CN111142245B

CN111142245B - 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置

Info

Publication number: CN111142245B
Application number: CN201911033893.9A
Authority: CN
Inventors: 菊池翔平
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: US20200142167A1; JP2020071439A; US20240061223A1; EP3647850A1; JP7218153B2; EP3647850B1; US11841488B2; CN111142245A

Abstract

本申请涉及变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置。为了获得整体尺寸小、具有变焦比高、在图像模糊校正中很好地校正像差变化并在图像模糊校正中实现高光学性能的变焦透镜，根据本发明的变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有正、负和正折光力的第一至第三透镜单元以及包括两个或更多个透镜单元的后组，其中相邻透镜单元之间的间隔在变焦期间变化。变焦透镜包括具有在垂直于光轴的方向上移动成像位置的功能的校正透镜单元。校正透镜单元从物侧到像侧依次包括具有正、正和负折光力的第一、第二和第三子单元，其中第二子单元在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动。适当地设定变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的焦距fw和校正透镜单元的焦距fxyz。

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。本发明特别适合用作诸如静态相机、摄像机、数字静态相机和监视相机之类的图像拾取装置的图像拾取光学系统。

背景技术

已经要求用于具有图像拾取元件的图像拾取装置的变焦透镜的整体尺寸小并具有高变焦比和高分辨率(高光学性能)。尤其是在这些年中，已经要求变焦透镜具有从屏幕的中心到外围具有基本均匀的分辨率的高光学性能。

还已经要求变焦透镜包括一种机构(图像稳定机构)，以补偿当诸如手抖之类的意外振动传播到变焦透镜时发生的图片图像的模糊(图像模糊)。作为响应，已知一种其中将具有正折光力的透镜单元最靠近物侧布置的正引线类型变焦透镜作为满足要求的变焦透镜。对于正引线类型变焦透镜，已知一种具有通过在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动部分透镜系统(图像稳定单元)(图像模糊校正单元)来补偿图像模糊的图像稳定功能的变焦透镜。

日本专利申请公开No.2014-228811公开了一种五单元配置的变焦透镜，该变焦透镜由从物侧到像侧依次布置的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、具有负折光力的第四透镜单元和具有负折光力的第五透镜单元组成。在该变焦透镜中，第三透镜单元包括全部具有正折光力的三个子单元。变焦透镜通过在垂直方向上移动从物侧起的第二子单元来校正图像模糊。

美国专利No.9207438公开了一种变焦透镜，该变焦透镜由从物侧到像侧依次布置的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、具有负折光力的第三透镜单元、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组成。在该变焦透镜中，第四透镜单元由具有正折光力的子单元和具有负折光力的子单元组成。该变焦透镜通过使用具有负折光力的子单元来校正图像模糊。

在用于图像模糊校正的图像模糊校正单元在垂直于光轴的方向上移动以进行图像模糊校正的情况下，为了减小移动机构(图像稳定机构)的尺寸并实现省电，要求图像模糊校正单元具有小尺寸和轻重量。例如，还要求像差(尤其是色差(chromaticaberration))在图像模糊校正中变化较小，以及在图像模糊校正中维持良好的光学性能。

在其中部分透镜系统被用作图像模糊校正单元并且平行于与光轴垂直的方向偏移以校正图像模糊的变焦透镜中，图像模糊的校正相对容易。但是，除非要在图像模糊校正中移动的变焦透镜和图像模糊校正单元具有适当的透镜配置，否则偏心像差的量在图像模糊校正中增加。这会造成光学性能在图像模糊校正中大幅降级以及实现高变焦比的变焦透镜的像差增加。因此，对于具有高变焦比和图像模糊校正功能的变焦透镜来说，重要的是适当地设定整个变焦配置、图像模糊校正单元的透镜配置等。

例如，重要的是适当地设定形成变焦透镜的透镜单元的数量、每个透镜单元的折光力的符号、要在变焦期间移动的透镜单元的选择、图像模糊校正单元的透镜配置等。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种变焦透镜，该变焦透镜整体尺寸小、具有高变焦比、在图像模糊校正中很好地校正像差变化并且在图像模糊校正中获得高光学性能。

根据本发明的变焦透镜是包括多个透镜单元的变焦透镜，其中相邻透镜单元之间的间隔在变焦期间变化。变焦透镜包括从物侧到像侧依次布置的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括两个或更多个透镜单元的后组。作为该多个透镜单元之一的校正透镜单元包括从物侧到像侧依次布置的具有正折光力的第一子单元、具有正折光力的第二子单元和具有负折光力的第三子单元，其中第二子单元被配置为在图像模糊校正期间在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动。变焦透镜满足以下条件表达式：

0.01<fxyz/fw<4.55

其中fw是变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的焦距，并且fxyz是校正透镜单元的焦距。

通过参考附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是示例1的变焦透镜在广角端处的透镜横截面图。

图2A是示例1的变焦透镜在广角端处的像差图。

图2B是示例1的变焦透镜在中间变焦位置处的像差图。

图2C是示例1的变焦透镜在望远端处的像差图。

图3是示例1的变焦透镜在望远端处的图像模糊校正中的像差图。

图4是示例2的变焦透镜在广角端处的透镜横截面图。

图5A是示例2的变焦透镜在广角端处的像差图。

图5B是示例2的变焦透镜在中间变焦位置处的像差图。

图5C是示例2的变焦透镜在望远端处的像差图。

图6是示例2的变焦透镜在望远端处的图像模糊校正中的像差图。

图7是示例3的变焦透镜在广角端处的透镜横截面图。

图8A是示例3的变焦透镜在广角端处的像差图。

图8B是示例3的变焦透镜在中间变焦位置处的像差图。

图8C是示例3的变焦透镜在望远端处的像差图。

图9是示例3的变焦透镜在望远端处的图像模糊校正中的像差图。

图10是示例4的变焦透镜在广角端处的透镜横截面图。

图11A是示例4的变焦透镜在广角端处的像差图。

图11B是示例4的变焦透镜在中间变焦位置处的像差图。

图11C是示例4的变焦透镜在望远端处的像差图。

图12是示例4的变焦透镜在望远端处的图像模糊校正中的像差图。

图13是示例5的变焦透镜在广角端处的透镜横截面图。

图14A是示例5的变焦透镜在广角端处的像差图。

图14B是示例5的变焦透镜在中间变焦位置处的像差图。

图14C是示例5的变焦透镜在望远端处的像差图。

图15是示例5的变焦透镜在望远端处的图像模糊校正中的像差图。

图16是本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的优选实施例。

本发明的变焦透镜包括多个透镜单元，其中在变焦期间相邻透镜单元之间的间隔改变。该多个透镜单元包括从物侧到像侧依次布置的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括至少一个或至少两个透镜单元的后组。形成变焦透镜的透镜单元之一具有在垂直于光轴的方向上移动成像位置的功能。即，透镜单元具有校正由于手抖等引起的图像模糊的功能。在以下描述中，具有这种功能的透镜单元被称为校正透镜单元。

校正透镜单元包括从物侧到像侧依次布置的具有正折光力的第一子单元、在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上能移动的具有正折光力的第二子单元和具有负折光力的第三子单元。第二子单元用作用于图像模糊校正的子单元，由此校正透镜单元具有在垂直于光轴的方向上移动成像位置的功能。

图1是本发明的示例1的变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的透镜横截面图。图2A、图2B和图2C分别是示例1的变焦透镜当在广角端、中间变焦位置和望远端处聚焦在无限远处时的纵向像差图。图3是当在望远端处聚焦在无限远处时示例1的变焦透镜在其中用于图像模糊校正的第二子单元移动了0.509mm的校正之后的横向像差图。当后述的数值数据以mm表示时，获得第二子单元的这个移动量。这同样适用于所有下面的例子。示例1的变焦透镜具有9.42的变焦比和4.12至6.41的F数。

图4是本发明的示例2的变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的透镜横截面图。图5A、图5B和图5C分别是示例2的变焦透镜当在广角端、中间变焦位置和望远端处聚焦在无限远处时的纵向像差图。图6是当在望远端处聚焦在无限远处时示例2的变焦透镜在其中用于图像模糊校正的第二子单元移动了0.771mm的校正之后的横向像差图。示例2的变焦透镜具有12.14的变焦比和4.12至6.49的F数。

图7是本发明的示例3的变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的透镜横截面图。图8A、图8B和图8C分别是示例3的变焦透镜当在广角端、中间变焦位置和望远端处聚焦在无限远处时的纵向像差图。图9是当在望远端处聚焦在无限远处时示例3的变焦透镜在其中用于图像模糊校正的第二子单元移动了0.734mm的校正之后的横向像差图。示例3的变焦透镜具有11.33的变焦比和4.12至6.49的F数。

图10是本发明的示例4的变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的透镜横截面图。图11A、图11B和图11C分别是示例4的变焦透镜当在广角端、中间变焦位置和望远端处聚焦在无限远处时的纵向像差图。图12是当在望远端处聚焦在无限远处时示例4的变焦透镜在其中用于图像模糊校正的第二子单元移动了0.430mm的校正之后的横向像差图。示例4的变焦透镜具有8.09的变焦比和4.12至6.41的F数。

图13是本发明的示例5的变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的透镜横截面图。图14A、图14B和图14C分别是示例5的变焦透镜当在广角端、中间变焦位置和望远端处聚焦在无限远处时的纵向像差图。图15是当在望远端处聚焦在无限远处时示例5的变焦透镜在其中用于图像模糊校正的第二子单元移动了0.437mm的校正之后的横向像差图。示例5的变焦透镜具有8.09的变焦比和4.12至6.41的F数。

图16是本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。

每个示例的变焦透镜是用于图像拾取装置的图像拾取光学系统，其中图像拾取装置诸如是摄像机、数字静态相机和监视相机。每个示例的变焦透镜可以用作投影仪的投影光学系统。在每个透镜横截面图中，左侧是物侧(前侧)，右侧是像侧(后侧)。

在透镜横截面图中，L0表示变焦透镜。Li表示第i个透镜单元。LR表示包括一个或多个透镜单元的后组。XYZ表示包括用于图像模糊校正(用于图像稳定)的图像模糊校正单元的校正透镜单元。SP表示确定(限制)开放(open)F数(Fno)的光束的孔径光阑。IP表示像平面，并且在每个示例的变焦透镜被用作摄像机和数字静态相机的图像拾取光学系统时设置有诸如CCD传感器和CMOS传感器之类的图像拾取元件(光电转换元件)的图像拾取表面。

箭头指示透镜单元在从广角端到望远端变焦(倍率变化)期间的移动轨迹。与聚焦相关联的箭头指示透镜单元在从无限远到近距离聚焦期间的移动方向。

在纵向像差图中，Fno表示F数，并且ω表示图像拾取半视场角(的度数)，该图像拾取半视场角是基于射线跟踪值的视场角。在球面像差图中，d表示d线(波长为587.6nm)，并且g表示g线(波长为435.8nm)。在像散图中，S表示d线中的弧矢像面，并且M表示d线中的子午像面。畸变是基于d线。在横向色差图中，g表示g线。

当材料对于夫琅和费线(Fraunhofer line)的g线(波长为435.8nm)、F线(486.1nm)、d线(587.6nm)和C线(656.3nm)的折射率分别由Ng、NF、Nd和NC表示时，材料的阿贝数νd表示为“νd＝(Nd-1)/(NF-NC)”。

示例1、示例2和示例3的变焦透镜均包括从物侧到像侧依次布置的以下透镜单元。透镜单元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和包括两个或更多个透镜单元的后组LR。后组LR包括具有正折光力的第四透镜单元L4、具有负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。校正透镜单元是第三透镜单元L3。在图像模糊校正中，包括胶合透镜的用于图像模糊校正的第二子单元在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动。

箭头指示透镜单元在从广角端到望远端变焦期间的移动轨迹。实线箭头5a是第五透镜单元L5在聚焦于无限远处时从广角端到望远端变焦期间的移动轨迹。点线箭头5b是第五透镜单元L5在聚焦于最近距离处时从广角端到望远端变焦期间的移动轨迹。在从无限远到最近距离聚焦期间，第五透镜单元L5如箭头5c所指示的那样朝着像侧移动。

示例4和示例5中的变焦透镜均包括从物侧到像侧依次布置的以下透镜单元。透镜单元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和具有正折光力的第四透镜单元L4。校正透镜单元是第三透镜单元L3。在图像模糊校正中，包括胶合透镜的第二子单元在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动。箭头指示透镜单元在从广角端到望远端变焦期间的移动轨迹。在从无限远到最近距离聚焦期间，第四透镜单元L4中的至少一部分透镜朝着像侧移动。

描述本发明的变焦透镜的特点。

在本发明中，具有图像模糊校正单元(图像稳定单元)的校正透镜单元XYZ包括具有正折光力的第一子单元X、要在具有垂直方向的分量的方向上移动的具有正折光力的第二子单元(图像模糊校正单元)Y以及具有负折光力的第三子单元Z。另外，适当地设定当在广角端处聚焦在无限远处时变焦透镜L0的焦距与校正透镜单元XYZ的焦距的比率。

具体而言，当在广角端处聚焦在无限远处时变焦透镜L0的焦距由fw表示，并且校正透镜单元XYZ的焦距由fxyz表示。在这种情况下，满足以下条件表达式：

0.01<fxyz/fw<4.55...(1)。

每个示例的变焦透镜包括具有图像模糊校正单元的校正透镜单元XYZ。校正透镜单元XYZ包括具有正折光力的第一子单元X、用于图像模糊校正的具有正折光力的第二子单元Y和具有负折光力的第三子单元Z。

描述校正透镜单元XYZ的光学效果。

为了减小图像稳定机构的尺寸，重要的是减小作为图像模糊校正单元的第二子单元Y的直径。为此，将具有正折光力的第一子单元X布置在用于图像模糊校正的第二子单元Y的物侧，以实现第二子单元Y的外径的尺寸减小。此外，图像稳定机构的尺寸减小通过减少图像模糊校正中的移动量而变得容易。为此，具有负折光力的第三子单元Z布置在图像模糊校正单元的像侧，以增加第二子单元Y的正折光力，从而抑制图像模糊校正中的移动量。

第一子单元X、第二子单元Y和第三子单元Z的折光力高，因此偏心对光学性能的影响大。为此，形成这样的机构，使得单元在变焦期间一体地移动，从而从广角端到望远端获得结构上稳定的光学性能。

然后，通过满足条件表达式(1)，获得在整个变焦范围上具有高变焦比和高光学性能的变焦透镜。

条件表达式(1)定义了在广角端处校正透镜单元XYZ的焦距与变焦透镜的焦距之间的关系。通过满足条件表达式(1)，有效地实现了变焦透镜的尺寸减小和高变焦比。当比率降至低于条件表达式(1)中的下限值时，校正透镜单元XYZ的正折光力变得太强，并且变得难以减小变焦期间的像差变化。当比率超过条件表达式(1)中的上限值时，校正透镜单元XYZ的正折光力变得太弱，并且变得难以有效地获得变焦比。更优选地，条件表达式(1)的数值范围可以如下设定：

1.00<fxyz/fw<4.30...(1a)。

在每个示例中，具有图像稳定功能(图像模糊校正功能)的校正透镜单元XYZ包括具有正折光力的第X透镜单元、具有正折光力的第Y透镜单元和具有负折光力的第Z透镜单元。然后，通过满足条件表达式(1)，获得在整个变焦范围上具有高变焦比和高光学性能的变焦透镜。

更优选地，在每个示例中可以满足以下条件表达式中的一个或多个。

第一子单元X的焦距由fx表示，第二子单元Y的焦距由fy表示，第三子单元Z的焦距由fz表示。从第三子单元Z中最靠近像侧的透镜表面到变焦透镜中最靠近像侧的透镜表面的距离由lis表示，第二子单元Y中最靠近像侧的透镜表面的曲率半径由Ryz1表示，并且第三子单元Z中最靠近物侧的透镜表面的曲率半径由Ryz2表示。

在这种情况下，优选地满足以下条件表达式中的一个或多个：

0.82<fxyz/fy<10.00...(2)；

-10.0<fxyz/fz<-1.3...(3)；

0.60<lis/fy<50.00...(4)；

0.30<fxyz/fx<10.00...(5)；以及

0.5<(Ryz1+Ryz2)/(Ryz1-Ryz2)<75.0...(6)。

接下来，描述以上条件表达式的技术含义。

条件表达式(2)定义了校正透镜单元XYZ的焦距与第二子单元Y的焦距之间的关系。当比率降至低于条件表达式(2)的下限值时，第二子单元Y的正折光力变得太弱，图像模糊校正(图像稳定)中在垂直方向上的移动量变得增加，并且图像模糊校正机构(图像稳定机构)变得增大。当比率超过条件表达式(2)的上限值时，第二子单元Y的正折光力变得太强，并且变得难以对图像模糊校正中在垂直方向上的移动进行高度准确的控制。

条件表达式(3)定义了校正透镜单元XYZ的焦距与第三子单元Z的焦距之间的关系。当比率降至低于条件表达式(3)的下限值时，第三子单元Z的负折光力变得太强(负折光力的绝对值变得太大)，离轴光束变得广泛分散，并且在校正透镜单元XYZ的像侧的透镜单元的有效直径变得增大。当比率超过条件表达式(3)的上限值时，第三子单元Z的负折光力变得太弱(负折光力的绝对值变得太小)，向物侧推动校正透镜单元XYZ的前主点的效果变得减小，并且变得难以获得高变焦比。

条件表达式(4)定义了从第三子单元Z中最靠近像侧的透镜表面到变焦透镜L0中最靠近像侧的透镜表面的距离与第二子单元Y的焦距之间的关系。当比率降至低于条件表达式(4)的下限值时，离轴射线在校正透镜单元XYZ的像侧的透镜表面上的入射高度变高，用于在光束被良好分离的位置处布置透镜单元的空间变得减小，并且变得难以校正像差。当比率超过条件表达式(4)的上限值时，在校正透镜单元XYZ的像侧的透镜单元的长度变得太长，并且变焦透镜的总透镜长度变得增加。

条件表达式(5)定义了校正透镜单元XYZ的焦距与第一子单元X的焦距之间的关系。当比率降至低于条件表达式(5)的下限值时，第一子单元X的正折光力变得太弱，并且布置在像侧的第二子单元Y的有效直径变得增大。当比率超过条件表达式(5)的上限值时，第一子单元X的正折光力变得太强，并且变得难以校正球面像差和彗形像差。

条件表达式(6)定义了第二子单元Y和第三子单元Z之间的空气透镜的形状因子(透镜形状)。当比率超过条件表达式(6)的上限值或降至低于其下限值时，第二子单元Y和第三子单元Z之间的空气透镜的折光力变强，并且由于空气距离的变化而引起的球面像差的变化变大。因此，由于制造误差引起的球面像差的变化变大，并且变得难以实现高度准确的制造。

要注意的是，在每个示例中，更优选地将条件表达式(2)至(6)的数值范围如下设定：

1.0<fxyz/fy<4.0...(2a)；

-4.00<fxyz/fz<-1.30...(3a)；

0.80<lis/fy<10.00...(4a)；

0.70<fxyz/fx<5.00...(5a)；以及

0.8<(Ryz1+Ryz2)/(Ryz1-Ryz2)<20.0...(6a)。

接下来，描述示例的优选配置。

示例1至示例3的变焦透镜均在校正透镜单元XYZ的像侧包括两个或更多个透镜单元。这些透镜单元中的相应透镜单元之间的间隔在变焦期间优选地变化。通过改变在轴向光束和离轴光束被良好分离的位置处的透镜单元之间的间隔，变得容易减小由于变焦而引起的离轴像差的变化。

在每个示例中，优选地在校正透镜单元XYZ的像侧布置四个或更多个透镜。通过将多个透镜布置在轴向光束和离轴光束被良好分离的位置处，变得容易减小由于变焦而引起的离轴像差的变化。另外，优选地在校正透镜单元XYZ的像侧布置非球面透镜。通过在离轴光束高的位置处布置对像差校正有效的非球面透镜，变得容易减小由于变焦而引起的离轴像差的变化。

第二子单元Y优选地包括正透镜和负透镜。由此，容易抑制图像模糊校正中的色差。第一子单元X优选地包括正透镜和负透镜。由此，容易抑制色差。形成第二子单元Y的所有透镜均优选地为球面透镜。由此，容易通过抛光来加工透镜，并且也容易实现大批量制造。

校正透镜单元XYZ优选地是第三透镜单元L3。期望将第三透镜单元L3的前主点位置移动到物侧以实现高变焦比。通过将第三透镜单元L3设定为被配置为移动前主点位置的校正透镜单元XYZ，变得容易有效地实现具有高变焦比的变焦透镜单元。在第一子单元X、第二子单元Y和第三子单元Z当中，在光轴方向上最厚的子单元优选地为第一子单元X或第三子单元Z。使第二子单元Y作为最厚的子单元是不利的，因为图像稳定机构变大。子单元在光轴方向上的厚度是从子单元中最靠近物侧的透镜表面到子单元中最靠近像侧的透镜表面的长度。

如上所述，根据本发明，容易实现在整个变焦范围上具有高变焦比和高光学性能的图像稳定变焦透镜。

接下来，描述每个示例的变焦透镜的配置。

示例1、示例2和示例3的变焦透镜均包括从物侧到像侧依次布置的以下透镜单元。透镜单元是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和包括两个或更多个透镜单元的后组LR。后组LR包括具有正折光力的第四透镜单元L4、具有负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。校正透镜单元是第三透镜单元L3。

在图像模糊校正中，包括胶合透镜的用于图像模糊校正的第二子单元在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动。在从无限远到最近距离聚焦期间，第五透镜单元L5如由箭头5c所指示的那样朝着像侧移动。

示例4和示例5中的变焦透镜均包括从物侧到像侧依次布置的以下透镜单元。透镜单元是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和包括一个或多个透镜单元的后组LR。后组LR包括第四透镜单元L4。校正透镜单元是第三透镜单元L3。在图像模糊校正中，包括胶合透镜的第二子单元在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动。在从无限远到最近距离聚焦期间，第四透镜单元L4中的至少一部分透镜朝着像侧移动。

要注意的是，对于示例4和示例5，优选的是同时满足上述条件表达式(1)至(3)。

接下来，参考图16描述使用本发明的变焦透镜的图像拾取装置。

在图16中，附图标记30指示相机主体，并且附图标记31指示包括示例1至示例5中描述的任何一个变焦透镜的图像拾取光学系统。在相机主体30中结合用于接收由图像拾取光学系统31形成的物体图像的光的图像拾取元件(光电转换元件)，诸如CCD传感器和CMOS传感器。

虽然上面描述了本发明的优选实施例，但是本发明不限于这种实施例，并且可以在主旨的范围内进行各种修改和变化。例如，光学系统不仅可以包括折射光学元件(诸如透镜)，而且可以包括衍射光学元件。

与示例1至示例5对应的数值数据1至数值数据5在下面示出。在数值数据中，ri表示从物侧开始的第i个表面的曲率半径，di表示从物侧开始的第i个表面和第i+1个表面之间的透镜厚度和空气间隔，以及ni和νi分别表示从物侧开始的第i个表面和第i+1个表面之间的光学构件的材料的折射率和阿贝数。其中X轴处于光轴方向、H轴处于垂直于光轴的方向、光行进方向为正、R为近轴曲率半径、k为圆锥常数并且A4、A6、A8、A10和A12为非球面系数的非球面形状被如下表达。要注意的是，“e-Z”表示“×10^-z”。

半视角指示基于射线跟踪值的半视角。BF表示后焦距，它是在图像拾取平面侧没有诸如传感器的面板之类的玻璃块及低通滤波器的情况下光轴上从最后一个透镜表面到成像平面位置的空气等效距离。总透镜长度是在光轴上从变焦透镜中最靠近物侧的透镜表面到变焦透镜中最靠近像侧的透镜表面的距离，后焦距被加到该总透镜长度。在表1中示出了上述条件表达式与数值数据中的数值之间的关系。

(数值数据1)

[单位mm]

表面数据

非球面表面数据

第25表面

K＝0.00000e+000

A4＝-3.69428e-006

A6＝-1.81514e-007

A8＝1.12707e-009

A10＝-1.37724e-011

A12＝4.19334e-014

第26表面

K＝0.00000e+000

A4＝2.68822e-005

A6＝-1.85641e-007

A8＝9.59349e-010

A10＝-1.18429e-011

A12＝3.67346e-014

各种数据

透镜单元数据

单透镜数据

(数值数据2)

[单位mm]

表面数据

非球面表面数据

第25表面

K＝0.00000e+000

A4＝-3.15382e-006

A6＝8.92401e-008

A8＝-2.62557e-010

A10＝2.43136e-012

A12＝1.92085e-015

第26表面

K＝0.00000e+000

A4＝1.94447e-005

A6＝8.00656e-008

A8＝-7.14666e-011

A10＝9.56772e-013

A12＝8.59893e-015

各种数据

透镜单元数据

单透镜数据

(数值数据3)

[单位mm]

表面数据

非球面表面数据

第24表面

K＝0.00000e+000

A4＝-9.56903e-006

A6＝1.26358e-007

A8＝6.11715e-010

A10＝-2.29266e-012

A12＝5.49746e-015

第25表面

K＝0.00000e+000

A4＝1.45787e-005

A6＝1.29156e-007

A8＝3.25600e-010

A10＝1.99326e-012

A12＝-9.32881e-015

各种数据

透镜单元数据

单透镜数据

(数值数据4)

[单位mm]

表面数据

非球面表面数据

第25表面

K＝0.00000e+000

A4＝-5.38146e-006

A6＝-1.99278e-007

A8＝1.59495e-009

A10＝-1.74446e-011

A12＝5.35029e-014

第26表面

K＝0.00000e+000

A4＝2.56829e-005

A6＝-1.88110e-007

A8＝8.93504e-010

A10＝-9.70722e-012

A12＝2.66029e-014

各种数据

透镜单元数据

单透镜数据

(数值数据5)

[单位mm]

表面数据

非球面表面数据

第25表面

K＝0.00000e+000

A4＝3.84212e-006

A6＝1.72590e-007

A8＝-8.11091e-009

A10＝9.58508e-011

A12＝-4.31421e-013

第26表面

K＝0.00000e+000

A4＝3.30206e-005

A6＝1.41088e-007

A8＝-7.15728e-009

A10＝7.88180e-011

A12＝-3.28895e-013

各种数据

透镜单元数据

单透镜数据

[表1]

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有这种修改以及等同的结构和功能。

Claims

1.一种包括多个透镜单元的变焦透镜，所述多个透镜单元中的相邻透镜单元之间的间隔在变焦期间变化，其特征在于，所述变焦透镜包括：

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；以及

包括两个或更多个透镜单元的后组，

第一透镜单元、第二透镜单元、第三透镜单元和后组从物侧到像侧依次布置，

其中第三透镜单元包括从物侧到像侧依次布置的具有正折光力的第一子单元、具有正折光力的第二子单元以及具有负折光力的第三子单元，其中第二子单元被配置为在图像模糊校正期间在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动，以及

其中满足以下条件表达式：

0.01<fxyz/fw<4.55；以及

0.60<lis/fy<50.00，

其中fw是变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的焦距，fxyz是第三透镜单元的焦距，lis是从第三子单元中最靠近像侧的透镜表面到变焦透镜中最靠近像侧的透镜表面的距离，并且fy是第二子单元的焦距。

2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中满足以下条件表达式：

0.82<fxyz/fy<10.00。

3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中满足以下条件表达式：

-10.0<fxyz/fz<-1.3

其中fz是第三子单元的焦距。

4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中后组由从物侧到像侧依次布置的具有正折光力的第四透镜单元、具有负折光力的第五透镜单元以及具有负折光力的第六透镜单元组成。

5.一种包括多个透镜单元的变焦透镜，所述多个透镜单元中的相邻透镜单元之间的间隔在变焦期间变化，其特征在于，所述变焦透镜包括：

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；以及

包括一个或更多个透镜单元的后组，

其中第三透镜单元包括从物侧到像侧依次布置的具有正折光力的第一子单元、具有正折光力的第二子单元以及具有负折光力的第三子单元，其中第二子单元被配置为在具有垂直于光轴的方向的分量的方向上移动，以及

其中满足以下条件表达式：

0.01<fxyz/fw<4.55；

0.82<fxyz/fy<10.00；以及

-10.0<fxyz/fz<-1.3，

其中fw是变焦透镜当在广角端处聚焦在无限远处时的焦距，fxyz是第三透镜单元的焦距，fy是第二子单元的焦距，并且fz是第三子单元的焦距。

6.根据权利要求5所述的变焦透镜，其中后组由具有正折光力的第四透镜单元组成。

7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中变焦透镜包括在第二子单元的像侧上的四个或更多个透镜。

8.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中变焦透镜包括在第二子单元的像侧上的非球面透镜。

9.根据权利要求5所述的变焦透镜，其中满足以下条件表达式：

0.60<lis/fy<50.00

其中lis是从第三子单元中最靠近像侧的透镜表面到变焦透镜中最靠近像侧的透镜表面的距离。

10.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中第二子单元包括正透镜和负透镜。

11.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中满足以下条件表达式：

0.30<fxyz/fx<10.00

其中fx是第一子单元的焦距。

12.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中第一子单元包括正透镜和负透镜。

13.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，在第一子单元、第二子单元和第三子单元当中，在光轴方向上最厚的子单元是第一子单元或第三子单元。

14.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中满足以下条件表达式：

0.5<(Ryz1+Ryz2)/(Ryz1-Ryz2)<75.0

其中Ryz1是第二子单元中最靠近像侧的透镜表面的曲率半径，并且Ryz2是第三子单元中最靠近像侧的透镜表面的曲率半径。

15.一种图像拾取装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至14中任一项所述的变焦透镜，以及

接收由所述变焦透镜形成的图像的光的图像拾取元件。