專利名稱：變焦透鏡系統(tǒng)、成像裝置和用于改變焦距的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于單透射反射照相機(jī)和數(shù)字相機(jī)的變焦透鏡系統(tǒng)、成像裝置和用于改變變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的方法。
背景技術(shù)：
在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No.2000-338397中，已經(jīng)提出了四透鏡組變焦透鏡系統(tǒng)，按從物體的順序，由具有負(fù)折光能力的第一透鏡組、具有正折光能力的第二透鏡組、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組，以及具有正折光能力的第四透鏡組組成。
盡管傳統(tǒng)的變焦透鏡系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)的變焦透鏡系統(tǒng)，具有廣角和指定變焦比，以及波形且體輕，并具有合理價(jià)格，在整個(gè)變焦范圍上，難以獲得更好光學(xué)性能。因此，在這種變焦透鏡系統(tǒng)中，期望更高光學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，做出了本發(fā)明，以及具有提供廉價(jià)、小型和體輕以及高光學(xué)性能的變焦透鏡系統(tǒng)以及提供用于改變變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的成像裝置和方法的目的。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種變焦透鏡系統(tǒng)，包括從物體的順序第一透鏡組，具有負(fù)折光能力；第二透鏡組，具有正折光能力；第三透鏡組，具有負(fù)折光能力；以及第四透鏡組，具有正折光能力。在將焦距從廣角端狀態(tài)改變成攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組間的距離減小，第二透鏡組和第三透鏡組間的距離增加，以及第三透鏡組和第四透鏡組間的距離減小。第二透鏡組由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成。第四透鏡組由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成。滿足下述條件表達(dá)式(1)、(2)、(3)和(4)25≤vd2n≤40(1)當(dāng)25≤vd2n≤30時(shí)-0.035×vd2n+2.63≤nd2n≤1.79當(dāng)30＜vd2n≤35時(shí)1.58＜nd2n≤1.79當(dāng)35＜vd2n≤40時(shí)1.58＜nd2n≤-0.034×vd2n+2.98(2)25≤vd4n≤40(3)當(dāng)25≤vd4n≤30時(shí)-0.035×vd4n+2.63≤nd4n≤1.79當(dāng)30＜vd4n≤35時(shí)1.58＜nd4n≤1.79當(dāng)35＜vd4n≤40時(shí)1.58＜nd4n≤-0.034×vd4n+2.98(4)其中，vd2n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd2n表示在d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率，vd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，以及nd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)，最好第一透鏡組包括正透鏡，以及滿足下述條件表達(dá)式(5)和(6)25≤vd1p≤40(5)當(dāng)25≤vd1p≤30時(shí)-0.035×vd1p+2.63≤nd1p≤1.79
當(dāng)30＜vd1p≤35時(shí)1.58＜nd1p≤1.79當(dāng)35＜vd1p≤40時(shí)1.58＜nd1p≤-0.034×vd1p+2.98(6)其中，vd1p表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的正透鏡的阿貝數(shù)，nd1p表示在d線處，第一透鏡組中的正透鏡的折射率。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)，最好第一透鏡組包括負(fù)透鏡以及滿足下述條件表達(dá)式(7)和(8)30≤vd1n≤71(7)當(dāng)30≤vd1n≤36時(shí)-0.013×vd1n+2.083≤nd1n≤1.7當(dāng)36＜vd1n≤41時(shí)-0.013×vd1n+2.083＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)41＜vd1n≤51時(shí)-0.004×vd1n+1.714＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)51＜vd1n≤61時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)61＜vd1n≤71時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1p≤-0.009×vd1n+2.149(8)其中，vd1n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd1n表示在d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)，最好滿足下述條件表達(dá)式(9)1.2＜f2/fw＜2.0(9)其中，f2表示第二透鏡組的焦距，以及fw表示廣角端狀態(tài)下，變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)，最好第一透鏡組具有至少一個(gè)非球面透鏡。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)，最好第一透鏡組由兩個(gè)負(fù)透鏡和一個(gè)正透鏡組成。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)，最好在焦距從廣角端狀態(tài)改變到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第二透鏡組和第四透鏡組一體地移動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)，最好第三透鏡組由正透鏡與負(fù)透鏡膠合構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡組成，以及滿足下述條件表達(dá)式(10)-0.1＜nd3p-nd3n＜0.1(10)其中，nd3p表示在波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第三透鏡組中的正透鏡的折射率，以及nd3n表示在d線處，第三透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)，最好光圈放置到與之相鄰的第三透鏡組的圖像側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種成像裝置，具有根據(jù)本發(fā)明的第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于改變變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的方法，包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組，該方法包括步驟提供具有負(fù)折光能力的第一透鏡組、具有正折光能力、并由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成的第二透鏡組、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組，以及具有正折光能力和由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成的第四透鏡組；通過(guò)減小第一透鏡組和第二透鏡組問(wèn)的距離，增加第二透鏡組和第三透鏡組間的距離以及減小第三透鏡組和第四透鏡組問(wèn)的距離，將焦距從廣角端狀態(tài)改變到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)；滿足下述條件表達(dá)式(1)、(2)、(3)和(4)25≤vd2n≤40(1)當(dāng)25≤vd2n≤30時(shí)-0.035×vd2n+2.63≤nd2n≤1.79當(dāng)30＜vd2n≤35時(shí)1.58＜nd2n≤1.79當(dāng)35＜vd2n≤40時(shí)1.58＜nd2n≤-0.034×vd2n+2.98(2)25≤vd4n≤40(3)當(dāng)25≤vd4n≤30時(shí)-0.035×vd4n+2.63≤nd4n≤1.79當(dāng)30＜vd4n≤35時(shí)1.58＜nd4n≤1.79當(dāng)35＜vd4n≤40時(shí)1.58＜nd4n≤-0.034×vd4n+2.98(4)其中，vd2n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd2n表示在d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率，vd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，以及nd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
在本發(fā)明的第三方面中，最好進(jìn)一步包括步驟滿足下述條件表達(dá)式(5)和(6)25≤vd1p≤40(5)當(dāng)25≤vd1p≤30時(shí)-0.035×vd1p+2.63≤nd1p≤1.79當(dāng)30＜vd1p≤35時(shí)1.58＜nd1p≤1.79當(dāng)35＜vd1p≤40時(shí)1.58＜nd1p≤-0.034×vd1p+2.98(6)其中，vd1p表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的正透鏡的阿貝數(shù)，nd1p表示在d線處，第一透鏡組中的正透鏡的折射率。
在本發(fā)明的第三方面中，最好進(jìn)一步包括步驟提供具有負(fù)透鏡的第一透鏡組；以及滿足下述條件表達(dá)式(7)和(8)30≤vd1n≤71(7)當(dāng)30≤vd1n≤36時(shí)-0.013×vd1n+2.083≤nd1n≤1.7當(dāng)36＜vd1n≤41時(shí)-0.013×vd1n+2.083＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)41＜vd1n≤51時(shí)-0.004×vd1n+1.714＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)51＜vd1n≤61時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)61＜vd1n≤71時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1p≤-0.009×vd1n+2.149(8)其中，vd1n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd1n表示在d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
在本發(fā)明的第三方面中，最好進(jìn)一步包括步驟滿足下述條件表達(dá)式(9)1.2＜f2/fw＜2.0(9)其中，f2表示第二透鏡組的焦距，以及fw表示廣角端狀態(tài)下，變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
從結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，將容易理解根據(jù)本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是表示根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
圖2A、2B和2C是表示根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖2A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖2B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖2C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
圖3是表示根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
圖4A、4B和4C是表示根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖4A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖4B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖4C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
圖5是表示根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
圖6A、6B和6C是表示根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖6A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖6B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖6C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
圖7是表示根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
圖8A、8B和8C是表示根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖8A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖8B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖8C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
圖9是表示根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
圖10A、10B和10C是表示根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖10A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖10B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖10C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
圖11是表示根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
圖12A、12B和12C是表示根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖12A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖12B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖12C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
圖13是表示具有根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的照相機(jī)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下文，說(shuō)明變焦透鏡系統(tǒng)、成像裝置和用于改變根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的方法。
變焦透鏡系統(tǒng)包括按從物體的順序，具有負(fù)折光能力的第一透鏡組、具有正折光能力的第二透鏡組、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組和具有正折光能力的第四透鏡組。當(dāng)透鏡組位置的狀態(tài)從廣角端狀態(tài)改變成攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組間的距離減小，第二透鏡組和第三透鏡組間的距離增加，以及第三透鏡組和第四透鏡組間的距離減小。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，第二透鏡組由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡以及一個(gè)負(fù)透鏡組成，第四透鏡組由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡以及一個(gè)負(fù)透鏡組成，以及滿足下述條件表達(dá)式(1)、(2)、(3)和(4)25≤vd2n≤40(1)當(dāng)25≤vd2n≤30時(shí)-0.035×vd2n+2.63≤nd2n≤1.79當(dāng)30＜vd2n≤35時(shí)1.58＜nd2n≤1.79當(dāng)35＜vd2n≤40時(shí)1.58＜nd2n≤-0.034×vd2n+2.98(2)25≤vd4n≤40(3)當(dāng)25≤vd4n≤30時(shí)-0.035×vd4n+2.63≤nd4n≤1.79當(dāng)30＜vd4n≤35時(shí)1.58＜nd4n≤1.79當(dāng)35＜vd4n≤40時(shí)1.58＜nd4n≤-0.034×vd4n+2.98(4)其中，vd2n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd2n表示在d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率，vd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，以及nd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
如上所述，在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，第二透鏡組和第四透鏡組的每一個(gè)由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡以及一個(gè)負(fù)透鏡組成。用這種方式，通過(guò)定位第二透鏡組和第四透鏡組的每一個(gè)中的負(fù)透鏡，變得可以校正整個(gè)變焦范圍上的色差。此外，在變焦透鏡系統(tǒng)中，負(fù)透鏡數(shù)變得越多，能期望各種像差的更好校正。然而，這與廉價(jià)、小型和體輕的本發(fā)明的目的是相悖的，因此是不希望的。
條件表達(dá)式(1)定義具有正折光能力的第二透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)的適當(dāng)范圍。
當(dāng)值vd2n超出條件表達(dá)式(1)的上限時(shí)，過(guò)度地校正第二透鏡組中的橫向色差。
另一方面，當(dāng)值vd2n低于條件表達(dá)式(1)的下限時(shí)，在攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下，過(guò)度地校正第二透鏡組中的縱向色差。此外，在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，橫向色差的變化變大，以致變得在整個(gè)變焦范圍上難以獲得更好光學(xué)性能。
條件表達(dá)式(2)定義第二透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率的適當(dāng)范圍。
當(dāng)值nd2n超出條件表達(dá)式(2)的上限時(shí)，負(fù)透鏡的折射率變大，以及佩茲法爾總和(Petzval sum)變大，因此，變得難以更好地校正攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的象散，因此是不希望的。
另一方面，當(dāng)值nd2n低于條件表達(dá)式(2)的下限時(shí)，負(fù)透鏡的折射率變小，因此，變得難以更好地校正各種像差，諸如球差和彗差。
條件表達(dá)式(3)在具有正折光能力的第四透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)的適當(dāng)范圍。
當(dāng)值vd4n超出條件表達(dá)式(3)的上限時(shí)，變得難以充分地校正第四透鏡組中的橫向色差。在一般變焦透鏡系統(tǒng)中，為更好地校正整個(gè)變焦范圍上的橫向色差，在每一透鏡組中，必須校正組成變焦透鏡系統(tǒng)的每一透鏡組的色差。在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，為校正第四透鏡組中的橫向色差，必須將昂貴且具有大的比重的玻璃材料，諸如氟冕玻璃用于第四透鏡組中的正透鏡。因此，這與本發(fā)明的目的相悖，因此是不希望的。
另一方面，當(dāng)值vd4n低于條件表達(dá)式(3)的下限時(shí)，過(guò)度地校正第四透鏡組中，廣角端狀態(tài)下的橫向色差，以及攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的縱向色差，因此變得難以在整個(gè)變焦范圍上獲得更好光學(xué)性能。
條件表達(dá)式(4)定義第四透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率的適當(dāng)范圍。
當(dāng)值nd4n超出條件表達(dá)式(4)的上限時(shí)，負(fù)透鏡的折射率變大，以及佩茲法爾總和變大。因此，變得難以更好地校正攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的象散，因此是不希望的。
另一方面，當(dāng)值nd4n低于條件表達(dá)式(4)的下限時(shí)，負(fù)透鏡的折射率變小，因此變得難以更好地校正各種像差，諸如球差和彗差。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組具有正透鏡，以及最好滿足下述條件表達(dá)式(5)和(6)25≤vd1p≤40(5)當(dāng)25≤vd1p≤30時(shí)-0.035×vd1p+2.63≤nd1p≤1.79當(dāng)30＜vd1p≤35時(shí)1.58＜nd1p≤1.79當(dāng)35＜vd1p≤40時(shí)1.58＜nd1p≤-0.034×vd1p+2.98(6)其中，vd1p表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的正透鏡的阿貝數(shù)，nd1p表示在d線處，第一透鏡組中的正透鏡的折射率。
條件表達(dá)式(5)定義具有負(fù)折光能力的第一透鏡組中的正透鏡的阿貝數(shù)的適當(dāng)范圍。
當(dāng)值vd1p超出條件表達(dá)式(5)的上限時(shí)，變得不可能充分地校正廣角端狀態(tài)下的橫向色差。為校正第一透鏡組中的橫向色差，必須將昂貴且具有大的比重的玻璃材料，諸如氟冕玻璃用于第一透鏡組中的負(fù)透鏡。因此，這與本發(fā)明的目的相悖，因此是不希望的。
條件表達(dá)式(6)定義第一透鏡組中的正透鏡的折射率的適當(dāng)范圍。
當(dāng)值nd1p超出條件表達(dá)式(6)的上限時(shí)，正透鏡的折射率變大，以及佩茲法爾總和變小。因此，變得難以更好地校正廣角端狀態(tài)下的象散。
另一方面，當(dāng)值nd1p低于條件表達(dá)式(6)的下限時(shí)，正透鏡的折射率變小，因此，變得難以更好地校正各種像差，諸如球差和彗差。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組具有負(fù)透鏡，以及最好滿足下述條件表達(dá)式(7)和(8)30≤vd1n≤71(7)當(dāng)30≤vd1n≤36時(shí)-0.013×vd1n+2.083≤nd1n≤1.7當(dāng)36＜vd1n≤41時(shí)-0.013×vd1n+2.083＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)41＜vd1n≤51時(shí)-0.004×vd1n+1.714＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)51＜vd1n≤61時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)61＜vd1n≤71時(shí)
-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1p≤-0.009×vd1n+2.149(8)其中，vd1n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd1n表示在d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
條件表達(dá)式(7)定義第一透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)的適當(dāng)范圍。
當(dāng)值vd1n低于條件表達(dá)式(7)的下限時(shí)，變得不可能充分地校正廣角端狀態(tài)下的橫向像差，以及變得難以校正整個(gè)變焦范圍上的橫向像差。
另一方面，當(dāng)值vd1n超出條件表達(dá)式(7)的上限時(shí)，必須將具有大的比重且昂貴的玻璃材料，諸如氟冕玻璃用于負(fù)透鏡。為避免這些重量和費(fèi)用，必須減少透鏡的數(shù)量。因此，變得難以充分校正廣角端狀態(tài)下的橫向像差，因此就難以在整個(gè)變焦范圍上校正橫向色差。換句話說(shuō)，更顯著地出現(xiàn)如上所述，當(dāng)值vd1n低于條件表達(dá)式(7)的下限時(shí)產(chǎn)生類似問(wèn)題。
條件表達(dá)式(8)定義第一透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率的適當(dāng)范圍。
當(dāng)值nd1n低于條件表達(dá)式(8)的下限時(shí)，負(fù)透鏡的曲率半徑變小，從而變得難以同時(shí)校正橫向像差和負(fù)畸變。
另一方面，當(dāng)值nd1n超出條件表達(dá)式(8)的上限時(shí)，必須將具有大的比重且昂貴的玻璃材料，諸如重冕玻璃或鑭冕玻璃用于負(fù)透鏡。為避免這些重量和費(fèi)用，必須減少透鏡的數(shù)量。因此，變得難以同時(shí)校正橫向像差和負(fù)畸變。換句話說(shuō)，更顯著地出現(xiàn)如上所述，當(dāng)值nd1n低于條件表達(dá)式(8)的下限時(shí)產(chǎn)生的類似問(wèn)題。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，最好滿足下述條件表達(dá)式(9)。
1.2＜f2/fw＜2.0(9)
其中，f2表示第二透鏡組的焦距，以及fw表示廣角端狀態(tài)下，變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
條件表達(dá)式(9)定義第二透鏡組的焦距的適當(dāng)范圍。
當(dāng)比率f2/fw等于或超出條件表達(dá)式(9)的上限時(shí)，第二透鏡組的折射率變小。因此，為確保充分的變焦比，變得難以校正廣角端狀態(tài)下的畸變和中間焦距狀態(tài)下的彗差。
另一方面，當(dāng)比率f2/fw等于或低于條件表達(dá)式(9)的下限時(shí)，變得難以校正攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球差。
為確保本發(fā)明的效果，最好將條件表達(dá)式(9)的上限設(shè)置成1.8。為確保本發(fā)明的效果，最好將條件表達(dá)式(9)的下限設(shè)置成1.4。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組最好包括至少一個(gè)非球面透鏡。
通過(guò)將非球面透鏡包括在第一透鏡組中，變得可以最好地校正廣角端狀態(tài)下的畸變和場(chǎng)曲。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，第一透鏡組最好由兩個(gè)負(fù)透鏡和一個(gè)正透鏡組成。
通過(guò)在第一透鏡組中安置多個(gè)負(fù)透鏡，變得可以最好校正廣角端狀態(tài)下的場(chǎng)曲和畸變。此外，最好通過(guò)正透鏡校正由兩個(gè)負(fù)透鏡產(chǎn)生的攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的球差和色差。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，最好在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第二透鏡組和第四透鏡組一體地移動(dòng)。
其中，在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，通過(guò)彼此不同的移動(dòng)速度，移動(dòng)所有四個(gè)透鏡組，能更好地校正變焦后的像差變化。另一方面，在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過(guò)第二透鏡組和第四透鏡組一體地移動(dòng)，相對(duì)于所有四個(gè)透鏡組以彼此不同的速度移動(dòng)的情形，能簡(jiǎn)化透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)。因此，能減小由機(jī)械誤差，諸如偏心引起的球差或場(chǎng)曲的變化，因此是希望的。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，第三透鏡組最好包括正透鏡與負(fù)透鏡膠合構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡，以及最好滿足下述條件表達(dá)式(10)-0.1＜nd3p-nd3n＜0.1(10)其中，nd3p表示在波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第三透鏡組中的正透鏡的折射率，以及nd3n表示在d線，第三透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
條件表達(dá)式(10)定義第三透鏡組中的正透鏡和負(fù)透鏡間的折射率的差值的適當(dāng)范圍。
當(dāng)差值nd3p-nd3n等于或超出條件表達(dá)式(10)的上限時(shí)，在廣角端狀態(tài)下生成彗差。
另一方面，當(dāng)差值nd3p-nd3n等于或小于條件表達(dá)式(10)的下限時(shí)，在廣角端狀態(tài)下生成彗差。因此，變得難以最好地校正任一情況下的像差。
為確保本發(fā)明的效果，最好將條件表達(dá)式(10)的下限設(shè)置成0。為確保本發(fā)明的效果，最好將條件表達(dá)式(10)的上限設(shè)置成0.08。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，最好將孔徑光闌放置到與之相鄰的第三透鏡組的物方。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過(guò)將孔徑光闌放置在第三透鏡組附近，其中，邊緣光線(rand ray)束變窄，能簡(jiǎn)化透鏡鏡筒的結(jié)構(gòu)，因此是希望的。其中，邊緣光線是在聚焦在軸上圖像上的射線中，離光軸最遠(yuǎn)的射線。
根據(jù)本申請(qǐng)的成像裝置具有上述變焦透鏡系統(tǒng)。
因此，變得可以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、小型和體輕且高光學(xué)性能的成像裝置。
一種用于改變根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的方法，該變焦透鏡系統(tǒng)包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組，該方法包括步驟提供具有負(fù)折光能力的第一透鏡組，具有正折光能力且由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡以及一個(gè)負(fù)透鏡組成的第二透鏡組，具有負(fù)折光能力的第三透鏡組，以及具有正折光能力且由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成的第四透鏡組；通過(guò)減小第一透鏡組和第二透鏡組問(wèn)的距離，增加第二透鏡組和第三透鏡組間的距離以及減小第三透鏡組和第四透鏡組間的距離，改變從廣角端狀態(tài)到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的焦距；滿足下述條件表達(dá)式(1)、(2)、(3)和(4)25≤vd2n≤40(1)當(dāng)25≤vd2n≤30時(shí)-0.035×vd2n+2.63≤nd2n≤1.79當(dāng)30＜vd2n≤35時(shí)1.58＜nd2n≤1.79當(dāng)35＜vd2n≤40時(shí)1.58＜nd2n≤-0.034×vd2n+2.98(2)25≤vd4n≤40(3)當(dāng)25≤vd4n≤30時(shí)-0.035×vd4n+2.63≤nd4n≤1.79當(dāng)30＜vd4n≤35時(shí)
1.58＜nd4n≤1.79當(dāng)35＜vd4n≤40時(shí)1.58＜nd4n≤-0.034×vd4n+2.98(4)其中，vd2n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd2n表示在d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率，vd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，以及nd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
因此，變得可以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、小型和體輕且高光學(xué)性能的變焦透鏡系統(tǒng)。
在下文中，參考附圖，說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的每一例子的變焦透鏡系統(tǒng)。
<例子1>
圖1是表示根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)按從物體的順序，由具有負(fù)折光能力的第一透鏡組G1、具有正折光能力的第二透鏡組G2、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組G3和具有正折光能力的第四透鏡組G4組成。
第一透鏡組G1按從物體的順序，由具有面對(duì)物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、雙凹負(fù)透鏡L12以及具有面對(duì)物體的凸面的正凹凸透鏡L13組成。
第二透鏡組G2按從物體的順序，由具有面對(duì)物體的、與雙凸正透鏡L22膠合的凸面的負(fù)凹凸透鏡L21構(gòu)成的膠合正透鏡，以及具有面對(duì)物體的凸面的正凹凸透鏡L23組成。
第三透鏡組G3由膠合負(fù)透鏡組成，該膠合負(fù)透鏡按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的、與雙凹負(fù)透鏡L32膠合的凸面的正凹凸透鏡L31構(gòu)成。
第四透鏡組G4按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的凸面的正凹凸透鏡L41，以及由與具有面對(duì)圖像的凸面的負(fù)凹凸透鏡L43膠合的雙凸正透鏡L42構(gòu)成的膠合正透鏡組成。
在根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)中，將孔徑光闌S放置到與之相鄰的第三透鏡組G3的物方，以及在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，與第三透鏡組一體地移動(dòng)。防眩光光闌(flare stopper)FS放置到與之相鄰的第四透鏡組G4的圖像側(cè)。
在根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)中，在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2間的距離減小，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3間的距離增加，以及第三透鏡組G3和第四透鏡組G4間的距離減小。
在根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過(guò)將第一透鏡組G1向物方移動(dòng)，執(zhí)行從無(wú)窮遠(yuǎn)對(duì)焦到近距離物體。
在表1中列出了與根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。
在[規(guī)格]中，f表示焦距，F(xiàn)NO表示f數(shù)，以及2ω表示視角。
在[透鏡數(shù)據(jù)]中，最左列表示按從物方的順序計(jì)數(shù)的透鏡表面號(hào)，第二列表示透鏡表面的曲率半徑，第三列表示透鏡表面間，沿光軸的距離“d”，第四列表示d線(波長(zhǎng)λ＝587.6nm)處，透鏡表面間的介質(zhì)的折射率“nd”，以及第五列表示d線(波長(zhǎng)λ＝587.6nm)處，透鏡表面間的介質(zhì)的阿貝數(shù)“vd”。通過(guò)將“*”標(biāo)注在[透鏡數(shù)據(jù)]中的表面號(hào)的左側(cè)，表示非球面的位置，以及在第二列中表示近軸曲率半徑。在[透鏡數(shù)據(jù)]中，忽略n＝1.000000的空氣折射率。曲率半徑r＝0.0000表示平面。
在[非球面數(shù)據(jù)]中，“κ”表示圓錐系數(shù)，“Ci”表示第i階非球面系數(shù)，以及“E-n”表示“10-n”。在每一例子中，通過(guò)下述表達(dá)式，顯示出非球面X(y)＝(y2/r)/[1+[1-(1+κ)×(y2/r2)]1/2]+C4×y4+C6×y6+C8×y8+C10×y10其中，y表示距光軸的垂直高度，X(y)表示垂度量，該垂度量為在距光軸的垂直高度y處，從非球面的頂點(diǎn)的正切面到非球面沿光軸的距離，r表示參考球面的曲率半徑(近軸曲率半徑)，κ表示圓錐系數(shù)，以及Cn表示第n階的非球面系數(shù)。
在[透鏡數(shù)據(jù)]和[可變距離]中，Bf表示后焦距。在[規(guī)格]和[可變距離]中，W、M和T分別表示廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)，以及攝遠(yuǎn)端狀態(tài)。
在用于各種值的表中，“mm”通常用于長(zhǎng)度單位，諸如焦距、曲率半徑和下一透鏡表面的距離。然而，由于成比例地放大或減小其尺寸的光學(xué)系統(tǒng)能獲得類似的光學(xué)性能，該單位不必限制為“mm”，并能夠使用任何其他適當(dāng)單位。
在其他例子中，參考符號(hào)的說(shuō)明是相同的，因此，省略重復(fù)描述。
表1[規(guī)格]W Tf＝18.54 53.40FNO＝ 3.625.782ω＝ 78.229.7 r d nd vd1120.1142.01.5168064.12216.936 0.11.5538938.093*15.331 10.84-83.5321.01.5182358.89532.979 1.2631.800 2.91.7173629.52797.637 D1841.033 1.01.7569231.59918.279 3.71.5186069.8910 -38.3450.111 19.951 2.51.5168064.1212 60.585 D213 0.000 1.8孔徑光闌S14 -37.0832.21.7847225.6815 -13.7291.01.7199950.2416 48.172 D317 -131.460 2.91.5186069.8918 -20.6640.519 78.812 4.91.5182358.8920 -15.3431.01.7552027.5121 -49.628Bf[非球面數(shù)據(jù)]表面號(hào)3κ＝-1.0C4＝1.4877E-05C6＝1.9704E-08C8＝4.9476E-12C10＝ 9.9439E-14 W MTf＝ 18.54 34.9753.40D1＝ 29.9179.0452.222D2＝ 3.487 9.50114.075D3＝ 12.7406.7252.151Bf＝ 38.96951.611 66.310[條件表達(dá)式的值](1) vd2n＝31.59(2) nd2n＝1.75692(3) vd4n＝27.51(4) nd4n＝1.7552(5) vd1p＝29.52(6) nd1p＝1.71736(7) vd1n＝58.89(8) nd1n＝1.51823(9) f2/fw＝1.486(10) nd3p-nd3n＝0.065圖2A、2B和2C是表示根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖2A表示廣角端狀態(tài)下的各種像差，圖2B表示中間焦距狀態(tài)下的各種像差，以及圖2C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各種像差。
在各個(gè)圖中，F(xiàn)NO表示f數(shù)，A表示主光線的入射角，換句話說(shuō)，半視角(單位度)。在表示象散和畸變的圖中，示出了半視角A的最大值。在各個(gè)圖中，d表示d線(波長(zhǎng)λ＝587.6nm)的像差曲線，g表示g線(波長(zhǎng)λ＝435.8nm)的像差曲線，c表示c線(波長(zhǎng)λ＝656.3nm)的像差曲線以及F表示F線(波長(zhǎng)λ＝486.1nm)的像差曲線。
在表示球差的圖中，F(xiàn)NO表示相對(duì)于最大光圈的f數(shù)。
在表示象散的圖中，實(shí)線表示弧矢像面，以及虛線表示子午像面。
在表示彗差的圖中，示出了相對(duì)于每一半視角的彗差。
有關(guān)各種像差圖的上述說(shuō)明與其他例子相同。
如從各個(gè)圖中可以看出，根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)表示根據(jù)廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各種像差的良好校正的結(jié)果的極好光學(xué)性能。
<例子2>
圖3是表示根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)按從物體的順序，由具有負(fù)折光能力的第一透鏡組G1、具有正折光能力的第二透鏡組G2、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組G3和具有正折光能力的第四透鏡組G4組成。
第一透鏡組G1按從物體的順序，包括具有面對(duì)物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、由與雙凸正透鏡L13膠合的雙凹負(fù)透鏡L12構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡。
第二透鏡組G2按從物體的順序，由具有面對(duì)物體的、與雙凸正透鏡L22膠合的凸面的負(fù)凹凸透鏡L21構(gòu)成的膠合正透鏡，以及具有面對(duì)物體的凸面的正凹凸透鏡L23組成。
第三透鏡組G3由膠合負(fù)透鏡組成，該膠合負(fù)透鏡按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的、與雙凹負(fù)透鏡L32膠合的凸面的正凹凸透鏡L31構(gòu)成。
第四透鏡組G4按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的凸面的正凹凸透鏡L41，以及由與具有面對(duì)圖像的凸面的負(fù)凹凸透鏡L43膠合的雙凸正透鏡L42構(gòu)成的膠合正透鏡組成。
在根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)中，將孔徑光闌S放置到與之相鄰的第三透鏡組G3的物方，以及在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，與第三透鏡組一體地移動(dòng)。防眩光光闌FS放置到與之相鄰的第四透鏡組G4的圖像側(cè)。
在根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)中，在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2間的距離減小，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3間的距離增加，以及第三透鏡組G3和第四透鏡組G4間的距離減小。
在根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過(guò)將第一透鏡組G1向物方移動(dòng)，執(zhí)行從無(wú)窮遠(yuǎn)對(duì)焦到近距離物體。
在表2中列出了與根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。
表2[規(guī)格]WTf＝18.5453.40FNO＝ 3.62 5.782ω＝ 78.2 29.7[透鏡數(shù)據(jù)]r d nd vd1135.0001.51.5168064.12217.300 0.11.5538938.093*14.903 12.0
4 -50.1081.01.5168064.125 68.845 2.91.7173629.526 -294.198 D17 44.807 1.51.7173629.528 19.131 3.71.5168064.129 -56.6820.11021.025 2.51.5168064.1211218.524D2120.000 1.8孔徑光闌S13-61.9232.01.8051825.4314-14.4121.01.8040046.581538.179 D316-350.143 2.71.5168064.1217-21.2440.11868.101 4.81.5168064.1219-16.2931.01.7552027.5120-59.884Bf[非球面數(shù)據(jù)]表面號(hào)3κ＝ -0.6C4＝ -5.9986E-07C6＝ -1.1790E-08C8＝ 5.8548E-11C10＝ -9.8309E-14[可變距離]WMTf＝ 18.5435.0953.40D1＝ 31.049 9.7063.291D2＝ 4.2809.61114.668D3＝ 12.092 6.7611.703
Bt＝ 39.18852.55065.160[條件表達(dá)式的值](1) vd2n＝29.52(2) nd2n＝1.71736(3) vd4n＝27.51(4) nd4n＝1.7552(5) vd1p＝29.52(6) nd1p＝1.71736(7) vd1n＝64.12(8) nd1n＝1.5168(9) f2/fw＝1.488(10) nd3p-nd3n＝0.001圖4A、4B和4C是表示根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖4A表示廣角端狀態(tài)下的各種像差，圖4B表示中間焦距狀態(tài)下的各種像差，以及圖4C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各種像差。
如從各個(gè)圖中可以看出，根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)表示根據(jù)廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各種像差的良好校正的結(jié)果的極好光學(xué)性能。
<例子3>
圖5是表示根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)按從物體的順序，由具有負(fù)折光能力的第一透鏡組G1、具有正折光能力的第二透鏡組G2、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組G3和具有正折光能力的第四透鏡組G4組成。
第一透鏡組G1按從物體的順序，包括具有面對(duì)物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、由與具有面對(duì)物體的凸面的正凹凸透鏡L13膠合的雙凹負(fù)透鏡L12構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡。
第二透鏡組G2按從物體的順序，包括雙凸正透鏡L21，以及由與雙凹負(fù)透鏡L23膠合的雙凸正透鏡L22構(gòu)成的膠合正透鏡。
第三透鏡組G3由膠合負(fù)透鏡組成，該膠合負(fù)透鏡按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的、與雙凹負(fù)透鏡L32膠合的凸面的正凹凸透鏡L31構(gòu)成。
第四透鏡組G4按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的凸面的正凹凸透鏡L41，以及由與具有面對(duì)圖像的凸面的負(fù)凹凸透鏡L43膠合的雙凸正透鏡L42構(gòu)成的膠合正透鏡組成。
在根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)中，將孔徑光闌S放置到與之相鄰的第三透鏡組G3的物方，以及在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，與第三透鏡組一體地移動(dòng)。防眩光光闌FS放置到與之相鄰的第四透鏡組G4的圖像側(cè)。
在根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)中，在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2間的距離減小，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3間的距離增加，以及第三透鏡組G3和第四透鏡組G4間的距離減小。
在根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過(guò)將第一透鏡組G1向物方移動(dòng)，執(zhí)行從無(wú)窮遠(yuǎn)對(duì)焦到近距離物體。
在表3中列出了與根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。
表3[規(guī)格]
W Tf＝18.54 53.40FNO＝ 3.625.782ω＝ 78.229.7[透鏡數(shù)據(jù)]r d nd vd180.4371.51.5168064.12217.2050.11.5538938.093*15.01210.84-60.085 1.01.5168064.12530.7163.01.7173629.526152.832 D1746.9382.51.5168064.128-50.104 0.2923.3423.61.5168064.1210 -36.867 1.51.7552027.5111 1555.847 D212 0.000 1.8孔徑光闌S13 -47.357 2.01.7495035.0414 -11.884 1.01.7199950.2415 37.372D316 -243.758 2.71.5168064.1217 -23.094 0.118 65.0094.81.5168064.1219 -15.997 1.01.7495035.0420 -52.132 Bf[非球面數(shù)據(jù)]表面號(hào)3κ＝-1.0C4＝1.7921E-05
C6＝2.5696E-08C8＝-1.1686E-12C10＝ 1.8642E-13[可變距離]WMTf＝ 18.5435.1153.40D1＝ 34.178 12.471 5.531D2＝ 2.4707.82712.067D3＝ 12.113 6.7562.517Bf＝ 37.628 50.745 65.109[條件表達(dá)式的值](1) vd2n＝27.51(2) nd2n＝1.7552(3) vd4n＝35.04(4) nd4n＝1.7495(5) vd1p＝29.52(6) nd1p＝1.71736(7) vd1n＝64.12(8) nd1n＝1.5168(9) f2/fw＝1.469(10) nd3p-nd3n＝0.030圖6A、6B和6C是表示根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖6A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖6B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖6C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
如從各個(gè)圖中可以看出，根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)表示根據(jù)廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各種像差的良好校正的結(jié)果的極好光學(xué)性能。
<例子4>
圖7是表示根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)按從物體的順序，由具有負(fù)折光能力的第一透鏡組G1、具有正折光能力的第二透鏡組G2、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組G3和具有正折光能力的第四透鏡組G4組成。
第一透鏡組G1按從物體的順序，由面對(duì)物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、雙凹負(fù)透鏡L12以及具有面對(duì)物體的凸面的正凹凸透鏡L13組成。
第二透鏡組G2按從物體的順序，包括與雙凸正透鏡L22膠合、具有面對(duì)物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L21構(gòu)成的膠合正透鏡，以及具有面對(duì)物體的凸面的正凹凸透鏡L23。
第三透鏡組G3由膠合負(fù)透鏡組成，該膠合負(fù)透鏡按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的、與雙凹負(fù)透鏡L32膠合的凸面的正凹凸透鏡L31構(gòu)成。
第四透鏡組G4按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的凸面的正凹凸透鏡L41，以及由與具有面對(duì)圖像的凸面的負(fù)凹凸透鏡L43膠合的雙凸正透鏡L42構(gòu)成的膠合正透鏡組成。
在根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)中，將孔徑光闌S放置到與之相鄰的第三透鏡組G3的物方，以及在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，與第三透鏡組一體地移動(dòng)。防眩光光闌FS放置到與之相鄰的第四透鏡組G4的圖像側(cè)。
在根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)中，在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2間的距離減小，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3間的距離增加，以及第三透鏡組G3和第四透鏡組G4間的距離減小。
在根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過(guò)將第一透鏡組G1向物方移動(dòng)，執(zhí)行從無(wú)窮遠(yuǎn)對(duì)焦到近距離物體。
在表4中列出了與根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。
表4[規(guī)格]W Tf＝18.54 53.40FNO＝ 3.625.782ω＝ 78.229.7[透鏡數(shù)據(jù)]rd nd vd1126.484 1.91.5168064.12216.600 0.15 1.5538938.093*14.825 10.14-112.632 1.31.5168064.12533.442 1.2630.217 2.91.7173629.52778.165 D1835.638 1.01.7552027.51917.633 4.11.5168064.1210 -45.157 0.111 21.687 2.21.5168064.1212 82.472 D213 0.0001.8孔徑光闌S14 -39.396 2.11.7847225.68
15-13.9171.01.7199950.241645.536 D317-104.847 2.81.5168064.1218-20.9020.11971.133 5.41.5168064.1220-15.2701.01.7282528.4621-51.354Bf[非球面數(shù)據(jù)]表面號(hào)3κ＝-1.0C4＝1.6242E-05C6＝3.2405E-08C8＝-3.8830E-11C10＝ 2.2801E-13[可變距離]WMTf＝ 18.5434.9853.40D1＝ 29.667 8.7951.972D2＝ 3.3879.40113.975D3＝ 12.840 6.8252.251Bf＝ 38.968 51.613 66.311[條件表達(dá)式的值](1) vd2n＝27.51(2) nd2n＝1.7552(3) vd4n＝28.46(4) nd4n＝1.72825(5) vd1p＝29.52(6) nd1p＝1.71736(7) vd1n＝64.12(8) nd1n＝1.5168
(9) f2/fw＝1.489(10)nd3p-nd3n＝0.065圖8A、8B和8C是表示根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖8A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖8B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖8C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
如從各個(gè)圖中可以看出，根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)表示根據(jù)廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各種像差的良好校正的結(jié)果的極好光學(xué)性能。
<例子5>
圖9是表示根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)按從物體的順序，由具有負(fù)折光能力的第一透鏡組G1、具有正折光能力的第二透鏡組G2、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組G3和具有正折光能力的第四透鏡組G4組成。
第一透鏡組G1按從物體的順序，由具有面對(duì)物體物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、雙凹負(fù)透鏡L12和具有面對(duì)物體的凸面的正凹凸透鏡L13組成。
第二透鏡組G2按從物體的順序，包括雙凸正透鏡L21，以及由與具有面對(duì)圖像的凸面的負(fù)凹凸透鏡L23膠合的雙凸正透鏡L22構(gòu)成的膠合正透鏡。
第三透鏡組G3由膠合負(fù)透鏡組成，該膠合負(fù)透鏡按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的、與雙凹負(fù)透鏡L32膠合的凸面的正凹凸透鏡L31構(gòu)成。
第四透鏡組G4按從物體的順序，由與具有面對(duì)圖像的凸面的負(fù)凹凸透鏡L42膠合的雙凸正透鏡L41構(gòu)成的膠合正透鏡組成。
在根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)中，將孔徑光闌S放置到與之相鄰的第三透鏡組G3的物方，以及在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，與第三透鏡組一體地移動(dòng)。防眩光光闌FS放置到與之相鄰的第四透鏡組G4的圖像側(cè)。
在根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)中，在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2間的距離減小，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3間的距離增加，以及第三透鏡組G3和第四透鏡組G4間的距離減小。
在根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過(guò)將第一透鏡組G1向物方移動(dòng)，執(zhí)行從無(wú)窮遠(yuǎn)對(duì)焦到近距離物體。
在表5中列出了與根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。
表5[規(guī)格]W Tf＝19.00 54.00FNO＝ 3.555.972ω＝ 75.129.5[透鏡數(shù)據(jù)]r d nd vd177.0001.71.5168064.12217.2000.11.5538938.093*14.9139.54-75.005 1.01.5168064.12
540.043 1.0641.498 2.91.7847026.37154.449D1835.421 2.01.5168064.129-112.618 0.110 29.412 3.51.5168064.1211 -30.7821.01.7173629.5212 -346.892 D213 0.000 1.8孔徑光闌S14 -53.5252.01.8010034.9615 -11.7531.01.7725049.6116 59.450 D317*67.189 0.07 1.5538938.0918 67.000 5.51.6031160.6819 -13.6901.51.7847225.6820 -23.356Bf[非球面數(shù)據(jù)]表面號(hào)3κ＝-1.0C4＝1.7453E-05C6＝1.2299E-08C8＝-1.6304E-11C10＝ 9.8357E-14表面號(hào)17κ＝ 36.2019C4＝ -2.9653E-05C6＝ -1.3243E-07C8＝ 1.1100E-09C10＝ -1.3060E-11[可變距離]
WMTf＝ 19.0033.9154.00d1＝ 28.742 9.0451.722d2＝ 3.6409.50115.335d3＝ 12.587 6.7250.892Bf＝ 39.365 52.108 68.997[條件表達(dá)式的值](1) vd2n＝29.52(2) nd2n＝1.71736(3) vd4n＝25.68(4) nd4n＝1.78472(5) vd1p＝26.3(6) nd1p＝1.7847(7) vd1n＝64.12(8) nd1n＝1.5168(9) f2/fw＝1.631(10) nd3p-nd3n＝0.029圖10A、10B和10C是表示根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖10A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖10B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖10C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
如從各個(gè)圖中可以看出，根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)表示根據(jù)廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各種像差的良好校正的結(jié)果的極好光學(xué)性能。
<例子6>
圖11是表示根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的圖。
根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)按從物體的順序，由具有負(fù)折光能力的第一透鏡組G1、具有正折光能力的第二透鏡組G2、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組G3和具有正折光能力的第四透鏡組G4組成。
第一透鏡組G1按從物體的順序，由具有面對(duì)物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、具有面對(duì)物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L12以及具有面對(duì)物體的凸面的正凹凸透鏡L13組成。
第二透鏡組G2按從物體的順序，由與具有面對(duì)圖像的凸面的負(fù)凹凸透鏡L22膠合的雙凸正透鏡L21構(gòu)成的膠合正透鏡組成。
第三透鏡組G3由膠合負(fù)透鏡組成，該膠合負(fù)透鏡按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的、與雙凹負(fù)透鏡L32膠合的凸面的正凹凸透鏡L31構(gòu)成。
第四透鏡組G4按從物體的順序，由具有面對(duì)圖像的凸面的正凹凸透鏡L41，以及由與具有面對(duì)圖像的凸面的負(fù)凹凸透鏡L43膠合的雙凸正透鏡L42構(gòu)成的膠合正透鏡組成。
在根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)中，將孔徑光闌S放置到與之相鄰的第三透鏡組G3的物方，以及在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，與第三透鏡組一體地移動(dòng)。防眩光光闌FS放置到與之相鄰的第四透鏡組G4的圖像側(cè)。
在根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)中，在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2間的距離減小，第二透鏡組G2和第三透鏡組G3間的距離增加，以及第三透鏡組G3和第四透鏡組G4間的距離減小。
在根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過(guò)將第一透鏡組G1向物方移動(dòng)，執(zhí)行從無(wú)窮遠(yuǎn)對(duì)焦到近距離物體。
在表6中列出了與根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。
表6[規(guī)格]W Tf＝18.50 53.40FNO＝ 3.655.912ω＝ 77.529.9[透鏡數(shù)據(jù)]r d nd vd185.0112.01.5168064.12216.0000.11.5538938.093*13.6028.44292.137 1.01.5168064.12530.4361.2624.2142.91.7847225.68739.056D18*22.2294.01.5891361.189-22.229 1.01.7847225.6810 -46.548 D211 0.000 1.0孔徑光闌S12 -53.270 2.01.7950428.6913 -17.938 0.91.7199950.2414 49.018D315 -326.255 2.91.5168064.1216 -23.868 0.117 72.9214.91.5168064.1218 -14.233 1.01.6476933.7919 -65.879 Bf 表面號(hào)3κ＝-1.0C4＝2.3525E-05C6＝3.5515E-08C8＝1.1918E-11C10＝ 2.1618E-13表面號(hào)8κ＝ -1.0C4＝ -3.4451E-06C6＝ -1.1120E-08C8＝ -5.4552E-11C10＝ -1.3487E-13[可變距離]W MTf＝ 18.50 34.9753.40d1＝ 28.3758.2441.722d2＝ 1.683 8.19813.271時(shí)d3＝ 13.7367.1622.148Bf＝ 38.62051.235 65.959[條件表達(dá)式的值](1) vd2n＝25.68(2) nd2n＝1.78472(3) vd4n＝33.79(4) nd4n＝1.64769(5) vd1p＝25.68(6) nd1p＝1.78472(7) vd1n＝64.12(8) nd1n＝1.5168(9) f2/fw＝1.597
(10)nd3p-nd3n＝0.075圖12A、12B和12C是表示根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的圖，其中，圖12A表示廣角端狀態(tài)的各種像差，圖12B表示中間焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖12C表示攝遠(yuǎn)端狀態(tài)的各種像差。
如從各個(gè)圖中可以看出，根據(jù)例子6的變焦透鏡系統(tǒng)表示根據(jù)廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和攝遠(yuǎn)端狀態(tài)下的各種像差的良好校正的結(jié)果的極好光學(xué)性能。
如上所述，每一例子使得提供廉價(jià)、小型和體輕且高光學(xué)性能的變焦透鏡系統(tǒng)成為可能。
盡管用具有四透鏡組結(jié)構(gòu)的變焦透鏡系統(tǒng)示出本申請(qǐng)的每一例子，但根據(jù)本申請(qǐng)的透鏡組結(jié)構(gòu)不限于此，適用于其他透鏡組結(jié)構(gòu)，諸如五透鏡組結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，為執(zhí)行從無(wú)窮遠(yuǎn)對(duì)焦到近距離物體，可以沿光軸移動(dòng)透鏡組的一部分、單一透鏡組或多個(gè)透鏡組。對(duì)焦透鏡組可以用于自動(dòng)對(duì)焦，以及適合于由馬達(dá)，諸如超聲波馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在根據(jù)每一例子的變焦透鏡系統(tǒng)中，最好第一透鏡組用于對(duì)焦透鏡組。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，為校正由照相機(jī)晃動(dòng)引起的圖像模糊，透鏡組的一部分，或單一透鏡組可以作為防抖透鏡組，在垂直于光軸的方向移動(dòng)。在根據(jù)本申請(qǐng)的每一例子的變焦透鏡系統(tǒng)中，最好將第三透鏡組或第三透鏡組的一部分用于防抖透鏡組。
包括根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)的任何透鏡面可以是非球面。非球面可以通過(guò)細(xì)磨工藝、通過(guò)模具，將玻璃材料形成為非球面形狀的玻璃模塑工藝，或在玻璃表面上，將樹(shù)脂材料形成為非球面形狀的混合型工藝制作。
在根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)中，可以將在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有高透射比的防反射涂層應(yīng)用于每一透鏡表面以減少眩光或鬼影(ghostimage)，從而獲得具有高對(duì)比度的高光學(xué)性能。
本申請(qǐng)的上述每一例子僅表示具體例子，因此本發(fā)明不僅限于此。
然后，參考圖13，說(shuō)明具有根據(jù)本申請(qǐng)的變焦透鏡系統(tǒng)的照相機(jī)。
圖13是表示使用根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖13所示，照相機(jī)1是作為攝影鏡頭2，根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的單透鏡反射式數(shù)字相機(jī)。
在照相機(jī)1中，從對(duì)象(未示出)發(fā)出的光由攝影鏡頭2會(huì)聚，并通過(guò)速回反射鏡3對(duì)焦在對(duì)焦屏4上。通過(guò)五邊形屋脊棱鏡5使在對(duì)焦屏4上對(duì)焦的對(duì)象圖像反射多次，并通向目鏡6。因此，攝像者通過(guò)目鏡能將對(duì)象圖像觀察為正像。
當(dāng)攝像者按壓快門釋放按鈕(未示出)時(shí)，從光路中移除速回反射鏡3，且來(lái)自對(duì)象(未示出)的光到達(dá)成像設(shè)備7。由成像裝置俘獲來(lái)自對(duì)象的光并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中作為對(duì)象圖像。用這種方式，攝像者能通過(guò)照相機(jī)1獲取對(duì)象的圖像。
作為攝影鏡頭2附接于照相機(jī)1的根據(jù)第一實(shí)施例的例子1的變焦透鏡系統(tǒng)使得實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、小型和體輕且高光學(xué)性能成為可能。因此，照相機(jī)1可以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、小型和體輕且高光學(xué)性能。
本申請(qǐng)不限于此，顯然通過(guò)具有根據(jù)本申請(qǐng)的例子2至6的任何一個(gè)的變焦透鏡系統(tǒng)的照相機(jī)，能獲得類似的效果。
如上所述，本申請(qǐng)使得實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、小型和體輕且高光學(xué)性能的變焦透鏡系統(tǒng)、成像裝置以及用于改變變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的方法成為可能。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易想到另外的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。因此，在更寬方面，本發(fā)明不限于在此示出和描述的具體細(xì)節(jié)和代表性裝置。因此，在不背離如由附加要求及其等效限定的一般發(fā)明原理的精神或范圍的情況下，可以做出各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡系統(tǒng)，包括從物體的順序第一透鏡組，具有負(fù)折光能力；第二透鏡組，具有正折光能力；第三透鏡組，具有負(fù)折光能力；以及第四透鏡組，具有正折光能力；在將焦距從廣角端狀態(tài)改變成攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一透鏡組和第二透鏡組間的距離減小，第二透鏡組和第三透鏡組間的距離增加，以及第三透鏡組和第四透鏡組間的距離減??；第二透鏡組由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成；第四透鏡組由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成；以及滿足下述條件表達(dá)式25≤vd2n≤40當(dāng)25≤vd2n≤30時(shí)-0.035×vd2n+2.63≤nd2n≤1.79當(dāng)30＜vd2n≤35時(shí)1.58＜nd2n≤1.79當(dāng)35＜vd2n≤40時(shí)1.58＜nd2n≤-0.034×vd2n+2.9825≤vd4n≤40當(dāng)25≤vd4n≤30時(shí)-0.035×vd4n+2.63≤nd4n≤1.79當(dāng)30＜vd4n≤35時(shí)1.58＜nd4n≤1.79當(dāng)35＜vd4n≤40時(shí)1.58＜nd4n≤-0.034×vd4n+2.98其中，vd2n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd2n表示d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率，vd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，以及nd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，第一透鏡組包括正透鏡，以及滿足下述條件表達(dá)式25≤vd1p≤40當(dāng)25≤vd1p≤30時(shí)-0.035×vd1p+2.63≤nd1p≤1.79當(dāng)30＜vd1p≤35時(shí)1.58＜nd1p≤1.79當(dāng)35＜vd1p≤40時(shí)1.58＜nd1p≤-0.034×vd1p+2.98其中，vd1p表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的正透鏡的阿貝數(shù)，nd1p表示在d線處，第一透鏡組中的正透鏡的折射率。
3.如權(quán)利要求2所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡以及滿足下述條件表達(dá)式30≤vd1n≤71當(dāng)30≤vd1n≤36時(shí)-0.013×vd1n+2.083≤nd1n≤1.7當(dāng)36＜vd1n≤41時(shí)-0.013×vd1n+2.083＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)41＜vd1n≤51時(shí)-0.004×vd1n+1.714＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)51＜vd1n≤61時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)61＜vd1n≤71時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1p≤-0.009×vd1n+2.149其中，vd1n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd1n表示在d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
4.如權(quán)利要求3所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足下述條件表達(dá)式1.2＜f2/fw＜2.0其中，f2表示第二透鏡組的焦距，以及fw表示廣角端狀態(tài)下，變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
5.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，第一透鏡組包括負(fù)透鏡以及滿足下述條件表達(dá)式30≤vd1n≤71當(dāng)30≤vd1n≤36時(shí)-0.013×vd1n+2.083≤nd1n≤1.7當(dāng)36＜vd1n≤41時(shí)-0.013×vd1n+2.083＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)41＜vd1n≤51時(shí)-0.004×vd1n+1.714＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)51＜vd1n≤61時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)61＜vd1n≤71時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1p≤-0.009×vd1n+2.149其中，vd1n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd1n表示在d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
6.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足下述條件表達(dá)式1.2＜f2/fw＜2.0其中，f2表示第二透鏡組的焦距，以及fw表示廣角端狀態(tài)下，變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
7.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，第一透鏡組具有至少一個(gè)非球面透鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，第一透鏡組由兩個(gè)負(fù)透鏡和一個(gè)正透鏡組成。
9.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，在焦距從廣角端狀態(tài)改變到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第二透鏡組和第四透鏡組一體地移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，第三透鏡組由正透鏡與負(fù)透鏡膠合構(gòu)成的膠合負(fù)透鏡組成，以及滿足下述條件表達(dá)式-0.1＜nd3p-nd3n＜0.1其中，nd3p表示在波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第三透鏡組中的正透鏡的折射率，以及nd3n表示在d線處，第三透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
11.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，光圈放置到與之相鄰的第三透鏡組的圖像側(cè)。
12.一種成像裝置，具有根據(jù)權(quán)利要求1至11的任何一個(gè)所述的變焦透鏡系統(tǒng)。
13.一種用于改變變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的方法，變焦透鏡系統(tǒng)包括第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組，該方法包括步驟提供具有負(fù)折光能力的第一透鏡組，具有正折光能力、并由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成的第二透鏡組，具有負(fù)折光能力的第三透鏡組，以及具有正折光能力和由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成的第四透鏡組；通過(guò)減小第一透鏡組和第二透鏡組間的距離，增加第二透鏡組和第三透鏡組間的距離以及減小第三透鏡組和第四透鏡組間的距離，將焦距從廣角端狀態(tài)改變到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)；滿足下述條件表達(dá)式25≤vd2n≤40當(dāng)25≤vd2n≤30時(shí)-0.035×vd2n+2.63≤nd2n≤1.79當(dāng)30＜vd2n≤35時(shí)1.58＜nd2n≤1.79當(dāng)35＜vd2n≤40時(shí)1.58＜nd2n≤-0.034×vd2n+2.9825≤vd4n≤40當(dāng)25≤vd4n≤30時(shí)-0.035×vd4n+2.63≤nd4n≤1.79當(dāng)30＜vd4n≤35時(shí)1.58＜nd4n≤1.79當(dāng)35＜vd4n≤40時(shí)1.58＜nd4n≤-0.034×vd4n+2.98其中，vd2n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd2n表示在d線處，第二透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率，vd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，以及nd4n表示在d線處，第四透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括步驟滿足下述條件表達(dá)式25≤vd1p≤40當(dāng)25≤vd1p≤30時(shí)-0.035×vd1p+2.63≤nd1p≤1.79當(dāng)30＜vd1p≤35時(shí)1.58＜nd1p≤1.79當(dāng)35＜vd1p≤40時(shí)1.58＜nd1p≤-0.034×vd1p+2.98其中，vd1p表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的正透鏡的阿貝數(shù)，nd1p表示在d線處，第一透鏡組中的正透鏡的折射率。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括步驟提供具有負(fù)透鏡的第一透鏡組；以及滿足下述條件表達(dá)式30≤vd1n≤71當(dāng)30≤vd1n≤36時(shí)-0.013×vd1n+2.083≤nd1n≤1.7當(dāng)36＜vd1n≤41時(shí)-0.013×vd1n+2.083＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)41＜vd1n≤51時(shí)-0.004×vd1n+1.714＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)51＜vd1n≤61時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1n≤-0.004×vd1n+1.844當(dāng)61＜vd1n≤71時(shí)-0.0015×vd1n+1.5865＜nd1p≤-0.009×vd1n+2.149其中，vd1n表示波長(zhǎng)λ＝587.6nm的d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的阿貝數(shù)，nd1n表示在d線處，第一透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括步驟滿足下述條件表達(dá)式1.2＜f2/fw＜2.0其中，f2表示第二透鏡組的焦距，以及fw表示廣角端狀態(tài)下，變焦透鏡系統(tǒng)的焦距。
全文摘要
提供廉價(jià)、小型和體輕且高光學(xué)性能的變焦透鏡系統(tǒng)以及成像裝置，以及用于改變焦距的方法。變焦透鏡系統(tǒng)包括，按從物體的順序，具有負(fù)折光能力的第一透鏡組、具有正折光能力的第二透鏡組、具有負(fù)折光能力的第三透鏡組以及具有正折光能力的第四透鏡組。在從廣角端狀態(tài)變焦到攝遠(yuǎn)端狀態(tài)時(shí)，第一和第二透鏡組間的距離減小，第二和第三透鏡組間的距離增加，以及第三和第四透鏡組間的距離減小。第二透鏡組由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成。第四透鏡組由兩個(gè)或兩個(gè)以下的正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成。滿足指定條件。
文檔編號(hào)G02B9/34GK101093278SQ20071011009
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者山本浩史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康