变焦透镜以及配备该变焦透镜的图像拾取装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是于2012年5月22日提交的、题为"变焦透镜以及配备该变焦透镜的图像 拾取装置"的中国专利申请第201210159798. 5号的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及变焦透镜，并且尤其涉及适用于诸如数字照相机、视频照相机、TV照相 机和监控照相机的图像拾取装置的变焦透镜。
【背景技术】
[0003] 近年来，使用固态图像传感器的图像拾取装置（诸如视频照相机和数字照相机） 已在维持高功能性的同时被小型化。另外，当图像拾取装置在具有高功能性的情况下被小 型化时，其中使用的光学系统需要是具有良好的光学性能（诸如宽视角、高变焦比以及高 孔径比）的小型化的变焦透镜。此外，需要如下这样的可回缩变焦透镜，其中通过在其不使 用时使每个透镜单元回缩直至与在成像状态下的距离不同的距离，减小透镜从照相机身突 出的长度，以便获得紧凑的照相机以及变焦透镜的高变焦比。
[0004] 作为具有小型化的整体变焦透镜、宽视角和高变焦比的变焦透镜，已知其中负折 光力的透镜单元最接近物侧的负引导型变焦透镜。作为负引导型变焦透镜，已知三单元 的变焦透镜，其从物侧到像侧依次包括负折光力的第一透镜单元、正折光力的第二透镜单 元和正折光力的第三透镜单元（参照日本专利申请公开No. 2007-108531以及美国专利 No.6124984)。
[0005] 为了在负引导型三单元变焦透镜中获得整个变焦透镜的小型化并且维持高变焦 t匕，增大该变焦透镜的各透镜单元的折光力是有效的。另外，为了获得紧凑的图像拾取装 置，使用如下这样的可回缩变焦透镜是有效的，在该可回缩变焦透镜中，通过在其不使用时 将各透镜单元回缩直至与成像状态的距离不同的距离来减小该透镜从照相机身突出的长 度。但是，例如，如果各透镜单元的折光力被简单地加强以获得宽视角和高变焦比并且使整 个变焦透镜小型化，则由变焦导致的像差的变化增大，从而难以在整个变焦范围上获得良 好的光学性能。
[0006] 此外，如果对于变焦和聚焦的各透镜单元的移动量增大，则整个透镜长度因此增 大，从而需要复杂的透镜筒配置以获得希望的回缩长度。通常，由于各透镜单元的移动量与 变焦比强相关，因此这样的趋势随着变焦比增大而变得显著。另外，为了获得高孔径比，具 有孔径光阑的透镜单元尺寸变大，并且边缘光线的直径增大。结果，大量的非必要光束入射 到像面，从而光学性能劣化。出于此原因，必须提供高效地校正像差的对策（诸如增大透镜 的数量）。
[0007] 如果各透镜单元的透镜的数量增大，则对于回缩的总透镜长度增大，从而难以使 照相机小型化。出于此原因，在负引导型三单元变焦透镜中，重要的是适当地设定各透镜单 元的配置以便在整个变焦透镜在具有宽视角和高变焦比的情况下被小型化时，获得希望的 回缩长度。例如，如果在没有适当地设定第二透镜单元的配置或折光力的情况下获得宽视 角和高变焦比，难以获得良好的光学性能。另外，整个变焦透镜尺寸变大。
[0008] 尽管上述日本专利申请公开No. 2007-108531提供了在35mm卤化银胶片照相机的 情况下具有约36mm的焦距以及约3. 0的变焦比的变焦透镜，但是捕获视角不是宽视角，并 且变焦比不足。另外，尽管美国专利No. 6124984提出了F数为2. 7的变焦透镜，但是像侧 透镜单元由于孔径光阑而具有大尺寸，并且孔径比不可忽略并且亮度不足。
【发明内容】
[0009] 本发明的各方面针对如下这样的变焦透镜以及配备该变焦透镜的图像拾取装置， 在整个变焦透镜紧凑的同时，该变焦透镜能够在整个变焦范围上获得具有宽视角和高变焦 比的良好的光学性能。
[0010] 根据本发明的一个方面，变焦透镜从物侧到像侧依次包含负折光力的第一透镜单 元、正折光力的第二透镜单元以及正折光力的第三透镜单元，各透镜单元在变焦期间移动， 其中第二透镜单元从物侧到像侧依次包含两个正透镜、一个负透镜以及一个正透镜，并且 满足以下条件式：
[0011] 1. 73〈Nd2p〈l. 92 以及
[0012] 1. 90<Nd2n<2. 40,
[0013] 其中，Nd2p指示该第二透镜单元中的正透镜的材料的对于d线的平均折射率，并 且Nd2n指示该第二透镜单元中的负透镜的材料的对于d线的折射率。
[0014] 从参考附图对示例实施例的以下描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。
【附图说明】
[0015] 并入说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施例、特 征和方面，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
[0016] 图1是示出在广角端的根据本发明的第一实施例的变焦透镜的透镜截面图。
[0017] 图2A、2B和2C是根据第一实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间变焦位置和望 远端的像差图。
[0018] 图3是示出在广角端的根据本发明的第二实施例的变焦透镜的透镜截面图。
[0019] 图4A、4B和4C是根据本发明的第二实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间变焦 位置和望远端的像差图。
[0020] 图5是示出在广角端的根据本发明的第三实施例的变焦透镜的透镜截面图。
[0021] 图6A、6B和6C是根据本发明的第三实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间变焦 位置和望远端的像差图。
[0022] 图7是示出在广角端的根据本发明的第四实施例的变焦透镜的透镜截面图。
[0023] 图8A、8B和8C是根据本发明的第四实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间变焦 位置和望远端的像差图。
[0024] 图9是示出在广角端的根据本发明的第五实施例的变焦透镜的透镜截面图。
[0025] 图10A、10B和10C是根据本发明的第五实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间 变焦位置和望远端的像差图。
[0026] 图11是示出在广角端的根据本发明的第六实施例的变焦透镜的透镜截面图。
[0027] 图12A、12B和12C是根据本发明的第六实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间 变焦位置和望远端的像差图。
[0028] 图13是示出在广角端的根据本发明的第七实施例的变焦透镜的透镜截面图。
[0029] 图14A、14B和14C是根据本发明的第七实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间 变焦位置和望远端的像差图。
[0030] 图15是示出根据本发明的示例性实施例的图像拾取装置的主要部件的示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下文将参照附图详细描述本发明的各示例性实施例、特征和方面。
[0032] 根据本发明的示例性实施例的变焦透镜是从物侧到像侧依次包含负折光力的第 一透镜单元、正折光力的第二透镜单元以及正折光力的第三透镜单元的负引导型变焦透 镜，其中各透镜单元在变焦期间移动。
[0033] 根据本发明的示例性实施例的变焦透镜是负引导型，其在宽视角和小型化方面是 有利的。此外，为了获得高变焦比，使用包括负折光力、正折光力和正折光力的透镜单元的 三单元配置。特别地，在第二透镜单元L2的透镜中使用高折射率玻璃材料，以实现高孔径 比的小型化。对于由于大孔径导致的增大的球面像差，使用高折射率材料减小透镜的曲率 并且抑制球面像差的增大。
[0034] 另外，通过布置比第二透镜单元L2的负透镜更接近物侧的两个或更多个正透镜 并且减小射线的折射角，抑制球面像差或彗形像差（coma)的产生，从而在具有高孔径比的 情况下获得良好的光学性能。
[0035] 图1是示出在广角端的根据第一实施例的变焦透镜的透镜截面图。图2A、2B和2C 是根据第一实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间焦距和望远端的像差图。第一实施例 涉及变焦比为3. 8并且孔径比为2. 1?5. 1的变焦透镜。图3是示出在广角端的根据第二 实施例的变焦透镜的截面图。图4A、4B和4C是根据第二实施例的变焦透镜的分别在广角 端、中间焦距和望远端的像差图。第二实施例涉及变焦比为3. 9并且孔径比为2. 1?5. 7 的变焦透镜。
[0036] 图5是示出在广角端的根据本发明的第三实施例的变焦透镜的截面图。图6A、6B 和6C是根据第三实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间焦距和望远端的像差图。第三实 施例涉及变焦比为3. 8并且孔径比为2. 1?5. 4的变焦透镜。图7是示出在广角端的根据 第四实施例的变焦透镜的截面图。图8A、8B和8C是根据第四实施例的变焦透镜的分别在 广角端、中间焦距和望远端的像差图。第四实施例涉及变焦比为3. 5并且孔径比为2. 1? 5. 1的变焦透镜。
[0037] 图9是示出在广角端的根据第五实施例的变焦透镜的截面图。图10A、10B和10C 是根据第五实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间焦距和望远端的像差图。第五实施例 涉及变焦比为3. 7并且孔径比为2. 1?5. 4的变焦透镜。图11是示出在广角端的根据第 六实施例的变焦透镜的截面图。图12A、12B和12C是根据第六实施例的变焦透镜的分别在 广角端、中间焦距和望远端的像差图。第六实施例涉及变焦比为3. 7并且孔径比为2. 1? 5. 4的变焦透镜。
[0038] 图13是示出在广角端的根据第七实施例的变焦透镜的截面图。图14A、14B和14C 是根据第七实施例的变焦透镜的分别在广角端、中间焦距和望远端