专利名称：变焦镜头和图像拾取设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及变焦镜头和图像拾取设备的技术领域，更具体地涉及这样的变焦镜头和图像拾取设备的技术领域，其中，增大了放大率(magnification)和角度二者,此外还减小了直径(diameter)。
背景技术：
近年来，消费者使用的小型图像拾取设备，比如摄像机和数码相机，也已普遍用于家庭。对于这种小型图像拾取设备，需要高性能广角变焦镜头，其中，整个镜头系统的尺寸被减小并且放大率被增大。通常，作为用于摄像机的变焦镜头，可使用内对焦型变焦镜头(inner focus typezoom lens)，其中，可移动大部分被布置在物体侧上的第一透镜组之外的透镜组来进行对焦。已知，在这种内对焦型变焦镜头中，可容易地减小整个镜头系统的尺寸，此外获得了适合于具有大量像素的图像拾取装置的成像性能。在内对焦型变焦镜头中，经常使用四组型内变焦镜头系统(four-group typeinner zoom lens system),其中,第一透镜组和第三透镜组是固定的,而第二透镜组在光轴方向上被移动以主要执行变焦。另外，第四透镜组在光轴方向上被移动以通过变焦和对焦来校正焦点位置。例如，日本专利早期公开号2009-175648(以下称为专利文件I)公开了一种内对焦型变焦镜头。
发明内容
然而，专利文件I中公开的这种内对焦型变焦镜头存在一个问题，即与其它透镜组的透镜相比，第一透镜组的透镜的孔径很大。尤其是，如果尝试实现广角配置，则在广角端位置或从广角端向摄远(telephoto)端侧一点的变焦位置处,很难保证最外围部分的视角处的光量和性能。因此，第一透镜组的直径变大。另外，如果第一透镜组的直径变大，这会使整个图像拾取设备在直径方向上变大。因此，希望提供使得放大率和角度两者均增大并且此外直径减小的变焦镜头和图像拾取设备，。根据本发明的实施例，提供了变焦镜头，其包括具有正屈光力(refractingpower)且通常位于固定位置的第一透镜组，具有负屈光力且在光轴方向可移动以进行变焦的第二透镜组，具有正屈光力的第三透镜组，和在光轴方向可移动以通过变焦来校正焦点位置并进行对焦的第四透镜组，其中第一、第二、第三和第四透镜组从物体侧至成像侧依次被布置，第一透镜组由三个透镜组成，这三个透镜包括从物体侧至成像侧依次布置的负透镜、正透镜和另一个正透镜，并满足以下条件表达式(I)、(2)和(3):(I) 15.0 < ft/fw < 31.0(2)7.0 < fl/fw < 13.0
(3) -8.5 < fLl/fw < -4.0其中，fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距，ft是整个镜头系统在摄远端状态下的焦距，fl是第一透镜组的焦距，fLl是第一透镜组的负透镜的焦距。因此，在变焦镜头中，优化了第一透镜组的屈光力，并抑制了光通量在中间图像高度的遮暗(eclipse)现象。优选地，第一透镜组的透镜的至少一个面被形成为非球面。由于第一透镜组的透镜的面中的至少一个面被形成为非球面，因此抑制了中间位置至摄远端的像差的出现。优选地，第四透镜组具有正屈光力。由于第四透镜组具有正屈光力，因此抑制了第一至第三透镜组中从广角端至摄远端处出现的像差。优选地，变焦镜头进一步包括第五透镜组，其具有正屈光力并被布置在第四透镜组的成像侧。由于具有正屈光力的第五透镜组被设置在第四透镜组的成像侧，因此可抑制在振动控制时出现的偏心像差的出现以及在广角端处发生的像场弯曲。根据本发明的另一个实施例，提供了包括变焦镜头和图像摄取装置的图像拾取设备，该图像摄取装置被配置为将变焦镜头形成的光学图像转换为电信号，变焦镜头包括具有正屈光力且通常位于固定位置的第一透镜组，具有负屈光力且在光轴方向可移动以进行变焦的第二透镜组，具有正屈光力的第三透镜组，和在光轴方向可移动以通过变焦来校正焦点位置并进行对焦的第四透镜组，其中第一、第二、第三和第四透镜组从物体侧至成像侧依次被布置，第一透镜组由三个透镜组成，包括从物体侧至成像侧依次布置的负透镜、正透镜和另一个正透镜，并满足以下条件表达式(I)、(2)和(3):(I) 15.0 < ft/fw < 31.0(2)7.0 < fl/fw < 13.0(3) -8.5 < fLl/fw < -4.0其中，fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距，ft是整个镜头系统在摄远端状态下的焦距，fl是第一透镜组的焦距，fLl是第一透镜组的负透镜的焦距。因此，在图像拾取设备中，优化了第一透镜组的屈光力，并抑制了在中间图像高度处光通量的遮暗的出现。优选地，在中间变焦区域中的预定变焦区间内，改变图像拾取装置的读取区域。通过在中间变焦区域中的预定变焦区间内改变图像拾取装置的读取区域，可抑制变焦过程中变焦速度的畸形变化。总之，通过根据本发明实施例的变焦镜头和图像拾取设备，可以实现放大率和角度两者的增大，并且此外可实现直径的减小。
图1是示出根据本发明的第一实施例的变焦镜头的透镜配置的示意图；图2是图示根据将特定数值应用于变焦镜头的数值示例，图1的变焦镜头在广角端状态下的球面像差、像散和失真像差的图解视图3是类似示图但图示了图1的变焦镜头在中间焦距状态下的球面像差、像散和
失真像差;图4是类似示图但图示了图1的变焦镜头在摄远端状态下的球面像差、像散和失
真像差;图5是示出根据本发明的第二实施例的变焦镜头的透镜配置的示意图；图6是图示根据将特定数值应用于变焦镜头的数值示例的图5的变焦镜头在广角端状态下的球面像差、像散和失真像差的图解视图；图7是类似示图但图示了图5的变焦镜头在中间焦距状态下的球面像差、像散和
失真像差;图8是类似示图但图示了图5的变焦镜头在摄远端状态下的球面像差、像散和失
真像差;图9是示出根据本发明的第三实施例的变焦镜头的透镜配置的示意图；图10是图示根据将特定数值应用于变焦镜头的数值示例的图9的变焦镜头在广角端状态下的球面像差、像散和失真像差的图解视图；图11是类似示图但图示了图9的变焦镜头在中间焦距状态下的球面像差、像散和
失真像差;图12是类似示图但图示了图9的变焦镜头在摄远端状态下的球面像差、像散和失
真像差；和图13是示出根据本发明实施例的图像拾取设备的示例的框图。
具体实施例方式在下文中，将描述根据本发明优选实施例的变焦镜头和图像拾取设备。在根据本发明实施例的变焦镜头和图像拾取设备中，可保证35mm等效视角中的33mm以下的广视角，且可保证大约20至30倍的变焦比。[变焦镜头的配置]根据本发明实施例的变焦镜头包括具有正屈光力且通常位于固定位置的第一透镜组，具有负屈光力且在光轴方向可移动以进行变焦的第二透镜组，具有正屈光力的第三透镜组，和在光轴方向可移动以通过变焦来校正焦点位置并且用于对焦的第四透镜组，其中第一、第二、第三和第四透镜组从物体侧至成像侧依次被布置，第一透镜组由三个透镜组成，包括负透镜、正透镜和另一正透镜，这三个透镜从物体侧至成像侧依次被布置，并且满足以下条件表达式(I)、(2)和(3):(I) 15.0 < ft/fw < 31.0(2)7.0 < fl/fw < 13.0(3) -8.5 < fLl/fw < -4.0其中，fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距，ft是整个镜头系统在摄远端状态下的焦距，fl是第一透镜组的焦距，fLl是第一透镜组的负透镜的焦距。条件表达式(I)定义了整个镜头系统在广角端状态下的焦距与在摄远端状态下的焦距的比率。条件表达式(2)涉及第一透镜组的焦距。
如果未超过条件表达式(2)的上限，则第一透镜组的屈光力会变得过度低，且第一透镜组的大小在直径方向上会变得很大。另外，会产生光通量在中间图像高度处被大量地遮暗的不利影响。反之，如果超过了条件表达式(2)的下限，则尽管有可能减小第一透镜组的直径，但是第一透镜组的屈光力会变得过度高，且很难校正像差。条件表达式(3)定义了第一透镜组的负透镜的焦距与整个镜头系统在广角端处的焦距之间的比率。如果超过了条件表达式(3)的下限，则降低光通量高度的作用会变弱，导致很难减小直径。反之，如果超过了条件表达式(3)的上限，则第一透镜组的负透镜的屈光力会变得过高，导致难以进行像差校正。因此，根据本发明实施例的变焦镜头具有高分辨率(其可充分满足35毫米等效视角中的33毫米以下的广角)，大约20至30倍的放大率的增大，以及高密度(HD)，此外可减
小直径。另外，可降低整个变焦区域范围内的光通量的高度，以减小直径并很好地校正像差。在根据本发明实施例的变焦镜头中，第一透镜组的透镜的至少一个面被形成为非球面。第一透镜组的透镜的至少一个面被形成非球面时，可有效地校正从中间位置至摄远端的位置上的像差。在根据本发明实施例的变焦镜头中，第四透镜组优选具有正屈光力。第四透镜组具有正屈光力的情况下，可有效校正广角端至摄远端范围内屈光力由条件表达式(I)至(3)定义的第一至第三透镜组内出现的各种像差。在根据本发明实施例的变焦镜头中，优选地，将具有正屈光力的第五透镜组设置在第四透镜组的成像侧。在具有正屈光力的第五透镜组被设置在第四透镜组的成像侧的情况下，可有效校正在控制振动时出现的偏心像差以及在广角端发生的像场弯曲。[变焦镜头的数值的工作示例]在下文中，将参考附图和表格描述根据本发明实施例的变焦镜头的具体实施例以及将具体数值应用于实施例的变焦镜头的几个数值示例。应注意，表格中以及下文中使用的符号具有以下含义等等。“面号码”是从物体侧朝着成像侧进行计数的第i个面的面号码；“Ri”为第i个面的近轴曲率半径；“Di”为第i个面与第i+1个面之间的轴上面距离，即透镜的中心厚度或空气距离(air distance) ;“Ni ”为从第i个面开始的透镜等在d线(波长为587.6nm)处的折射率(refractive index) ;“vi”为从第i个面开始的透镜等在d线处的阿贝数(Abbenumber)。“面号码”的“非球面”表示该面是非球面；“Ri”的“无穷远”表示该面是平面；“Di”
的“可变”表示轴上面距离是可变的距离。“ K ”为锥形常数，“A4”、“A6”、“A8”和“A10”分别为第四、第六、第八和第十次非球面系数。“f”为焦距；“Fn0.”为光圈值(F number) 《 ”为半视角。应注意，在下面给出的包括非球面系数的表格中，“E-n”代表底数为10的指数计数法，即 “l(Tn”，例如 “0.12345E-05” 代表 “0.12345 X 1(T5”。本实施例中使用的变焦镜头包括非球面透镜面。其中，“X”是在光轴方向上离透镜表面顶点的距离或中垂度(sag amount) ;“y”为与光轴方向垂直的方向上的高度，即图像高度；“c”为透镜顶点处的近轴曲率半径，即曲率半径的倒数；“ K ”为锥形常数；“A”、“B”、“C”、“D”和“E”分别为第四、第六、第八、第十和第十二次非球面系数，非球面形状是由以下表达式I定义的:
权利要求
1.一种变焦镜头，包括: 第一透镜组，其具有正屈光力且通常位于固定位置； 第二透镜组，其具有负屈光力且在光轴方向上可移动以进行变焦； 第三透镜组，其具有正屈光力；和 第四透镜组，其在光轴方向上可移动以通过变焦校正焦点位置并进行对焦； 所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组从物体侧至成像侧依次被布置； 所述第一透镜组由三个透镜构成，所述三个透镜包括从所述物体侧至所述成像侧依次布置的负透镜、正透镜和另一个正透镜并且满足以下条件表达式(I)、(2)和(3):(1)15.0 < ft/fw < 31.0(2)7.0 < fl/fw < 13.0(3)-8.5 < fLl/fw < -4.0 其中，fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距，ft是整个镜头系统在摄远端状态下的焦距，fl是所述第一透镜组的焦距，fLl是所述第一透镜组的负透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第一透镜组的透镜的面被形成为非球面。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第四透镜组具有正屈光力。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，进一步包括: 第五透镜组，其具有正屈光力且被布置在所述第四透镜组的成像侧。
5.一种图像拾取设备，包括: 变焦镜头；和 图像拾取装置，其被配置为将所述变焦镜头形成的光学图像转换为电信号； 所述变焦镜头包括: 第一透镜组，其具有正屈光力且通常位于固定位置， 第二透镜组，其具有负屈光力且在光轴方向上可移动以进行变焦， 第三透镜组，其具有正屈光力，和 第四透镜组，其在光轴方向上可移动以通过变焦校正焦点位置并进行对焦； 所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组从物体侧至成像侧依次被布置； 所述第一透镜组由三个透镜构成，所述三个透镜包括从所述物体侧至所述成像侧依次布置的负透镜、正透镜和另一个正透镜并且满足以下条件表达式(I)、(2)和(3):(1)15.0 < ft/fw < 31.0(2)7.0 < fl/fw < 13.0(3)-8.5 < fLl/fw < -4.0 其中，fw是整个镜头系统在广角端状态下的焦距，ft是整个镜头系统在摄远端状态下的焦距，fl是所述第一透镜组的焦距，fLl是所述第一透镜组的负透镜的焦距。
6.根据权利要求5所述的图像拾取设备，其中，所述图像拾取装置的读取区域在中间变焦区域中的预定变焦区间内被改变。
全文摘要
本发明涉及变焦镜头和图像拾取设备。变焦镜头从物体侧起包括具有正屈光力的位置固定的第一透镜组、具有负屈光力且在光轴方向上可移动以变焦的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和在光轴方向上可移动的第四透镜组。第一透镜组包括从物体侧起依次布置的负透镜、正透镜和另一个正透镜，且满足(1)15.0＜ft/fw＜31.0(2)7.0＜f1/fw＜13.0(3)-8.5＜fL1/fw＜-4.0其中，fw和ft是整个镜头系统分别在广角端状态和摄远端状态下的焦距，f1是第一透镜组的焦距，fL1是第一透镜组的负透镜的焦距。
文档编号H04N5/232GK103163633SQ20121052167
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月6日 优先权日2011年12月13日
发明者宫谷崇太, 米本和希, 大道裕之, 凑笃郎 申请人:索尼公司