专利名称：小型变焦镜头及其构成的数码相机和摄像机的制作方法
技术领域：
本发明涉及小型变焦镜头，该小型变焦镜头适于用在用于摄像机等三CCD的超微型光学系统中。本发明还涉及使用此种小型变焦镜头的数码相机和摄像机。
背景技术：
按照传统方法，现已提出了三CCD的高成像质量的光学系统。
例如，JP H6(1994)-347697A中公开的变焦镜头由从物方观察具有正、负、正、正屈光度(refractive power)的四个透镜组构成，且利用第二透镜组进行变焦，利用第四透镜组进行调焦。此外，第三透镜组由一个包含非球形表面的单透镜构成。
类似地，JP2000-305016A中公开的变焦镜头由从物方观察具有正、负、正、正屈光度的四个透镜组构成，且利用第二透镜组进行变焦，利用第四透镜组进行调焦。
然而，为了保证可用于插入色分离棱镜的后焦距(back focus)，并且同时为了缩短焦距，必须降低第三透镜组的屈光度。当第三透镜组由如JP H6(1994)-347697A中所述的单透镜构成时，透镜表面的曲率随着屈光度的降低而减小，因此不可能充分地实现像差校正。或者，物方表面的曲率和像方表面的曲率极为接近，则由此使得诸如中心定位等处理难以实现。在JP2000-305016A中，第三透镜组由两个透镜构成，由此可以降低处理上的限制。然而，第一透镜组由三个单透镜构成，并由此难于装配，第二透镜组由四个单透镜构成，以至于不可能降低成本。
发明内容
为了解决上述问题提出了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种紧凑的、高成像质量的适用于三CCD的小型变焦镜头。
为了达到上述目的，提供了一个根据本发明的小型变焦镜头，包括第一透镜组，该第一透镜组包括从物方起依如下次序排列的一个具有负屈光度的透镜、一个具有正屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第一透镜组总体上具有正屈光度，并且关于像平面固定；第二透镜组，总体上具有负屈光度，当沿着光轴移动时起变焦作用；孔径光阑，该孔径光阑关于像平面固定；第三透镜组，该第三透镜组包括一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜，总体上具有正或负屈光度，在变焦和调焦时关于光轴方向固定；以及第四透镜组，其总体上具有正屈光度，并沿着光轴移动，以便使随着第二透镜组沿着光轴的移动以及物体的移动而移动的像平面保持在一个关于参考平面固定的位置上。
此外，根据本发明的数码相机和摄像机都包含本发明的上述小型变焦镜头。
附图简述
图1表示根据本发明实施例1的一个小型变焦镜头的结构。
图2A至2E表示根据本发明的工作例1的小型变焦镜头在广角端的像差图。
图3A至3E表示根据本发明的工作例1的小型变焦镜头在标准位置的像差图。
图4A至4E表示根据本发明的工作例1的小型变焦镜头在摄远端的像差图。
图5A至5E表示根据本发明的工作例2的小型变焦镜头在广角端的像差图。
图6A至6E表示根据本发明的工作例2的小型变焦镜头在标准位置的像差图。
图7A至7E表示根据本发明的工作例2的小型变焦镜头在摄远端的像差图。
图8A至8E表示根据本发明的工作例3的小型变焦镜头在广角端的像差图。
图9A至9E表示根据本发明的工作例3的小型变焦镜头在标准位置的像差图。
图10A至10E表示根据本发明的工作例3的小型变焦镜头在摄远端的像差图。
图11表示根据本发明实施例2的一个小型变焦镜头的结构图。
图12A至12E表示根据本发明的工作例4的小型变焦镜头在广角端的像差图。
图13A至13E表示根据本发明的工作例4的小型变焦镜头在标准位置的像差图。
图14A至14E表示根据本发明的工作例4的小型变焦镜头在摄远端的像差图。
图15A至15E表示根据本发明的工作例5的小型变焦镜头在广角端的像差图。
图16A至16E表示根据本发明的工作例5的小型变焦镜头在标准位置的像差图。
图17A至17E表示根据本发明的工作例5的小型变焦镜头在摄远端的像差图。
图18A至18E表示根据本发明的工作例6的小型变焦镜头在广角端的像差图。
图19A至19E表示根据本发明的工作例6的小型变焦镜头在标准位置的像差图。
图20A至20E表示根据本发明的工作例6的小型变焦镜头在摄远端的像差图。
图21表示根据本发明实施例3的一个摄像机的结构示意图。
具体实施例方式
根据本发明的变焦镜头具有从物方起依如下次序排列的一个第一透镜组、一个第二透镜组、一个孔径光阑、一个第三透镜组和一个第四透镜组。
第一透镜组包括从物方起依如下次序排列的一个具有负屈光度的透镜、一个具有正屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第一透镜组总体上具有正屈光度，并且关于像平面固定。
第二透镜组总体上具有负屈光度，当沿着光轴移动时起变焦作用。
孔径光阑关于像平面固定。
第三透镜组包括一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜，该第三透镜组总体上具有正或负屈光度，并在变焦和调焦时关于光轴方向固定。
第四透镜组总体上具有正屈光度，并沿着光轴移动，以便使随着第二透镜组沿着光轴的移动以及物体的移动而移动的像平面保持在一个关于参考平面固定的位置上。
利用上述结构，可以实现适用于三CCD的高成像质量的小型变焦镜头。
在上述本发明的变焦镜头中，第二透镜组优选包括至少一个非球形表面，并包括从物方起依如下次序排列的一个凸面朝向物方的弯月形负透镜、一个具有负屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜。
利用第二透镜组的优选结构，能够减少由非球形表面引起的离轴次级光线(lower ray)而产生的杂散光(flare)，同时在变焦时抑制色差。
此外，在上述本发明的小型变焦镜头中，第三透镜组优选包括至少一个非球形表面，并包括从物方起依如下次序排列的一个凸面朝向物方的弯月形负透镜和一个具有正屈光度的透镜。
通过在第三透镜组中以如此方式将一个具有正屈光度的透镜布置在像平面方，可降低入射到第四透镜组的光线的高度，由此降低了透镜的尺寸和重量。相应地，能够降低调焦时致动器所需的功耗。
此外，在上述本发明的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(1)(1)4.01＜|f3/f4|＜60，其中f3第三透镜组的焦距，f4第四透镜组的焦距。
条件(1)是关于第三透镜组和第四透镜组的焦距比的表达式。如果超越下限，则第四透镜组的屈光度将变得太弱，以至于调焦时透镜的移动量增加。如果超越上限，则第四透镜组的屈光度将变得太强，以至于由调焦引起的像差起伏增大。
此外，在上述本发明的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(2)(2)14＜|f3/fw|＜210，其中f3第三透镜组的焦距，fw整个系统在广角端的焦距。
如果超越条件(2)的下限，则第三透镜组的屈光度将变得太强，以至于产生球面像差。如果超越上限，则第三透镜组的屈光度将变得太弱，以至于很难纠正场曲。
此外，在上述本发明的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(3)(3)3＜|f3/BFw|＜55，其中f3第三透镜组的焦距，BFw在广角端的后焦距。
如果超越条件(3)的下限，则难以保证有足够的空间来插入色分离棱镜。如果超越上限，则后焦距会变得太长，以至于很难实现紧凑。
此外，在上述本发明的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(4)(4)0.85＜|f31/f32|＜1.5，其中f31第三透镜组从物方起的第一个透镜的焦距，f32第三透镜组从物方起的第二个透镜的焦距。
如果超越条件(4)的下限，则负屈光度将变得太强，以至于负的佩茨瓦尔和(Petzval Sum)增加。而且，布置在像方的透镜直径变得太大，不利于实现紧凑。另一方面，如果超越上限，则负屈光度将变得太强，以至于不能充分地校正球面像差和轴向色差。
此外，在上述本发明的小型变焦镜头中，第三透镜组优选满足下述条件(5)和(6)
(5)|nd31-nd32|＜0.15(6)|vd31-vd32|＜3.0，其中nd31第三透镜组的透镜在物方的折射率，nd32第三透镜组的透镜在像方的折射率，vd31第三透镜组的透镜在物方的阿贝数(Abbe number)，vd32第三透镜组的透镜在像方的阿贝数。
对于第三透镜组来说，在广角端时轴向光线的高度最大。如果超越条件(5)的上限，则物方透镜和像方透镜的折射率差将变得太大，以至于增加其中一个透镜的负担；相应地，特别是高阶球面像差更容易产生。如果超越条件(6)的上限，则轴向色差增加。
此外，在上述本发明的小型变焦镜头中，第四透镜组优选包括至少一个非球形表面和一对粘合的透镜，并包括从物方起依如下次序排列的一个具有正屈光度的透镜、一个具有负屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜。
利用第四透镜组的这种优选结构，能够降低入射到负透镜上的光线高度，这在佩茨瓦尔和方面是有利的。而且，由于最后一个透镜为具有正屈光度的透镜，因而能够降低离轴光线在CCD上的入射角。
此外，优选当第四透镜组最靠近物方的表面的屈光度为φ41并且最大成像高度为RIH时，能满足下述条件(7)(7)0.005＜φ41/RIH＜0.035如果超越条件(7)的上限，则屈光度将变得太强，以至于球面像差和彗形象差增加。如果超越下限，则不可能获得足够的屈光度来纠正像差，以至于不能充分地校正球面像差和彗形象差。
此外，优选将一个单透镜布置在第四透镜组中最靠近物方的位置，当该单透镜在物方的表面的屈光度为φ41且该单透镜在像方的表面的屈光度为φ42时，满足下述条件(8)(8)0.04＜(φ41-φ42)/RIH＜0.06可选地，第四透镜组优选包括从物方起依如下次序排列的由一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜组成的一个粘合透镜，以及一个具有正屈光度的单透镜。当该粘合透镜最靠近物方的表面的屈光度为φ41且该粘合透镜最靠近像方的表面的屈光度为φ43时，满足下述条件(9)(9)0.025＜(φ41-φ43)/RIH＜0.045如果超越条件(8)和条件(9)的上限，则单个组需要校正的像差量将变得太大，以至于当透镜产生偏心时性能下降非常显著。如果超越下限，则尽管减小了由偏心导致的性能下降，仍然不能充分实现没有偏心状态下的像差校正。
此外，根据本发明的摄像机和数码相机，可以通过使用本发明的变焦镜头来使摄像机和数码相机紧凑并表现出高性能。
下面，将参照附图和表格详细描述根据本发明的变焦镜头的实施例。
实施例1图1表示根据本发明实施例1的小型变焦镜头的结构图。
根据该实施例的小型变焦镜头具有从物方起依如下次序排列的一个第一透镜组G1、一个第二透镜组G2、一个孔径光阑(未示出)、一个第三透镜组G3和一个第四透镜组G4。
第一透镜组G1包括从物方起依如下次序排列的一个具有负屈光度的透镜11、一个具有正屈光度的透镜12和一个具有正屈光度的透镜13，该第一透镜组G1总体上具有正屈光度，并且关于像平面固定。
第二透镜组G2总体上具有负屈光度，当沿着光轴移动时起变焦作用。第二透镜组G2包括至少一个非球形表面，并包括从物方起依如下次序排列的一个凸面朝向物方的弯月形负透镜21、一个具有负屈光度的透镜22和一个具有正屈光度的透镜23。
孔径光阑关于像平面固定。
第三透镜组G3总体上具有正或负屈光度，在变焦和调焦时关于光轴方向固定。第三透镜组G3包括至少一个非球形表面，并包括从物方起依如下次序排列的一个凸面朝向物方的弯月形负透镜31和一个具有正屈光度的透镜32。
第四透镜组G4总体上具有正屈光度，并沿着光轴移动，以便使随着第二透镜组G2沿着光轴的移动以及物体的移动而移动的像平面保持在一个关于参考平面固定的位置上。第四透镜组G4包括至少一个非球形表面，并包括从物方起依如下次序排列的一个具有正屈光度的透镜41、一个具有负屈光度的透镜42和一个具有正屈光度的透镜43。物方的透镜41和透镜42构成一个粘合透镜，像方的透镜43为单透镜。
图1中，附图标记212以简化形式表示保护玻璃片、低通滤光片、红外截止滤光片等，213以简化形式表示色分离棱镜。
图1中，ri(i为正整数)表示从物方数起的第i个透镜表面的曲率半径，di(i为正整数)表示从物方数起的第i个透镜的厚度或透镜间的空间间隔。
工作例1下面，表1表示根据与实施例1相应的工作例1的变焦镜头的具体数值实例。表1中，r表示透镜表面的曲率半径，d表示透镜的厚度或透镜间的空间间隔，n表示d线(d-line)的透镜折射率，v表示d-线的透镜阿贝数。
表2表示构成非球形表面的透镜表面的非球面系数。每个非球形表面都具有可由下式表示的旋转对称非球形表面形状SAG=H2/R1+1-(1+K)(H/R)2+D·H4+E·H6+F·H8+G·H10]]>其中，SAG表示关于透镜顶点在半径方向上偏离光轴高度为H的位置处透镜表面的位移量，R表示曲率半径，K表示锥形常数(conicalconstant)，D、E、F和G表示非球面系数。
表3表示当对无穷远处的给定物点进行变焦时，从透镜顶部测量的在不同变焦位置处的不同空间间隔值。表3中，标准位置为第二组的变焦比为-1倍时的位置。f、F/No和ω分别表示表1所示变焦镜头在广角端、标准位置和摄远端的焦距、F数和半入射视角。
表1
表2
表3
图2A至4E表示变焦镜头在广角端、标准位置和摄远端的像差图。图2A、3A和4A为球面像差图，用实线表示d-线的值。图2B、3B和4B为像散图，用实线表示弧矢(sagittal)场曲，点线表示子午(meridional)场曲。图2C、3C和4C为畸变像差图。图2D、3D和4D为轴向色差图，用实线表示d-线的值，用虚线表示F-线的值，用虚线表示C-线的值。图2E、3E和4E为放大色差图，用实线表示F-线的值，用虚线表示C-线的值。
从图2A至4E表示的像差图可以明显看出，工作例1的变焦镜头具有的像差校正能力足以获得高分辨率。
工作例1中条件表达式的值如下|f3/f4|＝4.04
|f3/fw|＝16.61|f3/BFw|＝3.86|f31/f32|＝1.30|nd31-nd32|＝0.09|vd31-vd32|＝1.8RIH＝1.375φ41/RIH＝0.01(φ41-φ43)/RIH＝0.03工作例2下面，表4表示根据与实施例1相应的工作例2的变焦镜头的具体数值实例。表5表示构成非球形表面的透镜表面的非球面系数。表6表示当对无穷远处的给定物点进行变焦时，从透镜顶部测量的在不同变焦位置处的不同空间间隔值。
表4
表5
表6
图5A至7E表示根据工作例2的变焦镜头在广角端、标准位置和摄远端的像差图。
从图5A至7E表示的像差图可以明显看出，工作例2的变焦镜头具有的像差校正能力足以获得高分辨率。
工作例2中条件表达式的值如下|f3/f4|＝4.74|f3/fw|＝18.86|f3/BFw|＝4.40|f31/f32|＝1.27|nd31-nd32|＝0.09|vd31-vd32|＝1.8RIH＝1.375φ41/RIH＝0.013(φ41-φ43)/RIH＝0.033工作例3下面，表7表示根据与实施例1相应的工作例3的变焦镜头的具体数值实例。表8表示构成非球形表面的透镜表面的非球面系数。表9表示表示当对无穷远处的给定物点进行变焦时，从透镜顶部测量的在不同变焦位置处的不同空间间隔值。
表7
表8
表9
图8A至10E表示根据工作例3的变焦镜头在广角端、标准位置和摄远端的像差图。
从图8A至10E表示的像差图可以明显看出，工作例3的变焦镜头具有的像差校正能力足以获得高分辨率。
工作例3中条件表达式的值如下|f3/f4|＝4.77|f3/fw|＝19.21|f3/BFw|＝4.47|f31/f32|＝1.26|nd31-nd32|＝0.09|vd31-vd32|＝1.8RIH＝1.375φ41/RIH＝0.016(φ41-φ43)/RIH＝0.036实施例2图11表示根据本发明实施例2的小型变焦镜头的结构图。
与实施例1的图1中相同的结构组件采用相同的附图标记，并省略对其的描述。
实施例2与实施例1的差别仅仅在于第四透镜组G4的结构上。实施例2的第四透镜组G4总体上具有正屈光度，并沿着光轴移动，以便使随着第二透镜组G2沿着光轴的移动以及物体的移动而移动的像平面保持在一个关于参考平面固定的位置上。第四透镜组G4包括至少一个非球形表面，并包括从物方起依如下次序排列的一个具有正屈光度的透镜41、一个具有负屈光度的透镜42和一个具有正屈光度的透镜43，。与实施例1相反，位于物方的透镜41为单透镜，位于像方的透镜42和透镜43构成一个粘合透镜。
工作例4下面，表10表示根据与实施例2相应的工作例4的变焦镜头的具体数值实例。表11表示构成非球形表面的透镜表面的非球面系数。表12表示当对无穷远处的给定物点进行变焦时，从透镜顶部测量的在不同变焦位置处的不同空间间隔值。
表10
表11
表12
图12A至14E表示根据工作例4的变焦镜头在广角端、标准位置和摄远端的像差图。
从图12A至14E表示的像差图可以明显看出，工作例4的变焦镜头具有的像差校正能力足以获得高分辨率。
工作例4中条件表达式的值如下|f3/f4|＝28.16|f3/fw|＝105.08|f3/BFw|＝24.32|f31/f32|＝1.02|nd31-nd32|＝0.09|vd31-vd32|＝1.8RIH＝1.375φ41/RIH＝0.03(φ41-φ42)/RIH＝0.056工作例5下面，表13表示根据与实施例2相应的工作例5的变焦镜头的具体数值实例。表14表示构成非球形表面的透镜表面的非球面系数。表15表示当对无穷远处的给定物点进行变焦时，从透镜顶部测量的在不同变焦位置处的不同空间间隔值。
表13
表14
表15
图15A至17E表示根据工作例5的变焦镜头在广角端、标准位置和摄远端的像差图。
从图15A至17E表示的像差图可以明显看出，工作例5的变焦镜头具有的像差校正能力足以获得高分辨率。
工作例5中条件表达式的值如下|f3/f4|＝23.99|f3/fw|＝90.53|f3/BFw|＝20.86|f31/f32|＝1.02|nd31-nd32|＝0.09|vd31-vd32|＝1.8RIH＝1.375φ41/RIH＝0.03(φ41-φ42)/RIH＝0.055工作例6下面，表16表示根据与实施例2相应的工作例6的变焦镜头的具体数值实例。表17表示构成非球形表面的透镜表面的非球面系数。表18表示当对无穷远处的给定物点进行变焦时，从透镜顶部测量的在不同变焦位置处的不同空间间隔值。
表16
表17
表18
图18A至20E表示根据工作例6的变焦镜头在广角端、标准位置和摄远端的像差图。
从图18A至20E表示的像差图可以明显看出，工作例6的变焦镜头具有的像差校正能力足以获得高分辨率。
工作例6中条件表达式的值如下|f3/f4|＝54.7|f3/fw|＝200.31|f3/BFw|＝50.368|f31/f32|＝0.92|nd31-nd32|＝0.09|vd31-vd32|＝1.8
RIH＝1.375φ41/RIH＝0.025(φ41-φ43)/RIH＝0.046实施例3图21表示利用本发明变焦镜头构成的摄像机的结构图。附图标记211表示根据实施例1的变焦镜头，212表示低通滤光片、红外吸收玻璃等，213a至213c表示色分离棱镜，214a至214c表示CCD，215表示信号处理电路，216表示取景器。
利用低通滤光片和红外吸收玻璃212，将不需要的光成分去掉之后，色分离棱镜213a至213c将透过变焦镜头211的光分为红光、绿光和兰光，然后在CCD 214a至214c的光接收表面成像。分别与红光、绿光和兰光相应的CCD 214a至214c的输出信号，由信号处理电路215进行处理，并且在取景器216上显示彩色图像。此外，信号处理电路215的输出信号被输入到录像电路(未示出)，且将视频图像记录在特定的记录介质中。
由于根据该实施例的摄像机使用了本发明的变焦镜头，它有能够提供紧凑、高成像质量的摄像机。
应当注意，实施例2的变焦镜头可用作变焦镜头211。
也可采用与图21所示相似的结构来构成记录静态图像的数码相机。
上述每个实施例的仅仅意在阐明本发明的技术内容。本发明不应被解释为局限于这些特定的例子，而应以宽泛的涵义进行解释宽泛的，并且可以在不超出权利要求的精神和范围内对其进行种种改变。
工业应用关于根据本发明的小型变焦镜头的应用领域上并没有特别的限制，例如，该变焦镜头可能被应用到用于摄像机等的超微三CCD的光学系统中。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1、一个小型变焦镜头，包括第一透镜组，包括从物方起依如下次序排列的一个具有负屈光度的透镜、一个具有正屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第一透镜组总体上具有正屈光度，并且关于像平面固定；第二透镜组，总体上具有负屈光度，当该第二透镜组沿着光轴移动时起变焦作用；孔径光阑，关于该像平面固定；第三透镜组，包括至少一个非球形表面，并包括从该物方依如下次序排列的一个凸面朝向该物方的弯月形负透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第三透镜组总体上具有正或负屈光度，且在变焦和调焦时关于该光轴方向固定；第四透镜组，包括从该物方依如下次序排列的一个具有正屈光度的透镜、一个具有负屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第四透镜组总体上具有正屈光度，并且沿着该光轴移动，以便使随着该第二透镜组沿着该光轴的移动以及物体的移动而移动的该像平面保持在关于参考平面固定的位置上，其中，满足下述条件(1)(1)4.01＜|f3/f4|＜60，其中f3该第三透镜组的焦距，f4该第四透镜组的焦距。
2、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第二透镜组包括至少一个非球形表面，并包括从所述物方起依如下次序排列的一个凸面朝向所述物方的弯月形负透镜、一个具有负屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜。
3、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(2)
(2)14＜|f3/fw|＜210，其中f3所述第三透镜组的焦距，fw所述整个系统在广角端的焦距。
4、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(3)(3)3＜|f3/BFw|＜55，其中f3所述第三透镜组的焦距，BFw在广角端的后焦距。
5、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(4)(4)0.85＜|f31/f32|＜1.5，其中f31所述第三透镜组从所述物方起的第一个透镜的焦距，f32所述第三透镜组从所述物方起的第二个透镜的焦距。
6、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(5)和(6)(5)|nd31-nd32|＜0.15(6)|vd31-vd32|＜3.0，其中nd31所述第三透镜组的透镜在所述物方的折射率，nd32所述第三透镜组的透镜在所述像方的折射率，vd31所述第三透镜组的透镜在所述物方的阿贝数，vd32所述第三透镜组的透镜在所述像方的阿贝数。
7、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第四透镜组包括至少一个非球形表面和一对粘合透镜。
8、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，当所述第四透镜组最靠近所述物方的表面的屈光度为φ41并且最大成像高度为RIH时，满足下述条件(7)(7)0.005＜φ41/RIH＜0.035。
9、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，将一个单透镜布置在所述第四透镜组中最靠近所述物方的位置，当该单透镜在所述物方的表面的屈光度为φ41且该单透镜在像方的表面的屈光度为φ42时，满足下述条件(8)(8)0.04＜(φ41-φ42)/RIH＜0.06。
10、如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第四透镜组包括从所述物方起依如下次序排列的一个粘合透镜和一个具有正屈光度的单透镜，其中该粘合透镜由一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜构成，当该粘合透镜最靠近所述物方的表面的屈光度为φ41且该粘合透镜最靠近像方的表面的屈光度为φ43时，满足下述条件(9)(9)0.025＜(φ41-φ43)/RIH＜0.045。
11、采用如权利要求1所述的小型变焦镜头的数码相机。
12、采用如权利要求1所述的小型变焦镜头的摄像机。
权利要求
1.一个小型变焦镜头，包括第一透镜组，包括从物方起依如下次序排列的一个具有负屈光度的透镜、一个具有正屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜，该第一透镜组总体上具有正屈光度，并且关于像平面固定；第二透镜组，总体上具有负屈光度，当该第二透镜组沿着光轴移动时起变焦作用；孔径光阑，关于该像平面固定；第三透镜组，包括一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜，该第三透镜组总体上具有正或负屈光度，且在变焦和调焦时关于该光轴方向固定；第四透镜组，总体上具有正屈光度，并沿着该光轴移动，以便使随着该第二透镜组沿着该光轴的移动以及该物体的移动而移动的该像平面保持在关于参考平面固定的位置上。
2.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第二透镜组包括至少一个非球形表面，并包括从所述物方起依如下次序排列的一个凸面朝向所述物方的弯月形负透镜、一个具有负屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜。
3.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组包括至少一个非球形表面，并包括从所述物方起依如下次序排列的一个凸面朝向所述物方的弯月形负透镜和一个具有正屈光度的透镜。
4.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(1)(1)4.01＜|f3/f4|＜60，其中f3所述第三透镜组的焦距，f4所述第四透镜组的焦距。
5.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(2)(2)14＜|f3/fw|＜210，其中f3所述第三透镜组的焦距，fw所述整个系统在广角端的焦距。
6.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(3)(3)3＜|f3/BFw|＜55，其中f3所述第三透镜组的焦距，BFw在广角端的后焦距。
7.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(4)(4)0.85＜|f31/f32|＜1.5，其中f31所述第三透镜组从所述物方起的第一个透镜的焦距，f32所述第三透镜组从所述物方起的第二个透镜的焦距。
8.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第三透镜组满足下述条件(5)和(6)(5)|nd31-nd32|＜0.15(6)|vd31-vd32|＜3.0，其中nd31所述第三透镜组的透镜在所述物方的折射率，nd32所述第三透镜组的透镜在所述像方的折射率，vd31所述第三透镜组的透镜在所述物方的阿贝数，vd32所述第三透镜组的透镜在所述像方的阿贝数。
9.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第四透镜组包括至少一个非球形表面和一对粘合透镜，并包括从所述物方起依如下次序排列的一个具有正屈光度的透镜、一个具有负屈光度的透镜和一个具有正屈光度的透镜。
10.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，当所述第四透镜组最靠近所述物方的表面的屈光度为φ41并且最大成像高度为RIH时，满足下述条件(7)(7)0.005＜φ41/RIH＜0.035。
11.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，将一个单透镜布置在所述第四透镜组中最靠近所述物方的位置，当该单透镜在所述物方的表面的屈光度为φ41且该单透镜在像方的表面的屈光度为φ42时，满足下述条件(8)(8)0.04＜(φ41-φ42)/RIH＜0.06。
12.如权利要求1所述的小型变焦镜头，其中，所述第四透镜组包括从所述物方起依如下次序排列的一个粘合透镜和一个具有正屈光度的单透镜，其中该粘合透镜由一个具有正屈光度的透镜和一个具有负屈光度的透镜构成，当该粘合透镜最靠近所述物方的表面的屈光度为φ41且该粘合透镜最靠近像方的表面的屈光度为φ43时，满足下述条件(9)(9)0.025＜(φ41-φ43)/RIH＜0.045。
13.采用如权利要求1所述的小型变焦镜头的数码相机。
14.采用如权利要求1所述的小型变焦镜头的摄像机。
全文摘要
一个关于像平面固定的第一透镜组(G1)，包括一个具有负屈光度的透镜(11)、一个具有正屈光度的透镜(12)和一个具有正屈光度的透镜(13)。一个第二透镜组(G2)，总体上具有负屈光度，当其沿着光轴移动时起变焦作用。一个孔径光阑，关于像平面固定。一个第三透镜组(G3)，包括一个具有负屈光度的透镜(31)和一个具有正屈光度的透镜(32)，总体上具有正或负屈光度，在变焦和调焦时关于光轴方向固定。一个第四透镜组(G4)，总体上具有正屈光度，并沿着光轴移动，以便使随着第二透镜组G2沿着光轴的移动以及物体的移动而移动的像平面保持在关于参考平面固定的位置上。由此，能够实现适用于三CCD的紧凑和高成像质量的小型变焦镜头。
文档编号G02B13/18GK1745324SQ200480003119
公开日2006年3月8日 申请日期2004年3月8日 优先权日2003年3月14日
发明者山田克 申请人:松下电器产业株式会社