CN101644825B - 变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种变焦透镜和图像拾取装置。所述变焦透镜包含具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元和具有正折光力的第四透镜单元。第一和第三透镜单元是可移动的，使得它们在望远端比在广角端更接近物侧。第四透镜单元可沿朝物侧凸起的轨迹移动。望远端的第一和第二透镜单元之间的距离、望远端的第二和第三透镜单元之间的距离、第一透镜单元的焦距、第二透镜单元的焦距、第三透镜单元的焦距和广角端的整个变焦透镜的焦距被适当地设定。
Description
技术领域
本发明涉及变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取装置。特别地，本发明涉及可用于诸如摄像机、数字静态照相机、TV照相机或卤化银胶片照相机之类的图像拾取装置中的变焦透镜。
背景技术
近年来，诸如摄像机、数字静态照相机、TV照相机或卤化银胶片照相机之类的使用固态图像传感器的图像拾取装置具有大量的功能。并且，整个装置的尺寸小。
市场期望，在用于这种图像拾取装置中的照相光学***(变焦透镜)中，整个照相光学***的长度短、照相光学***的尺寸小、照相光学***具有高的变焦比、并且可以在整个变焦范围中摄取高分辨率图像。作为能够响应如此期望的变焦透镜，后焦点式变焦透镜被广泛使用。
更具体而言，后焦点式变焦透镜通过移动设置在物侧的第一透镜单元以外的透镜单元执行聚焦。在这种后焦点式变焦透镜中，第一透镜单元的有效直径通常小于通过移动第一透镜单元执行聚焦的变焦透镜的第一透镜单元的有效直径。因此，容易减小整个变焦透镜的尺寸。
并且，后焦点式变焦透镜通过移动尺寸小、重量轻的透镜单元执行聚焦。因此，用于驱动透镜单元的必要的驱动力量较小。因此，后焦点式变焦透镜可快速聚焦在对象上。
作为上述的后焦点式变焦透镜，四单元变焦透镜已上市，该四单元变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元和具有正折光力的第四透镜单元。
美国专利No.5,963,378和No.6,166,864讨论了一种四单元变焦透镜，其通过移动第二透镜单元执行变焦，并且通过移动第四透镜单元执行聚焦和由变焦导致的像面移动的补偿。另外，美国专利No.7,190,529和日本专利申请公开No.2007-212537讨论了通过移动每个透镜单元执行变焦并且通过移动第四透镜单元执行聚焦的四单元变焦透镜。
美国专利No.7,206,137讨论了一种四单元或五单元变焦透镜，该四单元或五单元变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正折光力的透镜单元、具有负折光力的透镜单元、具有正折光力的透镜单元和具有正折光力的透镜单元。在美国专利No.7,206,137中讨论的变焦透镜通过移动第一到第四透镜单元执行变焦，并且通过移动第四透镜单元执行聚焦。
为了减小变焦透镜的尺寸，必须在增加构成变焦透镜的各透镜单元的折光力的同时减少变焦透镜中的透镜元件的数量。但是，如果变焦透镜具有这种配置，那么各透镜单元的厚度会随着各透镜表面的折光力的增大而增大。因此，不能充分地减小整个变焦透镜的长度。另外，变得难以校正可能在望远端发生的诸如色差之类的各种像差。
此外，如果变焦比增大，那么诸如各透镜元件或各透镜单元的面倾斜之类的制造误差的程度会增大。如果对于各透镜元件或各透镜单元的偏心的敏感度大，那么光学性能会由于偏心大大劣化，并且，图像稳定化过程中的光学性能也会大大劣化。因此，在变焦透镜中，希望将对于各透镜元件或各透镜单元的偏心的敏感度降低到尽可能低的水平。
在上述的四单元变焦透镜和五单元变焦透镜中，为了在实现高变焦比和小尺寸变焦透镜的同时实现高的光学性能，适当地设定各透镜单元的折光力和透镜配置以及用于在变焦期间移动各透镜单元的条件是重要的。
特别地，适当地设定第一到第三透镜单元的折光力和用于在变焦期间移动各透镜单元的条件是重要的。如果没有适当地设定上述的配置，那么变得难以实现总尺寸小、具有高变焦比并且在整个变焦范围中具有高光学性能的变焦透镜。
发明内容
本发明针对具有高变焦比并在整个变焦范围中具有高光学性能的小尺寸变焦透镜，以及具有变焦透镜的图像拾取装置。
根据本发明的一个方面，变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元和具有正折光力的第四透镜单元。在变焦透镜中，各透镜单元可为了变焦而移动，第一透镜单元和第三透镜单元是可移动的，使得第一透镜单元和第三透镜单元在望远端比在广角端更接近物侧，并且，第四透镜单元可沿朝物侧凸起的轨迹移动。此外，在该变焦透镜中，望远端的第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离(DT12)、望远端处的第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离(DT23)、第一透镜单元的焦距(f1)、第二透镜单元的焦距(f2)、第三透镜单元的焦距(f3)和广角端的整个变焦透镜的焦距(fw)满足以下条件：
0.00＜DT23/DT12＜0.06
6.5＜f1/fw＜30.0
-0.75＜f2/f3＜-0.10
根据本发明的示例性实施例，可以实现总尺寸小、具有高变焦比并且在整个变焦范围上具有高光学性能的变焦透镜。
通过参照附图阅读示例性实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。
附图说明
被包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和各方面，并与描述一起用于说明本发明的原理。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的广角端的透镜截面。
图2A～2C是与本发明的第一示例性实施例对应的数值例子1的像差图。
图3是根据本发明的第二示例性实施例的广角端的透镜截面图。
图4A～4C是与本发明的第二示例性实施例对应的数值例子2的像差图。
图5是根据本发明的第三示例性实施例的广角端的透镜截面图。
图6A～6C是与本发明的第三示例性实施例对应的数值例子3的像差图。
图7是根据本发明的第四示例性实施例的广角端的透镜截面图。
图8A～8C是与本发明的第四示例性实施例对应的数值例子4的像差图。
图9是根据本发明的第五示例性实施例的广角端的透镜截面图。
图10A～10C是与本发明的第五示例性实施例对应的数值例子5的像差图。
图11是根据本发明的第六示例性实施例的广角端的透镜截面图。
图12A～12C是与本发明的第六示例性实施例对应的数值例子6的像差图。
图13示出根据本发明的示例性实施例的图像拾取装置的示例性配置。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例。应当注意，除非另外特别指出，否则，在这些实施例中阐述的组件的相对布置、数值表达式和数值不限制本发明的范围。
至少一个示例性实施例的以下描述在本质上仅是说明性的，决不意图限制本发明、其应用或用途。
本领域普通技术人员公知的工艺、技术、装置和材料，例如，透镜元件的制造和它们的材料，可能不被详细讨论，但是在适当情况下意图成为使得能够实现的描述的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何特定的值，例如变焦比和F数，应被解释为仅是说明性的和非限制性的。因此，示例性实施例的其它例子可具有不同的值。
注意，在以下的图中，类似的参考数字和字母指的是类似的项目，因此，一旦某一项目在一幅图中被定义，那么对于后面的图，可能不对其进行讨论。
在此注意，当提到校正误差(例如，像差)或误差的校正时，意指误差的减小和/或误差的校正。
根据本发明的示例性实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包含：具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元和具有正折光力的第四透镜单元。变焦透镜还可在第四透镜单元的像侧包含具有正折光力或负折光力的第五透镜单元。
在根据本发明的示例性实施例的变焦透镜中，第一到第四透镜单元可为了变焦而移动。第一透镜单元和第三透镜单元是可移动的，使得第一透镜单元和第三透镜单元在望远端比在广角端更接近物侧。
此外，第四透镜单元可沿朝物侧凸起的轨迹移动。第四透镜单元可为聚焦而移动。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的广角端(短焦距端)处的变焦透镜的透镜截面。图2A是示出根据本发明的第一示例性实施例的变焦透镜在广角端(短焦距端)发生的各种像差的图。图2B是示出根据本发明的第一示例性实施例的变焦透镜在中间焦距处发生的各种像差的图。图2C是示出根据本发明的第一示例性实施例的变焦透镜在望远端(长焦距端)处发生的各种像差的图。
图3是根据本发明的第二示例性实施例的广角端处的变焦透镜的透镜截面。图4A是示出根据本发明的第二示例性实施例的变焦透镜在广角端处发生的各种像差的图。图4B是示出根据本发明的第二示例性实施例的变焦透镜在中间焦距处发生的各种像差的图。图4C是示出根据本发明的第二示例性实施例的变焦透镜在望远端处发生的各种像差的图。
图5是根据本发明的第三示例性实施例的广角端的变焦透镜的透镜截面。图6A是示出根据本发明的第三示例性实施例的变焦透镜在广角端处发生的各种像差的图。图6B是示出根据本发明的第三示例性实施例的变焦透镜在中间焦距处发生的各种像差的图。图6C是示出根据本发明的第三示例性实施例的变焦透镜在望远端处发生的各种像差的图。
图7是根据本发明的第四示例性实施例的广角端的变焦透镜的透镜截面。图8A是示出根据本发明的第四示例性实施例的变焦透镜在广角端处发生的各种像差的图。图8B是示出根据本发明的第四示例性实施例的变焦透镜在中间焦距处发生的各种像差的图。图8C是示出根据本发明的第四示例性实施例的变焦透镜在望远端处发生的各种像差的图。
图9是根据本发明的第五示例性实施例的广角端的变焦透镜的透镜截面。图10A是示出根据本发明的第五示例性实施例的变焦透镜在广角端处发生的各种像差的图。图10B是示出根据本发明的第五示例性实施例的变焦透镜在中间焦距处发生的各种像差的图。图10C是示出根据本发明的第五示例性实施例的变焦透镜在望远端处发生的各种像差的图。
图11是根据本发明的第六示例性实施例的广角端的变焦透镜的透镜截面。图12A是示出根据本发明的第六示例性实施例的变焦透镜在广角端处发生的各种像差的图。图12B是示出根据本发明的第六示例性实施例的变焦透镜在中间焦距处发生的各种像差的图。图12C是示出根据本发明的第六示例性实施例的变焦透镜在望远端处发生的各种像差的图。
图13示出根据本发明的示例性实施例的具有变焦透镜的照相机(图像拾取装置)的示例性配置。
根据本发明的各示例性实施例的变焦透镜是用于诸如摄像机、数字静态照相机、TV照相机或卤化银胶片照相机之类的图像拾取装置中的照相透镜***。
在示出变焦透镜的截面的各图(图1、图3、图5、图9和图11)中，在图的左侧部分表示物侧(前侧)，并且在其右侧部分表示像侧(后侧)。
如果根据本发明的各示例性实施例的变焦透镜被用作投影仪的投影透镜，那么，在示出变焦透镜的截面的各图(图1、图3、图5、图9和图11)中，在图的左侧部分表示屏幕侧，并且在其右侧部分表示待投影图像侧。
在示出变焦透镜的截面的各图(图1、图3、图5、图7、图9和图11)中，“i”表示从物侧算起的透镜单元的次序，“Li”表示第i个透镜单元。另外，在示出变焦透镜的截面的各图(图1、图3、图5、图7、图9和图11)中，L1表示具有正折光力(即光焦度，其等于焦距的倒数)的第一透镜单元，L2表示具有负折光力的第二透镜单元，L3表示具有正折光力的第三透镜单元，L4表示具有正折光力的第四透镜单元，L5表示具有正折光力或负折光力的第五透镜单元。孔径光阑SP被设置在第三透镜单元L3的物侧或第三透镜单元L3内。
在示出变焦透镜的截面的各图中，“G”表示相当于滤光器、面板、晶体低通滤光器或红外光截止滤光器的光学(玻璃)块。“IP”表示像面。当根据本发明的示例性实施例的变焦透镜被用作摄像机或数字静态照相机的照相光学***时，像面IP相当于诸如电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器之类的固态图像传感器(光电转换元件)的成像面。当光学***被用作卤化银胶片照相机的照相光学***时，像面IP相当于胶片(感光)表面。
在各像差图(图2A～2C、图4A～4C、图6A～6C、图8A～8C、图10A～10C和图12A～12C)中，“d”和“g”分别表示d线和g线光。“ΔM”和“ΔS”分别表示子午像面和弧矢像面。倍率色差(横向色差)由g线光表示。“ω”表示半视角，“Fno”表示F数。
在以上的示例性实施例中的每一个中，广角端和望远端中的每一个指的是当用于改变放大倍率的透镜单元位于其中放大倍率改变透镜单元可在机械上沿光轴移动的范围的每一个端部时的变焦位置。
在各示例性实施例中，各透镜单元在从广角端到望远端变焦期间以各相应透镜截面中的箭头表示的方式移动。
更具体而言，在各示例性实施例中，在从广角端到望远端变焦期间，如各相应的图中的箭头表示的那样，第一透镜单元L1可沿朝像侧凸起的轨迹移动，使得第一透镜单元L1在望远端上比在广角端上更接近物侧。
另外，在从广角端到望远端变焦期间，第二透镜单元L2可沿朝像侧凸起的轨迹移动。并且，在从广角端到望远端变焦期间，第三透镜单元L3可向物侧移动。在从广角端到望远端变焦期间，第四透镜单元L4可沿朝物侧凸起的轨迹移动。
如上所述，在各示例性实施例中，各透镜单元可在变焦期间以上述的方式移动。因此，各示例性实施例可实现总尺寸小并具有高变焦比的变焦透镜。
此外，各示例性实施例可防止可能主要在广角端或其附近发生的边缘光量急降。
在各示例性实施例中，在变焦期间，第一透镜单元L1和第三透镜单元L3是可移动的，使得第一透镜单元L1和第三透镜单元L3在望远端比在广角端更接近物侧。因此，各示例性实施例可实现在广角端具有短透镜总长(从第一透镜表面到最后的透镜表面的距离)并具有高变焦比的变焦透镜。
此外，在各示例性实施例中，变焦透镜对于第一透镜单元L1的偏心和倾斜的敏感度降低。特别地，在各示例性实施例中，在从广角端到望远端变焦期间，第三透镜单元L3可向物侧移动。因此，第三透镜单元L3对于放大倍率的变动(变焦)有贡献。
另外，在各示例性实施例中，在从广角端到望远端变焦期间，具有正折光力的第一透镜单元L1可向物侧移动。因此，第二透镜单元L2对放大倍率的变动有大的贡献。因此，各示例性实施例可以在不那么多地增大第一透镜单元L1和第二透镜单元L2的折光力的情况下实现具有高变焦比的变焦透镜。
此外，在各示例性实施例中，在从广角端到望远端变焦期间，第四透镜单元L4可沿朝物侧凸起的轨迹移动。通过该配置，各示例性实施例可有效利用第三透镜单元L3和第四透镜单元L4之间的距离。因此，各示例性实施例可实现总尺寸小并具有高变焦比的变焦透镜。
在各示例性实施例中，如上所述，第四透镜单元L4可沿朝物侧凸起的轨迹移动。因此，各示例性实施例可有效校正中间焦距位置处的可能在像面处发生的变动和色差的变动。
根据各示例性实施例的变焦透镜是通过沿光轴移动第四透镜单元L4执行聚焦的后焦点式变焦透镜。更具体而言，各示例性实施例通过如各透镜截面中的箭头4c指示的那样向前移动第四透镜单元L4而在望远端处从无限远物体向近距离物体执行聚焦。
在各透镜截面(图1、图3、图5、图7、图9和图11)中，实线箭头4a和虚线4b分别表示当对无限远物体和近距离物体聚焦时第四透镜单元L4在从广角端到望远端变焦期间的用于校正像面变动的移动轨迹。
此外，在各示例性实施例中，具有正折光力的第三透镜单元L3可沿与光轴垂直的方向移动。因此，各示例性实施例校正可能在整个光学***振动时发生的所摄取的图像的图像模糊。通过该配置，各示例性实施例可在不使用诸如可变顶角棱镜(variable angle prism)或专用于图像稳定化的透镜单元之类的附加的光学构件的情况下执行图像稳定化。因此，各示例性实施例可防止整个光学***的尺寸的增大。
如上所述，各示例性实施例通过沿与光轴垂直的方向移动第三透镜单元L3来执行图像稳定化。但是，本发明不限于此。更具体而言，如果第三透镜单元L3可以以具有与光轴垂直的分量的方式移动，那么可校正图像模糊。在这种情况下，如果可以采用透镜镜筒的复杂的配置，那么可通过以旋转中心位于光轴上的状态下旋转第三透镜单元L3来执行图像稳定化。
为了减轻变焦透镜的重量并减小有效透镜直径，使用尽可能少的透镜是有用的。在各示例性实施例中，第一透镜单元L1包含由一个正透镜和一个负透镜构成的胶合透镜、以及正透镜。通过该配置，各示例性实施例可校正当增大变焦比时可能主要在望远端处发生的球面像差和色差。
第二透镜单元L2包含三个透镜，这三个透镜是具有面向物侧的凸面的弯月形状的负透镜、具有面向物侧的凹面的负透镜以及具有面向物侧的凸面的正透镜。通过该配置，各示例性实施例可减少可能在变焦期间发生的像差的变动。特别地，具有上述配置的各示例性实施例可有效校正可能在广角端处发生的畸变和可能在望远端处发生的球面像差。
另外，第二透镜单元L2具有至少一个非球面。因此，各示例性实施例可有效校正当增大视角时可能发生的像场弯曲。
第三透镜单元L3从物侧到像侧依次包含正透镜、具有面向像侧的凹面的负透镜、以及正透镜。通过该配置，各示例性实施例可有效校正尤其可能在望远端处发生的球面像差和彗形像差。此外，在执行图像稳定化时，具有上述的配置的各示例性实施例可减小偏心像差的量。因此，各示例性实施例可实现高的图像稳定化性能。
第三透镜单元L3具有至少一个非球面。因此，各示例性实施例可有效校正可能在变焦期间发生的像差的变动。
第四透镜单元L4包含一个正透镜或由正透镜和负透镜构成的胶合透镜，所述一个正透镜或由正透镜和负透镜构成的胶合透镜具有面向物侧的凸面。此外，第四透镜单元L4具有至少一个非球面。因此，各示例性实施例可抑制或至少减少可能主要在聚焦期间发生的像差的变动。此外，通过上述的配置，各示例性实施例可实现总尺寸小的变焦透镜。
第四示例性实施例包含具有正折光力的第五透镜单元L5，该第五透镜单元L5被设置在最接近像面的位置上。根据第四示例性实施例的第五透镜单元L5在变焦期间相对于像面是静止的。
第六示例性实施例包含具有负折光力的第五透镜单元L5，该第五透镜单元L5被设置在最接近像面的位置上。根据第六示例性实施例的第五透镜单元L5在变焦期间相对于像面是静止的。通过使用第五透镜单元L5，变得很容易有效校正诸如像场弯曲之类的各种像差、减小前方透镜的尺寸并实现高变焦比。
在各示例性实施例中，望远端处的第一透镜单元L1和第二透镜单元L2之间的距离(DT12)、望远端处的第二透镜单元L2和第三透镜单元L3之间的距离(DT23)、第一透镜单元的焦距(f1)、第二透镜单元的焦距(f2)、第三透镜单元的焦距(f3)和广角端处的整个变焦透镜的焦距(fw)满足以下条件：
0.00＜DT23/DT12＜0.06 (1)
6.5＜f1/fw＜30.0 (2)
-0.75＜f2/f3＜-0.10 (3)
条件(1)提供为了实现总尺寸小并具有高变焦比的变焦透镜而适当地设定望远端处的第一透镜单元L1、第二透镜单元L2和第三透镜单元L3中的每一个的位置的条件。另外，条件(1)提供用于减小广角端处的总透镜长度(从第一透镜表面到最后的透镜表面的距离)、防止可能在第二透镜单元L2和第三透镜单元L3之间发生的物理干涉并且还防止光学性能的劣化的条件。
如果超出条件(1)的下限，那么第一透镜单元L1和第二透镜单元L2之间的透镜距离DT12相对于第二透镜单元L2和第三透镜单元L3之间的透镜单元距离DT23变得更大。因此，在这种情况下，广角端处的透镜总长会变大。结果，变得难以实现小尺寸的变焦透镜。另外，在这种情况下，第二透镜单元L2和第三透镜单元L3会在物理上相互干涉。
此外，第一透镜单元L1的移动量会变大。因此，由于变焦期间的图像抖动、可能由于变焦操作而发生的振动声音以及可能在变焦期间发生的透镜镜筒的偏心，光学性能会劣化。
另一方面，如果超出条件(1)的上限，那么前方透镜的有效直径会增大。并且，变焦透镜的总尺寸会变大。另外，会变得难以有效校正可能在望远端处发生的色差和球面像差。
条件(2)提供为了实现总尺寸小并具有高变焦比的变焦透镜而适当地设定对放大倍率变动有贡献的第一透镜单元L1的焦距f1与整个变焦透镜的焦距fw的比率的条件。
如果超出条件(2)的下限，即，如果第一透镜单元L1的焦距f1相对于广角端处的整个变焦透镜的焦距fw变得更小(更短)，那么诸如轴向色差(纵向色差)、倍率色差和球面像差之类的各种像差会在望远端处增大。
并且，在这种情况下，会变得难以确保构成第一透镜单元L1的正透镜的周边部分的适当的厚度。结果，变得在制造透镜时必需使用具有大的有效直径的透镜。
另一方面，如果超出条件(2)的上限，即，如果第一透镜单元L1的焦距f1相对于广角端处的整个变焦透镜的焦距fw变得更大(更长)，那么第一透镜单元L1在变焦期间的移动量会变大。结果，整个变焦透镜的尺寸会变大。另外，随着第一透镜单元L1的移动量增大，可能在变焦期间发生的图像抖动量或振动声音会增大。
条件(3)提供为了实现具有宽的视角、总尺寸小并在从广角端到望远端的变焦期间具有高光学性能的变焦透镜而适当地设定第二透镜单元L2的焦距f2与第三透镜单元L3的焦距f3的比率的条件。
如果超出条件(3)的下限，即，如果第二透镜单元L2的焦距f2相对于第三透镜单元L3的焦距f3变得更小(更短)，那么变得难以在广角端处校正倍率色差和像散。并且，第二透镜单元L2的负透镜的开口角度会变大。结果，会变得难以制造这种透镜。
另外，会在中间焦距处发生大量的彗形像差。结果，像面的变动会增大。并且，当第二透镜单元L2偏心时可能发生的对于光学性能的可能的劣化的敏感度会变高。结果，变得难以在变焦透镜中安装这种透镜。
并且，如果通过以具有与光轴垂直的分量的方式移动第三透镜单元L3执行图像稳定化，那么第三透镜单元L3对于图像稳定化的敏感度会变低。因此，第三透镜单元L3在图像稳定化期间的移动量会变大。结果，整个变焦透镜的尺寸会变大。
“对于图像稳定化的敏感度”指的是图像点沿与光轴垂直的方向的位移量M与第三透镜单元L3的单位移动量DL(例如，1mm)的比率M/DL。
另一方面，如果超出条件(3)的上限，即，如果第二透镜单元L2的焦距f2相对于第三透镜单元L3的焦距f3变得更大(更长)，那么变得难以实现宽的视角并难以减小前方透镜的有效直径。
另外，随着变焦比的增大，第二透镜单元L2的移动量会变大。结果，整个变焦透镜的尺寸会增大。
并且，如果对于可能由于第三透镜单元L3的偏心而发生的光学性能的劣化的敏感度变高，并且，如果通过以具有与光轴垂直的分量的方式移动第三透镜单元L3执行图像稳定化，那么图像稳定化期间的光学性能会劣化。
通过上述的配置，本发明的各示例性实施例适当地设定各透镜单元的焦距、望远端处的透镜单元之间的位置关系、以及各透镜单元的移动轨迹，以满足条件(1)～(3)。因此，具有上述的配置的各示例性实施例可实现在整个变焦范围中具有高光学性能、具有宽的视角、具有高变焦比、前方透镜有效直径小、并且总尺寸小的小型变焦透镜。
另外，条件(1)～(3)中的值的范围可被改变如下：
0.001＜DT23/DT12＜0.060 (1a)
6.7＜f1/fw＜20.0 (2a)
-0.7＜f2/f3＜-0.2 (3a)
通过上述的配置，各示例性实施例可实现具有高变焦比并在整个变焦范围中具有高光学性能的小尺寸变焦透镜。
在本发明中，满足以下条件中的至少一个也是有用的。更具体而言，望远端处的第三透镜单元L3和第四透镜单元L4之间的距离(DT34)、第四透镜单元L4的焦距(f4)、第三透镜单元L3内的透镜空气间隔值的最大透镜空气间隔值(DL3)、整个第三透镜单元L3的厚度(DG3)、广角端处的第四透镜单元L4的横向放大倍率(β4w)、望远端处的第四透镜单元L4的横向放大倍率(β4t)、广角端处的第二透镜单元L2的横向放大倍率(β2w)和望远端处的第二透镜单元L2的横向放大倍率(β2t)满足以下条件中的至少一个：
-2.5＜f2/fw＜-1.0 (4)
0.00＜DT23/DT34＜0.08 (5)
0.1＜f3/f4＜0.8 (6)
-0.5＜f2/f4＜-0.2 (7)
0.2＜DL3/DG3＜0.5 (8)
0.5＜β4t/β4w＜2.0 (9)
2.0＜β2t/β2w＜6.0 (10)
条件(4)提供为了实现总尺寸小、具有宽的视角并具有高变焦比的变焦透镜而适当地设定对放大倍率变动有贡献的第二透镜单元L2的焦距f2与广角端处的整个变焦透镜的焦距fw的比率的条件。
如果超出条件(4)的下限，即，如果第二透镜单元L2的负透镜的焦距相对于广角端处的整个变焦透镜的焦距fw变得更大，那么变得难以减小前方透镜的有效直径并难以实现宽的视角。
另外，变得难以在中间焦距处校正像散。并且，在这种情况下，随着变焦比的增大，第二透镜单元L2的移动量变大。因此，变焦透镜的总长会变大。结果，变得难以减小变焦透镜的尺寸。
另一方面，如果超出条件(4)的上限，即，如果第二透镜单元L2的负透镜的焦距f2相对于广角端处的整个变焦透镜的焦距fw变得更小，那么变得难以在中间焦距处校正彗形像差和像面的变动。
此外，对于当第二透镜单元L2偏心时可能发生的光学性能的可能的劣化的敏感度变高。结果，变得难以在变焦透镜中安装这种透镜。
条件(5)提供为了实现总尺寸小并且具有高变焦比的变焦透镜而适当地限定当变焦透镜在望远端处对无限远物体聚焦时的第二透镜单元L2、第三透镜单元L3和第四透镜单元L4之间的位置关系的条件。条件(5)还提供用于减小望远端处的总透镜长度、防止否则可能在第二透镜单元L2和第三透镜单元L3之间出现的物理干涉、并且防止光学性能的劣化的条件。
如果超出条件(5)的下限，那么，第三透镜单元L3和第四透镜单元L4之间的透镜距离DT34相对于第二透镜单元L2和第三透镜单元L3之间的透镜距离DT23会变得更大。
因此，整个变焦透镜在望远端处的长度变大。结果，变得难以减小变焦透镜的总尺寸。
另外，在这种情况下，会容易在第二透镜单元L2和第三透镜单元L3之间发生物理干涉。并且，如果通过使用第四透镜单元L4执行聚焦，那么第四透镜单元L4的聚焦敏感度会降低。
因此，聚焦对于可能由于透镜间隔发生的误差的吸收量会增大。在这种情况下，大量的用于聚焦的余裕(间隔)成为必需。结果，变焦透镜的总尺寸变大。
并且，在这种情况下，通过移动第四透镜单元L4的位置以吸收误差而获得的光学性能会显著劣化。
“聚焦敏感度”指的是图像点(对焦位置)的位移量FDa与第四透镜单元L4的单位移动量(例如，1mm)的比率FDa/FD。
另一方面，如果超出条件(5)上限，那么第四透镜单元L4和像面之间的距离变长。因此，在这种情况下，变得难以实现具有高变焦比的小尺寸变焦透镜。此外，变得难以减小前方透镜的有效直径。结果，变焦透镜的总尺寸会增大。
条件(6)提供为了实现具有高变焦比的小尺寸变焦透镜而适当地设定对放大倍率变动有贡献的第三透镜单元L3的焦距f3与第四透镜单元L4的焦距f4的比率的条件。
如果超出条件(6)的下限，即，如果第三透镜单元L3的焦距f3相对于第四透镜单元L4的焦距f4变得更短，那么用于在望远端聚焦的第四透镜单元L4的行程特别地增大。结果，总透镜长度会增大。另外，在这种情况下，第三透镜单元L3的折光力增大。从而，变得难以校正球面像差和彗形像差。
此外，如果第三透镜单元L3的焦距f3变得更短，那么当在望远端通过第四透镜单元L4执行聚焦时进入第四透镜单元L4的光线的入射角的变动会增大。结果，可能由于距离的变动发生的光学性能的变动量会增大。
此外，如果通过以具有与光轴垂直的分量的方式移动第三透镜单元L3执行图像稳定化，那么第三透镜单元L3对于图像稳定化的敏感度会变低。从而，第三透镜单元L3的移动量变大。结果，变焦透镜的总尺寸变大。
另一方面，如果超出条件(6)的上限，那么第三透镜单元L3的放大倍率分布比率变小。结果，变得难以实现高变焦比。另外，在这种情况下，变得难以校正球面像差和彗形像差。
此外，如果第四透镜单元L4的焦距f4变得更短，那么入射到成像面上的光线的入射角会由于变焦而大大变动。结果，色彩明暗现象(color shading)会增大。
条件(7)提供为了实现具有高变焦比的小尺寸变焦透镜而适当地设定对放大倍率的变动有贡献的第二透镜单元L2的焦距f2与第四透镜单元L4的焦距f4的比率的条件。
如果超出条件(7)的下限，即，如果第二透镜单元L2的焦距f2相对于第四透镜单元L4的焦距f4变得更长，那么变得难以减小前方透镜的有效直径并难以实现宽的视角。
此外，可能由于聚焦发生的光学性能的劣化程度会增大。另外，变得难以在中间焦距处校正像散。此外，在这种情况下，第二透镜单元L2的移动量变大。因此，变焦透镜的总长会变长。结果，变得难以实现小尺寸变焦透镜。
另一方面，如果超出条件(7)的上限，即，如果第二透镜单元L2的焦距f2相对于第四透镜单元L4的焦距f4变得更短，那么变得难以在中间焦距处校正彗形像差和像面的变动。
另外，作为光学性能的劣化程度与第二透镜单元L2的偏心程度的比率的第二透镜单元L2的敏感度变高。结果，变得难以在变焦透镜中安装这种透镜。此外，在这种情况下，用于聚焦的第四透镜单元L4的移动量会增大。因此，在这种情况下，变焦透镜的总长会增大。
条件(8)提供为了实现具有高变焦比的小尺寸变焦透镜并且为了实现在整个变焦范围上具有高的光学性能而适当地设定第三透镜单元L3内的透镜间隔的值的条件。
如果超出条件(8)的下限，即，如果作为第三透镜单元L3内的透镜空气间隔的值中的最大值的透镜距离值DL3相对于整个第三透镜单元L3的厚度DG3变得更小，那么变得难以校正像散。
另一方面，如果超出条件(8)的上限，即，如果作为第三透镜单元L3内的透镜空气间隔的值中的最大值的透镜距离值DL3相对于整个第三透镜单元L3的厚度DG3变得更大，那么第三透镜单元L3的厚度变得太厚。结果，透镜总长会增大。
另一方面，在这种情况下，透镜之间的距离变得非常大。结果，非常高的透镜安装精度成为必需。因此，变得难以在变焦透镜中安装这种透镜。
条件(9)提供为了实现具有高变焦比的小尺寸变焦透镜而适当地设定广角端的第四透镜单元L4的横向放大倍率β4w和望远端的第四透镜单元L4的横向放大倍率β4t的条件。
如果超出条件(9)的下限，即，如果望远端的第四透镜单元L4的横向放大倍率β4t变得太小，那么当通过使用第四透镜单元L4执行聚焦时的第四透镜单元L4的敏感度变小。因此，在这种情况下，第四透镜单元L4的移动量变大。结果，透镜总长会变长。
另一方面，如果超出条件(9)的上限，即，如果望远端的第四透镜单元L4的横向放大倍率β4t变大，那么变得难以实现总透镜长度短并且同时具有高变焦比的变焦透镜。
此外，在这种情况下，聚焦期间的光学性能的变动程度会增大。另外，由于在变焦期间进入成像面的光线的入射角的大量变动，色彩明暗现象会增大。
条件(10)提供为了实现具有高变焦比的小尺寸变焦透镜而适当地设定广角端的第二透镜单元L2的横向放大倍率β2w和望远端的第二透镜单元L2的横向放大倍率β2t的条件。
如果超出条件(10)的下限，即，如果第二透镜单元L2的横向放大倍率β2t变得太小，那么变得难以校正彗形像差和像面的变动。另外，在这种情况下，前方透镜的有效直径会增大。
另一方面，如果超出条件(10)的上限，即，如果望远端的第二透镜单元L2的横向放大倍率β2t变得太大，那么第二透镜单元L2向物侧的移动量会变大。
因此，在这种情况下，透镜总长会变长。结果，整个变焦透镜的尺寸会增大。
在各示例性实施例中，为了在减小整个变焦透镜的尺寸的同时减小可能在像差校正或变焦期间发生的像差的变动，条件式(4)～(10)中的值的范围可改变如下：
-2.0＜f2/fw＜-1.0 (4a)
0.001＜DT23/DT34＜0.070 (5a)
0.15＜f3/f4＜0.70 (6a)
-0.45＜f2/f4＜-0.2 (7a)
0.22＜DL3/DG3＜0.44 (8a)
0.7＜β4t/β4w＜1.8 (9a)
2.2＜β2t/β2w＜5.8 (10a)
在各示例性实施例中，如果各示例性实施例中的第一透镜单元L1包含三个透镜，即，从物侧到像侧依次包含负透镜、正透镜和正透镜，那么也是有用的。通过此配置，可以容易地并且有效地校正可能主要在望远端处发生的球面像差和色差。
如果根据各示例性实施例的第三透镜单元L3从物侧到像侧依次包含正透镜和负透镜，那么也是有用的。通过此配置，可以容易地并且有效地校正可能主要在望远端处发生的球面像差和可能在整个变焦范围中发生的彗形像差和像散。
此外，如果第三透镜单元L3的前侧主点如这种情况那样被设置在接近物侧的位置上，那么变得容易实现高变焦比。
如果第三透镜单元L3至少包含两个正透镜和一个负透镜，那么也是有用的。通过此配置，可以有效地并且容易地校正可能在整个变焦范围发生的彗形像差。
如果第四透镜单元L4包含正透镜或由正透镜和负透镜构成的胶合透镜，那么也是有用的。通过此配置，变得容易实现总尺寸小并且能够通过使用第四透镜单元L4以高聚焦速度执行聚焦的变焦透镜。
如上所述，在本发明的各示例性实施例中，可以实现总尺寸小、在整个变焦范围中具有高光学性能、具有宽的视角、具有高变焦比、前方透镜的有效直径小并且总长度短的变焦透镜。
以下阐述分别与本发明的第一到第六示例性实施例对应的数值例子1～6。在数值例子1～6中的每一个中，“i”表示从物侧算起的表面的次序，“ri”表示第i个光学表面(第i个表面)的曲率半径，“di”表示第i个表面和第(i+1)个表面之间的轴向间隔，“ndi”和“υdi”分别表示相对于d线光的第i个光学材料的折射率和Abbe数。
另外，“k”表示圆锥系数，“A4”、“A6”、“A8”、“A10”中的每一个表示非球面系数。非球面形状被表示为：
x＝(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10
这里，“x”表示距光轴高度为“h”的位置上沿光轴距表面顶点的位移，“R”表示曲率半径。此外，“E-Z”表示“×10-Z”。“BF”表示空气等效后焦距。
在以下的数值例子中的每一个中，最接近像侧的两个表面是诸如滤光器或面板之类的玻璃材料(光学块)。另外，在表1中阐述上述各条件和各数值例子之间的关系。
数值例子1
单位：mm
表面数据
表面
No. r di nd υd
1 48.562 1.20 1.84666 23.9
2 24.861 4.20 1.48749 70.2
3 -322.030 0.20
4 22.336 2.80 1.77250 49.6
5 70.138 可变
6＊ 220.348 1.10 1.85960 40.4
7＊ 5.055 3.60
8 -11.343 0.65 1.58313 59.4
9 259.998 0.20
10 18.720 1.60 1.92286 18.9
11 -103.908 可变
12＊ 8.606 2.00 1.68540 52.3
13 -88.984 1.30
光阑14 ∞ 1.91
15 20.814 0.70 1.92286 18.9
16 7.381 0.50
17 17.325 1.60 1.51742 52.4
18 -17.325 可变
19＊ 16.501 2.10 1.68540 52.3
20 -34.252 0.65 1.92286 18.9
21 -101.656 可变
像面 ∞
非球面系数
r6 K＝-4.36817e+003 A4＝7.84461e-005 A6＝-1.11803e-006
A8＝4.37742e-009
r7 K＝-7.53573e-001 A4＝3.38148e-004 A6＝1.09789e-005
A8＝5.57043e-008
r12 K＝3.10477e+000 A4＝-8.34539e-004 A6＝-3.11372e-005
A8＝1.83787e-006 A10＝-2.66664e-007
r19 K＝5.97792e+000 A4＝-1.62077e-004 A6＝-2.19872e-008
A8＝-1.24320e-007
各种数据
变焦比 10.31
焦距 5.11 19.63 52.65 41.09 7.52
F数 3.39 4.60 5.84 5.15 3.87
视角 37.18 11.17 4.21 5.39 27.28
图像高度 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
透镜总长 52.30 60.93 72.25 70.14 50.88
BF 8.17 13.23 4.84 8.90 10.12
d5 0.70 12.62 20.31 19.25 2.04
d11 14.38 2.43 1.20 1.00 8.52
d18 2.75 6.35 19.59 14.68 3.90
d21 7.01 12.07 3.68 7.74 8.96
d23 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
各透镜单元的焦距
透镜 第一
焦距
单元 表面
L1 1 35.24
L2 6 -6.72
L3 12 13.68
L4 19 23.01
数值例子2
单位：mm
表面数据
表面
No. r di nd υd
1 56.442 1.20 1.84666 23.9
2 30.613 4.50 1.4874 9 70.2
3 -145.984 0.20
4 24.934 2.80 1.69680 55.5
5 69.079 可变
6＊ 55.3 05 1.55 1.84862 40.0
7＊ 5.338 3.40
8 -12.484 0.60 1.77250 49.6
9 54.683 0.20
10 16.904 1.50 1.92286 18.9
11 -95.759 可变
12＊ 9.832 1.80 1.76753 49.3
13 -125.855 1.00
光阑14 ∞ 1.50
15 16.189 0.70 1.94595 18.0
16 8.072 0.58
17 48.328 1.60 1.48749 70.2
18 -13.136 可变
19＊ 15.762 2.50 1.58313 59.4
20 -23.313 0.60 1.84666 23.9
21 -76.868 可变
像面 ∞
非球面系数
r6 K＝0.00000e+000 A8＝-2.71167e-008 A10＝2.91406e-010
r7 K＝-1.29019e+000 A4＝9.02395e-004 A6＝1.36547e-005
A8＝-1.79305e-008
r12 K＝-1.65091e+000 A4＝1.15345e-005 A6＝4.90350e-006
A8＝-5.77855e-007 A10＝2.46059e-008
r19 K＝-8.33205e+000 A4＝2.53126e-004 A6＝-1.28096e-006
各种数据
变焦比 11.43
焦距 5.12 20.92 58.56 46.77 8.98
F数 3.50 4.56 5.51 5.14 3.93
视角 35.69 10.49 3.79 4.74 23.35
图像高度 3.68 3.88 3.88 3.88 3.88
透镜总长 56.59 66.32 77.41 75.50 57.95
BF 6.34 12.79 7.75 10.30 9.24
d5 0.75 15.61 23.99 22.79 6.22
d11 16.78 3.93 0.67 1.21 9.63
d18 6.47 7.75 18.76 14.97 6.62
d21 5.18 11.64 6.59 9.14 8.08
d23 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
各透镜单元的焦距
透镜 第一
焦距
单元 表面
L1 1 40.49
L2 6 -6.65
L3 12 13.30
L4 19 27.30
数值例子3
单位：mm
表面数据
表面
No. r di nd υd
1 46.100 1.20 1.84666 23.9
2 24.294 4.10 1.48749 70.2
3 -533.604 0.20
4 23.154 2.80 1.77250 49.6
5 78.257 可变
6＊ 137.194 1.10 1.85960 40.4
7＊ 4.989 3.50
8 -11.597 0.65 1.60311 60.6
9 113.625 0.20
10 17.794 1.60 1.92286 18.9
11 -128.482 可变
光阑12 ∞ 0.50
13＊ 8.505 2.00 1.68540 52.3
14 -88.984 3.13
15 18.584 0.70 1.92286 18.9
16 7.186 0.50
17 16.972 1.50 1.51742 52.4
18 -21.703 可变
19＊ 16.14 9 2.40 1.68540 52.3
20 -25.089 0.60 1.92286 18.9
21 -54.039 可变
像面 ∞
非球面系数
r6 K＝1.44609e+001 A4＝3.70710e-005 A6＝-1.29006e-006
A8＝9.45173e-009
r7 K＝-6.46572e-001 A4＝2.80717e-004 A6＝7.91116e-006
A8＝-2.52287e-008
r13 K＝3.41865e+000 A4＝-9.21812e-004 A6＝-3.48871e-005
A8＝1.25417e-006 A10＝-2.66664e-007
r19 K＝4.70183e+000 A4＝-1.49494e-004 A6＝1.35226e-007
A8＝-8.47311e-008
各种数据
变焦比 10.30
焦距 5.11 16.20 52.65 37.05 7.45
F数 3.39 4.16 5.35 4.65 3.74
视角 37.17 13.45 4.21 5.97 27.49
图像高度 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
透镜总长 52.42 60.03 73.59 70.77 50.71
BF 7.78 12.76 6.67 10.40 10.08
d5 0.70 10.97 20.82 19.01 1.68
d11 13.60 2.86 0.50 0.76 7.66
d18 3.65 6.76 18.92 13.92 24.61
d21 6.49 11.47 5.38 9.10 8.79
d23 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
各透镜单元的焦距
透镜 第一
焦距
单元 表面
L1 1 35.49
L2 6 -6.53
L3 12 13.75
L4 19 20.24
数值例子4
单位：mm
表面数据
表面
No. r di nd υd
1 47.493 1.20 1.84666 23.9
2 24.370 4.20 1.48749 70.2
3 -261.849 0.20
4 22.346 2.80 1.77250 49.6
5 72.489 可变
6＊ 179.521 1.20 1.85960 40.4
7＊ 5.066 3.60
8 -10.829 0.65 1.58313 59.4
9 102.210 0.20
10 18.849 1.60 1.92286 18.9
11 -88.665 可变
12＊ 8.613 2.00 1.68540 52.3
13 -88.984 1.30
光阑14 ∞ 1.90
15 19.090 0.70 1.92286 18.9
16 7.413 0.50
17 20.593 1.60 1.51742 52.4
18 -20.593 可变
19＊ 16.542 2.10 1.68540 52.3
20 -26.247 0.65 1.92286 18.9
21 -66.702 可变
22 -124.575 1.30 1.51633 64.1
23 -54.482 可变
像面 ∞
非球面系数
r6 K＝-2.60799e+003 A4＝8.89173e-005 A6＝-1.21653e-006
A8＝4.09157e-009
r7 K＝-6.60842e-001 A4＝2.98790e-004 A6＝1.11252e-005
A8＝1.10444e-007
r12 K＝3.13668e+000 A4＝-8.35642e-004 A6＝-3.08920e-005
A8＝1.76517e-006 A10＝-2.66664e-007
r19 K＝5.36390e+000 A4＝-1.54107e-004 A6＝6.45448e-008
A8＝-9.79706e-008
各种数据
变焦比 10.31
焦距 5.11 19.80 52.65 41.71 7.44
F数 3.39 4.66 5.14 4.83 3.89
视角 37.20 11.07 4.21 5.31 27.51
图像高度 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
透镜总长 52.28 61.29 71.68 69.83 51.07
BF 5.71 5.71 5.71 5.71 5.71
d5 0.70 12.17 20.41 19.15 1.78
d11 13.83 2.31 0.51 0.50 8.32
d18 1.81 4.82 15.79 11.83 2.82
d21 2.53 8.57 1.55 4.94 4.73
d23 4.55 4.55 4.55 4.55 4.55
d25 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
各透镜单元的焦距
透镜 第一
焦距
单元 表面
L1 1 34.33
L2 6 -6.47
L3 12 14.13
L4 19 21.82
L5 22 186.36
数值例子5
单位：mm
表面数据
表面
No. r di nd υd
1 35.420 1.20 1.80518 25.4
2 23.694 4.60 1.4874 9 70.2
3 101.691 0.20
4 27.989 3.00 1.69680 55.5
5 70.601 可变
6＊ 424.632 1.10 1.85960 40.4
7＊ 5.051 4.18
8 -11.688 0.80 1.69680 55.5
9 -34.798 0.20
10 27.287 1.80 1.92286 18.9
11 -52.859 可变
光阑12 ∞ -0.20
13＊ 8.560 2.50 1.68540 52.3
14 -45.840 2.77
15 24.534 0.76 1.92286 18.9
16 6.941 0.50
17 13.835 1.70 1.69680 55.5
18 -23.089 可变
19＊ 18.124 2.20 1.69350 53.2
20 -23.313 0.60 1.84666 23.9
21 -160.163 可变
像面 ∞
非球面系数
r6 K＝-4.49652e+004 A4＝1.06321e-004 A6＝-1.55003e-006
A8＝7.91875e-009
r7 K＝-7.34115e-001 A4＝1.12003e-004 A6＝1.23574e-005
A8＝-1.69913e-007
r13 K＝2.96284e+000 A4＝-8.34192e-004 A6＝-2.80046e-005
A8＝1.68691e-006 A10＝-2.66664e-007
r19 K＝9.10560e+000 A4＝-2.73974e-004 A6＝4.44006e-006
A8＝-2.70039e-007
各种数据
变焦比 8.01
焦距 4.38 7.62 35.10 18.33 5.86
F数 3.40 3.90 5.85 5.18 3.55
视角 41.50 26.96 6.30 11.94 33.46
图像高度 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
透镜总长 53.81 53.20 74.81 67.30 50.90
BF 4.65 6.04 2.26 3.38 6.22
d5 0.80 5.31 25.65 17.75 2.56
d11 16.01 7.52 0.98 3.67 9.99
d18 5.05 7.03 18.62 15.19 4.82
d20 3.49 4.88 1.10 2.22 5.06
d22 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
各透镜单元的焦距
透镜 第一
焦距
单元 表面
L1 1 50.53
L2 6 -7.47
L3 12 12.08
L4 19 23.60
数值例子6
单位：mm
表面数据
表面
No. r di nd υd
1 35.154 1.20 1.80518 25.4
2 23.910 4.60 1.48749 70.2
3 104.921 0.20
4 28.022 3.00 1.69680 55.5
5 66.714 可变
6＊ 141.854 1.10 1.85960 40.4
7＊ 5.066 4.36
8 -11.688 0.80 1.69680 55.5
9 -36.194 0.20
10 28.062 1.80 1.92286 18.9
11 -55.338 可变
光阑12 ∞ -0.20
13＊ 8.903 2.50 1.68540 52.3
14 -41.123 3.02
15 23.473 0.76 1.92286 18.9
16 6.940 0.50
17 12.648 1.70 1.69680 55.5
18 -32.555 可变
19＊ 16.307 2.20 1.68540 52.3
20 -44.972 可变
21 -91.464 0.60 1.69680 55.5
22 92.915 可变
像面 ∞
非球面系数
r6 K＝-1.46574e+003 A4＝8.10927e-005 A6＝-1.03070e-006
A8＝4.68000e-009
r7 K＝-7.21778e-001 A4＝9.68862e-005 A6＝9.30949e-006
A8＝-7.11366e-008
r13 K＝2.92555e+000 A4＝-7.37954e-004 A6＝-2.56766e-005
A8＝2.18221e-006 A10＝-2.66664e-007
r19 K＝5.79008e+000 A4＝-2.56772e-004 A6＝4.16766e-006
A8＝-1.99073e-007
各种数据
变焦比 8.04
焦距 4.37 7.69 35.10 18.50 5.95
F数 3.40 3.91 5.69 5.14 3.60
视角 41.58 26.73 6.30 11.83 33.06
图像高度 3.88 3.88 3.88 3.88 3.88
透镜总长 55.70 54.78 76.69 68.92 52.62
BF 2.71 2.71 2.71 2.71 2.71
d5 0.80 5.19 25.68 17.73 2.39
d11 17.08 7.98 0.97 3.86 10.58
d18 5.66 8.26 18.35 15.41 6.37
d20 1.10 2.29 0.64 0.85 2.23
d22 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55
d24 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
各透镜单元的焦距
透镜 第一
焦距
单元 表面
L1 1 50.84
L2 6 -7.47
L3 12 12.37
L4 19 17.72
L5 21 -66.06
表1
数值例子
条件 1 2 3 4 5 6
(1) 0.059 0.028 0.048 0.025 0.030 0.030
(2) 6.898 7.904 6.944 6.724 11.539 11.638
(3) -0.492 -0.500 -0.475 -0.458 -0.618 -0.604
(4) -1.316 -1.298 -1.277 -1.267 -1.706 -1.711
(5) 0.061 0.036 0.053 0.033 0.042 0.042
(6) 0.594 0.487 0.679 0.647 0.512 0.698
(7) -0.2 92 -0.244 0.322 -0.296 -0.317 -0.422
(8) 0.401 0.348 0.400 0.400 0.337 0.356
(9) 1.209 0.926 1.101 1.087 1.134 1.037
(10) 4.782 5.005 5.061 5.643 2.936 2.998
以下参照图13描述使用根据本发明的各示例性实施例的变焦透镜作为照相光学***的数字静态照相机(图像拾取装置的一个例子)的示例性实施例。
参照图13，数字静态照相机包含照相机体20和照相光学***21。照相光学***21包含根据上述的第一到第六示例性实施例中的任一个的变焦透镜。
照相机体20还包含被配置为接收由照相光学***21形成的对象图像的诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像传感器(光电转换元件)22。照相机体20还包括存储器23，所述存储器23被配置为记录与固态图像传感器22光电转换的对象图像对应的数据。照相机体20还包含取景器24，该取景器24包含液晶显示器(LCD)面板并被配置为允许用户观察在固态图像传感器22上形成的对象图像。
通过对于诸如数字静态照相机之类的图像拾取装置应用根据本发明的各示例性实施例的变焦透镜，可以实现具有高光学性能的小尺寸图像拾取装置。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有变更方式、等同的结构和功能。
Claims (15)
1.一种变焦透镜，该变焦透镜从物侧到像侧依次包含：
具有正折光力的第一透镜单元；
具有负折光力的第二透镜单元；
具有正折光力的第三透镜单元；和
具有正折光力的第四透镜单元，
其中，各透镜单元能够为了变焦而移动，
其中，第一透镜单元和第三透镜单元是能够移动的，使得第一透镜单元和第三透镜单元在望远端比在广角端更接近物侧，
其中，第四透镜单元能够沿朝物侧凸起的轨迹移动，并且，
其中，望远端的第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离DT12、望远端的第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离DT23、第一透镜单元的焦距f1、第二透镜单元的焦距f2、第三透镜单元的焦距f3和广角端的整个变焦透镜的焦距fw满足以下条件：
0.00＜DT23/DT12＜0.06
6.5＜f1/fw＜30.0
-0.75＜f2/f3＜-0.10
。
2.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第二透镜单元的焦距f2满足以下条件：
-2.5＜f2/fw＜-1.0
。
3.根据权利要求1的变焦透镜，其中，望远端的第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离DT34满足以下条件：
0.00＜DT23/DT34＜0.08
。
4.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第四透镜单元的焦距f4满足以下条件：
0.1＜f3/f4＜0.8
。
5.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第四透镜单元的焦距f4满足以下条件：
-0.5＜f2/f4＜-0.2
。
6.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第三透镜单元内的透镜空气间隔值的最大透镜空气间隔值DL3和整个第三透镜单元的厚度DG3满足以下条件：
0.2＜DL3/DG3＜0.5
。
7.根据权利要求1的变焦透镜，其中，广角端的第四透镜单元的横向放大倍率β4w和望远端的第四透镜单元的横向放大倍率β4t满足以下条件：
0.5＜β4t/β4w＜2.0。
8.根据权利要求1的变焦透镜，其中，广角端的第二透镜单元的横向放大倍率β2w和望远端的第二透镜单元的横向放大倍率β2t满足以下条件：
2.0＜β2t/β2w＜6.0。
9.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第一透镜单元从物侧到像侧依次包含负透镜、正透镜和正透镜。
10.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第三透镜单元从物侧到像侧依次包含正透镜和负透镜。
11.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第三透镜单元包含两个正透镜和一个负透镜。
12.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第四透镜单元包含正透镜或由相互胶合的正透镜和负透镜构成的胶合透镜。
13.根据权利要求1的变焦透镜，其中，第三透镜单元能够以具有与光轴垂直的分量的方式移动，以校正当变焦透镜振动时的摄取的图像的抖动。
14.根据权利要求1的变焦透镜，其中，变焦透镜被配置为在固态图像传感器上形成图像。
15.一种图像拾取装置，包括：
根据权利要求1～14中的任一项的变焦透镜；以及
固态图像传感器，被配置为接收由变焦透镜形成的图像。
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