CN1758084A - 变焦镜头*** - Google Patents

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CN1758084A CNA2005101082688A CN200510108268A CN1758084A CN 1758084 A CN1758084 A CN 1758084A CN A2005101082688 A CNA2005101082688 A CN A2005101082688A CN 200510108268 A CN200510108268 A CN 200510108268A CN 1758084 A CN1758084 A CN 1758084A
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Abstract

一种变焦镜头***，包括负第一透镜组和正第二透镜组。负第一透镜组包括一个负透镜元件和一个正透镜元件。正第二透镜组包括一个正透镜元件，一个负透镜元件以及一个负透镜元件。至少物体侧正透镜元件与负透镜元件粘合。本发明的变焦镜头***满足下列条件：
1.5＜f2G/(fT/fW)＜3.0 (1)
1＜f2G/(mW－mT)/(fT/fW)＜3.0 (2)
其中F2G表示正第二透镜组的焦距；mW表示正第二透镜组在短焦距末端的横向放大率；mT表示正第二透镜组在长焦距末端的横向放大率；fT表示整个变焦镜头***在长焦距末端的焦距；以及fW表示整个变焦镜头***在短焦距末端的焦距。

Description

变焦镜头***
技术领域
本发明涉及一种在装配有相机的蜂窝式电话以及PDA(PersonalDigital Assistant)等中使用的微型数码相机变焦镜头***。
背景技术
在成像装置中形成图像的数码相机不仅用于相机本身，而且还可容纳于蜂窝式电话及PDA等装置中。为此，人们试图在使变焦镜头***微型化的同时，使其像素值也得到增加(更高的分辨率)。
如果将像素设置稀疏的传统成像装置的变焦透镜***用于像素设置密集(更高的分辨率)的成像装置的话，即使是在传统的像素设置稀疏的成像装置形成的图像尺寸与像素设置密集的成像装置形成的图像尺寸相同的情况下，也不能达到所要求的光学性能。
例如，在现有技术中，主要用于蜂窝式电话中的对角线图像高度(diagonal image height)为2.0mm(y＝2.0mm)的成像装置，也能用于带有三个透镜元件的变焦镜头***。然而，现在认识到近年来的高分辨成像装置不能达到具有三透镜元件的变焦镜头***的足够的光学性能。当然，如果变焦镜头***由较多的透镜元件构成的话，也能得到足够的光学性能，例如由七个透镜元件构成。然而，具有如此数目众多的透镜元件的变焦镜头***不可避免地使其整个尺寸相应变大，因而不能安装于较小的机件中，如蜂窝式电话。
发明内容
本发明提供了一种变焦镜头***，其可实现如下方面：
(a)以数目较少的透镜元件得到较高的光学性能，也就是说，使透镜元件的数目与光学性能得到很好的平衡；以及
(b)变焦比大约为3。
本发明为得到能用于对角线图像高度(y)为3.0mm、像素为3兆的高分辨成像装置的变焦镜头***而设计。
为了上述目的，本发明的变焦镜头***由5个透镜元件构成，与现有技术相比透镜元件的数目相对较少；而且变焦镜头***形成负极型(negative-lead type)变焦镜头***。更特别地，这五个透镜元件被分成两组，即从物体侧起，依次为具有负折光力的第一组透镜(此后称为负第一透镜组)和具有正折光力的第二组透镜(此后称为正第二透镜组)。此后，每个透镜组的透镜设置可基于设计要求适当确定。
根据本发明的一个方面，提供了一种由物体侧起依次包括负第一透镜组和正第二透镜组的变焦镜头***。
由物体侧起，负第一透镜组依次包括一个负透镜元件和一个正透镜元件。
由物体侧起，正第二透镜组依次包括一个正透镜元件，一个负透镜元件以及一个负透镜元件，至少物体侧正透镜元件与负透镜元件粘合。
本发明的变焦镜头***满足下列条件：
1.5＜f2G/(fT/fW)＜3.0                         (1)
1＜f2G/(mW-mT)/(fT/fW)＜3.0                (2)
其中
F2G表示正第二透镜组的焦距；
mW表示正第二透镜组短焦距末端的纵向放大率；
mT表示正第二透镜组长焦距末端的纵向放大率；
fT表示整个变焦镜头***在长焦距末端的焦距；以及
fW表示整个变焦镜头***在短焦距末端的焦距。
变焦镜头***优选满足下列条件：
1.0＜|f1G|/f2G＜1.6                             (3)
其中
F1G表示负第一透镜组的焦距；以及
F2G表示正第二透镜组的焦距。
变焦镜头***优选满足下列条件：
15＜vp-vn                                         (4)
其中
Vp表示正第二透镜组的正透镜元件图像侧的阿贝数(Abbenumber)；以及
vn表示正第二透镜组的负透镜元件图像侧的阿贝数。
变焦镜头***优选满足下列条件：
18°＜βW＜25°                                              (5)
其中
βW表示由光轴与其最邻近的由最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间形成的短焦距末端的出射角。
变焦镜头***优选满足下列条件：
βW-βT＜10°                                                (6)
其中
βW表示由光轴与其邻近的由最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间形成的短焦距末端的出射角；以及
βT表示由光轴与其邻近的由变焦镜头***的最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间形成的长焦距末端的出射角。
在变焦镜头***的正第二透镜组中，物体侧正透镜元件及负透镜元件可形成胶合的透镜元件，或者可将所有三个透镜元件都形成胶合的透镜元件。
在所有三个透镜元件都胶合的情况下，正第二透镜组优选满足如下条件：
(Nn-Np)/rc2＜0.1                  (7)
其中
Nn表示与正第二透镜组的负透镜元件的图像侧相关的d-线的折光率；
Np表示与正第二透镜组的图像侧正透镜元件相关的d-线的折光率；以及
rc2表示正第二透镜组的负透镜元件与图像侧正透镜元件之间的胶合表面的曲率半径。
而且，在所有三个透镜元件都胶合的情况下，物体侧正透镜元件及负透镜元件优选满足如下条件：
0＜rc1                             (8)
其中
rc1表示正第二透镜组的物体侧正透镜元件与负透镜元件之间的胶合表面的曲率半径。
此外，在所有三个透镜元件都胶合的情况下，变焦镜头***的正第二透镜组优选满足如下条件：
20＜vp-vn                         (4’)
其中
vp表示正第二透镜组的图像侧正透镜元件阿贝数；以及
vn表示正第二透镜组的负透镜元件图像侧阿贝数。
在所有三个透镜元件都胶合的情况下，在满足如下条件的变焦镜头***的全部变焦范围内很容易进行像差(aberration)校正：
2.8＜fT/fW                       (9)
其中
fT表示整个变焦镜头***的长焦距末端的焦距；并且
fW表示整个变焦镜头***的短焦距末端的焦距。
而且，在所有三个透镜元件都胶合的情况下，变焦镜头***优选满足下列条件：
3°＜βW-βT＜10°                             (6’)
其中
βW表示由光轴与邻近的由变焦镜头***的最大图像侧透镜表面发出并因而具有最大成像高度的成束偏轴光射线之间形成的短焦距末端的出射角；以及
βT表示由光轴与其邻近的由变焦镜头***的最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间形成的长焦距末端的出射角。
本申请涉及申请号为2004-295043(2004年10月7日申请)的日本专利申请中所包括的内容，在此其内容全部明确地包含于本申请中。
附图说明
参照附图，下面将对本发明进行详细讨论，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图2A、2B、2C及2D显示了在图1显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图3A、3B、3C及3D显示了在图1显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图4A、4B、4C及4D显示了在图1显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差；
图5是根据本发明的第二实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图6A、6B、6C及6D显示了在图5显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图7A、7B、7C及7D显示了在图5显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图gA、8B、8C及8D显示了在图5显示的透镜设置中在长焦距末端所产生的像差；
图9是根据本发明的第三实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图10A、10B、10C及10D显示了在图9显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图11A、11B、11C及11D显示了在图9显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图12A、12B、12C及12D显示了在图9显示的透镜设置中在长焦距末端所产生的像差；
图13是根据本发明的第四实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图14A、14B、14C及14D显示了在图13显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图15A、15B、15C及15D显示了在图13显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图16A、16B、16C及16D显示了在图13显示的透镜设置中在长焦距末端所产生的像差；
图17是根据本发明的第五实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图18A、18B、18C及18D显示了在图17显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图19A、19B、19C及19D显示了在图17显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图20A、20B、20C及20D显示了在图17显示的透镜设置中在长焦距末端所产生的像差；
图21是根据本发明的第六实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图22A、22B、22C及22D显示了在图21显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图23A、23B、23C及23D显示了在图21显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图24A、24B、24C及24D显示了在图21显示的透镜设置中在长焦距末端所产生的像差；
图25是根据本发明的第七实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图26A、26B、26C及26D显示了在图25显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图27A、27B、27C及27D显示了在图25显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图28A、28B、28C及28D显示了在图25显示的透镜设置中在长焦距末端所产生的像差；
图29是根据本发明的第八实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图30A、30B、30C及30D显示了在图29显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图31A、31B、31C及31D显示了在图29显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图32A、32B、32C及32D显示了在图29显示的透镜设置中在长焦距末端所产生的像差；
图33是根据本发明的第九实施例的变焦镜头***的透镜设置；
图34A、34B、34C及34D显示了在图33显示的透镜设置中短焦距末端所产生的像差；
图35A、35B、35C及35D显示了在图33显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；
图36A、36B、36C及36D显示了在图33显示的透镜设置中在长焦距末端所产生的像差；以及
图37是解释出射角βW的示意图。
具体实施方式
如图1(第一实施例)、图5(第二实施例)、图9(第三实施例)、图13(第四实施例)、图17(第五实施例)、图21(第六实施例)、图25(第七实施例)、图29(第八实施例)以及图33(第九实施例)所示，本发明的变焦镜头***从物体侧起依次包括负第一透镜组10、光圈S以及正第二透镜组20。
光圈S与正第二透镜组20一起移动。
当从短焦距末端开始向长焦距末端改变焦距时，在第一实施例(图1)中，负第一透镜组10单方向向着图像移动；而在第二实施例中，负第一透镜组10向着图像移动，并因而也向着物体移动。
在第一到第九实施例中，其中每个实施例的正第二透镜组20都单方向地向着物体移动。
聚焦由第一透镜组10来进行。
负第一透镜组10从物体侧起依次包括负透镜元件11及正透镜元件12。
正第二透镜组20从物体侧起依次包括正透镜元件21、负透镜元件22及正透镜元件23。
更特别地，在第一到第三实施例中(图1、5及9)，正透镜元件21(物体侧正透镜元件)与负透镜元件形成胶合的透镜元件。
在第四到第九实施例中(图13、17、21、25、29及33)，所有的正透镜元件21、负透镜元件22及正透镜元件23(图像侧正透镜元件)都胶合在一起。
在成像装置的前面设置一个玻璃盖片(滤光器组)CG。
条件(1)涉及正第二透镜组20的焦距比以及整个变焦镜头***的变焦比。该条件适于确定正第二透镜组的折光力，正第二透镜组设置为承担了变焦透镜***中的大部分变焦功能。条件(1)还用于减少变焦时像差的波动。
如果f2G/(fT/fW)超过条件(1)的上限，正第二透镜组20的折光力变得过小，而且正第二透镜组20从短焦距末端向着长焦距末端移动的距离变长，从而变焦透镜***的整个长度变长。
如果f2G/(fT/fW)超过条件(1)的下限，正第二透镜组20的折光力变得过大，而且正第二透镜组20从短焦距末端向着长焦距末端移动的距离变短。然而使变焦时像差的波动变大，从而使像差的校正变得困难。
而且，如果试图通过增加正第二透镜组20的透镜元件的数目来校正像差，变焦镜头***的整个长度变长，因而使其直径也变大。
条件(2)表明了正第二透镜组20从短焦距末端向着长焦距末端移动的距离与整个变焦镜头***的变焦比的比值。
如果f2G/(mW-mT)/(fT/fW)超过条件(2)的上限，正第二透镜组20从短焦距末端向着长焦距末端移动的距离变大。相应地，在长焦距末端，正第二透镜组20对负第一透镜组10产生干扰，结果变焦镜头***不能机械装配。
如果f2G/(mW-mT)/(fT/fW)超过条件(2)的下限，正第二透镜组20从短焦距末端向着长焦距末端移动的距离变小。然而，在变焦时像差的波动变大。相应地，对球面像差的校正变得特别困难。
条件(3)表明了负第一透镜组10的焦距与正第二透镜组20的焦距之比。
如果|f1G|/f2G超过了条件(3)的上限，负第一透镜组10从短焦距末端向着长焦距末端移动的距离变大，使整个变焦镜头***的长度变大。
如果|f1G|/f2G超过了条件(3)的下限，与正第二透镜组20的正折光力相比，负第一透镜组10的负折光力变得过大。相应地，产生多种像差，通过正第二透镜组20对畸变的校正变得尤为困难。
条件(4)表明了与正第二透镜组20的负透镜元件22与图像侧正透镜元件23有关的d-线的阿贝数之差。
在这些实施例中，正第二透镜组20包括三个透镜元件，即数量相对较少的透镜元件。因此，优选正透镜元件23及负透镜元件22由玻璃材料制成，这些玻璃材料使负透镜元件22与图像侧正透镜元件23的阿贝数之差大于这些玻璃材料的满足条件(4)的范围。
如果玻璃材料不满足条件(4)，将难以对色差进行适当地校正。
此外，在所有三个透镜元件(21、22及23)都胶合的情况下，变焦镜头***的正第二透镜组20优选满足条件(4’)，以在适用条件(4)的正第二透镜组20的两个胶合透镜元件的情况下，对色差进行适当地校正。
条件(5)表明了由光轴与其最邻近的由最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间形成的短焦距末端处的出射角(βW)，如图37所示。换言之，出射角(βW)与变焦镜头***的聚焦远心有关。
如果βW超过了条件(5)的上限，不能获得主要光线以直角入射到图像表面的情况；因此发生阴影。
如果βW超过了条件(5)的下限，短焦距末端的后焦距变长。相应地，变焦镜头***的整个长度变长，因而其直径变大。
条件(6)了表明了短焦距末端与长焦距末端的出射角之差。与条件(5)相似，该条件也与变焦镜头***的聚焦远心有关。
如果βW-βT超过了条件(6)的上限，短焦距末端与长焦距末端的出射角之差变大，结果导致阴影。
在正第二透镜组20的所有三个透镜元件(21、22及23)都胶合的情况下，变焦镜头***优选满足既有上限也有下限的条件(6’)。
如果βW-βT超过了条件(6’)的下限，短焦距末端的后焦距变长。相应地，变焦镜头***的整个长度变长，因而其直径变大。
条件(7)表明了在正第二透镜组20的三个透镜元件都胶合的情况下，正第二透镜组20的图像侧的两个透镜元件的胶合表面，即正第二透镜组20的负透镜元件22与正透镜元件23之间的胶合表面的曲率半径。
如果负透镜元件22与正透镜元件23之间的胶合表面的曲率半径变小以至于(Nn-Np)/rc2超过了条件(7)的上限，胶合表面的折光力变得过大，从而使像差的校正变得困难。
条件(8)表明了在正第二透镜组20的三个透镜元件都胶合的情况下，物体侧的两个透镜元件的胶合表面，即正第二透镜组20的正透镜元件21与负透镜元件22之间的胶合表面的曲率半径。
从像差校正的角度讲，正透镜元件21的图像侧表面，即胶合表面既可形成凹面，也可形成凸面。相反，如果考虑制造失误的原因，胶合表面优选为凹面。
如果正透镜元件21的图像侧表面，即胶合表面形成凸面，由于在胶合过程中参照透镜元件变成了另一个，很容易产生偏心。
条件(9)表明了整个变焦镜头***的变焦比。即使是在通过将正第二透镜组20的所有三个透镜元件(21、22及23)都胶合，从而使变焦镜头***满足条件(9)的情况下，也能在全部变焦范围内适当地校正球面像差及像散。
这些实施例的特定数据将在下面进行描述。
在由球面像差表示的色差(轴向色差)示意图中，实线以及两条虚线分别表示与d、g及C线相关的球面像差。
在横向色像差的示意图中，两条虚线分别表示与g及C线相关的放大率；而作为基线的d线与纵坐标相一致。
在像散现象示意图中，S代表矢形图像，M代表径向图像。
在表中，FNO表示f数，f表示变焦镜头***的焦距，W表示半视角(°)，fB表示后焦距(从玻璃盖片的图像侧表面到图像表面的距离)，r表示曲率半径，d表示透镜元件的厚度或者透镜元件之间的距离，Nd表示d-线的折光率，以及v表示阿贝数。
除了上述以外，还按如下公式限定了一个以光轴为对称轴的非球面：
x＝cy2/(1+[1-{1+K}c2y2]1/2)+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+...
其中
c表示非球面顶点(1/r)的曲率；
y表示到光轴的距离；
k表示二次曲线的系数，并且
A4表示四次非球面的系数；
A6表示六次非球面的系数；
A8表示八次非球面的系数；以及
A10表示十次非球面的系数；
[实施例1]
图1是根据本发明的第一实施例的变焦镜头***的透镜设置。图2A到2D显示了在图1中显示的透镜设置中短焦距末端产生的像差；图3A到3D显示了在图1中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图4A到4D显示了在图1中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表1显示了第一实施例的数据。
负第一透镜组10从物体侧起依次包括负透镜元件11和正透镜元件12。
正第二透镜组20从物体侧起依次包括正透镜元件21、负透镜元件22和正透镜元件23。正透镜元件21与负透镜元件22胶合。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.50处(表面No.5的前面)。
[表1]
FNO＝1∶3.5-4.2-5.1
f＝4.50-7.00-10.00(变焦比2.22)
W＝36.0-23.0-16.2
fB＝1.04-1.04-1.04
最大成像高度＝2.9
βW＝20.7
βT＝18.5
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*4*5678*9*1011   125.0003.4666.16250.0433.420-5.5413.1762.4896.550∞∞   0.600.981.006.99-3.00-0.841.461.190.381.374.30-6.03-8.110.90-   1.78619-1.60585-1.776711.83400-1.6626-1.51633-   47.8-27.0-48.132.4-55.2-64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6   A8
  3489   0.79607×10-3-0.79657×10-3-0.34487×10-40.17320×10-3   -0.10315×10-3-0.16435×10-3-0.56528×10-30.26085×10-2   0.73872×10-5
[实施例2]
图5是根据本发明的第二实施例的变焦镜头***的透镜设置。图6A到6D显示了在图5中的透镜设置的短焦距末端产生的像差；图7A到7D显示了在图5中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图8到8D显示了在图5中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表2显示了第二实施例的数据。
在第二实施例中透镜的基本设置与在第一实施例中相同。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.20处(表面No.5的前面)。
[表2]
FNO＝1∶3.5-4.3-6.0
f＝4.50-7.00-12.60(变焦比2.80)
W＝35.40-22.9-13.0
fB＝1.07-1.07-1.07
最大成像高度＝2.9
βW＝20.9
βT＝15.4
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*4*5678*   125.0003.3738.782-417.1633.248-8.0192.7112.441   0.601.101.007.60-3.65-0.501.451.000.161.70   1.83481-1.78472-1.735681.83400-1.6626   42.7-25.7-50.734.1-55.2
  9*1011   10.476∞∞   4.90-6.84-11.190.90-   -1.51633-   -64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6   A8
  3489   0.14695×10-2-0.41476×10-3-0.27462×10-20.11926×10-1   -0.13932×10-3-0.16245×10-3-0.31093×10-30.27719×10-2   0.13682×10-4-0.40000×10-3-0.20000×10-3
[实施例3]
图9是根据本发明的第三实施例的变焦镜头***的透镜设置。图10A到10D显示了在图9中的透镜设置的短焦距末端产生的像差；图11A到11D显示了在图9中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图12到12D显示了在图9中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表3显示了第三实施例的数据。
在第三实施例中透镜的基本设置与在第一实施例中相同。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.20处(表面No.5的前面)。
[表3]
FNO＝1∶3.4-4.2-6.1
f＝4.40-7.00-13.20(变焦比3.00)
W＝35.90-23.0-12.4
fB＝1.06-1.06-1.06
最大成像高度＝2.9
βW＝20.9
βT＝15.4
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*   125.0003.35212.151   0.601.261.00   1.83400-1.84666   40.9-23.8
  4*5678*9*1011   -53.7123.063-8.1253.0022.55510.328∞∞   8.08-3.86-0.501.661.000.151.405.40-7.57-12.740.90-   -1.650001.83400-1.69350-1.51633-   -58.636.0-53.2-64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6   A8
  3489   0.14832×10-2-0.41895×10-3-0.18419×10-20.13482×10-1   -0.85178×10-4-0.94808×10-40.48973×10-30.25918×10-2   0.14804×10-4-0.40000×10-3-0.20000×10-3
[实施例4]
图13是根据本发明的第四实施例的变焦镜头***的透镜设置。图14A到14D显示了在图13中的透镜设置的短焦距末端产生的像差；图15A到15D显示了在图13中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图16A到16D显示了在图13中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表4显示了第四实施例的数据。
在第四实施例中，正第二透镜组20的所有三个透镜元件(21、22及23)均胶合在一起。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.00处(表面No.5的前面)。
[表4]
FNO＝1∶3.5-4.3-5.2
f＝4.50-7.00-10.00(变焦比2.22)
W＝35.90-22.9-16.2
fB＝1.07-1.07-1.07
最大成像高度＝2.9
βW＝23.1
βT＝18.9
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*4*5*678*910   110.5213.4068.55633.5443.69150.0002.95328.773∞∞   0.601.190.865.64-2.22-0.381.251.421.604.20-5.97-8.090.90-   1.77500-1.84666-1.834001.813071.66626-1.51633-   41.6-23.8-45.226.055.2-64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6
  3458   -0.13116×10-3-0.13566×10-2-0.45073×10-30.81004×10-2   -0.19359×10-3-0.27103×10-30.40000×10-40.20000×10-2
[实施例5]
图17是根据本发明的第五实施例的变焦镜头***的透镜设置。图18A到18D显示了在图17中的透镜设置的短焦距末端产生的像差；图19A到19D显示了在图17中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图20A到20D显示了在图17中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表5显示了第五实施例的数据。
在第五实施例中透镜的基本设置与在第四实施例中相同。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.30处(表面No.5的前面)。
[表5]
FNO＝1∶3.5-4.3-5.3
f＝4.50-7.00-10.50(变焦比2.33)
W＝36.1-23.0-15.5
fB＝1.06-1.06-1.06
最大成像高度＝2.9
βW＝21.6
βT＝18.0
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*4*5*678*910   110.5213.4488.66633.9333.41750.0002.73920.949∞∞   0.601.120.856.26-2.76-0.661.291.061.404.60-6.41-8.940.90-   1.77500-1.84666-1.806611.834001.66626-1.51633-   42.9-23.8-46.528.155.2-64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6
  3458   -0.97801×10-3-0.22414×10-2-0.26377×10-30.97742×10-2   -0.23469×10-3-0.28013×10-30.40000×10-40.20000×10-2
[实施例6]
图21是根据本发明的第六实施例的变焦镜头***的透镜设置。图22A到22D显示了在图21中的透镜设置的短焦距末端产生的像差；图23A到23D显示了在图21中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图24到24D显示了在图21中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表6显示了第六实施例的数据。
在第六实施例中透镜的基本设置与在第四实施例中相同。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.20处(表面No.5的前面)。
[表6]
FNO＝1∶3.7-4.4-5.9
f＝4.70-7.00-11.75(变焦比2.50)
W＝34.6-23.0-13.9
fB＝1.02-1.02-1.02
最大成像高度＝2.9
βW＝22.5
βT＝16.6
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*4*5*678*910   ∞3.7878.27248.2503.352250.0003.15313.802∞∞   0.501.140.856.92-3.43-0.541.171.001.355.10-6.77-10.210.90-   1.85000-1.83293-1.810001.818361.58636-1.51633-   40.0-24.1-41.024.660.9-64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6   A8
  3458   0.46256×10-3-0.50000×10-3-0.18802×10-30.11451×10-1   0.22543×10-4-0.13073×10-40.25577×10-2   0.51293×10-5-0.22000×10-4
[实施例7]
图25是根据本发明的第七实施例的变焦镜头***的透镜设置。图26A到26D显示了在图25中的透镜设置的短焦距末端产生的像差；图27A到27D显示了在图25中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图28A到28D显示了在图25中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表7显示了第七实施例的数据。
在第七实施例中透镜的基本设置与在第四实施例中相同。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.20处(表面No.5的前面)。
[表7]
FNO＝1∶3.5-4.3-6.6
f＝4.50-7.00-13.50(变焦比3.00)
W＝36.5-23.2-12.1
fB＝1.02-1.02-1.02
最大成像高度＝2.9
βW＝18.4
βT＝14.8
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*4*5*678*910   ∞4.07710.253165.0593.696125.0002.67821.275∞∞   0.501.250.828.58-4.24-0.491.111.401.405.30-7.21-12.170.90-   1.88300-1.84666-1.833991.803301.58636-1.51633-   40.8-23.8-45.229.260.9-64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6   A8
  34   0.35360×10-3-0.56064×10-3   -0.20937×10-3-0.23605×10-3
  58   -0.23869×10-30.79475×10-2   -0.37466×10-40.14570×10-2 0.22000×10-4
[实施例8]
图29是根据本发明的第八实施例的变焦镜头***的透镜设置。图30A到30D显示了在图29中的透镜设置的短焦距末端产生的像差；图31A到31D显示了在图29中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图32A到32D显示了在图29中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表8显示了第八实施例的数据。
在第八实施例中透镜的基本设置与在第四实施例中相同。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.20处(表面No.5的前面)。
[表8]
FNO＝1∶3.5-4.2-6.7
f＝4.60-7.00-13.80(变焦比3.00)
W＝35.4-23.1-11.9
fB＝1.04-1.04-1.04
最大成像高度＝2.9
βW＝18.9
βT＝14.7
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*4*5*678*910   ∞3.9529.514219.2443.595125.0002.94617.684∞∞   0.501.150.878.57-4.41-0.490.991.241.605.10-6.92-12.080.90-   1.88300-1.84666-1.834001.833921.58636-1.51633-   40.8-23.8-45.228.360.9-64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6   A8
  3458   0.45858×10-3-0.61915×10-3-0.20734×10-30.87631×10-2   -0.11575×10-3-0.12546×10-3-0.31329×10-40.16974×10-2   0.43280×10-50.22000×10-4
[实施例9]
图33是根据本发明的第九实施例的变焦镜头***的透镜设置。图34A到34D显示了在图33中的透镜设置的短焦距末端产生的像差；图35A到35D显示了在图33中显示的透镜设置中中间焦距处所产生的像差；图36A到36D显示了在图33中显示的透镜设置中长焦距末端所产生的像差。表9显示了第九实施例的数据。
在第九实施例中透镜的基本设置与在第四实施例中相同。
光圈S设置于正第二透镜组20的前方0.20处(表面No.5的前面)。
[表9]
FNO＝1∶3.5-4.2-6.7
f＝4.70-7.00-14.10(变焦比3.00)
W＝34.1-23.0-11.6
fB＝1.02-1.02-1.02
最大成像高度＝2.9
βW＝20.3
βT＝14.7
  Surf.No.   r   d   Nd   v
  123*4*5*678*   31.5833.9128.14921.5463.882250.0002.36318.868   0.501.340.899.29-5.01-0.611.251.401.605.30-6.99-12.19   1.85000-1.84666-1.823051.746491.58636-   40.0-23.8-45.731.760.9-
  910   ∞∞   0.90-   1.51633-   64.1-
符号*表示以光轴为旋转对称轴的非球体表面。
非球体表面数据(未明确的非球体的表面系数为零(0.00))：
  Surf.No.   A4   A6   A8
  3458   0.34448×10-3-0.50000×10-3-0.36281×10-30.60287×10-2   -0.12838×10-6-0.19407×10-40.10162×10-2   0.42197×10-50.22000×10-4
表10中显示了每一实施例的每个条件的数值。
[表10]
 实施例1  实施例2  实施例3  实施例4  实施例5
 条件(1)条件(2)条件(3)条件(4)条件(5)条件(6)条件(7)条件(8)条件(9)条件(4’)条件(6’)  2.661.721.4422.820.72.16-----  2.222.251.2921.120.95.48-----  2.152.451.2017.219.84.35-----  2.481.751.4129.223.14.160.0550.0-29.24.16  2.421.831.3827.121.63.560.0650.0-27.13.56
 实施例6  实施例7  实施例8  实施例9
 条件(1)条件(2)条件(3)  2.412.041.38  2.152.291.31  2.172.331.32  2.232.301.36
 条件(4)条件(5)条件(6)条件(7)条件(8)条件(9)条件(4’)条件(6’)   36.222.55.850.07250.0-36.25.85   31.718.43.590.08125.03.0031.73.59   32.618.94.150.08125.03.0032.64.15   29.220.35.550.07125.03.0029.25.55
表10显示了如下内容：
(i)第一到第九实施例都满足条件(1)到(6)；
(ii)条件(7)、(8)、(4’)、(6’)适用于第四到第九实施例(即正第二透镜组20的三个透镜元件(21、22及23)都胶合)，并且这些实施例满足条件(7)、(8)、(4’)及(6’)；以及
(iii)条件(9)适用于第七到第九实施例(即正第二透镜组20的三个透镜元件(21、22及23)都胶合，而且变焦比为3.00的实施例)，并且这些实施例满足条件(9)。
根据上述描述，可得到具有下列特征的变焦镜头***：
(a)具有较少的透镜元件数目，并具有较好的光学性能，即透镜元件的数目与光学性能之间得到了很好的平衡；以及
(b)变焦比大约为3。
在上述本发明的特定实施例中可进行一些明显的改变，这些变化都包含于本发明的精神和范围内。需要指出的是，这里包含的所有内容仅用于解释的目的，而不是对本发明的范围进行限定。

Claims (10)

1.一种变焦***，其由物体侧起依次包括负第一透镜组和正第二透镜组，
其特征在于：由所述物体侧起，所述负第一透镜组依次包括一个负透镜元件和一个正透镜元件，
其中，由物体侧起，所述正第二透镜组依次包括一个正透镜元件，一个负透镜元件以及一个负透镜元件，
其中至少所述正第二透镜组的所述物体侧正透镜元件与所述负透镜元件胶合；以及
其中变焦镜头***满足下列条件：
1.5＜f2G/(fT/fW)＜3.0
1＜f2G/(mW-mT)/(fT/fW)＜3.0
其中
F2G表示正第二透镜组的焦距；
fT表示整个变焦镜头***在长焦距末端的焦距；
fW表示整个变焦镜头***在短焦距末端的焦距；
mW表示正第二透镜组在短焦距末端的横向放大率；
mT表示正第二透镜组在长焦距末端的横向放大率。
2.根据权利要求1的变焦镜头***，其满足如下条件：
1.0＜|f1G|/f2G＜1.6
其中
F1G表示负第一透镜组的焦距；以及
F2G表示正第二透镜组的焦距。
3.根据权利要求1的变焦镜头***，其满足如下条件：
15＜vp-vn
其中
Vp表示正第二透镜组的图像侧正透镜元件的阿贝数；以及
vn表示正第二透镜组的负透镜元件的阿贝数。
4.根据权利要求1的变焦镜头***，满足如下条件：
18°＜βW＜25°
其中
βW表示由光轴与其最邻近的由所述变焦***的最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间在短焦距末端形成的出射角。
5.根据权利要求1的变焦镜头***，满足如下条件：
βW-βT＜10°
其中
βW表示由光轴与其最邻近的由所述变焦***的最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间在短焦距末端形成的出射角；以及
βT表示由光轴与其最邻近的由变焦镜头***的最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间在长焦距末端形成的出射角。
6.根据权利要求1的变焦镜头***，其特征在于：
所述正第二透镜组的所述正透镜元件、所述负透镜元件以及所述正透镜元件都胶合；并且
所述胶合的透镜元件满足如下条件：
(Nn-Np)/rc2＜0.1
其中
Nn表示与正第二透镜组的负透镜元件的图像侧相关的d-线的折光率；
Np表示与正第二透镜组的图像侧正透镜元件相关的d-线的折光率；以及
rc2表示正第二透镜组的负透镜元件与图像侧正透镜元件之间的胶合表面的曲率半径。
7.根据权利要求6的变焦镜头***，满足如下条件：
0＜rc1
其中
rc1表示正第二透镜组的物体侧正透镜元件与负透镜元件之间的胶合表面的曲率半径。
8.根据权利要求6的变焦镜头***，满足如下条件：
20＜vp-vn
其中
vp表示正第二透镜组的图像侧正透镜元件的阿贝数；以及
vn表示正第二透镜组的负透镜元件的阿贝数。
9.根据权利要求6的变焦镜头***，其满足如下条件：
2.8＜fT/fW
其中
fT表示整个变焦镜头***在长焦距末端的焦距；并且
fW表示整个变焦镜头***在短焦距末端的焦距。
10.根据权利要求6的变焦镜头***，满足如下条件：
3°＜βW-βT＜10°
其中
βW表示由光轴与其最邻近的由变焦镜头***的最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间在短焦距末端形成的出射角；以及
βT表示由光轴与其最邻近的由变焦镜头***的最大图像侧透镜表面发出并对应于最大成像高度的成束偏轴光射线之间在长焦距末端形成的出射角。
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