變焦透鏡和包含變焦透鏡的圖像拾取裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及變焦透鏡和包含變焦透鏡的圖像拾取裝置。變焦透鏡從物側(cè)到像面?zhèn)纫来伟哂姓⒇?fù)、正、負(fù)和正的折光力的第一至第五透鏡單元。至少第二透鏡單元和第四透鏡單元在變焦期間移動，使得：在望遠(yuǎn)端，與廣角端相比，第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的間隔增大，第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的間隔減小，第三透鏡單元與第四透鏡單元之間的間隔改變，以及第四透鏡單元與第五透鏡單元之間的間隔增大，并且第五透鏡單元不移動。變焦透鏡還在第四透鏡單元與第五透鏡單元之間包含用于彎曲光路的反射單元。
【專利說明】變焦透鏡和包含變焦透鏡的圖像拾取裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變焦透鏡和包含變焦透鏡的圖像拾取裝置，并適合于例如視頻照相 機(jī)、數(shù)字靜物照相機(jī)、監(jiān)視照相機(jī)、TV照相機(jī)和銀鹵化物攝影照相機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 包含于圖像拾取裝置中的成像光學(xué)系統(tǒng)要求高變焦比、在整個變焦范圍之上的高 光學(xué)性能、小尺寸、以及照相機(jī)的前后方向上的小厚度。為了減小照相機(jī)的厚度，在光路上 布置將成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸彎曲90°的反射單元(反射鏡構(gòu)件和棱鏡構(gòu)件之一）的折疊變 焦透鏡已經(jīng)是已知的。
[0003] 日本專利申請公開No. H10-020191公開了從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力 的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元和具有正 折光力的第四透鏡單元的變焦透鏡。在該變焦透鏡中，第二透鏡單元和第四透鏡單元在變 焦期間移動，并且彎曲光路的反射單元被布置在第三透鏡單元與第四透鏡單元之間。
[0004] 日本專利申請公開No. 2007-279541公開了從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力 的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元和具有正 折光力的第四透鏡單元的變焦透鏡。在該變焦透鏡中，第一透鏡單元和第三透鏡單元在變 焦期間移動，并且用于彎曲光路的反射單元被布置在第二透鏡單元與第三透鏡單元之間。
[0005] 日本專利申請公開No. 2008-191291公開了從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力 的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元、具有負(fù)折 光力的第四透鏡單元和具有正折光力的第五透鏡單元的變焦透鏡。該變焦透鏡在第一透鏡 單元和第二透鏡單元之一中具有彎曲光路的反射單元。
[0006] 為了實現(xiàn)在實現(xiàn)高變焦比的同時允許減小照相機(jī)厚度并在整個變焦范圍之上具 有高光學(xué)性能的變焦透鏡，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定光路中的反射單元的位置、變焦透鏡的透鏡配置、以 及可變倍率透鏡單元的折光力和移動條件是重要的。
[0007] 常規(guī)上，在許多折疊變焦透鏡中，為了減小照相機(jī)的厚度，在透鏡系統(tǒng)的前側(cè)(接 近物體側(cè)）布置反射單元。由此，可減小透鏡系統(tǒng)的深度方向上的尺度。但是，在反射單元 之后(像側(cè))，在與進(jìn)入透鏡系統(tǒng)的入射光軸垂直的方向上需要用于容納包含移動透鏡單元 的多個透鏡單元的大空間。由此，難以將該配置應(yīng)用于具有難以確保足夠空間的配置的圖 像拾取裝置。
[0008] 作為這種圖像拾取裝置，例如，在手掌堅立且手指包繞照相機(jī)的狀態(tài)中被保持的 視頻照相機(jī)已經(jīng)是已知的。另一例子是包含被容納于共用機(jī)架中的鏡筒的監(jiān)視照相機(jī)，該 共用機(jī)架具有像長方體的形狀，用于允許在具有不同規(guī)格的透鏡之間共用殼體和搖攝-傾 斜（pan-tilt)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
[0009] 由此，為了允許向各種圖像拾取裝置應(yīng)用折疊變焦透鏡并為了在應(yīng)用于照相機(jī)的 情況下減小厚度，適當(dāng)?shù)剡x擇變焦類型并設(shè)定光路上的反射單元的位置是重要的。如果這 些配置不合適，那么各種像差在變焦期間大大改變，并且難以實現(xiàn)高變焦比并減小整個透 鏡系統(tǒng)的厚度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)到像面?zhèn)纫来伟壕哂姓酃饬Φ牡谝煌哥R單元；具 有負(fù)折光力的第二透鏡單元；具有正折光力的第三透鏡單元；具有負(fù)折光力的第四透鏡單 元；以及具有正折光力的第五透鏡單元，其中，至少第二透鏡單元和第四透鏡單元在變焦期 間移動，使得：在望遠(yuǎn)端，與廣角端相比，第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的間隔增大，第 二透鏡單元與第三透鏡單元之間的間隔減小，第三透鏡單元與第四透鏡單元之間的間隔改 變，以及第四透鏡單元與第五透鏡單元之間的間隔增大，并且第五透鏡單元不移動，以及所 述變焦透鏡還在第四透鏡單元與第五透鏡單元之間包含用于彎曲光路的反射單元。
[0011] 從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明實施例1的廣角端的透鏡截面圖。
[0013] 圖2A是與本發(fā)明實施例1對應(yīng)的數(shù)值例1的廣角端的像差圖。
[0014] 圖2B是與本發(fā)明實施例1對應(yīng)的數(shù)值例1的中間變焦位置的像差圖。
[0015] 圖2C是與本發(fā)明實施例1對應(yīng)的數(shù)值例1的望遠(yuǎn)端的像差圖。
[0016] 圖3是本發(fā)明實施例2的廣角端的透鏡截面圖。
[0017] 圖4A是與本發(fā)明實施例2對應(yīng)的數(shù)值例2的廣角端的像差圖。
[0018] 圖4B是與本發(fā)明實施例2對應(yīng)的數(shù)值例2的中間變焦位置的像差圖。
[0019] 圖4C是與本發(fā)明實施例2對應(yīng)的數(shù)值例2的望遠(yuǎn)端的像差圖。
[0020] 圖5是本發(fā)明實施例3的廣角端的透鏡截面圖。
[0021] 圖6A是與本發(fā)明實施例3對應(yīng)的數(shù)值例3的廣角端的像差圖。
[0022] 圖6B是與本發(fā)明實施例3對應(yīng)的數(shù)值例3的中間變焦位置的像差圖。
[0023] 圖6C是與本發(fā)明實施例3對應(yīng)的數(shù)值例3的望遠(yuǎn)端的像差圖。
[0024] 圖7是本發(fā)明實施例4的廣角端的透鏡截面圖。
[0025] 圖8A是與本發(fā)明實施例4對應(yīng)的數(shù)值例4的廣角端的像差圖。
[0026] 圖8B是與本發(fā)明實施例4對應(yīng)的數(shù)值例4的中間變焦位置的像差圖。
[0027] 圖8C是與本發(fā)明實施例4對應(yīng)的數(shù)值例4的望遠(yuǎn)端的像差圖。
[0028] 圖9是本發(fā)明實施例5的廣角端的透鏡截面圖。
[0029] 圖10A是與本發(fā)明實施例5對應(yīng)的數(shù)值例5的廣角端的像差圖。
[0030] 圖10B是與本發(fā)明實施例5對應(yīng)的數(shù)值例5的中間變焦位置的像差圖。
[0031] 圖10C是與本發(fā)明實施例5對應(yīng)的數(shù)值例5的望遠(yuǎn)端的像差圖。
[0032] 圖11是本發(fā)明實施例1的變焦透鏡的透鏡截面圖。
[0033] 圖12是本發(fā)明的圖像拾取裝置的要部示意圖。

【具體實施方式】
[0034] 現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0035] 以下描述本發(fā)明的變焦透鏡和包含變焦透鏡的圖像拾取裝置。本發(fā)明的變焦透鏡 從物側(cè)到像面?zhèn)纫来伟哂姓酃饬Φ牡谝煌哥R單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、 具有正折光力的第三透鏡單元、具有負(fù)折光力的第四透鏡單元和具有正折光力的第五透鏡 單元。
[0036] 與廣角端相比，在望遠(yuǎn)端，第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的間隔增大，第二透 鏡單元與第三透鏡單元之間的間隔減小，并且第三透鏡單元與第四透鏡單元之間的間隔變 動。并且，至少第二透鏡單元和第四透鏡單元在變焦期間移動，以增大第四透鏡單元與第五 透鏡單元之間的間隔。第五透鏡單元不移動。在第四透鏡單元與第五透鏡單元之間設(shè)置用 于彎曲光路的反射單元。
[0037] 圖1是本發(fā)明實施例1的變焦透鏡的廣角端(短焦距端）的透鏡截面圖。圖2A、圖 2B和圖2C是實施例1的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端(長焦距端）的像 差圖。圖3是本發(fā)明實施例2的變焦透鏡在廣角端的透鏡截面圖。圖4A、圖4B和圖4C是 實施例2的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。
[0038] 圖5是本發(fā)明實施例3的變焦透鏡在廣角端的透鏡截面圖。圖6A、圖6B和圖6C 是實施例3的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖7是本發(fā)明實 施例4的變焦透鏡在廣角端的透鏡截面圖。圖8A、圖8B和圖8C是實施例4的變焦透鏡分 別在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖9是本發(fā)明實施例5的變焦透鏡在廣角 端的透鏡截面圖。圖10A、圖10B和圖10C是實施例5的變焦透鏡分別在廣角端、中間變焦 位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。
[0039] 每個實施例采用內(nèi)部反射棱鏡作為反射單元。通過在棱鏡中提供的內(nèi)部反射表 面，光路被彎曲90度。但是，為了方便的目的，每個透鏡截面圖示出光路未被折疊的狀態(tài)。
[0040] 圖11是在本發(fā)明實施例1中通過反射單元(棱鏡）的內(nèi)部反射表面使光路彎曲90 度的情況下的透鏡截面圖。圖12是包含本發(fā)明的變焦透鏡的照相機(jī)（圖像拾取裝置）的要 部示意圖。每個實施例的變焦透鏡是包含于諸如視頻照相機(jī)、數(shù)字照相機(jī)或銀鹵化物膠片 照相機(jī)的圖像拾取裝置(照相機(jī)）中的成像透鏡系統(tǒng)。
[0041] 在透鏡截面圖中，左方向代表對象側(cè)(物側(cè))(前方)，而右方向代表像側(cè)(后方)。在 透鏡截面圖中，i表示從物側(cè)起的透鏡單元的順序。Li表示第i個透鏡單元?？讖焦怅@SP 調(diào)節(jié)F數(shù)光束（light flux)。反射單元PR是包含內(nèi)部反射表面、處于光路上、并使光路彎 曲90度左右（±10度）的棱鏡。反射單元PR可以是反射鏡而不是棱鏡。光學(xué)塊G與光學(xué) 濾波器、面板（fac印late)、石英低通濾波器和紅外截止濾波器對應(yīng)。
[0042] 在像面IP上，在被用作視頻照相機(jī)和數(shù)字靜物照相機(jī)中的任一個的成像光學(xué)系 統(tǒng)的情況下，設(shè)置諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的固體圖像拾取元件(光電轉(zhuǎn)換元件)的圖 像拾取平面，或者，在銀鹵化物膠片照相機(jī)的情況下，設(shè)置與膠片表面對應(yīng)的感光表面。在 像差圖之中的球面像差圖中，實線d和交替的長及兩短劃線g分別代表d線和g線。在像 散圖中，虛線ΛΜ和實線AS分別代表子午像面和弧矢像面。
[0043] 橫向色差由g線代表。還示出半視角ω (成像視角的值的一半）（度)和F數(shù)Fno。 在每個實施例中，廣角端和望遠(yuǎn)端是可變倍率透鏡單元被設(shè)置在光軸上機(jī)械可移動范圍的 各端時的變焦位置。
[0044] 本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力的第一透鏡單元L1、具有 負(fù)折光力的第二透鏡單元L2、具有正折光力的第三透鏡單元L3、具有負(fù)折光力的第四透鏡 單元L4和具有正折光力的第五透鏡單元L5。
[0045] 在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，如箭頭所示，至少第二透鏡單元L2向圖像移動 并且第四透鏡單元L4非直線（nonlinearly)移動，由此執(zhí)行變焦。與第四透鏡單元L4有 關(guān)的實線的曲線4a和虛線的曲線4b分別代表用于校正由于被聚焦于無限遠(yuǎn)和近距離的情 況下的倍率變動所導(dǎo)致的像面變動的移動軌跡。在光軸上移動第四透鏡單元L4以執(zhí)行聚 焦的后聚焦系統(tǒng)被采用。在望遠(yuǎn)端，為了從無限遠(yuǎn)到近距離聚焦，如箭頭4c所示，第四透鏡 單元L4向后偏移。
[0046] 該配置實現(xiàn)高變焦比，同時減小整個系統(tǒng)的尺寸。例如，與包含具有正、負(fù)、正和正 的折光力的第一到第四透鏡單元的四組變焦透鏡相比，本發(fā)明將具有發(fā)揮發(fā)散效果的負(fù)折 光力的透鏡單元布置為比孔徑光闌更接近像面。該配置特別有助于減小前透鏡有效直徑的 尺寸，并增加用于校正像差的靈活性以由此有助于實現(xiàn)高變焦比。
[0047] 在每個實施例中，至少第二透鏡單元L2和第四透鏡單元L4被移動以實現(xiàn)變焦。 這里，與在廣角端相比，在望遠(yuǎn)端，第一透鏡單元L1與第二透鏡單元L2之間的間隔變寬，并 且第二透鏡單元L2與第三透鏡單元L3之間的間隔變窄；第三透鏡單元L3與第四透鏡單元 L4之間的間隔變動，并且第四透鏡單元L4與第五透鏡單元L5之間的間隔因此增大。第五 透鏡單元L5在變焦期間不移動。具有正折光力的第五透鏡單元L5由此被布置為比像面更 接近物體，從而改善遠(yuǎn)心性（telecentricity)。
[0048] 用于彎曲光路的反射單元PR被設(shè)置在第四透鏡單元L4與第五透鏡單元L5之間。 反射單元PR使光路彎曲90°左右，由此減小進(jìn)入透鏡系統(tǒng)的入射光軸方向上的尺寸。關(guān)于 傍軸折光力布置，第四透鏡單元L4與第五透鏡單元L5之間的間隔的增大可減小第三透鏡 單元L3、第四透鏡單元L4和第五透鏡單元L5的折光力，由此有助于像差校正。
[0049] 由此，第四透鏡單元L4與第五透鏡單元L5之間的光軸上的間隔被增大，并且反射 單元PR被布置于其空間中，由此實現(xiàn)高變焦比和變焦透鏡的尺寸的減小。具有負(fù)折光力的 第四透鏡單元L4被布置于具有正折光力的第三透鏡單元L3和具有正折光力的第五透鏡單 元L5之間，由此將通過第四透鏡單元L4的近旁的軸上光束的入射高度和進(jìn)入透鏡表面中 的軸外光束的入射高度抑制為低。
[0050] 該布置減小反射單元PR的有效直徑，并有助于整個系統(tǒng)的尺寸的減小。反射單元 PR可以是具有內(nèi)部反射表面的棱鏡和反射鏡之一。與大的元件相比，小的棱鏡或小的反射 鏡可更容易地實現(xiàn)高的表面精度和角精度。在與反射構(gòu)件PR相比更接近圖像側(cè)，第五透鏡 單元L5和圖像拾取平面被布置在與變焦透鏡的入射光軸垂直或者基本上垂直的方向上。 這些部件具有相對小的有效直徑，這允許變焦透鏡的光軸上的空間小。
[0051] 同時，與變焦透鏡的入射光軸垂直或者基本上垂直的方向上的光路長度是第五透 鏡單元L5的光軸方向上的厚度與其前后間隔的相加，這使得不需要大的空間。在許多情況 下，根據(jù)本發(fā)明的五組配置變焦類型的變焦透鏡的鏡筒的外徑由具有最大有效直徑的第一 透鏡單元L1的前透鏡有效直徑限定。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明，可易于將鏡筒的與變焦透鏡的入射光軸垂直的方向上的突出抑制為 小。在每個實施例中，在從無限遠(yuǎn)到近距離聚焦期間，如箭頭4c所示，具有負(fù)折光力的第四 透鏡單元向像面移動。采用輕重量的第四透鏡單元L4作為聚焦透鏡單元，由此有助于快速 聚焦。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明，以上的配置實現(xiàn)這樣的變焦透鏡：整個系統(tǒng)的尺寸小并具有高變焦 t匕，并且在整個變焦范圍之上實現(xiàn)高光學(xué)性能。在每個實施例中，實現(xiàn)以下條件中的至少一 個是合適的。
[0054] 整個系統(tǒng)的焦距fw和ft分別處于廣角端和望遠(yuǎn)端。fl、f2、f3、f4和f5分別是 第一透鏡單元L1、第二透鏡單元L2、第三透鏡單元L3、第四透鏡單元L4和第五透鏡單元L5 的焦距。從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間第四透鏡單元L4與第五透鏡單元L5之間的間隔的 最小值是D45min。這里，用于聚焦的第四透鏡單元L4處于用于聚焦于無限遠(yuǎn)的位置處。在 反射單元PR是棱鏡構(gòu)件的情況下，反射單元PR的出射表面與像面之間的間隔是Dpi，并且 望遠(yuǎn)端的透鏡總長度(從第一透鏡表面到像面的距離）是Lt。
[0055] 這里，在反射單元是棱鏡構(gòu)件的情況下，間隔Dpi是從棱鏡構(gòu)件的出射表面到像 面的距離。在反射單元是反射鏡的情況下，該間隔是從自反射鏡的有效反射表面的像側(cè)的 端部的垂線與光軸的交點到像面的距離。半徑Y(jié)max針對由變焦透鏡形成的各變焦位置處 的有效圖像直徑之中的最大有效圖像直徑。m2是從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的第二透鏡 單元L2的移動量。
[0056] 這里，從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的透鏡單元的移動量是在廣角端與望遠(yuǎn)端的 光軸方向上的透鏡單元的位置之間的差。透鏡單元被設(shè)置為在望遠(yuǎn)端比在廣角端更接近圖 像的情況下，位置差的符號為正；在望遠(yuǎn)端比在廣角端更接近物體的設(shè)置的情況下，該符號 為負(fù)。3 2w和3 2t分別是第二透鏡單元L2在廣角端和望遠(yuǎn)端的橫向倍率。第二透鏡單元 L2包含至少一個正透鏡。其中的至少一個正透鏡的材料對d線具有阿貝數(shù)vd2。這里，滿 足以下的條件式中的至少一個是合適的。
[0057] 0. 8<-f3/f4<l. 5......(1)
[0058] 0. 02<-f4/ft<0. 12......(2)
[0059] 0. 4<f3/f5<l. 1......(3)
[0060] 2. 0<D45min/fw<3. 5......(4)
[0061] 0. 03<Dpi/Lt<0. 40.......(5)
[0062] 0· 03〈Ymax/ | m2 |〈0· 15.......(6)
[0063] 0. 02<-f2/ft<0. 07......(7)
[0064] 8. 0<f l/fw<20. 0......(8)
[0065] 20〈 β 2t/ β 2w〈70......(9)
[0066] 0. 40<-f4/f5<0. 95......(10)
[0067] 0. 06<f5/ft<0. 15......(11)
[0068] 10. 0<vd2<20. 0......(12)
[0069] 接下來，描述以上的條件式的技術(shù)含義。條件式（1)限定被布置為比反射單元PR 更接近物體的具有正折光力的第三透鏡單元L3和具有負(fù)折光力的第四透鏡單元L4之間的 折光力分配。如果與第三透鏡單元L3的焦距的絕對值相比第四透鏡單元L4的焦距的絕對 值變得太低(負(fù)折光力變強(qiáng))從而超出條件式（1)的上限，那么對軸外光線的發(fā)散效果變強(qiáng)。 因此，反射單元PR上的軸外光線的入射高度增大。由此，反射單元PR所需要的有效直徑變 得太大，這增大整個系統(tǒng)的尺寸。
[0070] 相反，如果與第三透鏡單元L3的焦距的絕對值相比第四透鏡單元L4的焦距的絕 對值變得太高(負(fù)折光力變?nèi)酰亩_(dá)不到條件式（1)的下限，那么第四透鏡單元L4的倍率 變動所導(dǎo)致的像面校正和聚焦期間的位置靈敏度變低。結(jié)果，變焦和聚焦期間的第四透鏡 單元L4的移動行程變得太大，因此需要預(yù)先確保對于反射單元PR的空間大，這使得難以減 小透鏡總長度。
[0071] 條件式（2)限定第四透鏡單元L4的負(fù)折光力。如果第四透鏡單元L4的焦距的絕 對值變得太高(負(fù)折光力變?nèi)酰亩鰲l件式（2)的上限，那么第四透鏡單元L4的變焦和 聚焦期間的移動行程變大。因此，需要預(yù)先確保與反射單元PR的間隔大，這增大透鏡總長 度的尺寸。相反，如果第四透鏡單元L4的焦距的絕對值變得太低(負(fù)折光力變強(qiáng))從而達(dá)不 到條件式（2)的下限，那么由于聚焦導(dǎo)致的諸如橫向色差、像面彎曲和像散的各種像差的變 動變大。
[0072] 條件式（3)限定被布置為比孔徑光闌SP更接近圖像的具有正折光力的第三透鏡 單元L3與具有正折光力的第五透鏡單元L5之間的折光力分配。第三透鏡單元L3是被布 置為比孔徑光闌SP更接近圖像但與孔徑光闌SP相鄰的透鏡單元。因此，該組具有校正軸 上光線和軸外光線兩者的像差的責(zé)任。同時，第五透鏡單元L5是被布置為比像面更接近物 體但與像面相鄰的透鏡單元。因此，在整個變焦范圍之上，與軸上光線相比，軸外光線通過 更高的位置。因此，第五透鏡單元L5基本上對像面用作場透鏡（field lens)。
[0073] 如果第五透鏡單元L5的折光力分配變得比第三透鏡單元L3的分配高得多從而超 出條件式（3)的上限，那么對軸外光線的會聚效果在整個變焦范圍之上變得太強(qiáng)，并且出射 光瞳位置向像面移動。因此，遠(yuǎn)心性降低。遠(yuǎn)心性的降低根據(jù)圖像高度(視角）使布置于像 面上的光電轉(zhuǎn)換元件上的入射角大大變動。該變動趨于在輸出圖像中導(dǎo)致照明不均勻和顏 色陰影（color shading)。
[0074] 相反，如果第三透鏡單元L3的折光力分配變得比第五透鏡單元L5的分配高得多 從而達(dá)不到條件式（3)的下限，那么第三透鏡單元L3導(dǎo)致大的軸上色差、球面像差、像面彎 曲和像散。難以使用其它的透鏡單元校正這些像差。
[0075] 條件式（4)限定變焦期間的第四透鏡單元L4與第五透鏡單元L5之間的間隔。如 果該間隔變得太大從而超出條件式（4)的上限，那么第四透鏡單元L4和第五透鏡單元L5的 折光力可被弱化，這有利于像差校正。但是，透鏡總長度變大。相反，如果該間隔變小從而 達(dá)不到條件式（4)的下限，那么第四透鏡單元L4和第五透鏡單元L5的折光力變強(qiáng)。諸如 橫向色差、像面彎曲和像散的各種像差的變動在變焦和聚焦期間增大。
[0076] 條件式（5)限定反射單元的出射表面與像面之間的間隔。如果該間隔變得太大從 而超出條件式（5)的上限，那么第四透鏡單元L4和第五透鏡單元L5的折光力可被弱化，這 有利于像差校正。但是，通過反射單元PR彎曲光路之后的光軸上的光路長度變得太長，這 增大透鏡系統(tǒng)的尺寸。相反，如果該間隔變得太小從而達(dá)不到條件式（5)的下限，那么第四 透鏡單元L4和第五透鏡單元L5的折光力變強(qiáng)，并且變焦和聚焦期間的諸如橫向色差、像面 彎曲和像散的各種像差的變動增大，這是不利的。
[0077] 條件式（6)限定第二透鏡單元L2的變焦行程(移動量)。如果第二透鏡單元L2的 變焦行程變得太短從而超出條件式（6)的上限，那么要求第二透鏡單元L2的折光力強(qiáng)以實 現(xiàn)高的變焦比。由此，諸如橫向色差、像面彎曲和像散的各種像差的變動在變焦期間增大。 相反，如果第二透鏡單元L2的變焦行程變得太長從而達(dá)不到條件式（6)的下限，那么透鏡 總長度變長，這使得難以減小整個透鏡系統(tǒng)的尺寸。
[0078] 條件式（7)限定第二透鏡單元L2的負(fù)折光力。如果第二透鏡單元L2的焦距的絕 對值變得太大(負(fù)折光力被弱化）從而超出條件式（7)的上限，那么用于實現(xiàn)高變焦比的第 二透鏡單元L2的變焦行程變得太長，并且透鏡總長度變長。相反，如果第二透鏡單元L2的 焦距的絕對值變得太小(負(fù)折光力強(qiáng)）從而達(dá)不到條件式（7)的下限，那么第二透鏡單元L2 處的諸如橫向色差、像面彎曲和像散的各種像差的出現(xiàn)增加。并且，各種像差的變動在變焦 期間增大。因此，難以實現(xiàn)高變焦比。
[0079] 條件式（8)限定第一透鏡單元L1的正折光力。如果第一透鏡單元L1的焦距變得 太長(正折光力被弱化)從而超出條件式（8)的上限，那么第二透鏡單元L2在望遠(yuǎn)端的橫向 倍率的絕對值變得太小。因此，第二透鏡單元L2不能實現(xiàn)足夠的可變倍率比。由此難以實 現(xiàn)高變焦比。相反，如果第一透鏡單元L1的焦距變得太短(正折光力強(qiáng))從而達(dá)不到條件式 (8)的下限，那么在望遠(yuǎn)端和與其相鄰的位置處出現(xiàn)大的軸上色差和球面像差，這使得難以 實現(xiàn)高的光學(xué)性能。
[0080] 條件式（9)限定第二透鏡單元L2的可變倍率比。如果第二透鏡單元L2的可變倍 率比變得太高從而超出條件式（9)的上限，那么高值對實現(xiàn)高變焦比是有利的。但是，在第 二透鏡單元L2處根據(jù)變焦的諸如橫向色差、像面彎曲和像散的各種像差的變動變得太大。 因此，變得難以在整個變焦范圍中實現(xiàn)高的光學(xué)性能。相反，如果第二透鏡單元L2的可變 倍率比變得太低從而達(dá)不到條件式（9)的下限，那么變得難以實現(xiàn)高變焦比。
[0081] 條件式（10)限定作為分別比反射單元PR更接近物體和更接近圖像的兩個透鏡單 元的第四透鏡單元L4和第五透鏡單元L5的折光力。如果與第五透鏡單元L5的焦距相比 第四透鏡單元L4的焦距的絕對值變得高得多（負(fù)折光力被弱化)從而超出條件式（10)的上 限，那么通過反射單元PR的軸外光線的入射高度增大，這繼而又增大反射單元PR的尺寸。 并且，第四透鏡單元L4的像面校正和聚焦所需要的移動量變得太大。因此，變得難以減小 整個透鏡系統(tǒng)的尺寸。
[0082] 相反，如果與第五透鏡單元L5的焦距相比第四透鏡單元L4的焦距的絕對值變得 低得多（負(fù)折光力變強(qiáng)）從而達(dá)不到條件式（10)的下限，那么由于以下原因，這是不利的。 根據(jù)變焦和聚焦的諸如橫向色差、像面彎曲和像散的各種像差的變動變得太大。因此，變得 難以實現(xiàn)高變焦比。
[0083] 條件式（11)限定第五透鏡單元L5的正折光力。如果第五透鏡單元L5的焦距變 得太長（正折光力被弱化）從而超出條件式（11)的上限，那么變得難以給軸外光線施加足 夠的會聚效果，并且遠(yuǎn)心性降低。如果第五透鏡單元L5的焦距變得太短（正折光力變強(qiáng)） 從而達(dá)不到條件式（11)的下限，那么第五透鏡單元L5大大導(dǎo)致諸如橫向色差、像面彎曲和 像散的各種像差。因此，變得難以使另一透鏡單元校正這些各種像差。
[0084] 條件式（12)限定包含于第二透鏡單元L2中的正透鏡的材料。如果該正透鏡的材 料的對于d線的阿貝數(shù)變得太高（色散（dispersion)變?。亩鰲l件式（12)的上限， 那么由第二透鏡單元L2的負(fù)透鏡導(dǎo)致的負(fù)橫向色差的校正變得不足。因此，變得難以實現(xiàn) 高變焦比。相反，如果該正透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)變得太?。ㄉ⒆兇螅亩_(dá) 不到條件式（12)的下限，那么由第二透鏡單元L2的負(fù)透鏡導(dǎo)致的負(fù)橫向色差被過度校正。 因此，變得難以實現(xiàn)高變焦比。如下設(shè)定條件式（1)至（12)的數(shù)值范圍是更合適的。
[0085] 0. 9<-f3 / f4<1.4......(la)
[0086] 0. 03<-f4 / ft<0. 10......(2a)
[0087] 0. 5<f3 / f5<l. 0......(3a)
[0088] 2. 2<D45min / fw<3. 2......(4a)
[0089] 0· 06〈Dpi / Lt〈0. 30......(5a)
[0090] 0· 05〈Ymax / |m2|〈0. 12......(6a)
[0091] 0. 025<-f2 / ft<0. 065......(7a)
[0092] 9. 0<fl / fw<17. 0......(8a)
[0093] 25〈 β 2t / β 2w〈60......(9a)
[0094] 0. 50<-f4 / f5<0. 85......(10a)
[0095] 0. 07<f5 / ft<0. 13......(11a)
[0096] 12. 0<vd2<21. 0......(12a)
[0097] 并且，如果如下設(shè)定條件式（la)至（12a)的數(shù)值范圍，則可確保發(fā)揮各條件式所 意圖的有利效果。
[0098] 1. 0<-f3 / f4<l. 3......(lb)
[0099] 0. 04<-f4 / ft<0. 09......(2b)
[0100] 0. 6<f3 / f5<0. 9......(3b)
[0101] 2. 4<D45min / fw<3. 0......(4b)
[0102] 0· 08〈Dpi / Lt〈0. 25......(5b)
[0103] 0· 07〈Ymax / |m2|〈0. 10......(6b)
[0104] 0. 03<-f2 / ft<0. 06......(7b)
[0105] 9. 5<fl / fw<15. 0......(8b)
[0106] 28〈β 2t / β 2w〈50......(9b)
[0107] 0. 55<-f4 / f5<0. 80......(10b)
[0108] 0. 08<f5 / ft<0. 12......(lib)
[0109] 13. 0<vd2<19. 0......(12b)
[0110] 接下來，描述各實施例的透鏡配置的特性。
[0111] 第四透鏡單元L4被設(shè)置在具有正折光力的第三透鏡單元L3與具有正折光力的第 五透鏡單元L5之間。透鏡表面上的軸上光線和軸外光線的入射高度均通過低位置。因此， 第四透鏡單元L4可具有相對大的折光力。結(jié)果，第四透鏡單元L4可具有大的橫向倍率和 短的聚焦行程（用于聚焦的移動量），由此有助于減小透鏡總長度。
[0112] 第四透鏡單元L4由一個透鏡部件（單個透鏡和其中將多個透鏡接合（cement)在 一起的接合透鏡之一）制成。這種配置可減小聚焦所需要的驅(qū)動扭矩。因此，可采用較小 的致動器，由此有助于減小整個透鏡系統(tǒng)的尺寸。第四透鏡單元L4是包含被接合在一起的 一個正透鏡和一個負(fù)透鏡的接合透鏡是合適的。該配置有助于減小根據(jù)聚焦的諸如橫向色 差和像面彎曲的像差的變動。
[0113] 第五透鏡單元L5由一個透鏡部件構(gòu)成。這種配置可減小通過反射構(gòu)件PR彎曲光 軸之后的光路長度，并有助于透鏡系統(tǒng)的尺寸的減小。第五透鏡單元L5是包含被接合在一 起的一個正透鏡和一個負(fù)透鏡的接合透鏡是合適的。該配置有助于減小橫向色差。
[0114] 接下來，描述各實施例的具體透鏡配置的特性。還描述各實施例的透鏡配置。除 非另外規(guī)定，否則，在從物側(cè)到像面?zhèn)炔贾貌考募俣ㄏ旅枋鐾哥R配置。在每個實施例中， 在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，通過向像面移動第二透鏡單元L2來改變倍率，并且通過 移動第四透鏡單元L4根據(jù)倍率變化來校正像面變動并執(zhí)行聚焦。
[0115] 在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，在實施例1、2、3和5中，第一透鏡單元L1不移 動，而在實施例4中，第一透鏡單元L1沿凸向圖像的軌跡移動。如果第一透鏡單元不可動， 那么變焦機(jī)構(gòu)可被簡化。作為代替，如果第一透鏡單元可移動，那么從廣角端到中間變焦范 圍(在其處限定前透鏡有效直徑)，入射光瞳距離減小，由此有助于前透鏡有效直徑的尺寸 的減小。在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，在實施例1和4中，第三透鏡單元L3不移動，而 在實施例2、3和5中，該透鏡單元向物體移動。
[0116] 如果第三透鏡單元不可動，那么變焦機(jī)構(gòu)可被簡化。作為代替，如果第三透鏡單元 可移動，那么校正像差的靈活性得到改善，這可適當(dāng)?shù)匦Ｕ鶕?jù)變焦的諸如色差、像面彎曲 和像散的各種像差的變動。并且，可容易地確保用于使用第四透鏡單元L4聚焦的聚焦行程 的空間。孔徑光闌SP被布置為比第三透鏡單元L3更接近物體。在變焦期間，孔徑光闌SP 在實施例1和4中不移動，而在實施例2、3和5中與第三透鏡單元L3 -起向物體移動。
[0117] 在每個實施例中，孔徑光闌SP的孔徑光闌直徑在變焦期間是可變的，并且從中間 變焦位置到望遠(yuǎn)端截去不必要的閃光（flare)，由此有利地保持光學(xué)性能，同時實現(xiàn)高變焦 比?？讖焦怅@SP可在變焦期間獨立于第三透鏡單元L3 (沿不同的軌跡）移動。在這種情 況下，光闌直徑可減小尺寸，并且可有利地在中間變焦位置處遮蔽軸外閃光。
[0118] 在實施例1、2、3和5中，第一透鏡單元L1從物側(cè)到像側(cè)依次包括：包含具有朝向 物體的凸表面的彎月形負(fù)透鏡和具有朝向物體的凸表面的正透鏡的接合透鏡，所述透鏡被 接合在一起；以及具有朝向物體的凸表面的兩個彎月形正透鏡。在實施例4中，第一透鏡單 元L1從物側(cè)到像側(cè)依次包括：包含具有朝向物體的凸表面的彎月形負(fù)透鏡和具有朝向物 體的凸表面的正透鏡的接合透鏡，所述透鏡被接合在一起；以及具有朝向物體的凸表面的 彎月形正透鏡。
[0119] 包含多個正透鏡的第一透鏡單元L1的配置有利地校正諸如隨著高變焦比的實現(xiàn) 而增大的望遠(yuǎn)端的球面像差以及根據(jù)變焦而導(dǎo)致的軸上色差和橫向色差的各種像差的變 動。
[0120] 在實施例5中，第一透鏡單元L1的被布置為最接近圖像的正透鏡具有更接近物體 并具有非球面形狀的透鏡表面。因此，可抑制根據(jù)變焦的像面彎曲和像散的變動，由此有助 于實現(xiàn)高變焦比。在實施例1至4中，第二透鏡單元L2從物側(cè)到像側(cè)依次包括：具有折光 力絕對值比朝向物體的表面的該值高(大）的朝向圖像的凹表面的負(fù)透鏡；雙凹形負(fù)透鏡； 以及具有朝向物體的凸表面的正透鏡。在實施例5中，第二透鏡單元L2從物側(cè)到像側(cè)依次 包括：具有折光力絕對值比朝向物體的表面的該值高的朝向圖像的凹表面的負(fù)透鏡；雙凹 形負(fù)透鏡；以及包含具有朝向物體的凸表面的正透鏡和具有光焦度（power)更強(qiáng)的朝向圖 像的凹表面的負(fù)透鏡的接合透鏡，所述透鏡被接合在一起。
[0121] 第二透鏡單元L2是發(fā)揮變動倍率的主要效果的透鏡單元，并包含多個負(fù)透鏡以 具有強(qiáng)的負(fù)折光力。該配置有效地抑制根據(jù)變焦的諸如像面彎曲、像散和橫向色差的各種 像差的變動。第二透鏡單元L2可具有至少一個具有非球面形狀的透鏡表面。該配置有助 于減小根據(jù)變焦的諸如像面彎曲和像散的各種像差的變動。
[0122] 在實施例1至4中，第三透鏡單元L3從物側(cè)到像側(cè)依次包括：具有朝向物體的凸 表面的正透鏡；具有折光力絕對值比朝向物體的表面的該值高的朝向像面的凹表面的負(fù)透 鏡；以及雙凸形正透鏡。在實施例5中，第三透鏡單元L3從物側(cè)到像側(cè)依次包括：具有朝向 物體的凸表面的正透鏡；包含被接合在一起的具有朝向物體的凸表面的正透鏡和負(fù)透鏡的 接合透鏡，該負(fù)透鏡具有折光力絕對值比朝向物體的表面的值高的朝向圖像的凹表面；以 及雙凸形正透鏡。
[0123] 這種具有包含至少兩個正透鏡和一個負(fù)透鏡的第三透鏡單元L3的配置減小球面 像差和軸上色差、以及根據(jù)變焦的像面彎曲和像散的變動。在每個實施例中，第三透鏡單元 L3的最接近物體的正透鏡具有非球面表面，這有效地校正球面像差。并且，最接近圖像的 正透鏡具有更接近圖像并具有非球面形狀的表面，這抑制根據(jù)變焦的像面彎曲和像散的變 動，并有助于實現(xiàn)高變焦比。
[0124] 在每個實施例中，第四透鏡單元L4是包含被接合在一起的正透鏡和負(fù)透鏡的接 合透鏡。因此，變焦和聚焦期間的色差、像面彎曲和像散的變動被減小。并且，正透鏡和負(fù) 透鏡被接合以配置所述一個透鏡部件，這有助于第四透鏡單元L4的組裝和尺寸減小、以及 整個系統(tǒng)的尺寸減小。
[0125] 第五透鏡單元L5是包含被接合在一起的正透鏡和負(fù)透鏡的接合透鏡。作為替代 方案，該透鏡單元是包含被接合在一起的負(fù)透鏡和正透鏡的接合透鏡。因此，在采用單部件 透鏡配置的同時，有效地校正對于軸外光線的諸如橫向色差、像面彎曲和像散的像差，由此 實現(xiàn)第五透鏡單元L5的厚度的減小。在每個實施例中，第四透鏡單元L4和第五透鏡單元 L5具有相同次序的正透鏡和負(fù)透鏡，以允許光線依次通過折光力具有不同符號的透鏡，由 此有效地校正色閃（color flare)。
[0126] 在每個實施例中，如圖11所示，彎曲來自物體的光的反射單元PR被插在第四透鏡 單元L4與第五透鏡單元L5之間。反射單元PR是棱鏡。作為替代方案，該單元可以是反射 鏡。棱鏡的入射表面和出射表面可具有球面或非球面形狀的折光力。該配置可提高校正像 差的靈活性。
[0127] 以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的有利的實施例。但是，本發(fā)明不限于這些實施例。而是， 可在其要旨的范圍內(nèi)作出各種修改和變化。
[0128] 接下來，參照圖12描述采用本發(fā)明的變焦透鏡作為成像光學(xué)系統(tǒng)的視頻照相機(jī) (光學(xué)裝置）的實施例。
[0129] 圖12示出視頻照相機(jī)體10、包含實施例1至5中描述的任何變焦透鏡的成像光學(xué) 系統(tǒng)11。諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的固體圖像拾取元件12 (光電轉(zhuǎn)換元件）被嵌入 在照相機(jī)體中，并接收通過成像光學(xué)系統(tǒng)11形成的對象圖像。監(jiān)視器13包含用于觀看被 固體圖像拾取元件12光電轉(zhuǎn)換的對象圖像的液晶面板。將本發(fā)明的變焦透鏡這樣應(yīng)用于 諸如視頻照相機(jī)的圖像拾取裝置可實現(xiàn)小且具有高光學(xué)性能的圖像拾取裝置。
[0130] 在實施例4中，在廣角端周圍大大導(dǎo)致負(fù)畸變，并且固體圖像拾取元件的其成像 范圍被配置為處于比用于其它變焦位置的范圍小的范圍內(nèi)。即，實施例4的變焦透鏡的廣 角端及與其相鄰的變焦位置處的有效圖像直徑（圖像高度）比其它變焦位置(望遠(yuǎn)端）處的 有效圖像直徑（圖像高度）小。在圖像拾取裝置中采用實施例4的變焦透鏡的情況下，可通 過使用處理固體圖像拾取元件的圖像數(shù)據(jù)的信號處理電路電校正所獲取的圖像信息的畸 變，來輸出具有小畸變的圖像。
[0131] 在每個實施例中，以上配置可實現(xiàn)整個光學(xué)系統(tǒng)小并且具有高變焦比以及整個變 焦范圍之上的高光學(xué)性能的變焦透鏡。并且，如圖11所示，每個實施例的變焦透鏡包含彎 曲來自物體的光并被布置于第四透鏡單元L4與第五透鏡單元L5之間的反射構(gòu)件PR，由此 有助于減小照相機(jī)的厚度。
[0132] 接下來，描述與本發(fā)明的各實施例1至5對應(yīng)的數(shù)值例1至5。在每個數(shù)值例中， 光學(xué)表面的順序i從物側(cè)起取。ri是第i個光學(xué)表面(第i個）的曲率半徑。di是第i個 表面與第（i+Ι)個表面之間的間隔。ndi和vdi是第i個光學(xué)構(gòu)件的材料對d線的折射率 和阿貝數(shù)。k表示偏心率。A4、A6、A8和A10是非球面系數(shù)。X是距光軸高度為h的位置處 的光軸方向上的相對于表面頂點的位移。非球面形狀被如下表達(dá)。
[0133] x= (h2/R) / [1+ [1- (1+k) (h/R)2]1/2] +A4h4+A6h6+A8h8+A10h10.
[0134] 注意，R是傍軸曲率半徑。例如，"E-Z"代表"10_z"。數(shù)值例1、2和3中的r24和 r25,數(shù)值例4中的r22和r23,以及數(shù)值例5中的r26和r27表示反射單元的入射表面和出 射表面。每個數(shù)值例中的最后兩個表面是諸如濾波器和面板的光學(xué)塊的表面。在每個例子 中，后焦距（BF)是從最后的透鏡表面到傍軸像面的空氣中距離。通過將后焦距加到從最接 近物體的透鏡表面到最后的透鏡表面的距離來獲取透鏡總長度。
[0135] 在數(shù)值例4中，廣角端的有效直徑（圖像高度)小于望遠(yuǎn)端的有效圖像直徑（圖像高 度)。表1描述與每個數(shù)值例中的上述條件式的對應(yīng)關(guān)系。
[0136] 數(shù)值倒1 單位mm 表面數(shù)據(jù) 表面號 i ri di ndl vdi 1 61.944 1.30 1.85124 24.5 2 39.165 B.59 1.49700 81.5 3 270.910 0.15 4 59.615 2.46 1,49700 81.5 5 289,229 0,15 6 34,970 2.93 1.59522 67.7 ? 98.692 (可變） 8 40.531 0.55 1.88300 40.8 9 6.195 3.64 10 -21.145 0.50 1.77250 4S.6 11 21.763 0.20 12 12.645 1.47 1.95906 17.5 13 38.528 (可變） 14 - 1.00 (光_ ) 15* 10.358 4.97 1.69350 53.2 16* -111.278 0.15 17 12.612 0.60 1.95906 17.5 18 7.987 1.44 19 10.985 3.8C 1.49710 81.β 20? -20,029 (可變） 21 49.485 0.55 1.88300 40.8 22 5.550 1.04 1.95906 17.5 23 7.212 (可變） 24 - 9.00 1.90366 31.3 25 *· 1.50 26 11.370 0.50 1.95906 Π .5 27 7.714 3.10 1,62299 58.2 28 -16.811 2.50 29 - 1.44 1.51633 64.1 30 - 0.50 " 像面 -
[0137] 非球面數(shù)據(jù) 第B表面 K =-1.98282e-001 A 4=-2.37〇56e-0〇5 ft 6= 6.56385e-008 A 8? 5.49?59e-010 第表面 K - 0,OOOOOe+OOO A 4e 1.55533e-004 A 6=-3.59762e-O07 第M表面 K =-7.82220e+000 A 4=-6.67733e-005 A 6= 1.59117e-006 各種類型的數(shù)據(jù) 變焦比 30.39 廣角 中《 望遠(yuǎn) 焦距 4· 90 54.39 145.90 F 數(shù) 1·80 3,60 4.80 半視角《度》 32.00 3.16 1.18 圈像高度 3.00 3.00 3.00 透鏡總長度 95*49 95. 49 95*49 Bf 3.95 3.95 3.95 d? 0,60 30.81 36.14 dl3 30.34 8.13 2.80 d20 1,00 5.80 0·80 d23 7.02 2.22 ?·22 ' 變藥透鏡單元數(shù)振 組 開始表面 焦距 1 % 49.22 2 8 -6.71 3 14 11.66 4 21 -10.14 PI 24 m 5 26 13.33
[0138] 歎值劍2 表面數(shù)據(jù) 表面號 1 ri dl ndi vdi 1 49.367 1,20 1.86451 24.3 2 35.923 3.85 1.49700 81,5 3 249.645 0.15 4 53.700 2.23 1.49700 81.5 5 238.303 0.15 6 41.982 1.63 1.59522 67*7 7 71.311 (可變） 8 38.714 0.30 2.06342 26*7 9 7.842 4.62 10 -21.532 C.30 1,60311 60.6 11 20.107 0.20 12 15,259 1.46 2*15132 14.3 13 43.292 (可變） 14 (光爾） * 1.00 15φ 8.898 4,52 i.77250 49.5 16^ 65.952 0.15 IT 19,398 0.60 1.84666 23*3 18 6.614 1.10 13 8.328 3.39 1,55332 71,7 20* ?23,244 C 可變） " 21 -57.962 1,10 1.95906 17.5 22 -11.821 0·40 i.83481 42,7 23 10.177 《可變） 24 _ 8.50 1.90366 31.3 25 1.50 26 17,170 2.79 1.59522 67.7 21 ?7.707 0.40 1,92286 18.9 28 -12,647 4.97 23 _ 1.44 1.51633 §4,1 30 _ 0,50 像爾 -
[0139] 非球面數(shù)據(jù) ' 第15表面 K =-2.34?71e-001. A 4= 4.48906e-006 A 6* 8,6?393e-008 A 8= 3.21744e-009 第丨6表面 K = 0.00000e+000 A 4= 1.16343e-004 A 6?-5.93189e-007 第20表面 · K =~8.36369e+000 a 4= 4.90643e~005 h 6= 1.58999e-006 各種類型的數(shù)據(jù) 變焦比 34.06 廣角 申_ 望遠(yuǎn) 焦距 4.40 31.61 150.00 1 ''數(shù) 1.80 2.80 4.80 半視角（度） 34.26 5.42 1.15 圖像高度 3.00 3.00 3.00 透鏡總長度 99.71 99.71 99.71 ΒΓ 6.42 6.42 6.42 d? 0.60 28.53 40.49 ^13 46.98 14,43 1-60 禮20 2.16 5.93 0.99 d23 2.01 2.86 8.66 變焦透鏡單元數(shù)據(jù) 組 開始表面 焦距 1 I 54.97 2 8 -8,32 3 14 12.75 4 21 -11.26 PR 24 - 5 28 15-73
[0140] 數(shù)值例3 表面數(shù)據(jù) 表面號 I it di ndi vdi 1 53.218 1.35 2.00069 25,5 2 38.736 4.14 1.43875 94.9 3 303.565 0.12 4 45,530 2.93 1.49700 81-5 5 168.829 0.12 6 42.06? 2.42 1.59522 61,1 7 96.383 (可變） ' 8 51.543 0.50 1.88300 40.8 I 1.156 4.50 10 -32.875 0.40 1.77250 49,6 II 20.106 0.20 12 13.188 1.2? 2.10205 16,8 13 26.882 (可變） i4《光闌） _ ι,οο 15* 10.209 4.24 1,59522 67,1 16* -88.284 0.15 I? 11.962 0.65 2.10300 18,1 18 8.773 1.43 19 15.187 3.63 1.4S710 81,6 20* -16.532 (可變） 21 -112.751 0,93 1.95906 17.5 22 -14.5-- 0.45 1.88300 40.8 23 9.08? (可變） 24 - 8.00 1.90366 31,3 25 - 1.50 26* 20.153 2,56 1.55332 ?1.7 27 -7.972 0.45 1.94595 18.0 28 -10.716 4.97 26 ? 1,44 1.51633 64,1 30 · 0.50 像面 -
[0141] 非球面數(shù)據(jù) 第丨S表面 K = 3.64566e-002 A 4 = -3.77910e-005 A 6 ? 1.12584e-007 A 8=-2.71762e-010 第16表面 K = O.OOOOOe+OOO A 4 ? 2.06477e-004 A 6 = 1.08219e-008 第2?表面 K =-1.22427e+000 A 4 = -2.640?5e-005 A 6 = l,50935e-006 第26表面 K =-1.25980e+001 A 4 = 8.75991e-005 Λ 6 = -1,15266e-006 各種類型的數(shù)據(jù) 變焦比 39.94 廣角 中_ 望遠(yuǎn) 焦距 4.21 31,84 168.00 F數(shù) L.80 2,70 4.30 半視角（度） 35.50 5·38 1·02 圈像高度 3.00 3.00 3.00 透鏡總長度 99.66 ft-6? 99.66 BF 6.42 6,42 6-42 d? 0.55 27.68 39.31 dl3 45.42 13.61 1.60 d20 2.32 6.03 1·〇〇 d23 2.01 2.98 8,39 變焦透鏡單元數(shù)據(jù) 組 開始表面 焦距 1 I 53.51 2 8 -7.46 3 14 12.09 4 21 -9.91 PR 24 ~ 5 26 15.36
[0142] 數(shù)值銷4 表面數(shù)據(jù) 表面號 i ri di ndi vdi 1 47.511 1.30 2.00069 25.5 2 33.865 5.23 1.49700 81.5 3 -252.957 0.15 4 33.735 2.66 1.59522 67.7 5 85.661 (可變） 6 55,880 0.55 1.88300 40.8 7 8.796 3.69 8 "15.933 0.50 1.83481 12,7 9 12.69? 0.40 10 14.123 2.58 1.95906 17.5 11 - (可變） 12 (光國》 - i.oo 13* 10.033 3.89 1,71802 49.2 14* 209,601 0.15 15 14.493 0.60 1.95906 17.5 16 8.463 1,28 II 11.790 3,15 1.55332 71.7 18* -20.121 (可變） 19 10.404 0.55 1.88300 40.8 20 5.868 1.07 1.92286 18.9 21 8,130 (可變） 22 ? 9.00 1.90366 31,3 23 - 1.49 24 11.665 0.50 1,92286 1S.9 25 7.375 2.74 1.69680 55,5 26 -26.741 3.01 27 - 1.44 1.51633 64.1 28 - 0.50 像面 *
[0143] 非球面數(shù)據(jù) 第丨3表面 K =-8.40076e-002 A 4=-1.18328e-005 A 6= 7.48392e~009 A 8= 2,64192e-009 第14表面 K = O.OOOOOe+OOO A 4= 1.75182e-004 A 6=-6.26470e-007 第丨8表面 K =-1.30896e+001 A 4=-1.222?4e-004 A 4.16829e-006 各種類型的數(shù)據(jù) 變焦比 29.96 廣角 中間 望遠(yuǎn) 焦羅 4.51 49.24 135.00 F 數(shù) 1.S0 3.60 4.90 半視角（度） 32.04 3.49 1.2? 圏像高度 2.82 3.00 3.00 透鏡總長度 92.69 94.11 95,65 BF 1.52 4.52 4,52 d5 0,60 32.58 39.10 dll 38,10 7.54 2.56 d!8 0,98 ' δ?02 0.99 d21 7.02 1.98 1.01 變焦透鏡單元數(shù)據(jù) 組 開始表面 焦距 1 1 52.38 2 6 -6.99 3 12 11.16 4 19 -10.80 PR 22 - 5 24 13.78
[0144] 數(shù)植例5 表面數(shù)據(jù) 表面一fi γ? -- ndi vdl 1 53.222 1.20 1.80518 25,4 2 39.278 5,5? 1.43875 94.9 3 302.358 0.12 4 43.975 4.1? 1.43815 94.9 5 188.20? 0.12 i* 43.669 3.02 1.49710 81,6 7 104.636 (可變） 8 59.650 0.40 1,95375 32,3 9 7.154 4.38 10 -27.723 0.35 1.88300 40,1 11 32.799 0.19 12 14.195 1.63 2.10205 16.8 13 125.415 0.35 1.88300 40.8 14 23.609 (可變） 15 (光_) - 1.00 16* 12.547 3.88 1.55332 71.7 17* -135.531 0.15 18 10.103 2,39 1.49710 81.6 19 14.670 0.50 1.84666 23.9 20 7.970 ' 0.98 21 9.559 3,40 1,49710 01.6 22* -18.111 (可變） 23 -1163.591 0.95 1.95906 17.5 24 -17.454 0.45 1.88300 40.8 25 8.855 (可變） 26 ? 7.50 1.69680 55.5 21 鰣 2.36 28* 2I.C27 2.62 1.49710 81.6 29 -6.380 0.45 2.00100 29.1 30 -3.901 4.97 31 - 1.44 1.51633 64.1 32 疇 0.50 像面 -
[0145] 非球面數(shù)據(jù) 第6表面 K = 7.01709e-002 A 4 = -3.90826e-007 A 6 ? -3.12700e-010 A 8 ? 2.2812?e-014 第16表面 K = 3.72057e-001 A 4=-1.11050e-005 A 6 = 5.67072e-008 A 8= 1.3€918e-009 A10=-9.50135e-012 第17表面 K = O.OOOOOe+OOO A 4 = 1.26977e-004 A S = 1.98630e-〇〇7 第22表面 ' K = -2.73027e+000 A 4 = 9.65593e-005 A 6 ? 6.44004e-007 第2?表面 K ? 5.?7093e+000 A 4 =-1.45305e-004 A 6 = 4,45854e-006 δ 8=-1.1493?e-007 各種類型的數(shù)播 變 #,比 49.97 廣角 中間 望遠(yuǎn) 焦鉅 4.10 53.68 205.01 F敷 1.85 3.80 4·95 半視角（度） 36.Γ? 3.20 0.84 圈像高度 3.00 3.00 3.00 逢鏡總長度 W4.59 104.59 104.59 BF 6.42 6.42 6.42 d7 0,50 31.4? 39.22 dl4 46.17 9.33 060 d22 1.36 6.56 0,99 d25 2.00 2.66 9.23
[0146] 變焦透鏡單元數(shù)據(jù) 組 開始表面 焦S巨 1 1 54.58 2 8 -6.72 3 15 12,06 4 23 -10.40 m 26 ? 5 28 17.53
[0147] 表 1
[0148]

【權(quán)利要求】
1. 一種變焦透鏡，所述變焦透鏡從物側(cè)到像面?zhèn)纫来伟哂姓酃饬Φ牡谝煌哥R單 元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元、具有負(fù)折光力的第四透 鏡單元和具有正折光力的第五透鏡單元， 其中，至少第二透鏡單元和第四透鏡單元在變焦期間移動，使得：在望遠(yuǎn)端，與廣角端 相比，第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的間隔增大，第二透鏡單元與第三透鏡單元之間 的間隔減小，第三透鏡單元與第四透鏡單元之間的間隔改變，以及第四透鏡單元與第五透 鏡單元之間的間隔增大，并且第五透鏡單元不移動，以及 所述變焦透鏡還在第四透鏡單元與第五透鏡單元之間包含用于彎曲光路的反射單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 0. 8<-f3 / f4<l. 5 這里，第三透鏡單元的焦距是f3,并且第四透鏡單元的焦距是f4。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 0.02<-f4 / ft<0. 12 這里，第四透鏡單元的焦距是f4,并且整個系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端的焦距是ft。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 0. 4<f3 / f5<l. 1 這里，第三透鏡單元的焦距是f3,并且第五透鏡單元的焦距是f5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，第四透鏡單元在聚焦期間移動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，第五透鏡單元由一個透鏡部件構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，第四透鏡單元由一個透鏡部件構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 2. 0<D45min / fw<3. 5 這里，整個系統(tǒng)在廣角端的焦距是fw，并且從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的第四透鏡 單元與第五透鏡單元之間的間隔的最小值為D45min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 0.03<Dpi / Lt<0. 40 這里，反射單元的出射表面與像面之間的間隔為Dpi，并且望遠(yuǎn)端的透鏡總長度為Lt。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 0·03〈Ymax / |m2|〈0. 15 這里，由所述變焦透鏡形成的各變焦位置處的有效圖像直徑之中的最大有效圖像直徑 的半徑為Ymax，并且從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的第二透鏡單元的移動量為m2。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式。 0.02<-f2 / ft<0. 07 這里，第二透鏡單元的焦距是f2,并且整個系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端的焦距是ft。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 8.0<fl / fw<20. 0 這里，第一透鏡單元的焦距是Π ，并且整個系統(tǒng)在廣角端的焦距是fV。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 20〈3 2t / 3 2w〈70 這里，第二透鏡單元在廣角端的橫向倍率為p2w，并且第二透鏡單元在望遠(yuǎn)端的橫向倍 率為p2t。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 0.40<-f4 / f5<0. 95 這里，第四透鏡單元的焦距是f4,并且第五透鏡單元的焦距是f5。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足條件式： 0.06<f5 / ft<0. 15 這里，第五透鏡單元的焦距是f5,并且整個系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端的焦距是ft。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，第二透鏡單元包含一個或更多個正透鏡，并且 滿足條件式： 10 · 0<vd2<20. 0 這里，至少一個所述正透鏡的材料的對于d線的阿貝數(shù)為v d2。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，圖像形成在固體圖像拾取元件上。
18. -種圖像拾取裝置，包括：根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項的變焦透鏡；以及接收由 所述變焦透鏡形成的圖像的固體圖像拾取元件。
【文檔編號】G02B15/173GK104101991SQ201410131604
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月9日
【發(fā)明者】木村友紀(jì) 申請人:佳能株式會社