變焦透鏡和包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種變焦透鏡和包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置，其適合于使用固態(tài) 圖像拾取元件的圖像拾取裝置（諸如攝像機、電子靜態(tài)照相機、廣播照相機和監(jiān)視照相機） 或者諸如鹵化銀膠片照相機的圖像拾取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像拾取裝置中所使用的成像光學系統(tǒng)要求總透鏡長度短、尺寸緊湊、變焦比高 并且分辨力高的變焦透鏡。已知的是，其中具有正折光力的透鏡單元最靠近物側(cè)布置的正 引導型變焦透鏡易于實現(xiàn)高變焦比。
[0003] 在日本專利申請公開No. 2007-178598和2007-178769中，公開了一種五單元變焦 透鏡，該五單元變焦透鏡包括具有正、負、正、正和負折光力并且按從物側(cè)到像側(cè)的次序布 置的第一至第五透鏡單元。
[0004] 在變焦透鏡中，一般來說，為了在確保高變焦比的同時實現(xiàn)整個系統(tǒng)的尺寸縮小， 只需在提高構(gòu)成變焦透鏡的透鏡單元的折光力的同時減少透鏡的數(shù)量。然而，在以這樣的 方式配置的變焦透鏡中，透鏡厚度隨著每個透鏡表面的折光力增大而增大，并且縮短透鏡 系統(tǒng)的效果變得不足。此外，頻繁地產(chǎn)生各種像差，因此，對于各種像差的令人滿意的校正 變得難以實現(xiàn)。因此，高光學性能變得難以獲得。
[0005] 在上述正引導型五單元變焦透鏡中，為了同時實現(xiàn)整個系統(tǒng)的尺寸縮小、高變焦 比和整個變焦范圍上的高光學性能，適當?shù)卦O置變焦透鏡的每個元件是重要的。例如，適當 地設置在變焦期間移動的用于改變倍率的第二透鏡單元的折光力、第二透鏡單元的透鏡結(jié) 構(gòu)等是重要的。當這些配置不合適時，整個系統(tǒng)在實現(xiàn)高變焦比時尺寸增大，伴隨變焦的各 種像差的變化增大，并且在整個變焦范圍上獲得高光學性能變得非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的變焦透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括：具有正折光力 的第一透鏡單元；具有負折光力的第二透鏡單元；具有正折光力的第三透鏡單元；具有正 折光力的第四透鏡單元；以及具有正折光力或負折光力的第五透鏡單元，在該變焦透鏡中， 第一透鏡單元和第五透鏡單元對于變焦不移動，第二透鏡單元和第四透鏡單元在變焦期間 移動，在該變焦透鏡中，第二透鏡單元按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括負透鏡、在物側(cè)具有凹面 的第一正彎月透鏡、和負透鏡，在該變焦透鏡中，第二透鏡單元包括至少三個負透鏡和至少 兩個正透鏡，并且在該變焦透鏡中，滿足下列條件表達式：
[0007] 1. 2<fpl/fp2<3. 0 ；
[0008] 2. 5〈|fpl/f2|〈5. 0 ;和
[0009] 0. 9<|f2/fw|<2. 0,
[0010] 其中，fw表示廣角端處的變焦透鏡的焦距，f2表示第二透鏡單元的焦距，fpl表示 第一正彎月透鏡的焦距，fp2表示布置在第二透鏡單元中的所述至少兩個正透鏡中的從物 側(cè)起計數(shù)時處于第二位置中的第二正透鏡的焦距。
[0011] 從以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的進一步的特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0012] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0013] 圖2A是實施例1的變焦透鏡的廣角端處的像差圖。
[0014] 圖2B是實施例1的變焦透鏡的中間變焦位置處的像差圖。
[0015] 圖2C是實施例1的變焦透鏡的望遠端處的像差圖。
[0016]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例2的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0017] 圖4A是實施例2的變焦透鏡的廣角端處的像差圖。
[0018] 圖4B是實施例2的變焦透鏡的中間變焦位置處的像差圖。
[0019] 圖4C是實施例2的變焦透鏡的望遠端處的像差圖。
[0020]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例3的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0021] 圖6A是實施例3的變焦透鏡的廣角端處的像差圖。
[0022] 圖6B是實施例3的變焦透鏡的中間變焦位置處的像差圖。
[0023] 圖6C是實施例3的變焦透鏡的望遠端處的像差圖。
[0024] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例4的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0025] 圖8A是實施例4的變焦透鏡的廣角端處的像差圖。
[0026] 圖8B是實施例4的變焦透鏡的中間變焦位置處的像差圖。
[0027] 圖8C是實施例4的變焦透鏡的望遠端處的像差圖。
[0028] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例5的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0029] 圖10A是實施例5的變焦透鏡的廣角端處的像差圖。
[0030] 圖10B是實施例5的變焦透鏡的中間變焦位置處的像差圖。
[0031] 圖10C是實施例5的變焦透鏡的望遠端處的像差圖。
[0032] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例6的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。
[0033] 圖12A是實施例6的變焦透鏡的廣角端處的像差圖。
[0034] 圖12B是實施例6的變焦透鏡的中間變焦位置處的像差圖。
[0035] 圖12C是實施例6的變焦透鏡的望遠端處的像差圖。
[0036] 圖13是根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 現(xiàn)在，參照附圖描述本發(fā)明的變焦透鏡和包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置。本發(fā) 明的變焦透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的次序包括具有正折光力的第一透鏡單元、具有負折光力的 第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元、具有正折光力的第四透鏡單元、以及具有正 或負折光力的第五透鏡單元。第二透鏡單元和第四透鏡單元在變焦期間移動。第一透鏡單 元、第三透鏡單元和第五透鏡單元對于變焦不移動。第四透鏡單元在聚焦期間移動。
[0038] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變焦透鏡的廣角端（短焦距端）處的透鏡截面圖。 圖2A、2B和2C分別是實施例1的變焦透鏡的廣角端、中間變焦位置和望遠端（長焦距端） 處的像差圖。實施例1的變焦透鏡的變焦比為39. 50,孔徑比（F數(shù)）為1. 65至5. 60。
[0039] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例2的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。圖4A、4B和 4C分別是實施例2的變焦透鏡的廣角端、中間變焦位置和望遠端處的像差圖。實施例2的 變焦透鏡的變焦比為39. 49,孔徑比（F數(shù)）為1.65至5. 60。
[0040] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例3的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。圖6A、6B和 6C分別是實施例3的變焦透鏡的廣角端、中間變焦位置和望遠端處的像差圖。實施例3的 變焦透鏡的變焦比為39. 50,孔徑比（F數(shù)）為1.65至5. 60。
[0041] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例4的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。圖8A、8B和 8C分別是實施例4的變焦透鏡的廣角端、中間變焦位置和望遠端處的像差圖。實施例4的 變焦透鏡的變焦比為45. 10,孔徑比（F數(shù)）為1.65至6. 00。
[0042] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例5的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。圖10A、10B 和10C分別是實施例5的變焦透鏡的廣角端、中間變焦位置和望遠端處的像差圖。實施例 5的變焦透鏡的變焦比為50. 09,孔徑比（F數(shù)）為1.65至6. 50。
[0043] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例6的變焦透鏡的廣角端處的透鏡截面圖。圖12A、12B 和12C分別是實施例6的變焦透鏡的廣角端、中間變焦位置和望遠端處的像差圖。實施例 6的變焦透鏡的變焦比為34. 09,孔徑比（F數(shù)）為1.65至5. 00。圖13是根據(jù)本發(fā)明的圖 像拾取裝置的主要部分的示意圖。
[0044] 本發(fā)明的變焦透鏡用于諸如數(shù)字照相機、攝像機和鹵化銀膠片照相機的圖像拾取 裝置。在透鏡截面圖中，左側(cè)是前側(cè)（物側(cè)或放大側(cè)），而右側(cè)是后側(cè)（像側(cè)或縮小側(cè)）。在 透鏡截面圖中，符號i指示從物側(cè)到像側(cè)的透鏡單元的次序，符號Li表示第i透鏡單元。
[0045] 在每個實施例的透鏡截面圖中，變焦透鏡包括具有正折光力的第一透鏡單元L1、 具有負折光力的第二透鏡單元L2、具有正折光力的第三透鏡單元L3、具有正折光力的第四 透鏡單元L4、以及具有正或負折光力的第五透鏡單元L5。F數(shù)確定構(gòu)件（在下文中，也被稱 為"孔徑光闌"）SP具有用于確定（限制）最大F數(shù)（Fno)光通量的孔徑光闌的功能。F數(shù) 確定構(gòu)件SP布置在第三透鏡單元L3的物側(cè)。
[0046] 光學塊GB對應于濾光器、面板、晶體低通濾波器、紅外截止濾波器等。當變焦透鏡 用作攝像機和數(shù)字靜態(tài)照相機的成像光學系統(tǒng)時，布置諸如CCD傳感器和CMOS傳感器的圖 像拾取元件（光電換能器）的圖像拾取表面作為像面IP。
[0047] 可替代地，當變焦透鏡用作鹵化銀膠片照相機的成像光學系統(tǒng)時，布置與膠片表 面相應的感光表面。在第二透鏡單元L2中所包括的正透鏡之中，正透鏡Gpl最靠近物側(cè)布 置。在第二透鏡單元L2中所包括的正透鏡之中，當從物側(cè)起計數(shù)時，正透鏡Gp2布置在第 二個。
[0048] 在球面像差圖中，實線指示d線，雙點鏈線指示g線。在像散圖中，點線指示子午像 面，實線指示弧矢像面。橫向色差用g線表示。符號Fno表示F數(shù)，符號《表示半視場角 (度）。半視場角《表示從射線追蹤值獲得的值。在透鏡截面圖中，箭頭指示每個透鏡單 元在從廣角端變焦到望遠端期間的移動軌跡、以及每個透鏡單元在聚焦期間的移動方向。
[0049] 廣角端和望遠端分別意指當變倍透鏡單元位于其可移動范圍中的一端和另一端 時的變焦位置。在每個實施例中，在從廣角端變焦到望遠端期間，通過使第二透鏡單元L2 向像側(cè)移動來改變倍率。另外，通過沿著凸向物側(cè)的軌跡移動第四透鏡單元L4來校正伴隨 變化倍率的像面變化。另外，采用后焦點型，在后焦點型中在光軸上移動第四透鏡單元L4 以用于執(zhí)行聚焦。關(guān)于第四透鏡單元L4的實線曲線4a和點線曲線4b分別指示當執(zhí)行無 限遠處的聚焦和短距離處的聚焦時用于變焦的移動軌跡。
[0050] 第四透鏡單元L4沿著凸向物側(cè)的軌跡移動，因此，第三透鏡單元L3與第四透鏡單 元L4之間的間隔可以被有效地使用，并且可以縮短總透鏡長度（從第一透鏡表面到像面的 距離）。當在望遠端處執(zhí)行從無