CN102289059A - 变焦镜头和成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变焦镜头包括：正的第一透镜组，其在变焦期间固定；负的第二透镜组，其在变焦期间移动；正的第三透镜组，其在变焦期间固定；和正的第四透镜组，其在变焦期间移动。前述这些透镜组从物侧依序布置。第一透镜组由四个透镜组成，这四个透镜为从物侧依序布置的负的第一组第一透镜、正的第一组第二透镜、正的第一组第三透镜和正的第一组第四透镜。第一组第一透镜和第一组第二透镜以在它们之间形成间隔的方式布置。此外，满足下面的公式(1)：-2.0＜(R11r+R11f)/(R11r-R11f)＜-0.4(1)，其中R11f是第一组第一透镜的物侧表面的曲率半径，并且R11r是第一组第一透镜的像侧表面的曲率半径。

Description

变焦镜头和成像设备

技术领域

本发明涉及一种具有高可变放大倍率的广角变焦镜头，和涉及一种设置有该变焦镜头的成像设备。

背景技术

近年来，在用户级视频摄像机、TV广播的运动照片摄影用摄像机、商业操作用的监视和监控摄像机等中，要求使用具有高可变放大倍率的广角变焦镜头。

作为满足这种要求的变焦镜头，广泛公知的是一种四组后焦型变焦镜头(请参见日本未审查专利公开公报No.2006-243355(专利文献1))。这种四组后焦型变焦镜头由四个透镜组组成，这四个透镜组为从变焦镜头的物侧依序布置的具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组。通过移动第二透镜组执行变焦。此外，第四透镜组以如下方式移动：校正变焦导致的像平面位置的波动使得变焦镜头聚焦。

然而，在所有的作为产品的能够获得的四组后焦型变焦镜头中，第一透镜组的透镜类型与第二透镜组的透镜类型彼此非常类似。此外，在大多数可获得的四组后焦型变焦镜头中，在第一透镜组中布置一个或两个具有正屈光力的透镜和粘合透镜(请参见专利文献1)。

专利文献1中公开的变焦镜头具有20倍或更高的高可变放大倍率。然而，当变焦镜头设定在广角端时，最大视角为大约60度，这不是特别大。当采用这种透镜类型的变焦镜头的最大视角要被进一步增大时，需要增大变焦镜头的前透镜的直径，而增大在广角端处进入第一透镜组的离轴光线的高度。

然而，在采用这种后焦型变焦镜头的成像设备中，如果进入第一透镜组的离轴光线(光线或光束)增大以同时实现广视角和高可变放大倍率，光学***的尺寸变大。因此，实际上还没有这种变焦镜头被制造和销售。

同时，已经提出很多种类的能够增大变焦镜头的视角但不增大变焦镜头的前透镜的直径的广角化透镜(wide conversion lens)。例如，已知的两元件的广角化透镜(请参见日本专利No.3342157(专利文献2))。在该两元件的广角化透镜中，具有负屈光力的透镜和具有正屈光力的透镜从物侧依序布置。

此外，已经提出一种广角变焦镜头，其中专利文献2中公开的广角化透镜和主透镜相互集成在一起，该主透镜是广角化透镜安装在其上的变焦镜头。具体地，与广角化透镜对应的光学***和与主透镜中的第一透镜组对应的光学***被优化地相互集成在一起。

作为该广角变焦镜头，其中与广角化透镜对应的光学***和与主透镜对应的光学***假定为不可彼此分离，例如，已知一种在广角端具有极其广的视角(最大视角为88度)的变焦镜头(请参见日本未审查专利公开公报No.2009-92922(专利文献3))。

在专利文献2和3公开的变焦镜头中，采用了在具有负屈光力的透镜组和具有正屈光力的透镜组之间具有大的空气间距的无焦光学***(afocaloptical system)。因此，进入布置在无焦光学***后面的透镜的光线的倾斜度被减小，从而实现了广视角。在专利文献2中公开的变焦镜头中，构成无焦光学***的具有负屈光力的透镜组和具有正屈光力的透镜组中的每个由透镜组成。

如上所述，在采用无焦光学***以实现广视角的变焦镜头中，甚至第一透镜组自身的尺寸就极其大，并且设备的成本增加。此外，当这种变焦镜头的可变放大倍率增加时，设备的尺寸和成本都会进一步增加。因此，采用无焦光学***的广角变焦镜头的可变放大倍率通常保持在大约8至10倍。

此外，已知一种包括由四个透镜(算数量较少的透镜)组成的第一透镜组的变焦镜头，其能够实现大约70至80度的最大视角(例如，请参见日本专利No.3363688(专利文献4)和日本未审查专利公开公报No.2009-3342(专利文献5))。这些广角变焦镜头的最大特点是在第一组第一透镜和第一组第二透镜之间设置的空气间距(间隙)。同时，在许多公知的广角变焦镜头中，第一组第一透镜和第一组第二透镜则粘合在一起，就象专利文献1中公开的变焦镜头那样。

专利文献4和5中公开的广角变焦镜头有效地使用空气间距(空气透镜)来以优良的方式校正在广角端处的畸变和场曲。可以考虑到的是专利文献4和5公开的广角变焦镜头中的第一透镜和第二透镜起到与专利文献2公开的广角化透镜的作用相似的作用。在专利文献4和5中，第一透镜和第二透镜以防止第一透镜组的透镜直径变大的方式构造。如上所述，由小数量透镜组成的并且其能够实现广视角但不增大第一透镜组的透镜直径的变焦镜头也是已知的。

专利文献4和5公开的变焦镜头的尺寸小，并且实现了大约70至80度的广视角。然而，这种类型的变焦镜头的可变放大倍率大约是12倍，这是较低的。

因此，需要增大变焦镜头的可变放大倍率到大约20倍，如专利文献4和5中所公开的那样，并且虽然尺寸小但能实现大约70至80度的广视角。

然而，例如，在专利文献5中公开的变焦镜头中，其能够实现80度的广视角，第一组第一透镜具有大曲率的双凹形。如果试图以这种透镜结构获得20倍的高可变放大倍率，那么难以平衡在广角端处的场曲和畸变以及在摄远端处的球面像差。

此外，增大可变放大倍率中要解决的一个问题是校正纵向色像差。例如，在专利文献5中公开的变焦镜头中，第一透镜组中的具有正屈光力的每个透镜的材料的阿贝值为大约50至60。如果企图对这些透镜使用相同材料来增加可变放大倍率，那么在摄远端处的色像差就变得极其大。

这种大色像差被产生，因为当具有负屈光力的一个透镜或多个透镜的光焦度和具有正屈光力的一个透镜或多个透镜的光焦度被增大以增大视角时，如果低折射率低色散材料用作透镜的材料，则必须增大透镜的曲率。结果，难以校正在广角端处的离轴光线的像差。为了避免这种情况，专利文献5公开的变焦镜头使用具有1.7或更高的折射率的材料(高折射率材料)。然而，这种材料的使用对色像差的校正不利。如上所述，专利文献5公开的变焦镜头可以有利地增大视角，但对增大可变放大倍率不利，因为色像差的校正变得困难。

如上所述，存在一个问题，就是对于能够实现广视角和高可变放大倍率变焦镜头，难以防止其像差的产生，尤其是还想通过防止变焦镜头的第一透镜组的透镜直径的增大和变焦镜头中的透镜数量的增加来实现设备的尺寸不增加的话。

发明内容

鉴于前述情况，本发明的一个目的是提供一种变焦镜头，该变焦镜头能够实现广视角和高可变放大倍率，同时不增加设备的尺寸，并抑制像差。本发明的另一个目的是提供包括该变焦镜头的成像设备。

在本发明的变焦镜头和包括该变焦镜头的成像设备中，变焦镜头为这样一种变焦镜头，其包括：

具有正屈光力的第一透镜组，在变焦期间(换言之，在改变放大倍率时)所述第一透镜组相对于光轴的方向固定；

具有负屈光力的第二透镜组，在变焦期间所述第二透镜组在光轴的方向上移动；

具有正屈光力的第三透镜组，在变焦期间所述第三透镜组相对于光轴的方向固定；和

具有正屈光力的第四透镜组，在变焦期间所述第四透镜组在光轴的方向上以如下方式移动：校正变焦导致的像平面的位置的波动使得所述变焦镜头聚焦，并且所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从所述变焦镜头的物侧依序布置，

其中所述第一透镜组由四个透镜(即，仅四个透镜)组成，这四个透镜为具有负屈光力的第一组第一透镜、具有正屈光力的第一组第二透镜、具有正屈光力的第一组第三透镜和具有正屈光力的第一组第四透镜，所述第一组第一透镜、第一组第二透镜、第一组第三透镜和第一组第四透镜从所述物侧依序布置，并且

其中所述第一组第一透镜和第一组第二透镜以在它们之间形成间隔的方式布置，并且

其中满足下面的公式(1)：

-2.0＜(R11r+R11f)/(R11r-R11f)＜-0.4    (1)，其中

R11f是第一组第一透镜的物侧表面的曲率半径，并且

R11r是第一组第一透镜的像侧表面的曲率半径。

当变焦镜头包括由n个透镜组成的粘合透镜时，粘合透镜的数量计为数值n。

此外，透镜组不是一定要由多个透镜组成。透镜组可以由单个透镜组成。

此外，更期望地，本发明的变焦镜头满足下面的公式(1’)，而不是公式(1)：

-1.9＜(R11r+R11f)/(R11r-R11f)＜-0.4    (1’)。

当表面朝向变焦镜头的物侧凸出时曲率半径为正的，当表面朝向变焦镜头的像侧凸出时曲率半径为负的。

期望地，第一透镜组满足下面的公式(2)：

-2.0＜f11/f1＜-1.2    (2)，其中

f1是第一透镜组的焦距，并且

f11是第一组第一透镜的焦距。

更期望地，满足下面的公式(2’)，而不是公式(2)：

-1.9＜f11/f1＜-1.3    (2’)。

期望地，第一透镜组中的具有正屈光力的透镜中的至少一个关于d线的阿贝值满足下面的公式(3)：

65＜vdlp    (3)，其中

vdlp是第一透镜组中的具有正屈光力的透镜中的至少一个关于d线的阿贝值。

更期望地，满足下面的公式(3’)，而不是公式(3)：

67＜vdlp    (3’)。

期望地，变焦镜头满足下面的公式(4)：

-2.9＜f2/fw＜-1.8    (4)，其中

fw是变焦镜头的整个***在广角端处的焦距，并且

f2是第二透镜组的焦距。

更期望地，满足下面的公式(4’)，而不是公式(4)：

-2.8＜f2/fw＜-1.9    (4’)。

期望地，变焦镜头满足下面的公式(5)：

0.55＜f1/ft＜0.88    (5)，其中

ft是变焦镜头的整个***在摄远端处的焦距，并且

fl是第一透镜组的焦距。

更期望地，满足下面的公式(5’)，而不是公式(5)：

0.58＜f1/ft＜0.85    (5’)。

第二透镜组可以由三个具有负屈光力的透镜和一个具有正屈光力的透镜组成。第二透镜组可以由这四个透镜(即，仅四个透镜)组成。

第二透镜组可以由具有负屈光力的第二组第一透镜、具有负屈光力的第二组第二透镜、具有正屈光力的第二组第三透镜和具有负屈光力的第二组第四透镜组成，所述第二组第一透镜、第二组第二透镜、第二组第三透镜和第二组第四透镜从所述物侧依序布置。

期望地，所述第一透镜组满足下面的公式(6)：

0.1＜D2/TL1＜0.4    (6)，其中

D2是第一组第一透镜和第一组第二透镜之间的空气间距，并且

TL1是第一透镜组的厚度。

更期望地，满足下面的公式(6’)，而不是公式(6)：

0.13＜D2/TL1＜0.38    (6’)。

甚至更期望地，满足下面的公式(6”)：

0.13＜D2/TL1＜0.18    (6”)。

期望地，变焦镜头满足下面的公式(7)：

2.5＜f3/f4＜6.0    (7)，其中

f3是第三透镜组的焦距，并且

f4是第四透镜组的焦距。

更期望地，满足下面的公式(7’)，而不是公式(7)：

2.6＜f3/f4＜5.9    (7’)。

所述第四透镜组可以由三个具有正屈光力的透镜和一个具有负屈光力的透镜组成。所述第四透镜组可以由这四个透镜(即，仅四个透镜)组成。

所述第三透镜组可以包括移位透镜组和固定透镜组，所述移位透镜组在垂直于光轴的方向上移动以便在垂直于光轴的方向上使通过变焦镜头形成的光学图像移位，所述固定透镜组相对于与光轴垂直的方向被固定。此外，所述移位透镜组可以整体上具有正屈光力，并且由两个透镜组成，这两个透镜为具有正屈光力的透镜和具有负屈光力的透镜。此外所述固定透镜组可以整体上具有负屈光力。

此外，术语“垂直于光轴的方向”是指与光轴垂直的方向。

此外，所述第三透镜组可以由3a透镜组、3b透镜组和3c透镜组组成，所述3a透镜组、3b透镜组和3c透镜组从所述物侧依序布置。此外，所述3a透镜组可以整体上具有正的或负的屈光力，并且可以由至少一个具有正屈光力的透镜和至少一个具有负屈光力的透镜组成。所述3b透镜组可以整体上具有正屈光力，并且可以由两个透镜组成，这两个透镜为具有正屈光力的透镜和具有负屈光力的透镜。所述3c透镜组可以具有负屈光力。此外，所述3b透镜组可以在垂直于光轴的方向上移动以便在垂直于光轴的方向上使通过变焦镜头形成的光学图像移位。所述3b透镜组可以由这两个透镜(即，仅两个透镜)组成。

根据本发明的成像设备是一种成像设备，其包括：

如上所述的变焦镜头；和

对通过变焦镜头形成的光学图像进行成像的成像装置。

根据本发明的变焦镜头和本发明的成像设备，第一透镜组由四个透镜组成，并且在第一组第一透镜L1和第一组第二透镜L2之间设置间隙(空气间距)。此外，第一组第一透镜的物侧表面的曲率半径和第一组第一透镜的像侧表面的曲率半径被适当地设定。因此，能够实现广视角和高可变放大倍率，同时当变焦设定在广角端的附近时产生的畸变和场曲和当变焦设定在摄远端的附近时的球面像差被以优良方式校正。

具体地，能够实现广视角和高可变放大倍率，同时不增加透镜直径和透镜数量，同时抑制像差的产生。因此，能够实现具有大视角和高可变放大倍率的小尺寸的变焦镜头。

公式(1)限定第一组第一透镜的形状因子。当变焦镜头以(R11r+R11f)/(R11r-R11f)的数值低于公式(1)限定的下限的方式构造时，难以校正摄远端处的球面像差。相反，当变焦镜头以(R11r+R11f)/(R11r-R11f)的数值超过公式(1)限定的上限的方式构造时，则难以校正广角端处的畸变。

附图说明

图1A是显示包括根据本发明的一个实施例的变焦镜头的成像设备的结构的示意剖视图；

图1B是显示成像设备中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图2A是显示实例1中的变焦镜头的结构的示意剖视图；

图2B是显示实例1中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图3A是显示实例2中的变焦镜头的结构的示意剖视图；

图3B是显示实例2中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图4A是显示实例3中的变焦镜头的结构的示意剖视图；

图4B是显示实例3中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图5A是显示实例4中的变焦镜头的结构的示意剖视图；

图5B是显示实例4中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图6A是显示实例5中的变焦镜头的结构的示意剖视图；

图6B是显示实例5中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图7A是显示实例6中的变焦镜头的结构的示意剖视图；

图7B是显示实例6中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图8A是显示实例7中的变焦镜头的结构的示意剖视图；

图8B是显示实例7中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图9A是显示实例8中的变焦镜头的结构的示意剖视图；

图9B是显示实例8中的广角端处的变焦镜头的状态与摄远端处的变焦镜头的状态的比较图；

图10A、10B、10C和10D显示实例1中的变焦镜头在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图10E、10F、10G和10H是显示实例1中的变焦镜头在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图11A、11B、11C和11D显示实例2中的变焦镜头在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图11E、11F、11G和11H是显示实例2中的变焦镜头在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图12A、12B、12C和12D显示实例3中的变焦镜头在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图12E、12F、12G和12H是显示实例3中的变焦镜头在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图13A、13B、13C和13D显示实例4中的变焦镜头在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图13E、13F、13G和13H是显示实例4中的变焦镜头在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图14A、14B、14C和14D显示实例5中的变焦镜头在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图14E、14F、14G和14H是显示实例5中的变焦镜头在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图15A、15B、15C和15D显示实例6中的变焦镜头在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图15E、15F、15G和15H是显示实例6中的变焦镜头在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图16A、16B、16C和16D显示实例7中的变焦镜头在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图16E、16F、16G和16H是显示实例7中的变焦镜头在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图17A、17B、17C和17D显示实例8中的变焦镜头在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；

图17E、17F、17G和17H是显示实例8中的变焦镜头在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图；和

图18是显示使用本发明的变焦镜头的视频摄像机的图。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的变焦镜头和包括该变焦镜头的成像设备。

图1A和1B是显示包括本发明的变焦镜头的成像设备的结构的示意剖视图。图1A是详细显示当变焦设定(也称作变焦位置)在广角端处时成像设备的状态的图。图1B是显示当变焦设定在广角端和摄远端处时成像设备的状态的比较图。图1B的上部分(W)显示当变焦设定在广角端处时的状态，并且图1B的下部分(T)显示当变焦设定在摄远端处时的状态。

图1B中显示的成像设备200是商业操作或专业用的手持型运动照片成像设备，其需要具有小尺寸和轻重量。

安装在成像设备200上的变焦镜头100在成像装置210(例如CCD和CMOS)的光接收平面210J上形成表现物体H的光学图像Hk。变焦镜头100能够实现广角和高可变放大倍率，同时不增加变焦镜头的透镜直径和构成变焦镜头的透镜的数量，同时抑制像差。

配置在成像设备200中的成像装置210将表现物体H的光学图像Hk转换成电信号Pk，光学图像Hk通过变焦镜头100形成。此外，成像装置210输出表示光学图像Hk的电信号Pk。

在前述说明中，具有正屈光力的透镜也称作正透镜，而具有负屈光力的透镜也称作负透镜。此外，具有正屈光力的透镜组也称作正透镜组，而具有负屈光力的透镜组也称作负透镜组。

<变焦镜头的基本结构，及其作用和效果>

首先，将说明变焦镜头的基本结构。变焦镜头100包括：正的第一透镜组G1，该第一透镜组G1在变焦期间(在改变放大倍率时)被固定；负的第二透镜组G2，该第二透镜组G2在变焦期间移动；正的第三透镜组G3，该第三透镜组G3在变焦期间被固定；正的第四透镜组G4，该第四透镜组G4在变焦期间以如下方式被移动：校正变焦导致的图像形成位置的波动使得通过变焦镜头100形成的光学图像Hk聚焦在光接收平面210J，和光学构件Cg1、Cg2上，该光学构件Cg1、Cg2是颜色分离光学***、各种滤光器等。第一透镜组G1、第二透镜组G2、第三透镜组G3、第四透镜组G4和光学构件Cg1、Cg2沿光轴Z1从变焦镜头的物侧依序布置。

第一透镜组G1由负的第一组第一透镜L1、正的第一组第二透镜L2、正的第一组第三透镜L3和正的第一组第四透镜L4组成，第一组第一透镜L1、第一组第二透镜L2、第一组第三透镜L3和第一组第四透镜L4从物侧依序布置。第一透镜组G1仅由四个透镜组成。

当使用通过将n个透镜粘合在一起形成的粘合透镜时，粘合透镜的数量计作数值n。

第一组第一透镜L1和第一组第二透镜L2彼此分离，并且在这两个透镜之间形成间隙(空气间距)。换言之，第一组第一透镜L1和第一组第二透镜L2以在它们之间形成空气间距的方式布置。

此外，第一组第一透镜L1满足下面的公式(1)：

-2.0＜(R11r+R11f)/(R11r-R11f)＜-0.4    (1)，其中

R11f是第一组第一透镜L1的物侧表面的曲率半径，并且

R11r是第一组第一透镜L1的像侧表面的曲率半径。

公式(1)限定了第一组第一透镜L1的两个表面的曲率半径之间的关系。

如果变焦镜头以在第一组第一透镜L1和第一组第二透镜L2之间设置间距并且满足公式(1)的方式构造，则可以实现广角，同时能够以优良方式校正变焦设定在广角端附近时的畸变和场曲。

然而，如果变焦镜头以(R11r+R11f)/(R11r-R11f)的数值低于公式(1)限定的下限构造时，难以校正当变焦设定在摄远端处时的球面像差。

相反，当变焦镜头以(R11r+R11f)/(R11r-R11f)的数值超过公式(1)限定的上限构造时，难以校正当变焦设定在广角端处时的畸变。

在本发明的变焦镜头100中，期望地，孔径光阑的直径被调节为从中间放大倍率范围至摄远端变窄。假定孔径光阑的直径在摄远端处被控制成大约F2.9。

<进一步限定变焦镜头的基本结构的组成，及其作用和效果>

下面，将说明进一步限定变焦镜头100和成像设备200的基本结构的组成及其作用和效果。进一步限定基本结构的组成对于本发明的变焦镜头100和本发明的成像设备200不重要。

本发明的变焦镜头100和本发明的成像设备200可以仅满足进一步限制基本结构的组成元件中的一个。可选地，可以满足组成元件中的至少两个的组合。

此外，公式(2)至(7)中使用的参数的含义如下：

R11f：第一组第一透镜的物侧表面的曲率半径；

R11r：第一组第一透镜的像侧表面的曲率半径；

f1：第一透镜组的焦距；

f11：第一组第一透镜的焦距；

vdlp：第一透镜组中的正的透镜中的至少一个关于d线的阿贝值；

fw：变焦镜头的整个***在广角端处的焦距；

f2：第二透镜组的焦距；

ft：变焦镜头的整个***在摄远端处的焦距；

D2：第一组第一透镜和第一组第二透镜之间的空气间距(在光轴Z1上的距离)；

TL1：第一透镜组的厚度(在光轴Z1上的厚度)；

f3：第三透镜组的焦距；和

f4：第四透镜组的焦距。

此外，光学构件关于d线的阿贝值v是通过下面的等式获得的数值：

v＝(Nd-1)/(NF-NC)，其中

NF：光学构件关于F-线(486.1nm)的折射率，

Nd：光学构件关于d线(587.6nm)的折射率，和

NC：光学构件关于C-线(656.3nm)的折射率。

<与公式(1)对应的限制组成>

更期望地，第一组第一透镜L1满足下面的公式(1’)，而不是公式(1)：

-1.9＜(R11r+R11f)/(R11r-R11f)＜-0.4    (1’)。

与满足公式(1)的情况相比，当变焦镜头以满足公式(1’)的方式构造时，能够实现更理想的效果。

<与公式(2)对应的限制组成>

下面的公式(2)限制变焦镜头的结构：

-2.0＜f11/f1＜-1.2    (2)。

此外，下面的公式(2’)以比公式(2)更理想的方式限制变焦镜头的结构：

-1.9＜f11/f1＜-1.3    (2’)。

公式(2)和(2’)限定第一组第一透镜L1的焦距f11和整个第一透镜组G1的焦距f1之间的关系。换言之，公式(2)和(2’)相对于整个第一透镜组G1的光焦度规定第一组第一透镜L1的光焦度。

当变焦镜头100以f11/f1的数值低于公式(2)限定的下限的方式构造时，第一组第一透镜L1的光焦度变得过强，并且难以平衡在广角端处的场曲和畸变和在摄远端处的球面像差。此外，存在整个第一透镜组G1的光焦度变弱和透镜***的尺寸变大的问题。

相反，当变焦镜头100以f11/f1的数值超过公式(2)限定的上限的方式构造时，难以增大视角。如果企图实现理想视角同时以该方式分配光焦度，透镜的外直径不可避免地变大。

如果变焦镜头100以满足公式(2)或(2’)的方式构造，能够构造变焦镜头100而不引起前述问题。与满足公式(2)的情况相比，如果变焦镜头100以满足公式(2’)的方式构造，能够获得更理想的透镜性能。

<与公式(3)对应的限制组成>

下面的公式(3)限制变焦镜头的结构：

65＜vdlp    (3)。

此外，下面的公式(3’)以比公式(3)更理想的方式限制变焦镜头的结构：

67＜vdlp    (3’)。

公式(3)和(3’)限定用作第一透镜组G1中的正透镜的光学构件的色散特性。

当变焦镜头100以vdlp的数值低于公式(3)限定的下限的方式构造时，当变焦设定在摄远端的附近时纵向色像差增加。

如果变焦镜头100以满足公式(3)或(3’)的方式构造时，则能够构造变焦镜头100，而不引起前述问题。与满足公式(3)的情况相比，如果变焦镜头100以满足公式(3’)的方式构造，能够获得更理想的透镜性能。

<与公式(4)对应的限制组成>

下面的公式(4)限制变焦镜头的结构：

-2.9＜f2/fw＜-1.8    (4)。

此外，下面的公式(4’)以比公式(4)更理想的方式限制变焦镜头的结构：

-2.8＜f2/fw＜-1.9    (4’)。

公式(4)和(4’)限定第二透镜组G2的焦距f2相对于当变焦设定在广角端处时变焦镜头的整个***的焦距fw的比率。

当变焦镜头100以f2/fw的数值低于公式(4)限定的下限的方式构造时，第二透镜组G2的光焦度变得过强，而难以校正场曲和彗差。此外，变焦导致的像差的波动变大。此外，存在产品制造中的可允许误差变小的问题。

相反，当变焦镜头100以f2/fw的数值超过公式(4)限定的上限的方式构造时，第二透镜组G2的移动量增加，而产生设备尺寸变大的问题。

如果变焦镜头100以满足公式(4)或(4’)的方式构造时，则能够构造变焦镜头100而不引起前述问题。与满足公式(4)的情况相比，如果变焦镜头100以满足公式(4’)的方式构造，能够获得更理想的透镜性能。

此外，术语“产品制造中的可允许误差变小”是指性能恶化对制造中的误差(即生产中的误差、组装中的误差等)敏感(换言之，对误差的敏感性或性能恶化敏感性变高)。如果制造中的可允许误差小，则变焦镜头的性能对生产中的误差和组装中的误差敏感，当这种误差出现时性能恶化很明显。相反，如果制造中的可允许误差大，换言之，如果性能恶化敏感性小，则变焦镜头对生产中的误差和组装中的误差敏感差或不敏感，即使出现这种误差，性能的恶化的程度也较小。

<与公式(5)对应的限制组成>

下面的公式(5)限制变焦镜头的结构：

0.55＜f1/ft＜0.88    (5)。

此外，下面的公式(5’)以比公式(5)更理想的方式限制变焦镜头的结构：

0.58＜fl/ft＜0.85    (5’)。

公式(5)和(5’)限定第一透镜组G1的焦距f1相对于当变焦设定在摄远端处时变焦镜头的整个***的焦距ft的比率。

当变焦镜头以f1/ft的数值低于公式(5)限定的下限的方式构造时，该结构对减小变焦镜头的尺寸有利。然而，第一透镜组G1的作用增加，并且像差的校正变得困难。尤其是，难以校正当变焦设定在摄远端的附近时的球面像差和色像差。此外，存在第一透镜组G1的制造中的可允许误差变小的问题。

相反，当变焦镜头以f1/ft的数值超过公式(5)限定的上限的方式构造时，变焦镜头的整个***变得过长。

如果变焦镜头100以满足公式(5)或(5’)的方式构造时，则能够构造变焦镜头100而不引起前述问题。与满足公式(5)的情况相比，如果变焦镜头100以满足公式(5’)的方式构造，能够获得更理想的透镜性能。

<限制第二透镜组的组成>

第二透镜组G2可以由三个负的透镜和一个正的透镜组成。如果第二透镜组G2包括三个负的透镜，能够第二透镜组G2的物侧主点的位置更靠近变焦镜头的物侧，由此减小第一透镜组G1的主点和第二透镜组G2的主点之间的距离。此外，能够将离轴光线穿过第一透镜组G1的高度保持在低水平。因此，能够防止构成第一透镜组G1的透镜的尺寸变大。

<限制第二透镜组的组成>

第二透镜组G2可以由具有负屈光力的第二组第一透镜L5、具有负屈光力的第二组第二透镜L6、具有正屈光力的第二组第三透镜L7和具有负屈光力的第二组第四透镜L8组成，第二组第一透镜L5、第二组第二透镜L6、第二组第三透镜L7和第二组第四透镜L8从物侧依序布置。

当第二透镜组G2以该方式构造时，能够将负屈光力集中在第二透镜组G2的物侧部分上，并且将离轴光线穿过第一透镜组G1的高度保持在更低的水平。因此，使第一透镜组G1的直径可以较小。

<与公式(6)对应的限制组成>

下面的公式(6)限制变焦镜头的结构：

0.1＜D2/TL1＜0.4    (6)。

此外，下面的公式(6’)以比公式(6)更理想的方式限制变焦镜头的结构：

0.13＜D2/TL1＜0.38    (6’)。

此外，下面的公式(6”)以甚至更理想的方式限制变焦镜头的结构：

0.13＜D2/TL1＜0.18    (6”)。

公式(6)、(6’)和(6”)限定第一组第一透镜L1和第一组第二透镜L2之间的空气间距D2相对于第一透镜组G1的总厚度TL1的比率。

当变焦镜头以D2/TL1的数值低于公式(6)限定的下限的方式构造时，第一透镜组G1的主点和第二透镜组G2的主点之间的距离增加。因此，存在构成第一透镜组G1的至少一个透镜的有效直径增加的问题。

相反，当变焦镜头以D2/TL1的数值超过公式(6)限定的上限的方式构造时，变焦镜头的整个***的长度变得过长。

如果变焦镜头100以满足公式(6)、(6’)或(6”)的方式构造，则能够构造变焦镜头100而不引起前述问题。与满足公式(6)的情况相比，如果变焦镜头100以满足公式(6’)的方式构造，能够获得更理想的透镜性能。此外，与满足公式(6’)的情况相比，如果变焦镜头100以满足公式(6”)的方式构造，能够获得甚至更理想的透镜性能。

<与公式(7)对应的限制组成>

下面的公式(7)限制变焦镜头的结构：

2.5＜f3/f4＜6.0    (7)。

此外，下面的公式(7’)以比公式(7)更理想的方式限制变焦镜头的结构：

2.6＜f3/f4＜5.9    (7’)。

公式(7)和(7’)限定第三透镜组G3的焦距f3相对于整个第四透镜组G4的焦距f4的比率。

当变焦镜头以f3/f4的数值低于公式(7)限定的下限的方式构造时，难以保持用于***颜色分离光学***、各种滤色器等的充足后焦距。

相反，当变焦镜头以f3/f4的数值超过公式(7)限定的上限的方式构造时，变焦镜头的整个***的长度变得过长。此外，存在难以校正当变焦设定在广角端的附近时的球面像差和彗差的问题。

当变焦镜头以满足公式(7)或(7’)的方式构造时，能够防止变焦镜头的尺寸变大，同时保持足以***颜色分离光学***、各种滤色器等的长后焦距。这种长的后焦距对于应付高图像品质视频摄像机、广播用摄像机等中采用的三面板方法是必须的。与满足公式(7)的情况相比，当变焦镜头以f3/f4的数值满足公式(7’)的方式构造时，能够获得理想的透镜性能。

<限制第四透镜组的组成>

第四透镜组G4可以由具有正屈光力的三个透镜和具有负屈光力的一个透镜组成。

当变焦镜头的可变放大倍率增加时，期望地，第四透镜组G4由四个透镜组成，以便抑制变焦期间像差的波动和当变焦设定在摄远端的附近时聚焦引起的像差的波动。例如，当第四透镜组G4由三个正的透镜和一个负的透镜组成时，不必在第四透镜组G4中布置任何非球面透镜。因此，能够减少变焦镜头的成本，并且增大制造中的可允许误差。

<限制第三透镜组的组成>

第三透镜组可以包括移位透镜组G3s和固定透镜组G3k，移位透镜组G3s在垂直于光轴的方向(垂直于光轴Z1的方向)上移动，以便在垂直于光轴的方向上使通过变焦镜头形成的光学图像移位，固定透镜组G3k相对于与光轴垂直的方向被固定。移位透镜组G3s可以整体上具有正屈光力，并且可以由两个透镜组成，这两个透镜为正的透镜和负的透镜。此外，固定透镜组G3k可以整体上具有负屈光力。固定透镜组G3k可以布置在移位透镜组G3s的物侧或移位透镜组G3s的像侧上。

这里，期望地，移位透镜组G3s由至少一正透镜以及一个负透镜组成，以便将色像差抑制到更低水平，所述色像差是当移动移位透镜组G3s使光学图像Hk在垂直于光轴的方向上移位时由于透镜的偏心引起的。

移位透镜组G3s在垂直于光轴的方向上移动以防止摄影期间的手摇模糊，当该移位透镜组G3s由小数量的透镜组成时，能够进一步降低移位透镜组G3s的重量。因此，能够降低用于防止手摇模糊的防振驱动***上的负载。

此外，移位透镜组G3s必须具有足够强的光焦度，以防止相对于校正角度的移位量变得过大。同时，第三透镜组G3作为整体必须保持合适的光焦度。因此，理想地，布置负的固定透镜组G3k来平衡第三透镜组G3中的光焦度。尤其是，当必须在变焦镜头中保持长的后焦距时(如在本发明的变焦镜头中那样)，理想地，第三透镜组G3整体上具有弱的正屈光力。因此，必须布置具有足够强的屈光力的负的固定透镜组G3k，以增加移位透镜组G3s的光焦度。

<限制第三透镜组的组成>

理想地，第三透镜组由3a透镜组G3a、3b透镜组G3b和3c透镜组G3c组成，3a透镜组G3a、3b透镜组G3b和3c透镜组G3c从物侧依序布置。此外，3a透镜组G3a整体上可以具有正的或负的屈光力，并且可以由至少一个正透镜和至少一个负透镜组成。3b透镜组G3b整体上可以具有正屈光力，并且可以仅由两个透镜组成，这两个透镜为一个正透镜和一个负透镜。3c透镜组G3c可以具有负屈光力。此外，3b透镜组G3b在垂直于光轴的方向上移动，以便在垂直于光轴的方向上使通过变焦镜头形成的光学图像Hk移位。

如上所述，固定透镜组具有与移位透镜组的光焦度相反的光焦度(正的或负的)，该固定透镜组布置在第三透镜组G3中。具体地，3c透镜组G3c具有负屈光力并且是固定透镜组，3c透镜组G3c布置在3b透镜组G3b的像侧上，3b透镜组G3b是移位透镜组。因此，能够平衡3b透镜组G3b(其是移位透镜组G3s)的移位量和第三透镜组G3整体上的屈光力。此外，能够以优良的方式校正像差。

此外，因为3a透镜组G3a(其为固定透镜组)布置在第三透镜组G3中，因此当变焦设定是在广角端的附近时能够以优良的方式校正球面像差和色像差。

更具体地，例如，在变焦设定在摄远端处时，当产生在0.3°的旋转方向上的手摇模糊时，移位透镜组的平行偏心移位量在实例6中为0.55mm，在实例7中为0.53mm。

<具体实例>

下面，将参照图2A、2B至9A、9B和表1至9说明与实例1至实例8中的本发明的变焦镜头相关的数值数据等。在图2A、2B至9A、9B中，与图1A、1B中相同的表示变焦镜头100的符号表示与图1A、1B中的元件对应的元件。

图2A、2B至9A、9B分别显示实例1至实例8中的变焦镜头的结构的示意剖视图。

图2A至9A是详细显示当变焦设定在摄远端处时的变焦镜头的状态的图。图2B至9B是当变焦设定在广角端处时的变焦镜头的状态与当变焦设定在摄远端处时的变焦镜头的状态的比较图。在图2B至9B，上部分(W)显示变焦设定在广角端处的状态，并且下部分(T)显示变焦设定在摄远端的状态。

在图2A至9A中，符号L1、L2表示变焦镜头中的透镜，并且符号中的数字与从变焦镜头的物侧开始透镜的布置顺序对应。

表1至8显示实例1至实例8中的变焦镜头的基本数据。在表1至8中，上部分(a)显示透镜数据，并且下部分(b)显示变焦镜头的简单规格。

此外，与实例6对应的表6的右部分(c)显示与基本透镜数据(a)中的表面号Si对应的每个透镜表面的非球面系数。

这里，使用下面的非球面等式：

[等式1]

$Z=\frac{Y^2/R}{1+{(1-K\frac{Y^2}{R^2})}^{1/2}}+{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=3}^n{\mathrm{AiY}}^i,$ 其中

Z：非球面的深度(从非球面上的在高度Y处的点到与非球面的顶点接触的平面的垂直长度，前述平面垂直于光轴)(mm)，

Y：高度(与光轴的距离)(mm)，

R：近轴曲率半径(mm)，和

K，Ai：非球面系数(i＝3至n)。

在除了实例6的实例中，构成相应的变焦镜头的透镜的所有表面是球形的或平坦的。

此外，表9显示通过公式(1)至(7)表示的不等式获得的数值。表9显示用于实例1至实例8中的变焦镜头的数值(通过使用不等式中的算术表达式计算的用于相应实例的数值，或与由不等式中的符号表示的光学***中的常数对应的数值)。

表1至8的上部分显示基本透镜数据(a)。在基本透镜数据(a)中，表面号Si是第i个透镜表面等的序号(i＝1，2，3…)。最物侧表面的表面号为1，并且表面号Si从物侧至像侧依次增加。透镜数据包括孔径光阑St。

此外，曲率半径Ri是第i个表面(i＝1，2，3…)的曲率半径。表面之间的距离Di(i＝1，2，3…)是第i个表面和第(i+1)个表面之间的在光轴Z1上的距离。透镜数据中的符号Ri和符号Di与符号Si对应，表示透镜表面等(i＝1，2，3…)。

此外，表面之间的距离Di的列(i＝1，2，3…)显示表示表面之间的距离的数值和符号Dn(n是序号数值)。符号Dn与不同透镜组的表面之间的距离(空气间距)对应，并且当变焦放大倍率改变时符号Dn表示的距离也变化。

此外，基本透镜数据表示第j个光学元件关于d线(波长为587.6nm)的折射率Ndj。最物侧光学元件是第一光学元件，并且j的序号从物侧向像侧依序增加。此外，透镜数据显示第j个光学元件关于d线的阿贝值vdj。

在表1至8的透镜数据中，曲率半径和表面之间的距离用mm单位表示。当表面朝向物侧凸出时曲率半径是正的。当表面朝向像侧凸出时曲率半径是负的。

表1至8的下部分显示关于变焦(b)的数据。关于变焦(b)的数据显示在广角端和摄远端处的数值，例如变焦镜头的整个***的焦距、F值Fno、全视角2ω和透镜组之间的距离D8、D15、D20、D27等。

表1至9提供在“具体实施方式的说明”的最后。

图10A至10H、图11A至11H、图12A至12H、图13A至13H、图14A至14H、图15A至15H、图16A至16H和图17A至17H分别显示实例1至实例8中的变焦镜头的各种像差。

图10A至17H显示关于波长为587.6nm、460.0nm和615.0nm的光线的像差。

图10A至10D、图11A至11D、图12A至12D、图13A至13D、图14A至14D、图15A至15D、图16A至16D和图17A至17D显示实例1至实例8中的变焦镜头的在广角端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)。图10E至10H、图11E至11H、图12E至12H、图13E至13H、图14E至14H、图15E至15H、图16E至16H和图17E至17H显示实例1至实例8中的变焦镜头的在摄远端处的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)。

在显示畸变的图中，显示当变焦镜头的整个***的焦距为f并且半视角为θ(可变的，0≤θ≤ω)时，从理想图像高度f×tanθ的移位量(差)。

如与实例1至实例8相关的数值数值数据和显示实例1至实例8中的像差的图清楚表示地那样，本发明的变焦镜头能够实现广视角和高可变放大倍率，而不增加设备的尺寸，同时抑制像差。

实例6和7中的变焦镜头能够校正手摇模糊。在实例6和7中，第三透镜组G3中的固定透镜组G3k被固定，而第三透镜组G3的移位透镜组G3s以能够在垂直于光轴的方向上移动的方式保持。因此，当其上安装变焦镜头的整个成像设备振动或被摇动时，能够防止表现物体H的光学图像Hk相对于光接收平面210J的位置的移位，所述光学图像Hk通过变焦镜头形成在光接收平面210J上。换言之，当通过手持成像设备拍摄物体H时，能够防止手摇模糊。

图18是显示视频摄像机的结构的示意图，其作为使用本发明的变焦镜头的成像设备的实例。图18示意地显示变焦镜头1中的第一透镜组G1、第二透镜组G2、孔径光阑St、第三透镜组G3和第四透镜组G4。

图18中显示的视频摄像机10是所谓的3CCD型成像设备，其包括三个成像装置。然而，本发明的成像设备不必一定是3CCD型成像设备。例如，通过使用成像装置可以用于执行整个波段的成像。视频摄像机10包括变焦镜头1、滤色器2、分色棱镜3R、3G、3B、成像装置4R、4G、4B和信号处理电路5。滤色器2布置在变焦镜头1的像侧上，并且具有例如低通过滤和红外线截止过滤的功能。分色棱镜3R、3G、3B布置在滤色器2的像侧上，并且成像装置4R、4G、4B分别设置在分色棱镜3R、3G、3B的端表面上。成像装置4R、4G、4B将通过变焦镜头1形成的光学图像转换成电信号。例如，CCD(电荷耦合装置)可以用作成像装置。成像装置4R、4G、4B以成像装置4R、4G、4B的成像平面与相应颜色的光学图像的图像形成平面一致的方式布置，所述光学图像通过变焦镜头1形成。

滤色器2从通过变焦镜头1的光线中去除不想要的或不必要的光线成分。此外，分色棱镜3R、3G、3B将光线分别分离成红光、绿光和蓝光。此外，图像形成在成像装置4R、4G、4B的分别与红光、绿光和蓝光对应的成像平面上。此外，从成像装置4R、4G、4B输出的信号输送到信号处理电路5，并且对信号执行操作处理以产生彩色图像信号。在信号处理电路5中产生的彩色图像信号被输入到显示装置6，并且在显示装置6上显示图像。

本发明不局限于实施例和实例，在不脱离本发明的精神的情况下，可以有各种变化例。例如，每个透镜的曲率半径、表面之间的距离、折射率的数值等不局限于表中的数字数值，可以是其它数值。

[表1]

实例1

Fno括弧内的数值是孔径光阑没有调节时的数值

[表2]

实例2

Fno括弧内的数值是孔径光阑没有调节时的数值

[表3]

实例3

Fno括弧内的数值是孔径光阑没有调节时的数值

[表4]

实例4

Fno括弧内的数值是孔径光阑没有调节时的数值

[表5]

实例5

Fno括弧内的数值是孔径光阑没有调节时的数值

[表6]

实例6

非球面

Fno括弧内的数值是孔径光阑没有调节时的数值

[表7]

实例7

Fno括弧内的数值是孔径光阑没有调节时的数值

[表8]

实例8

Fno括弧内的数值是孔径光阑没有调节时的数值

[表9]

Claims (23)

1.一种变焦镜头，包括：

具有正屈光力的第一透镜组，在变焦期间所述第一透镜组相对于光轴的方向固定；

具有负屈光力的第二透镜组，在变焦期间所述第二透镜组在光轴的方向上移动；

具有正屈光力的第三透镜组，在变焦期间所述第三透镜组相对于光轴的方向固定；和

具有正屈光力的第四透镜组，在变焦期间所述第四透镜组在光轴的方向上以如下方式移动：校正变焦导致的像平面的位置的波动使得所述变焦镜头聚焦，并且所述第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从所述变焦镜头的物侧依序布置，

其中所述第一透镜组由四个透镜组成，这四个透镜为具有负屈光力的第一组第一透镜、具有正屈光力的第一组第二透镜、具有正屈光力的第一组第三透镜和具有正屈光力的第一组第四透镜，所述第一组第一透镜、第一组第二透镜、第一组第三透镜和第一组第四透镜从所述物侧依序布置，并且

其中所述第一组第一透镜和第一组第二透镜以在它们之间形成间隔的方式布置，并且

其中满足下面的公式(1)：

-2.0＜(R11r+R11f)/(R11r-R11f)＜-0.4    (1)，其中

R11f是第一组第一透镜的物侧表面的曲率半径，并且

R11r是第一组第一透镜的像侧表面的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组满足下面的公式(2)：

-2.0＜f11/f1＜-1.2    (2)，其中

f1是第一透镜组的焦距，并且

f11是第一组第一透镜的焦距。

3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中

第一透镜组中的具有正屈光力的透镜中的至少一个关于d线的阿贝值满足下面的公式(3)：

65＜vdlp    (3)，其中

vdlp是第一透镜组中的具有正屈光力的透镜中的至少一个关于d线的阿贝值。

4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下面的公式(4)：

-2.9＜f2/fw＜-1.8    (4)，其中

fw是变焦镜头的整个***在广角端处的焦距，并且

f2是第二透镜组的焦距。

5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下面的公式(5)：

0.55＜f1/ft＜0.88    (5)，其中

ft是变焦镜头的整个***在摄远端处的焦距，并且

f1是第一透镜组的焦距。

6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第二透镜组由三个具有负屈光力的透镜和一个具有正屈光力的透镜组成。

7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第二透镜组由具有负屈光力的第二组第一透镜、具有负屈光力的第二组第二透镜、具有正屈光力的第二组第三透镜和具有负屈光力的第二组第四透镜组成，所述第二组第一透镜、第二组第二透镜、第二组第三透镜和第二组第四透镜从所述物侧依序布置。

8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组满足下面的公式(6)：

0.1＜D2/TL1＜0.4    (6)，其中

D2是第一组第一透镜和第一组第二透镜之间的空气间距，并且

TL1是第一透镜组的厚度。

9.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中满足下面的公式(7)：

2.5＜f3/f4＜6.0    (7)，其中

f3是第三透镜组的焦距，并且

f4是第四透镜组的焦距。

10.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第四透镜组由三个具有正屈光力的透镜和一个具有负屈光力的透镜组成。

11.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组包括移位透镜组和固定透镜组，所述移位透镜组在垂直于光轴的方向上移动以便在垂直于光轴的方向上使通过变焦镜头形成的光学图像移位，所述固定透镜组相对于与光轴垂直的方向被固定，并且

其中所述移位透镜组整体上具有正屈光力，并且由两个透镜组成，这两个透镜为一个具有正屈光力的透镜和一个具有负屈光力的透镜，并且

其中所述固定透镜组整体上具有负屈光力。

12.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组由3a透镜组、3b透镜组和3c透镜组组成，所述3a透镜组、3b透镜组和3c透镜组从所述物侧依序布置，并且

其中所述3a透镜组由至少一个具有正屈光力的透镜和至少一个具有负屈光力的透镜组成，并且

其中所述3b透镜组整体上具有正屈光力，并且由两个透镜组成，这两个透镜为一个具有正屈光力的透镜和一个具有负屈光力的透镜，并且

其中所述3c透镜组具有负屈光力，并且

其中所述3b透镜组在垂直于光轴的方向上移动以便在垂直于光轴的方向上使通过变焦镜头形成的光学图像移位。

13.根据权利要求2所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组中的具有正屈光力的透镜中的至少一个关于d线的阿贝值满足下面的公式(3)：

65＜vdlp    (3)，其中

vdlp是第一透镜组中的具有正屈光力的透镜中的至少一个关于d线的阿贝值。

14.根据权利要求13所述的变焦镜头，其中满足下面的公式(4)：

-2.9＜f2/fw＜-1.8    (4)，其中

fw是变焦镜头的整个***在广角端处的焦距，并且

f2是第二透镜组的焦距。

15.根据权利要求14所述的变焦镜头，其中满足下面的公式(5)：

0.55＜f1/ft＜0.88    (5)，其中

ft是变焦镜头的整个***在摄远端处的焦距，并且

f1是第一透镜组的焦距。

16.根据权利要求15所述的变焦镜头，其中所述第二透镜组由三个具有负屈光力的透镜和一个具有正屈光力的透镜组成。

17.根据权利要求16所述的变焦镜头，其中所述第二透镜组由具有负屈光力的第二组第一透镜、具有负屈光力的第二组第二透镜、具有正屈光力的第二组第三透镜和具有负屈光力的第二组第四透镜组成，所述第二组第一透镜、第二组第二透镜、第二组第三透镜和第二组第四透镜从所述物侧依序布置。

18.根据权利要求17所述的变焦镜头，其中所述第一透镜组满足下面的公式(6)：

0.1＜D2/TL1＜0.4    (6)，其中

D2是第一组第一透镜和第一组第二透镜之间的空气间距，并且

TL1是第一透镜组的厚度。

19.根据权利要求18所述的变焦镜头，其中满足下面的公式(7)：

2.5＜f3/f4＜6.0    (7)，其中

f3是第三透镜组的焦距，并且

f4是第四透镜组的焦距。

20.根据权利要求19所述的变焦镜头，其中所述第四透镜组由三个具有正屈光力的透镜和一个具有负屈光力的透镜组成。

21.根据权利要求20所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组包括移位透镜组和固定透镜组，所述移位透镜组在垂直于光轴的方向上移动以便在垂直于光轴的方向上使通过变焦镜头形成的光学图像移位，所述固定透镜组相对于与光轴垂直的方向被固定，并且

其中所述移位透镜组整体上具有正屈光力，并且由两个透镜组成，这两个透镜为一个具有正屈光力的透镜和一个具有负屈光力的透镜，并且

其中所述固定透镜组整体上具有负屈光力。

22.根据权利要求20所述的变焦镜头，其中所述第三透镜组由3a透镜组、3b透镜组和3c透镜组组成，所述3a透镜组、3b透镜组和3c透镜组从所述物侧依序布置，并且

其中所述3a透镜组由至少一个具有正屈光力的透镜和至少一个具有负屈光力的透镜组成，并且

其中所述3b透镜组整体上具有正屈光力，并且由两个透镜组成，这两个透镜为一个具有正屈光力的透镜和一个具有负屈光力的透镜，并且

其中所述3c透镜组具有负屈光力，并且

其中所述3b透镜组在垂直于光轴的方向上移动以便在垂直于光轴的方向上使通过变焦镜头形成的光学图像移位。

23.一种成像设备，包括：

根据权利要求1所限定的变焦镜头。

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