[发明专利]变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及适于诸如摄像机、监视照相机、数字静态照相机、广播照相机和基于胶片的照相机的图像拾取装置中的图像拾取透镜的变焦透镜。

背景技术

用于诸如摄像机、监视照相机和数字静态照相机的使用固态图像感测器件的图像拾取装置的图像拾取光学系统需要具有宽视角、高变焦比和高的光学性能的小的变焦透镜。满足这些要求的一种已知的变焦透镜是四单元变焦透镜，该四单元变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正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和具有正折光力的第四透镜单元。在该类型中，常规的所谓的后焦点(rear focus)型四单元变焦透镜被配置为通过移动第二透镜单元来改变倍率，使用第四透镜单元来校正与倍率变化相关的图像波动，并提供聚焦(美国专利No.6,084,722和美国专利申请公开No.2008/0310033)。

一般地，为了使变焦透镜更小并且使变焦比更高，各透镜单元的更大的折光力是有效的。但是，单纯地使各透镜单元的折光力更大会加大与变焦相关的像差波动并导致难以在整个变焦范围上获得良好的光学性能。

为了使上面的后焦点型四单元变焦透镜具有小的整个系统、宽的视角和高的变焦比，适当地设定倍率变化的第二透镜单元的负折光力和透镜配置是重要的。当第二透镜单元中的各透镜的透镜形状、配置、折光力等不适当时，变得难以提供具有宽的视角和高的变焦比的小的整个系统。另外，由于与变焦相关的各种像差的波动增加，因此变得难以获得高的光学性能。为了在维持预定的变焦比的同时以宽视角实现小的整个系统，适当地设定各透镜单元的折光力也是重要的。

发明内容

本发明提供具有宽的视角、高的变焦比并在整个变焦范围上具有高的光学性能的变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取装置。

根据本发明的变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正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和具有正折光力的第四透镜单元。在变焦中，第一和第三透镜单元是固定的，第二和第四透镜单元移动。第二透镜单元从物侧到像侧依次包含具有负折光力的第一子透镜、具有负折光力的第二子透镜、具有负折光力的第三子透镜和具有正折光力的第四子透镜。满足以下的条件式：0.01＜|f2/√(fw＊ft)|＜0.35和0.070＜D2/TL＜0.105，这里，fw是整个系统的在广角端处的焦距，ft是整个系统的在望远端处的焦距，f2是第二透镜单元的焦距，TL是当对从最接近像面的透镜表面到像面的距离进行空气(aerially)换算时、从最接近物面的透镜表面到像面的光轴上的距离，D2是从第二透镜单元中的最接近物面的透镜表面到第二透镜单元中的最接近像面的透镜表面的光轴上的距离。

参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据第一实施例的广角端上的变焦透镜的透镜断面图。

图2A、图2B和图2C示出根据第一实施例的广角端、中间变焦位置和望远端上的变焦透镜的各种像差。

图3是根据第二实施例的广角端上的变焦透镜的透镜断面图。

图4A、图4B和图4C示出根据第二实施例的广角端、中间变焦位置和望远端上的变焦透镜的各种像差。

图5是根据第三实施例的广角端上的变焦透镜的透镜断面图。

图6A、图6B和图6C示出根据第三实施例的广角端、中间变焦位置和望远端上的变焦透镜的各种像差。

图7是根据第四实施例的广角端上的变焦透镜的透镜断面图。

图8A、图8B和图8C示出根据第四实施例的广角端、中间变焦位置和望远端上的变焦透镜的各种像差。

图9是根据第五实施例的广角端上的变焦透镜的透镜断面图。

图10A、图10B和图10C示出根据第五实施例的广角端、中间变焦位置和望远端上的变焦透镜的各种像差。

图11是包含本实施例的变焦透镜的摄像机的主要部分的示意图。

具体实施方式

现在将描述根据本发明的一个实施例的变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取装置。本实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正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和具有正折光力的第四透镜单元。在变焦中，第二透镜单元和第四透镜单元移动，而第一透镜单元和第三透镜单元是固定的。在聚焦中，第四透镜单元移动。可以在第一透镜单元的物侧或第四透镜单元的像侧中的至少一个处布置诸如转换器透镜的具有折光力的透镜单元。