专利名称：变焦透镜和图像拾取设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变焦透镜和图像拾取设备，更具体地说，涉及一种在具有高可变放大比率(power ratio)的同时实现更宽视角和更小尺寸二者的变焦透镜和图像拾取设备。
背景技术：
近来，诸如数字静态相机、数字摄像机等等的图像拾取设备已经被小型化并且广 泛扩展用于家用。在这些图像拾取设备中，随着图像拾取元件小型化，希望具有高可变放大 比率并且具有高性能的整个透镜系统和广角变焦透镜的小型化。总体上已知，用于摄像机并且通过移动除位置距离对象侧最近的第一透镜组之外 的透镜组来实现聚焦的所谓内部聚焦型变焦透镜有助于整个透镜系统的小型化，并且提供 适合于具有大量像素的图像拾取元件的成像性能。这样的内部聚焦型变焦透镜的主流系统是这样的，第一透镜组和第三透镜组 是固定组，第二透镜组在光轴方向移动来主要改变放大率(power)，第四透镜组在光轴 方向移动来校正力变化所导致的聚焦位置并执行聚焦(例如，参见日本专利申请公开 No. 2009-175648，以下称为专利文献1)。然而，在专利文献1所描述的变焦透镜中，通过从对象侧到图像侧按顺序排列 负透镜、正透镜、和正透镜的接合(cemented)透镜来形成第一透镜组，并且广角端处的 一般视角仅仅大约30°。因此，当将实现更宽的视角时，入射到第一透镜组上的离轴 (off-axis)光线的高度提高，并且第一透镜组的有效直径增加。相应地，正组、负组、正组、和正组的四组内部聚焦型的变焦透镜中的第一透镜组 由5个透镜构成，以便在具有用于不同变化的高可变放大比率的同时实现更宽视角和更小 尺寸二者(例如，参见日本专利No. 4007258，以下称为专利文献2)。在专利文献2中描述的变焦透镜中，以通过使第一透镜组具有五透镜配置的四组 配置来实现更宽视角和更小尺寸。
发明内容
然而，在专利文献2中所描述的变焦透镜中，形成焦外(afocal)系统并且具有负 折射力的组成元件与正组成元件之间的空间填充有玻璃，以降低穿过第一透镜组的光线入 射。因此，第一透镜组中的第二透镜的厚度增大，这阻碍了小型化。相应地希望克服上述问题，并在具有高可变放大比率的同时实现更宽视角和更小 尺寸二者。按照本发明实施例，提供一种变焦透镜，包括第一透镜组，具有正折射力，并且具 有总是固定的位置；第二透镜组，具有负折射力，并且在光轴方向可移动以改变放大率；第 三透镜组，具有正折射力，并且具有总是固定的位置；第四透镜组，具有正折射力，并且在光 轴方向可移动以校正放大率变动所导致的聚焦位置并执行聚焦；以及第五透镜组，具有正折射力，从对象侧向图像侧按顺序排列第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、 和第五透镜组，第一透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列凹透镜、凸透镜、凹透镜和凸 透镜的接合透镜、以及凸透镜来形成，变焦透镜满足以下条件表达式(1)和(2)
权利要求
1.一种变焦透镜，包括第一透镜组，具有正折射力，并且具有总是固定的位置； 第二透镜组，具有负折射力，并且在光轴方向能移动以改变放大率； 第三透镜组，具有正折射力，并且具有总是固定的位置；第四透镜组，具有正折射力，并且在光轴方向能移动，以校正放大率变动所导致的聚焦 位置并执行聚焦；以及第五透镜组，具有正折射力，从对象侧向图像侧按顺序排列所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组、所 述第四透镜组、和所述第五透镜组，所述第一透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列凹透镜、凸透镜、凹透镜和凸透镜 的接合透镜、以及凸透镜来形成，以及变焦透镜满足以下条件表达式(1)和(2) (1)0. 03 < Hl' /f 1 < 0. 3(2 ) 0.3<|f2|/V(fw-ft)<0.65
2.按照权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第二透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列双凹透镜、以及双凹透镜与 双凸透镜的接合透镜来形成，并满足以下条件表达式(3) (3)0. 8 < f21/f2 < 1. 6其中，f21是第二透镜组中位置距离对象侧最近的透镜的焦距。
3.按照权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第一透镜组中距离对象侧最近的透镜是复合非球面透镜。
4.一种变焦透镜，包括第一透镜组，具有正折射力，并且具有总是固定的位置； 第二透镜组，具有负折射力，并且在光轴方向能移动以改变放大率； 第三透镜组，具有正折射力，并且具有总是固定的位置；第四透镜组，具有正折射力，并且在光轴方向能移动以校正放大率变动所导致的聚焦 位置并执行聚焦；以及第五透镜组，具有在与光轴垂直的方向能移动的可移动组，并具有正折射力， 从对象侧向图像侧按顺序排列所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组、所 述第四透镜组、和所述第五透镜组，所述第一透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列凹透镜、凸透镜、凹透镜与凸透镜 的接合透镜、以及凸透镜来形成，所述第二透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列双凹透镜、以及双凹透镜与双凸透 镜的接合透镜来形成，以及变焦透镜满足以下条件表达式(1)、(2)和(3)
5.按照权利要求4所述的变焦透镜，其中，所述第一透镜组中距离对象侧最近的透镜是复合非球面透镜。
6.按照权利要求4所述的变焦透镜，其中，所述第五透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列具有负折射力的前组和具有 正折射力的后组来形成，以及所述第五透镜组的所述前组和所述后组之一是在与光轴相垂直的方向上移动的所述 可移动组，使得图像表面上形成的图像在与光轴相垂直的方向上能移动。
7.一种图像拾取设备，包括 变焦透镜；以及用于把所述变焦透镜形成的光学图像转换为电信号的图像拾取元件； 所述变焦透镜通过从对象侧向图像侧按顺序排列以下组件来形成第一透镜组，具有 正折射力，并且具有总是固定的位置；第二透镜组，具有负折射力，并且在光轴方向能移动 以改变放大率；第三透镜组，具有正折射力，并且具有总是固定的位置；第四透镜组，具有 正折射力，并且在光轴方向能移动以校正放大率变动所导致的聚焦位置并执行聚焦；以及 第五透镜组，具有正折射力；所述第一透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列凹透镜、凸透镜、凹透镜与凸透镜 的接合透镜、以及凸透镜来形成；以及变焦透镜满足以下条件表达式(1)和(2) (1)0. 03 < Hl' /f 1 < 0. 3 (2 ) 0.3 <|f2|/A/^Tl)< 0.65其中，ΗΓ是从第一透镜组中距离图像侧最近的表面的顶点到第一透镜组的图像侧上 的主点的间隔(_表示对象侧，而+表示图像侧)，fl是第一透镜组的焦距，f2是第二透镜 组的焦距，fw是广角端处整个透镜系统的焦距，以及ft是长焦端处整个透镜系统的焦距。
8.一种图像拾取设备，包括 变焦透镜；以及用于把所述变焦透镜形成的光学图像转换为电信号的图像拾取元件； 所述变焦透镜通过从对象侧向图像侧按顺序排列以下组件来形成第一透镜组，具有 正折射力，并且具有总是固定的位置；第二透镜组，具有负折射力，并且在光轴方向能移动 以改变放大率；第三透镜组，具有正折射力，并且具有总是固定的位置；第四透镜组，具有 正折射力，并且在光轴方向能移动以校正放大率变动所导致的聚焦位置并执行聚焦；以及 第五透镜组，具有在与光轴垂直的方向能移动的可移动组，并具有正折射力；所述第一透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列凹透镜、凸透镜、凹透镜与凸透镜的接合透镜、以及凸透镜来形成；所述第二透镜组通过从对象侧向图像侧按顺序排列双凹透镜、以及双凹透镜与双凸透 镜的接合透镜来形成；以及变焦透镜满足以下条件表达式(1)、(2)和(3)
全文摘要
在此公开一种变焦透镜，包括第一透镜组；第二透镜组；第三透镜组；第四透镜组；以及第五透镜组。变焦透镜满足以下条件表达式(1)和(2)(1)0.03＜H1′/f1＜0.3；(2)；其中，H1’是从第一透镜组中距离图像侧最近的表面的顶点到第一透镜组的图像侧上的主点的间隔(-表示对象侧，而+表示图像侧)，f1是第一透镜组的焦距，f2是第二透镜组的焦距，fw是广角端处整个透镜系统的焦距，以及ft是长焦端处整个透镜系统的焦距。
文档编号G02B3/02GK102109664SQ201010595129
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月20日 优先权日2009年12月25日
发明者丰田浩司, 松永滋彦 申请人:索尼公司