[发明专利]可变焦距透镜系统和成像设备

权利要求书

1.一种可变焦距透镜系统，从物侧到像面侧依次包括：

第一透镜单元，包括其中至少一个透镜面是自由曲面的第一透镜元件；

第二透镜单元，包括其中至少一个透镜面是自由曲面的第二透镜元件；以及

第三透镜单元，具有孔径光阑并且包括旋转对称形状的透镜，其中，

其中，Z轴是第三透镜单元的光轴，Y轴是像面上的与Z轴正交的轴，并且X轴是像面上的与Y轴和Z轴正交的轴，

第一透镜单元和第二透镜单元能够在Y轴方向上移动，并且通过在彼此相反的方向上移动，以使得第一透镜单元和第二透镜单元的合成屈光力是可变的，并且至少第三透镜单元在光轴方向上移动，以使得随着合成屈光力的变化的像面位置的变动被补偿，

其中，还满足以下条件表达式，

其中，为第一透镜元件在广角端状态下在X轴方向上的屈光力，为第二透镜元件在广角端状态下在X轴方向上的屈光力，并且fw为广角端状态下透镜系统的总焦距。

2.根据权利要求1所述的可变焦距透镜系统，其中，还满足以下条件表达式，

其中是第一透镜元件在远摄端状态下在X轴方向上的屈光力，是第二透镜元件在远摄端状态下在X轴方向上的屈光力，并且ft是在远摄端状态下透镜系统的总焦距。

3.根据权利要求1所述的可变焦距透镜系统，其中，还满足以下条件表达式，

其中，为第一透镜元件和第二透镜元件在广角端状态下在X轴方向上的合成屈光力，为第一透镜元件和第二透镜元件在广角端状态下在Y轴方向上的合成屈光力，为第一透镜元件和第二透镜元件在远摄端状态下在X轴方向上的合成屈光力，为第一透镜元件和第二透镜元件在远摄端状态下在Y轴方向上的合成屈光力，fw为透镜系统在广角端状态下的总焦距，ft为透镜系统在远摄端状态下的总焦距。

4.根据权利要求1所述的可变焦距透镜系统，其中，

当物距从无限远位置移动到近距离点时，第三透镜单元在光轴方向上移动，并且

还满足以下条件表达式，

其中，为第一透镜与第二透镜在广角端状态下在X轴方向上的合成屈光力，为第一透镜与第二透镜在广角端状态下在Y轴方向上的合成屈光力，为第一透镜与第二透镜在远摄端状态下在X轴方向上的合成屈光力，为第一透镜与第二透镜在远摄端状态下在Y轴方向上的合成屈光力。

5.根据权利要求1所述的可变焦距透镜系统，其中，还满足以下条件表达式，

0.5＜Δ1/ft＜0.9……(9)

0.5＜Δ2/ft＜0.9……(10)

其中，Δ1是当透镜位置状态从广角端状态向远摄端状态改变时第一透镜单元在Y轴方向上的移动距离，Δ2是当透镜位置状态从广角端状态向远摄端状态改变时第二透镜单元在Y轴方向上的移动距离，并且ft是在远摄端状态下透镜系统的总焦距。

6.一种成像装置，包括：

可变焦距透镜系统；以及

成像装置，其输出基于由可变焦距透镜系统形成的光学像的成像信号，

可变焦距透镜系统，从物侧至像面侧依次包含，

第一透镜单元，包括其中至少一个透镜面是自由曲面的第一透镜元件，

第二透镜单元，包括其中至少一个透镜面是自由曲面的第二透镜元件，以及

第三透镜单元，具有孔径光阑并且包括旋转对称形状的透镜，其中，

其中，Z轴是第三透镜单元的光轴，Y轴是像面上的与Z轴正交的轴，并且X轴是像面上的与Y轴和Z轴正交的轴，

第一透镜单元和第二透镜单元能够在Y轴方向上移动，并且通过在彼此相反的方向上移动，以使得第一透镜单元和第二透镜单元的合成屈光力是可变的，并且至少第三透镜单元在光轴方向上移动，以使得随着合成屈光力的变化的像面位置的变动被补偿，

其中，还满足以下条件表达式，

其中，为第一透镜元件在广角端状态下在X轴方向上的屈光力，为第二透镜元件在广角端状态下在X轴方向上的屈光力，并且fw为广角端状态下透镜系统的总焦距。