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CN101840061A - 变焦镜头、信息设备和成像装置 - Google Patents

变焦镜头、信息设备和成像装置 Download PDF

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CN101840061A
CN101840061A CN201010143275A CN201010143275A CN101840061A CN 101840061 A CN101840061 A CN 101840061A CN 201010143275 A CN201010143275 A CN 201010143275A CN 201010143275 A CN201010143275 A CN 201010143275A CN 101840061 A CN101840061 A CN 101840061A
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dolly
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zoom lens
combination
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高野洋平
厚海广道
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Abstract

本发明公开了一种变焦镜头，包括：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和设置在第三透镜组的物侧的孔径光阑。在所述变焦镜头从广角端向远摄端改变放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔改变。

Description

变焦镜头、信息设备和成像装置
技术领域
本发明涉及优选用在数码相机中的变焦镜头，所述数码相机配置成经由图像获取设备诸如固态图像获取设备来获取主体图像，更具体地说，涉及优选用作获取移动图像的视频相机和获取静态图像的静态图像相机以及以银盐胶片作为图形记录介质的银盐相机中的成像光学系统，而且涉及具有该变焦镜头的信息设备，具有该变焦镜头作为成像光学系统的成像装置等等。
背景技术
近来，取代以银盐胶片作为图像记录介质的胶片型静态相机，即银盐相机，一种成像装置诸如借助固态图像获取设备诸如CCD(电荷耦接器件)图像获取设备、CMOS(互补金属氧化物半导体)图像获取设备等获取主体静态图像、视频或移动图像的数码相机，以及具有这种相机功能的信息设备例如个人数字助理，已经被广泛采用。上述设备方面的用户需求已经越来越多样化，具体来说，在用户需求当中，要求尺寸小且在较广的场角中具有较高可变光焦度比(variable power ratio)的成像装置。
为了减小用作这种成像装置中的成像光学系统的变焦镜头的尺寸，需要在改变变焦镜头放大率时减小镜头的总长度(就是说，从最靠近物侧的镜头表面到像平面的距离)，更具体地说，需要减小镜头在远摄端的总长度。此外，为了减小成像装置的尺寸，重要的是通过降低每个透镜组的厚度来限制镜头收缩状态下的总长度。为了实现高性能的变焦镜头，考虑到应用于高端数码相机的可能性，在整个变焦范围内需要与至少5百万以上到10百万像素的图像获取设备对应的清晰度。
为了实现成像光学系统较广的场角，优选在广角端实现半场角为38度或更大。在采用宽度为35mm的银盐胶片(所谓的Leica胶片)的银盐相机中，38度的半场角对应于28mm的焦距。
为了实现更高的可变光焦度比，对于一般摄影而言，能从焦距28mm到300mm改变放大率的变焦镜头，即大约10倍的可变光焦度比足以满足需要。
虽然存在用于数码相机的各种变焦镜头，但是具有5组或更多组透镜的变焦镜头并不适合小尺寸相机，因为难于降低透镜组的总厚度。
作为适合高可变光焦度比以及大光圈的、具有四个透镜组的变焦镜头，在日本专利申请公开2004-199000，2005-326743，2008-76493，2008-96924，2008-26837，2008-112013，and 2008-107559中公开一种变焦镜头的例子，该变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、孔径光阑、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧依次设置，在变焦镜头从广角端向远摄端改变放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，第三和第四透镜组之间的间隔改变，并且第二透镜组从物侧开始依次包括负透镜、正透镜和负透镜。
日本专利申请公开文件2004-199000，2005-326743，2008-76493，and2008-96924中公开的变焦镜头具有大约2.8到6.8倍的可变光焦度比，因此不足以满足上述用户需求。
日本专利申请公开文件2008-26837公开的变焦镜头具有大约10倍的可变光焦度比，但是具有较大的远摄比，因此并不优选用于提供紧凑的尺寸。
日本专利申请公开文件2008-112013公开的变焦镜头具有显著较大的可变光焦度比，就是说大约9.5倍，和广角端大约40度的场角以及相对较小的远摄比。在这一点，满足用户需求，但是镜头性能、像差诸如色差需要进一步改善。就是说，参照日本专利申请公开文件2008-112013中所示的具体配置，如上所述可以在广角端获得较广的半场角以及足够大的可变光焦度比。但是，在远摄端，畸变较大，即10％或更大，因此即使校正了畸变，校正量也很大，所以图像质量退化。
日本专利申请公开文件2008-107559中公开的变焦镜头在一种具体配置示例中，在广角端具有大约40度的宽半场角，但是可变光焦度比大约为5倍。此外，广角端畸变大约为10％，因此即使校正了畸变，校正量也很大，所以图像质量退化。
如上所述，上述现有技术中公开的变焦镜头无法满足用户需求，即实现高可变光焦度比、较广的场角以及较小的尺寸，同时减小像差。需要提供一种可变光焦度比较高、场角较广并且尺寸较小以及像差较小的变焦镜头。
发明内容
本发明的目标是提供一种变焦镜头、信息设备成像装置，它们能充分校正像差，并具有足够广的场角，即广角端半场角为38度或更大，具有10倍或更大的较高可变光焦度比，并且具有足以用于5百万以上到10百万像素的小尺寸高清晰度图像获取设备的较高清晰度。
为了实现上述目标，符合本发明实施方式的变焦镜头包括具有正屈光力(refractive power)的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和设置在第三透镜组的物侧的孔径光阑，所述第二透镜组包括从物侧起依次设置的负透镜、正透镜和负透镜。在所述变焦镜头从广角端向远摄端改变放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔改变。满足以下条件式(1)和(2)：
(1)0.50＜f1/ft＜0.80；(2)vd1ave＞47，
其中f1是第一透镜组的焦距，ft是变焦镜头远摄端焦距，而vd1ave是第一透镜组的平均Abbe数。
附图说明
图1A是符合示例1或11的变焦镜头在广角端的截面示意图；
图1B是符合示例1或11的变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图；
图1C是符合示例1或11的变焦镜头在远摄端的截面示意图；
图2是符合示例1或11的变焦镜头在广角端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图3是符合示例1或11的变焦镜头在中间焦距位置的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图4是符合示例1或11的变焦镜头在远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图5A是符合示例2、6或12的变焦镜头在广角端的截面示意图；
图5B是符合示例2、6或12的变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图；
图5C是符合示例2、6或12的变焦镜头在远摄端的截面示意图；
图6是符合示例2、6或12的变焦镜头在广角端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图7是符合示例2、6或12的变焦镜头在中间焦距位置的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图8是符合示例2、6或12的变焦镜头在远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图9A是符合示例3、7或13的变焦镜头在广角端的截面示意图；
图9B是符合示例3、7或13的变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图；
图9C是符合示例3、7或13的变焦镜头在远摄端的截面示意图；
图10是符合示例3、7或13的变焦镜头在广角端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图11是符合示例3、7或13的变焦镜头在中间焦距位置的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图12是符合示例3、7或13的变焦镜头在远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图13A是符合示例4、8或14的变焦镜头在广角端的截面示意图；
图13B是符合示例4、8或14的变焦镜头在中间焦距位置的截面示意图；
图13C是符合示例4、8或14的变焦镜头在远摄端的截面示意图；
图14是符合示例4、8或14的变焦镜头在广角端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图15是符合示例4、8或14的变焦镜头在中间焦距位置的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图16是符合示例4、8或14的变焦镜头在远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图17A是符合示例5的变焦镜头在广角端的截面示意图；
图17B是符合示例5的变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图；
图17C是符合示例5的变焦镜头在远摄端的截面示意图；
图18是符合示例5的变焦镜头在广角端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图19是符合示例5的变焦镜头在中间焦距位置的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图20是符合示例5的变焦镜头在远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图21A是符合示例9的变焦镜头在广角端的截面示意图；
图21B是符合示例9的变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图；
图21C是符合示例9的变焦镜头在远摄端的截面示意图；
图22是符合示例9的变焦镜头在广角端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图23是符合示例9的变焦镜头在中间焦距位置的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图24是符合示例9的变焦镜头在远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图25A是符合示例10的变焦镜头在广角端的截面示意图；
图25B是符合示例10的变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图；
图25C是符合示例10的变焦镜头在远摄端的截面示意图；
图26是符合示例10的变焦镜头在广角端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图27是符合示例10的变焦镜头在中间焦距位置的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图；
图28是符合示例10的变焦镜头在远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线视图。
具体实施方式
符合本发明的变焦镜头、信息设备和成像装置的优选实施方式将在下文中参照附图详细说明。首先，解释本发明的基本实施方式。
符合本发明第一实施方式的变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧(也称为像平面侧)依次设置；和设置在第三透镜组的物侧的孔径光阑。第二透镜组可以包括负透镜、正透镜和负透镜，它们从物侧依次设置。在从广角端向远摄端改变变焦镜头的放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔变化。
优选满足以下条件式(1)和(2)
(1)0.50＜f1/ft＜0.80；
(2)vd1ave＞47，
其中f1是第一透镜组的焦距，ft是变焦镜头在远摄端的焦距，而vd1ave是第一透镜组的平均Abbe数。
条件式(1)是通过控制第一透镜组的焦距来实现像差校正的条件，这对于广角、远摄和小尺寸变焦镜头而言都非常重要。
如果(f1/ft)值为0.8或更大，则第一透镜组在远摄端的延伸量需要增大，以便实现较大的可变光焦度比，所以难于实现小尺寸的变焦镜头。如果(f1/ft)值为0.5或更小，则随着屈光力增大，每一种像差增大，所以难于充分校正像差。如果满足条件式(1)，则可以以较大的可变光焦度比实现小尺寸变焦镜头，同时充分校正像差。
更优选，满足以下范围更窄的更严格的条件：
(1A)0.52＜f1/ft＜0.72
对于条件式(2)来说，如果第一组透镜的平均Abbe数为47或更小，则发生色差的情况增多，所以难于校正像差。就是说，如果满足条件式(2)，则变焦镜头能良好地校正色差。
从广角端到远摄端，为了实现抑制各种像差且清晰度高的变焦镜头，在改变变焦镜头的放大率时，需要抑制像差的变化，具体来说，需要在可变放大率的整个范围内成功地校正用来改变放大率的第二透镜组的像差。因此，如上所述，第二透镜组的配置非常重要。从物侧起的第二正透镜和第三负透镜可以彼此结合。
在上述变焦镜头中，优选满足以下条件式(3)：
(3)1.0＜Tpr＜1.5，
其中Tpr是远摄比，由远摄端的整个长度除以变焦镜头远摄端焦距来获得，就是说Tpr＝(远摄端的整个长度)/(变焦镜头远摄端的焦距)。
条件式(3)是通过控制第一透镜组的延伸量来充分校正像差的条件，这个条件对于广角、远摄和小尺寸变焦镜头都非常重要。
如果远摄比Tpr为1.5或更大，则第一透镜组的延伸量增大，所以难于实现小尺寸变焦镜头，并且也容易出现为确保远摄端的周边通光量而使径向尺寸增大、或者因制造误差诸如镜头筒倾斜而使成像性能退化等情况。如果远摄比Tpr为1.0或更小，则第一透镜组的运动量减小，并且第一透镜组对于第二透镜组的放大率的作用减小。因此，必然会增大第三透镜组的负担，或者需要增大第二透镜组的屈光力，因此在这两种情况下，各种像差都增大。
优选满足以下条件式：
(3A)1.0＜Tpr＜1.3。
为了在这种镜头中形成技术优势或提供更高的性能，优选第二透镜组中至少一个负透镜以混合非球面透镜形成。这里所说的混合非球面透镜这样形成：在玻璃制成的球面透镜上形成以树脂制成的薄膜，以使表面呈非球面，并将玻璃制成的球面和薄膜形成非球面结合成一体以使该透镜总体上作为非球面透镜。利用这种混合非球面透镜，不仅实现了如上所述的技术优势以及更高性能，而且实现了自由选择玻璃材料并且实现了低成本变焦镜头。此外，为了提供高性能，优选第二透镜组的两个负透镜都是混合非球面透镜。
此外，为了实现更高性能的变焦镜头，优选第一透镜组包括一个负透镜和两个正透镜，并且最靠近像侧的表面为非球面表面。
为了实现更高的性能，优选第三透镜组包括一个负透镜和两个正透镜，并且设置在最靠近物侧的一个透镜具有非球面表面。
此外，优选第三透镜组最靠近物侧的透镜具有彼此相对的两个非球面表面。根据这种配置，可以校正各种像差，从而可以实现更高的性能。
为了实现更高的性能，优选第四透镜组包括至少一个正透镜和至少一个负透镜，并且在最靠近物侧具有非球面表面。通过在第四透镜组最靠近物侧设置非球面透镜，由于光通量远离光轴，所以在校正像平面方面，可以获得非球面表面的更大作用。
在上述变焦镜头中，优选满足以下条件式(8)：
(8)ft/fw＞7，
其中ft是变焦镜头远摄端焦距，而fw是变焦镜头广角端焦距。
这里，条件式(8)用来控制变焦比，并且可以实现较高的可变比率，诸如7倍或更高，以及高性能且紧凑的变焦镜头。进一步优选满足以下条件式(8A)：
(8A)ft/fw＞10。
此外，优选满足以下条件式(9)：
(9)0.78≤Y’/fw，
其中Y’是最大像高，fw是变焦镜头广角端焦距。
这里，条件式(9)用来控制场角，并且可以提供高性能紧凑变焦镜头，该变焦镜头的可变光焦度比较高且广角端的半场角为38度或更大。
在上述变焦镜头中，在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第三镜头组向物侧移动，而第二镜头组向像侧移动，并且第四镜头组在朝向物侧凸起弯曲的轨迹上运动。利用这种配置，可以有效减少第一透镜组的运动量并且可以有利地校正像差。
在聚焦于有限距离时，优选仅第四透镜组移动，以使仅需要移动重量最轻的物体。
优选孔径光阑的光圈直径恒定，独立于可变放大率，以简化机构。但是，如果远摄端光圈直径设定为大于广角端光圈直径，则F数的变化可以减少。在需要减少到达像平面的光通量时，孔径光阑的光圈直径可以收窄。另一方面，更优选可以通过插入ND滤镜等减少光量，而不改变光圈直径，因为可以阻止衍射现象造成的清晰度退化。
符合本发明实施方式的信息设备具有利用符合上述第一实施方式的变焦镜头作为成像光学系统进行成像的功能。这种信息设备可以配置成使得物体图像通过变焦镜头成像在图像获取设备的光接收表面上。如上所述，信息设备实施为数码相机、视频相机、银盐相机等，并且优选配置为个人数字助理。
根据上述符合本发明第一实施方式的变焦镜头的配置，可以提供一种能充分校正像差且场角足够广的变焦镜头，就是说，广角端半场角为38度或更大且可变光焦度比为10倍或更大的变焦镜头。而且，可以提供清晰度足以用于小尺寸高清晰度图像获取设备的变焦镜头。利用这种变焦镜头作为成像光学系统，可以获得尺寸小但性能高的成像功能。
符合本发明第二实施方式的变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和设置在第三透镜组的物侧的孔径光阑。第二透镜组可以包括负透镜、正透镜和负透镜，它们从物侧依次设置。在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔改变。满足以下条件式(4)：
(4)1.6＜(β2t/β2w)/(β3t/β3w)＜3.5，
其中β2w是第二透镜组广角端的横向放大率，β2t是第二透镜组远摄端横向放大率，β3w是第三透镜组广角端横向放大率，β3t是第三透镜组远摄端横向放大率。
条件式(4)定义了第二透镜组和第三透镜组的可变光焦度比的适当比率。如果条件式(4)中的(β2t/β2w)/(β3t/β3w)值取上限值或更大，则第二透镜组可变光焦度比的负担增大，而第二透镜组与第一和/或第三透镜组之间的间隔变化增大。
为了抑制间隔变化，虽然需要增大第二透镜组的光焦度(屈光力)，但是随着光焦度增大会出现不利的像差，因为难于校正像差。
如果条件式(4)的值取下限值或更小，则第三透镜组可变光焦度比的负担将增大，而第三透镜组与第二和/或第四透镜组之间的间隔变化将增大。
为了抑制间隔变化，虽然需要增大第三透镜组的光焦度，但是随着光焦度增大会出现不利的像差，这是因为难于校正像差。如果每个透镜组的光焦度增大，则偏心误差敏感性将增大。因此，偏心容差要求严格，且需要进行调节来抑制所述变化，所以成本不利地升高。
进一步优选满足以下条件式(4A)：
(4A)1.6＜(β2t/β2w)/(β3t/β3w)＜3.2。
在上述变焦镜头中，优选满足以下条件式(5)和(6)：
(5)4.0＜β2t/β2w＜5.5；
(6)1.5＜β3t/β3w＜3.5。
条件式(5)限定第二透镜组可变光焦度比的适当范围。如果条件式(5)的β2t/β2w值超过上限值，则第二透镜组可变光焦度比的负担将增大，所以第二透镜组与第一和/或第三透镜组之间的间隔变化增大。为了抑制间隔变化，需要增大第二透镜组的光焦度，但是光焦度增大导致像差，所以难于校正像差。因此，并不优选增大第二透镜组的光焦度。
然后，条件式(6)限定第三透镜组适当的可变光焦度比的范围。如果条件式(6)的β3t/β3w值超过上限值，则第三透镜组可变光焦度比的负担将增大，所以第三透镜组与第二和/或第四透镜组之间的间隔变化将增大。
为了抑制间隔变化，需要增大第三透镜组的光焦度，但是光焦度增大导致像差，所以难于校正像差。因此，并不优选增大第三透镜组的光焦度。此外，如果每个透镜组的光焦度增大，则偏心误差敏感性也增大，所以偏心容差要求严格且需要进行调节来抑制所述变化，所以成本不利地升高。
在上述变焦镜头中，优选满足以下条件式(7)：
(7)1.0＜Tpr＜1.5，
其中Tpr是远摄端整个长度除以变焦镜头远摄端焦距获得的远摄比，就是说Tpr＝(远摄端整个长度)/(变焦镜头远摄端焦距)。
条件式(7)是通过控制第一透镜组的延伸量来充分校正像差的条件，这个条件对于广角、远摄和小尺寸变焦镜头都非常重要。
如果远摄比Tpr为1.5或更大，则第一透镜组的延伸量增大，所以难于实现小尺寸变焦镜头，并且径向的尺寸也增大，所以容易出现为确保远摄端的周边光量而增大径向尺寸或者成像性能因制造误差诸如镜头筒倾斜而退化的情形。如果远摄比Tpr为1.0或更小，则第一透镜组的运动量减少，且第一透镜组对第二透镜组放大率的作用减小。因此，需要增大第三透镜组的负担或者增大第二透镜组的屈光力，因此在这两种情况下，各种像差也变大。
优选满足以下条件式：
(7A)1.0＜Tpr＜1.3。
为了在这种变焦镜头中提供技术优势或高性能，优选第二透镜组的至少一个负透镜以混合非球面透镜形成。这里，混合非球面透镜这样形成：在玻璃制成的球面透镜上形成树脂制成的薄膜，以使表面非球面化，并将玻璃球面与薄膜非球面结合成一体，从而该透镜总体上作为非球面透镜。利用这种混合非球面透镜，实现了不仅提供如上所述的技术优势和高性能，而且实现了自由选择玻璃材料并且实现了低成本变焦镜头。此外，为了提供高性能，优选第二透镜组的两个负透镜都是混合非球面透镜。
此外，为了实现性能更高的变焦镜头，优选第一透镜组包括一个负透镜和两个正透镜，且在最靠近像侧具有非球面。
为了实现更高的性能，优选第三透镜组包括一个负透镜和两个正透镜，并且设置在最靠近物侧的一个透镜具有非球面。根据这种配置，可以校正各种像差，以便实现更高的性能。
为了实现更高的性能，优选第四透镜组包括至少一个正透镜，并且在最靠近物侧具有非球面。
将非球面表面设置在第四透镜组最靠近物侧，由于光通量远离光轴，所以在校正像平面方面，可以发挥非球面更大的作用。
在上述变焦镜头中，优选满足以下条件式(8)：
(8)ft/fw＞7，
其中ft是变焦镜头远摄端焦距，而fw是变焦镜头广角端焦距。
这里，条件式(8)用来控制变焦比，并且可以实现较高可变比率诸如7倍或更高且性能高的紧凑变焦镜头。进一步优选满足以下条件式(8A)：
(8A)ft/fw＞10。
此外，在上述变焦镜头中，优选满足以下条件式(9)：
(9)0.78≤Y’/fw，
其中Y’是最大像高，fw是变焦镜头广角端焦距。
这里，条件式(9)用来控制场角，并且可以实现可变光焦度比较高且广角端半场角为38度或更大的高性能紧凑变焦镜头。
在上述变焦镜头中，在从广角端向远摄端改变变焦镜头的放大率时，第一和第三透镜组向物侧移动，第二透镜组向像侧移动，而第四头透镜组在朝向物侧凸起弯曲的轨迹上运动。利用这种配置，可以有效减少第一透镜组的运动量，而且可以有利地校正像差。
在聚焦于有限远时，优选仅第四透镜组移动，所以仅需要移动重量最轻的物体。
优选孔径光阑的光圈直径保持恒定，独立于可变放大率，从而简化机构。但是，如果远摄端光圈直径设置为大于广角端光圈直径，则F数变化可以减小。如果需要减少到达像平面的光通量，则孔径光阑的光圈直径可以收缩。另一方面，更优选可以通过插入ND滤镜等来减少光量，而不改变光圈直径，因为可以阻止衍射现象导致的清晰度下降。
符合本发明实施方式的信息设备具有利用符合本发明上述第二实施方式的变焦镜头作为成像光学系统的成像功能。这种信息系设备可以配置成让物体图像通过变焦镜头成像在图像获取设备的光接收表面上。如上所述，信息设备可以实施为数码相机、视频相机、银盐相机等，并且优选配置为个人数字助理。
根据符合本发明第二实施方式的变焦镜头配置，可以提供能充分校正像差的变焦镜头，该镜头具有足够广的场角，就是说，广角端的半场角为38度或更大，且可变光焦度比为10倍或更大。而且，可以提供清晰度足以用于小尺寸高清晰度图像获取设备的变焦镜头。利用这种变焦镜头作为成像光学系统，可以获得小尺寸且高性能的成像功能。
符合本发明第三实施方式的变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和设置在第二和第三透镜组之间的孔径光阑。在从广角端向远摄端改变变焦镜头的放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔增大。第一透镜组包括负透镜、正透镜和正透镜，它们从物侧依次设置。第二透镜组包括负透镜、正透镜和负透镜，它们从物侧依次设置。第四透镜组包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。满足以下条件式(10)：
(10)5＜f1/fw＜8，
其中f1是第一透镜组的焦距，fw是变焦镜头广角端焦距。
条件式(10)是第一透镜组焦距与变焦镜头在广角端整体光学系统焦距的比率范围。如果焦距比率取上限值8或更大，则变焦镜头收缩状态下的尺寸将增大，所以难于提供紧凑的变焦镜头。如果焦距比率取下限值5或更小，则难于充分校正各种像差。
根据这种配置，优选第一透镜组最靠近像侧的正透镜具有非球面表面。将非球面透镜作为第一透镜组最靠近像侧的透镜，可以实现良好的像差校正效果。这种配置对于畸变校正特别有效。
根据上述变焦镜头，优选满足以下条件式(11)到(13)：
(11)0.2＜((D1+D2)×fw)/(Y’max×ft)＜0.5；
(12)0.9＜Tpr＜1.5；
(13)1＜(Lmax×fw)/(Y’max×ft)＜2；
其中fw是变焦镜头广角端焦距，ft是变焦镜头远摄端焦距，D1是第一透镜组在光轴处的厚度，D2是第二透镜组在光轴处的厚度，Y’max是最大像高，Tpr是远摄端的远摄比，就是说(远摄端的整个长度)÷(变焦镜头远摄端焦距)，而Lmax是整个焦距范围内从最靠近物侧表面到像平面的距离最大值。
条件式(11)是第一透镜组和第二透镜组在光轴上的厚度之和除以可变光焦度比以及最大像高获得的取值范围。
如果条件式(11)值取上限值0.5或更大，则变焦镜头收缩状态下的尺寸将增大，所以难于提供紧凑的变焦镜头。如果条件式(11)值取下限值0.2或更小，则难于充分校正各种像差。
条件式(12)是远摄端的远摄比范围，并示出了所述远摄比适合远摄比大于0.9且小于1.5的光学系统。条件式(13)是从最靠近物侧表面到像平面的最大距离Lmax与可变光焦度比以及最大像高之间的关系。如果条件式(13)值取上限值或更大，则变焦镜头收缩状态下的尺寸将增大，所以难于实现紧凑的相机。如果条件式(13)值取下限值1.0或更小，则难于充分校正各种像差。根据变焦镜头的上述配置，进一步优选满足以下条件式(14)：
(14)6＜L3max/Y’max＜8，
其中L3max是在整个焦距范围内从第三透镜组最靠近物侧表面到像平面的最大距离，而Y’max是最大像高。
条件式(14)是整个焦距范围内从第三透镜组最靠近物侧的表面到像平面的最大距离L3max与最大像高Y’max的比率。
如果该比率取上限值8或更大，则用来延伸第三透镜组的丝杠长度将加长，因此变焦镜头在收缩状态下的尺寸将增大，所以难于提供紧凑的相机。如果该比率取下限值6或更小，则第三透镜组无法具有足够的可变光焦度功能，因此难于提供良好的功能平衡来校正各透镜组的像差，所以难于充分校正各种像差。因此，通过满足条件式(14)，可以提供一种收缩状态下尺寸紧凑的变焦镜头，并且实现良好的像差校正。
根据变焦镜头的上述配置，进一步优选满足以下条件式(15)：
(15)ft/fw＞7，
其中ft是变焦镜头远摄端焦距，而fw是变焦镜头广角端焦距。
条件式(15)是可变光焦度比，就是说，可变光焦度比适当为7或更大。
符合本发明实施方式的成像装置可以采用符合第三实施方式的变焦镜头作为光学系统，并且可以配置成让第三和第四透镜组至少一组配置成在收缩状态下从变焦镜头的光轴退出。
就是说，虽然在本发明上述第三实施方式中，示出了实现紧凑变焦镜头和良好像差校正功能的条件式，但是允许第三和第四透镜组至少一组在收缩状态下从光轴退出，可以提供改良的紧凑变焦镜头。
此外，如上所述，在从物侧到像平面侧依次包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组的变焦镜头中，就是说，在具有正-负-正-正4个透镜组的变焦镜头中，第二透镜组用作执行放大率改变操作的变量。但是，在上述变焦镜头中，第三透镜组也用作这种变量，因此减轻了第二透镜组的负担。于是，即使在广角和高可变光焦度变焦镜头中，即通常难于充分校正像差的情况下，也可以保证校正功能的灵活性。
向着物侧移动第一透镜组，同时从广角端到远摄端改变放大率，在广角端通过第一透镜组的光通量高度降低，从而抑制了广角变焦镜头第一透镜组的尺寸增大，并且第一和第二透镜组之间的间隔得到充分保证，以抑制长焦侧F值(数)增大。
因此，上述变焦镜头能充分校正像差和保持尺寸较小。并且用于5百万以上到10百万像素的图像获取设备。使用这种变焦镜头，可以实现小尺寸高性能的数码相机。
(示例1)
接下来，详细解释本发明上述实施方式的具体示例。下述示例1到3和4是具有本发明第一实施方式的配置的变焦镜头的具体数值示例。以下示例5、6、7、8、9和10是具有本发明第二实施方式配置的变焦镜头的具体数值示例。以下示例11、12、13和14是具有本发明第三实施方式配置的变焦镜头的具体数值示例。
在示例1到14中，设置在第四透镜组像平面侧的平行板光学元件例如是光学滤镜诸如光学低通滤镜、红外切断滤镜等、图像获取设备诸如CCD传感器的端盖玻璃(密封玻璃)等，并称为滤镜FM。
在示例1到14中，第一透镜组最靠近像平面侧透镜的物侧表面、第二透镜组最靠近像平面侧表面和最靠近物侧表面、第三透镜组最靠近物侧透镜的物侧和像平面侧表面以及第四透镜组最靠近物侧表面分别是非球面表面。为了实现非球面表面，正如所述的模制非球面透镜，每个透镜表面可以直接形成为非球面表面，或者正如所述混合非球面透镜，可以以树脂薄膜覆盖球面透镜表面来形成非球面表面。
示例1到14中的像差得到充分校正并且变焦镜头可以用于8到10百万像素或更高像素的光接收元件。通过使用符合本发明实施方式的变焦镜头配置，清楚地发现根据示例1到14可以提供尺寸足够小且成像性能良好的变焦镜头。
以下附图标记在示例1到14中通用。
f：变焦镜头整个系统的焦距
F：F数
ω：半场角
R：曲率半径(或非球面表面的近轴曲率半径)
D：表面间隔
Nd：折射率
vd：Abbe数
K：非球面表面的锥度常数
A4：第四阶非球面系数
A6：第六阶非球面系数
A8：第八阶非球面系数
A10：第十阶非球面系数
A12：第十二阶非球面系数
A14：第十四阶非球面系数
用于下述示例的非球面形式由以下方程(16)限定，并且获得了近轴曲率、锥度常数以及各阶非球面系数来指定该形式：
X = CH 2 1 + 1 - ( 1 + K ) C 2 H 2 + A 4 · H 4 + A 6 · H 6 + A 8 · H 8 + A 10 · H 10 + A 12 · H 12 + A 14 · H 14 - - - ( 16 )
其中X是光轴方向的非球面量，C是近轴曲率半径的倒数(近轴曲率)，H是距离变焦镜头光轴的高度，而K是锥度常数。
首先，在符合本发明第一实施方式的变焦镜头示例1到4每一个中，示出了配置和具体数值示例。
图1A到1C是符合本发明第一实施方式示例1的变焦镜头配置的示意图，示出了从广角端经过预定中间焦距位置向远摄端变焦时的变焦轨迹，就是说图1A是变焦镜头广角端的截面示意图，图1B是变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图，而图1C是变焦镜头远摄端的截面示意图。图1A到1C左侧是变焦镜头的物侧。
图1A至1C所示变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4，所述透镜组从物侧沿着光轴依次设置；和设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的孔径光阑AD。在这种情况下，第一透镜组G 1包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3；第二透镜组G2包括第四透镜E4、第五透镜E5和第六透镜E6；第三透镜组G3包括第七透镜E7、第八透镜E8和第九透镜E9；而第四透镜组G4包括第十透镜E10和第十一透镜E11。
第一至第四透镜组G1至G4分别由共用支撑框架或类似物适当地共同支撑，并且在变焦时，每个透镜组整体操作且孔径光阑AD独立于每个透镜组操作。图1A至1C示出了每个表面的附图标记。此外，为了简化，相同的附图标记独立应用在每个示例中，因此以相同附图标记指代的配置并不总是相同的配置。
从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一至第四透镜组全部移动，以使第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间隔减小，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间隔增大。
第一透镜组G1从物侧依次包括：第一透镜E1，所述第一透镜E1设置有负弯月形透镜，该透镜具有指向变焦镜头物侧的凸表面；第二透镜E2，所述第二透镜E2设置有正弯月形透镜，该透镜具有指向变焦镜头物侧的凸表面；和第三透镜E3，所述第三透镜E3设置有正弯月形透镜，该正弯月形透镜具有指向变焦镜头物侧的凸表面和设置于像平面侧的非球面表面。第一和第二透镜E1、E2紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第二透镜组G2从物侧依次包括：第四透镜E4，所述第四透镜E4设置有负弯月形透镜，该负弯月形透镜具有指向物侧的凸表面，该负弯月形透镜是非球面透镜(所述混合透镜)，其非球面表面通过在物侧施加树脂层而形成；第五透镜E5，所述第五透镜E5设置有双凸正透镜；和第六透镜E6，所述第六透镜设置有非球面透镜，该非球面透镜具有通过在具有指向像平面侧的凸表面的负弯月形透镜的像平面侧表面上施加树脂层而形成的非球面表面。第五和第六透镜E5、E6紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第三透镜组G3从物侧依次包括：第七透镜E7，所述第七透镜E7设置有双凸且非球面的正透镜，该透镜在物侧具有凸起更高的表面；第八透镜E8，所述第八透镜E8设置有双凸正透镜，该双凸正透镜在像平面侧具有凸起更高的表面；和第九透镜E9，所述第九透镜E9设置有双凹负透镜，该双凹负透镜在像平面侧具有凹陷更深的表面。第八和第九透镜E8、E9紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第四透镜组G4从物侧依次包括：第十透镜E10，所述第十透镜E10设置有负弯月形透镜，该负弯月形透镜在物侧具有非球面表面并具有指向物侧的凸表面；和第十一透镜E 11，所述第十一透镜E11设置有双凸正透镜，该双凸正透镜的指向物侧的表面较之像平面侧的表面凸起更高的。第十和第十一透镜E10、E11紧密粘结并且彼此结合在一起，以形成由两个透镜形成的结合透镜。
在这种情况下，如图1A至1C所示，在从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一和第三透镜组G1和G3从像平面侧向物侧移动，而第二透镜组G2沿着朝像平面侧凸起的轨迹曲线移动，而第四透镜组G4沿着朝物侧凸起的轨迹曲线移动。
在示例1中，变焦镜头整个光学系统的焦距f、F数F以及半场角ω分别在以下范围内变化：f＝5.10至52.0，F＝3.71至6.09，和ω＝39.0至4.54。每个光学元件的光学属性如下：
表1
光学属性
Figure GSA00000059351500171
Figure GSA00000059351500181
在表1中，第5、第6、第12、第14、第15和第19光学表面每一个都是非球面表面，并以星号标出，而方程(16)中对于每个非球面表面的参数如下：
非球面表面参数：
第5表面：
K＝0
A4＝7.67×10-7
A6＝-4.28×10-9
A8＝6.46×10-11
A10＝-5.79×10-13
A12＝2.25×10-15
第6表面：
K＝0
A4＝1.15×10-4
A6＝-4.00×10-6
A8＝2.21×10-7
A10＝-7.66×10-9
A12＝1.12×10-10
A14＝-5.58×10-13
第12表面：
K＝0
A4＝-6.74×10-4
A6＝-2.73×10-6
A8＝-6.70×10-7
A10＝-3.16×10-8
第14表面：
K＝0
A4＝-5.70×10-4
A6＝2.19×10-5
A8＝-1.14×10-6
A10＝7.28×10-8
第15表面：
K＝0
A4＝5.11×10-4
A6＝2.89×10-5
A8＝-1.42×10-6
A10＝1.03×10-7
第19表面：
K＝0
A4＝1.44×10-5
A6＝1.27×10-6
A8＝-2.55×10-8
A10＝3.47×10-10
第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的可变间隔DA、第二透镜组G2和孔径光阑AD之间的可变间隔DB、孔径光阑AD和第三透镜组G3之间的可变间隔DC以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的可变间隔DD，在改变放大率时，分别如下表所示变化。
表2
可变间隔
  广角端   中间焦距位置   远摄端
  f   5.10   16.28   51.98
  DA   0.64   8.79   20.01
  DB   9.50   2.29   0.80
  DC   5.22   1.78   0.95
  DD   3.25   5.11   16.62
图2、3和4分别示出了符合示例1的变焦镜头广角端、中间焦距位置和远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线。在本例以及其他示例的球面像差曲线中，虚线表示正弦条件，在像散性曲线中，实线表示矢量像平面，虚线表示子午像平面、粗线表示d线，而细线表示g线。
(示例2)
图5A到5C是符合本发明第一实施方式示例2的变焦镜头配置的示意图，示出了从广角端经过预定中间焦距位置向远摄端变焦时的变焦轨迹，就是说，图5A是变焦镜头广角端的截面示意图，图5B是变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图，而图5C是变焦镜头远摄端的截面示意图。图5A到5C中左侧是变焦镜头的物侧。
图5A至5C所示变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4，所述透镜组从物侧沿着光轴依次设置；和设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的孔径光阑AD。在这种情况下，第一透镜组G1包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3；第二透镜组G2包括第四透镜E4、第五透镜E5和第六透镜E6；第三透镜组G3包括第七透镜E7、第八透镜E8和第九透镜E9；而第四透镜组G4包括第十透镜E10和第十一透镜E11。
第一至第四透镜组G1至G4每一组由共用支撑框架或类似物适当地共同支撑，并且在变焦时，每个透镜组整体操作且孔径光阑AD独立于每个透镜组操作。图5A至5C示出了每个表面的附图标记。此外，为了简化，相同的附图标记独立应用在每个示例中，因此以相同附图标记指代的配置并不总是相同的配置。
从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一至第四透镜组全部移动，以使第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间隔减小，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间隔增大。
第一透镜组G1从物侧依次包括：第一透镜E1，所述第一透镜E1设置有凸表面指向变焦镜头物侧的负弯月形透镜；第二透镜E2，所述第二透镜E2设置有双凸正弯月形透镜，该双凸正弯月形透镜的指向变焦镜头物侧的凸表面凸起较高；和第三透镜E3，所述第三透镜E3设置有正弯月形透镜，该正弯月形透镜具有指向变焦镜头物侧的凸表面和设置于像平面侧的非球面表面。第一和第二透镜E1、E2紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第二透镜组G2从物侧依次包括：第四透镜E4，所述第四透镜E4设置有凸表面指向物侧的负弯月形透镜，该负弯月形透镜是非球面透镜，其非球面表面通过在物侧施加树脂层而形成；第五透镜E5，所述第五透镜E5设置有双凸正透镜；和第六透镜E6，所述第六透镜设置有非球面透镜，该非球面透镜具有通过在凸表面指向像平面侧的负弯月形透镜的像平面侧表面施加树脂层而形成的非球面表面。第五和第六透镜E5、E6紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第三透镜组G3从物侧依次包括：第七透镜E7，所述第七透镜E7设置有双凸且非球面的正透镜，该透镜在物侧具有凸起更高的表面；第八透镜E8，所述第八透镜E8设置有像平面侧的表面凸起较高的双凸正透镜；和第九透镜E9，所述第九透镜E9设置有像平面侧的表面凹陷较深的双凹负透镜。第八和第九透镜E8、E9紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
就是说，示例2配置区别于示例1配置之处在于，从物侧起设置在第一透镜组G1第二位置的第二透镜E2设置有双凸正透镜，该双凸正透镜指向物侧的凸表面凸起更高，并且第四透镜组G4的第十透镜E10和第十一透镜E11不再粘结并结合在一起，就是说，在示例2中不再构成结合透镜。示例2的其他配置与示例1相同。
第四透镜组G4从物侧依次包括：第十透镜E10，所述第十透镜E10设置有负弯月形透镜，该负弯月形透镜在物侧具有非球面表面并具有指向物侧的凸表面；和第十一透镜E11，所述第十一透镜E11设置有指向物侧的表面凸起更高的双凸正透镜。
在这种情况下，如图5A至5C所示，在从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一和第三透镜组G1和G3从像平面侧向物侧单调移动，第二透镜组G2基本上单调向像侧移动，而第四透镜组G4沿着朝物侧凸起的轨迹曲线移动。
在示例2中，变焦镜头整个光学系统的焦距f、F数F以及半场角ω分别在以下范围内变化：f＝5.10至52.50，F＝3.61至6.08，和ω＝39.0至4.54。每个光学元件的光学属性如下：
表3
光学属性
Figure GSA00000059351500231
在表3中，第5、第6、第12、第14、第15和第19光学表面每一个都是非球面，并以星号标出，而方程(16)中对于每个非球面表面的参数如下：非球面表面参数：
第5表面：
K＝0
A4＝2.205540×10-6
A6＝4.181840×10-9
A8＝-1.494890×10-10
A10＝1.522100×10-12
A12＝-5.516210×10-15
第六表面：
K＝0
A4＝1.999680×10-4
A6＝-1.122220×10-5
A8＝4.160730×10-7
A10＝-6.510170×10-9
A12＝-5.021190×10-11
A14＝1.590660×10-12
第十二表面：
K＝0
A4＝-6.659970×10-4
A6＝-9.274390×10-6
A8＝-4.062510×10-8
A10＝-5.698790×10-8
第十四表面：
K＝0
A4＝-7.967520×10-4
A6＝1.099360×10-5
A8＝-9.587750×10-7
A10＝4.152840×10-8
第十五表面：
K＝0
A4＝4.643910×10-4
A6＝1.657550×10-5
A8＝1.202080×10-6
A10＝6.179880×10-8
第十九表面：
K＝0
A4＝-3.955820×10-5
A6＝1.598050×10-6
A8＝-1.060610×10-7
A10＝1.644690×10-9
第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的可变间隔DA、第二透镜组G2和孔径光阑AD之间的可变间隔DB、孔径光阑AD和第三透镜组G3之间的可变间隔DC以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的可变间隔DD，随着改变放大率，分别如下表所示变化。
表4
可变间隔
图6、7和8分别示出了符合示例2的变焦镜头广角端、中间焦距位置和远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线。类似于示例1，在本例的球面像差曲线中，虚线表示正弦条件，在像散性曲线中，实线表示矢量像平面，虚线表示子午像平面、粗线表示d线，而细线表示g线。
(示例3)
图9A到9C是符合本发明第一实施方式示例3的变焦镜头配置的示意图，示出了从广角端经过预定中间焦距位置向远摄端变焦时的变焦轨迹，就是说图9A是变焦镜头广角端的截面示意图，图9B是变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图，而图9C是变焦镜头远摄端的截面示意图。图9A到9C中左侧是变焦镜头的物侧。
图9A至9C所示变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4，所述透镜组从物侧沿着光轴设置；和设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的孔径光阑AD。在这种情况下，第一透镜组G1包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3；第二透镜组G2包括第四透镜E4、第五透镜E5和第六透镜E6；第三透镜组G3包括第七透镜E7、第八透镜E8和第九透镜E9；而第四透镜组G4包括第十透镜E10和第十一透镜E11。
第一至第四透镜组G1至G4每一组由共用支撑框架或类似物适当地共同支撑，并且在变焦时，每个透镜组整体操作且孔径光阑AD独立于每个透镜组操作。图9A至9C示出了每个表面的附图标记。此外，为了简化，相同的附图标记独立应用在每个示例中，因此以相同附图标记指代的配置并不总是相同的配置。
从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一至第四透镜组全部移动，以使第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间隔减小，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间隔增大。
第一透镜组G1从物侧依次包括：第一透镜E1，所述第一透镜E1设置有凸表面指向变焦镜头物侧的负弯月形透镜；第二透镜E2，所述第二透镜E2设置有凸表面指向变焦镜头物侧的正弯月形透镜；和第三透镜E3，所述第三透镜E3设置有正弯月形透镜，该正弯月形透镜具有指向变焦镜头物侧的凸表面和设置于像平面侧的非球面表面。第一和第二透镜E1、E2紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第二透镜组G2从物侧依次包括：第四透镜E4，所述第四透镜E4设置有凸表面指向物侧的负弯月形透镜，该负弯月形透镜是非球面透镜，其非球面表面通过在物侧施加树脂层而形成；第五透镜E5，所述第五透镜E5设置有双凸正透镜；和第六透镜E6，所述第六透镜设置有非球面透镜，该非球面透镜具有通过在凸表面指向像平面侧的负弯月形透镜的像平面侧表面施加树脂层而形成的非球面表面。第五和第六透镜E5、E6紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第三透镜组G3从物侧依次包括：第七透镜E7，所述第七透镜E7设置有双凸且非球面的正透镜，该正透镜在物侧具有凸起更高的凸表面；第八透镜E8，所述第八透镜E8设置有像平面侧的凸表面凸起较高的双凸正透镜；和第九透镜E9，所述第九透镜E9设置有像平面侧的凹表面凹陷较深的双凹负透镜。第八和第九透镜E8、E9紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第四透镜组G4从物侧依次包括：第十透镜E10，所述第十透镜E10设置有负弯月形透镜，该负弯月形透镜具有位于物侧的非球面表面并具有指向物侧的凸表面；和第十一透镜E11，所述第十一透镜E11设置有指向物侧的凸表面凸起更高的双凸正透镜。第十和第十一透镜E10、E11紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。就是说，示例3的配置与示例1相同。
在这种情况下，如图9A至9C所示，在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第三透镜组G1和G3从像平面侧向物侧单调移动，第二透镜组G2沿着朝像平面侧凸起的轨迹曲线移动，而第四透镜组G4沿着朝物侧凸起的轨迹曲线移动。
在示例3中，变焦镜头整个光学系统的焦距f、F数F以及半场角ω分别在以下范围内变化：f＝5.10至51.98，F＝3.40至6.15，和ω＝39.0至4.54。每个光学元件的光学属性如下：
表5
光学属性
Figure GSA00000059351500271
在表5中，第5、第6、第12、第14、第15和第19光学表面每一个都是非球面，并以星号标出，而方程(16)中对于每个非球面表面的参数如下：
非球面表面参数：
第5表面：
K＝0
A4＝1.947850×10-6
A6＝-5.051910×10-9
A8＝4.847070×10-11
A10＝-2.800590×10-13
A12＝1.399070×10-15
第6表面：
K＝0
A4＝1.313170×10-4
A6＝-5.126640×10-6
A8＝2.369100×10-7
A10＝-7.633340×10-9
A12＝1.106480×10-10
A14＝-5.583560×10-13
第12表面：
K＝0
A4＝-7.425700×10-4
A6＝-7.391420×10-7
A8＝-1.082630×10-6
A10＝-3.252710×10-8
第14表面：
K＝0
A4＝-6.802070×10-4
A6＝2.072020×10-5
A8＝-1.126100×10-6
A10＝5.500980×10-8
第15表面：
K＝0
A4＝4.961470×10-4
A6＝2.754750×10-5
A8＝-1.508580×10-6
A10＝8.474430×10-8
第19表面：
K＝0
A4＝2.131920×10-5
A6＝1.263390×10-6
A8＝-3.663520×10-8
A10＝7.507270×10-10
第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的可变间隔DA、第二透镜组G2和孔径光阑AD之间的可变间隔DB、孔径光阑AD和第三透镜组G3之间的可变间隔DC以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的可变间隔DD，在改变放大率时，分别如下表所示变化。
表6
可变间隔
  广角端   中间焦距位置   远摄端
  F   5.10   16.28   51.98
  DA   0.64   7.70   15.92
  DB   8.79   1.56   0.80
  DC   5.75   2.99   0.95
  DD   2.70   4.35   16.87
图10、11和12分别示出了符合示例3的变焦镜头广角端、中间焦距位置和远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线。类似于示例1，在本例的球面像差曲线中，虚线表示正弦条件，在像散性曲线中，实线表示矢量像平面，虚线表示子午像平面，粗线表示d线，而细线表示g线。
(示例4)
图13A到13C是符合本发明第一实施方式示例4的变焦镜头配置的示意图，示出了从广角端经过预定中间焦距位置向远摄端变焦时的变焦轨迹，就是说图13A是变焦镜头广角端的截面示意图，图13B是变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图，而图13C是变焦镜头远摄端的截面示意图。图13A到13C左侧是变焦镜头的物侧。图13A至13C所示变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4，所述透镜组从物侧沿着光轴设置；和设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的孔径光阑AD。在这种情况下，第一透镜组G1包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3；第二透镜组G2包括第四透镜E4、第五透镜E5和第六透镜E6；第三透镜组G3包括第七透镜E7、第八透镜E8和第九透镜E9；而第四透镜组G4包括第十透镜E10和第十一透镜E11。
第一至第四透镜组G1至G4每一组由共用支撑框架或类似物适当地共同支撑，并且在变焦时，每个透镜组整体操作且孔径光阑AD独立于每个透镜组操作。图13A至13C示出了每个表面的附图标记。此外，为了简化，相同的附图标记独立应用在每个示例中，因此以相同附图标记指代的配置并不总是相同的配置。
从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一至第四透镜组全部移动，以使第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间隔减小，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间隔增大。
第一透镜组G1从物侧依次包括：第一透镜E1，所述第一透镜E1设置有凸表面指向变焦镜头物侧的负弯月形透镜；第二透镜E2，所述第二透镜E2设置有凸表面指向变焦镜头物侧的正弯月形透镜；和第三透镜E3，所述第三透镜E3设置有正弯月形透镜，该正弯月形透镜具有指向变焦镜头物侧的凸表面和设置于像平面侧的非球面表面。第一和第二透镜E1、E2紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第二透镜组G2从物侧依次包括：第四透镜E4，所述第四透镜E4设置有凸表面指向物侧的负弯月形透镜，该负弯月形透镜是非球面透镜，其非球面表面通过在物侧施加树脂层而形成；第五透镜E5，所述第五透镜E5设置有双凸正透镜；和第六透镜E6，所述第六透镜设置有非球面透镜，该非球面透镜具有通过在凸表面指向像平面侧的负弯月形透镜的像平面侧表面施加树脂层而形成的非球面表面。第五和第六透镜E5、E6紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第三透镜组G3从物侧依次包括：第七透镜E7，所述第七透镜E7设置有双凸且非球面的正透镜，该透镜在物侧具有凸起更高的凸表面；第八透镜E8，所述第八透镜E8设置有凸表面指向物侧的正弯月形透镜；和第九透镜E9，所述第九透镜E9设置有凸表面指向物侧的负弯月形透镜。第八和第九透镜E8、E9紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第四透镜组G4从物侧依次包括：第十透镜E10，所述第十透镜E10设置有负弯月形透镜，该负弯月形透镜具有位于物侧的非球面表面并具有指向物侧的凸表面；和第十一透镜E11，所述第十一透镜E11设置有指向物侧的凸表面凸起更高的双凸正透镜。第十和第十一透镜E10、E11紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
在这种情况下，如图13A至13C所示，在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第三透镜组G1和G3从像平面侧向物侧移动，第二透镜组G2沿着朝物侧凸起的轨迹曲线移动，而第四透镜组G4沿着朝物侧凸起的轨迹曲线移动。
在示例4中，变焦镜头整个光学系统的焦距f、F数F以及半场角ω分别在以下范围内变化：f＝5.10至51.98，F＝3.20至5.86，和ω＝39.0至4.54。每个光学元件的光学属性如下：
表7
光学属性
Figure GSA00000059351500311
在表7中，第5、第6、第12、第14、第15和第19光学表面每一个都是非球面，并以星号标出，而方程(16)中对于每个非球面表面的参数如下：
非球面表面参数：
第5表面：
K＝0
A4＝2.782880×10-6
A6＝4.555510×10-8
A8＝-1.216870×10-9
A10＝1.401630×10-11
A12＝-6.039240×10-14
第6表面：
K＝0
A4＝3.152380×10-5
A6＝-3.662650×10-6
A8＝2.531970×10-7
A10＝-8.202700×10-9
A12＝1.148300×10-10
A14＝-5.583560×10-13
第12表面：
K＝0
A4＝-8.433420×10-4
A6＝1.135520×10-6
A8＝-7.688370×10-7
A10＝-2.418360×10-8
第14表面：
K＝0
A4＝-9.876610×10-4
A6＝1.455240×10-5
A8＝-7.549500×10-7
A10＝-8.738070×10-8
第15表面：
K＝0
A4＝4.364070×10-4
A6＝9.191770×10-6
A8＝7.110060×10-7
A10＝-1.496030×10-7
第19表面：
K＝0
A4＝-6.916510×10-6
A6＝6.400200×10-6
A8＝-3.300830×10-7
A10＝6.589080×10-9
第一透镜组G 1和第二透镜组G2之间的可变间隔DA、第二透镜组G2和孔径光阑AD之间的可变间隔DB、孔径光阑AD和第三透镜组G3之间的可变间隔DC以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的可变间隔DD，在改变放大率时，分别如下表所示变化。
表8
可变间隔
  广角端   中间焦距位置   远摄端
  F   5.10   16.28   51.98
  DA   0.64   7.70   15.92
  DB   8.79   1.56   0.80
  DC   5.75   2.99   0.95
  DD   2.70   4.35   16.87
图14、15和16分别示出了符合示例4的变焦镜头广角端、中间焦距位置和远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线。类似于示例1，在本例的球面像差曲线中，虚线表示正弦条件，在像散性曲线中，实线表示矢量像平面，虚线表示子午像平面，粗线表示d线，而细线表示g线。
下表示出了符合第一实施方式的示例1至4中条件式(1)至(3)、(8)和(9)的取值。具体地说，所述条件式取值为条件式(1)中的f1/ft、条件式(2)中的vd1ave值、条件式(3)中的Tpr、条件式(8)中的ft/fw和条件式(9)中的Y’/fw。
表9
  示例1   示例2   示例3   示例4
 条件式(1)   0.69   0.68   0.55   0.59
 条件式(2)   51.50   51.59   49.63   48.03
 条件式(3)   1.28   1.28   1.19   1.13
 条件式(8)   10.19   10.30   10.19   10.19
 条件式(9)   0.81   0.81   0.81   0.81
每个示例的变焦镜头中，上述符合条件式(1)至(3)、(8)和(9)的参数取值分别在条件式的范围内。
(示例5)
在符合本发明第二实施方式的示例5至10中，示出了配置以及具体数值示例。
图17A到17C是符合示例5的变焦镜头的透镜配置的示意图，示出了从广角端经过预定中间焦距位置向远摄端变焦时的变焦轨迹，就是说图17A是变焦镜头广角端的截面示意图，图17B是变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图，而图17C是变焦镜头远摄端的截面示意图。图17A到17C左侧是变焦镜头的物侧。
图17A至17C所示变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4，所述透镜组从物侧沿着光轴设置；和设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的孔径光阑AD。在这种情况下，第一透镜组G1包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3；第二透镜组G2包括第四透镜E4、第五透镜E5和第六透镜E6；第三透镜组G3包括第七透镜E7、第八透镜E8和第九透镜E9；而第四透镜组G4包括第十透镜E10和第十一透镜E11。
第一至第四透镜组G1至G4每一组由共用支撑框架或类似物适当地共同支撑，并且在变焦时，每个透镜组整体操作且孔径光阑AD独立于每个透镜组操作。图17A至17C示出了每个表面的附图标记。此外，为了简化，用在图17A至17C中的相同附图标记独立应用在每个示例中，因此以相同附图标记指代的配置并不总是相同的配置。
从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一至第四透镜组全部移动，以使第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间隔减小，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间隔增大。
第一透镜组G1从物侧依次包括：第一透镜E1，所述第一透镜E 1设置有凸表面指向变焦镜头物侧的负弯月形透镜；第二透镜E2，所述第二透镜E2设置有凸表面指向变焦镜头物侧的正弯月形透镜；和第三透镜E3，所述第三透镜E3设置有双凸正透镜，该双凸正透镜具有指向变焦镜头物侧且凸起更高的凸表面和设置于像平面侧的非球面表面。第一和第二透镜E1、E2紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第二透镜组G2从物侧依次包括：第四透镜E4，所述第四透镜E4设置有凸表面指向物侧的负弯月形透镜，该负弯月形透镜是非球面透镜，其非球面表面通过在物侧施加树脂层而形成；第五透镜E5，所述第五透镜E5设置有凸表面指向像平面侧的正弯月形透镜；和第六透镜E6，所述第六透镜设置有非球面透镜，该非球面透镜具有通过在凸表面指向像平面侧的负弯月形透镜的像平面侧表面施加树脂层而形成的非球面表面。第五和第六透镜E5、E6紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第三透镜组G3从物侧依次包括：第七透镜E7，所述第七透镜E7设置有双凸且非球面的正透镜，该透镜在物侧具有凸起更高的凸表面；第八透镜E8，所述第八透镜E8设置有物侧凸表面凸起更高的双凸正透镜；和第九透镜E9，所述第九透镜E9设置有像平面侧凹表面凹陷更深的双凹负透镜。第八和第九透镜E8、E9紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第四透镜组G4从物侧依次包括：第十透镜E10，所述第十透镜E10设置有负弯月形透镜，该负弯月形透镜具有位于物侧的非球面表面并具有指向物侧的凸表面；和第十一透镜E11，所述第十一透镜E11设置有指向物侧的凸表面凸起更高的双凸正透镜。第十和第十一透镜E10、E11紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
在这种情况下，如图17A至17C所示，在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第三透镜组G1和G3从像平面侧向物侧移动，第二透镜组G2沿着朝像平面侧凸起的轨迹曲线移动，而第四透镜组G4沿着朝物侧凸起的轨迹曲线移动。
在示例5中，变焦镜头整个光学系统的焦距f、F数F以及半场角ω分别在以下范围内变化：f＝5.09至52.0，F＝3.63至6.08，和ω＝39.0至4.54。每个光学元件的光学属性如下：
表10
光学属性
Figure GSA00000059351500361
在表10中，第5、第6、第12、第14、第15和第19光学表面每一个都是非球面，并以星号标出，而方程(16)中对于每个非球面表面的参数如下：
非球面表面参数：
第5表面：
K＝0
A4＝9.77×10-6
A6＝-1.16×10-8
A8＝4.85×10-12
A10＝2.17×10-13
A12＝-8.30×10-16
第6表面：
K＝0
A4＝1.75×10-5
A6＝-4.04×10-6
A8＝2.68×10-7
A10＝-8.19×10-9
A12＝1.13×10-10
A14＝-5.58×10-13
第12表面：
K＝0
A4＝-4.00×10-4
A6＝-5.98×10-6
A8＝1.41×10-7
A10＝-1.47×10-8
第14表面：
K＝0
A4＝-2.24×10-4
A6＝1.74×10-5
A8＝2.56×10-7
A10＝5.34×10-8
第15表面：
K＝0
A4＝7.37×10-4
A6＝3.90×10-5
A8＝2.55×10-8
A10＝1.70×10-7
第19表面：
K＝0
A4＝-2.22×10-5
A6＝3.23×10-6
A8＝-1.30×10-7
A10＝2.28×10-9
第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的可变间隔DA、第二透镜组G2和孔径光阑AD之间的可变间隔DB、孔径光阑AD和第三透镜组G3之间的可变间隔DC以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的可变间隔DD，在改变放大率时，分别如下表所示变化。
表11
可变间隔
广角端 中间焦距位置 远摄端
F 5.10 16.28 51.98
  DA   0.65   7.14   19.29
  DB   13.80   2.58   0.80
  DC   4.63   1.86   0.80
  DD   2.03   4.44   17.56
图18、19和20分别示出了符合示例5的变焦镜头广角端、中间焦距位置和远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线。在本例以及其他示例中的球面像差曲线中，虚线表示正弦条件，在像散性曲线中，实线表示矢量像平面，虚线表示子午像平面，粗线表示d线，而细线表示g线。
(示例6)
作为本发明第二实施方式的第二个示例的示例6类似于先前解释的本发明第一实施方式示例2，因此对于示例6的解释，可以参照图5至8，表1和2及其解释内容。
(示例7)
作为本发明第二实施方式的第三个示例的示例7类似于先前解释的本发明第一实施方式示例3，因此对于示例7的解释，可以参照图9至12，表5和6及其解释内容。
(示例8)
作为本发明第二实施方式的第四个示例的示例8类似于先前解释的本发明第一实施方式示例4，因此对于示例8的解释，可以参照图13至16，表7和8及其解释内容。
(示例9)
图21A到21C是符合本发明第二实施方式示例9的变焦镜头配置的示意图，示出了从广角端经过预定中间焦距位置向远摄端变焦时的变焦轨迹，就是说图21A是变焦镜头广角端的截面示意图，图21B是变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图，而图21C是变焦镜头远摄端的截面示意图。图21A到21C左侧是变焦镜头的物侧。
图21A至21C所示变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4，所述透镜组从物侧沿着光轴设置；和设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的孔径光阑AD。在这种情况下，第一透镜组G1包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3；第二透镜组G2包括第四透镜E4、第五透镜E5和第六透镜E6；第三透镜组G3包括第七透镜E7、第八透镜E8和第九透镜E9；而第四透镜组G4包括第十透镜E10和第十一透镜E11。
第一至第四透镜组G1至G4每一组由共用支撑框架或类似物适当地共同支撑，并且在变焦时，每个透镜组整体操作且孔径光阑AD独立于每个透镜组操作。图21A至21C示出了每个表面的附图标记。此外，为了简化，在每个示例中相同的附图标记独立应用，因此以相同附图标记指代的配置并不总是相同的配置。
从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一至第四透镜组全部移动，以使第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间隔减小，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间隔增大。
第一透镜组G1从物侧依次包括：第一透镜E1，所述第一透镜E1设置有凸表面指向变焦镜头物侧的负弯月形透镜；第二透镜E2，所述第二透镜E2设置有凸表面指向变焦镜头物侧的正弯月形透镜；和第三透镜E3，所述第三透镜E3设置有正弯月形透镜，该正弯月形透镜具有指向变焦镜头物侧的凸表面和设置于像平面侧的非球面表面。第一和第二透镜E1、E2紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第二透镜组G2从物侧依次包括：第四透镜E4，所述第四透镜E4设置有凸表面指向物侧的负弯月形透镜，该负弯月形透镜是非球面透镜，其非球面表面通过在物侧施加树脂层而形成；第五透镜E5，所述第五透镜E5设置有像平面侧的凸表面凸起更高的双凸正透镜；和第六透镜E6，所述第六透镜设置有非球面透镜，该非球面透镜具有通过在凸表面指向像平面侧的负弯月形透镜的像平面侧表面施加树脂层而形成的非球面表面。第五和第六透镜E5、E6紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第三透镜组G3从物侧依次包括：第七透镜E7，所述第七透镜E7设置有双凸且非球面的正透镜，该透镜在物侧具有凸起更高的凸表面；第八透镜E8，所述第八透镜E8设置有像平面侧的凸表面凸起更高的双凸正透镜；和第九透镜E9，所述第九透镜E9设置有像平面侧凹表面凹陷更深的双凹负透镜。第八和第九透镜E8、E9紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第四透镜组G4从物侧依次包括：第十透镜E10，所述第十透镜E10设置有负弯月形透镜，该负弯月形透镜具有位于物侧的非球面表面并具有指向物侧的凸表面；和第十一透镜E11，所述第十一透镜E11设置有指向物侧的凸表面凸起更高的双凸正透镜。第十和第十一透镜E10、E11紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
在这种情况下，如图21A至21C所示，在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第三透镜组G1和G3从像平面侧向物侧移动，第二透镜组G2沿着朝像平面侧凸起的轨迹曲线移动，而第四透镜组G4沿着朝物侧凸起的轨迹曲线移动。
在示例9中，变焦镜头整个光学系统的焦距f、F数F以及半场角ω分别在以下范围内变化：f＝5.10至51.98，F＝3.65至6.05，和ω＝39.0至4.54。每个光学元件的光学属性如下：
表12
光学属性
Figure GSA00000059351500411
在表12中，第5、第6、第12、第14、第15和第19光学表面每一个都是非球面，并以星号标出，而方程(16)中对于每个非球面表面的参数如下：
非球面表面参数：
第5表面：
K＝0
A4＝1.48×10-6
A6＝-5.78×10-9
A8＝6.08×10-11
A10＝-2.71×10-13
A12＝7.28×10-16
第6表面：
K＝0
A4＝1.44×10-4
A6＝-6.09×10-6
A8＝2.75×10-7
A10＝-8.32×10-9
A12＝1.15×10-10
A14＝-5.58×10-13
第12表面：
K＝0
A4＝-7.01×10-4
A6＝-7.84×10-7
A8＝-9.78×10-7
A10＝-2.98×10-8
第14表面：
K＝0
A4＝-6.69×10-4
A6＝1.98×10-5
A8＝-9.73×10-7
A10＝5.28×10-8
第15表面：
K＝0
A4＝4.74×10-4
A6＝2.77×10-5
A8＝-1.53×10-6
A10＝9.10×10-8
第19表面：
K＝0
A4＝1.65×10-5
A6＝1.45×10-6
A8＝-4.49×10-8
A10＝8.92×10-10
第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的可变间隔DA、第二透镜组G2和孔径光阑AD之间的可变间隔DB、孔径光阑AD和第三透镜组G3之间的可变间隔DC以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的可变间隔DD，在改变放大率时，分别如下表所示变化。
表13
可变间隔
  广角端   中间焦距位置   远摄端
  F   5.10   16.28   51.98
  DA   0.64   7.90   16.46
  DB   8.88   2.31   0.80
  DC   6.15   2.29   0.95
  DD   2.85   4.17   16.93
图22、23和24分别示出了符合示例9的变焦镜头广角端、中间焦距位置和远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线。在本例以及其他示例中的球面像差曲线中，虚线表示正弦条件，在像散性曲线中，实线表示矢量像平面，虚线表示子午像平面，粗线表示d线，而细线表示g线。
(示例10)
图25A到25C是符合本发明第二实施方式的示例10的变焦镜头的透镜配置的示意图，示出了从广角端经过预定中间焦距位置向远摄端变焦时的变焦轨迹，就是说，图25A是变焦镜头广角端的截面示意图，图25B是变焦镜头在预定中间焦距位置的截面示意图，而图25C是变焦镜头远摄端的截面示意图。图25A到25C左侧是变焦镜头的物侧。
图25A至25C所示变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组G1、具有负屈光力的第二透镜组G2、具有正屈光力的第三透镜组G3和具有正屈光力的第四透镜组G4，所述透镜组从物侧沿着光轴设置；和设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的孔径光阑AD。在这种情况下，第一透镜组G1包括第一透镜E1、第二透镜E2、第三透镜E3；第二透镜组G2包括第四透镜E4、第五透镜E5和第六透镜E6；第三透镜组G3包括第七透镜E7、第八透镜E8和第九透镜E9；而第四透镜组G4包括第十透镜E10。
第一至第四透镜组G1至G4每一组由共用支撑框架或类似物适当地共同支撑，并且在变焦时，每个透镜组整体操作且孔径光阑AD独立于每个透镜组操作。图25A至25C示出了每个表面的附图标记。此外，为了简化，在每个示例中相同附图标记独立应用，因此以相同附图标记指代的配置并不总是相同的配置。
从广角端(短焦端)向远摄端(长焦端)改变变焦镜头放大率时，第一至第四透镜组全部移动，以使第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间隔增大，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间隔减小，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间隔增大。
第一透镜组G1从物侧依次包括：第一透镜E1，所述第一透镜E1设置有凸表面指向物侧的负弯月形透镜；第二透镜E2，所述第二透镜E2设置有凸表面指向物侧的正弯月形透镜；和第三透镜E3，所述第三透镜E3设置有正弯月形透镜，该正弯月形透镜具有指向物侧的凸表面和设置于像平面侧的非球面表面。第一和第二透镜E1、E2紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第二透镜组G2从物侧依次包括：第四透镜E4，所述第四透镜E4设置有凸表面指向物侧的负弯月形透镜，该负弯月形透镜是非球面透镜，其非球面表面通过在物侧施加树脂层而形成；第五透镜E5，所述第五透镜E5设置有像平面侧的凸表面凸起更高的双凸正透镜；和第六透镜E6，所述第六透镜设置有非球面透镜，该非球面透镜具有通过在凸表面指向像平面侧的负弯月形透镜的像平面侧表面施加树脂层而形成的非球面表面。第五和第六透镜E5、E6紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第三透镜组G3从物侧依次包括：第七透镜E7，所述第七透镜E7设置有双凸且非球面的正透镜，该透镜在物侧具有凸起更高的凸表面；第八透镜E8，所述第八透镜E8设置有像平面侧凸表面凸起更高的双凸正透镜；和第九透镜E9，所述第九透镜E9设置有像平面侧凹表面凹陷更深的双凹负透镜。第八和第九透镜E8、E9紧密粘结并且彼此结合在一起，形成由两个透镜形成的结合透镜。
第四透镜组G4仅由第十透镜E10形成，所述第十透镜E10设置有负弯月形透镜，所述负弯月形透镜具有位于物侧的非球面表面和指向物侧的凸表面。
在这种情况下，如图25A至25C所示，在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第三透镜组G1和G3从像平面侧向物侧移动，第二透镜组G2从物侧向像平面侧移动，而第四透镜组G4沿着朝物侧凸起的轨迹曲线移动。
在示例10中，变焦镜头整个光学系统的焦距f、F数F以及半场角ω分别在以下范围内变化：f＝5.10至52.51，F＝3.59至6.02，和ω＝39.0至4.54。每个光学元件的光学属性如下：
表14
光学属性
Figure GSA00000059351500451
Figure GSA00000059351500461
在表14中，第5、第6、第12、第14、第15和第19光学表面每一个都是非球面，并以星号标出，而方程(16)中对于每个非球面表面的参数如下：
非球面表面参数：
第5表面：
K＝0
A4＝1.96×10-6
A6＝1.38×10-8
A8＝-3.17×10-10
A10＝3.20×10-12
A12＝-1.53×10-14
A14＝2.74×10-17
第6表面：
K＝0
A4＝2.16×10-4
A6＝-8.50×10-6
A8＝4.78×10-7
A10＝-1.88×10-8
A12＝3.62×10-10
A14＝-2.76×10-12
第12表面：
K＝0
A4＝-7.23×10-4
A6＝-1.05×10-6
A8＝-9.18×10-7
A10＝-2.55×10-8
第14表面：
K＝0
A4＝-7.62×10-4
A6＝8.30×10-6
A8＝-6.42×10-7
A10＝3.58×10-9
第15表面：
K＝0
A4＝3.62×10-4
A6＝7.90×10-6
A8＝-4.17×10-7
第19表面：
K＝0
A4＝-1.82×10-5
A6＝7.83×10-7
A8＝4.92×10-9
第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的可变间隔DA、第二透镜组G2和孔径光阑AD之间的可变间隔DB、孔径光阑AD和第三透镜组G3之间的可变间隔DC以及第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的可变间隔DD，在改变放大率时，分别如下表所示变化。
表15
可变间隔
  广角端   中间焦距位置   远摄端
 F   5.10   16.36   52.51
  DA   0.64   11.64   19.99
  DB   9.00   2.35   0.80
  DC   6.61   4.24   0.95
  DD   5.68   8.43   15.50
图26、27和28分别示出了符合示例10的变焦镜头广角端、中间焦距位置和远摄端的球面像差、像散性、畸变和彗形像差的像差曲线。在本例以及其他示例中的球面像差曲线中，虚线表示正弦条件，在像散性曲线中，实线表示矢量像平面，虚线表示子午像平面，粗线表示d线，而细线表示g线。
下表示出了符合第二实施方式的示例5至10的条件式(4)至(9)的取值。更具体地说，条件式的取值为条件式(4)的(β2t/β2w)/(β3t/β3w)，条件式(5)的β2t/β2w，条件式(6)的β3t/β3w，条件式(7)的Tpr，条件式(8)的ft/fw和条件式(9)的Y’/fw。
表16
  示例5   示例6   示例7   示例8   示例9   示例10
 条件式(4)   2.11   2.12   2.74   2.72   3.18   1.92
 条件式(5)   4.21   4.56   4.79   4.75   5.20   4.50
 条件式(6)   1.99   2.16   1.75   1.74   1.63   2.35
 条件式(7)   1.27   1.28   1.19   1.13   1.22   1.26
 条件式(8)   10.19   10.30   10.19   10.19   10.19   10.30
 条件式(9)   0.81   0.81   0.81   0.81   0.81   0.81
每个示例的变焦镜头中，上述符合条件式(4)至(9)的参数取值分别在条件式的范围内。
(示例11)
作为本发明第三实施方式的第一个示例的示例11类似于先前解释的本发明第一实施方式示例1，因此对于示例11的解释，可以参照图1至4，表1和2及其解释内容。
这里，符合上述第三实施方式的示例11中，条件式(10)至(15)的参数取值经过验证。
与这些条件式相关的取值如下：
f1＝35.69
fw＝5.1
ft＝51.97
Lmax＝66.72
D1＝7.56
D2＝6.64
Y’max＝4.13
Tpr＝1.28
L3max＝30.77
因此，每个条件式的参数如下，且满足全部条件式：
条件式(10)：f1/fw＝7.0
条件式(11)：((D1+D2)×fw)/(Y’max×ft)＝0.34
条件式(12)：Tpr＝1.28
条件式(13)：(Lmax×fw)/(Y’max×ft)＝1.59
条件式(14)：L3max/Y’max＝7.45
条件式(15)：ft/fw＝10.19
(示例12)
作为本发明第三实施方式的第二个示例的示例12类似于先前解释的本发明第一实施方式示例2，因此对于示例12的解释，可以参照图5至8，表3和4及其解释内容。
这里，符合上述第三实施方式的示例12中，条件式(10)至(15)的参数取值经过验证。
与这些条件式相关的取值如下：
f1＝35.69
fw＝5.1
ft＝52.5
Lmax＝67.14
D1＝8.36
D2＝6.41
Y’max＝4.13
Tpr＝1.28
L3max＝30.37
因此，每个条件式的参数如下，且满足全部条件式：
条件式(10)：f1/fw＝7.0
条件式(11)：((D1+D2)×fw)/(Y’max×ft)＝0.35
条件式(12)：Tpr＝1.28
条件式(13)：(Lmax×fw)/(Y’max×ft)＝1.58
条件式(14)：L3max/Y’max＝7.35
条件式(15)：ft/fw＝10.30
(示例13)
作为本发明第三实施方式的第三个示例的示例13类似于先前解释的本发明第一实施方式示例3，因此对于示例13的解释，可以参照图9至12，表5和6及其解释内容。
这里，符合上述第三实施方式的示例12中，条件式(10)至(15)的参数取值经过验证。
与这些条件式相关的取值如下：
f1＝29
fw＝5.1
ft＝51.97
Lmax＝62.73
D1＝7.69
D2＝6.52
Y’max＝4.13
Tpr＝1.20
L3max＝30.85
因此，每个条件式的参数如下，且满足全部条件式：
条件式(10)：f1/fw＝5.69
条件式(11)：((D1+D2)×fw)/(Y’max×ft)＝0.34
条件式(12)：Tpr＝1.2
条件式(13)：(Lmax×fw)/(Y’max×ft)＝1.49
条件式(14)：L3max/Y’max＝7.47
条件式(15)：ft/fw＝10.19
(示例14)
作为本发明第三实施方式的第四个示例的示例14类似于先前解释的本发明第一实施方式示例4，因此对于示例14的解释，可以参照图13至16，表7和8及其解释内容。
这里，符合上述第三实施方式的示例14中，条件式(10)至(15)的参数取值经过验证。
与这些条件式有关的取值如下：
f1＝30.5
fw＝5.1
ft＝51.98
Lmax＝58.71
D1＝7.99
D2＝6.27
Y’max＝4.13
Tpr＝1.13
L3max＝26.59
因此，每个条件式的参数如下，且满足全部条件式：
条件式(10)：f1/fw＝5.98
条件式(11)：((D1+D2)×fw)/(Y’max×ft)＝0.33
条件式(12)：Tpr＝1.13
条件式(13)：(Lmax×fw)/(Y’max×ft)＝1.39
条件式(14)：L3max/Y’max＝6.44
条件式(15)：ft/fw＝10.19
根据本发明的实施方式，可以提供变焦镜头、信息设备和成像装置，它们能充分校正像差且场角足够广，就是说，广角端的半场角为38度或更大，且具有较高的可变光焦度比，即10倍或更大，以及具有足以用于5百万以上到10百万像素的小尺寸高清晰度图像获取设备的高清晰度。
就是说，符合本发明实施方式的变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和设置在第三透镜组的物侧的孔径光阑。第二透镜组包括负透镜、正透镜和负透镜，它们从物侧依次设置。在变焦镜头从广角端向远摄端改变放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔将增大，第二和第三透镜组之间的间隔将减小，而第三和第四透镜组之间的间隔将改变。满足以下条件式(1)和(2)：
(1)0.50＜f1/ft＜0.80；
(2)vd1ave＞47，
其中f1是第一透镜组的焦距，ft是变焦镜头远摄端焦距，而vd1ave是第一透镜组的平均Abbe数。
根据以上特征，可以实现较高的光学性能以及较广的场角和较高的可变光焦度比，同时实现较小的尺寸以及对色差的充分校正。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，满足以下条件式：
(3)1.0＜Tpr＜1.5，
其中Tpr是变焦镜头远摄端整个长度与远摄端焦距的远摄比，就是说，Tpr＝(远摄端整个长度)/(变焦镜头远摄端焦距)。
因此，可以实现变焦镜头尺寸的进一步缩减。
符合本发明实施方式的变焦镜头包括具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和设置在第三透镜组的物侧的孔径光阑。第二透镜组包括负透镜、正透镜和负透镜，它们从物侧依次设置。在变焦镜头从广角端向远摄端改变放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔将增大，第二和第三透镜组之间的间隔将减小，而第三和第四透镜组之间的间隔将改变。满足一下条件式(4)：
(4)1.6＜(β2t/β2w)/(β3t/β3w)＜3.5，
其中β2w是广角端第二透镜组的横向放大率，β2t是远摄端第二透镜组的横向放大率，β2w是广角端第三透镜组的横向放大率，β2t是远摄端第三透镜组的横向放大率。
因此，可以实现较高的光学性能以及较广的场角和较高的可变光焦度比，同时实现较小的尺寸以及对色差的充分校正。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，满足以下条件式(5)和(6)：
(5)4.0＜β2t/β2w＜5.5；
(6)1.5＜β3t/β3w＜3.5。
因此，可以实现高性能。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，满足以下条件式(7)：
(7)1.0＜Tpr＜1.5，
其中Tpr是变焦镜头远摄端整个长度除以远摄端焦距获得的远摄比，就是说Tpr＝(远摄端整个长度)/(变焦镜头远摄端焦距)。
因此，可以实现尺寸的进一步缩减。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，第二透镜组至少一个负透镜是混合非球面透镜。
因此，可以实现对玻璃材料的广泛选择以及高性能和低成本。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，第一透镜组包括一个负透镜和两个正透镜，且在最靠近像侧具有非球面表面。
因此，可以实现更高的性能。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，第三透镜组包括一个负透镜和两个正透镜，并且设置在最靠近物侧的一个透镜具有非球面表面。
因此，可以实现更高的性能。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，第四透镜组包括至少一个正透镜和至少一个负透镜，并且在最靠近物侧具有非球面表面。
因此，可以实现更高的性能。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，第四透镜组包括至少一个正透镜，并在最靠近物侧具有非球面表面。
因此，可以实现更高的性能。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，满足以下条件式：
(8)ft/fw＞7，
其中ft是变焦镜头远摄端焦距，而fw是变焦镜头广角端焦距。
因此，可以实现7倍或更大的较高可变光焦度比。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，满足以下条件式(9)：
(9)0.78≤Y’/fw，
其中Y’是最大像高，fw是变焦镜头广角端焦距。
因此，可以实现广角端大于38度的较大半场角。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，在变焦镜头从广角端向远摄端改变放大率时，第一和第三透镜组向物侧移动，第二透镜组向像侧移动，而第四透镜组在朝物侧凸起的轨迹曲线上移动。
因此，可以良好地校正像差，同时实现较广的场角、较大的可变光焦度比以及足够小的尺寸。
在信息设备具有采用符合本发明实施方式的变焦镜头作为成像光学系统的成像功能时，可以良好地校正像差，同时实现较广的场角、较高的可变光焦度比以及足够小的尺寸。
在符合本发明实施方式的信息设备中，物体图像通过变焦镜头成像在图像获取设备的光接收表面上。
因此，可以获取摄影图像作为数字信息。
符合本发明实施方式的信息设备配置为个人数字助理。
因此，可以对摄影图像进行良好的像差校正，同时实现较广的场角、较高的可变光焦度比和足够小的尺寸。
符合本发明实施方式的变焦镜头包括：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和设置在第二和第三透镜组之间的孔径光阑。在从广角端向远摄端改变变焦镜头的放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔增大。第一透镜组包括负透镜、正透镜和正透镜，它们从物侧依次设置；第二透镜组包括负透镜、正透镜和负透镜，它们从物侧依次设置；第四透镜组包括至少一个正透镜和至少一个负透镜。满足以下条件式(10)：
(10)5＜f1/fw＜8，
其中f1是第一透镜组的焦距，fw是变焦镜头广角端焦距。
因此，可以充分校正像差，以及实现足够广的场角，就是说广角端的半场角为38度或更大，并实现10倍或更大的较高可变光焦度比。而且，可以提供足以用于5百万以上到10百万像素的小尺寸高清晰度图像获取设备的高清晰度。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，第一透镜组最靠近像侧的正透镜具有非球面表面。
因此可以良好地校正像差诸如畸变。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，满足以下条件式(11)至(13)：
(11)0.2＜((D1+D2)×fw)/(Y’max×ft)＜0.5；
(12)0.9＜Tpr＜1.5；
(13)1＜(Lmax×fw)/(Y’max×ft)＜2；
其中fw是变焦镜头广角端焦距，ft是变焦镜头远摄端焦距，D1是第一透镜组在光轴处的厚度，D2是第二透镜组在光轴处的厚度，Y’max是最大像高，Tpr是变焦镜头远摄端整个长度与焦距的比率，就是说(远摄端的整个长度)÷(变焦镜头远摄端焦距)，而Lmax是整个焦距范围内从最靠近物侧表面到像平面的距离最大值。
因此，可以利用紧凑的配置充分校正像差。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，满足以下条件式(14)；
(14)6＜L3max/Y’max＜8，
其中L3max是在整个聚焦范围内从第三透镜组最靠近物侧表面到像平面的最大距离，而Y’max是最大像高。
因此，可以利用紧凑的配置充分校正像差。
在符合本发明实施方式的变焦镜头中，满足以下条件式(15)；
(15)ft/fw＞7，
其中ft是变焦镜头远摄端焦距，而fw是变焦镜头广角端焦距。
因此，可以实现较高的可变光焦度比。
在成像装置具有符合实施方式的变焦镜头作为成像光学系统时，变焦镜头第三和第四透镜组至少一组配置成在变焦镜头处于收缩状态时，从变焦镜头的光轴后退。
因此，可以利用能充分校正像差其具有较高可变光焦度比的变焦镜头实现进一步紧凑的设备。
虽然针对示例实施方式说明了本发明，但是本发明并须限于此。应该明白，在不脱离由附带的权利要求书所限定的本发明的范围的条件下，本领域技术人员可以对所述实施方式进行各种变化。

Claims (20)

1.一种变焦镜头，包括：具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和
设置在第三透镜组的物侧的孔径光阑；和
所述第二透镜组包括从物侧起依次设置的负透镜、正透镜和负透镜，在所述变焦镜头从广角端向远摄端改变放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔改变；且
满足以下条件式(1)和(2)：
(1)0.50＜f1/ft＜0.80；
(2)vd1ave＞47，
其中f1是第一透镜组的焦距，ft是变焦镜头远摄端焦距，而vd1ave是第一透镜组的平均Abbe数。
2.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下条件式(3)：
(3)1.0＜Tpr＜1.5，
其中Tpr是变焦镜头远摄端整个长度与远摄端焦距的远摄比，就是说，Tpr＝(远摄端整个长度)/(变焦镜头远摄端焦距)。
3.如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，所述第二透镜组的至少一个负透镜是混合非球面透镜。
4.如权利要求1至3中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第一透镜组包括一个负透镜和两个正透镜，并且最靠近像侧的表面为非球面表面。
5.如权利要求1至3中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第三透镜组包括一个负透镜和两个正透镜，并且设置在最靠近物侧的一个透镜具有非球面表面。
6.如权利要求1至3中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，
所述第四透镜组包括至少一个正透镜，并且在最靠近物侧具有非球面表面。
7.如权利要求1至3中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下条件式(8)：
(8)ft/fw＞7，
其中ft是变焦镜头远摄端焦距，而fw是变焦镜头广角端焦距。
8.如权利要求1至3中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下条件式(9)：
(9)0.78≤Y’/fw，
其中Y’是最大像高，fw是变焦镜头广角端焦距。
9.如权利要求1至3中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第三镜头组向物侧移动，而第二镜头组向像侧移动，并且第四镜头组在朝向物侧凸起弯曲的轨迹上运动。
10.一种信息设备，具有利用权利要求1至3中任一项所述变焦镜头作为成像光学系统的成像功能。
11.一种变焦镜头，包括：
具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和
设置在第二和第三透镜组之间的孔径光阑，
在从广角端向远摄端改变变焦镜头的放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔增大；
第一透镜组包括从物侧起依次设置的负透镜、正透镜和正透镜，
第二透镜组包括从物侧起依次设置的负透镜、正透镜和负透镜，
第四透镜组包括至少一个正透镜和至少一个负透镜；和
满足以下条件式(10)：
(10)5＜f1/fw＜8，
其中f1是第一透镜组的焦距，fw是变焦镜头广角端焦距。
12.如权利要求11所述的变焦镜头，其特征在于，第一透镜组最靠近像侧的正透镜具有非球面表面。
13.如权利要求11所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下条件式(11)到(13)：
(11)0.2＜((D1+D2)×fw)/(Y’max×ft)＜0.5；
(12)0.9＜Tpr＜1.5；
(13)1＜(Lmax×fw)/(Y’max×ft)＜2；
其中fw是变焦镜头广角端焦距，ft是变焦镜头远摄端焦距，D1是第一透镜组在光轴上的厚度，D2是第二透镜组在光轴上的厚度，Y’max是最大像高，Tpr是变焦镜头远摄端整个长度与远摄端焦距的远摄比，就是说(远摄端的整个长度)÷(变焦镜头远摄端焦距)，而Lmax是整个焦距范围内从最靠近物侧表面到像平面的距离最大值。
14.如权利要求11至13中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下条件式(14)：
(14)6＜L3max/Y’max＜8，
其中L3max是在整个聚焦范围内从第三透镜组最靠近物侧表面到像平面的最大距离，而Y’max是最大像高。
15.如权利要求11至13中任一项所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下条件式(15)：
(15)ft/fw＞7，
其中ft是变焦镜头远摄端焦距，而fw是变焦镜头广角端焦距。
16.一种信息设备，具有利用权利要求11至13中任一项所述变焦镜头作为成像光学系统的成像功能。
17.一种变焦镜头，包括：
具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组，所述透镜组从物侧到像侧依次设置；和
设置在第三透镜组的物侧的孔径光阑，
第二透镜组包括从物侧起依次设置的负透镜、正透镜和负透镜，
其中，在从广角端向远摄端改变变焦镜头放大率时，第一和第二透镜组之间的间隔增大，第二和第三透镜组之间的间隔减小，而第三和第四透镜组之间的间隔改变，和
满足以下条件式(4)：
(4)1.6＜(β2t/β2w)/(β3t/β3w)＜3.5，
其中β2w是第二透镜组广角端的横向放大率，β2t是第二透镜组远摄端横向放大率，β3w是第三透镜组广角端横向放大率，β3t是第三透镜组远摄端横向放大率。
18.如权利要求17所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下条件式(5)和(6)：
(5)4.0＜β2t/β2w＜5.5；
(6)1.5＜β3t/β3w＜3.5。
19.如权利要求17所述的变焦镜头，其特征在于，满足以下条件式(7)：
(7)1.0＜Tpr＜1.5，
其中Tpr是远摄端整个长度与变焦镜头远摄端焦距的远摄比，就是说Tpr＝(远摄端整个长度)/(变焦镜头远摄端焦距)。
20.一种信息设备，具有利用权利要求17至19中任一项所述的变焦镜头作为成像光学系统的成像功能。
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