CN101738713B - 变焦透镜以及摄像装置 - Google Patents

变焦透镜以及摄像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101738713B
CN101738713B CN2009102236677A CN200910223667A CN101738713B CN 101738713 B CN101738713 B CN 101738713B CN 2009102236677 A CN2009102236677 A CN 2009102236677A CN 200910223667 A CN200910223667 A CN 200910223667A CN 101738713 B CN101738713 B CN 101738713B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
lens combination
combination
towards
zoom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009102236677A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101738713A (zh
Inventor
山野裕贵
黑田大介
金井真实
松井拓未
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN101738713A publication Critical patent/CN101738713A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101738713B publication Critical patent/CN101738713B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
    • G02B15/1435—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative
    • G02B15/143507—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being negative arranged -++

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种变焦透镜以及摄像装置。该变焦透镜包括：分别具有负折射力、正折射力和正折射力的第一、第二和第三透镜组，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置，其中在从广角端到摄远端变焦的过程中，第一透镜组移动，并且第二透镜组朝向物体移动，使得第一与第二透镜组之间的空气间隔减小，而第二与第三透镜组之间的空气间隔增大；并且第一透镜组通过第一和第二透镜组形成，第一和第二透镜从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置，并且变焦透镜满足下面的条件式(1)和(2)：nd12＞2.0...(1)；vd12＜21.6...(2)。通过本发明，可以为摄像装置提供小尺寸，同时实现包括大视角和大变焦比的高光学性能。

Description

变焦透镜以及摄像装置
相关申请的引用
本申请包含涉及于2008年11月21日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-298523中披露的主题，将其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种变焦透镜以及摄像装置。更具体地，本发明涉及可以有利地用于如数码相机和数码摄像机的数字输入/输出装置的摄像光学系统中的小型化且高性能的变焦透镜的技术领域，以及利用这样的变焦透镜的摄像装置的技术领域。
背景技术
近年来，诸如数码相机的摄像装置的市场变得非常大，并且用户对摄像装置的需求变得更多样化。除了对更高的图像质量、更小的尺寸以及更小的厚度的需求以外，近年来，对具有更大的变焦比(zoom ratios)和更大的视角的摄像透镜的需求变得非常强烈。
对更大的视角和小型化存在很大的需求，并且尤其是期望提供一种具有大变焦比和半视角(视野半角，half-angle of view)超过40度的大视角的小型化变焦透镜。
例如，存在各种类型的待用于数码相机中的变焦透镜，并且下面列出的透镜类型可以提供小尺寸和大视角。
如上所述的已知的透镜类型包括三组变焦透镜，其通过将具有负折射力(refracting power)的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组从物体侧到成像侧以列出的顺序设置而形成(例如，参见JP-A-2004-13169(专利文献1)、JP-A-2006-113554(专利文献2)、JP-A-2007-212636(专利文献3)以及JP-A-2007-140359(专利文献4))。
参照专利文献1和2中公开的变焦透镜，第一透镜组通过3个透镜形成以提供大的视角。
专利文献3和4中公开的变焦透镜通过使用两个透镜形成第一透镜组而提供小尺寸，特别是，专利文献4中公开的变焦透镜通过使用两个透镜形成第一透镜组并以主动的方式生成畸变像差(distortional aberrations)而提供小尺寸。
发明内容
专利文献1和2中公开的变焦透镜的第一透镜组通过3个透镜形成，并且变焦透镜在第一透镜组的光轴方向上具有很大的全长。因此，声称该方法十分成功地实现了小型化是不正确的。
在专利文献3中公开的变焦透镜的情况下，通过使用两个透镜形成第一透镜组而实现了小型化，但是该方法在实现大视角和大变焦比方面不够成功。具体地，该变焦透镜具有40度以下的半视角以及低于3.8的变焦比，因此，该变焦透镜不能满足近年来对更大的视角和更大的变焦比的需求。
在专利文献1中公开的变焦透镜的情况下，虽然通过以主动的方式生成畸变像差而实现了小型化，但是变焦透镜具有约30度的半视角以及约3.8的变焦比。因此，该变焦透镜在满足近年来对更大的视角和更大的变焦比的需求方面也是不成功的。
在这样的情况下，期望提供一种变焦透镜和摄像装置，其中能够解决上述问题以实现小型化以及包括大视角和大变焦比的高光学性能。
根据本发明的实施方式，提供了一种变焦透镜，其包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组。在从广角端到摄远端(telephoto end)变焦的过程中，第一透镜组移动，并且第二透镜组朝向物体移动，使得第一透镜组与第二透镜组之间的空气间隔(空气空间)减小，并且使得第二透镜组与第三透镜组之间的空气间隔增大。第一透镜组由第一透镜和第二透镜形成，其中第一透镜是在其两侧上均形成为非球面且具有朝向物体的凹面的负透镜，第二透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面且具有朝向物体的凸面的弯月形正透镜。第一和第二透镜从物体侧到成像侧以列出的顺序配置。变焦透镜被构造成满足下面的条件式(1)和(2)：
nd12＞2.0...(1)
vd12＜21.6...(2)
其中，nd12表示第一透镜组的第二透镜的使用d线测量的折射率，而vd12表示第一透镜组的第二透镜的使用d线测量的阿贝数。
因此，可以对当变焦透镜具有大视角时发生在广角端的负畸变像差和像场弯曲(field curvature)以及当透镜具有大变焦比时发生在摄远端的球面像差进行良好的校正。
优选地，上述变焦透镜被构造成满足下面的条件式(3)和(4)：
1.0＜|f12/f1|＜2.0...(3)
0.6＜D1/fw＜1.5...(4)
其中，f12表示第一透镜组的第二透镜的焦距；f1表示第一透镜组的焦距；D1表示第一透镜组在其光轴上测量的厚度；而fw表示在广角端整个透镜系统的焦距。
当变焦透镜被构造成满足条件式(3)和(4)时，第二透镜的焦距将不会变得太小，并且在第二透镜处出现的像差量可以保持得较小。此外，第一透镜组的厚度将不会变得太大。
优选地，上述变焦透镜被构造成满足下面的条件式(5)和(6)：
0.05＜(r21-r12)/(r12+r21)＜0.35...(5)
0.55＜{(|Sg21|+|Sg12|)×100}/|f(AIR)|＜2.0...(6)
其中，r21表示第一透镜组中的第二透镜的朝向物体的面的近轴曲率半径；r12表示第一透镜组中的第一透镜的朝向像的面的近轴曲率半径；f(AIR)表示在第一透镜组中的第一透镜与第二透镜之间形成的空气透镜的焦距；f(Δsag)表示近轴曲率半径的凹陷量(sag)减去非球面形状的凹陷量；Sg21表示在第一透镜组中的第二透镜的朝向物体的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)；以及Sg12表示在第一透镜组中的第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)。
当第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置远于(大于)半径r12时，Sg12表示在距离透镜的光轴的径向距离为r12处测量的值f(Δsag)。
当变焦透镜被构造成满足条件式(5)和(6)时，在第一透镜与第二透镜之间形成的空气透镜的两侧的非球面形状适于校正各种像差。
优选地，上述变焦透镜的第二透镜组包括从物体侧到成像侧以列出的顺序配置的第三透镜和粘合透镜。第三透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜和第五透镜而形成，其中第四透镜是具有朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜是具有朝向像的凹面的负透镜。
当变焦透镜如上述构造时，第二透镜组可以通过更少数目的透镜形成，并且第二透镜组的前侧主点可定位为更靠近物体。
期望提供具有通过沿垂直于其光轴的方向偏移第二透镜组而校正图像模糊的功能的上述变焦透镜。
当沿垂直于其光轴的方向偏移第二透镜组时，与其他透镜组相比，图像模糊可以由具有更小的透镜直径和更小的重量的透镜组来校正。
根据本发明的另一实施方式，提供了一种包括变焦透镜以及摄像元件的摄像装置，该摄像元件将通过变焦透镜形成的光学图像转换成电子信号。变焦透镜包括具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。在从广角端到摄远端变焦的过程中，第一透镜组移动，并且第二透镜组朝向物体移动，使得第一透镜组与第二透镜组之间的空气间隔减小，并且使得第二透镜组与第三透镜组之间的空气间隔增加。第一透镜组由第一透镜和第二透镜形成，其中第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且具有朝向物体的凹面的负透镜，第二透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的弯月形正透镜。第一和第二透镜从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。摄像装置满足下面的条件式(1)和(2)：
nd12＞2.0...(1)
vd12＜21.6...(2)
其中，nd12表示第一透镜组的第二透镜的使用d线测量的折射率，而vd12表示第一透镜组的第二透镜的使用d线测量的阿贝数。
因此，对当变焦透镜具有大视角时发生在广角端的负畸变像差和像场弯曲、以及当变焦透镜具有大变焦比时发生在摄远端的球面像差进行了良好的校正。
根据本发明实施方式的变焦透镜包括具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。在从广角端到摄远端变焦的过程中，第一透镜组移动，并且第二透镜组朝向物体移动，使得第一透镜组与第二透镜组之间的空气间隔减小，并且使得第二透镜组与第三透镜组之间的空气间隔增加。第一透镜组由第一透镜和第二透镜来形成，其中第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且具有朝向物体的凹面的负透镜，第二透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的正弯月透镜。第一和第二透镜从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。变焦透镜被构造成满足下面的条件式(1)和(2)：
nd12＞2.0...(1)
vd12＜21.6...(2)
其中，nd12表示第一透镜组的第二透镜的使用d线测量的折射率，而vd12表示第一透镜组的第二透镜的使用d线测量的阿贝数。
因此，在实现包括大视角和大变焦比的高光学性能的同时，可以使变焦透镜小型化。
根据上述的一种优选构造，变焦透镜被构造成满足下面的条件式(3)和(4)：
1.0＜|f12/f1|＜2.0...(3)
0.6＜D1/fw＜1.5...(4)
其中，f12表示第一透镜组的第二透镜的焦距；f1表示第一透镜组的焦距；D1表示在其光轴上测量的第一透镜组的厚度；而fw表示在广角端整个透镜系统的焦距。
因此，通过在实现高光学性能的同时使其总的光程保持得较小，可以使变焦透镜小型化。
根据上述的另一种优选的构造，变焦透镜被构造成满足下面的条件式(5)和(6)：
0.05＜(r21-r12)/(r12+r21)＜0.35...(5)
0.55＜{(|Sg21|+|Sg12|)×100}/|f(AIR)|＜2.0...(6)
其中，r21表示第一透镜组中的第二透镜的朝向物体的面的近轴曲率半径；r12表示第一透镜组中的第一透镜的朝向像的面的近轴曲率半径；f(AIR)表示在第一透镜组中的第一透镜与第二透镜之间形成的空气透镜的焦距；f(Δsag)表示近轴曲率半径的凹陷量减去非球面形状的凹陷量；Sg21表示在第一透镜组中的第二透镜的朝向物体的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)；以及Sg12表示在第一透镜组中的第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)。
当第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置远于半径r12时，Sg12表示在距离透镜的光轴的径向距离为r12处测量的值f(Δsag)。
因此，可以为光学系统提供小型化和大视角，同时实现令人满意的像差校正效果。此外，可以容易地制造透镜镜筒。
根据上述又一优选构造，上述的变焦透镜的第二透镜组包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜和粘合透镜。第三透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜和第五透镜而形成，其中第四透镜是具有朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜是具有朝向像的凹面的负透镜。
因此，可以为变焦透镜提供较小的总光程，并且可以良好地校正球面像差和彗形像差。
根据上述的又一个优选构造，为变焦透镜提供通过沿垂直于其光轴的方向移动第二透镜组来校正图像模糊的功能。
因此，变焦透镜的尺寸和功率消耗可以被保持得较小。
根据上述的又一个优选构造，提供了一种包括变焦透镜和摄像元件的摄像装置，该摄像元件将通过变焦透镜形成的光学图像转换成电信号。变焦透镜包括具有负折射力的第一透镜组，具有正折射力的第二透镜组，以及具有正折射力的第三透镜组，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。在从广角端到摄远端变焦的过程中，第一透镜组移动，并且第二透镜组朝向物体移动，使得第一透镜组与第二透镜组之间的空气间隔减小，并且使得第二透镜组与第三透镜组之间的空气间隔增加。第一透镜组由第一透镜和第二透镜而形成，其中第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且具有朝向物体的凹面的负透镜，第二透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的弯月形正透镜。第一和第二透镜从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。摄像装置满足下面的条件式(1)和(2)：
nd12＞2.0...(1)
vd12＜21.6...(2)
其中，nd12表示第一透镜组的第二透镜的使用d线测量的折射率，而vd12表示第一透镜组的第二透镜的使用d线测量的阿贝数。
因此，可以为摄像装置提供小尺寸，同时实现包括大视角和大变焦比的高光学性能。
附图说明
图1是示出了根据本发明的变焦透镜的第一实施方式的构造的示图；
图2是使用应用于第一实施方式的具体数值的实例获得的像差示图。图2示出了当透镜设置在广角端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图3示出了当第一实施方式的透镜设置在中间焦距时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图4示出了当第一实施方式的透镜设置在摄远端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图5是示出了根据本发明的变焦透镜的第二实施方式的构造的示图；
图6是使用应用于第二实施方式的具体数值的实例获得的像差示图。图6示出了当第二实施方式的透镜设置在广角端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图7示出了当第二实施方式的透镜设置在中间焦距时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图8示出了当第二实施方式的透镜设置在摄远端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图9是示出了根据本发明的变焦透镜的第三实施方式的构造的示图；
图10是使用应用于第三实施方式的具体数值的实例获得的像差示图。图10示出了当第三实施方式的透镜设置在广角端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图11示出了当第三实施方式的透镜设置在中间焦距时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图12示出了当第三实施方式的透镜设置在摄远端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图13是示出了根据本发明的变焦透镜的第四实施方式的构造的示图；
图14是使用应用于第四实施方式的具体数值的实例获得的像差示图。图14示出了当第四实施方式的透镜设置在广角端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图15示出了当第四实施方式的透镜设置在中间焦距时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图16示出了当第四实施方式的透镜设置在摄远端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图17是示出了根据本发明的变焦透镜的第五实施方式的构造的示图；
图18是使用应用于第五实施方式的具体数值的实例获得的像差示图。图18示出了当第五实施方式的透镜设置在广角端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图19示出了当第五实施方式的透镜设置在中间焦距时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图20示出了当第五实施方式的透镜设置在摄远端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图21是示出了根据本发明的变焦透镜的第六实施方式的构造的示图；
图22是使用应用于第六实施方式的具体数值的实例获得的像差示图。图22示出了当第六实施方式的透镜设置在广角端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图23示出了当第六实施方式的透镜设置在中间焦距时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；
图24示出了当第六实施方式的透镜设置在摄远端时观察到的球面像差、像散像差和畸变像差；以及
图25是根据本发明的摄像装置的实施方式的框图。
具体实施方式
现在，将描述根据本发明的变焦透镜和摄像装置的实施方式。
首先，将描述根据本发明的一种实施方式的变焦透镜。
根据本发明的该实施方式的变焦透镜包括具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
在从变焦透镜的广角端到摄远端变焦的过程中，第一透镜组在沿其光轴的方向上移动，并且第二透镜组沿其光轴朝向物体移动，使得第一透镜组与第二透镜组之间的空气间隔减小，并且使得第二透镜组与第三透镜组之间的空气间隔增加。
第一透镜组通过第一透镜和第二透镜来形成，其中第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且具有朝向像的凹面的负透镜，第二透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的弯月形正透镜。这些透镜从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
根据本发明的实施方式的变焦透镜被构造成满足下面的条件式(1)和(2)：
nd12＞2.0...(1)
vd12＜21.6...(2)
其中，nd12表示第一透镜组中的第二透镜的使用d线测量的折射率，而vd12表示第一透镜组中的第二透镜的使用d线测量的阿贝数。
在根据本发明的实施方式的变焦透镜中，包括在第一透镜组中的作为负透镜的第一透镜在其两侧上均形成为非球面。因此，可以校正当透镜具有大视角时在广角端会变得显著的负畸变像差和像场弯曲。
包括在第一透镜组中的作为弯月形正透镜的第二透镜至少在其朝向物体的侧上形成为非球面。因此，可以以良好平衡的方式校正不能通过第一透镜完全校正的、广角端上的畸变像差和像散像差。由于包括在第一透镜组中的作为弯月形正透镜的第二透镜至少在其朝向物体的侧上形成为非球面，因此可以良好地校正当透镜具有大变焦比时在摄远端产生的球面像差。
这样，因为第一透镜组由两个透镜形成，并且因为第一透镜的两侧和第二透镜的至少朝向物体的一侧形成为非球面，所以可以为根据本发明实施方式的变焦透镜提供小尺寸以及包括大视角和大变焦比的高光学性能。
特别地，当根据本发明的实施方式的变焦透镜用于具有可伸长透镜镜筒的可伸缩摄像装置时，该装置在其缩回状态下的全长可以被保持得较小。
条件式(1)和(2)是限定作为形成第一透镜组的一部分的正透镜的第二透镜的折射率和阿贝数的条件式。
当折射率超过由条件式(1)限定的范围时，需要增加第二透镜的曲率。否则，因为校正广角端的像场弯曲的困难而可能会引起光学性能的降低，并且在制造透镜镜筒的过程中将遇到困难，因为难以保持足够的边缘厚度。
当阿贝数超过由条件式(2)限定的范围时，难以校正在第一透镜组中生成的色像差，这将导致光学性能的降低。
因此，当变焦透镜满足条件式(1)和(2)时，可以为透镜提供改善的光学性能，并且可以容易地制造透镜镜筒。
优选地，根据本发明的实施方式的变焦透镜被构造成满足下面的条件式(3)和(4)：
1.0＜|f12/f1|＜2.0...(3)
0.6＜D1/fw＜1.5...(4)
其中，f12表示第一透镜组的第二透镜的焦距；f1表示第一透镜组的焦距；D1表示第一透镜组在其光轴上测量的厚度；而fw表示在广角端整个透镜系统的焦距。
条件式(3)是限定第一透镜组的第二透镜的焦距与第一透镜组的焦距的比率的表达式。
当低于条件式(3)的下限值时，第二透镜的焦距太短，并且需要增加第二透镜的厚度，这会阻碍尺寸减小。而且，由于同时产生的大量像差，使第二透镜对偏心的灵敏度变高，所以量产率将被降低。
当超过条件式(3)的上限值时，第二透镜的焦距太大，这使得难以校正像差，尤其是在广角端的像场弯曲。
因此，当变焦透镜满足条件式(3)时，通过减小偏心灵敏度可以实现高量产率，并且像差、尤其是在广角端的像场弯曲可以被良好地校正。
条件式(4)是相对于整个透镜系统在广角端的焦距、限定第一透镜组在其光轴上测量的厚度的表达式。
当低于条件式(4)的下限值时，会发生过大的轴外像差，并且难以校正像差，尤其是在广角端的像散像差。因此，降低了光学性能。
当超过条件式(4)的上限值时，第一透镜组具有很大的厚度，这会阻碍将整个透镜系统保持为小型化。
因此，当变焦透镜满足条件式(4)时，可以良好地校正像散像差以实现改善的光学性能，并且为整个透镜系统提供小尺寸。
当满足条件式(3)和(4)时，变焦透镜的总光程可以保持得较小，从而使透镜小型化，同时实现高光学性能。
优选地，根据本发明的实施方式的变焦透镜被构造成满足下面的条件式(5)和(6)：
0.05＜(r21-r12)/(r12+r21)＜0.35...(5)
0.55＜{(|Sg21|+|Sg12|)×100}/|f(AIR)|＜2.0...(6)
其中，r21表示第一透镜组中的第二透镜的朝向物体的面的近轴曲率半径；r12表示第一透镜组中的第一透镜的朝向像的面的近轴曲率半径；f(AIR)表示在第一透镜组中的第一透镜与第二透镜之间形成的空气透镜的焦距；f(Δsag)表示近轴曲率半径的凹陷量减去非球面形状的凹陷量；Sg21表示在第一透镜组中的第二透镜的朝向物体的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)；以及Sg12表示在第一透镜组中的第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)。
当第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置远于半径r12时，Sg12表示在距离透镜的光轴的径向距离为r12处测量的值f(Δsag)。
条件式(5)是限定在第一透镜组的第一透镜与第二透镜之间形成的空气透镜的形状的表达式。
当低于条件式(5)的下限值时，空气透镜的透镜表面的曲率太大，因此透镜表面的折射力太小。因此，难以使光学系统小型化。当低于条件式(5)的下限值时，从物体侧进入空气透镜的光线在最大视角附近很可能具有太大的入射角。因此，当透镜具有大视角时，将难以校正轴外像差。
当超过条件式(5)的上限值时，由于空气透镜的透镜表面的曲率太小，所以很有可能分别在广角端和摄远端产生轴外像差和轴向像差。此外，由于难以保持足够的边缘厚度，并且难以保持足够低的偏心灵敏度，因此当制造透镜镜筒时生产率将降低。
因此，当变焦透镜满足条件式(5)时，可以为光学系统提供小尺寸和大视角，并且由于偏心灵敏度可以被保持得较低，因此可以以高生产率来制造透镜镜筒。
条件式(6)是限定在第一透镜组的第一透镜的朝向像的侧上和第二透镜的朝向物体的侧上形成的非球面形状与在第一透镜组的第一透镜和第二透镜之间形成的空气透镜的折射力之间的关系的表达式。
当低于条件式(6)的下限值时，在第一透镜与第二透镜之间形成的空气透镜的两侧上的非球面形状具有与球面透镜类似的高度，因此该非球面透镜在校正轴外像差方面不怎么有效。因此，将存在过大的轴外像差，并且难以校正这样的像差，尤其是在广角端的像散像差。因此，变焦透镜具有低的光学性能。
当超过条件式(6)的上限值时，像差被非球面形状过度校正，因此难以适当地校正在第一透镜组的像差。此外，由于具有高的偏心灵敏度，因此难以制造透镜镜筒。
因此，当变焦透镜满足条件式(6)时，可以适当地实现非球面透镜的校正效果，并且偏心灵敏度被保持得较低，从而有利于透镜镜筒的制造。
优选地，根据本实施方式的变焦透镜的第二透镜组包括从物体侧向成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜和粘合透镜。第三透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜和第五透镜而形成，其中第四透镜是具有朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜是具有朝向像的凹面的负透镜。
在这样构造的第二透镜组中，第二透镜组可以通过较少数目的透镜形成，从而为该透镜组提供小的全长。由于第二透镜组的前侧主点可以靠近物体定位，因此变焦透镜的总光程可以被保持得较小。此外，由于第二透镜组最靠近物体的面形成为非球面，因此可以良好地校正球面像差和彗形像差。
通过在基本上垂直于其光轴的方向上移动(偏移)第一至第三透镜组之一或该透镜组的一部分，可以使由根据本发明的实施方式的变焦透镜形成的图像偏移。这样使透镜组或透镜组的一部分在基本上垂直于其光轴的方向上移动的功能可以与用于检测图像模糊的检测系统、用于偏移各透镜组的驱动系统、以及用于基于来自检测系统的输出向驱动系统提供偏移量的控制系统相结合。因此，变焦透镜可以具有防振光学系统的功能。
优选地，根据本发明的实施方式的变焦透镜具有通过在垂直于其光轴的方向上偏移第二透镜组来校正图像模糊的功能。
通过在垂直于其光轴的方向上偏移第二透镜组，图像可以以较小的像差波动进行移动。由于与其他透镜组相比，第二透镜组具有更小的透镜直径，以及由此具有更轻的重量，因此通过使用第二透镜组作为用于校正图像模糊的透镜组，变焦透镜的尺寸和功率消耗可以被保持得更小。
优选地，通过在沿光轴的方向移动第一透镜组或第三透镜组来执行根据本发明实施方式的变焦透镜的聚焦。更特别地，优选使用第三透镜组作为用于聚焦的透镜组，以实现小型化，这是因为可以更容易地防止透镜组干扰用于驱动和控制快门单元或光圈单元的驱动系统以及用于偏移透镜组的防振驱动系统。
现在，将参照附图和表格来具体地描述根据本发明的变焦透镜的实施方式以及用于该实施方式的数值实施例。
下面的表格和描述中使用的符号具有如下所述的含义。
“si”表示分配给从物体侧到成像侧计数的第i个位置的面的面编号。“ri”表示第i个位置的面(第i个面)的近轴曲率半径。“di”表示第i个面与第i+1个位置的面之间的轴面距离。“ni”表示包括第i个面的透镜材料的使用d线(波长为587.6nm)测量的折射率。“vi”表示包括第i个面的透镜材料的使用d线测量的阿贝数。带有“ASP”的面编号表示所关心的面是非球面。类似地，“STO”表示光圈(光阑)，而“IMG”表示像面。带有“无穷大”的曲率半径表示所关心的面的曲率半径是无穷大。
用于描述数值实施例的透镜包括具有非球面形状的透镜面的透镜。非球面形状由下面示出的式1定义。
x = cy 2 1 + { 1 - ( 1 + K ) · c 2 · y 2 } 1 / 2 + Ay 4 + By 6 + . . .
在式1中，“x”表示在沿光轴的方向上该形状距离透镜面的顶点的距离；“y”表示该形状在垂直于光轴的方向上的高度；“c”表示透镜顶点处的近轴曲率(曲率半径的倒数)；“K”表示圆锥常数；而“A”、“B”等表示非球面系数。
现在，将描述本发明的第一至第六实施方式。根据本发明的第一至第六实施方式的任何变焦透镜均包括具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组，这些透镜组从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。当根据本发明的第一至第六实施方式的任何变焦透镜从广角端到摄远端进行变焦时，第一透镜组移动，并且第二透镜组朝向物体移动，使得第一透镜组与第二透镜组之间的空气间隔减小，并且使得第二透镜组与第三透镜组之间的空气间隔增加。
图1是示出了根据本发明的第一实施方式的变焦透镜1的构造的示图。
如图1所示，第一实施方式的变焦透镜1包括6个透镜。
变焦透镜1包括具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
第一透镜组G1包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第一透镜L1和第二透镜L2。第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向像的凹面的负透镜。第二透镜是在其朝向物体的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的弯月形正透镜。
第二透镜组G2包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜L3和粘合透镜。第三透镜是在其朝向像的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜L4和第五透镜L5而形成，其中第四透镜L4是在其朝向物体的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜L5是具有朝向像的凹面的负透镜。
第三透镜组G3由第六透镜L6构成，其是在两侧上均形成为非球面的双凸透镜。
光圈(光阑)STO(光圈面r10)配置在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在第三透镜组G3与像面IMG之间，从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置滤光器FL和盖玻片CG。
表1示出了作为在根据本发明的第一实施方式的变焦透镜1中使用的具体数值实例1的透镜数据。
表1
si ri   di ni vi
  1(ASP)   26.948   1.015   1.85135   40.100
  2(ASP)   5.025   2.078
  3(ASP)   9.028   1.467   2.00178   19.300
  4   14.495   (d4)
  5   4.011   1.270   1.58313   59.461
  6(ASP)   36.995   0.150
  7(ASP)   7.837   0.980   1.88300   40.805
  8   -4.800   0.400   1.68893   31.159
  9   3.171   0.600
  10(STO)   无穷大   (d10)
  11(ASP)   29.633   1.479   1.55332   71.680
  12(ASP)   -12.459   (d12)
  13   无穷大   0.300   1.51680   64.198
  14   无穷大   0.720
  15   无穷大   0.500   1.56883   56.044
  16   无穷大   0.600
  IMG   无穷大
在变焦透镜1中，第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向物体的面(r1)、第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向像的面(r2)、第一透镜组G1的第二透镜L2的朝向物体的面(r3)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向像的面(r6)、第二透镜组G2的第四透镜L4的朝向物体的面(r7)、第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向物体的面(r11)、以及第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向像的面(r12)均形成为非球面。表2示出了与数值实例1有关的非球面的4次非球面系数A、6次非球面系数B、8次非球面系数C、以及10次非球面系数D与圆锥常数K。
在表2以及后面将描述的示出了非球面系数的各表中，符号“E-i”表示以10为底的指数函数或表示“10-i”。例如，“0.12345E-05”表示“0.12345×10-5”。
表2
si K A B C D
  1   0.00000E+00   -2.73965E-04   4.46180E-06   -3.76920E-08   1.48904E-10
  2   -8.65416E-01   9.19596E-05   -8.65513E-07   -7.37560E-08   7.92032E-09
  3   -1.58868E-01   1.40679E-04   -5.81779E-06   9.17721E-08   1.40137E-09
  6   9.70958E-01   -1.82291E-03   1.40764E-04   -3.77918E-05   5.37748E-06
  7   -6.95987E+02   5.39517E-03   2.27203E-04   -1.66459E-06   1.58137E-05
  11   0.00000E+00   7.60052E-04   -6.12010E-05   8.30759E-07   0.00000E+00
  12   0.00000E+00   1.72998E-03   -1.02623E-04   1.94532E-06   -1.07668E-08
在变焦透镜1在广角端与摄远端之间变焦的过程中，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的面间距d4、光圈STO与第三透镜组G3之间的面间距d10、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的面间距d12发生变化。表3示出了当具有数值实例1的透镜设置在广角端处(在4.08的焦距f处)、当该透镜设置在中间焦距处(在8.46的焦距f处)、以及当该透镜设置在摄远端处(在17.50的焦距f处)时各面间距会发生的变化量。变化量与F数Fno和半视角ω一起示出。
表3
  f   4.08   8.46   17.50
  Fno   2.83   4.0   5.95
  ω   45.08   25.79   13.16
  d4   15.200   4.734   0.300
  d10   3.038   7.144   16.910
  d12   1.543   1.791   1.800
图2～图4示出了当具有数值实例1的透镜在无穷远处聚焦时出现的各种像差。图2示出了当透镜设置在广角端处(在4.08的焦距f处)时出现的像差。图3示出了当透镜设置在中间焦距处(在8.46的焦距f处)时出现的像差。图4示出了当透镜设置在摄远端处(在17.50的焦距f处)时出现的像差。
在图2～图4所示的球面像差示图中，实线表示使用d线(波长为587.6nm)测量的值，而虚线表示使用g线(波长为435.8nm)测量的值。在图2～图4所示的像散像差示图中，实线表示对弧矢像面测量的值，而虚线表示对子午像面测量的值。
由像差示图可以看出，通过数值实例1可以对像差进行良好的校正，从而实现高成像性能。
图5是示出了根据本发明的第二实施方式的变焦透镜2的构造的示图。
如图5所示，第二实施方式的变焦透镜2包括6个透镜。
变焦透镜2包括具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
第一透镜组G1包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第一透镜L1和第二透镜L2。第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向像的凹面的负透镜。第二透镜是在其朝向物体的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的弯月形正透镜。
第二透镜组G2包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜L3和粘合透镜。第三透镜是在其朝向像的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜L4和第五透镜L5而形成，其中第四透镜L4是在其朝向物体的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜L5是具有朝向像的凹面的负透镜。
第三透镜组G3由第六透镜L6构成，其是在两侧上均形成为非球面的双凸透镜。
光圈STO(光圈面r10)配置在第二透镜组G2与第三透镜组G3之间。
在第三透镜组G3与像面IMG之间，从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置滤光器FL和盖玻片CG。
表4示出了在根据本发明的第二实施方式的变焦透镜2中使用的具体数值实例2的透镜数据。
表4
si ri   di ni vi
  1(ASP)   98.584   1.000   1.85135   40.100
  2(ASP)   5.101   2.000
  3(ASP)   9.137   1.750   2.00178   19.300
  4   16.575   (d4)
  5   6.757   1.365   1.58313   59.461
  6(ASP)   -9.746   0.150
  7(ASP)   13.474   1.485   1.88300   40.805
  8   -3.940   0.400   1.67270   32.170
  9   3.515   0.800
  10(STO)   无穷大   (d10)
  11(ASP)   45.435   1.670   1.59201   67.020
  12(ASP)   -12.356   (d12)
  13   无穷大   0.300   1.51680   64.198
  14   无穷大   0.700
  15   无穷大   0.500   1.56883   56.044
  16   无穷大   0.500
  IMG   无穷大
在变焦透镜2中，第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向物体的面(r1)、第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向像的面(r2)、第一透镜组G1的第二透镜L2的朝向物体的面(r3)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向像的面(r6)、第二透镜组G2的第四透镜L4的朝向物体的面(r7)、第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向物体的面(r11)、以及第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向像的面(r12)均形成为非球面。表5示出了与数值实例2有关的非球面的4次非球面系数A、6次非球面系数B、8次非球面系数C、以及10次非球面系数D与圆锥常数K。
表5
si K A B C D
  1   0.00000E+00   -1.27569E-04   4.65164E-06   -7.00059E-08   3.86147E-10
  2   -2.42970E+00   1.57501E-03   -2.50475E-05   8.21533E-07   -9.97383E-09
  3   0.00000E+00   3.15153E-05   -3.06213E-07   1.81260E-08   4.44673E-10
  6   0.00000E+00   -3.73459E-03   -4.02494E-04   1.03531E-05   -6.80686E-06
  7   0.00000E+00   -1.40546E-03   -2.75852E-04   -2.42874E-06   -2.44169E-06
  11   0.00000E+00   5.64551E-04   -9.73504E-05   5.79416E-06   -1.25533E-07
  12   0.00000E+00   1.69357E-03   -1.74785E-04   9.26587E-06   -1.82365E-07
在变焦透镜2在广角端到摄远端之间变焦的过程中，第一透镜组G1与第二透镜组G2之间的面间距d4、光圈STO与第三透镜组G3之间的面间距d10、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的面间距d12发生变化。表6示出了当具有数值实例2的透镜设置在广角端处(在4.08的焦距f处)、当该透镜设置在中间焦距处(在8.46的焦距f处)、以及当该透镜设置在摄远端处(在17.50的焦距f处)时各面间距会发生的变化量。变化量与F数Fno和半视角ω一起示出。
表6
  f   4.08   8.45   17.50
  Fno   2.83   4.0   5.94
  ω   45.08   25.83   13.16
  d4   15.400   5.439   0.800
  d10   4.700   9.232   19.280
  d12   2.255   2.563   1.700
图6～图8示出了当具有数值实例2的透镜在无穷远处聚焦时出现的各种像差。图6示出了当透镜设置在广角端处(在4.08的焦距f处)时出现的像差。图7示出了当透镜设置在中间焦距处(在8.45的焦距f处)时出现的像差。图8示出了当透镜设置在摄远端处(在17.50的焦距f处)时出现的像差。
在图6～图8所示的球面像差示图中，实线表示使用d线(波长为587.6nm)测量的值，而虚线表示使用g线(波长为435.8nm)测量的值。在图6～图8所示的像散像差示图中，实线表示对弧矢像面测量的值，而虚线表示对子午像面测量的值。
由像差示图可以看出，通过数值实例2可以对像差进行良好的校正，从而实现高成像性能。
图9是示出了根据本发明的第三实施方式的变焦透镜3的构造的示图。
如图9所示，第三实施方式的变焦透镜3包括6个透镜。
变焦透镜3包括具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2以及具有正折射力的第三透镜组G3，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
第一透镜组G1包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第一透镜L1和第二透镜L2。第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向像的凹面的负透镜。第二透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的弯月形正透镜。
第二透镜组G2包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜L3和粘合透镜。第三透镜为在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜L4和第五透镜L5而形成，其中第四透镜L4是具有朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜L5是具有朝向像的凹面的负透镜。
第三透镜组G3由第六透镜L6构成，其是在其两侧上均形成为非球面的双凸透镜。
光圈STO(光圈面r5)配置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间。
在第三透镜组G3与像面IMG之间，从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置滤光器FL和盖玻片CG。
表7示出了在根据本发明的第三实施方式的变焦透镜3中使用的具体数值实例3的透镜数据。
表7
si ri   di ni vi
  1(ASP)   -21.176   1.100   1.85135   40.100
  2(ASP)   6.371   1.591
  3(ASP)   7.316   1.812   2.00170   20.644
  4(ASP)   13.417   (d4)
  5(STO)   无穷大   0.500
  6(ASP)   5.619   1.934   1.62263   58.200
  7(ASP)   -9.097   0.166
  8   9.907   1.200   1.83481   42.700
  9   -22.955   0.400   1.72825   28.300
  10   3.365   (d10)
  11(ASP)   无穷大   1.809   1.69350   53.200
  12(ASP)   -11.429   (d12)
  13   无穷大   0.300   1.51872   64.200
  14   无穷大   0.720
  15   无穷大   0.500   1.51872   64.200
  16   无穷大   0.600
  IMG   无穷大
在变焦透镜3中，第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向物体的面(r1)、第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向像的面(r2)、第一透镜组G1的第二透镜L2的朝向物体的面(r3)、第一透镜组G1的第二透镜L2的朝向像的面(r4)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向物体的面(r5)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向像的面(r6)、第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向物体的面(r11)、以及第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向像的面(r12)均形成为非球面。表8示出了与数值实例3有关的非球面的4次非球面系数A、6次非球面系数B、8次非球面系数C、以及10次非球面系数D与圆锥常数K。
表8
si K A B C D
  1   0.00000E+00   1.30795E-03   -2.74563E-05   2.83298E-07   -1.27146E-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
在变焦透镜3在广角端到摄远端之间变焦的过程中，第一透镜组G1与光圈STO之间的面间距d4、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的面间距d10、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的面间距d12发生变化。表9示出了当具有数值实例3的透镜设置在广角端处(在3.71的焦距f处)、当该透镜设置在中间焦距处(在7.95的焦距f处)、以及当该透镜设置在摄远端处(在17.47的焦距f处)时各面间距会发生的变化量。变化量与F数Fno和半视角ω一起示出。
表9
  f   3.71   7.95   17.47
  Fno   2.8   4.1   6.1
  ω   47.8   26.1   12.6
  d4   15.085   5.700   1.300
  d10   3.035   8.621   20.568
  d12   2.490   2.394   1.900
图10～图12示出了当具有数值实例3的透镜在无穷远处聚焦时出现的各种像差。图10示出了当透镜设置在广角端处(在3.71的焦距f处)时出现的像差。图11示出了当透镜设置在中间焦距处(在7.95的焦距f处)时出现的像差。图12示出了当透镜设置在摄远端处(在17.47的焦距f处)时出现的像差。
在图10～图12所示的球面像差示图中，实线表示使用d线(波长为587.6nm)测量的值；虚线表示使用c线(波长为656.3nm)测量的值；而点划线表示使用g线(波长为435.8nm)测量的值。在图10～图12所示的像散像差示图中，实线表示对弧矢像面测量的值，而虚线表示对子午像面测量的值。
由像差示图可以看出，通过数值实例3可以对像差进行良好的校正，从而实现高成像性能。
图13是示出了根据本发明的第四实施方式的变焦透镜4的构造的示图。
如图13所示，第四实施方式的变焦透镜4包括6个透镜。
变焦透镜4包括具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2、以及具有正折射力的第三透镜组G3，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
第一透镜组G1包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第一透镜L1和第二透镜L2。第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向像的凹面的负透镜。第二透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的弯月形正透镜。
第二透镜组G2包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜L3和粘合透镜。第三透镜是在两侧上均形成非球面并且包括朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜L4和第五透镜L5而形成，其中第四透镜L4是具有朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜L5是具有朝向像的凹面的负透镜。
第三透镜组G3由第六透镜L6形成，它是在两侧上均形成非球面的双凸透镜。
光圈STO(光圈面r5)配置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间。
在第三透镜组G3与像面IMG之间，从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置滤光器FL和盖玻片CG。
表10示出了在根据本发明的第四实施方式的变焦透镜4中使用的具体数值实例4的透镜数据。
表10
si ri   di ni vi
  1(ASP)   无穷大   1.005   1.85135   40.100
  2(ASP)   5.430   2.422
  3(ASP)   10.253   2.073   2.00178   19.300
  4(ASP)   20.110   (d4)
  5(STO)   无穷大   0.000
  6(ASP)   6.267   2.107   1.62263   58.200
  7(ASP)   -10.967   0.100
  8   12.578   1.293   1.88300   40.800
  9   -6.283   0.400   1.69895   30.100
  10   3.745   (d10)
  11(ASP)   17.651   1.787   1.61881   63.900
  12(ASP)   -18.654   (d12)
  13   无穷大   0.300   1.51872   64.200
  14   无穷大   0.720
  15   无穷大   0.500   1.51872   64.200
  16   无穷大   0.600
  IMG   无穷大
在变焦透镜4中，第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向物体的面(r1)、第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向像的面(r2)、第一透镜组G1的第二透镜L2的朝向物体的面(r3)、第一透镜组G1的第二透镜L2的朝向像的面(r4)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向物体的面(r5)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向像的面(r6)、第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向物体的面(r11)以及第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向像的面(r12)均形成为非球面。表11示出了与数值实例4有关的非球面的4次非球面系数A、6次非球面系数B、8次非球面系数C、以及10次非球面系数D与圆锥常数K。
表11
si K A B C   D
  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
在变焦透镜4在广角端到摄远端的状态之间变焦的过程中，第一透镜组G1与光圈STO之间的面间距d4、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的面间距d10、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的面间距d12发生变化。表12示出了当具有数值实例4的透镜设置在广角端处(在3.71的焦距f处)、当该透镜设置在中间焦距处(在7.22的焦距f处)、以及当该透镜设置在摄远端处(在14.10的焦距f处)时各面间距会发生的变化量。变化量与F数Fno和半视角ω一起示出。
表12
  f   3.71   7.22   14.10
  Fno   2.9   3.8   5.8
  ω   47.8   28.4   15.5
  d4   15.179   5.270   0.826
  d10   4.014   7.717   16.597
  d12   1.900   2.374   1.900
图14～图16示出了当具有数值实例4的透镜在无穷远处聚焦时出现的各种像差。图14示出了当透镜设置在广角端处(在3.71的焦距f处)时出现的像差。图15示出了当透镜设置在中间焦距处(在7.22的焦距f处)时出现的像差。图16示出了当透镜设置在摄远端处(在14.10的焦距f处)时出现的像差。
在图14～图16所示的球面像差示图中，实线表示使用d线(波长为587.6nm)测量的值；虚线表示使用c线(波长为656.3nm)测量的值；而点划线表示使用g线(波长为435.8nm)测量的值。在图14～图16所示的像散像差示图中，实线表示对弧矢像面测量的值，而虚线表示对子午像面测量的值。
由像差示图可以看出，通过数值实例4可以对像差进行良好的校正，从而实现高成像性能。
图17是示出了根据本发明的第五实施方式的变焦透镜5的构造的示图。
如图17所示，第五实施方式的变焦透镜5包括6个透镜。
变焦透镜5包括具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2、以及具有正折射力的第三透镜组G3，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
第一透镜组G1包括从物体侧到成像侧以列出的顺序配置的第一透镜L1和第二透镜L2。第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向像的凹面的负透镜。第二透镜L2是在其朝向物体的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的弯月形正透镜。
第二透镜组G2包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜L3和粘合透镜。第三透镜L3是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜L4和第五透镜L5而形成，其中第四透镜L4是具有朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜L5是具有朝向像的凹面的负透镜。
第三透镜组G3由第六透镜L6构成，它是在两侧上均形成为非球面的双凸透镜。
光圈STO(光圈面r5)配置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间。
在第三透镜组G3与像面IMG之间，从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置滤光器FL和盖玻片CG。
表13示出了在根据本发明的第五实施方式的变焦透镜5中使用的具体数值实例5的透镜数据。
表13
si ri   di ni vi
  1(ASP)   51.004   1.000   1.85135   40.105
  2(ASP)   5.314   1.785
  3(ASP)   9.137   1.561   2.00178   19.300
  4   15.749   (d4)
  5(STO)   无穷大   0.000
  6(ASP)   6.000   1.598   1.58247   56.335
  7(ASP)   -15.365   0.100
  8   8.026   1.533   1.87104   41.305
  9   -9.264   0.400   1.71899   28.695
  10   3.497   (d10)
  11(ASP)   70.076   1.638   1.69362   50.541
  12(ASP)   -13.716   (d12)
  13   无穷大   0.300   1.51680   64.198
  14   无穷大   0.720
  15   无穷大   0.500   1.56883   56.044
  16   无穷大   0.600
  IMG   无穷大
在变焦透镜5中，第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向物体的面(r1)、第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向像的面(r2)、第一透镜组G1的第二透镜L2的朝向物体的面(r3)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向物体的面(r6)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向像的面(r7)、第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向物体的面(r11)、以及第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向像的面(r12)均形成为非球面。表14示出了与数值实例5有关的非球面的4次非球面系数A、6次非球面系数B、8次非球面系数C、以及10次非球面系数D连同圆锥常数K。
表14
si   K   A   B   C   D
  1   2.00000E+01   -3.82228E-04   1.61100E-05   -2.86224E-07   1.83919E-09
  2   -6.30061E-01   -1.87645E-04   4.09565E-06   9.01119E-07   -2.07780E-08
  3   5.82719E-01   4.08756E-05   -1.05486E-05   3.81277E-07   -5.90413E-09
  6   7.42552E-01   -1.88762E-03   -1.08777E-04   -1.38619E-06   -1.22583E-06
  7   -1.89121E+01   -1.03424E-03   -5.42931E-05   -6.62005E-06   -4.42598E-07
  11   -2.00000E+01   -2.23021E-04   -1.91394E-05   2.70836E-06   -5.95498E-08
  12   4.10525E+00   5.73254E-04   -5.25225E-05   4.53761E-06   -8.85550E-08
在变焦透镜5在广角端到摄远端之间变焦的过程中，第一透镜组G1与光圈STO之间的面间距d4、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的面间距d10、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的面间距d12发生变化。表15示出了当具有数值实例5的透镜设置在广角端处(在4.41的焦距f处)、当该透镜设置在中间焦距处(在9.57的焦距f处)、以及当该透镜设置在摄远端处(在20.77的焦距f处)时各面间距会发生的变化量。变化量与F数Fno和半视角ω一起示出。
表15
  f   4.41   9.57   20.77
  Fno   2.51   3.59   6.09
  ω   42.91   22.17   10.63
  d4   15.782   5.332   0.880
  d10   4.600   9.750   21.886
  d12   2.013   2.349   1.900
图18～图20示出了当具有数值实例5的透镜在无穷远处聚焦时出现的各种像差。图18示出了当透镜设置在广角端处(在4.41的焦距f处)时出现的像差。图19示出了当透镜设置在中间焦距处(在9.57的焦距f处)时出现的像差。图20示出了当透镜设置在摄远端处(在20.77的焦距f处)时出现的像差。
在图18～图20所示的球面像差示图中，实线表示使用d线(波长为587.6nm)测量的值；虚线表示使用c线(波长为656.3nm)测量的值；而点划线表示使用g线(波长为435.8nm)测量的值。在图18～图20所示的像散像差示图中，实线表示对弧矢像面测量的值，而虚线表示对子午像面测量的值。
由像差示图可以看出，通过数值实例5可以对像差进行良好的校正，从而实现高成像性能。
图21是示出了根据本发明的第六实施方式的变焦透镜6的构造的示图。
如图21所示，第六实施方式的变焦透镜6包括6个透镜。
变焦透镜6包括具有负折射力的第一透镜组G1、具有正折射力的第二透镜组G2、以及具有正折射力的第三透镜组G3，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
第一透镜组G1包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第一透镜L1和第二透镜L2。第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向像的凹面的负透镜。第二透镜是在其朝向物体的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的弯月形正透镜。
第二透镜组G2包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜L3和粘合透镜。第三透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的正透镜。粘合透镜通过接合第四透镜L4和第五透镜L5而形成，其中第四透镜L4是具有朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜L5是在其朝向像的侧上形成为非球面并且具有朝向像的凹面的负透镜。
第三透镜组G3由第六透镜L6构成，它是在其朝向像的侧上形成为非球面的双凸透镜。
光圈STO(光圈面r5)配置在第一透镜组G1与第二透镜组G2之间。
在第三透镜组G3与像面IMG之间，从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置滤光器FL和盖玻片CG。
表16示出了在根据本发明的第六实施方式的变焦透镜6中使用的具体数值实例6的透镜数据。
表16
si ri   di ni vi
  1(ASP)   214.861   0.856   1.83441   37.285
  2(ASP)   6.216   1.440
  3(ASP)   11.506   1.676   2.00178   19.300
  4   27.509   (d4)
  5(STO)   无穷大   0.000
  6(ASP)   6.066   1.599   1.69350   53.201
  7(ASP)   -18.570   0.100
  8   20.914   1.508   1.84840   42.337
  9   -5.878   0.400   1.68893   31.161
  10(ASP)   4.322   (d10)
  11   38.250   1.614   1.58313   59.461
  12(ASP)   -14.779   (d12)
  13   无穷大   0.300   1.51680   64.198
  14   无穷大   0.720
  15   无穷大   0.500   1.56883   56.044
  16   无穷大   0.600
  IMG   无穷大
在变焦透镜6中，第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向物体的面(r1)、第一透镜组G1的第一透镜L1的朝向像的面(r2)、第一透镜组G1的第二透镜L2的朝向物体的面(r3)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向物体的面(r6)、第二透镜组G2的第三透镜L3的朝向像的面(r7)、第二透镜组G2的第五透镜L5的朝向像的面(r10)、以及第三透镜组G3的第六透镜L6的朝向像的面(r12)均形成为非球面。表17示出了与数值实例6有关的非球面的4次非球面系数A、6次非球面系数B、8次非球面系数C、以及10次非球面系数D与圆锥常数K。
表17
si   K   A   B   C   D
  1   2.00000E+01   -5.77098E-04   2.16778E-05   -3.67842E-07   2.26605E-09
  2   -6.30061E-01   -3.61688E-04   -4.54523E-06   9.54388E-07   -1.92890E-08
  3   5.82719E-01   1.81106E-04   -1.66087E-05   6.07038E-07   -7.79703E-09
  6   7.42552E-01   -1.46402E-03   -7.77951E-05   -1.38619E-06   -1.22583E-06
  7   -1.89121E+01   -3.24238E-04   -5.71526E-05   -6.62005E-06   -4.42598E-07
  10   0.00000E+00   2.04650E-04   8.23001E-05   0.00000E+00   0.00000E+00
  12   4.10525E+00   7.18035E-04   -2.06750E-05   7.96198E-07   -1.05179E-08
在变焦透镜6在广角端到摄远端之间变焦的过程中，第一透镜组G1与光圈STO之间的面间距d4、第二透镜组G2与第三透镜组G3之间的面间距d10、以及第三透镜组G3与滤光器FL之间的面间距d12发生变化。表18示出了当具有数值实例6的透镜设置在广角端处(在5.1的焦距f处)、当该透镜设置在中间焦距处(在10.58的焦距f处)、以及当该透镜设置在摄远端处(在21.93的焦距f处)时各面间距会发生的变化量。变化量与F数Fno和半视角ω一起示出。
表18
  f   5.1   10.58   21.93
  Fno   2.59   3.64   5.96
  ω   38.85   19.97   9.76
  d4   16.630   5.672   0.880
  d10   4.600   10.211   22.308
  d12   2.999   3.109   1.900
图22～图24示出了当具有数值实例6的透镜在无穷远处聚焦时出现的各种像差。图22示出了当透镜设置在广角端处(在5.1的焦距f处)时出现的像差。图23示出了当透镜设置在中间焦距处(在10.58的焦距f处)时出现的像差。图24示出了当透镜设置在摄远端处(在21.93的焦距f处)时出现的像差。
在图22～图24所示的球面像差示图中，实线表示使用d线(波长为587.6nm)测量的值；虚线表示使用c线(波长为656.3nm)测量的值；而点划线表示使用g线(波长为435.8nm)测量的值。在图22～图24所示的像散像差示图中，实线表示对弧矢像面测量的值，而虚线表示对子午像面测量的值。
由像差示图可以看出，通过数值实例6可以对像差进行良好的校正，从而实现高成像性能。
表19示出了待应用于条件式(1)～(6)的变焦透镜1～6的值，即，用于替换条件式(1)中的“nd12”，条件式(2)中的“vd12”，条件式(3)中的“f12”、“f1”和“|f12/f1|”，条件式(4)中的“D1”、“fw”和“D1/fw”，条件式(5)中的“r21”、“r12”和“(r21-r12)/(r12+r21)”，以及条件式(6)中的“Sg21”、“Sg12”、“f(AIR)”和“{(|Sg21|+|Sg12|)×100}/|f(AIR)|”的值。
表19
式 值   变焦透镜1   变焦透镜2   变焦透镜3   变焦透镜4   变焦透镜5   变焦透镜6
 (1) nd12   2.00178   2.00178   2.00170   2.00178   2.00178   2.00178
 (2) vd12   19.300   19.300   20.644   19.300   19.300   19.300
f12   21.07   17.95   13.98   18.89   19.19   18.53
f1   -12.22   -10.67   -10.46   -10.89   -11.75   -14.10
 (3) |f12/f1|   1.72   1.68   1.34   1.74   1.63   1.31
D1   4.56   4.75   4.50   5.50   4.35   3.97
fw   4.08   4.08   3.71   3.71   4.41   5.1
 (4) D1/fw   1.12   1.16   1.21   1.48   0.99   0.78
r21   9.028   9.137   7.316   10.253   9.137   11.506
r12   5.025   5.101   6.371   5.430   5.314   6.216
(5) (r21-r12)/(r12+r21)   0.28   0.28   0.07   0.31   0.26   0.30
Sg21   0.067   0.059   -0.485   -0.126   0.051   0.061
Sg12   -1.192   -1.875   0.258   -0.860   -0.834   -0.538
f(AIR)   -109.70   -102.48   59.80   -95.60   -110.20   -67.62
(6) {(|Sg21|+|Sg12|)×100}/f(AIR)|   1.15   1.89   1.24   1.03   0.80   0.89
如将从表19显然的是，变焦透镜1～6满足条件式(1)～(6)。
现在，将描述根据本发明的一种实施方式的摄像装置。
根据本发明的该实施方式的摄像装置是包括变焦透镜和将由变焦透镜形成的光学图像转换成电信号的摄像元件的摄像装置。
设置在根据本发明的实施方式的摄像装置中的变焦透镜包括具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、以及具有正折射力的第三透镜组，它们从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置。
在从广角端到摄远端变焦的过程中，变焦透镜的第一透镜组在沿其光轴的方向上移动，并且第二透镜组沿其光轴朝向物体移动，使得第一透镜组与第二透镜组之间的空气间隔减小，并且使得第二透镜组与第三透镜组之间的空气间隔增加。
第一透镜组包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第一透镜和第二透镜。第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且包括朝向像的凹面的负透镜。第二透镜是在至少其朝向物体的侧上形成为非球面并且包括朝向物体的凸面的弯月形正透镜。
在根据本发明的实施方式的摄像装置中所设置的变焦透镜被构造成满足下面的条件式(1)和(2)
nd12＞2.0...(1)
vd12＜21.6...(2)
其中，nd12表示第一透镜组中的第二透镜的使用d线测量的折射率，而vd12表示第一透镜组中的第二透镜的使用d线测量的阿贝数。
在根据本发明的实施方式的摄像装置中，包括在第一透镜组中的作为负透镜的第一透镜在其两侧上均形成为非球面。因此可以校正当透镜具有大视角时在透镜的广角端会变得显著的负畸变像差和像场弯曲。
第一透镜组的作为弯月形正透镜的第二透镜至少在其朝向物体的侧上形成为非球面。因此，可以以良好平衡的方式校正不能由第一透镜完全校正的在广角端的畸变像差和像散像差。由于第一透镜组的作为弯月形正透镜的第二透镜至少在其朝向物体的侧上形成为非球面，因此可以良好地校正当透镜具有大变焦比时在摄远端发生的球面像差。
因此，本实施方式提供了一种具有小尺寸以及包括大视角和大变焦比的高光学性能的摄像装置，这是因为第一透镜组由两个透镜形成，并且第一透镜的两侧和第二透镜的至少朝向物体的一侧形成为非球面。
特别地，当根据本发明的实施方式的摄像装置是具有可伸长透镜镜筒的可伸缩摄像装置时，变焦透镜使得摄像装置在缩回时具有较小的全长。
条件式(1)和(2)是限定作为形成第一透镜组的一部分的正透镜的第二透镜的折射率和阿贝数的条件式。
当超出由条件式(1)限定的范围时，需要增加第二透镜的曲率。否则，可能由于校正广角端的像场弯曲的困难而引起光学性能的降低，并且因为难以保持足够的边缘厚度而在制造透镜镜筒时遇到困难。
当超出由条件式(2)限定的范围时，难以校正在第一透镜组中产生的色像差，这将导致光学性能的降低。
因此，当变焦透镜满足条件式(1)和(2)时，可以为本发明的摄像装置提供改善的光学性能，并且可以容易地制造透镜镜筒。
图25是作为根据本实施方式的摄像装置的实施方式的数码相机的框图。
摄像装置(数码相机)100包括相机组块10，具有摄像功能；相机信号处理部20，将由摄像获得的图像信号执行诸如模数转换等的信号处理；图像处理部30，执行记录和再生图像信号的处理；LCD(液晶显示器)40，显示由摄像获得的图像；读取器/写入器(读写器)50，将图像信号从存储卡1000读取和向其写入；CPU(中央处理单元)60，整体控制摄像装置；输入部70，包括由用户根据需要而进行操作的各种开关；以及透镜驱动控制部80，用于控制设置在相机组块10中的透镜的驱动。
相机组块10通过包括变焦透镜11(其包括根据本发明实施方式的透镜1、2、3、4、5和6)的光学系统、以及诸如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)的摄像元件12形成。
相机信号处理部20执行各种信号处理，诸如将来自摄像元件12的输出信号转换成数字信号、除噪、改善的图像质量的校正、转换成亮度信号或色差信号。
图像处理部30基于预定的图像数据格式对图像信号执行压缩或编码以及解压缩或解码的处理，以及用于转换诸如分辨率的数据规格的处理。
LCD 40具有显示各种类型的数据(如用户对输入部70的操作状态以及由摄像获得的图像)的功能。
读取器/写入器50将由图像处理部30编码的图像数据写入到存储卡1000中，并且读取记录在存储卡1000中的图像数据。
CPU 60用作用于控制在摄像装置100中设置的电路组块的控制处理部，并且CPU 60基于来自输入部70的指示输入信号来控制电路组块。
输入部70例如包括用于操作快门的快门释放按钮和用于选择操作模式的选择开关，并且该输入部根据用户的操作向CPU 60输出指示输入信号。
透镜驱动控制部80基于来自CPU 60的控制信号来控制未示出的、用于驱动变焦透镜11的透镜的电机。
例如，存储卡1000是可以插入连接至读取器/写入器50的插槽中并从该插槽中移出的半导体存储器。
现在，将描述摄像装置100的操作。
在摄像待机状态下，在由CPU 60执行的控制下，由相机组块10获得的图像信号通过相机信号处理部20输出至LCD 40，并且该信号作为通过相机的图像(camera-through image)被显示。当从输入部70输入用于变焦的指示输入信号时，CPU 60向透镜驱动控制部80输出控制信号，并且变焦透镜11的预定透镜在由透镜驱动控制部80执行的控制下移动。
当根据来自输入部70的指示输入信号来操作相机组块10中包括的快门(未示出)时，如上所述获得的图像信号从相机信号处理部20输出至图像处理部30以进行压缩或编码，由此该信号转换成预定数据格式的数字数据。将转换的信号输出至读取器/写入器50，并且写入到存储卡1000中。
例如，当输入部70的快门释放按钮被按下一半或者为了记录(摄像)而全部按下时，通过基于来自CPU 60的控制信号来移动其预定的透镜，透镜驱动控制部80使变焦透镜11聚焦。
当记录在存储卡1000上的图像数据被再生时，根据对输入部70执行的操作，通过读取器/写入器50从存储卡1000中读取预定的图像数据。通过图像处理部30对数据进行解压缩或解码处理，之后再生的图像信号被输出至LCD 40，从而显示再生的图像。
上述实施方式是使用数码相机作为摄像装置的实例。摄像装置的应用并不限于数码相机，并且摄像装置具有广泛的应用，包括数码摄像机、具有内置式相机的便携式电话、以及具有内置式相机的诸如PDA(个人数字助理)的数字输入-输出装置的相机单元。
上述实施方式中示出的元件的所有形状和数值仅是用于实施本发明的具体形式的实例，并且它们不应视为对本发明的技术范围的限制。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以有各种修改、组合、子组合和变形，只要它们在所附权利要求或其等同替换的范围内。

Claims (4)

1.一种变焦透镜，包括：
具有负折射力的第一透镜组；
具有正折射力的第二透镜组；
具有正折射力的第三透镜组，这三组透镜从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置，其中
在从广角端到摄远端变焦的过程中，所述第一透镜组移动，并且所述第二透镜组朝向物体移动，使得所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的空气间隔减小，并且使得所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的空气间隔增大；
所述第一透镜组由第一透镜和第二透镜形成，其中所述第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且具有朝向物体的凹面的负透镜，所述第二透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的弯月形正透镜，所述第一和第二透镜从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置，
所述变焦透镜满足下面的条件式(1)和(2)：
nd12＞2.0...(1)
vd12＜21.6...(2)
其中，nd12表示所述第一透镜组的所述第二透镜的使用d线测量的折射率，而vd12表示所述第一透镜组的所述第二透镜的使用d线测量的阿贝数，
所述变焦透镜满足下面的条件式(3)和(4)：
1.0＜|f12/f1|＜1.34...(3)
0.6＜D1/fw＜1.5    ...(4)
其中，f12表示所述第一透镜组的所述第二透镜的焦距；f1表示所述第一透镜组的焦距；D1表示所述第一透镜组在其光轴上测量的厚度；而fw表示整个透镜系统在广角端的焦距，
其中，所述变焦透镜满足下面的条件式(5)和(6)：
0.05＜(r21-r12)/(r12+r21)＜0.35...(5)
0.55＜{(|Sg21|+|Sg12|)×100}/|f(AIR)|＜2.0...(6)
其中，r21表示所述第一透镜组中的所述第二透镜的朝向物体的面的近轴曲率半径；r12表示所述第一透镜组中的所述第一透镜的朝向像的面的近轴曲率半径；f(AIR)表示在所述第一透镜组中的所述第一透镜与所述第二透镜之间的空气透镜的焦距；f(Δsag)表示近轴曲率半径的凹陷量减去非球面形状的凹陷量；Sg21表示在所述第一透镜组中的所述第二透镜的朝向物体的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)；而Sg12表示在所述第一透镜组中的所述第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)，
其中，当所述第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置远于半径r12时，Sg12表示在距离透镜的光轴的径向距离为r12处测量的值f(Δsag)。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，所述第二透镜组包括从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置的第三透镜和粘合透镜，所述第三透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的正透镜，所述粘合透镜通过接合第四透镜和第五透镜而形成，其中第四透镜是具有朝向物体的凸面的正透镜，第五透镜是具有朝向像的凹面的负透镜。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，具有通过沿垂直于其光轴的方向偏移所述第二透镜组来校正图像模糊的功能。
4.一种摄像装置，包括：
变焦透镜；以及
摄像元件，将通过所述变焦透镜形成的光学图像转换成电信号，其中
所述变焦透镜包括具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组以及具有正折射力的第三透镜组，这三组透镜从定位物体的侧到定位像的侧以所列出的顺序配置，
在从广角端到摄远端变焦的过程中，所述第一透镜组移动，并且所述第二透镜组朝向物体移动，使得所述第一透镜组与所述第二透镜组之间的空气间隔减小，并且使得所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的空气间隔增大；并且
所述第一透镜组由第一透镜和第二透镜形成，其中所述第一透镜是在其两侧上均形成为非球面并且具有朝向物体的凹面的负透镜，所述第二透镜是至少在其朝向物体的侧上形成为非球面并且具有朝向物体的凸面的弯月形正透镜，所述第一和第二透镜从物体侧到成像侧以所列出的顺序配置，
所述摄像装置满足下面的条件式(1)和(2)
nd12＞2.0...(1)
vd12＜21.6...(2)
其中，nd12表示所述第一透镜组的所述第二透镜的使用d线测量的折射率，而vd12表示所述第一透镜组的所述第二透镜的使用d线测量的阿贝数，
所述变焦透镜满足下面的条件式(3)和(4)：
1.0＜|f12/f1|＜1.34...(3)
0.6＜D1/fw＜1.5...(4)
其中，f12表示所述第一透镜组的所述第二透镜的焦距；
f1表示所述第一透镜组的焦距；D1表示所述第一透镜组在其光轴上测量的厚度；而fw表示整个透镜系统在广角端的焦距，其中，所述变焦透镜满足下面的条件式(5)和(6)：
0.05＜(r21-r12)/(12+r21)＜0.35...(5)
0.55＜{(|Sg21|+|Sg12|)×100}/|f(AIR)|＜2.0...(6)
其中，r21表示所述第一透镜组中的所述第二透镜的朝向物体的面的近轴曲率半径；r12表示所述第一透镜组中的所述第一透镜的朝向像的面的近轴曲率半径；f(AIR)表示在所述第一透镜组中的所述第一透镜与所述第二透镜之间的空气透镜的焦距；f(Δsag)表示近轴曲率半径的凹陷量减去非球面形状的凹陷量；Sg21表示在所述第一透镜组中的所述第二透镜的朝向物体的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)；而Sg12表示在所述第一透镜组中的所述第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置处测量的值f(Δsag)，
其中，当所述第一透镜的朝向像的面的有效孔径的位置远于半径r12时，Sg12表示在距离透镜的光轴的径向距离为r12处测量的值f(Δsag)。
CN2009102236677A 2008-11-21 2009-11-20 变焦透镜以及摄像装置 Expired - Fee Related CN101738713B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-298523 2008-11-21
JP2008298523A JP4697556B2 (ja) 2008-11-21 2008-11-21 ズームレンズ及び撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101738713A CN101738713A (zh) 2010-06-16
CN101738713B true CN101738713B (zh) 2013-07-17

Family

ID=42196003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009102236677A Expired - Fee Related CN101738713B (zh) 2008-11-21 2009-11-20 变焦透镜以及摄像装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7957070B2 (zh)
JP (1) JP4697556B2 (zh)
CN (1) CN101738713B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101761814B1 (ko) * 2010-09-07 2017-07-26 삼성전자주식회사 소형 줌 렌즈
CN102455493B (zh) * 2010-10-27 2014-10-01 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 变焦镜头
JP5669105B2 (ja) * 2010-12-28 2015-02-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP5825109B2 (ja) * 2011-01-26 2015-12-02 株式会社ニコン ズームレンズおよび光学機器
CN103477264B (zh) * 2011-03-30 2016-02-17 富士胶片株式会社 图像拍摄镜头和图像拍摄设备
JP5676505B2 (ja) 2011-04-07 2015-02-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
TWI444654B (zh) * 2011-06-03 2014-07-11 Ability Entpr Co Ltd 變焦鏡頭
KR20130013514A (ko) 2011-07-28 2013-02-06 삼성전자주식회사 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치
JP6177549B2 (ja) * 2013-03-13 2017-08-09 株式会社タムロン 超広角ズームレンズ

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004013169A (ja) 2003-08-08 2004-01-15 Ricoh Co Ltd ズームレンズにおける変倍群・ズームレンズ・カメラ装置
JP4540387B2 (ja) * 2004-04-30 2010-09-08 オリンパス株式会社 ズームレンズおよび撮像装置
JP4857529B2 (ja) * 2004-06-25 2012-01-18 コニカミノルタオプト株式会社 変倍光学系、撮像レンズ装置及びデジタル機器
JP2006065182A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Konica Minolta Opto Inc ズームレンズ
JP4892892B2 (ja) 2004-09-15 2012-03-07 株式会社ニコン 広角ズームレンズ
JP4690052B2 (ja) * 2005-01-11 2011-06-01 オリンパスイメージング株式会社 ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2006220715A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Olympus Corp ズームレンズ及びそれを用いた撮像装置
JP2007025373A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 変倍レンズ光学系、並びにそれを用いた撮像光学機器及び携帯型情報端末機器
JP4773807B2 (ja) 2005-11-22 2011-09-14 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2007212636A (ja) 2006-02-08 2007-08-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd ズームレンズ系、撮像装置及びカメラ
JP2008015433A (ja) * 2006-07-10 2008-01-24 Nikon Corp ズームレンズとこれを有する光学装置
JP2008164724A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
JP4909089B2 (ja) * 2007-01-05 2012-04-04 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5207361B2 (ja) * 2008-04-08 2013-06-12 オリンパスイメージング株式会社 ３群ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP2010049189A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを備える撮像装置
JP5197248B2 (ja) * 2008-09-04 2013-05-15 オリンパスイメージング株式会社 ズームレンズおよびそれを備えた撮像装置
JP2010061007A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
JP2010091948A (ja) * 2008-10-10 2010-04-22 Olympus Imaging Corp ズームレンズ及びそれを備えた撮像装置
JP4697555B2 (ja) * 2008-11-19 2011-06-08 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP2010122458A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
JP4771182B2 (ja) * 2008-12-12 2011-09-14 ソニー株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
US8154648B2 (en) * 2008-12-18 2012-04-10 Olympus Imaging Corp. Zoom lens system and image pickup apparatus using the same
JP2010256417A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010122625A (ja) 2010-06-03
US20100128363A1 (en) 2010-05-27
US7957070B2 (en) 2011-06-07
JP4697556B2 (ja) 2011-06-08
CN101738713A (zh) 2010-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101738713B (zh) 变焦透镜以及摄像装置
CN102062930B (zh) 图像拾取镜头和图像拾取装置
CN101915981B (zh) 变焦透镜和摄像装置
CN100373203C (zh) 变焦透镜与成像装置
CN101738711B (zh) 变焦透镜以及摄像装置
CN101666906B (zh) 变焦镜头和图像拾取装置
CN101794013B (zh) 变焦镜头和摄像装置
CN102033306B (zh) 可变焦距镜头系统和图像拾取设备
CN101872061B (zh) 变焦透镜和成像装置
CN101794011B (zh) 可变焦距透镜系统和成像装置
CN102109664A (zh) 变焦透镜和图像拾取设备
CN102103253A (zh) 变焦透镜和图像拾取装置
CN102998772A (zh) 镜头光学单元和成像器件
CN101592776B (zh) 变焦镜头和摄像装置
CN102540429A (zh) 变焦镜头和成像装置
CN102375225A (zh) 变焦镜头和成像设备
US7830615B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus
CN101923207A (zh) 变焦透镜和图像拾取装置
CN103309022A (zh) 可变焦距透镜系统和图像拍摄设备
CN102681150A (zh) 变焦镜头和成像设备
CN101738712B (zh) 变焦透镜以及摄像装置
US8760770B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus
CN103163634A (zh) 变焦透镜和成像装置
CN102645733A (zh) 变焦镜头和成像装置
CN102841435A (zh) 变焦镜头和成像装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130717

Termination date: 20151120

EXPY Termination of patent right or utility model