CN101183170A - 变焦透镜***和使用该变焦透镜***的电子摄像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变焦透镜***和使用该变焦透镜***的电子摄像设备。该变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元(G1)、具有负屈光力的第二透镜单元(G2)、具有正屈光力的第三透镜单元(G3)以及具有正屈光力的第四透镜单元(G4)，并且在从广角端到长焦端进行变焦时，透镜单元之间的空间发生变化，并且所述第一透镜单元包括两个透镜，即负透镜和正透镜，并且满足如下条件表达式：－0.75＜SF_1p＜－0.1(1)其中，SF_1p被定义为SF_1p＝(R_1pf+R_1pr)/(R_1pf－R_1pr)，其中R_1pf是所述第一透镜单元中的所述正透镜在所述物体侧的表面的近轴曲率半径，并且R_1pr是所述第一透镜单元中的所述正透镜在像侧的表面的近轴曲率半径。

Description

变焦透镜***和使用该变焦透镜***的电子摄像设备

技术领域

本发明涉及一种变焦透镜***和使用该变焦透镜***的电子摄像设备，具体地说，涉及诸如摄影机和数码相机的电子摄像设备。

背景技术

近年来，数码相机正在代替银盐胶片相机成为主流，在数码相机中，通过采用诸如CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补型金属氧化物半导体)的电子摄像元件来对物体进行拍摄。另外，在从专业用的高功能型到紧凑普及型的宽范围内有多种类型的数码相机。

普及型数码相机的使用者寻求享受在任何时间任何地点对宽范围的场景进行拍摄的乐趣。因此，喜欢可以容易地容纳在衣服口袋或包内并便于携带的小型相机，尤其是薄的数码相机。另一方面，通常紧凑型数码相机的缩放倍率大约为3，但是需要缩放倍率高于传统缩放倍率以加宽拍摄区域的相机。

另一方面，由于相机的厚度由透镜镜筒的尺寸确定，因此为了实现使相机变薄，使透镜镜筒变薄是有效的。

近来，通常使用所谓的可伸缩镜筒(collapsible barrel)，其中在使用相机时从相机体推出透镜镜筒，而在携带相机时容纳在相机体中。因此，考虑到透镜镜筒在缩入时变薄，而需要一种变焦透镜。

在日本专利特开公报No.2003-315676中已知一种紧凑型变焦透镜***，在该***中，通过形成为如下类型来确保相对较高的缩放倍率，该类型从物体侧依次包括：具有正屈光力的第一透镜单元、具有负屈光力的第二透镜单元、具有正屈光力的第三透镜单元和具有正屈光力的第四透镜单元，并且第一透镜单元由一个或两个透镜形成。

在日本专利申请特开公报No.2003-315676中公开的变焦透镜***中，已进行了如下设计：通过减少第一透镜单元中的透镜的数量来减小第一透镜单元的厚度。具体地说，由于在第一透镜单元中到离轴光线的光轴的高度增加，因此在试图确保透镜的需要量的边缘厚度时，轴向边缘厚度趋于显著增加。另外，当第一透镜单元中的透镜的数量增加时，由于在从物体侧看时入射光瞳入射的位置变远，因此穿过第一透镜单元的离轴光线的高度越来越增大，并且用于确保边缘厚度的纵向厚度甚至需要更大。当然，纵向厚度随着透镜数量的增加而增大。

因此，在透镜的数量增加的情况下，该单元的径向尺寸和纵向厚度增大到超过所需，即使在缩入的状态下，也不能使透镜镜筒足够紧凑。为此，对于使(透镜)镜筒紧凑的目的，第一透镜单元由大量透镜制成的结构不是优选的。

但是，上述现有技术涉及如下问题。当第一透镜单元仅包括一个透镜时，易于出现在第一透镜单元中的正透镜中出现的各种像差，尤其是轴向色像差(chromatic aberration)，并且当试图进一步增加缩放倍率时，对色像差的校正变得困难。此外，在其中第一透镜单元由负透镜和正透镜形成的变焦透镜的情况下，当试图进一步增加缩放倍率时，对第一透镜单元中的色像差和球面像差的校正变得困难。

通常，在优选地包括具有正屈光力的第一透镜单元、具有负屈光力的第二透镜单元、具有正屈光力的第三透镜单元和具有正屈光力的第四透镜单元的变焦透镜中，在第一透镜单元中出现的像差在后续透镜单元中增加。因此，尤其是在长焦端(telephoto end)，缩放倍率越高，校正越困难。由此，为了通过减小根据缩放倍率而波动的像差来确保满意的光学性能，有必要尽可能地减小在第一透镜单元中出现的像差。

但是，在该传统技术中，当试图增加缩放倍率时，第一透镜单元中的像差增加，并且像差波动变化增加得超过可接受的级别，因此不可能在整个缩放倍率范围上具有满意的光学性能。

鉴于上述问题作出了本发明，并且本发明的第一目的是提供一种包括具有正屈光力的第一透镜单元、具有负屈光力的第二透镜单元、具有正屈光力的第三透镜单元和具有正屈光力的第四透镜单元的变焦透镜***，其对于通过对第一透镜单元进行设计来实现紧凑性有利，并且其中，即使在增加缩放倍率时也可以容易地抑制球面像差的波动。或者，本发明的第二目的是提供一种变焦透镜***，其对于通过对第一透镜单元进行设计来实现紧凑性有利，并且其中，即使在增加缩放倍率时也可以容易地抑制色像差的波动。

另外，作出本发明的目的在于，提供一种可以同时实现上述目的的变焦透镜***。此外，作出本发明的目的在于通过对各个透镜单元以及运动类型等进行设计来提供一种可实现以下中的一个或多个的变焦透镜***：确保光学性能、降低成本、高缩放倍率以及紧凑性。另外，作出本发明的目的在于提供一种包括这种变焦透镜***的电子摄像设备。

发明内容

根据本发明，提供了一种变焦透镜***，该变焦透镜***在一个侧面从物体侧依次包括：

具有正屈光力的第一透镜单元，

具有负屈光力的第二透镜单元，

具有正屈光力的第三透镜单元，并且

在从广角端到长焦端进行变焦时，透镜单元之间的空间发生变化，并且

所述第一透镜单元包括负透镜和正透镜，并且所述第一透镜单元中的透镜的总数为两个，并且

所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

-0.75＜SF_1p＜-0.1    (1)

其中，SF_1p被定义为SF_1p＝(R_1pf+R_1pr)/(R_1pf-R_1pr)，其中

R_1pf是所述第一透镜单元中的正透镜的在物体侧的表面的近轴曲率半径，并且

R_1pr是所述第一透镜单元中的正透镜的在像侧的表面的近轴曲率半径。

另外，根据本发明，在另一方面，提供了一种电子摄像设备，该电子摄像设备包括：

上述的变焦透镜***；以及

电子摄像元件，该电子摄像元件设置在所述变焦透镜***的像侧，并且将由所述变焦透镜***形成的像转换成电信号。

附图说明

图1A、图1B和图1C是根据本发明的变焦透镜***的第一实施方式的沿光轴的剖视图，示出了在无限远物点聚焦时的光学设置，其中图1A示出了在广角端的状态，图1B示出了中间状态，图1C示出了在长焦端的状态；

图2A、图2B和图2C是根据本发明的变焦透镜***的第二实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图3A、图3B和图3C是根据本发明的变焦透镜***的第三实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图4A、图4B和图4C是根据本发明第四实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图5A、图5B和图5C是根据本发明第五实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图6A、图6B和图6C是根据本发明第六实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图7A、图7B和图7C是根据本发明第七实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图8A、图8B和图8C是根据本发明第八实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图9A、图9B和图9C是根据本发明第九实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图10A、图10B和图10C是示出了根据第一实施方式的在无限远物点聚焦时的球面像差、像散、畸变和缩放倍率色像差率(chromaticabberration of magnification)的图，其中图10A示出了在广角端的状态，图10B示出了中间状态，图10C示出了在长焦端的状态；

图11A、图11B和图11C是根据第二实施方式在无限远物点聚焦时的分别类似于图10A、图10B和图10C的图；

图12A、图12B和图12C是根据第三实施方式在无限远物点聚焦时的分别类似于图10A、图10B和图10C的图；

图13A、图13B和图13C是根据第四实施方式在无限远物点聚焦时的分别类似于图10A、图10B和图10C的图；

图14A、图14B和图14C是根据第五实施方式在无限远物点聚焦时的分别类似于图10A、图10B和图10C的图；

图15A、图15B和图15C是根据第六实施方式在无限远物点聚焦时的分别类似于图10A、图10B和图10C的图；

图16A、图16B和图16C是根据第七实施方式在无限远物点聚焦时的分别类似于图10A、图10B和图10C的图；

图17A、图17B和图17C是根据第八实施方式在无限远物点聚焦时的分别类似于图10A、图10B和图10C的图；

图18A、图18B和图18C是根据第九实施方式在无限远物点聚焦时的分别类似于图10A、图10B和图10C的图；

图19是表示畸变校正的图；

图20是示出了其中结合有根据本发明的变焦透镜***的数码相机的外观的前视立体图；

图21是图20中的数码相机的后视立体图；

图22是图20中的数码相机的剖视图；以及

图23是数码相机的主要组件的内部电路的结构框图。

具体实施方式

根据本发明的变焦透镜***从物体侧依次包括：

具有正屈光力的第一透镜单元；

具有负屈光力的第二透镜单元；以及

具有正屈光力的第三透镜单元，并且

在从广角端到长焦端进行变焦时，透镜单元之间的空间发生变化，并且

所述第一透镜单元由两个透镜构成，即负透镜和正透镜，并且

所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

-0.75＜SF_1p＜-0.1    (1)

其中，

SF_1p被定义为SF_1p＝(R_1pf+R_1pr)/(R_1pf-R_1pr)，其中

R_1pf是所述第一透镜单元中的正透镜的在物体侧的表面的近轴曲率半径，并且

R_1pr是所述第一透镜单元中的正透镜的在像侧的表面的近轴曲率半径。

优选的是，所述变焦透镜***从所述物体侧依次包括：

所述第一透镜单元；

所述第二透镜单元；

所述第三透镜单元；以及

具有正屈光力的第四透镜单元。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因和效果。在本发明中为了容易地确保缩放倍率，采用了这样的设置：从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元、具有负屈光力的第二透镜单元以及具有正屈光力的第三透镜单元，并且其中通过改变所述透镜单元之间的空间来实现变焦。通过进行这种设置，可以使光学***紧凑，防止各个单元的运动量的增加，并同时在变焦时通过有效地将变焦负担分到各个单元上而抑制像差波动。

所述第一透镜单元被构造成由两个透镜形成，即负透镜和正透镜，从而该设置对于使伸缩形式的镜筒紧凑有利。通过由两个透镜(即负透镜和正透镜)形成第一透镜单元，可以减小该单元的厚度并使外径较小。

使结构紧凑的原因如下。由于在第一透镜单元中到离轴光线的光轴的高度变高，因此当试图确保透镜的所需量的边缘厚度时，纵向厚度易于显著增加。当第一透镜单元中的透镜的数量增加时，由于在从物体侧看时入射光瞳位置较远，因此穿过第一透镜单元的离轴光线的高度逐渐变高，从而用于确保边缘厚度的纵向厚度甚至需要更大。当然，透镜数量的增加会使纵向厚度增加。

因此，在透镜数量增加的情况下，透镜单元的径向尺寸和纵向厚度增大到超过所需，即使使透镜处于缩入状态下，也不能使透镜镜筒足够紧凑。为此，使第一透镜单元由较少数量的透镜(换言之，两个透镜)形成实质上有助于使透镜镜筒紧凑。

另外，为了实现紧凑和高倍变焦，第一透镜单元需要具有较大(substantial)正屈光力，并且为了以平衡的方式校正在正透镜的两个表面处出现的像差，具体地说，易于在广角侧出现的离轴像差和使变焦比高时易于在长焦侧出现的球面像差，优选的是，使双凸形状满足条件表达式(1))。

进行设置以使得不超过条件表达式(1)中的上限，这有利于校正在透镜-像侧表面处出现的诸如像面曲率的像差。

另一方面，进行设置以使得不超过条件表达式(1)中的下限，这有利于校正在长焦端处的球面像差，并使得变焦比高。另外，抑制了第一透镜单元的主点位于物体侧，并使得在广角端处第一透镜单元与第二透镜单元的主点之间的距离更近，从而即使在确保期望的像角时也可以容易地减小光线高度。因此，即使确保了第一透镜单元中的透镜的边缘厚度，也可以减小纵向厚度，这有利于使得尺寸较小。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式。

-0.50＜SF_1p＜-0.11                     (1’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式。

-0.35＜SF_1p＜-0.13    (1”)

通过满足条件表达式(1’)和(1”)，可以具有上述效果。

另外，优选的是，变焦透镜***从物体侧依次包括：具有正屈光力的第一透镜单元；具有负屈光力的第二透镜单元；以及具有正屈光力的第三透镜单元，并且在从广角端到长焦端进行变焦时，透镜单元之间的空间发生变化，并且所述第一透镜单元包括两个透镜，即负透镜和正透镜，并且所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

38.0＜v_d1p-v_d1n    (2)

其中，

v_d1p表示所述第一透镜单元中的正透镜的对于d线的阿贝数，并且

v_d1n表示所述第一透镜单元中的负透镜的对于d线的阿贝数。

另外，优选的是，所述变焦透镜***从所述物体侧依次包括：所述第一透镜单元；所述第二透镜单元；所述第三透镜单元；以及具有正屈光力的第四透镜单元。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。条件表达式(2)涉及纵向色像差的校正和缩放倍率离轴色像差的校正。为了在所述单元中有效地校正由于第一透镜单元的较大的正屈光力而出现的色像差，优选地对正透镜采用具有低色散性的材料，而对负透镜采用具有高色散性的材料。具体地说，优选地使用条件表达式(2)来调整两个透镜的阿贝数之间的差异。

进行设置以使得不超过条件表达式(2)中的下限，这有利于实现对色像差的有效校正，并确保变焦比。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

47.0＜v_d1p-v_d1n    (2’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

58.0＜v_d1p-v_d1n    (2”)

通过满足条件表达式(2’)和(2”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

38.0＜v_d1p-v_d1n    (2)

其中，

v_d1p表示所述第一透镜单元中的正透镜的对于d线的阿贝数，并且

v_d1n表示所述第一透镜单元中的负透镜的对于d线的阿贝数。

因此，有利于使变焦透镜***较小，从而可以提供这样的变焦透镜***，在该变焦透镜***中，即使在增加缩放倍率时也可以容易地抑制球面像差的波动。另外，有利于使变焦透镜***较小，从而可以提供这样的变焦透镜***，在该变焦透镜***中，即使在增加缩放倍率时也可以容易地抑制色像差的波动。

为了提高紧凑性和高缩放倍率并确保光学性能，除了上述设置之外，还优选地进行如下设置。

优选的是，所述变焦透镜***对于第一透镜单元的(屈光)力满足如下条件表达式：

0.40＜f₁/f_t＜0.90    (3)

其中，

f₁表示所述第一透镜单元的焦距，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

进行设置以使得不超过条件表达式(3)中的上限，这有利于通过抑制整个变焦透镜***的总长度的变化而使透镜镜筒紧凑。另外，可以容易地确保第二透镜单元上的变焦负担，从而可以有利于使第二透镜单元紧凑并减小第二透镜单元中的像差。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(3)中的下限，抑制了第一透镜单元的屈光力，抑制了在长焦端处出现球面像差和彗差，从而易于确保有利的光学性能。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.50＜f₁/f₂＜0.80    (3’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.55＜f₁/f₂＜0.70    (3”)

通过满足条件表达式(3’)和(3”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，优选的是，所述变焦透镜***对于第二透镜单元的屈光力满足如下条件表达式：

0.10＜|f₂/f_t＜0.20    (4)

其中，

f₂表示所述第二透镜单元的焦距，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(4)中的上限，确保了第二透镜单元的屈光力，并抑制了缩放时透镜单元之间的距离的变化量，从而可以有利于使透镜镜筒紧凑。另外，即使第一透镜单元的屈光力受到抑制也可以容易地获得变焦负担，从而有利于减小第一透镜单元中的球面像差。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(4)中的下限，适度地抑制了屈光力，从而易于抑制出现像差。另外，抑制了纵向缩放过小，从而有利于针对距离的变化量确保缩放倍率。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.12＜|f₂/f_t|＜0.19    (4’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.15＜|f₂/f_t＜0.18    (4”)

通过满足条件表达式(4’)和(4”)，可以进一步表现出上述效果。

优选的是，所述变焦透镜***对于第三透镜单元的屈光力满足如下条件表达式：

0.10＜f₃/f_t＜0.30    (5)

其中，

f₃表示所述第三透镜单元的焦距，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

当进行设置以使得不超过条件表达式(5)中的上限时，易于确保屈光力并抑制进行缩放时透镜单元之间的距离的变化量。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(5)中的下限，易于抑制在第三透镜单元中出现像差。另外，抑制了纵向缩放过小，从而有利于针对距离的变化量确保缩放倍率。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.15＜f₃/f_t＜0.28    (5’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.20＜f₃/f_t＜0.25    (5”)

通过满足条件表达式(5’)和(5”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，优选的是，所述变焦透镜***对于所述第四透镜单元的屈光力满足如下条件表达式：

0.10＜f₄/f_t＜0.70    (6)

其中，

f₄表示所述第四透镜单元的焦距，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(6)中的上限，确保了第四透镜单元的屈光力，并抑制了在整个变焦范围内对像散和畸变的校正不足。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(6)中的下限，适度地抑制了第四透镜单元的屈光力，并抑制了在整个变焦范围内对像散和畸变的过度校正。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.30＜f₄/f_t＜0.65    (6’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.45＜f₄/f_t＜0.60    (6”)

通过满足条件表达式(6’)和(6”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，所述第四透镜单元可以由塑料材料形成。具体地说，优选的是，对于第四透镜单元具有单透镜结构。在使用诸如CCD和CMOS的电子摄像元件的情况下，优选地使第四透镜单元具有以下功能：通过在适当位置设置出射光瞳位置使得光线能够有效地入射在成像元件上。为了实现该功能，当将屈光力设定在条件表达式(6)中所述的范围内时，不需要相对较大的屈光力，从而可以通过采用诸如塑料的具有低折射率的玻璃材料来构造。

另外，当在第四透镜单元中使用塑料时，可以将成本抑制为较低，从而可以提供较廉价的变焦透镜***。

另外，优选的是，所述变焦透镜***对于第一透镜单元中的正透镜满足如下条件表达式：

62.0＜v_d1p＜95.0    (7)

其中，

v_d1p表示所述第一透镜单元中的所述正透镜的对于d线的阿贝数。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(7)中的上限，使得批量生产和材料的获得变得容易，从而有利于降低成本。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(7)中的下限，抑制了色散，从而有利于减小色像差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

65.0＜v_d1p＜93.0    (7’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

80.0＜v_d1p＜90.0    (7”)

通过满足条件表达式(7’)和(7”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***，优选的是，所述第三透镜单元包括正透镜，该正透镜满足如下条件表达式：

62.0＜v_d3p＜95.0    (8)

其中，

v_d3p表示所述第三透镜单元中的所述正透镜的对于d线的阿贝数。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(8)中的上限，使得批量生产和材料的获得变得容易，从而有效地降低了成本。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(8)中的下限，抑制了色散，减小了纵向色像差，从而易于在整个变焦范围内实现满意的光学性能。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

65.0＜v_d3p＜93.0    (8’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

80.0＜v_d3p＜90.0    (8”)

通过满足条件表达式(8’)和(8”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***，优选的是，所述正透镜是所述第三透镜单元中的设置得最靠近物体侧的正单透镜。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。从第二透镜单元发散的纵向光束入射在第三透镜单元上。因此，使得第三透镜单元中的最靠近物体侧的透镜是正单透镜有利于通过对发散的光束上施加会聚效应来使第三透镜单元较小。

在这种情况下，为了有效地抑制在该透镜中的色像差效应，优选的是，使得该透镜满足上述条件表达式(8)、(8’)和(8”)。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，对于第一透镜单元中的负透镜满足如下条件表达式：

1.85＜n_d1n＜2.10    (9)

其中，

n_d1n表示所述第一透镜单元中的负透镜的对于d线的折射率。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(9)中的上限，使得批量生产和材料的获得变得容易，从而有利于降低成本。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(9)中的下限，即使在获得期望的屈光力时也可以将透镜表面的曲率的绝对值抑制为较小，从而可以减少在广角端处出现畸变和像面曲率、以及在广角端和长焦端处出现彗差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.90＜n_d1n＜2.05    (9’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.95＜n_d1n＜2.05    (9”)

通过满足条件表达式(9’)和(9”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元包括负透镜，该负透镜满足如下条件表达式：

1.76＜n_d2n＜2.00    (10)

其中，

n_d2n表示所述第二透镜单元中的所述负透镜的对于d线的折射率。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(10)中的上限，使得批量生产和材料的获得变得容易，从而有利于降低成本。通过进行设置以使得不超过条件表达式(10)中的下限，即使在确保屈光力时也可以使透镜表面的曲率的绝对值较小，从而可以抑制在广角端处出现畸变和像面曲率、以及在广角端和长焦端处出现彗差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.80＜n_d2n＜1.95    (10’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.83＜n_d2n＜1.90    (10”)

通过满足条件表达式(10’)和(10”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述负透镜是所述第二透镜单元中的设置得最靠近所述物体侧的负单透镜。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。通过在第二透镜单元中将负单透镜设置成最靠近物体侧，可有利地使第二透镜单元较小，同时确保像角。此时，由于对于负单透镜，在第二透镜单元中入射光的高度变高，因此对该透镜中曲率的增加进行抑制有利于校正各种离轴像差。所以，优选的是，使该负透镜满足条件表达式(10)、(10’)和(10”)。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元包括正透镜，该正透镜满足如下条件表达式：

1.80＜n_d2p＜2.15    (11)

其中，

n_d2p表示所述第二透镜单元中的所述正透镜的对于d线的折射率。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。通过在第二透镜单元中设置正透镜，有利于减少在负的第二透镜单元中易于出现的像差。通过进行设置以使得不超过条件表达式(11)中的上限，使得批量生产和材料的获得变得容易，从而有利于降低成本。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(11)中的下限，即使在获得了期望的屈光力时也可以将透镜表面的曲率的绝对值抑制为较小，从而可以减少在广角端处出现畸变和像面曲率、以及在广角端和长焦端处出现彗差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.84＜n_d2p＜2.10    (11’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.90＜n_d2p＜2.10    (11”)

具体地说，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述正透镜是所述第二透镜单元中的设置得最靠近所述物体侧的正透镜。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。通过在第二透镜单元中设置最靠近像侧的正透镜，可以使第二透镜单元的主点位于物体侧，因此可以使得在广角端处第二透镜单元的主点更靠近第一透镜单元，这样有利于缩短变焦透镜***的总长度，并且使得第二透镜单元较小。此时，通过满足条件表达式(11)、(11’)和(11”)，可抑制由于该正透镜出现高阶像差，从而易于确保该功能。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元包括多个负透镜，并且所述第二透镜单元中的所述正透镜设置在所述多个负透镜之间。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。第二透镜单元中的透镜的屈光力设置变得对称，从而易于抑制在第二透镜单元中出现各种像差。此时，通过满足条件表达式(11)、(11’)和(11”)，可以抑制该正透镜出现高阶像差，从而易于进行整体像差校正。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元包括双凹负透镜，该双凹负透镜设置得最靠近所述物体侧并满足如下条件表达式：

-1.0＜SF_2n1＜0.8    (12)

其中，

SF_2n1被定义为SF_2n1＝(R_2n1f+R_2n1r)/(R_2n1f-R_2n1r)，其中

R_2n1f是所述第二透镜单元中的设置得最靠近物体侧的负透镜在物体侧的表面的近轴曲率半径，并且

R_2n1r是所述第二透镜单元中的设置得最靠近物体侧的负透镜在像侧的表面的近轴曲率半径。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。通过在第二透镜单元中设置最靠近物体侧的双凹负透镜，有利于确保第二透镜单元的负屈光力，从而使得第二透镜单元较小。另外，可容易地使第二透镜单元更靠近第一透镜单元，从而有利于在缩入时使尺寸较小，并且使得在广角端处整体长度较小。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(12)中的上限，即使在确保负透镜的屈光力时，也可以抑制像侧表面的曲率的绝对值过大，从而易于抑制尤其是在广角端处出现诸如畸变和像面曲率的离轴像差。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(12)中的下限，可以抑制物体侧表面的曲率的绝对值过大，从而易于抑制在广角端处出现彗差和像散。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

-0.8＜SF_2n1＜0.7    (12’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

-0.5＜SF_2n1＜0.5    (12”)

通过满足条件表达式(12’)和(12”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，对于第二透镜单元和第三透镜单元的变焦负担的比例满足如下条件表达式：

1.0＜(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w)＜2.5    (13)

其中，

β_2w表示在广角端处所述第二透镜单元的横向缩放倍率，

β_2t表示在长焦端处所述第二透镜单元的横向缩放倍率，

β_3w表示在广角端处所述第三透镜单元的横向缩放倍率，并且

β_3t表示在长焦端处所述第三透镜单元的横向缩放倍率。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(13)中的上限，优选地抑制了第二透镜单元的过大变焦负担，并抑制了由于屈光力增加而出现像差，并且抑制了尤其是在长焦端处出现各种缩放倍率离轴像差，例如像面曲率和色像差。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(13)中的下限，优选地抑制了由于透镜镜筒的尺寸增加(因第三透镜单元的运动量增加而导致)和第三透镜单元的屈光力增加而出现像差、以及尤其是在长焦端处出现诸如球面像差的纵向像差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.1＜(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w)＜2.0    (13’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.5＜(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w)＜1.9    (13”)

通过满足条件表达式(13’)和(13”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，对于第二透镜单元的缩放效果满足如下条件表达式：

2.6＜β_2t/β_2w＜6.0    (14)

其中，

β_2w是在广角端处所述第二透镜单元的横向缩放倍率，并且

β_2t是在长焦端处所述第二透镜单元的横向缩放倍率。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(14)中的上限，优选地抑制了由于第二透镜单元的屈光力增加而出现像差，以及尤其是在长焦端处出现各种缩放倍率离轴像差，例如像面曲率和色像差。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(14)中的下限，优选地减少了对其它透镜单元的缩放效果的负担。通过抑制第三透镜单元的变焦负担，有利于减少在长焦端处出现诸如球面像差的纵向像差。另外，通过抑制第四透镜单元的变焦负担，易于将第四透镜单元的屈光力抑制为适度级别，并抑制在整个范围内对像散的过度校正。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

2.6＜β_2t/β_2w＜5.0    (14’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

2.9＜β_2t/β_2w＜3.5    (14”)

通过满足条件表达式(14’)和(14”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，对于第三透镜单元的变焦效果满足如下条件表达式：

1.2＜β_3t/β_3w＜3.0    (15)

其中，

β_3w表示在广角端处所述第三透镜单元的横向缩放倍率，并且

β_3t表示在长焦端处所述第三透镜单元的横向缩放倍率。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(15)中的上限，优选地抑制了由于第三透镜单元的屈光力增加而出现像差，以及尤其是在长焦端处出现诸如球面像差的纵向像差。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(15)中的下限，优选地减少了对其它透镜单元的缩放效果的负担。通过抑制第二透镜单元的变焦负担，有利于减少在长焦端处出现诸如像面曲率和色像差的各种缩放倍率离轴像差。另外，通过抑制第四透镜单元的变焦负担，易于将第四透镜单元的屈光力抑制为适度级别，并抑制在整个范围内对像散的过度校正。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.5＜β_3t/β_3w＜2.5    (15’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.7＜β_3t/β_3w＜2.0    (15”)

通过满足条件表达式(15’)和(15”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，对于第四透镜单元的变焦效果满足如下条件表达式：

0.7＜β_4t/β_4w＜1.7    (16)

其中，

β_4w表示在广角端处所述第四透镜单元的横向缩放倍率，并且

β_4t表示在长焦端处所述第四透镜单元的横向缩放倍率。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。通过使第四透镜单元具有适当的缩放(变焦)负担，可以容易地抑制第二透镜单元和第四透镜单元的变焦负担，从而有利于在抑制像差波动的同时确保缩放倍率。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(16)中的上限，易于抑制第四透镜单元的变焦负担的增加并抑制像差。当使第四透镜单元成为在聚焦时运动的单元时，有利于抑制在聚焦时像面曲率的波动。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(16)中的下限，优选地减少了其它透镜单元上的变焦负担。通过抑制第二透镜单元的变焦负担，有利于减少在长焦端处出现诸如像面曲率和色像差的各种缩放倍率离轴像差。另外，通过抑制第三透镜单元的变焦负担，有利于减少尤其是在长焦端处出现诸如球面像差的纵向像差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.8＜β_4t/β_4w＜1.5    (16’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.0＜β_4t/β_4w＜1.3    (16”)

通过满足条件表达式(16’)和(16”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，对于在广角端处在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间在光轴上的空气间隔(air space)以及在长焦端处在所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间在所述光轴上的空气间隔的总和相对于在长焦端处整个变焦透镜***的焦距满足如下条件表达式：

0.4＜(D_2w+D_1t)/f_t＜0.9    (17)

其中，

D_2w表示在广角端处在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间在光轴上的空气间隔，

D_1t表示在长焦端处在所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间在所述光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(17)中的上限，易于抑制运动的透镜单元的运动量，并抑制透镜镜筒沿厚度方向的尺寸。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(17)中的下限，易于在实现高变焦比的同时抑制各个透镜单元的屈光力，并易于抑制像差的波动。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.5＜(D_2w+D_1t)/f_t＜0.7    (17’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.55＜(D_2w+D_1t)/f_t＜0.65    (17”)

通过满足条件表达式(17’)和(17”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，对于在广角端处在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间在光轴上的空气间隔相对于在长焦端处整个变焦透镜***的焦距满足如下条件表达式：

0.1＜D_2w/f_t＜0.5    (18)

其中，

D_2w表示在广角端处在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间在光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(18)中的上限，易于抑制在广角端处(所述变焦透镜***的)整体长度。另外，可以容易地减小入射在第一透镜单元上的光线的高度，还抑制了第一透镜单元的透镜直径，这有利于使所述变焦透镜***和电子摄像设备较小。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(18)中的下限，即使在缩放倍率较高时也可以抑制各个透镜单元的屈光力，从而易于抑制出现诸如球面像差的像差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.2＜D_2w/f_t＜0.4    (18’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.25＜D_2w/f_t＜0.35    (18”)

通过满足条件表达式(18’)和(18”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，对于在广角端处在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间在光轴上的空气间隔相对于在长焦端处整个变焦透镜***的焦距满足如下条件表达式：

0.2＜D_1t/f_t＜0.5    (19)

其中，

D_1t表示在长焦端处在所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间在光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(19)中的上限，易于抑制在长焦端处所述变焦透镜***的整体长度，从而有利于使透镜镜筒的厚度较小。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(19)中的下限，即使在变焦比较高时也可以抑制各个透镜单元的屈光力，从而易于抑制出现诸如球面像差的像差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.2＜D_1t/f_t＜0.4    (19’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.25＜D_1f/f_t＜0.35    (19”)

通过满足条件表达式(19’)和(19”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，相对于在所述长焦端处整个变焦透镜***的焦距以如下方式设置变焦透镜***的整体长度。为此，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第一透镜单元运动以在长焦端而不是广角端定位在物体侧，并且满足如下条件表达式：

0.7＜T_L/f_t＜1.5    (20)

其中，

T_L表示在所述长焦端处，在所述第一透镜单元中从最靠近所述物体侧的透镜表面的顶点到像面，在光轴上的距离，并且

f_t表示在所述长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有上述设置的原因及效果。通过第一透镜单元的上述运动，易于确保第二透镜单元等中的变焦效果。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(20)中的上限，易于抑制在长焦端处所述变焦透镜***的整体长度，并易于抑制透镜镜筒的厚度(沿厚度方向的尺寸)的增加。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(20)中的下限，即使在变焦比较高时也可以抑制各个透镜单元的屈光力，从而易于抑制出现诸如球面像差的像差。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.9＜T_L/f_t＜1.3    (20’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.0＜T_L/f_t＜1.2    (20”)

通过满足条件表达式(20’)和(20”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，优选的是，使本发明的变焦透镜***具有如下的变焦比，以平衡地确保光学性能。为此，优选的是，在所述变焦透镜***中，满足如下条件表达式：

3.0＜f_t/f_w＜12.0    (21)

其中，

f_w是在广角端处整个变焦透镜***的焦距，并且

f_t是在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

通过进行设置以使得不超过条件表达式(21)中的上限，有利于确保光学性能，并使尺寸较小。

更优选的是，进行设置以使得不超过条件表达式(21)中的下限，这样，本发明的设置可以充分地展示诸如确保缩放倍率、使尺寸较小和确保光学性能的优点。

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

5.0＜f_t/f_w＜10.0    (21’)

更优选的是，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

6.0＜f_t/f_w＜8.0    (21”)

通过满足条件表达式(21’)和(21”)，可以进一步表现出上述效果。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第一透镜单元中的负透镜和正透镜中的每一个都在光轴上接合(cement)，从而形成接合双透镜。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有这种设置的原因及效果。当使第一透镜单元中的负透镜和正透镜形成接合双透镜时，可以对在通过增加缩放倍率使长焦端处的焦距变长时的显著的纵向色像差有效地进行校正。另外，可以抑制由于组装误差使透镜相对偏心而导致光学性能降低。

当第一透镜单元中的负透镜和正透镜没有接合时，有利于更有效地对广角端处的畸变和彗差以及长焦端处的彗差进行校正。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元由总共不多于三个透镜构成。这有利于使第二透镜单元较小并降低成本。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元从其物体侧依次包括负透镜、负透镜和正透镜。

这种设置通过由两个负透镜来分配第二透镜单元的负屈光力并且将正透镜设置得最靠近像侧，而有利于通过校正初始像差并朝向物体定位主点来缩短整体长度。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元从其物体侧依次包括负透镜、正透镜和负透镜。

因此，通过在第二透镜单元中对称地设置透镜，易于抑制在变焦时诸如球面像差的各种像差的波动。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元包括两个透镜，即负透镜和正透镜。这种设置有利于在抑制第二透镜单元处的像差的同时使第二透镜单元较小。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第三透镜单元由不多于三个透镜形成。这种设置有利于使透镜镜筒变薄。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第三透镜单元从其物体侧依次包括正透镜、正透镜和负透镜，并且所述第三透镜单元中的所述负透镜接合到正透镜上，从而该负透镜和正透镜形成接合双透镜。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有这种设置的原因及效果。通过接合正透镜和负透镜，可以对纵向色像差有效地进行校正。另外，通过将正透镜的屈光力分配给两个透镜，并且使正透镜和负透镜成为接合透镜，可以防止由于在组装过程中透镜的相对偏心而使光学性能降低。这可以提高生产率并降低成本。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第一透镜单元包括非球面透镜表面。该设置有利于对尤其是易于在长焦端处出现的球面像差进行校正。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第二透镜单元包括非球面透镜表面。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有这种设置的原因及效果。当试图在抑制总体长度的同时确保变焦比时，第二透镜单元中的光线入射的位置的变化易于增加。在该透镜单元中设置非球面表面有利于对广角端处的离轴像差进行校正。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第三透镜单元包括非球面透镜表面。该设置有利于对球面像差和彗差进行总体校正。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第三透镜单元包括正单透镜，该正单透镜的两个表面都是非球面，并且设置得最靠近物体侧。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有这种设置的原因及效果。通过使透镜的两个侧面均为非球面表面，可以在将由于透镜单元中的透镜的相对偏心而导致的光学性能降低抑制为较小的同时，更有效地对球面像差和彗差进行校正。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述第一透镜单元、所述第二透镜单元、所述第三透镜单元和所述第四透镜单元在变焦时进行运动，并且该变焦透镜***还包括孔径光阑(aperture stop)，该孔径光阑沿光轴方向与所述第三透镜单元一体地运动。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有这种设置的原因及效果。对于各个透镜单元可以有效地施加变焦效果，并且可以容易地在整个变焦范围内对像差进行有效的校正。

另外，通过使孔径光阑与第三透镜单元一体地运动，可以对缩放倍率色像差和畸变进行有效的校正。该效果不仅体现在性能方面，而且可以适当地控制入射光瞳的位置和出射光瞳的位置。换言之，可以平衡在广角端处倾斜光束的光线高度和在长焦端处纵向光束的光线高度，并且可以按照平衡的方式使第一透镜单元的外径和第二透镜单元的外径紧凑。具体地说，减小在广角端处第一透镜单元的外径可以有效地使透镜沿厚度方向的尺寸紧凑。

另外，由于在使用CCD和CMOS等的情况下也可以进行控制以减少在变焦时出射光瞳的位置的波动，因此可以通过将入射光线的角度保持在合适范围内来防止在画面的角部处出现阴影，从而其可适用于电子摄像设备。另外，易于抑制由于第三透镜单元的紧凑性以及第三透镜单元的运动而导致的像差波动。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，在从广角端到长焦端变焦时，所述第一透镜单元进行运动以在长焦端而非广角端朝向物体侧定位，所述第二透镜单元运动，所述第三透镜单元仅朝向所述物体侧运动，并且所述第四透镜单元运动。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有这种设置的原因及效果。在确保第二透镜单元和第三透镜单元的变焦效果的同时，可以容易地调整总体像差平衡。

在从广角端到长焦端变焦时，所述第一透镜单元可以进行运动以在长焦端而非广角端(远离广角端)朝向物体侧定位。此时，该透镜单元可以仅朝向所述物体侧运动，并且可以按照凸状轨迹朝向像侧运动。

第二透镜单元可以仅朝向像侧运动，或者可以按照凸状轨迹朝向像侧运动。第三透镜单元可以仅朝向物体侧运动。第四透镜单元可以仅朝向物体侧运动，或者可以按照凸状轨迹朝向像侧运动。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，孔径光阑设置在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间。

下面将描述在所述变焦透镜***中具有这种设置的原因及效果。可以将入射光瞳定位在从物体侧看时更靠近的位置，并且将出射光瞳保持在距像表面一定距离处。此时，更优选的是，沿直线设置与孔径光阑一体地运动的快门单元。

由于可以减小倾斜光线的高度，因此快门单元的尺寸不会增加，并且在孔径光阑和快门单元运动时的小的死空间(dead space)用于该目的。

另外，在所述变焦透镜***中，优选的是，所述变焦透镜***是四单元变焦透镜***。该设置有利于使变焦透镜***紧凑。

另外，本发明的电子摄像设备包括：上述的变焦透镜***；以及电子摄像元件，该电子摄像元件设置在所述变焦透镜***的像侧，并且将由所述变焦透镜***形成的像转换成电信号。

本发明的变焦透镜***有利于确保聚焦远心(telecentricity)。因此，优选地在使用电子摄像元件的电子摄像设备中使用所述变焦透镜***，在该电子摄像元件中由于入射角度而会出现图像劣化。

另外，在其中使用所述电子摄像元件的这种电子摄像设备的情况下，优选地进行如下设置。

优选的是，所述电子摄像设备包括处理部，该处理部对所述变焦透镜***的畸变以电的方式进行校正。因此，即使在所述变焦透镜***被构造为较小时，也可以抑制再现图像的劣化，从而有利于使电子摄像设备较小。

在各个上述发明中，在向变焦透镜***提供聚焦功能的情况下，进行设置以对最远的物点进行聚焦。当通过第四透镜单元沿光轴方向的运动来进行聚焦操作时，易于抑制出射光瞳的位置的波动。因此，这种聚焦操作是优选的。

另外，优选的是，本发明可以任意地同时满足多个条件表达式。此外，各个条件表达式的下限值和上限值可以为其中仅上限值被更多限制的条件等式的下限值和上限值。另外，可以任意地组合上述各种设置。

从以上描述可以清楚，根据本发明，在包括具有正屈光力的第一透镜单元、具有负屈光力的第二透镜单元、具有正屈光力的第三透镜单元和具有正屈光力的第四透镜单元的变焦透镜***中，通过对第一透镜单元进行设计，可以有利于使变焦透镜***的尺寸较小，并且可以提供即使在变焦比增加时也能够容易地抑制球面像差波动的变焦透镜***。

或者，通过对第一透镜单元进行设计，有利于减少尺寸，并且可以提供即使在变焦比增加时也能够容易地抑制色像差波动的变焦透镜***。此外，可以提供能够同时实现上述目的的变焦透镜***。另外，通过对各个透镜单元和运动方法进行设计，可以提供能够实现如下优点中的一些或多个的变焦透镜***：减小尺寸、高变焦比、降低成本和确保光学性能。另外，可以提供包括这种变焦透镜***的电子摄像设备。

下面将参照附图详细地描述根据本发明的变焦透镜***和电子摄像设备的示例性实施方式。但是，本发明并不限于下面描述的实施方式。

下面将描述从本发明的第一实施方式至第九实施方式的实施方式。在图1A、图1B和图1C至图9A、图9B和图9C中示出了根据第一实施方式至第九实施方式的无限远物点聚焦的在广角端处的状态、中间状态和在长焦端处的状态的透镜剖视图。在图1A至图9C中，G1表示第一透镜单元，G2表示第二透镜单元，S表示孔径光阑，G3表示第三透镜单元，G4表示第四透镜单元，F表示形成低通滤波器的平行平板，其中涂覆有限制红外光的波长范围限制涂层，C表示电子摄像元件的碳玻璃的平行平板，并且I表示像平面。可以向碳玻璃C的表面涂覆用于限制波长范围的多层膜。另外，可以使碳玻璃C具有低通滤波器效果。

如图1A至图1C所示，第一实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜(meniscus lens)、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸面的第四正弯月透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第六正弯月透镜以及具有朝向物体侧的凸面的第七负弯月透镜。使第六正弯月透镜和第七负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第八正双凸透镜。第十表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第五正双凸透镜的两个表面以及第八正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第八表面是虚拟表面。

如图2A至图2C所示，第二实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸面的第四正弯月透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第六正弯月透镜以及具有朝向物体侧的凸面的第七负弯月透镜。使第六正弯月透镜和第七负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第八正双凸透镜。第十表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第五正双凸透镜的两个表面以及第八正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第八表面是虚拟表面。

如图3A至图3C所示，第三实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸面的第四正弯月透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第六正弯月透镜以及具有朝向物体侧的凸面的第七负弯月透镜。使第六正弯月透镜和第七负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第八正双凸透镜。第十表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第五正双凸透镜的两个表面以及第八正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第八表面是虚拟表面。

如图4A至图4C所示，第四实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸面的第四正弯月透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第六正弯月透镜以及具有朝向物体侧的凸面的第七负弯月透镜。使第六正弯月透镜和第七负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第八正双凸透镜。第十表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第五正双凸透镜的两个表面以及第八正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第八表面是虚拟表面。

如图5A至图5C所示，第五实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸面的第四正弯月透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第六正弯月透镜以及具有朝向物体侧的凸面的第七负弯月透镜。使第六正弯月透镜和第七负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第八正双凸透镜。第十表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第五正双凸透镜的两个表面以及第八正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第八表面是虚拟表面。

如图6A至图6C所示，第六实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜、具有朝向物体侧的凸面的第四负弯月透镜、以及具有朝向物体侧的凸面的第五正弯月透镜。第三透镜单元G3包括第六正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第七正弯月透镜以及具有朝向物体侧的凸面的第八负弯月透镜。使第七正弯月透镜和第八负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第九正双凸透镜。第十二表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第六正双凸透镜的两个表面以及第九正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第十表面是虚拟表面。

如图7A至图7C所示，第七实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜、第四正双凸透镜以及第五负双凹透镜。第三透镜单元G3包括第六正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第七正弯月透镜以及具有朝向物体侧的凸面的第八负弯月透镜。使第七正弯月透镜和第八负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第九正双凸透镜。第十二表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第六正双凸透镜的两个表面以及第九正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第十表面是虚拟表面。

如图8A至图8C所示，第八实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜、以及具有朝向物体侧的凸面的第四正弯月透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第六正弯月透镜以及具有朝向物体侧的凸面的第七负弯月透镜。使第六正弯月透镜和第七负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第八正双凸透镜。第十表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第五正双凸透镜的两个表面以及第八正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第八表面是虚拟表面。

如图9A至图9C所示，第九实施方式中的变焦透镜***从物体侧依次包括具有正屈光力的第一透镜单元G1、具有负屈光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正屈光力的第三透镜单元G3和具有正屈光力的第四透镜单元G4。

在从广角端到长焦端进行变焦时，第一透镜单元G1朝向物体侧运动，第二透镜单元G2在朝向物体侧运动一次之后反转而朝向像侧运动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地朝向物体侧运动，并且第四透镜单元G4朝向像侧运动。

第一透镜单元G1从物体侧依次包括具有朝向物体侧的凸面的第一负弯月透镜、以及第二正双凸透镜。使第一负弯月透镜和第二正双凸透镜接合。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜、第四正双凸透镜以及第五负双凹透镜。第三透镜单元G3包括第六正双凸透镜、具有朝向物体侧的凸面的第七正弯月透镜以及具有朝向像侧的凸面的第八负弯月透镜。使第七正弯月透镜和第八负弯月透镜接合。第四透镜单元G4包括第九正双凸透镜。第十二表面的透镜顶点位于物体侧而更远离孔径光阑S。

对于六个表面(即，第二正双凸透镜的在像侧的表面、第三负双凹透镜的两个表面、第六正双凸透镜的两个表面以及第九正双凸透镜的朝向物体侧的表面)采用非球面表面。另外，第十表面是虚拟表面。

下面示出了上述各个实施方式的数值数据。除了上述符号之外，f表示整个变焦透镜***的焦距，F_NO表示F号，ω表示半像角，WE表示广角端，ST表示中间状态，TE表示长焦端，r₁、r₂、...分别表示各个透镜表面的曲率半径，d₁、d₂、...分别表示两个透镜之间的距离，n_d1、n_d2、...分别表示各个透镜的对于d线的折射率，并且v_d1、v_d2、...分别表示各个透镜的阿贝数。当将x作为光轴并将光的传播方向作为正(向)，并且将y作为与光轴正交的方向时，通过如下表达式来表示非球面表面的形状。

x＝(y₂/r)/[1+{1-(K+1)(y/r)²}^1/2]+A₄y⁴+A₆y⁶+A₈y⁸+A₁₀y¹⁰+A₁₂y¹²

其中，r表示近轴曲率半径，K表示锥形系数，A₄、A₆、A₈、A₁₀和A₁₂分别表示四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶非球面系数。另外，在这些非球面系数中，‘e-n’(‘e^-n’)(其中，n是整数)表示‘10^-n’。

另外，″A″意味着该表面是非球面表面，并且″S″意味着该表面是孔径光阑。

实施例1

r₁＝21.698        d₁＝0.80    n_d1＝2.00170    v_d1＝20.64

r₂＝17.688        d₂＝4.06    n_d2＝1.49700    v_d2＝81.54

r₃＝-29.133(A)    d₃＝(可变)

r₄＝-12.208(A)    d₄＝0.90    n_d3＝1.80610    v_d3＝40.88

r₅＝5.778(A)      d₅＝0.98

r₆＝9.168         d₆＝1.90    n_d4＝1.92286    v_d4＝18.90

r₇＝26.277        d₇＝(可变)

r₈＝∞            d₈＝0.98

r₉＝∞(S)         d₉＝-0.10

r₁₀＝4.600(A)     d₁₀＝3.01   n_d5＝1.49700    v_d5＝81.54

r₁₁＝-11.717(A)   d₁₁＝0.20

r₁₂＝4.992        d₁₂＝1.26   n_d6＝1.60342    v_d6＝38.03

r₁₃＝8.287        d₁₃＝0.39   n_d7＝2.00330    v_d7＝28.27

r₁₄＝3.230        d₁₄＝0.70

r₁₅＝∞           d₁₅＝(可变)

r₁₆＝24.719(A)    d₁₆＝1.93   n_d8＝1.74330    v_d8＝49.33

r₁₇＝-69.248      d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞           d₁₈＝0.50   n_d9＝1.51633    v_d9＝64.14

r₁₉＝∞           d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞           d₂₀＝0.50   n_d10＝1.51633   v_d10＝64.14

r₂₁＝∞           d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝0.000

A₄＝3.82038e-05

A6＝-8.48090e-08

A8＝3.61465e-10

第四表面

K＝0.089

A₄＝4.60626e-05

A₆＝1.28261e-05

A₈＝-1.58317e-07

第五表面

K＝-0.406

A₄＝-5.63186e-04

A₆＝8.35981e-06

A₈＝2.80302e-07

第十表面

K＝-0.227

A₄＝-1.01015e-03

A₆＝-2.49056e-05

第十一表面

K＝0.000

A₄＝6.04770e-04

A₆＝-2.94658e-05

A₈＝1.98114e-06

第十六表面

K＝0.000

A₄＝1.18442e-04

A₆＝3.01521e-06

A₈＝4.62981e-07

A₁₀＝-2.00000e-08

变焦数据(∞)

             WE          ST           TE

f(mm)        6.88        16.85        46.28

F_NO          3.30        4.43         5.67

2ω(°)      63.08       24.77        9.31

d₃           0.71        7.57         13.70

d₇           12.31       6.87         0.60

d₁₅          2.30        8.77         15.01

d₁₇          5.06        3.68         1.50

实施例2

r₁＝20.645      d₁＝0.80    n_d1＝2.00170    v_d1＝20.64

r₂＝16.835      d₂＝4.25    n_d2＝1.49700    v_d2＝81.54

r₃＝-26.751(A)  d₃＝(可变)

r₄＝-14.412(A)  d₄＝0.94    n_d3＝1.88300    v_d3＝40.76

r₅＝5.846(A)    d₅＝0.80

r₆＝8.130       d₆＝2.01    n_d4＝1.92286    v_d4＝18.90

r₇＝19.830      d₇＝(可变)

r₈＝∞          d₈＝0.98

r₉＝∞(S)       d₉＝-0.10

r₁₀＝4.569(A)   d₁₀＝3.11   n_d5＝1.49700    v_d5＝81.54

r₁₁＝-12.606(A) d₁₁＝0.23

r₁₂＝4.855      d₁₂＝1.20   n_d6＝1.60342    v_d6＝38.03

r₁₃＝7.083      d₁₃＝0.39   n_d7＝2.00330    v_d7＝28.27

r₁₄＝3.164      d₁₄＝0.70

r₁₅＝∞         d₁₅＝(可变)

r₁₆＝20.534(A)  d₁₆＝2.09    n_d8＝1.74330  v_d8＝49.33

r₁₇＝-174.515   d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞         d₁₈＝0.50    n_d9＝1.51633  v_d9＝64.14

r₁₉＝∞         d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞         d₂₀＝0.50    n_d10＝1.51633 v_d10＝64.14

r₂₁＝∞         d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝0.000

A₄＝4.69441e-05

A₆＝-1.14534e-07

A₈＝4.94209e-10

第四表面

K＝0.089

A₄＝-1.91915e-04

A₆＝1.92984e-05

A₈＝-2.28818e-07

第五表面

K＝-0.406

A₄＝-5.68873e-04

A₆＝7.83764e-06

A₈＝6.33582e-07

第十表面

K＝-0.227

A₄＝-9.38774e-04

A₆＝-2.98017e-05

第十一表面

K＝0.000

A₄＝6.11227e-04

A₆＝-3.00252e-05

A₈＝1.85735e-06

第十六表面

K＝0.000

A₄＝2.12280e-04

A₆＝-2.82589e-06

A₈＝6.55635e-07

A₁₀＝-2.00000e-08

变焦数据(∞)

             WE          ST          TE

f(mm)        6.88        16.84       46.28

F_NO          3.30        4.42        5.59

2ω(°)      63.68       24.93       9.36

d₃           0.50        6.97        12.70

d₇           12.16       7.05        0.99

d₁₅          2.22        8.72        14.86

d₁₇          5.09        3.81        1.61

实施例3

r₁＝22.538       d₁＝0.80    n_d1＝2.00170       v_d1＝20.64

r₂＝18.176       d₂＝4.07    n_d2＝1.49700       v_d2＝81.54

r₃＝-27.449(A)   d₃＝(可变)

r₄＝-11.281(A)   d₄＝0.90    n_d3＝1.80610       v_d3＝40.88

r₅＝ 6.540(A)    d₅＝0.99

r₆＝10.399       d₆＝1.88    n_d4＝2.10227       v_d4＝17.10

r₇＝22.503       d₇＝(可变)

r₈＝∞           d₈＝0.98

r₉＝∞(S)        d₉＝-0.10

r₁₀＝ 4.505(A)   d₁₀＝3.06   n_d5＝1.49700       v_d5＝81.54

r₁₁＝-11.895(A)  d₁₁＝0.22

r₁₂＝5.146       d₁₂＝1.18    n_d6＝1.60342      v_d6＝38.03

r₁₃＝7.646       d₁₃＝0.39    n_d7＝2.00330      v_d7＝28.27

r₁₄＝3.245       d₁₄＝0.70

r₁₅＝∞          d₁₅＝(可变)

r₁₆＝24.762(A)   d₁₆＝2.06    n_d8＝1.74330      v_d8＝49.33

r₁₇＝-66.758     d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞          d₁₈＝0.50    n_d9＝1.51633      v_d9＝64.14

r₁₉＝∞          d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞          d₂₀＝0.50    n_d10＝1.51633     v_d10＝64.14

r₂₁＝∞          d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝0.000

A₄＝3.92559e-05

A₆＝-6.29929e-08

A₈＝2.03948e-10

第四表面

K＝0.089

A₄＝2.03912e-04

A₆＝1.01180e-05

A₈＝-1.28824e-07

第五表面

K＝-0.406

A₄＝-3.80310e-04

A₆＝1.04953e-05

A₈＝2.29140e-07

第十表面

K＝-0.227

A₄＝-1.05417e-03

A₆＝-2.31881e-05

第十一表面

K＝0.000

A₄＝6.50102e-04

A₆＝-2.65162e-05

A₈＝1.92181e-06

第十六表面

K＝0.000

A₄＝1.47469e-04

A₆＝-1.30252e-06

A₈＝6.46852e-07

A₁₀＝-2.00000e-08

变焦数据(∞)

             WE          ST          TE

f(mm)        6.88        16.85       46.29

F_NO          3.30        4.43        5.64

2ω(°)      63.19       24.73       9.31

d₃           0.68        7.52        13.70

d₇           12.42       6.96        0.69

d₁₅          2.28        8.77        14.93

d₁₇          5.03        3.69        1.50

实施例4

r₁＝20.479      d₁＝0.80    n_d1＝2.00170    v_d1＝20.64

r₂＝16.826      d₂＝4.06    n_d2＝1.49700    v_d2＝81.54

r₃＝-32.919(A)  d₃＝(可变)

r₄＝-11.994(A)  d₄＝0.91    n_d3＝1.83481    v_d3＝42.71

r₅＝6.532(A)    d₅＝0.78

r₆＝8.849       d₆＝1.86    n_d4＝1.92286    v_d4＝18.90

r₇＝21.254      d₇＝(可变)

r₈＝∞          d₈＝0.98

r₉＝∞(S)       d₉＝-0.10

r₁₀＝5.038(A)   d₁₀＝3.14   n_d5＝1.49700    v_d5＝81.54

r₁₁＝-11.062(A) d₁₁＝0.29

r₁₂＝5.130      d₁₂＝1.25   n_d6＝1.60342    v_d6＝38.03

r₁₃＝8.213      d₁₃＝0.39   n_d7＝2.00330    v_d7＝28.27

r₁₄＝3.497      d₁₄＝0.70

r₁₅＝∞         d₁₅＝(可变)

r₁₆＝22.108(A)  d₁₆＝1.98   n_d8＝1.74330    v_d8＝49.33

r₁₇＝-144.779   d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞         d₁₈＝0.50   n_d9＝1.51633    v_d9＝64.14

r₁₉＝∞         d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞         d₂₀＝0.50   n_d10＝1.51633   v_d10＝64.14

r₂₁＝∞         d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝0.000

A₄＝3.03379e-05

A₆＝-5.30314e-08

A₈＝2.38853e-10

第四表面

K＝0.089

A₄＝-4.93344e-05

A₆＝1.67517e-05

A₈＝-1.98391e-07

第五表面

K＝-0.406

A₄＝-4.16293e-04

A₆＝9.24712e-06

A₈＝4.77141e-07

第十表面

K＝-0.227

A₄＝-8.15716e-04

A₆＝-2.26164e-05

第十一表面

K＝0.000

A₄＝6.46494e-04

A₆＝-3.54167e-05

A₈＝1.87547e-06

第十六表面

K＝0.000

A₄＝2.61106e-04

A₆＝-1.49917e-06

A₈＝6.34056e-07

A₁₀＝-2.00000e-08

变焦数据(∞)

             WE          ST           TE

f(mm)        6.88        16.85        46.28

F_NO          3.30        4.45         5.72

2ω(°)      67.46       25.81        9.52

d₃           0.86        7.53         13.70

d₇           12.34       6.75         0.63

d₁₅          2.15        8.73         15.24

d₁₇          5.07        3.69         1.43

实施例5

r₁＝23.668        d₁＝0.80      n_d1＝2.00170    v_d1＝20.64

r₂＝19.590        d₂＝3.98      n_d2＝1.49700    v_d2＝81.54

r₃＝-27.384(A)    d₃＝(可变)

r₄＝-12.598(A)    d₄＝0.91      n_d3＝1.83481    v_d3＝42.71

r₅＝6.347(A)      d₅＝0.91

r₆＝9.462         d₆＝1.88      n_d4＝1.92286    v_d4＝18.90

r₇＝25.431        d₇＝(可变)

r₈＝∞            d₈＝0.98

r₉＝∞(S)         d₉＝-0.10

r₁₀＝4.380(A)     d₁₀＝2.64     n_d5＝1.49700    v_d5＝81.54

r₁₁＝-11.978(A)   d₁₁＝0.21

r₁₂＝5.009        d₁₂＝1.17     n_d6＝1.51742    v_d6＝52.43

r₁₃＝6.232        d₁₃＝0.40     n_d7＝2.00330    v_d7＝28.27

r₁₄＝3.071        d₁₄＝0.70

r₁₅＝∞           d₁₅＝(可变)

r₁₆＝21.580(A)    d₁₆＝2.06     n_d8＝1.81474    v_d8＝37.03

r₁₇＝-978.404     d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞           d₁₈＝0.50     n_d9＝1.51633    v_d9＝64.14

r₁₉＝∞           d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞           d₂₀＝0.50     n_d10＝1.51633   v_d10＝64.14

r₂₁＝∞           d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝-7.111

A₄＝-5.55917e-07

A₆＝1.43935e-08

A₈＝1.59184e-10

A₁₀＝2.14201e-14

第四表面

K＝0.164

A₄＝-5.56372e-05

A₆＝2.25017e-05

A₈＝-6.41799e-07

A₁₀＝7.92547e-09

第五表面

K＝0.426

A₄＝-1.0213 3e-03

A₆＝2.17154e-05

A₈＝-1.26409e-06

A₁₀＝6.37628e-09

第十表面

K＝-3.075

A₄＝2.84705e-03

A₆＝-1.36330e-04

第十一表面

K＝8.240

A₄＝7.87536e-04

A₆＝4.92757e-05

A₈＝-1.38094e-05

A₁₀＝8.57143e-07

第十六表面

K＝-4.140

A₄＝1.27942e-04

A₆＝2.38646e-05

A₈＝-1.38465e-06

A₁₀＝2.83638e-08

变焦数据(∞)

             WE          ST          TE

f(mm)        6.62        16.17       44.53

F_NO          3.30        4.44        5.50

2ω(°)      65.90       25.93       9.87

d₃           0.70        7.35        13.70

d₇           13.43       7.55        0.60

d₁₅          1.98        8.49        13.39

d₁₇          5.27        4.06        3.60

实施例6

r₁＝22.602       d₁＝0.80     n_d1＝2.00170       v_d1＝20.64

r₂＝18.738       d₂＝4.13     n_d2＝1.49700       v_d2＝81.54

r₃＝-25.691(A)   d₃＝(可变)

r₄＝-13.288(A)   d₄＝0.91     n_d3＝1.83481       v_d3＝42.71

r₅＝16.534(A)    d₅＝0.55

r₆＝28.680       d₆＝0.70     n_d4＝1.88300       v_d4＝40.76

r₇＝7.398        d₇＝0.47

r₈＝8.542        d₈＝2.05     n_d5＝1.92286       v_d5＝18.90

r₉＝23.121       d₉＝(可变)

r₁₀＝∞          d₁₀＝0.98

r₁₁＝∞(S)       d₁₁＝-0.10

r₁₂＝4.478(A)    d₁₂＝2.56    n_d6＝1.49700       v_d6＝81.54

r₁₃＝-15.247(A)  d₁₃＝0.20

r₁₄＝4.817       d₁₄＝1.47    n_d7＝1.51742       v_d7＝52.43

r₁₅＝7.370       d₁₅＝0.40    n_d8＝2.00330       v_d8＝28.27

r₁₆＝3.171       d₁₆＝0.70

r₁₇＝∞          d₁₇＝(可变)

r₁₈＝7.556(A)    d₁₈＝2.28    n_d9＝1.81474       v_d9＝37.03

r₁₉＝-356.352    d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞          d₂₀＝0.50    n_d10＝1.51633      v_d10＝64.14

r₂₁＝∞          d₂₁＝0.50

r₂₂＝∞          d₂₂＝0.50    n_d11＝1.51633      v_d11＝64.14

r₂₃＝∞          d₂₃＝0.37

r₂₄＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝-2.655

A₄＝2.84235e-05

A₆＝-1.26821e-07

A₈＝6.53842e-10

A₁₀＝2.14201e-14

第四表面

K＝1.985

A₄＝-1.54238e-04

A₆＝3.31806e-05

A₈＝-7.71567e-07

A₁₀＝7.92547e-09

第五表面

K＝7.086

A₄＝-9.45498e-04

A₆＝3.71912e-05

A₈＝-9.25584e-07

A₁₀＝6.37628e-09

第十二表面

K＝-1.244

A₄＝5.05817e-04

A₆＝4.58343e-05

第十三表面

K＝0.148

A₄＝6.24060e-04

A₆＝7.30506e-05

A₈＝-8.70760e-06

A₁₀＝8.57143e-07

第十八表面

K＝-5.979

A₄＝1.62882e-04

A₆＝2.08747e-05

A₈＝-1.27158e-06

A₁₀＝2.83638e-08

变焦数据(∞)

(∞)

             WE          ST          TE

f(mm)        6.62        16.17       44.53

F_NO          3.30        4.45        5.35

2ω(°)      66.51       25.78       9.68

d₃           0.61        6.85        12.93

d₉           13.00       7.50        0.60

d₁₇          1.91        8.34        12.90

d₁₉          4.88        4.05        3.00

实施例7

r₁＝23.899       d₁＝0.80    n_d1＝2.00170    v_d1＝20.64

r₂＝19.824       d₂＝4.24    n_d2＝1.49700    v_d2＝81.54

r₃＝-26.164(A)   d₃＝(可变)

r₄＝-10.790(A)   d₄＝0.91    n_d3＝1.83481    v_d3＝42.71

r₅＝22.431(A)    d₅＝0.90

r₆＝218.971      d₆＝2.10    n_d4＝1.92286    v_d4＝18.90

r₇＝-13.195      d₇＝0.30

r₈＝-10.758      d₈＝0.50    n_d5＝1.88300    v_d5＝40.76

r₉＝103.691      d₉＝(可变)

r₁₀＝∞          d₁₀＝0.98

r₁₁＝∞(S)       d₁₁＝-0.10

r₁₂＝4.295(A)    d₁₂＝2.51   n_d6＝1.49700    v_d6＝81.54

r₁₃＝-13.710(A)  d₁₃＝0.20

r₁₄＝4.763       d₁₄＝1.22   n_d7＝1.51742    v_d7＝52.43

r₁₅＝6.332       d₁₅＝0.40   n_d8＝2.00330    v_d8＝28.27

r₁₆＝3.093      d₁₆＝0.70

r₁₇＝∞          d₁₇＝(可变)

r₁₈＝29.444(A) d₁₈＝1.99    n_d9＝1.81474   v_d9＝37.03

r₁₉＝-51.206   d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞        d₂₀＝0.50    n_d10＝1.51633  v_d10＝64.14

r₂₁＝∞        d₂₁＝0.50

r₂₂＝∞        d₂₂＝0.50    n_d11＝1.51633  v_d11＝64.14

r₂₃＝∞        d₂₃＝0.37

r₂₄＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝-3.386

A₄＝1.84236e-05

A₆＝-5.49013e-08

A₈＝2.40556e-10

A₁₀＝-3.81661e-13

第四表面

K＝-3.373

A₄＝-5.91701e-06

A₆＝1.42524e-05

A₈＝-3.49467e-07

A₁₀＝3.04350e-09

第五表面

K＝3.350

A₄＝-1.83526e-04

A₆＝2.07397e-05

A₈＝-4.59555e-07

A₁₀＝6.67020e-09

第十二表面

K＝-1.796

A₄＝1.38580e-03

A₆＝5.53570e-06

第十三表面

K＝-92.455

A₄＝-3.55086e-03

A₆＝7.78041e-04

A₈＝-9.98896e-05

A₁₀＝5.79723e-06

第十八表面

K＝5.707

A₄＝1.30782e-04

A₆＝9.36732e-06

A₈＝-4.60064e-07

A₁₀＝7.60826e-09

变焦数据(∞)

              WE          ST           TE

f(mm)         6.62        16.17        44.53

F_NO           3.30        4.44         5.43

2ω(°)       68.57       26.03        9.75

d₃            0.58        7.10         13.39

d₉            12.27       6.94         0.60

d₁₇           2.29        8.51         13.18

d₁₉           4.97        3.90         3.00

实施例8

r₁＝23.976       d₁＝0.80    n_d1＝2.00170    v_d1＝20.64

r₂＝19.903       d₂＝3.96    n_d2＝1.49700    v_d2＝81.54

r₃＝-27.088(A)   d₃＝(可变)

r₄＝-13.009(A)   d₄＝0.91    n_d3＝1.83481    v_d3＝42.71

r₅＝6.302(A)     d₅＝0.92

r₆＝9.256        d₆＝1.87    n_d4＝1.92286    v_d4＝18.90

r₇＝23.104       d₇＝(可变)

r₈＝∞           d₈＝0.98

r₉＝∞(S)        d₉＝-0.10

r₁₀＝4.405(A)    d₁₀＝2.63   n_d5＝1.49700    v_d5＝81.54

r₁₁＝-10.942(A)  d₁₁＝0.23

r₁₂＝5.290       d₁₂＝1.14   n_d6＝1.51742    v_d6＝52.43

r₁₃＝6.299       d₁₃＝0.41   n_d7＝2.00330    v_d7＝28.27

r₁₄＝3.124       d₁₄＝0.70

r₁₅＝∞          d₁₅＝(可变)

r₁₆＝21.612(A)   d₁₆＝2.06   n_d8＝1.81474    v_d8＝37.03

r₁₇＝-3334.342   d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞          d₁₈＝0.50   n_d9＝1.51633    v_d9＝64.14

r₁₉＝∞          d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞          d₂₀＝0.50   n_d10＝1.51633   v_d10＝64.14

r₂₁＝∞          d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝-3.358

A₄＝2.30297e-05

A₆＝-1.22671e-07

A₈＝7.32069e-10

A₁₀＝2.14201e-14

第四表面

K＝-0.491

A₄＝-1.79874e-04

A₆＝2.75493e-05

A₈＝-7.26410e-07

A₁₀＝7.92547e-09

第五表面

K＝0.311

A₄＝-1.03567e-03

A₆＝2.81436e-05

A₈＝-1.04751e-06

A₁₀＝6.37628e-09

第十表面

K＝-3.062

A₄＝2.72342e-03

A₆＝-1.57228e-04

第十一表面

K＝-22.869

A₄＝-1.92400e-03

A₆＝1.43485e-04

A₈＝-2.06398e-05

A₁₀＝8.57143e-07

第十六表面

K＝-3.300

A₄＝1.45283e-04

A₆＝2.16436e-05

A₈＝-1.33025e-06

A₁₀＝2.83638e-08

变焦数据(∞)

             WE          ST          TE

f(mm)        6.62        16.18       44.54

F_NO          3.30        4.44        5.49

2ω(°)      65.74       25.95       9.88

d₃           0.67        7.35        13.69

d₇           13.36       7.50        0.60

d₁₅          2.02        8.52        13.40

d₁₇          5.28        4.07        3.61

实施例9

r₁＝23.668     d₁＝0.80    n_d1＝2.00170    v_d1＝20.64

r₁＝23.104     d₁＝0.80    n_d1＝2.00170    v_d1＝20.64

r₂＝19.396     d₂＝4.18    n_d2＝1.49700    v_d2＝81.54

r₃＝-28.307(A) d₃＝(可变)

r₄＝-8.746(A)  d₄＝0.90    nn_d3＝1.80610   v_d3＝40.92

r₅＝22.609(A)  d₅＝0.96

r₆＝115.759    d₆＝1.98    n_d4＝1.92286    v_d4＝18.90

r₇＝-14.259    d₇＝0.21

r₈＝-13.143    d₈＝0.50    n_d5＝1.88300    v_d5＝40.76

r₉＝72.040        d₉＝(可变)

r₁₀＝∞           d₁₀＝0.98

r₁₁＝∞(S)        d₁₁＝-0.10

r₁₂＝4.226(A)     d₁₂＝2.08    n_d6＝1.49700      v_d6＝81.54

r₁₃＝-16.546(A)   d₁₃＝0.38

r₁₄＝4.496        d₁₄＝1.32    n_d7＝1.51742      v_d7＝52.43

r₁₅＝6.297        d₁₅＝0.40    n_d8＝2.00330      v_d8＝28.27

r₁₆＝3.029        d₁₆＝0.70

r₁₇＝∞           d₁₇＝(可变)

r₁₈＝42.015(A)    d₁₈＝1.93    n_d9＝1.81474      v_d9＝37.03

r₁₉＝-32.646      d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞           d₂₀＝0.50    n_d10＝1.51633     v_d10＝64.14

r₂₁＝∞           d₂₁＝0.50

r₂₂＝∞           d₂₂＝0.50    n_d11＝1.51633     v_d11＝64.14

r₂₃＝∞           d₂₃＝0.37

r₂₄＝∞(电子摄像设备的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝-5.090

A₄＝9.69822e-06

A₆＝-7.03853e-09

A₈＝8.40603e-11

A₁₀＝-7.99864e-13

第四表面

K＝-7.664

A₄＝-2.42260e-04

A₆＝1.92938e-05

A₈＝-4.98886e-07

A₁₀＝4.81577e-09

第五表面

K＝14.395

A₄＝3.36955e-04

A₆＝-1.56311e-06

A₈＝-5.73815e-08

A₁₀＝-1.93332e-09

第十二表面

K＝-4.899

A₄＝6.91677e-03

A₆＝-4.70828e-04

A₈＝3.61315e-05

A₁₀＝9.97270e-22

第十三表面

K＝-161.860

A₄＝-2.97697e-03

A₆＝9.82793e-04

A₈＝-1.34602e-04

A₁₀＝1.02130e-05

第十八表面

K＝-238.183

A₄＝4.66205e-04

A₆＝-2.07951e-06

A₈＝-1.03870e-07

A₁₀＝1.44607e-09

变焦数据(∞)

             WE          ST           TE

f(mm)        6.63        16.23        44.53

F_NO          3.30        4.51         5.64

2ω(°)      67.60       25.89        9.77

d₃           0.95        7.52         13.67

d₉           11.63       6.65         0.60

d₁₇          1.89        8.46         13.34

d₁₉          5.04        3.61         3.00

在图10A、图10B和图10C至图18A、图18B和图18C中示出了根据上述第一实施方式至第九实施方式的在无限远物点聚焦时在广角端、中间状态和长焦端处的球面像差、像散、畸变和缩放倍率色像差。

在附图中，‘ω’是半像角。

下面给出了这些实施方式中的条件表达式(1)至(21)的值。

         (1)     (2)         (3)      (4)      (5)     (6)

         SF_1p1     v_d1p-v_d1n f₁/f_t    |f₂/f_t|  f₃/f_t   f₄/f_t

实施例1  -0.244    60.896    0.634    0.164    0.22    0.534

实施例2  -0.228    60.896    0.595    0.154    0.217   0.537

实施例3  -0.203    60.896    0.633    0.164    0.22    0.53

实施例4  -0.324    60.896    0.645    0.163    0.219   0.56

实施例5  -0.166    60.896    0.66     0.172    0.234   0.583

实施例6  -0.156    60.896    0.625    0.166    0.235   0.462

实施例7  -0.138    60.896    0.648    0.162    0.224   0.521

实施例8  -0.153    60.896    0.659    0.171    0.234   0.592

实施例9  -0.187    60.896    0.657    0.16     0.216   0.512

         (7)       (8)       (9)      (10)     (11)    (12)

         v_d1p      v_d3p      n_d1n     n_d2n     n_d2p    SF_2n1

实施例1  81.54     81.54     2.002    1.806    1.923   0.357

实施例2  81.54     81.54     2.002    1.883    1.923   0.423

实施例3  81.54     81.54     2.002    1.806    2.102   0.266

实施例4  81.54    81.54    2.002    1.835    1.923    0.295

实施例5  81.54    81.54    2.002    1.835    1.923    0.33

实施例6  81.54    81.54    2.002    1.835    1.923    -0.109

实施例7  81.54    81.54    2.002    1.835    1.923    -0.35

实施例8  81.54    52.43    2.002    1.835    1.923    0.347

实施例9  81.54    81.54    2.002    1.806    1.923    -0.442

           (13)                  (14)       (15)          (16)         (17)

      (β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w) β_2t/β_2w   β_3t/β_3w    β_4t/β_4w   (D_2w+D_1t)/f_t

实施例1       1.759            3.133        1.781        1.205        0.581

实施例2       1.874            3.237        1.727        1.204        0.556

实施例3       1.784            3.153        1.768        1.207        0.583

实施例4       1.654            3.048        1.842        1.198        0.582

实施例5       1.576            3.115        1.977        1.092        0.629

实施例6       1.955            3.389        1.733        1.145        0.602

实施例7       1.754            3.239        1.847        1.123        0.596

实施例8       1.58             3.122        1.975        1.091        0.627

实施例9       1.608            3.094        1.924        1.129        0.588

              (18)        (19)          (20)         (21)

              D_2w/f_t       D_1t/f_t       T_L/f_t        f_t/f_w

实施例1       0.285        0.296        1.074        6.725

实施例2       0.282        0.274        1.068        6.728

实施例3       0.287        0.296        1.077        6.726

实施例4       0.286        0.296        1.079        6.725

实施例5       0.321        0.308        1.116        6.725

实施例6       0.312        0.29         1.109        6.724

实施例7       0.295        0.301        1.116        6.722

实施例8       0.32         0.307        1.116        6.727

实施例9       0.281        0.307        1.116        6.721

在上述实施方式中，实现了具有七倍的高缩放(变焦)倍率的变焦透镜光学***，其中考虑了使相机容易变薄。当然，保持了所拍摄图像的图像质量令人满意，另外，其是低成本的变焦透镜光学***，适于用在诸如CCD和CMOS的电子摄像元件中。

另外，在各个上述实施方式中，除了孔径光阑之外，还可以设置光斑光圈(flare aperture)，用于消除诸如重影(ghost)和光斑的不必要的光。光斑光圈可以设置在以下位置中的任何位置：即，第一透镜单元的物体侧、第一透镜单元和第二透镜单元之间、第二透镜单元和第三透镜单元之间、第三透镜单元和第四透镜单元之间、以及第四透镜单元和像面之间。可以进行设置以通过框架构件来消除光斑光线，或者可以设置另一构件。另外，可以对光学***进行直接印刷，或者可以对其进行涂装(paint)，或者对其粘附密封件(seal)。形状可以为任何形状，例如圆形形状、椭圆形形状、矩形形状、多边形和由函数曲线包围的区域。另外，不仅可以消除有害光束，而且还可以消除诸如周围彗差光斑(comaflare)的光束。

另外，可以通过向各个透镜涂覆防反射涂层来减少重影和光斑。能够有效地减少重影和光斑的多涂层是理想的。另外，可以向透镜表面和覆盖玻璃涂覆红外线消除涂层。

另外，期望的是通过使第四透镜单元运动来进行聚焦。当通过第四透镜单元来进行聚焦时，由于透镜的重量轻，因此马达上的负载较小。此外，由于在聚焦时总体长度不变，并且驱动马达可以设置在透镜框架内部，因此有利于使透镜框架紧凑。尽管如上所述，期望在第四透镜单元中进行聚焦，但是也可以通过第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元(在第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元中)进行聚焦。也可以通过使多个透镜单元运动来进行聚焦。另外，可以通过拉出整个透镜***或者通过拉出一些透镜来进行聚焦，或者可以缩入一些透镜来进行聚焦。

可以通过使CCD的微透镜移动来减少在像周围的部分中的阴影。例如，可以对于各个像高根据光线的入射角度来改变CCD的微透镜的设计。另外，可以通过图像处理来校正在像周围的部分中的劣化量。

另外，可以有意地允许在光学***中出现畸变，并且可以在拍摄之后以电的方式进行图像处理来校正该畸变。

顺便提及，为了防止出现重影和光斑，通常在透镜的与空气接触的表面上涂覆防反射涂层。

另一方面，在接合透镜的接合表面处，粘合剂的折射率充分高于空气的折射率。因此，在许多情况下，反射率最初为单层涂层的级别或者更低，因此在很少的情况下涂覆涂层。但是，当绝对均匀地在接合表面上涂覆防反射涂层时，可以进一步减少重影和光斑，从而获得更满意的像。

具体地说，近来，为了具有对像差校正的良好效果，在相机的光学***中广泛采用了具有高折射率的玻璃材料。但是，当具有高折射率的玻璃材料用作接合透镜时，在接合表面处的反射变得不可忽视。在这种情况下，在接合表面上涂覆防反射涂层特别有效。

在日本专利申请特开公报No.Hei 2-27301、No.2001-324676、No.2005-92115和美国专利No.7116482中公开了接合表面涂层的有效利用。在这些专利文献中，描述了在先变焦透镜***的第一透镜单元中的接合透镜表面涂层，并且这些专利文献中公开的接合表面涂层也可以被应用于本发明的具有正屈光力的第一透镜单元中的接合透镜表面。

作为要使用的涂层材料，可以根据粘合剂材料的折射率和作为基底的透镜的折射率，适当地选择具有相对较高折射率的涂层材料(例如，Ta₂O₅、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂、HfO₂、CeO₂、SnO₂、In₂O₃、ZnO和Y₂O₃)和具有相对较低折射率的涂层材料(例如，MgF₂、SiO₂和Al₂O₃)，并且将其设置为满足相位条件的膜厚。

当然，与透镜的和空气接触的表面上的涂层相似，也可以允许接合表面上的涂层为多层涂层。通过适当地组合不少于两层的多层膜的膜厚和涂层材料，可以进一步减少反射，并控制光谱特性和角度特性。

另外，不必说的是，对于第一透镜单元中的透镜之外的透镜的接合表面，可以基于类似的构思在接合表面上有效地涂覆涂层。

(对畸变的校正)

顺便提及，当使用本发明的变焦透镜***时，以电的方式对像的畸变进行数字校正。下面将描述对像的畸变进行数字校正的基本思想。

例如，如图19所示，以光轴和摄像平面的交叉点为中心，固定与有效摄像平面的长边内接的半径为R的圆的圆周(像高)上的缩放倍率，并将该圆周作为进行校正的基准。接着，使除了半径R以外的任意半径r(ω)的圆周(像高)上的各个点沿大致放射方向运动，并通过以同心圆状运动以使半径变为r’(ω)来进行校正。

例如，在图19中，使位于半径为R的圆的内侧的任意半径r₁(ω)的圆周上的点P₁朝向圆心移动到在半径r₁’(ω)的圆周上的要校正的点P₂。另外，使位于半径为R的圆的外侧的任意半径r₂(ω)的圆周上的点Q₁朝向远离圆心的方向移动到在半径r₂’(ω)的圆周上的要校正的点Q₂。

这里，r’(ω)可以表示为如下。

r’(ω)＝α·f·tanω(0≤α≤1)

其中，ω是物体的半像角，f是成像光学***(本发明中的变焦透镜***)的焦距。

这里，当将与半径为R的圆相对应的理想像高(像高)设为Y时，则

α＝R/Y＝R/(f·tanω)。

理想的是，光学***相对于光轴是旋转对称的。换言之，也相对于光轴以旋转对称的方式出现畸变。因此，如上所述，在以电的方式校正光学畸变的情况下，当可以通过如下方式进行校正时，从数据量和计算量的角度可以认为是有利的，即：固定与有效摄像平面的长边内接的半径为R的圆的圆周(像高)上的缩放倍率，并将再现图像上的光轴与摄像平面的交叉点为中心，并且使得除了半径R的任意半径r(ω)的圆周(像高)上的各个点沿大致放射方向运动，并以同心圆状运动使得半径变为r’(ω)。

顺便提及，在由电子摄像元件获取像的时间点处光学像不再是连续量(由于抽样而导致)。因此，只要电子摄像元件上的像素不是径向设置，则正好在该光学像上绘制的半径为R的圆不再是精确的圆。

换言之，对于各个离散坐标点所表示的图像数据的形状校正，并不存在可以对缩放倍率进行固定的圆。因此，对于各个像素(Xi，Yj)，可以采用确定运动目的地的坐标(Xi’，Yj’)的方法。当两个或更多个点(Xi，Yj)运动到坐标(Xi’，Yj’)时，取各个像素的值的平均。另外，当没有进行了运动的点时，可以通过使用一些周围像素的坐标(Xi’，Yj’)值来进行内插。

当在电子摄像设备(尤其是具有变焦透镜***的电子摄像设备)中，由于光学***或电子摄像元件的制造误差等而导致相对于光轴的畸变显著时，并且当在光学像上绘制的半径为R的圆不对称时，该方法可有效地进行校正。另外，在摄像元件或各种输出装置中将信号再现为图像时出现几何畸变的情况下，可有效地进行校正。

在本发明的电子摄像设备中，为了计算校正量r’(ω)-r(ω)，可以进行设置以将r(ω)之间的关系(换言之，半像角和像高之间的关系)，或者实际像高r和理想像高r’/α之间的关系记录在内置于电子摄像设备的记录介质中。

为了使畸变校正之后的图像不会在沿短边方向的两端非常缺少光量，半径R可以满足如下条件表达式：

0≤R≤0.6Ls

其中，Ls是有效摄像表面的短边的长度。

优选地，半径R满足如下条件表达式：

0.3Ls≤R≤0.6Ls

另外，最有利的是，使半径R与和大致有效摄像平面的短边方向内接的圆的半径匹配。在其中将缩放倍率固定在半径R＝0附近(换言之，在光轴附近)的校正的情况下，从实际图像数量方面来看这在某种程度上是不利的，但是可以确保如下效果：即使在视角变宽时也可以使尺寸较小。

将需要校正的焦距间隔分成多个焦点区。另外，可以使用如下情况下的校正量来进行校正，在该情况中，在所划分的焦点区中在长焦端附近校正结果大致满足如下关系：

r’(ω)＝α·f·tanω

但是，在这种情况下，在所划分的焦点区中在广角端处，在一定程度上保留了在所划分的焦点区中在广角端处的筒状畸变。另外，当所划分的区的数量增加时，有必要在记录介质中另外保存校正所需的特定数据。因此，增加所划分的区的数量并不是优选的。因此，预先计算与所划分的焦点区中的各个焦距相关的一个或多个系数。可以基于通过仿真或通过实际设备进行的测量来确定这些系数。

可以计算以下情况下的校正量，在该情况中，在所划分的焦点区中在长焦端附近校正结果大致满足如下关系：

r’(ω)＝α·f·tanω

并且通过对该校正量统一地乘以各个焦距的系数而使其成为最终校正量。

顺便提及，当在通过对无限远物体进行成像(形成图像)而获得的像中没有畸变时，以下的关系成立：

f＝y/tanω

这里，y表示像点到光轴的高度(像高)，f表示成像***(本发明中的变焦透镜***)的焦距，并且ω表示在与从摄像平面上的中心连接到位置y的像点相对应的物点方向上相对于光轴的角度(物半像角)。

当在成像***中存在筒状畸变时，该关系变为：

f＞y/tanω

换言之，当使成像***的焦距f和像高y固定时，ω的值变大。

(数码相机)

图20至图22是根据本发明的数码相机的结构的概念图，其中在拍摄光学***141中结合有上述变焦透镜***。图20是示出了数码相机140的外观的前视立体图，图21是该数码相机的后视立体图，并且图22是示出了数码相机140的结构的示意性剖视图。在图20至图22中，示出了拍摄光学***141的未缩入状态(透镜未被拉出)。在该实施例的情况下，数码相机140包括具有拍摄光学路径142的拍摄光学***141、具有取景器光学路径144的取景器光学***143、快门按钮145、闪光灯146、液晶显示监视器147、焦距改变按钮161和设置改变开关162等，并且在拍摄光学***141的未缩入状态下，通过使盖160滑动，由盖160覆盖拍摄光学***141、取景器光学***143和闪光灯146。另外，当打开盖160并且将数码相机设置为拍摄状态时，拍摄光学***141采取未缩入状态，当按下设置在数码相机140的上部的快门按钮145时，与快门按钮145的按下同步地，通过拍摄光学***141(例如第一实施方式中的变焦透镜***)拍摄照片。通过涂敷有波长范围限制涂层的盖玻璃C和低通滤波器在CCD 149的摄像表面上形成由拍摄光学***141形成的物体像。通过处理装置151将由CCD 149作为光接收的物体像作为电子图像显示在设置于数码相机140的背面上的液晶显示监视器147上。另外，记录装置152与处理装置151相连，并且还可以记录所拍摄的电子图像。记录装置152可以与处理装置151独立地设置，或者可以形成为通过在软盘、存储卡或MO等中电子地写入来进行记录。另外，该相机可以形成为其中设置有银盐胶片而不是CCD 149的银盐相机。

此外，取景器物镜光学***153设置在取景器光学路径144上。取景器物镜光学***153由多个透镜单元(在图中为三个单元)和两个棱镜构成，并且由其中焦距与拍摄光学***141的变焦透镜***同步改变的变焦光学***制成。将由取景器物镜光学***153形成的物体像形成在作为正像构件(erecting member)的正像棱镜155的视野框157上。在正像棱镜155的后侧设置有将经过正像的像引导到观察者的眼球的目镜光学***159。盖构件150设置在目镜光学***159的暴露侧。

由于通过这种方式构造的数码相机140具有根据本发明的拍摄光学***141，在缩入状态下具有非常小的厚度，并且在高缩放倍率时在整个变焦范围内具有非常稳定的成像性能，因此可以实现高性能、小尺寸和宽视角。

(内部电路结构)

图23是数码相机140的主要组件的内部电路的结构框图。在下面的描述中，上述处理装置151例如包括CDS/ADC部124、临时存储存储器117和图像处理部118，并且存储装置152例如由存储介质部119构成。

如图23所示，数码相机140包括操作部112、与操作部112相连的控制部113、通过总线114和总线115与控制部113的控制信号输出端口相连的临时存储存储器117和成像驱动电路116、图像处理部118、存储介质部119、显示部120以及设置信息存储存储器部121。

临时存储存储器117、图像处理部118、存储介质部119、显示部120和设置信息存储存储器部121被构造为能够通过总线122相互输入和输出数据。另外，CCD 149和CDS/ADC部124与成像驱动电路116相连。

操作部112包括各种输入按钮和开关，并且是向控制部通知经由这些输入按钮和开关(由数码相机的使用者)从外部输入的事件信息的电路。

控制部113是中央处理单元(CPU)，并且具有图中未示出的内置计算机程序存储器。控制部113是一电路，该电路根据存储在该计算机程序存储器中的计算机程序在接收到由相机的使用者通过操作部112输入的指令和命令时控制整个数码相机140。

CCD 149作为光接收通过根据本发明的拍摄光学***141形成的物体像。CCD 149是由成像驱动电路116驱动和控制的摄像元件，并且CCD149将物体像的各个像素的光量转换成电信号，并且将其输出给CDS/ADC部124。

CDS/ADC部124是一电路，该电路将从CCD 149输入的电信号放大，执行模/数转换，并将仅被放大并被转换成数字数据的图像原始数据(裸数据，以下称为“RAW数据”)输出给临时存储存储器117。

临时存储存储器117是例如包括SDRAM(同步动态随机存取存储器)的缓冲器，并且是临时存储从CDS/ADC部124输出的RAW数据的存储器装置。图像处理部118是一电路，该电路读取存储在临时存储存储器117中的RAW数据或者存储在存储介质部119中的RAW数据，并基于由控制部113指定的图像质量参数以电的方式执行包括畸变校正的各种图像处理。

存储介质部119是包括例如闪存的卡或条的形式的可拆卸地安装的记录介质。存储介质部119是这样的装置的控制电路，在该装置中，将从临时存储存储器117传送来的RAW数据和在图像处理部118中经过图像处理的图像数据记录在卡式闪存和条式闪存中并进行维护。

显示部120包括液晶显示监视器，并且是在液晶显示监视器上显示图像和操作菜单的电路。设置信息存储存储器部121包括ROM部和RAM部，该ROM部中预先存储有各种图像质量参数，该RAM部中存储有通过在操作部112上的输入操作在从ROM部读取的图像质量参数当中选择的图像质量参数。设置信息存储存储器部121是控制向存储器的输入和从存储器的输出的电路。

通过这种方式构造的数码相机140具有根据本发明的拍摄光学***141，其在具有足够宽的视角范围和紧凑的结构的同时，在高缩放倍率时在整个缩放倍率范围内具有非常稳定的成像性能。因此，可以实现高性能、小尺寸和宽视角。另外，可以在广角侧(端)和长焦侧(端)快速地进行聚焦操作。

如上所述，本发明用于具有大约七倍的高缩放倍率的变焦透镜***，其中考虑了使数码相机变薄。

Claims (44)

1.一种变焦透镜***，该变焦透镜***从物体侧依次包括：

具有正屈光力的第一透镜单元；

具有负屈光力的第二透镜单元；以及

具有正屈光力的第三透镜单元，其中

在从广角端到长焦端进行变焦时，所述透镜单元之间的空间发生变化，并且

所述第一透镜单元包括负透镜和正透镜，并且所述第一透镜单元中的透镜的总数为两个，并且

所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

-0.75＜SF_1p＜-0.1    (1)

其中，

SF_1p被定义为SF_1p＝(R_1pf+R_1pr)/(R_1pf-R_1pr)，其中

R_1pf是所述第一透镜单元中的所述正透镜的在所述物体侧的表面的近轴曲率半径，并且

R_1pr是所述第一透镜单元中的所述正透镜的在像侧的表面的近轴曲率半径。

2.根据权利要求1所述的变焦透镜***，该变焦透镜***从所述物体侧依次包括：

所述第一透镜单元；

所述第二透镜单元；

所述第三透镜单元；以及

具有正屈光力的第四透镜单元。

3.一种变焦透镜***，该变焦透镜***从物体侧依次包括：

具有正屈光力的第一透镜单元；

具有负屈光力的第二透镜单元；以及

具有正屈光力的第三透镜单元，其中

在从广角端到长焦端进行变焦时，所述透镜单元之间的空间发生变化，并且

所述第一透镜单元包括负透镜和正透镜，并且所述第一透镜单元中的透镜的数量为两个，并且

所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

38.0＜v_d1p-v_d1n    (2)

其中，

v_d1p表示所述第一透镜单元中的所述正透镜的对于d线的阿贝数，并且

v_d1n表示所述第一透镜单元中的所述负透镜的对于d线的阿贝数。

4.根据权利要求3所述的变焦透镜***，该变焦透镜***从所述物体侧依次包括：

所述第一透镜单元；

所述第二透镜单元；

所述第三透镜单元；以及

具有正屈光力的第四透镜单元。

5.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

38.0＜v_d1p-v_d1n

其中，

v_d1p表示所述第一透镜单元中的所述正透镜的对于d线的阿贝数，并且

v_d1n表示所述第一透镜单元中的所述负透镜的对于d线的阿贝数。

6.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.40＜f₁/f_t＜0.90    (3)

其中，

f₁表示所述第一透镜单元的焦距，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

7.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.10＜|f₂/f_t|＜0.20    (4)

其中，

f₂表示所述第二透镜单元的焦距，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

8.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.10＜f₃/f_t＜0.30    (5)

其中，

f₃表示所述第三透镜单元的焦距，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

9.根据权利要求2所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.10＜f₄/f_t＜0.70    (6)

其中，

f₄表示所述第四透镜单元的焦距，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

10.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

62.0＜v_d1p＜95.0    (7)

其中，

v_d1p表示所述第一透镜单元中的所述正透镜的对于d线的阿贝数。

11.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第三透镜单元包括正透镜，该正透镜满足如下条件表达式：

62.0＜v_d3p＜95.0    (8)

其中，

v_d3p表示所述第三透镜单元中的所述正透镜的对于d线的阿贝数。

12.根据权利要求11所述的变焦透镜***，其中，所述正透镜是所述第三透镜单元中的设置得最靠近所述物体侧的正单透镜。

13.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.85＜n_d1n＜2.10    (9)

其中，

n_d1n表示所述第一透镜单元中的所述负透镜的对于d线的折射率。

14.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第二透镜单元包括负透镜，该负透镜满足如下条件表达式：

1.76＜n_d2n＜2.00    (10)

其中，

n_d2n表示所述第二透镜单元中的所述负透镜的对于d线的折射率。

15.根据权利要求14所述的变焦透镜***，其中，所述负透镜是所述第二透镜单元中的设置得最靠近所述物体侧的负单透镜。

16.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第二透镜单元包括正透镜，该正透镜满足如下条件表达式：

1.80＜n_d2p＜2.15    (11)

其中，

n_d2p表示所述第二透镜单元中的所述正透镜的对于d线的折射率。

17.根据权利要求16所述的变焦透镜***，其中，所述正透镜是所述第二透镜单元中的设置得最靠近所述像侧的正透镜。

18.根据权利要求16所述的变焦透镜***，其中，

所述第二透镜单元包括多个负透镜，并且

所述第二透镜单元中的所述正透镜设置在所述多个负透镜之间。

19.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第二透镜单元包括双凹负透镜，该双凹负透镜设置得最靠近所述物体侧，并且满足如下条件表达式：

-1.0＜SF_2n1＜0.8    (12)

其中，

SF_2n1被定义为SF_2n1＝(R_2n1f+R_2n1r)/(R_2n1f-R_2n1r)，其中

R_2n1f是所述第二透镜单元中的设置得最靠近物体侧的负透镜的在物体侧的表面的近轴曲率半径，并且

R_2n1r是所述第二透镜单元中的设置得最靠近物体侧的负透镜在像侧的表面的近轴曲率半径。

20.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.0＜(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w)＜2.5    (13)

其中，

β_2w表示在广角端处所述第二透镜单元的横向缩放倍率，

β_2t表示在长焦端处所述第二透镜单元的横向缩放倍率，

β_3w表示在广角端处所述第三透镜单元的横向缩放倍率，并且

β_3t表示在长焦端处所述第三透镜单元的横向缩放倍率。

21.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

2.6＜β_2t/β_2w＜6.0    (14)

其中，

β_2w是在广角端处所述第二透镜单元的横向缩放倍率，并且

β_2t是在长焦端处所述第二透镜单元的横向缩放倍率。

22.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

1.2＜β_3t/β_3w＜3.0    (15)

其中，

β_3w表示在广角端处所述第三透镜单元的横向缩放倍率，并且

β_3t表示在长焦端处所述第三透镜单元的横向缩放倍率。

23.根据权利要求2所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.7＜β_4t/β_4w＜1.7    (16)

其中，

β_4w表示在广角端处所述第四透镜单元的横向缩放倍率，并且

β_4t表示在长焦端处所述第四透镜单元的横向缩放倍率。

24.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.4＜(D_2w+D_1t)/f_t＜0.9    (17)

其中，

D_2w表示在广角端处在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间在光轴上的空气间隔，

D_1t表示在长焦端处在所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间在所述光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

25.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.1＜D_2w/f_t＜0.5    (18)

其中，

D_2w表示在广角端处在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间在光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

26.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***满足如下条件表达式：

0.2＜D_1t/f_t＜0.5    (19)

其中，

D_1t表示在长焦端处在所述第二透镜单元与所述第一透镜单元之间在光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

27.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第一透镜单元运动以在长焦端而不是广角端定位在物体侧，并且满足如下条件表达式：

0.7＜T_L/f_t＜1.5    (20)

其中，

T_L表示在所述长焦端处，在所述第一透镜单元中从最靠近所述物体侧的透镜表面的顶点到像面在光轴上的距离，并且

f_t表示在所述长焦端处整个变焦透镜***的焦距。

28.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第一透镜单元包括接合双透镜，该接合双透镜包括所述负透镜和所述正透镜。

29.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第二透镜单元中的透镜的总数不多于三个。

30.根据权利要求29所述的变焦透镜***，其中，所述第二透镜单元从其物体侧依次包括负透镜、负透镜和正透镜。

31.根据权利要求29所述的变焦透镜***，其中，所述第二透镜单元从其物体侧依次包括负透镜、正透镜和负透镜。

32.根据权利要求29所述的变焦透镜***，其中，

所述第二透镜单元包括负透镜和正透镜，并且

所述第二透镜单元中的透镜的总数为两个。

33.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第三透镜单元中的透镜的总数不多于三个。

34.根据权利要求33所述的变焦透镜***，其中，

所述第三透镜单元从其物体侧依次包括正透镜、正透镜和负透镜，并且

所述第三透镜单元中的所述负透镜接合到相邻的正透镜，并且所述负透镜和该正透镜形成接合双透镜。

35.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第一透镜单元包括非球面透镜表面。

36.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第二透镜单元包括非球面透镜表面。

37.根据权利要求1所述的变焦透镜***，其中，所述第三透镜单元包括非球面透镜表面。

38.根据权利要求37所述的变焦透镜***，其中，所述第三透镜单元包括正单透镜，该正单透镜的两个表面都是非球面，并且设置得最靠近物体侧。

39.根据权利要求2所述的变焦透镜***，其中，

所述第一透镜单元、所述第二透镜单元、所述第三透镜单元和所述第四透镜单元在变焦时运动，并且

所述变焦透镜***还包括：

孔径光阑，该孔径光阑沿着光轴方向与所述第三透镜单元一体地运动。

40.根据权利要求39所述的变焦透镜***，其中，在从广角端到长焦端进行变焦时，

所述第一透镜单元进行运动以在长焦端而非广角端定位在物体侧，并且

所述第二透镜单元运动，并且

所述第三透镜单元朝向所述物体侧运动，并且

所述第四透镜单元运动。

41.根据权利要求39所述的变焦透镜***，其中，所述孔径光阑设置在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间。

42.根据权利要求2所述的变焦透镜***，其中，所述变焦透镜***是四单元变焦透镜***。

43.一种电子摄像设备，该电子摄像设备包括：

根据权利要求1的变焦透镜***；以及

电子摄像元件，该电子摄像元件设置在所述变焦透镜***的像侧，并且将由所述变焦透镜***形成的像转换成电信号。

44.根据权利要求43所述的电子摄像设备，该电子摄像设备包括：

处理部，该处理部基于由所述电子摄像元件转换的所述电信号，对所述变焦透镜***的畸变以电的方式进行校正。

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