变焦透镜和包括该变焦透镜的图像拾取装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种变焦透镜和包括该变焦透镜的图像拾取装置，其适合于使用固态 图像拾取元件的图像拾取装置（诸如摄像机、电子静态照相机、广播照相机和监视照相机） 或者诸如卤化银胶片照相机的图像拾取装置。
【背景技术】
[0002] 图像拾取装置中所使用的成像光学系统要求总透镜长度短、尺寸紧凑、变焦比高 并且分辨力高的变焦透镜。已知的是，其中具有正折光力的透镜单元最靠近物侧布置的正 引导型变焦透镜易于实现高变焦比。
[0003] 在日本专利申请公开No. 2007-178598和2007-178769中，公开了一种五单元变焦 透镜，该五单元变焦透镜包括具有正、负、正、正和负折光力并且按从物侧到像侧的次序布 置的第一至第五透镜单元。
[0004] 在变焦透镜中，一般来说，为了在确保高变焦比的同时实现整个系统的尺寸缩小， 只需在提高构成变焦透镜的透镜单元的折光力的同时减少透镜的数量。然而，在以这样的 方式配置的变焦透镜中，透镜厚度随着每个透镜表面的折光力增大而增大，并且缩短透镜 系统的效果变得不足。此外，频繁地产生各种像差，因此，对于各种像差的令人满意的校正 变得难以实现。因此，高光学性能变得难以获得。
[0005] 在上述正引导型五单元变焦透镜中，为了同时实现整个系统的尺寸缩小、高变焦 比和整个变焦范围上的高光学性能，适当地设置变焦透镜的每个元件是重要的。例如，适当 地设置在变焦期间移动的用于改变倍率的第二透镜单元的折光力、第二透镜单元的透镜结 构等是重要的。当这些配置不合适时，整个系统在实现高变焦比时尺寸增大，伴随变焦的各 种像差的变化增大，并且在整个变焦范围上获得高光学性能变得非常困难。
【发明内容】
[0006] 根据本发明的一个实施例的变焦透镜按从物侧到像侧的次序包括：具有正折光力 的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；具有正折光力的第三透镜单元；具有正 折光力的第四透镜单元；以及具有正折光力或负折光力的第五透镜单元，在该变焦透镜中， 第一透镜单元和第五透镜单元对于变焦不移动，第二透镜单元和第四透镜单元在变焦期间 移动，在该变焦透镜中，第二透镜单元按从物侧到像侧的次序包括负透镜、在物侧具有凹面 的第一正弯月透镜、和负透镜，在该变焦透镜中，第二透镜单元包括至少三个负透镜和至少 两个正透镜，并且在该变焦透镜中，满足下列条件表达式：
[0007] 1. 2<fpl/fp2<3. 0 ；
[0008] 2. 5〈|fpl/f2|〈5. 0 ;和
[0009] 0. 9<|f2/fw|<2. 0,
[0010] 其中，fw表示广角端处的变焦透镜的焦距，f2表示第二透镜单元的焦距，fpl表示 第一正弯月透镜的焦距，fp2表示布置在第二透镜单元中的所述至少两个正透镜中的从物 侧起计数时处于第二位置中的第二正透镜的焦距。
[0011] 从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。
【附图说明】
[0012] 图1是根据本发明的实施例1的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。
[0013] 图2A是实施例1的变焦透镜的广角端处的像差图。
[0014] 图2B是实施例1的变焦透镜的中间变焦位置处的像差图。
[0015] 图2C是实施例1的变焦透镜的望远端处的像差图。
[0016]图3是根据本发明的实施例2的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。
[0017] 图4A是实施例2的变焦透镜的广角端处的像差图。
[0018] 图4B是实施例2的变焦透镜的中间变焦位置处的像差图。
[0019] 图4C是实施例2的变焦透镜的望远端处的像差图。
[0020]图5是根据本发明的实施例3的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。
[0021] 图6A是实施例3的变焦透镜的广角端处的像差图。
[0022] 图6B是实施例3的变焦透镜的中间变焦位置处的像差图。
[0023] 图6C是实施例3的变焦透镜的望远端处的像差图。
[0024] 图7是根据本发明的实施例4的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。
[0025] 图8A是实施例4的变焦透镜的广角端处的像差图。
[0026] 图8B是实施例4的变焦透镜的中间变焦位置处的像差图。
[0027] 图8C是实施例4的变焦透镜的望远端处的像差图。
[0028] 图9是根据本发明的实施例5的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。
[0029] 图10A是实施例5的变焦透镜的广角端处的像差图。
[0030] 图10B是实施例5的变焦透镜的中间变焦位置处的像差图。
[0031] 图10C是实施例5的变焦透镜的望远端处的像差图。
[0032] 图11是根据本发明的实施例6的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。
[0033] 图12A是实施例6的变焦透镜的广角端处的像差图。
[0034] 图12B是实施例6的变焦透镜的中间变焦位置处的像差图。
[0035] 图12C是实施例6的变焦透镜的望远端处的像差图。
[0036] 图13是根据本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。
【具体实施方式】
[0037] 现在，参照附图描述本发明的变焦透镜和包括该变焦透镜的图像拾取装置。本发 明的变焦透镜按从物侧到像侧的次序包括具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的 第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元、具有正折光力的第四透镜单元、以及具有正 或负折光力的第五透镜单元。第二透镜单元和第四透镜单元在变焦期间移动。第一透镜单 元、第三透镜单元和第五透镜单元对于变焦不移动。第四透镜单元在聚焦期间移动。
[0038] 图1是根据本发明的实施例1的变焦透镜的广角端（短焦距端）处的透镜截面图。 图2A、2B和2C分别是实施例1的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端（长焦距端） 处的像差图。实施例1的变焦透镜的变焦比为39. 50,孔径比（F数）为1. 65至5. 60。
[0039] 图3是根据本发明的实施例2的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。图4A、4B和 4C分别是实施例2的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。实施例2的 变焦透镜的变焦比为39. 49,孔径比（F数）为1.65至5. 60。
[0040] 图5是根据本发明的实施例3的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。图6A、6B和 6C分别是实施例3的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。实施例3的 变焦透镜的变焦比为39. 50,孔径比（F数）为1.65至5. 60。
[0041] 图7是根据本发明的实施例4的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。图8A、8B和 8C分别是实施例4的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。实施例4的 变焦透镜的变焦比为45. 10,孔径比（F数）为1.65至6. 00。
[0042] 图9是根据本发明的实施例5的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。图10A、10B 和10C分别是实施例5的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。实施例 5的变焦透镜的变焦比为50. 09,孔径比（F数）为1.65至6. 50。
[0043] 图11是根据本发明的实施例6的变焦透镜的广角端处的透镜截面图。图12A、12B 和12C分别是实施例6的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。实施例 6的变焦透镜的变焦比为34. 09,孔径比（F数）为1.65至5. 00。图13是根据本发明的图 像拾取装置的主要部分的示意图。
[0044] 本发明的变焦透镜用于诸如数字照相机、摄像机和卤化银胶片照相机的图像拾取 装置。在透镜截面图中，左侧是前侧（物侧或放大侧），而右侧是后侧（像侧或缩小侧）。在 透镜截面图中，符号i指示从物侧到像侧的透镜单元的次序，符号Li表示第i透镜单元。
[0045] 在每个实施例的透镜截面图中，变焦透镜包括具有正折光力的第一透镜单元L1、 具有负折光力的第二透镜单元L2、具有正折光力的第三透镜单元L3、具有正折光力的第四 透镜单元L4、以及具有正或负折光力的第五透镜单元L5。F数确定构件（在下文中，也被称 为"孔径光阑"）SP具有用于确定（限制）最大F数（Fno)光通量的孔径光阑的功能。F数 确定构件SP布置在第三透镜单元L3的物侧。
[0046] 光学块GB对应于滤光器、面板、晶体低通滤波器、红外截止滤波器等。当变焦透镜 用作摄像机和数字静态照相机的成像光学系统时，布置诸如CCD传感器和CMOS传感器的图 像拾取元件（光电换能器）的图像拾取表面作为像面IP。
[0047] 可替代地，当变焦透镜用作卤化银胶片照相机的成像光学系统时，布置与胶片表 面相应的感光表面。在第二透镜单元L2中所包括的正透镜之中，正透镜Gpl最靠近物侧布 置。在第二透镜单元L2中所包括的正透镜之中，当从物侧起计数时，正透镜Gp2布置在第 二个。
[0048] 在球面像差图中，实线指示d线，双点链线指示g线。在像散图中，点线指示子午像 面，实线指示弧矢像面。横向色差用g线表示。符号Fno表示F数，符号《表示半视场角 (度）。半视场角《表示从射线追踪值获得的值。在透镜截面图中，箭头指示每个透镜单 元在从广角端变焦到望远端期间的移动轨迹、以及每个透镜单元在聚焦期间的移动方向。
[0049] 广角端和望远端分别意指当变倍透镜单元位于其可移动范围中的一端和另一端 时的变焦位置。在每个实施例中，在从广角端变焦到望远端期间，通过使第二透镜单元L2 向像侧移动来改变倍率。另外，通过沿着凸向物侧的轨迹移动第四透镜单元L4来校正伴随 变化倍率的像面变化。另外，采用后焦点型，在后焦点型中在光轴上移动第四透镜单元L4 以用于执行聚焦。关于第四透镜单元L4的实线曲线4a和点线曲线4b分别指示当执行无 限远处的聚焦和短距离处的聚焦时用于变焦的移动轨迹。
[0050] 第四透镜单元L4沿着凸向物侧的轨迹移动，因此，第三透镜单元L3与第四透镜单 元L4之间的间隔可以被有效地使用，并且可以缩短总透镜长度（从第一透镜表面到像面的 距离）。当在望远端处执行从无