專利名稱：變焦透鏡和配備變焦透鏡的圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變焦透鏡，該變焦透鏡適合作為圖像拾取裝置中所使用的圖像拾取透鏡。
背景技術(shù)：
為了充分利用新近開發(fā)的固態(tài)圖像拾取傳感器的潛力，期望在整個(gè)變焦范圍上具有廣視角和高變焦比的小型變焦透鏡。具體地講，具有寬視角并提供高變焦比的小型變焦透鏡將有利地使得可制作圖像拾取裝置中所使用的小尺寸、高效率的攝影光學(xué)系統(tǒng)。另外， 在整個(gè)變焦范圍上具有高光學(xué)性能的變焦透鏡可容易地支持新型高清晰度固態(tài)圖像拾取傳感器。目前已知各種變焦透鏡。具體地講，按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正、負(fù)、正和正折光力的第一透鏡單元至第四透鏡單元的四單元變焦透鏡是眾所周知的。在四單元變焦透鏡之中，后焦點(diǎn)式四單元變焦透鏡是已知的。四單元后焦點(diǎn)式變焦透鏡最常見的是被構(gòu)造為通過單獨(dú)移動(dòng)第二透鏡單元或者通過移動(dòng)第二和第三透鏡單元來執(zhí)行變焦。另外，四單元后焦點(diǎn)式變焦透鏡可對由通過移動(dòng)第四透鏡單元進(jìn)行變焦而引起的像面變化進(jìn)行校正，并可執(zhí)行聚焦。美國專利No. :7463427、日本未審查的專利申請公布No. 2002-244045公開了如上所述的四單元后焦點(diǎn)式變焦透鏡。為了實(shí)現(xiàn)廣視角、高變焦比和整個(gè)變焦范圍上的高光學(xué)性能，重要的是適當(dāng)?shù)卦O(shè)置變焦類型、各個(gè)透鏡單元的折光力、各個(gè)透鏡單元的透鏡構(gòu)造。具體地講，在四單元后焦點(diǎn)式變焦透鏡的情況下，重要的是適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在光軸上第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的位置關(guān)系、第一透鏡單元和第三透鏡單元的折光力、以及第一透鏡單元的透鏡構(gòu)造。此夕卜，與第二變焦透鏡單元和第三變焦透鏡單元的變焦和成像倍率相關(guān)聯(lián)的移動(dòng)量的適當(dāng)設(shè)置是重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種變焦透鏡和具有該變焦透鏡的圖像拾取裝置，該變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)緊湊，具有廣視角和高變焦比，并在整個(gè)變焦范圍上具有高光學(xué)性能。本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種變焦透鏡，該變焦透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、孔徑光闌、具有正折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端期間，第一透鏡單元固定，第二透鏡單元和第四透鏡單元移動(dòng)以使得第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的距離增大并且第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的距離減小。第一透鏡單元按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一負(fù)透鏡、第一正透鏡、第二負(fù)透鏡、第二正透鏡和第三正透鏡，第三透鏡單元和第四透鏡單元包括兩個(gè)或更多個(gè)透鏡。當(dāng)fl和f3是第一透鏡單元和第三透鏡單元的焦距、fV是整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距、Tl是第一透鏡單元在光軸上的厚度、H12是廣角端處第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的主點(diǎn)之間的距離時(shí)，滿足以下條件表達(dá)式
-5. 0 < H12/fw < _0. 21. 5 < fl/f3 < 4. 02· 0 < Tl/fw < 10. 0。從以下參照附圖對示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清楚。


圖1是根據(jù)實(shí)施例1的廣角端處的變焦透鏡的透鏡的截面圖。圖2A、2B、2C是顯示根據(jù)實(shí)施例1的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的各種像差的像差圖。圖3是根據(jù)實(shí)施例2的廣角端處的變焦透鏡的透鏡的截面圖。圖4A、4B、4C是顯示根據(jù)實(shí)施例2的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的各種像差的像差圖。圖5是根據(jù)實(shí)施例3的廣角端處的變焦透鏡的截面圖。圖6A、6B、6C是顯示根據(jù)實(shí)施例3的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的各種像差的像差圖。圖7是根據(jù)實(shí)施例4的廣角端處的變焦透鏡的透鏡的截面圖。圖8A、8B、8C是顯示根據(jù)實(shí)施例4的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的各種像差的像差圖。圖9是根據(jù)實(shí)施例5的廣角端處的變焦透鏡的透鏡的截面圖。圖10A、10B、10C是顯示根據(jù)實(shí)施例5的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的各種像差的像差圖。圖IlA和IlB是根據(jù)實(shí)施例1的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的變焦透鏡分別在廣角端和望遠(yuǎn)端處的橫向像差圖。圖12A和12B是根據(jù)實(shí)施例1的圖像穩(wěn)定化(stabilization)時(shí)的變焦透鏡分別在廣角端和望遠(yuǎn)端處的橫向像差圖。圖13是作為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像拾取裝置的示例的攝像機(jī)的相關(guān)部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡和具有該變焦透鏡的圖像拾取裝置的實(shí)施例進(jìn)行描述。各個(gè)實(shí)施例中描述的變焦透鏡包括具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。第一透鏡單元、第二透鏡單元、第三透鏡單元和第四透鏡單元沿著變焦透鏡的光軸(在圖中用點(diǎn)劃線示出)按從物側(cè)到像側(cè)的順序布置。在變焦時(shí)，固定第一透鏡單元，并且至少第二和第四透鏡單元沿著光軸移動(dòng)。具有折光力的透鏡單元可布置在第一透鏡單元的物側(cè)或者第四透鏡單元的像側(cè)中的至少一個(gè)處。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的變焦透鏡的透鏡在廣角端(短焦距端)處的截面圖。圖2A、2B和2C分別是根據(jù)實(shí)施例1的變焦透鏡在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端(長焦距端)處的像差圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的變焦透鏡的透鏡在廣角端處的截面
5圖，圖4A、4B和4C分別是根據(jù)實(shí)施例2的變焦透鏡在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的
像差圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的變焦透鏡的透鏡在廣角端處的截面圖，圖6A、6B 和6C分別是根據(jù)實(shí)施例3的變焦透鏡在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的像差圖。圖7 是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的變焦透鏡的透鏡在廣角端處的截面圖，圖8A、8B和8C分別是根據(jù)實(shí)施例4的變焦透鏡在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的像差圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的變焦透鏡的透鏡在廣角端處的截面圖，圖10AU0B 和IOC分別是根據(jù)實(shí)施例5的變焦透鏡在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端處的像差圖。圖 IlA和IlB是沒有應(yīng)用圖像穩(wěn)定化的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的根據(jù)實(shí)施例1的變焦透鏡分別在廣角端和望遠(yuǎn)端處的橫向像差圖。圖12A和12B分別是根據(jù)實(shí)施例1的變焦透鏡在3° (3度)的圖像穩(wěn)定化下在廣角端處和在0. 3° (0. 3度)的圖像穩(wěn)定化下在望遠(yuǎn)端處的橫向像差圖。 圖13是其上安裝本發(fā)明的變焦透鏡的攝像機(jī)(圖像拾取裝置)的主要部分的示意圖。根據(jù)實(shí)施例1至5的變焦透鏡是圖像拾取裝置中所使用的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)。在透鏡的截面圖中，左側(cè)是物側(cè)，右側(cè)是像側(cè)。在透鏡的截面圖中，Ll表示具有正折光力的第一透鏡單元，L2表示具有負(fù)折光力的第二透鏡單元，L3表示具有正折光力的第三透鏡單元，L4表示具有正折光力的第四透鏡單元。參考符號(hào)SP表示孔徑光闌，所述孔徑光闌位于第三透鏡單元L3的物側(cè)，并且在變焦時(shí)固定或者可移動(dòng)。參考符號(hào)G表示與濾光器、面板等對應(yīng)的光學(xué)塊。參考符號(hào)IP表示像面，所述像面與固態(tài)圖像拾取裝置(諸如CCD傳感器或CMOS傳感器)在被用作攝影光學(xué)系統(tǒng)(諸如數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)或攝像機(jī))時(shí)的成像面對應(yīng)。作為備選的方案，在使用鹵化銀膠片的照相機(jī)的情況下，IP對應(yīng)于膠片面。在球面像差圖中，參考符號(hào)d和g分別表示夫瑯和費(fèi) (Fraunhofer) d線和g線。在像散圖中，Δ Μ、Δ S分別表示線d上的子午像面和弧矢像面。 線d顯示在畸變像差中，線g相對于線d的像差顯示在橫向色差中。！^o表示F數(shù)，ω表示半視角。以下描述的各個(gè)實(shí)施例中的廣角端和望遠(yuǎn)端是指變焦透鏡單元(第二透鏡單元) 所處的變焦位置。例如，在廣角端，所述變焦透鏡單元位于機(jī)構(gòu)的光軸上的可移動(dòng)范圍的一端，在望遠(yuǎn)端，所述變焦透鏡單元位于光軸上的可移動(dòng)范圍的相對端。在各個(gè)實(shí)施例中，在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)，如箭頭所指示的那樣朝向圖像移動(dòng)第二透鏡單元L2。通過沿著單調(diào)或凸形軌跡朝向被攝體(object)移動(dòng)第三透鏡單元L3來執(zhí)行變焦。此外，通過沿著凸形軌跡朝向被攝體移動(dòng)第四透鏡單元L4對與變焦相關(guān)聯(lián)的像面變化進(jìn)行校正。第三透鏡單元L3可在變焦時(shí)固定。在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)，在圖1、圖3和圖5中所示的實(shí)施例1、2、3中，朝向圖像移動(dòng)第二透鏡單元L2，朝向被攝體移動(dòng)第三透鏡單元L3，并沿著凸形軌跡朝向被攝體移動(dòng)第四透鏡單元L4。在圖7中所示的實(shí)施例4中，朝向圖像移動(dòng)第二透鏡單元L2，并沿著凸形軌跡朝向被攝體移動(dòng)第四透鏡單元L4。在圖9中所示的實(shí)施例5中，朝向圖像移動(dòng)第二透鏡單元L2，沿著凸形軌跡朝向被攝體移動(dòng)第三透鏡單元L3，并朝向圖像移動(dòng)第四透鏡單元L4。此外，利用后聚焦式，在后聚焦式中，第四透鏡單元L4為了聚焦在光軸上移動(dòng)。與第四透鏡單元L4相關(guān)的實(shí)曲線如和虛曲線4b分別是用于對當(dāng)聚焦在無限遠(yuǎn)被攝體和近距離被攝體上時(shí)由變焦引起的像面變化進(jìn)行校正的移動(dòng)軌跡。當(dāng)在望遠(yuǎn)端從無限遠(yuǎn)被攝體聚焦到近距離被攝體時(shí)，如箭頭F所指示的那樣向前移動(dòng)第四透鏡單元L4。此外，在拍攝時(shí)，通過移動(dòng)整個(gè)或者部分第三透鏡單元L3以具有相對于光軸的垂直方向的分量，沿相對于光軸的垂直方向移動(dòng)所拍攝的圖像。因此，由變焦透鏡的振動(dòng)引起的拍攝圖像的抖動(dòng)被校正。換句話講，實(shí)現(xiàn)圖像穩(wěn)定化。圖IlA和IlB是顯示實(shí)施例1中沒有應(yīng)用圖像穩(wěn)定化的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的橫向像差圖。從圖12A和12B理解的是，在實(shí)施例1中令人滿意地校正了當(dāng)在整個(gè)第三透鏡單元L3中執(zhí)行圖像穩(wěn)定化時(shí)廣角端(3°的圖像穩(wěn)定化)和望遠(yuǎn)端(0. 3°的圖像穩(wěn)定化)處的橫向像差。各個(gè)實(shí)施例中的變焦透鏡均按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正折光力的第一透鏡單元Li、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元L2、孔徑光闌、具有正折光力的第三透鏡單元L3和具有正折光力的第四透鏡單元L4。在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)，第一透鏡單元Ll固定。第二透鏡單元L2和第四透鏡單元L4移動(dòng)，以使得第一透鏡單元Ll與第二透鏡單元L2之間的距離增大，并且第二透鏡單元L2與第三透鏡單元L3之間的距離為變焦位置。第一透鏡單元Ll按從物側(cè)朝向像側(cè)的這個(gè)順序包括第一負(fù)透鏡G11、第一正透鏡G12、第二負(fù)透鏡G13、第二正透鏡G14和第三正透鏡G15。第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4包括兩個(gè)或更多個(gè)透鏡。第一透鏡單元Ll和第三透鏡單元L3的焦距分別用fl、f3表示。整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距用fV表示。第一透鏡單元Ll在光軸上的厚度用Tl表示。廣角端處第一透鏡單元Ll與第二透鏡單元L2的主點(diǎn)(principal points)之間的距離用H12表示。此時(shí)，滿足以下條件表達(dá)式-5. 0 < H12/fw < -0. 2. . . (1)1. 5 < fl/f3 < 4. 0. . . (2)2. 0 < Tl/fw < 10. 0. . . (3)在各個(gè)實(shí)施例中，變焦透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正、負(fù)、正和正折光力的透鏡單元，并如以上描述地那樣適當(dāng)?shù)卦O(shè)置變焦時(shí)各個(gè)透鏡單元的移動(dòng)條件、第一透鏡單元Ll的透鏡構(gòu)造、以及第一透鏡單元Ll與第三透鏡單元L3之間的焦距之比等。因此， 在實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的廣視角、高變焦比和尺寸縮減的同時(shí)，在整個(gè)變焦范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)令人滿意的光學(xué)性能。具體地講，可在通過將入射光瞳的位置布置在物側(cè)來令人滿意地校正各種像差的同時(shí)容易地實(shí)現(xiàn)前透鏡有效直徑的減小。如上所述那樣構(gòu)造第一透鏡單元Li。具體地講，為了在減小前透鏡有效直徑的同時(shí)容易地實(shí)現(xiàn)廣視角，將負(fù)透鏡(Gll)放置在最接近被攝體的位置處。然后，通過顯著地彎曲從第一透鏡出來的光束，對由第一透鏡產(chǎn)生的像場(field)彎曲進(jìn)行校正。通過將第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4構(gòu)造為具有兩個(gè)或更多個(gè)透鏡，盡管整個(gè)系統(tǒng)的尺寸縮減， 在整個(gè)變焦范圍內(nèi)仍保持令人滿意的性能，并且令人滿意地校正變焦時(shí)產(chǎn)生的色差、像場
杳曲絕弓tttl寸。這里的條件表達(dá)式(1)用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元L2的主點(diǎn)之間的距離與整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距之間的比率。條件表達(dá)式(1)也意在獲得整個(gè)系統(tǒng)緊湊、不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有令人滿意的光學(xué)性能的變焦透
^Ml O如果值超過條件表達(dá)式(1)的上限值，則廣角端處第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元L2的主點(diǎn)之間的距離變得太長，因此，相應(yīng)地增大整個(gè)長度和前透鏡有效直徑。如果值低于條件表達(dá)式(1)的下限值，則廣角端處第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元L2的主點(diǎn)之間的距離變得太短，因此，望遠(yuǎn)端處的縱向色差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)的減小變得困難。條件表達(dá)式( 用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一透鏡單元Ll和第三透鏡單元L3的焦距。條件表達(dá)式O)也意在獲得整個(gè)系統(tǒng)緊湊、不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有令人滿意的光學(xué)性能的變焦透鏡。如果值超過條件表達(dá)式O)的上限值，則第一透鏡單元Ll 的焦距變得太長，因此，相應(yīng)地增大整個(gè)長度和前透鏡有效直徑。如果值低于條件表達(dá)式 (2)的下限值，則第一透鏡單元Ll的焦距變得太短，因此，像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)的減小變得困難。條件表達(dá)式C3)用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一透鏡單元在光軸上的厚度與廣角端處的焦距之間的比率。條件表達(dá)式(3)也意在獲得整個(gè)系統(tǒng)緊湊、不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有令人滿意的光學(xué)性能的變焦透鏡。如果值超過條件表達(dá)式(3)的上限值， 則第一透鏡單元Ll在光軸上的厚度變得太長，因此，相應(yīng)地增大整個(gè)長度和前透鏡有效直徑。如果值低于條件表達(dá)式(3)的下限值，則第一透鏡單元Ll在光軸上的厚度變得太薄， 并且不能容易地確保正透鏡的邊緣部分的足夠厚度，以使得制造變得困難。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(1)至(3)的值的范圍。首先，優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(1)的值的范圍。-3. 5 < H12/fw < -0. 3. . . (la)通過設(shè)置條件表達(dá)式(Ia)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置廣角端處第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元L2的主點(diǎn)之間的距離。因此，可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。以相同的方式，可容易地減小望遠(yuǎn)端處的縱向色差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(2)的值的范圍。1. 5 < fl/f3 < 2. 1. . . (2a)通過設(shè)置條件表達(dá)式Qa)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一透鏡單元Ll 與第三透鏡單元L3之間的焦距的比率，因此，可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。也可容易地減小像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(3)的值的范圍。4. 0 < Tl/fw < 5. 5. . . (3a)通過設(shè)置條件表達(dá)式(3a)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一透鏡單元Ll 在光軸上的厚度與整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距之間的比率。因此，可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。可容易地確保邊緣部分的厚度，因此，可容易地實(shí)現(xiàn)制造。因此，在各個(gè)實(shí)施例中，可容易地獲得在實(shí)現(xiàn)緊湊性、廣視角和高變焦比的同時(shí)在整個(gè)變焦范圍內(nèi)令人滿意地校正各種像差的變焦透鏡。通過滿足上述構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的變焦透鏡。然而，為了在保持高變焦比和整個(gè)系統(tǒng)的尺寸縮減的同時(shí)保持更好的光學(xué)性能，優(yōu)選滿足以下條件表達(dá)式中的至少一個(gè)。 廣角端處的后焦距(back-focus)的空氣等效長度用BFW表示。整個(gè)系統(tǒng)中的透鏡的整個(gè)長度用TD表示。這里，透鏡的整個(gè)長度是指從第一透鏡平面到最后透鏡平面加上后焦距的空氣等效長度的距離。在光軸上第二透鏡單元L2在廣角端與望遠(yuǎn)端之間的位置差用M2表示。在光軸上第三透鏡單元L3在廣角端與望遠(yuǎn)端之間的位置差用M3表示。關(guān)于位置差，當(dāng)與在廣角端處相比在望遠(yuǎn)端處透鏡單元被移動(dòng)到較靠近被攝體的位置時(shí)，分配負(fù)號(hào)，當(dāng)與在廣角端處相比在望遠(yuǎn)端處透鏡單元被移動(dòng)到較靠近圖像的位置時(shí)，分配正號(hào)。在實(shí)施例4中，由于第三透鏡單元L3固定，所以位置差M3為零。第二透鏡單元L2在廣角端和望遠(yuǎn)端處的橫向倍率分別用i3 2w和i3 2t表示。第三透鏡單元L3在廣角端和望遠(yuǎn)端處的橫向倍率分別用β 3w和β 3t表示。第二透鏡單元L2的焦距用f2表示。此時(shí)，優(yōu)選的是，滿足以下條件表達(dá)式中的至少一個(gè)。0. 5 < BFw/fw < 10. 0. . . (4)15. 0 < TD/fw < 40. 0. . . (5)0· 0 彡 M3/M2 | < 1. 5. . . (6)0. 0 ^ IM3 I /fw < 10. 0. . . (7)5. 0 < f 1/fw < 15. 0. . . (8)1. 0 < ( β 2t/ β 2w) / ( β 3t/ β 3w) < 5. 0. . . (9)2. 0 < I M2/f2 | < 3. 5. . . (10)條件表達(dá)式(4)用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置廣角端處的后焦距與整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距之間的比率。條件表達(dá)式(4)也意在獲得整個(gè)系統(tǒng)緊湊、不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有令人滿意的光學(xué)性能的變焦透鏡。如果值超過條件表達(dá)式的上限值， 則廣角端處的后焦距變得太長，因此，相應(yīng)地增大整個(gè)長度和前透鏡有效直徑。如果值低于下限值，則廣角端處的后焦距變得太短，因此，光學(xué)構(gòu)件(諸如最后透鏡與像面之間的濾光器)的布置變得困難。條件表達(dá)式( 用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置從物側(cè)的第一透鏡平面到像面的長度與整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距之間的比率。條件表達(dá)式( 也意在獲得整個(gè)系統(tǒng)緊湊、不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有令人滿意的光學(xué)性能的變焦透鏡。如果值超過條件表達(dá)式(5)的上限值，則從物側(cè)的第一透鏡平面到像面的長度變得太長，因此，相應(yīng)地增大前透鏡有效直徑。如果值低于條件表達(dá)式( 的下限值，則各個(gè)透鏡單元的折光力變得太強(qiáng)，并且在望遠(yuǎn)端處縱向色差增大，另外，整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)的減小變得困難。條件表達(dá)式(6)用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)第三透鏡單元L3的移動(dòng)距離與在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)第二透鏡單元L2的移動(dòng)距離之間的比率。條件表達(dá)式(6)也意在獲得整個(gè)系統(tǒng)緊湊、不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有令人滿意的光學(xué)性能的變焦透鏡。當(dāng)?shù)谌哥R單元L3在變焦時(shí)固定時(shí)，滿足M3 = 0。如果值超過條件表達(dá)式(6)的上限值，則第二透鏡單元L2的移動(dòng)距離變得相對于第三透鏡單元L3的移動(dòng)距離太短，因此，像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)的減小變得困難。如果值低于下限值，則第二透鏡單元L2的移動(dòng)距離變得相對于第三透鏡單元L3的移動(dòng)距離太長，因此，整個(gè)長度和前透鏡有效直徑增大。條件表達(dá)式(7)用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)第三透鏡單元L3的移動(dòng)距離與整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距之間的比率。條件表達(dá)式(7)也意在獲得整個(gè)系統(tǒng)緊湊、不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有令人滿意的光學(xué)性能的變焦透鏡。如果值超過條件表達(dá)式(7)的上限值，則第三透鏡單元L3的移動(dòng)距離變得太長， 因此，像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)的減小變得困難。如果值低于條
9件表達(dá)式(7)的下限值，則第三透鏡單元L3的移動(dòng)距離變得太短，因此，相應(yīng)地增大整個(gè)長度。條件表達(dá)式(8)用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一透鏡單元Ll的焦距與整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距之間的比率。條件表達(dá)式(8)也意在獲得整個(gè)系統(tǒng)緊湊、不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有令人滿意的光學(xué)性能的變焦透鏡。如果值超過條件表達(dá)式(8)的上限值，則第一透鏡單元Ll的焦距f 1變得太大，因此，可容易地實(shí)現(xiàn)像差校正，但是，相應(yīng)地增大整個(gè)長度和前透鏡有效直徑。如果值低于條件表達(dá)式(8)的下限值，則第一透鏡單元Ll 的焦距變得太小，因此，望遠(yuǎn)端處的球面像差、縱向色差或者彗形像差的校正變得困難。條件表達(dá)式(9)用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第二透鏡單元L2與第三透鏡單元L3之間的變焦比的份額(share)。如果變焦比被劃分到多個(gè)透鏡單元，則可容易地令人滿足地校正整個(gè)變焦范圍內(nèi)的各種像差。如果值超過條件表達(dá)式(9)的上限值，則第二透鏡單元L2的變焦比的份額變得太大，因此，像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)的減小變得困難。如果值低于條件表達(dá)式(9)的下限值，則第三透鏡單元L3的變焦比的份額變得太大， 因此，相應(yīng)地增大整個(gè)長度和前透鏡有效直徑。條件表達(dá)式(10)用于定義第二透鏡單元L2的移動(dòng)距離與第二透鏡單元L2的焦距之間的比率。如果值超過條件表達(dá)式(10)的上限值，則第二透鏡單元L2在變焦時(shí)的移動(dòng)距離變得太大，因此，相應(yīng)地增大整個(gè)長度和前透鏡有效直徑。如果值低于條件表達(dá)式 (10)的下限值，則第二透鏡單元L2在變焦時(shí)的移動(dòng)距離變得太小，因此，為了獲得預(yù)先確定的倍率，必須增大第三透鏡單元L3的移動(dòng)距離，以使得相應(yīng)地增大整個(gè)長度和前透鏡有效直徑?？赏ㄟ^構(gòu)造按從物側(cè)到像側(cè)的順序具有第一負(fù)透鏡G21、第二負(fù)透鏡G22、第三負(fù)透鏡G23和正透鏡G24的第二透鏡單元L2來減小變焦時(shí)的像差波動(dòng)。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(4)至(10)的值的范圍。首先，優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式的值的范圍。1. 0 < BFw/fw < 6. 0. . . (4a)通過設(shè)置條件表達(dá)式Ga)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置廣角端處的后焦距與整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距之間的比率。因此，可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。也可容易地布置諸如濾光器等的光學(xué)構(gòu)件。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(5)的值的范圍。20. 0 < TD/fw < 33. 0. · · (5a)通過設(shè)置條件表達(dá)式(5a)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置從物側(cè)的第一透鏡平面到像面的長度與整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距之間的比率。因此，可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。以相同的方式，可容易地減小望遠(yuǎn)端處的縱向色差和彗形像差以及整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(6)的值的范圍。0. 0 ^ M3/M2 | <0.7... (6a)通過設(shè)置條件表達(dá)式(6a)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置相對于第三透鏡單元L3在變焦時(shí)的移動(dòng)量的第二透鏡單元L2在變焦時(shí)的移動(dòng)量。因此，可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。也可容易地減小像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(7)的值的范圍。0. 0 ^ IM3 I/fw <6.0... (7a)
通過設(shè)置條件表達(dá)式(7a)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第三透鏡單元L3 在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)的最大移動(dòng)距離與第二透鏡單元L2在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)的移動(dòng)距離之間的比率。因此，可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。也可容易地抑制像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(8)的值的范圍。8. 5 < fl/fw < 12. 5. . . (8a)通過設(shè)置條件表達(dá)式(8a)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一透鏡單元Ll 的焦距。因此，可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。可容易地進(jìn)一步適當(dāng)?shù)匦Ｕh(yuǎn)端處的球面像差、縱向色差和彗形像差。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(9)的值的范圍。1. 5 < ( β 2t/ β 2w) / ( β 3t/ β 3w) < 3. 5. . . (9a)通過設(shè)置條件表達(dá)式(9a)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第二透鏡單元L2 的變焦比的份額。因此，可容易地令人滿意地校正像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)。也可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。優(yōu)選如下設(shè)置條件表達(dá)式(10)的值的范圍。2. 3 < I M2/f2 | < 3. 4. . . (IOa)通過設(shè)置條件表達(dá)式(IOa)的范圍中的值，可進(jìn)一步適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第二透鏡單元L2 的移動(dòng)距離。因此，可抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大，并可容易地校正像散、彗形像差和整個(gè)變焦范圍內(nèi)的像場彎曲的波動(dòng)。也可容易地抑制整個(gè)長度和前透鏡有效直徑的增大。在各個(gè)實(shí)施例中，為了像差校正，可在相對于孔徑的像側(cè)總體上總共設(shè)置五個(gè)或更多個(gè)透鏡作為第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4。此外，在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)，可沿著凸形軌跡朝向被攝體移動(dòng)孔徑SP或孔徑單元。此外，第二透鏡單元可包括負(fù)透鏡、負(fù)透鏡、負(fù)透鏡和正透鏡。在各個(gè)實(shí)施例中，可通過電子圖像處理對各種像差之中的畸變像差進(jìn)行校正。如上所述，在各個(gè)實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置變焦類型、各個(gè)透鏡單元的折光力等。因此，在實(shí)現(xiàn)廣視角的同時(shí)，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的整個(gè)變焦范圍上令人滿意地校正色差或像場彎曲。具體地講，通過在變焦時(shí)固定第一透鏡單元Ll和如上所述那樣設(shè)置各個(gè)元件， 獲得不僅具有廣視角而且還在整個(gè)變焦范圍上具有高光學(xué)性能的小型變焦透鏡。另外，根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，獲得這樣的變焦透鏡，該變焦透鏡支持80°或更寬的廣視角以及10-20 1 量級的高變焦比，體積小，并在從廣角端到望遠(yuǎn)端的整個(gè)變焦范圍上、以及在從到無限遠(yuǎn)的被攝體的距離至到近距離被攝體的距離的整個(gè)到被攝體的距離上具有高光學(xué)性能。以下將對根據(jù)實(shí)施例1至5的數(shù)值示例1至5進(jìn)行描述。在各個(gè)數(shù)值示例中，參考符號(hào)i表示從物側(cè)起的表面的順序，參考符號(hào)ri表示第i曲率半徑(第i平面)，參考符號(hào)di表示離第i+Ι平面的距離，參考符號(hào)ndi、vdi分別表示第i光學(xué)構(gòu)件的材料參照d 線的折射率(index)和阿貝數(shù)。在數(shù)值示例1至5中，最接近圖像的兩個(gè)平面是對應(yīng)于光學(xué)塊的平面。關(guān)于非球面形狀，參照平面的頂點(diǎn)，離光軸高度為H的位置處沿光軸方向上的位移用X表示。光的行進(jìn)方向被定義為正，旁軸曲率半徑用R表示，圓錐常數(shù)用k表示，相對非球面系數(shù)分別用A4、A6和A8表示。它用以下表達(dá)式表示TT2 /τ>
Γ00911 X =——,+ Α4Η4 + Α6Η6 + Α8Η8
l + Vl"(l + k)(H/R)2符號(hào)*意味著具有非球面形狀的表面?！癳-x”表示10-x。上述各個(gè)條件表達(dá)式與數(shù)值示例中的各個(gè)數(shù)值之間的關(guān)系顯示在表1中。數(shù)值示例1平面數(shù)據(jù)單位 mm
平面數(shù)據(jù)
平面編號(hào) rd ndVd
1-380.7021.35 1.90366 31.3
238.5753.15
3115.1683.13 1.72916 54.7
4-188.9920.18
578.2821.35 1.72825 28.5
631.1085.13 1.83481 42.7
7-601.4510.18
830.8554.04 1.72916 54.7
9-1814.505(可變)
10211.2560.70 1.90366 31.3
116.9942.38
12-356.2140.60 1.92286 18.9
1329.2641.63
1214-12.8210.60 1.88300 40.8
153087.7610.20
1633.8492.40 1.92286 18.9
17-16.448(可變) 18(孔徑) O0(可變)
19* 10.7852.82 1.58313 59.4
20-1000.0006.35
2131.2630.60 1.84666 23.9
229.9200.60
23* 19.4062.05 1.58313 59.4
24-101.225(可變)
2510.3463.50 1.51633 64.1
26-11.8600.89 1.84666 23.9
27-27.227(可變)
28O00.50 1.54400 60.0
29O02.87
像面OO非球面數(shù)據(jù)第19表面K = -6. 89675e-001 A4= -7. 92673e-006 A6 = 1. 10342e-007A8 =-1. 26501e-009第23表面K = -1. 03383e+000 A4 = -2.31662e_005
各種數(shù)據(jù)
變焦比9.85
廣角中間變焦
焦距3.52 15.88 34.66F 數(shù)1.85 2.61 2.88
視角38.18 10.68 4.93
透鏡總長度90.32 90.32 90.32
d 90.59 18.44 24.80
dl726.53 8.68 2.32
dl88.09 2.25 2.03
d242.00 3.82 4.50
d275.91 9.93 9.46關(guān)于變焦透鏡單元的數(shù)據(jù)
單元起始平面焦距
1135.52
210-8.42
31923.58
42519.08數(shù)值示例2單位 mm
平面數(shù)據(jù)
平面編號(hào)r d ndVd
1-99.101 1.351.90721 27.9
237.844 1.82
342.8333.36 1.48749 70.4
4530.2180.18
5126.0720.55 1.90942 25.4
663.150 4.151.88300 40.87-62.9320.18
839.8383.571.88300 40.8
9343.830(可變)
1068.4270.701.91316 23.6
117.1352.50
12-42.3340.601.90253 31.7
1322.0791.77
14-12.2591.441.88294 40.8
15-30.7720.10
1653.0542.281.92286 18.9
17-16.860(可變) 18(孔徑)O0(可變)
19*10.5553.12 1.58313 59.4
20*-64.1286.34
2159.7061.001.79088 23.2
227.0651.10
23*8.6104.43 1.58313 59.4
24-500.000(可變)
259.6553.311.48749 70.4
26-14.8711.101.92286 18.9
27-30.439(可變)
28O00.501.51633 64.1
像面OO非球面數(shù)據(jù)第19表面K= 1. 47680e-001 A4 = _7.21471e_005 A6 = 4. 71537e_009A8 = _2. 68497e_009第20表面K = O. 00000e+000 A4 = 4.26534e_005 A6 = 4. 87450e_007第23表面K = -2. 55240e-001 A4 = -5. 41365e_006各種數(shù)據(jù)
變焦比11.40
廣角中間變焦
焦距3.3516.31 38.20
F 數(shù)1.853.07 3.50
視角42.1110.52 4.53
圖像高度3.033.03 3.03
透鏡總長度98.4298.42 98.42
d 90.5023.04 31.08
dl732.8810.34 2.30
dl810.192.28 2.17
d245.9010.22 10.50
d273.527.10 6.93關(guān)于變焦透鏡單元的數(shù)據(jù)
單元起始平面焦距
1140.98
210-9.40
31920.49
42519.61數(shù)值示例3單位 mm單位 mm平面數(shù)據(jù)
平面編號(hào)r dndVd
1-994.6251.351.8599732.6
233.7763.53
3191.9302.561.8138245.4
4-361.8680.18
536.909 1.351.9082426.3
630.666 4.211.5500164.1
7-127.6590.18
842.7053.081.7473352.2
9-182.732(可變)
10349.2610.701.8829940.8
117.8853.23
12-26.9840.601.9228618.9
13-110.7451.16
14-16.5710.601.8822740.8
15-1925.4560.23
1636.3372.041.9228618.9
17-22.749(可變) 18(孔徑)O0(可變)
19*12.9913.571.5831359.4
20-700.1845.32
2127.4780.601.8466623.9
2211.2270.66
1723*17.366 2.37 1.58313 59.4
24-500.000 (可變)
2513.925 3.301.48749 70.4
26-22.5181.10 1.84666 23.9
27-62.367 (可變)
28OO0.50 1.51633 64.1
像面OO非球面數(shù)據(jù)第19表面K = 6. 09674e-001 A4 = -7. 30919e_005 A6 = -3. 98760e-007A8 =-4. 94478e-009第23表面K=L 60236e+000 A4 = -6. 13804e_005
各種數(shù)據(jù)
變焦比19.53
焦距3.47 25.36 67.78 41.98 11.96
F 數(shù)1.85 3.07 3.50 3.33 2.49
視角41.12 6.81 2.56 4.13 14.22
圖像高度3.03 3.03 3.03 3.03 3.03
透鏡總長度113.62 113.62 113.62 113.62 113.62
d 90.50 23.11 31.17 28.02 12.35
dl733.15 4.73 2.48 2.87 14.20
dl820.88 8.30 2.35 5.40 10.92
d247.65 18.73 22.70 18.42 23.91
d279.00 16.31 12.48 16.47 9.82關(guān)于變焦透鏡單元的數(shù)據(jù)單元起始平面焦距
1140.50
210-9.34
41925.27
52530.62數(shù)值示例4單位 mm
平面數(shù)據(jù)
平面編號(hào)rd ndVd
1-72.1761.351.76700 30.6
249.9253.17
3533.8583.271.71756 55.1
4-74.9130.18
549.9961.351.54745 43.1
629.9955.941.48749 70.4
7-112.0110.18
832.2964.021.72916 54.7
9714.717(可變)
1041.2710.701.71142 55.3
116.5123.07
12-122.8710.601.92286 18.9
13-55.4000.60
14-23.6430.601.72916 54.7
1517.0510.541611.7761.69 1.92286 18.9
1723.221(可變) 18(孔徑) O02.15
19* 11.2292.80 1.58313 59.4
20 -1000.0002.62
2124.5820.60 1.84666 23.9
2212.0000.60
23* 22.5192.01 1.58313 59.4
24-500.000(可變)
2514.4913.23 1.51633 64.1
26-10.7160.60 1.84666 23.9
27-20.786(可變)
28O00.50 1.51633 64.1
像面OO非球面數(shù)據(jù)第19表面K = -1. 14265e-001 A4 = -4. 17527e-005 A6 = -1. 37092e-007A8 =-4. 85474e-009第23表面K = -9. 76842e-001 A4 = -6. 57267e_005
各種數(shù)據(jù)
變焦比9.77廣角中間變焦
焦距4.22 17.48 41.24
F 數(shù)1.85 3.07 3.50
視角35.66 9.83 4.20
圖像高度3.03 3.03 3.03
透鏡總長度90.99 90.99 90.99
d 90.50 20.07 27.04
dl729.36 9.79 2.82
d249.13 3.68 4.08
d279.64 15.08 14.69關(guān)于變焦透鏡單元的數(shù)據(jù)
單元起始平面焦距
1137.80
210-8.00
31921.69
42522.38數(shù)值示例5單位 mm
平面數(shù)據(jù)
平面編號(hào)r d ndVd
1-45.656 0.902.00060 25.5
245.594 1.13
350.3014.21 1.52679 75.0
4-47.611 0.1852172.7270.55 1.85258 22.8
690.235 3.55 1.99334 26.0
7-76.6940.18
852.3912.87 1.88300 40.8
9-147.508(可變)
10228.0990.70 1.91554 28.7
117.638 3.75
12*-11.7601.00 1.88300 40.8
13*-66.0350.86
14-39.7610.60 1.57730 40.1
15-195.5581.03
162922.2262.01 2.00060 25.5
17-15.808(可變) 18(孔徑)O0(可變)
19*11.0373.89 1.55332 71.7
20*-32.2578.55
21-495.3530.23 1.79143 21.6
226.397 0.95
23*9.6873.45 1.72685 54.8
24*-100.000(可變)
25*-66.1013.89 1.80205 46.4
26-5.0511.10 1.77529 22.2
27-7.710(可變)
28O00.50 1.51680 64.2
像面非球面數(shù)據(jù)第12表面K = O. 00000e+000 A4 = _6. 81331e_005 A6 = _3. 65398e_007A8 = 1. 91682e_008第13表面K = O. 00000e+000 A4 = -1. 39610e_004
第19表面K = 1. 15570e-002 A4 = -6. 40872e-005 A6 = -6. 72903e-008A8 =-2. 87431e-009第20表面K = O. 00000e+000 A4 = 7. 35012e-005 A6 = -3. 75867e_008第23表面K = 7. 74399e-001 A4 = 4. 93278e_005第對表面K = O. 00000e+000 A4 = 1. 22558e_005 A6 = -5. 51779e_007第25表面K = 0. 00000e + 000 A4 = -1 · 01364e_003 A6 = _1· 09648e_005A8 =-2. 42048e-007
各種數(shù)據(jù)
變焦比11.31
廣角中間變焦
焦距3.3520.1737.88
F 數(shù)1.853.073.50
視角42.12 8.544.57
圖像高度3.033.033.03
透鏡總長度96.7396.7396.73
d 90.5022.4730.32
dl732.1010.132.28
dl811.772.624.88
d242.3213.3511.93
d273.972.101.25關(guān)于變焦透鏡單元的數(shù)據(jù)
23單元起始平面焦距
1140.76
210-12.77
31920.38
42510.32表權(quán)利要求
1. 一種變焦透鏡，包括 第一透鏡單元，第一透鏡單元具有正折光力； 第二透鏡單元，第二透鏡單元具有負(fù)折光力； 孔徑光闌；第三透鏡單元，第三透鏡單元具有正折光力；和第四透鏡單元，第四透鏡單元具有正折光力，其中，第一透鏡單元、第二透鏡單元、第三透鏡單元和第四透鏡單元按從物側(cè)到像側(cè)的順序布置，其中，在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)，第一透鏡單元固定，第二透鏡單元和第四透鏡單元移動(dòng)以使得第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的距離增大并且第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的距離減小，其中，第一透鏡單元按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一負(fù)透鏡、第一正透鏡、第二負(fù)透鏡、第二正透鏡和第三正透鏡，第三透鏡單元和第四透鏡單元包括兩個(gè)或更多個(gè)透鏡，并且其中，當(dāng)fl和f3分別是第一透鏡單元和第三透鏡單元的焦距、fw是整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距、Tl是第一透鏡單元在光軸上的厚度、H12是廣角端處第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的主點(diǎn)之間的距離時(shí)，滿足以下條件表達(dá)式 -5. 0 < H12/fw < -0. 2·1.5 < fl/f3 < 4. 0·2.0 < Tl/fw < 10. 0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式 0. 5 < BFw/fw < 10. 0其中，BFw是廣角端處的后焦距的空氣等效長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式 15. 0 < TD/fw < 40. 0其中，TD是整個(gè)系統(tǒng)中的透鏡的整個(gè)長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式 0. 0 彡 |M3/M2| < 1. 5其中，M2是在光軸上第二透鏡單元在廣角端與望遠(yuǎn)端之間的位置差，M3是在光軸上第三透鏡單元在廣角端與望遠(yuǎn)端之間的位置差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式·0.0 彡 M3 I /fw < 10. 0其中，M3是在光軸上第三透鏡單元在廣角端與望遠(yuǎn)端之間的位置差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，第一透鏡單元的焦距fl滿足以下條件表達(dá)式·5. 0 < fl/fw < 15. 0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式·1.0 < ( β 2t/ β 2w) / ( β 3t/ β 3w) < 5. 0其中，β 2w和β 2t分別是第二透鏡單元在廣角端和望遠(yuǎn)端處的橫向倍率，β 3w和β 3t 分別是第三透鏡單元在廣角端和望遠(yuǎn)端處的橫向倍率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足以下條件表達(dá)式 2. 0 < M2/f2 < 3. 5其中，M2是在光軸上第二透鏡單元在廣角端與望遠(yuǎn)端之間的位置差，f2是第二透鏡單元的焦距。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，通過移動(dòng)整個(gè)或者部分第三透鏡單元以具有沿相對于光軸的垂直方向的分量，而沿相對于光軸的垂直方向移動(dòng)拍攝的圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述孔徑光闌在變焦時(shí)移動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，第二透鏡單元按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一負(fù)透鏡、第二負(fù)透鏡、第三負(fù)透鏡和正透鏡。
12.—種圖像拾取裝置，所述圖像拾取裝置包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡和圖像拾取元件，所述圖像拾取元件被構(gòu)造為接收由所述變焦透鏡形成的圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變焦透鏡和配備變焦透鏡的圖像拾取裝置。變焦透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正折光力的第一透鏡單元和具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、孔徑光闌、以及具有正折光力的第三透鏡單元和具有負(fù)折光力的第四透鏡單元。在從廣角端變焦到望遠(yuǎn)端時(shí)，第一透鏡單元保持固定，第二透鏡單元和第四透鏡單元移動(dòng)。第一透鏡單元按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括負(fù)、正、負(fù)、正和正透鏡，第三透鏡單元和第四透鏡單元包括兩個(gè)或更多個(gè)透鏡。適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一透鏡單元和第三透鏡單元的焦距、整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距、第一透鏡單元在光軸上的厚度、以及廣角端處第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的主點(diǎn)之間的距離。
文檔編號(hào)G02B15/173GK102466873SQ20111035455
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者堀內(nèi)昭永 申請人:佳能株式會(huì)社