CN103309024A - 变焦透镜和成像设备 - Google Patents

Abstract

一种变焦透镜包括从物体侧朝着像侧顺序布置的分别具有负折射力、正折射力、负折射力和正折射力的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组。当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦，并且变焦透镜满足下面的条件表达式(1)：其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

Description

变焦透镜和成像设备

技术领域

本技术涉及一种变焦透镜和成像设备，具体地讲，涉及适合数字静止照相机、数字视频摄录机和其它数字输入/输出设备(具体地讲，可互换镜头类型数字照相机)的变焦透镜的技术领域以及具有该变焦透镜的成像设备的技术领域。

背景技术

近年来，可互换镜头类型数字照相机已迅速变得普及。这种照相机的广泛使用由下面的两种背景引起：用户需要现有技术的单镜头反射照相机的替换品；以及希望从其小型数字静止照相机升级的用户的大大增加的需求。

可互换镜头类型数字照相机容纳比在小型数字静止照相机中容纳的成像装置大的成像装置，并且用户因此期望源自大的成像装置的有效使用的更高的图像质量。为此，通常基本上需要具有极好的成像性能的变焦透镜。

另一方面，许多用户希望与上述类型的数字照相机一起使用的变焦透镜提供极好的方便性。具体地讲，用户强烈地需要这样的变焦透镜：能够处理各种成像条件，能够平稳聚焦(这适合运动图像成像)，小巧，具体地讲，小巧而容易携带。

作为适合尺寸减小的可互换镜头，已知两组变焦透镜，所述两组变焦透镜由从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组和具有正折射力的第二透镜组形成。

另外，通常需要更加小巧的小型数字照相机也使用三组变焦透镜，所述三组变焦透镜由具有正折射力并位于像侧的第三透镜组以及上述两组(例如，参见JP-A-2010-122457)。

此外，作为适合在运动图像成像时自动聚焦的变焦透镜，提出四组变焦透镜，所述四组变焦透镜由从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组形成(例如，参见JP-A-2006-208889)。

发明内容

然而，在移动大的、沉重的第一透镜组以便聚焦的上述两组变焦透镜中，用于聚焦操作的致动器不可避免地需要较大。

大的致动器妨碍变焦透镜的尺寸减小，并在以高速移动沉重的透镜组时产生大量振动和噪声，使得变焦透镜不适合运动图像成像。

在第一透镜组或第三透镜组能够用作聚焦透镜组的在JP-A-2010-122457中描述的三组变焦透镜中，对偏心不那么敏感并且能够由比第一透镜组少的数量的透镜形成的第三透镜组在许多情况下用作聚焦透镜组。

在使用小的成像装置的小型数字静止照相机中，第三透镜组的尺寸和重量不引起问题，而在使用大的成像装置的可互换镜头中，第三透镜组大而沉重。另外，具有第三透镜组具有太小的纵向放大率的负/正/正三组结构的变焦透镜通常需要长聚焦行程，因此需要经较长的行进驱动沉重的第三透镜组以便聚焦，不可避免地导致用于聚焦操作的致动器的尺寸的增加和变焦透镜的总长度的增加。

在第三透镜组非常小巧的JP-A-2006-208889中描述的四组变焦透镜中，因为第三透镜组用作聚焦透镜组，所以能够使用高速、安静的、小的用于聚焦操作的致动器。

然而，由于当变焦透镜工作于远摄端时第四透镜组固定或位于靠近像平面的位置，所以较高高度光线入射在第四透镜组上，导致形成第四透镜组的每个透镜的大直径。具体地讲，在可互换镜头中，由于连接到照相机体的底座的直径固定为预定尺寸，所以位于底座附近的透镜通常需要较小以便防止干扰底座。

因此，希望提供这样一种变焦透镜和成像设备来解决上述问题，并且不仅能够确保极好的成像性能和适合运动图像成像的高速、平稳聚焦性能，还能够实现小型化。

本技术的实施例涉及一种变焦透镜，包括从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组，其中当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦，并且变焦透镜满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

因此，在变焦透镜中，第三透镜组的折射力变得合适，并且聚焦行程缩短。

优选地，上述变焦透镜满足下面的条件表达式(2)：

(2)0.5<m4/m3<1.0

其中m3代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第三透镜组的移动量，并且m4代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第四透镜组的移动量。

当变焦透镜满足条件表达式(2)时，第四透镜组相对于第三透镜组的行进变得合适。

在上述变焦透镜中，优选地，第三透镜组由具有至少一个非球形表面的单个透镜形成。

当第三透镜组由具有至少一个非球形表面的单个透镜形成时，所述单个透镜沿着光轴移动以便聚焦。

优选地，上述变焦透镜满足下面的条件表达式(3)：

(3)0.2<m2/ft<0.7

其中m2代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第二透镜组的移动量。

当变焦透镜满足条件表达式(3)时，第二透镜组的行进变得合适。

在上述变焦透镜中，优选地，第一透镜组由从物体侧朝着像侧顺序布置的负透镜和正透镜形成。

当第一透镜组由从物体侧朝着像侧顺序布置的负透镜和正透镜形成时，确保第一透镜组的令人满意的光学性能所需的透镜的数量最少。

优选地，变焦透镜满足下面的条件表达式(4)和(5)：

(4)n12>1.90

(5)ν12<25

其中n12代表第一透镜组中的正透镜在d线的折射率，并且ν12代表第一透镜组中的正透镜在d线的阿贝数。

当变焦透镜满足条件表达式(4)和(5)时，第一透镜组中的正透镜的曲率减小，由此在第一透镜组中产生的色差被令人满意地校正。

在上述变焦透镜中，优选地，条件表达式(1)的下限是-1.6，并且条件表达式(1)的上限是-0.5。

当条件表达式(1)的下限是-1.6并且条件表达式(1)的上限是-0.5时，第三透镜组的折射力变得更加合适，并且聚焦行程进一步缩短。

在上述变焦透镜中，优选地，条件表达式(1)的下限是-1.2，并且条件表达式(1)的上限是-0.5。

当条件表达式(1)的下限是-1.2并且条件表达式(1)的上限是-0.5时，第三透镜组的折射力变得更加合适，并且聚焦行程进一步缩短。

在上述变焦透镜中，优选地，条件表达式(2)的下限是0.7。

当条件表达式(2)的下限是0.7时，第四透镜组的行进变得更加合适。

在上述变焦透镜中，优选地，条件表达式(3)的下限是0.3，并且条件表达式(3)的上限是0.5。

当条件表达式(3)的下限是0.3并且条件表达式(3)的上限是0.5时，第二透镜组的行进变得更加合适。

本技术的另一实施例涉及一种成像设备，包括：变焦透镜；和成像装置，把由变焦透镜形成的光学像转换成电信号，其中变焦透镜包括从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组，其中当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦，并且变焦透镜满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

因此，在成像设备的变焦透镜中，第三透镜组的折射力变得合适，并且聚焦行程缩短。

根据本技术的实施例的变焦透镜包括从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组，并且当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦。变焦透镜还满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

因此，不仅能够确保令人满意的成像性能和适合运动图像成像的高速、平稳聚焦性能，还能够实现尺寸减小。

在上述本技术的一个优选实施例中，变焦透镜满足下面的条件表达式(2)：

(2)0.5<m4/m3<1.0

其中m3代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第三透镜组的移动量，并且m4代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第四透镜组的移动量。

第四透镜组的行进变得合适，由此能够提供必需的聚焦行程，并且同时能够实现尺寸减小。

在上述本技术的一个优选实施例中，第三透镜组由具有至少一个非球形表面的单个透镜形成。

因此，由于第三透镜组是聚焦透镜组，所以聚焦驱动机构和透镜支撑结构能够在尺寸方面减小。

在上述本技术的一个优选实施例中，变焦透镜满足下面的条件表达式(3)：

(3)0.2<m2/ft<0.7

其中m2代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第二透镜组的移动量。

因此，能够令人满意地校正在第二透镜组中产生的球面和慧形像差，并且能够确保高产量，因为对偏心的灵敏度减小。整个透镜系统的尺寸也能够减小。

在上述本技术的一个优选实施例中，第一透镜组由从物体侧朝着像侧顺序布置的负透镜和正透镜形成。

能够提高光学性能，并且通过利用负透镜和正透镜形成第一透镜组以便使形成第一透镜组的透镜的数量最小化，能够因此实现尺寸减小。

在上述本技术的一个优选实施例中，变焦透镜满足下面的条件表达式(4)和(5)：

(4)n12>1.90

(5)ν12<25

其中n12代表第一透镜组中的正透镜在d线的折射率，并且ν12代表第一透镜组中的正透镜在d线的阿贝数。

因此，能够提高光学性能，并且能够容易地制造变焦透镜。

在上述本技术的一个优选实施例中，条件表达式(1)的下限是-1.6，并且条件表达式(1)的上限是-0.5。

因此，不仅能够确保更加令人满意的成像性能和适合运动图像成像的更高速、更平稳聚焦性能，还能够实现进一步的尺寸减小。

在上述本技术的一个优选实施例中，条件表达式(1)的下限是-1.2，并且条件表达式(1)的上限是-0.5。

因此，不仅能够确保更加令人满意的成像性能和适合运动图像成像的更高速、更平稳聚焦性能，还能够实现进一步的尺寸减小。

在上述本技术的一个优选实施例中，条件表达式(2)的下限是0.7。

第四透镜组的行进因此变得更加合适，由此能够提供必需的聚焦行程，并且同时能够实现进一步的尺寸减小。

在上述本技术的一个优选实施例中，条件表达式(3)的下限是0.3，并且条件表达式(3)的上限是0.5。

因此，能够更加令人满意地校正在第二透镜组中产生球面和慧形像差，并且能够确保高产量，因为对偏心的灵敏度减小。整个透镜系统的尺寸也能够进一步减小。

根据本技术的实施例的成像设备包括：变焦透镜；和成像装置，把由变焦透镜形成的光学像转换成电信号。变焦透镜包括从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组。当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦。变焦透镜还满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

因此，不仅能够确保令人满意的成像性能和适合运动图像成像的高速、平稳聚焦性能，还能够实现尺寸减小。

附图说明

图1以及图2至21显示根据本技术的用于实现变焦透镜和成像设备的实施例并且显示根据例子1的变焦透镜的透镜结构；

图2以及图3和4显示在例子1中使用特定值的数值例子中的像差并且显示在广角端状态下的球面像差、像散和畸变；

图3显示在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变；

图4显示在远摄端状态下的球面像差、像散和畸变；

图5显示根据例子2的变焦透镜的透镜结构；

图6以及图7和8显示在例子2中使用特定值的数值例子中的像差并且显示在广角端状态下的球面像差、像散和畸变；

图7显示在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变；

图8显示在远摄端状态下的球面像差、像散和畸变；

图9显示根据例子3的变焦透镜的透镜结构；

图10以及图11和12显示在例子3中使用特定值的数值例子中的像差并且显示在广角端状态下的球面像差、像散和畸变；

图11显示在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变；

图12显示在远摄端状态下的球面像差、像散和畸变；

图13显示根据例子4的变焦透镜的透镜结构；

图14以及图15和16显示在例子4中使用特定值的数值例子中的像差并且显示在广角端状态下的球面像差、像散和畸变；

图15显示在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变；

图16显示在远摄端状态下的球面像差、像散和畸变；

图17显示根据例子5的变焦透镜的透镜结构；

图18以及图19和20显示在例子5中使用特定值的数值例子中的像差并且显示在广角端状态下的球面像差、像散和畸变；

图19显示在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变；

图20显示在远摄端状态下的球面像差、像散和畸变；和

图21是显示成像设备的例子的框图。

具体实施方式

以下，将描述根据本技术的用于实现变焦透镜和成像设备的实施例。

[变焦透镜的结构]

根据本技术的实施例的变焦透镜由从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组形成。

在根据本技术的实施例的变焦透镜中，当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动；并且第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦。

如上所述移动第三透镜组以便聚焦允许包括用于聚焦操作的致动器的整个聚焦组的尺寸减小，因为第三透镜组是较低高度光线入射在靠近光轴的位置的小直径透镜组。

根据本技术的实施例的变焦透镜还满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

条件表达式(1)定义第三透镜组的焦距。

当

小于条件表达式(1)的下限时，第三透镜组的折射力变得太小，导致聚焦行程的增加，并因此导致总长度的增加。具体地讲，在可折叠类型成像设备中，其总长度在变焦透镜缩回的状态下增加，并且未实现尺寸减小。

另外，当第三透镜组的聚焦行程增加时，必须增加用于聚焦操作的致动器的驱动力，导致用于聚焦操作的致动器的尺寸的增加，这妨碍了包括用于聚焦操作的致动器的整个聚焦组的尺寸减小。

相反地，当大于条件表达式(1)的上限时，第三透镜组的折射力变得太大，难以校正在第三透镜组中产生的像差。

另外，当

大于条件表达式(1)的上限时，对偏心的灵敏度增加，导致高产量的降低。

此外，当

大于条件表达式(1)的上限时，所谓的聚焦灵敏度(聚焦灵敏度是在像平面上的图像的行进与第三透镜组沿着光轴的行进之比)变得太高，导致难以执行满足需要的聚焦精度的聚焦控制。

如上所述，当变焦透镜满足条件表达式(1)时，不仅能够确保令人满意的成像性能和适合运动图像成像的高速、平稳聚焦性能，还能够实现尺寸减小。

在本技术中，条件表达式(1)的数值范围更优选地改变为下面的条件表达式(1)′的范围：

${\left(1\right)}^{\&prime;}...-1.6<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.5$

当满足条件表达式(1)′的范围时，能够确保更加令人满意的成像性能和适合运动图像成像的更高速、更平稳的聚焦性能，并且能够实现进一步的尺寸减小。

在本技术中，条件表达式(1)的数值范围更优选地改变为下面的条件表达式(1)″的范围：

${\left(1\right)}^{\&prime;\&prime;}...-1.2<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.5.$

当满足条件表达式(1)″的范围时，能够确保更加令人满意的成像性能和适合运动图像成像的更高速、更平稳的聚焦性能，并且能够实现更进一步的尺寸减小。

根据本技术的实施例的变焦透镜希望满足下面的条件表达式(2)：

(2)0.5<m4/m3<1.0

其中m3代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第三透镜组的移动量，并且m4代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第四透镜组的移动量。

条件表达式(2)定义当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第三透镜组的移动量和第四透镜组的移动量之比。

当m4/m3小于条件表达式(2)的下限时，第四透镜组的行进太短，导致穿过在远摄端的第四透镜组的每个光线的高度的增加。在这种情况下，第四透镜组的有效直径增加，这妨碍了尺寸减小。具体地讲，在可互换镜头中，由于连接到照相机体的底座的直径固定为预定尺寸，所以第四透镜组的有效直径的增加使得难以防止第四透镜组和底座之间的干扰。

相反地，当m4/m3大于条件表达式(2)的上限时，第四透镜组的行进变得太长，导致在远摄端的第三透镜组和第四透镜组之间的距离的减小，这使得难以提供必需的聚焦行程。

如上所述，当变焦透镜满足条件表达式(2)时，第四透镜组的行进变得合适，由此能够提供必需的聚焦行程，并且同时能够实现尺寸减小。

在本技术中，条件表达式(2)的数值范围更优选地改变为下面的条件表达式(2)′的范围：

(2)′0.7<m4/m3<1.0。

当满足条件表达式(2)′的范围时，在提供必需的聚焦行程的同时，实现进一步的尺寸减小。

在根据本技术的实施例的变焦透镜中，希望第三透镜组由具有至少一个非球形表面的单个透镜形成。

利用单个透镜形成作为聚焦透镜组的第三透镜组允许聚焦驱动机构和透镜支撑结构在尺寸方面减小。

另一方面，当具有大的负折射力的第三透镜组由单个透镜形成时，难以在聚焦时令人满意地校正像差的变化(具体地讲，球面像差的变化)和像平面的位置的变化。然而，通过利用非球形表面形成第三透镜组的至少一个表面，能够有效地校正上述像差的变化。

根据本技术的实施例的变焦透镜希望满足下面的条件表达式(3)：

(3)0.2<m2/ft<0.7

其中m2代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第二透镜组的移动量。

条件表达式(3)定义当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第二透镜组沿着光轴的移动量。

当m2/ft小于条件表达式(3)的下限时，第二透镜组的行进变得太短。在这种情况下，必须大大增加第二透镜组的正折射力以便实现所希望的变焦放大比率。因此，难以令人满意地校正在第二透镜组中产生的球面和慧形像差，并且对偏心的灵敏度也大大增加，导致高产量的降低。

相反地，当m2/ft大于条件表达式(3)的上限时，第二透镜组的行进变得太长，这妨碍了整个透镜系统的尺寸减小。具体地讲，在可折叠类型成像设备中，总光程增加，并且因此未实现尺寸减小。

如上所述，当变焦透镜满足条件表达式(3)时，能够令人满意地校正在第二透镜组中产生的球面和慧形像差，并且能够确保高产量，因为对偏心的灵敏度减小。整个透镜系统的尺寸也能够减小。

在本技术中，条件表达式(3)的数值范围更优选地改变为下面的条件表达式(3)′的范围：

(3)′0.3<m2/ft<0.5。

当满足条件表达式(3)′的范围时，能够更加令人满意地校正在第二透镜组中产生的球面和慧形像差，并且能够确保高产量，因为对偏心的灵敏度进一步减小。整个透镜系统的尺寸也能够进一步减小。

在根据本技术的实施例的变焦透镜中，希望第一透镜组由从物体侧朝着像侧顺序布置的负透镜和正透镜形成。

第一透镜组希望具有负折射力，并包括正透镜以校正像场弯曲、畸变、色差和其它像差，并且能够提高光学性能，并且通过利用负透镜和正透镜形成第一透镜组以便使形成第一透镜组的透镜的数量最小化，能够实现尺寸减小。具体地讲，在可折叠类型成像设备中，总光程能够缩短。

根据本技术的实施例的变焦透镜希望满足下面的条件表达式(4)和(5)：

(4)n12>1.90

(5)ν12<25

其中n12代表第一透镜组中的正透镜在d线的折射率，并且ν12代表第一透镜组中的正透镜在d线的阿贝数。

条件表达式(4)和(5)定义第一透镜组中的正透镜的折射率和阿贝数。

当n12未落在条件表达式(4)的范围内时，必须增加第一透镜组中的正透镜的曲率。在这种情况下，难以校正在广角端的像场弯曲，导致光学性能降低，并且难以确保足够的边缘厚度，导致透镜制造的难度的增加。

当ν12未落在条件表达式(5)的范围内时，难以校正在第一透镜组中产生的色差，导致光学性能降低。

如上所述，当变焦透镜满足条件表达式(4)和(5)时，能够提高光学性能，并且能够容易地制造变焦透镜。

在变焦透镜中的第一透镜组至第四透镜组之中，一个透镜组或一个透镜组的一部分能够沿基本上垂直于光轴的方向移动以校正图像模糊。

如上所述，通过如上所述沿基本上垂直于光轴的方向移动透镜组或其一部分并且组合检测图像模糊的检测系统、移动每个透镜组的驱动系统和基于检测系统的输出为驱动系统提供移动的量的控制系统，变焦透镜也能够用作校正图像模糊的防振动光学系统。具体地讲，通过沿基本上垂直于光轴的方向移动整个第二透镜组或其一部分，根据本技术的实施例的变焦透镜能够在伴随少量的像差变化的情况下校正图像模糊。

[变焦透镜的数值例子]

以下，将参照附图和表描述根据本技术的实施例的变焦透镜的特定例子和在这些例子中使用特定值的数值例子。

在下面的表和描述中显示的符号的含义以及关于符号的其它信息如下。

“Si”表示从物体侧朝着像侧计数的第i表面的表面编号。“Ri”表示第i表面的近轴曲率半径；“Di”表示第i表面和第(i+1)表面之间的轴上表面间距离(透镜的中心厚度或透镜之间的空中距离)。“Ni”表示具有第i表面作为前表面的透镜或任何其它光学部件的在d线(λ=587.6nm)的折射率。“νi”表示具有第i表面作为前表面的透镜或任何其它光学部件的在d线的阿贝数。

在“Si”字段中，“ASP”指示该表面是非球形表面。在“Ri”字段中，“INFINITY”指示该表面是平面。在“Di”字段中，“VARIABLE”指示可变距离，并且“BF”指示后焦距。

“κ”表示锥形常数，并且“A4”、“A6”、“A8”和“A10”分别表示第四、第六、第八和第十非球面系数。

“f”表示焦距。“Fno”表示F数。“ω”表示半视角。

在下面的显示非球面系数的每个表中，“E-n”表示使用底数10的指数记数法，即“10^-n”。例如，“0.12345E-05”代表“0.12345×10^-5”。

在下面的例子中使用的一些变焦透镜具有非球形透镜表面。非球形表面的形状由具有下面定义的下面的表达式1定义：“x”表示沿着光轴相对于透镜表面的顶点的距离(下垂量)；“y”表示在垂直于光轴方向的方向上的高度(图像高度)；“c”表示在透镜表面的顶点的近轴曲率(曲率半径的倒数)；“κ”表示锥形常数；并且“Ai”表示第i非球面系数。

$x=\frac{y^2\&CenterDot;c}{1+{\{1-(1+\mathrm{\&kappa;})\&CenterDot;y^2\&CenterDot;c^2\}}^{1/2}}+\mathrm{\&Sigma;Ai}\&CenterDot;y^i$

[变焦透镜的例子]

以下将描述变焦透镜的例子。

以下描述的每个变焦透镜由从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2、具有负折射力的第三透镜组G3和具有正折射力的第四透镜组G4形成。

在以下描述的每个变焦透镜中，当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，透镜组G1至G4如下移动：第一透镜组G1沿着光轴移动，从而第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小；第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4从像侧朝着物体侧移动；并且第三透镜组G3沿着光轴移动以便聚焦。

<例子1>

图1显示根据本技术的例子1的变焦透镜1的透镜结构。

变焦透镜1具有设置为3.0的变焦放大比率。

第一透镜组G1由从物体侧朝着像侧顺序布置的凹弯月透镜L1和凸弯月透镜L2形成，凹弯月透镜L1是在像侧具有凹表面的负透镜，凸弯月透镜L2是在物体侧具有凸表面的正透镜。

第二透镜组G2由从物体侧朝着像侧顺序布置的双凸透镜L3、通过把双凸透镜L4接合到双凹透镜L5产生的双合透镜（doublet）以及双凸透镜L6形成。

第三透镜组G3由在像侧具有凹表面的凹弯月透镜L7形成。

第四透镜组G4由在物体侧具有凸表面的凸弯月透镜L8形成。

孔径光阑S布置在第二透镜组G2中的双凸透镜L3和双凸透镜L4之间。

低通滤光器(未示出)布置在第四透镜组G4和像平面IMG之间。

表1显示在根据例子1的变焦透镜1中使用特定值的数值例子1中的透镜数据。

表1

在变焦透镜1中，下面的表面是非球形表面：第一透镜组G1中的凹弯月透镜L1的像侧表面(第二表面)；第二透镜组G2中的双凸透镜L3的两个表面(第五表面和第六表面)；第二透镜组G2中的双凸透镜L6的两个表面(第十一表面和第十二表面)；以及第三透镜组G3中的凹弯月透镜L7的两个表面(第十三表面和第十四表面)。

表2显示数值例子1中的非球形表面的第四、第六、第八和第十非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥形常数κ。

表2

当变焦透镜1的放大率在广角端状态和远摄端状态之间改变时，下面的表面间距离改变：第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间距离D4；第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的表面间距离D12；以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间距离D14。

表3显示数值例子1中的在广角端状态、中间聚焦位置状态和远摄端状态下的可变表面间距离以及f数Fno和半视角ω。

表3

图2至4是数值例子1中的像差示图。图2显示在广角端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图3显示在中间聚焦位置状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图4显示在远摄端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。

在图2至4中的球面像差示图中，垂直轴代表相对于全孔径f数的比例，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线(587.56nm)的球面像差值，虚线代表在C线(656.3nm的波长)的球面像差值，并且点划线代表在g线(435.8nm的波长)的球面像差值。在图2至4中的像散示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线的矢状像平面中的像散值，并且虚线代表在d线的子午线像平面中的像散值。在图2至4中的畸变示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表%。实线代表在d线的畸变值。

像差示图清楚地显示：在数值例子1中已很好地校正像差，并且已实现极好的成像性能。

<例子2>

图5显示根据本技术的例子2的变焦透镜2的透镜结构。

变焦透镜2具有设置为3.0的变焦放大比率。

第一透镜组G1由从物体侧朝着像侧顺序布置的双凹透镜L1和凸弯月透镜L2形成，凸弯月透镜L2是在物体侧具有凸表面的正透镜。

第二透镜组G2由从物体侧朝着像侧顺序布置的在物体侧具有凸表面的凸弯月透镜L3、通过把双凸透镜L4接合到双凹透镜L5产生的双合透镜以及双凸透镜L6形成。

第三透镜组G3由在像侧具有凹表面的凹弯月透镜L7形成。

第四透镜组G4由在物体侧具有凸表面的凸弯月透镜L8形成。

孔径光阑S布置在第二透镜组G2中的凸弯月透镜L3和双凸透镜L4之间。

低通滤光器(未示出)布置在第四透镜组G4和像平面IMG之间。

表4显示在根据例子2的变焦透镜2中使用特定值的数值例子2中的透镜数据。

表4

在变焦透镜2中，下面的表面是非球形表面：第一透镜组G1中的凹弯月透镜L1的像侧表面(第二表面)；第二透镜组G2中的凸弯月透镜L3的两个表面(第五表面和第六表面)；第二透镜组G2中的双凸透镜L6的两个表面(第十一表面和第十二表面)；第三透镜组G3中的凹弯月透镜L7的两个表面(第十三表面和第十四表面)；以及第四透镜组G4中的凸弯月透镜L8的物体侧表面(第十五表面)。

表5显示数值例子2中的非球形表面的第四、第六、第八和第十非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥形常数κ。

表5

当变焦透镜2的放大率在广角端状态和远摄端状态之间改变时，下面的表面间距离改变：第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间距离D4；第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的表面间距离D12；以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间距离D14。

表6显示数值例子2中的在广角端状态、中间聚焦位置状态和远摄端状态下的可变表面间距离以及f数Fno和半视角ω。

表6

图6至8是数值例子2中的像差示图。图6显示在广角端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图7显示在中间聚焦位置状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图8显示在远摄端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。

在图6至8中的球面像差示图中，垂直轴代表相对于全孔径f数的比例，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线(587.56nm)的球面像差值，虚线代表在C线(656.3nm的波长)的球面像差值，并且点划线代表在g线(435.8nm的波长)的球面像差值。在图6至8中的像散示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线的矢状像平面中的像散值，并且虚线代表在d线的子午线像平面中的像散值。在图6至8中的畸变示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表%。实线代表在d线的畸变值。

像差示图清楚地显示：在数值例子2中已很好地校正像差，并且已实现极好的成像性能。

<例子3>

图9显示根据本技术的例子3的变焦透镜3的透镜结构。

变焦透镜3具有设置为3.0的变焦放大比率。

第一透镜组G1由从物体侧朝着像侧顺序布置的凹弯月透镜L1和凸弯月透镜L2形成，凹弯月透镜L1是在像侧具有凹表面的负透镜，凸弯月透镜L2是在物体侧具有凸表面的正透镜。

第二透镜组G2由从物体侧朝着像侧顺序布置的双凸透镜L3、通过把双凸透镜L4接合到双凹透镜L5产生的双合透镜以及双凸透镜L6形成。

第三透镜组G3由在像侧具有凹表面的凹弯月透镜L7形成。

第四透镜组G4由在物体侧具有凸表面的凸弯月透镜L8形成。

孔径光阑S布置在第二透镜组G2中的双凸透镜L3和双凸透镜L4之间。

低通滤光器(未示出)布置在第四透镜组G4和像平面IMG之间。

表7显示在根据例子3的变焦透镜3中使用特定值的数值例子3中的透镜数据。

表7

在变焦透镜3中，下面的表面是非球形表面：第一透镜组G1中的凹弯月透镜L1的像侧表面(第二表面)；第二透镜组G2中的双凸透镜L3的两个表面(第五表面和第六表面)；第二透镜组G2中的双凸透镜L6的两个表面(第十一表面和第十二表面)；以及第三透镜组G3中的凹弯月透镜L7的两个表面(第十三表面和第十四表面)。

表8显示数值例子3中的非球形表面的第四、第六、第八和第十非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥形常数κ。

表8

当变焦透镜3的放大率在广角端状态和远摄端状态之间改变时，下面的表面间距离改变：第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间距离D4；第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的表面间距离D12；以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间距离D14。

表9显示数值例子3中的在广角端状态、中间聚焦位置状态和远摄端状态下的可变表面间距离以及f数Fno和半视角ω。

表9

图10至12是数值例子3中的像差示图。图10显示在广角端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图11显示在中间聚焦位置状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图12显示在远摄端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。

在图10至12中的球面像差示图中，垂直轴代表相对于全孔径f数的比例，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线(587.56nm)的球面像差值，虚线代表在C线(656.3nm的波长)的球面像差值，并且点划线代表在g线(435.8nm的波长)的球面像差值。在图10至12中的像散示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线的矢状像平面中的像散值，并且虚线代表在d线的子午线像平面中的像散值。在图10至12中的畸变示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表%。实线代表在d线的畸变值。

像差示图清楚地显示：在数值例子3中已很好地校正像差，并且已实现极好的成像性能。

<例子4>

图13显示根据本技术的例子4的变焦透镜4的透镜结构。

变焦透镜4具有设置为2.9的变焦放大比率。

第一透镜组G1由从物体侧朝着像侧顺序布置的凹弯月透镜L1和凸弯月透镜L2形成，凹弯月透镜L1是在像侧具有凹表面的负透镜，凸弯月透镜L2是在物体侧具有凸表面的正透镜。凹弯月透镜L1的像侧表面是复合非球形表面。

第二透镜组G2由从物体侧朝着像侧顺序布置的双凸透镜L3、通过把双凸透镜L4接合到双凹透镜L5产生的双合透镜、双凸透镜L6和在物体侧具有凸表面的凸弯月透镜L7形成。

第三透镜组G3由双凹透镜L8形成。

第四透镜组G4由双凸透镜L9形成。双凸透镜L9的物体侧表面是复合非球形表面。

孔径光阑S布置在第二透镜组G2中的双凸透镜L3和双凸透镜L4之间。

低通滤光器(未示出)布置在第四透镜组G4和像平面IMG之间。

表10显示在根据例子4的变焦透镜4中使用特定值的数值例子4中的透镜数据。

表10

在变焦透镜4中，下面的表面是非球形表面：第一透镜组G1中的凹弯月透镜L1的像侧表面(第三表面)；第二透镜组G2中的双凸透镜L3的两个表面(第六表面和第七表面)；第三透镜组G3中的双凹透镜L8的两个表面(第十六表面和第十七表面)；以及第四透镜组G4中的双凸透镜L9的物体侧表面(第十八表面)。

表11显示数值例子4中的非球形表面的第四、第六、第八和第十非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥形常数κ。

表11

当变焦透镜4的放大率在广角端状态和远摄端状态之间改变时，下面的表面间距离改变：第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间距离D5；第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的表面间距离D15；以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间距离D17。

表12显示数值例子4中的在广角端状态、中间聚焦位置状态和远摄端状态下的可变表面间距离以及f数Fno和半视角ω。

表12

图14至16是数值例子4中的像差示图。图14显示在广角端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图15显示在中间聚焦位置状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图16显示在远摄端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。

在图14至16中的球面像差示图中，垂直轴代表相对于全孔径f数的比例，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线(587.56nm)的球面像差值，虚线代表在C线(656.3nm的波长)的球面像差值，并且点划线代表在g线(435.8nm的波长)的球面像差值。在图14至16中的像散示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线的矢状像平面中的像散值，并且虚线代表在d线的子午线像平面中的像散值。在图14至16中的畸变示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表%。实线代表在d线的畸变值。

像差示图清楚地显示：在数值例子4中已很好地校正像差，并且已实现极好的成像性能。

<第五例子>

图17显示根据本技术的例子5的变焦透镜5的透镜结构。

变焦透镜5具有设置为2.9的变焦放大比率。

第一透镜组G1由从物体侧朝着像侧顺序布置的凹弯月透镜L1和凸弯月透镜L2形成，凹弯月透镜L1是在像侧具有凹表面的负透镜，凸弯月透镜L2是在物体侧具有凸表面的正透镜。凹弯月透镜L1的像侧表面是复合非球形表面。

第二透镜组G2由从物体侧朝着像侧顺序布置的在物体侧具有凸表面的凸弯月透镜L3、通过把双凸透镜L4接合到双凹透镜L5产生的双合透镜、双凸透镜L6和在物体侧具有凸表面的凸弯月透镜L7形成。

第三透镜组G3由双凹透镜L8形成。双凹透镜L8的像侧表面是复合非球形表面。

第四透镜组G4由双凸透镜L9形成。

孔径光阑S布置在第二透镜组G2中的凸弯月透镜L3和双凸透镜L4之间。

低通滤光器(未示出)布置在第四透镜组G4和像平面IMG之间。

表13显示在根据例子5的变焦透镜5中使用特定值的数值例子5中的透镜数据。

表13

在变焦透镜5中，下面的表面是非球形表面：第一透镜组G1中的凹弯月透镜L1的像侧表面(第三表面)；第二透镜组G2中的凸弯月透镜L3的两个表面(第六表面和第七表面)；第三透镜组G3中的双凹透镜L8的像侧表面(第十八表面)；以及第四透镜组G4中的双凸透镜L9的两个表面(第十九表面和第二十表面)。

表14显示数值例子5中的非球形表面的第四、第六、第八和第十非球面系数A4、A6、A8和A10以及锥形常数κ。

表14

当变焦透镜5的放大率在广角端状态和远摄端状态之间改变时，下面的表面间距离改变：第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间距离D5；第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的表面间距离D15；以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间距离D18。

表15显示数值例子5中的在广角端状态、中间聚焦位置状态和远摄端状态下的可变表面间距离以及f数Fno和半视角ω。

表15

图18至20是数值例子5中的像差示图。图18显示在广角端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图19显示在中间聚焦位置状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。图20显示在远摄端状态下在无穷远点聚焦状态下的像差。

在图18至20中的球面像差示图中，垂直轴代表相对于全孔径f数的比例，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线(587.56nm)的球面像差值，虚线代表在C线(656.3nm的波长)的球面像差值，并且点划线代表在g线(435.8nm的波长)的球面像差值。在图18至20中的像散示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表散焦的量。实线代表在d线的矢状像平面中的像散值，并且虚线代表在d线的子午线像平面中的像散值。在图18至20中的畸变示图中，垂直轴代表视角，并且水平轴代表%。实线代表在d线的畸变值。

像差示图清楚地显示：在数值例子5中已很好地校正像差，并且已实现极好的成像性能。

[变焦透镜条件表达式中的变量的值]

将描述根据本技术的例子的变焦透镜的条件表达式中的变量的值。

表16显示变焦透镜1至5的条件表达式(1)至(5)中的变量的值。

表16

表16清楚地显示：变焦透镜1至5(例子1至5)构造为满足条件表达式(1)至(5)。

[成像设备的结构]

根据本技术的实施例的成像设备包括变焦透镜，变焦透镜由从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组形成。

在根据本技术的实施例的成像设备的变焦透镜中，当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，透镜组如下移动：第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动；并且第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦。

如上所述移动第三透镜组以便聚焦允许包括用于聚焦操作的致动器的整个聚焦组的尺寸减小，因为第三透镜组是较低高度光线入射在靠近光轴的位置的小直径透镜组。

另外，在根据本技术的实施例的成像设备中，变焦透镜满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

条件表达式(1)定义第三透镜组的焦距。

当

小于条件表达式(1)的下限时，第三透镜组的折射力变得太小，导致聚焦行程的增加，并因此导致总长度的增加。具体地讲，在可折叠类型成像设备中，其总长度在变焦透镜缩回的状态下增加，并且未实现尺寸减小。

另外，当第三透镜组的聚焦行程增加时，必须增加用于聚焦操作的致动器的驱动力，导致用于聚焦操作的致动器的尺寸的增加，这妨碍了包括用于聚焦操作的致动器的整个聚焦组的尺寸减小。

相反地，当

大于条件表达式(1)的上限时，第三透镜组的折射力变得太大，难以校正在第三透镜组中产生的像差。

另外，当

大于条件表达式(1)的上限时，对偏心的灵敏度增加，导致高产量的降低。

此外，当

大于条件表达式(1)的上限时，所谓的聚焦灵敏度(聚焦灵敏度是在像平面上的图像的行进与沿着光轴的第三透镜组的行进之比)变得太高，导致难以执行满足需要的聚焦精度的聚焦控制。

如上所述，当成像设备的变焦透镜满足条件表达式(1)时，不仅能够确保令人满意的成像性能和适合运动图像成像的高速、平稳聚焦性能，还能够实现尺寸减小。

在本技术中，条件表达式(1)的数值范围更优选地改变为下面的条件表达式(1)′的范围：

${\left(1\right)}^{\&prime;}...-1.6<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.5$

当满足条件表达式(1)′的范围时，能够确保更加令人满意的成像性能和适合运动图像成像的更高速、更平稳的聚焦性能，并且能够实现进一步的尺寸减小。

在本技术中，条件表达式(1)的数值范围更优选地改变为下面的条件表达式(1)″的范围：

${\left(1\right)}^{\&prime;\&prime;}...-1.2<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.5.$

当满足条件表达式(1)″的范围时，能够确保更加令人满意的成像性能和适合运动图像成像的更高速、更平稳的聚焦性能，并且能够实现更进一步的尺寸减小。

[成像设备的实施例]

图21是显示作为根据本技术的实施例的成像设备的可互换镜头类型数字照相机的框图。

成像设备(数字照相机)100包括：照相机块10，负责成像能力；照相机信号处理器20，对拍摄的图像信号执行模数转换和其它类型的信号处理；和图像处理器30，记录和再现所获得的图像信号。图像拾取设备100还包括：显示器40，诸如LCD(液晶显示器)，显示拍摄的图像和其它信息；R/W(读/写器)50，把图像信号写入到存储卡1000以及从存储卡1000读出图像信号；CPU(中央处理单元)60，控制整个成像设备；输入单元70，由用户根据需要操作的各种开关和其它部件形成；和透镜驱动控制器80，控制布置在照相机块10中的透镜的驱动。

照相机块10布置在例如可互换镜头中，并由包括变焦透镜11(应用本技术的变焦透镜1、2、3、4和5中的任何一个)、成像装置12(诸如，CCD(电荷耦合装置)和CMOS(互补金属氧化物半导体)装置)和其它部件的光学系统形成。

照相机信号处理器20把来自成像装置12的输出信号转换成数字信号，执行噪声去除和图像质量校正，把数字信号转换成亮度/色差信号，并执行各种其它类型的信号处理。

图像处理器30对基于预定图像数据格式的图像信号执行压缩编码和解压缩解码，执行数据规范转换(诸如，分辨率转换)，并执行其它类型的图像处理。

显示器40具有显示各种数据(诸如，经输入单元70的用户的操作和拍摄的图像)的功能。

R/W 50把由图像处理器30编码的图像数据写入到存储卡1000以及读出记录在存储卡1000上的图像数据。

CPU 60用作控制布置在成像设备100中的电路块的控制处理器，并基于例如来自输入单元70的指令输入信号控制每个电路块。

输入单元70由例如用于快门操作的快门释放按钮和用于选择动作模式的选择开关形成，并把根据用户的操作的指令输入信号输出到CPU 60。

透镜驱动控制器80基于来自CPU 60的控制信号控制驱动变焦透镜11中的透镜的电机或任何其它致动器(未示出)。

存储卡1000是例如能够连接到与R/W 50连接的插槽以及从该插槽拆下的半导体存储器。

接下来，将描述成像设备100的动作。

在成像待机状态下，由照相机块10拍摄的图像信号在CPU 60的控制下经照相机信号处理器20被输出到显示器40，并在显示器40上显示为照相机贯通图像。另外，当从输入单元70输入变焦指令输入信号时，CPU 60把控制信号输出到透镜驱动控制器80，并且变焦透镜11中的预定透镜在透镜驱动控制器80的控制下移动。

当响应于来自输入单元70的指令输入信号操作照相机块10的快门(未示出)时，照相机信号处理器20把拍摄的图像信号输出到图像处理器30，图像处理器30对图像信号执行压缩编码，并把编码的图像信号转换成以预定数据格式表示的数字数据。转换的数据被输出到R/W 50，R/W 50把数据写入到存储卡1000。

例如，如下执行聚焦：当输入单元70上的快门释放按钮被半按下或全按下以便记录(成像)时，透镜驱动控制器80基于来自CPU 60的控制信号移动变焦透镜11中的预定透镜。

为了再现记录在存储卡1000上的图像数据，响应于通过输入单元70执行的用户的操作经R/W 50从存储卡1000读出预定图像数据。图像处理器30对读出的图像数据执行解压缩解码，然后，待再现的图像信号被输出到显示器40，并在显示器40上显示为再现图像。

已参照成像设备用作可互换镜头类型数字照相机的情况进行了以上描述，但成像设备并不必然用作可互换镜头类型数字照相机。成像设备能够广泛地用作例如数字输入/输出设备(诸如，数字静止照相机、数字视频摄录机、包括照相机的移动电话和包括照相机的PDA(个人数字助手)备)中的照相机单元。

[其它]

在根据本技术的实施例的变焦透镜和根据本技术的实施例的成像设备中的任何一种中，可布置没有折射力的透镜、孔径光阑和其它光学元件以及第一至第四透镜组。在这种情况下，根据本技术的任何实施例的变焦透镜的透镜结构是由第一至第四透镜组形成的四组透镜结构。

[本技术]

本技术也能够如下构造。

<1>一种变焦透镜，包括从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组，

其中当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，

第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦，并且

变焦透镜满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

<2>如<1>所述的变焦透镜，

其中所述变焦透镜满足下面的条件表达式(2)：

(2)0.5<m4/m3<1.0

其中m3代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第三透镜组的移动量，并且m4代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第四透镜组的移动量。

<3>如<1>或<2>所述的变焦透镜，

其中所述第三透镜组由具有至少一个非球形表面的单个透镜形成。

<4>如<1>至<3>中任一项所述的变焦透镜，

其中所述变焦透镜满足下面的条件表达式(3)：

(3)0.2<m2/ft<0.7

其中m2代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第二透镜组的移动量。

<5>如<1>至<4>中任一项所述的变焦透镜，

其中所述第一透镜组由从物体侧朝着像侧顺序布置的负透镜和正透镜形成。

<6>如<1>至<5>中任一项所述的变焦透镜，

其中所述变焦透镜满足下面的条件表达式(4)和(5)：

(4)n12>1.90

(5)ν12<25

其中n12代表第一透镜组中的正透镜在d线的折射率，并且ν12代表第一透镜组中的正透镜在d线的阿贝数。

<7>如<1>至<6>中任一项所述的变焦透镜，

其中所述条件表达式(1)的下限是-1.6，并且条件表达式(1)的上限是-0.5。

<8>如<1>至<6>中任一项所述的变焦透镜，

其中所述条件表达式(1)的下限是-1.2，并且条件表达式(1)的上限是-0.5。

<9>如<1>至<8>中任一项所述的变焦透镜，

其中所述条件表达式(2)的下限是0.7。

<10>如<1>至<9>中任一项所述的变焦透镜，

其中所述条件表达式(3)的下限是0.3，并且条件表达式(3)的上限是0.5。

<11>一种成像设备，包括：

变焦透镜；和

成像装置，把由变焦透镜形成的光学像转换成电信号，

其中变焦透镜包括从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组，

其中当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，

第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦，并且

变焦透镜满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

<12>如<1>至<10>中任一项所述的变焦透镜或如<11>中所述的成像设备，

其中还布置包括基本上没有透镜折射力的透镜的光学元件。

上述例子中显示的部件的形状和值全部是为了执行本技术而仅作为例子提供的，不应用于在限制的意义上解释本技术的技术范围。

本技术包含与2012年3月9日提交给日本专利局的日本优先权专利申请JP 2012-052721中公开的主题相关的主题，该专利申请的全部内容通过引用包含于此。

本领域技术人员应该理解，在不脱离所附权利要求或其等同物的范围的情况下，可以根据设计的需要和其它因素做出各种变型、组合、子组合和替换。

Claims (11)

1.一种变焦透镜，包括从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组，

其中当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，

第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦，并且

变焦透镜满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

2.如权利要求1所述的变焦透镜，

其中所述变焦透镜满足下面的条件表达式(2)：

(2)0.5<m4/m3<1.0

其中m3代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第三透镜组的移动量，并且m4代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第四透镜组的移动量。

3.如权利要求1所述的变焦透镜，

其中所述第三透镜组由具有至少一个非球形表面的单个透镜形成。

4.如权利要求1所述的变焦透镜，

其中所述变焦透镜满足下面的条件表达式(3)：

(3)0.2<m2/ft<0.7

其中m2代表当在广角端的放大率改变为在远摄端的放大率时第二透镜组的移动量。

5.如权利要求1所述的变焦透镜，

其中所述第一透镜组由从物体侧朝着像侧顺序布置的负透镜和正透镜形成。

6.如权利要求5所述的变焦透镜，

其中所述变焦透镜满足下面的条件表达式(4)和(5)：

(4)n12>1.90

(5)ν12<25

其中n12代表第一透镜组中的正透镜在d线的折射率，并且ν12代表第一透镜组中的正透镜在d线的阿贝数。

7.如权利要求1所述的变焦透镜，

其中所述条件表达式(1)的下限是-1.6，并且条件表达式(1)的上限是-0.5。

8.如权利要求1所述的变焦透镜，

其中所述条件表达式(1)的下限是-1.2，并且条件表达式(1)的上限是-0.5。

9.如权利要求2所述的变焦透镜，

其中所述条件表达式(2)的下限是0.7。

10.如权利要求4所述的变焦透镜，

其中所述条件表达式(3)的下限是0.3，并且条件表达式(3)的上限是0.5。

11.一种成像设备，包括：

变焦透镜；和

成像装置，把由变焦透镜形成的光学像转换成电信号，

其中变焦透镜包括从物体侧朝着像侧顺序布置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组和具有正折射力的第四透镜组，

其中当在广角侧的放大率改变为在远摄侧的放大率时，第一透镜组沿着光轴移动，从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组从像侧朝着物体侧移动，

第三透镜组沿着光轴移动以便聚焦，并且

变焦透镜满足下面的条件表达式(1)：

$\left(1\right)\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;-2.0<\frac{f3}{\sqrt{(\mathrm{fw}\&times;\mathrm{ft})}}<-0.3$

其中f3代表第三透镜组的焦距，fw代表整个透镜系统在广角端的焦距，并且ft代表整个透镜系统在远摄端的焦距。

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