專利名稱：變焦鏡頭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小巧的變焦鏡頭系統(tǒng)，具有約二至四的變焦比，少量的色差和整個(gè)圖像上的高光學(xué)性能，適用于使用諸如固態(tài)成像器件之類成像器件的錄像機(jī)和靜態(tài)電子照像機(jī)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了許多適用于使用諸如固態(tài)成像器件之類成像器件的錄像機(jī)和靜態(tài)電子照像機(jī)的變焦鏡頭。在其中，變焦鏡頭系統(tǒng)的、變焦比約為二至四的變焦鏡頭系統(tǒng)的大多數(shù)在透鏡系統(tǒng)的最靠近被攝物體一側(cè)有負(fù)透鏡。例如在日本專利申請11-23967中公開有這樣一種變焦鏡頭系統(tǒng)。
近年來在使用諸如固態(tài)成像器件之類成像器件的錄像機(jī)和靜態(tài)電子照像機(jī)中使用的像素?cái)?shù)在不斷地增加。由于這種趨勢，人們要求透鏡系統(tǒng)在整個(gè)圖像上具有較高的光學(xué)性能。尤其是，要求透鏡系統(tǒng)不但在周邊具有高的光學(xué)性能還要降低閃爍成分和色差。
然而，在日本已公開專利申請11-23967中公開的變焦系統(tǒng)及類似系統(tǒng)都有在整個(gè)圖像上降低閃爍成分或色差的能力不足的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種變焦鏡頭系統(tǒng)，所述變焦鏡頭系統(tǒng)具有約二至四的變焦比，少量的色差和整個(gè)圖像上的高光學(xué)性能，適用于使用諸如固態(tài)成像器件之類成像器件的錄像機(jī)和靜態(tài)電子照像機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，變焦鏡頭系統(tǒng)沿光軸從被攝物體開始依次包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1和具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的距離減少。第二透鏡組G2從被攝物體開始依次含有具有具有正的折射本領(lǐng)的第一膠合透鏡U21和具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第二膠合透鏡U22。第二透鏡組G2中的第一膠合透鏡U22由膠合有負(fù)透鏡U22N的正透鏡U22P構(gòu)成。第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23由膠合有正透鏡U23P的負(fù)透鏡U23N構(gòu)成。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，變焦鏡頭系統(tǒng)還包括一個(gè)第三透鏡組G3，具有正折射本領(lǐng)，位于第二透鏡組G2的圖像側(cè)。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)，第三透鏡組G3基本上相對于像平面固定。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，滿足以下的條件表達(dá)式0.80＜f2/|f22|＜1.70 (1)1.40＜f23/|f22|＜3.50 (2)式中f2表示第二透鏡組G2的焦距，f22表示第二透鏡組G2中的第一膠合透鏡U22的焦距，而f23表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23的焦距。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，滿足以下的條件表達(dá)式n23N-n23P＞0.13 (3)υ23P-υ23N＞15 (4)式中n23P表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23中的正透鏡U23p的d行(λ＝587.6nm)的折射率，n23N表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23中的負(fù)透鏡U23N的d行的折射率，υ23P表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23中的正透鏡U23P的色散系數(shù)，而υ23N表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23中的負(fù)透鏡U23N的色散系數(shù)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第二透鏡組G2中的第一透鏡U21的至少一個(gè)表面是非球面形的表面，它的折射本領(lǐng)隨著與光軸分開的高度加大變?nèi)醯男螤睢?br> 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，沿光軸從變焦鏡頭系統(tǒng)被攝物體開始依次包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1，和具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2。第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間安排一個(gè)固定的光闌FS。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的距離減少。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向一定的中間焦距狀態(tài)M變化時(shí)，隨著固定的光闌FS帶著第二透鏡組G2在主體內(nèi)移動(dòng)，第一透鏡組G1與固定的光闌FS之間的距離減少。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從一定的中間焦距狀態(tài)M向遠(yuǎn)方取像端態(tài)T變化時(shí)，隨著固定的光闌FS與第一透鏡組G1一起在體內(nèi)移動(dòng)，第二透鏡組G2與固定的光闌FS之間的距離減少。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，滿足以下的條件表達(dá)式0.80＜fM/(fW·fT)1/2＜1.30 (5)0.25＜D2W/(D1W+D2W)＜0.65 (6)φFS·FNOT/fT＞1.40 (7)φFS/φST＜1.20 (8)式中fW表示廣角端狀態(tài)W中變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距，fM表示一定的中間焦距狀態(tài)M中的焦距，而fT表示在遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距，D1W表示廣角端狀態(tài)W中第一透鏡組G1的最靠近圖像側(cè)的表面與固定的光闌FS之間的距離，D2W表示廣角端狀態(tài)W中固定的光闌FS與第二透鏡組G2的最靠近被攝物體側(cè)的表面與之間的距離，F(xiàn)NOT表示在遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中的變焦鏡頭系統(tǒng)的f數(shù)，φFS表示固定光闌FS的直徑，而φST表示在遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T中孔徑光闌S的最大直徑。


圖1是截面圖，示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的例1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列。
圖2用圖表示出在廣角端狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖3用圖表示出在中間焦距狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡各種像差。
圖4用圖表示出在遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡各種像差。
圖5是截面圖，示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的例2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列。
圖6用圖表示出在廣角端狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡各種像差。
圖7用圖表示出在中間焦距狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡各種像差。
圖8用圖表示出在遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡各種像差。
圖9是截面圖，示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的例3所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列。
圖10用圖表示出在廣角端狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例3所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖11用圖表示出在中間焦距狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例3所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡各種像差。
圖12用圖表示出在遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例3所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖13是截面圖，示出本發(fā)明的第二實(shí)施例的例4所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列，并附有透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W、經(jīng)某一定的中間焦距狀態(tài)M、向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T的變化。
圖14用圖表示出在廣角端狀態(tài)W，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例4所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖15用圖表示出在該一定的中間焦距狀態(tài)M，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例4所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖16用圖表示出在遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例4所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖17是截面圖，示出本發(fā)明的第二實(shí)施例的例5所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列，并附有透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W、經(jīng)某一定的中間焦距狀態(tài)M、向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T的變化。
圖18用圖表示出在廣角端狀態(tài)W，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例5所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖19用圖表示出在該一定的中間焦距狀態(tài)M，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例5所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖20用圖表示出在遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例5所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖21是截面圖，示出本發(fā)明的第二實(shí)施例的例6所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列，并附有透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W、經(jīng)某一定的中間焦距狀態(tài)M、向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T的變化。
圖22用圖表示出在廣角端狀態(tài)W，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例6所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖23用圖表示出在該一定的中間焦距狀態(tài)M，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例6所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
圖24用圖表示出在遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例6所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出一種變焦鏡頭系統(tǒng)，所述變焦鏡頭系統(tǒng)沿光軸從被攝物體起始依次包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1和具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2，其中，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間距減小。
透鏡系統(tǒng)具有上述結(jié)構(gòu)的原因在于，在使用諸如固態(tài)成像器件之類成像器件的錄像機(jī)和靜態(tài)電子照像機(jī)中，按照固態(tài)成像器件的特性，透鏡系統(tǒng)的出射光瞳位置必須放置得遠(yuǎn)離像平面。因此，當(dāng)除了第一和第二透鏡組外的透鏡組存在時(shí)，優(yōu)選地，所述透鏡組在整體上有正的折射本領(lǐng)，這里所述的透鏡組包括第三透鏡組，而第三透鏡組位于第二透鏡組的圖像側(cè)。這樣出射光瞳的位置就遠(yuǎn)離像平面，以滿足上述的要求。[第一實(shí)施例]現(xiàn)在說明第二透鏡組G2的透鏡結(jié)構(gòu)。在諸如本發(fā)明的包括有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1和有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2這樣的變焦鏡頭系統(tǒng)中，變焦鏡頭系統(tǒng)的光學(xué)性能在很大的程度上取決于第二透鏡組G2。盡管所述的變焦鏡頭系統(tǒng)整體上有正的折射本領(lǐng)，第一透鏡組G1卻有負(fù)的折射本領(lǐng)，從而有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2不可避免地成為成像的主力。因此，加大了數(shù)值孔徑(NA)，這就易于產(chǎn)生像差。
在本發(fā)明中，第二透鏡組G2沿光軸從被攝物體依次含有具有正的折射本領(lǐng)的第一透鏡U21和具有在整體上具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一膠合透鏡U22和在整體上具有正的折射本領(lǐng)的第二膠合透鏡U23。
因此，透鏡系統(tǒng)的折射本領(lǐng)分布幾乎成為所謂的“對稱”形，從而可通過既降低在軸像差也降低離軸像差得到較高的光學(xué)性能。
第二透鏡組G2中的第一膠合透鏡U22由具有膠合有負(fù)折射率的透鏡U22N的正折射率透鏡U22P構(gòu)成。第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23具有由膠合有正折射率透鏡U23P的負(fù)折射率的透鏡U23N構(gòu)成。
因此第二透鏡組G2中產(chǎn)生的色差量在整體上由于透鏡組的結(jié)構(gòu)而顯著地降低了。
另外，所述變焦鏡頭系統(tǒng)包括第三透鏡組G3，第三透鏡組G3位于第二透鏡組G2的圖像側(cè)。優(yōu)選地，當(dāng)透鏡組的位置從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第三透鏡組G3基本上相對于像平面固定。通過利用這種結(jié)構(gòu)，可使出射光瞳的位置遠(yuǎn)離圖像平面。因此，固態(tài)成像設(shè)備的特性得到改善，可實(shí)現(xiàn)較高的光學(xué)性能。
優(yōu)選地，滿足以下的條件表達(dá)式0.80＜f2/|f22|＜1.70 (1)1.40＜f23/|f22|＜3.50 (2)式中f2表示第二透鏡組G2的焦距，f22表示第二透鏡組G2中的第一膠合透鏡U22的焦距，而f23表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23的焦距。
條件表達(dá)式(1)確定了第二透鏡組G2的焦距與第一膠合透鏡U22的焦距的之比的合適范圍。
如果該比率超過了條件表達(dá)式(1)的上限，換言之，如果第一膠合透鏡U22的折射本領(lǐng)相對于第二透鏡組G2過強(qiáng)，由第一膠合透鏡U22產(chǎn)生的正球面形色差就變得過大。因此，這樣的球面形色差不能由其它的透鏡糾正，從而大量的球面形色差得不到糾正。因而得不到較高的光學(xué)性能。在此情況下，由于第一膠合透鏡U22的圖像側(cè)透鏡表面的折射本領(lǐng)加大，該表面產(chǎn)生的橫向色差極大。因此，這樣的橫向色差不能由其它的透鏡糾正，從而大量的橫向色差得不到糾正。因而就不能達(dá)到本發(fā)明的降低色差的目的。
另一方面，如果該比率低于條件表達(dá)式(1)的下限，換言之，如果第一膠合透鏡U22的折射本領(lǐng)相對于第二透鏡組G2過弱，由第一膠合透鏡U22產(chǎn)生的正球面形色差就變得過小。因此，其它的透鏡產(chǎn)生的負(fù)球面形色差不能受到糾正，從而球面形色差得不到糾正。因而得不到較高的光學(xué)性能。
條件表達(dá)式(2)確定了第二膠合透鏡U23的焦距與第一膠合透鏡U22的焦距的之比的合適范圍。
如果該比率超過了條件表達(dá)式(2)的上限，換言之，如果第二膠合透鏡U23的折射本領(lǐng)相對于第一膠合透鏡U22過弱，透鏡U21的正折射本領(lǐng)就必需加強(qiáng)以使第二透鏡組G2能夠作為整體得到合適的正折射本領(lǐng)。因此，折射本領(lǐng)分配大大地偏離了對于色差糾正有利的對稱型折射本領(lǐng)分布，從而色差得不到充分糾正。從而得不到較高的光學(xué)性能。
另一方面，如果該比率低于條件表達(dá)式(2)的下限，換言之，換言之，如果第二膠合透鏡U23的折射本領(lǐng)相對于第一膠合透鏡U22過強(qiáng)，第二透鏡組G2能夠作為整體所需要的正折射本領(lǐng)的絕大多數(shù)由第二膠合透鏡U23產(chǎn)生，從而使第一膠合透鏡U21的折射本領(lǐng)變得相對較小。因此，折射本領(lǐng)分布大大地偏離了對于色差糾正有利的對稱型折射本領(lǐng)，從而色差得不到充分糾正。從而得不到較高的光學(xué)性能。
此外，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，最好滿足以下的條件表達(dá)式(3)和(4)n23N-n23P＞0.13 (3)υ23P-υ23N＞15 (4)式中n23P表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23中的正透鏡U23p的d行(λ＝587.6nm)的折射率，n23N表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23中的負(fù)透鏡U23N的d行的折射率，υ23P表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23中的正透鏡U23P的色散系數(shù)，而υ23N表示第二透鏡組G2中的第二膠合透鏡U23中的負(fù)透鏡U23N的色散系數(shù)。
條件表達(dá)(3)確定了構(gòu)成第二膠合透鏡U23的正透鏡U23P的折射率與負(fù)透鏡U23N的折射率的之比的合適范圍。
如果該比率低于條件表達(dá)(3)的下限，換言之，正透鏡U23P的折射率與負(fù)透鏡U23N的折射率的之差變得極小時(shí)，第二膠合透鏡U23的色差糾正能夠變?nèi)?。換言之，為了得到足夠的色差糾正效果，透鏡U23P和U23N的粘接面的曲率變得極大，從而由該表面產(chǎn)生的色差量變大。因此不但得不到較高的光學(xué)性能，透鏡U23P沿光軸方向的厚度也要加大以確保透鏡的邊緣厚度。結(jié)果不能達(dá)到小巧的變焦鏡頭系統(tǒng)。
條件表達(dá)式(4)確定了構(gòu)成第二膠合透鏡U23的正透鏡U23P的色散系數(shù)與負(fù)透鏡U23N的色散系數(shù)的之差的合適范圍。
如果該差低于條件表達(dá)式(4)的下限，換言之，正透鏡U23P的色散系數(shù)與負(fù)透鏡U23N的色散系數(shù)的之差變得極小時(shí)，第二膠合透鏡U23的色差糾正效果變差。為了得到足夠的色差糾正效果，透鏡U23P和U23N的粘接面的曲率變得極大，從而由該表面產(chǎn)生的色差量變大。因此不但得不到較高的光學(xué)性能，透鏡U23P沿光軸方向的厚度也要加大以確保透鏡的邊緣厚度。結(jié)果不能達(dá)到小巧的變焦鏡頭系統(tǒng)。
而且，最好第二透鏡組G2中的透鏡U21的至少一個(gè)表面是非球面形的，具有折射本領(lǐng)隨著距光軸分開的高度加大變低的形狀。
從而由透鏡U21產(chǎn)生的負(fù)球面形像差可以降低。因此，由于可以有效降低第二透鏡組G2作為整體產(chǎn)生的負(fù)球面形像差，可以達(dá)到較高的光學(xué)性能。
對于根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭系統(tǒng)，有可能通過向垂直于光軸的方向移動(dòng)透鏡組的一部分去移動(dòng)像平面中的圖像。由于使用這種效果，可以把根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭系統(tǒng)用作所謂的抗振動(dòng)透鏡。
下面參照

本發(fā)明的第一實(shí)施例的幾個(gè)示例。<例1>
圖1是截面圖，示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的例1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列。沿光軸從被攝物體起的次序，該變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1、具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2和具有正的折射本領(lǐng)的第三透鏡組G3。
依離開物體的次序，第一透鏡組G1含有一個(gè)有面對物體的凸面的表面和面對圖像的球形表面的負(fù)的新月形透鏡、面對圖像的較強(qiáng)下凹表面的雙凹負(fù)透鏡，以及一個(gè)具有面對物體的凸表面的正新月形透鏡。
依離開物體的次序，第二透鏡組G2含有孔徑光闌S，面對物體的較強(qiáng)上凸表面的雙凸正透鏡U21、由膠合雙凹負(fù)透鏡U22N的雙凸正透鏡U22P構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡U22，以及由具有面對物體的凸面并膠合雙凸正透鏡U23P的負(fù)新月形透鏡U23N構(gòu)成的膠合正透鏡U23。雙凸正透鏡U21的物體一側(cè)的表面為非球面形表面，該非球面形的形狀為折射本領(lǐng)隨著離開光軸的高度變?nèi)醯男螤睢?br> 當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第一透鏡組G1與第二透鏡組G2間隔減小。
還有，第三透鏡組G3含有具有面對物體的凸的、非球面形表面的正新月形透鏡安排在第二透鏡組G2的圖像一側(cè)。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第三透鏡組G3基本上相對于像平面是固定的。
包括例1的全部數(shù)個(gè)例子都有低通濾波器P1，用于截?cái)喔哂谥T如安排在圖像平面中的CCD之類的固態(tài)成像器件的分辨率極限的空間頻率的光；以及一個(gè)蓋玻璃片P2，用于保護(hù)成像器件。
與例1相關(guān)的各種值列于表1中。表1中f表示變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距，F(xiàn)NO表示f數(shù)，而ω代表視角(最大入射角)的一半，單位是度[°]。在透鏡數(shù)據(jù)中，nd表示d行(λ＝587.6nm)的折射率，而υ代表色差。略去空氣的折射率(n＝1.00000)。
非球面形表面以下式表達(dá)x＝cy2/{1+(1-kc2y2)1/2}+C4y4+C6y6+…式中y代表相對光軸的垂直方向上的高度、x代表弛垂度量、c代表參照曲率半徑，k代表圓錐系數(shù)，C4、C6…代表非球面形系數(shù)。
在非球面形數(shù)據(jù)中，E-n代表“×10-n。例如，1.234E-05代表1.234×10-5。
在以后的數(shù)值例表中，符號(hào)和非球面形表達(dá)式都與本例相同。在各數(shù)值表中，長度單位一般采用“mm”，諸如用于焦距、曲率半徑及光學(xué)表面之間間隔等。然而由于按比例增大或縮小其尺寸的光學(xué)系統(tǒng)可以得到相似的光學(xué)性能，單位不必限于“mm”，可采用任何其它的單位。
表1(規(guī)格)焦距廣角端 中間遠(yuǎn)方取像端f 7.4012.50 21.30FNO 2.8 3.5 4.7ω 38.7 24.915.1(透鏡數(shù)據(jù))鏡面號(hào) 曲率半徑 鏡面距離ndν1 26.07831.5001.74014 49.182 7.69615.8003-155.87850.9001.58913 61.184 31.78240.5505 16.88012.2001.80518 25.436 44.0584(D6)7∞ 1.900孔徑光闌8 8.85112.4501.69350 53.229-166.63760.10010 13.47132.3001.71300 53.8511-13.47130.9001.80440 39.5912 6.80620.80013 22.13920.9001.83400 37.1714 6.58852.4501.60311 60.6815-34.6543 (D15)16 17.08992.4001.58313 59.6217 46.49121.80018 ∞2.7601.45850 68.0019 ∞1.44120 ∞0.5001.51680 64.2021 ∞(Bf)(非球面形數(shù)據(jù))鏡面號(hào)2κ＝0.1000C4＝+1.27310E-04C6＝+1.34320E-06C8＝-7.35590E-09C10＝+1.30540E-10鏡面號(hào)8κ＝1.0000C4＝-1.13270E-04C6＝-1.12000E-06C8＝+1.65790E-08C10＝-7.00210E-10
鏡面號(hào)16κ＝1.0000C4＝-2.52820E-05C6＝+1.92860E-06C8＝-4.85170E-08C10＝+5.50360E-10(變焦時(shí)可變的間隔)位置 廣角端 中間 遠(yuǎn)方取像端f7.4012.50 21.30D6 25.0716 11.2706 3.0000D15 6.7504 12.5982 22.6956Bf 1.0272 1.0273 1.0196(條件表達(dá)式計(jì)算結(jié)果)(1)f2/|f22|＝1.024(2)f23/|f22|＝2.98(3)n23N-n23P＝0.2309(4)ν23P-ν23N＝23.51圖2、3、4分別用圖表示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)及遠(yuǎn)方取像端態(tài)中，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。在示出象散的圖表中，實(shí)線指示弧矢像平面，而虛線指示子午像平面。標(biāo)號(hào)ω代表視角(最大入射角)的一半，單位是度[°]。在示出慧形像差圖表中，慧形像差的量表示在每個(gè)入射角處。各圖表中，c表示c行(λ＝656.3nm)的像差量、d表示d行(λ＝587.6nm)的像差量、g表示g行(λ＝435.8nm)的像差量。后面所有各例中，采用與例1相同的標(biāo)號(hào)。
從示出各種像差的相應(yīng)圖表中可見，對各種像差，特別是色差進(jìn)行了良好的補(bǔ)償以達(dá)到較高的光學(xué)性能。<例2>
圖5是截面圖，示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的例2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列。依沿光軸從被攝物體起的次序，該變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1、具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2和具有正的折射本領(lǐng)的第三透鏡組G3。
依離開物體的次序，第一透鏡組G1含有一個(gè)有面對物體的凸面的表面和面對圖像的非球形表面的負(fù)的新月形透鏡、有面對圖像的較強(qiáng)下凹表面的雙凹負(fù)透鏡，以及一個(gè)具有面對物體的凸表面的正新月形透鏡。
依離開物體的次序，第二透鏡組G2含有孔徑光闌S，具有面對像的較強(qiáng)上凸表面的雙凸正透鏡U21、由膠合雙凹負(fù)透鏡U22N的雙凸正透鏡U22P構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡U22，以及由具有面對物體的凸面并膠合雙凸正透鏡U23P的負(fù)新月形透鏡U23N構(gòu)成的膠合正透鏡U23。雙凸正透鏡U21的被攝物體表面為非球面形，該非球面形的形狀為折射本領(lǐng)隨著其離開光軸的高度變?nèi)酢?br> 當(dāng)透鏡組位置的狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔減小。
還有，第三透鏡組G3含有有面對物體具有非球面形表面的雙凸正新月形透鏡安排在第二透鏡組G2的圖像側(cè)。當(dāng)透鏡組位置的狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第三透鏡組G3基本上相對于像平面是固定的。
與例2相關(guān)的各種值列于表2中。
表2(規(guī)格)焦距 廣角端 中間 遠(yuǎn)方取像端f7.4012.43 21.30FNO 2.9 3.75.0
ω38.8 24.815.0(透鏡數(shù)據(jù))鏡面號(hào) 曲率半徑 鏡面距離 nd ν1 26.32781.700 1.74001 48.1628.15335.7503 -174.38010.900 1.48749 70.244 23.49282.4005 17.94443.200 1.84666 23.786 33.9654(D6)7∞0.500 孔徑光闌8 10.30192.550 1.66547 55.189 -69.61600.10010 14.80882.550 1.60562 43.7311 -14.80012.000 1.80100 34.96127.85430.90013 27.63640.900 1.80100 34.96148.66222.700 1.61272 58.7515 -25.3313(D15)16 29.59162.300 1.66547 55.1817 -258.54731.92218∞2.760 1.45850 68.0019∞1.44120∞0.500 1.51680 64.2021∞(Bf)(非球面形數(shù)據(jù))鏡面號(hào)2κ＝0.1000C4＝+1.18060E-04C6＝+7.93980E-07C8＝-2.26350E-09C10＝+7.95490E-11鏡面號(hào)8κ＝1.0000C4＝-6.65950E-05C6＝-3.23530E-07
C8＝+3.34640E-09C10＝-1.01760E-10鏡面號(hào)16κ＝1.0000C4＝-1.16570E-05C6＝+1.10140E-06C8＝-2.62900E-08C10＝+2.73560E-10(變焦時(shí)可變的間隔)位置 廣角端 中間 遠(yuǎn)方取像端f 7.40 12.43 21.30D6 27.423813.4352 4.8711D15 8.531015.168026.8626Bf 1.0300 1.0182 0.9880(條件表達(dá)式計(jì)算結(jié)果)(1)f2/|f22|＝1.167(2)f23/|f22|＝2.04(3)n23N-n23P＝0.1883(4)ν23P-ν23N＝23.79圖6、7、8分別用圖表示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)及遠(yuǎn)方取像端態(tài)中，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。從示出各種像差的相應(yīng)圖表中可見，對各種像差，特別是色差進(jìn)行了良好的補(bǔ)償以達(dá)到較高的光學(xué)性能。<例3>
圖9是截面圖，示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的例3所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列。依沿光軸從被攝物體起的次序，該變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1、具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2和具有正的折射本領(lǐng)的第三透鏡組G3。
依離開物體的次序，第一透鏡組G1含有一個(gè)有面對物體的凸面的表面和面對圖像的非球形表面的負(fù)的新月形透鏡、面對圖像的較強(qiáng)下凹表面的雙凹負(fù)透鏡，以及一個(gè)具有面對物體的凸表面的正新月形透鏡。
依離開物體的次序，第二透鏡組G2含有孔徑光闌S，面對物體的具有較強(qiáng)上凸表面的雙凸正透鏡U21、由膠合雙凹負(fù)透鏡U22N的雙凸正透鏡U22P構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡U22，以及由具有面對物物的凸面和膠合雙凸正透鏡U23P的負(fù)新月形透鏡U23N構(gòu)成的膠合正透鏡U23。雙凸正透鏡U21的被攝物體表面為非球面形表面，該非球面形的形狀為折射本領(lǐng)隨著其離開光的高度變?nèi)酢?br> 當(dāng)透鏡組位置的狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第一透鏡組G1與第二透鏡組G2間隔減小。
還有，第三透鏡組G3含有有面對物體的非球面形表面的雙凸正新月形透鏡安排在第二透鏡組G2的圖像側(cè)。當(dāng)透鏡組位置的狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第三透鏡組G3基本上相對于像平面是固定的。
與例3相關(guān)的各種值列于表3中。
表3(規(guī)格)焦距廣角端 中間 遠(yuǎn)方取像端f10.00 17.0028.70FNO 2.9 3.7 5.0ω 31.118.8 11.3(透鏡數(shù)據(jù))鏡面號(hào) 曲率半徑 鏡面距離nd ν1 36.73831.800 1.620410 60.292 11.68273.9003-210.71320.900 1.487490 70.24
4 14.50313.1005 24.45942.5001.68619034.176 331.2016 (D6)7 ∞0.500孔徑光闌8 11.09222.8501.66547055.189 -61.39360.10010 23.12273.1001.72000043.6911 -10.26812.6001.80100034.9612 7.99811.00013 26.51963.5001.84666023.7814 15.88295.7001.67003047.2515-101.9984 (D15)16 30.00002.8001.66547055.1817-637.97622.31418 ∞2.7601.45850 68.0019 ∞1.44120 ∞0.5001.51680 64.2021 ∞(Bf)(非球面形數(shù)據(jù))鏡面號(hào)2κ＝6.4000C4＝-5.94220E-06C6＝-6.28170E-07C8＝+9.76000E-09C10＝-1.25630E-10鏡面號(hào)8κ＝1.0000C4＝-6.46070E-05C6＝-1.23420E-07C8＝-1.47870E-09C10＝+9.18190E-12鏡面號(hào)16κ＝1.0000C4＝-1.62740E-05C6＝+9.90660E-07C8＝-2.33760E-08
C10＝+2.37190E-10(變焦時(shí)可變的間隔)位置 廣角端 中間 遠(yuǎn)方取像端f 10.00 17.00 28.70D631.3570 14.38354.5000D155.8764 13.2722 25.6313Bf 1.0271 1.02211.0102(條件表達(dá)式計(jì)算結(jié)果)(1)f2/|f22|＝1.406(2)f23/|f22|＝2.48(3)n23N-n23P＝0.01766(4)ν23P-ν23N＝23.47圖10、11、12分別用圖表示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)及遠(yuǎn)方取像端態(tài)中，本發(fā)明的第一實(shí)施例的例2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。從示出各種像差的相應(yīng)圖表中可見，對各種像差，特別是色差進(jìn)行了良好的補(bǔ)償以達(dá)到較高的光學(xué)性能。[第二實(shí)施例]下面說明降低圖像周邊的眩光成分和色差。在離軸光線的像差(下文稱“離軸像差”)中有引起眩光成分的慧形像差。為了降低由慧形像差引起的眩光成分，可以考慮借助于光闌之類截去離軸光束(光線的離軸束)的周邊。
在離軸像差中有引起色差的慧形色差和橫向色差。尤其是慧形色差嚴(yán)重影響色差。為了降低由慧形色差造成的色差?？梢钥紤]用光闌之類截去光線的離軸光束周邊，就像降低眩光成分的方式一樣。
因此，為了降低由眩光成分和慧形像差造成的色差，本發(fā)明具有一個(gè)固定光闌直徑的光闌FS，安排在第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間。
通過使用截去離軸光束的周邊的一部分的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明能夠降低圖像周邊中的眩光成分和色差。
下面說明有效地降低圖像周邊中的眩光成分和色差的方法。在廣角端狀態(tài)W中，入射在第一透鏡組G1上的離軸光線隨著入射角增大與光軸的偏離遠(yuǎn)超過比離軸光束的直徑。同時(shí)，遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中，離軸光線隨著入射角增大與光軸的偏離的程度不超過離軸光束的直徑。在中間焦距狀態(tài)，入射光線取廣角端態(tài)W與遠(yuǎn)方取像端態(tài)T之間的中間狀態(tài)。
另一個(gè)方面，入射在第二透鏡組G2上的離軸光線從廣角端態(tài)W到遠(yuǎn)方取像端態(tài)T的整個(gè)焦距范圍內(nèi)與光軸分開沒有超過離軸光束的直徑。
如上所述，假定變焦鏡頭系統(tǒng)在廣角端態(tài)W有位于第一透鏡組G1附近的固定光闌FS，并且當(dāng)透鏡組位置的狀態(tài)在廣角端態(tài)W附近變化時(shí)固定光闌FS與第一透鏡組G1在一個(gè)主體內(nèi)一起移動(dòng)。在這種情況下，當(dāng)離軸光線的入射角小于某定值時(shí)，固定的光闌不表現(xiàn)出截去眩光成分或者說降低由離軸光線上的慧形色差引起的色差的效果。只有在離軸光線的入射角超過一定值時(shí)上述效果才突然顯現(xiàn)。離軸光線的入射角成為最大時(shí)，固定的光闌FS表現(xiàn)出過度的效果，從而周邊的亮度下降太多。因此，不能在整個(gè)圖像上合適地得到固定光闌FS的效果。而且因?yàn)殡x軸光線最大入射角處亮度下降過大，本發(fā)明的在整個(gè)圖像上得到較高光學(xué)性能的目的不能夠達(dá)到。
因此在本發(fā)明中，固定光闌FS放置于在廣角端狀態(tài)中對第一透鏡組G1有適當(dāng)距離的位置。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向一定的中間焦距狀態(tài)變化時(shí)，固定的光闌FS與第二透鏡組G2在主體內(nèi)一起移動(dòng)，第一透鏡組G1與固定的光闌FS之間的距離減少。
這樣可以從相對較小的入射角起得到截去眩光成分或者說降低由慧形色差引起的色差的效果。而且能夠在整個(gè)圖像上得到較高光學(xué)性能，而不引起離軸光線最大入射角處亮度過度地下降。
遠(yuǎn)方取像端態(tài)T附近，通過使用上述的離軸光線關(guān)系，當(dāng)入射角變大時(shí)在第一透鏡組G1和第二透鏡組G2附近離軸光線離開光軸不超過離軸光束的直徑，通過把固定的光闌FS放在第一透鏡組G1和第二透鏡組G2兩者之一附近可以得到幾乎相同的效果。
然而，如果透鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從一定的中間焦距狀態(tài)M向遠(yuǎn)方取像端態(tài)T變化時(shí)，固定的光闌FS與第一透鏡組G2一起在主體內(nèi)移動(dòng)，且第一透鏡組G1與固定的光闌FS之間的距離減少，那么固定的光闌FS在某一定中間焦距狀態(tài)將與第一透鏡組G1踫撞。在踫撞前的一適當(dāng)焦距態(tài)假定為某一定的中間焦距狀態(tài)M。為了簡化結(jié)構(gòu)使之更加緊湊，這也是本發(fā)明的一個(gè)目的，優(yōu)選地當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從一定的中間焦距狀態(tài)M向遠(yuǎn)方取像端態(tài)T變化時(shí)，固定的光闌FS與第一透鏡組G1一起在主體內(nèi)移動(dòng)，且固定的光闌FS與第二透鏡組G2之間的距離減少。
綜上所述，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向一定的中間焦距狀態(tài)M變化時(shí)，優(yōu)選地固定的光闌FS與第二透鏡組G2一起在主體內(nèi)移動(dòng)，第一透鏡組G1與固定的光闌FS之間的距離減少。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從一定的中間焦距狀態(tài)M向遠(yuǎn)方取像端態(tài)T變化時(shí)，優(yōu)選地固定的光闌FS與第一透鏡組G1一起在主體內(nèi)移動(dòng)，第二透鏡組G2與固定的光闌FS之間的距離減少。
在本發(fā)明中，第二透鏡組G2有個(gè)孔徑光闌S并且最好滿足以下的條件表達(dá)式(5)、(6)、(7)、(8)0.80＜fM/(fW·fT)1/2＜1.30 (5)0.25＜D2W/(D1W+D2W)＜0.65 (6)
φFS·FNOT/FT＞1.40 (7)φFS/φST＜1.20 (8)式中fW表示廣角端狀態(tài)W中變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距，fM表示一定的中間焦距狀態(tài)M中的焦距，而fT表示在遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距，D1W表示廣角端狀態(tài)W中第一透鏡組G1的圖像側(cè)最近的表面與固定的光闌FS之間的距離，D2W表示廣角端狀態(tài)W中固定的光闌FS與第二透鏡組G2的最近物體側(cè)表面與之間的距離，F(xiàn)NOT表示在遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中的變焦鏡頭系統(tǒng)的f數(shù)，φFS表示固定光闌FS的直徑，而φST表示在遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中孔徑光闌S的最大直徑。
條件式(5)確定所述一定的中間焦距狀態(tài)的適當(dāng)范圍。當(dāng)比率fM/(fW·fT)1/2超過條件表達(dá)式(5)的上限時(shí)，固定的光闌FS與第二透鏡組G2在主體內(nèi)一起移動(dòng)的焦距范圍變成為從廣角端狀態(tài)W到遠(yuǎn)方取像端態(tài)T附近。因此必然地發(fā)生在廣角端狀態(tài)固定的光闌FS過于靠近第二透鏡組G2，從而不使固定光闌FS與第一透鏡組G1踫撞。由于在軸光線(在軸光線束)受孔徑光闌的限制以確定f數(shù)，光線束不能受固定的光闌FS的限制。
在第二透鏡組G2附近，由于在軸光線束和離軸光線束分開的不多，當(dāng)固定光闌FS位置過于靠近第二透鏡組時(shí)，固定光闌FS不能有效地只截去離軸光線束的周邊而不截去在軸光線束。因此不能夠達(dá)到截去圖像周邊中的眩光成分降低由慧形色差引起的色差的效果。因此不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明在整個(gè)圖像上得到較高的光學(xué)性能的目的。
另一方面，當(dāng)上述比率低于條件表達(dá)式(5)的下限時(shí)，固定的光闌FS與第一透鏡組G1在主體內(nèi)一起移動(dòng)的焦距范圍變得很寬，從廣角端狀態(tài)W附近延伸到遠(yuǎn)方取像T的端態(tài)。因此在廣角端狀態(tài)W固定的光闌FS過于靠近第一透鏡組G1。而且在廣角端狀態(tài)W，當(dāng)離軸光線的入射角小于某定值時(shí)，固定光闌FS不表現(xiàn)出截去眩光成分及降低由慧形色差引起的色差的效果。當(dāng)離軸光線的入射角大于該定值時(shí)，突然顯現(xiàn)上述效果。當(dāng)離軸光線的入射角成為最大值時(shí)，固定光闌FS表現(xiàn)過強(qiáng)的效果，從而在周邊的亮度下降過大。因此不能實(shí)現(xiàn)在整個(gè)圖像上合適地得到固定光闌FS的效果。而且，離軸光線的入射角成為最大值時(shí)，周邊的亮度下降過大，不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明在整個(gè)圖像上得到較高的光學(xué)性能的目的。
條件表達(dá)式(6)確定固定光闌FS在廣角端態(tài)W的適當(dāng)位置范圍。當(dāng)比率D2W/(D1W+D2W)超過條件表達(dá)式(6)的上限時(shí)，固定的光闌FS與第一透鏡組G1一起在主體內(nèi)移動(dòng)的焦距范圍過寬，從而由廣角端狀態(tài)W附近延伸到遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T。與對條件表達(dá)式(5)的說明相同，在廣角端狀態(tài)W中，固定的光闌FS過于靠近第二透鏡組G1。而且，在廣角端狀態(tài)W中，當(dāng)離軸光線小于某固定值時(shí)，固定光闌FS不表現(xiàn)出截去眩光成分及降低由慧形色差引起的色差的效果。當(dāng)離軸光線的入射角大于該定值時(shí)，突然顯現(xiàn)上述效果。當(dāng)離軸光線的入射角成為最大值時(shí)，固定光闌FS表現(xiàn)過強(qiáng)的效果，從而在周邊的亮度下降過大。因此不能適當(dāng)實(shí)現(xiàn)在整個(gè)圖像上合適地得到固定光闌FS的效果。而且，離軸光線的入射角成為最大值時(shí)，周邊的亮度下降過大，不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明在整個(gè)圖像上得到較高的光學(xué)性能的目的。
另一方面，當(dāng)上述比率低于條件表達(dá)式(6)的下限時(shí)，固定的光闌FS與第二透鏡組G2在主體內(nèi)一起移動(dòng)的焦距范圍變成為從廣角端狀態(tài)W到遠(yuǎn)方取像端態(tài)T附近。與對表達(dá)式(5)的說明相同，必然地發(fā)生在廣角端狀態(tài)W固定的光闌FS過于靠近第二透鏡組G2，以免固定光闌FS與第一透鏡組G1接觸。由于在軸光線(在軸光線束)由孔徑光闌S的限制以確定f數(shù)，光線束不能受固定的光闌FS的限制。
在第二透鏡組G2附近，由于在軸光線束和離軸光線束分開的不多，當(dāng)固定光闌FS位置過于靠近第二透鏡組G2時(shí)，固定光闌FS不能有效地只截去離軸光線束的周邊而不截去在軸光線束。因此不能夠達(dá)到截去圖像周邊中的眩光成分降低由慧形色差引起的色差的效果。因此不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明在整個(gè)圖像上得到較高的光學(xué)性能的目的。
條件表達(dá)式(7)確定固定光闌FS直徑的適當(dāng)范圍，其下限。當(dāng)值φFS·FNOT/FT低于條件表達(dá)式(7)的下限時(shí)，固定的光闌FS在條件表達(dá)式(5)和(6)的條件下過度地截去離軸光線束，從而周邊的亮度下降過大。所以不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明在整個(gè)圖像上得到較高的光學(xué)性能的目的。
條件式(8)確定固定光闌FS直徑的適當(dāng)范圍，其上限。當(dāng)值φFS/φFT超過條件表達(dá)式(8)上限時(shí)，固定的光闌FS在條件表達(dá)式(5)和(6)的條件下不能有效地截去離軸光線束。從而不能充分地實(shí)現(xiàn)截去眩光成分及降低由慧形色差引起的色差的效果。所以不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明在整個(gè)圖像上得到較高的光學(xué)性能的目的。
而且，優(yōu)選地本發(fā)明具有第三透鏡組G3，第三透鏡組G3具有正折射本領(lǐng)，位于第二透鏡組G2的圖像側(cè)，并且在透鏡組的位置從廣角的端狀向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)，所述第三透鏡組G3基本上相對于像平面固定。
這樣出射光瞳的位置就可以遠(yuǎn)離像平面。因此，可以改進(jìn)固態(tài)成像器件的特性，得到較高的光學(xué)性能。
根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭系統(tǒng)，有可能通過向垂直于光軸的方向移動(dòng)透鏡組的一部分在像平面中移動(dòng)圖像。通過利用這種效果，可以把根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭系統(tǒng)用作所謂的抗振動(dòng)鏡頭。<例4>
圖13是截面圖，示出本發(fā)明的第二實(shí)施例的例4所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列，并附有透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W，經(jīng)某一定的中間焦距狀態(tài)M，向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)各個(gè)透鏡組的移動(dòng)。
依沿光軸從被攝物體起的次序，該變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1、固定光闌FS、具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2和具有正的折射本領(lǐng)的第三透鏡組G3。
依離開物體的次序，第一透鏡組G1含有一個(gè)有面對物體的凸面的表面和面對圖像的非球形表面的負(fù)的新月形透鏡、面對圖像的具有較強(qiáng)下凹表面的雙凹負(fù)透鏡，以及一個(gè)具有面對物體的凸表面的正新月形透鏡。
依離開物體的次序，第二透鏡組G2含有孔徑光闌S，具有面對物體的較強(qiáng)上凸表面的雙凸正透鏡、由膠合雙凹負(fù)透鏡的雙凸正透鏡構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡，以及由具有面對物體的凸面的膠合雙凸正透鏡的負(fù)新月形透鏡構(gòu)成的膠合正透鏡。
依離開物體的次序，第三透鏡組G3含有具有面對物體的非球面形下凹鏡面的正新月形透鏡。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔減小。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向某個(gè)中間焦距狀態(tài)M變化時(shí)，第一透鏡組G1與固定光闌FS之間的間隔減小，同時(shí)固定光闌FS與第二透鏡組G2在主體內(nèi)移動(dòng)。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從該中間焦距狀態(tài)M向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)，固定光闌FS與第二透鏡組G2之間的間隔減小，同時(shí)固定光闌FS與第一透鏡組G1在主體內(nèi)移動(dòng)。
還有，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)第三透鏡組G3基本上相對于像平面是固定的。
全部的數(shù)個(gè)例子都有低通濾波器P1，用于截?cái)喔哂谥T如安排在圖像平面I中的CCD之類的固態(tài)成像器件的分辨率極限的空間頻率的光；以及一個(gè)蓋玻璃片P2，用于保護(hù)成像器件。
與例4相關(guān)的各種值列于表4中。
表4(規(guī)格)焦距 廣角端中間 遠(yuǎn)方取像端f 7.40 13.0021.30FNO 2.8 3.6 4.7ω 38.7 24.0 15.1(透鏡數(shù)據(jù))鏡面號(hào)曲率半徑 鏡面距離nd ν1 26.0783 1.500 1.7401449.182 7.6961 5.8003 -155.87850.900 1.5891361.184 31.7824 0.5505 16.8801 2.200 1.8051825.436 44.0584 (D6)7 ∞ (D7) 固定光闌FS8 ∞ 1.900 孔徑光闌S9 8.8511 2.450 1.6935053.2210-166.63760.10011 13.4713 2.300 1.7130053.8512-13.4713 0.900 1.8044039.5913 6.8062 0.800
1422.1392 0.9001.83400 37.17156.5885 2.4501.60311 60.6816 -34.6543 (D16)1717.0899 2.4001.58313 59.621846.4912 1.80019∞ 2.7601.45850 68.0020∞ 1.44121∞ 0.5001.51680 64.2022∞ (Bf)(非球面形數(shù)據(jù))鏡面號(hào)2κ＝0.1000C4＝+1.27310E-04C6＝+1.34320E-06C8＝-7.35590E-09C10＝+1.30540E-10鏡面號(hào)9κ＝1.0000C4＝-1.13270E-04C6＝-1.12000E-06C8＝+1.65790E-08C10＝-7.00210E-10鏡面號(hào)17κ＝1.0000C4＝-2.52820E-05C6＝+1.92860E-06C8＝-4.85170E-08C10＝+5.50360E-10(變焦時(shí)可變的間隔)位置 廣角端 中間遠(yuǎn)方取像端f 7.40 13.00 21.30D6 15.5716 1.0000 1.0000D7 9.5000 9.5000 2.0000D16 6.7504 13.173022.6956Bf 1.0272 1.0266 1.0196
(條件表達(dá)式計(jì)算結(jié)果)fW ＝7.40fM ＝13.00fT ＝21.30D1W ＝15.5716D2W ＝11.4000FNOT ＝4.7ΦFS ＝8.20ΦST ＝7.50(5)fM/(fW·fT)1/2＝1.04(6)D2W/(D1W+D2W)＝0.42(7)ΦFS·FNOT/fT＝1.81(8)ΦFS/ΦST＝1.09圖14、15、16分別用圖表示出在廣角端狀態(tài)W、中間焦距狀態(tài)M及遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例4所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。從示出各種像差的相應(yīng)圖表中可見，對各種像差，特別是周邊的眩光成分以及慧形色差引起的色差進(jìn)行了良好的補(bǔ)償。<例5>
圖17是截面圖，示出本發(fā)明的第二實(shí)施例的例5所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列，并附有透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W，經(jīng)某一定的中間焦距狀態(tài)M，向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)各個(gè)透鏡組的移動(dòng)。
依沿光軸從被攝物體起的次序，該變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1、固定光闌FS、具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2和具有正的折射本領(lǐng)的第三透鏡組G3。
依離開物體的次序，第一透鏡組G1含有一個(gè)有面對物體的凸面的表面和面對圖像的非球形表面的負(fù)的新月形透鏡、具有面對圖像的較強(qiáng)下凹表面的雙凹負(fù)透鏡，以及一個(gè)具有面對物體的凸表面的正新月形透鏡。
依離開物體的次序，第二透鏡組G2含有孔徑光闌S，具有面對物體的較強(qiáng)上凸非球面表面的雙凸正透鏡、由膠合雙凹負(fù)透鏡的雙凸正透鏡構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡，以及由具有面對物體的凸面并膠合雙凸正透鏡的負(fù)新月形透鏡構(gòu)成的膠合正透鏡。
依離開物體的次序，第三透鏡組G3含有具有面對物體較強(qiáng)上凸的非球面形表面的雙凸正透鏡。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)，第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔減小。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向某個(gè)中間焦距狀態(tài)M變化時(shí)，第一透鏡組G1與固定光闌FS之間的間隔減小，同時(shí)固定光闌FS與第二透鏡組G2起在主體內(nèi)移動(dòng)。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從該中間焦距狀態(tài)M向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)，固定光闌FS與第二透鏡組G2之間的間隔減小，同時(shí)固定光闌FS與第一透鏡組G1一起在主體內(nèi)移動(dòng)。
還有，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)，第三透鏡組G3基本上相對于像平面是固定的。
與例5相關(guān)的各種值列于表5中。
表5(規(guī)格)焦距 廣角端 中間遠(yuǎn)方取像端f 7.4013.2221.30
FNO 2.93.8 5.0ω 38.8 23.615.0(透鏡數(shù)據(jù))鏡面號(hào)曲率半徑 鏡面距離 nd ν126.3278 1.700 1.74001 48.162 8.1533 5.7503 -174.3801 0.900 1.48749 70.24423.4928 2.400517.9444 3.200 1.84666 23.78633.9654 (D6)7 ∞ (D7)固定光闌FS8 ∞ 0.500 孔徑光闌S910.3019 2.550 1.66547 55.1810 -69.6160 0.1001114.8088 2.550 1.6056243.7312 -14.8001 2.000 1.8010034.9613 7.8543 0.9001427.6364 0.900 1.8010034.9615 8.6622 2.700 1.6127258.7516 -25.3313 (D16)1729.5916 2.300 1.6654755.1818 -258.5473 1.92219 ∞ 2.760 1.4585068.0020 ∞ 1.44121 ∞ 0.500 1.5168064.2022 ∞ (Bf)(非球面形數(shù)據(jù))鏡面號(hào)2κ＝0.1000C4＝+1.18060E-04C6＝+7.93980E-07C8＝-2.26350E-09C10＝+7.95490E-11鏡面號(hào)9κ＝1.0000
C4＝-6.65950E-05C6＝-3.23530E-07C8＝+3.34640E-09C10＝-1.01760E-10鏡面號(hào)17κ＝1.0000C4＝-1.16570E-05C6＝+1.10140E-06C8＝-2.62900E-08C10＝+2.73560E-10(變焦時(shí)可變的間隔)位置廣角端中間遠(yuǎn)方取像端f7.4013.2221.30D6 16.4238 1.2000 1.2000D7 11.0000 11.0000 3.6711D16 8.5310 16.2158 26.8626Bf 1.0300 1.0157 0.9880(條件表達(dá)式計(jì)算結(jié)果)fW ＝ 7.40fM ＝13.22fT ＝21.30D1W ＝16.4238D2W ＝11.5000FNOT＝ 5.0ΦFS＝ 7.40ΦST＝ 8.08(5)fM/(fW·fT)1/2＝1.05(6)D2W/(D1W+D2W)＝0.41(7)ΦFS·FNOT/fT＝1.74(8)ΦFS/ΦST＝0.92圖18、19、20分別用圖表示出在廣角端狀態(tài)W、中間焦距狀態(tài)M及遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例5所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
從示出各種像差的相應(yīng)圖表中可見，對各種像差，特別是周邊的眩光成分以及慧形色差引起的色差進(jìn)行了良好的補(bǔ)償，以達(dá)到較高的光學(xué)性能。<例6>
圖21是截面圖，示出本發(fā)明的第二實(shí)施例的例6所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的透鏡排列，并附有透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W，經(jīng)某一定的中間焦距狀態(tài)M，向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T的變化時(shí)各個(gè)透鏡組的移動(dòng)。
依沿光軸從被攝物體起的次序，該變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組G1、固定光闌FS、具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2和具有正的折射本領(lǐng)的第三透鏡組G3。
依離開物體的次序，第一透鏡組G1含有一個(gè)有面對物體的凸面的表面和面對圖像的非球形表面的負(fù)的新月形透鏡、具有面對圖像的較強(qiáng)下凹表面的雙凹負(fù)透鏡，以及一個(gè)具有面對物體的凸表面的正新月形透鏡。
依離開物體的次序，第二透鏡組G2含有孔徑光闌S，具有面對物體的較強(qiáng)上凸的非球形表面的雙凸正透鏡、由膠合雙凹負(fù)透鏡的雙凸正透鏡構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡，以及由具有面對物體的凸面并膠合雙凸正透鏡的負(fù)新月形透鏡構(gòu)成的膠合正透鏡。
依離開物體的次序，第三透鏡組G3含有有較強(qiáng)上凸的、面對物體的非球面形表面的雙凸正透鏡。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)，第一透鏡組G1與第二透鏡組G2之間的間隔減小。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W某個(gè)中間焦距狀態(tài)M變化時(shí)，第一透鏡組G1與固定光闌FS之間的間隔減小，同時(shí)固定光闌FS與第二透鏡組G2在主體內(nèi)一起移動(dòng)。
當(dāng)透鏡組的位置從該中間焦距狀態(tài)M向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)，固定光闌FS與第二透鏡組G2之間的間隔減小，同時(shí)固定光闌FS與第一透鏡組G1在主體內(nèi)一起移動(dòng)。
還有，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)W向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)T變化時(shí)，第三透鏡組G3基本上相對于像平面是固定的。
與例6相關(guān)的各種值列于表6中。
表6(規(guī)格)焦距廣角端 中間 遠(yuǎn)方取像端f 10.00 16.5828.70FNO 2.9 3.6 5.0ω 31.119.2 11.3(透鏡數(shù)據(jù))鏡面號(hào)曲率半徑鏡面距離 nd ν1 36.7383 1.800 1.620410 60.292 11.6827 3.9003-210.7132 0.900 1.487490 70.244 14.5031 3.1005 24.4594 2.500 1.686190 34.176 331.2016 (D6)7 ∞ (D7) 固定光闌FS8 ∞ 0.500 孔徑光闌S9 11.0922 2.850 1.665470 55.1810 -61.3936 0.1001123.1227 3.100 1.720000 43.69
12-10.2681 2.6001.801000 34.9613 7.9981 1.00014 26.5196 3.5001.846660 23.7815 15.8829 5.7001.670030 47.2516-101.9984(D16)17 30.0000 2.8001.665470 55.1818-637.97622.31419 ∞ 2.7601.4585068.0020 ∞ 1.44121 ∞ 0.5001.5168064.2022 ∞ (Bf)(非球面形數(shù)據(jù))鏡面號(hào)2κ＝6.4000C4＝-5.94220E-06C6＝-6.28170E-07C8＝+9.76000E-09C10＝-1.25630E-10鏡面號(hào)9κ＝1.0000C4＝-6.46070E-05C6＝-1.23420E-07C8＝-1.47870E-09C10＝+9.18190E-12鏡面號(hào)17κ＝1.0000C4＝-1.62740E-05C6＝+9.90660E-07C8＝-2.33760E-08C10＝+2.37190E-10(變焦時(shí)可變的間隔)位置 廣角端中間遠(yuǎn)方取像端f10.00 16.58 28.70D6 17.35701.0000 1.0000D7 14.0000 14.0000 3.5000
D16 5.876412.826025.6313Bf 1.0271 1.0230 1.0102(條件表達(dá)式計(jì)算結(jié)果)fW ＝10.00fM ＝16.58fT ＝28.70D1W ＝17.3570D2W ＝14.5000FNOT＝ 5.0ΦFS＝ 8.80ΦST＝ 9.32(5)fM/(fW·fT)1/2＝0.98(6)D2W/(D1W+D2W)＝0.46(7)ΦFS·FNOT/fT＝1.53(8)ΦFS/ΦST＝0.94圖22、23、24分別用圖表示出在廣角端狀態(tài)W、中間焦距狀態(tài)M及遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中，本發(fā)明的第二實(shí)施例的例6所述的變焦鏡頭系統(tǒng)的各種像差。
從示出各種像差的相應(yīng)圖表中可見，對各種像差，特別是周邊的眩光成分以及慧形色差引起的色差進(jìn)行了良好的補(bǔ)償，以達(dá)到較高的光學(xué)性能。
本發(fā)明可以提供一種緊湊小型的變焦鏡頭系統(tǒng)，所述變焦鏡頭系統(tǒng)具有約二至四的變焦比，在周邊有少量的眩光成分，小量的色差和整個(gè)圖像上的高光學(xué)性能，適用于使用諸如固態(tài)成像器件之類成像器件的錄像機(jī)和靜態(tài)電子照像機(jī)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很容易想到其它的優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，本發(fā)明在廣義上不限于特定的細(xì)節(jié)，及本文所示及所述及的代表性裝置。因此可以在不偏離由權(quán)利要求書及其等同物所定義的本發(fā)明的一般發(fā)明性思想的精神和范圍條件下進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種變焦鏡頭系統(tǒng)，依沿光軸從物體起的次序，該變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組；和具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組；當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第一透鏡組與第二透鏡組之間的距離減小；依離開物體的次序，第二透鏡組含有具有正的折射本領(lǐng)的第一透鏡；具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一膠合透鏡；和具有正的折射本領(lǐng)的第二膠合透鏡；第二透鏡組中的第一膠合透鏡由膠合有負(fù)透鏡的正透鏡構(gòu)成；而第二透鏡組中的第二膠合透鏡由膠合有正透鏡的負(fù)透鏡構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)第三透鏡組，它具有正折射本領(lǐng)，位于第二透鏡組的圖像側(cè)，其中，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第三透鏡組基本上相對于像平面固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，滿足以下的條件表達(dá)式0.80＜f2/|f22|＜1.701.40＜f23/|f22|＜3.50式中f2表示第二透鏡組的焦距，f22表示第二透鏡組中的第一膠合透鏡的焦距，而f23表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，滿足以下的條件表達(dá)式n23N-n23P＞0.13υ23P-υ23N＞15式中n23P表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的正透鏡的d行(λ＝587.6nm)的折射率，n23N表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的負(fù)透鏡的d行的折射率，υ23P表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的正透鏡的色散系數(shù)，而υ23N表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的負(fù)透鏡的色散系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組中的第一透鏡的至少一個(gè)表面是非球面形的表面，具有折射本領(lǐng)隨著與光軸分開的高度加大而變?nèi)醯男螤睢?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組中的第一透鏡的至少一個(gè)表面是非球面形的表面，具有折射本領(lǐng)隨著與光軸分開的高度加大而變?nèi)醯男螤睢?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，滿足以下的條件表達(dá)式n23N-n23P＞0.13υ23P-υ23N＞15式中n23P表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的正透鏡的d行(λ＝587.6nm)的折射率，n23N表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的負(fù)透鏡的d行的折射率，υ23P表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的正透鏡的色散系數(shù)，而υ23N表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的負(fù)透鏡的色散系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組中的第一透鏡的至少一個(gè)表面是非球面形的表面，具有折射本領(lǐng)隨著鏡面與光軸分開的高度加大而變?nèi)醯男螤睢?br> 9.權(quán)利要求2所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組中的第一透鏡的至少一個(gè)表面是非球面形的，具有折射本領(lǐng)隨著鏡面與光軸分開的高度加大而變?nèi)醯男螤睢?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，滿足以下的條件表達(dá)式0.80＜f2/|f22|＜1.701.40＜f23/|f22|＜3.50式中f2表示第二透鏡組的焦距，f22表示第二透鏡組中的第一膠合透鏡的焦距，而f23表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡的焦距。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，滿足以下的條件表達(dá)式n23N-n23P＞0.13υ23P-υ23N＞15式中n23P表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的正透鏡的d行(λ＝587.6nm)的折射率，n23N表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的負(fù)透鏡的d行的折射率，υ23P表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的正透鏡的色散系數(shù)，而υ23N表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的負(fù)透鏡的色散系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組中的第一透鏡的至少一個(gè)表面是非球面形的，具有折射本領(lǐng)隨著鏡面與光軸分開的高度加大而變?nèi)醯男螤睢?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組中的第一透鏡的至少一個(gè)表面是非球面形的，具有折射本領(lǐng)隨著鏡面與光軸分開的高度加大而變?nèi)醯男螤睢?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，滿足以下的條件表達(dá)式n23N-n23P＞0.13υ23P-υ23N＞15式中n23P表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的正透鏡的d行(λ＝587.6nm)的折射率，n23N表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的負(fù)透鏡的d行的折射率，υ23P表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的正透鏡的色散系數(shù)，而υ23N表示第二透鏡組中的第二膠合透鏡中的負(fù)透鏡的色散系數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組中的第一透鏡的至少一個(gè)表面是非球面形的，具有折射本領(lǐng)隨著鏡面與光軸分開的高度加大而變?nèi)醯男螤睢?br> 16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組中的第一透鏡的至少一個(gè)表面是非球面形的，具有折射本領(lǐng)隨著與光軸分開的高度加大而變?nèi)醯男螤睢?br> 17.一種變焦鏡頭系統(tǒng)，依沿光軸從物體起的次序，變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組；和具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組；第一透鏡組與第二透鏡組之間設(shè)置的一個(gè)固定的光闌；當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第一透鏡組與第二透鏡組之間的距離減少；當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向一定的中間焦距狀態(tài)變化時(shí)，當(dāng)固定光闌與第二透鏡組在主體內(nèi)移動(dòng)時(shí)，第一透鏡組與固定的光闌之間的距離減少；并且當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從一定的中間焦距狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端態(tài)變化時(shí)，當(dāng)固定的光闌與第一透鏡組一起在主體內(nèi)移動(dòng)時(shí)，第二透鏡組與固定的光闌之間的距離減少。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，第二透鏡組有孔徑光闌；并且滿足以下的條件表達(dá)式0.80＜fM/(fW·fT)1/2＜1.300.25＜D2W/(D1W+D2W)＜0.65φFS·FNOT/fT＞1.40φFS/φST＜1.20式中fW表示廣角端狀態(tài)中變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距；fM表示一定的中間焦距狀態(tài)M中的變焦鏡頭焦距；fT表示在遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距；D1W表示廣角端狀態(tài)中第一透鏡組的最近圖像側(cè)表面與固定的光闌之間的距離；D2W表示廣角端狀態(tài)中固定的光闌與第二透鏡組的最近物體側(cè)表面之間的距離；FNOT表示在遠(yuǎn)方取像端態(tài)中的變焦鏡頭系統(tǒng)的f數(shù)；φFS表示固定光闌FS的直徑；而φST表示在遠(yuǎn)方取像端態(tài)T中孔徑光闌的最大直徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)第三透鏡組，它具有正折射本領(lǐng)，位于第二透鏡組的圖像側(cè)，其中，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第三透鏡組基本上相對于像平面固定。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個(gè)第三透鏡組，它具有正折射本領(lǐng)，位于第二透鏡組的圖像側(cè)，其中，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第三透鏡組基本上相對于像平面固定。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種變焦鏡頭系統(tǒng)，依沿光軸從物體起的次序，變焦鏡頭系統(tǒng)包括具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一透鏡組，和具有正的折射本領(lǐng)的第二透鏡組。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)方取像端狀態(tài)變化時(shí)第一透鏡組與第二透鏡組之間的距離減小。依離開物體的次序，第二透鏡組含有具有具有正的折射本領(lǐng)的第一透鏡，具有負(fù)的折射本領(lǐng)的第一膠合透鏡和具有正的折射本領(lǐng)的第二膠合透鏡。第二透鏡組中的第一膠合透鏡由膠合有負(fù)透鏡的正透鏡構(gòu)成。而第二透鏡組中的第二膠合透鏡由膠合有正透鏡的負(fù)透鏡構(gòu)成。
文檔編號(hào)G02B15/177GK1409149SQ0214270
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者小濱昭彥 申請人:株式會(huì)社尼康