變焦鏡頭和成像設備的制作方法

專利名稱：變焦鏡頭和成像設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有高可變放大倍率的廣角變焦鏡頭，和涉及一種設置有該變焦鏡頭的成像設備。
背景技術：
近年來，在用戶級視頻攝像機、TV廣播的運動照片攝影用攝像機、商業操作用的監視和監控攝像機等中，要求使用具有高可變放大倍率的廣角變焦鏡頭。作為滿足這種要求的變焦鏡頭，廣泛公知的是一種四組后焦型變焦鏡頭(請參見日本未審查專利公開公報No.2006-M3355(專利文獻1))。這種四組后焦型變焦鏡頭由四個透鏡組組成，這四個透鏡組為從變焦鏡頭的物側依序布置的具有正屈光力的第一透鏡組、具有負屈光力的第二透鏡組、具有正屈光力的第三透鏡組和具有正屈光力的第四透鏡組。通過移動第二透鏡組執行變焦。此外，第四透鏡組以如下方式移動校正變焦導致的像平面位置的波動使得變焦鏡頭聚焦。然而，在所有的作為產品的能夠獲得的四組后焦型變焦鏡頭中，第一透鏡組的透鏡類型與第二透鏡組的透鏡類型彼此非常類似。此外，在大多數可獲得的四組后焦型變焦鏡頭中，在第一透鏡組中布置一個或兩個具有正屈光力的透鏡和粘合透鏡(請參見專利文獻1) O專利文獻1中公開的變焦鏡頭具有20倍或更高的高可變放大倍率。然而，當變焦鏡頭設定在廣角端時，最大視角為大約60度，這不是特別大。當采用這種透鏡類型的變焦鏡頭的最大視角要被進一步增大時，需要增大變焦鏡頭的前透鏡的直徑，而增大在廣角端處進入第一透鏡組的離軸光線的高度。然而，在采用這種后焦型變焦鏡頭的成像設備中，如果進入第一透鏡組的離軸光線(光線或光束)增大以同時實現廣視角和高可變放大倍率，光學系統的尺寸變大。因此， 實際上還沒有這種變焦鏡頭被制造和銷售。同時，已經提出很多種類的能夠增大變焦鏡頭的視角但不增大變焦鏡頭的前透鏡的直徑的廣角化透鏡(wide conversion lens) 0例如，已知的兩元件的廣角化透鏡(請參見日本專利No. 3342157 (專利文獻2、)。在該兩元件的廣角化透鏡中，具有負屈光力的透鏡和具有正屈光力的透鏡從物側依序布置。此外，已經提出一種廣角變焦鏡頭，其中專利文獻2中公開的廣角化透鏡和主透鏡相互集成在一起，該主透鏡是廣角化透鏡安裝在其上的變焦鏡頭。具體地，與廣角化透鏡對應的光學系統和與主透鏡中的第一透鏡組對應的光學系統被優化地相互集成在一起。作為該廣角變焦鏡頭，其中與廣角化透鏡對應的光學系統和與主透鏡對應的光學系統假定為不可彼此分離，例如，已知一種在廣角端具有極其廣的視角(最大視角為88度) 的變焦鏡頭(請參見日本未審查專利公開公報No. 2009-92922 (專利文獻3))。在專利文獻2和3公開的變焦鏡頭中，采用了在具有負屈光力的透鏡組和具有正屈光力的透鏡組之間具有大的空氣間距的無焦光學系統(afocal optical system)。因此，進入布置在無焦光學系統后面的透鏡的光線的傾斜度被減小，從而實現了廣視角。在專利文獻2中公開的變焦鏡頭中，構成無焦光學系統的具有負屈光力的透鏡組和具有正屈光力的透鏡組中的每個由透鏡組成。如上所述，在采用無焦光學系統以實現廣視角的變焦鏡頭中，甚至第一透鏡組自身的尺寸就極其大，并且設備的成本增加。此外，當這種變焦鏡頭的可變放大倍率增加時， 設備的尺寸和成本都會進一步增加。因此，采用無焦光學系統的廣角變焦鏡頭的可變放大倍率通常保持在大約8至10倍。此外，已知一種包括由四個透鏡(算數量較少的透鏡)組成的第一透鏡組的變焦鏡頭，其能夠實現大約70至80度的最大視角(例如，請參見日本專利No. 3363688 (專利文獻4)和日本未審查專利公開公報No. 2009-3342(專利文獻幻)。這些廣角變焦鏡頭的最大特點是在第一組第一透鏡和第一組第二透鏡之間設置的空氣間距(間隙)。同時，在許多公知的廣角變焦鏡頭中，第一組第一透鏡和第一組第二透鏡則粘合在一起，就象專利文獻1 中公開的變焦鏡頭那樣。專利文獻4和5中公開的廣角變焦鏡頭有效地使用空氣間距(空氣透鏡)來以優良的方式校正在廣角端處的畸變和場曲。可以考慮到的是專利文獻4和5公開的廣角變焦鏡頭中的第一透鏡和第二透鏡起到與專利文獻2公開的廣角化透鏡的作用相似的作用。在專利文獻4和5中，第一透鏡和第二透鏡以防止第一透鏡組的透鏡直徑變大的方式構造。如上所述，由小數量透鏡組成的并且其能夠實現廣視角但不增大第一透鏡組的透鏡直徑的變焦鏡頭也是已知的。專利文獻4和5公開的變焦鏡頭的尺寸小，并且實現了大約70至80度的廣視角。 然而，這種類型的變焦鏡頭的可變放大倍率大約是12倍，這是較低的。因此，需要增大變焦鏡頭的可變放大倍率到大約20倍，如專利文獻4和5中所公開的那樣，并且雖然尺寸小但能實現大約70至80度的廣視角。然而，例如，在專利文獻5中公開的變焦鏡頭中，其能夠實現80度的廣視角，第一組第一透鏡具有大曲率的雙凹形。如果試圖以這種透鏡結構獲得20倍的高可變放大倍率， 那么難以平衡在廣角端處的場曲和畸變以及在攝遠端處的球面像差。此外，增大可變放大倍率中要解決的一個問題是校正縱向色像差。例如，在專利文獻5中公開的變焦鏡頭中，第一透鏡組中的具有正屈光力的每個透鏡的材料的阿貝值為大約50至60。如果企圖對這些透鏡使用相同材料來增加可變放大倍率，那么在攝遠端處的色像差就變得極其大。這種大色像差被產生，因為當具有負屈光力的一個透鏡或多個透鏡的光焦度和具有正屈光力的一個透鏡或多個透鏡的光焦度被增大以增大視角時，如果低折射率低色散材料用作透鏡的材料，則必須增大透鏡的曲率。結果，難以校正在廣角端處的離軸光線的像差。為了避免這種情況，專利文獻5公開的變焦鏡頭使用具有1. 7或更高的折射率的材料 (高折射率材料)。然而，這種材料的使用對色像差的校正不利。如上所述，專利文獻5公開的變焦鏡頭可以有利地增大視角，但對增大可變放大倍率不利，因為色像差的校正變得困難。如上所述，存在一個問題，就是對于能夠實現廣視角和高可變放大倍率變焦鏡頭， 難以防止其像差的產生，尤其是還想通過防止變焦鏡頭的第一透鏡組的透鏡直徑的增大和變焦鏡頭中的透鏡數量的增加來實現設備的尺寸不增加的話。

發明內容
鑒于前述情況，本發明的一個目的是提供一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭能夠實現廣視角和高可變放大倍率，同時不增加設備的尺寸，并抑制像差。本發明的另一個目的是提供包括該變焦鏡頭的成像設備。在本發明的變焦鏡頭和包括該變焦鏡頭的成像設備中，變焦鏡頭為這樣一種變焦鏡頭，其包括具有正屈光力的第一透鏡組，在變焦期間(換言之，在改變放大倍率時)所述第一透鏡組相對于光軸的方向固定；具有負屈光力的第二透鏡組，在變焦期間所述第二透鏡組在光軸的方向上移動；具有正屈光力的第三透鏡組，在變焦期間所述第三透鏡組相對于光軸的方向固定；和具有正屈光力的第四透鏡組，在變焦期間所述第四透鏡組在光軸的方向上以如下方式移動校正變焦導致的像平面的位置的波動使得所述變焦鏡頭聚焦，并且所述第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組從所述變焦鏡頭的物側依序布置，其中所述第一透鏡組由四個透鏡(S卩，僅四個透鏡)組成，這四個透鏡為具有負屈光力的第一組第一透鏡、具有正屈光力的第一組第二透鏡、具有正屈光力的第一組第三透鏡和具有正屈光力的第一組第四透鏡，所述第一組第一透鏡、第一組第二透鏡、第一組第三透鏡和第一組第四透鏡從所述物側依序布置，并且其中所述第一組第一透鏡和第一組第二透鏡以在它們之間形成間隔的方式布置， 并且其中滿足下面的公式(1)-2. 0< (Rllr+Rllf)/(Rllr-Rllf) <-0.4 (1)，其中Rllf是第一組第一透鏡的物側表面的曲率半徑，并且Rllr是第一組第一透鏡的像側表面的曲率半徑。當變焦鏡頭包括由η個透鏡組成的粘合透鏡時，粘合透鏡的數量計為數值η。此外，透鏡組不是一定要由多個透鏡組成。透鏡組可以由單個透鏡組成。此外，更期望地，本發明的變焦鏡頭滿足下面的公式(1’)，而不是公式(1)-1.9< (Rllr+Rllf)/(Rllr-Rllf) <-0.4 (1，)。當表面朝向變焦鏡頭的物側凸出時曲率半徑為正的，當表面朝向變焦鏡頭的像側凸出時曲率半徑為負的。期望地，第一透鏡組滿足下面的公式O)-2. 0 < fll/fl < -1. 2 O)，其中f 1是第一透鏡組的焦距，并且fll是第一組第一透鏡的焦距。更期望地，滿足下面的公式(2’)，而不是公式O)-1. 9 < fll/fl < -1. 3 (2，)。期望地，第一透鏡組中的具有正屈光力的透鏡中的至少一個關于d線的阿貝值滿足下面的公式⑶65 < vdlp (3)，其中vdlp是第一透鏡組中的具有正屈光力的透鏡中的至少一個關于d線的阿貝值。更期望地，滿足下面的公式(3’)，而不是公式(3)67 < vdlp (3，)。期望地，變焦鏡頭滿足下面的公式-2. 9 < f2/fw < -1. 8，其中fw是變焦鏡頭的整個系統在廣角端處的焦距，并且f2是第二透鏡組的焦距。更期望地，滿足下面的公式(4’)，而不是公式-2. 8 < f2/fw < -1. 9 (4，)。期望地，變焦鏡頭滿足下面的公式(5)0. 55 < fl/ft < 0. 88 (5)，其中ft是變焦鏡頭的整個系統在攝遠端處的焦距，并且fl是第一透鏡組的焦距。更期望地，滿足下面的公式(5’)，而不是公式(5)0. 58 < fl/ft < 0. 85 (5，)。第二透鏡組可以由三個具有負屈光力的透鏡和一個具有正屈光力的透鏡組成。第二透鏡組可以由這四個透鏡(即，僅四個透鏡)組成。第二透鏡組可以由具有負屈光力的第二組第一透鏡、具有負屈光力的第二組第二透鏡、具有正屈光力的第二組第三透鏡和具有負屈光力的第二組第四透鏡組成，所述第二組第一透鏡、第二組第二透鏡、第二組第三透鏡和第二組第四透鏡從所述物側依序布置。期望地，所述第一透鏡組滿足下面的公式(6)0. 1 < D2/TL1 < 0. 4 (6)，其中D2是第一組第一透鏡和第一組第二透鏡之間的空氣間距，并且TLl是第一透鏡組的厚度。更期望地，滿足下面的公式(6’)，而不是公式(6)0. 13 < D2/TL1 < 0. 38 (6，)。甚至更期望地，滿足下面的公式(6”)0. 13 < D2/TL1 < 0. 18 (6”)。期望地，變焦鏡頭滿足下面的公式(7)2. 5 < f3/f4 < 6. 0 (7)，其中f3是第三透鏡組的焦距，并且f4是第四透鏡組的焦距。更期望地，滿足下面的公式(7’)，而不是公式(7)2. 6 < f3/f4 < 5. 9 (7，)。所述第四透鏡組可以由三個具有正屈光力的透鏡和一個具有負屈光力的透鏡組成。所述第四透鏡組可以由這四個透鏡(即，僅四個透鏡)組成。所述第三透鏡組可以包括移位透鏡組和固定透鏡組，所述移位透鏡組在垂直于光軸的方向上移動以便在垂直于光軸的方向上使通過變焦鏡頭形成的光學圖像移位，所述固定透鏡組相對于與光軸垂直的方向被固定。此外，所述移位透鏡組可以整體上具有正屈光力，并且由兩個透鏡組成，這兩個透鏡為具有正屈光力的透鏡和具有負屈光力的透鏡。此外所述固定透鏡組可以整體上具有負屈光力。此外，術語“垂直于光軸的方向”是指與光軸垂直的方向。此外，所述第三透鏡組可以由3a透鏡組、北透鏡組和3c透鏡組組成，所述3a透鏡組、北透鏡組和3c透鏡組從所述物側依序布置。此外，所述3a透鏡組可以整體上具有正的或負的屈光力，并且可以由至少一個具有正屈光力的透鏡和至少一個具有負屈光力的透鏡組成。所述北透鏡組可以整體上具有正屈光力，并且可以由兩個透鏡組成，這兩個透鏡為具有正屈光力的透鏡和具有負屈光力的透鏡。所述3c透鏡組可以具有負屈光力。此外，所述北透鏡組可以在垂直于光軸的方向上移動以便在垂直于光軸的方向上使通過變焦鏡頭形成的光學圖像移位。所述北透鏡組可以由這兩個透鏡(即，僅兩個透鏡)組成。根據本發明的成像設備是一種成像設備，其包括如上所述的變焦鏡頭；和對通過變焦鏡頭形成的光學圖像進行成像的成像裝置。根據本發明的變焦鏡頭和本發明的成像設備，第一透鏡組由四個透鏡組成，并且在第一組第一透鏡Ll和第一組第二透鏡L2之間設置間隙(空氣間距)。此外，第一組第一透鏡的物側表面的曲率半徑和第一組第一透鏡的像側表面的曲率半徑被適當地設定。因此，能夠實現廣視角和高可變放大倍率，同時當變焦設定在廣角端的附近時產生的畸變和場曲和當變焦設定在攝遠端的附近時的球面像差被以優良方式校正。具體地，能夠實現廣視角和高可變放大倍率，同時不增加透鏡直徑和透鏡數量，同時抑制像差的產生。因此，能夠實現具有大視角和高可變放大倍率的小尺寸的變焦鏡頭。公式(1)限定第一組第一透鏡的形狀因子。當變焦鏡頭以(Rllr+Rllf)/ (Rllr-Rllf)的數值低于公式(1)限定的下限的方式構造時，難以校正攝遠端處的球面像差。相反，當變焦鏡頭以(Rllr+Rllf)/(RlIr-RlIf)的數值超過公式(1)限定的上限的方式構造時，則難以校正廣角端處的畸變。


圖IA是顯示包括根據本發明的一個實施例的變焦鏡頭的成像設備的結構的示意剖視圖；圖IB是顯示成像設備中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖2A是顯示實例1中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖；圖2B是顯示實例1中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖3A是顯示實例2中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖；圖;3B是顯示實例2中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖4A是顯示實例3中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖4B是顯示實例3中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖5A是顯示實例4中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖；圖5B是顯示實例4中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖6A是顯示實例5中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖；圖6B是顯示實例5中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖7A是顯示實例6中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖；圖7B是顯示實例6中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖8A是顯示實例7中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖；圖8B是顯示實例7中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖9A是顯示實例8中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖；圖9B是顯示實例8中的廣角端處的變焦鏡頭的狀態與攝遠端處的變焦鏡頭的狀態的比較圖；圖10A、10BU0C和IOD顯示實例1中的變焦鏡頭在廣角端處的各種像差(分別為
球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖10E、10FU0G和IOH是顯示實例1中的變焦鏡頭在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖11A、11B、11C和IlD顯示實例2中的變焦鏡頭在廣角端處的各種像差(分別為
球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖11E、11F、11G和IlH是顯示實例2中的變焦鏡頭在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖12A、12B、12C和12D顯示實例3中的變焦鏡頭在廣角端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖12E、12F、12G和12H是顯示實例3中的變焦鏡頭在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖13A、13B、13C和13D顯示實例4中的變焦鏡頭在廣角端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖13E、13F、13G和13H是顯示實例4中的變焦鏡頭在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖14A、14B、14C和14D顯示實例5中的變焦鏡頭在廣角端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖14E、14F、14G和14H是顯示實例5中的變焦鏡頭在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖15A、15B、15C和15D顯示實例6中的變焦鏡頭在廣角端處的各種像差(分別為
球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖15E、15F、15G和15H是顯示實例6中的變焦鏡頭在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖16A、16B、16C和16D顯示實例7中的變焦鏡頭在廣角端處的各種像差(分別為
球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖16E、16F、16G和16H是顯示實例7中的變焦鏡頭在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖17A、17B、17C和17D顯示實例8中的變焦鏡頭在廣角端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；圖17E、17F、17G和17H是顯示實例8中的變焦鏡頭在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)的圖；和圖18是顯示使用本發明的變焦鏡頭的視頻攝像機的圖。
具體實施例方式下面將參照

本發明的變焦鏡頭和包括該變焦鏡頭的成像設備。圖IA和IB是顯示包括本發明的變焦鏡頭的成像設備的結構的示意剖視圖。圖IA 是詳細顯示當變焦設定(也稱作變焦位置)在廣角端處時成像設備的狀態的圖。圖IB是顯示當變焦設定在廣角端和攝遠端處時成像設備的狀態的比較圖。圖IB的上部分(W)顯示當變焦設定在廣角端處時的狀態，并且圖IB的下部分(T)顯示當變焦設定在攝遠端處時的狀態。圖IB中顯示的成像設備200是商業操作或專業用的手持型運動照片成像設備，其
需要具有小尺寸和輕重量。安裝在成像設備200上的變焦鏡頭100在成像裝置210 (例如CXD和CMOQ的光接收平面210J上形成表現物體H的光學圖像Hk。變焦鏡頭100能夠實現廣角和高可變放大倍率，同時不增加變焦鏡頭的透鏡直徑和構成變焦鏡頭的透鏡的數量，同時抑制像差。配置在成像設備200中的成像裝置210將表現物體H的光學圖像Hk轉換成電信號Pk，光學圖像Hk通過變焦鏡頭100形成。此外，成像裝置210輸出表示光學圖像Hk的電信號沖。在前述說明中，具有正屈光力的透鏡也稱作正透鏡，而具有負屈光力的透鏡也稱作負透鏡。此外，具有正屈光力的透鏡組也稱作正透鏡組，而具有負屈光力的透鏡組也稱作負透鏡組。<變焦鏡頭的基本結構，及其作用和效果>首先，將說明變焦鏡頭的基本結構。變焦鏡頭100包括正的第一透鏡組G1，該第一透鏡組Gl在變焦期間(在改變放大倍率時)被固定；負的第二透鏡組G2，該第二透鏡組 G2在變焦期間移動；正的第三透鏡組G3，該第三透鏡組G3在變焦期間被固定；正的第四透鏡組G4，該第四透鏡組G4在變焦期間以如下方式被移動校正變焦導致的圖像形成位置的波動使得通過變焦鏡頭100形成的光學圖像Hk聚焦在光接收平面210J，和光學構件Cgl、 Cg2上，該光學構件Cgl、Cg2是顏色分離光學系統、各種濾光器等。第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、第三透鏡組G3、第四透鏡組G4和光學構件Cgl、Cg2沿光軸Zl從變焦鏡頭的物側依序布置。
第一透鏡組Gl由負的第一組第一透鏡Li、正的第一組第二透鏡L2、正的第一組第三透鏡L3和正的第一組第四透鏡L4組成，第一組第一透鏡Li、第一組第二透鏡L2、第一組第三透鏡L3和第一組第四透鏡L4從物側依序布置。第一透鏡組Gl僅由四個透鏡組成。當使用通過將η個透鏡粘合在一起形成的粘合透鏡時，粘合透鏡的數量計作數值 η。第一組第一透鏡Ll和第一組第二透鏡L2彼此分離，并且在這兩個透鏡之間形成間隙(空氣間距)。換言之，第一組第一透鏡Ll和第一組第二透鏡L2以在它們之間形成空氣間距的方式布置。此外，第一組第一透鏡Ll滿足下面的公式(1)-2. 0< (Rllr+Rllf)/(Rllr-Rllf) <-0.4 (1)，其中Rllf是第一組第一透鏡Ll的物側表面的曲率半徑，并且Rllr是第一組第一透鏡Ll的像側表面的曲率半徑。公式(1)限定了第一組第一透鏡Ll的兩個表面的曲率半徑之間的關系。如果變焦鏡頭以在第一組第一透鏡Ll和第一組第二透鏡L2之間設置間距并且滿足公式(1)的方式構造，則可以實現廣角，同時能夠以優良方式校正變焦設定在廣角端附近時的畸變和場曲。然而，如果變焦鏡頭以(Rllr+Rllf)/(Rllr-Rllf)的數值低于公式(1)限定的下限構造時，難以校正當變焦設定在攝遠端處時的球面像差。相反，當變焦鏡頭以(Rllr+Rllf)/(Rllr-Rllf)的數值超過公式(1)限定的上限構造時，難以校正當變焦設定在廣角端處時的畸變。在本發明的變焦鏡頭100中，期望地，孔徑光闌的直徑被調節為從中間放大倍率范圍至攝遠端變窄。假定孔徑光闌的直徑在攝遠端處被控制成大約F2. 9。<進一步限定變焦鏡頭的基本結構的組成，及其作用和效果>下面，將說明進一步限定變焦鏡頭100和成像設備200的基本結構的組成及其作用和效果。進一步限定基本結構的組成對于本發明的變焦鏡頭100和本發明的成像設備 200不重要。本發明的變焦鏡頭100和本發明的成像設備200可以僅滿足進一步限制基本結構的組成元件中的一個。可選地，可以滿足組成元件中的至少兩個的組合。此外，公式⑵至(7)中使用的參數的含義如下Rllf 第一組第一透鏡的物側表面的曲率半徑；Rllr 第一組第一透鏡的像側表面的曲率半徑；fl 第一透鏡組的焦距；fll 第一組第一透鏡的焦距；vdlp 第一透鏡組中的正的透鏡中的至少一個關于d線的阿貝值；fw 變焦鏡頭的整個系統在廣角端處的焦距；f 2:第二透鏡組的焦距；ft 變焦鏡頭的整個系統在攝遠端處的焦距；D2 第一組第一透鏡和第一組第二透鏡之間的空氣間距(在光軸Zl上的距離)；TLl 第一透鏡組的厚度(在光軸Zl上的厚度)；
f3 第三透鏡組的焦距；和f4:第四透鏡組的焦距。此外，光學構件關于d線的阿貝值ν是通過下面的等式獲得的數值ν = (Nd-1) / (NF-NC)，其中NF 光學構件關于F-線(486. Inm)的折射率，Nd 光學構件關于d線(587. 6nm)的折射率，和NC 光學構件關于C-線(656. 3nm)的折射率。<與公式(1)對應的限制組成>更期望地，第一組第一透鏡Ll滿足下面的公式(1’)，而不是公式(1)-1. 9 < (R1 lr+Rllf) / (R1 Ir-RlIf) < _0· 4 (1，)。與滿足公式(1)的情況相比，當變焦鏡頭以滿足公式(1’ )的方式構造時，能夠實現更理想的效果。<與公式⑵對應的限制組成>下面的公式O)限制變焦鏡頭的結構-2. 0 < fll/fl < -1. 2 (2)。此外，下面的公式(2’ )以比公式(2)更理想的方式限制變焦鏡頭的結構-1. 9 < fll/fl < -1. 3 (2，)。公式( 和O’)限定第一組第一透鏡Ll的焦距Π1和整個第一透鏡組Gl的焦距fl之間的關系。換言之，公式(2)和O’)相對于整個第一透鏡組Gl的光焦度規定第一組第一透鏡Ll的光焦度。當變焦鏡頭100以fll/fl的數值低于公式(2)限定的下限的方式構造時，第一組第一透鏡Ll的光焦度變得過強，并且難以平衡在廣角端處的場曲和畸變和在攝遠端處的球面像差。此外，存在整個第一透鏡組Gl的光焦度變弱和透鏡系統的尺寸變大的問題。相反，當變焦鏡頭100以fll/fl的數值超過公式(2)限定的上限的方式構造時， 難以增大視角。如果企圖實現理想視角同時以該方式分配光焦度，透鏡的外直徑不可避免地變大。如果變焦鏡頭100以滿足公式(2)或O’)的方式構造，能夠構造變焦鏡頭100而不引起前述問題。與滿足公式O)的情況相比，如果變焦鏡頭100以滿足公式O’)的方式構造，能夠獲得更理想的透鏡性能。<與公式(3)對應的限制組成>下面的公式(3)限制變焦鏡頭的結構65 < vdlp (3)。此外，下面的公式(3’ )以比公式(3)更理想的方式限制變焦鏡頭的結構67 < vdlp (3，)。公式(3)和(3’ )限定用作第一透鏡組Gl中的正透鏡的光學構件的色散特性。當變焦鏡頭100以vdlp的數值低于公式(3)限定的下限的方式構造時，當變焦設定在攝遠端的附近時縱向色像差增加。如果變焦鏡頭100以滿足公式(3)或(3’ )的方式構造時，則能夠構造變焦鏡頭 100，而不引起前述問題。與滿足公式(3)的情況相比，如果變焦鏡頭100以滿足公式(3’)的方式構造，能夠獲得更理想的透鏡性能。<與公式(4)對應的限制組成>下面的公式限制變焦鏡頭的結構-2. 9 < f2/fw < -1. 8 (4)。此外，下面的公式(4’ )以比公式(4)更理想的方式限制變焦鏡頭的結構-2. 8 < f2/fw < -1. 9 (4，)。公式(4)和(4’ )限定第二透鏡組G2的焦距f2相對于當變焦設定在廣角端處時變焦鏡頭的整個系統的焦距fV的比率。當變焦鏡頭100以f2/fw的數值低于公式⑷限定的下限的方式構造時，第二透鏡組G2的光焦度變得過強，而難以校正場曲和彗差。此外，變焦導致的像差的波動變大。此外，存在產品制造中的可允許誤差變小的問題。相反，當變焦鏡頭100以f2/fw的數值超過公式⑷限定的上限的方式構造時，第二透鏡組G2的移動量增加，而產生設備尺寸變大的問題。如果變焦鏡頭100以滿足公式⑷或(4’ )的方式構造時，則能夠構造變焦鏡頭 100而不引起前述問題。與滿足公式⑷的情況相比，如果變焦鏡頭100以滿足公式(4’ ) 的方式構造，能夠獲得更理想的透鏡性能。此外，術語“產品制造中的可允許誤差變小”是指性能惡化對制造中的誤差(即生產中的誤差、組裝中的誤差等)敏感(換言之，對誤差的敏感性或性能惡化敏感性變高)。 如果制造中的可允許誤差小，則變焦鏡頭的性能對生產中的誤差和組裝中的誤差敏感，當這種誤差出現時性能惡化很明顯。相反，如果制造中的可允許誤差大，換言之，如果性能惡化敏感性小，則變焦鏡頭對生產中的誤差和組裝中的誤差敏感差或不敏感，即使出現這種誤差，性能的惡化的程度也較小。<與公式(5)對應的限制組成>下面的公式(5)限制變焦鏡頭的結構0. 55 < fΙ/ft < 0. 88 (5)。此外，下面的公式(5’ )以比公式(5)更理想的方式限制變焦鏡頭的結構0. 58 < fl/ft < 0. 85 (5，)。公式( 和(5’)限定第一透鏡組Gl的焦距f 1相對于當變焦設定在攝遠端處時變焦鏡頭的整個系統的焦距ft的比率。當變焦鏡頭以Π/ft的數值低于公式(5)限定的下限的方式構造時，該結構對減小變焦鏡頭的尺寸有利。然而，第一透鏡組Gl的作用增加，并且像差的校正變得困難。尤其是，難以校正當變焦設定在攝遠端的附近時的球面像差和色像差。此外，存在第一透鏡組 Gl的制造中的可允許誤差變小的問題。相反，當變焦鏡頭以Π/ft的數值超過公式(5)限定的上限的方式構造時，變焦鏡頭的整個系統變得過長。如果變焦鏡頭100以滿足公式(5)或(5’ )的方式構造時，則能夠構造變焦鏡頭 100而不引起前述問題。與滿足公式(5)的情況相比，如果變焦鏡頭100以滿足公式(5’ ) 的方式構造，能夠獲得更理想的透鏡性能。<限制第二透鏡組的組成>
第二透鏡組G2可以由三個負的透鏡和一個正的透鏡組成。如果第二透鏡組G2包括三個負的透鏡，能夠第二透鏡組G2的物側主點的位置更靠近變焦鏡頭的物側，由此減小第一透鏡組Gl的主點和第二透鏡組G2的主點之間的距離。此外，能夠將離軸光線穿過第一透鏡組Gl的高度保持在低水平。因此，能夠防止構成第一透鏡組Gl的透鏡的尺寸變大。<限制第二透鏡組的組成>第二透鏡組G2可以由具有負屈光力的第二組第一透鏡L5、具有負屈光力的第二組第二透鏡L6、具有正屈光力的第二組第三透鏡L7和具有負屈光力的第二組第四透鏡L8 組成，第二組第一透鏡L5、第二組第二透鏡L6、第二組第三透鏡L7和第二組第四透鏡L8從物側依序布置。當第二透鏡組G2以該方式構造時，能夠將負屈光力集中在第二透鏡組G2的物側部分上，并且將離軸光線穿過第一透鏡組Gl的高度保持在更低的水平。因此，使第一透鏡組Gl的直徑可以較小。<與公式(6)對應的限制組成>下面的公式(6)限制變焦鏡頭的結構0. 1 < D2/TL1 < 0. 4 (6)。此外，下面的公式(6’ )以比公式(6)更理想的方式限制變焦鏡頭的結構0. 13 < D2/TL1 < 0. 38 (6，)。此外，下面的公式(6”)以甚至更理想的方式限制變焦鏡頭的結構0. 13 < D2/TL1 < 0. 18 (6”)。公式(6)、(6’ )和(6”)限定第一組第一透鏡Ll和第一組第二透鏡L2之間的空氣間距D2相對于第一透鏡組Gl的總厚度TLl的比率。當變焦鏡頭以D2/TL1的數值低于公式(6)限定的下限的方式構造時，第一透鏡組 Gl的主點和第二透鏡組G2的主點之間的距離增加。因此，存在構成第一透鏡組Gl的至少一個透鏡的有效直徑增加的問題。相反，當變焦鏡頭以D2/TL1的數值超過公式(6)限定的上限的方式構造時，變焦鏡頭的整個系統的長度變得過長。如果變焦鏡頭100以滿足公式(6)、(6’ )或(6”)的方式構造，則能夠構造變焦鏡頭100而不引起前述問題。與滿足公式(6)的情況相比，如果變焦鏡頭100以滿足公式 (6’ )的方式構造，能夠獲得更理想的透鏡性能。此外，與滿足公式(6’ )的情況相比，如果變焦鏡頭100以滿足公式(6”)的方式構造，能夠獲得甚至更理想的透鏡性能。<與公式(7)對應的限制組成>下面的公式(7)限制變焦鏡頭的結構2. 5 < f3/f4 < 6. 0 (7)。此外，下面的公式(7’ )以比公式(7)更理想的方式限制變焦鏡頭的結構2. 6 < f3/f4 < 5. 9 (7，)。公式(7)和(7’)限定第三透鏡組G3的焦距f3相對于整個第四透鏡組G4的焦距 f4的比率。當變焦鏡頭以f3/f4的數值低于公式(7)限定的下限的方式構造時，難以保持用于插入顏色分離光學系統、各種濾色器等的充足后焦距。
相反，當變焦鏡頭以f3/f4的數值超過公式(7)限定的上限的方式構造時，變焦鏡頭的整個系統的長度變得過長。此外，存在難以校正當變焦設定在廣角端的附近時的球面像差和彗差的問題。當變焦鏡頭以滿足公式(7)或(7’ )的方式構造時，能夠防止變焦鏡頭的尺寸變大，同時保持足以插入顏色分離光學系統、各種濾色器等的長后焦距。這種長的后焦距對于應付高圖像品質視頻攝像機、廣播用攝像機等中采用的三面板方法是必須的。與滿足公式 (7)的情況相比，當變焦鏡頭以f3/f4的數值滿足公式(7’ )的方式構造時，能夠獲得理想的透鏡性能。<限制第四透鏡組的組成>第四透鏡組G4可以由具有正屈光力的三個透鏡和具有負屈光力的一個透鏡組成。當變焦鏡頭的可變放大倍率增加時，期望地，第四透鏡組G4由四個透鏡組成，以便抑制變焦期間像差的波動和當變焦設定在攝遠端的附近時聚焦引起的像差的波動。例如，當第四透鏡組G4由三個正的透鏡和一個負的透鏡組成時，不必在第四透鏡組G4中布置任何非球面透鏡。因此，能夠減少變焦鏡頭的成本，并且增大制造中的可允許誤差。<限制第三透鏡組的組成>第三透鏡組可以包括移位透鏡組G3s和固定透鏡組G3k，移位透鏡組G3s在垂直于光軸的方向(垂直于光軸Zl的方向)上移動，以便在垂直于光軸的方向上使通過變焦鏡頭形成的光學圖像移位，固定透鏡組G3k相對于與光軸垂直的方向被固定。移位透鏡組G3s 可以整體上具有正屈光力，并且可以由兩個透鏡組成，這兩個透鏡為正的透鏡和負的透鏡。 此外，固定透鏡組G3k可以整體上具有負屈光力。固定透鏡組G3k可以布置在移位透鏡組 G3s的物側或移位透鏡組G3s的像側上。這里，期望地，移位透鏡組G3s由至少一正透鏡以及一個負透鏡組成，以便將色像差抑制到更低水平，所述色像差是當移動移位透鏡組G3s使光學圖像Hk在垂直于光軸的方向上移位時由于透鏡的偏心引起的。移位透鏡組G3s在垂直于光軸的方向上移動以防止攝影期間的手搖模糊，當該移位透鏡組G3s由小數量的透鏡組成時，能夠進一步降低移位透鏡組G3s的重量。因此，能夠降低用于防止手搖模糊的防振驅動系統上的負載。此外，移位透鏡組G3s必須具有足夠強的光焦度，以防止相對于校正角度的移位量變得過大。同時，第三透鏡組G3作為整體必須保持合適的光焦度。因此，理想地，布置負的固定透鏡組G3k來平衡第三透鏡組G3中的光焦度。尤其是，當必須在變焦鏡頭中保持長的后焦距時(如在本發明的變焦鏡頭中那樣)，理想地，第三透鏡組G3整體上具有弱的正屈光力。因此，必須布置具有足夠強的屈光力的負的固定透鏡組G3k，以增加移位透鏡組G3s 的光焦度。<限制第三透鏡組的組成>理想地，第三透鏡組由3a透鏡組G3a、;3b透鏡組G!3b和3c透鏡組G3c組成，3a透鏡組G3a、;3b透鏡組G!3b和3c透鏡組G3c從物側依序布置。此外，3a透鏡組G3a整體上可以具有正的或負的屈光力，并且可以由至少一個正透鏡和至少一個負透鏡組成。北透鏡組 G3b整體上可以具有正屈光力，并且可以僅由兩個透鏡組成，這兩個透鏡為一個正透鏡和一個負透鏡。3c透鏡組G3c可以具有負屈光力。此外，北透鏡組G!3b在垂直于光軸的方向上移動，以便在垂直于光軸的方向上使通過變焦鏡頭形成的光學圖像Hk移位。如上所述，固定透鏡組具有與移位透鏡組的光焦度相反的光焦度(正的或負的)， 該固定透鏡組布置在第三透鏡組G3中。具體地，3c透鏡組G3c具有負屈光力并且是固定透鏡組，3c透鏡組G3c布置在北透鏡組G!3b的像側上，3b透鏡組G!3b是移位透鏡組。因此，能夠平衡北透鏡組G!3b (其是移位透鏡組G3s)的移位量和第三透鏡組G3整體上的屈光力。 此外，能夠以優良的方式校正像差。此外，因為3a透鏡組G3a (其為固定透鏡組)布置在第三透鏡組G3中，因此當變焦設定是在廣角端的附近時能夠以優良的方式校正球面像差和色像差。更具體地，例如，在變焦設定在攝遠端處時，當產生在0. 3°的旋轉方向上的手搖模糊時，移位透鏡組的平行偏心移位量在實例6中為0. 55mm，在實例7中為0. 53mm。<具體實例>下面，將參照圖2A、2B至9A、9B和表1至9說明與實例1至實例8中的本發明的變焦鏡頭相關的數值數據等。在圖2A、2B至9A、9B中，與圖1A、1B中相同的表示變焦鏡頭 100的符號表示與圖1A、1B中的元件對應的元件。圖2A、2B至9A、9B分別顯示實例1至實例8中的變焦鏡頭的結構的示意剖視圖。圖2A至9A是詳細顯示當變焦設定在攝遠端處時的變焦鏡頭的狀態的圖。圖2B 至9B是當變焦設定在廣角端處時的變焦鏡頭的狀態與當變焦設定在攝遠端處時的變焦鏡頭的狀態的比較圖。在圖2B至9B，上部分(W)顯示變焦設定在廣角端處的狀態，并且下部分(T)顯示變焦設定在攝遠端的狀態。在圖2A至9A中，符號L1、L2表示變焦鏡頭中的透鏡，并且符號中的數字與從變焦鏡頭的物側開始透鏡的布置順序對應。表1至8顯示實例1至實例8中的變焦鏡頭的基本數據。在表1至8中，上部分 (a)顯示透鏡數據，并且下部分(b)顯示變焦鏡頭的簡單規格。此外，與實例6對應的表6的右部分(c)顯示與基本透鏡數據(a)中的表面號Si 對應的每個透鏡表面的非球面系數。這里，使用下面的非球面等式[等式1]z=—^—+ Ss3AIY1，其中
ι+Ci-K-P^aZ 非球面的深度(從非球面上的在高度Y處的點到與非球面的頂點接觸的平面的垂直長度，前述平面垂直于光軸)(mm)， Y 高度(與光軸的距離)(mm)，R 近軸曲率半徑(mm)，和K，Ai 非球面系數(i = 3至η)。在除了實例6的實例中，構成相應的變焦鏡頭的透鏡的所有表面是球形的或平坦的。此外，表9顯示通過公式(1)至(7)表示的不等式獲得的數值。表9顯示用于實例1至實例8中的變焦鏡頭的數值(通過使用不等式中的算術表達式計算的用于相應實例的數值，或與由不等式中的符號表示的光學系統中的常數對應的數值)。表1至8的上部分顯示基本透鏡數據(a)。在基本透鏡數據(a)中，表面號Si是第i個透鏡表面等的序號(1 = 1，2，3丨)。最物側表面的表面號為1，并且表面號Si從物側至像側依次增加。透鏡數據包括孔徑光闌U。此外，曲率半徑Ri是第i個表面(i = 1,2,3···)的曲率半徑。表面之間的距離 Di (i = 1，2，3…)是第i個表面和第(i+Ι)個表面之間的在光軸Zl上的距離。透鏡數據中的符號Ri和符號Di與符號Si對應，表示透鏡表面等(i = 1，2，3丨)。此外，表面之間的距離Di的列(i = 1,2,3···)顯示表示表面之間的距離的數值和符號Dn (η是序號數值)。符號Dn與不同透鏡組的表面之間的距離(空氣間距)對應，并且當變焦放大倍率改變時符號Dn表示的距離也變化。此外，基本透鏡數據表示第j個光學元件關于d線(波長為587. 6nm)的折射率 Ndj0最物側光學元件是第一光學元件，并且j的序號從物側向像側依序增加。此外，透鏡數據顯示第j個光學元件關于d線的阿貝值vdj。在表1至8的透鏡數據中，曲率半徑和表面之間的距離用mm單位表示。當表面朝向物側凸出時曲率半徑是正的。當表面朝向像側凸出時曲率半徑是負的。表1至8的下部分顯示關于變焦(b)的數據。關于變焦(b)的數據顯示在廣角端和攝遠端處的數值，例如變焦鏡頭的整個系統的焦距、？值而0、全視角2ω和透鏡組之間的距離 D8、D15、D20、D27 等。表1至9提供在“具體實施方式
的說明”的最后。圖 IOA 至 10H、圖 1IA 至 11H、圖 12A 至 12H、圖 13A 至 13H、圖 14A 至 14H、圖 15A 至 15H、圖16A至16H和圖17A至17H分別顯示實例1至實例8中的變焦鏡頭的各種像差。圖IOA至17H顯示關于波長為587. 6nm、460. Onm和615. Onm的光線的像差。圖 IOA 至 10D、圖 IlA 至 11D、圖 12A 至 12D、圖 13A 至 13D、圖 14A 至 14D、圖 15A 至 15D、圖16A至16D和圖17A至17D顯示實例1至實例8中的變焦鏡頭的在廣角端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)。圖IOE至10H、圖IlE至11H、圖12E至 12H、圖13E至13H、圖14E至14H、圖15E至15H、圖16E至16H和圖17E至17H顯示實例1 至實例8中的變焦鏡頭的在攝遠端處的各種像差(分別為球面像差、像散、畸變和橫向色像差)。在顯示畸變的圖中，顯示當變焦鏡頭的整個系統的焦距為f并且半視角為θ (可變的，θ ^ ω)時，從理想圖像高度fXtan θ的移位量(差)。如與實例1至實例8相關的數值數值數據和顯示實例1至實例8中的像差的圖清楚表示地那樣，本發明的變焦鏡頭能夠實現廣視角和高可變放大倍率，而不增加設備的尺寸，同時抑制像差。實例6和7中的變焦鏡頭能夠校正手搖模糊。在實例6和7中，第三透鏡組G3中的固定透鏡組G3k被固定，而第三透鏡組G3的移位透鏡組G3s以能夠在垂直于光軸的方向上移動的方式保持。因此，當其上安裝變焦鏡頭的整個成像設備振動或被搖動時，能夠防止表現物體H的光學圖像Hk相對于光接收平面210J的位置的移位，所述光學圖像Hk通過變焦鏡頭形成在光接收平面210J上。換言之，當通過手持成像設備拍攝物體H時，能夠防止手搖模糊。
圖18是顯示視頻攝像機的結構的示意圖，其作為使用本發明的變焦鏡頭的成像設備的實例。圖18示意地顯示變焦鏡頭1中的第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、孔徑光闌 M、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4。圖18中顯示的視頻攝像機10是所謂的3CXD型成像設備，其包括三個成像裝置。 然而，本發明的成像設備不必一定是3CXD型成像設備。例如，通過使用成像裝置可以用于執行整個波段的成像。視頻攝像機10包括變焦鏡頭1、濾色器2、分色棱鏡3R、3G、;3B、成像裝置4R、4G、4B和信號處理電路5。濾色器2布置在變焦鏡頭1的像側上，并且具有例如低通過濾和紅外線截止過濾的功能。分色棱鏡3R、3G、;3B布置在濾色器2的像側上，并且成像裝置4R、4G、4B分別設置在分色棱鏡3R、3G、;3B的端表面上。成像裝置4R、4G、4B將通過變焦鏡頭1形成的光學圖像轉換成電信號。例如，CCD(電荷耦合裝置)可以用作成像裝置。 成像裝置4R、4G、4B以成像裝置4R、4G、4B的成像平面與相應顏色的光學圖像的圖像形成平面一致的方式布置，所述光學圖像通過變焦鏡頭1形成。濾色器2從通過變焦鏡頭1的光線中去除不想要的或不必要的光線成分。此外，分色棱鏡3R、3G、;3B將光線分別分離成紅光、綠光和藍光。此外，圖像形成在成像裝置4R、4G、 4B的分別與紅光、綠光和藍光對應的成像平面上。此外，從成像裝置4R、4G、4B輸出的信號輸送到信號處理電路5，并且對信號執行操作處理以產生彩色圖像信號。在信號處理電路5 中產生的彩色圖像信號被輸入到顯示裝置6，并且在顯示裝置6上顯示圖像。本發明不局限于實施例和實例，在不脫離本發明的精神的情況下，可以有各種變化例。例如，每個透鏡的曲率半徑、表面之間的距離、折射率的數值等不局限于表中的數字數值，可以是其它數值。[表1]實例權利要求
1.一種變焦鏡頭，包括具有正屈光力的第一透鏡組，在變焦期間所述第一透鏡組相對于光軸的方向固定； 具有負屈光力的第二透鏡組，在變焦期間所述第二透鏡組在光軸的方向上移動； 具有正屈光力的第三透鏡組，在變焦期間所述第三透鏡組相對于光軸的方向固定；和具有正屈光力的第四透鏡組，在變焦期間所述第四透鏡組在光軸的方向上以如下方式移動校正變焦導致的像平面的位置的波動使得所述變焦鏡頭聚焦，并且所述第一透鏡組、 第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組從所述變焦鏡頭的物側依序布置，其中所述第一透鏡組由四個透鏡組成，這四個透鏡為具有負屈光力的第一組第一透鏡、具有正屈光力的第一組第二透鏡、具有正屈光力的第一組第三透鏡和具有正屈光力的第一組第四透鏡，所述第一組第一透鏡、第一組第二透鏡、第一組第三透鏡和第一組第四透鏡從所述物側依序布置，并且其中所述第一組第一透鏡和第一組第二透鏡以在它們之間形成間隔的方式布置，并且其中滿足下面的公式(1)-2. 0 < (Rllr+Rllf)/(Rllr-Rllf) < -0. 4 (1)，其中 Rllf是第一組第一透鏡的物側表面的曲率半徑，并且 Rllr是第一組第一透鏡的像側表面的曲率半徑。
2.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第一透鏡組滿足下面的公式O) -2. 0 < fll/fl < -1. 2 O)，其中fl是第一透鏡組的焦距，并且 fll是第一組第一透鏡的焦距。
3.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中第一透鏡組中的具有正屈光力的透鏡中的至少一個關于d線的阿貝值滿足下面的公式⑶65 < vdlp (3)，其中vdlp是第一透鏡組中的具有正屈光力的透鏡中的至少一個關于d線的阿貝值。
4.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中滿足下面的公式 -2. 9 < f2/fw < -1. 8，其中fw是變焦鏡頭的整個系統在廣角端處的焦距，并且 f2是第二透鏡組的焦距。
5.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中滿足下面的公式(5) 0. 55 < fl/ft < 0. 88 (5)，其中f1是變焦鏡頭的整個系統在攝遠端處的焦距，并且 Π是第一透鏡組的焦距。
6.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第二透鏡組由三個具有負屈光力的透鏡和一個具有正屈光力的透鏡組成。
7.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第二透鏡組由具有負屈光力的第二組第一透鏡、具有負屈光力的第二組第二透鏡、具有正屈光力的第二組第三透鏡和具有負屈光力的第二組第四透鏡組成，所述第二組第一透鏡、第二組第二透鏡、第二組第三透鏡和第二組第四透鏡從所述物側依序布置。
8.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第一透鏡組滿足下面的公式(6) 0. 1 < D2/TL1 < 0. 4 (6)，其中D2是第一組第一透鏡和第一組第二透鏡之間的空氣間距，并且 TLl是第一透鏡組的厚度。
9.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中滿足下面的公式(7) 2. 5 < f3/f4 < 6. 0 (7)，其中f3是第三透鏡組的焦距，并且 f4是第四透鏡組的焦距。
10.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第四透鏡組由三個具有正屈光力的透鏡和一個具有負屈光力的透鏡組成。
11.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第三透鏡組包括移位透鏡組和固定透鏡組，所述移位透鏡組在垂直于光軸的方向上移動以便在垂直于光軸的方向上使通過變焦鏡頭形成的光學圖像移位，所述固定透鏡組相對于與光軸垂直的方向被固定，并且其中所述移位透鏡組整體上具有正屈光力，并且由兩個透鏡組成，這兩個透鏡為一個具有正屈光力的透鏡和一個具有負屈光力的透鏡，并且其中所述固定透鏡組整體上具有負屈光力。
12.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其中所述第三透鏡組由3a透鏡組、北透鏡組和 3c透鏡組組成，所述3a透鏡組、北透鏡組和3c透鏡組從所述物側依序布置，并且其中所述3a透鏡組由至少一個具有正屈光力的透鏡和至少一個具有負屈光力的透鏡組成，并且其中所述北透鏡組整體上具有正屈光力，并且由兩個透鏡組成，這兩個透鏡為一個具有正屈光力的透鏡和一個具有負屈光力的透鏡，并且其中所述3c透鏡組具有負屈光力，并且其中所述北透鏡組在垂直于光軸的方向上移動以便在垂直于光軸的方向上使通過變焦鏡頭形成的光學圖像移位。
13.根據權利要求2所述的變焦鏡頭，其中所述第一透鏡組中的具有正屈光力的透鏡中的至少一個關于d線的阿貝值滿足下面的公式(3)65 < vdlp (3)，其中vdlp是第一透鏡組中的具有正屈光力的透鏡中的至少一個關于d線的阿貝值。
14.根據權利要求13所述的變焦鏡頭，其中滿足下面的公式 -2. 9 < f2/fw < -1. 8，其中fw是變焦鏡頭的整個系統在廣角端處的焦距，并且 f2是第二透鏡組的焦距。
15.根據權利要求14所述的變焦鏡頭，其中滿足下面的公式(5) 0. 55 < fl/ft < 0. 88 (5)，其中ft是變焦鏡頭的整個系統在攝遠端處的焦距，并且 Π是第一透鏡組的焦距。
16.根據權利要求15所述的變焦鏡頭，其中所述第二透鏡組由三個具有負屈光力的透鏡和一個具有正屈光力的透鏡組成。
17.根據權利要求16所述的變焦鏡頭，其中所述第二透鏡組由具有負屈光力的第二組第一透鏡、具有負屈光力的第二組第二透鏡、具有正屈光力的第二組第三透鏡和具有負屈光力的第二組第四透鏡組成，所述第二組第一透鏡、第二組第二透鏡、第二組第三透鏡和第二組第四透鏡從所述物側依序布置。
18.根據權利要求17所述的變焦鏡頭，其中所述第一透鏡組滿足下面的公式(6) 0. 1 < D2/TL1 < 0. 4 (6)，其中D2是第一組第一透鏡和第一組第二透鏡之間的空氣間距，并且 TLl是第一透鏡組的厚度。
19.根據權利要求18所述的變焦鏡頭，其中滿足下面的公式(7) 2. 5 < f3/f4 < 6. 0 (7)，其中f3是第三透鏡組的焦距，并且 f4是第四透鏡組的焦距。
20.根據權利要求19所述的變焦鏡頭，其中所述第四透鏡組由三個具有正屈光力的透鏡和一個具有負屈光力的透鏡組成。
21.根據權利要求20所述的變焦鏡頭，其中所述第三透鏡組包括移位透鏡組和固定透鏡組，所述移位透鏡組在垂直于光軸的方向上移動以便在垂直于光軸的方向上使通過變焦鏡頭形成的光學圖像移位，所述固定透鏡組相對于與光軸垂直的方向被固定，并且其中所述移位透鏡組整體上具有正屈光力，并且由兩個透鏡組成，這兩個透鏡為一個具有正屈光力的透鏡和一個具有負屈光力的透鏡，并且其中所述固定透鏡組整體上具有負屈光力。
22.根據權利要求20所述的變焦鏡頭，其中所述第三透鏡組由3a透鏡組、北透鏡組和 3c透鏡組組成，所述3a透鏡組、北透鏡組和3c透鏡組從所述物側依序布置，并且其中所述3a透鏡組由至少一個具有正屈光力的透鏡和至少一個具有負屈光力的透鏡組成，并且其中所述北透鏡組整體上具有正屈光力，并且由兩個透鏡組成，這兩個透鏡為一個具有正屈光力的透鏡和一個具有負屈光力的透鏡，并且其中所述3c透鏡組具有負屈光力，并且其中所述北透鏡組在垂直于光軸的方向上移動以便在垂直于光軸的方向上使通過變焦鏡頭形成的光學圖像移位。
23.一種成像設備，包括根據權利要求1所限定的變焦鏡頭。
全文摘要
本發明公開一種變焦鏡頭包括正的第一透鏡組，其在變焦期間固定；負的第二透鏡組，其在變焦期間移動；正的第三透鏡組，其在變焦期間固定；和正的第四透鏡組，其在變焦期間移動。前述這些透鏡組從物側依序布置。第一透鏡組由四個透鏡組成，這四個透鏡為從物側依序布置的負的第一組第一透鏡、正的第一組第二透鏡、正的第一組第三透鏡和正的第一組第四透鏡。第一組第一透鏡和第一組第二透鏡以在它們之間形成間隔的方式布置。此外，滿足下面的公式(1)-2.0＜(R11r+R11f)/(R11r-R11f)＜-0.4(1)，其中R11f是第一組第一透鏡的物側表面的曲率半徑，并且R11r是第一組第一透鏡的像側表面的曲率半徑。
文檔編號G02B15/173GK102289059SQ20111016677
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月15日 優先權日2010年6月15日
發明者河村大樹 申請人:富士膠片株式會社