變焦鏡頭、光學(xué)設(shè)備和用于制造變焦鏡頭的方法
【專利摘要】一種變焦鏡頭包括沿著光軸從物體側(cè)順序布置的具有正光焦度的第一透鏡組(G1)、具有負光焦度的第二透鏡組(G2)、具有正光焦度的第三透鏡組(G3)和具有正光焦度的第四透鏡組(G4)。如果第二透鏡組(G2)的焦距是f2，并且當(dāng)變焦鏡頭處于廣角端狀態(tài)中時變焦鏡頭的焦距是fw，則變焦鏡頭滿足公式1.90＜(-f2)/fw＜3.00。
【專利說明】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)備和一種用于制造變焦鏡頭的方法。
技術(shù)背景
[0002]用于攝影機、電子靜態(tài)照相機等的像捕捉鏡頭的變焦鏡頭已經(jīng)實現(xiàn)了更小的尺寸和更高的變焦比(例如見專利文獻I)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)列表
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本公開專利公報N0.2010-160242 (A)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的問題
[0007]近來對于變焦鏡頭要求進而更高的變焦比。
[0008]鑒于前述，本發(fā)明的一個目的在于提供在具有高變焦比時是小的并且具有高的光學(xué)性能的變焦鏡頭和光學(xué)設(shè)備，和用于制造變焦鏡頭的方法。
[0009]問題解決方案
[0010]為了實現(xiàn)這個目的，根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭是下述變焦鏡頭，按照從物體的次序，該變焦鏡頭具有:具有正光焦度的第一透鏡組；具有負光焦度的第二透鏡組；具有正光焦度的第三透鏡組；和具有正光焦度的第四透鏡組，其中滿足以下條件表達式。
[0011]1.90<(-f2)/fw<3.00
[0012]其中f2表示第二透鏡組的焦距，并且fw表示變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中的焦距。
[0013]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式。
[0014]70.00< vdpl
[0015]其中V dpi表示在第一透鏡組中最靠近像平面設(shè)置的正透鏡的阿貝數(shù)。
[0016]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式。
[0017]0.005< (-f2) /ft<0.048
[0018]其中ft表示變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
[0019]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式。
[0020]0.05<fl/ft<0.50
[0021]其中fl表示第一透鏡組的焦距，并且ft表示變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
[0022]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，按照從物體的次序，第一透鏡組包括負透鏡和正透鏡的膠合透鏡、第一正透鏡和第二正透鏡。
[0023]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是在變焦時，第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組分別地沿著光軸移動。
[0024]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是在變焦時，第二透鏡組沿著光軸朝向像平面移動，并且然后朝向物體移動。
[0025]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是在變焦時，第四透鏡組沿著光軸朝向物體移動，并且然后朝向像平面移動。
[0026]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是孔徑光闌設(shè)置在第二透鏡組和第四透鏡組之間，并且在變焦時，孔徑光闌與第三透鏡組一起地移動。
[0027]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是孔徑光闌設(shè)置在第二透鏡組和第三透鏡組之間。
[0028]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，按照從物體的次序，第三透鏡組包括第一正透鏡、膠合透鏡、第二正透鏡和負透鏡。
[0029]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第三透鏡組的膠合透鏡是正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
[0030]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第三透鏡組的膠合透鏡是按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
[0031]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第三透鏡組的膠合透鏡具有負光焦度。
[0032]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是，按照從物體的次序，第二透鏡組包括第一負透鏡、第二負透鏡和膠合透鏡。
[0033]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第二透鏡組的膠合透鏡是正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
[0034]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第二透鏡組的膠合透鏡是按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
[0035]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第二透鏡組的膠合透鏡具有正光焦度。
[0036]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第四透鏡組包括正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
[0037]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第四透鏡組包括按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
[0038]在這個變焦鏡頭中，優(yōu)選的是第三透鏡組包括至少一個非球面透鏡。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備包括上述變焦鏡頭。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的用于變焦鏡頭的制造方法是用于制造下述變焦鏡頭的方法，該變焦鏡頭按照從物體的次序包括:具有正光焦度的第一透鏡組；具有負光焦度的第二透鏡組；具有正光焦度的第三透鏡組；和具有正光焦度的第四透鏡組，
[0041 ] 并且滿足以下條件表達式。
[0042]1.90<(-f2)/fw<3.00
[0043]其中f2表示第二透鏡組的焦距，并且fw表示變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中的焦距。
[0044]在這個制造方法中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式。
[0045]70.00< vdpl
[0046]其中V dpi表示在第一透鏡組中最靠近像平面設(shè)置的正透鏡的阿貝數(shù)。
[0047]在這個制造方法中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式。
[0048]0.005< (-f2) /ft<0.048
[0049]其中ft表示變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
[0050]在這個制造方法中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式。
[0051]0.05<fl/ft<0.50
[0052]其中fl表示第一透鏡組的焦距，并且ft表示變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
[0053]本發(fā)明的有利效果
[0054]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在具有高變焦比時是小的并且具有高的光學(xué)性能的變焦鏡頭和光學(xué)設(shè)備，和用于制造變焦鏡頭的方法。
[0055]附圖簡要說明
[0056]圖1示出根據(jù)實例I的變焦鏡頭的配置和從廣角端狀態(tài)(W)到遠攝端狀態(tài)(T)的變焦軌跡；
[0057]圖2是示出根據(jù)實例I的變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0058]圖3是示出根據(jù)實例I的變焦鏡頭的各種像差的多組曲線圖，其中圖3A是示出變焦鏡頭在第一中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖，圖3B是示出變焦鏡頭在第二中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖，并且圖3C是示出變焦鏡頭在第三中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0059]圖4是示出根據(jù)實例I的變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0060]圖5示出根據(jù)實例2的變焦鏡頭的配置和從廣角端狀態(tài)(W)到遠攝端狀態(tài)(T)的變焦軌跡；
[0061]圖6是示出根據(jù)實例2的變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0062]圖7是示出根據(jù)實例2的變焦鏡頭的各種像差的多組曲線圖，其中圖7A是示出變焦鏡頭在第一中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖，圖7B是示出變焦鏡頭在第二中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖，并且圖7C是示出變焦鏡頭在第三中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0063]圖8是示出根據(jù)實例2的變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0064]圖9示出根據(jù)實例3的變焦鏡頭的配置和從廣角端狀態(tài)(W)到遠攝端狀態(tài)(T)的變焦軌跡；
[0065]圖10是示出根據(jù)實例3的變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0066]圖11是示出根據(jù)實例3的變焦鏡頭的各種像差的多組曲線圖，其中圖1lA是示出變焦鏡頭在第一中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖，圖1lB是示出變焦鏡頭在第二中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖，并且圖1lC是示出變焦鏡頭在第三中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0067]圖12是示出根據(jù)實例3的變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0068]圖13示出根據(jù)實例4的變焦鏡頭的配置和從廣角端狀態(tài)(W)到遠攝端狀態(tài)(T)的變焦軌跡；
[0069]圖14是示出根據(jù)實例4的變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0070]圖15是示出根據(jù)實例4的變焦鏡頭的各種像差的多組曲線圖，其中圖15A是示出變焦鏡頭在第一中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖，圖15B是示出變焦鏡頭在第二中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖，并且圖15C是示出變焦鏡頭在第三中間焦距狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0071]圖16是示出根據(jù)實例4的變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中聚焦在無窮遠時的各種像差的一組曲線圖；
[0072]圖17示出包括根據(jù)這個實施例的變焦鏡頭的數(shù)字照相機(光學(xué)設(shè)備)，其中圖17A是如視圖并且圖17B是后視圖；
[0073]圖18是沿著圖17A中的A_A’線的截面視圖；并且
[0074]圖19是描繪用于制造根據(jù)這個實施例的變焦鏡頭的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0075]現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。如圖1示出地，根據(jù)這個實施例的變焦鏡頭ZL按照從物體的次序包括具有正光焦度的第一透鏡組G1、具有負光焦度的第二透鏡組G2、具有正光焦度的第三透鏡組G3，和具有正光焦度的第四透鏡組G4。這個實施例的變焦鏡頭ZL滿足以下條件表達式(I)。
[0076]1.90<(-f2)/fw<3.00(1)
[0077]其中f2表示第二透鏡組G2的焦距，并且fw表示變焦鏡頭ZL在廣角端狀態(tài)中的焦距。
[0078]條件表達式(I)規(guī)定第二透鏡組G2的焦距和變焦鏡頭ZL在廣角端狀態(tài)中的焦距的比率。如果超過條件表達式(I)的上限值，則由第二透鏡組G2執(zhí)行的變焦功能下降，并且變焦功能必須由第一透鏡組Gl和第三透鏡組G3執(zhí)行。這使得在變焦期間對球面像差的校正是困難的，這是不理想的。在另一方面，如果沒有達到條件表達式(I)的下限值，則變得難以校正在第二透鏡組G2中產(chǎn)生的像差，并且結(jié)果，在變焦期間對像散的校正變得困難，這是不理想的。
[0079]為了可靠地示范這個實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達式(I)的下限值是1.92。如果條件表達式(I)的下限值是1.94，則是進而更好的。為了可靠地示范這個實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達式(I)的上限值是2.75。如果條件表達式(I)的上限值是2.50，則是進而更好的。
[0080]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式(2)。
[0081]70.00< vdpl(2)
[0082]其中vdpl表示在第一透鏡組Gl中最靠近像平面設(shè)置的正透鏡的阿貝數(shù)。
[0083]條件表達式(2)規(guī)定在第一透鏡組Gl中最靠近像平面設(shè)置的正透鏡的阿貝數(shù)。如果沒有達到條件表達式(2)的下限值，則變得難以令人滿意地校正在第一透鏡組Gl中產(chǎn)生的橫向色差，并且結(jié)果變得難以令人滿意地校正變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的橫向色差，這是不理想的。
[0084]為了可靠地示范這個實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達式(2)的下限值是75.00。
[0085]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式(3)。
[0086]0.005< (-f2) /ft<0.048 (3)
[0087]其中ft表示變焦鏡頭ZL在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
[0088]條件表達式(3)規(guī)定第二透鏡組G2的焦距和變焦鏡頭ZL在遠攝端狀態(tài)中的焦距的比率。如果超過條件表達式(3)的上限值，則由第二透鏡組G2執(zhí)行的變焦功能下降，并且變焦功能必須由第一透鏡組Gl和第三透鏡組G3執(zhí)行。這使得在變焦期間對球面像差的校正是困難的，這是不理想的。在另一方面，如果沒有達到條件表達式(3)的下限值，則變得難以校正在第二透鏡組G2中產(chǎn)生的像差，并且結(jié)果，在變焦期間對像散的校正變得困難，這是不理想的。
[0089]為了可靠地示范這個實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達式(3)的下限值是0.020。為了可靠地示范這個實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達式(3)的上限值是0.047。
[0090]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是滿足以下條件表達式(4)。
[0091]0.05<fl/ft<0.50(4)
[0092]其中fl表示第一透鏡組Gl的焦距，并且ft表示變焦鏡頭ZL在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
[0093]條件表達式(4)規(guī)定第一透鏡組Gl的焦距和變焦鏡頭ZL在遠攝端狀態(tài)中的焦距的比率。如果超過條件表達式(4)的上限值，則第一透鏡Gl的外徑變大，并且整個照相機的尺寸變大，這是不理想的。此外，變得難以令人滿意地在變焦期間校正球面像差，這是不理想的。在另一方面，如果沒有達到條件表達式(4)的下限值，則變得難以令人滿意地校正變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的橫向色差，這是不理想的。
[0094]為了可靠地示范這個實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達式(4)的下限值是0.10。為了可靠地示范這個實施例的效果，優(yōu)選的是條件表達式(4)的上限值是0.45。
[0095]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第一透鏡組Gl按照從物體的次序包括負透鏡和正透鏡的膠合透鏡、第一正透鏡和第二正透鏡。利用這種配置，能夠令人滿意地校正在第一透鏡組Gl中產(chǎn)生的橫向色差和球面像差，并且結(jié)果，能夠令人滿意地校正在遠攝端狀態(tài)中在變焦鏡頭中產(chǎn)生的橫向色差和球面像差。
[0096]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是在變焦時第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4分別地沿著光軸移動。由此能夠令人滿意地校正由變焦引起的像平面位置的波動。
[0097]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，在變焦時，第二透鏡組G2沿著光軸朝向像平面移動，并且然后朝向物體移動。由此能夠令人滿意地校正由變焦引起的像平面位置的波動。
[0098]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，在變焦時，第四透鏡組G4沿著光軸朝向物體移動，并且然后朝向像平面移動。由此能夠令人滿意地校正由變焦引起的像平面位置的波動。
[0099]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是用于確定亮度的孔徑光闌S設(shè)置在第二透鏡組G2和第四透鏡組G4之間，并且在變焦時，孔徑光闌S與第三透鏡組G3 —起地移動。利用這種配置，穿過第三透鏡組G3的光束的直徑的波動能夠受到抑制，并且能夠令人滿意地校正由變焦引起的球面像差的波動。
[0100]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是孔徑光闌S設(shè)置在第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間。利用這種配置，穿過第三透鏡組G3的光束的直徑的波動能夠受到抑制，并且能夠令人滿意地校正由變焦引起的球面像差的波動。
[0101]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第三透鏡組G3按照從物體的次序包括第一正透鏡、膠合透鏡、第二正透鏡和負透鏡。利用這種配置，能夠令人滿意地校正在第三透鏡組G3中產(chǎn)生的像差，并且結(jié)果，特別地能夠令人滿意地校正由變焦引起的球面像差和彗差的波動。
[0102]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第三透鏡組G3的膠合透鏡是正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。利用這種配置，能夠令人滿意地校正在第三透鏡組G3中產(chǎn)生的像差，并且結(jié)果，能夠令人滿意地校正特別地由變焦引起的球面像差和彗差的波動。如果第三透鏡組G3的膠合透鏡是按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡，則是進而更好的。
[0103]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第三透鏡組G3的膠合透鏡具有負光焦度。利用這種配置，能夠令人滿意地校正在第三透鏡組G3中產(chǎn)生的像差，并且結(jié)果，能夠令人滿意地校正特別地由變焦引起的球面像差和彗差的波動。
[0104]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第二透鏡組G2按照從物體的次序包括第一負透鏡、第二負透鏡和膠合透鏡。利用這種配置，能夠令人滿意地校正在第二透鏡組G2中產(chǎn)生的像差，并且結(jié)果，特別地能夠令人滿意地校正變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中的像散。
[0105]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第二透鏡組G2的膠合透鏡是正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。利用這種配置，能夠令人滿意地校正在第二透鏡組G2中產(chǎn)生的像差，并且結(jié)果，特別地能夠令人滿意地校正在廣角端狀態(tài)中在變焦鏡頭中產(chǎn)生的像散。如果第二透鏡組G2的膠合透鏡是按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡，則是進而更好的。
[0106]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第二透鏡組G2的膠合透鏡具有正光焦度。利用這種配置，能夠令人滿意地校正在第二透鏡組G2中產(chǎn)生的像差，并且結(jié)果，特別地能夠令人滿意地校正在廣角端狀態(tài)中在變焦鏡頭中產(chǎn)生的像散。
[0107]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第四透鏡組G4包括正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。利用這種配置，能夠令人滿意地校正在第四透鏡組G4中產(chǎn)生的橫向色差，并且結(jié)果，特別地能夠令人滿意地校正由變焦產(chǎn)生的橫向色差。如果第四透鏡組G4包括按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡，則是進而更好的。
[0108]在這個實施例的變焦鏡頭ZL中，優(yōu)選的是第三透鏡組包括至少一個非球面透鏡。通過在第三透鏡組G3中設(shè)置非球面透鏡，能夠令人滿意地校正由變焦引起的球面像差的波動。
[0109]圖17和圖18示出作為包括這個變焦鏡頭ZL的光學(xué)設(shè)備的數(shù)字靜態(tài)照相機CAM(光學(xué)設(shè)備)的配置。在數(shù)字靜態(tài)照相機CAM中，如果按下電力按鈕(未被示意)，則像捕捉鏡頭(變焦鏡頭ZL)的快門(未被示意)打開，并且來自物體的光被變焦鏡頭ZL收集，并且在設(shè)置在像平面I上的成像元件C(例如(XD、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CAM的后端面上的液晶監(jiān)視器M上。照相機的使用者在觀察液晶監(jiān)視器M時確定構(gòu)圖，然后按下釋放按鈕BI以使用成像元件C拍攝物體像，并且在存儲器(未被示意)中記錄和存儲圖像。
[0110]在照相機CAM中，設(shè)置了當(dāng)物體看起來是暗的時發(fā)射輔助光的輔助發(fā)光單元D、用于從廣角端狀態(tài)(W)到遠攝端狀態(tài)(T)地變焦像捕捉鏡頭ZL的廣角(W)-遠攝(T)按鈕B2、用于設(shè)定數(shù)字靜態(tài)照相機CAM的各種條件的功能按鈕B3等。在圖17和圖18中，作為一個實例示出其中鏡頭和照相機本體集成的緊湊數(shù)字照相機，但是本發(fā)明可以應(yīng)用于其中鏡頭和本體能夠被拆離的數(shù)字單反照相機。
[0111]現(xiàn)在將參考圖19描述用于制造變焦鏡頭ZL的方法。首先在鏡筒中組裝第一透鏡組Gl、第二透鏡組G2、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4 (步驟ST10)。在這個組裝步驟中，每一個透鏡如此布置，使得第一透鏡組Gl具有正光焦度，第二透鏡組G2具有負光焦度，第三透鏡組G3具有正光焦度，并且第四透鏡組G4具有正光焦度。然后組裝每一個透鏡從而第二透鏡組G2的焦距f2和變焦鏡頭ZL在廣角端狀態(tài)中的焦距fw滿足上述條件表達式(I)(步驟 ST20)。
[0112]根據(jù)用于制造根據(jù)這個實施例的變焦鏡頭的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)適合于使用固態(tài)成像元件的攝影機、電子靜態(tài)照相機等，并且具有與現(xiàn)有技術(shù)相比較更大的變焦比并且具有小的尺寸和高的圖像質(zhì)量的變焦鏡頭。優(yōu)選的是滿足每一個上述條件(條件表達式(2)到條件表達式(4))。
[0113]實例
[0114]現(xiàn)在將參考附圖描述這個實施例的每一個實例。在下面示出的表格I到表格4列出實例I到實例4的數(shù)據(jù)。
[0115]在每一個表格中的[透鏡數(shù)據(jù)]中，表面編號是在光傳播方向上從物體側(cè)數(shù)起的透鏡表面的順序號，R表不每一個透鏡表面的曲率半徑，D表在光軸上從每一個光學(xué)表面到接著的光學(xué)表面(或者像平面)的距離，nd表示在d線(波長:587.56nm)處的折射率，并且vd表示相對于d線(波長:587.56nm)的阿貝數(shù)。在曲率半徑中的“⑴”示意平面或者光闌(aperture)。省略了空氣的折射率“ 1.000000”。
[0116]在每一個表格中的[非球面數(shù)據(jù)]中，在[透鏡數(shù)據(jù)]中示出的非球面的形式由以下表達式(a)示意。這里X(y)表示在高度y處從在非球面的頂點處的切平面到在非球面上的位置在光軸方向上的距離，r表示基準球面的曲率半徑(近軸曲率半徑)，K表示錐形系數(shù)，Ai表示第i階的非球面系數(shù)?！癊-n”示意“X10_n”(n:整數(shù))。例如，1.234Ε-05=1.234Χ10_5。
[0117]X(y) = y2/[rX {1+(1_κ Xy2/r2)1/2}]
[0118]+Α4 X y4+A6 X y6+A8 X y8+A10 X y10 (a)
[0119]在每一個表格中的[一般數(shù)據(jù)]中，f表不焦距，F(xiàn)No表不F數(shù)，ω表不半視角，Y表示像高，TL表示鏡頭全長，Bf表示從最靠近像平面設(shè)置的光學(xué)部件的像平面?zhèn)缺砻娴浇S像平面的距離，Bf (空氣轉(zhuǎn)換)表示轉(zhuǎn)換成空氣的、從最后透鏡表面到近軸像平面的距離。
[0120]在每一個表格中的[變焦數(shù)據(jù)]中，Di(i是整數(shù))表示在廣角端狀態(tài)、中間焦距狀態(tài)(中間位置1、中間位置2、中間位置3)和遠攝端狀態(tài)中的每一個狀態(tài)中在第i表面和第(i+1)表面之間的可變距離。
[0121]在每一個表格中的[變焦鏡頭組數(shù)據(jù)]中，G表不組號組的第一表面”不意在每一組中最靠近物體的表面的表面編號，“組焦距”示意每一個透鏡組的焦距，并且“鏡頭配置長度”示意在每一組中在光軸上從最靠近物體的透鏡表面到最靠近像的透鏡表面的距離。
[0122]在每一個表格中的[條件表達式]中，示出了對應(yīng)于每一個條件表達式(I)到(4)的值。
[0123]在下文中的所有的數(shù)據(jù)值中，“mm”通常被用作焦距f、曲率半徑R、表面距離D和其它長度的單位，但是單位不限于而是可以使用另一個適當(dāng)單位，因為即便光學(xué)系統(tǒng)被成比例地放大或者成比例地減小，仍然獲得了等價的光學(xué)性能。
[0124]有關(guān)表格的這個說明對于所有的實例都是相同的，并且因此在下文中省略。
[0125](實例I)
[0126]將參考圖1到圖4和表格I描述實例I。圖1示出根據(jù)實例I的變焦鏡頭ZL(ZLl)的配置，和從廣角端狀態(tài)(W)到遠攝端狀態(tài)⑴的變焦軌跡。如圖1示出地，根據(jù)實例I的變焦鏡頭ZLl按照從物體的次序包括具有正光焦度的第一透鏡組G1、具有負光焦度的第二透鏡組G2、用于調(diào)節(jié)光量的孔徑光闌S、具有正光焦度的第三透鏡組G3，和具有正光焦度的第四透鏡組G4。
[0127]第一透鏡組Gl按照從物體的次序包括具有面對物體的凸表面的彎月形式的負透鏡Lll和雙凸形式的正透鏡L12的膠合透鏡、具有面對物體的凸表面的彎月形式的第一正透鏡L13，和具有面對物體的凸表面的彎月形式的第二正透鏡L14。
[0128]第二透鏡組G2按照從物體的次序包括具有面對物體的凸表面的彎月形式的第一負透鏡L21、雙凹形式的第二負透鏡L22，和雙凸形式的正透鏡L23和雙凹形式的負透鏡L24的膠合正透鏡。
[0129]第三透鏡組G3按照從物體的次序包括雙凸形式的第一正透鏡L31、雙凸形式的正透鏡L32和雙凹形式的負透鏡L33的負膠合透鏡、雙凸形式的第二正透鏡L34，和具有面對物體的凸表面的彎月形式的負透鏡L35。
[0130]第四透鏡組G4按照從物體的次序包括雙凸形式的正透鏡L41和具有面對像平面I的凸表面的彎月形式的負透鏡L42的膠合透鏡。
[0131]用于確定亮度的孔徑光闌S靠近第三透鏡組G3的物體側(cè)設(shè)置，并且在從廣角端狀態(tài)到遠攝端狀態(tài)變焦時與第三透鏡組G3 —起地移動。在第四透鏡組G4和像平面I之間，設(shè)置用于切斷超過設(shè)置在像平面I上的固態(tài)成像元件C(例如(XD、CMOS)的臨界分辨率的空間頻率的玻璃塊GV，諸如低通濾波器或者紅外截止濾波器。
[0132]在具有這種配置的變焦鏡頭ZLl中，在從廣角端狀態(tài)到遠攝端狀態(tài)變焦時，所有的四個透鏡組Gl到G4移動。在變焦時，第一透鏡組Gl首先朝向像平面I移動并且然后朝向物體移動。在變焦時，第二透鏡組G2首先朝向像平面I移動并且然后朝向物體移動。在變焦時，第三透鏡組G3朝向物體移動。在變焦時，第四透鏡組G4首先朝向物體移動并且然后朝向像平面I移動。在變焦時，用于調(diào)節(jié)光量的孔徑光闌S與第三透鏡組G3 —起地移動。
[0133]表格I示出實例I的每一個數(shù)據(jù)值。在表格I中，表面I到表面31的曲率半徑R對應(yīng)于在圖1中附于表面I到表面31的數(shù)字Rl到R31。在實例I中，表面16、17、21和22是非球面。
[0134](表格I)
[0135][透鏡數(shù)據(jù)]
[0136]
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I203,3006 IJOOO1.91082235.25
[0137]
【權(quán)利要求】
1.一種變焦鏡頭，按照從物體的次序包括: 具有正光焦度的第一透鏡組； 具有負光焦度的第二透鏡組； 具有正光焦度的第三透鏡組；和 具有正光焦度的第四透鏡組， 滿足以下條件表達式:
1.90<(-f2)/fw<3.0O 其中f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且 fw表示所述變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足以下條件表達式:
70.00< vdpl 其中vdpl表示在所述第一透鏡組中最靠近像平面設(shè)置的正透鏡的阿貝數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足以下條件表達式:
0.005<(-f2)/ft<0.048 其中ft表示所述變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足以下條件表達式:
0.05<fl/ft<0.50 其中Π表示所述第一透鏡組的焦距，并且 ft表示所述變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第一透鏡組按照從物體的次序包括:負透鏡和正透鏡的膠合透鏡、第一正透鏡和第二正透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，在變焦時，所述第一透鏡組、所述第二透鏡組、所述第三透鏡組和所述第四透鏡組分別地沿著光軸移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，在變焦時，所述第二透鏡組沿著光軸朝向像平面移動，并且然后朝向物體移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，在變焦時，所述第四透鏡組沿著光軸朝向物體移動，并且然后朝向像平面移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中 孔徑光闌設(shè)置在所述第二透鏡組和所述第四透鏡組之間，并且 在變焦時，所述孔徑光闌與所述第三透鏡組一起地移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，孔徑光闌設(shè)置在所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組按照從物體的次序包括第一正透鏡、膠合透鏡、第二正透鏡和負透鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組的所述膠合透鏡是正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組的所述膠合透鏡是按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組的所述膠合透鏡具有負光焦度。
15.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透鏡、第二負透鏡和膠合透鏡。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的變焦鏡頭，其中，所述第二透鏡組的所述膠合透鏡是正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的變焦鏡頭，其中，所述第二透鏡組的所述膠合透鏡是按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的變焦鏡頭，其中，所述第二透鏡組的所述膠合透鏡具有正光焦度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第四透鏡組包括正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第四透鏡組包括按照從物體的次序為正透鏡和負透鏡的膠合透鏡。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述第三透鏡組包括至少一個非球面透鏡。
22.—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。
23.一種用于制造變焦鏡頭的方法，所述變焦鏡頭按照從物體的次序具有:具有正光焦度的第一透鏡組；具有負光焦度的第二透鏡組；具有正光焦度的第三透鏡組；和具有正光焦度的第四透鏡組， 滿足以下條件表達式:
.1.90<(-f2)/fw<3.00 其中f2表示所述第二透鏡組的焦距，并且 fw表示所述變焦鏡頭在廣角端狀態(tài)中的焦距。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于制造變焦鏡頭的方法，其中，滿足以下條件表達式: .70.00< vdpl 其中vdpl表示在所述第一透鏡組中最靠近像平面設(shè)置的正透鏡的阿貝數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于制造變焦鏡頭的方法，其中，滿足以下條件表達式:
.0.005<(-f2)/ft<0.048 其中ft表示所述變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于制造變焦鏡頭的方法，其中，滿足以下條件表達式；
.0.05<fl/ft<0.50 其中Π表示所述第一透鏡組的焦距，并且 ft表示所述變焦鏡頭在遠攝端狀態(tài)中的焦距。
【文檔編號】G02B15/20GK104081246SQ201380006777
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月25日
【發(fā)明者】荒井大作 申請人:株式會社尼康