專利名稱：變焦透鏡系統(tǒng)和包含變焦透鏡系統(tǒng)的圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變焦透鏡系統(tǒng)和包含變焦透鏡系統(tǒng)的圖像拾取裝置，更特別地，涉及 適用于用于靜態(tài)照相機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)字靜物照相機(jī)、TV照相機(jī)或監(jiān)視照相機(jī)的圖像拾取光學(xué) 系統(tǒng)的變焦透鏡系統(tǒng)和包含變焦透鏡系統(tǒng)的圖像拾取裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，用于諸如數(shù)字照相機(jī)或攝像機(jī)的圖像拾取裝置的圖像拾取元件的像素的 數(shù)量已增加了。用于包含圖像拾取元件的圖像拾取裝置的圖像拍攝透鏡系統(tǒng)需要是不僅諸 如球面像差和彗形像差的單色像差而且色差也被優(yōu)異地校正的變焦透鏡系統(tǒng)。還需要高的 變焦比。特別地，在望遠(yuǎn)側(cè)具有長(zhǎng)焦距并且具有高的變焦比的變焦透鏡系統(tǒng)需要具有得到 優(yōu)異校正的二次光譜。作為具有高的變焦比的變焦透鏡系統(tǒng)，正引導(dǎo)型變焦透鏡系統(tǒng)是已知的。正引導(dǎo) 型變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第 二透鏡單元和包含具有正折光力的透鏡單元的后透鏡組。作為具有正折光力的透鏡單元 位置最接近物側(cè)的正引導(dǎo)型變焦透鏡系統(tǒng)，已知存在設(shè)置至少四個(gè)透鏡單元并且使用異常 (anomalous)色散材料作為第一透鏡單元的透鏡材料以優(yōu)異地校正色差的二次光譜的變焦 透鏡系統(tǒng)(美國(guó)專利No. 6594087)。關(guān)于包含從物側(cè)依次設(shè)置的具有正折光力的第一透鏡 單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、具有正折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第 四透鏡單元的四單元變焦透鏡系統(tǒng)，已知存在對(duì)于第一透鏡單元使用由具有低色散和異常 色散的材料制成的透鏡的變焦透鏡系統(tǒng)(美國(guó)專利No. 7139131和美國(guó)專利No. 6404561)。 關(guān)于包含從物側(cè)依次設(shè)置的具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單 元、具有正折光力的第三透鏡單元、具有負(fù)折光力的第四透鏡單元和具有正折光力的第五 透鏡單元的五單元變焦透鏡系統(tǒng)，已知存在對(duì)于第一透鏡單元使用由具有異常色散的材料 制成的透鏡的變焦透鏡系統(tǒng)(美國(guó)專利No. 7304805和美國(guó)專利No. 7505214)。并且，已知 存在通過(guò)由具有異常色散的透明樹(shù)脂制成的復(fù)型層減少色差的變焦透鏡系統(tǒng)(日本專利 申請(qǐng)公開(kāi) No. 2008-191286)。正引導(dǎo)型變焦透鏡系統(tǒng)相對(duì)容易在減小整個(gè)系統(tǒng)的尺寸的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的變焦比。 但是，在望遠(yuǎn)側(cè)的變焦范圍中軸向色差的二次光譜增加。在上述的四單元變焦透鏡系統(tǒng)或 五單元變焦透鏡系統(tǒng)中，在望遠(yuǎn)側(cè)的變焦范圍中第一透鏡單元的入射光束高度是大的，由 此，主要在第一透鏡單元中產(chǎn)生軸向色差。在這種情況下，為了減少二次光譜以校正軸向色 差，使用在望遠(yuǎn)側(cè)的變焦范圍中旁軸光線的高度大的第一透鏡單元是重要的。為了減少第 一透鏡單元中的軸向色差的二次光譜，對(duì)于包含于第一透鏡單元中的透鏡使用具有低色散 和異常色散的材料是有效的。但是，如螢石(fluorite)的典型情況中那樣，具有低色散和異常色散的正常光學(xué) 材料具有低的折射率。因此，當(dāng)要改變透鏡的折光力以如希望的那樣校正二次光譜時(shí)，必須 大大調(diào)整透鏡的曲率。正引導(dǎo)型變焦透鏡系統(tǒng)的第一透鏡單元的旁軸光線的高度在望遠(yuǎn)
4端處是大的，由此，不僅更多地產(chǎn)生軸向色差而且更多地產(chǎn)生球面像差和彗形像差。因此， 當(dāng)僅使用具有低色散和異常色散的光學(xué)材料或僅使用具有低折射率的樹(shù)脂材料時(shí)，難以在 望遠(yuǎn)端處優(yōu)異地校正色差、球面像差和彗形像差。為了優(yōu)異地校正色差、球面像差和彗形像 差，包含于第一透鏡單元中的透鏡的數(shù)量會(huì)增加。但是，當(dāng)?shù)谝煌哥R單元的透鏡的數(shù)量增加 時(shí)，整個(gè)透鏡長(zhǎng)度更可能增加。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正折光力的第一透鏡單 元；具有負(fù)折光力的第二透鏡單元；和包含具有正折光力的透鏡單元的后透鏡組，其中，第 一透鏡單元和第二透鏡單元中的至少一個(gè)為了變焦而移動(dòng)，使得望遠(yuǎn)端處第一透鏡單元和 第二透鏡單元之間的間隔比廣角端處第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間隔大，第一透 鏡單元包含至少一個(gè)負(fù)透鏡，并且，滿足以下的條件-1. 68X l(T3Xvdln+0. 585 < OgFln < 3. 15X 1(T4X vdln2_l. 86X 1(T2X vdln+0. 87 8 ；禾口 5 < vdln < 27這里，vdln和0 gFln分別表示所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材料的Abbe數(shù)和部分色散 比。根據(jù)本發(fā)明，可以以平衡的方式優(yōu)異地校正色差、球面像差和彗形像差，并由此獲 得在整個(gè)變焦范圍上具有優(yōu)異的光學(xué)性能的變焦透鏡系統(tǒng)。通過(guò)參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖2A、圖2B和圖2C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的變焦透鏡系統(tǒng)中的像差圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖4A、圖4B和圖4C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的變焦透鏡系統(tǒng)中的像差圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖6A、圖6B和圖6C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的變焦透鏡系統(tǒng)中的像差圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖8A、圖8B和圖8C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的變焦透鏡系統(tǒng)中的像差圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖10A、圖10B和圖10C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的變焦透鏡系統(tǒng)中的像差圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖12A、圖12B和圖12C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的變焦透鏡系統(tǒng)中的像差圖。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖14A、圖14B和圖14C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的變焦透鏡系統(tǒng)中的像差圖。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例8的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖16A、圖16B和圖16C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例8的變焦透鏡系統(tǒng)中的像差圖。圖17是示出Abbe數(shù)(vd)和部分色散比(e gF)之間的關(guān)系的解釋圖。圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分示意圖。
圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)到像側(cè)依次包含具有正折光力的第一透鏡單 元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元和包含具有正折光力的透鏡單元的后透鏡組。在變焦期 間，各透鏡單元之間的間隔改變，使得望遠(yuǎn)端處第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間隔 比廣角端處第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間隔大。第一透鏡單元包含至少一個(gè)負(fù)透 鏡。該至少一個(gè)負(fù)透鏡由滿足后面描述的條件式(1)和(2)的材料制成。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端(短焦距端)的透鏡 截面圖。圖2A、圖2B和圖2C分別是根據(jù)實(shí)施例1的變焦透鏡系統(tǒng)中的廣角端、中間變焦位 置和望遠(yuǎn)端(長(zhǎng)焦距端)的像差圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的變焦透鏡系統(tǒng)的 廣角端的透鏡截面圖。圖4A、圖4B和圖4C分別是根據(jù)實(shí)施例2的變焦透鏡系統(tǒng)中的廣角 端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的變焦透鏡系統(tǒng) 的廣角端的透鏡截面圖。圖6A、圖6B和圖6C分別是根據(jù)實(shí)施例3的變焦透鏡系統(tǒng)中的廣 角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例4的變焦透鏡系 統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖8A、圖8B和圖8C分別是根據(jù)實(shí)施例4的變焦透鏡系統(tǒng)中的 廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例5的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面圖。圖 10A、圖10B和圖10C分別是根據(jù)實(shí)施例5的變焦透鏡系統(tǒng)中的廣角端、中間變焦位置和望 遠(yuǎn)端的像差圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例6的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透鏡截面 圖。圖12A、圖12B和圖12C分別是根據(jù)實(shí)施例6的變焦透鏡系統(tǒng)中的廣角端、中間變焦位 置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例7的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角端的透 鏡截面圖。圖14A、圖14B和圖14C分別是根據(jù)實(shí)施例7的變焦透鏡系統(tǒng)中的廣角端、中間 變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例8的變焦透鏡系統(tǒng)的廣角 端的透鏡截面圖。圖16A、圖16B和圖16C分別是根據(jù)實(shí)施例8的變焦透鏡系統(tǒng)中的廣角 端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖17是示出Abbe數(shù)vd和部分色散比egF之間的 關(guān)系的解釋圖。圖18是示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的任何變焦透鏡系統(tǒng)的攝像機(jī)(圖像拾取裝 置)的主要部分示意圖。圖19是示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的任何變焦透鏡系統(tǒng)的數(shù)字照相機(jī) (圖像拾取裝置)的主要部分示意圖。根據(jù)實(shí)施例中的每一個(gè)的變焦透鏡系統(tǒng)是用于諸如攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、鹵化銀 膠片照相機(jī)或TV照相機(jī)的圖像拾取裝置的圖像拍攝透鏡系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)施例中的每一個(gè)的 變焦透鏡系統(tǒng)可被用作投影裝置(投影儀)的投影光學(xué)系統(tǒng)。在透鏡截面圖中，左邊是物 側(cè)(前側(cè))，右邊是像側(cè)(后側(cè))。在透鏡截面圖中，當(dāng)從物側(cè)算起的透鏡單元編號(hào)由“i” 表示時(shí)，第i個(gè)透鏡單元由Bi表示。后透鏡組LR包含兩個(gè)或更多個(gè)透鏡單元。設(shè)置孔徑 光闌SP。光塊G與濾光器、面板、低通濾波器或紅外截止濾波器對(duì)應(yīng)。當(dāng)變焦透鏡系統(tǒng)被用 作攝像機(jī)或數(shù)字照相機(jī)的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，像面IP與諸如CCD傳感器或CMOS傳感器 的固態(tài)圖像拾取元件(光電換能器)的圖像拾取表面對(duì)應(yīng)。當(dāng)變焦透鏡系統(tǒng)被用作鹵化銀 膠片照相機(jī)的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，像面IP與膠片表面對(duì)應(yīng)。箭頭表示從廣角端到望遠(yuǎn)端
6的變焦(倍率變化)期間的各透鏡單元的移動(dòng)軌跡。在像差圖中，球面像差涉及四個(gè)波長(zhǎng)(d線、g線、C線和F線)。像散涉及d線(波 長(zhǎng)587. 56nm)和g線(波長(zhǎng)435. 835nm)。在像散中，M(d)和S(d)代表d線的子午像面和 弧矢像面，M(g)和S(g)代表g線的子午像面和弧矢像面。橫向色差涉及g線。半場(chǎng)角由 表示，F(xiàn)數(shù)由Fno表示。在以下的各實(shí)施例中，從機(jī)械結(jié)構(gòu)的角度，廣角端和望遠(yuǎn)端與用 于倍率變化的透鏡單元位于透鏡單元在光軸上可動(dòng)的范圍的兩端中的每一端上的情況下 的變焦位置對(duì)應(yīng)。在實(shí)施例中的每一個(gè)中，變焦透鏡系統(tǒng)包含從物側(cè)到像側(cè)依次設(shè)置的具有正折光 力的第一透鏡單元B1、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元B2和包含具有正折光力的透鏡單元 的后透鏡組LR。在變焦期間，透鏡單元如箭頭所示的那樣移動(dòng)。特別地，在變焦期間，第一 透鏡單元B1和第二透鏡單元B2之間的間隔改變。在實(shí)施例1 3、7和8中，后透鏡組LR 包含具有正折光力的第三透鏡單元B3和具有正折光力的第四透鏡單元B4。在實(shí)施例4和 實(shí)施例6中，后透鏡組LR包含具有正折光力的第三透鏡單元B3、具有負(fù)折光力的第四透鏡 單元B4和具有正折光力的第五透鏡單元B5。在實(shí)施例5中，后透鏡組LR包含具有負(fù)折光力的第三透鏡單元B3和具有正折光 力的第四透鏡單元B4。在實(shí)施例中的每一個(gè)中，包含于后透鏡組LR中的透鏡單元的數(shù)量和 透鏡單元中的每一個(gè)的折光力是任意的，并且，希望后透鏡組LR包含至少兩個(gè)透鏡單元。 在實(shí)施例中的每一個(gè)中，為了保證高的變焦比(高倍率變化比)并且優(yōu)異地校正像差，從物 側(cè)到像側(cè)依次設(shè)置具有正折光力的透鏡單元和具有負(fù)折光力的透鏡單元。在實(shí)施例中的每 一個(gè)中，第一透鏡單元B1包含至少一個(gè)負(fù)透鏡。包含于第一透鏡單元B1中的至少一個(gè)負(fù) 透鏡的材料的Abbe數(shù)vdln和部分色散比0 gFln滿足以下的條件。-1. 68X l(T3Xvdln+0. 585 < 0 gFln < 3. 15X 1(T4X vdln2_l. 86X 1(T2X vdln+0. 8 78 (1)5 < vdln < 27 (2)條件式(1)和(2)規(guī)定包含于第一透鏡單元B1中的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材料 的Abbe數(shù)vdln和部分色散比9 gFln。當(dāng)關(guān)于夫瑯和費(fèi)(Fraunhofer)線的d線、F線、C 線和g線的折射率由Nd、NF、NC和Ng表示時(shí)，材料的Abbe數(shù)vd和部分色散比e gF被定義 如下。 vd = (Nd-1) / (NF-NC)0 gF = (Ng-NF) / (NF-NC)在實(shí)施例中的每一個(gè)中，第一透鏡單元B1包含由同時(shí)滿足條件式(1)和(2)的材 料制成的至少一個(gè)負(fù)透鏡。因此，二次光譜被優(yōu)異地校正。圖17是示出材料的Abbe數(shù)vd和部分色散比0 gF之間的關(guān)系的示圖，并且，實(shí)線 表示條件式(1)和(2)之間的邊界。橫軸表示Abbe數(shù)vd，而縱軸表示部分色散比0gF。條件式(1)涉及用于規(guī)定包含于第一透鏡單元B1中的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材 料的部分色散比的條件。滿足條件式(1)的材料具有異常色散。不滿足條件式(1)的條件 的材料是不希望的，原因是減少二次光譜所需要的異常色散是低的。滿足條件式(1)的材料的例子包含含有20mol%或更多的二氧化碲(Te02) 的材料。與由以樹(shù)脂等制成的復(fù)型層構(gòu)成的光學(xué)元件相比，該材料可具有環(huán)境耐力(resistance)、易制造性、小的光學(xué)元件厚度限制和強(qiáng)的折光力。該材料關(guān)于濕度和溫度的 環(huán)境耐力是優(yōu)異的，并且具有足夠的硬度，由此，該負(fù)透鏡可被設(shè)置為最接近物側(cè)。條件式 ⑴的數(shù)值范圍更希望被設(shè)為由條件式(la)表達(dá)。由于玻璃材料的折射率容易增加并且對(duì) 于各種像差的校正效果變大，因此這是更希望的。-1. 68 X 1(T3 X vdln+0. 600 < 0 gFln < 3. 15 X 1(T4 X vdln2-l. 86 X 1(T2 X vdln+0. 878 (la)更希望條件式(1)的數(shù)值范圍被設(shè)為由條件式(lb)表達(dá)。-1. 68 X 1(T3 X vdln+0. 620 < 0 gFln < 3. 15 X 1(T4 X vdln2-l. 86 X 1(T2 X vdln+0. 878 (lb)更希望條件式⑴的數(shù)值范圍被設(shè)為由條件式(lc)表達(dá)。-1. 68 X10_3X vdln+0. 620 < 0 gFln < 3. 15X l(T4Xvdln2_l. 86 X10-2 X vdln+0. 800 (lc)條件式(2)涉及用于規(guī)定包含于第一透鏡單元B1中的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材 料的Abbe數(shù)的條件。當(dāng)Abbe數(shù)變得較大使得不滿足條件式(2)的上限時(shí)，色散太小，由此 難以校正在包含于第一透鏡單元B1中的正透鏡中產(chǎn)生的一次色差。更希望條件式(2)的 數(shù)值范圍被設(shè)為由下述的條件式(2a)表達(dá)。如果滿足條件式(2a)，那么易于校正一次色 差。10 < vdln < 27(2a)更希望條件式⑵的數(shù)值范圍被設(shè)為由條件式(2b)表達(dá)。15 < vdln < 27 (2b)更希望條件式⑵的數(shù)值范圍被設(shè)為由條件式(2c)表達(dá)。15 < vdln < 25 (2c)在實(shí)施例1 6中，被設(shè)置為最接近物側(cè)的第一透鏡具有異常色散。在實(shí)施例7 中，從物側(cè)算起的第一透鏡和第二透鏡具有異常色散。在實(shí)施例8中，從物側(cè)算起的第一透 鏡和第三透鏡具有異常色散。特別地，在實(shí)施例中的每一個(gè)中，設(shè)置從物側(cè)到像側(cè)依次具有 正折光力和負(fù)折光力的透鏡結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)具有高的變焦比和小的尺寸的變焦透鏡系統(tǒng)。第 一透鏡單元的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材料具有高的色散和異常色散的結(jié)構(gòu)被設(shè)置，以在望 遠(yuǎn)側(cè)減少二次光譜。當(dāng)?shù)谝煌哥R單元的至少一個(gè)負(fù)透鏡滿足條件式(1)和(2)時(shí)，廣角端 的橫向色差的產(chǎn)生可被減少，由此，容易減小第二透鏡單元和隨后的透鏡單元的尺寸。在實(shí)施例中的每一個(gè)中，為了獲得其中諸如軸向色差、橫向色差和球面像差的各 種像差被優(yōu)異地校正的高變焦比和小尺寸的變焦透鏡系統(tǒng)，希望滿足以下的各種條件中的 一個(gè)或更多個(gè)。第一透鏡單元B1的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的焦距由fin表示。第一透鏡單 元B1的焦距和第二透鏡單元B2的焦距分別由H和f2表示。變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的焦 距及其在望遠(yuǎn)端的焦距分別由fW和fT表示。望遠(yuǎn)端的F數(shù)由FnoT表示。第一透鏡單元B1的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的在光軸上 的厚度由tin表示。第二透鏡單元B2的透鏡的在光軸上的厚度中的最小厚度由t2min表 示。第一透鏡單元B1的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材料的努氏(Knoop)硬度由HKln表示。第 二透鏡單元B2的透鏡材料的努氏硬度中的最小努氏硬度由HK2min表示。在這種情況下，希望滿足以下的條件中的一個(gè)或更多個(gè)。0. 9 < |fln|/fl < 70. 0(3)5. 0 < fT/ | f2 | < 25. 0(4)0. 3 < fl/fT < 10. 0(5)
8
3. 2 < (fT/fff) /FnoT < 15. 01. 65 < Ndln < 2. 503. 0 < fl/|f2| < 10. 00. 8 < tln/t2min < 5. 00. 5 < HKln/HK2min
(6)
(7) ⑶
(9) (10)條件式(3)是用于規(guī)定第一透鏡單元B1中的具有高的色散和異常色散的所述至 少一個(gè)負(fù)透鏡的焦距的表達(dá)式。當(dāng)具有高的色散和異常色散的負(fù)透鏡的焦距太長(zhǎng)使得不 滿足條件式(3)的上限時(shí)，即，當(dāng)所述負(fù)透鏡的折光力太弱使得不滿足條件式(3)的上限 時(shí)，第一透鏡單元B1的一次色差被不充分地校正，由此殘留變焦期間的色差變動(dòng)。這是不 希望的。與此相反，為了充分地校正第一透鏡單元B1的一次色差，必須加長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)的總 長(zhǎng)，由此難以實(shí)現(xiàn)尺寸的減小。當(dāng)所述負(fù)透鏡的焦距太短使得不滿足條件式(3)的條件的 下限時(shí)，g卩，當(dāng)所述負(fù)透鏡的折光力太強(qiáng)使得不滿足條件式(3)的條件的下限時(shí)，佩茲伐和 (Petzval sum)在負(fù)側(cè)變得較大以增加像場(chǎng)彎曲。這是不希望的。另外，難以在第一透鏡單 元B1中抑制高次球面像差和有色球面像差。這是不希望的。希望條件式(3)的數(shù)值范圍被設(shè)為由下述的以下的條件式(3a)表達(dá)。因此，易于 在望遠(yuǎn)端校正球面像差。0. 9 < |fln|/fl < 10. 0(3a)更希望條件式(3)的數(shù)值范圍被設(shè)為由條件式(3b)表達(dá)。1. 0 < |fln|/fl < 5. 0(3b)條件式(4)基于第二透鏡單元B2的焦距規(guī)定整個(gè)系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端的焦距。當(dāng)?shù)诙?透鏡單元B2的焦距變得較小使得不滿足條件式(4)的上限時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)高的變焦比并且縮 短整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。但是，佩茲伐和沿負(fù)方向變得較大以增加像場(chǎng)彎曲。這是不希望的。當(dāng) 第二透鏡單元B2的焦距變得較大使得不滿足條件式(4)的下限時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)高的變焦比， 必須增加第二透鏡單元B2的移動(dòng)量或改進(jìn)設(shè)置在第二透鏡單元B2的像側(cè)的后透鏡組的倍 率變化作用。當(dāng)?shù)诙哥R單元B2的移動(dòng)量增加時(shí)，整個(gè)透鏡長(zhǎng)度加長(zhǎng)。這是不希望的。當(dāng) 改進(jìn)設(shè)置在第二透鏡單元B2的像側(cè)的后透鏡組的倍率變化作用時(shí)，整個(gè)透鏡系統(tǒng)的總長(zhǎng) 加長(zhǎng)，透鏡的數(shù)量增加。這是不希望的。希望條件式(4)的數(shù)值范圍被設(shè)為由以下的條件 式(4a)表達(dá)。因此，易于在整個(gè)變焦范圍上抑制像場(chǎng)彎曲和像散。這是希望的。7. 0 < fT/ | f2 | < 20. 0(4a)條件式(5)基于第一透鏡單元B1的焦距規(guī)定整個(gè)系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端的焦距。當(dāng)?shù)谝?透鏡單元B1的焦距太長(zhǎng)使得不滿足條件式(5)的上限時(shí)，難以在望遠(yuǎn)端處校正球面像差， 由此必須通過(guò)設(shè)置在第二透鏡單元B2的像側(cè)的后透鏡組校正球面像差。因此，后透鏡組的 透鏡的數(shù)量增加。這是不希望的。當(dāng)?shù)谝煌哥R單元B1的焦距太短使得不滿足條件式(5) 的下限時(shí)，色差在望遠(yuǎn)端處增加。這不希望的。希望條件式(5)的數(shù)值范圍被設(shè)為由以下 的條件式(5a)表達(dá)。因此，易于校正球面像差并減小整個(gè)系統(tǒng)的尺寸。0. 4 < fl/fT < 5. 0(5a)條件式(6)基于望遠(yuǎn)端的F數(shù)規(guī)定整個(gè)系統(tǒng)在廣角端的焦距和整個(gè)系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端 的焦距之間的比值。當(dāng)望遠(yuǎn)端處F數(shù)太大使得不滿足條件式(6)的上限時(shí)，易于在望遠(yuǎn)端 處校正球面像差和軸向色差以獲得高的成像性能。但是，由光闌(stop)導(dǎo)致的像面變動(dòng)增加。這是不希望的。當(dāng)望遠(yuǎn)端處F數(shù)變得較小使得不滿足條件式(6)的下限時(shí)，為了校正 望遠(yuǎn)端處球面像差，必須增加第一透鏡單元B1的透鏡的數(shù)量。因此，第一透鏡單元B1的尺 寸沿直徑方向增加。通過(guò)直徑方向的尺寸的增加，離軸光束的閃光(flare)成分在整個(gè)變 焦范圍上增加。這是不希望的。當(dāng)負(fù)透鏡的材料具有高的折射率使得不滿足條件式(7)的上限時(shí)，透鏡表面的曲 率半徑變得較大，由此難以校正各種像差，特別是校正廣角端的球面像差。當(dāng)負(fù)透鏡的材料 具有低的折射率使得不滿足條件式(7)的下限時(shí)，透鏡表面的曲率半徑減小以提供預(yù)定的 折光力，并由此難以校正像散。這是不希望的。還難以減小整個(gè)系統(tǒng)的尺寸。希望條件式 (7)的數(shù)值范圍被設(shè)為由以下的條件式(7a)表達(dá)。因此，易于進(jìn)一步減小整個(gè)系統(tǒng)的尺寸。1. 8 < Ndln < 2. 4(7a)條件式(8)被用于適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第二透鏡單元B2的焦距，由此維持適當(dāng)?shù)谋堵首兓?比并校正佩茲伐和。當(dāng)不滿足條件式(8)的上限時(shí)，在變焦期間第一透鏡單元B1和第二透 鏡單元B2的像差的變動(dòng)是大的，由此尤其難以校正像場(chǎng)彎曲。當(dāng)不滿足條件式(8)的下限 時(shí)，第二透鏡單元B2的移動(dòng)量變得較大以實(shí)現(xiàn)高的變焦比，并且，整個(gè)透鏡長(zhǎng)度和徑向尺 寸增加。這是不希望的。更希望條件式(8)的數(shù)值范圍被設(shè)為由以下的條件式(8a)表達(dá)。4. 0 < fl/| f2 | < 7. 0(8a)對(duì)于第一透鏡單元B1的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡限定條件式(9)以校正色差并且優(yōu) 異地校正球面像差和彗形像差。當(dāng)不滿足條件式(9)的上限時(shí)，相對(duì)于透鏡系統(tǒng)，第一透鏡 單元B1的所述負(fù)透鏡的尺寸變得較大。這是不希望的。當(dāng)不滿足條件式(9)的下限時(shí)，難 以保證第一透鏡單元B1的所述負(fù)透鏡的負(fù)折光力并且在望遠(yuǎn)端對(duì)于球面像差和彗形像差 獲得校正效果。更希望條件式(9)的數(shù)值范圍被設(shè)為由以下的條件式(9a)表達(dá)。0. 9 < tln/t2min < 4. 0(9a)條件式(10)規(guī)定由施加外力的環(huán)境或玻璃的自重和緊固(tighten)導(dǎo)致的變 形。在條件式(10)中，努氏硬度是表示工業(yè)材料的硬度的度量中的一種。通過(guò)將壓痕 (indentation)表面積除以所施加的測(cè)試力算出努氏硬度HK。
PHK =這里，L2 =壓痕表面積(單位mm2)Cp =校正系數(shù)(=0. 070279)P =重量(單位 kgf)。當(dāng)不滿足條件式(10)的下限時(shí)，機(jī)械性能是不夠的。當(dāng)?shù)谝煌哥R單元B1的所述 至少一個(gè)負(fù)透鏡位置最接近物側(cè)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)變形或畸變。這是不希望的。希望后透鏡組LR 包含至少一個(gè)非球面透鏡。為了將廣角端的F數(shù)設(shè)為相對(duì)小的值并簡(jiǎn)化后透鏡組的透鏡結(jié)構(gòu)，希望設(shè)置非球 面。希望得到的后透鏡組LR的折光力是正的。當(dāng)使得得到的后透鏡組LR的折光力為正時(shí)， 可以實(shí)現(xiàn)高的光學(xué)性能。希望后透鏡組LR包含具有正折光力的第三透鏡單元B3。因此，易于保證希望的變
10焦比、縮短整個(gè)透鏡長(zhǎng)度并簡(jiǎn)化透鏡系統(tǒng)。包含于第三透鏡單元B3中的透鏡具有非球面的 結(jié)構(gòu)是所希望的，原因在于，即使當(dāng)直徑比大時(shí)也可維持優(yōu)異的成像性能。如上所述，根據(jù)實(shí)施例中的每一個(gè)，當(dāng)各透鏡單元的結(jié)構(gòu)被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定時(shí)，獲得具 有高的變焦比和高的成像性能的變焦透鏡系統(tǒng)。下面，描述根據(jù)各實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)。在圖1、圖3、圖13和圖15 所示的實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例7和實(shí)施例8中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，如箭 頭所示，第二透鏡單元B2向像側(cè)移動(dòng)以執(zhí)行倍率變化。通過(guò)沿向物側(cè)凸起的軌跡移動(dòng)第四 透鏡單元B4校正由于倍率變化導(dǎo)致的像面變動(dòng)。變焦透鏡為在光軸上移動(dòng)第四透鏡單元 B4以執(zhí)行聚焦的后焦點(diǎn)類型。關(guān)于第四透鏡單元B4的實(shí)線曲線4a和虛線曲線4b分別表 現(xiàn)用于校正由于在無(wú)限遠(yuǎn)物體上聚焦期間和在近距離物體上聚焦期間的倍率變化導(dǎo)致的 像面變動(dòng)的移動(dòng)軌跡。第四透鏡單元B4如上面描述的那樣沿向物側(cè)凸起的軌跡移動(dòng)，由 此，第三透鏡單元B3和第四透鏡單元B4之間的間隔被用于有效縮短整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。在從 無(wú)限遠(yuǎn)物體到近距離物體的聚焦期間，第四透鏡單元向物側(cè)移動(dòng)。在實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例7和實(shí)施例8中，在變焦期間，第一透鏡單元B1和第 三透鏡單元B3被保持以將整個(gè)系統(tǒng)的可動(dòng)透鏡單元的數(shù)量設(shè)為兩個(gè)。因此，可在變焦期間 使整個(gè)透鏡長(zhǎng)度保持恒定?？讖焦怅@SP在變焦期間不移動(dòng)。因此，用于移動(dòng)孔徑光闌SP 的致動(dòng)器是不必要的，由此結(jié)構(gòu)可被簡(jiǎn)化。第一透鏡單元B1、第三透鏡單元B3和孔徑光闌SP在變焦和聚焦期間不沿光軸方 向移動(dòng)，但是，為了優(yōu)異地校正像差，如果必要的話，它們可以移動(dòng)。在圖5所示的實(shí)施例3中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，如箭頭所示，第一透 鏡單元B1向物側(cè)移動(dòng)并且第二透鏡單元B2向像側(cè)移動(dòng)。第三透鏡單元B3向物側(cè)非線性 移動(dòng)。第四透鏡單元B4沿向物側(cè)凸起的軌跡移動(dòng)，以校正由于倍率變化導(dǎo)致的像面變動(dòng)。 孔徑光闌SP沿向物側(cè)凸起的軌跡移動(dòng)。第四透鏡單元B4在光軸上移動(dòng)以執(zhí)行聚焦。在望遠(yuǎn)端處從無(wú)限遠(yuǎn)物體到近距離物體聚焦的情況下，如箭頭4c所示，第四透鏡 單元B4向物側(cè)移動(dòng)。關(guān)于第四透鏡單元B4的實(shí)線曲線4a和虛線曲線4b分別表現(xiàn)用于校 正由于在無(wú)限遠(yuǎn)物體上聚焦期間和在近距離物體上聚焦期間從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦導(dǎo) 致的像面變動(dòng)的移動(dòng)軌跡。重量輕的第四透鏡單元B4為了聚焦而移動(dòng)，由此有利于迅速的 聚焦。第四透鏡單元B4沿向物側(cè)凸起的軌跡移動(dòng)，由此第三透鏡單元B3和第四透鏡單元 B4之間的間隔被有效地用于有效縮短整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。當(dāng)變焦時(shí)，與廣角端的情況相比，在望 遠(yuǎn)端的情況下，第一透鏡單元B1移動(dòng)以位于物側(cè)，第二透鏡單元B2移動(dòng)以位于像面?zhèn)?，?第三透鏡單元B3移動(dòng)以位于物側(cè)。因此，在縮短整個(gè)透鏡長(zhǎng)度的同時(shí)獲得高的變焦比。孔 徑光闌SP沿向物側(cè)凸起的軌跡移動(dòng)，由此防止為了保持中間變焦位置中的周邊光束而增 大前透鏡直徑，由此減小前透鏡直徑。在圖7所示的實(shí)施例4中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，如箭頭所示，第一透 鏡單元B1向物側(cè)移動(dòng)并且第二透鏡單元B2向像側(cè)移動(dòng)，由此執(zhí)行主倍率變化。第三透鏡 單元B3和第四透鏡單元B4向物側(cè)移動(dòng)。第五透鏡單元B5沿非線性軌跡移動(dòng)，以校正由于 倍率變化導(dǎo)致的像面位置的變動(dòng)?？讖焦怅@SP獨(dú)立地向物側(cè)移動(dòng)。關(guān)于第五透鏡單元B5 的實(shí)線曲線5a和虛線曲線5b分別表現(xiàn)用于校正由于在無(wú)限遠(yuǎn)物體上聚焦期間和在近距離 物體上聚焦期間從廣角端到望遠(yuǎn)端的倍率變化導(dǎo)致的像面變動(dòng)的移動(dòng)軌跡。第五透鏡單元B5如上面描述的那樣沿向物側(cè)凸起的軌跡移動(dòng)，由此第四透鏡單元B4和第五透鏡單元B5 之間的間隔被用于有效縮短整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。在實(shí)施例4中，在從無(wú)限遠(yuǎn)物體到近距離物體的聚焦期間，如圖7中的線5c所示， 第五透鏡單元B5向物側(cè)移動(dòng)。在圖9所示的實(shí)施例5中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，第二透鏡單元B2向 像側(cè)移動(dòng)以執(zhí)行主倍率變化。第三透鏡單元B3沿向物側(cè)凸起的軌跡移動(dòng)以校正由于倍率 變化導(dǎo)致的像面變動(dòng)。通過(guò)第一透鏡單元B1執(zhí)行聚焦。當(dāng)要執(zhí)行從無(wú)限遠(yuǎn)物體到近距離 物體的聚焦時(shí)，第一透鏡單元B1如箭頭F所示的那樣向物側(cè)偏移。在實(shí)施例5中，在變焦期間，第一透鏡單元B1和第四透鏡單元B4被保持以將整個(gè) 系統(tǒng)的可動(dòng)透鏡單元的數(shù)量減少為兩個(gè)。因此，可以在變焦期間使整個(gè)透鏡長(zhǎng)度保持恒定。 在圖11所示的實(shí)施例6中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，各透鏡單元如箭頭所示的那 樣移動(dòng)。具體而言，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，第一透鏡單元B1向物側(cè)移動(dòng)并且第 二透鏡單元B2非線性地向像側(cè)移動(dòng)。第三透鏡單元B3非線性地向物側(cè)移動(dòng)。第四透鏡單 元B4非線性地向像側(cè)移動(dòng)。第五透鏡單元B5非線性地向物側(cè)移動(dòng)。孔徑光闌SP在變焦過(guò)程中與第三透鏡單元B3整體(integrally)移動(dòng)，但是，可 以與其分開(kāi)地移動(dòng)或者可被保持。在孔徑光闌SP與第三透鏡單元B3整體地移動(dòng)時(shí)，更可能 簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)。變焦透鏡為第二透鏡單元B2在光軸上移動(dòng)以執(zhí)行聚焦的后焦點(diǎn)類型。關(guān) 于第二透鏡單元B2的實(shí)線曲線2a和虛線曲線2b分別表現(xiàn)用于校正由于在無(wú)限遠(yuǎn)物體上 聚焦期間和在近距離物體上聚焦期間從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦導(dǎo)致的像面變動(dòng)的移動(dòng)軌 跡。例如，在各實(shí)施例中，當(dāng)在望遠(yuǎn)端處執(zhí)行從無(wú)限遠(yuǎn)物體到近距離物體的聚焦時(shí)，第二透 鏡單元B2如箭頭2c所示的那樣向物側(cè)移動(dòng)。在實(shí)施例3、實(shí)施例4和實(shí)施例6中，在變焦 期間，各透鏡單元移動(dòng)以減小透鏡系統(tǒng)的尺寸。因此，變焦期間的像差變動(dòng)被抑制。下面，參照?qǐng)D18和圖19描述各自使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中的任一個(gè)的變焦透 鏡系統(tǒng)作為圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的攝錄機(jī)和數(shù)字靜物照相機(jī)。在圖18中，照相機(jī)主體10包含圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)11、諸如(XD傳感器或CMOS傳 感器的固態(tài)圖像拾取元件(光電換能器)12和取景器13。圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)11包含根據(jù) 實(shí)施例1 8中的任一個(gè)的變焦透鏡系統(tǒng)。固態(tài)圖像拾取元件12被并入在照相機(jī)主體中， 并且接收通過(guò)圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)11形成的物體圖像。取景器13包含液晶顯示面板等，并 被用于觀察在固態(tài)圖像拾取元件12上形成的物體圖像。在圖19中，照相機(jī)主體20包含圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)21和諸如(XD傳感器或CMOS 傳感器的固態(tài)圖像拾取元件(光電換能器)22。圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)21包含根據(jù)實(shí)施例1 8中的任一個(gè)的變焦透鏡系統(tǒng)。固態(tài)圖像拾取元件22被并入在照相機(jī)主體中，并且接收通 過(guò)圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)21形成的物體圖像。下面，描述與實(shí)施例1 8對(duì)應(yīng)的數(shù)值實(shí)施例1 8。在數(shù)值實(shí)施例中，表面號(hào)“i” 是從物側(cè)算起的。另外，ri表示從物側(cè)算起的第i個(gè)表面的曲率半徑，而di表示從物側(cè)算 起的第i個(gè)表面和第(i+1)個(gè)表面之間的透鏡厚度和空氣間隔。并且，ndi和vdi分別表 示從物側(cè)算起的第i個(gè)光學(xué)構(gòu)件的材料的折射率和Abbe數(shù)。表1示出各條件式和各數(shù)值 實(shí)施例之間的關(guān)系。假定光軸方向?yàn)閄軸，與光軸垂直的方向是H軸，并且光行進(jìn)方向是正 的。在這種情況下，當(dāng)旁軸曲率半徑由R表示、圓錐常數(shù)由K表示并且非球面系數(shù)由A4 A10 0111
0112
0113
0114
0115
0116
表示時(shí)，非球面形狀由以下的表達(dá)式表達(dá)。 式2
0141
0142
0143
0144
0145
0146
0147
0117]表面號(hào)Rdndvd0gF0118]143. 8591. 1518466626.80579970119]220. 6434. 6516030065.40540160120]3-520.7770. 200121]419. 6443. 3116968055.50543350122]561. 808(可變)0123]648. 1450. 6018830040.80566720124]75. 0992. 300125]8-22. 4050. 6017725049.60552050126]912. 5930. 500127]1010.1031. 4719228618.90649520128]1150. 485(可變)0129]12*10. 0142. 511.5831359.40.542300130]13-156.3941. 400131]14 (光闌)OO2. 300132]1535. 1070. 6018466623.80620460133]169. 9890. 150134]17*11. 0081. 851.5831359.40.542300135]18-94. 159(可變)0136]1915. 8381. 7318040046.60557180137]20-18.7070. 5519228618.90649520138]21-54. 476(可變)0139]22OO1. 0015163364.10535240140]23OO1. 00
像面①
非球面數(shù)據(jù) 第十二表面 K = -8. 85802e-001 A8 = 5.21683e-009 第十七表面 K = -3. 29557e-002
A4 = 3. 56682e-005
A4 = -2. 10744e-004
A6 = -3.42001e-007CN 10852911 A說(shuō)明書(shū)
2337. 807 (可變)
24*16. 564 2. 501.58313 59.4 0.54230
25-114.982 (可變)
26① 1.001.51633 64.1 0.53524
27① 2.00
像面oo
非球面數(shù)據(jù)
第十五表面
K = -1. 79527e-001A4 = -1. 55788e--004A6 = -4. 02659e-007
A8 = -9. 95380e-008A10 = 2. 12024e--009
第二十四表面
K = 3. 17692e+000A4 = -1. 15655e-004 A6 = -3. 79021e_007
A8 = -2. 08695e-008
各種數(shù)據(jù)
變焦比18. 56
廣角中間望遠(yuǎn)
焦距5. 1618. 3495. 85
F數(shù)2. 853. 615. 27
場(chǎng)角36. 8811. 932. 32
像高3. 883. 883. 88
整個(gè)透鏡長(zhǎng)度86. 7692. 18118.76
BF10. 6717. 1412. 33
d50. 7022. 0741. 23
dl327. 769. 823. 52
dl48. 764. 722. 07
d211. 640. 955. 02
d232. 012. 2419. 36
d258. 0114. 489. 67
變焦透鏡單元數(shù)據(jù)
透鏡單元最物側(cè)面焦距
1163. 72
26-9. 46
314OO
41519. 45
522-90.25
62425. 00
726OO
數(shù)值實(shí)施例5
單位mm
整個(gè)透鏡長(zhǎng)度61. 83618361. 83
BF8. 8411425. 19
d60. 55108021. 05
dl222. 5512302. 05
dl75. 793.219. 44
d206. 529.102. 87
變焦透鏡單元S女據(jù)
透鏡單元最物側(cè)面焦距
1131.85
27-5.50
31317.64
41815.72
521OO
數(shù)值實(shí)施例8
單位mm
表面數(shù)據(jù)
表面號(hào)Rdndvd0gF
144. 4121. 201.8466623. 80.62046
222. 5804. 381.6031160. 60.56923
3-2093. 8930. 20
422. 1900. 552.0080010. 20.56923
521. 5772. 621.7673549. 60.56115
664. 083(可變)
744. 0760. 801.8830040. 80.56672
86. 3202. 08
9-24. 2660. 501.7990947. 10.56561
107. 6110. 80
119. 1981. 521.9228618. 90.64952
1238. 947(可變)
13 (光闌)OO1. 56
14*7. 0243. 361.5831359. 40.54230
15*-44. 3230. 15
1611. 2370. 701.8466623. 80.62046
176. 476(可變)
1812. 6083. 041.4874970. 20.53001
19-5. 6300. 601.8061033. 30.58811
20-9.706(可變)
21OO2. 001.5163364. 10.53524
22OO1. 00
像面OC)
非球面數(shù)據(jù)
第十四表面
K = -5. 35812e--001A4 ==-9. 25135e-006
A8 = -3. 52289e-009
第十五表面
K = -4. 04570e+001A4 ==2.09662e-004
各種數(shù)據(jù)
變焦比19. 94
廣角中間望遠(yuǎn)
焦距3. 639. 8972. 40
F數(shù)1. 852. 203. 50
場(chǎng)角28. 8511. 431. 58
像高2. 002. 002. 00
整個(gè)透鏡長(zhǎng)度61. 8861. 8861. 88
BF8. 8311. 445. 18
d60. 5510. 9121. 28
dl222. 7812. 412. 05
dl75. 663. 059. 31
d206. 519. 122. 86
變焦透鏡單元■〔據(jù)
透鏡單元最物側(cè)面焦距
1132. 02
27-5. 55
31317. 64
41815. 77
521OO
表1對(duì)應(yīng)于與實(shí)施例相關(guān)的條件式的值
A6 = -2. 55624e-007
A6 = -2. 84336e-006
24 雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例 性實(shí)施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這些修改與等同的結(jié)構(gòu) 和功能。
權(quán)利要求
一種變焦透鏡系統(tǒng)，該變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正折光力的第一透鏡單元；具有負(fù)折光力的第二透鏡單元；和包含具有正折光力的透鏡單元的后透鏡組，其中，第一透鏡單元和第二透鏡單元中的至少一個(gè)為了變焦而移動(dòng)，使得望遠(yuǎn)端處第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間隔比廣角端處第一透鏡單元和第二透鏡單元之間的間隔大，第一透鏡單元包含至少一個(gè)負(fù)透鏡，并且，滿足以下的條件-1.68×10-3×vd1n+0.585＜θgF1n＜3.15×10-4×vd1n2-1.86×10-2×vd1n+0.878；和5＜vd1n＜27這里，vd1n和θgF1n分別表示所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材料的Abbe數(shù)和部分色散比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足以下的條件 0. 9 < fln|/fl < 70. 0這里，fin表示第一透鏡單元的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的焦距，而Π表示第一透鏡單元 的焦距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足以下的條件 5. 0 < fT/ I f 2 < 25. 0這里，fT表示所述變焦透鏡系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端處的焦距，而f2表示第二透鏡單元的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足以下的條件0.3 < fl/fT < 10. 0這里，fT表示所述變焦透鏡系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端處的焦距，而fl表示第一透鏡單元的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足以下的條件 3. 2 < (fT/fff) /FnoT < 15. 0這里，fff表示所述變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端處的焦距，fT表示所述變焦透鏡系統(tǒng)在望遠(yuǎn) 端處的焦距，而FnoT表示所述變焦透鏡系統(tǒng)在望遠(yuǎn)端處的F數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足以下的條件1.65 < Ndln < 2. 50這里，Ndln表示第一透鏡單元的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材料的折射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足以下的條件 3. O < fl/|f2 < 10. O這里，Π表示第一透鏡單元的焦距，而f2表示第二透鏡單元的焦距。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足以下的條件 0. 8 < tln/t2min < 5. O這里，tin表示第一透鏡單元的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的在光軸上的厚度，而t2min表示 在包含于第二透鏡單元中的透鏡的在光軸上的厚度之中厚度最小的透鏡的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，滿足以下的條件 0.5 < HKln/HK2min這里，HKln表示第一透鏡單元的所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材料的努氏硬度，而HK2min表 示在包含于第二透鏡單元中的透鏡的材料的努氏硬度之中努氏硬度最小的透鏡的材料的努氏硬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，所述后透鏡組包含從物側(cè)到像側(cè)依次設(shè)置 的具有正折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，所述后透鏡組包含從物側(cè)到像側(cè)依次設(shè)置 的具有負(fù)折光力的第三透鏡單元和具有正折光力的第四透鏡單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，其中，所述后透鏡組包含從物側(cè)到像側(cè)依次設(shè)置 的具有正折光力的第三透鏡單元、具有負(fù)折光力的第四透鏡單元和具有正折光力的第五透 鏡單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡系統(tǒng)，該變焦透鏡系統(tǒng)在光電換能器上形成圖像。
14.一種圖像拾取裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1 13中的任一項(xiàng)的變焦透鏡系統(tǒng)；和 用于接收通過(guò)變焦透鏡系統(tǒng)形成的圖像的光電換能器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變焦透鏡系統(tǒng)和包含變焦透鏡系統(tǒng)的圖像拾取裝置，其中可以以平衡的方式優(yōu)異地校正色差、球面像差和彗形像差以在整個(gè)變焦范圍上獲得優(yōu)異的光學(xué)性能，所述變焦透鏡系統(tǒng)從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正折光力的第一透鏡單元；具有負(fù)折光力的第二透鏡單元；和包含具有正折光力的透鏡單元的后透鏡組，其中，第一透鏡單元和第二透鏡單元中的至少一個(gè)為了變焦而移動(dòng)，使得望遠(yuǎn)端處它們之間的間隔比廣角端處的間隔大，第一透鏡單元包含至少一個(gè)負(fù)透鏡，并且，所述至少一個(gè)負(fù)透鏡的材料的Abbe數(shù)(vd1n)和部分色散比(θgF1n)被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
文檔編號(hào)G02B15/16GK101852911SQ20101014988
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者宮澤伸幸, 齋藤慎一郎, 木村友紀(jì) 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社