖21的B點的第3軸承部21721，如圖23(B)所示，被大致形成扇狀，在第1引導軸2131的內側(配置攝像光學系212一側)形成有錐狀的滑動接觸部21721a、21721b，在第1引導軸2131的外側(配置凸輪裝置214一側)形成有圓弧狀部21721c。
與此相對，圖21的D點的第4軸承部21722，如圖23(D)所示，被大致形成扇狀，在第1引導軸2131的外側(配置凸輪裝置214一側)形成有錐狀的滑動接觸部21722a、21722b，在第1引導軸2131的內側(配置攝像光學系212一側)形成有圓弧狀部21722c。
即，第3軸承部21721與第4軸承部21722被形成如其滑動接觸部夾隔第1引導軸2131位于相反側那樣的形狀。
據此，即使通過盤簧218使第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217靠向一方，也可使第2透鏡移動框體217相對于第1引導軸2131解除靠向一方的狀態、而不傾斜地大致沿軸穩定引導。
下面，對本實施方式的凸輪裝置214進行說明。
圖24及圖25是表示本實施方式的凸輪裝置被軸支撐在固定框體上的狀態的局部剖開斜視圖，圖26是局部剖開表示本實施方式的凸輪裝置的整體的剖面結構的斜視圖，圖27是本實施方式的凸輪裝置的軸心部的剖面圖。
如圖18等所示，凸輪裝置214形成有旋轉體2141及帶狀體2142，旋轉體2141能夠以與第1引導軸2131及第2引導軸2132大致平行的旋轉軸21411旋轉，帶狀體2142包括第1凸輪部21421和第2凸輪部21422，第1凸輪部21421，沿旋轉體2141的外側面以根據旋轉體2141的旋轉而旋轉的方式形成，并與第1透鏡移動框體216的第1被卡扣部2163相卡扣，而對應旋轉來引導該第1被卡扣部2163，第2凸輪部21422，沿旋轉體2141的外側面以根據旋轉體2141的旋轉而旋轉的方式形成，并與第2透鏡移動框體217的第2被卡扣部2171相卡扣，而對應旋轉來引導該第2被卡扣部2171。
帶狀體2142，具有在攝像光學系的光軸方向上相互對向的第1面2142a與第2面2142b，第1面2142a具有作為第1凸輪部21421的功能，第2面2142b具有作為第2凸輪部21422的功能。
即，如圖18所示，帶狀體2142，被形成從后端部側向前端部傾斜并且呈螺旋狀，前端部側構成第1面2142a，后端部側構成第2面2142b。
帶狀體2142的寬度，被設定成與形成在第1透鏡移動框體216上的第1被卡扣部2163和形成在第2透鏡移動框體217上的第2被卡扣部2171的光軸方向的間隔大致相等。
具有這樣的結構，通過盤簧218使第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217靠向一方，因此，形成在第1透鏡移動框體216上的第1被卡扣部2163和形成在第2透鏡移動框體217上的第2被卡扣部2171夾在第1面2142a與第2面2142b上，而能夠相對于第1面2142a與第2面2142b、即第1凸輪部21421與第2凸輪部21422保持穩定卡扣的狀態。
從而，也無需通過螺絲等將形成在第1透鏡移動框體216上的第1被卡扣部2163和形成在第2透鏡移動框體217上的第2被卡扣部2171相對于帶狀體2142的第1面2142a與第2面2142b進行固定，組裝本身變得簡單。
形成傾斜的帶狀體2142的第1面2142a及第2面2142b以對應第2透鏡組2122及第3透鏡組2123的功能的步驟來形成，第2透鏡組2122及第3透鏡組2123分別收容在第1透鏡移動框體216及第2透鏡移動框體217內，分別在形成第1透鏡移動框體216及第2透鏡移動框體217上的第1被卡扣部2163及第2被卡扣部2171由第1面2142a及第2面2142b(第1凸輪部及第2凸輪部)進行引導。
并且，如圖24及圖25所示，本凸輪裝置214，在前端部設有接受馬達(未圖示)的旋轉力而旋轉的齒輪21412。
該齒輪21412例如圖28所示，與以規定的減速比傳遞馬達(未圖示)的旋轉驅動力的齒輪的齒輪列219相咬合。
而且，在凸輪裝置214上，為了確保作為驅動對象的第1透鏡移動框體216及第2透鏡移動框體217的位置精度，而如圖26～圖27所示，將旋轉體2141的旋轉軸21411的前端部21411a及后端部21411b分別由前端部軸承部2143及后端部軸承部2144進行軸支承，并且，由作為施力機構的盤簧2145對前端部21411a朝向前端部軸承部2143施加規定的彈性力而使之靠向一方。
在本實施方式中，旋轉軸21411的前端部21411a及后端部21411b相對于前端部軸承部2143及后端部軸承部2144形成大致點接觸。
具體地，在旋轉軸21411的中心部，作為施力機構的靠向一方用的盤簧2145的一端部抵接在旋轉軸21411的前端部21411a，并在盤簧2145與后端部軸承部2144之間配置與后端部軸承部2144大致點接觸的中間體2146。
中間體2146，以至少與后端部軸承部2144接觸的一側具有大致球面形狀而實現點接觸的方式構成。在本實施方式中，作為中間體2146使用球體。
具有這樣的構成的凸輪裝置214，通過馬達(未圖示)來驅動旋轉體2141旋轉，而由帶狀體2142的第1面2142a及第2面2142b穩定地引導第1被卡扣部2163及第2被卡扣部2171。
這時，旋轉體2141，因為由作為施力機構的盤簧2145對旋轉軸21411的前端部21411a朝向前端部軸承部2143施加規定的彈性力而使之靠向一方，所以可以保證作為驅動對象的第1透鏡移動框體216及第2透鏡移動框體217的較高的位置精度，實現精度高的透鏡驅動。
如上所述，根據本實施方式的可變焦距透鏡單元200，攝像光學系212成為3片構成的變倍透鏡，第1透鏡組2121為1片構成，第2透鏡組2122為3片構成，第3透鏡組2123為1片構成，并且第2透鏡組2122的3片全部由塑料制成，因此，可縮短光學系總長，據此，也使直徑最大的透鏡的第1透鏡組2121的透鏡直徑小型化，又能夠實現成本的降低。
在像差補正上，通過優化各透鏡組的放大率配置，而實現緊湊化，并且，在第2透鏡組2122與第3透鏡組2123上適當配置非球面，而能夠進一步實現緊湊化。通過優化這些條件，盡管為緊湊的變倍透鏡，但卻具有高性能、并且可減少變形的優點。
另外，在本實施方式中，焦點調整通過第3透鏡組2123進行，從無限遠到最近向攝像面側移動，因此，能夠減窄在望遠端的第2透鏡組2122與第3透鏡組2123的距離。據此，可以使變倍光學系緊湊化，另外，只要是相同大小，就可以配置合理的放大率，能夠實現高性化及降低偏心靈敏度。
另外，塑料制的第2透鏡組2122的3片透鏡為正彎月透鏡、負彎月透鏡、正雙凸透鏡構成，因此，能由正彎月透鏡很好地進行球面像差補正，在負彎月透鏡上，可抑制在正透鏡產生的像面彎曲的補正過度，與此同時能夠抑制幀像差變動。據此，具有可以使性能均衡，抑制隨著變倍產生的像差變動，可以高性能地進行變倍的優點。
另外，在各透鏡組的焦點距離(f1、f2、f3)與合成放大率變強的廣角端的焦點距離fw的關系上，通過使各透鏡放大率均衡，可以實現高性能、緊湊的變倍透鏡。
通過將射出光瞳位置相對于向攝像元件2151的入射角度限制的條件規定在所希望的條件上，而廣像角、緊湊，并且可緩和射出光瞳的限制。
并且，在搭載這樣可實現小型化(緊湊化)的攝像光學系212的可變焦距透鏡單元200中，第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217在正面側的大致與第1被卡扣部2163與第2被卡扣部2171的形成位置大致相對向的位置，將作為彈性體的盤簧218架設在第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217之間，以使第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217穩定靠向一方，另外，在光軸方向上被第1引導軸2131引導的第1透鏡移動框體216的第1被引導部2164及第2透鏡移動框體217的第2被引導部2172上，分別以規定間隔形成多個軸承部，因此，由多個第1引導軸2131的支撐點穩定引導，并且，為了盡量抑制傾斜偏心等的發生，相對于第1引導軸2131分別間隔開規定間隔，并且依次插入第1軸承部21641、第3軸承部21721、第2軸承部21642、及第4軸承部21722，從而可充分設置第1軸承部21641與第2軸承部21642之間的間隔、以及第3軸承部21721與第4軸承部21722之間的間隔，能夠設置多個支撐點而穩定地進行引導，又可以充分發揮盡量抑制傾斜偏心等的發生的效果。
進一步，在本實施方式中，在第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217之間架設作為彈性體的盤簧218，使第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217穩定靠向一方，與此構成相對應，以第1被引導部2164的第1軸承部21641與第2軸承部21642的形狀、及第2被引導部2172的第3軸承部21721與第4軸承部21722的形狀不相同的方式形成。
據此，即使通過盤簧218使第1透鏡移動框體216與第2透鏡移動框體217靠向一方，也可使第1透鏡移動框體216及第2透鏡移動框體217相對于第1引導軸2131解除靠向一方的狀態、而可不傾斜地大致沿軸穩定引導。
具有這樣的構成的凸輪裝置214，通過馬達(未圖示)來驅動旋轉體2141旋轉，而由帶狀體2142的第1面2142a及第2面2142b穩定地引導第1被卡扣部2163及第2被卡扣部2171。旋轉體2141，因為由作為施力機構的盤簧2145對旋轉軸21411的前端部21411a朝向前端部軸承部2143施加規定的彈性力而使之靠向一方，所以可以保證作為驅動對象的第1透鏡移動框體216及第2透鏡移動框體217的較高的位置精度，實現精度高的透鏡驅動。
這樣，根據本實施方式，能夠提供一種在可實現小型化的基礎上，不容易產生偏心誤差及傾斜誤差，可順暢地移動透鏡，能夠實現穩定的位置調整的可變焦距透鏡單元。
權利要求
1.一種變倍攝像透鏡，具有攝像光學系，且該攝像光學系具有以攝像元件為對象的變倍功能，其特征在于上述攝像光學系，由從物體側起依次配置的5片透鏡構成，變倍比約為2.5以下，并且，滿足條件式0.17＜y’/L，其中，y’表示上述攝像元件的攝像面的最大像高，L表示在從光學系的最靠物體一側的透鏡的面頂點到光軸上的上述攝像面的距離最大時的、從光學系最前面到攝像面的距離。
2.根據權利要求1所述的變倍攝像透鏡，其特征在于上述攝像光學系由從物體側起依次配置的第1透鏡組、第2透鏡組以及第3透鏡組構成，上述第1透鏡組由具有負折射能力的1片構成，第2透鏡組由具有正及負的折射能力的3片構成、并作為整體具有正的折射能力，第3透鏡組由具有負折射能力的1片構成，在進行變倍時，至少上述第2透鏡組與上述第3透鏡組在光軸上移動。
3.根據權利要求2所述的變倍攝像透鏡，其特征在于上述第1透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組的焦點距離分別滿足各條件式2.0＜|f1|/fw＜3.0、0.74＜f2/fw＜0.86、1.0＜|f3|/fw＜1.42，其中，f1表示第1透鏡組的焦點距離，f2表示第2透鏡組的焦點距離，f3表示第3透鏡組的焦點距離，fw表示廣角端的光學系的焦點距離。
4.根據權利要求3所述的變倍攝像透鏡，其特征在于在上述第2透鏡組中具有至少1面的非球面，并且，在上述第3透鏡組中具有至少1面的非球面。
5.根據權利要求4所述的變倍攝像透鏡，其特征在于上述第3透鏡組是凹面朝向像側的負透鏡，滿足條件式tanω×fst/Lst＜0.35，其中，ω表示在廣角端的最大入射角度，fst表示比廣角端的光圈靠像一側的光學系的合成焦點距離，Lst表示從廣角端的光圈到攝像面的距離。
6.根據權利要求2所述的變倍攝像透鏡，其特征在于上述第2透鏡組由3片塑料透鏡構成。
7.根據權利要求2所述的變倍攝像透鏡，其特征在于上述第1透鏡組是在第1面上以物體側為凸面的負彎月透鏡。
8.根據權利要求2所述的變倍攝像透鏡，其特征在于上述第2透鏡組的3片透鏡從物體側起由正彎月透鏡、負彎月透鏡、以及正雙凸透鏡構成。
9.一種變倍攝像裝置，其特征在于具有變倍攝像透鏡和驅動裝置，上述變倍攝像透鏡，具有攝像光學系，該攝像光學系具有以攝像元件為對象的變倍功能，并由在光軸上從物體側起依次配置的5片透鏡構成，上述驅動裝置，包括在與上述光軸大致平行的方向上引導上述攝像光學系的5片透鏡中的規定透鏡的引導部，上述攝像光學系，由從物體側起依次配置的第1透鏡組、第2透鏡組以及第3透鏡組構成，上述第1透鏡組由具有負折射能力的1片構成，第2透鏡組由具有正及負的折射能力的3片構成、并作為整體具有正的折射能力，第3透鏡組由具有負折射能力的1片構成，在進行變倍時，至少上述第2透鏡組與上述第3透鏡組在上述光軸上沿上述引導部移動，變倍比約為2.5以下，并且，滿足條件式0.17＜y’/L，其中，y’表示上述攝像元件的攝像面的最大像高，L表示在從光學系的最靠物體一側的透鏡的面頂點到光軸上的上述攝像面的距離最大時的、從光學系最前面到攝像面的距離。
全文摘要
一種變倍攝像透鏡及變倍攝像裝置，該變倍攝像透鏡(100)的攝像光學系由第1透鏡組(110)、第2透鏡組(120)、第3透鏡組(130)構成，其中第1透鏡組(110)由具有負折射能力的1片構成，第2透鏡組(120)由具有正及負的折射能力的3片構成并作為整體具有正的折射能力，第3透鏡組(130)由具有負折射能力的1片構成。即，攝像光學系由負、正、負的透鏡構成，且總共構成的透鏡有5片，其中從物體側OBJS依次配置的、第1透鏡組(110)為1片構成、第2透鏡組(120)為3片構成、第3透鏡組(130)為1片構成。因此，這種變倍攝像透鏡，是負、正、負的透鏡類型，但可抑制射出角，且能實現極其緊湊的光學系。
文檔編號G02B9/12GK1591071SQ20041007484
公開日2005年3月9日 申請日期2004年8月30日 優先權日2003年8月29日
發明者皆川博幸, 上村耕平, 杉田丈也 申請人:京瓷株式會社