专利名称：变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取装置，更具体地涉及一种适用于数字照相机、摄像机、卤化银胶片照相机等的变焦透镜。
背景技术：
最近，用于使用固态图像传感器的图像拾取装置(诸如摄像机或数字静态照相机)的摄影光学系统需要视角广、变焦比高和尺寸小的变焦透镜。作为使图像拾取装置小型化的方法，已知可回缩透镜镜筒，其使得可通过使摄影状态下的变焦透镜的各个透镜单元之间的距离变小来使变焦透镜在光轴方向上的轴长在非摄影状态期间小。作为使得可容易地减小整个变焦透镜的尺寸和容易地使视角变宽的变 焦透镜，已知负引导型(negativelead)变焦透镜，在负引导型变焦透镜中，具有负折光力的透镜单元最靠近物侧。例如，已知三单元变焦透镜，其按从物侧到像侧的顺序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和具有正折光力的第三透镜单元，以通过移动这些透镜单元来执行变焦。美国专利No. 7，453，648论述了一种变焦比大约为3、广角端处的半视角大约为35度的三单元变焦透镜，在该三单元变焦透镜中，具有高折射率和高色散的材料用于第一透镜单元中的正透镜。此外，作为负引导型变焦透镜，已知两单元变焦透镜，其按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的第一透镜单元和具有正折光力的第二透镜单元，以通过移动这些透镜单元来执行变焦。美国专利申请公开No. 2010/0245629论述了一种变焦比大约为3、广角端处的半视角大约为32度的两单元变焦透镜，在该两单元变焦透镜中，具有高折射率和高色散的材料用于第一透镜单元中的正透镜。作为使变焦透镜小型化的方法，非常有效的是使用可回缩透镜镜筒。然而，当每个透镜单元在变焦和聚焦期间的移动量大时，总透镜长度增大。结果，虽然使用了可回缩透镜镜筒，但是由于回缩长度大，所以难以使图像拾取装置小型化，所述回缩长度是当透镜回缩时的长度。在负引导型变焦透镜中，在缩短回缩长度时，重要的是，使每个透镜单元的厚度尽可能地小，并防止前透镜的有效直径增大。另外，为了校正整个变焦范围上的倍率色差和像场弯曲以及使整个变焦透镜小型化，重要的是，适当地设置第一透镜单元的负折光力布置和每个透镜单元的透镜构造。在美国专利No. 7, 453, 648中论述的变焦透镜中，第一透镜单元包括一个负透镜和一个正透镜。另外，第一透镜单元中的正透镜通过使用具有高折射率的材料来构造，以使得第一透镜单元的厚度减小。然而，由于实物光阑(physical stop)设置在第二透镜单元的物侧，所以回缩期间光轴方向上的厚度趋向于增大。另外，在望远端，难以将第一透镜单元的像侧主位置与第二透镜单元的物侧主位置之间的距离缩短到其最大限度。由于这个原因，难以通过使第二透镜单元的折光力变弱来减小每个透镜单元的厚度。另外，由于第一透镜单元的折光力小，所以当考虑将孔径光阑设置在第二透镜单元的物侧时，前透镜的有效直径增大。另一方面，在美国专利申请公开No. 2010/0245629中论述的变焦透镜中，第一透镜单元包括一个负透镜、空气间隔和一个正透镜。另外，通过使用具有高折射率的材料构造第一透镜单元中的正透镜，实现第一透镜单元的小厚度。另外，回缩期间在光轴方向上的小厚度通过构造不具有实物光阑的第二透镜单元来实现。然而，由于望远端处的第一透镜单元与第二透镜单元之间的距离大，所以整个变焦透镜的尺寸趋向于增大。通常，在负引导型两单元或三单元变焦透镜中，为了减小整个变焦透镜在回缩期间的厚度和获得高光学性能，重要的是，制造具有负折光力的第一透镜单元的合适透镜构造。当第一透镜单元的透镜构造不合适时，难以使整个变焦透镜小型化和以高变焦比获得整个变焦范围上的高光学性能。
发明内容
本发明涉及一种小尺寸变焦透镜和具有该小尺寸变焦透镜的图像拾取装置，该小尺寸变焦透镜使得各种像差可被很好地校正并具有优良的光学性能。根据本发明的一方面，一种变焦透镜按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的第一透镜单元；和具有正折光力的第二透镜单元，所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间的距离在变焦期间变化；其中，所述第一透镜单元按从物侧到像侧的顺序包括负透镜和正透镜，所述正透镜的物侧透镜表面具有凸形，并且其中，当第一透镜单元的正透镜的材料的阿贝数用vdlp表示、第一透镜单元的焦距用Π表示、望远端处的第一透镜单元的像侧透镜表面与第二透镜单元的物侧透镜表面之间的距离用dl2t表示、整个变焦透镜在广角端和望远端处的焦距分别用fV和ft表示时，满足以下条件5. O < vdlp < 16. 9O. I < (dl2t/ft) * 100 < 5. OI. 9 < |fl |/fw < 2· 4。从以下参照附图对示例性实施例的详细描述，本发明的进一步的特征和方面将变得明白。
并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于说明本发明的原理。图I是示出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截面图。图2Α、图2Β和图2C是根据第一示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图3是示出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截面图。图4Α、图4Β和图4C分别是根据第二示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图5是示出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截面图。图6A、图6B和图6C分别是根据第三示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图7是示出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截面图。图8A、图SB和图SC分别是根据第四示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图9是示出根据本发明的第五示例性实 施例的在广角端处的变焦透镜的透镜截面图。图10A、图IOB和图IOC分别是根据第五示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图11是示出根据本发明的第六示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜截面图。图12A、图12B和图12C分别是根据第六示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图13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组件的示意图。
具体实施例方式以下将参照附图对本发明的各个示例性实施例、特征和方面进行详细描述。根据本发明的示例性实施例的变焦透镜按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的第一透镜单元和具有正折光力的第二透镜单元。另外，每个透镜单元的距离在变焦期间改变。在一些情况下，具有正折光力的第三透镜单元也可包括在第二透镜单元的像侧。在这种情况下，第三透镜单元在变焦期间移动。图I是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)处的变焦透镜的截面图。图2A、图2B和图2C分别是根据第一示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端(长焦距端)处的变焦透镜的像差图。图3是示出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截面图。图4A、图4B和图4C分别是根据第二示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图5是示出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截面图。图6A、图6B和图6C分别是根据第三示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和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截面图。图8A、图SB和SC分别是根据第四示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图9是示出根据本发明的第五示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的截面图。图10A、图IOB和图IOC分别是根据第五示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图11是示出根据本发明的第六示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的截面图。图12A、图12B和图12C分别是根据第六示例性实施例的在广角端、中间变焦位置和望远端处的变焦透镜的像差图。图13是示出具有根据本发明的示例性实施例的变焦透镜的照相机(图像拾取装置)的主要组件的示意图。每个示例性实施例的变焦透镜是用于诸如摄像机、数字照相机和卤化银胶片照相机的图像拾取装置的摄影透镜系统。在透镜截面图中，左侧是物侧(前侧)，右侧是像侧(后侧)。另外，在透镜截面图中，当i是从物侧起的透镜单元的序号时，标号“Li”表示第i个透镜单元。标号“SP”表示孔径光阑(F数确定光阑)。标号“G”表示与滤光器、面板、低通滤光器、红外截止滤光器等对应的光学块。标号“IP”表示像面。在变焦透镜用作摄像机或数字照相机的摄影光学系统的情况下，像面IP对应于诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态 图像传感器(光电转换元件)的成像表面。在变焦透镜用作卤化银胶片照相机的摄影光学系统的情况下，像面IP对应于胶片表面。每个箭头表示每个透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动轨迹。在像差图中，标号“d”和“g”分别表示d线和g线，标号“ AM”和“ AS”分别表示子午像面和弧矢像面。倍率色差用g线指示。标号“ω”表示半视角，标号“Fno”表示F数。另外，在每个示例性实施例中，广角端和望远端表示当用于倍率变化的透镜单元(第二透镜单元L2)位于光轴上的可移动范围的两个机械端时的变焦位置。在根据第一示例性实施例至第五示例性实施例的变焦透镜中，在随着从广角端到望远端的作为变焦点的变焦期间，第一透镜单元LI基本上沿着朝向像侧凸出的轨迹的一部分往复运动，以使得根据倍率变化的像面变化被校正。第二透镜单元L2单调地朝向物侧移动，以执行主要的倍率变化。第三透镜单元L3移动到物侧或像侧。此时，在从广角端到望远端的变焦期间，透镜单元移动，以使得第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离减小，第二透镜单元L2与第三透镜单元L3之间的距离增大。第三透镜单元朝向物侧移动，以执行从无限远物体到近距离物体上的聚焦。在第一示例性实施例至第三示例性实施例中，F数确定部件(孔径光阑)SP位于第二透镜单元L2的像侧，以在变焦期间与第二透镜单元L2 —起移动。在第六示例性实施例中，变焦透镜按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的第一透镜单元LI和具有正折光力的第二透镜单元L2。另外，第一透镜单元和第二透镜单元移动，以使得第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离在变焦期间改变(倍率变化)。更具体地讲，在从广角端到望远端的变焦期间，第一透镜单元LI沿着朝向像侧凸出的轨迹移动，第二透镜单元L2单调地朝向物侧移动。第一透镜单元LI朝向像侧移动，以执行从无限远物体到近距离物体上的聚焦。在根据每个示例性实施例的变焦透镜中，第一透镜单元LI按从物侧到像侧的顺序包括负透镜Gln和正透镜Glp，正透镜Glp的物侧透镜表面为凸形。第一透镜单元LI的正透镜Glp的材料的阿贝数用vdlp表示。第一透镜单元LI的焦距用Π表示。望远端处的第一透镜单元LI的像侧透镜表面与第二透镜单元L2的物侧透镜表面之间的距离用dl2t表示。整个变焦透镜在广角端和望远端处的焦距分别用fw和ft表示。在这种情况下，满足以下条件5. O < vdlp < 16. 9(I)
O. I < (dl2t/ft) * 100 < 5. 0 (2)I. 9 < |fl |/fw < 2. 4(3)在每个示例性实施例中，变焦透镜按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的第一透镜单元LI和具有正折光力的第二透镜单元L2。另外，第一透镜单元和第二透镜单元移动，以使得第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离在变焦期间改变。更具体地讲，在从广角端到望远端的变焦期间，第一透镜单元LI沿着朝向像侧凸出的轨迹移动 ，第二透镜单元L2单调地朝向物侧移动。为了减小整个变焦透镜的回缩厚度，有必要减小每个透镜单元的厚度。具体地讲，在具有负折光力的透镜单元位于引导位置的负引导型变焦透镜中，重要的是，使其有效直径增大的第一透镜单元小型化并减小其厚度。在根据每个示例性实施例的变焦透镜中，第一透镜单元LI包括相隔空气距离的两个透镜，以使得可在校正色差和像场弯曲的同时减小第一透镜单元LI在光学方向上的厚度。条件(I)是定义包括在第一透镜单元LI中的正透镜Glp的材料的阿贝数的条件。作为满足条件(I)的材料，存在例如TiO2 (vd = 9. 53)和L-BBHl (产品名称，由Ohara Inc.制造)(vd = 16. 8)。用于第一透镜单元LI的正透镜Glp通过使用具有满足条件(I)的高色散的材料来构造，以使得保持第一透镜单元中的消色差性，并且构成对的负透镜Gln通过使用具有更高色散的材料来构造。通常，由于以光学玻璃为代表的光学材料具有下述趋势，即，当该材料具有更高色散时，其折射率增大，所以具有高折射率的材料可用于负透镜。因此，设法通过将具有高折射率的材料设置在第一透镜单元LI中来减小第一透镜单元LI的厚度。条件(2)是定义望远端处的第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离的条件。另外，条件(3)是定义第一透镜单元LI的折光力的条件。可通过减小望远端处的第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离来确保用于变焦的、第二透镜单元L2朝向物侧的足够大的移动量。结果，可在实现高变焦比的同时抑制整个变焦透镜在望远端处的长度增大。在这种情况下，如果物理F数光阑机构设置在第二透镜单元L2的物侧，则就其构造而言，难以减小望远端处的第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离。另一方面，在F数光阑设置在第二透镜单元L2的像侧的情况下，入射光瞳的位置被构造为远离像侧，前透镜的有效直径趋向于增大。因此，为了防止在将F数光阑设置在第二透镜单元L2的像侧的同时前透镜的有效直径增大，重要的是，适当地布置第一透镜单元LI的折光力。在本文中，在通过增大第一透镜单元LI的折光力来减小前透镜的有效直径的情况下，具有高色散的材料可用于包括在第一透镜单元LI中的正透镜Glp。根据这种构造，可适当地分布第一透镜单元中的用于消色差的单一单元的折光力。结果，可防止由于折光力增大而导致的第一透镜单元的透镜厚度增大。换句话讲，通过下述方式，可容易地使整个变焦透镜小型化，并可使其厚度减小，所述方式即，采用满足条件(2)的透镜构造，并将第一透镜单元LI构造为具有满足条件(3)的折光力。此外，可通过满足条件(I)来容易地减小第一透镜单元LI的厚度。如果超过条件⑴的上限，则正透镜Glp的材料的阿贝数增大，并且在具有高折射率和高色散的材料用于构成对的负透镜Gln的情况下，色差没有被充分校正，这是不理想的。另一方面，如果超过其下限，则正透镜Glp的材料的阿贝数降低，以使得色差被过度校正，这是不理想的。如果超过条件(2)的上限，则望远端处的第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离增大，以使得整个变焦透镜扩大。另一方面，如果超过其下限，则所述距离减小，以使得就所述结构而言，第一透镜单元和第二透镜单元彼此干扰，这是不理想的。如果超过条件(3)的上限，则第一透镜单元LI的焦距增大，以使得前透镜的有效直径增大。另一方面，如果超过其下限，则第一透镜单元LI的焦距减小，以使得难以校正整个变焦范围上的像场弯曲，这是不理想的。在每个示例性实施例中，更理想地，可如下设置条件⑴至⑶的数值范围8. O < vdlp < 16. 85(Ia)O. 3 < (dl2t/ft) * 100 < 4. O (2a)2. 00 < I fl I /fw < 2. 35(3a)在每个示例性实施例中，更理想地，可如下设置条件(Ia)至(3a)的数值范围10. O < vdlp ^ 16. 8(Ib)O. 5 < (dl2t/ft) * 100 < 3. O (2b)2. 05 < I fl I /fw < 2. 30(3b)如上所述，在负引导型变焦透镜中，第一透镜单元LI和第二透镜单元L2的透镜构造是最优化的。因此，能够获得这样的变焦透镜，其在回缩时间段期间整个变焦透镜的厚度小，使得诸如色差和像场弯曲的各种像差可在整个变焦范围上被很好地校正，并具有高光学特性。此外，在每个示例性实施例的每个变焦透镜中，更理想的是，满足以下条件中的至少一个。因此，可获得与所述条件对应的效果。第一透镜单元LI中的负透镜Gln的材料的阿贝数用vdln表示。第一透镜单元LI中的负透镜Gln的物侧透镜表面的曲率半径和像侧透镜表面的曲率半径分别用Rlna和Rlnb表示。第一透镜单元LI中的正透镜Glp的物侧透镜表面的曲率半径用Rlpa表示。第一透镜单元LI中的正透镜Glp的焦距用flp表示。第二透镜单元L2的焦距用f2表示。变焦期间第二透镜单元L2从广角端到望远端的移动量用M2表示。在本文中，移动量M2的符号被设置为正。第一透镜单元LI中的负透镜Gln的材料的d线折射率用ndln表示。在具有正折光力的第三透镜单元设置在第二透镜单元L2的像侧的情况下，第三透镜单元L3的焦距用f3表示。在这种情况下，满足以下条件中的至少一个-O. 100 < [(Rlnb+Rlna)/(Rlnb-Rlna)]/(vdln-vdlp) < -O. 046(4)3. O < (Rlpa+Rlnb)/(Rlpa-Rlnb) < 6. O(5)I. 2 < flp/fl < 2. 0(6)I. 2 < f2/fw < 2. 3(7)0. 9 < |fl |/f2 < I. 6(8)I. 0 < M2/fw < 4. 6(9)I. 86 < ndln < 2. 50(10)20. 0 < vdln < 40. 0(11)4. I < f3/fw < 6. 5(12)
接下来，将对每个条件的技术含义进行描述。条件(4)是定义第一透镜单元LI中的负透镜Gln的透镜形状与第一透镜单元中的消色差性之间的平衡的条件。如上所述，包括在第一透镜单元LI中的正透镜Glp的材料的阿贝数被设置在条件(I)的范围内，以使得可在保持第一透镜单元LI中的消色差性的同时使得包括在第一透镜单元LI中的负透镜Gln的材料可具有高色散。在这种情况下，具有高折射率的材料可用于在第一透镜单元LI中包括的负透镜Gln，以使得可减小具有大有效直径的负透镜Gln的厚度，大有效直径对第一透镜单元LI的透镜厚度的影响很大。在这种情况下，可使用满足条件(4)的透镜构造，以使得可在实现第一透镜单元LI的小厚度的同时容易地校正第一透镜单元中的色差。
如果超过条件(4)的上限，则第一透镜单元LI中的每个单透镜的材料的阿贝数的差异减小，以使得第一透镜单元LI中的色差没有被充分校正。另外，第一透镜单元LI中的每个透镜的折光力增大，第一透镜单元LI的透镜厚度增大。另一方面，如果超过条件(4)的下限，则难以选择用于第一透镜单元LI中的负透镜Gln的、具有高折射率的材料，以使得负透镜Gln变为深双凹形透镜。在这种情况下，如果还考虑机械性降低的镜筒结构，则第一透镜单元LI的透镜厚度增大，这是不理想的。条件(5)是定义形成在第一透镜单元LI中的空气透镜的形状的条件。形成在第一透镜单元LI中的空气透镜的形状被构造为满足条件(5)的形状，以使得色差和像场弯曲可在整个变焦范围上被很好地校正。如果超过条件(5)的上限，则空气透镜的弯月形状增强，发生望远端处的大量球面像差和轴向色差。另一方面，如果超过条件(5)的下限，则空气透镜的弯月形形状弱化，并且广角端处的大量像场弯曲、像散等发生，这是不理想的。条件(6)是定义包括在第一透镜单元LI中的正透镜Glp的焦距的条件。包括在第一透镜单元LI中的正透镜Glp被构造为具有满足条件(6)的焦距(折光力的倒数)，以使得第一透镜单元LI中的色差和像场弯曲被均匀地校正。如果超过条件(6)的上限，则正透镜Glp的焦距增大，以使得色差和像场弯曲没有被充分校正。另一方面，如果超过条件(6)的下限，则正透镜Glp的焦距减小，以使得色差和像差弯曲被过度校正，这是不理想的。条件(7)是定义第二透镜单元L2的焦距的条件。第二透镜单元L2被构造为具有满足条件(7)的焦距，以使得可使整个变焦透镜小型化，同时使得球面像差和彗形像差可在整个变焦范围上被很好地校正。如果超过条件(7)的上限，则第二透镜单元L2的焦距增大。因此，第二透镜单元L2的用于变焦的变焦行程增大，以使得整个变焦透镜的尺寸增大。另一方面，如果超过条件(7)的下限，则第二透镜单元L2的焦距减小，以至于难以使得球面像差和彗形像差可在整个变焦范围上被很好地校正。条件(8)是定义第一透镜单元LI和第二透镜单元L2的焦距比的条件。构成变焦透镜的第一透镜单元LI和第二透镜单元L2的焦距被构造为满足条件(8)的折光力布置，以使得可使整个变焦透镜小型化，并可在整个变焦范围上获得良好的光学特性。如果超过条件(8)的上限，则第一透镜单元LI的焦距与第二透镜单元L2相比增大，以使得前透镜的有效直径增大。因此，整个变焦透镜的尺寸增大。否则，难以使得球面像差和彗形像差可在整个变焦范围上被很好地校正。
另一方面，如果超过条件(8)的下限，则第一透镜单元LI的焦距与第二透镜单元L2相比减小，以至于难以使得像场弯曲可在整个变焦范围上被校正。否则，第二透镜单元L2的用于变焦的变焦行程增大，以使得整个变焦透镜的尺寸增大，这是不理想的。条件(9)是定义根据第二透镜单元L2的变焦的移动距离(移动量；符号为正)的条件。如果超过条件(9)的上限，则第二透镜单元L2的移动距离增大，支持第二透镜单元L2的透镜镜筒在光轴方向上的厚度增大。具体地讲，在可回缩透镜镜筒的情况下，回缩长度增大，以使得难以构造其在光轴方向上的厚度减小的图像拾取装置。另一方面，如果超过条件(9)的下限，则第二透镜单元L2的移动距离减小，有必要增强第二透镜单元L2的折光力，以获得所需的变焦比。在这种情况下，难以通过使用少数透镜元件来执行像差校正，以使得难以使整个变焦透镜小型化和获得其高性能。
条件(10)是定义第一透镜单元LI的负透镜Gln的材料的阿贝数的条件。在包括在第一透镜单元LI中的正透镜Glp的材料被设置在满足条件(I)的范围内的情况下，负透镜Gln的材料的阿贝数在满足条件(10)的范围内，以使得色差在整个变焦范围上被很好地校正。如果超过条件(10)的上限，则负透镜Gln的阿贝数增大，以使得第一透镜单元的色差被过度校正。因此，难以校正整个变焦范围上的色差。另一方面，如果超过条件(10)的下限，则负透镜Gln的阿贝数减小，以使得第一透镜单元的色差没有被充分校正，这是不理
相的
心、U J ο条件(11)是定义第一透镜单元LI的负透镜Gln的材料的d线折射率的条件。负透镜Gln的材料的d线折射率被设置在满足条件(11)的范围内，以使得广角端处的像场弯曲和像散可被校正，并可使整个变焦透镜小型化。如果超过条件(11)的上限，则负透镜Gln的折射率增大，以使得匹兹阀和偏向于正值，以使得难以校正整个变焦范围上的像场弯曲。另一方面，如果超过条件(11)的下限，则负透镜Gln的折射率减小，以使得难以校正广角端处的像场弯曲和像散，并且整个变焦透镜的尺寸增大，这是不理想的。另外，在第一示例性实施例至第五示例性实施例中的每个中，具有正折射率的第三透镜单元L3设置在第二透镜单元L2的像侧。具有正折射率的第三透镜单元L3设置在第二透镜单元L2的像侧，以使得变焦透镜还用作用于确保远心性的场透镜。条件(12)是定义第三透镜单元L3的焦距的条件。如果超过条件(12)的上限，则第三透镜单元L3的焦距增大，以使得折射轴外光通量的功能变弱。因此，确保远心性的效果降低。另一方面，如果超过条件(12)的下限，则第三透镜单元L3的焦距减小，以使得大量倍率色差和像场弯曲从第三透镜单元L3发生，并且后焦点变短，这是不理想的。在每个示例性实施例中，更理想地，如下设置条件(4)至(12)的数值范围-O. 095 < [(Rlnb+Rlna)/(Rlnb-Rlna)]/(vdln-vdlp) < -O. 048(4a)3. I < (Rlpa+Rlnb) / (Rlpa-Rlnb) < 5. 7 (5a)I. 25 < flp/f2 < I. 90(6a)I. 3 < f2/fw < 2. 2(7a)I. 0 < |fl |/f2 < I. 5(8a)I. I < M2/fw < 4. 5(9a)I. 89 < ndln < 2. 40(IOa)
24. O < vdln < 39. 0(Ila)4. 2 < f3/fw < 6. 4(12a)在每个示例性实施例中，更理想地，如下设置条件(4a)至(12a)的数值范围-O. 09 < [(Rlnb+Rlna)/(Rlnb-Rlna)]/(vdln-vdlp) < -O.05(4b)3. 3 < (Rlpa+Rlnb)/(Rlpa-Rlnb) < 5. 4 (5b)I. 3 < |flp|/f2 < I. 8(6b)I. 4 < f2/fw < 2. I(7b) I. 05 < |fl |/f2 < I. 45(8b)I. 2 < M2/fw < 4. 4(9b)I. 90 < ndln < 2. 3(IOb)27. 0 < vdln < 38. 0(lib)4. 3 < f3/fw < 6. 3(12b)另外，在每个示例性实施例中，透镜单元中的任何一个或者透镜单元中的一些可移动，以在与光轴垂直的方向上具有分量，以使得透镜单元可用作校正由于照相机抖动而发生的像移的图像稳定化透镜单元。在每个示例性实施例中，理想的是，第二透镜单元L2用作图像稳定化透镜单元。另外，在每个示例性实施例中，在电子图像传感器(固态图像传感器)用作图像传感器的情况下，可对畸变进行电子校正。如上所述，根据每个示例性实施例，可获得这样的变焦透镜，其可容易地减小整个变焦透镜的尺寸，并可容易地减小其回缩厚度，而不增大前透镜的有效直径。此外，可获得这样的变焦透镜，其具有在整个变焦范围上被很好校正的像差和良好的光学特性，所述像差诸如色差和像场弯曲。以下，将对每个示例性实施例的透镜构造进行描述。第一示例性实施例在图I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，如箭头所指示的，第一透镜单元LI沿着朝向像侧凸出的轨迹移动，以使得由于倍率变化而导致的像面变化被校正。另外，第二透镜单元L2和第三透镜单元L3是用于倍率变化的、分别朝向物侧和朝向像侧移动的透镜单元。在从无限远物体到有限远物体的聚焦时，利用后焦点式，在后焦点式中，第三透镜单元L3沿着光轴朝向物侧移动。轻质的第三透镜单元L3用作聚焦透镜单元，以使得可容易地执行高速聚焦。以下，每个透镜单元的透镜构造按从物侧到像侧的顺序布置。第一透镜单元LI包括双凹形负透镜Gln和弯月形正透镜Glp这两个透镜，双凹形负透镜Gln的两个透镜表面是非球面，弯月形正透镜Glp朝向物侧凸出。根据这种透镜构造，色差和像场弯曲被很好地校正，并且第一透镜单元LI包括最少数量的透镜元件，以使得前透镜的有效直径和第一透镜单元LI的透镜厚度被设法减小。此外，第一透镜单元LI的负透镜Gln通过使用具有高折射率和高色散的材料来构造，正透镜Glp通过使用具有高折射率和高色散的材料来构造，以使得可在校正色差的同时减小每个透镜的厚度。第二透镜单元L2包括弯月形正透镜G21、通过胶合双凸形正透镜G22和双凹形负透镜G23而形成的胶合透镜以及双凸形正透镜G24这四个透镜，弯月形正透镜G21的物侧透镜表面是非球面并且弯月形正透镜G21朝向物侧凸出。根据这种构造，色差和轴外像差的发生降低，以至于使得球面像差或彗形像差等可在整个变焦范围上被很好地校正。另外，F数光阑(孔径光阑)SP设置在第二透镜单元L2的像侧。孔径光阑SP设置在该位置，以使得可缩短望远端处的第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离。根据这种透镜构造，第二透镜单元L2可确保用于变焦的、朝向物侧的足够大的移动量，以使得可在保持高变焦比的同时防止在望远端处的整个变焦透镜的尺寸的增大。在本文中，每个变焦位置的最小F数通过改变每个变焦位置的F数光阑SP的光阑值来确定。根据这种透镜构造，由于可分别设置广角端和望远端的F数，所以可减小广角端和望远端的F数的改变，并可防止第二透镜单元L2的有效直径增大。第三透镜单元L3包括双凸形正透镜G31，其 物侧透镜表面是非球面。根据这种透镜构造，在使得倍率变化可共享的同时确保远心性，以使得可减小第三透镜单元L3的厚度。第二示例性实施例在图3中所示的第二示例性实施例中，变焦类型和聚焦方法与图I中所示的第一示例性实施例的变焦类型和聚焦方法相同。第二示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于每个透镜单元中的透镜形状改变。以下，每个透镜单元的透镜构造按从物侧到像侧的顺序布置。第一透镜单元LI包括双凹形负透镜Gln和弯月形正透镜Glp这两个透镜，双凹形负透镜Gln的像侧透镜表面是非球面，弯月形正透镜Glp朝向物侧凸出。第二透镜单元L2包括双凸形正透镜G21、通过胶合双凸形正透镜G22和双凹形负透镜G23而形成的胶合透镜以及弯月形正透镜G24这四个透镜，双凸形正透镜G21的物侧透镜表面是非球面，弯月形正透镜G24朝向物侧凸出。第三透镜单元L3包括双凸形正透镜G31，其物侧透镜表面是非球面。第三示例性实施例在图5中所示的第三示例性实施例中，变焦类型和聚焦方法与图I中所示的第一示例性实施例的变焦类型和聚焦方法相同。第三示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于每个透镜单元中的透镜形状改变。第一透镜单元LI包括双凹形负透镜Gln和弯月形正透镜Glp这两个透镜，双凹形负透镜Gln的两个透镜表面是非球面，弯月形正透镜Glp朝向物侧凸出。第二透镜单元L2包括弯月形正透镜G21、通过胶合双凸形正透镜G22和双凹形负透镜G23而形成的胶合透镜以及双凸形正透镜G24这四个透镜，弯月形正透镜G21的物侧透镜表面是非球面，并且弯月形正透镜G21朝向物侧凸出。另外，F数光阑SP设置在第二透镜单元L2的像侧。第三透镜单元L3包括弯月形正透镜G31，其物侧透镜表面是非球面，并朝向物侧凸出。第四示例性实施例在图7中所示的第四示例性实施例中，变焦类型和聚焦方法与图I中所示的第一示例性实施例的变焦类型和聚焦方法相同。第四示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于变焦比、每个透镜单元中的透镜形状、第二透镜单元的透镜构造、第三透镜单元在变焦期间的移动轨迹等。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，如箭头所指示的，第一透镜单元LI沿着朝向像侧凸出的轨迹移动，以使得由于倍率变化而导致的像面变化被校正。另外，第二透镜单元L2和第三透镜单元L3是朝向物侧移动的用于倍率变化的透镜单元。以下，每个透镜单元的透镜构造按从物侧到像侧的顺序布置。第一透镜单元LI包括弯月形负透镜Gln和弯月形正透镜Glp这两个透镜，弯月形负透镜Gln的像侧透镜表面是非球面并且弯月形负透镜Gln朝向物侧凸出，弯月形正透镜Glp朝向物侧凸出。第二透镜单元L2包括通过胶合弯月形正透镜G21、弯月形负透镜G22和双凸形正透镜G23而形成的胶合透镜的这三个透镜，弯月形正透镜G21的物侧透镜表面是非球面并且弯月形正透镜G21朝向物侧凸出，弯月形负透镜G22朝向物侧凸出。根据这种构造，色差和轴外像差的发生降低，以至于使得整个变焦范围内的球面像差、彗形像差等可被很好地校正。另外，没有F数光阑(孔径光阑)SP设置在第二 透镜单元L2中。根据这种构造，望远端处的第一透镜单元LI与第二透镜单元L2之间的距离减小，以使得第二透镜单元L2可确保用于倍率变化的、朝向物侧的足够大的移动量。因此，可在保持高变焦比的同时防止整个变焦透镜的尺寸在望远端处增大。第三透镜单元L3包括双凸形正透镜G31。第五示例性实施例在图9中所示的第五示例性实施例中，变焦类型和聚焦方法与图I中所示的第一示例性实施例的变焦类型和聚焦方法相同。第五示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于变焦比、每个透镜单元中的透镜形状、第二透镜单元的透镜构造等。以下，每个透镜单元的透镜构造按从物侧到像侧的顺序布置。第一透镜单元LI包括弯月形负透镜Gln和弯月形正透镜Glp这两个透镜，弯月形负透镜Gln的像侧透镜表面是非球面并且弯月形负透镜Gln朝向物侧凸出，弯月形正透镜Glp朝向物侧凸出。第二透镜单元L2包括通过胶合双凸形正透镜G21、双凹形负透镜G22和双凸形正透镜G23而形成的胶合透镜的这三个透镜，双凸形正透镜G21的物侧透镜表面是非球面。第三透镜单元L3包括双凸形正透镜G31。第六示例性实施例在图11中所示的第六示例性实施例中，变焦透镜是两单元变焦透镜，其按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的第一透镜单元LI和具有正折光力的第二透镜单元L2。在图11中所示的第六示例性实施例中，在从广角端到望远端的变焦期间，如箭头所指示的，第一透镜单元LI沿着朝向像侧凸出的轨迹移动，以使得由于倍率变化而导致的像面变化被校正。另外，第二透镜单元L2是单调地朝向物侧移动的、用于倍率变化的透镜单元。在从无限远物体到有限远物体的聚焦中，利用前透镜焦点(focus)式，在前透镜焦点式中，第一透镜单兀LI沿着光轴移动。以下，每个透镜单元的透镜构造按从物侧到像侧的顺序布置。第一透镜单元LI包括弯月形负透镜Gln和弯月形正透镜Glp这两个透镜，弯月形负透镜Gln朝向物侧凸出，弯月形正透镜Glp的物侧透镜表面是非球面并且弯月形正透镜Glp朝向物侧凸出。弟_■透镜单兀L2包括双凸形正透镜G21、弯月形负透镜G22和弯月形正透镜G23这三个透镜，双凸形正透镜G21的两个透镜表面是非球面，弯月形负透镜G22的像侧透镜表面是非球面并且弯月形负透镜G22朝向物侧凸出，弯月形正透镜G23朝向物侧凹进。由于用于倍率变化的第二透镜单元L2而导致的色差和非对称像差的发生通过将第二透镜单元L2构造为正透镜、负透镜和正透镜的三联件式来降低，以至于使得球面像差或彗形像差等可在整个变焦范围上被很好地校正。以下，在每个示例性实施例中，在构成变焦透镜的透镜是合成非球面透镜的情况下，将提供主折光力的透镜基本材料和胶合到透镜基本材料以形成非球面表面的非球面组分(例如，树脂)计数为一个透镜。因此，这种构造与通过胶合具有主折光力的两种透镜基本材料而形成的胶合透镜不同。整个合成非球面透镜的焦距用fcom表示。构成合成非球面透镜的单个非球面组分的焦距用frep表示。在这种情况下，合成非球面透镜满足以下条件fcom/frep < O. 3另外，整个合成非球面透镜的从物侧透镜表面到像侧透镜表面的中心厚度用deem表示。合成非球面透镜的非球面组分的从物侧透镜表面到像侧透镜表面的中心厚度用drep表示。在这种情况下，合成非球面透镜满足以下条件 drep/dcom < O. 5另外，像侧透镜表面和物侧透镜表面与空气接触。另外，假设在透镜表面具有非球面形状的情况下，每个透镜表面的曲率半径是旁轴曲率半径。在上文中，虽然描述了本发明的示例性实施例，但是本发明不限于这些示例性实施例，而是可在本发明的范围和精神内进行各种修改和改变。以下，对与第一示例性实施例至第六示例性实施例对应的数值示例I至6的特定数值数据进行描述。在每个数值示例中，从物侧起的表面的序号用i表不。第i个光学表面(第i个表面)的曲率半径用ri表不。第i个表面与第(i+Ι)个表面之间的轴向距离用di表不。第i个光学构件的材料相对于d线的折射率和阿贝数分别用ndi和vdi表示。焦距、F数和半视角分别用f、Fno和ω表
/Jn ο当光的传播被设置为正、光轴方向上的从表面顶点起的位移量用X表不、与光轴垂直的方向上的从光轴起的高度用h表示、旁轴曲率半径用r表示、圆锥常数用K表示、非球面系数用A4、A6、AS和AlO表示时，非球面形状可用以下等式表达X = (h2/r)/[1+ {I-(1+K) * (h/r)2}1/2] +A4 * h4+A6 * h6+A8 * h8+A10 * h10另外，在每个非球面系数中，“E±XX”表示“X10±xx”。另外，在表I中列出了前述条件与数值示例I至6之间的关系。(数值示例I)单位mm
表面数据表面编号 rdnd vd 有效直径
I* -481.7891.051.91082 35.3 13.08
2* 5.5501.8210.05
39.3971.522.10225 16.8 10.30
416.651(可变)9.915* 5.7971.561.84954 40.1 4.84
6117.4220.204.61
77.6261.101.6968 55.5 4.43
8-27.2670.401.80518 25.4 4.11
93.9340.863.71
10974.7860.901.6968 55.5 3.74
11-13.1970.503.77
12(光阑)OO(可变)3.6913* 51.1731.701.69350 53.2 8.83
14-20.163(可变)8.94
15OO0.801.51633 64.1 20.00
16OO20.00
像面OO
非球面表面数据第I个表面
K = 0.00000e+000 A4 = 1.35727e-006 A6 = 1.47334e-006A8 = -1.42102e-008
第2个表面
K = -2.42900e+000 A4 = 1.32442e-003 A6 = -1.73040e-005A8 = 4.97598e-007 AlO = -5.26310e-009
第5个表面
K = -2.55852e-001 A4 = -3.19809e-004 A6 = -7.69713e-006A8 = 5.94453e-007 AlO = -5.01903e-008
第13个表面
K = -8.31012e+002 A4 = 4.71327e-004 A6 = -3.30079e-005A8 = 1.21214e-006 AlO = -1.84005e-008
各种数据变焦比4.70
广角中间角望远焦距4.43 12.5720.85
F 数2.88 4.536.18
视角41.17 17.1310.53
图像高度 3.88 3.883.88
总透镜长度32.58 31.5238.68
BF1.00 1.001.00
d413.23 2.750.48
dl23.3212.8822.44
dl42.632.492.35
入射光瞳的位置7.11 5.875.45
出射光瞳的位置-8.44-41.73228.71
前主点位置9.46 14.7528.21
后主点位置-3.43-11.57-19.85
变焦透镜单元数据单元开始表面焦距透镜结构前主点位后主点
长度置位置
1I-9.984.39-0.01-3.12
259.155.52-0.91-4.63
31321.061.700.73-0.29G15OO0.800.26-0.26
单透镜数据透镜开始表焦距面
1I-6.02
2317.63
357.13
478.66
58-4.25
61018.69
71421.06
(数值示例2 )单位mm表面数据
表面编号rdnd vd 有效直径
I-321.4781.052.08200 30.4 13.10
2*5.979 1.5710.00
310.908 1.652.1801315.5 10.20
428.499 (可变) 9.905*7.380 1.471.84954 40.1 5.10
6-155.074 0.204.80
75.759 1.581.69680 55.5 4.60
8-18.8580.401.80518 25.4 4.30
93.8100.913.80
10-22.3970.871.69680 55.5 3.90
11-9.8610.503.9012(光阑)oo(可变)10.0013*57.5721.431.69350 53.2 8.90
14-17.590(可变)9.00 15oo0.801.51633 64.1 20.00
16oo20.00
像面OO
非球面表面数据第2个表面
K = -2.64766e+000 A4 = 1.12719e-003 A6 = -2.23160e-005A8 = 5.79278e-007 AlO = -8.21851e-009
第5个表面
K = 2.09358e-001 A4 = -3.46638e-004 A6 = -6.26850e-006A8 = 2.56315e-007 AlO = -1.19124e-008
第13个表面
K = -2.05086e+003 A4 = 4.20507e-004 A6 = -3.30081e-005A8 = 1.21213e-006 AlO = -1.79862e-008
各种数据变焦比4.74
广角中间角望远焦距4.43 9.10 21.02
F 数2.88 4.53 6.18
视角41.15 23.07 10.44
图像高度3.88 3.88 3.88总透镜长度32.16 29.28 38.49
BF0.99 0.99 0.99
d413.09 4.83 0.40
dl23.15 8.53 22.27 dl42.49 2.49 2.39
入射光瞳的位置6.966.165.49
出射光瞳的位置-7.94-20.50131.17
前主点位置 9.1911.4029.91
后主点位置 -3.45-8.11-20.03
变焦透镜单元数据单元开始表面焦距透镜结前主点后主点构长度位置位置
1I-10.034.28 -0.30 -3.27
259.075.94 -1.20 -5.03
313 19.581.43 0.65-0.20G 15 oo0.80 0.26-0.26
单透镜数据透镜开始表面焦距
1I-5.42
2314.25
358.33
476.50
58-3.91
61024.58
I1419.58
(数值示例3)
单位mm
表面数据
表面编号rdnd vd 有效直径
I*-178.6131.051.98500 29.1 12.15
2*5.772 1.659.82
310.309 1.522.1940014.6 10.06
420.335 (可变)9.705*5.420 1.47 1.85135 40.1 4.89
636.506 0.204.65
75.766 1.05 1.5920167.0 4.46
8-116.735 0.401.80518 25.4 4.15
93.635 0.823.73
1054.983 0.971.72916 54.7 3.77
II-14.049 0.503.80
12(光阑)oo (可变) 3.7213*-400.6241.41 1.69680 55.5 8.10
14-18.470 (可变)8.26
15oo0.801.51633 64.1 20.00
16oo20.00
像面OO
非球面表面数据第I个表面
K = O.OOOOOe+OOO A4 = 5.65184e-005 A6 = -1.21487e-006A8 = -3.18748e-009
第2个表面
K = -7.00756e-001 A4 = 2.62039e-005 A6 = 3.49027e-006A 8 = -2.61856e-007 AlO = 1.51007e-009
第5个表面
K = -2.84282e-001 A4 = -2.69892e-004 A6 = 1.85259e-006A8 = -8.89015e-007 AlO = 6.29859e-008
第13个表面
K = -1.58781e+004 A4 = -1.79084e-004 A6 = 1.75362e-005A 8 = -1.11533e-006 AlO = 2.74547e-008
各种数据变焦比4.83
广角中间角望远焦距4.43 12.9921.40
F 数2.88 4.336.18
视角41.18 16.6110.26
图像高度3.88 3.883.88
总透镜长度 31.53 30.3237.52
BF1.00 1.001.00
d412.892.330.18
dl22.7511.8921.03
dl43.053.263.47
入射光瞳的位置6.825.615.21
出射光瞳的位置-7.70-27.38-108.00
前主点位置9.0012.6522.41
后主点位置-3.43-11.99-20.40
变焦透镜单元数据
单元开始表面焦距透镋结构前主点位后主点位
长度置置
1I-9.644.23-0.09-3.02 258.775.40-0.83-4.54
313 27.751.410.870.04G 15 oo0.800.26-0.26
单透镜数据透镜开始表面焦距
1I-5.66
2316.17
357.32
479.31
58-4.37
61015.44
71427.75
(数值示例4)
单位mm
表面数据
表面编号 r dnd vd 有效直径
I60.1111.05 1.91082 35.3 11.052* 4.9381.40 8.48
37.3011.44 2.1022516.8 8.54
411.655(可变) 8.025* 3.7811.75 1.85135 40.1 3.94
611.4610.50 1.92286 20.9 3.45
73.3030.65 3.17
89.5561.02 1.77250 49.6 3.29
9-16.295 (可变)3.30
1024.6491.34 1.60311 60.6 8.17
II-35.341 (可变)8.20
12oo0.80 1.51633 64.1 20.00
13oo20.00像面 QO
非球面表面数据第2个表面
K = -1.01391e+000A4 = 6.34824e-004 A6 = 9.99188e-006
A8 = -3.14694e-007AlO = 1.08762e-008
第5个表面
K = -8.43192e-001A4 = 1.12661e-003 A6 = 4.84084e-005
各种数据变焦比3.86
广角中间角望远
焦距 4.6311.34 17.87
F 数 2.864.43 5.96
视角 39.9318.87 12.23
图像高度3.88 3.88 3.88总透镜长度29.9 27.71 32.42
BF1.00 1.00 1.00
d411.90 2.68 0.35
d94.33 11.10 17.86
dll2.71 2.98 3.25
入射光瞳的位置6.293.662.40
出射光瞳的位置-14.73-38.08-152.54 前主点位置 9.5111.6718.18
后主点位置 -4.13-10.84-17.37
变焦透镜单元数据单元开始表面焦距透镜结构前主点位后主点位长度置置
1I-10.273.90 0.35-2.21
258.653.92 -0.29-2.93
310 24.281.34 0.35-0.50G 12 oo1.30 0.51-0.51
单透镜数据透镜开始表面焦距
1I-5.96
2315.11
356.00
46-5.18
587.93
6 1024.28
(数值示例5 )单位mm表面数据表面编号 rdnd vd 有效直後
I58.9081.051.98055 32.3 11.422*5.2961.49 8.90
38.1031.472.16250 15.2 8.99
413.535(可变) 8.505*4.0811.991.86400 40.6 4.02 6-387.0780.501.84666 23.8 3.52
73.3630.633.20
89.0340.941.77250 49.6 3.31
9-22.918(可变)3.45
1022.8531.501.64000 60.1 8.69
II-31.667(可变)8.70
12oo0.801.51633 64.1 20.00
13oo20.00像面QO
非球面表面数据第2个表面
K = -9.10365e-001 A4 = 4.34254e-004 A6 = 8.20182e-008A8 = 2.62593e-007 AlO = -5.29966e-009
第5个表面
K = -8.05088e-001 A4 = 8.32607e-004 A6 = 4.19416e-005
A8 = -4.53459e-006 AlO = 5.54859e-007
各种数据变焦比3.86
广角中间角望远焦距4.60 11.12 17.76
F 数2.78 4.33 5.93
视角40.08 19.22 12.31
图像高度3.88 3.88 3.88总透镜长度30.21 28.27 33.00
BF0.89 0.89 0.89
d411.97 2.90 0.50
d94.07 11.35 18.62
dll2.91 2.75 2.60
入射光瞳的位置6.293.752.51
出射光瞳的位置-14.73-49.68643.59
前主点位置 9.5412.4320.76
后主点位置 -3.71-10.23-16.87
变焦透镜单元数椐单元开始表面焦距透镜结前主点后主点构长度位置位置
1I-10.544.01 0.21-2.44
258.874.07 -0.49-3.12
310 20.971.50 0.39-0.54G 12 oo0.80 0.26-0.26
单透镜数据透镜开始表面焦距
1I-5.99
2315.16
354.69
46-3.94
588.50
61020.97
(数值示例6 )单位mm表面数据表面编rd nd vd 有效直号径
1147.5500.80 2.09500 29.4 8.98
25.9661.417.593* 10.5201.40 2.10225 16.8 7.90
429.393(可变) 7.625* 3.4671.60 1.69680 55.5 3.456* -22.6570.08 3.07
720.8100.80 1.84666 23.8 2.978* 4.1780.512.58
9-6.3010.80 1.48749 70.2 2.57
10-4.842(可变)2.62
11oo1.00 1.51633 64.1 10.00
12oo10.00
像面 OO
非球面表面数据 第3个表面
K = O.OOOOOe+OOOA4 = 1.54342e-004 A6 = 4.89477e-007
A8 = 3.77782e-007AlO = -6.13793e-009
第5个表面
K = -1.76777e+000A4 = 5.42742e-003 A6 = 4.23089e-004 A8
=-7.92812e-005 AlO =1.52723e-005
第6个表面 K = O.OOOOOe+OOOA4 = 2.47308e-003 A6 = 7.79563e-004
A8 = -2.17598e-004AlO = 2.93527e-005
第8个表面
K = -1.39105e-002A4 = 4.29239e-003 A6 = 3.58741e-004
A8 = 4.10427e-005AlO = 6.09760e-005
各种数据 变焦比2.84
广角中间角望远端
焦距 5.159.88 14.61
F 数 3.464.61 5.76
视角 36.9921.44 14.87
图像高度3.883.88 3.88
总透镜长度26.4922.20 22.87
BF 1.001.00 1.00
d4 10.643.00 0.30
dlO6.44 9.81 13.17
入射光瞳的位置5.623.45 2.12
出射光瞳的位置-9.64-13.01-16.37
前主点位置8.286.36 4.44
后主点位置-4.15-8.88 -13.61
变焦透镜单元数据 单元开始表面焦距透镜结构前主点位后主点位 长度置置 1I-10.75 3.61 -0.38 -2.96
257.65 3.79 -0.73 -3.21G 11 oo 1.00 0.33 -0.33
单透镜数据 透镜开始表面焦距
1I-5.69
2314.31
354.43
47-6.31
5936.3表I女.,___数值示例_
^_下限上限I_I丨3
(1)_ 5.016.916.80 15.50 14.60
(2)_ 0.15.02.30 1.90 0.84
(3)__1.92.42.25 2.26 2.18
(4)_-0.100-0.046-0.0528 -0.0647 -0.0646
(5)3.06.03.89 3.43 3.54------
(6)__1.22.01.77 1.42 1.68
(7)__1.22.32.07 2.05 1.98
(8)_0.91.61.09 1.11 1.10
(9)__1.04.64.25 4.29 4.22
(10)__1.92.51.91 2.08 1.99
(11)_ 20.040.035.25 30.40 29.06
(12)4.16.54.75 4.42 6.26
^ tL数值示例
条件-----
二__下限上限 4_^_6_
(1)_5.016.9 16.80 15.17 16.80
(2)_ 0.15.0 1.96 2.82 2.05
(3)__1.92.4 2.22 2.29 2.09
(4)_-0.100-0.046 -0.0637 -0.0700 -0.0861^5)_ 3.06.0 5.18 4.77 3.62
(6)__1.22.0 1.47 1.44 1.33
(7)__1.22.3 1.87 1.93 1.49
(8)_0.91.6 1.19 1.19 1.41
(9)__1.04.6 3.04 3.10 1.30
(10)__1.92.5 1.91 1.98 2.10
(11)_ 20.040.0 35.25 32.30 29.42
(12)_ 4.16.5 5.24 4.56 -_接下来，将参照图13对根据示例性实施例的使用前述每个示例性实施例中所示的变焦透镜作为摄影光学系统的数字照相机进行描述。在图13中，标号20表示照相机本体，标号21表示通过使用根据本发明的示例性实施例的变焦透镜而构造的摄影光学系统。标号22表示接收由摄影光学系统21形成的物体图像的图像传感器，诸如CCD传感器。标号23表示记录由图像传感器22接收的物体图像的记录单元，标号24表示用于监视显示设备(未示出)上显示的物体图像的取景器。显示设备通过使用液晶面板等显示在图像传感器22上形成的物体图像来构造。以这种方式，根据本发明的示例性实施例的变焦透镜应用于诸如数字照相机的光学装置，以使得可实现具有高光学性能的图像拾取装置。
尽管已参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应该理解本发明不限于所公开的示例性实施例。应该给予权利要求的范围以最广泛的解释，以涵盖所有修改、等同结构和功能。
权利要求
1.一种变焦透镜，其按从物侧到像侧的顺序包括 具有负折光力的第一透镜单元；和 具有正折光力的第二透镜单元，所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间的距离在变焦期间变化； 其中，所述第一透镜单元按从物侧到像侧的顺序包括负透镜和正透镜，所述正透镜的物侧透镜表面为凸形，并且 其中，当第一透镜单元的正透镜的材料的阿贝数用Vdlp表示、第一透镜单元的焦距用fl表示、望远端处的第一透镜单元的像侧透镜表面与第二透镜单元的物侧透镜表面之间的距离用dl2t表示、在广角端和望远端处的整个变焦透镜的焦距分别用fw和ft表示时，满足以下条件5. O < vdlp < 16. 90.I < (dl2t/ft) * 100 < 5. 01.9 < f 11 /fw < 2. 4。
2.根据权利要求I所述的变焦透镜，其中，当第一透镜单元的负透镜的材料的阿贝数用vdln表示、第一透镜单元的负透镜的物侧透镜表面的曲率半径和像侧透镜表面的曲率半径分别用Rlna和Rlnb表示时，满足以下条件-0.100 < [(Rlnb+Rlna)/(Rlnb-Rlna)]/(vdln-vdlp) < -0. 046。
3.根据权利要求I所述的变焦透镜，其中，当第一透镜单元的负透镜的像侧透镜表面的曲率半径用Rlnb表示、第一透镜单元的正透镜的物侧透镜表面的曲率半径用Rlpa表示时，满足以下条件3.0 < (Rlpa+Rlnb)/(Rlpa-Rlnb) < 6. O。
4.根据权利要求I所述的变焦透镜，其中，当第一透镜单元的正透镜的焦距用fIp表示时，满足以下条件I. 2 < flp/fl < 2. O。
5.根据权利要求I所述的变焦透镜，其中，当第二透镜单元的焦距用f2表示时，满足以下条件I. 2 < f2/fw < 2. 3。
6.根据权利要求I所述的变焦透镜，其中，当第二透镜单元的焦距用f2表示时，满足以下条件0.9 < In |/f2 < I. 6。
7.根据权利要求I所述的变焦透镜，其中，当第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量用M2表示时,满足以下条件1.0 < M2/fw < 4. 6。
8.根据权利要求I所述的变焦透镜，其中，当第一透镜单元的负透镜的材料的d线折射率用ndln表示、第一透镜单元的负透镜的材料的阿贝数用vdln表示时，满足以下条件I. 86 < ndln < 2. 520. 0 < vdln < 40. O。
9.根据权利要求I所述的变焦透镜，还包括具有正折光力的第三透镜单元，所述第三透镜单元位于第二透镜单元的像侧。
10.根据权利要求9所述的变焦透镜，其中，当第三透镜单元的焦距用f3表示时，满足以下条件4.I < f3/fw < 6. 5。
11.根据权利要求9所述的变焦透镜，其中，所述第三透镜单元包括一个正透镜。
12.根据权利要求9所述的变焦透镜，其中，所述第三透镜单元在变焦期间是可移动的。
13.根据权利要求I所述的变焦透镜，还包括孔径光阑，所述孔径光阑位于第二透镜单元的像侧并被构造为在变焦期间与第二透镜单元一体地移动。
14.根据权利要求I所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜被构造为在光电转换元件上形成图像。
15.一种图像拾取装置，包括 根据权利要求I至14中的任何一个所述的变焦透镜；和 光电转换元件，其被构造为接收由所述变焦透镜形成的图像。
全文摘要
本申请涉及变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取装置。一种变焦透镜按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的第一透镜单元和具有正折光力的第二透镜单元。第一透镜单元与第二透镜单元之间的距离在变焦期间变化。第一透镜单元按从物侧到像侧的顺序包括负透镜和正透镜，所述正透镜的物侧透镜表面为凸形。第一透镜单元的正透镜的材料的阿贝数、第一透镜单元的焦距、望远端处的第一透镜单元的像侧透镜表面与第二透镜单元的物侧透镜表面之间的距离以及整个变焦透镜在广角端和望远端处的焦距被适当地设置。
文档编号H04N5/225GK102681152SQ201210052460
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月2日 优先权日2011年3月7日
发明者田代欣久 申请人:佳能株式会社