CN104749754B - 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置。变焦透镜从物体侧依次包含：正的第一透镜单元；负的第二透镜单元；正的第三透镜单元；以及包含至少一个透镜单元的后透镜单元。在变焦透镜中，相邻透镜单元之间的间隔在变焦期间被改变，第二透镜单元的至少一部分是可在图像模糊校正期间以位于光轴上或光轴附近的一个点为旋转中心而旋转的校正透镜单元，旋转中心的位置比光轴与校正透镜单元的最接近物体侧的透镜表面之间的交点更接近像侧，并且从所述交点到旋转中心的光轴方向上的距离和校正透镜单元的光轴上的厚度被适当地设定。

Description

变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置

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装置，其适合于诸如视频照相机、电子静物照相机、广播照相机或监视照相机的使用图像拾取元件的图像拾取装置或者诸如卤化银胶片照相机的图像拾取装置。

背景技术

对用于图像拾取装置中的拍摄光学系统而言，需要具有短的总透镜长度(从第一透镜表面到像平面的距离)、高变焦比以及整个变焦范围中的高光学特性的变焦透镜。具有高变焦比的变焦透镜具有整个系统变大且重量变重的倾向。

当变焦透镜尺寸变大且变重时，一般地，变焦透镜在许多情况下由于拍摄期间的抖动等而振动，并由此更易于在拍摄的图像中出现图像模糊。

已知存在透镜系统的一部分沿与光轴垂直的方向偏移以由此校正图像模糊的变焦透镜。在日本专利申请公开No.H10-260356中，在从物体侧到像侧依次包含分别具有正折光力、负折光力、正折光力和正折光力的第一到第四透镜单元的四单元变焦透镜中，通过偏移第三透镜单元校正图像模糊。

在日本专利申请公开No.H10-090601中，在从物体侧到像侧依次包含分别具有正折光力、负折光力、正折光力、负折光力和正折光力的第一到第五透镜单元的五单元变焦透镜中，通过偏移第四透镜单元校正图像模糊。另外，已知存在透镜系统的一部分以位于光轴上的点为中心而旋转(倾斜)以由此校正图像模糊的变焦透镜。在日本专利申请公开No.H06-160778中，在从物体侧到像侧依次包含分别具有正折光力、负折光力、正折光力和正折光力的第一到第四透镜单元的四单元变焦透镜中，通过倾斜(旋转)第一透镜单元校正图像模糊。

另外，已知存在作为透镜单元的一部分的图像稳定化单元沿与光轴垂直的方向偏移且以位于光轴上的一个点为旋转中心旋转以由此校正图像模糊的变焦透镜。在日本专利申请公开No.H05-232410中，在从物体侧到像侧依次包含分别具有正折光力、负折光力、正折光力和正折光力的第一到第四透镜单元的四单元变焦透镜中，通过偏移和倾斜第二透镜单元校正图像模糊。

一般地，为了在具有图像稳定化功能的变焦透镜中精确地实行图像模糊校正并减少图像模糊校正期间的像差变动，适当地设定变焦透镜的透镜配置、用于图像模糊校正的图像稳定化单元的透镜配置等是重要的。如果为了图像模糊校正而移动的图像稳定化单元的透镜配置不合适，那么图像模糊校正变得不足，振动补偿期间的偏心像差的出现量增大，并且变得难以在振动补偿期间维持高光学特性。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种变焦透镜，该变焦透镜从物体侧到像侧依次包含：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；具有正折光力的第三透镜单元；以及包含至少一个透镜单元的后透镜单元，变焦透镜被配置为使得彼此相邻的两个透镜单元之间的间隔在变焦期间被改变，其中，第二透镜单元的至少一部分是可在图像模糊校正期间以位于光轴上或光轴附近的一个点为旋转中心而旋转的校正透镜单元，旋转中心的位置比光轴与校正透镜单元的被设置为最接近物体侧的透镜表面之间的交点更接近像侧，并且其中满足以下的条件式：

0.5<|R/d2is|<17.5

这里，R表示从所述交点到旋转中心的光轴方向上的距离，并且d2is表示校正透镜单元的光轴上的厚度。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的变焦透镜的透镜截面图：(A)在广角端；(B)在中间变焦位置；以及(C)在望远端。

图2A是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的广角端的纵向像差图。

图2B是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的中间变焦位置的纵向像差图。

图2C是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的望远端的纵向像差图。

图3A是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的广角端的横向像差图。

图3B是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的中间变焦位置的横向像差图。

图3C是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的望远端的横向像差图。

图4A是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的图像模糊校正期间的广角端的横向像差图。

图4B是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的图像模糊校正期间的中间变焦位置的横向像差图。

图4C是根据本发明的实施例1(数值实施例1)的图像模糊校正期间的望远端的横向像差图。

图5是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的变焦透镜的透镜截面图：(A)在广角端；(B)在中间变焦位置；以及(C)在望远端。

图6A是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的广角端的纵向像差图。

图6B是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的中间变焦位置的纵向像差图。

图6C是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的望远端的纵向像差图。

图7A是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的广角端的横向像差图。

图7B是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的中间变焦位置的横向像差图。

图7C是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的望远端的横向像差图。

图8A是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的图像模糊校正期间的广角端的横向像差图。

图8B是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的图像模糊校正期间的中间变焦位置的横向像差图。

图8C是根据本发明的实施例2(数值实施例2)的图像模糊校正期间的望远端的横向像差图。

图9是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的变焦透镜的透镜截面图：(A)在广角端；(B)在中间变焦位置；以及(C)在望远端。

图10A是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的广角端的纵向像差图。

图10B是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的中间变焦位置的纵向像差图。

图10C是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的望远端的纵向像差图。

图11A是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的广角端的横向像差图。

图11B是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的中间变焦位置的横向像差图。

图11C是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的望远端的横向像差图。

图12A是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的图像模糊校正期间的广角端的横向像差图。

图12B是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的图像模糊校正期间的中间变焦位置的横向像差图。

图12C是根据本发明的实施例3(数值实施例3)的图像模糊校正期间的望远端的横向像差图。

图13是示出本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。

图14是示出本发明的图像模糊校正期间的校正透镜单元的解释图。

具体实施方式

现在，参照附图详细描述本发明的示例性实施例。本发明的变焦透镜从物体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、具有正折光力的第三透镜单元、以及包含一个或更多个透镜单元的后透镜单元。在变焦期间，彼此相邻的两个透镜单元之间的间隔被改变。这里，只需要透镜单元包含一个或更多个透镜，由此透镜单元可以不必包含多个透镜。第二透镜单元的全部或一部分是可在图像模糊校正期间以位于光轴上或光轴附近的一个点为旋转中心而旋转的校正透镜单元。

图1是本发明的实施例1的透镜截面图：(A)在广角端；(B)在中间变焦位置；以及(C)在望远端。图2A、图2B和图2C分别是实施例1的变焦透镜中的广角端、中间变焦位置和望远端的纵向像差图。图3A、图3B和图3C分别是实施例1的变焦透镜中的广角端、中间变焦位置和望远端的横向像差图。图4A、图4B和图4C分别是实施例1的变焦透镜的图像模糊校正期间的广角端、中间变焦位置和望远端的横向像差图。实施例1的变焦透镜具有13.31的变焦比和约3.02至5.93的孔径比。

图5是本发明的实施例2的透镜截面图：(A)在广角端；(B)在中间变焦位置；以及(C)在望远端。图6A、图6B和图6C分别是实施例2的变焦透镜中的广角端、中间变焦位置和望远端的纵向像差图。图7A、图7B和图7C分别是实施例2的变焦透镜中的广角端、中间变焦位置和望远端的横向像差图。图8A、图8B和图8C分别是实施例2的变焦透镜的图像模糊校正期间的广角端、中间变焦位置和望远端的横向像差图。实施例2的变焦透镜具有9.80的变焦比和约1.85至2.88的孔径比。

图9是本发明的实施例3的透镜截面图：(A)在广角端；(B)在中间变焦位置；以及(C)在望远端。图10A、图10B和图10C分别是实施例3的变焦透镜中的广角端、中间变焦位置和望远端的纵向像差图。图11A、图11B和图11C分别是实施例3的变焦透镜中的广角端、中间变焦位置和望远端的横向像差图。图12A、图12B和图12C分别是实施例3的变焦透镜的图像模糊校正期间的广角端、中间变焦位置和望远端的横向像差图。实施例3的变焦透镜具有98.52的变焦比和约1.85至9.00的孔径比。

图13是本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。图14是根据本发明的校正透镜单元的图像模糊校正期间的解释图。

本发明的变焦透镜被用于诸如数字照相机、视频照相机或卤化银胶片照相机的图像拾取装置。在透镜截面中，左侧是前侧(物体侧或放大侧)，而右侧是后侧(像侧或缩小侧)。在透镜截面中，符号i指示从物体侧到像侧的透镜单元的顺序，而符号Li表示第i个透镜单元。符号LR指示包含一个或更多个透镜单元的后透镜单元。f数确定部件(以下也称为“孔径光阑”)SP具有用于确定(限制)最大f数(Fno)光束(light flux)的孔径光阑的功能。

光学块G与光学滤波器、面板、石英低通滤波器、红外截止滤波器等对应。作为像平面IP，当变焦透镜被用作用于视频照相机或数字静物照相机中的拍摄光学系统时，布置诸如CCD传感器或CMOS传感器的图像拾取元件(光电转换元件)的成像平面。作为替代方案，当变焦透镜被用作卤化银胶片照相机的拍摄光学系统时，布置与胶片表面对应的感光表面。

在纵向像差图中，球面像差图中的符号d和g分别表示d线和g线，像散图中的符号ΔM表示子午像平面，像散图中的符号ΔS表示弧矢像平面，并且横向色差图中的符号g表示g线。横向像差图从上侧依次示出100％、70％、中心、相反侧的70％和相反侧的100％的图像高度处的d线的像差图。虚线指示弧矢像平面，而实线指示子午像平面。符号Fno表示f数，而符号ω表示半场角(度)。半场角ω表示就光线跟踪值而言的值。在透镜截面图中，箭头指示各透镜单元在变焦期间从广角端到望远端的移动轨迹。

在以下描述的实施例中，广角端和望远端分别意味着可变焦度(power)透镜单元位于该可变焦度透镜单元在光路上能够被机械地移动的范围中的端部时的变焦位置。现在描述实施例1的变焦透镜的特征。在图1的透镜截面图中，第一透镜单元L1具有正折光力，第二透镜单元L2具有负折光力，第三透镜单元L3具有正折光力，第四透镜单元L4具有负折光力，并且第五透镜单元L5具有正折光力。后透镜单元LR由第四透镜单元L4和第五透镜单元L5构成。

在实施例1的变焦透镜中，变焦透镜在变焦期间移动。相对于广角端，望远端的相邻透镜单元之间的间隔的变化如下。第一透镜单元L1与第二透镜单元L2之间的间隔加宽。第二透镜单元L2与第三透镜单元L3之间的间隔变窄。第三透镜单元L3与第四透镜单元L4之间的间隔加宽。第四透镜单元L4与第五透镜单元L5之间的间隔加宽。

另外，在望远端，相对于广角端，第一透镜单元L1、第二透镜单元L2、第三透镜单元L3、第四透镜单元L4和第五透镜单元L5均位于物体侧。另外，第二透镜单元L2沿凸向像侧的轨迹移动，并且第五透镜单元L5沿凸向物体侧的轨迹移动。以如上所述的方式，透镜单元被适当地移动，以由此实现整个系统的尺寸减小和高变焦比。

孔径光阑SP被布置于第三透镜单元L3内。通过在这种位置处布置孔径光阑SP，望远端的第二透镜单元L2与第三透镜单元L3之间的间隔变窄，并且确保用于变焦的第二透镜单元L2与第三透镜单元L3之间的间隔的变化量足够大。

注意，孔径光阑SP可被布置于第三透镜单元L3的物体侧。在这种情况下，由于第一透镜单元L1与孔径光阑SP之间的间隔可缩短，因此前透镜的有效直径变得容易减小尺寸。另外，孔径光阑SP可被布置于第三透镜单元L3的像侧。在这种情况下，变焦期间的第二透镜单元L2与第三透镜单元L3之间的移动行程(stroke)可被设定为长的，由此变得容易获得高变焦比。

孔径光阑SP在变焦期间与第三透镜单元L3一体化移动(以描绘相同的轨迹)。通过以这种方式移动第三透镜单元L3，第三透镜单元L3的透镜直径的增大被减小。注意，在变焦期间，孔径光阑SP可沿与第三透镜单元L3的轨迹不同(与其独立)的轨迹移动。在这种情况下，变得易于减小在广角侧确定的前透镜的有效直径的增大。

接下来，描述图5所示的实施例2的变焦透镜和图9所示的实施例3的变焦透镜。在图5和图9的透镜截面图中，第一透镜单元L1具有正折光力，第二透镜单元L2具有负折光力，第三透镜单元L3具有正折光力，并且第四透镜单元L4具有负折光力。后透镜单元LR由第四透镜单元L4构成。

在实施例2和3的变焦透镜中，在变焦期间，第二透镜单元L2、第三透镜单元L3和第四透镜单元L4移动。在望远端，相对于广角端，相邻透镜单元之间的间隔的变化如下。第一透镜单元L1与第二透镜单元L2之间的间隔加宽。第二透镜单元L2与第三透镜单元L3之间的间隔变窄。第三透镜单元L3与第四透镜单元L4之间的间隔加宽。

在实施例2和3的变焦透镜中，在变焦期间，第一透镜单元L1和孔径光阑SP不移动。在望远端，相对于广角端，第二透镜单元L2移向像侧，并且第三透镜单元L3移向物体侧。第四透镜单元L4沿凸向物体侧的轨迹移动。

以如上所述的方式，透镜单元L2至L4适当地移动，以由此实现整个系统的尺寸减小和高变焦比。

为了校正成像平面上的图像模糊，每个实施例的变焦透镜包含要以位于光轴上或光轴附近的点为中心而旋转的校正透镜单元。在实施例的变焦透镜中的任一个中，第二透镜单元L2是校正透镜单元。

校正透镜单元以与校正透镜单元在光轴上分开有限距离的点为旋转中心而旋转，从而被移动以具有与光轴垂直的方向上的分量(偏移分量)，并且同时被移动以具有相对于光轴具有倾斜的分量(倾斜分量)。通过添加偏移分量获得用于图像模糊校正的效果。通过添加倾斜分量，获得用于减小当校正透镜单元偏心时出现的偏心像差的效果。在偏心时出现的像差包含偏心彗差、偏心像散和像平面的倾斜。相对于偏移分量设定适当的倾斜分量，使得容易减小那些偏心像差。

校正透镜单元以位于光轴上的某个点为中心而旋转。在这种情况下，旋转中心位置沿光轴方向被适当地设定，以由此实现通过倾斜分量的偏心像差的有效减小。优选选择比孔径光阑SP更接近物体侧的透镜单元作为校正透镜单元，原因是，在这种情况下可减小前透镜的有效直径的增大。光束在图像模糊校正期间通过透镜的入射高度的变化在校正透镜单元的物体侧的透镜单元中较大。

因此，如果使用尽可能地接近物体的透镜单元作为校正透镜单元，那么可以抑制光束在图像模糊校正期间通过前透镜(第一透镜单元L1)中的透镜的入射高度的变化。结果，变得易于充足地确保周边光量。另一方面，当假定确保了预定的周边光量比时，易于减小前透镜的有效直径的尺寸。

从上述观点，首先，考虑第一透镜单元被用作校正透镜单元。但是，一般地，在从物体侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元和具有负折光力的第二透镜单元的正引导型变焦透镜的情况下，第一透镜单元的有效直径增大。出于这种原因，第一透镜单元重，并由此难以响应于图像模糊以高响应性驱动第一透镜单元。

因此，从抑制图像模糊校正期间的光学特性的劣化、确保周边光量、减小前透镜的有效直径的尺寸、减轻校正透镜单元的重量等的观点，在实施例的变焦透镜中，第二透镜单元L2被用作校正透镜单元。注意，第二透镜单元L2中的透镜单元的一部分可被用作校正透镜单元。

图14是驱动校正透镜单元的方法的解释图。如图14所示，作为用于实现校正透镜单元的旋转的配置，考虑几个球形部件SB保持于透镜保持器LH和与透镜保持器LH相邻的固定部件LB之间的配置。通过球形部件SB的滚动，透镜保持器LH可相对于固定部件LB移动。在这种情况下，用于容纳球形部件SB的固定部件LB的表面具有球面形状，使得校正透镜单元可被旋转。注意，旋转的旋转中心与容纳表面的球面中心对应。在变焦期间，只需要透镜保持器LH、球形部件SB和固定部件LB沿光轴方向一体化移动。

但是，在这种情况下，从透镜保持器LH到旋转中心La的距离可与变焦无关地被固定。利用这种简单的驱动机构，可产生希望的校正透镜单元的偏移分量和倾斜分量。注意，根据每个实施例校正透镜单元如何移动不必限于沿球面形状的旋转。也可替代性地使用轻微偏离球面形状的非球面形状，例如，抛物面形状或椭圆面形状。

在每个实施例中，当图像模糊校正期间的旋转中心的位置比光轴与校正透镜单元的最接近物体侧的透镜表面之间的交点更接近像侧时，满足以下的条件式：

0.5<|R/d2is|<17.5, ...(1)

这里，d2is表示校正透镜单元在光轴上的厚度，并且R表示从所述交点到旋转中心的光轴方向上的距离。校正透镜单元以位于光轴上或光轴附近的一个点为中心而旋转，以由此对光轴添加偏移分量和倾斜分量。

在实施例的变焦透镜中，相对于偏移分量的倾斜分量被适当地设定，以由此有效地减小偏心像差。由于产生倾斜分量而施加于偏心像差上的影响的程度依赖于如下参数的大小：条件式(1)中的距离R和厚度d2is。例如，当距离R的值减小时，为了希望的图像模糊校正量增大倾斜分量，并由此对偏心像差的贡献增大。另外，当厚度d2is的值增大时，产生倾斜分量时的光路长度的变化量增大，并由此对偏心像差的贡献增大。

条件式(1)限定从校正透镜单元到旋转中心的距离R与校正透镜单元的光轴上的厚度d2is的比的绝对值。如果条件式(1)中的|R/d2is|超过其上限并且从校正透镜单元到旋转中心的距离由此太长，那么校正透镜单元的倾斜分量变得太小。结果，通过倾斜分量的偏心像差的减小的效果变得不足。作为替代方案，如果条件式(1)中的|R/d2is|超过上限并且校正透镜单元的光轴上的厚度由此变得太小，那么由倾斜分量导致的光路长度的变化变小。结果，减小偏心像差的效果变得不足。

另一方面，如果条件式(1)中的|R/d2is|超过其下限并且从校正透镜单元到旋转中心的距离由此太短，那么，当想要获得希望的图像模糊校正所需的偏移分量时，倾斜分量形成非常大的角度。结果，由于倾斜分量而出现许多高次偏心像差，并且由此与偏移分量的消除(cancel)关系不变得令人满意，这不是优选的。作为替代方案，如果条件式(1)中的|R/d2is|超过下限并且校正透镜单元的光轴上的厚度由此变得太大，那么由倾斜分量导致的光路长度的变化变大，并由此出现许多的偏心像差，这不是优选的。

注意，优选如下设定条件式(1)的数值范围。

0.7<|R/d2is|<17.3 ...(1a)

更优选如下设定条件式(1a)的数值范围。

1.0<|R/d2is|<17.0 ...(1b)

如上所述，根据实施例，在从物体侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元和具有负折光力的第二透镜单元的、具有宽场角和高变焦比的变焦透镜中，可令人满意地实施图像模糊校正。特别地，即使当图像模糊校正角度增大时，也获得具有高的光学特性和足够的周边光量比的变焦透镜，在该变焦透镜中，易于减小前透镜的有效直径。

对于例子优选满足以下条件式中的一个或更多个。这里，f1表示第一透镜单元L1的焦距，并且f2表示第二透镜单元L2的焦距。另外，f2is表示校正透镜单元的焦距，并且fW表示整个系统在广角端的焦距。

在这种情况下，优选满足以下条件式中的一个或更多个。

-0.24<f2is/f1<-0.05 ...(2)

-2.5<f2is/d2is<-0.1 ...(3)

0.02<fW/f1<0.35 ...(4)

-10.5<f1/f2<-4.2 ...(5)

接下来，描述上述条件式的技术含义。条件式(2)限定校正透镜单元的负焦距f2is与第一透镜单元的焦距f1的比。如果条件式(2)中的f2is/f1超过其上限并且校正透镜单元的负焦距由此变得太短(焦距的绝对值变小)，那么图像模糊校正期间的偏移分量所导致出现的偏心像差的量变得太大。结果，通过倾斜分量的偏心像差的减小变得困难。

另一方面，如果条件式(2)中的f2is/f1超过其下限并且校正透镜单元的负焦距由此变得太长(焦距的绝对值变大)，那么用于获得希望的图像模糊校正角度的偏移分量变得太大，原因是图像稳定化灵敏度太低。在这种情况下，用于旋转校正透镜单元的驱动行程变长，并且由此驱动单元的尺寸增大，这不是优选的。

条件式(3)限定校正透镜单元的负焦距f2is与校正透镜单元的光轴上的厚度d2is的比。如果条件式(3)中的f2is/d2is超过其上限并且由此校正透镜单元的负焦距变得太短或者校正透镜单元的光轴上的厚度变得太大，那么图像模糊校正期间的偏移分量和倾斜分量所导致出现的偏心像差的消除关系不变得令人满意，这不是优选的。

另一方面，如果条件式(3)中的f2is/d2is超过其下限并且由此校正透镜单元的负焦距变得太长或者校正透镜单元的光轴上的厚度变得太小，那么校正透镜单元的折光力变得太弱，或者由倾斜分量导致的光路长度的变化变小。在这种情况下，减小偏心像差的效果变得不足，这不是优选的。

条件式(4)限定整个系统在广角端的焦距fW与第一透镜单元L1的焦距f1的比。如果条件式(4)中的fW/f1超过其上限并且整个系统在广角端的焦距由此变得太长，那么，虽然图像模糊校正期间的像差校正在整个变焦范围中变得容易，但变得难以加宽广角端的场角。另一方面，如果条件式(4)中的fW/f1超过其下限并且整个系统在广角端的焦距由此变得太短，那么，虽然变得容易加宽广角端的场角，但变得难以在整个变焦范围中校正图像模糊校正期间的偏心像差。

条件式(5)限定第一透镜单元L1的焦距f1与第二透镜单元L2的负焦距f2的比。如果条件式(5)中的f1/f2超过其上限并且第二透镜单元L2的负焦距由此变得太长(焦距的绝对值变大)，那么，虽然像差校正在整个变焦范围中变得容易，但主要对可变焦度作贡献的第二透镜单元L2的折光力被弱化。结果，变得难以获得高变焦比。另一方面，如果条件式(5)中的f1/f2超过其下限并且第二透镜单元L2的负焦距由此变得太短(焦距的绝对值变小)，那么，虽然变得容易获得高变焦比，但像差校正在整个变焦范围中变难。

注意，更优选如下设定条件式(2)至(5)的数值范围。

-0.23<f2is/f1<-0.06 ...(2a)

-2.2<f2is/d2is<-0.2 ...(3a)

0.03<fW/f1<0.31 ...(4a)

-10.2<f1/f2<-4.3 ...(5a)

还要更优选如下设定条件式(2a)至(5a)的数值范围。

-0.22<f2is/f1<-0.07 ...(2b)

-1.9<f2is/d2is<-0.3 ...(3b)

0.04<fW/f1<0.29 ...(4b)

-9.9<f1/f2<-4.4 ...(5b)

在实施例的变焦透镜中，优选第三透镜单元L3的折光力被设定为正。在从物体侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元和具有负折光力的第二透镜单元的变焦透镜中，第三透镜单元L3的折光力被设定为负。另外，已知存在具有四单元配置的变焦透镜，其例如从物体侧到像侧依次包含具有正折光力、负折光力、负折光力和正折光力的透镜单元。

但是，当第三透镜单元的折光力被设定为负时，第三透镜单元的最接近物体侧的透镜表面易于与像差校正有关地变为凹表面。在这种情况下，当整个第二透镜单元或校正透镜单元的一部分在像侧以位于光轴上的一个点为中心而旋转时，所述透镜单元易于干涉第三透镜单元。结果，变得难以使第二透镜单元与第三透镜单元之间的间隔变窄，并由此变得难以在促进高变焦比的同时减小整个系统的尺寸。

在实施例的变焦透镜中，优选校正透镜单元由整个第二透镜单元形成。当第二透镜单元的一部分被用作校正透镜单元时，可令人满意地维持图像模糊校正期间的光学特性。但是，此时，第二透镜单元需要被分成多个透镜单元以控制其驱动。出于这种原因，变得难以精确地控制变焦和图像模糊校正期间的驱动。

接下来，参照图13描述根据本发明实施例的数字照相机(图像拾取装置)，其使用本发明的变焦透镜作为拍摄光学系统。

在图13中，附图标记20表示数字照相机主体。拍摄光学系统21包含上述实施例中的任一个实施例的变焦透镜。诸如CCD的图像拾取元件22通过使用拍摄光学系统21接收与物体图像对应的光。记录单元23记录关于物体图像的数据，与该物体图像对应的光由图像拾取元件22接收。取景器24被用于观察在显示元件(未示出)上显示的物体图像。显示元件包含液晶面板等。在显示元件上显示在图像拾取元件22上形成的物体图像。可通过以这种方式向诸如数字照相机的图像拾取装置应用本发明的变焦透镜来实现具有高光学特性的紧凑(compact)图像拾取装置。

注意，本发明的变焦透镜可被类似地应用于包含反射镜透镜的单镜头反射式照相机。

接下来，描述分别与本发明的实施例中的每一个对应的数值实施例中的每一个。在数值实施例中的每一个中，符号ri表示从物体侧依次算起的第i个透镜表面的曲率半径。符号di表示从物体侧依次算起的第i个表面与第(i+1)个表面之间的透镜厚度和空气间隙。符号ndi和νdi分别表示从物体侧依次算起的第i个表面与第(i+1)个表面之间的材料的相对于玻璃d线的折射率和Abbe数。非球面形状由下式表达。

这里，X轴与光轴方向对应，H轴与垂直于光轴的方向对应，光传播方向为正，符号R表示旁轴曲率半径，符号K表示圆锥常数，并且符号A4、A6、A8和A10分别表示非球面系数。

另外，[e+x]意味着×10^+x并且[e-x]意味着×10^-x。符号BF是由从最后的透镜表面到旁轴像平面的空气换算长度表示的后焦距(back focus)。通过将与后焦距BF对应的长度加至从最前面的透镜表面到最后的透镜表面的距离而获得总透镜长度。通过在表面号后面添加标记“*”表示非球面表面。

在图像模糊校正期间的透镜单元位置数据中，旋转中心位置表示从校正透镜单元的最接近物体侧的透镜表面的顶点到旋转中心的距离。正号意味着从校正透镜单元观看时的像侧。倾斜角度表示图像模糊校正期间的旋转角度。正号在实施例的透镜截面图中意味着逆时针方向。注意，图像模糊校正角度表示画面中心处的校正角度。

[数值实施例1]

单位：mm

[数值实施例2]

单位：mm

[数值实施例3]

单位：mm

[表1]

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围要被赋予最宽的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (8)

1.一种变焦透镜，从物体侧到像侧依次包含：

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；

具有正折光力的第三透镜单元；以及

包含至少一个透镜单元的后透镜单元，

变焦透镜被配置为使得彼此相邻的两个透镜单元之间的间隔在变焦期间被改变，

其中，第二透镜单元的至少一部分包含能在图像模糊校正期间以位于光轴上或光轴附近的一个点为旋转中心而旋转的校正透镜单元，旋转中心的位置比光轴与校正透镜单元的被设置为最接近物体侧的透镜表面之间的交点更接近像侧，以及

其中，满足以下的条件式：

4.57≤|R/d2is|＜17.5

这里，R表示从所述交点到旋转中心的光轴方向上的距离，并且d2is表示校正透镜单元的光轴上的厚度。

2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下的条件式：

-0.24＜f2is/f1＜-0.05

这里，f1表示第一透镜单元的焦距，并且f2is表示校正透镜单元的焦距。

3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下的条件式：

-2.5＜f2is/d2is＜-0.1

这里，f2is表示校正透镜单元的焦距。

4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下的条件式：

0.02＜fW/f1＜0.35

这里，f1表示第一透镜单元的焦距，并且fW表示变焦透镜在广角端的焦距。

5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下的条件式：

-10.5＜f1/f2＜-4.2

这里，f1表示第一透镜单元的焦距，并且f2表示第二透镜单元的焦距。

6.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，

后透镜单元按从物体侧到像侧的顺序由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构成，以及

其中，在从广角端到望远端的变焦期间，第一透镜单元、第三透镜单元和第四透镜单元向物体侧移动，第二透镜单元沿凸向像侧的轨迹移动，并且第五透镜单元沿凸向物体侧的轨迹移动。

7.根据权利要求1所述的变焦透镜，

其中，后透镜单元由具有正折光力的第四透镜单元构成，以及

其中，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元向像侧移动，第三透镜单元向物体侧移动，并且第四透镜单元沿凸向物体侧的轨迹移动。

8.一种图像拾取装置，包括：

根据权利要求1至7中任一项所述的变焦透镜；以及

图像拾取元件，被配置为接收通过变焦透镜形成的图像。