CN101315457B - 用于形成像的变焦透镜系统、光学设备和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种具有高变焦比、紧凑的、具有高光学性能的变焦透镜系统。该系统沿着光轴按照从物体起的顺序包括：具有正折射光焦度的第一透镜组(G1)；具有负折射光焦度的第二透镜组(G2)；具有正折射光焦度的至少一个透镜组；以及设置于最像侧的第n透镜组(GN)。具有正折射光焦度的第n透镜组(GN)按照从物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组(GNa)和后组(GNb)。通过沿着光轴移动该后组(GNb)进行对物体对焦，并且满足给定的条件表达式。

Description

用于形成像的变焦透镜系统、光学设备和方法

下面的在先申请的公开内容通过参考结合于此：

2007年5月29日提交的日本专利申请2007-142228；和

2008年4月24日提交的日本专利申请2008-113408。

技术领域

本发明涉及用于形成物体的像的变焦透镜系统、光学设备和方法。

背景技术

例如日本专利申请公开2003-241097已经提出一种变焦透镜用作高变焦比变焦透镜，其按照从物体起的顺序包括：具有正折射光焦度的第一透镜组；具有负折射光焦度的第二透镜组；具有正折射光焦度的第三透镜组；和具有正折射光焦度的第四透镜组，并且通过移动每个透镜组进行变焦。

但是具有低变焦比的这种常规的变焦透镜不能充分地满足对高变焦比的需要。而且，当对焦由第二透镜组进行时，由于与该对焦透镜组的停止位置的滑移(游隙量)对应的像平面的移动量变大，对焦透镜组的停止精度要求很高。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种变焦透镜系统，其沿着光轴按照从物体起的顺序包括：具有正折射光焦度的第一透镜组；具有负折射光焦度的第二透镜组；具有正折射光焦度的至少一个透镜组；以及设置于最像侧的第n透镜组，具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和后组，通过沿着所述光轴移动所述后组进行对所述物体对焦，并且满足下面的条件表达式(1)：

0.05＜D/fNb＜0.50                (1)

其中D表示所述前组的最像侧表面和所述后组的最物体侧表面之间沿着所述光轴的距离，而fNb表示所述后组的焦距。

根据本发明的第二方面，提供一种变焦透镜系统，其沿着光轴按照从物体起的顺序包括：具有正折射光焦度的第一透镜组；具有负折射光焦度的第二透镜组；以及设置于最像侧的第n透镜组，在所述第一透镜组和所述第n透镜组之间包括能够在与所述光轴垂直的方向上移动的透镜组，具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和后组，并且通过沿着所述光轴移动所述后组进行对所述物体对焦。

根据本发明的第三方面，提供一种配备有根据第一或第二方面的变焦透镜系统的光学设备。

根据本发明的第四方面，提供一种用于通过变焦透镜系统形成物体的像的方法，该方法包括如下步骤：提供所述变焦透镜系统，所述变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序包括具有正折射光焦度的第一透镜组、具有负折射光焦度的第二透镜组、具有正折射光焦度的至少一个透镜组、以及设置于最像侧的第n透镜组，具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和后组；当对所述物体对焦时沿着所述光轴移动所述后组；并且满足下面的条件表达式(1)：

0.05＜D/fNb＜0.50                  (1)

其中D表示所述前组的最像侧表面和所述后组的最物体侧表面之间沿着所述光轴的距离，而fNb表示所述后组的焦距。

根据本发明的第五方面，提供一种用于校正变焦透镜系统的像模糊的方法，该方法包括如下步骤：提供所述变焦透镜系统，所述变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序包括具有正折射光焦度的第一透镜组、具有负折射光焦度的第二透镜组、以及设置于最像侧的第n透镜组，具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和后组；当对焦时沿着所述光轴移动所述后组；以及为了校正所述像模糊而在与所述光轴垂直的方向上偏移设置在所述第一透镜组和所述第n透镜组之间的透镜组。

根据本发明的第六方面，提供一种用于使变焦透镜系统变焦的方法，该方法包括如下步骤：提供所述变焦透镜系统，所述变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序包括具有正折射光焦度的第一透镜组、具有负折射光焦度的第二透镜组、具有正折射光焦度的至少一个透镜组、以及设置于最像侧的第n透镜组，具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和后组，当对所述物体对焦时沿着所述光轴移动所述后组；当变焦时，改变所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离、所述第二透镜组和所述正透镜组之间的距离、以及所述正透镜组和所述第n透镜组之间的距离；并且满足下面的条件表达式(1)：

0.05＜D/fNb＜0.50                     (1)

其中D表示所述前组的最像侧表面和所述后组的最物体侧表面之间沿着所述光轴的距离，而fNb表示所述后组的焦距。

本发明使得能够提供具有高变焦比、紧凑的、具有高光学性能的变焦透镜系统。

附图说明

图1是示出根据实例1的变焦透镜系统的透镜布局与每个透镜组的变焦轨迹一起的剖视图。

图2A、2B和2C是根据实例1当对焦在无穷远而不进行减振时示出该变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中图2A示出广角端状态(f＝7.35)，图2B示出中等焦距状态(f＝26.70)，图2C示出远摄端状态(f＝74.50)。

图3A、3B和3C是根据实例1当对焦在无穷远而进行减振时示出该变焦透镜系统的彗差的曲线图、其中图3A示出广角端状态(f＝7.35)、图3B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图3C示出远摄端状态(f＝74.50)。

图4是示出根据实例2的变焦透镜系统的透镜布局与每个透镜组的变焦轨迹一起的剖视图。

图5A、5B和5C是根据实例2当对焦在无穷远而不进行减振时示出该变焦透镜系统的各种像差的曲线图、其中图5A示出广角端状态(f＝7.35)、图5B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图5C示出远摄端状态(f＝74.50)。

图6A、6B和6C是根据实例2当对焦在无穷远而进行减振时示出该变焦透镜系统的彗差的曲线图、其中图6A示出广角端状态(f＝7.35)、图6B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图6C示出远摄端状态(f＝74.50)。

图7是示出根据实例3的变焦透镜系统的透镜布局与每个透镜组的变焦轨迹一起的剖视图。

图8A、8B和8C是根据实例3当对焦在无穷远而不进行减振时示出该变焦透镜系统的各种像差的曲线图、其中图8A示出广角端状态(f＝7.35)、图8B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图8C示出远摄端状态(f＝74.50)。

图9A、9B和9C是根据实例3当对焦在无穷远而进行减振时示出该变焦透镜系统的彗差的曲线图、其中图9A示出广角端状态(f＝7.35)、图9B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图9C示出远摄端状态(f＝74.50)。

图10A和10B示出电子静像照相机的示意图、其装有根据实例1的变焦透镜系统、其中图10A是前视图、图10B是后视图。

图11是沿图10A的A-A线的剖视图。

具体实施方式

下面说明根据本实施例的变焦透镜系统。

根据本实施例的变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序包括：具有正折射光焦度的第一透镜组、；具有负折射光焦度的第二透镜组、；以及设置在最像侧的第n透镜组。具有正折射光焦度的第n透镜组按照从物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和后组。通过沿着光轴移动该后组进行对物体对焦。

为了构造高变焦比的变焦透镜系统、该变焦透镜系统必需由多个透镜组来构造、诸如具有正折射光焦度的第一透镜组、具有负折射光焦度的第二透镜组、以及随后的透镜组、并且变焦必需通过有效地移动各透镜组来进行。另一方面、为了通过借助于诸如马达的驱动机构移动对焦透镜组对位于有限距离处的物体进行对焦、其中对焦透镜组轻并且紧凑的内部对焦系统或后对焦系统是有利的。当变焦透镜系统制造成具有高变焦比时、由于变焦透镜系统在远摄端状态的焦距变大、其中对焦透镜的移动量能够小的该内部对焦系统是更有效的。

由于减少成像装置的尺寸、由散焦引起的所谓模糊圆的像模糊的允许直径变小、因此对于对焦需要更高精度。因此、在通过第二透镜组的对焦中、要求的停止精度变得更高、因此在由该停止位置的游隙引起的在像平面的聚焦位置的移动量变大。结果、聚焦位置从原聚焦位置过多地移位、因此对比度降低。

在根据本发明的变焦透镜系统中、具有正折射光焦度的第n透镜组按照从物体起的顺序分成具有正折射光焦度的前组和后组。对焦通过沿着光轴移动后组进行。由于这种配置、对应于对焦透镜组的游隙的像平面位置的移动量能够很小、因此、该变焦透镜系统能够获得高光学性能和紧凑性。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、满足下面的条件表达式(1)：

0.05＜D/fNb＜0.50                (1)

其中D表示该前组的最像侧表面和后组的最物体侧表面之间沿着光轴的距离、而fNb表示后组的焦距。

条件表达式(1)定义了前组和后组之间的距离对该后组的焦距之比。

当值D/fN等于或落在条件表达式(1)的下限之下时、用于对焦所需要的移动量变大、因此能够被对焦的范围变窄。而且、场曲变大、因此在宽对焦范围上获得极好的光学性能变得很困难。

当值D/fNb等于或超过条件表达式(1)的上限时、第n透镜组变大。而且、后组的折射光焦度变大、因此球面像差变坏。

由于满足条件表达式(1)、变成能够获得较宽的对焦范围、并且在整个对焦范围上具有极好的光学性能。

为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(1)的下限设置为0.10。为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(1)的上限设置为0.35。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地、第n透镜组按照从物体起的顺序是第四透镜组、并且具有正折射光焦度的第三透镜组在第四透镜组和第二透镜组之间。由于采用这种四透镜组的布局、变成能够实现高光学性能和紧凑性。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地、变焦通过改变第一透镜组和第二透镜组之间的距离、第二透镜组和第三透镜组之间的距离以及第三透镜组和第四透镜组之间的距离实现。通过如上所述改变每个透镜组、变焦能够由每个透镜组有效地实现。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地满足下面的条件表达式(2)：

0.20＜D/(fw×ft)^1/2＜0.50             (2)

其中fw表示该变焦透镜系统在广角端状态下的焦距、而ft表示该变焦透镜系统在远摄端状态下的焦距。

条件表达式(2)定义了第四透镜组中从前组到后组的距离与该变焦透镜系统的焦距之间的关系。

当值D/(fw×ft)^1/2等于或落在条件表达式(2)的下限之下时、从前组到后组的距离相对于变焦透镜系统的焦距变小。因此、为了进行对焦、后组的折射光焦度不得不大、因此球面像差变坏。

另一方面、当值D/(fw×ft)^1/2等于或超过条件表达式(2)的上限时、第四透镜组变大、因此不能确保后焦距。而且场曲变差。

为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(2)的下限设置为0.23。为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(2)的上限设置为0.40。

由于满足条件表达式(2)、变成能够实现具有宽对焦范围的紧凑的变焦透镜系统、并且保持极好的光学性能。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地、当从广角端状态向远摄端状态变焦时、第一透镜组和第二透镜组之间的距离增大、第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小、并且第三透镜组和第四透镜组之间的距离减小。通过如上所述移动每个透镜组、变成能够由每个透镜组有效地变焦。而且、由于适当地设置在中等焦距状态下的第三透镜组和第四透镜组之间的距离、变成能够校正场曲、并且在整个变焦范围上实现极好的光学性能。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选满足下面的条件表达式(3)：

-0.16＜f2/f1＜-0.08                (3)

其中f1表示第一透镜组的焦距、而f2表示第二透镜组的焦距。

条件表达式(3)定义了第一透镜组的焦距对第二透镜组的焦距之比

当比值f1/f2等于或落在条件表达式(3)的下限之下时、第二透镜组的折射光焦度变成太小、因此为了构造具有高变焦比的变焦透镜系统、总透镜长度变大。或者换句话说、由于第一透镜组的折射光焦度变大、在远摄端状态的球面像差特别地变差。

另一方面、当比值f1/f2等于或超过条件表达式(3)的上限时、第二透镜组的折射光焦度变大、因此当变焦时像散和场曲的变化变大。

为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(3)的下限设置为-0.14。为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(3)的上限设置为-0.09。

由于满足条件表达式(3)、变成能够实现高变焦比和极好的光学性能。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地、满足下面的条件表达式(4)：

0.75＜f3/f4＜2.00                 (4)

其中f3表示第三透镜组的焦距、而f4表示第四透镜组的焦距。

条件表达式(4)定义了第三透镜组的焦距对第四透镜组的焦距之比。

当比值f3/f4等于或落在条件表达式(4)的下限之下时、第三透镜组的折射光焦度变大、当变焦时像差的变化变大、并且特别是球面像差和彗差变坏。

另一方面、当比值f3/f4等于或超过条件表达式(4)的上限时、总透镜长度变大、因此实现紧凑性变成很困难。或者换句话说、为了使系统紧凑、第一透镜组和第二透镜组的组合焦距必需小、因此在远摄端状态的球面像差变坏。

为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(4)的下限设置为0.85。为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(4)的上限设置为1.50。

由于满足条件表达式(4)、变成能够实现具有极好的光学性能的紧凑的变焦透镜系统、并且变焦时具有小的像差变化。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地、第n透镜组的前组具有至少一个非球面、由于在前组中使用非球面、变成能够极好地校正球面像差。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地、第三透镜组按照从物体起的顺序包括：具有正折射光焦度的前组和具有负折射光焦度的后组、并且具有减振功能、其通过使第三透镜组的后组沿着垂直于光轴的方向偏离中心校正由于照相机抖动引起的成像位置的变化。优选地、满足下面的条件表达式(5)：

-1.00＜f3a/f3b＜-0.40            (5)

其中f3a表示第三透镜组中的前组的焦距、而f3b表示第三透镜组中的后组的焦距。

为了通过使拍照透镜的一部分偏离中心进行减振、拍照透镜必须装有偏心机构。为了使该机构紧凑、优选该透镜的直径要小且轻。在根据本实施例的变焦透镜系统中、由于第三透镜组具有最小的透镜直径、它最适合安装减振机构。

由于将第三透镜组分成具有正折射光焦度的前组和具有负折射光焦度的后组、并且将减振功能分配给后组、变成能够在使减振透镜组偏离中心时减少光学性能的变差、和减少减振透镜组的重量、。

条件表达式(5)定义了第三透镜组中的前组的焦距对后组的焦距之比。

当比值f3a/f3b等于或落在条件表达式(5)的下限之下时、后组的折射光焦度变大、因此后组的偏心敏感度变大、并且为了减振需要的偏心量变小。但是当偏心时校正彗差变困难。

另一方面、当比值f3a/f3b等于或超过条件表达式(5)的上限时、后组的折射光焦度变小、因此校正球面像差变困难。而且、当进行减振时偏心的量变大、因此减振机构变大。

为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(5)的下限设置为-0.85。为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(5)的上限设置为-0.50。

由于满足条件表达式(5)、变成能够使减振机构紧凑、并且确保极好的光学性能。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地满足下面的条件表达式(6)：

2.00＜f3/fw＜4.00                  (6)

其中f3表示第三透镜组的焦距、而fw表示该变焦透镜系统在广角端状态下的焦距。

条件表达式(6)定义了第三透镜组的焦距对变焦透镜系统在广角端状态下的焦距之比。

当比值f3/fw等于或落在条件表达式(6)的下限之下时、第三透镜组的折射光焦度变大、球面像差变坏、并且当变焦时诸如彗差的像差的变化变大。而且、光学性能变差由第三透镜组和第四透镜组之间的距离的移位或相对偏心产生。

另一方面、当比值f3/fw等于或超过条件表达式(6)的上限时、总透镜长度变大、因此使系统紧凑变困难。或者换句话说、为了使系统紧凑、第一透镜组和第二透镜组的组合焦距必需小、因此在广角端状态的球面像差变坏。

为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(6)的下限设置为2.20。为了确保本实施例的效果、优选地、将条件表达式(6)的上限设置为3.50。

由于满足条件表达式(6)、变成能够使变焦透镜系统紧凑、并且确保极好的光学性能。

在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地、第三透镜组的后组具有至少一个非球面。由于在减振透镜组中包括非球面、当使减振透镜组偏心时变成能够极好地校正彗差和场曲。

第三透镜组的后组中的非球面优选地具有随着半径从光轴向周围增加而正折射光焦度逐渐变强或负折射光焦度逐渐变弱的形状。

下面将参考附图说明根据本实施例的每个实例。

<实例1>

图1是示出根据实例1的变焦透镜系统的透镜布局与每个透镜组的变焦轨迹一起的剖视图。

根据实例1的变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的第一透镜组G1、；具有负折射光焦度的第二透镜组G2、；具有正折射光焦度的第三透镜组G3、；以及设置在最像平面I侧具有正折射光焦度的第四透镜组。

当从广角端状态W向远摄端状态T变焦时、该第一透镜组G1、第三透镜组G3和第四透镜组G4朝着物体移动、而第二透镜组G2移动使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增大、第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小、并且第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。

第四透镜组G4按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的前组G4a、和具有正折射光焦度的后组G4b。从无穷远到近处的物体的对焦通过沿着光轴移动后组G4b进行。

第三透镜组G3按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的前组G3a、；和具有负折射光焦度的后组G3b。该后组G3b可以沿着基本上垂直于光轴的方向移动、以校正由照相机抖动引起的成像位置的移位。

第一透镜组G1按照从物体起的顺序由如下部分构成：由具有面向像平面I的凹面的负弯月形透镜L11与双凸正透镜L12胶合构成的胶合透镜、；和具有面向物体的凸面的正弯月形透镜L13。

第二透镜组G2按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有面向像平面I的凹面的负弯月形透镜L21、；双凹负透镜L22、；双凸正透镜L23、；和双凹负透镜L24。负弯月形透镜L21的像平面I侧表面是非球面。

第三透镜组G3的前组G3a按照从物体起的顺序由如下部分构成：双凸正透镜L31、；和由双凸正透镜L32与具有面向像平面I的平面的平凹负透镜L33胶合构成的胶合透镜。

第三透镜组G3的后组G3b由胶合透镜构成、所述胶合透镜按照从物体起的顺序由双凹负透镜L34与具有面向物体的凸面的正弯月形透镜L35胶合构成。负透镜L34的物体侧表面是非球面。

第四透镜组G4的前组G4a按照从物体起的顺序由如下部分构成：双凸正透镜L41、；和由双凸正透镜L42与双凹负透镜L43胶合构成的胶合透镜。正透镜L41的像平面I侧的表面是非球面。

第四透镜组G4的后组G4b由胶合透镜构成、所述胶合透镜按照从物体起的顺序由双凸正透镜L44与具有面向物体的凹面的负弯月形透镜L45胶合构成。

孔径光阑S设置在第三透镜组G3的前组G3a的物体侧、眩光止挡器FS设置在第三透镜组G3的后组G3b的像平面I侧、并且低通滤光器FL设置在像平面I的物体侧、其阻挡高于成像装置的分辨率极限的空间频率。

变焦时孔径光阑S与第三透镜组G3作为整体一起移动。

当进行减振时、眩光止挡器FS沿着基本垂直于光轴的方向与第三透镜组G3的后组G3b作为整体一起偏心。

与根据实例1的变焦透镜系统相关的各种值列于表1中。

在[透镜数据]中、最左面的列“I”示出按照从物体侧的顺序计数的透镜表面编号、第二列“r”示出该透镜表面的曲率半径、第三列“d”示出到下一个表面的距离、第四列“nd”示出在d线(波长λ＝587.6nm)处的该材料的折射率、第五列“νd”示出在d线(波长λ＝587.6nm)处的该材料的阿贝数。在第四列“nd”中、空气的折射率nd＝1.000000被略去。在第二列“r”中、r＝∞表示平表面。在第三列“d”中、Bf表示后焦距。

在[非球面数据]中、非球面用下述表达式表示：

X(y)＝(y²/r)/[1+[1-κ(y²/r²)]^1/2]

+A4×y⁴+A6×y⁶+A8×y⁸+A10×y¹⁰

其中y表示从光轴算起的竖直高度、X(y)表示下垂量、该下垂量是沿着光轴从该非球表面的顶点处的切面到从该光轴算起的竖直高度为y处的该非球表面的距离、r表示参考球面的曲率半径(旁轴曲率半径)、κ表示圆锥系数、An表示第n阶的非球面系数、并且非球表面的位置通过将“*”附加在表面编号的右侧表示。

在[技术规格]中、W表示广角端状态、M表示中等焦距状态、T表示远摄端状态、f表示该变焦透镜系统的焦距、FNO表示f数、而ω表半示视角、y表示像高度、TL表示总透镜长度、并且Bf表示后焦距。

在[可变距离]中、dI表示在表面编号为I处的可变距离。

在[透镜组数据]中、示出每个透镜组的焦距和起始表面编号“I”。

在用于各种值的各表中、“mm”通常用作诸如焦距、曲率半径和到下一个透镜表面的距离的长度单位。但是由于同样的光学性能够通过按比例放大或缩小其尺寸的光学系统得到、因此单位不必限于“mm”、可以用任何合适的单位。

在其他实例中参考符号的说明是同样的、因此省去重复的说明。

表1

[透镜数据]

I     r           d         nd         νd

1     59.0197     2.0000    1.850260   32.35

2     29.4875     7.5000    1.497820   82.52

3     -1140.2527  0.1000

4     28.3176     4.0000    1.603001   65.44

5     145.0000    (d5)

6     70.0000     1.0000    1.773766   47.17

7^*    6.6128      3.5000

8     -21.1315    0.9000    1.816000   46.62

9     27.6417     0.1000

10    13.4784     3.0000    1.846660   23.78

11    -16.7052    0.4000

12    -12.6581    0.9000    1.816000   46.62

13    44.0118     (d13)

14    ∞          0.4000               孔径光阑S

15    12.5722     2.0000    1.603001   65.44

16    -31.9297    0.1000

17    16.7784     2.0000    1.497820   82.52

18    -12.2167    0.8000    1.755199   27.51

19    ∞          1.5000

20^*   -24.4716    0.9000    1.773766   47.17

21    11.8063     1.4000    1.805181   25.42

22    37.9222     1.0000

23    ∞          (d23)                眩光止挡器FS

24    17.0060     2.2000    1.693500   53.20

25^*    -20.8111    0.1000

26     19.2800     2.0000    1.487490    70.23

27     -14.6984    0.9000    1.804398    39.58

28     23.2799     8.0000

29     26.8129     2.2000    1.487490    70.23

30     -38.5349    0.9000    1.749504    35.33

31     -249.6411   (d31)

32     ∞          2.0000    1.544370    70.51

33     ∞          Bf

[非球面数据]

表面编号：7

κ＝1.0000

A4＝-3.22330E-05

A6＝-2.74540E-06

A8＝8.21350E-08

A10＝-3.21720E-09

表面编号：20

κ＝3.3604

A4＝3.78000E-05

A6＝1.03380E-06

A8＝7.39470E-08

A10＝-5.64060E-09

表面编号：25

κ＝-0.7362

A4＝1.30860E-04

A6＝1.69330E-06

A8＝-7.41650E-08

A10＝1.73370E-09

[技术规格]

变焦比：10.1360

        W        M         T

f＝     7.35     26.70     74.50

FNO＝   3.61     5.24      5.57

ω＝    39.4     12.0      4.4

y＝     5.70     5.70      5.70

TL＝    74.30    93.04     105.20

Bf＝    1.85     1.85      1.85

[可变距离]

        W         M          T

d5      1.2149    15.5469    29.0559

d13     13.8535   4.0637     0.9995

d23     3.1393    1.7824     1.3411

d31     2.5024    17.9978    20.1540

[透镜组数据]

组       I       焦距

G1       1       50.13

G2       6       -6.11

G3       15      22.35

G4       24      17.44

[用于条件表达式的值]

(1)：D/fNb＝        0.12(N＝4)

(2)：D/(fw×ft)^1/2＝0.34

(3)：f2/f1＝        -0.12

(4)：f3/f4＝        1.28

(5)：f3a/f3b＝      -0.67

(6)：f3/fw＝        3.04

图2A、2B和2C是根据实例1当对焦在无穷远而不进行减振时示出该变焦透镜系统的各种像差的曲线图、其中图2A示出广角端状态(f＝7.35)、图2B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图2C示出远摄端状态(f＝74.50)。图3A、3B和3C是根据实例1当对焦在无穷远而进行减振时示出该变焦透镜系统的彗差的曲线图、其中图3A示出广角端状态(f＝7.35)、图3B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图3C示出远摄端状态(f＝74.50)。

在各曲线图中、FNO表示f数(f-number)、Y表示像高度。在示出像散的曲线图中、实线表示弧矢像平面、而虚线表示子午像平面。在示出彗差的曲线图中、示出相对于每个像高度的彗差。在图3A、3B、3C所示的曲线图中、θ表示减振时以度表示的校正角度。在各曲线图中、d表示在d线(波长λ＝587.6nm)处的像差曲线、而g表示在g线(波长λ＝435.8nm)处的像差曲线。上述关于各种像差曲线的说明与其他实例是相同的。

正如从各曲线图清楚看到的、作为很好地校正在广角端状态、在中等焦距状态和在远摄端状态下的各种像差的结果、根据实例1的变焦透镜系统表现出极好的光学性能。

<实例2>

图4是示出根据实例2的变焦透镜系统的透镜布局与每个透镜组的变焦轨迹一起的剖视图。

根据实例2的变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的第一透镜组G1、具有负折射光焦度的第二透镜组G2、具有正折射光焦度的第三透镜组G3、以及设置在最像平面I侧的具有正折射光焦度的第四透镜组。

当从广角端状态w向远摄端状态T变焦时、该第一透镜组G1、第三透镜组G3和第四透镜组G4朝着物体移动、而第二透镜组G2移动使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增大、第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小、并且第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。

第四透镜组G4按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的前组G4a、和具有正折射光焦度的后组G4b。从无穷远到近处的物体的对焦通过沿着光轴移动后组G4b进行。

第三透镜组G3按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的前组G3a、和具有负折射光焦度的后组G3b。该后组G3b能够沿着基本上垂直于光轴的方向移动、以校正由照相机抖动引起的成像位置的移位。

第一透镜组G1按照从物体起的顺序由如下部分构成：由具有面向像平面I的凹面的负弯月形透镜L11与双凸正透镜L12胶合构成的胶合透镜、和具有面向物体的凸面的正弯月形透镜L13。

第二透镜组G2按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有面向像平面I侧的凹面的负弯月形透镜L21、双凹负透镜L22、双凸正透镜L23、和双凹负透镜L24。负弯月形透镜L21是非球面透镜、其中非球面形成在施加于物体侧表面上的树脂层上。

第三透镜组G3的前组G3a按照从物体起的顺序由如下部分构成：双凸正透镜L31、和由双凸正透镜L32与具有面向物体的凹面的负弯月形透镜L33胶合构成的胶合透镜。

第三透镜组G3的后组G3b由胶合透镜构成、所述胶合透镜按照从物体起的顺序由双凹负透镜L34与具有面向物体的凸面的正弯月形透镜L35胶合构成。非球面形成在该负透镜L34的物体侧表面上。

第四透镜组G4的前组G4a由胶合透镜构成、所述胶合透镜按照从物体起的顺序由具有面向像平面I的凹面的负弯月形透镜L41与双凸正透镜L42胶合构成。非球面形成在正透镜L42的像平面I侧上。

第四透镜组G4的后组G4b由胶合透镜构成、所述胶合透镜按照从物体起的顺序由双凸正透镜L43与具有面向物体的凹面的负弯月形透镜L44胶合构成。

孔径光阑S设置在第三透镜组G3的前组G3a的物体侧、眩光止挡器FS设置在第三透镜组G3的后组G3b的像平面I侧、并且诸如分色棱镜或分束器的玻璃块GB和低通滤光器FL设置在像平面I的物体侧、该低通滤光器FL阻挡高于成像装置的分辨率极限的空间频率。

变焦时孔径光阑S与第三透镜组G3作为整体一起移动。

当进行减振时眩光止挡器FS沿着基本垂直于光轴的方向与第三透镜组G3的后组G3b作为整体一起偏心。

与根据实例2的变焦透镜系统相关的各种值列于表2中。

表2

[透镜数据]

I    r           d         nd          νd

1    66.0312     2.0000    1.850260    32.35

2    31.8482     7.5000    1.497820    82.52

3    -334.7078   0.1000

4    29.6663     4.3000    1.603001    65.44

5    145.0000    (d5)

6^*   70.0000     0.1500    1.553890    38.09

7    65.0000     1.0000    1.816000    46.62

8    6.8112      3.5000

9    -18.2020    0.9000    1.816000    46.62

10     18.2020    0.1000

11     12.3957    3.1000      1.846660     23.78

12     -14.2739   0.4000

13     -10.6946   0.9000      1.816000     46.62

14     54.4104    (d14)

15     ∞         0.4000                   孔径光阑S

16     13.3744    2.1000      1.603001     65.44

17     -16.9957   0.1000

18     18.4782    2.2000      1.497820     82.52

19     -9.1902    0.8000      1.834000     37.16

20     -74.5494   1.8000

21^*    -22.5435   0.9000      1.773766     47.17

22     13.0325    1.5000      1.805181     25.42

23     32.3340    1.0000

24     ∞         (d24)                    眩光止挡器FS

25     15.0330    0.9000      1.755199     27.51

26     10.3663    2.8000      1.487489     70.44

27^*    -21.4146   7.0000

28     26.3962    2.1000      1.516330     64.14

29     -38.4909   0.9000      1.755199     27.51

30     -141.0271  (d30)

31     ∞         10.0000     1.516330     64.14

32     ∞         0.5000

33     ∞         1.8000      1.544370     70.51

34     ∞         Bf

[非球面数据]

表面编号：6

κ＝-4.8424

A4＝3.92450E-05

A6＝-1.95100E-07

A8＝-6.69080E-10

A10＝8.24710E-12

表面编号：21

κ＝10.1239

A4＝1.39940E-04

A6＝2.24510E-06

A8＝0.00000E+00

A10＝0.00000E+00

表面编号：27

κ＝4.5818

A4＝2.06960E-04

A6＝1.53360E-06

A8＝-2.60320E-09

A10＝0.00000E+00

[技术规格]

变焦比：10.1360

        W       M        T

f＝     7.35    26.70    74.50

FNO＝   3.61    4.81     5.52

ω＝    39.3    11.9     4.4

TL＝    80.46   103.83   119.93

Bf＝    1.83    1.83     1.83

[可变距离]

        W         M          T

d5      1.2034    18.4348    29.9784

d13     11.9674   3.9193     0.9997

d23     3.6796    1.5350     0.9995

d31     1.0307    17.3639    25.3742

[透镜组数据]

组       I      焦距

G1      1      51.40

G2      6      -5.28

G3      16     19.42

G4      25     17.42

[用于表达式的值]

(1)：D/fNb＝        0.13(N＝4)

(2)：D/(fw×ft)^1/2＝0.30

(3)：f2/f1＝        -0.10

(4)：f3/f4＝        1.12

(5)：f3a/f3b＝      -0.69

(6)：f3/fw＝        2.64

图5A、5B和5C是根据实例2当对焦在无穷远而不进行减振时示出该变焦透镜系统的各种像差的曲线图、其中图5A示出广角端状态(f＝7.35)、图5B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图5C示出远摄端状态(f＝74.50)。图6A、6B和6C是根据实例2当对焦在无穷远而进行减振时示出该变焦透镜系统的彗差的曲线图、其中图6A示出广角端状态(f＝7.35)、图6B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图6C示出远摄端状态(f＝74.50)。在图6A、6B、6C所示的曲线图中、θ表示减振时以度表示的校正角度。

正如从各曲线图清楚看到的、作为很好地校正在广角端状态、在中等焦距状态和在远摄端状态下的各种像差的结果、根据实例2的变焦透镜系统变现出极好的光学性能。

<实例3>

图7是示出根据实例3的变焦透镜系统的透镜布局与每个透镜组的变焦轨迹一起的剖视图。

根据实例3的变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的第一透镜组G1、具有负折射光焦度的第二透镜组G2、具有正折射光焦度的第三透镜组G3、以及设置在最像平面I侧具有正折射光焦度的第四透镜组。

当从广角端状态W向远摄端状态T变焦时、该第一透镜组G1、第三透镜组G3和第四透镜组G4朝着物体移动、而第二透镜组G2移动使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离增大、第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离减小、并且第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。

第四透镜组G4按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的前组G4a、和具有正折射光焦度的后组G4b。从无穷远到近处的物体的对焦通过沿着光轴移动后组G4b进行。

第三透镜组G3按照从物体侧的顺序由如下部分构成：具有正折射光焦度的前组G3a、和具有负折射光焦度的后组G3b。该后组G3b能够沿着基本上垂直于光轴的方向移动、以校正由照相机抖动引起的成像位置的移位。

第一透镜组G1按照从物体起的顺序由如下部分构成：由具有面向像平面I的凹面的负弯月形透镜L11与双凸正透镜L12胶合构成的胶合透镜、和具有面向物体的凸面的正弯月形透镜L13。

第二透镜组G2按照从物体起的顺序由如下部分构成：具有面向像平面I的凹面的负弯月形透镜L21、双凹负透镜L22、双凸正透镜L23、和双凹负透镜L24。负弯月形透镜L21的像平面I侧是非球面。

第三透镜组G3的前组G3a按照从物体起的顺序由如下部分构成：双凸正透镜L31、和由双凸正透镜L32与具有面向像平面I的平面的平凹负透镜L33胶合构成的胶合透镜。

第三透镜组G3的后组G3b由胶合透镜构成、所述胶合透镜按照从物体起的顺序由双凹负透镜L34与具有面向物体的凸面的正弯月形透镜L35胶合构成。非球面形成在负透镜L34的物体侧表面上。

第四透镜组G4的前组G4a按照从物体侧的顺序由如下部分构成：双凸正透镜L41、和由双凸正透镜L42与双凹负透镜L43胶合构成的胶合透镜。正透镜L41的像平面I侧的表面是非球面。

第四透镜组G4的后组G4b由双凸正透镜L44构成。

孔径光阑S设置在第三透镜组G3的前组G3a的物体侧、眩光止挡器FS设置在第三透镜组G3的后组G3b的像平面I侧、并且低通滤光器FL设置在像平面I的物体侧、其阻挡高于成像装置的分辨率极限的空间频率。

变焦时孔径光阑S与第三透镜组G3作为整体一起移动。

当进行减振时眩光止挡器FS沿着基本垂直于光轴的方向与第三透镜组G3的后组G3b作为整体一起偏心。

与根据实例3的变焦透镜系统相关的各种值列于表3中。

表3

[透镜数据]

I     r           d         nd         νd

1     67.5315     2.0000    1.850260   32.35

2     33.4047     6.5000    1.497820   82.52

3     -381.5022   0.1000

4     32.5444     4.0000    1.603001   65.44

5     200.3752    (d5)

6     70.0000     0.9000     1.773770   47.18

7^*    7.0999      3.5000

8     -20.2833    0.9000     1.816000   46.62

9     24.6910     0.1000

10    13.7828     2.8000     1.846660   23.78

11    -18.9991    0.4000

12    -13.1750    0.9000     1.816000   46.62

13    74.5011     (d13)

14    ∞          0.4000                孔径光阑S

15    12.2399     2.0000     1.603001   65.44

16    -26.3127    0.1000

17    13.1192     2.0000     1.497820   82.56

18    -15.4816    0.8000     1.755199   27.51

19    ∞          1.5000

20^*   -14.9175    0.9000     1.773770   47.18

21    20.2985     1.5000     1.805181   25.42

22    60.5033     1.0000

23    ∞          (d23)                 眩光止挡器FS

24    12.7064     2.2000     1.693500   53.22

25^*   -28.4147    0.1000

26    15.8926     2.2000     1.487490   70.23

27    -12.0468    0.9000     1.799516   42.22

28    12.3520     6.0000

29    19.2289     2.0000     1.516330   64.14

30    -400.0000   (d30)

31    ∞          2.0000     1.544370   70.51

32    ∞          Bf

[非球面数据]

表面编号：7

κ＝0.9803

A4＝-7.93930E-07

A6＝-1.05690E-06

A8＝1.44520E-08

A10＝2.07200E-10

表面编号：20

κ＝0.1008

A4＝4.39590E-05

A6＝-1.18600E-07

A8＝3.80310E-07

A10＝-2.44850E-08

表面编号：25

κ＝-5.6785

A4＝2.33270E-04

A6＝1.02790E-06

A8＝-4.85880E-08

A10＝8.70610E-10

[技术规格]

变焦比：10.1360

        W       M       T

f＝     7.35    26.70   74.50

FNO＝   3.69    5.08    5.57

ω＝    39.2    11.8    4.3

TL＝    69.68   88.60   101.97

Bf＝    1.76    1.76    1.76

[可变距离]

       W         M          T

d5     1.2285    18.3628    31.4442

d13    13.9807   4.5865     0.9995

d23    2.9960    1.2072     0.9963

d30     2.0137     14.9775     19.0649

[透镜组数据]

组      I      焦距

G1      1      53.26

G2      6      -6.37

G3      15     18.06

G4      24     19.01

[用于条件表达式的值]

(1)：D/fNb＝        0.17(N＝4)

(2)：D/(fw×ft)^1/2＝0.25

(3)：f2/f1＝        -0.12

(4)：f3/f4＝        0.95

(5)：f3a/f3b＝      -0.69

(6)：f3/fw＝        2.46

图8A、8B和8C是根据实例3当对焦在无穷远而不进行减振时示出该变焦透镜系统的各种像差的曲线图、其中图8A示出广角端状态(f＝7.35)、图8B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图8C示出远摄端状态(f＝74.50)。图9A、9B和9C是根据实例3当对焦在无穷远而进行减振时示出该变焦透镜系统的彗差的曲线图、其中图9A示出广角端状态(f＝7.35)、图9B示出中等焦距状态(f＝26.70)、图9C示出远摄端状态(f＝74.50)。在图9A、9B、9C所示的曲线图中、θ表示减振时以度表示的校正角度。

正如从各曲线图清楚看到的、作为很好地校正在广角端状态、在中等焦距状态和在远摄端状态下的各种像差的结果、根据实例3的变焦透镜系统变现出极好的光学性能。

然后、说明装有根据本实施例的变焦透镜系统的照相机。虽然说明装有根据实例1的变焦透镜系统的照相机、但是用根据任何一个其他实例的变焦透镜系统能够获得同样的结果。

图10A和10B示出电子静像照相机的示意图、其装有根据实例1的变焦透镜系统、其中图10A是前视图、图10B是后视图。图11是沿图10A中的A-A线的剖视图。

在根据本实施例示于图10A、10B和图11的电子静像照相机1中、当按下电源开关按钮(未示出)时、快门(未示出)被打开、来自被摄体(未示出)的光被该取景透镜2收集、并且图像形成在设置于像平面I的成像装置C(例如CCD、CMOS等)上。形成在成像装置C上的该被摄体图像显示在设置于该电子静像照相机1背面的液晶监视器3上。通过观察该液晶监视器3选定该被摄体图像的构图之后、摄影者按下释放按钮4、以通过成像装置C拍摄该被摄体图像的图片、并且存储在存储器(未示出)中。

而且、在电子静像照相机1中、设置下述部件、例如、辅助光发射器5、当被摄体黑暗时其发射辅助光；W-T按钮6、其使得作为取景透镜2的该变焦透镜系统从广角端状态(W)向远摄端状态(T)变焦；和功能按钮7、其用于设置电子静像照相机1的各种状态。

在根据本实施例的电子静像照相机1中、取景透镜2具有减振功能以便校正图形模糊。

以这种方式、构成装有根据实例1的变焦透镜系统2的电子静像照相机1。

顺便说、下面的描述在不使光学性能变坏的限度内适用。

虽然具有四透镜组的布局的变焦透镜系统示作本实施例的每个实例、但是根据本实施例的透镜组布局不限于此、诸如三透镜组和五透镜组的其他透镜组布局也是可能的。

在每个实例中、为了从无穷远到近处物体进行对焦、透镜组的一部分、单个透镜组或多个透镜组可以沿着光轴移动。

对焦透镜组可以用于自动对焦、并且适合于被诸如超声马达的马达驱动。在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地第四透镜组的后组用于对焦透镜组。

透镜组或透镜组的一部分可以沿着垂直于光轴的方向移动用作减振透镜组、用于校正由相机的抖动引起的像模糊。特别优选地、第三透镜组的后组用作减振透镜组。

而且、任何透镜表面可以是非球面。该非球面可以通过精研磨工艺、玻璃材料用模具形成非球面形状的玻璃模制工艺、或树脂材料在玻璃表面上形成非球面形状的复合工艺制造。

虽然孔径光阑优选设置在第三透镜组附近、但是该功能可以由透镜框架替代而不设置作为孔径光阑的部件。

在宽波长范围上具有高透射比的防反射涂层可以施加于每个透镜表面、以减少炫光或幻像、因此能够得到具有高对比度的高光学性能。

虽然变焦透镜出现在本实施例的每个实例中、但它是也可以是单焦距透镜、其各透镜组之间的距离是固定的。

变焦透镜可以与成像装置作为整体一起构造、或者与成像装置可分离、比如可换透镜。

为了更好地理解本发明、本实施例仅仅示出具体的实例。因此、不用说、本发明在其更广的方面不限于这里示出和描述的具体细节和代表性的装置、并且在不脱离由所附权利要求和其等同物限定的总的发明构思的精神或范围的情况下能够进行各种修改。

而且、在根据本实施例的变焦透镜系统中、当后焦距是最小值时、优选地作为沿着光轴的最像侧透镜表面和像平面之间的距离的后焦距Bf为约10mm至30mm。

而且、在根据本实施例的变焦透镜系统中、优选地、像高度为5mm至12.5mm。最优选、像高度为5mm至9.5mm.

而且、在利用根据本实施例的变焦透镜系统的光学设备中、通过在与光轴垂直的方向上偏移包含在该变焦透镜系统中的至少一个透镜元件、或者通过在与光轴垂直的方向上偏移成像装置C、能够校正像模糊。

Claims (39)

1.一种变焦透镜系统，沿着光轴按照从物体起的顺序包括：

具有正折射光焦度的第一透镜组；

具有负折射光焦度的第二透镜组；

具有正折射光焦度的至少一个透镜组；以及

设置于最像侧的第n透镜组，

具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和具有正折射光焦度的后组，

当变焦时，所述前组和所述后组之间沿着所述光轴的距离是固定的，

通过沿着所述光轴移动所述后组进行对所述物体对焦，

在对焦期间，所述前组相对于像平面固定，并且

满足下面的条件表达式：

0.05＜D/fNb＜0.50

其中D表示当对焦在无穷远时所述前组的最像侧表面和所述后组的最物体侧表面之间沿着所述光轴的距离，而fNb表示所述后组的焦距。

2.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序是第四透镜组，并且在所述第二透镜组和所述第四透镜组之间包括具有正折射光焦度的第三透镜组。

3.根据权利要求2的变焦透镜系统，其中通过改变所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离、所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离、以及所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离而改变所述变焦透镜系统的焦距。

4.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中在所述第一透镜组和所述第n透镜组之间包括能够在与所述光轴垂直的方向上移动的透镜组。

5.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

0.20＜D/(fw×ft)^1/2＜0.50

其中fw表示所述变焦透镜系统在广角端状态下的焦距，而ft表示所述变焦透镜系统在远摄端状态下的焦距。

6.根据权利要求2的变焦透镜系统，其中当从广角端状态向远摄端状态变焦时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离增大，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离减小，并且所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离减小。

7.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中当从广角端状态向远摄端状态变焦时，向所述物体移动所述第一透镜组。

8.根据权利要求2的变焦透镜系统，其中当从广角端状态向远摄端状态变焦时，向所述物体移动所述第三透镜组和所述第四透镜组，并且移动所述第二透镜组。

9.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

-0.16＜f2/f1＜-0.08

其中f1表示所述第一透镜组的焦距，而f2表示所述第二透镜组的焦距。

10.根据权利要求2的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

0.75＜f3/f4＜2.00

其中f3表示所述第三透镜组的焦距，而f4表示所述第四透镜组的焦距。

11.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中所述第n透镜组的所述前组包括至少一个非球面。

12.根据权利要求2的变焦透镜系统，其中所述第三透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和具有负折射光焦度的后组，所述第三透镜组的所述后组能够在与所述光轴垂直的方向上移动，并且满足下面的条件表达式：

-1.00＜f3a/f3b＜-0.40

其中f3a表示所述第三透镜组的所述前组的焦距，而f3b表示所述第三透镜组的所述后组的焦距。

13.根据权利要求2的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

2.00＜f3/fw＜4.00

其中f3表示所述第三透镜组的焦距，而fw表示所述变焦透镜系统在广角端状态下的焦距。

14.根据权利要求12的变焦透镜系统，其中所述第三透镜组的所述后组包括至少一个非球面。

15.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中所述第n透镜组中的所述后组由单个透镜或胶合透镜构成。

16.一种变焦透镜系统，沿着光轴按照从物体起的顺序包括：

具有正折射光焦度的第一透镜组；

具有负折射光焦度的第二透镜组；以及

设置于最像侧的第n透镜组，

在所述第一透镜组和所述第n透镜组之间包括能够在与所述光轴垂直的方向上移动的透镜组，

具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和具有正折射光焦度的后组，

当变焦时，所述前组和所述后组之间沿着所述光轴的距离是固定的，

通过沿着所述光轴移动所述后组进行对所述物体对焦，并且

在对焦期间，所述前组相对于像平面固定。

17.根据权利要求16的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

0.05＜D/fNb＜0.50

其中D表示当对焦在无穷远时所述前组的最像侧表面和所述后组的最物体侧表面之间沿着所述光轴的距离，而fNb表示所述后组的焦距。

18.根据权利要求16的变焦透镜系统，其中在所述第一透镜组和所述第n透镜组之间包括具有正折射光焦度的至少一个透镜组。

19.根据权利要求16的变焦透镜系统，其中所述第n透镜组是从所述物体起计数的第四透镜组，并且在所述第四透镜组和所述第二透镜组之间包括具有正折射光焦度的第三透镜组。

20.根据权利要求16的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

0.20＜D/(fw×ft)^1/2＜0.50

其中D表示当对焦在无穷远时所述前组的最像侧表面和所述后组的最物体侧表面之间沿着所述光轴的距离，fw表示所述变焦透镜系统在广角端状态下的焦距，而ft表示所述变焦透镜系统在远摄端状态下的焦距。

21.根据权利要求16的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

-0.16＜f2/f1＜-0.08

其中f1表示所述第一透镜组的焦距，而f2表示所述第二透镜组的焦距。

22.根据权利要求19的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

0.75＜f3/f4＜2.00

其中f3表示所述第三透镜组的焦距，而f4表示所述第四透镜组的焦距。

23.根据权利要求19的变焦透镜系统，其中所述第三透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和具有负折射光焦度的后组，所述第三透镜组的所述后组能够在与所述光轴垂直的方向上移动。

24.根据权利要求23的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

-1.00＜f3a/f3b＜-0.40

其中f3a表示所述第三透镜组的所述前组的焦距，而f3b表示所述第三透镜组的所述后组的焦距。

25.根据权利要求19的变焦透镜系统，其中满足下面的条件表达式：

2.00＜f3/fw＜4.00

其中f3表示所述第三透镜组的焦距，而fw表示所述变焦透镜系统在广角端状态下的焦距。

26.根据权利要求16的变焦透镜系统，其中所述第n透镜组中的所述后组由单个透镜或胶合透镜构成。

27.一种光学设备，具有根据权利要求1至26中任一项所述的变焦透镜系统。

28.一种用于通过变焦透镜系统形成物体的像的方法，包括如下步骤：

提供所述变焦透镜系统，所述变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序包括具有正折射光焦度的第一透镜组、具有负折射光焦度的第二透镜组、具有正折射光焦度的至少一个透镜组、以及设置于最像侧的第n透镜组，具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和具有正折射光焦度的后组，当变焦时，所述前组和所述后组之间沿着所述光轴的距离是固定的，并且在对焦期间，所述前组相对于像平面固定；

当对所述物体对焦时沿着所述光轴移动所述后组；并且

满足下面的条件表达式：

0.05＜D/fNb＜0.50

其中D表示当对焦在无穷远时所述前组的最像侧表面和所述后组的最物体侧表面之间沿着所述光轴的距离，而fNb表示所述后组的焦距。

29.根据权利要求28的用于形成物体的像的方法，其中所述第n透镜组是从所述物体起计数的第四透镜组，并且在所述第四透镜组和所述第二透镜组之间包括具有正折射光焦度的第三透镜组。

30.根据权利要求28的用于形成物体的像的方法，其中所述第n透镜组中的所述后组由单个透镜或胶合透镜构成。

31.一种用于校正变焦透镜系统的像模糊的方法，包括如下步骤：

提供所述变焦透镜系统，所述变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序包括具有正折射光焦度的第一透镜组、具有负折射光焦度的第二透镜组、以及设置于最像侧的第n透镜组，具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和具有正折射光焦度的后组，当变焦时，所述前组和所述后组之间沿着所述光轴的距离是固定的，并且在对焦期间，所述前组相对于像平面固定；

当对焦时沿着所述光轴移动所述后组；以及

为了校正所述像模糊而在与所述光轴垂直的方向上偏移设置在所述第一透镜组和所述第n透镜组之间的透镜组。

32.根据权利要求31的用于校正像模糊的方法，还包括如下步骤：

提供作为所述第n透镜组的从所述物体起计数的第四透镜组、以及在所述第四透镜组和所述第二透镜组之间的具有正折射光焦度的第三透镜组。

33.根据权利要求32的用于校正像模糊的方法，还包括如下步骤：

提供所述第三透镜组，所述第三透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和具有负折射光焦度的后组；

在与所述光轴垂直的方向上偏移所述第三透镜组的所述后组；并且

满足下面的条件表达式：

-1.00＜f3a/f3b＜-0.40

其中f3a表示所述第三透镜组的所述前组的焦距，而f3b表示所述第三透镜组的所述后组的焦距。

34.根据权利要求32的用于校正像模糊的方法，还包括如下步骤：

满足下面的条件表达式：

2.00＜f3/fw＜4.00

其中f3表示所述第三透镜组的焦距，而fw表示所述变焦透镜系统在广角端状态下的焦距。

35.根据权利要求32的用于校正像模糊的方法，其中所述第三透镜组的所述后组包括至少一个非球面。

36.一种用于使变焦透镜系统变焦的方法，包括如下步骤：

提供所述变焦透镜系统，所述变焦透镜系统沿着光轴按照从物体起的顺序包括具有正折射光焦度的第一透镜组、具有负折射光焦度的第二透镜组、具有正折射光焦度的至少一个透镜组、以及设置于最像侧的第n透镜组，具有正折射光焦度的所述第n透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有正折射光焦度的前组和具有正折射光焦度的后组，当对所述物体对焦时沿着所述光轴移动所述后组，当变焦时所述前组和所述后组之间沿着所述光轴的距离是固定的，并且在对焦期间所述前组相对于像平面固定；

当变焦时，改变所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离、所述第二透镜组和所述正透镜组之间的距离、以及所述正透镜组和所述第n透镜组之间的距离；并且

满足下面的条件表达式：

0.05＜D/fNb＜0.50

其中D表示当对焦在无穷远时所述前组的最像侧表面和所述后组的最物体侧表面之间沿着所述光轴的距离，而fNb表示所述后组的焦距。

37.根据权利要求36的用于变焦的方法，还包括如下步骤：

当从广角端状态向远摄端状态变焦时，向所述物体移动所述第一透镜组。

38.根据权利要求36的用于变焦的方法，还包括如下步骤：

提供作为所述第n透镜组的从所述物体起计数的第四透镜组、以及在所述第四透镜组和所述第二透镜组之间的具有正折射光焦度的第三透镜组。

39.根据权利要求38的用于变焦的方法，还包括如下步骤：

当从广角端状态向远摄端状态变焦时，向所述物体移动所述第三透镜组和所述第四透镜组，并且移动所述第二透镜组。

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