CN102385149B - 变焦镜头、光学设备和制造变焦镜头的方法 - Google Patents

变焦镜头、光学设备和制造变焦镜头的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及变焦镜头、光学设备和制造变焦镜头的方法。一种变焦镜头，其从物体起按顺序包括：具有负折射光焦度的第一透镜组、具有正折射光焦度的第二透镜组和具有正折射光焦度的第三透镜组，其中，该第二透镜组仅由三个或更多胶合透镜构成。

Description

变焦镜头、光学设备和制造变焦镜头的方法
相关申请
本发明要求日本专利申请No.2010-195087和2010-195088的权益，它们通过引用被包含在此。
技术领域
本发明涉及变焦镜头、光学设备和制造变焦镜头的方法。
背景技术
对于包括摄像机和电子照像机的光学设备，总是要求较高的图像质量和较小的尺寸。因此，也对于用于图像捕获镜头的变焦镜头要求高图像质量和较小的尺寸。作为满足这样的要求的变焦镜头之一，已经公开了由三个透镜组组成的变焦镜头，即该三个透镜组以从物体起的顺序为负透镜组、正透镜组和正透镜组(例如，参见日本特开专利公报No.2009-282466(A))。
近来，对于相机期望超高的图像质量，并且为了实现这一点，对于变焦镜头要求比现有技术高的光学性能。
发明内容
考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种紧凑和超高图像质量的变焦镜头和光学设备以及一种制造变焦镜头的方法。
为了实现这个目的，本发明的第一方面是一种变焦镜头，所述变焦镜头从物体起按顺序包括：具有负折射光焦度的第一透镜组、具有正折射光焦度的第二透镜组和具有正折射光焦度的第三透镜组，并且所述第二透镜组还包括三个或更多胶合透镜。
在这个变焦镜头中，优选地满足下面的条件表达式：
3.00＜Dt23/Dt3i＜30.00
其中，Dt23表示在远摄端状态中第二透镜组和第三透镜组之间的距离，并且Dt3i表示在远摄端状态中从第三透镜组至像平面的空气换算的距离。
在根据权利要求1的这个变焦镜头中，优选地满足下面的条件表达式：
0.10＜f2/f3＜0.50
其中，f2表示第二透镜组的焦距，并且f3表示第三透镜组的焦距。
在这个变焦镜头中，优选的是，所述第三透镜组仅由单透镜构成。
在这个变焦镜头中，优选的是，在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组和第二透镜组移动使得第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且，第二透镜组和第三透镜组之间的距离增大，并且第三透镜组在变焦期间固定。
在这个变焦镜头中，优选的是，第一透镜组至少由三个透镜构成，即，该三个透镜以从物体起按顺序为第一负透镜、第二负透镜和正透镜。
在这个变焦镜头中，优选的是，构成第一透镜组的第一负透镜和所述第二负透镜中的至少一个具有非球面。
在这个变焦镜头中，优选的是，第二透镜组具有正透镜，并且正透镜中的至少一个具有非球面。
在这个变焦镜头中，优选的是，在第二透镜组中布置用于确定亮度的孔径光阑。
在这个变焦镜头中，优选的是，用于切除不必要的外部光的光阑被布置在第一透镜组和第二透镜组之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时移动。
在这个变焦镜头中，优选的是，通过在大致垂直于所述光轴的方向上移位所述第二透镜组中最接近物体的胶合透镜来校正图像模糊。
在这个变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式：
0.001＜f2F/f2M＜0.500
其中，f2F表示第二透镜组中最接近物体的胶合透镜的焦距，并且f2M表示第二透镜组中第二接近物体的胶合透镜的焦距。
在上面的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式：
0.01＜f2F/f2MR＜0.2
其中，f2F表示第二透镜组中最接近物体的胶合透镜的焦距，并且f2MR表示第二透镜组中第二和第三接近物体的胶合透镜的组合焦距。
根据本发明的一种光学设备包括所述变焦镜头。
根据本发明的一种制造变焦镜头的方法用来制造上述变焦镜头。
在制造这个变焦镜头的方法中，优选的是，满足下面的条件表达式：
3.00＜Dt23/Dt3i＜30.00
其中，Dt23表示在远摄端状态中第二透镜组和第三透镜组之间的距离，并且Dt3i表示在远摄端状态中从第三透镜组至像平面的空气换算的距离。
在这种制造变焦镜头的方法中，优选地满足下面的条件表达式：
0.10＜f2/f3＜0.50
其中，f2表示第二透镜组的焦距，并且f3表示第三透镜组的焦距。
在这种制造上面的变焦镜头的方法中，其中，第三透镜组仅由单透镜构成。
在这种制造变焦镜头的方法中，优选的是，在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组和第二透镜组移动使得第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且第二透镜组和第三透镜组之间的距离增大，并且第三透镜组在变焦期间固定。
在这种制造变焦镜头的方法中，优选的是，第一透镜组至少由三个透镜构成，即，所述三个透镜从物体起按顺序为第一负透镜、第二负透镜和正透镜。
在这种制造变焦镜头的方法中，优选的是，通过在大致垂直于光轴的方向上移位第二透镜组中最接近物体的胶合透镜来校正图像模糊。
在这种制造变焦镜头的方法中，优选的是，满足下面的条件表达式：
0.001＜f2F/f2M＜0.500
其中，f2F表示第二透镜组中最接近物体的胶合透镜的焦距，并且f2M表示第二透镜组中第二接近物体的胶合透镜的焦距。
在这种制造变焦镜头的方法中，优选的是，满足下面的条件表达式：
001＜f2F/f2MR＜0.2
其中，f2F表示第二透镜组中最接近物体的胶合透镜的焦距，并且f2MR表示第二透镜组中第二和第三接近物体的胶合透镜的组合焦距。
根据本发明，能够提供一种紧凑且超高图像质量的变焦镜头和光学设备和一种制造变焦镜头的方法。
通过下面给出的详细说明，本发明的应用性的进一步的范围将变得显而易见。然而，应当明白，该详细说明和具体示例在指示本发明的优选实施例虽然示出了本发明的优选实施例，但是仅借助于示例而给出，这时因为根据该详细的描述，本发明的精神和范围内的各种改变和修改将对于本领域内的技术人员来说是显而易见的。
附图说明
根据附图以及下面给出的详细描述，将更好地理解本发明，并且并且仅借助于示例给出上述描述和附图并且因此不限制本发明。
图1是描述根据示例1的变焦镜头的构造和从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的变焦轨迹的图；
图2是示出根据示例1的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图2A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图2B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图2C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图3是描述根据示例2的变焦镜头的构造和从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的变焦轨迹的图；
图4是示出根据示例2的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图4A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图4B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图4C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图5是描述根据示例3的变焦镜头的构造和从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的变焦轨迹的图；
图6是示出根据示例3的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图6A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图6B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图6C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图7是描述根据示例4的变焦镜头的构造和从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的变焦轨迹的图；
图8是示出根据示例4的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图8A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图8B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图8C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图9是描述根据示例5的变焦镜头的构造和从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的变焦轨迹的图；
图10是示出根据示例5的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图10A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图10B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图10C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图11是示出在图像模糊校正后的根据示例5的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图11A是示出在图像模糊校正后在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图11B是示出在图像模糊校正后在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图11C是示出在图像模糊校正后在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图12是描述根据示例6的变焦镜头的构造和从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的变焦轨迹的图；
图13是示出根据示例6的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图13A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图13B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图13C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图14是示出在图像模糊校正后的根据示例6的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图14A是示出在图像模糊校正后在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图14B是示出在图像模糊校正后在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图14C是示出在图像模糊校正后在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图15是描述根据示例7的变焦镜头的构造和从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的变焦轨迹的图；
图16是示出根据示例7的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图16A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图16B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图16C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图17是示出在图像模糊校正后的根据示例7的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图17A是示出在图像模糊校正后在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图17B是示出在图像模糊校正后在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图17C是示出在图像模糊校正后在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图18是描述根据示例8的变焦镜头的构造和从广角端状态(W)到远摄端状态(T)的变焦轨迹的图；
图19是示出根据示例8的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图19A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图19B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图19C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图20是示出在图像模糊校正后的根据示例8的变焦镜头的各种像差的图形，其中，图20A是示出在图像模糊校正后在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图20B是示出在图像模糊校正后在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图20C是示出在图像模糊校正后在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形；
图21是根据本实施例的数字相机的外部视图，其中，图21A是数字相机的前视图，并且图21B是数字相机的后视图；
图22是描述根据本实施例的变焦镜头的第一制造方法的流程图；以及
图23是描述根据本实施例的变焦镜头的第二制造方法的流程图。
具体实施方式
第一实施例
现在参考附图说明本发明的实施例。如图1中所示，根据第一实施例的变焦镜头是下述变焦镜头，该变焦镜头从物体起按顺序包括：具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3，其中该第二透镜组G2仅由三个或更多的胶合透镜构成。
通过这种构造，能够减小设备的尺寸，防止透镜直径在广角端状态中变得太大，并且能够良好地校正由于变焦导致的像散的波动。因为在第二透镜组G2中布置了三个或更多的胶合透镜，所以能够良好地校正变焦期间的横色像差的波动。而且，即使对于电子相机要求超高图像质量，并且传感器变大并且其分辨率在未来增加，能够获得具有能够支持这种可能性的高光学性能的变焦镜头。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式(1)，其中，Dt23表示在远摄端状态中第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离，并且Dt3i表示在远摄端状态中第三透镜组G3和像平面(空气换算)的距离。“Dt23表示在远摄端状态中第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离”表示在远摄端状态中从构成第二透镜组G2的最接近图像的透镜表面至构成第三透镜组G3的最接近物体的透镜表面的距离。“Dt3i表示在远摄端状态中第三透镜组G3和像平面(空气换算)的距离”表示在远摄端状态中从构成第三透镜组G3的最接近图像的透镜表面至像平面的距离。
3.00＜Dt23/Dt3i＜30.00...(1)
条件表达式(1)描述了第三透镜组G3至物体侧的空气距离与其至图像侧的空气距离的适合的比率。如果超过条件表达式(1)的上限值，则变得难以良好地校正像散，这是不想要的。如果没有达到条件表达式(1)的下限值，则变得难以良好地校正彗差，这是不想要的。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(1)的上限值是20.0。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(1)的上限值是10.0。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(1)的下限值是3.50。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(1)的下限值是4.00。为了更进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(1)的下限值是4.50。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式(2)，其中，f2表示第二透镜组G2的焦距，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
0.10＜f2/f3＜0.50...(2)
条件表达式(2)描述了第二透镜组G2的焦距和第三透镜组G3的焦距的适当比率。如果超过条件表达式(2)的上限值，则光学系统的全长变长，这是不想要的。还变得难以良好地校正色像差，这是不想要的。如果没有达到条件表达式(2)的下限值，则变得难以良好地校正球面像差，这是不想要的。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(2)的上限值是0.45。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(2)的上限值是0.40。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(2)的下限值是0.15。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(2)的下限值是0.20。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，第三透镜组G3仅由单透镜构成。通过象这样仅通过单透镜来构成第三透镜组G3，装配调整变得极为容易，这对于降低成本是有效的。而且，容纳透镜所需的空间减小，因此能够减小携带时的设备的大小。使用单透镜也使得能够良好地校正纵色像差。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，第一透镜组G1和第二透镜组G2在从广角端状态向远摄端状态变焦时移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加，并且第三透镜组G3固定。通过这种构造，能够通过一个凸轮鼓来控制变焦期间的每个透镜组位置，并且结果，能够精确地控制变焦期间的像平面的位置。在变焦期间固定第三透镜组G3能够减小由于第三透镜组G3的位置移位导致的像散的变差。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，第一透镜组G1由三个透镜构成，该三个透镜从物体起按顺序为第一负透镜、第二负透镜和正透镜。通过这种构造，能够良好地校正在广角端状态中产生的横色像差。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，构成第一透镜组G1的第一负透镜和第二负透镜中的至少一个具有非球面。通过这种构造，能够良好地校正在广角端状态中产生的畸变。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，第二透镜组G2具有正透镜，并且构成第二透镜组G2的正透镜中的至少一个具有非球面。通过这种构造，也能够良好地校正彗差。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，在第二透镜组G2中布置用于确定亮度的孔径光阑。通过这种构造，能够良好地校正变焦期间的球面像差的波动。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，用于切除不必要的外部光的光阑(diaphragm)被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时移动。因为这种构造能够有效地切除广角端状态中的不必要的外部光，所以能够良好地校正广角端状态中的彗差。
图21示出具有作为图像捕获镜头ZL的变焦镜头的数字相机CAM(光学设备)。如果在这个数字相机CAM上按下未示出的电源按钮，则释放图像捕获镜头ZL的未示出的快门，并且来自物体的光被图像捕获镜头ZL收集，并且在布置在像平面I上的画面元件(例如，CCD、CMOS)上形成图像(参见图1)。在布置在数字相机CAM后的液晶监视器M上显示在画面元件上形成的物体图像。用户在观看液晶监视器M的同时确定物体图像的构成，然后按下释放按钮B1来通过画面元件捕获物体图像，并且将其存储在未示出的存储器中。
相机CAM具有：辅助发光单元D，其当物体暗时发出辅助光；广角(W)-远摄(T)按钮B2，用于从广角端状态(W)向远摄端状态(T)变焦图像捕获镜头ZL；以及，功能按钮B3，其用于设置数字相机CAM的各种条件。
现在，将参考图22来描述用于制造具有上述构造的变焦镜头的方法。首先，在透镜镜筒中装配第一至第三透镜组(例如，图1中的第一至第三透镜组G1至G3)(步骤S1)。在这个装配步骤中，每个透镜被布置为第一透镜组具有负折射光焦度，第二透镜组具有正折射光焦度，并且第三透镜组具有正折射光焦度。此时，对于第二透镜组，仅布置了三个或更多胶合透镜(步骤S2)当在透镜镜筒中装配每个透镜时，可以沿着光轴按顺序一次一个地在透镜镜筒中装配每个透镜，或可以在固定构件上集体地固定透镜的一部分或全部，然后，将其装配在透镜镜筒中。在象这样将每个透镜组装配在透镜镜筒中后，检查在每个透镜组被装配在透镜镜筒中的状态中是否形成物像，即每一个透镜的中心是否对齐，然后，检查变焦镜头的各种操作。各种操作的示例是：变焦操作，其中，执行从广角端状态向远摄端状态变焦的透镜组(例如，在这个实施例中为第一透镜组G1、光阑S1、S2和第二透镜组G2)沿着光轴移动；聚焦操作，其中，执行从远距离的物体至近距离的物体的聚焦的透镜组(例如，在这个实施例中为第三透镜组G3)沿着光轴移动；以及，手移动模糊校正操作，其中，透镜的至少一部分(例如，在这个实施例中为第二透镜组G2的至少一部分)移动以具有与光轴正交的分量。检查各种操作的次序是任意的。根据该制造方法，能够获得紧凑和超高图像质量的变焦镜头。
示例1至示例4
将参考附图来描述根据第一实施例的示例1至示例4。表1至表4是根据示例1至示例4的列出每一个数据的表。
在该表中的[镜头数据]中，表面编号是沿着光传播方向从物体侧计数的透镜表面的次序，r是每个透镜表面的曲率半径，d是在表面之间的距离，它是从每一个光学平面到下一个光学平面(或像平面)的距离，nd是在d线处的折射率(波长：587.6nm)，并且vd是在d线处的阿贝数。曲率半径中的“∞”指示平面或孔径。省略空气的折射率1.000000。
在[非球面数据]中，通过表达式(a)给出在[镜头数据]中所示的非球面的形式。X(y)是沿着光轴从非球面的顶点处的切平面到在高度y处的非球面上的位置的距离，r是参考球面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ是锥形系数，并且Ai是在i度的非球面系数。“E-n”表示“×10-n”。例如，1.234E-05＝1.234×10-5。
X(y)＝y2/[r×{1+(1-κ×y2/r2)1/2}]
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10...(a)
表中的[总体数据]中，f是焦距，FNo是F数，ω是半视角，Y是像高，TL是镜头全长，Bf是从最接近图像的光学构件的图像侧表面至近轴像平面的距离，并且Bf(空气换算)是从最后的透镜表面至近轴像平面的空气换算的距离。
表中的[变焦数据]中，在广角端状态、中间焦距状态和远摄端状态中的每一个状态中的Di(i是整数)是第i表面和第(i+1)表面之间的可变距离。
在表中的[变焦透镜组数据]中，G是组编号，“组的第一表面”是每一个组中的最接近物体的表面的表面编号，“组的焦距”是每一个组的焦距，并且“总透镜长度”是光轴上每一个组中从最接近物体的透镜表面至最接近图像的透镜表面的距离。
在表中的[条件表达式]中，示出与条件表达式(1)和(2)对应的值。
在所有的数据值中，“mm”通常用于焦距f、曲率半径r、表面距离d和其他长度的单位，除非另外指定。但是该单位不限于“mm”，因为即使光学系统成比例的扩展或成比例地缩小，也获得等同的光学性能。对于该单位，可以使用另外的适当的单位，而不限于“mm”。
迄今的关于表的说明通用于所有的示例，并且下面省略描述。
(示例1)
将参考图1、图2和表1来描述示例1。图1是描述根据示例1的变焦镜头ZL(ZL1)的构造和从其广角端状态(W)向远摄端状态(T)的变焦镜头的图。如图1中所示，根据示例1的变焦镜头ZL1从物体起按顺序包括具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3。
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2分别移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大，并且，第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：负弯月形透镜L11，其具有面向物体的凸表面；负弯月形透镜L12，其具有面向物体的凸表面；以及，正弯月形透镜L13，其具有面向物体的凸表面。
用于切除不必要的外部光的光阑S1被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第二透镜组G2由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜；双凸正透镜L23和双凹负透镜L24的胶合透镜；以及，具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L25和双凸正透镜L26的胶合透镜。
用于调整光量的孔径光阑S2被布置在构成第二透镜组G2的双凸正透镜L22和双凸正透镜L23之间，并且，与第二透镜组G2一起在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
在第三透镜组G3和像平面I之间布置：布置在像平面I上的玻璃块G，诸如低通滤波器和红外线截断滤波器，用于截断超过画面元件(例如，CCD、CMOS)的临界分辨率的空间频率；以及，画面元件的传感器盖玻璃CV。
表1示出示例1的每个数据值。在表1中的表面编号1至23对应于图1中的表面1至23。在示例1中，第二表面、第八表面和第十八表面形成为非球面。
(表1)
[非球面数据]
第二表面
κ＝0.5090，A4＝7.82030E-06，A6＝1.10540E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第八表面
κ＝1.0000，A4＝-3.98800E-05，A6＝-7.73110E08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第十八表面
κ＝1.0000，A4＝2.24470E-06，A6＝7.89090E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
如表1中的数据表所示，根据这个示例的变焦镜头ZL1满足所有的条件表达式(1)和(2)。
图2是示出根据示例1的变焦镜头ZL1的各种像差的图形(示出球面像差、像散、畸变、彗差和横色像差的图形)，其中，图2A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图2B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图2C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。
在示出像差的每个图形中，FNo表示F数，并且Y表示像高。在示出球面像差的图形中，实线表示球面像差，并且虚线表示正弦条件。在示出像散的图形中，实线表示矢状像面，并且虚线表示子午像面。在示出彗差的图形中，实线表示子午彗差。示出像差的图形上的说明同样用于其他示例，在其他示例中省略此说明。
在示例1中，如关于像差的各图形所示，在从广角端状态向远摄端状态的每个焦距状态中良好地校正各种像差，并且展示了良好的图像形成性能。
(示例2)
现在参考图3、图4和表2来描述示例2。图3是描述根据示例2的变焦镜头ZL(ZL2)的构造和从其广角端状态(W)向远摄端状态(T)的变焦镜头的图。如图3所示，根据示例2的变焦镜头ZL2从物体起按顺序包括具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3。
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2分别移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大，并且，第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：负弯月形透镜L11，其具有面向物体的凸表面；负弯月形透镜L12，其具有面向物体的凸表面；以及，正弯月形透镜L13，其具有面向物体的凸表面。
用于切除不必要的外部光的光阑S1被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第二透镜组G2由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜；具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23和具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L24的胶合透镜；以及，具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L25和双凸正透镜L26的胶合透镜。
用于调整光量的孔径光阑S2被布置在构成第二透镜组G2的双凸正透镜L22和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23之间，并且，与第二透镜组G2一起在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
在第三透镜组G3和像平面I之间布置：布置在像平面I上的玻璃块G，诸如低通滤波器和红外线截断滤波器，用于截断超过画面元件(例如，CCD、CMOS)的临界分辨率的空间频率；以及，画面元件的传感器盖玻璃CV。
表2示出示例2的每一个数据值。表2中的表面编号1至23对应于图3中的表面1至23。在示例2中，第二表面、第八表面和第十八表面形成为非球面。
(表2)
[非球面数据]
第二表面
κ＝0.4995，A4＝8.00570E-06，A6＝1.10200E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第八表面
κ＝1.0000，A4＝-4.18390E-05，A6＝-9.30920E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第十八表面
κ＝1.0000，A4＝2.09510E-06，A6＝7.83470E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
如表2中的数据表所示，根据这个示例的变焦镜头ZL2满足所有的条件表达式(1)和(2)。
图4是示出根据示例2的变焦镜头ZL2的各种像差的图形(示出球面像差、像散、畸变、彗差和横色像差的图形)，其中，图4A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图4B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图4C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。
在示例2中，如关于像差的各图形所示，在从广角端状态向远摄端状态的每一个焦距状态中良好地校正各种像差，并且展示了良好的图像形成性能。
(示例3)
现在参考图5、图6和表3来描述示例3。图5是描述根据示例3的变焦镜头ZL(ZL3)的构造和从其广角端状态(W)向远摄端状态(T)的变焦镜头的图。如图5所示，根据示例3的变焦镜头ZL3从物体起按顺序包括具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3。
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2分别移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大，并且，第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：负弯月形透镜L11，其具有面向物体的凸表面；负弯月形透镜L12，其具有面向物体的凸表面；以及，正弯月形透镜L13，其具有面向物体的凸表面。
用于切除不必要的外部光的光阑S1被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第二透镜组G2由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜；具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23和具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L24的胶合透镜；以及，具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L25和双凸正透镜L26的胶合透镜。
用于调整光量的孔径光阑S2被布置在构成第二透镜组G2的双凸正透镜L22和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23之间，并且，与第二透镜组G2一起在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
在第三透镜组G3和像平面I之间布置：布置在像平面I上的玻璃块G，诸如低通滤波器和红外线截断滤波器，用于截断超过画面元件(例如，CCD、CMOS)的临界分辨率的空间频率；以及，画面元件的传感器盖玻璃CV。
表3示出示例3的每一个数据值。表3中的表面编号1至23对应于图5中的表面1至23。在示例3中，第二表面、第八表面和第十八表面形成为非球面。
(表3)
[非球面数据]
第二表面
κ＝0.4970，A4＝7.96450E-06，A6＝1.06220E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第八表面
κ＝1.0000，A4＝-4.72990E-05，A6＝-1.58230E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第十八表面
κ＝1.0000，A4＝2.00560E-06，A6＝7.62370E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
如表3中的数据表所示，根据这个示例的变焦镜头ZL3满足所有的条件表达式(1)和(2)。
图6是示出根据示例3的变焦镜头ZL3的各种像差的图形(示出球面像差、像散、畸变、彗差和横色像差的图形)，其中，图6A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图6B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图6C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。
在示例3中，如关于像差的各图形所示，在从广角端状态向远摄端状态的每一个焦距状态中良好地校正各种像差，并且展示了良好的图像形成性能。
(示例4)
现在参考图7、图8和表4来描述示例4。图7是描述根据示例4的变焦镜头ZL(ZL4)的构造和从其广角端状态(W)向远摄端状态(T)的变焦镜头的图。如图7所示，根据示例4的变焦镜头ZL4从物体起按顺序包括具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3。
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2分别移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大，并且，第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：负弯月形透镜L11，其具有面向物体的凸表面；负弯月形透镜L12，其具有面向物体的凸表面；以及，正弯月形透镜L13，其具有面向物体的凸表面。
用于切除不必要的外部光的光阑S1被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第二透镜组G2由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜；具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23和具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L24的胶合透镜；以及，具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L25和双凸正透镜L26的胶合透镜。
用于调整光量的孔径光阑S2被布置在构成第二透镜组G2的双凸正透镜L22和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23之间，并且，与第二透镜组G2一起在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
在第三透镜组G3和像平面I之间布置：布置在像平面I上的玻璃块G，诸如低通滤波器和红外线截断滤波器，用于截断超过画面元件(例如，CCD、CMOS)的临界分辨率的空间频率；以及，画面元件的传感器盖玻璃CV。
表4示出示例4的每一个数据值。表4中的表面编号1至23对应于图7中的表面1至23。在示例4中，第二表面、第八表面和第十八表面形成为非球面。
(表4)
[非球面数据]
第二表面
κ＝0.5074，A4＝7.91410E-06，A6＝1.13200E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第八表面
κ＝1.0000，A4＝-4.17380E-05，A6＝-8.31640E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第十八表面
κ＝1.0000，A4＝2.41550E-06，A6＝8.03010E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
如表4中的数据表所示，根据这个示例的变焦镜头ZL4满足所有的条件表达式(1)和(2)。
图8是示出根据示例4的变焦镜头ZL4的各种像差的图形(示出球面像差、像散、畸变、彗差和横色像差的图形)，其中，图8A是示出在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图8B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图8C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。在示例4中，如关于像差的各图形所示，在从广角端状态向远摄端状态的每一个焦距状态中良好地校正各种像差，并且展示了良好的图像形成性能。
第二实施例
现在参考附图说明本发明的第二实施例。如图9所示，根据第二实施例的变焦镜头是下述变焦镜头，该变焦镜头从物体起按顺序包括：具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3，其中，第二透镜组G2仅由三个或更多的胶合透镜构成。
通过这种构造，能够减小设备的大小，防止透镜直径在广角端状态中变得太大，并且可以良好地校正由于变焦导致的像散的波动。因为在第二透镜组G2中布置了三个或更多的胶合透镜，所以能够良好地校正在变焦期间的横色像差的波动。
在根据本实施例的变焦镜头中，通过将第二透镜组G2中的最接近物体的胶合透镜大体垂直于光轴地移位来校正图像模糊。因为这种构造，使得在移位胶合透镜时的像平面的移动量较大，因此能够减小在校正图像模糊时移位胶合透镜的所需要的量，并且，能够减小在移位胶合透镜以校正图像模糊时的彗差的波动和像散的波动。因为与移位整个透镜组的方法相比移位胶合透镜的量小并且胶合透镜更轻并且更小，所以用于移位该胶合透镜的驱动机构可以较小，因此，能够减小整个设备的大小。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式(3)，其中，f2F表示第二透镜组G2中最接近物体的胶合透镜的焦距，并且f2M表示第二透镜组G2中第二接近物体的胶合透镜的焦距。
0.001＜f2F/f2M＜0.500...(3)
条件表达式(3)描述了布置在第二透镜组G2中的三个或更多胶合透镜中最接近物体的胶合透镜的焦距和布置到其像平面侧(即，被布置为第二接近物体)的胶合透镜的焦距的适当比率。如果超过条件表达式(3)的上限值，则在移位第二透镜组G2中最接近物体的胶合透镜时的像平面的移动量变小，并且变得难以校正在移位胶合透镜以校正图像模糊时的彗差的波动和像散的波动，这是不想要的。如果没有达到条件表达式(3)的下限值，则变得难以校正球面像差，这是不想要的。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(3)的上限值是0.40。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(3)的上限值是0.30。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式(4)，其中，f2F表示第二透镜组G2中最接近物体的胶合透镜的焦距，并且f2MR表示第二透镜组G2中第二和第三接近物体的胶合透镜的组合焦距。
0.01＜f2F/f2MR＜0.2...(4)
条件表达式(4)描述了构成第二透镜组G2的三个或更多胶合透镜中最接近物体的胶合透镜的焦距和第二和第三最接近物体的胶合透镜的组合焦距的适当比率。如果超过条件表达式(4)的上限值，则在移位第二透镜组G2中最接近物体的胶合透镜时的像平面的移动量变小，并且变得难以校正在移位胶合透镜以校正图像模糊时的彗差的波动和像散的波动，这是不想要的。如果没有达到条件表达式(4)的下限值，则变得难以校正球面像差，这是不想要的。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(4)的上限值是0.1。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(4)的下限值是0.02。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式(5)，其中，Dt23表示在远摄端状态中第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离，并且Dt3i表示在远摄端状态中第三透镜组G3和像平面(空气换算)之间的距离。“Dt23表示在远摄端状态中第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离”表示在远摄端状态中从构成第二透镜组G2的最接近像的透镜表面至构成第三透镜组G3的最接近物的透镜表面的距离。“Dt3i表示在远摄端状态中第三透镜组G3和像平面(空气换算)之间的距离”表示在远摄端状态中从构成第三透镜组G3的最接近图像的透镜表面至像平面的距离。
3.00＜Dt23/Dt3i＜30.00...(5)
条件表达式(5)描述了第三透镜组G3至物体侧的空气距离与其至图像侧的空气距离的适当比率。如果超过条件表达式(5)的上限值，则变得难以良好地校正像散，这是不想要的。如果没有达到条件表达式(5)的下限值，则变得难以良好地校正彗差，这是不想要的。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(5)的上限值是20.0。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(5)的上限值是10.0。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(5)的下限值是3.50。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(5)的下限值是4.00。为了更进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(5)的下限值是4.50。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式(6)，其中，f2表示第二透镜组G2的焦距，并且f3表示第三透镜组G3的焦距。
0.10＜f2/f3＜0.50...(6)
条件表达式(6)描述了第二透镜组G2的焦距和第三透镜组G3的焦距的适当比率。如果超过条件表达式(6)的上限值，则光学系统的全长变长，这是不想要的。还变得难以良好地校正彗差，这是不想要的。如果没有达到条件表达式(6)的下限值，则变得难以良好地校正球面像差，这是不想要的。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(6)的上限值是0.45。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(6)的上限值是0.40。
为了保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(6)的下限值是0.15。为了进一步保证本实施例的效果，优选的是，条件表达式(6)的下限值是0.20。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，第三透镜组G3仅由单透镜构成。通过象这样仅通过单透镜来构成第三透镜组G3，装配调整变得极为容易，这对于降低成本是有效的。而且，容纳透镜所需的空间减小，因此能够减小携带时的设备的大小。使用单透镜也使得能够良好地校正纵色像差。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，第一透镜组G1和第二透镜组G2在从广角端状态向远摄端状态变焦时移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且，第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加，并且第三透镜组G3固定。通过这种构造，可以通过一个凸轮鼓来控制变焦期间的每一个透镜组位置，并且结果，能够精确地控制变焦期间的像平面的位置。在变焦期间固定第三透镜组G3能够减小由于第三透镜组G3的位置移位导致的像散的变差。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，第一透镜组G1由三个透镜构成，该三个透镜从物体起按顺序为第一负透镜、第二负透镜和正透镜。通过这种构造，能够良好地校正广角端状态中产生的横色像差。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，构成第一透镜组G1的第一负透镜和第二负透镜中的至少一个具有非球面。通过这种构造，能够良好地校正广角端状态中产生的畸变。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，第二透镜组G2具有正透镜，并且构成第二透镜组G2的正透镜中的至少一个具有非球面。通过这种构造，能够良好地校正彗差。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间布置用于确定亮度的孔径光阑。通过这种构造，能够良好地校正变焦期间的球面像差的波动。
在根据本实施例的变焦镜头中，优选的是，用于切除不必要的外部光的光阑被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时移动。因为这种构造能够有效地切除广角端状态中的不必要的外部光，所以能够良好地校正广角端状态中的彗差。
图21示出具有作为图像捕获镜头ZL的变焦镜头的数字相机CAM(光学设备)，其构造如前面所述。
现在，将参考图23来描述制造具有上述构造的变焦镜头的方法。首先，在透镜镜筒中装配第一至第三透镜组(例如，图9中的第一至第三透镜组G1至G3)(步骤S1)。在这个装配步骤中，每一个透镜被布置为第一透镜组具有负折射光焦度，第二透镜组具有正折射光焦度，并且第三透镜组具有正折射光焦度。第二透镜组仅由三个或更多的胶合透镜构成，并且每一个透镜被布置为能够通过大体垂直于光轴地移位第二透镜组中最接近物体的胶合透镜来校正图像模糊(步骤S2)。当在透镜镜筒中装配每一个透镜时，可以沿着光轴按顺序一次一个地在透镜镜筒中装配每一个透镜，或可以在固定构件上集体地固定透镜的一部分或全部，然后，将其装配在透镜镜筒中。在象这样将每一个透镜组装配在透镜镜筒中后，检查每一个透镜组装配在透镜镜筒中的状态中是否形成物像，即每一个透镜的中心是否对齐，然后，检查变焦镜头的各种操作。各种操作的示例是：变焦操作，其中，执行从广角端状态向远摄端状态变焦的透镜组(例如，在该实施例中为第一透镜组G1、光阑S1、S2和第二透镜组G2)沿着光轴移动；聚焦操作，其中，执行从远距离的物体至近距离的物体的聚焦的透镜组(例如，在该实施例中为第三透镜组G3)沿着光轴移动；以及，手移动模糊校正操作，其中，透镜的至少一部分(例如，在该实施例中为第二透镜组G2的至少一部分)移动以具有与光轴正交的分量。检查各种操作的次序是任意的。根据这种制造方法，能够获得具有图像模糊校正功能的紧凑且超高图像质量的变焦镜头，与现有技术相比，其能够支持具有较大的大小和更高的分辨率的画面元件。
示例5至示例8
将参考附图来描述根据第二实施例的示例5至示例8。表5至表8是根据示例5至示例8的列出每一个数据的表。
(示例5)
将参考图9至图11和表5来描述示例5。图9是描述根据示例5的变焦镜头ZL(ZL1)的构造和从其广角端状态(W)向远摄端状态(T)的变焦镜头的图。如图9所示，根据示例5的变焦镜头ZL1从物体起按顺序包括具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3。
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2分别移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大，并且，第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：负弯月形透镜L11，其具有面向物体的凸表面；负弯月形透镜L12，其具有面向物体的凸表面；以及，正弯月形透镜L13，其具有面向物体的凸表面。
用于切除不必要的外部光的光阑S1被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第二透镜组G2由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜；双凸正透镜L23和双凹负透镜L24的胶合透镜；以及，具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L25和双凸正透镜L26的胶合透镜。
在这个示例中，通过下述方式来校正图像模糊：大体垂直于光轴地移位构成第二透镜组G2的胶合透镜中最接近物体的具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜。
用于调整光量的孔径光阑S2被布置在构成第二透镜组G2的双凸正透镜L22和双凸正透镜L23之间，并且，与第二透镜组G2一起在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
在第三透镜组G3和像平面I之间布置：布置在像平面I上的玻璃块G，诸如低通滤波器和红外线截断滤波器，用于截断超过画面元件(例如，CCD、CMOS)的临界分辨率的空间频率；以及，画面元件的传感器盖玻璃CV。
表5示出示例5的每一个数据值。表5中的表面编号1至23对应于图9中的表面1至23。在示例5中，第二表面、第八表面和第十八表面形成为非球面。
(表5)
[非球面数据]
第二表面
κ＝0.5090，A4＝7.82030E-06，A6＝1.10540E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第八表面
κ＝1.0000，A4＝-3.98800E-05，A6＝-7.73110E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第十八表面
κ＝1.0000，A4＝2.24470E-06，A6＝7.89090E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
如表5中的数据表所示，根据这个示例的变焦镜头ZL1满足所有的条件表达式(3)至(6)。
图10至图11是示出根据示例1的变焦镜头ZL1的各种像差的图形，图10A是示出在广角端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图10B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图10C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。图11A是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在广角端状态中聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图11B是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图11C是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。
在示出像差的每一个图形中，FNo表示F数，并且Y表示像高。在示出球面像差的图形中，实线表示球面像差，并且虚线表示正弦条件。在示出像散的图形中，实线表示矢状像面，并且虚线表示子午像面。在示出彗差的图形中，实线指示子午彗差。示出像差的图形上的说明通用于其他示例，在其他示例中省略此说明。
在示例5中，如关于像差的各图形所示，在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中良好地校正各种像差，并且展示了良好的图像形成性能。
(示例6)
将参考图12至图14和表2来描述示例6。图12是描述根据示例6的变焦镜头ZL(ZL2)的构造和从其广角端状态(W)向远摄端状态(T)的变焦镜头的图。如图12中所示，根据示例6的变焦镜头ZL2从物体起按顺序包括具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3。
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2分别移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大，并且，第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：负弯月形透镜L11，其具有面向物体的凸表面；负弯月形透镜L12，其具有面向物体的凸表面；以及，正弯月形透镜L13，其具有面向物体的凸表面。
用于切除不必要的外部光的光阑S1被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第二透镜组G2由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜；具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23和具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L24的胶合透镜；以及，具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L25和双凸正透镜L26的胶合透镜。
在这个示例中，通过下述方式来校正图像模糊：大体垂直于光轴地移位构成第二透镜组G2的胶合透镜中最接近物体的具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜。
用于调整光量的孔径光阑S2被布置在构成第二透镜组G2的双凸正透镜L22和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23之间，并且，与第二透镜组G2一起在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
在第三透镜组G3和像平面I之间布置：布置在像平面I上的玻璃块G，诸如低通滤波器和红外线截断滤波器，用于截断超过画面元件(例如，CCD、CMOS)的临界分辨率的空间频率；以及，画面元件的传感器盖玻璃CV。
表6示出示例6的每一个数据值。表6中的表面编号1至23对应于图12中的表面1至23。在示例6中，第二表面、第八表面和第十八表面形成为非球面。
(表6)
[非球面数据]
第二表面
κ＝0.4995，A4＝8.00570E-06，A6＝1.10200E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第八表面
κ＝1.0000，A4＝-4.18390E-05，A6＝-9.30920E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第十八表面
κ＝1.0000，A4＝2.09510E-06，A6＝7.83470E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
如表6中的数据表所示，根据这个示例的变焦镜头ZL2满足所有的条件表达式(3)至(6)。
图13至图14是示出根据示例6的变焦镜头ZL2的各种像差的图形，图13A是示出在广角端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图13B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图13C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。图14A是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在广角端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图14B是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图14C是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。
在示例6中，如关于像差的各图形所示，在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中良好地校正各种像差，并且展示了良好的图像形成性能。
(示例7)
将参考图15至图17和表7来描述示例7。图15是描述根据示例7的变焦镜头ZL(ZL3)的构造和从其广角端状态(W)向远摄端状态(T)的变焦镜头的图。如图15中所示，根据示例7的变焦镜头ZL3从物体起按顺序包括具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3。
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2分别移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大，并且，第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：负弯月形透镜L11，其具有面向物体的凸表面；负弯月形透镜L12，其具有面向物体的凸表面；以及，正弯月形透镜L13，其具有面向物体的凸表面。
用于切除不必要的外部光的光阑S1被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第二透镜组G2由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜；具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23和具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L24的胶合透镜；以及，具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L25和双凸正透镜L26的胶合透镜。
在这个示例中，通过下述方式来校正图像模糊：大体垂直于光轴地移位构成第二透镜组G2的胶合透镜中最接近物体的具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜。
用于调整光量的孔径光阑S2被布置在构成第二透镜组G2的双凸正透镜L22和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23之间，并且，与第二透镜组G2一起在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
在第三透镜组G3和像平面I之间布置：布置在像平面I上的玻璃块G，诸如低通滤波器和红外线截断滤波器，用于截断超过画面元件(例如，CCD、CMOS)的临界分辨率的空间频率；以及，画面元件的传感器盖玻璃CV。
表7示出示例7的每一个数据值。表7中的表面编号1至23对应于图15中的表面1至23。在示例7中，第二表面、第八表面和第十八表面形成为非球面。
(表7)
[非球面数据]
第二表面
κ＝0.4970，A4＝7.96450E-06，A6＝1.06220E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第八表面
κ＝1.0000，A4＝-4.72990E-05，A6＝-1.58230E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第十八表面
κ＝1.0000，A4＝2.00560E-06，A6＝7.62370E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
如表7中的数据表所示，根据这个示例的变焦镜头ZL3满足所有的条件表达式(3)至(6)。
图16至图17是示出根据示例7的变焦镜头ZL3的各种像差的图形，图16A是示出在广角端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图16B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图16C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。图17A是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在广角端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图17B是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图17C是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。
在示例7中，如关于像差的各图形所示，在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中良好地校正各种像差，并且展示了良好的图像形成性能。
(示例8)
将参考图18至图20和表8来描述示例8。图18是描述根据示例8的变焦镜头ZL(ZL4)的构造和从其广角端状态(W)向远摄端状态(T)的变焦镜头的图。如图18所示，根据示例8的变焦镜头ZL4从物体起按顺序包括具有负折射光焦度的第一透镜组G1、具有正折射光焦度的第二透镜组G2和具有正折射光焦度的第三透镜组G3。
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第一透镜组G1和第二透镜组G2分别移动，使得第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大，并且，第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：负弯月形透镜L11，其具有面向物体的凸表面；负弯月形透镜L12，其具有面向物体的凸表面；以及，正弯月形透镜L13，其具有面向物体的凸表面。
用于切除不必要的外部光的光阑S1被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第二透镜组G2由下述透镜构成，所述透镜从物体起按顺序为：具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜；具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23和具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L24的胶合透镜；以及，具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L25和双凸正透镜L26的胶合透镜。
在这个示例中，通过下述方式来校正图像模糊：大体垂直于光轴地移位构成第二透镜组G2的胶合透镜中最接近物体的具有面向物体的凸表面的负弯月形透镜L21和双凸正透镜L22的胶合透镜。
用于调整光量的孔径光阑S2被布置在构成第二透镜组G2的双凸正透镜L22和具有面向物体的凸表面的正弯月形透镜L23之间，并且，与第二透镜组G2一起在从广角端状态向远摄端状态变焦时向物体移动。
第三透镜组G3由双凸正透镜L31构成。
在第三透镜组G3和像平面I之间布置：布置在像平面I上的玻璃块G，诸如低通滤波器和红外线截断滤波器，用于截断超过画面元件(例如，CCD、CMOS)的临界分辨率的空间频率；以及，画面元件的传感器盖玻璃CV。
表8示出示例8的每一个数据值。表8中的表面编号1至23对应于图18中的表面1至23。在示例8中，第二表面、第八表面和第十八表面形成为非球面。
(表8)
[非球面数据]
第二表面
κ＝0.5074，A4＝7.91410E-06，A6＝1.13200E-07，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第八表面
κ＝1.0000，A4＝-4.17380E-05，A6＝-8.31640E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
第十八表面
κ＝1.0000，A4＝2.41550E-06，A6＝8.03010E-08，A8＝0.00000E+00，A10＝0.00000E+00
如表8中的数据表所示，根据这个示例的变焦镜头ZL4满足所有的条件表达式(3)至(6)。
图19至图20是示出根据示例8的变焦镜头ZL4的各种像差的图形，图19A是示出在广角端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图19B是示出在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图19C是示出在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。图20A是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在广角端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，图20B是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在中间焦距状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形，并且图20C是示出在校正图像模糊后(在移位0.1mm后)在远摄端状态中在聚焦在无限远时的变焦镜头的各种像差的图形。
在示例8中，如关于像差的各图形所示，在从广角端状态到远摄端状态的每一个焦距状态中良好地校正各种像差，并且展示了良好的图像形成性能。
在第一和第二实施例中，能够在不降低光学性能的范围内采用下面的内容。
在每一个示例中，示出了由三个透镜组构成的变焦镜头，但是本发明也可以被应用到使用诸如四个透镜组的不同数量的透镜组的构造。在该构造中，透镜或者透镜组可以添加到最接近物体的一侧，或透镜或者透镜组可以添加到最接近像的一侧。“透镜组”表示具有被在变焦时改变的空气间隔隔离的至少一个透镜的部分。
在本实施例中，单个或多个透镜组或部分透镜组可以被设计为聚焦透镜组，该聚焦透镜组通过在光轴方向上移动来执行从无限远处的物体至近距离处的物体的聚焦。这个聚焦透镜组可以被应用到自动聚焦，并且也适合于驱动用于自动聚焦的电机(例如，使用超声波电机来驱动)。特别优选的是，第三透镜组被设计为聚焦透镜组。
在本实施例中，透镜组或部分透镜组可以被设计为防振透镜组，该防振透镜组通过在垂直于光轴的方向上移动透镜组或部分透镜组或在包括光轴的平面内方向上旋转(振荡)透镜组或部分透镜组来校正由手移动产生的图像模糊。特别优选的是，第二透镜组的至少一部分被设计为防振透镜组。
在本实施例中，透镜表面可以形成为球面或平面或非球面。如果透镜表面是球面或平面，则透镜处理、组装和调整容易，并且能够防止由于在加工、组装和调整中的误差引起的光学性能的变差，这是想要的。即使像平面移位，也不非常影响绘制性能，这是想要的。如果透镜表面是非球面，则非球面可以是下述中的任何非球面：通过细磨产生的非球面；通过使用模具以非球面形状形成玻璃而产生的玻璃模制非球面；以及，通过在将成为非球面形状的图形的表面上形成树脂来产生的复合非球面。透镜表面可以是衍射表面，并且透镜可以是折射率分布的透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
在本实施例中，优选的是，在第二透镜组之间或附近布置孔径光阑，但是，孔径光阑的角色可以由透镜框代替，而不布置单独的元件作为孔径光阑。
在本实施例中，每一个透镜表面可以被涂布有在宽波长区域中具有高透射率的抗反射膜，以便减少杂散光和幻像，并且实施具有高对比度的高光学性能。
本实施例的变焦镜头(变焦光学系统)的变焦比是大约1.5至6。
在本实施例的变焦镜头(变焦光学系统)中，优选的是，第一透镜组具有一个正透镜部件和两个负透镜部件。优选的是，从物体起按顺序将透镜部件布置为负、负、正的顺序，并且在其间存在空气间隔。
在本实施例的变焦镜头(变焦光学系统)中，优选的是，第二透镜组具有两个正透镜部件和一个负透镜部件。优选的是，从物体起按顺序将透镜部件布置为正、正、负的顺序，并且在其间存在空气间隔。
在本实施例的变焦镜头(变焦光学系统)中，优选的是，第三透镜组具有一个正透镜部件。
如上所述，本发明能够提供紧凑且超高图像质量的变焦镜头和光学设备和一种变焦镜头的制造方法，其适于使用固态画面元件的摄像机和电子相机，并且与现有技术相比，能够支持具有较大尺寸和较大分辨率的画面元件而且具有图像模糊校正功能。
利用实施例中的构造要求描述了本发明，但是不必说，本发明不限于这些实施例。
如此描述了本发明，显然的是，可以以许多方式来改变本发明。这样的变化不被认为偏离本发明的精神和范围，并且对于本领域内的技术人员来说显然的是，所有这样的修改意在被包括在所附的权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种变焦镜头，所述变焦镜头从物体起按顺序包括：具有负折射光焦度的第一透镜组、具有正折射光焦度的第二透镜组和具有正折射光焦度的第三透镜组，其中
所述第二透镜组具有三个或更多的胶合透镜，并且
满足下面的条件表达式：
3.00<Dt23/Dt3i<30.00
其中，Dt23表示在远摄端状态中第二透镜组和第三透镜组之间的距离，并且Dt3i表示在远摄端状态中从所述第三透镜组至像平面的空气换算的距离。
2.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，满足下面的条件表达式：
0.10<f2/f3<0.50
其中，f2表示所述第二透镜组的焦距，并且f3表示所述第三透镜组的焦距。
3.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第三透镜组仅由单透镜构成。
4.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，在从广角端状态向远摄端状态变焦时，
所述第一透镜组和所述第二透镜组移动使得所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离减小，并且所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离增大，并且所述第三透镜组在变焦期间固定。
5.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第一透镜组至少由三个透镜构成，所述三个透镜从物体起按顺序为第一负透镜、第二负透镜和正透镜。
6.根据权利要求5所述的变焦镜头，其中，构成所述第一透镜组的所述第一负透镜和所述第二负透镜中的至少一个具有非球面。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第二透镜组具有正透镜，并且
所述正透镜中的至少一个具有非球面。
8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，在所述第二透镜组中布置用于确定亮度的孔径光阑。
9.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，用于切除不必要的外部光的光阑被布置在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时移动。
10.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，通过在基本上垂直于光轴的方向上移位所述第二透镜组中最接近物体的胶合透镜来校正图像模糊。
11.根据权利要求10所述的变焦镜头，其中，满足下面的条件表达式：
0.001<f2F/f2M<0.500
其中，f2F表示所述第二透镜组中最接近物体的胶合透镜的焦距，并且f2M表示所述第二透镜组中第二接近物体的胶合透镜的焦距。
12.根据权利要求10所述的变焦镜头，其中，满足下面的条件表达式：
0.01<f2F/f2MR<0.2
其中，f2F表示所述第二透镜组中最接近物体的胶合透镜的焦距，并且f2MR表示所述第二透镜组中第二和第三接近物体的胶合透镜的组合焦距。
13.一种光学设备，包括根据权利要求1所述的变焦镜头。
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