本發(fā)明涉及變焦透鏡和使用變焦透鏡的圖像拾取裝置，并且本發(fā)明特別適于作為在諸如數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、攝像機(jī)、監(jiān)控照相機(jī)和廣播照相機(jī)之類(lèi)的圖像拾取裝置中使用的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，在圖像拾取裝置中使用的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)被要求為如下的變焦透鏡，該變焦透鏡總體尺寸小并且實(shí)現(xiàn)寬視角和高變焦比。

作為滿(mǎn)足這些要求的變焦透鏡，已知其中具有正折光力的透鏡單元被布置得最靠近物體的正導(dǎo)型(positive-leadtype)變焦透鏡。正導(dǎo)型變焦透鏡的特征在于，變焦透鏡實(shí)現(xiàn)高變焦比，并且易于設(shè)計(jì)以減小用于變焦的f數(shù)的變化。作為正導(dǎo)型變焦透鏡，已知其中位于最靠近物體的第一透鏡單元不為了變焦而移動(dòng)的變焦透鏡。

日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)no.2013-218291公開(kāi)了一種包括六個(gè)透鏡單元的變焦透鏡，即從物側(cè)到像側(cè)依次分別具有正、負(fù)、正、正、負(fù)和正折光力的第一至第六透鏡單元。對(duì)于該變焦透鏡的變焦，第一透鏡單元、第三透鏡單元和第六透鏡單元不移動(dòng)，但是第二透鏡單元、第四透鏡單元和第五透鏡單元移動(dòng)。

日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)no.2006-337745公開(kāi)了一種變焦透鏡，其包括分別具有正、負(fù)、正、負(fù)和正折光力的第一至第五透鏡單元。對(duì)于該變焦透鏡的變焦，第一透鏡單元和第五透鏡單元不移動(dòng)，但是第二至第四透鏡單元移動(dòng)。

采用涉及使第一透鏡單元移動(dòng)以進(jìn)行變焦的變焦方法，可以容易地設(shè)計(jì)上述正導(dǎo)式變焦透鏡以實(shí)現(xiàn)高變焦比。然而，在監(jiān)控照相機(jī)的情況下，例如，如果第一透鏡單元為了變焦而移動(dòng)，則可能會(huì)出現(xiàn)防震、防水和防塵特性方面的問(wèn)題。為此，強(qiáng)烈需要監(jiān)控照相機(jī)為可以在不為了變焦而移動(dòng)第一透鏡單元的情況下實(shí)現(xiàn)高變焦比的變焦透鏡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供容易設(shè)計(jì)得小并且在整個(gè)變焦范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高變焦比和良好的光學(xué)特性的變焦透鏡，并提供包括這樣的變焦透鏡的圖像拾取裝置。

本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、孔徑光闌和包括多個(gè)透鏡單元的后組，并且相鄰?fù)哥R單元之間的間隔在變焦期間被改變。在后組中，具有正折光力的透鏡單元lp被布置為最靠近像側(cè)，并且具有負(fù)折光力的透鏡單元ln被布置在透鏡單元lp的物側(cè)并且與該透鏡單元lp相鄰?？讖焦怅@不為了變焦而移動(dòng)，但是第二透鏡單元和透鏡單元ln在變焦期間移動(dòng)。第一透鏡單元由如下的透鏡組成，所述透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次為負(fù)透鏡、正透鏡、正透鏡和正透鏡。變焦透鏡滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式：

-6.00<f2/|m2|<-0.02；和

-2.00<fn/|mn|<-0.02，

其中f2表示第二透鏡單元的焦距，fn表示透鏡單元ln的焦距，m2表示在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的第二透鏡單元的移動(dòng)量，并且mn表示在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的透鏡單元ln的移動(dòng)量。

從以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)實(shí)施例1的在廣角端處變焦透鏡的透鏡截面圖。

圖2a是根據(jù)實(shí)施例1的在廣角端處變焦透鏡的像差圖。

圖2b是根據(jù)實(shí)施例1的在中間變焦位置處透鏡單元的像差圖。

圖2c是根據(jù)實(shí)施例1的在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。

圖3是根據(jù)實(shí)施例2的在廣角端處變焦透鏡的透鏡截面圖。

圖4a是根據(jù)實(shí)施例2的在廣角端處變焦透鏡的像差圖。

圖4b是根據(jù)實(shí)施例2的在中間變焦位置處透鏡單元的像差圖。

圖4c是根據(jù)實(shí)施例2的在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。

圖5是根據(jù)實(shí)施例3的在廣角端處變焦透鏡的透鏡剖視圖。

圖6a是根據(jù)實(shí)施例3的在廣角端處變焦透鏡的像差圖。

圖6b是根據(jù)實(shí)施例3的在中間變焦位置處透鏡單元的像差圖。

圖6c是根據(jù)實(shí)施例3的在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。

圖7是根據(jù)實(shí)施例4的在廣角端處變焦透鏡的透鏡剖視圖。

圖8a是根據(jù)實(shí)施例4的在廣角端處變焦透鏡的像差圖。

圖8b是根據(jù)實(shí)施例4的在中間變焦位置處透鏡單元的像差圖。

圖8c是根據(jù)實(shí)施例4的在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。

圖9是根據(jù)實(shí)施例5的在廣角端處變焦透鏡的透鏡剖視圖。

圖10a是根據(jù)實(shí)施例5的在廣角端處變焦透鏡的像差圖。

圖10b是根據(jù)實(shí)施例5的在中間變焦位置處透鏡單元的像差圖。

圖10c是根據(jù)實(shí)施例5的在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。

圖11是本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次包括具有正折光力的第一透鏡單元、具有負(fù)折光力的第二透鏡單元、孔徑光闌和包括多個(gè)透鏡單元的后組，在后組中，相鄰?fù)哥R單元之間的間隔在變焦期間被改變。在后組中，具有正折光力的透鏡單元lp被布置成最靠近像面，并且具有負(fù)折光力的透鏡單元ln被布置在透鏡單元lp的物側(cè)并且與其相鄰?？讖焦怅@不為了變焦而移動(dòng)，但是第二透鏡單元和透鏡單元ln在變焦期間移動(dòng)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的在廣角端處(短焦距端)變焦透鏡的透鏡截面圖。圖2a、圖2b和圖2c是實(shí)施例1的在廣角端處、中間變焦位置處和望遠(yuǎn)端(長(zhǎng)焦距端)處變焦透鏡的像差圖。實(shí)施例1是變焦比為39.08且f數(shù)為1.65-4.94的變焦透鏡。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的在廣角端處變焦透鏡的透鏡截面圖。圖4a、圖4b和圖4c是實(shí)施例2的在廣角端處、中間變焦位置處和望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。實(shí)施例2是變焦比為43.95且f數(shù)為1.73-5.14的變焦透鏡。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的在廣角端處變焦透鏡的透鏡截面圖。圖6a、圖6b和圖6c是實(shí)施例3的在廣角端處、中間變焦位置處和望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。實(shí)施例3是變焦比為39.10且f數(shù)為1.65-4.90的變焦透鏡。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的在廣角端處變焦透鏡的透鏡截面圖。圖8a、圖8b和圖8c是實(shí)施例4的在廣角端處、中間變焦位置處和望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。實(shí)施例4是變焦比為39.10且f數(shù)為1.65-4.90的變焦透鏡。

圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例5的在廣角端處變焦透鏡的透鏡截面圖。圖10a、圖10b和圖10c是實(shí)施例5的在廣角端處、中間變焦位置處和望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的像差圖。實(shí)施例5是變焦比為43.99且f數(shù)為1.65-4.90的變焦透鏡。圖11是本發(fā)明的圖像拾取裝置的主要部分的示意圖。

實(shí)施例1至實(shí)施例5的變焦透鏡用于諸如攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、電視照相機(jī)、監(jiān)控照相機(jī)和鹵化銀膠片照相機(jī)之類(lèi)的圖像拾取裝置中。在透鏡截面圖中，左側(cè)是物體側(cè)(物側(cè))(前方)，并且右側(cè)是像側(cè)(后方)。在透鏡截面圖中，i表示從物側(cè)起的透鏡單元的順序，并且li是第i個(gè)透鏡單元。lr表示包括多個(gè)透鏡單元的后組。

在透鏡截面圖中，sp是布置在第三透鏡單元l3的物側(cè)的孔徑光闌。在透鏡截面圖中，gb是與濾光器、面板、晶體低通濾光器、紅外截止濾光器等相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。ip是像面。當(dāng)變焦透鏡用作攝像機(jī)或數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)中的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，諸如ccd傳感器或cmos傳感器之類(lèi)的固態(tài)圖像拾取元件(光電轉(zhuǎn)換元件)被放置在像面上。當(dāng)變焦透鏡用在鹵化銀膠片照相機(jī)中時(shí)，與膠片平面相當(dāng)?shù)母泄饷姹环胖迷谙衩嫔稀?/p>

箭頭表示從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦(變倍)期間各個(gè)透鏡單元的移動(dòng)軌跡以及透鏡單元為了聚焦的移動(dòng)方向。在像差圖中，球面像差通過(guò)表示d線(xiàn)(587.6nm的波長(zhǎng))的實(shí)線(xiàn)d和表示g線(xiàn)(435.8nm的波長(zhǎng))的雙點(diǎn)劃線(xiàn)g來(lái)表示。像散圖通過(guò)表示d線(xiàn)的子午像面的虛線(xiàn)m和表示d線(xiàn)的弧矢像面的實(shí)線(xiàn)s來(lái)表示。橫向色差由相對(duì)于d線(xiàn)的g線(xiàn)表示。這里，ω表示半視角(成像拾取的視角的半值)(度)，并且fno表示f數(shù)。

在實(shí)施例1至實(shí)施例3的透鏡截面圖中，l1是具有正折光力的第一透鏡單元，l2是具有負(fù)折光力的第二透鏡單元，并且lr是后組。后組lr包括具有正折光力的第三透鏡單元l3，具有正折光力的第四透鏡單元l4，具有負(fù)折光力的第五透鏡單元l5，以及具有正折光力的第六透鏡單元l6。實(shí)施例1至實(shí)施例3是六單元變焦透鏡。

在實(shí)施例1至實(shí)施例3中，第一透鏡單元l1和第六透鏡單元l6不為了變焦而移動(dòng)。在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，第二透鏡單元l2如相關(guān)聯(lián)的箭頭所示的那樣向像側(cè)移動(dòng)。第三透鏡單元l3、第四透鏡單元l4和第五透鏡單元l5沿著分別不同的軌跡非線(xiàn)性地移動(dòng)，即它們一度向物側(cè)移動(dòng)，然后向像側(cè)移動(dòng)，并再次向物側(cè)移動(dòng)?？讖焦怅@sp不移動(dòng)。

第五透鏡單元l5在聚焦期間移動(dòng)并校正歸因于變焦的像面變化。用于第五透鏡單元l5的實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn)5a和虛線(xiàn)曲線(xiàn)5b分別指示當(dāng)聚焦于無(wú)限遠(yuǎn)物體和短距離物體時(shí)用于校正歸因于變焦的像面變化的移動(dòng)軌跡。此外，如箭頭5c所示，通過(guò)將第五透鏡單元l5向后(向像側(cè))縮回來(lái)執(zhí)行從無(wú)限遠(yuǎn)物體到短距離物體的聚焦。這里，用于聚焦的透鏡單元不限于第五透鏡單元l5，而是可以是另一個(gè)單獨(dú)的透鏡單元，或者兩個(gè)或更多個(gè)其它透鏡單元。

在實(shí)施例4和實(shí)施例5的透鏡截面圖中，l1是具有正折光力的第一透鏡單元，l2是具有負(fù)折光力的第二透鏡單元，并且lr是后組。后組lr包括具有正折光力的第三透鏡單元l3，具有負(fù)折光力的第四透鏡單元l4和具有正折光力的第五透鏡單元l5。實(shí)施例4和實(shí)施例5是五單元變焦透鏡。在實(shí)施例4和實(shí)施例5中，第一透鏡單元l1和第五透鏡單元l5不為了變焦而移動(dòng)。

在實(shí)施例4和實(shí)施例5中，在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間，第二透鏡單元l2如相關(guān)聯(lián)的箭頭所示的那樣向像側(cè)移動(dòng)。第三透鏡單元l3和第四透鏡單元l4沿著分別不同的軌跡非線(xiàn)性地移動(dòng)，即它們一度向物側(cè)移動(dòng)，然后向像側(cè)移動(dòng)，并再次向物側(cè)移動(dòng)?？讖焦怅@sp不移動(dòng)。在實(shí)施例4和實(shí)施例5中，第四透鏡單元l4在聚焦期間移動(dòng)并且校正歸因于變焦的像面變化。

用于第四透鏡單元l4的實(shí)線(xiàn)曲線(xiàn)4a和虛線(xiàn)曲線(xiàn)4b分別指示在聚焦于無(wú)限遠(yuǎn)物體和短距離物體期間用于校正歸因于變焦的像面變化的移動(dòng)軌跡。此外，如箭頭4c所示，通過(guò)將第四透鏡單元l4向后(向像側(cè))縮回來(lái)執(zhí)行從無(wú)限遠(yuǎn)物體到短距離物體的聚焦。這里，用于聚焦的透鏡單元不限于第四透鏡單元l4，而是可以是另一個(gè)單獨(dú)的透鏡單元，或者是兩個(gè)或更多個(gè)其它透鏡單元。

在實(shí)施例1至實(shí)施例5中，孔徑光闌sp的孔徑在變焦期間可以是恒定的，或者可以根據(jù)變焦而改變。如果孔徑光闌sp的孔徑在變焦期間改變，則可以容易地獲得更好的光學(xué)性能，因?yàn)榭讖焦怅@sp可以切斷離軸邊緣光線(xiàn)并從而減少彗斑。

本發(fā)明的變焦透鏡的目的是提供具有寬視角并且在整個(gè)變焦范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的光學(xué)特性的小的變焦透鏡。

在本發(fā)明的變焦透鏡中，具有正折光力的第一透鏡單元l1，具有負(fù)折光力的第二透鏡單元l2，孔徑光闌sp和包括多個(gè)透鏡單元的后組lr從物側(cè)到像側(cè)以被順序地布置。然后，在后組lr中，具有正折光力的透鏡單元lp被布置成最靠近像面，并且具有負(fù)折光力的透鏡單元ln被布置在透鏡單元lp的物側(cè)。

假設(shè)：f2表示第二透鏡單元l2的焦距；fn表示透鏡單元ln的焦距；m2表示第二透鏡單元l2在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的移動(dòng)量；并且mn表示透鏡單元ln在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的移動(dòng)量，變焦透鏡滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式：

-6.00<f2/|m2|<-0.02(1)；和

-2.00<fn/|mn|<-0.02(2)。

這里，透鏡單元在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的移動(dòng)量被定義為在廣角端處透鏡單元在光軸上的位置與在望遠(yuǎn)端處透鏡單元在光軸上的位置之間的差。在透鏡單元處于望遠(yuǎn)端比處于廣角端更靠近像面的情況下移動(dòng)量的符號(hào)為正，而透鏡單元處于望遠(yuǎn)端比處于廣角端更靠近物體的情況下移動(dòng)量的符號(hào)為負(fù)。

在本發(fā)明的變焦透鏡中，后組lr設(shè)置有上述透鏡配置，使得具有負(fù)折光力的透鏡單元ln具有相對(duì)高的位置靈敏度(聚焦靈敏度)。此外，該配置使得更容易縮短用于校正變焦期間的像面變化的行程(移動(dòng)量)和用于聚焦的行程。

此外，縮短孔徑光闌sp和像面之間的長(zhǎng)度使得更容易允許作為可以產(chǎn)生高變焦效果的主變倍透鏡單元的第二透鏡單元l2執(zhí)行長(zhǎng)行程從而便于增強(qiáng)變焦比。此外，滿(mǎn)足條件表達(dá)式(1)和(2)使得能夠?qū)崿F(xiàn)如下的變焦透鏡，該變焦透鏡具有高變焦比、總體尺寸小且在整個(gè)變焦范圍內(nèi)具有良好的光學(xué)特性。

條件表達(dá)式(1)指定第二透鏡單元l2的焦距與第二透鏡單元l2在變焦期間的移動(dòng)量的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(1)，變焦透鏡可以容易地設(shè)計(jì)為以小的透鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高變焦比。如果第二透鏡單元l2的負(fù)焦距如此長(zhǎng)(如果負(fù)焦距的絕對(duì)值如此大)以致該比落在條件表達(dá)式(1)的下限值以下，則需要長(zhǎng)行程來(lái)實(shí)現(xiàn)高變焦比。結(jié)果，變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。

另一方面，如果第二透鏡單元l2的焦距如此短(如果負(fù)焦距的絕對(duì)值如此小)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(1)的上限值，則由于變焦引起的像面彎曲變化和橫向色差變化變得過(guò)大。

條件表達(dá)式(2)指定透鏡單元ln的焦距與透鏡單元ln在變焦期間的移動(dòng)量的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(2)，變焦透鏡可以容易地設(shè)計(jì)成以小的透鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高變焦比。如果透鏡單元ln的負(fù)焦距如此長(zhǎng)(如果負(fù)焦距的絕對(duì)值如此大)以致該比落在條件表達(dá)式(2)的下限值以下，則位置靈敏度如此低以致需要長(zhǎng)行程用于聚焦和校正像面變化。結(jié)果，變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。

另一方面，如果透鏡單元ln的負(fù)焦距如此短以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(2)的上限值，則難以校正像面彎曲(特別是在廣角端處)。

在實(shí)施例1至實(shí)施例5中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置構(gòu)成要素以滿(mǎn)足如上所述的條件表達(dá)式(1)和(2)。以這種方式，獲得了包括小的透鏡系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)高變焦比和良好光學(xué)特性的變焦透鏡。

注意，更優(yōu)選地，實(shí)施例1至實(shí)施例5采用以下數(shù)值范圍用于條件表達(dá)式(1)和(2)：

-3.00<f2/|m2|<-0.10(1a)；和

-1.80<fn/|mn|<-0.30(2a)。

根據(jù)本發(fā)明，使用上述結(jié)構(gòu)使得能夠?qū)崿F(xiàn)如下的變焦透鏡，該變焦透鏡實(shí)現(xiàn)高變焦比，總體尺寸小，并且具有良好的光學(xué)特性。

此外，本發(fā)明的變焦透鏡的特征在于滿(mǎn)足以下條件表達(dá)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表示在廣角端處透鏡單元ln的橫向倍率，βnt表示在望遠(yuǎn)端處透鏡單元ln的橫向倍率，dnpw表示在廣角端處，從透鏡單元ln的最靠近物體的透鏡表面到透鏡單元lp的最靠近像面的透鏡表面的光軸方向上的距離，drw表示在廣角端處，從孔徑光闌sp到像面的光軸方向上的距離，且drt表示在望遠(yuǎn)端處，從孔徑光闌sp到像面的光軸方向上的距離。

滿(mǎn)足條件表達(dá)式(3)、(4)和(5)使得能夠?qū)崿F(xiàn)如下的變焦透鏡，該變焦透鏡實(shí)現(xiàn)高變焦比，總體尺寸小，并且在整個(gè)變焦范圍內(nèi)具有良好的光學(xué)特性。

條件表達(dá)式(3)指定透鏡單元ln的變焦比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(3)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并且獲得良好的光學(xué)特性。

如果透鏡單元ln的變焦比如此低以致落在條件表達(dá)式(3)的下限值以下，則作為主變倍透鏡單元的第二透鏡單元l2需要負(fù)責(zé)太大比例的變焦以至于由變焦引起的像面彎曲變化和橫向色差變化變大。

另一方面，如果透鏡單元ln的變焦比如此高以致超過(guò)條件表達(dá)式(3)的上限值，則負(fù)透鏡單元ln的焦距太短。在這種情況下，特別是在廣角端處，難以校正像面彎曲。此外，增大了由于聚焦引起的像面彎曲變化和橫向色差變化。

條件表達(dá)式(4)指定用于變焦的第二透鏡單元l2行程(光軸上的移動(dòng)量)與從孔徑光闌sp到像面的距離的比。

通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(4)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并且獲得良好的光學(xué)特性。

如果從孔徑光闌sp到像面的距離如此短以致該比落在條件表達(dá)式(4)的下限值以下，則透鏡單元ln的負(fù)折光力太強(qiáng)(負(fù)折光力的絕對(duì)值太大)。在這種情況下，增大了由于變焦引起的像面變化，以及由于聚焦引起的像面彎曲變化和橫向色差變化。

另一方面，如果從孔徑光闌sp到像面的距離如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(4)的上限值，則變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。

條件表達(dá)式(5)指定在廣角端處，從透鏡單元ln的物側(cè)透鏡表面到透鏡單元lp的像側(cè)透鏡表面的光軸方向上的距離。

通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(5)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。

如果在廣角端處，從透鏡單元ln的物側(cè)透鏡表面到透鏡單元lp的像側(cè)透鏡表面的光軸方向上的距離如此短以致落在條件表達(dá)式(5)的下限值以下，則像面彎曲增大(特別是在廣角端處)以致難以校正像面彎曲。

另一方面，如果在廣角端處，從透鏡單元ln的物側(cè)透鏡表面到透鏡單元lp的像側(cè)透鏡表面的光軸方向上的距離如此長(zhǎng)以致超過(guò)條件表達(dá)式(5)的上限值，則變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。

注意，實(shí)施例1至實(shí)施例5優(yōu)選地采用以下數(shù)值范圍用于條件表達(dá)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，本發(fā)明的變焦透鏡的特征還在于滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式：

4.5<|f1/fn|<10.0(6)，

其中f1表示第一透鏡單元l1的焦距，fn表示透鏡單元ln的焦距。

條件表達(dá)式(6)指定第一透鏡單元l1的焦距與透鏡單元ln的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(6)，變焦透鏡可以實(shí)現(xiàn)高變焦比并獲得良好的光學(xué)特性。

如果第一透鏡單元l1的正焦距如此短(正折光力如此強(qiáng))以致該比落在條件表達(dá)式(6)的下限值以下，則球面像差和軸向色差增大(特別是在望遠(yuǎn)端處)以致難以校正這些像差。

同時(shí)，如果透鏡單元ln的負(fù)焦距如此長(zhǎng)(如果負(fù)折光力的絕對(duì)值如此小)以致該比落在條件表達(dá)式(6)的下限值以下，則位置靈敏度如此低以致在變焦期間需要長(zhǎng)行程來(lái)聚焦和校正像面變化。結(jié)果，變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地變長(zhǎng)。

另一方面，如果第一透鏡單元l1的焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(6)的上限，則需要使第二透鏡單元l2能夠具有長(zhǎng)行程以實(shí)現(xiàn)高變焦比，并且變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地變長(zhǎng)。

同時(shí)，如果透鏡單元ln的負(fù)焦距如此短(如果負(fù)折光力的絕對(duì)值如此大)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(6)的上限值，則難以校正像面彎曲，(特別是在廣角端處)。

注意，實(shí)施例1至實(shí)施例5優(yōu)選地采用以下數(shù)值范圍用于條件表達(dá)式(6)：

5.0<|f1/fn|<7.5(6a)。

本發(fā)明的變焦透鏡優(yōu)選地滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式中的至少一個(gè)。具體地，βnt表示在望遠(yuǎn)端處透鏡單元ln的橫向倍率，并且βpt表示在望遠(yuǎn)端處透鏡單元lp的橫向倍率。透鏡單元ln包括單個(gè)負(fù)透鏡，并且ndn表示該單個(gè)負(fù)透鏡的材料的折光力。透鏡單元lp包括單個(gè)正透鏡，并且ndp表示該單個(gè)正透鏡的材料的折光力。另外，f1表示第一透鏡單元l1的焦距。后組lr包括在透鏡單元ln的物側(cè)的一個(gè)或多個(gè)透鏡單元。假設(shè)第三透鏡單元表示包括在后組lr中的透鏡單元中布置得最靠近物體的透鏡單元，f3表示該第三透鏡單元的焦距，并且m3表示在從廣角端到望遠(yuǎn)端的變焦期間的第三透鏡單元的移動(dòng)量。

給定上述定義，變焦透鏡優(yōu)選地滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式中的至少一個(gè)：

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)。

接下來(lái)，將提供對(duì)上述條件表達(dá)式的技術(shù)含義的描述。條件表達(dá)式(7)指定第二透鏡單元l2的焦距與負(fù)透鏡單元ln的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(7)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果第二透鏡單元l2的焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(7)的下限值以下，則由變焦引起的像面彎曲變化和橫向色差變化變大。

同時(shí)，如果負(fù)透鏡單元ln的負(fù)焦距如此長(zhǎng)以致該比落在條件表達(dá)式(7)的下限值以下，則位置靈敏度如此低以致在變焦期間需要長(zhǎng)行程來(lái)用于聚焦和校正像面變化，并且用于聚焦的行程必須長(zhǎng)。結(jié)果，變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。

另一方面，如果第二透鏡單元l2的負(fù)焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(7)的上限值，則需要長(zhǎng)行程以實(shí)現(xiàn)高變焦比。結(jié)果，變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。同時(shí)，如果負(fù)透鏡單元ln的負(fù)焦距如此短以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(7)的上限值，則像面彎曲場(chǎng)增大(特別是在廣角端處)以致難以校正像面彎曲。

條件表達(dá)式(8)指定在望遠(yuǎn)端處負(fù)透鏡單元ln的位置靈敏度。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(8)，變焦透鏡可以實(shí)現(xiàn)小的透鏡系統(tǒng)和良好的光學(xué)特性二者。優(yōu)選地，負(fù)透鏡單元ln的位置靈敏度不如此低以致落在條件表達(dá)式(8)的下限值以下。這是因?yàn)樵谶@種情況下，被配置成實(shí)現(xiàn)高變焦比的變焦透鏡需要在望遠(yuǎn)端處執(zhí)行長(zhǎng)行程以用于聚焦和校正像面的位置，結(jié)果是變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。

另一方面，優(yōu)選地，負(fù)透鏡單元ln的位置靈敏度不如此高以致超過(guò)條件表達(dá)式(8)的上限值。這是因?yàn)橥哥R單元ln的負(fù)焦距如此短以致難以校正像面彎曲(特別是在廣角端處)。

條件表達(dá)式(9)指定包含在具有負(fù)折光力的透鏡單元ln中的負(fù)透鏡的材料的折光力。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(9)，變焦透鏡的總尺寸可以小，并獲得良好的光學(xué)特性。如果用于負(fù)透鏡的材料的折光力如此低以致落在條件表達(dá)式(9)的下限值以下，則需要使負(fù)透鏡的透鏡表面的曲率半徑小以獲得預(yù)定的負(fù)折光力。結(jié)果，像面彎曲增大(特別是在廣角端處)以致難以校正像面彎曲。

另一方面，如果用于負(fù)透鏡的材料的折光力如此高以致超過(guò)條件表達(dá)式(9)的上限值，則整個(gè)透鏡系統(tǒng)的petzval總和太小。在這種情況下，像面彎曲和像散增大以致難以校正這些像差。

條件表達(dá)式(10)指定包含在具有正折光力的透鏡單元lp中的正透鏡的材料的折光力。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(10)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果正透鏡的材料的折光力如此低以致落在條件表達(dá)式(10)的下限值以下，則正透鏡的厚度大，并且變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。另一方面，如果用于正透鏡的材料的折光力如此高以致超過(guò)條件表達(dá)式(10)的上限值，則petzval總和增大以致難以校正像散。

條件表達(dá)式(11)指定第一透鏡單元l1的焦距與后組lr中最靠近物體的透鏡單元(實(shí)施例1至實(shí)施例5中的第三透鏡單元l3)的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(11)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果第一透鏡單元l1的焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(11)的下限值以下，則球面像差和軸向色差增大(特別是在望遠(yuǎn)端處)以致難以校正這些像差。同時(shí)，如果后組lr中最靠近物體的透鏡單元的焦距如此長(zhǎng)以致該比落在條件表達(dá)式(11)的下限值以下，則需要長(zhǎng)行程用于變焦，因此變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地變長(zhǎng)。

另一方面，如果第一透鏡單元l1的焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(11)的上限值，則被配置成實(shí)現(xiàn)高變焦比的變焦透鏡總長(zhǎng)度長(zhǎng)。同時(shí)，如果后組lr中最靠近物體的透鏡單元的焦距如此短以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(11)的上限值，則球面像差和彗形像差增大(特別是在廣角端處)以致難以校正這些像差。

條件表達(dá)式(12)指定后組lr中最靠近物體的透鏡單元(實(shí)施例1至實(shí)施例5中的第三透鏡單元l3)的焦距與后組lr中最靠近物體的透鏡單元在變焦期間的移動(dòng)量的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(12)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并且實(shí)現(xiàn)高變焦比。如果后組lr中最靠近物體的透鏡單元的焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(12)的下限值以下，則難以校正球面像差和軸向色差(特別是在廣角端處)。

另一方面，如果后組lr中最靠近物體的透鏡單元的焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(12)的上限值，則被配置為實(shí)現(xiàn)高變焦比的變焦透鏡具有長(zhǎng)的總長(zhǎng)度。注意，更優(yōu)選地，實(shí)施例1至實(shí)施例5采用以下數(shù)值范圍用于條件表達(dá)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，本發(fā)明的變焦透鏡可以?xún)?yōu)選地滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式中的至少一個(gè)：

-4.0<f2/fw<-1.0(13)；和

-0.10<fn/ft<-0.01(14)，

其中fw表示在廣角端處變焦透鏡的焦距，且ft表示在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的焦距。

條件表達(dá)式(13)指定第二透鏡單元l2的焦距與在廣角端處變焦透鏡的焦距的比。

通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(13)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。

如果第二透鏡單元l2的負(fù)焦距如此長(zhǎng)(如果負(fù)焦距的絕對(duì)值如此大)以致該比落在條件表達(dá)式(13)的下限值以下，則需要長(zhǎng)行程以用于變焦，因此變焦透鏡的總長(zhǎng)度變長(zhǎng)。

另一方面，如果第二透鏡單元l2的負(fù)焦距如此短(如果負(fù)焦距的絕對(duì)值如此小)，以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(13)的上限值，則由變焦引起的像面彎曲變化和橫向色差變化變大。

條件表達(dá)式(14)滿(mǎn)足負(fù)透鏡單元ln的負(fù)焦距與在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(14)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果負(fù)透鏡單元ln的負(fù)焦距如此短以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(14)的上限值，則難以校正像面彎曲(特別是在廣角端處)。另一方面，如果負(fù)透鏡單元ln的負(fù)焦距如此長(zhǎng)以致該比落在條件表達(dá)式(14)的下限值以下，則正靈敏度如此低以致在變焦期間需要長(zhǎng)行程以用于聚焦和校正像面變化，結(jié)果，變焦透鏡的總長(zhǎng)度增大。

注意，更優(yōu)選地，實(shí)施例1至實(shí)施例5采用以下數(shù)值范圍用于條件表達(dá)式(13)和(14)：

-2.5<f2/fw<-1.2(13a)；和

-0.07<fn/ft<-0.03(14a)。

此外，本發(fā)明的變焦透鏡優(yōu)選地滿(mǎn)足以下條件表達(dá)式中的至少一個(gè)：

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表示透鏡單元lp的焦距，β2t表示在望遠(yuǎn)端處第二透鏡單元l2的橫向倍率，β2w表示在廣角端處第二透鏡單元l2的橫向倍率，td表示變焦透鏡的總長(zhǎng)度，f3表示后組lr中最靠近物體的透鏡單元的焦距，β3w表示在廣角端處后組lr中最靠近物體的透鏡單元的橫向倍率，并且β3t表示在望遠(yuǎn)端處后組lr中最靠近物體的透鏡單元的橫向倍率。

條件表達(dá)式(15)滿(mǎn)足第一透鏡單元l1的焦距與正透鏡單元lp的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(15)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果第一透鏡單元l1的焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(15)的下限值以下，則球面像差和軸向色差特別是在望遠(yuǎn)端處增大以致這些像差難以校正。同時(shí)，如果正透鏡單元lp的焦距如此長(zhǎng)以致該比落在條件表達(dá)式(15)的下限值以下，則后焦距如此長(zhǎng)以致變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地長(zhǎng)。

另一方面，如果第一透鏡單元l1的焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(15)的上限值，則被配置成實(shí)現(xiàn)高變焦比的變焦透鏡總長(zhǎng)度長(zhǎng)。同時(shí)，如果正透鏡單元lp的焦距如此短以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(15)的上限值，則在整個(gè)變焦范圍內(nèi)像面彎曲和橫向色差增大以致難以校正這些像差。

條件表達(dá)式(16)指定第二透鏡單元l2的焦距與正透鏡單元lp的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(16)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果第二透鏡單元l2的焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(16)的下限值以下，則由變焦引起的像面彎曲變化和橫向色差變化變得太大。同時(shí)，如果正透鏡單元lp的焦距如此長(zhǎng)以致該比落在條件表達(dá)式(16)的下限值以下，則后焦距變得如此長(zhǎng)以致變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地變長(zhǎng)

另一方面，如果第二透鏡單元l2的焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(16)的上限值，則需要長(zhǎng)行程以實(shí)現(xiàn)高變焦比。結(jié)果，變焦透鏡的總長(zhǎng)度變長(zhǎng)。同時(shí)，如果正透鏡單元lp的焦距如此短以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(16)的上限值，則在整個(gè)變焦范圍內(nèi)像面彎曲和橫向色差增大以致難以校正這些像差。

條件表達(dá)式(17)指定負(fù)透鏡單元ln的負(fù)焦距與在廣角端處變焦透鏡的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(17)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果負(fù)透鏡單元ln的負(fù)焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(17)的下限值以下，則難以校正像面彎曲(特別是在廣角端處)。另一方面，如果負(fù)透鏡單元ln的負(fù)焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(17)的上限值，則位置靈敏度如此低以致在變焦期間需要長(zhǎng)行程用于聚焦和校正像面變化，因此變焦透鏡的總長(zhǎng)度增大。

條件表達(dá)式(18)指定正透鏡單元lp的正焦距與在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(18)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果正透鏡單元lp的焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(18)的下限值以下，則在整個(gè)變焦范圍內(nèi)像面彎曲和橫向色差增大以致難以校正這些像差。另一方面，如果正透鏡單元lp的焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(18)的上限值，則后焦距變得如此長(zhǎng)以致變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地變長(zhǎng)。

條件表達(dá)式(19)指定第二透鏡單元l2的變焦比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(19)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果第二透鏡單元l2的變焦比如此低以致落在條件表達(dá)式(19)的下限值以下，則為了增大后組lr的變焦比，負(fù)透鏡單元ln的焦距變得太短，結(jié)果，難以校正像面彎曲(特別是在廣角端處)。另一方面，如果第二透鏡單元l2的變焦比如此高以致超過(guò)條件表達(dá)式(19)的上限值，則第二透鏡單元l2的焦距太短，結(jié)果，變焦期間的像面彎曲變化和橫向色差變化變大。

條件表達(dá)式(20)指定變焦透鏡的總長(zhǎng)度與在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(20)，變焦透鏡可以實(shí)現(xiàn)小的透鏡系統(tǒng)和良好的光學(xué)特性二者。如果變焦透鏡的總長(zhǎng)度相對(duì)于在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(20)的下限值以下，則第一透鏡單元l1的焦距太短。結(jié)果，特別是在望遠(yuǎn)端，球面像差和軸向色差增大以致難以校正這些像差。此外，第二透鏡單元l2的焦距也如此短以致變焦期間的像面彎曲變化和橫向色差變化變大。

另一方面，如果變焦透鏡的總長(zhǎng)度相對(duì)于在望遠(yuǎn)端處變焦透鏡的焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(20)的上限值，則第一透鏡單元l1的透鏡外徑(有效直徑)變大，因此變焦透鏡的總尺寸增大。

條件表達(dá)式(21)指定第二透鏡單元l2的焦距與后組lr中最靠近物體的透鏡單元(實(shí)施例1至實(shí)施例5中的第三透鏡單元l3)的焦距的比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(21)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果第二透鏡單元l2的負(fù)焦距如此短以致該比落在條件表達(dá)式(21)的下限值以下，則由變焦所引起的像面彎曲變化和橫向色差變化變大。同時(shí)，如果后組lr中最靠近物體的透鏡單元的焦距如此長(zhǎng)以致該比落在條件表達(dá)式(21)的下限值以下，則需要長(zhǎng)行程以用于變焦，因此變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地變長(zhǎng)。

另一方面，如果第二透鏡單元l2的焦距如此長(zhǎng)以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(21)的上限值，則需要長(zhǎng)行程以實(shí)現(xiàn)高變焦比。結(jié)果，變焦透鏡的總長(zhǎng)度不可避免地變長(zhǎng)。同時(shí)，如果后組lr中最靠近物體的透鏡單元的焦距如此短以致該比超過(guò)條件表達(dá)式(21)的上限值，則球面像差和彗形像差增大(特別是在廣角端處)以致難以校正這些像差。

條件表達(dá)式(22)指定后組lr中最靠近物體的透鏡單元的變焦比。通過(guò)滿(mǎn)足條件表達(dá)式(22)，變焦透鏡可以具有小的透鏡系統(tǒng)并獲得良好的光學(xué)特性。如果后組lr中最靠近物體的透鏡單元的變焦比如此低以致落在條件表達(dá)式(22)的下限值以下，則作為主放大透鏡單元的第二透鏡單元l2需要負(fù)責(zé)如此大比例的變焦以致變焦期間的像面彎曲變化和橫向色差變化變大。

另一方面，如果后組lr中最靠近物體的透鏡單元的變焦比如此高以致超過(guò)條件表達(dá)式(22)的上限值，則后組lr中最靠近物體的透鏡單元的焦距太短。在這種情況下，特別是在廣角端處，球面像差和彗形像差增大以致難以校正這些像差。

注意，更優(yōu)選地，實(shí)施例1至實(shí)施例5采用以下數(shù)值范圍用于條件表達(dá)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)。

在實(shí)施例1至實(shí)施例5中，構(gòu)成元件被如上所述地配置，使得獲得如下的透鏡單元，該透鏡單元尺寸小，實(shí)現(xiàn)高變焦比，并且在整個(gè)變焦范圍內(nèi)具有良好的光學(xué)特性。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)需要通過(guò)組合前述條件表達(dá)式中的兩個(gè)或更多個(gè)可以進(jìn)一步增強(qiáng)本發(fā)明的效果。此外，以像差校正的觀點(diǎn)，優(yōu)選以下列方式配置本發(fā)明的變焦透鏡。

優(yōu)選地，后組lr包括在透鏡單元ln的物側(cè)的透鏡單元，并且該透鏡單元在變焦期間移動(dòng)。優(yōu)選地，第一透鏡單元l1從物側(cè)到像側(cè)依次包括負(fù)透鏡、正透鏡、正透鏡和正透鏡。優(yōu)選地，第二透鏡單元l2從物側(cè)到像側(cè)依次包括負(fù)透鏡、正透鏡、負(fù)透鏡和正透鏡。相反，第二透鏡單元l2優(yōu)選地從物側(cè)到像側(cè)依次包括負(fù)透鏡、負(fù)透鏡、負(fù)透鏡和正透鏡。

優(yōu)選地，后組lr中最靠近物體的透鏡單元僅為正透鏡，或者從物側(cè)到像側(cè)依次包括正透鏡、負(fù)透鏡、正透鏡和正透鏡。

接下來(lái)，將描述實(shí)施例1至實(shí)施例5中的透鏡單元的透鏡配置。在每個(gè)透鏡單元的配置中，除非另有說(shuō)明，構(gòu)成透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次布置。

[實(shí)施例1]

第一透鏡單元l1包括其中在物側(cè)具有凸面的負(fù)彎月形透鏡和在物側(cè)具有凸面的正彎月形透鏡接合在一起的膠合透鏡、在物側(cè)具有凸面的正彎月形透鏡以及在物側(cè)具有凸面的正彎月形透鏡。在該實(shí)施例中，使用三個(gè)正透鏡來(lái)消除三個(gè)透鏡在它們各自的透鏡表面上具有高折光力的必要性。因此，在以高變焦比設(shè)計(jì)的變焦透鏡的情況下，特別地，該透鏡配置使得能夠有效地減少望遠(yuǎn)端處的像差，諸如軸向色差、球面像差和彗形像差。

第二透鏡單元l2包括在物側(cè)具有凸面的負(fù)彎月形透鏡、其中在物側(cè)具有凹面的正透鏡和雙凹負(fù)透鏡接合在一起的膠合透鏡以及在物側(cè)具有凸面的正彎月形透鏡。該透鏡配置使得能夠有效地校正廣角端的像面彎曲和在整個(gè)變焦范圍內(nèi)的橫向色差。

第三透鏡單元l3包括在兩側(cè)具有非球面的雙凸正透鏡。利用該透鏡配置，第三透鏡單元l3執(zhí)行球面像差和彗形像差的有效校正(特別是在廣角端處)。

第四透鏡單元l4包括其中在物側(cè)具有凸面的正彎月形透鏡和在物側(cè)具有凸面的負(fù)彎月形透鏡接合在一起的膠合透鏡，以及在兩側(cè)具有非球面的雙凸透鏡。包括膠合透鏡的第四透鏡單元l4減小了整個(gè)變焦范圍內(nèi)軸向色差的發(fā)生。此外，包括在兩側(cè)具有非球面的正透鏡的第四透鏡單元l4在實(shí)現(xiàn)高變焦比的同時(shí)減少了整個(gè)變焦范圍內(nèi)的球面像差和彗形像差的發(fā)生。

第五透鏡單元l5包括雙凹負(fù)透鏡。僅包含一個(gè)負(fù)透鏡可減輕重量并便于對(duì)焦的快速控制。

第六透鏡單元l6包括雙凸正透鏡。因此，使用具有正折光力的透鏡單元作為最后的透鏡單元導(dǎo)致增強(qiáng)的偏心度以致離軸射線(xiàn)以大致直角進(jìn)入圖像拾取元件，從而減少在場(chǎng)的周邊由陰影引起的光量的下降。

[實(shí)施例2]

實(shí)施例2的透鏡單元的透鏡配置與實(shí)施例1中的透鏡單元的透鏡配置相同。

[實(shí)施例3]

實(shí)施例3的第一透鏡單元l1、第二透鏡單元l2和第三透鏡單元l3的透鏡配置與實(shí)施例1中的第一透鏡單元l1、第二透鏡單元l2和第三透鏡單元l3相同。第四透鏡單元l4包括在物側(cè)具有凸面的負(fù)彎月形透鏡、在物側(cè)具有凸面的正彎月形透鏡以及在兩側(cè)具有非球面的雙凸正透鏡。第五透鏡單元l5和第六透鏡單元l6的透鏡配置與實(shí)施例1的第五透鏡單元l5和第六透鏡單元l6的透鏡配置相同。

[實(shí)施例4]

實(shí)施例4的第一透鏡單元l1的透鏡配置與實(shí)施例1中的第一透鏡單元l1的透鏡配置相同。第二透鏡單元l2包括在物側(cè)具有凸面的負(fù)彎月形透鏡、在物側(cè)具有凸面的負(fù)彎月形透鏡、雙凹負(fù)透鏡和雙凸正透鏡。第三透鏡單元l3包括在物側(cè)具有凸非球面的正透鏡，其中在物側(cè)具有凸面的負(fù)彎月形透鏡和在物側(cè)具有凸面的正彎月形透鏡被接合在一起的膠合透鏡、以及在兩側(cè)具有非球面的雙凸正透鏡。

第四透鏡單元l4包括單個(gè)雙凹負(fù)透鏡。第五透鏡單元l5包括單個(gè)雙凸正透鏡。

[實(shí)施例5]

實(shí)施例5的透鏡單元的透鏡配置與實(shí)施例4中的透鏡單元的透鏡配置相同。

接下來(lái)，參照?qǐng)D11，將提供對(duì)根據(jù)本發(fā)明的變焦透鏡作為圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的圖像拾取裝置(監(jiān)控照相機(jī))的實(shí)施例的說(shuō)明。

在圖11中，10是監(jiān)控照相機(jī)主體，11是由實(shí)施例1至實(shí)施例5中描述的任何變焦透鏡組成的圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)，12是諸如ccd傳感器或cmos傳感器之類(lèi)的圖像拾取元件(光電轉(zhuǎn)換元件)，其被包含在照相機(jī)主體中，并且被配置為接收由圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)11形成的物體圖像的光，13是被配置成記錄如下的信息的存儲(chǔ)器，該信息包含由圖像拾取元件12光電轉(zhuǎn)換的物體圖像，并且14是用于傳送由圖像拾取元件12光電轉(zhuǎn)換的物體圖像的網(wǎng)絡(luò)電纜。

圖像拾取裝置不限于監(jiān)控照相機(jī)，而是本發(fā)明的變焦透鏡可以在攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等中類(lèi)似地使用。

除了前述變焦透鏡之外，本發(fā)明的圖像拾取裝置可以包括被配置為電校正失真和橫向色差中的一個(gè)或兩者的電路。當(dāng)圖像拾取裝置使用允許對(duì)變焦透鏡的失真或其它像差的容差的配置時(shí)，可以減小變焦透鏡中的透鏡的總數(shù)，這可以更容易地縮小變焦透鏡。此外，使用用于電收集橫向色差的校正裝置使得更容易減少拾取圖像中的顏色模糊，并且提高拾取圖像的分辨率。

雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，而是可以在不脫離本發(fā)明的精神的情況下進(jìn)行改變或修改。

接下來(lái)，將給出分別對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施例1至實(shí)施例5的數(shù)值數(shù)據(jù)1至5。在數(shù)值數(shù)據(jù)中，i表示從物側(cè)起的光學(xué)面的順序數(shù)，ri表示第i個(gè)光學(xué)面(第i個(gè)面)的曲率半徑，di表示第i個(gè)面與第i+1個(gè)面之間的距離，ndi和νdi分別表示基于d線(xiàn)的具有第i個(gè)面的光學(xué)部件的材料的折光力和阿貝數(shù)。

bf表示后焦距，該后焦距表示從最后的透鏡表面到近軸像面的距離(就空氣中的長(zhǎng)度而言)。變焦透鏡的總長(zhǎng)度是從第一透鏡表面到最后透鏡表面的長(zhǎng)度和后焦距bf的值之和。標(biāo)記*表示非球面，并且k表示偏心率。a4、a6、a8和a10是非球面系數(shù)。如果x表示在光軸方向上距離表面頂點(diǎn)的位移，則在距光軸高度h的位置測(cè)量位移，非球面形狀由下式表示：

x＝(h²/r)/[1+{1-(1+k)(h/r)²}^1/2]+a4×h⁴+a6×h⁶+a8×h⁸+a10×h¹⁰，

其中r表示近軸曲率半徑。

然后，“e-x”表示“×10^-x”。表1和表2示出了與上述條件表達(dá)式對(duì)應(yīng)的示例的數(shù)值數(shù)據(jù)。

[數(shù)值數(shù)據(jù)1]

[單位:mm]

面數(shù)據(jù)

非球面數(shù)據(jù)

第16個(gè)面

k＝-7.90957e-001

a4＝-2.44765e-005

a6＝1.56884e-007

a8＝-2.31065e-009

a10＝-3.06071e-012

第17個(gè)面

k＝0.00000e+000

a4＝1.15112e-004

a6＝-4.15838e-007

a8＝-8.60580e-011

第21個(gè)面

k＝-2.34811e-001

a4＝-4.61556e-005

a6＝-2.12700e-006

a8＝-1.92241e-008

a10＝4.61138e-010

第22個(gè)面

k＝0.00000e+000

a4＝-2.58984e-006

a6＝-1.88828e-006

a8＝1.51967e-009

各種數(shù)據(jù)

變焦透鏡單元數(shù)據(jù)

[數(shù)值數(shù)據(jù)2]

[單位:mm]

面數(shù)據(jù)

非球面數(shù)據(jù)

第16個(gè)面

k＝-7.71248e-001

a4＝-2.09334e-005

a6＝-2.32030e-007

a8＝-1.69990e-009

a10＝-1.38448e-011

第17個(gè)面

k＝0.00000e+000

a4＝5.46054e-005

a6＝-4.79822e-007

a8＝2.68075e-010

第21個(gè)面

k＝-4.49533e-001

a4＝-9.73472e-005

a6＝-2.95376e-006

a8＝-5.87818e-008

a10＝1.57735e-009

第22個(gè)面

k＝0.00000e+000

a4＝-2.91512e-006

a6＝-4.21269e-006

a8＝6.53932e-009

各種數(shù)據(jù)

變焦透鏡單元數(shù)據(jù)

[數(shù)值數(shù)據(jù)3]

[單位:mm]

面數(shù)據(jù)

非球面數(shù)據(jù)

第16個(gè)面

k＝-8.31665e-001

a4＝2.31250e-005

a6＝4.40949e-007

a8＝4.80355e-009

第17個(gè)面

k＝0.00000e+000

a4＝1.20953e-004

a6＝1.80874e-007

第22個(gè)面

k＝-3.73810e-001

a4＝-1.01992e-004

a6＝-4.01433e-007

a8＝-4.16124e-008

第23個(gè)面

k＝0.00000e+000

a4＝2.29459e-004

a6＝-8.56894e-007

各種數(shù)據(jù)

變焦透鏡單元數(shù)據(jù)

[數(shù)值數(shù)據(jù)4]

[單位:mm]

面數(shù)據(jù)

非球面數(shù)據(jù)

第17個(gè)面

k＝-8.75166e-001

a4＝1.75023e-005

a6＝-1.02628e-008

a8＝-8.89143e-010

a10＝7.90532e-012

第22個(gè)面

k＝3.43978e-001

a4＝-2.96730e-004

a6＝-5.98295e-006

a8＝6.36801e-008

a10＝-2.77317e-009

第23個(gè)面

k＝1.54412e+000

a4＝9.10712e-005

a6＝-5.62864e-006

a8＝1.81095e-007

a10＝-3.72419e-009

各種數(shù)據(jù)

變焦透鏡單元數(shù)據(jù)

[數(shù)值數(shù)據(jù)5]

[單位:mm]

面數(shù)據(jù)

非球面數(shù)據(jù)

第17個(gè)面

k＝-1.10884e+000

a4＝5.19322e-005

a6＝-1.23956e-007

a8＝1.22160e-009

a10＝-1.19281e-011

第22個(gè)面

k＝4.04079e-001

a4＝-5.15700e-004

a6＝-7.28653e-006

a8＝5.30036e-010

a10＝-5.65112e-009

第23個(gè)面

k＝-7.86419e-001

a4＝2.38274e-005

a6＝-3.52404e-006

a8＝9.78293e-010

a10＝-1.11232e-009

各種數(shù)據(jù)

變焦透鏡單元數(shù)據(jù)

[表1]

[表2]

雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬泛的解釋?zhuān)员惆ㄋ羞@樣的修改以及等同結(jié)構(gòu)和功能。