CN103454754A - 变焦透镜和配有变焦透镜的图像拾取装置 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及变焦透镜和配有变焦透镜的图像拾取装置。一种变焦透镜从物体侧到像侧依次包括正的第一透镜单元、负的第二透镜单元、孔径光阑、正的第三透镜单元和正的第四透镜单元。第三透镜单元依次包括正的第一透镜子单元和负的第二透镜子单元。第二透镜子单元可在具有与光轴垂直的成分的方向上移动，以在与光轴垂直的方向上改变图像形成位置。广角端处的孔径光阑与第三透镜单元之间的距离、广角端处的第一透镜单元与第二透镜单元的复合焦距、第一透镜子单元的焦距、以及第二透镜子单元的焦距被适当地设置。

Description

变焦透镜和配有变焦透镜的图像拾取装置

技术领域

本公开涉及变焦透镜和配有变焦透镜的诸如视频照相机、监视照相机、数字静止照相机或广播照相机之类的图像拾取装置。

背景技术

要求用于诸如视频照相机或监视照相机之类的图像拾取装置中的变焦透镜具有大的孔径，以能够很容易地执行图像抖动校正并有助于透镜筒结构的小型化。

日本专利申请公开No.2007-052374讨论了从物体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和具有正折光力的第四透镜单元的变焦透镜，其中，第三透镜单元被分成具有正折光力的第一透镜子单元和具有负折光力的第二透镜子单元，并且通过由单个正透镜构成的第一透镜子单元执行图像抖动校正。在日本专利申请公开No.2007-052374中讨论的这种四单元变焦透镜通过使用一个透镜元件来执行图像抖动校正，由此实现整个图像拾取装置的小型化。但是，由于通过具有负折光力的第二透镜单元使轴上光束变为发散光束以入射于第三透镜单元上，因此执行图像抖动校正的单个透镜的有效孔径在直径方面不能被充分地减小。

日本专利申请公开No.2005-148437讨论了从物体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和具有正折光力的第四透镜单元的变焦透镜，其中，第三透镜单元分成具有正折光力的第一透镜子单元、具有负折光力的第二透镜子单元和第三透镜子单元，并且通过作为具有负折光力的单个透镜的第二透镜子单元执行图像抖动校正。在日本专利申请公开No.2005-148437中讨论的这种四单元变焦透镜中，由于在固定第一透镜子单元和第三透镜子单元的同时仅通过移动第二透镜子单元来执行图像抖动校正，因此透镜筒结构复杂，并且作为结果，不能明显实现小型化。

发明内容

本发明的实施例针对如下变焦透镜，在该变焦透镜中，透镜筒结构具有小的尺寸，图像抖动校正期间的像差变化被优异地校正，并且通过大的孔径得到高的光学性能，并且本发明的实施例还针对配有该变焦透镜的图像拾取装置。

根据本发明的一方面，一种变焦透镜从物体侧到像侧依次包括：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；孔径光阑；具有正折光力的第三透镜单元；以及具有正折光力的第四透镜单元，其中，第二透镜单元、孔径光阑和第四透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间移动，其中，第三透镜单元从物体侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜子单元和具有负折光力的第二透镜子单元，其中，第二透镜子单元能够在具有与光轴垂直的成分的方向上移动，以在与光轴垂直的方向上改变图像形成位置，以及其中，当广角端处的孔径光阑与第三透镜单元之间的距离由Ds3w表示、广角端处的第一透镜单元与第二透镜单元的复合焦距由f12w表示、第一透镜子单元的焦距由f3a表示、并且第二透镜子单元的焦距由f3b表示时，满足以下的条件：

0.9<Ds3w/|f12w|<3.0

0.8<|f3b|/f3a<2.0。

参照附图从示例性实施例的以下详细描述中，本发明的其它特征和方面将变得十分清晰。

附图说明

包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是根据第一示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。

图2A、图2B和图2C分别是根据第一示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。

图3是根据第二示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。

图4A、图4B和图4C分别是根据第二示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。

图5是根据第三示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。

图6A、图6B和图6C分别是根据第三示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。

图7是根据第四示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。

图8A、图8B和图8C分别是根据第四示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。

图9是根据第五示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。

图10A、图10B和图10C分别是根据第五示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。

图11是示出根据本发明的示例性实施例的视频照相机的主要部件的示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。

在下文中，将描述根据本发明的示例性实施例的变焦透镜和配有该变焦透镜的图像拾取装置。根据本发明的示例性实施例的变焦透镜从物体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、孔径光阑、具有正折光力的第三透镜单元和具有正折光力的第四透镜单元。在从广角端到望远端的变焦（变倍（variablemagnification））期间，第一透镜单元和第三透镜单元是静止的，并且第二透镜单元、孔径光阑和第四透镜单元移动。

具体而言，在从广角端（短焦距端）到望远端（长焦距端）的变焦期间，第一透镜单元是静止的，并且第二透镜单元向像侧移动。孔径光阑沿向物体侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元是静止的，并且第四透镜单元沿向物体侧凸起的轨迹移动。

图1是根据第一示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。图2A、图2B和图2C分别是根据第一示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。第一示例性实施例是变焦比为9.79并且孔径比大致处于1.44～3.00的范围中的变焦透镜。图3是根据第二示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。图4A、图4B和图4C分别是根据第二示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。第二示例性实施例是变焦比为9.78并且孔径比大致处于1.44～3.00的范围中的变焦透镜。

图5是根据第三示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。图6A、图6B和图6C分别是根据第三示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。第三示例性实施例是变焦比为9.95并且孔径比大致处于1.44～3.00的范围中的变焦透镜。图7是根据第四示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。图8A、图8B和图8C分别是根据第四示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。第四示例性实施例是变焦比为9.97并且孔径比大致处于1.44～3.00的范围中的变焦透镜。

图9是根据第五示例性实施例的变焦透镜的广角端处的透镜断面图。图10A、图10B和图10C分别是根据第五示例性实施例的变焦透镜的广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。第五示例性实施例是变焦比为10.04并且孔径比大致处于1.40～3.00的范围中的变焦透镜。

图11是示出根据本发明的示例性实施例的配有变焦透镜的监视照相机（图像拾取装置）的主要部件的示意图。各示例性实施例的变焦透镜是在诸如视频照相机、数字静止照相机、卤化银膜照相机、电视照相机等的图像拾取装置中使用的成像透镜***。在透镜断面图中，左侧是物体侧（前侧），右侧是像侧（后侧）。并且，在透镜断面图中，当i表示从物体侧算起的透镜单元的序号时，BLi代表第i个透镜单元。

各示例性实施例的变焦透镜从物体侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜单元BL1、具有负折光力的第二透镜单元BL2、具有正折光力的第三透镜单元BL3和具有正折光力的第四透镜单元BL4。各示例性实施例中的变焦透镜是具有四个透镜单元的正引导型四单元变焦透镜。

光学块G与光学滤波器、面板、低通滤波器或红外截止滤波器等对应。IP代表像面。当使用变焦透镜作为视频照相机或数字照相机的成像光学***时，像面IP与诸如电荷耦合器件（CCD）传感器或互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器之类的固态图像传感器（光电转换元件）对应。当使用变焦透镜作为卤化银膜照相机的成像光学***时，像面IP与膜表面对应。透镜断面图中的箭头表示在从广角端到望远端的变焦期间各透镜单元的移动轨迹。

在球面像差图中，Fno表示F数。并且，实线表示d线（587.6nm的波长），虚线表示g线（435.8nm的波长）。在像散图中，实线表示关于d线的弧矢像面，虚线表示关于d线的子午像面。关于d线绘制畸变。在倍率色差图中，示出关于d线的g线的像差。ω代表半视角。并且，以下的各示例性实施例中的广角端和望远端代表当用于变倍的透镜单元位于如下范围的相应端时的变焦位置，在所述范围中用于变倍的透镜单元在机构约束之下在光轴上移动。

在各示例性实施例的透镜断面图中，孔径光阑SP位于第二透镜单元BL2与第三透镜单元BL3之间。一般地，为了使透镜筒结构小型化，希望孔径光阑SP被配置为位于第三透镜单元BL3附近或者第三透镜单元BL3内，并且被配置为在从广角端到望远端的变焦期间是静止的。

同时，如果增加广角端处的轴上光束的直径以实现大的孔径，那么第三透镜单元BL3的透镜有效直径增加。在这种情况下，当孔径光阑SP位于第三透镜单元BL3附近时，孔径光阑SP的有效直径随着大的孔径而增加，并且作为结果，难以实现孔径光阑SP的小的孔径。因此，通过设置在变焦期间可移动的孔径光阑SP，适当地设置孔径光阑SP与第三透镜单元BL3之间的距离。

第三透镜单元BL3包含具有正折光力的第一透镜子单元BL3a和具有负折光力的第二透镜子单元BL3b。第二透镜子单元BL3b包含一个透镜元件（正透镜和负透镜的接合透镜、或者一个负透镜）。另外，通过在与光轴垂直的方向上移动第二透镜子单元BL3b，图像形成位置在与光轴垂直的方向上被移动，以执行图像抖动校正。

为了在图像抖动校正期间优异地校正像差变化，只有第二透镜子单元BL3b被移动以具有与光轴垂直的成分。如果整个第三透镜单元BL3或第一透镜子单元BL3a被移动以具有与光轴垂直的成分，那么由于第三透镜单元BL3的透镜直径的增加或第三透镜单元BL3的质量的增加，难以使透镜筒结构小型化。

并且，为了使透镜筒结构小型化并获取优异的光学性能，适当地设置第一透镜子单元BL3a与第二透镜子单元BL3b之间的折光力的平衡是重要的。

关于聚焦，采用通过在光轴上移动第四透镜单元BL4执行聚焦的后聚焦方法。当在望远端处从无限远物体向近距离物体执行聚焦时，如透镜断面图中的箭头F所示，通过使第四透镜单元BL4连续地向物体侧行进来实现聚焦。透镜断面图中的曲线4a代表如下移动轨迹，该移动轨迹用于校正当在无限远物体上进行聚焦时由从广角端到望远端的变焦所导致的像面变化。曲线4b代表如下移动轨迹，该移动轨迹用于校正当在近距离物体上进行聚焦时由从广角端到望远端的变焦所导致的像面变化。这里，通过沿向物体侧凸起的轨迹移动第四透镜单元BL4，来有效地利用第三透镜单元BL3与第四透镜单元BL4之间的空间，由此减小透镜总长。

这里，广角端处的孔径光阑SP与第三透镜单元BL3之间在光轴上的距离（孔径光阑SP与第三透镜单元BL3最接近物体侧的透镜表面之间的在光轴上的距离）由Ds3w表示，并且广角端处的第一透镜单元BL1与第二透镜单元BL2的复合焦距由f12w表示。并且，当第一透镜子单元BL3a的焦距由f3a表示且第二透镜子单元BL3b的焦距由f3b表示时，各示例性实施例满足以下的条件：

0.9<Ds3w/|f12w|<3.0     (1)

0.8<|f3b|/f3a<2.0       (2)

条件（1）限定广角端处的第一透镜单元BL1和第二透镜单元BL2的复合折光力与孔径光阑SP的位置之间的关系。当超出条件（1）的上限值并由此复合焦距f12w的绝对值减小时（当负折光力增加时），有利地实现宽的视角，但是这是不希望的，因为各种像差变大并且边际光量减少。当孔径光阑SP与第三透镜单元BL3之间的距离Ds3w减小而超出条件（1）的下限值时，使得孔径光阑SP接近第三透镜单元BL3，并且作为结果，需要增加第三透镜单元BL3的透镜直径以实现大的孔径。因此，由于需要增加孔径光阑SP的直径，因此难以使透镜筒结构小型化。

条件（2）被用于适当地设置第一透镜子单元BL3a的折光力与执行图像抖动校正的第二透镜子单元BL3b的折光力之间的平衡。当第一透镜子单元BL3a的折光力增加而超出条件（2）的上限值时，会聚操作作用于穿过第一透镜子单元BL3a的轴上光束，这有利于减小第二透镜子单元BL3b的孔径，但是不能优异地校正球面像差。并且，在整个变焦范围中，难以抑制诸如球面像差或像散之类的像差变化。当第一透镜子单元BL3a的折光力减小而超出条件（2）的下限值时，难以实现透镜筒结构的直径的减小，由于由大的孔径导致第二透镜子单元BL3b的透镜有效直径增加。

在各示例性实施例中，各元件被适当地设置以满足上述的条件（1）和（2）。因此，获取如下变焦透镜，在该变焦透镜中，透镜筒结构具有小的直径，图像抖动校正中的像差变化被优异地校正，并且提供具有大的孔径的高光学性能。

并且，在各示例性实施例中，希望的是，条件（1）和（2）的数值范围可被设置如下：

0.95<Ds3w/|f12w|<2.5      (1a)

1.0<|f3b|/f3a<1.8         (2a)

并且，更希望的是，条件（1）和（2）的数值范围可被设置如下：

1.0<Ds3w/|f12w|<2.2       (1b)

1.1<|f3b|/f3a<1.6         (2b)

并且，在各示例性实施例中，更希望的是，满足以下条件中的一个或更多个。这里，广角端处的第一透镜单元BL1与第三透镜单元BL3之间的光轴上的距离由D13w表示。第三透镜单元BL3的表面中最接近物体侧的透镜表面与第二透镜子单元BL3b的表面中最接近物体侧的透镜表面之间的光轴上的距离由L3ab表示。并且，当从第三透镜单元BL3的表面中最接近物体侧的透镜表面到第三透镜单元BL3中最接近像侧的透镜表面的光轴上的距离（光轴上的厚度）由D3表示、广角端处的整个变焦透镜的焦距由fw表示、第三透镜单元BL3的焦距由f3表示、并且第四透镜单元BL4的焦距由f4表示时，可以满足以下条件中的一个或更多个：

1.5<D13w/Ds3w<4.0       (3)

0.6<L3ab/D3<1.0         (4)

2.0<|f3b|/fw<8.0        (5)

0.8<f3/|f3b|<1.6        (6)

0.9<f3/f4<1.8           (7)

条件（3）被用于适当地设置广角端处的孔径光阑SP的位置。当距离Ds3w的值减小而超出条件（3）的上限值时，孔径光阑SP与第三透镜单元BL3之间的距离变得不足。作为结果，这是不希望的，因为光阑的直径通过实现大的孔径被增加并因此难以实现透镜筒结构的直径的减小。当距离Ds3w的值增加而超出条件（3）的下限值时，广角端处的第二透镜单元BL2与孔径光阑SP之间的距离变得不足。这里，由于第二透镜单元BL2的发散操作被施加到轴上光束，因此希望实现孔径光阑SP的直径的减小。同时，与轴上光束相比，轴外光束穿过第二透镜单元BL2周围的远离光轴的位置。作为结果，当过量地减小孔径光阑的直径时，具有边际图像高度的光束被过量地屏蔽。因此，这是不希望的，因为不能保持F数与边际光量之间的适当的平衡。

条件（4）被用于设置第三透镜单元BL3中的执行图像抖动校正的第二透镜子单元BL3b的位置。在广角端处，轴上光束的直径在第一透镜子单元BL3a中最大。在条件（4）中，由于第三透镜单元BL3在光轴上的厚度不可避免地比第二透镜子单元BL3b在光轴上的厚度大，因此决不超出条件（4）的上限值。当第二透镜子单元BL3b在光轴上的厚度增加而超出条件（4）的下限值时，在广角端处入射于第二透镜子单元BL3b上的轴上光束的直径增加。作为结果，当第二透镜子单元BL3b的透镜直径增加时，难以减小透镜筒结构的直径。

条件（5）被用于限定执行图像抖动校正的第二透镜子单元BL3b的折光力。当第二透镜子单元BL3b的折光力减小而超出条件（5）的上限值时，执行图像抖动校正所需要的偏移量增加，并且作为结果，难以减小透镜筒结构的直径。当第二透镜子单元BL3b的折光力增加而超出条件（5）的下限值时，执行图像抖动校正所需要的偏移量减小，并且作为结果，有利于减小透镜筒结构的直径，但是这是不希望的，因为Petzval和在负方向上增加并且因此像场弯曲被过量地校正。

条件（6）被用于限定第三透镜单元BL3的折光力与第二透镜子单元BL3b的折光力之间的平衡。当超出条件（6）的上限值时，与第三透镜单元BL3的折光力相比，第二透镜子单元BL3b的折光力过强。作为结果，这是不希望的，因为难以抑制图像抖动校正中的像差变化，并且图像抖动校正中的图像质量劣化。当超出条件（6）的下限值时，与第三透镜单元BL3的折光力相比，第二透镜子单元BL3b的折光力过弱。因此，这是不希望的，因为图像抖动校正所需要的偏移量增加，并且作为结果，难以减小透镜筒结构的直径。

条件（7）被用于限定第三透镜单元BL3的折光力与第四透镜单元BL4的折光力之间的平衡。当超出条件（7）的上限值、并且作为结果第四透镜单元BL4的折光力强时，在从广角端到望远端的变焦期间像差变化增加。因此，难以确保优异的光学性能。当超出条件（7）的下限值、并且作为结果第四透镜单元BL4的折光力弱时，在从无限远物体聚焦于近距离物体期间第四透镜单元BL4的移动量增加，使得透镜总长增加，这是不希望的。

并且，希望的是，条件（3）～（7）的数值范围可被设置如下：

1.8<D13w/Ds3w<3.5         (3a)

0.70<L3ab/D3<0.95         (4a)

2.2<|f3b|/fw<7.0          (5a)

0.85<f3/|f3b|<1.5         (6a)

1.0<f3/f4<1.6             (7a)

并且，更希望的是，条件（3）～（7）的数值范围可被设置如下：

2.0<D13w/Ds3w<3.2        (3b)

0.75<L3ab/D3<0.93        (4b)

2.5<|f3b|/fw<6.5         (5b)

0.9<f3/f3b<1.4           (6b)

1.1<f3/f4<1.5            (7b)

在各示例性实施例中，如上面描述的那样配置各元件，并且作为结果，获取如下变焦透镜，在该变焦透镜中，透镜筒结构简单并具有小的直径，图像抖动校正中的像差变化被优异地校正，并且提供在大的孔径中的高的光学性能。并且，以上的条件被复数个地任意组合，以由此进一步提高本发明的实施例的效果。

下面，将描述各示例性实施例的透镜构成。在各示例性实施例中，第一透镜子单元BL3a包含一个或更多个正透镜和一个或更多个负透镜。作为结果，在第一透镜子单元BL3a中出现的色差被校正，并且可以确保广角端处的优异的光学性能。并且，位于执行图像抖动校正的第二透镜子单元BL3b周围的第一透镜子单元BL3a的像差被很好地校正，以减少由图像抖动校正导致的像差的出现。在下文中，将描述对于各透镜单元的各示例性实施例的详细的透镜配置。只要不另外陈述，透镜单元或透镜子单元就从物体侧到像侧依次被放置。

第一透镜单元BL1被配置如下。在第一到第四示例性实施例中，第一透镜单元BL1包含在其中相互接合负透镜和正透镜的接合透镜、以及物体侧的表面为凸形并具有弯月形状的正透镜。在第五示例性实施例中，第一透镜单元BL1包含在其中相互接合负透镜和正透镜的接合透镜、物体侧的表面为凸形并具有弯月形状的正透镜、以及物体侧的表面为凸形并具有弯月形状的正透镜。第一透镜单元BL1中的正折光力被接合透镜和一个或两个正透镜分担，以减少在第一透镜单元BL1中出现的各种像差，特别是望远侧处的球面像差。

第二透镜单元BL2被配置如下。在第一、第二和第五示例性实施例中，第二透镜单元BL2包含像侧的表面为凹形的负透镜、像侧的表面为凹形的负透镜、物体侧的表面为凹形的负透镜、以及物体侧的表面为凸形的正透镜。在第三和第四示例性实施例中，第二透镜单元BL2包含像侧的表面为凹形的负透镜、具有双凹面形状的负透镜、以及物体侧的表面为凸形的正透镜。这里，第二透镜单元BL2的折光力被加强，以在实现宽视角的同时减小第一透镜单元BL1的有效直径。第二透镜单元BL2中的负折光力被两个或三个负透镜分担，以减少广角端处的畸变或像场弯曲的出现。并且，在正透镜中使用Abbe数小于20的高分散材料，并且作为结果，消色所需要的透镜的折光力被尽可能地减小。通过该配置，在抑制像场弯曲或倍率色差的出现的同时实现小型化。

并且，在各示例性实施例中，孔径光阑SP位于第二透镜单元BL2与第三透镜单元BL3之间，并且特别地，广角端处的孔径光阑SP被放置为尽可能地更接近物体侧，以由此减小广角端处的光阑的直径。

第三透镜单元BL3包含具有正折光力的第一透镜子单元BL3a和具有负折光力的第二透镜子单元BL3b。第一透镜子单元BL3a在各示例性实施例中具有以下的配置。在第一示例性实施例中，第一透镜子单元BL3a包含两个表面均具有非球面形状并且具有双凸面形状的正透镜、具有双凸面形状的正透镜、像侧的表面为凹形的负透镜、以及具有双凸面形状的正透镜。在第二示例性实施例到第四示例性实施例中，第一透镜子单元BL3a包含两个表面均具有非球面形状并且具有双凸面形状的正透镜、像侧的表面为凹形的负透镜、以及具有双凸面形状的正透镜。在第五示例性实施例中，第一透镜子单元BL3a包含物体侧的表面具有非球面形状并且具有双凸面形状的正透镜、像侧的表面为凸形的正透镜、像侧的表面为凹形的负透镜、以及像侧的表面具有非球面形状并且具有双凸面形状的正透镜。

在第一、第二和第五示例性实施例中，通过使用Abbe数小于30的高分散玻璃材料的负透镜和三个正透镜来执行消色以减小轴上色差。并且，在第一到第四示例性实施例中，最接近物体侧的正透镜的两个表面具有非球面形状，并且作为结果，广角端处的球面像差被校正，并且在变焦期间出现的各种像差的变化被抑制。

第二透镜子单元BL3b在各示例性实施例中被配置如下。在第一到第三示例性实施例中，第二透镜子单元BL3b包含由正透镜和像侧的表面为凹形的负透镜构成的接合透镜。在第四示例性实施例中，第二透镜子单元BL3b包含像侧的表面为凹形的一个负透镜。在第五示例性实施例中，第二透镜子单元BL3b包含由正透镜和像侧的表面为凹形的负透镜构成的接合透镜。

第四透镜单元BL4包含由正透镜和负透镜构成的接合透镜，该接合透镜整体具有正折光力。作为结果，当校正由变焦导致的像面变化时所出现的色差的变化被抑制。

并且，在各示例性实施例中，非球面透镜的材料不限于玻璃材料，并且可以使用混合型的非球面透镜，在所述混合型的非球面透镜中，在由玻璃材料形成的球面透镜或通过塑料成型形成的非球面透镜上由树脂材料形成非球面（增加非球面成分）。

如上所述，虽然描述了本发明的示例性实施例，但是本发明不限于示例性实施例，并且在精神的范围内可以进行各种修改或变化。并且，可通过对来自固态图像传感器（光电转换元件）的图像数据进行处理的信号处理电路以电的方式校正畸变，以输出具有较少畸变的图像。

下面，将参照图11描述使用根据本发明的示例性实施例的变焦透镜作为照相光学***的视频照相机的示例性实施例。在图11中，视频照相机包括视频照相机体10、由在第一到第五示例性实施例中描述的任一个变焦透镜构成的照相光学***11、被合并在照相机体中以接收由照相光学***11形成的物体图像的诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像传感器（光电转换元件）12、记录与通过固态图像传感器12光电转换的物体图像对应的信息的记录单元13、以及用于观察在显示元件（未示出）上显示的物体图像的取景器14。

这样，根据本发明的示例性实施例的变焦透镜被应用于诸如视频照相机等的图像拾取装置，以得到具有如下透镜筒结构的图像拾取装置，该透镜筒结构具有小的直径和高的光学性能。

下面，将描述分别与本发明的第一到第五示例性实施例对应的数值例1～5。在各数值例中，i代表从物体侧算起的光学表面的序号。ri代表第i个光学表面（第i表面）的曲率半径，di代表第i表面与第（i+1）表面之间的距离，ndi和vdi分别代表第i个光学部件的材料对于d线的折射率和Abbe数。并且，当k代表偏心率，A4、A5、A6、A7和A8代表非球面系数，以及在距离光轴的高度h的位置处在光轴方向上的位移由基于表面顶点的x表示时，非球面形状由下式表达：

x=(h²/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)²}^1/2]+A4h⁴+A5h⁵+A6h⁶+A7h⁷+A8h⁸，这里，R代表旁轴曲率半径。

在数值例中，最接近像侧的两个表面是诸如滤波器、面板等的光学块的表面。SP代表孔径光阑（作为替代方案，虹膜光阑），G代表玻璃块，诸如晶体低通滤波器或红外截止滤波器。IP代表诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像传感器（光电转换元件）的感光面所处的像面。并且，在表1中阐述了各数值例与前述条件之间的关系。

[数值例1]

单位mm

表面数据

非球面数据

                K                  A5               A7

15*           -7.393e-01       1.966e-06       3.501e-08

16*           -2.112e+02       1.275e-05       -2.919e-08

各种数据

变焦比9.79

[数值例2]

单位mm

表面数据

非球面数据

               K                A5                A7

15*          -1.353e+00       7.355e-05       -1.892e-06

16*          -2.877e+01       1.446e-04       -2.575e-06

各种数据

变焦比9.78

[数值例3]

单位mm

表面数据

非球面数据

                 K                  A5                 A7

13*           -1.003e+01       -1.652e-05        -1.540e-07

14*           -4.603e+00       -1.234e-05        7.228e-08

各种数据

变焦比9.95

[数值例4]

单位mm

表面数据

非球面数据

                 K                  A5               A7

13*          -1.638e+01         -7.113e-06        -3.915e-07

14*          -4.473e+00         -2.763e-07        -1.853e-07

各种数据

变焦比9.97

[数值例5]

单位mm

表面数据

非球面系数

            K             A4              A6               A8

17*     0.000e+00      -1.937e-04      1.968e-07        -1.475e-08

24*     0.000e+00      8.161e-06       -2.229e-07

各种数据

变焦比10.04

[表1]

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被遵循最宽泛的解释以包含所有的变更方式、等同的结构和功能。

Claims (10)

1.一种变焦透镜，从物体侧到像侧依次包括：

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；

孔径光阑；

具有正折光力的第三透镜单元；以及

具有正折光力的第四透镜单元，

其中，第二透镜单元、孔径光阑和第四透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间移动，

其中，第三透镜单元从物体侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜子单元和具有负折光力的第二透镜子单元，

其中，第二透镜子单元能够在具有与光轴垂直的成分的方向上移动，以在与光轴垂直的方向上改变图像形成位置，以及

其中，当广角端处的孔径光阑与第三透镜单元之间的距离由Ds3w表示、广角端处的第一透镜单元与第二透镜单元的复合焦距由f12w表示、第一透镜子单元的焦距由f3a表示、并且第二透镜子单元的焦距由f3b表示时，满足以下的条件：

0.9<Ds3w/|f12w|<3.0

0.8<|f3b|/f3a<2.0。

2.根据权利要求1的变焦透镜，其中，当广角端处的第一透镜单元与第三透镜单元之间的距离由D13w表示时，满足以下的条件：

1.5<D13w/Ds3w<4.0。

3.根据权利要求1的变焦透镜，其中，当第三透镜单元的表面中最接近物体侧的透镜表面与第二透镜子单元的表面中最接近物体侧的透镜表面之间的光轴上的距离由L3ab表示、并且第三透镜单元在光轴上的厚度由D3表示时，满足以下的条件：

0.6<L3ab/D3<1.0。

4.根据权利要求1的变焦透镜，其中，当广角端处的整个变焦透镜的焦距由fw表示时，满足以下的条件：

2.0<|f3b|/fw<8.0。

5.根据权利要求1的变焦透镜，其中，当第三透镜单元的焦距由f3表示时，满足以下的条件：

0.8<f3/|f3b|<1.6。

6.根据权利要求1的变焦透镜，其中，当第三透镜单元的焦距由f3表示并且第四透镜单元的焦距由f4表示时，满足以下的条件：

0.9<f3/f4<1.8。

7.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第二透镜子单元包含由正透镜和负透镜构成的接合透镜。

8.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第二透镜子单元包含一个负透镜。

9.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第一透镜子单元包含一个或更多个正透镜以及一个或更多个负透镜。

10.一种图像拾取装置，包括：

根据权利要求1～9中的任一项的变焦透镜；以及

被配置为接收由所述变焦透镜形成的图像的固态图像传感器。

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