[發(fā)明專利]變焦透鏡和具有變焦透鏡的圖像拾取裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110042047.0
• 申請日: 2011-02-22
• 公開（公告）號: CN102169223A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 木村友紀(jì);堀內(nèi)昭永
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B15/173
• 分類號: G02B15/173;H04N5/225
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適于諸如攝像機(jī)、監(jiān)視照相機(jī)、數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、廣播照相機(jī)和基于膠片的照相機(jī)的圖像拾取裝置中的圖像拾取透鏡的變焦透鏡。

背景技術(shù)

用于諸如攝像機(jī)、監(jiān)視照相機(jī)和數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的使用固態(tài)圖像感測器件的圖像拾取裝置的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)需要具有寬視角、高變焦比和高的光學(xué)性能的小的變焦透鏡。滿足這些要求的一種已知的變焦透鏡是四單元變焦透鏡，該四單元變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。在該類型中，常規(guī)的所謂的后焦點(diǎn)(rear?focus)型四單元變焦透鏡被配置為通過移動(dòng)第二透鏡單元來改變倍率，使用第四透鏡單元來校正與倍率變化相關(guān)的圖像波動(dòng)，并提供聚焦(美國專利No.6,084,722和美國專利申請公開No.2008/0310033)。

一般地，為了使變焦透鏡更小并且使變焦比更高，各透鏡單元的更大的折光力是有效的。但是，單純地使各透鏡單元的折光力更大會加大與變焦相關(guān)的像差波動(dòng)并導(dǎo)致難以在整個(gè)變焦范圍上獲得良好的光學(xué)性能。

為了使上面的后焦點(diǎn)型四單元變焦透鏡具有小的整個(gè)系統(tǒng)、寬的視角和高的變焦比，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定倍率變化的第二透鏡單元的負(fù)折光力和透鏡配置是重要的。當(dāng)?shù)诙哥R單元中的各透鏡的透鏡形狀、配置、折光力等不適當(dāng)時(shí)，變得難以提供具有寬的視角和高的變焦比的小的整個(gè)系統(tǒng)。另外，由于與變焦相關(guān)的各種像差的波動(dòng)增加，因此變得難以獲得高的光學(xué)性能。為了在維持預(yù)定的變焦比的同時(shí)以寬視角實(shí)現(xiàn)小的整個(gè)系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各透鏡單元的折光力也是重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供具有寬的視角、高的變焦比并在整個(gè)變焦范圍上具有高的光學(xué)性能的變焦透鏡和具有該變焦透鏡的圖像拾取裝置。

根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。在變焦中，第一和第三透鏡單元是固定的，第二和第四透鏡單元移動(dòng)。第二透鏡單元從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有負(fù)折光力的第一子透鏡、具有負(fù)折光力的第二子透鏡、具有負(fù)折光力的第三子透鏡和具有正折光力的第四子透鏡。滿足以下的條件式：0.01＜|f2/√(fw＊ft)|＜0.35和0.070＜D2/TL＜0.105，這里，fw是整個(gè)系統(tǒng)的在廣角端處的焦距，ft是整個(gè)系統(tǒng)的在望遠(yuǎn)端處的焦距，f2是第二透鏡單元的焦距，TL是當(dāng)對從最接近像面的透鏡表面到像面的距離進(jìn)行空氣(aerially)換算時(shí)、從最接近物面的透鏡表面到像面的光軸上的距離，D2是從第二透鏡單元中的最接近物面的透鏡表面到第二透鏡單元中的最接近像面的透鏡表面的光軸上的距離。

參照附圖閱讀示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。

附圖說明

圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的廣角端上的變焦透鏡的透鏡斷面圖。

圖2A、圖2B和圖2C示出根據(jù)第一實(shí)施例的廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端上的變焦透鏡的各種像差。

圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的廣角端上的變焦透鏡的透鏡斷面圖。

圖4A、圖4B和圖4C示出根據(jù)第二實(shí)施例的廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端上的變焦透鏡的各種像差。

圖5是根據(jù)第三實(shí)施例的廣角端上的變焦透鏡的透鏡斷面圖。

圖6A、圖6B和圖6C示出根據(jù)第三實(shí)施例的廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端上的變焦透鏡的各種像差。

圖7是根據(jù)第四實(shí)施例的廣角端上的變焦透鏡的透鏡斷面圖。

圖8A、圖8B和圖8C示出根據(jù)第四實(shí)施例的廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端上的變焦透鏡的各種像差。

圖9是根據(jù)第五實(shí)施例的廣角端上的變焦透鏡的透鏡斷面圖。

圖10A、圖10B和圖10C示出根據(jù)第五實(shí)施例的廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端上的變焦透鏡的各種像差。

圖11是包含本實(shí)施例的變焦透鏡的攝像機(jī)的主要部分的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的變焦透鏡和具有該變焦透鏡的圖像拾取裝置。本實(shí)施例的變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。在變焦中，第二透鏡單元和第四透鏡單元移動(dòng)，而第一透鏡單元和第三透鏡單元是固定的。在聚焦中，第四透鏡單元移動(dòng)。可以在第一透鏡單元的物側(cè)或第四透鏡單元的像側(cè)中的至少一個(gè)處布置諸如轉(zhuǎn)換器透鏡的具有折光力的透鏡單元。