CN1180844A - 小型广角变焦透镜系统 - Google Patents

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Abstract

一种包括两个透镜组的变焦透镜系统。第一透镜组具有总的正的光焦度,第二透镜组具有总的负的光焦度。系统的放大倍率可以通过改变第一透镜组和二透镜组之间的距离而变化,其中满足下述条件:Mt/Mw> 1.95;0.20< fbw/fw< 0.37,其中:Mt表示第二透镜组在远摄位置的放大倍率;Mw表示第二透镜组在广角位置的放大倍率;fw表示变焦透镜系统在广角位置的焦距;和fbw表示变焦透镜系统在广角位置的后焦距。

Description

小型广角变焦 透镜系统
本发明涉及一种小型广角变焦透镜系统，更具体地说，涉及一种由二个透镜组组成，变焦比大约为2.0的小型广角变焦透镜系统。
近来自动小型照相机具有变焦透镜和全景结构。因此，使用者要求这些照相机小型和具有宽的视角。为了减小照相机的尺寸，照相机的光学系统必须首先缩小。
通常，小型照相机的变焦透镜系统可以分为两种类型：具有两个透镜组的类型和具有三个透镜组的类型。两个透镜组的类型小巧、轻便，但是不能提供高的放大倍率。另一方面，三个透镜组的类型可提供高的放大倍率，但是体积大、笨重。
在美国专利4,936,661和日本公开Hei5-224122、Hei5-82696和Hei.5-289294中公开了具有两个透镜组的变焦透镜系统。美国专利4,936,661公开的变焦透镜系统具有很短的后焦距，使得后透镜组尺寸大，以便获得边缘照明。因此，很难减小透镜系统的尺寸。
日本Hei5-224122公开的变焦透镜系统不具有宽的视场角。因此，在远摄位置具有大的远摄比，这一点也使得难以获得小型照相机。Hei5-82696公开的变焦透镜系统具有差的变焦比，小于1.9。Hei.5-289294公开的变焦透镜系统在远摄位置具有大的远摄比，但是具有许多个透镜，使它制造起来昂贵。
按照本发明的变焦透镜系统提供具有两个透镜组和高的变焦比的小型广角变焦透镜系统。该变焦透镜系统小巧，具有大的视场角和小的远摄比。
为了实现这些和其它优点，本发明的变焦透镜系统包括两个透镜组。第一个透镜组具有总的正的光焦度，包括三个次级透镜组单元：第一次级透镜组单元具有负的光焦度，第二次级透镜组单元具有正的光焦度，第三次级透镜组单元具有正的光焦度。第二个透镜组具有总的负的光焦度，包括二个次级透镜组单元：第四次级透镜组单元具有正的光焦度，第五次级透镜组单元具有负的光焦度。
系统的放大倍率可以通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离而变化，其中满足下述条件：
                    Mt/Mw＞1.95
                    0.20＜fbw/fw＜0.37其中：
Mt表示第二透镜组在远摄位置的放大倍率；
Mw表示第二透镜组在广角位置的放大倍率；
fw表示变焦透镜系统在广角位置的焦距；
fbw表示变焦透镜系统在广角位置的后焦距。
应该理解，前面的概括性描述和下面的详细描述都是示例性说明，都是为了对本发明提供进一步的解释。
通过下面参考附图对最佳实施例的描述，本发明的上述目标和特征将更加明显。附图中：
图1是根据本发明的第一实施例的小型广角变焦透镜系统的剖面示意图；
图2A和2B分别是根据本发明的第一最佳实施例的小型变焦透镜系统在广角位置和远摄角位置的像差曲线图；
图3是根据本发明的第二实施例的小型广角变焦透镜系统的剖面示意图；
图4A和4B分别是根据本发明的第二最佳实施例的小型变焦透镜系统在广角位置和远摄角位置的像差曲线图；
图5是根据本发明的第三实施例的小型广角变焦透镜系统的剖面示意图；
图6A和6B分别是根据本发明的第三最佳实施例的小型变焦透镜系统在广角位置和远摄角位置的像差曲线图；
图7是根据本发明的第四实施例的小型广角变焦透镜系统的剖面示意图；
图8A和8B分别是根据本发明的第四最佳实施例的小型变焦透镜系统在广角位置和远摄角位置的像差曲线图；
图9是根据本发明的第五实施例的小型广角变焦透镜系统的剖面示意图；
图10A和10B分别是根据本发明的第五最佳实施例的小型变焦透镜系统在广角位置和远摄角位置的像差曲线图；
图11是根据本发明的第六实施例的小型广角变焦透镜系统的剖面示意图；
图12A和12B分别是根据本发明的第六最佳实施例的小型变焦透镜系统在广角位置和远摄角位置的像差曲线图；
图13是根据本发明的第七实施例的小型广角变焦透镜系统的剖面示意图；
图14A和14B分别是根据本发明的第七最佳实施例的小型变焦透镜系统在广角位置和远摄角位置的像差曲线图。
现在参考附图详细描述根据本发明的变焦透镜系统。
如图1、3、5、7、9、11和13所示，根据本发明的最佳实施例提供小型变焦广角透镜系统。该变焦透镜系统包括一个第一透镜组I和一个第二透镜组II，以及一个位于两个透镜组I和II之间的孔径光阑10。
第一透镜组I具有总的正的光焦度，包括三个次级透镜组单元。第一次级透镜组单元1A具有负的光焦度，而第二次级透镜组单元1B和第三次级透镜组单元1C都具有正的光焦度。第二透镜组II具有总的负的光焦度，包括二个次级透镜组单元。第四次级透镜组单元2D具有正的光焦度，第五次级透镜组单元2E具有负的光焦度。
如图1、3和5所示，第一次级透镜组单元1A包括具有负的光焦度的第一透镜单元1。第二次级透镜组单元1B包括具有正的光焦度的第二透镜单元2和具有正光焦度的第三透镜单元3。另外，第三次级透镜组单元1C包括具有正的光焦度的第四透镜单元4。第四次级透镜组单元2D包括具有正的光焦度的第五透镜单元5，第五次级透镜组单元2E包括第六透镜单元6第七透镜单元7，这两个单元都具有负的光焦度。
如图7所示，第五次级透镜组单元2E可以只包括具有负的光焦度的第六透镜单元6。如图13所示，第一次级透镜组单元1A可以还包括一个具有负的光焦度的透镜单元1*。图9说明图7的实施例还可以进一步改变，使第二次级透镜组单元1B只包括具有正的光焦度的第二透镜单元2。而且，图11说明可以对图1、3、5的实施例参考图9进行上述的同样的改变。
当从广角位置到远摄位置变焦时，第一透镜组I和第二透镜组向物的一方移动(即图的左方)，两透镜组之间的距离也变化。根据本发明的第一实施例的变焦透镜系统满足下列条件：
        (1)         Mt/Mw＞1.95
        (2)         0.20＜fbw/fw＜0.37
        (3)         0.55＜f1/fw＜0.75
        (4)         0.45＜|f2/fw||＜0.65
        (5)         Lt＜ft＜1.00
        (6)         0.65＜(Lt-Lw)/fw＜1.10
        (7)         0.50＜|f1a/fw|＜1.10
        (8)         0.45＜f1b/fw＜0.85
        (9)         0.70＜f1c/fw＜1.20
        (10)        0.90＜f2a/fw＜1.80
        (11)        0.25＜|f2b/fw|＜0.50
        (12)        1.48＜N1p＜1.65
        (13)        45.0＜V1p＜85.0
        (14)        1.75＜N1n＜1.85
        (15)        30.0＜V1n＜45.0
        (16)        N1a＞1.75
        (17)        35.0＜V1a＜45.0
        (18)        1.49＜N1b＜1.70
        (19)        35.0＜V1b＜85.0
        (20)        1.49＜N1c＜1.55
        (21)        40.0＜V1c＜85.0
        (22)        1.65＜N2p＜1.85
        (23)        23.0＜V2p＜40.0
        (24)        1.75＜N2n＜1.85
        (25)        40.0＜V2n＜50.0其中：
Mt表示第二透镜组II在远摄位置的放大倍率；
Mw表示第二透镜组II在广角位置的放大倍率；
fw表示变焦透镜系统在广角位置的焦距；
fbw表示变焦透镜系统在广角位置的后焦距；
f1表示第一透镜组I的焦距；
f2表示第二透镜组II的焦距；
Lt表示变焦透镜系统在远摄位置的总长度(从变焦透镜系统的第一个透镜面rl到后焦面FP测量)；
ft表示变焦透镜系统在远摄位置的焦距；
Lw表示变焦透镜系统在广角位置的总长度；
f1a表示第一次级透镜组1A的焦距；
f1b表示第二次级透镜组1B的焦距；
f1c表示第三次级透镜组1C的焦距；
f2a表示第四次级透镜组2D的焦距；
f2b表示第五次级透镜组2E的焦距；
N1p表示在第一透镜组I中具有正的光焦度的透镜的平均折射率；
V1p表示在第一透镜组I中具有正的光焦度的透镜的平均阿贝(Abbe)数；
N1n表示在第一透镜组I中具有负的光焦度的透镜的平均折射率；
V1n表示在第一透镜组I中具有负的光焦度的透镜的平均阿贝(Abbe)数；
N1a表示第一次级透镜组单元1A的平均折射率；
V1a表示第一次级透镜组单元1A的平均阿贝(Abbe)数；
N1b表示第二次级透镜组单元1B的平均折射率；
V1b表示第二次级透镜组单元1B的平均阿贝(Abbe)数；
N1c表示第三次级透镜组单元1C的平均折射率；
V1c表示第三次级透镜组单元1C的平均阿贝(Abbe)数；
N2p表示在第二透镜组II中具有正的光焦度的透镜的平均折射率；
V2p表示在第二透镜组II中具有正的光焦度的透镜的平均阿贝(Abbe)数；
N2n表示在第二透镜组II中具有负的光焦度的透镜的平均折射率；
V2n表示在第二透镜组II中具有负的光焦度的透镜的平均阿贝(Abbe)数。
条件(1)和(2)分别与变焦比和广角位置的后焦距有关。因此条件(1)可以用来获得高的变焦比。如果条件(2)的下限不满足，广角位置的后焦距变短。这将导致第二透镜组II的尺寸变大，使得难以获得小而轻的变焦透镜系统。如果条件(2)的上限不满足，第二透镜组II的光焦度下降，第二透镜组II移动量将增加。
条件(3)与第一透镜组I的光焦度有关。如果条件(3)的下限不满足，第一透镜组I的光焦度变大。这本身将增加变焦时的象差变化。如果条件(3)的上限不满足，第一透镜组I的光焦度变小。因此，象差容易补偿，但是第一透镜组I的移动量将增加。
条件(4)与第二透镜组II的光焦度有关。如果条件(4)的下限不满足，第二透镜组II的光焦度变大，从而增加变焦时的象差。如果条件(4)的上限不满足，第二透镜组II的光焦度变小。因此，象差容易补偿，但是第二透镜组II的移动量将增加。
条件(5)与远摄位置的远摄比有关，用来获得小型变焦透镜系统。条件(6)与变焦时第一透镜组I的移动量有关。如果条件(6)的下限不满足，第一透镜组I的移动量变小，使得容易获得小型变焦透镜系统。然而，第一透镜组I的光焦度将变大，因此导致变焦时的象差增加。如果条件(6)的上限不满足，将以制成小型变焦透镜系统。
条件(7)至(9)分别与第一次级透镜组1A、第二次级透镜组1B和第三次级透镜组1C的光焦度有关。如果条件(7)至(9)的下限不满足，次级透镜组1A至1C的光焦度将变大。这使得容易制造小型变焦透镜系统。然而，慧差和球差将变大。如果条件(7)至(9)的上限不满足，次级透镜组1A至1C的光焦度将变小，使得补偿象差容易。然而，变焦时第一透镜组I的移动量将增加，使得难以制成小型变焦透镜系统。
条件(10)和(11)分别与第四次级透镜组2D、第五次级透镜组2E的光焦度有关。如果条件(10)和(11)的下限不满足，次级透镜组2D和2E的光焦度变大。这使得容易制造小型变焦透镜系统。但是，场曲和象散将增加。如果条件(10)和(11)的上限不满足，补偿象差变得容易。然而，变焦时第二透镜组II的移动量将增加。
条件(12)和(13)与具有正的光焦度的第一透镜组I中的透镜的材料有关。如果条件(12)的下限和条件(13)的上限不满足，必须使用色散非常小的材料。然而，这将增加变焦透镜系统的材料成本和制造成本。如果条件(12)的上限和条件(13)的下限不满足，色差增加。
条件(14)和(15)与具有负的光焦度的第一透镜组I中的透镜材料有关。如果条件(14)的下限不满足，场曲和象散将增加。如果条件(14)的上限不满足，材料成本增加。另外，如果条件(15)的下限和上限不满足，补偿色差变得困难。
条件(16)和(17)与第一次级透镜组单元1A的材料有关。如果条件(16)的下限和上限不满足，球差和慧差将增加。如果条件(17)的下限和上限不满足，色差将增加。
条件(18)和(19)与第二次级透镜组单元1B的材料有关。条件(20)和(21)与第三次级透镜组单元1C的材料有关。如果条件(18)和(20)的下限及条件(19)和(21)的上限不满足，必须使用色散非常小的材料。然而，这将增加变焦透镜系统的材料成本和制造成本。如果条件(18)和(20)的上限及条件(19)和(21)的下限不满足，色差补偿变得困难。
条件(22)和(23)与具有正的光焦度的第二透镜组II中的透镜的材料有关，而条件(24)和(25)与具有负的光焦度的第二透镜组II中的透镜的材料有关。如果条件(22)和(24)的下限不满足，场曲和象散将增加。如果条件(22)和(24)的上限或者条件(23)和(25)的下限不满足，材料成本将增加。如果条件(23)和(25)的上限不满足，补偿色差变得困难。
现在描述本发明的第二实施例的小型广角变焦透镜系统。根据第二实施例的变焦透镜系统的结构与上面描述的第一实施例相似，区别点在于第一透镜组I具有至少一个非球面，第一次级透镜组单元1A的一个透镜面是凹面。根据本发明的第二实施例的变焦透镜系统满足下列条件：
          (26)       Mt/Mw＞1.90
          (27)       0.18＜fbw/fw＜0.38
          (28)       0.50＜f1/fw＜0.80
          (29)       0.45＜|f2/fw|＜0.70
             (30)       Lt＜ft＜1.05
             (31)       0.65＜(Lt-Lw)/fw＜1.15
             (32)       0.45＜|f1a/fw|＜1.15
             (33)       0.40＜f1b/fw＜0.90
             (34)       0.75＜f1c/fw＜1.25
             (35)       0.85＜f2a/fw＜1.85
             (36)       0.20＜|f2b/fw|＜0.55
             (37)       1.48＜N1p＜1.60
             (38)       45.0＜V1p＜85.0
             (39)       1.70＜N1n＜1.85
             (40)       25.0＜V1n＜45.0
             (41)       N1a＞1.70
             (42)       30.0＜V1a＜45.0
             (43)       1.48＜N1b＜1.75
             (44)       30.0＜V1b＜85.0
             (45)       1.48＜N1c＜1.60
             (46)       45.0＜V1c＜85.0
             (47)       1.57＜N2p＜1.85
             (48)       23.0＜V2p＜45.0
             (49)       1.75＜N2n＜1.85
             (50)       35.0＜V2n＜55.0
条件(26)至(50)与条件(1)至(25)相似，区别在于它们的上限和/或下限根据第二实施例中使用的数值进行了改变。因此，不再讲述这些条件。
现在描述根据本发明的第三实施例的小型广角变焦透镜系统。根据第三实施例的变焦透镜系统的结构与上面描述的第二实施例的相似，区别点在于第二次级透镜组单元1B包括单个透镜。根据本发明的第三实施例的变焦透镜系统除条件(30)至(50)外，还满足下列条件：
          (51)       Mt/Mw＞1.85
          (52)       0.15＜fbw/fw＜0.40
          (53)       0.50＜f1/fw＜0.80
          (54)       0.45＜|f2/fw|＜0.70
条件(51)至(54)与条件(1)至(4)相似，区别在于它们的上限和下限根据第三实施例中使用的数值进行了改变。因此，不再讲述这些条件。
满足所有上述条件(1)至(54)的根据本发明的小型广角变焦透镜系统，它的非球面透镜的系数用下列方程表示：
Z＝cS2/{1+(1-(K+1)c2S2)1/2}+A4S4+A6S6+A8S8+A10S10
c＝1/R
S2＝X2+Y2其中：
Z表示透镜顶点到光轴的距离；
c表示曲率半径的倒数；
S表示垂直于光轴的距离；
X表示沿光轴离开参考面的距离；
K表示二次曲面常数；
A4、A6、A8、A10表示非球面系数。
根据本发明的最佳实施例，满足上述条件(1)至(54)的数值列于下列表中。在下列各表中，长度以毫米为单位，并使用下列变量：
ri(i＝1至14)表示折射面的曲率半径；
di(i＝1至14)表示透镜厚度或者透镜单元之间的距离；
nd表示透镜单元的d光折射率；
v表示透镜单元的阿贝数；
w表示半视场角。
根据本发明的第一实施例(见图1)的数值列于表1中。其中，焦距f在29.061mm至66.798mm范围内变化；半视场角w在35.97°至17.97°范围内变化；后焦距fb在7.729mm至41.693mm范围内变化；大孔径变焦透镜系统的光圈数F在4.12至9.46范围内变化。
                         表1面序号      曲率半径ri       距离di     折射率nd        阿贝数v
 1          -13.565           2.00        1.80610          40.73
*2          -114.286          0.52
 3          18.668            3.50        1.84666          23.78
 4          13.870            3.50        1.51823          58.96
 5          -13.690           0.15
 6          40.110            1.59        1.49700          81.61
 7          -23.136           1.00
 8          光阑              Z1
 9          -37.453           2.20        1.76182          26.55
 10         -13.790           1.71
 11         -12.620           0.80        1.80420          46.50
 12         -386.100          3.44
 13         -10.594           1.00        1.80420          46.50
 14         -20.961
其中*表示非球面，在变焦过程中Z1在8.126mm至2.200mm范围内变化。
根据本发明的第一实施例，第二透镜面的非球面系数由上述公式描述，各系数的值如表2所示。
                          表2
                  第二面的非球面系数
                  K   0.2000000000000E +3
                  A4  0.1265577935248E -3
                  A6  0.1835757865387E -5
                  A8  -0.1886623801063E -7
图2A至2B分别描述了第一最佳实施例在广角和远摄角位置处的优良象差特性。在图2以及图4、6、8、10和12中，使用下列参量：S.C.表示正弦条件；d-line表示球差；g-line表示沿轴色差；S表示弧矢方向的象散；M表示子午方向的象散。
根据本发明的第二实施例(见图3)的数值列于表3中。其中，焦距f在29.074mm至66.862mm范围内变化；半视场角w在35.96°至17.93°范围内变化；后焦距fb在7.630mm至40.659mm范围内变化；大孔径变焦透镜系统的光圈数F在4.05至9.31范围内变化。
                      表3面序号    曲率半径ri     距离di        折射率nd        阿贝数v
1        -13.261          2.00          1.80610          40.73*2        -100.000         0.60
3        16.338           3.50          1.84666          23.78
4        10.960           3.50          1.51823          58.96
5        -14.127          0.10
6        36.681           1.60          1.51742          52.15
7        -24.582          1.00
8        光阑             Z1
9        -37.453          2.03          1.76182          26.55
10       -14.382          1.62
11       -14.683          0.80          1.80420          46.50
12       -378.032         3.53
13       -10.058          1.20          1.80420          46.50
14       -23.384          fb
其中*表示非球面，在变焦过程中Z1在7.970mm至2.200mm范围内变化。
根据本发明的第二实施例，第二透镜面的非球面系数由上述公式描述，各系数的值如表4所示。
                          表4
                  第二面的非球面系数
                  K   0.2000000000000E +3
                  A4  0.1249741714561E -3
                  A6  0.1401483220193E -5
                  A8  -0.6210198872018E -8
图4A至4B分别描述了第二最佳实施例在广角和远摄角位置处的优良象差特性。
根据本发明的第三实施例(见图5)的数值列于表5中。其中，焦距f在39.499mm至109.933mm范围内变化；半视场角w在27.99°至11.08°范围内变化；后焦距fb在8.997mm至66.067mm范围内变化；大孔径变焦透镜系统的光圈数F在4.05至11.26范围内变化。
                          表5面序号     曲率半径ri      距离di     折射率nd    阿贝数v
1          -12.221         1.09       1.80610       40.73*2          -200.000        0.37
3          16.253          3.23       1.84666       23.78
4          11.690          2.97       1.51742       52.15  5     -11.690          1.176     26.429           1.60            1.49700       81.617     -26.429          1.008     光阑             Z19     -37.453          1.90            1.76182       26.5510    -13.777          1.5311    -13.891          0.80            1.80420       46.5012    -377.466         3.3513    -9.317           1.00            1.77250       49.6214    -21.605          fb
其中*表示非球面，在变焦过程中Z1在7.034mm至1.600mm范围内变化。
根据本发明的第三实施例，第二透镜面的非球面系数由上述公式描述，各系数的值如表6所示。
                          表6
                   第二面的非球面系数
                   K   0.1000000000000E +4
                   A4  0.1475619419408E -3
                   A6  0.1991090113129E -5
                   A8  -0.1213954110301E -7
                   A10 0
图6A至6B分别描述了第三最佳实施例在广角和远摄角位置处的优良象差特性。
根据本发明的第四实施例(见图7)的数值列于表7中。其中，焦距f在29.109mm至67.053mm范围内变化；半视场角w在35.93°至17.90°范围内变化；后焦距fb在10.224mm至46.028mm范围内变化；大孔径变焦透镜系统的光圈数F在4.12至9.50范围内变化。
                           表7面序号    曲率半径ri   距离di     折射率nd    阿贝数v1         -13.293       2.00      1.83500       42.98*2         -109.343      0.503         16.653        3.10      1.74400       44.904         12.008        2.87      1.48749       70.445         -14.731       0.106         44.158        1.72      1.49700       81.617         -17.630       1.008         光阑          Z1*9         -37.453       1.68      1.80518       25.4610         -19.879       3.8111         -8.422        1.20      1.80420       46.5012         -61.869       fb
其中*表示非球面，在变焦过程中Z1在7.834mm至1.600mm范围内变化。
根据本发明的第四实施例，第二透镜面的非球面系数由上述公式描述，各系数的值如表8所示。
                        表8
    第二面的非球面系数    第九面的非球面系数
K   0.5000000000000E+3    -0.1063354592806E+2
A4  0.1852574894242E-3    0.4900859303605E-4
A6  0.5823707995541E-6    0.4603361132574E-6
A8  0.1303528224570E-6    0.8688904498410E-8
A10 0                     0
图8A至8B分另描述了第四最佳实施例在广角和远摄角位置处的优良象差特性。
根据本发明的第五实施例(见图9)的数值列于表9中。其中，焦距f在29.079mm至57.907mm范围内变化；半视场角w在36.51°至20.50°范围内变化；后焦距fb在10.606mm至38.030mm范围内变化；大孔径变焦透镜系统的光圈数F在4.12至8.23范围内变化。
                         表9面序号    曲率半径ri   距离di     折射率nd    阿贝数v
1        -13.171       1.40       1.83500      42.98
*2       -102.932      0.60
3        23.912        3.59       1.49700      81.61
4        -12.837       0.21
5        173.597       4.50       1.49700      81.61
6        -13.928       1.00
7        光阑          Z1
*8       -37.595       1.69       1.69895      30.05
9        -18.312       3.65
10       -8.237        1.20       1.80420      46.50
11       -58.018
其中*表示非球面，在变焦过程中Z1在6.918mm至1.600mm范围内变化。
根据本发明的第五实施例，第二透镜面的非球面系数由上述公式描述，各系数的值如表10所示。
                     表10
    第二面的非球面系数             第八面的非球面系数K     0.5000000000000E+3             -0.2127077752187E+2A4    0.2574242567356E-3             0.3882667872287E-4A6    -0.3688061029487E-6            0.7718849684672E-6A8    0.2424354264061E-6             0.9883290934616E-8A10   0                              0
图10A至10B分别描述了第五最佳实施例在广角和远摄角位置处的优良象差特性。
根据本发明的第六实施例(见图11)的数值列于表11中。其中，焦距f在29.100mm至67.00mm范围内变化；半视角w在36.27°至17.90°范围内变化；后焦距fb在8.462mm至43.554mm范围内变化；大孔径变焦透镜系统的光圈数F在4.12至9.52范围内变化。
                         表11面序号    曲率半径ri   距离di   折射率nd    阿贝数v
  1      -28.769       1.74     1.81474      37.03
 *2      130.842       0.79
  3      142.066       3.76     1.49700      81.61
  4      -12.262       1.72
  5      -30.785       3.79     1.49700      81.61
  6      -9.729        1.00
  7      光阑          Z1
 *8      -24.667       1.60     1.80518      25.46
  9     -14.968        3.00
 10     -12.921        0.80     1.83400      37.34
 11    -50.856         2.44
 12    -11.679         0.80     1.80420      46.50
 13    -23.879
其中*表示非球面，在变焦过程中Z1在7.486mm至1.300mm范围内变化。
根据本发明的第六实施例，第二透镜面的非球面系数由上述公式描述，各系数的值如表12所示。
                        表12
   第二面的非球面系数     第八面的非球面系数K    0.2000000000000E+3     -0.2074564957433E+2A4   0.2636552815117E-3     -0.1588541299346E-3A6   0.2065717101246E-5     0.2244194501288E-5Ag   0.3455605321177E-7     -0.1732353552749E-7A10  0                      0
图12A至12B分别描述了第六最佳实施例在广角和远摄角位置处的优良象差特性。
根据本发明的第七实施例(见图13)的数值列于表13中。其中，焦距f在29.094mm至58.037mm范围内变化；半视场角w在35.98°至20.53°范围内变化；后焦距fb在6.5mm至33.025mm范围内变化；大孔径变焦透镜系统的光圈数F在5.6至11.16范围内变化。
                         表13面序号         曲率半径ri     距离di   折射率nd    阿贝数v
1             -13.455         1.00      1.83500     42.98
*2            -21.832         0.26
3             -13.759         1.00      1.83027     43.26
4             -31.899         0.10
5             12.989          3.50      1.84666     26.52
6             7.152           3.44      1.51680     52.33
7             -17.753         0.18
*8            24.714          1.50
9             -45.388         1.12      1.73252     43.72
10            光阑            Z1
11            -43.769         2.47
12            -13.437         1.43      1.68626     30.80
13            -13.128         0.80
14            -77561.370      3.94      1.74282     49.68
15            -10.424         1.00
16            -19.402         6.49      1.83500     42.98
其中，在变焦过程中Z1在9.405mm至3.203mm范围内变化。
图14A至14B分别描述了第七最佳实施例在广角和远摄角位置处的优良象差特性。
根据本发明的变焦透镜系统提供一种小型广角变焦透镜系统，该透镜系统具有二个透镜组，变焦比大约为2.0倍。虽然上面描述了根据本发明的最佳实施例，显然，本领域的技术人员可以容易地对它们作各种变形和改进，而不脱离本发明的权利要求所限定的范围和精神。

Claims (27)

1.一种变焦透镜系统，包括：
具有总的正的光焦度的第一透镜组，该第一透镜组包括：
具有负的光焦度的第一次级透镜组单元；
具有正的光焦度的第二次级透镜组单元；和
具有正的光焦度的第三次级透镜组单元；
具有总的负的光焦度的第二透镜组单元，该第二透镜组包括；
具有正的光焦度的第四次级透镜组单元；和
具有负的光焦度的第五次级透镜组单元；
其中系统的放大倍率可通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离而变化，并满足下述条件：
                 Mt/Mw＞1.95
                 0.20＜fbw/fw＜0.37这里：
Mt表示第二透镜组在远摄位置的放大倍率；
Mw表示第二透镜组在广角位置的放大倍率；
fw表示变焦透镜系统在广角位置的焦距；
fbw表示变焦透镜系统在广角位置的后焦距。
2.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 0.55＜f1/fw＜0.75，
                 0.45＜|f2/fw|＜0.65其中：
f1表示第一透镜组I的焦距；和
f2表示第二透镜组II的焦距。
3.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 Lt＜ft＜1.00，
                 0.65＜(Lt-Lw)/fw＜1.10，其中：
Lt表示变焦透镜系统在远摄位置的长度；
ft表示变焦透镜系统在远摄位置的焦距；
Lw表示变焦透镜系统在广角位置的长度。
4.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 0.50＜|f1a/fw|＜1.10，
                 0.45＜f1b/fw＜0.85，
                  0.70＜f1c/fw＜1.20，其中：
f1a表示第一次级透镜组单元的焦距；
f1b表示第二次级透镜组单元的焦距；和
f1c表示第三次级透镜组单元的焦距。
5.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 0.90＜f2a/fw＜1.80，
                 0.25＜|f2b/fw|＜0.50，其中：
f2a表示第四次级透镜组单元的焦距；
f2b表示第五次级透镜组单元的焦距。
6.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.48＜N1p＜1.65，
                 45.0＜V1p＜85.0，其中：
N1p表示在第一透镜组中具有正的光焦度的透镜的平均折射率；和
V1p表示在第一透镜组中具有正的光焦度的透镜的平均阿贝数。
7.如权利要求6所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.49＜N1b＜1.70，
                 35.0＜V1b＜85.0.其中：
N1b表示第二次级透镜组单元的平均折射率；和
V1b表示第二次级透镜组单元的平均阿贝数。
8.如权利要求6所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.49＜N1c＜1.55，
                 40.0＜V1c＜85.0，其中：
N1c表示第三次级透镜组单元的平均折射率；和
V1c表示第三次级透镜组单元的平均阿贝数。
9.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.75＜N1n＜1.85，
                 30.0＜V1n＜45.0，其中：
N1n表示在第一透镜组中具有负的光焦度的透镜的平均折射率；和
V1n表示在第一透镜组中具有负的光焦度的透镜的平均阿贝数。
10.如权利要求9所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 N1a＞1.75，
                 35.0＜V1a＜45.0，其中：
N1a表示第一次级透镜组单元的平均折射率；和
V1a表示第一次级透镜组单元的平均阿贝数。
11.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.65＜N2p＜1.85，
                 23.0＜V2p＜40.0，其中：
N2p表示在第二透镜组中具有正的光焦度的透镜的平均折射率；和
V2p表示在第二透镜组中具有正的光焦度的透镜的平均阿贝数。
12.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.75＜N2n＜1.85，
                 40.0＜V2n＜50.0，其中：
N2n表示在第二透镜组中具有负的光焦度的透镜的平均折射率；和
V2n表示在第二透镜组中具有负的光焦度的透镜的平均阿贝数。
13.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，第一透镜组包括一个至少有一个面为非球面的透镜。
14.一种变焦透镜系统，包括：
具有总的正的光焦度的第一透镜组，该第一透镜组包括：
具有负的光焦度和一个向物体弯曲的透镜的第一次级透镜组单
元；
具有正的光焦度的第二次级透镜组单元；
具有正的光焦度的第三次级透镜组单元；以及
其中第一至第三次级透镜组单元中至少有一个单元至少包括一个
具有一个非球面的透镜；
具有总的负的光焦度的第二透镜组，该第二透镜组包括：
具有正的光焦度的第四次级透镜组单元；和
具有负的光焦度的第五次级透镜组单元；以及
其中系统的放大倍率可以通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离而变化，并满足下述条件：
                 Mt/Mw＞1.90；
                 0.18＜fbw/fw＜0.38，其中：
Mt表示第二透镜组在远摄位置的放大倍率；
Mw表示第二透镜组在广角位置的放大倍率；
fw表示变焦透镜系统在广角位置的焦距；和
fbw表示变焦透镜系统在广角位置的后焦距。
15.如权利要求14所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 0.50＜f1/fw＜0.80，
                 0.45＜|f2/fw|＜0.70其中：
f1表示第一透镜组I的焦距；和
f2表示第二透镜组II的焦距。
16.如权利要求14所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 Lt＜f1＜1.05，
                 0.65＜(Lt-Lw)/fw＜1.15；其中：
Lt表示变焦透镜系统在远摄位置的长度；
ft表示变焦透镜系统在远摄位置的焦距；
Lw表示变焦透镜系统在广角位置的长度。
17.如权利要求14所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 0.45＜|f1a/fw|＜1.15，
                 0.40＜f1b/fw＜0.90，
                 0.75＜f1c/fw＜1.25，其中：
f1a表示第一次级透镜组单元的焦距；
f1b表示第二次级透镜组单元的焦距；和
f1c表示第三次级透镜组单元的焦距。
18.如权利要求14所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 0.85＜f2a/fw＜1.88，
                 0.20＜|f2b/fw|＜0.55，其中：
f2a表示第四次级透镜组单元的焦距；
f2b表示第五次级透镜组单元的焦距。
19.如权利要求14所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.48＜N1p＜1.60，
                 45.0＜V1p＜85.0，其中：
N1p表示在第一透镜组中具有正的光焦度的透镜的平均折射率；和
V1p表示在第一透镜组中具有正的光焦度的透镜的平均阿贝数。
20.如权利要求19所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.48＜N1b＜1.75，
                 30.0＜V1b＜85.0，其中：
N1b表示第二次级透镜组单元的平均折射率；和
V1b表示第二次级透镜组单元的平均阿贝数。
21.如权利要求19所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.48＜N1c＜1.60，
                 45.0＜V1c＜85.0，其中：
N1c表示第三次级透镜组单元的平均折射率；和
V1c表示第三次级透镜组单元的平均阿贝数。
22.如权利要求14所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.70＜N1n＜1.85，
                 25.0＜V1n＜45.0，其中：
N1n表示在第一透镜组中具有负的光焦度的透镜的平均折射率；和
V1n表示在第一透镜组中具有负的光焦度的透镜的平均阿贝数。
23.如权利要求22所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 N1a＞1.70，
                 30.0＜V1a＜45.0，其中：
N1a表示第一次级透镜组单元的平均折射率；和
V1a表示第一次级透镜组单元的平均阿贝数。
24.如权利要求14所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.57＜N2p＜1.85，
                 23.0＜V2p＜45.0，其中：
N2p表示在第二透镜组中具有正的光焦度的透镜的平均折射率；
V2p表示在第二透镜组中具有正的光焦度的透镜的平均阿贝数。
25.如权利要求14所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                 1.75＜N2n＜1.85，
                 35.0＜V2n＜55.0，其中：
N2n表示在第二透镜组中具有负的光焦度的透镜的平均折射率；
V2n表示在第二透镜组中具有负的光焦度的透镜的平均阿贝数。
26.一种变焦透镜系统，包括：
具有总的正的光焦度的第一透镜组，该第一透镜组包括：
具有负的光焦度和一个向物体弯曲的透镜的第一次级透镜组单
元；
具有正的光焦度并只包括一个透镜的第二次级透镜组单元；
具有正的光焦度的第三次级透镜组单元；以及
其中第一至第三次级透镜组单元中至少有一个单元至少包括一个
具有一个非球面的透镜；
具有总的负的光焦度的第二透镜组，该第二透镜组包括：
具有正的光焦度的第四次级透镜组单元；和
具有负的光焦度的第五次级透镜组单元；以及
其中系统的放大倍率可以通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离而变化，并满足下述条件：
                   Mt/Mw＞1.85；
                   0.15＜fbw/fw＜0.40，这里：
Mt表示第二透镜组在远摄位置的放大倍率；
Mw表示第二透镜组在广角位置的放大倍率；
fw表示变焦透镜系统在广角位置的焦距；和
fbw表示变焦透镜系统在广角位置的后焦距。
27.如权利要求26所述的变焦透镜系统，其特征在于，满足下列条件：
                  0.50＜f1/fw＜0.80，
                  0.45＜|f2/fw|＜0.70其中：
f1表示第一透镜组I的焦距；和
f2表示第二透镜组II的焦距。
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