[发明专利]变焦透镜和包括该变焦透镜的图像拾取设备

说明书

技术领域

本发明涉及变焦透镜和包括该变焦透镜的图像拾取设备。本发明 适用于例如用于数字照相机、摄像机以及卤化银胶片照相机的成像系 统。

背景技术

一种负引导变焦透镜(negative-lead zoom lens)是已知的，其 中，在与物侧最靠近的位置布置了具有负折光力的透镜单元。负引导 变焦透镜具有相对较小的近摄距离，并且可以相对容易地增大视场 角。此外，也可以容易地增大后焦距。因此，负引导变焦透镜常常被 用作广视场角成像透镜。

包括至少四个透镜单元(即从物侧依次排列的具有负折光力的透 镜单元、具有正折光力的透镜单元、具有负折光力的透镜单元以及具 有正折光力的透镜单元)的变焦透镜已知作为负引导变焦透镜(美国 专利No.5,517,361、美国专利No.7,184,221以及美国专利No. 5,710,669)。

美国专利No.5,517,361描述了这样一种变焦透镜，所述变焦透 镜包括从物侧到像侧依次排列的具有负折光力的第一透镜单元、具有 正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元以及具有正 折光力的第四透镜单元。该变焦透镜通过改变透镜单元之间的距离来 进行变焦，并通过移动第三透镜单元和第四透镜单元来进行聚焦。

美国专利No.7,184,221描述了这样一种变焦透镜，所述变焦透 镜包括从物侧到像侧依次排列的具有负折光力的第一透镜单元、具有 正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元、具有正折 光力的第四透镜单元、具有负折光力的第五透镜单元以及具有正折光 力的第六透镜单元。该变焦透镜通过改变透镜单元之间的距离来进行 变焦，并通过移动第五透镜单元来进行聚焦。

美国专利No.5,710,669描述了包括从物侧到像侧依次排列的 四个透镜单元的变焦透镜，这四个透镜单元是具有负折光力的透镜单 元、具有正折光力的透镜单元、具有负折光力的透镜单元以及具有正 折光力的透镜单元。该变焦透镜通过改变透镜单元之间的距离来进行 变焦。在该变焦透镜中，第一透镜单元被分成具有负折光力的前单元 和具有负折光力的后单元，并通过移动后单元来进行聚焦。

美国专利No.5,576,890描述了这样一种变焦透镜，所述变焦透 镜包括从物侧到像侧依次排列的具有负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、具有负折 光力的第四透镜单元以及具有正折光力的第五透镜单元。此变焦透镜 通过改变透镜单元之间的距离来进行变焦，并通过移动第一透镜单元 来进行聚焦。

近年来，对于用于数字照相机中的变焦透镜的需求越来越大，在 所述变焦透镜中，整个透镜系统的尺寸小，该变焦透镜具有宽阔的成 像视场角，并且可以用来捕获高质量图像。

具体来说，在从广角端到望远端的整个变焦范围内以及在从无穷 远到近距离的整个物距范围内，需要适当地校正当光源是白色光源时 影响色溢程度或图像分辨率的色差。

在负引导变焦透镜中，像差特别是色差在物距变化时大大地变 化。

具体来说，在负引导变焦透镜中，当变焦比增大而增大了拍摄区 域时，在广角端，倍率色差增大，而在望远端，倍率色差和轴向色差 二者都增大。

即使当物距是无穷远时充分地校正色差，当物距变为近距离时， 像差也会增大。因此，为利用负引导变焦透镜在整个拍摄区域获得高 质量图像，在聚焦过程中减小色差的变化是重要的。

更具体地说，在具有普通焦距、即接近像圈(有效画面)的尺寸 的焦距的高变焦比的变焦透镜中，在广角端，一般在正方向上发生倍 率色差。换句话说，与设计波长的聚焦位置相比，超长波长的光和超 短波长的光倾向于以较高的像高进行聚焦。

相反，在望远端，在负方向上发生倍率色差。换句话说，与设计 波长的聚焦位置相比，超长波长的光和超短波长的光倾向于以较低的 像高进行聚焦。

一般而言，变焦透镜通过沿着光学方向移动整个透镜系统中包括 的一个或多个透镜单元来进行聚焦。

在此情况下，在位于无穷远的物体对焦的状态下整个透镜系统的 焦距不同于在位于近距离的物体对焦的状态下整个透镜系统的焦距。

如果在位于近距离的物体对焦的状态下的焦距小于位于无穷远 的物体对焦的状态下的焦距，则与无穷远的倍率色差相比，在正方向 出现对于近距离的倍率色差。换句话说，与设计波长的聚焦位置相比， 超短波长的光以较高的像高进行聚焦。