CN101587233B - 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取设备 - Google Patents

变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取设备 Download PDF

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Abstract

公开一种变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取设备。所述变焦透镜包括具有正折光力的第一透镜单元、具有负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、以及具有正折光力的第五透镜单元。从物侧到像侧依次布置第一到第五透镜单元。在从广角端到望远端变焦期间移动所有透镜单元，使得第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离增大，第三透镜单元和第五透镜单元之间的距离增大。相对于变焦比恰当地设定第四透镜单元的折光力和第五透镜单元的折光力。

Description

变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取设备
技术领域
本发明涉及变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取设备，更具体地，涉及适合于在静态照相机、视频摄像机、数字静态照相机、监视照相机等中使用的变焦透镜等，以及包括所述变焦透镜的图像拾取设备。
背景技术
近来，已普遍使用包括诸如CCD和CMOS器件之类的固态图像拾取元件的数字静态照相机和数字视频摄像机。固态图像拾取元件中包括的像素数量已增大，因此具有高光学性能的小型高放大倍率光学***已被广泛使用。
例如，美国专利No.7,177,092讨论了具有从广角范围到望远范围的高变焦比(大约为10)的宽视场角变焦透镜。
此外，日本专利特开No.2007-47538讨论了具有从广角范围到望远范围的高变焦比(大约为10)的小型变焦透镜。
在根据美国专利No.7,177,092的变焦透镜中，广角端的视场角2ω为76°，而变焦比约为10。因此，获得大的视场角和高变焦比。然而，望远端的总体透镜长度相对较大。
根据日本专利特开No.2007-47538，提供了具有约为10的高变焦比的小型变焦透镜。然而，在从广角端到望远端的变焦过程中，子午截面中出现大的像面变化。
发明内容
本发明提供了具有高光学性能和广角端的大视场角的小型高变焦比变焦透镜，以及包括所述变焦透镜的图像拾取设备。
根据本发明的一个方面，一种变焦透镜包括：具有正折光力的第一透镜单元、具有负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、以及具有正折光力的第五透镜单元。从物侧到像侧依次布置所述第一透镜单元、所述第二透镜单元、所述第三透镜单元、所述第四透镜单元和所述第五透镜单元。在从广角端到望远端变焦期间，所有透镜单元被移动，使得第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离增大，第三透镜单元和第五透镜单元之间的距离增大。满足下述条件：
0.01≤(|f4|/f5)/Z≤0.11
Z＝ft/fw
其中，f4是第四透镜单元的焦距，f5是第五透镜单元的焦距，fw是整个变焦透镜***在广角端的焦距，而ft是整个变焦透镜***在望远端的焦距。
参照附图，本发明的更多特征将从示例性实施例的下述描述变得清晰。
附图说明
图1是根据本发明的第一数值例子的变焦透镜在广角端的截面图；
图2A至2C示出根据本发明的第一数值例子的变焦透镜的像差图；
图3是根据本发明的第二数值例子的变焦透镜在广角端的截面图；
图4A至4C示出根据本发明的第二数值例子的变焦透镜的像差图；
图5是根据本发明的第三数值例子的变焦透镜在广角端的截面图；
图6A至6C示出根据本发明的第三数值例子的变焦透镜的像差图；
图7是根据本发明的第四数值例子的变焦透镜在广角端的截面图；
图8A至8C示出根据本发明的第四数值例子的变焦透镜的像差图；
图9是根据本发明的第五数值例子的变焦透镜在广角端的截面图；
图10A至10C示出根据本发明的第五数值例子的变焦透镜的像差图；
图11是根据本发明的第六数值例子的变焦透镜在广角端的截面图；
图12A至12C示出根据本发明的第六数值例子的变焦透镜的像差图；
图13是根据本发明的第七数值例子的变焦透镜在广角端的截面图；
图14A至14C示出根据本发明的第七数值例子的变焦透镜的像差图；
图15是示出根据本发明的实施例的图像拾取设备的主要部分的示意图。
具体实施方式
将参照附图描述根据本发明的实施例的变焦透镜。
根据本发明的实施例的每一个变焦透镜，从物侧到像侧依次包括：具有正折光力的第一透镜单元、具有负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、以及具有正折光力的第五透镜单元。
在根据本发明的实施例的每一个变焦透镜中，所有的透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间移动。更具体地讲，透镜单元移动，使得第一和第二透镜单元L1和L2之间的距离在望远端比在广角端大，且第三和第五透镜单元L3和L5之间的距离在望远端比在广角端大。
因为所有透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间移动，可增大变焦比并同时减小尺寸。
更具体地讲，在变焦期间，通过增大第一透镜单元L1和第二透镜单元L2之间的距离而改变放大倍率。然而，第三透镜单元L3也在变焦期间移动，从而在望远端，入射光瞳可移动至合适的位置。因此，可减小透镜直径。
因为第三透镜单元L3移动，所以第三透镜单元L3也为由第一透镜单元L1和第二透镜单元L2提供的改变放大倍率的功能作出贡献。因此，可减小第一透镜单元L1和第二透镜单元L2的为了改变放大倍率的移动量。其结果是，可减小望远端的整体透镜长度(第一透镜单元L1中离物侧最近的透镜表面和像面IP之间沿光轴的距离)。
此外，因为第五透镜单元L5也在变焦期间移动，可进一步增大变焦比。可通过在从广角端到望远端的变焦期间增大第三透镜单元L3和第五透镜单元L5之间的距离，获得高变焦比。
当f4是第四透镜单元L4的焦距，f5是第五透镜单元L5的焦距，fw是整个***在广角端的焦距，且ft为整个***在望远端的焦距时，适当地设定第四透镜单元L4的折光力和第五透镜单元L5的折光力，以满足下述条件：
0.01≤(|f4|/f5)/Z≤0.11...(1)
Z＝ft/fw
条件表达式(1)涉及第四和第五透镜单元L4和L5的折光力之间的比相对于变焦操作中的变焦比Z的比率。
根据本发明，为了获得高变焦比，第四透镜单元和第五透镜单元在变焦期间移动。通过适当地设定第四和第五透镜单元的折光力，同时可增大变焦比，可改善光学性能，并且可减小尺寸。
如果条件表达式(1)的值小于其下限，则广角范围中出现大的像面变化，并且难以保持高光学性能。此外，第四透镜单元L4的移动量增大，因此难以减小***的尺寸。
如果条件表达式(1)的值大于其上限，则望远范围中出现大的像面变化。此外，如果增大第五透镜单元L5的移动量以获得高变焦比，则难以减小整个***的尺寸。
将在下面详细描述根据本发明的实施例的变焦透镜的结构。
图1是根据本发明的第一数值例子的变焦透镜在广角端(短焦距端)的截面图。图2A至2C示出根据本发明的第一数值例子的变焦透镜的像差图。
图3是根据本发明的第二数值例子的变焦透镜在广角端的截面图。图4A至4C示出根据本发明的第二数值例子的变焦透镜的像差图。
图5是根据本发明的第三数值例子的变焦透镜在广角端的截面图。图6A至6C示出根据本发明的第三数值例子的变焦透镜的像差图。
图7是根据本发明的第四数值例子的变焦透镜在广角端的截面图。图8A至8C示出根据本发明的第四数值例子的变焦透镜的像差图。
图9是根据本发明的第五数值例子的变焦透镜在广角端的截面图。图10A至10C示出根据本发明的第五数值例子的变焦透镜的像差图。
图11是根据本发明的第六数值例子的变焦透镜在广角端的截面图。图12A至12C示出根据本发明的第六数值例子的变焦透镜的像差图。
图13是根据本发明的第七数值例子的变焦透镜在广角端的截面图。14A至14C示出根据本发明的第七数值例子的变焦透镜的像差图。
图15是示出根据本发明的实施例的图像拾取设备的主要部分的示意图。
根据每一个例子的变焦透镜是诸如视频摄像机、数字照相机或卤化银胶片照相机之类的图像拾取设备中使用的成像透镜***。在每一个变焦透镜的截面图中，左侧示出了物侧(前方)，右侧示出了像侧(后方)。
参照截面图，每一个变焦透镜包括：具有正折光力(光焦度，其是焦距的倒数)的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2、具有正折光力的第三透镜单元L3、具有负折光力的第四透镜单元L4、以及具有正折光力的第五透镜单元L5。
SP表示F值确定部件(下文中也称为“孔径光阑”)，其充当确定(限制)开放F值(Fno)光通量的孔径光阑。
IP表示像面。在变焦透镜用作视频摄像机或数字静态照相机的成像光学***的情况下，诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像拾取元件(光电转换元件)的图像拾取平面位于所述像面IP处。在变焦透镜用作卤化银胶片照相机的成像光学***的情况下，对应于胶片表面的感光表面位于所述像面IP处。
在示出球面像差的像差图中，实线和双点划线分别为d线和g线。在示出象散的像差图中，d线用作基准，而实线和双点划线分别对应于弧矢像面和区域子午像面。此外，在示出放大倍率的畸变和色差的像差图中，d线和g线分别用作基准。Fno表示F值，ω表示半视场角，而h表示像高。
广角端和望远端是与其中放大倍率变化透镜单元在沿光轴的机械可移动范围的一端和另一端的状态相对应的变焦位置。
在变焦透镜的截面图中，透镜单元在从广角端至望远端的变焦期间移动的轨迹由箭头示出。
在每一个例子中，在从广角端至望远端的变焦期间，第一透镜单元L1向物侧移动，第二透镜单元L2向像侧移动，第三透镜单元L3向物侧移动，第四透镜单元L4沿向物侧凸出的轨迹移动，而第五透镜单元L5向像侧移动。因此，在每一个例子中，变焦透镜中包括的所有透镜单元在从广角端至望远端的变焦期间都移动。
现在将描述根据例子的每一个变焦透镜的透镜结构。
第一透镜单元L1从物侧到像侧依次包括：包括在像侧具有凹面的负弯月透镜和一个正透镜的粘合透镜、以及在物侧具有凸面的正弯月透镜。
在第一例子和第四到第七例子中，第二透镜单元L2从物侧到像侧依次包括：在像侧具有凹面的负弯月透镜、双凹负透镜、和在物侧具有凸面的正弯月透镜。在第二和第三例子中，第二透镜单元L2从物侧到像侧依次包括：在像侧具有凹面的两个负弯月透镜、在物侧具有凹面的负弯月透镜、和在物侧具有凸面的正透镜。
因此，在第二透镜单元L2中，可减小前方的直径并同时减小变焦期间的色差的变化。此外，在从广角端到望远端的整个变焦范围中，可适当地校正在望远端的象场弯曲和球面像差的变化。具体地讲，可在广角端适当地校正象散和畸变。
在第一例子和第四到第七例子中，第三透镜单元L3从物侧到像侧依次包括：双凸正透镜、在像侧具有凹面的负弯月透镜、和双凸正透镜。在第二和第三例子中，第三透镜单元L3从物侧到像侧依次包括：双凸正透镜、在像侧具有凹面的负弯月透镜、以及包括在像侧具有凹面的负弯月透镜和双凸正透镜的粘合透镜。
因此，第三透镜单元L3包括一个或多个正透镜和一个或多个负透镜，其中，所述一个或多个正透镜包括放置在离物侧最近的位置的正透镜。第三透镜单元L3中包括的正透镜中的至少一个为非球面透镜。根据该结构，可适当地校正球面像差和象场弯曲。
第四透镜单元L4由单个负透镜、包括两个负透镜的粘合透镜、或包括正透镜和负透镜的粘合透镜构成。
第五透镜单元L5由在像侧具有凸面的正透镜、或包括双凸正透镜和在物侧具有凹面的负弯月透镜的粘合透镜构成。
可通过沿变焦透镜的光轴移动第四透镜单元L4或第五透镜单元L5来执行聚焦。在这样的情况下，可将聚焦期间的像差的变化抑制为相对较低的水平。
为了防止振动，可通过沿具有垂直于变焦透镜的光轴的分量的方向移动第三透镜单元的部分或全体来改变成像位置。在这样的情况下，可将偏心像差(由于偏心导致的像差)的变化抑制为相对较低的水平。
如上所述，在第一至第七例子中，第四和第五透镜单元L4和L5的折光力之间的比相对于变焦比Z的比率被恰当地设定为满足条件表达式(1)。因此，提供了具有高光学性能和广角端的大视场角的小型高变焦比的变焦透镜。
在每一个例子的变焦透镜中，也可另外地满足下述条件以便解决各种技术问题。
也就是说，当f2是第二透镜单元L2的焦距，而f5是第五透镜单元L5的焦距时，可满足下述条件中的一个或两个。
0.01≤|f2|/ft≤0.20       ...(2)
0.10≤(f5/|f2|)/Z≤0.25   ...(3)
条件表达式(2)涉及在望远端的第二透镜单元L2的焦距f2与整个***的焦距ft的比率的数值范围。
如果条件表达式(2)的值小于其下限，则第二透镜单元L2的折光力太高，并且在第二透镜单元L2处产生大量像差。尤其地，产生大量的象场弯曲和象散。因此，必须增加透镜的数量或必须添加一个非球面，以便校正像差；从制造成本的角度来看这是不利的。
相反，如果条件表达式(2)的值大于其上限，则可有效地校正像差。然而，必须在放大倍率改变过程中将第二透镜单元L2移动大的距离，并且因此整体透镜长度增大。
条件表达式(3)涉及第二和第五透镜单元L2和L5的焦距之间的比相对于整体***在广角端和望远端的焦距之间的比的比率。
如果条件表达式(3)的值小于其下限，则通过第二透镜单元L2获得的放大倍率变化效应太低。因此，必须在放大倍率改变过程中将第二透镜单元L2移动大的距离，并且因此整体透镜长度增大。
此外，第五透镜单元L5的折光力太高，并且在第五透镜单元L5处产生大量像差。尤其地，产生大量的象场弯曲和象散。
相反，如果条件表达式(3)的值大于其上限，则第二透镜单元L2的折光力太高，并且在第二透镜单元L2产生大量的像差。尤其地，产生大量的象场弯曲和象散。
当β3w和β3t分别是第三透镜单元L3在广角端和望远端处的横向放大倍率，β5w和β5t分别是第五透镜单元L5在广角端和望远端处的横向放大倍率时，可满足一个或两个下述条件：
0.01≤(β3t/β3w)/Z≤0.20          …(4)
0.01≤(|β5t|/|β5w|)/Z≤0.14      …(5)
在上述表达式中，Z是变焦比(ft/fw)。
条件表达式(4)涉及由第三透镜单元L3提供的放大倍率改变效果。
如果条件表达式(4)的值小于其下限，则第三透镜单元L3的放大倍率改变效果低，并且有必要增大第二透镜单元L2的折光力。因此，难以在变焦期间抑制像面变化。
相反，如果条件表达式(4)的值大于其上限，则可有效地减小整个***的尺寸。然而，产生大量的象场弯曲和象散。
条件表达式(5)涉及由第五透镜单元L5提供的放大倍率改变效果。
如果条件表达式(5)的值小于其下限，则第五透镜单元L5的放大倍率改变效果低。因此，要在从广角端到望远端的变焦期间将第五透镜单元L5移动大的距离，并且难以减小整个***的尺寸。
相反，如果条件表达式(5)的值大于其上限，则可有效地减小整个***的尺寸。然而，产生大量的象场弯曲和象散。
根据第一至第七例子的变焦透镜满足所有的上述条件表达式(2)至(5)。然而，不必须同时满足所有的条件表达式。可通过满足对应的条件表达式来分别获得上述效果。
也可将条件表达式(1)至(5)的数值范围设定为如下：
0.06≤(|f4|/f5)/Z≤0.108         ...(1a)
0.07≤|f2|/ft≤0.15              ...(2a)
0.104≤(f5/|f2|)/Z≤0.241        ...(3a)
0.05≤(β3t/β3w)/Z≤0.19        ...(4a)
0.04≤(|β5t|/|β5w|)/Z≤0.131   ...(5a)
下面，将参照图15来描述包括根据上述例子中的至少一个的变焦透镜作为成像光学***的数字静态照相机。
参照图15，照相机体20包括成像光学***21，所述成像光学***21包括根据第一到第七例子中的至少一个例子的变焦透镜。用于接收由成像光学***21形成的物像的诸如CCD传感器和CMOS传感器之类的固态图像拾取元件(光电转换元件)22被放置在照相机体20中。存储器23记录与经过固态图像拾取装置22执行的光电转换的物像相对应的信息。取景器24由例如液晶显示面板等构成，并允许用户观察在图像拾取元件22上形成的物像。
当诸如数字静态照相机之类的图像拾取设备中包括根据本发明的至少一个例子的变焦透镜时，可获得提供高光学性能的小型图像拾取设备。
现在将详细描述第一到第七数值例子。在每一个数值例子中，i表示从物侧计数的编号，ri表示从物侧的第i个表面的曲率半径，di表示从物侧的第i个表面的透镜厚度或空气距离，而ni和vi分别表示从物侧的第i个材料的折射系数和阿贝数。BF表示后焦点。
表1示出了条件表达式(1)至(5)和第一至第七数值例子之间的关系。
在表1中，示出了分别作为第二透镜单元L2在广角端和望远端的横向放大倍率的β2w和β2t，和分别作为第四透镜单元L4在广角端和望远端的横向放大倍率的β4w和β4t，作为参考。
当光轴是X轴时，垂直于光轴的轴是H轴，光行进的方向是正方向，R是傍轴曲率半径，k是圆锥常数，A4至A10是非球面系数，非球面表面的形状被表示如下：
X = H 2 R 1 + 1 - ( 1 + k ) ( H R ) 2 + A 4 H 4 + A 6 H 6 + A 8 H 8 + A 10 H 10
符号‘＊’被添加到非球面表面的表面编号。此外，“e-x”是指“10-X”。
第一数值例子
单位：mm
表面数据
表面编号    r          d       nd         vd
1           46.387     0.91    1.84666    23.9
2           29.238     3.92    1.48749    70.2
3           -274.226   0.63
4           33.397     2.47    1.71300    53.9
5           107.612    (可变)
6           102.207    1.07    1.88300    40.8
7           5.722      2.80
8        -22.530       0.89       1.77250       49.6
9        17.499        0.08
10       10.741        2.69       1.92286       18.9
11       72.161        (可变)
12＊     15.035        0.99       1.58313       59.4
13＊     -13.224       1.28
14       (孔径)∞      2.03
15       71.351        1.49       1.92286       18.9
16       9.857         0.17
17       10.414        1.63       1.77250       49.6
18       -9.896        (可变)
19＊     32.734        1.04       1.69350       53.2
20＊     5.680         (可变)
21       -610.102      1.60       1.88300       40.8
22       -11.363       (可变)
23       ∞            0.80       1.51633       64.1
24       ∞            (可变)
非球面数据
第12表面
K＝-1.53973e+000   A4＝-1.70567e-004  A6＝2.06757e-005
A8＝-1.75786e-006  A10＝8.45932e-009
第13表面
K＝-3.81666e+000   A4＝1.77528e-004   A6＝2.11832e-005
A8＝-1.19231e-006  A10＝1.78553e-008
第19表面
K＝8.95045e-001     A4＝-7.28776e-005  A6＝8.74312e-006
A8＝-2.04432e-007   A10＝3.51374e-009
第20表面
K＝3.70279e-001     A4＝2.87976e-004   A6＝-2.79339e-005
A8＝5.99582e-006    A10＝-3.97598e-007
其他数据
变焦比        9.78
焦距          4.34    13.47   42.42
F值           3.10    4.38    5.77
视场角        41.60   15.95   5.19
像高          3.85    3.85    3.85
整体透镜长度  49.11   58.19   70.06
BF            5.20    3.94    3.15
d5            0.46    12.62   24.10
d11           13.63   5.23    0.85
d18           1.53    2.77    3.01
d20           2.29    7.64    12.97
d22           4.08    2.82    2.03
d24           0.59    0.59    0.59
变焦透镜单元数据
单元编号    第一个表面   焦距
1           1            44.71
2           6            -6.65
3           12           8.22
4           19           -10.07
5           21           13.10
第二数值例子
单位：mm
表面数据
表面编号   r           d        nd         vd
1          74.617      1.03     1.80610    33.3
2          37.299      5.56     1.49700    81.5
3          3046.357    0.19
4          39.377      3.98     1.60311    60.6
5          205.617     (可变)
6          45.387      0.99     1.88300    40.8
7          10.767      2.51
8          41.964      1.02     1.80400    46.6
9          9.990       3.45
10         -21.358     1.02     1.74950    35.3
11         -105.249    0.19
12         22.078      1.98     1.92286    18.9
13         -695.286    (可变)
14    (孔径)∞    (可变)
15＊  12.158      3.27     1.58313     59.4
16    -124.109    1.53
17    26.401      1.48     1.71999     50.2
18    14.051      1.80
19    20.381      1.91     2.00330     28.3
20    8.538       2.00     1.60311     60.6
21    -35.125     (可变)
22    36.376      2.31     1.80518     25.4
23    26.373      1.16     1.60311     60.6
24    14.969      (可变)
25    15.688      4.50     1.58313     59.4
26    -10.529     1.56     1.60342     38.0
27    -35.467     (可变)
28    ∞          0.80     1.51633     64.1
29    ∞          (可变)
非球面数据
第15表面
K＝1.91328e-001   A4＝-8.66915e-005  A6＝-5.46115e-007
A8＝2.82575e-008  A10＝-1.01872e-009
其他数据
变焦比            19.40
焦距            4.79    15.11    92.89
F值             2.87    3.87     5.60
视场角          38.80   14.29    2.37
像高            3.85    3.85     3.85
整体透镜长度    91.81   100.17   123.52
BF              9.07    13.48    10.26
d5              0.94    19.83    45.80
d13             25.04   9.01     0.90
d14             11.13   4.96     1.09
d21             0.90    3.90     14.10
d24             1.02    5.28     7.65
d27             7.00    11.41    8.19
d29             1.54    1.54     1.54
变焦透镜单元数据
单元编号    第一个表面    焦距
1           1             67.95
2           6             -9.82
3           15            19.83
4           22            -41.62
5           25            19.97
第三数值例子
单位：mm
表面数据
表面编号 r           d       nd         vd
1        77.859      1.90    1.80610    33.3
2        38.162      5.50    1.49700    81.5
3        5579.689    0.20
4        39.435      4.30    1.60311    60.6
5        193.345     (可变)
6        46.636      1.00    1.83481    42.7
7        10.369      2.70
8        24.826      0.85    1.77250    49.6
9        9.988       3.60
10       -22.515     0.80    1.83481    42.7
11       -340.954    0.12
12       21.755      2.25    1.92286    18.9
13       923.134     (可变)
14       (孔径)∞    (可变)
15＊     11.916      3.45    1.58313    59.4
16       -84.373     2.80
17       42.190      1.15    1.60342    38.0
18       13.010      0.30
19       22.098      0.80    2.00330    28.3
20       8.458       2.15    1.71999    50.2
21       -44.763     (可变)
22       63.020      1.00    1.76182    26.5
23   58.335    0.60     1.60311   60.6
24   18.000    (可变)
25   20.910    4.00     1.77250   49.6
26   -10.871   0.60     1.80610   33.3
27   -48.531   (可变)
28   ∞        0.80     1.51633   64.1
29   ∞        (可变)
非球面数据
第15表面
K＝3.22611e-001    A4＝-1.03271e-004  A6＝-6.77678e-007
A8＝5.18752e-008   A10＝-2.45955e-009
其他数据
变焦比          19.24
焦距            5.15     20.27     99.10
F值             2.87     3.83      5.48
视场角          36.78    10.75     2.22
像高            3.85     3.85      3.85
整体透镜长度    91.63    100.53    125.00
BF              10.49    18.16     10.34
d5              0.90     24.02     47.08
d13             24.11    5.11      1.74
d14    10.39    3.54    1.01
d21    1.00     3.39    11.83
d24    4.40     5.98    12.66
d27    7.81     15.48   7.66
d29    2.15     2.15    2.15
变焦透镜单元数据
单元编号    第一个表面    焦距
1           1             69.78
2           6             -9.86
3           15            19.13
4           22            -42.07
5           25            20.35
第四数值例子
单位：mm
表面数据
表面编号 r         d       nd         vd
1        70.878    1.30    1.80610    33.3
2        32.968    4.70    1.49700    81.5
3        -111.350  0.10
4        26.866    2.40    1.60311    60.6
5        54.549    (可变)
6        26.963    0.70    1.88300    40.8
7     6.026       2.60
8     -20.552     0.60    1.69680    55.5
9     23.424      0.40
10    12.212      1.70    1.92286    18.9
11    39.217      (可变)
12    (孔径)∞    1.50
13＊  15.113      2.00    1.69350    53.2
14＊  -110.436    3.00
15    45.026      0.60    1.84666    23.9
16    11.428      0.27
17    11.905      2.00    1.60311    60.6
18    -19.292     (可变)
19    25.973      1.20    1.76182    26.5
20    30.131      0.60    1.60311    60.6
21    9.597       (可变)
22    18.697      3.20    1.80400    46.6
23    -13.236     0.60    1.80518    25.4
24    -61.067     (可变)
25    ∞          0.50    1.51633    64.1
26    ∞          (可变)
非球面数据
第13表面
K＝-1.19364e+000  A4＝2.35674e-005  A6＝-7.55800e-007
A8＝8.65820e-008
第14表面
K＝-1.55414e+003  A4＝-3.64989e-005  A6＝3.74564e-006
A8＝2.59198e-008
其他数据
变焦比          16.66
焦距            6.00    24.02   99.98
F值             2.90    3.29    4.36
视场角          30.77   8.46    2.05
像高            3.57    3.57    3.57
整体透镜长度    69.78   84.83   100.78
BF              8.96    15.90   6.10
d5              0.70    23.55   38.58
d11             19.83   3.89    1.47
d18             1.50    3.94    4.18
d21             9.15    7.92    20.80
d24             8.19    15.12   5.32
d26             0.45    0.45    0.45
变焦透镜单元数据
单元编号    第一个表面    焦距
1           1             55.06
2           6             -8.10
3            13        14.16
4            19        -27.14
5            22        18.21
第五数值例子
单位：mm
表面数据
表面编号   r           d       nd         vd
1          43.599      1.27    1.84666    23.9
2          27.041      3.88    1.48749    70.2
3          237.616     0.24
4          30.838      2.85    1.70731    54.3
5          121.146     (可变)
6          62.960      0.97    1.86845    42.1
7          6.958       3.29
8          -29.264     0.85    1.81815    46.1
9          16.475      0.56
10         13.256      1.96    1.92286    18.9
11         73.933      (可变)
12＊       14.924      2.85    1.58313    59.4
13＊       -19.197     2.39
14         (孔径)∞    2.09
15         40.818      0.97    1.92271    18.9
16         10.738      0.27
17   13.526      2.19   1.78736  48.5
18   -16.033     (可变)
19   -172.133    0.85   1.57129  42.4
20＊ 8.659       (可变)
21   156.632     2.18   1.78084  49.0
22   -13.062     (可变)
23   ∞          0.80   1.49000  70.0
24   ∞          (可变)
非球面数据
第12表面
K＝-1.18045e+000  A4＝-1.07674e-004  A6＝-9.59113e-007
A8＝3.58907e-009  A10＝-1.45640e-010
第13表面
K＝-8.29356e+000  A4＝-8.00732e-005  A6＝2.80192e-007
A8＝7.05708e-009  A10＝-3.74408e-011
第20表面
K＝7.25552e-001  A4＝1.34001e-004  A6＝-7.43617e-006  A8＝-
1.34818e-008
其他数据
变焦比             9.80
焦距               5.38    19.88    52.69
F值                2.88    3.84     4.18
视场角         35.60   10.96   4.18
像高           3.85    3.85    3.85
整体透镜长度   61.81   67.16   77.83
BF             7.16    6.02    4.88
d5             0.76    15.08   27.65
d11            18.50   3.93    1.09
d18            1.74    7.10    5.74
d20            3.72    5.11    8.54
d22            3.30    2.16    1.02
d24            3.32    3.32    3.32
变焦透镜单元数据
单元编号    第一个表面    焦距
1           1             47.27
2           6             -7.59
3           12            11.20
4           19            -14.41
5           21            15.53
第六数值例子
单位：mm
表面数据
表面编号        r    d    nd    vd
1        45.487    1.15    1.84666    23.9
2        27.522    3.65    1.48749    70.2
3        -182.544  0.20
4        32.533    2.03    1.71300    53.9
5        116.441   (可变)
6        253.910   1.00    1.88300    40.8
7        5.823     2.50
8        -21.927   0.80    1.77250    49.6
9        19.018    0.22
10       10.866    1.53    1.92286    18.9
11       62.902    (可变)
12＊     13.143    1.91    1.58313    59.4
13＊     -12.880   1.58
14       (孔径)∞  1.97
15       66.373    0.90    1.92286    18.9
16       9.666     0.10
17       11.022    1.67    1.77250    49.6
18       -10.269   (可变)
19       26.314    0.80    1.69350    53.2
20＊     5.731     (可变)
21       -157.045  1.80    1.83481    42.7
22       -12.096   (可变)
23       ∞        0.80    1.51633    64.1
24       ∞        (可变)
非球面数据
第12表面
K＝-2.39987e+000  A4＝-1.26814e-004  A6＝2.25922e-005  A8＝-
1.47250e-006  A10＝-1.37571e-010
第13表面
K＝-5.10620e+000  A4＝7.59035e-005  A6＝2.25827e-005  A8＝-
9.87818e-007  A10＝-3.53221e-011
第20表面
K＝2.67619e-001  A4＝8.01417e-005  A6＝-8.57578e-006  A8＝-
9.35838e-007
其他数据
变焦比         9.78
焦距           5.15     15.41    50.36
F值            3.40     4.58     5.77
视场角         36.80    14.03    4.37
像高           3.85     3.85     3.85
整体透镜长度   47.64    57.21    69.42
BF             5.89     4.94     4.12
d5             0.68     12.96    24.60
d11            12.68    4.95     1.01
d18            1.22     2.54     2.10
d20            3.09     7.73     13.52
d22      5.00    4.05   3.24
d24      0.36    0.36   0.36
变焦透镜单元数据
单元编号   第一个表面   焦距
1         1            41.85
2         6            -6.64
3         1            28.39
4         19           -10.74
5         21           15.61
第7数值例子
单位：mm
表面数据
表面编号   r         d       nd         vd
1          46.080    1.10    1.84666    23.9
2          29.191    3.86    1.48749    70.2
3          -254.439  0.87
4          32.994    2.08    1.71300    53.9
5          110.300   (可变)
6          171.921   1.32    1.88300    40.8
7          5.812     2.80
8          -23.390   0.98    1.77250    49.6
9          18.976    0.10
10    10.860    1.80    1.92286    18.9
11    64.617    (可变)
12＊  13.174    1.15    1.58313    59.4
13＊  -12.917   1.10
14    (孔径)∞  1.86
15    91.424    1.30    1.92286    18.9
16    9.763     0.27
17    10.387    1.62    1.77250    49.6
18    -9.915    (可变)
19＊  29.476    1.02    1.69350    53.2
20＊  5.641     (可变)
21    -93.283   2.45    1.88300    40.8
22    -11.593   (可变)
23    ∞        0.80    1.51633    64.1
24    ∞        (可变)
非球面数据
第12表面
K＝-2.35386e+000  A4＝-1.40772e-004  A6＝1.49443e-005  A8＝-
3.24701e-006  A10＝5.43511e-009
第13表面
K＝-4.06692e+000  A4＝1.41380e-004  A6＝2.53715e-005  A8＝-
3.49722e-006  A10＝2.15072e-008
第19表面
K＝8.85258e+000  A4＝-5.95611e-005  A6＝-1.08213e-006
A8＝1.25880e-006  A10＝-1.95314e-008
第20表面
K＝3.52436e-001  A4＝2.71289e-004  A6＝-2.84270e-005
A8＝6.19290e-006  A10＝-3.77314e-007
其他数据
变焦比          9.80
焦距            4.81    4.97    47.14
F值             3.16    3.15    5.77
视场角          38.69   37.77   4.67
像高            3.85    3.85    3.85
整体透镜长度    48.44   47.43   70.26
BF              5.30    5.42    3.19
d5              0.66    0.66    24.42
d11             12.88   11.91   1.01
d18             1.34    1.50    1.98
d20             2.32    2.00    13.72
d22             4.00    4.11    1.89
d24             0.78    0.78    0.78
变焦透镜单元数据
单元编号    第一个表面    焦距
1            1            43.62
2            6            -6.80
3            12           7.99
4            19           -10.24
5            21           14.78
表1
  第1例子   第2例子   第3例子   第4例子   第5例子   第6例子   第7例子
fw   4.3361   4.7887   5.3778   5.1500   6.0000   5.1464   4.8081
ft   42.4224   92.8917   52.6868   99.9934   99.9796   50.3563   47.1390
Z   9.7836   19.3987   9.7971   19.4162   16.6633   9.7847   9.8042
f1   44.7096   67.9484   47.2742   69.7822   55.0589   41.8519   43.6197
f2   -6.6526   -9.8189   -7.5912   -9.8590   -8.1042   -6.6429   -6.7958
f3   8.2188   19.8268   11.2009   19.1318   14.1640   8.3862   7.9943
f4   -10.0689   -41.6162   -14.4066   -42.0661   -27.1365   -10.7355   -10.2385
f5   13.0969   19.9694   15.5285   20.6205   18.2111   15.6108   14.7848
  第1例子   第2例子   第3例子   第4例子   第5例子   第6例子   第7例子
β2w   -0.1971   -0.1881   -0.2199   -0.1860   -0.1909   -0.2114   -0.2094
β3w   -0.3783   -0.5378   -0.4251   -0.5393   -0.6042   -0.4143   -0.3799
β4w   2.1540   1.7172   2.2851   1.8607   2.2641   2.2350   2.1202
β5w   0.6039   0.4056   0.5326   0.3953   0.4172   0.6282   0.6537
β2t   -0.6579   -1.3403   -0.9953   -1.4462   -1.7767   -0.8846   -0.7808
β3t   -0.6845   -1.4170   -0.7554   -1.1849   -0.7897   -0.6431   -0.6123
β4t   2.7708   2.0806   2.1819   1.9947   2.2531   2.8529   2.8377
β5t   0.7604   0.3460   0.6793   0.4192   0.5744   0.7413   0.7967
(|f4|/f5)/Z   0.0786   0.1074   0.0947   0.1051   0.0894   0.0703   0.0706
|f2|/ft   0.1568   0.1057   0.1441   0.0986   0.0811   0.1319   0.1442
(f5/|f2|)/Z   0.2012   0.1048   0.2088   0.1077   0.1349   0.2402   0.2219
(β3t/β3w)/Z   0.1849   0.1358   0.1814   0.1132   0.0784   0.1586   0.1644
(|β5t|/|β5w|)/Z   0.1287   0.0440   0.1302   0.0546   0.0826   0.1206   0.1243
尽管已参照示例性实施例描述了本发明，应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应被给予最宽的解释，以便包含所有变形以及等同结构和功能。

Claims (8)

1.一种变焦透镜，包括：
具有正折光力的第一透镜单元；
具有负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；以及
具有正折光力的第五透镜单元；
其中，从物侧到像侧依次布置所述第一透镜单元、所述第二透镜单元、所述第三透镜单元、所述第四透镜单元和所述第五透镜单元，
其中，在从广角端到望远端的变焦期间，所有透镜单元被移动，使得第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离增大，且第三透镜单元和第五透镜单元之间的距离增大，以及
其中，满足下述条件：
0.01≤(|f4|/f5)/Z≤0.11
Z＝ft/fw
其中，f4是第四透镜单元的焦距，f5是第五透镜单元的焦距，fw是整个变焦透镜***在广角端的焦距，而ft是整个变焦透镜***在望远端的焦距，以及
其中，满足下述条件：
0.07≤|f2|/ft≤0.15，
其中f2是第二透镜单元的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中满足下述条件：
0.10≤(f5/|f2|)/Z≤0.25
其中f2是第二透镜单元的焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中满足下述条件：
0.01≤(β3t/β3w)/Z≤0.20
其中，β3w和β3t分别是第三透镜单元在广角端和望远端的横向放大倍率。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中满足下述条件：
0.01≤(|β5t|/|β5w|)/Z≤0.14
其中，β5w和β5t分别是第五透镜单元在广角端和望远端的横向放大倍率。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中能够通过沿具有垂直于变焦透镜的光轴的分量的方向移动第三透镜单元的部分或全体来改变成像位置。
6.根据权利要求1的变焦透镜，其中第三透镜单元包括一个或多个正透镜和一个或多个负透镜，其中所述一个或多个正透镜包括放置在离物侧最近的位置的正透镜，以及
其中，第三透镜单元中包括的正透镜中的至少一个为非球面透镜。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中通过沿变焦透镜的光轴移动第四透镜单元或第五透镜单元来执行聚焦。
8.一种图像拾取设备，其包括：
根据权利要求1至7中任一项所述的变焦透镜；以及
接收变焦透镜形成的图像的图像拾取元件。
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