CN118091907A - 变焦透镜以及具有该变焦透镜的图像拾取装置 - Google Patents

变焦透镜以及具有该变焦透镜的图像拾取装置 Download PDF

Info

Publication number
CN118091907A
CN118091907A CN202311553449.6A CN202311553449A CN118091907A CN 118091907 A CN118091907 A CN 118091907A CN 202311553449 A CN202311553449 A CN 202311553449A CN 118091907 A CN118091907 A CN 118091907A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
lens unit
zoom lens
zoom
focal length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311553449.6A
Other languages
English (en)
Inventor
仲田丈晴
岩本俊二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN118091907A publication Critical patent/CN118091907A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/144—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only
    • G02B15/1445—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative
    • G02B15/144511—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having four groups only the first group being negative arranged -+-+
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/15—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective compensation by means of only one movement or by means of only linearly related movements, e.g. optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/163—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group
    • G02B15/167—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a first movable lens or lens group and a second movable lens or lens group, both in front of a fixed lens or lens group having an additional fixed front lens or group of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/20—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having an additional movable lens or lens group for varying the objective focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/22—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with movable lens means specially adapted for focusing at close distances
    • G02B15/24—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with movable lens means specially adapted for focusing at close distances having a front fixed lens or lens group and two movable lenses or lens groups in front of a fixed lens or lens group

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

公开了变焦透镜以及具有该变焦透镜的图像拾取装置。一种变焦透镜包括多个透镜单元。多个透镜单元从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元以及具有正折光力的第四透镜单元组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变。第一透镜单元包括三个或更多个透镜。在变焦期间，第一透镜单元相对于像面固定。预定的不等式被满足。

Description

变焦透镜以及具有该变焦透镜的图像拾取装置
技术领域
实施例的方面之一总体上涉及变焦透镜，并且更特定地，涉及适于诸如数字静态相机、数字摄像机、广播相机、监控相机、车载相机(车载式相机)、基于胶片的相机等的图像拾取装置的变焦透镜。
背景技术
近来，已需要用于图像拾取装置的成像光学系统具有在整个变焦范围上具有高光学性能和宽视角的紧凑变焦透镜。
日本专利公开No.2020-101750公开了一种包括部署为最靠近物体的具有负折光力的第一透镜单元的负引导型广角变焦透镜，作为宽视角是容易的具有紧凑的整体系统的变焦透镜。
日本专利公开No.2020-101750中提出的负引导型广角变焦透镜通过在从广角端到望远端的变焦期间移动具有负折光力的第一透镜单元而具有宽视角和高光学性能。
然而，如日本专利公开No.2020-101750中描述的广角变焦透镜那样使大且重的第一透镜单元移动的配置使移动机构复杂化，并且从小型化和减重的观点来看是不利的。
发明内容
根据实施例的一个方面的变焦透镜包括多个透镜单元。多个透镜单元从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元、以及具有正折光力的第四透镜单元组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变。第一透镜单元包括三个或更多个透镜。在变焦期间，第一透镜单元相对于像面固定。以下不等式被满足：
0.85<(-f1)/f2<2.00
0.00<(-f1)/f4<0.55
0.00<LD1/TTL<0.27
其中f1为第一透镜单元的焦距，f2为第二透镜单元的焦距，f4为第四透镜单元的焦距，LD1是从第一透镜单元中的最靠近物体的透镜的物侧的透镜表面到第一透镜单元中的最靠近像面的透镜的像侧的透镜表面的光轴上的距离，并且TTL是从广角端处的变焦透镜中的最靠近物体的透镜的物侧的透镜表面到像面的光轴上的距离。具有上述变焦透镜的图像拾取装置也构成本实施例的另一方面。
通过参照附图对实施例的以下描述，本公开的更多特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据示例1的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图2A和图2B分别是根据示例1的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图3是根据示例2的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图4A和图4B分别是根据示例2的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图5是根据示例3的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图6A和图6B分别是根据示例3的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图7是根据示例4的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图8A和图8B分别是根据示例4的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图9是根据示例5的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图10A和图10B分别是根据示例5的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图11是根据示例6的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图12A和图12B分别是根据示例6的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图13是根据示例7的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图14A和图14B分别是根据示例7的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图15是根据示例8的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图16A和图16B分别是根据示例8的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图17是根据示例9的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图18A和图18B分别是根据示例9的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图19是根据示例10的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图20A和图20B分别是根据示例10的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图21是根据示例11的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图22A和图22B分别是根据示例11的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图23是根据示例12的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图24A和图24B分别是根据示例12的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图25是根据示例13的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的透镜截面图。
图26A和图26B分别是根据示例13的在广角端和望远端处的对无限远物体的聚焦状态下的纵向像差图。
图27是图像拾取装置的示意图。
具体实施方式
现在参照附图，将给出根据本公开的变焦透镜、图像拾取装置和图像拾取系统的描述。
图1、图3、图5、图7、图9、图11、图13、图15、图17、图19、图21、图23和图25分别是根据示例1至13的变焦透镜在广角端(广角)和望远端(望远)处的无限远的聚焦状态下的透镜截面图。根据每个示例的变焦透镜可以是用于诸如数字静态相机、基于胶片的相机、数字摄像机、监控相机、广播相机和车载相机的图像拾取装置的变焦透镜。
在每个透镜截面图中，左侧是物侧(前)并且右侧是像侧(后)。根据每个示例的变焦透镜包括多个透镜单元。在本说明书中，透镜单元可以是在变焦期间移动或静止的一组透镜。即，在根据每个示例的变焦透镜中，相邻的透镜单元之间的距离在从广角端到望远端的变焦期间改变。每个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。
在每个透镜截面图中，Li表示变焦透镜中的从物侧起计数的第i个(其中i是自然数)透镜单元。
SP表示孔径光阑。孔径光阑SP确定(限制)最大孔径F数(Fno)的光束。IP表示像面，并且在根据每个示例的变焦透镜被用作数字静态相机或摄像机的成像光学系统的情况下，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)的成像面被部署在像面IP上。在根据任一示例的变焦透镜被用作基于胶片的相机的成像光学系统的情况下，与胶片平面相对应的感光平面被放置在像面IP上。
光轴方向上的箭头指示在从无限远到近(或短)距离的聚焦期间聚焦透镜单元的移动方向。每个透镜单元下方所示的实线箭头指示在从广角端到望远端的变焦期间每个透镜单元的移动轨迹。每个透镜单元下方的垂直虚线指示在从广角端到望远端的变焦期间每个透镜单元相对于像面是固定的。与光轴正交的方向上的双向箭头指示在图像稳定期间透镜单元的移动。
在以下每个示例中，广角端和望远端是指在用于变焦的透镜单元机械地位于光轴上的可移动范围的两端的情况下的变焦位置。
图2A、图2B、图4A、图4B、图6A、图6B、图8A、图8B、图10A、图10B、图12A、图12B、图14A、图14B、图16A、图16B、图18A、图18B、图20A、图20B、图22A、图22B、图24A、图24B、图26A和图26B分别示出根据示例1至13的变焦透镜。图2A、图4A、图6A、图8A、图10A、图12A、图14A、图16A、图18A、图20A、图22A、图24A和图26A是广角端处的像差图，并且图2B、图4B、图6B、图8B、图10B、图12B、图14B、图16B、图18B、图20B、图22B、图24B和图26B是望远端处的像差图。
在球面像差图中，Fno表示F值。球面像差图示出了d线(波长587.6nm)和g线(波长435.8nm)的球面像差量。在像散图中，S指示矢状像面上的像散量，并且M指示子午像面上的像散量。畸变图示出了d线的畸变量。色差图示出了g线的色差量。ω表示半视角(°)(近轴计算中的视角)并且指示根据光线追踪值的视角。
现在将给出根据每个示例的变焦透镜的特性配置的描述。
根据每个示例的变焦透镜包括多个透镜单元，这些多个透镜单元从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在根据每个示例的变焦透镜中，相邻的透镜单元之间的距离在从广角端到望远端的变焦期间改变。
第一透镜单元L1包括三个或更多个透镜。在从广角端到望远端的变焦期间，第一透镜单元L1相对于像面IP固定。
根据每个示例的变焦透镜满足以下不等式(1)至(3)，其中，f1为第一透镜单元L1的焦距，f2为第二透镜单元L2的焦距，f4为第四透镜单元L4的焦距。LD1是从第一透镜单元L1中的最靠近物体的透镜的物侧的透镜表面到第一透镜单元L1中的最靠近像面的透镜的像侧的透镜表面的光轴上的距离。在广角端处的变焦透镜中，TTL是从最靠近物体的透镜的物侧的透镜表面到像面IP的光轴上的距离(通过去除诸如过滤器的平行板而获得的总长度)(总透镜长度)。
0.85 < (-f1)/f2 < 2.00 (1)
0.00 < (-f1)/f4 < 0.55 (2)
0.00 < LD1/TTL < 0.27 (3)
不等式(1)是定义第一透镜单元L1的焦距f1与第二透镜单元L2的焦距f2之间的比率的不等式。在第二透镜单元L2的折光力变强并且(-f1)/f2的值变得高于不等式(1)的上限的情况下，变得难以校正像差。在第二透镜单元L2的折光力变弱并且(-f1)/f2的值变得低于不等式(1)的下限的情况下，第二透镜单元L2的移动量在变焦期间增加，并且变焦透镜变大。
不等式(2)是定义第一透镜单元L1的焦距f1与第四透镜单元L4的焦距f4之间的比率的不等式。满足不等式(2)可以在远心度被维持的同时减小变焦透镜的尺寸。在第四透镜单元L4的折光力增加并且(-f1)/f4的值变得高于不等式(2)的上限的情况下，远心度改善，但是变焦透镜变大。(-f1)/f4的值不能低于不等式(2)的下限。
不等式(3)是定义从第一透镜单元L1中的最靠近物体的透镜的物侧的透镜表面到第一透镜单元L1中的最靠近像面的透镜的像侧的透镜表面的光轴上的距离LD1与广角端处的变焦透镜的总透镜长度TTL的不等式。满足不等式(3)可以减少变焦透镜的重量。在LD1/TTL的值变得高于不等式(3)的上限的情况下，距离LD1变得太大，并且第一透镜单元L1变大。LD1/TTL的值不能低于不等式(3)的下限。
不等式(1)至(3)可以用以下不等式(1a)至(3a)代替：
0.88<(-f1)/f2<1.70(1a)
0.09<(-f1)/f4<0.52(2a)
0.07<LD1/TTL<0.25(3a)
不等式(1)至(3)可以用以下不等式(1b)至(3b)代替：
0.89<(-f1)/f2<1.41(1b)
0.16<(-f1)/f4<0.50(2b)
0.13<LD1/TTL<0.24(3b)
如上所述，根据每个示例的变焦透镜被配置为满足不等式(1)至(3)。由此，每个示例可以提供紧凑且轻量但在整个变焦范围内具有高光学性能的负引导型广角变焦透镜。
现在将描述可由根据每个示例的变焦透镜满足的配置。
在根据每个示例的变焦透镜中，第一透镜单元L1可以由具有折光力的透镜组成。由此，第一透镜单元L1中生成的像差可以被满意地校正，这有利于变焦透镜的小型化。
在根据每个示例的变焦透镜中，第二透镜单元L2可以包括孔径光阑SP。第三透镜单元L3可以是在聚焦期间移动的聚焦透镜单元。第三透镜单元可以由单个负固定焦距透镜或两个负固定焦距透镜组成。由此，可以在从短距离物体到长距离物体的聚焦上实现高光学性能。
将给出根据每个示例的变焦透镜可以满足的不等式的描述。根据每个示例的变焦透镜可以满足以下不等式(4)至(17)中的一个或多个。
这里，BFw是从对无限远物体的聚焦状态下的广角端处的变焦透镜中的最靠近像面IP的透镜的像侧的透镜表面到像面IP的光轴上的距离的空气转换量(通过去除诸如过滤器的平行板而获得的距离)(后焦距)。fw是广角端处的变焦透镜的焦距。f3是第三透镜单元L3的焦距。ft是望远端处的变焦透镜的焦距。β2t是对无限远物体的聚焦状态下的望远端处的第二透镜单元L2的横向倍率。β2w是对无限远物体的聚焦状态下的广角端处的第二透镜单元L2的横向倍率。β3t是对无限远物体的聚焦状态下的望远端处的第三透镜单元L3的横向倍率。β3w是对无限远物体的聚焦状态下的广角端处的第三透镜单元L3的横向倍率。fn1是第一透镜单元L1中的第一负透镜的焦距。fn2是第一透镜单元L1中的第二负透镜的焦距。fp1是第一透镜单元L1中的第一正透镜的焦距。
0.30 < BFw/(-f1) < 1.50 (4)
0.07 < BFw/TTL < 0.30 (5)
2.0 < TTL/(-f1) < 6.0 (6)
3.0 < TTL/fw < 7.5 (7)
0.1 < f2/(-f3) < 1.5 (8)
0.05 < f2/f4 < 0.80 (9)
0.1 < (-f3)/f4 < 2.0 (10)
0.5 < (-f1)/fw < 2.5 (11)
0.2 < (-f1)/ft < 1.4 (12)
0.5 < β2t/β2w < 3.0 (13)
0.5 < β3t/β3w < 2.0 (14)
0.5 < fn1/f1 < 2.0 (15)
0.5 < fn2/f1 < 10.0 (16)
0.5 < fp1/(-f1) < 5.0 (17)
不等式(4)是定义对无限远物体的聚焦状态下的广角端处的变焦透镜的后焦距BFw与第一透镜单元L1的焦距f1之间的比率的不等式。在第一透镜单元L1的折光力变强并且BFw/(-f1)的值变得高于不等式(4)的上限的情况下，像差校正变得困难。在第一透镜单元L1的折光力变弱并且BFw/(-f1)的值变得低于不等式(4)的下限的情况下，变焦透镜变大。
不等式(5)是定义对无限远物体的聚焦状态下的广角端处的变焦透镜的后焦距BFw与广角端处的变焦透镜的总透镜长度TTL之间的比率的不等式。满足不等式(5)可以在远心度被维持的同时减小变焦透镜的尺寸。在BFw/TTL的值变得高于不等式(5)的上限的情况下，变焦透镜变大。在BFw/TTL的值变得低于不等式(5)的下限的情况下，后焦距BFw变得太短，并且变得难以维持远心度。
不等式(6)是定义广角端处的变焦透镜的总透镜长度TTL与第一透镜单元L1的焦距f1之间的比率的不等式。在第一透镜单元L1的折光力变强并且TTL/(-f1)的值变得高于不等式(6)的上限的情况下，像差校正变得困难。在第一透镜单元L1的折光力变弱并且TTL/(-f1)的值变得低于不等式(6)的下限的情况下，变焦透镜变大。
不等式(7)是定义广角端处的变焦透镜的总透镜长度TTL与广角端处的变焦透镜的焦距fw之间的比率的不等式。在TTL/fw的值变得高于不等式(7)的上限的情况下，变焦透镜变大。在TTL/fw的值变得低于不等式(7)的下限的情况下，像差校正变得困难。
不等式(8)是定义第二透镜单元L2的焦距f2与第三透镜单元L3的焦距f3之间的比率的不等式。在第二透镜单元L2的折光力变弱并且f2/(-f3)的值变得高于不等式(8)的上限的情况下，变焦透镜变大。在第二透镜单元L2的折光力变强并且f2/(-f3)的值变得低于不等式(8)的下限的情况下，像差校正变得困难。
不等式(9)是定义第二透镜单元L2的焦距f2与第四透镜单元L4的焦距f4之间的比率的不等式。在第二透镜单元L2的折光力变弱并且f2/f4的值变得高于不等式(9)的上限的情况下，变焦透镜变大。在第二透镜单元L2的折光力变强并且f2/f4的值变得低于不等式(9)的下限的情况下，像差校正变得困难。
不等式(10)是定义第三透镜单元L3的焦距f3与第四透镜单元L4的焦距f4之间的比率的不等式。在第三透镜单元L3的折光力变弱并且(-f3)/f4的值变得高于不等式(10)的上限的情况下，变焦透镜变大。在第三透镜单元L3的折光力变强并且(-f3)/f4的值变得低于不等式(10)的下限的情况下，像差校正变得困难。
不等式(11)是定义第一透镜单元L1的焦距f1与广角端处的变焦透镜的焦距fw之间的比率的不等式。在第一透镜单元L1的折光力变弱并且(-f1)/fw的值变得高于不等式(11)的上限的情况下，变焦透镜变大。在第一透镜单元L1的折光力变强并且(-f1)/fw的值变得低于不等式(11)的下限的情况下，像差校正变得困难。
不等式(12)是定义第一透镜单元L1的焦距f1与望远端处的变焦透镜的焦距ft之间的比率的不等式。在第一透镜单元L1的折光力变弱并且(-f1)/ft的值变得高于不等式(12)的上限的情况下，变焦透镜变大。在第一透镜单元L1的折光力变强并且(-f1)/ft的值变得低于不等式(12)的下限的情况下，像差校正变得困难。
不等式(13)是定义对无限远物体的聚焦状态下的望远端处的第二透镜单元L2的横向倍率β2t与对无限远物体的聚焦状态下的广角端处的第二透镜单元L2的横向倍率β2w之间的比率的不等式。在不等式(13)不被满足的情况下，在整个变焦范围内像差校正变得困难。
不等式(14)是定义对无限远物体的聚焦状态下的望远端处的第三透镜单元L3的横向倍率β3t与对无限远物体的聚焦状态下的广角端处的第三透镜单元L3的横向倍率β3w之间的比率的不等式。在不等式(14)不被满足的情况下，在整个变焦范围内像差校正变得困难。
不等式(15)是定义作为第一透镜单元L1中的透镜之一的第一负透镜的焦距fn1与第一透镜单元L1的焦距f1之间的比率的不等式。在不等式(15)不被满足的情况下，在整个变焦范围内像差校正变得困难。
不等式(16)是定义作为第一透镜单元L1中的透镜之一的第二负透镜的焦距fn2与第一透镜单元L1的焦距f1之间的比率的不等式。在不等式(16)不被满足的情况下，在整个变焦范围内像差校正变得困难。
不等式(17)是定义作为第一透镜单元L1中的透镜之一的第一正透镜的焦距fp1与第一透镜单元L1的焦距f1之间的比率的不等式。在不等式(17)不被满足的情况下，在整个变焦范围内像差校正变得困难。
不等式(4)至(17)可以用以下不等式(4a)至(17a)代替：
0.33<BFw/(-f1)<1.11(4a)
0.10<BFw/TTL<0.27(5a)
2.3<TTL/(-f1)<5.3(6a)
3.6<TTL/fw<7.1(7a)
0.17<f2/(-f3)<1.12(8a)
0.09<f2/f4<0.62(9a)
0.15<(-f3)/f4<1.68(10a)
0.89<(-f1)/fw<2.11(11a)
0.39<(-f1)/ft<1.13(12a)
1.0<β2t/β2w<2.45(13a)
0.8<β3t/β3w<1.63(14a)
0.60<fn1/f1<1.82(15a)
0.76<fn2/f1<8.22(16a)
0.72<fp1/(-f1)<4.16(17a)
不等式(4)至(17)可以用以下不等式(4b)至(17b)代替：
0.37<BFw/(-f1)<0.75(4b)
0.12<BFw/TTL<0.24(5b)
2.7<TTL/(-f1)<4.7(6b)
4.3<TTL/fw<6.8(7b)
0.23<f2/(-f3)<0.76(8b)
0.11<f2/f4<0.45(9b)
0.17<(-f3)/f4<1.37(10b)
1.2<(-f1)/fw<1.9(11b)
0.58<(-f1)/ft<0.90(12b)
1.5<β2t/β2w<2.0(13b)
1.09<β3t/β3w<1.26(14b)
0.68<fn1/f1<1.65(15b)
1.0<fn2/f1<6.5(16b)
0.9<fp1/(-f1)<3.4(17b)
现在将给出根据每个示例的变焦透镜的详细描述。
根据示例1的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第一透镜单元L1的一部分来执行图像稳定。
根据示例2的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第二透镜单元L2的一部分来执行图像稳定。
根据示例3的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第二透镜单元L2的一部分来执行图像稳定。
根据示例4的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第一透镜单元L1的一部分来执行图像稳定。
根据示例5的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第二透镜单元L2的一部分来执行图像稳定。
根据示例6的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第四透镜单元L4的一部分来执行图像稳定。
根据示例7的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第二透镜单元L2的一部分来执行图像稳定。
根据示例8的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第二透镜单元L2的一部分来执行图像稳定。
根据示例9的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第一透镜单元L1的一部分来执行图像稳定。
根据示例10的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第二透镜单元L2的一部分来执行图像稳定。
根据示例11的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第一透镜单元L1的一部分来执行图像稳定。
根据示例12的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第一透镜单元L1的一部分来执行图像稳定。
根据示例13的变焦透镜从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负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组成。在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，并且第一透镜单元L1和第四透镜单元L4相对于像面IP固定。在聚焦期间，第三透镜单元L3移动。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第一透镜单元L1的一部分来执行图像稳定。
将在下面说明与示例1至13对应的数值示例1至13。
在每个数值示例的表面数据中，r表示每个光学表面的曲率半径，并且d(mm)表示第m个表面和第(m+1)个表面之间的轴上距离(光轴上的距离)，其中m是从光入射侧计数的表面编号。nd表示每个光学元件的d线的折射率，并且νd表示基于d线的光学元件的阿贝数。某一材料的阿贝数νd被如下地表达：
νd＝(Nd-1)/(NF-NC)
其中，Nd、NF和NC分别是基于夫琅和费线中的d线(587.6nm)、F线(486.1nm)和C线(656.3nm)的折射率。
在每个数值示例中，在根据每个示例的光学系统处于对无限远物体的聚焦状态下的情况下，设置d、焦距(mm)、F数和半视角(°)的值。后焦距BF是以空气转换长度表达的从变焦透镜L0的最终透镜表面(最靠近像面的透镜表面)到近轴像面的光轴上的距离。变焦透镜L0的总透镜长度是通过将后焦距与从第一透镜表面(最靠近物体的透镜表面)到最终透镜表面的光轴上的距离相加而获得的长度。透镜单元包括一个或多个透镜。
在光学表面是非球面的情况下，星号*被附在表面编号的右侧。非球面形状被如下地表达：
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为光轴方向上的距表面顶点的位移量，h为与光轴正交的方向上的距光轴的高度，光行进方向被设置为正，R为近轴曲率半径，K是圆锥常数，并且A4、A6、A8、A10和A12是非球面系数。每个非球面系数中的“e±XX”意为“×10±XX”。
数值示例1
单位：mm
表面数据
非球面数据
第20个表面
K＝0.00000e+00A 4＝3.64281e-04A 6＝2.03779e-06A 8＝-1.61378e-08
第21个表面
K＝0.00000e+00A 4＝3.50063e-04A 6＝1.61923e-06A 8＝-1.64849e-08
各种数据
变焦比2.34
变焦透镜单元数据
数值示例2单位：mm表面数据
非球面数据
第18个表面
K＝0.00000e+00A 4＝3.32711e-04A 6＝1.73403e-06A 8＝-1.45204e-08
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝3.39522e-04A 6＝1.63472e-06A 8＝-1.61755e-08
各种数据
变焦比2.35
变焦透镜单元数据
数值示例3单位：mm表面数据
非球面数据
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.94393e-04A 6＝7.13003e-07A 8＝-1.72892e-08
第20个表面
K＝0.00000e+00A 4＝3.24911e-04A 6＝1.01599e-06A 8＝-1.72183e-08
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例4
单位：mm
表面数据
非球面数据
第3个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-8.94309e-05A 6＝7.11824e-07A 8＝-3.52027e-09
第4个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.48535e-04A 6＝6.59805e-07A 8＝-5.15433e-09
第18个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.68346e-04A 6＝2.81044e-06A 8＝-9.40023e-08
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.67097e-04A 6＝1.59679e-06A 8＝-5.11740e-08
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例5
单位：mm
表面数据
非球面数据
第3个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-8.12193e-05A 6＝8.99724e-07A 8＝-1.19209e-08
第4个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.28410e-04A 6＝3.69150e-07A 8＝-1.09948e-08
第18个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.77887e-04A 6＝6.15575e-06A 8＝-2.56537e-08
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.14784e-04A 6＝3.85389e-06A 8＝-2.47687e-08
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例6单位：mm表面数据
/>
非球面数据
第3个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.05255e-04A 6＝6.96967e-07A 8＝-3.20460e-09
第4个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.71621e-04A 6＝6.71606e-07A 8＝-5.21171e-09
第16个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.57526e-04A 6＝2.11426e-06A 8＝-6.79744e-08
第17个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.59203e-04A 6＝1.45831e-06A 8＝-4.89468e-08
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例7
单位：mm
表面数据
/>
非球面数据
第16个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-5.16959e-05A 6＝-1.53463e-07A 8＝-3.31876e-09
第17个表面
K＝0.00000e+00A 4＝3.33206e-05A 6＝-2.05294e-07A 8＝-1.88875e-09
第20个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-3.57991e-05A 6＝-1.41049e-07A 8＝-1.54522e-09
第21个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-4.36025e-05A 6＝-1.02183e-07A 8＝-4.60803e-10
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例8
单位：mm
表面数据
非球面数据
第18个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-2.18376e-04A 6＝8.06571e-07A 8＝-7.88304e-09
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.88281e-04A 6＝7.88400e-07A 8＝-4.74781e-09
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例9
单位：mm
表面数据
非球面数据第3个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.84708e-04A 6＝1.47430e-06A 8＝-1.09499e-08
第4个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-2.31582e-04A 6＝1.38450e-06A 8＝-1.10945e-08
第18个表面
K＝0.00000e+00A 4＝4.14762e-04A 6＝-1.81540e-06A 8＝-1.40506e-09
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝4.21395e-04A 6＝-2.16529e-06A 8＝8.23735e-09
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例10
单位：mm
表面数据
非球面数据
第15个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-2.76672e-05A 6＝-3.81028e-08A 8＝1.77147e-09
第16个表面
K＝0.00000e+00A 4＝8.66431e-05A 6＝-1.50654e-07A 8＝3.16848e-09
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-2.50400e-05A 6＝-1.73349e-07A 8＝-1.30647e-09
第20个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-4.36025e-05A 6＝-1.02183e-07A 8＝-4.60803e-10
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例11
单位：mm
表面数据
非球面数据
第3个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.92346e-04A 6＝1.46585e-06A 8＝-5.19278e-09
第4个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-2.49552e-04A 6＝1.56459e-06A 8＝-7.02285e-09
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.25885e-04A 6＝-7.11818e-07A 8＝-1.70513e-08
第20个表面
K＝0.00000e+00A 4＝2.83610e-04A 6＝-1.54983e-06A 8＝-2.79368e-09
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例12
单位：mm
表面数据
非球面数据
第3个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.53281e-04A 6＝1.08426e-06A 8＝-4.18904e-09
第4个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-2.14777e-04A 6＝1.34839e-06A 8＝-7.81236e-09
第20个表面
K＝0.00000e+00A 4＝6.82662e-04A 6＝-2.35509e-06A 8＝-8.17593e-08
第21个表面
K＝0.00000e+00A 4＝7.14470e-04A 6＝-3.68516e-06A 8＝-2.76365e-08
各种数据
变焦透镜单元数据
数值示例13
单位：mm
表面数据
/>
非球面数据
第3个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.14002e-04A 6＝1.79201e-06A 8＝-9.57523e-09
第4个表面
K＝0.00000e+00A 4＝-1.76654e-04A 6＝1.89620e-06A 8＝-1.42839e-08
第18个表面
K＝0.00000e+00A 4＝9.49757e-04A 6＝5.59399e-06A 8＝-2.76077e-07
第19个表面
K＝0.00000e+00A 4＝8.99649e-04A 6＝3.06165e-06A 8＝-1.04329e-07
各种数据
变焦透镜单元数据
表1和表2总结了每个示例中的各种值。
表1
示例1 示例2 示例3 示例4 示例5 示例6 示例7
fw 12.42 12.40 12.40 14.40 14.40 14.47 20.60
ft 29.07 29.10 29.10 29.10 29.10 28.47 39.00
f1 -17.76 -18.26 -19.53 -21.90 -18.40 -22.02 -30.37
f2 17.38 17.57 17.94 19.73 18.55 18.72 24.27
f3 -24.70 -27.60 -2969 -83.23 -28.78 -72.35 -41.20
f4 39.13 45.60 45.67 61.17 46.95 57.69 96.76
LD1 16.60 12.91 13.77 15.65 11.18 12.69 19.79
TTL 82.97 83.44 82.02 75.06 78.52 72.82 95.51
BFw 12.29 12.13 12.79 11.78 11.50 13.08 12.68
fn1 -29.16 -28.64 -31.94 -17.50 -13.66 -17.13 -36.75
fn2 -28.63 -26.83 -26.23 -79.99 -80.00 -80.00 -32.74
fp1 41.85 52.58 51.42 35.25 43.89 46.37 41.83
(1) (-f1)/f2 1.02 1.04 1.09 1.11 0.99 1.18 1.25
(2) (-f1)/f4 0.45 0.40 0.43 0.36 0.39 0.38 0.31
(3) LD1/TTL 0.20 0.15 0.17 0.21 0.14 0.17 0.21
(4) BFw/(-f1) 0.69 0.66 0.65 0.54 0.62 0.59 0.42
(5) BFw/TTL 0.15 0.15 0.16 0.16 0.15 0.18 0.13
(6) TTL/(-f1) 4.67 4.57 4.20 3.43 427 3.31 3.14
(7) TTL/fw 6.68 6.73 6.61 5.21 5.45 5.03 4.64
(8) f2/(-f3) 0.70 0.64 0.60 0.24 0.64 0.26 0.59
(9) f2/f4 0.44 0.39 0.39 0.32 0.40 0.32 0.25
(10) (-f3)/f4 0.63 0.61 0.65 1.36 0.61 1.25 0.43
(11) (-f1)/fw 1.43 1.47 1.57 1.52 1.28 1.52 1.47
(12) (-f1)/ft 0.61 0.63 0.67 0.75 0.63 0.77 0.78
(13) β2t/β2w 1.90 1.88 1.87 1.84 1.71 1.76 1.52
(14) β3t/β3w 1.23 1.25 1.25 1.10 1.18 1.12 1.24
(15) fn1/f1 1.64 1.57 1.64 0.80 0.74 0.78 1.21
(16) fn2/f1 1.61 1.47 1.34 3.65 4.35 3.63 1.08
(17) fp1/(-f1) 2.36 2.88 2.63 1.61 2.39 2.11 1.38
表2
示例8 示例9 示例10 示例11 示例12 示例13
fw 20.60 14.45 20.92 14.44 14.43 14.42
ft 48.50 29.09 39.31 29.09 29.10 29.10
f1 -28.51 -18.40 -33.47 -22.35 -24.90 -23.46
f2 23.49 20.41 23.91 20.11 18.46 18.06
f3 -31.34 -59.99 -36.80 -54.92 -55.02 -59.97
f4 75.20 87.31 191.50 45.70 51.84 113.86
LD1 18.43 13.73 17.88 15.60 16.52 14.07
TTL 106.52 77.99 91.22 74.83 70.63 69.58
BFw 19.41 13.34 12.67 13.10 13.10 16.10
fn1 -46.60 -13.59 -42.70 -17.72 -25.58 -16.49
fn2 -41.93 -54.94 -34.46 -66.91 -160.29 -56.95
fp1 94.76 28.75 46.76 21.16 28.38 26.09
(1) (-f1)/f2 1.21 0.90 1.40 1.11 1.35 1.30
(2) (-f1)/f4 0.38 0.21 0.17 0.49 0.48 0.21
(3) LD1/TTL 0.17 0.18 0.20 0.21 0.23 0.20
(4) BFw/(-f1) 0.68 0.73 0.38 0.59 0.53 0.69
(5) BFw/TTL 0.18 0.17 0.14 0.18 0.19 0.23
(6) TTL/(-f1) 3.74 4.24 2.73 3.35 2.84 2.97
(7) TTL/fw 5.17 5.40 4.36 5.18 4.89 4.82
(8) f2/(-f3) 0.75 0.34 0.65 0.37 0.34 0.30
(9) f2/f4 0.31 0.23 0.12 0.44 0.36 0.16
(10) (-f3)/f4 0.42 0.69 0.19 1.20 1.06 0.53
(11) (-f1)/fw 1.38 1.27 1.60 1.55 1.73 1.63
(12) (-f1)/ft 0.59 0.63 0.85 0.77 0.86 0.81
(13) β2t/β2w 1.90 1.88 1.87 1.84 1.71 1.76
(14) β3t/β3w 1.23 1.25 1.25 1.10 1.18 1.12
(15) fn1/f1 1.63 0.74 1.28 0.79 1.03 0.70
(16) fn2/f1 1，47 2.99 1.03 2.99 6.44 2.43
(17) fp1/(-f1) 3.32 1.56 1.40 0.95 1.14 1.11
图像拾取装置
现在参考图27，将给出使用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)的描述。变焦透镜可以根据上面讨论的示例中的每一个来配置。图27图示了图像拾取装置10的配置。图像拾取装置10包括相机主体13、包括根据示例1至13中任一项的变焦透镜的透镜装置11、以及被配置为对由变焦透镜形成的图像进行光电转换的图像传感器(光接收元件)12。图像传感器12可以使用CCD传感器或CMOS传感器。透镜装置11和相机主体13可以彼此一体化，或者可以被可拆卸地配置。相机主体13可以是具有快速转向镜的所谓的单镜头反射相机或者是没有快速转向镜的所谓的无反射镜相机。根据此示例的图像拾取装置10可以小且轻量，并且具有高光学性能。
根据此示例的图像拾取装置10不限于图27所示的数字静态相机，而是可应用于诸如广播相机、基于胶片的相机、监控相机等的各种图像拾取装置。
图像拾取系统
图像拾取系统(监控相机系统)可以包括根据以上示例中的任一个的变焦透镜和被配置为控制变焦透镜的控制单元。在此情况下，控制单元被配置为控制变焦透镜，使得每个透镜单元在变焦、聚焦和图像稳定期间如上所述地移动。控制单元不需要与变焦透镜一体化，并且可以与变焦透镜分离。例如，与被配置为驱动变焦透镜中的每个透镜的驱动单元远程地部署的控制单元(控制装置)可以包括被配置为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地控制变焦透镜。
通过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的操作单元，可以根据用户的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。可以从控制单元向变焦透镜L0的驱动单元发送信号，使得在用户按下放大按钮的情况下，变焦透镜的倍率增加，并且在用户按下缩小按钮的情况下，变焦透镜的倍率减小。
图像拾取系统可以包括被配置为显示关于变焦透镜的变焦的信息(移动状态)的诸如液晶面板的显示单元。关于变焦透镜的变焦的信息例如是每个透镜单元的移动量(移动状态)和变焦倍率(变焦状态)。在此情况下，用户可以在查看显示在显示单元上的关于变焦透镜的变焦的信息的同时，通过操作单元远程地操作变焦透镜。显示单元和操作单元可以通过采用触摸面板等被一体化。
根据以上示例中的任一个的变焦透镜中的第四透镜单元可以由单个正固定焦距透镜组成。
虽然已参考实施例描述本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的实施例。所附权利要求的范围应符合最宽泛的解释，以便涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。
每个示例可以提供紧凑且轻量但在整个变焦范围内具有高光学性能的负引导型广角变焦透镜。

Claims (26)

1.一种变焦透镜，所述变焦透镜包括多个透镜单元，所述多个透镜单元从物侧到像侧依次由具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有负折光力的第三透镜单元、以及具有正折光力的第四透镜单元组成，
其中，在从广角端到望远端的变焦期间，相邻的透镜单元之间的距离改变，
其特征在于，第一透镜单元包括三个或更多个透镜，
其中，在变焦期间，第一透镜单元相对于像面固定，并且
其中，以下不等式被满足：
0.85<(-f1)/f2<2.00
0.00<(-f1)/f4<0.55
0.00<LD1/TTL<0.27
其中f1为第一透镜单元的焦距，f2为第二透镜单元的焦距，f4为第四透镜单元的焦距，LD1是从第一透镜单元中的最靠近物体的透镜的物侧的透镜表面到第一透镜单元中的最靠近像面的透镜的像侧的透镜表面的光轴上的距离，并且TTL是从广角端处的变焦透镜中的最靠近物体的透镜的物侧的透镜表面到像面的光轴上的距离。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.30<BFw/(-f1)<1.50
其中BFw是从广角端处的变焦透镜中的最靠近像面的透镜的像侧的透镜表面到像面的光轴上的距离的空气转换量。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.07<BFw/TTL<0.30
其中BFw是从广角端处的变焦透镜中的最靠近像面的透镜的像侧的透镜表面到像面的光轴上的距离的空气转换量。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
2.0<TTL/(-f1)<6.0。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
3.0<TTL/fw<7.5
其中fw是广角端处的变焦透镜的焦距。
6.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.1<f2/(-f3)<1.5
其中f3是第三透镜单元的焦距。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.05<f2/f4<0.80。
8.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.1<(-f3)/f4<2.0
其中f3是第三透镜单元的焦距。
9.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.5<(-f1)/fw<2.5
其中fw是广角端处的变焦透镜的焦距。
10.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.2<(-f1)/ft<1.4
其中ft是望远端处的变焦透镜的焦距。
11.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.5<β2t/β2w<3.0
其中β2t为望远端处的第二透镜单元的横向倍率，并且β2w为广角端处的第二透镜单元的横向倍率。
12.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，以下不等式被满足：
0.5<β3t/β3w<2.0
其中β3t为望远端处的第三透镜单元的横向倍率，并且β3w为广角端处的第三透镜单元的横向倍率。
13.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第一透镜单元包括第一负透镜，并且以下不等式被满足：
0.5<fn1/f1<2.0
其中fn1是第一负透镜的焦距。
14.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第一透镜单元包括第二负透镜，并且以下不等式被满足：
0.5<fn2/f1<10.0
其中fn2是第二负透镜的焦距。
15.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第一透镜单元包括第一正透镜，并且以下不等式被满足：
0.5<fp1/(-f1)<5.0
其中fp1是第一正透镜的焦距。
16.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第一透镜单元由具有折光力的透镜组成。
17.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，在从广角端到望远端的变焦期间，第四透镜单元相对于像面固定。
18.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第二透镜单元包括孔径光阑。
19.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第四透镜单元由单个正固定焦距透镜组成。
20.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第一透镜单元从物侧到像侧依次由负透镜、负透镜和正透镜组成。
21.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第一透镜单元从物侧到像侧依次由负透镜、负透镜、正透镜和负透镜组成。
22.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，第一透镜单元从物侧到像侧依次由负透镜、负透镜、负透镜、正透镜和负透镜组成。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的变焦透镜，其特征在于，第三透镜单元是在聚焦期间移动的聚焦透镜单元。
24.根据权利要求23所述的变焦透镜，其特征在于，第三透镜单元由单个负固定焦距透镜组成。
25.根据权利要求23所述的变焦透镜，其特征在于，第三透镜单元由两个负固定焦距透镜组成。
26.一种图像拾取装置，包括：
根据权利要求1至25中任一项所述的变焦透镜；以及
图像传感器，所述图像传感器被配置为接收由所述变焦透镜形成的图像光。
CN202311553449.6A 2022-11-25 2023-11-21 变焦透镜以及具有该变焦透镜的图像拾取装置 Pending CN118091907A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022188559A JP2024076793A (ja) 2022-11-25 2022-11-25 ズームレンズ、およびそれを有する撮像装置、撮像システム
JP2022-188559 2022-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118091907A true CN118091907A (zh) 2024-05-28

Family

ID=89225017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311553449.6A Pending CN118091907A (zh) 2022-11-25 2023-11-21 变焦透镜以及具有该变焦透镜的图像拾取装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240176118A1 (zh)
JP (1) JP2024076793A (zh)
CN (1) CN118091907A (zh)
DE (1) DE102023132645A1 (zh)
GB (1) GB2625907A (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012027262A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
US9250425B2 (en) * 2012-12-04 2016-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Zoom lens and electronic device including the same
JP6566922B2 (ja) * 2016-09-14 2019-08-28 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する撮像装置
JP7183032B2 (ja) 2018-12-25 2022-12-05 株式会社タムロン ズームレンズ及び撮像装置
JP7293017B2 (ja) * 2019-07-18 2023-06-19 キヤノン株式会社 光学系および光学機器

Also Published As

Publication number Publication date
GB202317355D0 (en) 2023-12-27
US20240176118A1 (en) 2024-05-30
DE102023132645A1 (de) 2024-05-29
JP2024076793A (ja) 2024-06-06
GB2625907A (en) 2024-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111630431B (zh) 变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取装置
CN111630430B (zh) 变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取装置
CN110082896B (zh) 变焦透镜、包括变焦透镜的图像拾取装置和图像拾取系统
JP2007121611A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
US11940606B2 (en) Optical system and imaging apparatus having the same
US12007538B2 (en) Optical system, image pickup apparatus, and image pickup system
CN108227162B (zh) 变焦透镜及其控制设备以及图像拾取装置
CN113448068B (zh) 变焦透镜和成像装置
CN113176660B (zh) 变焦透镜及具有变焦透镜的图像拾取装置和图像拾取系统
CN112444958B (zh) 变焦镜头、镜头设备和摄像设备
JP5505770B2 (ja) ズームレンズ、光学機器
JP2021140106A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
CN118091907A (zh) 变焦透镜以及具有该变焦透镜的图像拾取装置
CN112327470B (zh) 变焦镜头和摄像装置
CN113031237B (zh) 变焦透镜和图像拾取装置
US20230213739A1 (en) Zoom lens and image pickup apparatus having the same
US20240192474A1 (en) Zoom lens, image pickup apparatus, and image pickup system
CN113031236B (zh) 变焦透镜和图像拾取装置
US20240077708A1 (en) Zoom lens and image pickup apparatus
US20230408800A1 (en) Zoom lens, and image pickup apparatus having the same
US20240219695A1 (en) Zoom lens, image pickup apparatus, and image pickup system
US20240159996A1 (en) Zoom lens, image pickup apparatus, and image pickup system
US20230213744A1 (en) Zoom lens, image pickup apparatus, and imaging system
CN117233940A (zh) 变焦透镜、具有该变焦透镜的图像拾取装置和成像系统
CN116381918A (zh) 变焦透镜、图像拾取装置和成像系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication