[发明专利]变焦透镜和图像拾取设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有四个透镜组的变焦透镜和装备有该变焦透镜的图像拾取设备。

背景技术

迄今，具有四个透镜组的变焦透镜被广泛地已知为安装在诸如消费者摄像机、监视相机等之类的图像拾取装置上的普通变焦透镜。变焦透镜包括按顺序从物体侧设置的具有正折光力的第一透镜组、具有负折光力的第二透镜组、具有正折光力的第三透镜组和具有正折光力的第四透镜组，并且在变焦时，在第二透镜组沿光轴方向移动时，第四透镜组移动以校正与变焦相关联的图像平面的位置并使变焦透镜聚焦。进一步，其中添加作为固定透镜组的第五透镜组的具有五个透镜组的变焦透镜也是已知的。

在上述图像拾取装置中存在在维持或者甚至减小当前尺寸的同时增加变焦比的强烈需求。例如，在监视应用等中，可能存在其中需要图像拾取装置符合具有增强规格的具体标准尺寸的情况。还可能存在其中在诸如变焦比之类的规格增强时除了牺牲一定的光学性能之外没有别的选择的情况。在这种情况中，重要的是评估和确定应当优先且允许降低到一定程度的光学性质，并且组合每个部件以便可以获得合适的性能。

例如，在具有四组或五组结构的变焦透镜中，如果注意力放在从第三透镜组和后续透镜组开始的透镜结构上，则被构造为具有少量透镜，即具有两个透镜的第三透镜组是已知的，如例如在专利文献1和2中描述的那样。上述第三透镜组被构造为具有两个透镜：正透镜和具有月牙形状的凹面在图像侧的负透镜。进一步，用于这两个透镜的材料相当类似，其中具有约1.6的折射率的、阿贝数约为59的材料用于正透镜，具有约1.85的折射率的、阿贝数约为24的材料用于负透镜。具有类似于上述结构的结构的第三透镜组是常见的，并且相对低色散材料通常用于正透镜，如在前述示例中一样。

低色散材料还具有低折射率，并且在大多数情况中，使用具有不大于1.6的折射率的材料，如上所述。但是，可能存在采用相对高折射率材料形成第三透镜组的正透镜的情况。例如，其中采用具有1.74的折射率、阿贝数为44.9的材料形成第三透镜组的正透镜的变焦透镜是已知的，例如，在专利文献3中描述的那样。进一步，作为非常少有的情况中，其中采用具有大于1.8的折射率的材料形成第三透镜组的正透镜的变焦透镜也是已知的，例如，在专利文献4和5中描述的那样。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利No.4194876

专利文献2：日本专利No.4447703

专利文献3：日本未审查专利公开No.2000-321495

专利文献4：日本专利No.3800847

专利文献5：日本未审查专利公开No.2000-81572

发明内容

同时，考虑到高折射率材料的使用是用于小型化光学系统的非常有效的措施。然而，如果已经用于正透镜的低折射率和低色散材料直接由高折射率和高色散材料代替，则出现例如色像差增加的问题。因此，需要与用于设置在具有相同的正折光力并邻近第三透镜组定位的第四透镜组中或第五透镜组中的正透镜的材料的光学性质(折射率和色散)进行平衡。

进行平衡简单地表示通过设置引起第四透镜组中的色像差的过度校正的低色散材料以补偿色像差的不充分的校正而进行平衡。但是，所述平衡取决于F数、变焦比等等，使得需要在每种情况中选择最佳材料。

例如，为了减少由第四透镜组的承担图像平面校正以进行聚焦的运动的像差变化，有效的是在第四透镜组中使用低色散材料。另一方面，如果低折射率低色散材料用于第四透镜组的正透镜，则不能将强的折光力提供给第四透镜组。在这种情况中，可能考虑通过使用高折射率材料和将强折光力提供给第三透镜组而保持小型化和高变焦比之间的平衡。相反地，如果第三透镜组的折光力被形成为太强，则出现像差，如球面像差的校正变得困难的问题。如上所述，在以增加的变焦比实施变焦透镜的小型化时，存在优化用于第三和第四透镜组的透镜的折光力分布和材料选择的需求。

已经考虑到上述情况开发了本发明，并且本发明的目标是提供能够在孔径和变焦比增加同时最小化像差的情况下被小型化的变焦透镜。

本发明的第一变焦透镜是一种变焦透镜，所述变焦透镜基本上包括具有正折光力且在变焦时固定的第一透镜组、具有负折光力且在变焦时沿着光轴移动的第二透镜组、孔径光阑、具有正折光力且在变焦时固定的第三透镜组、和在变焦时沿着光轴移动以校正由于变焦引起的图像平面位置变化以进行聚焦的第四透镜组，第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组和第四透镜组以此顺序从物体侧设置，其中：