CN102819097A - 变焦透镜和配有变焦透镜的图像拾取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了变焦透镜和配有变焦透镜的图像拾取装置。该变焦透镜包括正折光力的第一透镜单元、负折光力的第二透镜单元、反射元件和包含两个或更多个透镜单元和孔径光阑的后透镜组，其中，第一透镜单元、第二透镜单元和后透镜组的两个或更多个透镜单元在变焦期间移动而反射元件静止，其中，第一透镜单元和第二透镜单元在变焦期间的移动量M1和M2、孔径光阑的移动量Ms、整个变焦透镜的在广角端和望远端的焦距fw和ft、第二透镜单元的横向倍率β2w和β2t和从第一透镜面到孔径光阑的在广角端的距离LSw被适当地设定。

Description

变焦透镜和配有变焦透镜的图像拾取装置
技术领域
本发明涉及变焦透镜，并且更特别地，涉及适合于在诸如视频照相机、数字照相机、广播照相机和卤化银胶片照相机的图像拾取装置中使用的摄影光学系统的变焦透镜。
背景技术
近年来，要求在图像拾取装置中使用的摄影光学系统具有宽的视角、高的变焦比和小的尺寸。特别地，需要能够减小照相机的厚度的变焦透镜。使得能够实现在不使用时在外壳中的照相机的存放的可回缩变焦透镜是已知的。这通过相对于在变焦透镜处于摄影状态时的情况减小各透镜单元之间的距离实现，从而同时实现照相机的小型化和高的变焦比。另外，为了减小照相机的厚度在变焦透镜的光路内布置诸如能够将摄影光学系统的一部分的光轴弯曲或改变90°的反射镜或反射棱镜的光路弯曲反射元件的光路弯曲变焦透镜是已知的。并且，作为两种类型的变焦透镜的组合，如下这样的可回缩光路弯曲变焦透镜是已知的，其中当使用照相机时使用光学弯曲型，并且当不使用照相机时在通过沿光轴方向移动反射元件产生的空间中可回缩地存放位于反射元件的物侧的透镜单元。
日本专利申请公开No.2007-279541讨论了包括正折光力的第一透镜单元、负折光力的第二透镜单元、反射镜、正折光力的第三透镜单元和正折光力的第四透镜单元的光路弯曲变倍光学系统。另外，通过在不使用照相机时折叠反射镜并回缩第一和第二透镜单元减小照相机的尺寸。
美国专利No.7889436讨论了包括正折光力的第一透镜单元、负折光力的第二透镜单元、反射部件、负折光力的第三透镜单元、正折光力的第四透镜单元以及正或负折光力的第五透镜单元的变焦透镜。另外，通过当不使用照相机时反射部件沿光轴向像面侧的撤回和第一和第二透镜单元的回缩，实现照相机的薄型化。
通过使用可回缩光路弯曲变焦透镜，能够有利于高的变焦比，并且，如果被应用于照相机，那么能够实现照相机的厚度减小。但是，为了获得这种优点，适当地设定变焦透镜的透镜配置并设定反射元件在光路当中的布置或孔径光阑的位置是重要的。
例如，适当地设定诸如透镜单元的数量、各透镜单元的折光力的布置或各透镜单元在变焦期间的移动条件、被布置于光路中时的孔径光阑的位置等的透镜配置是重要的。如果这样的配置不合适，那么难以获得上述的优点。
例如，在日本专利申请公开No.2007-279541中的例子1、2和4中，进行布置，使得物侧的透镜单元的变倍贡献比反射部件大，并且，第一透镜单元的移动量被设为比第二透镜单元小。在这种例子中的每一个中，在广角端的总视角被设为60～65度。例如，为了在该配置中获得宽的视角，第二透镜单元的移动量比第一透镜单元大。因此，在广角端，前透镜被布置为远离光阑的位置。作为结果，在广角端，前透镜有效直径趋于增加。同时，为了减小第二透镜单元的移动量，必须增加第二透镜单元的折光力，并且，由于宽的视角，因此像场弯曲趋于增加。
在日本专利申请公开No.2007-279541的例子3中，第二透镜单元在变焦期间是静止的。在该配置中，为了获得具有更宽的视角和更高的变焦比的变焦透镜，必须增加第一透镜单元的移动量或增加第二透镜单元的折光力。作为结果，回缩段数增加，使得透镜镜筒直径趋于增加。在可回缩光路弯曲变焦透镜中，非常难以获得宽的视角并减小前透镜有效直径。
发明内容
本发明的各方面针对能够容易地以高的变焦比和宽的视角获得优异的图像并且当被应用于照相机时能够减小照相机厚度的变焦透镜和配有该变焦透镜的图像拾取装置的实施例。
根据本发明的一方面，一种变焦透镜从物侧到像侧依次包括正折光力的第一透镜单元、负折光力的第二透镜单元、反射元件以及包括至少两个透镜单元和孔径光阑的后透镜组，其中，第一透镜单元、第二透镜单元和后透镜组的两个或更多个透镜单元被布置为在变焦期间移动，并且，反射元件被布置为在变焦期间静止，
其中，变焦透镜满足以下的条件：
1.4<M1/M2<20.0
0.20<(M2+Ms)/LSw<0.44，以及
0.20<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.44，
这里，M1表示在从广角端到望远端的变焦期间第一透镜单元移动的距离，M2表示在从广角端到望远端的变焦期间第二透镜单元移动的距离，Ms表示在从广角端到望远端的变焦期间孔径光阑移动的距离；
LSw表示在广角端的从孔径光阑到第一透镜单元中的最靠近物侧的透镜表面的距离，
β2w和β2t分别表示第二透镜单元的在广角端和望远端的横向倍率，
fw和ft分别表示整个变焦透镜的在广角端和望远端的焦距。
参照附图阅读示例性实施例的以下的详细描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。
附图说明
包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明的第一实施例的变焦透镜的在广角端的透镜截面图。
图2A、图2B和图2C分别是根据本发明的第一实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图3是示出根据本发明的第二实施例的变焦透镜的在广角端的透镜截面图。
图4A、图4B和图4C分别是根据本发明的第二实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图5是示出根据本发明的第三实施例的变焦透镜的在广角端的透镜截面图。
图6A、图6B和图6C分别是根据本发明的第三实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图7是示出根据本发明的第四实施例的变焦透镜的在广角端的透镜截面图。
图8A、图8B和图8C分别是根据本发明的第四实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图9是示出根据本发明的第五实施例的变焦透镜的在广角端的透镜截面图。
图10A、图10B和图10C分别是根据本发明的第五实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图11是示出根据本发明的第六实施例的变焦透镜的在广角端的透镜截面图。
图12A、图12B和图12C分别是根据本发明的第六实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图13是示出根据本发明的第七实施例的变焦透镜的在广角端的透镜截面图。
图14A、图14B和图14C分别是根据本发明的第七实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图15是示出根据本发明的第八实施例的变焦透镜的在广角端的透镜截面图。
图16A、图16B和图16C分别是根据本发明的第八实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图17A和图17B是示出使用根据本发明的实施例的变焦透镜的图像拾取装置的示意性配置图。
图18是示出使用根据本发明的实施例的变焦透镜的图像拾取装置的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的各种实施例、特征和方面。在以下描述的本发明的实施例中的每一个可单独地实现，或者在必要的情况下，或者在单个实施例中组合来自各单个实施例的要素或特征有益的情况下，可作为多个实施例或其特征的组合实现。
根据本发明的实施例的变焦透镜从物侧到像侧依次包括正折光力的第一透镜单元和负折光力的第二透镜单元。另外，根据本发明的实施例的变焦透镜包括包含用于在90°或90°±10°内弯曲光轴的反射镜或反射棱镜的光路弯曲反射元件以及包含两个或更多个透镜单元和孔径光阑的后透镜组。在变焦期间，第一透镜单元、第二透镜单元和后透镜组的两个或更多个透镜单元移动。在变焦期间，反射元件是静止的。
在回缩存放状态中，反射元件移动到与摄影状态时的位置不同的位置。另外，变焦透镜的一部分（例如第一透镜单元和第二透镜单元）移动到通过反射元件的移动产生的空间，并且，至少它们的一部分被回缩存放于其中。很显然，诸如仅仅第一透镜单元（L1）的透镜单元的替代部分可在激活图像捕获（摄影状态）时延伸到图像拾取装置的体部的外面，并在不致动图像捕获时回缩到图像拾取装置的体部内。
图1是示出根据本发明的第一实施例的变焦透镜的在光路展开时的在广角端（短焦距端）的透镜截面图。图2A、图2B和图2C分别是根据本发明的第一实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端（长焦距端）的像差图。
图3是示出根据本发明的第二实施例的变焦透镜的在光路展开时的在广角端的透镜截面图。图4A、图4B和图4C分别是根据本发明的第二实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图5是示出根据本发明的第三实施例的变焦透镜的在光路展开时的在广角端的透镜截面图。图6A、图6B和图6C分别是根据本发明的第三实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图7是示出根据本发明的第四实施例的变焦透镜的在光路展开时的在广角端的透镜截面图。图8A、图8B和图8C分别是根据本发明的第四实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图9是示出根据本发明的第五实施例的变焦透镜的在光路展开时的在广角端的透镜截面图。图10A、图10B和图10C分别是根据本发明的第五实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图11是示出根据本发明的第六实施例的变焦透镜的在光路展开时的在广角端的透镜截面图。图12A、图12B和图12C分别是根据本发明的第六实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图13是示出根据本发明的第七实施例的变焦透镜的在光路展开时的在广角端的透镜截面图。图14A、图14B和图14C分别是根据本发明的第七实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图15是示出根据本发明的第八实施例的变焦透镜的在光路展开时的在广角端的透镜截面图。图16A、图16B和图16C分别是根据本发明的第八实施例的变焦透镜的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。
图17A和图17B是示出根据本发明的第一实施例的变焦透镜的光轴被光路弯曲反射元件弯曲并存放于照相机主体中时的图像拾取装置的主要部分的示意图。图18是示出根据本发明的实施例的图像拾取装置的主要部分的示意图。
第一到第八实施例分别与以下描述的数值例1～8对应。各实施例的变焦透镜是在图像拾取装置中使用的摄影光学系统。在通过展开光路获得的透镜截面图中，左侧指的是物侧（前侧），右侧指的是像侧（后侧）。当各实施例的变焦透镜被用作投影仪等中的投影透镜时，在通过展开光路获得的透镜截面图中，左侧指的是屏幕，右侧指的是投影目标图像。在透镜截面图中，i表示从物侧起的透镜单元的次序，Li表示第i个透镜单元。
LR表示包括两个或更多个透镜单元的后透镜组。SS表示孔径光阑。UR表示包含用于将光学系统的光轴弯曲90°的反射镜或利用内部反射的棱镜的反射元件。箭头表示从广角端到望远端的变焦期间的各透镜单元的移动轨迹。
G表示包括滤光器和相位板等的光学块。IP表示与在被用作视频照相机或数字照相机的摄影光学系统时的诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态图像传感器（光电转换元件）的图像拾取面对应的或与在被用作卤化银胶片照相机的摄影光学系统时的胶片表面对应的像面。
图1、图3、图5、图7、图9和图11所示的第一到第六实施例涉及6单元变焦透镜。在这样的透镜的截面图中，L1表示正折光力的第一透镜单元，L2表示负折光力的第二透镜单元，UR表示反射元件。后透镜组LR包含负折光力的第三透镜单元L3、正折光力的第四透镜单元L4、负折光力的第五透镜单元L5和正折光力的第六透镜单元L6。
图13所示的第七实施例涉及四单元变焦透镜。在图13的透镜截面图中，L1表示正折光力的第一透镜单元，L2表示负折光力的第二透镜单元，UR表示反射元件。后透镜组LR包含正折光力的第三透镜单元L3和正折光力的第四透镜单元L4。
图15所示的第八实施例涉及五单元变焦透镜。在图15的透镜截面图中，L1表示正折光力的第一透镜单元，L2表示负折光力的第二透镜单元，UR表示反射元件。后透镜组LR包含正折光力的第三透镜单元L3、负折光力的第四透镜单元L4和正折光力的第五透镜单元L5。
在图17A和图17B所示的具有根据本发明的实施例的变焦透镜的数字照相机（图像拾取装置）的示意性配置图中，图17A示出摄影状态，图17B示出变焦透镜不用于成像的存放状态（回缩状态）。
图17A和图17B所示的变焦透镜是根据本发明的第一实施例的变焦透镜。在图17A中，L1表示正折光力的第一透镜单元，L2表示负折光力的第二透镜单元。UR表示包含用于弯曲光路的反射面的反射元件，在图17A中，该反射元件是使用内部反射的棱镜。LR表示包含相对于反射元件UR布置于像侧的两个或更多个透镜单元和孔径光阑SS的后透镜组。后透镜组LR包含负折光力的第三透镜单元L3、正折光力的第四透镜单元L4、负折光力的第五透镜单元L5和正折光力的第六透镜单元L6。
孔径光阑SS被布置于第四透镜单元L4的透镜之间。IP表示接收通过变焦透镜形成的图像的诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态图像传感器（光电转换元件）。在像差图中，d线和g线分别表示夫琅和费（Fraunhofer）的d线和夫琅和费的g线，ΔM和ΔS分别表示子午像面和弧矢像面。倍率色差由g线表示。ω表示半视角（度），Fno表示F数。在各实施例中，广角端和望远端指的是变焦透镜单元位于机构的光轴上的可动范围内的各端部时的变焦位置。
在各实施例中，从物侧到像侧依次布置正折光力的第一透镜单元L1、负折光力的第二透镜单元L2、光路弯曲反射元件UR以及包含两个或更多个透镜单元和孔径光阑的后透镜组LR。在变焦期间，第一透镜单元L1、第二透镜单元L2、后透镜组LR的两个或更多个透镜单元移动。这里，反射元件UR对于变焦不移动。
由于布置在变焦期间静止的反射元件UR，因此，通过弯曲变焦透镜的光路有效地利用照相机体部内的空间。作为结果，能够实现高的变焦比，并获得沿前后方向具有减小的尺寸的变焦透镜。另外，由于正折光力的第一透镜单元L1被布置于最接近物体侧并且通过至少移动第一透镜单元L1和第二透镜单元L2进行变焦，因此，能够实现变焦透镜的宽视角和高变焦比。
特别地，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元L2的移动量比第一透镜单元L1的移动量小。作为结果，前透镜（第一透镜单元L1）在广角端被布置在更接近像侧的位置。因此，能够减小到孔径光阑SS的距离，并抑制由宽的视角导致的前透镜有效直径的增加。另外，由于进行布置使得物侧的透镜单元的变倍贡献比反射元件UR的变倍贡献小，因此能够抑制第二透镜单元L2的折光力的增加并适当地校正由宽的视角导致的像场弯曲。
在各实施例中，第一透镜单元L1和第二透镜单元L2在变焦期间移动，并且，第一透镜单元L1与第二透镜单元L2之间的移动量的比或变倍贡献被适当地调整。因此，能够抑制整个变焦透镜的尺寸的增加并容易地获得宽的视角。
具体地，如果满足以下的条件，则可获得本发明的优点：
1.4<M1/M2<20.0    (1)
0.20<(M2+Ms)/LSw<0.44，and    (2)
0.20<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.44    (3)，
这里，M1和M2分别表示从广角端到望远端的变焦期间的第一透镜单元L1和第二透镜单元L2的移动量（绝对值）。β2w和β2t分别表示第二透镜单元L2的在广角端和望远端的横向倍率，LSw表示作为最接近物侧的透镜表面的第一透镜面上的到孔径光阑SS的在广角端的距离。Ms表示在从广角端到望远端的变焦期间的孔径光阑SS移动量（绝对值）。fw和ft分别表示整个变焦透镜的在广角端和望远端的焦距。
条件（1）是用于限定在从广角端到望远端的变焦期间第一透镜单元L1和第二透镜单元L2的相对移动量的条件。在该条件中，第一透镜单元L1的移动量比第二透镜单元L2的移动量大。即，从广角端到望远端，第一透镜单元L1向物侧移动经过大的距离。作为结果，前透镜（第一透镜单元L1）被布置为在广角端更接近像侧，使得能够抑制由宽的视角导致的前透镜有效直径的增加。
如果超出条件（1）的下限，那么相对于第一透镜单元L1的移动量，第二透镜单元L2的移动量明显较大，并且，前透镜在广角端被布置为更接近物侧。因此，由于宽的视角，前透镜有效直径增加。同时，如果超出条件（1）的上限，那么相对于第一透镜单元L1的移动量，第二透镜单元L2的移动量明显较小，由第二透镜单元L2的移动量导致的变焦效果减小。出于这种原因，必须增加第二透镜单元L2的折光力。因此，难以在广角端校正像场弯曲。
条件（2）限定在广角端的孔径光阑SS的位置。在该条件下，进行布置，使得前透镜在广角端位于孔径光阑SS的附近。由于前透镜被布置为在广角端更接近孔径光阑SS，因此，能够抑制由宽的视角导致的前透镜有效直径的增加。如果超出条件（2）的下限，那么用作变焦透镜单元的第二透镜单元L2的移动量明显减小，并且，对于变焦必须增加第二透镜单元L2的折光力。因此，难以在广角端校正像场弯曲。
同时，如果超出条件（2）的上限，那么第二透镜单元L2的移动量和具有孔径光阑的透镜单元的移动量明显增加，并且，难以在广角端在孔径光阑的附近布置前透镜。因此，由于宽的视角，前透镜有效直径增加。
条件（3）涉及第二透镜单元L2的变倍贡献量。在该条件下，通过光路弯曲反射元件UR适当地设定物侧透镜单元与像侧透镜单元之间的变倍贡献的平衡。如果超出条件（3）的下限，那么第二透镜单元L2的变倍贡献量明显减小，并且，必须通过使用反射元件UR增加像侧透镜单元的变倍贡献。作为结果，相对于反射元件UR像侧透镜系统的尺寸增加，并且，照相机的宽度增加。同时，如果超出上限，那么第二透镜单元L2的变倍贡献明显增加，因此，第二透镜单元L2的折光力增加。作为结果，难以在广角端校正像场弯曲。
在各实施例中，更有用地，条件（1）～（3）的数值范围被设定如下：
1.43<M1/M2<15.0    (1a)
0.25<(M2+Ms)/LSw<0.43    (2a)
0.220<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.440    (3a)
在各实施例中，更有用地，条件（1a）～（3a）的数值范围被设定如下：
1.46<M1/M2<10.00    (1b)
0.30<(M2+Ms)/LSw<0.42    (2b)
0.250<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.435    (3b)
下面，将描述根据本发明的各实施例的变焦透镜的配置。在各实施例中，当变焦透镜从摄影状态（图17A）前进到存放状态（图17B）时，反射元件UR沿光轴向像侧移动。另外，第一透镜单元L1和第二透镜单元L2移至通过移动反射元件UR产生的空间，并且被回缩存放于其中。如果使用这种可回缩光路弯曲变焦透镜，那么能够进一步很容易地减小照相机的前后方向的尺寸。
在根据本发明的实施例的变焦透镜中，有用地，满足一个或更多个以下的条件。这里，OALw表示整个变焦透镜的在广角端的长度（相对于最接近像侧的透镜面的更接近像侧的并且不具有折光力的玻璃块的长度被称为空气等效光路长度）。
νd2p表示包含于第二透镜单元L2中的材料中的具有最小的阿贝（Abbe）数的正透镜的材料的阿贝数。nd2ave表示包含于第二透镜单元L2中的透镜的材料的平均折射率。νd1p和nd1p分别表示包含于第一透镜单元L1中的材料中的具有最大阿贝数的正透镜的材料的阿贝数和折射率。f1和f2分别表示第一透镜单元L1和第二透镜单元L2的焦距。D2表示第二透镜单元L2的沿光轴的厚度（从物侧的透镜的表面顶点到像侧的透镜的表面顶点的距离）。在这种情况下，有用地满足以下的条件中的至少一个。
0.40<LSw/OALw<0.66    (4)
10.0<νd2p<20.0    (5)
1.83<nd2ave<2.30    (6)
60.0<νd1p<100.0    (7)
1.40<nd1p<1.70    (8)
3.50<f1/|f2|<8.00    (9)
0.60<|f2|/D2<1.20    (10)
下面，描述各条件的技术意义。
条件（4）限定在广角端的孔径光阑SS的位置。如果孔径光阑SS被布置为满足条件（4），那么在广角端前透镜被布置在孔径光阑SS的附近。因此，能够容易地抑制由宽的视角导致的前透镜有效直径的增加。
如果超出条件（4）的下限，那么整个变焦透镜的在广角端的长度相对于从前透镜到孔径光阑SS的位置的距离明显增加。这导致照相机的宽度的增加。同时，如果超出条件（4）的上限，那么难以在广角端在孔径光阑SS附近布置前透镜。因此，由于宽的视角，前透镜有效直径增加。
条件（5）限定包含于第二透镜单元L2中的正透镜的材料的阿贝数。如果在包含于第二透镜单元L2中的正透镜的至少一个中使用满足条件（5）的高色散材料，那么第二透镜单元L2内的消色差被强化，并且，能够减轻第二透镜单元L2的各单个透镜的折光力。作为结果，能够容易地减小第二透镜单元L2的厚度（沿光轴的厚度）。在这种情况下，由于第二透镜单元L2在照相机不被使用时回缩，因此能够减小第二透镜单元L2的厚度并因此减小照相机的厚度。
如果超出条件（5）的下限，那么正透镜的材料的色散明显增加，因此，第二透镜单元L2内的色差被过量校正。同时，如果超出条件（5）的上限，那么正透镜的材料的色散明显减小，并且必须增加第二透镜单元L2内的用于消色差的各单个透镜的焦度。作为结果，难以减小第二透镜单元L2的厚度。
条件（6）限定包含于第二透镜单元L2中的全部的透镜的材料的平均折射率。如果包含于第二透镜单元L2中的全部的透镜的材料的平均折射率满足条件（6），那么第二透镜单元L2的厚度减小，并因此减小照相机的厚度。另外，容易校正在广角端的像场弯曲。
如果超出条件（6）的下限，那么平均折射率明显减小，并且，第二透镜单元L2的厚度增加。另外，难以在广角端校正像场弯曲。同时，如果超出条件（6）的上限，那么平均折射率明显增加，并且，整个变焦透镜的Petzval和（Petzval sum）沿正方向增加。因此，难以对于整个变焦范围校正像场弯曲。
条件（7）限定包含于第一透镜单元L1中的正透镜的材料的阿贝数。如果在包含于第一透镜单元L1中的正透镜中的至少一个中使用满足条件（7）的低色散材料，那么能够在从广角端到望远端的整个变焦范围上适当地校正色差。
如果超出条件（7）的下限，那么正透镜的材料的色散明显增加，并且，在广角端的倍率色差和望远端的轴向色差不被充分校正。同时，如果超出条件（7）的上限，那么容易校正色差。但是，由于该范围的材料趋于具有低的折射率，因此第一透镜单元L1的厚度增加，并且，难以在望远端校正球面像差和彗形像差。
条件（8）限定包含于第一透镜单元L1中的正透镜中的具有最大的阿贝数的正透镜的材料的折射率。如果具有最大的阿贝数的正透镜的材料的折射率满足条件（8），那么能够减小第一透镜单元L1的厚度并容易在望远端校正球面像差和彗形像差。在这种情况下，由于第一透镜单元L1在照相机不被使用时回缩，因此能够容易通过减小第一透镜单元L1的厚度减小照相机的厚度。
如果超出条件（8）的下限，那么该正透镜的材料的折射率明显减小，并且，第一透镜单元L1的厚度增加。另外，难以在望远端校正球面像差和彗形像差。同时，如果超出条件（8）的上限，那么该正透镜的材料的折射率明显增加，并且，难以选择低色散材料。因此，难以校正广角端的倍率色差和望远端的轴向色差。
条件（9）限定第一透镜单元L1与第二透镜单元L2之间的折光力的平衡。如果第一透镜单元L1与第二透镜单元L2之间的焦度平衡满足条件（9），那么能够减小整个变焦透镜的尺寸并容易获得优异的光学性能。
如果超出条件（9）的下限或上限中的任一个，那么第一透镜单元L1或第二透镜单元L2的折光力不可避免地增加，使得难以在整个变焦范围上校正像差。因此，整个变焦透镜的尺寸增加以获得希望的变焦比。
条件（10）限定第二透镜单元L2的折光力与第二透镜单元L2的厚度之间的平衡。如果第二透镜单元L2满足条件（10），那么第二透镜单元L2的厚度减小，使得能够减小照相机的厚度并容易在广角端执行像场弯曲的良好的校正。
如果超出条件（10）的下限，那么第二透镜单元L2的折光力明显增加，并且，难以在广角端校正像场弯曲。另外，第二透镜单元L2的厚度明显增加，并且，照相机的厚度增加。
在各实施例中，更有用地，条件（4）～（10）的数值范围被设定如下：
0.500<LSw/OALw<0.655    (4a)
12.0<νd2p<19.5    (5a)
1.85<nd2ave<2.20    (6a)
61.0<νd1p<98.0    (7a)
1.43<nd1p<1.65    (8a)
3.60<f1/|f2|<7.50    (9a)
0.70<|f2|/D2<1.15    (10a)
在各实施例中，更有用地，条件（4a）～（10a）的数值范围被设定如下：
0.520<LSw/OALw<0.652    (4b)
14.0<νd2p<19.0    (5b)
1.87<nd2ave<2.10    (6b)
62.0<νd1p<96.0    (7b)
1.45<nd1p<1.62    (8b)
3.70<f1/|f2|<7.00    (9b)
0.75<|f2|/D2<1.10    (10b)
下面，将详细描述各实施例的透镜配置。
将参照图1描述根据本发明的第一实施例的变焦透镜。图1的第一实施例涉及从物侧到像侧依次包括具有正折光力、负折光力、负折光力、正折光力、负折光力和正折光力的第一到第六透镜单元的六单元变焦透镜。
在第一实施例中，在从广角端到望远端的变焦期间，反射元件UR、第三透镜单元L3和第五透镜单元L5是静止的。另外，第一透镜单元L1和第四透镜单元L4向物侧移动，并且，第二透镜单元L2和第六透镜单元L6向像侧移动。这里，具有孔径光阑SS的透镜单元LS是第四透镜单元L4。孔径光阑SS被布置于第四透镜单元L4内，并且与第四透镜单元L4同步地移动。另外，使用利用全反射的全反射棱镜作为反射元件UR。
由于负折光力的第三透镜单元L3被布置于反射元件UR的像侧，因此，第四透镜单元L4的正折光力增加，并且，第四透镜单元L4的变倍贡献增加。另外，在整个变焦透镜上实现高的变焦比，同时减轻相对于反射元件UR位于物侧的透镜单元的变倍贡献。
通过沿非线性轨迹向像侧移动第六透镜单元L6执行对于由变焦导致的像面变化的补偿。通过使用沿光轴移动第六透镜单元L6的后聚焦型执行从无限远物体到有限远物体的聚焦。通过移动第四透镜单元L4的透镜的一部分以具有与光轴垂直的成分，执行用于校正当变焦透镜振动时产生的图像抖动的照相机抖动校正。
将参照图3描述根据本发明的第二实施例的透镜单元。第二实施例在透镜单元的数量、诸如折光力布置的变焦类型、聚焦类型和照相机抖动校正类型等方面与第一实施例类似。第二实施例与第一实施例的不同在于，使用反射镜作为反射元件UR。
将参照图5描述根据本发明的第三实施例的透镜单元。第三实施例在变焦类型、聚焦类型和照相机抖动校正类型等方面与第一实施例类似。第三实施例与第一实施例的不同在于，孔径光阑SS被独立地配置，并且在变焦期间独立地移动。
具体地，孔径光阑SS被布置于第三透镜单元L3与第四透镜单元L4之间，并且在从广角端到望远端的变焦期间与各透镜单元独立地向物侧移动。在广角端，孔径光阑的位置更接近物侧。因此，能够有利地减小前透镜有效直径。
将参照图7描述根据本发明的第四实施例的透镜单元。第四实施例在变焦类型、聚焦类型和照相机抖动校正类型等方面与第一实施例类似。第四实施例与第一实施例的不同在于，第五透镜单元L5在变焦期间移动。具体地，通过在从广角端到望远端的变焦期间向物侧移动第五透镜单元L5，适当地校正中间变焦位置的像场弯曲的变化等。
将参照图9描述根据本发明的第五实施例的透镜单元。第五实施例在变焦类型、聚焦类型和照相机抖动校正类型等方面与第一实施例类似。第五实施例与第一实施例的不同在于变焦比较大。在第五实施例中，在第一透镜单元L1的正透镜中使用异常部分色散的低色散材料。因此，能够适当地校正由高变焦比导致的望远端的色差的增加。
将参照图11描述根据本发明的第六实施例的透镜单元。第六实施例在变焦类型、聚焦类型和照相机抖动校正类型等方面与第一实施例类似。第六实施例与第一实施例的不同在于，变焦比较大。在第六实施例中，作为低色散材料的替代，在第一透镜单元L1的正透镜中使用异常部分色散的高折射率材料。因此，能够适当地校正由高变焦比导致的望远端的色差的增加，并减小第一透镜单元L1的厚度。
将参照图13描述根据本发明的第七实施例的透镜单元。在第七实施例中，透镜单元是从物侧依次包含具有正折光力、负折光力、正折光力和正折光力的第一到第四透镜单元的四单元变焦透镜。在第七实施例中，反射元件UR在从广角端到望远端的变焦期间是静止的。第一透镜单元L1和第三透镜单元L3被布置于物侧，并且，第二透镜单元L2被布置于像侧。第四透镜单元L4非线性地移动。
这里，具有孔径光阑SS的透镜单元LS是第三透镜单元L3。孔径光阑SS被布置于第三透镜单元L3内，并且与第三透镜单元L3同步地移动。另外，与第一实施例类似，使用全反射棱镜作为反射元件UR。由于在从广角端到望远端的变焦期间获得紧接于反射元件UR的位置之前的第三透镜单元L3的移动行程，因此，第三透镜单元L3的变倍贡献增加。另外，在减轻相对于反射元件UR被布置于物侧的透镜单元的变倍贡献的同时，实现整个透镜单元中的高变焦比。
通过沿非线性轨迹向像侧移动第四透镜单元L4，执行对于由变焦导致的像面的变化的补偿。通过使用沿光轴移动第四透镜单元L4的后聚焦型，执行从无限远物体到有限远物体的聚焦。通过移动第三透镜单元L3的透镜的一部分以具有与光轴垂直的成分，执行照相机抖动的校正。
将参照图15描述根据本发明的第八实施例的透镜单元。在第八实施例中，透镜单元是从物侧起依次包括具有正折光力、负折光力、正折光力、负折光力和正折光力的第一到第五透镜单元的五单元变焦透镜。
在第八实施例中，在从广角端到望远端的变焦期间，反射元件UR和第四透镜单元L4是静止的，并且，第一透镜单元L1和第三透镜单元L3向物侧移动，并且，第二透镜单元L2和第五透镜单元L5向像侧移动。这里，具有孔径光阑SS的透镜单元LS是第三透镜单元L3。孔径光阑SS被布置于第三透镜单元L3内并且与第三透镜单元L3同步地移动。另外，与第一实施例类似，使用全反射棱镜作为反射元件UR。
由于在从广角端到望远端的变焦期间获得紧接于反射元件UR的位置之前的第三透镜单元L3的移动行程，因此，第三透镜单元L3的变倍贡献增加。另外，由于在第三透镜单元L3与第五透镜单元L5之间添加负折光力的第四透镜单元L4，因此，第五透镜单元L5的正折光力增加，并且，变倍贡献和聚焦敏感度均增加。因此，第三透镜单元L3和第五透镜单元L5的变倍贡献增加，并且能够在减轻相对于反射元件UR布置于物侧的透镜单元的变倍贡献的同时在整个变焦透镜中实现高的变焦比。
通过沿非线性轨迹向像侧移动第五透镜单元L5，执行对于由变焦导致的像面的变化的补偿。通过使用沿光轴移动第五透镜单元L5的后聚焦类型，执行从无限远物体到有限远物体的聚焦。通过移动第三透镜单元L3的透镜的一部分以具有与光轴垂直的成分，执行照相机抖动的校正。
在各实施例的变焦透镜中，为了控制F数在变焦期间的变化，可根据变焦位置控制孔径光阑SS的孔径直径。另外，当本发明被应用于具有电子图像传感器的数字照相机时，可以以电气的方式校正（通过图像处理校正）通过变焦透镜形成的图像的畸变。
以下，将描述与第一到第八实施例对应的数值例1～8的具体的数值数据。在各数值例中，i表示从物侧起计数的表面号，ri表示第i个光学表面（第i个表面）的曲率半径。另外，di表示第i个表面与第（i+1）个表面之间的轴向距离，ndi和νdi分别表示对于d线的第i个光学部件的折射率和阿贝数。视角由半视角（度）表示。这里，阿贝数νd可被表达如下：
νd=(Nd-1)/(NF-NC)，
这里，Nd表示对于夫琅和费的d线（波长：587.6nm）的折射率，NF表示对于夫琅和费的F线（波长：486.1nm）的折射率，并且，NC表示对于夫琅和费的C线（波长：656.3nm）的折射率。
非球面形状可被表达如下：
x=(h2/r)/[1+{1-(1+K)×(h/r)2}1/2]+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10，
这里，光的传播方向被设为正，x表示沿光轴方向的距表面顶点的位移量，h表示沿与光轴垂直的方向的距光轴的高度，r表示旁轴曲率半径，K表示圆锥常数，A4、A6、A8和A10表示非球面系数。
另外，表达方式“±eXX”意味着“×10±XX”。在表1中表示上述的条件与数值例之间的关系。
数值例1
单位：mm
表面数据
Figure BDA00001743594500181
Figure BDA00001743594500191
Figure BDA00001743594500201
非球面数据
第七表面
K=0.00000e+000 A4=-1.08503e-004 A6=-6.19351e-006A8=2.36397e-007 A10=-1.20711e-008
第十六表面
K=-4.71075e-001 A4=-5.10203e-005 A6=1.18500e-007A8=-1.31444e-008
第十七表面
K=-1.87937e+001 A4=3.60355e-005
第二十六表面
K=0.00000e+000 A4=-9.54239e-005 A6=-9.58971e-007A8=8.96786e-009
各种数据
变焦比：9.42
  广角   中间   望远
焦距   4.43   16.29   41.71
F数   3.11   4.91   6.07
半视角   36.96   13.38   5.31
像高   3.33   3.88   3.88
透镜总长   73.53   79.52   86.37
  BF   0.50   0.50   0.50
  d5   0.50   10.31   17.16
  d11   4.75   0.94   0.93
  d15   12.8   5.24   0.32
  d23   0.91   8.47   13.39
  d25   5.56   10.03   10.79
  d27   7.65   3.18   2.43
入射光瞳位置   15.01   42.25   89.55
出射光瞳位置   -63.23   64.31   46.98
  前侧主点位置   19.14   62.70   168.69
后侧主点位置   -3.93   -15.79   -41.21
变焦透镜单元数据
  单元   开始表面   焦距   透镜长度   前侧主点位置   后侧主点位置
  L1   1   36.47   8.00   1.44   -3.58
  L2   6   -6.59   7.94   0.45   -6.18
  UR   12   ∞   8.00   2.18   -2.18
  L3   14   -76.93   0.60   -0.48   -0.83
  L4   16   12.26   9.29   2.39   -6.03
  L5   24   -14.81   0.70   0.35   -0.08
  L6   26   14.68   3.35   1.08   -1.27
  G   28   ∞   2.30   1.01   -1.01
单个透镜数据
  透镜   开始表面   焦距
  1   1   -58.43
  2   2   52.34
  3   4   36.66
  4   6   -7.14
  5   8   -8.71
  6   10   11.09
  7   12   0.00
  8   14   -76.93
  9   16   12.92
  10   19   -24.98
  11   21   10.85
  12   22   -25.56
  13   24   -14.81
  14   26   14.68
  15   28   0.00
  16   30   0.00
数值例2
单位：mm
表面数据
表面号   r   d   nd   νd 有效直径
  1   32.569   1.20   1.84666   23.9   24.31
  2   19.807   3.60   1.59282   68.6   21.76
  3   69.358   0.11   21.27
  4   23.456   2.70   1.77250   49.6   20.62
  5   73.065 可变   19.99
  6   117.517   1.20   1.86400   40.6   13.62
  7＊   6.215   3.73   9.61
  8   -12.077   0.70   1.88300   40.8   9.31
  9   30.450   0.12   9.57
  10   18.308   2.00   1.92286   18.9   9.79
  11   -26.183 可变   9.79
  12   ∞   8.00   7.98
  13   ∞   0.69   5.97
  14   -25.508   0.65   1.77250   49.6   6.07
  15   -49.142 可变   6.24
  16＊   9.848   2.10   1.55332   71.7   6.55
  17＊   -34.828   1.11   6.47
18(光阑)   ∞   1.11   6.25
  19   12.978   0.65   1.84666   23.9   5.99
  20   8.181   1.63   5.74
  21   15.449   2.90   1.48749   70.2   5.81
  22   -8.986   0.65   1.88300   40.8   5.61
  23   -14.140 可变   5.75
  24   -49.593   0.80   1.60311   60.6   5.68
  25   12.334 可变   5.73
  26＊   14.792   3.00   1.48749   70.2   9.84
  27   -15.612 可变   9.88
  28   ∞   0.30   1.51633   64.1   20.00
  29   ∞   1.50   20.00
  30   ∞   0.50   1.51633   64.1   20.00
  31   ∞   20.00
  像面   ∞
非球面数据
第七表面
K=0.00000e+000 A4=-5.94099e-005 A6=-2.81478e-006A8=1.22686e-007 A10=-2.51021e-009
第十六表面
K=-3.43698e-001 A4=-3.65178e-005 A6=-7.24008e-007A8=1.20830e-008
第十七表面
K=-3.02555e+001 A4=2.39378e-005
第二十六表面
K=0.00000e+000 A4=-6.71413e-005 A6=-5.68829e-007A8=6.21340e-009
各种数据
变焦比：8.53
  广角   中间   望远
焦距   4.90   14.24   41.76
F数   3.29   4.69   6.07
半视角   34.25   15.22   5.30
像高   3.33   3.88   3.88
透镜总长   74.02   78.10   86.77
  BF   0.50   0.50   0.50
  d5   0.80   8.56   17.3
  d11   4.56   0.88   0.81
  d15   12.34   4.83   0.40
  d23   1.65   9.16   13.59
  d25   4.68   8.13   10.81
  d27   8.55   5.10   2.42
入射光瞳位置   16.32   37.16   99.03
出射光瞳位置   -50.39   221.85   63.65
前侧主点位置   20.75   52.31   168.4
后侧主点位置   -4.40   -13.74   -41.26
变焦透镜单元数据
  单元   开始表面   焦距   透镜长度   前侧主点位置   后侧主点位置
  L1   1   36.85   7.61   0.73   -3.82
  L2   6   -7.14   7.74   0.52   -5.84
  UR   12   ∞   8.00   4.00   -4.00
  L3   14   -69.49   0.65   -0.40   -0.77
  L4   16   13.32   10.16   2.72   -6.61
  L5   24   -16.30   0.80   0.40   -0.10
  L 6   26   16.10   3.00   1.01   -1.07
  G   28   ∞   2.30   1.01   -1.01
单个透镜数据
  透镜   开始表面   焦距
  1   1   -62.39
  2   2   45.53
  3   4   43.69
  4   6   -7.63
  5   8   -9.72
  6   10   11.93
  7   14   -69.49
  8   16   14.11
  9   19   -27.87
  10   21   12.13
  11   22   -29.67
  12   24   -16.30
  13   26   16.10
  14   28   0.00
  15   30   0.00
数值例3
单位：mm
表面数据
表面号   r   d   nd   νd 有效直径
  1   35.542   1.20   1.84666   23.8   24.54
  2   20.001   3.80   1.60300   65.4   21.79
  3   82.748   0.10   20.34
  4   22.033   2.40   1.77250   49.6   19.52
  5   76.484 可变   19.11
  6   132.635   1.15   1.85135   40.1   12.87
  7＊   5.824   3.40   8.92
  8   -11.841   0.65   1.88300   40.8   8.53
  9   26.152   0.15   8.60
  10   17.002   2.25   1.92286   18.9   8.74
  11   -26.285 可变   8.66
  12   ∞   7.00   1.88300   40.8   6.39
  13   ∞   0.80   5.46
  14   -26.364   0.65   1.64000   60.1   5.62
  15   -52.757 可变   5.78
16(光阑)   ∞ 可变   5.95
  17＊   9.151   2.10   1.55332   71.7   6.20
  18＊   -32.063   2.14   6.21
  19   12.779   0.65   1.84666   23.8   6.29
  20   7.785   1.39   6.10
  21   14.743   2.50   1.51633   64.1   6.47
  22   -7.948   0.65   1.88300   40.8   6.55
  23   -14.330 可变   6.76
  24   -59.860   0.75   1.60311   60.6   6.74
  25   11.721 可变   6.79
  26＊   12.799   3.15   1.50670   70.5   9.62
  27   -18.021 可变   9.63
  28   ∞   0.30   1.51633   64.1   20.00
  29   ∞   1.50   20.00
  30   ∞   0.50   1.51633   64.1   20.00
  31   ∞   20.00
  像面   ∞
非球面数据
第七表面
K=0.00000e+000 A4=-1.03449e-004 A6=3.79250e-006A8=-3.86219e-007 A10=7.81047e-009
第十七表面
K=-4.95493e-001 A4=-4.59098e-005 A6=-1.91545e-006A8=2.21486e-008
第十八表面
K=-3.97025e+001 A4=-6.69292e-005
第二十六表面
K=0.00000e+000 A4=-6.32748e-005 A6=-3.51836e-007A8=9.47021e-010
各种数据
变焦比：9.50
  广角   中间   望远
焦距   4.63   16.85   43.99
F数   3.20   4.93   6.07
半视角   35.75   12.95   5.03
像高   3.33   3.88   3.88
透镜总长   71.86   78.24   83.88
  BF   0.50   0.50   0.50
  d5   0.76   10.23   16.37
  d11   4.68   1.58   1.09
  d15   9.29   3.87   0.47
  d16   4.53   2.06   0.31
  d23   0.99   8.89   14.04
  d25   4.17   8.69   9.38
  d27   7.77   3.25   2.56
入射光瞳位置   14.81   42.45   86.91
出射光瞳位置   -259.46   72.75   59.45
前侧主点位置   19.36   63.23   163.73
后侧主点位置   -4.13   -16.35   -43.49
变焦透镜单元数据
  单元   开始表面   焦距   透镜长度   前侧主点位置   后侧主点位置
  L1   1   34.19   7.50   1.22   -3.28
  L2   6   -6.69   7.60   0.48   -5.69
  UR   12   ∞   7.00   1.86   -1.86
  L3   14   -83.14   0.65   -0.40   -0.80
  LS   16   ∞   0.00   0.00   -0.00
  L4   17   12.71   9.43   2.14   -6.25
  L5   24   -16.19   0.75   0.39   -0.08
  L 6   26   15.30   3.15   0.90   -1.27
  G   28   ∞   2.30   1.01   -1.01
单个透镜数据
  透镜   开始表面   焦距
  1   1   -56.01
  2   2   42.77
  3   4   39.31
  4   6   -7.18
  5   8   -9.16
  6   10   11.47
  7   12   0.00
  8   14   -83.14
  9   17   13.10
  10   19   -25.03
  11   21   10.39
  12   22   -21.23
  13   24   -16.19
  14   26   15.30
  15   28   0.00
  16   30   0.00
数值例4
单位：mm
表面数据
表面号   r   d   Nd   νd 有效直径
  1   35.840   1.20   1.84666   23.9   22.02
  2   23.085   3.20   1.55332   71.7   20.09
  3   219.562   0.10   18.86
  4   29.929   1.70   1.69680   55.5   16.6
  5   137.857 可变   15.61
  6   -458.440   1.05   1.84954   40.1   12.97
  7＊   6.960   3.66   9.76
  8   -10.889   0.60   1.88300   40.8   9.40
  9   827.269   0.10   9.72
  10   33.800   1.70   1.94595   18.0   9.88
  11   -24.698 可变   9.91
  12   ∞   9.50   1.83400   37.2   8.88
  13   ∞   1.03   7.23
  14   -9.467   0.60   1.48749   70.2   7.12
  15   -11.446 可变   7.16
  16＊   9.241   2.35   1.58313   59.4   7.90
  17＊   -41.011   1.00   7.70
18(光阑)   ∞   1.00   6.59
  19   19.669   0.60   1.84666   23.9   6.28
  20   8.446   1.23   6.03
  21＊   14.484   2.00   1.48749   70.2   7.20
  22   -22.344 可变   7.10
  23   -39.402   0.70   1.55332   71.7   6.08
  24   29.970 可变   6.17
  25   16.444   2.80   1.55332   71.7   10.31
  26   -23.252   0.60   1.77250   49.6   10.20
  27   -40.048 可变   10.19
  28   ∞   0.30   1.51633   64.1   20.00
  29   ∞   1.50   20.00
  30   ∞   0.50   1.51633   64.1   20.00
  31   ∞   20.00
  像面   ∞
非球面数据
第七表面
K=-1.09678e-001 A4=-4.44213e-005 A6=-6.06895e-007
第十六表面
K=-1.32529e+000 A4=8.46085e-005 A6=-1.95426e-007A8=-5.16392e-010
第十七表面
K=2.21785e+001 A4=8.92541e-005
第二十一表面
K=-1.00040e+000 A4=-3.56047e-005 A6=5.22400e-008A8=-2.19280e-008
各种数据
变焦比：6.83
  广角   中间   望远
焦距   5.15   16.71   35.18
F数   3.07   4.79   5.74
半视角   32.89   13.05   6.29
像高   3.33   3.88   3.88
透镜总长   76.38   83.02   89.12
  BF   0.50   0.50   0.50
  d5   0.97   8.64   15.43
  d11   2.70   1.67   0.98
  d15   17.69   4.28   0.30
  d22   0.97   6.39   12.10
  d24   8.76   16.54   15.77
  d27   5.77   5.98   5.02
入射光瞳位置   15.00   32.67   63.90
出射光瞳位置   -45.94   284.08   152.62
前侧主点位置   19.58   50.37   107.22
后侧主点位置   -4.65   -16.21   -34.68
变焦透镜单元数据
  单元   开始表面   焦距   透镜长度   前侧主点位置   后侧主点位置
  L1   1   37.94   6.20   1.20   -2.66
  L2   6   -7.47   7.11   0.43   -5.47
  UR   12   ∞   9.50   2.59   -2.59
  L3   14   -124.75   0.60   -2.14   -2.59
  L4   16   13.88   8.18   1.60   -5.62
  L5   23   -30.65   0.70   0.26   -0.19
  L6   25   23.39   3.40   0.57   -1.62
  G   28   ∞   2.30   1.01   -1.01
单个透镜数据
  透镜   开始表面   焦距
  1   1   -80.07
  2   2   46.35
  3   4   54.51
  4   6   -8.06
  5   8   -12.17
  6   10   15.30
  7   12   0.00
  8   14   -124.75
  9   16   13.16
  10   19   -17.92
  11   21   18.35
  12   23   -30.65
  13   25   17.86
  14   26   -72.90
  15   28   0.00
  16   30   0.00
数值例5
单位：mm
表面数据
表面号   r   d   nd   νd 有效直径
  1   35.843   0.85   1.84666   23.9   23.62
  2   20.695   4.10   1.49700   81.5   21.48
  3   340.774   0.05   20.06
  4   21.627   2.10   1.77250   49.6   17.20
  5   95.579 可变   16.85
  6   116.727   0.70   1.85135   40.1   13.72
  7＊   6.544   3.80   10.01
  8   -12.399   0.40   1.88300   40.8   9.69
  9   48.287   0.15   9.85
  10   22.001   1.75   1.95906   17.5   10.03
  11   -34.573 可变   9.99
  12   ∞   8.50   1.80610   33.3   7.18
  13   ∞   1.00   5.54
  14   -14.062   0.50   1.48749   70.2   7.00
  15   -25.033 可变   7.00
  16＊   8.378   1.90   1.55332   71.7   7.00
  17＊   -67.218   0.80   7.00
18(光阑)   ∞   1.00   6.20
  19   10.573   0.60   1.90366   31.3   6.80
  20   6.873   1.40   6.60
  21＊   23.129   2.70   1.58313   59.4   7.00
  22   -6.057   0.50   1.80610   40.9   7.00
  23   -15.031 可变   7.00
  24   -33.088   0.50   1.53172   48.8   7.07
  25   33.088 可变   7.21
  26   15.811   2.10   1.48749   70.2   9.71
  27   -34.307 可变   9.69
  28   ∞   0.30   1.51633   64.1   20.00
  29   ∞   1.50   20.00
  30   ∞   0.50   1.51633   64.1   20.00
  31   ∞   20.00
  像面   ∞
非球面数据
第七表面
K=1.49123e-001 A4=-9.59483e-005 A6=-2.72499e-006A8=3.98916e-008 A10=-3.09588e-009
第十六表面
K=-4.91752e-001 A4=-2.37528e-005 A6=-1.58510e-006A8=5.38005e-008
第十七表面
K=-2.47829e+002 A4=-2.29333e-005
第二十一表面
K=6.87148e+000 A4=5.32093e-005 A6=1.92409e-006 A8=-6.46807e-008A10=1.22441e-009
各种数据
变焦比：11.35
  广角   中间   望远
焦距   5.15   25.24   58.50
F数   3.50   5.00   6.08
半视角   33.19   8.73   3.79
像高   3.37   3.88   3.88
透镜总长   76.76   81.32   86.26
  BF   0.50   0.50   0.50
  d5   0.45   11.32   16.31
  d11   6.90   0.60   0.54
  d15   14.40   3.46   0.99
  d23   2.85   13.79   16.27
  d25   6.60   3.42   9.14
  d27   7.36   10.53   4.81
入射光瞳位置   15.18   53.87   113.71
出射光瞳位置   -45.74   -67.78   28103.68
前侧主点位置   19.76   69.78   172.34
后侧主点位置   -4.65   -24.74   -58.00
变焦透镜单元数据
  单元   开始表面   焦距   透镜长度   前侧主点位置   后侧主点位置
  L1   1   30.60   7.10   2.12   -2.38
  L2   6   -7.19   6.80   0.48   -5.14
  UR   12   ∞   8.50   2.35   -2.35
  L3   14   -66.82   0.50   -0.44   -0.78
  L4   16   14.37   8.90   1.36   -6.21
  L5   24   -31.03   0.50   0.16   -0.16
  L6   26   22.51   2.10   0.45   -0.98
  G   28   ∞   2.30   1.01   -1.01
单个透镜数据
  透镜   开始表面   焦距
  1   1   -59.37
  2   2   44.14
  3   4   35.74
  4   6   -8.17
  5   8   -11.14
  6   10   14.23
  7   12   0.00
  8   14   -66.82
  9   16   13.58
  10   19   -23.55
  11   21   8.52
  12   22   -12.91
  13   24   -31.03
  14   26   22.51
  15   28   0.00
  16   30   0.00
数值例6
单位：mm
表面数据
Figure BDA00001743594500341
Figure BDA00001743594500351
非球面数据
第七表面
K=-3.84786e-001 A4=6.27857e-005 A6=4.96701e-007 A8=9.99933e-008A10=-9.53117e-010
第十六表面
K=-6.90777e-001 A4=-2.90468e-005 A6=-2.03489e-007A8=-3.95408e-009
第十七表面
K=-3.32420e+001 A4=-5.36955e-005
第二十六表面
K=0.00000e+000 A4=-2.18835e-005 A6=-5.64572e-008A8=-1.39247e-009
各种数据
变焦比：13.99
  广角   中间   望远
焦距   5.15   16.68   72.05
F数   3.31   4.55   6.07
半视角   33.51   13.08   3.08
像高   3.41   3.88   3.88
透镜总长   78.56   80.88   88.25
  BF   0.50   0.50   0.50
  d5   0.68   7.70   16.59
  d11   7.04   2.34   0.83
  d15   13.16   4.60   0.30
  d23   1.26   9.82   14.12
  d25   7.34   7.20   12.37
  d27   7.92   8.06   2.89
入射光瞳位置   15.82   36.15   130.73
出射光瞳位置   -57.83   -183.97   88.89
前侧主点位置   20.51   51.32   261.52
后侧主点位置   -4.65   -16.18   -71.55
变焦透镜单元数据
  单元   开始表面   焦距   透镜长度   前侧主点位置   后侧主点位置
  L1   1   30.52   7.20   1.57   -2.83
  L2   6   -7.82   8.13   -0.02   -6.97
  UR   12   ∞   8.00   2.18   -2.18
  L3   14   -38.35   0.60   -0.31   -0.64
  L4   16   13.04   9.78   1.68   -6.6
  L5   24   -20.67   0.70   0.34   -0.13
  L6   26   18.74   3.15   0.76   -1.41
  G   28   ∞   2.30   1.01   -1.01
单个透镜数据
  透镜   开始表面   焦距
  1   1   -54.19
  2   2   37.63
  3   4   37.93
  4   6   -7.15
  5   8   -11.72
  6   10   12.40
  7   12   0.00
  8   14   -38.35
  9   16   13.33
  10   19   -25.87
  11   21   10.40
  12   22   -19.09
  13   24   -20.67
  14   26   18.74
  15   28   0.00
  16   30   0.00
数值例7
单位：mm
表面数据
表面号   r   d   nd   νd 有效直径
  1   41.911   1.00   1.84666   23.9   24.25
  2   20.801   4.00   1.61800   63.3   21.78
  3   238.630   0.10   20.56
  4   19.108   2.60   1.77250   49.6   17.93
  5   62.702 可变   17.33
  6   117.905   0.80   1.85135   40.1   12.61
  7＊   5.896   3.60   9.06
  8   -11.312   0.60   1.88300   40.8   8.62
  9   34.929   0.10   8.75
  10   20.923   1.80   1.94595   18.0   8.86
  11   -30.404 可变   8.84
  12   ∞   8.00   1.83400   37.2   7.35
  13   ∞ 可变   5.90
  14＊   9.554   2.30   1.55332   71.7   5.28
  15＊   -12766.102   1.00   5.11
16(光阑)   ∞   1.00   5.01
  17   9.588   0.70   1.84666   23.9   4.89
  18   7.082   0.7   4.66
  19＊   19.688   2.00   1.55332   71.7   4.68
  20   -5.160   0.60   1.77250   49.6   4.60
  21   -13.876 可变   4.71
  22   12.120   2.20   1.77250   49.6   9.28
  23   30.400   0.70   1.94595   18.0   8.86
  24   18.947 可变   8.62
  25   ∞   1.00   1.51633   64.1   20.00
  26   ∞   20.00
  像面   ∞
非球面数据
第七表面
K=-1.22408e-002 A4=-7.64686e-005
第十四表面
K=-1.76907e+000 A4=7.06284e-005 A6=3.37752e-006A8=-2.21321e-007
第十五表面
K=2.37349e+007 A4=-1.08046e-004
第十九表面
K=1.09850e+001 A4=1.34385e-005
各种数据
变焦比：9.47
  广角   中间   望远
焦距   5.13   14.47   48.60
F数   3.60   4.86   5.74
半视角   33.31   14.99   4.56
像高   3.37   3.88   3.88
透镜总长   68.00   70.39   77.88
  BF   0.50   0.50   0.50
  d5   0.69   6.04   14.57
  d11   4.06   1.1   0.06
  d13   13.37   3.6   -0.15
  d21   10.39   16.25   26.49
  d24   4.19   8.1   1.61
入射光瞳位置   15.45   29.30   99.04
出射光瞳位置   -24.89   -42.72   -89.12
前侧主点位置   19.54   38.93   121.28
后侧主点位置   -4.63   -13.97   -48.10
变焦透镜单元数据
  单元   开始表面   焦距   透镜长度   前侧主点位置   后侧主点位置
  L1   1   28.75   7.70   1.67   -2.93
  L2   6   -6.09   6.90   0.64   -4.89
  UR   12   ∞   8.00   2.18   -2.18
  L3   14   14.91   8.30   1.32   -5.43
  L4   22   41.23   2.90   -3.00   -4.29
  G   25   ∞   1.00   0.33   -0.33
单个透镜数据
  透镜   开始表面   焦距
  1   1   -49.86
  2   2   36.62
  3   4   34.68
  4   6   -7.31
  5   8   -9.62
  6   10   13.33
  7   12   0.00
  8   14   17.25
  9   17   -36.70
  10   19   7.61
  11   20   -10.96
  12   22   24.79
  13   23   -54.80
  14   25   0.00
数值例8
单位：mm
表面数据
表面号   r   d   nd   νd 有效直径
  1   34.161   1.20   1.84666   23.9   26.20
  2   21.199   3.70   1.59282   68.6   23.41
  3   66.122   0.12   21.97
  4   26.833   2.30   1.77250   49.6   19.53
  5   86.631 可变   18.13
  6   137.406   1.20   1.84954   40.1   14.33
  7＊   6.131   3.94   9.88
  8   -11.824   0.70   1.88300   40.8   9.55
  9   30.577   0.16   9.81
  10   19.283   2.30   1.92286   18.9   10.05
  11   -28.205 可变   10.06
  12   ∞   9.00   1.83400   37.2   8.17
  13   ∞ 可变   6.59
  14＊   9.907   2.40   1.55332   71.7   6.95
  15＊   -38.154   1.15   6.84
16(光阑)   ∞   1.15   6.57
  17   13.574   0.70   1.84666   23.9   6.26
  18   8.310   1.12   5.97
  19   17.051   3.50   1.48749   70.2   6.01
  20   -8.599   0.70   1.88300   40.8   6.07
  21   -14.337 可变   6.24
  22   -60.527   0.80   1.60311   60.6   5.88
  23   11.688 可变   5.91
  24＊   13.713   4.30   1.48749   70.2   10.42
  25   -14.526 可变   10.44
  26   ∞   0.30   1.51633   64.1   20.00
  27   ∞   1.50   20.00
  28   ∞   0.50   1.51633   64.1   20.00
  29   ∞   20.00
  像面   ∞
非球面数据
第七表面
K=0.00000e+000 A4=-9.39007e-005 A6=-2.47950e-006A8=3.06773e-008 A10=-3.95563e-009
第十四表面
K=-7.17496e-002 A4=-1.30618e-004 A6=-1.93409e-007A8=-3.88670e-008
第十五表面
K=-2.60059e+001 A4=-4.10954e-005
第二十四表面
K=0.00000e+000 A4=-1.02776e-004 A6=-3.84889e-007A8=-3.46352e-009
各种数据
变焦比：9.5
  广角   中间   望远
焦距   5.00   23.92   47.52
F数   3.13   5.63   6.50
半视角   37.78   9.20   4.66
像高   3.88   3.88   3.88
透镜总长   79.87   88.03   94.48
  BF   0.50   0.50   0.50
  d5   0.93   13.11   19.89
  d11   5.28   1.26   0.94
  d13   15.44   3.48   0.61
  d21   0.81   12.76   15.63
  d23   5.78   10.67   11.74
  d25   8.39   3.50   2.43
入射光瞳位置   15.44   48.72   93.59
出射光瞳位置   -79.20   48.05   40.42
前侧主点位置   20.12   84.68   197.67
后侧主点位置   -4.50   -23.42   -47.02
变焦透镜单元数据
  单元   开始表面   焦距   透镜长度   前侧主点位置   后侧主点位置
  L1   1   42.08   7.32   0.68   -3.71
  L2   6   -6.67   8.30   0.68   -6.05
  UR   12   ∞   9.00   2.45   -2.45
  L3   14   14.32   10.73   2.13   -7.17
  L4   22   -16.18   0.80   0.42   -0.08
  L5   24   15.23   4.30   1.48   -1.57
  G   26   ∞   2.30   1.01   -1.01
单个透镜数据
  透镜   开始表面   焦距
  1   1   -68.91
  2   2   51.07
  3   4   49.49
  4   6   -7.59
  5   8   -9.58
  6   10   12.71
  7   12   0.00
  8   14   14.47
  9   17   -26.95
  10   19   12.27
  11   20   -25.81
  12   22   -16.18
  13   24   15.23
  14   26   0.00
  15   28   0.00
表1
Figure BDA00001743594500431
下面，将参照图18描述使用根据本发明的实施例的变焦透镜作为摄影光学系统的数字照相机（光学装置）。在图18中，附图标记20表示数字照相机主体，附图标记21表示包括上述的根据本发明的实施例的透镜单元的摄影光学系统。P表示反射元件。摄影光学系统21在诸如CCD的固态图像传感器（光电转换元件）22上形成被照体的图像。附图标记23表示用于记录通过图像传感器22接收的被照体的图像的记录单元，附图标记24表示用于观察在显示装置（未示出）上显示的图像的取景器。显示装置包括用于显示在图像传感器22上形成的图像的液晶面板等。
这样，如果根据本发明的实施例的透镜单元被应用于数字照相机等，那么能够实现具有高的光学性能的小型化的图像拾取装置。
虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式、等同的结构和功能。

Claims (15)

1.一种变焦透镜，从物侧到像侧依次包括正折光力的第一透镜单元、负折光力的第二透镜单元、反射元件以及包括至少两个透镜单元和孔径光阑的后透镜组，其中，第一透镜单元、第二透镜单元和后透镜组的两个或更多个透镜单元被布置为在变焦期间移动，并且，反射元件被布置为在变焦期间静止，
这里，变焦透镜满足以下的条件：
1.4<M1/M2<20.0
0.20<(M2+Ms)/LSw<0.44，以及
0.20<(β2t/β2w)/(ft/fw)<0.44，
这里，M1表示在从广角端到望远端的变焦期间第一透镜单元移动的距离，M2表示在从广角端到望远端的变焦期间第二透镜单元移动的距离，Ms表示在从广角端到望远端的变焦期间孔径光阑移动的距离；
Lsw表示在广角端的从孔径光阑到第一透镜单元中的最接近物侧的透镜表面的距离，
β2w和β2t分别表示第二透镜单元的在广角端和望远端的横向倍率，以及
fw和ft分别表示整个变焦透镜的在广角端和望远端的焦距。
2.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件0.40<LSw/OALw<0.66，这里，OALw表示整个变焦透镜的在广角端的长度。
3.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件10.0<νd2p<20.0，这里，νd2p表示第二透镜单元中的具有最小的阿贝数的正透镜的阿贝数。
4.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件1.83<nd2ave<2.30，这里，nd2ave表示制造第二透镜单元的透镜的材料的平均折射率。
5.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件60.0<νd1p<100.0以及1.40<nd1p<1.70，这里，νd1p和nd1p分别表示第一透镜单元中的正透镜中的具有最大的阿贝数的正透镜的阿贝数和折射率。
6.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件3.50<f1/|f2|<8.00，这里，f1表示第一透镜单元的焦距，并且，f2表示第二透镜单元的焦距。
7.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足条件0.60<|f2|/D2<1.20，这里，f2表示第二透镜单元的焦距，D2表示第二透镜单元的沿变焦透镜的光轴的厚度。
8.根据权利要求1的变焦透镜，其中，反射元件被布置为当变焦透镜的一部分回缩时移动，变焦透镜的所述部分被布置为移动到通过移动反射元件产生的空间中。
9.根据权利要求8的变焦透镜，其中，变焦透镜的所述部分包含第一透镜单元和第二透镜单元。
10.根据权利要求1的变焦透镜，其中，后透镜组从物侧到像侧依次包括负折光力的第三透镜单元、正折光力的第四透镜单元、负折光力的第五透镜单元和正折光力的第六透镜单元。
11.根据权利要求1的变焦透镜，其中，后透镜组从物侧到像侧依次包括正折光力的第三透镜单元和正折光力的第四透镜单元。
12.根据权利要求1的变焦透镜，其中，后透镜组从物侧到像侧依次包括正折光力的第三透镜单元、负折光力的第四透镜单元和正折光力的第五透镜单元。
13.一种图像拾取装置，包括权利要求1～12中的任一项的变焦透镜和被配置为接收通过变焦透镜形成的图像的固态图像传感器。
14.根据权利要求13的图像拾取装置，具有在图像拾取装置不被使用时容纳变焦透镜的外壳，其中，反射元件被布置为当变焦透镜的一部分回缩在所述外壳内时移动，并且，变焦透镜的所述部分被布置为移动到通过移动反射元件产生的空间中。
15.根据权利要求14的图像拾取装置，其中，变焦透镜的所述部分包含所述第一透镜单元和第二透镜单元。
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