变焦透镜和装配有该变焦透镜的图像拾取装置的制作方法

专利名称：变焦透镜和装配有该变焦透镜的图像拾取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有使光路偏转的反射面的变焦透镜。本发明还涉及装配有这种变焦透镜和图像拾取元件的图像拾取装置。

背景技术：
要求用于图像拾取装置(例如数字摄像机和视频摄像机)的变焦透镜具有高性能和高变焦比并且被制作得更小。实现图像拾取装置尺寸减小的重要因素之一是变焦透镜的厚度(即，从物侧沿着入射在透镜系统上的光的轴方向测量的透镜系统的尺寸)。
在已知类型的变焦透镜中，为了减少图像拾取装置或摄像机在未使用时的厚度，当使用时(即当装置开启时)透镜系统从摄像机机身伸出，并且当不使用时(即当装置关闭时)纳入摄像机机身中。
然而，在该类型变焦透镜中，当装置从关闭到开启时第一透镜单元从图像拾取装置的机身伸出很多。在驱动时间和功耗方面这是不利的。
另一方面，存在一种已知的变焦透镜，其中在最靠近物侧布置的第一透镜单元中设置有反射元件以使光路偏转，以便减少当图像拾取装置在开启时所执行的操作并且实现装置的变薄。
例如，如在日本特开2006-343622号公报中所公开的，存在一种已知的变焦透镜，其包括具有正折射力的第一透镜单元、具有负折射力的第二透镜单元、具有正折射力的第三透镜单元、和具有正折射力的第四透镜单元，其中在第一透镜单元中设置有使光路偏转的反射元件，以实现图像拾取装置在厚度方向的变薄，同时保持变焦比高达近似为四。
例如，如在日本特开2006-98962号公报中所公开的，存在另一种已知的变焦透镜，其包括具有负折射力的第一透镜单元、具有负折射力的第二透镜单元、具有正折射力的第三透镜单元、和具有负折射力的第四透镜单元，其中在第一透镜单元中设置有使光路偏转的反射元件，以实现图像拾取装置在厚度方向的变薄，同时保持变焦比高达近似为三。
然而，日本特开2006-343622号公报中公开的变焦透镜在反射元件处的偏转之后具有较长的光路长度。因此，如果光路在图像拾取装置的高度方向上偏转，将导致图像拾取装置的高度增加。
此外，如果在最靠近物侧的透镜单元是正透镜单元的情况下，从变焦透镜的物侧表面到入曈的距离很大，在广角端尤其如此。如果要获得宽视场角，必须使得第一透镜单元中的反射元件的厚度很大。
在日本特开2006-98962号公报中所公开的变焦透镜中，离轴主光线在像平面上的入射角度在广角端很大。因此，由于图像拾取元件的特性，可能出现由于大入射角度而引起的阴影(或者亮度下降)。
另外，第四透镜单元具有过高的负折射力。这使得难以在实现像差减小的同时简化该透镜单元的结构。


发明内容
鉴于上述问题而做出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种变焦透镜，该变焦透镜有利于使得变焦透镜小型化并且实现所需要的变焦比和光学性能。
本发明的另一目的是提供装配有这种变焦透镜的图像拾取装置。
根据本发明第一方面的图像拾取装置从其物侧起按顺序包括 变焦透镜；和 图像拾取元件，其将变焦透镜形成的光学像转换为电信号，其中 变焦透镜从物侧起按顺序包括具有负折射力的第一透镜单元、具有负折射力的第二透镜单元、具有正折射力的第三透镜单元、和具有负折射力的第四透镜单元， 在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离改变，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离改变，并且第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离改变，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离在摄远端小于在广角端，并且 第一透镜单元包括使光路偏转的反射面，并且变焦透镜满足以下条件(1) -100＜fg4/ihw＜-2.5(1) 其中fg4是第四透镜单元的焦距，并且ihw是在广角端的最大像高度，其中，如果图像拾取元件的有效图像拾取区域可变，则ihw是它可采取的值中的最大值。
根据本发明第二方面的变焦透镜从其物侧起按顺序包括具有负折射力的第一透镜单元、具有负折射力的第二透镜单元、具有正折射力的第三透镜单元、和具有负折射力的第四透镜单元，其中 在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离改变，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离改变，并且第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离改变，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离在摄远端小于在广角端，并且 第一透镜单元包括使光路偏转的反射面、布置在该反射面的物侧上的具有负折射力的透镜元件、和布置在该负透镜元件的像侧上的具有正折射力的凸面。



图1A、1B、和1C是根据本发明第一实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜分别在广角端(图1A)、在中间焦距状态(图1B)、和在摄远端(图1C)聚焦在无穷远处的物点上的状态下的剖面图； 图2A、2B、和2C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第二实施方式的变焦透镜的剖面图； 图3A、3B、和3C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第三实施方式的变焦透镜的剖面图； 图4A、4B、和4C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第四实施方式的变焦透镜的剖面图； 图5A、5B、和5C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第五实施方式的变焦透镜的剖面图； 图6A、6B、和6C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第六实施方式的变焦透镜的剖面图； 图7A、7B、和7C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第七实施方式的变焦透镜的剖面图； 图8A、8B、和8C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第八实施方式的变焦透镜的剖面图； 图9A、9B、和9C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第九实施方式的变焦透镜的剖面图； 图10A、10B、和10C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第十实施方式的变焦透镜的剖面图； 图11A、11B、和11C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第十一实施方式的变焦透镜的剖面图； 图12A、12B、和12C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第十二实施方式的变焦透镜的剖面图； 图13A、13B、和13C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第十三实施方式的变焦透镜的剖面图； 图14A、14B、和14C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第十四实施方式的变焦透镜的剖面图； 图15A、15B、和15C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第十五实施方式的变焦透镜的剖面图； 图16A、16B、和16C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第十六实施方式的变焦透镜的剖面图； 图17A、17B、和17C是类似于图1A、1B和1C的示出根据本发明第十七实施方式的变焦透镜的剖面图； 图18A、18B、和18C是示出根据第一实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图18A示出了广角端的像差，图18B示出了中间焦距位置处的像差，并且图18C示出了摄远端的像差； 图19A、19B、和19C是示出根据第二实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图19A示出了广角端的像差，图19B示出了中间焦距位置处的像差，并且图19C示出了摄远端的像差； 图20A、20B、和20C是示出根据第三实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图20A示出了广角端的像差，图20B示出了中间焦距位置处的像差，并且图20C示出了摄远端的像差； 图21A、21B、和21C是示出根据第四实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图21A示出了广角端的像差，图21B示出了中间焦距位置处的像差，并且图21C示出了摄远端的像差； 图22A、22B、和22C是示出根据第五实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图22A示出了广角端的像差，图22B示出了中间焦距位置处的像差，并且图22C示出了摄远端的像差； 图23A、23B、和23C是示出根据第六实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图23A示出了广角端的像差，图23B示出了中间焦距位置处的像差，并且图23C示出了摄远端的像差； 图24A、24B、和24C是示出根据第七实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图24A示出了广角端的像差，图24B示出了中间焦距位置处的像差，并且图24C示出了摄远端的像差； 图25A、25B、和25C是示出根据第八实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图25A示出了广角端的像差，图25B示出了中间焦距位置处的像差，并且图25C示出了摄远端的像差； 图26A、26B、和26C是示出根据第九实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图26A示出了广角端的像差，图26B示出了中间焦距位置处的像差，并且图26C示出了摄远端的像差； 图27A、27B、和27C是示出根据第十实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图27A示出了广角端的像差，图27B示出了中间焦距位置处的像差，并且图27C示出了摄远端的像差； 图28A、28B、和28C是示出根据第十一实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图28A示出了广角端的像差，图28B示出了中间焦距位置处的像差，并且图28C示出了摄远端的像差； 图29A、29B、和29C是示出根据第十二实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图29A示出了广角端的像差，图29B示出了中间焦距位置处的像差，并且图29C示出了摄远端的像差； 图30A、30B、和30C是示出根据第十三实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图30A示出了广角端的像差，图30B示出了中间焦距位置处的像差，并且图30C示出了摄远端的像差； 图31A、31B、和31C是示出根据第十四实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图31A示出了广角端的像差，图31B示出了中间焦距位置处的像差，并且图31C示出了摄远端的像差； 图32A、32B、和32C是示出根据第十五实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图32A示出了广角端的像差，图32B示出了中间焦距位置处的像差，并且图32C示出了摄远端的像差； 图33A、33B、和33C是示出根据第十六实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图33A示出了广角端的像差，图33B示出了中间焦距位置处的像差，并且图33C示出了摄远端的像差； 图34A、34B、和34C是示出根据第十七实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的缩放倍率的球面像差、像散、失真、和色像差的图，其中图34A示出了广角端的像差，图34B示出了中间焦距位置处的像差，并且图34C示出了摄远端的像差； 图35是示出失真校正的图； 图36是示出装配有根据本发明的具有偏转光路的变焦透镜的数字摄像机的外观的正面立体图； 图37是数字摄像机的背面立体图； 图38是数字摄像机的剖面图； 图39是数字摄像机的主要部分的内部电路的框图；以及 图40A、40B和40C是分别示出装配有根据本发明的具有偏转光路的变焦透镜的蜂窝电话的前视图、侧视图和剖面图。

具体实施例方式 根据本发明第一方面的图像拾取装置具有变焦透镜、和布置在变焦透镜的像侧上并且将变焦透镜形成的光学像转换为电信号的图像拾取元件。变焦透镜从其物侧到像侧按顺序包括具有负折射力的第一透镜单元、具有负折射力的第二透镜单元、具有正折射力的第三透镜单元、和具有负折射力的第四透镜单元，其中在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离改变，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离改变，第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离改变，并且第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离在摄远端小于在广角端。
另外，第一透镜单元具有使光路偏转的反射面，并且第四透镜单元满足以下条件 -100＜fg4/ihw＜-2.5(1) 其中fg4是第四透镜单元的焦距，并且ihw是在广角端的最大像高度，其中如果图像拾取元件的有效图像拾取区域可变，则ihw是它可采取的值中的最大值。
通过将第一透镜单元和第二透镜单元设计为都具有负折射力，提供在广角端具有足够负折射力的第一透镜单元和第二透镜单元的合成系统变得容易。这有利于获得广角端的足够视场角、降低光路长度、并且减少阴影。另外，将第一透镜单元设计为具有负折射力有利于防止第二透镜单元具有过高的负折射力，这继而有利于减小变焦期间的像差变化。
改变具有负折射力的第二透镜单元和具有正折射力的第三透镜单元之间的距离有利于使得第三透镜单元提供缩放倍率变化的主要部分。改变第一、第二、第三、和第四透镜单元之间的各个距离使得能够控制光瞳位置和像差的变化，并且有利于调节像位置。
在具有正折射力的第三透镜单元的像侧上提供具有负折射力的第四透镜单元。因此，在具有正折射力的第三透镜单元的物侧和像侧两者上都布置有具有负折射力的透镜单元。这实现了折射力布置的良好对称。结果，可以容易地防止失真和视场弯曲变得过大。
在根据本发明的透镜单元中，如上所述在第一透镜单元中具有反射面有利于减小变焦透镜的厚度(即，从物侧沿着入射到透镜系统上的光的轴方向测量的透镜系统的尺寸)。
另外，第四透镜单元满足上述的条件表达式(1)。
条件表达式(1)指定第四透镜单元的负焦距和广角端的像高度的比例的优选值。
第四透镜单元具有将从具有正折射力的第三透镜单元发出的离轴光线沿着远离光轴的方向进行折射的功能。因此，可以通过控制第四透镜单元的负折射力的大小来相对于像平面的尺寸调节第二和第三透镜单元的尺寸。
引入条件表达式(1)来实现透镜系统的尺寸减小，并且提供良好质量的图像。
如果未超过条件表达式(1)的下限而使得第四透镜单元具有足够的负折射力，则有利于减小第二和第三透镜单元相对于像高度的尺寸。如果第四透镜单元具有足够的负折射力，则可以实现整个变焦透镜中的折射力布置的良好对称。这有利于抑制视场弯曲和失真过大。
如果未超过条件表达式(1)的上限而使得第四透镜单元的负折射力适度地小，则可以将从第四透镜单元发出的离轴主光线和光轴形成的角度减小到适度范围。因此，这有利于使得离轴主光线在图像拾取元件上的入射角度较小并且减少阴影的影响。
另外，有利于减少第四透镜单元中产生的像差，这导致另外的好处，例如，即使第四透镜单元由单个透镜组成，也可以减少变焦期间离轴像差的变化。
为了获得上述有利效果，更优选的是，满足以下条件 -40＜fg4/ihw＜-4.5(1’)， 并且更优选的是，满足以下条件 -15＜fg4/ihw＜-6.0(1”)。
可以由更受限的条件表达式(1’)或(1”)的上限和/或下限分别代替基本条件表达式(1)的上限和/或下限。这也适用于将在下面给出的其他条件表达式。
术语“有效图像拾取区域”表示在图像拾取元件的光接收表面上形成的像的区域，其中给出了要用于显示和/或打印的图像。
在具有将图像拾取元件上的桶形区域中的图像转换为表示矩形图像的图像信息以用于在广角端进行显示和/或打印以便电子地校正变焦透镜在广角端的桶形失真的功能的图像拾取装置的情况下，有效图像拾取区域具有桶形。
在其中当拾取图像时可以改变在广角端的有效图像拾取区域的图像拾取装置(例如具有按用户意愿改变纵横比的功能的图像拾取装置)的情况下，有效图像拾取区域将是具有最大像高度的图像拾取区域。
图像拾取装置的示例可以包括数字摄像机、装配有摄像机的蜂窝电话、和装配有摄像机以进行视频通信的笔记本计算机等。
优选的是，在根据本发明的上述装置中附加地采用以下特征中的任何一个或一些。
优选的是，第四透镜单元在摄远端比在广角端更靠近物侧，并且满足以下条件 1.01＜βg4(t)/βg4(w)＜2.0(2) 其中，βg4(w)是第四透镜单元在广角端的横向缩放倍率，并且βg4(t)是第四透镜单元在摄远端的横向缩放倍率。
通过以上述方式移动第四透镜单元，第四透镜单元可以进行操作以提供缩放倍率变化。这使得能够减少需要第三单元分担的缩放倍率变化。这有利于获得良好的光学性能和足够的变焦比。
条件表达式(2)指定了第四透镜单元的缩放倍率变化比率的优选值。
优选的是，不超过条件表达式(2)的下限以使得第四透镜单元提供足够的缩放倍率变化。
还优选的是，不超过条件表达式(2)的上限以使得第四透镜单元提供的缩放倍率变化较小，由此防止第四透镜单元的移动量变得过大。为了减少离轴像差的变化、使得变焦透镜的尺寸较小、并且减少制造误差，这是优选的。
为了获得上述有利效果，更优选的是，满足以下条件 1.02＜βg4(t)/βg4(w)＜1.8(2’)， 并且更优选的是，满足以下条件 1.03＜βg4(t)/βg4(w)＜1.5(2”)。
还优选的是，第四透镜单元满足以下条件 -0.35＜Dg4/fg4＜-0.0005 (3) 其中，Dg4是第四透镜单元在光轴上从它的物侧表面到它的像侧表面的厚度。
条件表达式(3)指定了第四透镜单元在光轴上的长度与其焦距之间的优选关系。
以不超过条件表达式(3)的下限的方式设计第四透镜单元有利于实现透镜元件的成本的降低。如果未超过条件表达式(3)的上限以使得第四透镜单元具有适当的厚度，则有利于离轴光线的折射，而没有耐久性的特别损失。
为了获得上述效果，更优选的是，满足以下条件 -0.3＜Dg4/fg4＜-0.005 (3’)， 并且更优选的是，满足以下条件 -0.2＜Dg4/fg4＜-0.01(3”)。
优选的是，变焦透镜满足以下条件 0.5＜enp(W)/fw＜1.8 (4) 其中，enp(w)是在广角端从第一透镜单元的物侧折射面到入曈在光轴上的距离，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
在根据本发明的变焦透镜中，其中最靠近物侧的透镜单元具有反射面，变焦透镜的厚度很大程度上取决于从第一透镜单元的最靠近物侧的表面到反射面的距离。
为了使得该距离更小，优选的是，入曈尽可能地靠近物侧，并且使得第一透镜单元中的光线高度较小。
然而，为了使入曈更靠近物侧，需要增加第二透镜单元的负折射力，或者使第二透镜单元的主点更靠近物侧。这大大地影响了像差特性。因此，优选的是，适当地控制出瞳位置以获得尺寸减小和光学性能之间的良好平衡。
条件表达式(4)描述了用于这一点的优选条件。
如果未超过条件表达式(4)的下限，则可以容易地使得像差良好地平衡。
如果未超过条件表达式(4)的上限，则进一步有利于图像拾取装置的变薄。
更优选的是，满足以下条件 0.7＜enp(W)/fw＜1.5 (4’)， 并且更优选的是，满足以下条件 1.0＜enp(W)/fw＜1.3 (4”)。
还优选的是，第一透镜单元和第四透镜单元满足以下条件 0.001＜fg4/fg1＜30.0(5) 其中fg1是第一透镜单元的焦距。
条件表达式(5)指定了第一透镜单元的焦距和第四透镜单元的焦距的比例的优选值。
如果未超过条件表达式(5)的下限和上限，则进一步增加了第一透镜单元和第四透镜单元的折射力布置的对称程度。因此，可以进一步减少像差，例如失真和视场弯曲，并且可以容易地使得轴上像差和离轴像差良好地平衡。
更优选的是，满足以下条件 0.01＜fg4/fg1＜5.0(5’)， 并且更优选的是，满足以下条件 0.3＜fg4/fg1＜1.3 (5”)。
还优选的是，第一透镜单元包括具有反射面、物侧折射面、和像侧折射面的反射棱镜，并且变焦透镜中的使光路偏转的反射面的总数为一。
如果反射元件的总数为一，则可以防止变焦透镜具有不必要大的整体长度。使用棱镜作为反射元件有利于以较低成本确保足够的光路长度。
还优选的是，第一透镜单元包括具有反射面、物侧折射面、和像侧折射面的反射棱镜，并且反射棱镜满足以下条件 0.5＜Dpr/fw＜2.0 (6) 其中Dpr是沿着光轴从反射棱镜的物侧折射面到其像侧折射面的光路长度，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
条件表达式(6)描述了在第一透镜单元中提供使光轴偏转的棱镜的情况下，用于没有困难地在第一透镜单元中布置棱镜的优选条件。
如果未超过条件表达式(6)的下限，则可以容易地将棱镜设计为具有足够的光路长度。
如果未超过条件表达式(6)的上限，则有利于减小棱镜的尺寸。
更优选的是，满足以下条件 0.7＜Dp/fw＜1.5 (6’)， 并且更优选的是，满足以下条件 0.8＜Dp/fw＜1.3 (6”)。
还优选的是，第一透镜单元包括具有反射面、物侧折射面、和像侧折射面的反射棱镜，并且反射棱镜满足以下条件 1.70＜nd(pr)＜2.3 (10) 其中nd(pr)是第一透镜单元中的反射棱镜对d线的折射率。
条件表达式(10)指定了第一透镜单元中的反射棱镜的折射率的优选值。以满足条件表达式(10)这样的方式设计变焦透镜有利于提供足够的光路长度，而不会有成本的不必要增加。
如果未超过条件表达式(10)的下限以使得反射棱镜具有适当的折射率，则无需使用大反射棱镜即可获得足够的光路长度。
如果未超过条件表达式(10)的上限，则有利于减少反射棱镜的成本。
为了获得上述有利效果，更优选的是，满足以下条件 1.80＜nd(pr)＜2.1(10’)， 并且更优选的是，满足以下条件 1.88＜nd(pr)＜2.0(10”)。
还优选的是，在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元保持固定，第二透镜单元移动，并且第三透镜单元以它在摄远端比在广角端更靠近物侧的方式移动。
这使得不需要用于驱动第一透镜单元的机构，并且因此有利于使变焦透镜变薄。另外这有利于使得图像拾取装置防尘和防水。
此外，具有负折射力的第二透镜单元可以用作为补偿器。另外，具有正折射力的第三透镜单元可以用作为变化器(variator)。这有利于获得足够高的变焦比并且减少光路长度。
还优选的是，在从广角端到摄远端的变焦期间，第二透镜单元首先朝向像侧移动，其后反转它的移动方向以朝向物侧移动。
这有利于减少在反射面之后的光路长度，同时通过移动第三透镜单元提供足够的缩放倍率变化。
优选的是，在从远距离处的物体朝向近距离处的物体的聚焦操作期间，第四透镜单元朝向像侧移动。
在根据本发明的图像拾取装置中使用的变焦透镜中，可以将第二透镜单元和第四透镜单元设计为用作为聚焦透镜单元。
通过将聚焦透镜单元布置为比反射面更靠近像侧，消除了变焦透镜在聚焦期间的厚度变化，这有利于使得变焦透镜变薄。
移动第四透镜单元以进行聚焦比移动第二透镜单元是更优选的，因为可以更容易地提供用于在聚焦期间移动透镜单元的空间。
还优选的是，第三透镜单元由两个正透镜元件和一个负透镜元件组成，并且这些透镜元件中的至少两个接合在一起。
在第三透镜单元中在具有至少一个接合表面的情况下具有两个正透镜元件和一个负透镜元件使得能够良好地校正轴上色像差和球面像差，特别是在摄远端。使用不超过三个透镜元件有利于减少成本。使用多达三个透镜元件有利于减少球面像差，特别是在摄远端。
还优选的是，第二透镜单元由两个透镜元件组成，按从物侧的顺序包括负透镜元件和正透镜元件，并且负透镜元件和正透镜元件接合在一起。
第二透镜单元由接合透镜组成，所述接合透镜由从物侧起按顺序布置的负透镜元件和正透镜元件组成，使用这样的第二透镜单元有利于获得对缩放倍率的色像差的良好校正，特别是在广角端。
还优选的是，第四透镜单元由两个或更少的透镜元件组成。
这有利于减少成本。通过由一个负透镜元件组成第四透镜单元进一步有利于成本的减少。
还优选的是，第四透镜单元具有的负透镜在第四透镜单元中最靠近像侧，并且满足以下条件 1.4＜nd(g4i)＜1.7 (7) 55.0＜vd(g4i)＜100(8) 其中nd(g4i)是第四透镜单元中最靠近像侧的透镜对d线的折射率，并且vd(g4i)是第四透镜单元中最靠近像侧的透镜的Abbe数。
条件表达式(7)和(8)分别指定了第四透镜单元中的最靠近像侧的透镜的折射率和Abbe数的优选值。
在根据本发明第一方面的图像拾取装置使用的变焦透镜中，使用具有负折射力的透镜作为第四透镜单元中最靠近像侧的透镜有利于减少变焦透镜的尺寸。优选的是，该负透镜由低色散材料制造。
使用满足条件表达式(8)的负透镜特别有利于减少缩放倍率的色像差。
如果使用低色散负透镜以使得未超过条件表达式(8)的下限，则有利于减少缩放倍率的色像差。如果未超过条件表达式(8)的上限，则有利于减少透镜材料的成本。
如果未超过条件表达式(7)的下限，则负透镜即使曲率相对较小也可以容易地具有足够的折射力。这有利于减少离轴像差。如果未超过条件表达式(7)的上限，则有利于减少满足条件表达式(8)的更低色散玻璃材料的成本。
还优选的是，在根据本发明第一方面的装置中使用的变焦透镜是在第二透镜单元的像侧表面和第三透镜单元的像侧表面之间布置有孔径光阑的四单元变焦透镜。
四单元变焦透镜结构有利于实现成本降低，同时用有限数量的透镜单元使得变焦透镜的尺寸较小。
在该情况下，如果确定轴上光束的尺寸的孔径光阑布置在第二透镜单元的像侧表面和第三透镜单元的像侧表面之间，则可以令人满意地容易地控制每个透镜单元的尺寸和出瞳的位置。
还优选的是，本发明中使用的变焦透镜满足以下条件 1.8＜ft/fw＜6.5(9) 其中fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距，并且ft是整个变焦透镜系统在摄远端的焦距。
优选的是，未超过条件表达式(9)的下限以使得变焦透镜具有足够的变焦比。
限制变焦透镜的变焦比以使得未超过条件表达式(9)的上限有利于进一步减少尺寸和成本，并且保持良好的光学性能，同时防止透镜数量的增加。
还优选的是，根据本发明第一方面的图像拾取装置装备有图像转换部，该图像转换部通过图像处理将表示包含变焦透镜造成的失真的图像的电信号转换为其中校正了失真的图像信号。
在该情况下，允许在变焦透镜形成的像中留有失真。这进一步有利于减少变焦透镜的尺寸。
更优选的是，根据本发明的图像拾取装置装备有图像转换部，该图像转换部通过图像处理将包含变焦透镜造成的缩放倍率色像差的电信号转换为其中校正了缩放倍率色像差的图像信号。
在该情况下，允许在变焦透镜形成的像中留有缩放倍率色像差。这有利于减少透镜材料的成本和透镜的数量。
更优选的是，同时采用上述特征中的两个或更多个。
在变焦透镜具有聚焦功能的情况下，上面给出的条件表达式用于其中变焦透镜聚焦在最远距离处的物体上的状态。
更优选的是，同时满足可以任意选择的多个条件中的一些条件。在每个条件表达式的更优选的数值范围限制中，可以应用仅根据上限值或仅根据下限值的限制。此外，可以通过任何可能的组合来采用上述各种特征。
根据本发明第二方面的变焦透镜从物侧到像侧按顺序包括具有负折射力的第一透镜单元、具有负折射力的第二透镜单元、具有正折射力的第三透镜单元、和具有负折射力的第四透镜单元，其中在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离改变，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离改变，第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离改变，并且第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离在摄远端小于在广角端。
另外，第一透镜单元具有使光路偏转的反射面、布置在反射面的物侧的具有负折射力的负透镜元件、和布置在负透镜元件的像侧的具有正折射力的凸透镜面。在该上下文中，术语“透镜元件”表示如下的透镜部件其在光轴上与空气接触的表面仅包括两个表面，一个表面是物侧表面并且另一个表面是像侧表面。透镜元件可以以是单个透镜或接合透镜。
通过将第一透镜单元和第二透镜单元设计为都具有负折射力，提供在广角端具有足够负折射力的第一透镜单元和第二透镜单元的合成系统变得容易。这有利于在广角端获得足够视场角、降低光路长度、并且减少阴影。另外，将第一透镜单元设计为具有负折射力有利于防止第二透镜单元具有过高的负折射力，这继而有利于减少变焦期间的像差变化。
改变具有负折射力的第二透镜单元和具有正折射力的第三透镜单元之间的距离有利于使得第三透镜单元提供缩放倍率变化的主要部分。改变第一、第二、第三、和第四透镜单元之间的各个距离使得能够控制光瞳位置和像差的变化，并且有利于调节像位置。
在具有正折射力的第三透镜单元的像侧设置具有负折射力的第四透镜单元。因此，在具有正折射力的第三透镜单元的物侧和像侧都布置有各自具有负折射力的透镜单元。这实现了折射力布置的良好对称。结果，可以容易地防止失真和视场弯曲变得过大。
在根据本发明第二方面的变焦透镜中，如上所述在第一透镜单元中具有反射面有利于降低变焦透镜的厚度(即，从物侧沿着入射到透镜系统上的光的轴方向测量的透镜系统的尺寸)。
此外，在反射面的物侧设置有负透镜元件。该负透镜元件提供多个折射效果。这有利于获得足够大的视角，同时抑制像差。
提供比该负透镜元件更靠近像侧的凸透镜面有利于消除负透镜元件不能校正的像差，例如色像差和球面像差。这有利于获得良好的光学性能。
优选的是，满足关于在第一透镜单元和第二透镜单元之间对负折射力的分担的以下条件 0.5＜Pg2/Pg1＜20(19) 其中Pg1是第一透镜单元的折射力，并且Pg2是第二透镜单元的折射力，折射力是焦距的倒数。
条件表达式(19)指定了在第一透镜单元和第二透镜单元之间的对负折射力的优选分担方式。
如果使得第一透镜单元的负折射力适度地小以使得未超过条件表达式(19)的下限，则有利于减少在广角端附近的变焦位置和在摄远端附近的变焦位置的缩放倍率色像差、以及在摄远端附近的变焦位置的球面像差。
如果使得第二透镜单元的负折射力适度地小以使得未超过条件表达式(19)的上限，则有利于减少在广角端附近的变焦位置的视场弯曲、以及在摄远端附近的变焦位置的球面像差。
为了获得上述有利效果，更优选的是，满足以下条件 1.0＜Pg2/Pg1＜10.0 (19’)， 并且更优选的是，满足以下条件 2.0＜Pg2/Pg1＜7.0 (19”)。
基本条件表达式(19)的上限和/或下限可以分别用更受限的条件表达式(19’)或(19”)的上限和/或下限代替。这也适用于在下面给出的其他条件表达式。
还优选的是，第一透镜单元中的负透镜元件具有凹面朝向像侧的形状。这有利于减小离轴光线在该凹面上的入射角度，这有利于减少像差。
另外，更优选的是，第一透镜单元的负透镜元件的凹像侧面是非球面。
除了其他效果之外，使得第一透镜单元中的负透镜元件的凹像侧表面为非球面尤其使得能够良好地校正离轴像差。
优选的是，上述负透镜元件满足以下条件 0.5＜(rlno+rlni)/(rlno-rlni)＜2(14) 其中rlno是第一透镜单元中的负透镜元件的物侧表面的近轴曲率半径，并且rlni是第一透镜单元中的负透镜元件的像侧表面的近轴曲率半径。
如果在反射面的物侧设置多个负透镜元件，则优选的是，上面的条件适用于最靠近物侧的负透镜元件，在该负透镜元件上入射光线的高度较大。
条件表达式(14)指定了第一透镜单元中的负透镜元件的优选形状。
如果未超过条件表达式(14)的下限，则有利于减少光线在负透镜元件上的入射角度，这有利于减少离轴像差，例如失真。
如果未超过条件表达式(14)的上限，则可以使得负透镜元件的物侧表面和像侧表面的曲率较小，这有利于减少球面像差和彗差。
为了获得上述有利效果，更优选的是，满足以下条件 0.7＜(rlno+rlni)/(rlno-rlni)＜1.5(14’)， 并且更优选的是，满足以下条件 0.9＜(rlno+rlni)/(rlno-rlni)＜1.2(14”)。
优选的是，在第一透镜单元中，前述凸透镜面比反射面位置更靠近像侧。
通过该布置，可以在负透镜元件和凸透镜面之间提供足够的光路长度，并且可以使得第一透镜单元中的离轴边缘光线的高度较低。因此，这有利于减小有效直径，这有利于使得变焦透镜变薄。此外，负透镜元件和凸透镜面可以用作一种宽转换透镜，这有利于获得足够宽的视场角。
另外，优选的是，第一透镜单元包括在反射面的像侧上布置有前述凸透镜面的正透镜元件。
这有利于通过正透镜元件的多个折射面减少第一透镜单元的像差。
此外，更优选的是，第一透镜单元中的正透镜元件满足以下条件 -1.0＜(rlpo+rlpi)/(rlpo-rlpi)＜1.0(15) 其中rlpo是第一透镜单元中的正透镜元件的物侧表面的近轴曲率半径，并且rlpi是第一透镜单元中的正透镜元件的像侧表面的近轴曲率半径。
如果在反射面的像侧上设置多个正透镜元件，则优选的是，上面的条件适用于第一透镜单元中最靠近像侧的正透镜元件，其中轴上主光线的光线高度很大。
条件表达式(15)指定了第一透镜单元中的正透镜元件的优选形状。
如果既未超过条件表达式(15)的下限也未超过其上限，则防止了正透镜元件的物侧表面或像侧表面的曲率的绝对值变得很大。这有利于校正球面像差和彗差。
为了获得上述有利效果，更优选的是，满足以下条件 0.0＜(rlpo+rlpi)/(rlpo-rlpi)＜0.8(15’)， 并且更优选的是，满足以下条件 0.2＜(rlpo+rlpi)/(rlpo-rlpi)＜0.5(15”)。
还优选的是，第一透镜单元中的正透镜元件满足以下条件 -20.0＜P1p/Pg1＜-0.5(16) 其中P1p是第一透镜单元中的正透镜元件的折射力，并且Pg1是第一透镜单元的折射力，折射力是焦距的倒数。
如果在反射面的像侧上提供多个正透镜元件，则优选的是，上面的条件适用于第一透镜单元中最靠近像侧的正透镜元件，其中轴上主光线的光线高度很大。
条件表达式(16)是用于校正第一透镜单元中的负透镜元件产生的像差的优选条件。
优选的是，使得正透镜元件的折射力相对于第一透镜单元的负折射力适度地小，以使得未超过条件表达式(16)的下限。这有利于减少正透镜元件产生的球面像差和视场弯曲。
优选的是，正透镜元件具有适当的折射力以使得未超过条件表达式(16)的上限，以由此适当地校正负透镜元件产生的轴上色像差和球面像差。
为了减少第一透镜单元中产生的像差，优选的是，满足以下条件 -12.0＜P1p/Pg1＜-1.0(16’)， 并且更优选的是，满足以下条件 -8.0＜P1p/Pg1＜-3.0 (16”)。
还优选的是，第一透镜单元中的正透镜元件满足以下条件 -5.0＜P1p/Pg2＜-0.03(17) 其中P1p是第一透镜单元中的正透镜元件的折射力，并且Pg2是第二透镜单元的折射力，折射力是焦距的倒数。
如果在反射面的像侧提供多个正透镜元件，则优选的是，上面的条件适用于第一透镜单元中最靠近像侧的正透镜元件，其中轴上主光线的光线高度很大。
条件表达式(17)指定了第一透镜单元中的正透镜元件的折射力和第二透镜单元的折射力的比例的优选值。
使得第一透镜单元的正折射力适当地小并且使得第二透镜单元的负折射力适当地大以使得未超过条件表达式(7)的下限，有利于使得入曈更靠近物侧。这有利于减少变焦透镜的尺寸并且确保在图像的周边区域中充分地提供光。
使得第二透镜单元的折射力适当地小以使得未超过条件表达式(7)的下限，有利于减少在摄远端附近的变焦位置的彗差和视场弯曲。
为了获得上述有利效果，更优选的是，满足以下条件 -3.0＜P1p/Pg2＜-0.2(17’)， 并且更优选的是，满足以下条件 -1.5＜P1p/Pg2＜-0.5(17”)。
还优选的是，第一透镜单元从物侧起按顺序由负透镜元件、具有上述反射面的反射元件、和正透镜元件组成。
因此，第一透镜单元可以由三个光学元件组成。这有利于减少尺寸并且获得良好性能。
此外，第一透镜单元中的正透镜元件满足以下条件 0.03＜D1p/fw＜2.0 (11) 其中D1p是第一透镜单元中的正透镜元件在光轴上的厚度，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
条件表达式(11)限制了第一透镜单元中的正透镜元件的厚度。
为了有利于像差校正，优选的是，未超过条件表达式(11)的下限，以使得正透镜元件在光轴上具有足够的厚度并且具有足够的正折射力。
如果未超过条件表达式(11)的上限，则有利于减少光路长度并且减少部件成本。
更优选的是，满足以下条件 0.1＜D1p/fw＜1.0 (11’)， 更优选的是，满足以下条件 0.15＜D1p/fw＜0.4 (11”)。
此外，优选的是，反射元件是具有物侧折射面和像侧折射面的反射棱镜。
这有利于减少变焦透镜的尺寸，因为当在负透镜元件和正透镜元件之间提供反射面时可以容易地使得反射面的尺寸较小。
另外，优选的是，第一透镜单元中的反射棱镜满足以下条件 0.5＜Dpr/fw＜2.0 (13) 其中Dpr是沿着光轴从反射棱镜的物侧折射面到像侧折射面的光路长度，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
条件表达式(13)是有利于提供反射光线的棱镜的优选条件。
优选的是，未超过条件表达式(13)的下限。如果未超过下限，则在棱镜中提供适当的光路长度，这有利于制造棱镜。
为了实现尺寸的减小，优选的是，使得棱镜的尺寸较小以使得未超过条件表达式(13)的上限。
为了获得上述有利效果，更优选的是，满足以下条件 0.7＜Dpr/fw＜1.5 (13’)， 并且更优选的是，满足以下条件 0.8＜Dpr/fw＜1.3 (13”)。
还优选的是，第一透镜单元中的负透镜元件和反射棱镜之间在光轴上的距离满足以下条件 0.03＜Dlnpr/fw＜1.0(12) 其中Dlnpr是第一透镜单元中的负透镜元件和棱镜之间在光轴上的距离，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
条件表达式(12)指定了第一透镜单元中的负透镜元件和棱镜之间在光轴上的距离的优选值。
如果在负透镜元件和棱镜之间提供足够的距离以使得未超过条件表达式(12)的下限，则负透镜元件的像侧表面可以具有足够的负折射力。这有利于防止视场弯曲和失真变得过大。
如果未超过条件表达式(12)的上限，则可以容易地使得入曈更靠近变焦透镜的物侧表面。这有利于使得第一透镜单元较小。
更优选的是，满足以下条件 0.07＜Dlnpr/fw＜0.6(12’)， 并且更优选的是，满足以下条件 0.10＜Dlnpr/fw＜0.3(12”)。
还更优选的是，第一透镜单元中的负透镜元件是单个透镜元件，第一透镜单元中的正透镜元件是单个透镜元件，并且第一透镜单元中的反射元件是具有多个折射面的反射棱镜。这有利于减少成本和尺寸。
还优选的是，在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元保持固定，第二透镜单元移动，并且第三透镜单元以在摄远端比在广角端更靠近物侧的方式移动。
这使得不需要用于驱动第一透镜单元的机构，并且因此有利于使变焦透镜变薄。另外这有利于使得图像拾取装置防尘和防水，因为可以使得驱动部件的数量更小。
此外，具有负折射力的第二透镜单元可以用作补偿器，并且具有正折射力的第三透镜单元可以用作变化器。这有利于获得足够高的变焦比并且减少光路长度。
此外，优选的是，在从广角端到摄远端的变焦期间，第二透镜单元首先朝向像侧移动，其后反转它的移动方向以朝向物侧移动。
这有利于减少在反射面之后的光路长度，同时通过移动第三透镜单元提供足够的缩放倍率变化。
还优选的是，在从广角端到摄远端的变焦期间，第四透镜单元以使得第四透镜单元和第三透镜单元之间的距离改变的方式移动。这使得能够向第四透镜单元提供在变焦期间控制像差和出瞳位置的功能。
还优选的是，第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离在摄远端比在广角端更大。这使得轴上边缘光线入射到具有负折射力的第四透镜单元的位置更靠近光轴。这有利于校正Petzval像平面。
还优选的是，第四透镜单元在摄远端比在广角端更靠近物侧。具有负折射力，当第四透镜单元在摄远端从它在广角端的位置朝向物侧移动时，它提供缩放倍率的增加。这有利于减少需要第三透镜单元分担的缩放倍率变化。
还优选的是，在从远距离处的物体朝向近距离处的物体的聚焦操作期间，比反射面更靠近像侧的具有负折射力的任何一个透镜单元发生移动。
在根据本发明第二方面的变焦透镜中，可以将第二透镜单元和第四透镜单元设计为用作聚焦透镜单元。
通过将聚焦透镜单元布置为比反射面更靠近像侧，消除了聚焦期间变焦透镜的厚度变化，这有利于使得变焦透镜变薄。
还优选的是，第四透镜单元在从远距离处的物体朝向近距离处的物体的聚焦操作期间朝向像侧移动。
移动第四透镜以进行聚焦比移动第二透镜单元是更优选的，因为可以更容易地提供用于在变焦期间移动透镜单元的空间。
更优选的是，根据本发明第二方面的变焦透镜是四单元变焦透镜，并且在第二透镜单元的像侧表面和第三透镜单元的像侧表面之间提供孔径光阑。
四单元变焦透镜结构有利于实现成本降低，同时用有限数量的透镜单元使得变焦透镜单元的尺寸较小。
在该情况下，如果确定轴上光束的尺寸的孔径光阑布置在第二透镜单元的像侧表面和第三透镜单元的像侧表面之间，则可以令人满意地容易地控制每个透镜单元的尺寸和出瞳的位置。
还优选的是，第二透镜单元由包括负透镜元件和正透镜元件的两个透镜元件组成，第三透镜单元由两个正透镜元件和一个负透镜元件组成，并且第四透镜单元由两个或更少的透镜元件组成。
这通过减少其中集中了正折射力的第三透镜单元的像差和第二透镜单元的色像差而有利于良好的像差平衡，同时使得透镜元件的数量更少。
优选的是，根据本发明第二方面的变焦透镜满足以下条件 2.3＜ft/fw＜6(18) 其中fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距，并且ft是整个变焦透镜系统在摄远端的焦距。
优选的是，未超过条件表达式(18)的下限以使得变焦透镜具有足够的变焦比。
限制变焦透镜的变焦比以使得未超过条件表达式(18)的上限进一步有利于减少尺寸和成本并且保持良好的光学性能，同时防止透镜数量的增加。
优选的是，根据本发明的变焦透镜具有布置在光路中的眩光光阑(flare stop)。
除了孔径光阑还具有眩光光阑使得能够消除可能造成幻像、镜头眩光等的不想要的光。
根据本发明的图像拾取装置装备有根据上述模式中的任何一个的变焦透镜、和布置在其像侧的将变焦透镜形成的光学像转换为电信号的图像拾取元件。
因为根据本发明第二方面的上述变焦透镜当用作图像拾取元件的图像拾取光学系统时有利于实现尺寸减小，所以它有利于减小图像拾取装置的尺寸和重量。
图像拾取装置的示例可以包括数字摄像机、装配有摄像机的蜂窝电话、和装配有摄像机以进行视频通信的笔记本计算机等。
还优选的是，上述图像拾取装置装备有图像转换部，该图像转换部通过图像处理将表示包含变焦透镜造成的失真的图像的电信号转换为其中校正了失真的图像信号。
在该情况下，允许在变焦透镜形成的像中留有失真。这进一步有利于减少变焦透镜的尺寸。
更优选的是，根据本发明的图像拾取装置装备有图像转换部，该图像转换部通过图像处理将包含变焦透镜造成的缩放倍率色像差的电信号转换为其中校正了缩放倍率色像差的图像信号。
在该情况下，允许在变焦透镜形成的像中留有缩放倍率色像差。这例如有利于减少透镜材料的成本和减少透镜的数量。
更优选的是，同时采用上述特征中的两个或更多个。
在变焦透镜具有聚焦功能的情况下，上面给出的条件表达式用于其中变焦透镜聚焦在最远距离的物体上的状态。
[实施方式] 下面，将参考附图详细描述根据本发明的变焦透镜和图像拾取装置的实施方式。然而，应当理解，本发明不限于这些实施方式。
在下面，将描述根据本发明的变焦透镜的第一到第十七实施方式。图1A、1B和1C到17A、17B和17C是根据本发明第一到第十七实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下、分别在广角端(图1A到17A)、在中间焦距状态(图1B到17B)和在摄远端(图1C到17C)的剖面图。在图1A到图17C中，第一透镜单元由G1表示，第二透镜单元由G2表示，孔径光阑由S表示，第三透镜单元由G3表示，第四透镜单元由G4表示，其上涂覆了遮挡或减少红外光的波长范围限制涂层以构成低通滤波器的面平行板由F表示，构成用于电子图像拾取元件的防护玻璃的面平行板由C表示，并且像平面由I表示。防护玻璃C在它的表面上可以涂覆有用于波长范围限制的多层涂层。可以将防护玻璃C设计为具有低通滤波器的功能。
在各个实施方式中，孔径光阑S与第三透镜单元G3整体地移动。下面给出的所有数值数据用于其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物体上的状态。在数值数据中，尺寸以mm(毫米)为单位，角度以度为单位。在所有实施方式中，通过移动最靠近像侧的透镜单元来执行聚焦。换言之，通过将第四透镜单元朝向像侧移动，从而执行从远距离处的物体朝向近距离处的物体的聚焦操作。将针对广角端(WE)、中间焦距状态(ST)和摄远端(TE)给出变焦数据。
如图1A、1B、和1C所示，根据第一实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向物侧的光路偏转棱镜和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜(meniscus lens)组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的光路偏转棱镜的物侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图2A、2B、和2C中所示，根据第二实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向物侧的光路偏转棱镜和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的光路偏转棱镜的物侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图3A、3B、和3C中所示，根据第三实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向物侧的光路偏转棱镜和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由双凸正透镜和凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的光路偏转棱镜的物侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图4A、4B、和4C中所示，根据第四实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向物侧的光路偏转棱镜和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由双凸正透镜和双凹负透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的光路偏转棱镜的物侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的双凹负透镜的物侧表面。
如图5A、5B、和5C中所示，根据第五实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向物侧的光路偏转棱镜和凹面朝向物侧的正凹凸透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的正凹凸透镜和凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的光路偏转棱镜的物侧表面，第一透镜单元G1中的凹面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第二透镜单元G2中的双凹负透镜的像侧表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图6A、6B、和6C中所示，根据第六实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4首先朝向物侧移动并且其后朝向像侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向像侧的平凹负透镜、棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的凹面朝向像侧的平凹负透镜的像侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图7A、7B、和7C中所示，根据第七实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向像侧的平凹负透镜、棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由凸面朝向像侧的负凹凸透镜以及由双凹负透镜和凸面朝向物侧的正凹凸透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜以及由双凸正透镜和凸面朝向像侧的负凹凸透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凸面朝向像侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的凹面朝向像侧的平凹负透镜的像侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的两个表面，和第四透镜单元G4中的凸面朝向像侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图8A、8B、和8C中所示，根据第八实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向像侧的平凹负透镜、棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由凸面朝向像侧的负凹凸透镜以及由双凹负透镜和凸面朝向物侧的正凹凸透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜以及由双凸正透镜和凸面朝向像侧的负凹凸透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凸面朝向像侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的凹面朝向像侧的平凹负透镜的像侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的两个表面，和第四透镜单元G4中的凸面朝向像侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图9A、9B、和9C中所示，根据第九实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由凹面朝向像侧的平凹负透镜、棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜以及由双凸正透镜和凸面朝向像侧的负凹凸透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凸面朝向像侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的凹面朝向像侧的平凹负透镜的像侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的两个表面，和第四透镜单元G4中的凸面朝向像侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图10A、10B、和10C中所示，根据第十实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4沿着朝向物侧凸起的轨迹移动。
第一透镜单元G1由平凹负透镜、在两侧具有平面表面的光路偏转棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下六个表面是非球面第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图11A、11B、和11C所示，根据第十一实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4沿着朝向物侧凸起的轨迹移动。
第一透镜单元G1由平凹负透镜、在两侧具有平面表面的光路偏转棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下六个表面是非球面第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图12A、12B、和12C所示，根据第十二实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4沿着朝向物侧凸起的轨迹移动。
第一透镜单元G1由平凹负透镜、在两侧具有平面表面的光路偏转棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下六个表面是非球面第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图13A、13B、和13C所示，根据第十三实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4朝向物侧移动。
第一透镜单元G1由平凹负透镜、在两侧具有平面表面的光路偏转棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜以及由凸面朝向物侧的负凹凸透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下七个表面是非球面第一透镜单元G1中的平凹负透镜的像侧表面，第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的双凹负透镜的物侧表面。
如图14A、14B、和14C中所示，根据第十四实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端的变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4沿着朝向物侧凸起的轨迹移动。
第一透镜单元G1由平凹负透镜、在两侧具有平面表面的光路偏转棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下六个表面是非球面第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的双凸正透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图15A、15B、和15C所示，根据第十五实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4沿着朝向物侧凸起的轨迹移动。
第一透镜单元G1由平凹负透镜、凸面朝向像侧的棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和凸面朝向物侧的正凹凸透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下六个表面是非球面第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图16A、16B、和16C所示，根据第十六实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4沿着朝向物侧凸起的轨迹移动。
第一透镜单元G1由平凹负透镜、在两侧具有凸面的棱镜、和双凸正透镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和凸面朝向物侧的正凹凸透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凹面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下六个表面是非球面第一透镜单元G1中的双凸正透镜的两个表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凹面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
如图17A、17B、和17C所示，根据第十七实施方式的变焦透镜按从物侧起的顺序包括具有负折射力的第一透镜单元G1、具有负折射力的第二透镜单元G2、孔径光阑S、具有正折射力的第三透镜单元G3、和具有负折射力的第四透镜单元G4。
在从广角端到摄远端变焦期间，第一透镜单元G1保持固定，第二透镜单元G2沿着朝向像侧凸起的轨迹移动，第三透镜单元G3朝向物侧移动，并且第四透镜单元G4沿着朝向物侧凸起的轨迹移动。
第一透镜单元G1由平凹负透镜和在两侧具有凸面的棱镜组成。第二透镜单元G2由双凹负透镜和双凸正透镜组成的接合透镜组成。第三透镜单元G3由凸面朝向物侧的正凹凸透镜、凸面朝向物侧的负凹凸透镜、和凸面朝向物侧的正凹凸透镜组成的接合透镜组成。第四透镜单元G4由凸面朝向物侧的负凹凸透镜组成。每个透镜单元G1、G2、G3、G4中的所有透镜元件从物侧起按上述顺序布置。
以下五个表面是非球面第一透镜单元G1中的在两侧具有凸面的棱镜的像侧表面，第二透镜单元G2中的双凸正透镜的像侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的物侧表面，第三透镜单元G3中的凸面朝向物侧的正凹凸透镜的像侧表面，和第四透镜单元G4中的凸面朝向物侧的负凹凸透镜的物侧表面。
示例1 单位mm 表面数据 表面号r d nd vd 1*-9.669 7.201.8830040.76 2 ∞ 0.20 3*12.688 1.501.8061040.92 4*-462.757可变 5 -10.258 0.801.8830040.76 6 14.005 1.541.8211424.06 7*-34.185 可变 8(S) ∞ -0.50 9*4.980 2.301.5831359.38 1022.870 0.581.8466623.78 117.514 2.501.5920167.02 12* -75.687 可变 13* -9.866 1.001.5254255.78 14-18.904可变 15∞ 0.501.5399659.45 16∞ 0.27 17∞ 0.501.5163364.14 18∞ 0.23 像平面(光接收表面) 非球面数据 第一表面 K＝-6.995，A4＝8.86364e-05，A6＝-1.36794e-06，A8＝9.48088e-08，A10＝-1.27868e-09 第三表面 K＝0.000，A4＝-8.08906e-04，A6＝4.52266e-07，A8＝-1.05791e-06 第四表面 K＝13073.884，A4＝-1.96823e-04，A6＝-1.48392e-05，A8＝-5.72156e-07，A10＝4.81467e-09 第七表面 K＝0.000，A4＝-1.20746e-04，A6＝5.92893e-06，A8＝-2.74132e-07，A10＝1.07999e-08 第九表面 K＝0.000，A4＝-2.41925e-04，A6＝4.71805e-06，A8＝3.96700e-08 第十二表面 K＝0.000，A4＝1.81119e-03，A6＝8.41610e-05，A8＝3.96164e-07，A10＝7.96156e-07 第十三表面 K＝-11.682，A4＝-1.68789e-03，A6＝5.61511e-05，A8＝-4.53373e-07，A10＝-1.35706e-07 变焦数据 WE STTE IH 3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.90 18.61 Fno. 3.31 4.32 6.00 2ω(°)66.8837.47 22.04 BF 5.95 10.45 17.51 总长度 41.4641.46 41.46 d4 0.60 3.37 0.60 d7 12.575.68 1.50 d125.22 4.84 4.72 d144.79 9.29 16.35 单元焦距 f1＝-487.12 f2＝-15.65 f3＝9.54 f4＝-40.83 示例2 单位mm 表面数据 表面号 r d nd vd 1* -10.0607.201.88300 40.76 2 ∞ 0.20 3* 21.209 1.501.80610 40.92 4* -31.550可变 5 -11.0160.801.88300 40.76 6 13.255 1.541.82114 24.06 7* -39.143可变 8(S) ∞ -0.50 9* 4.970 2.301.58313 59.38 10 22.888 0.581.84666 23.78 11 7.309 2.501.5920167.02 12*-200.331可变 13*-7.210 1.001.4970081.54 14 -11.462 可变 15 ∞ 0.401.5163364.14 16 ∞ 0.35 像平面(光接收表面) 非球面数据 第一表面 K＝-5.778，A4＝1.53140e-04，A6＝-1.85187e-06，A8＝8.77509e-08，A10＝-1.31368e-09 第三表面 K＝0.000，A4＝-1.04142e-03，A6＝-2.26093e-05，A8＝-1.10204e-06 第四表面 K＝0.000，A4＝-5.76267e-04，A6＝-2.99028e-05，A8＝-4.64492e-07，A10＝9.30735e-09 第七表面 K＝0.000，A4＝-9.75685e-05，A6＝5.99005e-06，A8＝-5.52928e-07，A10＝2.30371e-08 第九表面 K＝0.000，A4＝-2.12306e-04，A6＝1.61498e-06，A8＝1.84162e-07 第十二表面 K＝0.000，A4＝1.97988e-03，A6＝3.82461e-05，A8＝1.14127e-05 第十三表面 K＝-6.478，A4＝-2.11125e-03，A6＝9.00702e-05，A8＝-3.77657e-06，A10＝7.39411e-08 变焦数据 WE ST TE IH3.603.60 3.60 焦距 6.4610.9018.61 FNO. 3.224.26 6.00 2ω(°) 66.79 37.6722.10 BF1.526.69 14.32 总长度40.75 40.7540.75 d40.603.29 0.60 d712.14 5.60 1.50 d12 9.388.05 7.22 d14 0.906.08 13.70 单元焦距 f1＝-1001.62 f2＝-16.19 f3＝9.88 f4＝-42.42 示例3 单位mm 表面数据 表面号 r d ndvd 1* -10.6667.201.88300 40.76 2∞ 0.20 3* 42.875 1.501.80610 40.92 4* -19.626可变 5-10.5160.801.88300 40.76 613.808 1.541.82114 24.06 7* -33.671可变 8(S) ∞ -0.50 9* 5.114 2.301.58313 59.38 10 23.448 0.581.84666 23.78 11 7.427 2.501.5920167.02 12*-100.639 可变 13 59.530 1.001.4970081.54 14 -56.3570.70 15*-9.457 1.201.4970081.54 16 -54.366可变 17 ∞ 0.401.5163364.14 18 ∞ 0.32 像平面(光接收表面) 非球面数据 第一表面 K＝-5.642，A4＝1.74468e-04，A6＝-9.25278e-07，A8＝3.88088e-08，A10＝-7.40724e-10 第三表面 K＝0.000，A4＝-1.27036e-03，A6＝-3.11260e-05，A8＝-8.83439e-07 第四表面 K＝0.000，A4＝-8.02474e-04，A6＝-3.16970e-05，A8＝-9.15728e-08，A10＝1.44356e-09 第七表面 K＝0.000，A4＝-8.79701e-05，A6＝1.93385e-06，A8＝-2.39948e-07，A10＝1.33126e-08 第九表面 K＝0.000，A4＝-1.80618e-04，A6＝4.46534e-07，A8＝3.40266e-07 第十二表面 K＝0.000，A4＝1.77865e-03，A6＝3.53295e-05，A8＝8.80257e-06 第十五表面 K＝-11.971，A4＝-1.77410e-03，A6＝9.02388e-05，A8＝-4.31984e-06，A10＝9.59109e-08 变焦数据 WE STTE IH 3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.90 18.61 FNO. 3.18 4.24 6.00 2ω(°)66.7437.66 22.10 BF 1.62 6.90 14.52 总长度 41.0841.08 41.08 d4 0.60 3.23 0.60 d7 11.825.51 1.50 d128.02 6.42 5.44 D161.03 6.31 13.93 单元焦距 f1＝-1000.03 f2＝-16.25 f3＝10.01 f4＝-39.56 示例4 单位mm 表面数据 表面号r d nd vd 1*-11.1157.401.9036631.32 2 ∞ 0.40 3*128.0341.501.7552027.51 4*-17.211可变 5 -10.2440.801.8830040.76 6 18.146 1.541.8211424.06 7*-26.128可变 8(S) ∞ -0.50 9* 5.441 2.301.58313 59.38 10 35.7220.581.84666 23.78 11 8.821 2.501.59201 67.02 12* -84.061 可变 13 74.3301.601.49700 81.54 14 -9.8000.70 15* -6.8000.601.53996 59.46 16 1315.793 可变 17 ∞0.861.53996 59.45 18 ∞0.27 19 ∞0.501.51633 64.14 20 ∞0.36 像平面(光接收表面) 非球面数据 第一表面 K＝-6.463，A4＝1.14372e-04，A6＝1.27139e-06，A8＝7.72338e-09，A10＝-5.79803e-10 第三表面 K＝0.000，A4＝-1.56736e-03，A6＝-3.43864e-05，A8＝-1.16280e-06 第四表面 K＝0.000，A4＝-1.05374e-03，A6＝-3.06515e-05，A8＝-2.23376e-07，A10＝3.46638e-09 第七表面 K＝0.000，A4＝-5.65781e-05，A6＝5.12392e-07，A8＝-1.28807e-07，A10＝9.30988e-09 第九表面 K＝0.000，A4＝-1.19217e-04，A6＝9.45301e-07，A8＝3.71159e-07 第十二表面 K＝0.000，A4＝1.46563e-03，A6＝2.40652e-05，A8＝5.48591e-06 第十五表面 K＝-7.143，A4＝-2.70642e-03，A6＝1.40791e-04，A8＝-7.41075e-06，A10＝1.86143e-07 变焦数据 WE ST TE IH3.603.603.60 焦距 6.4610.90 18.61 FNO. 3.244.326.00 2ω(°) 66.83 37.78 22.13 BF4.429.8517.19 总长度43.13 43.13 43.13 d40.603.430.60 d712.51 5.511.50 d12 6.184.924.41 d16 2.908.3315.67 单元焦距 f1＝-87.54 f2＝-18.26 f3＝10.55 f4＝-52.58 示例5 单位mm 表面数据 表面号r d ndvd 1*-11.5837.401.90366 31.32 2 ∞ 0.40 3*-436.681 1.501.75520 27.51 4*-14.913可变 5 -10.2440.801.8830040.76 6 20.030 1.541.8211424.06 7* -25.471可变 8(S) ∞ -0.50 9* 5.440 2.301.5831359.38 10 36.600 0.581.8466623.78 11 8.535 2.501.5920167.02 12*-34.209可变 13 -61.8401.601.4970081.54 14 -16.4110.70 15*-7.459 0.601.5399659.46 16 -58.332可变 17 ∞ 0.401.5163364.14 18 ∞ 0.34 像平面(光接收表面) 非球面数据 第一表面 K＝-7.120，A4＝6.91729e-05，A6＝3.81177e-07，A8＝8.49052e-08，A10＝-1.93952e-09 第三表面 K＝0.000，A4＝-1.64212e-03，A6＝-3.39862e-05，A8＝-1.11973e-06 第四表面 K＝0.000，A4＝-1.12011e-03，A6＝-2.95328e-05，A8＝-4.30068e-08，A10＝-3.29865e-09 第七表面 K＝0.000，A4＝-5.13040e-05，A6＝-1.65894e-06，A8＝1.31797e-08，A10＝8.57360e-09 第九表面 K＝0.000，A4＝-1.71801e-04，A6＝-7.56342e-07，A8＝5.13068e-07 第十二表面 K＝0.000，A4＝1.37457e-03，A6＝1.95338e-05，A8＝5.13111e-06 第十五表面 K＝-8.443，A4＝-2.51401e-03，A6＝1.13928e-04，A8＝-4.62845e-06，A10＝5.61581e-09 变焦数据 WE ST TE IH3.603.603.60 焦距 6.4610.90 18.61 FNO. 3.094.236.00 2ω(°) 66.63 37.64 22.07 BF2.046.9914.02 总长度41.13 41.13 41.13 d40.603.140.60 d711.48 5.261.50 d12 7.606.325.59 d16 1.436.3813.42 单元焦距 f1＝-107.88 f2＝-18.68 f3＝9.93 f4＝-25.00 示例6 单位mm 表面数据 表面号r d ndvd 1 ∞ 0.701.85135 40.10 2*8.726 1.27 3 ∞ 6.10 1.88300 40.76 4 ∞ 0.20 5* 39.249 1.50 1.80139 45.45 6* -20.113 可变 7 -14.379 0.80 1.88300 40.76 8 10.498 1.54 1.82114 24.06 9* -115.856可变 10(S) ∞ -0.50 11* 5.585 2.30 1.58313 59.38 12 6.528 0.60 1.84666 23.78 13 4.297 2.50 1.59201 67.02 14* -231.788可变 15* -37.172 1.00 1.52542 55.78 16 -3936.644 可变 17 ∞ 0.50 1.53996 59.45 18 ∞ 0.27 19 ∞ 0.50 1.51633 64.14 20 ∞ 0.24 像平面(光接收表面) 非球面数据 第二表面 K＝-0.322，A4＝5.65948e-05，A6＝4.01499e-06，A8＝-2.16394e-07，A10＝4.03005e-09 第五表面 K＝0.000，A4＝-2.48024e-04，A6＝-7.10601e-06，A8＝-1.45377e-06 第六表面 K＝20.718，A4＝-4.65244e-05，A6＝1.26188e-05，A8＝-2.70762e-06，A10＝1.11238e-07 第九表面 K＝0.000，A4＝5.80216e-06，A6＝3.86474e-08，A8＝1.43464e-08，A10＝1.16997e-09 第十一表面 K＝0.000，A4＝-6.65874e-05，A6＝5.13875e-06，A8＝-4.60090e-08 第十四表面 K＝0.000，A4＝1.23863e-03，A6＝2.47834e-05，A8＝5.00000e-06 第十五表面 K＝0.000，A4＝-1.14790e-04，A6＝3.62905e-05，A8＝-4.29689e-06，A10＝1.89880e-07 变焦数据 WE ST TE IH3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.9018.61 FNO. 3.45 4.46 6.00 2ω(°) 66.9437.8122.05 BF10.1613.5112.85 总长度46.6446.6446.64 d60.40 3.35 1.58 d914.416.73 1.80 d14 3.66 5.05 12.41 d16 8.99 12.3511.69 单元焦距 f1＝-135.45 f2＝-16.73 f3＝10.78 f4＝-71.43 示例7 单位mm 表面数据 表面号 r d nd vd 1∞0.701.90366 31.32 2* 9.474 1.30 3∞6.101.88300 40.80 4∞0.20 5* 214.997 1.371.80139 45.45 6* -15.441 可变 7-14.080 0.701.89800 34.01 8-23.787 0.30 9-46.122 0.701.88300 40.76 10 7.919 1.541.82114 24.06 11* 730.111 可变 12(S)∞-0.50 13* 6.342 2.341.88300 40.80 14* 8.000 1.00 15 16.9892.661.60738 56.81 16 -5.0760.601.92286 20.88 17 -10.130 可变 18* -4.8722.001.49700 81.54 19 -7.000可变 20 ∞0.401.51633 64.14 21 ∞0.35 像平面(光接收表面) 非球面数据 第二表面 K＝0.235，A4＝1.93221e-04，A6＝3.57769e-06，A8＝3.77560e-07，A10＝-1.36353e-08 第五表面 K＝0.000，A4＝4.74769e-04，A6＝4.43554e-07，A8＝9.55336e-07 第六表面 K＝0.000，A4＝3.03478e-04，A6＝-5.80636e-06，A8＝1.15211e-06 第十一表面 K＝0.000，A4＝-8.91666e-05，A6＝1.03333e-05，A8＝-8.97361e-07，A10＝3.17188e-08 第十三表面 K＝0.000，A4＝2.27107e-04，A6＝2.64978e-06，A8＝8.96538e-07 第十四表面 K＝0.000，A4＝9.16289e-04，A6＝2.65625e-06，A8＝3.86325e-06，A10＝3.51954e-09 第十八表面 K＝0.000，A4＝3.14352e-04，A6＝-1.45033e-05，A8＝4.52807e-06，A10＝-2.48295e-07 变焦数据 WE STTE IH 3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.90 18.70 FNO. 3.42 4.41 6.00 2ω(°)68.4638.40 22.14 BF 1.76 6.04 12.38 总长度 45.7845.78 45.78 d6 0.40 3.46 0.50 d1112.744.99 0.60 d179.88 10.29 11.30 d191.15 5.43 11.76 单元焦距 f1＝-90.35 f2＝-18.42 f3＝10.67 f4＝-46.86 示例8 单位mm 表面数据 表面号 r d nd vd 1 ∞0.70 1.9036631.32 2* 9.319 1.30 3 ∞6.10 1.8830040.80 4 ∞0.20 5* 76.8331.37 1.8013945.45 6* -19.455 可变 7 -13.947 0.70 1.8980034.01 8 -23.872 0.30 9 -61.238 0.70 1.8830040.76 10 7.884 1.54 1.8211424.06 11*1064.449 可变 12(S) ∞-0.50 13*6.337 2.34 1.8830040.80 14*8.032 1.00 15 16.3582.66 1.6073856.81 16 -5.0760.60 1.9228620.88 17 -10.232 可变 18*-4.8113.00 1.4970081.54 19 -7.000可变 20 ∞0.501.51633 64.14 21 ∞0.36 像平面(光接收表面) 非球面数据 第二表面 K＝-0.130，A4＝1.49423e-04，A6＝3.98047e-06，A8＝2.85983e-07，A10＝-1.22151e-08 第五表面 K＝0.000，A4＝4.31902e-04，A6＝1.03352e-06，A8＝6.40435e-07 第六表面 K＝0.000，A4＝3.01985e-04，A6＝-5.22165e-06，A8＝8.38311e-07 第十一表面 K＝0.000，A4＝-9.15326e-05，A6＝1.09818e-05，A8＝-8.91733e-07，A10＝3.13179e-08 第十三表面 K＝0.000，A4＝2.19372e-04，A6＝2.60634e-06，A8＝8.86538e-07 第十四表面 K＝0.000，A4＝9.02367e-04，A6＝5.48721e-07，A8＝3.95804e-06，A10＝-2.56278e-09 第十八表面 K＝0.000，A4＝1.39268e-04，A6＝-8.05906e-06，A8＝2.76445e-06，A10＝-1.57684e-07 变焦数据 WE ST TE IH 3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.9018.70 FNO. 3.49 4.49 6.00 2ω(°)67.8538.2222.08 BF 1.68 6.42 12.58 总长度 46.7146.7146.71 d6 0.403.580.50 d1113.39 5.050.61 d179.249.6611.01 d190.995.7311.89 单元焦距 f1＝-52.45 f2＝-20.08 f3＝10.58 f4＝-56.78 示例9 单位mm 表面数据 表面号 r dnd vd 1 ∞ 0.70 1.90366 31.32 2* 9.671 1.30 3 ∞ 6.10 1.88300 40.80 4 ∞ 0.20 5* 49.879 1.50 1.80139 45.45 6* -19.966可变 7 -17.9510.80 1.88300 40.76 8 8.378 1.54 1.82114 24.06 9* -305.609 可变 10(S) ∞ -0.50 11*6.506 2.30 1.88300 40.80 12*8.000 1.00 13 16.763 2.50 1.60738 56.81 14 -5.076 0.60 1.92286 20.88 15 -9.625 可变 16*-4.863 1.00 1.49700 81.54 17 -7.000 可变 18 ∞ 0.501.53996 59.45 19 ∞ 0.27 20 ∞ 0.401.51633 64.14 21 ∞ 0.31 像平面(光接收表面) 非球面数据 第二表面 K＝0.024，A4＝1.70072e-04，A6＝5.04323e-06，A8＝1.47597e-07，A10＝-1.76747e-09 第五表面 K＝0.000，A4＝3.90268e-04，A6＝-9.13537e-06，A8＝1.67246e-06 第六表面 K＝0.000，A4＝2.39852e-04，A6＝-1.57725e-05，A8＝1.97072e-06 第九表面 K＝0.000，A4＝-6.51307e-05，A6＝1.28635e-05，A8＝-1.34323e-06，A10＝5.12631e-08 第十一表面 K＝0.000，A4＝1.41690e-04，A6＝2.43034e-06，A8＝6.60052e-07 第十二表面 K＝0.000，A4＝7.51383e-04，A6＝-4.90855e-06，A8＝3.96495e-06，A10＝-8.30497e-08 第十六表面 K＝0.000，A4＝3.49376e-04，A6＝3.80029e-07，A8＝1.98719e-06，A10＝-5.63213e-08 变焦数据 WE ST TE IH3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.9018.70 FNO. 3.37 4.36 6.00 2ω(°)68.0538.2522.11 BF 2.18 5.90 12.14 总长度 44.1144.1144.11 d6 0.40 3.6 60.99 d9 12.294.78 0.60 d1510.2010.7311.34 d171.01 4.73 10.97 单元焦距 f1＝-100.00 f2＝-18.57 f3＝10.61 f4＝-37.94 示例10 单位mm 表面数据 表面号 r d nd vd 1 ∞ 0.70 1.88300 40.76 2 9.353 1.18 3 ∞ 6.50 1.88300 40.76 4 ∞ 0.20 5* 54.585 1.50 1.80610 40.92 6* -21.467 可变 7 -15.367 0.80 1.88300 40.76 8 11.186 1.54 1.82114 24.06 9* -108.680可变 10(S) ∞ -0.50 11*5.595 2.30 1.58313 59.38 12 8.264 0.60 1.84666 23.78 13 4.944 2.50 1.5920167.02 14*-285.753 可变 15*-13.8341.00 1.5254255.78 16 -18.397可变 17 ∞ 0.50 1.5399659.45 18 ∞ 0.27 19 ∞ 0.50 1.5163364.14 20 ∞ 0.24 像平面(光接收表面) 非球面数据 第五表面 K＝0.000，A4＝-1.95494e-04，A6＝-2.35465e-05，A8＝-5.44605e-07 第六表面 K＝24.418，A4＝4.24267e-05，A6＝-7.20819e-06，A8＝-1.31597e-06，A10＝9.20504e-08 第九表面 K＝0.000，A4＝-3.04196e-05，A6＝8.34662e-06，A8＝-8.84818e-07，A10＝3.58403e-08 第十一表面 K＝0.000，A4＝-7.59773e-05，A6＝7.56590e-06，A8＝-1.00701e-07 第十四表面 K＝0.000，A4＝1.28869e-03，A6＝3.25747e-05，A8＝5.00000e-06 第十五表面 K＝0.000，A4＝-1.76067e-04，A6＝6.45703e-05，A8＝-8.47416e-06，A10＝4.24595e-07 变焦数据 WE STTE IH 3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.90 18.61 FNO. 3.43 4.45 6.00 2ω(°)67.05 37.90 22.11 BF 9.06 11.14 10.66 总长度 46.84 46.844 6.84 d6 0.40 3.35 0.50 d9 14.02 6.17 1.80 d145.04 7.86 15.56 d167.90 9.97 9.50 单元焦距 f1＝-62.73 f2＝-18.19 f3＝10.97 f4＝-114.82 示例11 单位mm 表面数据 表面号r d nd vd 1 ∞ 0.701.88300 40.76 2 9.112 1.21 3 ∞ 6.101.88300 40.76 4 ∞ 0.20 5*43.613 1.501.80610 40.92 6*-20.721可变 7 -14.3280.801.88300 40.76 8 12.319 1.541.82114 24.06 9*-94.067可变 10(S) ∞ -0.50 11* 5.609 2.301.58313 59.38 12 6.847 0.601.8466623.78 13 4.464 2.501.5920167.02 14*-248.323 可变 15*-37.1471.001.5254255.78 16 -3936.644 可变 17 ∞ 0.501.5399659.45 18 ∞ 0.27 19 ∞ 0.501.5163364.14 20 ∞ 0.24 像平面(光接收表面) 非球面数据 第五表面 K＝0.000，A4＝-2.15101e-04，A6＝-1.73342e-05，A8＝-7.70234e-07 第六表面 K＝22.501，A4＝-9.99274e-06，A6＝4.36337e-06，A8＝-2.12295e-06，A10＝1.12329e-07 第九表面 K＝0.000，A4＝4.41280e-06，A6＝1.64793e-06，A8＝-1.68116e-07，A10＝8.31726e-09 第十一表面 K＝0.000，A4＝-6.97115e-05，A6＝5.91045e-06，A8＝-5.27998e-08 第十四表面 K＝0.000，A4＝1.24098e-03，A6＝2.63151e-05，A8＝5.00000e-06 第十五表面 K＝0.000，A4＝-1.48264e-04，A6＝4.56530e-05，A8＝-5.99304e-06，A10＝2.96418e-07 变焦数据 WE STTE IH3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.93 18.61 FNO. 3.45 4.48 6.00 2ω(°) 66.9937.70 22.05 BF10.1613.23 12.25 总长度46.8146.81 46.81 d60.40 3.50 1.68 d914.566.66 1.80 d14 3.74 5.46 13.13 d16 9.00 12.07 11.08 单元焦距 f1＝-87.91 f2＝-17.44 f3＝10.83 f4＝-71.38 示例12 单位mm 表面数据 表面号r d nd vd 1 ∞ 0.701.8830040.76 2 9.032 1.22 3 ∞ 6.101.8830040.76 4 ∞ 0.20 5*41.629 1.501.8013945.45 6*-19.789可变 7 -14.2240.801.8830040.76 8 11.048 1.541.8211424.06 9*-98.307可变 10(S) ∞ -0.50 11*5.593 2.301.58313 59.38 12 6.682 0.601.84666 23.78 13 4.377 2.501.59201 67.02 14*-301.863 可变 15*-36.8961.001.52542 55.78 16 -3936.644 可变 17 ∞ 0.501.53996 59.45 18 ∞ 0.27 19 ∞ 0.501.51633 64.14 20 ∞ 0.23 像平面(光接收表面) 非球面数据 第五表面 K＝0.000，A4＝-2.51545e-04，A6＝-1.39542e-05，A8＝-1.03098e-06 第六表面 K＝20.180，A4＝-3.60247e-05，A6＝8.08672e-06，A8＝-2.36692e-06，A10＝1.12404e-07 第九表面 K＝0.000，A4＝4.00371e-06，A6＝4.88468e-07，A8＝-7.59255e-08，A10＝5.60939e-09 第十一表面 K＝0.000，A4＝-6.71385e-05，A6＝5.65756e-06，A8＝-5.44207e-08 第十四表面 K＝0.000，A4＝1.24426e-03，A6＝2.67466e-05，A8＝5.00000e-06 第十五表面 K＝0.000，A4＝-1.29666e-04，A6＝3.85564e-05，A8＝-4.52432e-06，A10＝1.98277e-07 变焦数据 WE ST TE IH 3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.9018.61 FNO. 3.46 4.47 6.00 2ω(°)66.9837.7822.05 BF 10.1613.2412.43 总长度 46.8446.8446.84 d6 0.40 3.54 1.81 d9 14.626.77 1.80 d143.70 5.34 12.85 d169.01 12.0811.27 单元焦距 f1＝-118.68 f2＝-17.02 f3＝10.84 f4＝-70.89 示例13 单位mm 表面数据 表面号r d ndvd 1 ∞ 0.701.85135 40.10 2*7.333 1.52 3 ∞ 6.101.88300 40.76 4 ∞ 0.20 5*39.616 1.501.80139 45.45 6*-20.144 可变 7 -20.151 0.801.88300 40.76 8 11.329 1.541.82114 24.06 9*-275.016可变 10(S) ∞ -0.50 11*5.454 2.301.5831359.38 12 6.541 0.30 13 6.669 0.601.8466623.78 14 4.423 2.501.5920167.02 15*-125.446可变 16*-14.975 1.001.5673242.82 17 264.294 1.501.4970081.54 18 -19.957 可变 19 ∞ 0.501.5399659.45 20 ∞ 0.30 21 ∞ 0.501.5163364.14 22 ∞ 0.36 像平面(光接收表面) 非球面数据 第二表面 K＝-0.043，A4＝1.17983e-04，A6＝6.55920e-06，A8＝-4.98744e-07，A10＝1.30306e-08 第五表面 K＝0.000，A4＝-1.66741e-04，A6＝-1.72272e-06，A8＝-1.85162e-06 第六表面 K＝17.698，A4＝-1.04265e-04，A6＝9.53257e-06，A8＝-2.47236e-06，A10＝6.91668e-08 第九表面 K＝0.000，A4＝4.52346e-05，A6＝4.42125e-07，A8＝1.29363e-07，A10＝-1.01530e-08 第十一表面 K＝0.000，A4＝-8.78437e-05，A6＝2.23735e-06，A8＝-4.95027e-08 第十五表面 K＝0.000，A4＝1.32099e-03，A6＝2.73111e-05，A8＝5.00000e-06 第十六表面 K＝0.000，A4＝9.50164e-05，A6＝4.56970e-06，A8＝1.09110e-06，A10＝-6.15435e-08 变焦数据 WE ST TE IH 3.60 3.60 3.60 焦距 6.25 11.1014.40 FNO. 3.93 5.22 6.00 2ω(°)69.5937.3428.64 BF 9.26 15.7217.66 总长度 45.9245.9245.92 d6 0.40 3.28 2.66 d9 13.074.35 1.83 d153.13 2.50 3.72 d187.95 14.4016.34 单元焦距 f1＝-53.35 f2＝-21.64 f3＝10.51 f4＝-85.47 示例14 单位mm 表面数据 表面号rd nd vd 1 ∞ 0.701.8830040.76 2 9.3441.18 3 ∞ 6.501.8830040.76 4 ∞0.20 5* 50.7141.501.80610 40.92 6* -21.604 可变 7 -15.086 0.801.88300 40.76 8 11.2461.541.82114 24.06 9* -107.602 可变 10(S) ∞-0.50 11* 5.589 2.301.58313 59.38 12 8.235 0.601.84666 23.78 13 4.936 2.501.59201 67.02 14* -321.369 可变 15* -15.870 1.001.52542 55.78 16 -22.081 可变 17 ∞0.501.53996 59.45 18 ∞0.30 19 ∞0.501.51633 64.14 20 ∞0.36 像平面(光接收表面) 非球面数据 第五表面 K＝0.000，A4＝-1.52267e-04，A6＝-2.41321e-05，A8＝-5.09857e-07 第六表面 K＝25.185，A4＝7.80396e-05，A6＝-4.41609e-06，A8＝-1.67386e-06，A10＝1.09764e-07 第九表面 K＝0.000，A4＝-2.27094e-05，A6＝4.97956e-06，A8＝-5.13970e-07，A10＝2.18806e-08 第十一表面 K＝0.000，A4＝-7.48440e-05，A6＝7.22007e-06，A8＝-8.53979e-08 第十四表面 K＝0.000，A4＝1.29550e-03，A6＝3.33359e-05，A8＝5.00000e-06 第十五表面 K＝0.000，A4＝-1.82701e-04，A6＝6.99789e-05，A8＝-9.58644e-06，A10＝4.94067e-07 变焦数据 WE STTE IH3.60 3.60 3.60 焦距 6.46 10.90 18.61 FNO. 3.44 4.45 6.00 2ω(°) 67.0637.89 22.12 BF9.22 10.96 10.15 总长度46.8346.83 46.83 d60.40 3.37 0.50 d914.016.19 1.80 d14 4.88 7.99 16.06 d16 7.90 9.64 8.84 单元焦距 f1＝-67.73 f2＝-17.88 f3＝10.97 f4＝-113.70 示例15 单位mm 表面数据 表面号 r d nd vd 1∞ 0.70 1.88300 40.76 29.152 1.21 3 ∞ 6.50 1.8830040.76 4 -1000.0000.20 5* 51.283 1.50 1.8061040.92 6* -21.625 可变 7 -15.169 0.80 1.8830040.76 8 11.431 1.54 1.8211424.06 9* -89.018 可变 10(S) ∞ -0.50 11*5.6302.30 1.5831359.38 12 7.6890.60 1.8466623.78 13 4.7172.50 1.5920167.02 14*562.504 可变 15*-7.272 1.00 1.5254255.78 16 -7.839 可变 17 ∞ 0.50 1.5399659.45 18 ∞ 0.27 19 ∞ 0.50 1.5163364.14 20 ∞ 0.36 像平面(光接收表面) 非球面数据 第五表面 K＝0.000，A4＝-1.77490e-04，A6＝-1.55278e-05，A8＝-6.83985e-07 第六表面 K＝23.898，A4＝4.73950e-05，A6＝-1.10132e-06，A8＝-1.38050e-06，A10＝7.82556e-08 第九表面 K＝0.000，A4＝-2.27353e-05，A6＝5.04715e-06，A8＝-4.74407e-07，A10＝1.83306e-08 第十一表面 K＝0.000，A4＝-3.96094e-05，A6＝5.49406e-06，A8＝-1.74382e-08 第十四表面 K＝0.000，A4＝1.28142e-03，A6＝2.91554e-05，A8＝5.00000e-06 第十五表面 K＝0.000，A4＝-1.21219e-04，A6＝4.28440e-05，A8＝-4.23539e-06，A10＝1.57593e-07 变焦数据 WE ST TE IH 3.603.603.60 焦距 6.4610.90 18.61 FNO. 3.434.436.00 2ω(°)67.05 37.95 22.19 BF 9.1911.29 7.14 总长度 47.62 47.62 47.62 d6 0.403.400.50 d9 14.32 6.231.80 d145.378.3519.83 d167.9010.01 5.85 单元焦距 f1＝-66.07 f2＝-18.58 f3＝11.30 f4＝-485.54 示例16 单位mm 表面数据 表面号r d ndvd 1 ∞0.701.88300 40.76 2 8.928 1.23 3 986.240 6.501.8830040.76 4 -501.230 0.20 5* 45.4591.501.8061040.92 6* -21.131 可变 7 -15.577 0.801.8830040.76 8 11.1571.541.8211424.06 9* -139.139 可变 10(S) ∞-0.50 11*5.644 2.301.5831359.38 12 7.012 0.601.8466623.78 13 4.460 2.501.5920167.02 14*344.818 可变 15*-6.2641.001.4970081.54 16 -6.615可变 17 ∞0.501.5399659.45 18 ∞0.27 19 ∞0.501.5163364.14 20 ∞0.36 像平面(光接收表面) 非球面数据 第五表面 K＝0.000，A4＝-2.27230e-04，A6＝-9.75416e-06，A8＝-1.01440e-06 第六表面 K＝22.009，A4＝-1.79552e-05，A6＝5.75292e-06，A8＝-1.82073e-06，A10＝7.77447e-08 第九表面 K＝0.000，A4＝-1.30102e-05，A6＝2.52036e-06，A8＝-2.38120e-07，A10＝1.01733e-08 第十一表面 K＝0.000，A4＝-2.76435e-05，A6＝4.56133e-06，A8＝2.14489e-09 第十四表面 K＝0.000，A4＝1.25753e-03，A6＝2.46703e-05，A8＝5.00000e-06 第十五表面 K＝0.000，A4＝-1.36063e-04，A6＝4.16360e-05，A8＝-4.11322e-06，A10＝1.57461e-07 变焦数据 WE ST TE IH 3.603.603.60 焦距 6.4610.90 18.61 FNO. 3.424.406.00 2ω(°)67.03 37.94 22.22 BF 9.1911.47 6.78 总长度 47.66 47.66 47.66 d6 0.403.390.50 d9 14.32 6.281.80 d145.388.1520.21 d167.9010.18 5.49 单元焦距 f1＝-95.11 f2＝-17.85 f3＝11.35 f4＝-4387.93 示例17 单位mm 表面数据 表面号rdndvd 1 ∞0.701.8830040.76 2 10.2281.05 3 986.240 7.001.8061040.92 4*-17.915 可变 5 -9.3760.801.8830040.76 6 20.7811.541.8211424.06 7*-21.134 可变 8(S) ∞-0.50 9*5.412 2.301.5831359.38 105.389 0.601.8466623.78 113.756 2.501.5920167.02 12* 87.014可变 13* 12.8041.001.4970081.54 149.922 可变 15∞0.501.5399659.45 16∞0.27 17∞0.501.5163364.14 18∞0.36 像平面(光接收表面) 非球面数据 第四表面 K＝14.923，A4＝1.86211e-04，A6＝1.49944e-05，A8＝-3.76324e-07，A10＝4.00000e-08 第七表面 K＝0.000，A4＝5.37991e-06，A6＝-6.59192e-07，A8＝-1.89552e-07，A10＝1.53746e-08 第九表面 K＝0.000，A4＝-7.44715e-05，A6＝2.68948e-06，A8＝-9.27734e-08 第十二表面 K＝0.000，A4＝1.30124e-03，A6＝2.46588e-05，A8＝5.00000e-06 第十三表面 K＝0.000，A4＝-2.17005e-04，A6＝4.46579e-05，A8＝-4.36178e-06，A10＝1.65618e-07 变焦数据 WE ST TE IH 3.603.60 3.60 焦距 6.3510.8918.61 FNO. 3.434.54 6.00 2ω(°)67.95 37.3522.03 BF 9.1812.065.84 总长度 45.10 45.1045.10 D4 0.403.50 0.50 D7 14.55 6.36 1.80 D123.986.19 19.97 D147.9010.774.55 单元焦距 f1＝-46.58 f2＝-18.63 f3＝11.03 f4＝-100.22 图18A到34C是根据第一到第十七实施方式的变焦透镜在其中变焦透镜聚焦在无穷远处的物点上的状态下的像差图。这些像差图示出了分别在图18A到34A的广角端、在图18B到34B的中间焦距状态、以及在图18C到34C的摄远端的球面像差(SA)、像散(AS)、失真(DT)、和缩放倍率色像差(CC)。在这些图中，FIY表示最大像高度。
下面示出了每个实施方式的表达式(1-1)到(1-10)的值。
这里，与条件表达式(1)关联的值是在其中执行图像拾取而没有失真校正的状态下的值。示例1 示例2 示例3 示例4 示例5 (1)fg4/ihw -11.342 -11.784 -10.989-14.604 -6.944 (2)βg4(t)/βg4(w) 1.240 1.279 1.310 1.233 1.439 (3)Dg4/fg4 -0.024 -0.024 -0.073 -0.055 -0.116 (4)enp(w)/fw 1.146 1.145 1.146 1.146 1.146 (5)fg4/fg1 0.084 0.042 0.040 0.601 0.232 (6)Dpr/fw1.115 1.115 1.115 1.146 1.146 (7)nd(g4i) 1.525 1.497 1.497 1.540 1.540 (8)vd(g4i) 55.777 81.540 81.540 59.460 59.460 (9)ft/fw 2.881 2.881 2.881 2.881 2.881 (10)nd(pr) 1.883 1.883 1.883 1.90366 1.90366示例6 示例7 示例8 示例9 (1)fg4/ihw -19.841 -13.016 -15.773-10.540 (2)βg4(t)/βg4(w) 1.033 1.193 1.155 1.233 (3)Dg4/fg4 -0.014 -0.043 -0.053 -0.026 (4)enp(w)/fw 1.161 1.161 1.161 1.161 (5)fg4/fg1 0.527 0.519 1.083 0.379 (6)Dpr/fw0.944 0.944 0.944 0.944 (7)nd(g4i) 1.525 1.497 1.497 1.497 (8)vd(g4i) 55.777 81.540 81.540 81.540 (9)ft/fw 2.881 2.895 2.895 2.895 (10)nd(pr) 1.883 1.883 1.883 1.883 在失真校正之后(这里，下面给出的与条件表达式(1)关联的值是在其中有效图像拾取区域在广角端为桶形的情况下的值。) 示例1 示例2 示例3 示例4 示例5 IH3.34 3.343 3.347 3.348 3.348 半视场角 30.819 30.859 30.891 30.897 30.887 (1)fg4/ihw-12.2251 -12.6903 -11.8201 -15.7036 -7.46714 示例6 示例7 示例8 示例9 IH3.345 3.302 3.317 3.315 半视场角 30.869 31.06 30.96 30.985 (1)fg4/ihw-21.3538 -14.1907 -17.1188 -11.446 示例10 示例11 示例12 示例13 (11)D1p/fw0.23 0.23 0.23 0.24 (12)D1npr/fw 0.18 0.19 0.19 0.24 (13)Dpr/fw1.01 0.94 0.94 0.98 (14)(rlno+rlni)/(rlno-rlni) 1.00 1.00 1.00 1.00 (15)(rlpo+rlpi)/(rlpo-rlpi) 0.44 0.36 0.36 0.33 (16)P1p/Pg1 -3.25 -4.99 7.01 -3.17 (17)P1p/Pg2 -0.94 -0.99 -1.01 -1.28 (18)ft/fw 2.88 2.88 2.88 2.30 (19)Pg2/Pg1 3.45 5.04 6.97 2.47 校正失真之后的像高度(广角端) 3.341 3.344 3.344 3.324 校正失真之后的视场角(广角端) 61.69 61.73 61.72 63.74 示例14 示例15 示例16 示例17 (11)D1p/fw0.23 0.23 0.23 - (12)Dlnpr/fw 0.180.19 0.190.17 (13)Dpr/fw 1.011.01 1.011.10 (14)(rlno+rlni)/(rlno-rlni)1.001.00 1.001.00 (15)(rlpo+rlpi)/(rlpo-rlpi)0.400.41 0.37- (16)P1p/Pg1 -3.57 -3.47-5.26 - (17)P1p/Pg2 -0.94 -0.98-0.99 - (18)ft/fw2.882.88 2.882.93 (19)Pg2/Pg1 3.793.56 5.332.50 校正失真之后的像高度(广角端)3.341 3.3423.343 3.343 校正失真之后的视场角(广角端)61.69 61.7161.72 62.57 可以在第一透镜单元的物侧上，在第一透镜单元和第二透镜单元之间，在第二透镜单元和第三透镜单元之间，在第三透镜单元和第四透镜单元之间，或者在第四透镜单元和像平面之间布置眩光光阑。设置在变焦透镜中以支持透镜的框部件可以适用于去掉眩光光线。另选的是，可以为该目的而提供单独的部件。这种框部件或单独部件可以构成眩光光阑。
另选的是，可以通过直接印刷、用黑色涂色，或者通过贴附黑色薄片或粘附物而在变焦透镜中包括的任一透镜上设置眩光光阑。
眩光光阑的孔径可以具有各种形状，例如圆形、椭圆形、矩形、或多边形，或者可以由数学函数指定的曲线来定义孔径的形状。眩光光阑不仅可以去掉有害光束，还可以去掉可能在图片区域的外围区域中造成彗眩光等的光束。
还优选的是，在变焦透镜中包括的多个透镜的至少一个表面上涂覆有防反射涂层。
此外，为了防止出现幻像和眩光，通常，将防反射涂层涂覆到与空气接触的透镜表面。
另一方面，在接合透镜的接合表面，粘合剂的折射率相对于空气的折射率是足够高的。因此，在许多情况下，反射率原本是单层涂层的级别，或者更低，并且在很少的情况下涂覆涂层。然而，当即使向接合表面也确实地涂覆防反射涂层时，可以进一步减少幻像和眩光，并且获得更令人满意的图像。
特别是，最近，具有高折射率的玻璃材料已广泛用于摄像机的光学系统中，从而对像差校正有较明显的效果。然而，当将具有高折射率的玻璃材料用作接合透镜时，接合表面处的反射变得不可忽略。在这种情况下，在接合表面上涂覆防反射涂层是特别有效的。
已在日本特开平2-27301号公报、2001-324676号公报、2005-92115号公报和美国专利第7116482号公报中公开了接合表面涂层的有效使用。在这些专利文献中，已描述了正的前变焦透镜系统的第一透镜单元中的接合透镜表面涂层，并且可以将与这些专利文献中所公开的接合透镜表面涂层相同的接合透镜表面涂层应用于本发明的第一透镜单元中的具有正折射力的接合透镜表面。
作为要使用的涂层材料，根据粘合材料的折射率和作为基础的透镜的折射率，可以适当地选择具有相对较高的折射率的涂层材料，例如Ta2O5、TiO2、Nb2O5、ZrO2、HfO2、CeO2、SnO2、In2O3、ZnO、和Y2O3，和具有相对较低的折射率的涂层材料，例如MgF2、SiO2、和Al2O3，并且将其设置为满足相位条件的膜厚度。
很自然，类似于在接触空气的透镜表面上的涂层，也可以使得接合表面上的涂层为多层涂层。通过适当地组合数量不少于两层的膜的膜厚度和涂层材料，可以进一步减少反射率，并且控制光谱特性和角特性。
而且，不言而喻，对于除了第一透镜单元中的透镜之外的透镜的接合表面，基于类似思想在该接合表面上涂覆涂层也是有效的。
(电子地校正像差的实施方式) 在本发明中，在电子地校正在广角侧出现的桶形失真时记录并且显示图像。在这些实施方式的变焦透镜系统中，在广角端，在矩形光电转换表面上出现桶形失真。而在摄远端，以及在中间焦距状态附近，抑制了失真的出现。
为了电子地校正失真，使得有效图像拾取区域在广角端为桶形，并且在中间焦距状态和摄远端为矩形。而且，通过图像处理对预先设置的有效图像拾取区域进行图像转换，并且将其转换为减少了失真的矩形图像信息。进行布置以使得广角端的像高度IHw小于中间焦距状态的像高度IHs以及摄远端的像高度IHt。
使用图像转换部，其通过图像处理，将通过对变焦透镜形成的像进行拾取而产生的电信号转换为表示其中校正了缩放倍率色像差造成的颜色失调的图像的图像信号。可以通过电子地补偿变焦透镜的缩放倍率色像差而获得改善的图像。在电子静止摄像机中，物体的图像通常分为三基色(即第一、第二、和第三基色)的图像，并且通过由计算重叠各个颜色的输出信号来再现彩色图像。
在变焦透镜具有缩放倍率色像差的情况下，如果采用第一基色光的图像作为基准，那么第二基色光和第三基色光的图像形成的位置将与第一基色光的图像形成的位置有所偏移。为了电子地校正图像的缩放倍率色像差，基于变焦透镜的像差的信息，对于图像拾取元件的每个像素，预先获得第二基色光和第三基色光的图像位置相对于第一基色光的图像位置的偏移量。
可以按校正相对于第一基色光的图像位置的偏移的方式对于所拾取图像的每个像素执行坐标变换。例如在其中图像由红(R)、绿(G)、和蓝(B)三基色输出信号组成的情况下，可以预先对每个像素获得R和B图像位置从G图像位置的偏移，并且可以对所拾取图像执行坐标变换以校正与G图像位置的偏移，并且可以输出校正之后的R和B信号。
因为缩放倍率色像差根据变焦位置、聚焦位置、和光阑值而改变，所以优选的是，在存储装置中存储针对每个透镜位置(即变焦位置、聚焦位置和光阑值)的第二和第三基色图像位置相对于第一基色图像位置的偏移量，作为校正数据。可以根据透镜位置而参照该校正数据。因此，可以输出已经校正了相对于第一基色信号的偏移的第二和第三基色信号。
(失真的校正) 此外，当使用本发明的变焦透镜系统时，电子地执行对像失真的数字校正。下面将描述对于像失真的数字校正的基本概念。
例如，如图35中所示，以光轴和图像拾取平面的交点为中心，将与有效图像拾取平面的较长边内接的半径R的圆周(像高度)上的缩放倍率固定，并且使该圆周为校正的基准。接下来，将除了半径R之外的任意半径r(ω)的圆周(像高度)上的每个点按大致辐射方向移动，并且通过在同心圆上移动以使得半径变为r′(ω)来执行校正。
例如，在图35中，将位于半径R的圆的内侧的任意半径r1(ω)的圆周上的点P1朝向圆的中心移动到要校正的半径r1′(ω)的圆周上的点P2。而且，将位于半径R的圆的外侧的任意半径r2(ω)的圆周上的点Q1朝向从圆的中心离开的方向移动到要校正的半径r2′(ω)的圆周上的点Q2。
这里，r′(ω)可表示为如下。
r′(ω)＝α·f·tanω(0≤α≤1) 其中，ω是物体的半像角并且f是成像光学系统(本发明中的变焦透镜系统)的焦距。
这里，当使与半径R的圆(像高度)对应的理想像高度为Y时，那么 α＝R/Y＝R/(f·tanω)。
理想的是，光学系统相对于光轴旋转对称。换言之，失真也按相对于光轴旋转对称的方式出现。因此，如上所述，在电子地校正光学失真的情况下，当可以通过以下处理来执行校正时在数据量和计算量的角度上可以认为是有利的，所述处理包括在以再现图像上的光轴和图像拾取平面的交点为中心的情况下固定与有效图像拾取平面的较长边内接的半径R的圆周(像高度)上的缩放倍率，按大致辐射方向移动除了半径R之外的任意半径r(ω)的圆周(像高度)上的每个点，并且在同心圆上移动以使得半径变为r′(ω)。
此外，光学像在由电子图像拾取元件拾取图像的时间点不再是连续的量(由于采样)。因此，只要电子图像拾取元件上的像素不是放射状地布置，在光学像上精确描绘的半径R的圆就不再是精确的圆。
换言之，关于针对各个离散坐标点表示的图像数据的形状校正，不存在可以固定缩放倍率的圆。因此，对于各个像素(Xi，Yj)，可以使用确定移动目的地坐标(Xi’，Yj’)的方法。当两个或更多个点(Xi，Yj)移动到坐标(Xi’，Yj’)时，取各个像素的值的平均值。而且，当不存在已移动的点时，可以通过使用一些周围像素的坐标(Xi’，Yj’)的值来进行内插。
当由于光学系统或电子图像拾取元件的制造误差等而使得相对于光轴的失真很显著(尤其在具有变焦透镜系统的电子图像拾取装置中)时，并且当在光学像上描绘的半径R的圆不对称时，这种方法对于校正是有效的。而且，当在图像拾取元件或各种输出装置中将信号再现为图像时出现几何失真时，它对于校正是有效的。
在本发明的电子图像拾取装置中，为计算校正量r′(ω)-r(ω)，可进行如下设置将r(ω)(即半像角)和像高度之间的关系、或者真实像高度r和理想像高度r’/α之间的关系记录在内置于电子图像拾取装置中的记录介质中。
为了失真校正后的图像在短边方向上的两端处不会出现光量的极端不足，半径R可以满足以下条件表达式。
0≤R≤0.6Ls 其中，Ls是有效图像拾取面的短边的长度。
优选的是，半径R满足以下条件表达式。
0.3Ls≤R≤0.6Ls 此外，最有利的是，使半径R和大致有效的图像拾取平面的短边方向的内接圆的半径一致。在半径R＝0附近(即轴附近)固定缩放倍率的校正情况下，从实质图像数量的角度来说有些不利，但是可以确保即使加宽角度也使得尺寸较小的效果。
需要校正的焦距区间分割为多个焦点区域。而且，可以用与在所分割的焦点区域中的摄远端附近基本满足以下条件表达式的校正结果的情况下相同的校正量来执行校正 r′(ω)＝α·f·tanω 然而，在该情况下，在所分割的焦点区域中的广角端，在所分割的焦点区域的广角端的桶形失真有一定程度的残留。而且，当所分割的区域的数量增加时，出现额外地在记录介质中保持校正所必需的特定数据的需要。因此，增加所分割区域的数量不是优选的。因此，预先计算与所分割的焦点区域中的各个焦距相关联的一个或多个系数。可以基于通过模拟或通过实际设备的测量来确定这些系数。
可以计算在所分割的焦点区域中的摄远端附近基本满足以下关系的校正结果的情况下的校正量 r′(ω)＝α·f·tanω 并且可以通过针对该校正量统一地乘以各个焦距的系数来使其成为最终的校正量。
此外，当通过对无限远处的物体的成像(形成像)而获得的像中不存在失真时，以下关系成立 f＝y/tanω。
这里，y表示像点离光轴的高度(像高度)，f表示成像系统(本发明中的变焦透镜系统)的焦距，并且ω表示与从图像拾取平面上的中心连接到y的位置的像点对应的物点方向相对于光轴的角度(物体半像角)。
当在成像系统中存在桶形失真时，关系变为 f＞y/tanω。
换言之，当成像系统的焦距f和像高度y固定时，ω的值变得很大。
(数字摄像机) 如前所述的根据本发明的变焦透镜可以用于使用电子图像拾取元件(例如CCD)来接收或拾取由变焦透镜形成的物体的像的电子图像拾取装置，例如，特别是数字摄像机或视频摄像机。这种图像拾取装置的实施方式将在下面描述。
图36到图38是根据本发明的其中将上述变焦透镜系统并入拍摄光学系统141的数字摄像机的结构的概念图。图36是示出数字摄像机140的外观的正视图，图37是数字摄像机140的后视图，并且图38是示出数字摄像机140的结构的示意性剖面图。在该示例的情况下，数字摄像机140包括具有拍摄光路142的拍摄光学系统141、具有取景器光路144的取景器光学系统143、快门按钮145、闪光灯146、液晶显示器147、焦距改变按钮161、和设置改变开关162等，当按下布置在数字摄像机140的上部的快门按钮145时，与快门按钮145的按下同步，拍摄光学系统141(例如第一实施方式中的光路偏转变焦透镜系统)拍摄照片。拍摄光学系统141形成的物体像经由其上涂覆了波长区域限制涂层的低通滤光器和防护玻璃C而形成在CCD 149的图像拾取表面上。通过处理装置151，将由CCD 149作为光接收的物体像作为电子图像显示在液晶显示器147上，该液晶显示器147设置在数字摄像机140的背面上。而且，记录装置152连接到处理装置151，并且它也可以记录所拍摄的电子图像。记录装置152可以与处理装置151分离地设置，或者可以通过电子地写入软盘、存储卡、或MO等进行记录来形成记录装置152。而且，可以将摄像机形成为其中布置有银盐膜来代替CCD 149的银盐摄像机。
此外，取景器物镜光学系统153布置在取景器光路144上。取景器物镜光学系统153形成的物体像形成在作为正像元件的波罗棱镜155的视场框(frame)157上。在波罗棱镜155的背侧，布置有将正像引导到观看者的眼球的目镜光学系统159。在目镜光学系统159的出射侧布置有盖元件150。
因为按这种方式构成的数字摄像机140具有根据本发明的拍摄光学系统141，所以具有三缩放倍率的高变焦比。因为变焦透镜具有高光学性能，所以可以实现深度极薄的便宜的数字摄像机。
尽管平面平行板用作为图38中示出的摄像机中的盖元件150，但是也可以省略它。
(内部电路结构) 图39是数字摄像机140的主要部件的内部电路的结构框图。在以下描述中，上述的处理装置151例如包括CDS/ADC部124、临时存储器117、和图像处理部118，存储装置152例如由存储介质部119组成。
如图39中所示，数字摄像机140包括操作部112、连接到操作部112的控制部113、经由总线114和总线115连接到控制部113的控制信号输出端口的临时存储器117和图像形成驱动电路116、图像处理部118、存储介质部119、显示部120、和设置信息存储部121。
临时存储器117、图像处理部118、存储介质部119、显示部120和设置信息存储部121被构造为能够经由总线122互相输入和输出数据。而且，CCD 149和CDS/ADC部124连接到图像形成驱动电路116。
操作部112包括各种输入按钮和开关，并且是向控制部通知从外部(由数字摄像机的用户)经由这些输入按钮和开关输入的事件信息的电路。
控制部113是中央处理单元(CPU)，并且具有图中未示出的内置计算机程序存储器。控制部113是根据该计算机程序存储器中存储的计算机程序，在接收到摄像机用户经由操作部112输入的指令和命令时控制整个数字摄像机140的电路。
CCD 149接收作为光的经由根据本发明的拍摄光学系统141形成的物体像。CCD 149是如下的图像拾取元件其由图像形成驱动电路116驱动和控制，并且将针对物体像的各个像素的光的量转换为电信号并输出到CDS/ADC部124。
CDS/ADC部124是如下的电路其对从CCD 149输入的电信号进行放大，并执行模拟/数字转换，并且将仅经过放大并转换为数字数据的图像原始数据(裸数据，以下称为“原始数据”)输出到临时存储器117。
临时存储器117是例如包括SDRAM(同步动态随机存取存储器)的缓存器，并且是临时存储从CDS/ADC部124输出的原始数据的存储装置。图像处理部118是如下的电路其读取临时存储器117中存储的原始数据或者存储介质部119中存储的原始数据，并且基于控制部113指定的图像质量参数来电子地执行各种图像处理，包括失真校正。
存储介质部119是例如可拆卸地安装的按包括闪速存储器的卡或棒的形式的记录介质。存储器介质部119是装置的控制电路，其中在卡式闪速存储器和棒式闪速存储器中记录和保持有从临时存储器117转送的原始数据和在图像处理部118中进行了图像处理的图像数据。
显示部120包括液晶显示器，并且是在液晶显示器上显示图像和操作菜单的电路。设置信息存储部121包括其中预先存储各种图像质量参数的ROM部、和存储通过操作部112上的输入操作在从ROM部读取的图像质量参数中选择的图像质量参数的RAM部。设置信息存储部121是控制向存储器的输入和从存储器的输出的电路。
以这种方式构造的数字摄像机140具有根据本发明的拍摄光学系统141，该拍摄光学系统141在具有足够的广角区域和小型化的结构的同时，按高缩放倍率在整个缩放倍率区域中具有极稳定的成像性能。因此，可实现高性能、小尺寸和宽视角。而且，可以在广角端和摄远端迅速进行聚焦操作。
接下来，在图40A、图40B和图40C中，示出了作为其中内置有本发明的屈曲(vending)变倍光学系统以作为摄影光学系统的信息处理装置的示例的电话，特别是容易携带的便携式电话。图40A是便携式电话400的前视图，图40B是便携式电话400的侧视图，并且图40C是摄影光学系统405的剖面图。如图40A到图40C中所示，便携式电话400包括麦克风部401、扬声器部402、输入拨号部403、监视器404、摄影光学系统405、天线406和处理装置。
这里，麦克风部401用于输入操作者的语音作为信息。扬声器部402用于输出通信对方的语音。输入拨号部403用于操作者输入信息。监视器404用于显示操作者本人和通信对方的摄影图像以及例如电话号码的信息。天线406用于执行通信电波的发送和接收。处理装置(图中未示出)用于执行图像信息、通信信息、和输入信号等的处理。
这里，监视器404是液晶显示装置。而且，在图中，布置各个结构元件的位置并不具体限于图中的位置。该摄影光学系统405具有由布置在摄影光路407中的根据本发明的屈曲变倍光学系统构成的物镜光学系统212(它在图中被简略)、和接收物体像的图像拾取元件芯片162。这些元件内置在便携式电话400中。
这里，在整体地形成为图像拾取单元160的图像拾取元件芯片162上附加地安装有光学低通滤波器F。图像拾取单元160由物镜212的透镜镜筒213的后端的一个触点可接合地插入。因此，不必在物镜212和图像拾取元件162之间进行中心调整或者调整面间隙，由此装配处理很简单。此外，用于保护物镜212的防护玻璃214布置在透镜镜筒213的端部(它在图中省略)。透镜框213中的变焦透镜的驱动机构等在图中未示出。
在电子图像拾取元件芯片162接收的物体像经由端子输入到图中未示出的图像处理装置。此外，物体像最终作为电子图像显示在监视器404或通信对方的监视器上，或者这两者上。而且，在处理装置中包括信号处理功能。根据该功能，在向通信对方发送图像的情况下，将在电子图像拾取元件芯片162接收的物体像的信息转换为可以发送的信号。
如前所述，本发明可以提供根据需要而具有足够变焦比和光学特性的小型化变焦透镜。因此，本发明可以适用于小型化图像拾取装置。
根据本发明，可以提供一种变焦透镜，其有利于使其小型化并且具有根据需要的足够变焦比和光学特性。另外，本发明也可以提供装配有这种变焦透镜的图像拾取装置。
权利要求
1.一种图像拾取装置，该图像拾取装置从其物侧起按顺序包括
变焦透镜；和
图像拾取元件，其将所述变焦透镜形成的光学像转换为电信号，其中
所述变焦透镜从物侧起按顺序包括具有负折射力的第一透镜单元、具有负折射力的第二透镜单元、具有正折射力的第三透镜单元、和具有负折射力的第四透镜单元，
在从广角端到摄远端的变焦期间，所述第一透镜单元和所述第二透镜单元之间的距离改变，所述第二透镜单元和所述第三透镜单元之间的距离改变，并且所述第三透镜单元和所述第四透镜单元之间的距离改变，所述第二透镜单元和所述第三透镜单元之间的距离在摄远端小于在广角端，并且
所述第一透镜单元包括使光路偏转的反射面，并且，所述变焦透镜满足以下条件(1)
-100＜fg4/ihw＜-2.5 (1)
其中fg4是所述第四透镜单元的焦距，并且ihw是在广角端的最大像高度，其中，如果所述图像拾取元件的有效图像拾取区域可变，则ihw是它可以采取的值中的最大值。
2.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述第四透镜单元在摄远端比在广角端更靠近物侧，并且满足以下条件(2)
1.01＜βg4(t)/βg4(w)＜2.0(2)
其中βg4(w)是在所述变焦透镜聚焦在光轴上最远距离处的物体上的状态下所述第四透镜单元在广角端的横向缩放倍率，并且βg4(t)是在所述变焦透镜聚焦在最远距离处的物体上的状态下所述第四透镜单元在摄远端的横向缩放倍率。
3.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述变焦透镜满足以下条件(3)
-0.35＜Dg4/fg4＜-0.0005(3)
其中Dg4是所述第四透镜单元在光轴上从其物侧表面到其像侧表面的厚度。
4.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述变焦透镜满足以下条件(4)
0.5＜enp(W)/fw＜1.8(4)
其中enp(w)是在广角端在光轴上从所述第一透镜单元的物侧折射面到入瞳的距离，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
5.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述变焦透镜满足以下条件(5)
0.001＜fg4/fg1＜30.0 (5)
其中，fg1是所述第一透镜单元的焦距。
6.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述第一透镜单元包括反射棱镜，该反射棱镜包括所述反射面、物侧折射面和像侧折射面，并且反射面的总数为一。
7.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述第一透镜单元包括反射棱镜，该反射棱镜包括所述反射面、物侧折射面和像侧折射面，并且所述反射棱镜满足以下条件(6)
0.5＜Dpr/fw＜2.0 (6)
其中，Dpr是沿着光轴从所述反射棱镜的物侧折射面到其像侧折射面的光路长度，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
8.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述第一透镜单元包括反射棱镜，该反射棱镜包括所述反射面、物侧折射面和像侧折射面，并且所述反射棱镜满足以下条件(10)
1.70＜nd(pr)＜2.3 (10)
其中，nd(pr)是所述第一透镜单元中的所述反射棱镜对d线的折射率。
9.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，在从广角端到摄远端的变焦期间，所述第一透镜单元保持固定，所述第二透镜单元移动，并且所述第三透镜单元按在摄远端比在广角端更靠近物侧的方式移动。
10.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，在从广角端到摄远端的变焦期间，所述第二透镜单元首先朝向像侧移动，其后反转它的移动方向以朝向物侧移动。
11.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，在从远距离的物体向近距离的物体的聚焦操作期间，所述第四透镜单元朝向像侧移动。
12.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述第三透镜单元总共包括两个正透镜元件并且总共包括一个负透镜元件，并且所述第三透镜单元中的透镜元件中的至少两个接合在一起。
13.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述第二透镜单元从物侧起按顺序由负透镜元件和正透镜元件组成，并且所述负透镜元件和所述正透镜元件接合在一起。
14.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述第四透镜单元总共包括两个或更少的透镜元件。
15.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述第四透镜单元包括最靠近像侧布置的负透镜，并且所述第四透镜单元满足以下条件(7)和(8)
1.4＜nd(g4i)＜1.7 (7)
55.0＜vd(g4i)＜100(8)
其中，nd(g4i)是所述第四透镜单元中最靠近像侧的透镜对d线的折射率，并且vd(g4i)是所述第四透镜单元中最靠近像侧的透镜的Abbe数。
16.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述变焦透镜包括布置在所述第二透镜单元的像侧表面和所述第三透镜单元的像侧表面之间的孔径光阑，并且所述变焦透镜是四单元变焦透镜。
17.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述变焦透镜满足以下条件(9)
1.8＜ft/fw＜6.5 (9)
其中，fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距，并且ft是整个变焦透镜系统在摄远端的焦距。
18.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述图像拾取装置包括图像转换部，该图像转换部通过图像处理将表示包含所述变焦透镜造成的失真的图像的电信号转换为校正了失真的图像信号。
19.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，所述图像拾取装置包括图像转换部，该图像转换部通过图像处理将表示包含所述变焦透镜造成的缩放倍率色像差的图像的电信号转换为校正了缩放倍率色像差的图像信号。
20.一种变焦透镜，该变焦透镜从其物侧起按顺序包括具有负折射力的第一透镜单元、具有负折射力的第二透镜单元、具有正折射力的第三透镜单元、和具有负折射力的第四透镜单元，其中，
在从广角端到摄远端的变焦期间，所述第一透镜单元和所述第二透镜单元之间的距离改变，所述第二透镜单元和所述第三透镜单元之间的距离改变，并且所述第三透镜单元和所述第四透镜单元之间的距离改变，所述第二透镜单元和所述第三透镜单元之间的距离在摄远端小于在广角端，并且
所述第一透镜单元包括使光路偏转的反射面、布置在所述反射面的物侧上的具有负折射力的透镜元件、和布置在所述负透镜元件的像侧上的具有正折射力的凸面。
21.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜满足以下条件(19)
0.5＜Pg2/Pg1＜20 (19)
其中，Pg1是所述第一透镜单元的折射力，并且Pg2是所述第二透镜单元的折射力，折射力是焦距的倒数。
22.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，所述第一透镜单元中的所述负透镜元件具有凹面朝向像侧的形状。
23.根据权利要求22所述的变焦透镜，其中，所述第一透镜单元中的所述负透镜元件的凹像侧表面是非球面。
24.根据权利要求22所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜元件满足以下条件(14)
0.5＜(rlno+rlni)/(rlno-rlni)＜2(14)
其中，rlno是所述第一透镜单元中的所述负透镜元件的物侧表面的近轴曲率半径，并且rlni是所述第一透镜单元中的所述负透镜元件的像侧表面的近轴曲率半径。
25.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，
所述第一透镜单元具有比所述反射面更靠近像侧的凸透镜表面。
26.根据权利要求25所述的变焦透镜，其中，
所述第一透镜单元包括一正透镜元件，该正透镜元件具有布置在所述反射面的像侧的所述凸透镜表面。
27.根据权利要求26所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜满足以下条件(15)
-1.0＜(rlpo+rlpi)/(rlpo-rlpi)＜1.0(15)
其中，rlpo是所述第一透镜单元中的所述正透镜元件的物侧表面的近轴曲率半径，并且rlpi是所述第一透镜单元中的所述正透镜元件的像侧表面的近轴曲率半径。
28.根据权利要求26所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜满足以下条件(16)
-20.0＜P1p/Pg1＜-0.5 (16)
其中，P1p是所述第一透镜单元中的所述正透镜元件的折射力，并且Pg1是所述第一透镜单元的折射力，折射力是焦距的倒数。
29.根据权利要求26所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜满足以下条件(17)
-5.0＜P1p/Pg2＜-0.03 (17)
其中，P1p是所述第一透镜单元中的所述正透镜元件的折射力，并且Pg2是所述第二透镜单元的折射力，折射力是焦距的倒数。
30.根据权利要求29所述的变焦透镜，其中，所述第一透镜单元从物侧起按顺序由所述负透镜元件、具有所述反射面的反射元件、和所述正透镜元件组成。
31.根据权利要求30所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜满足以下条件(11)
0.03＜D1p/fw＜2.0 (11)
其中，D1p是所述第一透镜单元中的所述正透镜元件在光轴上的厚度，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
32.根据权利要求30所述的变焦透镜，其中，所述反射元件是具有物侧折射面和像侧折射面的反射棱镜。
33.根据权利要求32所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜满足以下条件(13)
0.5＜Dpr/fw＜2.0 (13)
其中，Dpr是沿着光轴从所述反射棱镜的物侧折射面到像侧折射面的光路长度，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
34.根据权利要求32所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜满足以下条件(12)
0.03＜D1npr/fw＜1.0(12)
其中，D1npr是所述第一透镜单元中的所述负透镜元件和所述棱镜之间在光轴上的距离，并且fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距。
35.根据权利要求30所述的变焦透镜，其中，所述第一透镜单元中的所述负透镜元件是单个透镜元件，所述第一透镜单元中的所述正透镜元件是单个透镜元件，并且所述第一透镜单元中的所述反射元件是反射棱镜，并且所述反射棱镜包括多个折射表面。
36.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，在从广角端到摄远端的变焦期间，所述第一透镜单元保持固定，所述第二透镜单元移动，并且所述第三透镜单元按在摄远端比在广角端更靠近物侧的方式移动。
37.根据权利要求36所述的变焦透镜，其中，在从广角端到摄远端变焦期间，所述第二透镜单元首先朝向像侧移动，其后反转它的移动方向以朝向物侧移动。
38.根据权利要求36所述的变焦透镜，其中，在从广角端到摄远端的变焦期间，所述第四透镜单元按使得所述第四透镜单元和所述第三透镜单元之间的距离改变的方式移动。
39.根据权利要求36所述的变焦透镜，其中，所述第三透镜单元和所述第四透镜单元之间的距离在摄远端大于在广角端。
40.根据权利要求36所述的变焦透镜，其中，所述第四透镜单元在摄远端比在广角端更靠近物侧。
41.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，在从远距离的物体向近距离的物体的聚焦操作期间，比所述反射面更靠近像侧的具有负折射力的任何一个透镜单元移动。
42.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，在从远距离的物体向近距离的物体的聚焦操作期间，所述第四透镜单元朝向像侧移动。
43.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜包括设置在所述第二透镜单元的像侧表面和所述第三透镜单元的像侧表面之间的孔径光阑，并且所述变焦透镜是四单元变焦透镜。
44.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，所述第二透镜单元由负透镜元件和正透镜元件组成，所述第三透镜单元由两个正透镜元件和一个负透镜元件组成，并且所述第四透镜单元由总共两个或更少的透镜元件组成。
45.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜满足以下条件(18)
2.3＜ft/fw＜6(18)
其中，fw是整个变焦透镜系统在广角端的焦距，并且ft是整个变焦透镜系统在摄远端的焦距。
46.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜在光路中设置有眩光光阑。
47.根据权利要求20所述的变焦透镜，其中，所述变焦透镜中包括的透镜的表面中的至少一个上涂覆有防反射涂层。
48.一种图像拾取装置，该图像拾取装置包括根据权利要求20所述的变焦透镜、和布置在所述变焦透镜的像侧上的图像拾取元件，该图像拾取元件将所述变焦透镜形成的光学像转换为电信号。
49.根据权利要求48所述的图像拾取装置，其中，所述图像拾取装置装备有图像转换部，该图像转换部通过图像处理将表示包含所述变焦透镜造成的失真的图像的电信号转换为校正了失真的图像信号。
50.根据权利要求48所述的图像拾取装置，其中，所述图像拾取装置装备有图像转换部，该图像转换部通过图像处理将包含变焦透镜造成的缩放倍率色像差的电信号转换为校正了缩放倍率色像差的图像信号。
全文摘要
本发明提供变焦透镜和装配有该变焦透镜的图像拾取装置。该装置具有变焦透镜和布置在变焦透镜像侧上的将变焦透镜形成的光学像转换为电信号的图像拾取元件。变焦透镜从物侧到像侧按顺序包括负的第一透镜单元、负的第二透镜单元、正的第三透镜单元和负的第四透镜单元。在从广角端到摄远端变焦期间，第一透镜单元和第二透镜单元之间的距离改变，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离改变，并且第三透镜单元和第四透镜单元之间的距离改变，第二透镜单元和第三透镜单元之间的距离在摄远端小于在广角端。第一透镜单元包括使光路偏转的反射面，并且变焦透镜满足以下条件-100＜fg4/ihw＜-2.5。
文档编号G02B13/18GK101557466SQ200910129959
公开日2009年10月14日 申请日期2009年4月10日 优先权日2008年4月11日
发明者片仓正弘, 河村一辉 申请人:奥林巴斯映像株式会社