專利名稱：變焦透鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于利用固態(tài)成像裝置的攝像機(jī)和電子靜態(tài)相機(jī)的變焦透鏡系統(tǒng)，并尤其涉及一種在廣角端態(tài)變焦比約不小于6視角為不小于60°且具有良好的光學(xué)性能和緊湊性的變焦透鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在照相系統(tǒng)中，已知的一種記錄法是通過設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器如CCD(電荷耦合器)、CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)等構(gòu)成的光探測(cè)器把拍攝圖象轉(zhuǎn)換成電輸出。
隨著在半導(dǎo)體器件中精細(xì)圖案處理的最新進(jìn)步，在CPU處理速度和記錄介質(zhì)高集成度方面的提高使得能夠高速度地處理大量數(shù)據(jù)，這在以前是不可能的。而且，在光探測(cè)器中，集成度的提高使得能夠高空間頻率地進(jìn)行記錄，并且緊湊性的提高使得整個(gè)照相系統(tǒng)也變得緊湊。
但是，還有一個(gè)問題就是，因?yàn)楣馓綔y(cè)器的高集成度和緊湊性，光電轉(zhuǎn)換器變窄的探測(cè)面積減少了電輸出，從而增大了噪聲的影響。為了防止這種情況，將光學(xué)系統(tǒng)做成具有較大的孔徑比以增大到達(dá)光探測(cè)器的光量。而且，在各個(gè)光電轉(zhuǎn)換器的正前方布置小透鏡元件(所謂的“微透鏡陣列”)。微透鏡陣列對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的出瞳位置有限制，代替把到達(dá)相鄰光電轉(zhuǎn)換器之間的盲點(diǎn)的光引到光電轉(zhuǎn)換器。當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)出瞳的位置接近光探測(cè)器時(shí)，到達(dá)光探測(cè)器的主光線和光軸之間的角度變大，使得通向圖象周邊的偏軸光通量相對(duì)于光軸有較大的角度。結(jié)果，不能到達(dá)光探測(cè)器的偏軸光通量導(dǎo)致光量的不足。
利用光電轉(zhuǎn)換器作為光探測(cè)器記錄物象的相機(jī)、即所謂的“數(shù)字靜態(tài)相機(jī)”具有的強(qiáng)項(xiàng)在于易于處理圖象數(shù)據(jù)，不需要顯影，并且易于確認(rèn)拍攝的圖象。但是它相對(duì)于膠片相機(jī)的弱點(diǎn)在于成像質(zhì)量弱于膠片相機(jī)，并且它需要連接到一個(gè)裝置如個(gè)人電腦上，以至于數(shù)字相機(jī)的分布沒有擴(kuò)大。近來，隨著數(shù)字相機(jī)成像質(zhì)量的提高以及低價(jià)格裝置上市，數(shù)字相機(jī)也變得日益流行。
至于提高成像質(zhì)量，它對(duì)于提高光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能以及提高光探測(cè)器的集成度是必不可少的。
而且，變焦比的增大提高了拍攝的自由度，例如允許攝影者拍攝特寫鏡頭或在近物距離如室內(nèi)拍攝時(shí)可以拍攝一個(gè)較寬的區(qū)域。
特別是，有幾篇文獻(xiàn)涉及這個(gè)主題，如日本專利申請(qǐng)JP6-194572、2001-133687、2001-194590和11-52246。
在日本專利申請(qǐng)JP6-194572和2001-133687中公開的變焦透鏡系統(tǒng)由四個(gè)透鏡組組成，從物側(cè)起，它們依次是具有正折射光焦度的第一透鏡組，具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡組和具有正折射光焦度的第四透鏡組，其中，無論透鏡組的位置狀態(tài)如何，第一透鏡組都沿光軸固定，并且通過沿光軸移動(dòng)第二透鏡組至第四透鏡組而進(jìn)行變焦。
在日本專利申請(qǐng)2001-JP194590中公開的變焦透鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高變焦比，從物側(cè)起，它由具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組、具有正折射光焦度的第三透鏡組和多個(gè)位于第三透鏡組象側(cè)放置的透鏡組組成。
但是，前面所公開的變焦透鏡系統(tǒng)有一個(gè)問題，即雖然可以滿足良好的光學(xué)性能和高變焦比，但很難實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的緊湊性，以至于只能使用大尺寸的光學(xué)系統(tǒng)。
日本專利申請(qǐng)JP6-194572中公開的變焦透鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大孔徑比和高變焦比，但透鏡的總長(zhǎng)度和透鏡相對(duì)于象高的直徑很難縮小。日本專利申請(qǐng)JP2001-133687中公開的變焦透鏡系統(tǒng)通過減少透鏡元件的數(shù)量而實(shí)現(xiàn)緊湊性，但沒有實(shí)現(xiàn)高變焦比。
日本專利申請(qǐng)JP2001-194590中公開的變焦透鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大孔徑比和高變焦比，但因?yàn)榈谝煌哥R組和第二透鏡組的透鏡直徑非常大，所以不能同時(shí)滿足緊湊性和高變焦比。
日本專利申請(qǐng)JP11-52246中公開的變焦透鏡系統(tǒng)適用于利用固態(tài)成像裝置的攝像機(jī)和電子靜態(tài)相機(jī)。但是，該變焦透鏡系統(tǒng)具有大約為3的變焦比，以至于沒有獲得足夠大的變焦比。
發(fā)明概述鑒于前述問題產(chǎn)生了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種這樣的變焦透鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)在廣角端態(tài)具有大約不小于6的變焦比和不小于60°的視角，并具有良好的光學(xué)性能和緊湊性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，變焦透鏡系統(tǒng)包括從物側(cè)起，具有正折射光焦度的第一透鏡組，具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組，具有正折射光焦度的第三透鏡組，具有正折射光焦度的第四透鏡組，和具有正折射光焦度的第五透鏡組。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間隔增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間隔減小，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔變化，第四透鏡組和第五透鏡組之間的間隔變大，并且第三透鏡組和第四透鏡組移到物側(cè)。滿足下列條件表達(dá)式(1)～(5)4.5＜F1/FW＜8.0 (1)0.8＜|F2/FW|＜1.8 (2)
2.3＜F3/FW＜4.5 (3)2.0＜F4/FW＜5.2 (4)0.2＜(D34W-D34T)/FW＜1.0 (5)此處FW表示變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)的焦距，F(xiàn)1表示第一透鏡組的焦距，F(xiàn)2表示第二透鏡組的焦距，F(xiàn)3表示第三透鏡組的焦距，F(xiàn)4表示第四透鏡組的焦距，D34W表示在廣角端態(tài)第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔，D34T表示在遠(yuǎn)攝端態(tài)第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組移動(dòng)，使得第一透鏡組在遠(yuǎn)攝端態(tài)的位置為第一透鏡組在廣角端態(tài)中位置的物側(cè)，并且第五透鏡組固定。優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(6)0.4＜M1/FW＜3.0 (6)此處M1表示當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)第一透鏡組的移動(dòng)量。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第四透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由正透鏡元件與負(fù)透鏡元件膠合構(gòu)成，并且優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(7)0.2＜N4N-N4P (7)此處，N4N表示第四透鏡組中的負(fù)透鏡元件在d線(λ＝587.6nm)的折射率，N4P表示第四透鏡組中的正透鏡元件在d線(λ＝587.6nm)的折射率。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過把第五透鏡組移到物側(cè)而進(jìn)行從遠(yuǎn)距物體向近距物體的聚焦，并且優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(8)3.0＜F5/FW＜7.0(8)此處，F(xiàn)5表示第五透鏡組的焦距。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第五透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由正透鏡元件與負(fù)透鏡元件膠合構(gòu)成，并且優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(9)15.0＜ν5P-ν5N (9)此處ν5P表示第五透鏡組中正透鏡元件的阿貝數(shù)，ν5N表示第五透鏡組中負(fù)透鏡元件的阿貝數(shù)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第五透鏡組由單個(gè)的正透鏡元件組成，并且優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(10)0.7＜(RR+RF)/(RR-RF)＜2.0(10)此處RF表示第五透鏡組中正透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑，RR表示第五透鏡組中正透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，從物側(cè)起，變焦透鏡系統(tǒng)包括具有正折射光焦度的第一透鏡組，具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組，具有正折射光焦度的第三透鏡組，和具有正折射光焦度的第四透鏡組。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)改變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第四透鏡組中的至少一個(gè)移到物側(cè)，使得第一透鏡組和第二透鏡組之間的間隔增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間隔減小，并且第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔減小。第三透鏡組由三個(gè)透鏡元件組成，它們是從物側(cè)起，第一正透鏡元件，第二正透鏡元件和負(fù)透鏡元件。第四透鏡組包括最接近象側(cè)的正透鏡元件和位于正透鏡元件物側(cè)的負(fù)透鏡元件。滿足下列條件表達(dá)式(11)～(13)0.015＜D3P/FT＜0.100 (11)0.10＜YO/(BFW-RE)＜0.25(RE＜0)(12)0.4＜Δ4/(FT·FW)1/2＜1.0 (13)此處，D3P表示第三透鏡組中第二正透鏡元件的厚度，F(xiàn)T表示遠(yuǎn)攝端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，YO表示相框的對(duì)角線半長(zhǎng)度，RE表示第四透鏡組最接近象側(cè)的表面曲率半徑，BFW表示廣角端態(tài)中第四透鏡組最接近象側(cè)的表面到象平面的距離，Δ4表示透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)第四透鏡組的移動(dòng)量(移動(dòng)到物側(cè)時(shí)為正)，F(xiàn)W表示廣角端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選至少滿足下列條件表達(dá)式(14)和(15)之一0.1＜|F3N|/FT＜0.7(14)0.2＜|R31|/F3＜2.0(15)此處F3N表示位于第三透鏡組的負(fù)透鏡元件的焦距，F(xiàn)T表示遠(yuǎn)攝端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，R31表示位于第三透鏡組中的負(fù)透鏡元件的象側(cè)表面曲率半徑，F(xiàn)3表示第三透鏡組的焦距。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第二透鏡組由三個(gè)透鏡元件組成，從物側(cè)起它們是具有面朝象的凹面的第一負(fù)透鏡元件，具有面朝物的凹面的第二負(fù)透鏡元件，和具有面朝物的凸面的正透鏡元件。優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(16)-0.7＜(R21+R22)/(R21-R22)＜0(16)此處，R21表示位于第二透鏡組中的第一負(fù)透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑，R22表示位于第二透鏡組中的第二負(fù)透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例1的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例1的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例1的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例2的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例2的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例2的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例3的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)；圖8是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例3的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖9是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例3的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖10是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例4的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)；圖11是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例4的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖12是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例4的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖13是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例5的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)；圖14是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例5的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖15是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例5的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖16是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例6～8的變焦透鏡系統(tǒng)的折射光焦度分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)；圖17是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例6的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布；圖18是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例6的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖19是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例7的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布；圖20是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例7的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖21是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例8的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布；圖22是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例8的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖23是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例9～10的變焦透鏡系統(tǒng)的折射光焦度分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)；圖24是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例9的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布；圖25是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例9的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖26是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例10的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布；圖27是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例10的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線。
優(yōu)選實(shí)施例的描述[第一實(shí)施例]下面解釋本發(fā)明的第一實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)依次包括具有正折射光焦度的第一透鏡組；具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組；具有正折射光焦度的第三透鏡組；具有正折射光焦度的第四透鏡組；和具有正折射光焦度的第五透鏡組。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間隔增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間隔減小，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔變化，第四透鏡組和第五透鏡組之間的間隔增大，并且第三透鏡組和第四透鏡組移到物側(cè)。滿足下列條件表達(dá)式(1)～(5)4.5＜F1/FW＜8.0 (1)0.8＜|F2/FW|＜1.8 (2)2.3＜F3/FW＜4.5 (3)2.0＜F4/FW＜5.2 (4)0.2＜(D34W-D34T)/FW＜1.0(5)此處FW表示變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)的焦距，F(xiàn)1表示第一透鏡組的焦距，F(xiàn)2表示第二透鏡組的焦距，F(xiàn)3表示第三透鏡組的焦距，F(xiàn)4表示第四透鏡組的焦距，D34W表示在廣角端態(tài)第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔，D34T表示在遠(yuǎn)攝端態(tài)第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡組具有這樣的結(jié)構(gòu)，即正透鏡組位于負(fù)透鏡組的前面(趨于物側(cè))，并且當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間隔增大，第三透鏡組和第四透鏡組移到物側(cè)。利用這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高變焦比。
而且，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)具有這樣的結(jié)構(gòu)，即三個(gè)正透鏡組(第三、第四和第五透鏡組)位于第二透鏡組的象側(cè)，每個(gè)透鏡組的間隔可以變化。利用這種結(jié)構(gòu)，可以很好地校正隨高變焦比產(chǎn)生的增大的象差變化量。
下面解釋上述條件表達(dá)式(1)～(5)。條件表達(dá)式(1)定義了第一透鏡組適當(dāng)?shù)慕咕喾秶?。?dāng)F1/FW比例落在條件表達(dá)式(1)的下限以下時(shí)，第一透鏡組的焦距變短，使得很難充分地校正球差、同軸色差等。另一方面，當(dāng)該比例超過條件表達(dá)式(1)的上限時(shí)，第一透鏡組的效果變差，使得很難實(shí)現(xiàn)高變焦比。
條件表達(dá)式(2)定義了第二透鏡組適當(dāng)?shù)慕咕喾秶?。?dāng)|F2/FW|比例落在條件表達(dá)式(2)的下限以下時(shí)，第二透鏡組的焦距變短，使得很難充分地校正球差、彗差。另一方面，當(dāng)該比例超過條件表達(dá)式(2)的上限時(shí)，第二透鏡組的焦距變長(zhǎng)。因此，第一透鏡組的有效直徑變大，因而不理想。
條件表達(dá)式(3)定義了第三透鏡組適當(dāng)?shù)慕咕喾秶?。?dāng)F3/FW比例落在條件表達(dá)式(3)的下限以下時(shí)，第三透鏡組的焦距變短，使得很難充分地校正球差、彗差等。另一方面，當(dāng)該比例超過條件表達(dá)式(3)的上限時(shí)，第三透鏡組的效果變差，以致于很難實(shí)現(xiàn)高變焦比。
條件表達(dá)式(4)定義了第四透鏡組適當(dāng)?shù)慕咕喾秶?。?dāng)F4/FW比例落在條件表達(dá)式(4)的下限以下時(shí)，第四透鏡組的焦距變短，使得很難充分地校正球差、象散等。另一方面，當(dāng)該比例超過條件表達(dá)式(4)的上限時(shí)，第四透鏡組的效果變差，以致于難以滿意地校正變焦時(shí)產(chǎn)生的各種象差的變化。
條件表達(dá)式(5)定義了變焦時(shí)第三透鏡組和第四透鏡組之間間隔的適當(dāng)變化范圍。在本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，使第三透鏡組和第四透鏡組彼此具有相反方向的殘留象差，從而通過彼此抵消而校正象差。而且通過改變第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔滿意地校正場(chǎng)曲率。
當(dāng)(D34W-D34T)/FW落在條件表達(dá)式(5)的下限以下時(shí)，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔變化變小。因此，難以充分地校正場(chǎng)曲率的變化。而且，在每個(gè)透鏡組(第三和第四透鏡組)中產(chǎn)生的象差變大，以致于偏心容限變得更差。另一方面，當(dāng)該比例超過條件表達(dá)式(5)的上限時(shí)，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔變得過大。因此，變焦透鏡系統(tǒng)的總焦距變大。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，優(yōu)選當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組移動(dòng)，使得第一透鏡組在遠(yuǎn)攝端態(tài)的位置在第一透鏡組在廣角端態(tài)的物側(cè)位置，并且第五透鏡組固定。優(yōu)選滿足下面的條件表達(dá)式(6)0.4＜M1/FW＜3.0 (6)此處M1表示當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)第一透鏡組的移動(dòng)量。
在本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過這樣構(gòu)成第一透鏡組實(shí)現(xiàn)緊湊性，即當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組在遠(yuǎn)攝端態(tài)的位置在第一透鏡組在廣角端態(tài)的物側(cè)位置，并且滿足條件表達(dá)式(6)。
而且，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以通過從廣角端態(tài)到遠(yuǎn)攝端態(tài)變焦時(shí)固定第五透鏡組的位置而簡(jiǎn)化。
條件表達(dá)式(6)定義了從廣角端態(tài)到遠(yuǎn)攝端態(tài)變焦時(shí)第一透鏡組的移動(dòng)量的適當(dāng)范圍。當(dāng)M1/FW比例超過條件表達(dá)式(6)的上限時(shí)，變焦時(shí)第一透鏡組的移動(dòng)量變得過大。因此，透鏡筒的機(jī)械結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，因而不理想。另一方面，當(dāng)該比例落在條件表達(dá)式(6)的下限以下時(shí)，變焦時(shí)第一透鏡組的移動(dòng)量變小。因此，第一透鏡組的有效直徑變大，因而不理想。
另外，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，優(yōu)選第四透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由一個(gè)與負(fù)透鏡元件膠合的正透鏡元件構(gòu)成，并且滿足下列條件表達(dá)式(7)0.2＜N4N-N4P (7)此處，N4N表示第四透鏡組中的負(fù)透鏡元件在d線(λ＝587.6nm)的折射率，N4P表示第四透鏡組中的正透鏡元件在d線(λ＝587.6nm)的折射率。
通過如此構(gòu)造本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)，可以很好地校正各種象差，如球差、彗差、象散等。
條件表達(dá)式(7)定義了第四透鏡組中負(fù)透鏡元件和正透鏡元件的折射率差的適當(dāng)范圍。當(dāng)N4N-N4P值落在條件表達(dá)式(7)的下限以下時(shí)，很難滿意地校正各種象差，如球差、彗差、象散等。
另外，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，優(yōu)選通過把第五透鏡組移到物側(cè)來進(jìn)行從遠(yuǎn)距物體到近距物體的聚焦，并且優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(8)3.0＜F5/FW＜7.0 (8)此處，F(xiàn)5表示第五透鏡組的焦距。
通過如此構(gòu)造本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)，可以在拍攝近距物體時(shí)獲得良好的光學(xué)性能，并且可以簡(jiǎn)化聚焦機(jī)構(gòu)。
條件表達(dá)式(8)定義了第五透鏡組適當(dāng)?shù)慕咕喾秶?。?dāng)F5/FW比例超過條件表達(dá)式(8)的上限時(shí)，很難縮短最近的拍攝距離。另一方面，當(dāng)比例落在條件表達(dá)式(8)的下限以下時(shí)，整個(gè)透鏡系統(tǒng)變大，因而不理想。
另外，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，優(yōu)選第五透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由一個(gè)與負(fù)透鏡元件膠合的正透鏡元件構(gòu)成，并且優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(9)15.0＜ν5P-ν5N (9)此處ν5P表示第五透鏡組中正透鏡元件的阿貝數(shù)，ν5N表示第五透鏡組中負(fù)透鏡元件的阿貝數(shù)。
通過如此構(gòu)造本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)，可以令人滿意地抑制在遠(yuǎn)攝端態(tài)聚焦時(shí)同軸色差的變化。
條件表達(dá)式(9)定義了第五透鏡組中正透鏡元件和負(fù)透鏡元件的阿貝數(shù)之差的適當(dāng)范圍。當(dāng)ν5P-ν5N值落在條件表達(dá)式(9)的下限以下時(shí)，在遠(yuǎn)攝端態(tài)聚焦時(shí)同軸色差的變化變大，因而不理想。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，優(yōu)選第五透鏡組由單正透鏡元件組成，并且優(yōu)選滿足下列條件表達(dá)式(10)0.7＜(RR+RF)/(RR-RF)＜2.0 (10)此處RF表示第五透鏡組中正透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑，RR表示第五透鏡組中正透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑。
通過如此構(gòu)造本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)，可以減少構(gòu)成變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡元件數(shù)量。
條件表達(dá)式(10)定義了第五透鏡組中單正透鏡元件曲率半徑的適當(dāng)范圍。當(dāng)比例(RR+RF)/(RR-RF)超過條件表達(dá)式(10)的上限時(shí)，或當(dāng)該比例落在條件表達(dá)式(10)的下限以下時(shí)，聚焦時(shí)的各種象差變化增大，因而不理想。
下面參考附圖對(duì)本發(fā)明第一實(shí)施例的每個(gè)實(shí)例進(jìn)行解釋。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的每個(gè)實(shí)例的變焦透鏡系統(tǒng)由這些透鏡組成，從物側(cè)起依次為具有正折射光焦度的第一透鏡組G1，具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組G2，具有正折射光焦度的第三透鏡組G3，具有正折射光焦度的第四透鏡組G4，具有正折射光焦度的第五透鏡組G5。第三透鏡組G3具有孔徑光闌S。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4移到物側(cè)，使得第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的間隔變大，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的間隔減小，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的間隔改變，并且第四透鏡組G4和第五透鏡組G5之間的間隔變大。
當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第二透鏡組G2移動(dòng)，使得在遠(yuǎn)攝端態(tài)第二透鏡組G2的位置在廣角端態(tài)第二透鏡組G2的象側(cè)位置，并且第五透鏡組G5被固定。
在變焦透鏡系統(tǒng)中，通過把第五透鏡組G5移到物側(cè)來進(jìn)行從無限遠(yuǎn)到近距物體的聚焦。
本變焦透鏡系統(tǒng)在第五透鏡組G5和象平面I之間有一個(gè)低通濾光器P1和一個(gè)蓋片P2。低通濾光器P1的設(shè)置出于截止成像器件、如位于象平面I中的CCD分辨率限度以外的較高空間頻率的目的。蓋片P2的設(shè)置出于保護(hù)成像器件的目的。<實(shí)例1>
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例1的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，其中每個(gè)透鏡組在從廣角端態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端態(tài)(T)變焦時(shí)移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例1的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L11與雙凸正透鏡L12膠合構(gòu)成的膠合透鏡，和具有朝向物側(cè)凸面的正彎月透鏡L13。
第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成具有面朝物側(cè)的凸面的負(fù)彎月透鏡L21，由與凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L23膠合的雙凹負(fù)透鏡L22構(gòu)成的膠合透鏡，和凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L24。
第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。
第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L41與雙凸正透鏡L42膠合構(gòu)成的膠合透鏡。
第五透鏡組G5從物側(cè)起由下列透鏡組成由雙凸正透鏡L51與雙凹負(fù)透鏡L52膠合而成的膠合透鏡。
在根據(jù)第一實(shí)施例每個(gè)實(shí)例的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組G1～第五透鏡組G5中的任何透鏡表面都可以是一個(gè)非球面或是一個(gè)衍射面。
在在根據(jù)第一實(shí)施例每個(gè)實(shí)例的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組G1～第五透鏡組G5中的任何透鏡元件都可以是一個(gè)折射率漸變透鏡(GRIN透鏡)或是一個(gè)塑料透鏡。
在根據(jù)第一實(shí)施例每個(gè)實(shí)例的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過移動(dòng)第五透鏡元件進(jìn)行聚焦。但是，聚焦不限于這種方式，可以通過任何其它的方式，如移動(dòng)第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、同時(shí)移動(dòng)第一和第二透鏡組或移動(dòng)整個(gè)透鏡系統(tǒng)。
在根據(jù)第一實(shí)施例每個(gè)實(shí)例的變焦透鏡系統(tǒng)中，由相機(jī)震動(dòng)導(dǎo)致的圖象模糊可以通過移動(dòng)第一透鏡組G1～第五透鏡組G5中的任何一個(gè)透鏡組或通過移動(dòng)透鏡組中垂直于光軸的部分透鏡組來校正。
與例1有關(guān)的各種值列在表1中。在“規(guī)格”中，F(xiàn)表示變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，F(xiàn)NO表示f數(shù)，2A表示最大視角(單位°)。在“透鏡數(shù)據(jù)”中，左側(cè)一欄的數(shù)表示從物側(cè)起的表面號(hào)，r表示每個(gè)光學(xué)表面的曲率半徑，d表示相鄰光學(xué)表面沿光軸的間隔，ν表示相鄰光學(xué)表面之間介質(zhì)的阿貝數(shù)，n表示相鄰光學(xué)表面之間的介質(zhì)在d線(λ＝587.6nm)的折射率，空氣的折射率簡(jiǎn)化為1.000000。
非球面由下列表達(dá)式表示X(y)＝y(tǒng)2/[r·{1+(1-ky2/r2)1/2}]+C4y4+C6y6+C8·y8+C10·y10此處，X(y)表示從非球面頂點(diǎn)的切面到非球面在高度y處的位置沿光軸的距離，r表示曲率近軸半徑，k表示錐面系數(shù)，Ci表示第i階非球面系數(shù)。
在非球面數(shù)據(jù)中，E-n表示“×10-n”。例如，1.234E-5表示1.234×10-5。
在“變焦時(shí)的可變間隔”中，分別表示了在聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)廣角端態(tài)(W)、中等焦距態(tài)(M)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(T)的可變間隔和焦距F。而且，分別表示了聚焦于近距物體時(shí)的拍攝放大率β和可變間隔。標(biāo)號(hào)R表示物體和象平面之間的拍攝距離。
在各個(gè)值的列表中，“mm”一般用于長(zhǎng)度如焦距、曲率半徑和光學(xué)表面之間的間隔的單位。但是，因?yàn)檎壤糯蠡蚩s小其尺寸的光學(xué)系統(tǒng)可以獲得類似的光學(xué)性能，所以單位不必限制在“mm”，可以采用任何其它合適的單位。
以上的解釋可以用到本發(fā)明的任何其它實(shí)例中。
表1(規(guī)格)W M TF 9.168 26.981 69.068FNO 2.893.87 4.442A 66.22° 23.66° 9.32°(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào) r d ν n1112.4351 1.3000 23.78 1.846660246.6040 4.1000 47.38 1.7880003 -1133.2893 0.1000433.8557 3.1500 82.52 1.497820595.7487 (d5)6108.3076 1.2000 46.58 1.804000710.0068 4.30008 -29.0221 0.9000 54.66 1.729160921.5697 1.7000 23.78 1.84666010 36.0418 0.700011 22.2130 2.1000 23.78 1.84666012 133.9390 (d12)13 ∞0.5000 孔徑光闌S14 19.0286 3.0500 82.52 1.49782015 -26.3022 0.200016 14.4696 4.9000 47.82 1.75700017 43.2842 0.750018 -27.1397 0.9000 31.09 1.68893019 15.2385 (d19)20 28.7363 0.9000 42.72 1.83481021 10.1303 3.8500 58.96 1.51823022 -21.2189 (d22)23 27.6733 3.0000 46.58 1.80400024 -78.3460 1.0000 23.78 1.84666025 103.6796 (d25)26 ∞2.7600 64.22 1.516330
27 ∞ 2.470028 ∞ 0.5000 64.221.51633029 ∞(變焦時(shí)的可變間隔)<聚焦無限遠(yuǎn)R＝∞>
W MTF 9.16799 26.98070 69.06823d5 1.69782 17.46605 30.94475d12 27.1094711.22596 2.57196d19 6.24109 1.31510 1.40850d22 2.37220 17.37598 24.45608d25 5.56357 5.56357 5.56357<聚焦近距物體R＝500>
W MTβ -0.02111-0.05746 -0.12550d5 1.69782 17.46605 30.94475d12 27.1094711.22596 2.57196d19 6.24109 1.31510 1.40850d22 1.99490 14.55056 11.91493d25 5.94087 8.38899 18.10472(條件表達(dá)式的值)(1)F1/FW＝6.607(2)|F2/FW|＝1.306(3)F3/FW＝2.774(4)F4/FW＝4.862(5)(D34W-D34T)/FW＝0.527(6)M1/FW＝2.395(7)N4N-N4P＝0.317(8)F5/FW＝5.220(9)ν5P-ν5N＝22.80
圖2表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例1的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例1的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距物體時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；在所有實(shí)例的象差曲線中，F(xiàn)NO表示f數(shù)，NA表示數(shù)值孔徑，A表示半視角，H0表示物高。尤其是，在表示球差、象散和畸變的曲線中，H0表示物高的最大值。在表示彗差的曲線中，H0表示每個(gè)半視角或每個(gè)物高。在各個(gè)曲線中，d表示在d線(λ＝587.6nm)的象差曲線，g表示在g線(λ＝435.8nm)的象差曲線。在表示球差的曲線中，實(shí)線表示球差，虛線表示正弦狀態(tài)。在表示象散的曲線中，實(shí)線表示象矢平面，虛線表示象子午面。
從表示各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。<例2>
圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例2的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，從廣角端態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端態(tài)(T)變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例2的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L11與雙凸正透鏡L12膠合構(gòu)成的膠合透鏡，和具有凸面的正彎月透鏡L13。
第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成具有面朝物側(cè)的非球面的雙凹負(fù)透鏡L21，雙凹負(fù)透鏡L22，和雙凸正透鏡L23。
第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。
第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凹負(fù)透鏡L41，具有面朝物側(cè)的非球面的雙凸正透鏡L42。
第五透鏡組G5由具有面朝物側(cè)的凸面的正彎月透鏡L51組成。
與實(shí)例2有關(guān)的各種數(shù)值列于表2。
表2(規(guī)格)W M TF9.360 27.000 69.000FNO2.88 3.77 4.072A 65.02°23.50° 9.28°(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào) r d ν n1 73.66671.100023.78 1.8466602 37.98804.500052.32 1.7550003 -824.1852 0.10004 34.08863.300081.61 1.4970005 105.6423 (d5)6 -59.18010.950049.61 1.7725007 10.49704.00008 -22.08240.800055.52 1.6968009 68.01770.100010 27.73592.450023.78 1.84666011-72.9332(d11)12 ∞ 0.5000孔徑光闌S13 15.16272.350081.61 1.497000
14 -30.7859 0.100015 14.1059 3.5000 61.18 1.58913016 29.7859 2.750017 -16.9676 0.8000 42.72 1.83481018 25.0000 (d18)19 -57.6997 0.8000 23.78 1.84666020 42.5657 0.100021 22.1806 4.1500 61.18 1.58913022 -11.9098 (d22)23 20.1476 2.0000 70.24 1.48749024 112.4017 (d24)25 ∞ 2.7600 64.10 1.51680026 ∞ 4.000027 ∞ 0.5000 64.10 1.51680028 ∞(非球面數(shù)據(jù))表面號(hào)＝6κ＝11.0000C4＝5.02380E-5C6＝-2.18250E-7C8＝1.31130E-9C10＝-4.16760E-12表面號(hào)＝21κ＝4.5188C4＝-2.23320E-4C6＝6.19820E-7C8＝-1.31180E-9C10＝-8.16860E-11(變焦時(shí)的可變間隔)<聚焦無限遠(yuǎn)R＝∞>
W MTF 9.36000 27.00008 69.00048d52.05413 14.04899 25.13447d11 28.67091 11.47892 0.30000d18 4.09762 1.20272 1.00557
d225.7347917.9430321.88218d245.178565.17856 5.17856<聚焦近距物體R＝500>
W MTβ-0.02144-0.05711 -0.12719d5 2.05413 14.04899 25.13447d1128.6709111.47892 0.30000d184.09762 1.20272 1.00557d225.32209 14.99350 8.77076d245.59126 8.12809 18.28998(條件表達(dá)式的值)(1)F1/FW＝5.395(2)|F2/FW|＝1.294(3)F3/FW＝3.845(4)F4/FW＝2.479(5)(D34W-D34T)/FW＝0.330(6)M1/FW＝0.829(8)F5/FW＝5.342(10)(RR+RF)/(RR-RF)＝1.437圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例2的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例2的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距物體時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線。
從表示各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。<例3>
圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例3的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，在從廣角端態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端態(tài)(T)的變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例3的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L11與雙凸正透鏡L12膠合構(gòu)成的膠合透鏡，以及具有凸面的正彎月透鏡L13。
第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L21，雙凹負(fù)透鏡L22，和凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L23。
第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。
第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L41與非球面朝向象側(cè)的雙凸正透鏡L42膠合而成的膠合透鏡。
第五透鏡組G5由凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L51組成。
與實(shí)例3有關(guān)的各種數(shù)值列于表3。
表3(規(guī)格)W M TF 9.170 26.972 69.042FNO 2.94 3.86 4.602A 65.98° 23.32° 9.26°
(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào) r d ν n1 113.30251.3000 23.78 1.8466602 54.6061 3.8163 54.66 1.7291603-360.85740.10004 39.1502 2.9619 81.61 1.4970005 109.2867(d5)6 152.00851.2000 46.58 1.8040007 10.7469 3.88398-31.5152 1.0000 60.09 1.6400009 20.2609 0.94271018.8173 2.2482 23.78 1.84666011171.9617(d11)12∞ 0.5000 孔徑光闌S1320.7359 2.8563 81.61 1.49700014 -34.7880 2.02511512.0905 5.5000 50.24 1.7199901634.4953 0.722817 -39.2689 0.9000 29.23 1.7215101810.9866 (d18)1917.9774 0.9000 42.72 1.834810209.2340 5.0457 59.44 1.58313021 -31.1087 (d21)2220.2266 2.9734 70.24 1.48749023319.8053(d23)24∞ 2.7600 64.22 1.51633025∞ 2.000026∞ 0.5000 64.22 1.51633027∞
(非球面數(shù)據(jù))表面號(hào)＝21κ＝1.000C4＝2.34800E-5C6＝-7.23530E-7C8＝2.67940E-8C10＝-5.48510E-10(變焦時(shí)的可變間隔)<聚焦無限遠(yuǎn)R＝∞>
W M TF 9.1703426.97238 69.04205d5 2.0000019.85258 33.07754d11 27.01938 11.29750 2.05000d18 5.661331.57321 1.21501d21 2.3954114.25610 22.68458d23 4.4278 14.42781 4.42781<聚焦近距物體R＝500>
W M Tβ -0.02101-0.05630-0.12209d5 2.00000 19.8525833.07754d11 27.0193811.297502.05000d18 5.66133 1.57321 1.21501d21 1.99947 11.3751410.32270d23 4.82375 7.30877 16.78969(條件表達(dá)式的值)(1)F1/FW＝7.036(2)|F2/FW|＝1.381(3)F3/FW＝3.119
(4)F4/FW＝2.952(5)(D34W-D34T)/FW＝0.484(6)M1/FW＝2.393(7)N4N-N4P＝0.252(8)F5/FW＝4.815(10)(RR+RF)/(RR-RF)＝1.135圖8是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例3的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；圖9是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例3的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距物體時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線；從表示各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。<例4>
圖10是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例4的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，在從廣角端態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端態(tài)(T)的變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例4的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L11與雙凸正透鏡L12膠合構(gòu)成的膠合透鏡，和凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L13。
第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成凸面朝物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L21，由雙凹負(fù)透鏡L22與凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L24。
第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。
第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L41與雙凸正透鏡L42膠合而成的膠合透鏡。
第五透鏡組G5由下列透鏡組成凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L51，其中物側(cè)表面是一個(gè)非球面。
與實(shí)例4有關(guān)的各種數(shù)值列于表4。
表4(規(guī)格)W M TF9.167 26.98069.068FNO2.863.67 4.432A 66.14° 23.52°9.28°(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào)r d ν n1 98.4799 1.3000 23.78 1.8466602 48.6631 3.9748 54.66 1.7291603-456.92510.10004 33.6174 2.9436 81.61 1.4970005 71.4730 (d5)6 110.55821.2000 46.58 1.8040007 9.4449 3.75078-47.0877 0.9000 47.82 1.7570009 13.7022 2.1890 23.78 1.8466601040.7557 0.3079
11 16.9759 1.668323.781.84666012 31.3730 (d12)13 ∞0.5000孔徑光闌S14 21.0685 2.904481.611.49700015-27.0582 1.654716 12.8487 4.813249.611.77250017 71.7818 0.582318-36.6534 0.900029.231.72151019 10.8184 (d19)20 20.0846 0.900042.721.83481021 10.5850 5.077857.771.57250022-36.4940 (d22)23 20.7863 2.981659.441.58313024 114.8135 (d24)25 ∞2.760064.221.51633026 ∞2.000027 ∞0.500064.221.51633028(非球面數(shù)據(jù))表面號(hào)＝23κ＝1.0000C4＝-2.93600E-5C6＝1.34090E-6C8＝-3.23510E-8C10＝3.13650E-10(變焦時(shí)的可變間隔)<聚焦無限遠(yuǎn)R＝∞>
W M T
F 9.16703 26.98028 69.06777d52.00000 19.52429 32.34403d12 24.89272 9.92521 2.05000d19 9.14744 2.70979 1.24286d22 2.40978 15.81241 24.76205d24 3.47623 3.47623 3.47623<聚焦近距物體R＝500>
WM Tβ -0.02098 -0.05593 -0.12010d52.00000 19.52429 32.34403d12 24.89272 9.92521 2.05000d19 9.14744 2.70979 1.24286d22 1.99779 12.85525 12.39949d24 3.88822 6.43339 15.83879(條件表達(dá)式的值)(1)F1/FW＝6.932(2)|F2/FW|＝1.260(3)F3/FW＝3.013(4)F4/FW＝3.432(5)(D34W-D34T)/FW＝0.863(6)M1/FW＝2.394(7)N4N-N4P＝0.262(8)F5/FW＝4.691(10)(RR+RF)/(RR-RF)＝1.442圖11是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例4的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例4的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距物體時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線。
從表示各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。<例5>
圖13是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例5的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布，在從廣角端態(tài)(W)到遠(yuǎn)攝端態(tài)(T)的變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例5的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L11與凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L12膠合構(gòu)成的膠合透鏡，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L13。
第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成凸面朝物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L21，由雙凹負(fù)透鏡L22與凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L24。
第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。
第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡L41與非球面朝向象側(cè)的雙凸正透鏡L42膠合而成的膠合透鏡。
第五透鏡組G5由雙凸正透鏡L51組成。
與實(shí)例5有關(guān)的各種數(shù)值列于表5。
表5(規(guī)格)WM TF9.16726.973 68.961FNO2.91 3.86 4.782A 66.16° 23.42° 9.30°(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào) rd ν n165.2443 1.3000 23.781.846660238.0484 3.9497 54.661.7291603741.0816 0.1000442.9103 2.6091 81.611.4970005131.1686 (d5)6115.4539 1.2000 46.581.80400079.5044 3.85158 -33.0080 0.9000 47.821.757000915.6335 1.9495 23.781.84666010 41.6939 0.474411 19.6682 2.0045 23.781.84666012 55.7797 (d12)13 ∞ 0.5000 孔徑光闌S14 23.2401 2.8679 81.611.49700015 -27.1245 0.777716 12.3243 5.5000 49.611.77250017 31.6608 0.700718 -47.5984 0.9000 29.231.72151019 10.3567 (d19)
20 16.9393 0.9000 42.721.83481021 9.1091 5.7413 59.441.58313022 -33.9323 (d22)23 21.5918 2.9734 70.241.48749024 -896.4692(d24)25 ∞ 2.7600 64.221.51633026 ∞ 2.000027 ∞ 0.5000 64.221.51633028 ∞(非球面數(shù)據(jù))表面號(hào)＝22κ＝1.000C4＝1.88310E-5C6＝-1.49970E-6C8＝4.85560E-8C10＝-7.03600E-10(變焦時(shí)的可變間隔)<聚焦無限遠(yuǎn)R＝∞>
WMTF9.16747 26.97313 68.96125d5 2.00000 17.94592 29.72195d12 24.16348 9.87549 2.05000d19 7.98471 2.81134 1.24433d22 2.39407 15.56902 25.47698d24 4.59594 4.59594 4.59594<聚焦近距物體R＝500>
WMTβ-0.02099 -0.05642 -0.12211
d5 2.00000 17.94592 29.72195d12 24.163489.87549 2.05000d19 7.98471 2.81134 1.24433d22 2.00194 12.70436 13.24753d24 4.98807 7.46060 16.82539(條件表達(dá)式的值)(1)F1/FW＝6.555(2)|F2/FW|＝1.246(3)F3/FW＝3.013(4)F4/FW＝2.893(5)(D34W-D34T)/FW＝0.735(6)M1/FW＝2.400(7)N4N-N4P＝0.252(8)F5/FW＝4.722(10)(RR+RF)/(RR-RF)＝0.953圖14是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例5的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于無限遠(yuǎn)時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線。
圖15是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的實(shí)例5的變焦透鏡系統(tǒng)聚焦于近距物體時(shí)分別在廣角端態(tài)(a)、中等焦距態(tài)(b)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)的各種象差曲線。
從表示各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。[第二實(shí)施例]然后，下面解釋本發(fā)明的第二實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)類似于已知的正－負(fù)－正－正透鏡光焦度組成的四透鏡組類型，從物側(cè)起依次包括具有正折射光焦度的第一透鏡組；具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組；具有正折射光焦度的第三透鏡組；具有正折射光焦度的第四透鏡組。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)(給出最短焦距)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)(給出最長(zhǎng)焦距)時(shí)，第一和第四透鏡組中的至少一個(gè)移向物側(cè)，使得第一透鏡組和第二透鏡組之間的間隔增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間隔減小，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔減小。
在具有高變焦比的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選將孔徑光闌布置在透鏡系統(tǒng)中心的附近，以便在改變透鏡組位置狀態(tài)時(shí)令人滿意地校正偏軸象差的改變。因此，在第二實(shí)施例中，把孔徑光闌布置在第三透鏡組附近，并且與第三透鏡組成為一體地移動(dòng)。
在廣角端態(tài)，通過將第二透鏡組放置得遠(yuǎn)離孔徑光闌，透過第二透鏡組的偏軸光線穿過離開光軸。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)移到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，通過縮小第二透鏡組和孔徑光闌之間的間隔，透過第二透鏡組的偏軸光線接近光軸。通過在廣角端態(tài)使第一透鏡組接近第二透鏡組，不能使得透過第一透鏡組的偏軸光線盡可能小地與光軸分開。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)移到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，通過變寬第一透鏡組和第二透鏡組之間的間隔，可以使透過第一透鏡組的偏軸光線與光軸分開。
而且，使第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔在廣角端態(tài)變寬，并且當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)移到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔變窄，使得透過第四透鏡組的偏軸光線接近光軸。
以此方式，通過有源地改變通過第一、第二、第三和第四透鏡組的偏軸光線的高度，可以令人滿意地校正改變透鏡組位置狀態(tài)時(shí)偏軸象差的變化。
在第二實(shí)施例中，構(gòu)成的變焦透鏡系統(tǒng)滿足下列條件(I)～(III)；(I)第三透鏡組由三個(gè)透鏡元件組成，它們從物側(cè)起依次是第一正透鏡元件，第二正透鏡元件和負(fù)透鏡元件；(II)第四透鏡組中使正透鏡元件最接近象側(cè)，負(fù)透鏡元件接近正透鏡元件的物側(cè)，并且適當(dāng)?shù)夭贾谜哥R元件象側(cè)的曲率半徑；和(III)當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)適當(dāng)?shù)夭贾玫谒耐哥R組的移動(dòng)量。
條件(I)用于在遠(yuǎn)攝端態(tài)縮短變焦透鏡系統(tǒng)的總長(zhǎng)度。在第二實(shí)施例中，因?yàn)榈诙哥R組使第一透鏡組會(huì)聚的光通量發(fā)散，所以難以縮短總的透鏡長(zhǎng)度。因此，第三透鏡組由正負(fù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，從而把第三透鏡組的主點(diǎn)移到物側(cè)，使得總的透鏡長(zhǎng)度變短。在第二實(shí)施例中，通過構(gòu)成滿足條件(I)的第三透鏡組，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第二正透鏡元件的厚度，從第一正透鏡元件到第二正透鏡元件物側(cè)表面的部分用作正子透鏡組，從象側(cè)表面到負(fù)透鏡元件的部分用作負(fù)子透鏡組，即使第三透鏡組的折射光焦度很強(qiáng)，也可以滿意地校正負(fù)球差。
條件(II)定義了廣角端態(tài)中出瞳的位置。通過把負(fù)透鏡元件和正透鏡元件布置在第四透鏡組的最象側(cè)，曾被負(fù)透鏡元件發(fā)散的光通量又被正透鏡元件會(huì)聚，使得即使第四透鏡組接近象平面，從第四透鏡組發(fā)出的主要光線相對(duì)于光軸的角度也很小。
條件(III)定義了從廣角端態(tài)到遠(yuǎn)攝端態(tài)的變焦過程中出瞳的位置變化。換言之，它定義了從廣角端態(tài)到遠(yuǎn)攝端態(tài)的變焦過程中主要光線到達(dá)探測(cè)器時(shí)相對(duì)于光軸的角度變化。
在第二實(shí)施例中，因?yàn)橥哥R組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)第四透鏡組移到物側(cè)，所以到達(dá)探測(cè)器的主要光線相對(duì)于光軸的角度變小(此處“變小”意味著到達(dá)遠(yuǎn)離光軸的光探測(cè)器的主要光線逐漸改變方向，從而接近光軸)。當(dāng)?shù)竭_(dá)光探測(cè)器的主要光線相對(duì)于光軸的角度變化變大時(shí)，象周邊缺乏光量就易于發(fā)生。另一方面，當(dāng)使該變化變小時(shí)，換言之，當(dāng)?shù)谒耐哥R組的移動(dòng)量變小時(shí)，為了保持預(yù)定的變焦比，變焦時(shí)產(chǎn)生的偏軸象差的變化變大。
根據(jù)第二實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)通過構(gòu)成如上所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高變焦比和緊湊性。
另外，根據(jù)第二實(shí)施例，滿足下列條件表達(dá)式(11)～(13)0.015＜D3P/FT＜0.100(11)0.10＜YO/(BFW-RE)＜0.25(RE＜0) (12)0.4＜Δ4/(FT·FW)1/2＜1.0 (13)此處，D3P表示第三透鏡組中第二正透鏡元件的厚度，F(xiàn)T表示遠(yuǎn)攝端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，YO表示象框的對(duì)角線半長(zhǎng)度，RE表示第四透鏡組最接近象側(cè)表面的曲率半徑，BFW表示廣角端態(tài)中第四透鏡組最接近象側(cè)的表面到象平面的距離，Δ4表示透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)第四透鏡組的移動(dòng)量(移動(dòng)到物側(cè)時(shí)為正)，F(xiàn)W表示廣角端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
下面解釋條件表達(dá)式。
條件表達(dá)式(11)定義了組成第三透鏡組的第二正透鏡元件的厚度適當(dāng)范圍。
當(dāng)比率D3P/FT值超過條件表達(dá)式(11)的上限時(shí)，在廣角端態(tài)入射到第四透鏡組的偏軸光線與光軸較大地分離，使得不能令人滿意地校正圖象周圍產(chǎn)生的彗差。另一方面，當(dāng)比率落在條件表達(dá)式(11)的下限以下時(shí)，組成第三透鏡組的正子透鏡組和負(fù)子透鏡組的各自折射光焦度變大，使得在制造過程中甚至微小的偏心也會(huì)嚴(yán)重地降低光學(xué)性能。
條件表達(dá)式(12)定義了廣角端態(tài)中出射光瞳的位置的適當(dāng)范圍，定義了一個(gè)具有特定的數(shù)值范圍的條件(II)。
當(dāng)YO/(BFW-RE)比值超過條件表達(dá)式(12)的上限時(shí)，在遠(yuǎn)攝端態(tài)中透過第四透鏡組的偏軸光線離開光軸。當(dāng)透過第四透鏡組的光線高度與光軸分開時(shí)，因?yàn)橄蟾吖潭?，所以從第四透鏡組出射的偏軸光線強(qiáng)烈地彎向光軸。結(jié)果，偏軸光線相對(duì)于光軸的角度在接近光軸的方向上變大。因此，在遠(yuǎn)攝端態(tài)出射光瞳相對(duì)于光探測(cè)器的位置變近，使得進(jìn)入到微透鏡陣列的截止光通量變大，并且光線入射到紅外線截止濾光片或低通濾光片的入射角變大。結(jié)果，在象的中心區(qū)和周圍之間顏色平衡和成象性能的差異變得顯著。
條件表達(dá)式(13)用特定的數(shù)值定義了條件(III)的適當(dāng)范圍。當(dāng)Δ4/(FT·FW)1/2比率超過條件表達(dá)式(13)的上限時(shí)，在到達(dá)光探測(cè)器的主要光線的角度變化變大的情況下易于發(fā)生象周圍的光量缺乏。另一方面，當(dāng)比率落在條件表達(dá)式(13)的下限以下時(shí)，改變透鏡組位置狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的偏軸象差的變化變大，使得不能獲得預(yù)定的光學(xué)性能。
另外，根據(jù)第二實(shí)施例，當(dāng)滿足下列條件表達(dá)式(14)和(15)中至少一個(gè)時(shí)，可以預(yù)期較高的光學(xué)性能0.1＜|F3N|/FT＜0.7 (14)0.2＜|R31|/F3＜2.0 (15)此處F3N表示位于第三透鏡組的負(fù)透鏡元件的焦距，F(xiàn)T表示遠(yuǎn)攝端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，R31表示位于第三透鏡組中的負(fù)透鏡元件的象側(cè)表面曲率半徑，F(xiàn)3表示第三透鏡組的焦距。
條件表達(dá)式(14)定義了位于第三透鏡組中的負(fù)透鏡元件適當(dāng)?shù)慕咕喾秶．?dāng)|F3N|/FT比率超過條件表達(dá)式(14)的上限時(shí)，遠(yuǎn)攝端態(tài)中第三透鏡組產(chǎn)生的負(fù)球差不能得到令人滿意的校正。另一方面，當(dāng)比率落在條件表達(dá)式(14)的下限以下時(shí)，甚至在制造時(shí)產(chǎn)生微小的偏心也會(huì)嚴(yán)重地降低象中心的光學(xué)性能，使得不能確保穩(wěn)定的光學(xué)性能。
條件表達(dá)式(15)定義了位于第三透鏡組中的負(fù)透鏡元件的適當(dāng)形狀范圍。當(dāng)|R31|/F3比率超過條件表達(dá)式(15)的上限時(shí)，不能令人滿意地校正第三透鏡組中產(chǎn)生的負(fù)球差。另一方面，當(dāng)比率落在條件表達(dá)式(15)的下限以下時(shí)，在遠(yuǎn)攝端態(tài)第三透鏡組中產(chǎn)生的高階球差變大，使得不能獲得預(yù)定的光學(xué)性能。
而且，當(dāng)同時(shí)滿足條件表達(dá)式(14)和(15)時(shí)，可以獲得較好的光學(xué)性能。
另外，根據(jù)第二實(shí)施例，可以通過由三個(gè)透鏡元件構(gòu)成第二透鏡組并通過滿足下列條件表達(dá)式(16)令人滿意地校正在廣角端態(tài)根據(jù)視角的彗差變化，其中三個(gè)透鏡元件從物側(cè)起依次是凹面朝向象側(cè)的第一負(fù)透鏡元件，凹面朝向物側(cè)的第二負(fù)透鏡元件和凸面朝向物側(cè)的正透鏡元件-0.7＜(R21+R22)/(R21-R22)＜0(16)此處，R21表示位于第二透鏡組中的第一負(fù)透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑，R22表示位于第二透鏡組中的第二負(fù)透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑。
條件表達(dá)式(16)定義了第二透鏡組中第一負(fù)透鏡元件和第二負(fù)透鏡元件之間形成的間隔的形狀的適當(dāng)范圍。當(dāng)(R21+R22)/(R21-R22)比率超過條件表達(dá)式(16)的上限時(shí)，不能令人滿意地校正廣角端態(tài)中根據(jù)視角的彗差變化。另一方面，當(dāng)比率落在條件表達(dá)式(16)的下限以下時(shí)，不能令人滿意地校正廣角端態(tài)中產(chǎn)生的高階場(chǎng)曲率。
而且，第二實(shí)施例通過引入非球面而使得能夠獲得較高的光學(xué)性能。特別是，通過在第二透鏡組的最物側(cè)表面中引入非球面，可以很好的校正廣角端態(tài)中產(chǎn)生的偏軸象差。通過在第四透鏡組中引入非球面，可以令人滿意地校正廣角端態(tài)中象周邊產(chǎn)生的彗差。無需贅述，當(dāng)在光學(xué)系統(tǒng)中引入多個(gè)非球面時(shí)，可以獲得更好的光學(xué)性能。
在第二實(shí)施例中，可以通過在基本上垂直于光軸的方向上移動(dòng)組成光學(xué)系統(tǒng)的透鏡組或部分透鏡組而移動(dòng)象。因此，可以通過合并光學(xué)系統(tǒng)與探測(cè)相機(jī)震動(dòng)的探測(cè)器、驅(qū)動(dòng)上述移位透鏡組的驅(qū)動(dòng)器以及根據(jù)探測(cè)器的輸出給予驅(qū)動(dòng)器移動(dòng)量的控制器而將本光學(xué)系統(tǒng)用作震動(dòng)減小的光學(xué)系統(tǒng)。
在第二實(shí)施例中，優(yōu)選第二透鏡組沿光軸移動(dòng)，以便在聚焦近距物體時(shí)抑制各種象差的變化。
而且，如以下實(shí)例所示，可以通過移動(dòng)布置在第四透鏡組象側(cè)并在變焦時(shí)固定的第五透鏡組進(jìn)行聚焦。
對(duì)于第二實(shí)施例，還可以根據(jù)光探測(cè)器的頻率特性布置一個(gè)避免產(chǎn)生莫爾條紋的低通濾光片或紅外截止濾光片。
無需贅述，第二實(shí)施例不僅可以應(yīng)用到變焦透鏡系統(tǒng)，而且還可以應(yīng)用到焦距不連續(xù)存在的可變焦距變焦透鏡系統(tǒng)。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例6～8的變焦透鏡系統(tǒng)的折射光焦度分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)。本變焦透鏡系統(tǒng)由下列透鏡組成從物側(cè)起依次為具有正折射光焦度的第一透鏡組G1；具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組G2；具有正折射光焦度的第三透鏡組G3；具有正折射光焦度的第四透鏡組G4。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1和第四透鏡組G4中的至少一個(gè)移向物側(cè)，使得第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的間隔增大，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的間隔減小，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的間隔減小。
下面解釋根據(jù)第二實(shí)施例的實(shí)例。<例6>
圖17是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例6的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡與雙凸正透鏡膠合構(gòu)成的膠合正透鏡L11，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L12。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成凹面朝向象側(cè)的負(fù)彎月透鏡L21，雙凹負(fù)透鏡L22，雙凸正透鏡L23以及雙凹負(fù)透鏡L24。第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L41，雙凹負(fù)透鏡L42和雙凸正透鏡L43。
在例6中，孔徑光闌S布置在第三透鏡組G3的物側(cè)并在改變透鏡組的位置狀態(tài)時(shí)與第三透鏡組G3一起移動(dòng)。負(fù)彎月透鏡L21的物側(cè)表面有一個(gè)非球形的薄塑料層。
與實(shí)例6有關(guān)的各種數(shù)值列于表6。
表6(規(guī)格)W M TF 9.24 27.85 69.08FNO 2.88 4.07 4.572A 65.68° 22.73°9.24°
(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào)r dν n1 58.1774 1.10023.781.846662 32.3102 4.85053.221.693503-1100.3070 0.1004 31.3882 3.00081.611.497005 101.4717 (D5)6 49.8292 0.15037.631.552817 40.9329 0.80042.721.834818 8.75973.3009-17.9739 0.80052.321.755001038.2993 0.1001116.0444 3.00023.781.8466612 -23.2486 0.50013 -13.2328 0.80052.321.755001449.6952 (D14)15∞0.500孔徑光闌S1618.1909 1.90065.471.6030017 -51.1289 0.1001814.6261 1.75081.611.497001968.3896 0.45020 -36.0893 0.80026.521.761822169.3010 (D21)22106.1688 1.75061.181.5891323 -21.4784 2.00024 -106.2550 0.80037.171.834002523.9421 0.5002651.6969 2.75070.241.4874927 -11.8754 (BF)
(非球面數(shù)據(jù))表面號(hào)＝6κ＝11.0000C4＝+4.7617E-6C6＝-4.6171E-7C8＝+1.1942E-8C10＝-5.6946E-11表面號(hào)＝22κ＝10.9633C4＝-2.1372E-4C6＝+9.9701E-8C8＝+3.6294E-9C10＝-5.3913E-11(變焦時(shí)的可變間隔)W MTF 9.2400 27.8466 69.0818D5 1.6640 12.6396 23.3546D1414.9508 5.2294 1.2000D214.1931 1.1370 0.5000BF 19.0092 31.8223 36.5596(條件表達(dá)式的值)YO＝5.7F3N＝-31.049F3＝+22.648(11)D3P/FT＝0.025(12)YO/(BFW-RE)＝0.185(13)Δ4/(FT·FW)1/2＝0.695
(14)|F3N|/FT＝0.449(15)|R31|/F3＝1.593(16)(R21+R22)/(R21-R22)＝-0.361圖18是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例6的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)(F＝9.24)、中等焦距態(tài)(b)(F＝27.85)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)(F＝69.08)的各種象差曲線。
在圖18(a)～18(c)的象差曲線中，在表示球差的曲線中，實(shí)線表示球差，虛線表示正弦狀態(tài)。在表示象散的曲線中，實(shí)線表示象矢平面，虛線表示象子午面。FNO表示f數(shù)，其在曲線中的最大值表示球差。Y值表示象高，并且其在曲線中的最大值表示象散和畸變。在表示彗差的曲線中，分別表示了在象高Y＝0，1.425，2.85，3.99和5.70處的彗差值。A表示半視角。
順便說一下，上述解釋適用于第二實(shí)施例的所有實(shí)例。
從表示實(shí)例6的各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。<例7>
圖19是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例7的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡與凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡膠合構(gòu)成的膠合正透鏡L11，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L12。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成凹面朝向象側(cè)的負(fù)彎月透鏡L21，雙凹負(fù)透鏡L22和雙凸正透鏡L23。第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凹負(fù)透鏡L41和雙凸正透鏡L42。
在例7中，孔徑光闌S布置在第三透鏡組G3的物側(cè)并在改變透鏡組的位置狀態(tài)時(shí)與第三透鏡組G3一起移動(dòng)。
與實(shí)例7有關(guān)的各種數(shù)值列于表7。
表7(規(guī)格)W M TF9.25 27.00 69.00FNO2.94 3.69 4.192A 68.31° 24.74° 9.81°(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào) r d ν n1 68.1699 1.100 23.781.846662 36.9502 4.150 52.321.755003 424.38460.1004 30.0615 3.450 81.611.497005 94.3228 (D5)6 120.60950.950 49.611.772507 8.7031 4.3008 -17.7030 0.800 52.321.755009 39.6834 0.10010 22.8115 2.450 23.781.8466611-69.6974 (D11)12 ∞ 0.500 孔徑光闌S13 13.6547 2.450 81.611.4970014-44.0432 0.100
15 12.99561.900 70.24 1.4874916 26.19592.75017-21.90460.800 37.17 1.8340018 50.0000(D18)19-74.63300.800 25.43 1.8051820 66.07120.10021 27.88302.950 60.69 1.5638422-12.4848(BF)(非球面數(shù)據(jù))表面號(hào)＝6κ＝11.0000C4＝+2.0576E-6C6＝-2.6745E-7C8＝+2.1726E-9C10＝-9.7494E-12表面號(hào)＝21κ＝3.5003C4＝-2.5030E-4C6＝+1.1452E-7C8＝+1.5883E-8C10＝-4.1833E-10(變焦時(shí)的可變間隔)W M TF 9.2500 26.9999 68.9997D5 1.8289 14.2396 24.8464D1127.6563 10.3330 1.3000D183.0203 1.3078 0.8819BF 20.3805 29.6301 35.2213
(條件表達(dá)式的值)YO＝6.0F3N＝-18.172F3＝+31.748(11)D3P/FT＝0.028(12)YO/(BFW-RE)＝0.183(13)Δ4/(FT·FW)1/2＝0.587(14)|F3N|/FT＝0.263(15)|R31|/F3＝0.690(16)(R21+R22)/(R21-R22)＝-0.383圖20是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例7的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)(F＝9.25)、中等焦距態(tài)(b)(F＝27.00)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)(F＝69.00)的各種象差曲線。在表示彗差的曲線中，分別表示了在象高Y＝0，1.5，3.0，4.2和6.0處的彗差值。A表示半視角。
從表示實(shí)例7的各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。<例8>
圖21是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例8的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡與雙凸正透鏡膠合構(gòu)成的膠合正透鏡L11，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L12。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成凹面朝向象側(cè)的負(fù)彎月透鏡L21，雙凹負(fù)透鏡L22，雙凸正透鏡L23和雙凹負(fù)透鏡L24。第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L41，凹面朝向象側(cè)的負(fù)彎月透鏡L42和雙凸正透鏡L43。
在例8中，孔徑光闌S布置在第三透鏡組G3的物側(cè)并在改變透鏡組的位置狀態(tài)時(shí)與第三透鏡組G3一起移動(dòng)。負(fù)彎月透鏡L21的物側(cè)表面有一個(gè)非球形的薄塑料層。
與實(shí)例8有關(guān)的各種數(shù)值列于表8。
表8(規(guī)格)W M TF 9.24 27.00 69.10FNO 2.88 4.22 4.822A 65.66° 23.42° 9.24°(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào)r d ν n1 63.7829 1.100 23.781.846662 34.0803 4.750 53.221.693503-512.6777 0.1004 32.1059 2.800 81.611.497005 100.1162 (D5)6 46.3193 0.150 37.631.552817 38.4937 0.800 42.721.834818 9.11973.5509-18.6308 0.800 52.321.755001048.8492 0.1001117.9683 3.100 23.781.8466612 -24.1829 0.55013 -13.8003 0.800 52.321.755001469.2346 (D14)
15 ∞ 0.500 孔徑光闌S16 14.1059 1.850 65.47 1.6030017 69.0669 0.10018 14.7657 2.250 81.61 1.4970019 71.8801 0.50020 -38.0948 0.800 26.52 1.7618221 93.0255 (D21)22 21.6243 4.000 61.18 1.5891323 -20.8780 0.10024 97.7551 1.000 37.17 1.8340025 15.0158 0.70026 55.4023 2.000 70.24 1.4874927 -20.3229 (BF)(非球面數(shù)據(jù))表面號(hào)＝6κ＝11.0000C4＝+5.8871E-6C6＝-1.3199E-7C8＝+5.2518E-10C10＝+2.4739E-11表面號(hào)＝22κ＝-6.8530C4＝-1.3604E-4C6＝-5.1095E-7C8＝+1.7308E-9C10＝+1.0415E-10(變焦時(shí)的可變間隔)WMT
F9.2394 26.9953 69.0998D5 1.4000 11.6216 23.5678D14 17.4652 6.6875 2.0000D21 2.5670 0.9209 0.5000BF 19.0095 31.4212 36.6600(條件表達(dá)式的值)YO＝5.7F3N＝-35.384F3＝+26.597(11)D3P/FT＝0.058(12)YO/(BFW-RE)＝0.145(13)Δ4/(FT·FW)1/2＝0.699(14)|F3N|/FT＝0.512(15)|R31|/F3＝1.432(16)(R21+R22)/(R21-R22)＝-0.448圖22是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例8的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)(F＝9.24)、中等焦距態(tài)(b)(F＝27.00)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)(F＝69.10)的各種象差曲線。在表示彗差的曲線中，分別表示了在象高Y＝0，1.425，2.85，3.99和5.70處的彗差值。A表示半視角。
從表示實(shí)例8的各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。<例9>
圖23是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例9～10的變焦透鏡系統(tǒng)的折射光焦度分布，變焦時(shí)每個(gè)透鏡組移動(dòng)。變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)依次包括具有正折射光焦度的第一透鏡組G1；具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組G2；具有正折射光焦度的第三透鏡組G3；具有正折射光焦度的第四透鏡組G4；和具有正折射光焦度的第五透鏡組G5。當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1和第四透鏡組G4中的至少一個(gè)移到物側(cè)，使得第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的間隔增大，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的間隔減小，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的間隔減小，第四透鏡組G4和第五透鏡組G5之間的間隔增大，并且在變焦時(shí)第五透鏡組G5沿光軸固定。
圖24是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例9的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡與雙凸正透鏡膠合構(gòu)成的膠合正透鏡L11，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L12。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成凹面朝向象側(cè)的負(fù)彎月透鏡L21，由雙凹負(fù)透鏡與凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡膠合而成的膠合負(fù)透鏡L22，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L23。第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成凹面朝向象側(cè)的負(fù)彎月透鏡與雙凸正透鏡膠合而成的膠合正透鏡L4。第五透鏡組G5從物側(cè)起由下列透鏡構(gòu)成由雙凸正透鏡與雙凹負(fù)透鏡膠合而成的膠合正透鏡L5。
在例9中，孔徑光闌S布置在第三透鏡組G3的物側(cè)并在改變透鏡組的位置狀態(tài)時(shí)與第三透鏡組G3一起移動(dòng)。
低通濾光片LF和保護(hù)玻璃GF布置在第五透鏡組G5的象側(cè)。
與實(shí)例9有關(guān)的各種數(shù)值列于表9。
表9(規(guī)格)W M TF 9.17 26.98 69.07FNO 2.90 3.88 4.452A 66.22° 23.66° 9.76°(透鏡數(shù)據(jù))表面號(hào) r d ν n1 112.4351 1.300 23.78 1.846662 46.6040 4.100 47.38 1.788003 -1133.2893 0.1004 33.8557 3.150 82.52 1.497825 95.7487 (D5)6 108.3076 1.200 46.58 1.804007 10.0068 4.3008 -29.0221 0.900 54.66 1.729169 21.5697 1.700 23.78 1.8466610 36.0418 0.70011 22.2130 2.100 23.78 1.8466612 133.9390 (D12)13 ∞0.500 孔徑光闌S14 19.0286 3.050 82.52 1.4978215 -26.3022 0.20016 14.4696 4.900 47.82 1.7570017 43.2842 0.75018 -27.1397 0.900 31.07 1.6889319 15.2385 (D19)20 28.7363 0.900 42.72 1.8348121 10.1303 3.850 58.96 1.5182322 -21.2189 (D22)23 27.6733 3.000 46.58 1.8040024 -78.3460 1.000 23.78 1.8466625 103.6796 5.56426 2.760 64.14 1.5163327 2.47028 0.500 64.14 1.5163329 ∞ (BF)(變焦時(shí)的可變間隔)W MTF 9.166826.9807 69.0681D51.697817.4661 30.9448D12 27.1095 11.2260 2.5720D19 6.24111.3151 1.4085D22 2.372217.3760 24.4561BF1.03261.0326 1.0326(條件表達(dá)式的值)YO＝5.7F3N＝-14.044F3＝+25.445(11)D3P/FT＝0.071(12)YO/(BFW-RE)＝0.143(13)Δ4/(FT·FW)1/2＝0.878(14)|F3N|/FT＝0.203(15)|R31|/F3＝1.067(16)(R21+R22)/(R21-R22)＝-0.108圖25是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例9的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)(F＝9.17)、中等焦距態(tài)(b)(F＝26.98)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)(F＝69.07)的各種象差曲線。在表示彗差的曲線中，分別表示了在象高Y＝0，1.425，2.85，3.99和5.70處的彗差值。A表示半視角。
從表示實(shí)例9的各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。<例10>
圖26是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例10的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡分布。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列透鏡組成由凸面朝向物側(cè)的負(fù)彎月透鏡與雙凸正透鏡膠合構(gòu)成的膠合正透鏡L11，以及凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L12。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凹負(fù)透鏡L21，雙凹負(fù)透鏡L22和雙凸正透鏡L23。第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凸正透鏡L31，凸面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L32，和雙凹負(fù)透鏡L33。第四透鏡組G4從物側(cè)起由下列透鏡組成雙凹負(fù)透鏡L41和雙凸正透鏡L42。第五透鏡組G5由凸面朝物側(cè)的正彎月透鏡L5組成。
在例10中，孔徑光闌S布置在第三透鏡組G3的物側(cè)并在改變透鏡組的位置狀態(tài)時(shí)與第三透鏡組G3一起移動(dòng)。
低通濾光片LF和保護(hù)玻璃GF布置在第五透鏡組G5的象側(cè)。
與實(shí)例10有關(guān)的各種數(shù)值列于表10。
表10(規(guī)格)W M TF9.36 27.00 69.00FNO2.88 3.77 4.072A 65.01° 23.50° 9.28°(透鏡數(shù)據(jù))
表面號(hào)r d νn1 73.6667 1.100 23.781.846662 37.9880 4.500 52.321.755003-824.18520.1004 34.0886 3.300 81.611.497005 105.6423(D5)6-59.1801 0.950 49.611.772507 10.4970 4.0008-22.0824 0.800 55.521.696809 68.0177 0.1001027.7359 2.450 23.781.8466611 -72.9332 (D11)12∞ 0.500 孔徑光闌S1315.1627 2.350 81.611.4970014 -30.7859 0.1001514.1059 3.500 61.181.589131629.7859 2.75017 -16.9676 0.800 42.721.834811825.0000 (D18)19 -57.6997 0.800 23.781.846662042.5657 0.1002122.1806 4.150 61.181.5891322 -11.9098 (D22)2320.1476 2.000 70.241.4874924112.40175.17825∞ 2.760 64.101.5168026∞ 4.00027∞ 0.500 64.101.5168028∞ (BF)
(非球面數(shù)據(jù))表面號(hào)＝6κ＝11.0000C4＝+5.0238E-5C6＝-2.1825E-7C8＝+1.3113E-9C10＝-4.1676E-12表面號(hào)＝21κ＝4.5188C4＝-2.2332E-4C6＝+6.1982E-7C8＝-1.3118E-9C10＝-8.1686E-11(變焦時(shí)的可變間隔)WM TF 9.3600 27.000069.0005D52.0541 14.049025.1345D11 28.6709 11.47890.3000D18 4.0976 1.2027 1.0056D22 5.7348 17.943021.8822BF1.0000 1.0000 1.0000(條件表達(dá)式的值)YO＝5.7F3N＝-12.004F3＝+35.986(11)D3P/FT＝0.051(12)YO/(BFW-RE)＝0.172(13)Δ4/(FT·FW)1/2＝0.635
(14)|F3N|/FT＝0.174(15)|R31|/F3＝0.472(16)(R21+R22)/(R21-R22)＝-0.510圖27是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例10的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)(a)(F＝9.36)、中等焦距態(tài)(b)(F＝27.00)和遠(yuǎn)攝端態(tài)(c)(F＝69.00)的各種象差曲線。在表示彗差的曲線中，分別表示了在象高Y＝0，1.425，2.85，3.99和5.70處的彗差值。A表示半視角。
從表示實(shí)例10的各種象差的各條曲線中看出，對(duì)各種象差做了很好的補(bǔ)償，由此實(shí)現(xiàn)了較高的光學(xué)性能。
如上所述，本發(fā)明使得能夠提供在廣角端態(tài)變焦比約不小于6、視角不小于60°的具有了良好的光學(xué)性能和緊湊性的變焦透鏡系統(tǒng)。
其它的優(yōu)點(diǎn)和改型對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍不限于在此所述的特定細(xì)節(jié)和所示的典型器件。因此，在不脫離本發(fā)明由權(quán)利要求及其等同物限定的范圍和實(shí)質(zhì)的前提下可以做各種改型。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡系統(tǒng)，從物側(cè)起包括具有正折射光焦度的第一透鏡組；具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組；具有正折射光焦度的第三透鏡組；具有正折射光焦度的第四透鏡組；和具有正折射光焦度的第五透鏡組，當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間隔增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間隔減小，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔變化，第四透鏡組和第五透鏡組之間的間隔變大，并且第三透鏡組和第四透鏡組移到物側(cè)；和其中滿足下列條件表達(dá)式4.5＜F1/FW＜8.00.8＜|F2/FW|＜1.82.3＜F3/FW＜4.52.0＜F4/FW＜5.20.2＜(D34W-D34T)/FW＜1.0此處FW表示變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)的焦距，F(xiàn)1表示第一透鏡組的焦距，F(xiàn)2表示第二透鏡組的焦距，F(xiàn)3表示第三透鏡組的焦距，F(xiàn)4表示第四透鏡組的焦距，D34W表示在廣角端態(tài)第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔，D34T表示在遠(yuǎn)攝端態(tài)第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組移動(dòng)，使得第一透鏡組在遠(yuǎn)攝端態(tài)的位置為第一透鏡組在廣角端態(tài)中位置的物側(cè)，并且第五透鏡組固定，且滿足下列條件表達(dá)式0.4＜M1/FW＜3.0此處M1表示當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)第一透鏡組的移動(dòng)量。
3.如權(quán)利要求2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第四透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由正透鏡元件與負(fù)透鏡元件膠合構(gòu)成，并且滿足下列條件表達(dá)式0.2＜N4N-N4P此處，N4N表示第四透鏡組中的負(fù)透鏡元件在d線(λ＝587.6nm)的折射率，N4P表示第四透鏡組中的正透鏡元件在d線(λ＝587.6nm)的折射率。
4.如權(quán)利要求3所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于通過把第五透鏡組移到物側(cè)而進(jìn)行從遠(yuǎn)距物體向近距物體的聚焦，并且滿足下列條件表達(dá)式3.0＜F5/FW＜7.0此處，F(xiàn)5表示第五透鏡組的焦距。
5.如權(quán)利要求4所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第五透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由正透鏡元件與負(fù)透鏡元件膠合構(gòu)成，并且滿足下列條件表達(dá)式15.0＜ν5P-ν5N此處ν5P表示第五透鏡組中正透鏡元件的阿貝數(shù)，ν5N表示第五透鏡組中負(fù)透鏡元件的阿貝數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第五透鏡組由單個(gè)的正透鏡元件組成，并且滿足下列條件表達(dá)式0.7＜(RR+RF)/(RR-RF)＜2.0此處RF表示第五透鏡組中正透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑，RR表示第五透鏡組中正透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑。
7.如權(quán)利要求2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于通過把第五透鏡組移到物側(cè)而進(jìn)行從遠(yuǎn)距物體向近距物體的聚焦，并且滿足下列條件表達(dá)式3.0＜F5/FW＜7.0此處，F(xiàn)5表示第五透鏡組的焦距。
8.如權(quán)利要求7所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第五透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由正透鏡元件與負(fù)透鏡元件膠合構(gòu)成，并且滿足下列條件表達(dá)式15.0＜ν5P-ν5N此處ν5P表示第五透鏡組中正透鏡元件的阿貝數(shù)，ν5N表示第五透鏡組中負(fù)透鏡元件的阿貝數(shù)。
9.如權(quán)利要求7所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第五透鏡組由單個(gè)的正透鏡元件組成，并且滿足下列條件表達(dá)式0.7＜(RR+RF)/(RR-RF)＜2.0此處RF表示第五透鏡組中正透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑，RR表示第五透鏡組中正透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑。
10.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第四透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由正透鏡元件與負(fù)透鏡元件膠合構(gòu)成，并且滿足下列條件表達(dá)式0.2＜N4N-N4P此處，N4N表示第四透鏡組中的負(fù)透鏡元件在d線(λ＝587.6nm)的折射率，N4P表示第四透鏡組中的正透鏡元件在d線(λ＝587.6nm)的折射率。
11.如權(quán)利要求10所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于通過把第五透鏡組移到物側(cè)而進(jìn)行從遠(yuǎn)距物體向近距物體的聚焦，并且滿足下列條件表達(dá)式3.0＜F5/FW＜7.0此處，F(xiàn)5表示第五透鏡組的焦距。
12.如權(quán)利要求11所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第五透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由正透鏡元件與負(fù)透鏡元件膠合構(gòu)成，并且滿足下列條件表達(dá)式15.0＜ν5P-ν5N此處ν5P表示第五透鏡組中正透鏡元件的阿貝數(shù)，ν5N表示第五透鏡組中負(fù)透鏡元件的阿貝數(shù)。
13.如權(quán)利要求11所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第五透鏡組由單個(gè)的正透鏡元件組成，并且滿足下列條件表達(dá)式0.7＜(RR+RF)/(RR-RF)＜2.0此處RF表示第五透鏡組中正透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑，RR表示第五透鏡組中正透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑。
14.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于通過把第五透鏡組移到物側(cè)而進(jìn)行從遠(yuǎn)距物體向近距物體的聚焦，并且滿足下列條件表達(dá)式3.0＜F5/FW＜7.0此處，F(xiàn)5表示第五透鏡組的焦距。
15.如權(quán)利要求14所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第五透鏡組由一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由正透鏡元件與負(fù)透鏡元件膠合構(gòu)成，并且滿足下列條件表達(dá)式15.0＜ν5P-ν5N此處ν5P表示第五透鏡組中正透鏡元件的阿貝數(shù)，ν5N表示第五透鏡組中負(fù)透鏡元件的阿貝數(shù)。
16.如權(quán)利要求14所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第五透鏡組由單個(gè)的正透鏡元件組成，并且滿足下列條件表達(dá)式0.7＜(RR+RF)/(RR-RF)＜2.0此處RF表示第五透鏡組中正透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑，RR表示第五透鏡組中正透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑。
17.一種變焦透鏡系統(tǒng)，從物側(cè)起，包括具有正折射光焦度的第一透鏡組；具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組；具有正折射光焦度的第三透鏡組；和具有正折射光焦度的第四透鏡組；其中當(dāng)透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)改變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第四透鏡組中的至少一個(gè)移到物側(cè)，使得第一透鏡組和第二透鏡組之間的間隔增大；第二透鏡組和第三透鏡組之間的間隔減??；和第三透鏡組和第四透鏡組之間的間隔減小；并且第三透鏡組由三個(gè)透鏡元件組成，從物側(cè)起它們是第一正透鏡元件，第二正透鏡元件和負(fù)透鏡元件；和第四透鏡組包括最接近象側(cè)的正透鏡元件和位于正透鏡元件物側(cè)的負(fù)透鏡元件；且其中滿足下列條件表達(dá)式0.015＜D3P/FT＜0.1000.10＜YO/(BFW-RE)＜0.25 (RE＜0)0.4＜Δ4/(FT·FW)1/2＜1.0此處，D3P表示第三透鏡組中第二正透鏡元件的厚度，F(xiàn)T表示遠(yuǎn)攝端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，YO表示相框的對(duì)角線半長(zhǎng)度，RE表示第四透鏡組最接近象側(cè)的表面曲率半徑，BFW表示廣角端態(tài)中第四透鏡組最接近象側(cè)的表面到象平面的距離，Δ4表示透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)變到遠(yuǎn)攝端態(tài)時(shí)第四透鏡組的移動(dòng)量(移動(dòng)到物側(cè)時(shí)為正)，F(xiàn)W表示廣角端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
18.如權(quán)利要求17所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于至少滿足下列條件表達(dá)式之一0.1＜|F3N|/FT＜0.70.2＜|R31|/F3＜2.0此處F3N表示位于第三透鏡組的負(fù)透鏡元件的焦距，F(xiàn)T表示遠(yuǎn)攝端態(tài)中變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，R31表示位于第三透鏡組中的負(fù)透鏡元件的象側(cè)表面曲率半徑，F(xiàn)3表示第三透鏡組的焦距。
19.如權(quán)利要求18所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第二透鏡組由三個(gè)透鏡元件組成，從物側(cè)起它們是具有面朝象的凹面的第一負(fù)透鏡元件，具有面朝物的凹面的第二負(fù)透鏡元件，和具有面朝物的凸面的正透鏡元件，并且滿足下列條件表達(dá)式-0.7＜(R21+R22)/(R21-R22)＜0此處，R21表示位于第二透鏡組中的第一負(fù)透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑，R22表示位于第二透鏡組中的第二負(fù)透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑。
20.如權(quán)利要求17所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第二透鏡組由三個(gè)透鏡元件組成，從物側(cè)起它們是具有面朝象的凹面的第一負(fù)透鏡元件，具有面朝物的凹面的第二負(fù)透鏡元件，和具有面朝物的凸面的正透鏡元件，并且滿足下列條件表達(dá)式-0.7＜(R21+R22)/(R21-R22)＜0此處，R21表示位于第二透鏡組中的第一負(fù)透鏡元件的象側(cè)表面的曲率半徑，R22表示位于第二透鏡組中的第二負(fù)透鏡元件的物側(cè)表面的曲率半徑。
全文摘要
一種變焦透鏡系統(tǒng)，從物側(cè)起包括具有正折射光焦度的第一透鏡組G1；具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組G2；具有正折射光焦度的第三透鏡組G3；具有正折射光焦度的第四透鏡組G4；和具有正折射光焦度的第五透鏡組。當(dāng)從廣角端態(tài)到遠(yuǎn)攝端態(tài)變焦時(shí)，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的間隔增大，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的間隔減小，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的間隔變化，第四透鏡組G4和第五透鏡組G5之間的間隔變大，且第三透鏡組G3和第四透鏡組G4移到物側(cè)。并且滿足預(yù)定的條件表達(dá)式。
文檔編號(hào)G02B15/163GK1424613SQ0215589
公開日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月12日
發(fā)明者大竹基之, 芝山敦史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康