變焦透鏡和包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種變焦透鏡和包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置，該變焦透鏡和圖像 拾取裝置適合于成像光學(xué)系統(tǒng)，諸如數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、TV照相機(jī)和監(jiān)視照相 機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 迄今為止，要求圖像拾取裝置中所使用的成像光學(xué)系統(tǒng)在從無(wú)限遠(yuǎn)到近攝 (close-up)的整個(gè)物距上具有高光學(xué)性能。而且，要求能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度聚焦的圖像拾 取裝置。特別地，當(dāng)執(zhí)行自動(dòng)聚焦時(shí)，要求聚焦速度高。
[0003] 同時(shí)，近年來(lái)，要求諸如單鏡頭反光照相機(jī)的圖像拾取裝置具有運(yùn)動(dòng)圖片照相功 能并且能夠在拍攝運(yùn)動(dòng)圖片的同時(shí)執(zhí)行自動(dòng)聚焦。作為當(dāng)拍攝運(yùn)動(dòng)圖片時(shí)的自動(dòng)聚焦 方法，檢測(cè)成像信號(hào)的對(duì)比度的變化以評(píng)估成像光學(xué)系統(tǒng)的聚焦?fàn)顟B(tài)的對(duì)比度AF方法 (TV-AF方法）通常被使用。
[0004] 在TV-AF方法中，在聚焦透鏡單元中產(chǎn)生光軸方向上的快速的小的振動(dòng)，并且使 用此時(shí)獲得的成像信號(hào)。在TV-AF方法中，要求聚焦透鏡單元尺寸小、重量輕，以便可以高 速驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡單元，并且進(jìn)一步以便減小用于驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡單元的驅(qū)動(dòng)單元（致動(dòng)器） 上的載荷從而維持靜默。
[0005] 迄今為止，已知一種變焦透鏡，在該變焦透鏡中，在構(gòu)成該變焦透鏡的多個(gè)透鏡單 元之中，尺寸相對(duì)較小并且重量相對(duì)較輕的透鏡單元移動(dòng)以用于聚焦。
[0006] 在日本專利申請(qǐng)公開No. 2003-295060中，在按從物側(cè)起的次序包括分別具有正、 負(fù)、正和正折光力的第一至第四透鏡單元的變焦透鏡中，第二透鏡單元、或者第一透鏡單元 和第二透鏡單元在光軸方向上移動(dòng)以用于聚焦。
[0007] 在日本專利申請(qǐng)公開No. 2009-251114中，在按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括分別具 有正、負(fù)、正、正和正折光力的第一至第五透鏡單元的變焦透鏡（在該變焦透鏡中這些透鏡 單元移動(dòng)以用于變焦）中，第三透鏡單元用于聚焦。
[0008] 在日本專利申請(qǐng)公開No. 2012-247687中，在按從物側(cè)起的次序包括分別具有負(fù)、 正、負(fù)和正折光力的第一至第四透鏡單元的變焦透鏡中，第二透鏡單元在光軸方向上移動(dòng) 以用于聚焦。
[0009] 為了獲得在縮小整個(gè)系統(tǒng)的尺寸的同時(shí)在整個(gè)物距上具有高光學(xué)性能、另外能夠 高速聚焦的變焦透鏡，重要的是，適當(dāng)?shù)嘏渲米兘诡愋?、聚焦透鏡單元的數(shù)量及其移動(dòng)條件 等。尤其重要的是，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置布置在聚焦透鏡單元的物側(cè)和像側(cè)的透鏡單元的折光力、聚 焦透鏡單元的透鏡配置等。
[0010] 當(dāng)以上提及的配置不適合時(shí)，變得難以獲得確保預(yù)定變焦比并且在縮小整個(gè)系統(tǒng) 的尺寸的同時(shí)在從無(wú)限遠(yuǎn)到近攝的整個(gè)物距上具有高光學(xué)性能的變焦透鏡。例如，當(dāng)在變 焦透鏡中主要起到改變倍率的作用的透鏡單元用于聚焦時(shí)，伴隨聚焦的像差變化增大，并 且為了校正像差變化的目的，需要增加構(gòu)成主要起到改變倍率的作用的透鏡單元的透鏡的 數(shù)量。于是，聚焦透鏡單元本身的重量不可避免地增加，這使得高速聚焦困難。
[0011] 而且，當(dāng)尺寸小并且重量輕的透鏡單元用于聚焦時(shí)，除非聚焦透鏡單元的折光力 被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置，否則像差變化在聚焦期間增大，這使得難以在整個(gè)物距上獲得高光學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種包括多個(gè)透鏡單元的變焦透鏡，在該變焦 透鏡中，相鄰的透鏡單元之間的間隔在變焦期間改變。該變焦透鏡包括：第一透鏡子單 元（Lpl)，其具有正折光力；第二透鏡子單元（Lp2)，其具有正折光力，與第一透鏡子單元 (Lpl)的像側(cè)相鄰布置；以及在第一透鏡子單元（Lpl)的物側(cè)的至少一個(gè)透鏡單元。在該 變焦透鏡中，布置在第一透鏡子單元（Lpl)的物側(cè)的透鏡系統(tǒng)在整個(gè)變焦范圍上具有負(fù)的 組合焦距。第二透鏡子單元（Lp2)在從無(wú)限遠(yuǎn)處的物體聚焦到近側(cè)物體期間沿著光軸向像 側(cè)移動(dòng)。該變焦透鏡滿足以下條件表達(dá)式：1. 0〈fpl/fp2〈10. 0,其中，fpl表示第一透鏡子 單元（Lpl)的焦距，fp2表示第二透鏡子單元（Lp2)的焦距。
[0013] 從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0015] 圖2A是根據(jù)實(shí)施例1的廣角端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0016] 圖2B是根據(jù)實(shí)施例1的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0017] 圖3A是根據(jù)實(shí)施例1的廣角端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0018] 圖3B是根據(jù)實(shí)施例1的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0019] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0020] 圖5A是根據(jù)實(shí)施例2的廣角端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0021] 圖5B是根據(jù)實(shí)施例2的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0022] 圖6A是根據(jù)實(shí)施例2的廣角端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0023] 圖6B是根據(jù)實(shí)施例2的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0024] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0025] 圖8A是根據(jù)實(shí)施例3的廣角端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0026] 圖8B是根據(jù)實(shí)施例3的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0027] 圖9A是根據(jù)實(shí)施例3的廣角端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0028] 圖9B是根據(jù)實(shí)施例3的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0029] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0030] 圖11A是根據(jù)實(shí)施例4的廣角端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0031] 圖11B是根據(jù)實(shí)施例4的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0032] 圖12A是根據(jù)實(shí)施例4的廣角端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0033] 圖12B是根據(jù)實(shí)施例4的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0034] 圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0035] 圖14A是根據(jù)實(shí)施例5的廣角端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0036] 圖14B是根據(jù)實(shí)施例5的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0037] 圖15A是根據(jù)實(shí)施例5的廣角端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0038] 圖15B是根據(jù)實(shí)施例5的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0039] 圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0040] 圖17A是根據(jù)實(shí)施例6的廣角端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0041] 圖17B是根據(jù)實(shí)施例6的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：無(wú)限遠(yuǎn)）。
[0042] 圖18A是根據(jù)實(shí)施例6的廣角端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0043] 圖18B是根據(jù)實(shí)施例6的望遠(yuǎn)端處的縱向像差圖（物距：近距離）。
[0044] 圖19是根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 現(xiàn)在將根據(jù)附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0046] 現(xiàn)在，描述根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡和包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置。根據(jù)本發(fā) 明，提供了一種包括多個(gè)透鏡單元的變焦透鏡，在該變焦透鏡中，相鄰的透鏡單元之間的間 隔改變。該變焦透鏡包括：第一透鏡子單元Lpl，其具有正折光力；第二透鏡子單元Lp2,其 具有正折光力，與第一透鏡子單元Lpl的像側(cè)相鄰布置；以及在第一透鏡子單元Lpl的物側(cè) 的至少一個(gè)透鏡單元。具有正折光力的第三透鏡子單元Lp3可以與第二透鏡子單元Lp2的 像側(cè)相鄰布置。
[0047] 布置在第一透鏡子單元Lpl的物側(cè)的透鏡系統(tǒng)在整個(gè)變焦范圍上具有負(fù)的組合 焦距，第二透鏡子單元Lp2在從無(wú)限遠(yuǎn)處的物體聚焦到近側(cè)物體期間沿著光軸向像側(cè)移 動(dòng)。
[0048] 注意，根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡中的透鏡單元基于光軸上的間隔在變焦期間改變的 標(biāo)準(zhǔn)被分隔，并且不僅包括包含多個(gè)透鏡的情況，而且還包括包含單個(gè)透鏡的情況。而且， 根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡中的透鏡子單元基于光軸上的間隔在聚焦期間改變的標(biāo)準(zhǔn)被分隔， 并且不僅包括包含多個(gè)透鏡的情況，而且還包括包含單個(gè)透鏡的情況。
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