CN105319691A - 变焦镜头和包括变焦镜头的图像拾取装置 - Google Patents

变焦镜头和包括变焦镜头的图像拾取装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及变焦镜头和包括变焦镜头的图像拾取装置。该变焦镜头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后透镜组，所述后透镜组包括沿其光轴布置的具有负折光力的透镜单元。基于预定的数学条件适当地设置变焦镜头在广角端的焦距fw、变焦镜头在望远端的焦距ft、第一透镜单元在从广角端向望远端变焦时在光轴上的移动量M1以及透镜单元Lrn的焦距frn，透镜单元Lrn是被包括在后透镜组中的具有负折光力的透镜单元中的具有最短焦距的透镜单元。

Description

变焦镜头和包括变焦镜头的图像拾取装置
技术领域
本发明涉及变焦镜头和包括变焦镜头的图像拾取装置。变焦镜头被认为适于使用图像传感器的图像拾取装置(诸如数字静物照相机、摄像机、监视照相机或者广播照相机)或者诸如使用例如卤化银照相胶片的照相机的图像拾取装置。
背景技术
近年来，使用固态图像传感器的图像拾取装置(诸如数字照相机和摄像机)已经实现了高功能和整个装置尺寸的减小。要求这些装置中使用的变焦镜头小并且具有高的放大倍率和有利的光学性能。响应于这些需求，已知从物侧到像侧依次包括具有正、负和正折光力的透镜单元的变焦镜头。
日本专利申请公开No.2013-190741中讨论的变焦镜头描述了通过在大的变焦范围中向物侧移动第一透镜单元而具有超过90倍的高放大倍率的变焦镜头。
如果使在变焦时第一透镜单元向物侧的移动量太大以实现变焦镜头的高放大倍率，那么整个镜头长度会增加。在从物侧到像侧依次包括具有正、负和正折光力的透镜单元的变焦镜头中尤其如此，因为在变焦过程中需要准确地控制每个透镜单元。因此，例如如果用作放大倍率改变单元的第二透镜单元的折光力被过度增大，那么通常产生过度的场曲。
发明内容
本发明描述了涉及变焦镜头的各种实施例，所述变焦镜头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包括多个透镜单元的后透镜组，所述多个透镜单元包括具有负折光力的透镜单元，其中在变焦时相邻的透镜单元之间的距离被改变，其中在从广角端向望远端变焦时被包括在后透镜组中的透镜单元中的两个或更多个透镜单元被移动，并且其中满足下列条件等式:
12.00<M1/fw<23.00
-18.00<ft/frn<-8.30
其中变焦镜头在广角端的焦距是fw，变焦镜头在望远端的焦距是ft，在从广角端向望远端变焦时第一透镜单元在光轴上的移动量是M1，并且透镜单元Lrn的焦距是frn，透镜单元Lrn是被包括在后透镜组中的具有负折光力的透镜单元中的具有最短焦距的透镜单元。
根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据第一示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。
图2A到2C是根据第一示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图3是根据第二示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。
图4A到4C是根据第二示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图5是根据第三示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。
图6A到6C是根据第三示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图7是根据第四示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。
图8A到8C是根据第四示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图9是根据第五示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。
图10A到10C是根据第五示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图11是根据第六示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。
图12A到12C是根据第六示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图13是根据第七示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。
图14A到14C是根据第七示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图15是根据第八示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。
图16A到16C是根据第八示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图17是根据本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。
在下文中，将基于附图详细描述本发明的示例性实施例的变焦镜头和包括变焦镜头的图像拾取装置。本发明的示例性实施例的变焦镜头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包括两个或更多个透镜单元的后透镜组。后透镜组具有包括负折光力的透镜单元。此处，所述透镜单元需要包括一个或多个透镜，但是可以包括或者可以不包括多个透镜。
图1是第一示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。图2A、2B和2C示出了第一示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的各个像差图。第一示例性实施例的变焦镜头具有61.21的变焦比和大约3.50到6.69的孔径比。图3是第二示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。图4A、4B和4C示出了第二示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的各个像差图。第二示例性实施例的变焦镜头具有65.38的变焦比和大约3.50到6.69的孔径比。
图5是第三示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。图6A、6B和6C示出了第三示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的各个像差图。第三示例性实施例的变焦镜头具有70.19的变焦比和大约3.30到6.90的孔径比。图7是第四示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。图8A、8B和8C示出了第四示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的各个像差图。第四示例性实施例的变焦镜头具有81.07的变焦比和大约3.50到6.81的孔径比。
图9是第五示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。图10A、10B和10C示出了第五示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的各个像差图。第五示例性实施例的变焦镜头具有99.76的变焦比和大约3.30到7.33的孔径比。图11是第六示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。图12A、12B和12C示出了第六示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的各个像差图。第六示例性实施例的变焦镜头具有100.00的变焦比和大约3.30到7.30的孔径比。
图13是第七示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。图14A、14B和14C示出了第七示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的各个像差图。第七示例性实施例的变焦镜头具有67.75的变焦比和大约3.50到5.88的孔径比。图15是第八示例性实施例的变焦镜头在广角端的横截面图。图16A、16B和16C示出了第八示例性实施例的变焦镜头在广角端、中间变焦位置和望远端的各个像差图。第八示例性实施例的变焦镜头具有75.00的变焦比和大约3.30到6.90的孔径比。
图17是包括本发明的示例性实施例的变焦镜头的数字静物照相机(图像拾取装置)的主要部分的示意图。每个示例性实施例的变焦镜头是用于图像拾取装置(诸如摄像机、数字静物照相机、卤化银胶片照相机和电视摄像机)的照相镜头系统。在镜头横截面图中，左侧是物侧(前侧)，右侧是像侧(后侧)。另外，在镜头横截面图中，Li代表第i个透镜单元，其中i是从物侧到像侧的透镜单元的顺序。
第一到第七示例性实施例的变焦镜头从物侧到像侧依次由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组成。第一到第七示例性实施例的变焦镜头是由五个透镜单元构成的正引导型(lead-type)五单元变焦镜头。在第一到第七示例性实施例中，在该五个透镜单元中，由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组成后透镜组。
第八示例性实施例的变焦镜头从物侧到像侧依次由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、具有正折光力的第五透镜单元L5和具有负折光力的第六透镜单元L6组成。即，第八示例性实施例的变焦镜头是由六个透镜单元构成的正引导型六单元变焦镜头。在第八实施例中，在该六个透镜单元中，由具有负折光力的第四透镜单元L4、具有正折光力的第五透镜单元L5和具有负折光力的第六透镜单元L6组成后透镜组。
在每个示例性实施例中，SP表示孔径光阑，并且孔径光阑SP被布置在第二透镜单元L2和第三透镜单元L3之间。在从广角端向望远端变焦时，孔径光阑SP沿着与透镜单元不同的轨迹移动从而在望远端比在广角端位于更靠近物侧。因此入射光瞳位置可以移向物侧。因此可以实现前透镜的有效直径的减小。
光学块G对应于光学滤波器、面板、低通滤波器、红外截止滤波器等等。IP表示像面。当变焦镜头被用作摄像机或者数字照相机的照相光学系统时，像面IP对应于固态图像传感器(光电转换元件)，诸如电荷耦合器件(CCD)传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。当变焦镜头被用作卤化银胶片照相机的照相光学系统时，像面IP对应于胶片平面。
在球面像差图中，Fno表示F数，并且球面像差图示出了基于d线(587.6nm波长)和g线(435.8nm波长)的球面像差。在像散图中，ΔS表示弧矢像面，并且ΔM表示子午像面。失真指示d线附近的失真。色差图示出了g线的色差。ω表示图像半场角。
在每个示例性实施例中，如由镜头横截面图中的箭头所示，在从广角端向望远端变焦时，透镜单元被移动并且因此相邻的透镜单元之间的距离被改变。更具体地，在每个示例性实施例中，在从广角端向望远端变焦时，第一透镜单元L1被移动从而当从像侧观看时绘制凸轨迹。第二透镜单元L2被移动从而在望远端比在广角端位于更靠近像侧。第三透镜单元L3被移动从而在望远端比在广角端位于更靠近物侧。第四透镜单元L4被移动从而在望远端比在广角端位于更靠近物侧。第五透镜单元L5被移动从而在望远端比在广角端位于更靠近像侧。对于第八示例性实施例的变焦镜头(图15)，在从广角端向望远端变焦时，第六透镜单元L6向物侧移动。
在每个示例性实施例中，在从广角端向望远端变焦时，被包括在后透镜组中的透镜单元中的两个或更多个透镜单元被移动。因此可以增加后透镜组中的可变光焦度，并且可以容易地实现变焦镜头的高放大倍率。
在每个示例性实施例中，第二透镜单元L2的希望的放大倍率变化光焦度相对较大。因此，在望远端可以实现高放大倍率而不增加第一透镜单元L1向物侧的移动距离。另外，使第二透镜单元L2的折光力相对较大从而实现广角的增加。
另外，在每个示例性实施例中，孔径光阑SP在变焦时被以如下的方式以不同于透镜单元的轨迹移动，所述方式使得孔径光阑SP和第三透镜单元L3之间的距离在望远端比在广角端小。因此，入射光瞳位置可被移向物侧。因此，可以使得穿过第一透镜单元L1和第二透镜单元L2的轴外光线的入射高度为小。结果可以减小前透镜的有效直径。
在第八示例性实施例中，第六透镜单元L6在变焦时被移向物侧，从而可以在整个变焦范围内有利地校正场曲。
另外，在每个示例性实施例中，第五透镜单元L5被用作聚焦透镜单元。在每个示例性实施例中，当在望远端执行从无限远距离物体到近距离物体的聚焦时，第五透镜单元L5被移向物侧，如以镜头横截面中的箭头5c所示。实线5a和虚线5b示出了当聚焦无限远距离物体和近距离物体时与从广角端到望远端的变焦相关联的校正像面的各个移动轨迹。
另外，在每个示例性实施例中，部分或整个第三透镜单元L3被移动以在垂直于光轴的方向上具有分量从而执行图像抖动校正。
每个示例性实施例的变焦镜头满足下面的条件等式:
12.00<M1/fw<23.00...(1)
-18.00<ft/frn<-8.30...(2)
此处，在从广角端向望远端变焦时第一透镜单元L1在光轴上的移动量被定义为M1，整个变焦镜头在广角端的焦距是fw，并且整个变焦镜头在望远端的焦距被定义为ft。另外，被包括在后透镜组中的具有负折光力的透镜单元中的具有最大折光力的透镜单元Lrn的焦距被定义为frn。此处，当被包括在后透镜组中的具有负折光力的透镜单元是1时，该透镜单元对应于透镜单元Lrn。此处，移动量是广角端处和望远端处每个透镜单元在光轴上的位置的差，并且当透镜单元在望远端比在广角端位于更靠近物侧时，移动量的符号为正，并且当透镜单元在望远端比在广角端更靠近像侧时，移动量的符号为负。
条件等式(1)定义了整个变焦镜头在广角端的焦距fw与第一透镜单元L1在从广角端向望远端变焦时的移动量M1的比率。
如果第一透镜单元L1的移动量M1变大而超出条件等式(1)的最大值，那么望远端的整个镜头长度增加，并且因此是不利的。另外，为了充分确保周边光量，增加前透镜的有效直径。
如果第一透镜单元L1的移动量M1变小而低于条件等式(1)的最小值，那么需要增加第一透镜单元L1的折光力以便实现高放大倍率。结果，在第一透镜单元中产生大量色差，并且因此是不利的。
条件等式(2)定义了透镜单元Lrn的焦距frn和整个变焦镜头在望远端的焦距ft的比率。
如果透镜单元Lrn的焦距frn变大而超出条件等式(2)的最大值，那么透镜单元Lrn的折光力变得太小。结果，后透镜组中的可变光焦度变小，并且作为整个变焦镜头变得难以实现高放大倍率，并且因此是不利的。
如果透镜单元Lrn的焦距frn变小而低于条件等式(2)的最小值，那么透镜单元Lrn的折光力变得太大。结果，变得难以充分校正在后透镜组中引起的各种类型的像差，并且因此是不利的。
在每个示例性实施例中，条件等式(1)和(2)的数值范围被有利地设置如下:
12.50<M1/fw<22.00...(1a)
-17.50<ft/frn<-8.30...(2a)
另外，条件等式(1)和(2)的数值范围被更有利地设置如下:
13.00<M1/fw<21.00...(1b)
-17.00<ft/frn<-8.30...(2b)
另外，在每个示例性实施例中，有利地满足下面的一个或多个条件等式:
0.20<f1/ft<0.50...(3)
-15.00<f1/f2<-9.00...(4)
1.30<βrt/βrw<2.50...(5)
20.00<f1/fw<38.00...(6)
0.025<Mrn/ft<0.075...(7)
1.400<Ndave1p<1.520...(8)
75.00<νdave1p<100.00...(9)
-0.100<M2/ft<-0.025...(10)
此处，第一透镜单元L1的焦距被定义为f1，第二透镜单元L2的焦距被定义为f2，整个后透镜组在广角端的横向放大倍率被定义为βrw，整个后透镜组在望远端的横向放大倍率被定义为βrt，并且第二透镜单元L2在变焦时的移动量被定义为M2。另外，透镜单元Lrn在变焦时的移动量是Mrn，被包括在第一透镜单元L1中的正透镜的材料的基于d线的折射率的平均值被定义为Ndave1p，并且阿贝数的平均值被定义为νdave1p。
如果第一透镜单元L1的焦距f1变大而超出条件等式(3)的最大值，那么第一透镜单元L1的折光力变得太小。结果，变得需要增加第一透镜单元L1在变焦时的移动量M1以便实现高放大倍率，并且整个镜头长度增加。因此这是不利的。
如果第一透镜单元L1的焦距f1变小而低于条件等式(3)的最小值，那么第一透镜单元L1的折光力变得太大。结果，在望远端处第一透镜单元L1中产生的色差增加，并且因此是不利的。
如果第一透镜单元L1的焦距f1变小而超出条件等式(4)的最大值，那么第一透镜单元L1的折光力变得太大。结果，在望远端处第一透镜单元L1中产生的色差增加，并且因此是不利的。另外，如果第二透镜单元L2的焦距f2变大而超出条件等式(4)的最大值，那么第二透镜单元L2的折光力变得太小。结果，第二透镜单元L2的可变光焦度变小，并且变得难以实现高放大倍率。因此这是不利的。
如果第一透镜单元L1的焦距f1变大而低于条件等式(4)的最小值，那么第一透镜单元L1的折光力变得太小。结果，变得需要增加第一透镜单元L1在变焦时的移动量M1以便实现高放大倍率，并且整个镜头长度增加。因此这是不利的。另外，如果第二透镜单元L2的焦距f2变小而低于条件等式(4)的最小值，那么第二透镜单元L2的折光力变得太大。结果，场曲增加，并且因此是不利的。
如果后透镜组的放大倍率变化光焦度变大而超出条件等式(5)的最大值，那么后透镜组中产生的各种类型的像差增加，并且变得需要增加构成后透镜组的透镜的数目以便校正这种像差。结果整个镜头长度增加，并且因此是不利的。
如果后透镜组的放大倍率变化光焦度变小而低于条件等式(5)的最小值，那么变得需要增加第二透镜单元L2或者第三透镜单元L3的放大倍率变化光焦度以便实现高放大倍率。如果第二透镜单元L2的放大倍率变化光焦度变得太大，那么场曲增加，并且因此是不利的。另外，如果第三透镜单元L3的放大倍率变化光焦度变得太大，那么产生大量球面像差和轴上色差，并且因此是不利的。
如果第一透镜单元L1的焦距f1变大而超出条件等式(6)的最大值，那么第一透镜单元L1的折光力变得太小。结果，变得需要增加第一透镜单元L1在变焦时的移动量M1以便实现高放大倍率，并且整个镜头长度增加。因此这是不利的。
如果第一透镜单元L1的焦距f1变小而低于条件等式(6)的最小值，那么第一透镜单元L1的折光力变得太大。结果，变得难以在广角端充分地确保周边光量，并且因此是不利的。另外，如果整个变焦镜头在广角端的焦距fw变大而低于条件等式(6)的最小值，那么变得难以实现高放大倍率，并且因此是不利的。
如果透镜单元Lrn的移动量Mrn变大而超出条件等式(7)的最大值，那么在望远端，透镜单元Lrn和被布置在透镜单元Lrn的物侧的透镜单元之间的距离变小，并且后透镜组的可变光焦度变小。结果，变得难以实现高放大倍率，并且因此是不利的。
如果透镜单元Lrn的移动量Mrn变小而低于条件等式(7)的最小值，那么在望远端，透镜单元Lrn和被布置在透镜单元Lrn的物侧的透镜单元之间的距离变大，并且整个镜头长度增加。因此这是不利的。
条件等式(8)和(9)定义了被包括在第一透镜单元L1中的正透镜的材料。
如果被包括在第一透镜单元L1中的正透镜的材料的基于d线的折射率的平均值Ndave1p变大而超出条件等式(8)的最大值，那么满足条件等式(9)的范围内的可选择的材料受到限制，并且因此是不利的。
如果被包括在第一透镜单元L1中的正透镜的材料的基于d线的折射率的平均值Ndave1p变小而低于条件等式(8)的最小值，那么变得需要增加被包括在第一透镜单元L1中的正透镜的曲率以便保持正折光力。结果，在望远端产生大量慧形像差，并且因此是不利的。
如果被包括在第一透镜单元L1中的正透镜的材料的阿贝数的平均值νdave1p变大而超出条件等式(9)的最大值，那么满足条件等式(8)的范围内的可选择的材料受到限制，并且因此是不利的。
如果被包括在第一透镜单元L1中的正透镜的材料的阿贝数的平均值νdave1p变小而低于条件等式(9)的最小值，那么变得难以在望远端充分地校正轴上色差，并且因此是不利的。
如果第二透镜单元L2的移动量M2变大而低于条件等式(10)的最小值，那么广角端的整个镜头长度增加，并且因此是不利的。
如果第二透镜单元L2的移动量M2变小而超出条件等式(10)的最大值，那么变得需要增加第二透镜单元L2的折光力以便实现高放大倍率。结果，变得难以充分地校正场曲，并且因此是不利的。
条件等式(3)到(10)的条件等式的数值范围被有利地设置如下:
0.23<f1/ft<0.45...(3a)
-14.50<f1/f2<-9.50...(4a)
1.33<βrt/βrw<2.20...(5a)
21.00<f1/fw<35.00...(6a)
0.032<Mrn/ft<0.073...(7a)
1.410<Ndave1p<1.510...(8a)
78.00<νdave1p<98.00...(9a)
-0.095<M2/ft<-0.030...(10a)
条件等式(3)到(10)的条件等式的数值范围被更有利地设置如下:
0.25<f1/ft<0.40...(3b)
-13.00<f1/f2<-10.00...(4b)
1.35<βrt/βrw<2.00...(5b)
22.00<f1/fw<32.00...(6b)
0.040<Mrn/ft<0.070...(7b)
1.420<Ndave1p<1.500...(8b)
80.00<νdave1p<95.00...(9b)
-0.090<M2/ft<-0.035...(10b)
接着将描述各个透镜单元的配置。在第一到第三、第七和第八示例性实施例的变焦镜头中，第一透镜单元L1从物侧到像侧依次由负透镜、正透镜和正透镜构成。在第五和第六示例性实施例的变焦镜头中，第一透镜单元L1从物侧到像侧依次由负透镜、正透镜、正透镜和正透镜构成。在第四示例性实施例的变焦镜头中，第一透镜单元L1从物侧到像侧依次由负透镜、负透镜、正透镜和正透镜构成。
第一透镜单元L1被配置为包括一个或多个正透镜和一个或多个负透镜，由此可以有利地校正望远端的色差。
在第一到第六和第八示例性实施例的变焦镜头中，第二透镜单元L2从物侧到像侧依次由负透镜、负透镜、负透镜和正透镜构成。在第七示例性实施例的变焦镜头中，第二透镜单元L2从物侧到像侧依次由负透镜、负透镜和正透镜构成。第二透镜单元L2被配置为包括至少两个负透镜和一个正透镜，由此可以有利地校正广角端的场曲和放大倍率色差。
在每个示例性实施例中，第三透镜单元L3从物侧到像侧依次由正透镜、负透镜和接合透镜构成，该接合透镜是接合的负透镜和正透镜。通过向三重态型镜头配置增加一个透镜来获得这种镜头配置，并且被称为Tesaar型配置。在每个示例性实施例中，采用Tesaar型配置作为第三透镜单元的配置，由此可以简单并且容易地调整珀兹伐和(Petzvalsum)，并且可以在整个变焦范围内有利地校正场曲。
在每个示例性实施例中，第四透镜单元L4从物侧到像侧依次由负透镜和正透镜构成，并且该负透镜和正透镜构成接合透镜。第四透镜单元L4被配置为包括一个正透镜和一个负透镜，由此可以有利地校正第四透镜单元L4中产生的色差而不增加透镜数目。
在每个示例性实施例中，第五透镜单元L5从物侧到像侧依次由正透镜和负透镜构成，并且该正透镜和负透镜构成接合透镜。第五透镜单元L5被配置为包括一个正透镜和一个负透镜，由此可以有利地校正第五透镜单元L5中产生的色差而不增加透镜数目。
另外，在第八示例性实施例中，第六透镜单元L6由一个负透镜构成。
接着将描述分别对应于本发明的第一到第八示例性实施例的第一到第八数值例。在每个数值例中，i表示从物侧起的光学面的顺序。ri表示第i个光学面(第i个表面)的曲率半径，di表示第i个表面和第(i+1)个表面之间的距离，ndi和νdi分别表示基于d线的第i个光学构件的材料折射率和阿贝数。
另外，以下式表示非球面形状：
x＝(h2/R)/[1+[1-(1+K)(h/R)2]1/2]+A4h4+A6h6+A8h8
其中K是偏心率，A4、A6和A8是非球面系数，基于表面顶点在距光轴具有高度h的位置处的光轴方向上的位移是x。在下面的数值例中，非球表面被星号(“*”)表示，R是旁轴曲率半径，并且表达式“e-Z”对应于指数记数法“10-z”。
在每个示例性实施例中，后焦点(BF)表示从最靠近在镜头系统中的像侧的表面到像面的以空气转换长度表示的距离。另外，在表1中示出了各个数值例和上述条件等式之间的对应关系。
注意，可以使广角端的有效像圈直径(像圈的直径)比望远端的有效像圈直径小。这是因为可以通过图像处理放大图像来校正较可能在广角侧产生的桶形失真。
[第一数值例]
单位mm
表面数据
非球表面数据
第15表面
K＝0.00000e+000A4＝-1.05773e-004A6＝-2.88334e-006A8＝-3.31303e-008
第16表面
K＝0.00000e+000A4＝3.98179e-005A6＝-3.82062e-006
各种数据
变焦比61.21
变焦透镜单元数据
[第二数值例]
单位mm
表面数据
非球表面数据
第15表面
K＝0.00000e+000A4＝-8.86670e-005A6＝5.68922e–007A8＝-5.36819e-008
第16表面
K＝0.00000e+000A4＝8.46965e-005A6＝6.80374e-007A8＝-5.79594e-008
各种数据
变焦比65.38
变焦透镜单元数据
[第三数值例]
单位mm
表面数据
非球表面数据
第16表面
K＝0.00000e+000A4＝-3.46811e-005A6＝-1.80893e-006A8＝-9.81749e-009
第17表面
K＝0.00000e+000A4＝7.91618e-005A6＝-2.38849e-006
各种数据
变焦比70.19
变焦透镜单元数据
[第四数值例]
单位mm
表面数据
非球表面数据
第17表面
K＝0.00000e+000A4＝-4.37613e-005A6＝1.04659e-006A8＝-3.85362e-008
第18表面
K＝0.00000e+000A4＝8.26959e-005A6＝1.06108e-006、A8＝-4.27977e-008
各种数据
变焦比81.07
变焦透镜单元数据
[第五数值例]
单位mm
表面数据
非球表面数据
第17表面
K＝0.00000e+000A4＝-6.91642e-005A6＝-5.84855e-007A8＝-4.40916e-009
第18表面
K＝0.00000e+000A4＝7.44965e-005A6＝-8.56635e-007A8＝6.78988e-010
各种数据
变焦比99.76
变焦透镜单元数据
[第六数值例]
单位mm
表面数据
非球表面数据
第17表面
K＝0.00000e+000A4＝-7.62681e-005A6＝-1.35038e-006A8＝-7.47938e-009
第18表面
K＝0.00000e+000A4＝3.66618e-005A6＝-1.90867e-006A8＝4.01731e-009
各种数据
变焦比100.00
变焦透镜单元数据
[第七数值例]
单位mm
表面数据
非球表面数据
第8表面
K＝0.00000e+000A4＝1.75754e-005A6＝2.72897e-007A8＝-1.65454e-009
第13表面
K＝4.60947e-001A4＝-9.93967e-005A6＝-1.75955e-006A8＝-1.07588e-008
第14表面
K＝0.00000e+000A4＝7.67867e-005A6＝-1.79385e-006A8＝4.70185e-009
各种数据
变焦比67.75
变焦透镜单元数据
[第八数值例]
单位mm
表面数据
非球表面数据
第16表面
K＝0.00000e+000A4＝-3.79769e-005A6＝-2.23452e-006A8＝-1.20963e-008
第17表面
K＝0.00000e+000A4＝8.38291e-005A6＝-3.00299e-006
各种数据
变焦比75.00
变焦透镜单元数据
表1
接着将参考图17描述使用示例性实施例中描述的变焦镜头作为照相光学系统的数字静物照相机的示例性实施例。
图17示出了照相机机身20和包括第一到第八示例性实施例中描述的任一个变焦镜头的摄影光学系统21。固态图像传感器(光电转换元件)22是CCD传感器、CMOS传感器等，其内置在照相机机身中并且接收由摄影光学系统21形成的对象图像的光。存储器23记录对应于由固态图像传感器22光电转换的对象图像的信息。取景器24包括液晶显示面板等并且被用于观察在固态图像传感器22上形成的对象图像。
通过将本发明的示例性实施例的变焦镜头应用于诸如数字静物照相机的图像拾取装置，可以获得具有高放大倍率和高光学性能的小型图像拾取装置。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应当被给予最宽泛的解释，以便包括所有这些修改及等同结构与功能。

Claims (13)

1.一种变焦镜头，其特征在于，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
包括多个透镜单元的后透镜组，所述多个透镜单元包括具有负折光力的透镜单元，其中
在变焦时相邻的透镜单元之间的距离被改变，其中
在从广角端向望远端变焦时，被包括在所述后透镜组中的透镜单元中的两个或更多个透镜单元被移动，并且其中
满足下列条件等式:
12.00<M1/fw<23.00
-18.00<ft/frn<-8.30
其中变焦镜头在广角端的焦距是fw，变焦镜头在望远端的焦距是ft，在从广角端向望远端变焦时第一透镜单元在光轴上的移动量是M1，并且透镜单元Lrn的焦距是frn，透镜单元Lrn是被包括在后透镜组中的具有负折光力的透镜单元中的具有最短焦距的透镜单元。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下列条件等式:
0.20<f1/ft<0.50
其中第一透镜单元的焦距是f1。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下列条件等式:
-15.00<f1/f2<-9.00
其中第一透镜单元的焦距是f1，并且第二透镜单元的焦距是f2。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下列条件等式:
1.30<βrt/βrw<2.50
其中后透镜组在广角端的横向放大倍率是βrw，并且后透镜组在望远端的横向放大倍率是βrt。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下列条件等式:
20.00<f1/fw<38.00
其中第一透镜单元的焦距是f1。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下列条件等式:
0.025<Mrn/ft<0.075
其中，在从广角端向望远端变焦时透镜单元Lrn的移动量是Mrn。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下列条件等式:
1.400<Ndave1p<1.520
75.00<νdave1p<100.00
其中被包括在第一透镜单元中的正透镜的基于d线的折射率的平均值是Ndave1p，并且被包括在第一透镜单元中的正透镜的阿贝数的平均值是νdave1p。
8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下列条件等式:
-0.100<M2/ft<-0.025
其中，在从广角端向望远端变焦时第二透镜单元的移动量是M2。
9.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中透镜单元Lrn包括接合透镜，在所述接合透镜中接合有正透镜和负透镜。
10.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述后透镜组从物侧到像侧依次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组成。
11.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述后透镜组从物侧到像侧依次由具有负折光力的第四透镜单元、具有正折光力的第五透镜单元和具有负折光力的第六透镜单元组成。
12.根据权利要求1所述的变焦镜头，在固态图像传感器上形成图像。
13.一种图像拾取装置，其特征在于，包括:
根据权利要求1到12中任一个所述的变焦镜头；和
图像传感器，被配置为接收由所述变焦镜头形成的图像。
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