变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置的制作方法

本发明涉及变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置，它们适合用于利用图像拾取元件的图像拾取装置的图像拾取光学系统，图像拾取装置例如是数字静态照相机、摄像机、监控照相机、车载照相机或广播照相机。

背景技术：

近年来，作为用于监控照相机、车载照相机等的图像拾取光学系统，需要具有广视场角(angle of field)的鱼眼变焦透镜，其促进具有小死角的图像捕获。鱼眼变焦透镜主要意在通过允许畸变来确保宽视场角。例如，已知一种类型，其中关于图像拾取元件的处于透镜图像形成位置的对角线方向来设置像圈直径，并且其中图像拾取元件的总视场角(2ω)是对角地大约180度(以下被称为“全帧鱼眼类型”)。

同时，还已知一种类型，其中图像拾取元件的短边方向的总视场角为大约180度，并且其中基本上圆形图像在图像拾取装置的图像拾取元件上形成以确保圆周地(这包括对角地、水平地和垂直地)大约180度的视场角(以下被称为“圆形鱼眼类型”)。

在日本专利申请特开No.2012-22109中，描述了能够依赖于变倍(magnification-varying)状态而在全帧鱼眼类型与圆形鱼眼类型之间切换的变焦透镜。在日本专利申请特开No.2012-194238中，公开了一种鱼眼变焦透镜，其在最短焦距(广角端)具有大约90度的半视场角，并且能够在望远端变焦到标准视场角。

圆形鱼眼类型的问题在于：不是图像拾取元件的所有像素都被有效地使用，以及放大倍率被减小从而导致辨别被摄体的能力不足。因此，对于诸如监控照相机或车载照相机之类的图像拾取装置，寻求在从包括圆形鱼眼类型和全帧鱼眼类型的范围到在其获得标准视场角的最长焦距的整个范围之上都具有良好光学性能的变焦透镜。

为了满足这些需求，重要的是适当地设置图像拾取元件的图像拾取区域的形状和尺寸，伴随变焦透镜的变焦而发生的视场角的变化和最大像高的变化，以及关于图像拾取元件的图像拾取区域的其它此类因素。

技术实现要素：

根据本发明的一种实施例，提供了一种变焦透镜，其被配置为在图像拾取元件上形成被摄体图像，该变焦透镜按照从物侧到像侧的次序包括：

具有负折光力的第一透镜单元；和

包括多个透镜单元的后群组，

其中后群组包括具有正折光力的透镜单元，

其中每对相邻的透镜单元之间的间隔在从最短焦距变焦到最长焦距期间变化，

其中图像拾取元件具有矩形图像拾取区域，并且当变焦透镜的整个系统的焦距是最短焦距时，最大像高小于矩形图像拾取区域的对角线长度的一半，并且存在其中被摄体图像不在图像拾取区域中形成的区域，

其中，当最大像高变成图像拾取区域的对角线长度的一半的变焦透镜的焦距被定义为第一中间焦距时，最大像高从最短焦距到第一中间焦距连续地增大，并且

其中以下条件表达式被满足：

0.75<D/(ft×tan(ωt))<1.10；及

1.4<D/Yw<2.6，

其中ft表示变焦透镜的整个系统在最长焦距的焦距，ωt表示变焦透镜的整个系统在最长焦距的半视场角，Yw表示在最短焦距的像高，并且D表示作为图像拾取元件的对角线长度的一半的长度。

参考附图根据以下示例性实施例的描述，本发明的更多特征将变得清楚。

附图说明

图1是本发明的实施例1在最短焦距的透镜截面图。

图2A是实施例1在最短焦距的像差图。

图2B是实施例1在中间焦距的像差图。

图2C是实施例1在最长焦距的像差图。

图3是本发明的实施例2在最短焦距的透镜截面图。

图4A是实施例2在最短焦距的像差图。

图4B是实施例2在中间焦距的像差图。

图4C是实施例2在最长焦距的像差图。

图5是本发明的实施例3在最短焦距的透镜截面图。

图6A是实施例3在最短焦距的像差图。

图6B是实施例3在中间焦距的像差图。

图6C是实施例3在最长焦距的像差图。

图7是本发明的实施例4在最短焦距的透镜截面图。

图8A是实施例4在最短焦距的像差图。

图8B是实施例4在中间焦距的像差图。

图8C是实施例4在最长焦距的像差图。

图9是本发明的实施例5在最短焦距的透镜截面图。

图10A是实施例5在最短焦距的像差图。

图10B是实施例5在中间焦距的像差图。

图10C是实施例5在最长焦距的像差图。

图11是本发明的实施例6在最短焦距的透镜截面图。

图12A是实施例6在最短焦距的像差图。

图12B是实施例6在中间焦距的像差图。

图12C是实施例6在最长焦距的像差图。

图13是本发明的实施例7在最短焦距的透镜截面图。

图14A是实施例7在最短焦距的像差图。

图14B是实施例7在中间焦距的像差图。

图14C是实施例7在最长焦距的像差图。

图15是本发明的实施例8的在最短焦距的透镜截面图。

图16A是实施例8在最短焦距的像差图。

图16B是实施例8在中间焦距的像差图。

图16C是实施例8在最长焦距的像差图。

图17是本发明的实施例9在最短焦距的透镜截面图。

图18A是实施例9在最短焦距的像差图。

图18B是实施例9在中间焦距的像差图。

图18C是实施例9在最长焦距的像差图。

图19是本发明的实施例10在最短焦距的透镜截面图。

图20A是实施例10在最短焦距的像差图。

图20B是实施例10在中间焦距的像差图。

图20C是实施例10在最长焦距的像差图。

图21是根据本发明的变焦透镜在相应变倍位置的图像拾取元件和像圈的示意图。

图22是根据本发明的变焦透镜的图像拾取元件和像圈的示意图。

图23是根据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，参照附图详细描述本发明的示例性实施例。本发明涉及被配置为在图像拾取元件上形成被摄体图像的变焦透镜。图像拾取元件具有矩形图像拾取区域。变焦透镜按从物侧到像侧的次序由具有负折光力的第一透镜单元和后群组组成，后群组包括多个透镜单元，这多个透镜单元包括具有正折光力的透镜单元，并且，每对相邻的透镜单元之间的间隔在变焦期间被改变。

图1是根据本发明的实施例1的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图2A、图2B和图2C分别是根据实施例1的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例1涉及具有5.00的变焦比和从1.60到3.50的F数的变焦透镜。

图3是根据本发明的实施例2的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图4A、图4B和图4C分别是根据实施例2的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例2涉及具有4.00的变焦比和从1.60到3.50的F数的变焦透镜。

图5是根据本发明的实施例3的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图6A、图6B和图6C分别是根据实施例3的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例3涉及具有4.00的变焦比和从1.60到3.50的F数的变焦透镜。

图7是根据本发明的实施例4的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图8A、图8B和图8C分别是根据实施例4的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例4涉及具有8.00的变焦比和从1.60到4.50的F数的变焦透镜。

图9是根据本发明的实施例5的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图10A、图10B和图10C分别是根据实施例5的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例5涉及具有10.00的变焦比和从1.60到4.90的F数的变焦透镜。

图11是根据本发明的实施例6的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图12A、图12B和图12C分别是根据实施例6的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例6涉及具有5.00的变焦比和从1.60到3.50的F数的变焦透镜。

图13是根据本发明的实施例7的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图14A、图14B和图14C分别是根据实施例7的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例7涉及具有5.00的变焦比和从1.60到3.50的F数的变焦透镜。

图15是根据本发明的实施例8的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图16A、图16B和图16C分别是根据实施例8的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例8涉及具有4.99的变焦比和F数从1.60到3.50的变焦透镜。

图17是根据本发明的实施例9的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图18A、图18B和图18C分别是根据实施例9的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例9涉及具有4.99的变焦比和从1.60到3.50的F数的变焦透镜。

图19是根据本发明的实施例10的变焦透镜在最短焦距的透镜截面图。图20A、图20B和图20C分别是根据实施例10的变焦透镜在最短焦距、中间焦距和最长焦距的像差图。实施例10涉及具有5.00的变焦比和从1.60到3.50的F数的变焦透镜。

图21是用于示出根据本发明的在变焦透镜中的相应变焦位置的图像拾取元件与像圈之间的关系的说明图。图22是用于示出根据本发明的变焦透镜中的图像拾取元件与像圈之间的关系的说明图。图23是根据本发明的图像拾取装置的主要部分的示意图。

各实施例中的变焦透镜是用于监控照相机的图像拾取光学系统。各实施例中的变焦透镜也可以被用于诸如摄像机、数字照相机、卤化银胶片照相机或电视(TV)照相机之类的图像拾取装置。

在透镜的截面图中，左侧是物侧(前方)，而右侧是像侧(后方)。变焦透镜L0在每个透镜截面图中示出。后群组LR包括多个透镜单元，这多个透镜单元包括具有正折光力的透镜单元。当从物侧开始的透镜单元的次序由i表示时，第i个透镜单元由Li表示。孔径光阑SP和诸如滤光器之类的光学块G也被示出。当变焦透镜被用作用于数字照相机、摄像机或监控照相机的图像拾取光学系统时，像面IP对应于诸如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)的图像拾取面。

可替代地，当变焦透镜被用作用于卤化银胶片照相机的图像拾取光学系统时，像面IP对应于胶片面。在各实施例的变焦透镜中，每对相邻的透镜单元之间的间隔在变焦期间改变。箭头指示相应透镜单元在变焦期间从最短焦距到最长焦距的移动轨迹。类似地，关于焦点的箭头指示透镜单元在聚焦期间从无穷远到近距离的移动方向。

在球面像差图中，实线d指示d线(波长：587.6nm)，双点划线g指示g线(波长：435.8nm)。在像散图中，虚线ΔM指示对于d线的子午像面，而实线ΔS指示对于d线的弧矢像面。畸变被示为相对于等立体角投影类型的d线的值。横向色差由g线表示。半视场角(以度数计)由ω表示，并且F数由Fno表示。在各实施例中，最短焦距和最长焦距指当用于变倍的透镜单元位于光轴上其机械可移动范围的相应端部时的变焦位置。

根据本发明的变焦透镜由具有负折光力的第一透镜单元和包括多个透镜单元的后群组LR组成，第一透镜单元布置得最靠近物侧，后群组LR包括具有正折光力的透镜单元并且被布置在第一透镜单元的像侧。然后，每对相邻的透镜单元之间的间隔被改变以执行变焦。

利用如上所述其中三个或更多个透镜单元之间的间隔被改变以执行变焦的配置，获得从处于最短焦距的圆形鱼眼状态、通过处于中间焦距的对角线鱼眼状态并且到处于最长焦距的标准视场角的高变焦比。此外，由伴随变焦而发生的视场角的大变化引起的像差的变化在整个变焦范围内被令人满意地减小。

当变焦透镜的整个系统的焦距是最短焦距时，根据本发明的变焦透镜具有小于矩形图像拾取区域的对角线长度的最大像高。其结果是，存在其中被摄体图像不在矩形图像拾取区域的长边方向和对角线方向上的周边部分中形成的区域。另外，在最短焦距的最大像高被设置为基本上匹配图像拾取元件的图像拾取区域的短边长度的一半，从而采用圆形鱼眼类型。

而且，在从最短焦距变焦到最长焦距期间，最大像高连续并单调地增大至中间焦距。最大像高变成作为矩形图像拾取区域的对角线长度的一半的长度D的变焦透镜的整个系统的焦距被定义为中间焦距。那个时候的变焦位置是对角线鱼眼状态。从这个变焦位置到最长焦距进一步执行变焦。

在根据本发明的图像拾取装置中，变焦透镜和具有矩形图像拾取区域的图像拾取元件的组合被用来捕获被摄体图像。

图21是用于示出图像拾取元件IM和图像拾取区域之间的关系的说明图。在图21的部分(A)中在最短焦距的最大像高Yw比作为矩形图像拾取区域SR的对角线长度的一半的长度D短，并且存在其中被摄体图像不在矩形图像拾取区域SR的长边方向和对角线方向上的周边部分中形成的区域BR。另外，在最短焦距的最大像高Yw被设置为基本上匹配作为图像拾取元件IM的短边一半的长度以建立圆形鱼眼状态。

而且，在从图21的部分(A)中的最短焦距变焦到图21的部分(C)中的最长焦距期间，最大像高Y连续且单调地增大至在图21的部分(B)中示出的中间焦距。最大像高Y第一次超过作为矩形图像拾取元件的IM的对角线长度的一半的长度D的焦距在本文被称为中间焦距。这个变倍位置建立对角线鱼眼状态。放大倍率从这个变倍位置进一步改变到最长焦距。

在图21的部分(A)、(B)和(C)中，以实施例1作为例子示出了伴随变焦而改变的像圈的直径与图像拾取元件IM之间的关系。如图21的部分(A)中所示，在最短焦距，图像拾取元件IM的短边的长度和像圈直径基本上匹配，以建立具有全方位190度视场角的圆形鱼眼状态。放大倍率从最短焦距变化以增大像圈直径，使得在图21的部分(B)中示出的中间焦距，图像拾取元件IM的对角线长度和像圈直径基本上匹配，以建立在对角线方向具有190度视场角的对角线鱼眼状态。

如图21的部分(C)中所示，图像拾取元件IM的对角线长度和像圈直径在最长焦距也基本上匹配，以获得55度的对角线视场角，这是标准视场角。如本文所使用的“像圈的半径”和最大像高Y在每个焦距基本上匹配。但是，在最长焦距的最大像高Yt可以小于作为图像拾取元件IM的对角线长度的一半的长度D。这是因为与所谓数字变焦的组合可以被应用，其中有效图像拾取区域通过图像处理被改变。

在根据本发明的变焦透镜中，在最长焦距的变焦透镜的整个系统的焦距由ft表示。在最长焦距的变焦透镜的整个系统的半视场角由ωt表示，并且在最短焦距的半视场角由ωw表示。在中间焦距的半视场角由ωm表示。在最短焦距的像高由Yw表示，并且作为矩形图像拾取元件IM的对角线长度的一半的长度由D表示。在这个时候，下面的条件表达式被满足：

0.75<D/(ft×tan(ωt))<1.10…(1)；和

1.4<D/Yw<2.6…(2)。

一般而言，当像高由Y表示、焦距由f表示并且半视场角由ω表示时，鱼眼透镜采用满足以下条件表达式的投影类型。

Y＝2f×sin(ω/2)…等立体角投影类型

Y＝2f×tan(ω/2)…立体投影类型

Y＝f×ω…等距离投影类型

Y＝f×sinω…正交投影类型

同时，根据本发明的变焦透镜作为鱼眼变焦透镜获得高变焦比，并且对于中心投影类型的透镜在最长焦距具有标准视场角，中心投影类型表示为Y＝f×tanω。因此，大的畸变导致不自然的画面。

图22是由根据本发明的变焦透镜捕获的像圈以及在图像拾取装置中使用的图像拾取元件的图像拾取表面的示意图。在图中，矩形图像拾取元件IM具有2×D的对角线长度。

条件表达式(1)定义作为上面提到的图像拾取元件IM的对角线长度的一半的长度D与中心投影类型在最长焦距的理想像高ft×tan(ωt)之比，并且定义在其中不会生成太大畸变的数值范围。当该比率降至低于条件表达式(1)的下限值时，过大的桶形畸变被生成并且不利地导致不自然的画面。当该比率超过条件表达式(1)的上限值时，太大的枕形畸变被生成并且不利地导致不自然的画面。

在图22中，处于最短焦距的像圈由ISw表示，并且最大像高Yw基本上匹配像圈ISw的半径。最大像高Yw也基本上匹配矩形图像拾取元件IM的短边的长度的一半DS。在中间焦距的像圈由ISm表示，并且在中间焦距的最大像高Ym基本上匹配作为图像拾取元件IM的对角线长度的一半的长度D。

条件表达式(2)定义作为矩形图像拾取元件IM的对角线长度的一半的长度D与在最短焦距的最大像高Yw之比。具有长边与短边的各种长宽比的矩形图像拾取元件IM是可用的，例如3：2、4：3和16：9。在圆形鱼眼状态下，具有其中被摄体图像不在矩形图像拾取区域的周边部分中形成的最小区域的状态是1：1的长宽比，在这个长宽比处长边与短边的长度相等，并且随着该比率变大，被摄体图像在其中不形成的区域变大。

在实施例1至5和8至10每一个当中，图像拾取元件IM的长边与短边之比为4：3。在实施例6中，图像拾取元件IM的长边与短边之比为1：1。在实施例7中，图像拾取元件IM的长边与短边之比为2.35：1。

当比率低于条件表达式(2)的下限值时，处于最短焦距的最大像高Yw超过矩形图像拾取元件IM的短边长度的一半DS，并且由此死角不利地在图像拾取元件IM的短边方向上的画面的周边部分中生成。当比率超过条件表达式(2)时，其中被摄体图像不在矩形图像拾取区域的周边部分中形成的区域变得更大，并且在最短焦距捕获的画面的分辨率不利地变低。更优选的是如下设置条件表达式(1)和(2)的数值范围。

0.78<D/(ft×tan(ωt))<1.05…(1a)

1.40<D/Yw<2.57…(2a)

此外，更优选的是如下设置条件表达式(1a)和(2a)的数值范围。

0.785<D/(ft×tan(ωt))<1.00…(1b)

1.40<D/Yw<2.56…(2b)

利用上面提到的配置，获得在最短焦距具有80度以上的半视场角的宽视场角。其结果是，获得具有高变焦比和高光学性能的变焦透镜，其促进在最长焦距以大约标准视场角的视场角对被摄体的放大拍摄。更优选的是满足下面提供的一个或多个条件表达式。在最短焦距的半视场角由ωw(度)表示，并且在中间焦距的半视场角由ωm(度)表示。

包括在后群组LR中的、具有正折光力的透镜单元Lmp被配置为在从最短焦距变焦到最长焦距期间从像侧向物侧单调移动，并且是在变焦期间具有最大移动量的透镜单元。然后，透镜单元Lmp的焦距由fp表示，并且透镜单元Lmp在从最短焦距变焦到最长焦距期间的移动量由mp表示。在本说明书中，作为在从最短焦距变焦到最长焦距期间移动透镜单元的结果，当透镜单元被定位成在最长焦距比在最短焦距更靠近物侧时，透镜单元的移动量的符号为负，并且当透镜单元被定位成在最长焦距比在最短焦距更靠近像侧时，透镜单元的移动量的符号为正。

按从物侧到像侧的次序，第一透镜单元L1包括具有其凸面面向物侧的弯月形状的第一负透镜以及具有其凸面面向物侧的弯月形状的第二负透镜。在这个时候，第一负透镜的物侧和像侧的透镜表面的曲率半径分别由R1a和R1b表示，而第二负透镜的物侧和像侧的透镜表面的曲率半径分别由R2a和R2b表示。

当第一透镜单元L1具有最靠近物侧并且按朝像侧的次序依次排列的三个负透镜时，按从物侧到像侧的次序的这三个负透镜的焦距分别由fG1、fG2和fG3表示。第一透镜单元的焦距由f1表示。在这个时候，优选地满足以下一个或多个条件表达式。

0.9<ωm/ωw<1.1…(3)

80°<ωw<115°…(4)

1.0<|mp/fp|<4.0…(5)

1.0<(R1a+R1b)/(R1a-R1b)<4.5…(6)

0.5<(R2a+R2b)/(R2a-R2b)<3.5…(7)

0.8<fG1/fG2<4.0…(8)

0.3<fG2/fG3<1.5…(9)

0.2<|f1/fp|<0.7…(10)

0.4<fp/ft<3.0…(11)

接下来，描述上面提到的条件表达式的技术含义。在根据本发明的变焦透镜中，包括在后群组LR中的、具有正折光力的透镜单元Lmp是主变倍透镜单元。在根据本发明的变焦透镜中，为了获得高变焦比和亮的F数，并且为了达到整个系统的小型化，适当地设置变焦期间主变倍透镜单元的焦度布置和透镜单元Lmp的移动量。

条件表达式(3)定义在最短焦距的最大半视场角ωw与在中间焦距的最大半视场角ωm之比。当比率超过条件表达式(3)的上限值或降至低于其下限值时，在从圆形鱼眼状态到对角线鱼眼状态的变倍的同时视场角被改变太多，并且在一些情况下可能由于变焦而使像面的周边部分内的被摄体被不利地留在图像外面。

条件表达式(4)定义在最短焦距的最大半视场角。特别地，监控照相机等在许多情况下安装在天花板上或墙面上，并且需要具有大约180度的宽视场角，以便减小作为鱼眼透镜的死角。当ωw降至低于条件表达式(4)的下限值时，死角生成，并且期望的被摄体可能无法被捕获，这不应当发生。当ωw超过条件表达式(4)的上限值时，尤其是具有负折光力的第一透镜单元的折光力变得如此强，以至于各种离轴像差增大，其结果是变得难以在实现高变焦比的同时获得高光学性能。

条件表达式(5)定义在从最短焦距变焦到最长焦距期间透镜单元Lmp的移动量mp与透镜单元Lmp的焦距fp之比。当比率降至低于条件表达式(5)的下限值并且移动量变小时，变得难以实现高变焦比。此外，透镜单元Lmp的折光力变得弱很多，并且在变焦期间透镜单元Lmp的移动量增大，其结果是变得难以小型化整个系统。

当比率超过条件表达式(5)的上限值并且移动量变大很多时，变得难以小型化整个系统。此外，透镜单元Lmp的折光力变强，并且生成的各种像差的量增大，其结果是变得难以获得高光学性能。

根据本发明的变焦透镜具有在从圆形鱼眼状态到对角线鱼眼状态的从大约160度到大约220度的视场角，并且第一透镜单元L1上光束的入射角基本上与光轴正交。以这种方式，根据本发明的变焦透镜在最短焦距达到80度以上的半视场角，并且第一透镜单元L1上光束相对于光轴的入射角是大的。因此，有必要在第一透镜单元L1中以大角度弯曲(折射)入射光束。

同时，当光束被太突然地弯曲时，诸如尤其是畸变和像场弯曲之类的关于周边像高的各种像差增大，并且因此在第一透镜单元L1中适当地设置透镜配置、透镜形状、焦度布置及其它此类因素变得重要。

在根据本发明的变焦透镜中，为了在维持高光学性能的同时以大角度弯曲入射光束，第一透镜单元L1包括两个负透镜，这两个负透镜依次从物侧到像侧排列，并且每一个都具有其凸面面向物侧的弯月形状。更优选的是在这两个负透镜的像侧布置另一负透镜。

条件表达式(6)定义包括在第一透镜单元L1中的、具有弯月形状的第一负透镜的透镜形状(形状因子)。条件表达式(7)定义包括在第一透镜单元L1中的、具有弯月形状的第二负透镜的透镜形状。当比率降至低于条件表达式(6)或条件表达式(7)的下限值时，第一负透镜和第二负透镜二者的折光力变得强很多，并且变得难以获得高光学性能。

当比率超过条件表达式(6)或条件表达式(7)的上限值时，在第一负透镜和第二负透镜每一个当中，物侧的透镜表面和像侧的透镜表面的曲率半径的值变得彼此更接近。其结果是，第一负透镜和第二负透镜的折光力变得弱很多，并且不利地变得难以获得宽视场角。

条件表达式(8)和条件表达式(9)定义第一透镜单元L1中的按照从物侧到像侧的次序依次排列的三个负透镜(第一负透镜、第二负透镜和第三负透镜)的焦距之比。当比率降至低于条件表达式(8)的下限值时，第一负透镜的负折光力太强，其结果是变得难以校正畸变，或者第二负透镜的负折光力太弱，其结果是变得难以获得宽视场角。当比率超过条件表达式(8)的上限值时，第一负透镜的负折光力变弱很多，其结果是变得难以获得宽视场角，或者第二负透镜的负折光力太强，其结果是畸变和像场弯曲欠校正，并且变得难以获得高光学性能。

当比率降至低于条件表达式(9)的下限值时，第二负透镜的负折光力太强，其结果是畸变和像场弯曲欠校正，并且变得难以获得高光学性能，或者第三负透镜的负折光力太弱，其结果是变得难以获得宽视场角。当比率超过条件表达式(9)的上限值时，第二负透镜的负折光力太弱，其结果是变得难以获得宽视场角，或者第三负透镜的负折光力太强，其结果是畸变和像场弯曲欠校正，并且变得难以获得高光学性能。

条件表达式(10)定义具有负折光力的第一透镜单元L1的焦距f1与包括在后群组LR中的、具有正折光力的透镜单元Lmp的焦距fp之比。当比率降至低于条件表达式(10)的下限值并且第一透镜单元L1的负折光力变得强很多时，即，负折光力的绝对值变得大很多时，透镜单元Lmp上入射光束的发散太强，并且变得难以实现亮的F数。此外，透镜单元Lmp的正折光力变得弱很多，并且在变焦期间透镜单元Lmp的移动量太大，其结果是难以小型化整个系统。

当比率超过条件表达式(10)的上限值并且第一透镜单元L1的负折光力变得弱很多时，第一透镜单元L1在变焦期间的移动量变得大很多，并且变得难以小型化整个系统。此外，透镜单元Lmp的正折光力变得强很多，并且生成的各种像差的量增大，其结果是难以获得高光学性能。

条件表达式(11)定义具有正折光力的透镜单元Lmp的焦距fp与变焦透镜的整个系统在最长焦距的焦距ft之比。当比率降至低于条件表达式(11)的下限值并且透镜单元Lmp的正折光力变强时，所生成的各种像差的量增大，并且变得难以获得高光学性能。当比率超过条件表达式(11)的上限值并且透镜单元Lmp的正折光力变弱时，透镜单元Lmp在变焦期间的移动量变得大很多，并且变得难以小型化整个系统。

在每个实施例中，更优选的是如下设置条件表达式(3)至(11)的数值范围。

0.95<ωm/ωw<1.05…(3a)

85°<ωw<115°…(4a)

1.05<|mp/fp|<3.50…(5a)

1.5<(R1a+R1b)/(R1a-R1b)<4.0…(6a)

0.8<(R2a+R2b)/(R2a-R2b)<3.0…(7a)

1.0<fG1/fG2<3.5…(8a)

0.4<fG2/fG3<1.3…(9a)

0.25<|f1/fp|<0.65…(10a)

0.5<fp/ft<2.5…(11a)

此外，更优选的是如下设置条件表达式(3a)至(11a)的数值范围。

0.97<ωm/ωw<1.02…(2b)

90°<ωw<115°…(3b)

1.15<|mp/fp|<2.60…(5b)

1.8<(R1a+R1b)/(R1a-R1b)<3.1…(6b)

1.3<(R2a+R2b)/(R2a-R2b)<2.3…(7b)

1.3<fG1/fG2<3.0…(8b)

0.5<fG2/fG3<1.1…(9b)

0.29<|f1/fp|<0.57…(10b)

0.7<fp/ft<2.1…(11b)

而且，在根据本发明的变焦透镜中，优选的是，按照从物侧到像侧的次序，后群组LR由具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负折光力的第三透镜单元L3以及具有正折光力的第四透镜单元L4组成。还优选的是，第一透镜单元L1、第二透镜单元L2和第三透镜单元L3被配置为在变焦期间移动。以这种方式，具有不同符号折光力(负、正、负和正)的透镜单元按照从物侧到像侧的次序交替排列，以增大透镜单元的折光力，并促进高变焦比的实现。

而且，主变倍透镜单元是第二透镜单元L2，并且伴随变倍而发生的像面的位置的校正主要由第一透镜单元L1执行。第三透镜单元L3被配置为独立地移动。因此，在变焦期间伴随高变焦比的实现而发生的各种像差的变化被有效地抑制，以获得高光学性能。可替代地，在根据本发明的变焦透镜中，优选的是，按照从物侧到像侧的次序，后群组LR由具有正折光力的第二透镜单元L2、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组成。还优选的是第一透镜单元L1至第四透镜单元L4被配置为在变焦期间移动。

主变倍透镜单元是第三透镜单元L3，并且伴随变倍而发生的像面的位置的校正主要由第一透镜单元L1和第二透镜单元L2执行。第三透镜单元L3被配置为独立地移动。因此，在变焦期间伴随高变焦比的实现而发生的各种像差的变化被有效地抑制，以获得高光学性能。而且，第二透镜单元L2的移动轨迹与第一透镜单元L1的移动轨迹稍有不同，以令人满意地校正最短焦距侧的离轴像差，并且获得高光学性能。

而且，在根据本发明的变焦透镜中，优选的是，按照从物侧到像侧的次序，后群组LR由具有正折光力的第二透镜单元L2和具有正折光力的第三透镜单元L3组成。还优选的是第一透镜单元L1、第二透镜单元L2和第三透镜单元L3被配置为在变焦期间移动。

主变倍透镜单元是第二透镜单元L2，并且伴随变倍而发生的像面的位置的校正主要由第一透镜单元L1执行。第三透镜单元L3被配置为独立地移动。因此，在变焦期间伴随高变焦比的实现而发生的各种像差的变化被有效地抑制，以获得高光学性能。可替代地，在根据本发明的变焦透镜中，优选的是，按照从物侧到像侧的次序，后群组LR由具有正折光力的第二透镜单元L2和具有负折光力的第三透镜单元L3组成。还优选的是第一透镜单元L1、第二透镜单元L2和第三透镜单元L3被配置为在变焦期间移动。

主变倍透镜单元是第二透镜单元L2，并且伴随变倍而发生的像面的位置的校正主要由第一透镜单元L1执行。第三透镜单元L3被配置为独立地移动。因此，在变焦期间伴随高变焦比的实现而发生的各种像差的变化被有效地抑制，以获得高光学性能。

按照从物侧到像侧的次序，根据本发明的另一示例性实施例的变焦透镜包括具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2以及包括一个或多个透镜单元的后群组LR。第一透镜单元L1和第二透镜单元L2被配置为在变焦期间移动，并且每对相邻透镜单元之间的透镜单元间隔在变焦期间改变。

在每个实施例中，变焦透镜是负引导类型(negative lead type)并且包括三个或更多个透镜单元，并且每对相邻透镜单元之间的透镜单元间隔在变焦期间改变。利用这种透镜配置，变得更容易在整个变焦范围内抑制像差变化的同时实现高变焦比，其中像差变化是由于从超广角鱼眼状态到其中达到标准视场角的标准状态的大视场角变化所致。

在每个实施例中，按照从物侧到像侧的次序，第一透镜单元L1包括至少两个负透镜：具有其凸面面向物侧的弯月形状的第一负透镜；和具有其凸面面向物侧的弯月形状的第二负透镜。具有弯月形状的两个负透镜被依次布置成最靠近物侧，以减少伴随宽视场角的实现的各种离轴像差的生成，并且促进在最短焦距的80度以上的最大半视场角的宽视场角的实现。

第一透镜单元L1的焦距由f1表示，并且第二透镜单元L2的焦距由f2表示。伴随从最短焦距变焦到最长焦距而发生的第二透镜单元L2的移动量由m2表示。在这个时候，下面的条件表达式被满足：

0.2<|f1/f2|<0.7…(12)；和

1.0<|m2/f2|<4.0…(13)。

在本说明书中，作为在从最短焦距变焦到最长焦距期间移动透镜单元的结果，当透镜单元被定位成在最长焦距比在最短焦距更接近物侧时，透镜单元的移动量的符号为负，并且当透镜单元被定位成在最长焦距比在最短焦距更接近像侧时，透镜单元的移动量的符号为正。

接下来，描述上面提到的条件表达式的技术含义。在根据本发明的变焦透镜中，具有正折光力的第二透镜单元L2是主变倍透镜单元。在根据本发明的变焦透镜中，为了获得高变焦比和亮的F数，并且为了实现整个系统的小型化，适当地设置第二透镜单元的焦度布置和第二透镜单元在变焦期间的移动量。

条件表达式(12)定义具有负折光力的第一透镜单元L1的焦距f1与具有正折光力的第二透镜单元L2的焦距f2之比。当比率降至低于条件表达式(12)的下限值并且第一透镜单元L1的负折光力变得强很多时，即，负折光力的绝对值变得大很多时，第二透镜单元L2上入射光束的发散太强，并且变得难以实现亮的F数。此外，第二透镜单元L2的正折光力变弱很多，并且在变焦期间第二透镜单元L2的移动量太大，其结果是难以小型化整个系统的结果。

当比率超过条件表达式(12)的上限值并且第一透镜单元L1的负折光力变得弱很多时，第一透镜单元L1在变焦期间的移动量变得大很多，并且变得难以小型化整个系统。此外，第二透镜单元L2的正折光力变得强很多，并且所生成的各种像差的量增大，其结果是难以获得高光学性能。

条件表达式(13)定义第二透镜单元L2在从最短焦距变焦到最长焦距期间的移动量m2与第二透镜单元L2的焦距f2之比。当比率降至低于条件表达式(13)的下限值并且移动量变小时，变得难以实现高变焦比。此外，第二透镜单元L2的折光力变得弱很多，并且第二透镜单元L2在变焦期间的移动量增大，其结果是难以小型化整个系统。

当比率超过条件表达式(13)的上限值并且移动量变得大很多时，变得难以小型化整个系统。此外，第二透镜单元L2的折光力变强，并且所生成的各种像差的量增大，其结果是变得难以获得高光学性能。更优选的是如下设置条件表达式(12)和(13)的数值范围。

0.25<|f1/f2|<0.65…(12a)

1.05<|m2/f2|<3.50…(13a)

更优选的是如下设置条件表达式(12a)和(13a)的数值范围。

0.29<|f1/f2|<0.57…(12b)

1.15<|m2/f2|<2.60…(13b)

利用上面提到的配置，可以获得变焦透镜，其作为整个系统是小的，并且具有亮的F数、高变焦比和高光学性能。进一步优选的是满足以下提供的一个或多个条件表达式。

变焦透镜的整个系统在最短焦距的焦距由fw表示。变焦透镜的整个系统在最长焦距的焦距由ft表示。在最短焦距的总透镜长度由TLw表示。如本文所使用的术语“总透镜长度”是指通过将空气等效后焦距(back focus)加到从第一透镜表面到最后一个透镜表面的距离所获得的值。后焦距是从最后一个透镜表面到像面的(除玻璃块外)空气等效距离。在最长焦距的总透镜长度由TLt表示。

在第一负透镜的物侧和像侧的透镜表面的曲率半径分别由R1a和R1b表示。在第二负透镜的物侧和像侧的透镜表面的曲率半径分别由R2a和R2b表示。优选的是第一透镜单元L1具有最靠近物侧并且按朝像侧的次序依次排列的三个负透镜，并且在这个时候，三个负透镜按所述从物侧到像侧的次序的焦距分别由fG1、fG2和fG3表示。

在这个时候，优选的是满足以下一个或多个条件表达式。

1.0<|f1/fw|<5.0…(14)

0.4<f2/ft<3.0…(15)

0.01<fw/TLw<0.05…(16)

0.03<|f1/TLw|<0.12…(17)

0.05<ft/TLt<0.30…(18)

0.1<f2/TLt<0.3…(19)

1.0<(R1a+R1b)/(R1a-R1b)<4.5…(6)

0.5<(R2a+R2b)/(R2a-R2b)<3.5…(7)

0.8<fG1/fG2<4.0…(8)

0.3<fG2/fG3<1.5…(9)

接下来，描述上面提到的条件表达式(14)至(19)的技术含义。条件表达式(6)至(9)的技术含义类似于上面的描述，因此其描述被省略。条件表达式(14)定义具有负折光力的第一透镜单元L1的焦距f1与整个系统在最短焦距的焦距fw之比。当比率降至低于条件表达式(14)的下限值并且第一透镜单元L1的负折光力变强时，所生成的各种像差的量增大，并且变得难以获得高光学性能。当比率超过条件表达式(14)的上限值并且第一透镜单元L1的负折光力变弱时，第一透镜单元L1在变焦期间的移动量变得大很多，并且变得难以小型化整个系统。

条件表达式(15)定义具有正折光力的第二透镜单元L2的焦距f2与整个系统在最长焦距的焦距ft之比。当比率降至低于条件表达式(15)的下限值并且第二透镜单元L2的正折光力变强时，所生成的各种像差的量增大，并且变得难以获得高光学性能。当比率超过条件表达式(15)的上限值并且第二透镜单元L2的正折光力变弱时，第二透镜单元L2在变焦期间的移动量变得大很多，并且变得难以小型化整个系统。

条件表达式(16)定义整个系统在最短焦距的焦距fw与在最短焦距的总透镜长度TLw之比。当比率降至低于条件表达式(16)的下限值并且总透镜长度TLw变长时，变得难以在最短焦距小型化整个系统。当比率超过条件表达式(16)的上限值并且整个系统在最短焦距的焦距变得长很多时，变得难以充分增大在最短焦距的视场角。

条件表达式(17)定义第一透镜单元的焦距f1与在最短焦距的总透镜长度TLw之比。当比率降至低于条件表达式(17)的下限值并且总透镜长度TLw变长时，变得难以在最短焦距小型化整个系统。当比率超过条件表达式(17)的上限值并且第一透镜单元L1的负折光力变弱时，第一透镜单元L1在变焦期间的移动量增大，并且变得难以小型化整个系统。

条件表达式(18)定义整个系统在最长焦距的焦距ft与在最长焦距的总透镜长度TLt之比。当比率降至低于条件表达式(18)的下限值并且总透镜长度TLt变长时，变得难以在最长焦距小型化整个系统。当比率超过条件表达式(18)的上限值并且整个系统在最长焦距的焦距变长时，变得难以维持在整个变焦范围内的高光学性能。

条件表达式(19)定义第二透镜单元L2的焦距f2与在最长焦距的总透镜长度TLt之比。当比率降至低于条件表达式(19)的下限值并且总透镜长度TLt变长时，变得难以在最长焦距小型化整个系统。当比率超过条件表达式(19)的上限值并且第二透镜单元L2的正折光力变弱时，第二透镜单元L2在变焦期间的移动量增大，并且变得难以小型化整个系统。

在根据本发明的变焦透镜中，在最短焦距实现了80度以上的半视场角，并且第一透镜单元L1上光束相对于光轴的入射角是大的。因此，有必要在第一透镜单元L1中以大角度弯曲(折射)入射光束。同时，当光束被太突然地弯曲时，诸如尤其是畸变和像场弯曲之类的关于周边像高的各种像差增大，并且因此在第一透镜单元L1中适当地设置透镜配置、透镜形状、焦度布置和其它此类因素变得重要。

在根据本发明的变焦透镜中，为了在维持高光学性能的同时以大角度弯曲入射光束，第一透镜单元L1包括两个负透镜，其从物侧到像侧依次排列，并且每个都具有其凸面面向物侧的弯月形状。更优选的是在两个负透镜的像侧布置另一负透镜。

在根据本发明的变焦透镜中，进一步优选的是如下设置条件表达式(14)至(19)和条件表达式(6)至(9)的数值范围。

1.5<|f1/fw|<4.5…(14a)

0.5<f2/ft<2.5…(15a)

0.013<fw/TLw<0.040…(16a)

0.04<|f1/TLw|<0.10…(17a)

0.07<ft/TLt<0.27…(18a)

0.13<f2/TLt<0.27…(19a)

1.5<(R1a+R1b)/(R1a-R1b)<4.0…(6a)

0.8<(R2a+R2b)/(R2a-R2b)<3.0…(7a)

1.0<fG1/fG2<3.5…(8a)

0.4<fG2/fG3<1.3…(9a)

此外，进一步优选的是如下设置条件表达式(3a)至(12a)的数值范围。

2.0<|f1/fw|<4.1…(14b)

0.7<f2/ft<2.1…(15b)

0.015<fw/TLw<0.033…(16b)

0.05<|f1/TLw|<0.09…(17b)

0.09<ft/TLt<0.23…(18b)

0.16<f2/TLt<0.23…(19b)

1.8<(R1a+R1b)/(R1a-R1b)<3.1…(6a)

1.3<(R2a+R2b)/(R2a-R2b)<2.3…(7a)

1.3<fG1/fG2<3.0…(8b)

0.5<fG2/fG3<1.1…(9b)

在根据本发明的变焦透镜中，优选的是第一透镜单元L1包括三个或更多个负透镜和一个或多个正透镜。已经描述了第一透镜单元L1包括三个或更多个负透镜，并且，尤其是为了校正轴上色差和横向色差，优选的是第一透镜单元L1还包括一个或多个正透镜。在根据本发明的变焦透镜中，更优选的是作为主变倍透镜单元的透镜单元Lmp包括具有有着非球面形状的透镜表面的透镜，以及通过使正透镜和负透镜胶合而获得的胶合透镜。

透镜单元Lmp需要将从具有负折光力的第一透镜单元以大角度进入的发散光弯曲成会聚光，在此其间尤其是生成大的球面像差。因此，为了校正该球面像差，优选的是透镜单元Lmp包括具有非球面形状的至少一个透镜。为了校正轴上色差和横向色差，更优选的是透镜单元Lmp包括通过使正透镜和负透镜胶合而获得的胶合透镜。

接下来，描述根据每个实施例的变焦透镜的透镜配置。按照从物侧到像侧的次序，根据每个实施例1至7的变焦透镜由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、具有负折光力的第三透镜单元L3以及具有正折光力的第四透镜单元L4组成。在变焦期间，透镜单元被配置为移动以使得每对相邻透镜单元之间的间隔改变。以这种方式，变倍在透镜单元之间分担，以在确保足够的变倍比的同时减小总透镜长度和前透镜的有效直径。

在从最短焦距变焦到最长焦距期间，第一透镜单元L1被配置为沿着朝像侧凸起的轨迹移动，并且第二透镜单元L2和第三透镜单元L3被配置为朝物侧移动。第四透镜单元L4被配置为不动。孔径光阑SP被配置为沿着与第三透镜单元L3的轨迹相同的轨迹(与其一体地)移动。

在每个实施例1至7中，采用其中聚焦由第三透镜单元L3执行的后焦点类型。在透镜的截面图中，关于第三透镜单元L3的实线3a和虚线3b分别指示当在无穷远和近距离聚焦时伴随从最短焦距变焦到最长焦距所发生的移动轨迹。而且，当聚焦在最长焦距从无穷远到近距离执行时，聚焦是通过朝像侧缩回第三透镜单元L3来执行的，如由透镜截面图中的箭头3c所指示的。

按照从物侧到像侧的次序，根据实施例8的变焦透镜由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2、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组成。

在变焦期间，每对相邻的透镜单元之间的间隔改变。在从最短焦距变焦到最长焦距期间，第一透镜单元L1和第二透镜单元L2被配置为沿着朝像侧凸起的轨迹移动，并且第三透镜单元L3和第四透镜单元L4被配置为朝物侧移动。第五透镜单元L5被配置为不动。在透镜的截面图中，关于第四透镜单元L4的实线4a和虚线4b分别指示当在无穷远和近距离聚焦时伴随从最短焦距变焦到最长焦距所发生的移动轨迹。当聚焦在最长焦距从无穷远到近距离执行时，第四透镜单元L4被配置为朝像侧移动，如由箭头4c所指示的。

按照从物侧到像侧的次序，根据实施例9的变焦透镜由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2以及具有正折光力的第三透镜单元L3组成。在从最短焦距变焦到最长焦距期间，透镜单元被配置为按箭头所指示的那样移动。

更具体而言，在从最短焦距变焦到最长焦距期间，第一透镜单元L1被配置为沿着朝像侧凸起的轨迹移动，并且第二透镜单元L2被配置为朝物侧单调地移动。另外，第三透镜单元L3被配置为朝像侧移动。孔径光阑SP被配置为沿着与第二透镜单元L2的轨迹相同的轨迹(与其一体地)移动。

关于第三透镜单元L3的箭头3a指示当聚焦到在无穷远的物体时在从最短焦距变焦到最长焦距期间的移动轨迹。类似地，箭头3b指示当聚焦到在近距离的物体时在从最短焦距变焦到最长焦距期间的移动轨迹。关于第三透镜单元L3的箭头3c指示在从无穷远到近距离聚焦期间的移动方向。在从无穷远到近距离聚焦期间，第三透镜单元L3被配置为朝物侧移动。

按照从物侧到像侧的次序，根据实施例10的变焦透镜由具有负折光力的第一透镜单元L1、具有正折光力的第二透镜单元L2以及具有负折光力的第三透镜单元L3组成。在从最短焦距变焦到最长焦距期间，透镜单元被配置为如由箭头所指示的那样移动。更具体而言，在从最短焦距变焦到最长焦距期间，第一透镜单元L1被配置为沿着朝像侧凸起的轨迹移动，并且第二透镜单元L2被配置为朝物侧单调地移动。另外，第三透镜单元L3被配置为朝物侧移动。孔径光阑SP被配置为沿着与第二透镜单元L2的轨迹相同的轨迹(与其一体地)移动。

关于第一透镜单元L1的箭头1a指示当聚焦到在无穷远的物体时在从最短焦距变焦到最长焦距期间的移动轨迹。类似地，箭头1b指示当聚焦到在近距离的物体时在从最短焦距变焦到最长焦距期间的移动轨迹。关于第一透镜单元L1的箭头1c指示在从无穷远到近距离聚焦期间的移动方向。在从无穷远到近距离聚焦期间，第一透镜单元L1被配置为朝物侧移动。

在每个实施例中，第一透镜单元L1包括三个或更多个负透镜和一个或多个正透镜。而且，在每个实施例中，第二透镜单元L2包括其两个透镜表面都具有非球面形状、布置得最靠近物侧的正透镜，以及通过使负透镜和正透镜胶合而获得的胶合透镜。以这种方式，在整个变焦范围内获得高光学性能。在每个实施例中，采用假设表示为Y＝2f×sin(ω/2)的等立体角投影类型的设计，但是依鱼眼透镜而定的投影类型，诸如上面提到的立体投影类型以及其它此类投影类型，也可以采用。

如上所述，根据本发明，能够获得这样的变焦透镜：其在最短焦距具有80度以上的宽半视场角，能够在最长焦距以大约标准视场角的视场角捕获被摄体的放大图像，作为整个系统是小的，并且具有亮的F数、变焦比和高光学性能。

图23是使用根据本发明的变焦透镜的监控照相机的主要部分的示意图。在图23中，示出了监控照相机主体20，以及由在任何一个实施例1至10中所描述的变焦透镜形成的图像拾取光学系统21。诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态图像拾取元件(光电转换元件)22被包括在监控照相机主体20中，以便接收由图像拾取光学系统21形成的被摄体图像的光。

接下来，示出分别对应于本发明的实施例1至10的数值数据集。在每个数值数据集中，从物侧开始的光学表面的编号由i表示。第i个光学表面(第i个表面)的曲率半径由ri表示，并且第i个表面与第(i+1)个表面之间的间隔由di表示。第i个表面与第(i+1)个表面之间的光学构件的材料相对于d线的折射率和阿贝数分别由ndi和νdi表示。而且，最靠近像侧的两个光学表面是面板等的玻璃材料的表面。在表面编号后添加的星号(*)指示透镜表面具有非球面形状。

此外，离心率(eccentricity)由K表示，非球面系数由A4、A6、A8、A10和A12表示，并且相对于表面顶点在离光轴高度为h的位置处在光轴方向的位移由x表示。在这个时候，非球面形状由以下表达式表示。

x＝(h²/R)/[1+[1-(1+K)(h/R)²]^1/2]+A4h⁴+A6h⁶+A8h⁸+A10h¹⁰+A12h¹²

其中R表示曲率半径。另外，“E-Z”的表达是指“×10^-Z”。

在每个实施例中，后焦距(BF)是从最接近透镜系统的像侧的表面(除诸如平行板之类的玻璃块外)到像面的距离，其被表示为空气等效长度。总透镜长度是通过将后焦距(BF)添加到从最前面的透镜表面到最后面的透镜表面的距离所获得的值。F数由Fno表示，并且半视场角(ω)是关于在考虑畸变的情况下可以捕获的视场角的数值。此外，相应数值数据集与上面提到的条件表达式之间的对应性在表1中示出。

[实施例1]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝-1.38286e-001 A4＝-7.49796e-005 A6＝-3.15768e-007

A8＝1.88748e-009 A10＝6.26009e-011

第十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝1.22542e-004 A6＝-5.62573e-007

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例2]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝-1.79267e-001 A4＝-9.00830e-005 A6＝-9.80669e-007

A8＝2.98779e-008 A10＝-7.83349e-010

第十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝1.22119e-004 A6＝-1.43231e-006

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例3]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝-6.03930e-001 A4＝-6.92722e-005 A6＝-1.14491e-006

A8＝6.40109e-008 A10＝-1.62662e-009

第十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝2.14069e-004 A6＝-1.41998e-006

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例4]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝7.32309e-003 A4＝-2.52328e-005 A6＝2.49313e-007

A8＝-3.36977e-010 A10＝-5.62066e-012

第十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝1.64347e-004 A6＝6.47698e-007

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例5]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝2.01725e-002 A4＝-1.22434e-005 A6＝1.06289e-007

A8＝-8.40518e-009 A10＝7.12164e-011

第十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝2.05184e-004 A6＝9.17735e-007

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例6]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝1.98402e-001 A4＝-5.14881e-005 A6＝8.07605e-009

A8＝1.00915e-009 A10＝-6.08754e-012

第十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝9.74683e-005 A6＝-2.01144e-009

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例7]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝-4.36427e-001 A4＝-1.60904e-004 A6＝-1.70189e-006

A8＝1.03080e-008 A10＝-2.33625e-009

第十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝6.18458e-005 A6＝-2.28778e-006

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例8]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十一表面

K＝-2.35887e-001 A4＝-7.55418e-005 A6＝-3.32982e-007

A8＝8.59163e-009 A10＝-1.45109e-010

第十二表面

K＝0.00000e+000 A4＝1.12583e-004 A6＝-6.22943e-007

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例9]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝-1.03170e-001 A4＝-3.48328e-005 A6＝-7.57643e-007

A8＝2.53453e-008 A10＝-2.98498e-010

第十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝1.11596e-004 A6＝-2.20679e-007

各种数据

变焦透镜单元数据

[实施例10]

单位mm

表面数据

非球面表面数据

第十表面

K＝-8.83459e-002 A4＝-1.14811e-004 A6＝5.57176e-007

A8＝2.19466e-009

第十一表面

K＝2.36941e+000 A4＝6.74315e-005 A6＝1.67148e-006

A8＝-1.66281e-009

第二十表面

K＝0.00000e+000 A4＝-1.30255e-003 A6＝-1.07107e-006

A8＝-1.06843e-006 A10＝1.84286e-008 A12＝2.99759e-009

第二十一表面

K＝0.00000e+000 A4＝-1.09110e-003 A6＝5.67614e-006

A8＝-1.31367e-006 A10＝5.79101e-008 A12＝2.23959e-009

各种数据

变焦透镜单元数据

表1

虽然本发明已经参考实施例进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例。以下权利要求的范围要符合最广泛的解释，从而涵盖所有此类修改以及等同结构和功能。