[发明专利]变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取装置，更具体地涉及一种适用于数字照相机、摄像机、卤化银胶片照相机等的变焦透镜。

背景技术

最近，用于使用固态图像传感器的图像拾取装置(诸如摄像机或数字静态照相机)的摄影光学系统需要视角广、变焦比高和尺寸小的变焦透镜。作为使图像拾取装置小型化的方法，已知可回缩透镜镜筒，其使得可通过使摄影状态下的变焦透镜的各个透镜单元之间的距离变小来使变焦透镜在光轴方向上的轴长在非摄影状态期间小。作为使得可容易地减小整个变焦透镜的尺寸和容易地使视角变宽的变焦透镜，已知负引导型(negative lead)变焦透镜，在负引导型变焦透镜中，具有负折光力的透镜单元最靠近物侧。

例如，已知三单元变焦透镜，其按从物侧到像侧的顺序包括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和具有正折光力的第三透镜单元，以通过移动这些透镜单元来执行变焦。

美国专利No.7,453,648论述了一种变焦比大约为3、广角端处的半视角大约为35度的三单元变焦透镜，在该三单元变焦透镜中，具有高折射率和高色散的材料用于第一透镜单元中的正透镜。

此外，作为负引导型变焦透镜，已知两单元变焦透镜，其按从物侧到像侧的顺序包括具有负折光力的第一透镜单元和具有正折光力的第二透镜单元，以通过移动这些透镜单元来执行变焦。

美国专利申请公开No.2010/0245629论述了一种变焦比大约为3、广角端处的半视角大约为32度的两单元变焦透镜，在该两单元变焦透镜中，具有高折射率和高色散的材料用于第一透镜单元中的正透镜。

作为使变焦透镜小型化的方法，非常有效的是使用可回缩透镜镜筒。然而，当每个透镜单元在变焦和聚焦期间的移动量大时，总透镜长度增大。结果，虽然使用了可回缩透镜镜筒，但是由于回缩长度大，所以难以使图像拾取装置小型化，所述回缩长度是当透镜回缩时的长度。

在负引导型变焦透镜中，在缩短回缩长度时，重要的是，使每个透镜单元的厚度尽可能地小，并防止前透镜的有效直径增大。另外，为了校正整个变焦范围上的倍率色差和像场弯曲以及使整个变焦透镜小型化，重要的是，适当地设置第一透镜单元的负折光力布置和每个透镜单元的透镜构造。

在美国专利No.7,453,648中论述的变焦透镜中，第一透镜单元包括一个负透镜和一个正透镜。另外，第一透镜单元中的正透镜通过使用具有高折射率的材料来构造，以使得第一透镜单元的厚度减小。然而，由于实物光阑(physical stop)设置在第二透镜单元的物侧，所以回缩期间光轴方向上的厚度趋向于增大。

另外，在望远端，难以将第一透镜单元的像侧主位置与第二透镜单元的物侧主位置之间的距离缩短到其最大限度。由于这个原因，难以通过使第二透镜单元的折光力变弱来减小每个透镜单元的厚度。另外，由于第一透镜单元的折光力小，所以当考虑将孔径光阑设置在第二透镜单元的物侧时，前透镜的有效直径增大。

另一方面，在美国专利申请公开No.2010/0245629中论述的变焦透镜中，第一透镜单元包括一个负透镜、空气间隔和一个正透镜。另外，通过使用具有高折射率的材料构造第一透镜单元中的正透镜，实现第一透镜单元的小厚度。另外，回缩期间在光轴方向上的小厚度通过构造不具有实物光阑的第二透镜单元来实现。然而，由于望远端处的第一透镜单元与第二透镜单元之间的距离大，所以整个变焦透镜的尺寸趋向于增大。

通常，在负引导型两单元或三单元变焦透镜中，为了减小整个变焦透镜在回缩期间的厚度和获得高光学性能，重要的是，制造具有负折光力的第一透镜单元的合适透镜构造。当第一透镜单元的透镜构造不合适时，难以使整个变焦透镜小型化和以高变焦比获得整个变焦范围上的高光学性能。

发明内容

本发明涉及一种小尺寸变焦透镜和具有该小尺寸变焦透镜的图像拾取装置，该小尺寸变焦透镜使得各种像差可被很好地校正并具有优良的光学性能。