變焦鏡頭、光學(xué)設(shè)備和用于制造變焦鏡頭的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明按照從物側(cè)沿著光軸的次序，具有：具有正屈光力的第一透鏡組(G1)；具有負(fù)屈光力的第二透鏡組(G2)；具有正屈光力的第三透鏡組(G3)；具有正屈光力的第四透鏡組(G4)；和第五透鏡組(G5)。第四透鏡組(G4)由單個(gè)正透鏡(L41)構(gòu)成，并且第五透鏡組(G5)由在變焦時(shí)相對(duì)于像平面固定的單個(gè)透鏡(L51)構(gòu)成。以下條件表達(dá)式(1)得以滿(mǎn)足。0.9<β2t·β3w/(β2w·β3t)<1.7…(1)，其中β2w表示在廣角端狀態(tài)中第二透鏡組(G2)的放大率，β3w表示在廣角端狀態(tài)中第三透鏡組(G3)的放大率，β2t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組(G2)的放大率，并且β3t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第三透鏡組(G3)的放大率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】變焦鏡頭、光學(xué)設(shè)備和用于制造變焦鏡頭的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種變焦鏡頭、一種光學(xué)設(shè)備，和一種用于制造該變焦鏡頭的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上，已經(jīng)作為帶有高變焦比的變焦鏡頭提出了一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭沿 著光軸按照從物體的次序包括，具有正屈光力的第一透鏡組、具有負(fù)屈光力的第二透鏡組、 具有正屈光力的第三透鏡組，和具有正屈光力的第四透鏡組，其中通過(guò)移動(dòng)透鏡組執(zhí)行變 焦。（例如，見(jiàn)以下專(zhuān)利文獻(xiàn)。）
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)列表
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005] 日本未審定專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 2010-217478


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問(wèn)題
[0007] 雖然在傳統(tǒng)變焦鏡頭中確保了亮度，但是認(rèn)為變焦比是不足的。
[0008] 鑒于前述，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種變焦鏡頭和一種光學(xué)設(shè)備，它們是明 亮的、具有高的變焦比，并且提供高質(zhì)量像；和一種用于制造該變焦鏡頭的方法。
[0009] 解決問(wèn)題的方案
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭是這樣一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭沿 著光軸按照從物體的次序，包括具有正屈光力的第一透鏡組、具有負(fù)屈光力的第二透鏡組、 具有正屈光力的第三透鏡組、具有正屈光力的第四透鏡組，和第五透鏡組，其中第四透鏡組 由一個(gè)正透鏡構(gòu)成，第五透鏡組由在變焦期間相對(duì)于像平面固定的一個(gè)透鏡構(gòu)成，并且以 下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足：
[0011] 0. 9<β2t·β3w/ (β2w·β3t) <1.7
[0012] 其中
[0013]β2w表示在廣角端狀態(tài)中第二透鏡組的放大率，
[0014]β3w表示在廣角端狀態(tài)中第三透鏡組的放大率，
[0015]β2t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組的放大率，并且
[0016] β3t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第三透鏡組的放大率。
[0017] 在根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足：
[0018] 4. 0<β2t·β3t/ (β2w·β3w) <10. 0
[0019] 在根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第三透鏡組沿著光軸按照從物體的次序， 包括具有正屈光力的單透鏡、具有負(fù)屈光力的第一膠合透鏡，和第二膠合透鏡。
[0020] 在根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足：
[0021] -0. 4<f3/f3L<0. 4
[0022] 其中
[0023] f3表示第三透鏡組的焦距，并且
[0024] f3L表示構(gòu)成第三透鏡組的第二膠合透鏡的焦距。
[0025] 在根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足：
[0026] 0. 0<(R2+R1)/(R2-R1)<1. 5
[0027] 其中
[0028] Rl表示在構(gòu)成第三透鏡組的第一膠合透鏡中最靠近像的透鏡表面的曲率半徑，并 且
[0029] R2表示在構(gòu)成第三透鏡組的第二膠合透鏡中最靠近物體的透鏡表面的曲率半徑。
[0030] 在根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第二透鏡組按照從物體的次序，包括第一 負(fù)透鏡和第二負(fù)透鏡，并且以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足：
[0031] I. 2<f22/f21<5. 0
[0032] 其中
[0033] f21表示構(gòu)成第二透鏡組的第一負(fù)透鏡的焦距，并且
[0034] f22表示構(gòu)成第二透鏡組的第二負(fù)透鏡的焦距。
[0035] 在根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足：
[0036] 0. 85<β5<1, 15
[0037] 其中
[0038]β5表示第五透鏡組的放大率。
[0039] 在根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第五透鏡組由塑料透鏡構(gòu)成。
[0040] 在根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，第 一透鏡組移動(dòng)從而在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中比廣角端狀態(tài)更靠近物體，第二透鏡組朝向像以凸軌跡 移動(dòng)，第三透鏡組朝向物體移動(dòng)，并且第四透鏡組朝向物體以凸軌跡移動(dòng)。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備包括上述任何變焦鏡頭。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的一種用于制造變焦鏡頭的方法是用于制造這樣一種變焦鏡頭的方 法，該變焦鏡頭沿著光軸按照從物體的次序，包括具有正屈光力的第一透鏡組、具有負(fù)屈 光力的第二透鏡組、具有正屈光力的第三透鏡組、具有正屈光力的第四透鏡組，和第五透鏡 組，其中每一個(gè)透鏡組裝在鏡筒中從而：第四透鏡組由一個(gè)正透鏡構(gòu)成；第五透鏡組由在 變焦期間相對(duì)于像平面固定的一個(gè)透鏡構(gòu)成；并且以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足：
[0043] 0. 9<β2t·β3w/ (β2w·β3t) <1.7
[0044] 其中
[0045]β2w表示在廣角端狀態(tài)中第二透鏡組的放大率，
[0046] β3w表示在廣角端狀態(tài)中第三透鏡組的放大率，
[0047]β2t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組的放大率，并且
[0048]β3t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第三透鏡組的放大率。
[0049] 本發(fā)明的有利效果
[0050] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供明亮的、具有高變焦比并且提供高質(zhì)量像的變焦鏡頭、光學(xué) 設(shè)備，和用于制造該變焦鏡頭的方法。
[0051] 附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0052] 圖1是描繪根據(jù)實(shí)例1的鏡頭配置和從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)軌跡的圖 表；
[0053] 圖2A到2C是示出根據(jù)實(shí)例1的變焦鏡頭的各種像差的曲線圖，其中圖2A示出的 曲線圖示出在廣角端狀態(tài)中在無(wú)窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)的變焦鏡頭的各種像差，圖2B示出的曲線 圖示出在中間焦距狀態(tài)中在無(wú)窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)的變焦鏡頭的各種像差，并且圖2C示出的曲 線圖示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在無(wú)窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)的變焦鏡頭的各種像差；
[0054] 圖3是描繪根據(jù)實(shí)例2的鏡頭配置和從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)軌跡的圖 表；
[0055] 圖4A到4C示出根據(jù)實(shí)例2的變焦鏡頭的各種像差的曲線圖，其中圖4A示出的曲 線圖示出在廣角端狀態(tài)中在無(wú)窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)的變焦鏡頭的各種像差，圖4B示出的曲線圖 示出在中間焦距狀態(tài)中在無(wú)窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)的變焦鏡頭的各種像差，并且圖4C示出的曲線 圖示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在無(wú)窮遠(yuǎn)上聚焦時(shí)的變焦鏡頭的各種像差；
[0056] 圖5A和5B是描繪具有安裝在其中的根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭的數(shù)字照相機(jī)（光 學(xué)設(shè)備）的圖表，圖5A是前視圖，并且圖5B是后視圖；
[0057] 圖6是沿著圖5A中的A-A'線的截面視圖；
[0058] 圖7是描繪用于制造根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0059] 現(xiàn)在將參考附圖描述實(shí)施例。如圖1示出地，根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL是這樣 一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭沿著光軸按照從物體的次序，包括具有正屈光力的第一透鏡組 G1、具有負(fù)屈光力的第二透鏡組G2、具有正屈光力的第三透鏡組G3、具有正屈光力的第四 透鏡組G4,和第五透鏡組G5,其中第四透鏡組G4由一個(gè)正透鏡L41構(gòu)成，并且第五透鏡組 G5由在變焦期間相對(duì)于像平面I固定的一個(gè)透鏡L51構(gòu)成。利用這種配置，在仍然維持像 散時(shí)，高變焦比成為可能，而不增加透鏡的總體尺寸。
[0060] 另外，基于以上配置根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL構(gòu)成為滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式 (1)：
[0061] 0. 9<β2t·β3w/ (β2w·β3t) <1. 7- (I)
[0062] 其中
[0063] β2w表示在廣角端狀態(tài)中第二透鏡組G2的放大率，
[0064] β3w表示在廣角端狀態(tài)中第三透鏡組G3的放大率，
[0065] β2t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組G2的放大率，并且
[0066] β3t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第三透鏡組G3的放大率。
[0067] 條件表達(dá)式（1)規(guī)定用于在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)在第二透鏡組G2 和第三透鏡組G3之間的放大率的適當(dāng)改變的比率。如果不達(dá)到條件表達(dá)式（1)的下限值， 則彗差變差，這不是理想的。類(lèi)似地，如果超過(guò)條件表達(dá)式（1)上限值，則彗差變差，這不是 理想的。
[0068] 為了更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（1)的下限值是1. 0。為了 更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（1)的上限值是1.5。
[0069] 在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式（2)得以滿(mǎn)足：
[0070] 4. 0<β2t·β3t/ (β2w·β3w) <10. 0- (2)
[0071] 條件表達(dá)式（2)規(guī)定在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)用于在第二透鏡組G2 和第三透鏡組G3之間的放大率的適當(dāng)改變的乘積。如果不達(dá)到條件表達(dá)式（2)的下限值， 則彗差變差，這不是理想的。類(lèi)似地，如果超過(guò)條件表達(dá)式（2)的上限值，則彗差變差，這不 是理想的。
[0072] 為了更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（2)的下限值是5. 0。為了 更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（2)的上限值是8. 5。
[0073] 在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是，第三透鏡組G3沿著光軸安裝從物體 的次序，包括具有正屈光力的單透鏡、具有負(fù)屈光力的第一膠合透鏡，和第二膠合透鏡。利 用這種配置，球面像差能夠有效率地被校正。此外，大口徑化變得更容易。
[0074] 在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式（3)得以滿(mǎn)足：
[0075] -0· 4〈f3/f3L〈0. 4... (3)
[0076] 其中
[0077] f3表示第三透鏡組G3的焦距，并且
[0078] f3L表示構(gòu)成第三透鏡組G3的第二膠合透鏡的焦距。
[0079] 條件表達(dá)式（3)規(guī)定在構(gòu)成第三透鏡組G3的第二膠合透鏡和第三透鏡組G3之間 的適當(dāng)焦距比率。如果不達(dá)到條件表達(dá)式（3)的下限值，則球面像差和彗差變差，這不是理 想的。如果超過(guò)條件表達(dá)式（3)的上限值，則整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的尺寸增加并且由于制造誤差 的彗差和像散的波動(dòng)增加，這不是理想的。
[0080] 為了更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（3)的下限值是-0.3。為 了更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（3)的上限值是0.3。
[0081] 在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式（4)得以滿(mǎn)足：
[0082] 0. 0< (R2+R1) / (R2-R1) <1. 5- (4)
[0083] 其中
[0084] Rl表不在構(gòu)成第三透鏡組G3的第一膠合透鏡中最靠近像的透鏡表面的曲率半 徑，并且
[0085] R2表示在構(gòu)成第三透鏡組G3的第二膠合透鏡中最靠近物體的透鏡表面的曲率半 徑。
[0086] 條件表達(dá)式（4)規(guī)定用于在構(gòu)成第三透鏡組G3的該兩個(gè)膠合透鏡之間、即在第一 膠合透鏡和第二膠合透鏡之間形成的空氣透鏡的優(yōu)選形狀。如果不達(dá)到條件表達(dá)式（4)的 下限值，則彗差和球面像差變差，這不是理想的。類(lèi)似地，如果超過(guò)條件表達(dá)式（4)的上限 值，則彗差和球面像差變差，這不是理想的。
[0087] 為了更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（4)的下限值是0. 4。為了 更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（4)的上限值是1.2。
[0088] 在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是按照從物體的次序，第二透鏡組G2包 括第一負(fù)透鏡和第二負(fù)透鏡，并且以下條件表達(dá)式（5)得以滿(mǎn)足：
[0089] I. 2<f22/f21<5. 0- (5)
[0090] 其中
[0091] f21表示構(gòu)成第二透鏡組G2的第一負(fù)透鏡的焦距，并且
[0092] f22表示構(gòu)成第二透鏡組G2的第二負(fù)透鏡的焦距。
[0093] 條件表達(dá)式（5)規(guī)定在構(gòu)成第二透鏡組G2的該兩個(gè)負(fù)透鏡、即第一負(fù)透鏡和第二 負(fù)透鏡之間的適當(dāng)焦距比率。如果不達(dá)到條件表達(dá)式（5)的下限值，則彗差和球面像差變 差，這不是理想的。類(lèi)似地，如果超過(guò)條件表達(dá)式（5)的上限值，則彗差和球面像差變差，這 不是理想的。
[0094] 為了更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（5)的下限值是1. 5。為了 更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式（5)的上限值是4. 5。
[0095] 在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是以下條件表達(dá)式（6)得以滿(mǎn)足：
[0096] 0· 85〈β5〈1· 15…（6)
[0097] 其中
[0098] β5表示第五透鏡組G5的放大率。
[0099] 條件表達(dá)式（6)規(guī)定第五透鏡組G5的適當(dāng)放大率。如果不達(dá)到條件表達(dá)式（6) 的下限值，則光學(xué)系統(tǒng)的尺寸增加并且場(chǎng)曲變差，這不是理想的。類(lèi)似地，如果超過(guò)條件表 達(dá)式（6)的上限值，則光學(xué)系統(tǒng)的尺寸增加并且場(chǎng)曲變差，這不是理想的。
[0100] 為了更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式￠)的下限值是0.90。為 了更好地確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選的是條件表達(dá)式￠)的上限值是1. 10。
[0101] 在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第五透鏡組G5由塑料透鏡構(gòu)成。雖 然由于溫度變化引起的各種特性的波動(dòng)通常在塑料透鏡中是有問(wèn)題的，但是在根據(jù)本實(shí)施 例的變焦鏡頭ZL中，由于溫度變化引起的特性的改變能夠基本被忽略，因?yàn)樗芰贤哥R被用 于靠近像平面I定位的第五透鏡組G5。因此，從制造成本的觀點(diǎn)，更優(yōu)選的是塑料透鏡被用 于第五透鏡組G5。
[0102] 在根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦 時(shí)，第一透鏡組Gl移動(dòng)從而在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中比廣角端狀態(tài)更靠近物體。此時(shí)，第一透鏡組 Gl可以單調(diào)地朝向物體移動(dòng)或者它可以以凸軌跡朝向像移動(dòng)。優(yōu)選的是第二透鏡組G2以 凸軌跡朝向像移動(dòng)。優(yōu)選的是第三透鏡組G3單調(diào)地朝向物體移動(dòng)。優(yōu)選的是第四透鏡組 G4以凸軌跡朝向物體移動(dòng)。因?yàn)檫@種配置，在變焦時(shí)的諸如球面像差的各種像差的波動(dòng)能 夠保持是小的，能夠防止每一個(gè)透鏡組的移動(dòng)量變得太大，并且能夠使得整個(gè)透鏡的尺寸 是小的。
[0103] 圖5和圖6示出作為設(shè)置有前述變焦鏡頭ZL作為像捕捉鏡頭的光學(xué)設(shè)備的數(shù)字 靜態(tài)照相機(jī)CAM(光學(xué)設(shè)備）的配置。如果在數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)CAM上按下電源按鈕（未被 示意），則快門(mén)像捕捉鏡頭（變焦鏡頭ZL)的快門(mén)（未被示意）釋放，并且來(lái)自物體的光被 變焦鏡頭ZL收集并且在設(shè)置在像平面I(例如見(jiàn)圖1)上的成像元件C(例如CCD和CMOS) 上形成像。在成像元件C上形成的物體像顯示在設(shè)置在數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)CAM的背部上的液 晶監(jiān)視器M上。使用者在觀察液晶監(jiān)視器M時(shí)確定物體像的構(gòu)成，然后按下釋放按鈕Bl以 利用成像元件C捕捉物體像，并且將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器（未被示意）中。此外，數(shù)字靜態(tài)照相 機(jī)CAM設(shè)置有當(dāng)物體黑暗時(shí)發(fā)出輔助光的輔助發(fā)光單元EF、被用于為數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)CAM 設(shè)定各種條件的功能按鈕B2等。
[0104] 這里已經(jīng)示意了照相機(jī)CAM和變焦鏡頭ZL-體地形成的緊湊式照相機(jī)，但是光學(xué) 設(shè)備還可以是其中具有變焦鏡頭ZL的鏡筒能夠被從照相機(jī)主體移除的單反照相機(jī)。
[0105] 根據(jù)帶有以上配置的照相機(jī)CAM，通過(guò)安裝根據(jù)本實(shí)施例的變焦鏡頭ZL作為像捕 捉鏡頭，能夠?qū)崿F(xiàn)一種明亮的、具有高變焦比并且提供高質(zhì)量像的照相機(jī)。
[0106] 現(xiàn)在將參考圖7描述一種用于制造以上變焦鏡頭ZL的方法。首先，按照從物體的 次序組裝具有正屈光力的第一透鏡組G1、具有負(fù)屈光力的第二透鏡組G2、具有正屈光力的 第三透鏡組G3、具有正屈光力的第四透鏡組G4,和第五透鏡組G5 (步驟ST10)。此時(shí)，作為 第四透鏡組G4,組裝一個(gè)正透鏡L41 (步驟ST20)。此外，作為在變焦期間相對(duì)于像平面I 固定的第五透鏡組G5,組裝一個(gè)透鏡L51 (步驟ST30)。另外，每一個(gè)透鏡被組裝在鏡筒中 從而滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式（1)(步驟ST40):
[0107] 0. 9<β2t·β3w/ (β2w·β3t) <1. 7- (I)
[0108] 其中
[0109] β2w表示在廣角端狀態(tài)中第二透鏡組G2的放大率，
[0110] β3w表示在廣角端狀態(tài)中第三透鏡組G2的放大率，
[0111] 0 2t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第二透鏡組G3的放大率，并且
[0112] β3t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中第三透鏡組G3的放大率。
[0113] 如圖1示出地，在本實(shí)施例中的透鏡設(shè)置的一個(gè)實(shí)例包括變焦鏡頭ZL，其中，第一 透鏡組Gl沿著光軸按照從物體的次序具有：具有面對(duì)像的凹表面的負(fù)彎月形透鏡Lll，* 具有面對(duì)物體的凸表面的正彎月形透鏡L12的膠合透鏡，和具有面對(duì)物體的凸表面的正彎 月形透鏡L13,從而整體上具有正屈光力。第二透鏡組G2沿著光軸按照從物體的次序具有： 具有面對(duì)像的凹表面的負(fù)彎月形透鏡L21、負(fù)雙凹透鏡L22和正雙凸透鏡L23,從而整體上 具有負(fù)屈光力。第三透鏡組G3沿著光軸按照從物體的次序具有：正雙凸透鏡L31、具有面 對(duì)物體的凸表面的正彎月形透鏡L32和具有面對(duì)像的凹表面的負(fù)彎月形透鏡L33的膠合透 鏡，和負(fù)雙凹透鏡L34和正雙凸透鏡L35的膠合透鏡，從而整體上具有正屈光力。第四透鏡 組G4具有：具有面對(duì)物體的凸表面的正彎月形透鏡L41，從而整體上具有正屈光力。第五 透鏡組G5具有：具有面對(duì)物體的凹表面的正彎月形透鏡L51，從而整體上具有正屈光力。注 意組裝每一個(gè)透鏡，使得對(duì)應(yīng)于條件表達(dá)式（1)的值成為1. 18。
[0114] 根據(jù)上述用于制造的方法，能夠獲得明亮的、具有高變焦比并且提供高質(zhì)量像的 變焦鏡頭ZL。
[0115] 實(shí)例
[0116] 現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本實(shí)施例的實(shí)例。以下示出的表格1和2列出根據(jù)實(shí)例 1和2的每一條數(shù)據(jù)。
[0117] 注意，根據(jù)實(shí)例1的圖1中的附圖標(biāo)記將在每一個(gè)實(shí)例中獨(dú)立地使用，從而防止由 于附圖標(biāo)記位數(shù)的增加而使得描述變得復(fù)雜。因此，即便在根據(jù)其它實(shí)例的附圖中使用共 用的附圖標(biāo)記，這仍然并不是必要地示意與其它實(shí)例共用的配置。
[0118] 在每一個(gè)實(shí)例中，選擇d-線（波長(zhǎng)=587. 5620nm)和g-線（波長(zhǎng)=435. 8350nm) 作為用于像差特性的計(jì)算目標(biāo)。
[0119] 在每一個(gè)表格中的[透鏡數(shù)據(jù)]中，表面編號(hào)是沿著射線傳播方向從物體數(shù)起的 光學(xué)表面的編號(hào)，R是每一個(gè)光學(xué)表面的曲率半徑，D是表面距離，這是在光軸上從每一個(gè) 光學(xué)表面到下一個(gè)光學(xué)表面（或者像平面）的距離，nd是光學(xué)元件材料在d-線處的折射 率，并且vd是光學(xué)元件材料基于d-線的阿貝數(shù)。物體表面是物體的表面，（變量）是可 變表面距離，曲率半徑的" 是平面或者孔徑，（光闌S)是孔徑光闌S，并且像平面是像 平面I。省略了空氣"l.ooooo"的折射率。如果光學(xué)表面是非球面，則附于表面編號(hào)， 并且曲率半徑R列示意近軸曲率半徑。
[0120] 在每一個(gè)表格中的[非球面數(shù)據(jù)]中，用于[透鏡數(shù)據(jù)]所示非球面的形狀由以下 表達(dá)式（a)示意。這里，X(y)表示在高度y處從非球面的頂點(diǎn)處的切平面到在非球面上的 位置的沿著光軸方向的距離；R表示基準(zhǔn)球面的曲率半徑（近軸曲率半徑）；κ表示錐形常 數(shù)，并且Ai表示i次非球面系數(shù)。"E-n"示意"X10_n"。例如，1.234E-05 = 1.234X10'
[0121] X(y) = (y2/R)/{l+(l-KXy2/R2)1/2}+A4Xy4+A6Xy6-(a)
[0122] 在[總體數(shù)據(jù)]中，β是像捕捉放大率，f是整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距，F(xiàn)No是F數(shù)，ω 是半視角（單位：° )，Y是像高，TL是鏡頭全長(zhǎng)（totallenslength)，BF是從最靠近像 設(shè)置的光學(xué)元件的像側(cè)表面到近軸像平面的距離，并且BF(空氣轉(zhuǎn)換）是從最后光學(xué)表面 到近軸像平面的空氣轉(zhuǎn)換距離。這里，TL代表從最后光學(xué)表面到近軸像平面的空氣轉(zhuǎn)換距 離。
[0123] 在每一個(gè)表格中的[可變距離數(shù)據(jù)]中，對(duì)于廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和遠(yuǎn)攝端 狀態(tài)每一個(gè)示意了Di。注意Di示意在第i表面和第（i+Ι)表面之間的可變距離。
[0124] 在每一個(gè)表格中的[透鏡組數(shù)據(jù)]中，G是組號(hào)，"組的第一表面"示意在每一組中 最靠近物體的表面的表面編號(hào)，并且"組的焦距"示意每一組的焦距。
[0125] 在每一個(gè)表格中的[條件表達(dá)式]中，不出對(duì)應(yīng)于上述條件表達(dá)式（1)到（6)的 值。
[0126] 在以下示出的所有的數(shù)據(jù)值中，"mm"通常被用于焦距f、曲率半徑R、表面距離D和 其它長(zhǎng)度的單位，除非另有規(guī)定，但是它不限于此，因?yàn)榧幢愎鈱W(xué)系統(tǒng)成比例地?cái)U(kuò)大或者成 比例地減小，仍然獲得等價(jià)的光學(xué)性能。單位不限于并且可以替代地使用另一個(gè)適當(dāng) 的單位。
[0127] 表格的上述說(shuō)明在下文中對(duì)于所有的實(shí)例是相同的，為此省略了這個(gè)說(shuō)明。
[0128] (實(shí)例 1)
[0129] 將參考圖1和2和表格1描述實(shí)例1。如圖1示出地，根據(jù)實(shí)例1的變焦鏡頭 ZL(ZLl)沿著光軸按照從物體的次序包括具有正屈光力的第一透鏡組G1、具有負(fù)屈光力的 第二透鏡組G2、具有正屈光力的第三透鏡組G3、具有正屈光力的第四透鏡組G4,和具有正 屈光力的第五透鏡組G5。
[0130] 第一透鏡組Gl沿著光軸按照從物體的次序，由具有面對(duì)像的凹表面的負(fù)彎月形 透鏡Lll和具有面對(duì)物體的凸表面的正彎月形透鏡L12的膠合透鏡，和具有面對(duì)物體的凸 表面的正彎月形透鏡L13構(gòu)成。
[0131] 第二透鏡組G2沿著光軸按照從物體的次序，由具有面對(duì)像的凹表面的負(fù)彎月形 透鏡L21、負(fù)雙凹透鏡L22,和正雙凸透鏡L23構(gòu)成。負(fù)透鏡21的兩側(cè)的透鏡表面形成為非 球面。
[0132] 第三透鏡組G3沿著光軸按照從物體的次序，由正雙凸透鏡L31、具有面對(duì)物體的 凸表面的正彎月形透鏡L32和具有面對(duì)像的凹表面的負(fù)彎月形透鏡L33的膠合透鏡，和負(fù) 雙凹透鏡L34和正雙凸透鏡L35的膠合透鏡構(gòu)成。正透鏡L31的兩側(cè)的透鏡表面形成為非 球面。
[0133] 第四透鏡組G4由具有面對(duì)物體的凸表面的正彎月形透鏡L41構(gòu)成。
[0134] 第五透鏡組G5由具有面對(duì)物體的凹表面的正彎月形透鏡L51構(gòu)成。負(fù)透鏡L51 的像側(cè)上的透鏡表面形成為非球面。
[0135] 在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間，設(shè)置用于調(diào)節(jié)光量的孔徑光闌S。在第五 透鏡組G5和像平面I之間，用于截?cái)嗟扔诨蛘叽笥谥T如CCD的固態(tài)像傳感器的分辨率極限 的空間頻率的低通濾波器LPF設(shè)置在像平面I上。
[0136] 在具有這種配置的實(shí)例中，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，第一透鏡組Gl 移動(dòng)從而在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中比廣角端狀態(tài)更靠近物體，第二透鏡組G2朝向像以凸軌跡移動(dòng)， 第三透鏡組G3朝向物體單調(diào)地移動(dòng)，并且第四透鏡組G4朝向物體以凸軌跡移動(dòng)。此外，第 五透鏡組G5相對(duì)于像平面I總是固定。孔徑光闌S與第三透鏡組G3 -起地移動(dòng)。
[0137] 表格1不出實(shí)例1的每一條數(shù)據(jù)。表格1中的表面編號(hào)1到28分別地對(duì)應(yīng)于圖1 所示的曲率半徑Rl到R28的光學(xué)表面。在實(shí)例1中，第六表面、第七表面、第十三表面、第 十四表面和第二十四表面形成為非球面。
[0138] [表格 1]
[0139] [透鏡數(shù)據(jù)]
[0140]

【權(quán)利要求】
1. 一種變焦鏡頭，沿著光軸按照從物體的次序包括：具有正屈光力的第一透鏡組、具 有負(fù)屈光力的第二透鏡組、具有正屈光力的第三透鏡組、具有正屈光力的第四透鏡組，和第 五透鏡組， 所述第四透鏡組由一個(gè)正透鏡構(gòu)成， 所述第五透鏡組由在變焦期間相對(duì)于像平面固定的一個(gè)透鏡構(gòu)成，并且 以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足： 0. 9< 0 2t ? 0 3w/ ( 0 2w ? 0 3t) <1.7 其中 0 2w表示在廣角端狀態(tài)中所述第二透鏡組的放大率， 0 3w表示在廣角端狀態(tài)中所述第三透鏡組的放大率， 0 2t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中所述第二透鏡組的放大率，并且 0 3t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中所述第三透鏡組的放大率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足： 4. 0〈 0 2t ? 0 3t/ ( 0 2w ? 0 3w)〈10. 0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組沿著光軸按照從物體的次 序包括：具有正屈光力的單透鏡，具有負(fù)屈光力的第一膠合透鏡，和第二膠合透鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦鏡頭，其中，以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足： -0. 4<f3/f3L<0. 4 其中 f3表示所述第三透鏡組的焦距，并且 f3L表示構(gòu)成所述第三透鏡組的所述第二膠合透鏡的焦距。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦鏡頭，其中，以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足： 0. 0<(R2+R1)/(R2-R1)<1. 5 其中 R1表示在構(gòu)成所述第三透鏡組的所述第一膠合透鏡中最靠近像的透鏡表面的曲率半 徑，并且 R2表示在構(gòu)成所述第三透鏡組的所述第二膠合透鏡中最靠近物體的透鏡表面的曲率 半徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第二透鏡組按照從物體的次序包括第 一負(fù)透鏡和第二負(fù)透鏡，并且 以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足： 1. 2<f22/f21<5. 0 其中 f21表示構(gòu)成所述第二透鏡組的所述第一負(fù)透鏡的焦距，并且 f22表示構(gòu)成所述第二透鏡組的所述第二負(fù)透鏡的焦距。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足： 0. 85<0 5<1, 15 其中 0 5表示所述第五透鏡組的放大率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第五透鏡組由塑料透鏡構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，在從廣角端狀態(tài)到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，所述 第一透鏡組移動(dòng)從而在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中比廣角端狀態(tài)更靠近物體，所述第二透鏡組朝向像以 凸軌跡移動(dòng)，所述第三透鏡組朝向物體移動(dòng)，并且所述第四透鏡組朝向物體以凸軌跡移動(dòng)。
10. -種光學(xué)設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭。
11. 一種制造變焦鏡頭的方法，所述變焦鏡頭沿著光軸按照從物體的次序具有：具有 正屈光力的第一透鏡組、具有負(fù)屈光力的第二透鏡組、具有正屈光力的第三透鏡組、具有正 屈光力的第四透鏡組，和第五透鏡組，所述方法包括： 在鏡筒中組裝每一個(gè)透鏡，使得： 所述第四透鏡組由一個(gè)正透鏡構(gòu)成， 所述第五透鏡組由在變焦期間相對(duì)于像平面固定的一個(gè)透鏡構(gòu)成，并且 以下條件表達(dá)式得以滿(mǎn)足： 0. 9< 0 2t ? 0 3w/ ( 0 2w ? 0 3t) <1.7 其中 0 2w表示在廣角端狀態(tài)中所述第二透鏡組的放大率， 0 3w表示在廣角端狀態(tài)中所述第三透鏡組的放大率， 0 2t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中所述第二透鏡組的放大率，并且 0 3t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中所述第三透鏡組的放大率。
【文檔編號(hào)】G02B15/20GK104508532SQ201380039577
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】真杉三郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康