專利名稱：變焦鏡頭、成像設(shè)備和用于制造變焦鏡頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦鏡頭、成像設(shè)備和用于制造變焦鏡頭的方法。
背景技術(shù)：
近些年來，諸如攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、使用固態(tài)成像裝置的廣播照相機(jī)和使用鹵化 銀膠片的膠片照相機(jī)這樣的成像設(shè)備迄今已經(jīng)在它們的功能上被增強(qiáng)，并且在設(shè)備整體的 尺寸上減小。因此，用在這樣的成像設(shè)備中的成像光學(xué)系統(tǒng)需要鏡頭全長(zhǎng)較短并且具有高 分辨率的變焦鏡頭(例如，參見日本公開專利申請(qǐng)No. 2006-284753)。然而，傳統(tǒng)的變焦鏡頭具有沒有足夠的光學(xué)性能水平的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在該情況下，根據(jù)如上所述的問題設(shè)計(jì)的本發(fā)明的目的是提供一種顯示高光學(xué)性 能的尺寸縮小的變焦鏡頭、一種成像設(shè)備和一種變焦鏡頭制造方法。為了實(shí)現(xiàn)上面的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種變焦鏡頭，其以從物體 側(cè)起的順序包括第一透鏡組，其具有正折射光焦度；第二透鏡組，其具有負(fù)折射光焦度； 以及，第三透鏡組，其具有正折射光焦度；在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)在彼此相鄰 的所述透鏡組之間的每一個(gè)距離改變，所述第一透鏡組具有包括負(fù)透鏡的膠合透鏡，并且 所述第三透鏡組具有膠合透鏡，并且滿足下面的條件表達(dá)式(1)1. 90 < Ndn < 2. 50 (1)其中，Ndn表示所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(λ = 587. 56nm)而
言的折射率。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種成像設(shè)備，包括本申請(qǐng)的變焦鏡頭。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于制造變焦鏡頭的方法，所述變焦鏡頭 以從物體側(cè)起的順序包括第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組，所述方法包括步驟布 置所述第一透鏡組的透鏡，使得所述第一透鏡組具有正折射光焦度，并且包括膠合透鏡，所 述膠合透鏡包含負(fù)透鏡，并且滿足下面的條件表達(dá)式(1)1. 90Ndn 2. 50 (1)其中，Ndn表示所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(λ = 587. 56nm)而 言的折射率；布置所述第二透鏡組的透鏡，使得所述第二透鏡組具有負(fù)折射光焦度；布置 所述第三透鏡組的透鏡，使得所述第三透鏡組具有正折射光焦度并且包括膠合透鏡；以及， 布置所述第一至所述第三透鏡組，使得在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，在彼此相鄰 的所述透鏡組之間的距離可變。根據(jù)本發(fā)明，可提供顯示高光學(xué)性能的尺寸縮小的變焦鏡頭、成像設(shè)備和用于制 造變焦鏡頭的方法。


圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的示例1的變焦鏡頭的透鏡配置的截面圖。圖2A、2B和2C是分別示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在無限遠(yuǎn) 距離聚焦?fàn)顟B(tài)中的根據(jù)本申請(qǐng)的示例1的變焦鏡頭的各種像差的圖。圖3是根據(jù)本申請(qǐng)的示例2的變焦鏡頭的透鏡配置的截面圖。圖4A、4B和4C是分別示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在無限遠(yuǎn) 距離聚焦?fàn)顟B(tài)中的根據(jù)本申請(qǐng)的示例2的變焦鏡頭的各種像差的圖。圖5是根據(jù)本申請(qǐng)的示例3的變焦鏡頭的透鏡配置的截面圖。圖6A、6B和6C是分別示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在無限遠(yuǎn) 距離聚焦?fàn)顟B(tài)中的根據(jù)本申請(qǐng)的示例3的變焦鏡頭的各種像差的圖。圖7是根據(jù)本申請(qǐng)的示例4的變焦鏡頭的透鏡配置的截面圖。圖8A、8B和8C是分別示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在無限遠(yuǎn) 距離聚焦?fàn)顟B(tài)中的根據(jù)本申請(qǐng)的示例4的變焦鏡頭的各種像差的圖。圖9是根據(jù)本申請(qǐng)的示例5的變焦鏡頭的透鏡配置的截面圖。圖10AU0B和IOC是分別示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在無 限遠(yuǎn)距離聚焦?fàn)顟B(tài)中的根據(jù)本申請(qǐng)的示例5的變焦鏡頭的各種像差的圖。圖IlA和IlB分別是包括本申請(qǐng)的變焦鏡頭的電子照相機(jī)的前視圖和后視圖。圖12是沿著在圖IlA中的線A-A’所取的截面圖。圖13是示出用于制造本申請(qǐng)的變焦鏡頭的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，將描述變焦鏡頭、成像設(shè)備和用于制造本申請(qǐng)的變焦鏡頭的方法。本申請(qǐng)的變焦鏡頭以從物體側(cè)起的順序包括第一透鏡組，其具有正折射光焦度； 第二透鏡組，其具有負(fù)折射光焦度；以及，第三透鏡組，其具有正折射光焦度；在從廣角端 狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)改變放大率時(shí)在彼此相鄰的所述透鏡組之間的每一個(gè)距離改變，所述第 一透鏡組具有包括負(fù)透鏡的膠合透鏡，并且所述第三透鏡組具有膠合透鏡，并且滿足下面 的條件表達(dá)式(1)1. 90 < Ndn < 2. 50 (1)其中，Ndn表示所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(λ = 587. 56nm)而
言的折射率。通過包括由具有高折射率的光學(xué)玻璃構(gòu)成的透鏡，使得本申請(qǐng)的變焦鏡頭能夠獲 得尺寸縮小和更高的光學(xué)性能。條件表達(dá)式⑴指定了第一透鏡組的負(fù)透鏡的介質(zhì)的相對(duì)于d線(λ = 587. 56nm)而言的折射率。當(dāng)值小于條件表達(dá)式(1)的下限時(shí)，難以在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)良好地校正球面像差。注 意，如果條件表達(dá)式(1)的下限值被設(shè)置為1.92，則本發(fā)明可以顯示更多的效果。當(dāng)值超過條件表達(dá)式(1)的上限值時(shí)，珀茲伐和變得太大，并且難以校正弧矢圖 像平面。注意，如果條件表達(dá)式(1)的上限值被設(shè)置為2. 20，則本發(fā)明可以顯示更多的效 果。此外，如果上限值被設(shè)置為2. 00，則本發(fā)明可以顯示更多效果。如果上限值被設(shè)置為1. 96，則本發(fā)明可以顯示最大效果。這種配置使得能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸縮小并且具有高成像性能 的變焦鏡頭。而且，期望本申請(qǐng)的變焦鏡頭包括在第三透鏡組的圖像側(cè)上的、具有正折射光焦 度的第四透鏡組，并且，在第三透鏡組和第四透鏡組之間的距離在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端 狀態(tài)變焦時(shí)改變。使用這種配置，可行的是，優(yōu)選地校正場(chǎng)曲、畸變等。而且，期望本申請(qǐng)的變焦鏡頭滿足下面的條件表達(dá)式O)4. 50 < fl/fw < 7. 00 (2)其中，fl表示第一透鏡組的焦距，并且，fw表示在廣角端狀態(tài)中的變焦鏡頭的焦距。條件表達(dá)式( 是，相對(duì)于在廣角端狀態(tài)中的本申請(qǐng)的變焦鏡頭的焦距，指定第 一透鏡組的焦距。當(dāng)值小于條件表達(dá)式O)的下限值時(shí)，軸上色像差和球面像差在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中變 差，這是不期望有的方面。注意，如果條件表達(dá)式O)的下限值被設(shè)置為4. 90，則本發(fā)明可 以顯示更多的效果。當(dāng)值超過條件表達(dá)式O)的上限值時(shí)，場(chǎng)曲和彗差在廣角端狀態(tài)中變差，這是不 期望有的方面。應(yīng)當(dāng)注意，如果條件表達(dá)式( 的上限值被設(shè)置為6. 50，則本發(fā)明可以顯示 更多的效果。而且，如果上限值被設(shè)置為6. 00，則本發(fā)明可以顯示更多得多的效果，并且，如 果上限值被設(shè)置為5. 60，則本發(fā)明可以顯示最大效果。而且，期望本申請(qǐng)的變焦鏡頭滿足下面的條件表達(dá)式(3)0. 50 < Xl/fw < 1. 80 (3)其中，Xl表示在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)第一透鏡組的沿著光軸的移動(dòng) 量；并且fV表示在廣角端狀態(tài)中的變焦鏡頭的焦距。條件表達(dá)式C3)是，相對(duì)于在廣角端狀態(tài)中的本申請(qǐng)的變焦鏡頭的焦距，指定從 廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)第一透鏡組的沿著光軸的移動(dòng)量。當(dāng)該值小于條件表達(dá)式(3)的下限值時(shí)，場(chǎng)曲變得在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中校正不足，這 是不期望的方面。注意，如果條件表達(dá)式C3)的下限值被設(shè)置為0. 60，則本發(fā)明可以顯示更 多的效果。當(dāng)該值超過條件表達(dá)式(3)的上限值時(shí)，第一透鏡組的沿著光軸的移動(dòng)量變得太 大，導(dǎo)致難以縮小鏡頭的全長(zhǎng)并且難以校正在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中的球面像差。應(yīng)當(dāng)注意，如果條 件表達(dá)式(3)的上限值被設(shè)置為1.50，則本發(fā)明可以顯示更多效果。而且，期望在本申請(qǐng)的變焦鏡頭中，第三透鏡組以從物體側(cè)起的順序包括如上所 述的正透鏡和膠合透鏡，并且第三透鏡組的膠合透鏡以從物體側(cè)起的順序包括正透鏡和負(fù) 透鏡。這種配置使得本申請(qǐng)的變焦鏡頭能夠優(yōu)選地校正球面像差和縱向色像差。而且，期望在本申請(qǐng)的變焦鏡頭中，第二透鏡組以從物體側(cè)起的順序包括第一負(fù) 透鏡、第二負(fù)透鏡和正透鏡。這種配置也使得本申請(qǐng)的變焦鏡頭能夠良好地校正球面像差和縱向色像差。而且，期望在本申請(qǐng)的變焦鏡頭中，第二透鏡組的第一負(fù)透鏡的圖像側(cè)表面是非 球面。
使用這種配置，本申請(qǐng)的變焦鏡頭可以良好地校正在廣角端狀態(tài)中的畸變。而且，期望在本申請(qǐng)的變焦鏡頭中，通過一個(gè)正透鏡來構(gòu)造第四透鏡組。使用這種配置，本申請(qǐng)的變焦鏡頭可以縮小尺寸并且也在重量上降低。而且，期望在本申請(qǐng)的變焦鏡頭中，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，在第一 透鏡組和第二透鏡組之間的距離增大，而在第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離減小，并 且在第三透鏡組和第四透鏡組之間的距離增大。這種配置使得本申請(qǐng)的變焦鏡頭能夠減小第一透鏡組的直徑，并且有利于變焦比 的提高。因此，也可以在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中良好地校正球面像差。而且，期望在本申請(qǐng)的變焦鏡頭中，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)第一透 鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組在光軸上移動(dòng)。這種配置有利于變焦比的提高，并且使得能夠在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中良好地校正球面像差。期望本申請(qǐng)的變焦鏡頭滿足下面的條件表達(dá)式7. 00 < Lw/fw < 7. 80 (4)其中，Lw表示在廣角端狀態(tài)中的變焦鏡頭的鏡頭全長(zhǎng)；并且，fw表示在廣角端狀 態(tài)中的變焦鏡頭的焦距。條件表達(dá)式(4)是，相對(duì)于在廣角端狀態(tài)中的變焦鏡頭的焦距，指定在廣角端狀 態(tài)中的變焦鏡頭的鏡頭全長(zhǎng)。當(dāng)值小于條件表達(dá)式(4)的下限值時(shí)，每一個(gè)變焦組(在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端 狀態(tài)變焦時(shí)移動(dòng)的每一個(gè)透鏡組)的折射光焦度變得太大，導(dǎo)致難以校正在廣角端狀態(tài)中 的彗差。注意，如果條件表達(dá)式的下限值被設(shè)置為7. 15，則本發(fā)明可以顯示更多的效果。當(dāng)值超過條件表達(dá)式的上限值時(shí)，鏡頭全長(zhǎng)延長(zhǎng)，導(dǎo)致難以校正在廣角端狀 態(tài)中的球面像差。應(yīng)當(dāng)注意，如果條件表達(dá)式(4)的上限值被設(shè)置為7. 60，則本發(fā)明可以顯 示更多得多的效果。而且，期望在本申請(qǐng)的變焦鏡頭中，第三透鏡組具有非球面。這種配置使得本申請(qǐng)的變焦鏡頭能夠良好地校正球面像差。而且，期望在本申請(qǐng)的變焦鏡頭中，第四透鏡組具有非球面。這種配置使得本申請(qǐng)的變焦鏡頭能夠良好地校正場(chǎng)曲。而且，成像設(shè)備特征在于包括具有如上所述的配置的變焦鏡頭。使用這種配置，可行的是，實(shí)現(xiàn)具有高圖像形成性能的尺寸縮小的成像設(shè)備。而且，一種用于變焦變焦鏡頭的方法是一種用于變焦本申請(qǐng)的變焦鏡頭的方法， 本申請(qǐng)的變焦鏡頭以從物體側(cè)起的順序包括第一透鏡組，其具有正折射光焦度；第二透 鏡組，其具有負(fù)折射光焦度；第三透鏡組，其具有正折射光焦度；以及，第四透鏡組，其具有 正折射光焦度，其中，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)在彼此相鄰的所述透鏡組之間 的每一個(gè)距離改變，所述第一透鏡組具有包括負(fù)透鏡的膠合透鏡，所述第三透鏡組具有膠 合透鏡，并且滿足下面的條件表達(dá)式(1)1. 90 < Ndn < 2. 50 (1)其中，Ndn表示第一透鏡組的負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(λ = 587. 56nm)的折射率。
使用這種配置，可實(shí)現(xiàn)用于變焦具有高光學(xué)性能的尺寸縮小的變焦鏡頭的方法。以下將參考圖13來描述用于制造變焦鏡頭的方法的概述，該變焦鏡頭以從物體 側(cè)起的順序包括第一透鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組。開始，將各個(gè)透鏡布置在圓柱鏡頭鏡筒內(nèi)，使得所述第一透鏡組包括膠合透鏡，膠 合透鏡具有正折射光焦度，并且包含滿足下面的條件表達(dá)式(1)的負(fù)透鏡1. 90 < Ndn < 2. 50 (1)第二透鏡組的各個(gè)透鏡被布置使得具有負(fù)折射光焦度；第三透鏡組的各個(gè)透鏡被布置使得具有正折射光焦度并且包括膠合透鏡；并且第一透鏡組至第三透鏡組被布置以便使得能夠在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變 焦時(shí)在相鄰的透鏡組之間的距離改變；其中，Ndn表示第一透鏡組的負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(λ = 587. 56nm)的折射率。而且，期望將變焦鏡頭的各個(gè)透鏡布置為滿足下面的條件表達(dá)式O)4. 50 < fl/fw < 7. 00 (2)其中，fl表示第一透鏡組的焦距；并且，fw表示在廣角端狀態(tài)中的變焦鏡頭的焦距。而且，期望將變焦鏡頭的各個(gè)透鏡布置為滿足下面的條件表達(dá)式(3)0. 50 < Xl/fw < 1. 80 (3)其中，Xl表示在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)第一透鏡組的沿著光軸的移動(dòng) 量；并且fV表示在廣角端狀態(tài)中的變焦鏡頭的焦距。以下基于附圖通過數(shù)值的示例來描述本申請(qǐng)的變焦鏡頭。< 示例 1>圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的示例1的變焦鏡頭的透鏡配置(布局)的截面圖。根據(jù)示例1的變焦鏡頭以從物體側(cè)起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡 組G1、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組G2、具有正折射光焦度的第三透鏡組G3和具有正折 射光焦度的第四透鏡組G4。第一透鏡組Gl以從物體側(cè)起的順序由膠合透鏡構(gòu)成，通過將具有朝向物體側(cè)的 凸表面的負(fù)彎月形透鏡Lll和具有朝向物體側(cè)的凸表面的正彎月形透鏡L12膠合而構(gòu)造該 膠合透鏡。注意，負(fù)彎月形透鏡Lll由玻璃構(gòu)成，該玻璃的相對(duì)于d線(波長(zhǎng)λ = 587. 6nm) 的折射率大于1.90。第二透鏡組G2以從物體側(cè)起的順序由下述部分構(gòu)成負(fù)彎月形透鏡L21，其具有 朝向物體側(cè)的凸表面；雙凹負(fù)透鏡L22 ；以及，具有朝向物體側(cè)的凸表面的正彎月形透鏡 L23。注意，負(fù)彎月形透鏡L21的圖像側(cè)表面是非球面。第三透鏡組G3以從物體側(cè)起的順序由雙凸正透鏡L31和膠合透鏡構(gòu)造，通過雙凸 正透鏡L32與雙凹負(fù)透鏡L33膠合來構(gòu)造該膠合透鏡。注意，雙凸正透鏡L31的物體側(cè)表 面是非球面。第四透鏡組G4由雙凸正透鏡L41構(gòu)成。順便提及，雙凸正透鏡L41的物體側(cè)表面 是非球面。在根據(jù)示例1的變焦鏡頭中，在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間布置孔徑光 闌S，并且在第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間布置耀斑截?cái)喙怅@FS。因此，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，這些光闌S和FS與第三透鏡組G3 —體地移動(dòng)。而且，在第四透鏡組G4和圖像屏幕I之間布置由低通濾波器、紅外線截?cái)酁V波器等構(gòu)成的濾波器組FL。在如此構(gòu)造的根據(jù)示例1的變焦鏡頭中，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)， 第一透鏡組G1、第二透鏡組G2和第三透鏡組G3沿著光軸移動(dòng)，使得在第一透鏡組Gl和第 二透鏡組G2之間的距離增大，在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離減小，并且在 第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的距離增大。下面的表1示出根據(jù)本申請(qǐng)的示例1的變焦鏡頭的各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的值。在表1中，f表示焦距，并且BF指示后焦距。在[表面數(shù)據(jù)]中，分別地，表面編號(hào)表示從物體側(cè)計(jì)數(shù)的透鏡表面的順序，r表示 透鏡表面的曲率半徑，d表示透鏡表面的軸上間隙，nd表示相對(duì)于d線(波長(zhǎng)λ = 587. 6nm) 的折射率，vd表示相對(duì)于d線(波長(zhǎng)λ = 587. 6nm)的阿貝數(shù)。而且，分別地，“物體表面” 指定物體表面，“可變”表示可變表面間隙，(光闌幻指示孔徑光闌，(光闌FQ指示耀斑截 斷光闌FS，并且“圖像平面”表示圖像平面I。注意，曲率半徑r的“⑴”指示平坦的表面。 而且，如果透鏡表面被分類為非球面，則以“*”標(biāo)注透鏡表面，并且，在曲率半徑的列中給出 了近軸曲率半徑。在以下面的表達(dá)式表達(dá)其形狀的情況下，相對(duì)于在[表面數(shù)據(jù)]中給出的非球面， 在[非球面數(shù)據(jù)]中示出非球面系數(shù)和錐體常數(shù)S(y) = (y2/R)/[l+(l"K · y2/R2)1/2]+A4 · y4+A6 · y6+A8 · y8+A10 · y10其中，S(y)是沿著光軸從非球面的頂點(diǎn)處的切平面到在非球面上距光軸在高度y 處的位置的距離(垂度量)，R是參考球體的曲率半徑(近軸曲率半徑)，K是錐形系數(shù)，并 且A4、A6、A8、A10被設(shè)置為非球面系數(shù)。順便提及，省略非球面系數(shù)“0”(零)的描述。注 意，[E-n]表示[ΧΙΟ-η]，其中，[1. 234E-05]表示[1. 234X 10-5] 在[規(guī)格]中，分別地，F(xiàn)NO表示f數(shù)(f-number)，2 ω表示視角(覆蓋角)，Y代 表圖像高度，TL表示鏡頭全長(zhǎng)，并且di(i 整數(shù))指示第i個(gè)表面的可變表面距離。應(yīng)當(dāng)注 意，分別地，W表示廣角端狀態(tài)，M表示中間焦距狀態(tài)，并且T表示遠(yuǎn)攝端狀態(tài)。在此，焦距f、曲率半徑r和其他數(shù)據(jù)項(xiàng)涉及一般使用[mm]來作為長(zhǎng)度單位。然而， 光學(xué)系統(tǒng)即使當(dāng)成比例地被放大或縮小時(shí)也獲取相同的光學(xué)性能，因此不限于這個(gè)單元。注意，在下面描述的各個(gè)示例的表格中以相同的方式使用在表1中如上所述的符 號(hào)。(表1)示例 1[表面數(shù)據(jù)]表面編號(hào)rdndvd物體OO1)17.56270.90001.92286020.882)14.17013.90001.64000060:213)127.4165可變1.0000004)47.19211.00001.80610040.88*5)6.00912.70001.0000006)-23.54640.80001.75499852.327)15.38630.20001.0000008)11.08902.00001.80809522.769)478.8128可變1.00000010)(S)OO1.15001.000000*11)8.47402.30001.58913061.1812)-20.38730.20001.00000013)9.40932.00001.80400046.5714)-38.22900.80001.72825028.4615)5.02711.00001.00000016)(FS)OO可變1.000000*17)15.57891.70001.51473063.86
18)19) 20)
圖像平面[非球面數(shù)據(jù)]表面編號(hào)=5K = O. 1204A4 = 4. 79980E-04A6 = 1. 71200E-05A8 = -2. 94550E-07AlO = 1. 79160E-08表面編號(hào)=11
-81.1912 可變 1.000000
1.0530 1.516330 64.14 BF1.0000000120]K = -0.9399
0121]A4 = -1. 24470E-07
0122]A6 = 1. 11480E-05
0123]A8 = -1. 71350E-06
0124]AlO = 8. 25590E-08
0125]表面編號(hào)=17
0126]K = -0.8261
0127]A4 = -7. 79540E-05
0128]A6 = 5. 31310E-06
0129]A8 = -2. 80520E-07
0130]AlO = 4. 63620E-09
0131][規(guī)格]
0132]變焦比=4.713
0133]
0134]
0135]
0136]
0137]
0138]
0139]
0140]
0141]
0142]
0143]
f = FNO = 2ω = Y = TL = BF = d3 = d9 = dl6 = dl8 =
W
6. 48900 3. 01 63. 6° 3. 75 48.80759 1. 06984 1. 38393 15. 77947 4. 55368 4. 31104
0144][透鏡組數(shù)據(jù)]
0145]組 I 焦距
0146]1
0147]2
M
14. 08743 3. 65 29. 4° 3. 75 50.41897
05699 18641 31912 45583 69762
4
34. 99973 -8.05192
T
30.58339 5. 35 13. 6° 3. 75 58.50411
1.03191 10.16713
2.35477 18.92418 4. 31650
0148]3 11 11.97090
0149]4 17 25. 54613
0150]I 每個(gè)透鏡組的開始表面編號(hào)
0151][條件表達(dá)式的值]
0152](I)Ndn = 1. 92286
0153](2)fl/fw = 5. 394
0154](3)Xl/fw = 1. 4975
0155](4) Lw/fw = 7. 522
0156]圖2A、2B和2C是分別示出在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)中在無限遠(yuǎn) 距離聚焦?fàn)顟B(tài)中的根據(jù)本申請(qǐng)的示例1的變焦鏡頭的各種像差的圖?？梢詮膱D2A、2B和2C明白，根據(jù)示例1的變焦鏡頭優(yōu)選地校正從廣角端狀態(tài)改變到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差，并且顯示良好的光學(xué)性能。注意，F(xiàn)NO表示f數(shù)，并且A表示分別在圖2A、2B和2C中的半視角。而且，在圖 2A、2B和2C的每一個(gè)中，球面像差的圖示出與最大孔徑對(duì)應(yīng)的f數(shù)的值，像散的圖和畸變的 圖示出半視角的最大值，彗差的圖示出半視角的各個(gè)值。因此，分別地，d表示d線(λ = 587. 56nm)，g 指定 g 線(λ = 435. 8nm)，C 表示 C 線(λ = 656. 3nm)，并且 F 表示 F 線(λ =486. Inm)。而且，在圖2A、2B和2C的像散圖中，分別地，實(shí)線表示弧矢圖像平面，而虛線 指示子午圖像平面。注意，在示出在下面描述的示例中的各種像差的圖中，也要使用與在示 例1中的那些相同的符號(hào)?！词纠?>圖3是根據(jù)本申請(qǐng)的示例2的變焦鏡頭的透鏡配置的截面圖。根據(jù)示例2的變焦鏡頭以從物體側(cè)起的順序包括具有正折射光焦度的第一透鏡 組G1、具有負(fù)折射光焦度的第二透鏡組G2、具有正折射光焦度的第三透鏡組G3和具有正折 射光焦度的第四透鏡組G4。第一透鏡組Gl由膠合透鏡構(gòu)成，通過以從物體側(cè)起的順序?qū)⒕哂谐蛭矬w側(cè)的 凸表面的負(fù)彎月形透鏡Lll和具有朝向物體側(cè)的凸表面的正彎月形透鏡L12膠合而構(gòu)造該 膠合透鏡。注意，負(fù)彎月形透鏡Lll由玻璃構(gòu)成，該玻璃的相對(duì)于d線(波長(zhǎng)λ = 587. 6nm) 的折射率大于1.90。第二透鏡組G2以從物體側(cè)起的順序由下述部分構(gòu)成負(fù)彎月形透鏡 L21，其具有朝向物體側(cè)的凸表面；雙凹負(fù)透鏡L22 ；以及，具有朝向物體側(cè)的凸表面的正彎 月形透鏡L23。注意，負(fù)彎月形透鏡L21的圖像側(cè)表面是非球面。第三透鏡組G3以從物體側(cè)起的順序由雙凸正透鏡L31和膠合透鏡構(gòu)造，通過具有 朝向物體側(cè)的凸表面的正彎月形透鏡L32與具有朝向物體側(cè)的凸表面的負(fù)彎月形透鏡L33 膠合來構(gòu)造該膠合透鏡。注意，雙凸正透鏡L31的物體側(cè)表面是非球面。第四透鏡組G4由具有朝向物體側(cè)的凸表面的正彎月形透鏡L41構(gòu)成。順便提及， 正彎月形透鏡L41的物體側(cè)表面是非球面。在根據(jù)示例2的變焦鏡頭中，在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間布置孔徑光 闌S，并且在第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間布置耀斑截?cái)喙怅@FS。因此，在從廣角端 狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，這些光闌S和FS與第三透鏡組G3 —體地移動(dòng)。而且，在第四透 鏡組G4和圖像平面I之間布置由低通濾波器、紅外線截?cái)酁V波器等構(gòu)成的濾波器組FL。在如此構(gòu)造的根據(jù)示例2的變焦鏡頭中，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)， 第一透鏡組G1、第二透鏡組G2和第三透鏡組G3沿著光軸移動(dòng)，使得在第一透鏡組Gl和第 二透鏡組G2之間的距離增大，在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離減小，并且在 第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的距離增大。下面的表2示出根據(jù)本申請(qǐng)的示例2的變焦鏡頭的各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的值。(表2)示例 2[表面數(shù)據(jù)]
權(quán)利要求
1. 一種變焦鏡頭，其以從物體側(cè)起的順序包括 第一透鏡組，其具有正折射光焦度； 第二透鏡組，其具有負(fù)折射光焦度；以及， 第三透鏡組，其具有正折射光焦度；在彼此相鄰的所述透鏡組之間的每一個(gè)距離在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)改變，所述第一透鏡組具有包括負(fù)透鏡的膠合透鏡，并且 所述第三透鏡組具有膠合透鏡，并且 滿足下面的條件表達(dá)式 其中，Ndn表示所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(λ = 587. 56nm)的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足下面的條件表達(dá)式 4. 50 < fl/fw < 7. 00其中，fl表示所述第一透鏡組的焦距；并且，fV表示在廣角端狀態(tài)中的所述變焦鏡頭 的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足下面的條件表達(dá)式 0. 50 < Xl/fw < 1. 80其中，Xl表示在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)所述第一透鏡組的沿著光軸的移動(dòng) 量；并且fV表示在廣角端狀態(tài)中的所述變焦鏡頭的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組以從物體側(cè)起的順序包括 正透鏡和膠合透鏡，并且所述第三透鏡組的所述膠合透鏡以從物體側(cè)起的順序包括正透鏡 和負(fù)透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第二透鏡組以從物體側(cè)起的順序包括 第一負(fù)透鏡、第二負(fù)透鏡和正透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變焦鏡頭，其中，所述第二透鏡組的所述第一負(fù)透鏡的圖像 側(cè)表面是非球面。
7.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)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，在所 述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離增大，并且在所述第二透鏡組和所述第三透鏡 組之間的距離減小。
8.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)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，所述 第一透鏡組、所述第二透鏡組和所述第三透鏡組在光軸上移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足下面的條件表達(dá)式 7. 00 < Lw/fw < 7. 80其中，Lw表示在廣角端狀態(tài)中的所述變焦鏡頭的鏡頭全長(zhǎng)；并且fw表示在廣角端狀態(tài) 中的所述變焦鏡頭的焦距。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組具有非球面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，僅通過包括所述負(fù)透鏡的膠合透鏡來構(gòu)造 所述第一透鏡組。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第一透鏡組的透鏡表面的每一個(gè)被形 成為球面或平面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡采用具有朝 向物體側(cè)的凸表面的彎月形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡被布置在最 接近物體的側(cè)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，進(jìn)一步包括在所述第三透鏡組的圖像側(cè)上的、具 有正折射光焦度的第四透鏡組，其中，在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，在所述第三透鏡組和所述第四透鏡組之 間的距離改變。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的變焦鏡頭，其中，僅通過一個(gè)正透鏡來構(gòu)造所述第四透鏡組。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的變焦鏡頭，其中，在廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，在所 述第三透鏡組和所述第四透鏡組之間的距離增大。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的變焦鏡頭，其中，所述第四透鏡組具有非球面。
19.一種成像設(shè)備，配備有根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭。
20.一種用于制造變焦鏡頭的方法，所述變焦鏡頭以從物體側(cè)起的順序包括第一透 鏡組、第二透鏡組和第三透鏡組，所述方法包括步驟布置所述第一透鏡組的透鏡，使得所述第一透鏡組具有正折射光焦度并且包括膠合透 鏡，所述膠合透鏡包含負(fù)透鏡，所述負(fù)透鏡滿足下面的條件表達(dá)式 1. 90 < Ndn < 2. 50其中，Ndn表示所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(λ = 587. 56nm)的折射率；布置所述第二透鏡組的透鏡，使得所述第二透鏡組具有負(fù)折射光焦度； 布置所述第三透鏡組的透鏡，使得所述第三透鏡組具有正折射光焦度并且包括膠合透 鏡；以及，布置所述第一至所述第三透鏡組，使得在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)，在彼此 相鄰的所述透鏡組之間的距離可變。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于制造變焦鏡頭的方法，進(jìn)一步包括步驟 布置所述變焦鏡頭的所述透鏡，使得滿足下面的條件表達(dá)式4. 50 < fl/fw < 7. 00其中，fl表示所述第一透鏡組的焦距；并且，fV表示在廣角端狀態(tài)中的所述變焦鏡頭 的焦距。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于制造變焦鏡頭的方法，進(jìn)一步包括步驟 布置所述變焦鏡頭的所述透鏡，使得滿足下面的條件表達(dá)式0. 50 < Xl/fw < 1. 80其中，Xl表示在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)所述第一透鏡組的沿著光軸的移動(dòng) 量；并且fV表示在廣角端狀態(tài)中的所述變焦鏡頭的焦距。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于制造變焦鏡頭的方法，進(jìn)一步包括步驟將所述第一透鏡組的透鏡表面的每一個(gè)形成為球面或平面。
全文摘要
一種變焦鏡頭，其以從物體側(cè)起的順序包括第一透鏡組(G1)，其具有正折射光焦度；第二透鏡組(G2)，其具有負(fù)折射光焦度；以及，第三透鏡組(G3)，其具有正折射光焦度；在彼此相鄰的所述透鏡組之間的每一個(gè)距離在從廣角端狀態(tài)向遠(yuǎn)攝端狀態(tài)變焦時(shí)改變，所述第一透鏡組(G1)具有包括負(fù)透鏡(L11)的膠合透鏡，并且，所述第三透鏡組(G3)具有膠合透鏡(L32)和(L33)，并且滿足給定的條件表達(dá)式，由此提供具有高光學(xué)性能的尺寸縮小的變焦鏡頭。
文檔編號(hào)G02B13/18GK102132189SQ20098013313
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者村山德雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康