CN101344636B - 三单元变焦透镜***和利用其的图像拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三单元变焦透镜***和利用其的图像拾取装置。该三单元变焦透镜***从物体侧起按顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元G1；具有正屈光力的第二透镜单元G2；具有负屈光力的第三透镜单元G3；以及孔径光阑，其处于该第一透镜单元G1的像侧并处于和该第二透镜单元G2的最靠近像侧的透镜表面的物体侧，并且随该第二透镜单元一起整体地移动。在从广角端向望远端变焦时，该第一透镜单元G1与该第二透镜单元G2之间的距离变窄，并且该第二透镜单元G2与该第三透镜单元G3之间的距离改变。该第二透镜单元G2在从广角端向望远端变焦时向物体侧移动。相对于广角端，在望远端，该第三透镜单元G3移动定位在物体侧。该三单元变焦透镜***满足预定条件表达式。

Description

三单元变焦透镜***和利用其的图像拾取装置

技术领域

本发明涉及小型三单元变焦透镜***，和使用该三单元变焦透镜***的诸如紧凑型数字摄像机的图像拾取装置。 

背景技术

在诸如数字摄像机和录像机的图像拾取装置中，寻求高图像质量、高缩放倍率以及薄透镜框。例如，迄今已知如在日本专利申请特开公报2004-333572中所述的包括具有负屈光力的第一透镜单元、具有正屈光力的第二透镜单元以及具有负屈光力的第三透镜单元的一种变焦透镜***。该变焦透镜***具有比较有利的光学性能，同时确保大约4倍的高缩放倍率。 

在上述公报中的变焦透镜***中，因为第三透镜单元的轴厚度较厚，所以当变焦透镜***处于缩入状态时不便于变薄。 

而且，在上述公报中的变焦透镜***中，从广角端向望远端的缩放倍率载荷集中于第二透镜单元。第三透镜单元很少具有或没有缩放倍率载荷。第二透镜单元的移动量增加。因此，变焦透镜的总长度变大。 

而且，近来，已知如在日本专利申请特开2006-351972中所述的一种图像拾取元件，该图像拾取元件即使入射在环绕图像拾取元件的图像拾取区域的一部分上的入射光线的角变大也能拾取有利图像。 

发明内容

本发明鉴于上述情况作出，并且本发明的一个目的是提供一种有利于确保变焦比、小型化、重量轻以及光学性能的变焦透镜***。而且，本发明的另一目的是提供一种包括这种变焦透镜***的电子图像拾取装置。 

根据本发明的第一方面，提供了一种三单元变焦透镜***，该三单元变焦透镜***从物体侧起按顺序包括： 

具有负屈光力的第一透镜单元； 

具有正屈光力的第二透镜单元； 

具有负屈光力的第三透镜单元；以及 

孔径光阑(aperture stop)，该孔径光阑处于该第一透镜单元的像侧并处于该第二透镜单元的物体侧，并且， 

在从广角端向望远端变焦时，该第一透镜单元与该第二透镜单元之间的距离变窄，并且该第二透镜单元与该第三透镜单元之间的距离改变，并且 

该第二透镜单元在从广角端向望远端变焦时向物体侧移动，而 

该第三透镜单元移动，从而相对于广角端，在望远端定位在物体侧处，并且 

该三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式： 

f_t/f_w＞3.8...(1) 

d_G3/f_w＜1.0...(2) 

其中， 

f_w表示该三单元变焦透镜***在广角端的焦距， 

f_t表示该三单元变焦透镜***在望远端的焦距，而 

d_G3表示该第三透镜单元的光轴厚度。 

根据本发明的第二方面，提供了一种三单元变焦透镜***，该三单元变焦透镜***从物体侧起按顺序包括： 

具有负屈光力的第一透镜单元； 

具有正屈光力的第二透镜单元； 

具有负屈光力的第三透镜单元；以及 

孔径光阑，该孔径光阑处于该第一透镜单元的像侧并处于该第二透镜单元的物体侧，并且随该第二透镜单元一起整体地移动，其中， 

在从广角端向望远端变焦时，该第一透镜单元与该第二透镜单元之间的距离变窄，并且该第二透镜单元与该第三透镜单元之间的距离改变，并且 

该第二透镜单元在从广角端向望远端变焦时向物体侧移动，而 

该第三透镜单元移动，从而相对于广角端，在望远端定位在物体侧处，并且 

该三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式： 

3.8＜f_t/f_w＜5.5...  (21) 

2.0＜β₂(t)/β₂(w)＜3.2...  (22) 

1.2＜β₃(t)/β₃(w)＜1.8...  (23) 

其中， 

f_t表示该三单元变焦透镜***在广角端的焦距， 

f_w表示该三单元变焦透镜***在望远端的焦距， 

β₂(w)表示在广角端该第二透镜单元的横向缩放倍率， 

β₂(t)表示在望远端该第二透镜单元的横向缩放倍率， 

β₃(w)表示在广角端该第三透镜单元的横向缩放倍率，而 

β₃(t)表示在望远端该第三透镜单元的横向缩放倍率。 

而且，可以通过组合根据本发明的三单元变焦透镜***，和将通过该三单元变焦透镜***形成的光学图像转换成电信号的图像拾取元件来形成一种图像拾取装置。 

附图说明

图1A、图1B以及图1C是示出了根据本发明的变焦透镜***的第一实施方式的在无限远物体点聚焦时的光学排布结构的沿光轴的透镜截面图，其中，图1A示出了在广角端的状态，图1B示出了中间状态，而图1C示出了在望远端的状态； 

图2A、图2B以及图2C是根据本发明的变焦透镜***的第二实施方式的分别与图1A、图1B以及图1C类似的图； 

图3A、图3B以及图3C是根据本发明的变焦透镜***的第三实施方式的分别与图1A、图1B以及图1C类似的图； 

式的在无限远物体点聚焦时的球面像差、像散、畸变以及缩放倍率色差的图，其中，图6A示出了在广角端的状态，图6B示出了中间状态，而图6C示出了在望远端的状态； 

图7A、图7B以及图7C是根据第二实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图6A、图6B以及图6C类似的图； 

图8A、图8B以及图8C是根据第三实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图6A、图6B以及图6C类似的图； 

图9A、图9B以及图9C是根据第四实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图6A、图6B以及图6C类似的图； 

图10A、图10B以及图10C是根据第五实施方式的在无限远物体点聚焦时的分别与图6A、图6B以及图6C类似的图； 

图11是描述修正畸变的图； 

图12是示出了并入有根据本发明的变焦透镜***的数字摄像机的外观的正面立体图； 

图13是图12中的数字摄像机的背面立体图； 

图14是图12中的数字摄像机的截面图；以及 

图15是数字摄像机的主要组件的内部电路的结构框图。 

具体实施方式

下面，对本发明的第一类型(根据本发明的第一方面)的三单元变焦透镜***进行说明。 

在本发明中，三单元变焦透镜***具有这样的基本结构，即，其从物体侧起按顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元，具有正屈光力的第二透镜单元，以及具有负屈光力的第三透镜单元；并且在从广角端向 望远端变焦时，该第一透镜单元与该第二透镜单元之间的距离变窄，并且该第二透镜单元与该第三透镜单元之间的距离改变，并且该第二透镜单元在从广角端向望远端变焦时向物体侧移动，而该第三透镜单元与广角端相对地，移动定位在望远端的物体侧处。 

按这种方式，通过使第一透镜单元的屈光力为负，有利于确保像角、使尺寸沿径向方向较小，以及缩减形成变焦透镜***的透镜单元数。透镜单元数上的减少还有利于减少透镜数。结果，这导致透镜框变薄并且成本减少。 

而且，通过具有正屈光力的第二透镜单元改变与第一透镜单元的距离，第二透镜单元充任伸缩器(variator)，并且通过在从广角端向望远端变焦时从物体侧向图像侧移动来增加缩放倍率。 

而且，通过将负屈光力赋予第三透镜单元，通过相对于广角端在望远端将第三透镜单元向物体侧移动来实现缩放倍率增加的效果。 

通过在从广角端向望远端变焦时增加缩放倍率，在两个透镜单元中，即，在第二透镜单元和第三透镜单元中，可以由各透镜单元以较小的移动量来分担缩放倍率的增加。结果，可以使得变焦透镜***的总长度较小，并且可以维持图像质量良好。 

因为作为最终透镜单元的第三透镜单元具有负屈光力，所以整个变焦透镜***的屈光力分布的对称性变得良好，并且与第一透镜单元的负屈光力平衡。因此，可以提供平衡了纵像差和斜像差而不会造成出现需要之外的畸变和像平面曲率的变焦透镜***。 

根据本发明的三单元变焦透镜***还包括孔径光阑，该孔径光阑处于该第一透镜单元的像侧，并处于该第二透镜单元的最靠近像侧的透镜表面的物体侧，并且随该第二透镜单元一起整体地移动。 

通过按这种方式构造一种结构，可以抑制入射在第一透镜单元上的离轴光线的高度，并且使得第一透镜单元沿径向方向的尺寸变小。而且，可以使得第二透镜单元沿径向方向的尺寸变小，并且有利于尺寸缩减和确保第二透镜单元的正屈光力。而且，可以防止出射光瞳过于靠近图像拾取元件。而且，由于孔径光阑随第二透镜单元一起整体地移动，因而，可以构造简单的驱动机构，有利于简化结构。 

而且，使根据本发明的三单元变焦透镜***具有满足下面的条件表达式的结构。 

f_t/f_w＞3.8...(1) 

d_G3/f_w＜1.0...(2) 

其中， 

f_w表示该三单元变焦透镜***在广角端的焦距， 

f_t表示该三单元变焦透镜***在望远端的焦距，而 

d_G3表示该第三透镜单元的光轴厚度。 

条件表达式(1)是指定变焦比的表达式，并且优选的是，通过构造一种排布结构使值不低于条件表达式(1)中的下限值来确保变焦比。 

条件表达式(2)是指定第三透镜单元的光轴厚度的表达式。优选的是，通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(2)中的上限值来实现第三透镜单元的变薄。 

而且，优选的是，构造一种结构，使得三单元变焦透镜***满[0075] 而且，优选的是，构造一种结构，使得三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式中的任一个。 

3＜D_w/f_w＜8...(3) 

0.3＜D_t/f_t＜1.8...(4) 

其中， 

D_w表示该三单元变焦透镜***在广角端的总光轴长度， 

D_t表示该三单元变焦透镜***在望远端的总光轴长度，并且 

该总光轴长度是该三单元变焦透镜***的通过将以空气换算长度表达的后焦距(back focus)添加至从最靠近物体的透镜的入射表面起直达最靠近图像的透镜的出射表面的光轴厚度所获取的长度。 

条件表达式(3)和(4)是指定三单元变焦透镜***的优选总长度的表达式。通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(3)和(4)中的上限值，有利于在使用时变薄。而且，通过构造一种排布结构，使得值不低于条件表达式(3)和(4)中的下限值，使得抑制各透镜单元的屈光力，并且缩减纵像差和斜像差变得容易。 

而且，优选的是，在从广角端向望远端变焦时，该第二透镜单元和该第三透镜单元满足下面的条件表达式。 

0.3＜ΔG₃/ΔG₂＜1.2...(5) 

其中， 

ΔG₂表示该第二透镜单元的望远端的位置相对广角端的位置的变化量， 

ΔG₃表示该第三透镜单元的望远端的位置相对广角端的位置的变化量，并且 

使物体侧的变化成为正标号。 

条件表达式(5)是指出了第二透镜单元和第三透镜单元的移动量的优选比率的表达式。通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(5)中的上限值，并且值不低于条件表达式(5)中的下限值，缩减了在第二透镜单元和第三透镜单元变焦时移动量的偏差，并且有利于使得变焦透镜***变小。 

而且，优选的是，该第一透镜单元具有最靠近物体设置的负透镜，并且满足下面的条件表达式。 

0.0＜(r_L11+r_L12)/(r_L11-r_L12)＜3.0...(6) 

其中， 

r_L11表示该第一透镜单元中最靠近物体的该负透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，而 

r_L12表示该第一透镜单元中最靠近物体侧的该负透镜的像侧表面的近轴曲率半径。 

条件表达式(6)是与三单元变焦透镜***的第一透镜单元中最靠近物体的透镜的形状有关的表达式。通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(6)中的下限值，抑制第一透镜单元中的最靠近物体的透镜表面的曲率以及抑制斜像差变得容易。 

而且，通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(6)中的上限值，可以防止负透镜相对于负透镜的主点(principal point)过度靠近物体，并且有利于使得尺寸变小。 

而且，优选的是，当该三单元变焦透镜***中透镜总数用N表示时，该三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式。 

5≤N≤8...  (7) 

通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(7)中的上限值，有利于成本缩减，并且使得在镜筒缩入时尺寸变小。 

通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(7)中的下限值，变得容易具有光学性能并且确保变焦比。 

而且，优选的是，该第二透镜单元包括由正透镜和负透镜组成的粘合透镜，并且该第二透镜单元中的该负透镜的阿贝(Abbe)数小于该第二透镜单元中的该正透镜的阿贝数。 

为了修正易于在望远端出现的纵向色差，优选的是，使实现上述结构，并且将消色差赋予第二透镜单元。 

而且，在根据本发明的三单元变焦透镜***中，优选的是，该第三透镜单元的透镜总数为一个。通过以一个透镜来构造第三透镜单元，可以缩减在镜筒缩入时的厚度，并且可以抑制成本。 

而且，在根据本发明的三单元变焦透镜***中，优选的是，该第二透镜单元的两个表面，即，最靠近物体的透镜表面和最靠近图像的透镜表面都是非球面表面。 

通过使得第二透镜单元的最靠近物体的透镜表面和最靠近图像的透镜表面成为非球面表面，有利的是，有利地修正在从广角端直到望远端的所有状态下的球面像差。 

而且，可以使用上述三单元变焦透镜***中的任一种作为图像拾取装置的图像形成透镜。换句话说，优选的是，使该图像拾取装置成为这样的图像拾取装置，即，其包括：三单元变焦透镜***；和图像拾取元件，该图像拾取元件设置在该三单元变焦透镜***的像侧，并且将该三单元变焦透镜***形成的光学图像转换成电信号，并且该三单元变焦透镜***是上述三单元变焦透镜***中的任一种。因此，有利于使得装置的尺寸变小。 

而且，优选的是，所述图像拾取装置包括：图像转换部，该图像转 换部将包括因该三单元变焦透镜***而造成的畸变在内的电信号转换成通过图像处理修正了该畸变的图像信号。通过允许三单元变焦透镜***的畸变，有利于缩减透镜数并且使得三单元变焦透镜***的尺寸变小。 

而且，在根据本发明的图像拾取装置中，优选的是，在该三单元变焦透镜***的广角端的状态下，由光轴和从该三单元变焦透镜***出射的定向到该图像拾取元件的有效图像拾取区域的最大像高的主光线所形成的角满足下面的条件表达。 

-40°＜EX(w)＜-11 °...  (8) 

其中， 

EX(w)表示由光轴和从该三单元变焦透镜***出射的定向到该图像拾取元件的有效图像拾取区域的最大像高的主光线所形成的角。 

通过使用允许满足条件表达式(8)的出射角的大小的图像拾取元件，可以将强负屈光力赋予第三透镜单元。 

通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(8)中的上限值，使得容易将充足的负屈光力赋予第三透镜单元，并且有利于缩减三单元变焦透镜***的总长度，并且改进了光学性能。因此，是便利的。 

而且，通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(8)中的下限  值，抑制了出射角变得过度大，并且有利于确保斜入射光。因此，是优选的。 

当三单元变焦透镜***具有聚焦功能时，使上述条件表达式的每一个都成为在最长可能距离聚焦的状态下的一种结构。 

优选的是，通过移动第三透镜单元来实现聚焦，事实上，这容易缩减驱动载荷。当然，可以是整个变焦透镜***被拉出的聚焦方法，或可以是第一透镜单元被拉出的聚焦方法。 

优选的是，在条件表达式(1)中设置了上限值，并且构造一种结构，使得值不高于8.0，并且更优选的是，该值不高于5.5。 

优选的是，在条件表达式(2)中设置了下限值，并且构造一种结构，使得该值不低于0.05，并且更优选的是，该值不低于0.1。 

因此，变得容易维持透镜的强度。 

优选的是，使上限值为0.5，并且上限值0.3更优选。 

优选的是，使条件表达式(3)中的下限值为4，并且下限值5更优选。 

优选的是，使条件表达式(3)中的上限值为7，并且上限值6.5更优选。 

优选的是，使条件表达式(4)中的下限值为0.6，并且下限值1.0更优选。 

优选的是，使条件表达式(4)中的上限值为1.7，并且上限值1.6更优选。 

优选的是，使条件表达式(5)中的下限值为0.6，并且下限值0.9更优选。 

优选的是，使条件表达式(5)中的上限值为1.1，并且上限值1.05更优选。 

优选的是，使条件表达式(6)中的下限值为0.3，并且下限值0.5更优选。 

优选的是，使条件表达式(6)中的上限值为1.5，并且上限值1.0更优选。 

优选的是，使条件表达式(8)中的下限值为-30.0°，并且下限值-25.0°更优选。 

优选的是，使条件表达式(8)中的上限值为-12.0°，并且上限值-15.0°更优选。 

接下来，对根据本发明的第二方面的三单元变焦透镜***进行说明。 

在本发明中，三单元变焦透镜***具有这样的基本结构，即，其从物体侧起按顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元、具有正屈光力的第二透镜单元，以及具有负屈光力的第三透镜单元，并且在从广角端向望远端变焦时，该第一透镜单元与该第二透镜单元之间的距离变窄，并且该第二透镜单元与该第三透镜单元之间的距离改变，并且该第二透镜单元在从广角端向望远端变焦时向物体侧移动，而该第三透镜单元与广角端相对地，移动定位在望远端的物体侧处。 

按这种方式，通过使第一透镜单元的屈光力为负，有利于确保像角、使尺寸沿径向方向变小，以及缩减形成变焦透镜***的透镜单元数。 

透镜单元数上的减少还有利于减少透镜数。结果，这导致透镜框变薄并且成本减少。 

而且，通过具有正屈光力的第二透镜单元改变与第一透镜单元的距离，第二透镜单元充任伸缩器，并且通过在从广角端向望远端变焦时从物体侧向图像侧移动来增加缩放倍率。 

而且，通过将负屈光力赋予第三透镜单元，通过相对于广角端在望远端将第三透镜单元向物体侧移动来实现缩放倍率的增加的效果。 

通过在从广角端向望远端变焦时增加缩放倍率，在两个透镜单元中，即，在第二透镜单元和第三透镜单元中，可以由各透镜单元移动较小量来分担实现缩放倍率的增加的效果。结果，可以使得变焦透镜***的总长度较小，并且可以维持图像质量良好。 

因为作为最终透镜单元的第三透镜单元具有负屈光力，所以整个变焦透镜***的屈光力分布的对称性变得有利。因此，与第一透镜单元的负屈光力平衡。从而，不会生成需要以上的诸如畸变的像差和像平面曲率。结果，可以提供平衡了纵像差和斜像差的变焦透镜***。 

根据本发明的三单元变焦透镜***还包括孔径光阑，该孔径光阑处于该第一透镜单元的像侧并处于该第二透镜单元的最靠近像侧的透镜表面的物体侧，并且随该第二透镜单元一起整体地移动。 

通过按这种方式构造一种结构，可以抑制入射在第一透镜单元上的离轴光线的高度，并且使得第一透镜单元沿径向方向的尺寸变小。而且，可以使得第二透镜单元的沿径向方向的尺寸变小，并且有利于尺寸缩减并且确保第二透镜单元的正屈光力。而且，可以防止出射光瞳过于靠近图像拾取元件。而且，由于孔径光阑随第二透镜单元一起整体地移动，因而，可以构造简单的驱动机构，有利于简化结构。 

而且，使根据本发明的三单元变焦透镜***具有满足下面的条件表达式的结构。 

3.8＜f_t/f_w＜5.5...  (21) 

2.0＜β₂(t)/β₂(w)＜3.2...  (22) 

1.2＜β₃(t)/β₃(w)＜1.8...  (23) 

其中， 

f_t表示该三单元变焦透镜***在广角端的焦距， 

f_w表示该三单元变焦透镜***在望远端的焦距， 

β₂(w)表示在广角端该第二透镜单元的横向缩放倍率， 

β₂(t)表示在望远端该第二透镜单元的横向缩放倍率， 

β₃(w)表示在广角端该第三透镜单元的横向缩放倍率，而 

β₃(t)表示在望远端该第三透镜单元的横向缩放倍率。 

条件表达式(21)是指定变焦比的表达式，并且优选的是，通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(21)中的下限值来确保变焦比。而且，通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(21)中的上限值，有利于抑制第二透镜单元和第三透镜单元的缩放倍率载荷，并且总长度变短。 

条件表达式(22)是指定第二透镜单元的从广角端到望远端的缩放倍率载荷的表达式，而条件表达式(23)是指定第三透镜单元的缩放倍率载荷的表达式。 

通过不仅将缩放倍率载荷赋予第二透镜单元而且赋予第三透镜单元，可以防止第二透镜单元的缩放倍率载荷极其大，并且防止缩放时移动量和像差波动。 

通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(22)中的下限值，可以容易地防止总长度增加和因第三透镜单元的缩放倍率载荷的过度增加而造成的像差波动。 

通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(22)中的上限值，有利于抑制第二透镜单元的缩放倍率载荷，并且缩短总长度。 

通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(23)中的下限值，可以容易缩减第二透镜单元的缩放倍率载荷，并且防止总长度增加和变焦时的像差波动。 

通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(23)中的上限值， 容易抑制第三透镜单元的缩放倍率载荷，并且抑制第三透镜单元的移动量。 

而且，优选的是，根据本发明的三单元变焦透镜***满足下面多种结构中的一种。 

在根据本发明的三单元变焦透镜***中，优选的是，该第三透镜单元包括具有弯月形状的负透镜元件，并且满足下面的条件表达式。 

-20＜(r_L31+r_L32)/(r_L31-r_L32)＜-1.0...(24) 

其中， 

r_L31表示该第三透镜单元中的该负透镜元件的物体侧表面的近轴曲率半径，而 

r_L32表示该第三透镜单元中的该负透镜元件的像侧表面的近轴曲率半径，和 

透镜组件，该透镜组件是仅具有两个表面的透镜，即，与光穿过的区域中的空气接触的入射表面和出射表面，并且该透镜组件意指单个透镜或粘合透镜。 

条件表达式(24)是指定第三透镜单元中的负透镜元件的优选形状的表达式。通过满足条件表达式(24)，有利于确保特别是广角端处的离轴光学性能。 

通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(24)中的下限值，容易抑制负透镜元件的入射表面和出射表面的曲率，并且抑制出现像差。 

通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(24)中的上限值，容易使入射在负透镜上的光线的入射角变小，并且有利于主要抑制斜像差。 

而且，优选的是，根据本发明的三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式。 

3＜D_w/f_w＜8...(25) 

0.3＜D_t/f_t＜1.8...(26) 

其中， 

D_w表示该三单元变焦透镜***在广角端的总光轴长度， 

D_t表示该三单元变焦透镜***在望远端的总光轴长度，并且 

该总光轴长度是该三单元变焦透镜***的通过将以空气换算长度表达的后焦距添加至从最靠近物体的透镜的入射表面起直达最靠近图像的透镜的出射表面的光轴厚度所获取的长度。 

条件表达式(25)和(26)是指定三单元变焦透镜***的优选总长度的表达式。通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(25)和(26)中的上限值，有利于在使用时变薄。而且，通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(25)和(26)中的下限值，容易抑制每一个透镜单元的屈光力，并且缩减纵像差和斜像差。 

而且，优选的是，在从广角端向望远端变焦时，该第二透镜单元和该第三透镜单元满足下面的条件表达式。 

0.3＜ΔG₃/ΔG₂＜1.2...(27) 

其中， 

其中， 

ΔG₂表示该第二透镜单元的望远端的位置相对广角端的位置的变化量， 

ΔG₃表示该第三透镜单元的望远端的位置相对广角端的位置的变化量，并且 

使物体侧的变化成为正标号。 

条件表达式(27)是表示第二透镜单元和第三透镜单元的移动量的优选比率的表达式。通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(27)中的上限值，并且值不低于条件表达式(27)中的下限值，缩减了在第二透镜单元和第三透镜单元变焦时移动量上的偏差，并且有利于使得变焦透镜***变小。 

而且，优选的是，该第一透镜单元具有最靠近物体侧的负透镜，并且满足下面的条件表达式。 

0.0＜(r_L11+r_L12)/(r_L11-r_L12)＜3.0...(28) 

其中， 

r_L11表示该第一透镜单元中最靠近物体侧的该负透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，而 

r_L12表示该第一透镜单元中最靠近物体侧的该负透镜的像侧表面的近轴曲率半径。 

条件表达式(28)是与三单元变焦透镜***的第一透镜单元中最靠近物体的透镜的形状有关的表达式。通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(28)中的下限值，容易抑制第一透镜单元中的最靠近物体侧的透镜表面的曲率，并且抑制斜像差。 

而且，通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(28)中的上限值，可以防止负透镜相对于负透镜的主点过度靠近物体，并且有利于使得尺寸变小。 

而且，优选的是，当该三单元变焦透镜***中透镜总数用N表示时，该三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式。 

5≤N≤8...  (29) 

通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(29)中的上限值，有利于成本缩减，并且使得在镜筒缩入时尺寸变小。 

通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(29)中的下限值，容易具有光学性能并且确保变焦比。 

而且，优选的是，该第二透镜单元包括由正透镜和负透镜组成的粘合透镜，并且该第二透镜单元中的该负透镜的阿贝数小于该第二透镜单元中的该正透镜的阿贝数。为了修正易于在广角端出现的纵向色差，优选的是，实现上述结构，并且将消色差赋予第二透镜单元。 

而且，在根据本发明的三单元变焦透镜***中，优选的是，该第三透镜单元的透镜总数为一个。通过以一个透镜来构造第三透镜单元，可以缩减在镜筒缩入时的厚度，并且可以抑制成本。 

而且，在根据本发明的三单元变焦透镜***中，优选的是，该第二透镜单元的两个表面，即，最靠近物体的透镜表面和最靠近图像的透镜表面都是非球面表面。通过使得第二透镜单元的最靠近物体的透镜表面和最靠近图像的透镜表面成为非球面表面，优点是有利地修正在从广角端直达望远端的所有状态下的球面像差。 

而且，可以使用上述三单元变焦透镜***中的任一种作为图像拾取装置的图像形成透镜。换句话说，优选的是，使该图像拾取装置成为这样的图像拾取装置，即，其包括：三单元变焦透镜***；和图像拾取元件，该图像拾取元件设置在该三单元变焦透镜***的像侧，并且将该三单元变焦透镜***形成的光学图像转换成电信号，并且该三单元变焦透镜***是上述三单元变焦透镜***中的任一种。因此，有利于使得装置的尺寸变小。 

而且，优选的是，所述图像拾取装置包括图像转换部，该图像转换部将包括因该三单元变焦透镜***而造成的畸变在内的该电信号转换成经图像处理修正了该畸变的图像信号。通过允许三单元变焦透镜***的畸变，有利于缩减透镜数并且使得三单元变焦透镜***的尺寸变小。 

而且，在根据本发明的图像拾取装置中，优选的是，在该三单元变焦透镜***的广角端的状态下，由光轴和从该三单元变焦透镜***出射的定向到该图像拾取元件的有效图像拾取区域的最大像高的主光线所形成的角满足下面的条件表达式。 

-40°＜EX(w)＜-11 °...  (30) 

其中， 

EX(w)表示由光轴和从该三单元变焦透镜***出射的定向到该图像拾取元件的有效图像拾取区域的最大像高的主光线所形成的角。 

通过使用允许满足条件表达式(30)的出射角的大小的图像拾取元件，可以将强负屈光力赋予第三透镜单元。 

通过构造一种结构，使得值不高于条件表达式(30)中的上限值，容易将充足的负屈光力赋予第三透镜单元，并且有利于缩减三单元变焦透镜***的总长度，并且改进了光学性能。因此，是便利的。 

而且，通过构造一种结构，使得值不低于条件表达式(30)中的下限值，抑制出射角变得过度大，并且有利于确保斜入射光。因此，是优选的。 

当三单元变焦透镜***具有聚焦功能时，使上述条件表达式中的每一个都布置在最长可能距离聚焦的状态下。 

优选的是，通过移动第三透镜单元来实现聚焦，因为这样容易缩减驱动载荷。当然，可以是整个变焦透镜***被拉出的聚焦方法，或可以是第一透镜单元被拉出的聚焦方法。 

优选的是，使条件表达式(22)中的下限值为2.1，并且下限值2.2更优选。 

优选的是，使条件表达式(22)中的上限值为3.0，并且上限值2.8更优选。 

优选的是，使条件表达式(23)中的下限值为1.25，并且下限值1.3更优选。 

优选的是，使条件表达式(23)中的上限值为1.75，并且上限值1.8更优选。 

优选的是，使条件表达式(24)中的下限值为-10，并且下限值-6更优选。 

优选的是，使条件表达式(24)中的上限值为-2.0，并且上限值-3.0更优选。 

优选的是，使条件表达式(25)中的下限值为4，并且下限值5更优选。 

优选的是，使条件表达式(25)中的上限值为7，并且上限值6.5更优选。 

优选的是，使条件表达式(26)中的下限值为0.6，并且下限值1.0更优选。 

优选的是，使条件表达式(26)中的上限值为1.7，并且上限值1.6更优选。 

优选的是，使条件表达式(27)中的下限值为0.6，并且下限值0.9更优选。 

优选的是，使条件表达式(27)中的上限值为1.1，并且上限值1.05更优选。 

优选的是，使条件表达式(28)中的下限值为0.3，并且下限值0.5更优选。 

优选的是，使条件表达式(28)中的上限值为1.5，并且上限值1.0更优选。 

优选的是，使条件表达式(30)中的下限值为-30.0°，并且下限值-25.0°更优选。 

优选的是，使条件表达式(30)中的上限值为-12.0°，并且上限值-15.0°更优选。 

优选的是，上述每一个发明都同时满足任意多个条件表达式。而且，关于每一个条件表达式，仅限定了处于更多限制条件表达式的数值范围中的上限值和下限值。而且，可以任意组合上述各种结构。 

下面，参照附图，对根据本发明的三单元变焦透镜***和图像拾取装置的示范性实施方式进行详细说明。然而，本发明不限于下述实施方式。 

下述实施方式每一种都是具有负、正以及负屈光力类型的三单元变焦透镜***，具有优良的光学性能，其中，实现大约4倍的高变焦比，并且确保38°或更高的广角端半像角。而且，它是一种这样的变焦透镜***，其中，靠近广角端，在具有负屈光力的第三透镜单元处，离轴光线沿远离光轴的方向折射，沿径向方向和光轴方向的尺寸较小。 

在从第一实施方式到第五实施方式的多个实施方式中，全变焦状态下的有效图像拾取区域为矩形且恒定。 

下面，对根据本发明的三单元变焦透镜***的从第一实施方式到第五实施方式的多种实施方式进行说明。图1A到图5C示出了从第一实施方式到第五实施方式的多种实施方式的在无限远物体点聚焦时的广角端(图1A、图2A、图3A、图4A以及图5A)、中间焦距状态(图1B、图2B、图3B、图4B以及图5B)以及望远端(图1C、图2C、图3C、图4C以及图5C)的透镜截面图。在图1A到图5C中，G1表示第一透镜单元，G2表示第二透镜单元，S表示孔径光阑，G3表示第三透镜单元，F表示形成低通滤光器的平行平板，在该平行平板中，涂敷有限制红外线的波长区限制涂层，C表示电子图像拾取元件的由碳玻璃制成的平行平板，而I表示像平面。可以将用于限制波长区的多层结构膜施加至碳玻璃 C的表面。而且，可以使碳玻璃C具有低通滤光器作用。 

而且，在各实施方式中，孔径光阑S随第二透镜单元G2一起整体地移动。并且各数值数据是在无限远距离处的物体处聚焦(当聚焦时)的状态下的数据。针对各值的长度单位是mm，而角单位是度(°)。各实施方式中的聚焦都通过移动最靠近图像的透镜单元来实现的。换句话说，聚焦通过移动第三透镜单元来实现，并且从长距离物体点到短距离物体点的聚焦操作通过向图像移动第三透镜单元G3来实现。而且，变焦数据是广角端(WE)、中间焦距状态(ST)以及望远端(TE)处的值。 

如图1A、图1B和图1C所示，第一实施方式的变焦透镜***从物体侧起按顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元G1、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜单元G2、以及具有负屈光力的第三透镜单元G3。 

在从广角端向望远端变焦时，第一透镜单元G1在朝向像侧移动之后，朝向物体侧移动。第二透镜单元仅朝向物体侧移动。第三透镜单元G3仅朝向物体侧移动。 

从物体侧起按顺序，第一透镜单元G1包括负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜。第二透镜单元包括由具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜、具有朝向物体侧的凸表面的负弯月形透镜以及正双凸透镜组成的粘合透镜。第三透镜单元G3包括具有朝向像侧的凸表面的负弯月形透镜。 

将非球面表面用于五个表面，即，第一透镜单元G1中的负双凹透镜的两个表面、第二透镜单元G2中的正弯月形透镜的物体侧表面和正双凸透镜的像侧表面、以及第三透镜单元G3中的负弯月形透镜的物体侧表面。 

如图2A、图2B到图2C所示，第二实施方式中的变焦透镜***从物体侧起按顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元G1、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜单元G2、以及具有负屈光力的第三透镜单元G3。 

在从广角端向望远端变焦时，第一透镜单元G1在朝向像侧移动之后，朝向物体侧移动。第二透镜单元G2仅朝向物体侧移动。第三透镜单 元G3仅朝向物体侧移动。 

从物体侧起按顺序，第一透镜单元G1包括负双凹透镜和正双凸透镜。第二透镜单元G2包括正双凸透镜和负双凹透镜组成的粘合透镜以及正双凸透镜。第三透镜单元G3包括具有朝向像侧的凸表面的负弯月形透镜。 

将非球面表面用于三个表面，即，第一透镜单元G1中的负双凹透镜的像侧表面、第二透镜单元G2中的物体侧正双凸透镜的物体侧表面和像侧正双凸透镜的像侧表面。 

如图3A、图3B和图3C所示，第三实施方式中的变焦透镜***从物体侧起按顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元G1、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜单元G2、以及具有负屈光力的第三透镜单元G3。 

在从广角端向望远端变焦时，第一透镜单元G1在朝向像侧移动之后，朝向物体侧移动。第二透镜单元仅朝向物体侧移动。第三透镜单元G3仅朝向物体侧移动。 

从物体侧起按顺序，第一透镜单元G1包括负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜。第二透镜单元G2包括由具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜、具有朝向物体侧的凸表面的负弯月形透镜以及正双凸透镜组成的粘合透镜。第三透镜单元G3包括具有朝向像侧的凸表面的负弯月形透镜。 

将非球面表面用于五个表面，即，第一透镜单元G1中的负双凹透镜的两个表面、第二透镜单元G2中的正弯月形透镜的物体侧表面和正双凸透镜的像侧表面、以及第三透镜单元G3中的负弯月形透镜的物体侧表面。 

如图4A、图4B和图4C所示，第四实施方式中的变焦透镜***从物体侧起按顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元G1、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜单元G2、以及具有负屈光力的第三透镜单元G3。 

在从广角端向望远端变焦时，第一透镜单元G1在朝向像侧移动之 后，朝向物体侧移动。第二透镜单元G2仅朝向物体侧移动。第三透镜单元G3仅朝向物体侧移动。 

从物体侧起按顺序，第一透镜单元G1包括负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜。第二透镜单元G2包括由正双凸透镜和具有朝向像侧的凸表面的负弯月形透镜组成的粘合透镜。第三透镜单元G3包括具有朝向像侧的凸表面的负弯月形透镜。 

将非球面表面用于四个表面，即，第一透镜单元G1中的负双凹透镜的像侧表面、第二透镜单元G2中的正双凸透镜的物体侧表面和负弯月形透镜的像侧表面、以及第三透镜单元G3中的负弯月形透镜的物体侧表面。 

如图5A、图5B和图5C所示，第五实施方式中的变焦透镜***从物体侧起按顺序包括：具有负屈光力的第一透镜单元G1、孔径光阑S、具有正屈光力的第二透镜单元G2、以及具有负屈光力的第三透镜单元G3。 

在从广角端向望远端变焦时，第一透镜单元G1在朝向像侧移动之后，朝向物体侧移动。第二透镜单元G2仅朝向物体侧移动。第三透镜单元G3仅朝向物体侧移动。 

从物体侧起按顺序，第一透镜单元G1包括负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜。第二透镜单元G2包括由具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜、具有朝向物体侧的凸表面的负弯月形透镜以及正双凸透镜组成的粘合透镜，和具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜。第三透镜单元G3包括负双凹透镜和具有朝向物体侧的凸表面的正弯月形透镜。 

将非球面表面用于五个表面，即，第一透镜单元G1中的负双凹透镜的两个表面、第二透镜单元G2中的物体侧正弯月形透镜的物体侧表面、和正双凸透镜的像侧表面，以及第三透镜单元G3中的负双凹透镜的物体侧表面。 

下面示出了上述各实施方式的数值数据。除了上述符号以外，f表示整个变焦透镜***的焦距，F_NO表示F数，ω表示半像角，WE表示广角端，ST表示中间状态，TE表示望远端，r₁、r₂…表示各透镜表面的曲率半径，d₁、d₂、…中的每一个表示两个透镜之间的距离，n_d1、n_d2、…中的每一个表示各透镜的针对d线的折射率，而v_d1、v_d2、…中的每一个表示各透镜的阿贝数。 

后面将描述的透镜***的总长度是通过将后焦距添加至从第一透镜表面直到最后透镜表面的距离所获得的长度。BF(后焦距)是在对从最后的透镜表面直到近轴像平面的距离进行空气换算时所表达的单位。 

若把x设为以光行进方向为正(方向)的光轴，把y设为与光轴正交的方向，则通过下面的表达式对非球面表面的形状进行描述。 

x＝(y²/r)/[1+{1-(K+1)(y/r)²}^1/2]+A₄y⁴+A₆y⁶+A₈y⁸+A₁₀y¹⁰+A₁₂y¹²

其中，r表示近轴曲率半径，K表示圆锥系数，A₄、A₆、A₈、A₁₀以及A₁₂分别表示四阶、六阶、八阶、十阶以及十二阶的非球面表面系数。而且，在非球面表面系数中，“e-n”(其中，n为整数)表示“10^-n”。 

而且，“*”意指表面是非球面表面，而“S”意指表面是孔径光阑，而“FS”意指表面是光阑。 

实施例1 

单位mm 

表面数据 

表面编号    r              d          nd           vd 

1^*          -113.961       0.70       1.88300      40.76

2^*          5.940          1.65 

3           10.858         1.73       1.84666      23.78

4           50.171         可变

5(S)        ∞             0.00

6^*          4.509          2.40       1.51633      64.14

7           10.100         0.54       1.90366      31.32

8     3.983      2.15    1.62263    58.16 

9^*    -24.449    可变 

10^*   -3.808     1.00    1.49700    81.54 

11    -5.865     可变 

12    ∞         0.50    1.53996    59.45 

13    ∞         0.50 

14    ∞         0.49    1.51633    64.14 

15    ∞         0.58 

像平面(光接收表面) 

非球面系数 

第一表面 

K＝0.000，A4＝-5.53177e-04，A6＝3.25017e-05，A8＝-8.64611e-07，A10＝8.14308e-09 

第二表面 

K＝0.000，A4＝-1.03578e-03，A6＝2.37354e-05，A8＝-4.40077e-07，A10＝-2.03801e-08 

第六表面 

K＝-0.246，A4＝-1.98445e-04，A6＝-1.40006e-05，A8＝1.28259e-06 

第九表面 

K＝13.738，A4＝1.07699e-03，A6＝1.12355e-05，A8＝1.16855e-06，A10＝6.46670e-07 

第十表面 

K＝-0.461，A4＝-7.07395e-04，A6＝-5.05995e-05，A8＝-6.19626e-07，A10＝-1.06047e-07 

组焦距 

f1＝-12.40    f2＝9.28    f3＝-26.06 

变焦数据 

                WE             ST           TE 

IH              3.84           3.84         3.84 

F(mm)           5.80           11.50        22.20 

Fno.            2.87           3.95         6.00 

2ω(°)         76.60          37.70        19.69 

BF              3.03           7.13         15.30 

总透镜长度      36.66          30.71        33.96 

d4              16.69          6.44         1.50 

d9              6.77           6.98         6.99 

d11             1.30           5.39         13.58 

实施例2 

单位mm 

表面数据 

表面编号    r          d        nd        vd 

1           -23.597    0.70     1.88300   40.76 

2^*          6.226      1.43 

3           12.104     1.52     1.84666   23.78 

4           -450.803   可变 

5(S)        ∞         0.00 

6^*          5.814      2.40     1.61772   49.81 

7           -10.102    0.50     2.00069   25.46 

8           28.851     0.25 

9           8.468      2.15     1.51742   52.43 

10^*         -12.126    可变 

11          -3.573     1.00     1.61800   63.33 

12          -6.653     可变 

13    ∞    0.84    1.53996    59.45 

14    ∞    0.26 

15    ∞    0.49    1.51633    64.14 

16    ∞    0.58 

像平面(光接收表面) 

非球面系数 

第二表面 

K＝0.000，A4＝-6.75522e-04，A6＝1.79460e-05，A8＝-1.93173e-06，A10＝4.14591e-08 

第六表面 

K＝-0.452，A4＝-2.82467e-05，A6＝1.96831e-05，A8＝2.08520e-07 

第十表面 

K＝0.000，A4＝1.06303e-03，A6＝3.27588e-05，A8＝-2.57123e-06，A10＝2.03117e-07 

组焦距 

f1＝-11.15    f2＝8.05    f3＝-14.26 

变焦数据 

           WE        ST        TE 

IH         3.84      3.84      3.84 

F(mm)      5.80      11.50     22.20 

Fno.       2.71      3.85      6.00 

2ω(°)    76.82     37.55     19.64 

BF         3.01      7.11      14.95 

总透镜长度 31.12     27.42     31.44 

d4         12.16     4.30      0.49 

d10        6.01      6.06      6.06 

d12    1.30    5.40    13.24 

实施例3 

单位mm 

表面数据 

表面编号         r        d        nd        vd 

1^*               -62.729  0.70     1.88300   40.76 

2^*               5.852    1.51 

3                11.451   1.66     2.00069   25.46 

4                56.559   可变 

5(S)             ∞       0.00 

6^*               4.483    2.40     1.51633   64.14 

7                11.667   0.62     1.90366   31.32 

8                4.172    2.15     1.62263   58.16 

9^*               -23.523  可变 

10^*              -4.173   1.00     1.49700   81.54 

11               -6.653   可变 

12               ∞       0.50     1.53996   59.45 

13               ∞       0.50 

14               ∞       0.49     1.51633   64.14 

15               ∞       0.58 

像平面(光接收表面) 

非球面系数 

第一表面 

K＝0.000，A4＝-5.96485e-04，A6＝3.58482e-05，A8＝-9.13819e-07，A10＝7.87055e-09 

第二表面 

K＝0.000，A4＝-1.17758e-03，A6＝2.71790e-05，A8＝-4.34015e-07，A10＝-2.58636e-08 

第六表面 

K＝-0.271，A4＝-1.55770e-04，A6＝-1.24411e-05，A8＝1.56677e-06 

第九表面 

K＝5.238，A4＝1.15790e-03，A6＝1.61626e-05，A8＝1.90077e-06，A10＝7.47798e-07 

第十表面 

K＝-0.261，A4＝-2.50820e-04，A6＝-2.61630e-05，A8＝-1.29687e-06，A10＝4.23771e-08 

组焦距 

f1＝-12.65    f2＝9.29    f3＝-26.01 

变焦数据 

              WE      ST      TE 

IH            3.84    3.84    3.84 

F(mm)         5.80    11.50   22.20 

Fno.          2.89    3.95    6.00 

2ω(°)       76.57   37.67   19.67 

BF            3.03    7.10    15.13 

总透镜长度    36.66   30.49   33.49 

d4            16.94   6.53    1.50 

d9            6.65    6.82    6.82 

d11           1.30    5.37    13.40 

实施例4 

单位mm 

表面数据 

表面编号    r         d      nd       vd 

1           -44.119   0.70   1.88300  40.76 

2^*          6.743     2.11 

3           13.925    1.48   2.00069  25.46 

4           67.476    可变 

5(S)        ∞        0.00 

6^*          3.809     3.42   1.49700  81.54 

7           -13.130   1.14   2.00069  25.46 

8^*          -19.141   0.10 

9(FS)       ∞        可变 

10^*         -4.878    0.70   1.90366  31.32 

11          -8.942    可变 

12          ∞        0.50   1.53996  59.45 

13          ∞        0.50 

14          ∞        0.49   1.51633  64.14 

15          ∞        0.58 

像平面(光接收表面) 

非球面系数 

第二表面 

K＝0.000，A4＝-3.98131e-04，A6＝5.35977e-06，A8＝-5.75098e-07，A10＝6.89098e-09 

第六表面 

K＝-0.272，A4＝-5.88555e-07，A6＝5.16624e-06，A8＝6.09708e-07 

第八表面 

K＝0.000，A4＝4.38763e-04，A6＝-3.60378e-05，A8＝-1.51518e-06 

第十表面 

K＝2.233，A4＝3.88532e-04，A6＝-7.90831e-06，A8＝-2.22240e-05， A10＝2.80129e-06 

组焦距 

f1＝-13.01    f2＝7.29    f3＝-12.93 

变焦数据 

              WE          ST           TE 

IH            3.84        3.84         3.84 

F(mm)         5.80        11.50        22.20 

Fno.          2.95        4.01         6.00 

2ω(°)       76.55       37.54        19.63 

BF            2.74        6.51         13.56 

总透镜长度    36.66       30.45        32.82 

d4            17.07       5.95         0.49 

d9            1.56        1.56         1.57 

d11           6.64        11.02        19.21 

实施例5 

单位mm 

表面数据 

表面编号    r           d        nd       vd 

1^*          -111.266    0.70     1.88300  40.76 

2^*          5.909       1.26 

3           10.112      1.96     1.84666  23.78 

4           50.504      可变 

5(S)        ∞          0.00 

6^*          4.481       2.40     1.51633  64.14 

7           11.342      0.50     1.90366  31.32 

8     4.207       2.15    1.62263    58.16 

9^*    -252.084    0.14 

10    9.356       1.25    1.49700    81.54 

11    18.335      可变 

12^*   -5.905      0.70    1.49700    81.54 

13    30.761      0.37 

14    9.095       1.00    1.51823    58.90 

15    98.713      可变 

16    ∞          0.50    1.53996    59.45 

17    ∞          0.50 

18    ∞          0.49    1.51633    64.14 

19    ∞          0.58 

像平面(光接收表面) 

非球面系数 

第一表面 

K＝0.000，A4＝-6.02756e-04，A6＝3.47805e-05，A8＝-9.06023e-07，A10＝8.53020e-09 

第二表面 

K＝0.000，A4＝-1.05771e-03，A6＝2.49321e-05，A8＝-5.65594e-07，A10＝-1.63882e-08 

第六表面 

K＝-0.246，A4＝-1.27449e-04，A6＝-7.86582e-06，A8＝1.17400e-06 

第九表面 

K＝5390.316，A4＝1.01581e-03，A6＝3.65454e-05，A8＝1.66136e-06，A10＝7.32860e-07 

第十二表面 

K＝0.385，A4＝-1.03478e-03，A6＝-3.03171e-06，A8＝-1.20709e-05，A10＝9.65850e-07 

组焦距 

f1＝-12.77    f2＝8.90    f3＝-22.03 

变焦数据 

              WE       ST        TE 

IH            3.84     3.84      3.84 

F(mm)         5.80     11.50     22.20 

Fno.          2.91     3.98      6.00 

2ω(°)       76.35    38.01     19.75 

BF            2.74     6.51      13.56 

总透镜长度    36.66    30.45     32.82 

d4            16.74    6.52      1.50 

d11           4.75     4.98      5.32 

d15           1.00     4.78      11.83 

在从第六实施方式到第十实施方式的多种实施方式中，分别使用了从第一实施方式到第五实施方式这些实施方式中的变焦透镜***。从第六实施方式到第十实施方式这些实施方式是使用了以电方式修正畸变的图像拾取装置的实施例，并且有效图像拾取区域的形状在变焦时改变。因此，这些实施方式不同于变焦状态下像高和像角对应的实施方式。 

图像拾取装置是包括具有34°的半像角(half image angle)ω并且在广角端更大的变焦透镜***的装置。 

在从第六实施方式到第十实施方式这些实施方式中，在以电方式修正在广角端出现的筒畸变后记录和显示图像。 

在这些实施方式的变焦透镜***中，筒畸变出现在矩形光电转换表面的广角端处。然而，抑制了在望远端和靠近中间焦距状态出现的畸变。 

为了以电方式修正畸变，使有效图像拾取区域在广角端呈筒状，而在中间焦距状态或望远端处呈矩形。 

而且，预先设置的有效图像拾取区域经受根据图像处理的图像转换， 并且被转换成缩减了畸变的矩形图像信息。 

构造一种结构，使得广角端的最大像高IH_w变得小于中间焦距状态的最大像高IH_s、和望远端的像高IH_t。 

在从第六实施方式到第十实施方式这些实施方式中，构造一种结构，使得在广角端，沿光电转换表面的较短侧方向的长度等于沿有效图像拾取区域的较短侧方向的长度，并且设置有效图像拾取区域，使得在图像处理之后维持大约-3％的畸变。当然，可以构造一种结构，使得小于图像的筒状区域被转换成作为有效图像拾取区域的矩形形状的该图像被设为记录和再现的图像。 

第六实施方式的变焦透镜***具有与第一实施方式的变焦透镜***的结构类似的结构。 

第七实施方式的变焦透镜***具有与第二实施方式的变焦透镜***的结构类似的结构。 

第八实施方式的变焦透镜***具有与第三实施方式的变焦透镜***的结构类似的结构。 

第九实施方式的变焦透镜***具有与第四实施方式的变焦透镜***的结构类似的结构。 

第十实施方式的变焦透镜***具有与第五实施方式的变焦透镜***的结构类似的结构。 

下面，示出了实施例6中的像高和总像角的数据。 

变焦数据 

           WE          ST            TE 

F(mm)      5.80        11.50         22.20 

Fno.       2.87        3.95          6.00 

2ω(°)    68.64       37.70         19.69 

IH         3.46        3.84          3.84 

下面，示出实施例7中的像高和总像角的数据。 

变焦数据 

           WE          ST              TE 

F(mm)      5.80        11.50           22.20 

Fno.       2.71        3.85            6.00 

2ω(°)    68.63       37.55           19.64 

IH         3.45        3.84            3.84 

下面，示出实施例8中的像高和总像角的数据。 

变焦数据 

               WE        ST           TE 

F(mm)          5.80      11.50        22.20 

Fno.           2.89      3.95         6.00 

2ω(°)        68.63     37.67        19.67 

IH             3.46      3.84         3.84 

下面，示出实施例9中的像高和总像角的数据。 

变焦数据 

             WE      ST          TE 

F(mm)        5.80    11.50       22.20 

Fno.         2.95    4.01        6.00 

2ω(°)      68.63   37.54       19.63 

IH           3.45    3.84        3.84 

下面，示出实施例10中的像高和总像角的数据。 

变焦数据 

            WE         ST           TE 

F(mm)       5.80       11.50        22.20 

Fno.        2.91       3.98         6.00 

2ω(°)     68.64      38.01        19.75 

IH          3.46       3.84         3.84 

图6A到图10C示出了根据第一实施方式到第五实施方式这些实施方式的在无限远物体点聚焦时的像差图。在这些像差图中，图6A、图7A、图8A、图9A以及图10A分别示出了在广角端的球面像差(sphericalabrration)、像散、畸变以及缩放倍率色差，图6B、图7B、图8B、图9B以及图10B分别示出了在中间焦距状态的球面像差、像散、畸变以及缩放倍率色差，而图6C、图7C、图8C、图9C以及图10C分别示出了在望远端的球面像差、像散、畸变以及缩放倍率色差。在每一个图中，‘ω’表示半像角。 

下面，给出这些实施方式中的条件表达式(1)到(8)的值。 

                实施例1    实施例2     实施例3     实施例4    实施例5 

(1)f_t/f_w        3.83       3.83        3.83        3.83       3.83 

(2)d_G3/f_w       0.17       0.17        0.17        0.12       0.36 

(3)D_w/f_w        6.32       5.37        6.32        6.32       6.32 

(4)D_t/f_t        1.53       1.42        1.51        1.47       1.48 

(5)ΔG₃/ΔG₂    0.98       1.00        0.99        1.00       0.95 

(6)(r_L11+r_L12)/(r_L11-r_L12) 

                0.90       0.58        0.83        0.73       0.90 

(7)N            6          6           6           5          8 

(8)EX(w)        -17.96     -20.85      -18.27      -17.34     -17.31 

                实施例6    实施例7    实施例8      实施例9    实施例10 

(1)f_t/f_w        3.83       3.83       3.83         3.83       3.83 

(2)d_G3/f_w       0.17       0.17       0.17         0.12       0.36 

(3)D_w/f_w        6.32       5.37       6.32         6.32       6.32 

(4)D_t/f_t        1.53       1.42       1.51         1.47       1.48 

(5)ΔG₃/ΔG₂    0.98       1.00       0.99         1.00       0.95 

(6)(r_L11+r_L12)/(r_L11-r_L12) 

                0.90        0.58      0.83         0.73       0.90 

(7)N     6       6       6       5       8 

(8)EX(w) -16.29  -18.89  -16.55  -15.65  -16.30 

下面，给出实施方式中的条件表达式(21)到(30)的值。 

                     实施例1    实施例2     实施例3    实施例4   实施例5 

(21)f_t/f_w            3.83       3.83        3.83       3.83      3.83 

(22)β₂(t)/β₂(w)    2.75       2.34        2.76       2.44      2.73 

(23)β₃(t)/β₃(w)    1.39       1.64        1.39       1.54      1.40 

(24)(r_L31+r_L32)/(r_L31-r_L32) 

                     -4.70      -3.32       -4.37      -3.40     - 

(25)D_w/f_w            6.32       5.37        6.32       6.32      6.32 

(26)D_t/f_t            1.53       1.42        1.51       1.47      1.48 

(27)ΔG₃/ΔG₂        0.98       1.00        0.99       1.00      0.95 

(28)(r_L11+r_L12)/(r_L11-r_L12) 

                     0.90       0.58        0.83       0.73      0.90 

(29)N                6          6           6          5         8 

(30)EX(w)            -17.96     -20.85      -18.27     -17.34    -17.31 

                    实施例6     实施例7     实施例8    实施例9   实施例10 

(21)f_t/f_w           3.83        3.83        3.83       3.83      3.83 

(22)β₂(t)/β₂(w)   2.75        2.34        2.76       2.44      2.73 

(23)β₃(t)/β₃(w)   1.39        1.64        1.39       1.54      1.40 

(24)(r_L31+r_L32)/(r_L31-r_L32) 

                    -4.70       -3.32       -4.37      -3.40     - 

(25)D_w/f_w           6.32        5.37        6.32       6.32      6.32 

(26)D_t/f_t           1.53        1.42        1.51       1.47      1.48 

(27)ΔG₃/ΔG₂       0.98        1.00        0.99       1.00      0.95 

(28)(r_L11+r_L12)/(r_L11-r_L12) 

                    0.90        0.58        0.83       0.73      0.90 

(29)N               6           6           6          5         8 

(30)EX(w)    -16.29    -18.89    -16.55    -15.65    -16.30 

另外，为了防止出现重影和光斑(flare)，一般来说，将防反射涂层施加至透镜的与空气接触的表面。 

另一方面，在粘合透镜的粘合表面处，粘合剂的折射率远高于空气的折射率。因此，在许多情况下，原本反射率就是单层涂层的水平或者更低，因而，在很少情况下施加涂层。然而，当积极地应用防反射涂层甚至将其用于粘合表面时，可以进一步缩减重影和光斑，并且获得更好的图像。 

具体地说，近来，已经将具有高折射率的玻璃材料广泛用于摄像机的光学***，以在像差修正上具有好的效果。然而，当将具有高折射率的玻璃材料用作粘合透镜时，粘合表面处的反射变得不可忽略了。在这种情况下，在粘合表面上施加防反射涂层特别有效。 

已经在日本专利申请公报特开平2-27301、特开2001-324676、特开2005-92115以及美国专利7116482号中公开了粘合表面涂层的有效应用。在这些专利文献中，已经描述了正的前端变焦透镜***的第一透镜单元中的粘合透镜表面涂层，并且和这些专利文献中公开的相同的粘合透镜表面涂层可以实现用于本发明的具有正屈光力的第一透镜单元中的粘合透镜表面。 

作为要使用的涂层材料，根据粘附材料的折射率和作为基础的透镜的折射率，可以恰当地选择具有相对较高折射率的诸如Ta₂O₅、TiO₂、Nb₂O₅、ZrO₂、HfO₂、CeO₂、SnO₂、In₂O₃、ZnO以及Y₂O₃的涂层材料，和具有相对较低折射率的诸如MgF₂、SiO₂、Al₂O₃的涂层材料，并且将它们设置成满足相位条件的膜厚度。 

自然，和透镜的与空气接触的表面上的涂层类似，还可以把粘合表面上的涂层设成多层涂层。通过恰当地组合不少于两层的多层膜的膜厚度和涂层材料，可以进一步缩减反射率，并且可以控制光谱特征和角特征。 

而且，应当清楚，对于第一透镜单元中的透镜以外的其它透镜的粘 合表面，基于类似的思想，在粘合表面上施加涂层也是有效的。 

(畸变修正) 

另外，当使用本发明的变焦透镜***时，以电方式执行对图像畸变的数字修正。下面，对图像畸变数字修正的基本概念进行说明。 

例如，如图11所示，以光轴和图像拾取平面的交点为中心，固定和有效图像拾取平面的较长侧内接的半径为R的圆圈的圆周(像高)的缩放倍率，并且把这个圆周作为修正的基础基准。接下来，沿大致径向方向移动半径R以外的其它任意半径r(ω)的圆周(像高)上的每一个点，并且通过在半径变为r′(ω)的同心圆上移动来执行修正。 

例如，在图11中，朝向半径为R的圆圈的中心，将定位在该圆圈的内侧的任意半径r₁(ω)的圆周上的点P₁移至要修正的半径为r₁′(ω)的圆周上的点P₂。而且，朝向(沿)远离半径为R的圆圈的中心的方向，将定位在该圆圈的外侧的任意半径r₂(ω)的圆周上的点Q₁移至要修正的半径为r₂′(ω)的圆周上的点Q₂。 

这里，r′(ω)可以表达如下。 

r′(ω)＝α·f·tanω(0≤α≤1) 

其中，ω是物体的半像角，而f是成像光学***(本发明中的变焦透镜***)的焦距。 

这里，当把和半径为R的圆圈(像高)对应的理想像高设为Y时，则 

α＝R/Y＝R/(f·tanω)。 

理想的是，光学***是相对于光轴旋转对称的。换句话说，畸变也以相对于光轴旋转对称的方式出现。从而，如上所述，对于以电方式修正光学畸变的情况来说，若可以通过以下方式来执行修正，则就数据量和计算量而言被认为是有利的：以再现图像的光轴与图像拾取平面的交点为中心，固定和有效图像拾取平面的较长侧内接的半径为R的圆圈的圆周(像高)的缩放倍率，并且沿大致径向方向移动半径R以外的半径r(ω)的圆周(像高)上的每一个点，并且在半径变为r′(ω)的同心圆上移动。 

另外，在电子图像拾取元件拾取图像时的时间点处(由于采样)，光学图像不再是连续量。从而，只要不是以径向方式排列电子图像拾取元件上的像素，在光学图像上精确地绘制的半径为R的圆圈就不再是精确的圆圈。 

换句话说，关于针对各离散坐标点表达的图像数据的形状修正，不存在可以固定缩放的圆圈。因此，针对每一个像素(Xi，Yj)，可以使用确定移动目的地的坐标(Xi′，Yj′)的方法。当已经将两个或更多个点(Xi，Yj)移至坐标(Xi′，Yj′)时，采用各个像素的平均值。而且，当不存在已经移动的点时，可以利用一些周围像素的坐标值(Xi′，Yj′)来执行插值。 

当特别是在具有变焦透镜***的电子图像拾取装置中相对于光轴的畸变因光学***或电子图像拾取元件的加工误差等而显著时，和在光学图像上绘制的半径为R的圆圈变得不对称时，这种方法对于修正来说是有效的。而且，当在图像拾取元件或各种输出装置中将信号再现成图像时出现几何畸变时，这种方法对于修正来说也是有效的。 

在本发明的电子图像拾取装置中，为了计算修正量r′(ω)-r(ω)，可以构造一种结构，使得将r(ω)之间的关系，换句话说，将半像角和像高之间的关系、或者真实像高r和理想像高r′/α之间的关系，记录在内置于电子图像拾取装置中的记录介质中。 

为了使畸变修正之后的图像在沿较短侧方向的两端不极其缺乏光量，半径R可以满足下面的条件表达式。 

0≤R≤0.6Ls 

其中，Ls是有效图像拾取表面的较短侧的长度。 

优选的是，半径R满足下面的条件表达式。 

0.3Ls≤R≤0.6Ls 

而且，最有利的是，使半径R与内接于大致有效图像拾取平面的较短侧方向的圆圈的半径匹配。对于靠近半径R＝0地，换句话说，靠近轴地固定缩放倍率的修正的情况来说，对于大量图像来说稍微不利，但可以确保即使加宽角度也使尺寸变小的效果。 

将需要修正的焦距间隔分成多个焦点区。而且，在划分出的焦点区中的望远端附近，可以利用和修正结果基本满足下面的关系的情况下一样的修正量，来执行修正： 

r′(ω)＝α·f·tanω。 

然而，在这种情况下，在划分出的焦点区中的广角端，一定程度上保持了桶状畸变。而且，当增加划分出的焦点区的数量时，需要在记录介质中额外保持修正所需的特定数据。为此，优选的是，不增加划分出的焦点区的数量。因此，预先计算与所划分出的焦点区中的各个焦距相关联的一个或多个系数。可以基于仿真测量或实际装备测量来确定所述系数。 

可以计算在划分出的焦点区中的望远端附近的修正结果大致满足下面的关系时的修正量： 

r₁′(ω)＝α·f·tanω， 

并且可以通过将该修正量一致乘以针对该修正量的各焦距的系数，而将该修正量设为最终修正量。 

另外，当在通过对无穷远物体成像(形成图像)所获取的图像中不存在畸变时，保持下面的关系。 

f＝y/tanω 

这里，y表示像点距离光轴的高度(像高)，f表示成像***(本发明中的变焦透镜***)的焦距，而ω表示与从图像拾取平面上的中心起连接到位置y的像点对应的物体点的方向相对于光轴的角度(物体半像角)。 

当在成像***中存在桶状畸变时，上述关系变为： 

f＞y/tanω 

换句话说，当使成像***的焦距f和像高y固定时，ω的值变大。 

(数字摄像机) 

图12到图14是根据本发明的将上述变焦透镜***并入摄像光学***141中的数字摄像机的结构的概念图。图12是示出数字摄像机140的外观的正面立体图，图13是其背面立体图，而图14是示出数字摄像机 140的结构的示意截面图。图12和图14示出了摄像光学***141的非缩入状态(透镜拉出)。在这个实施例的情况下，数字摄像机140包括：具有摄像光学路径142的摄像光学***141、具有取景器(finder)光学路径144的取景器光学***143、快门按钮145、闪光灯146、液晶显示监视器147、变焦按钮161、以及设置改变按钮162等，并且在摄像光学***141的缩入状态下，通过滑动盖子160，摄像光学***141、取景器光学***143以及闪光灯146被盖子160覆盖。而且，当打开盖子160并且将数字摄像机设置在拍照状态下时，摄像光学***141呈现图12所示的非缩入状态，而当按压设置在数字摄像机140的上部的快门按钮145时，与按压快门按钮145同步地，通过诸如第一实施方式中的变焦透镜***的摄像光学***141拍摄照片。将通过摄像光学***141形成的物体像经由施加有波长区限制涂层的低通滤光器(F)和盖玻璃C形成在CCD 149的图像拾取表面上。由CCD 149作为光线接收的物体像经由处理装置151在设置在数字摄像机140的背面上的液晶显示监视器147上显示为电子图像。而且，将记录装置152连接至处理装置151，从而还可以记录拍摄到的电子图像。可以将记录装置152和处理装置151分开设置，或者可以通过在软盘、存储卡或MO等中电子写入进行记录来形成记录装置152。而且，可以将摄像机形成为其中代替CCD 149而设置有银盐膜的银盐型摄像机。 

而且，在取景器光学路径144上设置有取景器物镜光学***153。取景器物镜光学***153由多个透镜单元(在该图中为三个透镜单元)和两个棱镜组成，并且由与摄像光学***141的变焦透镜***同步地改变焦距的变焦光学***构成。将取景器物镜光学***153形成的物体像形成在作为正像部件的正像棱镜(erecting prism)155的视场框157上。在正像棱镜155的背侧上，设置有将正立像引导至观察者眼睛的目镜光学***159。在目镜光学***159的浮现侧(emergence side)设置有盖部件150。 

因为按这种方式构造的数字摄像机140具有根据本发明的摄像光学***141，该摄像光学***141在缩入状态下具有极小厚度，并且在高缩 放倍率下的整个变焦区中具有极其稳定的成像性能，所以可以实现高性能、小型化以及宽视角。 

(内部电路结构) 

图15是数字摄像机140的主要组件的内部电路的结构框图。在下面的说明中，上述处理装置151例如包括：CDS/ADC部124、临时存储存储器117以及图像处理部118，并且存储装置152例如包括存储介质部119。 

如图15所示，数字摄像机140包括：操作部112、连接至操作部112的控制部113、经由总线114和总线115连接至控制部113的控制信号输出端口的临时存储存储器117和成像驱动电路116、图像处理部118、存储介质部119、显示部120，以及设置信息存储存储器部121。 

临时存储存储器117、图像处理部118、存储介质部119、显示部120、以及设置信息存储存储器部121被构造成能够经由总线122相互输入和输出数据。而且，CCD 149和CDS/ADC部124连接至成像驱动电路116。 

操作部112包括多种输入按钮和开关，并且是向控制部通知由数字摄像机的用户经由这些输入按钮和开关从外侧输入的事件信息的电路。 

控制部113是中央处理单元(CPU)，并且具有在该图中未示出的内置计算机程序存储器。控制部113是根据存储在这个计算机程序存储器中的计算机程序，在接收到由数字摄像机的用户经由操作部112输入的指令和命令时控制整个数字摄像机140的电路。 

CCD 149接收作为光的经由根据本发明的摄像光学***141形成的物体像。CCD 149是成像驱动电路116驱动和控制的图像拾取元件，并且将针对物体像的各像素的光量转换成电信号，接着输出至CDS/ADC部124。 

CDS/ADC部124是放大从CCD 149输入的电信号的电路，并且执行模拟/数字转换，接着向临时存储存储器117输出仅放大并转换成数字数据的图像原始数据(裸数据，下文中，称为“RAW数据”)。 

临时存储存储器117是例如包括SDRAM(同步动态随机存取存储器)的缓冲器，并且是临时存储从CDS/ADC部124输出的RAW数据的 存储器装置。图像处理部118是读取存储在临时存储存储器117中的RAW数据，或存储在存储介质部119中的RAW数据的电路，并且基于控制部113中指定的图像质量参数以电方式执行包括畸变修正在内的多种图像处理。 

存储介质部119是可拆地安装的例如包括闪速存储器的卡或棒形式的记录(存储)介质。存储介质部119是将从临时存储存储器117传递来的RAW数据和在图像处理部118中经受了图像处理的图像数据记录并保持在卡状闪速存储器和棒状闪速存储器中的装置的控制电路。 

显示部120包括液晶显示监视器，并且是在液晶显示监视器上显示图像和操作菜单的电路。设置信息存储存储器部121包括其中预先存储有各种图像质量参数的ROM部，和存储通过操作部112上的输入操作而从ROM部读取到的图像质量参数中选择的图像质量参数的RAM部。设置信息存储存储器121是控制向这些存储器输入和从这些存储器输出的电路。 

按这种方式构造的数字摄像机140具有根据本发明的摄像光学***141，其具有足够的广角区和紧凑的结构，同时在高缩放倍率下的整个缩放倍率区中具有极其稳定的成像性能。因此，可以实现高性能、小型化以及宽视角。而且，可以在广角侧端和长焦侧端实现快速聚焦操作。 

如上所述，根据本发明的三单元变焦透镜***用作有利于确保变焦比并且使得尺寸小且轻的变焦透镜***，并且用于容易确保光学性能。 

可以提供有利于确保变焦比并且使得尺寸小且轻以及可以容易地确保光学性能的变焦透镜***，和包括这种变焦透镜***的图像拾取装置。 

Claims (23)

1.一种三单元变焦透镜***，该三单元变焦透镜***从物体侧起按顺序包括：

具有负屈光力的第一透镜单元；

具有正屈光力的第二透镜单元；

具有负屈光力的第三透镜单元；以及

孔径光阑，该孔径光阑处于该第一透镜单元的像侧并处于该第二透镜单元的物体侧，并且随该第二透镜单元一起整体地移动，其中，

在从广角端向望远端变焦时，该第一透镜单元与该第二透镜单元之间的距离变窄，并且该第二透镜单元与该第三透镜单元之间的距离改变，并且

该第二透镜单元在从广角端向望远端变焦时向物体侧移动，而

该第三透镜单元移动，从而相对于广角端，在望远端定位在物体侧处，并且

该三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式：

f_t/f_w＞3.8...(1)

d_G3/f_w＜1.0...(2)

其中，

f_w表示该三单元变焦透镜***在广角端的焦距，

f_t表示该三单元变焦透镜***在望远端的焦距，而

d_G3表示该第三透镜单元的光轴厚度。

2.根据权利要求1所述的三单元变焦透镜***，其中，该三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式：

3＜D_w/f_w＜8...(3)

0.3＜D_t/f_t＜1.8...(4)

其中，

D_w表示该三单元变焦透镜***在广角端的总光轴长度，

D_t表示该三单元变焦透镜***在望远端的总光轴长度，并且

该总光轴长度是将用空气换算长度表示的后焦距加上下述厚度得到的长度，所述厚度是指，从所述三单元变焦透镜***的最靠近物体的透镜的入射表面起，到最靠近图像的透镜的出射表面为止的光轴厚度，其中，后焦距是在对从最后的透镜表面直到近轴像平面的距离进行空气换算时所表达的单位。

3.根据权利要求1所述的三单元变焦透镜***，其中，在从广角端向望远端变焦时，该第二透镜单元和该第三透镜单元满足下面的条件表达式：

0.3＜ΔG₃/ΔG₂＜1.2...(5)

其中，

ΔG₂表示该第二透镜单元在望远端的位置相对于在广角端的位置的变化量，

ΔG₃表示该第三透镜单元在望远端的位置相对于在广角端的位置的变化量。

4.根据权利要求1所述的三单元变焦透镜***，其中，该第一透镜单元包括最靠近所述物体设置的负透镜，并且满足下面的条件表达式：

0.0＜(r_L11+r_L12)/(r_L11-r_L12)＜3.0...(6)

其中，

r_L11表示该第一透镜单元中最靠近物体的该负透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，而

r_L12表示该第一透镜单元中最靠近物体的该负透镜的像侧表面的近轴曲率半径。

5.根据权利要求1所述的三单元变焦透镜***，其中，当该三单元变焦透镜***中透镜总数用N表示时，满足下面的条件表达式：

5≤N≤8...(7)。

6.根据权利要求1所述的三单元变焦透镜***，其中，

该第二透镜单元包括由正透镜和负透镜组成的粘合透镜，并且

该第二透镜单元中的该负透镜的阿贝数小于该第二透镜单元中的该正透镜的阿贝数。

7.根据权利要求1所述的三单元变焦透镜***，其中，该第三透镜单元的透镜总数为一个。

8.根据权利要求1所述的三单元变焦透镜***，其中，该第二透镜单元的两个表面，即，最靠近物体的透镜表面和最靠近图像的透镜表面都是非球面表面。

9.一种图像拾取装置，该图像拾取装置包括：

三单元变焦透镜***；和

图像拾取元件，该图像拾取元件设置在该三单元变焦透镜***的像侧，并且将该三单元变焦透镜***形成的光学图像转换成电信号，其中，

该三单元变焦透镜***是根据权利要求1到8中的任一项所述的三单元变焦透镜***。

10.根据权利要求9所述的图像拾取装置，所述图像拾取装置包括：

图像转换部，该图像转换部将包括因该三单元变焦透镜***而造成的畸变在内的该电信号转换成通过图像处理修正了该畸变的图像信号。

11.根据权利要求9所述的图像拾取装置，其中，

在该三单元变焦透镜***的广角端的状态下，由光轴和从该三单元变焦透镜***出射的定向到该图像拾取元件的有效图像拾取区域的最大像高的主光线所形成的角满足下面的条件表达式：

-40°＜EX(w)＜-11°...(8)

其中，

EX(w)表示由所述光轴和从该三单元变焦透镜***出射的定向到该图像拾取元件的有效图像拾取区域的最大像高的主光线所形成的角。

12.一种三单元变焦透镜***，该三单元变焦透镜***从物体侧起按顺序包括：

具有负屈光力的第一透镜单元；

具有正屈光力的第二透镜单元；

具有负屈光力的第三透镜单元；以及

孔径光阑，该孔径光阑处于该第一透镜单元的像侧并处于该第二透镜单元的物体侧，并且随该第二透镜单元一起整体地移动，其中，

在从广角端向望远端变焦时，该第一透镜单元与该第二透镜单元之间的距离变窄，并且该第二透镜单元与该第三透镜单元之间的距离改变，并且

该第二透镜单元在从广角端向望远端变焦时向物体侧移动，而

该第三透镜单元移动，从而相对于广角端，在望远端定位在物体侧处，并且

该三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式：

3.8＜f_t/f_w＜5.5...(21)

2.0＜β₂(t)/β₂(w)＜3.2...(22)

1.2＜β₃(t)/β₃(w)＜1.8...(23)

其中，

f_t表示该三单元变焦透镜***在广角端的焦距，

f_w表示该三单元变焦透镜***在望远端的焦距，

β₂(w)表示在广角端该第二透镜单元的横向缩放倍率，

β₂(t)表示在望远端该第二透镜单元的横向缩放倍率，

β₃(w)表示在广角端该第三透镜单元的横向缩放倍率，而

β₃(t)表示在望远端该第三透镜单元的横向缩放倍率。

13.根据权利要求12所述的三单元变焦透镜***，其中，该第三透镜单元包括具有弯月形状的负透镜元件，并且满足下面的条件表达式：

-20＜(r_L31+r_L32)/(r_L31-r_L32)＜-1.0...(24)

其中，

r_L31表示该第三透镜单元中的该负透镜元件的物体侧表面的近轴曲率半径，而

r_L32表示该第三透镜单元中的该负透镜元件的像侧表面的近轴曲率半径，和

透镜组件，该透镜组件是仅具有两个表面的透镜，即，与光穿过的区域中的空气接触的入射表面和出射表面，并且该透镜组件意指单个透镜或粘合透镜。

14.根据权利要求12所述的三单元变焦透镜***，其中，该三单元变焦透镜***满足下面的条件表达式：

3＜D_w/f_w＜8...(25)

0.3＜D_t/f_t＜1.8...(26)

其中，

D_w表示该三单元变焦透镜***在广角端的总光轴长度，

D_t表示该三单元变焦透镜***在望远端的总光轴长度，并且

该总光轴长度是将用空气换算长度表示的后焦距加上下述厚度得到的长度，所述厚度是指，从所述三单元变焦透镜***的从最靠近物体的透镜的入射表面起，直到最靠近图像的透镜的出射表面为止的光轴厚度，其中，后焦距是在对从最后的透镜表面直到近轴像平面的距离进行空气换算时所表达的单位。

15.根据权利要求12所述的三单元变焦透镜***，其中，在从广角端向望远端变焦时，该第二透镜单元和该第三透镜单元满足下面的条件表达式：

0.3＜ΔG₃/ΔG₂＜1.2...(27)

其中，

ΔG₂表示该第二透镜单元的望远端的位置相对于广角端的位置的变化量，

ΔG₃表示该第三透镜单元的望远端的位置相对于广角端的位置的变化量。

16.根据权利要求12所述的三单元变焦透镜***，其中，该第一透镜单元包括最靠近物体设置的负透镜，并且满足下面的条件表达式：

0.0＜(r_L11+r_L12)/(r_L11-r_L12)＜3.0...(28)

其中，

r_L11表示该第一透镜单元中最靠近物体的该负透镜的物体侧表面的近轴曲率半径，而

r_L12表示该第一透镜单元中最靠近物体的该负透镜的像侧表面的近轴曲率半径。

17.根据权利要求12所述的三单元变焦透镜***，其中，当该三单元变焦透镜***中透镜总数用N表示时，满足下面的条件表达式：

5≤N≤8...(29)。

18.根据权利要求12所述的三单元变焦透镜***，其中，

该第二透镜单元包括由正透镜和负透镜组成的粘合透镜，并且

该第二透镜单元中的该负透镜的阿贝数小于该第二透镜单元中的该正透镜的阿贝数。

19.根据权利要求12所述的三单元变焦透镜***，其中，该第三透镜单元的透镜总数为一个。

20.根据权利要求12所述的三单元变焦透镜***，其中，该第二透镜单元的两个表面，即，最靠近物体的透镜表面和最靠近图像的透镜表面都是非球面表面。

21.一种图像拾取装置，该图像拾取装置包括：

三单元变焦透镜***；和

图像拾取元件，该图像拾取元件设置在该三单元变焦透镜***的像侧，并且将该三单元变焦透镜***形成的光学图像转换成电信号，其中，

该三单元变焦透镜***是根据权利要求12到20中的任一项所述的三单元变焦透镜***。

22.根据权利要求21所述的图像拾取装置，所述图像拾取装置包括：

图像转换部，该图像转换部将包括因该三单元变焦透镜***而造成的畸变在内的该电信号转换成通过图像处理修正了该畸变的图像信号。

23.根据权利要求21所述的图像拾取装置，其中，

在该三单元变焦透镜***的广角端的状态下，由光轴和从该三单元变焦透镜***出射的定向到该图像拾取元件的有效图像拾取区域的最大像高的主光线所形成的角满足下面的条件表达式：

-40°＜EX(w)＜-11°...(10)

其中，

EX(w)表示由光轴和从该三单元变焦透镜***出射的定向到该图像拾取元件的有效图像拾取区域的最大像高的主光线所形成的角。

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