CN100437193C - 变焦透镜系统和包括该变焦透镜系统的图像拾取设备 - Google Patents

Abstract

本发明的至少一个示例性实施例针对一种变焦透镜系统，该系统包括：具有正光焦度的第一透镜单元；具有负光焦度并且设置在第一透镜单元的像侧的第二透镜单元；具有正光焦度并且设置在第二透镜单元的像侧的第三透镜单元；具有正光焦度并且设置在第三透镜单元的像侧的第四透镜单元；以及F数确定部件。该F数确定部件可设置在光轴方向上第三透镜单元中最接近物侧的透镜的物侧透镜表面的顶点与该透镜的物侧透镜表面和外围部分的交点之间。

Description

变焦透镜系统和包括该变焦透镜系统的图像拾取设备

技术领域

本发明涉及变焦透镜系统和包括该变焦透镜系统的图像拾取设备。

背景技术

近来，包括固态图像拾取器件的图像拾取设备，以及用于摄像机、数字静物照相机、广播照相机、如银盐胶片照相机的胶片照相机等的图像拾取设备已经随着增加的功能性而变得更加小型化。因此，对于在图像拾取设备的成像光学系统中使用的小型、高清晰度的变焦透镜的需求已经增长。

其中已知除了物侧的第一透镜单元以外的透镜单元被移动而用于聚焦的所谓的“后对焦变焦透镜”为满足这种要求的变焦透镜(参见例如对应于美国专利No.5,424,869的日本专利公开No.6-34882，以及对应于美国专利No.6,016,228的日本专利公开No.10-62687)。

在典型的后对焦变焦透镜中，第一透镜单元的有效直径与具有在聚焦过程中移动的第一透镜单元的变焦透镜中的该第一透镜单元的有效直径相比通常是小的。因此，整体透镜系统的尺寸可以降低。此外，可以容易地执行近距离拍摄(尤其是极近距离拍摄)。此外，由于移动小型、轻量的透镜单元，所以能够以小的驱动力来驱动透镜单元，并且可以快速执行聚焦。

为了同时实现照相机尺寸(尤其是非使用状态下的尺寸)的减小以及高变焦比两者，通常使用可折叠(可回缩)变焦透镜。“折叠(回缩)”指的是这样的过程或状态，即，使非使用状态下透镜单元之间的距离设定得小于拍摄状态下透镜单元之间的距离。因此，可以降低透镜系统相对于照相机主体的突出量。

总的来说，如果为了降低光学系统的尺寸，在透镜单元的折光力增加的同时降低透镜数目，则透镜的厚度增加。因此，当透镜单元的折光力简单地增加时，光学系统的整体长度通常没有充分降低。此外，可能变得难以校正像差。

此外，当透镜系统被构造成使得其能够在非使用状态下折叠时，由于透镜系统的机械构造，如透镜倾斜等，误差会不可避免地增加。因此，如果对透镜单元的偏心的灵敏度大，则光学性能会恶化，或者在变焦期间会发生图像抖动。

根据对应于美国专利No.5,424,869的日本专利公开No.6-34882中所讨论的变焦透镜，可以通过仅移动第二透镜单元和第四透镜单元来执行变焦。在这种情况下，改变放大倍率的整体功能几乎都必须由第二透镜单元提供。因此，第一透镜单元和第二透镜单元的折光力必须增加，并且对偏心的灵敏度也相应增加。

与之相比，在对应于美国专利No.6,016,228的日本专利公开No.10-62687中讨论的变焦透镜中，对第一透镜单元和第二透镜单元的偏心的灵敏度相对小。因此，此变焦透镜便于用于可回缩结构。

发明内容

本发明的至少一个示例性实施例针对便于用于可回缩构造且具有良好光学性能的新的高变焦比变焦透镜系统。

本发明的至少一个示例性实施例针对这种变焦透镜系统，所述变焦透镜系统包括：具有正光焦度的第一透镜单元，具有负光焦度并且设置于第一透镜单元的像侧的第二透镜单元，具有正光焦度并且设置于第二透镜单元的像侧的第三透镜单元，具有正光焦度并且设置于第三透镜单元的像侧的第四透镜单元，以及F数确定部件。该F数确定部件可设置于光轴方向上第三透镜单元中最接近物侧的透镜的物侧透镜表面顶点与该透镜的物侧透镜表面和外围部分的交点之间。

从参考附图的示例性实施例的如下描述中，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1阐释了根据第一示例性实施例的变焦透镜的光学剖视图。

图2阐释了根据第一示例性实施例的变焦透镜在广角端的像差图。

图3阐释了根据第一示例性实施例的变焦透镜在中间变焦位置的像差图。

图4阐释了根据第一示例性实施例的变焦透镜在远摄端的像差图。

图5阐释了根据第二示例性实施例的变焦透镜在广角端的像差图。

图6阐释了根据第二示例性实施例的变焦透镜在中间变焦位置的像差图。

图7阐释了根据第二示例性实施例的变焦透镜在远摄端的像差图。

图8阐释了根据第三示例性实施例的变焦透镜在广角端的像差图。

图9阐释了根据第三示例性实施例的变焦透镜在中间变焦位置的像差图。

图10阐释了根据第三示例性实施例的变焦透镜在远摄端的像差图。

图11阐释了根据第四示例性实施例的变焦透镜的光学剖视图。

图12阐释了根据第四示例性实施例的变焦透镜在广角端的像差图。

图13阐释了根据第四示例性实施例的变焦透镜在中间变焦位置的像差图。

图14阐释了根据第四示例性实施例的变焦透镜在远摄端的像差图。

图15阐释了示出图像拾取设备的主要部分的示意图。

图16阐释了示出F数确定部件的示意图。

具体实施方式

以下至少一个示例性实施例的描述本质上仅是说明性的，并且完全不是意图限定本发明、其应用或使用。

将不会在此详细讨论相关技术领域中的普通技术人员所公知的工艺、技术、设备和材料，而是希望它们成为在适当时能够进行描述的部分，例如透镜元件的制作及其材料。

在此处阐述和讨论的所有例子中，例如变焦比和F数的任何具体值都应该被解释为仅是示例性的，而不是限定性的。因而，这些示例性实施例的其他例子可以具有不同的值。

注意，在下面的图中，相似的附图标记和字母表示相似的项，因而一旦在一幅图中定义了一个项，在之后的图中将不再对其进行讨论。

下面将描述根据示例性实施例的变焦透镜系统和包括变焦透镜系统的图像拾取设备。

图1阐释了根据第一示例性实施例的变焦透镜在广角端(短焦距端)的光学剖视图。图2、3和4分别是根据第一示例性实施例的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和远摄端(长焦距端)的像差图。根据第一示例性实施例的变焦透镜的该非限定性例子的变焦比为4.75，且F数大约为2.88到4.76。

图5、6和7分别是根据第二示例性实施例的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和远摄端的像差图。根据第二示例性实施例的变焦透镜的变焦比为5.59，且F数大约为2.88到4.90。

图8、9和10分别是根据第三示例性实施例的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和远摄端的像差图。根据第三示例性实施例的变焦透镜的该非限定性例子的变焦比为4.72，且F数大约为2.88到4.89。

根据第二和第三示例性实施例的变焦透镜的截面结构与图1所示的根据第一示例性实施例的变焦透镜的截面结构相似，因此不在图中示出。然而，包括曲率半径的数值对于每个示例性实施例可不同(见下文中提供的数值例)。

图11阐释了根据第四示例性实施例的变焦透镜在广角端的光学剖视图。图12、13和14分别是根据第四示例性实施例的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和远摄端的像差图。根据第四示例性实施例的变焦透镜的该非限定性例子的变焦比为11.59，且F数大约为2.88到3.85。

图15阐释了示出包括根据至少一个示例性实施例的变焦透镜系统的数字静物照相机的主要部分的示意图。

图16是图1的一部分的放大图，其阐释了F数确定部件L3a的设置。

根据每个示例性实施例的变焦透镜可以是能用于图像拾取设备中的图像拾取透镜系统。在图1和11中示出的剖视图中，物侧(前)位于左侧，并且像侧(后)位于右侧。

在图1和11中示出的剖视图中，L1a-L1b表示具有正折光力的第一透镜单元(光焦度是焦距的倒数)，L2a-L2b表示具有负折光力的第二透镜单元，L3a-L3b表示具有正折光力的第三透镜单元，L4a-L4b表示具有正折光力的第四透镜单元，SP表示用于确定(限制)最小(全孔径)F数光通量(轴上的F数光通量)的F数确定部件。

在图11中，FP表示眩光光阑(flare diaphragm)。G表示对应于例如滤光器、面板、石英低通滤光器和红外阻断滤光器、以及相关技术领域中普通技术人员所知的其他滤光器及其等同物的光学块，并且IP表示像面。当使用每个示例性实施例的变焦透镜作为摄像机或数字静物照相机的图像拾取光学系统时，像面IP对应于固态图像拾取器件(光电转换器)的图像拾取面，该固态图像拾取器件诸如为电荷耦合器件(CCD)传感器和金属氧化物半导体(CMOS)传感器或相关技术领域普通技术人员已知的其他图像拾取器件及其等同物。当使用每个示例性实施例的变焦透镜作为胶片照相机(例如银盐胶片照相机)的图像拾取光学系统时，像面IP对应于胶片表面。

在像差图中，d和g分别表示d线和g线，并且ΔM和ΔS分别表示纵向像面和径向像面。横向色差由g线示出。此外，ω是半视角(半场角)，并且Fno是F数。

在每个示例性实施例中，广角端和远摄端是对应于其中第二和第三透镜单元位于光轴上可移动范围的一端和另一端的状态的变焦位置。

如图1和11所示，在每一个示例性实施例中，在从广角端到远摄端的变焦过程中，第一透镜单元L1a-L1b向着物侧(A1和B1)移动，图1中的第二透镜单元L2a沿着朝像侧凸出的轨迹(A2)移动，而在图11所阐释的实施例中第二透镜单元L2b在图像方向上线性移动，图1中第三透镜单元L3a朝着物侧移动，而图11中第三透镜单元L3b朝物侧凸出地移动，第四透镜单元L4a-L4b沿着朝物侧凸出的轨迹移动。

此外，可以应用其中第四透镜单元L4a-L4b沿着光轴移动以用于聚焦的聚焦方法(例如图1的4c)。

可以通过向前移动第四透镜单元来执行从无穷远的对象到近处的对象的聚焦，如图1中的箭头4c所示。图1所示的实线曲线4a和虚线曲线4b分别表示无穷远处的对象处于焦点对准时以及近处对象处于焦点对准时，第四透镜单元L4a-L4b在从广角端到远摄端的变焦过程中的轨迹。在每个示例性实施例中，通过移动第四透镜单元L4a-L4b以进行聚焦，来快速执行聚焦。

在变焦期间，移动第一透镜单元L1a-L1b和第二透镜单元L2a-L2b以使得在远摄端时，与在广角端相比，第一透镜单元L1a-L1b定位得更接近物侧，并且第二透镜单元L2a-L2b定位得更接近像侧。因此，整体透镜系统的长度降低，并且可以获得高变焦比。

以下将参考图16描述F数确定部件SP的位置。如图16所示，F数确定部件SP位于在光轴方向上第三透镜单元L3a中最接近物侧的透镜G31的物侧透镜表面R10的顶点G31a与透镜G31的透镜表面R10和外围部分(边缘部分P10)的交点G31b之间。可以使用物侧具有凸面的透镜作为透镜G31。注意，可以为第三透镜单元L3b配置与F数确定部件SP类似的布置。

因此，F数确定部件SP可以被放置在第三透镜单元L3a-L3b中，并且在变焦过程中可与第三透镜单元L3a-L3b一起移动，使得在广角区域中，与F数确定部件SP的布置有关的入射光瞳和第一透镜单元L1a-L1b之间的距离降低。因而，使得易于防止包括在第一透镜单元L1a-L1b中的透镜的外径(有效直径)的增加。

由于在第三透镜单元L3a-L3b中，F数确定部件SP定位得比物侧顶点G31a更接近像侧，所以在远摄端，第二透镜单元L2a-L2b和第三透镜单元L3a-L3b之间的透镜距离降低。因此，整体透镜系统的长度降低。此外，根据上述布置，通过第三透镜单元L3a-L3b的轴向旁轴光线的高度可被降低。从而，可以容易地校正球面像差和慧形像差。

在每个示例性实施例中，可以通过以上述方式布置F数确定部件SP来降低折叠状态下透镜系统的长度。

接着，下面将说明除了上述之外的其他示例性实施例的特征。

以下描述的特征可以应用于根据各示例性实施例的变焦透镜系统。

当D23T是远摄端处第二透镜单元L2a-L2b中最接近像侧的透镜表面的顶点与第三透镜单元中最接近物侧的透镜表面的顶点之间的距离，并且fw是广角端处整体系统的焦距时，可满足以下条件：

4.5＜100·D23T/fw＜10...(1)

当条件表达式(1)的值低于下限时，第二和第三透镜单元L2a-L2b和L3a-L3b之间的距离可能会过短，存在第二透镜单元L2a-L2b和第三透镜单元L3a-L3b由于误差因素而彼此机械地干扰的风险。当条件表达式(1)的值高于上限时，第二和第三透镜单元L2a-L2b和L3a-L3b之间的距离可能会过长，难以降低整体透镜系统的尺寸。

条件表达式(1)的数值范围也可以如下设定：

5.0＜100·D23T/fw＜9...(1a)

当DS是第三透镜单元L3a中最接近物侧的透镜G31的物侧透镜表面的顶点G31a与F数确定部件SP之间沿着光轴的距离时，F数确定部件SP被放置在满足如下条件的位置上：

4.5＜100·DS/fw＜10...(2)

当条件表达式(2)的值低于下限时，难以降低第二和第三透镜单元L2a-L2b和L3a-L3b之间的距离。当条件表达式(2)的值高于上限时，透镜G31的透镜表面和外围部分的交点G31b(图16)可能会过于接近F数确定部件SP，F数确定部件SP和透镜G31彼此干扰的风险增加。

条件表达式(2)的数值范围也可以如下设定：

5＜100·DS/fw＜9...(2a)

为了降低整体透镜系统的长度，同时保持良好的透镜性能，当fw、ft和f2分别是广角端整体系统的焦距、远摄端整体系统的焦距以及第二透镜单元L2a-L2b的焦距时，可满足以下条件：

$0.3<\left|f2\right|/\sqrt{(\mathrm{fw}\&CenterDot;\mathrm{ft})}<0.9...\left(3\right)$

当第二透镜单元L2a-L2b的焦距过短时，即，当折光力过高并且条件表达式(3)的值低于下限时，难以在变焦期间校正像散。当第二透镜单元L2a-L2b的焦距过长时，即，当折光力过低并且条件表达式(3)的值高于上限时，难以降低整体透镜系统的尺寸。

条件表达式(3)的数值范围也可以如下设定：

$0.4<\left|f2\right|/\sqrt{(\mathrm{fw}\&CenterDot;\mathrm{ft})}<0.8...\left(3a\right)$

为了降低变焦期间色差的变化，第二透镜单元L2a-L2b中可包括至少一个正透镜。此外，为了可靠地校正远摄端的球面像差，该正透镜在物侧可具有凸面。

为了降低整体透镜系统的长度和前透镜的直径，当f3是第三透镜单元L3a-L3b的焦距，且M1(正号)是第一透镜单元L1a-L1b在从广角端到远摄端的变焦期间朝着物侧的移动量(即，第一透镜单元L1a-L1b在广角端的位置与在远摄端的位置之间的变化量)时，可满足如下表达式：

1.5＜f3/fw＜5.0...(4)

0.3＜M1/fw＜3.0...(5)

当第三透镜单元L3a-L3b的焦距过短，且条件表达式(4)的值低于下限时，难以校正在广角端的球面像差和慧形像差。当条件表达式(4)的值高于上限时，第三透镜单元L3a-L3b的用于变焦的移动量增加，并且难以降低整体透镜系统的长度。

当第一透镜单元L1a-L1b的移动量过小，并且条件表达式(5)的值低于下限时，第一透镜单元L1a-L1b对改变放大倍率的贡献降低。结果，难以降低在广角端整体透镜系统的长度。可供替换地，第一透镜单元L1a-L1b的直径增加。当条件表达式(5)的值高于上限时，可能需要复杂的凸轮机构以用于移动第一透镜单元L1a-L1b。

条件表达式(4)和(5)的数值范围也可如下设定：

1.7＜f3/fw＜4.5...(4a)

0.4＜M1/fw＜2.5...(5a)

虽然第一透镜单元L1a-L1b可由单个正透镜形成，但是至少一个负透镜也可以被包括在第一透镜单元L1a-L1b中以获得5或更大的变焦比。因此，可使色差的校正或降低变得容易，并且可降低整体透镜系统的尺寸。

为了可靠地校正在广角端的球面像差，第三透镜单元L3a-L3b可具有至少一个非球面。此外，第四透镜单元L4a-L4b可具有非球面。在这种情况下，可容易地降低聚焦期间像差的变化。

第三透镜单元L3a-L3b可包括至少一个在像侧具有凹面的负透镜。因此，可降低变焦期间像差的变化。

在第一到第三示例性实施例中，第一透镜单元L1a-L1b可包括通过组合在物侧具有凸面的负弯月透镜和正透镜而获得的组合透镜。

第二透镜单元L2a-L2b按从物侧到像侧的次序可包括：在物侧具有凸面的负弯月透镜，在物侧具有凹面的负透镜，以及在物侧具有凸面的正透镜。

第三透镜单元L3a-L3b可包括在物侧和像侧都具有凸面的双凸正透镜，在物侧具有凸面的正弯月透镜，以及负透镜。

第四透镜单元L4a-L4b可包括单个正透镜。

在根据第四示例性实施例的变焦透镜中，第一透镜单元L1a-L1b可包括通过组合在物侧具有凸面的负弯月透镜和正透镜而获得的组合透镜，以及在物侧具有凸面的正弯月透镜。

第二透镜单元L2a-L2b按从物侧到像侧的次序可包括：在物侧具有凸面的负弯月透镜，在物侧具有凹面的负透镜，以及在物侧具有凸面的正透镜。

第三透镜单元L3a-L3b可包括在物侧和像侧都具有凸面的双凸正透镜，在物侧具有凸面的负弯月透镜，以及通过组合正透镜和负透镜而获得的组合透镜。

第四透镜单元L4a-L4b可包括通过组合在物侧和像侧都具有凸面的双凸正透镜和在像侧具有凸面的负弯月透镜而获得的组合透镜。

在每一个示例性实施例中，可通过应用上述结构来降低整体透镜系统的长度，并且可以获得在广角端和远摄端之间的整个变焦区域内具有良好光学性能的变焦透镜。

接着，将描述分别对应于第一到第四示例性实施例的第一到第四数值例。在每个数值例中，i表示从像侧计数的表面编号，Ri表示第i个透镜表面(第i表面)的曲率半径，Di表示第i和第i+1透镜表面之间的距离，Ni和vi分别表示基于d线的折射率和阿贝数。

在第一到第三数值例中，光学块G由最接近像侧的四个表面形成，并且在第四数值例中，光学块G由最接近像侧的两个表面形成。

当x是在距光轴高度为h处从表面顶点沿着光轴的位移时，非球面形状表达如下：

x＝(h²/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)²}^1/2]

+Bh⁴+Ch⁶+Dh⁸+Eh¹⁰

其中k是锥形常数，A、B、C、D和E是非球面系数，并且R是旁轴曲率半径。

此外，“e-0X”表示“×10^-X”。此外，f是焦距，Fno是F数，ω是半场角。以下提供的表1示出了在每个数值例中上述条件表达式的值。

第一到第三数值例中D10的值和第四数值例中D12的值是负的，因为F数确定部件和第三透镜L3a-L3b单元的透镜G31被按该次序从物侧计数。在图16中示出的透镜结构中，F数确定部件SP与透镜G31的物侧表面的顶点G31a相比，按对应于D10或D12的绝对值的距离而更接近像侧。

数值例1

f＝5.80到27.56，Fno＝2.88到4.76，2ω＝62.4°到14.8°

R1＝28.791    D1＝0.80  N1＝1.846660  v1＝23.9

R2＝21.383    D2＝3.00  N2＝1.696797  v2＝55.5

R3＝-655.389  D3＝变量

R4＝53.140    D4＝0.65  N3＝1.882997  v3＝40.8

R5＝6.495     D5＝2.62

R6＝-22.629   D6＝0.60  N4＝1.696797  v4＝55.5

R7＝26.474    D7＝0.60

R8＝14.047    D8＝1.70  N5＝1.846660  v5＝23.9

R9＝7035.019  D9＝变量

R10＝∞  D10＝-0.50

R11＝7.423(非球面) D11＝2.30  N6＝1.589130  v6＝61.1

R12＝-18.799(非球面)D12＝0.10

R13＝4.623   D13＝1.70  N7＝1.487490  v7＝70.2

R14＝11.276  D14＝1.10  N8＝1.846660  v8＝23.9

R15＝3.468   D15＝变量

R16＝10.807(非球面)D16＝2.00  N9＝1.743300  v9＝49.3

R17＝103.972  D17＝1.38

R18＝∞       D18＝0.36  N10＝1.516330  v10＝64.1

R19＝∞       D19＝0.36

R20＝∞       D20＝0.58  N11＝1.516330  v11＝64.1

R21＝∞

\焦距      5.80   20.97  27.56

可变距离\

D3         0.40   13.37  14.90

D9         15.19  2.03   0.90

D15        5.99   10.44  14.52

非球面系数

R11：k＝3.21855e-1  B＝-1.91029e-4  C＝-3.94650e-6  D＝7.12847e-7E＝6.63382e-8

R12：k＝0.0 B＝4.52627e-4 C＝9.42567e-7 D＝1.67443e-6 E＝0.0

R16：k＝0.0 B＝1.12490e-5 C＝5.92620e-7 D＝0.0 E＝0.0

数值例2

f＝5.80到32.40，Fno＝2.88到4.90，2ω＝63.2°到12.6°

R1＝25.537  D1＝0.80  N1＝1.846660  v1＝23.9

R2＝18.301  D2＝3.00  N2＝1.696797  v2＝55.5

R3＝73177.959(非球面) D3＝变量

R4＝39.338  D4＝0.65  N3＝1.882997  v3＝40.8

R5＝6.395   D5＝2.80

R6＝-17.350 D6＝0.60  N4＝1.487490  v4＝70.2

R7＝17.191  D7＝0.60

R8＝12.713  D8＝1.70  N5＝1.846660  v5＝23.9

R9＝78.231  D9＝变量

R10＝∞D10＝-0.40

R11＝7.233(非球面) D11＝2.30 N6＝1.589130 v6＝61.1

R12＝-18.161(非球面)D12＝0.10

R13＝4.880  D13＝1.70  N7＝1.487490  v7＝70.2

R14＝11.832 D14＝1.10  N8＝1.846660  v8＝23.9

R15＝3.525  D15＝变量

R16＝10.580(非球面)D16＝2.00  N9＝1.743300  v9＝49.3

R17＝72.110 D17＝1.38

R18＝∞     D18＝0.36  N10＝1.516330  v10＝64.1

R19＝∞     D19＝0.36

R20＝∞     D20＝0.58  N11＝1.516330  v11＝64.1

R21＝∞

\焦距     5.80    22.55  32.40

可变距离\

D3        0.40    13.90  16.09

D9        15.35   2.35   0.89

D15       5.48    10.18  14.87

非球面系数

R3：k＝1.59724e+6 B＝1.42828e-6 C＝-1.81062e-9 D＝0.0 E＝0.0

R11：k＝-7.44163e-1 B＝-7.95191e-5 C＝-1.11603e-6 D＝1.05448e-6E＝-5.43135e-8

R12：k＝0.0 B＝1.67249e-4 C＝1.30557e-5 D＝-6.14383e-7 E＝0.0

R16：k＝0.0 B＝4.36404e-5 C＝2.71512e-7 D＝0.0 E＝0.0

数值例3

f＝5.60到26.45，Fno＝2.88到4.89，2ω＝65.0°到15.4°

R1＝30.161   D1＝0.80   N1＝1.846660   v1＝23.9

R2＝22.737   D2＝2.80   N2＝1.696797   v2＝55.5

R3＝-249.556 D3＝变量

R4＝51.379   D4＝0.65   N3＝1.882997   v3＝40.8

R5＝6.277    D5＝2.56

R6＝-37.365  D6＝0.60   N4＝1.701536   v4＝41.2

R7＝28.813   D7＝0.60

R8＝11.843   D8＝1.70   N5＝1.922860   v5＝18.9

R9＝30.792 D9＝变量

R10＝∞D10＝-0.30

R11＝7.584(非球面) D11＝2.30 N6＝1.583126 v6＝59.4

R12＝-16.263(非球面) D12＝0.10

R13＝4.396 D13＝1.70 N7＝1.487490 v7＝70.2

R14＝11.882 D14＝1.10 N8＝1.846660 v8＝23.9

R15＝3.381 D15＝变量

R16＝10.627(非球面) D16＝2.00 N9＝1.743300 v9＝49.3

R17＝277.104 D17＝1.38

R18＝∞      D18＝0.36   N10＝1.516330   v10＝64.1

R19＝∞      D19＝0.36

R20＝∞      D20＝0.58   N11＝1.516330   v11＝64.1

R21＝∞

\焦距     5.60   20.46    26.45

可变距离\

D3        0.40   12.58    14.18

D9        13.70  1.48     0.60

D15       5.04   9.83     13.92

非球面系数

R11：k＝4.03720e-1 B＝-2.68674e-4 C＝-4.63426e-6 D＝1.69402e-7E＝1.36982e-7

R12：k＝0.0 B＝4.31807e-4 C＝-4.69007e-6 D＝2.12783e-6 E＝0.0

R16：k＝0.0 B＝3.12388e-6 C＝9.58565e-8 D＝0.0 E＝0.0

数值例4

f＝6.28到72.79，Fno＝2.88到3.85，2ω＝59.2°到5.6°

R1＝62.183   D1＝1.40  N1＝1.846660 v1＝23.9

R2＝33.825   D2＝4.20  N2＝1.487490 v2＝70.2

R3＝-951.487 D3＝0.20

R4＝32.903   D4＝3.00  N3＝1.772499 v3＝49.6

R5＝104.356  D5＝变量

R6＝39.682   D6＝0.90  N4＝1.834000 v4＝37.2

R7＝7.807    D7＝3.78

R8＝-24.361  D8＝0.65  N5＝1.772499 v5＝49.6

R9＝34.126   D9＝0.80

R10＝18.397  D10＝2.00 N6＝1.922860 v6＝18.9

R11＝107.902 D11＝变量

R12＝∞D12＝-0.50

R13＝11.401(非球面)D13＝2.70 N7＝1.583126 v7＝59.4

R14＝-62.098 D14＝2.30

R15＝14.467  D15＝0.70 N8＝1.834000  v8＝37.2

R16＝8.896   D16＝0.80

R17＝40.017  D17＝2.50 N9＝1.496999  v9＝81.5

R18＝-12.790 D18＝0.60 N10＝1.567322 v10＝42.8

R19＝175.614 D19＝1.18

R20＝眩光光阑D20＝变量

R21＝23.932(非球面)D21＝2.40  N11＝1.696797  v11＝55.5

R22＝-12.873  D22＝0.60  N12＝1.846660  v12＝23.9

R23＝-27.745  D23＝2.30

R24＝∞       D24＝2.20  N13＝1.516330  v13＝64.1

R25＝∞

\焦距     6.28    35.04    72.79

可变距离\

D5        0.80    25.25    32.80

D11       33.12   6.71     0.90

D20       6.82    4.39     9.30

非球面系数

R13：k＝5.66835e-1 B＝2.85720e-5 C＝2.60049e-5 D＝3.03277e-7E＝-1.98977e-9

R21：k＝-3.88911 B＝2.88744e-5 C＝-2.79289e-7 D＝4.37256e-9

表1

接着，以下将参考图15描述包括根据示例性实施例的变焦透镜系统作为成像光学系统的数字静物照相机(图像拾取设备)。

参考图15，数字静物照相机包括：照相机主体20；包括根据示例性实施例的变焦透镜系统的成像光学系统21；固态图像拾取器件(光电转换器)22，诸如CCD传感器和CMOS传感器，其安装在照相机主体20中并且接收通过成像光学系统21形成的对象图像；存储器23，用于记录对应于作为由图像拾取器件22执行的光电转换的结果而获得的对象图像的信息；以及取景器24，其包括液晶显示板或其他显示器，并且能用来观察形成在固态图像拾取器件22上的对象图像。

因此，当根据示例性实施例的变焦透镜系统被应用于诸如数字静物照相机的图像拾取设备时，可获得具有良好光学性能的小型图像拾取设备。

虽然已参考示例性实施例描述了本发明，应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。应该对以下权利要求的保护范围给予最宽的解释，从而包含所有修改、等同构造和功能。

Claims (8)

1.一种变焦透镜系统，包括：

具有正光焦度的第一透镜单元；

具有负光焦度的第二透镜单元，该第二透镜单元设置在第一透镜单元的像侧；

具有正光焦度的第三透镜单元，该第三透镜单元设置在第二透镜单元的像侧；

具有正光焦度的第四透镜单元，该第四透镜单元设置在第三透镜单元的像侧；以及

F数确定部件，它确定最小F数的光通量，该F数确定部件是某个位置处用于限制光通量的光圈，该位置位于在光轴方向上第三透镜单元中最接近物侧的透镜的物侧透镜表面的顶点与该透镜的物侧透镜表面和外围部分的交点之间，

其中第一透镜单元、第二透镜单元、第三透镜单元和第四透镜单元在变焦期间移动，以及

当DS是第三透镜单元中最接近物侧的透镜的物侧透镜表面的顶点与F数确定部件之间沿着光轴的距离时，满足以下条件：

4.5＜100·DS/fw＜10

其中fw是广角端处整体系统的焦距。

2.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中当D23T是远摄端处第二透镜单元中最接近像侧的透镜表面的顶点与第三透镜单元中最接近物侧的透镜表面的顶点之间的距离，并且fw是广角端处整体系统的焦距时，满足如下条件：

4.5＜100·D23T/fw＜10。

3.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中第二透镜单元中最接近像侧的透镜是在物侧具有凸面的正透镜。

4.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中第三透镜单元包括在像侧具有凹面的负透镜。

5.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中当f2是第二透镜单元的焦距，且fw和ft分别是整体系统在广角端和远摄端的焦距时，满足以下条件：

$0.3<\left|f2\right|/\sqrt{(\mathrm{fw}\&CenterDot;\mathrm{ft})}<0.9.$

6.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中当f3是第三透镜单元的焦距，M1是在从广角端到远摄端的变焦期间第一透镜单元朝着物侧的移动量，并且fw是整体系统在广角端的焦距时，满足以下条件：

1.5＜f3/fw＜5.0

0.3＜M1/fw＜3.0。

7.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中该变焦透镜系统在固态图像拾取器件上形成图像。

8.一种图像拾取设备，包括：

根据权利要求1的变焦透镜系统；以及

接收由该变焦透镜系统形成的图像的固态图像拾取器件。

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