CN104620150A - 变焦透镜系统和使用该变焦透镜系统的电子成像装置 - Google Patents

变焦透镜系统和使用该变焦透镜系统的电子成像装置 Download PDF

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CN104620150A CN201380047389.9A CN201380047389A CN104620150A CN 104620150 A CN104620150 A CN 104620150A CN 201380047389 A CN201380047389 A CN 201380047389A CN 104620150 A CN104620150 A CN 104620150A
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Abstract

本发明快速地执行安静的聚焦，同时减小了聚焦透镜组的尺寸和重量并且通过良好地校正像差(比如轴向色差和横向色差)而达到优异的光学品质。配置的变焦透镜系统包括按从物体侧的顺序的正第一透镜组、负第二透镜组、正第三透镜组和正第四透镜组，对其来说，至少所述第二透镜组和第三透镜组在放大从广角端改变到远摄端时移动，其中，第一透镜组包括按从物体侧的顺序的在聚焦过程中固定的正透镜组(1a)和为聚焦透镜组的在聚焦过程中移动的正透镜组(1b)；透镜组(1a)具有至少一个负透镜；透镜组(1b)由单正透镜制成；并且下述条件表达式(1和2)得到满足。(1)60<νd1b<75，(2)νd1a<24，其中：νd1b：相对于透镜组(1b)的单正透镜的d线的阿贝数，以及νd1a：相对于透镜组(1a)中的至少一个负透镜的d线的阿贝数。

Description

变焦透镜系统和使用该变焦透镜系统的电子成像装置
技术领域
本发明涉及一种变焦透镜系统和使用该变焦透镜系统的电子成像装置。
背景技术
近年来，对于设置在电子成像装置(如数码相机等)之中的变焦透镜系统更紧凑(小型化)以及具有更高的光学性能，已出现日益增加的需求。此外，需要减小聚焦透镜组的尺寸(小型化)和重量以执行快速且安静的聚焦操作。另外，还需要通过良好地校正各种像差(比如轴向色差和横向色差等)获得优异的光学品质。
对于紧凑型数码相机中所使用的远摄变焦透镜系统，通常由于小型化而在长焦距末端具有大的f数。然而，由于孔径小，远摄变焦透镜系统的分辨能力由于衍射的影响即使在像差得到良好校正的情况下也无法得到改善。因此，需要一种变焦透镜系统，其中像差得到良好校正同时具有较小f数；并且为了满足这种需要已经进行了开发。
例如，专利文献第1号至第3号各公开了一种具有四个透镜组的变焦透镜系统，其按从物体侧的顺序由正第一透镜组、负第二透镜组、正第三透镜组和正第四透镜组构成，其中，第一透镜组被分成前子透镜组和后子透镜组，并且第一透镜组中的后子透镜组用作在聚焦过程中移动的聚焦透镜组。
然而，由于专利文献第1号至第3号的每一个的变焦透镜系统使用非常大量的透镜元件以达到指定的光学品质，所以变焦透镜系统的小型化和轻量化不能说是足够的。特别是，由于配置第一透镜组的后子透镜组(聚焦透镜组)的透镜元件的比重或数量较大，所以聚焦透镜组的小型化和轻量化不充分，使得无法进行快速且安静的聚焦操作。此外，由于配置第一透镜组的前子透镜组和后子透镜组的透镜元件的阿贝数设定不合适，所以变得难以校正各种像差(比如轴向色差和横向色差)，因此降低了光学品质。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利公开第H06-51202号
专利文献2：日本未审查专利公开第2002-162564号
专利文献3：日本未审查专利公开第2004-85846号。
发明内容
技术问题
本发明的设计已考虑了上述问题，并提出了一种具有小型化和轻量化聚焦透镜组的变焦透镜系统，其能执行快速且安静的聚焦操作、同时通过良好地校正各种像差(比如轴向色差和横向色差)实现优异的光学品质，以及提出了一种使用这种变焦透镜系统的电子成像装置。
解决问题的方案
根据本发明的一个方面，提供一种变焦透镜系统，包括按从物体侧的顺序的正第一透镜组、负第二透镜组、正第三透镜组和正第四透镜组，其中，至少所述第二透镜组和所述第三透镜组在从短焦距末端变焦到长焦距末端过程中移动。所述第一透镜组包括按从物体侧的顺序的在聚焦操作过程中不移动的正第一子透镜组，和用作聚焦透镜组的在聚焦操作过程中移动的正第二子透镜组。所述第一子透镜组由至少一个负透镜元件形成，所述第二子透镜组由正单透镜元件形成，并且下述条件(1)和(2)得到满足：
60<νd1b<75…(1)，和
νd1a<24…(2)，其中，νd1b表示第二子透镜组的所述正单透镜元件的d线处的阿贝数，以及νd1a表示所述第一子透镜组内所述至少一个负透镜元件的d线处的阿贝数。
理想地，在条件(1)的范围内，下述条件(1')得到满足：
68<νd1b<75…(1')。
理想地，下述条件(3)得到满足：
1.0<SP1b<1.8…(3)，其中，SP1b表示所述第二子透镜组的正单透镜元件的形状因子，SP1b＝(R2+R1)/(R2-R1)，R1表示所述第二子透镜组的正单透镜元件的物体侧的表面的曲率半径，以及R2表示所述第二子透镜组的正单透镜元件的像侧的表面的曲率半径。
理想地，在条件(3)的范围内，下述条件(3')得到满足：
1.15<SP1b<1.55...(3')。
在另一个实施方案中，提供一种变焦透镜系统，包括按从物体侧的顺序的正第一透镜组、负第二透镜组、正第三透镜组和正第四透镜组，其中，至少所述第二透镜组和所述第三透镜组在从短焦距末端变焦到长焦距末端过程中移动。所述第一透镜组包括按从物体侧的顺序的设置有至少一个负透镜元件的正第一子透镜组，和由正单透镜元件形成的正第二子透镜组，并且下述条件(2')得到满足：
νd1a<22.85…(2')，其中，νd1a表示所述第一子透镜组内定位为最接近物体侧的负透镜元件的d线处的阿贝数。
所述第二透镜组可以按从物体侧的顺序由具有在像侧的凹面的负透镜元件，具有在像侧的凹面的负透镜元件，和包括正透镜元件和负透镜元件的粘合透镜配成而成。在这种情况下，理想地，对于构成所述第二透镜组的粘合透镜的正透镜元件和负透镜元件中的每一个，具有在其物体侧的凸面和在其像侧的凹面。
理想地，本发明的变焦透镜系统满足下述条件(4)和(5)：
-0.3<f2/ft<-0.18…(4)，以及
4.5<TL/ST2<5.5…(5)，其中，f2表示所述第二透镜组的焦距，ft表示在长焦距末端处整个透镜系统的焦距，TL表示在长焦距末端处该透镜系统的整个长度(最接近第一透镜组的物体侧的表面与成像平面之间的距离)，以及ST2表示在从短焦距末端变焦到长焦距末端过程中所述第二透镜组的移动量。
在本发明的变焦透镜系统中，理想地，所述第四透镜组包括按从物体侧的顺序的设置有至少一个正透镜元件和负透镜元件的第三子透镜组，和设置有至少一个正透镜元件和负透镜元件的第四子透镜组，并且其中，下述条件(6)得到满足：
0.15<D4/LD4<0.35…(6)，其中，D4表示所述第三子透镜组与所述第四子透镜组之间的空气距离(最接近第三子透镜组的像侧的表面到最接近第四子透镜组的物体侧的表面之间的距离)，以及LD4表示最接近所述第四透镜组的物体侧的表面到最接近其像侧的表面之间的距离。
在本发明的变焦透镜系统中，理想地，下述条件(7)得到满足：
SG1b<2.8…(7)，其中，SG1b表示所述第二子透镜组的正单透镜元件的比重。
本发明的电子成像装置设置有任一上述的变焦透镜系统，和将该变焦透镜系统所形成的图像转换成电信号的成像器件。
发明的有利效果
根据本发明，实现了一种变焦透镜系统，其具有小型化和轻量化的聚焦透镜组，该聚焦透镜组能够执行快速且安静的聚焦操作，同时通过良好地校正各种像差(比如轴向色差和横向色差)达到优异的光学品质，以及实现了一种使用这种变焦透镜系统的电子成像装置。
附图说明
图1示出根据本发明的当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的变焦透镜系统的第一数值实施例的透镜布置。
图2示出图1的透镜布置中出现的各种像差。
图3示出图1的透镜布置中出现的横向像差。
图4示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的变焦透镜系统的第一数值实施例的透镜布置。
图5示出图4的透镜布置中出现的各种像差。
图6示出图4的透镜布置中出现的横向像差。
图7示出根据本发明的当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的变焦透镜系统的第二数值实施例的透镜布置。
图8示出图7的透镜布置中出现的各种像差。
图9示出图7的透镜布置中出现的横向像差。
图10示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的变焦透镜系统的第二数值实施例的透镜布置。
图11示出图10的透镜布置中出现的各种像差。
图12示出图10的透镜布置中出现的横向像差。
图13示出根据本发明的当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的变焦透镜系统的第三数值实施例的透镜布置。
图14示出图13的透镜布置中出现的各种像差。
图15示出图13的透镜布置中出现的横向像差。
图16示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的变焦透镜系统的第三数值实施例的透镜布置。
图17示出图16的透镜布置中出现的各种像差。
图18示出图16的透镜布置中出现的横向像差。
图19示出根据本发明的当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的变焦透镜系统的第四数值实施例的透镜布置。
图20示出图19的透镜布置中出现的各种像差。
图21示出图19的透镜布置中出现的横向像差。
图22示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的变焦透镜系统的第四数值实施例的透镜布置。
图23示出图22的透镜布置中出现的各种像差。
图24示出图22的透镜布置中出现的横向像差。
图25示出根据本发明的当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的变焦透镜系统的第五数值实施例的透镜布置。
图26示出图25的透镜布置中出现的各种像差。
图27示出图25的透镜布置中出现的横向像差。
图28示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的变焦透镜系统的第五数值实施例的透镜布置。
图29示出图28的透镜布置中出现的各种像差。
图30示出图28的透镜布置中出现的横向像差。
图31示出根据本发明的当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的变焦透镜系统的第六数值实施例的透镜布置。
图32示出图31的透镜布置中出现的各种像差。
图33示出图31的透镜布置中出现的横向像差。
图34示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的变焦透镜系统的第六数值实施例的透镜布置。
图35示出图34的透镜布置中出现的各种像差。
图36示出图34的透镜布置中出现的横向像差。
图37示出根据本发明的变焦透镜系统的变焦路径。
具体实施方式
如图37的变焦路径所示，所示实施例的变焦透镜系统由按从物体侧的顺序的正第一透镜组G1、负第二透镜组G2、正第三透镜组G3和正第四透镜组G4配置而成。第一透镜组G1由按从物体侧的顺序的正第一子透镜组G1a和正第二子透镜组G1b配置而成。第四透镜组G4由按从物体侧的顺序的正第三子透镜组G4a和正第四子透镜组G4b配置而成。光阑S，其定位在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间，它与第三透镜组G3一体地移动。“I”表示成像平面。
在此变焦透镜系统中，当从短焦距末端(广角)变焦到长焦距末端(远摄)时，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的距离增加，第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的距离减小，并且第三透镜组G3与第四透镜组G4之间的距离减小。当从短焦距末端变焦到长焦距末端时，第一子透镜组G1a与第二子透镜组G1b之间的距离不改变，并且第三子透镜组G4a与第四子透镜组G4b之间的距离不改变。
在图示实施例中，当从短焦距末端变焦到长焦距末端时，第一透镜组G1(第一子透镜组G1a和第二子透镜组G1b)和第四透镜组G4(第三子透镜组G4a和第四子透镜组G4b)相对于成像平面I保持静止(不沿光轴方向移动)。然而，这样的实施例也是可能的，其中第一透镜组G1(第一子透镜组G1a和第二子透镜组G1b)和第四透镜组G4(第三子透镜组G4a和第四子透镜组G4b)在从短焦距末端变焦到长焦距末端时沿光轴方向移动。
第二透镜组G2在从短焦距末端变焦到长焦距末端时单调地朝向像侧移动。
这样的实施例是可能的，其中，当从短焦距末端变焦到长焦距末端时，第三透镜组G3首先朝向像侧移动然后微量朝向物体侧移动(导致相对于短焦距末端朝向像侧移动)，并且在其中第三透镜组G3单调地朝向像侧移动的实施例是可能的。
第一子透镜组G1a在聚焦过程中不移动，并且第二子透镜组G1b是在聚焦过程中移动的聚焦透镜组。第二子透镜组G1b在从无穷远处的物体聚焦到有限距离处的物体上时朝向物体侧移动。
在第一至第六数值实施例的每一个中，第一透镜组G1的第一子透镜组G1a由按从物体侧的顺序的具有负透镜元件11和正透镜元件12的粘合透镜配置而成。负透镜元件11由具有在d线处22.8的阿贝数的高色散玻璃材料(例如Ohara公司的OHARA S-NPH1)形成。
在第一至第六数值实施例的每一个中，第一透镜组G1的第二子透镜组G1b由正单透镜元件13配置而成。正单透镜元件13由具有反常色散特性而使得在d线处其阿贝数为70.2并且具有2.46的低比重的玻璃材料(例如Ohara公司的OHARA S-FSL5)形成。
在第一至第六数值实施例的每一个中，第二透镜组G2由按从物体侧的顺序的负透镜元件(具有在像侧的凹面的负透镜元件)21、负透镜元件(具有在像侧的凹面的负透镜元件)22和由正透镜元件23和负透镜元件24配置成的粘合透镜配置而成。
在第一至第六数值实施例的每一个中，第三透镜组G3由按从物体侧的顺序的由正透镜元件31和负透镜元件32配置成的粘合透镜配置而成。
在第一至第六数值实施例的每一个中，第四透镜组G4的第三子透镜组G4a由按从物体侧的顺序的正透镜元件41以及由正透镜元件42和负透镜元件43配置成的粘合透镜配置而成。在第一至第六数值实施例的每一个中，第四透镜组G4的第四子透镜组G4b由按从物体侧的顺序的正透镜元件44和负透镜元件45配置而成。
在图示实施例的每个变焦透镜系统中，第一透镜组G1和第四透镜组G4在从短焦距末端变焦到长焦距末端过程中是相对于成像平面I静止的，而主要是第二透镜组G2执行变焦以及第三透镜组G3补偿在变焦过程中发生的像面波动。此外，第一透镜组G1被分成第一子透镜组G1a和第二子透镜组G1b；第一子透镜组G1a配置成在聚焦过程中不可移动，并且第二子透镜组G1b配置为在聚焦过程中移动的聚焦透镜组。因此，透镜系统的总长度在变焦和聚焦过程中不改变，使得在其中f数变化小的变焦透镜系统能得以实现。
在图示实施例的每个变焦透镜系统中，通过将第二透镜组G2配置有按从物体侧的顺序的负透镜元件(具有在像侧的凹面的负透镜元件)21、负透镜元件(具有在像侧的凹面的负透镜元件)22，以及由正透镜元件23和负透镜元件24配置成的粘合透镜，彗差和像散可在整个变焦范围内得到良好地校正，使得优异的光学品质可得以实现。此外，通过对构成粘合透镜的正透镜元件23和负透镜元件24中的每一个设置面向像侧的凹面，彗差和像散可以甚至更有利地得到校正。
在图示实施例的每个变焦透镜系统中，第四透镜组G4由按从物体侧的顺序的正第三子透镜组G4a和正第四子透镜组G4b配置而成。第三子透镜组G4a由两个正透镜元件41和42，和一个负透镜元件43配置而成。第四子透镜组G4b由一个正透镜元件44和一个负透镜元件45配置而成。通过以上述方式配置第四透镜组G4，可以得到用于良好地校正球面像差、彗差、像场弯曲和像散的最小透镜布置，同时实现透镜系统的小型化和轻量化。
此外，在图示实施例的每个变焦透镜系统中，通过将第二子透镜组G1b(构成聚焦透镜组)形成为正单透镜元件13，适当地设定正单透镜元件13在d线处的阿贝数，此外，通过适当地设定在第一子透镜组G1a内设置的负透镜元件11的d线处的阿贝数，聚焦透镜组可以小型化和轻量化，以执行快速且安静的聚焦操作，同时通过良好地校正各种像差(比如轴向色差和横向色差)成功地实现优异的光学品质。
条件(1)指定第二子透镜组G1b的正单透镜元件13的d线处的阿贝数。通过满足条件(1)，聚焦透镜组可以小型化和轻量化，以执行快速且安静的聚焦操作，同时通过良好地校正各种像差(比如轴向色差和横向色差)，特别是在长焦距末端处的，实现优异的光学品质。
如果超过条件(1)的上限，则虽然有利于色差的校正，但由于将存在仅具有大比重的玻璃材料，所以形成正单透镜元件13的玻璃材料的比重变得过大(将不可避免地大)，使得由于聚焦透镜组的尺寸和重量增加而变得难以实现快速且安静的聚焦操作。
如果超过条件(1)的下限，则变得难以校正各种像差(比如轴向色差和横向色差)，特别是在长焦距末端处的，使得光学品质劣化。
如上所述，在第一至第六数值实施例的每一个中，第一子透镜组G1a由按从物体侧的顺序的具有负透镜元件11和正透镜元件12的粘合透镜配置而成。但是，通过对第一子透镜组G1a添加负透镜元件(多个负透镜元件)，两个或更多个负透镜元件可包括在第一子透镜组G1a中。
利用这种配置，条件(2)和条件(2')指定在第一子透镜组G1a中设置的负透镜元件11的d线处的阿贝数。通过满足条件(2)和条件(2')，各种像差(比如轴向色差和横向色差)，特别是在长焦距末端处的，可以得到良好的校正，从而实现优异的光学品质。
如果超过条件(2)和条件(2')的上限，变得难以校正各种像差(比如轴向色差和横向色差)，特别是在长焦距末端处的，使得光学品质劣化。
条件(3)指定第二子透镜组G1b的正单透镜元件13的具体轮廓(形状因子)。通过满足条件(3)，各种像差(比如像散)可以良好的校正，从而实现优异的光学品质。
如果超过条件(3)的上限，则第二子透镜组G1b的正单透镜元件13的曲率变得过大，导致发生高阶像差，从而降低光学品质。
如果超过条件(3)的下限，则容易发生像散，从而降低光学品质。
条件(4)指定在长焦距末端处第二透镜组G2的焦距对整个透镜系统的焦距的比值。通过满足条件(4)，在变焦过程中像差的波动可被抑制从而可获得优异的光学品质，并且在变焦过程中第二透镜组G2的移动量减小，从而使透镜系统小型化。
如果超过条件(4)的上限，则在变焦过程中像差波动由于第二透镜组G2的功率变得过强而增大，从而降低光学品质。
如果超过条件(4)的下限，则在变焦过程中第二透镜组G2的移动量由于第二透镜组G2的功率变得太弱而增大，从而增大透镜系统的尺寸。
条件(5)指定在长焦距末端处透镜系统的整个长度(最接近第一透镜组G1的物体侧的表面与成象平面I之间的距离)对当从短焦距末端变焦到长焦距末端时第二透镜组G2的移动量的比值。通过满足条件(5)，透镜系统通过减小第二透镜组G2在变焦过程中的移动量而小型化，并且可防止因制造误差引起的光学品质劣化。
如果超过条件(5)的上限，则第二透镜组G2在变焦过程中的移动量变得太小，使得误差灵敏度上升，由此使得因制造误差引起的光学品质劣化容易发生。
如果超过条件(5)的下限，则第二透镜组G2在变焦过程中的移动量变得太大，从而增大透镜系统的尺寸。
条件(6)指定第三子透镜组G4a与第四子透镜组G4b之间的空气距离(最接近第三子透镜组G4a的像侧的表面到最接近第四子透镜组G4b的物体侧的表面之间的距离)对最接近第四透镜组G4的物体侧的表面到最接近其像侧的表面之间的距离的比值。通过满足条件(6)，球面像差、彗差和像场弯曲可得到良好地校正，以实现优异的光学品质。
如果超过条件(6)的上限，则变得难以校正球面像差和彗差，从而降低光学品质。
如果超过条件(6)的下限，则光线在任何视角下的重叠增加，使得难以校正像场弯曲，使得光学品质劣化。
条件(7)指定第二子透镜组G1b的正单透镜元件13的比重。通过选择具有满足条件(7)的低比重的玻璃材料用作构成聚焦透镜组的正单透镜元件13，聚焦透镜组可以小型化和轻量化，使得可执行快速且安静的聚焦操作。
如果超过条件(7)的上限，则由于聚焦透镜组尺寸增加和重量增加而变得难以实现快速且安静的聚焦操作。为了在超过条件(7)的上限的状态下强制进行快速且安静的聚焦操作，必须使用更强大的聚焦驱动系统，使得包括透镜系统的整个光学单元的尺寸和重量的增加无法避免。
特定的第一至第六数值实施例将在此讨论。在各像差图、横向像差图和表中，d线、g线和C线示出在它们各自波长下的像差；S表示矢状像，M表示经向像，FNO.表示f数，f表示整个光学系统的焦距，W表示半视角(°)，Y表示像高度，fB表示后焦点，L表示透镜系统的总长度，R表示曲率半径，d表示透镜厚度或透镜之间的距离，N(d)表示的d线处的折射率，以及ν(d)表示关于d线的阿贝数。用于各种长度的单位按毫米(mm)定义。第一至第六数值实施例均不采用非球面透镜元件。
[实施例1]
图1至图6和表1至表3示出根据本发明的变焦透镜系统的第一数值实施例。图1示出当聚焦在无限远处物体上时在长焦距末端处的一种透镜布置，图2示出其各种像差，图3示出其横向像差，图4示出当聚焦在无限远处物体上时在短焦距末端处的一种透镜布置，图5示出其各种像差，图6示出其横向像差。表1示出透镜表面数据，表2示出各种透镜系统数据，表3示出透镜组数据。
第一数值实施例的变焦透镜系统由按从物体侧的顺序的正第一透镜组G1、负第二透镜组G2、正第三透镜组G3和正第四透镜组G4配置而成。定位在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的光阑S，与第三透镜组G3一体地移动。光学滤波器OP设置在第四透镜组G4与成像平面I之间。
第一透镜组G1由按从物体侧的顺序的在聚焦过程中不移动的正第一子透镜组G1a，和构成在聚焦操作过程中移动的聚焦透镜组的正第二子透镜组G1b配置而成。当从无限远处物体聚焦到有限距离处的物体上时，第二子透镜组G1b朝向物体侧移动。
第一子透镜组G1a由按从物体侧的顺序的具有在物体侧的凸面的负弯月形透镜元件11和双凸正透镜元件12的粘合透镜配置而成。负弯月形透镜元件11由具有d线处22.8的阿贝数的高色散玻璃(例如Ohara公司的OHARA S-NPH1)形成。
第二子透镜组G1b由具有在物体侧的凸面的正弯月形单透镜元件13配置而成。正弯月形单透镜元件13由具有反常色散特性而使得d线处其阿贝数为70.2并且具有2.46的低比重的玻璃材料(例如Ohara公司的OHARA S-FSL5)形成。
第二透镜组G2由按从物体侧的顺序的双凹负透镜元件(具有在像侧的凹面的负透镜元件)21，双凹负透镜元件(具有在像侧的凹面的负透镜元件)22和粘合透镜配置而成，该粘合透镜由具有在物体侧的凸面的正弯月形透镜元件23和具有在物体侧的凸面的负弯月形透镜元件24配置而成。
第三透镜组G3由粘合透镜配置而成，该粘合透镜由按从物体侧的顺序的双凸正透镜元件31和具有在像侧的凸面的负弯月形透镜元件32配置而成。
第四透镜组G4由按从物体侧的顺序的正第三子透镜组G4a和正第四子透镜组G4b配置而成。第三子透镜组G4a由按从物体侧的顺序的具有在物体侧的凸面的正弯月形透镜元件41，和粘合透镜配置而成，该粘合透镜由具有在物体侧的凸面的正弯月形透镜元件42和具有在物体侧的凸面的负弯月形透镜元件43配置而成。第四子透镜组G4b由按从物体侧的顺序的双凸正透镜元件44和具有在像侧的凸面的负弯月形透镜元件45配置而成。此外，在图示实施例中，在第四透镜组G4内正第三子透镜组G4a和正第四子透镜组G4b在它们之间的空气距离最大的位置处彼此分开。
[表1]
[表2]
[表3]
[数值实施例2]
图7至图12和表4至表6示出根据本发明的变焦透镜系统的第二数值实施例。图7示出当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的一种透镜布置，图8示出其各种像差，图9示出其横向像差，图10示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的一种透镜布置，图11示出其各种像差，图12示出其横向像差。表4示出透镜表面数据，表5示出各种透镜系统数据，表6示出透镜组数据。
第二数值实施例的透镜布置与第一数值实施例的相同。
[表4]
[表5]
[表6]
[数值实施例3]
图13至图18和表7至表9示出根据本发明的变焦透镜系统的第三数值实施例。图13示出当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的一种透镜布置，图14示出其各种像差，图15示出其横向像差，图16示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的一种透镜布置，图17示出其各种像差，图18示出其横向像差。表7示出透镜表面数据，表8示出各种透镜系统数据，表9示出透镜组数据。
第三数值实施例的透镜布置与第一数值实施例的相同。
[表7]
[表8]
[表9]
[数值实施例4]
图19至图24和表10至表12示出根据本发明的变焦透镜系统的第四数值实施例。图19示出当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的一种透镜布置，图20示出其各种像差，图21示出其横向像差，图22示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的一种透镜布置，图23示出其各种像差，图24示出其横向像差。表10示出透镜表面数据，表11示出各种透镜系统数据，表12示出透镜组数据。
除了以下几点之外，第四数值实施例的透镜布置与第一数值实施例的相同：
(1)第一透镜组G1的正透镜元件12是具有在物体侧的凸面的正弯月形透镜元件。
(2)在第四透镜组G4中，正透镜元件41由双凸正透镜元件配置而成，正透镜元件42由双凸正透镜元件配置而成，并且负透镜元件43由双凹负透镜元件配置而成。
[表10]
[表11]
[表12]
[数值实施例5]
图25至图30和表13至表15示出根据本发明的变焦透镜系统的第五数值实施例。图25示出当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的一种透镜布置，图26示出其各种像差，图27示出其横向像差，图28示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的一种透镜布置，图29示出其各种像差，图30示出其横向像差。表13示出透镜表面数据，表14示出各种透镜系统数据，表15示出透镜组数据。
除了以下几点之外，第五数值实施例的透镜布置与第一数值实施例的相同：
(1)第二透镜组G2的负透镜元件22由具有在像侧的凸面的负弯月形透镜元件配置而成。
(2)在第四透镜组G4中，正透镜元件42由双凸正透镜元件配置而成，负透镜元件43由双凹负透镜元件配置而成。
[表13]
[表14]
[表15]
[数值实施例6]
图31至图36和表16至表18示出根据本发明的变焦透镜系统的第六数值实施例。图31示出当聚焦在无穷远处物体上时在长焦距末端处的一种透镜布置，图32示出其各种像差，图33示出其横向像差，图34示出当聚焦在无穷远处物体上时在短焦距末端处的一种透镜布置，图35示出其各种像差，图36示出其横向像差。表16示出透镜表面数据，表17示出各种透镜系统数据，表18示出透镜组数据。
除了以下几点之外，第六数值实施例的透镜布置与第一数值实施例的相同：
(1)第一透镜组G1的正透镜元件12由具有在物体侧的凸面的平凸正透镜元件配置而成。
(2)第二透镜组G2的负透镜元件22由具有在像侧的凸面的负弯月形透镜元件配置而成。
(3)在第四透镜组G4中，正透镜元件41由双凸正透镜元件配置而成，正透镜元件42由双凸正透镜元件配置而成，负透镜元件43由双凹负透镜元件配置而成。
[表16]
[表17]
[表18]
对于每个实施例的每个条件的数值示于表19。
[表19]
如从表19可理解的，第一至第六实施例满足条件(1)至(7)。此外，如从各种像差图和横向像差图可理解的，各种像差和横向像差得到相对良好地校正。
即使实际上没有光功率的透镜元件或透镜组被添加到包括在属于本专利申请的发明技术范围内的变焦透镜系统中，也将不脱离属于本发明的发明技术范围。
工业实用性
本发明的变焦透镜系统和设置有这种变焦透镜系统的电子成像装置适用于在例如电子成像设备(比如数码相机等)中。
附图标记列表
G1 正第一透镜组
G1a 正第一子透镜组
11 负透镜元件
12 正透镜元件
G1b 第二子透镜组
13 正单透镜元件
G2 负第二透镜组
21 负透镜元件(在像侧具有凹面的负透镜元件)
22 负透镜元件(在像侧具有凹面的负透镜元件)
23 正透镜元件
24 负透镜元件
G3 正第三透镜组
31 正透镜元件
32 负透镜元件
G4 正第四透镜组
G4a 正第三子透镜组
41 正透镜元件
42 正透镜元件
43 负透镜元件
G4b 正第四子透镜组
44 正透镜元件
45 负透镜元件
S 光阑
OP 光学过滤器
I 成像平面

Claims (9)

1.一种变焦透镜系统，包括：按从物体侧的顺序的正第一透镜组、负第二透镜组、正第三透镜组和正第四透镜组，其中，至少所述第二透镜组和所述第三透镜组在从短焦距末端变焦到长焦距末端过程中移动，
其中，所述第一透镜组包括：按从物体侧的顺序的在聚焦操作过程中不移动的正第一子透镜组，和用作聚焦透镜组的在聚焦操作过程中移动的正第二子透镜组，
其中，所述第一子透镜组由至少一个负透镜元件形成，
其中，所述第二子透镜组由正单透镜元件形成，以及
其中，下述条件(1)和(2)得到满足：
60<νd1b<75…(1)，和
νd1a<24…(2)，其中
νd1b表示第二子透镜组的所述正单透镜元件的d线处的阿贝数，以及
νd1a表示所述第一子透镜组内所述至少一个负透镜元件的d线处的阿贝数。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜系统，其中，下述条件(3)得到满足：
1.0<SP1b<1.8…(3)，其中
SP1b表示所述第二子透镜组的正单透镜元件的形状因子，
SP1b＝(R2+R1)/(R2-R1)，
R1表示所述第二子透镜组的正单透镜元件的物体侧的表面的曲率半径，以及
R2表示所述第二子透镜组的正单透镜元件的像侧的表面的曲率半径。
3.一种变焦透镜系统，包括：按从物体侧的顺序的正第一透镜组、负第二透镜组、正第三透镜组和正第四透镜组，其中，至少所述第二透镜组和所述第三透镜组在从短焦距末端变焦到长焦距末端过程中移动，
其中，所述第一透镜组包括：按从物体侧的顺序的设置有至少一个负透镜元件的正第一子透镜组，和由正单透镜元件形成的正第二子透镜组，并且
其中，下述条件(2')得到满足：
νd1a<22.85…(2')，其中
νd1a表示所述第一子透镜组内定位为最接近物体侧的负透镜元件的d线处的阿贝数。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的变焦透镜系统，其中，所述第二透镜组包括：按从物体侧的顺序的具有在像侧的凹面的负透镜元件，具有在像侧的凹面的负透镜元件，和包括正透镜元件和负透镜元件的粘合透镜。
5.根据权利要求4所述的变焦透镜系统，其中，构成所述第二透镜组的粘合透镜的正透镜元件和负透镜元件中的每一个包括：在其物体侧的凸面和在其像侧的凹面。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的变焦透镜系统，其中，下述条件(4)和(5)得到满足：
-0.3<f2/ft<-0.18…(4)，以及
4.5<TL/ST2<5.5…(5)，其中
f2表示所述第二透镜组的焦距，
ft表示在长焦距末端处整个透镜系统的焦距，
TL表示在长焦距末端处所述透镜系统的整个长度，以及
ST2表示在从短焦距末端变焦到长焦距末端过程中所述第二透镜组的移动量。
7.根据权利要求1至6的任一项所述的变焦透镜系统，其中，所述第四透镜组包括：按从物体侧的顺序的设置有至少一个正透镜元件和负透镜元件的第三子透镜组，和设置有至少一个正透镜元件和负透镜元件的第四子透镜组，并且其中，下述条件(6)得到满足：
0.15<D4/LD4<0.35…(6)，其中
D4表示所述第三子透镜组与所述第四子透镜组之间的空气距离，以及
LD4表示最接近所述第四透镜组的物体侧的表面到最接近其像侧的表面之间的距离。
8.根据权利要求1至7的任一项所述的变焦透镜系统，其中，下述条件(7)得到满足：
SG1b<2.8…(7)，其中
SG1b表示所述第二子透镜组的正单透镜元件的比重。
9.一种电子成像装置，包括：
根据权利要求1至8的任一项所述的所述变焦透镜系统；和
成像器件，其将所述变焦透镜系统所形成的图像转换成电信号。
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