專利名稱：變焦鏡頭以及采用該變焦鏡頭的光學(xué)裝置的制作方法
背景技術(shù)：
相關(guān)
背景技術(shù)：
目前，隨著采用固態(tài)圖象傳感器的相機(jī)(光學(xué)裝置)例如攝像機(jī)、數(shù)字相機(jī)和電子靜態(tài)相機(jī)的功能改進(jìn)，需要其中所用光學(xué)系統(tǒng)的高光學(xué)性能與其尺寸的減小之間的兼容性。
另外，在這種類型的相機(jī)中，必須在鏡頭最后部與圖象傳感器之間設(shè)置各種光學(xué)部件，例如低通濾波器和彩色校正濾波器，從而其中所用光學(xué)系統(tǒng)需要具有較長后焦距的透鏡系統(tǒng)。另外，在采用彩色圖象傳感器的相機(jī)的場合，其中所用光學(xué)系統(tǒng)需要具有令人滿意的象方遠(yuǎn)心特性以防止顏色遮光(colorshade)。
在日本專利申請公開No.63-135913(對應(yīng)于美國專利No.4,838,666)、日本專利申請公開No.7-261083等中已經(jīng)提出了一種既滿足后焦距也滿足遠(yuǎn)心特性的包括以負(fù)—正—正光焦度排列的三個透鏡單元的變焦透鏡系統(tǒng)。
日本專利申請公開No.7-52256公開了一種變焦鏡頭，包括三個透鏡單元，從物方起以負(fù)—正—正光焦度排列，在從廣角端向攝遠(yuǎn)端變焦時第二與第三透鏡單元之間的距離增大。
美國專利No.5434710的說明書中公開了一種變焦鏡頭，包括三個透鏡單元，從物方起以負(fù)—正—正光焦度排列，在從廣角端向攝遠(yuǎn)端變焦時第二與第三透鏡單元之間的距離減小。
日本專利申請公開No.3-288113(對應(yīng)于美國專利No.5,270,863)公開了一種含有變焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)，其變焦鏡頭包括以負(fù)—正—正光焦度排列的三個透鏡單元，其中負(fù)光焦度的第一透鏡單元是靜止的，移動正光焦度的第二和第三透鏡單元以進(jìn)行光焦度變化。
日本專利申請公開No.2000-147381(對應(yīng)于美國專利No.6,243,213B)、日本專利申請公開No.2000-137164和美國專利No.4465343公開了一種變焦鏡頭，包括以負(fù)—正—正光焦度排列的三個透鏡單元，利用第二單元進(jìn)行聚焦。
日本專利申請公開No.2000-111798(對應(yīng)于美國專利No.6,308,011B)公開了一種變焦鏡頭，包括三個透鏡單元，從物方起以負(fù)—正—正光焦度排列。在該變焦鏡頭中，同時提供了固定在象平面一側(cè)的用于插入濾波器等的必要長度透鏡后焦距和用于固態(tài)圖象傳感器的必要遠(yuǎn)心特性，其中在保持2以上變焦比的同時盡可能多的減小總長度，以提供小型的變焦鏡頭。
日本專利申請公開No.60-31110(對應(yīng)于美國專利No.4,687,302)公開了一種變焦鏡頭，包括四個透鏡單元，從物方起以負(fù)—正—正—正光焦度排列，其中在從廣角端向攝遠(yuǎn)端變焦時第二與第三透鏡單元之間的距離減小，而第四透鏡單元在變焦過程中靜止。
日本專利申請公開No.4-14764(對應(yīng)于美國專利No.4,687,302)公開了一種變焦鏡頭，包括四個透鏡單元，以負(fù)—正—正—正光焦度排列，其中利用第三透鏡單元進(jìn)行聚焦。
現(xiàn)在的固態(tài)圖象傳感器具有大量象素，并且在特定的圖象尺寸中象素尺寸有變得相當(dāng)小的趨勢。其結(jié)果是，照相鏡頭需要具有比相同圖象尺寸的傳統(tǒng)鏡頭更高的光學(xué)性能。
另外，需要一種變焦鏡頭，其中用于插入濾波器等的必要透鏡后焦面固定在透鏡系統(tǒng)之后，同時實(shí)現(xiàn)用于減少固態(tài)圖象傳感器遮光(shade)的必要遠(yuǎn)心特性，減小總長度以提供較高變焦比的小型變焦鏡頭。
例如，在日本專利申請公開No.2000-147381、日本專利申請公開№.2000-137164和美國專利№.4465343公開的三透鏡單元變焦鏡頭中，在象平面附近的整個變焦范圍內(nèi)沒有設(shè)置正透鏡單元，從而難以確保足夠長的出射光瞳以提供遠(yuǎn)心特性。為了確保足夠長的出射光瞳，必須放松(relax)第一單元的光焦度，結(jié)果使得廣角端的總透鏡長度變得相當(dāng)大。
在日本專利申請公開No.60-31110所公開的變焦鏡頭中，其透鏡數(shù)目較多，使得透鏡系統(tǒng)整體上變得相當(dāng)大。
在日本專利申請公開No.4-14764公開的變焦鏡頭中，在廣角端第二與第三透鏡單元之間的空氣間距較小，從而難以在廣角范圍確保足夠長的出射光瞳。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明一個方面的變焦鏡頭，其特征在于包括一負(fù)光焦度的第一透鏡單元；一正光焦度的第二透鏡單元，該第二透鏡單元包括一相對該單元中最大間距設(shè)置在物方的正光焦度的第一透鏡子單元，和一設(shè)置在象方的正光焦度的第二透鏡子單元；和一正光焦度的第三透鏡單元，第一至第三透鏡單元從物方至象方以上述順序排列，其中通過移動該透鏡單元使在攝遠(yuǎn)端第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的距離小于在廣角端且在攝遠(yuǎn)端第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的距離大于在廣角端以進(jìn)行變焦，通過移動第二透鏡子單元或第三透鏡單元進(jìn)行聚焦，并且當(dāng)在廣角端對無限遠(yuǎn)處的物體進(jìn)行聚焦時，假設(shè)第一透鏡子單元與第二透鏡子單元之間的距離為d2abw并且在廣角端整個系統(tǒng)的焦距為fw，則滿足下述條件0.2＜d2abw/fw＜1.0。
另外，根據(jù)本發(fā)明另一方面的變焦鏡頭，其特征在于包括:
一負(fù)光焦度的第一透鏡單元；一正光焦度的第二透鏡單元，該第二透鏡單元包括一相對該單元中最大間距設(shè)置在物方的正光焦度的第一透鏡子單元，和一設(shè)置在象方的正光焦度的第二透鏡子單元；和一正光焦度的第三透鏡單元，第一至第三透鏡單元從物方至象方以上述順序排列，其中通過移動該透鏡單元使在攝遠(yuǎn)端第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的距離小于在廣角端且在攝遠(yuǎn)端第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的距離大于在廣角端以進(jìn)行變焦，通過移動第二透鏡子單元以進(jìn)行聚焦，
在攝遠(yuǎn)端從第一透鏡子單元出射的光束基本上是無焦的，并且假設(shè)在攝遠(yuǎn)端對無限遠(yuǎn)處物體進(jìn)行聚焦時第二透鏡子單元的成象放大率為β2bt，則滿足下述條件-0.30＜β2bt＜0.55。
圖26為表示數(shù)字實(shí)施例7的變焦鏡頭在廣角端的象差曲線；圖27為表示數(shù)字實(shí)施例7的變焦鏡頭在中間變焦位置的象差曲線；圖28為表示數(shù)字實(shí)施例7的變焦鏡頭在攝遠(yuǎn)端的象差曲線；圖29A、29B和29C為根據(jù)數(shù)字實(shí)施例8的變焦鏡頭的剖面圖；圖30為表示數(shù)字實(shí)施例8的變焦鏡頭在廣角端的象差曲線；圖31為表示數(shù)字實(shí)施例8的變焦鏡頭在中間變焦位置的象差曲線；圖32為表示數(shù)字實(shí)施例8的變焦鏡頭在攝遠(yuǎn)端的象差曲線；以及圖33為表示數(shù)字相機(jī)的示意圖。
優(yōu)選實(shí)施例的描述下面參照


本發(fā)明的變焦鏡頭以及采用該變焦鏡頭的光學(xué)裝置的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)圖1A、1B和1C為根據(jù)下面所述數(shù)字實(shí)施例1的變焦鏡頭的剖面圖。圖2至圖4為分別表示數(shù)字實(shí)施例1的變焦鏡頭在廣角端、中間變焦位置和攝遠(yuǎn)端的象差曲線。
圖5A、5B和5C為根據(jù)下面所述數(shù)字實(shí)施例2的變焦鏡頭的剖面圖。圖6至圖8為分別表示數(shù)字實(shí)施例2的變焦鏡頭在廣角端、中間變焦位置和攝遠(yuǎn)端的象差曲線。
圖9A、9B和9C為根據(jù)下面所述數(shù)字實(shí)施例3的變焦鏡頭的剖面圖。圖10至圖12為分別表示數(shù)字實(shí)施例3的變焦鏡頭在廣角端、中間變焦位置和攝遠(yuǎn)端的象差曲線。
圖13A、13B和13C為根據(jù)下面所述數(shù)字實(shí)施例4的變焦鏡頭的剖面圖。圖14至圖16為分別表示數(shù)字實(shí)施例4的變焦鏡頭在廣角端、中間變焦位置和攝遠(yuǎn)端的象差曲線。
在圖1、5、9和13中所示的各數(shù)字實(shí)施例變焦鏡頭的剖面圖中，標(biāo)記L1表示負(fù)光焦度(光焦度為焦距的倒數(shù))的第一透鏡單元，標(biāo)記L2表示正光焦度的第二透鏡單元，標(biāo)記L3表示正光焦度的第三透鏡單元，標(biāo)記SP表示孔徑光闌(光圈)，以及標(biāo)記IP表示象平面，此處設(shè)置有固態(tài)圖象傳感器例如CCD或CMOS。標(biāo)記G表示一玻璃塊，其對應(yīng)于濾波器、分色棱鏡等。
第二透鏡單元L2包括正光焦度的第一透鏡子單元L2a和正光焦度的第二透鏡子單元L2b，其間間隔以在該第二透鏡單元L2中為最大的空氣間隙，第二透鏡子單元L2b沿光軸方向移動以進(jìn)行從無限遠(yuǎn)處物體向有限距離處物體的聚焦。
實(shí)施例1的變焦鏡頭具有負(fù)先焦度的第一透鏡單元L1，正光焦度的第二透鏡單元L2，和正光焦度的第三透鏡單元L3，從物方以上述順序排列，移動這些透鏡單元使第一透鏡單元L1與第二透鏡單元L2之間的距離在攝遠(yuǎn)端小于在廣角端，并且第二透鏡單元L2與第三透鏡單元L3之間的距離在攝遠(yuǎn)端大于在廣角端，以進(jìn)行變焦。然后，假設(shè)在廣角端對無限遠(yuǎn)處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第一透鏡子單元L2a與第二透鏡子單元L2b之間的距離為d2abw，整個系統(tǒng)在廣角端的焦距為fw，滿足下述條件0.2＜d2abw/fw＜1.0…(1)另外，假設(shè)在攝遠(yuǎn)端從第一透鏡子單元L2a出射的光束基本上是無焦的，且在攝遠(yuǎn)端對無限遠(yuǎn)處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第二透鏡子單元L2b的成象放大率為β2bt，則滿足下述條件-0.30＜β2bt＜0.55…(2)當(dāng)稱所述光束基本上是無焦的時候，指的是第一透鏡單元L1和第一透鏡子單元L2a的組合焦距f12a大致為滿足如下條件的幅值20×fw＜|f12a|在實(shí)施例1的變焦透鏡中，通過移動正光焦度的第二透鏡單元L2進(jìn)行主要光焦度的變化，通過負(fù)光焦度的第一透鏡單元L1的大致往復(fù)移動來校正由于光焦度變化引起的象點(diǎn)位移。當(dāng)變焦過程中正光焦度的第三透鏡單元L3靜止時，它對光焦度的變化沒有影響。然而，它參與了由圖象傳感器尺寸減小引起的照相鏡頭光焦度的增大，并且減小了由第一和第二透鏡單元構(gòu)成的短變焦系統(tǒng)的光焦度，因而限制了構(gòu)成特別是第一透鏡單元L1的各透鏡中象差的產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)令人滿意的光學(xué)性能。另外，通過使正光焦度的第三透鏡單元L3用作向場透鏡(a field lens)，可以實(shí)現(xiàn)特別是采用固態(tài)圖象傳感器的照相設(shè)備中所需的象方遠(yuǎn)心成象。
另外，考慮到聚焦，采用了所謂的其中使小而輕的第二透鏡子單元L2b移動的內(nèi)聚焦系統(tǒng)，從而可以方便地實(shí)現(xiàn)快速聚焦。另外，通過適當(dāng)設(shè)置透鏡結(jié)構(gòu)，可以消除聚焦時象差的波動。
另外，在變焦和聚焦時使第三透鏡單元L3靜止，從而簡化鏡筒結(jié)構(gòu)。
雖然在實(shí)施例1變焦鏡頭的所有數(shù)字實(shí)施例中第三透鏡單元L3在變焦時是靜止的，但是該透鏡單元也可以是可移動的。這使得鏡筒結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，但是可以方便地進(jìn)一步消除變焦時象差的波動。
在實(shí)施例1中，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b置于同一個凸輪上，在變焦過程中通過與第二透鏡單元L2可操作連接的驅(qū)動器來驅(qū)動各目標(biāo)距離相對于第一透鏡子單元L2a的差動變化，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡化。
下面說明各條件表達(dá)式的含義。
在條件式(1)中，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b在廣角端其間的距離d2abw由廣角端的焦距fw標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)超出條件式(1)的上限值時，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離變得太大，使得用于驅(qū)動第二透鏡子單元L2b的驅(qū)動機(jī)構(gòu)尺寸不利地變大。
當(dāng)超出條件式(1)的下限值時，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離變得太大，廣角端的出射光瞳位置變得太短，使得遮光影響不利地變大。
更優(yōu)選的是，條件式(1)的數(shù)值范圍設(shè)定如下0.3＜d2abw/fw＜0.7…(1a)下面說明條件式(2)的技術(shù)含義。
在實(shí)施例1的變焦鏡頭中，通過第二透鏡單元L2的第二透鏡子單元L2b進(jìn)行聚焦。必須簡單地設(shè)置機(jī)械結(jié)構(gòu)并且適當(dāng)?shù)卦O(shè)置攝遠(yuǎn)端第二透鏡子單元L2b的聚焦靈敏度以限制由聚焦導(dǎo)致的各種象差波動。
假定在攝遠(yuǎn)端第二透鏡子單元L2b和第三透鏡單元L3的相應(yīng)成象放大率是β2bt和β3t，第二透鏡子單元L2b的聚焦靈敏度可以如下表示(1-β2bt2)×β3t2。為了保持適當(dāng)?shù)撵`敏度，在攝遠(yuǎn)端從第一透鏡子單元L2a發(fā)出的光束必須基本上是無焦的，并且對無限遠(yuǎn)處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第二透鏡子單元L2b的成象放大率必須設(shè)定得足夠低。
條件式(2)即是基于上述要求的。
當(dāng)超出條件式(2)的上限值并且第二透鏡子單元L2b的成象放大率變得太大時，第二透鏡子單元L2b的聚焦靈敏度降低，并且離焦量增大。因此，當(dāng)對遠(yuǎn)攝區(qū)域的近處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時，第二和第一透鏡子單元L2b和L2a相互干擾，使得難以縮短靠攏距離。
另一方面，當(dāng)超出條件式(2)的下限值并且第二透鏡子單元L2b的成象放大率變得太小時，從第一透鏡子單元L2a出射的光束呈現(xiàn)較強(qiáng)發(fā)散并且在遠(yuǎn)攝區(qū)域由聚焦導(dǎo)致的場曲波動不利地增大。
更優(yōu)選的是，條件式(2)的設(shè)置范圍設(shè)定如下-0.10＜β2bt＜0.52…(2a)通過上述結(jié)構(gòu)，該實(shí)施例的變焦鏡頭可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本目的。然而，為了在整個可調(diào)光焦度范圍和整個象平面獲得較高的光學(xué)性能，需要滿足一個或多個下述要求。
(A-1)假定對無限遠(yuǎn)處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間在廣角端和攝遠(yuǎn)端的距離分別為d2abw和d2abt，對距離為500×fw處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間在廣角端和攝遠(yuǎn)端的距離分別為d2abw#fo和d2abt#fo，滿足下述條件(d2abt-d2abt#fo)＞(d2abw-d2abw#fo)…(3)條件式(3)用以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置聚焦時當(dāng)?shù)诙哥R子單元L2b展開時第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離。當(dāng)條件式(3)不能滿足時，透鏡系統(tǒng)的整體尺寸不利地增大。
(A-2)當(dāng)從廣角端向攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離應(yīng)當(dāng)改變。
當(dāng)從廣角端向攝遠(yuǎn)端變焦時通過如此改變第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離，可以以更令人滿意的方式校正由光焦度變化導(dǎo)致的象差波動。
并且在實(shí)施例1中，變焦鏡頭被認(rèn)為是包括三個透鏡單元。然而，在數(shù)字實(shí)施例1、2和3的變焦鏡頭情況下，當(dāng)變焦過程中第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離改變時，變焦鏡頭可以認(rèn)為是包括以負(fù)—正—正—正光焦度排列的四個透鏡單元。
(A-3)應(yīng)當(dāng)設(shè)置一個光闌SP，用以與第一透鏡子單元L2a一體移動。
(A-4)光闌SP應(yīng)當(dāng)設(shè)置在第一透鏡子單元L2a的物方。上述(A-3)和(A-4)是用于實(shí)現(xiàn)前透鏡直徑減小并且滿意地進(jìn)行象差校正的條件。
(A-5)第一透鏡單元L1應(yīng)當(dāng)只是由一個具有非球面的負(fù)透鏡元件和一個正透鏡元件構(gòu)成的兩個透鏡元件形成。這使得易于減小第一透鏡單元的厚度以實(shí)現(xiàn)尺寸的降低同時校正在廣角區(qū)域的畸變。
(A-6)第一透鏡子單元L2a應(yīng)當(dāng)包括至少一個由一正透鏡元件和一負(fù)透鏡元件膠合在一起的膠合透鏡。校正軸向色差所需的正和負(fù)透鏡是高度靈敏的，因而最好將其膠合在一起以防止制造過程中性能的惡化。
(A-7)第一透鏡子單元L2a應(yīng)當(dāng)包括至少兩個正透鏡元件。這使得可以前移第一透鏡子單元的主點(diǎn)，從而可以防止在遠(yuǎn)攝區(qū)域與第一透鏡單元的物理干擾。
(A-8)第二透鏡子單元L2b應(yīng)當(dāng)由單透鏡元件或膠合透鏡構(gòu)成的單一透鏡組元單獨(dú)形成。通過使第二透鏡子單元的透鏡結(jié)構(gòu)最小化，可以容易地實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)尺寸的減小。
(A-9)第三透鏡單元L3應(yīng)當(dāng)由單透鏡元件形成。通過使第三透鏡單元最小化，可以防止在廣角端與第二透鏡子單元的干擾并實(shí)現(xiàn)尺寸的減小。
(A-10)第三透鏡單元L3在變焦過程中應(yīng)當(dāng)是靜止的。這使得可以用簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)制作鏡筒。
下面具體說明數(shù)字實(shí)施例1至4的變焦鏡頭的鏡頭結(jié)構(gòu)。
在數(shù)字實(shí)施例1至4中，第一透鏡單元L1由兩個透鏡構(gòu)成設(shè)置在物方的負(fù)彎月透鏡，在物方呈凸表面并且在象方呈非球面；和正彎月透鏡，在物方呈凸表面。
在數(shù)字實(shí)施例1中，第一透鏡子單元L2a由三個透鏡構(gòu)成一個正透鏡，和一個膠合透鏡，其中膠合透鏡整體上具有正的光焦度，并且通過一在兩方都具有凸表面的正透鏡和一在兩方都具有凹表面的負(fù)透鏡膠合而成。
在數(shù)字實(shí)施例2至4中，第一透鏡子單元L2a由三個透鏡構(gòu)成一個在物方曲率大于(其曲率半徑小于)在象方曲率的正透鏡，其兩方形成凸表面；和一個膠合透鏡，通過將一個其兩方形成凸表面的正透鏡和一個其兩方形成凹表面的負(fù)透鏡膠合在一起而成，整體上具有負(fù)的光焦度。
在數(shù)字實(shí)施例1至4中，在第二透鏡單元L2的物方設(shè)有一個光闌SP，在變焦過程中光闌SP與第二透鏡單元L2一體移動。
在數(shù)字實(shí)施例1至4中，在第一透鏡子單元L2a中膠合透鏡物方一側(cè)的正透鏡的物方一側(cè)設(shè)有非球面。
在數(shù)字實(shí)施例1、2和4中，第二透鏡子單元L2b由一個膠合透鏡構(gòu)成，通過將一個在物方具有凸表面的負(fù)透鏡和一個在兩方都具有凸表面的正透鏡膠合在一起而成。
在數(shù)字實(shí)施例3中，第二透鏡子單元L2b由一個其兩側(cè)都是凸表面的單個正透鏡構(gòu)成。
在數(shù)字實(shí)施例1至4中，第三透鏡子單元L3由一個單正透鏡構(gòu)成。
在數(shù)字實(shí)施例3中，第三透鏡單元L3的正透鏡在物方具有非球面。
在變焦過程中，在數(shù)字實(shí)施例1至4中，第一透鏡單元L1以往復(fù)運(yùn)動軌跡移動，第一透鏡單元L1在廣角端和在攝遠(yuǎn)端的位置基本相同，在中間區(qū)域沿著凸向象方的軌跡進(jìn)行移動。
在數(shù)字實(shí)施例1至4中，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b在變焦過程中移向物方。在數(shù)字實(shí)施例1和2中，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離在從廣角端至攝遠(yuǎn)端的變焦過程中降低。在數(shù)字實(shí)施例3中，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離在從廣角端至攝遠(yuǎn)端的變焦過程中首先增加，然后降低，此距離在攝遠(yuǎn)端比在廣角端要大一些。在數(shù)字實(shí)施例4中，第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離在從廣角端至攝遠(yuǎn)端的變焦過程中不變。
下面說明數(shù)字實(shí)施例1至4中的數(shù)據(jù)。在這些數(shù)字實(shí)施例中，符號i表示從物方起此表面的順序數(shù)，符號Ri表示各表面的曲率半徑，符號Di表示第i和第i+1表面之間的元件厚度或空氣間距，以及Ni和vi分別表示針對d-線的折射率和阿貝常數(shù)。最靠近象方的兩個表面構(gòu)成玻璃塊G，對應(yīng)于晶體低通濾波器、紅外截止濾波器等。假定在從光軸測量高度為H處沿光軸方向的位移為x，以表面頂點(diǎn)作為基準(zhǔn)，則非球面結(jié)構(gòu)可以表示如下[方程1]X=(1/2)H21+1-(1+K)(H/R)2+AH2+BH4+CH6+DH8+EH10]]>其中R為曲率半徑，K為圓錐常數(shù)，A、B、C、D和E為非球面系數(shù)。
另外，[e-X]表示[×10-X]。
表1表示上述條件式與數(shù)字實(shí)施例1至4中不同值之間的關(guān)系。
數(shù)字實(shí)施例1f＝6.70～19.10Fno＝2.88～5.002ω＝68.4～26.8R1＝95.655D1＝1.50N1＝1.802380ν1＝40.8*R2＝5.705 D2＝2.18R2＝10.647D3＝2.05N2＝1.846659ν2＝23.8R4＝31.989D4＝可變R5＝光闌 D5＝0.80*R6＝6.035 D6＝2.24N3＝1.743300ν3＝49.2R7＝-14.355 D7＝0.70N4＝1.674788ν4＝34.4R8＝5.311 D8＝0.68R9＝24.734D9＝1.20N5＝1.847000ν5＝23.8R10＝-6224.560D10＝可變R11＝19.837 D11＝0.60 N6＝1.846659ν6＝23.8R12＝9.564D12＝1.80 N7＝1.487490ν7＝70.2R13＝-23.098 D13＝可變R14＝16.000 D14＝1.65 N8＝1.487000ν8＝70.4R15＝-383.541 D15＝1.50R16＝∞ D16＝3.10 N9＝1.516330ν9＝64.2R17＝∞焦距 6.70 12.86 19.10可變間距D4 17.15 5.30 1.12D103.05 2.77 2.50D133.44 11.72 19.99非球面系數(shù)第二表面k＝1.30000e+00 A＝0 B＝3.91358e-04 C＝2.47171e-07 D＝-3.57102e-08 E＝4.67101e-10第六表面k＝6.85202e-03 A＝0 B＝-2.83480e-04 C＝3.66671e-06 D＝-1.22280e-06 E＝4.61961e-08
數(shù)字實(shí)施例2f＝6.75～17.62 Fno＝2.88～4.90 2ω＝68.0～29.0R1＝48.560 D1＝1.50 N1＝1.802380ν1＝40.8*R2＝5.255D2＝2.20R3＝9.202D3＝2.14 N2＝1.846659ν2＝23.8R4＝20.208 D4＝可變R5＝光闌 D5＝0.80R6＝6.781D6＝2.00 N3＝1.603112ν3＝60.7R7＝-42.096 D7＝0.20*R8＝10.553 D8＝2.31 N4＝1.740130ν4＝49.2R9＝-7.122 D9＝0.70 N5＝1.749497ν5＝35.3R10＝4.926 D10＝可變R11＝41.969 D11＝0.60N6＝1.698947ν6＝30.1R12＝16.946 D12＝1.74N7＝1.696797ν7＝55.5R13＝-68.041 D13＝可變R14＝18.000 D14＝2.00N8＝1.487490ν8＝70.2R15＝-54.148 D15＝1.50R16＝∞ D16＝3.23N9＝1.516330ν9＝64.2R17＝∞焦距 6.75 12.16 17.62可變間距D4 15.165.98 2.46D10 4.09 3.80 3.55D13 1.62 8.02 14.39非球面系數(shù)第二表面k＝-1.06670e+00 A＝0 B＝4.30431e-04 C＝1.54471e-06 D＝5.01190e-08 E＝-9.58836e-10第八表面k＝1.19778e+00 A＝0 B＝-5.99304e-04 C＝-8.60711e-06 D＝-1.23239e-06 E＝4.79022e-08
數(shù)字實(shí)施例3f＝4.49～8.61Fno＝2.88～4.022ω＝73.5～42.5R1＝80.453 D1＝1.30N1＝1.802380 ν1＝40.8*R2＝3.144 D2＝1.39R3＝6.364 D3＝2.00N2＝1.846659 ν2＝23.8R4＝22.763 D4＝可變R5＝光闌D5＝0.59R6＝5.387 D6＝1.84N3＝1.696797 ν3＝55.5R7＝-24.511 D7＝0.59*R8＝42.292 D8＝1.64N4＝1.743300 ν4＝49.2R9＝-5.476 D9＝0.66N5＝1.698947 ν5＝30.1R10＝4.702 D10＝可變R11＝16.441 D11＝1.94 N6＝1.487490 ν6＝70.2R12＝-10.475D12＝可變*R13＝13.248 D13＝1.50 N7＝1.487490 ν7＝70.2R14＝-89.455D14＝1.10R15＝∞ D15＝2.30 N8＝1.516330 ν8＝64.2R16＝∞焦距 4.496.148.61可變間距D4 8.324.961.98D10 1.993.182.84D12 1.593.577.08非球面系數(shù)第二表面k＝-1.26671e+00 A＝0 B＝1.98495e-03 C＝1.78263e-05 D＝-3.89544e-06 E＝1.54685e-07第八表面k＝6.85202e-03A＝0 B＝-1.94477e-03 C＝3.27632e-05 D＝-3.11268e-05 E＝3.51825e-06第十三表面k＝0.00000e+00A＝0 B＝3.36681e-05 C＝8.26694e-06 D＝-1.04884e-06 E＝3.52403e-08
數(shù)字實(shí)施例4f＝6.75～17.62Fno＝2.88～4.902ω＝68.0～29.0R1＝48.471 D1＝1.50N1＝1.802380ν1＝40.8*R2＝5.270D2＝2.21R3＝9.214D3＝2.14N2＝1.846659ν2＝23.8R4＝20.234 D4＝可變R5＝光闌 D5＝0.80R6＝6.788D6＝2.00N3＝1.603112ν3＝60.7R7＝-40.782 D7＝0.20*R8＝10.555 D8＝2.32N4＝1.740130ν4＝49.2R9＝-6.963 D9＝0.70N5＝1.749497ν5＝35.3R10＝4.919 D10＝4.10R11＝41.659 D11＝0.60 N6＝1.698947ν6＝30.1R12＝17.413 D12＝1.75 N7＝1.696797ν7＝55.5R13＝-70.421 D13＝可變R14＝18.000 D14＝2.00 N8＝1.487490ν8＝70.2R15＝-54.405 D15＝1.50R16＝∞ D16＝3.23 N9＝1.516330ν9＝64.2R17＝∞焦距 6.7512.19 17.62可變間距D4 15.22 6.00 2.46D131.667.85 14.04非球面系數(shù)第二表面k＝1.04670e+00 A＝0 B＝4.09984e-04 C＝1.40934e-06 D＝7.47026e-08 E＝-1.55583e-09第八表面k＝1.18413e+00 A＝0 B＝-6.00015e-04 C＝-8.91980e-06 D＝-1.20969e-06 E＝4.79022e-08表1

(第二實(shí)施例)圖17A至17C為表示根據(jù)下面所述數(shù)字實(shí)施例5的變焦鏡頭的剖面圖。圖18至圖20為數(shù)字實(shí)施例5的變焦鏡頭在廣角端、中間變焦位置和攝遠(yuǎn)端的象差曲線。
圖21A至21C為表示根據(jù)下面所述數(shù)字實(shí)施例6的變焦鏡頭的剖面圖。圖22至圖24為數(shù)字實(shí)施例6的變焦鏡頭在廣角端、中間變焦位置和攝遠(yuǎn)端的象差曲線。
圖25A至25C為表示根據(jù)下面所述數(shù)字實(shí)施例7的變焦鏡頭的剖面圖。圖26至圖28為數(shù)字實(shí)施例7的變焦鏡頭在廣角端、中間變焦位置和攝遠(yuǎn)端的象差曲線。
圖29A至29C為表示根據(jù)下面所述數(shù)字實(shí)施例8的變焦鏡頭的剖面圖。圖30至圖32為數(shù)字實(shí)施例8的變焦鏡頭在廣角端、中間變焦位置和攝遠(yuǎn)端的象差曲線。
在剖面圖17、21、25和29中所示數(shù)字實(shí)施例的各變焦鏡頭中，與實(shí)施例1中具有相同標(biāo)記所表示的部件具有與實(shí)施例1中部件相同的功能。實(shí)施例2與實(shí)施例1之間最大的不同在于，在實(shí)施例2中，從無限遠(yuǎn)處物體至有限遠(yuǎn)處物體的調(diào)焦是通過移動第三透鏡單元L3進(jìn)行的。
以此方式，通過采用所謂的后焦距系統(tǒng)，其中聚焦是通過移動小且輕的第三透鏡單元L3進(jìn)行的，使得易于進(jìn)行快速調(diào)焦，并且通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置透鏡結(jié)構(gòu)，減小了調(diào)焦時的象差波動。
也可以在變焦時移動第三透鏡單元L3。這使得易于減小變焦時的象差波動。
另外，與實(shí)施例1中一樣，假設(shè)在廣角端第一透鏡子單元L2a與第二透鏡子單元L2b之間的距離為d2abw，整個系統(tǒng)在廣角端的焦距為fw，則該實(shí)施例的變焦鏡頭滿足如下條件0.2＜d2abw/fw＜1.0…(1)另外，假設(shè)第二透鏡子單元L2b和第三透鏡單元L3的焦距分別為f2b和f3，則該實(shí)施例滿足如下條件f2b＜f3 …(4)條件式(4)涉及第二透鏡子單元L2b與第三透鏡單元L3之間焦距的關(guān)系。通過如條件式(4)所示將焦距f3設(shè)定得大于焦距f2b，可以容易地獲得總長度進(jìn)一步減小的系統(tǒng)。
另外，最好f2b和f3滿足如下條件1.1＜f3/f2b＜2.0 …(5)如果f3為超過條件式(5)上限值的較大值，則第三透鏡單元L3的光焦度變得太弱，從而增加了聚焦時第三透鏡單元L3的移動量(離焦量)，結(jié)果使得整個系統(tǒng)的尺寸不利地增大。另一方面，如果f2b為超過條件式(5)下限值的較大值，則第二透鏡子單元L2b的光焦度變得太弱，使得變焦時出射光瞳位置的波動不利地增大。
下面具體說明數(shù)字實(shí)施例5至8的變焦鏡頭結(jié)構(gòu)。
在數(shù)字實(shí)施例5至8中，第一透鏡單元L1由兩個透鏡構(gòu)成，以下述順序從物方設(shè)置在物方呈凸表面并且在象方呈非球面的負(fù)彎月透鏡；和在物方呈凸表面的正彎月透鏡。
在數(shù)字實(shí)施例5、6和8中，第一透鏡子單元L2a由一個透鏡組件構(gòu)成，通過將一在其兩側(cè)都具有凸表面的正透鏡和一在其兩側(cè)都具有凹表面的負(fù)透鏡膠合在一起成為一個整體。
在數(shù)字實(shí)施例7中，第一透鏡子單元L2a在物方是凸表面的單個正透鏡構(gòu)成。
在數(shù)字實(shí)施例5至8中，在第一透鏡子單元L2a的物方設(shè)有一個孔徑光闌SP，在變焦過程中孔徑光闌SP與第一透鏡子單元L2a一體移動。
在數(shù)字實(shí)施例5至8中，在第一透鏡子單元L2a最靠近物方的表面設(shè)有非球面。
在數(shù)字實(shí)施例5至8中，第二透鏡子單元L2b由一個透鏡構(gòu)成，通過將一個在物方具有凸表面的負(fù)透鏡和一個在其兩側(cè)都具有凸表面的正透鏡膠合在一起而成。
在數(shù)字實(shí)施例5至8中，第三透鏡子單元L3由一個單正透鏡構(gòu)成。
在數(shù)字實(shí)施例6和7中，非球面設(shè)置在第三透鏡單元L3的正透鏡的物方一側(cè)。
在變焦過程中，第一透鏡單元L1以往復(fù)運(yùn)動軌跡移動，第一透鏡單元L1的位置在廣角端和在攝遠(yuǎn)端基本相同，該單元沿著凸向象方的軌跡進(jìn)行移動。
另外，在所有數(shù)字實(shí)施例中，在從廣角端至攝遠(yuǎn)端的光焦度變化中第一和第二透鏡子單元L2a和L2b向物方移動。在數(shù)字實(shí)施例5至7中，進(jìn)行移動時減小第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離，而在數(shù)字實(shí)施例8中，進(jìn)行移動時不改變第一和第二透鏡子單元L2a和L2b之間的距離。
下面說明數(shù)字實(shí)施例5至8中的數(shù)據(jù)。
另外，表2表示上述條件式與數(shù)字實(shí)施例5至8中不同值之間的關(guān)系。
數(shù)字實(shí)施例5f＝6.69～19.09 Fno＝2.88～5.00 2ω＝68.4～26.8R1＝184.449D1＝1.50 N1＝1.802380 ν1＝40.8*R2＝5.841 D2＝2.19R3＝10.532 D3＝2.00 N2＝1.846659 ν2＝23.8*R4＝32.426 D4＝可變R5＝光闌 D5＝0.80*R6＝5.862 D6＝2.30 N3＝1.802380 ν3＝40.8R7＝-16.990D7＝0.70 N4＝1.713765 ν4＝33.3R8＝5.139 D8＝可變R9＝11.058 D9＝0.60 N5＝1.860320 ν5＝28.6R10＝6.247 D10＝2.15 N6＝1.494054 ν6＝69.5R11＝-17.178 D11＝可變R12＝22.395D12＝1.65 N7＝1.487490 ν7＝70.2R13＝-69.404 D13＝可變R14＝∞D(zhuǎn)14＝3.10 N8＝1.516330 ν8＝64.2R15＝∞焦距6.6913.4319.09可變間距D418.17 6.12 2.42D82.521.59 2.40D11 3.1313.1521.44D13 3.003.00 3.00非球面系數(shù)第二表面k＝-2.13513e+00 A＝0 B＝8.30712e-04 C＝-9.70575e-06 D＝7.05621e-08 E＝-5.14318e-10第四表面k＝0.00000e+00 A＝0 B＝3.88722e-05 C＝-1.01838e-06 D＝5.82592e-08 E＝-3.53652e-10第八表面k＝-2.15316e-01 A＝0 B＝-1.56419e-04 C＝1.37232e-07 D＝-3.99679e-07 E＝1.44205e-08
數(shù)字實(shí)施例6f＝4.49～8.61Fno＝2.88～4.06 2ω＝73.5～42.5R1＝19726.824D1＝1.10N1＝1.802380ν1＝40.8*R2＝3.408D2＝1.61R3＝7.398D3＝1.31N2＝1.846659ν2＝23.8R4＝23.544 D4＝可變R5＝光闌 D5＝0.59*R6＝4.887D6＝1.41N3＝1.743300ν3＝49.2R7＝-10.712 D7＝0.52N4＝1.530098ν4＝51.2R8＝5.082D8＝可變R9＝9.625D9＝0.44R10＝4.010 D10＝1.62R11＝-9.603 D11＝可變 N5＝1.846659ν5＝23.8*R12＝11.040 D12＝1.28 N6＝1.500524ν6＝62.6R13＝283.406 D13＝1.10R14＝∞ D14＝2.28 N7＝1.487000ν7＝70.4R15＝∞N8＝1.516330ν8＝64.2焦距 496.53 8.61可變間距D47.45 3.80 1.89D10 1.93 1.74 1.55D13 4.33 7.29 10.26非球面系數(shù)第二表面k＝-1.30000e+00 A＝0 B＝1.21009e-03 C＝-6.02818e-06 D＝-1.41438e-06 E＝8.11980e-08第六表面k＝6.85202e-03 A＝0 B＝-1.11855e-03 C＝1.43075e-05 D＝-8.93001e-06 E＝7.60689e-07第十四表面k＝0.00000e+00 A＝0 B＝-5.15160e-04 C＝2.60423e-05 D＝-2.42357e-06 E＝1.05607e-07
數(shù)字實(shí)施例7f＝4.49～8.62 Fno＝2.88～3.96 2ω＝73.5～42.5R1＝43.809 D1＝1.10N1＝1.743300ν1＝49.2*R2＝3.388 D2＝1.89R3＝7.510 D3＝1.40N2＝1.846659ν2＝23.8R4＝15.849 D4＝可變R5＝光闌 D5＝0.59*R6＝4.225 D6＝1.20N3＝1.743300ν3＝49.2*R7＝7.542 D7＝可變R8＝15.632 D8＝0.60N4＝1.846659ν4＝23.8R9＝4.095 D9＝2.88N5＝1.570989ν5＝50.8R10＝-10.469 D10＝可變*R11＝16.000D11＝1.11 N6＝1.693500ν6＝53.2R12＝96.804D12＝1.10R13＝∞D(zhuǎn)13＝2.28 N7＝1.516330ν7＝64.2R14＝∞焦距 4.49 6.54 8.62可變間距D4 8.09 4.09 1.98D7 2.12 1.90 1.68D10 2.35 5.38 8.42非球面系數(shù)第二表面k＝-1.26655e+00 A＝0 B＝1.36048e-03 C＝5.59113e-05 D＝-7.31206e-06 E＝3.07291e-07第六表面k＝-3.69906e-01 A＝0 B＝2.44272e-03 C＝2.45121e-04 D＝2.35484e-05 E＝1.61948e-06第七表面k＝0.00000e+00 A＝0 B＝4.48079e-03 C＝3.41112e-04 D＝7.09351e-05 E＝5.42141e-06第十一表面k＝0.00000e+00 A＝0 B＝-4.18680e-04 C＝3.37068e-05 D＝-4.97321e-06 E＝2.65887e-07
數(shù)字實(shí)施例8f＝6.76～19.09 Fno＝2.88～5.002ω＝67.8～26.8R1＝140.621D1＝1.50N1＝1.802380ν1＝40.8*R2＝5.801 D2＝2.20R3＝10.507 D3＝2.00N2＝1.846659ν2＝23.8*R4＝31.769 D4＝可變R5＝光闌 D5＝0.80*R6＝5.874 D6＝2.41N3＝1.802380ν3＝40.8R7＝-15.021D7＝0.70N4＝1.713765ν4＝32.5R8＝4.991 D8＝2.52R9＝11.021 D9＝0.60N5＝1.860320ν5＝28.6R10＝6.718 D10＝2.15 N6＝1.494054ν6＝69.5R11＝-18.053 D11＝可變R12＝20.893D12＝1.65 N7＝1.487490ν7＝70.2R13＝-111.058 D13＝可變R14＝∞D(zhuǎn)14＝3.10 N8＝1.516330ν8＝64.2R15＝∞焦距6.7612.72 19.09可變間距D4 18.17 6.772.42D113.2312.24 21.25D133.003.003.00非球面系數(shù)第二表面k＝-2.07337e+00 A＝0 B＝8.01568e-04 C＝-8.25158e-06 D＝8.57719e-08 E＝-1.48257e-09第四表面k＝0.00000e+00A＝0 B＝4.66298e-05 C＝-1.38758e-06 D＝3.82302e-08 E＝4.40160e-10第六表面k＝-1.96956e-01 A＝0 B＝-1.64445e-04 C＝3.22940e-07 D＝-4.35061e-07 E＝1.44205e-08表2

(第三實(shí)施例)下面參照圖33說明采用實(shí)施例1和2的變焦鏡頭作為照相光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)字相機(jī)的實(shí)施例。
在圖33中，標(biāo)記10表示相機(jī)主體，標(biāo)記11表示由根據(jù)上述實(shí)施例1和2的變焦鏡頭形成的照相光學(xué)系統(tǒng)，標(biāo)記12表示設(shè)在相機(jī)主體中的內(nèi)置閃光燈，標(biāo)記13表示外部型取景器，以及標(biāo)記14表示快門按鈕。在照相光學(xué)系統(tǒng)11中，物體圖象形成在固態(tài)圖象傳感器(未畫出)上并且作為電子信息被記錄。
通過將本發(fā)明的變焦鏡頭如此應(yīng)用于光學(xué)裝置例如數(shù)字相機(jī)中，可以實(shí)現(xiàn)具有較高光學(xué)性能的小型光學(xué)裝置。
根據(jù)上述實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)由少量透鏡構(gòu)成并且具有較高光學(xué)性能的小型變焦鏡頭以及采用該變焦鏡頭的光學(xué)裝置。
特別地，在具有負(fù)正正光焦度結(jié)構(gòu)的三透鏡單元的變焦鏡頭中，通過最佳設(shè)置各透鏡單元的透鏡結(jié)構(gòu)，采用非球面時非球面的位置，變焦時透鏡單元的移動方式，以及聚焦方法，可以實(shí)現(xiàn)如下的變焦鏡頭，其中整個系統(tǒng)的透鏡數(shù)量得以減小以減小總透鏡長度，具有近似為3的變焦比，具有明亮而且較高的光學(xué)性能，包括廣角范圍，適用于數(shù)字靜態(tài)相機(jī)、攝像機(jī)等，以及采用該光學(xué)鏡頭的光學(xué)裝置。
權(quán)利要求
1.一種變焦鏡頭，從物方至象方依次包括一負(fù)光焦度的第一透鏡單元；一正光焦度的第二透鏡單元，該第二透鏡單元包括一相對該第二透鏡單元中最大間距設(shè)置在物方的正光焦度的第一透鏡子單元，和一設(shè)置在象方的正光焦度的第二透鏡子單元；和一正光焦度的第三透鏡單元，其中通過移動該透鏡單元使在攝遠(yuǎn)端第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的距離小于在廣角端且在攝遠(yuǎn)端第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的距離大于在廣角端以進(jìn)行變焦，其中通過移動第二透鏡子單元或第三透鏡單元進(jìn)行聚焦，并且其中當(dāng)在廣角端對無限遠(yuǎn)處的物體進(jìn)行聚焦時，假設(shè)第一透鏡子單元與第二透鏡子單元之間的距離為d2abw并且在廣角端整個系統(tǒng)的焦距為fw，則滿足下述條件0.2＜d2abw/fw＜1.0。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中在攝遠(yuǎn)端從第一透鏡子單元出射的光束基本上是無焦的，并且其中，假設(shè)在攝遠(yuǎn)端對無限遠(yuǎn)處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第二透鏡子單元的成象放大率為β2bt，則滿足下述條件-0.30＜β2bt＜0.55。
3.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，假設(shè)對無限遠(yuǎn)處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第一透鏡子單元和第二透鏡子單元之間在廣角端和攝遠(yuǎn)端的距離分別為d2abw和d2abt，并且對距離為500×fw處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第一和第二透鏡子單元之間在廣角端和攝遠(yuǎn)端的距離分別為d2abw#fo和d2abt#fo，則滿足下述條件(d2abt-d2abt#fo)＞(d2abw-d2abw#fo)。
4.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中在從廣角端至攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時，第一透鏡子單元與第二透鏡子單元之間的距離改變。
5.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，還包括一個孔徑光闌，適于在變焦過程中與第一透鏡子單元一體移動。
6.如權(quán)利要求5所述的變焦鏡頭，其中所述孔徑光闌設(shè)置在第一透鏡子單元的物方。
7.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中第一透鏡單元由一具有非球面的負(fù)透鏡元件和一正透鏡元件構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中第一透鏡子單元具有至少一個膠合透鏡，其通過將一正透鏡元件和一負(fù)透鏡元件膠合在一起形成。
9.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中第一透鏡子單元具有至少兩個正透鏡元件。
10.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中第二透鏡子單元由單一透鏡組元構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求10所述的變焦鏡頭，其中第二透鏡子單元由一單透鏡元件構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求10所述的變焦鏡頭，其中第二透鏡子單元由一膠合透鏡構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中第三透鏡單元由一單透鏡元件構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中第三透鏡單元在變焦時并不移動。
15.如權(quán)利要求15所述的變焦鏡頭，其中，假設(shè)第二透鏡子單元和第三透鏡單元的焦距分別為f2b和f3，則滿足如下條件f2b＜f3。
16.如權(quán)利要求15所述的變焦鏡頭，其中，假設(shè)第二透鏡子單元和第三透鏡單元的焦距分別為f2b和f3，則滿足如下條件1.1＜f3/f2b＜2.0。
17.一種變焦鏡頭，從物方至象方依次包括一負(fù)光焦度的第一透鏡單元；一正光焦度的第二透鏡單元，該第二透鏡單元包括一相對該第二透鏡單元中最大間距設(shè)置在物方的正光焦度的第一透鏡子單元，和一設(shè)置在象方的正光焦度的第二透鏡子單元；和一正光焦度的第三透鏡單元，其中通過移動該透鏡單元使在攝遠(yuǎn)端第一透鏡單元與第二透鏡單元之間的距離小于在廣角端且在攝遠(yuǎn)端第二透鏡單元與第三透鏡單元之間的距離大于在廣角端以進(jìn)行變焦，其中通過移動第二透鏡子單元以進(jìn)行聚焦，其中在攝遠(yuǎn)端從第一透鏡子單元出射的光束基本上是無焦的，并且其中，假設(shè)在攝遠(yuǎn)端對無限遠(yuǎn)處物體進(jìn)行聚焦時第二透鏡子單元的成象放大率為β2bt，則滿足下述條件-0.30＜β2bt＜0.55。
18.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，其中，假設(shè)對無限遠(yuǎn)處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第一透鏡子單元和第二透鏡子單元之間在廣角端和攝遠(yuǎn)端的距離分別為d2abw和d2abt，并且對距離為500×fw處物體實(shí)現(xiàn)聚焦時第一和第二透鏡子單元之間在廣角端和攝遠(yuǎn)端的距離分別為d2abw#fo和d2abt#fo，則滿足下述條件(d2abt-d2abt#fo)＞(d2abw-d2abw#fo)。
19.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，其中在從廣角端至攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦時，第一透鏡子單元與第二透鏡子單元之間的距離改變。
20.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，還包括一孔徑光闌，適于在變焦過程中與第一透鏡子單元一體移動。
21.如權(quán)利要求20所述的變焦鏡頭，其中所述孔徑光闌設(shè)置在第一透鏡子單元的物方。
22.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，其中第一透鏡單元由一具有非球面的負(fù)透鏡元件和一個正透鏡元件構(gòu)成。
23.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，其中第一透鏡子單元具有至少一個膠合透鏡，其通過將一正透鏡元件和一負(fù)透鏡元件膠合在一起而形成。
24.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，其中第一透鏡子單元具有至少兩個正透鏡元件。
25.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，其中第二透鏡子單元由單一透鏡組元構(gòu)成。
26.如權(quán)利要求25所述的變焦鏡頭，其中第二透鏡子單元由一單透鏡元件構(gòu)成。
27.如權(quán)利要求25所述的變焦鏡頭，其中第二透鏡子單元由一膠合透鏡構(gòu)成。
28.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，其中第三透鏡單元由一單透鏡元件構(gòu)成。
29.如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭，其中第三透鏡單元在變焦時并不移動。
30.一種光學(xué)裝置，包括一如權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭；和一固態(tài)圖象傳感器，用于接收由所述變焦鏡頭形成的象。
31.一種光學(xué)裝置，包括一如權(quán)利要求17所述的變焦鏡頭；和一固態(tài)圖象傳感器，用于接收由所述變焦鏡頭形成的象。
全文摘要
變焦鏡頭,包括負(fù)－正－正光焦度的第一、第二和第三透鏡單元。第二透鏡單元包括相對單元中最大間距在物方的正光焦度第一透鏡子單元和在象方的正光焦度第二透鏡子單元。第一至第三透鏡單元從物方至象方順序排列。移動透鏡單元使在攝遠(yuǎn)端第一與第二透鏡單元間距離小于廣角端且在攝遠(yuǎn)端第二與第三透鏡單元間距離大于廣角端以進(jìn)行變焦。移動第二或第三透鏡單元進(jìn)行調(diào)焦。當(dāng)在廣角端對無限遠(yuǎn)物體調(diào)焦時,第一與第二透鏡子單元間距離及在廣角端整個系統(tǒng)焦距滿足預(yù)定條件。
文檔編號G02B15/177GK1374544SQ0114591
公開日2002年10月16日 申請日期2001年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
發(fā)明者伊藤良紀(jì) 申請人:佳能株式會社