CN1940629A - 变焦透镜系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种变焦透镜系统，其能够极好地校正各种像差，同时在缩回时达到紧凑、小巧并且重量轻。该系统按照从物方的顺序由具有负折射本领的第一透镜组，和具有正折射本领的第二透镜组构成。当从广角端状态到摄远端状态变焦时，该第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变。该第一透镜组由两个透镜元件组成，所述两个透镜元件按照从物方的顺序是具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜。该第二透镜组由三个或更少透镜元件组成，并按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及包括负透镜并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合于照相机的变焦透镜系统。
背景技术
随着数字相机的日益小型化的趋势，强烈要求装在其上的光学系统紧凑并且重量轻，以增加其可携带性。随着固态成像器件的日益集成化，已经要求变焦透镜系统相对于较高空间频率能够提供高反差。日本专利申请公开2003-287677号公开了一种负导引(negative leading)变焦透镜系统，适合使用这种固态成像器件的紧凑的数字相机。
但是，在日本专利申请公开2003-287677号公开的变焦透镜系统具有较多数目的八个透镜元件，因此当这种变焦透镜系统容纳在相机机身中时很难使其达到紧凑、小巧并且重量轻。
发明内容
鉴于上述问题做出本发明，并且本发明的目的是提供一种变焦透镜系统，其能够极好地校正各种像差，同时在缩回时达到紧凑、小巧并且重量轻。
根据本发明的第一方面，提供一种变焦透镜系统，其按照从物方的顺序由：具有负折射本领的第一透镜组，和具有正折射本领的第二透镜组构成。当从广角端状态变焦成摄远端状态时，该第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变。该第一透镜组由两个透镜元件组成，所述两个透镜元件按照从物方的顺序是具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜。该第二透镜组由三个或更少透镜元件组成，并按照从物方的顺序包括：正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及包括负透镜并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件。满足下述条件表达式(1)：
-0.05＜Da/fw＜0.5 (1)
其中Da表示在第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
在本发明的第一方面中，优选，在该负透镜构件中的负透镜的像侧设置正透镜。
在本发明的第一方面中，优选满足下面的条件表达式(2)：
-0.6＜fF/fR＜0.3 (2)
其中fF表示该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的焦距，而fR表示从该第二透镜组中的负透镜构件到该像平面设置的多个透镜的组合焦距。
在本发明的第一方面中，优选满足下面的条件表达式(3)和(4)：
1.68＜nd (3)
υd＜40 (4)
其中nd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该负透镜构件中的负透镜的折射率，而υd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该负透镜构件中的负透镜的阿贝数。
在本发明的第一方面中，优选在该第一透镜组和第二透镜组两者中都包括至少一个非球面。
在本发明的第一方面中，优选聚焦由第一透镜组进行。
在本发明的第一方面中，优选该负透镜构件是单个的负透镜。
在本发明的第一方面中，优选该负透镜构件是按照从物方的次序由负透镜胶合于正透镜构成的胶合透镜。
根据本发明的第二方面，提供一种变焦透镜系统，其按照从物方的顺序由具有负折射本领的第一透镜组，和具有正折射本领的第二透镜组构成。当从广角端状态变焦成摄远端状态时，该第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变。该第一透镜组由两个透镜元件组成，所述两个透镜元件按照从物方的顺序是，具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜。该第二透镜组按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及由单个负透镜构成并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件。满足下面的条件表达式(1)：
-0.05＜Da/fw＜0.5 (1)
其中Da表示沿着该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间的光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
在本发明的第二方面中，优选，在该负透镜构件中的负透镜的像侧设置正透镜。
在本发明的第二方面中，优选满足下面的条件表达式(2)：
-0.6＜fF/fR＜0.3 (2)
其中fF表示该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的焦距，而fR表示从该负透镜构件到像平面设置的多个透镜的组合焦距。
在本发明的第二方面中，优选满足下面的条件表达式(3)和(4)：
1.68＜nd (3)
υd＜40 (4)
其中nd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该负透镜构件中的负透镜的折射率，而υd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该负透镜构件中的负透镜的阿贝数。
在本发明的第二方面中，优选在该第一透镜组和第二透镜组两者中都包括至少一个非球面。
在本发明的第二方面中，优选聚焦由第一透镜组进行。
根据本发明的第三方面，提供一种用于形成物体的图像并改变变焦透镜系统的焦距的方法，该系统按照从物方的顺序包括具有负折射本领的第一透镜组，和具有正折射本领的第二透镜组，该方法包括如下步骤：
通过移动该第一透镜组和第二透镜组之间的距离将焦距从广角端状态改变到摄远端状态，
提供由两个透镜元件组成的该第一透镜组，其按照从物方的顺序是具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜，
提供由三个或更少透镜元件构成的该第二透镜组，其按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及包括负透镜并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件，并且
满足下面的条件表达式(1)：
-0.05＜Da/fw＜0.5 (1)
其中Da表示在该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
根据本发明的第四方面，提供一种用于形成物体的图像并改变变焦透镜系统的焦距的方法，该系统按照从物方的顺序包括：具有负折射本领的第一透镜组，和具有正折射本领的第二透镜组，该方法包括如下步骤：
通过移动该第一透镜组和第二透镜组之间的距离将焦距从广角端状态改变到摄远端状态，
提供由两个透镜元件组成的该第一透镜组，其按照从物方的顺序是具有面向该图像的凹表面的负透镜，和正透镜，
提供该第二透镜组，其按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及由单个负透镜构成并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件，并且
满足下面的条件表达式(1)：
-0.05＜Da/fw＜0.5 (1)
其中Da表示在该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
从下面结合附图对最优选实施例的详细描述能够更容易理解本发明的其他特征和优点。
附图说明
图1是示出根据本申请实例1的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。
图2A、2B和2C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例1示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图2A示出在广角端状态中的各种像差，图2B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图2C示出在摄远端状态中的各种像差。
图3A、3B和3C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例1示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图3A示出在广角端状态中的各种像差，图3B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图3C示出在摄远端状态中的各种像差。
图4是示出根据本申请实例2的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。
图5A、5B和5C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例2示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图5A示出在广角端状态中的各种像差，图5B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图5C示出在摄远端状态中的各种像差。
图6A、6B和6C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例2示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图6A示出在广角端状态中的各种像差，图6B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图6C示出在摄远端状态中的各种像差。
图7是示出根据本申请实例3的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。
图8A、8B和8C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例3示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图8A示出在广角端状态中的各种像差，图8B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图8C示出在摄远端状态中的各种像差。
图9A、9B和9C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例3示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图9A示出在广角端状态中的各种像差，图9B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图9C示出在摄远端状态中的各种像差。
图10是示出根据本申请实例4的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。
图11A、11B和11C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例4示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图11A示出在广角端状态中的各种像差，图11B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图11C示出在摄远端状态中的各种像差。
图12A、12B和12C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例4示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图12A示出在广角端状态中的各种像差，图12B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图12C示出在摄远端状态中的各种像差。
图13是示出根据本申请实例5的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。
图14A、14B和14C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例5示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图14A示出在广角端状态中的各种像差，图14B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图14C示出在摄远端状态中的各种像差。
图15A、15B和15C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例5示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图15A示出在广角端状态中的各种像差，图15B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图15C示出在摄远端状态中的各种像差。
图16是示出根据本申请实例6的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。
图17A、17B和17C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例6示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图17A示出在广角端状态中的各种像差，图17B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图17C示出在摄远端状态中的各种像差。
图18A、18B和18C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例6示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图18A示出在广角端状态中的各种像差，图18B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图18C示出在摄远端状态中的各种像差。
图19是示出根据本申请实例7的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。
图20A、20B和20C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例7示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图20A示出在广角端状态中的各种像差，图20B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图20C示出在摄远端状态中的各种像差。
图21A、21B和21C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例7示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图21A示出在广角端状态中的各种像差，图21B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图21C示出在摄远端状态中的各种像差。
具体实施方式
下面将说明根据本申请的实施例。
根据本申请实施例的变焦透镜系统按照从物方的顺序，由具有负折射本领的第一透镜组，和具有正折射本领的第二透镜组构成。当从广角端状态变焦成摄远端状态时，该第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变。该第一透镜组由两个透镜元件组成，所述两个透镜元件按照从物方的顺序是具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜。该第二透镜组按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及包括负透镜并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件。
在常规的负-正-负的三镜组变焦透镜系统中，由于第三透镜组具有减小每个透镜组的折射本领(refractive power)的作用，第一透镜组和第二透镜组的焦距往往变大。结果，第一透镜组和第二透镜组的移动量变大，因而包括前透镜直径的该透镜镜筒的尺寸和该变焦透镜系统的总的长度变大。
根据本申请实施例的变焦透镜系统是一种两镜组变焦透镜系统，与常规的三镜组变焦透镜系统相比，由于每个透镜组的焦距短，该系统比较难校正像差。但是，由于在第二透镜组中设置孔径阑，该系统变成能够很好地校正像差，并且简化了机械结构。而且，当孔径阑设置在第二透镜组中时，由于与常规的三镜组变焦透镜系统相比，变焦时第二透镜组的移动量在两镜组变焦透镜系统中能够比较小，因此变焦时，在两镜组变焦透镜系统中的光圈数的变化比常规的三镜组变焦透镜系统中的小。
在第二透镜组中的最靠物方侧正透镜往往将很强的凸表面对着该物体，并且在第一透镜组中的最靠像侧的正透镜往往变成具有面向该图像的凹表面的新月形。因此，当该孔径阑设置在该第二透镜组的物方侧时，该第一透镜组和第二透镜组之间的距离必需充分地扩展，从而不利于小型化。根该实施例的变焦透镜系统，通过在第二透镜组中设置孔径阑使得能够实现紧凑性以缩小该第一透镜组和第二透镜组之间的距离。
而且，为了用良好的平衡校正球面像差和上部慧差，在该第二透镜组中的负透镜构件往往变成具有对该像侧的大曲率的负新月形形状，使得根据该曲率的偏离角变大。当用于形成光圈数的孔径阑如同常规情况一样设置在第二透镜组的物方侧以便抑制外部慧差时，在该第二透镜组中该负透镜的最靠像侧的透镜表面必需是非球面。根据本申请的实施例，在变焦透镜系统中，用于形成光圈数的孔径阑设置在该第二透镜组的负透镜构件的附近，傍轴光线的高度可以保持较低，以便能够抑制高阶像差的产生并且能够得到很好的像差校正，而无需对该第二透镜组的最靠像侧的透镜表面引入非球面。
在根据本申请实施例的变焦透镜系统中，优选满足下面的条件表达式(1)：
-0.05＜Da/fw＜0.5 (1)
其中Da表示在第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
条件表达式(1)定义了在第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离对在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距的比率。
当比率Da/fw等于或小于该条件表达式(1)的下限时，在第二透镜组中的正透镜的像侧表面与该孔径阑相互干涉，因而不能设置孔径阑。
另一方面，当比率Da/fw等于或超过该条件表达式(1)的上限时，在广角端状态中该第一透镜组和第二透镜组之间的距离变大，因而很难使该变焦透镜系统变紧凑。当变焦透镜系统对第一透镜组和第二透镜组之间的距离有限制时，不能进行很好的像差校正。
为了确保本发明的效果，优选将条件表达式(1)的下限设定为0.00。为了确保本发明的效果，优选将条件表达式(1)的上限设定为0.30。为了进一步确保本发明的效果，更优选将条件表达式(1)的上限设定为0.20。该孔径阑或者可以是固定的孔径阑，或者是可变的孔径阑。固定的孔径阑是更优选的，为了使其材料能够做得更薄。
在根据本申请实施例的变焦透镜系统中，优选，正透镜设置在该第二透镜组中的负透镜构件的负透镜的像侧。
由于这种结构，第二透镜组变成类似于三合透镜型的结构，以便能够很好地校正像差。
在根据本申请实施例的变焦透镜系统中，优选满足下面的条件表达式(2)：
-0.6＜fF/fR＜0.3 (2)
其中fF表示该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的焦距，而fR表示从该负透镜构件到像平面设置的多个透镜的组合焦距。
当比率fF/fR等于或小于该条件表达式(2)的下限时，在该第二透镜组中的最靠物方侧透镜的正折射本领变成非常强，使得很难校正球面像差和慧差，另外，该第二透镜组的总厚度变大。
另一方面，当比率fF/fR等于或大于该条件表达式(2)的上限时，由于在该第二透镜组中以及其后的多个透镜的组合主点向像侧偏移，使得透镜总长度变大，并且很难达到紧凑。
为了确保本发明的效果，优选将条件表达式(2)的下限设定为-0.55。为了进一步确保本发明的效果，更优选将条件表达式(2)的下限设定为-0.40。为了确保本发明的效果，优选将条件表达式(2)的上限设定为0.25。为了进一步确保本发明的效果，更优选将条件表达式(2)的上限设定为0.0。
在根据本申请实施例的变焦透镜系统中，优选满足下面的条件表达式(3)和(4)：
1.68＜nd (3)
υd＜40 (4)
其中nd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该第二透镜组中的负透镜构件的负透镜的折射率，而υd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该第二透镜组中的负透镜构件的负透镜的阿贝数。
条件表达式(3)和(4)是关于第二透镜组中的负透镜构件的负透镜条件。为了利用较薄透镜以较少数目的透镜构造第二透镜组，目的在于紧凑，必需满足条件表达式(3)和(4)。当nd的值等于或小于条件表达式(3)的下限时。珀兹伐和(Petzval sum)不能被校正，因此很难校正各种像差。当υd的值等于或大于条件表达式(4)的上限时，很难极好地校正纵向色差。
为了确保本发明的效果，优选将条件表达式(3)的下限设置为1.70。为了进一步确保本发明的效果，更优选将条件表达式(3)的下限设置为1.75。为了确保本发明的效果，优选将条件表达式(4)的上限设置为30。
在根据本发明实施例的变焦透镜系统中，优选在该第一透镜组和第二透镜组两者中都包括至少一个非球面。
当第一透镜组由负透镜和正透镜两个透镜构成时，由于将非球面引进该最靠物方侧负透镜中，能够极好的校正在广角端状态中产生的负畸变。为了极好的校正球面像差，优选将非球面引进第二透镜组的最靠物方侧正透镜中。而且，当正透镜的两个表面用非球面形成时，能够同时通过物方侧非球面校正球面像差，通过像侧非球面校正慧差，因此，能够极好的校正该变焦透镜系统的像差。
在根据本申请实施例的变焦透镜系统中，优选，从无穷远到附近物体的聚焦通过沿着光轴移动第一透镜组来进行。此外，聚焦可以是单元聚焦，其中聚焦通过移动在相机机身中的包括第一透镜组和第二透镜组的整个透镜系统来进行，或者通过移动诸如设置在像平面上的CCD的成像装置来进行。
在根据本申请实施例的变焦透镜系统中，优选，该负透镜构件是单个的负透镜。由于用单个负透镜构成该负透镜构件，很容易使该系统变紧凑。而且，优选，该负透镜构件具有面向物方的凸表面的新月形形状。由于采用具有面向物方的凸表面的新月形形状，第二透镜组上的正折射本领除了最物方测的正透镜之外还能够与该负透镜构件分享，因此能够极好地校正球面像差。
在根据本申请实施例的变焦透镜系统中，优选包括在第二透镜组中的负透镜构件按照从物方的顺序是由负透镜粘合于正透镜构成的粘合透镜。由于这种结构，能够极好校正色差。
下面将参考附图说明根据本申请实施例的变焦透镜系统的每个例子。
实例1
图1是示出根据本申请实例1的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。在下述说明中所用的表示相应透镜的附图标记只在表示广角端状态W的图中列出。在其他焦距状态省去附图标记的列出。
根据本申请实例1的变焦透镜系统按照从物方的顺序，由具有负折射本领的第一透镜组G1和具有正折射本领的第二透镜组G2组成。当从广角端状态W到摄远端状态T变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变。
该第一透镜组G1整体上具有负折射本领并且由两个透镜组成，两个透镜是具有面向像平面I一侧的凹表面的负新月形透镜L11，和具有面向物方的凸表面的正新月形透镜L12。
该第二透镜组G2整体上具有正折射本领并由双凸正透镜L21、用于形成光圈数的孔径阑S、双凹负透镜L22、以及双凸正透镜L23组成。
从无穷远到附近物体的聚焦通过沿着光轴移动该第一透镜组G1来进行。
在该第二透镜组G2和成像面I之间，设置用于除去比诸如CCD的固态成像装置的分辨率极限高的空间频率的低通滤光器P1，和用于保护成像装置的罩玻璃P2
与根据实例1的变焦透镜系统有关的各种值列于表1中。
在“规格”中，f表示焦距，Bf表示后焦距，FNO表示光圈数，而2ω表示视角。
在“透镜数据”中，最左面一列示出按照从物方侧的顺序计算的透镜表面的编号，第二列“r”示出该透镜表面的曲率半径，第三列“d”示出到下一个透镜表面的距离，第四列“υd”示出在d线(波长λ＝587.6nm)处介质的阿贝数，第五列“nd”示出在d线(波长λ＝587.6nm)处介质的折射率，r＝∞表示平面表面，并且空气的折射率n＝1.000被略去。
在“非球面数据”中，相应的非球面系数用下述表达式表示：
X(y)＝y2/[r×{1+(1-k×y2/r2)1/2}]
+C4×y4+C6×y6+C8×y8+C10×y10+C12×y12
其中X(y)表示驰垂度量，该驰垂度是沿着光轴从该非球面顶点的切面到从该光轴的竖直高度y处的非球面的距离，r表示标准球的曲率半径(傍轴曲率半径)，k表示圆锥系数，Ci表示第i阶的非球面系数，“E-n(n：整数)”表示“10-n”。非球面的位置由在透镜数据中的表面编号的左侧加“*”表示。
在“可变距离”中，W表示广角端状态，M表示中等焦距，T表示摄远状态，f表示焦距，β表示成像放大倍数，Bf表示后焦距，D0表示物体与最靠物方侧透镜表面之间的距离，TL表示总的透镜长度。在“条件表达式的值”中示出用于表示相应表达式的值。
在用于各种值的该表中，通常使用“mm”作长度单位，例如焦距、曲率半径、以及到下一个透镜表面的距离。但是由于成比例放大或缩小其尺度的光学系统能够获得同样的光学性能，所以该单位不必限于“mm”，也可以用任何其他合适的单位。
附图标记的说明在其他实例中是相同的，所以重复的说明被省去。
表1
规格
W M T
f＝ 5.95 9.0 17.2
Bf＝1.96141(常数)
FNO＝ 2.91 3.46 4.98
2ω＝ 67.9 46.2 24.7°
透镜数据
r d υd nd
1 79.2937 1.0287 40.88 1.806098
*2 4.4955 1.7775
3 8.0972 1.3000 23.78 1.84660
4 19.2129 (D4)
*5 4.9081 1.8000 63.76 1.632460
*6 -65.8043 0.5000
7 ∞ 0.6263 孔径阑S
8 -7147.4835 0.8000 32.35 1.850260
9 4.7657 0.3000
10 8.7802 1.4000 63.38 1.618000
11 -9.6008 (D11)
12 ∞ 0.60006 4.20 1.516800
13 ∞ 0.5000
14 ∞ 0.5000 64.20 1.516800
15 ∞ (Bf)
非球面数据
表面编号2
K＝0.4941
C4＝-1.36000E-04
C6＝-2.74980E-06
C8＝-3.55930E-07
C10＝2.60670E-09
C12＝0.00000E+00
表面编号5
K＝0.7744
C4＝-3.02500E-04
C6＝-1.61760E-05
C8＝1.43200E-14
C10＝1.58670E-16
C12＝0.00000E+00
表面编号6
K＝-751.1888
C4＝1.50830E-05
C6＝1.00000E-12
C8＝1.00000E-14
C10＝1.00000E-16
C12＝0.00000E+00
可变距离
对无穷远聚焦
W M T
f＝ 5.95 9.0 17.2
D0＝ ∞ ∞ ∞
D4＝ 12.61817 6.60987 1.02190
D11＝ 7.65980 10.31884 17.46775
TL＝ 33.27196 29.92270 31.48364
对附近物体聚焦
W M T
β＝ -0.05374 -0.04271 -0.03368
D0＝ 100.0000 200.0000 500.0000
D4＝ 13.71102 7.18409 1.25882
D11＝ 7.65980 10.31884 17.46775
TL＝ 34.36479 30.49691 31.72055
条件表达式的值
(1)：Da/fw＝0.18929
(2)：fF/fR＝-0.224
(3)：nd＝1.85026
(4)：υd＝32.35
图2A、2B和2C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例1示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图2A示出在广角端状态中的各种像差，图2B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图2C示出在摄远端状态中的各种像差。图3A、3B和3C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例1示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图3A示出在广角端状态中的各种像差，图3B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图3C示出在摄远端状态中的各种像差。
在相应的曲线图中，FNO表示光圈数，NA表示数字孔径，而Y表示图像高度。C表示在C线(波长λ＝656.3nm)处的像差曲线，d表示在d线(波长λ＝587.6nm)处的像差曲线，F表示在F线(波长λ＝486.1nm)处的像差曲线，而g表示在g线(波长λ＝435.8nm)处的像差曲线。在示出球面像差的曲线中，示出相对于最大孔径或最大NA值的光圈数。在示出象散性和畸变的曲线图中，示出图像高度Y的最大值。在示出慧差的曲线图中，示出相对于每个图像高度Y的慧差。在示出球面像差的曲线图中，实线表示球面像差，虚线表示正弦状态。在示出象散性的曲线图中，实线表示弧矢像平面，而虚线表示子午像平面。关于各种像差曲线的上述说明与其他实例是一样的。
正如从相应的曲线图中明白的，由于对从广角端状态到摄远端状态的整个焦距范围内的各种像差的良好校正，根据实例1的变焦透镜系统表现出极好的光学性能。
实例2
图4是示出根据本申请实例2的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。用于下述说明的附图标记只在表示广角端状态W的图中列出。在其他焦距状态，附图标记的列出被省去。
根据本申请实例2的变焦透镜系统，按照从物方的顺序由具有负折射本领的第一透镜组G1，和具有正折射本领的第二透镜组G2构成。当从广角端状态W到摄远端状态T变焦时，该第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变。
该第一透镜组G1整体上具有负折射本领并由两个透镜组成，其是具有面向像平面I一侧的凹表面的负新月形透镜L11，和具有面向物方的凸表面的正新月形透镜L12。
该第二透镜组G2整体上具有正折射本领并由并由具有面向物方的凸表面的正新月形透镜L21、用于形成光圈数的孔径阑S、以及由双凹负透镜L22胶合于双凸正透镜L23构成的胶合透镜组成。
从无穷远到附近物体的聚焦通过沿着光轴移动该第一透镜组G1来进行。
在该第二透镜组G2和成像平面I之间，设置用于除去比诸如CCD的固态成像装置的分辨率极限高的空间频率的低通滤光器P1，和用于保护成像装置的罩玻璃P2。
与根据实例2的变焦透镜系统有关的各种值列于表2中。
表2
规格
W M T
f＝ 6.2 10 17.5
Bf＝0.9121(常数)
FNO＝ 3.0 3.7 5.3
2ω＝ 66.1 41.9 24.3°
透镜数据
r d υd nd
1 141.0413 1.2000 40.73 1.806100
*2 4.8494 2.1000
3 9.0059 1.6000 22.76 1.808095
4 21.2511 (D4)
*5 5.2425 1.8814 53.21 1.693501
6 95.8418 0.3165
7 ∞ 0.5165 孔径阑S
8 -13.5131 0.8000 34.71 1.720467
9 4.5000 2.2000 61.14 1.589130
*10 -11.9515 (D10)
11 ∞ 0.5000 64.14 1.516330
12 ∞ 0.4000
13 ∞ 0.5000 64.14 1.516330
14 ∞ (Bf)
非球面数据
表面编号2
K＝0.1322
C4＝2.09720E-04
C6＝1.57840E-05
C8＝-1.45320E-06
C10＝5.63210E-08
C12＝-0.50215E-09
表面编号5
K＝0.4258
C4＝4.66440E-04
C6＝2.06560E-05
C8＝1.66800E-06
C10＝9.46820E-10
C12＝0.00000E+00
表面编号10
K＝-7.6137
C4＝9.03720E-04
C6＝6.52660E-05
C8＝9.09600E-06
C10＝0.00000E+00
C12＝0.00000E+00
可变距离
对无穷远聚焦
W M T
f＝ 6.20 10.0 17.5
D0＝ ∞ ∞ ∞
D4＝ 13.61053 6.69822 1.86479
D10＝ 10.42386 14.08066 21.29803
TL＝ 36.96080 33.70529 36.08925
对附近物体聚焦
W M T
β＝ -0.05603 -0.04747 -0.03427
D0＝ 100.0000 200.0000 500.0000
D4＝ 14.66986 7.25457 2.09430
D10＝ 10.42386 14.08066 21.29803
TL＝ 38.01995 34.26164 36.31874
条件表达式的值
(1)：Da/fw＝0.051048
(2)：fF/fR＝-0.214
(3)：nd＝1.720467
(4)：υd＝34.71
图5A、5B和5C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例2示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图5A示出在广角端状态中的各种像差，图5B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图5C示出在摄远端状态中的各种像差。图6A、6B和6C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例2示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图6A示出在广角端状态中的各种像差，图6B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图6C示出在摄远端状态中的各种像差。
正如从相应的曲线中明白的，由于对从广角端状态到摄远端状态的整个焦距范围内的各种像差的良好校正，根据实例2的可变间距透镜系统表现出极好的光学性能。
实例3
图7是示出根据本申请实例3的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。在下述说明中用于表示相应透镜的附图标记只在表示广角端状态W的图中列出。在其他焦距状态，附图标记的列出被省去。
根据本申请实例3的变焦透镜系统，按照从物方的顺序，由具有负折射本领的第一透镜组G1，和具有正折射本领的第二透镜组G2构成。当从广角端状态W到摄远端状态T变焦时，该第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变。
该第一透镜组G1整体上具有负折射本领并由两个透镜组成，其是具有面向图像平面I一侧的凹表面的负新月形透镜L11，和具有面向物方的凸表面的正新月形透镜L12。
该第二透镜组G2整体上具有正折射本领并由并由双凸正透镜L21、用于形成光圈数的孔径阑S、以及具有面向物方的凸表面负新月形透镜L22、以及双凸正透镜L23组成。
从无穷远到附近物体的聚焦通过沿着光轴移动该第一透镜组G1来进行。
在该第二透镜组G2和成像面I之间，设置用于除去比诸如CCD的固态成像装置的分辨率极限高的空间频率的低通滤光器P1，和用于保护成像装置的罩玻璃P2
与根据实例3的变焦透镜系统有关的各种值列于表3中。
表3
规格
W M T
f＝ 5.07 8.5 14.3
Bf＝1.0(常数)
FNO＝ 3.05 3.8 5.06
2ω＝ 64.9 39.7 23.8°
透镜数据
r d υd nd
1 86.1156 1.3000 40.88 1.806100
*2 4.3116 2.0000
3 8.0822 1.4000 22.76 1.808095
4 18.7618 (D4)
*5 5.2613 2.6000 61.18 1.589130
6 -180.3166 0.4000
7 0.0000 0.4000 孔径阑S
8 12.6651 0.8000 23.78 1.846660
9 4.5143 0.3000
10 8.0269 1.9000 47.22 1.540720
11 -16.4446 (D11)
12 ∞ 1.7030 70.51 1.544370
13 ∞ 0.5000
14 ∞ 0.5000 64.14 1.516330
14 ∞ (Bf)
非球面数据
表面编号2
K＝-0.7574
C4＝1.82110E-03
C6＝-3.25230E-05
C8＝1.45010E-06
C10＝-3.25940E-08
C12＝0.00000E+00
表面编号5
K＝-0.6195
C4＝7.52990E-04
C6＝-3.88560E-06
C8＝-1.68010E-08
C10＝1.00000E-16
C12＝0.00000E+00
可变距离
对无穷远聚焦
W M T
f＝ 5.07 8.5 14.33
D0＝ ∞ ∞ ∞
D4＝ 15.37190 7.60094 2.93235
D11＝ 7.44162 10.86533 16.68123
TL＝ 37.61652 33.26926 34.41658
对附近物体聚焦
W M T
β＝ -0.04615 -0.04051 -0.02811
D0＝ 100.0000 200.0000 500.0000
D4＝ 16.26229 8.06696 3.12414
D11＝ 7.44162 10.86533 16.68123
TL＝ 38.50691 33.73528 34.60836
条件表达式的值
(1)：Da/fw＝0.078927
(2)：fF/fR＝-0.109
(3)：nd＝1.846660
(4)：υd＝23.78
图8A、8B和8C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例3示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图8A示出在广角端状态中的各种像差，图8B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图8C示出在摄远端状态中的各种像差。图9A、9B和9C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例3示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图9A示出在广角端状态中的各种像差，图9B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图9C示出在摄远端状态中的各种像差。
正如从相应的曲线中明白的，由于对从广角端状态到摄远端状态的整个焦距范围内的各种像差的良好校正，根据实例3的可变间距透镜系统表现出极好的光学性能。
实例4
图10是根据本申请实例4示出变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。在下述说明中用于表示相应透镜的附图标记只在表示广角端状态W的图中列出。在其他焦距状态，附图标记的列出被省去。
根据本申请实例4的变焦透镜系统，其按照从物方的顺序，由具有负折射本领的第一透镜组G1，和具有正折射本领的第二透镜组G2构成。当从广角端状态W到摄远端状态T变焦时，该第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变。
该第一透镜组G1整体上具有负折射本领并由两个透镜组成，其是具有面向像平面I一侧的凹表面的负新月形透镜L11，和具有面向物方的凸表面的正新月形透镜L12。
该第二透镜组G2整体上具有正折射本领，并由并由具有面向像平面I一侧的凹表面的正新月形透镜L21、用于形成光圈数的孔径阑S、具有面向物方的凸表面负新月形透镜L22、以及双凸正透镜L23组成。
从无穷远到附近物体的聚焦通过沿着光轴移动该第一透镜组G1来进行。
在该第二透镜组G2和成像平面I之间，设置用于除去比诸如CCD的固态成像装置的分辨率极限高的空间频率的低通滤光器P1，和用于保护成像装置的罩玻璃P2
与根据实例4的变焦透镜系统有关的各种值列于表4中。
表4
规格
W M T
f＝ 6.1 10.0 17.6
Bf＝0.58(常数)
FNO＝ 3.1 3.8 5.4
2ω＝ 67.0 42.0 24.2°
透镜数据
r d υd nd
1 61.6313 1.2000 40.94 1.806100
*2 5.0001 1.9000
3 8.3947 1.5000 23.78 1.846660
4 17.1826 (D4)
*5 5.1416 2.0000 58.19 1.622630
6 17.6848 1.2000
7 ∞ 0.0000 孔径阑S
8 8.6156 0.8000 22.76 1.808090
9 4.3219 0.5000
10 8.0799 1.4000 63.38 1.618000
11 -24.2809 (D11)
12 ∞ 0.6000 64.14 1.516330
13 ∞ 0.4000
14 ∞ 0.5000 64.14 1.516330
15 ∞ (Bf)
非球面数据
表面编号2
K＝0.7557
C4＝0.00000E+00
C6＝-1.90590E-04
C8＝-1.94340E-05
C10＝4.45940E-07
C12＝-2.29100E-08
表面编号5
K＝0.4616
C4＝0.00000E+00
C6＝1.00000E-10
C8＝4.08870E-07
C10＝1.00000E-14
C12＝1.00000E-16
可变距离
对无穷远聚焦
W M T
f＝ 6.10 10.0 17.6
D0＝ ∞ ∞ ∞
D4＝ 13.92099 6.12099 0.85281
D11＝ 9.08499 12.28172 18.51122
TL＝ 35.58376 30.98048 31.94181
对附近物体聚焦
W M T
β＝ -0.01954 -0.03203 -0.05638
D0＝ 300.0000 300.0000 300.0000
D4＝ 14.39778 6.59778 1.32960
D11＝ 9.08499 12.28172 18.51122
TL＝ 36.06055 31.45727 32.41860
条件表达式的值
(1)：Da/fw＝0.196723
(2)：fF/fR＝0.185
(3)：nd＝1.808090
(4)：υd＝22.76
图11A、11B和11C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例4示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图11A示出在广角端状态中的各种像差，图11B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图11C示出在摄远端状态中的各种像差。图12A、3B和12C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例4示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图12A示出在广角端状态中的各种像差，图12B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图12C示出在摄远端状态中的各种像差。
正如从相应的曲线中明白的，由于对从广角端状态到摄远端状态的整个焦距范围内的各种像差的良好校正，根据实例4的可变间距透镜系统表现出极好的光学性能。
实例5
图13是示出根据本申请实例5的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。在下述说明中用于表示相应透镜的附图标记只在表示广角端状态W的图中列出。在其他焦距状态，附图标记的列出被省去。
根据本申请实例5的变焦透镜系统，按照从物方的顺序，由具有负折射本领的第一透镜组G1，和具有正折射本领的第二透镜组G2构成。当从广角端状态W到摄远端状态T变焦时，该第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变。
该第一透镜组G1整体上具有负折射本领并由两个透镜组成，其是具有面向像平面I一侧的凹表面的负新月形透镜L11，和具有面向物方的凸表面的正新月形透镜L12。
该第二透镜组G2整体上具有正折射本领，并由双凸正透镜L21、用于形成光圈数的孔径阑S、具有面向物方的凸表面的负新月形透镜L22、以及具有面向物方的凹表面的正新月形透镜L23组成。
从无穷远到附近物体的聚焦通过沿着光轴移动该第一透镜组G1来进行。
在该第二透镜组G2和成像平面I之间，设置用于除去比诸如CCD的固态成像装置的分辨率极限高的空间频率的低通滤光器P1，和用于保护成像装置的罩玻璃P2
与根据实例5的变焦透镜系统有关的各种值列于表5中。
表5
规格
W M T
f＝ 5.95 10 17
Bf＝0.545(常数)
FNO＝ 2.9 3.7 5.1
2ω＝ 68.2 41.9 25.0°
透镜数据
r d υd nd
1 169.5207 1.0000 40.94 1.806100
*2 4.3036 1.6000
3 7.9259 1.6000 22.76 1.808090
4 24.6773 (D4)
*5 4.0670 2.0000 53.22 1.693500
*6 -15.8434 -1.0000
7 ∞ 0.2000 孔径阑S
8 24.7895 0.8000 28.27 2.003300
9 3.8309 0.7000
10 -68.6946 1.2000 59.10 1.583320
*11 -6.1314 (D11)
12 ∞ 0.7600 64.20 1.516800
13 ∞ 0.5000
14 ∞ 0.5000 64.20 1.516800
15 ∞ (Bf)
非球面数据
表面编号2
K＝0.8158
C4＝-6.54920E-04
C6＝-4.99880E-05
C8＝1.74790E-06
C10＝-1.39860E-07
C12＝0.00000E+00
表面编号5
K＝0.3831
C4＝1.88110E-04
C6＝2.90520E-05
C8＝0.00000E+00
C10＝0.00000E+00
C12＝0.00000E+00
表面编号6
K＝1.0000
C4＝2.60760E-03
C6＝-7.46670E-05
C8＝9.42350E-07
C10＝0.00000E+00
C12＝0.00000E+00
表面编号11
K＝3.3820
C4＝-1.66920E-04
C6＝7.17250E-05
C8＝0.00000E+00
C10＝0.00000E+00
C12＝0.00000E+00
可变距离
对无穷远聚焦
W M T
f＝ 5.59 10.0 17.0
D0＝ ∞ ∞ ∞
D4＝ 11.22762 4.66186 0.68998
D11＝ 8.72004 12.19693 18.20636
TL＝ 31.25273 28.16385 30.20140
对附近物体聚焦
W M T
β＝ -0.05396 -0.04756 -0.03332
D0＝ 100.0000 200.0000 500.0000
D4＝ 12.24663 5.19624 0.91018
D11＝ 8.72004 12.19693 18.20636
TL＝ 32.27174 28.69823 30.42160
条件表达式的值
(1)：Da/fw＝-0.01681
(2)：fF/fR＝-0.498
(3)：nd＝2.003300
(4)：υd＝28.27
图14A、14B和14C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例5示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图14A示出在广角端状态中的各种像差，图14B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图14C示出在摄远端状态中的各种像差。图15A、15B和15C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例5示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图15A示出在广角端状态中的各种像差，图15B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图15C示出在摄远端状态中的各种像差。
正如从相应的曲线中明白的，由于对从广角端状态到摄远端状态的整个焦距范围内的各种像差的良好校正，根据实例5的可变间距透镜系统表现出极好的光学性能。
实例6
图16是示出根据本申请实例6的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。在下述说明中用于表示相应透镜的附图标记只在表示广角端状态W的图中列出。在其他焦距状态，附图标记的列出被省去。
根据本申请实例6的变焦透镜系统，按照从物方的顺序，由具有负折射本领的第一透镜组G1，和具有正折射本领的第二透镜组G2构成。当从广角端状态W到摄远端状态T变焦时，该第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变。
该第一透镜组G1整体上具有负折射本领并由两个透镜组成，其是具有面向像平面I一侧的凹表面的负新月形透镜L11，和具有面向物方的凸表面的正新月形透镜L12。
该第二透镜组G2整体上具有正折射本领，并由双凸正透镜L21、用于形成光圈数的孔径阑S、双凹负透镜L22、以及双凸正透镜L23组成。
从无穷远到附近物体的聚焦通过沿着光轴移动该第一透镜组G1来进行。
在该第二透镜组G2和成像平面I之间，设置用于除去比诸如CCD的固态成像装置的分辨率极限高的空间频率的低通滤光器P1，和用于保护成像装置的罩玻璃P2
与根据实例6的变焦透镜系统有关的各种值列于表6中。
表6
规格
W M T
f＝ 5.9 10 16.5
Bf＝1.445(常数)
FNO＝ 3.11 3.73 5.24
2ω＝ 61.4 40.6 22.4°
透镜数据
r d υd nd
1 42.8029 1.0000 40.88 1.806098
*2 5.0097 1.8800
3 8.0164 1.4000 23.06 1.860740
4 15.4013 (D4)
5 4.3358 1.9306 49.32 1.743300
*6 -258.1167 0.2000
7 ∞ 0.2000 孔径阑S
8 -36.4091 0.8000 23.78 1.846660
9 7.0339 0.5970
10 35.3638 1.1000 55.39 1.669100
*11 -15.6548 (D11)
12 ∞ 0.6000 64.20 1.516800
13 ∞ 0.4000
14 ∞ 0.5000 64.20 1.516800
15 ∞ (Bf)
非球面数据
表面编号2
K＝0.2464
C4＝0.00000E+00
C6＝3.05360E-04
C8＝4.00680E-06
C10＝-4.23130E-08
C12＝2.18920E-09
表面编号6
K＝9275.1900
C4＝0.00000E+00
C6＝6.90710E-04
C8＝-5.41700E-05
C10＝-5.06420E-06
C12＝5.83430E-07
表面编号11
K＝-24.3457
C4＝0.00000E+00
C6＝1.45080E-03
C8＝3.05990E-04
C10＝-9.36740E-07
C12＝4.95580E-06
可变距离
对无穷远聚焦
W M T
f＝ 5.90 10.0 16.5
D0＝ ∞ ∞ ∞
D4＝ 13.47999 5.12092 0.38227
D11＝ 6.93446 9.79087 14.31934
TL＝ 32.46664 26.96399 26.75379
对附近物体聚焦
W M T
β＝ -0.03620 -0.06135 -0.10123
D0＝ 150.0000 150.0000 150.0000
D4＝ 14.53925 6.18019 1.44153
D11＝ 6.93446 9.79087 14.31934
TL＝ 33.52590 28.02325 27.81306
条件表达式的值
(1)：Da/fw＝0.033898
(2)：fF/fR＝-0.424
(3)：nd＝1.846660
(4)：υd＝23.78
图17A、17B和17C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例6示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图17A示出在广角端状态中的各种像差，图17B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图17C示出在摄远端状态中的各种像差。图18A、18B和18C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例6示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图18A示出在广角端状态中的各种像差，图18B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图18C示出在摄远端状态中的各种像差。
正如从相应的曲线中明白的，由于对从广角端状态到摄远端状态的整个焦距范围内的各种像差的良好校正的结果，根据实例6的可变间距透镜系统表现出极好的光学性能。
实例7
图19是示出根据本申请实例7的变焦透镜系统的透镜结构的示意图，其中W示出广角端状态，M示出中等焦距状态，T示出摄远端状态。在下述说明中用于表示相应透镜的附图标记只在表示广角端状态W的图中列出。在其他焦距状态，附图标记的列出被省去。
根据本申请实例7的变焦透镜系统，按照从物方的顺序，由具有负折射本领的第一透镜组G1，和具有正折射本领的第二透镜组G2构成。当从广角端状态W到摄远端状态T变焦时，该第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变。
该第一透镜组G1整体上具有负折射本领并由两个透镜组成，其是具有面向像平面I一侧的凹表面的负新月形透镜L11，和具有面向物方的凸表面的正新月形透镜L12。
该第二透镜组G2整体上具有正折射本领，并由双凸正透镜L21、用于形成光圈数的孔径阑S、和双凹负透镜L22组成。
从无穷远到附近物体的聚焦通过沿着光轴移动该第一透镜组G1来进行。
在该第二透镜组G2和成像平面I之间，设置用于除去比诸如CCD的固态成像装置的分辨率极限高的空间频率的低通滤光器P1，和用于保护成像装置的罩玻璃P2
与根据实例7的变焦透镜系统有关的各种值列于表7中。
表7
规格
W M T
f＝ 5.95 10 16.5
Bf＝1.05442(常数)
FNO＝ 3.15 4.0 15.41
2ω＝ 54.1 34.7 21.7°
透镜数据
r d υd nd
1 14.5931 1.0000 40.88 1.806098
*2 3.7290 2.4050
3 7.4828 1.5000 25.46 1.805180
4 14.7371 (D4)
*5 3.7757 2.2000 82.56 1.497820
6 -15.1481 0.3760
7 ∞ 0.7270 孔径阑S
8 -18.2064 2.6761 24.06 1.821140
*9 23.1477 (D9)
10 ∞ 0.6000 64.20 1.516800
*11 ∞ 0.4000
12 ∞ 0.5000 64.20 1.516800
13 ∞ (Bf)
非球面数据
表面编号2
K＝0.2705
C4＝0.00000E+00
C6＝3.16294E-04
C8＝1.94737E-05
C10＝-7.65518E-07
C12＝7.99466E-09
表面编号5
K＝0.5102
C4＝0.00000E+00
C6＝1.00000E-10
C8＝1.00000E-12
C10＝1.00000E-14
C12＝1.00000E-16
表面编号9
K＝84.4524
C4＝0.00000E+00
C6＝2.69987E-03
C8＝1.98117E-04
C10＝4.49525E-05
C12＝-4.06120E-06
可变距离
对无穷远聚焦
W M T
f＝ 5.95 10.0 16.5
D0＝ ∞ ∞ ∞
D4＝ 12.05812 4.94409 0.82684
D9＝ 6.04394 9.01425 13.78141
TL＝ 31.54060 27.39687 28.04678
对附近物体聚焦
W M T
β＝ -0.02810 -0.04723 -0.07793
D0＝ 200.0001 200.0001 200.0001
D4＝ 12.73117 5.61714 1.49989
D9＝ 6.04394 9.01425 13.78141
TL＝ 32.21365 28.06992 28.71983
条件表达式的值
(1)：Da/fw＝0.0627
(2)：fF/fR＝-0.524
(3)：nd＝1.82114
(4)：υd＝24.06
图20A、20B和20C是曲线图，其根据聚焦在无穷远的实例7示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图20A示出在广角端状态中的各种像差，图20B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图20C示出在摄远端状态中的各种像差。图21A、21B和21C是曲线图，其根据聚焦在附近物体上的实例7示出该变焦透镜系统的各种像差，其中图21A示出在广角端状态中的各种像差，图21B示出在中等焦距状态中的各种像差，而图21C示出在摄远端状态中的各种像差。
正如从相应的曲线中明白的，由于对从广角端状态到摄远端状态的整个焦距范围内的各种像差的良好校正的结果，根据实例7的可变间距透镜系统表现出极好的光学性能。
如上所述，本发明使得能够提供变焦透镜系统，该透镜系统能够极好地校正各种像差，并且当被缩回时能够实现紧凑、小巧并且重量轻。
显然，虽然在本申请的每个实例中示出具有两组透镜结构的变焦透镜系统，但是将透镜组简单地附加到两组透镜结构中的变焦透镜系统也包括在本发明的精神实质中。而且，在每组透镜结构中，通过将附加的透镜元件简单地附加到每个实例中所示的透镜组中的透镜组也包括在本发明的精神实质中。
本领域的技术人员很容易进行修改并因此具有附加的优点。因而，本发明在其广义上不限于这里所示出并描述的具体的细节和代表性的器件。因此，在不脱离由权利要求及其等同物所限定的总的发明构思的精神实质和范围的情况下可以进行各种修改。
Claims (16)
1.一种变焦透镜系统，按照从物方的顺序由以下部分构成：
具有负折射本领的第一透镜组；和
具有正折射本领的第二透镜组；并且
当从广角端状态到摄远端状态变焦时，该第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，
该第一透镜组由两个透镜元件组成，所述两个透镜元件按照从物方的顺序是具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜，
该第二透镜组包括三个或更少的透镜元件，并按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及包括负透镜并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件，并且
满足下述条件表达式：
-0.05＜Da/fw＜0.5
其中Da表示在第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
2.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中在该负透镜构件中的负透镜的像侧设置正透镜。
3.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中满足下述条件表达式：
-0.6＜fF/fR＜0.3
其中fF表示该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的焦距，而fR表示从该负透镜构件到像平面设置的多个透镜的组合焦距。
4.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中满足下述条件表达式：
1.68＜nd
υd＜40
其中nd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该负透镜构件中的负透镜的折射率，而υd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该负透镜构件中的负透镜的阿贝数。
5.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，在该第一透镜组和第二透镜组两者中都包括至少一个非球面。
6.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中聚焦由第一透镜组进行。
7.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中该负透镜构件是单个的负透镜。
8.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中该负透镜构件是按照从物方的次序由负透镜胶合于正透镜构成的胶合透镜。
9.一种变焦透镜系统，按照从物方的顺序由以下部分构成：
具有负折射本领的第一透镜组，和
具有正折射本领的第二透镜组，并且
当从广角端状态到摄远端状态变焦时，该第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，
该第一透镜组由两个透镜元件组成，所述两个透镜元件按照从物方的顺序是具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜，
该第二透镜组按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及由单个负透镜构成并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件，并且
满足下述条件表达式：
-0.05＜Da/fw＜0.5
其中Da表示在该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
10.如权利要求9所述的变焦透镜系统，其中在该负透镜构件中的负透镜的像侧设置正透镜。
11.如权利要求9所述的变焦透镜系统，其中满足下述条件表达式：
-0.6＜fF/fR＜0.3
其中fF表示该第二透镜组中的最靠物方侧正透镜的焦距，而fR表示从该负透镜构件到像平面设置的多个透镜的组合焦距。
12.如权利要求9所述的变焦透镜系统，其中满足下述条件表达式：
1.68＜nd
υd＜40
其中nd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该负透镜构件中的负透镜的折射率，而υd表示在d线(波长λ＝587.6nm)处该负透镜构件中的负透镜的阿贝数。
13.如权利要求9所述的变焦透镜系统，其中，在该第一透镜组和第二透镜组两者中都包括至少一个非球面。
14.如权利要求9所述的变焦透镜系统，其中聚焦由第一透镜组进行。
15.一种用于形成物体的图像并改变变焦透镜系统的焦距的方法，该变焦透镜系统按照从物方的顺序包括：具有负折射本领的第一透镜组，和具有正折射本领的第二透镜组，该方法包括如下步骤：
通过移动该第一透镜组和第二透镜组之间的距离，将焦距从广角端状态改变到摄远端状态，
提供由两个透镜元件组成的该第一透镜组，所述两个透镜元件按照从物方的顺序是具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜，
提供由三个或更少的透镜元件构成的该第二透镜组，其按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及包括负透镜并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件，并且
满足下面的条件表达式：
-0.05＜Da/fw＜0.5
其中Da表示在该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
16.一种用于形成物体的图像并改变变焦透镜系统的焦距的方法，该变焦透镜系统按照从物方的顺序包括具有负折射本领的第一透镜组，和具有正折射本领的第二透镜组，该方法包括如下步骤：
通过移动该第一透镜组和第二透镜组之间的距离将焦距从广角端状态改变到摄远端状态，
提供由两个透镜元件组成的该第一透镜组，所述两个透镜元件按照从物方的顺序是具有面向图像的凹表面的负透镜，和正透镜，
提供该第二透镜组，其按照从物方的顺序包括正透镜、用于形成光圈数的孔径阑、以及由单个负透镜构成并设置在该孔径阑的像侧的负透镜构件，并且
满足下述条件表达式：
-0.05＜Da/fw＜0.5
其中Da表示在该第二透镜组中最靠物方侧正透镜的像侧表面和该孔径阑之间沿着光轴的距离，而fw表示在广角端状态中该变焦透镜系统的焦距。
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