CN101013191A - 变焦透镜系统、透镜镜筒、成像装置以及拍摄设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变焦透镜系统，包括多个透镜单元，每个透镜单元由至少一个透镜元件组成，其中至少是任何两个透镜单元之间的间距改变，从而以连续可变的放大倍率形成光学图像，所述透镜单元中的任何一个、所述透镜元件中的任何一个、或者构成一个透镜单元的多个相邻透镜元件在垂直于光轴的方向上移动，变焦透镜系统包括：具有正光焦度的第一透镜单元；其中包括具有反射面的透镜元件，并具有负光焦度的第二透镜单元；以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元的后续透镜单元，满足条件(1)：1.50＜M1/fW＜3.00，其中M1是第一透镜单元的光轴上的移动量，fW是在广角端下整个变焦透镜系统的焦距。

Description

变焦透镜系统、透镜镜筒、成像装置以及拍摄设备
相关申请的交叉引用
本申请基于2006年2月3日提交的日本专利申请2006-27369，其内容通过引用结合在此。
技术领域
本发明涉及一种变焦透镜系统、透镜镜筒、成像装置以及拍摄设备。具体来说，本发明涉及：一种适用于诸如数码相机或数字摄像机这类小型、高图像质量拍摄设备的，并具有较大的可变放大倍率、高分辨率的变焦透镜系统；一种保持这种变焦透镜系统，在收纳时具有较短总体长度以及较低总体高度的透镜镜筒；一种包括这种透镜镜筒的成像装置；以及一种应用这种成像装置的薄型紧凑式拍摄设备。
背景技术
近来，随着诸如CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)这种具有高像素的固体图像传感器的发展，与上述高像素的固体图像传感器相适应而采用包括高光学性能的成像光学系统的成像装置的数码相机和数码摄像机正迅速普及。
其中尤其是数码相机，近来提出了诸多薄型结构的方案以取得给予最优先考虑的、令人满意的收纳或携带便利性。作为用于实现这种薄型数码相机的可能手段，提出了大量的使光束弯折90°的变焦透镜系统。
举例来说，日本特开2004-004533号和特开2003-202500号专利公报披露以下结构，成像装置配备有变焦透镜系统，具有用于使光束弯折90°的内部反射面的直角棱镜，配置于最靠近物方侧的透镜单元中。日本特开2004-004533号和特开2003-202500号专利公报所披露的成像装置中，由于使物体光在入射透镜单元的垂直于光轴的平面内改变方向，因而成像装置的厚度取决于直角棱镜和相对于该直角棱镜处于物方侧的透镜元件。该结构使得厚度减小。
另，日本特开2004-102089号专利公报披露了以下的结构，在包含由正、负、正、正四组透镜构成的变焦透镜系统的成像装置中，在具有负光焦度的第二透镜单元中设置具有用于使光束弯折90°的内部反射面的直角棱镜。日本特开2004-102089号专利公报所说明的成像装置中，可将直角棱镜配置于相对于具有正光焦度的第一透镜单元处于像方侧的透镜单元中。该结构使得直角棱镜以较为紧凑的方式构成。
但在日本特开2004-004533号专利公报所披露的变焦透镜系统中，尽管可提供较为紧凑的成像装置，但可变放大倍率只接近达到3。而且，周边部分的光学性能不够充分。
此外，日本特开2003-202500号和特开2004-102089号专利公报所披露的变焦透镜系统中，成像装置其厚度的减小受到其本身结构的制约。而且，周边部分的光学性能不够充分。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有较大的可变放大倍率和高分辨率，的变焦透镜系统；一种保持这种变焦透镜系统，在收纳时具有较短总体长度以及较低总体高度的透镜镜筒；一种包括这种透镜镜筒的成像装置；以及一种应用这种成像装置的薄型紧凑式拍摄设备。
实现在此披露的各新颖构思以解决现有技术中的上述问题，这里所披露的变焦透镜系统包括至少三个透镜单元，每个透镜单元包括至少一个透镜元件，其中，所述透镜单元中至少任何两个透镜单元之间的间距改变，从而以连续可变的放大倍率形成物体的光学图像，所述变焦透镜系统从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元；包括具有用于使来自物体的光束弯折的反射面的透镜元件、并具有负光焦度的第二透镜单元；以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元的后续透镜单元，且所述变焦透镜系统满足下列条件(1)：
1.50＜M1/fW＜3.00    ...    (1)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，M1是从广角端变焦至摄远端时第一透镜单元的在光轴上的移动量，fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
实现在此披露的各新颖构思以解决现有技术中的上述问题，这里所披露的透镜镜筒，用于保持形成物体的光学图像的成像光学系统，所述成像光学系统为包括至少三个透镜单元的变焦透镜系统，每个透镜单元包括至少一个透镜元件，其中，所述透镜单元中至少任何两个透镜单元之间的间距改变，从而以连续可变的放大倍率形成物体的光学图像，所述变焦透镜系统从物方侧至像方侧依次设置有：具有正光焦度的第一透镜单元；包括具有用于使来自物体的光束弯折的反射面的透镜元件、并具有负光焦度的第二透镜单元；以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元的后续透镜单元，所述变焦透镜系统满足下列条件(1)：
1.50＜M1/fW＜3.00    ...    (1)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，M1是从广角端变焦至摄远端时第一透镜单元的在光轴上的移动量，fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距，其中，在成像状态下第一透镜单元按在来自物体的光线的方向上可移动的方式被保持，在收纳状态下具有反射面的透镜元件退避至与成像状态下所处的位置不同的退避位置。
实现在此披露的各新颖构思以解决现有技术中的上述问题，这里所披露的成像装置能够将物体的光学图像作为电子图像信号输出，该成像装置包括：形成物体的光学图像的成像光学系统；以及将由成像光学系统所形成的光学图像转换为电子图像信号的图像传感器，其中该成像光学系统为包括至少三个透镜单元的变焦透镜系统，每个透镜单元包括至少一个透镜元件，其中，所述透镜单元中至少任何两个透镜单元之间的间距改变，从而以连续可变的放大倍率形成物体的光学图像，变焦透镜系统从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元；包括具有用于使来自物体的光束弯折的反射面的透镜元件、并具有负光焦度的第二透镜单元；以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元的后续透镜单元，所述变焦透镜系统满足下列条件(1)：
1.50＜M1/fW＜3.00    ...    (1)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，M1是从广角端变焦至摄远端时第一透镜单元的光轴上的移动量，fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
实现在此披露的各新颖构思以解决现有技术中的上述问题，这里所披露的拍摄设备，用于将物体的光学图像转换成电子图像信号，并随后对经过转换的图像信号执行显示和存储其中至少之一动作，该拍摄设备包括：成像装置，包括形成物体的光学图像的成像光学系统、以及将由该成像光学系统所形成的光学图像转换为电子图像信号的图像传感器，其中该成像光学系统为包括至少三个透镜单元的变焦透镜系统，每个透镜单元至少包括一个透镜元件，其中，所述透镜单元当中至少任何两个透镜单元之间的间距改变，从而以连续可变的放大倍率形成物体的光学图像，变焦透镜系统从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元；包括具有用于使来自物体的光束弯折的反射面的透镜元件、并具有负光焦度的第二透镜单元；以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元的后续透镜单元，所述变焦透镜系统满足下列条件(1)：
1.50＜M1/fW＜3.00    ...    (1)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，M1是从广角端变焦至摄远端时第一透镜单元的在光轴上的移动量，fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
本发明提供一种具有较大的可变放大倍率和高分辨率的变焦透镜系统。而且，本发明提供一种保持这种变焦透镜系统，在收纳时具有较短总体长度以及较低总体高度的透镜镜筒。此外，本发明提供一种包括这种透镜镜筒的成像装置以及一种应用这种成像装置的薄型紧凑式拍摄设备。
附图说明
通过下面参考下列附图、结合各优选实施例进行的说明，本发明的上述以及其他目的和特征将会清楚。下列附图中：
图1A是示出采用实施例1成像装置的拍摄设备的成像状态下总体配置的透过立体图；
图1B是示出采用实施例1成像装置的拍摄设备的收纳状态下总体配置的透过立体图；
图2A是示出实施例1在广角端的成像状态下成像光学系统配置的透镜配置图；
图2B是示出实施例1在收纳状态下成像光学系统配置的透镜配置图；
图3A至图3C是示出实施例1的成像装置分别在摄远端的成像状态、广角端的成像状态以及收纳状态下透镜镜筒配置的剖视图；
图4A是示出采用实施例1变化例的成像装置的拍摄设备的成像状态下总体配置的透过立体图；
图4B是示出采用实施例1变化例的成像装置的拍摄设备的收纳状态下总体配置的透过立体图；
图5A是示出采用实施例2成像装置的拍摄设备的成像状态下总体配置的透过立体图；
图5B是示出采用实施例2成像装置的拍摄设备的收纳状态下总体配置的透过立体图；
图6A是示出实施例2在广角端的成像状态下成像光学系统配置的透镜配置图；
图6B是示出实施例2在收纳状态下成像光学系统配置的透镜配置图；
图7A至图7C是示出实施例2的成像装置分别在摄远端的成像状态、广角端的成像状态、以及收纳状态下透镜镜筒配置的剖视图；
图8A是示出采用实施例3成像装置的拍摄设备的成像状态下总体配置的透过立体图；
图8B是示出采用实施例3成像装置的拍摄设备的收纳状态下总体配置的透过立体图；
图9A是示出采用实施例4成像装置的拍摄设备的成像状态下总体配置的透过立体图；
图9B是示出采用实施例4成像装置的拍摄设备的收纳状态下总体配置的透过立体图；
图10A是示出采用实施例5成像装置的拍摄设备的成像状态下总体配置的透过立体图；
图10B是示出采用实施例5成像装置的拍摄设备的收纳状态下总体配置的透过立体图；
图11A至图11C是实施例6(实例1)的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的透镜配置图；
图12A至图12I是实例1的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的纵向像差图；
图13A至图13F是实例1的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图；
图14A至图14C是实施例7(实例2)的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的透镜配置图；
图15A至图15I是实例2的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的纵向像差图；
图16A至图16F是实例2的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图；
图17A至图17C是实施例8(实例3)的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的透镜配置图；
图18A至图18I是实例3的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的纵向像差图；
图19A至图19F是实例3的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图；
图20A至图20C是实施例9(实例4)的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的透镜配置图；
图21A至图21I是实例4的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的纵向像差图；
图22A至图22F是实例4的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图；
图23A至图23C是实施例10(实例5)的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的透镜配置图；
图24A至图24I是实例5的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的纵向像差图；
图25A至图25F是实例5的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图；
图26A至图26C是实施例11(实例6)的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的透镜配置图；
图27A至图27I是实例6的变焦透镜系统在广角端、中间位置、以及摄远端处于无穷远对焦状态的纵向像差图；以及
图28A至图28F是实例6的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图。
具体实施方式
(实施例1)
图1A是示出采用实施例1成像装置的拍摄设备在成像状态下总体配置的透过立体图。
图1B是示出采用实施例1成像装置的拍摄设备在收容状态下总体配置的透过立体图。这里，图1A和图1B是示出实施例1的成像装置的示意图。因而，比例和具体布局可能与实际情形有所不同。
图1A和图1B中，采用本实施例1的成像装置的拍摄设备包括：机身1、图像传感器2、快门按钮3、物方侧透镜单元4、具有反射面的透镜元件5、以及像方侧透镜单元6。其中，物方侧透镜单元4、具有反射面的透镜元件5、以及像方侧透镜单元6构成变焦透镜系统，由此在图像传感器2的受光面上形成物体的光学图像。这里，该变焦透镜系统由例如下文说明的图3所示的透镜镜筒中的透镜保持筒所保持，由该透镜保持筒保持的变焦透镜系统和图像传感器2构成成像装置。这样，拍摄设备包括机身1、以及由变焦透镜系统和图像传感器2所构成的成像装置。
图1A所示的成像状态下，图像传感器2是诸如CCD或CMOS这类图像传感器，其基于变焦透镜系统在受光面上所形成的光学图像生成并输出电子图像信号。快门按钮3配置于机身1的顶部表面上，当由操作者操作时确定图像传感器2的图像信号的取得时机。物方侧透镜单元4保持于透镜保持筒中，该透镜保持筒可沿光轴A×1方向上伸缩。透镜元件5配备有用于使来自物体的光束弯折的反射面，即，配备有使物方侧透镜单元4的光轴A×1(来自物体的轴向主光线)弯折大约90°的反射面5a，由此使物方侧透镜单元4出射的物体光朝向像方侧透镜单元6偏转。像方侧透镜单元6配置于光轴A×2上，由此将经过反射面5a偏转的物体光传送至图像传感器2。
图1B所示的收纳状态下，物方侧透镜单元4退缩收纳到机身1中。在成像状态下配置于物方侧透镜单元4的像方侧的、具有反射面的透镜元件5沿光轴A×2退避至图像传感器2一侧，即退避至变焦透镜系统的像方侧。而且，像方侧透镜单元6也沿光轴A×2退避至图像传感器2一侧，即退避至变焦透镜系统的像方侧。这样，变焦透镜系统便完全收纳到机身1中。
图1A所示的成像状态变化至图1B所示的收纳状态的过程中，像方侧透镜单元6首先如箭头a3所示沿光轴A×2朝向图像传感器2移动。接着，具有反射面的透镜元件5如箭头a2所示沿光轴A×2朝向图像传感器2移动。最后，保持物方侧透镜单元4的透镜保持筒如箭头a1所示沿光轴A×1退缩进入因像方侧透镜单元6和具有反射面的透镜元件5移动所形成的空间。结果完成至收纳状态的过渡。
相反，图1B所示的收纳状态变化至图1A所示的成像状态的过程中，保持物方侧透镜单元4用的透镜保持筒如箭头b1所示沿光轴A×1拉出。接着，具有反射面的透镜元件5如箭头b2所示沿光轴A×2移动进入因保持物方侧透镜单元4用的透镜保持筒拉出所形成的空间。进而，像方侧透镜单元6如箭头b3所示沿光轴A×2移动，从而完成至成像状态的过渡。
图2A是示出实施例1在广角端的成像状态下变焦透镜系统配置的透镜配置图。图2B是示出实施例1在收纳状态下变焦透镜系统配置的透镜配置图。本实施例1的变焦透镜系统，从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元G1；具有负光焦度的第二透镜单元G2；接着依次为光圈A、第三透镜单元G3、第四透镜单元G4、以及第五透镜单元G5。而且，图中最右侧所示的一直线表示像面S的位置。该像面S的物方侧设有诸如光学低通滤光器、图像传感器的面板等这类平面平行板P。起到具有反射面的透镜元件作用的棱镜L5配置于第二透镜单元G2内。
实施例1的变焦透镜系统中，在图2B所示的收纳状态下，第二透镜单元G2各部件当中，处于最靠近物方侧的负弯月透镜元件L4按与起到具有反射面的透镜元件作用的棱镜L5以及后续的透镜元件L6和L7相分离的方式收纳。具体来说，负弯月透镜元件L4与棱镜L5以及后续的透镜元件L6和L7分开保持，因此不跟随由棱镜L5以及后续的透镜元件L6和L7所组成的透镜组沿光轴A×2进行退避。因而，负弯月透镜元件L4与第一透镜单元G1一起沿光轴A×1退缩收纳。
图3A至图3C是示出实施例1的成像装置中包括变焦透镜系统的透镜镜筒配置的剖视图。图3A是示出在摄远端的成像状态下透镜镜筒配置的剖视图。图3B是示出在广角端的成像状态下透镜镜筒配置的剖视图。图3C是示出在收纳状态下透镜镜筒配置的剖视图。
实施例1的成像装置的透镜镜筒包括主镜筒10、第一透镜单元保持用多级镜筒11、第二透镜单元保持筒12、第三透镜单元保持筒13、第四透镜单元保持筒14、第五透镜单元保持筒15、以及引导轴16a和16b。
主镜筒10是能够在收纳状态下收纳成像装置整个构成的主体。图3A和图3B所示的成像状态下，第二透镜单元保持筒12、第三透镜单元保持筒13、第四透镜单元保持筒14、第五透镜单元保持筒15、以及引导轴16a和16b均处于该主镜筒10中。
第一透镜单元保持用多级镜筒11是伸展式三级透镜镜筒。由未图示的驱动电动机和驱动机构来驱动沿光轴A×1的拉出和镜筒退避。第一透镜单元保持用多级镜筒11中，第一透镜单元保持于具有最小内径的镜筒中。此外，具有最大内径的镜筒还设有一保持部11a用于保持处于第二透镜单元中最靠近物方侧的负弯月透镜元件L4。
第二透镜单元保持筒12对第二透镜单元各部件当中相对于棱镜L5处于图像传感器一侧的各部件进行保持。第三透镜单元保持筒13和第四透镜单元保持筒14分别保持第三透镜单元和第四透镜单元。第五透镜单元保持筒15保持第五透镜单元、平面平行板P、以及图像传感器2。
第二透镜单元保持筒12、第三透镜单元保持筒13、以及第四透镜单元保持筒14在与光轴A×2平行配置的两根引导轴16a和16b上受到引导，并以可沿光轴A×2移动的方式保持。而且，第二透镜单元保持筒12、第三透镜单元保持筒13、以及第四透镜单元保持筒14由未图示的驱动电动机和驱动机构沿光轴A×2驱动。每一引导轴16a和16b中，其中一端由第五透镜单元保持筒15保持，而其中另一端则保持于主镜筒10的顶端10a，从而引导轴被固定。
就上述结构而言，在图3A所示的摄远端的成像状态下，透镜镜筒中第一透镜单元保持用多级镜筒11沿光轴A×1拉出到最大程度，同时第一透镜单元和第二透镜单元两者间的距离保持为最大。而且，第二透镜单元保持筒12、第三透镜单元保持筒13、第四透镜单元保持筒14、第五透镜单元保持筒15分别配置于光轴A×2上摄远端条件下的各预定位置。
图3A所示的摄远端的成像状态变化至图3B所示的广角端的成像状态的过程中，第一透镜单元保持用多级镜筒11沿光轴A×2缩短为最小长度，接着停留于第一透镜单元和第二透镜单元两者间的距离为最小的位置。第一透镜单元保持用多级镜筒11缩短期间，其保持部11a中所保持的透镜元件L4固定从而与棱镜L5的距离不变。而第三和第四透镜单元保持筒13和14则沿光轴A×2以由引导轴16a和16b引导的方式移动，接着分别停留于光轴A×2上广角端的各预定位置。这里，第二透镜单元保持筒12和第五透镜单元保持筒15在此期间固定。
如图3A和图3B所示，成像时从广角端变焦至摄远端的过程中，第一透镜单元保持用多级镜筒11的保持部11a所保持的透镜元件L4和第二透镜单元保持筒12所保持的棱镜L5两者间的距离不变。因而，相对于第二透镜单元保持筒12所保持的棱镜L5处于图像传感器一侧的第二透镜单元的构成固定于光轴A×2上的预定位置。也就是说，成像时从广角端变焦至摄远端的过程中，第二透镜单元在光轴方向上没有移动。
图3B所示的广角端的成像状态变化至图3C所示的收纳状态的过程中，第三和第四透镜单元保持筒13和14沿光轴A×2以由引导轴16a和16b引导的方式移动，接着分别停留于各预定位置从而形成一用于收纳第二透镜单元保持筒12的空间。该移动期间，第五透镜单元保持筒15固定。而第二透镜单元保持筒12则沿光轴A×2移动，由此使第二透镜单元各部件中除了最靠近物方侧的透镜元件L4以外的各透镜元件退避。此后，第一透镜单元保持用多级镜筒11保持最小长度而沿光轴A×1退缩，由此收纳到主镜筒10中，然后停止退缩。
如上所述，根据实施例1的变焦透镜系统，在收纳状态下，具有反射面的透镜元件可以退避至与成像状态下所处的位置不同的退避位置。这样，可以有效利用成像状态下所产生的空气间距，从而具有较大的可变放大倍率和高放大倍率的变焦透镜系统能够以在来自物体的轴向光束的光轴方向上较薄且较紧凑的方式被收纳。
而且，根据实施例1的变焦透镜系统，其中包括的透镜元件具有用于使来自物体的光束弯折的反射面，即具有用于使来自物体的轴向主光线弯折大致90°的反射面。这样，在成像状态下，变焦透镜系统可在来自物体的轴向光束的光轴方向上以较薄的方式构成。
此外，实施例1的变焦透镜系统包括：相对于具有反射面的透镜元件处于物方侧的物方侧透镜单元；以及相对于具有反射面的透镜元件处于像方侧的像方侧透镜单元。这样，即便是具有透镜单元的较大移动量的复杂、高放大倍率变焦透镜系统，也能够以在来自物体的轴向光束的光轴方向上较薄且较紧凑的方式构成。
而且，根据实施例1的变焦透镜系统，具有反射面的透镜元件在垂直于来自物体的未经过反射的轴向主光线的方向上退避。这允许变焦透镜系统在来自物体的轴向光束的光轴方向上变薄这种结构。具体来说，根据实施例1的变焦透镜系统，具有反射面的透镜元件退避至变焦透镜系统的像方侧。因而，成像状态下所产生的空气间距可用作具有反射面的透镜元件的收纳空间。这实现相当紧凑的收纳状态。
此外，实施例1的变焦透镜系统从物方侧至像方侧依次包括：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；以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元的后续透镜单元。另外，具有反射面的透镜元件配置于第二透镜单元内。这样可以减小反射面的大小。具体来说，该变焦透镜系统能够以在来自物体的轴向光束的光轴方向上较薄的方式构成。此外，具有反射面的精密透镜元件的大小可以减小。这使得变焦透镜系统的成本减小。
而且，根据实施例1的变焦透镜系统，第二透镜单元从物方侧至像方侧依次包括：像方侧表面具有较高光焦度的负弯月透镜元件；具有反射面的透镜元件；以及至少一个后续透镜元件。该负弯月透镜元件减小来自物体的光束入射到反射面上时的入射角。
具体来说，根据实施例1的变焦透镜系统，在收纳状态下负弯月透镜元件与具有反射面的透镜元件分开而不进行退避。从而避免具有较高光焦度且因此具有较高离轴灵敏度的负弯月透镜元件L3相对于光轴移动。这样，收纳状态变化至成像状态的过程中，是在保持第一透镜单元和负弯月透镜元件之间相对空间配置的状态下实现复位的。
这里，实施例1的变焦透镜系统在图3C所示状态下收纳进入到透镜镜筒中。这种情况下，变焦透镜系统能够以在来自物体的轴向光束的光轴方向上紧凑和较薄的方式构成。作为替代，可采取完成了从图3A所示的摄远端状态过渡至图3B所示的广角端状态的收纳状态，从而将第一透镜单元保持用多级镜筒缩短至最小长度，接着停留于第一透镜单元和第二透镜单元两者间的距离为最小这种位置。这种情况下，可以缩短例如成像装置从电源启动起至拍摄的时间。
图4A是示出采用实施例1变化例的成像装置的拍摄设备其成像状态下图解结构的透过立体图。图4B是示出采用实施例1变化例的成像装置的拍摄设备其收纳状态下图解结构的透过立体图。图4A和图4B中，与实施例1相同的部件标注相同标号，因而其说明从略。
该变化例的成像装置，与图1A至图1B、图2A至图2B、以及图3A至图3B中所说明的实施例1的成像装置不同，具有反射面7a的透镜元件7呈立方体形状。这样，具有反射面的透镜元件的实施例不限于特定例。具体来说，具有反射面的透镜元件可以为下列任意一种情形：呈平行板形状的内部反射镜；呈平行板形状的表面反射镜；以及表面反射棱镜。而且，可以用包括下列方法的各公知方法其中某一种来制作反射面：诸如铝等金属气相沉积；以及形成电介质多层膜。此外，反射表面无需具有100％的反射率。因而，当需要从物体光当中提取光度测定用光或光学取景系统用光，或者当用反射面作为用于通过反射面本身投射自动聚焦用辅助光光路的一部分等时，可以适当调整反射率。
这里，对于图4A和图4B所示的拍摄设备所用的透镜镜筒来说，也与上述情形同样，可以采取完成了从摄远端状态过渡至广角端状态这种收纳状态，从而将第一透镜单元保持用多级镜筒缩短至最小长度，接着停留于第一透镜单元和第二透镜单元两者间的距离为最小这种位置。
(实施例2)
图5A是示出采用实施例2成像装置的拍摄设备在成像状态下总体配置的透过立体图。图5B是示出采用实施例2成像装置的拍摄设备其收纳状态下总体配置的透过立体图。图5A和图5B中，与实施例1相同的部件标注相同标号，因而其说明从略。
实施例2的成像装置与实施例1的成像装置不同之处在于，在收纳状态下退避的元件组包括相对于具有反射面的透镜元件5配置于物方侧的透镜元件5b。
图5A所示的成像状态变化至图5B所示的收纳状态的过程中，像方侧透镜单元6首先如箭头a3所示沿光轴A×2朝向图像传感器2移动。接着，具有反射面的透镜元件5和透镜元件5b如箭头a2所示沿光轴A×2朝向图像传感器2移动。最后，保持物方侧透镜单元4的透镜保持筒如箭头a1所示沿光轴A×1退缩进入因像方侧透镜单元6、具有反射面的透镜元件5、以及透镜元件5b移动所形成的空间。从而完成至收纳状态的转换。
相反，图5B所示的收纳状态变化至图5A所示的成像状态的过程中，保持物方侧透镜单元4用的透镜保持筒先如箭头b1所示沿光轴A×1拉出。具有反射面的透镜元件5和透镜元件5b如箭头b2所示沿光轴A×2移动进入因保持物方侧透镜单元4用的透镜保持筒拉出所形成的空间。而像方侧透镜单元6则如箭头b3所示沿光轴A×2移动，从而完成至成像状态的转换。
图6A是示出实施例2在广角端的成像状态下变焦透镜系统配置的透镜配置图。图6B是示出实施例2在收纳状态下变焦透镜系统配置的透镜配置图。本实施例2的变焦透镜系统具有与实施例1中所说明的变焦透镜系统相同的结构。变焦透镜系统从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元G1；具有负光焦度的第二透镜单元G2；接着依次为光圈A、第三透镜单元G3、第四透镜单元G4、以及第五透镜单元G5。而且，图中最右侧所示的直线表示像面S的位置。该像面S的物方侧设有诸如光学低通滤光器、图像传感器的面板等平面平行板P。起到具有反射面的透镜元件作用的棱镜L5配置于第二透镜单元G2中。
实施例2的变焦透镜系统中，在图6B所示的收纳状态下，第二透镜单元G2的整体，即包括处于最靠近物方侧的负弯月透镜元件L4、起到具有反射面的透镜元件作用的棱镜L5、以及后续透镜元件L6和L7的构成一体退避。
图7A至图7C是示出实施例2成像装置中包括变焦透镜系统的透镜镜筒配置的剖视图。
图7A是示出在摄远端的成像状态下透镜镜筒配置的剖视图。图7B是示出在广角端的成像状态下透镜镜筒配置的剖视图。图7C是示出在收纳状态下透镜镜筒配置的剖视图。实施例2中的透镜镜筒与实施例1不同之处在于，第二透镜单元保持筒22保持从透镜元件L4，棱镜L5，至两个后续透镜元件的整个第二透镜单元。
实施例2中，图7A所示的摄远端的成像状态变化至图7B所示的广角端的成像状态的过程中，所进行的动作与实施例1同样。另一方面，图7B所示的广角端的成像状态变化至图7C所示的收纳状态的过程中，第二透镜单元保持筒22沿光轴A×2移动，由此使第二透镜单元整体退避。此后，第一透镜单元保持用多级镜筒21沿光轴A×1退缩，并保持最小长度，由此收纳到主镜筒10中后停留。
如图7A和图7B所示，成像时从广角端变焦至摄远端的过程中，第二透镜单元保持筒22所保持的透镜元件L4经过棱镜L5至两个后续透镜元件的整体固定于光轴A×2上的预定位置。也就是说，成像时从广角端变焦至摄远端的过程中，第二透镜单元在光轴方向上没有移动。
如上所述，根据实施例2的变焦透镜系统，除了实施例1中说明的共同构成以外，在收纳状态下第二透镜单元整体与具有反射面的透镜元件一起退避。这样，收纳状态变化至成像状态的过程中，在第二透镜单元中保持相对位置关系的状态下实现复位。这使复位准确性提高。
这里，就图7A至图7C所示的透镜镜筒来说，与上述情形同样，收纳状态可以是图7B中完成了摄远端状态过渡至广角端状态的状态，从而将第一透镜单元保持用多级镜筒缩短至最小长度，接着停留于第一透镜单元和第二透镜单元两者间的距离为最小的位置。
(实施例3)
图8A是示出采用实施例3成像装置的拍摄设备在成像状态下总体配置的透过立体图。图8B是示出采用实施例3成像装置的拍摄设备在收纳状态下总体配置的透过立体图。图8A和图8B中，与实施例1相同的部件标注相同标号，因而其说明从略。
实施例3的成像装置与实施例1的成像装置不同之处在于，在收纳状态下退避的元件组并非在像方侧透镜单元6的光轴A×2方向上退避，而是在垂直于光轴A×2的方向上退避。
图8A所示的成像状态变化至图8B所示的收纳状态的过程中，具有反射面的透镜元件5首先如箭头a4所示在垂直于光轴A×2的方向上移动。接着，保持物方侧透镜单元4用的透镜保持筒如箭头a1所示沿光轴A×1退缩进入因具有反射面的透镜元件5移动所形成的空间。从而完成至收纳状态的转换。
相反，图8B所示的收纳状态变化至图8A所示的成像状态的过程中，保持物方侧透镜单元4用的透镜保持筒先如箭头b1所示沿光轴A×1拉出。接着，具有反射面的透镜元件5如箭头b4所示沿光轴A×2的垂直方向移动进入因保持物方侧透镜单元4用的透镜保持筒拉出所形成的空间。从而完成至成像状态的转换。
如上所述，根据实施例3的变焦透镜系统，除了实施例1中说明的共同构成以外，具有反射面的透镜元件在垂直于光轴A×2的方向上退避。这样，像方侧透镜单元在变化至收纳状态时无需移动。这使得机构简化，并允许变焦透镜系统在光轴A×2方向上紧凑构成。
这里，图8A至图8B所示的拍摄设备所用的透镜镜筒中也与上述情形同样，可以采取从摄远端状态过渡至广角端状态，从而第一透镜单元保持用多级镜筒缩短至最小长度接着停留于第一透镜单元和第二透镜单元两者间的距离最小的位置的收纳状态。
(实施例4)
图9A是示出采用实施例4成像装置的拍摄设备在成像状态下总体配置的透过立体图。图9B是示出采用实施例4成像装置的拍摄设备在收纳状态下总体配置的透过立体图。图9A和图9B中，与实施例2相同的部件标注相同标号，因而其说明从略。
实施例4的成像装置与实施例2的成像装置不同之处在于，在收纳状态下退避的元件组并非在像方侧透镜单元6的光轴A×2方向上退避，而是在垂直于光轴A×2的方向上退避。
图9A所示的成像状态变化至图9B所示的收纳状态的过程中，具有反射面的透镜元件5和透镜元件5b首先如箭头a4所示在垂直于光轴A×2的方向上移动。接着，保持物方侧透镜单元4的透镜保持筒如箭头a1所示沿光轴A×1退缩进入因具有反射面的透镜元件5和透镜元件5b移动所形成的空间。从而完成至收纳状态的转换。
相反，图9B所示的收纳状态变化至图9A所示的成像状态的过程中，保持物方侧透镜单元4用的透镜保持筒先如箭头b1所示沿光轴A×1拉出。接着，具有反射面的透镜元件5和透镜元件5b如箭头b4所示在垂直于光轴A×2的方向上移动进入因保持物方侧透镜单元4的透镜保持筒拉出所形成的空间。从而完成至成像状态的转换。
如上所述，实施例4的透镜镜筒中，除了实施例2中说明的共同构成以外，具有反射面的透镜元件在垂直于光轴A×2的方向上退避。这样，像方侧透镜单元在变化至收纳状态时无需移动。这使得机构简化，并允许变焦透镜系统在光轴A×2方向上紧凑构成。
这里，图9A至图9B所示的拍摄设备所用的透镜镜筒中也与上述情形同样，可以采取从摄远端状态过渡至广角端状态，从而将第一透镜单元保持用多级镜筒缩短至最小长度，接着停留于第一透镜单元和第二透镜单元两者间的距离为最小这种位置的收纳状态。
(实施例5)
图10A是示出采用实施例5成像装置的拍摄设备在成像状态下总体配置的透过立体图。
图10B是示出采用实施例5成像装置的拍摄设备其收纳状态下总体配置的透过立体图。图10A和图10B中，与实施例1相同的部件标注相同标号，因而其说明从略。
实施例5的成像装置与实施例1至实施例4的成像装置相同。但在拍摄设备中进行配置时光轴A×2的配置方向布局有所不同。也就是说，采用实施例1至实施例4成像装置的拍摄设备中，光轴A×2配置为与快门按钮3的按压方向相垂直，从而成像装置水平配置。相反，采用本实施例5成像装置的拍摄设备中，光轴A×2配置为与快门按钮3的按压方向相平行，从而成像装置竖直配置。
这样，根据实施例5的成像装置，当将该成像装置应用于拍摄设备时配置灵活性提高，从而拍摄设备的设计灵活性也得到提高。
这里，图10A至图10B所示的拍摄设备所用的透镜镜筒中也与上述情形同样，可以采取从摄远端状态过渡至广角端状态，从而将第一透镜单元保持用多级镜筒缩短至最小长度，接着停留于第一透镜单元和第二透镜单元两者间的距离为最小这种位置的收纳状态。
(实施例6至实施例11)
下面参照附图进一步具体说明可应用于实施例1至实施例5成像装置的变焦透镜系统。图11A至图11C是实施例6的变焦透镜系统的透镜配置图。图14A至图14C是实施例7的变焦透镜系统的透镜配置图。图17A至图17C是实施例8的变焦透镜系统的透镜配置图。图20A至图20C是实施例9的变焦透镜系统的透镜配置图。图23A至图23C是实施例10的变焦透镜系统的透镜配置图。图26A至图26C是实施例11的变焦透镜系统的透镜配置图。图11A、图14A、图17A、图20A、图23A、以及图26A示出的是广角端下的透镜结构(最短的焦距条件：焦距fW)。图11B、图14B、图17B、图20B、图23B、以及图26B示出的是中间位置下的透镜结构(中间的焦距条件：焦距fM＝(fW*fT)1/2)。图11C、图14C、图17C、图20C、图23C、以及图26C示出的是摄远端下的透镜结构(最长的焦距条件：焦距fT)。
实施例6至实施例11的每一变焦透镜系统，从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元G1；具有负光焦度的第二透镜单元G2；光圈A；具有正光焦度的第三透镜单元G3；以及具有正光焦度的第四透镜单元G4。这里，实施例6和实施例9中的第三透镜元件L3或实施例7、实施例8、以及实施例10的第四透镜元件L4、以及实施例11的反射镜分别与具有反射面的透镜元件相对应。说明中反射面的位置从略。而且，图11A至图11C、图14A至图14C、图17A至图17C、图20A至图20C、图23A至图23C、以及图26A至图26C其中每一附图中，最右侧处所绘出的直线表示像面S的位置。该像面S的物方侧设有诸如光学低通滤光器、图像传感器面板等平面平行板P。实施例6至实施例11的变焦透镜系统中，上述透镜单元以所需的光焦度配置，从而在实现高放大变动倍率并且满足高光学性能的状态下实现该透镜系统整体尺寸的减小。
如图11A至图11C所示，实施例6的变焦透镜系统中，第一透镜单元G1只包括凸面面向物方侧的正弯月第一透镜元件L1。
实施例6的变焦透镜系统中，第二透镜单元G2从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第二透镜元件L2；具有入射平面和出射表面以及反射面的透镜元件L3；双凹第四透镜元件L4；以及双凸第五透镜元件L5。
实施例6的变焦透镜系统中，第三透镜单元G3从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的正弯月第六透镜元件L6；双凸第七透镜元件L7；以及双凹第八透镜元件L8。其中，第七透镜元件L7和第八透镜元件L8彼此接合。
实施例6的变焦透镜系统中，第四透镜单元G4从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的正弯月第九透镜元件L9；以及凸面朝向物方侧的正弯月第十透镜元件L10。第九透镜元件L9和第十透镜元件L10彼此接合。
实施例6的变焦透镜系统中，从广角端变焦至摄远端的过程中，第一透镜单元G1和第三透镜单元G3移动至物方侧，而第四透镜单元G4则移动至像方侧，同时第二透镜单元G2相对于像面固定。
如图14A至图14C所示，实施例7的变焦透镜系统中，第一透镜单元G1从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第一透镜元件L1；以及凸面朝向物方侧的正弯月第二透镜元件L2。第一透镜元件L1和第二透镜元件L2彼此接合。
实施例7的变焦透镜系统中，第二透镜单元G2从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第三透镜元件L3；具有入射平面和出射表面以及反射面的透镜元件L4；双凹第五透镜元件L5；以及双凸第六透镜元件L6。
实施例7的变焦透镜系统中，第三透镜单元G3从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的的正弯月第七透镜元件L7；以及凸面朝向物方侧的负弯月第八透镜元件L8。
实施例7的变焦透镜系统中，第四透镜单元G4只包括凸面朝向物方侧的正弯月第九透镜元件L9。
实施例7的变焦透镜系统中，从广角端变焦至摄远端的过程中，第一透镜单元G1和第三透镜单元G3移动至物方侧，而第四透镜单元G4则移动至像方侧，同时第二透镜单元G2相对于像面固定。
如图17A至图17C所示，实施例8的变焦透镜系统中，第一透镜单元G1从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第一透镜元件L1；以及双凸第二透镜元件L2。第一透镜元件L1和第二透镜元件L2彼此接合。
实施例8的变焦透镜系统中，第二透镜单元G2从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第三透镜元件L3；具有入射平面和出射表面以及反射面的透镜元件L4；双凹第五透镜元件L5；以及双凸第六透镜元件L6。其中，第五透镜元件L5和第六透镜元件L6彼此接合。
实施例8的变焦透镜系统中，第三透镜单元G3从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的正弯月第七透镜元件L7；凸面朝向物方侧的正弯月第八透镜元件L8；以及凸面朝向物方侧的负弯月第九透镜元件L9。其中，第八透镜元件L8和第九透镜元件L9彼此接合。
实施例8的变焦透镜系统中，第四透镜单元G4从物方侧至像方侧依次包括：双凸第十透镜元件L10；以及双凹第十一透镜元件L11。第十透镜元件L10和第十一透镜元件L11彼此接合。
实施例8的变焦透镜系统中，从广角端变焦至摄远端的过程中，第一透镜单元G1和第三透镜单元G3移动至物方侧，而第四透镜单元G4则移动至像方侧，同时第二透镜单元G2相对于像面固定。
如图20A至图20C所示，实施例9的变焦透镜系统中，第一透镜单元G1只包括凸面朝向物方侧的的正弯月第一透镜元件L1。
实施例9的变焦透镜系统中，第二透镜单元G2从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第二透镜元件L2；具有入射平面和出射表面以及反射面的透镜元件L3；双凹第四透镜元件L4；以及双凸第五透镜元件L5。
实施例9的变焦透镜系统中，第三透镜单元G3从物方侧至像方侧依次包括：具有面向物方侧的凸面的正弯月第六透镜元件L6；双凸第七透镜元件L7；以及双凹第八透镜元件L8。其中，第七透镜元件L7和第八透镜元件L8彼此接合。
实施例9的变焦透镜系统中，第四透镜单元G4从物方侧至像方侧依次包括：具有面向物方侧的凸面的正弯月第九透镜元件L9；以及双凸第十透镜元件L10。第九透镜元件L9和第十透镜元件L10彼此接合。
实施例9的变焦透镜系统中，从广角端变焦至摄远端的过程中，第一透镜单元G1和第三透镜单元G3移动至物方侧，而第四透镜单元G4则移动至像方侧，同时第二透镜单元G2相对于像面固定。
如图23A至图23C所示，实施例10的变焦透镜系统中，第一透镜单元G1从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第一透镜元件L1；以及凸面朝向物方侧的正弯月第二透镜元件L2。第一透镜元件L1和第二透镜元件L2彼此接合。
实施例10的变焦透镜系统中，第二透镜单元G2从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第三透镜元件L3；具有入射凹面和出射凸面并具有反射面的透镜元件L4；双凹第五透镜元件L5；以及双凸第六透镜元件L6。
实施例10的变焦透镜系统中，第三透镜单元G3从物方侧至像方侧依次包括：朝向物方侧的正弯月第七透镜元件L7；凸面朝向物方侧的正弯月第八透镜元件L8；以及凸面朝向物方侧的负弯月第九透镜元件L9。其中，第八透镜元件L8和第九透镜元件L9彼此接合。
实施例10的变焦透镜系统中，第四透镜单元G4只包括凸面朝向物方侧的正弯月第十透镜元件L10。
实施例10的变焦透镜系统中，从广角端变焦至摄远端的过程中，第一透镜单元G1和第三透镜单元G3移动至物方侧，而第四透镜单元G4则移动至像方侧，同时第二透镜单元G2相对于像面固定。
如图26A至图26C所示，实施例11的变焦透镜系统中，第一透镜单元G1从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第一透镜元件L1；以及凸面朝向物方侧的正弯月第二透镜元件L2。第一透镜元件L1和第二透镜元件L2彼此接合。
实施例11的变焦透镜系统中，第二透镜单元G2从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的负弯月第三透镜元件L3；具有反射面的反射镜；双凹第四透镜元件L4；以及双凸第五透镜元件L5。
实施例11的变焦透镜系统中，第三透镜单元G3从物方侧至像方侧依次包括：凸面朝向物方侧的正弯月第六透镜元件L6；具有面向物方侧的凸面的正弯月第七透镜元件L7；以及具有面向物方侧的凸面的负弯月第八透镜元件L8。
实施例11的变焦透镜系统中，第四透镜单元G4只包括双凸第九透镜元件L9。
实施例11的变焦透镜系统中，从广角端变焦至摄远端的过程中，第一透镜单元G1和第三透镜单元G3移动至物方侧，而第四透镜单元G4则移动至像方侧，同时第二透镜单元G2相对于像面固定。
综上所述，实施例6至实施例11的变焦透镜系统具有至少三个透镜单元，每个透镜单元由至少一个透镜元件组成。但构成这种变焦透镜系统的透镜单元其数目不限于特定数值，只要大于或等于3即可。也就是说，可以如实施例6至实施例11那样采用4单元构成，但也可采用其他构成。
实施例6至实施例11的变焦透镜系统中，改变上述至少三个透镜单元当中至少是任何两个透镜单元之间的间距来进行变焦。于是，上述透镜单元中的任何一个、上述透镜元件中的任何一个、或者构成一个透镜单元的多个相邻透镜元件在垂直于光轴的方向上移动，从而因手抖动、振动等所造成的图像模糊可得到光学补偿。
每一实施例中，如上所述多个透镜单元中的任何一个、透镜元件中的任何一个、或者构成一个透镜单元的多个相邻透镜元件在垂直于光轴的方向上移动时，以不增加变焦透镜系统整体大小同时满足诸如小离轴彗差和离轴像散等出色的成像特性的方式对图像模糊进行补偿。
这里，每一实施例中，除第二透镜单元之外的任何一个透镜单元、除具有反射面的透镜元件之外的任何一个透镜元件、或者除具有反射面的透镜元件之外的且构成一个透镜单元的多个相邻透镜元件在垂直于光轴的方向上移动，变焦透镜系统整体可更为紧凑地构成。而且，可在满足出色成像特性的状态下对图像模糊进行补偿。因而这种构成较为理想。更为理想的是，除第二透镜单元之外的任何一个透镜单元在垂直于光轴的方向上移动。
此外，每一实施例中，当后续透镜单元当中处于最靠近物方侧的第三透镜单元在垂直于光轴的方向上移动时，整个变焦透镜系统能够以非常紧凑的方式构成。而且，可在满足出色成像特性的状态下对图像模糊进行补偿。因而这种构成较为理想。
如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元；包括具有用于弯折来自物体的光束的反射面的透镜元件、并具有负光焦度的第二透镜单元以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元的后续透镜单元，这里，对每一实施例的变焦透镜系统给出多项优选条件。对于变焦透镜系统来说，满足全部多重条件的构成是最为理想的。但满足个别条件时能够获得相应效果。
举例来说，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中较好是满足下列条件(1)：
1.50＜M1/fW＜3.00    ...    (1)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，M1是从广角端变焦至摄远端时第一透镜单元的光轴上的移动量，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(1)给出第一透镜单元的光轴上的移动量，因此确定变焦透镜系统在成像状态下的厚度。当数值超出该条件(1)的上限时，第一透镜单元的光轴上的移动量有所增加，摄远端的光学总长也有所增加。这使得变焦透镜系统厚度增加，因此阻碍紧凑构成。相反，当数值低于该条件(1)的下限时，整个变焦透镜系统的像差波动变大。而这种情况是不期望发生的。
这里，当满足下列条件(1)’和(1)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
2.10＜M1/fW     ...    (1)’
M1/fW＜2.40     ...    (1)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
再举例来说，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中当后续透镜单元从物方侧至像方侧依次包括具有正光焦度的第三透镜单元以及具有正光焦度的第四透镜单元时，较好是满足下列条件(2)：
3.20＜f3/fW＜4.00    ...    (2)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f3是第三透镜单元的组合焦距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(2)给出第三透镜单元的焦距。当数值超出该条件(2)的上限时，第三透镜单元所产生的像差变得过度，从而会造成补偿整个变焦透镜系统产生的彗差的困难。相反，当数值低于该条件(2)的下限时，该透镜单元聚焦时的移动量趋于变大，或者透镜单元或透镜元件在图像模糊补偿时在垂直于光轴的方向上移动的移动量趋于变大。
这里，当满足下列条件(2)’或(2)”时会更为成功地实现上述效果：
3.30＜f3/fW    ...    (2)’
3.70＜f3/fW    ...    (2)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
进一步的，例如在实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中当后续透镜单元从物方侧至像方侧依次包括具有正光焦度的第三透镜单元以及具有正光焦度的第四透镜单元时，最好满足下列条件(3)：
0.40＜f3/fT＜0.90    ...  (3)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f3是第三透镜单元的组合焦距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(3)给出第三透镜单元的焦距。当数值超出该条件(3)的上限时，第三透镜单元所产生的像差变得过度，因此难以补偿整个变焦透镜系统产生的彗差。相反，当数值低于该条件(3)的下限时，该透镜单元聚焦时的移动量趋于变大，或者透镜单元或透镜元件在图像模糊补偿时在垂直于光轴的方向上移动的移动量趋于变大。
这里，当满足下列条件(3)’或(3)”时会更为成功地实现上述效果：
f3/fT＜0.75    ...    (3)’
f3/fT＜0.65    ...    (3)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
进一步的，如在实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中当后续透镜单元从物方侧至像方侧依次包括具有正光焦度的第三透镜单元以及具有正光焦度的第四透镜单元时，最好满足下列条件(4)：
0.40＜D3/fW＜1.20    ...    (4)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，D3是第三透镜单元的光轴上的厚度，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(4)给出第三透镜单元的光轴上的厚度。当数值超出条件(4)的上限时，第三透镜单元的光轴上的厚度有所增加，变焦透镜系统的总体长度也有所增加。因而难以提供紧凑的透镜镜筒、紧凑的成像装置、或紧凑的拍摄设备。相反，当数值低于条件(4)的下限时，整个变焦透镜系统的像差波动趋于变大。
这里，当满足下列条件(4)’或(4)”时会更为成功地实现上述效果：
0.40＜D3/fW＜0.70    ...    (4)”
1.00＜D3/fW＜1.10    ...    (4)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
再举例来说，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，当后续透镜单元当中处于最靠近物方侧的第三透镜单元在垂直于光轴的方向上移动时，变焦透镜系统中最好满足下列条件(5)：
0.10＜fW/YW×10-3＜0.20    ...    (5)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，YW是在广角端下整个变焦透镜系统的焦距为fW的情形第三透镜单元在最大模糊补偿时的移动量，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(5)涉及第三透镜单元在模糊补偿时的移动量。当数值超出条件(5)的上限时，对因手抖动、振动等所造成的图像模糊进行充分的补偿变得困难。相反，当数值低于条件(5)的下限时，补偿变得过度。这可能造成光学性能变差。
这里，当满足下列条件(5)’和(5)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
0.12＜fW/YW×10-3    ...    (5)’
fW/YW×10-3＜0.17    ...    (5)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
再举例来说，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，当后续透镜单元当中处于最靠近物方侧的第三透镜单元在垂直于光轴的方向上移动时，变焦透镜系统中较好是满足下列条件(6)：
0.20＜fT/YT×10-3＜0.35    ...    (6)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，YT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距为fT的情形第三透镜单元在最大模糊补偿时的移动量，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(6)涉及第三透镜单元在模糊补偿时的移动量。当数值超出条件(6)的上限时，对因手抖动、振动等所造成的图像模糊进行充分的补偿变得困难。相反，当数值低于该条件(6)的下限时，补偿变得过度。这可能造成光学性能变差。
这里，当满足下列条件(6)’和(6)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
0.23＜fT/YT×10-3     ...    (6)’
fT/YT×10-3＜0.29    ...    (6)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
进一步的，当对如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统这种变焦透镜系统进行保持的透镜镜筒，如实施例1至实施例5那样应用于成像装置时，在成像状态下按可在来自物体的光束方向上移动的方式受到保持，而在收容状态下第二透镜单元在光轴方向上朝向成像光学系统的像方侧退避，变焦透镜系统较好是满足下列条件(7)：
0.50＜ΣD12/Σd空气＜1.00    ...    (7)
其中，ΣD12是第一透镜单元和第二透镜单元的光轴上的总厚度，
Σd空气是相对第二透镜单元处于像方侧并在变焦过程中在光轴方向上移动的各透镜单元间的光轴上的总空气间距。
上述条件(7)涉及成像装置在收容状态下的厚度。当数值超出条件(7)的上限时，所退避的光学元件变大，因此造成成像装置其大小趋于增大。相反，当数值低于条件(7)的下限时，难以对整个变焦透镜系统进行充分的像差补偿。
这里，当满足下列条件(7)’时会更为成功地实现上述效果：
0.75＜ΣD12/Σd空气＜1.00    ...  (7)’
进一步的，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括具有正光焦度的第一透镜单元以及具有负光焦度的第二透镜单元，其中第二透镜单元包括具有反射面的透镜元件，变焦透镜系统较好是满足下列条件(8)：
1.20＜dR·fW/d2＜1.70    ...  (8)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，dR是第二透镜单元中最靠近物方侧的透镜元件和具有反射面的透镜元件两者间的间距，
d2是第二透镜单元中最靠近物方侧的透镜元件和第二透镜单元中相对于反射面处于像方侧的透镜元件两者间的间距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(8)是用于实现变焦透镜系统令人满意的成像特性以及尺寸减小的条件。当数值超出条件(8)的上限时，周边部分的成像性能变差。因而，为了要使得成像性能提高，整个变焦透镜系统的大小趋于增大。相反，当数值低于条件(8)的下限时，由于反射面的缘故，在水平方向上弯折光路变得困难。
这里，当满足下列条件(8)’和(8)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
1.20＜dR·fW/d2＜1.45    ...  (8)’
1.50＜dR·fW/d2＜1.70    ...  (8)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
进一步的，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括具有正光焦度的第一透镜单元以及具有负光焦度的第二透镜单元，其中第二透镜单元包括具有反射面的透镜元件，变焦透镜系统较好是满足下列条件(9)：
-2.50＜f2/fW＜-2.00    ...  (9)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f2是第二透镜单元的组合焦距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(9)涉及在成像装置的收纳状态下移动的第二透镜单元的误差灵敏度。当数值超出条件(9)的上限时，第二透镜单元中所产生的像差变得过度，从而对整个变焦透镜系统中产生的彗差进行补偿变得困难。相反，当数值低于条件(9)的下限时，第一透镜单元所需的有效直径变大。这使得整个变焦透镜系统的大小趋于增大。
这里，当满足下列条件(9)’和(9)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
-2.50＜f2/fW＜-2.30    ...  (9)’
-2.20＜f2/fW＜-2.00    ...  (9)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
进一步的，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括具有正光焦度的第一透镜单元以及具有负光焦度的第二透镜单元，其中第二透镜单元包括具有反射面的透镜元件，变焦透镜系统较好是满足下列条件(10)：
6.50＜f1/fW＜8.50    ...  (10)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f1是第一透镜单元的组合焦距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(10)涉及在成像装置的收纳状态下移动的反射面的大小。当数值超出条件(10)的上限时，所需的反射面变大。这使得整个第二透镜单元尺寸增大进而使得整个变焦透镜系统的大小趋于增大。相反，当数值低于该条件(10)的下限时，反射面的大小可以减小。但往往难以进行充分的像差补偿。
这里，当满足下列条件(10)’和(10)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
8.10＜f1/fW＜8.50    ...  (10)’
6.50＜f1/fW＜6.80    ...  (10)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
再举例来说，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括具有正光焦度的第一透镜单元以及具有负光焦度的第二透镜单元，其中第二透镜单元包括具有反射面的透镜元件，变焦透镜系统较好是满足下列条件(11)：
0.50＜M1/M3＜0.70    ...  (11)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，M1是第一透镜单元从广角端变焦至摄远端时的光轴上的移动量，
M3是第三透镜单元从广角端变焦至摄远端时的光轴上的移动量，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(11)给出第一透镜单元的光轴上的移动量，进而决定成像装置在成像状态下的厚度。当数值超出该条件(11)的上限时，第一透镜单元的光轴上的移动量有所增加，摄远端的光学总体长度也有所增加。因而，第一透镜单元的拉出量变大，故而用于保持变焦透镜系统的透镜镜筒机构趋于复杂。相反，当数值低于该条件(11)的下限时，难以确保所需的变焦倍率和优异的成像特性。
这里，当满足下列条件(11)’和(11)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
0.54＜M1/M3    ...  (11)’
M1/M3＜0.64    ...  (11)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
进一步的，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括具有正光焦度的第一透镜单元以及具有负光焦度的第二透镜单元，其中第二透镜单元包括具有反射面的透镜元件，变焦透镜系统较好是满足下列条件(12)：
1.50＜M1/I＜2.50    ...  (12)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，M1是第一透镜单元从广角端变焦至摄远端时的光轴上的移动量，
I是图像传感器的对角长度，
I＝2×fW×tanωW×0.60
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距，
ωW是广角端的入射半视场角。
上述条件(12)给出第一透镜单元的光轴上的移动量，进而决定成像装置的厚度。当数值超出条件(12)的上限时，第一透镜单元的光轴上的移动量有所增加，摄远端下的光学总体长度也有所增加。这导致成像装置在厚度方向上趋于变大。相反，当数值低于条件(12)的下限时，整个变焦透镜系统的像差波动趋于变大。
这里，当满足下列条件(12)’和(12)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
1.80＜M1/I    ...  (12)’
M1/I＜2.00    ...  (12)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
再举例来说，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括：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；具有正光焦度的第三透镜单元；以及具有正光焦度的第四透镜单元，变焦透镜系统较好是满足下列条件(13)：
2.50＜f4/fW＜4.00    ...  (13)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f4是第四透镜单元的组合焦距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(13)给出第四透镜单元的焦距。当数值超出条件(13)的上限时，难以以令人满意的权衡考虑对整个变焦透镜系统的球差和表面曲率进行补偿。相反，当数值低于该条件(13)的下限时，聚焦时的移动量趋于变大。
这里，当满足下列条件(13)’和(13)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
2.90＜f4/fW    ...  (13)’
f4/fW＜3.30    ...  (13)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
又，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括：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；具有正光焦度的第三透镜单元；以及具有正光焦度的第四透镜单元，变焦透镜系统较好是满足下列条件(14)：
1.20＜βT4/βW4＜1.90    ...(14)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90，βT4/βW4≠0)
其中，βT4是第四透镜单元在摄远端的无穷远对焦条件下的放大倍率，
βW4是第四透镜单元在广角端的无穷远对焦条件下的放大倍率，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(14)给出第四透镜单元的放大倍率变化，因此给出第四透镜单元的变焦贡献。当数值超出条件(14)的上限时，难以以令人满意的权衡考虑对整个变焦透镜系统的像差进行补偿。相反，当数值低于条件(14)的下限时，难以获得所需的变焦倍率。
这里，当满足下列条件(14)’和(14)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
1.40＜βT4/βW4    ...  (14)’
βT4/βW4＜1.60    ...  (14)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90，βT4/βW4≠0)
举例来说，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括：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；具有正光焦度的第三透镜单元；以及具有正光焦度的第四透镜单元，变焦透镜系统较好是满足下列条件(15)：
0.90＜f3/f4＜1.50    ...  (15)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f3是第三透镜单元的组合焦距，
f4是第四透镜单元的组合焦距长度，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(15)给出第三透镜单元和第四透镜单元的焦距比值，从而给出变焦过程中各个透镜单元的功能。当数值超出条件(15)的上限时，第三透镜单元的变焦效果降低。因而，难以获得所需的变焦倍率。相反，当数值低于条件(15)的下限时，对整个变焦透镜系统的像散进行补偿变得困难。
这里，当满足下列条件(15)’和(15)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
1.30＜f3/f4＜1.50    ...  (15)’
0.90＜f3/f4＜1.15    ...  (15)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
举例来说，如同实施例6至实施例11的变焦透镜系统，变焦透镜系统中从物方侧至像方侧依次包括：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；以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元在内的后续透镜单元，其中具有反射面的透镜元件包括在第二透镜单元中，变焦透镜系统较好是满足下列条件(16)：
-4.00＜f1/f2＜-3.00    ...  (16)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f1是第一透镜单元的组合焦距，
f2是第二透镜单元的组合焦距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
上述条件(16)给出第一透镜单元和第二透镜单元的焦距比值。当数值超出条件(16)的上限时，第二透镜单元所需的有效直径趋于变大，因而造成整个变焦透镜系统大小有所增加。相反，当数值低于条件(16)的下限时，第二透镜单元产生的像差变得过度，因此造成难以对整个变焦透镜系统的像差进行充分补偿。
这里，当满足下列条件(16)’和(16)”其中至少之一时会更为成功地实现上述效果：
-3.40＜f1/f2    ...  (16)’
f1/f2＜-3.20    ...  (16)”
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
实施例6至实施例11中每一实施例的变焦透镜系统，属于具有正、负、正、以及正光焦度构成的四单元变焦透镜系统，从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元G1；具有负光焦度的第二透镜单元G2；光圈A；具有正光焦度的第三透镜单元G3；以及具有正光焦度的第四透镜单元G4。但本发明不限于上述构成。举例来说，可以采用下列构成：具有正、负、以及正光焦度的三单元构成；具有正、负、正、以及负光焦度的四单元构成；或者具有正、负、正、正、以及正光焦度、具有正、负、正、正、以及负光焦度、或具有正、负、正、负、以及正光焦度的五单元构成。也就是说，只要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、以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元在内的后续透镜单元，任何变焦透镜系统均可适用于例如实施例1至实施例5的成像装置。
这里，构成实施例6至实施例11的变焦透镜系统的各透镜单元，只包括靠折射使入射光偏转的折射型透镜元件(即在两者间界面处分别具有不同折射率的介质而实现偏转这种类型的透镜元件)。但本发明不限于上述构成的变焦透镜系统。举例来说，透镜单元可以采用：靠衍射使入射光偏转的衍射型透镜元件；靠衍射和折射的组合使入射光偏转的折射衍射混合型透镜元件；或靠介质中折射率的分布使入射光偏转的渐变折射率分布型透镜元件。
包括上面说明的实施例6至实施例11的变焦透镜系统和诸如CCD或CMOS这类图像传感器的成像装置，可以应用于移动电话、PDA(个人数字助理)、监视系统中的监视摄像机、Web摄像机、车载摄像机等。
另外，数码相机的构成和上面说明的实施例6至实施例11的变焦透镜系统也可应用于动态影像用的数字摄像机。这种情况下，除了静物像以外还可以摄取高分辨率的动态影像。
下面说明实施例6至实施例11的变焦透镜系统实际实施的各数值例。各数值例中，各表中的各长度单位均为“mm(毫米)”。而且，各数值例中，r是曲率半径，d是轴向距离，nd是相对于d线的折射率，而ud是d线的阿贝数(Abbe number)。各数值例中，标记有*的各表面为非球形表面，该非球面组成由下列表达式定义：
Z = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + k ) ( h / r ) 2 + Dh 4 + Eh 6 + Fh 8 + Gh 10
其中，κ为圆锥常数，D、E、F、以及G分别为4阶、6阶、8阶、以及10阶非球面系数。
图12A至图12I是实例1的变焦透镜系统的纵向像差图。图15A至图15I是实例2的变焦透镜系统的纵向像差图。图18A至图18I是实例3的变焦透镜系统的纵向像差图。图21A至图21I是实例4的变焦透镜系统的纵向像差图。图24A至图24I是实例5的变焦透镜系统的纵向像差图。图27A至图27I是实例6的变焦透镜系统的纵向像差图。
图12A至图12C、图15A至图15C、图18A至图18C、图21A至图21C、图24A至图24C、以及图27A至图27C示出广角端的纵向像差。图12D至图12F、图15D至图15F、图18D至图18F、图21D至图21F、图24D至图24F、以及图27D至图27F示出中间位置的纵向像差。图12G至图12I、图15G至图15I、图18G至图18I、图21G至图21I、图24G至图24I、以及图27G至图27I示出摄远端的纵向像差。图12A、图12D、图12G、图15A、图15D、图15G、图18A、图18D、图18G、图21A、图21D、图21G、图24A、图24D、图24G、图27A、图27D、以及图27G是球差图。图12B、图12E、图12H、图15B、图15E、图15H、图18B、图18E、图18H、图21B、图21E、图21H、图24B、图24E、图24H、图27B、图27E、以及图27H是像散图。图12C、图12F、图12I、图15C、图15F、图15I、图18C、图18F、图18I、图21C、图21F、图21I、图24C、图24F、图24I、图27C、图27F、以及图27I是畸变图。各球形像差图中，纵轴表示F数，实线、短划线、以及长划线分别表示d线、F线、以及C线的特性。各像散图中，纵轴表示半视场角，实线和短划线分别表示弧矢像平面(各图中表示为“s”)和子午像平面(各图中表示为“m”)的特性。各畸变图中，纵轴表示半视场角。
图13A至图13F是实例1的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图。图16A至图16F是实例2的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图。图19A至图19F是实例3的变焦透镜系统在摄远端下的横向像差图。图22A至图22F是实例4的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图。图25A至图25F是实例5的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图。图28A至图28F是实例6的变焦透镜系统在摄远端的横向像差图。
图13A至图13C、图16A至图16C、图19A至图19C、图22A至图22C、图25A至图25C、以及图28A至图28C是摄远端与不进行图像模糊补偿的基本状态相对应的横向像差图。图13D至图13F、图16D至图16F、图19D至图19F、图22D至图22F、图25D至图25F、以及图28D至图28F是摄远端与整个第三透镜单元G3在垂直于光轴的方向上移动预定量的图像模糊补偿状态相对应的横向像差图。基本状态的各横向像差图当中，图13A、图16A、图19A、图22A、图25A、以及图28A示出为最大像高的75％的像点位置的横向像差。图13B、图16B、图19B、图22B、图25B、以及图28B示出轴上像点的横向像差。图13C、图16C、图19C、图22C、图25C、以及图28C示出为最大像高的-75％的像点位置的横向像差。图像模糊补偿状态的各横向像差图当中，图13D、图16D、图19D、图22D、图25D、以及图28D示出为最大像高的75％的像点位置的横向像差。图13E、图16E、图19E、图22E、图25E、以及图28E示出轴上像点位置的横向像差。图13F、图16F、图19F、图22F、图25F、以及图28F示出为最大像高的-75％的像点位置的横向像差。每一横向像差图中，水平轴表示瞳孔面上相对于主光线的距离，实线、短划线、以及长划线分别表示相对于d线、F线、以及C线的特性。图13A至图13F、图16A至图16F、图19A至图19F、图22A至图22F、图25A至图25F、以及图28A至图28F的各横向像差图中，采用子午线像平面作为包含第一透镜单元G1光轴和第三透镜单元G3光轴的平面。
这里，第三透镜单元G3在图像模糊补偿状态下在垂直于光轴的方向上的移动量，实例1中为0.138mm，实例2中为0.132mm，实例3中为0.160mm，实例4中为0.081mm，实例5中为0.107mm，实例6中为0.097mm。这里，当摄远端下拍摄距离为无穷远时变焦透镜系统倾斜0.3°情形的图像偏量等于整个第三透镜单元G3平行地在垂直于光轴的方向上移动每一上述数值情形的图像偏量。
由各横向像差图可知，轴上像点位置处的横向像差获得了令人满意的对称性。而且，在基本状态下将+75％的像点位置的横向像差和-75％的像点位置的横向像差彼此相比较时，像差曲线全部都具有较小的曲率和几乎相同的倾斜度。因而，轴偏彗差和轴偏像散较小。这表明即便是图像模糊补偿状态也能够获得充分的成像性能。而且，当变焦透镜系统的图像模糊补偿角相同时，图像模糊补偿所需的平行移动量随整个变焦透镜系统的焦距减小而减小。因而，各任意变焦位置可以在不使成像特性变差的情况下对高达0.3°的图像模糊补偿角进行充分的图像模糊补偿。
(实例1)
实例1的变焦透镜系统与图11A至图11C所示的实施例6相对应。表1给出实例1变焦透镜系统的透镜数据。表2给出拍摄距离为无穷远时的焦距、F数、半视场角、以及可变轴向距离数据。表3给出非球面数据。
表1
 透镜单元 透镜元件   表面     r     d   nd   vd
 G1  L1     12   25.448261.863     3.835可变   1.72916   54.70
 G2  L2L3L4L5     345678910   52.7758.288∞∞-69.33814.737*19.229-49.225     1.0003.50811.0000.3230.8000.7922.300可变   1.834001.589131.804701.84666   37.3061.3041.0023.80
 光圈     11   ∞     0.900
 G3  L6L7L8     1213141516   7.55247.3058.803*-87.3265.147     1.8001.6191.9000.700可变   1.729161.665471.84666   54.7055.2023.80
 G4  L9L10     171819   8.381*8.45628.138     0.8761.990可变   1.665471.75520   55.2027.50
 P     2021   ∞∞     2.100   1.51680   64.20
表2
 轴向距离   广角端   中间位置     摄远端
    d2     0.800     9.500     13.037
    d10     23.521     14.525     1.400
    d16     2.799     13.046     26.980
    d19     4.565     3.254     2.514
    f     5.76     13.76     32.97
    F     2.92     3.96     5.86
    ω     30.33     13.11     5.64
表3
  表面     κ     D     E     F     G
  8     0.00E+00     -8.41E-05     1.16E-06     -5.72E-08     8.15E-10
  14     0.00E+00     -3.60E-04     -1.68E-05     1.40E-06     -9.77E-08
  17     0.00E+00     9.09E-06     2.92E-06     -1.42E-07     2.86E-09
(实例2)
实例2的变焦透镜系统与图14A至图14C所示的实施例7相对应。表4给出实例2变焦透镜系统的透镜数据。表5给出拍摄距离为无穷远时的焦距、F数、半视场角、以及可变轴向距离数据。表6给出非球面数据。
表4
透镜单元 透镜元件   表面     r     d     nd   νd
 G1  L1L2     123     25.17020.432153.216     0.8003.922可变    1.846661.77250   23.8049.60
 G2  L3L4L5L6     4567891011     37.4937.502∞∞-1000.000*13.505*28.153-48.157     1.0004.20511.0000.2731.2000.6882.000可变    1.834001.589131.606021.80518   37.3061.3057.4025.50
 光圈     12     ∞     0.900
 G3  L7L8     13141516     5.35090.833*8.7314.227     2.0770.2000.600可变     1.665471.84666   55.2023.80
 G4  L9     1718     9.38320.334     1.935可变     1.74330   49.20
 P     1920     ∞∞     2.100     1.51680   64.20
表5
  轴向距离 广角端 中间位置 摄远端
    d3     0.700     9.500     13.740
    d11     23.381     13.024     1.300
    d16     1.000     13.181     27.730
    d18     8.264     6.395     3.625
    F     5.74     13.77     33.00
    F     2.99     3.99     5.88
    ω     30.36     13.05     5.49
表6
  表面   κ   D   E   F   G
    8   0.00E+00   -2.36E-04   -8.10E-06   6.94E-07   -1.02E-08
    9   0.00E+00   -3.97E-04   -7.45E-06   7.17E-07   -1.15E-08
    14   0.00E+00   -4.48E-04   1.08E-06   -1.96E-06   7.01E-08
(实例3)
实例3的变焦透镜系统与图17A至图17C所示的实施例8相对应。表7给出实例3变焦透镜系统的透镜数据。表8给出拍摄距离为无穷远时的焦距、F数、半视场角、以及可变轴向距离数据。表9给出非球面数据。
表7
透镜单元 透镜元件   表面     R     d     nd     νd
 G1  L1L2     123     28.52719.210-2048.605     1.0004.852可变     1.846661.72916     23.8054.70
 G2  L3L4L5L6     45678910     82.3507.653∞∞-64.776*50.007-39.632     1.0004.04711.0000.1350.8002.660可变     1.834001.846661.804701.84666     37.3023.8041.0023.80
 光圈     11     ∞     0.900
 G3  L7L8L9     1213141516     7.09222.9789.166*11.9085.080     1.8001.6191.9000.700可变     1.729161.665471.84666     54.7055.2023.80
 G4  L10L11     171819     8.796*-13.26857.700     2.9060.800可变     1.665471.75520     55.2027.50
 P     2021     ∞∞     2.100     1.51680     64.20
表8
  轴向距离 广角端 中间位置 摄远端
  d3     0.800     8.731     16.000
  d10     27.000     11.943     1.400
  d16     1.000     17.531     31.567
  d19     5.205     3.688     0.334
  f     5.75     16.00     44.96
  F     2.90     4.54     6.99
  ω     30.35     11.89     3.99
表9
    表面     κ     D   E     F   G
    8     0.00E+00     7.58E-05   -2.34E-07     1.75E-08   -7.34E-11
    14     0.00E+00     -4.02E-04   -2.80E-05     2.61E-06   -1.29E-07
    17     0.00E+00     8.91E-05   1.14E-06     -6.30E-08   1.64E-09
(实例4)
实例4的变焦透镜系统与图20A至图20C所示的实施例9相对应。表10给出实例4变焦透镜系统的透镜数据。表11给出拍摄距离为无穷远时的焦距、F数、半视场角、以及可变轴向距离数据。表12给出非球面数据。
表10
透镜单元 透镜元件   表面     r     d     nd     νd
 G1  L1     12     32.527906.538     3.22可变     1.72916     54.7
 G2  L2L3L4L5     345678910     37.7807.193∞∞-21.97031.346*93.774-17.204     1.004.6811.001.050.800.792.30可变     1.834001.589131.804701.84666     37.361.341.023.8
 光圈     11     ∞     0.90
 G3  L6L7L8     1213141516     8.13473.7908.668*-105.4455.355     1.801.621.900.70可变     1.729161.665471.84666     54.755.223.8
 G4  L9L10     171819     12.625*22.184-75.170     1.351.55可变     1.665471.75520     55.227.5
 P     2021     ∞∞     2.10     1.51680     64.2
表11
  轴向距离 广角端 中间位置 摄远端
  d2     0.800     9.500     11.330
  d10     18.440     8.755     1.400
  d16     6.380     18.235     26.820
  d19     4.130     1.835     0.781
  f     5.73     13.76     22.85
  F     3.20     4.86     6.47
  ω     30.42     12.98     7.93
表12
    表面     κ     D     E     F     G
    8     0.00E+00     -9.49E-05     -1.73E-06     1.36E-07     -3.68E-09
    14     0.00E+00     -3.00E-04     -6.37E-06     -1.00E-06     9.39E-08
    17     0.00E+00     1.94E-05     6.71E-06     -3.42E-07     6.21E-09
(实例5)
实例5的变焦透镜系统与图23A至图23C所示的实施例10相对应。表13给出实例5变焦透镜系统的透镜数据。表14给出拍摄距离为无穷远时的焦距、F数、半视场角、以及可变轴向距离数据。表15给出非球面数据。
表13
透镜单元 透镜元件   表面     r     d     nd     νd
 G1  L1L2     123     30.14624.093847.959     1.0003.822可变     1.846661.72916     23.8054.70
 G2  L3L4L5L6     4567891011     65.9328.435-70.264-101.023-40.49723.976*26.632-46.328     1.0003.72311.0000.3280.8000.7922.300可变     1.834001.589131.804701.84666     37.3061.3041.0023.80
 光圈     12     ∞     0.900
 G3  L7L8L9     1314151617     7.71045.6698.006*28.9424.869     1.8001.6191.9000.700可变     1.729161.665471.84666     54.7055.2023.80
 G4  L10     1819     10.544*139.806     1.756可变     1.66547     55.20
 P     2021     ∞∞     2.100     1.51680     64.20
表14
  轴向距离 广角端 中间位置 摄远端
  d3     0.800     10.500     14.012
  d11     22.523     14.021     1.400
  d17     3.989     14.766     28.645
  d19     5.253     2.933     1.722
  f     5.74     13.76     32.95
  F     3.01     4.31     6.87
  ω     30.43     12.95     5.57
表15
  表面     κ     D     E     F     G
    9     0.00E+00   -4.78E-05     8.51E-07     -3.42E-08     5.39E-10
    15     0.00E+00   -4.20E-04     1.41E-05     -4.43E-06     2.49E-07
    18     0.00E+00   6.57E-05     9.97E-06     -6.71E-07     1.70E-08
(实例6)
实例6的变焦透镜系统与图26A至图26C所示的实施例11相对应。表16给出实例6变焦透镜系统的透镜数据。表17给出拍摄距离为无穷远时的焦距、F数、半视场角、以及可变轴向距离数据。表18给出非球面数据。
表16
透镜单元 透镜元件   表面     r     d     nd     νd
 G1  L1L2     123     32.41327.101832.594     1.0003.415可变     1.846661.72916     23.8054.70
 G2  L3MirrorL4L5     4567891011     48.6038.534∞∞-49.34420.487*28.257-43.722     1.0003.34711.0000.5560.8000.7922.300可变     1.834001.804701.84666     37.3041.0023.80
 光圈     12     ∞     0.900
 G3  L6L7L8     1314151617     7.79750.1717.948*41.8234.929     1.8001.6191.9000.700可变     1.729161.665471.84666     54.7055.2023.80
 G4  L9     1819     12.630*-425.235     1.694可变     1.66547     55.20
 P     2021     ∞∞     2.100     1.51680     64.20
表17
  轴向距离 广角端 中间位置 摄远端
  d3     0.800     10.500     13.657
  d11     22.053     13.593     0.230
  d17     4.624     16.078     30.532
  d19     5.303     2.276     1.216
  f     5.75     13.76     32.98
  F     3.15     4.65     7.55
  ω     30.40     12.96     5.59
表18
  表面     κ   D     E     F     G
    9     0.00E+00   -6.93E-05     1.24E-07     -4.12E-09     3.88E-12
    15     0.00E+00   -4.08E-04     1.12E-05     -3.38E-06     1.56E-07
    18     0.00E+00   1.07E-04     8.43E-06     -5.49E-07     1.42E-08
与各上述条件相对应的数值在下面表19中列出。
表19
条件                                                 实例
    1     2     3     4     5     6
  (1)     M1/fW     2.13     2.27     2.64     1.84     2.30     2.24
  (2)     f3/fW     3.59     3.77     3.87     3.48     3.33     3.28
  (3)     f3/fT     0.63     0.66     0.49     0.87     0.58     0.57
  (4)     D3/fW     1.05     0.50     1.05     1.05     1.05     1.05
  (5)     fW/YW×10-3     0.13     0.13     0.12     0.15     0.15     0.16
  (6)     fT/YT×10-3     0.24     0.25     0.28     0.28     0.31     0.34
  (7)     ΣD12/ΣdAIR     0.76     0.77     0.77     0.86     0.78     0.76
  (8)     dR·fW/d2     1.36     1.56     1.53     1.60     1.42
  (9)     f2/fW     -2.16     -2.18     -2.36     -2.31     -2.17     -2.13
  (10)     f1/fW     6.67     6.85     7.25     8.06     7.75     8.27
  (11)     M1/M3     0.55     0.59     0.59     0.62     0.63     0.59
  (12)     M1/I     1.82     1.94     2.26     1.56     1.96     1.91
  (13)     f4/fW     2.61     3.80     2.95     2.66     2.97     3.21
  (14)     βT4/βW4     1.36     1.50     1.76     1.47     1.44     1.42
  (15)     f3/f4     1.37     0.99     1.31     1.31     1.12     1.02
  (16)     f1/f2     -3.08     -3.15     -3.08     -3.48     -3.57     -3.88
本发明的变焦透镜系统可应用于诸如数码相机、数字摄像机、移动电话、PDA(个人数字助理)、监视系统中的监视摄像机、Web摄像机、或车载摄像机这种数字输入设备。具体来说，本变焦透镜系统适合用于诸如数码相机或数字摄像机这种需要高图像质量的拍摄设备。
尽管参照附图以举例方式对本发明作了全面的说明，但应理解种种变化和修改对本领域技术人员来说是显然的。所以，除非这种变化和修改背离本发明保护范围，否则其应解读为由该保护范围所包括。

Claims (19)

1.一种变焦透镜系统，其特征在于，包括：
至少三个透镜单元，每个透镜单元包括至少一个透镜元件，
其中，所述透镜单元中至少任何两个透镜单元之间的间距改变，从而以连续可变的放大倍率形成物体的光学图像，
所述变焦透镜系统从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜单元；包括具有用于使来自物体的光束弯折的反射面的透镜元件、并具有负光焦度的第二透镜单元；以及包括至少一个具有正光焦度的透镜单元的后续透镜单元，且
所述变焦透镜系统满足下列条件(1)：
1.50＜M1/fW＜3.00               ...(1)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，M1是从广角端变焦至摄远端时第一透镜单元的在光轴上的移动量，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
2.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，所述透镜单元中的任何一个、所述透镜元件中的任何一个、或者构成一个透镜单元的多个相邻透镜元件在与光轴垂直的方向上移动。
3.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，所述反射面使来自物体的轴向主光线弯折大致90°。
4.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，具有反射面的所述透镜元件为棱镜。
5.如权利要求4所述的变焦透镜系统，其特征在于，所述棱镜具有负光焦度。
6.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，具有反射面的所述透镜元件为反射镜。
7.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，
所述后续透镜单元从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第三透镜单元；以及具有正光焦度的第四透镜单元，
其中，所述变焦透镜系统满足下列条件(2)：
3.20＜f3/fW＜4.00                      ...(2)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f3是第三透镜单元的组合焦距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
8.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，
所述后续透镜单元从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第三透镜单元；以及具有正光焦度的第四透镜单元，
其中，所述变焦透镜系统满足下列条件(3)：
0.40＜f3/fT＜0.90                       ...(3)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，f3是第三透镜单元的组合焦距，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
9.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，
所述后续透镜单元从物方侧至像方侧依次包括：具有正光焦度的第三透镜单元；以及具有正光焦度的第四透镜单元，
其中，所述变焦透镜系统满足下列条件(4)：
0.40＜D3/fW＜1.20                     ...(4)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，D3是第三透镜单元的光轴上的厚度，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
10.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其特征在于，成像时从广角端变焦至摄远端的过程中，所述第二透镜单元在光轴方向上没有移动。
11.如权利要求2所述的变焦透镜系统，其特征在于，除第二透镜单元之外的任何一个透镜单元、除具有反射面的透镜元件之外的任何一个透镜元件、或者除具有反射面的透镜元件之外且构成一个透镜单元的多个相邻透镜元件在垂直于光轴的方向上移动。
12.如权利要求11所述的变焦透镜系统，其特征在于，
所述后续透镜单元中处于最靠近物方侧的第三透镜单元，在垂直于光轴的方向上移动，
其中，所述变焦透镜系统满足下列条件(5)：
0.10＜fW/YW×10-3＜0.20               ...(5)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，YW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距为fW的情形下第三透镜单元在最大模糊补偿时的移动量，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
13.如权利要求11所述的变焦透镜系统，其特征在于，
后续透镜单元中处于最靠近物方侧的第三透镜单元，在垂直于光轴的方向上移动，
其中，所述变焦透镜系统满足下列条件(6)：
0.20＜fT/YT×10-3＜0.35            ...(6)
(这里，Z＝fT/fW＞3.90)
其中，YT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距为fT的情形下第三透镜单元在最大模糊补偿时的移动量，
fW是在广角端整个变焦透镜系统的焦距，
fT是在摄远端整个变焦透镜系统的焦距。
14.一种透镜镜筒，用于保持形成物体的光学图像的成像光学系统，其特征在于，
所述成像光学系统为如权利要求1所述的变焦透镜系统，
其中，在成像状态下第一透镜单元按在来自物体的光束的方向上可移动的方式被保持，
在收纳状态下具有反射面的透镜元件退避至与成像状态下所处的位置不同的退避位置。
15.如权利要求14所述的透镜镜筒，其特征在于，在收纳状态下第二透镜单元退避至与成像状态下所处的位置不同的退避位置。
16.如权利要求15所述的透镜镜筒，其特征在于，第二透镜单元在光轴方向上朝向成像光学系统的像方侧退避。
17.如权利要求16所述的透镜镜筒，其特征在于，成像光学系统满足下列条件(7)：
0.50＜∑D12/∑d空气＜1.00           ...(7)
其中，∑D12是第一透镜单元和第二透镜单元的光轴上的总厚度，
∑d空气是相对于第二透镜单元处于像方侧并在变焦过程中在光轴方向上移动的各透镜单元之间的光轴上的总空气间距。
18.一种成像装置，能够将物体的光学图像作为电子图像信号输出，该成像装置包括：
形成物体的光学图像的成像光学系统；以及
将由成像光学系统所形成的光学图像转换为电子图像信号的图像传感器，
其中该成像光学系统为如权利要求1所述的变焦透镜系统。
19.一种拍摄设备，用于将物体的光学图像转换成电子图像信号，并随后对经过转换的图像信号至少进行显示和存储中的一个操作，该拍摄设备包括：
成像装置，包括形成物体的光学图像的成像光学系统、以及将由该成像光学系统所形成的光学图像转换为电子图像信号的图像传感器，
该成像光学系统为如权利要求1所述的变焦透镜系统。
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