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變焦鏡頭系統(tǒng)和拍攝設(shè)備的制造方法與工藝

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變焦鏡頭系統(tǒng)和拍攝設(shè)備的制造方法與工藝
變焦鏡頭系統(tǒng)和拍攝設(shè)備本申請(qǐng)要求于2011年12月5日在日本專(zhuān)利局提交的第2011-265489號(hào)日本專(zhuān)利申請(qǐng)和于2012年10月13日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2012-0117909號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán),所述日本專(zhuān)利申請(qǐng)和韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用被全部包含于此。技術(shù)領(lǐng)域與示例性實(shí)施例一致的設(shè)備涉及一種變焦鏡頭系統(tǒng)和使用該變焦鏡頭系統(tǒng)的拍攝設(shè)備,更具體地說(shuō),涉及一種適用于諸如監(jiān)控相機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)字靜態(tài)相機(jī)或廣播相機(jī)的相機(jī)的變焦鏡頭系統(tǒng)以及使用該變焦鏡頭系統(tǒng)的拍攝設(shè)備,不限于此。

背景技術(shù):
在現(xiàn)有技術(shù)中,正-負(fù)-正-正四組變焦鏡頭系統(tǒng)作為具有高圖像質(zhì)量和高放大倍率并適合于監(jiān)控相機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)字靜態(tài)相機(jī)或廣播相機(jī)的變焦鏡頭系統(tǒng)的實(shí)例而已知。正-負(fù)-正-正四組變焦鏡頭系統(tǒng)從物方起順序地包括:第一透鏡組,具有正屈光力;第二透鏡組,具有負(fù)屈光力;第三透鏡組,具有正屈光力;第四透鏡組,具有正屈光力。在從廣角位置到遠(yuǎn)攝位置的變倍(variablemagnification,也被稱(chēng)為“變焦”)期間,第一透鏡組和第三透鏡組在光軸方向上固定,第二透鏡組從物方運(yùn)動(dòng)到像方,第四透鏡組在執(zhí)行聚焦功能時(shí)沿光軸方向運(yùn)動(dòng)以補(bǔ)償由于第二透鏡組從物方運(yùn)動(dòng)到像方而產(chǎn)生的像平面改變,即,聚焦。最近,已經(jīng)需要獲得與高像素拍攝設(shè)備對(duì)應(yīng)的光學(xué)性能,且需要甚至在短距離聚焦期間也保持滿(mǎn)意的性能。JP2010-139724(以下,被稱(chēng)為“專(zhuān)利文獻(xiàn)1”)公開(kāi)了一種作為一種獲得遠(yuǎn)攝位置的光學(xué)性能的方法的通過(guò)在第一透鏡組中設(shè)置三個(gè)負(fù)透鏡和三個(gè)正透鏡的正屈光力分配方法。另外,JP2010-102096(以下稱(chēng)為“專(zhuān)利文獻(xiàn)2”)公開(kāi)了一種正-負(fù)-正-正四組變焦鏡頭系統(tǒng),其中,第二透鏡組包括至少兩個(gè)負(fù)透鏡。然而,在專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的變焦鏡頭系統(tǒng)沒(méi)有表現(xiàn)出與高像素拍攝設(shè)備對(duì)應(yīng)的光學(xué)性能同時(shí)具有小尺寸和可變放大倍率。例如,在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中,僅僅獲得20倍的可變放大倍率。仍在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中,通過(guò)在第二透鏡組中從物方到像方依次包括負(fù)透鏡、彎月負(fù)透鏡以及負(fù)透鏡和正透鏡的膠合透鏡來(lái)分配負(fù)屈光力,并通過(guò)補(bǔ)償根據(jù)在廣角位置的視角改變而產(chǎn)生的彗差,由此提升高性能。然而,因?yàn)樯钣捎诓缓线m的正透鏡的位置而沒(méi)有被充分地補(bǔ)償,所以在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中光學(xué)性能不能令人滿(mǎn)意。另外,在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中,不能獲得具有30倍可變放大倍率的變焦鏡頭系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例提供一種能夠在正-負(fù)-正-正四組變焦鏡頭系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)小型化和大約30倍的可變放大倍率的新的和改進(jìn)的變焦鏡頭系統(tǒng)和具有該變焦鏡頭系統(tǒng)的拍攝設(shè)備。根據(jù)示例性實(shí)施例的一方面,提供一種變焦鏡頭系統(tǒng),所述變焦鏡頭系統(tǒng)從物方到像方順序包括:第一透鏡組,具有正屈光力;第二透鏡組,具有負(fù)屈光力;第三透鏡組,具有正屈光力;第四透鏡組,具有正屈光力,其中,在從廣角位置到遠(yuǎn)攝位置的變倍期間,第一透鏡組和第三透鏡組在光軸方向上固定,隨著第二透鏡組從物方朝向像方運(yùn)動(dòng)而執(zhí)行變倍,第四透鏡組在執(zhí)行聚焦功能時(shí)在光軸方向上運(yùn)動(dòng)以補(bǔ)償根據(jù)第二透鏡組的運(yùn)動(dòng)的像平面位置的變化,第一透鏡組包括一個(gè)負(fù)透鏡,第二透鏡組包括一個(gè)正透鏡,第三透鏡組包括正透鏡,第四透鏡組包括至少一個(gè)正透鏡,滿(mǎn)足第一條件0.03<|f2/ft|<0.08,其中,f2表示第二透鏡組的焦距,ft表示處于遠(yuǎn)攝位置的變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距。在從廣角位置到遠(yuǎn)攝位置的變倍期間,第一透鏡組和第三透鏡組可以在光軸方向上固定,第二透鏡組被配置為從物方朝向像方運(yùn)動(dòng),第四透鏡組被配置為沿光軸方向運(yùn)動(dòng)以補(bǔ)償?shù)诙哥R組的運(yùn)動(dòng)。第一透鏡組可從物方到像方順序包括所述一個(gè)負(fù)透鏡和三個(gè)第一組正透鏡,第二透鏡組包括至少三個(gè)第二組負(fù)透鏡和所述一個(gè)正透鏡,第三透鏡組可包括從物方到像方順序設(shè)置的所述正透鏡以及第三組膠合透鏡,第三組膠合透鏡包括第三組正透鏡和第三組負(fù)透鏡,第四透鏡組可包括所述至少一個(gè)正透鏡和至少一個(gè)負(fù)透鏡,滿(mǎn)足第二條件:5.8<|f1/f2|<8.0,其中,f1表示第一透鏡組的焦距,f2表示第二透鏡組的焦距。第三透鏡組的所述正透鏡可具有至少一個(gè)表面,所述至少一個(gè)表面具有非球面,第三組膠合透鏡的膠合表面可朝著物方凸出,滿(mǎn)足下面的條件0.15<|f3/ft|<0.35且0.4<|f31/f3|<0.8,其中,f3表示第三透鏡組的焦距,f31表示第三透鏡組中的最靠近物方的正透鏡的焦距,ft表示在遠(yuǎn)攝位置的變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距。所述三個(gè)第一組正透鏡中的至少一個(gè)可使用阿貝數(shù)大于或等于80的玻璃材料。第二透鏡組中的所述一個(gè)正透鏡可包括面向物方的凸面,第二透鏡組可從物方到像方順序包括第一負(fù)透鏡、第二負(fù)透鏡以及由具有面向物方的凸面的正透鏡和第三負(fù)透鏡構(gòu)成的第二組膠合透鏡。第四透鏡組可包括由從物方到像方順序設(shè)置的第四組正透鏡和第四組負(fù)透鏡構(gòu)成的第四組膠合透鏡,第四組正透鏡可包括具有非球面的至少一個(gè)表面,滿(mǎn)足另一條件:0.08<|f4/ft|<0.25,其中,f4表示第四透鏡組的焦距,ft表示處于遠(yuǎn)攝位置的變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距。變焦鏡頭系統(tǒng)還可包括設(shè)置在第二透鏡組和第三透鏡組之間的相對(duì)于像平面固定的光圈。第三透鏡組的主點(diǎn)可以設(shè)置在變焦鏡頭系統(tǒng)的物方。第三透鏡組可通過(guò)包括具有非球面形狀的至少一個(gè)表面來(lái)補(bǔ)償在變倍期間產(chǎn)生的離軸像差。第四透鏡組可通過(guò)包括由第四正透鏡和第四負(fù)透鏡構(gòu)成的膠合透鏡來(lái)補(bǔ)償在變倍期間產(chǎn)生的離軸像差。根據(jù)示例性實(shí)施例的另一方面,提供包括所述變焦鏡頭系統(tǒng)的拍攝設(shè)備。附圖說(shuō)明通過(guò)參照附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例,上述和其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯,附圖中:圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例1中的廣角位置的鏡頭的剖視圖;圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例1中的廣角位置的像差圖;圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例1中的中間變焦位置的像差圖;圖4是根據(jù)實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例1中的遠(yuǎn)攝位置的像差圖;圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例2中的廣角位置的鏡頭的剖視圖;圖6是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例2中的廣角位置的像差圖;圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例2中的中間變焦位置的像差圖;圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例2中的遠(yuǎn)攝位置的像差圖;圖9是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例3中的廣角位置的鏡頭的剖視圖;圖10是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例3中的廣角位置的像差圖;圖11是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例3中的中間變焦位置的像差圖;圖12是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例3中的遠(yuǎn)攝位置的像差圖;圖13是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例4中的廣角位置的鏡頭的剖視圖;圖14是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例4中的廣角位置的像差圖;圖15是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例4中的中間變焦位置的像差圖;圖16是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例4中的遠(yuǎn)攝位置的像差圖;圖17是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例5中的廣角位置的鏡頭的剖視圖;圖18是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例5中的廣角位置的像差圖;圖19是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例5中的中間變焦位置的像差圖;圖20是根據(jù)示例性實(shí)施例的在數(shù)值實(shí)施例5中的遠(yuǎn)攝位置的像差圖。具體實(shí)施方式以下,參照附圖來(lái)詳細(xì)描述一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例。在附圖中,相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件,以避免重復(fù)。圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的變焦鏡頭系統(tǒng)的示意圖。根據(jù)示例性實(shí)施例的拍攝設(shè)備包括圖1的變焦鏡頭系統(tǒng)和圖像拾取器件,圖像拾取器件具有由變焦鏡頭系統(tǒng)在其上形成對(duì)象圖像的像平面。圖1示出了關(guān)于隨后描述的數(shù)值實(shí)施例1的變焦鏡頭系統(tǒng)。如圖1中所示,變焦鏡頭系統(tǒng)從物方(圖1的左側(cè))起順序包括:第一透鏡組G1,具有正屈光力;第二透鏡組G2,具有負(fù)屈光力;第三透鏡組G3,具有正屈光力;第四透鏡組G4,具有正屈光力,其中,光圈SP設(shè)置在第三透鏡組G3最靠近物方的位置。在圖1中,G表示與光學(xué)濾色器或者面板對(duì)應(yīng)的光學(xué)塊。IP表示像平面,當(dāng)根據(jù)當(dāng)前的示例性實(shí)施例的變焦鏡頭系統(tǒng)被用作監(jiān)控相機(jī)、攝像機(jī)或者數(shù)字靜態(tài)相機(jī)的拍攝光學(xué)系統(tǒng)時(shí),像平面IP對(duì)應(yīng)于諸如電荷耦合器件(CCD)傳感器或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器的固態(tài)圖像拾取器件(光電轉(zhuǎn)換器件)的成像平面,當(dāng)在銀鹽膠片相機(jī)中被使用根據(jù)當(dāng)前的示例性實(shí)施例的變焦鏡頭系統(tǒng)時(shí),像平面IP對(duì)應(yīng)于膠片平面。第二透鏡組G2在從廣角位置到遠(yuǎn)攝位置的變倍期間如箭頭2a所示那樣朝向像平面?zhèn)冗\(yùn)動(dòng)。這里,第一透鏡組G1和第三透鏡組G3在光軸方向上固定,第四透鏡組G4在近距離聚焦期間朝向物方運(yùn)動(dòng)的同時(shí),根據(jù)第二透鏡組G2的運(yùn)動(dòng)來(lái)補(bǔ)償像平面位置的改變。圖1中示出的第四透鏡組G4的實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn)4a和虛線(xiàn)曲線(xiàn)4b示出用于補(bǔ)償根據(jù)從聚焦在近距離物體期間的廣角位置到聚焦在無(wú)限遠(yuǎn)物體期間的遠(yuǎn)攝位置的變倍的像平面改變的運(yùn)動(dòng)軌跡。第一透鏡組G1包括由負(fù)透鏡11和正透鏡12構(gòu)成的膠合透鏡以及兩個(gè)正透鏡13和14,負(fù)透鏡11具有彎月形狀,且該彎月形狀具有面向物方的凸面,正透鏡12具有面向物方的凸面,兩個(gè)正透鏡13和14具有面向物方的凸面。第二透鏡組G2從物方起順序包括兩個(gè)負(fù)透鏡21和22以及由正透鏡23和負(fù)透鏡24構(gòu)成的膠合透鏡,正透鏡23具有面向物方的凸面。第三透鏡組G3從物方起順序包括:?jiǎn)为?dú)的正透鏡31,具有位于物方的非球面;由正透鏡32和負(fù)透鏡33構(gòu)成的膠合透鏡。第四透鏡組G4從物方起順序包括由正透鏡41和負(fù)透鏡42構(gòu)成膠合透鏡,正透鏡41具有位于物方的非球面?,F(xiàn)在將詳細(xì)描述根據(jù)當(dāng)前的示例性實(shí)施例的變焦鏡頭系統(tǒng)。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的變焦鏡頭系統(tǒng)從物方起順序包括:第一透鏡組G1,具有正屈光力;第二透鏡組G2,具有負(fù)屈光力;光圈SP,相對(duì)于像平面固定;第三透鏡組G3,具有正屈光力;第四透鏡組G4,具有正屈光力,其中,在從廣角位置到遠(yuǎn)攝位置的變倍期間,第一透鏡組G1和第三透鏡組G3在光軸方向上固定,隨著第二透鏡組G2從物方朝向像方運(yùn)動(dòng)而執(zhí)行變倍,第四透鏡組G4在執(zhí)行聚焦功能時(shí)沿光軸方向運(yùn)動(dòng),以補(bǔ)償根據(jù)第二透鏡組G2的運(yùn)動(dòng)的像平面位置的改變。第一透鏡組G1從物方起順序包括一個(gè)負(fù)透鏡和三個(gè)正透鏡,第二透鏡組G2包括至少三個(gè)負(fù)透鏡和一個(gè)正透鏡,第三透鏡組G3從物方起順序包括單獨(dú)的正透鏡以及由正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成的膠合透鏡,第四透鏡組G4包括正透鏡和負(fù)透鏡中的至少一個(gè),并滿(mǎn)足下面的條件。0.03<|f2/ft|<0.08…(條件表達(dá)式1)5.8<|f1/f2|<8.0…(條件表達(dá)式2)這里,f1表示第一透鏡組G1的焦距,f2表示第二透鏡組G2的焦距,ft表示變焦鏡頭系統(tǒng)在遠(yuǎn)攝位置的焦距。通過(guò)在第一透鏡組G1中設(shè)置至少三個(gè)正透鏡來(lái)分配正屈光力,具體地說(shuō),容易補(bǔ)償遠(yuǎn)攝位置的非球面像差。另外,通過(guò)對(duì)正透鏡使用阿貝數(shù)大于或等于80的玻璃材料,軸向色差和橫向色差,特別地補(bǔ)償遠(yuǎn)攝位置的軸向色差和橫向色差。通過(guò)在第二透鏡組G2中設(shè)置至少三個(gè)負(fù)透鏡和一個(gè)正透鏡,負(fù)屈光力被分配,且在廣角位置根據(jù)視角的改變產(chǎn)生的彗差被補(bǔ)償,從而促進(jìn)了高性能。詳細(xì)地說(shuō),通過(guò)設(shè)置由正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成的膠合透鏡,諸如色差的像差可以被滿(mǎn)意地補(bǔ)償,另外,可以減小在制造期間的粘附誤差,從而獲得穩(wěn)定的光學(xué)質(zhì)量。第三透鏡組G3通過(guò)包括具有非球面形狀的至少一個(gè)表面而能夠令人滿(mǎn)意地補(bǔ)償在變倍期間產(chǎn)生的離軸像差。另外,由于第三透鏡組G3包括兩個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡,所以在第三透鏡組G3中產(chǎn)生的色差可被令人滿(mǎn)意地補(bǔ)償。此外,由于第三透鏡組G3的主點(diǎn)可以設(shè)置在物方,所以從第三透鏡組G3到像平面的距離可以減小,并且因此可以使變焦鏡頭系統(tǒng)小型化。另外,第三透鏡組G3中的負(fù)透鏡在像平面?zhèn)瓤删哂星矢叩膹澰滦螤?,以使球面像差被容易地補(bǔ)償,或者/并且第三透鏡組G3中的負(fù)透鏡可與正透鏡形成膠合透鏡,從而可以減小主點(diǎn)與第三透鏡組G3的離物方最近的正透鏡的間距,從而在制造期間獲得穩(wěn)定的光學(xué)性能。第四透鏡組G4可通過(guò)包括由正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成的膠合透鏡而能夠令人滿(mǎn)意地補(bǔ)償在變倍期間產(chǎn)生的軸向像差。另外,作為運(yùn)動(dòng)的透鏡組的第四透鏡組G4根據(jù)經(jīng)由膠合的第四透鏡組G4的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)可以是重量輕的,并且可以快速執(zhí)行聚焦操作。詳細(xì)地說(shuō),第四透鏡組G4可以包括至少一個(gè)非球面,以容易地和令人滿(mǎn)意地補(bǔ)償在第四透鏡組G4中產(chǎn)生的球面像差。條件表達(dá)式1是限定第二透鏡組G2的焦距和變焦鏡頭系統(tǒng)在遠(yuǎn)攝位置的焦距的表達(dá)式。如果|f2/ft|的值大于條件表達(dá)式1的上限,則第二透鏡組G2的屈光力削弱,在變倍期間的運(yùn)動(dòng)量增加,變焦鏡頭系統(tǒng)的總長(zhǎng)度增加,因而難以使變焦鏡頭系統(tǒng)小型化。另外,如果|f2/ft|的值低于條件表達(dá)式1的下限,則第二透鏡組G2的屈光力增強(qiáng),難以令人滿(mǎn)意地補(bǔ)償在從廣角位置狀態(tài)到遠(yuǎn)攝位置狀態(tài)的變倍期間的像差。詳細(xì)地說(shuō),條件表達(dá)式1的數(shù)值范圍可以被設(shè)置為滿(mǎn)足下面的條件表達(dá)式1a。0.05<|f2/ft|<0.065…(條件表達(dá)式1a)條件表達(dá)式2是限定第一透鏡組G1的焦距和第二透鏡組G2的焦距的表達(dá)式。如果值|f1/f2|大于條件表達(dá)式2的上限,則第一透鏡組G1的屈光力削弱,變焦鏡頭系統(tǒng)的總長(zhǎng)度增加,此外,第一透鏡組G1的透鏡直徑增加,因此難以使變焦鏡頭系統(tǒng)小型化。另外,如果值|f1/f2|低于條件表達(dá)式2的下限,則第一透鏡組G1的屈光力增強(qiáng),難以補(bǔ)償在遠(yuǎn)攝位置的球面像差且難以促進(jìn)高性能。詳細(xì)地說(shuō),條件表達(dá)式2的數(shù)值范圍可以被設(shè)置為滿(mǎn)足下面的表達(dá)式2a。6.0<|f1/f2|<7.0…(條件表達(dá)式2a)詳細(xì)地說(shuō),第三透鏡組G3可滿(mǎn)足下面的條件式。0.15<|f3/ft|<0.35…(條件表達(dá)式3)0.4<|f31/f3|<0.8…(條件表達(dá)式4)這里,f3表示第三透鏡組G3的焦距,f31表示第三透鏡組G3的最靠近物方的正透鏡的焦距,ft表示處于遠(yuǎn)攝位置的變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距。條件表達(dá)式3是限定第三透鏡組G3的焦距和變焦鏡頭系統(tǒng)在遠(yuǎn)攝位置的焦距的表達(dá)式。如果|f3/ft|大于條件表達(dá)式3的上限,則第三透鏡組G3的屈光力削弱,為了保持第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的整體屈光力,第四透鏡組G4的屈光力需要被增強(qiáng)。因此,難以令人滿(mǎn)意地補(bǔ)償諸如像散或者彗差的像差。如果|f3/ft|小于條件表達(dá)式3的下限,則第三透鏡組G3的屈光力太強(qiáng),因而會(huì)增加諸如球面像差的像散。詳細(xì)地說(shuō),條件表達(dá)式3的數(shù)值范圍可被設(shè)置為滿(mǎn)足下面的條件表達(dá)式3a。0.2<|f3/ft|<0.3…(條件表達(dá)式3a)條件表達(dá)式4是限定第三透鏡組G3的最靠近物方的正透鏡的焦距和第三透鏡組G3的焦距的表達(dá)式。如果|f31/f3|大于條件表達(dá)式4的上限,則在第三透鏡組G3中最靠近物方的正透鏡的屈光力太弱,且變焦鏡頭系統(tǒng)的總長(zhǎng)度加長(zhǎng)。如果|f31/f3|小于條件表達(dá)式4的下限,則第三透鏡組G3中最靠近物方的正透鏡的屈光力太強(qiáng),且諸如球面像差的像差增加。詳細(xì)地說(shuō),條件表達(dá)式4的數(shù)值范圍可被設(shè)置為滿(mǎn)足下面的條件表達(dá)式4a。0.55<|f31/f3|<0.7…(條件表達(dá)式4a)詳細(xì)地說(shuō),第四透鏡組G4可滿(mǎn)足下面的條件式。0.08<|f4/ft|<0.25…(條件表達(dá)式5)這里,f4表示第四透鏡組G4的焦距,ft表示在遠(yuǎn)攝位置的變焦鏡頭系統(tǒng)的焦距。條件表達(dá)式5是限定第四透鏡組G4的焦距和變焦鏡頭系統(tǒng)在遠(yuǎn)攝位置的焦距的表達(dá)式。如果|f4/ft|大于條件表達(dá)式5的上限,則第四透鏡組G4的屈光力削弱,難以使變焦鏡頭系統(tǒng)小型化,這是因?yàn)樵诘谒耐哥R組G4的聚焦期間的運(yùn)動(dòng)距離(即,第四透鏡組G4朝向物方或者像方的運(yùn)動(dòng)范圍)增加,難以減小第三透鏡組G3與第四透鏡組G4之間的間距。如果|f4/ft|小于條件表達(dá)式5的下限,則第四透鏡組G4的屈光力增強(qiáng),難以令人滿(mǎn)意地補(bǔ)償在從廣角位置狀態(tài)到遠(yuǎn)攝位置狀態(tài)的變倍期間的像差改變。詳細(xì)地說(shuō),條件表達(dá)式5的數(shù)值范圍可被設(shè)置為滿(mǎn)足下面的條件表達(dá)式5a。0.1<|f4/ft|<0.16…(條件表達(dá)式5a)如上所述,通過(guò)適當(dāng)?shù)夭贾玫谝煌哥R組G1到第四透鏡組G4,根據(jù)當(dāng)前示例性實(shí)施例的變焦鏡頭系統(tǒng)可具有大約30倍的可變放大倍率,可保持與高像素圖像拾取器件對(duì)應(yīng)的光學(xué)性能,且可以被小型化。根據(jù)當(dāng)前的示例性實(shí)施例,在成像裝置中(例如,監(jiān)控相機(jī)、攝像機(jī)或者數(shù)字靜態(tài)相機(jī))可以獲得具有大約30倍的可變放大倍率、小型的且從廣角位置到遠(yuǎn)攝位置以及從近距離到無(wú)限遠(yuǎn)保持與高像素圖像拾取器件對(duì)應(yīng)的令人滿(mǎn)意的光學(xué)性能的變焦鏡頭系統(tǒng)?,F(xiàn)在將詳細(xì)描述當(dāng)前的示例性實(shí)施例的示例。下面的數(shù)值實(shí)施例1到5是適于上面的條件表達(dá)式1到5的具體的示例。在數(shù)值實(shí)施例1到5的每個(gè)中,表面序號(hào)i表示從物方起的光學(xué)表面的順序。在數(shù)值實(shí)施例1到5的每個(gè)中,ri表示第i個(gè)光學(xué)表面的曲率,di表示第i光學(xué)表面與第(i+1)光學(xué)表面之間的表面間距,ndi和νdi分別表示第i光學(xué)構(gòu)件關(guān)于d線(xiàn)的折射率和阿貝數(shù)。后焦距BF是從最靠近像平面的透鏡的透鏡表面到像平面的距離。通過(guò)將BF與從最靠近物體的透鏡的透鏡表面的中心到最靠近像平面的透鏡的透鏡表面的中心的距離相加獲得總長(zhǎng)度。另外,長(zhǎng)度的單位是mm。當(dāng)K表示圓錐常數(shù)時(shí),非球面可以由下面的式1來(lái)表示,A4、A6、A8和A10表示非球面系數(shù),x表示在距光軸的高度為H的位置基于表面頂點(diǎn)沿光軸方向的位移?!臼健?這里,R表示曲率半徑。另外,例如,在下面的表格中,“E-Z”表示“10-Z”。f表示焦距,F(xiàn)no表示F數(shù),ω表示半視角,*表示非球面?!緦?shí)施例1】【表1】【數(shù)值實(shí)施例1】表面數(shù)據(jù)表面序號(hào)rdndvd物體表面∞∞1102.7821.4001.8000029.84235.2457.2101.4970081.613-699.7980.200437.9594.7401.4970081.615295.2650.150629.5813.4301.6968055.46775.598可變856.8920.8001.8830040.8196.0493.55410-15.0220.6001.8830040.811132.3410.1501215.7893.4001.8466623.7813-15.7890.6001.7725049.6214656.588可變15(光圈)∞0.35016*10.6553.9401.6899753.0017-531.0950.2551812.4142.1301.5891361.251932.9680.8801.8000029.84207.507可變21*11.2434.0501.5891361.0022-8.2330.651.8466623.7823-14.994可變24∞2.4101.5163364.1425∞2.200像表面∞【表2】非球面表面數(shù)據(jù)第16表面K=0A4=-9.45E-05A6=-1.93E-07A8=-6.11E-09A10=-4.40E-12第21表面K=0A4=-8.93E-05A6=-2.22E-06A8=1.72E-07A10=-3.74E-09各種數(shù)據(jù)變焦比28.27廣角中間遠(yuǎn)攝焦距3.60537.849101.914F數(shù)1.393.073.80半視角(°)34.203.701.38圖像高度2.452.452.45總長(zhǎng)度85.00085.00085.000BF9.13113.7515.076d70.65023.02826.956d1428.1605.7821.855d217.7193.09311.795d245.3719.9981.296【實(shí)施例2】【表3】【數(shù)值實(shí)施例2】表面數(shù)據(jù)表面序號(hào)rdndvd物體表面∞∞1108.8331.4001.8502632.27233.5777.6501.4970081.613-582.2150.200437.0955.2901.4970081.6151351.7620.150629.9103.4801.6968055.53780.856可變869.4830.8001.8830040.8195.9973.45110-15.9250.6001.8830040.811132.3700.1501214.7893.6101.8466623.7813-14.7890.6001.7725049.621474.980可變15(光圈)∞0.35016*11.7743.9501.6899753.0017-87.3020.1501811.8552.5501.5891361.251950.2920.8801.8000029.84207.736可變21*11.9114.2001.5891361.0022-8.4621.441.8466623.7823-15.484可變24∞2.4101.5163364.1425∞2.200圖像表面∞【表4】非球面數(shù)據(jù)第16表面K=0A4=-7.79E-05A6=-5.03E-07A8=9.02E-09A10=-1.30E-10第21表面K=0A4=-8.57E-05A6=1.28E-07A8=-2.94E-08A10=1.57E-09各種數(shù)據(jù)變焦比29.78廣角中間遠(yuǎn)攝焦距3.60637.848107.395F數(shù)1.483.204.02半視角(°)34.193.701.31圖像高度2.452.452.45總長(zhǎng)度88.00088.00088.000BF8.45114.3725.077d70.65022.91826.969d1428.1485.8801.889d219.0053.07812.395d244.68510.6131.296【實(shí)施例3】【表5】【數(shù)值實(shí)施例3】表面數(shù)據(jù)表面序號(hào)rdndvd物體表面∞∞1172.9601.4001.8000029.84241.2577.5701.4970081.613-271.1180.200444.5564.6901.4970081.615-1138.7000.150628.4393.3401.6968055.46764.000可變854.5840.8001.8830040.8196.5313.16710-17.9540.6001.8830040.811126.3231.1331218.6402.9401.8466623.7813-18.6400.6001.7725049.6214700.000可變15(光圈)∞0.35016*11.5803.9601.6899753.0017-78.5801.3071819.9112.2401.5891361.2519230.8000.8801.8000029.84208.985可變21*11.3934.0201.5891361.0022-8.1930.651.8466623.7823-14.023可變24∞2.4101.5163364.1425∞2.200圖像表面∞【表6】非球面數(shù)據(jù)第16表面K=0A4=-9.44E-05A6=2.43E-07A8=-1.71E-08A10=1.35E-10第21表面K=0A4=-1.11E-04A6=-1.56E-06A8=1.03E-07A10=-2.26E-09各種數(shù)據(jù)變焦比28.27廣角中間遠(yuǎn)攝焦距3.60537.870101.900F數(shù)1.413.063.93半視角(°)34.203.701.38圖像高度2.452.452.45總長(zhǎng)度88.00088.00088.000BF9.60113.3915.077d70.65024.70528.649d1429.8755.8211.876d217.0263.22611.567d245.8419.6411.300【實(shí)施例4】【表7】【數(shù)值實(shí)施例4】表面數(shù)據(jù)表面序號(hào)rdndvd物方表面∞∞1100.4561.4001.8000029.84234.9907.2701.4970081.613-688.3130.200438.5854.5001.4970081.615229.8800.150630.0283.5001.6968055.46782.507可變857.3510.8001.8830040.8196.0263.71110-15.1630.6001.8830040.811162.6030.1501215.2303.5201.8466623.7813-15.2300.6001.7725049.621440.337可變15(光圈)∞0.35016*11.9753.7901.6899753.0017-88.1070.1501814.1101.8301.5891361.251934.2960.8801.8000029.84208.931可變21*13.8824.2001.5891361.0022-8.0931.221.8466623.7823-14.623可變24∞2.4101.5163364.1425∞2.811圖像表面∞【表8】非球面數(shù)據(jù)第16表面K=0A4=-8.48E-05A6=-8.63E-08A8=-3.89E-09A10=7.69E-12第21表面K=0A4=-6.72E-05A6=-1.20E-06A8=1.20E-07A10=-2.86E-09各種數(shù)據(jù)變焦比28.27廣角中間遠(yuǎn)攝焦距3.60537.870101.927F數(shù)1.473.083.80半視角(°)34.203.701.38圖像高度2.452.452.45總長(zhǎng)度88.00088.00088.000BF9.79016.0017.325d70.65023.03427.182d1428.4546.0701.923d219.4343.21611.927d245.42011.6382.927【實(shí)施例5】【表9】【數(shù)值實(shí)施例5】表面數(shù)據(jù)表面序號(hào)rdndvd物方表面∞∞1126.3581.4001.8000029.84237.5137.1501.4970081.613-297.1560.200439.7604.5401.4970081.615313.1130.150629.7303.4501.6968055.46777.263可變855.3450.8001.8830040.8196.3293.49510-15.3440.6001.8830040.811127.0800.4441216.9603.1901.8466623.7813-16.9600.6001.7725049.6214-280.185可變15(光圈)∞0.35016*11.6883.6601.6899753.0017-408.9200.1501818.5223.7801.5163364.141939.1741.0401.9036631.32209.458可變21*11.6504.1301.6188163.8622-7.7620.741.8466623.7823-13.694可變24∞2.4101.5163364.1425∞2.672圖像表面∞【表10】非球面數(shù)據(jù)第16表面K=0A4=-8.31E-05A6=3.48E-07A8=-2.06E-08A10=1.93E-10第21表面K=0A4=-1.34E-04A6=-1.10E-06A8=8.89E-08A10=-2.21E-09各種數(shù)據(jù)變焦比28.47廣角中間遠(yuǎn)攝焦距3.58337.875102.011F數(shù)1.453.093.82半視角(°)34.373.701.38圖像高度2.452.452.45總長(zhǎng)度87.87087.87087.870BF10.29914.6006.051d70.65023.49427.521d1428.7935.9481.921d217.4053.09211.670d246.06810.3811.803下面的表11是與數(shù)值實(shí)施例1到5以及條件表達(dá)式1到5對(duì)應(yīng)的表格。每個(gè)數(shù)值表示在條件表達(dá)式1到條件表達(dá)式5中的每個(gè)條件表達(dá)式中限定的值。這樣,所有的數(shù)值實(shí)施例1到5滿(mǎn)足條件表達(dá)式1到5?!颈?1】根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例,可以在正-負(fù)-正-正四組變焦鏡頭系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)小型化以及大約30倍的可變放大倍率。雖然上面已經(jīng)具體示出并描述了示例性實(shí)施例,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下,可以在這里做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
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