CN101718902B - 变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取设备。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；具有负折光力并被配置为在变焦期间移动的第二透镜单元；具有正折光力并被配置为在变焦期间移动的第三透镜单元；以及具有正折光力并被配置为不为了变焦而移动的第四透镜单元。在变焦透镜中，所述第二透镜单元包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。此外，在变焦透镜中，所述至少一个负透镜的材料的阿贝数(ν)和相对部分色散(θ)的平均值(νna，θna)和所述至少一个正透镜的材料的阿贝数(ν)和相对部分色散(θ)的平均值(νpa，θpa)满足适当的条件。
Description
技术领域
本发明涉及变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取设备。更具体地，本发明涉及广播电视摄像机、摄像机、数字静态照相机和卤化银膜照相机中可使用的变焦透镜。
背景技术
近年来，对于诸如电视摄像机、卤化银膜照相机、数字照相机或摄像机的图像拾取设备中使用的摄影光学系统(变焦透镜)，已经变得期望使其包括具有高F数的值、高变焦比和高光学性能的变焦透镜。为了实现高的F数的值和高变焦比。传统的变焦透镜系统包括四单元变焦透镜，所述四单元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和具有正折光力的第四透镜单元。
美国专利No.6,940,656，日本特开No.2004-264459和美国专利No.7,505,213讨论了如上所述的四单元变焦透镜，该四单元变焦透镜具有约96或50的高变焦比。此外，美国专利No.6,404,561和No.6,594,087讨论了一种四单元变焦透镜，所述变焦透镜的色像差通过使用由具有反常色散的材料制成的透镜而被校正。
然而，如果变焦比变为与约100一样高，则可发生各种像差的大量变化。因此，在该情况下，变得难以在整个变焦范围内实现高光学性能。
具体地，在靠近望远端的变焦位置处可发生大量的倍率色像差(横向色像差)和轴向色像差(纵向色像差)。因此，有效地校正第二级光谱以及第一级光谱中的像差以形成高质量图像是重要的。
在正导(positive-lead)型四单元变焦透镜中，为了实现约100的高变焦比、有效地校正色像差并实现高光学性能，适当地设定主要执行可变倍率的第二透镜单元的透镜的配置是重要的。
如果没有适当地设定第二透镜单元的透镜配置，则在变焦期间可能发生大量的像差的变化，诸如色像差、球面像差、眩光、慧差、和球面像差的色差。因此，变得难以实现同时具有高变焦比和高光学性能二者的变焦透镜。
具体地，轴向色像差可在望远端处增加。此外，可以发生过大的量的第二级光谱中的残余像差而不能有效地校正。
发明内容
根据本发明的一个方面，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、具有负折光力并被配置为在变焦期间移动的第二透镜单元、具有正折光力并被配置为在变焦期间移动的第三透镜单元、和具有正折光力并被配置为不为了变焦而移动的第四透镜单元。在变焦透镜中，第二透镜单元包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。此外，在变焦透镜中，所述至少一个负透镜的材料的阿贝数(ν)和相对部分色散(θ)的平均值(νna，θna)和所述至少一个正透镜的材料的阿贝数(ν)和相对部分色散(θ)的平均值(νpa，θpa)满足下述条件：
(θpa -θna)/(νpa -νna)＜-3.7×10-3
参照附图，本发明的其它特征和方面将从下述示范性实施例的详细描述变得显而易见。
附图说明
附图示例了本发明的示范性实施例、特征和方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的实例1的广角端处的透镜截面。
图2是其中f＝9.3mm的本发明的实例1的像差图。
图3是其中f＝357mm的本发明的实例1的像差图。
图4是其中f＝930mm的本发明的实例1的像差图。
图5是根据本发明的实例2的广角端处的透镜截面。
图6是其中f＝9.3mm的本发明的实例2的像差图。
图7是其中f＝357mm的本发明的实例2的像差图。
图8是其中f＝930mm的本发明的实例2的像差图。
图9是根据本发明的实例3的广角端处的透镜截面。
图10是其中f＝9mm的本发明的实例3的像差图。
图11是其中f＝357mm的本发明的实例3的像差图。
图12是其中f＝1080mm的本发明的实例3的像差图。
图13是根据本发明的实例4的广角端处的透镜截面。
图14是其中f＝9mm的本发明的实例4的像差图。
图15是其中f＝357mm的本发明的实例4的像差图。
图16是其中f＝1080mm的本发明的实例4的像差图。
图17是根据本发明的实例5的广角端处的透镜截面。
图18是其中f＝9mm的本发明的实例5的像差图。
图19是其中f＝357mm的本发明的实例5的像差图。
图20是其中f＝1080mm的本发明的实例5的像差图。
图21示意性地示例了两种颜色和残余第二级光谱的消色差。
图22示意性地示例了两种颜色和残余第二级光谱的消色差。
图23示例了根据本发明的示范性实施例的图像拾取设备的示例性配置。
图24A和24B示例了实例1的光学路径。
具体实施方式
现在将参照附图详细地描述本发明的各种示范性实施例。应注意这些实施例中陈述的部件的相对设置、数值表达式和数值不限制本发明的范围，除非另外特别声明。
本领域技术人员所熟知的处理、技术、设备和材料可以不被详细讨论，但在适当时意图作为能够实现的说明的一部分，例如，透镜元件的加工及其材料。
请注意，相似的附图标记和字母是指下述图中的相似的条目，因此一旦一幅图中定义了一个条目，下述图中可不再讨论该条目。
本文中请注意，当提及校正误差(例如，像差)或误差的校正时，是指误差的减小和/或误差的校正。
根据本发明的示范性实施例的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和具有正折光力的第四透镜单元。
本发明的每个示范性实施例涉及具有高变焦比并能够在从广角端到望远端的整个变焦范围上有效减小和校正色像差的变焦透镜。更具体地，本发明的每个示范性实施例涉及在整个变焦范围内具有高光学性能的变焦透镜和具有该变焦透镜的图像拾取设备。
在下述说明中，将详细描述本发明的示范性实施例，即变焦透镜和具有所述变焦透镜的图像拾取设备。
根据本发明的每个示范性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包括下述透镜单元。
第一透镜单元(聚焦透镜单元)U1，位于离物侧最近的位置，具有正折光力并被配置为在聚焦期间移动(用于聚焦)。第二透镜单元(变化器(可变倍率透镜单元))U2，位于离物侧第二近的位置处，具有负折光力并被配置为在从广角端(短焦距端)向望远端(长焦距端)的变焦期间向像侧移动。
第三透镜单元U3，位于离物侧第三近的位置处，具有正折光力并被配置为在变焦期间沿光轴移动(非线性地移动来补偿由变焦引起的像面的变化)。第四透镜单元U4，在四个透镜单元中位于离物侧最远的位置处，具有正折光力并被配置为在变焦期间保持静止(为了变焦而保持静止，不为了变焦而移动)。第二透镜单元U2和第三透镜单元U3构成了可变倍率系统。
图1是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第一示范性实施例(实例1)的变焦透镜的透镜截面。
图2至图4分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例1的垂直像差图。焦距的值是以毫米为单位表示的相应的实例的值。上述内容也可以应用于本发明的其它示范性实施例。下面将详细描述实例。
图5是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第二示范性实施例(实例2)的变焦透镜的透镜截面。
图6至图8分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例2的垂直像差图。
图9是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第三示范性实施例(实例3)的变焦透镜的透镜截面。
图10至图12分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例3的垂直像差图。
图13是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第四示范性实施例(实例4)的变焦透镜的透镜截面。
图14至图16分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例4的垂直像差图。第四示范性实施例是具有120的变焦比的变焦透镜。
图17是在对无限远的物体的聚焦期间广角端处的根据本发明的第五示范性实施例(实例5)的变焦透镜的透镜截面。
图18至图20分别是在广角端处、357mm的焦距处、和望远端处的根据实例5的垂直像差图。第五示范性实施例是具有120的变焦比的变焦透镜。
图21示意性地示例了由具有正折光力和残余第二级光谱的透镜单元执行的两个颜色的消色差。
图22示意性地示例了由具有负折光力和残余第二级光谱的透镜单元执行的两个颜色的消色差。
图23示例了根据本发明的示范性实施例的图像拾取设备的示范性配置。
在每个示范性实施例的透镜截面中，具有正折光力的第一透镜单元U1被配置为在变焦期间保持静止。
图24A和24B示例了当根据第一示范性实施例(实例1)的变焦透镜对无限远的物体的聚焦时的光学路径的例子。图24A示例了在广角端处对无限远的物体的聚焦期间的光学路径的例子，而图24B示例了在望远端处对无限远的物体的聚焦期间的光学路径的例子。
根据本发明的每个示范性实施例的变焦透镜移动整个第一透镜单元U1以执行聚焦。
具有负折光力的第二透镜单元(变化器透镜单元)U2被配置为在聚焦期间移动。具有正折光力的第三透镜单元(补偿器透镜单元)U3被配置为在变焦期间移动以校正(补偿)在可变倍率期间可发生的像面的位置的变化。
更具体地，第三透镜单元U3在从广角端到望远端的可变倍率期间沿光轴移动，与第二透镜单元U2的移动相结合，以校正在可变倍率期间可发生的关于像面的变化。“SP”表示孔径光阑。孔径光阑SP位于第三透镜单元U3的像侧。
第四透镜单元(中继(relay)透镜单元)U4是用于图像形成的透镜单元并具有正折光力。“P”表示光学构件，诸如分色棱镜或光学滤波器。在每个示范性实施例的透镜截面中光学构件P是玻璃块。
“IP”表示像面。像面IP等同于固态图像传感器(光电转换元件)的成像平面。
在每个像差图中，示例了具有关于g线光(由链式双虚线表示)、e线光(由实线表示)、和C线光(由交替的长和短虚线表示)的球面像差。
此外，象散被表示为可关于e线光发生在子午像面(由点线表示)上并且关于e线光发生在弧矢像面(由实线表示)上。此外，示例了可关于g线光(由链式双虚线表示)和C线光(由交替的长和短的虚线表示)发生的倍率的色像差。“Fno”表示F数，“ω”表示半视场角。
在每个像差图中，以0.4mm为单位示例球面像差。此外，以0.4mm为单位示例象散，以5％为单位示例畸变，并且以0.05mm为单位示例倍率色像差。
在下面描述的每个示范性实施例中，广角端和望远端中的每一个指代当用于改变倍率的透镜单元(第二透镜单元U2)被放置在其中倍率改变透镜单元可沿光轴机械地移动的范围的每个端点处时的变焦位置。
现在，将在下面详细描述本发明的每个示范性实施例。
根据每个示范性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包括：具有正折光力并被配置为在变焦期间保持静止的第一透镜单元、具有负折光力并被配置为在变焦期间移动的第二透镜单元、具有正折光力并被配置为与第二透镜单元的移动相结合地沿光轴移动以校正由于可变倍率可发生的像面的变化的第三透镜单元、和具有正折光力并被配置为在变焦期间保持静止的第四透镜单元(为了变焦)。
第二透镜单元U2包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。此外，在第二透镜单元U2中包括的至少一个负透镜的材料的阿贝数(ν)和相对部分色散(θ)的平均值(νna，θna)和第二透镜单元U2中包括的至少一个正透镜的材料的阿贝数(ν)和相对部分色散(θ)的平均值(νpa，θpa)满足下述条件：
(θpa-θna)/(νpa-νna)＜-3.7×10-3 (1)
在每个示范性实施例中，本示范性实施例中使用的光学元件(透镜)的材料的相对部分色散和阿贝数被定义如下。当关于夫琅和费谱线(Fraunhofer line)的g线光(波长：435.8nm)、F线光(波长：486.1nm)、d线光(波长：587.6nm)和C线光(波长：656.3nm)分别由Ng、NF、Nd和NC表示时，关于g线光和F线光的阿贝数(νd)和相对部分色散(θgF)由下面的等式限定：
νd＝(Nd-1)/(NF-NC) (9)
θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC) (10)
每个示范性实施例以上述方式设定第二透镜单元U2的透镜配置，并且满足条件(1)以有效地执行消色差。
传统和现有的光学材料的相对部分色散(θgF)按照阿贝数(νd)分布在窄范围中。一般地说，随着阿贝数(νd)变小，相对部分色散(θgF)可变得更大。
通过使用包括两个具有折光力
和阿贝系数(ν1，ν2)的两个透镜的薄接触透镜系统来有效地校正色像差的条件可由下述等式表示：
在该情况下，可由下述等式表示组合的折光力
当薄接触透镜系统包括三个或更多透镜时也可应用上述等式。
如果等式(11)中E＝0，则在校正色像差时C线光和F线光的图像形成位置彼此相匹配。具体地，在具有高变焦比的变焦透镜中，为了有效地校正在可变倍率期间可发生的色像差的变化，变焦透镜将每个透镜单元中可发生的色像差(即，等式(11)中的“E”)校正为与大致为0一样低的级别。
参照图21，在具有正折光力的透镜单元LP中执行消色像差时，正透镜G1由具有高阿贝数ν1的材料制成，而负透镜G2由具有低阿贝数ν2的材料制成。
因此，正透镜G1具有低相对部分色散θ1而负透镜G2具有高相对部分色散θ2。因此，在校正关于F线光和C线光的色像差时，将g线光的图像形成位置向像侧转移。
在对无限远的物体聚焦时，第二级光谱的量Δ，即当光通量入射到变焦透镜上时的位移的量可由下面的等式表示：
图24A示例了在广角端处对无限远的物体聚焦期间的光学路径的例子。图24B示例了在望远端处对无限远的物体聚焦期间的光学路径的例子。在根据本发明的本示范性实施例的四单元变焦透镜中，第一透镜单元U1中的第二级光谱的量Δ可变大，所述第一透镜单元U1的折光力低并且其中轴向边缘射线在望远端按相对高的光学路径前进。
参照图22，在具有负折光力的透镜单元LN中执行消色像差时，负透镜G1由具有高阿贝数ν1的材料制成，而正透镜G2由具有低阿贝数ν2的材料制成。因此，在校正关于F线光和C线光的色像差时，g线光的图像形成点向物侧转移。因此，第二级光谱的量的值Δ变为负。在根据每个示范性实施例的四单元变焦透镜中，在具有负折光力的第二透镜单元U2中可能发生该现象。第二、第三和第四透镜单元U2、U3和U4的图像形成倍率数(β2，β3和β4)满足下述等式：
因此，等式(14)中的第一项具有负值而第二项具有正值。因此，如果第二透镜单元U2中的第二级光谱Δ2的绝对值增加，则可有效地校正第一透镜单元U1中发生的轴向色像差的第二级光谱Δ1。
此外，残余第二级光谱Δ1的可容许的量增加。因此，每个示范性实施例可通过增加第一透镜单元U1的正透镜和负透镜的材料的阿贝数之间的差来减小每个组成透镜的折光力。因此，每个示范性实施例可有效地减小第一透镜单元U1的总厚度。
鉴于上述问题和现象以及用于解决所述问题和现象的方法，条件(1)提供了用于适当地设定组成第二透镜单元U2的正透镜和负透镜的阿贝数和相对部分色散的条件。
如果超过了条件(1)的上限值，则第二级光谱不能被第二透镜单元U2完全校正。因此，难以有效地校正望远端处的轴向色像差。
此外，如果条件(1)的上限值被如下改变也是进一步有益的：
(θpa-θna)/(νpa-νna)＜-3.72×10-3 (1a)
此外，如果每个示范性实施例除了上述条件(1)以外还满足下述条件(1b)则是更有益的：
-10.00×10-3(如果使用项“-6.50×10-3”来代替是更有益的)＜(θpa-θna)/(νpa-νna) (1b)
如果必要的话，条件(1a)和(1b)的上限值和下限值中的任何一个可由条件(1)的上限值或下限值代替。
利用上述配置，每个示范性实施例可在实现100或更高的高可变倍率数(变焦比)的同时减小透镜总长度(即，第一透镜表面到像面的距离，也被称为“光学总长度”)。此外，具有上述配置的每个示范性实施例可通过有效地校正望远端处的轴向色像差来实现高光学性能。
在本发明的每个示范性实施例中，满足下述条件中的至少一个是更有益的。更具体地，由阿贝数在那些透镜中最小的材料制成的第二透镜单元U2中包括的透镜中的负透镜的焦距和该负透镜的材料的阿贝数和相对部分色散(f2n，νn，θn)、由阿贝数在那些透镜中最大的材料制成的第二透镜单元U2中包括的透镜中的正透镜的焦距和该正透镜的材料的阿贝数和相对部分色散(f2p，νp，θp)、第二透镜单元U2中包括的正透镜的折光力的总值
第二透镜单元U2中包括的负透镜的折光力的总值
第二透镜单元U2的折光力
第一透镜单元U1的焦距(f1)、第二透镜单元U2的焦距(f2)、望远端处的变焦透镜的焦距(ftele)和广角端处的变焦透镜的焦距(fwide)满足下述条件中的至少一个：
(θp-θn)/(νp-νn)＜-5.0×10-3 (2)
-2.0＜(1/f2)/(1/f2p-1/f2n)＜-0.2 (3)
9.5＜|f1/f2|＜11 (6)
3.9＜ftele/f1＜6 (7)
25＜f1/fwide＜30 (8).
条件(2)规定用于适当地设定在组成第二透镜单元U2的透镜中的正透镜和负透镜的阿贝数和相对部分色散，以有效地校正可能在第二透镜单元U2中发生的第二级光谱中的像差的条件。每个示范性实施例可通过满足条件(2)有效地校正望远端处的轴向色像差。
如果超过了条件(2)的上限值，则第二级光谱不能被第二透镜单元U2完全校正。因此，难以在实现高可变倍率数(高变焦比)的同时有效地校正望远端处的轴向色像差。
条件(3)规定了用于适当地设定整个第二透镜单元U2的折光力和第二透镜单元U2中包括的正透镜和负透镜的折光力的比率的条件。
如果超过了条件(3)的下限值，则第二级光谱不能被第二透镜单元U2的正透镜和负透镜完全校正。因此，难以在实现高可变倍率数(高变焦比)的同时有效地校正望远端处的轴向色像差。
条件(4)规定了用于适当地设定第二透镜单元U2中包括的正透镜的折光力和整个第二透镜单元U2的折光力的比率的条件。条件(5)规定了用于适当地设定第二透镜单元U2中包括的负透镜的折光力与整个第二透镜单元U2的折光力的比率。
如果超过了条件(4)的上限值或如果超过了条件(5)的下限值，则第二级光谱不能被第二透镜单元U2的正透镜和负透镜完全校正。因此，难以在实现高可变倍率数(高变焦比)的同时有效地校正望远端处的轴向色像差。
条件(6)规定了用于适当地设定第一透镜单元U1的焦距与第二透镜单元U2的焦距的比率的条件。每个示范性实施例可在有效地校正轴向色像差的同时，通过减小在可变倍率期间移动的透镜单元的行程(移动的量)，在实现100或更高的可变倍率数(变焦比)的同时减少透镜总长度。
如果超过了条件(6)的下限值，则移动透镜单元的行程可增加，这导致整个变焦透镜系统的大小的增加。另一方面，如果超过了条件(6)的上限值，则可容易地减小变焦透镜系统的总大小，而在可变倍率(变焦)期间可发生的像差的变化的量可增加。
条件(7)规定了用于望远端处的整个变焦透镜的焦距与第一透镜单元U1的焦距的比率的条件。通过满足条件(7)，可在实现100或更高的可变倍率数(变焦比)的同时有效地校正轴向色像差。
如果超过了条件(7)的下限值，则第一透镜单元U1的焦距可增加。因此，难以在减小整个变焦透镜系统的大小的同时实现与100一样高或更高的可变倍率数(变焦比)。
另一方面，如果超过了条件(7)的上限值，则可容易地减小变焦透镜系统的大小。然而，难以在望远端处实现高光学性能。具体地，难以有效地校正望远端处的轴向色像差。
条件(8)规定了用于适当地设定广角端处的第一透镜单元U1的焦距与整个变焦透镜系统的焦距的比率的条件。如果超过了条件(8)的下限值，则可容易地减小整个变焦透镜的大小。然而，难以在广角端处实现宽的视场角。
另一方面，如果超过了条件(8)的上限值，则在广角端处可容易地增加视场角。然而，在该情况下，第一透镜单元U1的有效直径会增加。因此，难以减小整个变焦透镜系统的大小。
在每个示范性实施例中，为了在减小整个变焦透镜的大小的同时减小在像差校正或变焦期间发生的像差的变化，条件(2)至(8)的值的范围可被修改如下：
(θp-θn)/(νp-νn)＜-5.1×10-3 (2a)
-1.5＜(1/f2)/(1/f2p-1/f2n)＜-0.5 (3a)
9.51＜|f1/f2|＜10.90 (6a)
3.9＜ftele/f1＜5.5 (7a)
25＜f1/fwide＜29 (8a).
在每个示范性实施例中，为了在减小整个变焦透镜的大小的同时减小在像差校正或变焦期间可发生的像差的变化，条件(2)、(4)和(5)的值的范围可被修改如下：
-10.20×10-3(如果使用项“-7.60×10-3”来代替是更有益的)＜(θp-θn)/(νp-νn) (2b)
必要时，条件(2a)至(8a)、(2b)、(4b)和(5b)的上限值和下限值中的任何一个可由条件(2)至(8)的上限值或下限值代替。
现在，除了上述的那些以外，将在下面详细地描述根据每个示范性实施例的变焦透镜中包括的透镜的配置。
根据每个示范性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包括下述透镜单元。更具体地，第一透镜单元U1包括五个透镜，所述五个透镜包括其像侧的表面具有凹形状的负透镜、其每个物侧的表面都具有凸形状的三个正透镜、和具有弯月形状并且其物侧的表面具有凸起形状的正透镜。
此外，第二透镜单元U2包括四个透镜，所述四个透镜包括其像侧的表面具有凹形状的负透镜、包括其两个表面都具有凹形状的负透镜和其物侧的表面具有凸起形状的正透镜的胶合透镜、和其物侧的表面具有凹形状的负透镜。
或者，如果第二透镜单元U2包括这样的四个透镜也是可用的，所述四个透镜包括其像侧的表面具有凹形状的负透镜、包括其两个表面都具有凹形状的负透镜和其两个表面都具有凸起形状的正透镜的胶合透镜、和其物侧的表面具有凹形状的负透镜。
此外，根据每个示范性实施例的变焦透镜包括第三透镜单元U3，其包括五个透镜，所述五个透镜包括其物侧的表面具有凸起形状的两个正透镜、包括负透镜和正透镜的胶合透镜和正透镜。
此外，根据每个示范性实施例的变焦透镜包括第四透镜单元U4，所述第四透镜单元U4总共包括12个透镜，包括多个正透镜和多个负透镜的组合。
图23示例了具有与其摄影光学系统一样的根据上述每个示范性实施例的变焦透镜的图像拾取设备(电视摄像机系统)的示范性配置。
参照图23，图像拾取设备125包括变焦透镜101，所述变焦透镜101是根据上述第一至第五示范性实施例的变焦透镜中的任一个。变焦透镜101能够可分离地安装在摄像机主体124上。
变焦透镜101包括第一透镜单元F、可变倍率单元LZ和用于图像形成的第四透镜单元R。第一透镜单元F包括聚焦透镜单元。可变倍率单元LZ包括被配置为沿光轴移动以执行可变倍率的第二透镜单元。
此外，可变倍率单元LZ包括被配置为沿光轴移动以校正在可变倍率期间可发生的像面的变化的第三透镜单元。此外，变焦透镜101包括孔径光阑SP。
用于图像形成的第四透镜单元R包括透镜单元IE，其可以进入或离开光学路径。透镜单元IE可改变整个变焦透镜101的焦距的范围。透镜单元IE可从变焦透镜101移除。
此外，变焦透镜101包括驱动机构114和115，诸如螺旋面或凸轮，其沿光轴分别驱动第一透镜单元F和可变倍率单元LZ。
图像拾取设备125包括电机(驱动单元)116至118，其分别对驱动机构114和115以及孔径光阑SP进行电驱动。诸如编码器、电位计或光传感器的检测器119至121被配置为检测和测量第一透镜单元F和可变倍率单元LZ在光轴上的位置和孔径光阑SP的孔径直径。
此外，摄像机主体124包括玻璃块109，其相当于设置在摄像机主体124内的光学滤波器或分色棱镜。此外，摄像机主体124包括固态图像传感器(光电转换元件)110，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。固态图像传感器110被配置为接收由变焦透镜101形成的被摄体图像(objectimage)。
此外，中央处理单元(CPU)111和122分别控制摄像机主体124和变焦透镜101的整个操作。
通过向电视摄像机应用具有上述配置的根据本发明的每个示范性实施例的变焦透镜，可实现具有高光学性能的图像拾取设备。
现在，将在下面描述分别对应于本发明的第一至第五示范性实施例的实例1至5。在实例1至5的每一个中，“i”表示从物侧起的表面的顺序，“ri”表示第i个光学表面(第i表面)的曲率半径，“di”表示第i表面和第(i+1)表面之间的轴向间隔，“ndi”和“νdi”分别表示第i光学材料关于d线光的折射率和阿贝数。
对于焦距、F数和视场角，描述在对无限远的物体聚焦期间获得的值。“BF”表示空中等效后焦点。在下述实例的每一个中，离像侧最近的三个表面为玻璃材料(光学块)，诸如滤波器或面板。此外，表格1中描述了上述每个条件和每个实例之间的关系。
此外，“k”表示二次曲线系数，并且“A4”、“A6”和“A8”中的每一个表示非球面系数。非球面形状被表示为：
x＝(H2/R)/[1+{1-(1+k)(H/R)2}1/2]+A4H4+A6H6+A8H8
其中“X”表示在离光轴的高度“H”的位置处沿光轴离表面顶点的位移，而“R”表示旁轴曲率半径。此外，“e-z”表示“×10-z”。
实例1
表面编号r di nd νd 有效直径 θgF 焦距
1 7000.000 6.00 1.83400 37.2 195.69 0.5775 -433.032
2 345.379 2.00 189.57
3 345.379 25.91 1.43387 95.1 190.61 0.5373 484.173
4 -527.375 20.74 191.16
5 331.921 18.73 1.43387 95.1 193.34 0.5373 706.637
6 -4082.422 0.25 192.86
7 264.903 19.29 1.43387 95.1 188.46 0.5373 652.508
8 3887.712 0.25 187.25
9 171.964 16.12 1.43875 95.0 174.67 0.5342 716.251
10 367.798 可变 172.80
11 1547.347 2.00 2.00330 28.3 42.77 0.5980 -44.235
12 43.467 8.24 37.79
13 -55.129 2.00 1.88300 40.8 37.77 0.5667 -32.903
14 63.246 9.63 1.92286 18.9 41.36 0.6495 35.902
15 -66.171 1.02 42.37
16 -59.413 2.00 1.77250 49.6 42.43 0.5521 -74.892
17＊2736.384 可变 44.72
18 108.766 12.13 1.56907 71.3 81.41 0.5451 185.041
19＊-3543.181 0.20 81.81
20 100.674 13.34 1.49700 81.5 83.34 0.5375 -74.573
21 -613.181 0.20 82.78
22 103.700 2.50 1.84666 23.8 79.37 0.6205 -171.939
23 60.132 20.33 1.43875 95.0 74.98 0.5342 113.871
24 -268.844 0.20 73.52
25＊201.189 5.73 1.43875 95.0 71.02 0.5342 373.651
26 -889.802 可变 69.63
27(光阑)∞ 1.42 32.62
28 823.159 1.40 1.81600 46.6 31.65 0.5568 -39.032
29 30.790 0.20 29.87
30 28.600 5.57 1.84666 23.8 30.03 0.6205 54.549
31 67.298 8.49 28.84
32 -43.101 1.40 1.88300 40.8 26.96 0.5667 -112.782
33 -76.811 2.57 27.22
34 -55.688 1.80 1.75500 52.3 26.99 0.5476 -44.475
35 86.743 3.44 1.84666 23.8 27.69 0.6205 144.468
36 285.970 3.03 28.03
37 ∞ 16.48 1.62041 60.3 28.90 0.5426 171.230
38 -106.653 6.47 31.93
39 162.243 7.42 1.48749 70.2 33.07 0.5300 67.989
40 -41.203 0.20 33.14
41 -86.425 1.60 1.88300 40.8 32.22 0.5667 -35.445
42 49.948 9.05 1.48749 70.2 32.01 0.5300 51.511
43 -47.820 0.20 32.49
44 247.432 9.09 1.56732 42.8 31.95 0.5730 41.084
45 -25.544 1.60 1.88300 40.8 31.50 0.5667 -36.359
46 -125.843 0.20 32.36
47 66.747 7.59 1.48749 70.2 32.50 0.5300 61.021
48 -51.977 14.00 32.08
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00 0.5664 ∞
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00 0.5352 ∞
51 ∞ 60.00
像面 ∞
非球面系数
R17K＝-2.53234e+004 A4＝-4.13015e-007 A6＝-2.14627e-010A8＝2.26588e-013
R19K＝5.22565e+003 A4＝8.81676e-008 A6＝1.58180e-012A8＝6.14872e-015
R25K＝-9.48244e+000 A4＝-7.57187e-007 A6＝-1.54476e-010A8＝2.42122e-014
各个数据
变焦比 100.00
广角端 中间焦距 望远端
焦距 9.30 351.12 930.00
F数 1.85 1.85 4.90
视场角 30.60 0.90 0.34
图像高度 5.50 5.50 5.50
透镜总长度 622.39 622.39 622.39
BF 12.00 12.00 12.00
d10 3.07 167.22 176.64
d17 266.10 45.13 1.96
d26 3.00 59.82 93.57
入射光瞳
位置 124.58 3013.28 11114.47
出射光瞳
位置 302.09 302.09 302.09
前主点
位置 134.17 3789.40 15026.00
后主点
位置 2.70 -339.12 -918.00
变焦透镜单元数据
透镜单元 第一表面 焦距 透镜配置长度 前主点位置 后主点位置
1 1 238.05 109.29 59.18 -20.74
2 11 -25.00 24.89 4.19 -12.46
3 18 66.50 54.63 13.57 -26.05
4 27 49.24 149.41 59.52 17.15
广角端 中间焦距 望远端
β2 -0.135 -1.196 -2.178
β3 -0.262 -1.116 -1.624
β4 1.105 1.105 1.105
实例2
表面编号 r di nd νd 有效直径 θgF 焦距
1 -9010.142 6.00 1.80440 39.6 196.06 0.5729 -381.824
2 320.047 2.00 189.99
3 313.972 27.24 1.43387 95.1 191.42 0.5373 463.107
4 -547.196 21.28 192.07
5 389.595 20.24 1.43387 95.1 195.91 0.5373 657.006
6 -1055.459 0.25 195.61
7 302.197 19.44 1.43387 95.1 191.18 0.5373 656.096
8 -5026.813 0.25 190.12
9 154.769 16.92 1.43875 95.0 175.10 0.5342 691.925
10 304.398 可变 173.28
11 950.946 2.00 2.00330 28.3 39.36 0.5980 -43.088
12 41.638 7.75 36.20
13 -54.808 2.00 1.88300 40.8 36.26 0.5667 -26.963
14 43.259 10.13 1.92286 18.9 40.12 0.6495 32.746
15 -92.678 1.79 41.12
16 -62.313 2.00 1.77250 49.6 41.27 0.5521 -78.452
17＊2714.516 可变 43.70
18 125.712 11.25 1.56907 71.3 83.84 0.5451 212.853
19＊-3538.914 0.20 84.63
20 110.363 14.22 1.49700 81.5 87.82 0.5375 175.252
21 -401.065 0.20 87.63
22 106.440 2.50 1.84666 23.8 85.13 0.6205 -175.888
23 61.653 23.18 1.43875 95.0 80.71 0.5342 111.945
24 -216.463 0.20 79.83
25＊85.906 11.20 1.43875 95.0 74.90 0.5342 170.195
26 -559.061 可变 73.23
27(光阑)∞ 2.35 32.63
28 -222.632 1.40 1.81600 46.6 31.19 0.5568 -31.984
29 29.820 0.20 29.18
30 27.382 5.69 1.84666 23.8 29.37 0.6205 44.800
31 86.813 7.17 28.27
32 -52.648 1.40 1.88300 40.8 26.06 0.5667 -66.197
33 -510.055 3.11 26.02
34 -59.931 1.80 1.75500 52.3 25.90 0.5476 -37.509
35 54.857 3.61 1.84666 23.8 26.64 0.6205 94.347
36 166.237 3.03 26.93
37 ∞ 16.06 1.62041 60.3 27.84 0.5426 172.035
38 -107.155 5.63 31.15
39 138.882 7.19 1.48749 70.2 32.52 0.5300 66.785
40 -41.988 0.20 32.64
41 -106.918 1.60 1.88300 40.8 31.78 0.5667 -32.013
42 39.004 10.02 1.48749 70.2 31.48 0.5300 42.100
43 -39.946 0.20 32.07
44 551.503 8.85 1.56732 42.8 31.45 0.5730 40.405
45 -23.915 1.60 1.88300 40.8 31.08 0.5667 -33.009
46 -133.862 0.20 32.23
47 68.903 7.90 1.48749 70.2 32.62 0.5300 55.431
48 -43.023 14.00 32.41
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00 0.5664 ∞
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00 0.5352 ∞
51 ∞ 60.00
像面∞
非球面系数
R17K＝-2.53234e+004 A4＝-2.44954e-007 A6＝-4.12901e-010A8＝5.73716e-013
R19K＝5.22565e+003 A4＝-2.85777e-009 A6＝6.05544e-011A8＝2.95783e-015
R25K＝2.58811e-001 A4＝-9.51474e-007 A6＝-1.34383e-010A8＝2.46604e-014
各种数据
变焦比 100.00
广角端 中间焦距 望远端
焦距 9.30 351.12 930.00
F数 1.85 1.85 4.90
视场角 30.60 0.90 0.34
图像高度 5.50 5.50 5.50
透镜总长度 626.97 626.97 626.97
BF 11.99 11.99 11.99
d10 5.22 171.28 180.92
d17 255.10 42.0 75.00
d26 3.00 49.97 77.40
入射光瞳
位置 125.45 2886.76 9777.54
出射光瞳
位置 233.68 233.68 233.68
前主点
位置 135.14 3794.02 14609.04
后主点
位置 2.69 -339.13 -918.01
变焦透镜单元数据
透镜单元 第一表面 焦距 透镜配置长度 前主点位置 后主点位置
1 1 237.3 1113.61 64.18 -17.84
2 11 -22.00 25.68 4.94 -11.81
3 18 60.00 62.95 20.09 -27.48
4 27 44.21 149.41 56.44 29.64
广角端 中间焦距 望远端
β2 -0.117 -1.035 -1.895
β3 -0.238 -1.021 -1.479
β4 1.399 1.399 1.399
实例3
表面编号r di nd νd 有效直径θgF 焦距
1 7000.000 6.00 1.83400 37.2 213.61 0.5775 -449.052
2 357.503 2.00 205.79
3 357.503 29.40 1.43387 95.1 205.38 0.5373 485.048
4 -501.918 22.37 204.27
5 336.083 17.77 1.43387 95.1 196.11 0.5373 776.526
6 66701.633 0.25 195.59
7 269.153 19.82 1.43387 95.1 191.51 0.5373 654.885
8 4775.593 0.25 190.29
9 180.677 15.41 1.43875 95.0 177.89 0.5342 786.874
10 368.154 可变 175.98
11 2480.029 2.00 2.00330 28.3 45.42 0.5980 -45.975
12 45.638 8.92 40.05
13 -56.112 2.00 1.88300 40.8 39.59 0.5667 -35.474
14 73.053 8.84 1.94595 18.0 40.61 0.6545 37.281
15 -65.772 0.60 41.51
16 -65.663 2.00 1.88300 40.8 41.54 0.5667 -72.711
17＊3965.269 可变 43.32
18 99.671 14.10 1.56907 71.3 85.55 0.5451 170.117
19＊-3619.474 0.20 85.60
20 96.176 13.65 1.49700 81.5 85.93 0.5375 193.636
21 25787.680 0.20 84.86
22 422.158 2.50 1.84666 23.8 83.83 0.6205 -183.820
23 114.219 18.45 1.43875 95.0 81.17 0.5342 147.386
24 -142.520 0.20 80.02
25＊217.708 4.93 1.43875 95.0 75.65 0.5342 469.490
26 -3985.731 可变 74.31
27(光阑)∞ 8.52 36.54
28 -567.828 1.40 1.81600 46.6 31.98 0.5568 -36.016
29 31.195 0.20 30.48
30 27.263 6.22 1.84666 23.8 30.96 0.6205 41.868
31 102.304 6.91 29.97
32 -60.794 1.40 1.88300 40.8 27.95 0.5667 -980.787
33 -66.064 2.37 27.92
34 -45.875 1.80 1.75500 52.3 27.12 0.5476 -62.063
35 -1836.601 1.22 1.84666 23.8 27.24 0.6205 -99.966
36 89.675 3.03 27.31
37 ∞ 14.90 1.62041 60.3 27.96 0.5426 2371.111
38 -1476.882 5.50 30.92
39 87.779 7.61 1.48749 70.2 33.16 0.5300 64.850
40 -48.256 0.20 33.40
41 -113.704 1.60 1.88300 40.8 32.90 0.5667 -50.945
42 75.650 8.54 1.48749 70.2 32.93 0.5300 59.272
43 -45.265 0.20 33.39
44 242.283 8.95 1.56732 42.8 32.61 0.5730 44.297
45 -27.834 1.60 1.88300 40.8 32.03 0.5667 -41.331
46 -118.251 0.20 32.56
47 59.750 6.83 1.48749 70.2 32.32 0.5300 71.520
48 -81.233 14.00 31.62
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00 0.5664 ∞
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00 0.5352 ∞
51 ∞ 可变 60.00
像面 ∞
非球面系数
R17K＝-2.53234e+004 A4＝-3.38222e-007 A6＝-1.13320e-010A8＝1.04282e-013
R19K＝5.22565e+003 A4＝1.38826e-007 A6＝-2.25608e-011A8＝7.05801e-015
R25K＝-3.20598e+000 A4＝-7.86592e-007 A6＝-1.94993e-010A8＝1.40774e-014
各种数据
变焦比 120.00
焦距 9.00 27.72 71.12 356.79 1080.00
F数 1.85 1.85 1.85 1.85 5.60
视场角 31.43 11.22 4.42 0.88 0.29
图像高度 5.50 5.50 5.50 5.50 5.50
透镜总长度 657.18 657.18 657.18 657.18 657.18
BF 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00
d10 3.13 97.13 141.13 177.16 187.42
d17 297.77 191.44 132.73 57.35 2.03
d26 3.00 15.34 30.04 69.40 114.46
d51 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00
入射光瞳
位置 128.68 416.07 873.88 3239.97 14318.57
出射光瞳
位置 306.94 306.94 306.94 306.94 306.94
前主点
位置 137.95 446.40 962.14 4028.36 19353.29
后主点
位置 3.00 -15.72 -59.12 -344.78 -1068.00
变焦透镜单元数据
透镜单元 第一表面 焦距 透镜配置长度 前主点位置 后主点位置
1 1 248.58 113.27 62.46 -20.56
2 11 -26.00 24.36 4.30 -12.13
3 18 76.00 54.23 13.84 -25.71
4 27 54.93 149.41 67.47 11.36
广角端 中间焦距 望远端
β2 -0.134 -1.265 -2.525
β3 -0.274 -1.148 -1.741
β4 0.988 0.988 0.988
实例4
表面编号r di nd νd 有效直径θgF 焦距
1 2129.395 6.00 1.80100 35.0 208.05 0.5863 -510.719
2 344.673 2.00 201.11
3 346.355 24.55 1.43387 95.1 200.92 0.5373 567.183
4 -839.014 22.52 200.00
5 389.319 17.75 1.43387 95.1 195.27 0.5373 763.997
6 -2237.919 0.25 194.86
7 279.897 19.03 1.43387 95.1 190.65 0.5373 673.481
8 6158.046 0.25 189.53
9 176.118 16.13 1.43875 95.0 177.22 0.5342 727.500
10 380.747 可变 175.48
11 2885.419 2.00 2.00330 28.3 44.90 0.5980 -44.351
12 44.167 9.11 39.53
13 -52.012 2.00 1.88300 40.8 39.14 0.5667 -37.776
14 96.232 8.35 1.94087 17.4 40.47 0.6775 41.405
15 -64.098 0.09 41.55
16 -74.481 2.00 1.88300 40.8 41.62 0.5667 -82.049
17＊3416.072 可变 43.27
18 102.087 13.85 1.56907 71.3 85.54 0.5451 174.085
19＊-3588.372 0.20 85.63
20 96.561 13.70 1.49700 81.5 86.02 0.5375 188.659
21 -3428.446 0.20 85.03
22 348.188 2.50 1.84666 23.8 83.63 0.6205 -184.503
23 108.208 17.89 1.43875 95.0 80.81 0.5342 150.213
24 -161.104 0.20 79.59
25＊211.496 5.03 1.43875 95.0 75.67 0.5342 456.936
26 -4014.724 可变 74.34
27(光阑)∞ 5.61 36.63
28 -1845.052 1.40 1.81600 46.6 33.59 0.5568 -37.314
29 31.130 0.20 31.91
30 27.954 6.43 1.84666 23.8 32.38 0.6205 42.504
31 108.263 7.45 31.42
32 -55.071 1.40 1.88300 40.8 29.28 0.5667 -64.753
33 -1313.708 2.01 29.33
34 -2773.834 1.80 1.62041 60.3 29.34 0.5426 237.258
35 -140.340 1.56 1.84666 23.8 29.35 0.6205 -136.438
36 694.948 3.03 29.44
37 ∞ 14.07 1.62041 60.3 29.72 0.5426 -203.170
38 126.547 8.31 30.63
39 108.195 6.72 1.48749 70.2 32.82 0.5300 80.690
40 -60.869 0.20 33.03
41 -138.367 1.60 1.88300 40.8 32.76 0.5667 -58.384
42 83.385 8.95 1.48749 70.2 32.84 0.5300 59.692
43 -43.348 0.20 33.36
44 504.860 8.59 1.56732 42.8 32.55 0.5730 45.993
45 -27.505 1.60 1.88300 40.8 32.04 0.5667 -40.719
46 -118.009 0.20 32.66
47 57.454 7.89 1.48749 70.2 32.51 0.5300 68.366
48 -76.402 14.00 31.66
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00 0.5664 ∞
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00 0.5352 ∞
51 ∞ 60.00
像面 ∞
非球面系数
R17 K＝-2.53234e+004 A4＝-3.62355e-007 A6＝-2.14731e-010A8＝1.63676e-013
R19 K＝5.22565e+003 A4＝1.08856e-007 A6＝-2.48018e-011A8＝7.66860e-015
R25 K＝-5.70319e+000 A4＝-7.40368e-007 A6＝-2.01733e-010A8＝1.95906e-014
各种数据
变焦比120.00
广角端 中间焦距 望远端
焦距 9.00 356.79 1080.00
F数 1.85 1.85 5.60
视场角 31.43 0.88 0.29
图像高度 5.50 5.50 5.50
总透镜长度 650.52 650.52 650.52
BF 12.00 12.00 12.00
d10 2.44 176.47 186.72
d17 298.07 57.64 2.33
d26 3.00 69.40 114.46
入射光瞳
位置 125.17 3230.23 14257.94
出射光瞳
位置 399.29 399.29 399.29
前主点
位置 134.38 3915.70 18349.64
后主点
位置 3.00 -344.79 -1068.00
变焦透镜单元数据
透镜单元 第一表面 焦距 透镜配置长度 前主点位置 后主点位置
1 1 248.58 108.48 58.95 -21.72
2 11 -26.00 23.55 3.84 -12.32
3 18 76.00 53.58 13.36 -25.49
4 27 57.62 149.40 67.66 11.33
广角端 中间焦距 望远端
β2 -0.134 -1.265 -2.525
β3 -0.274 -1.148 -1.741
β4 0.988 0.988 0.988
实例5
表面编号r di nd νd 有效直径 θgF 焦距
1 7896.929 6.00 1.83400 37.2 211.49 0.5775 -433.905
2 348.011 2.00 203.64
3 345.504 26.03 1.43387 95.1 203.24 0.5373 546.674
4 -745.232 24.47 202.29
5 388.160 22.54 1.43387 95.1 198.87 0.5373 599.263
6 -779.545 0.25 198.57
7 268.723 17.78 1.43387 95.1 192.50 0.5373 749.091
8 1502.611 0.25 191.30
9 176.058 15.43 1.43875 95.0 179.79 0.5342 794.518
10 345.300 可变 178.06
11 920.754 2.00 2.00330 28.3 45.44 0.5980 -47.720
12 45.823 6.33 40.18
13 -208.974 2.00 1.88300 40.8 39.67 0.5667 -30.818
14 31.638 9.55 1.94595 18.0 39.21 0.6545 32.155
15 -1005.578 3.73 39.39
16 -60.285 2.00 1.88300 40.8 39.45 0.5667 -65.865
17＊2003.823 可变 41.47
18 239.266 8.90 1.56907 71.3 82.57 0.5451 399.670
19＊-4869.111 0.20 83.93
20 99.548 15.43 1.49700 81.5 88.86 0.5375 167.337
21 -487.999 0.20 88.65
22 73.800 2.50 1.84666 23.8 85.52 0.6205 -192.435
23 50.153 24.02 1.43875 95.0 79.45 0.5342 114.284
24 18699.561 0.20 78.09
25＊79.222 10.87 1.43875 95.0 74.99 0.5342 170.487
26 -1344.599 可变 73.35
27(光阑)∞ 2.95 33.36
28 -116.136 1.40 1.81600 46.6 32.00 0.5568 -33.538
29 36.240 0.20 30.54
30 32.317 5.69 1.84666 23.8 30.77 0.6205 47.626
31 143.868 6.74 29.92
32 -56.964 1.40 1.88300 40.8 28.11 0.5667 -102.268
33 -154.548 2.77 28.16
34 -64.023 1.80 1.75500 52.3 27.93 0.5476 -62.225
35 181.715 3.38 1.84666 23.8 28.42 0.6205 139.976
36 -347.608 3.03 28.69
37 ∞ 15.01 1.62041 60.3 29.13 0.5426 -173.397
38 108.003 6.44 30.43
39 380.578 7.18 1.48749 70.2 32.23 0.5300 69.036
40 -36.827 0.20 32.77
41 -157.843 1.60 1.88300 40.8 32.07 0.5667 -38.927
42 44.480 10.13 1.48749 70.2 31.97 0.5300 43.191
43 -37.230 0.20 32.61
44 283.380 8.80 1.56732 42.8 31.74 0.5730 41.513
45 -25.550 1.60 1.88300 40.8 31.24 0.5667 -32.251
46 -243.484 0.20 32.03
47 54.265 8.00 1.48749 70.2 32.41 0.5300 54.763
48 -50.339 14.00 32.04
49 ∞ 33.00 1.60859 46.4 60.00 0.5664 ∞
50 ∞ 13.20 1.51633 64.2 60.00 0.5352 ∞
51 ∞ 60.00
像面 ∞
非球面系数
R17 K＝-2.53234e+004 A4＝1.87157e-007 A6＝-7.67739e-010A8＝9.41364e-013
R19 K＝5.22565e+003 A4＝-4.49518e-007 A6＝1.26923e-010A8＝-1.31489e-014
R25 K＝-2.03560e+000 A4＝-8.64535e-007 A6＝4.49347e-011A8＝1.82895e-014
各种数据
变焦比 120.00
广角端 中间焦距 望远端
焦距 9.00 356.79 1080.00
F数 1.85 1.85 5.60
视场角 31.43 0.88 0.29
图像高度 5.50 5.50 5.50
透镜总长度 652.55 652.55 652.55
BF 12.00 12.00 12.00
d10 3.58 184.07 195.16
d17 282.38 50.80 4.99
d26 3.00 54.08 88.81
入射光瞳
位置 128.73 3118.89 12946.69
出射光瞳
位置 311.33 311.33 311.33
前主点
位置 138.00 3900.95 17923.40
后主点
位置 3.00 -344.78 -1068.00
变焦透镜单元数据
透镜单元 第一表面 焦距 透镜配置长度 前主点位置 后主点位置
1 1 254.33 114.73 66.36 -17.68
2 11 -23.50 25.61 6.74 -9.36
3 18 64.25 62.32 18.15 -27.58
4 27 49.61 148.93 60.07 26.51
广角端 中间焦距 望远端
β2-0.116 -1.052 -2.090
β3-0.236 -1.031 -1.572
β4 1.292 1.292 1.292
表格1
实例
条件 1 2 3 4 5
(1)-3.74×10-3 -3.74×10-3 -4.16×10-3 -5.23×10-3 -4.15×10-3
(2)-5.48×10-3 -5.48×10-3 -5.49×10-3 -7.29×10-3 -4.15×10-3
(3) -0.793 -0.846 -0.791 -0.824 -0.817
(4) -0.696 -0.672 -0.697 -0.627 -0.731
(5) 1.658 1.607 1.656 1.591 1.612
(6) 9.522 10.787 9.561 9.561 10.823
(7) 3.907 3.919 4.344 4.344 4.246
(8) 25.597 25.517 27.620 27.620 28.250
采用上述配置，本发明的每个示范性实施例可实现具有高变焦比、能够在从广角端到望远端的整个变焦范围内有效地校正色像差、并且在整个变焦范围内具有高光学性能的透镜单元，和具有所述变焦透镜的图像拾取设备。
尽管已参照示范性实施例描述了本发明，但是应了解本发明不限于所公开的示范性实例。下述权利要求的范围给予最广泛的解释以包含所有修改、等同结构和功能。
Claims (9)
1.一种变焦透镜，从物侧到像侧依次包括：
具有正折光力的第一透镜单元；
具有负折光力并被配置为在变焦期间移动的第二透镜单元；
具有正折光力并被配置为在变焦期间移动的第三透镜单元；以及
具有正折光力并被配置为不为了变焦而移动的第四透镜单元，
其特征在于，所述第二透镜单元包括至少一个正透镜和至少一个负透镜，并且
满足下述条件：
(θpa-θna)/(vpa-vna)＜-3.7×10-3，
这里，vna和θna分别是所述至少一个负透镜的材料的阿贝数和相对部分色散的平均值，vpa和θpa分别是所述至少一个正透镜的材料的阿贝数和相对部分色散的平均值。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中满足下述条件：
(θp-θn)/(vp-vn)＜-5.0×10-3
-2.0＜(1/f2)/(1/f2p-1/f2n)＜-0.2，
这里，f2n、vn和θn分别是在所述第二透镜单元中包括的透镜中的由其阿贝数在所述第二透镜单元中包括的透镜的阿贝数中最小的材料制成的负透镜的焦距以及所述负透镜的材料的阿贝数和相对部分色散，f2p、vp和θp分别是在所述第二透镜单元中包括的透镜中的由其阿贝数在所述第二透镜单元中包括的透镜的阿贝数中最大的材料制成的正透镜的焦距以及所述正透镜的材料的阿贝数和相对部分色散，以及f2是所述第二透镜单元的焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第二透镜单元中包括的正透镜的折光力的总值
所述第二透镜单元中包括的负透镜的折光力的总值
和所述第二透镜单元的折光力
满足下述条件：
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第二透镜单元从物侧到像侧依次包括：
具有其物侧的表面具有凸形状的弯月形状的负透镜；
其两个表面都具有凹形状的负透镜；
其两个表面都具有凸形状的正透镜；以及
其物侧的表面具有凹形状的负透镜。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第一透镜单元的焦距f1和所述第二透镜单元的焦距f2满足下述条件：
9.5＜|f1/f2|＜11.0。
6.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第一透镜单元的焦距f1和望远端处的所述变焦透镜的焦距ftele满足下述条件：
3.9＜ftele/f1＜6.0。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第一透镜单元的焦距f1和广角端处的所述变焦透镜的焦距fwide满足下述条件：
25＜f1/fwide＜30。
8.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中所述第二透镜单元从物侧到像侧依次包括：
其像侧的表面具有凹形状的负透镜；
包括其两个表面都具有凹形状的负透镜和其两个表面都具有凸形状的正透镜的胶合透镜；以及
其物侧的表面具有凹形状的负透镜。
9.一种图像拾取设备，包括：
图像传感器；以及
根据权利要求1-8中的任一项所述的变焦透镜，所述变焦透镜被配置为从被摄体向图像传感器引导光。
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