变焦透镜和包括该变焦透镜的图像拾取装置的制造方法
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 限远到短距离的聚焦时，如箭头4c所指示的，第四透镜单元 L4向前侧移动。孔径光阑SP在变焦期间不移动。
[0051 ] 每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。通过采用该配置，确保整 个系统的尺寸缩小和高变焦比。注意，第五透镜单元L5在数值实施例1至6中具有负折光 力，但是即使当第五透镜单元L5具有正折光力时，也获得相同的效果。
[0052] 在从广角端到望远端的变焦期间，第一透镜单元L1、第三透镜单元L3和第五透镜 单元L5不移动。仅两个透镜单元在变焦和聚焦中的至少一个期间移动。这样，使移动机制 简化，并且可以缩小整个变焦透镜的尺寸。特别地，具有最大透镜有效直径的第一透镜单元 L1被配置为对于变焦不移动，结果是整个系统变得易于缩小尺寸。
[0053] 具有负折光力的第二透镜单元L2被构造为具有至少三个负透镜和至少两个正透 镜，结果是每个透镜具有易于制造的透镜形状。而且，轴向色差和横向色差、伴随变焦的色 差变化等被各个正透镜适当地分担而被令人满意地校正。
[0054] 第二透镜单元L2中所包括的正透镜之中最靠近物侧布置的正透镜Gpl具有面对 物侧的凹面的弯月形状。另外，正透镜Gpl布置在第二透镜单元L2中所包括的负透镜之中 最靠近物侧布置的负透镜与当从物侧起计数时布置在第二个的负透镜之间。以这种方式， 第二透镜单元L2变得易于在令人满意地校正色差和像场弯曲的同时缩小尺寸。
[0055] 整个系统在广角端处的焦距用fw表示，第二透镜单元L2的焦距用f2表示，正透 镜Gpl的焦距用fpl表示，第二透镜单元L2中所包括的正透镜中的从物侧起计数时布置在 第二个的正透镜Gp2的焦距用fp2表示。那么，满足下列条件表达式：
[0056] 1. 2<fpl/fp2<3. 0 ... (1);
[0057] 2. 5〈|fpl/f2|〈5. 0 …（2);和
[0058] 0? 9〈 | f2/fw |〈2. 0 …（3)。
[0059] 接着，描述条件表达式（1)至（3)的技术意义。条件表达式（1)定义了正透镜Gp2 的焦距与正透镜Gpl的焦距的比率。当正透镜Gpl的光焦度（折光力）变弱并且超过条件 表达式（1)的上限时，横向色差变得难以在广角端处校正，并且伴随变焦的色差变化变得 难以校正。当正透镜Gp2的光焦度变弱并且超过条件表达式（1)的下限时，横向色差和像 场弯曲变得难以校正。
[0060] 条件表达式（2)定义了第二透镜单元L2的焦距与正透镜Gpl的焦距的比率的绝 对值。当正透镜Gpl的光焦度变弱并且超过条件表达式（2)的上限时，广角端处的横向色 差和伴随变焦的色差变化变得难以校正。当第二透镜单元L2的负折光力变弱（负折光力 的绝对值变小）并且超过条件表达式（2)的下限时，为了获得期望的变焦比，第二透镜单元 L2在变焦期间的移动量变大。结果，总透镜长度（从第一透镜表面到像面的长度）不利地 变长。
[0061] 条件表达式（3)定义了广角端处变焦透镜的焦距与第二透镜单元L2的焦距的比 率的绝对值。当第二透镜单元L2的负折光力变弱并且超过条件表达式（3)的上限时，为了 获得期望的变焦比，第二透镜单元L2在变焦期间的移动量变大，并且总透镜长度增大。当 第二透镜单元L2的折光力变强（负折光力的绝对值变大）并且超过条件表达式（3)的下 限时，珀兹伐（Petzval)和负向增大，并且像场弯曲变得难以校正。更优选的是如下设置条 件表达式（1)至（3)的数值范围：
[0062] 1. 5<fpl/fp2<2. 8 ... (la)
[0063] 3. 0<|fpl/f2|<4. 5 ? ? ? (2a)
[0064] 1. 2<|f2/fw|<l. 5 . . . (3a)
[0065] 通过采用上述配置，获得在整个系统中紧凑的并且在整个变焦范围上具有高变焦 比和高光学性能的变焦透镜。然而，更优选的是满足下列条件表达式中的至少一个。
[0066] 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用BL2str表示。在 本文中，移动量意指在广角端处透镜单元的光轴上的位置与在望远端处透镜单元的光轴上 的位置之间的差值。当透镜单元相对于广角端在望远端处位于像侧时，移动量的符号被设 置为正，当透镜单元相对于广角端在望远端处位于物侧时，移动量的符号被设置为负。换句 话说，当透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间向像侧移动时该符号被设置为正，当透 镜单元向物侧移动时该符号被设置为负。此时，优选的是满足下列条件表达式中的至少一 个：
[0067] 1. 3〈|fp2/f2|〈2. 3 …（4);和
[0068] 4.0〈BL2str/|f2|〈10.0 …（5)。
[0069] 接着，描述条件表达式（4)和（5)的技术意义。条件表达式（4)定义了第二透镜 单元L2的焦距与正透镜Gp2的焦距的比率的绝对值。当正透镜Gp2的光焦度变得太弱并 且超过条件表达式（4)的上限时，轴向色差和像场弯曲变得难以校正。当第二透镜单元L2 的负折光力变得太弱并且超过条件表达式（4)的下限时，为了获得期望的变焦比，第二透 镜单元L2在变焦期间的移动量变大，并且总透镜长度增大。
[0070] 条件表达式（5)定义了第二透镜单元L2的焦距与第二透镜单元L2在变焦期间的 移动量的比率。当第二透镜单元L2的移动量变大并且超过条件表达式（5)的上限时，总透 镜长度增大。当第二透镜单元L2的移动量变小并且超过条件表达式（5)的下限时，期望的 变焦比变得难以获得。注意，更优选的是如下设置条件表达式（4)和（5)的数值范围：
[0071] 1. 5〈|fp2/f2|〈2. 1 …（4a);和
[0072] 4. 2〈BL2str/| f2 |〈8. 0 …（5a)。
[0073] 如上所述，根据每个实施例，可以获得具有高变焦比的变焦透镜，其整个系统紧 凑、在整个变焦范围上具有高光学性能并且易于适应较大的图像拾取元件。
[0074] 根据每个实施例，第二透镜单元L2按从物侧到像侧的次序由下列透镜构成：在像 侧具有凹面的负透镜、具有面对物侧的凹面的正弯月透镜、双凹负透镜、在物侧具有凸面的 正透镜、以及负透镜。采用这样的结构来令人满意地校正像场弯曲、轴向色差、横向色差、变 焦期间的色差变化等而不使第二透镜单元L2的总透镜厚度过长，并且采用这样的结构来 使整个系统易于缩小尺寸。
[0075] 第四透镜单元L4按从物侧到像侧的次序由正透镜以及通过胶合负透镜和正透镜 而获得的胶合透镜构成。可替代地，第四透镜单元L4由通过胶合正透镜和负透镜而获得的 胶合透镜以及正透镜构成。以这种方式，易于减小变焦和聚焦期间的像差变化。第一透镜 单元L1按从物侧到像侧的次序由通过胶合负透镜和正透镜而获得的胶合透镜、正透镜以 及正透镜构成。第三透镜单元L3按从物侧到像侧的次序由正透镜、正透镜和负透镜构成。 第五透镜单元L5按从物侧到像侧的次序由负透镜和正透镜构成。
[0076] 每个透镜单元如上所述那样构造以在整个变焦范围上获得高光学性能。
[0077] 接着，参照图13描述根据本发明的包括本发明的变焦透镜作为成像光学系统的 摄像机（图像拾取装置）。在图13中，摄像机包括摄像机主体10、包含本发明的变焦透镜 的成像光学系统11、用于通过成像光学系统11接收对象图像的光的图像拾取元件12 (诸如 CCD)、以及用于记录图像拾取元件12接收的对象图像的记录单元13。取景器14用于观察 显示在显示元件（未示出）上的对象图像。显示元件包括液晶面板等，并且形成在图像拾 取元件12上的对象图像显示在显示元件上。
[0078] 通过以这样的方式将本发明的变焦透镜应用于摄像机，可以实现具有高光学性能 的紧凑的图像拾取装置。注意，如果诸如CCD的固态图像拾取元件用作图像拾取元件，则像 差被电子地校正，从而使得输出图像的图像质量能够被更多地增强。
[0079] 尽管到目前为止描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并非限于这些实施 例，因此，可以在本发明的主题的范围内进行各种改变和修改。如上所述，根据本发明的实 施例，可以获得在整个系统中紧凑的并且在整个变焦范围上具有高变焦比和高光学性能的 变焦透镜、以及包括该变焦透镜的与较大图像拾取元件兼容的图像拾取装置。
[0080] 接着，描述分别与本发明的实施例1至6相应的数值实施例1至6。在数值实施例 1至6中的每个中，符号i表示从物体起的表面的次序。符号ri表示按从物侧起的次序的 第i表面的曲率半径，符号di表示按从物侧起的次序的第i表面与第（i+1)表面之间的透 镜厚度或空气间隙，符号ndi和v di分别表示按从物侧起的次序的第i表面与第（i+1)表 面之间的光学构件的材料的折射率和阿贝数。另外，最靠近像侧的两个表面由诸如面板的 玻璃材料制成。非球面形状用以下表达式表达。
[0082] 其中，X轴对应于光轴方向，H轴对应于垂直于光轴的方向，光传播方向为正，符号 R表示旁轴曲率半径，符号K表示圆锥常数，符号A4、A6、A8和A10分别表示非球面系数。
[0083] 另外，*意指具有非球面形状的表面，[e-x]意指10'符号BF是后焦点，其用从 最后一个透镜表面到像面的空气转换长度表示。表1中示出了基于每个数值实施例的每个 条件表达式的计算结果。
[0084]【数值实施例1】
[0085] 单位：mm
[0086] 表面数据
[0087]
[0088]
[0089] 非球面数据
[0090] 第十七表面
[0091] K = 0. 00000e+000 A4 = _4. 38453e_005 A6 =-2. 40441e_007
[0092] A8 = 2. 40506e-010 A10 = -1. 16249e-〇ll
[0093] 第十八表面
[0094] K = 0. 00000e+000A4 = 8. 67343e-006A6 = -1. 80311e-007
[0095] 第二十三表面
[0096] K = 0. 00000e+000 A4 = _1. 13076e_004 A6 = -4. 92731e-〇07
[0097] A8 = 1.22044e-008 A10 = 4. 38368e_011
[0098] 各种数据
[0101] 变焦透镜单元数据
[0103] 【数值实施例2】
[0104] 单位:_
[0105] 表面数据
[0106]
[0107]
[0108] 非球面数据
[0109] 第十七表面
[0110] K = 0. 00000e+000 A4 = -4. 05207e-005 A6 = -2. 89504e-007
[0111] A8 = 1.24205e-009 A10 =-1. 81816e_011
[0112] 第十八表面
[0113] K = 0. 00000e+000 A4 = 9. 69470e-006 A6 = -1. 98038e-007
[0114] 第二十三表面
[0115] K = 0. 00000e+000 A4 = -1. 08769e-004 A6 = 4. 01759e-007
[0116] A8 = -2. 93577e-008 A10 = 6. 47990e-010
[0117] 各种数据
[0120] 变焦透镜单元数据
[0122] 【数值实施例3】
[0123] 单位：mm
[0124] 表面数据
[0125]
[0126]
[0127] 非球面数据
[0128] 第十六表面
[0129]K= -1. 41886e+000 A4 = 4. 53385e-〇05 A6 = -3. 73336e-〇07
[0130] A8 = 9. 91428e-011 A10 = 2. 73869e-〇ll
[0131] 第十九表面
[0132]K= -5. 19472e+000 A4 = -5. 69575e-〇05 A6 = 1.13763e-〇06
[0133]A8 = 1.15575e-008 A10 = -3. 74154e-〇10
[0134] 第二十五表面
[0135]K= -4. 64870e+000 A4 = 8. 09062e-005
[0136]A6 = -1. 01317e-005 A8 = -1. 19226e_007
[0137] 第二十六表面
[0138]K= 0. 00000e+000 A4 = 1. 70910e_004
[0139]A6 = -1. 49125e-005 A8 = 5. 11242e-〇08
[0140] 第三十表面
[0141]K= -2. 20777e+001 A4 =-9. 66161e_004 A6 = 4.40442e_005
[0142]A8 = -2. 03621e-006 A10 = 6. 01770e-008
[0143] 各种数据
[0145]
[0146] 变焦透镜单元数据
[0148] 【数值实施例4】
[0149] 单位：mm
[0150] 表面数据
[0151]
[0152]
[0153] 非球面数据
[0154] 第十七表面
[0155] K = 0.00000e+000 A4 = -5. 03953e_005 A6 = -4. 92406e-008
[0156] A8 = -1. 05869e-009 A10 = 5. 12446e_012
[0157] 第十八表面
[0158] K = 0. 00000e+000 A4 =-1. 73548e_005 A6 = 2. 77479e-〇08
[0159] 第二十三表面
[0160] K = 0. 00000e+000 A4 = -1. 17013e-004 A6 = -2. 47915e-〇07
[0161] A8 = 2. 15325e-008 A10 = -2. 20682e-010
[0162] 各种数据
[0165] 变焦透镜单元数据
[0167] 【数值实施例5】
[0168] 单位：mm
[0169] 表面数据
[0170]
[0171]
[0172] 非球面数据
[0173] 第十七表面
[0174]K= 0. 00000e+000 A4 =-3. 07742e_005 A6 = 3.73797e-〇08
[0175]A8 = -9. 05237e-010 A10 = 3. 99687e-〇12
[0176] 第十八表面
[0177] K= 0. 00000e+000 A4 = 1.08386e_005 A6 = 2.62614e-〇08
[0178] 第二十三表面
[0179]K=0. 00000e+000 A4=_4. 39913e_005 A6=-2. 61254e_007A8= 1.43198e-008 A10 = -1. 35657e_010
[0180] 各种数据
[0183] 变焦透镜单元数据
[0185] 【数值实施例6】
[0186] 单位：mm
[0187] 表面数据
[0188]
[0189]
[0190] 非球面数据
[0191] 第十七表面
[0192]K= 0. 00000e+000 A4 =-3. 39995e_005 A6 = 6.36518e-〇08
[0193]A8 = 9. 11597e-010 A10 = -6. 90885e-〇12
[0194] 第十八表面
[0195]K=0. 00000e+000 A4=8. 91588e_006 A6 = 2. 52342e-〇07
[0196] 第二十三表面
[0197]K=0. 00000e+000 A4=-1. 25889e_004 A6 = 7.07707e-007
[0198]A8=-1. 12887e-008 A10=1.35577e-〇10
[0199] 各种数据
[0202] 变焦透镜单元数据
[0204]【表1】
[0206] 虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限于所公开的示 例性实施例。所附权利要求的范围应被给予最广泛的解释，以便包含所有这样的修改以及 等同的结构和功能。
【主权项】
1. 一种变焦透镜，所述变焦透镜按从物侧到像侧的次序包括： 第一透镜单元，所述第一透镜单元具有正折光力； 第二透镜单元，所述第二透镜单元具有负折光力； 第三透镜单元，所述第三透镜单元具有正折光力； 第四透镜单元，所述第四透镜单元具有正折光力；和 第五透镜单元，所述第五透镜单元具有正折光力或负折光力， 其中，所述第一透镜单元和所述第五透镜单元对于变焦不移动，所述第二透镜单元和 所述第四透镜单元在变焦期间移动， 其中，所述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、以及负透镜， 其中，所述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 其中，满足下列条件表达式： 1. 2<fpl/fp2<3.O； 2. 5〈|fpl/f2|〈5.O;和 0. 9<|f2/fw|<2. 0, 其中，fw表示广角端处的所述变焦透镜的焦距，f2表示所述第二透镜单元的焦距，fpl表示所述第一正弯月透镜的焦距，fp2表示布置在所述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。2. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足下列条件表达式： 1. 3<Ifp2/f2I<2. 3〇3. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足下列条件表达式： 4. 0<BL2str/|f2|<10. 0 其中，BL2str表示所述第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量。4. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第二透镜单元按从物侧到像侧的次序 由以下构成：在像侧具有凹面的负透镜、具有面对物侧的凹面的正弯月透镜、双凹负透镜、 在物侧具有凸面的正透镜、以及负透镜。5. 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，所述第二 透镜单元向像侧移动，并且所述第四透镜单元沿着凸向物侧的轨迹移动。6. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第四透镜单元在聚焦期间移动。7. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第五透镜单元具有负折光力。8. -种图像拾取装置，包括： 根据权利要求1至7中的任何一个所述的变焦透镜；和 图像拾取元件，所述图像拾取元件用于接收所述变焦透镜形成的图像的光。
【专利摘要】本公开内容涉及变焦透镜和包括该变焦透镜的图像拾取装置。一种变焦透镜包括：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，第二透镜单元的组成、广角端处的变焦透镜的焦距fw、第二透镜单元的焦距f2、以及包括在第二透镜单元中的正透镜的焦距中的每一个均被适当地设置。
【IPC分类】G02B15/173
【公开号】CN104898260
【申请号】CN201510096304
【发明人】安部大史
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月2日
【公告号】US20150253545
【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 限远到短距离的聚焦时，如箭头4c所指示的，第四透镜单元 L4向前侧移动。孔径光阑SP在变焦期间不移动。
[0051 ] 每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。通过采用该配置，确保整 个系统的尺寸缩小和高变焦比。注意，第五透镜单元L5在数值实施例1至6中具有负折光 力，但是即使当第五透镜单元L5具有正折光力时，也获得相同的效果。
[0052] 在从广角端到望远端的变焦期间，第一透镜单元L1、第三透镜单元L3和第五透镜 单元L5不移动。仅两个透镜单元在变焦和聚焦中的至少一个期间移动。这样，使移动机制 简化，并且可以缩小整个变焦透镜的尺寸。特别地，具有最大透镜有效直径的第一透镜单元 L1被配置为对于变焦不移动，结果是整个系统变得易于缩小尺寸。
[0053] 具有负折光力的第二透镜单元L2被构造为具有至少三个负透镜和至少两个正透 镜，结果是每个透镜具有易于制造的透镜形状。而且，轴向色差和横向色差、伴随变焦的色 差变化等被各个正透镜适当地分担而被令人满意地校正。
[0054] 第二透镜单元L2中所包括的正透镜之中最靠近物侧布置的正透镜Gpl具有面对 物侧的凹面的弯月形状。另外，正透镜Gpl布置在第二透镜单元L2中所包括的负透镜之中 最靠近物侧布置的负透镜与当从物侧起计数时布置在第二个的负透镜之间。以这种方式， 第二透镜单元L2变得易于在令人满意地校正色差和像场弯曲的同时缩小尺寸。
[0055] 整个系统在广角端处的焦距用fw表示，第二透镜单元L2的焦距用f2表示，正透 镜Gpl的焦距用fpl表示，第二透镜单元L2中所包括的正透镜中的从物侧起计数时布置在 第二个的正透镜Gp2的焦距用fp2表示。那么，满足下列条件表达式：
[0056] 1. 2<fpl/fp2<3. 0 ... (1);
[0057] 2. 5〈|fpl/f2|〈5. 0 …（2);和
[0058] 0? 9〈 | f2/fw |〈2. 0 …（3)。
[0059] 接着，描述条件表达式（1)至（3)的技术意义。条件表达式（1)定义了正透镜Gp2 的焦距与正透镜Gpl的焦距的比率。当正透镜Gpl的光焦度（折光力）变弱并且超过条件 表达式（1)的上限时，横向色差变得难以在广角端处校正，并且伴随变焦的色差变化变得 难以校正。当正透镜Gp2的光焦度变弱并且超过条件表达式（1)的下限时，横向色差和像 场弯曲变得难以校正。
[0060] 条件表达式（2)定义了第二透镜单元L2的焦距与正透镜Gpl的焦距的比率的绝 对值。当正透镜Gpl的光焦度变弱并且超过条件表达式（2)的上限时，广角端处的横向色 差和伴随变焦的色差变化变得难以校正。当第二透镜单元L2的负折光力变弱（负折光力 的绝对值变小）并且超过条件表达式（2)的下限时，为了获得期望的变焦比，第二透镜单元 L2在变焦期间的移动量变大。结果，总透镜长度（从第一透镜表面到像面的长度）不利地 变长。
[0061] 条件表达式（3)定义了广角端处变焦透镜的焦距与第二透镜单元L2的焦距的比 率的绝对值。当第二透镜单元L2的负折光力变弱并且超过条件表达式（3)的上限时，为了 获得期望的变焦比，第二透镜单元L2在变焦期间的移动量变大，并且总透镜长度增大。当 第二透镜单元L2的折光力变强（负折光力的绝对值变大）并且超过条件表达式（3)的下 限时，珀兹伐（Petzval)和负向增大，并且像场弯曲变得难以校正。更优选的是如下设置条 件表达式（1)至（3)的数值范围：
[0062] 1. 5<fpl/fp2<2. 8 ... (la)
[0063] 3. 0<|fpl/f2|<4. 5 ? ? ? (2a)
[0064] 1. 2<|f2/fw|<l. 5 . . . (3a)
[0065] 通过采用上述配置，获得在整个系统中紧凑的并且在整个变焦范围上具有高变焦 比和高光学性能的变焦透镜。然而，更优选的是满足下列条件表达式中的至少一个。
[0066] 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用BL2str表示。在 本文中，移动量意指在广角端处透镜单元的光轴上的位置与在望远端处透镜单元的光轴上 的位置之间的差值。当透镜单元相对于广角端在望远端处位于像侧时，移动量的符号被设 置为正，当透镜单元相对于广角端在望远端处位于物侧时，移动量的符号被设置为负。换句 话说，当透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间向像侧移动时该符号被设置为正，当透 镜单元向物侧移动时该符号被设置为负。此时，优选的是满足下列条件表达式中的至少一 个：
[0067] 1. 3〈|fp2/f2|〈2. 3 …（4);和
[0068] 4.0〈BL2str/|f2|〈10.0 …（5)。
[0069] 接着，描述条件表达式（4)和（5)的技术意义。条件表达式（4)定义了第二透镜 单元L2的焦距与正透镜Gp2的焦距的比率的绝对值。当正透镜Gp2的光焦度变得太弱并 且超过条件表达式（4)的上限时，轴向色差和像场弯曲变得难以校正。当第二透镜单元L2 的负折光力变得太弱并且超过条件表达式（4)的下限时，为了获得期望的变焦比，第二透 镜单元L2在变焦期间的移动量变大，并且总透镜长度增大。
[0070] 条件表达式（5)定义了第二透镜单元L2的焦距与第二透镜单元L2在变焦期间的 移动量的比率。当第二透镜单元L2的移动量变大并且超过条件表达式（5)的上限时，总透 镜长度增大。当第二透镜单元L2的移动量变小并且超过条件表达式（5)的下限时，期望的 变焦比变得难以获得。注意，更优选的是如下设置条件表达式（4)和（5)的数值范围：
[0071] 1. 5〈|fp2/f2|〈2. 1 …（4a);和
[0072] 4. 2〈BL2str/| f2 |〈8. 0 …（5a)。
[0073] 如上所述，根据每个实施例，可以获得具有高变焦比的变焦透镜，其整个系统紧 凑、在整个变焦范围上具有高光学性能并且易于适应较大的图像拾取元件。
[0074] 根据每个实施例，第二透镜单元L2按从物侧到像侧的次序由下列透镜构成：在像 侧具有凹面的负透镜、具有面对物侧的凹面的正弯月透镜、双凹负透镜、在物侧具有凸面的 正透镜、以及负透镜。采用这样的结构来令人满意地校正像场弯曲、轴向色差、横向色差、变 焦期间的色差变化等而不使第二透镜单元L2的总透镜厚度过长，并且采用这样的结构来 使整个系统易于缩小尺寸。
[0075] 第四透镜单元L4按从物侧到像侧的次序由正透镜以及通过胶合负透镜和正透镜 而获得的胶合透镜构成。可替代地，第四透镜单元L4由通过胶合正透镜和负透镜而获得的 胶合透镜以及正透镜构成。以这种方式，易于减小变焦和聚焦期间的像差变化。第一透镜 单元L1按从物侧到像侧的次序由通过胶合负透镜和正透镜而获得的胶合透镜、正透镜以 及正透镜构成。第三透镜单元L3按从物侧到像侧的次序由正透镜、正透镜和负透镜构成。 第五透镜单元L5按从物侧到像侧的次序由负透镜和正透镜构成。
[0076] 每个透镜单元如上所述那样构造以在整个变焦范围上获得高光学性能。
[0077] 接着，参照图13描述根据本发明的包括本发明的变焦透镜作为成像光学系统的 摄像机（图像拾取装置）。在图13中，摄像机包括摄像机主体10、包含本发明的变焦透镜 的成像光学系统11、用于通过成像光学系统11接收对象图像的光的图像拾取元件12 (诸如 CCD)、以及用于记录图像拾取元件12接收的对象图像的记录单元13。取景器14用于观察 显示在显示元件（未示出）上的对象图像。显示元件包括液晶面板等，并且形成在图像拾 取元件12上的对象图像显示在显示元件上。
[0078] 通过以这样的方式将本发明的变焦透镜应用于摄像机，可以实现具有高光学性能 的紧凑的图像拾取装置。注意，如果诸如CCD的固态图像拾取元件用作图像拾取元件，则像 差被电子地校正，从而使得输出图像的图像质量能够被更多地增强。
[0079] 尽管到目前为止描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并非限于这些实施 例，因此，可以在本发明的主题的范围内进行各种改变和修改。如上所述，根据本发明的实 施例，可以获得在整个系统中紧凑的并且在整个变焦范围上具有高变焦比和高光学性能的 变焦透镜、以及包括该变焦透镜的与较大图像拾取元件兼容的图像拾取装置。
[0080] 接着，描述分别与本发明的实施例1至6相应的数值实施例1至6。在数值实施例 1至6中的每个中，符号i表示从物体起的表面的次序。符号ri表示按从物侧起的次序的 第i表面的曲率半径，符号di表示按从物侧起的次序的第i表面与第（i+1)表面之间的透 镜厚度或空气间隙，符号ndi和v di分别表示按从物侧起的次序的第i表面与第（i+1)表 面之间的光学构件的材料的折射率和阿贝数。另外，最靠近像侧的两个表面由诸如面板的 玻璃材料制成。非球面形状用以下表达式表达。
[0082] 其中，X轴对应于光轴方向，H轴对应于垂直于光轴的方向，光传播方向为正，符号 R表示旁轴曲率半径，符号K表示圆锥常数，符号A4、A6、A8和A10分别表示非球面系数。
[0083] 另外，*意指具有非球面形状的表面，[e-x]意指10'符号BF是后焦点，其用从 最后一个透镜表面到像面的空气转换长度表示。表1中示出了基于每个数值实施例的每个 条件表达式的计算结果。
[0084]【数值实施例1】
[0085] 单位：mm
[0086] 表面数据
[0087]
[0088]
[0089] 非球面数据
[0090] 第十七表面
[0091] K = 0. 00000e+000 A4 = _4. 38453e_005 A6 =-2. 40441e_007
[0092] A8 = 2. 40506e-010 A10 = -1. 16249e-〇ll
[0093] 第十八表面
[0094] K = 0. 00000e+000A4 = 8. 67343e-006A6 = -1. 80311e-007
[0095] 第二十三表面
[0096] K = 0. 00000e+000 A4 = _1. 13076e_004 A6 = -4. 92731e-〇07
[0097] A8 = 1.22044e-008 A10 = 4. 38368e_011
[0098] 各种数据
[0101] 变焦透镜单元数据
[0103] 【数值实施例2】
[0104] 单位:_
[0105] 表面数据
[0106]
[0107]
[0108] 非球面数据
[0109] 第十七表面
[0110] K = 0. 00000e+000 A4 = -4. 05207e-005 A6 = -2. 89504e-007
[0111] A8 = 1.24205e-009 A10 =-1. 81816e_011
[0112] 第十八表面
[0113] K = 0. 00000e+000 A4 = 9. 69470e-006 A6 = -1. 98038e-007
[0114] 第二十三表面
[0115] K = 0. 00000e+000 A4 = -1. 08769e-004 A6 = 4. 01759e-007
[0116] A8 = -2. 93577e-008 A10 = 6. 47990e-010
[0117] 各种数据
[0120] 变焦透镜单元数据
[0122] 【数值实施例3】
[0123] 单位：mm
[0124] 表面数据
[0125]
[0126]
[0127] 非球面数据
[0128] 第十六表面
[0129]K= -1. 41886e+000 A4 = 4. 53385e-〇05 A6 = -3. 73336e-〇07
[0130] A8 = 9. 91428e-011 A10 = 2. 73869e-〇ll
[0131] 第十九表面
[0132]K= -5. 19472e+000 A4 = -5. 69575e-〇05 A6 = 1.13763e-〇06
[0133]A8 = 1.15575e-008 A10 = -3. 74154e-〇10
[0134] 第二十五表面
[0135]K= -4. 64870e+000 A4 = 8. 09062e-005
[0136]A6 = -1. 01317e-005 A8 = -1. 19226e_007
[0137] 第二十六表面
[0138]K= 0. 00000e+000 A4 = 1. 70910e_004
[0139]A6 = -1. 49125e-005 A8 = 5. 11242e-〇08
[0140] 第三十表面
[0141]K= -2. 20777e+001 A4 =-9. 66161e_004 A6 = 4.40442e_005
[0142]A8 = -2. 03621e-006 A10 = 6. 01770e-008
[0143] 各种数据
[0145]
[0146] 变焦透镜单元数据
[0148] 【数值实施例4】
[0149] 单位：mm
[0150] 表面数据
[0151]
[0152]
[0153] 非球面数据
[0154] 第十七表面
[0155] K = 0.00000e+000 A4 = -5. 03953e_005 A6 = -4. 92406e-008
[0156] A8 = -1. 05869e-009 A10 = 5. 12446e_012
[0157] 第十八表面
[0158] K = 0. 00000e+000 A4 =-1. 73548e_005 A6 = 2. 77479e-〇08
[0159] 第二十三表面
[0160] K = 0. 00000e+000 A4 = -1. 17013e-004 A6 = -2. 47915e-〇07
[0161] A8 = 2. 15325e-008 A10 = -2. 20682e-010
[0162] 各种数据
[0165] 变焦透镜单元数据
[0167] 【数值实施例5】
[0168] 单位：mm
[0169] 表面数据
[0170]
[0171]
[0172] 非球面数据
[0173] 第十七表面
[0174]K= 0. 00000e+000 A4 =-3. 07742e_005 A6 = 3.73797e-〇08
[0175]A8 = -9. 05237e-010 A10 = 3. 99687e-〇12
[0176] 第十八表面
[0177] K= 0. 00000e+000 A4 = 1.08386e_005 A6 = 2.62614e-〇08
[0178] 第二十三表面
[0179]K=0. 00000e+000 A4=_4. 39913e_005 A6=-2. 61254e_007A8= 1.43198e-008 A10 = -1. 35657e_010
[0180] 各种数据
[0183] 变焦透镜单元数据
[0185] 【数值实施例6】
[0186] 单位：mm
[0187] 表面数据
[0188]
[0189]
[0190] 非球面数据
[0191] 第十七表面
[0192]K= 0. 00000e+000 A4 =-3. 39995e_005 A6 = 6.36518e-〇08
[0193]A8 = 9. 11597e-010 A10 = -6. 90885e-〇12
[0194] 第十八表面
[0195]K=0. 00000e+000 A4=8. 91588e_006 A6 = 2. 52342e-〇07
[0196] 第二十三表面
[0197]K=0. 00000e+000 A4=-1. 25889e_004 A6 = 7.07707e-007
[0198]A8=-1. 12887e-008 A10=1.35577e-〇10
[0199] 各种数据
[0202] 变焦透镜单元数据
[0204]【表1】
[0206] 虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限于所公开的示 例性实施例。所附权利要求的范围应被给予最广泛的解释，以便包含所有这样的修改以及 等同的结构和功能。
【主权项】
1. 一种变焦透镜，所述变焦透镜按从物侧到像侧的次序包括： 第一透镜单元，所述第一透镜单元具有正折光力； 第二透镜单元，所述第二透镜单元具有负折光力； 第三透镜单元，所述第三透镜单元具有正折光力； 第四透镜单元，所述第四透镜单元具有正折光力；和 第五透镜单元，所述第五透镜单元具有正折光力或负折光力， 其中，所述第一透镜单元和所述第五透镜单元对于变焦不移动，所述第二透镜单元和 所述第四透镜单元在变焦期间移动， 其中，所述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、以及负透镜， 其中，所述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 其中，满足下列条件表达式： 1. 2<fpl/fp2<3.O； 2. 5〈|fpl/f2|〈5.O;和 0. 9<|f2/fw|<2. 0, 其中，fw表示广角端处的所述变焦透镜的焦距，f2表示所述第二透镜单元的焦距，fpl表示所述第一正弯月透镜的焦距，fp2表示布置在所述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。2. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足下列条件表达式： 1. 3<Ifp2/f2I<2. 3〇3. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足下列条件表达式： 4. 0<BL2str/|f2|<10. 0 其中，BL2str表示所述第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量。4. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第二透镜单元按从物侧到像侧的次序 由以下构成：在像侧具有凹面的负透镜、具有面对物侧的凹面的正弯月透镜、双凹负透镜、 在物侧具有凸面的正透镜、以及负透镜。5. 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，所述第二 透镜单元向像侧移动，并且所述第四透镜单元沿着凸向物侧的轨迹移动。6. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第四透镜单元在聚焦期间移动。7. 根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第五透镜单元具有负折光力。8. -种图像拾取装置，包括： 根据权利要求1至7中的任何一个所述的变焦透镜；和 图像拾取元件，所述图像拾取元件用于接收所述变焦透镜形成的图像的光。
【专利摘要】本公开内容涉及变焦透镜和包括该变焦透镜的图像拾取装置。一种变焦透镜包括：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，第二透镜单元的组成、广角端处的变焦透镜的焦距fw、第二透镜单元的焦距f2、以及包括在第二透镜单元中的正透镜的焦距中的每一个均被适当地设置。
【IPC分类】G02B15/173
【公开号】CN104898260
【申请号】CN201510096304
【发明人】安部大史
【申请人】佳能株式会社
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月2日
【公告号】US20150253545
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