CN116381917A - 变焦透镜、图像拾取装置和成像系统 - Google Patents

变焦透镜、图像拾取装置和成像系统 Download PDF

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CN116381917A CN202211682407.8A CN202211682407A CN116381917A CN 116381917 A CN116381917 A CN 116381917A CN 202211682407 A CN202211682407 A CN 202211682407A CN 116381917 A CN116381917 A CN 116381917A
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Abstract

本公开涉及变焦透镜、图像拾取装置和成像系统。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包括多个透镜单元的后续单元。相邻的透镜单元之间的距离在变焦期间改变。在变焦期间，第一透镜单元不移动并且第二透镜单元移动。第一透镜单元从物侧到像侧依次由第一子单元和第二子单元组成。第一子单元由两个正透镜组成。第二子单元由单个正透镜和单个负透镜组成。满足预定条件。

Description

变焦透镜、图像拾取装置和成像系统
技术领域
本公开的一个方面涉及一种变焦透镜，其适用于数字视频相机、数字静态相机、广播相机、基于胶片的相机、监视相机等。
背景技术
近来，要求用于图像拾取装置的变焦透镜在整个变焦范围内具有高光学性能并且重量减小。为了满足这些要求，提出了一种变焦透镜，该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，以及包括多个透镜单元的后续单元(参见日本专利公开No.9-325274和2020-86073)。
具有长焦距和小F数的大光圈望远变焦透镜倾向于具有大透镜直径和重的重量。为了实现变焦透镜的重量减小，增强第一透镜单元的正折光力和减小后续单元中包括的透镜单元的透镜直径是有效的。但是，如果使第一透镜单元的折光力太强，那么变得难以校正球面像差、纵向色差和横向色差，尤其是在望远端。
发明内容
本公开的一个方面提供了一种在整个变焦范围内具有高光学性能的轻型变焦透镜、以及各自具有该变焦透镜的图像拾取装置和成像系统。
根据本公开的一个方面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，以及包括多个透镜单元的后续单元。相邻的透镜单元之间的距离在变焦期间改变。在变焦期间，第一透镜单元不移动并且第二透镜单元移动。第一透镜单元从物侧到像侧依次由第一子单元和第二子单元组成。第一子单元由两个正透镜组成。第二子单元由单个正透镜和单个负透镜组成。满足以下不等式：
-0.45<f1a/f1b<-0.10
-5.50<f1/f2<-3.00
其中f1a是第一子单元的焦距，f1b是第二子单元的焦距，f1是第一透镜单元的焦距，并且f2是第二透镜单元的焦距。各自具有上述变焦透镜的图像拾取装置和成像系统也构成本公开的另一方面。
本公开的其它特征将从以下参考附图对示例性实施例的描述中变得清楚。
附图说明
图1是根据示例1的变焦透镜在广角端处的截面图。
图2A至图2C分别是根据示例1的变焦透镜在广角端、中间(居中)变焦位置和望远端处的像差图。
图3是根据示例2的变焦透镜在广角端处的截面图。
图4A至图4C分别是根据示例2的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。
图5是根据示例3的变焦透镜在广角端处的截面图。
图6A至图6C分别是根据示例3的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。
图7是根据示例4的变焦透镜在广角端处的截面图。
图8A至图8C分别是根据示例4的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和望远端处的像差图。
图9是图像拾取装置的示意图。
具体实施方式
现在参考附图，将给出根据本公开的实施例的详细描述。各图中的对应元件将由相似的附图标记指定，并且将省略其重复描述。
图1、图3、图5和图7分别是根据示例1至示例4的变焦透镜在广角端处的截面图。根据各个示例的变焦透镜用于包括可互换透镜的光学装置和图像拾取装置，诸如数字视频相机、数字静态相机、广播相机、基于胶片的相机和监视相机。
在各个截面图中，左侧是物侧，并且右侧是像侧。根据各个示例的变焦透镜包括多个透镜单元。在本公开的说明书中，透镜单元是在变焦期间整体移动或固定的一组透镜。即，在根据各个示例的变焦透镜中，相邻的透镜单元之间的距离在变焦期间改变。透镜单元可以包括一个或多个透镜。透镜单元可以包括孔径光阑。
根据各个示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以及包括多个透镜单元的后续单元。
在各个截面图中，Li表示变焦透镜中包括的透镜单元当中从物侧数起的第i个透镜单元(其中i是自然数)。
SP表示孔径光阑。IP表示像平面。在根据各个示例的变焦透镜被用作数字静态相机或数字视频相机的成像光学系统的情况下，诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像传感器(光电转换元件)的成像平面放置在那里。在根据各个示例的变焦透镜用于基于胶卷的相机的成像光学系统的情况下，与胶卷平面对应的光敏平面放置在像平面IP上。
在根据各个示例的变焦透镜中，在从广角端到望远端变焦期间，各个透镜单元沿着由实线箭头所示的方向移动。在根据各个示例的变焦透镜中，在从无限远处的物体(无限远物体)到近(或短距离)物体聚焦期间，各个透镜单元沿着由虚线箭头所示的方向移动。
在根据各个示例的变焦透镜中，像平面上的光学图像可以通过在包括与光轴正交的方向上的分量的方向上移动在孔径光阑SP的像侧移位的具有正折光力的透镜单元或该透镜单元的一部分来移位。通过利用这一点，在诸如相机抖动之类的振动被施加到用作成像光学系统的变焦透镜的情况下，可以在像平面上校正图像模糊。
图2A、图4A、图6A和图8A分别是根据示例1至示例4的变焦透镜在广角端处的像差图。图2B、图4B、图6B和图8B分别是根据示例1至示例4的变焦透镜在中间(居中)变焦位置处的像差图。图2C、图4C、图6C和图8C分别是根据示例1至示例4的变焦透镜在望远端处的像差图。各个像差图都例示了无限远处的对焦状态。
在球面像差图中，Fno表示F数，其指示针对d线(波长587.6nm)和g线(波长435.8nm)的球面像差量。在像散图中，ΔS表示弧矢像平面上的像散量，并且ΔM表示子午像平面上的像散量。畸变图例示了针对d线的畸变量。色差图例示了针对g线的色差量。ω是成像半视角(度)。
现在将描述根据各个示例的变焦透镜的特性配置。
在变焦期间，第一透镜单元L1不移动(或固定)，并且第二透镜单元L2移动。
第一透镜单元L1从物侧到像侧依次包括第一子单元1a和第二子单元1b。
第一子单元1a包括两个正透镜。为了使部署在最靠近物体的第一子单元1a的像侧的透镜单元的透镜直径更小，需要在望远端处适当地会聚轴上光束(光通量)。在这种情况下，第一子单元1a需要强的正折光力，但是单个正透镜难以减小在望远端处的各种像差，诸如球面像差和纵向色差，因此需要多个透镜。如果第一子单元1a具有三个或更多个透镜，那么可以抑制上述各种像差，但第一子单元1a变重。为了实现轴上光束的会聚、各种像差的抑制以及第一子单元1a的重量减小，第一子单元1a可以包括两个正透镜。
第二子单元1b包括单个正透镜和单个负透镜。为了令人满意地校正在第一子单元1a中产生的各种像差，第二子单元1b可以包括负透镜。第二子单元1b可以具有弱的负折光力，以便维持第一子单元1a对轴上光束的会聚效果，同时很好地校正各种像差。为了在满足这些条件的同时减小第二子单元1b的重量，第二子单元1b可以包括单个正透镜和单个负透镜。
根据各个示例的变焦透镜满足以下不等式(1)和(2)。
-0.45 < f1a/f1b < -0.10 (1)
-5.50 < f1/f2 < -3.00 (2)
其中f1a是第一子单元1a的焦距，f1b是第二子单元1b的焦距，f1是第一透镜单元L1的焦距，并且f2是第二透镜单元L2的焦距。
不等式(1)确定第一子单元1a的焦距与第二子单元1b的焦距之间的比率，以便减少第二子单元1b的重量并令人满意地校正在望远端处的球面像差、纵向色差和横向色差。在第一子单元1a的焦距太长以至于该值低于不等式(1)的下限的情况下，入射在第二子单元1b上的轴上光束不能完全会聚，透镜直径增加，并且变得难以减小第二子单元1b的重量。在第一子单元1a的焦距太短以至于该值高于不等式(1)的上限的情况下，变得难以校正在望远端处的球面像差、纵向色差和横向色差。
不等式(2)定义了第一透镜单元L1的焦距与第二透镜单元L2的焦距之间的比率，以便同时实现变焦透镜的重量减小和高光学性能。在第一透镜单元L1的焦距变得太长以至于该值低于不等式(2)的下限的情况下，部署在第一透镜单元L1的像侧的第二透镜单元L2后面的透镜单元的透镜直径增加，并且变得难以减小变焦透镜的重量。在第二透镜单元L2的焦距太短以至于该值低于不等式(2)的下限的情况下，变得难以校正在广角端处的诸如慧差和场曲之类的轴外像差。在第一透镜单元L1的焦距太短以至于该值高于不等式(2)的上限的情况下，变得难以校正在望远端处的纵向和横向色差。在第二透镜单元L2的焦距太长以至于该值高于不等式(2)的上限的情况下，变焦透镜的总长度变得更长并且变焦透镜变得更大。
不等式(1)和(2)可以用下面的不等式(1a)和(2a)代替。
-0.42<f1a/f1b<-0.15(1a)
-4.80<f1/f2<-3.15(2a)
不等式(1)和(2)可以用下面的不等式(1b)和(2b)代替。
-0.39<f1a/f1b<-0.20(1b)
-4.00<f1/f2<-3.30(2b)
现在将描述根据各个示例的变焦透镜可以满足的条件。根据各个示例的变焦透镜可以满足以下不等式(3)至(8)中的一个或多个：
0.60 < f1/ft < 1.10 (3)
0.05 < D1ab/D1 < 0.25 (4)
0.50 < f12/f11 < 1.00 (5)
0.20 < M2/ft < 0.35 (6)
75 < νd1ave < 100 (7)
-0.90 < f2/fw < -0.50 (8)
这里，ft是变焦透镜在望远端处的焦距。D1ab是从第一子单元1a的最靠近像平面的透镜表面到第二子单元1b的最靠近物体的透镜表面的光轴上距离。D1是从第一透镜单元L1的最靠近物体的透镜表面到第一透镜单元L1的最靠近像平面的透镜表面的光轴上距离。f11是第一子单元1a中部署在物侧的正透镜L11的焦距。f12是第一子单元1a中部署在像侧的正透镜L12的焦距。M2是在从广角端到望远端变焦期间第二透镜单元L2的移动量，其中向像侧移动的方向被设置为正。νd1ave是第一透镜单元L1中包括的所有正透镜的相对于d线的阿贝数的平均值。fw是变焦透镜在广角端处的焦距。
为了缩短变焦透镜的总长度并校正在望远端处的球面像差、纵向色差和横向色差，不等式(3)定义了第一透镜单元L1的焦距与变焦透镜在望远端处的焦距之间的比率。在第一透镜单元L1的焦距变得太短以至于该值低于不等式(3)的下限的情况下，变得难以校正在望远端处的球面像差、纵向色差和横向色差。在第一透镜单元L1的焦距太长以至于该值高于不等式(3)的上限的情况下，变焦透镜的总长度将增加并且变焦透镜变得更大。
为了减小第二子单元1b的重量并校正在望远端处的球面像差、纵向色差和横向色差，不等式(4)定义了第一子单元1a和第二子单元1b的布置。在从第一子单元1a中最靠近像平面的透镜表面到第二子单元1b中最靠近物体的透镜表面的距离变得太短以至于该值低于不等式(4)的下限的情况下，入射在第二子单元1b上的轴上光束不能完全会聚。因此，第二子单元1b的透镜直径增加，并且变得难以减小第二子单元1b的重量。在从第一子单元1a中最靠近像平面的透镜表面到第二子单元1b中最靠近物体的透镜表面的距离太长以至于该值高于不等式(4)的上限的情况下，变得难以校正在望远端处的球面像差、纵向色差和横向色差。
不等式(5)定义了正透镜L11的焦距与正透镜L12的焦距之间的比率，以便令人满意地校正在望远端处的球面像差和纵向色差。在正透镜L12的焦距太短以至于该值低于不等式(5)的下限的情况下，变得难以校正在望远端处的球面像差和纵向色差。在L11的焦距太短以至于该值高于不等式(5)的上限的情况下，变得难以校正在望远端处的球面像差和纵向色差。
不等式(6)定义了第二透镜单元L2在变焦期间的移动量与变焦透镜在望远端处的焦距之间的比率，以便减少变焦透镜的总长度并令人满意地校正在望远端处的纵向色差。在第二透镜单元L2在变焦期间的移动量太小以至于该值低于不等式(6)的下限的情况下，第二透镜单元L2的折光力变得太强而无法获得足够的倍率-变化比率(magnification-varying ratio)，并且变得难以校正在望远端处的纵向色差。在第二透镜单元L2在变焦期间的移动量太大以至于该值高于条件表达式(6)的上限的情况下，变焦透镜变得更大。
不等式(7)定义了第一透镜单元L1中包括的所有正透镜的相对于d线的阿贝数的平均值，以便令人满意地校正在望远端处的纵向和横向色差。在第一透镜单元L1中包括的所有正透镜的相对于d线的阿贝数的平均值太小以至于该值低于不等式(7)的下限的情况下，变得难以校正在望远端处的纵向和横向色差。在第一透镜单元L1中包括的所有正透镜的相对于d线的阿贝数的平均值太大以至于该值高于不等式(7)的上限的情况下，望远端处的纵向和横向色差可以得到令人满意的校正。但是，现有玻璃材料的折射率变得太小，并且变得难以校正在望远端处的球面像差。
不等式(8)定义了第二透镜单元L2的焦距与变焦透镜在广角端处的焦距之间的比率，以便减小第二透镜单元L2的重量并校正在广角端处的诸如慧差和场曲之类的轴外像差。在第二透镜单元L2的焦距太长以至于该值低于不等式(8)的下限的情况下，第二透镜单元L2的透镜直径增加，并且变得难以减小第二透镜单元L2的重量。在第二透镜单元L2的焦距太短以至于该值高于不等式(8)的上限的情况下，变得难以校正在广角端处的诸如慧差和场曲之类的轴外像差。
不等式(3)到(8)可以用下面的不等式(3a)到(8a)代替。
0.70<f1/ft<1.00(3a)
0.10<D1ab/D1<0.23(4a)
0.58<f11/f12<0.92(5a)
0.23<M2/ft<0.32(6a)
78<νd1ave<95(7a)
-0.82<f2/fw<-0.58(8a)
不等式(3)到(8)可以用下面的不等式(3b)到(8b)代替。
0.80<f1/ft<0.96(3b)
0.15<D1ab/D1<0.21(4b)
0.66<f11/f12<0.85(5b)
0.25<M2/ft<0.30(6b)
81<νd1ave<90(7b)
-0.75<f2/fw<-0.65(8b)
将给出根据各个示例的变焦透镜的详细描述。
根据示例1的变焦透镜是七单元变焦透镜，其中后续单元从物侧到像侧依次包括具有正折光力、正折光力、负折光力、负折光力、正折光力的第三透镜单元L3至第七透镜单元L7。在根据示例1的变焦透镜中，在从广角端到望远端变焦期间，第二透镜单元L2向像侧移动，第三透镜单元L3向物侧移动，第五透镜单元L5以凸向像侧的轨迹向物侧移动，并且第六透镜单元L6向像侧移动。第一透镜单元L1、第四透镜单元L4和第七透镜单元L7在变焦期间不移动。通过以不同轨迹移动的第五透镜单元L5和第六透镜单元L6来执行聚焦。更具体而言，在从无限远处的物体(无限远物体)到近(短距离)物体聚焦期间，第五透镜单元L5和第六透镜单元L6向像侧移动。
根据示例2的变焦透镜是五单元变焦透镜，其中后续单元从物侧到像侧依次包括具有正折光力、负折光力和正折光力的第三透镜单元L3至第五透镜单元L5。在根据示例2的变焦透镜中，在从广角端到望远端变焦期间，第二透镜单元L2向像侧移动，并且第四透镜单元L4向物侧移动。第一透镜单元L1、第三透镜单元L3和第五透镜单元L5在变焦期间不移动(固定)。在根据示例2的变焦透镜中，通过移动第四透镜单元L4来执行聚焦。更具体而言，在从无限远物体到近物体聚焦期间，第四透镜单元L4向像侧移动。
根据示例3的变焦透镜是七单元变焦透镜，其中后续单元从物侧到像侧依次包括具有正折光力、负折光力、正折光力、负折光力、正折光力的第三透镜单元L3至第七透镜单元L7。在根据示例3的变焦透镜中，在从广角端到望远端变焦期间，第二透镜单元L2向像侧移动，第三透镜单元L3和第四透镜单元L4向物侧移动，并且第六透镜单元L6以凸向像侧的轨迹移动。第一透镜单元L1、第五透镜单元L5和第七透镜单元L7在变焦期间不移动(固定)。在根据示例3的变焦透镜中，通过移动第六透镜单元L6来执行聚焦。更具体而言，在从无限远物体向近物体聚焦期间，第六透镜单元L6向像侧移动。
根据示例4的变焦透镜是六单元变焦透镜，其中后续单元从物侧到像侧依次包括具有正折光力、负折光力、负折光力和正折光力的第三透镜单元L3至第六透镜单元L6。在根据示例4的变焦透镜中，在从广角端到望远端变焦期间，第二透镜单元L2向像侧移动，第四透镜单元L4以凸向像侧的轨迹向物侧移动，并且第五透镜单元L5向像侧移动。第一透镜单元L1、第三透镜单元L3和第六透镜单元L6在变焦期间不移动(固定)。在根据示例4的变焦透镜中，通过以不同轨迹移动第四透镜单元L4和第五透镜单元L5来执行聚焦。更具体而言，在从无限远物体到近物体聚焦期间，第四透镜单元L4和第五透镜单元L5向像侧移动。
在根据各个示例的变焦透镜中，第二透镜单元L2从物侧到像侧依次包括负透镜、负透镜、正透镜和负透镜。由于这样的配置，广角端处的彗差和场曲可以得到令人满意的校正、可以获得足够的负折光力，因此可以实现第二透镜单元L2的重量减小。
在根据各个示例的变焦透镜中，孔径光阑SP部署在第三透镜单元L3和第四透镜单元L4之间，或者部署在第三透镜单元L3内。
除了第四透镜单元L4至第六透镜单元L6之外的至少一个透镜单元可以在聚焦期间移动。
在各个数值示例的表面数据中，r表示各个光学表面的曲率半径，并且d(mm)表示第m个表面与第(m+1)个表面之间的轴上距离(光轴上距离)，其中m是从光入射侧开始计数的表面编号。nd表示各个光学元件的针对d线的折射率，并且νd表示光学元件的阿贝数。某种材料的阿贝数νd表示如下：
νd＝(Nd-1)/(NF-NC)
其中Nd、NF和NC分别是基于夫琅和费(Fraunhofer)线中的d线(587.6nm)、F线(486.1nm)和C线(656.3nm)的折射率。
在各个数值示例中，d、焦距(mm)、F数和半视角(度)中的每一个都具有在根据各个示例的变焦透镜L0在无限远处的物体(无限远物体)上处于对焦状态的情况下的值。“后焦距”是从最终透镜表面(最靠近像平面的透镜表面)到近轴像平面的光轴上距离，以空气等效长度表示。“透镜总长度”是通过将后焦距加到变焦透镜的从最前表面(最靠近物体的透镜表面)到最终表面的光轴上距离而获得的长度。
在光学表面为非球面的情况下，星号*附在表面编号的右侧。非球面形状表示如下：
X＝(h2/R)/[1+{1-(1+K)(h/R)2}1/2]+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10+A12×h12其中X是在光轴方向上距表面顶点的位移量，h是在与光轴正交的方向上距光轴的高度，R是近轴曲率半径，K是圆锥常数，A4、A6、A8、A10和A12为各个阶的非球面系数。各个非球面系数中的“e±XX”表示“×10±XX”。
[数值示例1]
单位：毫米
表面数据
Figure BDA0004018770520000111
Figure BDA0004018770520000121
Figure BDA0004018770520000131
非球面数据
第43表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.36103e-06A 6＝-1.88328e-10A 8＝1.14944e-13
A10＝-5.86480e-18
各种数据
变焦比2.83
Figure BDA0004018770520000132
变焦透镜单元数据
Figure BDA0004018770520000141
第一透镜单元
透镜子单元数据
透镜单元 起始表面 焦距
1a 1 206.52
1b 5 -826.03
单个透镜数据
Figure BDA0004018770520000142
[数值示例2]
单位：毫米
表面数据
Figure BDA0004018770520000143
Figure BDA0004018770520000151
Figure BDA0004018770520000161
各种数据
变焦比2.83
Figure BDA0004018770520000162
Figure BDA0004018770520000171
变焦透镜单元数据
Figure BDA0004018770520000172
第一透镜单元
透镜子单元数据
透镜单元 起始表面 焦距
1a 1 208.29
1b 5 -636.76
单个透镜数据
Figure BDA0004018770520000173
[数值示例3]
单位：毫米表面数据
Figure BDA0004018770520000181
Figure BDA0004018770520000191
非球面数据
第44表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.63430e-06A 6＝-3.85253e-10A 8＝1.42947e-13
A10＝-2.55937e-17
各种数据
变焦比2.83
Figure BDA0004018770520000201
变焦透镜单元数据
Figure BDA0004018770520000202
第一透镜单元
透镜子单元数据
透镜单元 起始表面 焦距
1a 1 164.54
1b 5 -432.99
单个透镜数据
Figure BDA0004018770520000211
[数值示例4]
单位：毫米
表面数据
Figure BDA0004018770520000212
Figure BDA0004018770520000221
非球面数据
第41表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.73775e-06A 6＝1.43818e-10A 8＝-1.24546e-12
A10＝1.73713e-15A12＝-5.94146e-19
各种数据
变焦比2.86
Figure BDA0004018770520000231
变焦透镜单元数据
Figure BDA0004018770520000232
Figure BDA0004018770520000241
第一透镜单元
透镜子单元数据
透镜单元 起始表面 焦距
1a 1 203.91
1b 5 -680.08
单个透镜数据
Figure BDA0004018770520000242
下面的表1总结了各个数值示例中的各种值。
表1
Figure BDA0004018770520000243
图像拾取装置
现在参考图9，将描述使用根据各个示例的变焦透镜作为成像光学系统的数字静态相机(图像拾取装置)的示例。在图9中，附图标记10表示相机主体，附图标记11表示成像光学系统，其包括示例1至示例4中描述的变焦透镜中的任何一个。附图标记12表示固态图像传感器，诸如CCD传感器或CMOS传感器，其内置于相机主体10中并且被配置为接收并以光电方式转换由成像光学系统11形成的光学图像。相机主体10可以是具有快速转向镜(quickturn mirror)的所谓单反相机(single-lens reflex camera)，或者可以是不具有快速转向镜的所谓无反相机(mirrorless camera)。
因此，将根据各个示例的变焦透镜应用到诸如数字静态相机之类的图像拾取装置，可以获得具有小透镜的图像拾取装置。
成像系统
成像系统(监视相机系统)可以包括根据各个示例的变焦透镜和控制变焦透镜的控制单元。在这种情况下，控制单元可以控制变焦透镜，使得各个透镜单元在变焦、聚焦和图像稳定期间如上所述地移动。此时，控制单元不必与变焦透镜集成，并且控制单元可以被配置为与变焦透镜分开的构件。例如，相对于驱动变焦透镜的各个透镜的驱动单元远程定位的控制单元(控制装置)可以包括发送用于控制变焦透镜的控制信号(命令)的发送单元。该控制单元可以远程控制变焦透镜。
向控制单元提供用于远程操作变焦透镜的诸如控制器和按钮之类的操作单元可以根据用户对操作单元的输入来控制变焦透镜。例如，操作单元可以包括放大按钮和缩小按钮。在这种情况下，控制单元可以向变焦透镜的驱动单元发送信号，以便在用户按下放大按钮的情况下增加变焦透镜的倍率，并且在用户按下缩小按钮的情况下减小变焦透镜的倍率。
成像系统还可以包括诸如液晶面板之类的显示单元，其显示关于变焦透镜的变焦的信息(移动状态)。关于变焦透镜的变焦的信息例如是各个透镜单元的变焦倍率(变焦状态)和移动量(移动状态)。在这种情况下，用户可以在查看在显示单元上显示的关于变焦透镜的变焦的信息的同时通过操作单元远程操作变焦透镜。此时，显示单元和操作单元可以通过采用触摸面板等而集成。
以上示例中的每一个都可以提供在整个变焦范围内具有高光学性能的轻型变焦透镜，以及各自具有该变焦透镜的图像拾取装置和成像系统。
虽然已经参考示例性实施例描述了本公开，但是应该理解的是，本公开不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应给予最广泛的解释，以便涵盖所有此类修改和等同的结构和功能。

Claims (17)

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、具有负折光力的第二透镜单元，以及包括多个透镜单元的后续单元，
其中，相邻的透镜单元之间的距离在变焦期间改变，
其中，在变焦期间，第一透镜单元不移动，并且第二透镜单元移动，
其中，第一透镜单元从物侧到像侧依次由第一子单元和第二子单元组成，
其中，第一子单元由两个正透镜组成，
其中，第二子单元由单个正透镜和单个负透镜组成，并且
其中，满足以下不等式：
-0.45<f1a/f1b<-0.10
-5.50<f1/f2<-3.00
其中，f1a是第一子单元的焦距，f1b是第二子单元的焦距，f1是第一透镜单元的焦距，并且f2是第二透镜单元的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下不等式：
0.60<f1/ft<1.10
其中ft是变焦透镜在望远端处的焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下不等式：
0.05<D1ab/D1<0.25
其中D1ab是从第一子单元的最靠近像平面的透镜表面到第二子单元的最靠近物体的透镜表面的光轴上距离，并且D1是从第一透镜单元的最靠近物体的透镜表面到第一透镜单元的最靠近像平面的透镜表面的光轴上距离。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下不等式：
0.50<f12/f11<1.00
其中f11是第一子单元中在物侧的正透镜的焦距，并且f12是第一子单元中在像侧的正透镜的焦距。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下不等式：
0.20<M2/ft<0.35
其中M2是从广角端到望远端变焦期间第二透镜单元的移动量，其中向像侧移动的方向被设置为正。
6.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下不等式：
75<νd1ave<100
其中νd1ave是第一透镜单元中包括的所有正透镜的相对于d线的阿贝数的平均值。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，满足以下不等式：
-0.90<f2/fw<-0.50
其中fw是变焦透镜在广角端处的焦距。
8.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述后续单元从物侧到像侧依次包括具有正折光力的第三透镜单元、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、具有负折光力的第六透镜单元和具有正折光力的第七透镜单元。
9.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述后续单元从物侧到像侧依次包括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正折光力的第五透镜单元。
10.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述后续单元从物侧到像侧依次包括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、具有正折光力的第五透镜单元、具有负折光力的第六透镜单元和具有正折光力的第七透镜单元。
11.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述后续单元从物侧到像侧依次包括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、具有负折光力的第五透镜单元和具有正折光力的第六透镜单元。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的变焦透镜，其中，所述第二透镜单元从物侧到像侧依次包括负透镜、负透镜、正透镜和负透镜。
13.一种图像拾取装置，包括：
根据权利要求1至12中的任一项所述的变焦透镜；以及
图像传感器，被配置为接收由所述变焦透镜形成的图像。
14.一种成像系统，包括：
根据权利要求1至12中的任一项所述的变焦透镜；以及
控制单元，被配置为在变焦期间控制所述变焦透镜。
15.根据权利要求14所述的成像系统，其中，所述控制单元被配置为与所述变焦透镜分离的构件，并且包括被配置为发送用于控制所述变焦透镜的控制信号的发送单元。
16.根据权利要求14所述的成像系统，其中，所述控制单元被配置为与所述变焦透镜分离的部件，并且包括用于操作所述变焦透镜的操作单元。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的成像系统，包括被配置为显示关于所述变焦透镜的变焦的信息的显示器。
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