專利名稱：高可變倍率變焦透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合于單鏡頭反光照相機的高可變倍率變焦透鏡(high variable power zoom lens)，并且更具體地，涉及一種緊湊并輕便的高可變倍率變焦透鏡， 該變焦透鏡能夠具有足夠的后焦距(back focal length)，適合于單鏡頭反光照相機，并在 并入光學(xué)穩(wěn)定器或防抖機構(gòu)方面具有優(yōu)勢，該變焦透鏡在廣角端的視場角為75度或更寬， 在廣角端的F值約為3到4，在遠攝端的F值約為6到7，并且變倍比約為15倍。
背景技術(shù)：
近來，光學(xué)設(shè)計技術(shù)和光學(xué)制造技術(shù)的飛速進步已經(jīng)使得變焦透鏡的尺寸更小并 且使得可變倍率得到了提高。例如，現(xiàn)有技術(shù)中一種類型的變焦透鏡具有使可變倍率提高 的設(shè)計，并能夠并入光學(xué)穩(wěn)定器或防抖功能，該類型的變焦透鏡典型地包括從被攝體側(cè)起 按如下順序布置的四組透鏡片，即正折射率的第一透鏡組、負折射率的第二透鏡組、正折射 率的第三透鏡組和正折射率的第四透鏡組，其中，當(dāng)倍率從廣角端向遠攝端變化時，第一和 第二透鏡組之間的距離增大，第二和第三透鏡組之間的距離減小，并且第三和第四透鏡組 之間的距離改變。第三透鏡組具有靠近被攝體的正折射率的前透鏡片組和負折射率的后透 鏡片組，并且僅后透鏡片組在與光軸近似正交的位置上移動，從而補償由用戶手抖引起的 成像面上的離焦，其中，可以通過滿足下式的防抖功能來校正該離焦3. 5 < fl/fw < 8. 0其中，fw是變焦透鏡在廣角端的焦距，Π是第一透鏡組的焦距(參見下面所列的 專利文獻1)。另一類型的高可變倍率變焦透鏡與APS-C尺寸的圖像傳感器兼容并且專用于數(shù) 字照相機，該類型的變焦透鏡也具有從被攝體側(cè)起按如下順序布置的四組透鏡片，即正折 射率的第一透鏡組、負折射率的第二透鏡組、正折射率的第三透鏡組和正折射率的第四透 鏡組，其中，當(dāng)倍率從廣角端向遠攝端變化時，第一和第二透鏡組分離以擴大它們之間的空 中距離，第二和第三透鏡組之間的距離減小，同時第一、第三和第四透鏡組一起向被攝體側(cè) 移動。第二透鏡組移位以進行滿足下式的調(diào)焦0. 40 < fff/fbff < 0. 55(1)0. 43 < β 34W/ β 34Τ < 0. 47 (2)40 < r5/d5ff < 100(3)1. 1 < f3/f4 < 2. 6(4)其中，fW是變焦透鏡在廣角端的焦距，fbW是在廣角端的后焦距，β 34W是第三和 第四透鏡組在廣角端的合成倍率，β 34Τ是第三和第四透鏡組在遠攝端的合成倍率，r5是 由r5指定的表面的曲率半徑，d5ff是在廣角端第一和第二透鏡組之間的距離，f3是第三透鏡組的焦距，f4是第四透鏡組的焦距。盡管這種類型的變焦透鏡的最初設(shè)計理念是尤其適 合于APS-C尺寸，但是其能夠確保與用于3. 5mm膠片的圖像尺寸的后調(diào)焦(back focusing) 相同的后調(diào)焦(參見專利文獻2)。專利文獻列表專利文獻1 未審查日本特開2006-106191號公報專利文獻2 未審查日本特開2005-331697號公報隨著在照相機市場上消費者的需求已從傳統(tǒng)的銀鹽膠片照相機趨向數(shù)字單鏡頭 反光照相機，可能附著到電荷耦合器件(CCD)等光學(xué)成像組件上的污物由于其對最終得到 的圖像產(chǎn)生的不良影響而受到了人們的關(guān)注。由于CCD上的污物，導(dǎo)致必須經(jīng)常更換組件 透鏡，而新開發(fā)的高可變倍率變焦透鏡的目標(biāo)之一是避免這種經(jīng)常的更換。在非常先進的 改進型變焦透鏡組中，沒有一個變焦透鏡能在廣角端的視場角覆蓋了約為75度的寬度且 在廣角端的F值約為3到4的同時，達到高于15倍的可變倍率。通常，隨著可變倍率的增高，透鏡組的移位相應(yīng)地增大，與此相關(guān)聯(lián)地，像差變化 增加，這導(dǎo)致更加難以在整個焦點范圍內(nèi)補償像差。為克服這一問題，必須減小透鏡組各自 的折射率以校正像差，或者為了相同目的，應(yīng)該將一些透鏡片成形為具有非球面表面。然 而，以這種方式減小折射率會導(dǎo)致在將倍率改變同樣多的情況下需要透鏡組移位更大，并 且這導(dǎo)致凸輪筒(cam barrel)設(shè)計更加復(fù)雜以及變焦透鏡直徑的增大。在專利文獻1中記載的變焦透鏡中，組件透鏡片具有非球面表面，并且前透鏡片 組中有三個透鏡片，以不增加用于校正像差的透鏡片的數(shù)量。在倍率上升到高于13倍的 情況下，在遠攝端變焦透鏡不能充分地補償可能在第一和/或第二透鏡組中產(chǎn)生的球面像 差。此外，出現(xiàn)另一問題，即濾波器直徑的增大。在專利文獻2中公開的變焦透鏡具有大約為7倍的可變倍率，因此，即使第三透鏡 組的折射率減小，也可以避免如下情況作為改變變焦透鏡倍率的結(jié)果，第三透鏡組的折射 率減小到該透鏡組使得整體不能變倍的-ι倍那樣的程度。當(dāng)變焦透鏡的可變倍率升高到 13倍時，在某些情況下，將不利地導(dǎo)致變焦透鏡在改變后的焦距處聚焦，從而使得第三透鏡 組的倍率減小到-1倍那樣低。此外，第三透鏡組對像差變得更加敏感，而且處理這種問題 產(chǎn)生阻礙作用并降低了生產(chǎn)率。本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中高倍率變焦透鏡的前述問題而做出的，因此，本發(fā) 明尤其是后述的本發(fā)明的前兩個方面的目的是提供一種具有多組透鏡片的高倍率變焦透 鏡，該變焦透鏡在改變后的焦距處聚焦，以便從不使得第三透鏡組的倍率減小到-1倍那樣 低。本發(fā)明尤其是后述的本發(fā)明的前兩個方面的另一目的是提供一種具有多組透鏡 片的高倍率變焦透鏡，其中，第三透鏡組對像差的敏感度減弱，這產(chǎn)生促進作用從而提高了 生產(chǎn)率。本發(fā)明尤其是后述的本發(fā)明的前兩個方面的又一目的是提供一種濾波器直徑的 尺寸有效減小的高倍率變焦透鏡。本發(fā)明尤其是后述的本發(fā)明的第三方面的又一目的是提供一種高倍率變焦透鏡， 該變焦透鏡通過延長從光圈(aperture stop)到防抖/補償透鏡組件的距離以及從防抖/ 補償透鏡組件到成像面的距離，使得易于并入光圈控制機構(gòu)和光學(xué)穩(wěn)定器或防抖機構(gòu)，并
4且該變焦透鏡能夠?qū)⒖勺儽堵侍岣叩浇咕酁?8-270mm那樣的程度。本發(fā)明尤其是后述的本發(fā)明的第三方面的又一目的是提供一種具有長度尺寸相 對較小的光學(xué)系統(tǒng)并且具有直徑減小的濾波器的高倍率變焦透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面，提供一種高可變倍率變焦透鏡，該變焦透鏡具有從被攝體 側(cè)起按如下順序布置的四組透鏡片，即正折射率的第一透鏡組、負折射率的第二透鏡組、正 折射率的第三透鏡組和正折射率的第四透鏡組，其中，當(dāng)倍率從廣角端向遠攝端變化時，第 一和第二透鏡組之間的距離增大，第二和第三透鏡組之間的距離減小，并且第三和第四透 鏡組之間的距離也減小，以及第二透鏡組向被攝體側(cè)移位以進行滿足下式的調(diào)焦0. 35 < fl/ft < 0. 45(5)0. 04 < I f2 I /ft < 0. 065 (6)0. 15 < f3/ft < 0. 25(7)其中，fl為第一透鏡組的焦距，f2為第二透鏡組的焦距，f3是第三透鏡組的焦距， ft為變焦透鏡的整個光學(xué)系統(tǒng)作為整體在遠攝端的焦距。下面詳細說明本發(fā)明的第一方面第三透鏡組具有靠近被攝體的正折射率的前透鏡片組和負折射率的后透鏡片組， 并且僅后透鏡片組在與光軸正交的方向上移動，從而補償由用戶手抖引起的成像面上的離
焦ο第三透鏡組的前透鏡片組具有三個或更多個正透鏡片，其中至少一個正透鏡片 為結(jié)合有負透鏡片的復(fù)合透鏡；以及其它獨立的負透鏡片。第三透鏡組的前透鏡片組具有至少一個阿貝數(shù)(Abbenumber)為80或更高的正透鏡片。第三透鏡組的后透鏡片組包括復(fù)合透鏡，該復(fù)合透鏡包括在前負透鏡片和與該在 前負透鏡片結(jié)合的在后正透鏡片，其中，負透鏡片的兩個相對的主表面為凹面并且被制成 非球面，而正透鏡片靠近被攝體的表面為凸面。第一透鏡組包括三個透鏡片，即由負透鏡片和正透鏡片結(jié)合在一起的復(fù)合透鏡和 另一獨立的正透鏡片，并且兩個正透鏡片中的至少一個正透鏡片的阿貝數(shù)為80或更高。第一透鏡組包括三個透鏡片，即由負透鏡片和正透鏡片結(jié)合在一起的復(fù)合透鏡和 另一獨立的正透鏡片，并且兩個正透鏡片中的至少一個正透鏡片的折射率為1. 55或更高。本發(fā)明第一方面中的公式式(5)限定了第一透鏡組的焦距與變焦透鏡在遠攝端的焦距的比值。當(dāng)該比值超 出式(5)中所限定的下限時，第一透鏡組的焦距變短，這有利于整體上減小變焦透鏡的延 伸尺寸，但難以補償在遠攝端的球面像差和彗形像差(comaticaberration)。當(dāng)該比值超出 式(5)中所限定的上限時，第一透鏡組的焦距變長，意味著透鏡組要移位更多以確保變焦 透鏡在遠攝端的焦距，這需要更復(fù)雜的凸輪設(shè)計從而不可避免地使得變焦透鏡的徑向尺寸 變大。由于在遠攝端變焦透鏡的第一透鏡組布置得遠離光圈，所以入射到第一透鏡組上的 光束通過其周緣，因此，難以補償彗形像差。
式(6)限定了第二透鏡組的焦距與變焦透鏡在遠攝端的焦距的比值。當(dāng)該比值超 出式(6)中所限定的下限時，第二透鏡組的焦距變短，這有利于確保與35mm膠片照相機同 樣的后調(diào)焦，但難以補償各種像差，尤其難以補償像場彎曲(fieldcurvature)。當(dāng)該比值超 出式(6)中所限定的上限時，第二透鏡組的焦距變長，意味著第二透鏡組要移位更多以改 變倍率，這不利于減小整個透鏡光學(xué)系統(tǒng)的尺寸。為了向前或向后移動第二透鏡組以進行 調(diào)焦，第一和第二透鏡組之間的距離必須增大，以允許增加第二透鏡組的位移，從而導(dǎo)致濾 波器直徑的增大和變焦透鏡整體延伸尺寸的增大。式(7)限定了第三透鏡組的焦距與變焦透鏡在遠攝端的焦距的比值。當(dāng)該比值超 出式(7)中所限定的下限時，第三透鏡組的焦距變短，這有利于減小整個透鏡光學(xué)系統(tǒng)的 尺寸。然而，在這種情況下，由于難以補償球面像差，因而性能顯著劣化，并且第三透鏡組變 得對制造公差更為敏感。當(dāng)該比值超出式(7)中所限定的上限時，第三透鏡組的焦距變長， 意味著第三透鏡組要移位更多以改變倍率，這不利于減小整個透鏡光學(xué)系統(tǒng)的尺寸。從第 三透鏡組導(dǎo)向第四透鏡組的光束幾乎是無焦點的，并且在廣角端變焦透鏡的第三透鏡組的 成像倍率減小，這導(dǎo)致在廣角端變焦透鏡的成像面周圍的光量不足。盡管從式(7)能適當(dāng)?shù)卮_定第三透鏡組的折射率，但在實現(xiàn)大于15倍的可變倍率 的變焦透鏡的嘗試中，仍不能滿意地對在第一和第二透鏡組中產(chǎn)生的球面像差進行完全補 償。為應(yīng)對這一問題，改進后的變焦透鏡采取利用如下結(jié)構(gòu)進行補償?shù)姆椒ㄔ摻Y(jié)構(gòu)使用了 五個透鏡片，即結(jié)合在一起的負透鏡片和正透鏡片、后表面曲率半徑較大的正凹凸透鏡、另 一獨立的正透鏡片以及隨后的負透鏡片。如果想要進一步提高可變倍率，則可以使用額外 的正透鏡片。此外，為補償通常在遠攝端顯著的色像差(chromaticaberration)，優(yōu)選至少一個 正透鏡片的阿貝數(shù)為80或更高。另外，當(dāng)可變倍率高達15倍時，第一透鏡組中產(chǎn)生的色像差在遠攝端明顯。尤其 是，為補償倍率的色像差，優(yōu)選第一透鏡組中的正透鏡片具有相對大的阿貝數(shù)。組合分別由 阿貝數(shù)為80或以上的玻璃制成的兩個正透鏡片，從而允許對倍率的色像差進行充分地校 正。然而，通常，阿貝數(shù)為80或以上的玻璃的折射率小于1. 5，并且結(jié)果得到的透鏡片的曲 率半徑小。為克服這一問題，透鏡片的中心處必須較厚，這導(dǎo)致濾波器的直徑較大以及透鏡 片的直徑增大。在該改進后的變焦透鏡中，作為第一透鏡組中的組件透鏡，阿貝數(shù)為80或 以上的透鏡片配置在第二靠前位置，而阿貝數(shù)為55或以上并且折射率為1. 55或更高的另 一透鏡片配置在第三靠前位置。這樣，整體上提高了折射率，從而使得能夠防止濾波器直徑 的增大和組件透鏡片數(shù)量的增加。在本發(fā)明的第二方面，提供一種高可變倍率變焦透鏡，該變焦透鏡具有從被攝體 側(cè)起按如下順序布置的四組透鏡片，即正折射率的第一透鏡組、負折射率的第二透鏡組、正 折射率的第三透鏡組和正折射率的第四透鏡組，其中，當(dāng)倍率從廣角端向遠攝端變化時，第 一和第二透鏡組之間的距離增大，第二和第三透鏡組之間的距離減小，并且第三和第四透 鏡組之間的距離也減小，以及第二透鏡組沿光軸移位以進行滿足下式的調(diào)焦0. 35 < fl/ft < 0. 45 (5)0. 5 < I f2 I /fw <0.8 (8)
0. 15 < f3/ft < 0. 25 (7)其中，Π是第一透鏡組的焦距，fw是變焦透鏡的整個光學(xué)系統(tǒng)在廣角端的焦距， f2是第二透鏡組的焦距，f3是第三透鏡組的焦距，ft是變焦透鏡的整個光學(xué)系統(tǒng)在遠攝端 的焦距。下面詳細說明本發(fā)明的第二方面第三透鏡組具有靠近被攝體的正折射率的前透鏡片組和負折射率的后透鏡片組， 并且僅后透鏡片組在與光軸正交的方向上移動，從而補償由用戶手抖引起的成像面上的離
焦ο第三透鏡組的前透鏡片組具有三個或更多個正透鏡片，其中至少一個正透鏡片 為結(jié)合有負透鏡片的復(fù)合透鏡；以及其它獨立的負透鏡片。第三透鏡組的前透鏡片組具有至少一個阿貝數(shù)為80或更高的正透鏡片。第三透鏡組的后透鏡片組包括復(fù)合透鏡，該復(fù)合透鏡包括在前負透鏡片和與該在 前負透鏡片結(jié)合的在后正透鏡片，其中，負透鏡片的兩個相對的主表面為凹面并且被制成 非球面，而正透鏡片靠近被攝體的表面為凸面。第一透鏡組包括三個透鏡片，即由負透鏡片和正透鏡片結(jié)合在一起的復(fù)合透鏡和 另一獨立的正透鏡片，并且兩個正透鏡片中的至少一個正透鏡片的阿貝數(shù)為80或更高。第一透鏡組包括三個透鏡片，即由負透鏡片和正透鏡片結(jié)合在一起的復(fù)合透鏡和 另一獨立的正透鏡片，并且兩個正透鏡片中的至少一個正透鏡片的折射率為1. 55或更高。本發(fā)明第二方面中的公式式(5)限定了第一透鏡組的焦距與變焦透鏡在遠攝端的焦距的比值。當(dāng)該比值超 出式(5)中所限定的下限時，第一透鏡組的焦距變短，這有利于整體上減小變焦透鏡的延 伸尺寸，但難以補償在遠攝端的球面像差和彗形像差。當(dāng)該比值超出式(5)中所限定的上 限時，第一透鏡組的焦距變長，意味著透鏡組要移位更多以確保變焦透鏡在遠攝端的焦距， 這需要更復(fù)雜的凸輪設(shè)計從而不可避免地使得變焦透鏡的徑向尺寸變大。由于在遠攝端變 焦透鏡的第一透鏡組布置得遠離光圈，所以入射到第一透鏡組上的光束通過其周緣，因此， 難以補償彗形像差。式(8)限定了第二透鏡組的焦距與變焦透鏡在遠攝端的焦距的比值。當(dāng)該比值超 出式(8)中所限定的下限時，第二透鏡組的焦距變短，這有利于確保與35mm膠片照相機同 樣的后調(diào)焦，但難以補償各種像差，尤其難以補償像場彎曲。當(dāng)該比值超出式⑶中所限定 的上限時，第二透鏡組的焦距變長，意味著第二透鏡組要移位更多以改變倍率，這不利于減 小整個透鏡光學(xué)系統(tǒng)的尺寸。為了向前或向后移動第二透鏡組以進行調(diào)焦，第一和第二透 鏡組之間的距離必須增大，以允許增加第二透鏡組的位移，從而導(dǎo)致濾波器直徑的增大和 變焦透鏡整體延伸尺寸的增大。式(7)限定了第三透鏡組的焦距與變焦透鏡在遠攝端的焦距的比值。當(dāng)該比值超 出式(7)中所限定的下限時，第三透鏡組的焦距變短，這有利于減小整個透鏡光學(xué)系統(tǒng)的 尺寸。然而，在這種情況下，由于難以補償球面像差，因而性能顯著劣化，并且第三透鏡組變 得對制造公差更為敏感。當(dāng)該比值超出式(7)中所限定的上限時，第三透鏡組的焦距變長， 意味著第三透鏡組要移位更多以改變倍率，這不利于減小整個透鏡光學(xué)系統(tǒng)的尺寸。從第 三透鏡組導(dǎo)向第四透鏡組的光束幾乎是無焦點的，并且在廣角端變焦透鏡的第三透鏡組的成像倍率減小，這導(dǎo)致在廣角端變焦透鏡的成像面周圍的光量不足。盡管從式(7)能適當(dāng)?shù)卮_定第三透鏡組的折射率，但在實現(xiàn)大于15倍的可變倍率 的變焦透鏡的嘗試中，仍不能滿意地對在第一和第二透鏡組中產(chǎn)生的球面像差進行充分地 補償。為應(yīng)對這一問題，改進后的變焦透鏡采取利用如下結(jié)構(gòu)進行補償?shù)姆椒ㄔ摻Y(jié)構(gòu)使用 了五個透鏡片，即結(jié)合在一起的負透鏡片和正透鏡片、后表面曲率半徑較大的正凹凸透鏡、 另一獨立的正透鏡片以及隨后的負透鏡片。如果想要進一步提高可變倍率，則可以使用額 外的正透鏡片。此外，為補償通常在遠攝端顯著的色像差，優(yōu)選至少一個正透鏡片的阿貝數(shù)為80
或更高。另外，當(dāng)可變倍率高達15倍時，第一透鏡組中產(chǎn)生的色像差在遠攝端明顯。尤其 是，為補償倍率的色像差，優(yōu)選第一透鏡組中的正透鏡片具有相對大的阿貝數(shù)。組合分別由 阿貝數(shù)為80或以上的玻璃制成的兩個正透鏡片，從而允許對倍率的色像差進行充分地校 正。然而，通常，阿貝數(shù)為80或以上的玻璃的折射率小于1.5，并且結(jié)果得到的透鏡片的曲 率半徑小。為克服這一問題，透鏡片的中心處必須較厚，這導(dǎo)致濾波器的直徑較大以及透鏡 片的直徑增大。在該改進后的變焦透鏡中，作為第一透鏡組中的組件透鏡，阿貝數(shù)為80或 以上的透鏡片配置在第二靠前位置，而阿貝數(shù)為55或以上并且折射率為1. 55或更高的另 一透鏡片配置在第三靠前位置。這樣，整體上提高了折射率，從而使得能夠防止濾波器直徑 的增大和組件透鏡片數(shù)量的增加。在本發(fā)明的第三方面，提供一種高可變倍率變焦透鏡，該變焦透鏡具有從被攝體 側(cè)起按如下順序布置的多組透鏡片，即正折射率的第一透鏡組、負折射率的第二透鏡組、正 折射率的第三透鏡組和正折射率的第四透鏡組，其中，當(dāng)倍率從廣角端向遠攝端變化時，第 一和第二透鏡組之間的距離增大，第二和第三透鏡組之間的距離減小，并且第三和第四透 鏡組之間的距離也減小，以及第三透鏡組具有靠近被攝體的正折射率的前透鏡片組和負折射率的后透鏡片組， 并且僅所述后透鏡片組在與光軸正交的方向上移動，從而補償由用戶手抖引起的成像面上 的離焦，同時，第二透鏡組向被攝體側(cè)移位以進行滿足下式的調(diào)焦0. 14 < f3r/ft < 0. 18 (9)其中，f3r為第三透鏡組的后透鏡片組的焦距，ft是變焦透鏡的整個光學(xué)系統(tǒng)在 遠攝端的焦距。下面詳細說明本發(fā)明的第三方面僅第三透鏡組的后透鏡片組在與光軸正交的方向上移動，從而補償由用戶手抖引 起的成像面上的離焦。第三透鏡組的前透鏡片組具有三個或更多個正透鏡片，其中至少一個正透鏡片 為結(jié)合有負透鏡片的復(fù)合透鏡；以及其它獨立的負透鏡片。第三透鏡組的前透鏡片組具有至少一個阿貝數(shù)為80或更高的正透鏡片。第三透鏡組的后透鏡片組包括復(fù)合透鏡，該復(fù)合透鏡包括在前負透鏡片和與該在 前負透鏡片結(jié)合的在后正透鏡片，其中，負透鏡片的兩個相對的主表面為凹面并且被制成 非球面，而正透鏡片靠近被攝體的表面為凸面。第一透鏡組包括三個透鏡片，即由負透鏡片和正透鏡片結(jié)合在一起的復(fù)合透鏡和另一獨立的正透鏡片，并且兩個正透鏡片中的至少一個正透鏡片的阿貝數(shù)為80或更高。第一透鏡組包括三個透鏡片，即由負透鏡片和正透鏡片結(jié)合在一起的復(fù)合透鏡和 另一獨立的正透鏡片，并且兩個正透鏡片中的至少一個正透鏡片的折射率為1. 55或更高。本發(fā)明第三方面中的公式當(dāng)f3r/ft的值超出式(9)中所限定的下限時，專用于穩(wěn)定光學(xué)系統(tǒng)或防抖的透鏡 組的倍率提高，并且這些透鏡組不再移位這么多，盡管這會產(chǎn)生不能補償在遠攝端的彗形 像差的不利效果，但對于避免被移位的透鏡組的直徑增大是有效的。此外，防抖導(dǎo)致在廣角 端畸變像差的改變較大。f3r/ft的值超出上限，透鏡組要移位更多以穩(wěn)定光學(xué)系統(tǒng)，并且被 移位的透鏡組的直徑不可避免地增大。如上所述，本發(fā)明第一方面的高可變倍率變焦透鏡能夠滿意地補償在遠攝端第一 和第二透鏡組中產(chǎn)生的球面像差，并且變焦透鏡在改變后的焦距處聚焦，以便從不使得第 三透鏡組的倍率減小到-ι倍那樣低。本發(fā)明第一方面的高可變倍率變焦透鏡的第三透鏡組對像差的敏感度減弱，這產(chǎn) 生促進作用從而提高了生產(chǎn)率。本發(fā)明第一方面的高可變倍率變焦透鏡具有直徑尺寸有效減小的濾波器。本發(fā)明第二方面的高可變倍率變焦透鏡能夠滿意地補償在遠攝端第一和第二透 鏡組中產(chǎn)生的球面像差，并且變焦透鏡在改變后的焦距處聚焦，以便從不使得第三透鏡組 的倍率減小到-1倍那樣低。本發(fā)明第二方面的高可變倍率變焦透鏡的第三透鏡組對像差的敏感度減弱，這產(chǎn) 生促進作用從而提高了生產(chǎn)率。本發(fā)明第二方面的高可變倍率變焦透鏡具有直徑尺寸有效減小的濾波器。本發(fā)明第三方面的高可變倍率變焦透鏡通過延長從光圈到防抖/補償透鏡組件 的距離以及從防抖/補償透鏡組件到成像面的距離，使得易于并入光圈控制機構(gòu)和光學(xué)穩(wěn) 定器或防抖機構(gòu)，并且該變焦透鏡能夠?qū)⒖勺儽堵侍岣叩浇咕酁?8-270mm那樣的程度。本發(fā)明第三方面的變焦透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的整個延伸尺寸整體上減小，并且本發(fā)明 第三方面的變焦透鏡還具有直徑減小的濾波器。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的高可變倍率變焦透鏡在遠攝端的光學(xué)系統(tǒng) 的截面圖。圖2示出典型的變焦透鏡在廣角端的軸向球面像差、像散(astigmatism)和畸變 像差的圖。圖3示出典型的變焦透鏡在廣角端的彗形像差的圖。圖4示出典型的變焦透鏡在其中間焦點范圍的軸向球面像差、像散和畸變像差的 圖。圖5示出典型的變焦透鏡在中間焦點范圍的彗形像差的圖。圖6示出典型的變焦透鏡在遠攝端的軸向球面像差、像散和畸變像差的圖。圖7示出典型的變焦透鏡在遠攝端的彗形像差的圖。圖8示出典型的變焦透鏡在廣角端的當(dāng)?shù)谌哥R組沿相對于光軸垂直的方向移
9位+0. 07mm時的改變了視場角的彗形像差的圖。圖9示出典型的變焦透鏡在遠攝端的當(dāng)?shù)谌哥R組沿相對于光軸垂直的方向移 位+0. 47mm時的改變了視場角的彗形像差的圖。圖10示出典型的變焦透鏡在遠攝端的當(dāng)?shù)谌哥R組沿相對于光軸垂直的方向移 位-0. 47mm時的改變了視場角的彗形像差的圖。
具體實施例方式下面說明根據(jù)本發(fā)明的高可變倍率變焦透鏡的優(yōu)選實施例。焦距f = 18. 40 71. 10 264. 21mmFno = 3. 50 5. 24 6. 322 ω = 7. 65 23. 1 6. 3°
權(quán)利要求
1.一種高可變倍率變焦透鏡，其具有從被攝體側(cè)起按如下順序布置的多組透鏡片，即 正折射率的第一透鏡組、負折射率的第二透鏡組、正折射率的第三透鏡組和正折射率的第 四透鏡組，當(dāng)倍率從廣角端向遠攝端變化時，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距 離增大，所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的距離減小，并且所述第三透鏡組和所述 第四透鏡組之間的距離也減小，以及所述第三透鏡組具有靠近被攝體的正折射率的前透鏡片組和負折射率的后透鏡片組， 同時，所述第二透鏡組向被攝體側(cè)移位以進行滿足下式的調(diào)焦0. 14 < f3r/ft < 0. 18 (9)其中，f3r為所述第三透鏡組的所述后透鏡片組的焦距，ft為所述變焦透鏡的整個光 學(xué)系統(tǒng)在遠攝端的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可變倍率變焦透鏡，其特征在于，僅所述第三透鏡組的所 述后透鏡片組在與光軸正交的方向上移動，從而補償由用戶手抖引起的成像面上的離焦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可變倍率變焦透鏡，其特征在于，所述第三透鏡組的所述 前透鏡片組具有三個或更多個正透鏡片，其中至少一個所述正透鏡片為結(jié)合有負透鏡片 的復(fù)合透鏡；以及其它獨立的負透鏡片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可變倍率變焦透鏡，其特征在于，所述第三透鏡組的所述 前透鏡片組具有至少一個阿貝數(shù)為80或更高的正透鏡片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可變倍率變焦透鏡，其特征在于，所述第三透鏡組的所述 后透鏡片組包括復(fù)合透鏡，所述復(fù)合透鏡包括在前負透鏡片和與該在前負透鏡片結(jié)合的在 后正透鏡片，其中，所述負透鏡片的兩個相對的主表面為凹面并且被制成非球面，而所述正 透鏡片靠近被攝體的表面為凸面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可變倍率變焦透鏡，其特征在于，所述第一透鏡組包括三 個透鏡片，即由負透鏡片和正透鏡片結(jié)合在一起的復(fù)合透鏡和另一獨立的正透鏡片，并且 兩個所述正透鏡片中的至少一個正透鏡片的阿貝數(shù)為80或更高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可變倍率變焦透鏡，其特征在于，所述第一透鏡組包括三 個透鏡片，即由負透鏡片和正透鏡片結(jié)合在一起的復(fù)合透鏡和另一獨立的正透鏡片，并且 兩個所述正透鏡片中的至少一個正透鏡片的折射率為1. 55或更高。
全文摘要
本發(fā)明提供一種緊湊并輕便的高可變倍率變焦透鏡，該變焦透鏡尤其適合于單鏡頭反光數(shù)字照相機，其在廣角端的視場角為75度或更寬，在廣角端的F值約為3到4，在遠攝端的F值約為6到7，并且變倍比約為15倍。該變焦透鏡具有分別起正、負、正、正折射率作用的四組透鏡片，當(dāng)倍率從廣角端向遠攝端變化時，第一和第二透鏡組之間的距離增大，第二和第三透鏡組之間的距離減小，并且第三和第四透鏡組之間的距離也減小。第三透鏡組具有靠近被攝體的正折射率的前透鏡片組和負折射率的后透鏡片組，僅后透鏡片組在與光軸正交的位置上移動，從而補償由用戶手抖引起的成像面上的離焦。第二透鏡組向被攝體側(cè)移位以進行調(diào)焦。
文檔編號G02B15/20GK102116925SQ20111004124
公開日2011年7月6日 申請日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者村松雄一, 荒川明男 申請人:株式會社騰龍