變焦透鏡系統和使用其的電子攝像裝置的制作方法

專利名稱：變焦透鏡系統和使用其的電子攝像裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及變焦透鏡系統。而且，本發明還涉及使用該變焦透鏡系 統的電子攝像裝置。
背景技術：
io 近年來，利用諸如CCD (電荷耦合器件)和CMOS (互補金屬氧化物半導體)的固體攝像元件對物體拍照的數字相機已經取代銀鹽膠片相 機成為了主流。此外，在從針對專業用途的高級功能型到緊湊式大眾型 的很大范圍內，存在幾種類別的數字相機。大眾型數字相機的用戶尋求的是無論何時何地都能夠容易地以寬景15象范圍享受拍照。就此而言，小型產品，特別是可以容易地容納在衣服 的口袋或包中從而方便攜帶的纖薄數字相機受到了偏愛。另一方面，雖然針對緊湊型數字相機大約為3的放大率已經很普通 了，但人們已經在尋求比常規相機的放大率更高的相機。作為能夠容易 維持較高的放大率的變焦透鏡系統，迄今已知了一種從其物側起按順序20包括具有正折光力的第一透鏡單元、具有負折光力的第二透鏡單元，以 及具有正折光力的第三透鏡單元的變焦透鏡系統。另一方面，在相機的尺寸上，相機厚度方向上的尺寸主要由鏡筒(lens barrel)的尺寸來決定。因此，為了實現較薄的相機，使鏡筒變薄是有效 的。25 現如今，己經普遍使用了一種所謂的可伸縮式鏡筒，其中，在使用相機時鏡筒從相機主體內部伸出，而在攜帶相機時鏡筒容納在相機主體 內部。因此，人們已經找到了使鏡筒在縮入時變薄的變焦透鏡系統。在日本專利申請特開公報No. 2005-242116、 2005-326743以及 2006-78979中的常規技術中，已經公開了這樣一種變焦透鏡系統，在該變焦透鏡系統中，第一透鏡單元包括兩個或三個透鏡，并且通過從其物 體側按順序布置負透鏡、正透鏡和負透鏡而在第二透鏡單元中形成對稱 折光力布置，來進行該第二透鏡單元的像差校正和尺寸縮減。然而，在已經公開的現有技術中，與放大率相比，變焦透鏡系統在 5遠距端的整體長度較長。發明內容本發明的目的是提供一種有利于確保放大率并且在遠距端使整體長 度變短同時考慮了光學性能的確保的變焦透鏡系統，以及使用其的攝像 10 裝置。根據本發明的一個方面，根據本發明的變焦透鏡系統從其物側起按 順序包括具有正折光力的第一透鏡單元；具有負折光力的第二透鏡單元；和 具有正折光力的后透鏡組，其包括具有正折光力的第三透鏡單元；以及 15 孔徑光闌，其設置在所述第二透鏡單元與所述第三透鏡單元之間，并且在從廣角端向遠距端變焦時，如果聚焦在距離最遠的物體上，則所 述第一透鏡單元、所述第二透鏡單元和所述第三透鏡單元中的每一個都 按照使所述第一透鏡單元與所述第二透鏡單元之間的距離增大而所述第 20 二透鏡單元與所述第三透鏡單元之間的距離減小的方式來移動，并且所述孔徑光闌按照使所述孔徑光闌與所述第二透鏡單元的距離減小 的方式來移動，并且所述第二透鏡單元從其物側起按順序包括第一負透鏡L2nl、正透鏡L2p以及第二負透鏡L^，并且 25 所述第二透鏡單元中的透鏡總數為三個，并且滿足下面的條件表達式-0.28 < f2 / ft <-0.07 ... (1) -0.38 <f2n2/ft <-0.14 ... (2)其中，f2表示所述第二透鏡單元的焦距，f2n2表示所述第二透鏡單元中的所述第二負透鏡L2n2的焦距，而 ft表示在遠距端整個變焦透鏡系統的焦距。此外，根據本發明的另一方面，根據本發明的電子攝像裝置包括 5上述變焦透鏡系統；和設置在像側的電子攝像元件，該電子攝像元件將 所述變焦透鏡系統形成的光學圖像轉換成電信號。


圖1A、圖1B和圖1C是示出根據本發明的變焦透鏡系統的第一實 10施方式的在無限遠物體點聚焦時的光學布置的沿光軸的截面圖，其中， 圖1A示出了廣角端的狀態，圖1B示出了中間狀態，而圖1C示出了遠 距端的狀態；圖2A、圖2B和圖2C是根據本發明的變焦透鏡系統的第二實施方 式的分別與圖1A、圖1B和圖1C類似的圖； 15 圖3A、圖3B和圖3C是根據本發明的變焦透鏡系統的第三實施方式的分別與圖1A、圖1B和圖1C類似的圖；圖4A、圖4B和圖4C是根據本發明的變焦透鏡系統的第四實施方 式的分別與圖1A、圖1B和圖1C類似的圖；圖5A、圖5B和圖5C是根據本發明的變焦透鏡系統的第五實施方 20式的分別與圖1A、圖1B和圖1C類似的圖；圖6A、圖6B和圖6C是根據本發明的變焦透鏡系統的第六實施方 式的分別與圖1A、圖1B和圖1C類似的圖；圖7A、圖7B和圖7C是根據本發明的變焦透鏡系統的第七實施方 式的分別與圖1A、圖1B和圖1C類似的圖； 25 圖8A、圖8B和圖8C是根據本發明的變焦透鏡系統的第八實施方式的分別與圖1A、圖1B和圖1C類似的圖；圖9A、圖9B和圖9C是示出根據第一實施方式的在無限遠物體點 聚焦時球差、像散、失真以及放大率色差的圖，其中，圖9A示出了廣角 端的狀態，圖9B示出了中間狀態，而圖9C示出了遠距端的狀態；圖IOA、圖IOB和圖IOC是根據第二實施方式的在無限遠物體點聚 焦時的分別與圖9A、圖9B和圖9C類似的圖；圖IIA、圖IIB和圖IIC是根據第三實施方式的在無限遠物體點聚 焦時的分別與圖9A、圖9B和圖9C類似的圖； 5 圖12A、圖12B和圖12C是根據第四實施方式的在無限遠物體點聚焦時的分別與圖9A、圖9B和圖9C類似的圖；圖13A、圖13B和圖13C是根據第五實施方式的在無限遠物體點聚 焦時的分別與圖9A、圖9B和圖9C類似的圖；圖14A、圖14B和圖14C是根據第六實施方式的在無限遠物體點聚 10焦時的分別與圖9A、圖9B和圖9C類似的圖；圖15A、圖15B和圖15C是根據第七實施方式的在無限遠物體點聚 焦時的分別與圖9A、圖9B和圖9C類似的圖；圖16A、圖16B和圖16C是根據第八實施方式的在無限遠物體點聚 焦時的分別與圖9A、圖9B和圖9C類似的圖； 15 圖17是說明校正失真的圖；圖18是示出其中包括根據本發明的變焦透鏡系統的數字相機的外 觀的正面立體圖；圖19是圖18中的數字相機的背面立體圖；圖20是圖18中的數字相機的截面圖； 20 圖21是數字相機的主要部件的內部電路的結構框圖；而圖22是說明非球面偏離量的圖。
具體實施方式
為了解決上述問題，本發明提供了一種變焦透鏡系統，其從其物側 25起按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元； 具有負折光力的第二透鏡單元；和具有正折光力的后透鏡組，其包括具有正折光力的第三透鏡單元；以及孔徑光闌，其設置在第二透鏡單元與第三透鏡單元之間，并且在從廣角端向遠距端變焦時，如果聚焦在距離最遠的物體上，則第一透鏡單元、第二透鏡單元和第三透鏡單元中的每一個都按照使第一透 鏡單元與第二透鏡單元之間的距離增大而第二透鏡單元與第三透鏡單元5之間的距離減小的方式來移動，并且孔徑光闌按照使該孔徑光闌與第二透鏡單元的距離減小的方式來移 動，并且第二透鏡單元從其物側起按順序包括第一負透鏡L2nl、正透鏡L2p以及第二負透鏡L^，并且10 第二透鏡單元中的透鏡總數為三個，并且滿足下面的條件表達式-0.28 < f2 / ft <-0.07 ... (1) -0.38 < f2n2/ft <-0.14 ... (2)其中，15 f2表示第二透鏡單元的焦距，fh2表示第二透鏡單元中的第二負透鏡L2n2的焦距，而 ft表示在遠距端整個變焦透鏡系統的焦距。下面將對該變焦透鏡系統中釆用上述布置的原因和效果進行說明。 為了有利于確保高變焦比，構造了這樣一種布置，使得本發明的變焦透 20鏡系統從其物側起按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元；具有負 折光力的第二透鏡單元；以及后透鏡組，其包括具有正折光力的第三透 鏡單元；并且通過改變如上所述的透鏡單元之間的距離來進行縮放。通過構造這樣一種布置，對第二透鏡單元和第三透鏡單元有效地施 加放大負載就變得容易。因此，防止了每個透鏡單元的移動量過大，同25時抑制了變焦時像差的變化，從而使變焦透鏡系統變得緊湊。即使放大率變高，按這種方式來移動第一透鏡單元、第二透鏡單元 和第三透鏡單元中的每一個也有利于保持光學性能。孔徑光闌是如上所述設置并在變焦(縮放)時移動的。因此，平衡 了廣角端的離軸光束的光線高度和遠距端的離軸光線的光線高度。此外，有可能恰當地控制入射光瞳的位置和出射光瞳的位置。因此，即使緊湊地布置第一透鏡單元的外徑和最接近像的透鏡單元 的外徑，也可以按平衡的方式來校正放大率色差和失真。使第一透鏡單元在廣角端的外徑變小獲得了第一透鏡單元的厚度方 5向上的尺寸緊湊。此外，可以進行控制使變焦時出射光瞳的位置變化較 小。因此，可以將入射在CCD和CMOS上的光束的角度維持在適當范圍內，并且可以防止在取景屏(taking screen)周圍的部分處出現亮度遮 擋，并且在使用電子攝像組件的情況下是優選的。此外，通過以較少的三個透鏡來構造第二透鏡單元，就很容易減小 io變焦透鏡系統在縮入時的厚度。也很容易使廣角端的從第一透鏡單元的 最接近物的表面直到入射光瞳的距離變小，并且縮減變焦透鏡系統的徑 向方向的尺寸。在本發明中，通過在第二透鏡單元中設置兩個負透鏡來分配第二透 鏡單元的負折光力，從而可以容易地抑制像差。此外，通過從其物側起 15按負透鏡、正透鏡和負透鏡的順序來進行布置，獲得了這樣一種結構， 艮卩，可以改進透鏡布置的對稱性，并且對于第二透鏡單元中的像差校正 是有利的。而且，為了易于縮短在遠距端的整體長度同時確保放大率，優選的 是構造一種布置，使得第二透鏡單元的折光力滿足上述條件表達式(1)。 20 通過構造一種下限值不低于條件表達式(1)中的下限值的布置來確保第二透鏡單元的適度負折光力，就可以很容易地接近后透鏡組，由第 一透鏡單元和第二透鏡單元的組合系統生成的像點的位置，換句話說， 與后透鏡組相對應的物點的位置。因此，易于確保放大率同時抑制后透 鏡組中的透鏡單元的移動量，這有利于縮短變焦透鏡系統在遠距端的整25 體長度。通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(1)的上限值的布置來 確保第二透鏡單元的適度負折光力，就可以容易地確保第二透鏡單元的 縱向放大率。因此，易于確保第二透鏡單元的放大率負載，這有利于確 保亮度并縮短在遠距端的整體長度。此外，可以容易地抑制變焦時像差的波動，這有利于確保變焦范圍內的光學性能。為了確保位于第二透鏡單元后側的后透鏡組的適度放大率，第二透鏡單元的像側主點(principalpoint)可以盡可能地朝像側定位，并且由第 一透鏡單元和第二透鏡單元的組合系統生成的像點可以盡可能地朝像側 5定位。由此，可以使第二透鏡單元中的最接近物的第二負透鏡L2n2的折 光力盡可能大。具體來說，優選的是，構造一種滿足上述條件表達式(2) 的布置。通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(2)中的下限值的布置 來確保第二透鏡單元的適度負折光力，可以朝向圖像更多地來定位第二 io透鏡單元的主點，這有利于確保后透鏡組的放大率。此外，通過使第二 負透鏡從第二透鏡單元的負折光力中分擔負折光力，可以容易地抑制第 一負透鏡的折光力，并抑制出現球差。通過構造一種使得上限值不高于 條件表達式(2)中的上限值的布置，可以容易地抑制第二負透鏡(特別 是在遠距端)過度出現球差和慧差。 15 該變焦透鏡系統可以滿足下面與條件表達式(l)有關的條件表達式。 -0.23 <f2/ft<-0.11…(r)該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。 -0.18 < f2/ft <-0.15 ... (r)該變焦透鏡系統可以滿足下面與條件表達式(2)有關的條件表達式。 20 -0.37 <f2n2/ft <-0.21 ... (2')該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。 -0.36 <f2n2/ft <-0.28 ... (2") 因此，可以進一步呈現上述效果。可以令每一個條件表達式的上限值或下限值都為限制更嚴的相應條 25件表達式的上限值和下限值。對于以下條件表達式也是類似的。除了上述思想以外，本發明中還設計了多種其它思想，以在實現緊 湊性的同時獲得有效和理想的光學性能，下面對這些思想進行詳細說明。在該變焦透鏡系統中，優選的是，第二透鏡單元中的第二負透鏡L^ 是雙凹透鏡，其滿足以下條件表達式。-0.80 < SF2n2 < 0.50 ... (3)其中，SFh2被定義為SF2n2 = (R2n2f + R2n2r)/(R2n2f-R2n2r)，其中R2n2f是第二透鏡單元中的第二負透鏡L2n2的物惻表面的近軸曲率半 徑，而R2^是第二透鏡單元中的第二負透鏡L2n2的像側表面的近軸曲率半徑。下面，將對在該變焦透鏡系統中釆用上述布置的原因和效果進行說明。通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(3)中的下限值的布置， 可以容易地抑制在廣角端出現像散。通過構造一種使得上限值不高于條 件表達式(3)中的上限值的布置，可以容易地抑制在遠距端出現慧差。 該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。 -0.55 < SF2n2 < 0.35 ... (3') 該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。
-0.36 <SF2n2< 0.16 ... (3")因此，可以進一步呈現上述效果。此外，在該變焦透鏡系統中，優選的是，第二透鏡單元的光軸上的 厚度滿足下面的條件表達式(A)，并且第二透鏡單元中的第一負透鏡L^ 的形狀滿足下面的條件表達式(B)，而第二透鏡單元中的正透鏡L2p的形 狀滿足下面的條件表達式(C)。0.06 <Sd2G/ft < 0.23…(A)-0.9<SF2nl<l.l…(B)-3.0<SF2p<0.2…(C)其中， S d^表示第二透鏡單元的入射表面直到該第二透鏡單元的出射表面的光軸上的距離，SF^被定義為SF2nl=(R2nlf + R2nlr)/(R2nlf-R2n2r)，其中 R^f是第二透鏡單元中的第一負透鏡L2nl的物側表面的近軸曲率半 徑，而R加r是第二透鏡單元中的第一負透鏡L2nl的像側表面的近軸曲率半 徑，并且SF2p被定義為SF2p = (R2plf+R2pr)/(R2pf-R2pr)，其中R2pf是第二透鏡單元中的正透鏡L2p的物側表面的近軸曲率半徑，而 5 R2pr是第二透鏡單元中的正透鏡L2p的像側表面的近軸曲率半徑。下面，將對在該變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說明。條件表達式(A)、 (B)和(C)是用于使第二透鏡單元緊湊并易于 校正第二透鏡單元中的像差的條件表達式。條件表達式(A)是指定第二 透鏡單元在光軸上的厚度的表達式。通過構造一種使得下限值不低于條io件表達式(A)中的下限值的布置來確保第二透鏡單元在光軸上的厚度， 可以容易地確保第二透鏡單元中的正透鏡L2p的折光力，這有利于校正第 二透鏡單元中可能出現的各種像差。另一方面，通過構造一種使得上限 值不高于條件表達式(A)中的上限值的布置來減小第二透鏡單元在光軸 上的厚度，有利于使變焦透鏡系統在縮入時變薄。15 條件表達式(B)是指定第二透鏡單元中的第一負透鏡L^的形狀的表達式。優選的是，通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(B)中 的下限值的布置來確保第一負透鏡L2nl的像側表面的負折光力，并且不 使物側表面成為具有強負折光力的表面，來抑制像差的出現。通過構造 一種使得上限值不高于條件表達式(B)中的上限值的布置而不使第一負20透鏡L^的主點接近像，有利于使第二透鏡單元變小。條件表達式(C)是指定第二透鏡單元中的正透鏡L2p的形狀的表達 式。優選的是，通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(C)中的下 限值的布置而不使正透鏡L2p的像側表面成為具有強負折光力的表面，可 以容易地抑制對像平面彎曲的過度校正。通過構造一種使得上限值不高25于條件表達式(C)中的上限值的布置來確保正透鏡L2p朝向物體的凸表面的折光力，可以容易地校正可能出現在第一負透鏡L2nl處的傾斜慧差。 更優選的是，令條件表達式(A)中的下限值為0.08，而O.l的下限 值是更優選的。更優選的是，令條件表達式(A)中的上限值為0.19，而 0.15的上限值是更優選的。更優選的是，令條件表達式(B)中的下限值為0.0，而0.1的下限值是更優選的。更優選的是，令條件表達式(B)中的上限值為0.9，而0.6的上限值是更優選的。更優選的是，令條件表 達式(C)中的下限值為-2.0，而-1.5的下限值是更優選的。更優選的是， 令條件表達式(C)中的上限值為O.O，而-0.3的上限值是更優選的。 5 此外，在該變焦透鏡系統中，優選的是，在聚焦在距離最遠的物體上時，就第二透鏡單元和后透鏡組的放大率負荷而言滿足下面的條件表 達式。1.1 < ((32Tx(3RW) / ((52Wx(3RT) <3.6... (4) 其中，10 卩2w和卩2t分別表示第二透鏡單元在廣角端和遠距端的近軸橫向放大率，而卩rw和PRT分別表示后透鏡組在廣角端和遠距端的近軸橫向放大率。下面，將對在該變焦透鏡系統中釆用上述布置的原因和效果進行說明。通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(4)中的下限值的布置15來抑制后透鏡組的縮放負荷，可以容易地抑制出射光瞳因縮放而造成的的位置波動，并且在遠距端變亮F恥。通過構造一種使得上限值不高于條 件表達式(4)中的上限值的布置而不使第二透鏡單元的縮放負荷過大， 可以容易地抑制入射光瞳的位置波動，并且使入射光瞳在廣角端的位置 接近第一透鏡單元的入射表面，并且易于使最接近物的透鏡的外徑變小。20 該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。1.3 < (p2TxpRW) / (卩，xPrt) <2.9.,. (4')此外，該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。1.5 < (卩2丁X卩Rw) / (卩2wX卩rt) <2，2... (4")因此，可以進一步呈現上述效果。25 此外，在該變焦透鏡系統中，優選的是，第二透鏡單元中的最接近物的第一負透鏡L2nl的材料滿足下面的條件表達式。具體來說，可以滿足下面的條件表達式。1.78 <nd2nl<2.20 ... (5) 35<vd2nl<50... (6)其中，&2111表示第二透鏡單元中的第一負透鏡L2nl的對于d線的折射率，而vd2nl表示第二透鏡單元中的第一負透鏡L2nl的阿貝數(Abbe， 5 number )。下面，將對在該變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說 明。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(5)中的上 限值的布置，來改進材料的大量生產和獲得(procurement),從而實現成 本縮減。優選的是，通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(5)中 10的下限值的布置而使透鏡表面的曲率的絕對值變小同時確保折光力，可 以容易地抑制廣角端的像平面彎曲和彗差。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(6)中的上 限值的布置，來確保獲得具有高折射率的材料。優選的是，通過構造使 得下限值不低于條件表達式(6)中的下限值的布置，可以容易地將色散 15抑制到適度水平。此外，該變焦透鏡系統滿足下面的條件表達式。1.79 <nd2nl< 1.95…(5')37<vd2nl<47... (6')該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。 20 1.80 <nd2nl<l.% ... (5")40<vd2nl<43 ... (6") 因此，可以進一步呈現上述效果。此外，可以為第二透鏡單元中的負透鏡L2n2設置合適的材料。具體 來說，可以滿足下面的條件表達式。25 1.78 <nd2n2< 2.00…(7)35<vd2n2<50... (8) 其中，ndw表示第二透鏡單元中的第二負透鏡Lw的對于d線的折射率，而Vd2n2表示第二透鏡單元中的第二負透鏡L2n2的阿貝數。下面，將對在該變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說 明。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(7)中的上 限值的布置，來改進材料的大量生產和獲得，從而實現成本縮減。通過 5構造一種使得下限值不低于條件表達式(7)中的下限值的布置從而即使 在確保折光力的情況下也能減小透鏡的曲率的絕對值，而容易地抑制慧 差和球差的出現。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(8)中的上 限值的布置，改進具有高折光率的材料的獲得。構造一種使得下限值不 10低于條件表達式(8)中的下限值的布置，有利于抑制色散并校正色像差。該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。<formula>formula see original document page 20</formula>該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。 <formula>formula see original document page 20</formula>40<vd2n2<42…(8") 因此，可以進一步呈現上述效果。此外，在該變焦透鏡系統中，優選的是，第二透鏡單元中的正透鏡 的材料滿足下面的條件表達式。 20 1.84 <nd2p<2.20 ... (9)13<vd2p<30 ... (10) 其中，nd2p表示第二透鏡單元中的正透鏡L2p的對于d線的折射率，而vd2p表示第二透鏡單元中的正透鏡L2p的阿貝數。 25 下面，將對在該變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說明。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(9)中的上 限值的布置，來改進材料的大量生產和獲得，從而實現成本縮減。通過 構造一種使得下限值不低于條件表達式(9)中的下限值的布置，即使在 確保折光力的情況下也可以減小透鏡表面的曲率的絕對值，并且可以容易地抑制球差和慧差的出現。此外，條件表達式(10)是關于校正放大率色差，特別是傾斜放大 率色差的表達式。為了在第二透鏡單元內部有利地校正因第二透鏡單元 的較大負折光力而出現的色差，優選的是，將在合適范圍內具有相對較 5大色散的材料用于正透鏡。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(10)中的 上限值的布置，來確保色散并執行對兩個負透鏡中出現的色差的校正。 優選的是，通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(10)中的下限 值的布置而抑制因這種正透鏡而出現在短波長側的色差，來抑制短波長 10側的色散和出現次級光譜。該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。1.87 <nd2p< 2.15…(9') 15<vd2p<26... (IO')該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。 15 1.90 <nd2p< 2.12 ... (9")17<vd2p<20 ... (10") 因此，可以進一步呈現上述效果。此外，為了通過抑制出現像差來實現有利的光學性能，可以至少將 第二透鏡單元中的最接近物的第一負透鏡L2nl的物側透鏡表面設置為非 20球面表面。此外，可以將兩個表面都設為非球面表面。這對于校正慧差 和像平面彎曲來說很有效。在這種情況下，該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。0.001 <asp2nlf/fw< 0.07 ... (11)0.005 < (asp2nlf+I asp2nlr|) /fw<0.15... (12)25 其中，aspM表示第二透鏡單元中的第一負透鏡Lw的朝向物的透鏡表面處 的非球面偏離，asp加r表示第二透鏡單元中的第一負透鏡L2nl的朝向像的透鏡表面 處的非球面偏離，而^表示整個變焦透鏡系統在廣角端的焦距。如圖22所示，非球面偏離是在將頂點與透鏡的頂點相同并且以近軸 曲率半徑作為曲率半徑的球面表面設為基準球面表面，并且將朝向圖像 的方向設為正號的情況下，在透鏡表面上入射在廣角端的光線的最大高 5度的位置處沿平行于光軸的方向測量時從基準球面表面直到該透鏡表面 的距離。當透鏡表面為球面或平面時，非球面偏離量為零。下面，將對在該變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說 明。通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(11)中的下限值的布 置而減小第一負透鏡的朝向物側的表面附近的一部分中的負折光力，可 10以容易地對廣角端的傾斜像差進行校正。優選的是，通過構造一種使得 上限值不高于條件表達式(11)中的上限值的布置而抑制非球面偏離， 來抑制因偏心而出現的非對稱像差。通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(12)中的下限值的布 置，可以容易地確保因非球面表面而造成的像差校正的效果，可以容易 15地抑制過度桶形失真。通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(12) 中的上限值的布置，抑制了非球面表面的形狀的變化程度，從而可以容 易地抑制因偏心而造成的像差影響。優選的是，令條件表達式(11)和(12)的下限值都為0.006，而O.Ol 的下限值是更優選的。優選的是，令條件表達式(11)和(12)的上限 20值都為0.06，而0.04的上限值是更優選的。從與第二透鏡單元類似的緊湊化的觀點出發，有利的是，也是通過 為數不多的透鏡形成第一透鏡單元，從而在縮入時變小。當放大率較高 時，優選的是抑制特別是在遠距端出現色差。因此，優選的是，第一透鏡單元包括兩個透鏡，即，正透鏡I^和負 25透鏡Lh，并且有利于在的抑制色差的同時使尺寸變小。此外，在該變焦透鏡系統中，可以構造這樣一種布置，即，第一透 鏡單元中的負透鏡和正透鏡中的每一個都是未經膠合的單透鏡。當構造 成這種布置時，可以有利地(特別是利用形成在兩個透鏡之間的空氣透 鏡來)校正遠距端的慧差。在這種情況下，該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。0.0 ^ dltip /山< 0.2…(13) 其中，d^表示第一透鏡單元中的負透鏡與正透鏡之間的光軸上的距離，而 5 山表示第一透鏡單元中從入射面直到出射面的光軸上的距離。下面，將對在該變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說 明。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(13)中的 上限值的布置來抑制透鏡的有效直徑，并抑制穿過最接近物的透鏡的離 軸光線的高度，可以容易地使變焦透鏡在徑向方向上變得緊湊。下限值 io不低于條件表達式(13)中的下限值，并且不為負號。該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。0.0 ^d^/^〈0.1 ... (13，)該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。0.0 ^di叩/d丄〈0.03 ... (13")15 因此，可以進一步呈現上述效果。此外，在該變焦透鏡系統中，第一透鏡單元中的負透鏡與正透鏡可 以是膠合在一起的。因此，優選的是有利地校正廣角端的放大率色差和 遠距端的縱向色差。此外，還可以縮減因由于相對偏心而造成的性能劣 化而導致的產量下降，進而得以縮減成本。20 此外，在該變焦透鏡系統中，可以為第一透鏡單元中的正透鏡Llp和負透鏡Lh設置最優材料。具體來說，正透鏡Lip和負透鏡Lh的材料可以滿足下面的條件表達式。 1.47<ndlp< l.卯…(14) 40<vdlp<85…(15) 25 1.75 <ndln<2.06 ... (16)12<vdln<31 ... (17)下面，將對在該變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說 明。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(14)中的 上限值的布置，來改進材料的大量生產和獲得，從而實現了成本縮減。通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(14)中的下限值的布置， 即使在確保折光力的情況下，也可以減小透鏡表面的曲率的絕對值，并 且可以容易地抑制球差和慧差的出現。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(15)中的 5上限值的布置，來改進具有高折射率的材料的獲得。通過構造一種使得 下限值不低于條件表達式(15)中的下限值的布置，來抑制色散，這有 利于校正色差。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(16)中的 上限值的布置，來改進材料的大量生產和獲得，從而實現成本縮減。通io過構造一種使得下限值不低于條件表達式(16)中的下限值的布置，即使在確保折光力的情況下，也可以減小透鏡表面的曲率的絕對值，并且 可以容易地抑制球差和慧差的出現。條件表達式(17)是關于校正色差，特別是校正縱向色差的表達式。為了有利地校正第一透鏡單元內部因較大的正折光力而出現的色差，優15選的是，將具有合適范圍內較大色散的材料用于負透鏡。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(17)中的上限值的布置，來確保色散并對正透鏡中出現的色差進行校正。優選的是，通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(17)中的下限值的布置而抑制因該正透 鏡而出現在短波長側的色差，來抑制短波長側的色散和出現次級光譜。20 該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。1.57 <ndlp< 1.80 ... (14') 45<vdlp<70 ... (15') 1.82 <ndln< 2.04 ... (16，) 15<vdln<27... (17，)25 該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。1.68 <ndlp< 1,72 ... (14") 50<vdlp<55 ... (15") 1.90 <ndln< 2.02 ... (16") 18<vdln<22…(17")因此，可以進一步呈現上述效果。 . 此外，在該變焦透鏡系統中，第一透鏡單元可以從其物側起按順序 包括負透鏡和正透鏡。當構造成這種布置時，因為主點在第一透鏡單元 的后側上的位置朝向圖像移動，所以有效地確保了變焦比。 5 此外，在該變焦透鏡系統中，第三透鏡單元可以被布置成，使得該第三透鏡單元包括下面三個透鏡從而使鏡筒變細。具體來說，在該變焦透鏡系統中，希望第三透鏡單元包括從其物側 起按順序布置的三個透鏡，即，正透鏡、正透鏡和負透鏡。因此，通過 將正透鏡的正折光力分配在兩個透鏡中，并且通過將負透鏡設置在像側， 10可以容易地抑制諸如球差的像差，并且可以容易地使第三透鏡單元的主 點朝向圖像。使主點朝向圖像有利于確保第三透鏡單元的變焦比。而且，優選的是，在第三透鏡單元中，將所述負透鏡與從其物側算 起的第二個正透鏡膠合在一起。通過膠合正透鏡和負透鏡，可以更有效 地對縱向色差進行校正。此外，通過使正透鏡和負透鏡成為膠合透鏡， 15可以防止在裝配工藝中因透鏡的相對偏心而造成的光學性能的劣化。這 實現了產量的提高和成本的縮減。而且，在第三透鏡單元中設置一個或更多個非球面表面對校正球差 和慧差有進一步的效果。具體來說，優選的是，使第三透鏡單元中最接近物的正透鏡為雙非球面(biaspherical)透鏡。當在多個透鏡上設置非球20面表面時，因透鏡的相對偏心而造成的光學性能劣化趨于顯著。然而，通過使一個透鏡的兩側表面都為非球面，可以在將因透鏡的相對偏心而 造成的光學性能劣化抑制得較小的同時，對球差和慧差進行更有利的校 正。此外，在該變焦透鏡系統中，從平衡緊湊性和光學性能的觀點出發，25優選的是，將第一透鏡單元的折光力設置為滿足下面的條件表達式。<formula>formula see original document page 25</formula> ... (18) 其中，&表示第一透鏡單元的焦距。下面，將對在變焦透鏡系統中釆用上述布置的原因和效果進行說明。通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(18)中的上限值的布置， 可以容易地縮短該變焦透鏡系統的整體長度，并且可以容易地使該變焦 透鏡系統小型化。通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(18)中 的下限值的布置而將折光力抑制成適度的，可以容易地抑制遠距端的慧 5差和球差。該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。<formula>formula see original document page 26</formula>(18，)該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。<formula>formula see original document page 26</formula> (18") io 因此，可以進一步呈現上述效果。此外，在該變焦透鏡系統中，在根據第一方面到第十七方面的變焦 透鏡系統中，就第三透鏡單元的折光力而言，可以滿足下面的的條件表 達式。0.07 < f3 / ft < 0.53 ... (19)15 其中，f3表示第三透鏡單元的焦距。下面，將對在變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說明。 對于縮短整體長度而言，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式 (19)中的上限值的布置來確保折光力是有利的。對于第三透鏡單元中20的像差校正，通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(19)中的下限值的布置來抑制折光力是有利的。該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。0.11 <f3/ft < 0.40 ... (19') 該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。 25 0.15 <f3/ft < 0.27…(19")因此，可以進一步呈現上述效果。此外，在該變焦透鏡系統中，可以令其為四單元變焦透鏡系統，其 在根據第一方面到第十八方面的上述變焦透鏡系統中，從其物側起按順 序包括所述第一透鏡單元、所述第二透鏡單元、所述第三透鏡單元以及具有正折光力的第四透鏡單元。下面，將對在變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說明。 由于第四透鏡單元具有正折光力，因而很容易縮短變焦透鏡系統的整體 長度。此外，可以容易地朝向物側定位出射光瞳，這一點在使用電子攝 5像組件的情況下更為有利。此外，在該變焦透鏡系統中，可以令其為五單元變焦透鏡系統，其 在上述變焦透鏡系統中，從其物側起按順序包括所述第一透鏡單元、所 述第二透鏡單元、所述第三透鏡單元、具有負折光力的第四透鏡單元以 及具有正折光力的第五透鏡單元。 10 下面，將對在變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說明。由于第五透鏡單元具有正折光力，因而很容易縮短變焦透鏡系統的整體 長度。此外，可以容易地朝向物體側定位出射光瞳，這一點在使用電子 攝像組件的情況下更為有利。此外，對于校正變焦時的傾斜像差而言， 在變焦時與第三透鏡單元和第四透鏡單元無關地移動具有負折光力的第 15四透鏡單元是有利的。此外，在該變焦透鏡系統中，就與該變焦透鏡系統中最接近上述像 而定位的透鏡單元的折光力而言，可以滿足下面的條件表達式。0,2<fRE/ft<0.9 ... (20) 其中，20 fRE表示變焦透鏡系統中最接近像而定位的透鏡單元的焦距。下面，將對在變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說明。優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(20)中的上限值的布置來確保最接近像而定位的透鏡單元的正折光力，來確保使離軸光束產生折射的效果。可以減小入射在設置于像平面上的諸如CCD和 25 CMOS的攝像組件上的光束的角度，并且可以容易地抑制在取景屏周圍 的一部分處出現亮度遮擋。通過構造一種使得下限值不低于條件表達式(20)中的下限值的布置，可以容易地抑制對像平面彎曲的校正不足。 此外，希望通過移動最接近像的透鏡來執行聚焦操作，并且還可以容易 地抑制聚焦時像平面彎曲的變化。該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。0.3 <fRE/ft<0.7…(200 該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。 0.4 < &/ ft < 0.5 ... (20")5 因此，可以進一步呈現上述效果。而且，最接近像的透鏡單元可以由塑料材料形成。最接近像的透鏡 單元的主要功能是，通過在恰當位置處設置出射光瞳，允許光線有效地入射在諸如CCD或CMOS的電子攝像組件上。由于這種功能的存在， 當按上述條件表達式(20)中的范圍來設置折光力時，不需要相對較大 io的折光力，并且可以由具有低折射率的玻璃形成，如塑料透鏡。在最接 近像的透鏡單元中使用了塑料透鏡的情況下，可以將成本抑制得較低， 并且可以提供成本低得多的變焦透鏡系統。此外，在該變焦透鏡系統中，可以在上述變焦透鏡系統中滿足下面 的條件表達式。 15 4.8 <ft/fw< 15.0…(21)其中，fw是整個變焦透鏡系統在廣角端的焦距。下面，將對在變焦透鏡系統中采用上述布置的原因和效果進行說明。 優選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(21)中的上限 20值的布置，使得容易確保光學性能。通過構造一種使得下限值不低于條 件表達式(21)中的下限值的布置來確保放大率，可以有效地執行能夠 得到本發明的變焦透鏡系統的緊湊性和高變焦比的功能。該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。5.5<ft/fw< 12,0 ... (21，) 25 該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。6,5<ft/fw<9.0 ... (21")因此，可以進一步呈現上述效果。此外，根據第一方面的電子攝像裝置可以是這樣的攝像裝置，艮口，其包括上述變焦透鏡系統；以及朝向像側設置的攝像組件，該攝像組件將該變焦透鏡系統形成的圖像轉換成電信號。此外，根據第二方面的電子攝像裝置可以滿足下面的根據第一方面 的電子攝像裝置中的條件表達式<formula>formula see original document page 29</formula> ... (22) 5 其中，Im表示有效攝像面積中的最大像高，而f;表示整個變焦透鏡系統在廣角端的焦距。有效攝像面積是攝像組件上的用于顯示并記錄圖像的攝像表面的面 積，當該面積改變時，將最大像高狀態下的像高定義為最大高度Im。優io選的是，通過構造一種使得上限值不高于條件表達式(22)中的上限值 的布置使攝像角不過大，并且減少桶形失真的出現。優選的是，通過構 造一種使得下限值不低于條件表達式(22)中的下限值的布置來利用其 中采用了這種布置的減小尺寸并加寬角度的優點。 該變焦透鏡系統可以滿足下面的條件表達式。<formula>formula see original document page 29</formula>…(22')該變焦透鏡系統還可以滿足下面的條件表達式。<formula>formula see original document page 29</formula>…(22") 因此，可以進一步呈現上述效果。此外，所述孔徑光闌可以在從廣角端向遠距端變焦時與第三透鏡單 20元一起整體移動。因為可以降低離軸光線的高度，所以更有利于減小第 三透鏡單元。而且，該孔徑光闌和快門機構可以為一整體結構。因此， 無需增大快門單元的尺寸就可以實現該目的，并且在移動孔徑光闌和快 門單元時死區較小。此外，為了遮斷諸如重影和光斑的光，可以在除孔徑光闌的位置以 25外的其它位置處設置光斑孔徑(flare aperture)。可以將光斑孔徑設置在諸 如第一透鏡單元的物側、第一透鏡單元與第二透鏡單元之間、第二透鏡 單元與第三透鏡單元之間、后透鏡組中的透鏡單元之間以及后透鏡組與 像平面之間的任何位置處。可以構造一種通過保持著透鏡單元的框部件 來遮斷光斑光線的布置，或者可以通過除框部件以外的其它部件來形成光斑孔徑。此外，可以進行直接印刷，或者可以涂敷油漆，或者可以對透鏡添加圖印(seal)。此外，形狀可以是任何形狀，如圓形、橢圓形、矩形、多邊形以及由函數曲線包圍的區域。此外，不僅可以遮斷有害光束，而且可以遮斷諸如屏幕周圍的慧斑(coma flare)的光束。 5 此外，通過在每個透鏡上涂覆防反射涂層可以減少重影和光斑。由于多涂層能夠有效地減少重影和光斑，所以多涂層是理想的。而且，可 以在透鏡表面和蓋玻璃(coverglasses)上涂覆紅外線遮斷涂層。此外，希望在變焦透鏡系統中的最接近像的透鏡單元處進行聚焦。 因為容易使最接近像的透鏡單元重量較輕，所以可以減小在聚焦時施加 io在馬達上的負載。此外，因為在聚焦時整體長度沒有改變，并且可以將 驅動馬達設置在透鏡框內部，所以有利于使透鏡框變緊湊。盡管希望如 上所述通過最接近像的透鏡單元來進行聚焦，但也可以通過第一透鏡單 元、第二透鏡單元以及第三透鏡單元中的任一個來進行聚焦。此外，還 可以通過移動多個透鏡單元來進行聚焦。此外，可以通過拉伸(drawout) 15整個透鏡系統，或者通過拉伸某些透鏡來進行聚焦，或者可以延期(carried over)聚焦。此外，可以通過偏移CCD的微透鏡來減少圖像附近的部分中的亮度 遮擋。例如，可以根據針對每個像高的光線的入射角來改變CCD的微透 鏡的設計。此外，可以通過圖像處理來校正圖像周圍的部分中的劣化量。 20此外，可以有意使失真出現在變焦透鏡系統中，并且可以通過在拍攝圖 片之后以電方式進行圖像處理來校正該失真。優選的是，上述發明中的每一個都同時滿足任意多個條件表達式。 此外，對于每一個條件表達式，都僅可以限制進一步限制條件表達式的 數值范圍的上限值或下限值。此外，可以任意組合上述各種布置。 25 如上所述，根據本發明，可以提供一種有利于確保變焦比并且縮短遠距端的整體長度并且容易確保光學性能的變焦透鏡系統。而且，可以 提供一種包括這種變焦透鏡系統的小型電子攝像裝置。下面將參照附圖，對根據本發明的變焦透鏡系統和電子攝像裝置的 示例性實施方式進行詳細說明。然而，本發明不限于下述實施方式。在下述每一個實施方式中，實現了一種具有大約七倍的高變焦比并 且能夠使遠距端變亮FNO的緊湊型變焦透鏡系統。此外，它是一種將所拍攝圖像的圖像質量保持良好的變焦透鏡系統，并且是適于諸如CCD和 CMOS的電子攝像裝置的低成本變焦透鏡系統。5 下面，對本發明的變焦透鏡系統的第一實施方式到第八實施方式中的實施方式進行說明。圖1A、圖IB和圖1C到圖8A、圖8B和圖8C中 示出了第一實施方式到第八實施方式的無限遠物點聚焦時的廣角端、中 間狀態以及遠距端的透鏡截面圖。在圖1A到圖8C中，Gl表示第一透鏡 單元，G2表示第二透鏡單元，S表示孔徑光闌，G3表示第三透鏡單元，io G4表示第四透鏡單元，G5表示第五透鏡單元，F表示形成低通濾波器的 平行平板，該平行平板中涂覆有限制紅外線的波長區限制涂層，C表示 電子攝像組件的由碳玻璃制成的平行平板，而I表示像平面。可以在碳玻 璃C的表面涂覆用于限制波長區的多層膜。此外，可以使碳玻璃C具有 低通濾波器的作用。15 在每一個實施方式中，孔徑光鬧S都與第三透鏡單元G3整體地移動。每個數字數據都是在聚焦在無線遠物體時的狀態下的數據。每個值 的長度單位都是mm，而角的單位是度(°)。每個實施方式中的聚焦都是 通過移動接近像的透鏡單元來進行的。每個實施方式中的像高Im都是 3.84 mm。此外，變焦數據是廣角端(WE)、變焦期間的中間狀態(ST)20以及遠距端(TE)的值。第三單元中的平面表示光斑孔徑。如圖1A到圖1C所示，第一實施方式中的變焦透鏡系統從其物側起 按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元G1、具有負折光力的第二透 鏡單元G2、孔徑光闌S、具有正折光力的第三透鏡單元G3，以及具有正 折光力的第四透鏡單元G4。25 在從廣角端向遠距端變焦時，第一透鏡單元Gl朝物側移動，第二透鏡單元G2朝像側移動，第三透鏡單元G3隨孔徑光闌S整體地朝物側移 動，而第四透鏡單元G4朝像側移動。第一透鏡單元Gl從其物側起按順序包括:朝向物側為凸表面的第一 負凸凹透鏡，以及第二正雙凸透鏡。第二透鏡單元G2包括第三雙凹負透鏡、第四雙凸正透鏡，以及第五雙凹負透鏡。第三透鏡單元G3包括第六 雙凸正透鏡、朝向物側為凸表面的第七正凸凹透鏡，以及朝向物側為凸 表面的第八負凸凹透鏡。第七負凸凹透鏡和第八正凸凹透鏡是膠合在一起的。第四透鏡單元G4包括第九正雙凸透鏡。5 非球面表面被用于七個表面，即，第二雙凸正透鏡的像側表面、第三雙凹負透鏡的兩個表面、第五雙凹負透鏡的像側表面、第六雙凸正透 .鏡的兩個表面以及第九雙凸正透鏡的物側表面。如圖2A到圖2C所示，第二實施方式中的變焦透鏡系統從其物側起按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元G1、具有負折光力的第二透io鏡單元G2、孔徑光闌S、具有正折光力的第三透鏡單元G3，以及具有正 折光力的第四透鏡單元G4。在從廣角端向遠距端變焦時，第一透鏡單元G1朝物側移動，第二透 鏡單元G2朝像側移動，第三透鏡單元G3隨孔徑光闌S整體地朝物側移 動，而第四透鏡單元G4在朝物側移動一次后調轉回來朝像側移動。15 第一透鏡單元G1從其物側起按順序包括:朝向物側為凸表面的第一負凸凹透鏡；和第二雙凸正透鏡。第二透鏡單元G2包括第三雙凹負透鏡、 第四雙凸正透鏡，以及第五雙凹負透鏡。第三透鏡單元G3包括第六雙凸 正透鏡、朝向物側為凸表面的第七正凸凹透鏡，以及朝向物側為凸表面 的第八負凸凹透鏡。第七正凸凹透鏡和第八負凸凹透鏡是膠合在一起的。20第四透鏡單元G4包括第九雙凸正透鏡。非球面表面被用于六個表面，即，第二雙凸正透鏡的像側表面、第 三雙凹負透鏡的兩個表面、第六雙凸正透鏡的兩個表面以及第九雙凸正 透鏡的物側表面。如圖3A到圖3C所示，第三實施方式中的變焦透鏡系統從其物惻起25按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元G1、具有負折光力的第二透 鏡單元G2、孔徑光闌S、具有正折光力的第三透鏡單元G3，以及具有正 折光力的第四透鏡單元G4。在從廣角端向遠距端變焦時，第一透鏡單元G1朝物側移動，第二透 鏡單元G2朝像側移動，第三透鏡單元G3隨孔徑光闌S整體地朝物側移動，而第四透鏡單元G4在朝物側移動一次之后調轉回來朝像側移動。第一透鏡單元Gl從其物側起按順序包括:朝向物側為凸表面的第一 負凸凹透鏡，和第二雙凸正透鏡。第二透鏡單元G2包括第三雙凹負透鏡、第四雙凸正透鏡，以及第五雙凹負透鏡。第三透鏡單元G3包括第六雙凸5正透鏡、朝向物側為凸表面的第七正凸凹透鏡，以及朝向物側為凸表面的第八負凸凹透鏡。第七正凸凹透鏡和第八負凸凹透鏡是膠合在一起的。第四透鏡單元G4包括第九雙凸正透鏡。非球面表面被用于七個表面，g卩，第二雙凸正透鏡的像側表面、第 三雙凹負透鏡的兩個表面、第六雙凸正透鏡的兩個表面以及第九雙凸正10透鏡的兩個表面。如圖4A到圖4C所示，第四實施方式中的變焦透鏡系統從其物側起按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元G1、具有負折光力的第二透鏡單元G2、孔徑光闌S、具有正折光力的第三透鏡單元G3，以及具有正折光力的第四透鏡單元G4。 15 在從廣角端向遠距端變焦時，第一透鏡單元Gl朝物側移動，第二透鏡單元G2朝像側移動，第三透鏡單元G3隨孔徑光闌S整體地朝物側移動，而第四透鏡單元G4在朝物側移動一次后調轉回來朝像側移動。第一透鏡單元G1從其物側起按順序包括:朝向物側為凸表面的第一負凸凹透鏡，和第二雙凸正透鏡。第二透鏡單元G2包括第三雙凹透鏡負、 20第四雙凸正透鏡，以及第五雙凹負透鏡。第三透鏡單元G3包括第六雙凸正透鏡、朝向物側為凸表面的第七正凸凹透鏡，以及朝向物側為凸表面的第八負凸凹透鏡。第七正凸凹透鏡和第八負凸凹透鏡是膠合在一起的。第四透鏡單元G4包括第九雙凸正透鏡。非球面表面被用于七個表面，即，第二雙凸正透鏡的像側表面、第 25三雙凹負透鏡的兩個表面、第六雙凸正透鏡的兩個表面以及第九雙凸正透鏡兩個表面。如圖5A到圖5C所示，第五實施方式中的變焦透鏡系統從其物側起 按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元G1、具有負折光力的第二透 鏡單元G2、孔徑光闌S、具有正折光力的第三透鏡單元G3，以及具有正折光力的第四透鏡單元G4。在從廣角端向遠距端變焦時，第一透鏡單元G1朝物側移動，第二透鏡單元G2在朝物側移動一次后調轉回來朝像側移動，第三透鏡單元G3 隨孔徑光闌S整體地朝物側移動，而第四透鏡單元G4朝像側移動。5 第一透鏡單元Gl從其物側起按順序包括:朝向物側為凸表面的第一負凸凹透鏡，和第二雙凸正透鏡。第二透鏡單元G2包括第三雙凹負透鏡、 第四雙凸正透鏡，以及第五雙凹負透鏡。第三透鏡單元G3包括第六雙凸 正透鏡、朝向物側為凸表面的第七正凸凹透鏡，以及朝向物側為凸表面 的第八負凸凹透鏡。第七正凸凹透鏡和第八負凸凹透鏡是膠合在一起的。 io第四透鏡單元G4包括第九雙凸正透鏡。非球面表面被用于七個表面，即，第二雙凸正透鏡的像側表面、第 三雙凹負透鏡的兩個表面、第六雙凸正透鏡的兩個表面以及第九雙凸正 透鏡的兩個表面。如圖6A到圖6C所示，第六實施方式中的變焦透鏡系統從其物側起 15按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元G1、具有負折光力的第二透 鏡單元G2、孔徑光闌S、具有正折光力的第三透鏡單元G3，以及具有正 折光力的第四透鏡單元G4。在從廣角端向遠距端變焦時，第一透鏡單元G1朝物側移動，第二透 鏡單元G2在朝物側移動一次后調轉回來朝像側移動，第三透鏡單元G3 20隨孔徑光闌S整體地朝物側移動，而第四透鏡單元G4朝像側移動。第一透鏡單元Gl從其物側起按順序包括:朝向物側為凸表面的第一 負凸凹透鏡，和第二雙凸正透鏡。第一負凸凹透鏡和第二雙凸正透鏡是 膠合在一起的。第二透鏡單元G2包括第三雙凹負透鏡、朝向物側為凸表 面的第四正凸凹透鏡，以及第五雙凹負透鏡。第三透鏡單元G3包括第六 25雙凸正透鏡、朝向物側為凸表面的第七正凸凹透鏡，以及朝向物側為凸 表面的第八負凸凹透鏡。第七正凸凹透鏡和第八負凸凹透鏡是膠合在一 起的。第四透鏡單元G4包括第九雙凸正透鏡。非球面表面被用于七個表面，即，第二雙凸正透鏡的像側表面、第 三雙凹負透鏡的兩個表面、第六雙凸正透鏡的兩個表面以及第九雙凸正透鏡的兩個表面。如圖7A到圖7C所示，第七實施方式中的變焦透鏡系統從其物側起 按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元G1、具有負折光力的第二透鏡單元G2、孔徑光闌S、具有正折光力的第三透鏡單元G3，以及具有正 5折光力的第四透鏡單元G4。在從廣角端向遠距端變焦時，第一透鏡單元G1朝物側移動，第二透 鏡單元G2在朝物側移動一次后調轉回來朝像側移動，第三透鏡單元G3 隨孔徑光闌S整體地朝物側移動，而第四透鏡單元G4朝像側移動。第一透鏡單元Gl從其物側起按順序包括:朝向物側為凸表面的第一 io負凸凹透鏡，和第二雙凸正透鏡。第一負凸凹透鏡和第二雙凸正透鏡是 膠合在一起的。第二透鏡單元G2包括第三雙凹負透鏡、第四雙凸正透鏡， 以及第五雙凹負透鏡。第三透鏡單元G3包括第六雙凸正透鏡、朝向物側 為凸表面的第七正凸凹透鏡，以及朝向物側為凸表面的第八負凸凹透鏡。 第七正凸凹透鏡和第八負凸凹透鏡是膠合在一起的。第四透鏡單元G4包 15括第九雙凸正透鏡。非球面表面被用于七個表面，即，第二雙凸正透鏡的像側表面、第 三雙凹負透鏡的兩個表面、第六雙凸正透鏡的兩個表面以及第九雙凸正 透鏡的兩個表面。如圖8A到圖8C所示，第八實施方式中的變焦透鏡系統從其物側起 20按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元G1、具有負折光力的第二透 鏡單元G2、孔徑光闌S、具有正折光力的第三透鏡單元G3、具有負折光 力的第四透鏡單元G4，以及具有正折光力的第五透鏡單元G5。在從廣角端向遠距端變焦時，第一透鏡單元Gl朝物側移動，第二透 鏡單元G2在朝物側移動一次后調轉回來朝像側移動，第三透鏡單元G3 25隨孔徑光闌S整體地朝物側移動，第四透鏡單元G4朝物側移動，而第五 透鏡單元G5朝像側移動。第一透鏡單元G1從其物體側起按順序包括:朝向物側為凸表面的第 一負凸凹透鏡，和第二雙凸正透鏡。第一負凸凹透鏡和第二雙凸正透鏡 是膠合在一起的。第二透鏡單元G2包括第三雙凹負透鏡、第四雙凸正透鏡，以及第五雙凹負透鏡。第三透鏡單元G3包括第六雙凸正透鏡。第四 透鏡單元G4包括朝向物側為凸表面的第七正凸凹透鏡和朝向物側為凸 表面的第八負凸凹透鏡。第七正凸凹透鏡和第八負凸凹透鏡是膠合在一 起的。第五透鏡單元G5包括第九雙凸正透鏡。非球面表面被用于七個表面，S卩，第二雙凸正透鏡的像側表面、第 三雙凹負透鏡的兩個表面、第六雙凸正透鏡的兩個表面以及第九雙凸正 透鏡的兩個表面。下面給出了上述每個實施方式的數值數據。除了上述符號以外，f 表示整個變焦透鏡系統的焦距，BF表示后焦距，&、 f2、…中的每一個表 示每個透鏡單元的焦距，Im表示像高，Fno表示光圈數，co表示半像角， WE表示廣角端，ST表示變焦期間的中間狀態，TE表示遠距端，n、r2、… 中的每一個表示每個透鏡表面的曲率半徑，d。 d2、…中的每一個表示兩 個透鏡之間的距離，ndl、 nd2、…中的每一個表示每個透鏡的針對d線的 折射率，而v^、 vd2、…中的每一個表示每個透鏡的阿貝數。后面將描述 的透鏡系統的整體長度是通過將后焦距與從第一透鏡表面直到最后一個 透鏡表面的距離相加所獲得的長度。BF (后焦距)是在將從最后一個透 鏡表面直到近軸像平面的距離進行空氣轉換的情況下所表達的單位。如果令x為以光行進方向為正方向的光軸，而令y為與光軸正交的 方向，則非球面表面的形狀由以下表達式來描述。x= (y2/r) /[1 + {1- (K+l) (y/r) 2}1/2]+A4y4 + A6y6 + A8y8 + A10y10 + A12y12其中，r表示近軸曲率半徑，K表示圓錐系數，A4、 A6、 A8、 Au)和 Ai2分別表示四階、六階、八階、十階和十二階的非球面表面系數。此外， 在非球面表面系數中，"e-n" ("e"")(其中，n為整數)表示"1(T"。例1r！ = 500.207 r2 = 45.739 r3= 19.596山=0.80 d2=0.10 山=3,46ndl = 2.00170 vdl = 20.64nd2= 1.69350 vd2= 53.21r4=-34.537 (A)d4=(可變)r5 =-17.590 (A)d5 = 0.80rid3 =1.83481Vd3 =42.71r6 =10.463 (A)d6=0.88r7 =14.610d7= 1.951.94595Vd4 =17.98-82.373d8= U,4U-21.383d9=0.79nd5 =1.88300Vd5 =40.76!"10=28.821d10=(可變)oo (S)du = 0.105.254 (A)d12=2.45nd6 =1.59201Vd6 =67.02ri3=-29.571 (A)d13 = 0.1000d14=0.00ri5=4.791d15= 1.28nd7 =1.48749Vd7 =70.23ri6=6.925d16=0.80nd8 =2.00069vd8 =25.46rn=3.210d17=(可變)37.416 (A)d18=1.90nd9 =1.74330Vd9 =49.33:-22,377d19=(可變):ood20=0.40=1,54771=62.84r2i=:OOd21 = 0.50!"22=:OOd22=0.50=1.51633Vdll ==64.14!"23=:OOd23 = 0.37『24==oo (電子攝像裝置的光接收表面，像平面)非球面系數 第四表面K=0.000 25 A4 = 3.91766e-05A6=-1.77968e-08 A8=-6.65444e-10 A0=4.31894e-12第五表面K=0，000 A4= 8.38673e-05 A6=5.42081e-06 A8 = -7.08744e-08 A10= 1.98215e-10第六表面 K-0.000 io A4 = -2.01234e-04A6=7.58799e-06 A8=-1.78418e-08 A10= 1.68048e-0915 第十二表面K=0.000 A4 = -3.98391e-04 A6=6.47480e-07 A8=-1.71049e-06 20 A10=2.44901e-07第十三表面 K= 0.000 A4= 7.22162e-04 25 A6= 1.82097e-05A8=-3.19628e-06 A10=4.88986e-07第十八表面K>0.000A4= l,56725e-04A6=9.81895e-06A8=-3.64558e-07A10= 5.59353e-09變焦數據(oo) 變焦比 6.59579 & 28.5573 io f2 -7.70601f3 10.6269 f4 19.0979WESTTE15f (mm)6.6017.0044.283.304.565.232o)(。)67.9726.0510.08Im3.843.843.84透鏡總長度40.69547.15349.27920BF6.4595.8664.594d4 0.60d10 14.58d17 3.2425 d19 5.067.21 13.718.31 1.689.96 13.474.45 3.13例2n = 221.686 (^ = 0.80 ndl= 1.92286 vdl= 18.90r2= 45.779 d2=0.10r3 =20.719d3=3.15nd2 =1.69350Vd2 =53.21r4 =-37.693 (A)d4=(可變)r5 =-16.878 (A)d5=0.801.83481vd3 =42.71r6 =11.006 (A)d6=0.87r7 =16.621d7=2.01nd4 =1.92286Vd4 =18.90r8 =-38細d8=0.42r9 =-18.455d9=0.79nd5 =1.88300Vd5 =40.76rio=30.191d10=(可變)r"=00 (S)d =0.14!"12=4.989 (A)d12= 2.201.49700Vd6 =81.54ri3=、14.752 (A)d13=0.10:00d14= 0.006.955d15= 1.95nd7 =1.51633Vd7 =64.14!"16=:28.287d16= 0.69nd8 =1.66680Vd8 =33.05:3.379d17=(可變)ri8=:36.911 (A)d18= 1.96nd9 =1.69350Vd9 =:53.21r!9=:-20.395d19=(可變)『20==00d20= 0.40Hdio=:1.54771Vdl(f=62.84:00d21= 0.50!"22=:00d22= 0.50Hdii==1.51633=64.14=ood23= 0.37&4==00 (電子攝倡復裝置的光接收表面，像平面)非球面系數 第四表面K= 0.000 A4=3.30421e-05 A6 = -3.16331e-08 A8=-3.25000e-10A10=2.39929e-12第五表面 K=0.000 5 A4= 5.35538e-05A6= 4.6009 le-06 A8 = -1.48875e-08 A10=－4.13261e-10io 第六表面 K= 0,000 A4=-2.58349e-04 A6=6.96644e-06 A8 = -4.05237e-0815 A10=3.32090e-09第十二表面K = 0.000A4=-7"0545e-04 A6=-l,03563e-05 A8 = -1.56201e-06 A10= 1.92987e-07第十三表面K = 0.000A4= 5.96245e-04 A6=3.72740e-06 A8 = -1.23081e-06 A10= 2.60366e-07第十八表面K-0.000 A4= 1.26076e-04 A6= 1.48024e-05 A8 = -6，46e-07 A10= 1.20624e-08變焦數據(oo)15變焦比6.71032fl28.3248f2-7.66459f310.8338f419.2118WESTTEf (mm)6.6216.9344.433.304.425,202co (o)67.9925.849.99Im3.843.843,84透鏡總長度40.81746.70549.342BF6.7166.8434.614d40.657.2513.64dio14.547.881.67dn2.928.7413.42d195.305.333.14例310152025rj= 163.955 r2= 42.291 r3 = 20.541 r4=-37.061 (A) r5 = -17.129 (A) r6= 10.282 (A) r7= 15.198 r8=-50.025 r9=-18.626 r10= 32.908 ru=oo (S) r12= 4.978 (A) r13=-15.799 (A) r14=co r15= 6.943 r16= 27.806 r17= 3,432 r18= 28.200 (A) r19=-23.845 (A)r2(T 00 r2產co『22=°° r23=ood d d dd8 = d'di(fd，0.80 d2=0.10 d3 = 3.17 =(可變) =0.80 =0.86 =1.95 0.44 =0.79 ,=(可變) =0.14 「 2.20 0.10 0.00 1.95 0.69 (可變) d18= 1.94 d19=(可變) d20= 0.40 d21= 0.50 d22= 0.50 d23= 0.37d d d ddl5:di6: d17■12_'13—■14_ndl= 1.92286 nd2= 1.69350 nd3= 1.83481 nd4= 1.92286 nd5= 1.88300nd6= 1.49700Hd7HasHd9=1.51633 =1.66680=1.69350,=1.547711.51633r24=oo (電子攝像裝置的光接收表面，像平面)非球面系數 第四表面 K = 0.000 A4=3.47248e-05vdl= 18.90 vd2= 53.21 vd3= 42.71 vd4= 18.90 vd5= 40.76vd6U4vd7= 64.14 vd8= 33.05vd9= 53.21vdl0=62.84vdll=64.14A6=-8.49942e-08 A8= 5.39289e-10 A10=-2.35182e-125 第五表面 K = 0.000 A4=5.88480e-05 A6=3.45472e-06 A8 = -1.95572e-09io A10=-3.95730e-10第六表面 K = 0.000 A4=-2.86698e-04 15 A6=7.94087e-06 A8 = -2.00213e-07 A10= 6.56702e-09第十二表面 20 K = O細A4=-7.66206e-04 A6=-1.4867 le-05 A8=-4.84806e-07 A10= 1.79360e-0725第十三表面K = 0.000A4= 6.37118e-04A6=-6.59683e-06A8=5》0329e-07 A10=2.31825e-07第十八表面 5 K = 0.000A4 = 4.53741e-04 A6=-7.19572e-06 A8 = -1.33142e-06 A10=4.18129e-0810第十九表面 K = 0.000 A4= 3.81656e-04 A6=-1.41858e-05 15 A8=-1.32917e-06 A10=4.38528e-08變焦數據(oo) 變焦比 6.71839fl28.0288f2-7.57324f310.88918.9193WESTTEf (mm)6.6216.9344.49Fno3.304.425.202 ( )68.0225.709.87Im3.843.843.84透鏡總長度 40.47246.86149.328BF 6,7366.9204.621d4 0.657,2213.60d10 14.287.841.67d17 2.878.9413.50d19 5.405.483.17例4164.0660.80n<ii =1.92286Vdl =18.90r2= 42.177d3 =3.191.69350Vd2 =53.21r4=-37.917 (A)d4 =(可變)r5 =-17.436 (A)d5 =0.80Hd3 =1.83481Vd3 =42.71r6= 9.974 (A)d6 =0.87r7= 14.790d7 =1.96nd4 =1.92286Vd4 =18.90r8=-53.264d8 =0.45r9=-18.747d9 =0.79nd5 =1.88300Vd5 =40.76r10= 33.465dio=:(可變)r!產oo (S)du=:0.14r12= 4,965 (A)di2==2.20Hd6 =1.49700Vd6 =81.54r13=-15.254 (A)di3==0.10r14= ood14==0.00r15= 7,071d15==1.95:1.51633vd7 =:64.14r16= 30.040di6==0.69rid8 =1.66680:33.05r17= 3.432d17==(可變)r18= 26.757 (A)=1.95nd9 =:1.69350Vd9 =:53.21r19=-24， (A)=(可變)r20=ood2o==0.40Hdio==1.54771=62.84r2產cod2i:=0.50r22=°o d22= 0.50 ndll= 1.51633 vdll=64.14r23= oo d23= 0.37r24=oo (電子攝像裝置的光接收表面，像平面)5 非球面系數第四表面K = 0.000A4=3.48139e-05A6=-9.00157e-08 io A8=6.34704e-10A10= -2.78708e-12第五表面 K = O扁 15 A4= 3,78198e-05A6= 3.71533e-06 A8=4.69201e-09 A10= -5.20656e-1020 第六表面K = 0.000 A4=-3.12338e-04 A6=7.41158e-06 A8=-1.68675e-07 25 A10= 6.52689e-09第十二表面 K = O細 A4=-8.20320e-04A6=-1.82385e-05 A8= 1.28817e-07 A10=9.22421e-085 第十三表面K = 0.000 A4=6.13505e-04 A6=-1.48205e-05 A8= 1.84127e-06 io A10= l麓22e-07第十八表面 K = 0.000 A4 = 4.69138e-04 15 A6=-7.29321e-06 A8 = -9.71972e-07 A10=3.07577e-08第十九表面 20 K = 0,000A4=3.89373e-04 A6=-1.42707e-05 A8 = -9.83228e-07 A10= 3.34093e-0825變焦數據(oo) 變焦比 6.7179 f
28.0095 f2 -7.56116f310.9003f418.8893WESTTEf (mm)6.6217.0144.493.294.445.152od (。)68.0425.689.90Im3.843.843.84透鏡總長度40.52946.96049.33710BF6.7516,9324.623d4 0.64d10 14,27d17 2.8715 d19 5.397.20 13.617.79 1.679.04 13,455.49 3.16164.290d「0.801.9228618.卯r2 =42.006d2-0.10。=20.528d3 =3.231.69350vd2 =53.21r4 =-36.130 (A)d4 =(可變)r5 =-17.430 (A)d5 =0.80Hd3 =1.83481Vd3 =42.71re-9.847 (A)d6 =0.89r7 =14.810d7 =1.96nd4 =1.92286Vd4 =18.卯rg =-53.551d8 =0.45r9 =-19.236d9 =0.79nd5 =1.88300Vd5 =40.76rio=:33.352dio=:(可變)rii=:00 (s)du=:0.14ri2==4.993 (A)di2=:2.20nd6 =1.49700Vd6 =:81.5410d13= 0.10 14= 0.00 15=1.95 16= 0.69 17=(可變) 18=1.95 .19=(可變) >=0.40 0.50 !=0,50r13=-16.289 (A)r15= 6.943 r16= 32.067 r17= 3.446 r18= 21.059 (A) r19=-32.749 (A) r20=oor2產QOr22=oo r23=oor24=oo (電子攝像裝置的光接收表面，像平面)di4= d d d17=dd2o= d21=d22= d23= 0.37nd7= 1.51633 nd8= 1.66680nd9= 1.69350ndl0= 1.54771nd"= 1.51633vd7= 64.14 vd8 = 33.05vd9= 53.21vdl0=62.84vdll=64.14非球面系數15 第四表面K = 0.000 A4=3.55846e-05 A6=-7.84781e-08 A8= 3.91858e-10 20 A10=-1.35153e-12第五表面 K = 0.000 A4= 5.30520e-05 25 A6=3.44321e-06 A8=-2.64614e-09 A10=-4,17059e-10第六表面K = 0.000 A4=-2.90084e-04 A6=6.88077e-06 A8=-1.25164e-07 5 A1()= 4.82695e-09第十二表面 K = 0.000 A4=-7.6643 le-04 io A6=-1.26220e-05 A8 = -2.78834e-07 A10= 1.4915 le-07第十三表面 15 K = 0.000A4=5.71686e-04 A6=-3.43827e-06 A8= 8.72738e-07 A10= 1.92117e-0720第十八表面K = 0.000 A4=3.70848e-04 A6=-6.68050e-06 25 A8=-1.18010e-06 A10=3.67358e-08第十九表面 K = 0.000A4=3.46958e-04 A6=-1.92683e-05 A8=-9.42946e-07 A10= 3.50981e-085變焦數據(oo)20變焦比6.7119627.7776f2-7.55699f311.0757f418.7603WESTTEf (mm)6.6217.3444.45Fno3.314.715.122co (o)67.9925.359.83Im3.843.843.84透鏡總長度40.78248.82849.322BF6.8615.5474.623d40.636.9513.62dio14.368.681.67d172.8711.5913.34d195.464.073.17例6r=23.006山=0.80ndl= 1.92286r2= 15.977d2 =3.00nd2= 1.69350r3=-62.704(A)d3 =(可變)10152025d4=0.90 d5= 1.39 d6= 1.98 d7=0.73 =0.60 =(可變) 10=0.14 =2.20 :=0.10 ^ 1.95 「 0.69(可變) i= 1.97 ,=(可變) 0,40 0.50 0.50d d d d d11:■12:'13-■14=d d d d d19 d2o■15—■16=■17_■18-d21= 0.37nd3= 1.83481 nd4= 1.92286 nd5= 1.88300nd6= 1.49700nd7= 1.51633 nd8= 1.66680Hd9r4=-22.989 (A) r5= 8.008 (A) r6= 10.182 r7= 62.378 r8=-23.718 r9= 25.162 r10=oo (S) ru= 5.027 (A) r12=-12.074 (A) r13= 7細 r14= 33.216 r15= 3.627 r16= 24.000 (A) r17=-26.936 (A) r18=oo ri9= oor2o=co r21=cor22=oo (電子攝像裝置的光接收表面，像平面)非球面系數第三表面K = 0.000A4= 1.59974e-05A6=-4.42324e-08A8= l.醒Oe-lOA10= -3.58654e-13=1.69350 ndl0= 1.54771 ndll= 1.51633vd3 = 42.71 vd4= 18.90 vd5 = 40.76vd6= 81.54vd7= 64,14 vd8= 33.05vd9= 53.21vdl0=62.84vdll=64,14第四表面K>0.000 A4=5.75994e-05 A6=-9.85323e-07 A8 = 9.63724e-08 A10=-1.08278e-09第五表面 K = 0.000 A4=-2.49956e-04 io A6=7.63525e-06 A8 = -6.41552e-07 A10=2.11270e-08第H~表面15 K = 0.000A4=-1.07374e-03 A6=5.52660e-06 A8=-2.37896e-06 A10= 1.85262e-0720第十二表面K = 0.000 A4=4.77468e-04 A6= 1.87922e-05 25 A8 = -1.97636e-06A10- 2.42875e-07第十六表面 K = 0.000A4=2.46144e-05 A6=2.29610e-05 A8 = -3.04556e-06 A10= 5.72624e-08第十七表面K = 0.000A4= 8.68126e-21A6=7.52396e-0610A8 = -2.43406e-06A10= 4.93919e-08變焦數據(oo)變焦比6.717721527.4998f2-6.90604f310.3789f418.59620WESTTEf (mm)6.6317.2544.55Fno3.304.825.252 (。)67.7025.589.79Im3.843.843.8425透鏡總長度39.43547.18549.282BF6,6596.0734.628d30.646.1112.83d912.817.231.66d15 2.87 11.31 13.70d17 5.25 4.59 3.12例7524.009ndl= 1.92286Vdl =18.90r2= 16.679d2=3.11nd2= 1.69350Vd2 =53.21r3 = -61.591 (A)d3=(可變)r4 =-17.849 (A)d4=0.90nd3= 1.83481Vd3 =42.71r5= 8.512 (A)d5=0.9810r6= 12.199d6=1.91nd4= 1.92286Vd4 =18.90r7=-629.166d7=0.42r8 = -24.081d8=0.65nd5= 1.88300Vd5 =40.76r9= 33.852d9=(可變)r10=oo (S)d10=0.1415r = 4,966 (A)du=2.20nd6= 1.49700Vd6 =81.54r12=-13.809 (A)d12=0.10r13= 7.650d13= 1,95rid7= 1.51633Vd7 =64.14r14= 25.423d14= 0.69nd8= 1.66680Vd8 =33.05r15= 3.516d15=(可變)20r16= 22.535 (A)d16=1.97nd9= 1.69350Vd9 =53,21r17=-28.269 (A)d17=(可變)r18=cod18= 0.40ndl0= 1.54771Vdl(f=62.84ri9= ood19= 0.50d20= 0.50ndii= 1.51633=64.1425r21=cod21= 0.37r22=oo (電子攝像裝置的光接收表面，像平面)非球面系數 第三表面K = 0.000 A4= 1.45797e-05 A6=-2,83973e-08 A8= 1.43593e-10 5 A10=-7.28441e-13第四表面 K = O扁 A4=7.92371e-05 io A6 = 3.01302e-06A8 = 7.02997e-09 A10= -5，47908e-10第五表面 15 K = 0.000A4=-2.80133e-04 A6=5.81816e-06 A8=-7.40250e-08 A10=6.16626e-0920第H~表面K = 0.000 A4=-9.43285e-04 A6=-1.52224e-05 25 A8 = -6.21863e-07A10= 1.24039e-07第十二表面 K = 0.000A4=5.15161e-04 A6=-2.9465 8e-06 A8=-2.87406e-08 A10= 1.82809e-07第十六表面 K = O扁 A4=2.83398e-04 A6=-5.55729e-06 io A8=-1.61308e-06 A10= 5.52699e-08第十七表面 K = 0.000 15 A4=2.63848e-04 A6=-2.09586e-05 A8=-1.07906e-06 A10=4.66921e-0820變焦數據(oo)變焦比 6.717192528.192 -7.33373 10.8192 18.3721f (mm) FnoWE 6.62 3.28ST 17.25 4.78TE 44.45 4.97101520252co (o)67.5225.339.77Im3.843.843.84透鏡總長度39.98548.04348.720BF6.7225.2584,636d30.686.6513.53d913.908.451.67d152.8611.8513.06dn5.303.783.23例8r! = 24.020 r2= 16.572 r3=-68.334 (A) r4=-21.830 (A) r5= 8.126 (A) r6= 12.507 r7=-160.265 r8=-27.890 r9= 21.047 r10=oo (S) r!產5.061 (A) r12=-13.544 (A) r13= 7.030 r14= 49.126 r15= 3.499 r16= 23.559 (A) r17=-26.698 (A) r18= co山=0.80 d2=3.08 d3=(可變) d4=0,90 d5= 1.00 d6=2.01 d7=0.44 d8=0.65 d9=(可變) d10=0.14 du=2.20 d12=(可變) d13= 1.95 d14= 0.69 d15=(可變) d16= 2.01 d17=(可變) d18= 0.40ndl= 1.92286 nd2= 1.69350nd3= 1.83481nd4= 1.92286nd5= 1.88300nd6= 1.49700nd7= 1.51633 nd8= 1.66680nd9= 1.69350ndl0= 1.54771vdl= 18.90 vd2= 53.21vd3= 42.71vd4= 18.90vd5 = 40.76vd6= 81.54vd7= 64,14 vd8= 33.05Vd9= 53.21vdl0=62.84r19= oo d19= 0.50r20=co d2()=0.50 ndll= 1.51633 vdll=64.14r2i= co d2i= 0.37r22=oo (電子攝像裝置的光接收表面，像平面)非球面系數 第三表面 K = 0.000 A4= 1.17380e-05 io A6=-2.24608e-08 A8=2.75549e-10 A10= -2.05321e-12第四表面 15 K = 0.000A4=-9.11156e-05 A6= 8.78426e-06 A8=-1.22764e-07 A10=5.28096e-1020第五表面K = O扁 A4=-3.85803e-04 A6=4.49285e-06 25 A8=2.22686e-07 A10=-3.14604e-09第十一表面 K = O扁A4=-7.80650e-04 A6=-1.15675e-05 A8 =-4.74312e-07 A10= 2.42119e-07第十二表面 K = 0.000 A4=6.50113e-04 A6=9.15799e-07 io A8=7.50956e-08 A10=3.30091e-07第十六表面 K = O扁 15 A4=2.91274e-04 A6=-5.95470e-06 A8 = -2.42391e-06 A10= 8.28202e-0820 第十七表面K = 0.000 A4=2.44954e-04 A6=-2.01991e-05 A8 = -1.81550e-06 25 A10= 6.89403e-08變焦數據(oo) 變焦比 6.73995 fi 29.1282f2-6.993677.71607f4-11.0709f518.3461WESTTEf (mm)6,6117.2644.55Fno3.264.845.142co (。)66.8725,189.74Im3.843.843.84透鏡總長度39.61347.50549.236BF6細4.9644.637d30.706.8113.68d913.257.941.68d120.100.490.96d152.8911.4312.41d175.433.503.22圖9A、圖9B和圖9C到圖16A、圖16B和圖16C中示出了上述根 據第一實施方式到第八實施方式的在無限遠物點聚焦時的廣角端、變焦 期間的中間狀態以及遠距端的球差、像散、失真以及放大率色差。在圖 中，"FLY"表示最大像高，而"co"表示半像角。下面給出了實施方式中的條件表達式(1)到(22)的值。例l例2例3例4(1) f2/ft-0.174-0,173-0.170-0.170(2) f2n2/ft-0.312-0.290-0.301-0.304(3) SF2n2-0.148-0.241-0.277-0.282(A) 2d2G/ft0.1090.1100.1090.109(B):SF2nl0.2540.2110.2500,272(c):SF2p-0.699-0.402-0.534-0.565(4)(卩2tX卩證)/ (P2WX卩RT)5l扁1.8591.9361.959(5) n編1.834811.834811.834811.83481(6) vd2nl42.7142.7142.7142.71(7) nd2n21.88301.88301.88301.8830(8) vd2n240.7640.7640.7640.7610(9) nd2p1,945951.922861.922861.92286(10)Vd2p17.9818.9018.9018.90(11) asp2nlf/fw0.033160.030540.025130.02362(12)(asp緒十|asp2nlr|) /fw0.034050.036480.035570.0357815(13)di叩/ di0.0230.0250.0250.024(14)1.69351.69351.69351.6935(15)Vdlp53.2153.2153.2153.21(16)Ildln2.00171.922861.922861.92286(17)Vdln20.6418.9018.9018.9020(18)f"ft0.6450,6380.6300.630(19)f3/ft0.2400.2440.2450.245(20)0.4310.4320.4250.425(21)ft/fW6.7136.7106.7186.71825(22)I /f0.5820.5800.5800.580(條件表達式的值)例5例6例7例8(1)f2/ft-0.170-0.155-0.165-0.157(2) f2n2/ft-0.309-0.309-0.357-0.30320(3) SF2n2-0.268-0.030-0.1690.140(A) Sd2G/ft0.1100.1260.1100.112(B) SF2nl0.2780,48303540.457(C) SF2p-0.567-1，-0.962-0.855(4) (P2Tx(3RW)/ (P2w x Prt)2.0921.8782.0621.626(5) nd2nl1.834811.834811.834811.83481(6) vd2nl42.7142.7142.7142.71(7) nd2n21.88301.88301.88301.8830(8) vd2n240.7640.7640.7640.76(9) nd2p1.922861.922861.922861.92286(10) vd2p18.9018.9018.卯18.90(11) asp2nlf/ fw0.023960.014900.024390.01204(12) (asp2nlff|asp2nlr|) / fw0.035130,026690.033250.02699(13) d,叩/d0.024O細0.000O細(14) ndlp1.69351.69351.69351.6935(15) vdlp53.2153.2153.2153.21(16) ndln1.922861.922861.922861.92286(17) vdln18.卯18.卯18.9018.90(18) f/ft0.6250.6170.6340.654(19) f3/ft0.2490.2330.2430.173(20) f4/ft0.4220.4170.413-(21) ft/fw6.7126.7186.7176.740(22) Im/fw0.5800.5790.5800.581順便提及，為了防止出現重影和光斑， 一般來說，在透鏡的與空氣 接觸的表面上涂覆防反射涂層。另一方面，在膠合透鏡的膠合表面處，膠的折射率遠高于空氣的折射率。因此，在許多情況下，反射率最初為單層涂層或更低的水平，從 而，在極少情況下才涂覆涂層。然而，當實際上對膠合表面涂覆了防反 射涂層時，可以進一步減少重影和光斑，從而獲得更優良的圖像。特別是近來，已經將高折射率的玻璃材料廣泛用于相機的光學系統， 5以在像差校正上獲得良好效果。然而，將高折射率的玻璃材料用作膠合 透鏡時，膠合表面處的反射率變得不可忽略。在這種情況下，在膠合表 面上涂覆防反射涂層特別有效。日本專利申請特開公報No. Hei 2-27301、 No. 2001-324676、 No. 2005-92115以及美國專利No. 7116482中已經公開了膠合表面涂層的有效 io應用。在這些專利文獻中，已經描述了正前端(positive preceding)變焦 透鏡系統的第一透鏡單元中的膠合透鏡表面涂層，并且這些專利文獻中 的公開內容同樣適用于本發明的具有正折光力的第一透鏡單元中的膠合 透鏡表面。作為要使用的涂層材料，根據膠材料的折射率和作為基底的透鏡的 15折射率，可以適當地選擇具有相對較高折射率的諸如Ta205、Ti02、Nb205、 Zr02、 Hf02、 Ce02、 Sn02、 ln203、 ZnO和Y203的涂層材料，以及具有 相對較低折射率的諸如MgF2、 Si02和Al203的涂層材料，并將它們設置 成滿足相位條件的膜厚。自然，與透鏡的和空氣接觸的表面上的涂層類似，也可以把膠合表 20面上的涂層設為多層涂層。通過恰當地組合不少于兩層的多層膜的膜厚 和涂層材料，可以進一步降低反射率，并且可以控制光譜特性和角特性。 此外，應當清楚，對于除第一透鏡單元中的透鏡以外的其它透鏡的 膠合表面而言，基于類似的思想，在膠合表面上涂覆涂層也是有效的。 (失真校正)25 順便提及，在使用本發明的變焦透鏡系統時，對圖像失真的數字校正是以電方式進行的。下面將對數字校正圖像失真的基本概念進行說明。 例如，如圖17所示，以光軸和攝像平面的交點為中心，固定和有效 攝像平面的較長邊內接的半徑為R的圓的圓周(像高)的放大率，并且 令該圓周為校正的基本基準。接下來，沿大致徑向方向移動除半徑R以外的任意半徑r (co)的圓周(像高)上的每個點，并且通過在同心圓上 移動使半徑變為r' (co)來進行校正。例如，在圖17中，朝向半徑為R的圓的中心，將定位在該圓的內側 的任意半徑^ (o)的圓周上的點P,移至要校正的半徑為r/ ((D)的圓周5上的點P2。此外，朝向遠離半徑為R的圓的中心的方向，將定位在該圓的外惻的任意半徑r2 (co)的圓周上的點Q,移至要校正的半徑為r2' (co)的圓周上的點Q2。這里，r' (co)可以表達如下。r (co)=a. f . tan oo (0 ^ oc〇1)10 其中，CD是物體的半像角，而f是成像光學系統(本發明中的變焦透鏡系統)的焦距。這里，如果將與半徑為R的圓(像高)相對應的理想像高設為Y，則a = R/Y = R/ (f . tanco)。15 理想情況下，該光學系統是相對于光軸旋轉對稱的。換句話說，失真也按相對于光軸旋轉對稱的方式出現。從而，如上所述，在以電方式 對光學失真進行校正的情況下，如果可以通過以再現圖像的光軸與攝像平面的交點為中心，固定與有效攝像平面的較長邊內接的半徑為R的圓 的圓周(像高)的放大率，并沿大致徑向方向移動除半徑R以外的任意 20半徑r ((D)的圓周(像高)上的每個點，并在同心圓上移動使半徑變為 r' ((D)來進行校正，則從數據量和計算量來看可以認為是有利的。另外，光學圖像在通過電子攝像組件來拍攝圖像的時間點處(由于 采樣而)不再是連續量。從而，只要電子攝像組件上的像素不是以徑向 方式排列，精確繪制在光學圖像上的半徑為R的圓就不再是精確的圓。25 換句話說，對于表達為每個離散坐標點的圖像數據的形狀校正，不存在可以固定放大率的圓。因此，針對每個像素(Xi， Yj)，都可以采用 確定移動目的地的坐標(Xi'， Yj')的方法。當兩個或更多個點(Xi， Yj) 己經移至坐標(Xi'， Yj')時，獲取每個像素的值的平均。此外，當不存 在已經移動的點時，可以利用某些周圍像素的坐標值(Xi'， Yj')來進行插值。當相對于光軸的失真因光學系統或電子攝像組件(特別是在具有變 焦透鏡系統的電子攝像裝置)中的加工誤差等而顯著時，以及當光學圖 像上繪制的半徑為R的圓變得不對稱時，這種方法對于校正來說是有效 5的。此外，當在攝像組件或各種輸出裝置中將信號再現為圖像時出現幾 何失真時，這種方法對于校正來說也是有效的。在本發明的電子攝像裝置中，為了計算校正量r' -r (CD)，可以 構造這樣一種布置，即，將r((D)，換句話說，將半像角和像高之間的關 系，或者真實像高r和理想像高r' / cc之間的關系記錄在內置于電子攝像 io裝置內的記錄介質中。為了不使失真校正之后的圖像在短邊方向的兩端極度缺乏光量，半 徑R可以滿足下面的條件表達式。0 ^ R〇0.6 Ls其中，Ls是有效攝像表面的短邊的長度。 15 優選的是，半徑R滿足下面的條件表達式。0.3 Ls ^ R ^ 0.6 Ls而且，最有利的是，使半徑R與沿短邊方向內接實質有效的攝像平 面的圓的半徑相匹配。在其中放大率在靠近半徑11 = 0，換句話說，靠近 軸處固定的校正的情況下，對于大量圖像來說這在某種程度上來說是不 20利的，但卻可以確保即使加寬角度也使尺寸變小的效果。將需要校正的焦距間隔劃分成多個焦點區。此外，在劃分出的焦點 區中的遠距端附近，可以按照和在基本滿足以下關系的校正結果的情況 一樣的校正量來進行校正-r (co) = a . f . tan co 。25 然而，在這種情況下，在劃分出的焦點區中的廣角端， 一定程度上保持了在劃分出的焦點區中的廣角端的桶型失真。此外，當劃分出的焦 點區的數量增多時，就需要在記錄介質中額外保存校正所需的特定數據。 因此，優選的是，不增加劃分出的焦點區的數量。因此，預先計算出與 劃分出的焦點區中的每一個焦距相關聯的一個或更多個系數。可以基于仿真測量或實際設備測量來確定這些系數。可以計算在劃分出的焦點區中的遠距端附近的大致滿足以下關系的 校正結果的情況下的校正量ri (co) = a f . tan co，5并且可以通過統一乘以針對相對于該校正量的每個焦距的系數，而將該 校正量設為最終校正量。順便提及，當通過對無窮遠物體成像所獲取的圖像中不存在失真時， 下面的關系成立。f = y / tan coio 這里，y表示像點距離光軸的高度(像高)，f表示成像系統(本發明中的變焦透鏡系統)的焦距，而①表示在與從攝像平面上的中心起連 接到位置y的像點對應的物點方向上相對于光軸的角度(物半像角)。 當成像系統中存在桶形失真時，上述關系變為 f > y / tan co15 換句話說，當成像系統的焦距f和像高y固定時，①的值變大。(數字相機)圖18到圖20是根據本發明的將上述變焦透鏡系統并入攝像光學系 統141中的數字相機的結構的概念圖。圖18是示出數字相機140的外觀 的正面立體圖，圖19是其背面立體圖，而圖20是示出數字相機140的20結構的示意性截面圖。圖18和圖20示出了攝像光學系統141的未縮入 狀態(鏡頭未拉伸)。在該例的情況下，數字相機140包括具有攝像光 路142的攝像光學系統141、具有取景器(fmder)光路144的取景器光 學系統143、快門按鈕145、閃光燈146、液晶顯示監視器147、焦距改 變按鈕161以及設置改變按鈕162等，并且在攝像光學系統141的未縮25入狀態下，通過滑動蓋子160，使攝像光學系統141、取景器光學系統143 以及閃光燈146被蓋子160覆蓋。而且，當打開蓋子160并且將數字相 機140設置為拍照狀態下時，攝像光學系統141呈現出圖20所示的未縮 入狀態，而當按下設置在數字相機140上部的快門按鈕145時，與按下 快門按鈕145同步地，通過諸如第一實施方式中的變焦透鏡系統的攝像光學系統141來拍攝照片。由攝像光學系統141形成的物體像經由蓋玻璃C和涂覆有波長區限制涂層的低通濾波器形成在CCD 149的攝像表面 上。經由處理裝置151將CCD 149作為光而接收的物體像在設置于數字 相機140的背面上的液晶顯示監視器147上顯示為電子圖像。此外，處5理裝置151連接有記錄裝置152，記錄裝置152還可以記錄拍攝到的電子 圖像。記錄裝置152可以和處理裝置151分開設置，或者可以通過以電 的方式寫入在軟盤、存儲卡或MO等中而記錄來形成。此外，相機可以 形成為其中設置有銀鹽膠片而不是CCD 149的銀鹽型相機。而且，取景器光路144上設置有取景器物鏡光學系統153。取景器io物鏡光學系統153由多個透鏡單元(圖中為三個透鏡單元)和兩個棱鏡 組成，并且由焦距與攝像光學系統141的變焦透鏡系統同步地改變的變 焦光學系統構成。由取景器物鏡光學系統153形成的物體像形成在作為 正像部件的正像棱鏡155的視場框(field frame) 157上。正像棱鏡155 的背側上設置有將正像引導至觀察者眼睛的目鏡光學系統159。目鏡光學15系統159的出射側設置有蓋部件150。因為按這種方式構造的具有根據本發明的攝像光學系統141的數字 相機140在縮入狀態下具有極小的厚度，并且在高放大率下整個變焦區 中都有極其穩定的成像性能，所以能夠實現高性能、小型化以及寬視角。 (內部電路結構)20 圖21是數字相機140的主要組件的內部電路的結構框圖。在下面的說明中，上述處理裝置151例如包括CDS/ADC部124、臨時存儲存儲 器117和圖像處理部118，而存儲裝置152例如由存儲介質部119構成。 如圖21所示，數字相機140包括操作部112、連接至操作部112 的控制部113、經由總線114和總線115連接至控制部113的控制信號輸25出端口的臨時存儲存儲器117和成像驅動電路116、圖像處理部118、存 儲介質部119、顯示部120，以及設置信息存儲存儲器部121。臨時存儲存儲器117、圖像處理部118、存儲介質部119、顯示部120， 以及設置信息存儲存儲器部121被構造成能夠經由總線122彼此輸入和 輸出數據。此夕卜，CCD 149和CDS/ADC部124連接至成像驅動電路116。操作部112包括多種輸入按鈕和開關，并且是用于將經由這些輸入 按鈕和開關從外部(由數字相機的用戶)輸入的事件信息通知給控制部 的電路。控制部113是中央處理單元(CPU)，并且具有圖中未示出的內置計 5算機程序存儲器。控制部113是根據存儲在該計算機程序存儲器中的計算機程序，在接收到數字相機的用戶經由操作部112輸入的指令和命令 時控制整個數字相機140的電路。CCD 149將經由根據本發明的攝像光學系統i41形成的物體像接收 為光。CCD 149是由成像驅動電路116驅動和控制的攝像組件，并且將 io物體像的每個像素的光量轉換成電信號，并輸出給CDS/ADC部124。CDS/ADC部124是對從CCD 149輸入的電信號進行放大，并進行 模擬/數字轉換，接著向臨時存儲存儲器117輸出僅放大并轉換成數字數 據的圖像原始數據(裸數據，下文中稱為"RAW數據")的電路。臨時存儲存儲器117是例如包括SDRAM (同步動態隨機存取存儲 15器)的緩沖器，并且是臨時存儲從CDS/ADC部124輸出的RAW數據的 存儲設備。圖像處理部118是讀取存儲在臨時存儲存儲器117中的RAW 數據，或存儲在存儲介質部119中的RAW數據，并基于控制部113指定 的圖像質量參數以電的方式進行包括失真校正在內的多種圖像處理的電 路。20 存儲介質部119是可拆地安裝的例如包括閃速存儲器的卡或棒形式的記錄介質。存儲介質部119是將從臨時存儲存儲器117傳遞來的RAW 數據和在圖像處理部118中經過圖像處理的圖像數據記錄并保存在卡狀 閃速存儲器和棒狀閃速存儲器中的裝置的控制電路。顯示部120包括液晶顯示監視器，并且是在液晶顯示監視器上顯示 25圖像和操作菜單的電路。設置信息存儲存儲器部121包括其中預先存儲 有各種圖像質量參數的ROM部，和存儲通過操作部112上的輸入操作而 在從ROM部讀取的圖像質量參數中選擇的圖像質量參數的RAM部。設 置信息存儲存儲器121是控制對這些存儲器的輸入和輸出的電路。按這種方式構造的數字相機140具有根據本發明的攝像光學系統141，其具有足夠的廣角區和緊湊的結構，同吋在高放大率下的整個放大 區中都具有極其穩定的成像性能。因此，可以實現高性能、小型化以及 寬視角。此外，可以在廣角側(端)和遠距側(端)實現快速聚焦操作。如上所述，本發明可用于顧及數字相機纖薄化的具有大約七倍的高 5放大率的變焦透鏡系統。如上所述，本發明可用于顧及相機纖薄化的具有大約七倍的高變焦 比的變焦透鏡系統。
權利要求
1、一種變焦透鏡系統，該變焦透鏡系統從其物側起按順序包括具有正折光力的第一透鏡單元；具有負折光力的第二透鏡單元；具有正折光力的后透鏡組，其包括具有正折光力的第三透鏡單元；以及孔徑光闌，其設置在所述第二透鏡單元與所述第三透鏡單元之間，其中在從廣角端向遠距端變焦時，如果聚焦在距離最遠的物體上，則所述第一透鏡單元、所述第二透鏡單元和所述第三透鏡單元中的每一個都按照使所述第一透鏡單元與所述第二透鏡單元之間的距離增大而所述第二透鏡單元與所述第三透鏡單元之間的距離減小的方式來移動，并且所述孔徑光闌按照使所述孔徑光闌與所述第二透鏡單元的距離減小的方式來移動，并且所述第二透鏡單元從其物側起按順序包括第一負透鏡L2n1、正透鏡L2p以及第二負透鏡L2n2，并且所述第二透鏡單元中的透鏡總數為三個，并且滿足下面的條件表達式-0.28＜f2/ft＜-0.07...(1)-0.38＜f2n2/ft＜-0.14...(2)其中，f2表示所述第二透鏡單元的焦距，f2n2表示所述第二透鏡單元中的所述第二負透鏡L2n2的焦距，而ft表示在遠距端整個變焦透鏡系統的焦距。
2、根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述第二透鏡單元 中的所述第二負透鏡L2n2是滿足以下條件表達式的雙凹透鏡-0.80 < SF2n2 < 0.50…(3) 其中，SF2n2被定義為SF2n2=(R2n2f+R2n2r)/(R2n2f-R2n2r)，其中R2n2f是所述第二透鏡單元中的所述第二負透鏡L2n2的物側表面的近軸曲率半徑，而R2^是所述第二透鏡單元中的所述第二負透鏡L2n2的像側表面的近5軸曲率半徑。
3、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述第二透鏡單元 的光軸上的厚度滿足以下條件表達式(A)，并且所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2nl的形狀滿足以下條件表 達式(B)，而io 所述第二透鏡單元中的所述正透鏡L2p的形狀滿足以下條件表達式(C)0.06 < S d2G / ft < 0.23 ... (A) -0.9<SF2nl< 1.1 ... (B) -3.0<SF2p<0.2 ... (C)15 其中，1:(12(}表示所述第二透鏡單元的入射表面直到所述第二透鏡單元的出 射表面的光軸上的距離，SF^被定義為SF2nl =(R2nlf+R2nlr)/(R2nlf-R2n2r)，其中 R^f是所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2nl的物側表面的近 20 軸曲率半徑，而R2^是所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2nl的像側表面的近 軸曲率半徑，并且SF2p被定義為SF2p = (R2plf + R2pr)/(R2pf-R2pr)，其中R2pf是所述第二透鏡單元中的所述正透鏡L2p的物側表面的近軸曲率25半徑7而R2pf是所述第二透鏡單元中的所述正透鏡L2p的像側表面的近軸曲率 半徑。
4、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述變焦透鏡在聚焦在距離最遠的物體上時滿足以下條件表達式1.<formula>formula see original document page 4</formula>其中，P2W和卩2T分別表示所述第二透鏡單元在廣角端和遠距端的近軸橫向 放大率，而5 (3RW和PRT分別表示所述后透鏡組在廣角端和遠距端的近軸橫向放大率。
5、根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2nl的材料滿足以下條件表達式1.78 <nd2ni< 2.20... (5) 10 35 <vd2nl <50 ... (6)其中，nd^表示所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2nl的對于d線的 折射率，而vd2nl表示所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2nl的阿貝數。 15
6、根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述第二透鏡單元中的所述第二負透鏡L2n2的材料滿足以下條件表達式-1.78 <nd2n2< 2.00... (7) 35<vd2n2<50…(8) 其中，20 I!d2n2表示所述第二透鏡單元中的所述第二負透鏡L2n2的對于d線的折射率，而Vd^表示所述第二透鏡單元中的所述第二負透鏡L2n2的阿貝數。
7、根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述第二透鏡單元 中的所述正透鏡的材料滿足以下條件表達式 25 1.84 <nd2p< 2.20…(9)13<vd2p<30... (10) 其中，nd2p表示所述第二透鏡單元中的所述正透鏡L2p的對于d線的折射 率，而Vd2p表示所述第二透鏡單元中的所述正透鏡L2p的阿貝數。
8、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中， 所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2nl的至少一個物側表面是非球面表面，并且5 滿足下面的條件表達式<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 5</formula>其中，asp2mf表示所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2m的朝向物的透 io鏡表面處的非球面偏離，asp2^表示所述第二透鏡單元中的所述第一負透鏡L2nl的朝向像的 透鏡表面處的非球面偏離，而fw表示整個變焦透鏡系統在廣角端的焦距，并且 所述非球面偏離是在將頂點與透鏡的頂點相同并且以近軸曲率半徑 15作為曲率半徑的球面表面設為基準球面表面，并且將朝向像的方向設為 正號的情況下，在透鏡表面上入射在廣角端的光線的最大高度的位置處 沿平行于光軸的方向測量時從基準球面表面直到該透鏡表面的距離。
9、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中， 所述第一透鏡單元包括正透鏡I^和負透鏡I^，并且 所述第一透鏡單元中的透鏡總數為兩個。
10、 根據權利要求9所述的變焦透鏡系統，其中，所述第一透鏡單 元中的所述負透鏡Lln和所述正透鏡Llp中的每一個都是單透鏡。
11、 根據權利要求10所述的變焦透鏡系統，其中，所述第一透鏡單 元中的所述負透鏡Lln與所述正透鏡Lip之間的距離滿足以下條件表達25 式<formula>formula see original document page 5</formula> 其中，dlnp表示所述第一透鏡單元中的所述負透鏡與所述正透鏡之間的光 軸上的距離，而山表示所述第一透鏡單元的從入射面直到出射面的光軸上的距離。
12、 根據權利要求9所述的變焦透鏡系統，其中，所述第一透鏡單 元中的所述負透鏡Lln和所述正透鏡Llp是膠合在一起的。
13、 根據權利要求9所述的變焦透鏡系統，其中，所述負透鏡Lln 5的材料和所述正透鏡"p的材料滿足以下條件表達式1.47 <ndlp< 1.90 ... (14)40<vdlp<85 ... (15) 1.75 <ndln<2.06 ... (16)12<vdln<31 ... (17) 10 其中，n叫表示所述正透鏡Llp的針對d線的折射率，vdlp表示所述正透鏡Llp的阿貝數，n^表示所述負透鏡Lh的針對d線的折射率，而v^表示所述負透鏡Lln的阿貝數。 15
14、根據權利要求9所述的變焦透鏡系統，其中，所述第一透鏡單元從其物側起按順序包括所述負透鏡L^和所述正透鏡Llp。
15、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述第三透鏡單 元中的透鏡總數至多為3個。
16、 根據權利要求15所述的變焦透鏡系統，其中，所述第三透鏡單 20元從其物側起按順序包括正透鏡、正透鏡和負透鏡。
17、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述變焦透鏡系 統滿足以下條件表達式0.3<&/:￡1<1.5…(18)其中，25 A表示所述第一透鏡單元的焦距。
18、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，所述變焦透鏡系 統滿足以下條件表達式0.07 < f3 / ft < 0.53 ... (19) 其中，f3表示所述第三透鏡單元的焦距。
19、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，該變焦透鏡系統從其物 體側起按順序包括所述第一透鏡單元； 5 所述第二透鏡單元所述第三透鏡單元；以及 具有正折光力的第四透鏡單元，其中， 所述變焦透鏡系統是四單元變焦透鏡系統。
20、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，該變焦透鏡系統從其物 0體側起按順序包括所述第一透鏡單元； 所述第二透鏡單元 所述第三透鏡單元； 具有負折光力的第四透鏡單元；以及 15 具有正折光力的第五透鏡單元，其中，所述變焦透鏡系統是五單元變焦透鏡系統。
21、 根據權利要求19所述的變焦透鏡系統，其中，所述變焦透鏡系 統滿足以下條件表達式0.2 < fRG / ft < 0.9…(20)20 其中，fRC3表示所述變焦透鏡系統中的最接近像而定位的透鏡單元的焦距。
22、 根據權利要求20所述的變焦透鏡系統，其中，所述變焦透鏡系統滿足以下條件表達式0，2<fRG/ft<0.9 ... (20)25 其中，fRCJ表示所述變焦透鏡系統中的最接近像而定位的透鏡單元的焦距。
23、 根據權利要求1所述的變焦透鏡系統，其中，該變焦透鏡系統滿足以下條件表達式4.8<ft/fw<15.0... (21)其中，fw是整個所述變焦透鏡系統在廣角端的焦距。
24、 一種電子攝像裝置，該電子攝像裝置包括根據權利要求1到23中的一項所述的變焦透鏡系統，以及5 攝像組件，其設置在所述變焦透鏡系統的像側上，并將所述變焦透鏡系統形成的圖像轉換成電信號。
25、 根據權利要求24所述的電子攝像裝置，其中，所述電子攝像裝置滿足以下條件表達式0.48 < Im / fw < 0.85 ... (22) io 其中，Im表示有效攝像面積中的最大像高，而 fw表示整個變焦透鏡系統在廣角端的焦距。
全文摘要
本發明涉及變焦透鏡系統和使用其的電子攝像裝置。該變焦透鏡系統包括后透鏡組和孔徑光闌S，該后透鏡組從物側起按順序具有具有正折光力的第一透鏡單元G1，具有負折光力的第二透鏡單元G2，以及具有正折光力的第三透鏡單元G3，而孔徑光闌S設置在所述第二透鏡單元G2與所述第三透鏡單元G3之間。在從廣角端向遠距端變焦時，如果聚焦在距離最遠的物體上，則所述第一透鏡單元G1、所述第二透鏡單元G2以及所述第三透鏡單元G3中的每一個都按照使所述第一透鏡單元G1與所述第二透鏡單元G2之間的距離變寬(增大)而所述第二透鏡單元G2與所述第三透鏡單元G3之間的距離變窄(減小)的方式來移動。所述孔徑光闌S按照使孔徑光闌S與所述第二透鏡單元的距離變小(減小)的方式來移動。所述第二透鏡單元G2從物側起按順序包括三個透鏡，即，第一負透鏡L_2n1、正透鏡L_2p和第二負透鏡L_2n2，并且滿足預定的條件表達式。
文檔編號G02B9/34GK101266332SQ20081008606
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月14日 優先權日2007年3月15日
發明者左部校之 申請人:奧林巴斯映像株式會社