CN101266332A

CN101266332A - 变焦透镜系统和使用其的电子摄像装置

Info

Publication number: CN101266332A
Application number: CNA2008100860657A
Authority: CN
Inventors: 左部校之
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Aozhixin Digital Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2028-03-14
Also published as: JP5013599B2; US20080231969A1; CN101266332B; JP2008225328A; US7755848B2

Abstract

本发明涉及变焦透镜系统和使用其的电子摄像装置。该变焦透镜系统包括后透镜组和孔径光阑S，该后透镜组从物侧起按顺序具有：具有正折光力的第一透镜单元G1，具有负折光力的第二透镜单元G2，以及具有正折光力的第三透镜单元G3，而孔径光阑S设置在所述第二透镜单元G2与所述第三透镜单元G3之间。在从广角端向远距端变焦时，如果聚焦在距离最远的物体上，则所述第一透镜单元G1、所述第二透镜单元G2以及所述第三透镜单元G3中的每一个都按照使所述第一透镜单元G1与所述第二透镜单元G2之间的距离变宽(增大)而所述第二透镜单元G2与所述第三透镜单元G3之间的距离变窄(减小)的方式来移动。所述孔径光阑S按照使孔径光阑S与所述第二透镜单元的距离变小(减小)的方式来移动。所述第二透镜单元G2从物侧起按顺序包括三个透镜，即，第一负透镜L_2n1、正透镜L_2p和第二负透镜L_2n2，并且满足预定的条件表达式。

Description

变焦透镜系统和使用其的电子摄像装置

技术领域

本发明涉及变焦透镜系统。而且，本发明还涉及使用该变焦透镜系统的电子摄像装置。

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)的固体摄像元件对物体拍照的数字相机已经取代银盐胶片相机成为了主流。此外，在从针对专业用途的高级功能型到紧凑式大众型的很大范围内，存在几种类别的数字相机。

大众型数字相机的用户寻求的是无论何时何地都能够容易地以宽景象范围享受拍照。就此而言，小型产品，特别是可以容易地容纳在衣服的口袋或包中从而方便携带的纤薄数字相机受到了偏爱。

另一方面，虽然针对紧凑型数字相机大约为3的放大率已经很普通了，但人们已经在寻求比常规相机的放大率更高的相机。作为能够容易维持较高的放大率的变焦透镜系统，迄今已知了一种从其物侧起按顺序包括具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元，以及具有正折光力的第三透镜单元的变焦透镜系统。

另一方面，在相机的尺寸上，相机厚度方向上的尺寸主要由镜筒(lensbarrel)的尺寸来决定。因此，为了实现较薄的相机，使镜筒变薄是有效的。

现如今，已经普遍使用了一种所谓的可伸缩式镜筒，其中，在使用相机时镜筒从相机主体内部伸出，而在携带相机时镜筒容纳在相机主体内部。因此，人们已经找到了使镜筒在缩入时变薄的变焦透镜系统。

在日本专利申请特开公报No.2005-242116、2005-326743以及2006-78979中的常规技术中，已经公开了这样一种变焦透镜系统，在该变焦透镜系统中，第一透镜单元包括两个或三个透镜，并且通过从其物体侧按顺序布置负透镜、正透镜和负透镜而在第二透镜单元中形成对称折光力布置，来进行该第二透镜单元的像差校正和尺寸缩减。

然而，在已经公开的现有技术中，与放大率相比，变焦透镜系统在远距端的整体长度较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种有利于确保放大率并且在远距端使整体长度变短同时考虑了光学性能的确保的变焦透镜系统，以及使用其的摄像装置。

根据本发明的一个方面，根据本发明的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：

具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；和具有正折光力的后透镜组，其包括具有正折光力的第三透镜单元；以及

孔径光阑，其设置在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间，并且

在从广角端向远距端变焦时，如果聚焦在距离最远的物体上，则所述第一透镜单元、所述第二透镜单元和所述第三透镜单元中的每一个都按照使所述第一透镜单元与所述第二透镜单元之间的距离增大而所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间的距离减小的方式来移动，并且

所述孔径光阑按照使所述孔径光阑与所述第二透镜单元的距离减小的方式来移动，并且

所述第二透镜单元从其物侧起按顺序包括第一负透镜L_2n1、正透镜L_2p以及第二负透镜L_2n2，并且

所述第二透镜单元中的透镜总数为三个，并且

满足下面的条件表达式：

-0.28＜f₂/f_t＜-0.07...(1)

-0.38＜f_2n2/f_t＜-0.14...(2)

其中，

f₂表示所述第二透镜单元的焦距，

f_2n2表示所述第二透镜单元中的所述第二负透镜L_2n2的焦距，而

f_t表示在远距端整个变焦透镜系统的焦距。

此外，根据本发明的另一方面，根据本发明的电子摄像装置包括：上述变焦透镜系统；和设置在像侧的电子摄像元件，该电子摄像元件将所述变焦透镜系统形成的光学图像转换成电信号。

附图说明

图1A、图1B和图1C是示出根据本发明的变焦透镜系统的第一实施方式的在无限远物体点聚焦时的光学布置的沿光轴的截面图，其中，图1A示出了广角端的状态，图1B示出了中间状态，而图1C示出了远距端的状态；

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与图1A、图1B和图1C类似的图；

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与图1A、图1B和图1C类似的图；

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与图1A、图1B和图1C类似的图；

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与图1A、图1B和图1C类似的图；

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与图1A、图1B和图1C类似的图；

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与图1A、图1B和图1C类似的图；

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与图1A、图1B和图1C类似的图；

图9A、图9B和图9C是示出根据第一实施方式的在无限远物体点聚焦时球差、像散、失真以及放大率色差的图，其中，图9A示出了广角端的状态，图9B示出了中间状态，而图9C示出了远距端的状态；

图10A、图10B和图10C是根据第二实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图9A、图9B和图9C类似的图；

图11A、图11B和图11C是根据第三实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图9A、图9B和图9C类似的图；

图12A、图12B和图12C是根据第四实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图9A、图9B和图9C类似的图；

图13A、图13B和图13C是根据第五实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图9A、图9B和图9C类似的图；

图14A、图14B和图14C是根据第六实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图9A、图9B和图9C类似的图；

图15A、图15B和图15C是根据第七实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图9A、图9B和图9C类似的图；

图16A、图16B和图16C是根据第八实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图9A、图9B和图9C类似的图；

图17是说明校正失真的图；

图18是示出其中包括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19是图18中的数字相机的背面立体图；

图20是图18中的数字相机的截面图；

图21是数字相机的主要部件的内部电路的结构框图；而

图22是说明非球面偏离量的图。

具体实施方式

为了解决上述问题，本发明提供了一种变焦透镜系统，其从其物侧起按顺序包括：

具有正折光力的第一透镜单元；

具有负折光力的第二透镜单元；和

具有正折光力的后透镜组，其包括具有正折光力的第三透镜单元；以及

孔径光阑，其设置在第二透镜单元与第三透镜单元之间，并且

在从广角端向远距端变焦时，如果聚焦在距离最远的物体上，则第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元中的每一个都按照使第一透镜单元与第二透镜单元之间的距离增大而第二透镜单元与第三透镜单元之间的距离减小的方式来移动，并且

孔径光阑按照使该孔径光阑与第二透镜单元的距离减小的方式来移动，并且

第二透镜单元从其物侧起按顺序包括第一负透镜L_2n1、正透镜L_2p以及第二负透镜L_2n2，并且

第二透镜单元中的透镜总数为三个，并且

满足下面的条件表达式：

-0.28＜f₂/f_t＜-0.07...(1)

-0.38＜f_2n2/f_t＜-0.14...(2)

其中，

f₂表示第二透镜单元的焦距，

f_2n2表示第二透镜单元中的第二负透镜L_2n2的焦距，而

f_t表示在远距端整个变焦透镜系统的焦距。

下面将对该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。为了有利于确保高变焦比，构造了这样一种布置，使得本发明的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；以及后透镜组，其包括具有正折光力的第三透镜单元；并且通过改变如上所述的透镜单元之间的距离来进行缩放。

通过构造这样一种布置，对第二透镜单元和第三透镜单元有效地施加放大负载就变得容易。因此，防止了每个透镜单元的移动量过大，同时抑制了变焦时像差的变化，从而使变焦透镜系统变得紧凑。

即使放大率变高，按这种方式来移动第一透镜单元、第二透镜单元和第三透镜单元中的每一个也有利于保持光学性能。

孔径光阑是如上所述设置并在变焦(缩放)时移动的。因此，平衡了广角端的离轴光束的光线高度和远距端的离轴光线的光线高度。此外，有可能恰当地控制入射光瞳的位置和出射光瞳的位置。

因此，即使紧凑地布置第一透镜单元的外径和最接近像的透镜单元的外径，也可以按平衡的方式来校正放大率色差和失真。

使第一透镜单元在广角端的外径变小获得了第一透镜单元的厚度方向上的尺寸紧凑。此外，可以进行控制使变焦时出射光瞳的位置变化较小。因此，可以将入射在CCD和CMOS上的光束的角度维持在适当范围内，并且可以防止在取景屏(taking screen)周围的部分处出现亮度遮挡，并且在使用电子摄像组件的情况下是优选的。

此外，通过以较少的三个透镜来构造第二透镜单元，就很容易减小变焦透镜系统在缩入时的厚度。也很容易使广角端的从第一透镜单元的最接近物的表面直到入射光瞳的距离变小，并且缩减变焦透镜系统的径向方向的尺寸。

在本发明中，通过在第二透镜单元中设置两个负透镜来分配第二透镜单元的负折光力，从而可以容易地抑制像差。此外，通过从其物侧起按负透镜、正透镜和负透镜的顺序来进行布置，获得了这样一种结构，即，可以改进透镜布置的对称性，并且对于第二透镜单元中的像差校正是有利的。

而且，为了易于缩短在远距端的整体长度同时确保放大率，优选的是构造一种布置，使得第二透镜单元的折光力满足上述条件表达式(1)。

通过构造一种下限值不低于条件表达式(1)中的下限值的布置来确保第二透镜单元的适度负折光力，就可以很容易地接近后透镜组，由第一透镜单元和第二透镜单元的组合系统生成的像点的位置，换句话说，与后透镜组相对应的物点的位置。因此，易于确保放大率同时抑制后透镜组中的透镜单元的移动量，这有利于缩短变焦透镜系统在远距端的整体长度。

通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(1)的上限值的布置来确保第二透镜单元的适度负折光力，就可以容易地确保第二透镜单元的纵向放大率。因此，易于确保第二透镜单元的放大率负载，这有利于确保亮度并缩短在远距端的整体长度。此外，可以容易地抑制变焦时像差的波动，这有利于确保变焦范围内的光学性能。

为了确保位于第二透镜单元后侧的后透镜组的适度放大率，第二透镜单元的像侧主点(principal point)可以尽可能地朝像侧定位，并且由第一透镜单元和第二透镜单元的组合系统生成的像点可以尽可能地朝像侧定位。由此，可以使第二透镜单元中的最接近物的第二负透镜L_2n2的折光力尽可能大。具体来说，优选的是，构造一种满足上述条件表达式(2)的布置。

通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(2)中的下限值的布置来确保第二透镜单元的适度负折光力，可以朝向图像更多地来定位第二透镜单元的主点，这有利于确保后透镜组的放大率。此外，通过使第二负透镜从第二透镜单元的负折光力中分担负折光力，可以容易地抑制第一负透镜的折光力，并抑制出现球差。通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(2)中的上限值的布置，可以容易地抑制第二负透镜(特别是在远距端)过度出现球差和慧差。

该变焦透镜系统可以满足下面与条件表达式(1)有关的条件表达式。

-0.23＜f₂/f_t＜-0.11...(1′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

-0.18＜f₂/f_t＜-0.15...(1″)

该变焦透镜系统可以满足下面与条件表达式(2)有关的条件表达式。

-0.37＜f_2n2/f_t＜-0.21...(2′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

-0.36＜f_2n2/f_t＜-0.28...(2″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

可以令每一个条件表达式的上限值或下限值都为限制更严的相应条件表达式的上限值和下限值。对于以下条件表达式也是类似的。

除了上述思想以外，本发明中还设计了多种其它思想，以在实现紧凑性的同时获得有效和理想的光学性能，下面对这些思想进行详细说明。

在该变焦透镜系统中，优选的是，第二透镜单元中的第二负透镜L_2n2是双凹透镜，其满足以下条件表达式。

-0.80＜SF_2n2＜0.50...(3)

其中，

SF_2n2被定义为SF_2n2＝(R_2n2f+R_2n2r)/(R_2n2f-R_2n2r)，其中：

R_2n2f是第二透镜单元中的第二负透镜L_2n2的物侧表面的近轴曲率半径，而

R_2n2r是第二透镜单元中的第二负透镜L_2n2的像侧表面的近轴曲率半径。

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(3)中的下限值的布置，可以容易地抑制在广角端出现像散。通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(3)中的上限值的布置，可以容易地抑制在远距端出现慧差。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

-0.55＜SF_2n2＜0.35...(3′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

-0.36＜SF_2n2＜0.16...(3″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第二透镜单元的光轴上的厚度满足下面的条件表达式(A)，并且第二透镜单元中的第一负透镜L_2n1的形状满足下面的条件表达式(B)，而第二透镜单元中的正透镜L_2p的形状满足下面的条件表达式(C)。

0.06＜∑d_2G/f_t＜0.23...(A)

-0.9＜SF_2n1＜1.1...(B)

-3.0＜SF_2p＜0.2...(C)

其中，

∑d_2G表示第二透镜单元的入射表面直到该第二透镜单元的出射表面的光轴上的距离，

SF_2n1被定义为SF_2n1＝(R_2n1f+R_2n1r)/(R_2n1f-R_2n2r)，其中：

R_2n1f是第二透镜单元中的第一负透镜L_2n1的物侧表面的近轴曲率半径，而

R_2n1r是第二透镜单元中的第一负透镜L_2n1的像侧表面的近轴曲率半径，并且

SF_2p被定义为SF_2p＝(R_2p1f+R_2pr)/(R_2pf-R_2pr)，其中：

R_2pf是第二透镜单元中的正透镜L_2p的物侧表面的近轴曲率半径，而

R_2pr是第二透镜单元中的正透镜L_2p的像侧表面的近轴曲率半径。

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。条件表达式(A)、(B)和(C)是用于使第二透镜单元紧凑并易于校正第二透镜单元中的像差的条件表达式。条件表达式(A)是指定第二透镜单元在光轴上的厚度的表达式。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(A)中的下限值的布置来确保第二透镜单元在光轴上的厚度，可以容易地确保第二透镜单元中的正透镜L_2p的折光力，这有利于校正第二透镜单元中可能出现的各种像差。另一方面，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(A)中的上限值的布置来减小第二透镜单元在光轴上的厚度，有利于使变焦透镜系统在缩入时变薄。

条件表达式(B)是指定第二透镜单元中的第一负透镜L_2n1的形状的表达式。优选的是，通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(B)中的下限值的布置来确保第一负透镜L_2n1的像侧表面的负折光力，并且不使物侧表面成为具有强负折光力的表面，来抑制像差的出现。通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(B)中的上限值的布置而不使第一负透镜L_2n1的主点接近像，有利于使第二透镜单元变小。

条件表达式(C)是指定第二透镜单元中的正透镜L_2p的形状的表达式。优选的是，通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(C)中的下限值的布置而不使正透镜L_2p的像侧表面成为具有强负折光力的表面，可以容易地抑制对像平面弯曲的过度校正。通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(C)中的上限值的布置来确保正透镜L_2p朝向物体的凸表面的折光力，可以容易地校正可能出现在第一负透镜L_2n1处的倾斜慧差。

更优选的是，令条件表达式(A)中的下限值为0.08，而0.1的下限值是更优选的。更优选的是，令条件表达式(A)中的上限值为0.19，而0.15的上限值是更优选的。更优选的是，令条件表达式(B)中的下限值为0.0，而0.1的下限值是更优选的。更优选的是，令条件表达式(B)中的上限值为0.9，而0.6的上限值是更优选的。更优选的是，令条件表达式(C)中的下限值为-2.0，而-1.5的下限值是更优选的。更优选的是，令条件表达式(C)中的上限值为0.0，而-0.3的上限值是更优选的。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，在聚焦在距离最远的物体上时，就第二透镜单元和后透镜组的放大率负荷而言满足下面的条件表达式。

1.1＜(β_2T×β_RW)/(β_2W×β_RT)＜3.6...(4)

其中，

β_2W和β_2T分别表示第二透镜单元在广角端和远距端的近轴横向放大率，而

β_RW和β_RT分别表示后透镜组在广角端和远距端的近轴横向放大率。

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(4)中的下限值的布置来抑制后透镜组的缩放负荷，可以容易地抑制出射光瞳因缩放而造成的的位置波动，并且在远距端变亮F_NO。通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(4)中的上限值的布置而不使第二透镜单元的缩放负荷过大，可以容易地抑制入射光瞳的位置波动，并且使入射光瞳在广角端的位置接近第一透镜单元的入射表面，并且易于使最接近物的透镜的外径变小。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

1.3＜(β_2T×β_RW)/(β_2W×β_RT)＜2.9...(4′)

此外，该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

1.5＜(β_2T×β_RW)/(β_2W×β_RT)＜2.2...(4″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第二透镜单元中的最接近物的第一负透镜L_2n1的材料满足下面的条件表达式。具体来说，可以满足下面的条件表达式。

1.78＜n_d2n1＜2.20...(5)

35＜v_d2n1＜50...(6)

其中，

n_d2n1表示第二透镜单元中的第一负透镜L_2n1的对于d线的折射率，而

v_d2n1表示第二透镜单元中的第一负透镜L_2n1的阿贝数(Abbe’number)。

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(5)中的上限值的布置，来改进材料的大量生产和获得(procurement)，从而实现成本缩减。优选的是，通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(5)中的下限值的布置而使透镜表面的曲率的绝对值变小同时确保折光力，可以容易地抑制广角端的像平面弯曲和彗差。

优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(6)中的上限值的布置，来确保获得具有高折射率的材料。优选的是，通过构造使得下限值不低于条件表达式(6)中的下限值的布置，可以容易地将色散抑制到适度水平。

此外，该变焦透镜系统满足下面的条件表达式。

1.79＜n_d2n1＜1.95...(5′)

37＜v_d2n1＜47...(6′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

1.80＜n_d2n1＜1.90...(5″)

40＜v_d2n1＜43...(6″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，可以为第二透镜单元中的负透镜L_2n2设置合适的材料。具体来说，可以满足下面的条件表达式。

1.78＜n_d2n2＜2.00...(7)

35＜v_d2n2＜50...(8)

其中，

n_d2n2表示第二透镜单元中的第二负透镜L_2n2的对于d线的折射率，而

v_d2n2表示第二透镜单元中的第二负透镜L_2n2的阿贝数。

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(7)中的上限值的布置，来改进材料的大量生产和获得，从而实现成本缩减。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(7)中的下限值的布置从而即使在确保折光力的情况下也能减小透镜的曲率的绝对值，而容易地抑制慧差和球差的出现。

优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(8)中的上限值的布置，改进具有高折光率的材料的获得。构造一种使得下限值不低于条件表达式(8)中的下限值的布置，有利于抑制色散并校正色像差。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

1.80＜n_d2n2＜1.95...(7′)

38＜v_d2n2＜46...(8′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

1.86＜n_d2n2＜1.90...(7″)

40＜v_d2n2＜42...(8″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，在该变焦透镜系统中，优选的是，第二透镜单元中的正透镜的材料满足下面的条件表达式。

1.84＜n_d2p＜2.20...(9)

13＜v_d2p＜30...(10)

其中，

n_d2p表示第二透镜单元中的正透镜L_2p的对于d线的折射率，而

v_d2p表示第二透镜单元中的正透镜L_2p的阿贝数。

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(9)中的上限值的布置，来改进材料的大量生产和获得，从而实现成本缩减。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(9)中的下限值的布置，即使在确保折光力的情况下也可以减小透镜表面的曲率的绝对值，并且可以容易地抑制球差和慧差的出现。

此外，条件表达式(10)是关于校正放大率色差，特别是倾斜放大率色差的表达式。为了在第二透镜单元内部有利地校正因第二透镜单元的较大负折光力而出现的色差，优选的是，将在合适范围内具有相对较大色散的材料用于正透镜。

优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(10)中的上限值的布置，来确保色散并执行对两个负透镜中出现的色差的校正。优选的是，通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(10)中的下限值的布置而抑制因这种正透镜而出现在短波长侧的色差，来抑制短波长侧的色散和出现次级光谱。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

1.87＜n_d2p＜2.15...(9′)

15＜v_d2p＜26...(10′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

1.90＜n_d2p＜2.12...(9″)

17＜v_d2p＜20...(10″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，为了通过抑制出现像差来实现有利的光学性能，可以至少将第二透镜单元中的最接近物的第一负透镜L_2n1的物侧透镜表面设置为非球面表面。此外，可以将两个表面都设为非球面表面。这对于校正慧差和像平面弯曲来说很有效。

在这种情况下，该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

0.001＜asp_2n1f/f_w＜0.07...(11)

0.005＜(asp_2n1f+|asp_2n1r|)/f_w＜0.15...(12)

其中，

asp_2n1f表示第二透镜单元中的第一负透镜L_2n1的朝向物的透镜表面处的非球面偏离，

asp_2n1r表示第二透镜单元中的第一负透镜L_2n1的朝向像的透镜表面处的非球面偏离，而

f_w表示整个变焦透镜系统在广角端的焦距。

如图22所示，非球面偏离是在将顶点与透镜的顶点相同并且以近轴曲率半径作为曲率半径的球面表面设为基准球面表面，并且将朝向图像的方向设为正号的情况下，在透镜表面上入射在广角端的光线的最大高度的位置处沿平行于光轴的方向测量时从基准球面表面直到该透镜表面的距离。当透镜表面为球面或平面时，非球面偏离量为零。

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(11)中的下限值的布置而减小第一负透镜的朝向物侧的表面附近的一部分中的负折光力，可以容易地对广角端的倾斜像差进行校正。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(11)中的上限值的布置而抑制非球面偏离，来抑制因偏心而出现的非对称像差。

通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(12)中的下限值的布置，可以容易地确保因非球面表面而造成的像差校正的效果，可以容易地抑制过度桶形失真。通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(12)中的上限值的布置，抑制了非球面表面的形状的变化程度，从而可以容易地抑制因偏心而造成的像差影响。

优选的是，令条件表达式(11)和(12)的下限值都为0.006，而0.01的下限值是更优选的。优选的是，令条件表达式(11)和(12)的上限值都为0.06，而0.04的上限值是更优选的。

从与第二透镜单元类似的紧凑化的观点出发，有利的是，也是通过为数不多的透镜形成第一透镜单元，从而在缩入时变小。当放大率较高时，优选的是抑制特别是在远距端出现色差。

因此，优选的是，第一透镜单元包括两个透镜，即，正透镜L_1p和负透镜L_1n，并且有利于在的抑制色差的同时使尺寸变小。

此外，在该变焦透镜系统中，可以构造这样一种布置，即，第一透镜单元中的负透镜和正透镜中的每一个都是未经胶合的单透镜。当构造成这种布置时，可以有利地(特别是利用形成在两个透镜之间的空气透镜来)校正远距端的慧差。

0.0≤d_1np/d₁＜0.2...(13)

其中，

d_1np表示第一透镜单元中的负透镜与正透镜之间的光轴上的距离，而

d₁表示第一透镜单元中从入射面直到出射面的光轴上的距离。

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(13)中的上限值的布置来抑制透镜的有效直径，并抑制穿过最接近物的透镜的离轴光线的高度，可以容易地使变焦透镜在径向方向上变得紧凑。下限值不低于条件表达式(13)中的下限值，并且不为负号。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

0.0≤d_1np/d₁＜0.1...(13′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

0.0≤d_1np/d₁＜0.03...(13″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，在该变焦透镜系统中，第一透镜单元中的负透镜与正透镜可以是胶合在一起的。因此，优选的是有利地校正广角端的放大率色差和远距端的纵向色差。此外，还可以缩减因由于相对偏心而造成的性能劣化而导致的产量下降，进而得以缩减成本。

此外，在该变焦透镜系统中，可以为第一透镜单元中的正透镜L_1p和负透镜L_1n设置最优材料。具体来说，正透镜L_1p和负透镜L_1n的材料可以满足下面的条件表达式。

1.47＜n_d1p＜1.90...(14)

40＜v_d1p＜85...(15)

1.75＜n_d1n＜2.06...(16)

12＜v_d1n＜31...(17)

下面，将对在该变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(14)中的上限值的布置，来改进材料的大量生产和获得，从而实现了成本缩减。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(14)中的下限值的布置，即使在确保折光力的情况下，也可以减小透镜表面的曲率的绝对值，并且可以容易地抑制球差和慧差的出现。

优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(15)中的上限值的布置，来改进具有高折射率的材料的获得。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(15)中的下限值的布置，来抑制色散，这有利于校正色差。

优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(16)中的上限值的布置，来改进材料的大量生产和获得，从而实现成本缩减。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(16)中的下限值的布置，即使在确保折光力的情况下，也可以减小透镜表面的曲率的绝对值，并且可以容易地抑制球差和慧差的出现。

条件表达式(17)是关于校正色差，特别是校正纵向色差的表达式。为了有利地校正第一透镜单元内部因较大的正折光力而出现的色差，优选的是，将具有合适范围内较大色散的材料用于负透镜。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(17)中的上限值的布置，来确保色散并对正透镜中出现的色差进行校正。优选的是，通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(17)中的下限值的布置而抑制因该正透镜而出现在短波长侧的色差，来抑制短波长侧的色散和出现次级光谱。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

1.57＜n_d1p＜1.80...(14′)

45＜v_d1p＜70...(15′)

1.82＜n_d1n＜2.04...(16′)

15＜v_d1n＜27...(17′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

1.68＜n_d1p＜1.72...(14″)

50＜v_d1p＜55...(15″)

1.90＜n_d1n＜2.02...(16″)

18＜v_d1n＜22...(17″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，在该变焦透镜系统中，第一透镜单元可以从其物侧起按顺序包括负透镜和正透镜。当构造成这种布置时，因为主点在第一透镜单元的后侧上的位置朝向图像移动，所以有效地确保了变焦比。

此外，在该变焦透镜系统中，第三透镜单元可以被布置成，使得该第三透镜单元包括下面三个透镜从而使镜筒变细。

具体来说，在该变焦透镜系统中，希望第三透镜单元包括从其物侧起按顺序布置的三个透镜，即，正透镜、正透镜和负透镜。因此，通过将正透镜的正折光力分配在两个透镜中，并且通过将负透镜设置在像侧，可以容易地抑制诸如球差的像差，并且可以容易地使第三透镜单元的主点朝向图像。使主点朝向图像有利于确保第三透镜单元的变焦比。

而且，优选的是，在第三透镜单元中，将所述负透镜与从其物侧算起的第二个正透镜胶合在一起。通过胶合正透镜和负透镜，可以更有效地对纵向色差进行校正。此外，通过使正透镜和负透镜成为胶合透镜，可以防止在装配工艺中因透镜的相对偏心而造成的光学性能的劣化。这实现了产量的提高和成本的缩减。

而且，在第三透镜单元中设置一个或更多个非球面表面对校正球差和慧差有进一步的效果。具体来说，优选的是，使第三透镜单元中最接近物的正透镜为双非球面(biaspherical)透镜。当在多个透镜上设置非球面表面时，因透镜的相对偏心而造成的光学性能劣化趋于显著。然而，通过使一个透镜的两侧表面都为非球面，可以在将因透镜的相对偏心而造成的光学性能劣化抑制得较小的同时，对球差和慧差进行更有利的校正。

此外，在该变焦透镜系统中，从平衡紧凑性和光学性能的观点出发，优选的是，将第一透镜单元的折光力设置为满足下面的条件表达式。

0.3＜f₁/f_t＜1.5...(18)

其中，

f₁表示第一透镜单元的焦距。

下面，将对在变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(18)中的上限值的布置，可以容易地缩短该变焦透镜系统的整体长度，并且可以容易地使该变焦透镜系统小型化。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(18)中的下限值的布置而将折光力抑制成适度的，可以容易地抑制远距端的慧差和球差。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

0.45＜f₁/f_t＜1.1...(18′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

0.6＜f₁/f_t＜0.7...(18″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，在该变焦透镜系统中，在根据第一方面到第十七方面的变焦透镜系统中，就第三透镜单元的折光力而言，可以满足下面的的条件表达式。

0.07＜f₃/f_t＜0.53...(19)

其中，

f₃表示第三透镜单元的焦距。

下面，将对在变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。对于缩短整体长度而言，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(19)中的上限值的布置来确保折光力是有利的。对于第三透镜单元中的像差校正，通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(19)中的下限值的布置来抑制折光力是有利的。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

0.11＜f₃/f_t＜0.40...(19′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

0.15＜f₃/f_t＜0.27...(19″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，在该变焦透镜系统中，可以令其为四单元变焦透镜系统，其在根据第一方面到第十八方面的上述变焦透镜系统中，从其物侧起按顺序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折光力的第四透镜单元。

下面，将对在变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。由于第四透镜单元具有正折光力，因而很容易缩短变焦透镜系统的整体长度。此外，可以容易地朝向物侧定位出射光瞳，这一点在使用电子摄像组件的情况下更为有利。

此外，在该变焦透镜系统中，可以令其为五单元变焦透镜系统，其在上述变焦透镜系统中，从其物侧起按顺序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、具有负折光力的第四透镜单元以及具有正折光力的第五透镜单元。

下面，将对在变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。由于第五透镜单元具有正折光力，因而很容易缩短变焦透镜系统的整体长度。此外，可以容易地朝向物体侧定位出射光瞳，这一点在使用电子摄像组件的情况下更为有利。此外，对于校正变焦时的倾斜像差而言，在变焦时与第三透镜单元和第四透镜单元无关地移动具有负折光力的第四透镜单元是有利的。

此外，在该变焦透镜系统中，就与该变焦透镜系统中最接近上述像而定位的透镜单元的折光力而言，可以满足下面的条件表达式。

0.2＜f_RE/f_t＜0.9...(20)

其中，

f_RE表示变焦透镜系统中最接近像而定位的透镜单元的焦距。

下面，将对在变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(20)中的上限值的布置来确保最接近像而定位的透镜单元的正折光力，来确保使离轴光束产生折射的效果。可以减小入射在设置于像平面上的诸如CCD和CMOS的摄像组件上的光束的角度，并且可以容易地抑制在取景屏周围的一部分处出现亮度遮挡。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(20)中的下限值的布置，可以容易地抑制对像平面弯曲的校正不足。此外，希望通过移动最接近像的透镜来执行聚焦操作，并且还可以容易地抑制聚焦时像平面弯曲的变化。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

0.3＜f_RE/f_t＜0.7...(20′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

0.4＜f_RE/f_t＜0.5...(20″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

而且，最接近像的透镜单元可以由塑料材料形成。最接近像的透镜单元的主要功能是，通过在恰当位置处设置出射光瞳，允许光线有效地入射在诸如CCD或CMOS的电子摄像组件上。由于这种功能的存在，当按上述条件表达式(20)中的范围来设置折光力时，不需要相对较大的折光力，并且可以由具有低折射率的玻璃形成，如塑料透镜。在最接近像的透镜单元中使用了塑料透镜的情况下，可以将成本抑制得较低，并且可以提供成本低得多的变焦透镜系统。

此外，在该变焦透镜系统中，可以在上述变焦透镜系统中满足下面的条件表达式。

4.8＜f_t/f_w＜15.0...(21)

其中，

f_w是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。

下面，将对在变焦透镜系统中采用上述布置的原因和效果进行说明。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(21)中的上限值的布置，使得容易确保光学性能。通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(21)中的下限值的布置来确保放大率，可以有效地执行能够得到本发明的变焦透镜系统的紧凑性和高变焦比的功能。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

5.5＜f_t/f_w＜12.0...(21′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

6.5＜f_t/f_w＜9.0...(21″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，根据第一方面的电子摄像装置可以是这样的摄像装置，即，其包括：上述变焦透镜系统；以及朝向像侧设置的摄像组件，该摄像组件将该变焦透镜系统形成的图像转换成电信号。

此外，根据第二方面的电子摄像装置可以满足下面的根据第一方面的电子摄像装置中的条件表达式：

0.48＜I_m/f_w＜0.85...(22)

其中，

I_m表示有效摄像面积中的最大像高，而

f_w表示整个变焦透镜系统在广角端的焦距。

有效摄像面积是摄像组件上的用于显示并记录图像的摄像表面的面积，当该面积改变时，将最大像高状态下的像高定义为最大高度I_m。优选的是，通过构造一种使得上限值不高于条件表达式(22)中的上限值的布置使摄像角不过大，并且减少桶形失真的出现。优选的是，通过构造一种使得下限值不低于条件表达式(22)中的下限值的布置来利用其中采用了这种布置的减小尺寸并加宽角度的优点。

该变焦透镜系统可以满足下面的条件表达式。

0.50＜I_m/f_w＜0.78...(22′)

该变焦透镜系统还可以满足下面的条件表达式。

0.55＜I_m/f_w＜0.6...(22″)

因此，可以进一步呈现上述效果。

此外，所述孔径光阑可以在从广角端向远距端变焦时与第三透镜单元一起整体移动。因为可以降低离轴光线的高度，所以更有利于减小第三透镜单元。而且，该孔径光阑和快门机构可以为一整体结构。因此，无需增大快门单元的尺寸就可以实现该目的，并且在移动孔径光阑和快门单元时死区较小。

此外，为了遮断诸如重影和光斑的光，可以在除孔径光阑的位置以外的其它位置处设置光斑孔径(flare aperture)。可以将光斑孔径设置在诸如第一透镜单元的物侧、第一透镜单元与第二透镜单元之间、第二透镜单元与第三透镜单元之间、后透镜组中的透镜单元之间以及后透镜组与像平面之间的任何位置处。可以构造一种通过保持着透镜单元的框部件来遮断光斑光线的布置，或者可以通过除框部件以外的其它部件来形成光斑孔径。此外，可以进行直接印刷，或者可以涂敷油漆，或者可以对透镜添加图印(seal)。此外，形状可以是任何形状，如圆形、椭圆形、矩形、多边形以及由函数曲线包围的区域。此外，不仅可以遮断有害光束，而且可以遮断诸如屏幕周围的慧斑(coma flare)的光束。

此外，通过在每个透镜上涂覆防反射涂层可以减少重影和光斑。由于多涂层能够有效地减少重影和光斑，所以多涂层是理想的。而且，可以在透镜表面和盖玻璃(cover glasses)上涂覆红外线遮断涂层。

此外，希望在变焦透镜系统中的最接近像的透镜单元处进行聚焦。因为容易使最接近像的透镜单元重量较轻，所以可以减小在聚焦时施加在马达上的负载。此外，因为在聚焦时整体长度没有改变，并且可以将驱动马达设置在透镜框内部，所以有利于使透镜框变紧凑。尽管希望如上所述通过最接近像的透镜单元来进行聚焦，但也可以通过第一透镜单元、第二透镜单元以及第三透镜单元中的任一个来进行聚焦。此外，还可以通过移动多个透镜单元来进行聚焦。此外，可以通过拉伸(draw out)整个透镜系统，或者通过拉伸某些透镜来进行聚焦，或者可以延期(carriedover)聚焦。

此外，可以通过偏移CCD的微透镜来减少图像附近的部分中的亮度遮挡。例如，可以根据针对每个像高的光线的入射角来改变CCD的微透镜的设计。此外，可以通过图像处理来校正图像周围的部分中的劣化量。此外，可以有意使失真出现在变焦透镜系统中，并且可以通过在拍摄图片之后以电方式进行图像处理来校正该失真。

优选的是，上述发明中的每一个都同时满足任意多个条件表达式。此外，对于每一个条件表达式，都仅可以限制进一步限制条件表达式的数值范围的上限值或下限值。此外，可以任意组合上述各种布置。

如上所述，根据本发明，可以提供一种有利于确保变焦比并且缩短远距端的整体长度并且容易确保光学性能的变焦透镜系统。而且，可以提供一种包括这种变焦透镜系统的小型电子摄像装置。

下面将参照附图，对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进行详细说明。然而，本发明不限于下述实施方式。

在下述每一个实施方式中，实现了一种具有大约七倍的高变焦比并且能够使远距端变亮F_NO的紧凑型变焦透镜系统。此外，它是一种将所拍摄图像的图像质量保持良好的变焦透镜系统，并且是适于诸如CCD和CMOS的电子摄像装置的低成本变焦透镜系统。

下面，对本发明的变焦透镜系统的第一实施方式到第八实施方式中的实施方式进行说明。图1A、图1B和图1C到图8A、图8B和图8C中示出了第一实施方式到第八实施方式的无限远物点聚焦时的广角端、中间状态以及远距端的透镜截面图。在图1A到图8C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，G5表示第五透镜单元，F表示形成低通滤波器的平行平板，该平行平板中涂覆有限制红外线的波长区限制涂层，C表示电子摄像组件的由碳玻璃制成的平行平板，而I表示像平面。可以在碳玻璃C的表面涂覆用于限制波长区的多层膜。此外，可以使碳玻璃C具有低通滤波器的作用。

在每一个实施方式中，孔径光阑S都与第三透镜单元G3整体地移动。每个数字数据都是在聚焦在无线远物体时的状态下的数据。每个值的长度单位都是mm，而角的单位是度(°)。每个实施方式中的聚焦都是通过移动接近像的透镜单元来进行的。每个实施方式中的像高I_m都是3.84mm。此外，变焦数据是广角端(WE)、变焦期间的中间状态(ST)以及远距端(TE)的值。第三单元中的平面表示光斑孔径。

如图1A到图1C所示，第一实施方式中的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元G1、具有负折光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折光力的第三透镜单元G3，以及具有正折光力的第四透镜单元G4。

在从广角端向远距端变焦时，第一透镜单元G1朝物侧移动，第二透镜单元G2朝像侧移动，第三透镜单元G3随孔径光阑S整体地朝物侧移动，而第四透镜单元G4朝像侧移动。

第一透镜单元G1从其物侧起按顺序包括：朝向物侧为凸表面的第一负凸凹透镜，以及第二正双凸透镜。第二透镜单元G2包括第三双凹负透镜、第四双凸正透镜，以及第五双凹负透镜。第三透镜单元G3包括第六双凸正透镜、朝向物侧为凸表面的第七正凸凹透镜，以及朝向物侧为凸表面的第八负凸凹透镜。第七负凸凹透镜和第八正凸凹透镜是胶合在一起的。第四透镜单元G4包括第九正双凸透镜。

非球面表面被用于七个表面，即，第二双凸正透镜的像侧表面、第三双凹负透镜的两个表面、第五双凹负透镜的像侧表面、第六双凸正透镜的两个表面以及第九双凸正透镜的物侧表面。

如图2A到图2C所示，第二实施方式中的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元G1、具有负折光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折光力的第三透镜单元G3，以及具有正折光力的第四透镜单元G4。

在从广角端向远距端变焦时，第一透镜单元G1朝物侧移动，第二透镜单元G2朝像侧移动，第三透镜单元G3随孔径光阑S整体地朝物侧移动，而第四透镜单元G4在朝物侧移动一次后调转回来朝像侧移动。

第一透镜单元G1从其物侧起按顺序包括：朝向物侧为凸表面的第一负凸凹透镜；和第二双凸正透镜。第二透镜单元G2包括第三双凹负透镜、第四双凸正透镜，以及第五双凹负透镜。第三透镜单元G3包括第六双凸正透镜、朝向物侧为凸表面的第七正凸凹透镜，以及朝向物侧为凸表面的第八负凸凹透镜。第七正凸凹透镜和第八负凸凹透镜是胶合在一起的。第四透镜单元G4包括第九双凸正透镜。

非球面表面被用于六个表面，即，第二双凸正透镜的像侧表面、第三双凹负透镜的两个表面、第六双凸正透镜的两个表面以及第九双凸正透镜的物侧表面。

如图3A到图3C所示，第三实施方式中的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元G1、具有负折光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折光力的第三透镜单元G3，以及具有正折光力的第四透镜单元G4。

在从广角端向远距端变焦时，第一透镜单元G1朝物侧移动，第二透镜单元G2朝像侧移动，第三透镜单元G3随孔径光阑S整体地朝物侧移动，而第四透镜单元G4在朝物侧移动一次之后调转回来朝像侧移动。

第一透镜单元G1从其物侧起按顺序包括：朝向物侧为凸表面的第一负凸凹透镜，和第二双凸正透镜。第二透镜单元G2包括第三双凹负透镜、第四双凸正透镜，以及第五双凹负透镜。第三透镜单元G3包括第六双凸正透镜、朝向物侧为凸表面的第七正凸凹透镜，以及朝向物侧为凸表面的第八负凸凹透镜。第七正凸凹透镜和第八负凸凹透镜是胶合在一起的。第四透镜单元G4包括第九双凸正透镜。

非球面表面被用于七个表面，即，第二双凸正透镜的像侧表面、第三双凹负透镜的两个表面、第六双凸正透镜的两个表面以及第九双凸正透镜的两个表面。

如图4A到图4C所示，第四实施方式中的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元G1、具有负折光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折光力的第三透镜单元G3，以及具有正折光力的第四透镜单元G4。

第一透镜单元G1从其物侧起按顺序包括：朝向物侧为凸表面的第一负凸凹透镜，和第二双凸正透镜。第二透镜单元G2包括第三双凹透镜负、第四双凸正透镜，以及第五双凹负透镜。第三透镜单元G3包括第六双凸正透镜、朝向物侧为凸表面的第七正凸凹透镜，以及朝向物侧为凸表面的第八负凸凹透镜。第七正凸凹透镜和第八负凸凹透镜是胶合在一起的。第四透镜单元G4包括第九双凸正透镜。

非球面表面被用于七个表面，即，第二双凸正透镜的像侧表面、第三双凹负透镜的两个表面、第六双凸正透镜的两个表面以及第九双凸正透镜两个表面。

如图5A到图5C所示，第五实施方式中的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元G1、具有负折光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折光力的第三透镜单元G3，以及具有正折光力的第四透镜单元G4。

在从广角端向远距端变焦时，第一透镜单元G1朝物侧移动，第二透镜单元G2在朝物侧移动一次后调转回来朝像侧移动，第三透镜单元G3随孔径光阑S整体地朝物侧移动，而第四透镜单元G4朝像侧移动。

如图6A到图6C所示，第六实施方式中的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元G1、具有负折光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折光力的第三透镜单元G3，以及具有正折光力的第四透镜单元G4。

第一透镜单元G1从其物侧起按顺序包括：朝向物侧为凸表面的第一负凸凹透镜，和第二双凸正透镜。第一负凸凹透镜和第二双凸正透镜是胶合在一起的。第二透镜单元G2包括第三双凹负透镜、朝向物侧为凸表面的第四正凸凹透镜，以及第五双凹负透镜。第三透镜单元G3包括第六双凸正透镜、朝向物侧为凸表面的第七正凸凹透镜，以及朝向物侧为凸表面的第八负凸凹透镜。第七正凸凹透镜和第八负凸凹透镜是胶合在一起的。第四透镜单元G4包括第九双凸正透镜。

如图7A到图7C所示，第七实施方式中的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元G1、具有负折光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折光力的第三透镜单元G3，以及具有正折光力的第四透镜单元G4。

第一透镜单元G1从其物侧起按顺序包括：朝向物侧为凸表面的第一负凸凹透镜，和第二双凸正透镜。第一负凸凹透镜和第二双凸正透镜是胶合在一起的。第二透镜单元G2包括第三双凹负透镜、第四双凸正透镜，以及第五双凹负透镜。第三透镜单元G3包括第六双凸正透镜、朝向物侧为凸表面的第七正凸凹透镜，以及朝向物侧为凸表面的第八负凸凹透镜。第七正凸凹透镜和第八负凸凹透镜是胶合在一起的。第四透镜单元G4包括第九双凸正透镜。

如图8A到图8C所示，第八实施方式中的变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：具有正折光力的第一透镜单元G1、具有负折光力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折光力的第三透镜单元G3、具有负折光力的第四透镜单元G4，以及具有正折光力的第五透镜单元G5。

在从广角端向远距端变焦时，第一透镜单元G1朝物侧移动，第二透镜单元G2在朝物侧移动一次后调转回来朝像侧移动，第三透镜单元G3随孔径光阑S整体地朝物侧移动，第四透镜单元G4朝物侧移动，而第五透镜单元G5朝像侧移动。

第一透镜单元G1从其物体侧起按顺序包括：朝向物侧为凸表面的第一负凸凹透镜，和第二双凸正透镜。第一负凸凹透镜和第二双凸正透镜是胶合在一起的。第二透镜单元G2包括第三双凹负透镜、第四双凸正透镜，以及第五双凹负透镜。第三透镜单元G3包括第六双凸正透镜。第四透镜单元G4包括朝向物侧为凸表面的第七正凸凹透镜和朝向物侧为凸表面的第八负凸凹透镜。第七正凸凹透镜和第八负凸凹透镜是胶合在一起的。第五透镜单元G5包括第九双凸正透镜。

下面给出了上述每个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，BF表示后焦距，f₁、f₂、…中的每一个表示每个透镜单元的焦距，Im表示像高，F_NO表示光圈数，ω表示半像角，WE表示广角端，ST表示变焦期间的中间状态，TE表示远距端，r₁、r₂、…中的每一个表示每个透镜表面的曲率半径，d₁、d₂、…中的每一个表示两个透镜之间的距离，n_d1、n_d2、…中的每一个表示每个透镜的针对d线的折射率，而v_d1、v_d2、…中的每一个表示每个透镜的阿贝数。后面将描述的透镜系统的整体长度是通过将后焦距与从第一透镜表面直到最后一个透镜表面的距离相加所获得的长度。BF(后焦距)是在将从最后一个透镜表面直到近轴像平面的距离进行空气转换的情况下所表达的单位。

如果令x为以光行进方向为正方向的光轴，而令y为与光轴正交的方向，则非球面表面的形状由以下表达式来描述。

x＝(y²/r)/[1+{1-(K+1)(y/r)²}^1/2]+A₄y⁴+A₆y⁶+A₈y⁸+A₁₀y¹⁰+A₁₂y¹²

其中，r表示近轴曲率半径，K表示圆锥系数，A₄、A₆、A₈、A₁₀和A₁₂分别表示四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶的非球面表面系数。此外，在非球面表面系数中，“e-n”(“e^-n”)(其中，n为整数)表示“10^-n”。

例1

r₁＝500.207 d₁＝0.80 n_d1＝2.00170 v_d1＝20.64

r₂＝45.739 d₂＝0.10

r₃＝19.596 d₃＝3.46 n_d2＝1.69350 v_d2＝53.21

r₄＝-34.537(A) d₄＝(可变)

r₅＝-17.590(A) d₅＝0.80 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₆＝10.463(A) d₆＝0.88

r₇＝14.610 d₇＝1.95 n_d4＝1.94595 v_d4＝17.98

r₈＝-82.373 d₈＝0.40

r₉＝-21.383 d₉＝0.79 n_d5＝1.88300 v_d5＝40.76

r₁₀＝28.821 d₁₀＝(可变)

r₁₁＝∞(S) d₁₁＝0.10

r₁₂＝5.254(A) d₁₂＝2.45 n_d6＝1.59201 v_d6＝67.02

r₁₃＝-29.571(A) d₁₃＝0.10

r₁₄＝∞ d₁₄＝0.00

r₁₅＝4.791 d₁₅＝1.28 n_d7＝1.48749 v_d7＝70.23

r₁₆＝6.925 d₁₆＝0.80 n_d8＝2.00069 v_d8＝25.46

r₁₇＝3.210 d₁₇＝(可变)

r₁₈＝37.416(A) d₁₈＝1.90 n_d9＝1.74330 v_d9＝49.33

r₁₉＝-22.377 d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.40 n_d10＝1.54771 v_d10＝62.84

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表面，像平面)

非球面系数

第四表面

K＝0.000

A₄＝3.91766e-05

A₆＝-1.77968e-08

A₈＝-6.65444e-10

A₁₀＝4.31894e-12

第五表面

K＝0.000

A₄＝8.38673e-05

A₆＝5.42081e-06

A₈＝-7.08744e-08

A₁₀＝1.98215e-10

第六表面

K＝0.000

A₄＝-2.01234e-04

A₆＝7.58799e-06

A₈＝-1.78418e-08

A₁₀＝1.68048e-09

第十二表面

K＝0.000

A₄＝-3.98391e-04

A₆＝6.47480e-07

A₈＝-1.71049e-06

A₁₀＝2.44901e-07

第十三表面

K＝0.000

A₄＝7.22162e-04

A₆＝1.82097e-05

A₈＝-3.19628e-06

A₁₀＝4.88986e-07

第十八表面

K＝0.000

A₄＝1.56725e-04

A₆＝9.81895e-06

A₈＝-3.64558e-07

A₁₀＝5.59353e-09

变焦数据(∞)

变焦比 6.59579

f₁ 28.5573

f₂ -7.70601

f₃ 10.6269

f₄ 19.0979

WE ST TE

f(mm) 6.60 17.00 44.28

F_NO 3.30 4.56 5.23

2ω(°) 67.97 26.05 10.08

Im 3.84 3.84 3.84

透镜总长度 40.695 47.153 49.279

BF 6.459 5.866 4.594

d₄ 0.60 7.21 13.71

d₁₀ 14.58 8.31 1.68

d₁₇ 3.24 9.96 13.47

d₁₉ 5.06 4.45 3.13

例2

r₁＝221.686 d₁＝0.80 n_d1＝1.92286 v_d1＝18.90

r₂＝45.779 d₂＝0.10

r₃＝20.719 d₃＝3.15 n_d2＝1.69350 v_d2＝53.21

r₄-37.693(A) d₄＝(可变)

r₅＝-16.878(A) d₅＝0.80 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₆＝11.006(A) d₆＝0.87

r₇＝16.621 d₇＝2.01 n_d4＝1.92286 v_d4＝18.90

r₈＝-38.980 d₈＝0.42

r₉＝-18.455 d₉＝0.79 n_d5＝1.88300 v_d5＝40.76

r₁₀＝30.191 d₁₀＝(可变)

r₁₁＝∞(S) d₁₁＝0.14

r₁₂＝4.989(A) d₁₂＝2.20 n_d6＝1.49700 v_d6＝81.54

r₁₃＝-14.752(A)d₁₃＝0.10

r₁₄＝∞ d₁₄＝0.00

r₁₅＝6.955 d₁₅＝1.95 n_d7＝1.51633 v_d7＝64.14

r₁₆＝28.287 d₁₆＝0.69 n_d8＝1.66680 v_d8＝33.05

r₁₇＝3.379 d₁₇＝(可变)

r₁₈＝36.911(A) d₁₈＝1.96 n_d9＝1.69350 v_d9＝53.21

r₁₉＝-20.395 d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.40 n_d10＝1.54771 v_d10＝62.84

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表面，像平面)

非球面系数

第四表面

K＝0.000

A₄＝3.30421e-05

A₆＝-3.16331e-08

A₈＝-3.25000e-10

A₁₀＝2.39929e-12

第五表面

K＝0.000

A₄＝5.35538e-05

A₆＝4.60091e-06

A₈＝-1.48875e-08

A₁₀＝-4.13261e-10

第六表面

K＝0.000

A₄＝-2.58349e-04

A₆＝6.96644e-06

A₈＝-4.05237e-08

A₁₀＝3.32090e-09

第十二表面

K＝0.000

A₄＝-7.90545e-04

A₆＝-1.03563e-05

A₈＝-1.56201e-06

A₁₀＝1.92987e-07

第十三表面

K＝0.000

A₄＝5.96245e-04

A₆＝3.72740e-06

A₈＝-1.23081e-06

A₁₀＝2.60366e-07

第十八表面

K＝0.000

A₄＝1.26076e-04

A₆＝1.48024e-05

A₈＝-6.90546e-07

A₁₀＝1.20624e-08

变焦数据(∞)

变焦比 6.71032

f₁ 28.3248

f₂ -7.66459

f₃ 10.8338

f₄ 19.2118

WE ST TE

f(mm) 6.62 16.93 44.43

F_NO 3.30 4.42 5.20

2ω(°) 67.99 25.84 9.99

Im 3.84 3.84 3.84

透镜总长度 40.817 46.705 49.342

BF 6.716 6.843 4.614

d₄ 0.65 7.25 13.64

d₁₀ 14.54 7.88 1.67

d₁₇ 2.92 8.74 13.42

d₁₉ 5.30 5.33 3.14

例3

r₁＝163.955 d₁＝0.80 n_d1＝1.92286 v_d1＝18.90

r₂＝42.291 d₂＝0.10

r₃＝20.541 d₃＝3.17 n_d2＝1.69350 v_d2＝53.21

r₄＝-37.061(A) d₄＝(可变)

r₅＝-17.129(A) d₅＝0.80 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₆＝10.282(A) d₆＝0.86

r₇＝15.198 d₇＝1.95 n_d4＝1.92286 v_d4＝18.90

r₈＝-50.025 d₈＝0.44

r₉＝-18.626 d₉＝0.79 n_d5＝1.88300 v_d5＝40.76

r₁₀＝32.908 d₁₀＝(可变)

r₁₁＝∞(S) d₁₁＝0.14

r₁₂＝4.978(A) d₁₂＝2.20 n_d6＝1.49700 v_d6＝81.54

r₁₃＝-15.799(A)d₁₃＝0.10

r₁₄＝∞ d₁₄＝0.00

r₁₅＝6.943 d₁₅＝1.95 n_d7＝1.51633 v_d7＝64.14

r₁₆＝27.806 d₁₆＝0.69 n_d8＝1.66680 v_d8＝33.05

r₁₇＝3.432 d₁₇＝(可变)

r₁₈＝28.200(A) d₁₈＝1.94 n_d9＝1.69350 v_d9＝53.21

r₁₉＝-23.845(A)d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.40 n_d10＝1.54771 v_d10＝62.84

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表面，像平面)

非球面系数

第四表面

K＝0.000

A₄＝3.47248e-05

A₆＝-8.49942e-08

A₈＝5.39289e-10

A₁₀＝-2.35182e-12

第五表面

K＝0.000

A₄＝5.88480e-05

A₆＝3.45472e-06

A₈＝-1.95572e-09

A₁₀＝-3.95730e-10

第六表面

K＝0.000

A₄＝-2.86698e-04

A₆＝7.94087e-06

A₈＝-2.00213e-07

A₁₀＝6.56702e-09

第十二表面

K＝0.000

A₄＝-7.66206e-04

A₆＝-1.48671e-05

A₈＝-4.84806e-07

A₁₀＝1.79360e-07

第十三表面

K＝0.000

A₄＝6.37118e-04

A₆＝-6.59683e-06

A₈＝5.90329e-07

A₁₀＝2.31825e-07

第十八表面

K＝0.000

A₄＝4.53741e-04

A₆＝-7.19572e-06

A₈＝-1.33142e-06

A₁₀＝4.18129e-08

第十九表面

K＝0.000

A₄＝3.81656e-04

A₆＝-1.41858e-05

A₈＝-1.32917e-06

A₁₀＝4.38528e-08

变焦数据(∞)

变焦比 6.71839

f₁ 28.0288

f₂ -7.57324

f₃ 10.889

f₄ 18.9193

WE ST TE

f(mm) 6.62 16.93 44.49

F_NO 3.30 4.42 5.20

2ω(°) 68.0 225.70 9.87

Im 3.84 3.84 3.84

透镜总长度 40.472 46.861 49.328

BF 6.736 6.920 4.621

d₄ 0.65 7.22 13.60

d₁₀ 14.28 7.84 1.67

d₁₇ 2.87 8.94 13.50

d₁₉ 5.40 5.48 3.17

例4

r₁＝164.066 d₁＝0.80 n_d1＝1.92286 v_d1＝18.90

r₂＝42.177 d₃＝3.19 n_d2＝1.69350 v_d2＝53.21

r₄＝-37.917(A) d₄＝(可变)

r₅＝-17.436(A) d₅＝0.80 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₆＝9.974(A) d₆＝0.87

r₇＝14.790 d₇＝1.96 n_d4＝1.92286 v_d4＝18.90

r₈＝-53.264 d₈＝0.45

r₉＝-18.747 d₉＝0.79 n_d5＝1.88300 v_d5＝40.76

r₁₀＝33.465 d₁₀＝(可变)

r₁₁＝∞(S) d₁₁＝0.14

r₁₂＝4.965(A) d₁₂＝2.20 n_d6＝1.49700 v_d6＝81.54

r₁₃＝-15.254(A) d₁₃＝0.10

r₁₄＝∞ d₁₄＝0.00

r₁₅＝7.071 d₁₅＝1.95 n_d7＝1.51633 v_d7＝64.14

r₁₆＝30.040 d₁₆＝0.69 n_d8＝1.66680 v_d8＝33.05

r₁₇＝3.432 d₁₇＝(可变)

r₁₈＝26.757(A) d₁₈＝1.95 n_d9＝1.69350 v_d9＝53.21

r₁₉＝-24.900(A) d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.40 n_d10＝1.54771 v_d10＝62.84

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表面，像平面)

非球面系数

第四表面

K＝0.000

A₄＝3.48139e-05

A₆＝-9.00157e-08

A₈＝6.34704e-10

A₁₀＝-2.78708e-12

第五表面

K＝0.000

A₄＝3.78198e-05

A₆＝3.71533e-06

A₈＝4.69201e-09

A₁₀＝-5.20656e-10

第六表面

K＝0.000

A₄＝-3.12338e-04

A₆＝7.41158e-06

A₈＝-1.68675e-07

A₁₀＝6.52689e-09

第十二表面

K＝0.000

A₄＝-8.20320e-04

A₆＝-1.82385e-05

A₈＝1.28817e-07

A₁₀＝9.22421e-08

第十三表面

K＝0.000

A₄＝6.13505e-04

A₆＝-1.48205e-05

A₈＝1.84127e-06

A₁₀＝1.00722e-07

第十八表面

K＝0.000

A₄＝4.69138e-04

A₆＝-7.29321e-06

A₈＝-9.71972e-07

A₁₀＝3.07577e-08

第十九表面

K＝0.000

A₄＝3.89373e-04

A₆＝-1.42707e-05

A₈＝-9.83228e-07

A₁₀＝3.34093e-08

变焦数据(∞)

变焦比 6.7179

f₁ 28.0095

f₂ -7.56116

f₃ 10.9003

f₄ 18.8893

WE ST TE

f(mm) 6.62 17.01 44.49

F_NO 3.29 4.44 5.15

2ω(°) 68.04 25.68 9.90

Im 3.84 3.84 3.84

透镜总长度 40.529 46.960 49.337

BF 6.751 6.932 4.623

d₄ 0.64 7.20 13.61

d₁₀ 14.27 7.79 1.67

d₁₇ 2.87 9.04 13.45

d₁₉ 5.39 5.49 3.16

例5

r₁＝164.290 d₁＝0.80 n_d1＝1.92286 v_d1＝18.90

r₂＝42.006 d₂＝0.10

r₃＝20.528 d₃＝3.23 n_d2＝1.69350 v_d2＝53.21

r₄＝-36.130(A) d₄＝(可变)

r₅＝-17.430(A) d₅＝0.80 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₆＝9.847(A) d₆＝0.89

r₇＝14.810 d₇＝1.96 n_d4＝1.92286 v_d4＝18.90

r₈＝-53.551 d₈＝0.45

r₉＝-19.236 d₉＝0.79 n_d5＝1.88300 v_d5＝40.76

r₁₀＝33.352 d₁₀＝(可变)

r₁₁＝∞(S) d₁₁＝0.14

r₁₂＝4.993(A) d₁₂＝2.20 n_d6＝1.49700 v_d6＝81.54

r₁₃＝-16.289(A) d₁₃＝0.10

r₁₄＝∞ d₁₄＝0.00

r₁₅＝6.943 d₁₅＝1.95 n_d7＝1.51633 v_d7＝64.14

r₁₆＝32.067 d₁₆＝0.69 n_d8＝1.66680 v_d8＝33.05

r₁₇＝3.446 d₁₇＝(可变)

r₁₈＝21.059(A) d₁₈＝1.95 n_d9＝1.69350 v_d9＝53.21

r₁₉＝-32.749(A) d₁₉＝(可变)

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.40 n_d10＝1.54771 v_d10＝62.84

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表面，像平面)

非球面系数

第四表面

K＝0.000

A₄＝3.55846e-05

A₆＝-7.84781e-08

A₈＝3.91858e-10

A₁₀＝-1.35153e-12

第五表面

K＝0.000

A₄＝5.30520e-05

A₆＝3.44321e-06

A₈＝-2.64614e-09

A₁₀＝-4.17059e-10

第六表面

K＝0.000

A₄＝-2.90084e-04

A₆＝6.88077e-06

A₈＝-1.25164e-07

A₁₀＝4.82695e-09

第十二表面

K＝0.000

A₄＝-7.66431e-04

A₆＝-1.26220e-05

A₈＝-2.78834e-07

A₁₀＝1.49151e-07

第十三表面

K＝0.000

A₄＝5.71686e-04

A₆＝-3.43827e-06

A₈＝8.72738e-07

A₁₀＝1.92117e-07

第十八表面

K＝0.000

A₄＝3.70848e-04

A₆＝-6.68050e-06

A₈＝-1.18010e-06

A₁₀＝3.67358e-08

第十九表面

K＝0.000

A₄＝3.46958e-04

A₆＝-1.92683e-05

A₈＝-9.42946e-07

A₁₀＝3.50981e-08

变焦数据(∞)

变焦比6.71196

f₁ 27.7776

f₂ -7.55699

f₃ 11.0757

f₄ 18.7603

WE ST TE

f(mm) 6.62 17.34 44.45

F_NO 3.31 4.71 5.12

2ω(°) 67.99 25.35 9.83

Im 3.84 3.84 3.84

透镜总长度 40.782 48.828 49.322

BF 6.861 5.547 4.623

d₄ 0.63 6.95 13.62

d₁₀ 14.3 68.68 1.67

d₁₇ 2.87 11.59 13.34

d₁₉ 5.46 4.07 3.17

例6

r₁＝23.006 d₁＝0.80n nd₁＝1.92286 v_d1＝18.90

r₂＝15.977 d₂＝3.00n n_d2＝1.69350 v_d2＝53.21

r₃＝-62.704(A)d₃＝(可变)

r₄＝-22.989(A) d₄＝0.90 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₅＝8.008(A) d₅＝1.39

r₆＝10.182 d₆＝1.98 n_d4＝1.92286 v_d4＝18.90

r₇＝62.378 d₇＝0.73

r₈＝-23.718 d₈＝0.60 n_d5＝1.88300 v_d5＝40.76

r₉＝25.162 d₉＝(可变)

r₁₀＝(S) d₁₀＝0.14

r₁₁＝5.027(A) d₁₁＝2.20 n_d6＝1.49700 v_d6＝81.54

r₁₂＝-12.074(A) d₁₂＝0.10

r₁₃＝7.900 d₁₃＝1.95 n_d7＝1.51633 v_d7＝64.14

r₁₄＝33.216 d₁₄＝0.69 n_d8＝1.66680 v_d8＝33.05

r₁₅＝3.627 d₁₅＝(可变)

r₁₆＝24.000(A) d₁₆＝1.97 n_d9＝1.69350 v_d9＝53.21

r₁₇＝-26.936(A) d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞ d₁₈＝0.40 n_d10＝1.54771 v_d10＝62.84

r₁₉＝∞ d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.50 n_d11＝1.51633 v_d11＝64.14

r₂₁＝∞ d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像装置的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝0.000

A₄＝1.59974e-05

A₆＝-4.42324e-08

A₈＝1.84410e-10

A₁₀＝-3.58654e-13

第四表面

K＝0.000

A₄＝5.75994e-05

A₆＝-9.85323e-07

A₈＝9.63724e-08

A₁₀＝-1.08278e-09

第五表面

K＝0.000

A₄＝-2.49956e-04

A₆＝7.63525e-06

A₈＝-6.41552e-07

A₁₀＝2.11270e-08

第十一表面

K＝0.000

A₄＝-1.07374e-03

A₆＝5.52660e-06

A₈＝-2.37896e-06

A₁₀＝1.85262e-07

第十二表面

K＝0.000

A₄＝4.77468e-04

A₆＝1.87922e-05

A₈＝-1.97636e-06

A₁₀＝2.42875e-07

第十六表面

K＝0.000

A₄＝2.46144e-05

A₆＝2.29610e-05

A₈＝-3.04556e-06

A₁₀＝5.72624e-08

第十七表面

K＝0.000

A₄＝8.68126e-21

A₆＝7.52396e-06

A₈＝-2.43406e-06

A₁₀＝4.93919e-08

变焦数据(∞)

变焦比 6.71772

f₁ 27.4998

f₂ -6.90604

f₃ 10.3789

f₄ 18.596

WE ST TE

f(mm) 6.63 17.25 44.55

F_NO 3.30 4.82 5.25

2ω(°) 67.70 25.58 9.79

Im 3.84 3.84 3.84

透镜总长度39.435 47.185 49.282

BF 6.659 6.073 4.628

d₃ 0.64 6.11 12.83

d₉ 12.81 7.23 1.66

d₁₅ 2.87 11.31 13.70

d₁₇ 5.25 4.59 3.12

例7

r₁＝24.009 d₁＝0.80 n_d1＝1.92286 v_d1＝18.90

r₂＝16.679 d₂＝3.11 n_d2＝1.69350 v_d2＝53.21

r₃＝-61.591(A) d₃＝(可变)

r₄＝-17.849(A) d₄＝0.90 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₅＝8.512(A) d₅＝0.98

r₆＝12.199 d₆＝1.91 n_d4＝1.92286 v_d4＝18.90

r₇＝-629.16 6_d7＝0.42

r₈＝-24.081 d₈＝0.65 n_d5＝1.88300 v_d5＝40.76

r₉＝33.852 d₉＝(可变)

r₁₀＝∞(S) d₁₀＝0.14

r₁₁＝4.966(A) d₁₁＝2.20 n_d6＝1.49700 v_d6＝81.54

r₁₂＝-13.809(A) d₁₂＝0.10

r₁₃＝7.650 d₁₃＝1.95 n_d7＝1.51633 v_d7＝64.14

r₁₄＝25.423 d₁₄＝0.69 n_d8＝1.66680 v_d8＝33.05

r₁₅＝3.516 d₁₅＝(可变)

r₁₆＝22.535(A) d₁₆＝1.97 n_d9＝1.69350 v_d9＝53.21

r₁₇＝-28.269(A) d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞ d₁₈＝0.40 n_d10＝1.54771 v_d10＝62.84

r₁₉＝∞ d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.50 n_d11＝1.51633 v_d11＝64.14

r₂₁＝∞ d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像装置的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝0.000

A₄＝1.45797e-05

A₆＝-2.83973e-08

A₈＝1.43593e-10

A₁₀＝-7.28441e-13

第四表面

K＝0.000

A₄＝7.92371e-05

A₆＝3.01302e-06

A₈＝7.02997e-09

A₁₀＝-5.47908e-10

第五表面

K＝0.000

A₄＝-2.80133e-04

A₆＝5.81816e-06

A₈＝-7.40250e-08

A₁₀＝6.16626e-09

第十一表面

K＝0.000

A₄＝-9.43285e-04

A₆＝-1.52224e-05

A₈＝-6.21863e-07

A₁₀＝1.24039e-07

第十二表面

K＝0.000

A₄＝5.15161e-04

A₆＝-2.94658e-06

A₈＝-2.87406e-08

A₁₀＝1.82809e-07

第十六表面

K＝0.000

A₄＝2.83398e-04

A₆＝-5.55729e-06

A₈＝-1.61308e-06

A₁₀＝5.52699e-08

第十七表面

K＝0.000

A₄＝2.63848e-04

A₆＝-2.09586e-05

A₈＝-1.07906e-06

A₁₀＝4.66921e-08

变焦数据(∞)

变焦比 6.71719

f₁ 28.192

f₂ -7.33373

f₃ 10.8192

f₄ 18.3721

WE ST TE

f(mm) 6.62 17.25 44.45

F_NO 3.28 4.78 4.97

2ω(°) 67.52 25.33 9.77

Im 3.84 3.84 3.84

透镜总长度 39.985 48.043 48.720

BF 6.722 5.258 4.636

d₃ 0.68 6.65 13.53

d₉ 13.90 8.45 1.67

d₁₅ 2.86 11.85 13.06

d₁₇ 5.30 3.78 3.23

例8

r₁＝24.020 d₁＝0.80 n_d1＝1.92286 v_d1＝18.90

r₂＝16.572 d₂＝3.08 n_d2＝1.69350 v_d2＝53.21

r₃＝-68.334(A) d₃＝(可变)

r₄＝-21.830(A) d₄＝0.90 n_d3＝1.83481 v_d3＝42.71

r₅＝8.126(A) d₅＝1.00

r₆＝12.507 d₆＝2.01 n_d4＝1.92286 v_d4＝18.90

r₇＝-160.265 d₇＝0.44

r₈＝-27.890 d₈＝0.65 n_d5＝1.88300 v_d5＝40.76

r₉＝21.047 d₉＝(可变)

r₁₀＝∞(S) d₁₀＝0.14

r₁₁＝5.061(A) d₁₁＝2.20 n_d6＝1.49700 v_d6＝81.54

r₁₂＝-13.544(A) d₁₂＝(可变)

r₁₃＝7.030 d₁₃＝1.95 n_d7＝1.51633 v_d7＝64.14

r₁₄＝49.126 d₁₄＝0.69 n_d8＝1.66680 v_d8＝33.05

r₁₅＝3.499 d₁₅＝(可变)

r₁₆＝23.559(A) d₁₆＝2.01 n_d9＝1.69350 v_d9＝53.21

r₁₇＝-26.698(A) d₁₇＝(可变)

r₁₈＝∞ d₁₈＝0.40 n_d10＝1.54771 v_d10＝62.84

r₁₉＝∞ d₁₉＝0.50

r₂₀＝∞ d₂₀＝0.50 n_d11＝1.51633 v_d11＝64.14

r₂₁＝∞ d₂₁＝0.37

r₂₂＝∞(电子摄像装置的光接收表面，像平面)

非球面系数

第三表面

K＝0.000

A₄＝1.17380e-05

A₆＝-2.24608e-08

A₈＝2.75549e-10

A₁₀＝-2.05321e-12

第四表面

K＝0.000

A₄＝-9.11156e-05

A₆＝8.78426e-06

A₈＝-1.22764e-07

A₁₀＝5.28096e-10

第五表面

K＝0.000

A₄＝-3.85803e-04

A₆＝4.49285e-06

A₈＝2.22686e-07

A₁₀＝-3.14604e-09

第十一表面

K＝0.000

A₄＝-7.80650e-04

A₆＝-1.15675e-05

A₈＝-4.74312e-07

A₁₀＝2.42119e-07

第十二表面

K＝0.000

A₄＝6.50113e-04

A₆＝9.15799e-07

A₈＝7.50956e-08

A₁₀＝3.30091e-07

第十六表面

K＝0.000

A₄＝2.91274e-04

A₆＝-5.95470e-06

A₈＝-2.42391e-06

A₁₀＝8.28202e-08

第十七表面

K＝0.000

A₄＝2.44954e-04

A₆＝-2.01991e-05

A₈＝-1.81550e-06

A₁₀＝6.89403e-08

变焦数据(∞)

变焦比 6.73995

f₁ 29.1282

f₂ -6.99367

f₃ 7.71607

f₄ -11.0709

f₅ 18.3461

WE ST TE

f(mm) 6.61 17.26 44.55

F_NO 3.26 4.84 5.14

2ω(°) 66.87 25.18 9.74

Im 3.84 3.84 3.84

透镜总长度39.613 47.505 49.236

BF 6.808 4.964 4.637

d₃ 0.70 6.81 13.68

d₉ 13.25 7.94 1.68

d₁₂ 0.10 0.49 0.96

d₁₅ 2.89 11.43 12.41

d₁₇ 5.43 3.50 3.22

图9A、图9B和图9C到图16A、图16B和图16C中示出了上述根据第一实施方式到第八实施方式的在无限远物点聚焦时的广角端、变焦期间的中间状态以及远距端的球差、像散、失真以及放大率色差。在图中，“FLY”表示最大像高，而“ω”表示半像角。

下面给出了实施方式中的条件表达式(1)到(22)的值。

例1 例2 例3 例4

(1)f₂/f_t -0.174 -0.173 -0.170 -0.170

(2)f_2n2/f_t -0.312 -0.290 -0.301 -0.304

(3)SF_2n2 -0.148 -0.241 -0.277 -0.282

(A)∑d_2G/f_t 0.109 0.110 0.109 0.109

(B)SF_2n1 0.254 0.211 0.250 0.272

(C)SF_2p -0.699 -0.402 -0.534 -0.565

(4)(β_2T×β_RW)/(β_2W×β_RT)

1.803 1.859 1.936 1.959

(5)n_d2n1 1.83481 1.83481 1.83481 1.83481

(6)v_d2n1 42.71 42.71 42.71 42.71

(7)n_d2n2 1.8830 1.8830 1.8830 1.8830

(8)v_d2n2 40.76 40.76 40.76 40.76

(9)n_d2p 1.94595 1.92286 1.92286 1.92286

(10)v_d2p 17.98 18.90 18.90 18.90

(11)asp_2n1f/f_w 0.03316 0.03054 0.02513 0.02362

(12)(asp_2n1f+|asp_2n1r|)/f_w

0.03405 0.03648 0.03557 0.03578

(13)d_1np/d₁ 0.023 0.025 0.025 0.024

(14)n_d1p 1.6935 1.693 51.6935 1.6935

(15)v_d1p 53.21 53.21 53.21 53.21

(16)n_d1n 2.0017 1.92286 1.92286 1.92286

(17)v_d1n 20.64 18.90 18.90 18.90

(18)f₁/f_t 0.645 0.638 0.630 0.630

(19)f₃/f_t 0.240 0.244 0.245 0.245

(20)f₄/f_t 0.431 0.432 0.425 0.425

(21)f_t/f_w 6.713 6.710 6.718 6.718

(22)I_m/f_w 0.582 0.580 0.580 0.580

(条件表达式的值)

例5 例6 例7 例8

(1)f₂/f_t -0.170 -0.155 -0.165 -0.157

(2)f_2n2/f_t -0.309 -0.309 -0.357 -0.303

(3)S_F2n2 -0.268 -0.030 -0.169 0.140

(A)∑d_2G/f_t 0.110 0.126 0.110 0.112

(B)SF_2n1 0.278 0.483 0.354 0.457

(C)SF_2p -0.567 -1.39 0-0.962 -0.855

(4)(β_2T×β_RW)/(β_2W ×β_RT)

2.092 1.878 2.062 1.626

(5)n_d2n1 1.83481 1.83481 1.83481 1.83481

(6)v_d2n14 2.71 42.71 42.71 42.71

(7)n_d2n2 1.8830 1.8830 1.8830 1.8830

(8)v_d2n2 40.76 40.76 40.76 40.76

(9)n_d2p 1.92286 1.92286 1.92286 1.92286

(10)v_d2p 18.90 18.90 18.90 18.90

(11)asp_2n1f/f_w 0.02396 0.01490 0.02439 0.01204

(12)(asp_2n1f+|asp_2n1r|)/f_w

0.03513 0.02669 0.03325 0.02699

(13)d_1np/d₁ 0.024 0.000 0.000 0.000

(14)n_d1p 1.6935 1.6935 1.6935 1.6935

(15)v_d1p 53.21 53.21 53.21 53.21

(16)n_d1n 1.92286 1.92286 1.92286 1.92286

(17)v_d1n 18.90 18.90 18.90 18.90

(18)f₁/f_t 0.625 0.617 0.634 0.654

(19)f₃/f_t 0.249 0.233 0.243 0.173

(20)f₄/f_t 0.422 0.417 0.413 -

(21)f_t/f_w 6.712 6.718 6.717 6.740

(22)I_m/f_w 0.580 0.579 0.580 0.581

顺便提及，为了防止出现重影和光斑，一般来说，在透镜的与空气接触的表面上涂覆防反射涂层。

另一方面，在胶合透镜的胶合表面处，胶的折射率远高于空气的折射率。因此，在许多情况下，反射率最初为单层涂层或更低的水平，从而，在极少情况下才涂覆涂层。然而，当实际上对胶合表面涂覆了防反射涂层时，可以进一步减少重影和光斑，从而获得更优良的图像。

特别是近来，已经将高折射率的玻璃材料广泛用于相机的光学系统，以在像差校正上获得良好效果。然而，将高折射率的玻璃材料用作胶合透镜时，胶合表面处的反射率变得不可忽略。在这种情况下，在胶合表面上涂覆防反射涂层特别有效。

日本专利申请特开公报No.Hei 2-27301、No.2001-324676、No.2005-92115以及美国专利No.7116482中已经公开了胶合表面涂层的有效应用。在这些专利文献中，已经描述了正前端(positive preceding)变焦透镜系统的第一透镜单元中的胶合透镜表面涂层，并且这些专利文献中的公开内容同样适用于本发明的具有正折光力的第一透镜单元中的胶合透镜表面。

作为要使用的涂层材料，根据胶材料的折射率和作为基底的透镜的折射率，可以适当地选择具有相对较高折射率的诸如Ta₂O₅、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂、HfO₂、CeO₂、SnO₂、In₂O₃、ZnO和Y₂O₃的涂层材料，以及具有相对较低折射率的诸如MgF₂、SiO₂和Al₂O₃的涂层材料，并将它们设置成满足相位条件的膜厚。

自然，与透镜的和空气接触的表面上的涂层类似，也可以把胶合表面上的涂层设为多层涂层。通过恰当地组合不少于两层的多层膜的膜厚和涂层材料，可以进一步降低反射率，并且可以控制光谱特性和角特性。

此外，应当清楚，对于除第一透镜单元中的透镜以外的其它透镜的胶合表面而言，基于类似的思想，在胶合表面上涂覆涂层也是有效的。

(失真校正)

顺便提及，在使用本发明的变焦透镜系统时，对图像失真的数字校正是以电方式进行的。下面将对数字校正图像失真的基本概念进行说明。

例如，如图17所示，以光轴和摄像平面的交点为中心，固定和有效摄像平面的较长边内接的半径为R的圆的圆周(像高)的放大率，并且令该圆周为校正的基本基准。接下来，沿大致径向方向移动除半径R以外的任意半径r(ω)的圆周(像高)上的每个点，并且通过在同心圆上移动使半径变为r′(ω)来进行校正。

例如，在图17中，朝向半径为R的圆的中心，将定位在该圆的内侧的任意半径r₁(ω)的圆周上的点P₁移至要校正的半径为r₁′(ω)的圆周上的点P₂。此外，朝向远离半径为R的圆的中心的方向，将定位在该圆的外侧的任意半径r₂(ω)的圆周上的点Q₁移至要校正的半径为r₂′(ω)的圆周上的点Q₂。

这里，r′(ω)可以表达如下。

r′(ω)＝α·f ·tan ω(0≤α≤1)

其中，ω是物体的半像角，而f是成像光学系统(本发明中的变焦透镜系统)的焦距。

这里，如果将与半径为R的圆(像高)相对应的理想像高设为Y，则

α＝R/Y＝R/(f·tan ω)。

理想情况下，该光学系统是相对于光轴旋转对称的。换句话说，失真也按相对于光轴旋转对称的方式出现。从而，如上所述，在以电方式对光学失真进行校正的情况下，如果可以通过以再现图像的光轴与摄像平面的交点为中心，固定与有效摄像平面的较长边内接的半径为R的圆的圆周(像高)的放大率，并沿大致径向方向移动除半径R以外的任意半径r(ω)的圆周(像高)上的每个点，并在同心圆上移动使半径变为r′(ω)来进行校正，则从数据量和计算量来看可以认为是有利的。

另外，光学图像在通过电子摄像组件来拍摄图像的时间点处(由于采样而)不再是连续量。从而，只要电子摄像组件上的像素不是以径向方式排列，精确绘制在光学图像上的半径为R的圆就不再是精确的圆。

换句话说，对于表达为每个离散坐标点的图像数据的形状校正，不存在可以固定放大率的圆。因此，针对每个像素(Xi，Yj)，都可以采用确定移动目的地的坐标(Xi′，Yj′)的方法。当两个或更多个点(Xi，Yj)已经移至坐标(Xi′，Yj′)时，获取每个像素的值的平均。此外，当不存在已经移动的点时，可以利用某些周围像素的坐标值(Xi′，Yj′)来进行插值。

当相对于光轴的失真因光学系统或电子摄像组件(特别是在具有变焦透镜系统的电子摄像装置)中的加工误差等而显著时，以及当光学图像上绘制的半径为R的圆变得不对称时，这种方法对于校正来说是有效的。此外，当在摄像组件或各种输出装置中将信号再现为图像时出现几何失真时，这种方法对于校正来说也是有效的。

在本发明的电子摄像装置中，为了计算校正量r′(ω)-r(ω)，可以构造这样一种布置，即，将r(ω)，换句话说，将半像角和像高之间的关系，或者真实像高r和理想像高r′/α之间的关系记录在内置于电子摄像装置内的记录介质中。

为了不使失真校正之后的图像在短边方向的两端极度缺乏光量，半径R可以满足下面的条件表达式。

0≤R≤0.6Ls

其中，Ls是有效摄像表面的短边的长度。

优选的是，半径R满足下面的条件表达式。

0.3Ls≤R≤0.6Ls

而且，最有利的是，使半径R与沿短边方向内接实质有效的摄像平面的圆的半径相匹配。在其中放大率在靠近半径R＝0，换句话说，靠近轴处固定的校正的情况下，对于大量图像来说这在某种程度上来说是不利的，但却可以确保即使加宽角度也使尺寸变小的效果。

将需要校正的焦距间隔划分成多个焦点区。此外，在划分出的焦点区中的远距端附近，可以按照和在基本满足以下关系的校正结果的情况一样的校正量来进行校正：

r′(ω)＝α·f ·tanω。

然而，在这种情况下，在划分出的焦点区中的广角端，一定程度上保持了在划分出的焦点区中的广角端的桶型失真。此外，当划分出的焦点区的数量增多时，就需要在记录介质中额外保存校正所需的特定数据。因此，优选的是，不增加划分出的焦点区的数量。因此，预先计算出与划分出的焦点区中的每一个焦距相关联的一个或更多个系数。可以基于仿真测量或实际设备测量来确定这些系数。

可以计算在划分出的焦点区中的远距端附近的大致满足以下关系的校正结果的情况下的校正量：

r₁′(ω)＝α·f·tan ω，

并且可以通过统一乘以针对相对于该校正量的每个焦距的系数，而将该校正量设为最终校正量。

顺便提及，当通过对无穷远物体成像所获取的图像中不存在失真时，下面的关系成立。

f＝y/tan ω

这里，y表示像点距离光轴的高度(像高)，f表示成像系统(本发明中的变焦透镜系统)的焦距，而ω表示在与从摄像平面上的中心起连接到位置y的像点对应的物点方向上相对于光轴的角度(物半像角)。

当成像系统中存在桶形失真时，上述关系变为：

f＞y/tan ω

换句话说，当成像系统的焦距f和像高y固定时，ω的值变大。

(数字相机)

图18到图20是根据本发明的将上述变焦透镜系统并入摄像光学系统141中的数字相机的结构的概念图。图18是示出数字相机140的外观的正面立体图，图19是其背面立体图，而图20是示出数字相机140的结构的示意性截面图。图18和图20示出了摄像光学系统141的未缩入状态(镜头未拉伸)。在该例的情况下，数字相机140包括：具有摄像光路142的摄像光学系统141、具有取景器(finder)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以及设置改变按钮162等，并且在摄像光学系统141的未缩入状态下，通过滑动盖子160，使摄像光学系统141、取景器光学系统143以及闪光灯146被盖子160覆盖。而且，当打开盖子160并且将数字相机140设置为拍照状态下时，摄像光学系统141呈现出图20所示的未缩入状态，而当按下设置在数字相机140上部的快门按钮145时，与按下快门按钮145同步地，通过诸如第一实施方式中的变焦透镜系统的摄像光学系统141来拍摄照片。由摄像光学系统141形成的物体像经由盖玻璃C和涂覆有波长区限制涂层的低通滤波器形成在CCD 149的摄像表面上。经由处理装置151将CCD 149作为光而接收的物体像在设置于数字相机140的背面上的液晶显示监视器147上显示为电子图像。此外，处理装置151连接有记录装置152，记录装置152还可以记录拍摄到的电子图像。记录装置152可以和处理装置151分开设置，或者可以通过以电的方式写入在软盘、存储卡或MO等中而记录来形成。此外，相机可以形成为其中设置有银盐胶片而不是CCD 149的银盐型相机。

而且，取景器光路144上设置有取景器物镜光学系统153。取景器物镜光学系统153由多个透镜单元(图中为三个透镜单元)和两个棱镜组成，并且由焦距与摄像光学系统141的变焦透镜系统同步地改变的变焦光学系统构成。由取景器物镜光学系统153形成的物体像形成在作为正像部件的正像棱镜155的视场框(field frame)157上。正像棱镜155的背侧上设置有将正像引导至观察者眼睛的目镜光学系统159。目镜光学系统159的出射侧设置有盖部件150。

因为按这种方式构造的具有根据本发明的摄像光学系统141的数字相机140在缩入状态下具有极小的厚度，并且在高放大率下整个变焦区中都有极其稳定的成像性能，所以能够实现高性能、小型化以及宽视角。

(内部电路结构)

图21是数字相机140的主要组件的内部电路的结构框图。在下面的说明中，上述处理装置151例如包括：CDS/ADC部124、临时存储存储器117和图像处理部118，而存储装置152例如由存储介质部119构成。

如图21所示，数字相机140包括：操作部112、连接至操作部112的控制部113、经由总线114和总线115连接至控制部113的控制信号输出端口的临时存储存储器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，以及设置信息存储存储器部121。

临时存储存储器117、图像处理部118、存储介质部119、显示部120，以及设置信息存储存储器部121被构造成能够经由总线122彼此输入和输出数据。此外，CCD 149和CDS/ADC部124连接至成像驱动电路116。

操作部112包括多种输入按钮和开关，并且是用于将经由这些输入按钮和开关从外部(由数字相机的用户)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是根据存储在该计算机程序存储器中的计算机程序，在接收到数字相机的用户经由操作部112输入的指令和命令时控制整个数字相机140的电路。

CCD 149将经由根据本发明的摄像光学系统141形成的物体像接收为光。CCD 149是由成像驱动电路116驱动和控制的摄像组件，并且将物体像的每个像素的光量转换成电信号，并输出给CDS/ADC部124。

CDS/ADC部124是对从CCD 149输入的电信号进行放大，并进行模拟/数字转换，接着向临时存储存储器117输出仅放大并转换成数字数据的图像原始数据(裸数据，下文中称为“RAW数据”)的电路。

临时存储存储器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数据的存储设备。图像处理部118是读取存储在临时存储存储器117中的RAW数据，或存储在存储介质部119中的RAW数据，并基于控制部113指定的图像质量参数以电的方式进行包括失真校正在内的多种图像处理的电路。

存储介质部119是可拆地安装的例如包括闪速存储器的卡或棒形式的记录介质。存储介质部119是将从临时存储存储器117传递来的RAW数据和在图像处理部118中经过图像处理的图像数据记录并保存在卡状闪速存储器和棒状闪速存储器中的装置的控制电路。

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。设置信息存储存储器部121包括其中预先存储有各种图像质量参数的ROM部，和存储通过操作部112上的输入操作而在从ROM部读取的图像质量参数中选择的图像质量参数的RAM部。设置信息存储存储器121是控制对这些存储器的输入和输出的电路。

按这种方式构造的数字相机140具有根据本发明的摄像光学系统141，其具有足够的广角区和紧凑的结构，同时在高放大率下的整个放大区中都具有极其稳定的成像性能。因此，可以实现高性能、小型化以及宽视角。此外，可以在广角侧(端)和远距侧(端)实现快速聚焦操作。

如上所述，本发明可用于顾及数字相机纤薄化的具有大约七倍的高放大率的变焦透镜系统。

如上所述，本发明可用于顾及相机纤薄化的具有大约七倍的高变焦比的变焦透镜系统。

Claims

1、一种变焦透镜系统，该变焦透镜系统从其物侧起按顺序包括：

具有正折光力的第一透镜单元；

具有负折光力的第二透镜单元；

孔径光阑，其设置在所述第二透镜单元与所述第三透镜单元之间，其中

所述第二透镜单元中的透镜总数为三个，并且

满足下面的条件表达式：

-0.28＜f₂/f_t＜-0.07...(1)

-0.38＜f_2n2/f_t＜-0.14...(2)

其中，

f₂表示所述第二透镜单元的焦距，

f_t表示在远距端整个变焦透镜系统的焦距。

2、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第二透镜单元中的所述第二负透镜L_2n2是满足以下条件表达式的双凹透镜：

-0.80＜SF_2n2＜0.50...(3)

其中，

SF_2n2被定义为SF_2n2＝(R_2n2f+R_2n2r)/(R_2n2f-R_2n2r)，其中：

R_2n2f是所述第二透镜单元中的所述第二负透镜L_2n2的物侧表面的近轴曲率半径，而

R_2n2r是所述第二透镜单元中的所述第二负透镜L_2n2的像侧表面的近轴曲率半径。

3、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光轴上的厚度满足以下条件表达式(A)，并且

所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的形状满足以下条件表达式(B)，而

所述第二透镜单元中的所述正透镜L_2p的形状满足以下条件表达式(C)

0.06＜∑d_2G/f_t＜0.23...(A)

-0.9＜SF_2n1＜1.1...(B)

-3.0＜SF_2p＜0.2...(C)

其中，

∑d_2G表示所述第二透镜单元的入射表面直到所述第二透镜单元的出射表面的光轴上的距离，

SF_2n1被定义为SF_2n1＝(R_2n1f+R_2n1r)/(R_2n1f-R_2n2r)，其中：

R_2n1f是所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的物侧表面的近轴曲率半径，而

R_2n1r是所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的像侧表面的近轴曲率半径，并且

SF_2p被定义为SF_2p＝(R_2p1f+R_2pr)/(R_2pf-R_2pr)，其中：

R_2pf是所述第二透镜单元中的所述正透镜L_2p的物侧表面的近轴曲率半径，而

R_2pr是所述第二透镜单元中的所述正透镜L_2p的像侧表面的近轴曲率半径。

4、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述变焦透镜在聚焦在距离最远的物体上时满足以下条件表达式：

1.1＜(β_2T×β_RW)/(β_2W×β_RT)＜3.6...(4)

其中，

β_2W和β_2T分别表示所述第二透镜单元在广角端和远距端的近轴横向放大率，而

β_RW和β_RT分别表示所述后透镜组在广角端和远距端的近轴横向放大率。

5、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的材料满足以下条件表达式：

1.78＜n_d2n1＜2.20...(5)

35＜v_d2n1＜50...(6)

其中，

n_d2n1表示所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的对于d线的折射率，而

v_d2n1表示所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的阿贝数。

6、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第二透镜单元中的所述第二负透镜L_2n2的材料满足以下条件表达式：

1.78＜n_d2n2＜2.00...(7)

35＜v_d2n2＜50...(8)

其中，

n_d2n2表示所述第二透镜单元中的所述第二负透镜L_2n2的对于d线的折射率，而

v_d2n2表示所述第二透镜单元中的所述第二负透镜L_2n2的阿贝数。

7、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，所述第二透镜单元中的所述正透镜的材料满足以下条件表达式：

1.84＜n_d2p＜2.20...(9)

13＜v_d2p＜30...(10)

其中，

n_d2p表示所述第二透镜单元中的所述正透镜L_2p的对于d线的折射率，而

v_d2p表示所述第二透镜单元中的所述正透镜L_2p的阿贝数。

8、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，

所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的至少一个物侧表面是非球面表面，并且

满足下面的条件表达式：

0.001＜asp_2n1f/f_w＜0.07...(11)

0.005＜(asp_2n1f+|asp_2n1r|)/f_w＜0.15...(12)

其中，

asp_2n1f表示所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的朝向物的透镜表面处的非球面偏离，

asp_2n1r表示所述第二透镜单元中的所述第一负透镜L_2n1的朝向像的透镜表面处的非球面偏离，而

f_w表示整个变焦透镜系统在广角端的焦距，并且

所述非球面偏离是在将顶点与透镜的顶点相同并且以近轴曲率半径作为曲率半径的球面表面设为基准球面表面，并且将朝向像的方向设为正号的情况下，在透镜表面上入射在广角端的光线的最大高度的位置处沿平行于光轴的方向测量时从基准球面表面直到该透镜表面的距离。

9、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正透镜L_1p和负透镜L_1n，并且

所述第一透镜单元中的透镜总数为两个。

10、根据权利要求9所述的变焦透镜系统，其中，所述第一透镜单元中的所述负透镜L_1n和所述正透镜L_1p中的每一个都是单透镜。

11、根据权利要求10所述的变焦透镜系统，其中，所述第一透镜单元中的所述负透镜L_1n与所述正透镜L_1p之间的距离满足以下条件表达式：

0.0≤d_1np/d₁＜0.2...(13)

其中，

d_1np表示所述第一透镜单元中的所述负透镜与所述正透镜之间的光轴上的距离，而

d₁表示所述第一透镜单元的从入射面直到出射面的光轴上的距离。

12、根据权利要求9所述的变焦透镜系统，其中，所述第一透镜单元中的所述负透镜L_1n和所述正透镜L_1p是胶合在一起的。

13、根据权利要求9所述的变焦透镜系统，其中，所述负透镜L_1n的材料和所述正透镜L_1p的材料满足以下条件表达式：

1.47＜n_d1p＜1.90...(14)

40＜v_d1p＜85...(15)

1.75＜n_d1n＜2.06...(16)

12＜v_d1n＜31...(17)

其中，

n_d1p表示所述正透镜L_1p的针对d线的折射率，

v_d1p表示所述正透镜L_1p的阿贝数，

n_d1n表示所述负透镜L_1n的针对d线的折射率，而

v_d1n表示所述负透镜L_1n的阿贝数。

14、根据权利要求9所述的变焦透镜系统，其中，所述第一透镜单元从其物侧起按顺序包括所述负透镜L_1n和所述正透镜L_1p。

15、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总数至多为3个。

16、根据权利要求15所述的变焦透镜系统，其中，所述第三透镜单元从其物侧起按顺序包括正透镜、正透镜和负透镜。

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：

0.3＜f₁/f_t＜1.5...(18)

其中，

f₁表示所述第一透镜单元的焦距。

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：

0.07＜f₃/f_t＜0.53...(19)

其中，

f₃表示所述第三透镜单元的焦距。

19、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，该变焦透镜系统从其物体侧起按顺序包括：

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

具有正折光力的第四透镜单元，其中，

所述变焦透镜系统是四单元变焦透镜系统。

20、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，该变焦透镜系统从其物体侧起按顺序包括：

所述第一透镜单元；

所述第二透镜单元：

所述第三透镜单元；

具有负折光力的第四透镜单元；以及

具有正折光力的第五透镜单元，其中，

所述变焦透镜系统是五单元变焦透镜系统。

21、根据权利要求19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＜f_RG/f_t＜0.9...(20)

其中，

f_RG表示所述变焦透镜系统中的最接近像而定位的透镜单元的焦距。

22、根据权利要求20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＜f_RG/f_t＜0.9...(20)

其中，

23、根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，该变焦透镜系统满足以下条件表达式：

4.8＜f_t/f_w＜15.0...(21)

其中，

f_w是整个所述变焦透镜系统在广角端的焦距。

24、一种电子摄像装置，该电子摄像装置包括：

根据权利要求1到23中的一项所述的变焦透镜系统，以及

摄像组件，其设置在所述变焦透镜系统的像侧上，并将所述变焦透镜系统形成的图像转换成电信号。

25、根据权利要求24所述的电子摄像装置，其中，所述电子摄像装置满足以下条件表达式：

0.48＜I_m/f_w＜0.85...(22)

其中，

I_m表示有效摄像面积中的最大像高，而

f_w表示整个变焦透镜系统在广角端的焦距。