CN102650729B - 变焦镜头、光学设备，和用于制造变焦镜头的方法 - Google Patents

变焦镜头、光学设备，和用于制造变焦镜头的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种变焦镜头、一种光学设备和一种用于制造该变焦镜头的方法。一种变焦镜头按照从物体侧的次序由以下组成：具有负折射光焦度的第一透镜组(G1)；和具有正折射光焦度的第二透镜组(G2)，第一透镜组(G1)按照从物体侧的次序包括具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜，在第一透镜组(G1)和第二透镜组(G2)之间的距离被改变，由此执行变焦，并且满足给定的条件表达式，由此提供一种紧凑的并且轻质的、具有优良光学性能和高分辨率的变焦镜头、一种光学设备，和一种用于制造该变焦镜头方法。

Description

变焦镜头、光学设备，和用于制造变焦镜头的方法
在这里通过引用并入以下优先权申请的公开：
在2011年2月24日提交的日本专利申请No.2011-038968。
技术领域
本发明涉及一种变焦镜头、一种光学设备和一种用于制造该变焦镜头的方法。
背景技术
已经提出了很多按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度(refractivepower)的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组组成的变焦镜头(例如见日本专利申请公开No.2005-062770和2001-330774)。然而，在传统的变焦镜头中，已经存在以下问题，即特别地在广角侧中，光学性能不够良好，并且其尺寸不够小。在另一方面，为了增加光学性能，变焦镜头必须是大的和沉重的，或者变焦镜头必须使用不能在大规模生产的基础上生产的非球面透镜。伴随近来的、诸如照相机的光学设备的数字化，要求变焦镜头具有优良的光学性能并且是紧凑的和轻质的。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，并且目的在于提供一种具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻的变焦镜头、一种光学设备，和一种用于制造该变焦镜头的方法。
根据本发明的第一方面，提供一种变焦镜头，该变焦镜头按照从物体侧的次序包括：具有负折射光焦度的第一透镜组；和具有正折射光焦度的第二透镜组，第一透镜组按照从物体侧的次序包括具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离被改变，由此执行变焦，并且满足以下条件表达式(1)和(2)：
-3.00＜(R12+R11)/(R12-R11)＜-1.50(1)
-2.50＜(R22+R21)/(R22-R21)＜0.00(2)
其中R11表示第一负弯月形透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一负弯月形透镜的像侧透镜表面的曲率半径，R21表示负透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，并且R22表示负透镜的像侧透镜表面的曲率半径。
根据本发明的第二方面，提供一种变焦镜头，该变焦镜头按照从物体侧的次序包括：具有负折射光焦度的第一透镜组；和具有正折射光焦度的第二透镜组，第一透镜组按照从物体侧的次序包括具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜，第二负弯月形透镜与正透镜胶合，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离被改变，由此执行变焦，并且满足以下条件表达式(3)：
0.00＜(-fa)/fb(3)
其中fa表示第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合焦距(combinedfocallength)，并且fb表示第二负弯月形透镜和正透镜的组合焦距。
根据本发明的第三方面，提供一种变焦镜头，该变焦镜头按照从物体侧的次序包括：具有负折射光焦度的第一透镜组；和具有正折射光焦度的第二透镜组，第二透镜组包括沿着包括垂直于光轴的分量的方向移动的减振透镜组(vibrationreductionlensgroup)，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离被改变，由此执行变焦，并且满足以下条件表达式(5)：
0.10＜f2/fvr＜2.00(5)
其中f2表示第二透镜组的焦距，并且fvr表示减振透镜组的焦距。
根据本发明的第四方面，提供一种光学设备，该光学设备配备有根据本发明的第一方面的变焦镜头。
根据本发明的第五方面，提供一种用于制造变焦镜头的方法，该变焦镜头按照从物体侧的次序包括具有负折射光焦度的第一透镜组，和具有正折射光焦度的第二透镜组，该方法包括以下步骤：按照从物体侧的次序将具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜设置到第一透镜组；设置第一透镜组从而满足以下条件表达式(1)和(2)：
-3.00＜(R12+R11)/(R12-R11)＜-1.50(1)
-2.50＜(R22+R21)/(R22-R21)＜0.00(2)
其中R11表示第一负弯月形透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一负弯月形透镜的像侧透镜表面的曲率半径，R21表示负透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，并且R22表示负透镜的像侧透镜表面的曲率半径；和，可移动地设置第一透镜组和第二透镜组从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
根据本发明的第六方面，提供一种用于制造变焦镜头的方法，该变焦镜头按照从物体侧的次序包括具有负折射光焦度的第一透镜组，和具有正折射光焦度的第二透镜组，该方法包括以下步骤：按照从物体侧的次序将具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜设置到第一透镜组；胶合第二负弯月形透镜与正透镜；设置第一透镜组从而满足以下条件表达式(3)：
0.00＜(-fa)/fb(3)
其中fa表示第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合焦距，并且fb表示第二负弯月形透镜和正透镜的组合焦距；和，可移动地设置第一透镜组和第二透镜组从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
根据本发明的第七方面，提供一种用于制造变焦镜头的方法，该变焦镜头按照从物体侧的次序包括具有负折射光焦度的第一透镜组，和具有正折射光焦度的第二透镜组，该方法包括以下步骤：将沿着包括垂直于光轴的分量的方向移动的减振透镜组设置到第二透镜组中；设置第二透镜组，从而满足以下条件表达式(5)：
0.10＜f2/fvr＜2.00(5)
其中f2表示第二透镜组的焦距，并且fvr表示减振透镜组的焦距；和，可移动地设置第一透镜组和第二透镜组从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
本发明使得提供一种具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻的变焦镜头、一种光学设备和一种用于制造该变焦镜头的方法成为可能。
附图简要说明
图1是示出根据本申请的实例1的变焦镜头的镜头配置的截面视图；
图2A和图2B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例1的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图2A示出各种像差，并且图2B示出在执行减振时的彗差；
图3A和图3B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例1的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图3A示出各种像差，并且图3B示出在执行减振时的彗差；
图4是示出根据本申请的实例2的变焦镜头的镜头配置的截面视图；
图5A和图5B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例2的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图5A示出各种像差，并且图5B示出在执行减振时的彗差；
图6A和图6B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例1的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图6A示出各种像差，并且图6B示出在执行减振时的彗差；
图7是示出根据本申请的实例3的变焦镜头的镜头配置的截面视图；
图8A和图8B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例3的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图8A示出各种像差，并且图8B示出在执行减振时的彗差；
图9A和图9B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例3的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图9A示出各种像差，并且图9B示出在执行减振时的彗差；
图10是示出根据本申请的实例4的变焦镜头的镜头配置的截面视图；
图11A和图11B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例4的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图11A示出各种像差，并且图11B示出在执行减振时的彗差；
图12A和图12B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例4的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图12A示出各种像差，并且图12B示出在执行减振时的彗差；
图13是示出根据本申请的实例5的变焦镜头的镜头配置的截面视图；
图14A和图14B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例5的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图14A示出各种像差，并且图14B示出在执行减振时的彗差；
图15A和图15B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例5的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图15A示出各种像差，并且图15B示出在执行减振时的彗差；
图16是示出配备有根据本申请的变焦镜头的照相机的截面视图；
图17是示意性地解释根据本申请的、用于制造变焦镜头的方法的流程图；
图18是示意性地解释根据本申请从另一观点看到的、用于制造变焦镜头的方法的流程图；
图19是示意性地解释根据本申请从再一个观点看到的、用于制造变焦镜头的方法的流程图。
具体实施方式
在下面解释了根据本申请的一种变焦镜头、一种光学设备，和一种用于制造该变焦镜头的方法。
根据本申请的变焦镜头按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组组成。第一透镜组按照从物体侧的次序包括具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜。在第一透镜组和第二透镜组之间的距离是可变的从而执行变焦。满足以下条件表达式(1)和(2)：
-3.00＜(R12+R11)/(R12-R11)＜-1.50(1)
-2.50＜(R22+R21)/(R22-R21)＜0.00(2)
其中R11表示第一负弯月形透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一负弯月形透镜的像侧透镜表面的曲率半径，R21表示负透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，并且R22表示负透镜的像侧透镜表面的曲率半径。
如上所述，在根据本申请的变焦镜头中，第一透镜组按照从物体侧的次序包括具有面向物体侧的凸形表面的第一负透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜。利用这种配置，使得视角更宽且实现优良光学性能成为可能。
条件表达式(1)限定第一透镜组中的第一负弯月形透镜的最佳形状。通过满足条件表达式(1)，根据本申请的变焦镜头使得实现更宽视角且优良地校正场曲、彗差和畸变成为可能。
当条件表达式(1)的值等于或者超过条件表达式(1)的上限时，第一负弯月形透镜的折射光焦度变大。相应地，在根据本申请的变焦镜头中，特别地，优良地校正场曲、彗差和畸变变得不可能。为了确保本申请的效果，优选的是将条件表达式(1)的上限设为-1.60。
在另一方面，当条件表达式(1)的值等于或者降至低于条件表达式(1)的下限时，第一负弯月形透镜的折射光焦度变得过小。结果，在根据本申请的变焦镜头中，特别地，优良地校正场曲、彗差和畸变变得不可能。而且，在根据本申请的变焦镜头中，变得难以实现更宽视角。为了确保本申请的效果，优选的是将条件表达式(1)的下限设为-2.50。
条件表达式(2)限定第一透镜组中的负透镜的最佳形状。通过满足条件表达式(2)，根据本申请的变焦镜头使得实现更宽视角且优良地校正场曲、彗差和畸变成为可能。
当条件表达式(2)的值等于或者超过条件表达式(2)的上限时，负透镜的折射光焦度变大。相应地，在根据本申请的变焦镜头中，特别地，优良地校正场曲、彗差和畸变变得不可能。
在另一方面，当条件表达式(2)的值等于或者降至低于条件表达式(2)的下限时，负透镜的折射光焦度变得过小。结果，在根据本申请的变焦镜头中，特别地，优良地校正场曲、彗差和畸变变得不可能。而且，在根据本申请的变焦镜头中，变得难以实现更宽视角。为了确保本申请的效果，优选的是将条件表达式(2)的下限设为-2.00。为了进一步确保本申请的效果，最优选的是将条件表达式(2)的下限设为-1.50。
利用这种配置，实现具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻质的变焦镜头成为可能。
在根据本申请的变焦镜头中，第二负弯月形透镜优选地与正透镜胶合。利用这种配置，优良地校正彗差和横向色差(Lateralchromaticaberration)成为可能。
在根据本申请的变焦镜头中，优选地满足以下条件表达式(3)：
0.00＜(-fa)/fb(3)
其中fa表示第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合焦距，并且fb表示第二负弯月形透镜和正透镜的组合焦距。
条件表达式(3)是在第一透镜组中在第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合焦距与第二负弯月形透镜和正透镜的组合焦距之间的关系，并且限定在第一透镜组中的最佳折射光焦度分布。通过满足条件表达式(3)，根据本申请的变焦镜头特别地使得在广角侧中优良地校正场曲和彗差成为可能。
当条件表达式(3)的值等于或者降至低于条件表达式(3)的下限时，第二负弯月形透镜和正透镜的组合折射光焦度(combinedrefractivepower)变为负值。相应地，在根据本申请的变焦镜头中，特别地，变得难以在广角侧中优良地校正场曲和彗差。
在根据本申请的变焦镜头中，优选地满足以下条件表达式(4)：
0.40＜fw/(-fa)＜0.70(4)
其中fw表示在广角端状态中变焦镜头的焦距，并且fa表示第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合焦距。
条件表达式(4)是在广角端状态中的变焦镜头的焦距与第一透镜组中的第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合焦距之间的关系，并且限定根据本申请的整个变焦镜头的最佳折射光焦度分布。通过满足条件表达式(4)，优良地校正彗差、弧矢彗差、场曲和球面像差成为可能。
当条件表达式(4)的值等于或者超过条件表达式(4)的上限时，根据本申请的第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合折射光焦度相对于变焦镜头的焦距变得相对强。结果，离轴光线的校正变得过度，并且特别地，彗差、弧矢彗差和场曲变得更差，从而这是不理想的。
在另一方面，当条件表达式(4)的值等于或者降至低于条件表达式(4)的下限时，根据本申请的第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合折射光焦度相对于变焦镜头的焦距变得相对弱。结果，离轴光线的校正变得不足，并且特别地，弧矢彗差变得更差。而且，不足的折射光焦度被第二透镜组强制校正，从而球面像差变得更差。为了确保本申请的效果，优选的是将条件表达式(4)的下限设为0.50。
根据本申请从另一观点看到的变焦镜头按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组组成。第一透镜组按照从物体侧的次序包括具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜。第二负弯月形透镜与正透镜胶合。在第一透镜组和第二透镜组之间的距离是可变的从而执行变焦。满足以下条件表达式(3)：
0.00＜(-fa)/fb(3)
其中fa表示第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合焦距，并且fb表示第二负弯月形透镜和正透镜的组合焦距。
利用这种配置，实现具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻质的变焦镜头成为可能。
在根据本申请从另一观点看到的变焦镜头中，第一透镜组优选地包括至少一个非球面透镜。利用这种配置，根据本申请从另一观点看到的变焦镜头使得实现更高分辨率成为可能。
在根据本申请从另一观点看到的变焦镜头中，第二透镜组中的至少一个透镜优选地是可移动的从而执行聚焦。利用这种配置，根据本申请从另一观点看到的变焦镜头使得在聚焦于近距离物体上时获得优良的像成为可能。
在根据本申请从另一观点看到的变焦镜头中，第二透镜组中的至少一个透镜优选地是沿着包括垂直于光轴的分量的方向可移动的。利用这种配置，根据本申请从另一观点看到的变焦镜头使得优良地校正由照相机震动引起的图像模糊成为可能。
根据本申请从再一个观点看到的变焦镜头按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组组成。第二透镜组包括沿着包括垂直于光轴的分量的方向可移动的减振透镜组。在第一透镜组和第二透镜组之间的距离是活动的从而执行变焦。满足以下条件表达式(5)：
0.10＜f2/fvr＜2.00(5)
其中f2表示第二透镜组的焦距，并且fvr表示减振透镜组的焦距。
在根据本申请从再一个观点看到的变焦镜头中，减振透镜组沿着包括垂直于光轴的分量的方向是可移动的，即移位或者倾斜，从而由照相机震动引起的图像模糊能够被优良地校正。
条件表达式(5)是在第二透镜组的焦距和减振透镜组的焦距之间的最佳关系。通过满足条件表达式(5)，根据本申请从再一个观点看到的变焦镜头能够是紧凑的和轻质的，并且优良地校正彗差、偏心彗差和场曲。
当条件表达式(5)的值等于或者超过条件表达式(5)的上限时，减振透镜组的折射光焦度变得相对强。相应地，变得难以优良地校正彗差和偏心彗差。为了确保本申请的效果，优选的是将条件表达式(5)的上限设为1.00。为了进一步确保本申请的效果，最优选的是将条件表达式(5)的上限设为0.70。
在另一方面，当条件表达式(5)的值等于或者降至低于条件表达式(5)的下限时，减振透镜组的折射光焦度变得相对小。相应地，变得难以优良地校正场曲和彗差。而且，用于获得期望的像移位量的减振透镜组的移位量或者倾斜量变大，从而根据本申请从再一个观点看到的变焦镜头变大。为了确保本申请的效果，优选的是将条件表达式(5)的下限设为0.20。为了进一步确保本申请的效果，最优选的是将条件表达式(5)的下限设为0.30。
利用上述这种配置，实现具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻质的变焦镜头成为可能。
根据本申请的光学设备的特征在于配备有具有上述配置的变焦镜头。利用这种构造，实现具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻质的光学设备成为可能。
根据本申请的、用于制造变焦镜头的方法是用于制造按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组组成的变焦镜头的方法，该方法包括以下步骤：
按照从物体侧的次序将具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜设置到第一透镜组中；
设置第一透镜组从而满足条件表达式(1)和(2)：
-3.00＜(R12+R11)/(R12-R11)＜-1.50(1)
-2.50＜(R22+R21)/(R22-R21)＜0.00(2)
其中R11表示第一负弯月形透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一负弯月形透镜的像侧透镜表面的曲率半径，R21表示负透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，并且R22表示负透镜的像侧透镜表面的曲率半径；和
可移动地设置第一透镜组和第二透镜组从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
利用这种方法，制造具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻质的变焦镜头成为可能。
根据本申请从另一观点看到的、用于制造变焦镜头的方法是用于制造按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组组成的变焦镜头的方法，该方法包括以下步骤：
按照从物体侧的次序将具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜设置到第一透镜组中；
胶合第二负弯月形透镜与正透镜；
设置第一透镜组，从而满足条件表达式(3)：
0.00＜(-fa)/fb(3)
其中fa表示第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜，和正透镜的组合焦距，并且fb表示第二负弯月形透镜和正透镜的组合焦距；和
可移动地设置第一透镜组和第二透镜组从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
利用这种方法，制造具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻质的变焦镜头成为可能。
根据本申请从再一个观点看到的、用于制造变焦镜头的方法是用于制造按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组组成的变焦镜头的方法，该方法包括以下步骤：
将沿着包括垂直于光轴的分量的方向移动的减振透镜组设置到第二透镜组中；
设置第二透镜组，从而满足条件表达式(5)：
0.10＜f2/fvr＜2.00(5)
其中f2表示第二透镜组的焦距，并且fvr表示减振透镜组的焦距；和
可移动地设置第一透镜组和第二透镜组从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
利用这种方法，制造具有高分辨率和优良光学性能的、紧凑的和轻质的变焦镜头成为可能。
在下面参考附图解释了根据本申请的变焦镜头的每一个数值实例。
<实例1>
图1是与每一个透镜组的移动轨迹一起示出的根据本申请的实例1的变焦镜头的镜头配置的截面视图。
根据实例1的变焦镜头按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组G1和具有正折射光焦度的第二透镜组G2构成。
第一透镜组G1按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L12，和由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L13与具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L14胶合而构造的胶合透镜。
第二透镜组G2按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L21、孔径光阑S、由双凸正透镜L22与双凹负透镜L23胶合而构造的胶合透镜、由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L24与双凸正透镜L25胶合而构造的胶合透镜，和由双凸正透镜L26与具有面向物体侧的凹形表面的负弯月形透镜L27胶合而构造的胶合透镜。
利用这种配置，在根据实例1的变焦镜头中，第一透镜组G1和第二透镜组G2沿着光轴移动从而在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，由此从广角端状态到远摄端状态执行变焦。
而且，在根据实例1的变焦镜头中，仅仅第二透镜组G2中的正弯月形透镜L21沿着光轴朝向物体侧移动，由此从无穷远物体到近物体执行聚焦。附加地，根据实例1的变焦镜头能够聚焦达到200mm的拍摄范围。
而且，在根据实例1的变焦镜头中，在产生照相机震动时，仅仅由负弯月形透镜L24与正透镜L25胶合构造的胶合透镜沿着包括垂直于光轴的分量的方向作为减振透镜组移动，由此执行减振。
在表格1中列出了与根据实例1的变焦镜头相关联的各种值。在表格1中的(规格)中，W表示广角端状态，M表示中间焦距状态，T表示远摄端状态，f表示变焦镜头的焦距，FNO表示f数，2ω表示视角(单位：度)，Y表示像高，TL表示镜头全长(totallenslength)，即在第一平面和像平面I之间的距离，BF表示后焦距，β表示拍摄放大率，并且RA表示拍摄范围，即在物平面和像平面I之间的距离。在(透镜表面数据)中，“OP”表示物平面，“I”表示像平面，最左列“m”示出按照从物体侧的次序数起的透镜表面编号，第二列“r”示出透镜表面的曲率半径，第三列“d”示出到下一个光学表面的距离，第四列“nd”示出在d线(波长λ＝587.6nm)处的折射率，并且第五列“νd”示出在d线(波长λ＝587.6nm)处的阿贝数。
在(透镜表面数据)中，r＝∞示意平表面。在第三列“d”中，BF表示后焦距。在(透镜数据)中通过将“*”附于表面编号的左侧表达每一个非球面并且在列“r”中示出近轴曲率半径。
在(非球面数据)中，由以下表达式表达非球面：
S(y)＝(y2/R)/(1+(1-κ(y2/R2))1/2)
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10
其中“y”表示距光轴的竖直高度，S(y)表示垂度(sagamount)，这是从在非球面的顶点处的切表面到在距光轴竖直高度y处的非球面沿着光轴的距离，R表示基准球体的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示锥形系数，并且An表示n阶非球面系数。在(非球面数据)中，“E-n”表示“×10-n”，其中“n”是整数，并且例如“1.234E-05”表示“1.234×10-5”。二阶非球面系数A2为零。
在(透镜组数据)中，示出每一个透镜组的起始表面编号“ST”和焦距。
在(对于条件表达式的值)中，示出了对于各个条件表达式的值。
在对于各种值的各个表格中，“mm”一般地用于诸如焦距、曲率半径和到下一个透镜表面的距离的长度单位。然而，因为能够利用成比例地放大或者减少其尺寸的光学系统获得类似的光学性能，所以该单位并不是必要地被限制为“mm”，并且能够使用任何其它适当的单位。参考符号的解释在其它实例中是相同的。
表格1
图2A和图2B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例1的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图2A示出各种像差，并且图2B示出在执行减振时的彗差。
图3A和图3B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例1的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图3A示出各种像差，并且图3B示出在执行减振时的彗差
在各个曲线图中，FNO表示f数，Y表示像高，A表示半视角(单位：度)，d示意在d线(波长λ＝587.6nm)处的像差曲线，并且g示意在g线(波长λ＝435.8nm)处的像差曲线。在示出像散的曲线图中，实线示意弧矢像平面，并且虚线示意子午像平面。关于各种像差曲线图的上述解释在其它实例中是相同的。
如根据各个曲线图清楚地，即使在执行减振时，也由于在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中对于各种像差的良好校正，根据实例1的变焦镜头示出极好的光学性能。
<实例2>
图4是与每一个透镜组的移动轨迹一起示出的根据本申请的实例2的变焦镜头的镜头配置的截面视图。
根据实例2的变焦镜头按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组G1和具有正折射光焦度的第二透镜组G2构成。
第一透镜组G1按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L12，和由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L13与具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L14胶合而构造的胶合透镜。
第二透镜组G2按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L21、孔径光阑S、由双凸正透镜L22与具有面向物体侧的凹形表面的负弯月形透镜L23胶合而构造的胶合透镜、由双凸正透镜L24与具有面向物体侧的凹形表面的负弯月形透镜L25胶合而构造的胶合透镜，和由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L26与双凸正透镜L27胶合而构造的胶合透镜。
利用这种配置，在根据实例2的变焦镜头中，第一透镜组G1和第二透镜组G2沿着光轴移动从而在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，由此从广角端状态到远摄端状态执行变焦。
而且，在根据实例2的变焦镜头中，仅仅第二透镜组G2中的正弯月形透镜L21沿着光轴朝向物体侧移动，由此从无穷远物体到近物体执行聚焦。附加地，根据实例2的变焦镜头能够聚焦达到200mm的拍摄范围。
而且，在根据实例2的变焦镜头中，在产生照相机震动时，仅仅由正透镜L24与负弯月形透镜L25胶合构造的胶合透镜沿着包括垂直于光轴的分量的方向作为减振透镜组移动，由此执行减振。
在表格2中列出了与根据实例2的变焦镜头相关联的各种值。
表格2
图5A和图5B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例2的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图5A示出各种像差，并且图5B示出在执行减振时的彗差。
图6A和图6B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例2的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图6A示出各种像差，并且图6B示出在执行减振时的彗差。
如根据各个曲线图清楚地，即使在执行减振时，也由于在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中对于各种像差的良好校正，根据实例2的变焦镜头示出极好的光学性能。
<实例3>
图7是与每一个透镜组的移动轨迹一起示出的根据本申请的实例3的变焦镜头的镜头配置的截面视图。
根据实例3的变焦镜头按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组G1和具有正折射光焦度的第二透镜组G2构成。
第一透镜组G1按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L12、具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L13，和具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L14。
第二透镜组G2按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L21、孔径光阑S、由双凸正透镜L22与双凹负透镜L23胶合而构造的胶合透镜、由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L24与双凸正透镜L25胶合而构造的胶合透镜，和由双凸正透镜L26与具有面向物体侧的凹形表面的负弯月形透镜L27胶合而构造的胶合透镜。
利用这种配置，在根据实例3的变焦镜头中，第一透镜组G1和第二透镜组G2沿着光轴移动从而在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，由此从广角端状态到远摄端状态执行变焦。
而且，在根据实例3的变焦镜头中，仅仅第二透镜组G2中的正弯月形透镜L21沿着光轴朝向物体侧移动，由此从无穷远物体到近物体执行聚焦。附加地，根据实例3的变焦镜头能够聚焦达到200mm的拍摄范围。
而且，在根据实例3的变焦镜头中，在产生照相机震动时，仅仅由负弯月形透镜L24与正透镜L25胶合构造的胶合透镜沿着包括垂直于光轴的分量的方向作为减振透镜组移动，由此执行减振。
在表格3中列出了与根据实例3的变焦镜头相关联的各种值。
表格3
图8A和图8B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例3的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图8A示出各种像差，并且图8B示出在执行减振时的彗差。
图9A和图9B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例3的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图9A示出各种像差，并且图9B示出在执行减振时的彗差。
如根据各个曲线图清楚地，即使在执行减振时，也由于在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中对于各种像差的良好校正，根据实例3的变焦镜头示出极好的光学性能。
<实例4>
图10是与每一个透镜组的移动轨迹一起示出的根据本申请的实例4的变焦镜头的镜头配置的截面视图。
根据实例4的变焦镜头按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组G1和具有正折射光焦度的第二透镜组G2构成。
第一透镜组G1按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L11、双凹负透镜L12，和由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L13与具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L14胶合而构造的胶合透镜。
第二透镜组G2按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L21、孔径光阑S、由双凸正透镜L22与双凹负透镜L23胶合而构造的胶合透镜、由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L24与双凸正透镜L25胶合而构造的胶合透镜，和由双凸正透镜L26与具有面向物体侧的凹形表面的负弯月形透镜L27胶合而构造的胶合透镜。
利用这种配置，在根据实例4的变焦镜头中，第一透镜组G1和第二透镜组G2沿着光轴移动从而在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，由此从广角端状态到远摄端状态执行变焦。
而且，在根据实例4的变焦镜头中，仅仅第二透镜组G2中的正弯月形透镜L21沿着光轴朝向物体侧移动，由此从无穷远物体到近物体执行聚焦。附加地，根据实例4的变焦镜头能够聚焦达到200mm的拍摄范围。
而且，在根据实例4的变焦镜头中，在产生照相机震动时，仅仅由负弯月形透镜L24与正透镜L25胶合构造的胶合透镜沿着包括垂直于光轴的分量的方向作为减振透镜组移动，由此执行减振。
在表格4中列出了与根据实例4的变焦镜头相关联的各种值。
表格4
图11A和图11B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例4的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图11A示出各种像差，并且图11B示出在执行减振时的彗差。
图12A和图12B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例4的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图12A示出各种像差，并且图12B示出在执行减振时的彗差。
如根据各个曲线图清楚地，即使在执行减振时，也由于在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中对于各种像差的良好校正，根据实例4的变焦镜头示出极好的光学性能。
<实例5>
图13是与每一个透镜组的移动轨迹一起示出的根据本申请的实例5的变焦镜头的镜头配置的截面视图。
根据实例5的变焦镜头按照从物体侧的次序由具有负折射光焦度的第一透镜组G1和具有正折射光焦度的第二透镜组G2构成。
第一透镜组G1按照从物体侧的次序由以下构成：具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L11、具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L12、由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L13与具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L14胶合而构造的胶合透镜，和具有面向物体侧的凸形表面的正弯月形透镜L15。
第二透镜组G2按照从物体侧的次序由以下构成：双凸正透镜L21、孔径光阑S、由双凸正透镜L22与双凹负透镜L23胶合而构造的胶合透镜、由具有面向物体侧的凸形表面的负弯月形透镜L24与双凸正透镜L25胶合而构造的胶合透镜，和由双凸正透镜L26与具有面向物体侧的凹形表面的负弯月形透镜L27胶合而构造的胶合透镜。
利用这种配置，在根据实例5的变焦镜头中，第一透镜组G1和第二透镜组G2沿着光轴移动从而在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，由此从广角端状态到远摄端状态执行变焦。
而且，在根据实例5的变焦镜头中，仅仅第二透镜组G2中的正透镜L21沿着光轴朝向物体侧移动，由此从无穷远物体到近物体执行聚焦。附加地，根据实例5的变焦镜头能够聚焦达到200mm的拍摄范围。
而且，在根据实例5的变焦镜头中，在产生照相机震动时，仅仅由负弯月形透镜L24与正透镜L25胶合构造的胶合透镜沿着包括垂直于光轴的分量的方向作为减振透镜组移动，由此执行减振。
在表格5中列出了与根据实例5的变焦镜头相关联的各种值。
表格5
图14A和图14B是示出在于无穷远物体上聚焦的广角端状态中根据本申请的实例5的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图14A示出各种像差，并且图14B示出在执行减振时的彗差。
图15A和图15B是示出在于无穷远物体上聚焦的远摄端状态中根据本申请的实例5的变焦镜头的各种像差的曲线图，其中图15A示出各种像差，并且图15B示出在执行减振时的彗差。
如根据各个曲线图清楚地，即使在执行减振时，也由于在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中对于各种像差的良好校正，根据实例5的变焦镜头示出极好的光学性能。
上述每一个实例均使得实现一种紧凑的和轻质的、具有更宽视角和优良光学性能的两透镜组变焦镜头成为可能。每一个实例为了更好地理解本申请仅仅示出具体的实例。相应地，显然本申请在其更加一般的方面不限于具体的细节和代表性器件。
附加地，可以在并不降低光学性能的限制内适当地应用以下说明。
在上述实例中，虽然已经示出了具有两透镜组配置的变焦镜头，但是上述镜头配置能够应用于诸如三透镜组配置和四透镜组配置的其它镜头配置。具体地，其中透镜或者透镜组被添加到最物体侧或者最像侧的镜头配置是可能的。附加地，透镜组定义为由在变焦时改变的空气间隔从另一部分分离的具有至少一个透镜的部分。
在根据本申请的变焦镜头中，为了从无穷远物体到近物体地改变聚焦，透镜组的一部分、单个透镜组或者多个透镜组可以沿着光轴作为聚焦透镜组移动。特别优选的是第二透镜组的至少一部分被用作聚焦透镜组。在此情形中，聚焦透镜组能够用于自动聚焦，并且适合于被诸如超声波马达的马达驱动。
在根据本申请的变焦镜头中，透镜组或者透镜组的一部分可以沿着具有垂直于光轴的分量的方向移动，或者沿着包括光轴的方向摇动，以使其作为校正由于照相机震动引起的图像模糊的减振透镜组。在根据本申请的变焦镜头中特别优选的是使得第二透镜组的至少一部分成为减振透镜组。
而且，在根据本申请的变焦镜头中的任何透镜表面均可以形成为球面、平表面或者非球面。当透镜表面是球面或者平表面时，加工和组装变得容易，从而能够防止在加工和组装时的误差引起的光学性能降低。即便像平面移位，光学性能的降低也是小的，从而这是理想的。
当透镜表面是非球面时，可以通过细磨过程、利用模具将玻璃材料形成为非球面形状的玻璃模制过程或者在玻璃表面上将树脂材料形成为非球面形状的复合型过程制造非球面。任何透镜表面均可以是衍射光学表面。任何透镜均可以是梯度折射率透镜(GRIN透镜)，或者塑料透镜。
在根据本申请的变焦镜头中，虽然孔径光阑S优选地设置在第二透镜组中或其附近，但是该功能可以被透镜框架替代，而不设置作为孔径光阑的部件。
在宽波长范围之上具有高透射性的抗反射涂层可以被施加到在根据本申请的变焦镜头中的每一个透镜表面以减少耀斑或者幻像，从而能够实现具有高对比度的高光学性能。
根据本申请的变焦镜头的变焦比是大约1.5到5。
然后，参考图16解释了配备有根据本申请的变焦镜头的照相机。
图16是示出配备有根据本申请的变焦镜头的照相机的截面视图。
照相机1是配备有根据上述实例1的变焦镜头作为成像透镜2的单反数字照相机。
在照相机1中，来自未示意的物体(要拍摄的物体)的光线被成像透镜2会聚、被快速复原反光镜3反射，并且在聚焦屏幕4上聚焦。在聚焦屏幕4上聚焦的光线在屋脊状五棱镜(pentagonalroofprism)5中反射多次，并且被导引到目镜6。相应地，拍摄者能够通过目镜6观察作为正立像的物体像。
当拍摄者完全地按下释放按钮(未示出)时，快速复原反光镜3从光路缩退，来自物体的光线到达成像器件7。相应地，来自物体的光线被成像器件7捕捉，并且拍摄的图像被存储在存储器(未示出)中。以此方式，拍摄者能够利用照相机1获取物体的图片。
这里，作为成像透镜2在照相机1中安装的、根据实例1的变焦镜头具有优良的光学性能和高分辨率，并且是紧凑的和轻质的。相应地，使照相机1是紧凑的和轻质的，且使得其实现优良光学性能和高分辨率成为可能。在构造配备有根据实例2到5的变焦镜头中的任何一种作为成像透镜2的照相机时，能够获得与上述照相机1相同的效果。而且，在将根据上述每一个实例的变焦镜头中的任何一种安装到无快速复原反光镜3的照相机中时，能够获得相同的效果。
然后，参考图17到图19解释了根据本申请的、用于制造变焦镜头的方法的概要。
图17所示、根据本申请的、用于制造变焦镜头的方法是用于制造按照从物体侧的次序包括具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组的变焦镜头的方法，该方法包括以下步骤S11到S13。
步骤S11：按照从物体侧的次序，将具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜和正透镜设置到第一透镜组中。
步骤S12：设置第一透镜组从而满足条件表达式(1)和(2)，并且按照从物体侧的次序将第一透镜组和第二透镜组设置到镜筒中：
-3.00＜(R12+R11)/(R12-R11)＜-1.50(1)
-2.50＜(R22+R21)/(R22-R21)＜0.00(2)
其中R11表示第一负弯月形透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一负弯月形透镜的像侧透镜表面的曲率半径，R21表示负透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，并且R22表示负透镜的像侧透镜表面的曲率半径。
步骤S13：通过设置众所周知的移动机构而可移动地设置第一透镜组和第二透镜组，从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
利用根据本申请的、用于制造变焦镜头的方法，制造紧凑的和轻质的、具有优良光学性能和高分辨率的变焦镜头成为可能。
图18所示、根据本申请从另一观点看到的、用于制造变焦镜头的方法是用于制造按照从物体侧的次序包括具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组的变焦镜头的方法，该方法包括以下步骤S21到S24。
步骤S21：按照从物体侧的次序将具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜和正透镜设置到第一透镜组中。
步骤S22：胶合第二负弯月形透镜与正透镜。
步骤S23：设置第一透镜组从而满足条件表达式(3)，并且按照从物体侧的次序将第一透镜组和第二透镜组设置到镜筒中：
0.00＜(-fa)/fb(3)
其中fa表示第一负弯月形透镜、负透镜、第二负弯月形透镜和正透镜的组合焦距，并且fb表示第二负弯月形透镜和正透镜的组合焦距。
步骤S24：通过设置众所周知的移动机构而可移动地设置第一透镜组和第二透镜组，从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
利用根据本申请从另一观点看到的、用于制造变焦镜头的方法，制造紧凑的和轻质的、具有优良光学性能和高分辨率的变焦镜头成为可能。
图19所示、根据本申请从再一个观点看到的、用于制造变焦镜头的方法是用于制造按照从物体侧的次序包括具有负折射光焦度的第一透镜组和具有正折射光焦度的第二透镜组的变焦镜头的方法，该方法包括以下步骤S31到S33。
步骤S31：通过设置众所周知的移动机构而将沿着包括垂直于光轴的分量的方向移动的减振透镜组设置到第二透镜组中。
步骤S32：设置第二透镜组从而满足条件表达式(5)，并且按照从物体侧的次序将第一透镜组和第二透镜组设置到镜筒中。
步骤S33：通过设置众所周知的移动机构而可移动地设置第一透镜组和第二透镜组，从而在第一透镜组和第二透镜组之间的距离变得是可变的，由此使得能够进行变焦。
利用根据本申请从再一个观点看到的、用于制造变焦镜头的方法，制造紧凑的和轻质的、具有优良光学性能和高分辨率的变焦镜头成为可能。

Claims (9)

1.一种变焦镜头，按照从物体侧的次序包括：
具有负折射光焦度的第一透镜组；和
具有正折射光焦度的第二透镜组，
所述第一透镜组按照从物体侧的次序包括具有面向物体侧的凸形表面的第一负弯月形透镜、负透镜、具有面向物体侧的凸形表面的第二负弯月形透镜，和正透镜，
在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离被改变，由此执行变焦，并且
满足以下条件表达式：
-3.00<(R12+R11)/(R12-R11)<-1.50
-1.50<(R22+R21)/(R22-R21)<0.00
其中R11表示所述第一负弯月形透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示所述第一负弯月形透镜的像侧透镜表面的曲率半径，R21表示所述负透镜的物体侧透镜表面的曲率半径，并且R22表示所述负透镜的像侧透镜表面的曲率半径。
2.根据权利要求1的变焦镜头，其中所述第二弯月形透镜与所述正透镜胶合。
3.根据权利要求1的变焦镜头，其中满足以下条件表达式：
0.00<(-fa)/fb
其中fa表示所述第一负弯月形透镜、所述负透镜、所述第二负弯月形透镜，和所述正透镜的组合焦距，并且fb表示所述第二负弯月形透镜和所述正透镜的组合焦距。
4.根据权利要求1的变焦镜头，其中满足以下条件表达式：
0.40<fw/(-fa)<0.70
其中fw表示在广角端状态中所述变焦镜头的焦距，并且fa表示所述第一负弯月形透镜、所述负透镜、所述第二负弯月形透镜，和所述正透镜的组合焦距。
5.根据权利要求1的变焦镜头，其中所述第一透镜组包括至少一个非球面透镜。
6.根据权利要求1的变焦镜头，其中所述第二透镜组中的至少一个透镜移动，由此执行聚焦。
7.根据权利要求1的变焦镜头，其中所述第二透镜组包括减振透镜组，所述减振透镜组沿着包括垂直于光轴的分量的方向移动。
8.根据权利要求7的变焦镜头，其中满足以下条件表达式：
0.10<f2/fvr<2.00
其中f2表示所述第二透镜组的焦距，并且fvr表示所述减振透镜组的焦距。
9.一种光学设备，配备有根据权利要求1所述的变焦镜头。
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