CN103454755A - 变焦透镜及配有该变焦透镜的图像拾取装置 - Google Patents

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CN103454755A CN2013102079297A CN201310207929A CN103454755A CN 103454755 A CN103454755 A CN 103454755A CN 2013102079297 A CN2013102079297 A CN 2013102079297A CN 201310207929 A CN201310207929 A CN 201310207929A CN 103454755 A CN103454755 A CN 103454755A
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Abstract

本发明公开了变焦透镜及配有该变焦透镜的图像拾取装置。变焦透镜从物侧到像侧依次包含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和具有正折光力的第三透镜单元，其中，在从广角端向望远端变焦期间至少所述第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元移动，并且第二透镜单元的焦距f2、在望远端的整个变焦透镜的焦距ft、以及第二透镜单元中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的折射率Nd2n被适当地设定。

Description

变焦透镜及配有该变焦透镜的图像拾取装置
技术领域
本公开涉及变焦透镜以及配有该变焦透镜的图像拾取装置（诸如视频照相机、监视照相机、数字静物照相机和广播照相机）。
背景技术
近年来，图像拾取装置（诸如使用固态图像传感器的视频照相机、数字静物照相机、广播照相机和监视照相机以及使用卤化银胶片的照相机）趋向于其整体尺寸被小型化并具有高功能性。在这样的图像拾取装置中使用的照相光学系统中，需要变焦透镜具有短的总长度、高变焦比以及高分辨率。作为满足这样的要求的变焦透镜，已知这样一种正引导型变焦透镜，在该正引导型变焦透镜中具有正折光力的透镜单元位于最接近物体侧。
作为正引导型变焦透镜，已知这样一种变焦透镜，该变焦透镜从物侧到像侧依次包含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以及具有正折光力的第三透镜单元。
在日本专利申请特开No.2006-171655中，讨论了一种变焦透镜，该变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正、负、正和正折光力的四个透镜单元。另外，在日本专利申请特开No.2009-047903中，讨论了一种变焦透镜，该变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正、负、正、正和正折光力的五个透镜单元。此外，在日本专利申请特开No.2008-281927中，讨论了一种变焦透镜，该变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正、负、正、负和正折光力的五个透镜单元。
通常，为了在实现整个变焦透镜小型化的同时获得具有高变焦比的变焦透镜，希望增大变焦透镜的各单元的折光力（光焦度，即焦距的倒数）并且减少透镜元件的数量。但是，在这样的变焦透镜中，通过变焦导致的像差波动增大。因此，难以在整个变焦范围上获得优异的光学性能。
在上述的正引导型变焦透镜中，为了在实现高变焦比的情况下获得优异的光学性能以及使整个变焦透镜小型化，重要的是适当地设定各透镜单元的折光力或者透镜中使用的材料的折射率。特别地，重要的是适当设定第二透镜单元的折光力或第二透镜单元中包含的负透镜的折射率。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种变焦透镜以及配有该变焦透镜的图像拾取装置，该变焦透镜能够实现整个变焦透镜的小型化以及在具有宽视角和高变焦比的情况下在整个变焦范围上实现高光学性能。
根据本发明的一个方面，变焦透镜从物侧到像侧依次包含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以及具有正折光力的第三透镜单元，其中，在从广角端向望远端变焦期间至少第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元移动，并且其中，满足以下条件式：
0.01<|f2|/ft<0.057,以及
1.90<Nd2n<2.50,
这里，f2指示第二透镜单元的焦距，ft指示整个变焦透镜在望远端的焦距，并且Nd2n指示第二透镜单元中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的折射率。
从以下参照附图对示例性实施例的详细描述，本发明的进一步的特征和方面将变得清楚。
附图说明
并入说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并且与描述一起用于解释本发明的原理。
图1是示出位于广角端的根据第一示例性实施例的变焦透镜的截面图。
图2A、2B和2C分别是位于广角端、中间变焦位置和望远端的根据第一示例性实施例的变焦透镜的像差图。
图3是示出位于广角端的根据第二示例性实施例的变焦透镜的截面图。
图4A、4B和4C分别是位于广角端、中间变焦位置和望远端的根据第二示例性实施例的变焦透镜的像差图。
图5是示出位于广角端的根据第三示例性实施例的变焦透镜的截面图。
图6A、6B和6C分别是位于广角端、中间变焦位置和望远端的根据第三示例性实施例的变焦透镜的像差图。
图7是示出位于广角端的根据第四示例性实施例的变焦透镜的截面图。
图8A、8B和8C分别是位于广角端、中间变焦位置和望远端的根据第四示例性实施例的变焦透镜的像差图。
图9是示出根据本发明的示例性实施例的图像拾取装置的主要组件的示意图。
具体实施方式
下文将参照附图详细描述本发明的各示例性实施例、特征和方面。
下文，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、以及具有正折光力的第三透镜单元。在从广角端（短焦距端）向望远端（长焦距端）变焦（变倍）期间各透镜单元移动。
具体而言，在从广角端向望远端变焦期间，第一和第二透镜单元之间的距离增大，并且第二和第三透镜单元之间的距离在望远端处比在广角端处小。第一透镜单元沿朝像侧凸出的轨迹移动，第二透镜单元朝像侧移动，并且第三透镜单元朝物侧移动。
图1是示出位于广角端的根据第一示例性实施例的变焦透镜的截面图。图2A、2B和2C分别是位于广角端、中间变焦位置和望远端的根据第一示例性实施例的变焦透镜的像差图。第一示例性实施例涉及变焦比为51.39并且孔径比大约为2.87至7.07的变焦透镜。图3是示出位于广角端的根据第二示例性实施例的变焦透镜的截面图。图4A、4B和4C分别是位于广角端、中间变焦位置和望远端的根据第二示例性实施例的变焦透镜的像差图。第二示例性实施例涉及变焦比为64.34并且孔径比大约为2.87至7.07的变焦透镜。
图5是示出位于广角端的根据第三示例性实施例的变焦透镜的截面图。图6A、6B和6C分别是位于广角端、中间变焦位置和望远端的根据第三示例性实施例的变焦透镜的像差图。第三示例性实施例涉及变焦比为41.67并且孔径比大约为2.87至7.07的变焦透镜。图7是示出位于广角端的根据第四示例性实施例的变焦透镜的截面图。图8A、8B和8C分别是位于广角端、中间变焦位置和望远端的根据第四示例性实施例的变焦透镜的像差图。第四示例性实施例涉及变焦比为43.64并且孔径比大约为2.89至7.07的变焦透镜。
图9是示出配有根据本发明的示例性实施例的变焦透镜的数字静物照相机（图像拾取装置）的主要组件的示意图。各示例性实施例的变焦透镜指的是在图像拾取装置（诸如视频照相机、数字静物照相机、卤化银胶片照相机和电视照相机）中使用的成像透镜系统。各示例性实施例的变焦透镜可在用于投影装置（投影仪）的投影光学系统中使用。在透镜截面图中，左侧指的是物侧（前侧），并且右侧指的是像侧（后侧）。此外，在透镜截面图中，i指示透镜单元的从物侧到像侧的次序，并且Li指示第i透镜单元。
图1和3中示出的根据第一和第二示例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L1、具有负折光力的第二透镜单元L2、孔径光阑SP、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。在第一和第二示例性实施例中，采用具有五个透镜单元的正引导型五单元变焦透镜。
图5所示的根据第三示例性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2、孔径光阑SP、具有正折光力的第三透镜单元L3和具有正折光力的第四透镜单元L4。在第三示例性实施例中，采用具有四个透镜单元的正引导型四单元变焦透镜。图7所示的根据第四示例性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2、孔径光阑SP、具有正折光力的第三透镜单元L3、具有正折光力的第四透镜单元L4和具有正折光力的第五透镜单元L5。在第四示例性实施例中，采用具有五个透镜单元的正引导型五单元变焦透镜。
在各示例性实施例中，孔径光阑SP被定位在第二和第三透镜单元L2和L3之间，并且在从广角端向望远端变焦期间与各透镜单元独立地移动。另外，孔径光阑SP的孔径面积可以是可变的或者不可变的。另外，在变焦期间，孔径光阑SP可与透镜单元成一体地移动。耀斑截断光阑（flare-cut stop）FS被布置在第三透镜单元L3的像侧以截断不希望的光。
光学块G对应于滤光器、面板、低通滤光器、红外截止滤光器等。Img指示像面。当采用变焦透镜作为视频照相机或数字照相机的成像光学系统时，像面Img对应于诸如电荷耦合器件（CCD）传感器或互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器的固态图像传感器（光电转换元件）。当采用变焦透镜作为卤化银胶片照相机的成像光学系统时，像面Img对应于胶片表面。透镜截面图中的箭头指示从广角端向望远端的变焦期间的各透镜单元的移动轨迹。
在球面像差图中，Fno指示F数，实线指示d线（波长=587.6nm），并且两点链线指示g线（波长=435.8nm）。在像散图中，实线指示相对于d线的弧矢像面，并且虚线指示相对于d线的子午像面。畸变相对于d线被绘制。在倍率色差图中，两点链线指示g线，并且ω指示用于成像的半视角。此外，在下文所述的各示例性实施例中，广角端和望远端指的是当在机构的约束下变焦透镜单元位于光轴上的可移动范围内的各端部时的变焦位置。
根据本发明的一个实施例，通过增大第二透镜单元L2的变焦贡献来实现高变焦比。在从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元L1、具有负折光力的第二透镜单元L2和具有正折光力的第三透镜单元L3的变焦透镜中，如果第一透镜单元L1的变焦贡献增加，则轴向色差增大。结果，移动量不希望地增大。另外，如果第三透镜单元L3的变焦贡献增加，则与第二透镜单元L2的变焦贡献增加的情况相比，透镜单元的移动量显著增大。因此，总透镜长度不希望地增大。
在这一点上，根据本发明的实施例，通过增大第二透镜单元L2的折光力以增加第二透镜单元L2的变焦贡献，获得高变焦比。此外，如果在第二透镜单元L2中包含的位置最接近物侧的具有负折光力的透镜中使用具有高折射率的材料，则可使该透镜的厚度薄并且减小前透镜直径。
在各示例性实施例中，不同于其它透镜单元，孔径光阑SP沿朝像侧凸出的轨迹移动，使得孔径光阑SP与第三透镜单元L3之间的距离在望远端比在广角端小。结果，与孔径光阑SP被布置在第三透镜单元L3附近并且与第三透镜单元L3成一体地移动的情况相比，可朝物侧移动入射光瞳位置。出于此原因，可降低通过第一或第二透镜单元L1或L2的离轴射线的入射高度。结果，可减小透镜有效直径。另外，即使当F数在广角端减小时，仍可容易地抑制具有中等像高的下划线耀斑。
在各示例性实施例中，第三透镜单元L3可部分地或者全部移动以具有垂直于光轴的分量，以校正当变焦透镜振动时产生的捕获图像的抖动。
在各示例性实施例中，通过在光轴方向上移动最接近像侧的透镜单元来执行聚焦。通过使用轻重量的透镜单元作为聚焦透镜单元，可快速并且容易地执行聚焦。在望远端处从无限远物体到近距离物体执行聚焦的情况下，通过如透镜截面图中的箭头4c或5c所指示地向前移动最接近像侧的透镜单元来执行聚焦。曲线4a和5a指示当对于无限远物体执行聚焦时用于校正在从广角端到望远端变焦期间生成的像面波动的移动轨迹。曲线4b和5b指示当对于近距离物体执行聚焦时用于校正在从广角端到望远端变焦期间生成的像面波动的移动轨迹。
在各示例性实施例中，满足以下条件式：
0.01<|f2|/ft<0.057   (1),和
1.90<Nd2n<2.50       (2),
这里，f2指示第二透镜单元L2的焦距，ft指示整个变焦透镜在望远端的焦距，并且Nd2n指示第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的折射率。
条件式（1）定义了第二透镜单元L2的焦距f2与整个变焦透镜在望远端的焦距ft之间的比率。如果在超出条件式（1）的上限的情况下第二透镜单元L2的焦距f2的绝对值增大，则难以充分校正像场弯曲，使得为了获得希望的变焦比而增大第二透镜单元L2的移动量，这不希望地导致总透镜长度增大。此外，如果在超出条件式（1）的下限的情况下第二透镜单元L2的折光力增大（如果焦距f2的绝对值减小），则变焦导致的倍率色差的波动增大，从而难以校正倍率色差的波动。另外，必须增加第二透镜单元L2的透镜元件的数量以执行校正。此外，不希望地是，各透镜的曲率增大，第二透镜单元L2的厚度增大，以及总透镜长度或前透镜直径增大。
条件式（2）定义了第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的材料的折射率Nd2n的示例性数值范围。如果在超出条件式（2）的上限的情况下折射率Nd2n的值增大，正匹兹伐（Petzval）和增大，从而难以充分校正像场弯曲，这是不希望的。如果在超出条件式（2）的下限的情况下折射率Nd2n的值减小，第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的负透镜的曲率增大，从而难以校正由变焦导致的像场弯曲的波动等。另外，为了执行校正，必须增大各透镜单元之间的距离或者各透镜单元中的透镜元件的数量，这不希望地导致总透镜长度或者前透镜直径增大。
在各示例性实施例中，如上所述，每个元件被适当地设定以满足条件式（1）和（2）。另外，在各示例性实施例中，条件式（1）和（2）的数值范围可被如下设定：
0.025<|f2|/ft<0.053   (1a),和
1.93<Nd2n<2.31        (2a)。
在各示例性实施例中，使用上述配置，可获得具有宽视角和高变焦比的在整个变焦范围上具有优异的光学性能的变焦透镜。
在各示例性实施例中，可满足以下条件式中的一个或多个。这里，f1指示第一透镜单元L1的焦距，β2w指示在广角端的第二透镜单元L2的横向倍率，β2t指示在望远端的第二透镜单元L2的横向倍率，并且f2n指示第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的焦距。另外，M1指示在从广角端向望远端变焦期间第一透镜单元L1的移动量，M2指示从广角端向望远端变焦期间第二透镜单元L2的移动量，M3指示从广角端向望远端变焦期间第三透镜单元L3的移动量，并且ν2n指示第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的材料的阿贝数。此外，fw指示在广角端的整个变焦透镜的焦距。这里，移动量指的是各透镜单元的在广角端和望远端的在光轴上的位置之间的差。当在望远端而不是广角端透镜被定位在像侧时，移动量的符号被设定为正值，并且当该透镜被定位在物侧时该符号被设定为负值。
在此情况下，可满足以下条件式中的一个或多个：
0.05<|f2|/f1<0.15     (3);
15.0<β2t/β2w<30.0   (4);
0.01<|f2n|/ft<0.07    (5);
-3.0<M2/M3<-0.8       (6);
20.0<ν2n<45.0      (7);和
-15.0<M1/fw<-7.5    (8).
条件式（3）定义了第一透镜单元L1的焦距f1与第二透镜单元L2的焦距f2之间的比。如果在超出条件式（3）的上限的情况下第一透镜单元L1的折光力增大（如果焦距f1的值减小），望远端侧的轴向色差增大，使得必须增加第一透镜单元L1中的透镜元件的数量以进行校正。结果，这不希望地导致总透镜长度或者前透镜直径增大。如果在超出条件式（3）的下限的情况下第一透镜单元L1的焦距f1增大，这不希望地导致总透镜长度增大。
条件式（4）定义了第二透镜单元L2的在望远端的横向倍率β2t和第二透镜单元L2的在广角端的横向倍率β2w之间的比率。如果在超出条件式（4）的上限的情况下第二透镜单元L2的变焦比增大，难以校正倍率色差或者像场弯曲的波动，这是不希望的。如果在超出条件式（4）的下限的情况下第二透镜单元L2的变焦比减小，必须增大定位于第二透镜单元L2的像侧的一个或多个透镜单元的变焦比。出于此原因，必须增大各透镜单元的移动量。因此，难以校正彗形像差等，并且这不希望地导致导致总透镜长度增大。
条件式（5）定义了第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的焦距f2n和整个变焦透镜的在望远端的焦距ft之间的比率。如果在超出条件式（5）的上限的情况下第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的负透镜的焦距f2n的绝对值增大，难以获得第二透镜单元L2的必需的整体焦距，这是不希望的。如果在超出条件式（5）的下限的情况下第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的负透镜的折光力增大(如同焦距f2n的绝对值减小)，则曲率增大，从而难以校正彗形像差等，这是不希望的。
条件式（6）定义了在从广角端向望远端变焦期间第二透镜单元L2的移动量M2与第三透镜单元L3的移动量M3之间的比率。如果在超出条件式（6）的上限的情况下第三透镜单元L3的移动量M3增大，难以校正彗形像差等，并且导致总透镜长度增大，这是不希望。如果在超出条件式（6）的下限的情况下第二透镜单元L2的移动量M2增大，难以校正倍率色差或像场弯曲的波动，这是不希望的。
条件式（7）定义了第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的材料的阿贝数ν2n的示例性数值范围。如果在超出条件式（7）的上限的情况下阿贝数ν2n的值增大，在望远侧的轴向色差被过分校正，这是不希望的。
如果在超出条件式（7）的下限的情况下阿贝数ν2n的值减小，第二透镜单元L2中包含的最接近物侧的负透镜变得高度色散。另外，变焦导致的倍率色差的波动增大，并且难以校正倍率色差的波动，这是不希望的。
条件式（8）定义了在从广角端向望远端变焦期间第一透镜单元L1的移动量M1与整个变焦透镜在广角端的焦距fw之间的示例性比率。如果在超出条件式（8）的上限的情况下朝向物侧的移动量M1减小，第一透镜单元L1和L2之间的距离的变化减小。因此，第二变焦透镜L2的变焦贡献减小，并且难以获得高变焦比，这是不希望的。如果在超出条件式（8）的下限的情况下朝向物侧的移动量M1增大，则总透镜长度增大，这是不希望的。
条件式（3）至（8）的数值范围可被如下设定：
0.08<|f2|/f1<0.12    (3a);
15.2<β2t/2w<20.0    (4a);
0.032<|f2n|/ft<0.062 (5a);
-2.3<M2/M3<-1.2      (6a);
25.0<ν2n<36.5       (7a);和
-10.0<M1/fw<-8.5     (8a).
在各示例性实施例中，通过如上所述地配置各元件，可获得如下的变焦透镜，该变焦透镜在整个变焦透镜的尺寸减小的情况下具有优异光学性能，并且具有宽视角和高变焦比，而且能够在整个变焦范围上充分校正各种像差（诸如轴向色差、倍率色差、球形像差和像场弯曲）。前述条件式可被多种方式任意组合以进一步改进本发明的效果。
除了上述变焦透镜中的任一个之外，根据本发明的示例性实施例的图像拾取装置还可进一步包含用于通过图像处理来校正畸变和倍率色差中的任一个或两者的电路。这样，如果提供能够克服变焦透镜的畸变的配置，则可减少整个变焦透镜中的透镜元件的数量并且容易减小总透镜长度。另外，通过利用图像处理来校正倍率色差，可缓解图像中的颜色模糊并且容易提高分辨率。
接下来，将描述各示例性实施例中的透镜配置。各示例性实施例在第一到第三透镜单元L1、L2和L3中具有共同的配置。具有正折光力的第一透镜单元L1从物侧到像侧依次包括通过组合负透镜和正透镜而获得的胶合透镜以及正透镜，并且在变焦期间沿朝像侧凸出的轨迹朝物侧移动。在此配置中，可有效地校正望远端处的轴向色差并且以少量的透镜元件实现高变焦比。
具有负折光力的第二透镜单元L2从物侧到像侧依次包含具有面向像侧的凹面的负透镜、具有面向像侧的凹面的负透镜、负透镜和具有面向物侧的凸面的弯月状正透镜，并且在变焦期间向像侧移动。在此配置中，可实现高变焦比并且有效地抑制变焦导致的像差波动。
具有正折光力的第三透镜单元L3从物侧到像侧依次包含具有面向物侧的凸面的正透镜、和通过组合具有面向像侧的凹面的负透镜和具有面向物侧的凸面的正透镜而获得的胶合透镜，并且在变焦期间向物侧移动。在第三透镜单元L3中包含的最接近物侧的正透镜中，物侧表面和像侧表面具有非球面形状。在此配置中，可利用少量透镜元件适当地校正球形像差或彗形像差。
根据第一和第二示例性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元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和具有正折光力的第五透镜单元L5。具有负折光力的第四透镜单元L4仅包含具有负折光力的单个透镜。具有正折光力的第五透镜单元L5包含通过从物侧到像侧依次组合正透镜和负透镜而获得的胶合透镜。在根据第一和第二示例性实施例的变焦透镜中，提供具有负折光力的第四透镜单元L4以增大用作聚焦透镜单元的第五透镜单元L5的聚焦灵敏度。结果，可减小在聚焦期间第五透镜单元L5的移动量。
根据第三示例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、以及具有正折光力的第四透镜单元L4。具有正折光力的第四透镜单元L4从物侧到像侧依次包含负透镜和通过组合正透镜和负透镜获得的胶合透镜。在根据第三示例性实施例的变焦透镜中，通过减少透镜单元的数量来缩短总透镜长度。
根据第四示例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、具有正折光力的第四透镜单元L4和具有正折光力的第五透镜单元L5。具有正折光力的第四透镜单元L4仅包含具有正折光力的单个透镜。具有正折光力的第五透镜单元L5从物侧到像侧依次包含负透镜以及通过组合正透镜和负透镜而获得的胶合透镜。根据第四示例性实施例的变焦透镜包括具有正折光力的第四透镜单元L4，并且在变焦期间第三和第四透镜单元L3和L4之间的距离增大。通过适当地设定第三透镜单元和第四透镜单元L3和L4之间的距离，可校正在望远端的内弯的彗形像差，并且适当地校正倍率色差。
尽管前文已经描述了本发明的示例性实施例，但是在本发明的范围和精神中还可实现多种变型和修改，而不限于这些示例性实施例。
接下来，将参照图9描述示例性数字静物照相机，其中根据本发明的示例性实施例的变焦透镜被用作照相光学系统。参照图9，数字静物照相机包括照相机机身20；包括第一到第四示例性实施例中的任一个中所描述的变焦透镜的照相光学系统21；安装在照相机机身20上的接收通过照相光学系统21形成的物体图像的光的诸如电荷耦合器件传感器或互补金属氧化物-半导体传感器的固态图像传感器（光电转换元件）22；用于存储与由固态图像传感器22光电转换的物体图像对应的信息的存储器23；以及包括用于观察在固态图像传感器22上形成的物体图像的液晶显示面板的取景器24。这样，通过将根据本发明的变焦透镜应用于诸如数字静物照相机的图像拾取装置，可实现小尺寸的、具有优异光学性能的图像拾取装置。
接下来，将描述本发明的分别对应于第一至第四示例性实施例的数值例1-4。在各数值例中，i指示从物侧数起的光学表面的次序，ri指示第i光学表面（第i表面）的曲率半径，并且di指示第i表面与第（i+1）表面之间的距离。另外，ndi和νdi分别指示第i光学部件相对于d线的折射率和阿贝数。
非球表面形状可表达为:
x=(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10,
这里，k指示偏心率，A4,A6,A8和A10指示非球面系数，x指示在距光轴高度为h的位置处相对于表面顶点的在光轴方向上的位移，并且R指示旁轴曲率半径。在数值例中，最接近像侧的两个表面为诸如滤色器或面板的光学块的表面。另外，SP指示孔径光阑（或虹膜光阑），FS指示耀斑截止光阑，并且G指示诸如石英低通滤色器或红外截止滤色器的玻璃块。Img指示诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态图像传感器（光电转换元件）的感光表面定位于该处的像面。各数值例中的上述条件式的值如表1中所述。
[数值例1]
单位:mm
表面数据
Figure BDA00003270631900131
Figure BDA00003270631900141
非球表面数据
第十五表面
K=-1.90668e-001  A4=-5.52586e-006  A6=3.05369e-007  A8=-3.33145e-008A10=8.54000e-010
第十六表面
K=5.63494e+002  A4=1.29451e-004  A6=3.84312e-007
各种数据
变焦比51.39
Figure BDA00003270631900151
变焦透镜单元数据
Figure BDA00003270631900152
[数值例2]
单位:mm
表面数据
Figure BDA00003270631900161
Figure BDA00003270631900171
非球表面数据
第十五表面
K=-2.78194e-001  A4=-5.71435e-006  A6=1.46733e-006A8=-1.90994e-008  A10=7.30173e-010
第十六表面
K=5.79258e+002  A4=1.12832e-004  A6=2.21247e-006
各种数据
变焦比64.34
Figure BDA00003270631900181
变焦透镜单元数据
Figure BDA00003270631900182
[数值例3]
单位:mm
表面数据
Figure BDA00003270631900183
Figure BDA00003270631900191
非球表面数据
第十五表面
K=-1.94279e-001  A4=-2.44163e-006  A6=4.95673e-007A8=-2.21380e-008  A10=5.49114e-010
第十六表面
K=6.00981e+002  A4=1.28301e-004  A6=7.08493e-007
各种数据
变焦比41.67
Figure BDA00003270631900201
变焦透镜单元数据
[数值例4]
单位:mm
表面数据
Figure BDA00003270631900211
非球表面数据
第十五表面
K=-1.70654e-001  A4=-1.59984e-006  A6=4.66232e-007A8=-2.65617e-008  A10=5.99053e-010
第十六表面
K=6.09888e+002  A4=1.36395e-004  A6=1.04661e-006
各种数据
变焦比43.64
Figure BDA00003270631900221
变焦透镜单元数据
Figure BDA00003270631900222
[表1]
条件式 数值例1 数值例2 数值例3 数值例4
|f2|/ft 0.041 0.033 0.052 0.050
Nd2n 2.00 2.30 1.94 2.00
|f2|/f1 0.108 0.106 0.105 0.104
β2t/β2w 16.7 19.8 15.9 15.3
|f2n|/ft 0.045 0.033 0.061 0.054
M2/M3 -1.27 -1.87 -2.22 -1.95
ν2n 29.1 25.5 36.0 25.5
M1/fw -9.65 -9.00 -8.77 -9.40
尽管已参照示例性实施例描述了本发明，但是应理解本发明不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被给予最宽泛的解释，以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (15)

1.一种变焦透镜，所述变焦透镜从物侧到像侧依次包含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和具有正折光力的第三透镜单元，
其中，在从广角端向望远端变焦期间至少所述第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元移动，并且
其中，满足如下条件式：
0.01<|f2|/ft<0.057,以及
1.90<Nd2n<2.50,
这里，f2指示第二透镜单元的焦距，ft指示整个变焦透镜的在望远端的焦距，并且Nd2n指示所述第二透镜单元中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的折射率。
2.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件式0.05<|f2|/f1<0.15，这里f1指示所述第一透镜单元的焦距。
3.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件式15.0<β2t/β2w<30.0,这里β2w指示在广角端的第二透镜单元的横向倍率,并且β2t指示在望远端的第二透镜单元的横向倍率。
4.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件式0.01<|f2n|/ft<0.07，这里，f2n指示所述第二透镜单元中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的焦距。
5.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件式-3.0<M2/M3<-0.8，这里，M2指示在从广角端向望远端变焦期间第二透镜单元的在光轴方向上的移动量，并且M3指示在从广角端向望远端变焦期间第三透镜单元的在光轴方向上的移动量。
6.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件式20.0<ν2n<45.0,这里，ν2n指示第二透镜单元中包含的最接近物侧的具有负折光力的透镜的材料的阿贝数。
7.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件式-15.0<M1/fw<-7.5,这里，M1指示在从广角端向望远端变焦期间第一透镜单元的在光轴方向上的移动量，并且fw指示在广角端的整个变焦透镜的焦距。
8.根据权利要求1的变焦透镜，还包含在从广角端向望远端变焦期间独立于各透镜单元移动的孔径光阑，其中，所述孔径光阑位于第二透镜单元和第三透镜单元之间，并且沿朝像侧凸出的轨迹移动。
9.根据权利要求1的变焦透镜，在第三透镜单元的像侧进一步包含具有负折光力的第四透镜单元和具有正折光力的第五透镜单元。
10.根据权利要求1的变焦透镜，在第三透镜单元的像侧进一步包含具有正折光力的第四透镜单元和具有正折光力的第五透镜单元。
11.根据权利要求9的变焦透镜，其中，在从无限远物体向近距离物体聚焦期间，所述第五透镜单元朝物侧移动。
12.根据权利要求10的变焦透镜，其中，在从无限远物体向近距离物体聚焦期间，所述第五透镜单元朝物侧移动。
13.根据权利要求1的变焦透镜，在第三透镜单元的像侧进一步包含具有正折光力的第四透镜单元。
14.根据权利要求13的变焦透镜，其中，在从无限远物体向近距离物体聚焦期间所述第四透镜单元朝物侧移动。
15.一种图像拾取装置，包括：根据权利要求1-14中任一项的变焦透镜，以及被配置为接收通过所述变焦透镜形成的图像的固态图像传感器。
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