專(zhuān)利名稱：透鏡裝置和圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在變焦或聚焦期間沿光軸方向移動(dòng)至少一個(gè)透鏡和孔徑光闌的透鏡裝置，并且涉及提供有所述透鏡裝置的圖像拾取裝置。
背景技術(shù)：
諸如視頻照相機(jī)或數(shù)字靜物照相機(jī)的圖像拾取裝置需要盡管尺寸小但能夠?qū)崿F(xiàn)較高的變焦倍率(zoom magnification)并且對(duì)于較近距離的物體執(zhí)行聚焦的透鏡裝置。作為用于實(shí)現(xiàn)這種透鏡裝置的方法，減小沿光軸方向彼此相鄰并且可沿該方向相對(duì)移動(dòng)的透鏡之間的最小距離是有效的。日本專(zhuān)利公開(kāi) No. 2004-053633,No. 2004-258516 和 No. 7-151972 公開(kāi)了在可相對(duì)移動(dòng)的透鏡之間設(shè)置孔徑光闌的透鏡裝置。在這些透鏡裝置中，必須在避免透鏡與孔徑光闌的干涉的同時(shí)減小設(shè)置在孔徑光闌的兩側(cè)的透鏡之間的最小距離。日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2004-053633中公開(kāi)的透鏡裝置將孔徑光闌設(shè)置為與第二透鏡組(從物側(cè)計(jì)數(shù))的物側(cè)透鏡表面相比在像側(cè)，并由此減小設(shè)置在孔徑光闌的兩側(cè)的透鏡之間的最小距離。但是，在該透鏡裝置中，在變焦期間孔徑光闌與第二透鏡組一體地移動(dòng)。 在諸如CXD傳感器的圖像傳感器(圖像拾取元件)被設(shè)置在像面的圖像拾取裝置中，這增大變焦期間的出射光瞳的變動(dòng)，這對(duì)于圖像傳感器是不希望的。另一方面，在日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2004-258516中公開(kāi)的透鏡裝置中，在變焦期間孔徑光闌也移動(dòng)，這使得能夠抑制出射光瞳的變動(dòng)。并且，在日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 7-151972中公開(kāi)的透鏡裝置中，在變焦期間孔徑光闌不移動(dòng)(固定)。在日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2004-258516和No. 7-151972中公開(kāi)的透鏡裝置中，必須避免孔徑光闌與透鏡在它們相互最接近的狀態(tài)中的干涉。因此，孔徑光闌和透鏡之間的最小距離增大，這使得不能充分地減小設(shè)置在孔徑光闌的兩側(cè)的透鏡之間的最小距離。特別地，在孔徑光闌的開(kāi)口直徑(aperture diameter)可變的情況下，改變開(kāi)口直徑的機(jī)構(gòu)的厚度進(jìn)一步增大設(shè)置在孔徑光闌的兩側(cè)的透鏡之間的最小距離。如在日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 7-151972中公開(kāi)的透鏡裝置中那樣，在變焦期間固定孔徑光闌導(dǎo)致與孔徑光闌相比設(shè)置在像側(cè)的第二透鏡組和第三透鏡組執(zhí)行倍率變化。因此，第二透鏡組和第三透鏡組的可移動(dòng)量受到限制，這使得難以充分地校正變焦期間的像差變動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供這樣的透鏡裝置所述透鏡裝置盡管尺寸小但能夠?qū)崿F(xiàn)較高的變焦倍率、對(duì)于較近距離的物體執(zhí)行聚焦，并且能夠減小出射光瞳變動(dòng)。本發(fā)明作為其一個(gè)方面提供一種透鏡裝置，該透鏡裝置包括孔徑光闌，所述孔徑光闌形成開(kāi)口 ；第一透鏡，所述第一透鏡沿透鏡裝置的光軸的方向與孔徑光闌相比設(shè)置在第一側(cè)，第一側(cè)是物側(cè)和像側(cè)中的一個(gè)；以及第二透鏡，所述第二透鏡沿光軸的方向與孔徑
4光闌相比設(shè)置在第二側(cè)，第二側(cè)是物側(cè)和像側(cè)中的另一個(gè)。在變焦或聚焦期間，孔徑光闌沿光軸的方向獨(dú)立于第一透鏡和第二透鏡而移動(dòng)。使第一透鏡和孔徑光闌進(jìn)入第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，在第一狀態(tài)中，第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的位置在第一側(cè)離開(kāi)孔徑光闌，在第二狀態(tài)中，第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的至少一部分通過(guò)開(kāi)口與孔徑光闌相比突出到第二側(cè)。本發(fā)明作為其另一方面提供一種圖像拾取裝置，該圖像拾取裝置包括以上的透鏡裝置；以及圖像拾取元件，所述圖像拾取元件光電轉(zhuǎn)換由透鏡裝置形成的光學(xué)圖像。從參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和方面將變得明
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圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1 (數(shù)值例1)的透鏡裝置的橫截面圖。圖2是數(shù)值例1的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2(數(shù)值例2)的透鏡裝置的橫截面圖。圖4是數(shù)值例2的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施例3(數(shù)值例3)的透鏡裝置的橫截面圖。圖6是數(shù)值例3的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施例4(數(shù)值例4)的透鏡裝置的橫截面圖。圖8是數(shù)值例4的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施例5(數(shù)值例幻的透鏡裝置的橫截面圖。圖10是數(shù)值例5的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。圖11示出提供有實(shí)施例1至5中的任一個(gè)的透鏡裝置的圖像拾取裝置的配置。圖12示出以上實(shí)施例的基本配置中的A透鏡組及B透鏡組和孔徑光闌之間的關(guān)系。圖13示出以上實(shí)施例的另一基本配置中的A透鏡組及B透鏡組和孔徑光闌之間的關(guān)系。圖14示出圖12所示的實(shí)施例中的B透鏡組和孔徑光闌之間的關(guān)系。圖15示出圖13所示的實(shí)施例中的A透鏡組和孔徑光闌之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。首先，將參照?qǐng)D12描述作為本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡的基本配置。圖12示出包含多個(gè)透鏡組和孔徑光闌SP的變焦透鏡(透鏡裝置)，所述多個(gè)透鏡組沿變焦透鏡的光軸的方向從物側(cè)(圖12中的左側(cè))到像側(cè)(其中的右側(cè))依次布置。以下，光軸的方向被稱為“光軸方向”。在圖12所示的多個(gè)透鏡組之中，與孔徑光闌SP相比設(shè)置在物側(cè)(第二側(cè))并且最接近孔徑光闌SP的透鏡組被稱為“A透鏡組”，并且，與孔徑光闌SP相比設(shè)置在像側(cè)(第一側(cè))并且最接近孔徑光闌SP的透鏡組被稱為“B透鏡組”。在圖12所示的變焦透鏡中，A 透鏡組與第二透鏡對(duì)應(yīng)，并且，B透鏡組與第一透鏡對(duì)應(yīng)。
并且，在圖12所示的變焦透鏡中，在廣角端(廣角狀態(tài))和望遠(yuǎn)端(望遠(yuǎn)狀態(tài)) 之間的變焦期間，所述多個(gè)透鏡組和孔徑光闌SP相互獨(dú)立地移動(dòng)。在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，A透鏡組和孔徑光闌SP之間的光軸方向上的距離(間隔)減小，并且，孔徑光闌 SP和B透鏡組之間的光軸方向上的距離(間隔)也減小?？讖焦怅@SP形成光從中通過(guò)的開(kāi)口。包含所述開(kāi)口并與光軸正交的虛擬面(孔徑面(aperture plane))被稱為“C面”。在廣角端，B透鏡組的物側(cè)透鏡表面(孔徑光闌側(cè)透鏡表面)RB的位置在像側(cè)離開(kāi)C面(即，離開(kāi)孔徑光闌SP)。該狀態(tài)與第一狀態(tài)(一個(gè)狀態(tài))對(duì)應(yīng)。另一方面，在望遠(yuǎn)端，B透鏡組的物側(cè)透鏡表面RB的至少一部分通過(guò)孔徑光闌SP的開(kāi)口與C面相比突出到物側(cè)(即，到A透鏡組側(cè))。該狀態(tài)與第二狀態(tài)(另一狀態(tài))對(duì)應(yīng)。更具體而言，在廣角端，B透鏡組的位置在像側(cè)離開(kāi)孔徑光闌SP，使得從B透鏡組的物側(cè)透鏡表面RB的頂點(diǎn)到C面的光軸方向上的距離可變?yōu)镈W。在望遠(yuǎn)端，B透鏡組接近孔徑光闌SP，直到B透鏡組的物側(cè)透鏡表面RB的至少一部分通過(guò)孔徑光闌SP的開(kāi)口與孔徑光闌SP(C面)相比突出到物側(cè)的位置，使得從物側(cè)透鏡表面RB的頂點(diǎn)到C面的光軸方向上的距離可變?yōu)镈T?？讖焦怅@SP是開(kāi)口的直徑可變的可變孔徑光闌(虹彩光圈(iris diaphragm))。 以下，開(kāi)口的直徑被稱為“開(kāi)口直徑”。在圖12的例子中，在望遠(yuǎn)端的開(kāi)口直徑比在廣角端的開(kāi)口直徑小。在這種情況下，在望遠(yuǎn)端，孔徑光闌SP僅變窄到形成開(kāi)口的光闌片(stop blade)接近或輕微接觸B透鏡組的物側(cè)透鏡表面RB的狀態(tài)。換句話說(shuō)，在望遠(yuǎn)端的開(kāi)口直徑是與例如11的F數(shù)對(duì)應(yīng)的孔徑光闌SP的最小開(kāi)口直徑。距離DT被設(shè)定，使得形成該最小開(kāi)口直徑的光闌片可接近或輕微接觸B透鏡組的物側(cè)透鏡表面RB。當(dāng)孔徑光闌SP是這種可變孔徑光闌時(shí)，由于孔徑光闌SP被提供有改變開(kāi)口直徑并具有一定量的光軸方向上的厚度的打開(kāi)/關(guān)閉機(jī)構(gòu)，因此必須提供在A透鏡組和孔徑光闌SP相互最接近的望遠(yuǎn)端在A透鏡組和孔徑光闌SP之間放置打開(kāi)/關(guān)閉機(jī)構(gòu)的空間。這使得不可能使A透鏡組和孔徑光闌SP充分地相互接近。但是，如圖12所示，在望遠(yuǎn)端，B透鏡組接近孔徑光闌SP，直到其物側(cè)透鏡表面RB 的至少一部分與孔徑光闌SP0面)相比突出到物側(cè)的位置。這使得能夠充分地減小B透鏡組的物側(cè)透鏡表面RB和A透鏡組的像側(cè)透鏡表面RA之間的光軸上的距離DDT，透鏡表面RB和RA被設(shè)置在孔徑光闌SP的兩側(cè)。因此，可以獲得增大在望遠(yuǎn)端的焦距(即，變焦倍率)的效果和減小變焦透鏡的全長(zhǎng)的效果?？讖焦怅@SP可以是其開(kāi)口直徑被固定(不可變)的固定孔徑光闌。同樣，在這種情況下，可以獲得增大變焦倍率的效果和減小變焦透鏡的全長(zhǎng)的效果。如上所述，圖12所示的變焦透鏡能夠減小設(shè)置在孔徑光闌SP的兩側(cè)的A透鏡組和B透鏡組之間的最小距離。并且，在變焦期間可獨(dú)立于各透鏡組而移動(dòng)的孔徑光闌SP使得能夠在廣角端和望遠(yuǎn)端之間調(diào)整孔徑光闌SP的位置，這使得可以抑制由于變焦導(dǎo)致的變焦透鏡的出射光瞳的變動(dòng)。并且，可變開(kāi)口直徑使得能夠根據(jù)物體的亮度來(lái)控制開(kāi)口直徑，這使得可以增大在廣角端的透鏡開(kāi)口直徑。這里將參照?qǐng)D14詳細(xì)描述在望遠(yuǎn)端的B透鏡組和孔徑光闌SP之間的光軸方向上的位置關(guān)系。在望遠(yuǎn)端，孔徑光闌SP (C面)位于包含于B透鏡組中的多個(gè)透鏡表面之中的最物側(cè)透鏡表面(孔徑光闌側(cè)透鏡表面，并且以下稱為“物側(cè)透鏡表面”)1^2的頂點(diǎn)bl的光軸方向位置和物側(cè)透鏡表面的外邊緣b3的光軸方向位置之間。外邊緣b3是物側(cè)透鏡表面1^2和邊緣表面(外周柱形表面)b4彼此相交的位置。雖然以上描述了 B透鏡組在望遠(yuǎn)端最接近孔徑光闌SP的情況，但是B透鏡組可在廣角端最接近孔徑光闌SP。并且，雖然以上描述了變焦期間的A透鏡組及B透鏡組和孔徑光闌SP之間的關(guān)系，但是，相同或類(lèi)似的關(guān)系可以在無(wú)限遠(yuǎn)距離端(無(wú)限遠(yuǎn)距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)) 和近距離端(近距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài))之間的聚焦期間成立。接下來(lái)，將參照?qǐng)D13描述作為本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡的另一基本配置。圖13 示出包含多個(gè)透鏡組和孔徑光闌SP的變焦透鏡(透鏡裝置)，所述多個(gè)透鏡組沿光軸方向從物側(cè)(圖13中的左側(cè))到像側(cè)(其中的右側(cè))依次布置。在圖13所示的多個(gè)透鏡組之中，與孔徑光闌SP相比設(shè)置在物側(cè)(第一側(cè))并且最接近孔徑光闌SP的透鏡組被稱為“A透鏡組”，并且，與孔徑光闌SP相比設(shè)置在像側(cè)(第二側(cè))并且最接近孔徑光闌SP的透鏡組被稱為“B透鏡組”。在圖13所示的變焦透鏡中，A 透鏡組與第一透鏡對(duì)應(yīng)，并且，B透鏡組與第二透鏡對(duì)應(yīng)。并且，在圖13所示的變焦透鏡中，在廣角端(廣角狀態(tài))和望遠(yuǎn)端(望遠(yuǎn)狀態(tài)) 之間的變焦期間，所述多個(gè)透鏡組和孔徑光闌SP相互獨(dú)立地移動(dòng)。在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，A透鏡組和孔徑光闌SP之間的光軸方向上的距離(間隔)減小，并且，孔徑光闌 SP和B透鏡組之間的光軸方向上的距離(間隔)也減小?？讖焦怅@SP形成光從中通過(guò)的開(kāi)口。包含所述開(kāi)口并與光軸正交的虛擬面(孔徑面)被稱為“C面”。在廣角端，A透鏡組的像側(cè)透鏡表面(孔徑光闌側(cè)透鏡表面)RA的位置在物側(cè)離開(kāi)C面(即，離開(kāi)孔徑光闌SP)。該狀態(tài)與第一狀態(tài)(一個(gè)狀態(tài))對(duì)應(yīng)。另一方面，在望遠(yuǎn)端，A透鏡組的像側(cè)透鏡表面RA的至少一部分通過(guò)孔徑光闌SP 的開(kāi)口與C面相比突出到像側(cè)(即，到B透鏡組側(cè))。該狀態(tài)與第二狀態(tài)(另一狀態(tài))對(duì)應(yīng)。更具體而言，在廣角端，A透鏡組的位置在物側(cè)離開(kāi)孔徑光闌SP，使得從A透鏡組的像側(cè)透鏡表面RA的頂點(diǎn)到C面的光軸方向上的距離可變?yōu)镈W。在望遠(yuǎn)端，A透鏡組接近孔徑光闌SP，直到A透鏡組的像側(cè)透鏡表面RA的至少一部分通過(guò)孔徑光闌SP的開(kāi)口與孔徑光闌SP(C面)相比突出到像側(cè)的位置，使得從像側(cè)透鏡表面RA的頂點(diǎn)到C面的光軸方向上的距離可變?yōu)镈T?？讖焦怅@SP是其開(kāi)口直徑可變的可變孔徑光闌(虹彩光圈)。在圖13的例子中， 在望遠(yuǎn)端的開(kāi)口直徑比在廣角端的開(kāi)口直徑小。在這種情況下，在望遠(yuǎn)端，孔徑光闌SP僅變窄到形成開(kāi)口的光闌片接近或輕微接觸A透鏡組的像側(cè)透鏡表面RA的狀態(tài)。換句話說(shuō)， 在望遠(yuǎn)端的開(kāi)口直徑是與例如11的F數(shù)對(duì)應(yīng)的孔徑光闌SP的最小開(kāi)口直徑。距離DT被設(shè)定，使得形成該最小開(kāi)口直徑的光闌片可接近或輕微接觸A透鏡組的像側(cè)透鏡表面RA。當(dāng)孔徑光闌SP是這種可變孔徑光闌時(shí)，由于孔徑光闌SP被提供有改變開(kāi)口直徑并具有一定量的光軸方向上的厚度的打開(kāi)/關(guān)閉機(jī)構(gòu)，因此必須提供在B透鏡組和孔徑光闌SP相互最接近的望遠(yuǎn)端在B透鏡組和孔徑光闌SP之間放置打開(kāi)/關(guān)閉機(jī)構(gòu)的空間。這使得不能使B透鏡組和孔徑光闌SP充分地相互接近。
但是，如圖13所示，在望遠(yuǎn)端，A透鏡組接近孔徑光闌SP，直到其像側(cè)透鏡表面RA 的至少一部分與孔徑光闌SP0面)相比突出到像側(cè)的位置。這使得能夠充分地減小B透鏡組的物側(cè)透鏡表面RB和A透鏡組的像側(cè)透鏡表面RA之間的光軸上的距離DDT，透鏡表面RB和RA被設(shè)置在孔徑光闌SP的兩側(cè)。因此，可以獲得增大在望遠(yuǎn)端的焦距(即，變焦倍率)的效果和減小變焦透鏡的全長(zhǎng)的效果?？讖焦怅@SP可以是其開(kāi)口直徑被固定(不可變)的固定孔徑光闌。同樣，在這種情況下，可以獲得增大變焦倍率的效果和減小變焦透鏡的全長(zhǎng)的效果。如上所述，圖13所示的變焦透鏡能夠減小設(shè)置在孔徑光闌SP的兩側(cè)的A透鏡組和B透鏡組之間的最小距離。并且，在變焦期間可獨(dú)立于各透鏡組而移動(dòng)的孔徑光闌SP使得能夠在廣角端和望遠(yuǎn)端之間調(diào)整孔徑光闌SP的位置，這使得可以抑制由于變焦導(dǎo)致的變焦透鏡的出射光瞳的變動(dòng)。并且，可變開(kāi)口直徑使得能夠根據(jù)物體的亮度來(lái)控制開(kāi)口直徑，這使得可以增大在廣角端的透鏡開(kāi)口直徑。這里將參照?qǐng)D15詳細(xì)描述在望遠(yuǎn)端的A透鏡組和孔徑光闌SP之間的光軸方向上的位置關(guān)系。在望遠(yuǎn)端，孔徑光闌SP (C面)位于包含于A透鏡組中的多個(gè)透鏡表面之中的最像側(cè)透鏡表面(孔徑光闌側(cè)透鏡表面，并且以下稱為“像側(cè)透鏡表面”)a2的頂點(diǎn)al的光軸方向位置和像側(cè)透鏡表面a2的外邊緣a3的光軸方向位置之間。外邊緣a3是像側(cè)透鏡表面a2和邊緣表面(外周柱形表面)a4彼此相交的位置。雖然以上描述了 A透鏡組在望遠(yuǎn)端最接近孔徑光闌SP的情況，但是A透鏡組可在廣角端最接近孔徑光闌SP。并且，雖然以上描述了變焦期間的A透鏡組及B透鏡組和孔徑光闌SP之間的關(guān)系，但是，相同或類(lèi)似的關(guān)系可以在無(wú)限遠(yuǎn)距離端(無(wú)限遠(yuǎn)距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)) 和近距離端(近距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài))之間的聚焦期間成立。接下來(lái)，將描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。以下的具體實(shí)施例包含其最物側(cè)透鏡組是負(fù)透鏡組的所謂的負(fù)先導(dǎo)(negative-lead)變焦透鏡和其最物側(cè)透鏡組是正透鏡組的所謂的正先導(dǎo) (positive-lead)圖1示出作為本發(fā)明第一實(shí)施例(實(shí)施例1)的變焦透鏡的配置。該變焦透鏡是負(fù)先導(dǎo)變焦透鏡。圖3示出作為本發(fā)明第二實(shí)施例(實(shí)施例2)的變焦透鏡的配置。該變焦透鏡是正先導(dǎo)變焦透鏡。圖5示出作為本發(fā)明第三實(shí)施例(實(shí)施例3)的變焦透鏡的配置。該變焦透鏡是正先導(dǎo)變焦透鏡。圖7示出作為本發(fā)明第四實(shí)施例(實(shí)施例4)的變焦透鏡的配置。該變焦透鏡是負(fù)先導(dǎo)變焦透鏡。圖9示出作為本發(fā)明第五實(shí)施例(實(shí)施例5)的變焦透鏡的配置。該變焦透鏡是負(fù)先導(dǎo)變焦透鏡。[實(shí)施例1和4的變焦透鏡]實(shí)施例1和4的變焦透鏡中的每一個(gè)由從物側(cè)到像側(cè)依次布置的具有負(fù)折光力的透鏡組(第二透鏡)Llru孔徑光闌SP、具有正折光力的透鏡組(第一透鏡)L2n和具有正折光力的透鏡組L3n構(gòu)成。附圖標(biāo)記G表示諸如水晶(crystal)低通濾波器或紅外截止濾波器(infrared cutting filter)的玻璃塊。附圖標(biāo)記IP表示像面(圖像表面)，在提供有變焦透鏡的圖像拾取裝置中，在所述像面(圖像表面)處設(shè)置諸如CCD傳感器或CMOS傳感器的圖像傳感器(圖像拾取元件或光電轉(zhuǎn)換元件)的光接收表面。圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換由變焦透鏡形成的物體圖像(光學(xué)圖像)。在實(shí)施例2至5中也包含玻璃塊G和像面IP。在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，透鏡組Lln —度(once)向像側(cè)移動(dòng)，并然后向物側(cè)移動(dòng)，并且，孔徑光闌SP向物側(cè)移動(dòng)。透鏡組L2n向物側(cè)移動(dòng)，并且，透鏡組L3n向像側(cè)移動(dòng)。并且，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，透鏡組Lln和孔徑光闌SP之間的距離減小，孔徑光闌SP和透鏡組L2n之間的距離減小，并且，透鏡組L2n和透鏡組L3n之間的距離增大。實(shí)施例1和4的變焦透鏡中的每一個(gè)移動(dòng)正透鏡組L2n和正透鏡組L3n以執(zhí)行倍率的變動(dòng)。并且，實(shí)施例1和4的變焦透鏡中的每一個(gè)使負(fù)透鏡組Lln往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以繪制向像側(cè)凸起的移動(dòng)軌跡，從而補(bǔ)償由于倍率的變動(dòng)導(dǎo)致的像面變動(dòng)。另外，實(shí)施例1和4的變焦透鏡中的每一個(gè)是沿光軸方向移動(dòng)透鏡組L3n以執(zhí)行聚焦的后聚焦(rear focus)變焦透鏡。圖中給透鏡組L3n添加的實(shí)曲線3a和虛曲線北分別示出其用于補(bǔ)償由于無(wú)限遠(yuǎn)距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)中和近距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)中的倍率的變動(dòng)所導(dǎo)致的像面變動(dòng)的移動(dòng)軌跡。并且，在望遠(yuǎn)端，當(dāng)從無(wú)限遠(yuǎn)距離側(cè)到近距離側(cè)執(zhí)行聚焦時(shí)，實(shí)施例1和4的變焦透鏡中的每一個(gè)如箭頭3c所示的那樣向物側(cè)移動(dòng)透鏡組L3n。在實(shí)施例1和4的變焦透鏡中的每一個(gè)中，孔徑光闌SP可在變焦期間獨(dú)立于各透鏡組Lin、L2n和L3n而沿光軸方向移動(dòng)?？讖焦怅@SP在廣角端與透鏡組L2n的最物側(cè)透鏡表面、即孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于物側(cè)，并且，在望遠(yuǎn)端與透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于像側(cè)。該配置使得能夠充分地減小在望遠(yuǎn)端的透鏡組Lln和透鏡組L2n 之間的距離，這可提供增大在望遠(yuǎn)端的焦距的效果和減小變焦透鏡的全長(zhǎng)的效果。并且，孔徑光闌SP在廣角端與透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于物側(cè)， 并且在望遠(yuǎn)端與透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于像側(cè)，這使得能夠抑制變焦期間的變焦透鏡的出射光瞳的位置變動(dòng)。特別地，在廣角端增大透鏡組L2n和孔徑光闌SP之間的距離(即，進(jìn)一步使透鏡組L2n遠(yuǎn)離孔徑光闌SP)使得可以使易于接近像面的出射光瞳遠(yuǎn)離像面。并且，增大透鏡組L2n和孔徑光闌SP之間的距離減小了透鏡組Lln和孔徑光闌SP 之間的距離，這對(duì)于減小在廣角端的透鏡組Lln的直徑(所謂的前透鏡直徑)是有效的。另外，孔徑光闌SP的開(kāi)口直徑被改變以從廣角端向望遠(yuǎn)端減小。在廣角端的大的開(kāi)口直徑可實(shí)現(xiàn)在廣角端的大的透鏡開(kāi)口直徑。在望遠(yuǎn)端，孔徑光闌SP可變窄到其光闌片接近或輕微接觸透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的狀態(tài)。這可提供與例如11的F數(shù)對(duì)應(yīng)的最小開(kāi)口直徑。這意味著透鏡組 L2n可向物側(cè)移動(dòng)到這樣的光軸方向位置，在所述光軸方向位置處，形成與11的F數(shù)對(duì)應(yīng)的開(kāi)口直徑的光闌片接近或輕微接觸通過(guò)孔徑光闌SP的開(kāi)口與孔徑光闌SP相比突出到物側(cè)的透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面。這使得可以充分地減小透鏡組Lln和L2n之間的距

并且，實(shí)施例1和4的變焦透鏡中的每一個(gè)具有導(dǎo)致軸外主光線(off-axis principal ray)向孔徑光闌SP的開(kāi)口的中心傳播的負(fù)透鏡組Lln的配置。在這種情況下， 特別是在廣角端，軸外主光線的折射量增大，這容易導(dǎo)致軸外像差，特別是像散。因此，與通常的廣角透鏡同樣，實(shí)施例1和4的變焦透鏡中的每一個(gè)具有可抑制前透鏡直徑增大的透鏡組Lln的凹凸配置。為了抑制由軸外主光線的折射導(dǎo)致的軸外像差的產(chǎn)生，構(gòu)成透鏡組 Lln的凹(負(fù))透鏡11和凸(正)透鏡12被形成為使得具有其中心位于孔徑光闌SP的開(kāi)口的中心處的大致同心的球面形狀。凹透鏡11具有像側(cè)凹表面，并且，凸透鏡12具有包含物側(cè)凸表面的彎月形狀。為了防止由從透鏡組Lln射出的軸外主光線的大的折射所導(dǎo)致的軸外像差的產(chǎn)生，透鏡組L2n的最物側(cè)凸透鏡21具有向物側(cè)凸起的形狀。為了還對(duì)于從透鏡組Lln發(fā)散射出的軸向光線(axial rays)減少球面像差的產(chǎn)生量，希望給凸透鏡21提供這種向物側(cè)凸起的形狀。[實(shí)施例2和3的變焦透鏡]實(shí)施例2和3的變焦透鏡中的每一個(gè)由從物側(cè)到像側(cè)依次布置的具有正折光力的透鏡組Lip、具有負(fù)折光力的透鏡組(第二透鏡)L2p、孔徑光闌SP、具有正折光力的透鏡組 (第一透鏡)L3p、具有負(fù)折光力的透鏡組L4p和具有正折光力的透鏡組L5p構(gòu)成。在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，透鏡組Llp和孔徑光闌SP被移動(dòng)以繪制向像側(cè)凸起的移動(dòng)軌跡，并且，透鏡組L2p向像側(cè)移動(dòng)。透鏡組L3p和L4p向物側(cè)移動(dòng)，并且，透鏡組L5p被移動(dòng)以繪制向物側(cè)凸起的移動(dòng)軌跡。透鏡組Llp可在變焦期間被固定。實(shí)施例2和3的變焦透鏡中的每一個(gè)是沿光軸方向移動(dòng)透鏡組L5p以執(zhí)行聚焦的后聚焦變焦透鏡。圖中給透鏡組L5p添加的實(shí)曲線fe和虛曲線恥分別示出其用于補(bǔ)償由于無(wú)限遠(yuǎn)距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)中和近距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)中的倍率的變動(dòng)所導(dǎo)致的像面變動(dòng)的移動(dòng)軌跡。并且，在望遠(yuǎn)端，當(dāng)從無(wú)限遠(yuǎn)距離側(cè)到近距離側(cè)執(zhí)行聚焦時(shí)，實(shí)施例2和3的變焦透鏡中的每一個(gè)如箭頭5c所示的那樣向物側(cè)移動(dòng)透鏡組L5p。實(shí)施例2和3的變焦透鏡中的每一個(gè)移動(dòng)透鏡組Llp、L2p和L3p以執(zhí)行倍率的變動(dòng)。透鏡組Llp在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間向物側(cè)的移動(dòng)可在減小在廣角端的透鏡全長(zhǎng)的同時(shí)提供高的倍率比。并且，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，采用透鏡組Llp的導(dǎo)致它一度向像側(cè)移動(dòng)并然后向物側(cè)移動(dòng)的移動(dòng)軌跡可減小中間變焦范圍中的透鏡全長(zhǎng)。這使得可以減小在中間變焦范圍中決定的透鏡組Llp的有效直徑，由此減小前透鏡直徑。并且，移動(dòng)透鏡組L2p以使其與在廣角端相比在望遠(yuǎn)端位于像側(cè)可對(duì)于透鏡組 L2p提供較大的倍率的變動(dòng)的效果。并且，移動(dòng)透鏡組L3p以使其與在廣角端相比在望遠(yuǎn)端位于物側(cè)可對(duì)于透鏡組 L3p提供較大的倍率的變動(dòng)的效果。另外，移動(dòng)透鏡組L4p以使其與在廣角端相比在望遠(yuǎn)端位于物側(cè)可提供作為聚焦透鏡組的透鏡組L5p被移動(dòng)的空間。
在實(shí)施例2和3的變焦透鏡中的每一個(gè)中，孔徑光闌SP可在變焦期間獨(dú)立于各透鏡組Llp至L5p而沿光軸方向移動(dòng)?？讖焦怅@SP在廣角端與透鏡組L3p的最物側(cè)透鏡表面、即孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于物側(cè)，并且，在望遠(yuǎn)端與透鏡組L3p的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于像側(cè)。該配置使得能夠充分地減小在望遠(yuǎn)端的透鏡組L2p和透鏡組L3p之間的距離，這可提供增大在望遠(yuǎn)端的焦距的效果和減小變焦透鏡的全長(zhǎng)的效果。并且，孔徑光闌SP在廣角端與透鏡組L3p的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于物側(cè)， 并且在望遠(yuǎn)端與透鏡組L3p的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于像側(cè)，這使得能夠抑制變焦期間的變焦透鏡的出射光瞳的位置變動(dòng)。特別地，在廣角端增大透鏡組L3p和孔徑光闌SP之間的距離(即，進(jìn)一步使透鏡組L3p遠(yuǎn)離孔徑光闌SP)使得可以使易于接近像面的出射光瞳遠(yuǎn)離像面。并且，從廣角端到中間變焦范圍，使透鏡組Llp和孔徑光闌SP相互接近可減小前
透鏡直徑。另外，孔徑光闌SP的開(kāi)口直徑被改變以從廣角端向望遠(yuǎn)端減小。在廣角端的大的開(kāi)口直徑可實(shí)現(xiàn)在廣角端的大的透鏡開(kāi)口直徑。在望遠(yuǎn)端，孔徑光闌SP可變窄到其光闌片接近或輕微接觸透鏡組L3p的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的狀態(tài)。這可提供與例如11的F數(shù)對(duì)應(yīng)的最小開(kāi)口直徑。這意味著透鏡組 L3p可向物側(cè)移動(dòng)到這樣的光軸方向位置，在所述光軸方向位置處，形成與11的F數(shù)對(duì)應(yīng)的開(kāi)口直徑的光闌片接近或輕微接觸通過(guò)孔徑光闌SP的開(kāi)口與孔徑光闌SP相比突出到物側(cè)的透鏡組L3p的孔徑光闌側(cè)透鏡表面。這使得可以充分地減小透鏡組L2p和L3p之間的距
1 O并且，實(shí)施例2和3的變焦透鏡中的每一個(gè)具有導(dǎo)致軸外主光線向孔徑光闌SP的開(kāi)口的中心傳播的負(fù)透鏡組L2p的配置。在這種情況下，特別是在廣角端，軸外主光線的折射量增加，這容易導(dǎo)致軸外像差，特別是像散。因此，與通常的廣角透鏡同樣，實(shí)施例2和3 的變焦透鏡中的每一個(gè)具有可抑制前透鏡直徑增大的透鏡組Llp的凹凸配置。為了抑制由軸外主光線的折射所導(dǎo)致的軸外像差的產(chǎn)生，構(gòu)成透鏡組L2p的凹(負(fù))透鏡21及22和凸(正)透鏡23被形成為使得具有其中心位于孔徑光闌SP的開(kāi)口的中心處的大致同心的球面形狀。凹透鏡21及22分別具有像側(cè)凹表面，并且，凸透鏡23具有包含物側(cè)凸表面的彎月形狀。為了防止由從透鏡組L2p射出的軸外主光線的大的折射所導(dǎo)致的軸外像差的產(chǎn)生，透鏡組L3p的最物側(cè)凸透鏡31具有向物側(cè)凸起的形狀。為了還對(duì)于從透鏡組L2p發(fā)散射出的軸向光線減少球面像差的產(chǎn)生量，希望對(duì)于凸透鏡31提供這種向物側(cè)凸起的形狀。為了在望遠(yuǎn)端與凸透鏡31相比在像側(cè)設(shè)置孔徑光闌SP，與透鏡組L2p的凸透鏡 23的像側(cè)(孔徑光闌側(cè))透鏡表面相比，必須對(duì)于透鏡組L3p的凸透鏡31的物側(cè)(孔徑光闌側(cè))透鏡表面提供較大的曲率(即，較小的曲率半徑)。[實(shí)施例5的變焦透鏡]實(shí)施例5的變焦透鏡由從物側(cè)到像側(cè)依次布置的具有負(fù)折光力的透鏡組Llru具有正折光力的透鏡組(第一透鏡)L2n、孔徑光闌SP和具有正折光力的透鏡組(第二透鏡) L3n構(gòu)成。耀斑截止光闌(flare cutting stop) SP2被設(shè)置在透鏡組L2n的最物側(cè)位置處。在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，透鏡組Lln—度向像側(cè)移動(dòng)并然后向物側(cè)移動(dòng)，并且，透鏡組L2n向物側(cè)移動(dòng)。孔徑光闌SP向物側(cè)移動(dòng)，并且，透鏡組L3n向像側(cè)移動(dòng)。并且，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，透鏡組Lln和透鏡組L2n之間的距離減小，透鏡組L2n和孔徑光闌SP之間的距離減小，并且，孔徑光闌SP和透鏡組L3n之間的距離增大。實(shí)施例5的變焦透鏡移動(dòng)正透鏡組L2n和正透鏡組L3n以執(zhí)行倍率的變動(dòng)。并且， 實(shí)施例5的變焦透鏡使負(fù)透鏡組Lln往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以繪制向像側(cè)凸起的移動(dòng)軌跡，從而補(bǔ)償由于倍率的變動(dòng)所導(dǎo)致的像面變動(dòng)。另外，實(shí)施例5的變焦透鏡是沿光軸方向移動(dòng)透鏡組L3n以執(zhí)行聚焦的后聚焦變焦透鏡。圖中給透鏡組L3n添加的實(shí)曲線3a和虛曲線北分別示出其用于補(bǔ)償由于無(wú)限遠(yuǎn)距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)中和近距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)中的倍率的變動(dòng)所導(dǎo)致的像面變動(dòng)的移動(dòng)軌跡。并且，在望遠(yuǎn)端，當(dāng)從無(wú)限遠(yuǎn)距離側(cè)到近距離側(cè)執(zhí)行聚焦時(shí)，實(shí)施例5的變焦透鏡如箭頭3c所示的那樣向物側(cè)移動(dòng)透鏡組L3n。在實(shí)施例5的變焦透鏡中，孔徑光闌SP可在變焦期間獨(dú)立于各透鏡組Lln至L3n 而沿光軸方向移動(dòng)?？讖焦怅@SP在廣角端與透鏡組L2n的最像側(cè)透鏡表面、即孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于像側(cè)，并且，在望遠(yuǎn)端與透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于物側(cè)。該配置使得能夠充分地減小從無(wú)限遠(yuǎn)距離側(cè)到近距離側(cè)的聚焦期間透鏡組L2n和透鏡組L3n之間的距離，這使得可以在望遠(yuǎn)端聚焦于較近距離物體上。并且，在實(shí)施例5的變焦透鏡中，孔徑光闌SP在廣角端與透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于像側(cè)，并且在望遠(yuǎn)端與透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于物側(cè)。對(duì)于增大在廣角端的透鏡開(kāi)口直徑、對(duì)于截止在廣角端軸外光線的上光線所形成的耀斑以及對(duì)于截止在望遠(yuǎn)端軸外光線的下光線所形成的耀斑，該配置是有效的。如果想要在廣角端在孔徑光闌SP與透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面相比位于像側(cè)的狀態(tài)下增大透鏡開(kāi)口直徑，那么根據(jù)決定軸向光線的位置來(lái)決定使得能夠截止軸外光線的上光線的位置。使孔徑光闌SP在一定程度上遠(yuǎn)離透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面使得可以截止軸外光線的上光線，并由此使得可以使孔徑光闌SP接近出射光瞳。另一方面，將孔徑光闌SP設(shè)置到不太遠(yuǎn)離透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的位置使得不能截止軸外光線的上光線，但是使得可以使孔徑光闌SP遠(yuǎn)離出射光瞳。因此，在廣角端，考慮到軸外光線和出射光瞳的位置，希望將孔徑光闌SP和透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面布置得在一定程度上相互離開(kāi)。并且，在望遠(yuǎn)端，將孔徑光闌SP設(shè)置得離開(kāi)透鏡組L2n促進(jìn)軸外光線的下光線入射到孔徑光闌SP中。因此，希望將孔徑光闌SP設(shè)置得接近透鏡組L2n。另外，孔徑光闌SP的開(kāi)口直徑被改變以從廣角端向望遠(yuǎn)端減小。在廣角端的大的開(kāi)口直徑可實(shí)現(xiàn)在廣角端的大的透鏡開(kāi)口直徑。在望遠(yuǎn)端，孔徑光闌SP可變窄到其光闌片接近或輕微接觸透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的狀態(tài)。這可提供與例如11的F數(shù)對(duì)應(yīng)的最小開(kāi)口直徑。這意味著可使透鏡組L2n在像側(cè)接近孔徑光闌SP，以使得形成與11的F數(shù)對(duì)應(yīng)的開(kāi)口直徑的光闌片接近或輕微接觸通過(guò)孔徑光闌SP的開(kāi)口與孔徑光闌SP相比突出到像側(cè)的透鏡組L2n的孔徑光闌側(cè)透鏡表面。這使得可以充分地減小透鏡組L2n和L3n之間的距離。
并且，實(shí)施例5的變焦透鏡具有導(dǎo)致軸外主光線向孔徑光闌SP的開(kāi)口的中心傳播的負(fù)透鏡組Lln的配置。在這種情況下，特別是在廣角端，軸外主光線的折射量增加，這容易導(dǎo)致軸外像差，特別是像散。因此，與通常的廣角透鏡同樣，實(shí)施例5的變焦透鏡具有可抑制前透鏡直徑增大的透鏡組Lln的凹凸配置。為了抑制由軸外主光線的折射所導(dǎo)致的軸外像差的產(chǎn)生，構(gòu)成透鏡組Lln的凹(負(fù))透鏡11和凸(正)透鏡12被形成為使得具有其中心位于孔徑光闌SP的開(kāi)口的中心處的大致同心的球面形狀。凹透鏡11具有像側(cè)凹表面，并且，凸透鏡12具有包含物側(cè)凸表面的彎月形狀。為了防止由從透鏡組Lln射出的軸外主光線的大的折射所導(dǎo)致的軸外像差的產(chǎn)生，透鏡組L2n的最物側(cè)凸透鏡21具有向物側(cè)凸起的形狀。為了還對(duì)于從透鏡組Lln發(fā)散射出的軸向光線減少球面像差的產(chǎn)生量，希望對(duì)于凸透鏡21提供這種向物側(cè)凸起的形狀。希望實(shí)施例1-5中的每一個(gè)的變焦透鏡滿足以下條件(1)-(4)中的至少一個(gè)。在以下條件中，在第二狀態(tài)(圖12和13所示的望遠(yuǎn)狀態(tài)與圖14和15所示的狀態(tài))中，X表示第一透鏡的孔徑光闌側(cè)表面的頂點(diǎn)(由圖14中的bl和圖15中的al示出) 和包含孔徑光闌SP的開(kāi)口并與光軸正交的C面之間的光軸方向上的距離。并且，L表示第一透鏡的孔徑光闌側(cè)表面的外邊緣(由圖14中的b3和圖15中的a3示出)和第一透鏡的孔徑光闌側(cè)表面的頂點(diǎn)之間的光軸方向上的距離。并且，DW表示第一狀態(tài)(圖12和13所示的廣角狀態(tài))中第一透鏡的孔徑光闌側(cè)表面的頂點(diǎn)和C面之間的光軸方向上的距離，DT表示第二狀態(tài)中第一透鏡的孔徑光闌側(cè)表面的頂點(diǎn)和C面之間的光軸方向上的距離。距離DW和DT沿光軸方向上的從第一透鏡側(cè) (一側(cè))向第二透鏡側(cè)(另一側(cè))的方向具有正⑴符號(hào)。另外，φλ￥表示第一狀態(tài)中的孔徑光闌SP的開(kāi)口直徑，φΤ表示第二狀態(tài)中的孔徑光闌SP的開(kāi)口直徑。DDT表示在望遠(yuǎn)端的第一透鏡和第二透鏡之間的光軸方向上的距離，fT表示在望遠(yuǎn)端的變焦透鏡(透鏡裝置)的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。0 < X/L < 1. 0 …(1)-250. 0 < DW/DT <—1.0 . . . (2)1 . 0<cpW/cpT<2 . 0 ... ( 3 )0. 0 < DDT/fT <1.0 . . . (4)如果X/L的值超出條件(1)的上限，那么孔徑光闌SP被設(shè)置在透鏡邊緣表面上， 并由此不能用作用于調(diào)整光量的孔徑光闌，這是不希望的。并且，在這種情況下，孔徑光闌 SP由于與變焦透鏡中的其它機(jī)械結(jié)構(gòu)的干涉而不能在物理上被放置。如果X/L的值降到條件(1)的下限之下，那么變得不能減小第一透鏡和第二透鏡之間的距離，這不希望地使得難以使變焦透鏡小型化并增大其焦距。如果DW/DT的值降到條件(2)的下限之下以增加負(fù)㈠范圍，那么，雖然從廣角端到望遠(yuǎn)端的出射光瞳的位置變動(dòng)被充分抑制，但是，在廣角端的孔徑光闌SP和第二透鏡之間的距離被過(guò)量增加并由此增加進(jìn)入第二透鏡的軸向光線，這不希望地使得難以校正球面像差。并且，變得必須增加透鏡的數(shù)量以校正球面像差，這增大變焦透鏡的尺寸。如果DW/ DT的值超出條件O)的上限以減小負(fù)范圍，那么出射光瞳的位置變動(dòng)增大，并且，在廣角端的從前透鏡到孔徑光闌SP的距離增大，這不希望地增大前透鏡的直徑。如果φλν/φΤ的值超出條件⑶的上限，那么在廣角端的孔徑光闌SP的開(kāi)口直徑增大，并由此增加進(jìn)入第二透鏡的軸向光線，這不希望地使得難以校正球面像差。并且，為了校正球面像差，必須增加透鏡的數(shù)量，這增大變焦透鏡的尺寸。另外，由于開(kāi)口直徑在望遠(yuǎn)端減小，因此，進(jìn)入孔徑光闌SP的開(kāi)口的第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的量減小。這不希望地使得難以減小第一透鏡和第二透鏡之間的距離。如果cpW/φΤ的值降到條件⑶ 的下限之下，那么軸向光線在望遠(yuǎn)端過(guò)量地進(jìn)入孔徑光闌的開(kāi)口，這不希望地使得難以校正球面像差。另外，與孔徑光闌SP相比設(shè)置在像側(cè)的透鏡的直徑被過(guò)量增大，這不希望地使得難以減小變焦透鏡的尺寸。并且，在廣角端的孔徑光闌SP的開(kāi)口直徑被過(guò)量減小，并由此不能實(shí)現(xiàn)透鏡開(kāi)口直徑的增大。如果DDT/fT的值超出條件(4)的上限，那么第一透鏡和第二透鏡之間的距離被過(guò)量增加，這不希望地增大變焦透鏡全長(zhǎng)。如果DDT/fT的值降到條件的下限之下，那么第一透鏡和第二透鏡之間的距離被過(guò)量減小，這不希望地使得易于使透鏡表面相互接觸。更希望如下設(shè)定條件(1)- )的數(shù)值范圍0. 005 < X/L < 0. 8 · · · (Ia)-200. 0 < DW/DT <-1. 2 . . . (2a)1 . 05<cpW/cpT<l . 80 ... (3a)0. 0 < DDT/fT < 0. 08 …0a)。進(jìn)一步更希望如下設(shè)定條件(1)- )的數(shù)值范圍0. 01 < X/L < 0. 6 ...(Ib)-197. 0 < DW/DT < -1. 40 . . . (2b)1 . 07<cpW/cpT<l . 60 ... (3b)0. 0 < DDT/fT < 0. 06 . . . 0b)。接下來(lái)，示出分別與實(shí)施例1-5對(duì)應(yīng)的數(shù)值例1-5。在各數(shù)值例中，i表示從物側(cè)計(jì)數(shù)的表面號(hào)，ri表示第i表面的曲率半徑(mm)，并且，di表示第i表面和第(i+Ι)表面之間的透鏡厚度或空氣中的距離(mm)。ni和vi分別表示透鏡材料對(duì)于d線的折射率和阿貝常數(shù)(阿貝數(shù))。另外，所有其它長(zhǎng)度的單位為mm，并且視角的單位為度。在各數(shù)值例中，兩個(gè)最像側(cè)表面與玻璃塊G的入射表面和出射表面對(duì)應(yīng)。并且，K、A4、A6、A8和AlO是非球面系數(shù)，這里“e 士m”意味著“X10±m(xù)”。非球面形狀被如下表達(dá)，這里，X表示自光軸的高度h處的相對(duì)于表面頂點(diǎn)的光軸方向位移量，并且r表示曲率半徑χ = (h2/r) / [1+ {1- (1+K) (h/r)2}1/2] +A4h4+A6h6+A8h8+AIOh100在表1中集體示出數(shù)值例1-5(NE1_NE5)中的條件(1)- )的值。[數(shù)值例1]數(shù)值例1示出與實(shí)施例1對(duì)應(yīng)、并具有約4. 7倍的倍率比和約2. 1-6. 1的開(kāi)口比的變焦透鏡。圖2示出數(shù)值例1的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。在像差圖中，d表示d線的球面像差和畸變，g表示g線的球面像差和色差。并且，S表示弧矢像面中的像散，M表示子午像面中的像散。表面數(shù)據(jù)
14表 HjN〇.iri di nivi
1* 10240.325 0.901.84954 40. 1
2*6.228 2.99
313.713 1.751 . 92286 18.9
434.779 (可變)
5(孔徑光闌)- (可變)
6*7.354 2.50 1.74330 49.3
7*328.278 0.20
85.806 1.861 .45860 90.2
927.018 1.012.00330 28.3
103.938 1.03
1111.099 1.701 . 69350 53.2 12*-30.368 (可變)
1319.685 1.701.69680 55.5
14-1559.414 (可變)
15~1.05 1 .51633 64.1
16~(可變)
像面~非球面數(shù)據(jù)第1表面K = -7. 54512e+008A4 =-1. 68880e_004A6 = 3. 88233e-006A8 = -4. 33771e_008AlO = 1. 82770e-010第2表面K = -2. 03052e+000A4 = 4. 27922e-004A6 = -4. 17442e-006A8 = 1. 23794e_007AlO = -1. 62488e-009第6表面K = -4. 08747e-001A4 =-4. 73185e_005A6 = -1. 46451e-006第7表面K = 4. 06530e+002A4 = 1. 60052e_005A6 = -1. 50489e-007
第12表面K = 8. 99077e+001A6 = -1. 36274e-005各種數(shù)據(jù)
變焦比
A4 = -1. 37437e-004
4 .71
廣角中間望遠(yuǎn)焦距5,.3615.2825.21F數(shù)2 .065.006.08視角36.6116.8510.40像高3 ,.984 .,634 .,63透鏡全長(zhǎng)44.3341.8150.90后焦點(diǎn)(back focus)0 ,.500.,500.,50出射光瞳位置-20.72-IOS).04149.80d 418 .784 .291 .41d 50.300.05-0.20dl24 .5116.7328 .,95dl43.553.553.55dl60 .500 .500.50
透鏡組數(shù)據(jù)
組 1 2 3 4
開(kāi)始表[ ι
5
6 13焦距(mm) -12.51
OO
12 .24 27 . 91
515~[數(shù)值例2]數(shù)值例2示出與實(shí)施例2對(duì)應(yīng)、并具有約47. O倍的倍率比和約2. 9-7. 1的開(kāi)口比的變焦透鏡。圖4示出數(shù)值例2的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。表面數(shù)據(jù)
16表面NO. i 1 2
3
4
5
6
7
8 9
10 11
12 (孔徑光闌)
13*
14*
15
16
17
18
19
20 21 22
23
24
25
26 像面非球面數(shù)據(jù)第13表面
ridi
105.2371 .80
52.2595.00
-181.1100.18
45.2183.05
140 . 680(可變)
233.5140.95
8.6924.85
-34.0590.70
26.5990.20
16.8792.35
100.234(可變)
~(可變)
10.0613.65
-71.8951.51
34.6680.60
10.6010.38
15.5640.60
8.3882.55
-35.536(可變)
49.6460 .70
22. 030(可變)
23. 6152 .30 -28.7070.60
-765.407(可變)
~0.80
~(可變)
nivi
1 .8061033.3
1 .4586090.2
1.5928268.6
1 .8830040.8
1.7725049.6
1 . 9228618.9
1.5533271.7
1.6476933.8
1 .8040046.6
1.4874970.2
1.4874970.2
1 .8061033.3
1.9459518.0
1 . 5163364.1
K = -9. 46687e-001A4 = 1. 53081e_005A6 = -3. 34170e-007A8 = -3. 17984e_008AlO = 2. 62605e-010第14表面K=L 48852e+002A4 = 6. 03868e_005A6 = -1. 87760e-007各種數(shù)據(jù)
變焦比47.05
廣角中間望遠(yuǎn)
焦距4.4214.24 208 . 00
F 數(shù)2.875.00 7.07
視角37 . 0115.23 1.07
像高3.333.88 3.88
透鏡全長(zhǎng)95.2994.62 138.53
后焦點(diǎn)0.500.50 0.50
出射光瞳位置-115.97-51.11 194.03
d 50.7818.03 62.00
dll34.6514.04 1.01
dl29.741.89 -0.50
dl92 . 692.58 6.78
d214.295.45 27.49
d2 49.8819.36 8.49
d2 60.500.50 0.50透鏡組數(shù)據(jù)組開(kāi)始表面焦距(im)
1180.07
26-9.49
312~
41319.85
520-81.92
62232.63
725~[數(shù)值例3]數(shù)值例3示出與實(shí)施例3對(duì)應(yīng)、并具有約47. 0倍的倍率比和約2. 9-8. 1的開(kāi)口比的變焦透鏡。圖6示出數(shù)值例3的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。表面數(shù)據(jù)
表面N〇.iridinivi1105.3151.801.8061033 3252 .,2814 . 961 .4586090 .,23-179.7580. 18
445.2823.03 1.59282 68 . 6
5140.542(可變)
6257.4860.951 .88300 40.8
78 .7364.81
8-34.2270.701.77250 49.6
926.4390.20
1016.8822.241 . 92286 18.9
1199.502(可變)
12(孔徑光闌)~(可變)
13*10.0613.09 1.55332 71.7
14*-71.8952.11
1535.2430.601.64769 33.8
1610.7450.39
1716.1170.601 .80400 46.6
188.2022.68 1.48749 70.2
19-33.931(可變)
20128.7790.70 1.48749 70.2
2132.325(可變)
2223.9922.291 .80610 33.3
23-29.2780.60 1.94595 18.0 2 4-629.042(可變)
25~0.801 .51633 64.1
26~(可變)
像面~非球面數(shù)據(jù)第13表面K = -8. 89575e-001A4 =2. 05979e_005A6 = -1. 05915e-006A8 = -3. 45/53e_008AlO = 2. 62605e-010第14表面
K=L 41738e+002A4 = 7. 10234e_005A6 = -1. 18052e-006各種數(shù)據(jù)
變焦比 47.07
廣角中間 望遠(yuǎn)
焦距4.42 14.15 208 . 02
F 數(shù)2.87 5.00 8.08
視角37 . 02 15.31 1.07
像高3.33 3.88 3.88
透鏡全長(zhǎng)95.31 94.60 138.54
后焦點(diǎn)0.50 0.50 0.50
出射光瞳位置-112.81 -51.26 194.66
d 50.78 17.96 62.11
dll34.97 14.32 0.94
dl29.78 2.01 -0.05
dl92.49 2.50 6.87
d213.97 5.09 26.95
d2 410.10 19.50 8.50
d2 60.50 0.50 0.50透鏡組數(shù)據(jù)
組 開(kāi)始表面焦距(im)
11 80.12
26-9.49
312~
41320.14
520-88.74
62232.84
725~[數(shù)值例4]數(shù)值例4示出與實(shí)施例4對(duì)應(yīng)、并具有約4. 7倍的倍率比和約1. 8-6. 1的開(kāi)ロ比的變焦透鏡。圖8示出數(shù)值例4的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。表面數(shù)據(jù)
表面NO. iridinivi1*OOO . 901. 8495440.12*6.4663 . 05313.8121 .751.9228618 ..9432 .567(可變)5 (孔徑光闌)OO(可變)6*7 .3262 . 501 .7433049..37*12926.7910.2085.5902 . 051.4586090 .2923 .9500 . 502.0033028 ..3104 .0431.251112 .,8411 .701.6935053.212*-41.318(可變)1321 .,4281 .701.6968055.514-291.759(可變)15OO1 . 051.5163364.116OO(可變)
像面非球面數(shù)據(jù)
第1表面
K = -7. 54512Θ+008A4 =-1. 57884e-004
A6 = 3. 99990e-006A8 =-4. 60508e-008
AlO = 1. 91636e-010
第2表面
K = -2. 11313e+000A4 =4.29499e-004
A6 = -3. 53813e-006A8 =1.22486e-007
AlO = -1. 73905e-009
第6表面
K = -2. 92940e-001A4 =-5.00720e-005
A6 = -2. 09230e-006
第7表面


K = 8.11282e+006 A6 = -9. 86821e-007 第12表面K=L 54107e+002A6 = -1. 03987e-005各種數(shù)據(jù)
A4 = 6.57682e-005
A4 = -6. 97739e-005
變焦比
4 .71
廣角中間望遠(yuǎn)焦距5.3615.3025.24F數(shù)1 .805.006.08視角36.6016.,8310.39像高3.984 .634 . 63透鏡全長(zhǎng)45.4042 .,0850 . 90義丨、:；^^0.500.500 . 50出射光瞳位置-■32 ..10-138.17179.35d 416.132.821 . 65d 54.001.90-0.20dl24.5716.6628.75dl43.553.553 . 55dl6 透鏡組數(shù)據(jù)0.500.500 . 50組開(kāi)始表面焦距(mm)11-12 ,.7425OO3 46 1312 . 28 ,44 .71
5
15[數(shù)值例5]數(shù)值例5示出與實(shí)施例5對(duì)應(yīng)、并具有約4. 7倍的倍率比和約1. 8-7. 1的開(kāi)口比的變焦透鏡。圖10示出數(shù)值例5的在廣角端、中間變焦位置和望遠(yuǎn)端的像差圖。表面數(shù)據(jù)
表10 NO.iridinivi19712.5920 . 901. 84954402頭6.1983 . 12313.6531 .751 . 9228618 .9432 .321(可變)5(孔徑光闌2)OO(可變)6*7 .4212 . 501 .7433049.37*21506.6400.2085.5282.201.4586090 .2929.1520 . 502.0033028 .3
104 .0761 .361112 .1581 .701 . 6935053.212*-40.155(可變)13(孔徑光闌)OO(可變)1418 .7331 .701 . 6968055.5151382.499(可變)16OO1 . 051.5163364 . 117OO(可變)
像面非球面_女據(jù)
第1表 a
K = -7.54512e+008A4 =-2.00199e-004
A6 = 4.38478e-006A8 =-4.09465e-008
AlO = 1 23737e-010
第2表召a
K = -2.01838e+000A4 =4. 15123e-004
A6 = -5.93056e-006A8 =2. 17447e-007
AlO =-2. 68209e-009
第6表召a
K = -3.37014e-001A4 =-3.29573e-005
A6 = -8 25253e-007
第7表召a在望遠(yuǎn)端的到物側(cè)的聚焦移動(dòng)量(自前透鏡14mm)觀.47mm [表1]
權(quán)利要求
1.一種透鏡裝置，包括孔徑光闌(SP)，所述孔徑光闌(SP)形成開(kāi)口 ；第一透鏡(A或B)，所述第一透鏡(A或B)沿透鏡裝置的光軸的方向與孔徑光闌相比設(shè)置在第一側(cè)，第一側(cè)是物側(cè)和像側(cè)中的一個(gè)；以及第二透鏡(B或A)，所述第二透鏡(B或A)沿所述光軸的方向與孔徑光闌相比設(shè)置在第二側(cè)，第二側(cè)是物側(cè)和像側(cè)中的另一個(gè)，其特征在于，在變焦或聚焦期間，孔徑光闌沿光軸的方向獨(dú)立于第一透鏡和第二透鏡而移動(dòng)，以及使第一透鏡和孔徑光闌進(jìn)入第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，在第一狀態(tài)中，第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面(RA或RB)的位置在第一側(cè)離開(kāi)孔徑光闌，在第二狀態(tài)中，第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的至少一部分通過(guò)開(kāi)口與孔徑光闌相比突出到第二側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，在廣角狀態(tài)和望遠(yuǎn)狀態(tài)之間的變焦期間，使第一透鏡和孔徑光闌在廣角狀態(tài)進(jìn)入第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的一個(gè)，并且在望遠(yuǎn)狀態(tài)進(jìn)入第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的另一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，在近距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)和無(wú)限遠(yuǎn)距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)之間的聚焦期間，使第一透鏡和孔徑光闌在近距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)進(jìn)入第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的一個(gè)，并且在無(wú)限遠(yuǎn)距離對(duì)焦?fàn)顟B(tài)進(jìn)入第一狀態(tài)和第二狀態(tài)中的另一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，當(dāng)包含開(kāi)口并與光軸正交的面被定義為孔徑面(C)時(shí)，滿足以下的條件 -250. 0 < DW/DT < -1. 0這里，DW表示第一狀態(tài)中第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的頂點(diǎn)和孔徑面之間的光軸方向上的距離，DT表示第二狀態(tài)中第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的頂點(diǎn)和孔徑面之間的光軸方向上的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，孔徑光闌是開(kāi)口直徑可變的可變孔徑光闌。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的透鏡裝置，其中，使第一透鏡和孔徑光闌在廣角狀態(tài)進(jìn)入第一狀態(tài)并且在望遠(yuǎn)狀態(tài)進(jìn)入第二狀態(tài)，其中，孔徑光闌是開(kāi)口直徑可變的可變孔徑光闌，以及其中，第二狀態(tài)中的開(kāi)口直徑比第一狀態(tài)中的開(kāi)口直徑小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的透鏡裝置， 其中，滿足以下的條件1. 0<cpW/cpT<2 . 0這里，φλ￥表示第一狀態(tài)中的開(kāi)口直徑，φΤ表示第二狀態(tài)中的開(kāi)口直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的透鏡裝置，其中，使第一透鏡和孔徑光闌在廣角狀態(tài)進(jìn)入第一狀態(tài)并且在望遠(yuǎn)狀態(tài)進(jìn)入第二狀態(tài)，以及其中，滿足以下的條件·0. 0 < DDT/fT <1.0這里，DDT表示在望遠(yuǎn)狀態(tài)第一透鏡和第二透鏡之間的光軸上的距離，fT表示在望遠(yuǎn)狀態(tài)透鏡裝置的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的透鏡裝置，其中，第二透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面(RB或RA)是凸表面。
10.一種圖像拾取裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的透鏡裝置；以及圖像拾取元件，所述圖像拾取元件被配置為光電轉(zhuǎn)換由透鏡裝置形成的光學(xué)圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及透鏡裝置和圖像拾取裝置。透鏡裝置包括形成開(kāi)口的孔徑光闌(SP)；與孔徑光闌相比設(shè)置在第一側(cè)的第一透鏡(A或B)，第一側(cè)是物側(cè)和像側(cè)中的一個(gè)；以及與孔徑光闌相比設(shè)置在第二側(cè)的第二透鏡(B或A)，第二側(cè)是物側(cè)和像側(cè)中的另一個(gè)。在變焦或聚焦期間，孔徑光闌獨(dú)立于第一透鏡和第二透鏡而移動(dòng)。使第一透鏡和孔徑光闌進(jìn)入第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，在第一狀態(tài)中，第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面的位置在第一側(cè)離開(kāi)孔徑光闌，在第二狀態(tài)中，第一透鏡的孔徑光闌側(cè)透鏡表面(RA或RB)的至少一部分通過(guò)開(kāi)口與孔徑光闌相比突出到第二側(cè)。
文檔編號(hào)H04N5/225GK102375222SQ201110233998
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者伊藤大介 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社