专利名称：变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取设备。更具体地，本发明涉及用作用于诸如数字照相机、摄像机、卤化银胶片照相机或者电视(TV)照相机的图像拾取设备中的摄影光学系统的变焦透镜以及具有变焦透镜的图像拾取设备。
背景技术：
传统的负先导型变焦透镜(negative-lead type zoom lens)包括设置在最靠近物侧的位置处的具有负折光力的透镜单元。该传统配置允许该负先导型变焦透镜实现广的视角和长的后焦距(back focus)。因此，在图像拾取设备中，负先导型变焦透镜常常被用作具有广的视角的摄影透镜。负先导型变焦透镜的例子在美国专利No. 4，730，908中被描述。美国专利 No. 4，730，908讨论了一种由五个透镜单元构成的五单元变焦透镜，该五个透镜单元从物侧到像侧依次包括具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元、具有正折光力的第四透镜单元和具有正折光力的第五透镜单元。在美国专利No. 4，730，908中讨论的变焦透镜中，在变焦期间移动第二透镜单元至第四透镜单元。另外，美国专利申请公布No. US 2010/0053765讨论了一种由五个透镜单元构成的具有广的视角的变焦透镜，该五个透镜单元从物侧到像侧依次包括具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元、具有负折光力的第四透镜单元和具有正折光力的第五透镜单元。在美国专利申请公布No. US 2010/0053765 中讨论的变焦透镜中，在变焦期间移动第二透镜单元至第四透镜单元。负先导型变焦透镜的传统特性在于，它具有相对于孔径光阑非对称的透镜配置。 因此，如果使用负先导型变焦透镜，则在变焦期间难以校正各种像差(尤其，像场弯曲、畸变和倍率色差)的变化。另外，在这种情况下，对于整个变焦范围实现高的光学性能是困难的。此外，如果扩宽视角并提高变焦比，则前透镜的有效直径(即，第一透镜单元的有效直径)可能变大。因此，变得难以减小光学系统的总尺寸。为了在实现广的视角的同时在小尺寸负先导型变焦透镜中对于整个变焦范围实现高的光学性能，希望适当地设置透镜单元的配置、分配给每个透镜单元的折光力、以及在变焦期间移动倍率变化透镜单元(magnification-varying lens unit)的条件。尤其，在上述负先导型五单元变焦透镜中，非常希望适当地设置第一透镜单元和第二透镜单元的焦距、以及在变焦期间移动第二透镜单元的条件。
发明内容
本发明针对具有广的视角和高的变焦比且能够对于整个变焦范围实现高的光学性能的变焦透镜、以及具有该变焦透镜的图像拾取设备。
3
根据本发明的一个方面，变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元、具有正或负折光力的第四透镜单元、以及具有正折光力的第五透镜单元。在该变焦透镜中，第一透镜单元在变焦期间是固定的。至少第二透镜单元、第三透镜单元和第五透镜单元在变焦期间沿着光轴移动。此外，在该变焦透镜中，当fW是整个变焦透镜在广角端处的焦距，并且Π ζ是第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量时，满足下述条件0. 2 < fw/m2z < 1. 5。根据下面参照附图对示例性实施例的详细描述，对于本领域的普通技术人员来说，本发明的进一步的特征和方面将变得清晰。
包含在本说明书中且构成本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。图1是根据本发明的第一示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。图2A、图2B和图2C分别示出根据对应于本发明第一示例性实施例的数值例子1 的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。图3是根据本发明的第二示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。图4A、图4B和图4C分别是根据对应于所述第二示例性实施例的数值例子2的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。图5是根据本发明的第三示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。图6A、图6B和图6C分别是根据对应于所述第三示例性实施例的数值例子3的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。图7是根据本发明的第四示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。图8A、图8B和图8C分别是根据对应于所述第四示例性实施例的数值例子4的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。图9示出当根据本发明示例性实施例的变焦透镜被应用为作为可使用该变焦透镜的图像拾取设备的例子的摄像机的光学系统时该摄像机的主要部件。
具体实施例方式现在将参照附图详细地描述本发明的各种示例性实施例。应该注意，除非另有特别说明，在这些实施例中阐述的各部件的相对布置、数值表达式和数值并不限制本发明的范围。下面的对于至少一个示例性实施例的描述本质上仅是示例性的，决不是要限制本发明、本发明的应用、或用途。本领域的普通技术人员已知的工艺、技术、装置和材料可能不被详细地讨论，但是在适当时要作为能够实现的描述的一部分(例如，透镜元件的制造及其材料)。在本文示出和讨论的所有的例子中，例如变焦比和F数的任何特定值应该被解释为仅是示例性的而不是限制性的。因此，示例性实施例的其它例子可具有不同的值。请注意，在下面的图中相似的附图标记和符号是指相似的项目，因此，一旦在一个图中定义了一个项目，则在后续的图中可能不对该项目进行讨论。请注意，在本文中，当提及校正误差(例如，像差)或者误差的校正时，意指误差的减少和/或误差的校正。另外，如本文所使用的，要被成像的物体所处的透镜的一侧被称为透镜的物侧或前侧；并且，形成物体的图像的透镜的一侧被称为透镜的像侧或后侧。根据本发明的示例性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元、具有正或负折光力的第四透镜单元、以及具有正折光力的第五透镜单元。在变焦期间，第一透镜单元是固定的，而至少第二透镜单元、第三透镜单元和第五透镜单元沿着光轴移动。更具体地，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元向着像侧移动，或者沿着向像侧凸起的轨迹移动。第三透镜单元向着像侧移动。第五透镜单元沿着向物侧凸起的轨迹移动。图1示出根据本发明的第一示例性实施例的在广角端(短焦距端)处的变焦透镜的透镜断面图。图2A、图2B和图2C分别是根据所述第一示例性实施例的在广角端处、在中间焦距处和在望远端(长焦距端)处的变焦透镜的像差图。根据第一示例性实施例，变焦透镜被配置为具有9. 77的变焦比和范围为从1. 65到2. 88的孔径比(F数)。图3是根据本发明的第二示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。 图4A、图4B和图4C分别是根据所述第二示例性实施例的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。第二示例性实施例是具有11. 69的变焦比和范围为从1. 65 到3. 30的孔径比(F数)的变焦透镜。图5是根据本发明的第三示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。 图6A、图6B和图6C分别是根据所述第三示例性实施例的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。第三示例性实施例是具有6. 77的变焦比和范围为从1. 65到 3. 30的孔径比(F数)的变焦透镜。图7是根据本发明的第四示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。 图8A、图8B和图8C分别是根据所述第四示例性实施例的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。第四示例性实施例是具有5. 86的变焦比和范围为从1. 65到 2.88的孔径比(F数)的变焦透镜。图9示出具有被配置为接收由根据本发明示例性实施例的变焦透镜形成的图像的光电转换元件的图像拾取设备的主要部件。根据每一个示例性实施例的变焦透镜是在诸如摄像机、数字照相机或卤化银胶片照相机之类的图像拾取设备上使用的摄影透镜系统。在示出变焦透镜的断面图的示图(图1、图3、图5和图7)中的每一个中，物侧(前侧)被示出在图的左手部分处，像侧(后侧)被示出在图的右手部分处。如果根据本发明的每一个示例性实施例的变焦透镜被用作用于投影仪的投影透镜，则在示出变焦透镜的断面图的示图(图1、图3、图5和图7)中的每一个中，屏幕侧被示出在图的左手部分处，要被投影的图像的一侧被示出在图的右手部分处。此外，在示出变焦透镜的断面图的示图(图1、图3、图5和图7)中的每一个中，
“i”(其中，i = 1,2,3......)表示从物侧算起的透镜单元的次序。“Li”表示第i个透镜单
元。具体地，在根据第一示例性实施例至第四示例性实施例的变焦透镜的透镜断面图(图 1、图3、图5和图7)中的每一个中，“Li”表示具有负折光力(光焦度=焦距的倒数)的第一透镜单元L1，“L2”表示具有正折光力的第二透镜单元L2，“L3”表示具有负折光力的第三透镜单元L3，“L4”表示具有正或负折光力的第四透镜单元，“L5”表示具有正折光力的第五透镜单元。而且，“SP”表示孔径光阑，其被设置在第三透镜单元L3和第四透镜单元L4之间。 “P”表示诸如滤光器、面板、晶体低通滤波器、红外截止滤波器或棱镜之类的光学块。“IP” 表示像平面。当根据本发明示例性实施例的变焦透镜被用作摄像机或数字静止照相机的摄影光学系统时，像平面IP等效于诸如电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体 (CMOS)传感器之类的固态图像传感器(光电转换元件)的成像平面。如果根据本发明示例性实施例的变焦透镜被用作卤化银胶片照相机的摄影光学系统，则像平面IP是等效于卤化银胶片照相机的光学系统的胶片表面的感光表面。在每一个像差图(图2A至2C、图4A至4C、图6A至6C和图8A至8C)中，实线和一长两短点划线分别表示d线光和g线光。在示出像散的每一个像差图(图2A至2C、图 4A至4C、图6A至6C和图8A至8C)的一部分中，子午像平面和弧矢像平面分别由虚线和实线表示。在示出倍率色差的每一个像差图(图2A至2C、图4A至4C、图6A至6C和图8A至 8C)的一部分中，g线光由一长两短点划线表示。“ω”表示半视角。“而0”表示F数。在下面的示例性实施例的每一个中，广角端和望远端中的每一个分别是指当倍率变化透镜单元(第三透镜单元L3)位于该倍率变化透镜单元可沿着光轴机械地移动的范围的两端的每一端处时的变焦位置。在每一个示例性实施例中，在从广角端到望远端的变焦期间，如相应附图中的箭头所示的那样移动预定的透镜单元。另外，在变焦期间，孔径光阑 SP是固定的，或者与其它透镜单元独立地移动，或者与第四透镜单元L4 一体地移动。在图1中所示的第一示例性实施例中，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元L2向着像侧移动。第三透镜单元L3向着像侧移动。第五透镜单元L5沿着向物侧凸起的轨迹移动。孔径光阑SP是固定的。在图3中所示的第二示例性实施例中，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元L2沿着向像侧凸起的轨迹移动。第三透镜单元L3向着像侧移动。第五透镜单元L5 沿着向物侧凸起的轨迹移动。孔径光阑SP独立于透镜单元地、非直线地移动。在图5中所示的第三示例性实施例中，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元L2向着像侧移动。第三透镜单元L3向着像侧移动。孔径光阑SP独立于透镜单元地、非直线地移动。第五透镜单元L5沿着向物侧凸起的轨迹移动。在图7中所示的第四示例性实施例中，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元L2向着像侧移动。第三透镜单元L3向着像侧移动。第四透镜单元L4与孔径光阑 SP —体地向着物侧移动。如本文所使用的，“一体地”是指孔径光阑SP和第四透镜单元L4 作为一体的单元一起移动，以遵循相同的移动方向和路径。第五透镜单元L5沿着向物侧凸起的轨迹移动。在每一个示例性实施例中，聚焦是通过后焦点(rear focus)方法来实现的，这由第五透镜单元L5执行。在根据每一个示例性实施例的变焦透镜中，对作为最靠近要被成像的物体的透镜单元的第一透镜单元Ll分配负折光力，以容易实现广的视角。在第一透镜单元Ll的像侧，沿着未标记的光轴布置具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负折光力的第三透镜单元L3、具有正或负折光力的第四透镜单元L4、以及具有正折光力的第五透镜单元L5。下面将详细地描述在变焦期间移动的透镜单元。一般地，为了校正在变焦期间可能出现的诸如像场弯曲、畸变或者倍率色差之类的各种离轴像差的变化，可以使用这样的透镜在该透镜中，光线以充分远离光轴的高度入射。换句话说，根据整个光学系统的焦距的变化沿着光轴移动位置远离孔径光阑SP的透镜是有用的。然而，在具有广的视角且后焦距长的变焦透镜中，确定广角端处的轴向F数尔加) 的光线通过位于靠近像平面的位置处的透镜的周边入射到该透镜。结果，同时有效地校正在变焦期间可能出现的诸如像场弯曲、畸变或者倍率色差的各种离轴像差和诸如球面像差或者轴向色差的各种轴向像差二者的变化是非常困难的。因此，通过使用靠近物侧的透镜单元来校正在变焦期间可能出现的像场弯曲、畸变和倍率色差的变化是有用的。另一方面，为了实现能够以高的光学性能拍摄运动图像的变焦透镜，如果第一透镜单元Ll在变焦期间移动，则不是有效的，因为在拍摄期间摄影者可能用手擦拭(clean) 前透镜，在这种情况下对变焦透镜施加了压力。另外，在变焦期间移动第一透镜单元Ll是无用的，因为如果在变焦期间移动第一透镜单元Li，则由于当第一透镜单元Ll被驱动时可能出现的透镜单元的倾斜从而导致捕获的图像可能模糊。此外，如果在第一透镜单元Ll的附近安装广角转换器，则第一透镜单元Ll和广角转换器在变焦期间可能相互干扰。在拍摄静止图像时，上述问题在拍摄操作期间可能不会变得明显，因为用于拍摄静止图像的时间短。然而，当顺次地(连续)记录运动图像时，这些问题可能变得更加严重。为了防止上述问题，S卩，为了实现用于拍摄运动图像和静止图像的变焦透镜，根据每一个示例性实施例的变焦透镜的第一透镜单元Ll在变焦期间是固定的。此外，为了可变的倍率而移动第三透镜单元L3。另外，移动第五透镜单元L5，以有效地校正在可变倍率期间可能出现的像平面上的变化。而且，移动第二透镜单元L2，以有效地校正在变焦期间可能出现的诸如像场弯曲、畸变或者倍率色差的各种像差的变化。在根据每一个示例性实施例的变焦透镜中，整个变焦透镜在广角端处的焦距(fV) 和第二透镜单元L2在从广角端到望远端的变焦期间的移动量(m2z)满足下述条件0. 2 < fw/m2z < 1. 5(1)。当透镜单元的在广角端处的位置比透镜单元的在望远端处的位置更靠近像平面时，透镜单元的移动量的符号为正。另一方面，当透镜单元的在广角端处的位置比透镜单元的在望远端处的位置更靠近物侧时，透镜单元的移动量的符号为负。条件(1)提供第二透镜单元L2在变焦期间的移动量的条件。第二透镜单元L2在广角端处靠近第一透镜单元Li。因此，根据每一个示例性实施例的变焦透镜防止前透镜具有大的有效直径。如果超出了条件⑴的上限值，则第二透镜单元L2的移动量会变小。结果，校正在广角端处和在望远端处的倍率色差的变化变得困难。另一方面，如果超出了条件(1)的下限值，则不能有效地执行可变倍率。此外，第三透镜单元L3在变焦期间的移动量会增大。结果，光学系统的总长会增大。为了有效地校正像差，如下改变条件(1)中的值的范围是进一步有用的0. 3 < fw/m2z <1.0(la)。
7
如上所述，每一个示例性实施例可以实现这样的变焦透镜该变焦透镜能够有效地校正变焦期间的各种像差的变化，具有广的视角，并且其前透镜的有效直径小。根据每一个示例性实施例的变焦透镜满足下述条件中的至少一个是进一步有用的。第一透镜单元Ll的焦距(fl)、第二透镜单元L2的焦距(f2)、第三透镜单元L3至第五透镜单元L5在广角端处的组合焦距(f3rw)、以及当第三透镜单元L3从广角端移动了第三透镜单元L3在从广角端到望远端的变焦期间的移动量的一半时第二透镜单元L2从广角端移动的量(m2h)满足下述条件中的至少一个0. 5 < I f2/fl I < 2. 1(2)0. 3 < fw/f3rw < 1. 2(3)0. 6 < m2h/m2z <1.5(4)。下面将详细地描述条件( 至(4)中的每一个的技术意义。条件( 提供关于第二透镜单元L2的焦距与第一透镜单元Ll的焦距之比的条件。如果超出了条件O)的上限值，则需要以下来实现高变焦比和在广角端处的广的拍摄视角。换句话说，在这种情况下，需要增大广角端处的第一透镜单元Ll和第二透镜单元L2之间的空间，以改变第一透镜单元Ll和第二透镜单元L2的组合焦距和组合主点位置。结果，可以增大光学系统的总长。另一方面，如果超出了条件O)的下限值，则分配给具有负折光力的第一透镜单元Ll的焦度会变得太低以至于无法实现广的视角。结果，通过适当地设置第二透镜单元至第五透镜单元的配置来实现广的视角变成必要的。换句话说，在这种情况下，可以增大给第二透镜单元至第五透镜单元中的每一个分配的焦度的负荷。结果，在广角端处可能出现大量的诸如倍率色差的各种像差。条件C3)提供关于在广角端处整个光学系统的焦距与第三透镜单元至第五透镜单元的组合焦距之比的条件。如果超出了条件(3)的上限值，则给具有负折光力的第一透镜单元分配的焦度无法足够高以至于实现广的视角。另外，为了实现广的视角，分配给第三透镜单元至第五透镜单元的焦度的负荷会增大。结果，校正诸如畸变和像散的各种像差变得困难，尤其在广角端处更是如此。另外，因为光从第二透镜单元入射到第三透镜单元的角度在广角端处变得陡峭，所以第二透镜单元L2的有效直径会变大。另一方面，如果超出了条件(3)的下限值，则第一透镜单元Ll可以对实现广视角贡献很大。然而，在这种情况下，为了确保充分长的后焦距(所述后焦距由于物侧的负折光力的偏置而已经被缩短)，可能需要减小第四透镜单元L4的正折光力，并且，增大第五透镜单元L5的折光力变为必需。结果，可能在正方向上移动出射光瞳的位置。因此，第五透镜单元L5的有效直径可能变得非常大。条件(4)提供关于第二透镜单元L2在可变倍率期间从广角端移动到途中 (halfway)的移动量与第二透镜单元L2从广角端到望远端的整个移动量之比的条件。如果第二透镜单元L2在望远端处比在广角端处更靠近像侧移动，则校正倍率色差变得更容易。然而，在可变倍率期间的其途中，在短波长和长波长的倍率色差的方向与在广角端处的短波长和长波长的倍率色差的方向反向的情况下，如果第二透镜单元L2向着像侧的移动量在望远端处比在广角端处大非常多，则倍率色差会增大。
另一方面，在可变倍率期间的途中，在第一透镜单元Ll中出现的负畸变的量小于在广角端处出现的负畸变的量。因此，如果第二透镜单元L2更靠近物侧，则在第二透镜单元L2中出现的正畸变的量变大。结果，在整个光学系统中出现的总的正畸变的量会变大。因此，如果在可变倍率期间的途中，第二透镜单元L2位于仅会出现可容许量的倍率色差和畸变的范围内的位置处，则这是有用的。如果超出了条件(4)的上限值，则校正在第二透镜单元L2从其初始位置移动了移动量Mh或者约Mh的位置的焦距处的倍率色差变得困难。另一方面，如果超出了条件(4) 的下限值，则校正在第二透镜单元L2从其初始位置移动了移动量Mh或者约Hia1的位置的焦距处的畸变变得困难。为了有效地校正像差，如下改变条件( 至中的值的范围仍然是进一步有用的0. 6 < |f2/fl | < 1. 9(2a)0. 4 < fw/f3rw <1.1(3a)0. 7 < m2h/m2z <1.2(4a)。另外，在每一个示例性实施例中，第一透镜单元Ll可以包括设置在最靠近物侧的位置处且其折光力的绝对值在物侧比在像侧大的负透镜；以及设置在最靠近像侧的位置处的另一负透镜。此外，第二透镜单元L2可以包括三个或更少的正透镜，所述正透镜包括设置在最靠近物侧的位置处且其两个表面都具有凸形的正透镜。在每一个示例性实施例中，如上所述，第一透镜单元Ll包括至少两个负透镜。因此，每一个示例性实施例可以减少在每一个负透镜上出现的像差的量。尤其，最靠近物侧设置的第一透镜单元Ll的负透镜的像侧的透镜表面的折光力比其物侧的透镜表面的折光力强。因此，每一个示例性实施例可以有效地减少畸变量。一般地，为了有效地校正在望远端处出现的球面像差和彗差，如果第二透镜单元 L2具有尽可能多的正透镜，则这是有用的。另一方面，希望尽可能地减少在变焦期间移动的透镜单元的重量。因此，在每一个示例性实施例中，第二透镜单元L2的正透镜的数量被限制为三个或更少，其是用于校正像差的最小的透镜数量。在每一个示例性实施例中，在最靠近像侧的位置处向第一透镜单元Ll提供负透镜。另外，在最靠近物侧的位置处，向第二透镜单元L2提供正透镜。通过上述配置，当第一透镜单元Ll和第二透镜单元L2之间的空间发生了改变时，每一个示例性实施例可以改变像场弯曲量，尤其在望远端处更是如此。因此，当为了可变倍率而移动第二透镜单元L2时， 每一个示例性实施例可以有效地校正可能出现的像场弯曲的变化的量。下面阐述分别对应于本发明的第一示例性实施例至第四示例性实施例的数值例
子1至4。在数值例子1至4中的每一个中，“i”(其中，i = 1,2,3......)表示从物侧到
像侧的表面的次序，“ri”表示第i个光学表面(第i个透镜表面)的曲率半径，“di”表示第i个表面和第(i+Ι)个表面之间的轴向空间(透镜厚度或者分开两个连贯的透镜单元的空气间隔)，“ndi”和“vdi”分别表示针对d线光的第i个透镜的材料的折射率和阿贝数。当给定的表面是非球面表面时，这种表面由与表面编号挨着的星号(* )表示。另外，“k”、“A4”、“A6”和“A8”中的每一个表示非球面系数。非球面形状被表达为X = {(l/R)h2)}/[l+{l-(l+k) (h/R)2}1/2]+A4 · h4+A6 · h6+A8 · h8，
其中，“X”表示在离光轴的高度为“h”的位置中沿着光轴从表面顶点的位移，并且 “ R”表示旁轴曲率半径。“ a”、“b ”、“ c ”、“ d”、“ e ”和“ f ”中的每一个表示移动系数。第二透镜单元L2的移动量(π )被表达为m2 = aZp+bZp2+cZp3+dZp4+eZp5+f Zp6,其中，“Zp”表示第三透镜单元L3的从广角端到望远端的移动的比值，当第三透镜单元L3向着像侧移动时，该比值具有正值。对于每一个非球面系数的科学记数法“e_Z” 等同于指数记数法“1X10_Z”。在每一个数值例子中，最后三个表面中的每一个是玻璃表面 (平行的平坦表面)，例如滤光器或者棱镜。在表1中阐述了上述的每一个条件和每一个数值例子之间的关系。数值例子1单位mm表面数据
权利要求
1.一种变焦透镜，从物侧到像侧依次包括具有负折光力的第一透镜单元；具有正折光力的第二透镜单元；具有负折光力的第三透镜单元；具有正或负折光力的第四透镜单元；以及具有正折光力的第五透镜单元，其中，第一透镜单元在变焦期间是固定的，其中，至少第二透镜单元、第三透镜单元和第五透镜单元在变焦期间沿着光轴移动，以及其中，当fW是整个变焦透镜在广角端处的焦距、并且π ζ是第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量时，满足下述条件0. 2 < fw/m2z < 1. 5。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，当f1是第一透镜单元的焦距并且f2是第二透镜单元的焦距时，满足下述条件0. 5 < f2/fl I < 2. 1。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，第一透镜单元包括位于最靠近要被成像的物体的位置处且其折光力的绝对值在像侧比在物侧大的第一负透镜；以及位于最靠近像侧的位置处的第二负透镜，以及其中，第二透镜单元包括三个或更少的正透镜，所述正透镜包括位于最靠近物侧的位置处且两个表面均为凸形的正透镜。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，当f3rw是第三透镜单元至第五透镜单元在广角端处的组合焦距时，满足下述条件0. 3 < fw/f3rw < 1. 2。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，当Mh是当第三透镜单元已从广角端移动了第三透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量的一半时第二透镜单元从广角端移动的量时，满足下述条件0. 6 < m2h/m2z < 1. 5。
6.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元向着像侧移动或者沿着向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元向着像侧移动，并且，第五透镜单元沿着向物侧凸起的轨迹移动。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜，还包括孔径光阑，所述孔径光阑位于第三透镜单元和第四透镜单元之间，并且被配置为在变焦期间移动。
8.根据权利要求1所述的变焦透镜，还包括孔径光阑，所述孔径光阑位于第三透镜单元和第四透镜单元之间，并且被配置为在变焦期间保持固定。
9.一种图像拾取设备，包括根据权利要求1至8中的任意一项所述的变焦透镜；以及光电转换元件，位于所述变焦透镜的像平面处，并且被配置为接收由所述变焦透镜形成的图像。
全文摘要
本发明涉及一种变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取设备。该变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元、具有正或负折光力的第四透镜单元、以及具有正折光力的第五透镜单元。在该变焦透镜中，第一透镜单元在变焦期间是固定的。至少第二透镜单元、第三透镜单元和第五透镜单元在变焦期间沿着光轴移动。此外，在该变焦透镜中，适当地设定整个变焦透镜在广角端处的焦距(fw)、以及第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量(m2z)。
文档编号G02B15/177GK102262290SQ201110129798
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年5月24日
发明者宫沢伸幸 申请人:佳能株式会社