变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取设备制造技术

本发明专利技术涉及一种变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取设备。该变焦透镜从物侧到像侧依次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、具有负折光力的第三透镜单元、具有正或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。在该变焦透镜中，第一透镜单元在变焦期间是固定的。至少第二透镜单元、第三透镜单元和第五透镜单元在变焦期间沿着光轴移动。此外，在该变焦透镜中，适当地设定整个变焦透镜在广角端处的焦距(fw)、以及第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量(m2z)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取设备。更具体地，本专利技术涉及用作用于诸如数字照相机、摄像机、卤化银胶片照相机或者电视(TV)照相机的图像拾取设备中的摄影光学系统的变焦透镜以及具有变焦透镜的图像拾取设备。
技术介绍
传统的负先导型变焦透镜(negative-lead type zoom lens)包括设置在最靠近物侧的位置处的具有负折光力的透镜单元。该传统配置允许该负先导型变焦透镜实现广的视角和长的后焦距(back focus)。因此，在图像拾取设备中，负先导型变焦透镜常常被用作具有广的视角的摄影透镜。负先导型变焦透镜的例子在美国专利No. 4，730，908中被描述。美国专利 No. 4，730，908讨论了一种由五个透镜单元构成的五单元变焦透镜，该五个透镜单元从物侧到像侧依次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、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和具有正折光力的第五透镜单元。在美国专利No. 4，730，908中讨论的变焦透镜中，在变焦期间移动第二透镜单元至第四透镜单元。另外，美国专利申请公布No. US 2010/0053765讨论了一种由五个透镜单元构成的具有广的视角的变焦透镜，该五个透镜单元从物侧到像侧依次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、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和具有正折光力的第五透镜单元。在美国专利申请公布No. US 2010/0053765 中讨论的变焦透镜中，在变焦期间移动第二透镜单元至第四透镜单元。负先导型变焦透镜的传统特性在于，它具有相对于孔径光阑非对称的透镜配置。 因此，如果使用负先导型变焦透镜，则在变焦期间难以校正各种像差(尤其，像场弯曲、畸变和倍率色差)的变化。另外，在这种情况下，对于整个变焦范围实现高的光学性能是困难的。此外，如果扩宽视角并提高变焦比，则前透镜的有效直径(即，第一透镜单元的有效直径)可能变大。因此，变得难以减小光学系统的总尺寸。为了在实现广的视角的同时在小尺寸负先导型变焦透镜中对于整个变焦范围实现高的光学性能，希望适当地设置透镜单元的配置、分配给每个透镜单元的折光力、以及在变焦期间移动倍率变化透镜单元(magnification-varying lens unit)的条件。尤其，在上述负先导型五单元变焦透镜中，非常希望适当地设置第一透镜单元和第二透镜单元的焦距、以及在变焦期间移动第二透镜单元的条件。
技术实现思路
本专利技术针对具有广的视角和高的变焦比且能够对于整个变焦范围实现高的光学性能的变焦透镜、以及具有该变焦透镜的图像拾取设备。3根据本专利技术的一个方面，变焦透镜从物侧到像侧依次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、具有负折光力的第三透镜单元、具有正或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。在该变焦透镜中，第一透镜单元在变焦期间是固定的。至少第二透镜单元、第三透镜单元和第五透镜单元在变焦期间沿着光轴移动。此外，在该变焦透镜中，当fW是整个变焦透镜在广角端处的焦距，并且Π ζ是第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量时，满足下述条件0. 2 < fw/m2z < 1. 5。根据下面参照附图对示例性实施例的详细描述，对于本领域的普通技术人员来说，本专利技术的进一步的特征和方面将变得清晰。附图说明包含在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的示例性实施例、特征和方面，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术的第一示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。图2A、图2B和图2C分别示出根据对应于本专利技术第一示例性实施例的数值例子1 的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。图3是根据本专利技术的第二示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。图4A、图4B和图4C分别是根据对应于所述第二示例性实施例的数值例子2的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。图5是根据本专利技术的第三示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。图6A、图6B和图6C分别是根据对应于所述第三示例性实施例的数值例子3的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。图7是根据本专利技术的第四示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。图8A、图8B和图8C分别是根据对应于所述第四示例性实施例的数值例子4的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。图9示出当根据本专利技术示例性实施例的变焦透镜被应用为作为可使用该变焦透镜的图像拾取设备的例子的摄像机的光学系统时该摄像机的主要部件。具体实施例方式现在将参照附图详细地描述本专利技术的各种示例性实施例。应该注意，除非另有特别说明，在这些实施例中阐述的各部件的相对布置、数值表达式和数值并不限制本专利技术的范围。下面的对于至少一个示例性实施例的描述本质上仅是示例性的，决不是要限制本专利技术、本专利技术的应用、或用途。本领域的普通技术人员已知的工艺、技术、装置和材料可能不被详细地讨论，但是在适当时要作为能够实现的描述的一部分(例如，透镜元件的制造及其材料)。在本文示出和讨论的所有的例子中，例如变焦比和F数的任何特定值应该被解释为仅是示例性的而不是限制性的。因此，示例性实施例的其它例子可具有不同的值。请注意，在下面的图中相似的附图标记和符号是指相似的项目，因此，一旦在一个图中定义了一个项目，则在后续的图中可能不对该项目进行讨论。请注意，在本文中，当提及校正误差(例如，像差)或者误差的校正时，意指误差的减少和/或误差的校正。另外，如本文所使用的，要被成像的物体所处的透镜的一侧被称为透镜的物侧或前侧；并且，形成物体的图像的透镜的一侧被称为透镜的像侧或后侧。根据本专利技术的示例性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次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、具有负折光力的第三透镜单元、具有正或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。在变焦期间，第一透镜单元是固定的，而至少第二透镜单元、第三透镜单元和第五透镜单元沿着光轴移动。更具体地，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元向着像侧移动，或者沿着向像侧凸起的轨迹移动。第三透镜单元向着像侧移动。第五透镜单元沿着向物侧凸起的轨迹移动。图1示出根据本专利技术的第一示例性实施例的在广角端(短焦距端)处的变焦透镜的透镜断面图。图2A、图2B和图2C分别是根据所述第一示例性实施例的在广角端处、在中间焦距处和在望远端(长焦距端)处的变焦透镜的像差图。根据第一示例性实施例，变焦透镜被配置为具有9. 77的变焦比和范围为从1. 65到2. 88的孔径比(F数)。图3是根据本专利技术的第二示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。 图4A、图4B和图4C分别是根据所述第二示例性实施例的在广角端处、在中间焦距处和在望远端处的变焦透镜的像差图。第二示例性实施例是具有11. 69的变焦比和范围为从1. 65 到3. 30的孔径比(F数)的变焦透镜。图5是根据本专利技术的第三示例性实施例的在广角端处的变焦透镜的透镜断面图。 图6A、图6B和图6C分别是根据所述第三示例性实施例的在广角端处、在中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
透镜单元、第三透镜单元和第五透镜单元在变焦期间沿着光轴移动，以及其中，当ｆｗ是整个变焦透镜在广角端处的焦距、并且ｍ２ｚ是第二透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量时，满足下述条件：０．２＜ｆｗ／ｍ２ｚ＜１．５。１．一种变焦透镜，从物侧到像侧依次包括：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；具有负折光力的第三透镜单元；具有正或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，其中，第一透镜单元在变焦期间是固定的，其中，至少第二

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫沢伸幸，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP