專利名稱：廣角變焦透鏡系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于靜態(tài)相機和數(shù)字相機的廣角變焦透鏡系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，利用固態(tài)成像裝置如CCD代替膠片相機的數(shù)字靜態(tài)相機贏得越來越多的關注。因此，在日本待定專利申請JP11-23967、JP2003-107348和JP2003-107352中提出了一種適于固態(tài)成像裝置的具有約為三倍變焦比的變焦透鏡系統(tǒng)。
但是，日本待定專利申請JP11-23967中提出的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端態(tài)具有大約60°的視角，以致于不能滿足廣視角的期望。
為了解決這個問題，在日本待定專利申請JP2003-107348和JP2003-107352中還提出了一種變焦透鏡系統(tǒng)。但是，該系統(tǒng)在廣角端態(tài)具有大約80°的視角，并且在廣角端態(tài)具有大約2.7的f數(shù)，以致于在廣視角和高速孔徑比兩方面都不是很好。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種適于固態(tài)成像裝置的能夠在廣角端態(tài)有寬視角且有高速孔徑比、并確保良好的光學性能的廣角變焦透鏡系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起包括具有負折射光焦度的第一透鏡組，和具有正折射光焦度的第二透鏡組。第一透鏡組從物側(cè)起包括凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡、負透鏡和凸面朝向物側(cè)的正透鏡。第二透鏡組從物側(cè)起包括正透鏡和負透鏡。第一透鏡組中負彎月透鏡的至少一個表面由非球面組成。通過改變第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變焦距，并且第一透鏡組中的負透鏡滿足下列條件表達式(1A)和(1B)67＜v12 (1A)2.05＜n12+0.007×v12 (1B)此處，v12表示第一透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n12表示第一透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
在本發(fā)明的第一方面，第一透鏡組中的負彎月透鏡優(yōu)選滿足下列條件表達式(2)和(3)1.69＜n11＜1.90 (2)2.29＜n11+0.012×v11＜2.39(3)此處，n11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率，v11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)。
在本發(fā)明的第一方面，優(yōu)選具有正折射光焦度的第三透鏡組設置在第二透鏡組的像側(cè)，通過沿光軸移動第三透鏡組進行聚焦，并且優(yōu)選滿足下列條件表達式(4)、(5)和(6)-1.3＜f2/f1＜-0.9(4)1.5＜f3/f2＜2.5 (5)0.3＜D23W/f2＜0.6(6)此處，f1表示第一透鏡組的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，f3表示第三透鏡組的焦距，D23W表示廣角端態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離。
在本發(fā)明的第一方面，優(yōu)選滿足下列條件表達式(7)和(8)28＜v13＜35(7)1.79＜n13 (8)此處，v13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
在本發(fā)明的第一方面，優(yōu)選滿足下列條件表達式(9)0.3＜f1/r12A＜1 (9)此處，r12A表示第一透鏡組中負透鏡物側(cè)表面的曲率半徑。
在本發(fā)明的第一方面，優(yōu)選第二透鏡組從物側(cè)起包括設置在最物側(cè)的正透鏡、負透鏡和設置在最像側(cè)的正透鏡，設置在最物側(cè)的正透鏡的至少一個表面由非球面組成，并且滿足下列條件表達式(10A)和(10B)67＜v25 (10A)2.05＜n25+0.007×v25(10B)此處，v25表示設置在最像側(cè)的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n25表示設置在最像側(cè)的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
在本發(fā)明的第一方面，優(yōu)選滿足下列條件表達式(11)和(12)28＜v23＜42 (11)1.75＜n23(12)此處，v23表示第二透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n23表示第二透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起包括具有負折射光焦度的第一透鏡組，具有正折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的第三透鏡組。第一透鏡組從物側(cè)起包括凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡，負透鏡和凸面朝向物側(cè)的正透鏡。第二透鏡組從物側(cè)起包括設置在最物側(cè)的正透鏡，由正透鏡與負透鏡膠合而成的膠合透鏡，和設置在最像側(cè)的正透鏡。第一透鏡組中負彎月透鏡的至少一個表面和第二透鏡組中設置在最物側(cè)的正透鏡的至少一個表面各由非球面組成。焦距通過改變第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離而變化。通過沿光軸移動第三透鏡組來進行聚焦，并且滿足下列條件表達式(2)、(1A)、(1B)、(10A)和(10B)1.69＜n11＜1.90 (2)67＜v12 (1A)2.05＜n12+0.007×v12(1B)67＜v25 (10A)2.05＜n25+0.007×v25(10B)根據(jù)本發(fā)明的第三方面，廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起包括具有負折射光焦度的第一透鏡組，和具有正折射光焦度的第二透鏡組。第一透鏡組從物側(cè)起包括凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡，負透鏡，和凸面朝向物側(cè)的正透鏡。第二透鏡組從物側(cè)起包括正透鏡和負透鏡。第一透鏡組的負彎月透鏡的至少一個表面由非球面組成。焦距通過改變第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離來改變，并且滿足下列條件表達式(1A)、(7)和(8)67＜v12 (1A)28＜v13＜35 (7)1.79＜n13 (8)通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點將變得更加清晰。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖3是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖4是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖5是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖6是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖7是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖8是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖10是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖11是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖12是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖13是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖14是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖15是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；
圖17是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖18是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖19是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖20是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖21是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖22是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖24是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖25是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖26是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖27是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖28是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖29是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖30是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖31是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖32是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；
圖33是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖34是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖35是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖36是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖37是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖38是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖39是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖40是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖41是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖42是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖43是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖44是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖45是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖46是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖47是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖48是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；
圖49是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖50是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖51是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖52是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖53是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖54是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖55是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖56是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖57是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖；圖58是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖59是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖60是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；圖61是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線；圖62是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線；圖63是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線；
具體實施例方式
下面解釋根據(jù)本發(fā)明每個實施例的廣角變焦透鏡系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起包括具有負折射光焦度的第一透鏡組和具有正折射光焦度的第二透鏡組。第一透鏡組從物側(cè)起包括凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡，負透鏡，和凸面朝向物側(cè)的正透鏡。第二透鏡組從物側(cè)起包括設置在最物側(cè)的正透鏡和負透鏡。通過改變第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變焦距。
在此情況下，通過將第一透鏡組中負透鏡的至少一個表面構造成具有沿從光軸到外圍的表面減小的折射率的非球面，很好地校正在擴大視角時廣角端態(tài)中明顯產(chǎn)生的負畸變。
因此，優(yōu)選通過由三個簡單透鏡構建第一透鏡組來實現(xiàn)像差的校正。
在如上構成的廣角變焦透鏡系統(tǒng)中，滿足下列條件表達式(1A)和(1B)67＜v12 (1A)2.05＜n12+0.007×v12(1B)此處，v12表示第一透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n12表示第一透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
優(yōu)選用條件表達式(1A)和(1B)校正擴大變焦透鏡系統(tǒng)的視角時產(chǎn)生的橫向色差和畸變。第一透鏡組中負彎月透鏡中產(chǎn)生的橫向色差可以優(yōu)選通過對第一透鏡組中的負透鏡施用低擴散玻璃材料而得到抑制。當條件表達式(1A)和(1B)的值等于或小于各個下限值時，很好地校正整個80°或更大視角范圍內(nèi)的橫向色差變得困難，因此這是不希望的。為了確保本發(fā)明的效果，優(yōu)選將條件表達式(1A)的下限設置為80。
在如上所述構成的廣角變焦透鏡系統(tǒng)中，滿足下列條件表達式(2)和(3)1.69＜n11＜1.90 (2)2.29＜n11+0.012×v11＜2.39 (3)此處，n11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率，v11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)。
制作非球面的方式廣義地被分為兩種，一種是切割法，即直接切割玻璃材料以形成非球面，另一種是模制法，即提前制備非球面的模具并轉(zhuǎn)印到玻璃材料上。為了低成本的大量制作，優(yōu)選實施模制法。條件表達式(2)和(3)為此目的限定了各項規(guī)格。
條件表達式(2)限定了第一透鏡組中負彎月透鏡的折射率的適當范圍。當n11值等于或小于條件表達式(2)的下限時，第一透鏡組中負彎月透鏡像側(cè)表面的曲率半徑變得太小，以致于很難校正各種像差，并且也很難通過玻璃模制法模制制作非球面。另一方面，當n11值等于或超過條件表達式(2)的上限時，雖然便于校正各種像差，但具有高折射率的玻璃材料通常很貴，以致于整個透鏡系統(tǒng)的價格也變得太貴。為了確保本發(fā)明的效果，優(yōu)選將條件表達式(2)的上限設為1.83。
條件表達式(3)限定了用玻璃模制法制作第一透鏡組中負彎月透鏡的各項規(guī)格的適當范圍。為了用玻璃模制法制作，需要使用低臨界點的玻璃材料。當n11+0.012×v11值等于或超過條件表達式(3)的上限時，雖然便于校正各種像差，但必須使用高臨界點的玻璃材料，以致于很難用玻璃模制法制作非球面。另一方面，當n11+0.012×v11值等于或小于條件表達式(3)的下限時，因為必須使用高擴散的玻璃材料，所以很難很好地校正各種像差，尤其是色差。為了確保本發(fā)明的效果，優(yōu)選將條件表達式(3)的上限設置為2.34。
根據(jù)本發(fā)明每個實例的廣角變焦透鏡系統(tǒng)包括靠近第二透鏡組的像側(cè)設置的具有正折射光焦度的第三透鏡組，并且通過沿光軸移動第三透鏡組來進行聚焦，優(yōu)選滿足下列條件表達式(4)、(5)和(6)-1.3＜f2/f1＜-0.9 (4)1.5＜f3/f2＜2.5(5)0.3＜D23W/f2＜0.6 (6)此處，f1表示第一透鏡組的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，f3表示第三透鏡組的焦距，D23W表示廣角端態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離。
對于有兩部分的第三透鏡組的作用，其中一部分是用于對位于象平面的成像裝置優(yōu)化整個光學系統(tǒng)的出射光瞳的位置的場透鏡，另一部分是通過沿光軸移動第三透鏡組來進行聚焦的聚焦透鏡。以這種方式，通過變焦時將聚焦透鏡與第一和第二透鏡組分開，可以簡化鏡筒的機械結(jié)構，因而是理想的。無需贅述，校正像差的自由度可以通過使第三透鏡組在變焦時可移動來進一步增大。
條件表達式(4)是為了確保三或更大的變焦比。當比值f2/f1等于或超過條件表達式(4)的上限時，很難確保足夠的變焦比，并且Petzval和在正方向也變得太大，以致于很難校正場曲率。另一方面，當比值f2/f1等于或小于條件表達式(4)的下限時，雖然便于確保變焦比，但是使變焦透鏡系統(tǒng)的總尺寸變大，以致于也不理想。為了確保本發(fā)明的效果，優(yōu)選將條件表達式(4)的上限設置為-1.1。
條件表達式(5)定義了第三透鏡組的焦距。當比值f3/f2等于或超過條件表達式(5)的上限時，第三透鏡組聚焦時的移動量變得太大，因此很不理想。另一方面，當比值f3/f2等于或小于條件表達式(5)的下限時，第三透鏡組的折射光焦度變得太大，因此不能對固態(tài)成像裝置優(yōu)化出射光瞳的位置，并且，此外變焦透鏡系統(tǒng)的尺寸變大，以至于不理想。
條件表達式(6)定義了第三透鏡組的布置。當比值D23W/f2等于或超過條件表達式(6)的上限時，第三透鏡組作為場透鏡的效果減弱，因此不理想。另一方面，當比值D23W/f2等于或小于條件表達式(6)的下限時，后焦距變得太短，以至于也不理想。當條件表達式(5)和(6)均得到滿足時，可以獲得出射光瞳對于固態(tài)成像裝置的最佳位置。
當?shù)谌哥R組用作聚焦透鏡組時，為了抑制聚焦造成的色差的變化，優(yōu)選第三透鏡組由正透鏡與負透鏡或單透鏡膠合而成的膠合透鏡組成。當?shù)谌哥R組由單透鏡組成時，優(yōu)選第三透鏡組采用在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)為70或更大的玻璃材料。
在根據(jù)本發(fā)明每個實例的廣角變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下列條件表達式(7)和(8)28＜v13＜35 (7)1.79＜n13(8)此處，v13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
條件表達式(7)和(8)是為了實現(xiàn)對包括橫向色差在內(nèi)的各種像差的良好校正。當值v13等于或小于條件表達式(7)的下限時，二階橫向色差變大，因此很難良好的校正整個寬視角上的橫向色差。另一方面，當值v13等于或大于條件表達式(7)的上限時，很難校正一階橫向色差。
當值v13等于或小于條件表達式(8)的下限時，廣角端態(tài)下的場曲率及遠攝端態(tài)下的彗差變得更糟，以至于很不理想。
在根據(jù)本發(fā)明每個實例的廣角變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下列條件表達式(9)0.3＜f1/r12A＜1(9)此處，r12A表示第一透鏡組中負透鏡物側(cè)表面的曲率半徑。
條件表達式(9)是為了很好校正廣視角內(nèi)的球差和彗差。當比值f1/r12A等于或小于條件表達式(9)的下限時，第一透鏡組中負透鏡物側(cè)凹面的曲率半徑變小，第一透鏡組中負彎月透鏡中產(chǎn)生的彗差不能消除，并且很難良好的校正遠攝端態(tài)中的球差。另一方面，當比值f1/r12A等于或大于條件表達式(9)的上限時，因為第一透鏡組中負透鏡物側(cè)凹面的曲率半徑變得過大，所以很難校正彗差，并且廣角端態(tài)下的負畸變增大。
在根據(jù)本發(fā)明每個實例的廣角變焦透鏡系統(tǒng)中，第二透鏡組包括設置在最物側(cè)的正透鏡，負透鏡和設置在最像側(cè)的正透鏡，設置在最物側(cè)的正透鏡的至少一個表面由非球面組成，并且滿足下列條件表達式(10A)和(10B)67＜v25 (10A)2.05＜n25+0.007×v25 (10B)此處，v25表示第二透鏡組中設置在最像側(cè)的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n25表示第二透鏡組中設置在最像側(cè)的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
通過用非球面構建第二透鏡組中設置在最像側(cè)的正透鏡，可以很好的校正球差而不使第二透鏡組變大。通過滿足條件表達式(10A)和(10B)，可以很好的校正遠攝端態(tài)中的縱向色差。為了確保本發(fā)明的效果，優(yōu)選將條件表達式(10A)的下限設置為80。
在根據(jù)本發(fā)明每個實例的廣角變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下列條件表達式(11)和(12)28＜v23＜42 (11)1.75＜n23(12)此處，v23表示第二透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n23表示第二透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
條件表達式(11)是為了獲得更加良好的縱向色差的校正。當值v23等于或超過條件表達式(11)的上限時，很難校正一階縱向色差。另一方面，當值v23等于或小于條件表達式(11)的下限時，很難校正二階縱向色差，以至于色差反而增大。為了確保本發(fā)明的效果，優(yōu)選將條件表達式(11)的下限設置為30。
條件表達式(12)是為了更好的校正球差。當值n23等于或小于條件表達式(12)的下限時，很難很好的校正球差。
下面將參考附圖解釋根據(jù)本發(fā)明的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的實例。
<實例1>
圖1是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明實例1的變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由這些元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，第一錐形光闌FS，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由這些元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，雙凹負透鏡L12和雙凸正透鏡L13。第二透鏡組G2從物側(cè)起由這些元件組成雙凸正透鏡L21，雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L24與雙凸正透鏡L25膠合而成的膠合透鏡。第三透鏡組G3從物側(cè)起由這些元件組成由雙凸正透鏡L31與雙凹負透鏡L32膠合而成的膠合透鏡。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中正透鏡L21的物側(cè)表面以及第三透鏡組G3中正透鏡L31的物側(cè)表面各由非球面組成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和對于設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG?？讖焦怅@S與第二透鏡組G2一起移動。
當?shù)诙哥R組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W向遠攝端態(tài)T變化時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3來執(zhí)行從無限遠向近距物體的聚焦。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了在廣角端態(tài)中大約87°或更大的廣視角，并確保了良好的光學性能。
與根據(jù)實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)有關的各種值列于表1。在[規(guī)格]一欄中，f表示焦距，Bf表示后焦距，F(xiàn)NO表示f數(shù)，2A表示視角(單位度)，y表示像高。在[透鏡數(shù)據(jù)]一欄中，最左邊的一欄表示從物側(cè)數(shù)起的透鏡表面號，第二欄“r”表示透鏡表面的曲率半徑，第三欄“d”表示相鄰透鏡表面之間的距離，第四欄“vd”表示介質(zhì)在d線(λ＝587.6nm)的阿貝數(shù)，第五欄“nd”表示介質(zhì)在d線的折射率。順便說一下，在此省去了空氣的折射率1.000000，平面用r＝∞表示。
在[非球面數(shù)據(jù)]一欄中顯示了每個非球面系數(shù)，非球面由下列表達式表示x＝(h2/R)/(1+(1-k×h2/R2)1/2)+C4×h4+C6×h6+C8×h8+C10×h10此處，x表示x方向的表面深度，h表示從光軸起垂直于光軸的高度，R表示參考球面的曲率半徑(近軸曲率半徑)，k表示錐面系數(shù)，Cn表示n階非球面系數(shù)。
在[非球面數(shù)據(jù)]一欄中，“E-n”表示“10-n”。非球面用表面號帶星號(*)表示。在[可變距離]一欄中，R表示射程(物體和圖像間的距離)，f表示焦距，β表示拍攝放大率，D0表示物體和第一透鏡組G1的最物側(cè)透鏡表面之間的距離(拍攝距離)，Bf表示后焦距。在[條件表達式的值]一欄中，展示了各個條件表達式的值。
在各種值的圖表中，“mm”一般用于長度單位，如焦距、曲率半徑以及光學表面之間的距離的單位。但是，因為成比例地放大或縮小其尺寸的光學系統(tǒng)可以獲得類似的光學性能，所以單位不限于“mm”也可以使用任何其它合適的單位。
對其它實例的標號解釋是一樣的，因此在此省去贅述。
表1[規(guī)格]WTf＝ 6.28 21.00Bf＝ 0.99FNO＝ 2.67 5.132A＝ 87.2830.34y＝ 5.70[透鏡數(shù)據(jù)]r d vd nd1) 34.14032.000040.951.8047002*)8.2723 6.00003) -30.3610 1.300081.611.4970004) 16.44232.00005) 22.22822.700032.351.850260
6) -212.2667 (D1)7) ∞ (D2) 錐形光闌FS8＞ ∞ 0.5000孔徑光闌S9*) 10.4486 2.600057.44 1.60602010) -95.30550.600011) 11.7898 3.000050.88 1.65844012) -14.50690.900039.59 1.80440013) 8.0271 0.900014) 30.7399 0.900037.95 1.72342015) 7.2443 2.600081.61 1.49700016) -18.3656(D3)17*)14.4548 3.600057.44 1.60602018) -53.00000.900023.78 1.84666019) 167.8106(D4)20) ∞ 2.760064.20 1.51680021) ∞ 0.500022) ∞ 0.500064.20 1.51680023) ∞ (Bf)[非球面數(shù)據(jù)]表面號2κ＝ 0.3055C4＝ 1.04910E-05C6＝ 2.01200E-07C8＝ -5.72700E-12C10＝ -4.78540E-12表面號9κ＝ 0.4078C4＝ -4.74070E-07C6＝ 3.26430E-08C8＝ 1.15490E-08
C10＝ -1.92510E-10表面號17κ＝ 1.6047C4＝ -1.98410E-05C6＝ -4.01260E-07C8＝ 1.27770E-08C10＝ -1.25530E-10[可變距離]<聚焦于無限遠時>
W M TR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 6.2800011.5000021.00000D0＝ ∞ ∞ ∞D(zhuǎn)1＝ 15.37846 0.30000 0.30000D2＝ 11.00000 10.523272.05746D3＝ 9.0766717.5585432.99488D4＝ 0.856720.85672 0.85672Bf＝ 0.990000.99000 0.99000<聚焦于近物時>
R＝ 500500 500β＝ -0.01425 -0.02551-0.04566D0＝ 428.4381 435.5117428.5409D1＝ 15.37846 0.30000 0.30000D2＝ 11.00000 10.523272.05746D3＝ 8.8823716.9356731.08750D4＝ 1.051031.47959 2.76410Bf＝ 0.990000.99000 0.99000[條件表達式的值](1A)v12 ＝81.610(1B)n12+0.007×v12＝2.068
(2)n11 ＝1.805(3)n11+0.012×v11 ＝2.296(4)f2/f1 ＝-1.199(5)f3/f2 ＝1.604(6)D23W/f2 ＝0.485(7)v13 ＝32.350(8)n13 ＝1.850(9)f1/r12A ＝0.514(10A)v25 ＝81.610(10B)n25+0.007×v25＝2.068(11)v23＝39.590(12)n23＝1.804圖2是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖3是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖4是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖5是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖6是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖7是根據(jù)本發(fā)明實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
在各個曲線中，F(xiàn)NO表示f數(shù)，Y表示像高，NA表示數(shù)值孔徑，C表示在C線(λ＝656.3nm)處的像差曲線，d表示在d線(λ＝587.6nm)處的像差曲線，F(xiàn)表示F線(λ＝486.1nm)的像差曲線，g表示在g線(λ＝435.8nm)處的像差曲線。在表示象散的曲線中，實線表示徑向像平面，虛線表示縱向平面。上述關于各種像差曲線的解釋與其它實例的相同。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例1的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
<實例2>
圖8是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖8中，根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由下列元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，錐形光闌FS，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，凹面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L12和雙凸正透鏡L13。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列元件組成雙凸正透鏡L21，由雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，及由凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L24與雙凸正透鏡L25膠合而成的膠合透鏡。第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列元件構成雙凸正透鏡L31與雙凹負透鏡L32膠合而成的膠合透鏡。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中正透鏡L21的物側(cè)表面以及第三透鏡組G3中正透鏡L31的物側(cè)表面各由非球面組成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG?？讖焦怅@S與第二透鏡組G2一起移動。
當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W變化到遠攝端態(tài)T時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。從無限遠向近距物體的聚焦通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3進行。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了廣角端態(tài)中87°或更大的廣視角，并確保了良好的光學性能。
與實例2中的廣角變焦透鏡系統(tǒng)相關的各種值列于表2。
表2[規(guī)格]W Tf＝ 6.28 21.00Bf＝ 0.99FNO＝ 2.66 5.262A＝ 87.27 30.37y＝ 5.70[透鏡數(shù)據(jù)]r d vd nd1) 33.1661 2.200045.101.7924802*) 7.3301 6.00003) -19.10001.400081.611.4970004) -482.0106 2.80005) 40.6647 2.400028.551.7950406) -98.6176(D1)7) ∞ (D2) 錐形光闌 FS8＞ ∞ 0.5000孔徑光闌 S9*) 9.2906 2.600059.101.58332010) -54.83080.600011) 10.0228 3.000044.891.63930012) -11.55530.900037.171.83400013) 6.9627 1.000014) 20.1915 0.800034.961.80100015) 6.7448 3.000081.611.49700016) -23.4554(D3)17*)15.7144 3.600057.441.60602018) -50.40930.900023.781.846660
19) 872.6010(D4)20) ∞ 2.760064.201.51680021) ∞ 0.500022) ∞ 0.500064.201.51680023) ∞ (Bf)[非球面數(shù)據(jù)]表面號2κ＝ 0.4651C4＝ -3.02030E-05C6＝ 9.05220E-08C8＝ -4.25100E-10C10＝ -2.19430E-11表面號9κ＝ 0.5211C4＝ 0.00000E+00C6＝ 2.99090E-07C8＝ 1.12430E-08C10＝ -4.77380E-11表面號17κ＝ 1.0404C4＝ -6.46170E-06C6＝ -9.35150E-08C8＝ 1.59690E-08C10＝ -1.66260E-10[可變距離]<聚焦于無限遠時>
W M TR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 6.2800011.5000021.00000D0＝ ∞ ∞ ∞
D1＝ 12.080550.30000 0.30000D2＝ 12.000008.80879 0.66050D3＝ 6.58002 14.7450129.60466D4＝ 1.13716 1.13716 1.13716Bf＝ 0.99000 0.99000 0.99000<聚焦于近物時>
R＝ 500 500 500β＝ -0.01417-0.02540-0.04547D0＝ 431.7522438.5592431.8477D1＝ 12.080550.30000 0.30000D2＝ 12.000008.80879 0.66050D3＝ 6.38684 14.1249227.70457D4＝ 1.33034 1.75725 3.03725Bf＝ 0.99000 0.99000 0.99000[條件表達式的值](1A)v12 ＝81.610(1B)n12+0.007×v12 ＝2.068(2)n11 ＝1.792(3)n11+0.012×v11 ＝2.334(4)f2/f1＝-1.154(5)f3/f2＝1.667(6)D23W/f2 ＝0.366(7)v13 ＝28.550(8)n13 ＝1.795(9)f1/r12A ＝0.817(10A)v25＝81.610(10B)n25+0.007×v25 ＝2.068(11)v23 ＝37.170(12)n23 ＝1.834
圖9是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖10是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖11是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖12是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖13是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖14是根據(jù)本發(fā)明實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例2的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
<實例3>
圖15是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖15中，根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由下列元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，錐形光闌FS，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，雙凹負透鏡L12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)起由下列元件組成雙凸正透鏡L21，由雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及由凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L24與雙凸正透鏡L25膠合而成的膠合透鏡。第三透鏡組G3從物側(cè)起由下列元件組成雙凸正透鏡L31與雙凹負透鏡L32膠合而成的膠合透鏡。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中正透鏡L21的物側(cè)表面以及第三透鏡組G3中正透鏡L31的物側(cè)表面均由非球面構成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和用于設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG?？讖焦怅@S與第二透鏡組G2一起移動。
當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W變?yōu)檫h攝端態(tài)T時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。從無限遠向近距物體的聚焦通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3來執(zhí)行。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了廣角端態(tài)中87°或更大的廣視角，并確保了良好的光學性能。
與實例3中的廣角變焦透鏡系統(tǒng)相關的各種值列于表3。
表3[規(guī)格]W Tf＝ 6.2821.00Bf＝ 0.99FNO＝ 2.685.142A＝ 87.29 30.34y＝ 5.70[透鏡數(shù)據(jù)]r d vd nd1) 33.2600 2.200045.531.7540002*)8.2752 6.40003) -36.53011.300081.611.4970004) 16.3217 2.20005) 21.4070 2.700032.351.8502606) 372.1116(D1)7) ∞ (D2) 錐形光闌 FS
8＞ ∞ 0.5000孔徑光闌 S9*) 10.2651 2.600059.101.58332010) -74.07670.600011) 11.2830 3.000050.881.65844012) -13.81700.900039.591.80440013) 7.5054 0.900014) 30.6648 0.900037.951.72342015) 8.3512 2.600081.611.49700016) -19.1954(D3)17*)15.4428 3.900057.441.60602018) -51.21301.000023.781.84666019) 452.1588(D4)20) ∞ 1.720064.201.51680021) ∞ 0.764022) ∞ 0.500064.201.51680023) ∞ (Bf)[非球面數(shù)據(jù)]表面號2κ＝ 0.3333C4＝ 1.41260E-05C6＝ 2.17950E-07C8＝ 5.15730E-11C10＝ 1.61800E-12表面號9κ＝ 0.3833C4＝ 1.69550E-06C6＝ 1.45000E-07C8＝ 5.86320E-09C10＝ -4.19770E-11表面號17
κ＝ 1.2219C4＝ -4.70030E-06C6＝ -1.53280E-07C8＝ 1.02090E-08C10＝ -9.81410E-11[可變距離]<聚焦于無限遠時>
W M TR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 6.2800011.5000021.00000D0＝ ∞ ∞ ∞D(zhuǎn)1＝ 15.89963 0.34444 0.30000D2＝ 11.00000 11.000002.57862D3＝ 8.7970117.2788832.71522D4＝ 1.223201.22320 1.22320Bf＝ 0.990000.99000 0.99000<聚焦于近物時>
R＝ 500 500 500B＝ -0.01426-0.02553-0.04569D0＝ 427.4061434.4797427.5089D1＝ 15.899630.34444 0.30000D2＝ 11.0000011.000002.57862D3＝ 8.60257 16.6555730.80660D4＝ 1.41764 1.84650 3.13182Bf＝ 0.99000 0.99000 0.99000[條件表達式的值](1A)v12＝81.610(1B)n12+0.007×v12 ＝2.068(2)n11 ＝1.754(3)n11+0.012×v11 ＝2.300
(4)f2/f1 ＝-1.199(5)f3/f2 ＝1.604(6)D23W/f2 ＝0.470(7)v13 ＝32.350(8)n13 ＝1.850(9)f1/r12A ＝0.427(10A)v25 ＝81.610(10B)n25+0.007×v25 ＝2.068(11)v23 ＝39.590(12)n23 ＝1.804圖16是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖17是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖18是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖19是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖20是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖21是根據(jù)本發(fā)明實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例3的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
<實例4>
圖22是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖22中，根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由下列元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，雙凹負透鏡L12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)起由下列元件組成雙凸正透鏡L21，由雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及雙凸正透鏡L24。第三透鏡組G3由雙凸正透鏡L31組成。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中正透鏡L21的物側(cè)表面均由非球面構成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和用于設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG。孔徑光闌S與第二透鏡組G2一起移動。
當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W變?yōu)檫h攝端態(tài)T時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。從無限遠向近距物體的聚焦通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3來執(zhí)行。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了廣角端態(tài)中78°或更大的廣視角，確保了良好的光學性能。
與實例4中的廣角變焦透鏡系統(tǒng)相關的各種值列于表4。
表4[規(guī)格]WTf＝ 4.82 13.80Bf＝ 0.59FNO＝ 2.68 4.682A＝ 78.5430.42y＝ 3.75[透鏡數(shù)據(jù)]
r d vdnd1) 29.4589 1.700045.45 1.7503902*)6.10613.60003) -29.9473 1.100081.61 1.4970004) 8.15901.34455) 11.6574 2.000032.35 1.8502606) 95.5803 (D1)7＞ ∞0.4000孔徑光闌 S8*)7.41792.100059.10 1.5833209) -47.5145 0.500010) 9.59282.500050.88 1.65844011) -11.8535 0.800032.35 1.85026012) 5.48800.800013) 24.5360 1.700081.61 1.49700014) -12.1430 (D2)15) 12.0000 2.100070.24 1.48749016) -161.0078 (D3)17) ∞1.520064.20 1.51680018) ∞0.700019) ∞0.500064.20 1.51680020) ∞(Bf)[非球面數(shù)據(jù)]表面號2κ＝ 0.2060C4＝ 5.00720E-05C6＝ 4.05050E-07C8＝ -1.61780E-08C10＝ -8.34980E-10表面號8κ＝ 0.4471
C4＝ -5.92060E-05C6＝ -1.01470E-06C8＝ 1.27110E-07C10＝ -4.36460E-09[可變距離]<聚焦于無限遠時>
W M TR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 4.820008.2000013.80000D0＝ ∞ ∞ ∞D(zhuǎn)1＝ 16.38732 7.594212.50581D2＝ 6.5391811.75799 20.40453D3＝ 1.183801.183801.18380Bf＝ 0.590000.590000.59000<聚焦于近物時>
R＝ 300 300300β＝ -0.01846-0.03073 -0.05073D0＝ 251.9350255.5096 251.9514D1＝ 16.387327.594212.50581D2＝ 6.31863 11.15293 18.84424D3＝ 1.40435 1.788852.74409Bf＝ 0.59000 0.590000.59000[條件表達式的值](1A)v12＝81.610(1B)n12+0.007×v12 ＝2.068(2)n11 ＝1.750(3)n11+0.012×v11 ＝2.296(4)f2/f1 ＝-1.200(5)f3/f2 ＝1.825(6)D23W/f2 ＝0.519
(7)v13 ＝32.350(8)n13 ＝1.850(9)f1/r12A ＝0.351(10A)v25 ＝81.610(10B)n25+0.007×v25 ＝2.068(11)v23 ＝32.350(12)n23 ＝1.850圖23是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖24是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖25是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖26是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖27是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖28是根據(jù)本發(fā)明實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例4的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
<實例5>
圖29是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖29中，根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由下列元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，雙凹負透鏡L12和雙凸正透鏡L13。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列元件組成雙凸正透鏡L21，由雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及雙凸正透鏡L24。第三透鏡組G3由雙凸正透鏡L31組成。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中正透鏡L21的兩個表面均由非球面構成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和用于設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG。孔徑光闌S與第二透鏡組G2一起移動。
當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W變?yōu)檫h攝端態(tài)T時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。從無限遠向近距物體的聚焦通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3來執(zhí)行。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了廣角端態(tài)中78°或更大的廣視角和高速f數(shù)為2，并確保了良好的光學性能。
與實例5中的廣角變焦透鏡系統(tǒng)相關的各種值列于表5。
表5[規(guī)格]W Tf＝ 4.82 13.80Bf＝ 0.59FNO＝ 2.02 3.562A＝ 78.84 30.39y＝ 3.75[透鏡數(shù)據(jù)]r d vd nd1) 18.1823 1.700045.451.7503902*)4.985 24.0000
3) -12.71071.1000 81.61 1.4970004) 22.0104 0.80005) 18.1723 2.0000 32.35 1.8502606) -81.0308(D1)7＞ ∞ 0.4000 孔徑光闌 S8*)7.9332 2.8000 59.10 1.5833209*)-36.75760.500010) 11.2765 3.2000 50.88 1.65844011) -12.15181.0000 32.35 1.85026012) 5.5478 1.000013) 11.4290 2.0000 81.61 1.49700014) -18.6754(D2)15) 12.0000 2.1000 70.24 1.48749016) -161.0078 (D3)17) ∞ 1.5600 64.20 1.51680018) ∞ 0.673619) ∞ 0.5000 64.20 1.51680020) ∞ (Bf)[非球面數(shù)據(jù)]表面號2κ＝ 0.5729C4＝ -5.24110E-05C6＝ -3.08460E-06C8＝ 2.03650E-07C10＝ -4.95560E-09表面號8κ＝ 0.1420C4＝ -1.76750E-06C6＝ 2.48050E-07C8＝ -1.58470E-08
C10＝ -1.85000E-09表面號9κ＝ -0.8063C4＝ 0.00000E+00C6＝ 0.00000E+00C8＝ -8.18330E-08C10＝ 0.00000E+00[可變距離]<聚焦于無限遠時>
W MTR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 4.820008.20000 13.80000D0＝ ∞ ∞ ∞D(zhuǎn)1＝ 16.37216 7.57905 2.49065D2＝ 5.1865110.40532 19.05186D3＝ 1.183801.18380 1.18380Bf＝ 0.590000.59000 0.59000<聚焦于近物時>
R＝ 300 300 300β＝ -0.01851-0.03080-0.05086D0＝ 251.3337254.9083251.3501D1＝ 16.372167.57905 2.49065D2＝ 4.96541 9.79884 17.48815D3＝ 1.40490 1.79028 2.74751Bf＝ 0.59000 0.59000 0.59000[條件表達式的值](1A)v12＝81.610(1B)n12+0.007×v12 ＝2.068(2)n11 ＝1.750(3)n11+0.012×v11 ＝2.296
(4)f2/f1 ＝-1.200(5)f3/f2 ＝1.825(6)D23W/f2＝0.417(7)v13＝32.350(8)n13＝1.850(9)f1/r12A＝0.826(10A)v25 ＝81.610(10B)n25+0.007×v25 ＝2.068(11)v23 ＝32.350(12)n23 ＝1.850圖30是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖31是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖32是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖33是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖34是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖35是根據(jù)本發(fā)明實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例5的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
<實例6>
圖36是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖36中，根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由下列元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，雙凹負透鏡L12和雙凸正透鏡L13。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列元件組成雙凸正透鏡L21，由雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及雙凸正透鏡L24。第三透鏡組G3由雙凸正透鏡L31組成。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中正透鏡L21的兩個表面均由非球面構成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和用于設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG。孔徑光闌S與第二透鏡組G2一起移動。
當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W變?yōu)檫h攝端態(tài)T時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。從無限遠向近距物體的聚焦通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3來執(zhí)行。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了廣角端態(tài)中78°或更大的廣視角和高速f數(shù)為2，并確保了良好的光學性能。
與實例6中的廣角變焦透鏡系統(tǒng)相關的各種值列于表6。
表6[規(guī)格]WTf＝ 4.82 13.80Bf＝ 0.59FNO＝ 2.03 3.582A＝ 78.7730.40y＝ 3.75[透鏡數(shù)據(jù)]
r d vd nd1) 19.0104 1.700040.711.8061002*)5.4059 4.00003) -14.74231.100081.611.4970004) 12.4554 0.87405) 14.8187 2.000032.351.8502606) -97.2782(D1)7＞ ∞ 0.4000孔徑光闌 S8*)7.8398 2.800059.101.5833209*)-41.27480.500010) 10.7039 3.200050.881.65844011) -10.34361.000032.351.85026012) 5.4652 1.000013) 11.5063 2.000081.611.49700014) -17.7898(D2)15) 12.0000 2.100070.241.48749016) -161.0078 (D3)17) ∞ 1.560064.201.51680018) ∞ 0.673619) ∞ 0.500064.201.51680020) ∞ (Bf)[非球面數(shù)據(jù)]表面號2κ＝ 0.5736C4＝ -5.62290E-05C6＝ -2.46600E-06C8＝ 1.50360E-07C10＝ -3.98820E-09表面號8κ＝ 0.2149
C4＝ 4.41340E-06C6＝ 3.92900E-07C8＝ 6.89060E-09C10＝ -1.48210E-09表面號9κ＝ 0.5484C4＝ 0.00000E+00C6＝ 0.00000E+00C8＝ -4.79320E-08C10＝ 0.00000E+00[可變距離]<聚焦于無限遠時>
W M TR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 4.820008.2000013.80000D0＝ ∞ ∞ ∞D(zhuǎn)1＝ 16.37898 7.585872.49747D2＝ 5.1292410.34805 18.99459D3＝ 1.183801.183801.18380Bf＝ 0.590000.590000.59000<聚焦于近物時>
R＝ 300 300 300β＝ -0.01851 -0.03081 -0.05086D0＝ 251.3101 254.8848 251.3265D116.37898 7.58587 2.49747D2＝ 4.90812 9.74152 17.43077D3＝ 1.40492 1.79033 2.74762Bf＝ 0.59000 0.59000 0.59000[條件表達式的值](1A)v12 ＝81.610
(1B)n12+0.007×v12 ＝2.068(2)n11 ＝1.806(3)n11+0.012×v11 ＝2.295(4)f2/f1 ＝-1.200(5)f3/f2 ＝1.825(6)D23W/f2 ＝0.407(7)v13 ＝32.350(8)n13 ＝1.850(9)f1/r12A ＝0.712(10A)v25 ＝81.610(10B)n25+0.007×v25＝2.068(11)v23＝32.350(12)n23＝1.850圖37是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖38是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖39是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖40是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖41是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖42是根據(jù)本發(fā)明實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例6的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
<實例7>
圖43是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖43中，根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由下列元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，雙凹負透鏡L12和雙凸正透鏡L13。第二透鏡組G2從物側(cè)起由下列元件組成雙凸正透鏡L21，由雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及雙凸正透鏡L24。第三透鏡組G3由雙凸正透鏡L31組成。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中正透鏡L21的兩個表面均由非球面構成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和用于設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG?？讖焦怅@S與第二透鏡組G2一起移動。
當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W變?yōu)檫h攝端態(tài)T時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。從無限遠向近距物體的聚焦通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3來執(zhí)行。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了廣角端態(tài)中78°或更大的廣視角和高速f數(shù)為2，并確保了良好的光學性能。
與實例7中的廣角變焦透鏡系統(tǒng)相關的各種值列于表7。
表7[規(guī)格]W Tf＝ 4.8213.80Bf＝ 0.59FNO＝ 2.063.67
2A＝ 78.4630.38y＝ 3.75[透鏡數(shù)據(jù)]r d vd nd1) 19.6939 1.7000 40.71 1.8061002*)4.95964.40003) -11.1711 1.1000 81.61 1.4970004) 85.2333 0.40005) 22.5694 2.0000 28.55 1.7950406) -40.6177 (D1)7＞ ∞0.4000 孔徑光闌 S8*)7.33292.8000 59.10 1.5833209*)-30.8245 0.500010) 12.5402 3.2000 50.88 1.65844011) -9.7058 1.0000 32.35 1.85026012) 5.28791.000013) 10.2204 2.0000 81.61 1.49700014) -21.6971 (D2)15) 12.0000 2.1000 70.24 1.48749016) -161.0078 (D3)17) ∞1.5600 64.20 1.51680018) ∞0.673619) ∞0.5000 64.20 1.51680020) ∞(Bf)[非球面數(shù)據(jù)]表面號2κ＝ 0.5938C4＝ -1.53120E-04C6＝ -2.21640E-06C8＝ 1.12180E-07
C10＝ -6.37070E-09表面號8κ＝ 0.1952C4＝ -7.25910E-07C6＝ 3.13990E-07C8＝ -1.43530E-08C10＝ -2.73140E-09表面號9κ＝ -5.4842C4＝ 0.00000E+00C6＝ 0.00000E+00C8＝ -1.14450E-07C10＝ 0.00000E+00[可變距離]<聚焦于無限遠時>
W MTR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 4.82000 8.20000 13.80000D0＝ ∞ ∞ ∞D(zhuǎn)1＝ 16.390797.59768 2.50928D2＝ 4.88456 10.10337 18.74991D3＝ 1.18380 1.18380 1.18380Bf＝ 0.59000 0.59000 0.59000<聚焦于近物時>
R＝ 300 300300β＝ -0.01851 -0.03081 -0.05088D0＝ 251.6170 255.1917 251.6334D1＝ 16.39079 7.597682.50928D2＝ 4.66338 9.4966717.18567D3＝ 1.40498 1.790502.74804
Bf＝ 0.590000.590000.59000[條件表達式的值](1A)v12 ＝81.610(1B)n12+0.007×v12 ＝2.068(2)n11 ＝1.806(3)n11+0.012×v11 ＝2.295(4)f2/f1＝-1.200(5)f3/f2＝1.825(6)D23W/f2 ＝0.388(7)v13 ＝28.550(8)n13 ＝1.795(9)f1/r12A ＝0.940(10A)v25＝81.610(10B)n25+0.007×v25 ＝2.068(11)v23 ＝32.350(12)n23 ＝1.850圖44是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖45是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖46是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖47是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖48是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖49是根據(jù)本發(fā)明實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為300mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例7的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
<實例8>
圖50是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖50中，根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由下列元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，雙凹負透鏡L12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)起由下列元件組成雙凸正透鏡L21，由雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及凹面朝向物側(cè)的正彎月透鏡L24。第三透鏡組G3從物側(cè)起由雙凸正透鏡L31與凹面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L32膠合而成的膠合透鏡組成。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中雙凸正透鏡L21的兩個表面以及第三透鏡組G3中雙凸正透鏡L31的物側(cè)表面均由非球面構成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和用于設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG。
當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W變?yōu)檫h攝端態(tài)T時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。從無限遠向近距物體的聚焦通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3來執(zhí)行。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了廣角端態(tài)中78°或更大的廣視角，并確保了良好的光學性能。
與實例8中的廣角變焦透鏡系統(tǒng)相關的各種值列于表8。
表8[規(guī)格]
WTf＝ 6.28 12.40Bf＝ 0.99FNO＝ 2.04 2.892A＝ 86.3350.65y＝ 5.70[透鏡數(shù)據(jù)]rd vd nd1) 21.0338 1.500045.53 1.7540002*) 5.9416 5.20003) -28.1184 1.000081.61 1.4970004) 22.1020 0.80005) 17.1037 2.300032.35 1.8502606) 253.0880 (D1)7＞ 0.0000 0.5000孔徑光闌 S8*) 8.9736 3.000059.10 1.5833209*) -19.9349 0.500010) 21.6625 3.206365.47 1.60300011) -55.7030 0.800028.55 1.79504012) 7.3512 1.000013) -34.8392 2.100081.61 1.49700014) -8.9814 (D2)15*) 17.9579 3.500059.10 1.58332016) -27.1609 1.000022.76 1.80809017) -86.6139 (D3)18) 0.0000 1.720064.20 1.51680019) 0.0000 0.707120) 0.0000 0.500064.20 1.51680021) 0.0000 (Bf)[非球面數(shù)據(jù)]
表面號2κ＝ 0.5536C2＝ 0.00000E+00C4＝ -2.18410E-05C6＝ -1.95960E-07C8＝ 1.22630E-08C10＝ -4.59840E-10表面號8κ＝ 0.6024C2＝ 0.00000E+00C4＝ -1.24750E-04C6＝ 1.00080E-07C8＝ 0.00000E+00C10＝ 0.00000E+00表面號9κ＝ -10.3826C2＝ 0.00000E+00C4＝ 1.86130E-05C6＝ 7.55990E-07C8＝ 0.00000E+00C10＝ 0.00000E+00表面號15κ＝ 2.7379C2＝ 0.00000E+00C4＝ 0.00000E+00C6＝ 0.00000E+00C8＝ 0.00000E+00C10＝ 0.00000E+00[可變距離]<聚焦于無限遠時>
WM TR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 6.28000 8.2000012.40000D0＝ ∞ ∞ ∞D(zhuǎn)1＝ 14.15840 8.648532.54436D2＝ 3.87203 6.6036712.57914D3＝ 2.43436 2.434362.43436Bf＝ 0.99000 0.990000.99000<聚焦于近物時>
R＝ 500 500 500β＝ -0.01369 -0.01777-0.02672D0＝ 449.2115 451.9900452.1188D1＝ 14.15840 8.64853 2.54436D2＝ 3.69081 6.29856 11.89831D3＝ 2.61558 2.73947 3.11519Bf＝ 0.99000 0.99000 0.99000[條件表達式的值](1A)v12 ＝81.610(1B)n12+0.007×v12 ＝2.068(2)n11 ＝1.754(3)n11+0.012×v11 ＝2.300(4)f2/f1＝-1.000(5)f3/f2＝2.069(6)D23W/f2 ＝0.267(7)v13 ＝32.350(8)n13 ＝1.850(9)f1/r12A ＝0.516(10A)v25＝81.610(10B)n25+0.007×v25 ＝2.068(11)v23 ＝28.550
(12)n23＝1.795圖51是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖52是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖53是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖54是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖55是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖56是根據(jù)本發(fā)明實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例8的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
<實例9>
圖57是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構簡圖。
在圖57中，根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起由下列元件組成具有負折射光焦度的第一透鏡組G1，錐形光闌FS，孔徑光闌S，具有正折射光焦度的第二透鏡組G2和具有正折射光焦度的第三透鏡組G3。第一透鏡組G1從物側(cè)起由下列元件組成凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡L11，雙凹負透鏡L12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)起由下列元件組成雙凸正透鏡L21，由雙凸正透鏡L22與雙凹負透鏡L23膠合而成的膠合透鏡，以及雙凸正透鏡L24。第三透鏡組G3從物側(cè)起由雙凸正透鏡L31與雙凹負透鏡L32膠合而成的膠合透鏡組成。第一透鏡組G1中負彎月透鏡L11的像側(cè)表面、第二透鏡組G2中雙凸正透鏡L21的物側(cè)表面以及第三透鏡組G3中雙凸正透鏡L31的物側(cè)表面均由非球面構成。在第三透鏡組G3和像平面I之間布置一個光學低通濾波器LPF和用于設置在像平面I中的成像裝置D的蓋玻片CG。
當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角端態(tài)W變?yōu)檫h攝端態(tài)T時，第三透鏡組G3相對于像平面I固定，并且第一透鏡組G1和第二透鏡組G2移動。從無限遠向近距物體的聚焦通過向物側(cè)移動第三透鏡組G3來執(zhí)行。
通過這種結(jié)構，實現(xiàn)了廣角端態(tài)中78°或更大的廣視角，并確保了良好的光學性能。
與實例9中的廣角變焦透鏡系統(tǒng)相關的各種值列于表9。
表9[規(guī)格]WTf＝6.28 21.00Bf＝ 0.99FNO＝ 2.68 5.152A＝ 87.3030.34y＝5.70[透鏡數(shù)據(jù)]r d vd nd1) 33.2600 2.200045.531.7540002*)8.2752 6.40003) -36.53011.300081.611.4970004) 16.3217 2.20005) 21.4070 2.700032.351.8502606) 372.1116(D1)7) ∞ (D2) 錐形光闌 FS
8＞ ∞ 0.5000孔徑光闌 S9*) 11.0529 2.600059.10 1.58332010) -63.4954 0.600011) 18.0254 5.199840.11 1.76200012) -46.1146 0.900028.27 2.00330013) 8.6064 0.900014) 29.3683 2.200081.61 1.49700015) -17.4089 (D3)16*)15.4428 3.900057.44 1.60602017) -51.2130 1.000023.78 1.84666018) 452.1588 (D4)19) ∞ 1.720064.20 1.51680020) ∞ 0.764021) ∞ 0.500064.20 1.51680022) ∞ (Bf)[非球面數(shù)據(jù)]表面號2κ＝ 0.3333C4＝ 1.41260E-05C6＝ 2.17950E-07C8＝ 5.15730E-11C10＝ 1.61800E-12表面號9κ＝ -0.0149C4＝ 1.69550E-06C6＝ -7.17640E-08C8＝ 3.04410E-09C10＝ -4.19770E-11表面號16κ＝ 1.2219
C4＝ -4.70030E-06C6＝ -1.53280E-07C8＝ 1.02090E-08C10＝ -9.81410E-11[可變距離]<聚焦于無限遠時>
W M TR＝ ∞ ∞ ∞f＝ 6.2800011.5000021.00000D0＝ ∞ ∞ ∞D(zhuǎn)1＝ 15.89963 0.34444 0.30000D2＝ 11.03712 11.037122.61574D3＝ 8.5756017.0574732.49381D4＝ 1.223201.22320 1.22320Bf＝ 0.990000.99000 0.99000<聚焦于近物時>
R＝ 500 500500β＝ -0.01426-0.02553 -0.04569D0＝ 427.4061434.4797 427.5089D1＝ 15.899630.344440.30000D2＝ 11.0371211.03712 2.61574D3＝ 8.38085 16.43321 30.58245D4＝ 1.41795 1.847463.13456Bf＝ 0.99000 0.990000.99000[條件表達式的值](1A)v12 ＝81.610(1B)n12+0.007×v12 ＝2.068(2)n11 ＝1.754(3)n11+0.012×v11 ＝2.300(4)f2/f1＝-1.199
(5)f3/f2 ＝1.604(6)D23W/f2 ＝0.459(7)v13 ＝32.350(8)n13 ＝1.850(9)f1/r12A ＝0.427(10A)v25 ＝81.610(10B)n25+0.007×v25 ＝2.068(11)v23 ＝28.270(12)n23 ＝2.003圖58是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖59是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖60是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在聚焦于無限遠的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。圖61是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的廣角端態(tài)時的各項像差曲線。圖62是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的中等焦距態(tài)時的各項像差曲線。圖63是根據(jù)本發(fā)明實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)在射程R為500mm的遠攝端態(tài)時的各項像差曲線。
從各條曲線中清楚地看出，作為很好的校正了從廣角端態(tài)到遠攝端態(tài)的每種焦距態(tài)的各種像差的結(jié)果，根據(jù)實例9的廣角變焦透鏡系統(tǒng)表現(xiàn)出了優(yōu)良的光學性能。
順便說一下，雖然在本發(fā)明的各個實例中展示了具有三個透鏡組的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，但對三透鏡組結(jié)構簡單增加透鏡組的廣角變焦透鏡系統(tǒng)也包含在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍之內(nèi)。而且在每個透鏡組的結(jié)構中，對實例所示的透鏡組簡單增加透鏡元件的透鏡組也包含在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍之內(nèi)。
本發(fā)明的其它優(yōu)點及改型對于本領域的技術人員是很容易做到的。因此，本發(fā)明的的內(nèi)容不限于在此展示和描述的細節(jié)和代表性的裝置。在不脫離本發(fā)明由權利要求及其等同物限定的范圍的前提下可以對本發(fā)明做各種改型。
權利要求
1.一種廣角變焦透鏡系統(tǒng)，從物側(cè)起包括具有負折射光焦度的第一透鏡組；和具有正折射光焦度的第二透鏡組，第一透鏡組從物側(cè)起包括凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡，負透鏡，和凸面朝向物側(cè)的正透鏡，第二透鏡組從物側(cè)起包括正透鏡和負透鏡，第一透鏡組中負彎月透鏡的至少一個表面由非球面組成，通過改變第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變焦距，第一透鏡組中的負透鏡滿足下列條件表達式67＜v122.05＜n12+0.007×v12此處，v12表示第一透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n12表示第一透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
2.如權利要求1所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第一透鏡組中的負彎月透鏡滿足下列條件表達式1.69＜n11＜1.902.29＜n11+0.012×v11＜2.39此處，n11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率，v11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)。
3.如權利要求2所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于具有正折射光焦度的第三透鏡組設置在第二透鏡組的像側(cè)，通過沿光軸移動第三透鏡組進行聚焦，并且滿足下列條件表達式-1.3＜f2/f1＜-0.91.5＜f3/f2＜2.50.3＜D23W/t2＜0.6此處，f1表示第一透鏡組的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，f3表示第三透鏡組的焦距，D23W表示廣角端態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離。
4.如權利要求3所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于滿足下列條件表達式28＜v13＜351.79＜n13此處，v13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
5.如權利要求2所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于滿足下列條件表達式28＜v13＜351.79＜n13此處，v13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
6.如權利要求1所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于具有正折射光焦度的第三透鏡組設置在第二透鏡組的像側(cè)，通過沿光軸移動第三透鏡組進行聚焦，并且滿足下列條件表達式-1.3＜f2/f1＜-0.91.5＜f3/f2＜2.50.3＜D23W/f2＜0.6此處，f1表示第一透鏡組的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，f3表示第三透鏡組的焦距，D23W表示廣角端態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離。
7.如權利要求1所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于滿足下列條件表達式28＜v13＜351.79＜n13此處，v13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
8.如權利要求1所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于滿足下列條件表達式0.3＜f1/r12A＜1此處，f1表示第一透鏡組的焦距，r12A表示第一透鏡組中負透鏡物側(cè)表面的曲率半徑。
9.如權利要求1所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第二透鏡組從物側(cè)起包括設置在最物側(cè)的所述正透鏡，所述負透鏡和設置在最像側(cè)的正透鏡，設置在最物側(cè)的正透鏡的至少一個表面由非球面組成，并且滿足下列條件表達式67＜v252.05＜n25+0.007×v25此處，v25表示設置在最像側(cè)的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n25表示設置在最像側(cè)的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
10.如權利要求1所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于滿足下列條件表達式28＜v23＜421.75＜n23此處，v23表示第二透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n23表示第二透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
11.一種廣角變焦透鏡系統(tǒng)，從物側(cè)起包括具有負折射光焦度的第一透鏡組；具有正折射光焦度的第二透鏡組；和具有正折射光焦度的第三透鏡組；第一透鏡組從物側(cè)起包括凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡，負透鏡和凸面朝向物側(cè)的正透鏡，第二透鏡組從物側(cè)起包括設置在最物側(cè)的正透鏡，由正透鏡與負透鏡膠合而成的膠合透鏡，和設置在最像側(cè)的正透鏡，第一透鏡組中負彎月透鏡的至少一個表面和第二透鏡組中設置在最物側(cè)的正透鏡的至少一個表面各由非球面組成，焦距通過改變第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離而變化，通過沿光軸移動第三透鏡組來進行聚焦，并且滿足下列條件表達式1.69＜n11＜1.9067＜v122.05＜n12+0.007×v1267＜v252.05＜n25+0.007×v25此處，n11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率，v12表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n25表示第二透鏡組中設置在最像側(cè)的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率，v25表示第二透鏡組中設置在最像側(cè)的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)。
12.如權利要求11所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于滿足下列條件表達式0.3＜f1/r12A＜1此處，f1表示第一透鏡組的焦距，r12A表示第一透鏡組中負透鏡物側(cè)表面的曲率半徑。
13.如權利要求11所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于滿足下列條件表達式28＜v13＜351.79＜n13此處，v13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
14.一種廣角變焦透鏡系統(tǒng)，從物側(cè)起包括具有負折射光焦度的第一透鏡組；和具有正折射光焦度的第二透鏡組；第一透鏡組從物側(cè)起包括凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡，負透鏡，和凸面朝向物側(cè)的正透鏡，第二透鏡組從物側(cè)起包括正透鏡和負透鏡，第一透鏡組的負彎月透鏡的至少一個表面由非球面組成，焦距通過改變第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離來改變，滿足下列條件表達式67＜v1228＜v13＜351.79＜n13此處，v12表示第一透鏡組中的負透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，v13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)，n13表示第一透鏡組中的正透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率。
15.如權利要求14所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于第一透鏡組中的負彎月透鏡滿足下列條件表達式1.69＜n11＜1.902.29＜n11+0.012×v11＜2.39此處，n11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的折射率，v11表示第一透鏡組中的負彎月透鏡在d線(λ＝587.6nm)處的阿貝數(shù)。
16.如權利要求14所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于具有正折射光焦度的第三透鏡組設置在第二透鏡組的像側(cè)，通過沿光軸移動第三透鏡組進行聚焦，并且滿足下列條件表達式-1.3＜f2/f1＜-0.91.5＜f3/f2＜2.50.3＜D23W/f2＜0.6此處，f1表示第一透鏡組的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，f3表示第三透鏡組的焦距，D23W表示廣角端態(tài)中第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離。
17.如權利要求14所述的廣角變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于滿足下列條件表達式0.3＜f1/r12A＜1此處，f1表示第一透鏡組的焦距，r12A表示第一透鏡組中負透鏡物側(cè)表面的曲率半徑。
全文摘要
在此提供了一種適于固態(tài)成像裝置的在廣角端態(tài)具有寬視角和具有高速孔徑比并保證良好光學性能的廣角變焦透鏡系統(tǒng)。廣角變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起包括具有負折射光焦度的第一透鏡組，和具有正折射光焦度的第二透鏡組。第一透鏡組從物側(cè)起包括凸面朝向物側(cè)的負彎月透鏡，負透鏡和凸面朝向物側(cè)的正透鏡。第二透鏡組從物側(cè)起包括正透鏡和負透鏡。第一透鏡組中負彎月透鏡的至少一個表面由非球面組成。通過改變第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離改變焦距。滿足給定的條件。
文檔編號G02B9/00GK1749801SQ200510106420
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月15日 優(yōu)先權日2004年9月15日
發(fā)明者大下孝一 申請人:株式會社尼康