专利名称：：变焦透镜系统和包含变焦透镜系统的照相机的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种变焦透镜系统，其适用于诸如视频照相机、电子静态照相机、广播照相机或监视照相机的使用固态图像拾取元件的图像拾取装置，或诸如使用银胶片的照相机的图像拾取装置，并涉及包含所述变焦透镜系统的照相机。
背景技术：
：近年来，诸如使用固态图像拾取元件的视频照相机、电子静态照相机、广播照相机和监视照相机以及使用银胶片的照相机的图像拾取装置已非常复杂并且总体尺寸减小。作为用于图像拾取装置中的图像拍摄光学系统，存在对于具有长的总长度、紧凑的尺寸、高变焦比和高分辨能力的变焦透镜系统的需求。正引导型变焦透镜系统已知为满足该需求的变焦透镜系统。在正引导型变焦透镜系统中，在物侧设置具有正折光力的透镜单元。作为正引导型变焦透镜系统，已知四单元变焦透镜系统，其从物侧到像侧依次包含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、具有正折光力的第三透镜单元和具有正折光力的第四透镜单元。日本专利特开第2001-042215号(美国对应专利美国专利第6633437号)和日本专利特开第2004-199000号^^开了具有简单结构的四单元变焦透镜系统，其中由一个透镜元件形成第一透镜单元。日本专利特开第2006-235062号(美国对应专利美国专利第7167320号)也公开了具有简单结构的四单元变焦透镜系统，其中第一透镜单元由一个负透镜元件和一个正透镜元件构成。曰本专利特开第2006-308649号(美国对应专利美国专利第7333274号)和日本专利特开第2000-347102号(美国对应专利美国专利第6867925号)也公开了四单元变焦透镜系统，其中第一透镜单元由负透镜元件和正透镜元件的接合透镜形成并且第二透镜单元包含三个负透镜元件和一个正透镜元件。日本专利特开第2006-189627号(美国对应专利美国专利申请公开第2006/0146417Al号)乂>开了一种四单元变焦透镜系统，其中第三透镜单元沿具有与光轴垂直(正交)的分量的方向移动，以便校正由变焦透镜系统的振动导致的图像模糊。一般地，为了在维持预定的变焦比的同时减小变焦透镜系统的总体尺寸，在变焦透镜系统中，在增加透镜单元的折光力的同时减少透镜元件的数量。但是，在这种情况下，当透镜元件的厚度随透镜表面的折光力的增加而增加时，变得更加难以校正各种像差。在上述的四单元变焦透镜系统中，为了在保证高变焦比和减小的总体尺寸的同时获得高的光学性能，适当地设定透镜单元的折光力和透镜配置以及透镜单元在变焦过程中的移动条件是重要的。特别地，适当地设定透镜单元在变焦过程中的移动条件以及第一和第二透镜单元的折光力和透镜配置是重要的。如果上述的因素没有被适当地设定，那么在保证最前面透镜的减小的直径并保证高变焦比的同时在整个变焦范围上获得高的光学性能是非常困难的。
发明内容本发明提供实现高变焦比、最前面透镜的小直径并在整个变焦范围上具有高光学性能的紧凑变焦透镜系统。^U居本发明的一个方面的变焦透镜系统从物侧到^f象侧依次包含具有正光焦度的第一透镜单元；具有负光焦度的第二透镜单元；具有正光焦度的第三透镜单元；和具有正光焦度的第四透镜单元。通过改变相邻透镜单元之间的距离执行变焦，使得第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离在望远端比在广角端长，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离在望远端比在广角端短，并且，第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离在望远端与在广角端是不同的。在此变焦透镜系统中，第一透镜单元和第二透镜单元的透镜配置和焦距被适当地设定。通过参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得显而易见。图1A、图1B和图1C是根据本发明的第一实施例的变焦透镜系统的截面图。图2包含笫一实施例中的在广角端的像差图。图3包含第一实施例中的在中间变焦位置的像差图。图4包含第一实施例中的在望远端的像差图。图5A、图5B和图5C是根据本发明的笫二实施例的变焦透镜系统的截面图。图6包含第二实施例中的在广角端的像差图。图7包含第二实施例中的在中间变焦位置的像差图。图8包含第二实施例中的在望远端的像差图。图9A、图9B和图9C是根据本发明的第三实施例的变焦透镜系统的截面图。图10包含第三实施例中的在广角端的像差图。图11包含第三实施例中的在中间变焦位置的像差图。图12包含第三实施例中的在望远端的像差图。图13A、图13B和图13C是根据本发明的第四实施例的变焦透镜系统的截面图。图14包含第四实施例中的在广角端的像差图。图15包含第四实施例中的在中间变焦位置的像差图。图16包含第四实施例中的在望远端的^^差图。图17是根据本发明的一个实施例的照相机的主要部分的示意图。具体实施例方式以下将描述根据本发明的实施例的变焦透镜系统和照相机。根据本发明的实施例的变焦透镜系统从物侧到像侧依次包含具有正折光力(即，光焦度，其等于焦距的倒数)的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元和具有正折光力的第四透镜单元。在变焦过程中，相邻的透镜单元之间的距离(第一和第二透镜单元之间的距离、第二和第三透镜单元之间的距离以及第三和笫四透镜单元之间的距离)改变。图1A、图1B和图1C是根据本发明的第一实施例的变焦透镜系统的截面图。图2、图3和图4分别是第一实施例的变焦透镜系统中的在广角端(短焦距端)、中间变焦位置和望远端(长焦距端)的像差图。图5A、图5B和图5C是根据本发明的第二实施例的变焦透镜系统的截面图。图6、图7和图8分别是第二实施例的变焦透镜系统中的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。图9A、图9B和图9C是根据本发明的第三实施例的变焦透镜系统的截面图。图10、图ll和图12分别是第三实施例的变焦透镜系统中的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。图13A、图13B和图13C是根据本发明的第四实施例的变焦透镜系统的截面图。图14、图15和图16分别是第四实施例的变焦透镜系统中的在广角端、中间变焦位置和望远端的像差图。图17是示出包含本发明的任一实施例的变焦透镜系统的照相机的主要部分的示意图。在这些实施例中，变焦透镜系统是用于诸如视频照相机、数字照相机或银胶片照相机的图像拾取装置中的图像拍摄透镜系统。在变焦透镜系统的截面图中，A、B和C分别表示广角端、中间变焦位置和望远端。在变焦透镜系统的截面图中，左侧是物侧(前侧)，右側是像侧(后侧)。在变焦透镜系统的截面图中，Ll表示具有正折光力的笫一透镜单元，L2表示具有负折光力的第二透镜单元，L3表示具有正折光力的第三透镜单元，L4表示具有正折光力的第四透镜单元。SP表示设置在第三透镜单元L3的物侧的孔径光阑。FP表示设置在第三透镜单元L3的像侧的耀斑截止光阑(flare-cutstop)。G表示与滤光器、面板、晶体低通滤波器或红外截止滤波器对应的光学块。IP表示像面。当实施例的变焦透镜系统被用作视频照相机或数字静态照相机中的图像拍摄光学系统时，像面IP对应于诸如CCD传感器或CMOS传感器的固态图像拾取元件(光电转换元件)的图像拾取面。当实施例的变焦透镜系统被用作银胶片照相机中的图像拍摄光学系统时，<象面IP对应于胶片表面。在像差图中，d和g分别表示d线和g线。AM和AS分别表示子午像面和弧矢像面。横向色差由g线表示，co表示半场角，FNO表示f数。在以下的实施例中，广角端和望远端指的是用于变焦的透镜单元被放置在光轴上的机械可移动范围的两端的变焦位置。在实施例中，透镜单元在从广角端向望远端的变焦过程中如箭头所示地移动。具体而言，在从广角端到望远端的变焦过程中，第一透镜单元L1向像側移动，然后向物侧移动。换句话说，第一透镜单元Ll移动而形成朝像侧凸起的轨迹。此外，第二透镜单元L2向像侧移动，然后向物侧移动。换句话说，第二透镜单元L2移动而形成朝像側凸起的轨迹。在从广角端到望远端的变焦过程中，第三透镜单元L3向物侧移动。第四透镜单元L4移动而形成朝物侧凸起的轨迹，以补偿由于变焦导致的像面变化。变焦透镜系统采用通过沿光轴移动第四透镜单元L4以执行聚焦的后聚焦方法。为了在望远端从无限远物体向近距离物体执行聚焦，在透镜截面图中示出的第四透镜单元L4朝物侧(前侧)移动。在实施例中，孔径光阑SP和耀斑截止光阑FP在变焦过程中与第三透镜单元L3—起移动。当孔径光阑SP与第三透镜单元L3—起移动时，移动单元的数量比当孔径光阑SP与第三透镜单元L3分开移动时少。这可容易地简化机械结构。在实施例中，第一透镜单元Ll由一个正透镜元件和一个负透镜元件构成。第二透镜单元L2由三个负透镜元件和一个正透镜元件构成。并且，满足以下的条件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>这里，fw表示整个变焦透镜系统在广角端的焦距，fl表示第一透镜单元L1的焦距，f2表示第二透镜单元L2的焦距。条件表达式(1)规定了第一透镜单元L1的焦距，即折光力。当该值比上限大并且折光力太弱时，正引导型中的折光力的布局被扰乱，并且，第一透镜单元L1和第三透镜单元L3的移动行程(移动量)增加以获得高的变焦比。结果，变焦透镜系统的总长在望远端增加。当该值比下限小并且折光力太强时，在第一透镜单元Ll由两个透镜元件构成时在望远端出现许多球面像差。当增加第一透镜单元Ll中的透镜元件的数量以校正这种情况下的像差时，最前面透镜的直径不希望地增加。条件表达式(2)规定了第二透镜单元L2的焦距，即折光力。在该值比上限值大并且折光力太弱的情况下，当在广角端增加图像拍摄视角时，最前面透镜的直径增加。为了实现宽的视角以及最前面透镜的更小的直径两者，必须将第二透镜单元L2的折光力增加使得该值不超过上限的程度。当该值比下限小并且折光力太强时，不希望地，在广角端出现许多像场弯曲，并且在望远端出现许多球面像差。更优选地将条件表达式(1)和(2)中的数值设定在以下范围内8.5<fl/fw<12.0(la)l.l<|f2|/fw<1.6(2a)通过如上所述的那样规定结构，本发明的实施例的正引导型变焦透镜系统可在整个变焦范围上对于像差被适当校正，并且可在维持宽视角和高变焦比的同时，利用最前面透镜的小直径而变得紧凑。虽然通过满足上述的条件实现了满足本发明的初始目的的变焦透镜系统，但更优选地满足以下的条件2.0<ml/fw<5.0(3)这里，ml(绝对值)表示第一透镜单元Ll在广角端沿光轴方向的位置和第一透镜单元Ll在望远端沿光轴方向的位置之间的距离(位移量)。条件表达式(3)规定了由于变焦导致的透镜单元L1的位移量。当该值比上限大并且位移量太大时，变焦透镜系统的总长在望远端不希望地增加，并且这使得最前面透镜的直径增加。此外，当通过可回缩镜筒形成变焦透镜系统时，滑动部分的数量增加，并且镜筒的直径增加。相反，当该值比下限小并且位移量太小时，通过改变第一透镜单元Ll和第二透镜单元L2之间的距离获得的变焦效果减小。出于这种原因，为了获得希望的变焦比，需要增加第二透镜单元L2或第三透镜单元L3的折光力。但是，这导致许多像场弯曲和球面像差。更优选地将条件表达式(3)中的数值设定在如下范围内2.5<ml/fw<4.5(3a)并且，优选地满足以下的条件1.5<f3/fw<2.7(4)这里，f3表示第三透镜单元L3的焦距。条件表达式(4)规定了第三透镜单元L3的焦距，即折光力。当该值比上限大并且折光力太弱时，通过移动第三透镜单元L3获得的变焦效果减小。因此，必须增加第一透镜单元L1或第三透镜单元L3的位移量。结果，变焦透镜系统在望远端的总长非理想地增加。相反，当该值比下限小并且折光力太强时，在第三透镜单元L3处出现许多球面像差和彗形像差。更优选地将条件表达式(4)中的数值设定在如下范围内1.7<f3/fw<2.5(4a)并且，优选地满足以下的条件4.0<f4/fw<7.0(5)这里，f4表示第四透镜单元L4的焦距。条件表达式(5)规定了第四透镜单元L4的焦距，即折光力。当该值比上限大并且折光力太弱时，补偿由于变焦导致的像场弯曲的效果减弱，并且用于聚焦的移动距离变长。因此，快速聚焦变得困难。相反，当该值比下限小并且折光力太强时，匹兹阀和增加，并且，像场弯曲在整个变焦范围上增加。如果增加第四透镜单元L4中的透镜元件的数量以防止像场弯曲，那么第四透镜单元L4的重量增加。这增加了用于驱动第四透镜单元L4的扭矩。更优选地将条件表达式(5)中的数值设定在如下范围内5.0<f4/fw<6.5(5a)优选地满足以下的条件0.2<||32w|/(l/(ft/fw)-1/2)<0.6(6)这里，J32w表示第二透镜单元L2在广角端的横向倍率，ft表示整个透镜系统在望远端的焦距。条件表达式(6)规定了第二透镜单元L2在广角端的横向倍率。当该值比上限大并且横向倍率的绝对值太大时，难以增加在广角端的图像拍摄视角以及实现宽视角。当该值比下限小并且横向倍率的绝对值太小时，在第二透镜单元L2处出现许多像差。特别地，在广角侧出现许多像场弯曲并在望远侧出现许多球面像差。12更优选地将条件表达式(6)中的数值设定在如下范围内0.3<||32w|/(l/(ft/fw)-1/2)<0.5(6a)优选地满足以下的条件-3.0<(Rla+Rlb)/(Rla-Rlb)<國l.O(7)这里，Rla和Rlb分别表示第一透镜单元Ll中的最接近物侧的透镜表面和最接近像侧的透镜表面的曲率半径。条件表达式(7)规定了形成第一透镜单元Ll的接合透镜的形状因子。当条件表达式(7)中的值比-1小时，接合透镜的形状类似于具有朝物侧凸起的表面的弯月。当该值比上限大，并且接合透镜的形状不类似于具有朝物侧凸起的表面的弯月时，离轴光线的入射角度在广角端增加，并且这导致许多像散。当该值比下限小并且弯月度过度增加时，在望远端出现许多球面像差。更优选地将条件表达式(7)中的数值设定在如下范围内-2.8<(Rla+Rlb)/(Rla画Rlb)<-1.2(7a)优选地满足以下的条件-1.6<(R4a+R4b)/(R4a-R4b)<-1.0(8)这里，R4a和R4b分别表示第四透镜单元L4中的最接近物侧的透镜表面和最接近像侧的透镜表面的曲率半径。条件表达式(8)规定了形成第四透镜单元L4的正透镜元件的形状因子。当条件表达式(8)中的值比-1小时，正透镜元件的形状类似于具有朝物侧凸起的表面的弯月。当该值比上限大，并且正透镜元件的形状不类似于具有朝物侧凸起的表面的弯月时，消除由于物距的变化在第一透镜单元L1中导致的像场弯曲的变化的效果减弱。因此，变得难以从无限远物体到近距离物体获得良好的图像特性。当该值比下限小并且弯月度过度增加时，离轴光线的入射角度增加，并且这导致许多像散和横向色差。更优选地将条件表达式(8)中的数值设定在如下范围内-1.50<(R4a+R4b)/(R4a-R4b)<-1，02(8a)优选地满足以下的条件1.9<N2p(9)15<v2p<20(10)这里，N2p和v2p分别表示形成第二透镜单元L2中的正透镜元件的材料的折射率和阿贝数。条件表达式(9)规定了第二透镜单元L2中的正透镜元件的折射率。当该值比下限小并且折射率太低时，正透镜元件的厚度不能被减小，但第二透镜单元L2的厚度增加。结果，最前面透镜的直径增加。条件表达式(10)规定了形成第二透镜单元L2中的正透镜元件的材料的阿贝数，即色散力(dispersivepower)。当该值比上限大并且色散力太小时，校正色差的效果减弱，并且必须增加正透镜元件的折光力。结果，在望远侧出现许多球面像差。当该值比下限值小并且色散力太大时，这在色差的校正方面是有利的。但是，在典型的玻璃材料的情况下，部分色散比率增加，并且在望远侧出现大量的次级光谦。更优选地将条件表达式(9)和(10)中的数值设定在如下范围内1.9<N2p<2.2(9a)16<v2p<19(10a)更优选地将条件表达式(9a)中的数值设定在如下范围内1.91<N2p<2.10(9b)优选地第三透镜单元L3具有满足以下的条件的负透镜元件1.9<N3n(11)15<v3n<30(12)这里，N3n表示负透镜元件的材料的折射率，v3n表示负透镜元件的材料的阿贝数。条件表达式(11)规定了形成第三透镜单元L3中的负透镜元件的材料的折射率。当该值比下限小并且折射率太低时，负透镜元件的表面的曲率增加。结果，出现许多彗形像差。当通过沿具有与光轴垂直的分量的方向移动第三透镜单元L3校正运动模糊(执行图像稳定)时，常常出现像面倾斜。条件表达式(12)规定了第三透镜单元L3中的负透镜元件的材料的阿贝数，即色散力。当该值比上限大并且色散力太小时，校正色差的效果减弱，并且必须增加负透镜元件的折光力。结果，在整个变焦范围上出现许多球面像差和彗形像差。当该值比下限小并且色散力太大时，这在色差的校正方面是有利的。但是，在典型的玻璃材料的情况下，部分色散比率增加，并且在整个变焦范围上出现大量的轴向次级光镨。更优选地将条件表达式(11)和(12)中的数值设定在如下范围内1.9<N3n<2.2(lla)16<v3n<29(12a)更优选地将条件表达式(lla)中的数值设定在如下范围内1.95<N3n<2.16(lib)优选地满足以下的条件1.5<D2/D1<2.5(13)这里，Dl和D2分别表示第一透镜单元LI和第二透镜单元L2在光轴上的厚度(第一透镜单元LI和第二透镜单元L2中的最接近物侧的透镜表面和最接近像侧的透镜表面之间的距离)。条件表达式(13)规定了第一透镜单元LI和第二透镜单元L2沿光轴的厚度。为了减小最前面透镜的直径，一般优选地减小在广角侧的从孔径光阑SP到第一透镜单元L1的距离。在这种情况下，可通过适当地确定第一透镜单元LI和第二透镜单元L2的厚度，实现尺寸的减小和高光学性能。当该值比上限大，并且与第一透镜单元LI的厚度相比，第二透镜单元L2的厚度太大时，可以在第二透镜单元L2中获得足够的空气间隙。因此，可以容易地在广角侧校正离轴像差。不幸的是，最前面透镜的直径增加。当该值比下限小，并且与第一透镜单元L1的厚度相比，第二透镜单元L2的厚度太小时，第二透镜单元L2中的空气间隙太小。因此，在广角侧出现许多像场弯曲和像散。15更优选地将条件表达式(13)中的数值设定在如下范围内1.6<D2/D1<2.4(13a)通过在实施例中设定上述的条件，可在整个变焦范围上对于像差适当地校正变焦透镜系统，同时维持约5的高变焦比和37度的宽图像拍摄视角。现在将描述实施例中的变焦透镜单元的透镜配置的特性。在实施例中，在变焦过程中，第一透镜单元Ll移动而形成朝像侧凸起的轨迹，以增加第一透镜单元Ll和第二透镜单元L2之间的距离。此外，第二透镜单元L2移动而形成朝像侧凸起的轨迹，使得第二透镜单元L2和第三透镜单元L3之间的距离在望远端比在广角端短。而且，第三透镜单元L3向物侧移动。通过移动第四透镜单元L4补偿由变焦引起的像场弯曲。在实施例中，通过在变焦过程中移动第一透镜单元Ll，使变焦透镜系统的在广角端的总长缩短以减小最前面透镜的直径。此外，通过在变焦过程中改变第一透镜单元Ll和第二透镜单元L2之间的距离，变焦效果提高。另外，在从广角端到望远端的变焦过程中第三透镜单元L3向物侧移动，使得笫三透镜单元L3和第四透镜单元L4之间的距离变得在望远端比在广角端长。这使得第三透镜单元L3可分担变焦功能。因此，可以减少通过改变第一透镜单元Ll和第二透镜单元L2之间的距离提供的变焦功能，并且其间的距离在望远端减小。结果，在望远侧，变焦透镜系统的总长减小，并且，最前面透镜的直径减小。通过由从物侧向〗象侧依次排列的负透镜元件11和正透镜元件12构成的接合透镜13,形成第一透镜单元Ll。作为消色差透镜单元，第一透镜单元Ll具有尽可能少数量的透镜元件，以便适当地校正纵向色差并减小第一透镜单元Ll的尺寸。接合透镜13的形状类似于具有向物侧凸起的表面的弯月，使得离轴光线在透镜表面上的入射角度减小，从而减少像散。第二透镜单元L2从物侧到像侧包含形状类似于在像侧具有凹面的弯月的两个负透镜元件21和22、在物侧具有凹面的负透镜元件23和具有朝物侧凸出的表面的正透镜元件24。在第四实施例中，第二透镜单元L2从物侧到像侧包含形状类似于在像侧具有凹面的弯月的两个负透镜元件21和22、具有朝物侧凸出的表面的正透镜元件23和在物侧具有凹面的负透镜元件24。在这些实施例中，在一定程度上增加第二透镜单元L2的负折光力，以便减小第一透镜单元Ll的尺寸，同时在广角端维持宽的视角(图像拍摄视角)。在这种情况下，在第二透镜单元L2处出现像差。特别地，在广角侧出现许多像场弯曲，并且在望远侧出现许多球面像差。因此，在本发明的实施例中，通过由三个负透镜元件分担第二透镜单元L2的负折光力，并使物侧的两个负透镜元件具有类似于在像侧具有凹面的弯月的形状，减少这些像差。通过此透镜配置，在实现宽视角的同时，最前面透镜的直径减小并且获得高的光学性能。第一到第三实施例中的正透镜元件24和第四实施例中的正透镜元件23由阿贝数小于20且大于15的高色散材料形成。这使得无需在第二透镜单元L2中将正透镜元件的折光力增加很多就可校正色差。因此，不需要在必要情况以外还增加这三个负透镜元件的折光力，并且可减小透镜元件的像差。为了增加第二透镜单元L2的折光力，如在实施例的变焦透镜系统中那样，由诸如高色散材料形成正透镜元件是有效的。并且，形成正透镜元件的高色散材料具有大于1.9的折射率。这减小正透镜元件的厚度。第三透镜单元L3包含由四个透镜元件限定的三个单元，即，从物侧到^象侧包含正透镜元件31、正透镜元件32和负透镜元件33的接合透镜35、和正透镜元件34。在实施例中，在一定的程度上增加第三透镜单元L3的折光力，以便增加第三透镜单元L3的变焦功能。在这种情况下，在第三透镜单元L3处出现像差。特别地，在整个变焦范围上常常出现球面像差、彗形像差和纵向色差。因此，第三透镜单元L3的正折光力由具有正折光力的三个正透镜元件分担，以减少这些像差。特别地，通过使得正透镜元件31的两个透镜表面均为非球面，适当地校正球面像差和彗形像差。优选地，非球面正透镜元件31的形状为使得正折光力从透镜中心向透镜周边减小。接合透镜35在物侧具有凸面并在像侧具有凹面。这可校正球面像差和彗形像差两者。负透镜元件33由具有大于1.9的高折射率的材料形成。这可减小在像侧的透镜表面的曲率，并可减小高次彗形像差。并且，可以减小由于第三透镜单元L3的移位偏心导致的像面变化。负透镜元件33的材料是阿贝数小于30且大于15的高色散材料。此结构使得无需将负透镜元件33的折光力增加很多就可校正色差。因此，不需要在必要情况以外还增加这三个正透镜元件的折光力，并且可以减少透镜元件处的像差。第三透镜单元L3中的最接近像侧的正透镜元件34具有朝像侧凸出的表面，以减小从像侧透镜表面发出离轴主光线的角度。这可减小由于第三透镜单元L3的移位偏心导致的像面变化。通过这样形成负透镜元件33和正透镜元件34，第三透镜单元L3沿具有与光轴垂直的分量的方向^皮驱动，并由此减小运动模糊校正(图像稳定)过程中的像面变化。这使得易于在维持较高的光学性能的同时校正运动模糊。第四透镜单元L4由一个正透镜元件41形成。在实施例中，通过移动第四透镜单元L4执行聚焦。通过由此使得透镜单元紧凑和轻，可以减小用于聚焦的驱动扭矩。为了减小由于物距的变化导致的像面变化，优选地，第四透镜单元L4具有朝物侧凸出的表面。随着物距改变，在第一透镜单元L1处导致的像场弯曲改变。为了通过利用第四透镜单元L4聚焦来消除像场弯曲的变化，并从无限远物体到近距离物体获得良好的像面特性，优选地第四透镜单元L4具有朝物侧凸出的表面。以下将描述与本发明的第一到第四实施例相对应的第一到第四数值例子。在这些数值例子中，i表示从物侧起的光学表面的序号，ri表示从物侧起的第i个透镜表面的曲率半径，di表示从物侧起的第i个透镜表面的透镜厚度或空气间隙，ndi表示从物侧起的第i个材料的对于d线的折射率，vdi表示该材料对于d线的阿贝数(vd)。阿贝数vd由下式给出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>这里，Nd表示对于d线(波长587.6nm)的折射率，NF表示对于F线(波长486.1nm)的折射率，NC表示对于C线(波长656.3nm)的折射率。表1表示上述的条件表达式和数值例子之间的关系。非球面形状由下式给出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>这里，X轴表示光轴方向，H轴表示与光轴垂直的方向，光行进方向是正方向，R表示旁轴曲率半径，K是锥形常数，A4、A6和A8是非J求面系数。在非球面系数的值中，例如，"E-Z"意指"10-z"。在数值例子中，最后两个表面(第二十三和第二十四表面)构成光学组块G。BF表示用作从变焦透镜系统的最后表面到旁轴像面的等效空气长度的后焦距。总透镜长度指的是最前面透镜表面和最后透镜表面之间的距离与后焦距的总和。非球形表面的表面号码注有星号"*"。第一数值例子单位mm表面数据表面号码rdndvd127.3641.201.8466623.9220.088機1.7725049.666.608(可变)421.1540.951.8830040.857.8542.52617.2110.901.8830040.878.7313.148-24.4030.801.8040046.69166.5760.201016.9171.801.9228618.91194.775(可变)12(光阑)001.5013*12.0892.201.5831359.414*-21.6980.20156.0032.401.4874970.21613.6480.702細6925.5175.5371.4618-19.4381.201.4874970.219-10.1310.5020耀斑截止光阑oo(可变)2115.3012.001.4874970.222109.326(可变)23001.101.5163364.12400(可变)像面0020非球面表面数据第13表面K=1.43178e+000A4=-2.01411e-004A6=-1.69744e-006A8=2.82246e-008第14表面K=-6.18021e-001A4=1.13642e-004A6=-6.70660e-007A8=5.94851e-008各种数据变焦比4.81广角中间望远焦距6.2213.5229.89F数2.883.494,57视角36.7818.978.84图像高度4.654.654.65透镜长度57.1359,5676.99BF6.卯11.5910,32d30.308.7820.58dll17.496.042.08d204.775.4916.35d225.5810.268.99d240.600.600.60变焦透镜单元数据单元第一表面焦距11S9.9724-8.9931213.9142136.24523oo第二数值例子单位mm表面数据表面号码rdndvd125.6821.201.8466623.9218.4584.501.7725049.6366.212(可变)422.1500.951.8830040.856.8172,82614細0"01.8830040.877.3812.258-41.4010.801.8040046.6932.3210.201012.0191.801.9459518.01138.931(可变)12(光阑)001.5013*11.4532.201.5831359.414*-15.8090.20155,7602.401.4874970.21629.1500.702.0033028.3175.6681.4418-18.7171.201.4874970.219-8.6820.5020耀斑截止光阑oo(可变)2115-5372.001.4874970.222772.512(可变)23001.101.5163364.12400(可变)像面Q0非球面表面数据第13表面K=2.02711e+000A4=-2.51997e-004A6=2.64914e-006A8=-3.89547e-008第14表面K=1.21663e-001A4=2.24871e-004A6=5.72449e-006A8=3.731卯e隱008各种数据变焦比焦距F数视角图像高度透镜长度BF4.91广角6.092.8837.374.6552.415.78中间13.833.6918.584.6557.3212.88望远29.884.968.844.6577.239.75d30.308.1519.33dll12.913.611.81d205.865.1218.79d224.4611.568.42d240.600.600.60变焦透镜单元数据23单元第一表面焦距1154.1224-7.0031212.2442132.50523oo第三数值例子单位mm表面数据表面号码rdndvd129.2621.201.8466623.9221.6323.601.7725049.663.618(可变)417.7560.951.8830040.857.7972.62617.8160.901.8830040.8了8.8433.078-25.1390.801.8040046.69536.5480.201016.5551.802.1435217.81138.838(可变)12(光阑)001.5013*12.2012.201.5831359.414*-30.5480.20156.3302.401.4874970.2168,3810.702.1435217.8175.6061.31<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>非球面表面数据第13表面<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>d224.679.719.25d240.600.600.60变焦透镜单元数据单元第一表面焦距1170.0024-9.4431213.6142139.54523w第四数值例子单位mm表面数据表面号码rdndvd128.0381.201.8466623.9222.2364.001.6031160.63148.408(可变)421.4480.951.8830040.857.2194.45668.9550.901.8830040,8"712.5921.60811.9191.801.9228618.9928.1001,0010-50.0000.801.8040046.6117993.949(可变)12(光阑)1.5013*10.4722.201.5831359.414*-19.9卯0.20156.1532.401.4874970.21613.8390.702.0006925.5175.4811.4718-20.3卯1.201.4874970.219-ll扁0.5020耀斑截止光阑oo(可变)2118,0002.001.4874970.222187.114(可变)23000.601.5163364.12400(可变)像面00非球面表面数据第13表面K=1.11586e+000A4=-1.18995e-004A6=-2.40460e-006A8=5.54405e-007第14表面K=-6.28423e+000A4=1.87183e-004A6=-3.58591e-007A8=6.88720e-007各种数据变焦比4.70广角中间望远焦距6.3613.7529.87F数2.883.584.77视角36.1818.688.84图像高度4.654.654.65透镜长度56.7559.6777.58BF4.8911.6110.59<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>变焦透镜单元数据<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>现在将参照图17描述使用根据任一实施例的变焦透镜系统作为图像拍摄光学系统的数字静态照相机。参照图17，数字静态照相机包含照相机体20、由根据上述的第一到第四实施例中的任一个的变焦透镜系统形成的图像拍摄光学系统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、存储器23和取景器24。固态图像拾取元件22结合到照相机体20中，并接收通过图像拍摄光学系统21形成的光学物像。存储器23存储关于通过固态图像拾取元件22光电转换的物像的信息。取景器24由例如液晶显示面板形成，并允许通过其观察在固态图像拾取元件22上形成的物^^。通过这样对于诸如数字静态照相机的图像拾取装置应用根据本发明的实施例中的任一个的变焦透镜系统，能够实现具有高光学性能的紧凑图像拾取装置。虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变型以及等同的结构和功能。29权利要求1.一种变焦透镜系统，该变焦透镜系统从物侧到像侧依次包含具有正光焦度的第一透镜单元，该第一透镜单元由正透镜元件和负透镜元件构成；具有负光焦度的第二透镜单元，该第二透镜单元由正透镜元件和三个负透镜元件构成；具有正光焦度的第三透镜单元；和具有正光焦度的第四透镜单元，其中，第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离在望远端比在广角端长，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离在望远端比在广角端短，并且第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离在望远端与在广角端是不同的，并且，满足以下的条件8.0＜f1/fw＜13.01.0＜|f2|/fw＜1.7这里，fw表示变焦透镜系统在广角端的焦距，f1表示第一透镜单元的焦距，f2表示第二透镜单元的焦距。2，根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，满足以下的条件2.0<ml/fw<5.0这里，ml表示第一透镜单元在广角端沿光轴方向的位置与第一透镜单元在望远端沿光轴方向的位置之间的距离。3.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，满足以下的条件1.5<f3/fw<2.7这里，f3表示第三透镜单元的焦距。4,根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，满足以下的条件4.0<f4/fw<7.0这里，f4表示第四透镜单元的焦距。5，根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，第三透镜单元包含被设置为最接近像侧并具有朝像侧凸出的表面的正透镜元件。6，根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，满足以下的条件0.2<||32w|/(l/(ft/fw)-1/2)<0.6这里，P2w表示第二透镜单元在广角端的横向倍率，ft表示变焦透镜系统在望远端的焦距。7.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，第一透镜单元中的正透镜元件和负透镜元件构成接合透镜，并且，满足以下的条件-3.0<(Rla+Rlb)/(Rla-Rlb)<-1.0这里，Rla和Rlb分别表示第一透镜单元中的最接近物侧的透镜表面和最接近像侧的透镜表面的曲率半径。8.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，第四透镜单元由正透镜元件构成，并且，其中，满足以下的条件-1.6<(R4a+R4b)/(R4a-R4b)<誦l.O这里，R4a和R4b分别表示第四透镜单元中的最接近物侧的透镜表面和最接近像侧的透镜表面的曲率半径。9.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，满足以下的条件1.9<N2p15<v2p<20这里，N2p和v2p分别表示第二透镜单元中的正透镜元件的材料的折射率和阿贝数。10，根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，第三透镜单元包含满足以下条件的负透镜元件1.9<N3n15<v3n<30这里，N3n和v3n分别表示所述负透镜元件的材料的折射率和阿贝数。11.根据权利要求1的变焦透镜系统，其中，满足以下的条件1.5<D2/D1<2.5这里，Dl和D2分别表示第一透镜单元和第二透镜单元沿光轴方向的厚度。12.根椐权利要求1的变焦透镜系统，其中，在从广角端到望远端的变焦过程中，第一透镜单元移动而形成朝像侧凸起的轨迹，第二透镜单元移动而形成朝像侧凸起的轨迹，第三透镜单元向物侧移动，并且，第四透镜单元移动而形成朝物侧凸起的轨迹，并且，其中，第一透镜单元在望远端沿光轴方向的位置比第一透镜单元在广角端沿光轴方向的位置更接近物侧。13.—种照相4几，该照相才几包括根据权利要求1的变焦透镜系统；和被配置为接收由所述变焦透镜系统形成的光学图像的固态图像拾取元件。全文摘要本申请提供变焦透镜系统和包含变焦透镜系统的照相机。该变焦透镜系统从物侧到像侧依次包含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；具有正折光力的第三透镜单元；和具有正折光力的第四透镜单元。相邻的透镜单元之间的距离在变焦过程中改变。通过适当地设置第一透镜单元和第二透镜单元的透镜配置和焦距，实现紧凑的变焦透镜系统。文档编号G03B19/02GK101539659SQ20091012894公开日2009年9月23日申请日期2009年3月17日优先权日2008年3月17日发明者难波则广申请人:佳能株式会社