CN101183171B

CN101183171B - 变焦透镜系统和采用该变焦透镜系统的电子摄像装置

Info

Publication number: CN101183171B
Application number: CN2007101702035A
Authority: CN
Inventors: 宫岛徹
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Aozhixin Digital Technology Co ltd
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2027-11-15
Also published as: JP2008122880A; US8102606B2; US20080111909A1; CN101183171A

Abstract

本发明提供了变焦透镜系统和采用该变焦透镜系统的电子摄像装置。该变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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和具有正屈光力的第四透镜单元G4，当从广角端向长焦端变焦时，这些透镜单元之间的间隔发生变化，并且所述第二透镜单元包括不超过三个透镜，并且在所述第二透镜单元中将满足下面的条件表达式(1)的负双凹透镜布置得离物体侧最近，并且(所述变焦透镜系统的)特征在于满足下面的条件表达式(2)。-1.0＜SF_2n1＜0.5...(1)3.0＜f_t/f_w＜12.0...(2)

Description

变焦透镜系统和采用该变焦透镜系统的电子摄像装置

技术领域

本发明涉及变焦透镜系统和采用该变焦透镜系统的电子摄像装置，具体地说，涉及一种实现了小型化的诸如摄像机和数字相机的电子摄像装置。

背景技术

近年来，利用诸如CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)的固体摄像元件来拍摄物体的数字相机已经取代了银盐胶卷相机成为主流。此外，数字相机的范围宽泛，包括从用于专业用途的高端类型到紧凑普及类型的多个种类。

普及型数字相机的用户寻求在任何时间任何地点容易地享受针对宽范围的场景的拍摄。为此，小型数字相机，特别是可以容易地置于衣服口袋或包中并便于携带的轻薄数字相机更受欢迎。另一方面，虽然对于紧凑型数字相机，约为3的缩放倍率比已经十分常见，但是仍希望有比常规数字相机具有更高缩放倍率比的数字相机以拓宽拍摄区域。

作为常规技术，在日本专利申请特开公报第2004-258240和第2004-212616号中已经公开了如下的紧凑变焦透镜系统，该紧凑变焦透镜系统是四单元变焦透镜系统，从物体侧起依次包括：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、以及具有正屈光力的第四透镜单元，其中减少了第二透镜单元中的透镜个数。

在这些专利文献中公开的变焦透镜系统中，第二透镜单元包括不超过三个透镜，这对于使变焦透镜系统在径向上小型化是有利的。

具体地说，由于增大了第一透镜单元和第二透镜单元中距离轴外光线的光轴的高度，所以当试图确保透镜边缘厚度的必要的量时，轴边缘厚度趋向于显著增大。此外，当第二透镜单元中的透镜个数增加时，由于从物体侧看来入射光瞳位置变远，所以通过第一透镜单元和第二透镜单元的轴外光线的高度变得越来越高，从而需要使得用于确保边缘厚度的纵向厚度甚至更大。当然，透镜数量的增加量增大了纵向厚度。从此观点看，为了使镜筒紧凑，由较少数量的透镜形成第二透镜单元是有利的。

然而，这些常规技术对于小型化而言也存在不足点。

鉴于上述情况作出本发明，并且本发明的目的是提供一种变焦透镜系统，该变焦透镜系统从物体侧起依次具有正屈光力、负屈光力、正屈光力以及(优选的)正屈光力的屈光力配置，该系统对于(相机)小型化而言是有利的，同时通过对第二透镜单元进行设计而确保高变焦比。此外，本发明的目的是提供一种还通过对第一透镜单元进行设计而有利于进行小型化的变焦透镜系统。

此外，本发明的目的是提供一种通过对每个透镜单元进行设计而有利于确保小型化和高性能的变焦透镜系统。此外，本发明的另一目的是提供一种包括这种变焦透镜系统的有利于进行小型化的电子摄像装置。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种变焦透镜系统，该变焦透镜系统从物体侧起依次包括：

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

当从广角端向长焦端变焦时，所述透镜单元之间的间隔发生变化，并且

所述第二透镜单元包括布置得离物体侧最近并满足下面的条件表达式(1)的的负双凹透镜，并且

所述第二透镜单元中的透镜的总数不超过三个，并且

所述变焦透镜系统满足下面的条件表达式(2)

-1.0＜SF_2n1＜0.5...(1)

3.0＜f_t/f_w＜12.0...(2)

其中，

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

R_2n1f是所述第二透镜单元中布置得离物体侧最近的负透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，

R_2n1r是所述第二透镜单元中布置得离物体侧最近的负透镜的像侧表面的近轴曲率半径，

f_w是在广角端处整个变焦透镜系统的焦距，并且

f_t是在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种电子摄像装置，该电子摄像装置包括：

上述变焦透镜系统，以及

电子摄像元件，该电子摄像元件设置在所述变焦透镜系统的像侧，并将由所述变焦透镜系统形成的像转换为电信号。

附图说明

图1A、图1B和图1C是示出了根据本发明的变焦透镜系统的第一实施方式的在对无限远物点聚焦时的光学设置的沿着光轴的截面图，其中，图1A示出了广角端的状态，图1B示出了中间状态，图1C示出了长焦端的状态；

图2A、图2B和图2C是根据本发明的变焦透镜系统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系统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是根据本发明的变焦透镜系统的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是根据本发明的变焦透镜系统的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是根据本发明的变焦透镜系统的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是根据本发明的变焦透镜系统的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是根据本发明的变焦透镜系统的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是根据本发明的变焦透镜系统的第九实施方式的分别类似于图1A、图1B和图1C的图；

图10A、10B和10C是示出了根据第一实施方式的在对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的图，其中，图10A示出了广角端的状态，图10B示出了中间状态，图10C示出了长焦端的状态；

图11A、11B和11C是根据第二实施方式的在对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、12B和12C是根据第三实施方式的在对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、13B和13C是根据第四实施方式的在对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、14B和14C是根据第五实施方式的在对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、15B和15C是根据第六实施方式的在对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、16B和16C是根据第七实施方式的在对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、17B和17C是根据第八实施方式的在对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、18B和18C是根据第九实施方式的在对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是描述畸变校正的图；

图20是示出了其中安装有根据本发明的变焦透镜系统的数字相机的外观的正面立体图；

图21是图20中的数字相机的背面立体图；

图22是图20中的数字相机的截面图；以及

图23是数字相机的主要部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系统从物体侧起依次包括：

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

所述第二透镜单元包括布置得离物体侧最近并满足下面的条件表达式(1)的负双凹透镜，并且

所述第二透镜单元中的透镜的总数不超过三个，并且

所述变焦透镜系统满足下面的条件表达式(2)

-1.0＜SF_2n1＜0.5...(1)

3.0＜f_t/f_w＜12.0...(2)

其中，

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

f_w是在广角端处整个变焦透镜系统的焦距，并且

f_t是在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

此外，根据本发明的一优选方面，所述变焦透镜系统从物体侧起依次包括：

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。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。在本发明中，为了实现如条件表达式(2)中的变焦比，采用如下设置，该设置从物体侧起依次包括：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，并且其中通过改变所述透镜单元之间的间隔来进行变焦。通过进行这种设置，使得光学系统紧凑，并且通过将变焦负荷有效地分配给各透镜单元，在抑制变焦时的像差波动的同时避免了各单元的移动量增大。

此外，进行布置使得第二透镜单元和第三透镜单元包括不超过三个透镜以抑制径向大小，并且第二透镜单元的光轴厚度非常有助于使镜筒紧凑。

此时，该透镜单元需要实质上为负的屈光力以承担缩放。具体地说，由于第二透镜单元中离物体侧最近的负透镜需要实质上为负的屈光力，因此必须抑制在该负透镜中出现的小像差。为此，可以使该负透镜具有如双凹透镜的实质屈光力，并且优选地通过将透镜的形状设置为最优而在像差和紧凑之间进行平衡。

优选的是，通过进行设置使得不超过条件表达式(1)中的上限来抑制像侧面的曲率，并抑制诸如纵向像差的各种像差的出现。此外，通过使第二透镜单元的主点(principal point)朝向物体，可以进一步减小第二透镜单元的厚度，并且可以使第一透镜单元更靠近第二透镜单元，这对于缩短全长是有利的。

通过进行设置使得不超过条件表达式(1)中的下限，可以容易地抑制物体侧面的曲率，并抑制广角端处的各种轴外像差的出现。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

-0.5＜SF_2n1＜0.5...(1′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

-0.45＜SF_2n1＜0.45...(1")

通过满足条件表达式(1′)和(1")，可以具有上述效果。

条件表达式(2)是为了发挥本发明的变焦透镜系统的性能而对缩放倍率比进行规定的表达式。通过进行设置使得不超过条件表达式(2)中的上限，可以容易地抑制透镜单元的移动量，并易于抑制变焦透镜系统的全长。

通过进行设置使得不超过条件表达式(2)中的下限，可以在具有紧凑性的全部优点的同时实现对摄像角度的改变。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

5.0＜f_t/f_w＜10.0...(2′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

6.0＜f_t/f_w＜8.0...(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。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第一透镜单元从物体侧起依次包括两个透镜，即，具有朝向像侧的凹面的负透镜和正双凸透镜，并且该变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.0＜R_1pr/R_2n1f＜5.0...(A)，

0.5＜SF_1n＜30.0...(B)，以及

0.1＜R_1nr/R_1pf＜10.0...(C)

其中，

R_1pr表示所述第一透镜单元中的正透镜的像侧表面的近轴曲率半径，

SF_1n被定义为SF_1n＝(R_1nf+R_1nr)/(R_1nf-R_1nr)，此时

R_1nf表示所述第一透镜单元中的所述负透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，并且

R_1pr表示所述第一透镜单元中的所述负透镜的像侧表面的近轴曲率半径。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。当使第二透镜单元的离物体侧最近的透镜面为凹面时，并且当使第一透镜单元的像侧透镜面为凸面时，可以容易地抑制像差的影响。此外，在广角端，第一透镜单元可以位于进一步朝向第二透镜单元的位置，这对于使全长变小是有利的。此外，通过利用上述两个透镜形成第一透镜单元，易于实现第一透镜单元中的像差校正，并使系统变小。为了易于减小广角端处的有效直径和全长，优选地满足上述条件表达式(A)、(B)和(C)。

条件表达式(A)是如下的表达式，在该表达式中指定了第一透镜单元和第二透镜单元的相互面对的透镜面的近轴曲率半径之间的关系。通过使正透镜的出射面的曲率绝对值变小，并通过进行设置使得不超过条件表达式(A)中的下限，可以在广角端使正透镜的出射面的周边部分更靠近第二透镜单元，这对于广角端的轴外像差校正是有利的。

通过进行设置使得不超过条件表达式(A)中的上限，可以使第一透镜单元和第二透镜单元在广角端更靠近，这对于缩短变焦透镜系统的全长是有利的。

条件表达式(B)是如下的表达式，在该表达式中指定了负透镜的形状。通过进行设置使得不超过条件表达式(B)的下限，易于抑制入射在负透镜上的光线入射高度，并使第一透镜单元的有效直径变小。

通过进行设置使得不超过条件表达式(B)中的上限，易于确保负透镜的负屈光力，这对于校正第一透镜单元中的像差是有利的。

条件表达式(C)是如下的表达式，在该表达式中指定了负透镜和正透镜的相互面对的透镜面的近轴曲率半径的关系。通过进行设置使得不超过条件表达式(C)中的下限，可以使负透镜的像侧表面的曲率半径变小，这对于校正像差是优选的。此外，易于抑制第一透镜单元的光轴上的厚度。

通过进行设置使得不超过条件表达式(C)中的上限，可以使负透镜的圆周更靠近正透镜，这对于减小径向大小是有利的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第一透镜单元满足以下条件表达式。

0≤d₁₂/∑_1G＜0.2...(D)

其中，

d₁₂表示所述第一透镜单元中的所述负透镜和所述正透镜之间的光轴距离，并且

∑_1G表示所述第一透镜单元的光轴厚度。

超过条件表达式(D)中的下限值在物理上是不可能的。通过进行设置使得不超过条件表达式(D)中的上限，减小了负透镜和正透镜的光轴距离，这对于进行小型化是有利的。此外，抑制了由于偏心而引起的像差的影响。

为了有效地实现良好的光学性能，在实现紧凑性的同时，本发明中还提出了除了上述想法之外的各种想法。下面将对其进行详细描述。例如，在该变焦透镜系统中，优选的是针对第一透镜单元的屈光力进行如下设置。

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系统的焦距。

通过进行设置使得不超过条件表达式(3)中的上限，确保了第一透镜单元的屈光力，并抑制了变焦透镜系统的全长的变化，这对于使镜筒变小是有利的。此外，甚至通过抑制第二透镜单元的屈光力，易于确保第二透镜单元中的缩放倍率负荷，这对于减少像差并使第二透镜单元小型化是有利的。

通过进行设置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，并抑制了在长焦端出现球面像差和彗星像差，并易于确保良好的光学性能。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.50＜f₁/f_t＜0.80...(3′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.55＜f₁/f_t＜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。

此外，优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

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系统的焦距。

通过进行设置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，并抑制了用于变焦的透镜单元之间的距离变化量，这对于使镜筒紧凑是有利的。此外，即使在抑制了第一透镜单元的屈光力时也可以实现缩放倍率负荷，这对于减少第一透镜单元中的像差出现是有利的。

通过进行设置使得不超过条件表达式(4)中的下限，适度地抑制了屈光力，并易于抑制像差的出现。此外，防止了纵向缩放倍率过小，这对于针对距离变化量确保变焦比是有利的。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.12＜|f₂/f_t|＜0.19...(4′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

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，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

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系统的焦距。

当进行设置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用于缩放的透镜单元之间的距离的变化量。

通过进行设置使得不超过条件表达式(5)中的下限，易于抑制第三透镜单元中的像差出现。此外，防止了纵向缩放倍率过小，这对于针对距离变化量确保缩放倍率比是有利的。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.15＜f₃/f_t＜0.28...(5′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

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。

此外，优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

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系统的焦距。

通过进行设置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，并抑制了像散校正的不足和整个变焦范围内的畸变。

通过进行设置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，并抑制了像散的过度校正和整个变焦范围内的畸变。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.30＜f₄/f_t＜0.65...(6′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

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。

此外，第四透镜单元可以由塑料材料形成。具体地说，对于第四透镜单元，优选地具有一个透镜的结构。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：通过将出射光瞳位置布置在适当位置处，使光线有效地入射在成像元件上。

为了实现这种功能，当将屈光力设置在条件表达式(6)中所述的范围内时，不需要相对大的屈光力，可以通过利用诸如塑料的具有低折射率的玻璃材料进行构建。此外，当在第四透镜单元中使用塑料时，降低了成本，并可以提供更便宜的变焦透镜系统。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第一透镜单元包括两个透镜，即，负透镜和正透镜，并且该变焦透镜系统满足以下条件表达式。

38.0＜v_d1p-v_d1n...(7)

其中，

v_d1p表示针对所述第一透镜单元中的所述正透镜的d线的阿贝数，并且

v_d1n表示针对所述第一透镜单元中的所述负透镜的d线的阿贝数。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。条件表达式(7)是与纵向像差的校正以及缩放的离轴色差的校正有关的表达式。为了有利地在第一透镜单元中校正由于第一透镜单元的实质正屈光力而出现的色像差，优选地针对正透镜使用色散性小的材料，并且针对负透镜使用色散性大的材料。具体地说，优选的是，满足规定这两个透镜的阿贝数之间的差的条件表达式(7)。

进行设置使得不超过条件表达式(7)中的下限有利于实现对色像差的良好校正以及确保变焦比。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

47.0＜v_d1p-v_d1n...(7′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

58.0＜v_d1p-v_d1n...(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。

此外，优选的是，针对第一透镜单元中的正透镜，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

62.0＜v_d1p＜95.0...(8)

其中，

v_d1p表示针对所述第一透镜单元中的正透镜的d线的阿贝数。

通过进行设置使得不超过条件表达式(8)中的上限，材料的大规模生产和采购变得容易，这对于降低成本是有利的。

通过进行设置使得不超过条件表达式(8)中的下限，抑制了色散，这对于减少色像差是有利的。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

65.0＜v_d1p＜93.0...(8′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

80.0＜v_d1p＜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。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第二透镜单元的离像侧最近的表面是凹面，并且第三透镜单元包括布置得离物体侧最近的正透镜，并且该正透镜的物体侧表面是凸面，并且该变焦透镜系统满足以下条件表达式。

62.0＜v_d3p＜95.0...(9)

其中，

v_d3p表示针对所述第三透镜单元中的正透镜的d线的阿贝数。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。易于在长焦端使第二透镜单元和第三透镜单元更靠近。此外，从第二透镜单元发散出的轴光束入射到第三透镜单元上。因此，使第三透镜单元中离物体侧最近的透镜为正单透镜，对发散光束的所起的会聚作用对于使第三透镜单元小型化是有利的。

通过进行设置使得不超过条件表达式(9)中的上限，材料的大规模生产和采购变得容易，并且有效地降低了成本。

通过进行设置使得不超过条件表达式(9)中的下限，抑制了色散，减少了纵向色像差，并易于在整个变焦范围上实现良好的光学性能。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

65.0＜v_d3p＜93.0...(9′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

80.0＜v_d3p＜90.0...(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。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是满足以下条件表达式。

1.85＜n_d1n＜2.10...(10)

其中，

n_d1n表示针对所述第一透镜单元中的负透镜的d线的折射率。

通过进行设置使得不超过条件表达式(10)中的上限，材料的大规模生产和采购变得容易，从而有利于降低成本。

通过进行设置使得不超过条件表达式(10)中的下限，即使在实现了期望的屈光力时也可以将透镜面的曲率绝对值抑制得较小，并且可以减少在广角端出现畸变和像面弯曲以及在广角端和长焦端出现彗星像差。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.90＜n_d1n＜2.05...(10′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.95＜n_d1n＜2.05...(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。

1.76＜n_d2n＜2.00...(11)

其中，

n_d2n表示针对所述第二透镜单元中的负透镜的d线的折射率。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。抑制第二透镜单元中的负双凹透镜的曲率增大对于各种轴外像差的校正是有利的。通过进行设置使得不超过条件表达式(11)中的上限，材料的大规模生产和采购变得容易，从而有利于降低成本。

通过进行设置使得不超过条件表达式(11)中的下限，即使在确保屈光力时也可以使透镜面的曲率绝对值变小，并且可以抑制在广角端出现畸变和像面弯曲以及在广角端和长焦端出现彗星像差。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.80＜n_d2n＜1.95...(11′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.83＜n_d2n＜1.90...(11")

通过满足条件表达式(11′)和(11")，可以进一步表现出上述效果。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第二透镜单元包括布置得离像侧最近或离像侧第二近的正透镜，并且所述正透镜满足以下条件表达式。

1.80＜n_d2p＜2.15...(12)

其中，

n_d2p表示针对所述第二透镜单元中的正透镜的d线的折射率。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。通过将第二透镜单元中的正透镜布置为离像侧最近或离像侧第二近，有利于减少易出现在负的第二透镜单元中的像差，以及通过调节主点进行小型化。

通过进行设置使得不超过条件表达式(12)中的上限，材料的大规模生产和采购变得容易，从而有利于降低成本。

通过进行设置使得不超过条件表达式(12)中的下限，即使在实现了期望屈光力时也可以将透镜面的曲率绝对值抑制得较小，并且可以抑制在广角端出现畸变和像面弯曲以及在广角端和长焦端出现彗星像差。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.84＜n_d2p＜2.10...(12′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.90＜n_d2p＜2.10...(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。

-0.8＜SF_1p＜-0.1...(13)

其中，

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

R_1pf为所述第一透镜单元中的所述正透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，并且

R_1pr为所述第一透镜单元中的所述正透镜的像侧表面的近轴曲率半径。

通过进行设置使得不超过条件表达式(13)中的上限，对于校正广角端侧的诸如在透镜的像侧表面出现的像面弯曲的像差是有利的。

另一方面，通过进行设置使得不超过条件表达式(13)中的下限，对于校正长焦端侧的球面像差以及对于具有高变焦比是有利的。此外，避免了第一透镜单元的主点位置位于物体侧，从而第一透镜单元和第二透镜单元的主点易于更加靠近，即使在确保期望的像角时也易于降低光线高度。因此，即使在确保第一透镜单元中的透镜的边缘厚度时，也可以减少轴厚度，这对于进行小型化是有利的。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

-0.75＜SF_1p＜-0.11...(13′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

-0.35＜SF_1p＜-0.13...(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。

1.0＜(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w)＜2.5...(14)

其中，

β_2w表示所述第二透镜单元在广角端的横向缩放倍率，

β_2t表示所述第二透镜单元在长焦端的横向缩放倍率，

β_3w表示所述第三透镜单元在广角端的横向缩放倍率，并且

β_3t表示所述第三透镜单元在长焦端的横向缩放倍率。

通过进行设置使得不超过条件表达式(14)中的上限，优选地抑制了第二透镜单元的剩变焦负荷过大，并抑制由于屈光力增大而出现像差以及特别在长焦端出现诸如像面弯曲和缩放倍率色像差的各种轴外像差。

通过进行设置使得不超过条件表达式(14)中的下限，优选地抑制了由于第三透镜单元的移动量增大而引起的镜筒尺寸增大，并抑制了由于第三透镜单元的屈光力增大而出现像差以及特别在长焦端出现诸如球面像差的纵向像差。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.3＜(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w)＜2.0...(14′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.5＜(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w)＜1.9...(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。

2.6＜β_2t/β_2w＜6.0...(15)

其中，

β_2w是所述第二透镜单元在广角端的横向缩放倍率，并且

β_2t是所述第二透镜单元在长焦端的横向缩放倍率。

通过进行设置使得不超过条件表达式(15)中的上限，优选地抑制了由于第二透镜单元的屈光力增大而出现像差，并抑制了在长焦端出现诸如像面弯曲和缩放倍率色像差的各种轴外像差。

通过进行设置使得不超过条件表达式(15)中的下限，优选地减少了其它透镜单元的缩放作用的负荷。通过抑制第三透镜单元的缩放负荷，对于减少长焦端处诸如球面像差的纵向像差的出现是有利的。此外，通过将第四透镜单元的缩放负荷抑制到适度水平，易于将第四透镜单元的屈光力抑制到适度水平，并抑制对整个范围内的像散的过度校正。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

2.6＜β_2t/β_2w＜5.0...(15′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

2.9＜β_2t/β_2w＜3.5...(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。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是针对第三透镜单元的变焦作用，满足以下条件表达式。

1.2＜β_3t/β_3w＜3.0...(16)

其中，

β_3w表示所述第三透镜单元在广角端的横向缩放倍率，并且

β_3t表示所述第三透镜单元在长焦端的横向缩放倍率。

通过进行设置使得不超过条件表达式(16)中的上限，易于抑制由于第三透镜单元的屈光力增大而出现像差，以及特别在长焦端抑制诸如球面像差的纵向像差的出现。

通过进行设置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的缩放作用的负荷。通过抑制第二透镜单元的缩放负荷，对于减少在长焦端处出现诸如像面弯曲和缩放倍率色像差的各种轴外像差是有利的。此外，通过抑制第四透镜单元的缩放负荷，易于将第四透镜单元的屈光力抑制到适度水平，并抑制对整个范围内的像散的过度校正。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.5＜β_3t/β_3w＜2.5...(16′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.7＜β_3t/β_3w＜2.0...(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。

0.7＜β_4t/β_4w＜1.7...(17)

其中，

β_4w表示所述第四透镜单元在广角端的横向缩放倍率，并且

β_4t表示所述第四透镜单元在长焦端的横向缩放倍率。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。通过使第四透镜单元具有适度的变焦负荷，可以容易地抑制第二透镜单元和第三透镜单元的缩放负荷，这对于在抑制像差波动的同时确保缩放倍率比是有利的。

通过进行设置使得不超过条件表达式(17)中的上限，易于抑制第四透镜单元的缩放负荷的增大以及抑制像差。当使第四透镜单元为聚焦时移动的单元时，对于抑制聚焦时的像面弯曲是有利的。

优选的是，通过进行设置使得不超过条件表达式(17)中的下限来减少其它透镜单元的缩放负荷。通过抑制第二透镜单元的缩放负荷，对于减少在长焦端处出现诸如像面弯曲和缩放倍率色像差的各种轴外像差是有利的。此外，通过抑制第三透镜单元的缩放负荷，对于特别在长焦端减少诸如球面像差的纵向像差的出现是有利的。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.8＜β_4t/β_4w＜1.5...(17′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.0＜β_4t/β_4w＜1.3...(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。

针对在整个变焦透镜系统的长焦端处的焦距，关于在广角端处在第二透镜单元和第三透镜单元之间的光轴上的空气间隔和在长焦端处在第一透镜单元和第二透镜单元之间的光轴上的空气间隔的总和，可以作出以下设置。为此，在该变焦透镜系统中，优选的是满足以下条件表达式。

0.4＜(D_2w+D_1t)/f_t＜0.9...(18)

其中，

D_2w表示在广角端处所述第二透镜单元和所述第三透镜单元之间的光轴上的空气间隔，

D_1t表示在长焦端处所述第一透镜单元和所述第二透镜单元之间的光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

通过进行设置使得不超过条件表达式(18)中的上限，易于抑制移动的透镜单元的移动量，以及抑制镜筒的厚度。

通过进行设置使得不超过条件表达式(18)中的下限，易于在实现高变焦比的同时抑制各透镜单元的屈光力，以及抑制像差波动。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.5＜(D_2w+D_1t)/f_t＜0.7...(18′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.55＜(D_2w+D_1t)/f_t＜0.65...(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。

0.1＜D_2w/f_t＜0.5...(19)

其中，

D_2w表示在广角端处所述第二透镜单元和所述第三透镜单元之间的光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

通过进行设置使得不超过条件表达式(19)中的上限，易于抑制在广角端处变焦透镜系统的全长。此外，易于减少入射在第一透镜单元上的光线高度，并减少第一透镜单元和第二透镜单元的透镜直径，此外还抑制厚度以确保边缘厚度，这对于使变焦透镜系统小型化以及在变焦透镜系统收缩时使其轻薄化是有利的。

通过进行设置使得不超过条件表达式(19)中的下限，即使在增大变焦比时也易于抑制各透镜单元的屈光力，并易于对诸如球面像差的像差进行校正。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.25＜D_2w/f_t＜0.34...(19′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.28＜D_2w/f_t＜0.33...(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。

此外，针对在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距，关于在广角端处在第二透镜单元和第三透镜单元之间的光轴上的空气间隔，可以作出以下设置。为此，在该变焦透镜系统中，优选的是满足以下条件表达式。

0.2＜D_1t/f_t＜0.5...(20)

其中，

D_1t表示在长焦端处所述第二透镜单元和所述第一透镜单元之间的光轴上的空气间隔，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

通过进行设置使得不超过条件表达式(20)中的上限，易于抑制在广角端处变焦透镜系统的全长，从而对于使镜筒厚度变小是有利的。

通过进行设置使得不超过条件表达式(20)中的下限，即使在变焦比增大时也可以抑制各透镜单元的屈光力，并易于抑制诸如球面像差的像差的出现。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.2＜D_1t/f_t＜0.4...(20′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.25＜D_1t/f_t＜0.35...(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。

此外，在该变焦透镜系统中，针对在长焦端处整个系统的焦距，可以对变焦透镜系统的全长作出以下设置。为此，在该变焦透镜系统中，优选的是满足以下条件表达式。

0.7＜T_L/f_t＜1.5...(21)

其中，

T_L表示在长焦端处所述第一透镜单元中从离物体侧最近的透镜面的顶点到像面的光轴上的距离，并且

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。通过第一透镜单元的上述移动，易于确保第二透镜单元等的缩放作用。

通过进行设置使得不超过条件表达式(21)中的上限，易于抑制在长焦端处变焦透镜系统的全长，以及抑制镜筒厚度的增大。

通过进行设置使得不超过条件表达式(21)中的下限，即使在缩放倍率比增大时也易于抑制各透镜单元的屈光力，以及抑制诸如球面像差的像差的出现。

更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

0.9＜T_L/f_t＜1.3...(21′)

甚至更优选的是，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式。

1.0＜T_L/f_t＜1.2...(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。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第一透镜单元包括其中接合了负透镜和正透镜的接合双合透镜(cemented doublet)，并且第一透镜单元中的透镜的总数为两个。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。当使第一透镜单元为负透镜和正透镜的接合双合透镜时，可以通过增大(增高)缩放倍率，对在长焦端使焦距变长时容易变得明显的纵向色像差有效地进行校正。此外，可以抑制与由于装配误差而引起的透镜偏心相关的光学性能劣化，这有助于提高产量以及降低成本。

当第一透镜单元中的负透镜和正透镜未接合时，对于更有效地校正广角端处的畸变和彗星像差以及长焦端处的彗星像差是有利的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是第二透镜单元从物体侧起依次包括：负透镜、负透镜、以及正透镜，并且第二透镜单元中的透镜的总数为三个。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。通过将第二透镜单元的负屈光力分布在两个负透镜中，并将正透镜布置为离像侧最近，对于通过校正初始像差而缩短全长以及将主点朝向物体布置是有利的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第二透镜单元从物体侧起依次包括：负透镜、正透镜、以及负透镜，并且第二透镜单元中的透镜的总数为三个。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。通过将透镜对称地布置在第二透镜单元中，易于抑制变焦时诸如球面像差的各种像差的波动。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是第二透镜单元包括两个透镜，即，负透镜和正透镜，并且第二透镜单元中的透镜的总数为二个。因此，对于在抑制第二透镜单元中的像差的同时使第二透镜单元小型化是有利的。

在该变焦透镜系统中，优选的是第三透镜单元中的透镜的总数不超过三个。因此，对于使镜筒轻薄化是有利的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是第三透镜单元从物体侧起依次包括：正透镜、正透镜、以及负透镜，并且该负透镜接合到相邻透镜，并由该正透镜和该负透镜形成接合双合透镜。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。通过将该正透镜和该负透镜接合，可以有效地校正纵向色像差。此外，通过将正透镜的屈光力分布在两个透镜中，并使正透镜和负透镜成为接合透镜，可以避免由于装配过程中透镜的相对偏心而引起的光学性能降低。这导致产量的提高以及成本的降低。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是第四透镜单元仅包括一个正透镜。因此，对于在收缩时的小型化是有利的。

此外，当使变焦透镜系统为四单元变焦透镜系统时，第四透镜单元变成最后一个透镜单元，并使其具有使出射光瞳远离像面的功能。然而，由于该功能甚至可以由一个透镜给予，所以对于小型化是有利的。此外，当进行设置使第四透镜单元在变焦时移动时，通过使一个透镜为移动透镜，可以减小聚焦时的驱动负荷。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是第一透镜单元包括非球面透镜面。这种设置对于校正特别是在长焦端容易出现的球面像差是有利的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是第二透镜单元包括非球面透镜面。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。当试图在抑制总体长度的同时确保变焦比时，容易增大第二透镜单元中光线入射位置的变化。在该透镜单元中设置非球面对于校正广角端处的轴外像差是有利的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是第三透镜单元包括非球面透镜面。这种设置对于校正整个变焦范围内的球面像差和彗星像差是有利的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是第三透镜单元包括布置得离物体侧最近并且其两个面都是非球面的正单透镜。因此，通过使一个透镜的两侧表面都是非球面，可以在将由于透镜单元中透镜的相对偏心而引起的光学性能降低抑制得较小的同时，更有利地执行对球面像差和彗星像差的校正。

在该变焦透镜系统中，优选的是第四透镜单元包括非球面透镜面。这种设置对于保持光学性能(例如校正斜像差和减少出射光瞳位置的波动)是有利的。

在该变焦透镜系统中，优选的是第一透镜单元、第二透镜单元、第三透镜单元和第四透镜单元在变焦时移动，并且该变焦透镜系统还包括在光轴方向上与第三透镜单元一体地移动的孔径光阑。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。将变焦作用有效地赋予各透镜单元，可以在整个变焦区域内容易地对像差进行良好的校正。

此外，通过将孔径光阑与第三透镜单元一体地移动，可以有效地校正缩放倍率色像差和畸变。并非仅在性能方面发挥该作用，可以适当地控制入射光瞳的位置和出射光瞳的位置。

换句话说，广角端处的斜光束的光线高度和长焦端处的纵向光束的光线高度得以平衡，并可以以平衡的方式使第一透镜单元的外直径以及第二透镜单元的外直径紧凑。

具体地说，减小广角端处第一透镜单元的外直径有效地导致透镜的厚度方向上的小型化。此外，由于在采用CCD和CMOS等的情况下还可以控制为减少变焦时出射光瞳的位置波动，所以可以通过将入射光线的角度保持在适当范围内来避免在画面的角落出现暗部(shading)，从而变得适于电子摄像元件。此外，易于抑制由于第三透镜单元的紧凑性和第三透镜单元的移动而引起的像差波动。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是在从广角端向长焦端变焦时，第一透镜单元在长焦端而不是在广角端向物体侧移动以定位，第二透镜单元移动，第三透镜单元向物体侧移动，并且第四透镜单元移动。因此，在确保对第二透镜单元和第三透镜单元的变焦作用的同时，易于调节像差的总平衡。

在从广角端向长焦端变焦时，第一透镜单元可以在长焦端而不是在广角端向物体侧移动以定位。此时，该透镜单元可以仅向物体侧移动，并且可以按照凸轨迹向像侧移动。

此外，第二透镜单元可以仅向像侧移动，或者可以按照凸轨迹向像侧移动。第三透镜单元可以仅向物体侧移动。第四透镜单元可以仅向物体侧移动，或者可以仅向像侧移动。或者第四透镜单元可以按照凸轨迹向物体侧移动，或按照凸轨迹向像侧移动。

在该变焦透镜系统中，优选的是将孔径光阑布置在第二透镜单元和第三透镜单元之间。

下面将说明在变焦透镜系统中采用上述设置的原因和效果。可以将入射光瞳置于从物体侧看来更近的位置，并使出射光瞳与像面保持一距离。此外，更优选的是，沿直线布置与孔径光阑一体地移动的快门。

此外，由于可以降低斜光线的高度，因此没有增大快门单元的大小，并且在移动孔径光阑和快门单元时，一个小的静区(dead space)用来实现此目的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是该变焦透镜系统是四单元变焦透镜系统。这种设置对于使变焦透镜系统紧凑是有利的。

此外，本发明的电子摄像装置包括上述变焦透镜系统以及布置在该变焦透镜系统的像侧的电子摄像元件，所述电子摄像元件将由所述变焦透镜系统形成的像转换为电信号。

本发明的变焦透镜系统对于确保远心度(telecentricity)是有利的。因此，优选的是，在采用其中由于入射角度而导致出现图像劣化的电子摄像元件的电子摄像装置中，使用所述变焦透镜系统。

此外，在采用该电子摄像元件的这种电子摄像装置的情况下，优选的是进行以下设置。为此，优选的是，所述电子摄像装置包括对变焦透镜系统的畸变进行电气校正的处理部。

因此，即使在变焦透镜系统被构造得较小时也可以抑制再现图像的劣化，这对于使电子摄像装置变小是有利的。

在上述各发明中，在向变焦透镜系统提供聚焦功能的情况下，进行设置以使得聚焦到最远的物点。当通过在光轴方向上移动第四透镜单元来进行聚焦操作时，易于抑制出射光瞳的位置波动。因此，这种聚焦操作是优选的。

此外，优选的是，使本发明同时满足任意多个条件表达式。此外，可以使各条件表达式的下限值和上限值为仅限制了上限值的条件等式的下限值和上限值。此外，可以任意组合上述各种设置。

从上述说明可以明白，根据本发明，通过对第二透镜单元进行设计，可以提供对于增大缩放倍率比以及使装置紧凑都有用的变焦透镜系统。此外，可以提供对于使第一透镜单元和第二透镜单元变小有用的变焦透镜系统。

此外，通过对各透镜单元和移动方法进行设计，可以提供能够实现小型化、高变焦比、成本降低以及确保光学性能之中的一些或多个的变焦透镜系统。此外，可以提供包括这种变焦透镜系统的电子摄像装置。

下面将参照附图详细描述根据本发明的变焦透镜系统和电子摄像装置的示例性实施方式。然而，本发明并不限于下述实施方式。

下面将描述本发明的变焦透镜系统的第一实施方式到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对无限远物点对焦时的广角端状态、中间状态和长焦端状态的透镜截面图。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表示形成低通滤光片(其中采用了限制红外光的波长区域限制涂层)的平行平板，C表示电子摄像元件的碳玻璃平行平板，并且I表示像面。可以将用于限制波长区域的多层膜应用于碳玻璃C的表面。此外，可使碳玻璃C具有低通滤光片的作用。

如图1A至图1C所述，第一实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

在从广角端向长焦端变焦时，第一透镜单元G1向物体侧移动，第二透镜单元G2一旦向物体侧移动后就翻转过来并向像侧移动，第三透镜单元G3与孔径光阑S一体地向物体侧移动，并且第四透镜单元G4向像侧移动。

按从物体侧起的顺序，第一透镜单元G1包括：其凸面朝向物体侧的第一负凹凸透镜，以及第二正双凸透镜。第一负凹凸透镜和第二正双凸透镜接合在一起。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜和其凸面朝向物体侧的第四正凹凸透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、其凸面朝向物体侧的第六正凹凸透镜以及其凸面朝向物体侧的第七负凹凸透镜。第六正凹凸透镜和第七负凹凸透镜接合在一起。第四透镜单元包括第八正双凸透镜。第十面的透镜顶点位于比孔径光阑S更远的物体侧。

非球面被用于六个面，即，第二正双凸透镜的像侧的面、第三负双凹透镜的两个面、第五正双凸透镜的两个面以及第八正双凸透镜的朝向物体侧的面。此外，第八面为虚拟面(virtual surface)。

如图2A至图2C所示，第二实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

按从物体侧起的顺序，第一透镜单元G1包括：其凸面朝向物体侧的第一负凹凸透镜，以及第二正双凸透镜。第一负凹凸透镜和第二正双凸透镜接合在一起。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜和其凸面朝向物体侧的第四正凹凸透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、其凸面朝向物体侧的第六正凹凸透镜和其凸面朝向物体侧的第七负凹凸透镜。第六正凹凸透镜和第七负凹凸透镜接合在一起。第四透镜单元G4包括第八正双凸透镜。第十面的透镜顶点位于比孔径光阑S更远的物体侧。

非球面被用于六个面，即，第二正双凸透镜的像侧的面、第三负双凹透镜的两个面、第五正双凸透镜的两个面以及第八正双凸透镜的朝向物体侧的面。此外，第八面为虚拟面。

如图3A至图3C所示，第三实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

按从物体侧起的顺序，第一透镜单元G1包括：其凸面朝向物体侧的第一负凹凸透镜，以及第二正双凸透镜。第一负凹凸透镜和第二正双凸透镜接合在一起。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜和其凸面朝向物体侧的第四正凹凸透镜。第三透镜单元G3包括第五正双凸透镜、其凸面朝向物体侧的第六正凹凸透镜和其凸面朝向物体侧的第七负凹凸透镜。第六正凹凸透镜和第七负凹凸透镜接合在一起。第四透镜单元G4包括第八正双凸透镜。第十面的透镜顶点位于比孔径光阑更远的物体侧。

如图4A至图4C所示，第四实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

如图5A至图5C所示，第五实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

如图6A至图6C所示，第六实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

按从物体侧起的顺序，第一透镜单元G1包括：其凸面朝向物体侧的第一负凹凸透镜，以及第二正双凸透镜。第一负凹凸透镜和第二正双凸透镜接合在一起。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜、其凸面朝向物体侧的第四负凹凸透镜和其凸面朝向物体侧的第五正凹凸透镜。第三透镜单元G3包括第六正双凸透镜、其凸面朝向物体侧的第七正凹凸透镜和其凸面朝向物体侧的第八负凹凸透镜。第七正凹凸透镜和第八负凹凸透镜接合在一起。第四透镜单元G4包括第九正双凸透镜。第十二面的透镜顶点位于比孔径光阑更远的物体侧。

非球面被用于六个面，即，第二正双凸透镜的像侧的面、第三负双凹透镜的两个面、第六正双凸透镜的两个面以及第九正双凸透镜的朝向物体侧的面。此外，第十面为虚拟面。

如图7A至图7C所示，第七实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

按从物体侧起的顺序，第一透镜单元G1包括：其凸面朝向物体侧的第一负凹凸透镜，以及第二正双凸透镜。第一负凹凸透镜和第二正双凸透镜接合在一起。第二透镜单元G2包括第三负双凹透镜、第四正双凸透镜和第五负双凹透镜。第三透镜单元G3包括第六正双凸透镜、其凸面朝向物体侧的第七正凹凸透镜和其凸面朝向物体侧的第八负凹凸透镜。第七正凹凸透镜和第八负凹凸透镜接合在一起。第四透镜单元G4包括第九正双凸透镜。第十二面的透镜顶点位于比孔径光阑S更远的物体侧。

如图8A至图8C所示，第八实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

如图9A至图9C所示，第九实施方式的变焦透镜系统从物体侧起依次包括：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。

以下示出了上述各实施方式的数值数据。除了上述符号以外，f表示整个变焦透镜系统的焦距，FNO表示焦距比数(F number)，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，各个r₁、r₂、...表示各透镜面的曲率半径，各个d₁、d₂、...表示两个透镜之间的距离，各个n_d1、n_d2、...表示各透镜针对d线的折射率，并且各个v_d1、v_d2、...表示各透镜的阿贝数。当令x为以光传播方向为正(方向)的光轴，并且令y为与光轴正交的方向时，由下式表示非球面形状。

x＝(y²/r)/[1+(1-(K+1)(y/r)²}^1/2]+A₄

y⁴+A₆ y⁶+A₈ y⁸+A₁₀ y¹⁰+A₁₂ y¹²

其中，r表示近轴曲率半径，K表示圆锥系数，A₄、A₆、A₈、A₁₀和A₁₂分别表示四次、六次、八次、十次和十二次非球面系数。此外，在非球面系数中，“e-n”(其中n为整数)表示“10^-n”。

此外，“A”表示该面是非球面，并且“S”表示该表面是孔径光阑。

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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝0.000

A₄＝3.82038e-05

A₆＝-8.48090e-08

A₈＝3.61465e-10

第四面

K＝0.089

A₄＝4.60626e-05

A₆＝1.28261e-05

A₈＝-1.58317e-07

第五面

K＝-0.406

A₄＝-5.63186e-04

A₆＝8.35981e-06

A₈＝2.80302e-07

第十面

K＝-0.227

A₄＝-1.01015e-03

A₆＝-2.49056e-05

第十一面

K＝0.000

A₄＝6.04770e-04

A₆＝-2.94658e-05

A₈＝1.98114e-06

第十六面

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 3.6 8 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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝0.000

A₄＝4.69441e-05

A₆＝-1.14534e-07

A₈＝4.94209e-10

第四面

K＝0.089

A₄＝-1.91915e-04

A₆＝1.92984e-05

A₈＝-2.28818e-07

第五面

K＝-0.406

A₄＝-5.68873e-04

A₆＝7.83764e-06

A₈＝6.33582e-07

第十面

K＝-0.227

A₄＝-9.38774e-04

A₆＝-2.98017e-05

第十一面

K＝0.000

A₄＝6.11227e-04

A₆＝-3.00252e-05

A₈＝1.85735e-06

第十六面

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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝0.000

A₄＝3.92559e-05

A₆＝-6.29929e-08

A₈＝2.03948e-10

第四面

K＝0.089

A₄＝2.03912e-04

A₆＝1.01180e-05

A₈＝-1.28824e-07

第五面

K＝-0.406

A₄＝-3.80310e-04

A₆＝1.04953e-05

A₈＝2.29140e-07

第十面

K＝-0.227

A₄＝-1.05417e-03

A₆＝-2.31881e-05

第十一面

K＝0.000

A₄＝6.50102e-04

A₆＝-2.65162e-05

A₈＝1.92181e-06

第十六面

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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝0.000

A₄＝3.03379e-05

A₆＝-5.30314e-08

A₈＝2.38853e-10

第四面

K＝0.089

A₄＝-4.93344e-05

A₆＝1.67517e-05

A₈＝-1.98391e-07

第五面

K＝-0.406

A₄＝-4.16293e-04

A₆＝9.24712e-06

A₈＝4.77141e-07

第十面

K＝-0.227

A₄＝-8.15716e-04

A₆＝-2.26164e-05

第十一面

K＝0.000

A₄＝6.46494e-04

A₆＝-3.54167e-05

A₈＝1.87547e-06

第十六面

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＝19.59 0 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 nd₃＝1.83481 vd₃＝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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝-7.111

A₄＝-5.55917e-07

A₆＝1.43935e-08

A₈＝1.59184e-10

A₁₀＝2.14201e-14

第四面

K＝0.164

A₄＝-5.56372e-05

A₆＝2.25017e-05

A₈＝-6.41799e-07

A₁₀＝7.92547e-09

第五面

K＝0.426

A₄＝-1.02133e-03

A₆＝2.17154e-05

A₈＝-1.26409e-06

A₁₀＝6.37628e-09

第十面

K＝-3.075

A₄＝2.84705e-03

A₆＝-1.36330e-04

第十一面

K＝8.240

A₄＝7.87536e-04

A₆＝4.92757e-05

A₈＝-1.38094e-05

A₁₀＝8.57143e-07

第十六面

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＝17.556(A) d₁₈＝2.28 n_d9＝1.81474 v_d9＝37.03

r₁₉＝-356.352 d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.50 n_d10＝1.5163 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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝-2.655

A₄＝2.84235e-05

A₆＝-1.26821e-07

A₈＝6.53842e-10

A₁₀＝2.14201e-14

第四面

K＝1.985

A₄＝-1.54238e-04

A₆＝3.31806e-05

A₈＝-7.71567e-07

A₁₀＝7.92547e-09

第五面

K＝7.086

A₄＝-9.45498e-04

A₆＝3.71912e-05

A₈＝-9.25584e-07

A₁₀＝6.37628e-09

第十二面

K＝-1.244

A₄＝5.05817e-04

A₆＝4.58343e-05

第十三面

K＝0.148

A₄＝6.24060e-04

A₆＝7.30506e-05

A₈＝-8.70760e-06

A₁₀＝8.57143e-07

第十八面

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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝-3.386

A₄＝1.84236e-05

A₆＝-5.49013e-08

A₈＝2.40556e-10

A₁₀＝-3.81661e-13

第四面

K＝-3.373

A₄＝-5.91701e-06

A₆＝1.42524e-05

A₈＝-3.49467e-07

A₁₀＝3.04350e-09

第五面

K＝3.350

A₄＝-1.83526e-04

A₆＝2.07397e-05

A₈＝-4.59555e-07

A₁₀＝6.67020e-09

第十二面

K＝-1.796

A₄＝1.38580e-03

A₆＝5.53570e-06

第十三面

K＝-92.455

A₄＝-3.55086e-03

A₆＝7.78041e-04

A₈＝-9.98896e-05

A₁₀＝5.79723e-06

第十八面

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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝-3.358

A₄＝2.30297e-05

A₆＝-1.22671e-07

A₈＝7.32069e-10

A₁₀＝2.14201e-14

第四面

K＝-0.491

A₄＝-1.79874e-04

A₆＝2.75493e-05

A₈＝-7.26410e-07

A₁₀＝7.92547e-09

第五面

K＝0.311

A₄＝-1.03567e-03

A₆＝2.81436e-05

A₈＝-1.04751e-06

A₁₀＝6.37628e-09

第十面

K＝-3.062

A₄＝2.72342e-03

A₆＝-1.57228e-04

第十一面

K＝-22.869

A₄＝-1.92400e-03

A₆＝1.43485e-04

A₈＝-2.06398e-05

A₁₀＝8.57143e-07

第十六面

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＝23.104 d₁＝0.8 0 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＝∞(电子摄像装置的光接收面、像面)

非球面系数

第三面

K＝-5.090

A₄＝9.69822e-06

A₆＝-7.03853e-09

A₈＝8.40603e-11

A₁₀＝-7.99864e-13

第四面

K＝-7.664

A₄＝-2.42260e-04

A₆＝1.92938e-05

A₈＝-4.98886e-07

A₁₀＝4.81577e-09

第五面

K＝14.395

A₄＝3.36955e-04

A₆＝-1.56311e-06

A₈＝-5.73815e-08

A₁₀＝-1.93332e-09

第十二面

K＝-4.899

A₄＝6.91677e-03

A₆＝-4.70828e-04

A₈＝3.61315e-05

A₁₀＝9.97270e-22

第十三面

K＝-161.860

A₄＝-2.97697e-03

A₆＝9.82793e-04

A₈＝-1.34602e-04

A₁₀＝1.02130e-05

第十八面

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对无穷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(astigmatism)、畸变(distortion)和缩放倍率色像差。

在这些图中，“ω”为半像角。

下面给出了在这些实施方式中条件表达式(1)至(21)的值。

Ex1 Ex2 Ex3 Ex4 Ex5

(1)SF_2n1 0.357 0.423 0.266 0.295 0.330

(2)f_t/f_w 6.725 6.728 6.726 6.725 6.725

(A)R_1pr/R_2n1f 2.386 1.856 2.433 2.745 2.174

(B)SF_1n 9.822 9.837 9.334 10.212 10.608

(C)R_1nr/R_1pf 1 1 1 1 1

(D)d₁₂/∑_1G 0 0 0 0 0

(3)f₁/f_t 0.634 0.595 0.633 0.645 0.660

(4)|f₂/f_t| 0.164 0.154 0.164 0.163 0.172

(5)f₃/f_t 0.220 0.217 0.220 0.219 0.234

(6)f₄/f_t 0.534 0.537 0.530 0.560 0.583

(7)v_d1p-v_d1n 60.896 60.896 60.896 60.896 60.896

(8)v_d1p 81.540 81.540 81.540 81.540 81.540

(9)v_d3p 81.540 81.540 81.540 81.540 81.540

(10)n_d1n 2.002 2.002 2.002 2.002 2.002

(11)n_d2n 1.806 1.883 1.806 1.835 1.835

(12)n_d2p 1.923 1.923 2.102 1.923 1.923

(13)SF_1p -0.244 -0.228 -0.203 -0.324 -0.166

(14)(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w) 1.759 1.874 1.784 1.654 1.576

(15)β_2t/β_2w 3.133 3.237 3.153 3.048 3.115

(16)β_3t/β_3w 1.781 1.727 1.768 1.842 1.977

(17)β_4t/β_4w 1.205 1.204 1.207 1.198 1.092

(18)(D_2w+D_1t)/f_t 0.581 0.556 0.583 0.582 0.629

(19)D_2w/f_t 0.285 0.282 0.287 0.286 0.321

(20)D_1t/f_t 0.296 0.274 0.296 0.296 0.308

(21)T_L/f_t 1.074 1.068 1.077 1.079 1.116

Ex6 Ex7 Ex8 Ex9

(1)SF_2n1 -0.109 -0.350 0.347 -0.442

(2)f_t/f_w 6.724 6.722 6.727 6.721

(A)R_lpr/R_2n1f 1.933 2.425 2.082 3.237

(B)SF_1n 10.699 10.730 10.773 11.462

(C)R_1nr/R_1pf 1 1 1 1

(D)d₁₂/∑_1G 0 0 0 0

(3)f₁/f_t 0.625 0.648 0.659 0.657

(4)|f₂/f_t| 0.166 0.162 0.171 0.160

(5)f₃/f_t 0.235 0.224 0.234 0.216

(6)f₄/f_t 0.462 0.521 0.592 0.512

(7)v_d1p-v_d1n 60.896 60.896 60.896 60.896

(8)v_d1p 81.540 81.540 81.540 81.540

(9)v_d3p 81.540 81.540 52.430 81.540

(10)n_d1n 2.002 2.002 2.002 2.002

(11)n_d2n 1.835 1.835 1.835 1.806

(12)n_d2p 1.923 1.923 1.923 1.923

(13)SF_1p -0.156 -0.138 -0.153 -0.187

(14)(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w) 1.955 1.754 1.580 1.608

(15)β_2t/β_2w 3.389 3.239 3.122 3.094

(16)β_3t/β_3w 1.733 1.847 1.975 1.924

(17)β_4t/β_4w 1.145 1.123 1.091 1.129

(18)(D_2w+D_1t)/f_t 0.602 0.596 0.627 0.588

(19)D_2w/f_t 0.312 0.295 0.320 0.281

(20)D_1t/f_t 0.290 0.301 0.307 0.307

(21)T_L/f_t 1.109 1.116 1.116 1.116

在以下实施方式中，实现了考虑了易于使相机轻薄化的具有7倍的高变焦比的变焦透镜光学系统。当然，所拍摄图像的图像质量保持良好，而且，这是一种适合用于诸如CCD和CMOS的电子摄像元件的低成本变焦透镜光学系统。

此外，除了孔径光阑以外，可以设置光斑孔径(flare aperture)以切断诸如幻像(ghost)和光斑的不必要的光。可将光斑孔径布置在任意位置处，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。可以安排成通过架构件切断光斑光线，或者可以设置其它构件。此外，可以进行直接打印，或者涂刷涂料，或者可以将标记附于光学系统。该形状可以是诸如圆形、椭圆形、矩形、多边形和由函数曲线包围的区域的任何形状。此外，不但可以切断有害光束，而且还可以切断诸如画面周围的彗星光斑(coma flare)的光束。

此外，可以通过对每个透镜涂布防反射涂层来减少幻像和光斑。期望有多涂层，因为多涂层能够有效减少幻像和光斑。此外，可以向透镜表面和防护玻璃涂布红外线切断涂层。

此外，期望通过移动第四透镜单元进行聚焦。当通过移动第四透镜单元进行聚焦时，由于透镜重量轻，所以电机的负载小。此外，由于在聚焦时总体长度不变，并且可将驱动电机置于透镜架内侧，所以有利于使透镜架紧凑。虽然期望在如上所述的第四透镜单元内聚焦，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进行聚焦。还可以通过移动多个透镜单元进行聚焦。此外，可以通过拉出整个透镜系统或者通过拉出一些透镜进行聚焦，或者可以相反地聚焦。

可以通过移动CCD的微透镜而减少图像周围部分中的暗部。例如，可以根据针对各像高的光线入射角来改变CCD的微透镜设计。此外，可以通过图像处理来校正图像周围部分中的劣化量。

此外，可以有意地使得在该光学系统中出现畸变，并通过拍摄照片后电气地执行图像处理来校正该畸变。

另外，为了避免幻像和光斑的出现，通常，向镜头的接触空气的表面涂布防反射涂层。

另一方面，在接合透镜的接合面处，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，反射比最初为单层涂层的水平或更低，并且在少数情况下涂布该涂层。然而，当甚至对接合面也完全涂布防反射涂层时，可以进一步减少幻像和光斑，并获得更好的图像。

特别地，最近，为了使得对像差校正有更大作用，在相机的光学系统中已经广泛采用具有高折射率的玻璃材料。然而，当具有高折射率的玻璃材料被用作接合透镜时，接合面处的反射变得不可忽视。在这种情况下，向接合面涂布防反射涂层特别有效。

在日本专利申请公报第Hei 2-27301号、第2001-324676号、第2005-92115号和美国专利第7116482号中已经公开了接合面涂层的有效用途。在这些专利文献中，已经描述了一种现实在先变焦透镜系统的第一透镜单元中的接合透镜表面涂层，并且与这些专利文献中所公开的相同的接合透镜表面涂层可以用于本发明的具有正缩放倍率的第一透镜单元中的接合透镜表面。

作为要采用的涂层材料，根据粘合材料的折射率和作为基础的透镜的折射率，可以适当地选择诸如Ta₂O₅、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂、HfO₂、CeO₂、SnO₂、In₂O₃、ZnO和Y₂O₃的具有相对较高折射率的涂层材料，以及诸如MgF₂、SiO₂和Al₂O₃的具有相对较低折射率的涂层材料，并将该涂层材料调整为满足相位条件的膜厚度。

当然，与透镜的与空气接触的面上的涂层相似，也可使接合面上的涂层为多层涂层。通过适当地组合膜厚度和膜数量不少于两层的涂层材料，可以进一步减小反射比，并控制谱特性和角度特性。

此外，不言自明的是，对于第一透镜单元中的透镜以外的透镜的接合面，基于类似的想法向该接合面涂布涂层是有效的。

(畸变的校正)

此外，当采用本发明的变焦透镜系统时，电气地执行对图像畸变的数字校正。下面将说明图像畸变的数字校正的基本概念。

例如，如图19所示，使光轴和摄像面的交点为中心，与有效摄像面的较长边内接的半径为R的圆的圆周上(图像高度)的缩放倍率是固定的，并且使该圆周为进行校正的基准。接着，沿着大致放射的方向移动除了半径R以外的任意半径为r(ω)的圆周(图像高度)上的各点，并通过在同心圆上移动从而使半径变为r′(ω)来进行校正。

例如，在图19中，位于半径为R的圆内侧的任意半径r₁(ω)的圆周上的点P₁被朝向圆心移动到待校正的半径为r₁′(ω)的圆周上的点P₂。此外，位于半径为R的圆外侧的任意半径r₂(ω)的圆周上的点Q₁被朝向远离圆心的方向移动到待校正的半径为r₂′(ω)的圆周上的点Q₂。

这里，可以如下地表示r′(ω)。

r′(ω)＝α·f·tanω(0≤α≤1)

其中，ω是物体的半像角，f是成像光学系统(本发明的变焦透镜系统)的焦距。

这里，当令对应于半径为R的圆(图像高度)的理想图像高度为Y时，则有

α＝R/Y＝R/(f·tanω)

理想的是，光学系统相对于光轴旋转对称。换句话说，畸变也以相对于光轴旋转对称的方式发生。因此，如上所述，在对光学畸变进行电气校正的情况下，当可以通过固定与有效摄像面(平面)的较长边内接的半径为R的圆的圆周上(图像高度)的缩放倍率、使再现图像上的光轴与摄像面的交点为中心、沿着大致放射方向移动除了半径为R以外的半径为r(ω)的圆周上(图像高度)的各点、并在同心圆上移动使半径变为r′(ω)，从而进行校正时，从数据量和计算量的观点看，这被认为是有利的。

此外，在由(用于采样的)电子摄像元件进行摄像的时间点，光学图像不再是连续量。因此，只要电子摄像元件上的像素不是径向排列的，在光学图像上精确绘制出的半径为R的圆就不再是准确的圆。

换句话说，关于针对每个离散坐标点而表示的图像数据的形状校正，不存在可以固定变焦的圆(即，缩放倍率可固定的圆)。因此，对于每个像素(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)已经移动到坐标(Xi′，Yj′)时，求各像素的平均值。此外，当不存在已移动的点时，可以通过使用一些周围像素的坐标(Xi′，Yj′)的值来进行内插。

这种方法对于以下情况的校正有效：由于(特别是在具有变焦透镜系统的电子摄像装置中的)光学系统或电子摄像元件的制造误差等而使得相对于光轴的畸变显著；以及在光学图像上绘制的半径为R的圆变得不对称。此外，这种方法对于校正重现摄像元件或各种输出装置中的图像的信号而出现的几何畸变是有效的。

在本发明的电子摄像装置中，为了计算校正量r′(ω)-r(ω)，可以安排成将r(ω)(换句话说，半像角和图像高度的关系、或者真实图像高度r和理想图像高度r′/α之间的关系)记录在内置于电子摄像装置中的记录介质中。

为了使图像在畸变校正之后不会在短边方向上的两端处出现光量极端不足，半径R可以满足以下条件表达式。

0≤R≤0.6Ls

其中，Ls是有效摄像面的短边长度。

优选的是，半径R满足以下条件表达式。

0.3Ls≤R≤0.6Ls

此外，最有利的是使半径R与大致有效摄像面(平面)的短边方向的内接圆的半径相匹配。在将缩放倍率固定在半径R＝0附近(换句话说，即轴附近)的校正的情况下，从实质图像数量方面看来有些不利，但是即使在角度变宽时也可以确保小型化的效果。

将需要校正的焦距区间划分为多个焦点区。此外，以在所划分的焦点区中的长焦端附近获得大致满足以下关系

r′(ω)＝α·f·tan ω

的校正结果的情况下的校正量进行校正。

然而，在这种情况下，在所划分的焦点区中的广角端处，筒形畸变保持在一定限度。此外，当增大划分区的数量时，需要在记录介质中额外地保持校正所需的特定数据。为此，不希望增大划分区的数量。因此，预先计算与所划分的焦点区中的各焦距相关联的一个或更多个系数。可以基于仿真测量或者实际设备测量来确定这些系数。

可以计算在所划分的焦点区中的长焦端附近获得大致满足以下关系

r′(ω)＝α·f·tanω

的校正结果的情况下的校正量，并且可以通过针对该校正量一律乘以每个焦距的系数而使其成为最终校正量。

此外，当通过对无限远的物体成像(形成图像)而获得的图像中不存在畸变时，以下关系成立。

f＝y/tanω

这里，y表示像点距离光轴的高度(像高)，f表示成像系统(本发明的变焦透镜系统)的焦距，并且ω表示与从摄像面的中心连接到y的位置的、对应于像点的物体点方向上的相对于光轴的角度(物体半像角)。

当成像系统中存在筒形畸变时，该关系变为

f＞y/tan ω。

换句话说，当使成像系统的焦距f和像高y固定时，ω的值变大。

(数字相机)

图20至图22是根据本发明的数字相机的结构的概念图，其中上述变焦透镜系统安装在拍摄光学系统141中。图20是示出了数字相机140的外观的正面立体图，图21是背面立体图，而图22是示出了数字相机140的结构的示意性截面图。图20和图22示出了拍摄光学系统141的未收缩状态。在该实施例的情况下，数字相机140包括：具有拍摄光路142的拍摄光学系统141、具有取景器光路144的取景器光学系统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、以及设定改变开关162等，并且在拍摄光学系统141处于未收缩状态时，通过滑动盖160，使盖160盖住拍摄光学系统141、取景器光学系统143和闪光灯146。此外，当盖160被打开并且数字相机140被设置为处于拍照状态时，拍摄光学系统141呈图20所示的未收缩状态，并且当按下位于数字相机140上部的快门按钮145时，诸如第一实施方式中的变焦透镜系统的拍摄光学系统141与快门按钮145的按下同步地拍摄照片。经由防护玻璃C和其上涂布有波长区域限制涂层的低通滤光片，在CCD 149的摄像面上形成由拍摄光学系统141形成的物像。作为光被CCD 149接收的物像经由处理装置151作为电子图像显示在液晶显示监视器147上，液晶显示监视器147设置在数字相机140的背面。此外，记录装置152连接到处理装置151，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分离地设置，或者可以通过在软盘、存储卡或MO等中电子地写入来进行记录而形成。此外，可将该相机形成为其中设置银盐胶卷来代替CCD 149的银盐相机。

此外，在取景器光路144上设置有取景器对物光学系统153。取景器对物光学系统153包括多个透镜单元(该图中为三个透镜单元)和两个棱镜，并由如下的变焦透镜系统制成，在该变焦透镜系统中，焦距与拍摄光学系统141的变焦透镜系统同步地改变。在作为正像构部件的正像棱镜155的视野架157上，形成由取景器对物光学系统153形成的物像。在正像棱镜155的后侧，布置有将经正立的像导向观看者眼球的目镜光学系统159。在目镜光学系统159的出射侧布置有盖构件150。

由于按照这种方式构成的数字相机140具有拍摄光学系统141，该拍摄光学系统141根据本发明在收缩状态下具有极小的厚度并且在具有高缩放倍率的整个变焦范围内具有极为稳定的成像性能，因此可以实现高性能、小型化和广角化。

(内部电路结构)

图23是数字相机140的主要部件的内部电路的结构框图。在以下描述中，上述处理装置151例如包括：CDS/ADC部124、临时存储器部117和图像处理部118、以及例如由存储装置组成的存储介质部119。

如图23所示，数字相机140包括：操作部112、连接到操作部112的控制部113、经由总线114和总线115连接到控制部113的控制信号输出端口的临时存储器部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和设定信息存储器部121。

临时存储器部117、图像处理部118、存储介质部119、显示部120和设定信息存储器部121被构造为能够经由总线122互相输入和输出数据。此外，CCD 149和CDS/ADC部124连接到成像驱动电路116。

操作部112包括各种输入按钮和开关，并且是将(由数字相机用户)通过这些输入按钮和开关从外部输入的事件信息通知给控制部的电路。

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是如下的电路：根据存储在该计算机程序存储器中的计算机程序，该电路在接收到由数字相机用户通过操作部112输入的指令和命令时对整个数字相机140进行控制。

CCD 149接收作为光的经由根据本发明的拍摄光学系统141而形成的物像。CCD 149是由成像驱动电路116驱动和控制的摄像元件，CCD 149将物像的每个像素的光量转换为电信号，并输出到CDS/ADC部124。

CDS/ADC部124是如下的电路：其对从CCD 149输入的电信号进行放大并进行模/数转换，并将仅被放大并转换为数字数据的图像原始数据(裸数据，以下称为RAW数据)输出到临时存储器部117。

临时存储器部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数据的存储器器件。图像处理部118是如下的电路：其读取存储在临时存储器部117中的RAW数据或存储在存储介质部119中的RAW数据，并基于由控制部113指定的图像质量参数电气地执行包括畸变校正的各种图像处理。

存储介质部119是可拆卸地安装的卡或棒(例如包括闪速存储器)的形式的记录介质。存储介质部119是如下装置的控制电路，在该装置中，从临时存储器部117传送的RAW数据和要在图像处理部118中进行图像处理的图像数据被记录并保持在卡式闪速存储器或棒式闪速存储器中。

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。设定信息存储器部121包括其中预先存储有各种图像质量参数的ROM部、以及RAM部，该RAM部存储通过操作部112上的输入操作而从读取自ROM部的图像质量参数中选择的图像质量参数。设定信息存储器部121是对至存储器的输入和来自存储器的输出进行控制的电路。

按照这种方式构造的数字相机140具有根据本发明的拍摄光学系统141，该拍摄光学系统141在具有足够广角区域和紧凑结构的同时，在具有高缩放倍率的全缩放倍率区域内具有极为稳定的成像性能。因此可以实现高性能、小型化和广角化。此外，在广角端和长焦端可以进行快速聚焦操作。

如以上已经说明的，本发明对于考虑了数字相机的轻薄化的具有大约七倍的高缩放倍率比的变焦透镜系统是有用的。

Claims

1.一种变焦透镜系统，该变焦透镜系统从物体侧起依次包括：

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，以及

具有正屈光力的第四透镜单元，

其中，当从广角端向长焦端变焦时，所述第一、第二、第三和第四透镜单元之间的间隔发生变化，并且

所述第二透镜单元包括负双凹透镜，该负双凹透镜布置得离物体侧最近并满足下面的条件表达式(1)，并且

所述第二透镜单元中的透镜的总数不超过三个，

并且

所述变焦透镜系统满足下面的条件表达式(2)

-1.0＜SF_2n1＜0.5...(1)

3.0＜f_t/f_w＜12.0...(2)

其中，

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

R_2n1f是所述第二透镜单元中布置得离物体侧最近的负双凹透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，

R_2n1r是所述第二透镜单元中布置得离物体侧最近的负双凹透镜的像侧表面的近轴曲率半径，

f_w是在广角端处整个变焦透镜系统的焦距，并且

f_t是在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距；并且

其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

2.6＜β_2t/β_2w＜6.0...(15)

其中，

β_2w是所述第二透镜单元在广角端的横向缩放倍率，并且

β_2t是所述第二透镜单元在长焦端的横向缩放倍率。

2.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中

所述第一透镜单元从物体侧起依次包括具有朝向像侧的凹面的负透镜以及正双凸透镜，并且

所述第一透镜单元中的透镜的总数为两个，并且

所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

1.0＜R_1pr/R_2n1f＜5.0...(A)，

0.5＜SF_1n＜30.0...(B)，以及

0.1＜R_1nr/R_1pf＜10.0...(C)

其中，

R_1pr表示所述第一透镜单元中的正双凸透镜的像侧表面的近轴曲率半径，

SF_1n被定义为SF_1n＝(R_1nf+R_1nr)/(R_1nf-R_1nr)，此时

R_1nf表示所述第一透镜单元中的所述负透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，

R_1pf为所述第一透镜单元中的所述正双凸透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，并且

R_1nr表示所述第一透镜单元中的所述负透镜的像侧表面的近轴曲率半径。

3.根据权利要求2所述的变焦透镜系统，其中

所述第一透镜单元满足以下条件表达式

0≤d₁₂/∑_1G＜0.2...(D)

其中，

d₁₂表示所述第一透镜单元中的所述负透镜和所述正双凸透镜之间的光轴距离，并且

∑_1G表示所述第一透镜单元的光轴厚度。

4.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

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系统的焦距。

5.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

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系统的焦距。

6.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

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系统的焦距。

7.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

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系统的焦距。

8.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中

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数为两个，并且

所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

38.0＜v_d1p-v_d1n...(7)

其中，

9.根据权利要求2所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

62.0＜v_d1p＜95.0...(8)

其中，

v_d1p表示针对所述第一透镜单元中的所述正双凸透镜的d线的阿贝数。

10.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中

所述第二透镜单元的离像侧最近的面是凹面，并且

所述第三透镜单元包括布置得离物体侧最近的正透镜，并且该正透镜的物体侧表面是凸面，并且

所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

62.0＜v_d3p＜95.0...(9)

其中，

v_d3p表示针对所述第三透镜单元中的所述正透镜的d线的阿贝数。

11.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第一透镜单元包括满足以下条件表达式的负透镜

1.85＜n_d1n＜2.10...(10)

其中，

n_d1n表示针对所述第一透镜单元中的所述负透镜的d线的折射率。

12.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

1.76＜n_d2n＜2.00...(11)

其中，

n_d2n表示针对所述第二透镜单元中的所述负双凹透镜的d线的折射率。

13.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第二透镜单元包括布置得离像侧最近或离像侧第二近的正透镜，并且所述正透镜满足以下条件表达式

1.80＜n_d2p＜2.15...(12)

其中，

n_d2p表示针对所述第二透镜单元中的所述正透镜的d线的折射率。

14.根据权利要求2所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

-0.8＜SF_1p＜-0.1...(13)

其中，

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

R_1pr为所述第一透镜单元中的所述正双凸透镜的像侧表面的近轴曲率半径。

15.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

1.0＜(β_2t/β_2w)/(β_3t/β_3w)＜2.5...(14)

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。

16.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

1.2＜β_3t/β_3w＜3.0...(16)

其中，

β_3w表示所述第三透镜单元在广角端的横向缩放倍率，并且

β_3t表示所述第三透镜单元在长焦端的横向缩放倍率。

17.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

0.7＜β_4t/β_4w＜1.7...(17)

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。

18.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

0.4＜(D_2w+D_1t)/f_t＜0.9...(18)

其中，

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

19.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

0.1＜D_2w/f_t＜0.5...(19)

其中，

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

20.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

0.2＜D_1t/f_t＜0.5...(20)

其中，

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

21.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统满足以下条件表达式

0.7＜T_L/f_t＜1.5...(21)

其中，

f_t表示在长焦端处整个变焦透镜系统的焦距。

22.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中

所述第一透镜单元包括接合双合透镜，该接合双合透镜包括一正透镜和一负透镜，并且

所述第一透镜单元中的透镜的总数为两个。

23.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中

所述第二透镜单元从其物体侧起依次包括：负双凹透镜、负透镜、以及正透镜，并且

所述第二透镜单元中的透镜的总数为三个。

24.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中

所述第二透镜单元从其物体侧起依次包括：负双凹透镜、正透镜、以及负透镜，并且

所述第二透镜单元中的透镜的总数为三个。

25.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中

所述第二透镜单元包括一负双凹透镜和一正透镜，并且

所述第二透镜单元中的透镜的总数为二个。

26.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第三透镜单元中的透镜的总数不超过三个。

27.根据权利要求26所述的变焦透镜系统，其中

所述第三透镜单元从其物体侧起依次包括：正透镜1、正透镜2、以及负透镜，并且

所述负透镜接合到相邻的正透镜2，并且所述负透镜和所述相邻的正透镜2形成接合双合透镜。

28.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第四透镜单元仅包括一个正透镜。

29.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第一透镜单元包括非球面透镜面。

30.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第二透镜单元包括非球面透镜面。

31.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第三透镜单元包括非球面透镜面。

32.根据权利要求31所述的变焦透镜系统，其中，所述第三透镜单元包括布置得离物体侧最近的、其两个面都是非球面的正单透镜。

33.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第四透镜单元包括非球面透镜面。

34.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，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移动，并且

所述变焦透镜系统还包括：

在光轴方向上与所述第三透镜单元一体地移动的孔径光阑。

35.根据权利要求34所述的变焦透镜系统，其中，在从广角端向长焦端变焦时，

所述第一透镜单元在长焦端而不是在广角端移动到位于物体侧，并且

所述第二透镜单元移动，

所述第三透镜单元向物体侧移动，并且

所述第四透镜单元移动。

36.根据权利要求34所述的变焦透镜系统，其中，所述孔径光阑布置在所述第二透镜单元和所述第三透镜单元之间。

37.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜系统是四单元变焦透镜系统。

38.一种电子摄像装置，该电子摄像装置包括：

根据权利要求1所述的变焦透镜系统；以及

39.根据权利要求38所述的电子摄像装置，该电子摄像装置还包括：

处理部，该处理部基于由所述电子摄像元件所转换的电信号，对所述变焦透镜系统的畸变进行电气校正。