专利名称：变焦透镜和具有该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该变焦透镜的图像拾取设备。更具体地，本发明涉及
广播电视摄像机、摄像机、数字静态照相机和卤化银膜照相机中可使用的变焦透镜。
背景技术：
近年来，对于诸如电视摄像机、卤化银膜照相机、数字照相机或摄像机的图像拾取设备中使用的摄影光学系统(变焦透镜)，已经变得期望使其包括具有高F数的值、高变焦比和高光学性能的变焦透镜。为了实现高的F数的值和高变焦比。传统的变焦透镜系统包
括四单元变焦透镜，所述四单元变焦透镜从物侧到像侧依次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和具有正折光力的
第四透镜单元。 美国专利No. 6， 940， 656，日本特开No. 2004-264459和美国专利No. 7， 505， 213讨
论了如上所述的四单元变焦透镜，该四单元变焦透镜具有约96或50的高变焦比。此外，美国专利No. 6， 404， 561和No. 6， 594， 087讨论了一种四单元变焦透镜，所述变焦透镜的色像差通过使用由具有反常色散的材料制成的透镜而被校正。 然而，如果变焦比变为与约100—样高，则可发生各种像差的大量变化。因此，在该情况下，变得难以在整个变焦范围内实现高光学性能。 具体地，在靠近望远端的变焦位置处可发生大量的倍率色像差(横向色像差)和轴向色像差(纵向色像差)。因此，有效地校正第二级光谱以及第一级光谱中的像差以形成高质量图像是重要的。 在正导(positive-lead)型四单元变焦透镜中，为了实现约100的高变焦比、有效地校正色像差并实现高光学性能，适当地设定主要执行可变倍率的第二透镜单元的透镜的配置是重要的。 如果没有适当地设定第二透镜单元的透镜配置，则在变焦期间可能发生大量的像差的变化，诸如色像差、球面像差、眩光、慧差、和球面像差的色差。因此，变得难以实现同时具有高变焦比和高光学性能二者的变焦透镜。 具体地，轴向色像差可在望远端处增加。此外，可以发生过大的量的第二级光谱中的残余像差而不能有效地校正。
发明内容
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正折光力的第一透镜单元、具有负折光力并被配置为在变焦期间移动的第二透镜单元、具有正折光力并被
配置为在变焦期间移动的第三透镜单元、和具有正折光力并被配置为不为了变焦而移动的第四透镜单元。在变焦透镜中，第二透镜单元包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。此
外，在变焦透镜中，所述至少一个负透镜的材料的阿贝数(v)和相对部分色散(e)的平均
值(vna， 9 na)和所述至少一个正透镜的材料的阿贝数(v)和相对部分色散(9 )的平均值(vpa， e pa)满足下述条件 <formula>formula see original document page 5</formula>
参照附图，本发明的其它特征和方面将从下述示范性实施例的详细描述变得显而 易见。
附图示例了本发明的示范性实施例、特征和方面，并且与说明书一起用于解释本 发明的原理。 图1是根据本发明的实例1的广角端处的透镜截面。 图2是其中f = 9. 3mm的本发明的实例1的像差图。 图3是其中f = 357mm的本发明的实例1的像差图。 图4是其中f = 930mm的本发明的实例1的像差图。 图5是根据本发明的实例2的广角端处的透镜截面。 图6是其中f = 9. 3mm的本发明的实例2的像差图。 图7是其中f = 357mm的本发明的实例2的像差图。 图8是其中f = 930mm的本发明的实例2的像差图。 图9是根据本发明的实例3的广角端处的透镜截面。 图10是其中f = 9mm的本发明的实例3的像差图。 图11是其中f = 357mm的本发明的实例3的像差图。 图12是其中f = 1080mm的本发明的实例3的像差图。 图13是根据本发明的实例4的广角端处的透镜截面。 图14是其中f = 9mm的本发明的实例4的像差图。 图15是其中f = 357mm的本发明的实例4的像差图。 图16是其中f = 1080mm的本发明的实例4的像差图。 图17是根据本发明的实例5的广角端处的透镜截面。 图18是其中f = 9mm的本发明的实例5的像差图。 图19是其中f = 357mm的本发明的实例5的像差图。 图20是其中f = 1080mm的本发明的实例5的像差图。 图21示意性地示例了两种颜色和残余第二级光谱的消色差。 图22示意性地示例了两种颜色和残余第二级光谱的消色差。 图23示例了根据本发明的示范性实施例的图像拾取设备的示例性配置。 图24A和24B示例了实例1的光学路径。
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范性实施例。应注意这些实施例中陈
述的部件的相对设置、数值表达式和数值不限制本发明的范围，除非另外特别声明。 本领域技术人员所熟知的处理、技术、设备和材料可以不被详细讨论，但在适当时
意图作为能够实现的说明的一部分，例如，透镜元件的加工及其材料。 请注意，相似的附图标记和字母是指下述图中的相似的条目，因此一旦一幅图中定义了一个条目，下述图中可不再讨论该条目。 本文中请注意，当提及校正误差(例如，像差)或误差的校正时，是指误差的减小和/或误差的校正。 根据本发明的示范性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次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和具有正折光力的第四透镜单元。 本发明的每个示范性实施例涉及具有高变焦比并能够在从广角端到望远端的整个变焦范围上有效减小和校正色像差的变焦透镜。更具体地，本发明的每个示范性实施例涉及在整个变焦范围内具有高光学性能的变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取设备。
在下述说明中，将详细描述本发明的示范性实施例，即变焦透镜和具有所述变焦透镜的图像拾取设备。 根据本发明的每个示范性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包括下述透镜单元。 第一透镜单元(聚焦透镜单元)U1，位于离物侧最近的位置，具有正折光力并被配置为在聚焦期间移动(用于聚焦)。第二透镜单元(变化器(可变倍率透镜单元))U2，位于离物侧第二近的位置处，具有负折光力并被配置为在从广角端(短焦距端)向望远端(长焦距端)的变焦期间向像侧移动。 第三透镜单元U3，位于离物侧第三近的位置处，具有正折光力并被配置为在变焦期间沿光轴移动(非线性地移动来补偿由变焦引起的像面的变化)。第四透镜单元U4，在四个透镜单元中位于离物侧最远的位置处，具有正折光力并被配置为在变焦期间保持静止(为了变焦而保持静止，不为了变焦而移动)。第二透镜单元U2和第三透镜单元U3构成了可变倍率系统。 图1是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第一示范性实施例(实例1)的变焦透镜的透镜截面。 图2至图4分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例1的垂直像差图。焦距的值是以毫米为单位表示的相应的实例的值。上述内容也可以应用于本发明的其它示范性实施例。下面将详细描述实例。 图5是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第二示范性实施例(实例2)的变焦透镜的透镜截面。 图6至图8分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例2的垂直
像差图。 图9是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第三示范性实施例(实例3)的变焦透镜的透镜截面。 图10至图12分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例3的垂
直像差图。 图13是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第四示范性实施例(实例4)的变焦透镜的透镜截面。 图14至图16分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例4的垂直像差图。第四示范性实施例是具有120的变焦比的变焦透镜。
图17是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第五示范性实施例(实例5)的变焦透镜的透镜截面。 图18至图20分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例5的垂直像差图。第五示范性实施例是具有120的变焦比的变焦透镜。 图21示意性地示例了由具有正折光力和残余第二级光谱的透镜单元执行的两个颜色的消色差。 图22示意性地示例了由具有负折光力和残余第二级光谱的透镜单元执行的两个颜色的消色差。 图23示例了根据本发明的示范性实施例的图像拾取设备的示范性配置。 在每个示范性实施例的透镜截面中，具有正折光力的第一透镜单元Ul被配置为
在变焦期间保持静止。 图24A和24B示例了当根据第一示范性实施例(实例1)的变焦透镜对无限远的物体的聚焦时的光学路径的例子。图24A示例了在广角端处对无限远的物体的聚焦期间的光学路径的例子，而图24B示例了在望远端处对无限远的物体的聚焦期间的光学路径的例子。 根据本发明的每个示范性实施例的变焦透镜移动整个第一透镜单元Ul以执行聚焦。 具有负折光力的第二透镜单元(变化器透镜单元)U2被配置为在聚焦期间移动。具有正折光力的第三透镜单元(补偿器透镜单元)U3被配置为在变焦期间移动以校正(补偿)在可变倍率期间可发生的像面的位置的变化。 更具体地，第三透镜单元U3在从广角端到望远端的可变倍率期间沿光轴移动，与第二透镜单元U2的移动相结合，以校正在可变倍率期间可发生的关于像面的变化。"SP"表示孔径光阑。孔径光阑SP位于第三透镜单元U3的像侧。 第四透镜单元(中继(relay)透镜单元)U4是用于图像形成的透镜单元并具有正折光力。"P"表示光学构件，诸如分色棱镜或光学滤波器。在每个示范性实施例的透镜截面中光学构件P是玻璃块。 "IP"表示像面。像面IP等同于固态图像传感器(光电转换元件)的成像平面。
在每个像差图中，示例了具有关于g线光(由链式双虚线表示)、e线光(由实线表示)、和C线光(由交替的长和短虚线表示)的球面像差。 此外，象散被表示为可关于e线光发生在子午像面(由点线表示)上并且关于e线光发生在弧矢像面(由实线表示)上。此外，示例了可关于g线光(由链式双虚线表示)和C线光(由交替的长和短的虚线表示)发生的倍率的色像差。"Fno"表示F数，"""表示半视场角。 在每个像差图中，以O. 4mm为单位示例球面像差。此外，以O. 4mm为单位示例象散，以5%为单位示例畸变，并且以0. 05mm为单位示例倍率色像差。 在下面描述的每个示范性实施例中，广角端和望远端中的每一个指代当用于改变倍率的透镜单元(第二透镜单元U2)被放置在其中倍率改变透镜单元可沿光轴机械地移动的范围的每个端点处时的变焦位置。 现在，将在下面详细描述本发明的每个示范性实施例。
根据每个示范性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有正折光力并被配置为在变焦期间保持静止的第一透镜单元、具有负折光力并被配置为在变焦期间移动的第二透镜单元、具有正折光力并被配置为与第二透镜单元的移动相结合地沿光轴移动以校正由于可变倍率可发生的像面的变化的第三透镜单元、和具有正折光力并被配置为在变焦期间保持静止的第四透镜单元(为了变焦)。
第二透镜单元U2包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。此外，在第二透镜单元U2中包括的至少一个负透镜的材料的阿贝数(v)和相对部分色散(9 )的平均值(vna，9na)和第二透镜单元U2中包括的至少一个正透镜的材料的阿贝数(v)和相对部分色散(9 )的平均值(vpa， e pa)满足下述条件 ( e pa- 9 na) / (vpa-窗)< -3. 7 X 10—3 (1) 在每个示范性实施例中，本示范性实施例中使用的光学元件(透镜)的材料的相对部分色散和阿贝数被定义如下。当关于夫琅和费谱线(Fraunhofer line)的g线光(波长435. 8nm) 、F线光(波长486. lnm) 、d线光(波长587. 6nm)和C线光(波长656. 3nm)分别由Ng、NF、Nd和NC表示时，关于g线光和F线光的阿贝数(vd)和相对部分色散(9 gF)由下面的等式限定 vd = (Nd-l)/(NF-NC) (9)
e gF = (Ng-NF) / (NF-NC) (10) 每个示范性实施例以上述方式设定第二透镜单元U2的透镜配置，并且满足条件(1)以有效地执行消色差。 传统和现有的光学材料的相对部分色散(9 gF)按照阿贝数(vd)分布在窄范围
中。 一般地说，随着阿贝数(vd)变小，相对部分色散(9gF)可变得更大。 通过使用包括两个具有折光力((pl , (p2 )和阿贝系数(vl， v2)的两个透镜的
薄接触透镜系统来有效地校正色像差的条件可由下述等式表示
(pl/vl + cp2/v2 = E (11) 在该情况下，可由下述等式表示组合的折光力(p:
cp = cpl + cp2 (12)
当薄接触透镜系统包括三个或更多透镜时也可应用上述等式。
如果等式(11)中E二O，则在校正色像差时C线光和F线光的图像形成位置彼此相匹配。具体地，在具有高变焦比的变焦透镜中，为了有效地校正在可变倍率期间可发生的色像差的变化，变焦透镜将每个透镜单元中可发生的色像差(即，等式(11)中的"E")校正为与大致为0—样低的级别。 参照图21，在具有正折光力的透镜单元LP中执行消色像差时，正透镜G1由具有高阿贝数vl的材料制成，而负透镜G2由具有低阿贝数v2的材料制成。 因此，正透镜Gl具有低相对部分色散9 1而负透镜G2具有高相对部分色散9 2。因此，在校正关于F线光和C线光的色像差时，将g线光的图像形成位置向像侧转移。
在对无限远的物体聚焦时，第二级光谱的量A ，即当光通量入射到变焦透镜上时的位移的量可由下面的等式表示
<formula>formula see original document page 9</formula>(13) 图24A示例了在广角端处对无限远的物体聚焦期间的光学路径的例子。图24B示
例了在望远端处对无限远的物体聚焦期间的光学路径的例子。在根据本发明的本示范性实
施例的四单元变焦透镜中，第一透镜单元U1中的第二级光谱的量A可变大，所述第一透镜
单元U1的折光力低并且其中轴向边缘射线在望远端按相对高的光学路径前进。 参照图22，在具有负折光力的透镜单元LN中执行消色像差时，负透镜Gl由具有
高阿贝数vl的材料制成，而正透镜G2由具有低阿贝数v2的材料制成。因此，在校正关于
F线光和C线光的色像差时，g线光的图像形成点向物侧转移。因此，第二级光谱的量的值
A变为负。在根据每个示范性实施例的四单元变焦透镜中，在具有负折光力的第二透镜单
元U2中可能发生该现象。第二、第三和第四透镜单元U2、U3和U4的图像形成倍率数(P2，
13 3和|3 4)满足下述等式
厶=(一l/(pl) 'Al.p22.p32.P42+ (-l/(p2) ' A2+ (-l/cp3) .A3+ (-l/(p4) .A4 因此，等式(14)中的第一项具有负值而第二项具有正值。因此，如果第二透镜单元U2中的第二级光谱A2的绝对值增加，则可有效地校正第一透镜单元U1中发生的轴向色像差的第二级光谱Al。 此外，残余第二级光谱A 1的可容许的量增加。因此，每个示范性实施例可通过增
加第一透镜单元Ul的正透镜和负透镜的材料的阿贝数之间的差来减小每个组成透镜的折
光力。因此，每个示范性实施例可有效地减小第一透镜单元U1的总厚度。 鉴于上述问题和现象以及用于解决所述问题和现象的方法，条件(1)提供了用于
适当地设定组成第二透镜单元U2的正透镜和负透镜的阿贝数和相对部分色散的条件。 如果超过了条件(1)的上限值，则第二级光谱不能被第二透镜单元U2完全校正。
因此，难以有效地校正望远端处的轴向色像差。 此外，如果条件(1)的上限值被如下改变也是进一步有益的
( 9 pa- 9 na) / (vpa—vna) < —3. 72 X 10—3 (la) 此外，如果每个示范性实施例除了上述条件(1)以外还满足下述条件(lb)则是更有益的 -10.00X10—3 (如果使用项"-6. 50X10—3"来代替是更有益的)< (9pa-9na)/(vpa-vna) (lb) 如果必要的话，条件(la)和(lb)的上限值和下限值中的任何一个可由条件(1)的上限值或下限值代替。 利用上述配置，每个示范性实施例可在实现100或更高的高可变倍率数(变焦比)的同时减小透镜总长度(即，第一透镜表面到像面的距离，也被称为"光学总长度")。此外，具有上述配置的每个示范性实施例可通过有效地校正望远端处的轴向色像差来实现高
9
.((32-1)2.(332,2.(p3-1)2,P42
.(f34-l)2 (14)光学性能。 在本发明的每个示范性实施例中，满足下述条件中的至少一个是更有益的。更具体地，由阿贝数在那些透镜中最小的材料制成的第二透镜单元U2中包括的透镜中的负透镜的焦距和该负透镜的材料的阿贝数和相对部分色散(f2n，vn， 9n)、由阿贝数在那些透镜中最大的材料制成的第二透镜单元U2中包括的透镜中的正透镜的焦距和该正透镜的材料的阿贝数和相对部分色散(f2p， vp， 9p)、第二透镜单元U2中包括的正透镜的折光力的总值(CPP)、第二透镜单元U2中包括的负透镜的折光力的总值(CPn)、第二透镜单元U2的折光力(tP2)、第一透镜单元Ul的焦距(fl)、第二透镜单元U2的焦距(f2)、望远端处的变焦透镜的焦距(ftele)和广角端处的变焦透镜的焦距(fwide)满足下述条件中的至少一个 ( 9 p- 9 n) / (vp-vn) < -5. 0 X 10—3 (2)
-2. 0 < (1/f2)/(l/f2p-l/f2n) < -0. 2 (3)
(pp/cp2 < -0.5 (4)
cpn/(p2 > 1.5 (5) 9. 5 < |fl/f2| < 11 (6)
3. 9 < ftele/fl < 6 (7)
25 < f 1/fwide < 30 (8). 条件(2)规定用于适当地设定在组成第二透镜单元U2的透镜中的正透镜和负透镜的阿贝数和相对部分色散，以有效地校正可能在第二透镜单元U2中发生的第二级光谱中的像差的条件。每个示范性实施例可通过满足条件(2)有效地校正望远端处的轴向色像差。 如果超过了条件(2)的上限值，则第二级光谱不能被第二透镜单元U2完全校正。因此，难以在实现高可变倍率数(高变焦比)的同时有效地校正望远端处的轴向色像差。
条件(3)规定了用于适当地设定整个第二透镜单元U2的折光力和第二透镜单元U2中包括的正透镜和负透镜的折光力的比率的条件。 如果超过了条件(3)的下限值，则第二级光谱不能被第二透镜单元U2的正透镜和负透镜完全校正。因此，难以在实现高可变倍率数(高变焦比)的同时有效地校正望远端处的轴向色像差。 条件(4)规定了用于适当地设定第二透镜单元U2中包括的正透镜的折光力和整个第二透镜单元U2的折光力的比率的条件。条件(5)规定了用于适当地设定第二透镜单元U2中包括的负透镜的折光力与整个第二透镜单元U2的折光力的比率。
如果超过了条件(4)的上限值或如果超过了条件(5)的下限值，则第二级光谱不能被第二透镜单元U2的正透镜和负透镜完全校正。因此，难以在实现高可变倍率数(高变焦比)的同时有效地校正望远端处的轴向色像差。 条件(6)规定了用于适当地设定第一透镜单元U1的焦距与第二透镜单元U2的焦距的比率的条件。每个示范性实施例可在有效地校正轴向色像差的同时，通过减小在可变倍率期间移动的透镜单元的行程(移动的量)，在实现ioo或更高的可变倍率数(变焦比)的同时减少透镜总长度。
如果超过了条件(6)的下限值，则移动透镜单元的行程可增加，这导致整个变焦
透镜系统的大小的增加。另一方面，如果超过了条件(6)的上限值，则可容易地减小变焦透
镜系统的总大小，而在可变倍率(变焦)期间可发生的像差的变化的量可增加。 条件(7)规定了用于望远端处的整个变焦透镜的焦距与第一透镜单元U1的焦距
的比率的条件。通过满足条件(7)，可在实现100或更高的可变倍率数(变焦比)的同时有
效地校正轴向色像差。 如果超过了条件(7)的下限值，则第一透镜单元U1的焦距可增加。因此，难以在减小整个变焦透镜系统的大小的同时实现与100 —样高或更高的可变倍率数(变焦比)。
另一方面，如果超过了条件(7)的上限值，则可容易地减小变焦透镜系统的大小。然而，难以在望远端处实现高光学性能。具体地，难以有效地校正望远端处的轴向色像差。
条件(8)规定了用于适当地设定广角端处的第一透镜单元U1的焦距与整个变焦透镜系统的焦距的比率的条件。如果超过了条件(8)的下限值，则可容易地减小整个变焦透镜的大小。然而，难以在广角端处实现宽的视场角。 另一方面，如果超过了条件(8)的上限值，则在广角端处可容易地增加视场角。然而，在该情况下，第一透镜单元U1的有效直径会增加。因此，难以减小整个变焦透镜系统的大小。 在每个示范性实施例中，为了在减小整个变焦透镜的大小的同时减小在像差校正或变焦期间发生的像差的变化，条件(2)至(8)的值的范围可被修改如下 ( 9 p-9 n)/(Vp-vn) <-5. 1X10—3 (2a)
-1. 5 < (1/f2)/(l/f2p-l/f2n) < -0. 5 (3a)
cpp/cp2 < -0,6 (4a)
cpn/cp2 > 1.55 (5a) 9. 51 < |fl/f2| < 10. 90 (6a)
3. 9 < ftele/fl < 5. 5 (7a)
25 < f 1/fwide < 29 (8a) 在每个示范性实施例中，为了在减小整个变焦透镜的大小的同时减小在像差校正
或变焦期间可发生的像差的变化，条件(2)、 (4)和(5)的值的范围可被修改如下 -10.20X10—3(如果使用项"-7. 60X10—3"来代替是更有益的)< (ep-9n)/
(vp-vn) (2b)
-10.50 (如果使用值"-7.75"来代替是更有益的)< (pp/cp2 (4b)
2.5 (如果使用值"1.72"来代替是更有益的)> (pnAp2 (5b)。 必要时，条件(2a)至(8a) 、 (2b) 、 (4b)和(5b)的上限值和下限值中的任何一个可由条件(2)至(8)的上限值或下限值代替。 现在，除了上述的那些以外，将在下面详细地描述根据每个示范性实施例的变焦透镜中包括的透镜的配置。 根据每个示范性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包括下述透镜单元。更具体地，第一透镜单元U1包括五个透镜，所述五个透镜包括其像侧的表面具有凹形状的负透镜、其每个物侧的表面都具有凸形状的三个正透镜、和具有弯月形状并且其物侧的表面具有凸起形状的正透镜。 此外，第二透镜单元U2包括四个透镜，所述四个透镜包括其像侧的表面具有凹形状的负透镜、包括其两个表面都具有凹形状的负透镜和其物侧的表面具有凸起形状的正透镜的胶合透镜、和其物侧的表面具有凹形状的负透镜。 或者，如果第二透镜单元U2包括这样的四个透镜也是可用的，所述四个透镜包括
其像侧的表面具有凹形状的负透镜、包括其两个表面都具有凹形状的负透镜和其两个表面
都具有凸起形状的正透镜的胶合透镜、和其物侧的表面具有凹形状的负透镜。 此外，根据每个示范性实施例的变焦透镜包括第三透镜单元U3，其包括五个透镜，
所述五个透镜包括其物侧的表面具有凸起形状的两个正透镜、包括负透镜和正透镜的胶合
透镜和正透镜。 此外，根据每个示范性实施例的变焦透镜包括第四透镜单元U4，所述第四透镜单元U4总共包括12个透镜，包括多个正透镜和多个负透镜的组合。 图23示例了具有与其摄影光学系统一样的根据上述每个示范性实施例的变焦透镜的图像拾取设备(电视摄像机系统)的示范性配置。 参照图23，图像拾取设备125包括变焦透镜101，所述变焦透镜101是根据上述第一至第五示范性实施例的变焦透镜中的任一个。变焦透镜101能够可分离地安装在摄像机主体124上。 变焦透镜101包括第一透镜单元F、可变倍率单元LZ和用于图像形成的第四透镜单元R。第一透镜单元F包括聚焦透镜单元。可变倍率单元LZ包括被配置为沿光轴移动以执行可变倍率的第二透镜单元。 此外，可变倍率单元LZ包括被配置为沿光轴移动以校正在可变倍率期间可发生的像面的变化的第三透镜单元。此外，变焦透镜101包括孔径光阑SP。
用于图像形成的第四透镜单元R包括透镜单元IE，其可以进入或离开光学路径。透镜单元IE可改变整个变焦透镜101的焦距的范围。透镜单元IE可从变焦透镜101移除。
此外，变焦透镜101包括驱动机构114和115，诸如螺旋面或凸轮，其沿光轴分别驱动第一透镜单元F和可变倍率单元LZ。 图像拾取设备125包括电机(驱动单元)116至118，其分别对驱动机构114和115以及孔径光阑SP进行电驱动。诸如编码器、电位计或光传感器的检测器119至121被配置为检测和测量第一透镜单元F和可变倍率单元LZ在光轴上的位置和孔径光阑SP的孔径直径。 此外，摄像机主体124包括玻璃块109，其相当于设置在摄像机主体124内的光学滤波器或分色棱镜。此外，摄像机主体124包括固态图像传感器(光电转换元件)110，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。固态图像传感器110被配置为接收由变焦透镜101形成的被摄体图像(objectimage)。
此外，中央处理单元(CPU) 111和122分别控制摄像机主体124和变焦透镜101的整个操作。 通过向电视摄像机应用具有上述配置的根据本发明的每个示范性实施例的变焦透镜，可实现具有高光学性能的图像拾取设备。 现在，将在下面描述分别对应于本发明的第一至第五示范性实施例的实例1至5。在实例1至5的每一个中，"i"表示从物侧起的表面的顺序，"ri"表示第i个光学表面(第i表面)的曲率半径，"di"表示第i表面和第(i+1)表面之间的轴向间隔，"ndi"和"vdi"分别表示第i光学材料关于d线光的折射率和阿贝数。 对于焦距、F数和视场角，描述在对无限远的物体聚焦期间获得的值。"BF"表示空中等效后焦点。在下述实例的每一个中，离像侧最近的三个表面为玻璃材料(光学块)，诸如滤波器或面板。此外，表格l中描述了上述每个条件和每个实例之间的关系。
此外，"k"表示二次曲线系数，并且"A4"、"A6"和"A8"中的每一个表示非球面系数。非球面形状被表示为x= (H2/R)/[l+{l-(l+k) (H/R)2}1/2]+A4H4+A6H6+A8H8 其中"X"表示在离光轴的高度"H"的位置处沿光轴离表面顶点的位移，而"R"表示旁轴曲率半径。此外，"e-z"表示"X 10—z"。实例1
:0159]表面编号rdindvd有效直径9 gF焦距
:0160]17000.()00 6.001.8340037. 2195.690. 5775-433.032
:0161]2345. 379 2.00189.57
:0162]3345.379 25.911.4338795. 1190. 610. 5373484.173
:0163]4-527.375 20.74191. 16
:0164]5331.921 18.731.4338795. 1193.340. 5373706.637
:0165]6-4082.422 0.25192.86
:0166]7264.903 19.291.4338795. 1188.460. 5373652.508
:0167]83887.712 0.25187. 25
:0168]9171.964 16.121.4387595. 0174.670.5342716.251
:0169]10367. 798可变172.80
:0170]111547. 3472. 002.0033028. 342. 770.5980-44.235
:0171]1243.4678. 2437. 79
:0172]13-55. 1292. 001.8830040. 837. 770.5667-32.903
:0173]1463.2469. 631.9228618. 941. 360.649535.902
:0174]15-66. 1711. 0242. 37
:0175]16-59. 4132. 001.7725049. 642. 430. 5521-74.892
:0176]17* 2736.384可变44. 72
:0177]18108. 76612. 131.5690771. 381. 410. 5451185.041
:0178]19* -3543. 1810. 2081. 81
:0179]20100. 67413. 341.4970081. 583. 340. 5375-74.573
:01 so]21-613.1810. 2082. 78
:0181]22103. 7002. 501.8466623. 879. 370.6205-171. 939
:0182]2360.13220. 331.4387595. 074. 980.5342113.871
:0183]24-268.8440. 2073. 52
:0184]25* 201. 1895. 731. 4387595. 071. 020.5342373.651
:0185]26-889.802可变69. 63
:0186]27(光阑)°°1. 4232. 62
:0187]28823. 1591. 401.8160046. 631. 650.5568-39.032
:0188]2930.7900. 2029. 87:0189:30 28.6005. 571.8466623. 830. 030.6205 54:oi9o:31 67.2988. 4928. 84
:oi9i:32-43.1011. 401.8830040.826.960.5667
:oi92:33-76.8112. 5727.22
:oi93:34-55.6881. 801.7550052.326.990.5476
:oi94:3586. 7433. 441.8466623.827.690.6205
:oi95:36285.9703. 0328.03
:oi96:37CO16. 481.62041SO-328.900.5426
:oi97:38-106.6536. 4731.93
:oi98:39162.2437. 421.48749TO.233.070.5300
:oi99:40-41. 2030. 2033.14
:0200:41-86.4251. 601.8830040.832.220.5667
:0201:4249. 9489. 051.4874970.232.010.5300
:0202:43-47.8200. 2032.49
:0203:44247.4329. 091.5673242.831.950.5730
:0204:45-25.5441. 601.8830040.831.500.5667
:0205:46-125.8430. 2032.36
:0206:4766. 7477. 591.4874970.232.500.5300
:0207:48-51. 97714. 0032.08
:0208:49CO33. 001 6085946.4SO-000.5664
:0209:50CO13. 201 5163364.2SO-000.5352
:021 o:51COSO.00
:02":像面CO非球面系数R17K = -2. 53234e+004A4 =-4.13015e_007A6 = _A8 = 2. 26588e-013R19K = 5. 22565e+003A4 =8.81676e-008A6 = 1A8 = 6. 14872e-015R25K = -9. 48244e+00CA4 =-7.57187e-007A6 = _A8 = 2. 42122e-014各个数据变焦比100.00广角端中间焦距望远立山 而焦距9. 30351. 12930.00F数1. 851. 854. 90视场角30. 600. 900. 34图像高度5. 505. 505. 50透镜总长度622. 39622. 39622. 39BF12. 0012. 0012. 00dlO3. 07167. 22176. 64dl7266.1045. 131.96d263. 0059. 8293. 57入射光瞳位置124. 583013.2811114. 47
出射光瞳位置 302.09 302.09302. 09前主点
后主点
134. 17
2. 70
变焦透镜单元数据
透镜单元 1
〖一表面
2
3
4
P 2 P 3 134
I
II 18 27
广角端 -0.135 -0.262 1. 105
3789.40 -339.12
焦距 238.05 -25. 00 66. 50 49. 24
15026.00
-918. 00
109.29 24. 89 54. 63 149. 41
前主点位置 59. 18 4. 19 13. 57 59. 52
后主点位置 -20. 74 -12. 46 -26.05 17. 15
中间焦距 -1. 196 -1. 116 1. 105
实例2
表面编号 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16 17' 18 19'
20
21
22
23
24 25'
26
27
28
29
30
31
r di -9010.142 6. 00 320. 047 2. 00 313.972 27.24 -547. 196 21. 28 389.595 20.24 -1055. 459 0. 25 302. 197 19. 44 -5026.813 0. 25
望远端 -2. 178 -1. 624 1. 105
nd vd 1. 80440 39. 6
1. 43387
1. 43387 95. 1
1. 43387 95. 1
154. 769 304. 398 950.946 41. 638 -54. 808 43. 259 -92. 678 -62. 313
2714. 516 125. 712
-3538.914 110.363 -401. 065 106.440 61. 653 -216.463
85. 906 -559.061
(光阑)① -222. 632 29.820 27. 382
86. 813
16. 92 可变 2. 00 7. 75 2. 00
10. 13
1. 79
2. 00 可变
11. 25 0. 20
14. 22 0. 20 2. 50 23. 18 0. 20 11. 20 可变 2. 35 1. 40 0. 20 5. 69 7. 17
1. 43875 95. 0
2. 00330 28. 3
88300 92286
40. 8 18. 9
1. 77250 49. 6
1.56907 71.3
1.49700 81.5
84666 43875
23. 8 95. 0
1. 43875 95. 0
95. 1 192 195 195 191 190 175 173
39. 36 36. 20 36. 26
40. 12
41. 12 41. 27
43. 70 83. 84
84. 63 87. 82 87. 63 85. 13 80. 71 79. 83
74. 90 73. 23
有效直径 196.06 189.99 191. 42 07
9gF 0. 5729
0. 5373
焦距 -381.
824
463. 107
91 0. 5373 657. 006 61
18 0.5373 656.096 12
10 0. 5342 691. 925 28
0. 5980 -43. 088
5667 6495
-26.963 32. 746
0.5521 -78. 452
0.5451 212.853
0. 5375 175. 252
6205 5342
-175. 888 111. 945
0.5342 170.195 32. 63
1.81600 46.6 31.19 0.5568 -31.984
29. 18
1. 84666 23. 8 29. 37 0. 6205 44. 800
28. 27
32 -52.6481. 401. 8830040.8 26.060.5667-66.19733 -510.0553. 1126.0234 -59.9311. 801. 7550052. 3 25.900.5476-37. 50935 54.8573. 611. 8466623.8 26.640.620594. 34736 166. 2373. 0326.9337 ①16. 061. 6204160. 3 27.840.5426172. 03538 -107. 1555. 6331.1539 138.8827. 191. 4874970. 2 32.520.530066.78540 -41.9880. 2032.6441 -106.9181. 601. 8830040.8 31.780.5667-32. 01342 39.00410. 021. 4874970.2 31.480.530042. 10043 -39.9460. 2032.0744 551. 5038. 851. 5673242.8 SI-450.573040. 40545 -23.9151. 601. 88300AO. 8 31.080.5667-33. 00946 -133.8620. 2032.2347 68.9037. 901. 4874970. 2 32.620.530055. 43148 -43.02314. 0032.4149 ①33. 001. 6085946.4 60.000.5664CO50 ①13.20 1.51633 64. 2 60.000.5352CO51 ①60. 00像面 00非球面系数R17 K =-2.53234e+004 A4 = -2.44954e-007A6=-4.12901e-010
A8 =5.73716e-013R19 K = 5. 22565e+003A4 = -2.85777e-009A6=6.05544e-011
A8 =2.95783e-015R25 K = 2. 58811e-001A4 =-9 51474e-007A6=-1.34383e-010
A8 =2.46604e-014各种数据变焦比100.00广角端中间焦距望远端焦距9. 30351. 12930.00F数1. 851. 854. 90视场角30. 600. 900. 34图像高度5. 505. 505. 50透镜总长度626.97626.97626.97BF11. 9911. 9911. 99d105. 22171. 28180.92d17255. 1042. 075. 00d26 3.00 49.97 77 40入射光瞳位置125. 452886.769777. 54出射光瞳位置233. 68233. 68233. 68前主点
位置 135. 143794. 02 14609.04后主点位置 2.69-339.13 -918.01变焦透镜单元数据透镜单元第一表面焦距透镜配置长度前主点位置后主点位置
11237. 31113. 6164. 18-17. 84
211-22. 0025. 684. 94-11.8131860. 0062. 9520. 09-27. 48
42744. 21149. 4156. 4429. 64
广角端 中间焦距望远端P 2-0. 117 -1.035_1.895P 3-0. 238 -1.021_1.4791341. 3991. 3991. 399实例3表面编号rdindvd有效直径9gF焦距17000.0006. 001.8340037. 22 13.610.5775-449. 0522357. 5032. 00205. 793357. 50329. 401.4338795. 1205. 380.5373485. 0484-501. 91822. 37204. 275336.08317. 771.4338795. 1196.110.5373776. 526666701. 6330. 25195. 597269.15319. 821.4338795. 1191. 510.5373654. 88584775. 5930. 25190. 299跳67715. 411.4387595. 0177. 890.5342786.87410368.154可变175. 98112480.0292. 002.0033028. 345. 420.5980-45. 9751245. 6388. 9240. 0513-56.1122. 001.8830040. 839. 590.5667-35. 4741473. 0538. 841.9459518. 040. 610.654537. 28115-65. 7720. 6041. 5116-65. 6632. 001.8830040. 841. 540.5667-72. 71117*3965. 269可变43. 321899. 67114. 101.5690771. 385. 550.5451170.11719*-3619. 4740. 2085. 602096.17613. 651.4970081. 585. 930.5375193. 6362125787. 6800. 2084. 8622422. 158 2. 501. 8466623. 883.83 0.6205-183. 82023114. 219 18. 45 1. 4387595. 081.17 0.5342147. 38624-142. 520 0. 2080. 0225*217.708 4.931. 4387595. 075. 65 0. 5342469.49026-3985. 731可变74.3127(光阑)°° 8.5236.5428-567. 828 1. 401. 8160046. 6SI-98 0.5568-36.0162931.195 0.20SO-483027. 263 6. 221. 8466623. 8SO.96 0.620541.86831102.304 6.9129.9732-60. 794 1. 401. 8830040. 827.95 0.5667-980.787
33-66.0642. 3727. 9234-45. 8751.80 1.7550052. 327. 120. 5476-62. 06335-1836.6011.22 1.8466623. 827. 240.6205-99.9663689. 6753. 0327. 3137CO14.90 1.6204160. 327. 960.54262371. Ill38-1476. 8825. 5030. 923987. 7797.61 1.4874970. 233. 160. 530064. 85040-48.2560. 2033. 4041-113. 7041.60 1.8830040. 832. 900.5667-50.9454275. 6508. 54 1.4874970. 232. 930.530059.27243-45. 2650. 2033. 3944242. 2838.95 1.5673242. 832. 610. 573044. 29745-27. 8341. 601.8830040. 832. 030.566746-118.2510. 2032. 564759.7506. 831.4874970. 232. 320.530048-81. 23314. 0031. 6249CO33. 001.6085946. 460. 000. 566450CO13. 201.5163364. 260. 000. 535251CO可变60. 00
-41. 331
71. 520
像面 00 非球面系数 R17 K =
A8 : R19 K =
A8 : R25 K =
A8 : 各种数据 变焦比
-2.53234e+004 A4 :1.04282e-013 5.22565e+003 :7.05801e-015 -3.20598e+000 A4 :1.40774e-014
-3.38222e-007 A6
A4 = 1.38826e-007 A6
-7.86592e-007 A6
-1. 13320e-010
-2. 25608e-011
-1. 94993e-010
焦距
F数
视场角
120.00 9. 00 1. 85 31. 43 5. 50
透镜总长度
BF
dlO
dl7
d26
d51
入射光瞳
657 12. 00 3. 13 297. 77 3. 00 12. 00
27. 72
I. 85
II. 22 5. 50 18 657.
71. 12 1. 85
4. 42
5. 50
18 657.
356.79 1. 85 0. 88 5. 50
18
1080.00 5. 60 0. 29 5. 50
18
12. 00 97. 13 191. 44 15. 34 12. 00
12. 00 141. 13 132. 73 30. 04 12. 00
657 12. 00 177. 16 57. 35 69. 40 12. 00
657. 18 12. 00 187. 42 2. 03 114. 46 12. 00
出射光瞳
前主点
128.68 416.07 873.88 3239.97 14318.57
306.94 306.94 306.94306.94 306.94
137. 95 446. 40 962. 144028. 36 19353. 29
后主点位置3.00 -15.72-59.12-344. 78 -1068. 00变焦透镜单元数据透镜单元第一表面焦距透镜配置长度前主点位置后主点位置
11248.58113. 2762. 46-20.56
211-26.0024. 364. 30-12. 13
31876. 0054. 2313. 84-25. 7142754. 93149. 4167. 4711. 36广角端中间焦距望远端P 2-0.134-1. 265-2. 525P 3-0.274-1. 148-1. 7411340. 9880. 9880. 988实例4表面编号 rdindvd 有效直径焦距12129.395 6.001.8010035. 0 208. 050.5863-510.7192344. 673 2. 00201. 113346. 355 24. 551.4338795. 1 200. 920. 5373567. 1834-839. 014 22. 52200.005389.319 17.751.4338795. 1 195. 270. 5373763. 9976-2237. 919 0. 25194. 867279. 897 19. 031.4338795. 1 190. 650. 5373673. 48186158.046 0.25189.539176. 118 16.131.4387595.0 177.220. 5342727. 50010380. 747 可变175. 48112885. 419 2. 002.0033028. 3 44. 900. 5980-44. 3511244. 167 9. 1139. 5313-52.012 2.001.8830040. 8 39. 140.5667-37. 7761496. 232 8. 351.9408717. 4 40. 470. 677541. 40515-64. 0980. 0941. 5516-74. 4812.00 1.8830040. 8 41. 62 0. 5667-82. 04917""3416. 072可变43. 2718102. 08713.85 1.5690771.3 85. 54 0. 5451174. 08519""-3588. 3720. 2085. 632096. 56113.70 1.4970081.5 86. 02 0. 5375188.65921-3428.4460. 2085. 0322348.1882. 50 1.8466623.8 83.63 0.6205-184. 50323108.20817.89 1.4387595. 0 80. 81 0. 5342150.21324-161. 1040. 2079. 5925""211. 4965. 03 1. 4387595. C75. 67 0. 5342456.93626-4014.724可变74. 3427(光阑)5. 6136. 6328-1845.0521.40 1.8160046.6 33. 59 0. 5568-37. 3142931. 1300. 2031. 913027. 9546.43 1.8466623.8 32. 38 0. 620542. 50431108.2637. 4531. 4232-55. 0711.40 1.8830040.8 29.28 0.5667-64. 75333-1313.7082. 0129. 33
34-2773. 834 1. 801. 6204160. 3 29. 340.5426237. 25835-140. 340 1. 561. 8466623. 8 29. 350.6205-136. 43836694.948 3.0329. 4437CO14. 071. 6204160. 3 29. 720.5426-203.17038126.547 8. 3130. 6339跳195 6.721. 4874970. 232. 820.530080. 69040-60.869 0. 2033. 0341-138.367 1.601. 8830040. 832. 760.5667-58. 3844283. 3858. 951. 4874970. 232. 840.530059.69243-43. 348 0. 2033. 3644504. 860 8. 591. 5673242. 832. 550.573045. 99345-27. 505 1. 601. 8830040. 832. 040.5667-40.71946-118.009 0.2032. 664757. 4547. 891. 4874970. 232. 510.530068.36648-76. 402 14. 0031. 6649CO33. 001. 6085946. 460. 000.5664CO50CO13. 201. 5163364. 260. 000. 5352CO51CO60. 00像面CO非球面系数R17K =-2.53234e+004 A4 =-3.62355e-007A6 =-2. 14731e--010A8 ==1.63676e-013R19K =5.22565e+003A4 = 108856e-007A6 =-2. 48018e--011A8 ==7.66860e-015R25K =-5.70319e+000 A4 =-7.40368e-007A6 =-2. 01733e--010A8 ==1.95906e-014各种数据变焦比120.00广角端中间焦距望远端焦距9. 00356.791080.00F数1. 851. 855. 60视场角31. 430. 880. 29图像高度5. 505. 505. 50总透镜长度650.52650.52650.52BF12. 0012. 0012. 00dlO2. 44176. 47186.72dl7298.0757. 642. 33d263. 0069. 40114. 46入射光瞳位置125. 173230.2314257. 94出射光瞳位置399.29399. 29399. 29前主点位置134. 383915. 7018349.64后主点
位置 3. 00-344. 79-1068. 00变焦透镜单元数据透镜单元第一表面焦距 透镜配置长度前主点位置后主点位置11248. 58 108. 4858. 95-21. 72211-26. 00 23. 553. 84-12. 3231876. 00 53. 5813. 36-25. 4942757. 62 149. 4067. 6611. 33广角端中间焦距 望远端P 2-0.134-1. 265-2. 525P 3-0.274-1. 148_1.7411340. 9880. 9880. 988实例5表面编号rdindvd有效直径 e gF 焦距
17896.929 6.001.83400 37.2 211.49 0.5775 -433.905
2348.011 2.00203. 643345. 504 26. 03 1. 43387 95. 1 203. 24 0. 5373 546. 674
4-745. 232 24. 47202. 295388. 160 22. 54 1. 43387 95. 1 198. 87 0. 5373 599. 263
6-779.545 0. 25198.577268. 723 17. 78 1. 43387 95. 1 192. 50 0. 5373 749. 091
81502. 611 0. 25191. 309176.05815. 431. 4387595. 0179.790.5342794. 51810345. 300可变178. 0611920. 7542. 002. 0033028. 345. 44 0. 5980-47. 7201245. 8236. 3340. 1813-208.9742. 001. 8830040. 839. 67 0. 5667-30.8181431. 6389. 551. 9459518. 039. 21 0. 654532. 15515-1005.5783. 7339. 3916-60.2852. 001. 8830040. 839. 45 0. 5667-65. 8652003. 823可变41. 4718239. 2668. 901. 5690771. 382. 57 0. 5451399.6701,-4869.Ill0. 2083. 932099. 54815. 431. 4970081. 588. 86 0. 5375167. 33721-487. 9990. 2088. 652273. 8002. 501. 8466623. 885. 52 0. 6205-192. 4352350.15324. 021. 4387595. 079. 45 0. 5342114. 2842418699. 5610. 2078. 0925*79. 22210.87 1 4387535. 074. 99 0. 5342170.48726-1344. 599可变73. 3527(光阑)①2. 9533. 3628-116.1361. 401. 8160046. 632. 00 0. 5568-33. 5382936. 2400. 2030. 543032. 3175. 691. 8466623. 830. 77 0. 620547. 62631143. 8686. 7429. 9232-56.9641. 401. 8830040. 828. 11 0. 5667 -102. 26833-154. 5482. 7728. 1634-64. 0231. 801. 7550052. 327. 93 0. 5476 -32. 225
35181.715 3.3818466623.8 28.420.620536-347. 608 3. 0328.6937CO15. 01162041SO-3 29.130.542638108. 003 6. 4430.4339380. 578 7. 18148749TO.2 32.230.530040-36. 827 0.2032.7741-157.843 1.6018830040.8 32.070.56674244. 48010. 1314874970.2 31.970.530043-37. 230 0. 2032.6144283. 380 8. 8015673242.8 31.740.573045-25. 550 1. 6018830040.8 31.240.566746-243. 4840. 2032.034754. 2658. 0014874970.2 32.410.530048-50. 339 14. 0032.0449CO33. 0016085946.4 60.000.566450CO13. 2015163364.2 SO-000.535251COSO.00像面CO非球面系数R17K =-2. 53234e+004A4 =1.87157e-術A6 =A8 ==9.41364e-013R19K =5.22565e+003A4 =-4.49518e-007A6 =A8 ==-1. 31489e-014R25K =-2.03560e+000A4 =-8.64535e-007A6 =A8 ==1.82895e-014各种数据变焦比120.00广角端中间焦距望远端焦距9. 00356.791080.00F数1. 851.355. 60视场角31. 430. 880. 29图像高度5. 505. 505. 50透镜总长度652. 55652. 55652. 55BF12. 0012. 0012. 00dlO3. 58184. 07195. 16dl7282. 3850. 804. 99d263. 0054. 0888. 81入射光瞳位置128.733118. 8912946.69出射光瞳位置311.33 311.33311. 33前主点位置138.00 3900.9517923. 40后主点
139.976
-173. 397
69.036
-38.927 43. 191
41. 513 -32. 251
54. 763
-7. 67739e-010
1.26923e-010
4.49347e-011
位置 3.00-344. 78-1068. 00变焦透镜单元数据透镜单元第一表面焦距透镜配置长度前主点位置后主点位置11254. 33114. 7366. 36-17. 68211-23. 5025. 616. 74-9. 3631864. 2562. 3218. 15-27. 5842749. 61148.9360. 0726. 51广角端中间焦距 望远端P 2-0.116-1. 052-2. 090P 3-0.236-1. 031-1. 5721341. 2921. 2921. 292表格l实例条件12345(1)-3. 74X10—3-3. 74X10—3 -4.16X10—3-5. 23X10—3-4. 15X10—3(2)-5.48X10—3 --5. 48X10—3-5. 49X10—3-7. 29X10—3 -4.15X10—3(3)-0.793-0. 846-0. 791-0.824-0. 817(4)-0.696-0.672-0.697-0.627-0.731(5)1. 6581. 6071. 6561. 5911. 612(6)9. 52210. 7879. 5619. 56110.823(7)3. 9073. 9194. 3444. 3444. 246(8)25. 59725. 51727. 62027. 62028. 250采用上述配置，本发明的每个示范性实施例可实现具有高变焦比、能够在从端到望远端的整个变焦范围内有效地校正色像差、并且在整个变焦范围内具有高光学性能 的透镜单元，和具有所述变焦透镜的图像拾取设备。 尽管已参照示范性实施例描述了本发明，但是应了解本发明不限于所公开的示范 性实例。下述权利要求的范围给予最广泛的解释以包含所有修改、等同结构和功能。
权利要求
一种变焦透镜，从物侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力并被配置为在变焦期间移动的第二透镜单元；具有正折光力并被配置为在变焦期间移动的第三透镜单元；以及具有正折光力并被配置为不为了变焦而移动的第四透镜单元，其特征在于，所述第二透镜单元包括至少一个正透镜和至少一个负透镜，并且所述至少一个负透镜的材料的阿贝数(v)和相对部分色散(θ)的平均值(vna，θna)和所述至少一个正透镜的材料的阿贝数(v)和相对部分色散(θ)的平均值(vpa，θpa)满足下述条件(θpa-θna)/(vpa-vna)＜-3.7×10-3。
2. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中在所述第二透镜单元中包括的透镜中的由其阿贝数在所述第二透镜单元中包括的透镜的阿贝数中最小的材料制成的负透镜的焦距以及所述负透镜的材料的阿贝数和相对部分色散(f2n，vn， 9 n)，以及在所述第二透镜单元中包括的透镜中的由其阿贝数在所述第二透镜单元中包括的透镜的阿贝数中最大的材料制成的正透镜的焦距以及所述正透镜的材料的阿贝数和相对部分色散(f2p，vp， ep)满足下述条件(9 p- 9 n) / (vp-vn) < -5. 0 X 10—3-2.0< (l/f2)/(l/f2p-l/f2n) <-0. 2。
3. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第二透镜单元中包括的正透镜的折光力的总值((pp )、所述第二透镜单元中包括的负透镜的折光力的总值((pn )和所述第二透镜单元的折光力(cp2 )满足下述条件(ppAp2 < -0.5cpnAp2 〉1.5。
4. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第二透镜单元从物侧到像侧依次包括具有其物侧的表面具有凸形状的弯月形状的负透镜；其两个表面都具有凹形状的负透镜；以及其两个表面都具有凸形状的正透镜；以及其物侧的表面具有凹形状的负透镜。
5. 根据权利要求l所述的变焦透镜，其中所述第一透镜单元的焦距(fl)和所述第二透镜单元的焦距(f2)满足下述条件9. 5 < |fl/f2| < 11. 0。
6. 根据权利要求l所述的变焦透镜，其中所述第一透镜单元的焦距(fl)和望远端处的所述变焦透镜的焦距(ftele)满足下述条件3. 9 < ftele/fl < 6. 0。
7. 根据权利要求l所述的变焦透镜，其中所述第一透镜单元的焦距(fl)和广角端处的所述变焦透镜的焦距(fwide)满足下述条件25 < fl/fwide < 30。
8. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第二透镜单元从物侧到像侧依次包括其像侧的表面具有凹形状的负透镜；包括其两个表面都具有凹形状的负透镜和其两个表面都具有凸形状的正透镜的胶合透镜；以及其物侧的表面具有凹形状的负透镜。
9. 一种图像拾取设备，包括图像传感器；以及根据权利要求1-8中的任一项所述的变焦透镜，所述变焦透镜被配置为从被摄体向图像传感器引导光。
全文摘要
本发明涉及变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取设备。变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力并被配置为在变焦期间移动的第二透镜单元；具有正折光力并被配置为在变焦期间移动的第三透镜单元；以及具有正折光力并被配置为不为了变焦而移动的第四透镜单元。在变焦透镜中，所述第二透镜单元包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。此外，在变焦透镜中，所述至少一个负透镜的材料的阿贝数(v)和相对部分色散(θ)的平均值(vna，θna)和所述至少一个正透镜的材料的阿贝数(v)和相对部分色散(θ)的平均值(vpa，θpa)满足适当的条件。
文档编号H04N5/225GK101718902SQ200910179049
公开日2010年6月2日 申请日期2009年10月9日 优先权日2008年10月8日
发明者塗师隆治 申请人:佳能株式会社