CN102253476B - 可变放大率光学***和成像设备 - Google Patents
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Abstract
一种可变放大率光学***，包括：从所述可变放大率光学***的物体侧依次排列的负的第一透镜组、光阑和正的第二透镜组。通过沿光轴方向改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离，来改变所述可变放大率光学***的放大率。第一透镜组包括负的塑料透镜，第二透镜组包括正的塑料透镜。另外，满足以下公式(1)和(2)：5.0＜fpp/fw＜7.5？(1)；和-7.0＜fpn/fw＜-6.0(2)，其中fpn是具有负折射能力的塑料透镜的焦距，fpp是具有正折射能力的塑料透镜的焦距，以及fw是所述可变放大率光学***的整个***在广角端的焦距。
Description
技术领域
本发明涉及一种可变放大率光学***和成像设备。具体地，本发明涉及一种可安装在视频摄像机、电子照相机等中、尤其适用于监控或监视摄像机中的可变放大率光学***。另外，本发明涉及一种包括所述可变放大率光学***的成像设备。
背景技术
通常，监控摄像机(监视摄像机)用于防止犯罪行为、记录图像等。监控摄像机用的光学***需要小型化，并且能够低成本的生产。另外，光学***需要具有大相对孔径(relative aperture)和高光学性能，使得即使在低照度条件下照相时也能够识别对象。随着近年来对于具有可变放大率功能的监控摄像机需求的增加，可变放大率光学***正成为监控摄像机的光学***的主流趋势。
通常，例如在日本专利No.2901066(专利文献1)和日本专利No.2856464(专利文献2)中公开了摄像机用的变焦透镜。专利文献1公开了由从变焦透镜的物体侧依次排列的正第一透镜组和负第二透镜组构成的变焦透镜。另外，组成该变焦透镜整个***的五个透镜中的至少三个由塑料制成。另外，专利文献2公开了由从变焦透镜的物体侧依次排列的负第一透镜组和正第二透镜组构成的变焦透镜。另外，正塑料透镜和负塑料透镜设置在第二透镜组中，或者设置在第一透镜组和第二透镜组的每一组中。
通常，例如在日本未审专利公开No.2006-119574(专利文献3)、日本未审专利公开No.2008-310035(专利文献4)和日本未审专利公开No.2008-310133(专利文献5)中提出了监控摄像机用的可变放大率光学***。专利文献3公开了一种可变放大率光学***，包括从该可变放大率光学***的物体侧依次排列的负第一透镜组、光阑(stop)和正第二透镜组。通过在光轴上朝着物体侧移动第二透镜组，该可变放大率光学***的放大率可以从广角端向远距端变化。另外，第二透镜组中最靠近物体侧的透镜是非球面透镜。另外，专利文献4公开了一种可变放大率光学***，包括从该可变放大率光学***的物体侧依次排列的负第一透镜组、光阑和正第二透镜组。当该可变放大率光学***的放大率从广角端向远距端变化时，第一透镜组和第二透镜组按照使它们之间的距离减小的方式移动。另外，第二透镜组中最靠近像侧的透镜是塑料透镜。另外，专利文献5公开了一种可变放大率光学***，包括从该可变放大率光学***的物体侧依次排列的负第一透镜组、光阑和正第二透镜组。当该可变放大率光学***的放大率从广角端向远距端变化时，第一透镜组和第二透镜组按照使它们之间的距离减小的方式移动。另外，至少一个正塑料透镜和至少一个负塑料透镜设置在第二透镜组中。
当前，监控摄像机用的透镜的主流趋势是具有广角和大相对孔径的高性能透镜。另外，近年来也强烈要求减小成本。用于减小成本的方法之一是使用塑料透镜。同时，专利文献1和2中所公开的光学***使用许多塑料透镜。然而塑料透镜具有诸如较大F值(F-number，光圈数)和小视角之类的问题。在专利文献3所公开的光学***中，所有透镜都是玻璃透镜。尤其是因为使用由玻璃制成的非球面透镜，生产该光学***的成本较高。专利文献4和5所公开的光学***使用塑料透镜，并且塑料透镜设置在该光学***最靠近像的一侧。当光线通过最靠近像侧的透镜时，光线的直径相对较小。因为灰尘易于通过静电粘附到塑料透镜甚于粘附到玻璃透镜上，所以存在这样的问题：灰尘粘附到光学***的光路上的塑料透镜表面大大地影响了光学***形成的像。
同时，塑料透镜相比于玻璃透镜的优势是成本低、重量轻和高度灵活的形状(高灵活度设计)。然而，塑料透镜的劣势是塑料透镜的折射率和体积随温度波动急剧变化。因此，通常认为难以在室外监视摄像机用的透镜中采用塑料透镜，因为室外的温度波动较大。
发明内容
考虑到上述情况，本发明的一个目的是提供一种可变放大率光学***，该可变放大率光学***在维持小尺寸、广角、大相对孔径和高性能的同时，可以抑制由温度波动引起的性能退化。另外，本发明的另一目的是提供一种包括可变放大率光学***的成像设备。
本发明的可变放大率光学***是这样一种可变放大率光学***，包括：
从所述可变放大率光学***的物体侧依次排列的以下部件：
具有负折射能力的第一透镜组；
光阑；以及
具有正折射能力的第二透镜组，
其中通过沿光轴方向改变所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离，来改变所述可变放大率光学***的放大率，以及
其中所述第一透镜组包括具有负折射能力的塑料透镜；以及
其中所述第二透镜组包括具有正折射能力的塑料透镜；以及
其中满足以下公式(1)和(2)：
5.0＜fpp/fw＜7.5 (1)；和
-7.0＜fpn/fw＜-6.0(2)，其中
fpn是具有负折射能力的塑料透镜的焦距，
fpp是具有正折射能力的塑料透镜的焦距，以及
fw是所述可变放大率光学***的整个***在广角端的焦距。
当塑料透镜用于降低光学***的成本时，用于抑制在温度波动期间由塑料透镜引起的光学***性能变化的方法之一是降低塑料透镜的折射能力。然而，在这种方法中，难以实现本发明所针对的具有小尺寸、广角、大相对孔径和高性能的光学***。因此，在本发明的可变放大率光学***中，提供具有正折射能力的塑料透镜和具有负折射能力的塑料透镜两者，使得温度波动的影响抵消。因此，不必降低塑料透镜的折射能力，设计灵活度变高。另外，通过使用少量的透镜，可以实现良好的象差校准。在本发明的可变放大率光学***中，适当设置正塑料透镜和负塑料透镜各自的折射能力范围。因此，可以在维持小尺寸、广角和大相对孔径的同时，实现高光学性能。
在本发明的可变放大率光学***中，第一透镜组可以包括从物体侧依次排列三个透镜：负透镜、正透镜和负透镜。
在本发明的可变放大率光学***，第二透镜组可以包括四个透镜。
在本发明的可变放大率光学***，理想地是第二透镜组中具有正折射能力的塑料透镜设置在第二透镜组最靠近物体的一侧。另外，理想地是满足以下公式(3)：
52.0＜vdpp＜58.0(3)，其中
vdpp是具有正折射能力的塑料透镜的材料相对于d-线的阿贝数。
在本发明的可变放大率光学***，理想地是第一透镜组中具有负折射能力的塑料透镜设置在第一透镜组最靠近像的一侧。另外，理想地是满足以下公式(4)：
v dpn＞54.0(4)，其中
v dpn是具有负折射能力的塑料透镜的材料相对于d-线的阿贝数。
在本发明的可变放大率光学***，理想地是第二透镜组中具有正折射能力的塑料透镜和第一透镜组中具有负折射能力的塑料透镜中的每一个具有至少一个非球面。
在本发明的可变放大率光学***，理想地是当从广角端向远距端改变可变放大率光学***的放大率时，第一透镜组在从可变放大率光学***的物体侧向可变放大率光学***的像侧移动之后，从像侧向物体侧移动。这里，术语“移动”指的是透镜组相对于像面的移动。
在本发明的可变放大率光学***，理想地是可变放大率光学***的整个***中最靠近物体侧的透镜和最靠近像侧的透镜由塑料之外的其他材料制成。
当透镜是非球面透镜时，透镜的折射能力的符号(正/负)代表该透镜的近轴区域中的折射能力。另外，公式(1)和(2)中的焦距是近轴区域中的焦距。
在以上描述中，透镜的个数是透镜组成元件的个数。例如，当由彼此不同的材料制成的多个单一透镜接合在一起从而形成接合透镜时，组成该接合透镜的单一透镜的个数是该接合透镜的透镜个数。
根据本发明的成像设备包括本发明的可变放大率光学***。
本发明的可变放大率光学***包括：从该可变放大率光学***的物体侧依次排列的负第一透镜组、光阑和正第二透镜组。通过沿光轴方向改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离来改变可变放大率光学***的放大率。另外，第一透镜组包括负塑料透镜，第二透镜组包括正塑料透镜。另外，适当地设置负塑料透镜的折射能力和正塑料透镜的折射能力。因此，本发明的可变放大率光学***可以抑制由温度波动引起的性能退化。另外，在维持小尺寸、广角、大相对孔径和高性能的同时可以实现低成本生产。
本发明的成像设备包括本发明的可变放大率光学***。因此，该成像设备较小，并且可以低成本生产。另外，可以实现宽视角成像，并且即使在低照度、大温度波动的条件下也可以获得高质量的图像和视频图像。
附图说明
图1A是示出了本发明示例1中的可变放大率光学***的透镜结构在广角端的截面图；
图1B是示出了本发明示例1中的可变放大率光学***的透镜结构在远距端的截面图；
图2A是示出了本发明示例2中的可变放大率光学***的透镜结构在广角端的截面图；
图2B是示出了本发明示例2中的可变放大率光学***的透镜结构在远距端的截面图；
图3A是示出了本发明示例3中的可变放大率光学***的透镜结构在广角端的截面图；
图3B是示出了本发明示例3中的可变放大率光学***的透镜结构在远距端的截面图；
图4A是示出了本发明示例4中的可变放大率光学***的透镜结构在广角端的截面图；
图4B是示出了本发明示例4中的可变放大率光学***的透镜结构在远距端的截面图；
图5A是示出了本发明示例5中的可变放大率光学***的透镜结构在广角端的截面图；
图5B是示出了本发明示例5中的可变放大率光学***的透镜结构在远距端的截面图；
图6A是示出了本发明示例6中的可变放大率光学***的透镜结构在广角端的截面图；
图6B是示出了本发明示例6中的可变放大率光学***的透镜结构在远距端的截面图；
图7A至7H是示出了本发明示例1中的可变放大率光学***的象差的图；
图8A至8H是示出了本发明示例2中的可变放大率光学***的象差的图；
图9A至9H是示出了本发明示例3中的可变放大率光学***的象差的图；
图10A至10H是示出了本发明示例4中的可变放大率光学***的象差的图；
图11A至11H是示出了本发明示例5中的可变放大率光学***的象差的图；
图12A至12H是示出了本发明示例6中的可变放大率光学***的象差的图；以及
图13是示出了根据本发明实施例的成像设备结构的示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图详细描述本发明的实施例。图1A和1B是示出了本发明实施例的可变放大率光学***的结构示例的截面图。图1A和1B对应于随后描述的示例1中的可变放大率光学***。在图1A和1B中，左侧是可变放大率光学***的物体侧，右侧是可变放大率光学***的像侧。图1A示出了当可变放大率光学***聚焦到无穷远时广角端的透镜设置。图1B示出了当可变放大率光学***聚焦到无穷远时远距端的透镜设置。
根据本发明实施例的可变放大率光学***包括从该可变放大率光学***的物体侧沿光轴Z依次排列的以下部件：具有负折射能力的第一透镜组G1；孔径光阑St；和具有正折射能力的第二透镜组G2。通过沿光轴Z的方向改变第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离，来改变该可变放大率光学***的放大率。最靠近物体侧的透镜组具有负折射能力的可变放大率光学***结构的优势是实现广角，并且相对易于确保后焦点(back foucus)。在图1A和1B中，孔径光阑St不必代表孔径光阑的尺寸和形状，而是代表孔径光阑St在光轴Z上的位置。
当将该可变放大率光学***应用于成像设备时，理想地是基于该可变放大率光学***所安装到的摄像机的结构，将盖层玻璃、棱镜、诸如红外线截止滤波器和低通滤波器之类的各种滤波器等设置在该可变放大率光学***和像面Sim之间。图1A和1B示出了这样的情况：其中将假定为这些元件的平行平板状光学构件PP设置在第二透镜组G2和像面Sim之间。
图1A和图1B之间的箭头示意性地示出了当该可变放大率光学***的放大率从广角端向远距端变化时每一个透镜组的移动路径。如图1A和图1B所示，当该可变放大率光学***的放大率从广角端向远距端变化时，如果第一透镜组G1在从该可变放大率光学***的物体侧向该可变放大率光学***的像侧移动之后从像侧向物体侧移动，则即使考虑改变放大率时该可变放大率光学***的长度，也可以减小该可变放大率光学***的整个***沿光轴方向的长度。另外，可以使得整个光学***紧凑。
当考虑该可变放大率光学***的紧凑性和性能时，理想地是第一透镜组G1由至少三个透镜组成。当第一透镜组G1由三个透镜组成时，理想地是第一透镜组G1由两个负透镜和一个正透镜组成。在图1A所示的示例中，负透镜L11、正透镜L12和负透镜L13从物体侧依次设置在第一透镜组G1中。具体地，例如，第一透镜组G1可以包括：从物体侧依次排列的具有面对物体侧的凸面的负弯月形透镜、具有面对物体侧的凹面的正弯月形透镜和双凹透镜。
根据本发明实施例的可变放大率光学***的第一透镜组G1包括具有负折射能力的塑料透镜。当第一透镜组G1包括两个负透镜和一个正透镜共三个透镜时，负透镜之一是塑料透镜，理想地是将透镜的能力如图1A所示进行配置。具体地，理想地是从物体侧依次排列负透镜、正透镜和负透镜。这样排列为什么是理想的原因将在下面描述。
理想地是负透镜设置在最靠近物体侧以增加光学***的视角。另外，理想地是最靠近物体侧的透镜是玻璃透镜，所述玻璃透镜能够耐受各种环境条件。因此，第一透镜组G1中的负塑料透镜应该设置在第一透镜组G1距物体侧的第二位置或第三位置。另外，为了便于形成塑料透镜，塑料透镜的外边缘通常具有凸缘部分。因此，当将塑料透镜设置在光学***中时，塑料透镜需要容纳凸缘部分的空间，而玻璃透镜并不需要这样的空间。
如果第一透镜组G1包括从物体侧依次排列的负第一透镜、负第二透镜和正第三透镜，并且负第二透镜是塑料透镜，那么需要维持负第二透镜和负第一透镜之间的空间以及负第二透镜和第三透镜之间的空间，用于容纳凸缘部分。这些空间使得球差校正和像场弯曲(curvature offield)校正变得困难。另外，难以实现大相对孔径和高光学性能。
相反，如果第一透镜组G1包括从物体侧依次排列的负第一透镜、正第二透镜和负第三透镜，并且负第三透镜是塑料透镜，那么只需要考虑负第三透镜和正第二透镜之间的距离。因此，象差校正更加容易，并且第一透镜组G1沿光轴方向的长度较短。因此，理想地是负塑料透镜是第一透镜组G1中的第三透镜，换句话说，理想地是负塑料透镜设置在第一透镜组G1中最靠近像的一侧。
理想地是第二透镜组G2由四个透镜组成。如图1A所示，这四个透镜可以是从物体侧依次排列的正透镜L21、正透镜L22、负透镜L23和正透镜L24。具体地，例如，第二透镜组G2包括从物体侧依次排列的：具有面对物体侧的凸面的正弯月形透镜、双凸透镜、具有面对物体侧的凸面的负弯月形透镜和双凸透镜。另外，当透镜是非球面透镜时，第一透镜组G1和第二透镜组G2中每一个透镜的折射能力符号和形状是近轴区域中的折射能力和形状。
另外，第二透镜组G2包括具有正折射能力的塑料透镜。在根据本发明实施例的可变放大率光学***中，第一透镜组G1具有负塑料透镜，而第二透镜组G2具有正塑料透镜。
塑料透镜可以低于玻璃透镜的成本制造，并且形状或者设计灵活度更高。然而，塑料透镜由于温度波动导致的性能变化比玻璃透镜大。在塑料透镜的性能变化中，折射能力的变化是显著的。因此，在本发明的可变放大率光学***中，使用具有正折射能力的塑料透镜和具有负折射能力的塑料透镜两者。当温度波动时，正塑料透镜的影响和负塑料透镜的影响抵消。因此，可以抑制整个***的性能变化。
塑料透镜的生产具有比玻璃透镜的生产更不稳定的因素。因此，当多个塑料透镜设置在透镜组中时，如果发生诸如不能实现期望光学性能之类的问题时，需要较长的时间和工作来确定问题的起因。因此，在一些情况下生产成本会增加。如果将多个塑料透镜分布到第一透镜组G1和第二透镜组G2中，可以防止生产时的这种风险，因此有利于减小成本。
当将具有负折射能力的塑料透镜和具有正折射能力的塑料透镜分布到不同的透镜组时，理想地是具有负折射能力的塑料透镜设置在具有负折射能力的透镜组中，具有正折射能力的塑料透镜设置在具有正折射能力的透镜组中。在相应的透镜组中，负透镜组中正透镜的个数以及正透镜组中负透镜的个数较小。另外，在许多情况下，负透镜组中的正透镜和正透镜组中的负透镜在相应的透镜组中起重要的作用。因此，如果这些透镜即负透镜组中的正透镜和正透镜组中的负透镜是塑料透镜，温度的波动将会造成大的影响。
另外，理想地是第一透镜组G1中具有负折射能力的塑料透镜的物体侧表面和像侧表面中至少一个是非球面。另外，理想地是第二透镜组G2中具有正折射能力的塑料透镜的物体侧表面和像侧表面中至少一个是非球面。这些透镜的非球面表面有利于象差的校正。另外，具有非球面表面的这些塑料透镜与具有非球面表面的玻璃透镜相比可以以更低的成本生产。
理想地是第一透镜组G1中具有负折射能力的塑料透镜设置在第一透镜组G1中最靠近像的一侧。另外，理想地是第二透镜组G2中具有正折射能力的塑料透镜设置在第二透镜组G2中最靠近物体一侧。即使如本发明的可变放大率光学***中那样将负塑料透镜和正塑料透镜分布到两个不同透镜组中，如果负塑料透镜设置在第一透镜组G1中最靠近像的一侧、且正塑料透镜设置在第二透镜组G2中最靠近物体的一侧，当沿该光学***的光轴方向产生温度梯度时，与这些透镜没有这样设置的情况相比较，可以保持这两个透镜之间的温差较小。
负塑料透镜位于第一透镜组G1中最靠近像的一侧、且在该负塑料透镜上形成至少一个非球面表面的结构有利于像场弯曲的校正。另外，正塑料透镜位于第二透镜组G2中最靠近物体一侧、且在正塑料透镜上形成至少一个非球面表面的结构使得易于实现球差的校正。另外，易于实现大的相对孔径。当按照这样的方式使用塑料透镜并且有效地设置非球面表面时，可以在减小生产成本的情况下实现小尺寸、广角、大相对孔径和高光学性能。
另外，在根据本发明实施例的可变放大率光学***中，对每一个塑料透镜的折射能力的期望范围进行调节以获得高性能光学***。本发明的可变放大率光学***构建为满足以下公式(1)和(2)：
5.0＜fpp/fw＜7.5 (1)；和
-7.0＜fpn/fw＜-6.0(2)，
其中fpn是第一透镜组G1中具有负折射能力的塑料透镜的焦距，fpp是第二透镜组G2中具有正折射能力的塑料透镜的焦距，以及fw是该可变放大率光学***的整个***在广角端的焦距。
当fpp/fw的值小于公式(1)所定义的下限时，在广角端对球差和像场弯曲校正过度。另外，在远距端对球差和像场弯曲校正不足。当fpp/fw的值大于公式(1)所定义的上限时，广角端的球差、纵向色差和横向色差的幅度变得不可忽略。另外，远距端的横向色差变差。
更理想地是满足以下公式(1-1)：
5.4＜fpp/fw＜7.1 (1-1)。
当fpn/fw的值小于公式(2)定义的下限时，广角端的横向色差变差。另外，在远距端，球差校正不足，纵向色差变差。当fpn/fw的值大于公式(2)定义的上限时，横向色差在可变放大率的整个范围内都变差。
更理想地是满足以下公式(2-1)：
-6.8＜fpn/fw＜-6.2 (2-1)。
另外，理想地是本发明实施例中的可变放大率光学***具有以下元件。本发明的实施例可以包括所述元件之一或者任意组合的多个元件。
理想地是第二透镜组G2中具有正折射能力的塑料透镜满足以下公式(3)：
52.0＜vdpp＜58.0 (3)，
其中v dpp是第二透镜组G2中具有正折射能力的塑料透镜的材料相对于d-线(波长是587.6nm)的阿贝数。当具有正折射能力的塑料透镜设置在第二透镜组G2中最靠近物体一侧时，公式(3)定义的阿贝数的范围更加有效。
当v dpp的值大于公式(3)定义的上限时，远距端的纵向色差变差。当v dpp的值小于公式(3)定义的下限时，广角端的横向色差变差，并且可变放大率光学***的性能退化。
更理想地是满足以下公式(3-1)：
54.0＜vdpp ＜57.0 (3-1)。
理想地是第一透镜组G1中具有负折射能力的塑料透镜满足以下公式(4)：
v dpn＞54.0 (4)，
其中v dpn是第一透镜组G1中具有负折射能力的塑料透镜的材料相对于d-线的阿贝数。另外，当具有负折射能力的塑料透镜设置在第一透镜组G1中最靠近像一侧时，公式(4)定义的阿贝数的范围更加有效。当v dpn的值小于公式(4)定义的下限时，远距端的纵向色差变差，且象差的幅度变得不可忽略。
更理想地是满足以下公式(4-1)：
54.0＜v dpn＜57.0 (4-1)。
当v dpn的值大于公式(4-1)定义的上限时，广角端的横向色差变差。
理想地是满足以下公式(5)：
-1.2×10-4＜pp(dn/dT)＜-8.8×10-5 (5)，
其中第二透镜组G2中具有正能力的塑料透镜相对于e-线(波长为546.07nm)温度每上升1°的折射率变化是pp(dn/dT)。选择满足公式(5)的材料可以抑制由温度波动引起的性能变化。
另外，更理想地是满足以下公式(5-1)：
-10.0×10-5＜pp(dn/dT)＜-9.0×10-5 (5-1)。
理想地是满足以下公式(6)：
-1.2×10-4＜pn(dn/dT)＜-8.8×10-5 (6)，
其中第一透镜组G1中具有负能力的塑料透镜相对于e-线温度每上升1°的折射率变化是pn(dn/dT)。选择满足公式(6)的材料可以抑制由温度波动引起的可变放大率光学***的性能变化。
另外，理想地是满足以下公式(6-1)：
-10.0×10-5＜pn(dn/dT)＜-9.0×10-5 (6-1)。
当本发明的可变放大率光学***需要耐受各种环境条件时，理想地是该可变放大率光学***的整个***中最靠近物体侧的透镜和最靠近像侧的透镜由塑料之外的其他材料制成。当可变放大率光学***安装到监视摄像机等并且户外使用时，设置在最靠近物体一侧的透镜不断暴露于阳光下。因此，如果该透镜是塑料透镜，存在该塑料透镜的质量退化或者变化的风险。另外，灰尘通过静电粘附到塑料透镜比粘附到玻璃透镜更加容易。因此，如果设置在最靠近像一侧的透镜是塑料透镜，灰尘粘附到该塑料透镜上可能使图像质量退化。
当本发明的可变放大率光学***安装到监视摄像机等上，并且用于恶劣环境条件时，应该使由温度波动引起的可变放大率光学***的性能变化最小化。在这种情况下，可变放大率光学***可以只包括两个塑料透镜，即第一透镜组G1中的负塑料透镜和第二透镜组G2中的正塑料透镜。可选地，当必须减小可变放大率光学***的成本和重量时，可变放大率光学***可以包括三个或三个以上的塑料透镜。
当本发明的可变放大率光学***用于恶劣环境条件时，理想地是涂覆多层涂层进行保护。另外，可以涂覆抗反射涂层以在使用期间减小重影光。
在图1A和图1B所示的示例中，光学构件PP设置在透镜***和成像平面之间。可以将诸如低通滤波器滤波器和截止特定波段分量的滤波器之类的各种滤波器等设置为光学构件PP。可选地，各种滤波器等可以设置在透镜之间。另外，代替设置各种滤波器等，可以将作用与各种滤波器等的作用类似的涂层涂覆到至少一个透镜的透镜表面。
接下来将描述本发明的可变放大率光学***的数值示例。在图1A和图1B中示出了示例1中的可变放大率光学***的截面图。另外，在图2A和2B、3A和3B、4A和4B、5A和5B以及6A和6B中分别示出了示例2、3、4、5和6中的可变放大率光学***的截面图。按照与示例1的截面图类似的方式示出了示例2至6中的截面图。
表1示出了与示例1的可变放大率光学***有关的透镜数据，表2示出了与示例1中的变焦有关的数据。另外，表3示出了与示例1中的非球面表面有关的数据。类似地，表4至18示出了与示例2至6的可变放大率光学***有关的透镜数据、与示例2至6中的变焦有关的数据以及与非球面表面有关的数据。表中符号的意思将使用示例1来描述。示例2至6中符号的意思基本上与示例1类似。
在表1的透镜数据中，列Si示出了第i个表面(i＝1，2，3，…)的表面号码。最靠近物体侧的元件在物体侧的表面的表面号码为1，表面号码朝着像侧顺序增加。列Ri示出了第i个表面的曲率半径，列Di示出了在光轴Z上第i个表面和第(i+1)个表面之间的距离。列Ndj示出了第j个光学元件(j＝1，2，3，…)对于d-线(波长是587.6nm)的折射率。最靠近物体侧的光学元件的号码为1，由“j”表示的号码朝着像侧顺序增加。另外，列v dj示出了第j个光学元件对于d-线的阿贝数。这里，当面对物体侧的表面是凸面时，曲率半径的符号为正；当面对像侧的表面是凸面时，曲率半径的符号为负。透镜数据包括孔径光阑St、光学构件PP和像面。在表面号码的列Si中，对于与孔径光阑St和像面Sim相对应的表面，在表面号码之后分别写入了术语“(孔径光阑)”和术语“(像面)”。
在表1的透镜数据中，“变量1”、“变量2”和“变量3”写入到在放大率变化时表面间距离改变的行中。“变量1”代表第一透镜组G1和孔径光阑St之间的距离。“变量2”代表孔径光阑St和第二透镜组G2之间的距离。另外，“变量3”代表第二透镜组G2和光学构件PP之间的距离。
表2中有关变焦的数据示出了整个***在广角端和远距端对于d-线的焦距、F值、全视角以及“变量1”、“变量2”和“变量3”的值。在透镜数据和有关变焦的数据中，角度以度为单位来表示，长度由“mm”为单位表示。然而，因为光学***在成比例放大或成比例缩小时可用，可以使用其他合适的单位。
在表1的透镜数据中，标记“*”附于非球面表面的表面号码。表1示出了近轴曲率半径的数值作为非球面表面的曲率半径。表3中与非球面有关的数据是针对非球面表面的非球面系数。在表3的与非球面有关的数据中，数值“E-n”(n是整数)代表“×10-n”，“E+n”代表“×10+n”。另外，非球面系数是表示非球面表面的以下方程中的系数K、Am(m＝2，3，4，...20)。
Zd＝C·h2/{1+(1-K·C2·h2)1/2}+∑Am·hm，其中
Zd：非球面表面的深度(从非球面表面上高度为h的点到与光轴垂直的平坦平面的垂线的长度，所述平坦平面与所述非球面表面的顶点接触)；
h：高度(从光轴到透镜表面的距离)；
C：近轴曲率半径；以及
K，Am：非球面系数(m＝2，3，4，…20)。
[表1]
示例1透镜数据
[表2]
示例1与变焦有关的数据
| 焦距 | Fno. | 全视角 | 变量1 | 变量2 | 变量3 | |
| 广角端 | 2.88 | 1.35 | 129 | 10.47 | 9.75 | 2.00 |
| 远距端 | 9.86 | 3.06 | 35 | 2.36 | 0.44 | 11.31 |
[表3]
示例1与非球面表面有关的数据
| 表面号码 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| K | 5.953471E+00 | 1.131838E+01 | 1.795386E+00 | -3.466227E+02 |
| A2 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 |
| A3 | 1.499963E-03 | 4.097222E-04 | 4.305302E-04 | 9.138047E-04 |
| A4 | -4.809143E-03 | -3.581559E-03 | -5.538456E-04 | -3.610675E-04 |
| A5 | 1.253511E-03 | -1.858225E-04 | 1.214004E-04 | 5.916926E-04 |
| A6 | -2.960417E-04 | 4.205971E-04 | 1.685269E-06 | -1.895175E-04 |
| A7 | 6.814185E-05 | -1.170012E-04 | -2.010678E-05 | 1.614558E-05 |
| A8 | -2.196594E-06 | 1.326119E-05 | 3.662879E-06 | 4.247834E-06 |
| A9 | -1.930435E-06 | 1.012210E-06 | 3.611759E-07 | -6.940360E-07 |
| A10 | 1.186394E-07 | -3.761999E-07 | -5.858011E-09 | -6.934618E-08 |
| A11 | -5.401798E-09 | -7.374291E-08 | -3.742060E-08 | 1.056625E-08 |
| A12 | 9.447640E-09 | -1.941823E-09 | -1.470015E-09 | 3.365346E-10 |
| A13 | 2.533492E-09 | 8.496297E-09 | 8.001291E-10 | 8.847324E-11 |
| A14 | -4.432403E-10 | 5.062277E-10 | 1.687258E-10 | -3.477673E-11 |
| A15 | -1.856245E-10 | -9.119680E-11 | 1.517606E-13 | -1.286186E-12 |
| A16 | -1.321709E-11 | -5.369298E-11 | -2.422240E-12 | 8.942555E-14 |
| A17 | 1.054292E-11 | -2.386431E-11 | -1.741159E-12 | 3.323559E-13 |
| A18 | 2.148406E-12 | 3.607016E-12 | 6.531521E-14 | -3.773573E-15 |
| A19 | -8.415343E-13 | 1.263090E-12 | 6.934769E-14 | -1.136408E-14 |
| A20 | 6.314542E-14 | -1.832252E-13 | -6.889380E-15 | 8.716830E-16 |
[表4]
示例2透镜数据
[表5]
示例2与变焦有关的数据
| 焦距 | Fno. | 全视角 | 变量1 | 变量2 | 变量3 | |
| 广角端 | 2.88 | 1.35 | 129 | 10.28 | 9.94 | 1.00 |
| 远距端 | 9.95 | 3.09 | 34 | 2.21 | 0.53 | 10.41 |
[表6]
示例2与非球面表面有关的数据
| 表面号码 | 5 | 6 | 8 | 9 |
| K | 6.774423E+00 | 1.119753E+01 | 1.862106E+00 | -6.630475E+02 |
| A2 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 |
| A3 | 1.600038E-03 | 5.587273E-04 | 3.423141E-04 | 7.763481E-04 |
| A4 | -4.862788E-03 | -3.652943E-03 | -5.705539E-04 | -3.882487E-04 |
| A5 | 1.286542E-03 | -1.812058E-04 | 1.191411E-04 | 5.861538E-04 |
| A6 | -2.993790E-04 | 4.316680E-04 | 7.257455E-08 | -1.889802E-04 |
| A7 | 6.644692E-05 | -1.191672E-04 | -2.011651E-05 | 1.606126E-05 |
| A8 | -2.148143E-06 | 1.300505E-05 | 3.646955E-06 | 4.228764E-06 |
| A9 | -1.889766E-06 | 1.045549E-06 | 3.626404E-07 | -6.914470E-07 |
| A10 | 1.270135E-07 | -3.852205E-07 | -4.911684E-09 | -6.985015E-08 |
| A11 | -6.880858E-09 | -7.071523E-08 | -3.754873E-08 | 1.044537E-08 |
| A12 | 9.216154E-09 | -2.684307E-09 | -1.508339E-09 | 3.254007E-10 |
| A13 | 2.476911E-09 | 8.697219E-09 | 7.936180E-10 | 9.060268E-11 |
| A14 | -4.280795E-10 | 5.568698E-10 | 1.680782E-10 | -3.440360E-11 |
| A15 | -1.846924E-10 | -1.000219E-10 | 1.811318E-13 | -1.475586E-12 |
| A16 | -1.281410E-11 | -5.547934E-11 | -2.394757E-12 | 3.585212E-14 |
| A17 | 1.050096E-11 | -2.386869E-11 | -1.743654E-12 | 3.377405E-13 |
| A19 | 2.192583E-12 | 3.616916E-12 | 6.445597E-14 | -3.622037E-15 |
| A19 | -8.414734E-13 | 1.265895E-12 | 6.950955E-14 | -1.111491E-14 |
| A20 | 6.333726E-14 | -1.824693E-13 | -6.890454E-15 | 8.627451E-16 |
[表7]
示例3透镜数据
[表8]
示例3与变焦有关的数据
| 焦距 | Fno. | 全视角 | 变量1 | 变量2 | 变量3 | |
| 广角端 | 2.88 | 1.35 | 130 | 10.22 | 9.96 | 1.00 |
| 远距端 | 9.95 | 3.09 | 34 | 2.25 | 0.54 | 10.43 |
[表9]
示例3与非球面表面有关的数据
| 表面号码 | 5 | 6 | 8 | 9 |
| K | 6.797169E+00 | 1.113190E+01 | 1.872214E+00 | -7.966624E+02 |
| A2 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 |
| A3 | 1.690115E-03 | 5.903695E-04 | 3.373007E-04 | 7.883984E-04 |
| A4 | -4.844460E-03 | -3.619851E-03 | -5.713705E-04 | -3.874020E-04 |
| A5 | 1.2888979E-03 | -1.783945E-04 | 1.193600E-04 | 5.867937E-04 |
| A6 | -2.988457E-04 | 4.321703E-04 | 5.225916E-09 | -1.888646E-04 |
| A7 | 6.653208E-05 | -1.191687E-04 | -2.012106E-05 | 1.594259E-05 |
| A8 | -2.132228E-06 | 1.300604E-05 | 3.648657E-06 | 4.232457E-06 |
| A9 | -1.899319E-06 | 1.035810E-06 | 3.618930E-07 | -6.904024E-07 |
| A10 | 1.252518E-07 | -3.872813E-07 | -5.006173E-09 | -6.968316E-03 |
| A11 | -6.891840E-09 | -7.048325E-08 | -3.757674E-08 | 1.040330E-08 |
| A12 | 9.207481E-09 | -2.697074E-09 | -1.510417E-09 | 3.179460E-10 |
| A13 | 2.478313E-09 | 8.714362E-09 | 7.934193E-10 | 9.100040E-11 |
| A14 | -4.278824E-10 | 5.602324E-10 | 1.680477E-10 | -3.433110E-11 |
| A15 | -1.841579E-10 | -1.003549E-10 | 1.948112E-13 | -1.523752E-12 |
| A16 | -1.271159E-11 | -5.553430E-11 | -2.392512E-12 | 3.397321E-14 |
| A17 | 1.049333E-11 | -2.385137E-11 | -1.743675E-12 | 3.380721E-13 |
| A18 | 2.131344E-12 | 3.615462E-12 | 6.443886E-14 | -3.550523E-15 |
| A19 | -8.417231E-13 | 1.265635E-12 | 6.949752E-14 | -1.110818E-14 |
| A20 | 6.329888E-14 | -1.824941E-13 | -6.892922E-15 | 8.641556E-16 |
[表10]
示例4透镜数据
[表11]
示例4与变焦有关的数据
| 焦距 | Fno. | 全视角 | 变量1 | 变量2 | 变量3 | |
| 广角端 | 2.88 | 1.34 | 129 | 10.18 | 10.02 | 1.00 |
| 远距端 | 9.95 | 3.08 | 34 | 2.24 | 0.58 | 10.44 |
[表12]
示例4与非球面表面有关的数据
| 表面号码 | 5 | 8 | 8 | 9 |
| K | 6.876170E+00 | 1.119860E+01 | 1.871471E+00 | -6.314412E+02 |
| A2 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 |
| A3 | 1.728443E-03 | 4.130874E-04 | 3.127306E-04 | 7.759135E-04 |
| A4 | -4.866560E-03 | -3.570209E-03 | -5.817302E-04 | -3.839830E-04 |
| A5 | 1.286906E-03 | -1.831351E-04 | 1.171114E-04 | 5.859652E-04 |
| A6 | -2.993836E-04 | 4.313983E-04 | 5.204458E-08 | -1.888632E-04 |
| A7 | 6.657827E-05 | -1.192158E-04 | -2.012057E-05 | 1.592164E-05 |
| A8 | -2.115133E-06 | 1.299108E-05 | 3.650065E-06 | 4.229923E-06 |
| A9 | -1.898337E-06 | 1.036066E-06 | 3.594175E-07 | -6.904442E-07 |
| A10 | 1.254334E-07 | -3.872264E-07 | -5.332051E-09 | -7.085308E-08 |
| A11 | -6.907043E-09 | -7.017867E-08 | -3.763142E-08 | 1.044235E-08 |
| A12 | 0.195224E-09 | -2.662544E-09 | -1.517505E-09 | 3.247659E-10 |
| A13 | 2.473900E-09 | 8.707441E-09 | 7.924400E-10 | 9.225095E-11 |
| A14 | -4.283802E-10 | 5.589061E-10 | 1.679454E-10 | -3.413615E-11 |
| A15 | -1.842876E-10 | -1.005781E-10 | 2.583332E-13 | -1.501826E-12 |
| A16 | -1.269350E-11 | -5.558093E-11 | -2.381605E-12 | 3.748071E-14 |
| A17 | 1.049333E-11 | -2.384998E-11 | -1743222E-12 | 3.368503E-13 |
| A18 | 2.129442E-12 | 3.614773E-12 | 6.451073E-14 | -3.787380E-15 |
| A19 | -8.415721E-13 | 1.265951E-12 | 6.949171E-14 | -1.107976E-14 |
| A20 | 6.338386E-14 | -1.824599E-13 | -6.895964E-15 | 8.700801E-16 |
[表13]
示例5透镜数据
[表14]
示例5与变焦有关的数据
| 焦距 | Fno. | 全视角 | 变量1 | 变量2 | 变量3 | |
| 广角端 | 3.05 | 1.35 | 123 | 10.32 | 9.35 | 1.00 |
| 远距端 | 10.08 | 2.93 | 34 | 1.89 | 0.64 | 9.70 |
[表15]
示例5与非球面表面有关的数据
| 表面号码 | 5 | 6 | 8 | 9 |
| K | 1.536804E+01 | 1.09860E+01 | 1.672772E+00 | -6.294515E+28 |
| A2 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 |
| A3 | 1.667339E-03 | 5.990897E-04 | 2.158384E-04 | 6.200310E-04 |
| A4 | -5.094958E-03 | -3.815821E-03 | -5.594017E-04 | -4.462140E-04 |
| A5 | 1.322841E-03 | -1.720734E-04 | 1.163872E-04 | 5.816167E-04 |
| A6 | -2.941293E-04 | 4.360131E-04 | -1.284938E-06 | -1.890958E-04 |
| A7 | 6.557575E-05 | -1.187658E-04 | -2.001156E-05 | 1.629314E-05 |
| A8 | -2.158377E-06 | 1.298081E-05 | 3.674752E-06 | 4.260005E-06 |
| A9 | -1.893465E-06 | 1.026974E-06 | 3.674812E-07 | -7.009920E-07 |
| A10 | 1.276026E-07 | -3.912692E-07 | -5.611062E-09 | -6.904555E-08 |
| A11 | -7.183363E-09 | -6.952044E-08 | -3.772506E-08 | 9.948444E-09 |
| A12 | 9.127444E-09 | -3.327524E-09 | -1.543898E-09 | 3.200213E-10 |
| A13 | 2.520750E-09 | 8.768913E-09 | 7.852366E-10 | 8.254407E-11 |
| A14 | -4.278846E-10 | 5.765232E-10 | 1.654024E-10 | -3.355736E-11 |
| A15 | -1.838340E-10 | -1.050044-10 | 2.029149E-13 | -1.514041E-12 |
| A16 | -1.338855E-11 | -5.534135E-11 | -2.321581E-12 | 9.335833E-14 |
| A17 | 1.055161E-11 | -2.364666E-11 | -1.726467E-12 | 3.326002E-13 |
| A18 | 2.147372E-12 | 3.612996E-12 | 6.505956E-14 | -2.848616E-15 |
| A19 | -8.410354E-13 | 1.277601E-12 | 6.952816E-14 | -1.120180E-14 |
| A20 | 6.290973E-14 | -1.854122E-13 | -7.012009E-15 | 8.562071E-16 |
[表16]
示例6透镜数据
[表17]
示例6与变焦有关的数据
| 焦距 | Fno. | 全视角 | 变量1 | 变量2 | 变量3 | |
| 广角端 | 3.10 | 1.35 | 122 | 10.00 | 8.25 | 1.00 |
| 远距端 | 9.30 | 2.65 | 37 | 1.54 | 0.82 | 8.40 |
[表18]
示例6与非球面表面有关的数据
| 表面号码 | 5 | 6 | 8 | 9 |
| K | 1.407044E+01 | 1.126557E+01 | 1.582502E+00 | -8.762786E+33 |
| A2 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 | 0.000000E+00 |
| A3 | 2.195490E-03 | 9.024371E-04 | 1.799551E-04 | 6.537373E-04 |
| A4 | -5.295119E-03 | -3.872061E-03 | -5.632745E-04 | -4.923630E-04 |
| A5 | 1.343402E-03 | -1.742916E-04 | 1.113337E-04 | 5.803290E-04 |
| A6 | -2.925946E-04 | 4.394039E-04 | -1.425018E-06 | -1.897687E-04 |
| A7 | 6.558536E-05 | -1.190888E-04 | -2.059962E-05 | 1.593446E-05 |
| A8 | -2.225015E-06 | 1.290478E-05 | 3.695751E-06 | 4.227654E-06 |
| A9 | -1.886348E-06 | 1.039112E-06 | 3.702771E-07 | -7.100659E-07 |
| A10 | 1.266826E-07 | -3.914077E-07 | -5.290590E-09 | -6.949856E-08 |
| A11 | -7.574544E-09 | -7.017678E-08 | -3.802690E-08 | 1.060043E-08 |
| A12 | 9.102987E-09 | -3.311133E-09 | -1.495702E-09 | 2.633022E-10 |
| A13 | 2.515682E-09 | 8.767263E-09 | 7.826989E-10 | 8.727182E-11 |
| A14 | -4.365779E-10 | 5.835622E-10 | 1.645247E-10 | -3.071276E-11 |
| A15 | -1.788872E-10 | -1.030492E-10 | 3.966008E-14 | -1.525002E-12 |
| A16 | -1.326680E-11 | -5.521848E-11 | -2.255800E-12 | 3.761581E-14 |
| A17 | 1.053555E-11 | -2.363610E-11 | -1.725204E-12 | 3.331230E-13 |
| A18 | 2.122143E-12 | 3.585338E-12 | 6.612122E-14 | -3.037283E-15 |
| A19 | -8.408500E-13 | 1.278926E-12 | 8.955788E-14 | -1.140188E-14 |
| A20 | 6.318507E-14 | -1.857924E-13 | -7.089990E-15 | 8.725049E-16 |
下面描述示例1的可变放大率光学***的示意性结构。在示例1的可变放大率光学***中，第一透镜组G1包括三个透镜L11、L12、L3，第二透镜组G2包括四个透镜L21、L22、L23、L24。这些透镜组和透镜从该可变放大率光学***的物体侧依次排列。在第一透镜组G1中，透镜L11具有凸面面对物体侧的负弯月形形状，透镜L12具有凸面面对像侧的正弯月形形状。另外，透镜L13在其近轴区具有双凹形状。在第二透镜组G2中，透镜L21具有在其近轴区凸面面对物体侧的正弯月形形状，透镜L22具有双凸形状。另外，透镜L23具有凸面面对物体侧的负弯月形形状，透镜L24具有双凸形状。另外，L13的两个表面以及L21的两个表面都是非球面。透镜L13和透镜L21是塑料透镜。在改变放大率时孔径光阑St固定。示例2至6中的可变放大率光学***的示意性结构与示例1的结构类似。
图7A至图7D是分别示出了示例1的可变放大率光学***在广角端的球差(spherical aberration)、像散(astigmatism)、失真(distortion)和横向色差(lateral chromatic aberration)(放大色差)的图。另外，图7E至图7H是分别示出了示例1的可变放大率光学***在远距端的球差、像散、失真和横向色差(放大色差)的图。这些图示出了相对于d-线的象差。在示出了球差的图中，也示出了相对于g-线(波长是435.8nm)和C-线(波长656.3nm)的象差。在示出了横向色差的图中，也示出了涉及g-线和C-线的象差。在示出了像散的图中，用实线表示相对于径向方向的象差，用虚线表示相对于切向方向的象差。在示出了球差的图中，“Fno.”代表F值。在其他图中，ω表示一半视角。
类似地，图8A至8H、图9A至9H、图10A至10H、图11A至11H以及图12A至12H是分别示出了示例2至6的可变放大率光学***的象差的图。这些图示出了广角端和远距端的象差。
表19示出了针对示例1至6的可变放大率光学***与公式(1)至(6)相对应的值。在表19中，涉及公式(1)至(4)的值是相对于d-线的值，涉及公式(5)和(6)的值是相对于e-线的值。
[表19]
在所有示例1至6中，可变放大率光学***是包括两个塑料透镜的7透镜的透镜***。另外，可变放大率光学***的尺寸较小，并且可以低成本地生产可变放大率光学***。示例1至6的每一个中的可变放大率光学***满足公式(1)至6。另外，每一个示例中的可变放大率光学***在广角端具有122至130°范围内的全视角，同时在广角端维持约1.3的F值，这意味着大相对孔径。另外，在可变放大率光学***中按照良好的方式校正每一种象差，并且可变放大率光学***的光学性能极佳。
图13是示出了根据本发明实施例的使用可变放大率光学***的成像设备结构的示意图。成像设备的示例是监控或监视摄像机、视频摄像机、电子照相机等。
图13所示的成像设备10包括可变放大率光学***1、滤波器2、成像装置3和信号处理单元4。滤波器2设置在可变放大率光学***1的像侧，成像装置3对由可变放大率光学***1形成的物体的像进行成像。信号处理单元4对从成像装置3输出的信号进行处理操作。可变放大率光学***1包括负第一透镜组G1、孔径光阑St和正第二透镜组G2。在图13中，示意性示出了透镜组。成像装置3将由可变放大率光学***1形成的光学像转换为电信号。成像装置3设置为使得成像装置3的像面和可变放大率光学***1的像面相同。可以将例如CCD、CMOS等用作成像装置3。
另外，成像设备10包括变焦控制单元5、聚焦控制单元6和光阑控制单元7。变焦控制单元5改变可变放大率光学***1的放大率。聚焦控制单元6调节可变放大率光学***1的聚焦。光阑控制单元7改变孔径光阑St的孔径直径。在图13所示的示例中，通过移动第一透镜组G1来调节聚焦。然而，用于调节聚焦的方法不局限于此。
以上已经通过使用实施例和示例描述了本发明。然而，本发明不局限于这些实施例和示例，各种修改都是可能的。例如，诸如每一透镜元件的曲率半径、表面间距离、折射率、阿贝数和非球面系数等值不局限于数值示例中的值，也可以是其他值。
Claims (9)
1.一种可变放大率光学***，由从所述可变放大率光学***的物体侧依次排列的以下部件构成：
具有负折射能力的第一透镜组；
光阑；以及
具有正折射能力的第二透镜组，
其中通过沿光轴方向改变所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离，来改变所述可变放大率光学***的放大率，以及
其中所述第一透镜组包括具有负折射能力的塑料透镜，所述具有负折射能力的塑料透镜设置在所述第一透镜组中最靠近像侧；以及
其中所述第二透镜组包括具有正折射能力的塑料透镜，所述具有正折射能力的塑料透镜设置在所述第二透镜组中最靠近物体侧；以及
其中满足以下公式(1)和(2)：
5.0＜fpp/fw＜7.5 (1)；和
-7.0＜fpn/fw＜-6.0 (2)，其中
fpn是设置在所述第一透镜组中最靠近像侧的所述具有负折射能力的塑料透镜的焦距，
fpp是设置在所述第二透镜组中最靠近物体侧的所述具有正折射能力的塑料透镜的焦距，以及
fw是所述可变放大率光学***的整个***在广角端的焦距。
2.根据权利要求1所述的可变放大率光学***，其中所述第一透镜组包括从物体侧依次排列的三个透镜：负透镜、正透镜和负透镜。
3.根据权利要求1所述的可变放大率光学***，其中所述第二透镜组包括四个透镜。
4.根据权利要求1所述的可变放大率光学***，其中满足以下公式(3)：
52.0＜v dpp＜58.0 (3)，其中
v dpp是所述具有正折射能力的塑料透镜的材料相对于d-线的阿贝数。
5.根据权利要求1所述的可变放大率光学***，其中满足以下公式(4)：
v dpn＞54.0 (4)，其中
v dpn是所述具有负折射能力的塑料透镜的材料相对于d-线的阿贝数。
6.根据权利要求1所述的可变放大率光学***，其中所述具有正折射能力的塑料透镜和所述具有负折射能力的塑料透镜中的每一个具有至少一个非球面。
7.根据权利要求1所述的可变放大率光学***，其中当从广角端向远距端改变所述可变放大率光学***的放大率时，所述第一透镜组在从所述可变放大率光学***的物体侧向所述可变放大率光学***的像侧移动之后，从像侧向物体侧移动。
8.根据权利要求1所述的可变放大率光学***，其中所述可变放大率光学***的整个***中最靠近物体侧的透镜和最靠近像侧的透镜由塑料之外的其他材料制成。
9.一种成像设备，包括：
根据权利要求1至8中任一项所述的可变放大率光学***。
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