專利名稱：變焦透鏡系統(tǒng)的制作方法
下列在先申請的內(nèi)容在此引為參考1996年12月13日提交的日本專利申請08-3530241997年6月30日提交的日本專利申請09-1890391997年8月5日提交的日本專利申請09-2220711997年12月12日提交的美國專利申請08／990，0631999年8月3日提交的日本專利申請11-220000本發(fā)明涉及變焦透鏡系統(tǒng)，特別是變焦比在2．5倍以上、廣角端的張角在60°以上的變焦透鏡系統(tǒng)，這種變焦系統(tǒng)具有適于與攝像機或采用固態(tài)成像裝置等的數(shù)字照相機一起使用的優(yōu)良的成像質(zhì)量。
在日本專利申請公開No．6-94996和日本專利申請公開No．7-261083中公開了適于與固態(tài)成像裝置一起使用的變焦透鏡系統(tǒng)。
但在日本專利申請公開No．6-94996中公開的每個實施例有大約2倍的變焦比，這是不夠的。
在日本專利申請公開No．7-261083中公開的每個實施例有大約2．3倍的變焦比，這仍然不足。另外，因為根據(jù)變焦的球面像差變化較大，并且成像質(zhì)量不佳，如該申請出版物中公開的像差表所示。
由于上述問題的存在而產(chǎn)生本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個目的在于提供一種具有變焦比在2．5倍以上、廣角端的張角在60°以上、具有適于與攝像機或采用固態(tài)成像裝置等的數(shù)字照相機一起使用的優(yōu)良成像質(zhì)量的變焦透鏡系統(tǒng)。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡系統(tǒng)包括從物側(cè)起依次為具有負屈光力的第一透鏡組，具有正屈光力的第二透鏡組，和具有正屈光力的第三透鏡組；其中第一透鏡組包括從物側(cè)起依次為具有負屈光力的透鏡單元1-1和被分開預定空間的具有正屈光力的透鏡單元1-2；并且其中第二透鏡組包括從物側(cè)起依次為具有正屈光力的透鏡單元2-1，被分開預定空間的具有負屈光力的透鏡單元2-2，和被分開預定空間的具有正屈光力的透鏡單元2-3；移動第一和第二透鏡組，使得當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角態(tài)(提供透鏡系統(tǒng)的最短焦距的狀態(tài))變到遠攝態(tài)(提供透鏡系統(tǒng)的最長焦距的狀態(tài))時，固定第三透鏡組的同時，第一和第二透鏡組之間的間距減小，而第二和第三透鏡組之間的間距增大；并且滿足下列條件0．7＜f2／|f1|＜1．5(f1＜0)(1)3＜f3／fw＜10 (2)1＜f12／|f1|＜3 (f1＜0)(3)1＜|f22|／f2＜5 (f22＜0) (4)1．6＜(D1w-D1t)／fw＜6 (5)1．6＜(D2t-D2w)／fw＜6 (6)此處f1表示第一透鏡組的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，f3表示第三透鏡組的焦距，fw表示廣角態(tài)下透鏡系統(tǒng)的焦距，f12表示透鏡單元1-2的焦距，f22表示透鏡單元2-2的焦距，D1w表示廣角態(tài)下第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距，D1t表示遠攝態(tài)下第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距，D2w表示廣角態(tài)下第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距，D2t表示遠攝態(tài)下第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距。
在本發(fā)明中，通過組建具有負屈光力的第一透鏡組和具有正屈光力的第二透鏡組，可以提供在廣角態(tài)下張角為60°以上的變焦透鏡系統(tǒng)，其中第一透鏡組做成密集型。另外，通過布置第三透鏡組，可以把出射光瞳有效地定位在適于與固態(tài)成像裝置一起使用的進一步遠離像面的位置。
另外，利用組建的第一透鏡組，即從物側(cè)起依次為具有負屈光力的透鏡單元1-1和與透鏡單元1-1分開預定距離的具有正屈光力的透鏡單元1-2，可以使透鏡系統(tǒng)的成像質(zhì)量非常好，并且尤其可以校正橫向色差和畸變。
另外，利用組建的第二透鏡組，即從物側(cè)起依次為具有正屈光力的透鏡單元2-1，與透鏡單元2-1分開預定距離的具有負屈光力的透鏡單元2-2，以及與透鏡單元2-2分開預定距離的具有正屈光力的透鏡單元2-3，可以抑制球面像差和像散的變化，并因此可以獲得非常好的成像性能。
另外，利用布置在最靠近像側(cè)的變焦時固定的第三透鏡組，變焦機構(gòu)可以與連接到固態(tài)成像裝置的電子電路分開設置。
然后，下面解釋每個狀態(tài)方程。狀態(tài)方程(1)用于對變焦比為2．5倍以上的變焦透鏡系統(tǒng)提供優(yōu)良的成像質(zhì)量和緊湊性。當f2／|f1|的比值降到狀態(tài)方程(1)的下限以下時，將難以得到所需的變焦比。換言之，變焦時第一和第二透鏡組之間間距的改變得過大，使得透鏡系統(tǒng)不能再緊湊。另一方面，當比值超過狀態(tài)方程(1)的上限時，對畸變、橫向色差和場曲率的校正變得困難，以致很難用簡單的結(jié)構(gòu)獲得很好的成像質(zhì)量。另外，為了能夠很好地校正各種像差，狀態(tài)方程(1)的下限和上限最好分別設置為0．9和1．3。
狀態(tài)方程(2)用于對透鏡系統(tǒng)的出射光瞳定位并實現(xiàn)透鏡系統(tǒng)的緊湊性。當f3／fw的比值超過狀態(tài)方程(2)的上限時，出射光瞳的位置接近廣角態(tài)的像平面，使得透鏡系統(tǒng)變得難以運用到固態(tài)成像裝置中。另一方面，當該比值降到狀態(tài)方程(2)的下限以下時，第三透鏡組的結(jié)構(gòu)變得復雜，并且第一和第二透鏡組變大，以致很難使透鏡系統(tǒng)緊湊。另外，狀態(tài)方程(2)的下限和上限最好分別設置為4和6。
狀態(tài)方程(3)確定透鏡單元1-2的焦距的適當范圍。當f12／|f1|的比值超過狀態(tài)方程(3)的上限時，透鏡單元1-2的屈光力變小，以致于難以校正球面像差和色差。相反，當比值降到狀態(tài)方程(3)的下限以下時，透鏡單元1-2的屈光力變大，以致于透鏡單元1-1和透鏡單元1-2之間的間距以及偏心的容限不合理想地變得嚴格。另外，狀態(tài)方程(3)的下限和上限最好分別設置為1．9和5．5。
狀態(tài)方程(4)確定透鏡單元2-2的焦距的適當范圍。當|f22|／f2的比值超過狀態(tài)方程(4)的上限時，透鏡單元2-2的屈光力變小，以致于難以校正球面像差。相反，當比值降到狀態(tài)方程(4)的下限以下時，透鏡單元2-2的屈光力變大，以致于鄰近透鏡單元2-2的空間和偏心的容限不合理想地變得嚴格。另外，狀態(tài)方程(4)的下限和上限最好分別設置為1．1和4。
狀態(tài)方程(5)確定當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角態(tài)變到遠攝態(tài)時第一和第二透鏡組之間間距的適當范圍。當(D1w-D1t)／fw的比值超過狀態(tài)方程(5)的上限時，變焦時第一和第二透鏡組之間間距的改變得過大，使得透鏡系統(tǒng)不合理想地變大。另一方面，當比值降到狀態(tài)方程(5)的下限以下時，不能保持足夠的變焦比。另外，狀態(tài)方程(5)的下限和上限最好分別設置為1．9和5．5。
狀態(tài)方程(6)確定當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角態(tài)變到遠攝態(tài)時第二和第三透鏡組之間間距的適當范圍。當(D2t-D2w)／fw的比值超過狀態(tài)方程(6)的上限時，變焦時第二和第三透鏡組之間間距的改變過大，使得透鏡系統(tǒng)不理想地變大。另一方面，當比值降到狀態(tài)方程(6)的下限以下時，不能保持足夠的變焦比。另外，狀態(tài)方程(6)的下限和上限最好分別設置為1．9和5．5。
另外，在上述結(jié)構(gòu)的情況下，本發(fā)明最好有這樣的結(jié)構(gòu)，即從物側(cè)起透鏡單元1-1由具有凸面朝向物側(cè)的負凹凸透鏡和雙凹透鏡組成，透鏡單元1-2由具有面向物側(cè)的凸面的正凹凸透鏡組成。結(jié)果是可以用少量的透鏡元件得到優(yōu)良的成像性能。
另外，在本發(fā)明中，最好在透鏡單元1-1的最靠近物側(cè)加入非球面。結(jié)果是，可以有效地校正廣角態(tài)透鏡系統(tǒng)的畸變。
另外，在本發(fā)明中，構(gòu)成的透鏡單元2-2最好是一個膠合透鏡，從物側(cè)起，由雙凸正透鏡和雙凹負透鏡組成。結(jié)果是可以同時有效地完成在第二透鏡組中關(guān)于透鏡元件的偏心容限放寬以及像差的良好校正。
另外，在本發(fā)明中，最好由有至少一個非球面的正單透鏡構(gòu)成第三透鏡組。其結(jié)果是不用第三透鏡組復雜的結(jié)構(gòu)即可校正慧形像差，以致于可以同時實現(xiàn)變焦透鏡系統(tǒng)的緊湊性和像差的良好校正。
下面結(jié)合


本發(fā)明。附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例1的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例2的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例3的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例4的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例5的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例6的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例1處于廣角態(tài)的各種像差。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例1處于中間焦距態(tài)的各種像差。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例1處于遠攝態(tài)的各種像差。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例2處于廣角態(tài)的各種像差。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例2處于中間焦距態(tài)的各種像差。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例2處于遠攝態(tài)的各種像差。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施例3處于廣角態(tài)的各種像差。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施例3處于中間焦距態(tài)的各種像差。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的實施例3處于遠攝態(tài)的各種像差。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的實施例4處于廣角態(tài)的各種像差。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的實施例4處于中間焦距態(tài)的各種像差。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的實施例4處于遠攝態(tài)的各種像差。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的實施例5處于廣角態(tài)的各種像差。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的實施例5處于中間焦距態(tài)的各種像差。
圖21是根據(jù)本發(fā)明的實施例5處于遠攝態(tài)的各種像差。
圖22是根據(jù)本發(fā)明的實施例6處于廣角態(tài)的各種像差。
圖23是根據(jù)本發(fā)明的實施例6處于中間焦距態(tài)的各種像差。
圖24是根據(jù)本發(fā)明的實施例6處于遠攝態(tài)的各種像差。
下面將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡系統(tǒng)的數(shù)個實施例進行描述。圖1至圖6分別表示根據(jù)實施例1至實施例6的透鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。從物側(cè)起，每個實施例有一個具有負屈光力的第一透鏡組G1，一個孔徑光闌S，一個具有正屈光力的第二透鏡組G2和一個具有正屈光力的第三透鏡組G3。從物側(cè)起，第一透鏡組G1由標號U11表示的具有負屈光力的透鏡單元1-1和由標號U12表示的具有正屈光力的透鏡單元1-2組成。從物側(cè)起，第二透鏡組G2由標號U21表示的具有正屈光力的透鏡單元2-1、由標號U22表示的具有正屈光力的透鏡單元2-2和由U23表示的具有正屈光力的透鏡單元2-3組成。移動第一和第二透鏡組，使得當透鏡組位置的狀態(tài)從廣角態(tài)(提供透鏡系統(tǒng)的最短焦距的狀態(tài))變到遠攝態(tài)(提供透鏡系統(tǒng)的最長焦距的狀態(tài))時，第三透鏡組被固定的同時，第一和第二透鏡組之間的間距減小，而第二和第三透鏡組之間的間距增大。
在每個實施例中，以從物側(cè)起的順序，透鏡單元1-1 U11包括一個具有朝向物側(cè)的凸面的正凹凸透鏡和一個雙凹負透鏡。透鏡單元1-2 U12包括一個具有朝向物側(cè)的凸面的正凹凸透鏡。另外，在實施例1至3中，透鏡單元1-1 U11最靠近物側(cè)的表面是一個非球面。
另外，在每個實施例中，透鏡單元2-2 U22是由從物側(cè)起始的雙凸正透鏡和雙凹負透鏡構(gòu)成的膠合透鏡。
另外，在每個實施例中，第三透鏡組G3由具有面朝像側(cè)的非球面的正單透鏡組成。
在以下的每個實施例中，廣角態(tài)中的焦距歸一化為1。
但在實施例1至3的每一個當中，廣角態(tài)下透鏡系統(tǒng)的理想焦距是5．8mm。在實施例4至6的每一個當中，廣角態(tài)下透鏡系統(tǒng)的理想焦距是8．24mm。
毋庸贅述，通過進行按比值地擴大或縮小也可以利用其他的焦距。<實施例1>
在表1中示出了實施例1的各個值。在表1中f表示焦距；Bf表示后焦距；F No表示F數(shù)；2ω表示視角；在“透鏡數(shù)據(jù)”中，第一列表示從物側(cè)起的透鏡表面序號，第二列r表示透鏡表面的曲率半徑，第三列d表示透鏡表面之間的距離，第四列v表示阿貝數(shù)，第五列n表示d線(λ=587．6nm)的折射率。
下列方程表示非球面X(y)=y2／[r·{1+(1-K·y2／r2)1／2}]+C4·y4+C6·y6+C8·y8+C10·y10此處X(y)表示沿光軸從非球面頂點處的切面到高度y處的非球面之間的位移，r表示曲率的近軸半徑。K表示圓錐系數(shù)，Ci表示第i階非球面系數(shù)。
在“可變距離數(shù)據(jù)”中示出了廣角態(tài)、中間焦距態(tài)和遠攝態(tài)時的焦距和可變距離。順便說一下，在所有實施例中對各個值采用與此實施例中相似的標號。
表1[總體值]廣角 中間焦距遠攝f 1．0002．034 4．768Bf=0．424FNO 1．86 2．45 4．002ω 80．78° 42．61°18．15°[透鏡數(shù)據(jù)]r d v n1 4．4814 0．220352．321．75500非球面2 1．7086 1．06853 -5．40950．186470．241．487494 3．1858 0．02545 2．8000 0．517923．781．846666 6．7296 (d6)7 ∞ 0．1695 孔徑光闌8 6．3456 0．456852．321．755009 -5．03650．169523．781．8466610 -8．54380．025411 1．9093 0．797560．691．5638412 -4．46351．338434．961．8010013 1．4288 0．256014 10．68700．377570．241．4874915 -5．60770．025416 2．0229 0．439754．841．6910017 4．8291 (d17)
182．96610．400855．181．665471918．3950 0．1525 非球面20∞ 0．566164．201．5168021∞[非球面數(shù)據(jù)]表面號1K=1．00000C4=4．9835×10-3C6=-7．25320×10-5C8=6．12790×10-5C10=0．00000表面號19K=1．00000C4=3．28620×10-2C6=-1．77130×10-2C8=6．61900×10-3C10=0．00000[可變距離數(shù)據(jù)]廣角中間焦距 遠攝f 1．000002．03388 4．76775d6 5．602732．21683 0．33898d17 0．338931．78337 5．60273圖7至圖9表示分別處于廣角態(tài)、中間焦距態(tài)和遠攝態(tài)的本發(fā)明第一實施例的各種像差。在每個像差圖中，F(xiàn)NO表示F數(shù)，ω表示視角，d表示d線(λ=587．6nm)，g表示g線(λ=435．6nm)。在表示像散的圖中，實線表示矢像面，虛線表示一個經(jīng)向面。本實施例中采用的類似符號用于所有實施例中表示像差的圖中。
從表示各種像差的各個圖中明顯看出，可以對各種像差進行良好地校正，并且獲得良好的成像質(zhì)量。<實施例2>
在表2中示出了根據(jù)實施例2的透鏡系統(tǒng)的各種值。
表2[總體值]廣角 中間焦距遠攝f 1．0002．034 4．768Bf=0．424FNO 1．97 2．58 4．202ω 80．79° 42．49° 18．14°[透鏡數(shù)據(jù)]r d v n1 4．5213 0．220352．321．75500非球面2 1．6930 1．02123 -5．1258 0．186460．691．563844 3．6093 0．02545 3．0746 0．528523．781．846666 11．3974 (d6)7 ∞0．1695 孔徑光闌8 9．1185 0．378252．321．755009 -10．4597 0．025410 2．7302 0．387647．821．7570011 5．2755 0．025412 2．7963 0．526856．321．5688313 -9．2484 1．358423．781．84666
141．5499 0．361515 -36．6490 0．338064．141．5163316 -5．4324 0．0254172．4970 0．411734．961．80100187．4341 (d18)192．9661 0．399955．181．665472017．6272 0．1525非球面21∞ 0．566164．201．5168022∞[非球面數(shù)據(jù)]表面號1K=1．00000C4=5．62654×10-3C6=-2．26951×10-4C8=7．18615×10-5C10=0．00000表面號19K=1．00000C4=3．09998×10-3C6=-1．20857×10-2C8=2．53168×10-3C10=0．00000[可變距離數(shù)據(jù)]廣角 中間焦距遠攝f 1．000002．033904．76779d6 5．688362．247380．33899d180．338981．806875．68835
圖10至圖12表示分別處于廣角態(tài)、中間焦距態(tài)和遠攝態(tài)的本發(fā)明第二實施例的各種像差。從表示各種像差的各個圖中明顯看出，可以對各種像差進行良好地校正，并且獲得良好的成像質(zhì)量。<實施例3>
在表3中示出了根據(jù)實施例3的透鏡系統(tǒng)的各種值。
表3[總體值]廣角 中間焦距 遠攝f1．0002．034 3．559Bf=0．589FNO 2．14 2．92 4．092ω 80．78° 42．22°24．26°[透鏡數(shù)據(jù)]r d v n17．1958 0．2203 46．541．80411非球面21．7074 0．84743 -9．4057 0．1864 46．541．8041142．9519 0．169553．1662 0．5423 23．781．846666 -29．2772 (d6)7∞0．1695 孔徑光闌86．2712 0．5084 42．971．835009-9．6191 0．033910 1．9296 0．6779 47．191．6700311 -4．1119 0．7627 23．781．8466612 1．5233 0．254213 6．7094 0．4237 32．171．67270
14-8．8116 0．033915 5．2908 0．423753．931．7130016 12．3765(d16)17 6．7793 0．423755．181．6654718-5．7643 0．1695非球面19 ∞ 0．566167．851．4585020 ∞[非球面數(shù)據(jù)]表面號1K=1．00000C4=1．07998×10-2C6=-1．44312×10-3C8=1．80087×10-4C10=0．00000表面號18K=1．00000C4=3．85952×10-2C6=-2．16450×10-2C8=9．41230×10-3C10=0．00000可變距離數(shù)據(jù)]廣角中間焦距遠攝f 1．000002．033783．55912d6 4．453051．602390．42060d16 0．551512．154594．51993圖13至圖15表示分別處于廣角態(tài)、中間焦距態(tài)和遠攝態(tài)的本發(fā)明第三實施例的各種像差。從表示各種像差的各個圖中明顯看出，可以對各種像差進行良好地校正，并且獲得良好的成像質(zhì)量。<實施例4>
在表4中示出了根據(jù)實施例4的透鏡系統(tǒng)的各種值。
表4[總體值]廣角 中間焦距遠攝f 1．0001．456 2．867Bf=0．306FNO2．57 2．96 4．142ω62．20° 43．03°22．01°[透鏡數(shù)據(jù)]rdv n12．9394 0．1578 54．66 1．7291621．0611 0．35193-5．0841 0．1335 70．24 1．4874942．2896 0．078951．5413 0．2791 23．78 1．8466662．5303 (d6)7∞0．1214 孔徑光闌84．0796 0．2670 46．58 1．804009-4．0796 0．0243101．0805 0．4005 38．02 1．6034211-3．3901 0．4248 23．78 1．84666120．9223 0．1092133．7115 0．2184 70．24 1．487491436．4061 0．6250152．5702 0．3883 46．58 1．804001634．6151 (d16)
17 7.7356 0.3034 55.18 1.6654718 -5．15780．1214 非球面19 ∞ 0.4053 64.20 1.5168020 ∞非球面數(shù)據(jù)表面號18K=1.00000C4=1.21469×10-1C6=-1.82268×10-1C8=4.21168×10-1C10=-3.89534×10-可變距離數(shù)據(jù)廣角 中間焦距遠攝f 1．00000 1．45631 2．83737d6 2．48829 1．46045 0．36407d16 0．32269 0．90441 2．66504圖16至圖18表示分別處于廣角態(tài)、中間焦距態(tài)和遠攝態(tài)的本發(fā)明第四實施例的各種像差。從表示各種像差的各個圖中明顯看出，可以對各種像差進行良好地校正，并且獲得良好的成像質(zhì)量。<實施例5>
在表5中示出了根據(jù)實施例5的透鏡系統(tǒng)的各種值。
表總體值廣角 中間焦距 遠攝
f1．000 1．456 2．837Bf=0306FNO 2．593．004．222ω 62．20° 43．05° 22．03°[透鏡數(shù)據(jù)]r d v n12．9586 0．1578 46．58 1．8040021．0963 0．33373-7．7454 0．1335 60．29 1．6204142．0308 0．072851．6103 0．3034 23．78 1．8466663．7716 (d6)7∞0．1214 孔徑光闌83．1513 0．2670 46．58 1．804009-6．3690 0．024310 1．3178 0．4733 44．89 1．6393011 -1．9806 0．4854 26．30 1．7847012 1．0076 0．109213 13．6664 0．2366 70．24 1．4874914 -3．6716 0．540015 2．0634 0．2731 39．59 1．8044016 5．0199 (d16)17 15．3344 0．3034 55．18 1．6654718 5．0113 0．1214 非球面19 ∞0．4053 64．10 1．5168020 ∞[非球面數(shù)據(jù)]表面號18K=1．00000
C4=9．21138×10-2C6=1．07397×10-2C8=2．28032×10-3C10=-3．03751×10-2[可變距離數(shù)據(jù)]廣角 中間焦距 遠攝f1．000001．456312．83737d6 2．451871．441900．36459d16 0．310410．852792．49435圖19至圖21表示分別處于廣角態(tài)、中間焦距態(tài)和遠攝態(tài)的本發(fā)明第五實施例的各種像差。從表示各種像差的各個圖中明顯看出，可以對各種像差進行良好地校正，并且獲得良好的成像質(zhì)量。<實施例6>
在表6中示出了根據(jù)實施例6的透鏡系統(tǒng)的各種值。
表6[總體值]廣角中間焦距遠攝f 1．0001．456 2．837Bf=0．306FNO 2．07 2．38 3．322ω 62．24° 42．97° 21．99°[透鏡數(shù)據(jù)]rd v n13．3344 0．1578 46．58 1．8040021．1990 0．3398
3 -3．8574 0．133555．34 1．677904 2．5779 0．08505 2．1254 0．315523．78 1．846666 11．1743 (d6)7 ∞0．1214 孔徑光闌8 3．1547 0．315546．58 1．804009 6．3777 0．024310 1．7098 0．479444．89 1．6393011 -2．0650 0．849526．30 1．7847012 1．1352 0．115313 3．6297 0．236670．24 1．4874914-111．3138 0．479415 2．4154 0．260946．58 1．8040016 20．2529 (d16)17 14．4541 0．303457．44 1．6060218 -4．2949 0．1214非球面19 ∞0．405364．20 1．5168020 ∞[非球面數(shù)據(jù)]表面號18K=1．00000C4=2．01885×10-1C6=-5．75443×10-1C8=1．44367C10=-1．43251[可變距離數(shù)據(jù)]廣角 中間焦距 遠攝f1．000001．45631 2．83737
d62．64248 1．54004 0．36408d16 0．31278 0．89799 2．66920圖22至圖24表示分別處于廣角態(tài)、中間焦距態(tài)和遠攝態(tài)的本發(fā)明第六實施例的各種像差。從表示各種像差的各個圖中明顯看出，可以對各種像差進行良好地校正，并且獲得良好的成像質(zhì)量。
另外，在表7中示出了根據(jù)實施例1至6中每種狀態(tài)的參數(shù)的各種值。
表7<狀態(tài)值>
實施例1 實施例2 實施例3(1)f2／|f1| 1．069 1．0891．137(2)f3／fw5．259 5．3014．746(3)f12／|f1| 1．872 1．6971．311(4)|f22|／f2 2．692 1．2263．537(5)(D1w-D1t)／fw 5．264 5．3494．032(6)(D2t-D2w)／fw 5．264 5．3493．968實施例4 實施例5 實施例6(1)f2／|f1| 1．066 1．0351．110(2)f3／fw4．694 5．7105．497(3)f12／|f1| 2．017 1．6481．595(4)|f22|／f2 2．597 3．2272．329(5)(D1w-D1t)／fw 2．124 2．0872．278(6)(D2t-D2w)／fw 2．342 2．1842．356如上所述，本發(fā)明使得提供變焦比在2．5倍以上、廣角端下視場角在60°以上的變焦透鏡系統(tǒng)成為可能，并提供適于與攝像機或采用固態(tài)成像裝置等的數(shù)字照相機一起使用的優(yōu)良的成像質(zhì)量。
權(quán)利要求
1．一種變焦透鏡系統(tǒng)，以從物側(cè)起始的順序包括具有負屈光力的第一透鏡組；具有正屈光力的第二透鏡組；和具有正屈光力的第三透鏡組；其特征在于，第一透鏡組從物側(cè)起依次包括具有負屈光力的透鏡單元1-1；和被分開預定空間距離的具有正屈光力的透鏡單元1-2；并且第二透鏡組從物側(cè)起依次包括具有正屈光力的透鏡單元2-1；被分開預定空間距離的具有負屈光力的透鏡單元2-2；和被分開預定空間距離的具有正屈光力的透鏡單元2-3；隨著第一和第二透鏡組的移動，當透鏡組的位置狀態(tài)從廣角態(tài)變到遠攝態(tài)時，固定第三透鏡組的同時，第一和第二透鏡組之間的間距減小，而第二和第三透鏡組之間的間距增大；并且滿足下列條件0．7＜|f2|／|f1|＜1．5(f1＜0)3＜f3／fw＜101＜f12／|f1|＜3 (f1＜0)1＜|f22|／f2＜5 (f22＜0)1．6＜(D1w-D1t)／fw＜61．6＜(D2t-D2w)／fw＜6此處f1表示第一透鏡組的焦距，f2表示第二透鏡組的焦距，f3表示第三透鏡組的焦距，fw表示廣角態(tài)下透鏡系統(tǒng)的焦距，f12表示透鏡單元1-2的焦距，f22表示透鏡單元2-2的焦距，D1w表示廣角態(tài)下第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距，D1t表示遠攝態(tài)下第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距，D2w表示廣角態(tài)下第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距，而D2t表示遠攝態(tài)下第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，透鏡單元1-1從物側(cè)起包括具有凸面朝向物側(cè)的負凹凸透鏡和雙凹負透鏡；而透鏡單元1-2包括具有凸面面向物側(cè)的正凹凸透鏡。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，透鏡單元1-1最靠近物側(cè)的表面是非球面。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，透鏡單元2-2包括一個膠合透鏡，膠合透鏡從物側(cè)起包括一個雙凸正透鏡和一個雙凹負透鏡。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，滿足關(guān)系式0．9＜f2／|f1|＜1．3。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，滿足關(guān)系式4＜f3／fw＜6。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，滿足關(guān)系式1．2＜f12／|f1|＜2．3。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，滿足關(guān)系式1．1＜|f22|／f2＜4。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，滿足關(guān)系式1．9＜(D1w-D1t)／fw＜5．5。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，滿足關(guān)系式1．9＜(D2t-D2w)／fw＜5．5。
11．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其特征在于，第三透鏡組包括有至少一個非球面的正單透鏡。
全文摘要
本發(fā)明的變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)起,包括:第一透鏡組G1、第二透鏡組G2和第三透鏡組G3,其中,第一透鏡組G1包括負透鏡單元1－1U11和隔開的正透鏡單元1－2U12;第二透鏡組G2包括正透鏡單元2－1U21、隔開的正透鏡單元2－2U22和2－3U23。隨著第一和第二透鏡組的移動,當透鏡組位置的狀態(tài)從廣角態(tài)變到遠攝態(tài)時,第三透鏡組被固定的同時,第一和第二透鏡組之間的間距減小,而第二和第三透鏡組之間的間距增大;并且滿足指定的狀態(tài)方程。
文檔編號G02B15/177GK1282881SQ00120860
公開日2001年2月7日 申請日期2000年8月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月3日
發(fā)明者芝山敦史 申請人:株式會社尼康