專利名稱：變焦透鏡和圖像拾取設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變焦透鏡和圖像拾取設備，更具體地說，涉及一種在具有高可變放大比率(power ratio)的同時實現(xiàn)更寬視角和更小尺寸二者的變焦透鏡和圖像拾取設備。
背景技術：
近來，諸如數(shù)字靜態(tài)相機、數(shù)字攝像機等等的圖像拾取設備已經(jīng)被小型化并且廣 泛擴展用于家用。在這些圖像拾取設備中，隨著圖像拾取元件小型化，希望具有高可變放大 比率并且具有高性能的整個透鏡系統(tǒng)和廣角變焦透鏡的小型化?？傮w上已知，用于攝像機并且通過移動除位置距離對象側最近的第一透鏡組之外 的透鏡組來實現(xiàn)聚焦的所謂內部聚焦型變焦透鏡有助于整個透鏡系統(tǒng)的小型化，并且提供 適合于具有大量像素的圖像拾取元件的成像性能。這樣的內部聚焦型變焦透鏡的主流系統(tǒng)是這樣的，第一透鏡組和第三透鏡組 是固定組，第二透鏡組在光軸方向移動來主要改變放大率(power)，第四透鏡組在光軸 方向移動來校正力變化所導致的聚焦位置并執(zhí)行聚焦(例如，參見日本專利申請公開 No. 2009-175648，以下稱為專利文獻1)。然而，在專利文獻1所描述的變焦透鏡中，通過從對象側到圖像側按順序排列 負透鏡、正透鏡、和正透鏡的接合(cemented)透鏡來形成第一透鏡組，并且廣角端處的 一般視角僅僅大約30°。因此，當將實現(xiàn)更寬的視角時，入射到第一透鏡組上的離軸 (off-axis)光線的高度提高，并且第一透鏡組的有效直徑增加。相應地，正組、負組、正組、和正組的四組內部聚焦型的變焦透鏡中的第一透鏡組 由5個透鏡構成，以便在具有用于不同變化的高可變放大比率的同時實現(xiàn)更寬視角和更小 尺寸二者(例如，參見日本專利No. 4007258，以下稱為專利文獻2)。在專利文獻2中描述的變焦透鏡中，以通過使第一透鏡組具有五透鏡配置的四組 配置來實現(xiàn)更寬視角和更小尺寸。

發(fā)明內容
然而，在專利文獻2中所描述的變焦透鏡中，形成焦外(afocal)系統(tǒng)并且具有負 折射力的組成元件與正組成元件之間的空間填充有玻璃，以降低穿過第一透鏡組的光線入 射。因此，第一透鏡組中的第二透鏡的厚度增大，這阻礙了小型化。相應地希望克服上述問題，并在具有高可變放大比率的同時實現(xiàn)更寬視角和更小 尺寸二者。按照本發(fā)明實施例，提供一種變焦透鏡，包括第一透鏡組，具有正折射力，并且具 有總是固定的位置；第二透鏡組，具有負折射力，并且在光軸方向可移動以改變放大率；第 三透鏡組，具有正折射力，并且具有總是固定的位置；第四透鏡組，具有正折射力，并且在光 軸方向可移動以校正放大率變動所導致的聚焦位置并執(zhí)行聚焦；以及第五透鏡組，具有正折射力，從對象側向圖像側按順序排列第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組、第四透鏡組、 和第五透鏡組，第一透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列凹透鏡、凸透鏡、凹透鏡和凸 透鏡的接合透鏡、以及凸透鏡來形成，變焦透鏡滿足以下條件表達式(1)和(2)
權利要求
1.一種變焦透鏡，包括第一透鏡組，具有正折射力，并且具有總是固定的位置； 第二透鏡組，具有負折射力，并且在光軸方向能移動以改變放大率； 第三透鏡組，具有正折射力，并且具有總是固定的位置；第四透鏡組，具有正折射力，并且在光軸方向能移動，以校正放大率變動所導致的聚焦 位置并執(zhí)行聚焦；以及第五透鏡組，具有正折射力，從對象側向圖像側按順序排列所述第一透鏡組、所述第二透鏡組、所述第三透鏡組、所 述第四透鏡組、和所述第五透鏡組，所述第一透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列凹透鏡、凸透鏡、凹透鏡和凸透鏡 的接合透鏡、以及凸透鏡來形成，以及變焦透鏡滿足以下條件表達式(1)和(2) (1)0. 03 < Hl' /f 1 < 0. 3(2 ) 0.3<|f2|/V(fw-ft)<0.65
2.按照權利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述第二透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列雙凹透鏡、以及雙凹透鏡與 雙凸透鏡的接合透鏡來形成，并滿足以下條件表達式(3) (3)0. 8 < f21/f2 < 1. 6其中，f21是第二透鏡組中位置距離對象側最近的透鏡的焦距。
3.按照權利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述第一透鏡組中距離對象側最近的透鏡是復合非球面透鏡。
4.一種變焦透鏡，包括第一透鏡組，具有正折射力，并且具有總是固定的位置； 第二透鏡組，具有負折射力，并且在光軸方向能移動以改變放大率； 第三透鏡組，具有正折射力，并且具有總是固定的位置；第四透鏡組，具有正折射力，并且在光軸方向能移動以校正放大率變動所導致的聚焦 位置并執(zhí)行聚焦；以及第五透鏡組，具有在與光軸垂直的方向能移動的可移動組，并具有正折射力， 從對象側向圖像側按順序排列所述第一透鏡組、所述第二透鏡組、所述第三透鏡組、所 述第四透鏡組、和所述第五透鏡組，所述第一透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列凹透鏡、凸透鏡、凹透鏡與凸透鏡 的接合透鏡、以及凸透鏡來形成，所述第二透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列雙凹透鏡、以及雙凹透鏡與雙凸透 鏡的接合透鏡來形成，以及變焦透鏡滿足以下條件表達式(1)、(2)和(3)
5.按照權利要求4所述的變焦透鏡，其中，所述第一透鏡組中距離對象側最近的透鏡是復合非球面透鏡。
6.按照權利要求4所述的變焦透鏡，其中，所述第五透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列具有負折射力的前組和具有 正折射力的后組來形成，以及所述第五透鏡組的所述前組和所述后組之一是在與光軸相垂直的方向上移動的所述 可移動組，使得圖像表面上形成的圖像在與光軸相垂直的方向上能移動。
7.一種圖像拾取設備，包括 變焦透鏡；以及用于把所述變焦透鏡形成的光學圖像轉換為電信號的圖像拾取元件； 所述變焦透鏡通過從對象側向圖像側按順序排列以下組件來形成第一透鏡組，具有 正折射力，并且具有總是固定的位置；第二透鏡組，具有負折射力，并且在光軸方向能移動 以改變放大率；第三透鏡組，具有正折射力，并且具有總是固定的位置；第四透鏡組，具有 正折射力，并且在光軸方向能移動以校正放大率變動所導致的聚焦位置并執(zhí)行聚焦；以及 第五透鏡組，具有正折射力；所述第一透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列凹透鏡、凸透鏡、凹透鏡與凸透鏡 的接合透鏡、以及凸透鏡來形成；以及變焦透鏡滿足以下條件表達式(1)和(2) (1)0. 03 < Hl' /f 1 < 0. 3 (2 ) 0.3 <|f2|/A/^Tl)< 0.65其中，ΗΓ是從第一透鏡組中距離圖像側最近的表面的頂點到第一透鏡組的圖像側上 的主點的間隔(_表示對象側，而+表示圖像側)，fl是第一透鏡組的焦距，f2是第二透鏡 組的焦距，fw是廣角端處整個透鏡系統(tǒng)的焦距，以及ft是長焦端處整個透鏡系統(tǒng)的焦距。
8.一種圖像拾取設備，包括 變焦透鏡；以及用于把所述變焦透鏡形成的光學圖像轉換為電信號的圖像拾取元件； 所述變焦透鏡通過從對象側向圖像側按順序排列以下組件來形成第一透鏡組，具有 正折射力，并且具有總是固定的位置；第二透鏡組，具有負折射力，并且在光軸方向能移動 以改變放大率；第三透鏡組，具有正折射力，并且具有總是固定的位置；第四透鏡組，具有 正折射力，并且在光軸方向能移動以校正放大率變動所導致的聚焦位置并執(zhí)行聚焦；以及 第五透鏡組，具有在與光軸垂直的方向能移動的可移動組，并具有正折射力；所述第一透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列凹透鏡、凸透鏡、凹透鏡與凸透鏡的接合透鏡、以及凸透鏡來形成；所述第二透鏡組通過從對象側向圖像側按順序排列雙凹透鏡、以及雙凹透鏡與雙凸透 鏡的接合透鏡來形成；以及變焦透鏡滿足以下條件表達式(1)、(2)和(3)
全文摘要
在此公開一種變焦透鏡，包括第一透鏡組；第二透鏡組；第三透鏡組；第四透鏡組；以及第五透鏡組。變焦透鏡滿足以下條件表達式(1)和(2)(1)0.03＜H1′/f1＜0.3；(2)；其中，H1’是從第一透鏡組中距離圖像側最近的表面的頂點到第一透鏡組的圖像側上的主點的間隔(-表示對象側，而+表示圖像側)，f1是第一透鏡組的焦距，f2是第二透鏡組的焦距，fw是廣角端處整個透鏡系統(tǒng)的焦距，以及ft是長焦端處整個透鏡系統(tǒng)的焦距。
文檔編號G02B3/02GK102109664SQ201010595129
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權日2009年12月25日
發(fā)明者豐田浩司, 松永滋彥 申請人:索尼公司