專利名稱：變焦透鏡和裝備有變焦透鏡的圖像拾取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦透鏡和具有該變焦透鏡的圖像拾取設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及可用于諸如數(shù)字照相機(jī)、視頻照相機(jī)、監(jiān)視照相機(jī)、鹵化銀膠片照相機(jī)或電視(TV)照相機(jī)之類的圖像拾取設(shè)備的變焦透鏡。
背景技術(shù)：
已經(jīng)使用了負(fù)引導(dǎo)(negative lead)型變焦透鏡作為其總尺寸小且能夠容易地增大視角的變焦透鏡。負(fù)引導(dǎo)型變焦透鏡典型地包括位于變焦透鏡的物體側(cè)(前面)的具有負(fù)折光力的透鏡單元(透鏡組)。在負(fù)引導(dǎo)型變焦透鏡的已知的配置中，已經(jīng)使用了四單元變焦透鏡。負(fù)型的四單元變焦透鏡一般從物體側(cè)到像側(cè)依次由具有負(fù)折光力的透鏡單元、具有正折光力的透鏡單元、具有負(fù)折光力的透鏡單元和具有正折光力的透鏡單元構(gòu)成。 操作中，四單元變焦透鏡被配置為通過機(jī)械地改變透鏡單元之間的距離來執(zhí)行倍率的變化 (變焦)。為了適應(yīng)近來發(fā)展的每單位面積包括大量像素的圖像傳感器，諸如靜態(tài)圖像照相機(jī)和視頻記錄照相機(jī)之類的新的圖像拾取設(shè)備要求具有小的總尺寸和高光學(xué)性能的變焦透鏡。除此之外，為了實(shí)現(xiàn)大的成像區(qū)，還期望變焦透鏡具有廣視角。在負(fù)引導(dǎo)型變焦透鏡的領(lǐng)域中，美國專利No. 7，777，967討論了四單元變焦透鏡， 其具有高達(dá)5倍的變焦比以及在廣角端處的約40°的成像半視角的廣視角。日本專利申請公開No. 2003-131130討論了小尺寸的四單元變焦透鏡，其具有約3倍的變焦比以及在廣角端處的約35°的成像半視角，并且其第一透鏡單元由兩個(gè)透鏡構(gòu)成。通常，負(fù)引導(dǎo)型變焦透鏡在實(shí)現(xiàn)廣視角方面是有用的，但是具有顯著不對稱的透鏡配置。因此，在其中各個(gè)透鏡單元在變焦期間移動的四單元變焦透鏡中，可能增大像差的變化。因此，變得非常難以在實(shí)現(xiàn)變焦透鏡的小的總尺寸的同時(shí)對于整個(gè)變焦范圍實(shí)現(xiàn)高光學(xué)性能。特別地，如果在四單元變焦透鏡中增大視角，則像場彎曲和色差可能增大。在美國專利No. 7，777，967中討論的變焦透鏡中，第一透鏡單元由兩個(gè)負(fù)透鏡和一個(gè)正透鏡構(gòu)成。 利用該配置，美國專利No. 7，777，967中討論的變焦透鏡校正像場彎曲和倍率色差(橫向色差)。然而，由于第一透鏡單元包括三個(gè)透鏡，因此第一透鏡單元的厚度可能增大。結(jié)果，在透鏡鏡筒縮回時(shí)變焦透鏡在光軸方向上的厚度可能增大。在日本專利申請公開No. 2003-131130中討論的變焦透鏡中，第一透鏡單元由一個(gè)負(fù)透鏡和一個(gè)正透鏡構(gòu)成。利用該配置，在日本專利申請公開No. 2003-131130中討論的變焦透鏡減少了在透鏡鏡筒縮回時(shí)變焦透鏡在光軸方向上的厚度。然而，日本專利申請公開No. 2003-131130中討論的變焦透鏡由于廣角端處的成像半視角低到35°而不具有足夠?qū)挼某上褚暯?。在上述四單元變焦透鏡中，為了實(shí)現(xiàn)其總尺寸小、具有廣視角且對于整個(gè)變焦范圍具有高光學(xué)性能的變焦透鏡，重要的是適當(dāng)?shù)卦O(shè)定每個(gè)透鏡單元的折光力(焦度)、透鏡配置和用于構(gòu)成每個(gè)透鏡單元的透鏡的材料的阿貝數(shù)(色散)。更具體地說，除非適當(dāng)?shù)卦O(shè)定具有負(fù)折光力的第一透鏡單元和具有負(fù)折光力的第三透鏡單元的折光力以及第一透鏡單元和第三透鏡單元內(nèi)包括的透鏡的材料，否則變得難以實(shí)現(xiàn)具有廣視角且對于整個(gè)變焦范圍具有高光學(xué)性能的變焦透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)在本申請中公開的各種實(shí)施例，本發(fā)明涉及如下的變焦透鏡，該變焦透鏡能夠在維持倍率變化期間的廣視角和透鏡縮回時(shí)短的總長度的同時(shí)有效地校正諸如像場彎曲或色差之類的各種像差并且對于整個(gè)變焦范圍實(shí)現(xiàn)高光學(xué)性能。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，一種變焦透鏡從物體側(cè)到像側(cè)依次包括具有負(fù)折光力的第一透鏡單元、具有正折光力的第二透鏡單元、具有負(fù)折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。在該變焦透鏡中，為了變焦改變第一到第四透鏡單元中的相鄰?fù)哥R單元之間的間隔。在該變焦透鏡中，第一透鏡單元從物體側(cè)到像側(cè)依次包括負(fù)透鏡和其物體側(cè)的表面具有凸形的正透鏡。在fl是第一透鏡單元的焦距、f3是第三透鏡單元的焦距、 vdlp是第一透鏡單元的正透鏡的材料的阿貝數(shù)、f3i是第三透鏡單元內(nèi)包括的從物體側(cè)數(shù)起的第i個(gè)單透鏡的空氣中的焦距、vd3i是第三透鏡單元內(nèi)包括的從物體側(cè)數(shù)起的第i個(gè)單透鏡的材料的阿貝數(shù)并且Σ是對于第三透鏡單元內(nèi)包括的所有單透鏡的焦距f3i和阿貝數(shù)vd3i的和時(shí)，滿足以下條件式0. 30 < fl/f3 < 0. 6810. 0 < vdlp < 23. 02. 1 < f3X Σ (100/(f3iXvd3i)) <5.0。根據(jù)以下參考附圖的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明更多的特征和方面將變得清晰。


被加入說明書且構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面，并且與描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖2A、圖2B和圖2C是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖4A、圖4B和圖4C是根據(jù)第二示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖6A、圖6B和圖6C是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖8A、圖8B和圖8C是根據(jù)第四示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第五示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖10A、圖IOB和圖IOC是根據(jù)第五示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明第六示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖12A、圖12B和圖12C是根據(jù)第六示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖像拾取設(shè)備的示例性的主要組件。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例、特征以及方面。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的變焦透鏡從物體側(cè)到像側(cè)依次包括具有負(fù)折光力的第一透鏡單元、具有正折光力的第二透鏡單元、具有負(fù)折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。通過移動各透鏡單元以便改變透鏡單元之間的間隔來執(zhí)行變焦。在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，第一透鏡單元沿朝向像側(cè)凸起的軌跡的路徑移動。第二透鏡單元和第三透鏡單元彼此獨(dú)立地朝向物體側(cè)移動。第四透鏡單元朝向像側(cè)或者朝向物體側(cè)移動，或者沿朝向物體側(cè)凸起的軌跡移動。本文中使用的術(shù)語“透鏡單元”指的是包含一個(gè)或更多個(gè)透鏡的透鏡組。即，即使某個(gè)透鏡單元可以包含僅僅一個(gè)透鏡，為了便于說明，該單透鏡也仍然被稱為“透鏡單元”。圖1是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端(短焦距端)處的截面。圖 2A 2C是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端(長焦距端)處的像差圖。第一示例性實(shí)施例是具有3. 87的變焦比和2. 82 5. 96的孔徑比 (aperture ratio) (F 數(shù))的變焦透鏡。圖3是根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖4A 4C 是根據(jù)第二示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。 第二示例性實(shí)施例是變焦比為3. 81且孔徑比為2. 88 5. 96的變焦透鏡。圖5是根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖6A 6C 是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。 第三示例性實(shí)施例是變焦比為3. 87且孔徑比為2. 88 5. 75的變焦透鏡。圖7是根據(jù)本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖8A 8C 是根據(jù)第四示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。 第四示例性實(shí)施例是變焦比為3. 81且孔徑比為2. 88 5. 77的變焦透鏡。圖9是根據(jù)本發(fā)明第五示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖IOA IOC是根據(jù)第五示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。第五示例性實(shí)施例是變焦比為4. 76且孔徑比為2. 88 5. 96的變焦透鏡。圖11是根據(jù)本發(fā)明第六示例性實(shí)施例的變焦透鏡在廣角端處的截面。圖12A 12C是根據(jù)第六示例性實(shí)施例的變焦透鏡分別在廣角端處、中間焦距處和望遠(yuǎn)端處的像差圖。第六示例性實(shí)施例是變焦比為2. 93且孔徑比為2. 88 5. 36的變焦透鏡。圖13示出了具有根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的變焦透鏡的照相機(jī)(圖像拾取設(shè)備)的示例性的主要組件。
根據(jù)各示例性實(shí)施例的變焦透鏡可以被用作圖像拾取設(shè)備(諸如視頻照相機(jī)、數(shù)字照相機(jī)或鹵化銀膠片照相機(jī))的攝影透鏡系統(tǒng)。另外，根據(jù)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的變焦透鏡可以被用作圖像投影設(shè)備(投影儀)的透鏡系統(tǒng)。在各個(gè)截面(圖1、圖3、圖5、圖7、圖9和圖11)中，物體側(cè)(前側(cè))被示出在圖的左手部分處，而像側(cè)(后側(cè))被示出在其右手部分處。根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例的變焦透鏡可以被用于投影儀。如果根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例的變焦透鏡被用作投影儀的投影透鏡，則在示出光學(xué)系統(tǒng)的截面的圖(圖1、圖3、圖5、圖7、圖9和圖11)中的每一個(gè)中，投影屏那一側(cè)被示出在圖的左手部分處，而要被投影的圖像那一側(cè)被示出在其右手部分處。此外，在示出變焦透鏡的截面的圖(圖1、圖3、圖5、圖7、圖9和圖11)中的每一個(gè)中，“i”表示從物體側(cè)起的透鏡單元的序號?！癓i”表示第i個(gè)透鏡單元?！癎ij”表示第i 個(gè)透鏡單元Li的第j個(gè)透鏡。在圖9中，“SP”表示孔徑光闌。在需要時(shí)，孔徑光闌SP被設(shè)置在第二透鏡單元L2內(nèi)。“G”表示相當(dāng)于濾光器、面板、低通濾波器或紅外線截止濾波器的光學(xué)塊?！癐P”表示像面。在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的變焦透鏡被用作視頻照相機(jī)或數(shù)字照相機(jī)的攝影光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，像面IP相當(dāng)于諸如電荷耦合器件(CCD)傳感器或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q傳感器之類的固態(tài)圖像傳感器(光電轉(zhuǎn)換元件)的成像面。在光學(xué)系統(tǒng)被用作鹵化銀膠片照相機(jī)的攝影光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，像面IP相當(dāng)于膠片(感光性的)表面的位置。箭頭表示各個(gè)透鏡單元在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的移動的軌跡。在各個(gè)像差圖(圖2A 2C、圖4A 4C、圖6A 6C、圖8A 8C、圖IOA IOC和圖12A 12C)中，“d”和“g”分別表示d線光和g線光。此外，“ΔΜ”和“AS”分別表示子午像面和弧矢像面。相對于g線光來表示倍率色差?！唉亍北硎景胍暯?。“而0”表示F數(shù)。在下列示例性實(shí)施例中的每一個(gè)中，廣角端和望遠(yuǎn)端中的每一個(gè)指的是在倍率變化透鏡單元(例如，第二透鏡單元I^)位于該倍率變化透鏡單元可以沿光軸機(jī)械地移動的范圍的每個(gè)端部處時(shí)的變焦位置。根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例的變焦透鏡從物體側(cè)到像側(cè)依次包括具有負(fù)折光力的第一透鏡單元Ll、具有正折光力的第二透鏡單元L2、具有負(fù)折光力的第三透鏡單元L3和具有正折光力的第四透鏡單元L4。在變焦期間，改變連續(xù)的透鏡單元之間的間隔(距離)。更具體地說，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，第一透鏡單元Ll沿朝向像側(cè)凸起的軌跡移動，以便校正在變倍期間可能發(fā)生的像面的變化。第二透鏡單元L2朝向物體側(cè)移動。第三透鏡單元L3朝向物體側(cè)移動。第四透鏡單元L4朝向像側(cè)或朝向物體側(cè)單調(diào)地移動，或者沿朝向物體側(cè)凸起的軌跡移動，或者在變焦期間是不動的。第一透鏡單元Ll從物體側(cè)到像側(cè)依次包括負(fù)透鏡和其物體側(cè)的表面具有凸形的正透鏡。在f 1是第一透鏡單元Ll的焦距、f3是第三透鏡單元L3的焦距、vdlp是第一透鏡單元Ll的正透鏡的材料的阿貝數(shù)、f3i是第三透鏡單元L3內(nèi)包括的從物體側(cè)數(shù)起的第i 個(gè)單透鏡的空氣中的焦距、vd3i是第三透鏡單元L3內(nèi)包括的從物體側(cè)數(shù)起的第i個(gè)單透鏡的材料的阿貝數(shù)并且Σ是對于第三透鏡單元L3內(nèi)包括的所有單透鏡的焦距f3i和阿貝數(shù)vd3i的和時(shí)，滿足以下條件式0. 30 < fl/f3 < 0. 6810. 0 < vdlp < 23. 02. 1 < f3X Σ (100/(f3iXvd3i)) <5.0
(1) ⑵⑶。在各個(gè)示例性實(shí)施例中，第一透鏡單元Ll包括負(fù)透鏡和正透鏡。利用該配置，各個(gè)示例性實(shí)施例減少了第一透鏡單元Ll的厚度并且能夠容易地實(shí)現(xiàn)在縮回時(shí)其總厚度薄的變焦透鏡。在具有上述折光力布置的四單元變焦透鏡中，為了實(shí)現(xiàn)廣角端處的廣視角(拍攝成像角度)，必須增大折光力(光焦度=焦距的倒數(shù))。下面將詳細(xì)描述通過適當(dāng)?shù)匦Ｕ鱾€(gè)透鏡單元內(nèi)可能發(fā)生的色差來有效地校正整個(gè)變焦透鏡中的色差的示例性方法。如果為了在第一透鏡單元Ll內(nèi)消色差而將第一透鏡單元內(nèi)包括的單透鏡的材料的阿貝數(shù)的比設(shè)定為高值，則第一透鏡單元內(nèi)包括的負(fù)透鏡的折光力減小。因此，可以校正像場彎曲和色差。然而，如果進(jìn)一步增大視角，則在校正第一透鏡單元內(nèi)的色差中，被用作第一透鏡單元內(nèi)的一對的正透鏡的材料的阿貝數(shù)可能僅在有限范圍內(nèi)可用。因此，第一透鏡單元內(nèi)包括的負(fù)透鏡的折光力可能變得非常高。結(jié)果，如果第一透鏡單元要由一個(gè)負(fù)透鏡構(gòu)成，則可能變得難以校正像場彎曲。在本示例性實(shí)施例中，第一透鏡單元內(nèi)的消色差被有意設(shè)定為校正不足的，并且由其它透鏡單元來補(bǔ)償殘存的色差。換句話說，通過將構(gòu)成第一透鏡單元的透鏡的消色差有意設(shè)定為校正不足的，第一透鏡單元內(nèi)包括的負(fù)透鏡的折光力被減少到足夠低以有效地校正像場彎曲的水平。另外，通過由具有負(fù)折光力的第三透鏡單元補(bǔ)償殘存的色差，本示例性實(shí)施例可以對于整個(gè)變焦范圍平衡地校正像場彎曲和色差。在用于對于整個(gè)變焦范圍校正色差的方法之中，下面將首先特別地描述用于校正在廣角端處可能變得顯著的倍率色差的示例性方法。如上所述，在第一透鏡單元中，第一透鏡單元內(nèi)的消色差是校正不足的。另一方面，具有負(fù)折光力的第三透鏡單元被設(shè)置在廣角端處的最離軸角處的主光線與光軸的交叉的位置的像側(cè)。在第三透鏡單元中，透鏡單元內(nèi)的色差被設(shè)定為校正不足的。利用上述配置，通過利用變焦透鏡的透鏡配置的對稱性，可以對于整個(gè)變焦范圍校正倍率色差。現(xiàn)在，下面將詳細(xì)描述用于校正在望遠(yuǎn)端處變得顯著的軸向色差(縱向色差)的示例性方法。如上所述，第一透鏡單元是具有負(fù)折光力的透鏡單元。另外，第一透鏡單元被設(shè)置在對色差校正不足的狀態(tài)中。由于整個(gè)變焦透鏡的折光力是正的，因此第二到第四透鏡單元的組合透鏡單元的總焦距變?yōu)檎?。更具體地說，為了對于整個(gè)變焦透鏡校正軸向色差，必須將具有正折光力的組合透鏡單元中的色差設(shè)定為被過校正。因此，通過將構(gòu)成組合透鏡單元的具有負(fù)折光力的第三透鏡單元設(shè)置在對透鏡單元內(nèi)的色差校正不足的狀態(tài)中來實(shí)現(xiàn)上述狀態(tài)，可以對于整個(gè)變焦透鏡來校正軸向色差。
如上所述，在本示例性實(shí)施例中，在第一透鏡單元中的消色差被設(shè)定為校正不足的同時(shí)，設(shè)置其中對透鏡單元內(nèi)的色差校正不足的第三透鏡單元。利用上述配置，本示例性實(shí)施例可以對于整個(gè)變焦范圍校正色差。條件式(1)提供了對于第一透鏡單元Ll的焦距與第三透鏡單元L3的焦距之間的比率的條件式。如果變焦透鏡具有可以滿足條件式(1)的透鏡配置，則光學(xué)系統(tǒng)可以具有廣視角并且變焦透鏡可以有效地校正像場彎曲和色差。如果超過條件式(1)的上限值，則第一透鏡單元Ll的折光力可能變得非常低。因此，變得難以增大變焦透鏡的視角。此外，第三透鏡單元L3的折光力可能變得非常高。結(jié)果，在整個(gè)變焦透鏡中可能發(fā)生的色差可能變得被過校正。另一方面，如果超過條件式(1)的下限值，則第一透鏡單元Ll的折光力可能變得非常高。因此，變得難以校正像場彎曲。此外，第三透鏡單元L3的折光力可能變得非常低。 結(jié)果，在整個(gè)變焦透鏡中可能發(fā)生的色差可能變得校正不足。條件式(2)提供了對于第一透鏡單元Ll內(nèi)包括的正透鏡G12的材料的阿貝數(shù)的條件式。通過將第一透鏡單元Ll內(nèi)包括的正透鏡G12的材料的阿貝數(shù)設(shè)定為高可色散的， 正透鏡G12的材料的阿貝數(shù)和與正透鏡G12 —起被包括在第一透鏡單元Ll內(nèi)的負(fù)透鏡Gl 1 的阿貝數(shù)之間的比變高，并且各個(gè)單透鏡的折光力被設(shè)定為低。利用上述配置，本示例性實(shí)施例可以有效地校正廣角端處的像場彎曲。如果超過條件式(2)的上限值，則第一透鏡單元Ll的正透鏡的材料的阿貝數(shù)可能變得非常高。因此，第一透鏡單元的各個(gè)單透鏡的材料的阿貝數(shù)之間的比可能變低。因此， 第一透鏡單元Ll的各個(gè)單透鏡的折光力變高。結(jié)果，可能變得難以校正像場彎曲。另一方面，如果超過條件式O)的下限值，則第一透鏡單元Ll的正透鏡的材料的阿貝數(shù)可能變得非常低。因此，第一透鏡單元Ll中的消色差可能變得強(qiáng)烈。結(jié)果，在整個(gè)變焦透鏡中可能發(fā)生的色差可能變得被過校正。條件式C3)提供了對于第三透鏡單元L3內(nèi)的消色差的狀態(tài)的條件式。通過將第三透鏡單元L3內(nèi)的消色差有意設(shè)定為校正不足的，可以較好地補(bǔ)償?shù)谝煌哥R單元Ll中的殘存的色差，并且可以對于整個(gè)變焦范圍有效地校正色差。如果超過條件式(3)的上限值，則第三透鏡單元L3中發(fā)生的色差相對于為校正第一透鏡單元Ll中殘存的色差所需的量而言可能變得非常大。另一方面，如果超過條件式 (3)的下限值，則第三透鏡單元L3中發(fā)生的色差相對于為校正第一透鏡單元Ll中殘存的色差所需的量而言可能變得非常小。在各個(gè)示例性實(shí)施例中，條件式(1)到(3)中的值的范圍可以被改變?nèi)缦?. 35 < fl/f3 < 0. 67(la)12. 0 < vdlp < 22. 5(2a)2. 2 < f3X Σ (100/(f3iXvd3i)) < 4. 5(3a)。在各個(gè)示例性實(shí)施例中，條件式(la)到(3a)中的值的范圍可以被改變?nèi)缦?. 40 < fl/f3 < 0. 66(lb)14. 0 < vdlp < 22. 0(2b)2. 3<f3X Σ (100/(f3iXvd3i)) <4.0(3b)。 根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例，在負(fù)引導(dǎo)型四單元變焦透鏡中，如上所述地優(yōu)化第一透鏡單元Ll和第三透鏡單元L3的透鏡配置。利用上述最佳的透鏡配置，本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)如下的變焦透鏡，即該變焦透鏡具有廣視角，可伸縮的透鏡鏡筒在縮回時(shí)的厚度可以變得足夠薄，能夠?qū)τ谡麄€(gè)變焦范圍有效地校正像場彎曲和色差，并且具有高光學(xué)性能。 為了在更有效地實(shí)現(xiàn)高光學(xué)性能的同時(shí)更有效地減少變焦透鏡的總尺寸并且增大視角，可以滿足以下條件式中的至少一個(gè)。更具體地說，在fV是整個(gè)變焦透鏡在整個(gè)變焦透鏡的廣角端處的焦距、D23w是在變焦透鏡的廣角端處第二透鏡單元L2與第三透鏡單元L3之間的間隔、D23t是在變焦透鏡的望遠(yuǎn)端處第二透鏡單元L2與第三透鏡單元L3之間的間隔并且f2是第二透鏡單元L2的焦距時(shí)，滿足以下條件式中的至少一個(gè)3. 7 < I f3/fw I <6.5(4)0. 2 < D23w/D23t < 0. 9(5)1. 9 < |fl/fw| < 3. 0(6)1. 5 < |f2/fw| < 3. 0(7)。下面將詳細(xì)描述各個(gè)條件式的技術(shù)含義。條件式(4)提供了對于第三透鏡單元L3的焦距的條件式。通過將可以滿足條件式(4)的折光力分配給第三透鏡單元L3，可以對于整個(gè)變焦范圍有效地校正色差。如果超過條件式(4)的上限值，則第三透鏡單元L3的折光力可能變得非常低。結(jié)果，在整個(gè)變焦透鏡中的色差可能變得被校正不足。另一方面，如果超過條件式(4)的下限值，則第三透鏡單元L3的折光力可能變得非常高。結(jié)果，在整個(gè)變焦透鏡中的色差可能變得被過校正。條件式( 提供了對于第三透鏡單元L3在廣角端處與在望遠(yuǎn)端處的光軸方向上的相對位置的條件式。通過將第三透鏡單元L3定位在可以滿足條件式( 的位置處，可以較好平衡地校正倍率色差和軸向色差。如果超過條件式(5)的上限值，則第三透鏡單元L3在廣角端處和在望遠(yuǎn)端處的位置的變化可能減小。因此，可能變得難以校正廣角端處的倍率色差和望遠(yuǎn)端處的軸向色差。另一方面，如果超過條件式(5)的下限值，則在望遠(yuǎn)端處第三透鏡單元L3的位置可能變得太過遠(yuǎn)離第二透鏡單元L2。結(jié)果，可能變得難以校正軸向色差。條件式(6)提供了對于第一透鏡單元Ll的焦距的條件式。通過將可以滿足條件式(6)的折光力分配給第一透鏡單元Li，各個(gè)示例性實(shí)施例可以增大視角并且有效地校正像場彎曲。如果超過條件式(6)的上限值，則第一透鏡單元Ll的折光力可能變得非常低。結(jié)果，可能變得難以實(shí)現(xiàn)變焦透鏡中的廣視角。另一方面，如果超過條件式(6)的下限值，則第一透鏡單元Ll的折光力可能變得非常高。結(jié)果，可能變得難以校正像場彎曲。條件式(7)提供了對于第二透鏡單元L2的焦距的條件式。通過將可以滿足條件式(7)的折光力分配給第二透鏡單元L2，各個(gè)示例性實(shí)施例可以在實(shí)現(xiàn)其總尺寸小的變焦透鏡的同時(shí)有效地校正在變焦期間可能發(fā)生的像場彎曲的變化。如果超過條件式(7)的上限值，則第二透鏡單元L2的折光力可能變得非常低。結(jié)果，為了實(shí)現(xiàn)期望的適當(dāng)?shù)淖兘贡?，在變焦期間必需的第二透鏡單元L2的行程(stroke)可能變得非常長。因此，在該情況下，變焦透鏡的總尺寸可能增大。
另一方面，如果超過條件式(7)的下限值，則第二透鏡單元L2的折光力可能變得非常高。結(jié)果，可能變得難以校正在變焦期間可能發(fā)生的像場彎曲的變化。如果條件式(4)到(7)中的值的范圍被如下改變則更有用3. 8 < |f3/fw| < 6. 0(4a)0. 2 < D23w/D23t < 0. 8(5a)2. 0 < |fl/fw| < 2. 9(6a)1. 7 < |f2/fw| < 2. 8(7a)。如果條件式Ga)到(7a)中的值的范圍被如下改變則更有用3. 9 < |f3/fw| < 5. 5(4b)0. 2 < D23w/D23t < 0. 7(5b)2. 0 < |fl/fw| < 2. 8(6b)1. 8 < |f2/fw| < 2. 6(7b)。在本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例中，第三透鏡單元L3由一個(gè)透鏡組件構(gòu)成。在本示例性實(shí)施例中，術(shù)語“透鏡組件”(即，代替使用單純術(shù)語“透鏡”)表示第三透鏡單元L3由單透鏡或膠合透鏡構(gòu)成。在第三透鏡單元L3由一個(gè)透鏡組件構(gòu)成的情況下，變得易于減少可伸縮的透鏡鏡筒的厚度。如果第三透鏡單元L3被用作聚焦透鏡單元，則可以容易地減少變焦透鏡的總重量并且可以迅速地執(zhí)行聚焦。在各個(gè)示例性實(shí)施例中，第四透鏡單元L4由一個(gè)透鏡組件構(gòu)成。在第四透鏡單元 L4由一個(gè)透鏡組件構(gòu)成的情況下，變得易于減少可伸縮的透鏡鏡筒的厚度。如果第四透鏡單元L4被用作聚焦透鏡單元，則可以容易地減少變焦透鏡的總重量并且可以迅速地執(zhí)行
聚焦ο在第一到第五示例性實(shí)施例中，第四透鏡單元L4在變焦期間是可移動的。在第四透鏡單元L4在變焦期間可移動的情況下，可以有效地校正在變焦期間可能發(fā)生的像場彎曲的變化。如果第四透鏡單元L4在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間沿朝向物體側(cè)凸起的軌跡移動，則第四透鏡單元L4可以被分配有分擔(dān)焦度增大功能。結(jié)果，變得易于實(shí)現(xiàn)具有高變焦比的變焦透鏡。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)如下的負(fù)引導(dǎo)型四單元變焦透鏡，即該負(fù)引導(dǎo)型四單元變焦透鏡的厚度可以在縮回時(shí)變薄，該負(fù)引導(dǎo)型四單元變焦透鏡能夠有效地校正諸如像場彎曲和色差之類的各種像差，并且對于整個(gè)變焦范圍具有高光學(xué)性能。下面將參考圖1詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的變焦透鏡。參考圖1，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，根據(jù)第一示例性實(shí)施例的變焦透鏡的第一透鏡單元Ll沿朝向像側(cè)凸起的軌跡移動，如圖1中的箭頭所指出的，以便補(bǔ)償由于變倍而可能發(fā)生的像面的變化。另外，第二透鏡單元L2、第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4是倍率變化透鏡單元。在變倍期間，第二透鏡單元L2朝向物體側(cè)移動，第三透鏡單元L3朝向物體側(cè)移動，并且第四透鏡單元L4朝向像側(cè)移動。在本示例性實(shí)施例中，通過沿光軸移動第三透鏡單元L3或第四透鏡單元L4來執(zhí)行聚焦。換句話說，本示例性實(shí)施例利用內(nèi)部對焦(inner focus)方法。通過使用重量輕的透鏡單元作為聚焦透鏡單元，可以迅速地執(zhí)行聚焦。在下面的描述中，將從物體側(cè)到像側(cè)依次描述各個(gè)透鏡單元的透鏡配置。第一透鏡單元Ll包括具有彎月形狀的負(fù)透鏡Gll和具有彎月形狀的正透鏡G12， 負(fù)透鏡Gll的像側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，正透鏡G12的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。利用上述透鏡配置，可以容易地減少透鏡單元的厚度。第二透鏡單元L2包括正透鏡G21、其兩個(gè)表面具有凹形的負(fù)透鏡G22和正透鏡 G23，正透鏡G21的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀，正透鏡G23的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀。第三透鏡單元L3包括其兩個(gè)表面具有凹形的負(fù)透鏡G31。利用上述透鏡配置，可以校正第一透鏡單元Ll中殘存的色差。另外，可以對于整個(gè)變焦范圍適當(dāng)?shù)匦Ｕ睢５谒耐哥R單元L4包括一個(gè)正透鏡G41，正透鏡G41的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。下面將參考圖3詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的變焦透鏡。參考圖3，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，根據(jù)本示例性實(shí)施例的變焦透鏡的第一透鏡單元Ll沿朝向像側(cè)凸起的軌跡移動，如圖3中的箭頭所指出的，以便補(bǔ)償由于變倍而可能發(fā)生的像面的變化。另外，第二透鏡單元L2、第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4是倍率變化透鏡單元。在變倍期間，第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3朝向物體側(cè)移動。第四透鏡單元L4 沿朝向物體側(cè)凸起的軌跡移動。通過與根據(jù)上面參考圖1描述的第一示例性實(shí)施例的聚焦方法類似的方法來執(zhí)行聚焦。在下面的描述中，將從物體側(cè)到像側(cè)依次描述各個(gè)透鏡單元的透鏡配置。第一透鏡單元Ll包括負(fù)透鏡Gll和具有彎月形狀的正透鏡G12，負(fù)透鏡Gll的兩個(gè)表面具有凹形并且其像側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，正透鏡G12的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。利用上述透鏡配置，可以容易地減少透鏡單元Ll的厚度。第二透鏡單元L2包括具有彎月形狀的正透鏡G21、其兩個(gè)表面具有凸形的正透鏡 G22和具有彎月形狀的負(fù)透鏡G23，正透鏡G21的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，負(fù)透鏡G23的像側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。第三透鏡單元L3包括負(fù)透鏡G31，負(fù)透鏡G31 的兩個(gè)表面具有凹形并且其兩個(gè)表面具有非球面形狀。利用上述透鏡配置，可以補(bǔ)償?shù)谝煌哥R單元Ll中殘存的色差。另外，可以對于整個(gè)變焦范圍適當(dāng)?shù)匦Ｕ睢５谒耐哥R單元L4包括正透鏡G41，正透鏡G41的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀。下面將參考圖5詳細(xì)描述根據(jù)第三示例性實(shí)施例的變焦透鏡。圖5中示出的本示例性實(shí)施例的變焦類型和聚焦方法與上面參考圖3描述的第二示例性實(shí)施例的變焦類型和聚焦方法類似。與第二示例性實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，本示例性實(shí)施例具有與第二示例性實(shí)施例不同的各個(gè)透鏡單元的透鏡配置。在下面的描述中，將從物體側(cè)到像側(cè)依次描述圖5的各個(gè)透鏡單元的透鏡配置。第一透鏡單元Ll包括具有彎月形狀的負(fù)透鏡Gll和具有彎月形狀的正透鏡G12，負(fù)透鏡Gll的像側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，正透鏡G12的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。利用上述透鏡配置，可以容易地減少透鏡單元的厚度。第二透鏡單元L2包括正透鏡G21、其兩個(gè)表面具有凹形的負(fù)透鏡G22和正透鏡G23，正透鏡G21的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀，正透鏡G23的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀。第三透鏡單元L3包括膠合透鏡，其通過將其兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀的正透鏡G31與其兩個(gè)表面具有凹形的負(fù)透鏡G32接合在一起而構(gòu)成。利用上述透鏡配置，可以補(bǔ)償?shù)谝煌哥R單元Ll中殘存的色差。另外，可以對于整個(gè)變焦范圍適當(dāng)?shù)匦Ｕ?。第四透鏡單元L4包括正透鏡G41，正透鏡G41的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀。下面將參考圖7詳細(xì)描述根據(jù)第四示例性實(shí)施例的變焦透鏡。參考圖7，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，根據(jù)本示例性實(shí)施例的變焦透鏡的第一透鏡單元Ll沿朝向像側(cè)凸起的軌跡移動，如圖7中的箭頭所指出的，以便補(bǔ)償由于變倍而可能發(fā)生的像面的變化。另外，第二透鏡單元L2、第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4是倍率變化透鏡單元。在變倍期間，第二透鏡單元L2、第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4朝向物體側(cè)移動。 通過與根據(jù)上面參考圖1描述的第一示例性實(shí)施例的聚焦方法類似的方法來執(zhí)行聚焦。在下面的描述中，將從物體側(cè)到像側(cè)依次描述各個(gè)透鏡單元的透鏡配置。第一透鏡單元Ll包括具有彎月形狀的負(fù)透鏡Gll和具有彎月形狀的正透鏡G12， 負(fù)透鏡Gll的像側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，正透鏡G12的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。利用上述透鏡配置，可以容易地減少透鏡單元Ll的厚度。第二透鏡單元L2包括具有彎月形狀的正透鏡G21、具有彎月形狀的負(fù)透鏡G22和其兩個(gè)表面具有凸形的正透鏡G23，正透鏡G21的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，正透鏡G23的物體側(cè)的表面具有非球面形狀。第三透鏡單元L3包括具有彎月形狀的負(fù)透鏡G31， 負(fù)透鏡G31的像側(cè)的表面具有非球面形狀。利用上述透鏡配置，可以補(bǔ)償?shù)谝煌哥R單元Ll中殘存的色差。另外，可以對于整個(gè)變焦范圍適當(dāng)?shù)匦Ｕ?。第四透鏡單元L4包括膠合透鏡，其通過將其兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀的正透鏡G41與具有彎月形狀的負(fù)透鏡G42接合在一起而構(gòu)成。下面將參考圖9詳細(xì)描述根據(jù)第五示例性實(shí)施例的變焦透鏡。圖9中示出的本示例性實(shí)施例的變焦類型和聚焦方法與上面參考圖3描述的第二示例性實(shí)施例的變焦類型和聚焦方法類似。與第二示例性實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，本示例性實(shí)施例具有與第二示例性實(shí)施例不同的變焦比和各個(gè)透鏡單元的透鏡配置。在下面的描述中，將從物體側(cè)到像側(cè)依次描述各個(gè)透鏡單元的透鏡配置。第一透鏡單元Ll包括負(fù)透鏡Gll和具有彎月形狀的正透鏡G12，負(fù)透鏡Gll的兩個(gè)表面具有凹形并且其像側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，正透鏡G12的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。利用上述配置，本示例性實(shí)施例可以容易地減少透鏡單元Ll的厚度。第二透鏡單元L2包括具有彎月形狀的正透鏡G21、膠合透鏡、孔徑光闌SP和其兩個(gè)表面具有凸形的正透鏡G24，正透鏡G21的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，該膠合透鏡通過將其兩個(gè)表面具有凸形的正透鏡G22與其兩個(gè)表面具有凹形的負(fù)透鏡G23接合在一起而構(gòu)成。第三透鏡單元L3包括具有彎月形狀的負(fù)透鏡G31，負(fù)透鏡G31的兩個(gè)表面具有非球面形狀。利用上述配置，本示例性實(shí)施例可以補(bǔ)償?shù)谝煌哥R單元Ll中殘存的色差。另外， 可以對于整個(gè)變焦范圍適當(dāng)?shù)匦Ｕ?。第四透鏡單元L4包括具有彎月形狀的正透鏡 G41，正透鏡G41的像側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。下面將參考圖11詳細(xì)描述根據(jù)第六示例性實(shí)施例的變焦透鏡。參考圖11，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，根據(jù)本示例性實(shí)施例的變焦透鏡的第一透鏡單元Ll沿朝向像側(cè)凸起的軌跡移動，如圖11中的箭頭所指出的，以便補(bǔ)償由于變倍而可能發(fā)生的像面的變化。另外，第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3是倍率變化透鏡單元。第二透鏡單元 L2和第三透鏡單元L3朝向物體側(cè)移動。第四透鏡單元L4相對于像面是不動的。在本示例性實(shí)施例中，通過沿光軸移動第三透鏡單元L3或第四透鏡單元L4來執(zhí)行聚焦。換句話說， 本示例性實(shí)施例利用內(nèi)部對焦方法。通過使用重量輕的透鏡單元作為聚焦透鏡單元，可以容易地執(zhí)行迅速的聚焦。在下面的描述中，將從物體側(cè)到像側(cè)依次描述各個(gè)透鏡單元的透鏡配置。第一透鏡單元Ll包括具有彎月形狀的負(fù)透鏡Gll和具有彎月形狀的正透鏡G12， 負(fù)透鏡Gll的像側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀，正透鏡G12的物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。利用上述透鏡配置，可以容易地減少透鏡單元Ll的厚度。第二透鏡單元L2包括正透鏡G21、其兩個(gè)表面具有凹形的負(fù)透鏡G22和正透鏡 G23，正透鏡G21的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀，正透鏡G23的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的表面具有非球面形狀。第三透鏡單元L3包括其兩個(gè)表面具有凹形的負(fù)透鏡G31。利用上述透鏡配置，可以補(bǔ)償?shù)谝煌哥R單元Ll中殘存的色差。 另外，可以對于整個(gè)變焦范圍適當(dāng)?shù)匦Ｕ睢５谒耐哥R單元L4包括一個(gè)正透鏡G41，正透鏡G41的兩個(gè)表面具有凸形并且其物體側(cè)的透鏡表面具有非球面形狀。下面陳述分別與本發(fā)明的第一到第六示例性實(shí)施例對應(yīng)的數(shù)值例1到6。在數(shù)值例1到6中的每一個(gè)中，“i”表示從物體側(cè)開始的表面的序號，“ri”表示第i個(gè)光學(xué)表面 (第i個(gè)透鏡表面)的曲率半徑，“di”表示在第i個(gè)表面與第i+Ι個(gè)表面之間的軸向間距， “ndi”和“vdi”分別表示第i個(gè)光學(xué)部件的材料的對于d線光的折射率和阿貝數(shù)。另外，在表面號一側(cè)用星號(*)標(biāo)記非球面表面，并且“B”、“C”、“D”和‘ ”中的每一個(gè)表示對于每個(gè)相應(yīng)階次的非球面系數(shù)。非球面形狀被表示為χ = (h2/R)/[l+{l"(l+k) * (h/R)2}1/2]+B * h4+C * h6+D -k h8+E -k h10其中非球面形狀在光傳播的方向上具有正值，“X”表示在距離光軸的高度“h”處的位置中沿光軸距離表面頂點(diǎn)的位移，“R”表示旁軸曲率半徑，并且“k”表示圓錐常數(shù)。此外，對于每個(gè)非球面系數(shù)的科學(xué)記數(shù)法“e士XX”相當(dāng)于指數(shù)記數(shù)法“1Χ10±χχ”。在表1中闡述了在上述每個(gè)條件與每個(gè)數(shù)值例之間的關(guān)系。
14
數(shù)值例1單位mm表面數(shù)據(jù)
表面號rdnd vd 有效直徑
155.7481.051.86400 40.613.42
2*4.6392.799.69
3*9.9821.502.10225 16.89.75
415.905可變9.24
5*5.2631.561.77250 49.63.98
6-125.7150.613.73
7-9.5060.801.8466623.83.53
833.2921.003.63 9*37.4571.031.59201 67.04.14
10-6.580可變4.39
11-85.6450.801.80610 33.34.73
1213.856可變4.87
13*18.4321.401.77250 49.68.86
14-52.076可變8.85
15QO0.301.51633 64.115.00
16QO0.6215.00
17QO0.501.51633 64.115.00
18QO0.4915.00
體面OO非球面系數(shù)kB C
R2 -1.16473e+006.14057e-04 1.43063e-05
R3 -8.11060e-011.11238e-04 5.60552e-06
R5 1.47932e-015.61479e-05 4.26195e-05
R9 -1.54019e+02-2.43592e-03 -1.34080e-04
R13 0.00000e+00-1.12870e-04 3.87531e-06
DE
R2 -4.22062e-078.26115e-09
R3 -1.86803e-073.88923e-09
R5 -7.63667e-069.70790e-07
R9 1.38647e-05-2.19415e-06
R13 -1.09143e-073.02799e-09各種數(shù)據(jù)
變焦比3.87
廣角端 中間焦距望遠(yuǎn)端
焦距3.66 9.2714.20F 數(shù)2.824.39 5.96
視角46.6422.72 15.28
圖像高度3.883.88 3.88
透鏡總長34.4030.22 34.84
BF0.490.49 0.49
d414.083.28 1.28
dlO1.322.57 2.38
dl21.277.40 14.39
dl43.292.53 2.34
入射光瞳位置6.014.05 3.37
出射光瞳位置-14.40-50.33 174.41
前主點(diǎn)位置8.7711.62 18.72
后主點(diǎn)位置-3.18-8.78 -13.71各透鏡單元的各種數(shù)據(jù)
透鏡單元第一表面 焦距透鏡配置長度前主點(diǎn)位置后主點(diǎn)位置
11 -9.155.34-0.09-4.29
25 7.615.001.69 -2.81
311 -14.740.800.38 -0.06
413 17.781.400.21 -0.59
515 QO1.420.57 -0.57單透鏡數(shù)據(jù)
透鏡第一表面焦距
11-5.9權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡，從其物體側(cè)到像側(cè)依次包括 具有負(fù)折光力的第一透鏡單元；具有正折光力的第二透鏡單元； 具有負(fù)折光力的第三透鏡單元； 以及具有正折光力的第四透鏡單元，其中為了變焦改變第一到第四透鏡單元中的連續(xù)的透鏡單元之間的距離， 其中第一透鏡單元從物體側(cè)到像側(cè)依次包括負(fù)透鏡和其物體側(cè)的表面具有凸形的正透鏡，以及其中，在fl是第一透鏡單元的焦距、f3是第三透鏡單元的焦距、Vdlp是第一透鏡單元的正透鏡的材料的阿貝數(shù)、f3i是第三透鏡單元內(nèi)包括的從物體側(cè)數(shù)起的第i個(gè)單透鏡的空氣中的焦距、vd3i是第三透鏡單元內(nèi)包括的從物體側(cè)數(shù)起的第i個(gè)單透鏡的材料的阿貝數(shù)并且Σ是對于第三透鏡單元內(nèi)包括的所有單透鏡的焦距f3i和阿貝數(shù)vd3i的和時(shí)，滿足以下條件式0. 30 < fl/f3 < 0. 68 10. 0 < vdlp < 23. 02.1 < f3X Σ (100/(f3iXvd3i)) < 5. 0， 其中i是等于或大于1的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，在fV是整個(gè)變焦透鏡在變焦透鏡的廣角端處的焦距時(shí)，滿足以下條件式3.7 < f3/fw < 6. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，在D23w是在變焦透鏡的廣角端處第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的間隔、D23t是在變焦透鏡的望遠(yuǎn)端處第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的距離時(shí)，滿足以下條件式0.2 < D23w/D23t < 0. 9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，在fV是整個(gè)變焦透鏡在變焦透鏡的廣角端處的焦距時(shí)，滿足以下條件式1.9 < fl/fw < 3. 0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，在fV是整個(gè)變焦透鏡在變焦透鏡的廣角端處的焦距并且f2是第二透鏡單元的焦距時(shí)，滿足以下條件式1. 5 < f2/fw < 3. 0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中第三透鏡單元包括一個(gè)透鏡組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中第四透鏡單元包括一個(gè)透鏡組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，第一透鏡單元沿著朝向像側(cè)凸起的軌跡的一部分移動，第二透鏡單元和第三透鏡單元彼此獨(dú)立地朝向物體側(cè)移動，并且第四透鏡單元朝向像側(cè)或朝向物體側(cè)移動，或者沿朝向物體側(cè)凸起的軌跡移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中所述變焦透鏡被配置為在位于所述變焦透鏡的像面處的膠片或者光電轉(zhuǎn)換元件上形成圖像。
10.一種圖像拾取設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任何一個(gè)所述的變焦透鏡；以及光電轉(zhuǎn)換元件，被配置為接收由所述變焦透鏡形成的圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及變焦透鏡和裝備有變焦透鏡的圖像拾取設(shè)備。一種變焦透鏡從物體側(cè)到像側(cè)依次包括具有負(fù)折光力的第一透鏡單元、具有正折光力的第二透鏡單元、具有負(fù)折光力的第三透鏡單元、以及具有正折光力的第四透鏡單元。為了變焦改變第一到第四透鏡單元中的連續(xù)的透鏡單元之間的距離。第一透鏡單元從物體側(cè)到像側(cè)依次包括負(fù)透鏡和其物體側(cè)的表面具有凸形的正透鏡。在該變焦透鏡中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定焦距f1、焦距f3、阿貝數(shù)vd1p、焦距f3i以及阿貝數(shù)vd3i。
文檔編號G02B15/177GK102338927SQ201110191680
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者田代欣久 申請人:佳能株式會社