[發(fā)明專利]變焦透鏡和具有該變焦透鏡的圖像拾取裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310285461.3
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103543522A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杉田茂宣
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B15/173
• 分類號: G02B15/173
• 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: 魏小薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適合于數(shù)字照相機(jī)、攝像機(jī)等的變焦透鏡。更具體地講，本發(fā)明涉及一種可在整個物距上獲得優(yōu)良的光學(xué)性能的包括微距機(jī)構(gòu)(macro?mechanism)的變焦透鏡。

背景技術(shù)

對于在圖像拾取裝置中使用的許多攝影光學(xué)系統(tǒng)，要求變焦透鏡是高變焦比的變焦透鏡以及可以以高成像倍率拍攝更近距離處的物體的圖像的變焦透鏡。作為用于變焦透鏡的聚焦方法，內(nèi)聚焦方法是已知的，在內(nèi)聚焦方法中，通過在光軸方向上移動至少一個單透鏡單元來執(zhí)行聚焦。透鏡單元被設(shè)置在最靠近物側(cè)而被設(shè)置的第一透鏡單元的像側(cè)。

美國專利申請公開No.2011/0116174中討論的變焦透鏡是四單元變焦透鏡，該四單元變焦透鏡包括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，在該四單元變焦透鏡中，通過朝向物側(cè)移動第二透鏡單元來從無限遠(yuǎn)距離到近距離執(zhí)行聚焦。

而且，為了改進(jìn)聚焦期間的像差變化，浮置方法是已知的，在浮置方法中，在光軸方向上移動多個透鏡單元。參見日本專利申請公開No.2000-047107。

此外，包括微距機(jī)構(gòu)的變焦透鏡是已知的。日本專利申請公開No.11-352402中討論的變焦透鏡可通過以第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的距離在望遠(yuǎn)端增大這樣的方式移動第一透鏡單元和第二透鏡單元來執(zhí)行微距拍攝(macro?shooting)。

為了使變焦透鏡在整個變焦范圍內(nèi)并在整個物距（整個聚焦范圍）上獲得高光學(xué)性能，有必要適當(dāng)?shù)卦O(shè)置形成變焦透鏡的每個透鏡單元的焦度(power)和透鏡構(gòu)造、以及構(gòu)成變焦透鏡的變焦方法和聚焦方法。通常，當(dāng)期望縮短可攝影的物距并增大成像倍率時，有可能增大聚焦期間的像差變化并且降低光學(xué)性能。而且，產(chǎn)生聚焦透鏡單元的移動量增大以使變焦透鏡的尺寸增大的問題。

美國專利申請公開No.2011/0116174中討論的變焦透鏡可在整個變焦范圍內(nèi)在某個近距離處實(shí)現(xiàn)聚焦，并且可在望遠(yuǎn)端在最近距離處實(shí)現(xiàn)大約0.2x的成像倍率。

在美國專利申請公開No.2011/0116174中討論的變焦透鏡中有必要的是，在光軸方向上確保用于聚焦的第二透鏡單元的移動量的空間。因此，難以在縮小整個變焦透鏡的尺寸的同時獲得超過0.5x倍率的高成像倍率。此外，因?yàn)樵诰奂陂g僅移動第二透鏡單元，所以像差變化增大，并且像差變化特別是在望遠(yuǎn)端有可能增大。

日本專利申請公開No.2000-047107討論了六單元變焦透鏡包括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、具有負(fù)折光力的第四透鏡單元、具有正折光力的第五透鏡單元、和具有負(fù)折光力的第六透鏡單元。第四透鏡單元朝向物側(cè)移動并且第六透鏡單元朝向像側(cè)移動，以使得從無限遠(yuǎn)距離到近距離執(zhí)行聚焦。這種技術(shù)可在整個變焦范圍內(nèi)在某個近距離處實(shí)現(xiàn)聚焦，并且可在望遠(yuǎn)端在最近距離處獲得大約0.2x的成像倍率。在聚焦期間，通過以第四透鏡單元補(bǔ)償由第六透鏡單元的移動引起的像差這樣的方式移動第四透鏡單元來減小像差變化。然而，有必要在光軸方向上確保第四透鏡單元和第六透鏡單元在聚焦期間的移動量的空間。因此，難以在縮小整個變焦透鏡的尺寸的同時獲得超過0.5x倍率的高成像倍率。

日本專利申請公開No.11-352402討論了包括可獲得大約0.5x倍率的高成像倍率的微距機(jī)構(gòu)的變焦透鏡。然而，用于微距拍攝的透鏡單元的驅(qū)動方法例如與整個變焦透鏡的尺寸縮小和高性能的提供不匹配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對一種變焦透鏡，并且還針對包括該變焦透鏡的圖像拾取裝置，該變焦透鏡整體尺寸小，可在整個物距上獲得高光學(xué)性能，并且包括可提供高成像倍率的微距驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種變焦透鏡按從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有最高正折光力的透鏡單元Lp、具有負(fù)折光力的透鏡單元Ln、和具有正折光力的透鏡單元Lp2，其中，每個相鄰?fù)哥R單元之間的距離在變焦期間變化。在其中能夠執(zhí)行變焦和從無限遠(yuǎn)距離到預(yù)定有限距離的聚焦的第一區(qū)域中，在變焦期間移動兩個或更多個透鏡單元，并且在聚焦期間移動一個透鏡單元。在其中從望遠(yuǎn)端到微距端（在微距端，能夠?qū)Ρ人鲱A(yù)定有限距離短的物距執(zhí)行聚焦）執(zhí)行微距驅(qū)動的第二區(qū)域中，在微距驅(qū)動期間移動兩個或更多個透鏡單元，以使得透鏡單元Lp位于比在廣角端更靠近物側(cè)，透鏡單元Lp與透鏡單元Ln之間的距離在微距端比在廣角端大，并且透鏡單元Ln與透鏡單元Lp2之間的距離在微距端比在廣角端小。