專利名稱：：變焦透鏡以及具有該變焦透鏡的成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種適合例如靜態(tài)相機、電視攝像機、視頻攝像機、照相機以及數(shù)碼照機的變焦透鏡。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種變焦透鏡，通過該變焦透鏡，在從無窮遠到最短拍攝距離的整個物距上可實現(xiàn)令人滿意的像差校正。
背景技術(shù)：
：通常，存在浮動聚焦，在浮動聚焦中，多個透鏡組沿著光軸方向移動，以便聚焦變焦透鏡。利用這種浮動聚焦，可縮短聚焦透鏡組的移動量(行程)，并且可試圖減小整個透鏡系統(tǒng)的大小。此外，可減少像差改變。第5,701,204號美國專利公開了一種變焦透鏡，其按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一透鏡組，具有正折光力；第二透鏡組，具有負折光力；以及最后透鏡組，由具有負折光力的透鏡組構(gòu)成。在該變焦透鏡中，通過沿著光軸方向移動第一透鏡組和最后透鏡組來執(zhí)行聚焦。第11-258506號日本公開專利申請公開了這樣一種變焦透鏡，其按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一透鏡組，具有正折光力；第二透鏡組，具有負折光力；第三透鏡組，具有正折光力；第四透鏡組，具有負折光力；以及第五透鏡組，具有正折光力。在該變焦透鏡中，通過沿著光軸移動第一透鏡組和第二透鏡組來執(zhí)行聚焦。第04-127111號日本公開專利申請公開了這樣一種變焦透鏡，其按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一透鏡組，具有正折光力；第二透鏡組，具有負折光力；第三透鏡組，具有正折光力；以及第四透鏡組，具有正折光力。在該變焦透鏡中，通過沿著光軸方向移動第一透鏡組和第四透鏡組的一部分或者它們的全部來實現(xiàn)聚焦。第07-140389號日本公開專利申請公開了這樣一種變焦透鏡，其中，具有正折光力的透鏡組被布置為最靠近物側(cè)，而通過兩個透鏡組來提供位于最靠近像側(cè)的透鏡組。在該變焦透鏡中，通過沿著光軸方向來移動最靠近像側(cè)的所述兩個透鏡組中的一個透鏡組以及最靠近物側(cè)的所述透鏡組來實現(xiàn)聚焦。一般地，當移動多個透鏡組以進行聚焦時，必須同時校正由于聚焦造成的倍率色差改變以及由于變焦造成的倍率色差改變。為此原因，像差改變的校正自由度受到限制，并且變得難以在聚焦期間校正倍率色差改變。如果通過移動構(gòu)成變焦透鏡的透鏡組中作為第一聚焦組的一個透鏡組并且同時移動作為第二聚焦組的另一個透鏡組的一部分來實現(xiàn)聚焦，則可相對容易地減少像差改變。因此，由包括第二聚焦組的整個透鏡組來校正變焦期間的倍率色差改變，并且通過移動第二聚焦組僅校正聚焦期間的倍率色差改變。通過這樣做，可提高用于校正變焦和聚焦期間的倍率色差的像差改變的自由度，并且變得易于獲得較好的光學(xué)性能，其中，在整個物距上良好地校正倍率色差。然而，如果沒有適當?shù)卦O(shè)置第一聚焦組和第二聚焦組的移動軌跡，則變得難以令人滿意地校正由于聚焦造成的倍率色差改變。此外，如果第一聚焦組是最靠近物側(cè)的透鏡組而第二聚焦組是最后透鏡組的一部分，則〗象平面上的周邊光量(circumferentiallightquantity)在聚焦期間有很大程度的下降。這不便利，因為如果要確保像平面周邊光量則必須將透鏡有效直徑制得較大。由于這個原因，在通過移動作為第一聚焦組的一個透鏡組以及作為第二聚焦組的另一個透鏡組的一部分來實現(xiàn)聚焦的變焦透鏡中，關(guān)鍵在于適當?shù)卦O(shè)置第一和第二聚焦組。具體說來，如果構(gòu)成第一和第二聚焦組的正透鏡或負透鏡的材料的阿貝數(shù)(Abbenumber)不適當，則在聚焦和變焦期間倍率色差的改變變大，使得難以獲得良好的光學(xué)性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種變焦透鏡，通過所述變焦透鏡，聚焦期間的像差改變(特別是倍率色差改變)可保持為小的，并且通過所述變焦透鏡，可在整個物距上保證良好的光學(xué)性能。本發(fā)明還提供一種具有這種變焦透鏡的成像裝置。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種變焦透鏡，其按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正折光力的第一透鏡組、具有負折光力的第二透鏡組、包括至少一個透鏡組的后組，其中，通過改變透鏡組的間距來執(zhí)行變焦操作，其特征在于所述變焦透鏡包括孔徑光闌，當所述第二透鏡組被當作第一聚焦組、并且構(gòu)成所述后組的一個透鏡組的一部分的子透鏡組被當作第二聚焦組時，所述第一聚焦組和所述第二聚焦組中的每一個包括正透鏡和負透鏡，當分別由Vmp和Vmn來表示構(gòu)成所述第一聚焦組的正透鏡和負透鏡的材料的平均阿貝數(shù)、分別由Vsp和Vsn來表示構(gòu)成所述第二聚焦組的正透鏡和負透鏡的材料的平均阿貝數(shù)、由AXm來表示當從無窮遠到最短拍攝距離來聚焦所述變焦透鏡時從所述孔徑光闌到所述第一聚焦組的最靠近物側(cè)的表面頂點的距離的差、由AXs來表示當從無窮遠到最短拍攝距離來聚焦所述變焦透鏡時從所述孔徑光闌到所述第二聚焦組的最靠近物側(cè)的表面頂點的距離的差時，滿足如下關(guān)系△Xm*(Vmn-Vmp)*AXs*(Vsn-Vsp)>0在等式和不等式中，"*"表示"乘號"。所述后組的一個透鏡組可以是位于所述后組中最靠近像側(cè)的透鏡組的物側(cè)的透鏡組。當由fs來表示所述第二聚焦組的焦距、由ff來表示具有所述第二聚焦組的透鏡組當其被聚焦在無窮遠處的物體上時的焦距時，可滿足如下關(guān)系0-01<|ff/fs|<7當僅利用所述第一聚焦組從無窮遠到最短拍攝距離來聚焦所述變焦透鏡時，在相對于g線的倍率色差的差為正的情況下，取g-l，而在所述差為負的情況下，取g--1，以及當由AX來表示所述第二聚焦組在其從無窮遠到最短拍攝距離被聚焦時的移動量時，可滿足如下關(guān)系g*(Vsn-Vsp)*AX>0。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種變焦透鏡，其按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正折光力的第一透鏡組、具有負折光力的第二透鏡組、包括至少一個透鏡組的后組，其中，通過改變透鏡組的間距來執(zhí)行變焦操作，其特征在于當所述第二透鏡組被當作第一聚焦組且構(gòu)成所述后組的一個透鏡組的一部分的子透鏡組被當作第二聚焦組時，所述第二聚焦組包括至少一個正透鏡和至少一個負透鏡，當分別由Vsp和Vsn來表示構(gòu)成所述第二聚焦組的正透鏡和負透鏡的材料的平均阿貝數(shù)時，在僅利用所述第一聚焦組從無窮遠到最短拍攝距離來聚焦所述變焦透鏡時，在相對于g線的倍率色差的差為正的情況下，取g=l，而在所述差為負的情況下，取g--1,以及當由AX來表示所述第二聚焦組在其從無窮遠到最短拍攝距離被聚焦時的移動量時，滿足如下關(guān)系g*(Vsn-Vsp)*AX>0所述后組的一個透鏡組可以是位于所述后組中最靠近像側(cè)的透鏡組的物側(cè)的透鏡組。當由fs來表示所述第二聚焦組的焦距、以及由ff來表示具有所述第二聚焦組的透鏡組當其被聚焦在無窮遠處的物體上時的焦距時，可滿足如下關(guān)系O，Ol<|ff/fs|<040o根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種成像裝置，包括如上所述的變焦透鏡；以及被配置為用于接收由所述變焦透鏡形成的圖像的固態(tài)圖像拾取裝置。通過考慮下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例進行的描述，本發(fā)明的這些和其他目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚。圖l是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的變焦透鏡的截面圖。圖2A、圖2B和圖2C是當本發(fā)明第一實施例的透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖3A、圖3B和圖3C是當本發(fā)明第一實施例的透鏡被聚焦在最短拍攝距離0.5m(|3=0.15)處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖4A、圖4B和圖4C是當僅通過主聚焦透鏡組，本發(fā)明第一實施例的透鏡被聚焦在距離0.5m((3=0.15)處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的變焦透鏡的截面圖。圖6A、圖6B和圖6C是當本發(fā)明第二實施例的透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖7A、圖7B和圖7C是當本發(fā)明第二實施例的透鏡被聚焦在最短拍攝距離0.5m(p-0.15)處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖8A、圖8B和圖8C是當僅通過主聚焦透鏡組，本發(fā)明第二實施例的透鏡被聚焦在距離0.5m(p一.15)處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的變焦透鏡的截面圖。圖IOA、圖IOB和圖10C是當本發(fā)明第三實施例的透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖IIA、圖IIB和圖IIC是當本發(fā)明第三實施例的透鏡被聚焦在最短拍攝距離0.5m(p-0.19)處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。9圖12A、圖12B和圖12C是當僅通過主聚焦透鏡組，本發(fā)明第三實施例的透鏡4皮聚焦在距離0.5m。=0.19)處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的變焦透鏡的截面圖。圖14A、圖14B和圖14C是當本發(fā)明第四實施例的透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖15A、圖15B和圖15C是當本發(fā)明第四實施例的透鏡被聚焦在最短拍攝距離0.5m(|5=0.20)處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖16A、圖16B和圖16C是當僅通過主聚焦透鏡組，本發(fā)明第四實施例的透鏡,皮聚焦在距離0.5m(p=0.20)處的物體上時分別在廣角端、中間焦距和望遠端的像差示圖。圖17是根據(jù)本發(fā)明的成像裝置的主要部分的示意圖。具體實施例方式現(xiàn)將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡以及具有該變焦透鏡的成像裝置的優(yōu)選實施例。本發(fā)明的變焦透鏡按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一透鏡組，具有正折光力；第二透鏡組，具有負折光力；以及后組，包括一個或多個透鏡組。為了執(zhí)行變焦，改變這些透鏡組的間距。當將第二透鏡組當作第一聚焦組、并將構(gòu)成后組的一個透鏡組的一部分的子透鏡組當作第二聚焦組時，通過移動第一聚焦組和第二聚焦組來實現(xiàn)聚焦。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的變焦透鏡在其廣角端(短焦距端)的透鏡截面圖。圖2A到圖2C、圖3A到圖3C以及圖4A到圖4C分別是當本發(fā)明第一實施例的透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時、當本發(fā)明第一實施例的透鏡被聚焦在最短拍攝距離0.5m(拍攝倍率卩=0.15)處的物體上時、以及當僅通過第一聚焦組將本發(fā)明第一實施例的透鏡聚焦在距離0.5m處的物體上時的像差示圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的變焦透鏡在其廣角端的透鏡截面圖。圖6A到圖6C、圖7A到圖7C以及圖8A到圖8C分別是當本發(fā)明第二實施例的透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時、當本發(fā)明第二實施例的透鏡被聚焦在最短拍攝距離0.5m(拍攝倍率卩=0.15)處的物體上時、以及當僅通過第一聚焦組將本發(fā)明第二實施例的透鏡聚焦在距離0.5m處的物體上時的像差示圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的變焦透鏡在其廣角端的透鏡截面圖。圖10A到圖IOC、圖11A到圖11C以及圖12A到圖12C分別是當本發(fā)明第三實施例的透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時、當本發(fā)明第三實施例的透鏡被聚焦在最短拍攝距離0.5m(拍攝倍率p=0.19)處的物體上時、以及當僅通過第一聚焦組將本發(fā)明第三實施例的透鏡聚焦在距離0.5m處的物體上時的像差示圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的變焦透鏡在其廣角端的透鏡截面圖。圖14A到圖14C、圖15A到圖15C以及圖16A到圖16C分別是當本發(fā)明第四實施例的透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時、當本發(fā)明第四實施例的透鏡被聚焦在最短拍攝距離0.5m(拍攝倍率卩=0.20)處的物體上時、以及當僅通過第一聚焦組將本發(fā)明第四實施例的透鏡聚焦在距離0.5m處的物體上時的像差示圖。在這些示圖中，圖2A、圖3A和圖4A(第一實施例)、圖6A、圖7A和圖8A(第二實施例)、圖IOA、圖IIA和圖12A(第三實施例)以及圖14A、圖15A和圖16A(第四實施例)分別是在廣角端的像差示圖。圖2B、圖3B和圖4B(第一實施例)、圖6B、圖7B和圖8B(第二實施例)、圖IOB、圖11B和圖12B(第三實施例)以及圖14B、圖15B和圖16B(第四實施例)分別是在中間變焦位置的像差示圖。圖2C、圖3C和圖4C(第一實施例)、圖6C、圖7C和圖8C(第二實施例)、圖IOC、圖11C和圖12C(第三實施例)以及圖14C、圖15C和圖16C(第四實施例)分別是在望遠端(長焦距端)的像差示圖。距離0.5m是每個實施例的最短拍攝距離，其為距像平面的距離。應(yīng)注意到以毫米為單位來表示稍后將描述的數(shù)字示例的數(shù)值。圖17是包括本發(fā)明的變焦透鏡的成像裝置的主要部分的示意圖。在透鏡截面圖中，左手側(cè)相應(yīng)于物側(cè)(拍攝對象側(cè))，右手側(cè)相應(yīng)于^f象側(cè)。在每個透鏡截面圖中，"i"是從物側(cè)進行計數(shù)所得到的次序(序數(shù))，"Li"是指"第i個"透鏡組。標注為"LR"的是包括一個或更多個透鏡組的后組。標注為"Lm"的是第一聚焦組，標注為"Ls，，的是第二聚焦組，該第二聚焦組是構(gòu)成一個透鏡組的一部分的子透鏡組。標注為"SP"的是孔徑光闌。標注為"IP"的是像平面。當變焦透鏡被用作視頻攝像機或數(shù)碼靜態(tài)相機的拍攝光學(xué)系統(tǒng)時，諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的固態(tài)圖像拾取裝置(光電轉(zhuǎn)換部件)的成像表面相應(yīng)于所述像平面。如果變焦透鏡用于銀膠片相機，則膠片平面相應(yīng)于所述像平面。示圖中的箭頭表示每個透鏡組在從廣角端到望遠端變焦位置變焦期間的移動軌跡。每個實施例的變焦透鏡按照從物側(cè)到像側(cè)的順序可包括第一透鏡組L1，具有正折光力；第二透鏡組L2，具有負折光力；以及后組LR，包括兩個或三個透鏡組?？赏ㄟ^移動每個透鏡組來執(zhí)行變焦。這里，應(yīng)注意后組LR可包括四個或更多透鏡組。在每個實施例中，可通過移動兩個透鏡組(即，第一聚焦組Lm和第二聚焦組Ls)來實現(xiàn)聚焦。第一聚焦組Lm(第二透鏡組L2)是對于透鏡組移動來說焦平面移動最大量的透鏡組。第二聚焦組Ls是構(gòu)成包括第二透鏡組L2之后的多個透鏡組的12后組LR中的一透鏡組的一部分的子透鏡組。涉及第一聚焦組Ls和第二聚焦組Lm的箭頭指示在從無窮遠到最短拍攝距離的聚焦期間的移動軌跡。在像差示圖中，標號"d"和"g"分別指示d線和g線，"S.C"指示正弦條件。標號AM和AS分別指示子午(meridional)〗象平面和弧矢(sagittal)像平面。就g來描述倍率色差。標號"fno"表示F數(shù)，"(o"表示半場角。應(yīng)注意在以下將描述的實施例中，詞語"廣角端"和"望遠端"用于指示當可變光焦度(power)透鏡組位于透鏡組可機械地沿著光軸移動的移動范圍的相對端的每一個時的變焦位置。在每個實施例中，第一聚焦組Lm和第二聚焦組Ls都可包括正透鏡和負透鏡。分別由"Vmp，，和"Vmn，，來表示構(gòu)成第一聚焦組Lm的正透鏡和負透鏡的材料的平均阿貝數(shù)。分別由"Vsp，，和"Vsn，，來表示構(gòu)成第二聚焦組Ls的正透鏡和負透鏡的材料的平均阿貝數(shù)。由AXm(mm)來表示當從無窮遠到最短拍攝距離聚焦透鏡時從孔徑光闌SP到第一聚焦組Lm的最靠近物側(cè)的表面頂點的距離的差。由AXs(mm)來表示當從無窮遠到最短拍攝距離聚焦透鏡時從孔徑光闌SP到第二聚焦組Ls的最靠近物側(cè)的表面頂點的距離的差。由"fs"來表示第二聚焦組Ls的焦距，由"ff"來表示當透鏡被聚焦在無窮遠處的物體上時包括第二聚焦組Ls的透鏡組的焦距。當僅通過使用第一聚焦組Lm來實現(xiàn)從無窮遠到最短拍攝距離的聚焦時，如果g線的倍率色差量的差為正，則假設(shè)g-l。如果所述差為負，則假設(shè)g二l。此外，由AX(mm)來表示當從無窮遠到最短拍攝距離聚焦透鏡時第二聚焦組Ls的移動量。這里，以下條件中的至少一個,皮滿足。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>接著，將解釋根據(jù)各個實施例的變焦透鏡中的聚焦的光學(xué)功能。在每個實施例的變焦透鏡中，為了校正在聚焦期間倍率色差改變，移動第二聚焦組Ls，從而消除由第一聚焦組Lm產(chǎn)生的倍率色差。通常，在變焦透鏡中，如果執(zhí)行聚焦的透鏡組具有正光焦度(等于焦距倒數(shù)的折光力)，則整個系統(tǒng)的焦距如下改變。與整個系統(tǒng)在被聚焦到無窮遠處的物體上時的焦距相比，整個系統(tǒng)在聚焦到短距離物體上時的焦距變得較長。因此，與聚焦在無窮遠處的物體上時相比，當透鏡被聚焦在短距離物體上時，g線的倍率色差出現(xiàn)在"下(under)"側(cè)。另一方面，如果執(zhí)行聚焦的透鏡組具有負光焦度，則與整個系統(tǒng)在被聚焦到無窮遠處的物體上時的焦距相比，整個系統(tǒng)在聚焦到短距離物體上時的焦距變得較短。因此，與被聚焦在無窮遠處的物體上時相比，當透鏡被聚焦在短距離物體上時，g線的倍率色差出現(xiàn)在"上(over)，，側(cè)。當?shù)谝痪劢菇M具有負光焦度以及第二聚焦組具有負倍率色差分量時，如果第二聚焦組位于孔徑光闌的物側(cè)，則可通過將其向離開孔徑光闌的方向移動來校正倍率色差改變。另一方面，如果第二聚焦組位于孔徑光闌的像側(cè)，則可通過將其向靠近孔徑光闌的方向移動來校正倍率色差改變。此外，當?shù)谝痪劢菇M具有負光焦度，第二聚焦組具有正倍率色差分量時，如果第二聚焦組位于孔徑光闌的物側(cè)，則可通過將其向靠近孔徑光闌的方向移動來校正倍率色差改變。14另一方面，如果第二聚焦組位于孔徑光闌的像側(cè)，則可通過將其向離開孔徑光闌的方向移動來校正倍率色差改變。此外，當?shù)谝痪劢菇M具有正光焦度以及第二聚焦組具有正倍率色差分量時，如果第二聚焦組位于孔徑光闌的物側(cè)，則可通過將其向離開孔徑光闌的方向移動來校正倍率色差改變。如果第二聚焦組位于孔徑光闌的像側(cè)，則可通過將其向靠近孔徑光闌的方向移動來校正倍率色差改變。此外，當?shù)谝痪劢菇M具有正光焦度以及第二聚焦組具有負倍率色差分量時，如果第二聚焦組位于孔徑光闌的物側(cè)，則可通過將其向靠近孔徑光闌的方向移動來校正倍率色差改變。如果第二聚焦組位于孔徑光闌的像側(cè)，則可通過將其向離開孔徑光闌的方向移動來校正倍率色差改變。以上提到的條件表達式(1)和(3)中的每個是用于利用第二聚焦組Ls來校正在聚焦期間由第一聚焦組Lm產(chǎn)生的倍率色差改變的條件表達式。如果值低過條件表達式(1)的下限，則第一聚焦組Lm和第二聚焦組Ls不再沿著消除倍率色差的方向移動。另一方面，如果值低過條件表達式(3)的下限，則第一聚焦組Lm和第二聚焦組Ls不再沿著消除倍率色差的方向移動。第二聚焦組Ls具有用于校正聚焦期間的倍率色差改變的功能。因此，如果將相對較強的光焦度分配給第二聚焦組Ls，則在聚焦期間，諸如球面像差或像場彎曲的像差例如會波動。因此，變得難以在整個變焦區(qū)域中獲得好的光學(xué)性能。條件表達式(2)指定第二聚焦組Ls的光焦度。如果第二聚焦組Ls的光焦度變得過強，從而超出條件表達式(2)的上限，則在聚焦期間，隨著第二聚焦組Ls的移動，除了倍率色差之外的像差(諸如球面像差或像場彎曲)有較大程度的偏移。結(jié)果，變得難以在整個變焦區(qū)域和整個聚焦區(qū)域中獲得好的光學(xué)性能。另一方面，如果第二聚焦組Ls的光焦度低過下限，則必須由除了第二聚焦組Ls之外的一個或多個特定透鏡組來分擔包括第二聚焦組Ls的透鏡組的光焦度。結(jié)果，對于包括第二聚焦組Ls的透鏡組，變得難以執(zhí)行足夠的像差校正，因此，變得難以實施對變焦期間的像差改變的校正。更優(yōu)選地，在每個實施例中，應(yīng)該如下設(shè)置條件表達式(2)的數(shù)值范圍。0,01<Iff/fsI<0.35…(2a)包括第二聚焦組Ls的透鏡組包括位于后組LR中最靠近像平面的透鏡組的物側(cè)的透鏡組。此外，第一聚焦組Lm不包括最靠近物平面的第一透鏡組Ll，但是其包括在第一透鏡組Ll的像側(cè)的透鏡組。如上所述，如果最靠近物側(cè)的透鏡組被選為聚焦組，則透鏡外徑必須變大，從而保證用于短距離物體的足夠像平面周邊光量。此外，如果最靠近像平面?zhèn)鹊耐哥R組被選為聚焦組，則類似地，必須保證聚焦組的移動區(qū)域，并有必要擴大透鏡外徑，以獲得足夠的像平面周邊光量。結(jié)果，如果第一聚焦組Lm和第二聚焦組Ls分別被設(shè)置為最靠近物側(cè)的透鏡組和最靠近像平面?zhèn)鹊耐哥R組，則像平面周邊光量減少得最多。為了避免這一情況，透鏡外徑必須制得大，其導(dǎo)致透鏡有效直徑的擴大?？紤]到上述情況，在本實施例中，較好的是通過除了最靠近物側(cè)的透鏡組和最靠近像平面?zhèn)鹊耐哥R組之外的透鏡組來設(shè)置第一聚焦組Lm和第二聚焦組Ls。此外，如果通過最靠近物側(cè)的透鏡組或最靠近像平面?zhèn)鹊耐哥R組來設(shè)置第一聚焦組Lm和第二聚焦組Ls中的一個透鏡組，則最好由除了最靠近物側(cè)的透鏡組或最靠近像平面?zhèn)鹊耐哥R組之外的透鏡組來設(shè)置另一個透鏡組。根據(jù)以上描述的本發(fā)明的實施例，實現(xiàn)一種變焦透鏡，通過該變焦透鏡，聚焦期間像差的改變(特別是倍率色差改變)可保持為小的，并且在整個物距上提供良好的光學(xué)性能。接下來，將解釋每個實施例中的變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的特征。圖1所示的第一實施例的變焦透鏡按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一透鏡組L1，具有正折光力；第二透鏡組L2，具有負折光力；第三透鏡組L3，具有正折光力；第四透鏡組L4，具有負折光力；以及第五透鏡組L5，具有正折光力。第四透鏡組L4包括"第4a，，透鏡組L4a,具有負折光力；第"4b，，透鏡組L4b，具有負折光力。對于從廣角端到望遠端的變焦，第一透鏡組L1移向物側(cè)。第二透鏡組L2移向像平面?zhèn)?，同時增加與第一透鏡組Ll的間距。第三透鏡組L3隨同第五透鏡組L5—起移向物側(cè)，同時減少與第二透鏡組L2的間距。第四透鏡組L4移向像側(cè)，同時增加與第三透鏡組L3的間距。在第一實施例中，第二透鏡組L2構(gòu)成第一聚焦組Lm，其移向物側(cè)，用于從無窮遠到最短拍攝距離進行聚焦。此外，"第4b"透鏡組L4b構(gòu)成第二聚焦組Ls，其移向物側(cè)，用于從無窮遠到最短拍攝距離進行聚焦。第二聚焦組Ls包括單片負透鏡G4bn和單片正透鏡G4bp。高色散玻璃材料被用作負透鏡G4bn的材料，而低色散玻璃材料被用作正透鏡G4bp的材料。第二聚焦組Ls整體具有負倍率色差分量。對于從無窮遠到最短拍攝距離的聚焦，第二聚焦組Ls移向物側(cè)。利用這種配置，可校正由于第一聚焦組Lm的聚焦產(chǎn)生的倍率色差改變，并且在整個聚焦區(qū)域中實現(xiàn)倍率色差被很好地校正的良好光學(xué)性能。圖5所示的第二實施例的變焦透鏡按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包17括第一透鏡組L1，具有正折光力；第二透鏡組L2，具有負折光力；第三透鏡組L3，具有正折光力；第四透鏡組L4，具有負折光力；以及第五透鏡組L5，具有正折光力。第四透鏡組L4包括"第4a"透鏡組L4a,具有負折光力；和第"4b，，透鏡組L4b,具有負折光力。對于從廣角端到望遠端的變焦，第一透鏡組L1移向物側(cè)。第二透鏡組L2移向像平面?zhèn)?，同時增加與第一透鏡組Ll的間距。第三透鏡組L3隨同第五透鏡組L5—起移向物側(cè)，同時減小與第二透鏡組L2的間距。第四透鏡組L4進行移動，同時增加與第三透鏡組L3的間距。在第二實施例中，第二透鏡組L2構(gòu)成第一聚焦組Lm，其移向物側(cè)，用于從無窮遠到最短拍攝距離進行聚焦。此外，"第4b"透鏡組L4b構(gòu)成第二聚焦組Ls，其移向像側(cè)，用于從無窮遠到最短拍攝距離進行聚焦。第二聚焦組Ls包括單片負透鏡G4bn和單片正透鏡G4bp。低色散玻璃材料被用作負透鏡G4bn的材料，而高色散玻璃材料被用作正透鏡G4bp的材料。第二聚焦組Ls整體具有正倍率色差分量。對于從無窮遠到最短拍攝距離的聚焦，第二聚焦組Ls移向像平面?zhèn)取＠眠@種配置，可校正由于第一聚焦組Lm的聚焦產(chǎn)生的倍率色差改變，并且在整個聚焦區(qū)域中實現(xiàn)倍率色差被很好地校正的良好光學(xué)性能。圖9所示的第三實施例的變焦透鏡按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一透鏡組Ll，具有正折光力；第二透鏡組，具有負折光力；第三透鏡組，具有正折光力；以及第四透鏡組，具有正折光力。第三透鏡組L3包括"第3a，，透鏡組L3a,具有正折光力；第"3b，，透鏡組L3b,具有負折光力。對于從廣角端到望遠端的變焦，第一透鏡組L1移向物側(cè)。18第二透鏡組L2移向物側(cè)，同時增加與第一透鏡組L1的間距。第三透鏡組L3移向物側(cè)，同時減小與第二透鏡組L2的間距。第四透鏡組L4移向物側(cè)，同時減小與第三透鏡組L3的間距。在第三實施例中，第二透鏡組L2構(gòu)成第一聚焦組Lm，其移向物側(cè)，用于從無窮遠到最短拍攝距離進行聚焦。此外，"第3b"透鏡組L3b構(gòu)成第二聚焦組Ls，其移向物側(cè)，用于從無窮遠到最短拍攝距離進行聚焦。第二聚焦組Ls包括單片負透鏡G3bn和單片正透鏡G3bp。高色散玻璃材料被用作負透鏡G3bn的材料，而低色散玻璃材料被用作正透鏡G3bp的材料。第二聚焦組Ls整體具有負倍率色差分量。對于從無窮遠到最短拍攝距離的聚焦，第二聚焦組Ls移向物側(cè)。利用這種配置，可校正由于第一聚焦組Lm的聚焦產(chǎn)生的倍率色差改變，并且在整個聚焦區(qū)域中實現(xiàn)倍率色差被很好地校正的良好光學(xué)性能。圖13所示的第四實施例的變焦透鏡按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括第一透鏡組L1，具有正折光力；第二透鏡組L2，具有負折光力；第三透鏡組L3，具有正折光力；以及第四透鏡組L4，具有正折光力。第三透鏡組L3包括"第3a，，透鏡組L3a，具有正折光力；第"3b"透鏡組L3b，具有負折光力。對于從廣角端到望遠端的變焦，第一透鏡組L1移向物側(cè)。第二透鏡組L2進行移動，同時增加與第一透鏡組L1的間距。第三透鏡組L3移向物側(cè)，同時減小與第二透鏡組L2的間距。第四透鏡組L4移向物側(cè)，同時減小與第三透鏡組L3的間距。在第四實施例中，第二透鏡組L2構(gòu)成第一聚焦組Lm，其移向物側(cè)，用于從無窮遠到最短拍攝距離進行聚焦。此外，"第3b，，透鏡組L3b構(gòu)成第二聚焦組Ls，其移向像側(cè)，用于從無窮遠到最短拍攝距離進行聚焦。第二聚焦組Ls包括單片負透鏡G3bn和單片正透鏡G3bp。低色散玻璃材料被用作負透鏡G3bn的材料，而高色散玻璃材料被用作正透鏡G3bp的材料。第二聚焦組Ls整體具有正倍率色差分量。對于從無窮遠到最短拍攝距離的聚焦，第二聚焦組Ls移向像平面?zhèn)取＿@樣，可校正由于第一聚焦組Lm的聚焦產(chǎn)生的倍率色差改變。因此，在整個聚焦區(qū)域中實現(xiàn)倍率色差被很好地校正的良好光學(xué)性能。在本發(fā)明的第一到第四實施例中，使得第二聚焦組的移動量恒定，而不管整個透鏡系統(tǒng)的焦距。然而，本發(fā)明并不受限于此。可以使得第二聚焦組的移動量隨著整個透鏡系統(tǒng)的焦距是可變的。如果使得所述移動量隨著整個透鏡系統(tǒng)的焦距是可變的，則用于校正倍率色差改變的自由度增加，因此，可容易地實現(xiàn)較好性能的變焦透鏡。以下示出相應(yīng)于本發(fā)明第一到第四實施例的數(shù)值示例1-4。在這些數(shù)值示例中，標號"i"指示按照從物側(cè)開始的次序計數(shù)的表面編號。"Ri，，指示第i表面的曲率半徑，"Di，，指示第i表面與第"i+l"表面之間的間距。"Ni，，和"vi"指示透鏡材料的折射率及相對于d線(X=587.6nm)的其阿貝數(shù)。標號A、B、C、D和E指示非球面系數(shù)。當透鏡表面與光軸之間相交的點被當作原點，光的前進方向被當作正時，可基于光軸方向上的位置X和垂直于光軸的方向上的位置Y,通過下面的等式來表示非球面表面形狀。X=-('1/IQH+AH2+BH4+CH6+DH8+EH101+小-(H/R)2其中，R是近軸曲率半徑。此外，"e畫OX"表示"nO-x"。此外，"f，指示焦距，"Fno，，指示F數(shù)。"(o，，指示半場角。此外，以下的表1示出上述條件表達式與數(shù)值示例之間的關(guān)系。20[數(shù)值示例1Jf=35.07到69.55;Fno=2.88;2o=63.3到34.6RDNdvd1490.283413.041.8466623.92123.740708.291.6031160.63-954.218300.24463.108446.761.7130053.95112.09599(可變)6女95.514902.001.8040046.6720.615949.128-66.543211.601.8348142.7961.081950.241041.823347.571.8340037,211-44.466032.3712-28,148211.441.8040046.613-1279.866992.941.8051825.414-75.68364(可變)1547.403525.451.5891361.116-89.056411.5017(光闌(stop))2.0018*52.340787.891.5831359.419-29.567592.101.8466623.920-49.27751(可變)21-77.942452.451.8466623.922-38.030501.28-1.6968055.52337.52523何變)24-50.614561.921.8466623.925-106.452062.961.8040046.626-53.71499(可變)27*910.352266.041.4970081.528-31.296750.252937.2561110.371.4970081.530-34.412062.001.6541239.73150.17749在倍率改變/聚焦時的透鏡組間距f<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula><image>imageseeoriginaldocumentpage23</image>在倍率改變/聚焦時的透鏡組間距f35.07物距無窮遠0.5mD56.422.31D1420.6524.76094D202.002.00D233.658.65D269.444.44AB第6表面O.OOOOOE+003.01143E-06第18表面O.OOOOOE+00-5.67052E-06第27表面O.OOOOOE+00-4.96342E.0651.1669.54無窮遠0.5m無窮遠0.5m26.1120.8742.6636.039.4514.682.889.519.449.445.405.403.658.653.658.656.991.996.041.04CDE2.10330E-09-5.60268E-121.20587E.14-6.41421E-09-2.40698E-12-6.70496E-157.47689E-09-4.02460E-119.54123E-14<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>在倍率改變/聚焦時的透鏡組間距f29.2748.24130.86物距無窮遠0,5m無窮遠0.5m無窮遠0.5mD62,821.0512.3810.0434.6126.59D1420.6122.3812.9715.311.9910.01D203,880.883.880.883.880.88D234.857.852.845.841.194.19ABCDE第7表面O.OOOOOE+OO3.26776E-07-9.86408E-092.32468E-11-4.00883E-14第16表面0.00000E+002.71079E-06-2.37262E-084.93992E-10-2.52239E-12第24表面0.00000E+00-2.51556E-051.52195E-08-2.34928E-107.54562E-13[數(shù)值示例4]f=27.97到130.86;Fno=3.60到5.30;2w=72.9到18.8RDNdvd1206.200812.001.8466623.9273.894280.11371.510299.371.6516058.64-444.458770.12545.877236.381.7291654.7695.75310何變)"67.312641.201.7725049.6813.665866.029-39.475041.101.8040046.61046.494660.101127.881144.101.8466623.912-70.868250.9713-33.902481.101.8040046.614-101.29932(可變)15(光闌)1.7216*46.498362,401.5831359.417-288.620710.121826.317904.521.5709950.819-26.945141,151.8466623.920170.02527(可變)21-191,407031.101.6541239.72234.226972.321.8051825.4233814.41553(可變)24*70.778233.361.5831359.425-24.936620.172646.570305.761.5709950.827-17.721451.201.8348142.72835.7830327在倍率改變/聚焦時的透鏡組間距f物距D6D14D20D2329.27無窮遠2.7621.811.036.990.5m1.0023.574.033.9948.24無窮遠12.6513.881.034.820.5m10.1616.364.031.82130.86無窮遠35.572.541,033.500.5m27,4510.664.030.50第7表面第16表面第24表面A0.00000E+000.00000E+000.00000E+00B-1.74121E-067.66425E-07-2.03889E-05C-7.97434E-09-2.12221E-081.47083E-08D1.16338E-112.56080E-10-1.49094E-10E-1.74335E-14-2.29014E-121.02903E-12[表1數(shù)值示例1234條件表達式(1)Xm*(Vmn-Vmp)*AXs*(Vsn-Vsp)5981,18913317.3383652.0851783.172(2)(ff/fs|0.0270,0300.2270.064(3)g*(Vsn-Vsp)*AX113.350231.50092.25042.840接著，將參照圖17來解釋使用根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡的單鏡反光相機系統(tǒng)(成像裝置)的實施例。在圖17中，由10標記的是單鏡反光相機主體，由11標記的是基于根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡的可互換透鏡。由12標記的是諸如膠片或圖像拾取裝置的記錄裝置，用于記錄將通過可互換透鏡11形成的拍攝對象圖像(接收光)。由13標記的是用于通過可互換透鏡11來觀察拍照對象圖像的取28景器光學(xué)系統(tǒng)。由14標記的是轉(zhuǎn)動快速返回鏡14，用于切換記錄裝置12和取景器光學(xué)系統(tǒng)13，以傳送來自可互換透鏡11的拍照對象圖像。當通過取景器來觀察拍照對象圖像時，通過快速返回鏡14聚焦在聚焦板15上的拍照對象圖像首先通過五角棱鏡16轉(zhuǎn)換為正像，然后，按照擴大的倍率通過目鏡光學(xué)系統(tǒng)17來觀察它。當拍攝時，快速返回鏡14沿著箭頭的方向旋轉(zhuǎn)，從而拍攝對象圖像被聚焦在記錄裝置12上，并記錄在其上。由18標記的是子鏡，由19標記的是焦點檢測裝置。如上所述，當將本發(fā)明的變焦透鏡應(yīng)用于成像裝置(諸如單鏡反光相機可互換透鏡)時，可實現(xiàn)具有高光學(xué)性能的成像裝置。這里，應(yīng)注意，本發(fā)明還可類似地應(yīng)用于沒有快速返回鏡的相機。盡管參照這里所公開的結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不受限于所闡述的細節(jié)，本申請意在覆蓋落入所附權(quán)利要求的范圍或改進目的之內(nèi)的修改或改變。權(quán)利要求1、一種變焦透鏡，其按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正折光力的第一透鏡組、具有負折光力的第二透鏡組、包括至少一個透鏡組的后組，其中，通過改變透鏡組的間距來執(zhí)行變焦操作，其特征在于所述變焦透鏡包括孔徑光闌，以及當所述第二透鏡組被當作第一聚焦組并且構(gòu)成所述后組的一個透鏡組的一部分的子透鏡組被當作第二聚焦組時，所述第一聚焦組和所述第二聚焦組中的每一個包括正透鏡和負透鏡，以及當分別由Vmp和Vmn來表示構(gòu)成所述第一聚焦組的正透鏡和負透鏡的材料的平均阿貝數(shù)、分別由Vsp和Vsn來表示構(gòu)成所述第二聚焦組的正透鏡和負透鏡的材料的平均阿貝數(shù)、由ΔXm來表示當從無窮遠到最短拍攝距離來聚焦所述變焦透鏡時從所述孔徑光闌到所述第一聚焦組的最靠近物側(cè)的表面頂點的距離的差、由ΔXs來表示當從無窮遠到最短拍攝距離來聚焦所述變焦透鏡時從所述孔徑光闌到所述第二聚焦組的最靠近物側(cè)的表面頂點的距離的差時，滿足如下關(guān)系ΔXm＊(Vmn-Vmp)＊ΔXs＊(Vsn-Vsp)＞0。2、如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，所述后組的一個透鏡組是位于所述后組中最靠近像側(cè)的透鏡組的物側(cè)的透鏡組。3、如權(quán)利要求l所述的變焦透鏡，其中，當由fs來表示所述第二聚焦組的焦距、以及由ff來表示具有所述第二聚焦組的透鏡組當其被聚焦在無窮遠處的物體上時的焦距時，滿足如下關(guān)系O，Ol<|ff/fs|<(K40。4、如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其中，當僅利用所述第一聚焦組從無窮遠到最短拍攝距離來聚焦所述變焦透鏡時，在相對于g線的倍率色差的差為正的情況下，取g-l，而在所述差為負的情況下，取g--1，以及當由AX來表示所述第二聚焦組在其從無窮遠到最短拍攝距離被聚焦時的移動量時，滿足如下關(guān)系g*(Vsn國Vsp)*AX>0。5、一種變焦透鏡，其按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正折光力的第一透鏡組、具有負折光力的第二透鏡組、包括至少一個透鏡組的后組，其中，通過改變透鏡組的間距來執(zhí)行變焦操作，其特征在于當所述第二透鏡組被當作第一聚焦組且構(gòu)成所述后組的一個透鏡組的一部分的子透鏡組被當作第二聚焦組時，所述第二聚焦組包括至少一個正透鏡和至少一個負透鏡，當分別由Vsp和Vsn來表示構(gòu)成所述第二聚焦組的正透鏡和負透鏡的材料的平均阿貝數(shù)時，在僅利用所述第一聚焦組從無窮遠到最短拍攝距離來聚焦所述變焦透鏡時，在相對于g線的倍率色差的差為正的情況下，取g-l，而在所述差為負的情況下，取g--l，以及當由AX來表示所述第二聚焦組在其從無窮遠到最短拍攝距離被聚焦時的移動量時，滿足如下關(guān)系g*(Vsn-Vsp)*AX>0。6、如權(quán)利要求5所述的變焦透鏡，其中，所述后組的一個透鏡組是位于所述后組中最靠近像側(cè)的透鏡組的物側(cè)的透鏡組。7、如權(quán)利要求5所述的變焦透鏡，其中，當由fs來表示所述第二聚焦組的焦距、以及由ff來表示具有所述第二聚焦組的透鏡組當其被聚焦在無窮遠處的物體上時的焦距時，滿足如下關(guān)系<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>8、一種成像裝置，包括如權(quán)利要求1-7中的任何一個所述的變焦透鏡；以及被配置為接收由所述變焦透鏡形成的圖像的固態(tài)圖像拾取裝置。全文摘要本發(fā)明公開了一種變焦透鏡以及具有該變焦透鏡的成像裝置。變焦透鏡按照從物側(cè)到像側(cè)的順序包括具有正折光力的第一透鏡組、具有負折光力的第二透鏡組、包括至少一個透鏡組的后組，其中，通過改變透鏡組的間距來執(zhí)行變焦操作，其中，所述變焦透鏡具有孔徑光闌，當所述第二透鏡組被當作第一聚焦組、并且構(gòu)成所述后組的一個透鏡組的一部分的子透鏡組被當作第二聚焦組時，適當?shù)卦O(shè)置第一和第二聚焦組的透鏡結(jié)構(gòu)和移動量。文檔編號H04N5/225GK101515059SQ20091000822公開日2009年8月26日申請日期2009年2月19日優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日發(fā)明者橫山貴嘉申請人:佳能株式會社