CN1949018A - 具有广视角和高变焦比的变焦透镜以及使用其的相机 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有广视角和高变焦比的变焦透镜，以及采用这种变焦透镜的相机。该变焦透镜包括：具有正折光力的第一透镜组、具有负折光力的第二透镜组、具有正折光力的第三透镜组、具有负折光力的第四透镜组以及具有正折光力的第五透镜组，其中从物侧朝像侧顺序地排列第一到第五透镜组。在从广角位置到远摄位置的变焦期间，移动第一到第五透镜组以增加第一和第二透镜之间、第三和第四透镜组之间以及第四和第五透镜组之间的距离并且减小第二和第三透镜组之间的距离。该变焦透镜包括五组分别为正、负、正、负、正的透镜，从而实现广视角和高变焦比。

Description

具有广视角和高变焦比的 变焦透镜以及使用其的相机
相关专利申请的相互引用
本申请要求2005年10月13日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请10-2005-0096500号的优先权，该申请的公开整体地在此引用作为参考。
技术领域
本发明涉及具有广视角和高变焦比的变焦透镜，以及使用其的相机。
背景技术
数字静物相机(DSC)现在广泛用于图像拍摄中。由于其透镜直径小或总长度短，数字相机中通常使用包含三个具有负、正、正折光力并且在广角端半场角为29°到32°，变焦比为3X的透镜组的变焦透镜。当前的使用35mm胶片的银-明胶单反(SLR)相机装备着具有高复杂功能的标准变焦透镜，其具有从半场角约为37°时的28mm焦距缩短的、广角位置下半场角约为42°时24mm的焦距(广角)，并且其具有从28-200mm焦距下大约7X的变焦比增加到的大约24-200mm焦距下8X的变焦比。
这样，为了使数字相机实现广角和高变焦比，已经采用包含具有正、负、正、负、正折光力的五个透镜组的变焦透镜，以允许选择大的设计范围的灵活性。
图1示出在日本公开专利申请2001-350,093号中公开的五透镜组变焦透镜。
参照图1，该变焦透镜包括具有正、负、正、负、正折光力的第一到第五透镜组Gr1-Gr5，它们从物侧到像侧顺序地排列，尽管该变焦透镜具有从7X到10X的高变焦比，但它不提供广视角，因为广角位置下的最大半场角约为38°。
日本公开专利申请2003-255,228号中提出的另一个五透镜组变焦透镜的例子也具有从5X到10X的高变焦比。但是，在提供最大广角的一个实施例中，在广角位置下用于约为38°的半场角的变焦比约为5X。于是，该变焦透镜不同时满足广角和高变焦比要求。日本公开专利申请2003-287,681号中给出的再一个变焦透镜例子提供10X的高变焦比但是在广角位置上只提供约32°的不足的半场角。
发明内容
本发明提供一种具有广视角和高变焦比的变焦透镜。
根据本发明的一个方面，提供一种变焦透镜，其包括：具有正折光力的第一透镜组、具有负折光力的第二透镜组、具有正折光力的第三透镜组、具有负折光力的第四透镜组以及具有正折光力的第五透镜组，其中第一到第五透镜组从物侧到像侧顺序地排列。在从广角位置到远摄位置的变焦期间，以增加第一和第二透镜组之间、第三和第四透镜组之间以及第四和第五透镜组之间的距离并且减小第二和第三透镜组之间的距离的方式，移动第一到第五透镜组。第四透镜组包括从物侧顺序地排列的正透镜和负透镜。第四透镜组中的正透镜是具有朝着物侧的凹表面的正凹凸透镜。该正透镜可通过气隙与该负透镜隔开。
依据本发明的另一个方面，提供一种变焦透镜，其包括：具有正折光力的第一透镜组、具有负折光力的第二透镜组、具有正折光力的第三透镜组、具有负折光力的第四透镜组以及具有正折光力的第五透镜组，其中从物侧到像侧顺序地排列第一到第五透镜组。
在从广角位置到远摄位置之间的变焦期间，以增加第一和第二透镜组之间、第三和第四透镜组之间以及第四和第五透镜组之间的距离并且减小第二和第三透镜组之间的距离的方式，移动第一到第五透镜组。第五透镜组包括单透镜。
第四透镜组可以包括一个具有朝向物侧的凹表面的正凹凸透镜和一个通过气隙与该正凹凸透镜隔开的负透镜。从物侧到像侧顺序地排列该正凹凸透镜和该负透镜。
第二透镜组可以满足 - 0.65 < f w f 2 < - 0.54 , 其中fw和f2分别是广角位置的总焦距和第二透镜组的焦距。
第四透镜组可以满足 - 0.6 < f w f 4 < - 0.32 , 其中fw和f4分别是广角位置的总焦距和第四透镜组的焦距。
附图说明
通过参照附图详细说明各示范实施例，本发明的上述以及其它特征和优点会变得更明显，附图中：
图1示出日本公开专利申请2001-350,093号中公开的常规变焦透镜；
图2A-2C示出依据本发明一实施例，分别在广角位置、中角位置和远摄位置下具有广视角和高变焦比的变焦透镜的结构；
图3A示出依据图2A-2C所示实施例的变焦透镜在广角位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图3B示出依据图2A-2C所示实施例的变焦透镜在中角位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图3C示出依据图2A-2C所示实施例的变焦透镜在远摄位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图4示出依据图2A-2C所示实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的横向色差；
图5A-5C分别示出依据本发明的另一实施例，在广角位置、中角位置和远摄位置下具有广视角和高度焦距比的变焦透镜的结构；
图6A示出依据图5A-5C所示实施例的变焦透镜在广角位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图6B示出依据图5A-5C所示实施例的变焦透镜在中角位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图6C示出依据图5A-5C所示实施例的变焦透镜在远摄位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图7示出依据图5A-5C所示实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的横向色差；
图8A-8C示出依据本发明的又一实施例，分别在广角位置、中角位置和远摄位置下具有广视角和高变焦比的变焦透镜的结构；
图9A示出依据图8A-8C所示实施例的变焦透镜在广角位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图9B示出依据图8A-8C所示实施例的变焦透镜在中角位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图9C示出依据图8A-8C所示实施例的变焦透镜在远摄位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真；
图10示出依据图8A-8C所示实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的横向色差。
具体实施方式
参照图2，依据本发明的一实施例的变焦透镜从物侧顺序地包括：具有正折光力的第一透镜组10-1，具有负折光力的第二透镜组20-1，具有正折光力的第三透镜组30-1，具有负折光力的第四透镜组40-1以及具有正折光力的第五透镜组50-1。在广角位置到远摄位置之间的变焦期间，以增加第一和第二透镜组10-1和20-1之间、第三和第四透镜组30-1和40-之间以及第四和第五透镜组40-1和50-1之间的距离并且减小第二和第三透镜组20-1和30-1之间的距离的方式，移动第一到第五透镜组10-1、20-1、30-1、40-1和50-1。
为了实现高变焦比，第一透镜组10-1可以具有正折光力并且可以增加第一和第二透镜组10-1和20-1之间的距离。另外，为了抑制由广视角和高变焦比造成的像差，本发明的变焦透镜包括该五个透镜组以提高选择广的设计范围的灵活性。具体地，增加正第三透镜组30-1和负第四透镜组40-1之间的距离以补偿随着增加的角度而变差的象散像场弯曲。该变焦透镜被配置成使位于充当主透镜组的第二透镜组20-1后面的第三和第四透镜组具有正的和负的折光力，从而抑制为了校正像差而增加主透镜组中的透镜数量。这抑制光学系统总长度的增加，从而实现紧凑的变焦透镜，此外，当光斜入射到诸如电荷耦合器件(CCD)的成像器件的图象面上时，由于该图象面的细密结构而出现角质化(kerare)(或光晕)。于是，为了防止角质化，光必须几乎垂直地入射到成像表面上。由于光学系统的光径被光学结构阻碍从而当该光学系统的远心角不与成像器件中的微透镜组合匹配时光不入射到CCD上，因此出现角质化。在本实施例中，为了防止角质化，可以移动第五透镜组50-1以控制光入射到像面上的角度。
第二透镜组20-1可满足通过式(1)表达的条件：
- 0.65 < f w f 2 < - 0.54 - - - ( 1 )
其中fw和f2分别是广角位置的总焦距和第二透镜组20-1的焦距。第二透镜组20-1具有高折光力和改变放大率的功能。当式(1)表达的比率超过最大极限从而减小第二透镜组20-1的负折光力时，由于为了改变放大率而过度地改变第一和第二透镜组10-1和20-1之间的距离，并且在远摄位置整个透镜系统变得过大，所以难以构建透镜镜筒。由于在广角位置减小第一和第二透镜组10-1和20-1之间的距离，采用后聚焦透镜结构以实现更广的视角。但是，当减小第二透镜组20-1的折光力时，实现后聚焦透镜结构是困难的，并且不提供在像面前方设置滤光器的空间。相反，当该比率小于该最小极限从而第二透镜组20-1的负折光力变得过高时，整个透镜系统的匹兹阀和减小，并且由于正球面像差而使整个透镜系统的球面像差被过度校正。
第三透镜组30-1从物侧顺序地包括一个具有非球形表面的双凸透镜和一个由具有对着图象I的强凸表面的正透镜以及负凹凸透镜构成的双合透镜，而第四透镜组40-1包括一个具有对着物体O的凹表面的正凹凸透镜和一个通过气隙与该正凹凸透镜隔开的负透镜。
第四透镜组40-1可满足由式(2)表达的条件：
- 0.6 < f w f 4 < - 0.32 - - - ( 2 )
其中fw和f4分别是广角位置的总焦距和第四透镜组40-1的焦距。式(2)定义第四透镜组40-1的折光力。当式(2)表达的比率超过最大极限从而减小第四透镜组40-1的负折光力时，由于通过形成远摄类型减小总长度的效果变弱，所以变焦透镜的总长度增加。当该比率小于最小极限从而第四透镜组的负折光力增大时，远摄类型变得过于强，并且制造误差灵敏度例如偏心率增加，从而难以制造变焦透镜。
第三和第四透镜组30-1和40-1中的正透镜可满足式(3)和(4)表达的条件：
1.49＜N3，4gp＜1.53         (3)
70＜V3，4gp＜80             (4)
其中N3，4gp代表第三和第四透镜组30-1和40-1中的正透镜对d线的折射率，而V3，4gp代表第三和第四透镜组30-1和40-1中的正透镜的d线阿贝数。
透镜系数中的匹兹阀和应保持适当水平以使第二透镜组20-1具有大的负匹兹阀和以及高的负折光力。佩兹伐和指的是每个透镜表面的折射率与折光力的比值之和，并且来自对第三阶视像场弯曲的量进行展开(以第三阶)。当佩芘伐和增大时，视场弯曲量增大。为了把佩兹伐和保持在适当水平上，选择透镜的材料以使对d线的折射率不超过式(3)中示出的最大极限，从而增大正佩芘伐和。当折射率超过该最大极限时，正佩芘伐和减小，而当折射率超过该最小极限时，正佩芘和增大。这样，不可能把透镜系统的佩芘伐和保持在适当水平上。式(4)定义选择材料的条件以便和式(3)相组合地消除色差。
在式(4)定义的范围内选择材料，以便在整个变焦范围内把整个透镜系统的色差保持在适当水平上。由于通常难以找到具有高阿贝数和高折射率的材料，所以当折射率超过该最大极限时不能选择出满足式(4)的材料。另外，当式(4)定义的阿贝数超过最小极限时，不能在整个变焦范围内把整个透镜系统的像差保持在适当水平上。当阿贝数超过最大极限时，消除色差是有益处的，但是具有大阿贝数的光材料是昂贵的。用作具有高阿贝数的光学材料的特殊石英或玻璃是昂贵的，因为它含有高成本的原料。
可以通过满足式(5)表达的条件以及式(3)和(4)定义的条件来选择第四透镜组40-1中的透镜的光学材料：
0＜V4gp-V4gn＜47          (5)
其中V4gp和V4gn分别代表第四透镜组40-1中的正、负透镜的阿贝数。
典型地进行分立的消色差以校正变焦透镜中各个透镜组的色差(color)。但是，在本发明中，由于光学材料被选择以消除第三和第四透镜组30-1和40-1中产生的色差，如式(3)和(4)中所示，所以对正透镜选择具有大阿贝数的材料，而对负透镜选择具有小阿贝数的材料，尽管第四透镜组40-1具有负折光力。当超过式(5)定义的最大极限时，不能从典型的光学材料范围内选择出材料。采用特殊材料也造成高制造成本或者使批量生产困难。另外，这会减弱在第三和第四透镜组中消除色差的均衡，并且难以在整个变焦范围内适当地调整色差。相反，当超过最小极限时，难以在满足式(3)和(4)定义的同时消除第三和第四透镜组30-1和40-1中的色差。
式(6)定义本实施例中使用的非球面形状。当把光轴设置成是X轴，把一条垂直于光轴的直线设置成是Y轴并把光束的传播方向定义为是正的情况下，可以通过式(6)定义依据本实施例的变焦透镜的非球面形状：
x &cong; cy 2 1 + 1 - ( K + 1 ) c 2 y 2 + Ay 4 + By 6 + C y 8 + Dy 10 - - - ( 6 )
其中“x”是X轴方向上离透镜的顶点的距离，“y”是Y轴方向上离透镜的该顶点的距离；K是锥形常数；A、B、C和D是非球面系数，而“c”是透镜的该顶点处曲率半径的倒数1/R。
依据后面各实施例的变焦透镜采用各种设计，包括满足最优条件的透镜以提供更广的视角和高变焦比。后面的各个表格规定用于依据本发明的各实施例的变焦透镜的详细透镜数据。
<第一实施例>
以下，“f”是整个透镜系统的组合焦距，Fno是F数，ω是半场角，R是曲率半径，D是透镜的中心厚度或者是透镜间的距离，Nd是折射率，Vd是阿贝数。
图2A-2C示出依据本发明的第一实施例的变焦透镜。图2A示出广角位置下的该变焦透镜，图2B示出中角位置下的该变焦透镜，而图2C示出远摄位置下的该变焦透镜。
参照图2A，从物体O向图象I顺序地设置第一透镜组10-1、第二透镜组20-1、第三透镜组30-1、第四透镜组40-1和第五透镜组50-1。第一到第五透镜组10-1到50-1中的每个组可以包括单个透镜或多个透镜。附图标记60代表红滤光器。
第一透镜组10-1包括第一到第三透镜11-13，第二透镜组20-1包括第四到第八透镜21-25。第三透镜组30-1包括一个具有非球形表面的双凸透镜31以及一个双合透镜，该双合透镜由一个具有对着图象I的强凸表面的正透镜32和一个负凹凸透镜33组成。第四透镜组40-1包括一个具有对着物体O的凹表面的正凹凸透镜41和一个通过气隙与该正凹凸透镜41隔开的负透镜42。第五透镜组50-1包括第九和第十透镜51和52。
移动第一到第五透镜组10-1到50-1以改变放大率。在从广角位置到远摄位置的变焦期间，增大第一和第二透镜组10-1和20-1之间、第三和第四透镜组30-1和40-1之间以及第四和第五透镜组40-1和50-1之间的距离，同时缩小第二和第三透镜组20-1和30-1之间的距离。
在第二和第三透镜组20-1和30-1之间设置光阑ST，并且该光阑ST和第三透镜组30-1一起移动。
表1示出依据本发明的第一实施例的该变焦透镜的详细透镜数据。
表1
透镜表面 R D Nd折射率(Nd)i(Nd) Vd
  S1   51.081   1.00   1.84666   23.8
  S2   36.445   3.96   1.48749   70.2
  S3   175.805   0.10
  S4   40.466   3.50   1.49700   81.5
  S5   219.467   变量(D5)
  S6   300.000   1.30   1.80500   40.7
  S7   7.228   4.80
  S8   -9.396   2.40   1.84666   23.8
  S9   -7.756   1.00   1.80400   46.6
  S10   -12.198   0.10
  S11   -27.523   1.96   1.84666   23.8
  S12   -13.008   0.41
  S13   -10.143   0.90   1.83481   42.7
  S14   -35.660   变量(D14)
  ST   无穷   0.80
  S16   9.069   4.00   1.52540   70.4
  S17   -13.504   0.24
  S18   -82.070   2.54   1.49700   81.5
  S19   -9.464   1.05   1.84666   23.8
  S20   -12.363   变量(D20)
  S21   -22.552   3.17   1.48749   70.2
  S22   -9.481   1.12
  S23   -16.805   1.00   1.83824   24.8
  S24   12.250   变量(D24)
  S25   32.645   2.50   1.48749   70.2
  S26   -11.691   0.10
  S27   -18.816   1.42   1.83400   37.2
  S28   -16.210   变量(D28)
  S29   无穷   1.22   1.51680   64.2
  S30   无穷   fb
表2示出依据本发明的第一实施例的变焦透镜的非球面系数
表2
  透镜表面   K   A   B   C   D
  S6   -1.000   1.52320E-04   -9.99270E-07   3.72510E-09   2.39700E-11
  S16   -1.000   -1.49930E-04   -2.07290E-06   -7.37600E-08   0.00000E+00
  S17   -1.000   1.53660E-04   -3.06820E-06   -5.45260E-08   0.00000E+00
  S23   -1.000   -7.82630E-04   -2.17860E-05   4.27850E-07   0.00000E+00
表3示出依据本发明的第一实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的焦距、F数、半场角以及可变距离D5、D4、D20、D24、D28的例子。
表3
  广角   中角   远摄
  f   4.14   11.50   32.04
  Fno   2.90   3.20   3.93
  ω(°)   43.1   17.5   6.6
  D5   1.000   13.635   32.628
  D14   15.825   4.981   1.000
  D20   1.000   2.301   3.448
  D24   1.500   7.142   13.240
  D28   1.990   2.066   1.000
  fb   1.100   1.100   1.100
图3A-3C示出依据本发明的第一实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的纵向球面像差、象散像场弯曲和失真。
<第二实施例>
图5A-5C分别示出依据本发明的第二实施例，在广角位置、中角位置和远摄位置下具有广视角和高变焦比的变焦透镜的结构。依据本实施例的变焦透镜包括第一到第五透镜组10-2到50-2。
表4
  透镜表面   R   D   Nd   Vd
  S1   49.132   1.00   1.84666   23.8
  S2   35.490   4.88   1.48749   70.2
  S3   400.839   0.10
  S4   43.208   3.16   1.49700   81.5
  S5   149.150   变量(D5)
  S6   42.056   1.30   1.83481   42.7
  S7   7.452   4.11
  S8   -21.420   1.25   1.80470   41.0
  S9   12.354   2.16
  S10   41.815   2.49   1.84666   23.8
  S11   -17.511   1.00   1.77250   49.6
  S12   -37.436   变量(D12)
  ST   无穷   0.80
  S14   10.372   3.72   1.52540   70.4
  S15   -9.666   0.14
  S16   -27.271   4.50   1.49700   81.5
  S17   -6.583   1.28   1.84666   23.8
  S18   -8.507   变量(D18)
  S19   -9.788   1.47   1.48749   70.2
  S20   -7.992   1.37
  S21   -17.081   1.00   1.83819   24.8
  S22   12.320   变量(D22)
  S23   17.694   2.94   1.51680   64.2
  S24   -14.846   变量(D24)
  S25   无穷   1.22   1.51680   64.2
  S26   无穷   fb
表5示出依据本发明的第二实施例的变焦透镜的非球面系数。
表5
  透镜表面   K   A   B   C   D
  S9   -1.000   -1.04756E-04   2.07057E-07   7.42278E-08   -1.3178OE-09
  S14   -1.000   -2.81949E-04   -6.23993E-06   -1.10578E-07   0.00000E+00
  S15   -1.000   1.15469E-04   -6.14473E-06   0.00000E+00   0.00000E+00
  S21   -1.000   -7.05040E-04   -1.12680E-05   -2.92203E-07   0.00000E+00
表6示出依据本发明的第二实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的可变距离D5、D12、D22和D24的例子。
表6
  广角   中角   远摄
  f   4.14   11.50   32.05
  Fno   2.90   3.71   3.93
  ω(°)   43.0   17.5   6.5
  D5   1.000   13.590   31.909
  D12   16.499   4.981   1.000
  D18   1.002   1.642   2.192
  D22   1.510   8.470   16.406
  D24   2.495   2.737   0.984
  fb   1.100   1.100   1.100
图6A-6C示出依据本发明的第二实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真。
<第三实施例>
图8A-8C分别示出依据本发明的第三实施例，在广角位置、中角位置和远摄位置下具有广视角和高变焦比的变焦透镜的结构。依据本实施例的变焦透镜包括第一到第五透镜组10-3到50-3。
表7
  透镜表面   R   D   折射率(Nd)   Vd
  S1   50.026   1.00   1.84666   23.8
  S2   35.916   4.99   1.48749   70.2
  S3   611.936   0.10
  S4   40.655   3.03   1.49700   81.5
  S5   104.083   变量(D5)
  S6   84.311   1.30   1.83481   42.7
  S7   8.276   1.56
  S8   10.110   1.25   1.80500   40.7
  S9   6.685   3.82
  S10   -18.173   2.62   1.84666   23.8
  S11   -7.553   1.37   1.77250   49.6
  S12   -35.161   变量(D12)
  ST   无穷   0.80
  S14   8.991   4.00   1.52540   70.4
  S15   -19.349   0.10
  S16   40.392   3.04   1.49700   81.5
  S17   -9.908   2.17   1.84666   23.8
  S18   -13.073   变量(D18)
  S19   -21.337   2.36   1.48749   70.2
  S20   -9.221   1.03
  S21   -7.233   1.00   1.83824   24.8
  S22   300.000   变量(D22)
  S23   19.995   2.58   1.51680   64.2
  S24   -17.691   变量(D24)
  S25   无穷   1.22   1.51680   64.2
  S26   无穷   Fb
表8示出依据本发明第三实施例的变焦透镜的非球面系数。
表8
  透镜表面   K   A   B   C   D
  S8   -1.000   2.64228E-04   1.57731E-06   2.09852E-08   5.19983E-10
  S14   -1.000   -7.46522E-05   -7.92592E-06   3.71638E-07   -7.59090E-09
  S15   -1.000   4.30120E-05   -7.15992E-06   3.98935E-07   -8.02881E-09
  S22   -1.000   4.57512E-04   -3.78260E-06   1.56296E-06   -7.95595E-08
表9示出依据本发明第三实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的焦距、F数、半场角以及可变距离D5、D12、D18、D22、D24的例子。
表9
  广角   中角   远摄
  f   4.14   11.50   32.04
  Fno   2.90   3.20   3.93
  ω(°)   43.1   17.5   6.5
  D5   1.000   14.186   33.130
  D12   16.819   5.475   2.066
  D18   1.000   1.790   2.535
  D22   1.500   6.752   15.163
  D24   2.332   3.814   1.757
  fb   1.100   1.100   1.100
图9A-9C示出依据本发明的第三实施例的变焦透镜在广角位置、中角位置和远摄位置下的球面像差、象散像场弯曲和失真。
依据本发明的第一到第三实施例的变焦透镜满足下面的通过式(1)到(5)定义的条件。
表10
Figure A20061012621000181
本发明提供一种具有约8X的高变焦比和大视角的紧凑、高性能变焦透镜，其可用于在广角位置下43°半场角时具有小像素间距的成像器件例如CCD中。具体地，本发明的变焦透镜具有广角位置下半场角约为43°的超广角，并且具有约为8X的高变焦比。即，本发明可以在具有单个变焦透镜的35mm格式中实现从广角到远摄的公用的24mm到20mm的焦距。本发明还提供采用该变焦透镜的高性能相机。
如上面所说明，本发明提供一种具有广视角和高变焦比的变焦透镜，其包括五组分别为正、负、正、负、正的透镜，本发明抑制通过第三和第四透镜组实现更广的视角和高变焦比时产生的像差，从而提供高性能变焦透镜。
本发明还提供采用广视角和高变焦比的变焦透镜的高性能摄影设备，例如传统或视频相机。
尽管参照示范实施例具体地示出和说明了本发明，本领域技术人员会理解，在不背离下面的权利要求书定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种改变。

Claims (17)

1.一种变焦透镜，包括具有正折光力的第一透镜组、具有负折光力的第二透镜组、具有正折光力的第三透镜组、具有负折光力的第四透镜组以及具有正折光力的第五透镜组，其中从物侧朝像侧顺序地排列该第一到第五透镜组，
其中在广角位置到远摄位置之间的变焦期间移动第一到第五透镜组，从而增加第一和第二透镜组之间、第三和第四透镜组之间以及第四和第五透镜组之间的距离，并且减小第二和第三透镜组之间的距离；以及
其中第四透镜组包括从物侧顺序地排列的正透镜和负透镜。
2.权利要求1的变焦透镜，其中第四透镜组中的正透镜是具有朝着物侧的凹表面的正凹凸透镜。
3.权利要求2的变焦透镜，其中该正透镜通过气隙和该负透镜隔开。
4.权利要求1的变焦透镜，其中第三透镜组包括具有非球面表面的双凸透镜以及由具有朝着像侧的强凸表面的正透镜和负凹凸透镜构成的双合透镜，其中从物侧朝像侧顺序地排列该双凸透镜和该双合透镜。
5.权利要求1的变焦透镜，其中第二透镜组满足
- 0.65 < f w f 2 < - 0.54
其中fw和f2分别是广角位置的总焦距和第二透镜组的焦距。
6.权利要求1的变焦透镜，其中第四透镜组满足：
- 0.6 < f w f 4 < - 0.32
其中fw和f4分别是广角位置的总焦距和第四透镜组的焦距。
7.权利要求1的变焦透镜，其中第三和第四透镜组满足1.49＜N3，4gp＜1.53和70＜V3，4gp＜80，其中N3，4gp代表第三和第四透镜组中的正透镜对d线的折射率，V3，4gp代表第三和第四透镜组中的正透镜对d线的阿贝数。
8.权利要求1的变焦透镜，其中第四透镜组满足：
0＜V4gp-V4gn＜47
其中V4gp和V4gn分别代表第四透镜组中正透镜和负透镜的阿贝数。
9.一种包含权利要求1的变焦透镜的相机。
10.一种变焦透镜，包括：
具有正折光力的第一透镜组、具有负折光力的第二透镜组，具有正折光力的第三透镜组、具有负折光力的第四透镜组以及具有正折光力的第五透镜组，其中从物侧朝像侧顺序地排列第一到第五透镜组，
其中在广角位置到远摄位置之间的变焦期间移动第一到第五透镜组，从而增加第一和第二透镜组之间、第三和第四透镜组之间以及第四和第五透镜组之间的距离，并且减小第二和第三透镜组之间的距离；以及
其中第五透镜组由单透镜构成。
11.权利要求10的变焦透镜，其中第四透镜组包括具有朝着物侧的凹表面的正凹凸透镜和通过气隙与该正凹凸透镜隔开的负透镜，其中从物侧朝像侧顺序地排列该正凹凸透镜和该负透镜。
12.权利要求10的变焦透镜，其中第三透镜组包括具有非球面表面的双凸透镜和由具有朝着像侧的强凸表面的正透镜和负凹凸透镜构成的双合透镜，其中从物侧朝像侧顺序地排列该双凸透镜和该双合透镜。
13.权利要求10的变焦透镜，其中第二透镜组满足：
- 0.65 < f w f 2 < - 0.54
其中fw和f2分别是广角位置的总焦距和第二透镜组的焦距。
14.权利要求10的变焦透镜，其中第四透镜组满足
- 0.6 < f w f 4 < - 0.32
其中fw与f4分别是广角位置的总焦距和第四透镜组的焦距。
15.权利要求10的变焦透镜，其中第三和第四透镜组满足1.49＜N3，4gp＜1.53和70＜V3，4gp＜80，其中N3，4gp代表第三和第四透镜组中的正透镜对d线的折射率，V3，4gp代表第三和第四透镜组中的正透镜对d线的阿贝数。
16.权利要求10的变焦透镜，其中第四透镜组满足
0＜V4gp-V4gn＜47
其中V4gp和V4gn分别代表第四透镜组中正透镜和负透镜的阿贝数。
17.一种包含权利要求10的变焦透镜的相机。
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