CN1150252A - 广角变焦距镜头 - Google Patents

Abstract

一种广角变焦距镜头系统，包括：有正光焦度的第一透镜组；有正光焦度的第二透镜组；以及一个有负光焦度的第三透镜组，其中第一透镜组包括一个有负光焦度且凹面朝着物方的弯月透镜形状第一透镜，一个有正光焦度的第二透镜和有负光焦度的第三透镜，第一、第二和第三透镜组由球面镜构成，第一与第二透镜组间距离增大，而第二与第三透镜组间距离减小；且其中变焦距镜头系统有以下特征：-5.0＜(R_1a1+R_1a2)/(R_1a1-R_1a2)＜-2.0。

Description

广角变焦距镜头

本发明涉及一种为中心快门照相机而设计的广角变焦距镜头，而且更为具体地讲，涉及一种有三个透镜组的广角变焦镜头。该广角变焦镜头在保持其广角位置的宽视场角的情况下，有一个大于2.5倍的变焦比。

一个标准焦长的镜头有一个近似等于所记录图象对角线长度的焦距长度。因此，在静物摄影中，一般认为一个50毫米(mm)的镜头是用于有近似为42mm负片对角线的35mm胶片的标准镜头。广角镜的焦长比标准镜头的短，而长焦或远摄镜头的焦长比标准镜头的长。

在变焦距镜头系统中，总焦长在最短焦长的最宽视场角与最长焦长的最窄视场角之间是可调的。

近来，中心快门照相机已经小型化和自动化，中心快门照相机也变得更有可能使用广角变焦镜头。中心快门照相机特别由于常常被非专业人员所选用，故它必须要小型、轻便、且便宜。

由于中心快门照相机变得越来越袖珍，所以变焦镜头也必须越做越小。近来，宽视场角的镜头与全景照相机一样广为流行。全景摄影是在很大的水平视场角条件下完成的。

日本待审专利申请公开昭63-16142和平5-19166，题目均为“广角变焦距镜头”，公开了朝向物方的第一透镜组有一正光焦度、而第二透镜组有负光焦度的变焦距镜头。

另一方面，日本待审专利申请公开平4-165319，公开了一种朝着物方其第一透镜组有正光焦度，第二透镜组有正光焦度，而第三透镜组有负光焦度的变焦距镜头。日本待审专利申请公开平4-97112也公开了一种变焦距镜头，其朝着物方的第一透镜组有负光焦度，第二透镜组有正光焦度，而第三透镜组有负光焦度。

在上述的有两个透镜组的变焦距镜头中，当变倍比提高3倍时，第二透镜组的放大率变化很大。第二透镜组放大率大的变化，大大增加了变焦距过程中的象差改变程度。因此，对象差的补偿将很困难。

由于在其朝着物方的第一透镜组有负光焦度，第二透镜组有正光焦度，而第三透镜组有负光焦度的变焦距镜头中，在其广角位置易于构成负焦距型的镜头，所以有可能在广角位置获得长的后焦距。另一方面，由于在远摄位置难以构成远摄镜头系统，所以光学系统全长较长是一个缺陷。

由朝着物方有正光焦度的第一透镜组，有正光焦度的第二透镜组，和有负光焦度的第三透镜组构成的变焦镜头中，在其广角位置时难以构成具有较长后焦距的负焦距型镜头。此外，由于广角位置时第二透镜组与第三透镜组间距离增加了，故难以在广角位置获得一个足够的后焦距以装上全景摄影系统，也难以补偿当透过了第二透镜组的光线再通过第三透镜组离开光轴较高位置时所引起的轴外象差。

但是，通过使用一个具有双凹侧面且具有负光焦度的短焦距透镜，使第一透镜组的合成焦距成为具有正光焦度的焦距，这样就可在上述具有三组透镜组的变焦透镜中构成具有较长后焦距的负焦距型镜头。

如上所述，第一透镜组中有负光焦度的透镜焦长越短，越利于构成负焦距型镜头。但是与此同时，由于第一透镜组有正光焦度的其他透镜焦长应缩短，而使第一透镜组象差改变加大又成为缺点。

由于朝着物方其第一透镜组有负光焦度，第二透镜组有正光焦度，而第三透镜组有负光焦度的变焦距镜头在广角位置时易于构成负焦距型镜头，故有可能在广角位置时获得长的后焦距。另一方面，由于在远摄位置难于构成远摄镜头型系统，而使光学系统全长变长是不利的。

本发明通过提供一种袖珍变焦距镜头系统克服了现有技术的缺点和难题，它在由有正光焦度的第一透镜组、有负光焦度的第二透镜组及有正光焦度的第三透镜组构成的变焦距镜头中，采用了自物方依次有一个凹面朝向物方的弯月形透镜和两个有正光焦度透镜的第一透镜组，和具有较短负焦长的第三透镜组。

为了实现这些目标且依照本发明的目的，如同具体实施的及本文概要描述的那样，本发明的广角变焦距镜头系统包括，一个有正光焦度的第一透镜组，一个第二透镜组，和一个有负光焦度的第三透镜组。第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组之间的距离在变焦距的过程中是变化的，第一透镜组包括一个具有负光焦度且凹面朝向物方的弯月透镜形第一透镜和一个具有正光焦度且凸面朝向象平面的第二透镜。第二透镜组包括对着物方有正光焦度的第一子透镜组和对着物方有正光焦度的第二子透镜组。

上述结构的广角变焦距镜头系统满足以下条件。

[条件1]0.2＜f_w/f₁＜0.6

[条件2]1.1＜f_w/f_12w＜1.9其中：

f_w：广角变焦距镜头在最宽视场角位置的组合焦距长度，

f₁：第一透镜组的焦距长度，

f_12w：广角位置时第一透镜组与第二透镜组的组合焦距长度，

[条件3] $1.5<\&lsqb;\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{\left(f_{2i}{\&times;\mathrm{Vd}}_{2i}\right)}\&rsqb;$ $\&times;f_2\&times;f_w<2.8$ 其中：

f_2i：第二透镜组II中自物方起第i个透镜的焦距长度，

Vd_2i：第二透镜组II中自物方起第i个透镜的阿贝数，

f₂：第二透镜组II的焦距长度。

根据本发明的另一方面，广角变焦距镜头系统包括有正光焦度的第一透镜组和第二透镜组，及有负光焦度的第三透镜组。第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组之间的距离在变焦距过程中是变化的。第一透镜组包括一个具有负光焦度且凹面朝向物方的弯月透镜形第一透镜，一个有正光焦度的第二透镜和一个有负光焦度的第三透镜。第一、第二和第三透镜组由球面镜构成。第一和第二透镜组间距离增大而第二和第三透镜组间距离减小。

上述结构的广角变焦距镜头系统满足下述条件。

[条件4]-5.0＜(R_1a1＋R_1a2)/(R_1a1－R_1a2)＜-2.0其中：

R_1a1：第一透镜组中第1a透镜朝着物方表面的曲率半径，

R_1a2：第一透镜组中第1a透镜朝着象面表面的曲率半径，

此外，上述结构的广角变焦距镜头系统进一步满足以下条件：

[条件5]0.0＜(R_1b1＋R_1b2)/(R_1b1－R_1b2)＜2.0其中：

R_1b1：第一透镜组中第1b透镜朝着物方表面的曲率半径，

R_1b2：第一透镜组中第1b透镜朝着象面表面的曲率半径，

此外，上述结构的广角变焦距镜头系统还满足以下条件：

[条件6]-6.0＜(R_2d1＋R_2d2)/(R_2d1－R_2d2)＜-2.5其中：

R_2d1：第二透镜组中第2d透镜朝着物方表面的曲率半径，

R_2d2：第二透镜组中第2d透镜朝着象方表面的曲率半径，

此外，上述结构的广角变焦距镜头系统还满足以下条件：

[条件7]9.0＜(t_2c＋t_2d)＜12.5其中：

t_2c：第一透镜组中第2c透镜光轴处的厚度，

t_2d：第二透镜组中第2d透镜光轴处的厚度，

此外，上述结构的广角变焦距镜头系统还满足以下条件：

[条件8]-0.20＜f₃/f_T＜-0.12

[条件9]1.05＜L_T/f_T＜1.20其中：

L_T：广角变焦距镜头在远摄位置时第一透镜组第1a透镜朝向物

    方的透镜表面到象面的光轴上距离，

f_T：广角变焦距镜头在远摄位置时的组合焦距长度，

f₃：第三透镜组的焦距长度。

本发明的其他目的与优点其一部分将在下文中提出，一部分从下文中显而易见，或者可由本发明的实施例中得到理解。本发明的目的和优点将借助于所附权利要求书特别指出的元素和其组合而实现和获得。

归并入说明书并构成其一部分的附图，表示出本发明的实施例，并与说明书的描述一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一个优选实施例在广角位置时广角变焦距镜头的截面图。

图2是本发明一个优选实施例在中间位置时广角变焦距镜头的截面图。

图3是本发明一个优选实施例在远摄位置时广角变焦距镜头的截面图。

图4表示了本发明第一优选实施例广角位置时变焦距镜头的球差值。

图5表示了本发明第一优选实施例广角位置时变焦距镜头的象散值。

图6表示了本发明第一优选实施例的广角位置时变焦距镜头的畸变值。

图7表示了本发明第一优选实施例远摄位置时变焦距镜头的球差值。

图8表示了本发明第一优选实施例远摄位置时变焦距镜头的象散值。

图9表示了本发明第一优选实施例远摄位置时变焦距镜头的畸变值。

图10表示了本发明第二优选实施例广角位置时变焦距镜头的球差值。

图11表示了本发明第二优选实施例广角位置时变焦距镜头的象散值。

图12表示了本发明第二优选实施例广角位置时变焦距镜头的畸变值。

图13表示了本发明第二优选实施例远摄位置时变焦距镜头的球差值。

图14表示了本发明第二优选实施例远摄位置时变焦距镜头的象散值。

图15表示了本发明第二优选实施例远摄位置时变焦距镜头的畸变值。

图16表示了本发明第三优选实施例广角位置时变焦距镜头的球差值。

图17表示了本发明第三优选实施例广角位置时变焦距镜头的象散值。

图18表示了本发明第三优选实施例广角位置时变焦距镜头的畸变值。

图19表示了本发明第三优选实施例远摄位置时变焦距镜头的球差值。

图20表示了本发明第三优选实施例远摄位置时变焦距镜头的象散值。

图21表示了本发明第三优选实施例远摄位置时变焦距镜头的畸变值。

图22表示了本发明第四优选实施例广角位置时变焦距镜头的球差值。

图23表示了本发明第四优选实施例广角位置时变焦距镜头的象散值。

图24表示了本发明第四优选实施例广角位置时变焦距镜头的畸变值。

图25表示了本发明第四优选实施例远摄位置时变焦距镜头的球差值。

图26表示了本发明第四优选实施例远摄位置时变焦距镜头的象散值。

图27表示了本发明第四优选实施例远摄位置时变焦距镜头的畸变值。

以下详细讨论本发明优选实施例，  其具体实例以附图表示。在整个附图中，尽可能使用相同的标号表示相同或相似的部分。

根据本发明一个优选实施例的广角变焦距镜头系统包括自物方起依次排列且彼此隔开预定间隔的第一透镜组I、第二透镜组II、和第三透镜组III。

根据本发明一个优选实施例的该广角变焦距镜头系统包括：一个有正光焦度的第一透镜组I，一个有正光焦度的第二透镜组II和一个有负光焦度的第三透镜组III。第一透镜组I包括一个具有凹面朝着物方的弯月透镜形的负光焦度第1a透镜1，和一个有正光焦度且凸面朝向象面的第1b透镜2。第二透镜组II包括一个双凹的第2a透镜3、一个有正光焦度且与第2a透镜3靠紧的第2b透镜4，一个双凸面的第2c透镜5，一个有负光焦度及弯月透镜形状并紧靠在第2c透镜5上的第2d透镜6，一个正光焦度的第2e透镜7，以及一个有负光焦度的第2f透镜8。第三透镜组包括：一个具有正光焦度的第3a透镜9，一个有负光焦度且凹面朝着物方的第3b透镜10，以及一个有负光焦度且凹面朝着物方的第3c透镜11。光阑安装在第二透镜组II与第三透组III之间。

根据本发明的另一个实施例，增大第一透镜组I与第二透镜组II间距离而减小第二透镜组II与第三透镜组III间距离，以使镜头整个焦距长度增大。因此，当第一透镜组I，第二透镜组II，及第三透镜组III向着物方移动时，可实现自广角位置至远摄位置的放大率改变。

根据本发明的另一个实施例的广角变焦距镜头，自物方起包括：有正光焦度的第一透镜组，有负光焦度的第二透镜组，以及有正光焦度的第三透镜组。第一透镜组I包括一个具有负光焦度及凹面朝着物方的弯月透镜形状的透镜。第三透镜组有一个短的负焦长且全部透镜都由球面镜构成。因此，这个镜头具备足够的后焦距，以在广角位置安装全景摄影系统。这个镜头也可以在远摄位置构成一个远摄型镜头系统，从而使该广角变焦距镜头小型化。

下文将详细说明上述条件的运算。

条件1涉及在最大视场角位置时，为在保持良好象差特性的同时获得高放大率的变焦比，第二透镜组II与第三透镜组III的组合横向放大率。

如果条件1中的焦长比超过其上限，则在最大视场角位置时整个光学系统光轴上的长度(镜头的全长度)将变短，但是由于后焦距变短且穿过了第二透镜组II的光线会在高于或低于第三透组光轴位置处通过，而导致象差变大。此外，象面弯曲会变大，并由于共同补偿镜头象散和象面弯曲珀兹伐和过度地被补偿，而会产生色差。

如果条件1中的焦长比低于其下限，则易于补偿象差，但是，在广角位置时整个光学系统光轴上的长度会太长而不能做到小型化。

条件2涉及第一透镜组I与第二透镜组II的组合焦距长度。如果条件1得到满足，则用条件2来确定第二透镜组的焦长，以使整个光学系统在广角位置时较小。

如果条件2中的焦长比超过其上限，则整个光学系统光轴上的长度(镜头的全长)将变短，但是象面弯曲将变大，且珀兹伐和被过度补偿，因而引起的色差。

如果条件2中的焦长比低于其下限，则易于补偿象差，但是光学系统的整个后焦距会变长，且第三透镜组III的外径会由于整个学光系统光轴上长度的增大和第三透镜组III的焦长变长而增大。

条件3涉及象面边缘象差的补偿，尤其是在由自物方起有正光焦度的第一透镜组、有负光焦度的第二透镜组、及有正光焦度的第三透镜组构成的变焦距镜头中处在广角位置的第二透镜组II与第三透镜组III之间距离增大时的色差补偿。

如果其值超过条件3中的上限，或低于其下限，即使在缩小光圈的条件下进行拍摄，由于广角位置时象面上轴外光线引起一般象差(generic aberration)，如放大率色差的缘故，仍会产生色散布，而且难以对色差中的c线和e线波长的光进行色差补偿。

条件4涉及限定第1a透镜形状的形状参数。若条件4中的值超过其上限，第1a透镜的光焦度会变大，因而使象差补偿发生困难，而如果条件4中的值低于其下限，第1a透镜的光焦度会变弱，因而会难以获得足够的后焦距长度。

条件5涉及第1b透镜形状的限定。如果条件5中的值超过其上限，则第1b透镜的曲率半径会变小，因而会产生更高程度的象差。此外，如果条件5中的值低于其下限，则第1b透镜的曲率半径会变大，因而将于补偿象差，且第一透镜组I的焦长变长，难以获得更小型的照相机。

条件6涉及第2d透镜形状的限定。如果其值超过条件6中的上限，则色差会被过度补偿，使残余色差较大。此外，如果其值低于条件6中的下限，则透镜朝着物方的曲率半径将变小，且第2d透镜的光焦度变弱，因而引起更高程度的象差，且难以补偿色差。

第2c透镜与第2d透镜是靠紧在一起的透镜，且补偿了色差。另一方面，通过构成同心视场补偿了象场弯曲。

因此，如果其值超过了条件7的上限，第二透镜组II的厚度将变大，因而难以获得袖珍的相机且景物周围的光量也将减小。此外，如果该值低于条件7中的下限，则难以构成同心视场，从而难以补偿象场弯曲。

条件8和9涉及制作一种袖珍镜头系统。如果条件8和9中的值超过其上限，则第三透镜组III的光焦度将变大，且有利于制作袖珍镜头系统，但是难以补偿由于透镜表面曲率半径变小而造成的更大程度的象差。此外，如果该值低于条件8和9中的下限，则由于象场弯曲方面的困难，而难以制出袖珍的镜头系统。

表1、2、3和4表示出了本发明第一、二、三和四实施例的数值。第一、二、三和四实施例的光学特性表示在图4-27中。

在下列表中，f为焦距长度，r_i(i＝1到20)为折射面i的曲率半径，d_i(i＝1到20)是透镜的厚度或透镜间的距离，N是透镜的d-线折射率，Vd为透镜的阿贝数，而m为整个镜头系统的放大率，而ω为视场半角宽。未作标记的距离以毫米(mm)为单位。

本发明第一优选实施例满足前述条件的数据值列于表1中，其中F数，即亮度，F_no为3.8到10.25，焦长f为29.012mm到86.971mm，视场半角宽ω为36.61°到13.8°，后焦距f_B为8.5mm到54.076mm。

                  表1表面序号        r           d        N        vd1            -26.814      1.80    1.84666    23.782            -45.966      0.103            247.331      3.50    1.62041    60.344            -30.106   2.4to10.355            -18.046      0.85    1.78590    43.936            7.977        3.29    1.72825    28.327            -119.902     0.108            20.655       4.37    1.51680    64.209            -8.976       6.40    1.83400    37.3430           -13.847      0.1011           34.184       2.50    1.51680    64.2012           -12.808      0.80    1.84666    23.7813           -33.350      1.2014           ∞       9.50to1.5615           387.524      3.05    1.75520    27.5316           -16.752      0.1017           -23.738      1.00    1.77250    49.6218           92.829       3.6519           -11.093      1.20    1.75700    47.7120           -382.204第一优选实施例在条件1至9中的条件取值为：[条件1]  f_w/f₁＝1.486[条件2]  f_w/f_12w＝0.340[条件3] $\left[\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{(f_{2i}\&times;v{d}_{2i})}\right]\&times;f_2\&times;f_w=2.535$ [条件4]  (R_1a1＋R_1a2)/(R_1a1－R_1a2)＝-3.800[条件5]  (R_1b1＋R_1b2)/(R_1b1－R_1b2)＝0.783[条件6]  (R_2d1＋R_2d2)/(R_2d1－R_2d2)＝-4.685[条件7]  (t_2c＋t_2d)＝10.770[条件8]  f₃/f_T＝-0.201[条件9]  L_T/f_T＝1.150

第一优选实施例的光学特性表示在图4-9中。

根据本发明第二优选实施例满足前述条件的数值列于表2中，其中F数，即亮度，F_no3.7至10.26，焦长f为29.019mm到86.513mm，视场半角宽ω为37.08°到13.91°，且后焦距f_B为8.483mm至56.38mm。

                     表2表面序号    r         d        N        vd

 1    -26.220   1.15    1.84666    23.78

 2    -63.280   0.10

 3    173.961   3.40    1.58913    61.25

 4    -26.734 2.89to8.63

 5    -15.939   0.85    1.80420    46.50

 6    9.301     3.08    1.72825    28.32

 7    -56.868   0.37

 8    21.385    3.86    1.51823    58.96

 9    -7.731    6.10    1.78590    43.93

10    -12.206   0.10

11    32.850    2.80    1.51680    64.20

12    -11.482   0.80    1.84666    23.78

13    -34.500   1.20

14    ∞      9.07to1.57

15    -82.495   2.90    1.80518    25.46

16    -16.650   0.10

17    -22.913   1.00    1.62299    58.12

18    62.210    3.89

19    -10.996   1.20    1.75700    47.71

20    -89.150第二优选实施例在条件1至9中的条件取值为：[条件1]  f_w/f₁＝1.535[条件2]  f_w/f_12w＝0.323[条件3] $\&lsqb;\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{\left(f_{2i}{\&times;\mathrm{vd}}_{2i}\right)}\&rsqb;\&times;f_2\&times;f_w=2.435$ [条件4]  (R_1a1＋R_1a2)/(R_1a1－R_1a2)＝-2.716[条件5]  (R_1b1＋R_1b2)/(R_1b1－R_1b2)＝0.734[条件6]  (R_2d1＋R_2d2)/(R_2d1－R_2d2)＝-4.455[条件7]  (t_2c＋t_2d)＝9.960[条件8]  f₃/f_T＝-0.199[条件9]  L_T/f_T＝1.160

第二优选实施例的光学特性表示在图10-15中。

根据本发明第三优选实施例满足前述条件的数值列于表3中，其中F数，即亮度，F_no为3.7至10.3，焦长f为28.998mm到86.868mm，视场半角宽ω为36.72°到13.85°，且后焦距f_B为8.491mm至53.477mm。

                     表3表面序号      r        d         N        vd

 1    -27.696    1.80    1.80518    25.46

 2    -42.929    0.10

 3    196.461    2.22    1.63854    55.45

 4    -30.051 2.40to8.69

 5    -18.799    0.85    1.83400    37.34

 6    8.349      4.55    1.72825    28.32

 7    -44.166    0.10

 8    20.127     5.39    1.51823    58.96

 9    -9.729     6.00    1.83400    37.34

10    -14.594    0.10

11    43.443     2.50    1.51680    64.20

12    -13.099    0.80    1.84666    23.78

13    -29.593    1.20

14    ∞      7.85to1.56

15    94.437     2.94    1.72825    28.32

16    -16.503    0.10

17    -22.748    1.00    1.77250    49.62

18    32.976     4.36

19    -9.169     1.20    1.75700    47.71

20    -37.885第三实施例条件1至9的条件取值为：[条件1]  f_w/f₁＝1.611[条件2]  f_w/f_12w＝0.265[条件3] $\&lsqb;\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{(f_{2i}\&times;{\mathrm{vd}}_{2i})}\&rsqb;\&times;f_2{\&times;f}_w=2.308$ [条件4]  (R_1a1＋R_1a2)/(R_1a1－R_1a2)＝-4.636[条件5]  (R_1b1＋R_1b2)/(R_1b1－R_1b2)＝1.361[条件6]  (R_2d1＋R_2d2)/(R_2d1－R_2d2)＝-5.000[条件7]  (t_2c＋t_2d)＝11.390[条件8]  f₃/f_T＝-0.175[条件9]  L_T/f_T＝1.139

第三优选实施例的光学特性表示在图16-21中。

根据本发明第四优选实施例满足前述条件的数值列于表4中，其中F数，即亮度，F_no3.7至8.48，焦长f为29.003mm到77.963mm，视场半角宽ω为36.87°到15.28°，且后焦距f_B为8.499mm至46.963mm。

                表4表面序号      r        d        N        vd

 1    -31.681    1.80    1.84666    23.78

 2    -68.852    0.10

 3    69.639     3.50    1.75700    47.71

 4    -43.292 2.4to10.35

 5    -21.561    0.85    1.78590    43.93

 6    8.773      3.29    1.72825    28.32

 7    -165.519   0.10

 8    32.654     4.37    1.62041    60.34

 9    -8.704     6.40    1.84666    23.78

10    -18.373    0.10

11    94.705     2.50    1.51680    64.20

12    -30.264    0.80

13    ∞      9.93to1.56

14    -71.261    2.99    1.64769    33.84

15    -14.261    0.10

16    -18.832    1.00    1.60311    60.69

17    -102.715   2.97

18    -11.668    1.20    1.74330    49.22

19    753.326

根据本发明的第四优选实施例，其在条件1至9中给出的条件值如下：[条件1]  f_w/f₁＝1.462[条件2]  f_w/f_12w＝0.439[条件3] $\&lsqb;\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{\left(f_{2i}{\&times;\mathrm{vd}}_{2i}\right)}\&rsqb;\&times;f_2\&times;f_w=2.308$ [条件4]  (R_1a1＋R_1a2)/(R_1a1－R_1a2)＝-2.706[条件5]  (R_1b1＋R_1b2)/(R_1b1－R_1b2)＝0.233[条件6]  (R_2d1＋R_2d2)/(R_2d1－R_2d2)＝-2.800[条件7]  (t_2c＋t_2d)＝10.770[条件8]  f₃/f_T＝-0.243[条件9]  L_T/f_T＝1.189

第四优选实施例的光学特性被表示在图22至27中。

如上所述，在本发明优选实施例中所提供的一种广角变焦距镜头系统，通过在广角位置时使视场角增大而在远摄位置时使光学系统全长缩短，可以减小象差的变化，并在广角位置获得足够长的后焦距。第一透镜组包括，有负光焦度且凹面朝向物方的弯月形透镜和有正光焦度的透镜，这个变焦距镜头中的第一透镜组总的光焦度为正。自物方起第二透镜组有负光焦度，而第三透镜组有正光焦度。该变焦距镜头通过在第二透镜组中适当地安排透镜并调整每个透镜的焦长，可以补偿光轴外的象差，尤其是放大色差之类的一般象差。

本领域的普通技术人员从本文所述的本发明的实例和说明部分将可以了解本发明的其他实施例。这里所述的说明与实例应该认为仅仅是示范性的，本发明的实际范围和主旨将由随后的权利要求书来表示。

比如，本发明的实施例采用了静态图片的35mm胶片规格，适于不同规格和用途的其他镜头也可以根据本发明来制作。此外，根据本发明的镜头不限于中心快门照相机，也可以用在其他照相机中，如焦平面快门照相机。

Claims (12)

1、一种变焦距镜头系统，包括：

有正光焦度的第一透镜组；

第二透镜组；和

有负光焦度的第三透镜组，在变焦距过程中第一透镜组、第二透镜组及第三透镜组之间的距离是可变的，

其中所述的第一透镜组包括：

一个有负光焦度的凹面朝着物方的弯月透镜形第一透镜，和

一个有正光焦度的凸面朝着象面的第二透镜；以及

其中所述的第二透镜组包括：

朝着物方有正光焦度的第一子透镜组，和

朝着物方有正光焦度的第二子透镜组。

2、根据权利要求1所述的变焦距镜头系统，其中所述第二透镜组中：

所述的第一子透镜组包括一个有负光焦度的双凹形的第三透镜，一个有正光焦度并紧靠所述第三透镜的第四透镜，一个双凸形的有正光焦度的第五透镜，和一个紧靠第五透镜的有负光焦度并有凹面朝着物方的弯月透镜形状的第六透镜，以及

所述第二子透镜组包括一个有正光焦度的双凸形第七透镜和一个有负光焦度且凹面朝着物方的弯月透镜形状的第八透镜；并且

其中所述第三透镜组包括：

一个有正光焦度且一个凸表面凸向象面的第九透镜，

一个有负光焦度且双凹的第十透镜，以及

一个有负光焦度且凹面朝着物方的第十一透镜。

3、根据权利要求1所述的变焦镜头系统，其中所述变距镜头系统有以下特征：

0.2＜f_w/f₁＜0.6

1.1＜f_w/f_12w＜1.9

其中f_w是所述变焦距镜头系统在最大视场角位置时的组合焦距长度，

f₁是所述第一透镜组的焦距长度，以及

f_12w是所述第一透镜组与第二透镜组的组合焦距长度。

4、根据权利要求3所述的变焦距镜头系统，其中所述变焦距镜头系统有以下特征： $1.5<\&lsqb;\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{(f_{2i}{\&times;\mathrm{Vd}}_{2i})}\&rsqb;\&times;f_2\&times;f_w=2.8$

其中f_2i是所述第二透镜组中自物方起第i个透镜的焦距，

Vd_2i是所述第二透镜组II中自物方起第i个透镜的阿贝数，

f₂是所述第二透镜组II的焦距长度。

5、一种变焦距镜头系统，包括：

一个朝着物方的有正光焦度的第一透镜组；

一个有正光焦度的第二透镜组；以及

一个有负光焦度的第三透镜组，在变焦距的过程中第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组间的距离是可变的，

其中，所述第二透镜组包括：

自物方起双凹形的第一透镜，

自物方算起紧靠所述双凹形第一透镜的第二透镜，

双凸形第三透镜，以及

紧靠所述双凸形第三透镜凹面对着物方的弯月形透镜；并且

其中所述变焦距镜头系统有以下特征： $1.5<\&lsqb;\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{\left(f_{2i}{\&times;\mathrm{Vd}}_{2i}\right)}]$ ${\&times;f}_2\&times;f_w=2.8$

其中f_2i是所述第二透镜组II中自物方起第i个透镜的焦距长度，

    Vd_2i所述第二透镜组II中自物方起第i个透镜的阿贝数，以及

    f₂是所述第二透镜组II的焦距长度。

6、变焦距镜头系统，包括：

一个有正光焦度的第一透镜组；

一个有正光焦度的第二透镜组；以及

一个有负光焦度的第三透镜组，在变焦过程中第一透镜组、第二透镜组，以及第三透镜组之间距离是可变的，

其中，所述第一透镜组包括：

一个有负光焦度且凹面朝着物方的弯月透镜形状的第一透镜，

一个有正光焦度的第二透镜和有负光焦度的第三透镜，

第一、第二和第三透镜组由球面镜组成，所述第一和第二透镜组间距离增大，且

所述第二与第三透镜组间距离减小；并且

其中，该变焦距镜头系统有下列特征：

-5.0＜(R_1a1＋R_1a2)/(R_1a1－R_1a2)＜-2.0

其中，R_1a1是所述第一透镜组中第1a透镜朝着物方一侧的曲率

            半径，

      R_1a2是所述第一透镜组中第1a透镜朝着象面一侧的曲率

            半径。

7、根据权利要求6所述的变焦距镜头系统，其中所述变焦距镜头系统进一步有以下特征：

0.0＜(R_1b1＋R_1b2)/(R_1b1－R_1b2)＜2.0

其中，R_1b1为所述第一透镜组中第1b透镜朝着物方一侧的曲率

            半径，

      R_1b2为所述第二透镜组中第1b透镜朝着象面一侧的曲率

            半径。

8、变焦距镜头系统，包括：

一个有正光焦度的第一透镜组；

一个有正光焦度的第二透镜组；和

一个有负光焦度的第三透镜组，

其中所述第一透镜组包括：

一个有负光焦度且凹面朝着物方的弯月透镜形状的第1a透镜，和

一个有正光焦度且凸面朝着象面的第1b透镜；

所述第二透镜组包括：

一个双凹的第2a透镜，

一个紧靠所述第2a透镜且有正光焦度的第2b透镜，

一个双凸的第2c透镜，

一个有负光焦度且紧靠所述第2c透镜的弯月形第2a透镜，

一个有正光焦度的第2e透镜，和

一个有负光焦度的第2f透镜；

所述第三透镜组有一个负的光焦度；

所述第一透镜组与第二透镜组间的距离增大而第二透镜组与第三透镜组间的距离减小，从而从广角位置向着远摄位置变焦的过程中，第一透镜组、第二透镜组、及第三透镜组向物方移动的时候，完成广角位置至远摄位置的放大率变化；  而且

其中的变焦距镜头系统具有以下特征：

-6.0＜(R_2d1＋R_2d2)/(R_2d1－R_2d2)＜-2.5

其中，R_2d1是所述第二透镜组中第2d透镜朝着物方一侧的曲率

            半径，

      R_2d2是所述第二透镜组中第2d透镜朝着象面一侧的曲率

            半径。

9、根据权利要求8所述的变焦距镜头，其中所述第一、第二和第三透镜组中的透镜是球面镜。

10、根据权利要求8所述的变焦距镜头，其中所述变焦距镜头系统进一步具有以下特征：

9.0＜(t_2c＋t_2d)＜12.5

其中，t_2c是所述第二透镜组中第2c透镜光轴处的厚度，而

      t_2d是所述第二透镜组中第2d透镜光轴处的厚度。

11、变焦距镜头系统，包括

一个有正光焦度的第一透镜组；

一个有正光焦度的第二透镜组；以及

一个有负光焦度的第三透镜组，

其中，所述第一透镜组包括：

一个有负光焦度且凹面朝着物方的弯月透镜形状的第1a透镜，知

一个有正光焦度且凸面朝着象面的第1b透镜；

所述第二透镜组有一个正的光焦度；

所述第三透镜组包括：

一个有正光焦度的第3a透镜，

一个有负光焦度且凹面朝着物方的第3b透镜，以及

一个有负光焦度且凹面朝着物方的第3c透镜；而且

其中所述变焦距镜头系统有下列特征：

-0.20＜f₃/f_T＜-0.12

1.05＜(L_T/f_T)＜1.20

其中f₃为所述第三透镜组的一个焦距长度，

f_T为广角变焦距镜头在远摄位置时的组合焦距长度，

L_T为广角变焦距镜头在远摄位置时从其第一透镜组中第1a透镜朝着物方一侧透镜表面到象面的光轴上的距离。

12、根据权利要求11所述的变焦距镜头系统，其中第一、第二和第三透镜组由球面镜构成。

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