[发明专利]变焦透镜系统

说明书

发明领域

本发明涉及一种小型变焦透镜系统，具体地说，涉及一种为适用于比如数字静态相机而使其整个光学系统专门设计成小型的变焦透镜系统。

背景技术

在采用固态成象装置的图象采集系统中，为了设置低通滤波器或彩色校正滤波器，需要具有较长后焦距的透镜系统。另外，需要在象方具有良好远心特性的透镜系统。近来，在满足这些要求之外透镜系统还需要小型化和低成本。

在日本专利申请公开No.10-293253中已提出一种三透镜组变焦透镜系统，从物方依次具有一个具有负折射光焦度的第一透镜组，一个具有正折射光焦度的第二透镜组，和一个具有正折射光焦度的第三透镜组，其中通过移动第一透镜组和第二透镜组来实现从广角端状态至摄远端状态的变焦。然而，日本专利申请公开No.10-293253中提出的变焦透镜系统具有如下缺点，例如构成各透镜组的较大量的透镜元件，较大的透镜总长度，和较高的制造成本。

另外，日本专利申请公开No.2001-13408公开了一种光学系统，其中构成第一透镜组的透镜元件数量得以减少。然而，在具有负折射光焦度的第一透镜组的最靠近物方设置有一个正透镜元件，使得其具有如下缺点，即当使透镜系统具有更宽的视角时透镜系统的直径不可避免地变大。

另外，由于第一透镜组在广角端状态与孔径光阑之间间隔较大，使得入射在第一透镜组上的离轴光线高度变大，从而构成第一透镜组的各透镜直径变大。其结果是，透镜系统具有整个光学系统变大的缺点。

发明概述

本发明是考虑了上述问题而作出的，目的在于提供一种适用于采用固态成象装置的图象采集系统的变焦透镜系统，具有大约为三的变焦比，较小的透镜总长度和优越的光学性能。

根据本发明的一个方面，一种变焦透镜系统，从物方依次包括，一个具有负折射光焦度的第一透镜组，一个具有正折射光焦度的第二透镜组，和一个具有正折射光焦度的第三透镜组。通过改变相邻透镜组之间的距离来实现变焦。第一透镜组包括两个负透镜元件和一个正透镜元件。第二透镜组包括三个透镜元件，由一个第一正透镜元件、一个第二正透镜元件和一个负透镜元件构成。第三透镜组包括至少一个正透镜元件。满足下述条件式(1)：

          2.5＜TL/(ft×fw)^1/2＜4.5          (1)

其中TL表示变焦透镜系统最靠近物方的透镜表面与象平面之间的距离，fw表示变焦透镜系统在广角端状态的焦距，而ft表示变焦透镜系统在摄远端状态的焦距。

附图说明

图1为根据本发明实例1的变焦透镜系统的剖面图。

图2A至2E为表示根据实例1的变焦透镜系统在广角端状态的各种象差的曲线图。

图3A至3E为表示根据实例1的变焦透镜系统在中间焦距状态的各种象差的曲线图。

图4A至4E为表示根据实例1的变焦透镜系统在摄远端状态的各种象差的曲线图。

图5为根据本发明实例2的变焦透镜系统的剖面图。

图6A至6E为表示根据实例2的变焦透镜系统在广角端状态的各种象差的曲线图。

图7A至7E为表示根据实例2的变焦透镜系统在中间焦距状态的各种象差的曲线图。

图8A至8E为表示根据实例2的变焦透镜系统在摄远端状态的各种象差的曲线图。

图9为根据本发明实例3的变焦透镜系统的剖面图。

图10A至10E为表示根据实例3的变焦透镜系统在广角端状态的各种象差的曲线图。

图11A至11E为表示根据实例3的变焦透镜系统在中间焦距状态的各种象差的曲线图。

图12A至12E为表示根据实例3的变焦透镜系统在摄远端状态的各种象差的曲线图。

优选实施例的详细描述

下面说明根据本发明的各优选实施例。

条件式(1)限定了透镜总长度相对于变焦透镜系统焦距的尺寸。如果比值TL/(ft×fw)^1/2超过条件式(1)的上限，则变焦透镜系统的透镜总长度变得太长，以致于变焦透镜系统不能小型化。另一方面，如果该比值落入条件式(1)的下限之下，则构成根据本发明变焦透镜系统的诸多透镜元件不能设置。优选在从广角端状态至摄远端状态的整个变焦范围中满足条件式(1)。

另外，所述上限和下限之一或者两者分别满足4.2和3.0则更为优选。