專利名稱：變焦透鏡和包括該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)明涉及變焦透鏡和包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置，該變焦透鏡和圖像拾取 裝置適于使用固態(tài)圖像拾取元件的圖像拾取裝置(諸如攝像機(jī)、電子靜態(tài)照相機(jī)、廣播級(jí) 攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī))，或諸如商化銀膠片照相機(jī)的圖像拾取裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用固態(tài)圖像拾取元件的圖像拾取裝置(諸如攝像機(jī)、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、 廣播級(jí)攝像機(jī)或監(jiān)視攝像機(jī))以及鹵化銀膠片照相機(jī)作為整個(gè)裝置已被減小尺寸。而且， 要求用于該圖像拾取裝置的攝影光學(xué)系統(tǒng)是具有短的總透鏡長(zhǎng)度、緊湊的(小的)尺寸以 及高變焦比(高倍率)的高分辨率變焦透鏡。作為滿足這些要求的變焦透鏡，已知正前置 (positive lead)類型的變焦透鏡，其具有如下這樣的透鏡單元，該透鏡單元從物側(cè)到像側(cè) 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、具有正折光力的 第三透鏡單元，以及包括這些單元之后的至少一個(gè)透鏡單元的后組。作為正前置類型的變 焦透鏡，已知由從物側(cè)到像側(cè)順序具有正折光力、負(fù)折光力、正折光力和正折光力的四個(gè)透 鏡單元構(gòu)成的變焦透鏡。在美國(guó)專利No. 7，738，181中，對(duì)于第一透鏡單元的正透鏡使用低色散材料， 以便在望遠(yuǎn)側(cè)執(zhí)行色差的適當(dāng)校正。另外，已知由從物側(cè)到像側(cè)順序具有正折光力、負(fù) 折光力、正折光力、正折光力和正折光力的五個(gè)透鏡單元構(gòu)成的變焦透鏡(美國(guó)專利 No. 7，286，304)。另外，已知由從物側(cè)到像側(cè)順序包括正折光力、負(fù)折光力、正折光力、負(fù)折 光力和正折光力的五個(gè)透鏡單元構(gòu)成的變焦透鏡。美國(guó)專利No. 7，177，092公開(kāi)了具有近 似10的變焦比的變焦透鏡。一般地，為了獲得具有尺寸減小的整個(gè)系統(tǒng)且同時(shí)具有預(yù)定變焦比的變焦透鏡， 需要提高構(gòu)成變焦透鏡的每個(gè)透鏡單元的折光力(光焦度=焦距的倒數(shù))，以便減少透鏡 的數(shù)目。然而，這種變焦透鏡具有伴隨變焦的大的像差變化，并且難以在整個(gè)變焦范圍上獲 得高的光學(xué)性能。特別地，有效前透鏡直徑變大，并且整個(gè)透鏡系統(tǒng)的尺寸減小變得不足。 同時(shí)，難以在望遠(yuǎn)端校正各種像差(諸如色差)。在上述四單元變焦透鏡或五單元變焦透鏡中，為了獲得高變焦比并且減小整個(gè)透 鏡系統(tǒng)的尺寸并同時(shí)獲得良好的光學(xué)性能，重要的是適當(dāng)設(shè)定每個(gè)透鏡單元的折光力和透 鏡配置，以及變焦時(shí)每個(gè)透鏡單元的移動(dòng)條件。特別地，重要的是適當(dāng)設(shè)定第一透鏡單元和 第二透鏡單元的透鏡配置以及在變焦時(shí)第一透鏡單元和第三透鏡單元的移動(dòng)條件。除非適 當(dāng)設(shè)定這些結(jié)構(gòu)，否則難以獲得具有小的整個(gè)系統(tǒng)、高變焦比和高光學(xué)性能的變焦透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有小的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)、高變焦比和整個(gè)變焦范圍 上的高光學(xué)性能的變焦透鏡，以及提供一種包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置。根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)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、具有正折光力的第三透鏡單元、以及包括至少一個(gè)透鏡單 元的后組，其中相對(duì)于廣角端，在望遠(yuǎn)端，第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間距增加， 第二透鏡單元和第三透鏡單元之間的間距減小，并且第三透鏡單元和后組之間的間距改 變，第一透鏡單元包括兩個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡，并且第二透鏡單元包括一個(gè)負(fù)透鏡和一 個(gè)正透鏡，并且滿足下列條件表達(dá)式80. 0 < vlp ；1. 0 < flp/fl <1.6;ν2ρ<18·4;禾口 1. 90 < N2p,其中vlp表示構(gòu)成第一透鏡單元的兩個(gè)正透鏡中的具有最大阿貝數(shù)的一個(gè)正透 鏡的材料的阿貝數(shù)，N2p和v2p分別表示第二透鏡單元的正透鏡的材料的折射率和阿貝數(shù)， fl表示第一透鏡單元的焦距，并且flp表示構(gòu)成第一透鏡單元的兩個(gè)正透鏡中的具有最大 阿貝數(shù)的一個(gè)正透鏡的焦距。根據(jù)本發(fā)明，獲得了一種具有小的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)、高變焦比和整個(gè)變焦范圍上的 高光學(xué)性能的變焦透鏡。從下文參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1A、1B和IC分別示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例1的在廣角端、中間變焦位置 和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖2A、2B和2C分別是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例1的在廣角端、中間變焦位置和望 遠(yuǎn)端的像差圖。圖3A、3B和3C分別示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例2的在廣角端、中間變焦位置 和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖4A、4B和4C分別是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例2的在廣角端、中間變焦位置和望 遠(yuǎn)端的像差圖。圖5A、5B和5C分別示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例3的在廣角端、中間變焦位置 和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖6A、6B和6C分別是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例3的在廣角端、中間變焦位置和望 遠(yuǎn)端的像差圖。圖7A、7B和7C分別示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例4的在廣角端、中間變焦位置 和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖8A、8B和8C分別是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例4的在廣角端、中間變焦位置和望 遠(yuǎn)端的像差圖。圖9A、9B和9C分別示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例5的在廣角端、中間變焦位置 和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖10AU0B和IOC分別是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字實(shí)施例5的在廣角端、中間變焦位置 和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖11是示出了本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)到 像側(cè)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、具有正折光 力的第三透鏡單元、以及包括至少一個(gè)透鏡單元的后組。在變焦過(guò)程中，相對(duì)于廣角端，在 望遠(yuǎn)端，第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間距增大，第二透鏡單元和第三透鏡單元之 間的間距減小，并且第三透鏡單元和后組之間的間距改變。圖1A、1B和IC示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例(數(shù)字實(shí)施例1)的變焦透鏡的在 廣角端(短焦距端)、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端(長(zhǎng)焦距端)的透鏡截面。圖2A、2B和2C分 別是第一實(shí)施例的變焦透鏡的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。第一實(shí)施例的 變焦透鏡具有13. 32的變焦比以及3. 21 6. 08的孔徑比。圖3A、3B和3C示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例(數(shù)字實(shí)施例2)的變焦透鏡的在 廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖4A、4B和4C分別是第二實(shí)施例的變焦透鏡 的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。第二實(shí)施例的變焦透鏡具有11. 41的變焦 比以及3. 43 5. 72的孔徑比。圖5A、5B和5C示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例(數(shù)字實(shí)施例3)的變焦透鏡的在 廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖6A、6B和6C分別是第三實(shí)施例的變焦透鏡 的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。第三實(shí)施例的變焦透鏡具有13. 82的變焦 比以及3. 36 6. 09的孔徑比。圖7A、7B和7C示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例(數(shù)字實(shí)施例4)的變焦透鏡的在 廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖8A、8B和8C分別是第四實(shí)施例的變焦透鏡 的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。第四實(shí)施例的變焦透鏡具有13. 54的變焦 比以及3. 37 6. 09的孔徑比。圖9A、9B和9C示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例(數(shù)字實(shí)施例5)的變焦透鏡的在 廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的透鏡截面。圖10AU0B和IOC分別是第五實(shí)施例的變焦 透鏡的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。第五實(shí)施例的變焦透鏡具有12. 27的 變焦比以及3. 50 5. 97的孔徑比。圖11是示出了包括本發(fā)明的變焦透鏡的照相機(jī)(圖像拾取裝置)的主要部分的 示意圖。各實(shí)施例的變焦透鏡是用于諸如攝像機(jī)、電子照相機(jī)、鹵化銀膠片照相機(jī)的圖像拾 取裝置的攝影透鏡系統(tǒng)。在透鏡截面中，左側(cè)相應(yīng)于物側(cè)，而右側(cè)相應(yīng)于像側(cè)。另外，i指 示每個(gè)透鏡單元的從物側(cè)到像側(cè)的順序，并且Li表示第i個(gè)透鏡單元。Lr表示包括至少一 個(gè)透鏡單元的后組。在圖IA到1C、5A到5C和7A到7C中分別示出的第一、第三和第四實(shí)施例的透鏡 截面中，變焦透鏡包括具有正折光力(光焦度=焦距的倒數(shù))的第一透鏡單元Li、具有負(fù)折 光力的第二透鏡單元L2、具有正折光力的第三透鏡單元L3。后組Lr包括具有負(fù)折光力的 第四透鏡單元L4以及具有正折光力的第五透鏡單元L5。第一、第三和第四實(shí)施例中的每一 個(gè)描述了正前置類型的五單元變焦透鏡。在圖3A到3C所示的第二實(shí)施例的透鏡截面中，變焦透鏡包括具有正折光力的第 一透鏡單元Ll、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元L2以及具有正折光力的第三透鏡單元L3。后
6組Lr包括具有正折光力的第四透鏡單元L4。第二實(shí)施例描述了正前置類型的四單元變焦 透鏡。在圖9A到9C所示的第五實(shí)施例的透鏡截面中，變焦透鏡包括具有正折光力的第 一透鏡單元Ll、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元L2以及具有正折光力的第三透鏡單元L3。后 組Lr包括具有正折光力的第四透鏡單元L4和具有正折光力的第五透鏡單元L5。第五實(shí)施 例描述了正前置類型的五單元變焦透鏡。在各透鏡截面中，F(xiàn)數(shù)決定部件(下面稱為“孔徑 光闌”)SP具有用于決定(限定)開(kāi)口 F數(shù)(Fno)光通量的孔徑光闌的作用。光學(xué)塊G相應(yīng)于濾光器、面板、石英低通濾光器或紅外截止濾光器等。作為像面 IP，當(dāng)變焦透鏡被用作圖像拾取裝置(諸如攝像機(jī)或數(shù)字靜態(tài)照相機(jī))的攝影光學(xué)系統(tǒng)時(shí)， 設(shè)置諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的固態(tài)圖像拾取元件(光電變換器)的成像平面。可替 換地，當(dāng)變焦透鏡被用作鹵化銀膠片照相機(jī)的攝影光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，設(shè)置相應(yīng)于膠片表面的感 光表面。在球面像差圖中，實(shí)線指示d線，并且雙點(diǎn)劃線指示g線。在像散圖中，虛線指示 子午像面，實(shí)線指示弧矢像面，并且橫向色差由g線示出。半視場(chǎng)角(攝影視場(chǎng)角的半值) 由ω表示，并且F數(shù)由Fno表示。應(yīng)注意，在下面的實(shí)施例中，廣角端和望遠(yuǎn)端指的是這樣 的變焦位置，在該變焦位置用于變焦的透鏡單元被定位在光軸上的可機(jī)械移動(dòng)的范圍的每 一端。在各實(shí)施例中，箭頭指示在從廣角端到望遠(yuǎn)端變焦過(guò)程中或在聚焦過(guò)程中的移動(dòng)軌 跡。在各實(shí)施例的變焦透鏡中，第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元L2的折光力被在某 種程度上提高，從而在廣角端第一透鏡單元Ll和孔徑光闌SP之間的距離減小。因此，第一 透鏡單元Ll的透鏡直徑被減小(縮短)。另外，第三透鏡單元L3的折光力在某種程度上提 高，從而孔徑光闌SP和像面IP之間的距離減小。因此，在廣角端的總透鏡長(zhǎng)度(第一透鏡 表面和像面之間的距離)被縮短。在各實(shí)施例的變焦透鏡中，當(dāng)執(zhí)行從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦時(shí)，第一透鏡單元Ll 移向物側(cè)，從而與廣角端相比，第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元L2之間的間距在望遠(yuǎn)端變 得更長(zhǎng)(更大)，由此獲得變焦動(dòng)作。另外，當(dāng)執(zhí)行從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦時(shí)，第三透鏡單 元L3移向物側(cè)，從而與廣角端相比，第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3之間的間距在望 遠(yuǎn)端變得更短(更小)，由此獲得變焦動(dòng)作。這樣，通過(guò)在多個(gè)區(qū)域(透鏡單元)之間分擔(dān)變焦動(dòng)作，可縮短在變焦時(shí)各透鏡單 元的移動(dòng)行程(movement stroke)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的變焦比，并且縮短在望遠(yuǎn)端的整個(gè)透鏡 長(zhǎng)度。通過(guò)使布置成最靠近像側(cè)的透鏡單元沿向物側(cè)凸出的軌跡移動(dòng)，校正變焦時(shí)的焦點(diǎn) 變化。對(duì)于聚焦，第一透鏡單元Ll或布置成最靠近像側(cè)的透鏡單元被移向物側(cè)，從而執(zhí)行 從無(wú)限遠(yuǎn)物體到近側(cè)物體的聚焦。在圖IA到1C、5A到5C、7A到7C和9A到9C所示的五單元變焦透鏡中，為了在望 遠(yuǎn)端執(zhí)行從無(wú)限遠(yuǎn)物體到近側(cè)物體的聚焦，如在各透鏡截面中由箭頭5c所示的，第五透鏡 單元L5被向前移動(dòng)。關(guān)于第五透鏡單元L5的實(shí)線曲線5a和虛線曲線5b分別指示當(dāng)聚焦 在無(wú)限遠(yuǎn)物體上和聚焦在近側(cè)物體上時(shí)，用于校正伴隨從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦的像面變 化的移動(dòng)軌跡。在圖3A到3C所示的第二實(shí)施例中，為了在望遠(yuǎn)端執(zhí)行從無(wú)限遠(yuǎn)物體到近側(cè)物體 的聚焦，如在透鏡截面中由箭頭4c所示，第四透鏡單元L4被向前移動(dòng)。關(guān)于第四透鏡單元L4的實(shí)線曲線4a和虛線曲線4b分別指示當(dāng)聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)物體上和聚焦在近側(cè)物體上時(shí)， 用于校正伴隨從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦的像面變化的移動(dòng)軌跡。在各實(shí)施例中，第一透鏡單元Ll包括兩個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡。第二透鏡單元 L2包括負(fù)透鏡和正透鏡。在包括在第一透鏡單元Ll中的正透鏡中，其材料具有最大阿貝 數(shù)(Abbe number)的正透鏡Glp的材料的阿貝數(shù)被以vlp表示。第二透鏡單元L2的一個(gè) 正透鏡G2p的材料的折射率和阿貝數(shù)分別被以N2p和v2p表示。第一透鏡單元Ll的焦距 被以Π表示，第一透鏡單元Ll的正透鏡中的其材料具有最大阿貝數(shù)的正透鏡Glp的焦距 被以Hp表示。在這種情況下，滿足下面的條件表達(dá)式。80. 0 < vlp. . . (1)1. 0 < flp/fl <1.6··· (2)v2p < 18. 4.·· (3)1. 90 < Ν2ρ· . . (4)條件表達(dá)式(1)是定義第一透鏡單元Ll中包括的正透鏡之中的其材料具有最大 阿貝數(shù)的正透鏡Glp的材料的阿貝數(shù)的表達(dá)式。如果該阿貝數(shù)過(guò)小并且低于條件表達(dá)式 (1)的下限，即如果色散大，則變得難以在望遠(yuǎn)側(cè)適當(dāng)?shù)匦Ｕv向色差和橫向色差。具有滿 足條件表達(dá)式(1)的大于80的阿貝數(shù)的低色散材料趨向于具有大的部分色散比，因此其還 具有在望遠(yuǎn)側(cè)適當(dāng)?shù)匦Ｕ渭?jí)光譜的效果。為了也獲得這種效果，希望阿貝數(shù)不降低到條 件表達(dá)式(1)的下限之下。條件表達(dá)式(2)是定義第一透鏡單元Ll的正透鏡中的其材料具有最大阿貝數(shù)的 正透鏡Glp的焦距的表達(dá)式。如果正透鏡Glp的焦距過(guò)大并且高于條件表達(dá)式(2)的上 限，即如果折光力過(guò)小，則即使對(duì)于正透鏡Glp使用低色散材料，也變得難以在望遠(yuǎn)側(cè)適當(dāng) 地校正縱向色差和橫向色差。另外，如果正透鏡Glp的焦距過(guò)小并且低于條件表達(dá)式(2) 的下限，即如果折光力過(guò)大，則在正透鏡Glp的望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差，這是不希望的。條件表達(dá)式(3)是定義包括在第二透鏡單元L2中的一個(gè)正透鏡G2p的阿貝數(shù)的 表達(dá)式。在高于上限的情況下，即如果色散小，則不能確保足夠的與第二透鏡單元L2的負(fù) 透鏡的材料的阿貝數(shù)差，因此增大色差消除所需的各透鏡的折光力。結(jié)果，第二透鏡單元L2 的尺寸增大。另外，在廣角側(cè)產(chǎn)生了大的畸變和像場(chǎng)彎曲，并且在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像 差，這是不希望的。條件表達(dá)式(4)是定義包括在第二透鏡單元L2中的一個(gè)正透鏡G2p的材料的折 射率的表達(dá)式。如果折射率過(guò)小并且低于下限，則透鏡表面曲率變得陡峭，以便獲得所希望 的折光力。因此，不適當(dāng)?shù)卦黾油哥R厚度。另外，珀茲伐和(Petzval sum)在正方向上變得 過(guò)大，從而不適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生大的像場(chǎng)彎曲。為了實(shí)現(xiàn)第二透鏡單元L2的尺寸減小以及各種像 差的適當(dāng)校正，優(yōu)選地滿足條件表達(dá)式(3)和(4)兩者。在各實(shí)施例中，尤其優(yōu)選地如下設(shè) 定條件表達(dá)式(1)到(4)的數(shù)值。81. 0 < vlp. . . (la)1. 000 < flp/fl < 1. 595. · · (2a)v2p < 18. 2. · · (3a)1. 92 < N2p. · · (4a)如上所述，根據(jù)各實(shí)施例，可以獲得具有近似為12或更大的高變焦比的變焦透鏡，在該變焦透鏡中有助于實(shí)現(xiàn)前透鏡有效直徑的尺寸減小，并且在望遠(yuǎn)側(cè)適當(dāng)?shù)匦Ｕ?差。在各實(shí)施例中，更優(yōu)選的是滿足下列條件中的一個(gè)或多個(gè)。在從廣角端到望遠(yuǎn)端變焦期間的第一透鏡單元Ll和第三透鏡單元L3的移動(dòng)量分 別被以Ml和M3表示。在廣角端的變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的焦距被以fw表示。第二透鏡單 元L2和第三透鏡單元L3的焦距分別被以f2和f3表示。第一透鏡單元Ll的兩個(gè)正透鏡 的材料之間的折射率差被以Δ^ρ表示。第二透鏡單元L2從物側(cè)到像側(cè)順序包括具有面 向像側(cè)的凹表面的負(fù)透鏡以及具有面向物側(cè)的凸表面的正透鏡，其中在負(fù)透鏡中，在像側(cè) 的透鏡表面的折光力的絕對(duì)值比在物側(cè)的透鏡表面的折光力的絕對(duì)值大。然后，負(fù)透鏡的 像側(cè)的透鏡表面和正透鏡的物側(cè)的透鏡表面之間的在光軸上的距離被以d2表示。包括在 第二透鏡單元L2中的具有最大折光力絕對(duì)值的負(fù)透鏡的材料的阿貝數(shù)被以v2n表示。在 這種情況下，優(yōu)選地滿足下列條件中的一個(gè)或多個(gè)-7. 0 < Ml/fw < -3. 5. . . (5)-4. 0 < M3/fw < _2· 7. · · (6)7. 0 < fl/fw < 10. 0. . . (7)1. 2 < |f2|/fw < 1. 6. . . (8)1. 7 < f3/fw < 4. 6. . . (9)0. 1 < ΔΝΙρ < 0. 4. . . (10)0. 52 < d2/fw < 1. 00. . . (11)0. 029 < (1/ν2ρ-1/ν2η) < 0. 050. · · (12)其中移動(dòng)量Ml和M3是與廣角端相比，在望遠(yuǎn)端在光軸方向上的透鏡單元相對(duì)于 像面的位置差，當(dāng)位于物側(cè)時(shí)符號(hào)為負(fù)，而當(dāng)位于像側(cè)時(shí)符號(hào)為正。接著，描述上述條件表達(dá)式的技術(shù)含義。條件表達(dá)式(5)是定義伴隨變焦的第一 透鏡單元Ll的移動(dòng)量的表達(dá)式。如果在變焦過(guò)程中向物側(cè)的移動(dòng)量過(guò)小并且在條件表達(dá) 式(5)的上限之上，變焦效果被削弱。如果提高第一透鏡單元Ll的折光力以便補(bǔ)償變焦效 果，則在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。另外，如果提高第二透鏡單元L2的折光力以便補(bǔ)償變 焦效果，則在廣角側(cè)產(chǎn)生大的像場(chǎng)彎曲，并且在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。如果在變焦過(guò)程 中向物側(cè)的移動(dòng)量過(guò)大并且在條件表達(dá)式(5)的下限之下，總的透鏡長(zhǎng)度在望遠(yuǎn)端增加， 因此變得難以減小變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的尺寸。條件表達(dá)式(6)是定義第三透鏡單元L3在變焦過(guò)程中的移動(dòng)量的表達(dá)式。如果 在變焦過(guò)程中向物側(cè)的移動(dòng)量過(guò)小并且在條件表達(dá)式(6)的上限之上，變焦效果被削弱。 如果提高第一透鏡單元Ll的折光力以便補(bǔ)償變焦效果，則在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。另 外，如果提高第二透鏡單元的折光力以便補(bǔ)償變焦效果，則在廣角側(cè)產(chǎn)生大的像場(chǎng)彎曲，并 且在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。如果向物側(cè)的移動(dòng)量過(guò)大并且在條件表達(dá)式(6)的下限之 下，與第三透鏡單元L3 —起移動(dòng)的孔徑光闌SP的移動(dòng)量也增加。因此，伴隨變倍的開(kāi)口 F 數(shù)的改變?cè)龃?，因此在望遠(yuǎn)端的F數(shù)不適當(dāng)?shù)刈儼?dark)。如果使用具有小像素間距的固 態(tài)圖像拾取元件，需要成像透鏡具有高的高頻的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。如果開(kāi)口 F數(shù)是暗 的，則由于衍射的影響而難以增加MTF，這是不適合的。條件表達(dá)式(7)是定義第一透鏡單元Ll的焦距、即第一透鏡單元Ll的折光力的 表達(dá)式。如果焦距過(guò)大(折光力過(guò)小)并且在條件表達(dá)式(7)的上限之上，變焦效果被削
9弱。如果增加在變焦過(guò)程中第一透鏡單元Ll的移動(dòng)量以便補(bǔ)償變焦效果，則總透鏡長(zhǎng)度在 望遠(yuǎn)端增加。另外，如果提高第三透鏡單元L3的折光力以便補(bǔ)償變焦效果，則諸如球面像 差、彗形像差和縱向色差的各種像差增加。如果增加透鏡數(shù)目以便校正各種像差，則透鏡單 元的厚度增加，從而尺寸減小變得困難。如果焦距過(guò)小(折光力過(guò)大)并且在條件表達(dá)式 (7)的下限之下，在第一透鏡單元Ll的望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。如果增加透鏡數(shù)目以便 校正像差，第一透鏡單元的尺寸增大，因此前透鏡的直徑不適當(dāng)?shù)卦黾?。條件表達(dá)式(8)是定義第二透鏡單元L2的焦距、即第二透鏡單元L2的折光力的 表達(dá)式。如果焦距的絕對(duì)值過(guò)大(折光力過(guò)小)并且在條件表達(dá)式(8)的上限之上，第二 透鏡單元L2的變焦效果被削弱，并且因此變得難以獲得所希望的倍率。另外，如果焦距的 絕對(duì)值過(guò)小(折光力過(guò)大)并且在條件表達(dá)式⑶的下限之下，則在第二透鏡單元L2的廣 角側(cè)產(chǎn)生大的像場(chǎng)彎曲，并且在第二透鏡單元L2的望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。條件表達(dá)式(9)是定義第三透鏡單元L3的焦距、即第三透鏡單元L3的折光力的 表達(dá)式。如果焦距過(guò)大(折光力過(guò)小)并且在條件表達(dá)式(9)的上限之上，則第三透鏡單 元L3的變焦效果被削弱，并且因此難以獲得所希望的倍率。另外，如果焦距過(guò)小(折光力 過(guò)大)并且在條件表達(dá)式(9)的下限之下，則在第三透鏡單元L3中產(chǎn)生大的球面像差、彗 形像差和縱向色差。條件表達(dá)式(10)是定義包括在第一透鏡單元Ll中的兩個(gè)正透鏡的材料之間的折 射率差的表達(dá)式。折射率差過(guò)大并且高于條件表達(dá)式(10)的上限的情況相應(yīng)于一個(gè)正透 鏡的折射率過(guò)大的情況。一般地，具有高折射率的材料是具有小的阿貝數(shù)的高色散材料。因 此，在高于上限的情況下，色散變得過(guò)高以致于在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的縱向色差和橫向色差。另 外，折射率差過(guò)小并且低于條件表達(dá)式(10)的下限的情況相應(yīng)于兩個(gè)正透鏡兩者都具有 小折射率的情況。如果第一透鏡單元Ll的折光力被在某種程度上提高，則即使兩個(gè)正透鏡 分擔(dān)折光力，仍在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。條件表達(dá)式(11)是定義其中凹表面面向像側(cè)的第二透鏡單元L2的負(fù)透鏡的像側(cè) 的透鏡表面和其中凸表面面向物側(cè)的正透鏡的物側(cè)的透鏡表面之間在光軸上的距離的表 達(dá)式。第二透鏡單元L2通過(guò)后聚焦(retrofocus)型折光力布置來(lái)實(shí)現(xiàn)廣角和尺寸減小， 在該布置中具有負(fù)折光力的透鏡單元在最前面。這種折光力布置大大依賴負(fù)透鏡的面向像 側(cè)的凹表面和正透鏡的面向物側(cè)的凸表面的布置。通過(guò)在距離被設(shè)為小至某種程度的情況 下將各透鏡表面的折光力設(shè)為更強(qiáng)，可容易地實(shí)現(xiàn)廣角和尺寸減小。如果間距過(guò)大并且在 條件表達(dá)式(11)的上限之上，第二透鏡單元L2的在光軸方向上的厚度增大，因此第二透鏡 單元L2的尺寸不適當(dāng)?shù)卦龃?。如果第二透鏡單元L2的尺寸增大，第一透鏡單元Ll和孔徑 光闌SP之間的間距增加，從而前透鏡的有效直徑增加。如果該間距過(guò)小并且在條件表達(dá)式 (11)的下限之下，有助于尺寸減小，但是各透鏡表面的折光力變得過(guò)強(qiáng)。結(jié)果，在廣角側(cè)產(chǎn) 生大的畸變像差和像場(chǎng)彎曲，并且在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。條件表達(dá)式(12)是定義正透鏡G2p和負(fù)透鏡G2n的材料之間的阿貝數(shù)的倒數(shù)的 差的表達(dá)式，該負(fù)透鏡G2n是第二透鏡單元L2的負(fù)透鏡中的具有最大的折光力絕對(duì)值的負(fù) 透鏡。隨著阿貝數(shù)的倒數(shù)的差變得較大，色差消除所需的各透鏡的折光力變得較小。阿貝 數(shù)的倒數(shù)的差過(guò)大并且在條件表達(dá)式(12)的上限之上的情況是正透鏡G2p的材料的色散 太高的情況。一般地，高色散材料具有大的部分色散比。如果超出了上限，則正透鏡G2p的材料的部分色散比過(guò)大，因此在望遠(yuǎn)側(cè)次級(jí)光譜增加。另外，如果阿貝數(shù)的倒數(shù)的差過(guò)小并 且在條件表達(dá)式(12)的下限之下，色差消除所需的各透鏡的折光力變得太大。結(jié)果，在廣 角側(cè)產(chǎn)生大的崎變像差和像場(chǎng)彎曲，并且在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。在每個(gè)實(shí)施例中，更優(yōu)選的是如下地設(shè)定條件表達(dá)式(5)到(12)的數(shù)值范圍。-6. 5 < Ml/fw < -4. 0. · · (5a)-3. 8 < M3/fw < _3· 0. · · (6a)7. 4 < fl/fw < 9. 0. . . (7a)1. 3 < I f2 I /fw <1.5··· (8a)1. 8 < f3/fw < 4. 5. . . (9a)0. 103 < Δ Nlp < 0. 360. · · (IOa)0. 56 < d2/fw < 0. 95. . . (Ila)0. 030 < (1/ν2ρ-1/ν2η) < 0. 045. · · (12a)描述了第一到第五實(shí)施例的變焦透鏡的特性。在圖IA到1C、5A到5C和7A到7C 中分別示出的第一、第三和第四實(shí)施例的變焦透鏡中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端處的變焦位置 的變焦期間，透鏡單元之間的間距如下改變。具體地，第一透鏡單元Ll和第二透鏡單元L2 之間的間距增大，第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3之間的間距減小，并且第三透鏡單元 L3和第四透鏡單元L4之間的間距改變。另外，透鏡單元移動(dòng)，從而第四透鏡單元L4和第五 透鏡單元L5之間的間距增大。在圖IA到1C、5A到5C和7A到7C中分別示出的第一、第三和第四實(shí)施例的變焦 透鏡中，第一透鏡單元Ll、第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4被定位成在望遠(yuǎn)端比在廣角 端更靠近物側(cè)。另外，第二透鏡單元L2沿著向像側(cè)凸出的軌跡移動(dòng)，并且第五透鏡單元L5 沿著向物側(cè)凸出的軌跡移動(dòng)。在圖IA到1C、5A到5C和7A到7C中分別示出的第一、第三 和第四實(shí)施例的變焦透鏡中，F(xiàn)數(shù)決定部件SP被在光軸方向上定位在第三透鏡單元L3中。 通過(guò)以這種方式布置孔徑光闌SP，可在望遠(yuǎn)端減小第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3之 間的間距。因此，可確保具有足夠的用于變焦的第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3之間 的間距的變化量。因此，可實(shí)現(xiàn)具有高變焦比的變焦透鏡。另外，在圖IA到1C、5A到5(和 7A到7C中分別示出的第一、第三和第四實(shí)施例的變焦透鏡中，第三透鏡單元L3和第四透鏡 單元L4之間的間距被設(shè)為在望遠(yuǎn)端比在廣角端更大，因此獲得了更高的變焦效果。在圖3A到3C所示的第二實(shí)施例的變焦透鏡中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端處的變焦位 置的變焦期間，透鏡單元之間的間距如下改變。具體地，透鏡單元移動(dòng)，從而第一透鏡單元 Ll和第二透鏡單元L2之間的間距增大，第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3之間的間距減 小，并且第三透鏡單元和第四透鏡單元L4之間的間距增大。在圖3A到3C所示的第二實(shí)施 例的變焦透鏡中，第一透鏡單元Ll和第三透鏡單元L3被定位為在望遠(yuǎn)端比在廣角端更靠 近物側(cè)。另外，第二透鏡單元L2沿著向像側(cè)凸出的軌跡移動(dòng)，并且第四透鏡單元L4沿著向 物側(cè)凸出的軌跡移動(dòng)。在圖3A到3C所示的第二實(shí)施例的變焦透鏡中，F(xiàn)數(shù)決定部件SP被 在光軸方向上定位在第三透鏡單元L3的物側(cè)。在圖9A到9C所示的第五實(shí)施例的變焦透鏡中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端處的變焦位 置的變焦期間，透鏡單元之間的間距如下改變。具體地，透鏡單元移動(dòng)，從而第一透鏡單元 Ll和第二透鏡單元L2之間的間距增大，第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3之間的間距減小，并且第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4之間的間距減小。另外，透鏡單元移動(dòng)，從而 第四透鏡單元L4和第五透鏡單元L5之間的間距增大。在圖9A到9C所示的第五實(shí)施例的變焦透鏡中，第一透鏡單元Li、第三透鏡單元 L3和第四透鏡單元L4被定位為在望遠(yuǎn)端比在廣角端更靠近物側(cè)。另外，第二透鏡單元L2 沿著向像側(cè)凸出的軌跡移動(dòng)，并且第五透鏡單元L5沿著向物側(cè)凸出的軌跡移動(dòng)。在圖9A 到9C所示的第五實(shí)施例的變焦透鏡中，F(xiàn)數(shù)決定部件SP被在光軸方向上定位在第三透鏡單 元L3的物側(cè)。在圖9A到9C所示的第五實(shí)施例的變焦透鏡中，第三透鏡單元L3和第四透 鏡單元L4之間的間距被設(shè)為在望遠(yuǎn)端比在廣角端更大，并且因此獲得了更高的變焦效果。在每個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，在廣角端處和望遠(yuǎn)端處減小總透鏡長(zhǎng)度的同時(shí)， 實(shí)現(xiàn)了高變焦比。應(yīng)注意，在每個(gè)實(shí)施例中，任意透鏡單元可被移動(dòng)以具有在垂直于光軸的 方向上的分量，從而移動(dòng)圖像位置以便校正照相機(jī)抖動(dòng)。接著，描述各透鏡單元的透鏡結(jié)構(gòu)。第一透鏡單元Ll從物側(cè)到像側(cè)順序包括 由負(fù)透鏡11(具有負(fù)折光力)和正透鏡12(具有正折光力)構(gòu)成的膠合透鏡(cemented lens) 14、以及包含具有面向物側(cè)的凸表面的彎月形狀的正透鏡13。在各實(shí)施例中，為了獲 得具有高變焦比的小變焦透鏡，第一透鏡單元Ll的折光力被在某種程度上提高。在這種情 況下，在第一透鏡單元Ll中各種像差增加。特別地，在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。在各實(shí) 施例中，第一透鏡單元Ll的正折光力被膠合透鏡14和正透鏡13分擔(dān)，從而減小各種像差 的產(chǎn)生。另外，對(duì)于正透鏡12使用具有大于80的阿貝數(shù)的低色散材料。因此，在望遠(yuǎn)側(cè)適 當(dāng)?shù)匦Ｕv向色差和橫向色差。應(yīng)注意，通過(guò)在某種程度上增大折光力，提高了正透鏡12 的低色散效果?？紤]到在望遠(yuǎn)側(cè)校正球面像差，優(yōu)選地對(duì)于第一透鏡單元Ll的正透鏡使用 具有高折射率的材料。一般地，低色散材料具有小折射率。因此，如果正透鏡12是由低色 散材料制成的，則不能增大折射率。因而，在各實(shí)施例的變焦透鏡中，對(duì)于正透鏡13使用具 有比正透鏡12的材料高的折光力的材料，因此在望遠(yuǎn)側(cè)減小了球面像差的產(chǎn)生。通過(guò)第一 透鏡單元Ll的上述透鏡結(jié)構(gòu)，在確保高變焦比的同時(shí)，在望遠(yuǎn)側(cè)適當(dāng)?shù)匦Ｕ睢５诙哥R單元L2從物側(cè)到像側(cè)順序包括具有面向像側(cè)的凹表面的負(fù)透鏡21、負(fù) 透鏡22、以及具有面向物側(cè)的凸表面的正透鏡23，其中在負(fù)透鏡21中，在像側(cè)的透鏡表面 的折光力的絕對(duì)值大于在物側(cè)的透鏡表面的折光力的絕對(duì)值。在各實(shí)施例中，第二透鏡單 元L2的折光力被在某種程度上提高，以便實(shí)現(xiàn)第一透鏡單元Ll的尺寸減小，同時(shí)在廣角端 獲得寬的視場(chǎng)角。在這種情況下，在第二透鏡單元L2中各種像差增大。特別地，在廣角側(cè) 產(chǎn)生大的像場(chǎng)彎曲，并且在望遠(yuǎn)側(cè)產(chǎn)生大的球面像差。因此，在各實(shí)施例中，由兩個(gè)負(fù)透鏡 分擔(dān)第二透鏡單元L2的負(fù)折光力，以便減少各種像差的產(chǎn)生。采用這種透鏡結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn) 廣角的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了前透鏡的尺寸減小和高性能。另外，對(duì)于正透鏡23使用具有小于18. 4的阿貝數(shù)的高色散材料，從而盡可能地減 小了色差消除所需的第二透鏡單元L2的每個(gè)透鏡的折光力。因此，減少了第二透鏡單元L2 的透鏡數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)了變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的尺寸減小。另外，對(duì)于正透鏡23使用高色 散材料，因此減小了從廣角端到望遠(yuǎn)端的橫向色差變化。采用第二透鏡單元L2的上述透鏡 結(jié)構(gòu)，在增大第二透鏡單元L2的折光力的同時(shí)，適當(dāng)?shù)貓?zhí)行了變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的尺寸 減小以及色差校正。特別地，如果第二透鏡單元L2的尺寸被減小，則第一透鏡單元Ll和孔徑光闌SP之間的間距減小，從而有助于前透鏡直徑的尺寸減小。圖IA到1C、3A到3C、5A 到5C和7A到7C中分別示出的第一到第四實(shí)施例中的每一個(gè)實(shí)施例的第三透鏡單元L3從 物側(cè)到像側(cè)順序包括具有面向物側(cè)的凸表面的正透鏡31、具有面向像側(cè)的凹表面的負(fù)透鏡 32、以及正透鏡33。在各實(shí)施例中，第三透鏡單元L3的折光力被在某種程度上提高，以便提高第三透 鏡單元L3的變焦效果，并且減小廣角端的總透鏡長(zhǎng)度。在此情況下，第三透鏡單元L3中各 種像差增大。特別地，在整個(gè)變焦范圍內(nèi)產(chǎn)生大的球面像差、彗形像差和縱向色差。因此，在 各實(shí)施例中，由兩個(gè)正透鏡分擔(dān)第三透鏡單元L3的正折光力，以便減少各種像差的產(chǎn)生。 在各實(shí)施例中，由兩個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡構(gòu)成第三透鏡單元L3。圖9A到9C所示的第五實(shí)施例的第三透鏡單元L3從物側(cè)到像側(cè)順序包括具有面 向物側(cè)的凸表面的正透鏡31、以及具有面向像側(cè)的凹表面的負(fù)透鏡32。在圖9A到9(所 示的第五實(shí)施例中，通過(guò)使用第四透鏡單元L4的正折光力，削弱第三透鏡單元L3的正折 光力。因此，在圖9A到9C所示的第五實(shí)施例中，第三透鏡單元L3中包括一個(gè)正透鏡。圖 IA到1C、5A到5C或7A到7C中分別示出的第一、第三或第四實(shí)施例的第四透鏡單元L4僅 由負(fù)透鏡41構(gòu)成。在各實(shí)施例中，由少量透鏡構(gòu)成第四透鏡單元L4，以便實(shí)現(xiàn)薄輪廓和輕 重量。圖3A到3C所示的第二實(shí)施例的第四透鏡單元L4由膠合透鏡413構(gòu)成，在膠合透鏡 413中正透鏡411和負(fù)透鏡412被彼此膠合。因此，即使折光力被提高，也減小變焦期間的 色差變化。圖9A到9C所示的第五實(shí)施例的第四透鏡單元L4僅由正透鏡421構(gòu)成。在各 實(shí)施例中，由少量透鏡構(gòu)成第四透鏡單元，以便實(shí)現(xiàn)薄輪廓和輕重量。圖IA到1C、5A到5C、7A到7C或9A到9C中分別示出的第一、第三、第四或第五實(shí) 施例的第五透鏡單元L5從物側(cè)到像側(cè)順序包括由正透鏡51和負(fù)透鏡52構(gòu)成的膠合透鏡 53。通過(guò)采用膠合透鏡，即使各透鏡單元的折光力被在某種程度上提高，也可在整個(gè)變焦區(qū) 域上適當(dāng)?shù)販p小橫向色差的產(chǎn)生。接著，描述相應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字實(shí)施例。在各數(shù)字實(shí)施例中，i表示從物 側(cè)起的光學(xué)表面的順序。在各數(shù)字實(shí)施例中，ri表示從物側(cè)數(shù)起的第i個(gè)透鏡表面的曲率 半徑。符號(hào)di表示從物側(cè)數(shù)起的第i個(gè)透鏡的厚度和空氣距離。符號(hào)ndi和vdi分別表 示從物側(cè)數(shù)起的第i個(gè)材料玻璃相對(duì)于d線的折射率和阿貝數(shù)。在各數(shù)字實(shí)施例中，最后 兩個(gè)表面指示濾光器或面板的光學(xué)玻璃塊表面。以下面的等式1表示非球面形狀。等式1
v(IiR)H2I =-.............+Α4 X r + Afi X H6+A8 X H8+AlOXH:0其中X軸相應(yīng)于光軸方向，H軸相應(yīng)于垂直于光軸的方向，光的傳播方向?yàn)檎?，R表 示旁軸曲率半徑，K表示圓錐常數(shù)，并且A4、A6、A8和AlO分別表示非球面系數(shù)。另外，[e+X] 的含義是[X10+x]，并且[e-X]的含義是[X10_x]。通過(guò)透鏡后表面和旁軸像面之間的距離 (后焦距)的空氣轉(zhuǎn)換獲得BF。總透鏡長(zhǎng)度是透鏡前表面和透鏡后表面之間的距離加上后 焦距BF。通過(guò)給表面號(hào)添加后綴*來(lái)指示非球面表面。表1中示出了在各數(shù)字實(shí)施例中上 述條件表達(dá)式和各種數(shù)值之間的關(guān)系。數(shù)字實(shí)施例1
13
單位mm
表面數(shù)據(jù)
表面號(hào)rdndVd
147. 1980. 901.8466623.9
228.4882. 501.4970081.5
3539. 5460. 20
427. 8581. 951.6968055.5
5130.634(可變)
6-142. 9931. 031.8513540.1
7女5. 7242. 27
8-32. 7180. 601.8040046.6
920.7540. 20
1010.6301. 401.9459518.0
1141. 156(可變)
12女7. 7901. 40158313594
13 *-42. 4980. 92
14 (光闌)OO1. 48
1514. 6210. 601.9459518.0
167. 7520. 51
1738.2321. 451.6031160.6
18-10.112(可變)
19-22. 5880. 501.4874970.2
2023. 874(可變)
2115. 0722. 001.6968055.5
22-42. 8950. 601.7282528.5
23240. 459(可變)
24OO0. 801.5163364.1
25OO0. 90
像面OO
0131]非球面表面數(shù)據(jù)
0132]第7表面
0133]K = -1. 12918e+000
0134]AlO = 1. 79401e-008
0135]第12表面
0136]K = -1. 22101e+000
0137]AlO = -1.83896e-007
0138]第13表面
0139]K = -L 36363e+002
0140]AlO = -1. 36759e-007
A4 = 7. 09263e-004 A6 = 1. 64697e_005 A8 = -3. 81294e_007
A4 = 4. 95648e-005 A6 = 7.55352e_006 A8 = 3.03893e_006
A4 = 9. 00236e-007 A6 = 2. 00697e-005 A8 = 2. 20070e-006
各種數(shù)據(jù)
變焦比13. 32
廣角中間望遠(yuǎn)
焦距5. 1217. 5368. 25
F數(shù)3. 214. 626. 08
半視場(chǎng)角33. 0412. 463. 25
像高3. 333. 883. 88
總透鏡長(zhǎng)度48.6156. 1375. 70
BF6. 9513. 907. 26
d50. 9511. 5425. 33
dll15. 794. 210. 71
dl81. 902. 573. 04
d202. 513. 3918. 85
d235. 5212. 485. 84
變焦透鏡單元數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1. 一種變焦透鏡，從物側(cè)到像側(cè)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； 具有正折光力的第三透鏡單元；以及 包括至少一個(gè)透鏡單元的后組，其中相對(duì)于廣角端，在望遠(yuǎn)端，第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間距增大，第二透鏡單 元和第三透鏡單元之間的間距減小，并且第三透鏡單元和后組之間的間距改變；第一透鏡單元包括兩個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡，并且第二透鏡單元包括負(fù)透鏡和正透 鏡；以及滿足下列條件表達(dá)式 80. 0 < vlp ； 1. 0 < flp/fl < 1. 6 ； v2p < 18. 4 ；和1.90 < N2p,其中vlp表示構(gòu)成第一透鏡單元的兩個(gè)正透鏡中的具有最大阿貝數(shù)的一個(gè)正透鏡的 材料的阿貝數(shù)，N2p和v2p分別表示第二透鏡單元的正透鏡的材料的折射率和阿貝數(shù)，f 1表 示第一透鏡單元的焦距，并且flp表示構(gòu)成第一透鏡單元的兩個(gè)正透鏡中的所述具有最大 阿貝數(shù)的一個(gè)正透鏡的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足下列條件表達(dá)式 -7. 0 < Ml/fw < -3. 5，其中Ml表示在從廣角端到望遠(yuǎn)端變焦期間第一透鏡單元的移動(dòng)量，并且fw表示在廣 角端的所述變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
3.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足下列條件表達(dá)式 -4. 0 < M3/fw < -2. 7，其中M3表示在從廣角端到望遠(yuǎn)端變焦期間第三透鏡單元的移動(dòng)量，并且fw表示在廣 角端的所述變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
4.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足下列條件表達(dá)式 7. 0 < fl/fw < 10. 0，其中fV表示在廣角端的所述變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
5.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足下列條件表達(dá)式 1. 2 < f 2 I /fw < 1. 6，其中f2表示第二透鏡單元的焦距，并且fw表示在廣角端的所述變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng) 的焦距。
6.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足下列條件表達(dá)式 1. 7 < f3/fw < 4. 6，其中f3表示第三透鏡單元的焦距，并且fw表示在廣角端的所述變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng) 的焦距。
7.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足下列條件表達(dá)式 0. 1 < Δ Nlp < 0. 4，其中ΔΝΙρ表示構(gòu)成第一透鏡單元的兩個(gè)正透鏡的材料之間的折射率差。
8.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中第二透鏡單元從物側(cè)到像側(cè)順序包括在像側(cè)的透鏡表面的折光力的絕對(duì)值比在物側(cè) 的透鏡表面的折光力的絕對(duì)值大的、具有面向像側(cè)的凹表面的負(fù)透鏡以及具有面向物側(cè)的 凸表面的正透鏡；以及 滿足下列條件表達(dá)式 0. 52 < d2/fw < 1. 00，其中d2表示所述第二透鏡單元的所述負(fù)透鏡的在像側(cè)的透鏡表面和所述第二透鏡單 元的所述正透鏡的在物側(cè)的透鏡表面之間的在光軸上的距離，并且fV表示在廣角端的所 述變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
9.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，滿足下列條件表達(dá)式 0.029 < (1/ν2ρ-1/ν2η) < 0.050其中v2n表示構(gòu)成第二透鏡單元的具有最大折光力的絕對(duì)值的負(fù)透鏡的材料的阿貝數(shù)。
10.一種圖像拾取裝置，包括如權(quán)利要求1到9中任意一個(gè)的變焦透鏡；和 用于接收由所述變焦透鏡形成的圖像的光的圖像拾取元件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了變焦透鏡以及包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置，該變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)順序包括具有兩個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡的正的第一透鏡單元；具有正透鏡和負(fù)透鏡的負(fù)的第二透鏡單元；正的第三透鏡單元；和包括透鏡單元的后組，其中相對(duì)于廣角端，在望遠(yuǎn)端，第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間距、第二透鏡單元和第三透鏡單元之間的間距、以及第三透鏡單元和后組之間的間距分別改變；以及適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一透鏡單元的正透鏡中的具有最大阿貝數(shù)的正透鏡的材料的焦距和阿貝數(shù)、第二透鏡單元的正透鏡的材料的折射率和阿貝數(shù)、以及第一透鏡單元的焦距。
文檔編號(hào)H04N5/225GK102109665SQ20101059779
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者難波則廣 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社