g。在像散圖中，子午像面被記作M，弧 矢像面被記作S。在橫向色差圖中，g線被記作g。半場角（度）由ω表示，F(xiàn)數(shù)由Fno表 示。注意，在以下將要描述的每個示例中，廣角端和遠攝端指的是當(dāng)用于變焦的透鏡單元分 別位于在其中該透鏡單元能夠在光軸上機械地移動的范圍的兩端時的變焦位置。在每個示 例中，聚焦單元LF或包括聚焦單元LF的透鏡單元被配置為在變焦期間沿著與其它透鏡單 元的軌跡不同的軌跡移動。
[0040] 接下來，每個示例的特征被描述。本發(fā)明的變焦透鏡從物側(cè)到像側(cè)依次包括：具有 正折光力的第一透鏡單元L1，具有負折光力的第二透鏡單元L2,以及包括至少一個透鏡單 元并且作為整體具有正折光力的后部單元LB。在每個示例的變焦透鏡中，后部單元LB包括 具有正折光力的對焦單元LF。
[0041] 在每個示例中，采用內(nèi)對焦系統(tǒng)作為對焦系統(tǒng)。相比于具有大的外徑和重的重量 的第一透鏡單元被移動以執(zhí)行聚焦的前透鏡對焦系統(tǒng)，在內(nèi)對焦系統(tǒng)中，尺寸小并且輕量 的透鏡部分可以被移動以執(zhí)行聚焦。因此，整個透鏡系統(tǒng)容易小型化。此外，尺寸相對小并 且相對輕量的透鏡部分被移動以執(zhí)行聚焦，因此快速聚焦變得容易，特別是在具有自動對 焦功能的照相機中。
[0042] 但是，一般而言，內(nèi)對焦系統(tǒng)在聚焦期間生成比由前透鏡對焦系統(tǒng)生成的像差變 化大的像差變化，并且特別是具有增大各種像差（特別是當(dāng)在近距離的物體上進行對焦時 的球面像差）的趨勢。
[0043] 使用內(nèi)對焦系統(tǒng)的正引導(dǎo)型變焦透鏡具有在聚焦期間減小像差變化和在實現(xiàn)高 的變焦比和小型化整個透鏡系統(tǒng)的同時跨整個物距獲得良好光學(xué)特性的目的。為了實現(xiàn)該 目的，在本發(fā)明的變焦透鏡中，透鏡單元的折光力和透鏡配置、以及伴隨透鏡單元的變焦的 移動條件被恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置。因此，本發(fā)明的變焦透鏡在實現(xiàn)高的變焦比的同時在整個變焦范 圍和整個物距上具有高的光學(xué)特性。
[0044] 在本發(fā)明的變焦透鏡中，變焦透鏡的在遠攝端的焦距由ft表示，布置在對焦單元 LF的物側(cè)的整個光學(xué)系統(tǒng)的在遠攝端的組合焦距由fpt表示。此時，以下條件表達式被滿 足：
[0045] 2. 0〈 |fpt/ft| …（1)。
[0046] 條件表達式（1)意在減小在遠攝端跨整個對焦范圍（整個物距）聚焦期間的各種 像差的變化，并且跨整個像面獲得高的光學(xué)特性。滿足條件表達式（1)以減小在遠攝端進 入對焦單元的軸向光線的入射角。然后，由于聚焦導(dǎo)致的軸向光線的入射高度的變化可減 小。以這種方式，聚焦期間的軸向色差和球面像差的變化在遠攝端被減小。
[0047] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在整個物距上具有高的光學(xué)特性的變焦透鏡被獲得。
[0048] 在每個示例的變焦透鏡中，更優(yōu)選滿足至少一個以下條件表達式。然后，對應(yīng)于條 件表達式的效果可以獲得。對焦單元LF的焦距由ff表示。布置在對焦單元LF的像側(cè)的 整個光學(xué)系統(tǒng)LBB的在遠攝端的組合焦距由frt表示。對焦單元LF的在遠攝端的橫向倍 率由βft表示。布置在對焦單元LF的像側(cè)的整個光學(xué)系統(tǒng)LBB的在遠攝端的組合橫向倍 率由βrt表示。在遠攝端對焦單元LF和在物側(cè)與對焦單元LF相鄰地布置的透鏡之間的 間隔由dft表示，在遠攝端的透鏡總長（從第一透鏡表面到像面的距離）由dt表示。
[0049] 最靠近對焦單元LF的物側(cè)的透鏡表面和最靠近對焦單元LF的像側(cè)的透鏡表面的 曲率半徑分別由rl和r2表示。在遠攝端的變焦透鏡的F數(shù)由Fnot表示，在廣角端的變焦 透鏡的焦距由fw表示。第一透鏡單元L1的焦距由Π表示。第二透鏡單元L2的焦距由f2 表不。
[0050] 此外，當(dāng)本發(fā)明的變焦透鏡與包括圖像拾取元件的圖像拾取裝置一起使用時，入 射高度的最大值（在此處，從廣角端到遠攝端的變焦期間軸向光線和離軸光線通過后部單 元LB的最靠近物側(cè)的透鏡表面）由hgt表示。該圖像拾取元件的有效范圍的對角線長度 的一半由Ymax表示。然后，優(yōu)選滿足以下條件表達式中的至少一個。
[0051] 0. 4<ff/ft<l. 0 · · · (2)
[0052] 0. 5<|frt/ft|<10. 0 · · · (3)
[0053] -0. 2<βft<0. 2 · · · (4)
[0054] 1. 〇<0rt<l. 3 · · · (5)
[0055] 0. 05<dft/dt<0. 20 · · · (6)
[0056] 0. 0<(rl+r2)/(rl-r2)<0. 5 · · · (7)
[0057] 0.KFnot/ (ft/fw)<l. 0 · · · (8)
[0058] 1. 0<fl/ft<2. 0 · · · (9)
[0059] 0. 8<|f2/fw|<l. 5 · · · (10)
[0060] 0· 3〈hgt/(Ymax X Fnot)〈1. 0 ··· (11)
[0061] 接下來，上述條件表達式的技術(shù)含義被描述。條件表達式（2)意在恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置對 焦單元LF的焦距并因此在實現(xiàn)小型化對焦單元的同時在整個物距上獲得良好光學(xué)特性。 當(dāng)ff/ft超過條件表達式（2)的上限時，因此對焦單元LF的正折光力變得太小，聚焦期間 的移動量變大，并且在近距離的聚焦期間的像差變化變大。當(dāng)ff/ft落到下限以下時，因此 對焦單元LF的正折光力變得太大，軸向色差、球面像差等增大，并且那些各種像差變得難 以校正。
[0062] 條件表達式（3)意在恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置布置在對焦單元LF的像側(cè)的整個光學(xué)系統(tǒng)LBB 的在遠攝端的組合焦距frt。滿足條件表達式（3)以在減小在遠攝端的透鏡總長的同時獲 得良好光學(xué)特性。當(dāng)|frt/ft|超過條件表達式（3)的上限時，因此布置在對焦單元LF的 像側(cè)的整個光學(xué)系統(tǒng)LBB的負折光力變得太?。ǜ唧w地，負折光力的絕對值變得太小）， 減小在遠攝端的透鏡總長變得困難。此外，布置在對焦單元LF的像側(cè)的整個光學(xué)系統(tǒng)LBB 的橫向倍率在遠攝端變小，其結(jié)果是聚焦期間的對焦單元LF的移動量變大，并且在近距離 的聚焦期間像差變化變大。
[0063] 當(dāng)|frt/ft|落到下限以下時，因此布置在對焦單元LF的像側(cè)的整個光學(xué)系統(tǒng)LBB 的負折光力變得太大（更具體地，負折光力的絕對值變得太大），畸變和場曲增加，并且那 些各種像差變得難以校正。
[0064] 對焦單元LF的倍率和對焦靈敏度（焦點的移動量與對焦單元的移動量之比）可 以由以下表達式表達。
[0065]ES= (l-βf2)Xβr2
[0066] 假定：ES表示對焦靈敏度；βf表示對焦單元的倍率；βr表示布置在對焦單元的 像側(cè)的所有透鏡單元的組合倍率。從以上表達式中可以看出，當(dāng)對焦單元LF的倍率的絕對 值為1時對焦靈敏度為〇,并且隨著該絕對值從1進一步偏離，對焦靈敏度增大。
[0067] 滿足條件表達式（4)以減小在遠攝端的聚焦期間的移動量，因此在遠攝端減小透 鏡總長變得容易。此外，在近距離物體的聚焦期間的像差變化可以減小。從以上提到的對 焦靈敏度的表達式可以看出，當(dāng)布置在對焦單元的像側(cè)的整個光學(xué)系統(tǒng)LBB的組合橫向倍 率在遠攝端變高時，對焦靈敏度增加。
[0068] 滿足條件表達式（5)以減小在遠攝端的聚焦期間的移動量，因此在遠攝端減小透 鏡總長變得容易。此外，近距離的聚焦期間的像差變化可以減小。
[0069] 條件表達式（6)意在在實現(xiàn)高的變焦比的同時實現(xiàn)可拍攝物距（最短拍攝距離） 的減小。當(dāng)dft/dt超過條件表達式（6)的上限時，因此在遠攝端的在物側(cè)與對焦單元LF相鄰地布置的透鏡和對焦單元LF之間的間隔dft變得太寬，變焦透鏡的整個系統(tǒng)尺寸增 大。此外，對焦單元的變焦份額（share)變小。因此，變得難以實現(xiàn)高的變焦比。當(dāng)dft/dt 落到條件表達式（6)的下限以下時，因此在遠攝端的在物側(cè)與對焦單元LF相鄰地布置的透 鏡和對焦單元LF之間的間隔dft變得太窄，變得難以確保聚焦期間充足的移動量，因此變 得難以減小最短拍攝距離。
[0070] 優(yōu)選地，形成包括單個透鏡或通過接合（cement)多個透鏡獲得的接合透鏡的單 個透鏡單元的對焦單元LF。通過單個透鏡單元形成對焦單元使得容易減小對焦單元LF的 尺寸和重量。此外，在光軸方向的厚度可以減小，因此變得容易確保聚焦期間長的移動量。
[0071] 條件表達式（7)意在恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置對焦單元LF的透鏡形狀。在變焦透鏡中，當(dāng)畸變 減小到允許的范圍，令人滿意地抑制球面像差變得容易，因此在減小布置在孔徑光闌SP的 物側(cè)的透鏡的數(shù)量的同時減小前透鏡直徑變得容易。但是，當(dāng)畸變減小太多時，聚焦期間場 曲的變化增加，并且該變化變得難以減小。
[0072] 可以滿足條件表達式（7)以使得在對焦單元LF的像側(cè)的透鏡表面的凸形的曲率 半徑小，因此形成接近與孔徑光闌SP同心的圓的形狀。以這種方式，進入對焦單元LF的離 軸光線允許通過而不被過度折射，其結(jié)果是發(fā)生場曲減小，并且由于聚焦導(dǎo)致的場曲的變 化在廣角側(cè)減小。
[0073] 條件表達式（8)定義在遠攝端的F數(shù)和變焦比之間的關(guān)系。當(dāng)Fnot/(ft/fw)落 到條件表達式（8)的下限值以下時，因此相對于變焦比的F數(shù)變得太小，球面像差由第三透 鏡單元L3大量地生成，這使得難以跨整個變焦范圍維持高的光學(xué)特性。此外，當(dāng)FnoV(ft/ fw)超過上限值時，因此相對于變焦比的F數(shù)變得太大，變得難以實現(xiàn)高的變焦比和大的開 口率。
[0074] 條件表達式（9)定義第一透鏡單元L1的焦距。當(dāng)fl/ft超過條件表達式（9)的 上限時，變焦期間第一透鏡單元L1的移動量增加，并且透鏡總長在遠攝端變長，而這是不 希望的。此外，小型化變焦透鏡變得困難。當(dāng)fl/ft落到條件表達式（9)的下限以下時，實 現(xiàn)高的變焦比變得容易。但是球面像差增加，并且球面像差變得難以校正。
[0075] 條件表達式（10)定義第二透鏡單元L2的焦距。當(dāng)|f2/fw|超過條件表達式（10) 的上限時，因此第二透鏡單元的負折光力變?nèi)?，獲得反焦型折光力布置（retrofocustype powerarrangement)和增加在廣角端的拍攝場角變得困難。
[0076] 當(dāng)|f2/fw|落到條件表達式（10)的下限以下時，因此第二透鏡單元L2的負折光 力變強，減小伴隨變