CN101666906A - 变焦镜头和图像拾取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变焦镜头和图像拾取装置。本发明公开了一种变焦镜头，该变焦镜头通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成，其中，在从广角端到长焦端改变倍率时，移动第一镜头组，并且将第二镜头组向物体侧移动，使得在第一镜头组和第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得在第二镜头组和第三镜头组之间的空气间隔增加。

Description

变焦镜头和图像拾取装置
技术领域
本发明涉及变焦镜头和图像拾取装置，并且特别涉及小型化高性能变焦镜头和使用变焦镜头的图像拾取装置的技术领域，该小型化高性能变焦镜头适用于诸如数字摄像机、数字摄像机等的数字输入-输出装置的摄影光学系统。
背景技术
最近诸如数字摄像机等使用固态图像拾取元件的图像拾取装置广为流行。随着诸如数字摄像机等的这类图像拾取装置的流行，人们更加期望更高的成像质量。在具有大量像素的数字摄像机等中，特别地期望一种具有极好的成像性能并且该镜头兼容具有大量像素的固态图像拾取元件的摄像镜头、尤其是变焦镜头。
如上所述，也越来越期望更广的视角和更高的成像质量，并且期望具有高可变倍率比(variable power ratio)和广视角(例如大于40°的半视角)的小变焦镜头。
对于数字摄像机而言存在许多种类的变焦镜头。然而，作为适合于实现更小尺寸和更广视角的镜头类型，已知三组变焦镜头，该变焦镜头通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率(refractive power)的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成(例如参见日本专利特许公开No.2004-13169、2006-113554、2007-212636和2007-140359，下文中将分别称为专利文献1-4)。
在专利文献1和专利文献2描述的变焦镜头中，通过三个镜头形成第一镜头组实现了广视角。
在专利文献3和专利文献4描述的变焦镜头中，通过两个镜头形成第一镜头组实现了小型化。专利文献4描述的变焦镜头中，特别地通过两个镜头形成第一镜头组实现了小型化，但还积极地引起畸变像差。
发明内容
然而，在专利文献1和专利文献2描述的变焦镜头中，因为第一镜头组由三个镜头形成，因而第一镜头组沿光轴方向具有长的总长度，这妨碍了小型化。
另外，在专利文献3描述的变焦镜头中，尽管通过两个镜头形成第一镜头组实现了小型化，但是没有实现足够广的视角和足够高的可变倍率比。特别地，专利文献3描述的变焦镜头具有40°或更小的半视角以及小于3.8的可变倍率比，因而该变焦镜头不是近来期望的满足广视角和高可变倍率比的变焦镜头。
此外，在专利文献4描述的变焦镜头中，通过积极地引起畸变像差而实现小型化。然而，专利文献4描述的变焦镜头具有30°或更小的半视角以及大约3.8的可变倍率比，因而该变焦镜头仍然不是近来期望的满足广视角和高可变倍率比的变焦镜头。
因而期望提供一种克服上述问题的变焦镜头和图像拾取装置，并且该变焦镜头和图像拾取装置是小型化的并确保了具有广视角和高可变倍率比的高光学性能。
根据本发明的实施例提供了一种变焦镜头，该变焦镜头通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成。在从广角端到长焦端改变倍率时，移动第一镜头组，并且将第二镜头组向物体侧移动，使得第一镜头组和第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得第二镜头组和第三镜头组之间的空气间隔增加。通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头和第二镜头来形成所述第一镜头组，该第一镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
因而，有利地校正当视角变大时在广角端出现的负畸变像差和像面弯曲、以及当可变倍率比增加时在长焦端出现的球面像差。
在上述变焦镜头中，所期望的是，第二镜头的图像侧上的表面被形成为随着与光轴的距离的增加而负折射率变弱，并且变焦镜头被形成为满足下面的条件表达式(1)：
(1)0.40＜|Sgf/Sgr|＜2.10
其中，Sgf表示第二镜头的有效直径中在物体侧上的表面的近轴曲率半径的凹陷量与非球面形状的凹陷量之间的差，并且Sgr表示第二镜头的有效直径中图像侧上的表面的近轴曲率半径的凹陷量与非球面形状的凹陷量之间的差。
通过形成在第二镜头的图像侧上的表面，使得负折射率随着与光轴的距离的增加而变弱，并且形成变焦镜头以满足条件表达式(1)，有利地进行第二镜头的图像侧上的表面中像面弯曲的校正，并且第二镜头的偏轴敏感性被降低。
所期望的是形成变焦镜头以满足下面的条件表达式(2)和下面的条件表达式(3)：
(2)1.00＜|f12/f1|＜2.00
(3)1.00＜t1/fw＜1.60
其中，f12表示第二镜头的焦距，f1表示第一镜头组的焦距，t1表示第一镜头组在光轴上的厚度，并且fw表示整个镜头系统中的广角端处的焦距。
通过形成变焦镜头以满足条件表达式(2)和条件表达式(3)，可防止第二镜头的焦距变得太短，并且在第二镜头中产生的各种像差的量被减少。此外，可防止第一镜头组的厚度变得太大。
所期望的是形成变焦镜头以满足下面的条件表达式(4)和下面的条件表达式(5)：
(4)N12＞1.90
(5)v12＜25
其中，N12表示在第二镜头的d线处的折射率，并且v12表示在第二镜头的d线处的Abbe数。
通过形成变焦镜头以满足条件表达式(4)和条件表达式(5)，第二镜头的曲率不必增加，并且可有利地校正第一镜头组中产生的色差。
在上述变焦镜头中所期望的是，通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头和接合镜头而形成第二镜头组，该第三镜头作为至少具有被形成为非球面的在物体侧的表面并具有面对物体侧的凸面的正镜头，该接合镜头通过将作为具有面对物体侧的凸面的正镜头的第四镜头和作为具有面对图像侧的凹面的负镜头的第五镜头接合在一起而形成。
通过形成如上所述的第二镜头组，第二镜头组由少量的镜头形成，可以使得第二镜头组的前侧主点(front principal point)更靠近物体侧。
根据本发明的实施例提供了一种图像拾取装置，包括：变焦镜头；和用于将由变焦镜头形成的光学图像转换成电信号的图像拾取元件。在该装置中，通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成该变焦镜头。在从广角端到长焦端改变倍率时，移动第一镜头组，并且将第二镜头组向物体侧移动，使得第一镜头组和第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得第二镜头组和第三镜头组之间的空气间隔增加。通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头和第二镜头而形成第一镜头组，该第一镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
因而，有利地校正当视角变大时在广角端出现的负畸变像差和像面弯曲、以及当可变倍率比增加时在长焦端出现的球面像差。
根据本发明的实施例提供了一种变焦镜头，该变焦镜头通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成。在从广角端到长焦端改变倍率时，移动第一镜头组，并且将第二镜头组向物体侧移动，使得第一镜头组和第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得第二镜头组和第三镜头组之间的空气间隔增加，并且通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头和第二镜头而形成第一镜头组，该第一镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
因而，通过用两个镜头形成第一镜头组，并且第一镜头和第二镜头中的每一个的两面都被形成为非球面，有可能实现小型化并确保具有广视角和高可变倍率的高光学性能。
在本发明的一个实施例中，形成在第二镜头的图像侧上的表面，使得随着与光轴的距离的增加而负折射率变弱，并且变焦镜头被形成为满足下面的条件表达式(1)：
(1)0.40＜|Sgf/Sgr|＜2.10
其中，Sgf表示第二镜头的有效直径中物体侧上的表面的近轴曲率半径的凹陷量与非球面形状的凹陷量之间的差，并且Sgr表示第二镜头的有效直径中图像侧上的表面的近轴曲率半径的凹陷量与非球面形状的凹陷量之间的差。
因而能够有利地执行像差校正，特别是负畸变像差和像面弯曲的校正，并且由于偏轴敏感性的降低而避免了制造困难。
在本发明的一个实施例中，形成变焦镜头以满足下面的条件表达式(2)和下面的条件表达式(3)：
(2)1.00＜|f12/f1|＜2.00
(3)1.00＜t1/fw＜1.60
其中，f12表示第二镜头的焦距，f1表示第一镜头组的焦距，t1表示第一镜头组在光轴上的厚度，并且fw表示整个镜头系统中的广角端处的焦距。
因而有可能通过缩短总的光学长度来实现小型化，并且有可能确保高光学性能。
在本发明的一个实施例中，形成变焦镜头以满足下面的条件表达式(4)和下面的条件表达式(5)：
(4)N12＞1.90
(5)v12＜25
其中，N12表示在第二镜头的d线处的折射率，并且v12表示在第二镜头的d线处的Abbe数。
因而有可能改善光学性能并避免制造困难。
在本发明的一个实施例中，通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头和接合镜头而形成第二镜头组，该第三镜头作为至少具有被形成为非球面的在物体侧的表面并具有面对物体侧的凸面的正镜头，该接合镜头通过将作为具有面对物体侧的凸面的正镜头的第四镜头和作为具有面对图像侧的凹面的负镜头的第五镜头接合在一起而形成。
因而有可能缩短总的光学长度，并且有可能有利地校正球面像差和慧形像差。
根据本发明的实施例提供了一种图像拾取装置，包括：变焦镜头；和用于将由变焦镜头形成的光学图像转换成电信号的图像拾取元件。在该装置中，通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成该变焦镜头。在从广角端到长焦端改变倍率时，移动第一镜头组，并且将第二镜头组向物体侧移动，使得第一镜头组和第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得第二镜头组和第三镜头组之间的空气间隔增加，并且通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头和第二镜头而形成第一镜头组，该第一镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
因而，通过用两个镜头形成第一镜头组，并且第一镜头和第二镜头中的每一个的两面都被形成为非球面，有可能实现小型化并确保具有广视角和高可变倍率的高光学性能。
附图说明
图1示出了用于实施根据本发明以及图2至33的图像拾取装置和变焦镜头的最佳方式，图1是示出根据本发明的变焦镜头的第一实施例的镜头配置的示意图；
图2是示出数值实施例的像差的示意图，其中具体的数值被应用到第一实施例以及图3和图4，图2是示出在广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图3是示出在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图4是示出在长焦端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图5是示出根据本发明的变焦镜头的第二实施例的镜头配置的示意图；
图6是示出数值实施例的像差的示意图，其中具体的数值被应用到第二实施例以及图7和图8，图6是示出在广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图7是示出在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图8是示出在长焦端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图9是示出根据本发明的变焦镜头的第三实施例的镜头配置的示意图；
图10是示出数值实施例的像差的示意图，其中具体的数值被应用到第三实施例以及图11和图12，图10是示出在广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图11是示出在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图12是示出在长焦端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图13是示出根据本发明的变焦镜头的第四实施例的镜头配置的示意图；
图14是示出数值实施例的像差的示意图，其中具体的数值被应用到第四实施例以及图15和图16，图14是示出在广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图15是示出在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图16是示出在长焦端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图17是示出根据本发明的变焦镜头的第五实施例的镜头配置的示意图；
图18是示出数值实施例的像差的示意图，其中具体的数值被应用到第五实施例以及图19和图20，图18是示出在广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图19是示出在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图20是示出在长焦端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图21是示出根据本发明的变焦镜头的第六实施例的镜头配置的示意图；
图22是示出数值实施例的像差的示意图，其中具体的数值被应用到第六实施例以及图23和图24，图22是示出在广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图23是示出在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图24是示出在长焦端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图25是示出根据本发明的变焦镜头的第七实施例的镜头配置的示意图；
图26是示出数值实施例的像差的示意图，其中具体的数值被应用到第七实施例以及图27和图28，图26是示出在广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图27是示出在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图28是示出在长焦端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图29是示出根据本发明的变焦镜头的第八实施例的镜头配置的示意图；
图30是示出数值实施例的像差的示意图，其中具体的数值被应用到第八实施例以及图31和图32，图30是示出在广角端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图31是示出在中间焦距状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；
图32是示出在长焦端状态下的球面像差、像散和畸变像差的示意图；和
图33是示出根据本发明的图像拾取装置的实施例的示意图。
具体实施方式
将在下文中描述用于实施根据本发明的变焦镜头和图像拾取装置的最佳方式。
首先将描述根据本发明的实施例的变焦镜头。
根据本发明的实施例的变焦镜头通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成。
在变焦镜头中，在从广角端到长焦端改变倍率时，第一镜头组沿光轴方向移动，并且第二镜头组沿光轴方向向物体侧移动，使得第一镜头组和第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得第二镜头组和第三镜头组之间的空气间隔增加。
第一镜头组通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头和第二镜头而形成，该第一镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
如上所述，因为第一镜头组的作为负镜头的第一镜头的两面都被形成为非球面，因而根据本发明的实施例的变焦镜头能够校正当视角变广时在广角端显著地出现的负畸变像差和像面弯曲(field curvature)。
此外，因为第一镜头组的作为正弯月形(positive meniscus)镜头的第二镜头的两面都被形成为非球面，因而能够以很均衡的方式校正不能够由第一镜头完全校正的在广角端处的畸变像差和像散。另外，因为第一镜头组的作为正弯月形镜头的第二镜头的两面都被形成为非球面，因而能够有利地校正当可变倍率比增加时出现的在长焦端处的球面像差。
因而，由于第一镜头组由两个镜头形成，并且第一镜头和第二镜头中的每一个的两面都被形成为非球面，因此根据本发明的实施例的变焦镜头能够减小尺寸，并确保具有广视角和高可变倍率的高光学性能。
特别地，当根据本发明的实施例的变焦镜头应用到具有伸长和缩短的镜头筒的这类可收缩(collapsible)图像拾取装置时，在变焦镜头收缩时，根据本发明的实施例的变焦镜头的总长度能够缩短。
期望形成根据本发明的实施例的变焦镜头，以满足下面的条件表达式
(1)：
(1)0.40＜|Sgf/Sgr|＜2.10
其中，Sgf表示第二镜头的有效直径中物体侧上的表面的近轴曲率半径的凹陷量(sag amount)与非球面形状的凹陷量之间的差，并且Sgr表示第二镜头的有效直径中图像侧上的表面的近轴曲率半径的凹陷量与非球面形状的凹陷量之间的差。
附带地，当近轴曲率半径的表面形状比非球面形状更接近图像侧时，“Sgf”和“Sgr”的符号是“-”，并且在相反关系的情况下是“+”。
条件表达式(1)限定了形成为作为正弯月形镜头的第二镜头的两面的非球面形状的关系。
当超过条件表达式(1)的下限值时，将出现由作为第二镜头的物体侧上的表面的非球面引起的在广角端处的畸变像差的校正不足，并且增加了作为第二镜头的图像侧上的表面的非球面引起的畸变像差的校正任务，使得出现在图像侧上表面内的像面弯曲的校正不足。
另一方面，当超过条件表达式(1)的上限值时，在第二镜头内产生的畸变像差和像面弯曲被过度校正，并且第一镜头组内的像差校正变得困难。另外，第二镜头的图像侧上的表面和物体侧上的表面的偏轴敏感性增加，并且第二镜头相对于整个镜头系统的偏轴敏感性增加，因而难以制造该变焦镜头。
因此，当变焦镜头满足条件表达式(1)时，有可能有利地执行像差校正，特别是畸变像差和像面弯曲的校正，并且通过降低偏轴敏感性来避免制造困难。
附带地，在根据本发明的实施例的变焦镜头中，更期望的是条件表达式(1)的数值范围设置成下面的条件表达式(1)’的范围。
(1)’0.60＜|Sgf/Sgr|＜1.95
期望形成根据本发明的一个实施例的变焦镜头，以满足下面的条件表达式(2)和下面的条件表达式(3)：
(2)1.00＜|f12/f1|＜2.00
(3)1.00＜t1/fw＜1.60
其中，f12表示第二镜头的焦距，f1表示第一镜头组的焦距，t1表示第一镜头组在光轴上的厚度，并且fw表示整个镜头系统中的广角端处的焦距。
条件表达式(2)限定了在第一镜头组的第二镜头的焦距与第一镜头组的焦距之间的比率。
当超过条件表达式(2)的下限值时，第二镜头的焦距变得太短，并且由此第二镜头的厚度需要增加，这妨碍了尺寸的减小。此外，在第二镜头中出现的各种像差的量增加，并且偏轴敏感性提高，因而妨碍了大规模生产。
另一方面，当超过条件表达式(2)的上限值时，第二镜头的焦距变得太长，并且由此像差校正、特别是广角端处的像面弯曲的校正变得困难。
因而，当变焦镜头满足条件表达式(2)时，有可能通过降低偏轴敏感性来改善大规模生产，并且执行有利的像差校正、特别有利地校正在广角端处的像面弯曲。
条件表达式(3)与在广角端处的焦距相关地限定第一镜头组在光轴上的厚度。
当超过条件表达式(3)的下限值时，各种偏轴像差的量变得太大，并且特别地，校正在广角端处的像散变得困难，因此削弱了光学性能。
另一方面，当超过条件表达式(3)的上限值时，第一镜头组的厚度增大，这妨碍了整个镜头系统的尺寸的减小。
因而，当变焦镜头满足条件表达式(3)时，有可能由于有利地校正像散而改善光学性能，并且最小化整个镜头系统。
此外，通过满足条件表达式(2)和条件表达式(3)，有可能由于缩短总的光学长度而实现最小化，并且确保高的光学性能。
附带地，在本发明中，更加期望的是将条件表达式(2)和条件表达式(3)的数值范围设置成下面的条件表达式(2)’和下面的条件表达式(3)’的范围。
(2)’1.30＜|f12/f1|＜1.80
(3)’1.05＜t1/fw＜1.50
期望形成根据本发明的一个实施例的变焦镜头，以满足下面的条件表达式(4)和下面的条件表达式(5)：
(4)N12＞1.90
(5)v12＜25
其中，N12表示在第二镜头的d线处的折射率，并且v12表示在第二镜头的d线处的Abbe数。
条件表达式(4)和条件表达式(5)限定形成第一镜头组的第二镜头的折射率和Abbe数。
当超过条件表达式(4)的范围时，第二镜头的曲率需要增加，并且由于校正在广角端处的像面弯曲困难，因而光学性能降低。另外，难以确保边缘厚度，该边缘厚度是沿镜头的最边缘的光轴的方向的厚度，并且由此增加了制造困难。
因而，当变焦镜头满足条件表达式(4)时，有可能改善光学性能并且避免制造困难。
当超过条件表达式(5)的范围时，校正第一镜头组中出现的色差变得困难，因而招致光学性能的降低。
因此，当变焦镜头满足条件表达式(5)时，光学性能能够得到改善。
在根据本发明的一个实施例的变焦镜头中，第二镜头组期望地通过从物体侧到图像侧顺序布置作为正镜头的第三镜头和接合镜头而形成，该第三镜头至少具有被形成为非球面的在物体侧的表面并具有面对物体侧的凸面，该接合镜头通过将作为具有面对物体侧的凸面的正镜头的第四镜头和作为具有面对图像侧的凹面的负镜头的第五镜头接合在一起而形成。
因而，通过形成第二镜头组，第二镜头组由少量的镜头形成，由此总长度能够缩短。此外，能够使得第二镜头组的前侧主点更靠近物体侧，因而总的光学长度能够缩短。另外，通过由非球面形成最靠近物体侧的、第二镜头组的表面，球面像差和慧形像差(coma aberration)能够被有利地校正。
附带地，通过沿大致垂直于光轴的方向移动(偏移)第一至第三镜头组中的一个镜头组或一个镜头组中的一部分，根据本发明的实施例的变焦镜头能够偏移图像。通过沿大致垂直于光轴的方向移动镜头组或镜头组中的一部分，并且将变焦镜头与具有用于检测图像污浊的检测系统、用于偏移每个镜头组的驱动系统和用于基于检测系统的输出给驱动系统提供偏移量的控制系统相结合，变焦镜头还能够起防震光学系统的作用。特别地，通过沿大致垂直于光轴的方向偏移整个第二镜头组，根据本发明的实施例的变焦镜头能够通过较小的像差变化来偏移图像。
通过沿光轴的方向移动第一镜头组或第三镜头组，根据本发明的实施例的变焦镜头期望地执行对焦。特别地，使用第三镜头组作为用于对焦的镜头组，使得易于避免用于驱动并控制快门单元和光圈(iris)单元的驱动系统和用于偏移镜头组的防震驱动系统的干涉，并且使得有可能实现小型化。
接下来将参考附图和表格描述根据本发明的变焦镜头的具体实施例和其中将具体数值应用到实施例的数值实施例。
附带地，在下面的表格和描述等中示出的符号的含义如下。
“Si”是从物体侧到图像侧数的第i个表面的表面号，“Ri”是第i个表面的曲率半径，“Di”是在第i个表面和第i+1个表面之间的轴上的表面间隔，“Nn”是形成在第n个镜头的材料的d线(587.6nm的波长)处的折射率，并且“vn”是形成在第n个镜头的材料的d线处的Abbe数。关于曲率半径，“ASP”表示该表面是非球面，并且“INF”表示表面的曲率是无穷的。
在每个数值实施例中使用的镜头包括其镜头表面被形成为非球面的镜头。假设“x”是沿光轴方向从镜头表面的顶点的距离，“y”是沿垂直于光轴方向上的高度，“c”是在镜头的顶点处的近轴曲率(曲率半径的倒数)，“K”是圆锥常数，并且“An”是第n阶非球面系数，该非球面形状由下面的公式1确定。
[公式1]
x = y 2 · c 2 1 + { 1 - ( 1 + K ) · y 2 · c 2 } 1 / 2 + ΣAn · Yn
下文将描述本发明的第一实施例至第八实施例。根据第一实施例至第八实施例的变焦镜头中的每一个都通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成。此外，在根据第一至第八实施例的每个变焦镜头中，在从广角端到长焦端改变倍率时，移动第一镜头组，并且将第二镜头组向物体侧移动，使得第一镜头组和第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得第二镜头组和第三镜头组之间的空气间隔增加。
图1是示出根据本发明第一实施例的变焦镜头1的镜头配置的示意图。
根据第一实施例的变焦镜头1具有六个镜头，如图1所示。
变焦镜头1通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组G1、具有正折射率的第二镜头组G2和具有正折射率的第三镜头组G3而形成。
第一镜头组G1通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头L1和第二镜头L2而形成，该第一镜头L1作为具有被形成为非球面的两面的双凹镜头，该第二镜头L2作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
第二镜头组G2通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头L3和接合镜头而形成，该第三镜头L3作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头，该接合镜头通过将作为双凸镜头的第四镜头L4和作为双凹镜头的第五镜头L5接合在一起而形成。
第三镜头组G3通过布置第六镜头L6而形成，该第六镜头L6作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头。
光圈(diaphragm)S(光圈表面R5)被设置在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间。
在第三镜头组G3和图像表面IMG之间，从物体侧到图像侧顺序设置滤光器FL和防护玻璃罩CG。
表1示出了第一数值实施例的镜头数据，其中具体的数值被应用于根据第一实施例的变焦镜头1。
表1
  Si   Ri   Di   Nn   vn
  1   -21.176(ASP)   1.100   1.85135   401
  2   6.371(ASP)   1.591
  3   7.316(ASP)   1.812   2.00170   20.6
  4   13.417(ASP)   D4
  5   光圈   0.500
  6   5.619(ASP)   1.934   1.62263   58.2
  7   -9.097(ASP)   0.166
  8   9.907   1.200   1.83481   42.7
  9   -22.955   0.400   1.72825   28.3
  10   3.365   D10
  11   72.285(ASP)   1.809   1.69350   53.2
  12   -11.429(ASP)   D12
  13   INF   0.300   1.51872   64.2
  14   INF   0.720
  15   INF   0.500   1.51872   64.2
  16   INF   0.600
在变焦镜头1中，在第一镜头组G1的第一镜头L1的物体侧上的表面(R1)、在第一镜头组G1的第一镜头L1的图像侧上的表面(R2)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的物体侧上的表面(R3)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的图像侧上的表面(R4)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的物体侧上的表面(R6)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的图像侧上的表面(R7)、在第三镜头组G3的第六镜头L6的物体侧上的表面(R11)和在第三镜头组G3的第六镜头L6的图像侧上的表面(R12)形成为非球面。在表2中示出在第一数值实施例中的非球面的第四阶、第六阶、第八阶和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10以及圆锥常数k。
附带地，将描述的在表2和下文中示出的非球面系数的每个表格中的“E-i”表示以10为底的指数表达式，即“10-i”。例如，“0.12345E-05”表示“0.12345×10-5”。
表2
  Si   K   A4   A6   A8   A10
  1   0.00000E+00   1.30795E-03   -2.74563E-05   2.83298E-07   -1.27146F-09
  2   0.00000E+00   -4.02309E-04   9.76180E-05   -2.97293E-06   1.46066E-08
  3   0.00000E+00   -1.44319E-03   5.76486E-05   -1.55041E-06   1.95053E-08
  4   0.00000E+00   -7.41809E-04   2.34737E-05   -7.37123E-07   1.41276E-08
  6   -2.57694E+00   -7.01226E-04   -2.32219E-04   -6.79299E-07   -4.17015E-06
  7   4.18532E+00   -3.76244E-04   -1.41281E-04   -1.88899E-05   -1.03773E-07
  11   0.00000E+00   6.20887E-04   -5.12367E-05   2.76052E-06   -6.57107E-08
  12   0.00000E+00   1.35562E-03   -8.32716E-05   3.75398E-06   -7.77118E-08
在变焦镜头1中，在广角端状态和长焦端状态之间改变倍率时，在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间的表面间隔D4、在第二镜头组G2和第三镜头组G3之间的表面间隔D10以及在第三镜头组G3和滤光器FL之间的表面间隔D12被改变。在表3中示出在第一数值实施例中的每个表面间隔的广角端状态(焦距f＝3.71)、中间焦距状态(焦距f＝7.95)和长焦端状态(焦距f＝17.47)中的可变间隔以及F-号Fno和半视角ω。
表3
  f   3.71   7.95   17.47
  Fno   2.84   4.09   6.08
ω   47.82   26.11   12.58
  D4   15.085   5.700   1.300
  D10   3.035   8.621   20.568
  D12   2.490   2.394   1.900
图2至4是在第一数值实施例中的无限远对焦状态(infinity in-focusstate)中的各种像差的示意图。图2是在广角端状态下(焦距f＝3.71)的各种像差的示意图。图3是在中间焦距状态下(焦距f＝7.95)的各种像差的示意图。图4是在长焦端状态下(焦距f＝17.47)的各种像差的示意图。
在图2至4中示出的球面像差的示意图中，由实线示出d线(587.6nm的波长)的值，由点线示出c线(656.3nm的波长)的值，并且由长短交替的虚线示出g线(435.8nm的波长)的值。在图2至4中示出的像散的示意图中，由实线示出弧矢(sagittal)图像表面中的值，并且由虚线示出子午(meridional)图像表面中的值。
从每个像差示意图中可以清楚地看到，第一数值实施例有利地校正各种像差，并且具有极好的图像形成性能。
图5是示出根据本发明的第二实施例的变焦镜头2的镜头配置的示意图。
根据第二实施例的变焦镜头2具有六个镜头，如图5所示。
变焦镜头2通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组G1、具有正折射率的第二镜头组G2和具有正折射率的第三镜头组G3而形成。
第一镜头组G1通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头L1和第二镜头L2而形成，该第一镜头L1作为具有被形成为非球面的两面的双凹镜头，该第二镜头L2作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
第二镜头组G2通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头L3和接合镜头而形成，该第三镜头L3作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头，该接合镜头通过将作为双凸镜头的第四镜头L4和作为双凹镜头的第五镜头L5接合在一起而形成。
第三镜头组G3通过布置第六镜头L6而形成，该第六镜头L6作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头。
光圈S(光圈表面R5)被设置在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间。
在第三镜头组G3和图像表面IMG之间从物体侧到图像侧顺序设置滤光器FL和防护玻璃罩CG。
表4示出了第二数值实施例的镜头数据，其中具体的数值被应用于根据第二实施例的变焦镜头2。
表4
  Si   Ri   Di   Nn   vn
  1   -26.914(ASP)   1.050   1.85135   40.1
  2   6.496(ASP)   1.680
  3   7.158(ASP)   1.650   2.00178   19.3
  4   11.811(ASP)   D4
  5   光圈   0.500
  6   5.486(ASP)   1.900   1.61881   63.9
  7   -10.012(ASP)   0.153
  8   8.894   1.200   1.83481   42.7
  9   82.637   0.400   1.74077   27.8
  10   3.351   D10
  11   43.343(ASP)   1.850   1.69350   53.2
  12   -12.500(ASP)   D12
  13   INF   0.300   1.51872   64.2
  14   INF   0.720
  15   INF   0.500   1.51872   64.2
  16   INF   0.600
在变焦镜头2中，在第一镜头组G1的第一镜头L1的物体侧上的表面(R1)、在第一镜头组G1的第一镜头L1的图像侧上的表面(R2)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的物体侧上的表面(R3)、第一镜头组G1的第二镜头L2的图像侧上的表面(R4)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的物体侧上的表面(R6)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的图像侧上的表面(R7)、在第三镜头组G3的第六镜头L6的物体侧上的表面(R11)和在第三镜头组G3的第六镜头L6的图像侧上的表面(R12)被形成为非球面。在表5中示出第二数值实施例中的非球面的第四阶、第六阶、第八阶和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10以及圆锥常数k。
表5
  Si   K   A4   A6   A8   A10
  1   0.00000E+00   1.25759E-03   -2.74004E-05   2.79017E-07   -1.21596E-09
  2   0.00000E+00   -3.71139E-04   9.08870E-05   -2.72690E-06   1.16470E-08
  3   0.00000E+00   -1.64768E-03   5.88422E-05   -1.54023E-06   1.77084E-08
  4   0.00000E+00   -1.02198E-03   3.33332E-05   -1.12716E-06   2.02348E-08
  6   -2.36381E+00   -5.30341E-04   -1.85814E-04   -2.90985E-06   -3.43982E-06
  7   4.23737E+00   -5.00643E-04   -1.11059E-04   -2.13554E-05   -3.30322E-09
  11   0.00000E+00   5.38581E-04   -4.36449E-05   2.47117E-06   -6.54183E-08
  12   0.00000E+00   1.21880E-03   -6.87382E-05   3.02394E-06   -6.85585E-08
在变焦镜头2中，在广角端状态和长焦端状态之间改变倍率时，在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间的表面间隔D4、在第二镜头组G2和第三镜头组G3之间的表面间隔D10以及在第三镜头组G3和滤光器FL之间的表面间隔D12被改变。在表6中示出在第二数值实施例中的每个表面间隔的广角端状态(焦距f＝3.71)、中间焦距状态(焦距f＝7.99)和长焦端状态(焦距f＝17.47)的可变间隔以及F-号Fno和半视角ω。
表6
  f   3.71   7.99   17.47
  Fno   2.87   4.14   6.10
  ω   47.82   26.02   12.58
  D4   15.979   6.072   1.600
  D10   3.036   8.561   20.597
  D12   2.459   2.465   1.900
图6至8是在第二数值实施例中的无限远对焦状态中的各种像差的示意图。图6是在广角端状态下(焦距f＝3.71)的各种像差的示意图。图7是在中间焦距状态下(焦距f＝7.99)的各种像差的示意图。图8是在长焦端状态下(焦距f＝17.47)的各种像差的示意图。
在图6至8中示出的球面像差的示意图中，由实线示出d线(587.6nm的波长)的值，由点线示出c线(656.3nm的波长)的值，并且由长短交替的虚线示出g线(435.8nm的波长)的值。在图6至8中示出的像散的示意图中，由实线示出弧矢图像表面中的值，并且由虚线示出子午图像表面中的值。
从每个像差示意图中可以清楚地看到，第二数值实施例有利地校正各种像差，并且具有极好的图像形成性能。
图9是示出根据本发明的第三实施例的变焦镜头3的镜头配置的示意图。
根据第三实施例的变焦镜头3具有六个镜头，如图9所示。
变焦镜头3通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组G1、具有正折射率的第二镜头组G2和具有正折射率的第三镜头组G3而形成。
第一镜头组G1通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头L1和第二镜头L2而形成，该第一镜头L1作为具有被形成为非球面的两面的双凹镜头，该第二镜头L2作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
第二镜头组G2通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头L3和接合镜头而形成，该第三镜头L3作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头，该接合镜头通过将作为双凸镜头的第四镜头L4和作为双凹镜头的第五镜头L5接合在一起而形成。
第三镜头组G3通过布置第六镜头L6而形成，该第六镜头L6作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头。
光圈S(光圈表面R5)被设置在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间。
在第三镜头组G3和图像表面IMG之间从物体侧到图像侧顺序设置滤光器FL和防护玻璃罩CG。
表7示出了第三数值实施例的镜头数据，其中具体的数值被应用于根据第三实施例的变焦镜头3。
表7
  Si   Ri   Di   Nn   vn
  1   -23.933(ASP)   1.050   1.85135   40.1
  2   7.170(ASP)   1.948
  3   7.776(ASP)   1.600   2.00178   19.3
  4   12.670(ASP)   D4
  5   光圈   0.500
  6   5.858(ASP)   1.900   1.69350   53.2
  7   -10.062(ASP)   0.100
  8   10.293   1.200   1.79450   45.4
  9   -39.628   0.400   1.75520   27.5
  10   3.381   D10
  11   40.886(ASP)   1.850   1.62263   58.2
  12   -11.909(ASP)   D12
  13   INF   0.300   1.51872   64.2
  14   INF   0.720
  15   INF   0.500   1.51872   64.2
  16   INF   0.600
在变焦镜头3中，在第一镜头组G1的第一镜头L1的物体侧上的表面(R1)、在第一镜头组G1的第一镜头L1的图像侧上的表面(R2)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的物体侧上的表面(R3)、第一镜头组G1的第二镜头L2的图像侧上的表面(R4)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的物体侧上的表面(R6)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的图像侧上的表面(R7)、在第三镜头组G3的第六镜头L6的物体侧上的表面(R11)和在第三镜头组G3的第六镜头L6的图像侧上的表面(R12)被形成为非球面。第三数值实施例中的非球面的第四阶、第六阶、第八阶和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10以及圆锥常数k在表8中示出。
表8
  Si   K   A4   A6   A8   A10
  1   0.00000E+00   1.32881E-03   -2.89704E-05   2.88500E-07   -1.13864E-09
  2   0.00000E+00   -1.52727E-04   8.73476E-05   -3.14489E-06   2.87966E-08
  3   0.00000E+00   -1.58558E-03   5.64429E-05   -1.46018E-06   1.84916E-08
  4   0.00000E+00   -1.07349E-03   3.48316E-05   -1.04274E-06   1.84035E-08
  6   -2.78854E+00   -7.41696E-04   -2.10556E-04   -3.47834E-06   -4.26293E-06
  7   5.20688E+00   -7.61308E-04   -9.30471E-05   -3.01112E-05   7.58929E-07
  11   0.00000E+00   1.05137E-03   -7.59658E-05   3.83208E-06   -9.45318E-08
  12   0.00000E+00   1.80569E-03   -9.26685E-05   3.62560E-06   -8.20012E-08
在变焦镜头3中，在广角端状态和长焦端状态之间改变倍率时，在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间的表面间隔D4、在第二镜头组G2和第三镜头组G3之间的表面间隔D10以及在第三镜头组G3和滤光器FL之间的表面间隔D12被改变。在第三数值实施例中，每个表面间隔的广角端状态(焦距f＝3.71)、中间焦距状态(焦距f＝7.98)和长焦端状态(焦距f＝17.47)的可变间隔以及F-号Fno和半视角ω在表9中示出。
表9
  f   3.71   7.98   17.47
  Fno   2.88   4.11   6.11
  ω   47.82   26.05   12.58
  D4   16.769   6.229   1.600
  D10   2.852   8.286   20.432
  D12   2.692   2.757   1.900
图10至12是第三数值实施例中的无限远对焦状态中的各种像差的示意图。图10是在广角端状态下(焦距f＝3.71)的各种像差的示意图。图11是在中间焦距状态下(焦距f＝7.98)各种像差的示意图。图12是在长焦端状态下(焦距f＝17.47)的各种像差的示意图。
在图10至12中示出的球面像差的示意图中，由实线示出d线(587.6nm的波长)的值，由点线示出c线(656.3nm的波长)的值，并且由长短交替的虚线示出g线(435.8nm的波长)的值。在图10至12中示出的像散的示意图中，由实线示出弧矢图像表面中的值，并且由虚线示出子午图像表面中的值。
从每个像差示意图中可以清楚地看到，第三数值实施例有利地校正各种像差，并且具有极好的图像形成性能。
图13是示出根据本发明第四实施例的变焦镜头4的镜头配置的示意图。
根据第四实施例的变焦镜头4具有六个镜头，如图13所示。
变焦镜头4通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组G1、具有正折射率的第二镜头组G2和具有正折射率的第三镜头组G3而形成。
第一镜头组G1通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头L1和第二镜头L2而形成，该第一镜头L1作为具有被形成为非球面的两面的双凹镜头，该第二镜头L2作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
第二镜头组G2通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头L3和接合镜头而形成，该第三镜头L3作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头，该接合镜头通过将作为双凸镜头的第四镜头L4和作为双凹镜头的第五镜头L5接合在一起而形成。
第三镜头组G3通过布置第六镜头L6而形成，该第六镜头L6作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头。
光圈S(光圈表面R5)被设置在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间。
在第三镜头组G3和图像表面IMG之间从物体侧到图像侧顺序设置滤光器FL和防护玻璃罩CG。
表10示出了第四数值实施例的镜头数据，其中具体的数值被应用于根据第四实施例的变焦镜头4。
表10
  Si   Ri   Di   Nn   vn
  1   -22.529(ASP)   1.050   1.85135   40.1
  2   7.314(ASP)   2.150
  3   8.670(ASP)   1.700   2.00178   19.3
  4   15.400(ASP)   D4
  5   光圈   0.000
  6   5.872(ASP)   1.900   1.61881   63.9
  7   -9.400(ASP)   0.283
  8   10.353   1.200   1.83481   42.7
  9   -18.052   0.400   1.71736   29.5
  10   3.457   D10
  11   28.430(ASP)   1.850   1.61881   63.9
  12   -13.180(ASP)   D12
  13   INF   0.300   1.51872   64.2
  14   INF   0.720
  15   INF   0.500   1.51872   64.2
  16   INF   0.600
在变焦镜头4中，在第一镜头组G1的第一镜头L1的物体侧上的表面(R1)、在第一镜头组G1的第一镜头L1的图像侧上的表面(R2)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的物体侧上的表面(R3)、第一镜头组G1的第二镜头L2的图像侧上的表面(R4)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的物体侧上的表面(R6)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的图像侧上的表面(R7)、在第三镜头组G3的第六镜头L6的物体侧上的表面(R11)和在第三镜头组G3的第六镜头L6的图像侧上的表面(R12)被形成为非球面。第四数值实施例中的非球面的第四阶、第六阶、第八阶和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10以及圆锥常数k在表11中示出。
表11
  Si   K   A4   A6   A8   A10
  1   0.00000E+00   1.37791E-03   -2.89953E-05   2.80757E-07   -1.15140E-09
  2   0.00000E+00   -1.50727E-04   9.45084E-05   -3.25000E-06   2.76119E-08
  3   0.00000E+00   -1.46419E-03   5.68628E-05   -1.61015E-06   1.86880E-08
  4   0.00000E+00   -9.41080E-04   2.86502E-05   -9.85184E-07   1.44594E-08
  6   0.00000E+00   -2.35983E-03   -1.99992E-04   -1.10183E-06   -3.74296E-06
  7   0.00000E+00   -1.09092E-03   -1.46710E-04   -1.80861E-05   -3.06098E-07
  11   0.00000E+00   1.12662E-03   -7.58282E-05   3.71295E-06   -8.08267E-08
  12   0.00000E+00   2.26890E-03   -1.34052E-04   5.66336E-06   -1.10409E-07
在变焦镜头4中，在广角端状态和长焦端状态之间改变倍率时，在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间的表面间隔D4、在第二镜头组G2和第三镜头组G3之间的表面间隔D10以及在第三镜头组G3和滤光器FL之间的表面间隔D12被改变。在第四数值实施例中，每个表面间隔的广角端状态(焦距f＝3.71)、中间焦距状态(焦距f＝7.99)和长焦端状态(焦距f＝17.47)的可变间隔以及F-号Fno和半视角ω在表12中示出。
表12
  f   3.71   7.99   17.47
  Fno   2.58   3.61   6.10
  ω   47.82   26.01   12.58
  D4   17.300   5.857   0.897
  D10   3.627   8.362   19.833
  D12   2.001   2.314   1.900
图14至16是在第四数值实施例中的无限远对焦状态中的各种像差的示意图。图14是在广角端状态下(焦距f＝3.71)的各种像差的示意图。图15是在中间焦距状态下(焦距f＝7.99)的各种像差的示意图。图16是在长焦端状态下(焦距f＝17.47)的各种像差的示意图。
在图14至16中示出的球面像差的示意图中，由实线示出d线(587.6nm的波长)的值，由点线示出c线(656.3nm的波长)的值，并且由长短交替的虚线示出g线(435.8nm的波长)的值。在图14至16中示出的像散的示意图中，由实线示出弧矢图像表面中的值，并且由虚线示出子午图像表面中的值。
从每个像差示意图中可以清楚地看到，第四数值实施例有利地校正各种像差，并且具有极好的图像形成性能。
图17是示出根据本发明第五实施例的变焦镜头5的镜头配置的示意图。
根据第五实施例的变焦镜头5具有六个镜头，如图17所示。
变焦镜头5通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组G1、具有正折射率的第二镜头组G2和具有正折射率的第三镜头组G3而形成。
第一镜头组G1通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头L1和第二镜头L2而形成，该第一镜头L1作为具有被形成为非球面的两面的双凹镜头，该第二镜头L2作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
第二镜头组G2通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头L3和接合镜头而形成，该第三镜头L3作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头，该接合镜头通过将作为双凸镜头的第四镜头L4和作为双凹镜头的第五镜头L5接合在一起而形成。
第三镜头组G3通过布置第六镜头L6而形成，该第六镜头L6作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头。
光圈S(光圈表面R5)被设置在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间。
在第三镜头组G3和图像表面IMG之间从物体侧到图像侧顺序设置滤光器FL和防护玻璃罩CG。
表13示出了第五数值实施例的镜头数据，其中具体的数值被应用于根据第五实施例的变焦镜头5。
表13
  Si   Ri   Di   Nn   vn
  1   -37.751(ASP)   1.085   1.85135   40.1
  2   6.552(ASP)   2.156
  3   10.316(ASP)   2.037   2.00178   19.3
  4   20.713(ASP)   D4
  5   光圈   0.000
  6   6.007(ASP)   2.000   1.62263   58.16
  7   -12.637(ASP)   0.150
  8   12.190   1.477   1.83481   47.2
  9   -6.072   0.400   1.68893   31.2
  10   3.722   D10
  11   33.877(ASP)   1.850   1.61881   63.9
  12   -12.155(ASP)   D12
  13   INF   0.300   1.51872   64.2
  14   INF   0.720
  15   INF   0.500   1.51872   64.2
  16   INF   0.600
在变焦镜头5中，在第一镜头组G1的第一镜头L1的物体侧上的表面(R1)、在第一镜头组G1的第一镜头L1的图像侧上的表面(R2)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的物体侧上的表面(R3)、第一镜头组G1的第二镜头L2的图像侧上的表面(R4)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的物体侧上的表面(R6)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的图像侧上的表面(R7)、在第三镜头组G3的第六镜头L6的物体侧上的表面(R11)和在第三镜头组G3的第六镜头L6的图像侧上的表面(R12)被形成为非球面。第五数值实施例中的非球面的第四阶、第六阶、第八阶和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10以及圆锥常数k在表14中示出。
表14
  Si   K   A4   A6   A8   A10
  1   0.00000E+00   7.28063E-04   -1.14820E-05   6.32923E-08   -9.11690E-11
  2   0.00000E+00   -3.01495E-04   5.97981E-05   -1.62440E-06   2.67502E-09
  3   0.00000E+00   -8.24673E-04   3.98809E-05   -1.06367E-06   1.07889E-08
  4   0.00000E+00   -5.61184E-04   2.16383E-05   -7.25878E-07   8.31486E-09
  6   0.00000E+00   -1.42483E-03   -6.67654E-05   -3.55720E-06   -2.45838E-07
  7   0.00000E+00   3.48198E-05   -7.43320E-05   -2.08918E-06   -1.23087E-07
  11   0.00000E+00   7.08000E-04   -7.21864E-05   4.52026E-06   -1.08313E-07
  12   0.00000E+00   1.71107E-03   -1.20107E-04   6.25978E-06   -1.34675E-07
在变焦镜头5中，在广角端状态和长焦端状态之间改变倍率时，在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间的表面间隔D4、在第二镜头组G2和第三镜头组G3之间的表面间隔D10以及在第三镜头组G3和滤光器FL之间的表面间隔D12被改变。在第五数值实施例中，每个表面间隔的广角端状态(焦距f＝3.71)、中间焦距状态(焦距f＝8.01)和长焦端状态(焦距f＝17.47)的可变间隔以及F-号Fno和半视角ω在表15中示出。
表15
  f   3.71   8.01   17.47
  Fno   2.58   3.61   6.05
  ω   47.82   25.97   12.58
  D4   17.200   5.726   0.800
  D10   4.025   8.809   20.425
  D12   1.899   2.256   1.900
图18至20是第五数值实施例中的无限远对焦状态中的各种像差的示意图。图18是在广角端状态下(焦距f＝3.71)的各种像差的示意图。图19是在中间焦距状态下(焦距f＝8.01)各种像差的示意图。图20是在长焦端状态下(焦距f＝17.47)的各种像差的示意图。
在图18至20中示出的球面像差的示意图中，由实线示出d线(587.6nm的波长)的值，由点线示出c线(656.3nm的波长)的值，并且由长短交替的虚线示出g线(435.8nm的波长)的值。在图18至20中示出的像散的示意图中，由实线示出弧矢图像表面中的值，并且由虚线示出子午图像表面中的值。
从每个像差示意图中可以清楚地看到，第五数值实施例有利地校正各种像差，并且具有极好的图像形成性能。
图21是示出根据本发明第六实施例的变焦镜头6的镜头配置的示意图。
根据第六实施例的变焦镜头6具有六个镜头，如图21所示。
变焦镜头6通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组G1、具有正折射率的第二镜头组G2和具有正折射率的第三镜头组G3而形成。
第一镜头组G1通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头L1和第二镜头L2而形成，该第一镜头L1作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头L2作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
第二镜头组G2通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头L3和接合镜头而形成，该第三镜头L3作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头，该接合镜头通过将作为双凸镜头的第四镜头L4和作为双凹镜头的第五镜头L5接合在一起而形成。
第三镜头组G3通过布置第六镜头L6而形成，该第六镜头L6作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头。
光圈S(光圈表面R5)被设置在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间。
在第三镜头组G3和图像表面IMG之间从物体侧到图像侧顺序设置滤光器FL和防护玻璃罩CG。
表16示出了第六数值实施例的镜头数据，其中具体的数值被应用于根据第六实施例的变焦镜头6。
表16
  Si   Ri   Di   Nn   vn
  1   INF(ASP)   1.075   1.85135   40.1
  2   5.554(ASP)   2.324
  3   10.347(ASP)   1.976   2.00178   19.3
  4   20.151(ASP)   D4
  5   光圈   0.000
  6   5.641(ASP)   2.200   1.58913   61.3
  7   -13.174(ASP)   0.135
  8   9.067   1.284   1.8381   42.7
  9   -11.209   0.400   1.69895   30.1
  10   3.533   D10
  11   19.958(ASP)   1.807   1.61881   63.9
  12   -18.367(ASP)   D12
  13   INF   0.300   1.51872   64.2
  14   INF   0.720
  15   INF   0.500   1.51872   64.2
  16   INF   0.600
在变焦镜头6中，在第一镜头组G1的第一镜头L1的物体侧上的表面(R1)、在第一镜头组G1的第一镜头L1的图像侧上的表面(R2)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的物体侧上的表面(R3)、第一镜头组G1的第二镜头L2的图像侧上的表面(R4)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的物体侧上的表面(R6)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的图像侧上的表面(R7)、在第三镜头组G3的第六镜头L6的物体侧上的表面(R11)和在第三镜头组G3的第六镜头L6的图像侧上的表面(R12)被形成为非球面。第六数值实施例中的非球面的第四阶、第六阶、第八阶和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10以及圆锥常数k在表17中示出。
表17
  Si   K   A4   A6   A8   A10
  1   0.00000E+00   4.86660E-04   -1.24374E-05   1.16122E-07   -4.53947E-10
  2   -4.33318E-01   -3.89404E-04   6.04487E-05   -2.28709E-06   1.93496E-08
  3   1.96969E-01   -9.03955E-04   4.46980E-05   -1.32403E-06   1.59840E-08
  4   -2.09914E-01   -6.84772E-04   2.96321E-05   -1.06849E-06   1.61050E-08
  6   0.00000E+00   -1.33518E-03   -7.76680E-05   1.41643E-06   -6.13783E-07
  7   0.00000E+00   -3.52216E-05   -9.73671E-05   5.80603E-06   -8.36590E-07
  11   0.00000E+00   1.08094E-03   -7.62916E-05   3.90179E-06   -1.01998E-07
  12   0.00000E+00   2.02180E-03   -1.08590E-04   4.02578E-06   -9.24378E-08
在变焦镜头6中，在广角端状态和长焦端状态之间改变倍率时，在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间的表面间隔D4、在第二镜头组G2和第三镜头组G3之间的表面间隔D10以及在第三镜头组G3和滤光器FL之间的表面间隔D12被改变。在第六数值实施例中，每个表面间隔的广角端状态(焦距f＝3.71)、中间焦距状态(焦距f＝8.00)和长焦端状态(焦距f＝17.47)的可变间隔以及F-号Fno和半视角ω在表18中示出。
表18
  f   3.71   8.00   17.47
  Fno   2.62   3.65   6.16
  ω   47.82   25.99   12.58
  D4   17.445   5.842   0.997
  D10   4.024   8.666   20.583
  D12   1.900   2.399   1.900
图22至24是第六数值实施例中的无限远对焦状态中的各种像差的示意图。图22是在广角端状态下(焦距f＝3.71)的各种像差的示意图。图23是在中间焦距状态下(焦距f＝8.00)各种像差的示意图。图24是在长焦端状态下(焦距f＝17.47)的各种像差的示意图。
在图22至24中示出的球面像差的示意图中，由实线示出d线(587.6nm的波长)的值，由点线示出c线(656.3nm的波长)的值，并且由长短交替的虚线示出g线(435.8nm的波长)的值。在图22至24中示出的像散的示意图中，由实线示出弧矢图像表面中的值，并且由虚线示出子午图像表面中的值。
从每个像差示意图中可以清楚地看到，第六数值实施例有利地校正各种像差，并且具有极好的图像形成性能。
图25是示出根据本发明第七实施例的变焦镜头7的镜头配置的示意图。
根据第七实施例的变焦镜头7具有六个镜头，如图25所示。
变焦镜头7通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组G1、具有正折射率的第二镜头组G2和具有正折射率的第三镜头组G3而形成。
第一镜头组G1通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头L1和第二镜头L2而形成，该第一镜头L1作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头L2作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
第二镜头组G2通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头L3和接合镜头而形成，该第三镜头L3作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头，该接合镜头通过将作为双凸镜头的第四镜头L4和作为双凹镜头的第五镜头L5接合在一起而形成。
第三镜头组G3通过布置第六镜头L6而形成，该第六镜头L6作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头。
光圈S(光圈表面R5)被设置在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间。
在第三镜头组G3和图像表面IMG之间从物体侧到图像侧顺序设置滤光器FL和防护玻璃罩CG。
表19示出了第七数值实施例的镜头数据，其中具体的数值被应用于根据第七实施例的变焦镜头7。
表19
  Si   Ri   Di   Nn   vn
  1   INF(ASP)   1.005   1.85135   40.1
  2   5.430(ASP)   2.422
  3   10.253(ASP)   2.073   2.00178   19.3
  4   20.110(ASP)   D4
  5   光圈   0.000
  6   6.267(ASP)   2.107   1.62263   58.2
  7   -10.967(ASP)   0.100
  8   12.578   1.293   1.88300   40.8
  9   -6.283   0.400   1.69895   30.1
  10   3.745   D10
  11   17.651(ASP)   1.787   1.61881   63.9
  12   -18.654(ASP)   D12
  13   INF   0.300   1.51872   64.2
  14   INF   0.720
  15   INF   0.500   1.51872   64.2
  16   INF   0.600
在变焦镜头7中，在第一镜头组G1的第一镜头L1的物体侧上的表面(R1)、在第一镜头组G1的第一镜头L1的图像侧上的表面(R2)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的物体侧上的表面(R3)、第一镜头组G1的第二镜头L2的图像侧上的表面(R4)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的物体侧上的表面(R6)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的图像侧上的表面(R7)、在第三镜头组G3的第六镜头L6的物体侧上的表面(R11)和在第三镜头组G3的第六镜头L6的图像侧上的表面(R12)被形成为非球面。第七数值实施例中的非球面的第四阶、第六阶、第八阶和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10以及圆锥常数k在表20中示出。
表20
  Si   K   A4   A6   A8   A10
  1   0.00000E+00   1.59884E-04   -3.72197E-06   7.91757E-08   -6.20424E-10
  2   -8.12109E-01   -2.81792E-04   5.87018E-05   -2.39167E-06   4.42154E-08
  3   2.10615E+00   -6.55595E-04   2.96301E-05   -1.37344E-06   6.73062E-09
  4   1.20906E+01   -4.78671E-04   2.28519E-05   -1.42379E-06   1.25900E-08
  6   0.00000E+00   -1.87629E-03   -1.24179E-04   6.58784E-06   -1.88322E-06
  7   0.00000E+00   -2.42967E-04   -1.73790E-04   2.38709E-05   -3.46370E-06
  11   0.00000E+00   1.75855E-03   -1.22088E-04   5.57392E-06   -1.26236E-07
  12   0.00000E+00   3.05623E-03   -1.77526E-04   6.43656E-06   -1.28821E-07
在变焦镜头7中，在广角端状态和长焦端状态之间改变倍率时，在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间的表面间隔D4、在第二镜头组G2和第三镜头组G3之间的表面间隔D10以及在第三镜头组G3和滤光器FL之间的表面间隔D12被改变。在第七数值实施例中，每个表面间隔的广角端状态(焦距f＝3.71)、中间焦距状态(焦距f＝7.22)和长焦端状态(焦距f＝14.10)的可变间隔以及F-号Fno和半视角ω在表21中示出。
表21
  f   3.71   7.22   14.10
  Fno   2.89   3.80   5.83
  ω   47.82   28.37   15.46
  D4   15.179   5.270   0.826
  D10   4.014   7.717   16.597
  D12   1.900   2.374   1.900
图26至28是第七数值实施例中的无限远对焦状态中的各种像差的示意图。图26是在广角端状态下(焦距f＝3.71)的各种像差的示意图。图27是在中间焦距状态下(焦距f＝7.22)各种像差的示意图。图28是在长焦端状态下(焦距f＝14.10)各种像差的示意图。
在图26至28中示出的球面像差的示意图中，由实线示出d线(587.6nm的波长)的值，由点线示出c线(656.3nm的波长)的值，并且由长短交替的虚线示出g线(435.8nm的波长)的值。在图26至28中示出的像散的示意图中，由实线示出弧矢图像表面中的值，并且由虚线示出子午图像表面中的值。
从每个像差示意图中可以清楚地看到，第七数值实施例有利地校正各种像差，并且具有极好的图像形成性能。
图29是示出根据本发明第八实施例的变焦镜头8的镜头配置的示意图。
根据第八实施例的变焦镜头8具有六个镜头，如图29所示。
变焦镜头8通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组G1、具有正折射率的第二镜头组G2和具有正折射率的第三镜头组G3而形成。
第一镜头组G1通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头L1和第二镜头L2而形成，该第一镜头L1作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头L2作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
第二镜头组G2通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头L3和接合镜头而形成，该第三镜头L3作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头，该接合镜头通过将作为双凸镜头的第四镜头L4和作为双凹镜头的第五镜头L5接合在一起而形成。
第三镜头组G3通过布置第六镜头L6而形成，该第六镜头L6作为具有被形成为非球面的两面的双凸镜头。
光圈S(光圈表面R5)被设置在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间。
在第三镜头组G3和图像表面IMG之间从物体侧到图像侧顺序设置滤光器FL和防护玻璃罩CG。
表22示出了第八数值实施例的镜头数据，其中具体的数值被应用于根据第八实施例的变焦镜头8。
表22
  Si   Ri   Di   Nn   vn
  1   -51.514(ASP)   1.050   1.85135   40.1
  2   7.311(ASP)   1.850
  3   14.569(ASP)   1.800   2.00178   19.3
  4   52.197(ASP)   D4
  5   光圈   0.000
  6   5.482(ASP)   1.650   1.62263   58.2
  7   -21.626(ASP)   0.150
  8   9.266   1.400   1.81600   46.6
  9   -13.371   0.400   1.69895   30.1
  10   3.594   D10
  11   27.271(ASP)   1.620   1.69350   53.2
  12   -16.772(ASP)   D12
  13   INF   0.400   1.51872   64.2
  14   INF   0.500
  15   INF   0.500   1.51872   64.2
  16   INF   0.500
在变焦镜头8中，在第一镜头组G1的第一镜头L1的物体侧上的表面(R1)、在第一镜头组G1的第一镜头L1的图像侧上的表面(R2)、在第一镜头组G1的第二镜头L2的物体侧上的表面(R3)、第一镜头组G1的第二镜头L2的图像侧上的表面(R4)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的物体侧上的表面(R6)、在第二镜头组G2的第三镜头L3的图像侧上的表面(R7)、在第三镜头组G3的第六镜头L6的物体侧上的表面(R11)和在第三镜头组G3的第六镜头L6的图像侧上的表面(R12)被形成为非球面。第八数值实施例中的非球面的第四阶、第六阶、第八阶和第十阶非球面系数A4、A6、A8和A10以及圆锥常数k在表23中示出。
表23
  Si   K   A4   A6   A8   A10
  1   -1.02254E+01   -1.56066E-05   6.42187E-06   -1.06845E-07   5.41283E-10
  2   -2.58984E-01   -4.17130E-04   3.01724E-05   -7.88384E-07   8.90800E-09
  3   1.53691E+00   -4.06069E-04   2.24365E-05   -5.97089E-07   2.85929E-09
  4   1.52332E+01   -3.27571E-04   1.76667E-05   -4.47498E-07   3.63841E-10
  6   7.58226E-01   -1.63768E-03   -7.24417E-05   -6.04254E-07   -8.31043E-07
  7   -1.99931E+01   -2.51021E-04   -3.27509E-05   -3.27582E-06   -3.59466E-07
  11   1.37067E+01   2.57947E-04   -3.59043E-05   1.88656E-06   -4.07037E-08
  12   8.81362E+00   1.06610E-03   -3.49601E-05   1.41870E-06   -1.61585E-08
在变焦镜头8中，在广角端状态和长焦端状态之间改变倍率时，在第一镜头组G1和第二镜头组G2之间的表面间隔D4、在第二镜头组G2和第三镜头组G3之间的表面间隔D10以及在第三镜头组G3和滤光器FL之间的表面间隔D12被改变。在第八数值实施例中，每个表面间隔的广角端状态(焦距f＝4.30)、中间焦距状态(焦距f＝9.60)和长焦端状态(焦距f＝21.50)的可变间隔以及F-号Fno和半视角ω在表24中示出。
表24
  f   4.30   9.60   21.50
  Fno   2.42   3.60   6.22
  ω   43.64   22.11   10.28
  D4   17.738   5.804   0.300
  D10   3.672   10.231   22.799
  D12   2.959   2.446   1.500
图30至32是第八数值实施例中的无限远对焦状态中的各种像差的示意图。图30是在广角端状态下(焦距f＝4.30)各种像差的示意图。图31是在中间焦距状态下(焦距f＝9.60)各种像差的示意图。图32是在长焦端状态下(焦距f＝21.50)各种像差的示意图。
在图30至32中示出的球面像差的示意图中，由实线示出d线(587.6nm的波长)的值，由点线示出c线(656.3nm的波长)的值，并且由长短交替的虚线示出g线(435.8nm的波长)的值。在图30至32中示出的像散的示意图中，由实线示出弧矢图像表面中的值，并且由虚线示出子午图像表面中的值。
从每个像差示意图中可以清楚地看到，第八数值实施例有利地校正各种像差，并且具有极好的图像形成性能。
表25示出了变焦镜头1至8中上述条件表达式(1)至(5)的各自的值，即条件表达式(1)中的Sgf，Sgr，和|Sgf/Sgr|，条件表达式(2)中的f12，f1，和|f12/f1|，条件表达式(3)中的t1，fw，和t1/fw，条件表达式(4)中的N12和条件表达式(5)中的v12。
表25
  数值实施例1   数值实施例2   数值实施例3   数值实施例4
 Sgf   -0.485   -0.682   -0.643   -0.677
 Sgr   -0.253   -0.401   -0.400   -0.513
 条件表达式(1)   1.915   1.703   1.609   1.319
 f12   13.984   15.404   17.270   17.580
 f1   -10.457   -10.812   -11.127   -11.354
 t1   4.503   4.380   4.598   4.900
 fw   3.710   3.710   3.710   3.710
 条件表达式(2)   1.337   1.425   1.552   1.548
 条件表达式(3)   1.214   1.181   1.239   1.321
 条件表达式(4)   2.00170   2.00178   2.00178   2.00178
 条件表达式(5)   20.60   19.30   19.30   19.30
  数值实施例5   数值实施例6   数值实施例7   数值实施例8
 Sgf   -0.268   -0.264   -0.126   -0.115
 Sgr   -0.242   -0.266   -0.135   -0.184
 条件表达式(1)   1.106   0.996   0.932   0.625
 f12   18.683   19.284   18.893   19.464
 f1   -11.141   -11.054   -10.887   -13.787
 t1   5.278   5.375   5.500   4.700
 fw   3.710   3.710   3.710   4.300
 条件表达式(2)   1.677   1.745   1.735   1.412
 条件表达式(3)   1.423   1.449   1.482   1.093
 条件表达式(4)   2.00178   2.00178   2.00178   2.00178
 条件表达式(5)   19.30   19.30   19.30   19.30
从表25可以清楚地看到，变焦镜头1至8满足上述条件表达式(1)至(5)。
下面将描述根据本发明的实施例的图像拾取装置。
根据本发明的实施例的图像拾取装置包括变焦镜头和图像拾取元件，该图像拾取元件用于将由变焦镜头形成的光学图像转换成电信号。
在图像拾取装置中提供的变焦镜头通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成。
在变焦镜头中，在从广角端到长焦端改变倍率时，第一镜头组沿光轴方向移动，并且第二镜头组沿光轴方向向物体侧移动，使得第一镜头组和第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得第二镜头组和第三镜头组之间的空气间隔增加。
第一镜头组通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头和第二镜头而形成，该第一镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，该第二镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
如上所述，因为作为第一镜头组的负镜头的第一镜头的两面都被形成为非球面，因而在根据本发明的实施例的图像拾取装置中提供的变焦镜头能够校正当视角变广时在广角端显著地出现的负畸变像差和像面弯曲。
此外，因为作为第一镜头组的正弯月形镜头的第二镜头的两面都被形成为非球面，因而能够以很均衡的方式校正不能够由第一镜头完全校正的在广角端处的畸变像差和像散。另外，因为作为第一镜头组的正弯月形镜头的第二镜头的两面都被形成为非球面，因而能够有利地校正当可变倍率比增加时出现的在长焦端处的球面像差。
因而，由于第一镜头组由两个镜头形成，并且第一镜头和第二镜头中的每一个的两面都被形成为非球面，因此在根据本发明的实施例的图像拾取装置中提供的变焦镜头能够减小尺寸，并确保具有广视角和高可变倍率的高光学性能。
特别地，当根据本发明的实施例的变焦镜头被应用到具有能伸长和缩短的镜头筒的这类可伸缩图像拾取装置时，在收缩时，在根据本发明的实施例的图像拾取装置中提供的变焦镜头的总长度能够缩短。
图33是与根据本发明图像拾取装置的一个实施例的数字摄像机的方框图。
图像拾取装置(数字摄像机)100包括：配置成执行图像拾取功能的摄像模块10；配置成在摄取的图像信号上执行诸如模数转换等的信号处理的摄像信号处理部件20；配置成记录和再现图像信号的图像处理部件30；用于显示摄取的图像等的LCD(液晶显示器)40；配置成将图像信号写入存储卡1000和读取图像信号的R/W(读/写器)50；配置成控制整个图像拾取装置的CPU(中央处理器)60；由用户在其上执行必要的操作的各种开关等组成的输入部件70；以及配置成控制在摄像模块10中配置的镜头的驱动的镜头驱动控制部件80。
摄像模块10例如包括光学系统，该光学系统包括变焦镜头11(本发明的每个实施例所应用的变焦镜头1、2、3、4、5、6、7或8)和诸如CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)图像拾取元件等的图像拾取元件12。
摄像信号处理部件20执行各种信号处理，例如来自图像拾取元件12的输出信号向数字信号的转换、噪声去除、图像质量校正、向亮度和色差信号的转化等。
图像处理部件30基于预定的图像数据格式来执行图像信号的压缩编码和扩展解码的处理，以及转换分辨率和其他数据规格的处理等。
LCD 40具有显示由用户在输入部件70上的操作的状态以及诸如摄取的图像等各种数据的功能。
R/W 50将由图像处理部件30编码的图像数据写入到存储卡1000中，以及读取记录在存储卡1000上的图像数据。
CPU 60起控制处理部件的功能，用于控制在图像拾取装置100中提供的每个电路模块。CPU 60基于来自输入部件70等的指令输入信号来控制每个电路模块。
输入部件70例如由用于执行快门操作的快门释放钮、用于选择操作模式的选择器开关等形成。输入部件70将与用户的操作相应的指令输入信号输出给CPU 60。
镜头驱动控制部件80例如控制附图中未示出的马达，用于基于来自CPU 60的控制信号来驱动变焦镜头11的每个镜头。
存储卡1000例如是可从连接到R/W 50的插槽移除的半导体存储器。
下面将描述图像拾取装置100的操作。
在用于摄像的待机状态中，在CPU 60的控制下，摄像模块10中摄取的图像信号经由摄像信号处理部件20输出到LCD 40，并且被显示为相机通过图像(camera-through image)。当从输入部件70输入用于变焦的指令输入信号时，CPU 60输出控制信号给镜头驱动控制部件80，并且变焦镜头11的预定镜头在镜头驱动控制部件80的控制下移动。
当摄像模块10中的快门(图中未示出)由来自输入部件70的指令输入信号操作时，摄取的图像信号从摄像信号处理部件20输出到图像处理部件30，经过压缩编码，并转换成预定数据格式的数字数据。转换的数据被输出到R/W50，并写入存储卡1000。
附带地，当输入部件70的快门释放钮被按压了一半或一直被压下例如用于记录(摄像)时，通过基于来自CPU 60的控制信号，由驱动控制部件80移动变焦镜头11的预定镜头来执行对焦。
当被记录在存储卡1000上的图像数据被再现时，根据输入部件70上的操作，R/W 50从存储卡1000读取预定的图像数据，并将其通过图像处理部件30经受扩展解码。此后，复制的图像信号被输出到LCD 40，并且再现的图像被显示。
附带地，虽然在上述实施例中，已经示出了将图像拾取装置应用于数字摄像机的例子，但是图像拾取装置的应用范围并不限于数字摄像机。例如图像拾取装置广泛地可应用于数字输入-输出装置的摄像部件，例如数字摄像机、包括摄像机的便携式电话、包括摄像机的PDA(个人数字助理)等。
在每个上述实施例中示出的各个部件的形状和数值仅仅是实施本发明的实施例中的例子，并且本发明的技术范围并不以被这些形状和数值限制的方式进行解释。
本领域技术人员应该理解的是，取决于设计需要和其他因素，只要在所附权利要求或其等效物的范围内，就可能出现各种修改、结合、子结合和替换。
本申请包含的主题涉及2008年9月5日在日本专利局申请的日本在先专利申请JP 2008-228462中公开的主题，由此全文引入以作参考。

Claims (6)

1.一种变焦镜头，所述变焦镜头通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组而形成，其中，
在从广角端到长焦端改变倍率时，移动所述第一镜头组，并且将所述第二镜头组向物体侧移动，使得所述第一镜头组和所述第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得所述第二镜头组和所述第三镜头组之间的空气间隔增加，以及
通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头和第二镜头来形成所述第一镜头组，所述第一镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，所述第二镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
所述第二镜头的图像侧上的表面被形成使得随着与光轴的距离的增加而负折射率变弱，并且所述变焦镜头被形成以便满足下面的条件表达式(1)：
(1)0.40＜|Sgf/Sgr|＜2.10
其中，Sgf表示第二镜头的有效直径中物体侧上的表面的近轴曲率半径的凹陷量与非球面形状的凹陷量之间的差，并且Sgr表示第二镜头的有效直径中图像侧上的表面的近轴曲率半径的凹陷量与非球面形状的凹陷量之间的差。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头被形成以便满足下面的条件表达式(2)和下面的条件表达式(3)：
(2)1.00＜|f12/f1|＜2.00
(3)1.00＜t1/fw＜1.60
其中，f12表示第二镜头的焦距，f1表示第一镜头组的焦距，t1表示第一镜头组在光轴上的厚度，并且fw表示整个镜头系统中的广角端处的焦距。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
所述变焦镜头被形成以便满足下面的条件表达式(4)和下面的条件表达式(5)：
(4)N12＞1.90
(5)v12＜25
其中，N12表示在第二镜头的d线处的折射率，并且v12表示在第二镜头的d线处的Abbe数。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，
通过从物体侧到图像侧顺序布置第三镜头和接合镜头来形成所述第二镜头组，所述第三镜头作为至少具有被形成为非球面的在物体侧上的表面并具有面对物体侧的凸面的正镜头，所述接合镜头通过将作为具有面对物体侧的凸面的正镜头的第四镜头和作为具有面对图像侧的凹面的负镜头的第五镜头接合在一起而形成。
6.一种图像拾取装置，包括：
变焦镜头；和
图像拾取元件，用于将由变焦镜头形成的光学图像转换成电信号，其中，
通过从物体侧到图像侧顺序布置具有负折射率的第一镜头组、具有正折射率的第二镜头组和具有正折射率的第三镜头组来形成所述变焦镜头，
在从广角端到长焦端改变倍率时，移动所述第一镜头组，并且将所述第二镜头组向物体侧移动，使得所述第一镜头组和所述第二镜头组之间的空气间隔减小，并且使得所述第二镜头组和所述第三镜头组之间的空气间隔增加，以及
通过从物体侧到图像侧顺序布置第一镜头和第二镜头来形成所述第一镜头组，所述第一镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对图像侧的凹面的负镜头，所述第二镜头作为具有被形成为非球面的两面并具有面对物体侧的凸面的正弯月形镜头。
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