CN107290844B - 变焦透镜和使用变焦透镜的图像拾取装置 - Google Patents

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Abstract

公开了变焦透镜和使用该变焦透镜的图像拾取装置。提供了具有高变焦比并且易于设计以在整个变焦范围内实现良好的光学特性的小的变焦透镜。变焦透镜从物侧到像侧依次包括正的第一单元、负的第二单元、孔径光阑和包括多个单元的后组。相邻单元间的间隔在变焦期间被改变。在后组中，正透镜单元被布置为最靠近像侧，并且负透镜单元位于正透镜单元的物侧。孔径光阑不为了变焦而移动，但第二单元和负透镜单元在变焦期间移动。第二单元和正、负透镜单元的焦距以及第二和负透镜单元的移动量在从广角端到望远端的变焦期间被分别适当地设置。

Description

变焦透镜和使用变焦透镜的图像拾取装置
技术领域
本发明涉及变焦透镜和使用变焦透镜的图像拾取装置，并且本发明特别适于作为在诸如数字静态照相机、摄像机、监控照相机和广播照相机之类的图像拾取装置中使用的图像拾取光学系统。
背景技术
近年来，在图像拾取装置中使用的图像拾取光学系统已经被要求为如下的变焦透镜，该变焦透镜总体尺寸小并且实现宽视角和高变焦比。
作为满足这些要求的变焦透镜，已知其中具有正折光力的透镜单元被布置得最靠近物体的正导型(positive-lead type)变焦透镜。正导型变焦透镜的特征在于，变焦透镜实现高变焦比，并且易于设计以减小用于变焦的F数的变化。作为正导型变焦透镜，已知其中位于最靠近物体的第一透镜单元不为了变焦而移动的变焦透镜。
日本专利申请特开No.2013-218291公开了一种包括六个透镜单元的变焦透镜，即从物侧到像侧依次分别具有正、负、正、正、负和正折光力的第一至第六透镜单元。对于该变焦透镜的变焦，第一透镜单元、第三透镜单元和第六透镜单元不移动，但是第二透镜单元、第四透镜单元和第五透镜单元移动。
日本专利申请特开No.2006-337745公开了一种变焦透镜，其包括分别具有正、负、正、负和正折光力的第一至第五透镜单元。对于该变焦透镜的变焦，第一透镜单元和第五透镜单元不移动，但是第二至第四透镜单元移动。
采用涉及使第一透镜单元移动以进行变焦的变焦方法，可以容易地设计上述正导式变焦透镜以实现高变焦比。然而，在监控照相机的情况下，例如，如果第一透镜单元为了变焦而移动，则可能会出现防震、防水和防尘特性方面的问题。为此，强烈需要监控照相机为可以在不为了变焦而移动第一透镜单元的情况下实现高变焦比的变焦透镜。
发明内容
本发明的目的是提供容易设计得小并且在整个变焦范围内实现高变焦比和良好的光学特性的变焦透镜，并提供包括这样的变焦透镜的图像拾取装置。
本发明的变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、孔径光阑和包括多个透镜单元的后组，并且相邻透镜单元之间的间隔在变焦期间被改变。在后组中，具有正折光力的透镜单元Lp被布置为最靠近像侧，并且具有负折光力的透镜单元Ln被布置在透镜单元Lp的物侧并且与该透镜单元Lp相邻。孔径光阑不为了变焦而移动，但是第二透镜单元和透镜单元Ln在变焦期间移动。第一透镜单元由如下的透镜组成，所述透镜从物侧到像侧依次为负透镜、正透镜、正透镜和正透镜。变焦透镜满足以下条件表达式：
-6.00<f2/|M2|<-0.02；和
-2.00<fn/|Mn|<-0.02，
其中f2表示第二透镜单元的焦距，fn表示透镜单元Ln的焦距，M2表示在从广角端到望远端的变焦期间的第二透镜单元的移动量，并且Mn表示在从广角端到望远端的变焦期间的透镜单元Ln的移动量。
从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据实施例1的在广角端处变焦透镜的透镜截面图。
图2A是根据实施例1的在广角端处变焦透镜的像差图。
图2B是根据实施例1的在中间变焦位置处透镜单元的像差图。
图2C是根据实施例1的在望远端处变焦透镜的像差图。
图3是根据实施例2的在广角端处变焦透镜的透镜截面图。
图4A是根据实施例2的在广角端处变焦透镜的像差图。
图4B是根据实施例2的在中间变焦位置处透镜单元的像差图。
图4C是根据实施例2的在望远端处变焦透镜的像差图。
图5是根据实施例3的在广角端处变焦透镜的透镜剖视图。
图6A是根据实施例3的在广角端处变焦透镜的像差图。
图6B是根据实施例3的在中间变焦位置处透镜单元的像差图。
图6C是根据实施例3的在望远端处变焦透镜的像差图。
图7是根据实施例4的在广角端处变焦透镜的透镜剖视图。
图8A是根据实施例4的在广角端处变焦透镜的像差图。
图8B是根据实施例4的在中间变焦位置处透镜单元的像差图。
图8C是根据实施例4的在望远端处变焦透镜的像差图。
图9是根据实施例5的在广角端处变焦透镜的透镜剖视图。
图10A是根据实施例5的在广角端处变焦透镜的像差图。
图10B是根据实施例5的在中间变焦位置处透镜单元的像差图。
图10C是根据实施例5的在望远端处变焦透镜的像差图。
图11是本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。
具体实施方式
现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。本发明的变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、孔径光阑和包括多个透镜单元的后组，在后组中，相邻透镜单元之间的间隔在变焦期间被改变。在后组中，具有正折光力的透镜单元Lp被布置成最靠近像面，并且具有负折光力的透镜单元Ln被布置在透镜单元Lp的物侧并且与其相邻。孔径光阑不为了变焦而移动，但是第二透镜单元和透镜单元Ln在变焦期间移动。
图1是根据本发明实施例1的在广角端处(短焦距端)变焦透镜的透镜截面图。图2A、图2B和图2C是实施例1的在广角端处、中间变焦位置处和望远端(长焦距端)处变焦透镜的像差图。实施例1是变焦比为39.08且F数为1.65-4.94的变焦透镜。
图3是根据本发明实施例2的在广角端处变焦透镜的透镜截面图。图4A、图4B和图4C是实施例2的在广角端处、中间变焦位置处和望远端处变焦透镜的像差图。实施例2是变焦比为43.95且F数为1.73-5.14的变焦透镜。
图5是根据本发明实施例3的在广角端处变焦透镜的透镜截面图。图6A、图6B和图6C是实施例3的在广角端处、中间变焦位置处和望远端处变焦透镜的像差图。实施例3是变焦比为39.10且F数为1.65-4.90的变焦透镜。
图7是根据本发明实施例4的在广角端处变焦透镜的透镜截面图。图8A、图8B和图8C是实施例4的在广角端处、中间变焦位置处和望远端处变焦透镜的像差图。实施例4是变焦比为39.10且F数为1.65-4.90的变焦透镜。
图9是根据本发明实施例5的在广角端处变焦透镜的透镜截面图。图10A、图10B和图10C是实施例5的在广角端处、中间变焦位置处和望远端处变焦透镜的像差图。实施例5是变焦比为43.99且F数为1.65-4.90的变焦透镜。图11是本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。
实施例1至实施例5的变焦透镜用于诸如摄像机、数字照相机、电视照相机、监控照相机和卤化银胶片照相机之类的图像拾取装置中。在透镜截面图中，左侧是物体侧(物侧)(前方)，并且右侧是像侧(后方)。在透镜截面图中，i表示从物侧起的透镜单元的顺序，并且Li是第i个透镜单元。LR表示包括多个透镜单元的后组。
在透镜截面图中，SP是布置在第三透镜单元L3的物侧的孔径光阑。在透镜截面图中，GB是与滤光器、面板、晶体低通滤光器、红外截止滤光器等相当的光学元件。IP是像面。当变焦透镜用作摄像机或数字静态照相机中的图像拾取光学系统时，诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的固态图像拾取元件(光电转换元件)被放置在像面上。当变焦透镜用在卤化银胶片照相机中时，与胶片平面相当的感光面被放置在像面上。
箭头表示从广角端到望远端的变焦(变倍)期间各个透镜单元的移动轨迹以及透镜单元为了聚焦的移动方向。在像差图中，球面像差通过表示d线(587.6nm的波长)的实线d和表示g线(435.8nm的波长)的双点划线g来表示。像散图通过表示d线的子午像面的虚线M和表示d线的弧矢像面的实线S来表示。横向色差由相对于d线的g线表示。这里，ω表示半视角(成像拾取的视角的半值)(度)，并且Fno表示F数。
在实施例1至实施例3的透镜截面图中，L1是具有正折光力的第一透镜单元，L2是具有负折光力的第二透镜单元，并且LR是后组。后组LR包括具有正折光力的第三透镜单元L3，具有正折光力的第四透镜单元L4，具有负折光力的第五透镜单元L5，以及具有正折光力的第六透镜单元L6。实施例1至实施例3是六单元变焦透镜。
在实施例1至实施例3中，第一透镜单元L1和第六透镜单元L6不为了变焦而移动。在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元L2如相关联的箭头所示的那样向像侧移动。第三透镜单元L3、第四透镜单元L4和第五透镜单元L5沿着分别不同的轨迹非线性地移动，即它们一度向物侧移动，然后向像侧移动，并再次向物侧移动。孔径光阑SP不移动。
第五透镜单元L5在聚焦期间移动并校正归因于变焦的像面变化。用于第五透镜单元L5的实线曲线5a和虚线曲线5b分别指示当聚焦于无限远物体和短距离物体时用于校正归因于变焦的像面变化的移动轨迹。此外，如箭头5c所示，通过将第五透镜单元L5向后(向像侧)缩回来执行从无限远物体到短距离物体的聚焦。这里，用于聚焦的透镜单元不限于第五透镜单元L5，而是可以是另一个单独的透镜单元，或者两个或更多个其它透镜单元。
在实施例4和实施例5的透镜截面图中，L1是具有正折光力的第一透镜单元，L2是具有负折光力的第二透镜单元，并且LR是后组。后组LR包括具有正折光力的第三透镜单元L3，具有负折光力的第四透镜单元L4和具有正折光力的第五透镜单元L5。实施例4和实施例5是五单元变焦透镜。在实施例4和实施例5中，第一透镜单元L1和第五透镜单元L5不为了变焦而移动。
在实施例4和实施例5中，在从广角端到望远端的变焦期间，第二透镜单元L2如相关联的箭头所示的那样向像侧移动。第三透镜单元L3和第四透镜单元L4沿着分别不同的轨迹非线性地移动，即它们一度向物侧移动，然后向像侧移动，并再次向物侧移动。孔径光阑SP不移动。在实施例4和实施例5中，第四透镜单元L4在聚焦期间移动并且校正归因于变焦的像面变化。
用于第四透镜单元L4的实线曲线4a和虚线曲线4b分别指示在聚焦于无限远物体和短距离物体期间用于校正归因于变焦的像面变化的移动轨迹。此外，如箭头4c所示，通过将第四透镜单元L4向后(向像侧)缩回来执行从无限远物体到短距离物体的聚焦。这里，用于聚焦的透镜单元不限于第四透镜单元L4，而是可以是另一个单独的透镜单元，或者是两个或更多个其它透镜单元。
在实施例1至实施例5中，孔径光阑SP的孔径在变焦期间可以是恒定的，或者可以根据变焦而改变。如果孔径光阑SP的孔径在变焦期间改变，则可以容易地获得更好的光学性能，因为孔径光阑SP可以切断离轴边缘光线并从而减少彗斑。
本发明的变焦透镜的目的是提供具有宽视角并且在整个变焦范围内实现良好的光学特性的小的变焦透镜。
在本发明的变焦透镜中，具有正折光力的第一透镜单元L1，具有负折光力的第二透镜单元L2，孔径光阑SP和包括多个透镜单元的后组LR从物侧到像侧以被顺序地布置。然后，在后组LR中，具有正折光力的透镜单元Lp被布置成最靠近像面，并且具有负折光力的透镜单元Ln被布置在透镜单元Lp的物侧。
假设：f2表示第二透镜单元L2的焦距；fn表示透镜单元Ln的焦距；M2表示第二透镜单元L2在从广角端到望远端的变焦期间的移动量；并且Mn表示透镜单元Ln在从广角端到望远端的变焦期间的移动量，变焦透镜满足以下条件表达式：
-6.00<f2/|M2|<-0.02(1)；和
-2.00<fn/|Mn|<-0.02(2)。
这里，透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量被定义为在广角端处透镜单元在光轴上的位置与在望远端处透镜单元在光轴上的位置之间的差。在透镜单元处于望远端比处于广角端更靠近像面的情况下移动量的符号为正，而透镜单元处于望远端比处于广角端更靠近物体的情况下移动量的符号为负。
在本发明的变焦透镜中，后组LR设置有上述透镜配置，使得具有负折光力的透镜单元Ln具有相对高的位置灵敏度(聚焦灵敏度)。此外，该配置使得更容易缩短用于校正变焦期间的像面变化的行程(移动量)和用于聚焦的行程。
此外，缩短孔径光阑SP和像面之间的长度使得更容易允许作为可以产生高变焦效果的主变倍透镜单元的第二透镜单元L2执行长行程从而便于增强变焦比。此外，满足条件表达式(1)和(2)使得能够实现如下的变焦透镜，该变焦透镜具有高变焦比、总体尺寸小且在整个变焦范围内具有良好的光学特性。
条件表达式(1)指定第二透镜单元L2的焦距与第二透镜单元L2在变焦期间的移动量的比。通过满足条件表达式(1)，变焦透镜可以容易地设计为以小的透镜系统实现高变焦比。如果第二透镜单元L2的负焦距如此长(如果负焦距的绝对值如此大)以致该比落在条件表达式(1)的下限值以下，则需要长行程来实现高变焦比。结果，变焦透镜的总长度不可避免地长。
另一方面，如果第二透镜单元L2的焦距如此短(如果负焦距的绝对值如此小)以致该比超过条件表达式(1)的上限值，则由于变焦引起的像面弯曲变化和横向色差变化变得过大。
条件表达式(2)指定透镜单元Ln的焦距与透镜单元Ln在变焦期间的移动量的比。通过满足条件表达式(2)，变焦透镜可以容易地设计成以小的透镜系统实现高变焦比。如果透镜单元Ln的负焦距如此长(如果负焦距的绝对值如此大)以致该比落在条件表达式(2)的下限值以下，则位置灵敏度如此低以致需要长行程用于聚焦和校正像面变化。结果，变焦透镜的总长度不可避免地长。
另一方面，如果透镜单元Ln的负焦距如此短以致该比超过条件表达式(2)的上限值，则难以校正像面弯曲(特别是在广角端处)。
在实施例1至实施例5中，适当地设置构成要素以满足如上所述的条件表达式(1)和(2)。以这种方式，获得了包括小的透镜系统并实现高变焦比和良好光学特性的变焦透镜。
注意，更优选地，实施例1至实施例5采用以下数值范围用于条件表达式(1)和(2)：
-3.00<f2/|M2|<-0.10(1a)；和
-1.80<fn/|Mn|<-0.30(2a)。
根据本发明，使用上述结构使得能够实现如下的变焦透镜，该变焦透镜实现高变焦比，总体尺寸小，并且具有良好的光学特性。
此外，本发明的变焦透镜的特征在于满足以下条件表达式：
1.10<βnT/βnW<1.70(3)；
0.20<drt/|M2|<1.30(4)；且
0.01<dnpw/drw<0.40(5)，
其中βnW表示在广角端处透镜单元Ln的横向倍率，βnT表示在望远端处透镜单元Ln的横向倍率，dnpw表示在广角端处，从透镜单元Ln的最靠近物体的透镜表面到透镜单元Lp的最靠近像面的透镜表面的光轴方向上的距离，drw表示在广角端处，从孔径光阑SP到像面的光轴方向上的距离，且drt表示在望远端处，从孔径光阑SP到像面的光轴方向上的距离。
满足条件表达式(3)、(4)和(5)使得能够实现如下的变焦透镜，该变焦透镜实现高变焦比，总体尺寸小，并且在整个变焦范围内具有良好的光学特性。
条件表达式(3)指定透镜单元Ln的变焦比。通过满足条件表达式(3)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并且获得良好的光学特性。
如果透镜单元Ln的变焦比如此低以致落在条件表达式(3)的下限值以下，则作为主变倍透镜单元的第二透镜单元L2需要负责太大比例的变焦以至于由变焦引起的像面弯曲变化和横向色差变化变大。
另一方面，如果透镜单元Ln的变焦比如此高以致超过条件表达式(3)的上限值，则负透镜单元Ln的焦距太短。在这种情况下，特别是在广角端处，难以校正像面弯曲。此外，增大了由于聚焦引起的像面弯曲变化和横向色差变化。
条件表达式(4)指定用于变焦的第二透镜单元L2行程(光轴上的移动量)与从孔径光阑SP到像面的距离的比。
通过满足条件表达式(4)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并且获得良好的光学特性。
如果从孔径光阑SP到像面的距离如此短以致该比落在条件表达式(4)的下限值以下，则透镜单元Ln的负折光力太强(负折光力的绝对值太大)。在这种情况下，增大了由于变焦引起的像面变化，以及由于聚焦引起的像面弯曲变化和横向色差变化。
另一方面，如果从孔径光阑SP到像面的距离如此长以致该比超过条件表达式(4)的上限值，则变焦透镜的总长度不可避免地长。
条件表达式(5)指定在广角端处，从透镜单元Ln的物侧透镜表面到透镜单元Lp的像侧透镜表面的光轴方向上的距离。
通过满足条件表达式(5)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。
如果在广角端处，从透镜单元Ln的物侧透镜表面到透镜单元Lp的像侧透镜表面的光轴方向上的距离如此短以致落在条件表达式(5)的下限值以下，则像面弯曲增大(特别是在广角端处)以致难以校正像面弯曲。
另一方面，如果在广角端处，从透镜单元Ln的物侧透镜表面到透镜单元Lp的像侧透镜表面的光轴方向上的距离如此长以致超过条件表达式(5)的上限值，则变焦透镜的总长度不可避免地长。
注意，实施例1至实施例5优选地采用以下数值范围用于条件表达式(3)、(4)和(5)：
1.15<βnT/βnW<1.60(3a)；
0.50<drt/|M2|<1.25(4a)；和
0.05<dnpw/drw<0.30(5a)。
此外，本发明的变焦透镜的特征还在于满足以下条件表达式：
4.5<|f1/fn|<10.0(6)，
其中f1表示第一透镜单元L1的焦距，fn表示透镜单元Ln的焦距。
条件表达式(6)指定第一透镜单元L1的焦距与透镜单元Ln的焦距的比。通过满足条件表达式(6)，变焦透镜可以实现高变焦比并获得良好的光学特性。
如果第一透镜单元L1的正焦距如此短(正折光力如此强)以致该比落在条件表达式(6)的下限值以下，则球面像差和轴向色差增大(特别是在望远端处)以致难以校正这些像差。
同时，如果透镜单元Ln的负焦距如此长(如果负折光力的绝对值如此小)以致该比落在条件表达式(6)的下限值以下，则位置灵敏度如此低以致在变焦期间需要长行程来聚焦和校正像面变化。结果，变焦透镜的总长度不可避免地变长。
另一方面，如果第一透镜单元L1的焦距如此长以致该比超过条件表达式(6)的上限，则需要使第二透镜单元L2能够具有长行程以实现高变焦比，并且变焦透镜的总长度不可避免地变长。
同时，如果透镜单元Ln的负焦距如此短(如果负折光力的绝对值如此大)以致该比超过条件表达式(6)的上限值，则难以校正像面弯曲，(特别是在广角端处)。
注意，实施例1至实施例5优选地采用以下数值范围用于条件表达式(6)：
5.0<|f1/fn|<7.5(6a)。
本发明的变焦透镜优选地满足以下条件表达式中的至少一个。具体地，βnT表示在望远端处透镜单元Ln的横向倍率，并且βpT表示在望远端处透镜单元Lp的横向倍率。透镜单元Ln包括单个负透镜，并且ndn表示该单个负透镜的材料的折光力。透镜单元Lp包括单个正透镜，并且ndp表示该单个正透镜的材料的折光力。另外，f1表示第一透镜单元L1的焦距。后组LR包括在透镜单元Ln的物侧的一个或多个透镜单元。假设第三透镜单元表示包括在后组LR中的透镜单元中布置得最靠近物体的透镜单元，f3表示该第三透镜单元的焦距，并且M3表示在从广角端到望远端的变焦期间的第三透镜单元的移动量。
给定上述定义，变焦透镜优选地满足以下条件表达式中的至少一个：
0.7<f2/fn<2.0(7)；
-5.0<(1-βnT2)×βpT2<-2.0(8)；
1.7<ndn<2.1(9)；
1.5<ndp<1.9(10)；
2.5<f1/f3<6.0(11)；和
1.2<f3/|M3|<4.0(12)。
接下来，将提供对上述条件表达式的技术含义的描述。条件表达式(7)指定第二透镜单元L2的焦距与负透镜单元Ln的焦距的比。通过满足条件表达式(7)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果第二透镜单元L2的焦距如此短以致该比落在条件表达式(7)的下限值以下，则由变焦引起的像面弯曲变化和横向色差变化变大。
同时，如果负透镜单元Ln的负焦距如此长以致该比落在条件表达式(7)的下限值以下，则位置灵敏度如此低以致在变焦期间需要长行程来用于聚焦和校正像面变化，并且用于聚焦的行程必须长。结果，变焦透镜的总长度不可避免地长。
另一方面，如果第二透镜单元L2的负焦距如此长以致该比超过条件表达式(7)的上限值，则需要长行程以实现高变焦比。结果，变焦透镜的总长度不可避免地长。同时，如果负透镜单元Ln的负焦距如此短以致该比超过条件表达式(7)的上限值，则像面弯曲场增大(特别是在广角端处)以致难以校正像面弯曲。
条件表达式(8)指定在望远端处负透镜单元Ln的位置灵敏度。通过满足条件表达式(8)，变焦透镜可以实现小的透镜系统和良好的光学特性二者。优选地，负透镜单元Ln的位置灵敏度不如此低以致落在条件表达式(8)的下限值以下。这是因为在这种情况下，被配置成实现高变焦比的变焦透镜需要在望远端处执行长行程以用于聚焦和校正像面的位置，结果是变焦透镜的总长度不可避免地长。
另一方面，优选地，负透镜单元Ln的位置灵敏度不如此高以致超过条件表达式(8)的上限值。这是因为透镜单元Ln的负焦距如此短以致难以校正像面弯曲(特别是在广角端处)。
条件表达式(9)指定包含在具有负折光力的透镜单元Ln中的负透镜的材料的折光力。通过满足条件表达式(9)，变焦透镜的总尺寸可以小，并获得良好的光学特性。如果用于负透镜的材料的折光力如此低以致落在条件表达式(9)的下限值以下，则需要使负透镜的透镜表面的曲率半径小以获得预定的负折光力。结果，像面弯曲增大(特别是在广角端处)以致难以校正像面弯曲。
另一方面，如果用于负透镜的材料的折光力如此高以致超过条件表达式(9)的上限值，则整个透镜系统的Petzval总和太小。在这种情况下，像面弯曲和像散增大以致难以校正这些像差。
条件表达式(10)指定包含在具有正折光力的透镜单元Lp中的正透镜的材料的折光力。通过满足条件表达式(10)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果正透镜的材料的折光力如此低以致落在条件表达式(10)的下限值以下，则正透镜的厚度大，并且变焦透镜的总长度不可避免地长。另一方面，如果用于正透镜的材料的折光力如此高以致超过条件表达式(10)的上限值，则Petzval总和增大以致难以校正像散。
条件表达式(11)指定第一透镜单元L1的焦距与后组LR中最靠近物体的透镜单元(实施例1至实施例5中的第三透镜单元L3)的焦距的比。通过满足条件表达式(11)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果第一透镜单元L1的焦距如此短以致该比落在条件表达式(11)的下限值以下，则球面像差和轴向色差增大(特别是在望远端处)以致难以校正这些像差。同时，如果后组LR中最靠近物体的透镜单元的焦距如此长以致该比落在条件表达式(11)的下限值以下，则需要长行程用于变焦，因此变焦透镜的总长度不可避免地变长。
另一方面，如果第一透镜单元L1的焦距如此长以致该比超过条件表达式(11)的上限值，则被配置成实现高变焦比的变焦透镜总长度长。同时，如果后组LR中最靠近物体的透镜单元的焦距如此短以致该比超过条件表达式(11)的上限值，则球面像差和彗形像差增大(特别是在广角端处)以致难以校正这些像差。
条件表达式(12)指定后组LR中最靠近物体的透镜单元(实施例1至实施例5中的第三透镜单元L3)的焦距与后组LR中最靠近物体的透镜单元在变焦期间的移动量的比。通过满足条件表达式(12)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并且实现高变焦比。如果后组LR中最靠近物体的透镜单元的焦距如此短以致该比落在条件表达式(12)的下限值以下，则难以校正球面像差和轴向色差(特别是在广角端处)。
另一方面，如果后组LR中最靠近物体的透镜单元的焦距如此长以致该比超过条件表达式(12)的上限值，则被配置为实现高变焦比的变焦透镜具有长的总长度。注意，更优选地，实施例1至实施例5采用以下数值范围用于条件表达式(7)至(12)：
0.75<f2/fn<1.50(7a)；
-4.8<(1-βnT2)×βpT2<-2.5(8a)；
1.80<ndn<2.00(9a)；
1.55<ndp<1.88(10a)；
2.7<f1/f3<4.5(11a)；和
2.0<f3/|M3|<3.5(12a)。
此外，本发明的变焦透镜可以优选地满足以下条件表达式中的至少一个：
-4.0<f2/fw<-1.0(13)；和
-0.10<fn/ft<-0.01(14)，
其中fw表示在广角端处变焦透镜的焦距，且ft表示在望远端处变焦透镜的焦距。
条件表达式(13)指定第二透镜单元L2的焦距与在广角端处变焦透镜的焦距的比。
通过满足条件表达式(13)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。
如果第二透镜单元L2的负焦距如此长(如果负焦距的绝对值如此大)以致该比落在条件表达式(13)的下限值以下，则需要长行程以用于变焦，因此变焦透镜的总长度变长。
另一方面，如果第二透镜单元L2的负焦距如此短(如果负焦距的绝对值如此小)，以致该比超过条件表达式(13)的上限值，则由变焦引起的像面弯曲变化和横向色差变化变大。
条件表达式(14)满足负透镜单元Ln的负焦距与在望远端处变焦透镜的焦距的比。通过满足条件表达式(14)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果负透镜单元Ln的负焦距如此短以致该比超过条件表达式(14)的上限值，则难以校正像面弯曲(特别是在广角端处)。另一方面，如果负透镜单元Ln的负焦距如此长以致该比落在条件表达式(14)的下限值以下，则正灵敏度如此低以致在变焦期间需要长行程以用于聚焦和校正像面变化，结果，变焦透镜的总长度增大。
注意，更优选地，实施例1至实施例5采用以下数值范围用于条件表达式(13)和(14)：
-2.5<f2/fw<-1.2(13a)；和
-0.07<fn/ft<-0.03(14a)。
此外，本发明的变焦透镜优选地满足以下条件表达式中的至少一个：
2.0<f1/fp<8.0(15)；
0.3<|f2/fp|<1.5(16)；
1.0<|fn/fw|<4.0(17)；
0.03<fp/ft<0.15(18)；
20.0<β2T/β2W<200.0(19)；
0.40<TD/ft<0.80(20)；
0.2<|f2/f3|<1.0(21)；和
0.10<β3T/β3W<2.00(22)，
其中fp表示透镜单元Lp的焦距，β2T表示在望远端处第二透镜单元L2的横向倍率，β2W表示在广角端处第二透镜单元L2的横向倍率，TD表示变焦透镜的总长度，f3表示后组LR中最靠近物体的透镜单元的焦距，β3W表示在广角端处后组LR中最靠近物体的透镜单元的横向倍率，并且β3T表示在望远端处后组LR中最靠近物体的透镜单元的横向倍率。
条件表达式(15)满足第一透镜单元L1的焦距与正透镜单元Lp的焦距的比。通过满足条件表达式(15)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果第一透镜单元L1的焦距如此短以致该比落在条件表达式(15)的下限值以下，则球面像差和轴向色差特别是在望远端处增大以致这些像差难以校正。同时，如果正透镜单元Lp的焦距如此长以致该比落在条件表达式(15)的下限值以下，则后焦距如此长以致变焦透镜的总长度不可避免地长。
另一方面，如果第一透镜单元L1的焦距如此长以致该比超过条件表达式(15)的上限值，则被配置成实现高变焦比的变焦透镜总长度长。同时，如果正透镜单元Lp的焦距如此短以致该比超过条件表达式(15)的上限值，则在整个变焦范围内像面弯曲和横向色差增大以致难以校正这些像差。
条件表达式(16)指定第二透镜单元L2的焦距与正透镜单元Lp的焦距的比。通过满足条件表达式(16)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果第二透镜单元L2的焦距如此短以致该比落在条件表达式(16)的下限值以下，则由变焦引起的像面弯曲变化和横向色差变化变得太大。同时，如果正透镜单元Lp的焦距如此长以致该比落在条件表达式(16)的下限值以下，则后焦距变得如此长以致变焦透镜的总长度不可避免地变长
另一方面，如果第二透镜单元L2的焦距如此长以致该比超过条件表达式(16)的上限值，则需要长行程以实现高变焦比。结果，变焦透镜的总长度变长。同时，如果正透镜单元Lp的焦距如此短以致该比超过条件表达式(16)的上限值，则在整个变焦范围内像面弯曲和横向色差增大以致难以校正这些像差。
条件表达式(17)指定负透镜单元Ln的负焦距与在广角端处变焦透镜的焦距的比。通过满足条件表达式(17)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果负透镜单元Ln的负焦距如此短以致该比落在条件表达式(17)的下限值以下，则难以校正像面弯曲(特别是在广角端处)。另一方面，如果负透镜单元Ln的负焦距如此长以致该比超过条件表达式(17)的上限值，则位置灵敏度如此低以致在变焦期间需要长行程用于聚焦和校正像面变化，因此变焦透镜的总长度增大。
条件表达式(18)指定正透镜单元Lp的正焦距与在望远端处变焦透镜的焦距的比。通过满足条件表达式(18)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果正透镜单元Lp的焦距如此短以致该比落在条件表达式(18)的下限值以下，则在整个变焦范围内像面弯曲和横向色差增大以致难以校正这些像差。另一方面，如果正透镜单元Lp的焦距如此长以致该比超过条件表达式(18)的上限值，则后焦距变得如此长以致变焦透镜的总长度不可避免地变长。
条件表达式(19)指定第二透镜单元L2的变焦比。通过满足条件表达式(19)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果第二透镜单元L2的变焦比如此低以致落在条件表达式(19)的下限值以下，则为了增大后组LR的变焦比，负透镜单元Ln的焦距变得太短，结果，难以校正像面弯曲(特别是在广角端处)。另一方面，如果第二透镜单元L2的变焦比如此高以致超过条件表达式(19)的上限值，则第二透镜单元L2的焦距太短，结果，变焦期间的像面弯曲变化和横向色差变化变大。
条件表达式(20)指定变焦透镜的总长度与在望远端处变焦透镜的焦距的比。通过满足条件表达式(20)，变焦透镜可以实现小的透镜系统和良好的光学特性二者。如果变焦透镜的总长度相对于在望远端处变焦透镜的焦距如此短以致该比落在条件表达式(20)的下限值以下，则第一透镜单元L1的焦距太短。结果，特别是在望远端，球面像差和轴向色差增大以致难以校正这些像差。此外，第二透镜单元L2的焦距也如此短以致变焦期间的像面弯曲变化和横向色差变化变大。
另一方面，如果变焦透镜的总长度相对于在望远端处变焦透镜的焦距如此长以致该比超过条件表达式(20)的上限值，则第一透镜单元L1的透镜外径(有效直径)变大，因此变焦透镜的总尺寸增大。
条件表达式(21)指定第二透镜单元L2的焦距与后组LR中最靠近物体的透镜单元(实施例1至实施例5中的第三透镜单元L3)的焦距的比。通过满足条件表达式(21)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果第二透镜单元L2的负焦距如此短以致该比落在条件表达式(21)的下限值以下，则由变焦所引起的像面弯曲变化和横向色差变化变大。同时，如果后组LR中最靠近物体的透镜单元的焦距如此长以致该比落在条件表达式(21)的下限值以下，则需要长行程以用于变焦，因此变焦透镜的总长度不可避免地变长。
另一方面，如果第二透镜单元L2的焦距如此长以致该比超过条件表达式(21)的上限值，则需要长行程以实现高变焦比。结果，变焦透镜的总长度不可避免地变长。同时，如果后组LR中最靠近物体的透镜单元的焦距如此短以致该比超过条件表达式(21)的上限值，则球面像差和彗形像差增大(特别是在广角端处)以致难以校正这些像差。
条件表达式(22)指定后组LR中最靠近物体的透镜单元的变焦比。通过满足条件表达式(22)，变焦透镜可以具有小的透镜系统并获得良好的光学特性。如果后组LR中最靠近物体的透镜单元的变焦比如此低以致落在条件表达式(22)的下限值以下，则作为主放大透镜单元的第二透镜单元L2需要负责如此大比例的变焦以致变焦期间的像面弯曲变化和横向色差变化变大。
另一方面，如果后组LR中最靠近物体的透镜单元的变焦比如此高以致超过条件表达式(22)的上限值，则后组LR中最靠近物体的透镜单元的焦距太短。在这种情况下，特别是在广角端处，球面像差和彗形像差增大以致难以校正这些像差。
注意，更优选地，实施例1至实施例5采用以下数值范围用于条件表达式(15)至(22)：
3.0<f1/fp<6.0(15a)；
0.4<|f2/fp|<0.8(16a)；
1.5<|fn/fw|<3.0(17a)；
0.05<fp/ft<0.10(18a)
25.0<β2T/β2W<170.0(19a)；
0.45<TD/ft<0.70(20a)；
0.3<|f2/f3|<0.7(21a)；和
0.12<β3T/β3W<1.50(22a)。
在实施例1至实施例5中，构成元件被如上所述地配置，使得获得如下的透镜单元，该透镜单元尺寸小，实现高变焦比，并且在整个变焦范围内具有良好的光学特性。应当注意，根据需要通过组合前述条件表达式中的两个或更多个可以进一步增强本发明的效果。此外，以像差校正的观点，优选以下列方式配置本发明的变焦透镜。
优选地，后组LR包括在透镜单元Ln的物侧的透镜单元，并且该透镜单元在变焦期间移动。优选地，第一透镜单元L1从物侧到像侧依次包括负透镜、正透镜、正透镜和正透镜。优选地，第二透镜单元L2从物侧到像侧依次包括负透镜、正透镜、负透镜和正透镜。相反，第二透镜单元L2优选地从物侧到像侧依次包括负透镜、负透镜、负透镜和正透镜。
优选地，后组LR中最靠近物体的透镜单元仅为正透镜，或者从物侧到像侧依次包括正透镜、负透镜、正透镜和正透镜。
接下来，将描述实施例1至实施例5中的透镜单元的透镜配置。在每个透镜单元的配置中，除非另有说明，构成透镜从物侧到像侧依次布置。
[实施例1]
第一透镜单元L1包括其中在物侧具有凸面的负弯月形透镜和在物侧具有凸面的正弯月形透镜接合在一起的胶合透镜、在物侧具有凸面的正弯月形透镜以及在物侧具有凸面的正弯月形透镜。在该实施例中，使用三个正透镜来消除三个透镜在它们各自的透镜表面上具有高折光力的必要性。因此，在以高变焦比设计的变焦透镜的情况下，特别地，该透镜配置使得能够有效地减少望远端处的像差，诸如轴向色差、球面像差和彗形像差。
第二透镜单元L2包括在物侧具有凸面的负弯月形透镜、其中在物侧具有凹面的正透镜和双凹负透镜接合在一起的胶合透镜以及在物侧具有凸面的正弯月形透镜。该透镜配置使得能够有效地校正广角端的像面弯曲和在整个变焦范围内的横向色差。
第三透镜单元L3包括在两侧具有非球面的双凸正透镜。利用该透镜配置，第三透镜单元L3执行球面像差和彗形像差的有效校正(特别是在广角端处)。
第四透镜单元L4包括其中在物侧具有凸面的正弯月形透镜和在物侧具有凸面的负弯月形透镜接合在一起的胶合透镜，以及在两侧具有非球面的双凸透镜。包括胶合透镜的第四透镜单元L4减小了整个变焦范围内轴向色差的发生。此外，包括在两侧具有非球面的正透镜的第四透镜单元L4在实现高变焦比的同时减少了整个变焦范围内的球面像差和彗形像差的发生。
第五透镜单元L5包括双凹负透镜。仅包含一个负透镜可减轻重量并便于对焦的快速控制。
第六透镜单元L6包括双凸正透镜。因此，使用具有正折光力的透镜单元作为最后的透镜单元导致增强的偏心度以致离轴射线以大致直角进入图像拾取元件，从而减少在场的周边由阴影引起的光量的下降。
[实施例2]
实施例2的透镜单元的透镜配置与实施例1中的透镜单元的透镜配置相同。
[实施例3]
实施例3的第一透镜单元L1、第二透镜单元L2和第三透镜单元L3的透镜配置与实施例1中的第一透镜单元L1、第二透镜单元L2和第三透镜单元L3相同。第四透镜单元L4包括在物侧具有凸面的负弯月形透镜、在物侧具有凸面的正弯月形透镜以及在两侧具有非球面的双凸正透镜。第五透镜单元L5和第六透镜单元L6的透镜配置与实施例1的第五透镜单元L5和第六透镜单元L6的透镜配置相同。
[实施例4]
实施例4的第一透镜单元L1的透镜配置与实施例1中的第一透镜单元L1的透镜配置相同。第二透镜单元L2包括在物侧具有凸面的负弯月形透镜、在物侧具有凸面的负弯月形透镜、双凹负透镜和双凸正透镜。第三透镜单元L3包括在物侧具有凸非球面的正透镜，其中在物侧具有凸面的负弯月形透镜和在物侧具有凸面的正弯月形透镜被接合在一起的胶合透镜、以及在两侧具有非球面的双凸正透镜。
第四透镜单元L4包括单个双凹负透镜。第五透镜单元L5包括单个双凸正透镜。
[实施例5]
实施例5的透镜单元的透镜配置与实施例4中的透镜单元的透镜配置相同。
接下来，参照图11，将提供对根据本发明的变焦透镜作为图像拾取光学系统的图像拾取装置(监控照相机)的实施例的说明。
在图11中，10是监控照相机主体，11是由实施例1至实施例5中描述的任何变焦透镜组成的图像拾取光学系统，12是诸如CCD传感器或CMOS传感器之类的图像拾取元件(光电转换元件)，其被包含在照相机主体中，并且被配置为接收由图像拾取光学系统11形成的物体图像的光，13是被配置成记录如下的信息的存储器，该信息包含由图像拾取元件12光电转换的物体图像，并且14是用于传送由图像拾取元件12光电转换的物体图像的网络电缆。
图像拾取装置不限于监控照相机，而是本发明的变焦透镜可以在摄像机、数码照相机等中类似地使用。
除了前述变焦透镜之外，本发明的图像拾取装置可以包括被配置为电校正失真和横向色差中的一个或两者的电路。当图像拾取装置使用允许对变焦透镜的失真或其它像差的容差的配置时，可以减小变焦透镜中的透镜的总数，这可以更容易地缩小变焦透镜。此外，使用用于电收集横向色差的校正装置使得更容易减少拾取图像中的颜色模糊，并且提高拾取图像的分辨率。
虽然上面已经描述了本发明的优选实施例，但是本发明不限于这些实施例，而是可以在不脱离本发明的精神的情况下进行改变或修改。
接下来，将给出分别对应于本发明的实施例1至实施例5的数值数据1至5。在数值数据中，i表示从物侧起的光学面的顺序数，ri表示第i个光学面(第i个面)的曲率半径，di表示第i个面与第i+1个面之间的距离，ndi和νdi分别表示基于d线的具有第i个面的光学部件的材料的折光力和阿贝数。
BF表示后焦距，该后焦距表示从最后的透镜表面到近轴像面的距离(就空气中的长度而言)。变焦透镜的总长度是从第一透镜表面到最后透镜表面的长度和后焦距BF的值之和。标记*表示非球面，并且k表示偏心率。A4、A6、A8和A10是非球面系数。如果x表示在光轴方向上距离表面顶点的位移，则在距光轴高度H的位置测量位移，非球面形状由下式表示：
x＝(h2/R)/[1+{1-(1+k)(h/R)2}1/2]+A4×h4+A6×h6+A8×h8+A10×h10，
其中R表示近轴曲率半径。
然后，“e-x”表示“×10-x”。表1和表2示出了与上述条件表达式对应的示例的数值数据。
[数值数据1]
[单位:mm]
面数据
Figure BDA0001263133760000221
Figure BDA0001263133760000232
非球面数据
第16个面
K＝-7.90957e-001
A4＝-2.44765e-005
A6＝1.56884e-007
A8＝-2.31065e-009
A10＝-3.06071e-012
第17个面
K＝0.00000e+000
A4＝1.15112e-004
A6＝-4.15838e-007
A8＝-8.60580e-011
第21个面
K＝-2.34811e-001
A4＝-4.61556e-005
A6＝-2.12700e-006
A8＝-1.92241e-008
A10＝4.61138e-010
第22个面
K＝0.00000e+000
A4＝-2.58984e-006
A6＝-1.88828e-006
A8＝1.51967e-009
各种数据
Figure BDA0001263133760000231
Figure BDA0001263133760000241
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001263133760000242
[数值数据2]
[单位:mm]
面数据
Figure BDA0001263133760000243
Figure BDA0001263133760000251
非球面数据
第16个面
K＝-7.71248e-001
A4＝-2.09334e-005
A6＝-2.32030e-007
A8＝-1.69990e-009
A10＝-1.38448e-011
第17个面
K＝0.00000e+000
A4＝5.46054e-005
A6＝-4.79822e-007
A8＝2.68075e-010
第21个面
K＝-4.49533e-001
A4＝-9.73472e-005
A6＝-2.95376e-006
A8＝-5.87818e-008
A10＝1.57735e-009
第22个面
K＝0.00000e+000
A4＝-2.91512e-006
A6＝-4.21269e-006
A8＝6.53932e-009
各种数据
Figure BDA0001263133760000261
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001263133760000262
[数值数据3]
[单位:mm]
面数据
Figure BDA0001263133760000263
Figure BDA0001263133760000271
非球面数据
第16个面
K＝-8.31665e-001
A4＝2.31250e-005
A6＝4.40949e-007
A8＝4.80355e-009
第17个面
K＝0.00000e+000
A4＝1.20953e-004
A6＝1.80874e-007
第22个面
K＝-3.73810e-001
A4＝-1.01992e-004
A6＝-4.01433e-007
A8＝-4.16124e-008
第23个面
K＝0.00000e+000
A4＝2.29459e-004
A6＝-8.56894e-007
各种数据
Figure BDA0001263133760000281
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001263133760000282
[数值数据4]
[单位:mm]
面数据
Figure BDA0001263133760000291
非球面数据
第17个面
K＝-8.75166e-001
A4＝1.75023e-005
A6＝-1.02628e-008
A8＝-8.89143e-010
A10＝7.90532e-012
第22个面
K＝3.43978e-001
A4＝-2.96730e-004
A6＝-5.98295e-006
A8＝6.36801e-008
A10＝-2.77317e-009
第23个面
K＝1.54412e+000
A4＝9.10712e-005
A6＝-5.62864e-006
A8＝1.81095e-007
A10＝-3.72419e-009
各种数据
Figure BDA0001263133760000301
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001263133760000302
Figure BDA0001263133760000311
[数值数据5]
[单位:mm]
面数据
Figure BDA0001263133760000312
Figure BDA0001263133760000321
非球面数据
第17个面
K＝-1.10884e+000
A4＝5.19322e-005
A6＝-1.23956e-007
A8＝1.22160e-009
A10＝-1.19281e-011
第22个面
K＝4.04079e-001
A4＝-5.15700e-004
A6＝-7.28653e-006
A8＝5.30036e-010
A10＝-5.65112e-009
第23个面
K＝-7.86419e-001
A4＝2.38274e-005
A6＝-3.52404e-006
A8＝9.78293e-010
A10＝-1.11232e-009
各种数据
Figure BDA0001263133760000322
Figure BDA0001263133760000331
变焦透镜单元数据
Figure BDA0001263133760000332
[表1]
Figure BDA0001263133760000341
[表2]
Figure BDA0001263133760000351
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以便包括所有这样的修改以及等同结构和功能。

Claims (26)

1.一种变焦透镜，其特征在于，该变焦透镜从物侧到像侧依次包括具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、孔径光阑和包括多个透镜单元的后组，其中
相邻透镜单元之间的所有间隔在变焦期间被改变，
所述多个透镜单元包括具有正折光力并且被布置为最靠近像侧的透镜单元Lp、具有负折光力并且被布置在透镜单元Lp的物侧并与该透镜单元Lp相邻的透镜单元Ln、以及具有正折光力并且被布置为最靠近物侧的第三透镜单元，
孔径光阑不为了变焦而移动，并且第二透镜单元和透镜单元Ln在变焦期间移动，
第一透镜单元由如下的透镜组成，所述透镜从物侧到像侧依次为负透镜、正透镜、正透镜和正透镜，以及
变焦透镜满足以下条件表达式：
-6.00<f2/|M2|<-0.02；
-1.80<fn/|Mn|<-0.02，和
2.5<f1/f3<6.0，
其中f2表示第二透镜单元的焦距，fn表示透镜单元Ln的焦距，M2表示在从广角端到望远端的变焦期间的第二透镜单元的移动量，Mn表示在从广角端到望远端的变焦期间的透镜单元Ln的移动量，f1表示第一透镜单元的焦距，并且f3表示第三透镜单元的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
0.7<f2/fn<2.0。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
-5.0<(1-βnT2)×βpT2<-2.0，
其中βnT表示在望远端处透镜单元Ln的横向倍率，并且βpT表示在望远端处透镜单元Lp的横向倍率。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
透镜单元Ln由单个负透镜组成，以及
所述单个负透镜满足以下条件表达式：
1.7<ndn<2.1，
其中ndn表示所述单个负透镜的材料的折射率。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
透镜单元Lp由单个正透镜组成，以及
所述单个正透镜满足以下条件表达式：
1.5<ndp<1.9，
其中ndp表示所述单个正透镜的材料的折射率。
6.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第三透镜单元满足以下条件表达式：
1.2<f3/|M3|<4.0，
其中M3表示在从广角端到望远端的变焦期间的第三透镜单元的移动量。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第三透镜单元在变焦期间移动。
8.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第二透镜单元由如下的透镜组成，所述透镜从物侧到像侧依次为负透镜、正透镜、负透镜和正透镜。
9.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第二透镜单元由如下的透镜组成，所述透镜从物侧到像侧依次为负透镜、负透镜、负透镜和正透镜。
10.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第三透镜单元由正透镜组成。
11.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第三透镜单元由如下的透镜组成，所述透镜从物侧到像侧依次为正透镜、负透镜、正透镜和正透镜。
12.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
后组由如下的透镜单元组成，所述透镜单元从物侧到像侧依次为第三透镜单元、具有正折光力的第四透镜单元、透镜单元Ln以及透镜单元Lp。
13.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
后组由如下的透镜单元组成，所述透镜单元从物侧到像侧依次为第三透镜单元、透镜单元Ln和透镜单元Lp。
14.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第一透镜单元不为了变焦而移动，并且
变焦透镜满足以下条件表达式：
1.10<βnT/βnW<1.70；
0.20<drt/|M2|<1.30；和
0.01<dnpw/drw<0.40，
其中βnW表示在广角端处透镜单元Ln的横向倍率，βnT表示在望远端处透镜单元Ln的横向倍率，dnpw表示在广角端处从透镜单元Ln的在物侧的透镜表面到透镜单元Lp的在像侧的透镜表面的在光轴上的距离，drw表示在广角端处从孔径光阑到像面的在光轴上的距离，并且drt表示在望远端处从孔径光阑到像面的在光轴上的距离。
15.根据权利要求14所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
-4.0<f2/fw<-1.0，
其中fw表示在广角端处变焦透镜的焦距。
16.根据权利要求14所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
-0.10<fn/ft<-0.01，
其中ft表示在望远端处变焦透镜的焦距。
17.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中
第一透镜单元不为了变焦而移动，并且
变焦透镜满足以下条件表达式：
4.5<|f1/fn|<10.0；和
0.01<dnpw/drw<0.40，
其中fn表示透镜单元Ln的焦距，dnpw表示在广角端处从透镜单元Ln的在物侧的透镜表面到透镜单元Lp的在像侧的透镜表面的在光轴上的距离，并且drw表示在广角端处从孔径光阑到像面的在光轴上的距离。
18.根据权利要求17所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
2.0<f1/fp<8.0，
其中fp表示透镜单元Lp的焦距。
19.根据权利要求17所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
0.3<|f2/fp|<1.5，
其中fp表示透镜单元Lp的焦距。
20.根据权利要求17所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
1.0<|fn/fw|<4.0，
其中fw表示在广角端处变焦透镜的焦距。
21.根据权利要求17所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
0.03<fp/ft<0.15，
其中fp表示透镜单元Lp的焦距，并且ft表示在望远端处变焦透镜的焦距。
22.根据权利要求17所述的变焦透镜，其中
第二透镜单元满足以下条件表达式：
20.0<β2T/β2W<200.0，
其中β2T表示在望远端处第二透镜单元的横向倍率，并且β2W表示在广角端处第二透镜单元的横向倍率。
23.根据权利要求17所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
0.40<TD/ft<0.80，
其中TD表示在光轴上的变焦透镜的总长度，并且ft表示在望远端处变焦透镜的焦距。
24.根据权利要求17所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
0.2<|f2/f3|<1.0。
25.根据权利要求17所述的变焦透镜，其中
变焦透镜满足以下条件表达式：
0.10<β3T/β3W<2.00，
其中β3W表示在广角端处第三透镜单元的横向倍率，并且β3T表示在望远端处第三透镜单元的横向倍率。
26.一种图像拾取装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至25中任一项所述的变焦透镜；以及
图像拾取元件，被配置成接收由所述变焦透镜形成的图像。
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