變焦鏡頭和成像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】在具有兩個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)的變焦鏡頭中，為了減小F值并能夠?qū)Ω鞣N像差進(jìn)行令人滿意的校正。一種變焦鏡頭，包括從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組(G1)和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組(G2)；所述變焦鏡頭通過移動(dòng)第一透鏡組(G1)和第二透鏡組(G2)來改變放大倍率；以及其中第一透鏡組(G1)由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡(L11)、第二透鏡(L12)、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡(L13)和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡(L14)構(gòu)造而成。當(dāng)?shù)诙哥R(L12)的焦距為fG12、整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw、第一透鏡組(G1)的焦距為f1、和第二透鏡組(G2)的焦距為f2時(shí)，該變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式：0.00＜fw/f2＜0.50--(1-1)；和-0.19＜f1/fG12＜0.16--(2-1)。
【專利說明】變焦鏡頭和成像設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變焦鏡頭，并且更具體地涉及一種有利地用于小型攝影機(jī)等中的變焦鏡頭。
[0002]本發(fā)明還涉及一種設(shè)有這種變焦鏡頭的成像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]迄今為止，作為具有大約2.5的變焦比的寬視場(chǎng)角變焦鏡頭，已知一種兩組式變焦鏡頭，所述變焦鏡頭由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組形成，其中變焦距通過使第一和第二透鏡組沿光軸方向移動(dòng)來執(zhí)行。這類變焦鏡頭有利地被用于小攝影機(jī)等。
[0004]例如，專利文獻(xiàn)I描述了一種兩組式變焦鏡頭，其中第一透鏡組由從物體側(cè)順序地設(shè)置的四個(gè)透鏡(即，負(fù)透鏡(具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡)、負(fù)透鏡、負(fù)透鏡、和正透鏡(具有正折射本領(lǐng)的透鏡))形成(示例2)。
[0005]專利文獻(xiàn)2描述了一種兩組式變焦鏡頭，其中第一透鏡組由從物體側(cè)順序地設(shè)置的四個(gè)透鏡(即，負(fù)透鏡、正透鏡、負(fù)透鏡、和正透鏡)形成(示例I)。
[0006]進(jìn)一步地，專利文獻(xiàn)3描述了一種兩組式變焦鏡頭，其中第一透鏡組由從物體側(cè)順序地設(shè)置的四個(gè)透鏡(即，負(fù)透鏡、負(fù)透鏡、負(fù)透鏡、和正透鏡)形成，并且第二透鏡組也由從物體側(cè)順序地設(shè)置的四個(gè)透鏡(即，正透鏡、正透鏡、負(fù)透鏡、和正透鏡)形成(示例2)。更進(jìn)一步地，專利文獻(xiàn)4描述了一種具有類似于上述透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡結(jié)構(gòu)的變焦透鏡(示例4)，并且專利文獻(xiàn)5描述了一種具有類似于上述透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡結(jié)構(gòu)的變焦透鏡(示例I)。
[0007]同時(shí)，專利文獻(xiàn)6描述了一種兩組式變焦鏡頭，其中第一透鏡組由從物體側(cè)順序地設(shè)置的四個(gè)透鏡(即，負(fù)透鏡、正透鏡、負(fù)透鏡、和正透鏡)形成，并且第二透鏡組也由從物體側(cè)順序地設(shè)置的四個(gè)透鏡(即，正透鏡、正透鏡、負(fù)透鏡、和正透鏡)形成(示例4)。
[0008][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0009][專利文獻(xiàn)]
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本未審查專利公開N0.2008-116915
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本未審查專利公開N0.2004-021223
[0012]專利文獻(xiàn)3:日本未審查專利公開N0.2006-091643
[0013]專利文獻(xiàn)4:日本未審查專利公開N0.2008-065051
[0014]專利文獻(xiàn)5:日本未審查專利公開N0.2004-317901
[0015]專利文獻(xiàn)6:日本未審查專利公開N0.11(1999)-223768

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]上述變焦鏡頭具有以下問題。即，專利文獻(xiàn)I中所述的變焦鏡頭具有寬視場(chǎng)角，但是變焦比小，專利文獻(xiàn)2中所述的變焦鏡頭具有寬視場(chǎng)角，但是變焦比小且F數(shù)大，專利文獻(xiàn)3中所述的變焦鏡頭具有寬視場(chǎng)角和大變焦比，但是畸變像差大，專利文獻(xiàn)4和5中所述的變焦鏡頭具有寬視場(chǎng)角和大變焦比，但是在畸變像差方面仍然具有改進(jìn)的余地，以及專利文獻(xiàn)6中所述的變焦鏡頭具有窄視場(chǎng)角和大F數(shù)。
[0017]鑒于上述情況已經(jīng)形成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有小F數(shù)且像差被良好校正的變焦鏡頭。
[0018]本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種通過利用如上所述的變焦鏡頭具有令人滿意的光學(xué)性能和減小的尺寸的成像設(shè)備。
[0019]根據(jù)的本發(fā)明的第一變焦鏡頭是大致由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組構(gòu)成的變焦鏡頭，其中:
[0020]變焦距通過移動(dòng)第一透鏡組和第二透鏡組來執(zhí)行；
[0021 ] 第一透鏡組大致由具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡構(gòu)成；以及
[0022]當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fei2，整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw，第一透鏡組的焦距為f1;以及第二透鏡組的焦距為f2時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式:
[0023]0.00 < fw/f2 < 0.50------------------(1-1);和
[0024]-0.19 < f JfQl2 < 0.16----------------(2-1)。
[0025]如這里所使用的術(shù)語“大致由第一透鏡組和第二透鏡組構(gòu)成”表示包括其中除了透鏡組之外還包括大致沒有折射本領(lǐng)的透鏡、除了透鏡之外的光學(xué)元件(例如，孔徑光闌、玻璃罩等)、透鏡法蘭、透鏡鏡筒、圖像傳感器、機(jī)械部件(例如照相機(jī)振動(dòng)校正機(jī)構(gòu))等的情況。在這方面，這同樣應(yīng)用于“第一透鏡組大致由具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡構(gòu)成”的描述以及關(guān)于隨后將被論述的第二透鏡組的“第二透鏡組由四個(gè)透鏡構(gòu)成”的描述。
[0026]在本發(fā)明的變焦鏡頭中，粘合透鏡可以被用于構(gòu)成每一個(gè)透鏡組的透鏡，并且在粘合透鏡由粘合在一起的η個(gè)透鏡形成的情況下，粘合透鏡被計(jì)數(shù)為η個(gè)透鏡。要注意的是如這里所使用的術(shù)語“本發(fā)明的變焦鏡頭”或“根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭”表示包括第一變焦鏡頭、和隨后將被描述的第二和第三變焦鏡頭，除非另外專門地描述之外。
[0027]在本發(fā)明的變焦鏡頭中，如果包括非球面表面，則在近軸區(qū)域中考慮透鏡的折射本領(lǐng)的表面形狀和符號(hào)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第一變焦鏡頭優(yōu)選地尤其在由條件表達(dá)式(1-1)和(2-1)限定的每一個(gè)范圍內(nèi)至少滿足以下給出的條件表達(dá)式中的任一個(gè):
[0029]0.20 < fw/f2 < 0.43-----------------(1-2);和
[0030]-0.15 < f Jfci2 < 0.10---------------(2-2)。
[0031]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的第一變焦鏡頭更加優(yōu)選地尤其在由上述條件表達(dá)式(1-1)限定的范圍內(nèi)滿足以下給出的條件表達(dá)式:
[0032]0.31 < fw/f2 < 0.35------------------(1-3) ?
[0033]根據(jù)的本發(fā)明的第二變焦鏡頭是大致由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組構(gòu)成的變焦鏡頭，其中:
[0034]變焦距通過移動(dòng)第一透鏡組和第二透鏡組來執(zhí)行；[0035]第一透鏡組大致由具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡構(gòu)成；
[0036]第二透鏡組大致由四個(gè)透鏡構(gòu)成；以及
[0037]當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fei2，整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw，第一透鏡組的焦距為f1;以及第二透鏡組的焦距為f2時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式:
[0038]0.00 < fw/f2 < 0.43------------------(1-4);和
[0039]-1.00 < f Jfci2 < 0.16----------------(2-3)。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的第二變焦鏡頭優(yōu)選地在由條件表達(dá)式(1-4)和(2-3)限定的每一個(gè)范圍內(nèi)至少滿足以下給出的條件表達(dá)式中的任一個(gè):
[0041]0.20 < fw/f2 < 0.43------------------(1-2);和
[0042]-0.50 < f JfQl2 < 0.10----------------(2-4)。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的第二變焦鏡頭優(yōu)選地在由上述條件表達(dá)式(1-4)和(2-3)限定的每一個(gè)范圍內(nèi)至少滿足以下給出的條件表達(dá)式中的任一個(gè):
[0044]0.31 < fw/f2 < 0.35------------------(1-3);和
[0045]-0.15 < f Jfci2 < 0.10----------------(2-2)。
`[0046]根據(jù)本發(fā)明的第三變焦鏡頭是大致由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組構(gòu)成的變焦鏡頭，其中:
[0047]變焦距通過移動(dòng)第一透鏡組和第二透鏡組來執(zhí)行；
[0048]第一透鏡組大致由具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡構(gòu)成；
[0049]第二透鏡組大致由四個(gè)透鏡構(gòu)成；以及
[0050]當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fei2，整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw，第一透鏡組的焦距為f1;以及第二透鏡組的焦距為f2時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式:
[0051]0.27 < fw/f2 < 0.43------------------(1-5);和
[0052]-1.00 < fVfG12 < 0.29----------------(2-5)。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的第三變焦鏡頭優(yōu)選地尤其在由條件表達(dá)式(1-5)和(2-5)限定的每一個(gè)范圍內(nèi)至少滿足以下給出的條件表達(dá)式中的任一個(gè):
[0054]0.31 < fw/f2 < 0.35------------------(1-3);和
[0055]-0.50 < fVfG12 < 0.29----------------(2-6)。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的第三變焦鏡頭優(yōu)選地尤其在由上述條件表達(dá)式(2-6)限定的范圍內(nèi)滿足以下給出的條件表達(dá)式:
[0057]-0.15 < f Jfci2 < 0.10----------------(2-2)。
[0058]同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備包括根據(jù)本發(fā)明的上述變焦鏡頭中的任一個(gè)。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的第一變焦鏡頭通過由四個(gè)透鏡形成第一透鏡組在防止成本增加的同時(shí)可以抑制伴隨視場(chǎng)角增加所導(dǎo)致的像差的增加，其中在所述第一透鏡組中，具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡從物體側(cè)順序地設(shè)置。[0060]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的第一變焦鏡頭通過滿足上述條件表達(dá)式(1-1)具有以下有益效果。條件表達(dá)式(1-1)限定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距與第二透鏡組的焦距之間的關(guān)系。如果第一變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(1-1)的上限值，則第二透鏡組的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)對(duì)像差進(jìn)行令人滿意的校正變得困難，這是不期望的。在第一變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-1)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)令人滿意地校正像差。
[0061]如果第一變焦鏡頭在由條件表達(dá)式(1-1)限定的范圍內(nèi)滿足條件表達(dá)式(1-2)，則上述有益效果變得更加顯著，并且如果第一變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-3)，則上述有益效果越發(fā)更加顯著。
[0062]如果第一變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(1-2)的下限值以下，則第二透鏡組的折射本領(lǐng)變?nèi)?，并且在變焦距時(shí)第二透鏡組的移動(dòng)量增加，從而導(dǎo)致整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的總長度擴(kuò)大，并且小型化變得困難，這是不期望的。在第一變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-2)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。這也適用于第一變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-3)的情況。
[0063]更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的第一變焦鏡頭通過滿足條件表達(dá)式(2-1)具有以下有益效果。條件表達(dá)式(2-1)限定第一透鏡組的焦距與第一透鏡組中的第二透鏡的焦距之間的關(guān)系。如果第一變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(2-1)的下限值以下，則第二透鏡組的正折射本領(lǐng)變強(qiáng)，并且第一透鏡組中具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，以對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，藉此像差的校正變得困難，這是不期望的。與此相反，如果第一變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(2-1)的上限值，則第二透鏡的負(fù)折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且畸變像差的校正變得困難，這是不期望的。在第一變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(2-1)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以令人滿意地校正畸變像差及其它像差。
[0064]如果第一變焦鏡頭在由條件表達(dá)式(2-1)限定的范圍內(nèi)滿足條件表達(dá)式(2-2)，則上述有益效果變得更加顯著。
[0065]與第一變焦鏡頭中一樣，根據(jù)本發(fā)明的第二變焦鏡頭通過由四個(gè)透鏡形成第一透鏡組而在防止成本增加的同時(shí)可以抑制伴隨有視場(chǎng)角的增加所產(chǎn)生的像差的增加，其中在所述第一透鏡組中，具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡從物體側(cè)順序地設(shè)置。進(jìn)一步地，第二變焦鏡頭可以通過由四個(gè)透鏡形成第二透鏡組而在防止成本增加的同時(shí)抑制由于變焦距導(dǎo)致的像差的變化。
[0066]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的第二變焦鏡頭通過滿足條件表達(dá)式(1-4)具有以下有益效果。與條件表達(dá)式(1-1)中一樣，條件表達(dá)式(1-4)限定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距與第二透鏡組的焦距之間的關(guān)系。如果第二變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(1-4)的上限，則第二透鏡組的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)對(duì)像差進(jìn)行令人滿意的校正變得困難，這是不期望的。在第二變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-4)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)可以令人滿意地校正像差。
[0067]如果第二變焦鏡頭在由條件表達(dá)式(1-4)限定的范圍內(nèi)滿足條件表達(dá)式(1-2)，則上述有益效果變得更加顯著，并且如果第二變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-3)，則上述有益效果變得越發(fā)更加顯著。
[0068]如果第二變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(1-2)的下限值以下，則第二透鏡組的折射本領(lǐng)變?nèi)酰⑶以谧兘咕鄷r(shí)第二透鏡組的移動(dòng)量增加，從而導(dǎo)致整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的總長度擴(kuò)大，并且小型化變得困難，這是不期望的。在第二變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-2)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。這也適用于第二變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-3)的情況。
[0069]更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的第二變焦鏡頭通過滿足條件表達(dá)式(2-3)具有以下有益效果。與條件表達(dá)式(2-1)中一樣，條件表達(dá)式(2-3)限定關(guān)系第一透鏡組的焦距與第一透鏡組中的第二透鏡的焦距之間的關(guān)系。如果第二變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(2-3)的下限值以下，則第二透鏡的正折射本領(lǐng)變強(qiáng)，并且第一透鏡組中具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，以對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，藉此像差的校正變得困難，這是不期望的。與此相反，如果第二變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(2-3)的上限值，則第二透鏡的負(fù)折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且畸變像差的校正變得困難，這是不期望的。在第二變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(2-3)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以令人滿意地校正畸變像差及其它像差。
[0070]如果第二變焦鏡頭在由條件表達(dá)式(2-3)限定的范圍內(nèi)滿足條件表達(dá)式(2-4)，則上述有益效果變得更加顯著，并且如果第二變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(2-2)，則上述有益效果越發(fā)更加顯著。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的第三變焦鏡頭通過由四個(gè)透鏡形成第一透鏡組來在防止成本增加的同時(shí)抑制伴隨視場(chǎng)角的增加所產(chǎn)生的像差的增加，其中在所述第一透鏡組中，具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡從物體側(cè)順序地設(shè)置。進(jìn)一步地，第三變焦鏡頭可以通過由四個(gè)透鏡形成第二透鏡組而在防止成本增加的同時(shí)抑制由于變焦距導(dǎo)致的像差的變化。
[0072]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的第三變焦鏡頭通過滿足條件表達(dá)式(1-5)具有以下有益效果。與條件表達(dá)式(1-1)中一樣，條件表達(dá)式(1-5)限定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距與第二透鏡組的焦距之間的關(guān)系。如果第三變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(1-5)的下限值以下，則第二透鏡組的折射本領(lǐng)變?nèi)?，并且在變焦距時(shí)第二透鏡組的移動(dòng)量增加，從而導(dǎo)致整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的總長度擴(kuò)大，并且小型化變得困難，這是不期望的。與此相反，如果第三變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(1-5)的上限值，則第二透鏡組的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)對(duì)像差進(jìn)行令人滿意的校正變得困難，這是不期望的。在第二變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(1-5)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)令人滿意地校正像差。
[0073]如果第三變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(1-5)限定的范圍內(nèi)滿足條件表達(dá)式(1-3)，則上述有益效果變得更加顯著。
[0074]更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的第三變焦鏡頭通過滿足條件表達(dá)式(2-5)具有以下有益效果。與條件表達(dá)式(2-1)中一樣，條件表達(dá)式(2-5)限定關(guān)系第一透鏡組的焦距與第一透鏡組中的第二透鏡的焦距之間的關(guān)系。如果第三變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(2-5)的下限值以下，則第二透鏡組的正折射本領(lǐng)變強(qiáng)，并且第一透鏡組中具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，以對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，藉此像差的校正變得困難，這是不期望的。與此相反，如果第三變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(2-5)的上限值，則第二透鏡的負(fù)折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且畸變像差的校正變得困難，這是不期望的。在第三變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(2-5)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以令人滿意地校正畸變像差及其它像差。[0075]如果第三變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(2-5)限定的范圍內(nèi)滿足條件表達(dá)式(2-6)，則上述有益效果變得更加顯著，并且如果第三變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(2-2)，則上述有益效果越發(fā)更加顯著。
[0076]如在隨后將被描述的數(shù)值示例中具體所示，本發(fā)明的變焦鏡頭可以具有足夠小的F數(shù)。
[0077]同時(shí)，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的成像設(shè)備包括本發(fā)明的具有上述有益效果的變焦鏡頭，因此該成像設(shè)備可以具有良好的光學(xué)性能和減小的尺寸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0078]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例I的變焦鏡頭的圖示該變焦鏡頭的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0079]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例2的變焦鏡頭的圖示該變焦鏡頭的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0080]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例3的變焦鏡頭的圖示該變焦鏡頭的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0081]圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例4的變焦鏡頭的圖示該變焦鏡頭的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0082]圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例5的變焦鏡頭的圖示該變焦鏡頭的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0083]圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例6的變焦鏡頭的圖示該變焦鏡頭的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0084]圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的示例I的像差圖(A)-(H)；
[0085]圖8顯示根據(jù)本發(fā)明的示例2的像差圖(A)-(H)；
[0086]圖9顯示根據(jù)本發(fā)明的示例3的像差圖(A)-(H)；
[0087]圖10顯示根據(jù)本發(fā)明的示例4的像差圖(A)-(H)；
[0088]圖11顯示根據(jù)本發(fā)明的示例5的像差圖(A)-(H)；
[0089]圖12顯示根據(jù)本發(fā)明的示例6的像差圖(A)-(H);以及
[0090]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的成像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0091]在下文中，參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例I的變焦鏡頭的圖示對(duì)應(yīng)于隨后將被描述的示例I的變焦鏡頭的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2-6是圖示其它結(jié)構(gòu)示例的剖視圖，且每一個(gè)都對(duì)應(yīng)于示例2-6的變焦鏡頭中的每一個(gè)。除了被具體描述的不同之外，圖1-6中所示的示例的基本結(jié)構(gòu)彼此相同，并且說明的方法也相同，從而主要參照?qǐng)D1描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的變焦鏡頭。
[0092]在圖1中，左側(cè)是物體側(cè)，而右側(cè)是圖像側(cè)，其中圖(A)圖示了光學(xué)系統(tǒng)在廣角端處在無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下(最短焦距的狀態(tài))的結(jié)構(gòu)，而圖(B)圖示了光學(xué)系統(tǒng)在長焦端處在無窮遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下(最長焦距的狀態(tài))的結(jié)構(gòu)。要注意的是這同樣應(yīng)用于隨后將被描述的圖2-6。
[0093]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的變焦鏡頭由從物體側(cè)順序地設(shè)置的作為透鏡組的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組Gl和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組G2形成。進(jìn)一步地，在變焦距期間不能移動(dòng)的固定孔徑光闌St設(shè)置在第一透鏡組Gl與第二透鏡組G2之間。這里所示的孔徑光闌St未必表示尺寸和形狀，而是表示在光軸Z上的位置。
[0094]要注意的是圖1圖示了其中平行板狀光學(xué)構(gòu)件PP設(shè)置在第二透鏡組G2與像面Sim之間的一個(gè)示例。當(dāng)將變焦鏡頭應(yīng)用到成像設(shè)備時(shí)，優(yōu)選的是根據(jù)上面安裝有變焦鏡頭的照相機(jī)側(cè)部的結(jié)構(gòu)，玻璃罩和諸如低通濾光器、紅外線切除濾光器等的各種類型的濾光器設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)與像面Sim之間。光學(xué)構(gòu)件PP表不這種玻璃罩和各種類型的濾光器。進(jìn)一步地，一些成像裝置近年來采用三個(gè)CXD系統(tǒng)，所述系統(tǒng)對(duì)于每一種色彩使用CXD以提高圖像質(zhì)量，并且諸如分色棱鏡等的分色光學(xué)系統(tǒng)插入在透鏡系統(tǒng)與像面Sim之間以適應(yīng)三個(gè)CXD系統(tǒng)。在這種情況下，分色光學(xué)系統(tǒng)可以設(shè)置在光學(xué)構(gòu)件PP的位置處。
[0095]變焦鏡頭被形成為使得在從廣角端向長焦端變焦距時(shí)，第一透鏡組Gl朝向像面Sim側(cè)移動(dòng)以繪制凸起軌跡，而第二透鏡組G2朝向物體側(cè)單調(diào)地移動(dòng)。圖1由圖(A)與(B)之間的實(shí)線示意性地圖示了在從廣角端向長焦端變焦距時(shí)第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2的移動(dòng)軌跡。
[0096]第一透鏡組Gl由四個(gè)透鏡形成，其中具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡L11、具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡L12、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡L13、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡L14從物體側(cè)順序地設(shè)置。這里，例如，如圖1中所示的示例中所示，第一透鏡Lll可以具有負(fù)彎月面形狀，第二透鏡L12可以在物體側(cè)表面和圖像側(cè)表面上都具有非球面形狀，第三透鏡L13可以具有負(fù)彎月面形狀，以及第四透鏡L14可以具有正彎月面形狀。要注意的是尤其在示例4中具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡用作第二透鏡L12。
[0097]第二透鏡L12的物體側(cè)表面形成在近軸區(qū)域中在物體側(cè)具有凹面的非球面表面中。進(jìn)一步地，物體側(cè)表面和圖像側(cè)表面(圖1中的兩個(gè)表面)中的至少任一個(gè)形成在從中心到有效直徑的表面上具有至少一個(gè)拐點(diǎn)的非球面表面中。要注意的是，具體地在示例2中，第二透鏡L12的物體側(cè)表面形成在近軸區(qū)域中在物體側(cè)具有凸面且在從中心到有效直徑的表面上沒任何拐點(diǎn)的非球面表面中。
[0098]同時(shí)，第二透鏡組G2由四個(gè)透鏡形成，其中具有正折射本領(lǐng)的第一透鏡L21、具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡L22、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡L23、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡L24從物體側(cè)順序地設(shè)置。這里，例如，如圖1中所示的示例中所示，第一透鏡L21可以在物體側(cè)表面和圖像側(cè)表面上都具有非球面形狀，第二透鏡L22可以具有雙凸形狀，第三透鏡L23可以具有負(fù)彎月面形狀，以及第四透鏡L24可以具有雙凸形狀。
[0099]如上所述，在該變焦鏡頭中，第一透鏡組Gl由四個(gè)透鏡構(gòu)成，其中具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡L11、第二透鏡L12、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡L13、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡L14從物體側(cè)順序地設(shè)置。這在防止成本增加的同時(shí)可以防止伴隨視場(chǎng)角的增加而導(dǎo)致的像差的增加。進(jìn)一步地，在除了示例4之外的示例中，可以通過使用具有正折射本領(lǐng)的透鏡作為第二透鏡L12來令人滿意地校正畸變像差。
[0100]當(dāng)?shù)谝煌哥R組Gl的第二透鏡L12在物體側(cè)表面具有非球面表面時(shí)，與第一透鏡LI I形成在非球面表面中的情況相比較，可以令人滿意地校正畸變像差，并且可以保持變焦鏡頭的成本較低。即，在第一透鏡LI I之前和之后，近軸光束和離軸光束經(jīng)過的位置基本上被大大分離，并且第一透鏡Lll或第二透鏡L12優(yōu)選的是非球面透鏡以便令人滿意地校正畸變像差。當(dāng)?shù)谝煌哥RLll大致具有相對(duì)較大的直徑時(shí)，如果具有相對(duì)較小直徑的第二透鏡L12形成在非球面表面中，則非球面透鏡的成本降低，并且可以保持變焦鏡頭的最終成本較低。
[0101]在除了示例2之外的示例中，第二透鏡L12的物體側(cè)表面形成在物體側(cè)(尤其在近軸區(qū)域中)具有凹面的非球面表面中，使得可以令人滿意地校正球面像差和畸變像差。[0102]進(jìn)一步地，在除了示例2之外的示例中，第二透鏡L12的物體側(cè)表面和圖像側(cè)表面中的至少一個(gè)形成在從中心到有效直徑的表面上具有至少一個(gè)拐點(diǎn)的非球面表面中，使得可以令人滿意地校正廣角端處的畸變像差和像面彎曲。
[0103]同時(shí)，在防止成本增加的同時(shí)可以抑制由四個(gè)透鏡形成的第二透鏡組G2由于變焦距導(dǎo)致的像差的變化。
[0104]在該變焦鏡頭中，第二透鏡組G2由四個(gè)透鏡形成，其中具有正折射本領(lǐng)的第一透鏡L21、具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡L22、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡L23、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡L24從物體側(cè)順序地設(shè)置。這可以抑制由于變焦距導(dǎo)致的像差的變化。即，如果第二透鏡組G2中的第一透鏡L21和第二透鏡L22是正透鏡，則從第一透鏡組Gl輸出并被大大擴(kuò)散的近軸光束可以通過兩個(gè)正透鏡L21和L22以共享的方式被會(huì)聚，使得可以保持高階球面像差，并且可以抑制由于變焦距導(dǎo)致的像差的變化。
[0105]這里，在第一透鏡組Gl如上所述由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡L11、第二透鏡L12，具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡L13、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡L14形成之后，當(dāng)作為第一透鏡組Gl中從物體側(cè)開始的第二透鏡的第二透鏡L12的焦距為fei2，整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw，第一透鏡組Gl的焦距為f1;以及第二透鏡組G2的焦距為f2時(shí)，該變焦鏡頭同時(shí)滿足上述條件表達(dá)式:
[0106]0.00 < fw/f2 < 0.50------------------(1-1);和
[0107]-0.19 < H < 0.16----------------(2-1)。
[0108]在表19中對(duì)于每 一個(gè)示例總結(jié)了由上述條件表達(dá)式中的每一個(gè)限定的每一個(gè)條件的數(shù)值示例。由條件表達(dá)式(1-1)限定的fw/^的值被表示在行“條件表達(dá)式(I)”中，而由條件表達(dá)式(2-1)限定的AAei2的值被表示在行“條件表達(dá)式(2)”中。進(jìn)一步地，表19還表示了由隨后將被描述的條件表達(dá)式(3)-(9)限定的每一個(gè)條件的數(shù)值示例。
[0109]以下將描述由條件表達(dá)式(1-1)和(2-1)限定的結(jié)構(gòu)的操作和有益效果。
[0110]條件表達(dá)式(1-1)限定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距與第二透鏡組G2的焦距之間的關(guān)系。如果變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(1-1)的上限值，則第二透鏡組的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)對(duì)像差進(jìn)行令人滿意的校正變得困難，這是不期望的。因?yàn)樵撟兘圭R頭滿足條件表達(dá)式(1-1)，因此能夠防止上述缺陷，并且可以在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)令人滿意地校正像差。
[0111]因?yàn)樵撟兘圭R頭在由條件表達(dá)式(1-1)限定的范圍內(nèi)尤其滿足以下條件表達(dá)式:
[0112]0.2 < fw/f2 < 0.43-------------------(1-2),
[0113]上述有益效果變得更加顯著，并且因?yàn)樵撟兘圭R頭進(jìn)一步地滿足以下條件表達(dá)式:
[0114]0.31 < fw/f2 < 0.35------------------(1-3),
[0115]因此上述有益效果變得越發(fā)更加顯著。
[0116]如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(1-2)或條件表達(dá)式(1-3)的下限值以下，則第二透鏡組G2的折射本領(lǐng)變?nèi)?，并且在變焦距時(shí)第二透鏡組G2的移動(dòng)量增加，從而導(dǎo)致整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的總長度擴(kuò)大，并且小型化變得困難，這是不期望的。因?yàn)樵撟兘圭R頭滿足條件表達(dá)式(1-2)和(1-3)，因此能夠防止上述缺陷，并且可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。
[0117]同時(shí)，條件表達(dá)式(2-1)限定第一透鏡組Gl的焦距與第一透鏡組Gl中的第二透鏡L12的焦距之間的關(guān)系。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(2-1)的下限值以下，則第二透鏡L12的正折射本領(lǐng)變強(qiáng)，而第一透鏡組Gl中具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡(即，第一透鏡Lll或第三透鏡L13)的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)以對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，藉此像差的校正變得困難，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(2-1)的上限值，則第二透鏡L12的負(fù)折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且畸變像差的校正變得困難，這是不期望的。因?yàn)樵撟兘圭R頭滿足條件表達(dá)式(2-1)，因此能夠防止上述缺陷，并且可以令人滿意地校正畸變像差及其它像差。
[0118]因?yàn)樵撟兘圭R頭在由條件表達(dá)式(2-1)限定的范圍內(nèi)尤其滿足以下條件表達(dá)式:
[0119]-0.15 < f JfQl2 < 0.10----------------(2-2)，
[0120]因此上述有益效果變得更加顯著。
[0121]進(jìn)一步地，如上所述，在第一透鏡組Gl由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡L11、第二透鏡L12、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡L13、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡L14形成，并且第二透鏡組G2由四個(gè)透鏡形成之后，該變焦鏡頭同時(shí)滿足上述條件表達(dá)式:
[0122]0.00 < fw/f2 < 0.43------------------(1-4);和
[0123]-1.00 < f JfQl2 < 0.16----------------(2-3)。
[0124]與條件表達(dá)式(1-1)中一樣，條件表達(dá)式(1-4)限定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距與第二透鏡組G2的焦距之間的關(guān)系。如果第二變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(1-4)的上限，則第二透鏡組G2的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)對(duì)像差進(jìn)行令人滿意的校正變得困難，這是不期望的。因?yàn)樵撟兘圭R頭滿足條件表達(dá)式(1-4)，因此能夠防止上述缺陷，并且可以在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)令人滿意地校正像差。
[0125]因?yàn)樵撟兘圭R 頭在由條件表達(dá)式(1-4)限定的范圍內(nèi)尤其滿足上述條件表達(dá)式(1-2)，因此上述有益效果變得更加顯著，并且因?yàn)樵撟兘圭R頭進(jìn)一步地滿足上述條件表達(dá)式(1-3)，因此上述有益效果變得越發(fā)更加顯著。
[0126]如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(1-2)或條件表達(dá)式(1-3)的下限值以下，則第二透鏡組G2的折射本領(lǐng)變?nèi)?，并且在變焦距時(shí)第二透鏡組G2的移動(dòng)量增加，從而導(dǎo)致整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的總長度擴(kuò)大，并且小型化變得困難。因?yàn)樵撟兘圭R頭滿足條件表達(dá)式(1-2)和(1-3)，因此能夠防止上述缺陷，并且可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。
[0127]同時(shí)，與條件表達(dá)式(2-1)中一樣,條件表達(dá)式(2-3)限定第一透鏡組Gl的焦距與第一透鏡組Gl中的第二透鏡L12的焦距之間的關(guān)系。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(2-3)的下限值以下，則第二透鏡L12的正折射本領(lǐng)變強(qiáng)，而第一透鏡組Gl中具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡(即，第一透鏡Lll或第三透鏡L13)的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，以對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，藉此像差的校正變得困難，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(2-3)的上限值，則第二透鏡L12的負(fù)折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且畸變像差的校正變得困難，這是不期望的。因?yàn)樵撟兘圭R頭滿足條件表達(dá)式(2-3)，因此能夠防止上述缺陷，并且可以令人滿意地校正畸變像差及其它像差。
[0128]因?yàn)樵撟兘圭R頭在由條件表達(dá)式(2-3)限定的范圍內(nèi)尤其滿足以下條件表達(dá)式:
[0129]-0.50 < f JfQl2 < 0.10---------------(2-4)，
[0130]因此上述有益效果變得更加顯著，并且因?yàn)樵撟兘圭R頭進(jìn)一步地滿足條件表達(dá)式(2-2)，因此上述有益效果變得越發(fā)更加顯著。[0131]如上所述，在第一透鏡組Gl由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡L11、第二透鏡L12、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡L13、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡L14形成，并且第二透鏡組G2由四個(gè)透鏡形成之后，該變焦鏡頭同時(shí)滿足上述條件表達(dá)式:
[0132]0.27 < fw/f2 < 0.43------------------(1-5);和
[0133]-1.00 < fVfG12 < 0.29----------------(2-5)。
[0134]與條件表達(dá)式(1-1)中一樣，條件表達(dá)式(1-5)限定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距與第二透鏡組G2的焦距之間的關(guān)系。如果第一變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(1-5)的下限值以下，則第二透鏡組G2的折射本領(lǐng)變?nèi)酰⑶以谧兘咕鄷r(shí)第二透鏡組G2的移動(dòng)量增加，從而導(dǎo)致整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的總長度擴(kuò)大，并且小型化變得困難，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(1-5)的上限值，則第二透鏡組G2的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)對(duì)像差進(jìn)行令人滿意的校正變得困難，這是不期望的。因?yàn)樵撟兘圭R頭滿足條件表達(dá)式(1-5)，因此能夠防止上述缺陷，并且可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的小型化以及在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)對(duì)像差令人滿意的校正。
[0135]因?yàn)樵撟兘圭R頭在由條件表達(dá)式(1-5)限定的范圍內(nèi)尤其滿足條件表達(dá)式(1-3)，因此上述有益效果變得更加顯著。
[0136]同時(shí)，與條件表達(dá)式(2-1)中一樣,條件表達(dá)式(2-5)限定第一透鏡組Gl的焦距與第一透鏡組Gl中的第二透鏡L12的焦距之間的關(guān)系。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(2-5)的下限值以下，則第二透鏡L12的正折射本領(lǐng)變強(qiáng)，并且第一透鏡組中具有負(fù)折射本領(lǐng)的透鏡(即，第一透鏡Lll或第三透鏡L13)的折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，以對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，藉此像差的校正變得困難，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(2-5)的上限值，則第二透鏡L12的負(fù)折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且畸變像差的校正變得困難，這是不期望的。因?yàn)樵撟兘圭R頭滿足條件 表達(dá)式(2-5)，因此能夠防止上述缺陷，并且可以令人滿意地校正畸變像差及其它像差。
[0137]因?yàn)樵撟兘圭R頭在由條件表達(dá)式(2-5)限定的范圍內(nèi)尤其滿足以下條件表達(dá)式:
[0138]-0.50 < f Jfci2 < 0.29----------------(2-6)，
[0139]因此上述有益效果變得更加顯著，并且因?yàn)樵撟兘圭R頭進(jìn)一步地滿足上述條件表達(dá)式(2-2)，因此上述有益效果變得越發(fā)更加顯著。
[0140]當(dāng)作為第一透鏡組Gl中從物體側(cè)開始的第二透鏡的第二透鏡L12的焦距為fei2并且整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw時(shí)，該變焦鏡頭滿足如下條件表達(dá)式，使得還可以獲得以下有益效果:
[0141]-0.11 < fw/fG12 < 0.12---------------(3)。
[0142]即，條件公式(3)限定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距fw與第一透鏡組中的第二透鏡L12的焦距之間的關(guān)系。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(3)的下限值以下，則第二透鏡L12的折射本領(lǐng)將朝向負(fù)側(cè)移動(dòng)，并且中心光束與周邊光束之間在折射力方面的平衡被破壞，藉此畸變像差的校正變得困難，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(3)的上限值，則第二透鏡L12的正折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且整個(gè)第一透鏡組Gl的負(fù)折射本領(lǐng)變得不足，并且變得難以增加視場(chǎng)角。
[0143]可以構(gòu)思的是增加第一透鏡組Gl中的負(fù)透鏡(即，第一透鏡Lll或第三透鏡L13)的折射本領(lǐng)以抵償整個(gè)第一透鏡組Gl的負(fù)折射本領(lǐng)的不足，但是這種補(bǔ)償導(dǎo)致像差的校正變得困難，這是不期望的。在變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(3)的情況下，能夠防止上述缺陷，藉此能夠令人滿意地校正畸變像差，并且可以容易地增加視場(chǎng)角。
[0144]在變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(3)限定的范圍內(nèi)滿足如下條件表達(dá)式的情況下，上述有益效果變得更加顯著:
[0145]-0.01 < fw/fG12 < 0.06----------------(3，)。
[0146]進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)谝煌哥R組Gl的焦距為f1;并且第二透鏡組G2的焦距為f2時(shí)，該變焦鏡頭滿足如下條件表達(dá)式，使得還可以獲得以下有益效果:
[0147]0.56 < |fVf2| < 1.04-----------------(4)。
[0148]即，條件表達(dá)式(4)限定第一透鏡組Gl的焦距與第二透鏡組G2的焦距f2之間的關(guān)系。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(4)的下限值以下，則第二透鏡組G2的折射本領(lǐng)變?nèi)酰⑶以谧兘咕鄷r(shí)第二透鏡組G2的移動(dòng)量增加，從而使得整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)總長度變長，并且小型化變得困難，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(4)的上限值，則第一透鏡組Gl的折射本領(lǐng)變得不足，并且需要增加位于最靠近物體側(cè)的第一透鏡Lll的直徑來確保視場(chǎng)角，藉此小型化變得困難，這是不期望的。在變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(4)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以容易地對(duì)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行小型化。
[0149]在變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(4)限定的范圍內(nèi)滿足以下給出的條件表達(dá)式的情況下，上述有益效果變得更加顯著:
[0150]0.70 < I fjf21 < 0.80----------------(4，)。
[0151]更進(jìn)一步地，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw并且第一透鏡組Gl的焦距為時(shí)，該變焦鏡頭滿足如下條件表達(dá)式，使得還可以獲得以下有益效果:
[0152]0.00 < I fw/fi I < 0.63-----------------(5)。
[0153]即，條件公式(5)限定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距fw與第一透鏡組Gl的焦距之間的關(guān)系。如果變焦鏡頭超過條件表達(dá)式(5)的上限值，則第一透鏡組Gl的負(fù)折射本領(lǐng)變得太強(qiáng)，并且離軸像差的校正變得困難，這是不期望的。在變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(5)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以容易地校正離軸像差。
[0154]在變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(5)限定的范圍內(nèi)滿足以下給出的條件表達(dá)式的情況下，上述有益效果變得更加顯著:
[0155]0.20 < I fw/fi I < 0.50-----------------(5，)。
[0156]如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(5')的下限值以下，則第一透鏡組Gl的負(fù)折射本領(lǐng)變?nèi)酰⑶艺麄€(gè)光學(xué)系統(tǒng)的尺寸增加，這是不期望的。在變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(5')的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的小型化。
[0157]進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)谝煌哥R組Gl中從物體側(cè)開始的第二透鏡的物體側(cè)表面的最大有效半徑為Hei2F，經(jīng)過第二透鏡的物體側(cè)表面的中心和在物體側(cè)表面上距離光軸Hei2F的高度處的點(diǎn)的球面表面在物體側(cè)表面的中心作為球面表面的頂點(diǎn)時(shí)的曲率半徑為r’ ei2F，并且經(jīng)過第二透鏡的物體側(cè)表面的中心和在物體側(cè)表面上距離光軸高度Hei2FX0.5處的點(diǎn)的球面表面在物體側(cè)表面的中心作為球面表面的頂點(diǎn)時(shí)的曲率半徑為r”ei2F時(shí)，該變焦鏡頭滿足如下條件表達(dá)式，使得還可以獲得以下有益效果:
[0158]0.20 < Hg12fX {(l/r，G12F) - (l/r^ G12F)}---(6)。
[0159]即，條件表達(dá)式(6)對(duì)于第一透鏡組Gl中的第二透鏡L12的物體側(cè)表面限定最大有效半徑與非球面形狀之間的關(guān)系。通過在由條件表達(dá)式(6)限定的范圍內(nèi)在第二透鏡L12的物體側(cè)表面的中心附近與周邊之間提供曲率半徑的不同，可以令人滿意地校正廣角端處的畸變像差。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式出)的下限值以下，則畸變像差的校正不足，而如果變焦鏡頭超過上限值，則畸變像差被過度校正，任一種情況下都是不期望的。
[0160]在變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(6)限定的范圍內(nèi)滿足如下條件表達(dá)式的情況下，上述有益效果變得更加顯著:
[0161]0.20 < Hg12fX {(1/r，G12F)_(l/r”G12F)} < 0.50—(6，)。
[0162]更進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)谝煌哥R組Gl中從物體側(cè)開始的第二透鏡的物體側(cè)表面的近軸曲率半徑為rei2F并且第一透鏡組Gl中從物體側(cè)開始的第二透鏡的圖像側(cè)表面的近軸曲率半徑為rei2K時(shí)，變焦鏡頭滿足如下條件表達(dá)式，使得還可以獲得以下有益效果:
[0163]2.0 < (rG12F+rG12E) / (rG12F-rG12E) < 30.0-----(7)。
[0164]即，條件表達(dá)式(7)限定第一透鏡組Gl的第二透鏡L12的形狀。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(7)的下限值以下，則在廣角端側(cè)畸變像差的校正不足，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過上限值，則在長焦端側(cè)球面像差的令人滿意的校正變得困難，這是不期望的。在變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(7)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以令人滿意地校正廣角端側(cè)的畸變像差和長焦端側(cè)的球面像差。
[0165]在變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(7)限定的范圍內(nèi)滿足以下給出的條件表達(dá)式的情況下，上述有益效果變得更加顯著:
[0166]2.0〈 (rG12F+rG12E) / (rG12F—rG12E)〈 15.0(7 )。
`[0167]更進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)谝煌哥R組Gl中從物體側(cè)開始的第一透鏡的物體側(cè)表面的近軸曲率半徑為reilF并且第一透鏡組Gl中從物體側(cè)開始的第一透鏡的圖像側(cè)表面的近軸曲率半徑為reilK時(shí)，變焦鏡頭滿足如下條件表達(dá)式，使得還可以獲得以下有益效果:
[0168]2.5 < (rG11F+rG11E)/ (rG11F-rG11E) < 10.0-------⑶。
[0169]即，條件表達(dá)式(8)限定第一透鏡組Gl中的第一透鏡Lll的形狀。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(8)的下限值以下，則在廣角端側(cè)像面彎曲的校正不足，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過上限值，則在廣角端側(cè)像面彎曲被過度校正，這是不期望的。在變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(8)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且可以適當(dāng)?shù)匦Ｕ龔V角端側(cè)的像面彎曲。
[0170]在變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(8)限定的范圍內(nèi)滿足以下給出的條件表達(dá)式的情況下，上述有益效果變得更加顯著:
[0171]2.8 < (rGllF+rGllR)/ (rGllF-rGllR)〈 4.0(8 )。
[0172]更進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)谝煌哥R組Gl中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fei2并且第二透鏡組G2中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fe22時(shí)，該變焦鏡頭滿足如下條件表達(dá)式，使得還可以獲得以下有益效果:
[0173]1.3 < fG21/fG22 < 3.0-----------------------(9)。
[0174]即，條件表達(dá)式(9)對(duì)于第二透鏡組G2中的第一透鏡L21和第二透鏡L22限定其焦距之間的關(guān)系。如果變焦鏡頭落入條件表達(dá)式(9)的下限值以下，則球面像差的校正不足，這是不期望的。與此相反，如果變焦鏡頭超過上限值，則球面像差被過度校正，這是不期望的。在變焦鏡頭滿足條件表達(dá)式(9)的情況下，能夠防止上述缺陷，并且在整個(gè)變焦距范圍內(nèi)可以令人滿意地校正球面像差。
[0175]在變焦鏡頭尤其在由條件表達(dá)式(9)限定的范圍內(nèi)滿足以下給出的條件表達(dá)式的情況下，上述有益效果變得更加顯著:
[0176]2.0 < fG21/fG22 < 2.5---------------------(9，)。 [0177]圖1圖示了其中光學(xué)構(gòu)件PP設(shè)置在透鏡系統(tǒng)與成像表面之間的一個(gè)示例性情況，但是代替設(shè)置諸如低通濾光器、切除特定波長范圍的濾光器等的各種類型濾光器作為光學(xué)構(gòu)件PP，濾光器可以設(shè)置在每一個(gè)透鏡之間，或者具有與濾光器的結(jié)果相同結(jié)果的涂層可以設(shè)置在透鏡中的任一個(gè)的透鏡表面上。
[0178]以下將描述本發(fā)明的變焦鏡頭的數(shù)值示例。圖1-6中分別顯示了示例1-6的變焦鏡頭的透鏡剖視圖。
[0179]進(jìn)一步地，在表1、2和3中分別顯示了示例性I的變焦鏡頭的基本透鏡數(shù)據(jù)、變焦距數(shù)據(jù)、和非球面表面數(shù)據(jù)。同樣地，在表4-18中顯示了示例2-6的基本透鏡數(shù)據(jù)、變焦距數(shù)據(jù)、和非球面表面數(shù)據(jù)。以下通過使示例性I作為示例描述表中的符號(hào)的含義，但是這同樣基本上應(yīng)用于不例2-6。
[0180]在表1所示的基本透鏡數(shù)據(jù)中，Si欄表示第i個(gè)表面編號(hào)，其中編號(hào)i(i = 1、2、
3......)以朝向圖像側(cè)連續(xù)增加的方式被提供給每一個(gè)表面，且最靠近物體側(cè)部件的物體
側(cè)表面為第一個(gè)表面。Ri欄表不第i個(gè)表面的曲率半徑，Di欄表第i個(gè)表面與第i+Ι個(gè)表面之間在光軸Z上的表面距離。要注意的是如果表面形狀在物體側(cè)凸起則曲率半徑的符號(hào)為正，而如果表面形狀在圖像側(cè)凸起則曲率半徑的符號(hào)為負(fù)。
[0181]進(jìn)一步地,在基本透鏡數(shù)據(jù)中,Ndj欄表示第j個(gè)部件關(guān)于d線(587.6nm)的折射
率，其中編號(hào)j(j = 1、2、3.......)以朝向圖像側(cè)連續(xù)增加的方式被給予每一個(gè)部件，且最
靠近物體側(cè)透鏡為第一個(gè)部件，而vdj欄表示第j個(gè)部件關(guān)于d線的阿貝數(shù)。要注意的是所示的基本透鏡數(shù)據(jù)包括孔徑光闌St，并且(孔徑)”表示在表面的曲率半徑的對(duì)應(yīng)于孔徑光闌St的欄中。
[0182]基本透鏡數(shù)據(jù)中的符號(hào)D8、D9、和D17是在變焦距時(shí)變化的表面距離，其中D8表示第一透鏡組Gl與孔徑光闌St之間的距離，其中D8表示第一透鏡組Gl與孔徑光闌St之間的距離，D9表示孔徑光闌St與第二透鏡組G2之間的距離，以及D17表示第二透鏡組G2與光學(xué)構(gòu)件PP之間的距離。
[0183]表2中所示的變焦距數(shù)據(jù)表示在廣角端和長焦端中的每一處在變焦距時(shí)變化的整個(gè)系統(tǒng)的焦距(f)、F數(shù)(Fn0.)、總的視場(chǎng)角(2 ω)、和每一個(gè)表面距離的值。
[0184]在表1中所示的透鏡數(shù)據(jù)中，*標(biāo)記附于非球面表面的表面編號(hào)，并且近軸曲率半徑的值被顯示為非球面表面的曲率半徑。表3中所示的非球面表面數(shù)據(jù)表示非球面表面的表面編號(hào)和每一個(gè)非球面表面的非球面表面系數(shù)。值“Ε-η”(η:整數(shù))表示“Χ10_η”。非
球面表面系數(shù)表示以下給出的非球面表面表達(dá)式中的系數(shù)KA和RAm (m = 3、4、5.......16)
的值:
[0185]Zd = C.h2/{l+(l-KA.C2.h2)1/2} + Σ RAm.hm,
[0186]其中
[0187]Zd:非球面表面的深度(從非球面表面上在高度h處的點(diǎn)到垂直于光軸并與非球面頂點(diǎn)接觸的平坦表面的垂直線的長度)；[0188]h:高度(從光軸到透鏡表面的距離)；
[0189]C:近軸曲率半徑的倒數(shù)；和
[0190]KA, RAm:非球面表面系數(shù)(m = 3、4、5、......16)。
[0191]以下表中顯示了被四舍五入到預(yù)定數(shù)位的值。進(jìn)一步地，在以下給出的所述的數(shù)據(jù)中，度用作角度的單位，并且_用作長度的單位，但是還可以使用其它適當(dāng)?shù)膯挝唬@是因?yàn)楣鈱W(xué)系統(tǒng)能夠按比例增加或減少，因此可以使用所述光學(xué)系統(tǒng)。
[0192][表1]
[0193]示例I.基本透鏡數(shù)據(jù)
[0194]
【權(quán)利要求】
1.一種變焦鏡頭，大致由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組構(gòu)成，其中: 變焦距通過移動(dòng)第一透鏡組和第二透鏡組來執(zhí)行； 第一透鏡組大致由具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡構(gòu)成；以及 當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fel2，整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw，第一透鏡組的焦距為f1;以及第二透鏡組的焦距為f2時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: 0.0O < fw/f2 < 0.50------------------(1-1);和 -0.19 < H < 0.16----------------(2-1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中對(duì)于焦距和f2，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: 0.20 < fw/f2 < 0.43------------------(1-2);和 -0.15 < fjfa2 < 0.10----------------(2-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變焦鏡頭，其中對(duì)于焦距fw和f2，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: 0.31 < fw/f2 < 0.35------------------(1-3)。
4.一種變焦鏡頭，大致由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組構(gòu)成，其中: 變焦距通過移動(dòng)第一透鏡組和第二透鏡組來執(zhí)行； 第一透鏡組大致由具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡構(gòu)成； 第二透鏡組大致由四個(gè)透鏡構(gòu)成；以及 當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fei2，整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw，第一透鏡組的焦距為f1;以及第二透鏡組的焦距為f2時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: 0.00 < fw/f2 < 0.43------------------(1-4);和 -1.00 < fjfa2 < 0.16----------------(2-3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變焦鏡頭，其中對(duì)于和&，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: 0.20 < fw/f2 < 0.43------------------(1-2);和 -0.50 < fjfa2 < 0.10----------------(2-4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的變焦鏡頭，其中對(duì)于和f2，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: 0.31 < fw/f2 < 0.35------------------(1-3);和 -0.15 < fjfa2 < 0.10----------------(2-2)。
7.一種變焦鏡頭，大致由從物體側(cè)順序地設(shè)置的具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡組和具有正折射本領(lǐng)的第二透鏡組構(gòu)成，其中: 變焦距通過移動(dòng)第一透鏡組和第二透鏡組來執(zhí)行；第一透鏡組大致由具有負(fù)折射本領(lǐng)的第一透鏡、第二透鏡、具有負(fù)折射本領(lǐng)的第三透鏡、和具有正折射本領(lǐng)的第四透鏡構(gòu)成； 第二透鏡組大致由四個(gè)透鏡構(gòu)成；以及 當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fel2，整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw，第一透鏡組的焦距為f1;以及第二透鏡組的焦距為f2時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: .0.27 < fw/f2 < 0.43------------------(1-5);和 -1.0O < H < 0.29----------------(2-5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變焦鏡頭，其中對(duì)于焦距和f2，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: .0.31 < fw/f2 < 0.35------------------(1-3);和 -0.50 < f < 0.29----------------(2-6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的變焦鏡頭，其中對(duì)于焦距fei2和，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: -0.15 < fjfa2 < 0.10----------------(2-2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其中，當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fei2并且整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: -0.11 < fw/fG12 < 0.12----------------(3)
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的變焦鏡頭，其中變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: -0.01 < fw/fG12 < 0.06----------------(3，)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，當(dāng)?shù)谝煌哥R組的焦距為并且第二透鏡組的焦距為f2時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: . 0.56 < IfVf2I < 1.04-----------------(4)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的變焦鏡頭，其中變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: .0.70 < IfVf2I < 0.80-----------------(4，)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其中當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)在廣角端處的焦距為fw并且第一透鏡組的焦距為時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: .0.00 < fw/f! < 0.63-----------------(5)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的變焦鏡頭，其中變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: .0.20 < fw/f! < 0.50-----------------(5，)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其中當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的物體側(cè)表面的最大有效半徑為Hei2F，經(jīng)過第二透鏡的物體側(cè)表面的中心和在物體側(cè)表面上距離光軸Hei2F的高度處的點(diǎn)的球面表面在物體側(cè)表面的中心作為該球面表面的頂點(diǎn)時(shí)的曲率半徑為r’ ei2F，并且經(jīng)過第二透鏡的物體側(cè)表面的中心和在物體側(cè)表面上距離光軸Hei2FX0.5 的高度處的點(diǎn)的球面表面在物體側(cè)表面的中心作為該球面表面的頂點(diǎn)時(shí)的曲率半徑為r”ei2F時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式:
.0.20 < Hg12fX {(1/r，G12F) - (1/r" G12F)}------(6)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其中當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的物體側(cè)表面的近軸曲率半徑為rei2F并且第一透鏡組中從物體側(cè)開始的第二透鏡的圖像側(cè)表面的近軸曲率半徑為rei2K時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式:
.2.0〈 (rG12F+rG12E) / (rG12F_rG12E)〈 30.0 (7)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其中當(dāng)?shù)谝煌哥R組中從物體側(cè)開始的第一透鏡的物體側(cè)表面的近軸曲率半徑為reilF并且第一透鏡組中從物體側(cè)開始的第一透鏡的圖像側(cè)表面的近軸曲率半徑為reilK時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式:
.2.5〈 (rG11F+rG11E) / (rG11F_rG11E)〈 10.0⑶。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭，其中當(dāng)?shù)诙哥R組中從物體側(cè)開始的第一透鏡的焦距為fe21并且第二透鏡組G2中從物體側(cè)開始的第二透鏡的焦距為fe22時(shí)，變焦鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式: . 1.3 < fG21/fG22 < 3.0----------------------(9)。
20.一種成像設(shè) 備，包括根據(jù)權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的變焦鏡頭。
【文檔編號(hào)】G02B13/18GK103765281SQ201280041656
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月29日
【發(fā)明者】齊藤廣樹, 長倫生, 伊藤徹 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社