專利名稱：：變焦透鏡系統(tǒng)和包括變焦透鏡系統(tǒng)的照相機的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及變焦透鏡系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及適于用作在比如攝像機、監(jiān)控照相機、數(shù)字靜態(tài)照相機、廣播照相機和面化銀膠巻照相機之類的照相機中包括的成像透鏡的變焦透鏡系統(tǒng)。
背景技術：
：近年來，包括固態(tài)圖像拾取裝置的比如攝像機、數(shù)字靜態(tài)照相機、廣播照相機和鹵化銀膠巻照相機之類的照相機已變得更小，而功能增多。因此，對供照相機的成像光學系統(tǒng)之用的長度小的小型、高變焦比變焦透鏡系統(tǒng)的需求已增長。作為符合上述需求的變焦透鏡系統(tǒng)，已知一種四單元變焦透鏡系統(tǒng)，其包括從物側到像側依次排列的具有正折光力的第一透鏡單元，具有負折光力的第二透鏡單元，具有正折光力的第三透鏡單元，和具有正折光力的第四透鏡單元。四單元變焦透鏡系統(tǒng)的例子是所謂的后對焦(rear-focus)變焦透鏡系統(tǒng)，其中通過移動第二透鏡單元改變放大率，改變放大率時造成的像面變化由第四透鏡單元補償(例如，參見日本專利No.2002-182109，日本專利特開No.2002-287027，日本專利No.2000-89116(對應于美國專利No.6118593)，和日本專利特開No.2000-227548)。在后對焦變焦透鏡系統(tǒng)中，與在其中通過移動第一透鏡單元進行聚焦的變焦透鏡系統(tǒng)中相比，第一透鏡單元的有效直徑通常是小的。于是，能夠減小整個透鏡系統(tǒng)的尺寸。但是，在聚焦過程中發(fā)生大的像差變化，難以在從無限遠的物體到近距離的物體的整個物距上獲得5高的光學性能。于是，為了獲得具有高變焦比的變焦透鏡系統(tǒng)，重要的是恰當?shù)卦O置變焦類型、每個透鏡單元的折光力和每個透鏡單元的透鏡結構。特別地，在上述四單元后對焦變焦透鏡系統(tǒng)中，重要的是恰當設置第三透鏡單元的透鏡結構和整個系統(tǒng)的后焦距(backfocus)。
發(fā)明內容本發(fā)明提供一種具有新結構的小型變焦透鏡系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有高的變焦比，并且在整個變焦范圍內提供高的光學性能。按照本發(fā)明的一個方面的變焦透鏡系統(tǒng)包括具有正光焦度的第一透鏡單元；具有負光焦度的第二透鏡單元，第二透鏡單元在變焦過程中移動；具有正光焦度的第三透鏡單元，其中第三透鏡單元為了變焦而不移動；和具有正光焦度的第四透鏡單元，第四透鏡單元在變焦過程中移動，其中第一透鏡單元、第二透鏡單元、第三透鏡單元和第四透鏡單元從物側到像側依次排列。變焦透鏡系統(tǒng)滿足下述條件10.0<f3/fw<26.01.2<bft/fw<3.5其中fw是在廣角端的變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，f3是在廣角端的第三透鏡單元的焦距，bft是在遠攝端的后焦距的等效空氣距離。根據(jù)參考附圖對下面的示例性實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。圖l是按照第一實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的截面視圖。圖2圖解說明按照第一實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的像差圖。圖3圖解說明按照第一實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在中間變焦位置的像差圖。6圖4圖解說明按照第一實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在遠攝端的像差圖。圖5是按照第二實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的截面視圖。圖6圖解說明按照第二實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的像差圖。圖7圖解說明按照第二實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在中間變焦位置的像差圖。圖8圖解說明按照第二實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在遠攝端的像差圖。圖9是按照第三實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的截面視圖。圖10圖解說明按照第三實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的像差圖。圖11圖解說明按照第三實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在中間變焦位置的像差圖。圖12圖解說明按照第三實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在遠攝端的像差圖。圖13是按照第四實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的截面視圖。圖14圖解說明按照第四實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的像差圖。圖15圖解說明按照第四實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在中間變焦位置的像差圖。圖16圖解說明按照第四實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在遠攝端的像差圖17是圖解說明包括按照本發(fā)明的至少一個實施例的變焦透鏡系統(tǒng)的數(shù)字照相機的主要部分的示意圖。圖18是圖解說明包括按照本發(fā)明的至少一個實施例的變焦透鏡系統(tǒng)的攝像機的主要部分的示意圖。具體實施例方式7下面將說明按照本發(fā)明的實施例的變焦透鏡系統(tǒng)，和包括按照至少一個實施例的變焦透鏡系統(tǒng)的照相機(圖像拾取設備、圖像捕獲裝置)。按照本發(fā)明的實施例的每個變焦透鏡系統(tǒng)從物側到像側依次包括具有正折光力(即，光焦度，其為焦距的倒數(shù))的第一透鏡單元，具有負折光力的第二透鏡單元，具有正折光力的第三透鏡單元，和具有正折光力的第四透鏡單元。第二和第四透鏡單元在變焦過程中(為了變焦)移動。第三透鏡單元為了變焦不移動。圖1是按照本發(fā)明的第一實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端(短焦距端)的截面視圖。圖2、3和4分別圖解說明按照第一實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端、中間變焦位置和遠攝端(長焦距端)的像差圖。圖5是按照本發(fā)明的第二實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的截面視圖。圖6、7和8分別圖解說明按照第二實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端、中間變焦位置和遠攝端的像差圖。圖9是按照本發(fā)明的第三實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的截面視圖。圖10、ll和12分別圖解說明按照第三實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端、中間變焦位置和遠攝端的像差圖。圖13是按照本發(fā)明的第四實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端的截面視圖。圖14、15和16分別圖解說明按照第四實施例的變焦透鏡系統(tǒng)在廣角端、中間變焦位置和遠攝端的像差圖。圖17是圖解說明包括按照本發(fā)明的一個實施例的變焦透鏡的數(shù)字照相機的主要部分的示意圖。圖18是圖解說明包括按照本發(fā)明的一個實施例的變焦透鏡的攝像機的主要部分的示意圖。按照每個實施例的變焦透鏡系統(tǒng)是用在照相機中的成像透鏡系統(tǒng)。在每個變焦透鏡系統(tǒng)的截面視圖中，左側表示物側(前側)，右側表示像側(后側)。參見這些截面視圖，每個變焦透鏡系統(tǒng)包括具有正折光力的第一透鏡單元L1，具有負折光力的第二透鏡單元L2，具有正折光力的第三透鏡單元L3，和具有正折光力的第四透鏡單元L4。SP表示孔徑光闌，它被放置在第三透鏡單元L3的物側。G表示對應于例如濾光器、面板等的光學塊。IP表示像面。在按照每個實施例的變焦透鏡系統(tǒng)用作攝像機或者數(shù)字照相機的成像光學系統(tǒng)的情況下，諸如CCD傳感器和CMOS傳感器之類的固態(tài)圖像拾取裝置(光電轉換元件)的圖像拾取平面對應于像面IP。在變焦透鏡系統(tǒng)用作S化銀膠巻照相機的成像光學系統(tǒng)的情況下，膠巻表面對應于像面IP。在像差圖中，d和g分別表示d線和g線，AM和AS分別表示子午像面和弧矢像面。另外，F(xiàn)表示F數(shù)，co表示成像半場角。在每個實施例中，廣角端和遠攝端是與放大率改變透鏡單元(第二透鏡單元)位于沿光軸可機械移動的范圍的一端和另一端的狀態(tài)對應的變焦位置。在每個實施例中，在從廣角端到遠攝端的變焦過程中，通過朝著像側移動第二透鏡單元L2改變放大率，通過沿朝著像側凸起的軌跡移動第四透鏡單元L4，補償當改變放大率時造成的像面變化。另外，變焦透鏡系統(tǒng)是其中通過沿光軸移動第四透鏡單元L4來進行聚焦的后對焦變焦透鏡系統(tǒng)。每個截面視圖中的實線4a和虛線4b分別表示為了補償當無限遠的物體焦點對準的情況下和近距離的物體焦點對準的情況下的放大率變化造成的像面變化而移動第四透鏡單元L4的軌跡。從而，第四透鏡單元L4是沿朝著像側凸起的軌跡移動的。于是，能夠有效地使用第三透鏡單元L3和第四透鏡單元L4之間的空氣，能夠有效地減小整個透鏡長度。從無限遠的物體到近距離物體的聚焦操作是通過如箭頭F所示，向前移動第四透鏡單元L4來執(zhí)行的。笫一透鏡單元Ll不為了變焦或聚焦沿光軸移動。但是，在需要時可移動第一透鏡單元Ll以校正像差。9200910004343.4根據(jù)需要，可在第一透鏡單元Ll的物側和/或第四透鏡單元L4的像側布置具有折光力的透鏡單元。在每個實施例中，下述條件被滿足10.0<f3/fw<26.0…(l)1.2<bft/fw<3.5…(2)在上面的表達式中，fw是在廣角端的整個系統(tǒng)的焦距，f3是第三透鏡單元的焦距，bft是當無限遠的物體在遠#_端焦點對準時的后焦距。后焦距bft是當無折光力的比如玻璃塊G之類的光學元件被除去時最后的透鏡表面和像面之間的等效空氣距離。為了獲得具有高變焦比的小型變焦透鏡，設置條件表達式(l)和(2)。如果第三透鏡單元L3的焦距太大并且條件表達式(l)的值大于其上限，那么第三透鏡單元L3的正折光力的負擔被降低，能夠充分校正像差。但是，變得必須增大(增強)第四透鏡單元L4的折光力，以防止整個透鏡長度(第一透鏡表面和像面之間的距離)增大。從而，難以抑制整個變焦范圍上的像差變化。另外，如果第三透鏡單元L3的焦距被增大，那么第四透鏡單元L4的有效透鏡直徑增大，并且整個系統(tǒng)的尺寸相應增大。另外，移動第四透鏡單元L4以便聚焦的致動器的負擔增大。如果第三透鏡單元L3的焦距太小并且條件表達式(l)的值小于其下限，那么正折光力的負擔增大，并且難以獲得良好的光學性能。特別地，在廣角端產生大的球面像差。另外，難以均衡地校正整個變焦范圍上的像差。為了適當?shù)卦O置后焦距，提供了條件表達式(2)。在高變焦比后對焦變焦透鏡系統(tǒng)中，第四透鏡單元被布置成在遠攝端最接近像側。于是，必須把遠攝端的后焦距設為所需的長度。如果后焦距太大并且條件表達式(2)的值大于其上限，那么第一透鏡單元L1和像面之間的距離增大，并且第一透鏡單元Ll的有效直徑相應增大。于是，變得難以減小整個系統(tǒng)的尺寸。10另外，從第三透鏡單元L3到第四透鏡單元L4的光發(fā)散增大，第四透鏡單元L4的有效直徑相應增大。于是，在變焦、像差校正和聚焦操作中，致動器的負擔增大。另外，當?shù)谒耐哥R單元L4被移動時，產生大的像差變化。如果條件表達式(2)的值小于其下限，那么后焦距變得太短，并且變得難以提供放置濾光器等的空間。條件表達式(1)和(2)的數(shù)值范圍也可被設置成如下所示10.5<f3/fw<23.0…(la)1.5<bft/fw<2.5…(2a)在每個實施例中，由于上述透鏡結構，獲得高的變焦比(約40)。另外，獲得在整個變焦范圍上像差被充分校正并且具有大的孔徑比以致F數(shù)約為1.65的后對焦變焦透鏡系統(tǒng)。通過采用上述結構，獲得按照本發(fā)明的每個實施例的變焦透鏡系統(tǒng)。此外，為了在獲得高變焦比的同時保持令人滿意的光學性能，至少一個下述條件可纟皮滿足。即，第三透鏡單元L3可包括具有非球面表面的正透鏡元件G3p。另外，當f3asp是正透鏡元件G3p的焦距時，下述條件可被滿足8.0<f3asp/fw<30.0…"(3)另外，第一透鏡單元Ll可包括三個或者更多的正透鏡元件。當vdl是包括在第一透鏡單元Ll中的正透鏡元件的材料的阿貝數(shù)的平均值時，下述條件可被滿足58<vdl"…(4)另外，第二透鏡單元L2可包括負透鏡元件G2n。當n(^是負透鏡元件G2n的材料的折射率時，下述條件可被滿足1.9<nd2"…(5)另外，第四透鏡單元L4可包括具有非球面表面的正透鏡元件G4p。另外，當f4asp是正透鏡元件G4p的焦距時，下述條件可被滿足4.5<f4asp/fw<10…"(6)另外，當ft是在遠攝端的整個系統(tǒng)的焦距，f2是第二透鏡單元L2的焦距時，下述條件可被滿足一O.40<f2/A/(fwXft)<—0.15.....(7)另外，當OAL是包括在變焦透鏡系統(tǒng)中的透鏡表面之中的最接近物側的一個透鏡表面(第一表面)和像面之間的距離(所謂的整個透鏡長度)，OALs是孔徑光闌SP和像面之間的距離時，下述條件可被滿足2.0<OAL/OALs<2.8(8)距離OALs被確定為在假設在最后的透鏡表面和像面之間沒有放置無折光力的玻璃塊等的情況下獲得的值(所謂的等效空氣距離)。條件表達式(8)被應用于像在每個實施例中那樣第一透鏡單元Ll在變焦過程中不移動的系統(tǒng)?，F(xiàn)在將說明每個條件表達式的技術含義。條件表達式(3)涉及包括在第三透鏡單元L3中并且具有非球面表面的正透鏡元件G3p的焦距。如果條件表達式(3)的值大于其上限，那么正透鏡元件G3p的折光力被降低，變得難以減小第三透鏡單元L3的尺寸。如果正透鏡元件G3p的折光力太高并且條件表達式(3)的值小于其下限，那么像差，特別是球面像差，增大。另外，形成非球面表面的過程中的制造敏感度增大。這極大影響像差的敏感度。從而，形成非球面表面的過程中所要求的精度增大，變得難以形成非球面表面。另外，裝配過程中所要求的精度也增大。具有非球面表面的透鏡元件并不局限于玻璃透鏡。例如，也可以使用通過在由玻璃制成的球面透鏡的表面上放置具有非球面表面的樹脂元件(通過增加非球面成分)而獲得的混合透鏡(所謂的復制非球面透鏡)。作為替換方案，也可以使用由塑料制成的非球面透鏡。也可如下設置條件表達式(3)的數(shù)值范圍10.0<f3asp/fw<25.....(3a)條件表達式(4)涉及包括在第一透鏡單元Ll中的正透鏡元件的材料的平均阿貝數(shù)。為了充分校正在整個變焦范圍上的軸向色差，提出條件表達式(4)。如果條件表達式(4)的值小于其下限，那么在整個變焦范圍上不能充分校正軸向色差。也可如下設置條件表達式(4)的數(shù)值范圍60<vdl(4a)條件表達式(5)涉及包括在第二透鏡單元L2中的負透鏡元件G2n的材料的折射率。如果負透鏡元件G2n的材料的折射率小于條件表達式(5)的下限，那么珀茲伐和(Petzvalsum)沿負方向增大，4象面^皮過度校正。也可如下設置條件表達式(5)的數(shù)值范圍1.95<nd2…"(5a)條件表達式(6)涉及包括在第四透鏡單元L4中的具有非球面表面的正透鏡元件G4p的焦距。如果正透鏡元件G4p的焦距太大(折光力太低)，條件表達式(6)的值大于其上限，那么變焦和聚焦過程中的移動量增大，整個系統(tǒng)的尺寸相應增大。如果正透鏡元件G4p的焦距太小(折光力太高)，條件表達式(6)的值小于其下限，那么變焦和聚焦過程中的球面像差和彗形像差的變化增大。具有非球面表面的透鏡元件并不局限于玻璃透鏡，也可以使用混合透鏡或塑料透鏡，如上所述。也可如下設置條件表達式(6)的數(shù)值范圍5.5<f4asp/fw<8.5""(6a)條件表達式(7)涉及第二透鏡單元L2的焦距，換句話說，第二透鏡單元L2的折光力。如果第二透鏡單元L2的焦距太大(折光力太低)，并且條件表達式(7)的值大于其上限，那么為了獲得期望的變焦比的第二透鏡單元L2的移動量增大，整個透鏡長度和前透鏡的直徑增大。另外，如果第二透鏡單元L2的焦距太小(折光力太高)，并且條件13表達式(7)的值小于其下限，那么盡管能夠減小整個透鏡系統(tǒng)的尺寸，但是珀茲伐和沿負方向增大，像面被過度校正。也可如下設置條件表達式(7)的數(shù)值范圍一0.35<f2/V(fwXft)<一0.20...(7a)條件表達式(8)涉及透鏡系統(tǒng)的第一透鏡表面和像面之間的距離與孔徑光闌和像面之間的距離的比值。如果條件表達式(8)的值大于其上限，那么孔徑光闌SP和像面之間的距離太小。于是，在由第四透鏡單元L4執(zhí)行的聚焦操作中，從無限遠的物體到近處的物體的聚焦范圍受到限制。另外，孔徑光闌SP和第一透鏡單元L1之間的距離增大，包括在第一透鏡單元L1中的第一透鏡Gll的有效直徑增大。從而，變得難以減小整個系統(tǒng)的尺寸。如果條件表達式(8)的值小于其下限，那么孔徑光闌SP和像面之間的距離增大，第四透鏡單元L4的有效直徑和重量增大。這種情況下，當通過移動后對焦變焦透鏡系統(tǒng)中的第四透鏡單元L4進行聚焦操作時，變得難以進行快速聚焦。也可如下設置條件表達式(8)的數(shù)值范圍2.1<OAL/OALs<2.7…(8a)第三透鏡單元L3可以只包括具有非球面表面的正透鏡元件G3p。當具有正折光力的第三透鏡單元L3被形成為具有非球面表面時，能夠在廣角端充分校正球面像差。另外，能夠減少透鏡的數(shù)目。于是，第三透鏡單元L3可以只包括正透鏡元件G3p，以致能夠減小第三透鏡單元L3的尺寸。另外，為了充分校正像差，不僅可以在正透鏡元件G3p的一側形成非球面表面，而且可以在正透鏡元件G3p的另一側形成非球面表面。第三透鏡單元L3還可包括兩個正透鏡元件，所述兩個正透鏡元件是具有非球面表面的正透鏡元件G3p和另一正透鏡元件。當?shù)谌哥R單元L3包括兩個正透鏡元件時，能夠容易地校正像差。14現(xiàn)在將說明每個實施例的透鏡系統(tǒng)的詳細結構。除非另有具體說明，否則按照從物側到像側的順序解釋包括在透鏡系統(tǒng)中的元件。按照第一到第四實施例中每一個的變焦透鏡系統(tǒng)具有下述結構。第一透鏡單元包括粘合透鏡，所述粘合透鏡包括在物側凸起的負彎月透鏡元件Gll，和正透鏡元件；在物側凸起的正彎月透鏡元件G13;和在物側凸起的正彎月透鏡元件G14。因此，色差和球面像差被充分校正。為了更充分地校正色差，包括在第一透鏡單元中的正透鏡元件G12、正透鏡元件G13和正透鏡元件G14可由比如OHARAInc.生產的S-FPL51和S-FPL53(商品名)之類的超低色散玻璃制成。第二透鏡單元包括在物側凸起的負彎月透鏡元件G21;以及粘合透鏡，所述粘合透鏡包括雙凹負透鏡元件G22和在物側凸起的正透鏡元件G23。由于這種結構，能夠充分校正在變焦過程中產生的像差的變化。在第一到第三實施例中，第三透鏡單元L3由單個正透鏡元件GM形成。在圖13中所示的第四實施例中，第三透鏡單元L3包括正透鏡元件G31和正透鏡元件G32。在每個實施例中，正透鏡元件G31在其任一側具有非球面表面，其透鏡的折光力不被增大，以致能夠有效校正像差，而不增大敏感度。非球面表面被形成為以致正折光力從透鏡的中心到透鏡的外圍降低。換句話說，正透鏡元件G31的折光力被恰當設置，以致能夠在正透鏡元件G31的任一側形成非球面表面，并且能夠充分校正像差。另外，第三透鏡單元L3輸出來自第二透鏡單元L2的發(fā)散光，而不增大所述發(fā)散光的直徑(以致能夠防止第四透鏡單元L4的直徑增大)。在每個實施例中，孔徑光闌SP被置于第三透鏡單元L3的物側。但是，孔徑光闌SP也可在變焦過程中被單獨移動，或者被置于第三透鏡單元L3中，或者被置于第三透鏡單元L3的像側。第四透鏡單元包括雙凸正透鏡元件G41;以及粘合透鏡，所述粘合透鏡包括在物側具有凸面的負彎月透鏡元件G42和雙凸正透鏡元件G43。正透鏡元件G41在其任一側具有非球面表面。因此，能夠減小在利用第四透鏡單元L4進行聚焦操作的過程中的像差變化。如上所述，按照每個實施例，能夠減小整個透鏡系統(tǒng)的尺寸，能夠獲得具有高變焦比和高光學性能的變焦透鏡系統(tǒng)。另外，能夠獲得具有高變焦比(大約40)并且在從廣角端到遠攝端的整個變焦范圍上具有高光學性能的后對焦變焦透鏡系統(tǒng)。第一透鏡單元L1為了變焦而不移動。于是，能夠簡化機械結構。此外，能夠獲得具有高變焦比(大約40)、在整個變焦范圍上提供高光學性能、并且具有大的孔徑比以致F值在廣角端約為1.65的變焦透鏡系統(tǒng)?，F(xiàn)在將說明對應于上述實施例的數(shù)值例子。在每個數(shù)值例子中，i表示從物側起計數(shù)的每個表面的編號。另外，Ri表示第i個表面的曲率半徑，di表示第i個表面和第i+l個表面之間的距離。Ni是參照于d線的折射率，vi表示材料的相對于d線的阿貝數(shù)(vd)。阿貝數(shù)(vd)可4皮表示成:^下vd=(Nd-l，F(xiàn)-NC)在上面的等式中，Nd是相對于d線(波長587.6納米)的折射率，NF是相對于F線(波長486.1納米)的折射率，NC是相對于C線(波長656.3納米)的折射率。在每個數(shù)值例子中，最接近像側的一些表面是形成光學塊G等的表面。另外，k、B、C、D和E是非球面系數(shù)。當x是非球面表面在距光軸高度h處在光軸方向上相對于非球面表面的頂點的位置時，非球面表面的形狀被表示成如下x=(h2/R)/[l+{l-(l+k)(h/R)2}1/2+Bh4+Ch6+Dh8+Eh10在上面的等式中，R是近軸曲率半徑。另外，"E-Z"意p木"1(TZ"。下面提供的表1表示上述條件表達式和數(shù)值例子之間的關系。第一數(shù)值例子iRidi199.2071.70241.1425.453-325.9450.17443.5413.405298.3300.17626.8913.25765.488(可變)850廁0.7095.9713.5110-17.2850.60117.6902.801243扁(可變)13(孔徑)1.3014*22.5732.7015*215.489(可變)16*15.3372.7017*-53.0520.3318123.5560.601911.6283.6020-15.274(可變)21000.3022001.5123000.8024000.6025000.752600Ni1.805181.487491.487491.603112.000601.583131.922865831358313L84666L51742.51400.54400L49000142V52262499251495525oo7oooo6717<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>第二數(shù)值例子iRidiNivi150.4931.651.8466623.4230.3095.421.5163364.13294.8070.20431.8663.501.4874970.25126.6580.20637.6032.731.69679755.5762.948(可變)876.7280.702.003328.396.5293.4710-22.2540.601.66997939.3117.4552.131.9228618.91268.866(可變)13(孔徑)1.1114*23.8531.971.58312659.415*-500.000(可變)16*20.0882.901.58312659.417*-49.3250.3518475.7410.651.9228618.91921.5673.341.60311260.620醫(yī)17扁(可變)21000.301.51470.022001.5123001.781.54460.024000.6025oo0.751.4970.026oo非球面系數(shù)KBCDE14*1.886E+00-9.412E-05-1.924E-060.000E+000.000E+0015*0.000E+00-4.069E-05-1.588E-06-1.767E-09O.OOOE+0016*-1.127E+00-1.920E-06-1.776E-07-5.067E-095.419E-1117*O.OOOE+009.379E-05-4.655E-070.000E+000.000E+00數(shù)據(jù)變焦比38.90廣角端中間變焦位置遠攝端焦距3.5031.50136.15F值1.671.865.38半場角32.744.090.95圖像高度2.252.252.25整個透鏡長度87.287.287,2BF13.7318.425.70距離d70.6024.3030.52dl232.378.672.44dl59.624.9918.52d208.4213.050.5020第三數(shù)值例子iRidiNivi191.1451.701.8466623.4237.8125.201.5163364.13-1579.5820.20439.2793.761.5163364.15488.3400.20626.0822.871.6968055.555.834(可變)847.2130.702.0006025.596.2003.4910-20.2050.601.6935053.2117.1952.961.9228618.91263.590(可變)13(孔徑)0.6114*44.0692.701.5831359.415*2684.252(可變)16*15.1782.701.5831359.417*-57.1620.3518151.3230.601.8466623.81913.7243.311.6031160.620-17.477(可變)21000.301.5140070.022001.5123000.801,5440060.024000.6025oo0.701.4卯0070.026oo非球面系數(shù)KBCDE-3.259E+00-2.098E-04O.OOOE+OOO.OOOE+000.000E+0015*2.630E+05-1.921E-048.548E-070,000E+000.000E+0016*-2.213E+00畫1.787E畫052.311E-07-7.668E-097.300E-1117*3.454E+016.617E-050.000E+000.000E+000.000E+00數(shù)據(jù)變焦比39.49廣角端中間變焦位置遠攝端焦距3.3730.37133.14F值1.652.005.13半場角33.724.240.97圖像高度2.252.252.25整個透鏡長度86.986.986.9BF15.4319,335.95距離d70.5320.8325.90dl226.786.481.40dl512.188.2821.62d2010.9514.841.5022第四數(shù)值例子iRidi1101.6101.70241.2625.453-325.9450.17443.3243.405759.7150.17627.0523.25了64.453(可變)854,5920.7095.9833.5110-18.3020.60117.6352.801240.197(可變)13(孔徑)1.3014*37.5802.6915*215.4890.501622.7211.471747.528(可變)18*14.9602.7919*-52.5090.3320263.4510.602113.1173.6022-16.817(可變)23000.3024001.5125oo0.8026oo0.6027000.752800Nivi1.8051825.41.4874970.21.4874970.21.6031160.62.0006025.51.5831359.41.9228618.91.5831359.41.4874970.21.5831359.41.8466623.81.5174252.41.5140070.01.5440060.01.4900070.023非球面系數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表1<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>下面，將參考圖17說明包括按照本發(fā)明的至少一個實施例的變焦透鏡作為成像光學系統(tǒng)的數(shù)字靜態(tài)照相機。參見圖17，照相機本體20包括成像光學系統(tǒng)21,成像光學系統(tǒng)21包括按照第一到第四實施例至少之一的變焦透鏡系統(tǒng)。用于接收由成像光學系統(tǒng)21形成的物像的比如CCD傳感器和CMOS傳感器之類的固態(tài)圖像拾取裝置(光電轉換元件)22被置于照相機本體20中。存儲器23記錄與經歷由固態(tài)圖像拾取裝置22進行的光電轉換的物像對應的信息。取景器24由例如液晶顯示面板等形成，允許用戶觀察在圖4象拾取元件22上形成的物像。接著，將參考圖18說明包括按照本發(fā)明的至少一個實施例的變焦透鏡系統(tǒng)作為成像光學系統(tǒng)的攝像機(光學設備)。參見圖18，攝像機本體10包括成像光學系統(tǒng)11,成像光學系統(tǒng)11包括按照第一到第四實施例至少之一的變焦透鏡系統(tǒng)。用于接收由成像光學系統(tǒng)11形成的物像的比如CCD傳感器和CMOS傳感器之類的固態(tài)圖像拾取裝置(光電轉換元件)12.被置于照相機本體10中。存儲器13記錄與經歷由固態(tài)圖像拾取裝置12進行的光電轉換的物像對應的信息。取景器14用于觀察顯示在顯示裝置(未示出)上的物像。顯示裝置包括液晶面板等，顯示在圖像拾取裝置12上形成的物像。當按照本發(fā)明的至少一個實施例的變焦透鏡系統(tǒng)被包括在諸如數(shù)字靜態(tài)照相機和攝像機之類的照相機中時，能夠獲得提供高光學性能的小型照相機。雖然已經參考示例性實施例說明了本發(fā)明，但是應當理解本發(fā)明并不局限于公開的示例性實施例。下述權利要求的范圍應被給予最寬廣的解釋，以包含所有修改以及等同的結構和功能。2權利要求1、一種變焦透鏡系統(tǒng)，包括具有正光焦度的第一透鏡單元；具有負光焦度的第二透鏡單元，其中第二透鏡單元在變焦過程中移動；具有正光焦度的第三透鏡單元，其中第三透鏡單元為了變焦而不移動；和具有正光焦度的第四透鏡單元，其中第四透鏡單元在變焦過程中移動，其中第一透鏡單元、第二透鏡單元、第三透鏡單元和第四透鏡單元從物側到像側依次排列，其中下述條件被滿足10.0<f3/fw<26.01.2<bft/fw<3.5其中fw是在廣角端的變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，f3是第三透鏡單元的焦距，bft是在遠攝端的后焦距的等效空氣距離。2、按照權利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中第三透鏡單元包括具有非球面表面的正透鏡元件，并且其中下述條件被滿足8.0<f3asp/fw<30.0其中f3asp是該正透鏡元件的焦距。3、按照權利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中第一透鏡單元包括三個或者更多的正透鏡元件，并且其中下述條件被滿足58<vdl其中vdl是包括在第一透鏡單元中的正透鏡元件的材料的阿貝數(shù)的平均值。4、按照權利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中第二透鏡單元包括滿足下述條件的負透鏡元件1.9<nd2其中nd2是該負透鏡元件的材料的折射率。5、按照權利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中第四透鏡單元包括具有非球面表面的正透鏡元件，并且其中下述條件被滿足4.5<f4asp/fw<10其中f4asp是該正透鏡元件的焦距。6、按照權利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中下述條件被滿足—0.40<f2/a/(fwXft)<—0.15其中ft是在遠攝端的變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，f2是第二透鏡單元的焦距。7、按照權利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，還包括為了變焦而不移動的孔徑光闌，其中第一透鏡單元為了變焦而不移動，其中下述條件被滿足2.0<OAL/OALs<2.8其中OAL是包括在變焦透鏡系統(tǒng)中的透鏡表面之中最接近物側的一個透鏡表面和像面之間的距離，OALs是孔徑光闌和像面之間的距離。8、按照權利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中第一透鏡單元由從物側到像側依次排列的以下部分組成包括在物側凸起的負彎月透鏡元件和正透鏡元件的粘合透鏡，在物側凸起的正彎月透鏡元件，和在物側凸起的正彎月透鏡元件，其中第二透鏡單元由從物側到像側依次排列的以下部分組成在物側凸起的負彎月透鏡元件，和包括雙凹負透鏡元件及在物側凸起的正透鏡元件的粘合透鏡，和其中第四透鏡單元由從物側到像側依次排列的以下部分組成雙凸正透鏡元件，和包括在物側凸起的負彎月透鏡元件及雙凸正透鏡元件的粘合透鏡。9、一種照相機，包括按照權利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)；和接收由所述變焦透鏡系統(tǒng)形成的圖像的固態(tài)圖像拾取裝置。全文摘要本發(fā)明提供變焦透鏡系統(tǒng)和包括變焦透鏡系統(tǒng)的照相機。變焦透鏡系統(tǒng)包括具有正光焦度的第一透鏡單元，在變焦過程中移動的具有負光焦度的第二透鏡單元，為了變焦而不移動的具有正光焦度的第三透鏡單元，和在變焦過程中移動的具有正光焦度的第四透鏡單元。第一透鏡單元、第二透鏡單元、第三透鏡單元和第四透鏡單元從物側到像側依次排列。變焦透鏡系統(tǒng)的后焦距和第三透鏡單元的焦距被恰當設置。文檔編號H04N5/225GK101510004SQ20091000434公開日2009年8月19日申請日期2009年2月12日優(yōu)先權日2008年2月12日發(fā)明者山崎真司申請人:佳能株式會社