專利名稱：：變焦鏡頭和圖像捕獲設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及變焦鏡頭和圖像捕獲設(shè)備，具體而言，本發(fā)明涉及這樣的變焦鏡頭該鏡頭適用于以可拆卸的方式安裝到銀鹽膠片單鏡頭反射式相機(jī)或數(shù)碼單鏡頭反射式相機(jī)的可互換鏡頭，具有高性能并能確保足夠的鏡頭縮回(lensback);本發(fā)明還涉及使用這種變焦鏡頭的圖像捕獲設(shè)備。技術(shù)背景近年來，隨著光電轉(zhuǎn)換器件中的像素?cái)?shù)目增加，需要更高性能的圖像采集光學(xué)系統(tǒng)，還需要能覆蓋廣角范圍的小F數(shù)變焦鏡頭。另外，在可互換鏡頭中，存在著需要確保充分的鏡頭縮回的限制，這使得例如難以對與廣角實(shí)現(xiàn)方式有關(guān)的像差進(jìn)行校正。在有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中，例如，日本專利申請公開No.JP2004-198529(專利文獻(xiàn)1)提出了一種變焦鏡頭，它在廣角端具有2.8的F數(shù)，并具有六個(gè)組的變焦結(jié)構(gòu)，這些組從物方開始依次包括下列項(xiàng)負(fù)的第一透鏡組、正的第二透鏡組、負(fù)的第三透鏡組、正的第四透鏡組、負(fù)的第五透鏡組、以及正的第六透鏡組。另外，日本專利申請公開No.JP2004-101739(專利文獻(xiàn)2)提出了一種變焦鏡頭，它在整個(gè)變焦范圍內(nèi)具有2.9量級(jí)的F數(shù)，并具有四個(gè)組結(jié)構(gòu)，這些組從物方開始依次包括正的第一透鏡組、負(fù)的第二透鏡組、正的第三透鏡組、以及正的第四透鏡組，在屈光度改變過程中，所有透鏡組都可以彼此獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容但是，專利文獻(xiàn)1中公開的變焦鏡頭需要六個(gè)組的結(jié)構(gòu)，由此導(dǎo)致變焦鏡筒(zoombarrel)構(gòu)造復(fù)雜，而專利文獻(xiàn)2中公開的變焦鏡頭在廣角端具有約75度的視場角，這并不夠用?？紤]到上述以及其他方面的問題，希望提供一種變焦鏡頭，它適用于以可拆卸的方式安裝到銀鹽膠片單鏡頭反射式相機(jī)或數(shù)碼單鏡頭反射式相機(jī)的可互換鏡頭，具有高性能、緊湊并能確保充分的后焦距(backfocus)，還需要提供使用這樣的變焦鏡頭的圖像捕獲設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，提供了一種變焦鏡頭，該鏡頭從物方起依次包括第一透鏡組，具有正屈光度；第二透鏡組，具有負(fù)屈光度；第三透鏡組，具有正屈光度；和第四透鏡組，具有正屈光度。在屈光度從廣角端向攝遠(yuǎn)端改變的過程中，第一透鏡組與第二透鏡組之間的距離增大，第二透鏡組與第三透鏡組之間的距離減小，第三透鏡組與第四透鏡組之間的距離減小。該變焦鏡頭在第四透鏡組中包括至少一個(gè)具有負(fù)屈光度的膠合三片式透鏡組件。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種圖像捕獲設(shè)備，該裝置包括變焦鏡頭和成像器裝置，成像器裝置用于將變焦鏡頭形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。該變焦鏡頭從物方起依次包括第一透鏡組，具有正屈光度；第二透鏡組，具有負(fù)屈光度；第三透鏡組，具有正屈光度；和第四透鏡組，具有正屈光度。在屈光度從廣角端向攝遠(yuǎn)端改變的過程中，第一透鏡組與第二透鏡組之間的距離增大，第二透鏡組與第三透鏡組之間的距離減小，第三透鏡組與第四透鏡組之間的距離減小。該變焦鏡頭在第四透鏡組中包括至少一個(gè)具有負(fù)屈光度的膠合三片式透鏡組件。下文中參考附圖對這些實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)說明中闡述了本發(fā)明的這些以及其他的特征和方面。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦鏡頭的鏡頭構(gòu)造的示意圖；圖2的曲線圖與圖3和圖4一同示出了將具體數(shù)值用于根據(jù)第一實(shí)施例的變焦鏡頭所獲得的第一數(shù)值實(shí)施例的像差，其中圖2示出了在廣角端測得的球差、像散和畸變；圖3的曲線圖示出了在中間焦距處測得的球差、像散和畸變；圖4的曲線圖示出了在攝遠(yuǎn)端測得的球差、像散和畸變；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的變焦鏡頭的鏡頭構(gòu)造的示意圖；圖6的曲線圖與圖7和圖8—同示出了將具體數(shù)值用于根據(jù)第二實(shí)施例的變焦鏡頭所獲得的第二數(shù)值實(shí)施例的像差，其中圖6示出了在廣角端測得的球差、像散和畸變；圖7的曲線圖示出了在中間焦距處測得的球差、像散和畸變；圖8的曲線圖示出了在攝遠(yuǎn)端測得的球差、像散和畸變；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的變焦鏡頭的鏡頭構(gòu)造的示意圖；圖IO的曲線圖與圖11和圖12—同示出了將具體數(shù)值用于根據(jù)第三實(shí)施例的變焦鏡頭所獲得的第三數(shù)值實(shí)施例的像差，其中圖io示出了在廣角端測得的球差、像散和畸變；圖11的曲線圖示出了在中間焦距處測得的球差、像散和畸變；圖12的曲線圖示出了在攝遠(yuǎn)端測得的球差、像散和畸變；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的圖像捕獲設(shè)備的框圖。具體實(shí)施方式下面將參考附圖對根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭以及圖像捕獲設(shè)備的實(shí)施例進(jìn)行說明。首先將說明根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的變焦鏡頭。該變焦鏡頭從物方開始依次包括下列項(xiàng)具有正屈光度的第一透鏡組；具有負(fù)屈光度的第二透鏡組；具有正屈光度的第三透鏡組；以及具有正屈光度的第四透鏡組。在屈光度從廣角端向攝遠(yuǎn)端改變的過程中，第一透鏡組與第二透鏡組之間的距離增大，第二透鏡組與第三透鏡組之間的距離減小，第三透鏡組與第四透鏡組之間的距離也減小。該變焦鏡頭在第四透鏡組中包括至少一個(gè)具有負(fù)屈光度的膠合三片式透鏡組件。因此，在這種變焦鏡頭中，可以實(shí)現(xiàn)高性能和緊湊性，并能確保足夠的鏡頭縮回。膠合三片式透鏡組件(例如膠合的三片式透鏡)可以允許選擇玻璃材料來提高對佩茲伐曲率(Petzvalsum)和色差進(jìn)行校正的靈活程度，并可以通過控制兩個(gè)膠合表面的屈光度來更加便于對各種像差(特別是高階像差)進(jìn)行校正，從而使膠合三片式透鏡組件非常適用于具有小F數(shù)的變焦鏡頭。通常在正一負(fù)一正一正這樣的四組式結(jié)構(gòu)(例如變焦鏡頭)中，第四透鏡組負(fù)責(zé)校正第二透鏡組和第三透鏡組處產(chǎn)生的像差。具體而言，通過提高第四透鏡組中正透鏡的屈光度，可以校正第二透鏡組中產(chǎn)生的佩茲伐像差，但是這種技術(shù)可能會(huì)破壞與其他像差之間的平衡。因此，通過在第四透鏡組中設(shè)置具有負(fù)屈光度的膠合三片式結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體，不僅令人滿意地校正了第四透鏡組的正透鏡產(chǎn)生的球差和像散，還可以提高正透鏡的屈光度以校正佩茲伐曲率。因此，優(yōu)選地在第四透鏡組中設(shè)置能夠?qū)ο癫钸M(jìn)行良好校正的膠合三片式透鏡來解決較為嚴(yán)重的像差問題。在變焦鏡頭中，優(yōu)選地使膠合三片式透鏡組件從物方起依次包括具有負(fù)屈光度的透鏡、具有正屈光度的透鏡、以及具有負(fù)屈光度的透鏡。通過這樣的構(gòu)造，消除了強(qiáng)光線的折射，從而可以對色差進(jìn)行滿意的校正，并抑制像差的發(fā)生。在變焦鏡頭中，優(yōu)選地使膠合三片式透鏡組件具有至少一個(gè)非球面。通過這樣的構(gòu)造，可以令人滿意地校正彗差和場曲。在變焦鏡頭中，膠合三片式透鏡組件的非球面優(yōu)選地形成于最接近成像面那側(cè)的表面上。軸上光束和離軸光束在彼此遠(yuǎn)離的位置穿過與膠合三片式透鏡組件的成像面那側(cè)最接近的表面。因此，通過將非球面設(shè)置在與像方最接近的表面上，可以提高校正像差的靈活程度。在變焦鏡頭中，優(yōu)選地滿足下列關(guān)系式(1):(1)0.3<Ldl-Ld2<0.6其中，Ldl表示位于與膠合三片式透鏡組件的物方最近處的透鏡屈光度，Ld2表示從膠合三片式透鏡組件的物方算起第二個(gè)透鏡的屈光度。關(guān)系式(1)的目的是對膠合三片式透鏡組件中位置最靠近物方的透鏡折射率與從物方算起第二個(gè)透鏡的折射率二者之間的差進(jìn)行限制。如果滿足關(guān)系式(1)，則可以在整個(gè)變焦范圍內(nèi)對弧矢光暈(sagittalflare)和軸向色差進(jìn)行協(xié)調(diào)校正。如果Ldl-1^12的值超過了關(guān)系式(1)中限定的上限，則膠合表面的屈光度會(huì)大到使弧矢光暈難以控制。相反，如果Ldl-Ld2的值超過了關(guān)系式(1)中限定的下限，則軸向色差會(huì)難以校正。在變焦鏡頭中，還優(yōu)選地滿足下列關(guān)系式(2)，以使包括膠合三片式透鏡的光學(xué)系統(tǒng)有更好的屈光度配置(2)-0.8<f2/fw<-0.2其中，f2表示第二透鏡組的復(fù)合焦距，fw表示整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)在廣角端的復(fù)合焦距。關(guān)系式(2)的目的是對第二透鏡組的焦距進(jìn)行限制。如果滿足關(guān)系式(2)，則可以在校正廣角端場曲與提供適當(dāng)?shù)溺R頭縮回之間實(shí)現(xiàn)相互協(xié)調(diào)。如果G/fw的值超過了關(guān)系式(2)中限定的上限，則第二透鏡組的屈光度減小，因此難以確保照度(特別是在廣角側(cè))。如果G/fw的值超過了關(guān)系式(2)中限定的下限，則第二透鏡組的屈光度很強(qiáng)，從而難以對場曲進(jìn)行校正(特別是在廣角側(cè))。下面將參考附圖和表格，對根據(jù)本發(fā)明的變焦鏡頭具體實(shí)施例、以及將具體數(shù)值用于這些實(shí)施例所獲得的數(shù)值實(shí)施例進(jìn)行說明。注意，在各個(gè)實(shí)施例中會(huì)引入非球面，該非球面可以由下面的公式1限定。[公式1]在公式1中，x表示從透鏡頂點(diǎn)沿光軸方向的距離，y表示沿垂直于光軸的方向看去的高度，c表示透鏡表面在頂點(diǎn)處的近軸曲率，s表示圓錐常數(shù)，Ai表示第i階非球面系數(shù)。圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施例的變焦鏡頭1在廣角端的構(gòu)造，并用箭頭分別表示了沿光軸方向構(gòu)成其的透鏡組朝攝遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)的軌跡。變焦鏡頭1從物方起依次包括具有正屈光度的第一透鏡組Grl、具有負(fù)屈光度的第二透鏡組Gr2、具有正屈光度的第三透鏡組Gr3、以及具有正屈光度的第四透鏡組Gr4。在從廣角端向攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦的過程中，第一至第四透鏡組如圖1中箭頭所示分別向物方運(yùn)動(dòng)，使得第一透鏡組Grl與第二透鏡組Gr2之間的距離增大、第二透鏡組Gr2與第三透鏡組Gr3之間的距離減小、并且第三透鏡組Gr3與第四透鏡組Gr4之間的距離減小。此外，第二透鏡組Gr2沿光軸運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行聚焦。第一透鏡組Grl從物方起依次包括膠合正透鏡，由負(fù)彎月透鏡Gl和正彎月透鏡G2組成，每個(gè)彎月透鏡的凸面面向物方；正彎月透鏡G3，其凸面面向物方。第二透鏡組Gr2從物方起依次包括負(fù)彎月透鏡G4;雙凹負(fù)透鏡G5;雙凸正透鏡G6;負(fù)彎月透鏡G7，其凸面面向像方。透鏡G4的凸面面向物方，并在物方形成有樹脂層，樹脂層的物方表面由非球面形成。第三透鏡組Gr3從物方起依次包括膠合正透鏡，由負(fù)彎月透鏡G8和雙凸正透鏡G9組成，負(fù)彎月透鏡G8的凸面面向物方；雙凸正透鏡G10;以及負(fù)彎月透鏡Gll，其凸面面向像方。第四透鏡組Gr4從物方起依次包括雙凸正透鏡G12、雙凸正透鏡G13、膠合三片式負(fù)透鏡(組件)、以及凸面面向像方的正彎月透鏡G17。膠合三片式負(fù)透鏡(組件)從物方起依次包括雙凹負(fù)透鏡G14、雙凸正透鏡G15、以及雙凹負(fù)透鏡G16,其中雙凹負(fù)透鏡G16的像方表面由非球面形成。此外，孔徑光闌SS設(shè)置在第三透鏡組Gr3的物方附近?？讖焦怅@SS隨著第三透鏡組Gr3—起運(yùn)動(dòng)。表1示出了第一數(shù)值實(shí)施例的透鏡數(shù)據(jù)，該實(shí)施例中，將具體數(shù)值應(yīng)用于根據(jù)第一實(shí)施例的變焦鏡頭1。在表1以及其他的透鏡數(shù)據(jù)表中，"ri"表示從物方起第i個(gè)表面的近軸曲率半徑，"di"表示第i表面與第(i+l)表面之間的軸向表面距離，"Ni"表示從物方算起的第i個(gè)玻璃部件相對于d線的折射率，表示從物方算起的第i個(gè)玻璃部件相對于d線的阿貝數(shù)。"di"中的"可變"表示軸向表面距離是可變的。另外，任何透鏡膠合材料都被看作膠合透鏡中的介質(zhì)，同樣用"ri"、"di"、"Ni"和來表示各個(gè)膠合材料。[表l]曲率半徑軸向表面距離折射率阿貝數(shù)rl=499.925boN=l.84666r2=70.243d2=0.010N2=l.51400〃2=42.83r3=70.243d3=7.839N3=l.83481^=42.72r4=702.158d4=0.150r5=51.782d5=6.482N4=l.83481M-42.72r6=127.256d6-可變r(jià)7=129.646d7=0.200N5=l,51460^5=49.96r8=66.952d8=1.100N6=l.83481〃6=42.72r9=16.638d9=l0.242rl0=-27.950dl0=1.200N7=l.77250"7=49.62rll=67,191dll=0.150rl2=50.306dl2=7.570N8=l.84666"8=23.78rl3=-37.485dl3=2,475rl4=-21.750d14=1,000N9=l.80420"9=46.50rl5=-42.712(115=可變r(jià)l6—L徑光闌dl6=1.500rl7=37,205dl7=1.000麗=1.88300W0=40.80rl8=24.392dl8=0.010Nll=1.51400W1=42.83rl9=24.392dl9=8.279N12=1.56883"2=56.04r20=-75.238d20=0.150r21=88.368d21=3.765N13=1.83481W3=42.72r22=-140.100d22=2.200r23=-44,921d23=1.200N14=1.90366W4=31.32r24=-280.758(124=可變r(jià)25=38.490d25=7.474N15=1.49700"5=81.61r26=-50.523d26=1.120r27=48.357d27=3.844N16=1.49700"6=81.61r28=-260.303d28=1.161r29=-180.563d29=0,950N17=1》03667=31.32r30=52.719d30=0.000N18=1.51400"8=42.83r31=52.719(131=8扁N19=1.49700"9=81.61r32=-23.235d32=0.000扁=1,51400^20=42.83r33=-23.235d33=1.600N21=1.77250^21=49.36r34=-181.172d34=3.136r35=-70.591d35=4.743N22=1.90366^22=31.32r36=-36.247在表1中，N2、v2、Nll、vll、N18、vl8、N20和v20表示膠合透鏡中膠合材料的折射率和阿貝數(shù)。第一透鏡組Grl與第二透鏡組Gr2之間的距離d6、第二透鏡組Gr2與孔徑光闌SS之間的距離d15、以及第三透鏡組Gr3與第四透鏡組Gr4之間的距離d24在從廣角端向攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦的過程中發(fā)生改變。表2示出了在廣角端(f=24.70)、廣角端與攝遠(yuǎn)端之間的中間焦距(f=37.98)、以及攝遠(yuǎn)端(卜68.28)這些位置處測得的第一數(shù)值實(shí)施例中d6、dl5和d24各自的值以及焦距f、F數(shù)FNO、視場角2co。[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>第二透鏡組Gr2中最接近物方的表面(即負(fù)彎月透鏡G4的物方表面上形成的樹脂層的物方表面r7)、以及第四透鏡組Gr4中膠合三片式負(fù)透鏡的像方表面r34(即雙凹負(fù)透鏡G16的像方表面)由非球面形成。表3中示出了第一數(shù)值實(shí)施例中上述表面的非球面系數(shù)以及圓錐常數(shù)s。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>圖2至圖4各自示出了焦點(diǎn)位于無限遠(yuǎn)處時(shí)第一數(shù)值實(shí)施例中的球差、像散和畸變。圖2示出了在廣角端測得的這些像差，圖3示出了在中間焦距下測得的這些像差，而圖4示出了在攝遠(yuǎn)端測得的這些像差。在各個(gè)球差曲線圖中，實(shí)線表示在d線處的球差，虛線表示正弦條件。在各個(gè)像散曲線圖中，實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。圖5示出了根據(jù)第二實(shí)施例的變焦鏡頭2在廣角端的鏡頭構(gòu)造，并用箭頭分別表示了沿光軸方向構(gòu)成其的透鏡組朝攝遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)的軌跡。變焦鏡頭2從物方起依次包括具有正屈光度的第一透鏡組Grl、具有負(fù)屈光度的第二透鏡組Gr2、具有正屈光度的第三透鏡組Gr3、以及具有正屈光度的第四透鏡組Gr4。在從廣角端向攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦的過程中，第一至第四透鏡組如圖5中箭頭所示分別向物方運(yùn)動(dòng)，使得第一透鏡組Grl與第二透鏡組Gr2之間的距離增大、第二透鏡組Gr2與第三透鏡組Gr3之間的距離減小、并且第三透鏡組Gr3與第四透鏡組Gr4之間的距離減小。此外，第二透鏡組Gr2沿光軸運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行聚焦。第一透鏡組Grl從物方起依次包括膠合正透鏡，由負(fù)彎月透鏡Gl和正彎月透鏡G2組成，每個(gè)彎月透鏡的凸面面向物方；正彎月透鏡G3，其凸面面向物方。第二透鏡組Gr2從物方起依次包括負(fù)彎月透鏡G4，其凸面面向物方，并具有由非球面形成的物方表面；雙凹負(fù)透鏡G5;雙凸正透鏡G6;負(fù)彎月透鏡G7，其凸面面向像方。第三透鏡組Gr3從物方起依次包括膠合正透鏡，由負(fù)彎月透鏡G8和雙凸正透鏡G9組成，負(fù)彎月透鏡G8的凸面面向物方；雙凸正透鏡G10;以及負(fù)彎月透鏡Gll，其凸面面向像方。第四透鏡組Gr4從物方起依次包括雙凸正透鏡G12、雙凸正透鏡G13、膠合三片式負(fù)透鏡(組件)、以及凸面面向像方的正彎月透鏡G17。膠合三片式負(fù)透鏡(組件)從物方起依次包括雙凹負(fù)透鏡G14、雙凸正透鏡G15、以及雙凹負(fù)透鏡G16，其中雙凹負(fù)透鏡G16的像方表面由非球面形成。此外，孔徑光闌SS設(shè)置在第三透鏡組Gr3的物方附近?？讖焦怅@SS隨著第三透鏡組Gr3—起運(yùn)動(dòng)。表4示出了第二數(shù)值實(shí)施例的透鏡數(shù)據(jù)，該實(shí)施例中，將具體數(shù)值應(yīng)用于根據(jù)第二實(shí)施例的變焦鏡頭2。[表4]曲率半徑軸向表面距離折射率阿貝數(shù)rl=499.870dl=l扁Nl=1.84666W=23.78r2=72.433d2=0,010N2=1.51400〃2=42.83r3=72,433d3=7.549N3=1.83481t6=42.72r4=543.957d4=0,150r5=51.875d5=6.422N4=1.83481M=42.72r6=120.440(16=可變r(jià)7=101.813d7=1.300N5=1.77250^5=49.36r8=16.363d8=9.742r9=-28.617d9=l細(xì)N6=1.75500p6=52.32rlO=75.219dl0=0.259rll=50.587dll=7.819N7=1.805181/7=25.46rl2=-40.687dl2=2.355rl3=-20.462dl3=1.000N8=1.77250^8=49.62rl4=-36.019(114=可變r(jià)l5^孔徑光闌dl5=1.700rl6=41.010dl6=L000N9=1.88300^9=40.80rl7=23.512dl7=0.010NIO=1.51400W0=42.83rl8=23.512dl8=8.316NIL=1.65844Pi1=50.85rl9=-90.909dl9=0,150r20=116.447d20=3.429=1.83481W2=42.72r21=-130.962d21=1.860r22=-47.713d22=1.200N13:=1.90366143=31.32r23=-328.584<123=可變r(jià)24=36.187d24=7.840N1+=1,49700144=81.61r25=-50.232d25=0,150r26=56.411d26=3.716N15:=1.497001/15=81.61r27=-217.711d27=1.286r28=-130,474d28=0.950N16:=1.90366W6=31.32r29=59.677d29=0.010=1.51400W7=42.83r30=59.677d30=8.271N18:=1.48749W8=70.44r31=-23.811d31=0.010N19:=1.51400"9=42.83r32=-23.811d32=1.450N20=1,77250^20=49.36r33=236.729d33=4.472r34=-69.191d34=3.884=1.83400p21=37.34r35=-33.324在表4中，N2、v2、N10、vlO、N17、vl7、N19和vl9表示膠合透鏡中膠合材料的折射率和阿貝數(shù)。第一透鏡組Grl與第二透鏡組Gr2之間的距離d6、第二透鏡組Gr2與孔徑光闌SS之間的距離d14、以及第三透鏡組Gr3與第四透鏡組Gr4之間的距離d23在從廣角端向攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦的過程中發(fā)生改變。表5示出了在廣角端(f=24.70)、廣角端與攝遠(yuǎn)端之間的中間焦距(f=37.98)、以及攝遠(yuǎn)端(f=68.28)這些位置處測得的第二數(shù)值實(shí)施例中d6、dl4和d23各自的值以及焦距f、F數(shù)FNO、視場角2co。[表5]<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>第二透鏡組Gr2中最接近物方的表面(即負(fù)彎月透鏡G4的物方表面r7)、以及第四透鏡組Gr4中膠合三片式負(fù)透鏡的像方表面r33(即雙凹負(fù)透鏡G16的像方表面)由非球面形成。表6中示出了第二數(shù)值實(shí)施例中上述表面的非球面系數(shù)以及圓錐常數(shù)s。[表6]非球面系數(shù)r7e=l扁0A4=0.12935357xl(T4A6=-0.24245077xl0—7A8=0.13473347xl0-9A10=-0.40439169xlO-:A12=0.64586668x10"r33e=1.0000A4=0.17256069x10—4A6=-0.25915582xl0-8A8=0.10983191xlO—10A10=-0.38855952xl0—圖6至圖8各自示出了焦點(diǎn)位于無限遠(yuǎn)處時(shí)第二數(shù)值實(shí)施例中的球差、像散和畸變。圖6示出了在廣角端測得的這些像差。圖7示出了在中間焦距下測得的這些像差。圖8示出了在攝遠(yuǎn)端測得的這些像差。在各個(gè)球差曲線圖中，實(shí)線表示在d線處的球差，虛線表示正弦條件。在各個(gè)像散曲線圖中，實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。圖9示出了根據(jù)第三實(shí)施例的變焦鏡頭3在廣角端的鏡頭構(gòu)造，并用箭頭分別表示了沿光軸方向構(gòu)成其的透鏡組朝攝遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)的軌跡。變焦鏡頭3從物方起依次包括具有正屈光度的第一透鏡組Grl、具有負(fù)屈光度的第二透鏡組Gr2、具有正屈光度的第三透鏡組Gr3、以及具有正屈光度的第四透鏡組Gr4。在從廣角端向攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦的過程中，第一至第四透鏡組如圖9中箭頭所示分別向物方運(yùn)動(dòng)，使得第一透鏡組Grl與第二透鏡組Gr2之間的距離增大、第二透鏡組Gr2與第三透鏡組Gr3之間的距離減小、并且第三透鏡組Gr3與第四透鏡組Gr4之間的距離減小。此外，第二透鏡組Gr2沿光軸運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行聚焦。第一透鏡組Grl從物方起依次包括膠合正透鏡，由負(fù)彎月透鏡Gl和正彎月透鏡G2組成，每個(gè)彎月透鏡的凸面面向物方；正彎月透鏡G3，其凸面面向物方。第二透鏡組Gr2從物方起依次包括負(fù)彎月透鏡G4，其凸面面向物方，并具有由非球面形成的物方表面；雙凹負(fù)透鏡G5;雙凸正透鏡G6;負(fù)彎月透鏡G7，其凸面面向像方。第三透鏡組Gr3從物方起依次包括膠合正透鏡，由負(fù)彎月透鏡G8和雙凸正透鏡G9組成，負(fù)彎月透鏡G8的凸面面向物方；雙凸正透鏡G10;以及負(fù)彎月透鏡Gll，其凸面面向像方。第四透鏡組Gr4從物方起依次包括雙凸正透鏡G12、雙凸正透鏡G13、膠合三片式負(fù)透鏡(組件)、以及凸面面向像方的正彎月透鏡G17。膠合三片式負(fù)透鏡(組件)從物方起依次包括雙凹負(fù)透鏡G14、雙凸正透鏡G15、以及雙凹負(fù)透鏡G16，其中雙凹負(fù)透鏡G16的像方表面由非球面形成。此外，孔徑光闌SS設(shè)置在第三透鏡組Gr3的物方附近?？讖焦怅@SS隨著第三透鏡組Gr3—起運(yùn)動(dòng)。表7示出了第三數(shù)值實(shí)施例的透鏡數(shù)據(jù)，該實(shí)施例中，將具體數(shù)值應(yīng)用于根據(jù)第三實(shí)施例的變焦鏡頭3。[表7]曲率半徑rl=504.081r2=71.854r3=71.854dl=1.800Nl=l.84666d2=0.010N2=1.51400d3=7.700N3=l.83481軸向表面距離折射率阿貝數(shù)14=23.78"2=42.83W=42.72r4=584.881d4=0.150r5=50.971d5=6.500N4=1.83481M=42.72r6=117.843d6-可變r(jià)7=98,067d7=1.250N5=1.77250"5=49.36r8=16.107d8=9.330r9=-30.479N6=1.80420"6=46.50rl0=73.121dl0=0，rll=49.985dl1=6.960N7=1.84666"7=23.78rl2=-43.586dl2=2.660rl3=-19.820dl3=1.000N8=1,77250^8=49.62rl4=-34.419dl4^可變r(jià)l5-孔徑光闌dl5=1.700rl6=44,559dl6=1.000N9=1.88300^9=40.80rl7=22.781dl7=0.010N10=1.51400W0=42.83rl8=22.781dl8=8.540NIL=1.72000"11=50.34rl9=-90.909dl9=0.150r20=141.075d20=3.060=1.83481Pi2=42.72r21=.-154.416d21=2.020r22=-46.164d22=1.100=00366"3=31.32r23=.-191.269d23^可變r(jià)24=36,148d24=7.700N14:=1.49700"4=81.61r25=-52.812d25=0.250r26=66.234d26=4.200N15==1.49700W5=81.61r27=-84.106d27=0.760r28=.-100.000d28=0.950N16:=1.90366W6=31.32r29=73.539d29=0.010N17:=1.51400"7=42.83r30=73.539d30=8.100N18:=1,48749"8=70,44r31=-23.330d31=0.010N19:=1.51400"9=42.83r32=-23.330d32=1.450=1.77250"20=49.36r33=296.121d33=5.000r34=-61.290d34=3.880=1.83400^21=37.34r35=-32.148在表4中，N2、v2、N10、vlO、N17、vl7、N19和vl9表示膠合透鏡中膠合材料的折射率和阿貝數(shù)。第一透鏡組Grl與第二透鏡組Gr2之間的距離d6、第二透鏡組Gr2與孔徑光闌SS之間的距離d14、以及第三透鏡組Gr3與第四透鏡組Gr4之間的距離d23在從廣角端向攝遠(yuǎn)端進(jìn)行變焦的過程中發(fā)生改變。表8示出了在廣角端(f=24.70)、廣角端與攝遠(yuǎn)端之間的中間焦距(f=37.98)、以及攝遠(yuǎn)端(f=68.28)這些位置處測得的第三數(shù)值實(shí)施例中d6、dl4和d23各自的值以及焦距f、F數(shù)FNO、視場角2fi)。[表8]<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>第二透鏡組Gr2中最接近物方的表面(即負(fù)彎月透鏡G4的物方表面r7)、以及第四透鏡組Gr4中膠合三片式負(fù)透鏡的像方表面r33(即雙凹負(fù)透鏡G16的像方表面)由非球面形成。表9中示出了第三數(shù)值實(shí)施例中上述表面的非球面系數(shù)以及圓錐常數(shù)s。[表9]非球面系數(shù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>圖10至圖12各自示出了焦點(diǎn)位于無限遠(yuǎn)處時(shí)第二數(shù)值實(shí)施例中的球差、像散和畸變。圖IO示出了在廣角端測得的這些像差。圖ll示出了在中間焦距下測得的這些像差。圖12示出了在攝遠(yuǎn)端測得的這些像差。在各個(gè)球差曲線圖中，實(shí)線表示在d線處的球差，虛線表示正弦條件。在各個(gè)像散曲線圖中，實(shí)線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。下表10示出了在第一至第三數(shù)值實(shí)施例中公開的變焦鏡頭中實(shí)現(xiàn)關(guān)系式(1)和(2)的條件所用的數(shù)值以及各個(gè)關(guān)系式。[表io]關(guān)系式第一數(shù)值實(shí)施例第二數(shù)值實(shí)施例第三數(shù)值實(shí)施例(1)Ldl-Ld20.410.420.42(2)f2/fw-0.63-0.66-0.65由上表10可見，根據(jù)第一至第三數(shù)值實(shí)施例的變焦鏡頭滿足關(guān)系式(1)和(2)。此外，如像差曲線圖中所示，對它們的像差進(jìn)行的校正在廣角端、廣角端與攝遠(yuǎn)端之間的中間焦距、以及攝遠(yuǎn)端之間獲得了良好的平衡。下面將說明根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的圖像捕獲設(shè)備。這種圖像捕獲設(shè)備包括變焦鏡頭以及成像器裝置，成像器裝置用于將變焦鏡頭形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。該變焦鏡頭從物方開始依次包括下列項(xiàng)具有正屈光度的第一透鏡組；具有負(fù)屈光度的第二透鏡組；具有正屈光度的第三透鏡組；以及具有正屈光度的第四透鏡組。在屈光度從廣角端向攝遠(yuǎn)端改變的過程中，第一透鏡組與第二透鏡組之間的距離增大，第二透鏡組與第三透鏡組之間的距離減小，第三透鏡組與第四透鏡組之間的距離也減小。該變焦鏡頭在第四透鏡組中包括至少一個(gè)具有負(fù)屈光度的膠合三片式透鏡組件。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的圖像捕獲設(shè)備一種實(shí)施例的數(shù)碼相機(jī)框圖。數(shù)碼相機(jī)10構(gòu)造成一種可互換鏡頭的所謂"單鏡頭反射式相機(jī)"。數(shù)碼相機(jī)10設(shè)計(jì)成以如下方式使用鏡頭單元20以可拆卸的方式安裝到具有成像器裝置的相機(jī)體30。鏡頭單元包括變焦鏡頭或單焦距鏡頭；驅(qū)動(dòng)部分，用于對鏡頭的各個(gè)部件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；以及控制部分，用于對驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制。鏡頭單元20可以使用上述變焦鏡頭中任一種作為鏡頭。即，鏡頭單元20可以使用根據(jù)上述實(shí)施例及其數(shù)值實(shí)施例中公開的變焦鏡頭1至3中所述變焦鏡頭的任一種，或者根據(jù)除了上述實(shí)施例及數(shù)值實(shí)施例之外的其他實(shí)施例的鏡頭。在用上述鏡頭作為變焦鏡頭21時(shí)，鏡頭單元20包括各種驅(qū)動(dòng)部分，例如在變焦過程中使預(yù)定透鏡組運(yùn)動(dòng)的變焦驅(qū)動(dòng)部分22、在聚焦過程中使預(yù)定透鏡組運(yùn)動(dòng)的聚焦驅(qū)動(dòng)部分23、以及用于改變孔徑光闌直徑的光圈驅(qū)動(dòng)部分24。鏡頭單元20還包括鏡頭控制CPU(中央處理單元)25，用于對這些驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。相機(jī)體30包括成像器裝置31，該裝置用于將變焦鏡頭21形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。另外，成像器裝置31前設(shè)有跳起反射鏡(jump-upmirror)32，將光從變焦鏡頭21導(dǎo)向五角棱鏡33，進(jìn)而從五角棱鏡33導(dǎo)向目鏡或接眼鏡(ocularlens)34。這樣，攝影者可以通過目鏡34觀看由變焦鏡頭21形成的光學(xué)圖像。作為成像器裝置31，例如可以采用CCD(電荷耦合器件)或CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)。從成像器裝置31輸出的電圖像信號(hào)在圖像處理電路35受到各種處理，然后以預(yù)定方法進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，并以圖像數(shù)據(jù)的形式臨時(shí)儲(chǔ)存在圖像存儲(chǔ)器36中。相機(jī)控制CPU(中央處理單元)37將相機(jī)體30和鏡頭20作為一個(gè)整體進(jìn)行總的控制。CPU37將臨時(shí)儲(chǔ)存在圖像存儲(chǔ)器36中的圖像數(shù)據(jù)釋放，以顯示在液晶顯示裝置38上或者儲(chǔ)存在外部存儲(chǔ)器39中。另外，相機(jī)控制CPU37還讀出儲(chǔ)存在外部存儲(chǔ)器39中的圖像數(shù)據(jù)以將其顯示在液晶顯示裝置38上。操作部分40包括快門釋放開關(guān)和變焦開關(guān)，來自操作部分40的信號(hào)被供給相機(jī)控制CPU37，CPU37響應(yīng)于來自操作部分40的這些信號(hào)對各個(gè)部件進(jìn)行控制。例如，在對快門釋放開關(guān)進(jìn)行操作時(shí)，相機(jī)控制CPU37將一個(gè)命令給予反射鏡驅(qū)動(dòng)部分41，并將另一個(gè)命令給予計(jì)時(shí)控制部分42。這樣，反射鏡驅(qū)動(dòng)部分41使跳起反射鏡32如圖中雙點(diǎn)劃線所示跳起，從而使光線可以從變焦鏡頭21進(jìn)入成像器裝置31，計(jì)時(shí)控制部分42對成像器裝置處的信號(hào)讀取計(jì)時(shí)進(jìn)行控制。相機(jī)體30與鏡頭單元20通過通信連接器43實(shí)現(xiàn)互連。與變焦鏡頭21有關(guān)的信號(hào)(例如AF(自動(dòng)聚焦)型號(hào)、AE(自動(dòng)曝光)信號(hào)、變焦信號(hào))從相機(jī)控制CPU37經(jīng)過通信連接器43發(fā)送到鏡頭控制CPU25，然后鏡頭控制CPU25對變焦驅(qū)動(dòng)部分21、聚焦驅(qū)動(dòng)部分23和光圈驅(qū)動(dòng)部分24進(jìn)行控制，從而將變焦鏡頭21設(shè)置到預(yù)定狀態(tài)。盡管上述實(shí)施例中公開的圖像捕獲設(shè)備是單鏡頭反射式相機(jī)的形式，但是該裝置也可以用于固定鏡頭的相機(jī)?；蛘?，圖像捕獲設(shè)備不僅可以是數(shù)碼相機(jī)，也可以是銀鹽膠片式相機(jī)。另外，上文對各種實(shí)施例的說明中涉及到的各部分形狀以及數(shù)值僅作為說明目的而列舉的示例，以便理解實(shí)施本發(fā)明的各種實(shí)施例，這些實(shí)施例不應(yīng)理解為對本發(fā)明技術(shù)范圍的限制。在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，可以獲得高性能和緊湊性，還能夠充分確保后焦距。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，取決于涉及需求和其他因素，在權(quán)利要求及其等同形式的范圍內(nèi)，可以出現(xiàn)各種變更、組合、子組合和替換形式。相關(guān)申請的交叉引用本發(fā)明說包含與2006年10月2日提交至日本特許廳的日本專利申請JP2006-270765有關(guān)的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。權(quán)利要求1.一種變焦鏡頭，從物方起依次包括第一透鏡組，具有正屈光度；第二透鏡組，具有負(fù)屈光度；第三透鏡組，具有正屈光度；和第四透鏡組，具有正屈光度，其中在屈光度從廣角端向攝遠(yuǎn)端改變的過程中，所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間的距離增大，所述第二透鏡組與所述第三透鏡組之間的距離減小，所述第三透鏡組與所述第四透鏡組之間的距離減小，并且所述變焦鏡頭在所述第四透鏡組中包括至少一個(gè)具有負(fù)屈光度的膠合三片式透鏡組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述膠合三片式透鏡組件從物方起依次包括具有負(fù)屈光度的透鏡、具有正屈光度的透鏡、以及具有負(fù)屈光度的透鏡。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，所述膠合三片式透鏡組件具有至少一個(gè)非球面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變焦鏡頭，其中，所述非球面形成于所述膠合三片式透鏡組件中與成像面那側(cè)最接近的表面上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足下列關(guān)系式(1):(1)0.3<Ldl-Ld2<0.6其中，Ldl表示所述膠合三片式透鏡組件中位置最接近物方的透鏡的折射率，Ld2表示所述膠合三片式透鏡組件中從物方算起第二個(gè)透鏡的折射6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦鏡頭，其中，滿足下列關(guān)系式(2):(2)-0.8<f2/f\v<-0.2其中，G表示所述第二透鏡組的復(fù)合焦距，fw表示整個(gè)系統(tǒng)在所述廣角端的復(fù)合焦距。7.—種圖像捕獲設(shè)備，具有變焦鏡頭和成像器裝置，所述成像器裝置用于將所述變焦鏡頭形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其中所述變焦鏡頭從物方起依次包括第一透鏡組，具有正屈光度；第二透鏡組，具有負(fù)屈光度；第三透鏡組，具有正屈光度；和第四透鏡組，具有正屈光度，并且在屈光度從廣角端向攝遠(yuǎn)端改變的過程中，所述第一透鏡組與所述第二透鏡組之間的距離增大，所述第二透鏡組與所述第三透鏡組之間的距離減小，所述第三透鏡組與所述第四透鏡組之間的距離減小，并且所述變焦鏡頭在所述第四透鏡組中包括至少一個(gè)具有負(fù)屈光度的膠合三片式透鏡組件。全文摘要本發(fā)明公開了一種變焦鏡頭，該鏡頭從物方起依次包括第一透鏡組，具有正屈光度；第二透鏡組，具有負(fù)屈光度；第三透鏡組，具有正屈光度；和第四透鏡組，具有正屈光度，其中，在屈光度從廣角端向攝遠(yuǎn)端改變的過程中，第一透鏡組與第二透鏡組之間的距離增大，第二透鏡組與第三透鏡組之間的距離減小，第三透鏡組與第四透鏡組之間的距離減小，并且該變焦鏡頭在第四透鏡組中包括至少一個(gè)具有負(fù)屈光度的膠合三片式透鏡組件。文檔編號(hào)G02B15/16GK101158745SQ20071016138公開日2008年4月9日申請日期2007年10月8日優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日發(fā)明者山本康,有本哲也申請人:索尼株式會(huì)社