CN100470294C - 变焦距透镜及摄影装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由四个透镜单元构成的、可以在获得高变焦距比的同时，还可以在变焦距范围中的任意的变焦距位置获得良好的光学性能的变焦距透镜。该变焦距透镜从物体侧开始，顺序地包含具有正的光焦度的第1透镜单元、具有负的光焦度的第2透镜单元、具有正的光焦度的第3透镜单元以及具有正的光焦度的第4透镜单元。这里，在进行从广角端向望远端的变焦距时，加宽上述第1透镜单元与上述第2透镜单元的间隔，减小上述第2透镜单元和上述第3透镜单元的间隔，加宽上述第3透镜单元与上述第4透镜单元的间隔，并与上述第3透镜单元一起整体地移动光阑。进而，满足特定的条件。

Description

变焦距透镜及摄影装置

本申请是申请号为03141242.4、申请日为2003年6月3日、发明名称为“变焦距透镜及摄影装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及变焦距透镜，特别涉及适用于作为摄像器件使用了固体摄像元件的视频摄像机、数字照相机等摄影装置的变焦距透镜。

背景技术

以往，由于由负的光焦度的透镜领头的所谓的负引导型的变焦距透镜比较容易广角化，故已经被作为许多照相机的标准型的变焦距透镜而使用。

作为该标准型的变焦距透镜，例如，特开平1978-132360号公报、特开平1981-19022号公报以及美国专利5,283,639号等均提出或公开了由具有负的光焦度的第1透镜单元和具有正的光焦度的第2透镜单元的两个透镜单元构成，且沿着光轴移动这两个透镜群，通过改变透镜群间隔从而进行变焦距的所谓双单元变焦距透镜。

此外，在特开1995-52256号公报中，提出了从物体侧开始顺序地排列了具有负的光焦度的第1透镜单元、具有正的光焦度的第2透镜单元以及具有正的光焦度的第3透镜单元三个透镜单元并通过加大第2透镜单元和第3透镜单元的间隔从而进行从广角端到望远端的变焦距的变焦距透镜。

进而，在美国专利第5,434,710号中，公开了从物体侧开始顺序地排列了具有负的光焦度的第1透镜单元、具有正的光焦度的第2透镜单元以及具有正的光焦度的第3群三个透镜单元并通过减小第2透镜单元和第3透镜单元的间隔进行从广角端到望远端的变焦距的变焦距透镜。

再有，本申请人通过特开1994-27377号公报提出了用3个以上的透镜单元构成的多群变焦距透镜。

一般地，由具有负的光焦度的透镜单元领头的负引导型的变焦距透镜具有比较容易广角化，以及可以容易地获得预定的后焦距的特征。

但是，为了遍及全变焦距范围以及遍及画面整体地取得良好的光学性能，需要适当地设定各个透镜单元的光焦度的配置或透镜形状等。

如果各个透镜单元的光焦度的配置或透镜形状不合适，则伴随着变焦距而像差变动变大，难以遍及全变焦距范围得到高的光学性能。

特别地，在由具有负的光焦度的透镜单元领头的双单元变焦距透镜中，为了进行变焦距和像面位置的变动校正，各个透镜单元在光轴上的相对位置将唯一地被确定。其结果将不能容易地控制在从广角端到望远端变焦距的途中的变焦距位置的光学性能。

因而，为了良好地控制变焦距途中的光学性能，需要极力地减少变焦距过程中的各个透镜单元的像差变动。作为为达此目的而使用的方法，一般采用如减弱各个透镜单元的光焦度或者用更多片数的透镜元件构成各个透镜单元等的方法。但是，在该方法中，变焦距透镜全长将变长，故高变焦距化、高性能化将变得困难。

为了解决这些问题，在美国专利第5,570,233号中公开了从物体侧开始顺序地由具有正的光焦度的第1透镜单元、具有负的光焦度的第2透镜单元、具有正的光焦度的第3透镜单元以及具有正的光焦度的第4透镜单元的四个透镜单元构成，通过各个透镜单元的移动来进行变焦距的变焦距透镜。

但是，伴随着摄像器件的发展，在要求更高性能化的视频摄像机、数字照相机等领域将要求进一步提高光学性能。

进而，在较光阑更接近像侧的透镜单元伴随着变焦距而进行移动的这种类型的变焦距透镜中，与高变焦距化相伴其出瞳距离的变动将变大。近年来，作为摄像器件较多地采用的CCD等，如果变动光线入射到摄像面的角度，则由于通过彩色滤光片的光线角度的变化，所以画面周围的彩色渗出将成为问题。

发明内容

本发明的目的在于提供由四个透镜单元构成的变焦距透镜，其可以在获得高变焦距比的同时，还可以在变焦距范围中的任意的变焦距位置获得良好的光学性能。

进而，在上述的目的的基础上，本发明的目的还在于提供变焦距时的出瞳距离的变动小的变焦距透镜。

为达成上述的目的，本发明的变焦距透镜，从物体侧开始顺序地具备：具有正的光焦度的第1透镜单元、具有负的光焦度的第2透镜单元、具有正的光焦度的第3透镜单元以及具有正的光焦度的第4透镜单元，在从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜单元和上述第2透镜单元之间的间隔变宽，上述第2透镜单元和上述第3透镜单元之间的间隔变窄，上述第3透镜单元和上述第4透镜单元之间的间隔变宽，其特征在于：第3透镜单元从物体侧顺序地具备：具有正的光焦度的透镜元件、具有正的光焦度的透镜元件以及具有负的光焦度的透镜元件，在从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜单元和上述第2透镜单元向着像侧以凸形轨迹移动，同时光阑与上述第3透镜单元一起整体地移动，并满足下面的条件：

-1.0<(Cw-Ct)/f3<-0.6

式中，Cw为在广角端的上述第3透镜单元与上述第4透镜单元的光轴上的间隔，Ct为在望远端的上述第3透镜单元与上述第4透镜单元的在光轴上的间隔，f3为上述第3透镜单元的焦距。进而，满足用下面给出的实施形态说明的特定的条件。

此外，本发明的摄影装置，其特征在于包括：技术方案1所述的变焦距透镜；以及光电变换元件，接收通过上述变焦距透镜形成的被摄物体像并对其进行光电变换。这里，在进行变焦距时，变化上述各个透镜单元的间隔且满足用下面给出的实施形态说明的特定的条件。

本发明提供一种变焦距透镜，从物体侧开始顺序地具备：具有正的光焦度的第1透镜单元、具有负的光焦度的第2透镜单元、具有正的光焦度的第3透镜单元以及具有正的光焦度的第4透镜单元，在从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜单元和上述第2透镜单元之间的间隔变宽，上述第2透镜单元和上述第3透镜单元之间的间隔变窄，上述第3透镜单元和上述第4透镜单元之间的间隔变宽，其特征在于：第3透镜单元从物体侧顺序地具备：具有正的光焦度的透镜元件、具有正的光焦度的透镜元件以及具有负的光焦度的透镜元件，在从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜单元和上述第2透镜单元向着像侧以凸形轨迹移动，同时光阑与上述第3透镜单元一起整体地移动，并满足下面的条件：

-1.0<(Cw-Ct)/f3<-0.6

式中，Cw为在广角端的上述第3透镜单元与上述第4透镜单元的光轴上的间隔，Ct为在望远端的上述第3透镜单元与上述第4透镜单元的在光轴上的间隔，f3为上述第3透镜单元的焦距。

根据技术方案1所述的变焦距透镜，其特征在于：在从广角端向望远端变焦时，上述第3透镜单元向物体侧移动，上述第4透镜单元朝向物体侧以凸形轨迹移动，且满足下面的条件：

0.2<fw/f4<0.35

式中，fw是在广角端的上述变焦距透镜系统整体的焦距，f4是上述第4透镜单元的焦距。

根据技术方案1或2所述的变焦距透镜，其特征在于：上述第3透镜单元由从物体侧顺序地配置的具有正的光焦度的透镜元件、具有正的光焦度的透镜元件和具有负的光焦度的透镜元件的胶合透镜构成，且满足下面的条件：

0.25<fw/f4<0.35

式中，fw是在广角端的上述变焦距透镜系统整体的焦距，f4是上述第4透镜单元的焦距。

根据技术方案1或者2所述的变焦距透镜，其特征在于：上述第3透镜单元由从物体侧顺序地配置的具有正的光焦度的透镜元件、具有正的光焦度的透镜元件和具有负的光焦度的透镜元件的胶合透镜、以及具有正的光焦度的透镜元件构成，且满足下面的条件：

0.2<fw/f4<0.3

式中，fw是在广角端的上述变焦距透镜系统整体的焦距，f4是上述第4透镜单元的焦距。

根据技术方案4所述的变焦距透镜，其特征在于：满足下面的条件：

0.1<f3/f3r<0.4

式中，f3r是上述第3透镜单元中最靠近像侧的透镜元件的焦距。

本发明还提供一种摄影装置，其特征在于包括：技术方案1所述的变焦距透镜；以及光电变换元件，接收通过上述变焦距透镜形成的被摄物体像并对其进行光电变换。

根据参照图面的下面的具体的实施形态的说明将进一步明确本发明的变焦距透镜的特征。

附图说明

图1是作为本发明的实施形态1(Embodiment 1)的变焦距透镜的透镜断面图；

图2所示是本发明的数值实施例1的像差图；

图3是作为本发明的实施形态2的变焦距透镜的透镜断面图；

图4所示是本发明的数值实施例2的像差图；

图5是作为本发明的实施形态3的变焦距透镜的透镜断面图；

图6所示是本发明的数值实施例3的像差图；

图7是作为本发明的实施形态4的变焦距透镜的透镜断面图；

图8所示是本发明的数值实施例4的像差图；

图9是作为本发明的实施形态5的变焦距透镜的透镜断面图；

图10所示是本发明的数值实施例5的像差图；

图11是作为本发明的实施形态6的变焦距透镜的透镜断面图；

图12所示是本发明的数值实施例6的像差图；

图13是配备了上述实施形态1～6的变焦距透镜的数字照相机的断面图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施形态。

作为本发明的实施形态的摄影装置，其使用图1、图3、图5、图7、图9以及图11所示的实施形态1～6的变焦距透镜在配置于像面IP上的CCD或CMOS传感器等固体摄像元件(光电变换元件)上形成被摄物体像。

这里，首先对图1、图3以及图5所示的实施形态1～3的变焦距透镜进行说明。

在图1、图3以及图5所示的实施形态1～3的透镜断面图中，(W)是广角端，(M)是中间变焦距位置，(T)是望远端。此外，在各断面图中，从物体侧(图的左侧)开始顺序地：A是具有正的光焦度(光焦度是该透镜单元的焦距的倒数)的第1透镜单元，B是具有的负的光焦度的第2透镜单元，C是具有正的光焦度的第3透镜单元，D是具有正的光焦度的第4透镜单元。

此外，SP是光阑(aperture stop)，G是滤光片、平台基准面等玻璃模块。

实施形态1～3的变焦距透镜由至少四个透镜单元构成变焦距透镜整个系统，通过使各个透镜单元的光轴上的间隔变化来进行变焦距。

在实施形态1～3中，在进行从广角端向望远端的变焦距时，加宽第1透镜单元A与第2透镜单元B的间隔，减小第2透镜单元B和第3透镜单元C的间隔，加宽第3透镜单元C与第4透镜单元D的间隔。此外，与第3透镜单元D一起整体地移动光阑SP。

这里，在设Cw为在广角端的第3透镜单元C与第4透镜单元D的光轴上的间隔，Ct为在望远端的第3透镜单元C与第4透镜单元D的光轴上的间隔时，满足

-1.0<(Cw-Ct)/f3<-0.6              ...(1)

条件式(1)是有关第3透镜单元C的移动轨迹和光焦度的关系式，如果超过其上限，则第3透镜单元C的移动量过大，不能抑制出瞳的变动。此外，如果低于下限，则由于第3透镜单元C的光焦度变得过弱，缩短变焦距透镜全长的工作将变得困难。

此外，在实施形态1～3中，在使之从广角端变焦距到望远端时，第3透镜单元C向物体侧移动，第4透镜单元D朝向物体侧以凸形轨迹移动，且最好满足下面的条件式。

0.2<fw/f4<0.35                    ...(2)

这里，fw是在广角端的变焦距透镜整个系统的焦距，f4是第4透镜单元的焦距。

条件式(2)是有关第4透镜单元D的光焦度的关系式，如果超过其上限，则由于第4透镜单元D的折射能力的增大，将不能完全抑制与第3透镜单元C整体移动的光阑SP的变动对出瞳变动的影响。此外，如果低于下限，则由于第4透镜单元D的光焦度变得过弱，使作为由四个透镜单元构成的变焦距透镜的优点的抑制变焦距时的像差变动的工作变得困难。

此外，为了使变焦距透镜的全长保持在小型，在使之从广角端变焦距到望远端时，最好使第1透镜单元A以及第2透镜单元B以凸形轨迹朝向像面侧移动。其结果将可以抑制全变焦距区域的像差变动。

进而，在从物体侧开始顺序地利用正透镜、正透镜与负透镜的胶合透镜(cemented lens)来构成了第3透镜单元C时，第4透镜单元D的焦距最好满足

0.25<fw/f4<0.35                    ...(3)

同样地，在从物体侧开始顺序地利用正透镜元件、正透镜元件与负透镜元件的胶合透镜、以及正透镜元件来构成了第3透镜单元C时，最好满足下面的条件式。

0.2<fw/f4<0.3                      ...(4)

另外，更好地，在从物体侧开始顺序地利用正透镜元件、正透镜元件与负透镜元件的胶合透镜、以及正透镜元件构成了第3透镜单元C时，最好满足下面的条件式。

0.1<f3/f3r<0.4                 ...(5)

这里，f3r是第3透镜单元C中最靠近像侧的透镜元件的焦距。

条件式(5)是通过适当地保持第3透镜单元C的最靠近像侧的透镜元件的焦距，用于抑制出射第3透镜单元C的光线的出射角变动的合适的范围。

下面，给出上述实施形态1～3的数值实施例。设图1所示的实施形态1的数值实施例为数值实施例1，图3所示的实施形态2的数值实施例为数值实施例2，图5所示的实施形态3的数值实施例为数值实施例3。

此外，在各个数值实施例中，ri是从物体侧开始顺序地第i个透镜面的曲率半径，di是从物体侧开始顺序地第i个光学部件的厚度或者空气间隔，ni和υi分别为从物体侧开始顺序地第i个光学部件的材质的折射率和阿贝数。

另外，在取透镜中心部的曲率半径为R、光轴方向(光的行进方向)为X轴、与光轴垂直的方向为Y轴、K为圆锥系数、B、C、D、E为各非球面系数时，透镜面是非球面形状时的非球面形状将用

$X=\frac{(1/R)Y^2}{1+\sqrt{(1-(1+K){(Y/R)}^2)}}+B{Y}^4+C{Y}^6+D{Y}^8+E{Y}^{10}$

这样的表达式进行表示。这里[e-X]表示[×10^-x]。再有，在各数值实施例中，f表示焦距、f_no表示F编号、ω表示半视场角。

(数值实施例1)

【表1】

f＝7.46779     fno＝1:2.7     2ω＝63.2

r1＝35.389     d1＝5.50       n1＝1.51633     ν1＝64.1

r2＝-528.126   d2＝可变

r3＝71.708     d3＝1.30       n2＝1.80400     v2＝46.6

r4＝11.296     d4＝5.50

r5＝-73.005    d5＝1.00       n3＝1.77250     ν3＝49.6

r6＝27.283     d6＝1.70

r7＝21.795     d7＝2.80       n4＝1.84666     ν4＝23.9

r8＝103.969    d8＝/可变

r9＝∞(光阑)   d9＝0.80

r10＝9.786     d10＝2.80      n5＝1.72916     ν5＝54.7

r11＝54.605    d11＝0.30

r12＝12.273    d12＝2.40      n6＝1.69350     ν6＝53.2

r13＝25.204    d13＝0.70      n7＝1.84666     ν7＝23.9

r14＝7.182     d14＝2.20

r15＝-81.570   d15＝1.40      n8＝1.51633     ν8＝64.1

r16＝-24.163   d16＝可变

r17＝28.000    d17＝2.00      n9＝1.80610     ν9＝40.7

r18＝-1242.352 d18＝/可变

r19＝∞        d19＝4.00      n10＝1.51680    ν10＝64.2

r20＝∞

焦点距离     7.47    16.47     36.29

/可变间隔

d2           1.20    10.92     18.54

d8           37.10   15.13     3.55

d16          4.06    7.91      22.43

d18          2.00    4.36      4.91

第12面非球面

R＝12.273         K＝6.160E-1    B＝-1.849E-4    C＝-1.558E-6

D＝-2.399E-8

第17面非球面

R＝28.0           K＝3.407E-1    B＝-1.954E-6    C＝9.748E-8

D＝-3.041E-9

(数值实施例2)

【表2】

f＝7.45587     fno＝1:2.8     2ω＝66.2

r1＝33.880     d1＝6.00       n1＝1.51633    ν1＝64.1

r2＝-7025.879  d2＝可变

r3＝54.832     d3＝1.30       n2＝1.80400    ν2＝46.6

r4＝11.212     d4＝5.93

r5＝-72.278    d5＝1.00       n3＝1.77250    ν3＝49.6

r6＝28.966     d6＝1.70

r7＝22.856     d7＝2.80       n4＝1.84666    ν4＝23.9

r8＝103.245    d8＝可变

r9＝∞(光阑)   d9＝0.80

r10＝9.193     d10＝2.80      n5＝1.69680    ν5＝55.5

r11＝224.107   d11＝0.30

r12＝12.293    d12＝2.40      n6＝1.69350    ν6＝53.2

r13＝26.680    d13＝0.70      n7＝1.84666    ν7＝23.9

r14＝6.690     d14＝可变

r15＝20.006    d15＝2.00      n8＝1.80610    ν8＝40.7

r16＝594.211   d16＝可变

r17＝∞        d17＝4.00      n9＝1.51633    ν9＝64.2

r18＝∞

焦点距离    7.46    16.45   36.32

/可变间隔

d2          1.00    10.93   20.76

d8          37.42   14.90   3.57

d14         6.73    10.17   22.87

d16         2.00    4.56    5.72

第12面非球面

R＝12.29       K＝4.853E-3     B＝-1.833E-4   C＝-2.283E-6

D＝-3.066E-8

第15面非球面

R＝20.01       K＝2.087        B＝-4.443E-5   C＝-2.156E-8

D＝-5.081E-9

(数值实施例3)

【表3】

f＝7.44598      fno＝1:2.8     2ω＝65.4

r1＝36.174      d1＝5.50       n1＝1.51633    ν1＝64.2

r2＝-2716.614   d2＝可变

r3＝50.435      d3＝1.30       n2＝1.77250    ν2＝49.6

r4＝10.608      d4＝4.70

r5＝198.546     d5＝1.00       n3＝1.77250    ν3＝49.6

r6＝16.816      d6＝1.70

r7＝15.988      d7＝2.80       n4＝1.84666    ν4＝23.9

r8＝37.416      d8＝可变

r9＝∞(光阑)    d9＝2.30

r10＝9.853      d10＝2.80      n5＝1.74330    ν5＝49.3

r11＝-422.142   d11＝0.30

r12＝11.114     d12＝2.40      n6＝1.69680    ν6＝55.5

r13＝38.099     d13＝0.70      n7＝1.84666    ν7＝23.9

r14＝6.158      d14＝2.00

r15＝254.815    d15＝1.40      n8＝1.60311    ν8＝60.7

r16＝-146.162   d16＝可变

r17＝16.773     d17＝3.40      n9＝1.73077    ν9＝40.5

r18＝-25.584    d18＝0.70      n10＝1.69680   ν10＝55.5

r19＝96.538     d19＝可变

r20＝∞         d20＝4.00      n11＝1.51680   ν11＝64.2

r21＝∞

焦点距离     7.45     16.61     37.00

/可变间隔

d2           2.00     11.42     23.20

d8           30.00    10.07     1.80

d16          3.62     6.80      19.61

d19          3.04     6.02      6.39

第10面非球面

R＝9.853          K＝-2.505    B＝2.312E-4    C＝-1.947E-6

D＝4.993E-8       E＝-1.152E-9

第17面非球面

R＝16.774         K＝8.657E-1  B＝-3.579E-5   C＝1.114E-7

D＝-1.522E-9     E＝2.917E-10

此外，上述各数值实施例的条件式(1)～(5)的值示于表4。

(表4)

                    数值实施例1   数值实施例2     数值实施例3

条件式(1)            -0.84         -0.72           -0.82

条件式(2)～(4)       0.22          0.29            0.29

条件式(5)            0.33          ---             0.13

另外，各数值实施例的像差图示于图2、图4以及图6。这里，在这些像差图中，曲线d表示d线的像差、曲线g表示g线的像差、曲线ΔS表示在弧矢像面的像差、曲线ΔM表示在子午像面的像差。

如以上说明过的这样，根据实施形态1～3，在4透镜单元构成的变焦距透镜中，通过适当地设定各个透镜单元的光焦度配置和变焦距时的移动轨迹，可以在变焦距过程中的任意的变焦距位置具有良好的光学性能，同时，还可以抑制全部变焦距区域的出瞳距离的变动。

下面对实施形态4～6进行说明。

在图7、图9以及图11所示的实施形态4～6的透镜断面图中，(W)是广角端，(M)是中间变焦距位置，(T)是望远端。此外，在各断面图中，从物体侧(图中的左侧)开始顺序地为：A是具有正的光焦度的第1透镜单元，B是具有的负的光焦度的第2透镜单元，C是具有正的光焦度的第3透镜单元，D是具有正的光焦度的第4透镜单元。

此外，SP是光阑(aperture stop)，G是滤光片、平台基准面等玻璃模块。

各实施形态的变焦距透镜由至少四个透镜单元构成变焦距透镜整个系统，通过使各个透镜单元的光轴上的间隔变化来进行变焦距。

特别地，第2透镜单元B在从广角端变焦距到望远端时，反转移动方向使得朝向像侧描绘凸形轨迹，从而减少第2透镜单元B和第3透镜单元C的间隔余量，谋求变焦距透镜整体的小型化。

此外，在各个实施形态中，设在变焦距透镜系统整体的焦距成为在广角端的焦距fw和在望远端的焦距ft的乘法平均值fm＝v(fw·ft)的位置的第2透镜单元B的自广角端的移动量为bwm、在望远端的第2透镜单元B的自广角端的移动量为bwt时，满足

0.9<bwm/bwt<2.0           ...(6)

条件式(6)是有关变焦距时的第2透镜单元B的移动量的关系式，如果超过其上限，则在从广角端到中间变焦距位置的广角侧变焦距区域的第2透镜单元B的移动量变大，变焦距透镜系统整体的高变焦距化将变得困难。此外，如果低于下限，则在变焦距中间区域的良好的像差校正将变得困难。

进而，在各个实施形态中，通过适当的光焦度配置，可以提高在变焦距过程中的光学性能，可以只用1片正透镜构成第1透镜单元A，从而同时实现变焦距透镜系统整体的小型化和良好的像差校正。

另外，在各个实施形态中，为了用1片正透镜构成第1透镜单元A，在取广角端的变焦距透镜系统整体的焦距为fw、第1透镜单元A的焦距为f1时，需要满足下面的条件式。

0.05<fw/f1<0.15            ...(7)

条件式(7)是有关第1透镜单元A的焦距的关系式，如果超过其上限，则由于第1透镜单元A的光焦度变得过强而使第1透镜单元A的直径变大。此外，如果低于下限，则由于第1透镜单元A的光焦度变得过弱，故为了得到所期望的变焦距比而导致变焦距透镜全长变长，不够理想。

此外，通过取第1透镜单元A为移动单元，较广角端的变焦距透镜全长更长地设定望远端的变焦距透镜全长，可以减轻其他的透镜单元的变焦距负担。

进而，从广角端变焦距到望远端时的第1透镜单元A的移动方向反转使得在像侧描绘凸形轨迹，从而可以抑制变焦距过程中的光学性能的变动，且可以进行第1透镜单元A的直径的小型化。

另外，通过在从广角端变焦距到望远端时在物体侧单调(即，不改变移动方向地)地使第3透镜单元C移动，且使第4透镜单元D的移动轨迹朝向物体侧成为凸形，从而可以在减轻了第2透镜单元B的变焦距负担的基础上，降低在所有的变焦距区域的光学性能。

进而，为了谋求高性能化，在各个实施形态中，当设在广角端的第3透镜单元C和第4透镜单元D的光轴上的间隔为Cw、在望远端的第3透镜单元C和第4透镜单元D的光轴上的间隔为Ct、在变焦距透镜系统整体的焦距fm的第3透镜单元C和第4透镜单元D的光轴上的间隔为Cm、第i透镜单元的焦距为fi时，最好满足

0.1<(Cw-Cm)/(Cw-Ct)<0.3             ...(8)

-0.9<f2/f3(或者f3/fw)<-0.6          ...(9)

条件式(8)以及(9)的任何一个都是关于第3透镜单元C的光焦度配置的关系式，在适当地进行与第2透镜单元B的变焦距分担、谋求高性能化上非常重要。

此外，通过使光阑SP与第3透镜单元C整体地移动，可以容易地简化收纳该变焦距透镜的透镜镜筒的构造。

下面，给出上述各实施形态的数值实施例。设图7所示的实施形态4的数值实施例为数值实施例4，图9所示的实施形态5的数值实施例为数值实施例5，图11所示的实施形态6的数值实施例为数值实施例6。

各数值实施例中的符号的定义以及表示非球面形状的透镜面的关系式与上述数值实施例1～3相同。

(数值实施例4)

【表5】

f＝7.45587     fno＝1:2.8     2ω＝66.2

r1＝33.880     d1＝6.00       n1＝1.51633   ν1＝64.1

r2＝-7025.879  d2＝可变

r3＝54.832     d3＝1.30       n2＝1.80400   ν2＝46.6

r4＝11.212     d4＝5.93

r5＝-72.278    d5＝1.00       n3＝1.77250   ν3＝49.6

r6＝28.966     d6＝1.70

r7＝22.856     d7＝2.80       n4＝1.84666   ν4＝23.9

r8＝103.245    d8＝可变

r9＝∞(光阑)   d9＝0.80

r10＝9.193     d10＝2.80      n5＝1.69680   ν5＝55.5

r11＝224.107   d11＝0.30

r12＝12.293    d12＝2.40      n6＝1.69350   ν6＝53.2

r13＝26.680    d13＝0.70      n7＝1.84666   ν7＝23.9

r14＝6.690     d14＝可变

r15＝20.006    d15＝2.00      n8＝1.80610   ν8＝40.7

r16＝594.211   d16＝可变

r17＝∞        d17＝4.00      n9＝1.51633   ν9＝64.2

r18＝∞

焦点距离    7.46     16.45    36.32

/可变间隔

d2          1.00     10.93    20.76

d8          37.42    14.90    3.57

d14         6.73     10.17    22.87

d16         2.00     4.56     5.72

第12面非球面

R＝12.29    K＝4.853E-3   B＝-1.833E-4   C＝-2.283E-6

D＝-3.066E-8

第15面非球面

R＝20.01    K＝2.087       B＝-4.443E-5   C＝-2.156E-8

D＝-5.081E-9

(数值实施例5)

【表6】

f＝7.45587     fno＝1:2.6     2ω＝66.4

r1＝40.266     d1＝6.00       n1＝1.48749     ν1＝70.2

r2＝-734.702   d2＝可变

r3＝76.424     d3＝1.30       n2＝1.80400     ν2＝46.6

r4＝11.861     d4＝5.35

r5＝-67.123    d5＝1.00       n3＝1.77250     ν3＝49.6

r6＝31.704     d6＝1.70

r7＝23.332     d7＝2.80       n4＝1.84666     ν4＝23.9

r8＝100.885    d8＝可变

r9＝∞(光阑)   d9＝0.80

r10＝9.818     d10＝2.80      n5＝1.69680     ν5＝55.5

r11＝87.682    d11＝0.30

r12＝12.726    d12＝2.40      n6＝1.69350     ν6＝53.2

r13＝20.514    d13＝0.70      n7＝1.84666     ν7＝23.9

r14＝7.404     d14＝1.80

r15＝-66.106   d15＝1.40      n8＝1.51633     ν8＝64,1

r16＝-18.575   d16＝可变

r17＝19.325    d17＝2.00      n9＝1.80610     ν9＝40.7

r18＝45.742    d18＝可变

r19＝∞        d19＝4.00      n10＝1.51880    ν10＝64.2

r20＝∞

焦点距离    7.46   16.45   36.32

/可变间隔

d2          3.00   18.82   20.14

d8          39.19  19.06   3.58

d16         9.80   13.15   28.28

d18         2.00   2.96    2.00

第12面非球面

R＝12.726      K＝5.664E-1   B＝-1.891E-4   C＝-1.759E-6

D＝-1.421E-8

第17面非球面

R＝19.325      K＝-5.355     B＝7.372E-5    C＝1.514E-6

D＝-2.911E-8

(数值实施例6)

【表7】

f＝7.44598     fno＝1:22.8     2ω＝65.4

r1＝36.174     d1＝5.50        n1＝1.51633    ν1＝64.2

r2＝-2716.614  d2＝可变

r3＝50.435     d3＝1.30        n2＝1.77250    ν2＝49.6

r4＝10.608     d4＝4.70

r5＝198.546    d5＝1.00        n3＝1.77250    ν3＝49.6

r6＝16.816     d6＝1.70

r7＝15.988     d7＝2.80        n4＝1.84666    ν4＝23.9

r8＝37.416     d8＝可变

r9＝∞(光阑)   d9＝2.30

r10＝9.853     d10＝2.80       n5＝1.74330    ν5＝49.3

r11＝-422.142  d11＝0.30

r12＝11.114    d12＝2.40       n6＝1.69680    ν6＝55.5

r13＝38.099    d13＝0.70       n7＝1.84666    ν7＝23.9

r14＝6.158     d14＝2.00

r15＝254.815   d15＝1.40       n8＝1.60311    ν8＝60.7

r16＝-146.162  d16＝可变

r17＝16.773    d17＝3.40       n9＝1.73077    ν9＝40.5

r18＝-25.584   d18＝0.70       n10＝1.69680   ν10＝55.5

r19＝96.538    d19＝可变

r20＝∞        d20＝4.00       n11＝1.51680   ν11＝64.2

r21＝∞

焦点距离    7.45    16.61    37.00

/可变间隔

d2          2.00    11.42    23.20

d8          30.00   10.07    1.80

d16         3.62    6.80     9.61

d19         3.04    6.07     6.39

第10面非球面

R＝9.853         K＝-2.505       B＝2.312E-4     C＝-1.947E-6

D＝4.993E-8      E＝-1.152E-9

第17面非球面

R＝16.774        K＝8.657E-1     B＝-3.579E-5    C＝1.114E-7

D＝-1.522E-9     E＝2.917E-10

此外，上述各数值实施例的条件式(6)～(9)的值示于表8。

(表8)

                 数值实施例4   数值实施例5  数值实施例6

条件式(6)        1.18          0.92         1.55

条件式(7)        0.11          0.10         0.11

条件式(8)        0.21          0.18         0.20

条件式(9)        -0.71         -0.82        -0.76

另外，各数值实施例的像差图示于图8、图10以及图12。这里，在这些像差图中曲线d表示d线的像差、曲线g表示g线的像差、曲线ΔS表示在弧矢像面的像差、曲线ΔM表示在子午像面的像差。

如以上说明过的这样，根据实施形态4～6，在4透镜单元构成的变焦距透镜中，通过适当地设定各个透镜单元的光焦度配置和变焦距时的移动轨迹，可以在变焦距过程中的任意的变焦距位置确保其良好的光学性能。

图13中给出了使用了上述实施形态1～6的变焦距透镜的数字静态照相机。

图13中，10是包含摄影光学系统11的变焦距透镜，20是照相机单元，21是快速退回反射镜，22是对焦板，23是五边屋脊棱镜，24是目镜。

此外，25是CCD、CMOS传感器等固体摄像元件(光电变换元件)。固体摄像元件25光电变换通过摄影光学系统11(变焦距透镜10)形成的被摄物体像。

这里，在取景器观察时，可以通过配置在摄影光路内的快速退回反射镜21将被摄物体光束的一部分引导到构成取景器光学系统的对焦板22、五边屋脊棱镜23以及目镜24，进行被摄物体像的光学的观察。此外，把透过了快速退回反射镜21的半反射镜单元的被摄物体光束由摄像元件25进行光电变换，并在没有图示的LCD等上显示所得到的图像信号，从而可以进行被摄物体像的电子的观察。

另一方面，在进行摄影时，使快速退回反射镜21从摄影光路中退避出来，由摄像元件25对被摄物体光束进行光电变换，将得到的图像信息保存在没有图示的存储介质中。

这里，上述各个实施形态的变焦距透镜不但可以适用于图13所示的数字静态照相机，而且也可以作为视频摄像机用的变焦距透镜使用。

以上，我们说明了本发明的理想的实施例，但也可以在本发明的技术方案所记载的范围内进行改良或变形。

Claims (6)

1.一种变焦距透镜，从物体侧开始顺序地具备：具有正的光焦度的第1透镜单元、具有负的光焦度的第2透镜单元、具有正的光焦度的第3透镜单元以及具有正的光焦度的第4透镜单元，在从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜单元和上述第2透镜单元之间的间隔变宽，上述第2透镜单元和上述第3透镜单元之间的间隔变窄，上述第3透镜单元和上述第4透镜单元之间的间隔变宽，其特征在于：

第3透镜单元从物体侧顺序地具备：具有正的光焦度的透镜元件、具有正的光焦度的透镜元件以及具有负的光焦度的透镜元件，

在从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜单元和上述第2透镜单元向着像侧以凸形轨迹移动，同时光阑与上述第3透镜单元一起整体地移动，并满足下面的条件：

-1.0<(Cw-Ct)/f3<-0.6

式中，Cw为在广角端的上述第3透镜单元与上述第4透镜单元的光轴上的间隔，Ct为在望远端的上述第3透镜单元与上述第4透镜单元的在光轴上的间隔，f3为上述第3透镜单元的焦距。

2.根据权利要求1所述的变焦距透镜，其特征在于：

在从广角端向望远端变焦时，上述第3透镜单元向物体侧移动，上述第4透镜单元朝向物体侧以凸形轨迹移动，且满足下面的条件：

2<fw/f4<0.35

式中，fw是在广角端的上述变焦距透镜系统整体的焦距，f4是上述第4透镜单元的焦距。

3.根据权利要求1或2所述的变焦距透镜，其特征在于：

上述第3透镜单元由从物体侧顺序地配置的具有正的光焦度的透镜元件、具有正的光焦度的透镜元件和具有负的光焦度的透镜元件的胶合透镜构成，且满足下面的条件：

25<fw/f4<0.35

式中，fw是在广角端的上述变焦距透镜系统整体的焦距，f4是上述第4透镜单元的焦距。

4.根据权利要求1或者2所述的变焦距透镜，其特征在于：

上述第3透镜单元由从物体侧顺序地配置的具有正的光焦度的透镜元件、具有正的光焦度的透镜元件和具有负的光焦度的透镜元件的胶合透镜、以及具有正的光焦度的透镜元件构成，且满足下面的条件：

2<fw/f4<0.3

式中，fw是在广角端的上述变焦距透镜系统整体的焦距，f4是上述第4透镜单元的焦距。

5.根据权利要求4所述的变焦距透镜，其特征在于：

满足下面的条件：

1<f3/f3r<0.4

式中，f3r是上述第3透镜单元中最靠近像侧的透镜元件的焦距。

6.一种摄影装置，其特征在于包括：

权利要求1所述的变焦距透镜；以及

光电变换元件，接收通过上述变焦距透镜形成的被摄物体像并对其进行光电变换。

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