[发明专利]变焦透镜及具有该变焦透镜的图像拾取设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种变焦透镜以及一种具有该变焦透镜的图像拾取设备，并且可较好适用于使用固态图像拾取元件的图像拾取设备（如摄像机、电子静态相机、广播相机或监控相机）或使用卤化银胶片的图像拾取设备（如相机）。

背景技术

使用具有高变焦比率并且能够减小系统尺寸的高性能变焦透镜的图像拾取设备中的拍摄光学系统是一直需要的。具有自动聚焦（自动聚焦检测）机构并且不仅能够拍摄静止图像而且还能够拍摄运动图像的图像拾取设备也是一直需要的。当来自自动聚焦机构的操作噪声在拍摄运动图像期间很大时，具有自动聚焦机构的图像拾取设备可能与运动图像一起记录操作噪声。因此，需要具有自动聚焦机构的图像拾取设备能够执行安静并且快速的聚焦。

美国专利No.8,331,035描述了一种4单元变焦透镜，其包括四个按从物侧到像侧分别具有正折光力、负折光力、正折光力和负折光力的透镜单元，其中，通过使用第四透镜单元来执行聚焦，以满意地拍摄静止图像和运动图像。美国专利No.8,451,549和日本专利申请公开No.2000-180722描述了一种5单元变焦透镜，其从物侧到像侧依次分别包括具有正折光力、负折光力、正折光力、负折光力和正折光力的五个透镜单元，其中，通过使用第四透镜单元来执行聚焦，以满意地拍摄静止图像和运动图像。

需要图像拾取设备中所使用的变焦透镜作为整体是紧凑的（缩小尺寸的），具有高变焦比率（高倍率），并且在整个变焦范围内具有高光学性能。在多数变焦透镜中，聚焦透镜单元随着变焦同步地移动，以便防止在变焦期间的聚焦变化。例如，当聚焦透镜单元和其它透镜单元受控于不同的驱动单元时，由于电机的电控延迟或速度极限而变得难以完全随着变焦同步地移动聚焦透镜单元，由此在变焦时出现失焦。

在此情况下，可以通过快速操作聚焦透镜单元来减少在变焦时的失焦。然而，该操作增加了操作噪声。因此，需要使用能够容易地防止在变焦时的失焦的聚焦系统和变焦系统。当随着变焦移动的透镜单元用作聚焦透镜单元时，聚焦透镜单元必须配有两种类型的移动机构，其为用于变焦的移动机构和用于聚焦的移动机构。还必须非常快地移动聚焦透镜单元。

当聚焦透镜单元配有两种类型的移动机构时，整个系统在尺寸上变得很大，并且在聚焦期间的操作噪声增大。相应地，图像拾取设备中所使用的变焦透镜必须具有可以容易地执行安静且快速聚焦并且可以容易地防止在变焦期间的失焦的聚焦机构。具体地说，由于在聚焦期间的操作噪声主要由聚焦透镜单元的重量确定，所以适当地设置光学路径中聚焦透镜单元的布置、尺寸和重量是重要的。

发明内容

根据本发明的变焦透镜从物侧到像侧依次包括：第一透镜单元，具有正折光力；第二透镜单元，具有负折光力；第三透镜单元，具有正折光力；以及后部单元，具有两个或更多个透镜单元，各相邻透镜单元之间的间隔被改变以执行变焦和聚焦中的至少一个，其中，后部单元包括聚焦透镜单元，聚焦透镜单元具有负折光力并且在聚焦期间移动，以及其中当变焦透镜在特定物距上聚焦时，聚焦透镜单元在变焦期间与其它透镜单元整体移动。

根据本发明的变焦透镜从物侧到像侧依次包括：第一透镜单元，具有正折光力；第二透镜单元，具有负折光力；第三透镜单元，具有正折光力；第四透镜单元，具有负折光力；以及第五透镜单元，具有负折光力或正折光力，其中，至少第一透镜单元、第三透镜单元、第四透镜单元和第五透镜单元在变焦期间移动，并且第四透镜单元在聚焦期间移动，当第二透镜单元的焦距定义为f2，第四透镜单元的焦距定义为f4，在望远端上整个变焦透镜的焦距定义为ft，并且从望远端上最接近物侧的透镜的表面到像平面的在光轴上的距离定义为Tl时，变焦透镜满足条件表达式：

0.55<f2/f4<0.8

0.7<Tl/ft<0.8。

从参照附图的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是根据本发明实施例1的透镜的截面图。

图2A是根据本发明实施例1的广角端上的透镜的像差示图。

图2B是根据本发明实施例1的中间变焦位置上的透镜的像差示图。

图2C是根据本发明实施例1的望远端上的透镜的像差示图。

图3是根据本发明实施例2的透镜的截面图。

图4A是根据本发明实施例2的广角端上的透镜的像差示图。

图4B是根据本发明实施例2的中间变焦位置上的透镜的像差示图。

图4C是根据本发明实施例2的望远端上的透镜的像差示图。