专利名称：变焦透镜系统的制作方法
本申请的内容是基于1998.12.22提交的日本专利申请H10-363664和1999.1.12提交的日本专利申请H11-005056，两份申请的内容在此作为参考。
本发明涉及一种变焦透镜系统，尤其涉及一种特别适宜用在数字静态照相机中的袖珍的廉价的变焦透镜系统。
近年来，随着个人电脑的盛行，数字静态照相机在应用上已经变得越来越广，它使得图像数据能够很容易地储存到记录介质如软盘上。这种趋势致使对更便宜的数字静态照相机的需求增长。反之，也产生对拍摄光学系统的成本降低有更高的要求。另一方面，根据拍摄光学系统提供越来越高的性能的要求，光电转换单元具有数量日益增大的象素。为了与这种需求相符，需要实现一种成本相对较低的高品质拍摄光学系统。
为了实现此目的，例如，日本待公开专利申请H1-183615和H9-311273提出了一种具有负—负—正结构的第一透镜组和正—负—正结构的第二透镜组的光学系统。另外，日本待公开专利申请H7-113956、H6-300969和H7-63991中的光学系统具有包括双合透镜元件的第二透镜组，其中双合透镜元件由胶合在一起的负透镜元件形成；日本待公开专利申请H5-93858中提出的光学系统具有一个包括双合透镜元件的第二透镜组，其中双合透镜通过从物方开始的正透镜元件和负透镜元件胶合在一起而形成。如果认为双合透镜是一个单透镜元件，则假定这些光学系统每个都由负—负—正的第一透镜组和正—负—正的第二光学透镜组组成。
另外，日本待公开专利申请H6-201993和H1-191820提出了一种光学系统，该系统由具有负放大率的第一透镜组、具有正放大率的第二透镜组和具有正放大率的第三透镜组组成，并采用塑料透镜元件。
但是，在上述专利申请中提出的光学系统中，从小型化、高品质和低成本的角度来看仍有很大的发展空间。
本发明的目的在于提供一种袖珍的、高分辨率的低成本变焦透镜系统，尤其是用于数字静态照相机中有效地布置成的负—正结构的两单元变焦透镜系统中的塑料透镜元件。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，变焦透镜系统从物方开始，具有第一透镜单元和第二透镜单元。第一透镜单元由负、负和正透镜元件组成，并具有一个总的负光放大率。第二透镜单元由正、负和正透镜元件组成，并具有总的正光放大率。在变焦透镜系统中，通过改变第一和第二透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个透镜元件是塑料透镜元件。
根据本发明的另一方面，变焦透镜系统从物方开始，第一透镜单元具有负光学放大率，第二透镜单元具有正光学放大率。在变焦透镜系统中，通过改变第一和第二透镜单元之间的距离来实现变焦，并且包含在透镜单元中的透镜元件的至少一个负透镜元件和一个正透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-1.2＜∑φPi/φW×hi＜1.2此处φW表示在广角端的整个变焦透镜的光放大率；φPi表示第i个塑料透镜元件的光学放大率；并且hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
根据本发明的另一方面，图像拍摄装置由变焦透镜系统、光电转换装置和一个光学低通滤波器组成。光电转换装置具有一个感光面，感光面上通过变焦透镜系统形成一个图像。光学低通滤波器设置在光电转换装置的物方。变焦透镜系统从物方开始，具有第一透镜单元和第二透镜单元。第一透镜单元由负、负和正透镜元件组成，并具有一个负的总光放大率。第二透镜单元由正、负和正透镜元件组成，并具有正的总光放大率。在变焦透镜系统中，通过改变第一和第二透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个透镜元件是塑料透镜元件。
根据本发明的另一方面，变焦透镜系统从物方开始，具有第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元。第一透镜单元具有一个负的光放大率。第二透镜单元由至少一个正和负透镜元件组成，并具有正的光放大率。第三透镜单元具有正的光学放大率。在变焦透镜系统中，通过移动至少两个透镜单元而改变第一和第二透镜单元的距离以及第二和第三透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个包含于透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-0.8＜Cp×(N’-N)/φW＜0.8-0.45＜M3/M2＜0.90(此处φT/φW＞1.6)此处Cp表示塑料透镜元件的曲率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；N表示非球面的物方介质对d线的折射率；N’表示非球面的像方介质对d线的折射率；M3表示第三透镜元件的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；M2表示第二透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；和φT表示在拍摄远端整个变焦透镜系统的光学放大率。
根据本发明的另一方面，变焦透镜系统从物方开始，由第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元组成。第一透镜单元由至少一个正透镜元件和一个负透镜元件组成并具有一个负的光放大率。第二和第三透镜单元具有正的光放大率。在变焦透镜系统中，通过移动至少两个透镜单元而改变第一和第二透镜单元的距离以及第二和第三透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个包含于透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件|φP/φ1|＜1.200.20＜|φ1/φW|＜0.70-0.45＜M3/M2＜0.90(此处φT/φW＞1.6)此处φP表示塑料透镜元件的光学放大率；φ1表示第一透镜单元的光学放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；M3表示第三透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；M2表示第二透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；和φT表示在拍摄远端整个变焦透镜系统的光学放大率。
根据本发明的另一方面，变焦透镜系统从物方开始，由第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元组成。第一透镜单元具有一个负的光放大率。第二透镜单元由至少一个正透镜元件和一个负透镜元件组成并具有正的光放大率。第三透镜单元具有正的光放大率。在变焦透镜系统中，通过改变第一和第二透镜单元的距离以及第二和第三透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个包含于第二透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件|φP/φ2|＜2.50.25＜φ2/φW＜0.75此处φP表示塑料透镜元件的光学放大率；φ2表示第二透镜单元的光学放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；根据本发明的另一方面，变焦透镜系统从物方开始，由第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元组成。第一透镜单元具有一个负的光放大率。第二和第三透镜单元具有正的光放大率。在变焦透镜系统中，通过移动至少两个透镜来改变第一和第二透镜单元之间的距离以及第二和第三透镜单元之间的距离来实现变焦，并且至少其中有一个包含于第三透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-0.30＜M3/M2＜0.90|φP/φ3|＜1.700.1＜φ3/φW＜0.60此处M3表示第三透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；M2表示第二透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；φP表示塑料透镜元件的光学放大率；φ3表示第三透镜单元的光学放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；根据本发明的另一方面，变焦透镜系统从物方开始，由第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元组成。第一透镜单元具有一个负的光放大率。第二和第三透镜单元具有正的光放大率。在变焦透镜系统中，通过移动至少两个透镜来改变第一和第二透镜单元之间的距离以及第二和第三透镜单元之间的距离来实现变焦，并且至少有一个包含于第一透镜单元中的透镜元件以及至少有一个包含于第二透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-1.4＜∑φPi/φW×hi＜1.40.5＜log(β2T/β2W)/logZ＜2.2此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
β2W表示广角端第二透镜单元的横向放大率；β2T表示拍摄远端第二透镜单元的横向放大率；Z表示变焦率；和log表示自然对数(因为条件定义一个比例，底没有关系)。
根据本发明的另一方面，变焦透镜系统从物方开始，由第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元组成。第一透镜单元具有一个负的光放大率。第二透镜单元由至少一个正透镜元件和一个负透镜元件组成并具有正的光放大率。第三透镜单元具有正的光放大率。在变焦透镜系统中，通过移动至少两个透镜单元来改变第一和第二透镜单元之间的距离以及第二和第三透镜单元之间的距离来实现变焦，并且至少有一个包含于第一透镜单元中的透镜元件以及至少有一个包含于第二透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-1.4＜∑φPi/φW×hi＜1.4-1.2＜log(β3T/β3W)/logZ＜0.5此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
β3W表示广角端第三透镜单元的横向放大率；β3T表示拍摄远端第三透镜单元的横向放大率；Z表示变焦率；和log表示自然对数(因为条件定义个比例，底没有关系)。
根据本发明的另一方面，变焦透镜系统从物方开始，由第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元组成。第一透镜单元具有一个负的光放大率。第二透镜单元由至少一个正透镜元件和一个负透镜元件组成并具有正的光放大率。第三透镜单元具有正的光放大率。在变焦透镜系统中，通过移动至少两个透镜单元来改变第一和第二透镜单元之间的距离以及第二和第三透镜单元之间的距离来实现变焦，并且至少有一个包含于第二透镜单元中的透镜元件以及至少有一个包含于第三透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-1.4＜∑φPi/φW×hi＜1.4-0.75＜log(β3T/β3W)/log(β2T/β2W)＜0.65此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
β2W表示广角端第二透镜单元的横向放大率；β2T表示拍摄远端第二透镜单元的横向放大率；β3W表示广角端第三透镜单元的横向放大率；β3T表示拍摄远端第三透镜单元的横向放大率；log表示自然对数(因为条件定义一个比例，底没有关系)。
通过参考附图对优选实施例的描述，本发明的各个目的和特点将变得更加清晰。
图1是本发明第一实施例(实例1)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图2是本发明第二实施例(实例2)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图3是本发明第三实施例(实例3)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图4是本发明第四实施例(实例4)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图5是本发明第五实施例(实例5)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图6A至6I表示例1的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图7A至7I表示例2的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线图8A至8I表示例3的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图9A至9I表示例4的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图10A至10I表示例5的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图11是本发明第六实施例(实例6)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图12是本发明第七实施例(实例7)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图13是本发明第八实施例(实例8)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图14是本发明第九实施例(实例9)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图15是本发明第十实施例(实例10)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图16是本发明第十一实施例(实例11)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图17是本发明第十二实施例(实例12)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图18是本发明第十三实施例(实例13)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图19是本发明第十四实施例(实例14)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图20A至20I表示例6的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图21A至21I表示例7的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线图22A至22I表示例8的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图23A至23I表示例9的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图24A至24I表示例10的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图25A至25I表示例11的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图26A至26I表示例12的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线图27A至27I表示例13的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；
图28A至28I表示例14的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；图29是本发明第十五实施例(实例15)的变焦透镜系统透镜布局示意图；图30A至30I表示例15的变焦透镜系统中无限远距离拍摄状态下观察的象差曲线；＜实施例1至5>
下面将参考附图对实施本发明的变焦透镜系统进行描述。图1至5分别是第一、第二、第三、第四和第五实施例的变焦透镜系统透镜布局示意图。在每个附图中，左手侧对应于物方，右手侧对应于像方。注意到在每个附图中，图中箭头表示变焦期间透镜单元从广角端向拍摄远端的移动。另外，每个附图表示在广角端观察变焦期间变焦透镜系统的透镜布置。如图所示，实施例的变焦透镜系统由负-正结构的两单元变焦透镜构成，即从物方开始的第一透镜单元Gr1和第二透镜单元Gr2。第一和第二透镜单元(Gr1和Gr2)可移动地设置在变焦透镜系统中。
第一透镜单元Gr1从物方开始由一个负透镜元件、一个负透镜元件和一个正透镜元件组成并具有负的总光放大率。第二透镜单元Gr2由一个孔径光阑S、一个正透镜元件、一个负透镜元件和一个正透镜元件组成，并具有正的总光放大率。在变焦透镜系统中，从物方数起的第一至第六透镜元件分别用G1至G6表示。注意到设置在变焦透镜系统图像方的平板是一个低通滤波器LPF。在低通滤波器LPF的像方设置一个具有感光面的光电转换装置(未示出)，光电转换装置的感光面上通过变焦透镜系统形成一个象。通过此方式形成一个图像拍摄装置。
如图1所示，在第一实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二和第六透镜元件是塑料透镜元件(Gr2和Gr6)。如图2中所示，在第二实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二、第三、第五和第六透镜元件(G2，G3，G5和G6)是塑料透镜元件。
另外，如图3所示，在第三实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二、第五和第六透镜元件(G2，G5和G6)是塑料透镜元件。如图4中所示，在第四实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第三和第五透镜元件(G3和G5)是塑料透镜元件。最后，如图5所示，在第五实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二和第六透镜元件(G2和G6)是塑料透镜元件。
下面描述由光学系统尽可能满足的条件。该实施例的变焦透镜系统最后满足下列条件(1)。0.25＜|φ1/φW|＜0.80(1)此处φ1表示第一透镜单元的光学放大率；和φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率。
条件(1)以第一透镜单元光放大率的形式定义满足的条件以实现象差的适当校正和保持变焦透镜系统的适当大小的条件。如果条件(1)的值等于或小于其下限，则第一透镜单元的光放大率将小到能够适当地校正象差，但同时变焦透镜系统的总长度以及前端透镜单元的直径将变得过大。相反，如果条件(1)的值等于或大于其上限，则第一透镜单元的光放大率将大到使变焦透镜系统的总长度被成功地减到最小，但同时象平面向上侧的倾斜将变得过大。另外，在广角端桶形畸变将变得过大。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(2)。0.35＜|φ2/φW|＜0.75 (2)此处φ2表示第一透镜单元的光学放大率。
条件(2)以第二透镜单元光放大率的形式定义满足的条件以实现象差的适当校正和保持变焦透镜系统的适当大小的条件，如同条件(1)。如果条件(2)的值等于或小于其下限，则第二透镜单元的光放大率将小到能够适当地校正象差，但同时变焦透镜系统的总长度以及前端透镜单元的直径将变得过大。相反，如果条件(1)的值等于或大于其上限，则第二透镜单元的光放大率将大到使变焦透镜系统的总长度被成功地减到最小，但同时上侧的球差将变得显著。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(3)。-1.2＜∑φPi/φW×hi＜1.2 (3)此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；和hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
条件(3)以各个塑料透镜元件随着温度的变化影响后焦距的程度之和的形式定义实现抑制后焦距因温度变化而导致的改变的条件。当使用多个塑料透镜元件时，最好以一个透镜对后焦距的影响被另一个透镜对后焦距的影响所抵消的方式组合正放大率的和负放大率的透镜。如果条件(3)的值等于或小于其下限，则由于温度变化造成的负放大率塑料透镜中的后焦距的改变将变得过大。相反，如果条件(3)的值等于或大于其上限，则由于温度变化造成的正放大率塑料透镜中的后焦距的改变将变得过大。因此，在两种情况中都需要为变焦透镜系统设置一个根据温度的变化校正后焦距的机构。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(4)。|φP/φ1|＜1.35(4)此处φP表示塑料透镜元件的光放大率。
条件(4)以包含在第一透镜单元中的塑料透镜元件光放大率的形式定义实现保持温度变化导致的象差变化在一个适当范围之内的条件。如果条件(4)的值等于或大于其上限，则场曲、尤其是广角端场曲将随温度变得过大。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(5)。|φP/φ2|＜2.15(5)条件(5)以包含在第二透镜单元中的塑料透镜元件光放大率的形式定义实现保持温度变化导致的象差变化在一个适当的范围之内的条件，如条件(4)。如果条件(5)的值等于或大于其上限，则球差、尤其是拍摄远端的球差将随温度过大地变化。
对于条件(4)和(5)没有下限。这是因为当二者中的任何一个值下降时，塑料透镜元件的光放大率将变小，这从抑制象差随温度变化而变化的角度看是理想的。但这对正常温度下校正象差没有影响，并因此使得塑料透镜的使用没有意义。为了避免这一点，满足下列条件(6)的塑料透镜元件必须使用非球面。0≤|φP/φA|＜0.45 (6)此处φA表示包含塑料透镜元件的透镜组的光放大率。
然而，注意这并不是提倡在光放大率使得条件(6)的值等于或大于其上限的塑料透镜元件的透镜表面设置非球面，
如上所述，如果采用非球面，最好满足下列条件。首先用于第一透镜单元中的非球面最好满足下列条件(7)。-0.85＜(|X|-|X0|)/{C0(N’-N)·f1}＜-0.05 (7)此处C0表示非球形表面的参考球面曲率；N’表示非球面的像方介质对d线的折射率；N表示非球面的物方介质对d线的折射率；X表示在垂直于光轴的方向中一个高度上沿光轴的非球面偏差(指向物方为负)；X0表示在垂直于光轴的方向中一个高度上沿光轴的非球形表面的参考球面偏差(指向物方为负)；f1表示第一透镜单元的焦距。
条件(7)表示非球形表面的形状，并假设非球形表面的形状使得减弱第一透镜单元的光放大率。条件(7)的满足使得畸变和广角端上的象平面可以实现适当地校正。如果条件(7)的值等于或小于其下限，在广角端上的正畸变变得过大，尤其是在近距离拍摄的条件下，同时，象平面向上侧的倾斜变得过大。相反，如果条件(7)的值等于或大于其上限，则在广角端负畸变变得过大，尤其是在近距离拍摄的条件下，同时，象平面向上侧的倾斜变得过大。注意，在第一透镜单元包括多个非球面的情况下，至少需要一个非球形表面满足条件(7)；即如果对其它象差的校正有利，其它的非球形表面不必一定满足条件(7)。
用于第二透镜单元中的非球形表面最好满足下列条件。-0.95＜(|X|-|X0|)/{C0(N’-N)·f2}＜-0.05 (8)此处f2表示第二透镜单元的焦距。
条件(8)表示非球形表面的形状，并假设非球形表面的形状使得减弱第二透镜单元的光放大率。条件(8)的满足可以实现适当地校正尤其球差。如果条件(8)的值等于或小于其下限，尤其是在拍摄远端上侧象差变得显著。相反，如果条件(8)的值等于或大于其上限，则在拍摄远端下侧象差变得显著。注意，在第二透镜单元包括多个非球面的情况下，至少需要一个非球形表面满足条件(8)；即如果对其它象差的校正有利，其它的非球形表面不必一定满足条件(8)。(实施例6至14)图11至19分别是第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三和第十四实施例的变焦透镜系统透镜布局示意图。在每个附图中，左手侧对应于物方，右手侧对应于像方。另外在每个附图中，图中箭头表示变焦期间透镜单元从广角端向拍摄远端的移动。注意到带有虚线的箭头表示变焦期间透镜被保持在一个固定的位置。而且每个附图表示变焦期间从广角端观察的变焦透镜系统透镜的布局。如图所示，实施例的变焦透镜系统由负-正-负结构的三单元变焦透镜构成，即从物方开始的第一透镜单元Gr1、第二透镜单元Gr2和第三透镜单元Gr3。在此变焦透镜系统中，至少两个透镜单元在变焦期间移动。
第一透镜单元Gr1具有负的总光放大率。第二和第三透镜单元(Gr2和Gr3)具有正的总光放大率。在变焦透镜系统中，从物方数起的第一至第八透镜元件分别用G1至G8表示。设置在本实施例变焦透镜系统中的透镜单元每个都通过采用这些透镜元件G1至G8中的多个透镜元件实现。第二透镜单元Gr2包括一个孔径光阑S。注意到设置在像方的平板是一个低通滤波器LPF。
如图11所示，在第六实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二和第六透镜元件(Gr2和Gr6)是塑料透镜元件。另外，如图12中所示，在第七实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二和第七透镜元件(G2和G7)是塑料透镜元件。
如图13所示，在第八实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第一和第七透镜元件(G1和G7)是塑料透镜元件。另外如图14中所示，在第九实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二和第五透镜元件(G2和G5)是塑料透镜元件。另外，如图15所示，在第十实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第一和第七透镜元件(G1和G7)是塑料透镜元件。
如图16所示，在第十一实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二和第五透镜元件(Gr2和Gr5)是塑料透镜元件。另外，如图17中所示，在第十二实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二、第五、第六和第七透镜元件(G2、G5、G6和G7)是塑料透镜元件。
如图18所示，在第十三实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二、第五、第六、第七和第八透镜元件(G2、G5、G6G7和G8)是塑料透镜元件。最好，如图19中所示，在第十四实施例中，从物方(图中阴影标出)数起的第二、第六和第七透镜元件(G2、G6和G7)是塑料透镜元件。
下面将描述由一个光学系统满足的条件。第六至第十四实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(9)。-0.8＜Cp×(N′-N)/φW＜0.8 (9)此处Cp表示塑料透镜元件的曲率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；N表示非球面的物方介质对d线的折射率；N′表示非球面的像方介质对d线的折射率；条件(9)定义塑料透镜元件的透镜表面的光放大率。如果透镜表面的光放大率太大，则表面的形状随温度而改变，导致各种象差过大。如果条件(9)的值等于或小于其下限，则负光放大率过大。相反，如果条件(9)的值等于或大于其下限，则正光放大率过大。其结果是在设置于第一透镜单元中的塑料透镜元件中，场的曲率随温度的变化尤其大；并且在设置于第三透镜单元中的塑料元件中，边缘光学的球差和慧差随温度的变化尤其大。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件。-0.45＜M3/M2＜0.90 (10)此处M3表示第三透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；M2表示第二透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)。
条件(10)以第二透镜单元和第三透镜单元移动量之比的形式定义满足保持第二和第三透镜单元的移动量处于一个适当的范围以达到有效变焦的条件。因此，在一个需要确保充分变焦率的光学系统中，条件(10)的实现是有效的。另外，最好再附加地满足下列条件。φT/φW＞1.6此处φT表示拍摄远端处整个变焦透镜系统的光放大率。
如果条件(10)的值等于或小于其下限，则第三透镜单元对变焦的响应将很强，使得边缘光线中的球差和慧差随焦距的变化而过大地变化。相反，如果条件(10)的值等于或大于其下限，则第二透镜单元的移动量将很大，使得需要前端透镜单元的直径过大以确保在广角端有充分地外围光，并且同时第二透镜单元对变焦的响应将很强，使得球差随焦距的变化而过大地变化。
另外，在塑料透镜元件用于第三透镜单元的地方，第三透镜单元校正象差的能力容易不充分。为了避免这种情况，最好减小条件(10)的范围以获得下列条件-0.30＜M3/M2＜0.90 (10′)在塑料透镜元件用于第三透镜单元的情况下，最好满足下列条件(11)。|φP/φ1|＜1.20(11)此处φP表示塑料透镜元件的光放大率；和φ1表示第一透镜单元的光放大率。
条件(11)以第一透镜单元的光放大率与包含在第一透镜单元中的塑料透镜元件光放大率之比的形式定义实现保持温度变化导致的象差变化在一个适当范围之内的条件。如果条件(11)的值等于或大于其上限，则场曲、尤其是广角端场曲将随温度变得过大。另外，为了校正发生在第一透镜单元中的象差，最好至少使用一个正透镜和一个负透镜元件。
在第二透镜单元中采用一个塑料透镜元件的情况下，最好满足下列条件(11)。|φP/φ2|＜2.5 (12)此处φ2表示第二透镜单元的光放大率。
条件(12)以第二透镜单元的光放大率与包含在第二透镜单元中的塑料透镜元件光放大率之比的形式定义实现保持温度变化导致的象差变化在一个适当范围之内的条件。如果条件(12)的值等于或大于其上限，则球差、尤其是拍摄远端的球差将随温度过大地变化。另外，为了校正发生在第二透镜单元中的象差，最好至少使用一个正透镜和一个负透镜元件。
在第三透镜单元中采用一个塑料透镜元件的情况下，最好满足下列条件(13)。|φP/φ3|＜1.70 (13)此处φ3表示第三透镜单元的光放大率。
条件(13)以第三透镜单元的光放大率与包含在第三透镜单元中的塑料透镜元件光放大率之比的形式定义实现保持温度变化导致的象差变化在一个适当范围之内的条件。如果条件(13)的值等于或大于其上限，则球差和慧差将随温度的变化多大。另外，为了校正发生在第三透镜单元中的象差，最好至少使用一个正透镜和一个负透镜元件。
对于条件(11)至(13)没有下限。这是因为当二者中的任何一个值下降时，塑料透镜元件的光功率将变小，这从抑制象差随温度变化而变化的角度看是理想的。但这对正常温度下校正象差没有影响，并因此使得塑料透镜的使用没有意义。为了避免这一点，满足下列条件(6)的塑料透镜元件必须使用非球面。0≤|φP/φA|＜0.45 (14)此处φA表示包含塑料透镜元件的透镜单元的光放大率。
然而，注意这并不是提倡在光放大率使得条件(14)的值等于或大于其上限的塑料透镜元件的透镜表面设置非球面，如上所述，如果采用非球面，最好满足下列条件。首先非球面设置在第一透镜单元的塑料透镜元件透镜表面上的位置最好满足下列条件(15)。-1.10＜(|X0|-|X|)/{C0(N’-N)·f1}＜-0.10(15)此处C0表示非球形表面的参考球面曲率；N’表示非球面的像方介质对d线的折射率；N表示非球面的物方介质对d线的折射率；X表示在垂直于光轴的方向中一个高度上沿光轴的非球面偏差(指向物方为负)；X0表示在垂直于光轴的方向中一个高度上沿光轴的非球形表面的参考球面偏差(指向物体方为负)；f1表示第一透镜单元的焦距。
如果条件(15)的值等于或小于其下限，则广角端的正畸变变得过大，尤其在近距离拍摄的状态下，同时象平面向上侧的倾斜也变得过大。相反，如果条件(15)的值等于或大于其上限，则不可能有效利用非球面，使得非球面的利用变得没有意义。其结果是广角端的负畸变、尤其是在近距离拍摄状态下的负畸变以及图像平面向下侧的倾斜不能校正。应注意，在第一透镜单元包括多个非球面的情况下，至少需要这些非球面中的一个满足上述条件(15)；即如果对校正其它的象差有益，不必其它的非球面都满足上述条件(15)。
非球面设置在第二透镜单元的塑料透镜元件透镜表面上的位置最好满足下列条件(16)。-0.35＜(|X|-|X0|)/{C0(N’-N)·f2}＜-0.03 (16)此处f2表示第二透镜单元的焦距。
条件(16)假设非球面的形状使得减弱第二透镜单元的正光放大率。条件(16)的满足使得实现尤其是球差的校正成为可能。如果条件(16)的值等于或小于其下限，则尤其是在拍摄远端上侧象差变得显著。相反，如果条件(16)的值等于或大于其上限，则不可能有效利用非球面，使得非球面的使用变得没有意义。其结果是尤其在拍摄远端球差不能校正。应注意，在第二透镜单元包括多个非球面的情况下，至少需要一个非球形表面满足上述条件(16)；即如果对校正其它的象差有利，其它的非球形表面不必一定满足条件(16)。
非球面设置在第三透镜单元的塑料透镜元件透镜表面上的地方最好满足下列条件(17)。-0.70＜(|X|-|X0|)/{C0(N’-N)·f3}＜-0.01 (17)此处f3表示第三透镜单元的焦距。
条件(17)假设非球面的形状减弱第三透镜单元的正光放大率。条件(17)的满足使得实现球差和慧差的校正成为可能。如果条件(17)的值等于或小于其下限，则在上侧球差变得显著，同时边缘光线中的慧差变得过大。相反，如果条件(17)的值等于或大于其上限，则不可能有效利用非球面，使得非球面的使用变得没有意义。其结果是边缘光线中的球差和慧差不能校正。应注意，在第三透镜单元包括多个非球面的情况下，至少需要一个非球形表面满足上述条件(17)；即如果对校正其它的象差有利，其它的非球形表面不必一定满足条件(17)。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(18)。0.20＜|φ1/φW|＜0.70 (18)条件(18)以第一透镜单元光放大率的形式定义满足的条件以实现象差的适当校正和保持变焦透镜系统的适当大小。如果条件(18)的值等于或小于其下限，则第一透镜单元的光放大率将小到能够适当地校正象差，但同时变焦透镜系统的总长度以及前端透镜单元的直径将变得过大。相反，如果条件(1)的值等于或大于其上限，则第一透镜单元的光放大率将大到象差变得过大，象平面向上侧的倾斜也将变得过大，同时，在广角端桶形畸变将变得过大。在这种情况下，使用提供相对较低折射率并严格限制发散范围的塑料透镜元件使得正确地校正象差非常困难并由此需要变焦透镜系统中有更多的透镜元件。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(19)。0.25＜φ2/φW＜0.75(19)条件(19)以第二透镜单元光放大率的形式定义满足的条件以实现象差的适当校正和保持变焦透镜系统的适当大小。如果条件(19)的值等于或小于其下限，则第二透镜单元的光放大率将小到能够适当地校正象差，但同时变焦透镜系统的总长度以及前端透镜单元的直径将变得过大。相反，如果条件(19)的值等于或大于其上限，则第二透镜单元的光放大率将大到象差变得过大，下侧的球差也将变得显著。在这种情况下，使用提供相对较低折射率并严格限制发散范围的塑料透镜元件使得正确地校正象差非常困难并由此需要变焦透镜系统中有更多的透镜元件。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(20)。0.1＜φ3/φW＜0.60 (20)条件(20)以第三透镜单元光放大率的形式定义满足的条件以实现象差的适当校正和保持变焦透镜系统的适当大小。如果条件(20)的值等于或小于其下限，则第三透镜单元的光放大率将小到能够适当地校正象差，但同时变焦透镜系统的总长度以及前端透镜单元的直径将变得过大。相反，如果条件(20)的值等于或大于其上限，则第三透镜单元的光放大率将大到象差变得过大，下侧的球差也将变得显著。在这种情况下，使用提供相对较低折射率并严格限制发散范围的塑料透镜元件使得正确地校正象差非常困难并由此需要变焦透镜系统中有更多的透镜元件。
而且，如果条件(18)至(20)的值等于或大于它们的上限，则塑料透镜元件的光放大率容易变得过大。因此，最好分别同时满足条件(11)和(18)；(12)和(19)以及(13)和(20)。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(21)。-1.4＜∑φPi/φW×hi＜1.4 (21)此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；和hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
条件(21)以各个塑料透镜元件随着温度的变化影响后焦距的程度之和的形式定义实现抑制后焦距因温度变化而导致的改变的条件。当使用多个塑料透镜元件时，最好以一个透镜对后焦距的影响被另一个透镜对后焦距的影响所抵消的方式组合正放大率的和负放大率的透镜元件。如果条件(21)的值等于或小于其下限，则由于温度变化造成的负放大率塑料透镜中的后焦距的改变将变得过大。相反，如果条件(21)的值等于或大于其上限，则由于温度变化造成的正放大率塑料透镜中的后焦距的改变将变得过大。因此，在两种情况中都需要为变焦透镜系统设置一个根据温度的变化校正后焦距的机构。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(22)。0.5＜log(β2T/β2W)/logZ＜2.2 (22)此处β2W表示广角端第二透镜单元的横向放大率；β2T表示拍摄远端第二透镜单元的横向放大率；Z表示变焦率；和log表示自然对数(因为条件定义一个比例，底没有关系)。
在类似本发明类型的变焦透镜系统中，第二透镜单元对变焦的响应度比其它任何一个透镜单元都强。对变焦的响应度越强，变焦中产生的象差越大。因此，为了实现适当的象差校正，最好在多个透镜单元之间分配变焦的响应度。条件(22)定义了第二透镜单元的变焦响应度，在本发明类型的变焦透镜系统中对变焦最强的响应度分配给第二透镜单元。
如果条件(22)的值等于或小于其下限值，则第二透镜单元对变焦的响应度非常小，使得发生在第二透镜单元中的象差可以被适当地校正。但这影响其它透镜单元对校正象差的响应度，并因而在其它的透镜单元中需要更多的透镜元件，导致整个光学系统的必须具有过大的尺寸。相反，如果条件(22)的值等于或大于其上限值，则第二透镜单元对变焦的响应度非常强，使得球差随变焦变化太大。
本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(23)。-1.2＜log(β3T/β3W)/logZ＜0.5 (23)此处β3W表示广角端第三透镜单元的横向放大率；β3T表示拍摄远端第三透镜单元的横向放大率；条件(23)定义了第三透镜单元的变焦响应度，如果条件(23)的值为负，则第三透镜单元在变焦期间减小其放大率。这从变焦的角度看是不利的。但在这种情况下，通过在变焦期间移动第三透镜单元，可以校正在其它透镜单元中变焦期间发生的象差。如果条件(23)的值等于或小于其下限值，则第三透镜单元在变焦中减小其过高倍率的放大率，并因而导致需要其它的透镜单元补偿放大率的损失。这需要在其它的透镜单元中有过大数目的透镜元件，并因而使得整个光学系统的尺寸过长。相反，如果条件(23)的值等于或大于其上限值，则第三透镜单元对变焦的响应度非常强，使得球差和慧差随变焦的变化太大。
另外，本实施例的变焦透镜系统最好满足下列条件(24)。-0.75＜log(β3T/β3W)/log(β2T/β2W)＜0.65 (24)条件(24)定义了第二透镜单元对变焦的响应度和第三透镜单元对变焦的响应度的优选比例。如果条件(24)的值等于或小于其下限，则第三透镜单元减小其放大率，并因而第二透镜单元对变焦的响应度过强。其结果是球差随变焦的变化过大。相反，如果条件(24)的值等于或大于其上限，则第三透镜单元对变焦的响应度很强，使得球差和慧差随变焦过大的变化。<实施例15>
另外，图29是第十五实施例的变焦透镜系统透镜的布局图。在此附图中，左手侧是物方，右手侧是像方。另外，图中箭头表示变焦期间透镜单元从广角端向拍摄远端的移动。注意，虚线箭头表示透镜单元在变焦期间保持在一个固定位置。另外，该附图表示在广角端观察变焦期间变焦透镜系统的透镜布置。如图29所示，第十五实施例的变焦透镜系统由负-正-负结构的三单元变焦透镜构成，即从物方开始的第一透镜单元Gr1、第二透镜单元Gr2和第三透镜单元Gr3。在此变焦透明系统中，两个透镜单元可以在变焦期间移动。
第一透镜单元Gr1具有负的总光放大率。第二和第三透镜单元(Gr2和Gr3)具有正的总光放大率。在变焦透镜系统中，从物方数起的第一至第六透镜元件分别用G1至G6表示。设置在本实施例变焦透镜系统中的透镜单元每个都通过采用这些透镜元件G1至G6中的多个透镜元件实现。第二透镜单元Gr2包括一个孔径光阑S。注意到设置在像方的平板是一个低通滤波器LPF。如图29中所示，在第十五实施例中，从物方(图中)数起的第一和第五透镜元件(Gr1和Gr5)是塑料透镜元件。<实例>
以下将通过参考结构数据、表示象差的曲线和其它数据对实施本发明的变焦透镜系统的实例进行描述。表1至表5列出了实例1至8的结构数据，这些实例分别对应于具有图1至5所示透镜结构的第一至第五实施例。表6至表14列出了实例6至14的结构数据，这些实例分别对应于具有图11至19所示透镜结构的第六至第十四实施例。
在每个实例的数据结构中，ri(i＝1，2，3，…)表示从物方数起第i个表面及其曲率半径，di(i＝1，2，3，…)表示从物方数起第i个轴向距离，Ni(i＝1，2，3，…)和vi(i＝1，2，3，…)分别表示对d线的折射率以及从物方数起的第i个透镜元件的阿贝数。表中所列出的例1至例5中变焦透镜系统的焦距f和F数FNO；第一和第二透镜单元之间的距离；和第二透镜单元和低通滤波器LPF之间的距离；是从左至右的广角端(W)、中间焦距位置(M)和拍摄远端(T)的数值。
另外，表中所列出向例6至例14中变焦透镜系统的焦距f和F数FNO；第一和第二透镜单元之间的距离；和第二透镜单元和低通滤波器LPF之间的距离；是从左至右的广角端(W)，中间焦距位置(M)和拍摄远端(T)的数值。注意，在所有的实例中，曲率半径ri标有星号(*)的表面是非球面，其表面形状通过下列公式决定。X＝X0+∑AiYi(a)X0＝CY2/{1+(1-εC2Y2)1/2} (b)此处X表示光轴方向离参考面的位移；Y表示垂直于光轴方向的高度；C表示近轴曲率；ε表示二次曲面参数；和Ai表示第i级非球面系数。
表20列出了例15的结构数据，例15对应于上述的实施例十五并具有图29所示的透镜布局。注意，例15的结构数据基本上与例6至14相同的方式设置。
图6A至6I，7A至7I，8A至8I，9A至9I和10A至10I分别表示实例1至5中在无限远距离拍摄状态下观察的象差。这些附图中，图6A至6C，7A至7C，8A至8C，9A至9C和10A至10C分别表示在广角端[W]观察的象差；图6D至6F，7D至7F，8D至8F，9D至9F和10D至10F分别表示在中间焦距[M]观察的象差；图6G至6I，7G至7I，8G至8I，9G至9I和10G至10I分别表示在拍摄远端[T]观察的象差。在球差的示意图中，实线(d)表示d线，虚线(SC)表示正弦状态。在像散示意图中，实线(DS)和虚线(DM)分别表示弧矢表面上和子午表面上的像散。在例1至5中满足上述的条件(1)至(5)。
图20A至20I，21A至21I，22A至22I，23A至23I，24A至24I，25A至25I，26A至27I和28A至28I分别表示实例6至14中在无限远距离拍摄状态下观察的象差。这些附图中，图20A至20C，21A至21C，22A至22C，23A至23C，24A至24C，25A至25C，26A至27C和28A至28C分别表示在广角端[W]观察的象差；图20D至20F，21D至21F，22D至22F，23D至23F，24D至24F，25D至25F，26D至27F和28D至28F分别表示在中间焦距[M]观察的象差；图20G至20I，21G至21I，22G至22I，23G至23I，24G至24I，25G至25I，26G至27I和2GA至28I分别表示在拍摄远端[T]观察的象差。在球差的示意图中，实线(d)表示d线，虚线(SC)表示正弦状态。在像散示意图中，实线(DS)和虚线(DM)分别表示弧矢表面上和子午表面上的像散。在例6至14中满足上述的条件(6)至(14)。
图30A至30I表示例15中在无限远距离拍摄状态观察的象差。这些附图中，图30A至30C表示在广角端[W]观察的象差；图30D至30F表示在中间焦距[M]观察的象差；图30G至30I表示在拍摄远端[T]观察的象差。在球差的示意图中，标号SC表示正弦状态。在像散示意图中，标号DS和DT分别表示弧矢表面上和子午表面上的像散。另外，标号d，g和C分别标记d线，g线和C线。
例1至5中条件(1)至(5)使用的变量列于表15。
对应于例1至5中条件(1)至(5)中的值列于表16。
对应于例6至14中条件(9)至(13)和(18)至(24)中的值列于表17。
与例1至5中的非球面满足的条件(7)和(8)对应的值列于表18。注意，Y表示非球面上光路的最大高度。
与例6至14中的非球面满足的条件(15)和(17)对应的值列于表19。注意，Y表示非球面上光路的最大高度。
与例15中的条件(9)至(12)和(18)、(19)、(21)和(22)对应的值列于表21。
表1(例1的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.96mm～3.24mm～3.6mm(F数)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd)阿贝数(vd)r1＝11.333d1＝0.779 N1＝1.85000v1＝40.04r2＝6.007d2＝1.940r3*＝17.418d3＝1.400 N2＝1.52510v2＝56.38r4＝6.369d4＝1.895r5＝7.432d5＝1.763 N3＝1.84666v3＝23.82r6＝10.246d6＝13.009～6.374～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝5.989d8＝1.829 N4＝1.75450 v4＝51.57r9＝-125.715d9＝1.268r10＝-12.153d10＝0.635 N5＝1.75000 v5＝25.14r11＝9.023
d11＝0.447r12*＝13.010d12＝2.293 N6＝1.52510 v6＝56.38r13＝-6.778d13＝1.000～2.559～4.786r14＝∞d14＝3.400 N7＝1.54426 v7＝69.60r15＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.21447×10-3A6＝0.50169×10-5A8＝0.14584×10-6[第十二表面r(12)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.20572×10-2A6＝-0.42994×10-5A8＝-0.32617×10-5表2(例2的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.96mm～3.24mm～3.6mm(F数)曲率半径 轴间距离折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝14.260d1＝0.650N1＝1.53359 v1＝64.66r2＝6.334d2＝2.341r3*＝24.115d3＝1.400N2＝1.52510 v2＝56.38r4＝5.871d4＝1.561r5＝6.894d5＝2.091N3＝1.58340 v3＝30.23r6＝13.124d6＝14.102～6.837～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝5.164d8＝2.262N4＝1.61555 v4＝57.97r9＝-9.593d9＝0.479r10*＝-5.666d10＝1.472 N5＝1.58340 v5＝30.23r11＝9.833d11＝0.604r12*＝22.822d12＝1.943 N6＝1.52510 v6＝56.38r13＝-8.802d13＝1.000～2.422～4.454r14＝∞d14＝3.400 N7＝1.54426 v7＝69.60r15＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.16907×10-3A6＝0.35415×10-5A8＝0.80238×10-7[第十表面r(10)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.79103×10-3A6＝0.24186×10-4A8＝0.30525×10-5[第十二表面r(12)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.25573×10-2A6＝-0.15034×10-5A8＝-0.18614×10-4表3(例3的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.96mm～3.24mm～3.6mm(F数)曲率半径 轴间距离折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝11.551d1＝1.213N1＝1.75450 v1＝51.57r2＝6.152d2＝2.230r3*＝21.819d3＝1.400N2＝1.52510 v2＝56.38r4＝6.113d4＝1.835r5＝7.256d5＝2.216N3＝1.69961 v3＝26.60r6＝11.287d6＝13.126～6.424～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝5.207d8＝2.259N4＝1.61213 v4＝58.19r9＝-9.240d9＝0.467r10*＝-5.774d10＝1.430 N5＝1.58340 v5＝30.23r11＝9.548d11＝0.601r12*＝22.409d12＝1.984 N6＝1.52510 v6＝56.38r13＝-8.485d13＝1.000～2.495～4.630r14＝∞d14＝3.400 N7＝1.54426 v7＝69.60r15＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.19262×10-3A6＝0.34894×10-5A8＝0.12515×10-6[第十表面r(10)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.43913×10-3A6＝0.33312×10-4A8＝0.24577×10-5[第十二表面r(12)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.22305×10-2A6＝-0.11486×10-4A8＝-0.15332×10-4表4(例4的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.96mm～3.24mm～3.6mm(F数)曲率半径轴间距离折射率(Nd)阿贝数(vd)r1＝13.912d1＝1.500N1＝1.75450 v1＝51.57r2＝6.626d2＝2.111r3＝25.350d3＝1.000N2＝1.75450 v2＝51.57r4＝7.001d4＝0.893r5*＝14.283d5＝4.843N3＝1.58340 v3＝30.23r6*＝-45.283d6＝15.765～7.542～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝5.964d8＝4.216N4＝1.65656 v4＝55.63r9＝-7.373d9＝0.208r10＝-6.131d10＝1.300 N5＝1.58340 v5＝30.23r11*＝9.768d11＝2.852r12＝-77.516d12＝1.708 N6＝1.52200 v6＝65.93r13＝-8.485d13＝1.000～2.668～5.052r14＝∞d14＝3.400 N7＝1.54426 v7＝69.60r15＝∞[第五表面(r5)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.90348×10-4A6＝0.13458×10-5A8＝0.14476×10-6[第六表面r(6)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.32219×10-3A6＝-0.25483×10-4A8＝-0.86784×10-5[第十一表面r(11)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.20489×10-2A6＝0.27321×10-4A8＝0.40971×10-5A10＝-0.20451×10-6表5(例5的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝3.18mm～3.55mm～4.08mm(F数)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝10.456d1＝2.128 N1＝1.85000 v1＝40.04r2＝3.870d2＝2.166r3*＝16.226d3＝1.400 N2＝1.52510 v2＝56.38r4＝6.827d4＝1.332r5＝8.144d5＝1.514 N3＝1.83350 v3＝21.00r6＝13.791d6＝8.994～4.674～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝5.950d8＝1.897 N4＝1.74989 v4＝51.73r9＝-43.969d9＝1.242r10＝-11.144d10＝0.753N5＝1.84714 v5＝25.28r11＝10.245d11＝0.400r12*＝12.590d12＝2.297N6＝1.52510 v6＝56.38r13＝-6.634d13＝1.000～3.314～6.620r14＝∞d14＝3.400N7＝1.54426 v7＝69.60r15＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.13045×10-2A6＝0.11643×10-4A8＝0.51406×10-5[第十二表面r(12)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.22747×10-2A6＝-0.36716×10-5A8＝-0.32887×10-5表6(例6的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.74mm～3.11mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝13.380d1＝0.650N1＝1.75450 v1＝51.57r2＝5.890d2＝1.499r3*＝12.328d3＝1.400N2＝1.52510 v2＝56.38r4＝5.632d4＝1.632r5＝7.068d5＝1.753N3＝1.84777 v3＝27.54r6＝10.246d6＝10.406～5.264～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝5.643d8＝1.901N4＝1.79073 v4＝46.15r9＝-74.805d9＝0.921r10＝-12.842d10＝0.600 N5＝1.72145 v5＝25.50r11＝5.928d11＝0.400r12*＝11.144d12＝2.170 N6＝1.52510 v6＝56.38r13＝-9.099d13＝1.000～3.519～7.154r14＝11.107d14＝3.164 N7＝1.51680 v7＝64.20r15＝56.703d15＝0.796r16＝∞d16＝3.400 N8＝1.54426 v8＝69.60r17＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.38905×10-3A6＝0.24379×10-5A8＝0.38282×10-6[第十二表面r(12)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.13386×10-2A6＝-0.11975×10-4A8＝-0.53773×10-5表7(例7的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.73mm～3.10mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝14.718d1＝0.650 N1＝1.75450 v1＝51.57r2＝6.639d2＝1.307r3*＝11.594d3＝1.400 N2＝1.52510 v2＝56.38r4＝5.294d4＝1.465r5＝6.937d5＝1.858 N3＝1.84759 v3＝26.85r6＝10.034d6＝10.621～5.340～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝6.969d8＝2.905 N4＝1.85000 v4＝40.04r9＝-11.743d9＝0.210r10＝-8.339d10＝1.855 N5＝1.72131 v5＝25.51r11＝5.522d11＝0.400r12＝11.032d12＝2.012 N6＝1.75450 v6＝51.57r13＝-21.657d13＝1.000～3.398～6.919r14*＝8.536d14＝3.241 N7＝1.52510 v7＝56.38r15＝29.006d15＝0.676r16＝∞d16＝3.400 N8＝1.54426 v8＝69.60r17＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.35342×10-3A6＝0.71258×10-6A8＝0.33647×10-6[第十四表面r(14)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.23473×10-3A6＝0.43912×10-5A8＝0.10409×10-6表8(例8的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.75mm～3.10mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd)阿贝数(vd)r1*＝14.652d1＝1.200 N1＝1.58340 v1＝30.23r2＝8.289d2＝1.623r3＝26.068d3＝0.900 N2＝1.79271 v2＝45.90r4＝5.496d4＝1.179r5＝7.356d5＝1.921 N3＝1.84666 v3＝23.82r6＝15.373d6＝10.224～5.176～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝7.124d8＝3.411 N4＝1.85000 v4＝40.04r9＝-11.538d9＝0.154r10＝-8.339d10＝1.713N5＝1.72418 v5＝25.37r11＝5.686d11＝0.401r12＝10.731d12＝2.078N6＝1.75450 v6＝51.57r13＝-18.326d13＝1.000～3.307～6.708r14*＝8.148d14＝3.002N7＝1.52510 v7＝56.38r15＝16.995d15＝0.795r16＝∞d16＝3.400N8＝1.54426 v8＝69.60r17＝∞[第一表面(r1)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.15951×10-3A6＝0.14779×10-6A8＝0.56026×10-7[第十四表面r(14)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.27776×10-3A6＝-0.23365×10-5A8＝0.19731×10-6表9(例9的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.73mm～3.10mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝52.355d1＝1.100N1＝1.72677 v1＝52.55r2＝6.927d2＝3.324r3*＝23.902d3＝1.940N2＝1.58340 v2＝30.23r4＝-100.448d4＝14.827～7.138～1.500r5＝∞(孔径光阑)d5＝1.500r6＝5.036d6＝3.339r7＝-12.586d7＝0.234r8＝-10396d8＝0.800N4＝1.79850 v4＝22.60r9＝16.524d9＝0.740r10＝-7.142d10＝1.200 N5＝1.58340 v5＝30.23r11*＝-26.834d11＝1.000～2.921～5.663r12＝15.086d12＝2.096 N6＝1.48749 v6＝70.44r13＝-14.941d13＝0.500r14＝∞d14＝3.400 N7＝1.54426 v7＝69.60r15＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.24908×10-3A6＝-0.62198×10-7A8＝0.10295×10-6[第十一表面r(11)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.36925×10-2A6＝0.16585×10-3A8＝0.13563×10-4表10(例10的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.75mm～3.11mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1*＝17.928d1＝1.200 N1＝1.58340 v1＝30.23r2＝9.608d2＝1.325r3＝19.410d3＝0.900 N2＝1.80280 v2＝44.68r4＝5.204d4＝1.288r5＝7.294d5＝1.940 N3＝1.84666 v3＝23.82r6＝14.586d6＝10.102～5.348～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝6.594d8＝4.206 N4＝1.81063 v4＝43.80r9＝-10.411d9＝0.208r10＝-7.270d10＝0.600 N5＝1.70098 v5＝26.53r11＝5.447d11＝0.504r12＝10.684d12＝2.062 N6＝1.75450 v6＝51.57r13＝-20.769d13＝1.000～3.880～6.996r14*＝6.351d14＝2.209 N7＝1.52510 v7＝56.38r15＝12.184d15＝1.055～0.800～1.067r16＝∞d16＝3.400 N8＝1.54426 v8＝69.60r17＝∞[第一表面(r1)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.19398×10-3A6＝0.47895×10-6A8＝0.46069×10-7[第十四表面r(14)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.37579×10-3A6＝-0.11089×10-5A8＝0.87379×10-7表11(例11的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～10.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.97mm～3.27mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝-112.214d1＝1.200 N1＝1.63347 v1＝56.87r2＝7.682d2＝1.473r3*＝17.799d3＝2.175 N2＝1.58340 v2＝30.23r4＝274.206d4＝16.482～8.078～1.500r5＝∞(孔径光阑)d5＝1.500r6＝5.066d6＝2.164 N3＝1.84746 v4＝40.25r7＝-15.255d7＝0.208r8＝-13.752d8＝0.800 N4＝1.79850 v5＝22.60r9＝7.640d9＝0.352r10*＝8.419d10＝1.200 N5＝1.58340 v6＝30.23r11＝4.700d11＝1.000～1.802～2.808r12＝40.534d12＝2.262 N6＝1.51838 v7＝66.35r13*＝-6.756d13＝1.131～2.007～3.472r14＝∞d14＝3.400 N7＝1.54426 v8＝69.60r15＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.24372×10-3A6＝-0.10309×10-6A8＝0.84837×10-7[第十表面r(10)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.35107×10-2A6＝-0.17279×10-3A8＝-0.80824×10-4[第十三表面r(13)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.11613×10-3A6＝-0.34635×10-4A8＝0.66386×10-6表12(例12的结构数据)f＝5.4mm～8.0mm～12mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.55mm～2.95mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝64.355d1＝0.650 N1＝1.48749 v1＝70.44r2＝9.616d2＝1.136r3*＝15.072d3＝1.400 N2＝1.52510 v2＝56.38r4＝6.352d4＝1.939r5＝8.584d5＝2.060 N3＝1.84877 v3＝32.01r6＝12.547d6＝15.531～7.207～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝5.666d8＝3.346 N4＝1.75450 v4＝51.57r9＝-8.847d9＝0.100r10＝-7.390d10＝0.600 N5＝1.58340 v5＝30.23r11＝4.818d11＝0.400r12*＝6.048d12＝2.459 N6＝1.52510 v6＝56.38r13＝9.906d13＝1.000～3.334～6.995r14＝11.941d14＝1.979 N7＝1.52510 v7＝56.38r15*＝-29.235d15＝0.500r16＝∞d16＝3.400 N8＝1.54426 v8＝69.60r17＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.17978×10-3A6＝-0.30828×10-6A8＝0.71904×10-7[第十二表面r(12)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.18066×10-2A6＝-0.54257×10-4A8＝-0.76508×10-5[第十五表面r(15)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.29756×10-3A6＝-0.62953×10-5A8＝-0.77785×10-7表13(例13的结构数据)f＝5.4mm～8.8mm～14.0mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.34mm～2.84mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1＝25.623d1＝0.650 N1＝1.48749 v1＝70.44r2＝9.290d2＝1.626r3*＝19.577d3＝1.400 N2＝1.52510 v2＝56.38r4＝5.973d4＝2.273r5＝7.949d5＝2.008 N3＝1.84807 v3＝28.75r6＝10.541d6＝16.801～7.154～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝5.107d8＝2.743 N4＝1.64626 v4＝54.17r9＝-9.178d9＝0.100r10＝-8.533d10＝0.600 N5＝1.58340 v5＝30.23r11＝7.962d11＝0.849r12*＝7.572d12＝1.401 N6＝1.52510 v6＝56.38r13＝8.290d13＝1.000～4.278～9.371r14*＝9.062d14＝1.423 N7＝1.58340 v7＝30.23r15＝6.924d15＝0.747r16＝11.941d16＝1.979 N8＝1.52510 v8＝56.38r17*＝-29.488d17＝0.500r18＝∞d18＝3.400 N9＝1.54426 v8＝69.60r19＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.16055×10-3A6＝0.48397×10-7A8＝0.67121×10-7[第十二表面r(12)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.25048×10-2A6＝-0.87701×10-4A8＝-0.12082×10-4[第十四表面r(14)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.52484×10-3A6＝0.58442×10-5A8＝0.87159×10-8[第十七表面r(17)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.91828×10-3A6＝-0.59033×10-5A8＝0.27335×10-6表14(例14的结构数据)f＝5.4mm～7.5mm～13.5mm(整个光学系统的焦距)FNO＝2.08mm～2.48mm～3.60mm(F数)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd)阿贝数(vd)r1＝14.018d1＝0.650 N1＝1.74388 v1＝51.93r2＝6.286d2＝1.790r3*＝17.191d3＝1.400 N2＝1.52510 v2＝56.38r4＝5.770d4＝0.907r5＝6.726d5＝1.953 N3＝1.84666 v3＝23.82r6＝10.531d6＝9.731～5.843～1.500r7＝∞(孔径光阑)d7＝1.500r8＝6.489d8＝1.774 N4＝1.85000 v4＝40.04r9＝52.968d9＝0.665r10＝-31.304d10＝0.600 N5＝1.77185 v5＝23.46r11＝6.642d11＝0.400r12*＝11.190d12＝2.101 N6＝1.52510 v6＝56.38r13＝-9.334d13＝1.000～5.310～15.247r14＝-10.861d14＝1.200 N7＝1.58340 v7＝30.23r15*＝16.708d15＝0.100r16＝12.354924
d16＝2.934 N8＝1.84353 v8＝40.59r17＝-10.876d17＝2.914～2.385～0.717r18＝∞d18＝3.400 N9＝1.54426 v9＝69.60r19＝∞[第三表面(r3)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.28799×10-3A6＝0.40089×10-5A8＝0.14823×10-6[第十二表面r(12)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.62816×10-3A6＝-0.22891×10-4A8＝0.42945×10-6[第十五表面r(15)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.60130×10-3A6＝-0.42374×10-5A8＝0.11268×10-7表15<用于例1至5中的条件(1)至(5)内的量>
φ1 φ2φW例10.076171 0.102604 0.185185φpi hi φpi/φW×hi 合计例1 G2 -0.04968 1.088763 -0.292107G6 0.11313 1.264821 0.7726821 0.480575φ1 φ2φW例20.069512 0.102665 0.185162例2φpi hi φpi/φW×hi 合计G2 -0.06587 1.090648 -0.387944G3 0.045137 1.299594 0.3167591G5 -0.16797 1.270288 -1.152222G6 0.080916 1.2079 0.5277862 -0.69562φ1 φ2φW例30.07421 0.104252 0.185816例3φpi hi φpi/φW×hi合计G2 -0.05994 1.070319 -0.346422G3 -0.16771 1.288669 -1.167062G5 0.083429 1.233420.555676 -0.95781φ1 φ2φW例40.070779 0.089085 0.185184例4φpi hi φpi/φW×hi合计G3 0.05212 1.068396 0.3006979G5 -0.15954 1.348671 -1.161906 -0.86121φ1 φ2φW例50.1150.104369 0.185185例5φpi hi φpi/φW×hi合计G2 -0.04227 1.161585 -0.265113G6 0.11589 1.553375 0.9721086 0.706996表16<对应于例1至5中的条件(1)至(5)的值>|φ1/φW| φ2/φW|φp/φ1| |φp/φ2| ∑φpi/φW×hi例1 0.41 0.55 G20.65G61.10 0.48例2 0.38 0.55 G20.95G51.64 -0.70G30.65G60.79例3 0.40 0.56 G20.81G51.61 -0.96G60.80例4 0.38 0.48 G30.74G51.79 -0.86例5 0.62 0.56 G20.37G61.11 0.71表17<对应于例6至14中的条件(9)至(13)和(18)至(24)的值>
|φp/φW| |φp/φ1| |φp/φ2| |φp/φ3| M3/M2例6 G2 0.25 0.63 0.00G6 0.55 1.10例7 G2 0.27 0.72 0.00G7 0.25 1.00例8 G1 0.15 0.39 0.00G7 0.20 1.00例9 G2 0.16 0.59 0.00G5 0.32 0.68例10 G1 0.14 0.38 0.00G7 0.24 0.47 1.00例11 G2 0.17 0.57 0.56G5 0.26 0.65例12 G2 0.24 0.86 0.00G5 1.10 2.27G6 0.22 0.46G7 0.33 1.00例13 G2 0.32 0.97 0.00G5 0.78 1.64G6 0.05 0.11G7 0.08 0.35G8 0.33 1.40例14 G2 0.31271 0.79 -0.18G6 0.5375 1.19G7 0.48626 1.38Log(β2T/β2W)/logz log(β3T/β3W)/logz例6 G21.00 0.00例7 G21.00 0.00例8 G11.00 0.00例9 G20.99 0.01例10 G11.00 0.00例11 G21.87 -0.87例12 G20.99 0.01例13 G21.00 0.00例14 G20.75 0.25log(β3T/β3W)/Log(β2T/β2W)例6 G20.00例7 G20.00例8 G10.01例9 G20.01例10 G10.00例11 G2-0.46例12 G20.01例13 G20.00例14 G20.34φP/φW×h∑φPiφW×hi例6 G2-0.27G60.660.39例7 G2-0.28G70.17-0.12例8 G1-0.15G70.14-0.01例9 G20.21G5-0.30 -0.09例10 G1-0.14G70.160.02例11 G20.19G5-0.26 -0.08例12 G2-0.26G5-1.20G60.23G70.16 -0.06例13 G2-0.33G5-0.93G60.06G7-0.04G80.14 -0.10例14 G2-0.34G60.68G7-0.25 0.09|φ1/φW|φ2/φWφ3/φW例6 G2 0.400.500.21例7 G2 0.370.500.25例8 G1 0.400.520.20例9 G2 0.270.470.34例10 G1 0.380.510.24例11 G2 0.290.400.48例12 G2 0.290.480.33例13 G2 0.330.470.23例14 G2 0.390.450.35Cp×(N’-N)/φW物方 像方例6 G2 0.230.50G6 0.250.31例7 G2 0.25-0.54G7 0.33-0.10例8 G1 0.22-0.38
G7 0.35 -0.17例9 G2 0.13 0.031G5 -0.44 0.12例10 G1 0.18 -0.33G7 0.45 -0.23例11 G2 0.18 -0.01G5 0.37 -0.67例12 G2 0.19 -0.45G5 -0.43 -0.65G6 0.47 -0.29G7 0.24 0.10例13 G2 0.15 -0.48G5 -0.37 -0.4G6 0.37 -0.34G7 0.35 -0.46G8 0.24 0.10例14 G2 0.17 -0.49G6 0.25 0.30G7 -0.29 -0.19表18<对应于例1至5中的条件(7)至(8)的值><例1>[第三表面(r3)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000370.40Y -0.006340.60Y -0.035850.80Y -0.133411.00Y -0.40394[第十二表面(r12)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y -0.000000.20Y -0.000370.40Y -0.005980.60Y -0.030570.80Y -0.098851.00Y -0.25219<例2>[第三表面(r3)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000510.40Y -0.008700.60Y -0.049310.80Y -0.183761.00Y -0.55608[第十表面(r10)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y -0.000000.20Y 0.000050.40Y 0.000770.60Y 0.00408
0.80Y 0.013991.00Y 0.03852[第十二表面(r12)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y -0.000000.20Y -0.000720.40Y -0.011690.60Y -0.060960.80Y -0.207871.00Y -0.58532<例3>[第三表面(r3)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000500.40Y -0.000510.60Y -0.047780.80Y -0.177651.00Y -0.54143[第十表面(r10)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y -0.000000.20Y 0.000030.40Y 0.000460.60Y 0.002590.80Y 0.009541.00Y 0.02790[第十二表面(r12)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y 0.000000.20Y -0.000650.40Y -0.010580.60Y -0.055460.80Y -0.19007
1.00Y -0.53702<例4>[第五表面(r5)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000080.40Y -0.001290.60Y -0.007190.80Y -0.026841.00Y -0.08390[第六表面(r6)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000660.40Y -0.010700.60Y -0.055800.80Y -0.184921.00Y -0.48426[第十一表面(r11)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y -0.000000.20Y -0.000170.40Y -0.002820.60Y -0.014570.80Y -0.047721.00Y -0.12247<例5>[第三表面(r3)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000580.40Y -0.009380.60Y -0.049680.80Y -0.17281
1.00Y -0.49672[第十二表面(r12)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y 0.000000.20Y -0.000390.40Y -0.006300.60Y -0.032150.80Y -0.103661.00Y -0.26303表19<对应于例6至14中的条件(15)至(17)的值><例6>[第三表面(r3)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000360.40Y -0.005850.60Y -0.031240.80Y -0.109831.00Y -0.31946[第十二表面(r12)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y 0.000000.20Y -0.000160.40Y -0.002660.60Y -0.013820.80Y -0.046201.00Y -0.12441<例7>[第三表面(r3)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.00040
0.40Y -0.006450.60Y -0.034420.80Y -0.122491.00Y -0.36724[第十四表面(r14)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f3}0.00Y 0.000000.20Y -0.000050.40Y -0.000720.60Y -0.003430.80Y -0.009791.00Y -0.02004<例8>[第一表面(r1)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000470.40Y -0.007620.60Y -0.040170.80Y -0.139751.00Y -0.40512[第十四表面(r14)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f3}0.00Y 0.000000.20Y -0.000070.40Y -0.001030.60Y -0.004970.80Y -0.014211.00Y -0.02846<例9>[第三表面(r3)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.00034
0.40Y-0.005490.60Y-0.028240.80Y-0.093321.00Y-0.24896[第十一表面(r11)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y0.000000.20Y-0.000860.40Y-0.014140.60Y-0.075740.80Y-0.261141.00Y-0.14147<例10>[第一表面(r1)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y-0.000000.20Y-0.000770.40Y-0.012560.60Y-0.066390.80Y-0.229821.00Y-0.65070[第十四表面(r14)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f3}0.00Y0.000000.20Y-0.000080.40Y-0.001290.60Y-0.006550.80Y-0.020651.00Y-0.04955<例11>[第三表面(r3)][高度](|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y-0.000000.20Y-0.00041
0.40Y -0.006630.60Y -0.034280.80Y -0.114651.00Y -0.31309[第十表面(r10)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y 0.000000.20Y -0.000160.40Y -0.002600.60Y -0.013880.80Y -0.047361.00Y -0.12790<例12>[第三表面(r3)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000580.40Y -0.009400.60Y -0.049610.80Y -0.176671.00Y -0.53893[第十二表面(r12)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y 0.000000.20Y -0.000110.40Y -0.001820.60Y -0.009690.80Y -0.033301.00Y -0.09218[第十五表面(r15)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f3}0.00Y 0.000000.20Y -0.000330.40Y -0.00502
0.60Y -0.023640.80Y -0.066291.00Y -0.13286<例13>[第三表面(r3)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000820.40Y -0.013330.60Y -0.071710.80Y -0.261961.00Y -0.82010[第十二表面(r12)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y 0.000000.20Y -0.000200.40Y -0.003280.60Y -0.017590.80Y -0.061321.00Y -0.17301[第十四表面(r14)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f3}0.00Y 0.000000.20Y -0.000200.40Y -0.003110.60Y -0.015260.80Y -0.046051.00Y -0.10564[第十七表面(r17)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f3}0.00Y 0.000000.20Y 0.000680.40Y 0.010900.60Y 0.05583
0.80Y 0.178011.00Y 0.43402<例14>[第三表面(r3)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f1}0.00Y -0.000000.20Y -0.000480.40Y -0.008020.60Y -0.043700.80Y -0.155591.00Y -0.44995[第十二表面(r12)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f2}0.00Y 0.000000.20Y -0.000070.40Y -0.001100.60Y -0.005790.80Y -0.019221.00Y -0.04962[第十五表面(r15)][高度] (|X|-|X0|)/{CO(N’-N)·f3}0.00Y 0.000000.20Y -0.000670.40Y -0.010510.60Y -0.051780.80Y -0.157441.00Y -0.36553表20(例15的结构数据)f＝5.4mm～8.4mm～15.6mm(整个光学系统的焦距)曲率半径 轴间距离 折射率(Nd) 阿贝数(vd)r1*＝-34.564d1＝1.600 N1＝1.52510v1＝56.38r2*＝7.185d2＝3.500r3＝10.666d3＝2.344 N2＝1.75000v2＝25.14r4＝17.516d4＝22.572～11.179～1.713r5＝∞(孔径光阑)d5＝1.500r6＝8.000d6＝2.941 N3＝1.8042 v3＝46.50r7＝-8.598d7＝0.010 N4＝1.51400v4＝42.83r8＝-8.598d8＝0.600 N5＝1.70055v5＝30.11r9＝8.182d9＝0.200r10*＝5.244d10＝3.294 N6＝1.525 10 v6＝56.38r11*＝6.000d11＝2.740～5.844～13.277r12＝21.195d12＝2.000 N6＝1.52510v7＝70.44r13＝-16.672d13＝1.086r14＝∞d14＝3.400 N7＝1.51680v8＝64.20r15＝∞[第一表面(r1)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.43400×10-3A6＝-0.55461×10-5A8＝0.27915×10-7[第二表面r(2)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.26861×10-3A6＝0.25040×10-5A8＝-0.23353×10-6[第十表面r(10)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝-0.30306×10-3A6＝-0.13415×10-4A8＝-0.19911×10-5[第十一表面r(11)的非球面系数]ε＝0.10000×10A4＝0.19342×10-2A6＝0.59893×10-4A8＝-0.42081×10-5表21<对应于例15中的条件(9)至(12)和(18)、(19)、(21)和(22)的值>|φp/φ1| |φp/φ2| M3/M21.698 0.417 0Log(β2T/β2W)/logz0.998∑pi/φW×hi-0.265|φ1/φW| φ2/φW0.284 0.405Cp×(N’-N)/φWr10.082r20.395r10-0.541r11047权利要求
1.一种变焦透镜系统，从物方开始，包括一个第一透镜单元，由负、负和正透镜元件组成，并具有一个总的负光放大率，一个第二透镜单元，由正、负和正透镜元件组成，并具有总的正光放大率，其中通过改变第一和第二透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个透镜元件是塑料透镜元件。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于满足下列条件0.25＜|φ1/φW|＜0.800.35＜|φ2/φW|＜0.75此处φ1表示第一透镜单元的光学放大率；φ2表示第二透镜单元的光学放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于满足下列条件-1.2＜∑φPi/φW×hi＜1.2此处φW表示在广角端的整个变焦透镜系统的光放大率；φPi表示第i个塑料透镜元件的光学放大率；并且hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于包括在第一透镜单元中的塑料透镜元件满足下列条件|φP/φ1|＜1.35此处φ表示塑料透镜元件的光学放大率；φ1表示第一透镜单元的光学放大率。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于包括在第二透镜单元中的塑料透镜元件满足下列条件|φP/φ2|＜2.35此处φP表示塑料透镜元件的光学放大率；φ2表示第二透镜单元的光学放大率。
6.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于至少一个负透镜元件和至少一个正透镜元件是塑料透镜元件。
7.一种变焦透镜系统，从物方开始，包括第一透镜单元，具有负光学放大率；和第二透镜单元，具有正光学放大率，其中通过改变第一和第二透镜单元之间的距离来实现变焦，并且包含在透镜单元中的透镜元件的至少一个负透镜元件和一个正透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-1.2＜∑φPi/φW×hi＜1.2此处φW表示在广角端的整个变焦透镜系统的光放大率；φPi表示第i个塑料透镜元件的光学放大率；并且hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
8.一种图像拍摄装置，从物方开始，包括一个变焦透镜系统；一个光电转换装置，其具有一个感光面，感光面上通过变焦透镜系统形成一个图像；和一个光学低通滤波器组成，光学低通滤波器设置在光电转换装置的物方，其中变焦透镜系统包括第一透镜单元，第一透镜单元由负、负和正透镜元件组成，并具有一个负的总光放大率；和第二透镜单元，第二透镜单元由正、负和正透镜元件组成，并具有正的总光放大率，并且其中在变焦透镜系统中，通过改变第一和第二透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个透镜元件是塑料透镜元件。
9.一种变焦透镜系统，从物方开始，包括第一透镜单元，具有一个负的光放大率；第二透镜单元，由至少一个正和负透镜元件组成，并具有正的光放大率；和第三透镜单元，具有正的光学放大率，其中通过移动至少两个透镜单元而改变第一和第二透镜单元的距离以及第二和第三透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个包含于透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-0.8＜Cp×(N’-N)/φW＜0.8-0.45＜M3/M2＜0.90(此处φT/φW＞1.6)此处Cp表示塑料透镜元件的曲率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；N表示非球面的物方对d线的折射率；N’表示非球面的像方对d线的折射率；M3表示第三透镜元件的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；M2表示第二透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；和φT表示在摄拍摄远端整个变焦透镜系统的光学放大率。
10.一种变焦透镜系统，从物方开始，包括一个第一透镜单元，第一透镜单元由至少一个正透镜元件和一个负透镜元件组成并具有一个负的光放大率；一个第二透镜单元，第二具有正的光放大率；一个第三透镜单元，第三透镜单元具有正的光放大率，其中通过移动至少两个透镜单元而改变第一和第二透镜单元的距离以及第二和第三透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个包含于透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件|φP/φ1|＜1.200.20＜|φ1/φW|＜0.70-0.45＜M3/M2＜0.90(此处φT/φW＞1.6)此处φP表示塑料透镜元件的光学放大率；φ1表示第一透镜单元的光学放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；M3表示第三透镜单元的移动量(关于广角端指向物方的方向为负)；M2表示第二透镜单元的移动量(关于广角端指向物方的方向为负)；和φT表示在摄拍摄远端整个变焦透镜系统的光学放大率。
11.一种变焦透镜系统，从物方开始，包括一个第一透镜单元，第一透镜单元具有一个负的光放大率；一个第二透镜单元，第二透镜单元由至少一个正透镜元件和一个负透镜元件组成并具有正的光放大率；和一个第三透镜单元，第三透镜单元具有正的光放大率，其中通过改变第一和第二透镜单元的距离以及第二和第三透镜单元的距离来实现变焦，并且至少其中有一个包含于第二透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件|φP/φ2|＜2.50.25＜|φ2/φW|＜0.75此处φP表示塑料透镜元件的光学放大率；φ2表示第二透镜单元的光学放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率。
12.一种变焦透镜系统，从物方开始，一个第一透镜单元，第一透镜单元具有一个负的光放大率；一个第二透镜单元，第二透镜单元具有正的光放大率；和一个第三透镜单元，第三透镜单元具有正的光放大率，其中在变焦透镜系统中，通过移动至少两个透镜来改变第一和第二透镜单元之间的距离以及第二和第三透镜单元之间的距离来实现变焦，并且至少其中有一个包含于第三透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元-0.30＜M3/M2＜0.90|φP/φ3|＜1.700.1＜φ3/φW＜0.60此处M3表示第三透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；M2表示第二透镜单元的移动量(相对广角端指向物方的方向为负)；φP表示塑料透镜元件的光学放大率；φ3表示第三透镜单元的光学放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率。
13.根据权利要求10至12所述的变焦透镜系统，其特征在于塑料透镜元件满足下列条件-1.4＜∑φPi/φW×hi＜1.4此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。
14.一种变焦透镜系统，从物方开始，包括一个第一透镜单元，第一透镜单元具有一个负的光放大率；一个第二透镜单元，第二透镜单元具有正的光放大率；和一个第三透镜单元，第三透镜单元具有正的光放大率，其中通过移动至少两个透镜来改变第一和第二透镜单元之间的距离以及第二和第三透镜单元之间的距离来实现变焦，并且至少有一个包含于第一透镜单元中的透镜元件以及至少有一个包含于第二透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-1.4＜∑φPi/φW×hi＜1.40.5＜log(β2T/β2W)/logZ＜2.2此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。β2W表示广角端第二透镜单元的横向放大率；β2T表示摄拍摄远端第二透镜单元的横向放大率；Z表示变焦率；和log表示自然对数(因为条件定义一个比例，底没有关系)。
15.一种变焦透镜系统，从物方开始，包括一个第一透镜单元，第一透镜单元具有一个负的光放大率，一个第二透镜单元，第二透镜单元由至少一个正透镜元件和一个负透镜元件组成并具有正的光放大率；和一个第三透镜单元，第三透镜单元具有正的光放大率。其中通过移动至少两个透镜单元来改变第一和第二透镜单元之间的距离以及第二和第三透镜单元之间的距离来实现变焦，并且至少有一个包含于第一透镜单元中的透镜元件以及至少有一个包含于第三透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-1.4＜∑φPi/φW×hi＜1.4-1.2＜log(β3T/β3W)/logZ＜0.5此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；hi表示近轴光线进入摄拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。β3W表示广角端第三透镜单元的横向放大率；β3T表示摄拍摄远端第三透镜单元的横向放大率；Z表示变焦率；和log表示自然对数(因为条件定义一个比例，底没有关系)。
16.一种变焦透镜系统，从物方开始，包括一个第一透镜单元，第一透镜单元具有一个负的光放大率；一个第二透镜单元，第二透镜单元由至少一个正透镜元件和一个负透镜元件组成并具有正的光放大率，和一个第三透镜单元，第三透镜单元具有正的光放大率。其中通过移动至少两个透镜单元来改变第一和第二透镜单元之间的距离以及第二和第三透镜单元之间的距离来实现变焦，并且至少有一个包含于第二透镜单元中的透镜元件以及至少有一个包含于第三透镜单元中的透镜元件是满足下列条件的塑料透镜元件-1.4＜∑φPi/φW×hi＜1.4-0.75＜log(β3T/β3W)/log(β2T/β2W)＜0.65此处φPi表示第i个塑料透镜元件的光放大率；φW表示广角端整个变焦透镜系统的光学放大率；hi表示近轴光线进入拍摄远端第i个塑料透镜元件的物方的入射高度，假设对于近轴追迹转换的倾斜角α1和高度h1的初始值分别是0和1。β2W表示广角端第二透镜单元的横向放大率；β2T表示拍摄远端第二透镜单元的横向放大率；β3W表示广角端第三透镜单元的横向放大率；β3T表示拍摄远端第三透镜单元的横向放大率；log表示自然对数(因为条件定义一个比例，底没有关系)。
全文摘要
变焦透镜系统从物方开始,具有第一透镜单元和第二透镜单元,第一透镜单元由负、负和正透镜元件组成,并具有一个总的负光放大率。第二透镜单元由正、负和正透镜元件组成,并具有总的正光放大率。在变焦透镜系统中,通过改变第一和第二透镜单元的距离来实现变焦,并且至少其中有一个透镜元件是塑料透镜元件。
文档编号G02B15/177GK1261681SQ9912049
公开日2000年8月2日 申请日期1999年12月22日 优先权日1998年12月22日
发明者河野哲生, 柳生玄太 申请人:美能达株式会社