CN102150067B - 变焦镜头、光学设备和用于制造变焦镜头的方法 - Google Patents

变焦镜头、光学设备和用于制造变焦镜头的方法 Download PDF

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Abstract

一种变焦镜头以沿着光轴从物体侧起的顺序包括：第一透镜组(G1)，其具有负折射光焦度；第二透镜组(G2)，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组(G3)，其具有正折射光焦度。在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在第一透镜组(G1)和第二透镜组(G2)之间的距离改变，并且在第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)之间的距离改变，并且满足给定的条件表达式。

Description

变焦镜头、光学设备和用于制造变焦镜头的方法
技术领域
本发明涉及变焦镜头、光学设备和用于制造变焦镜头的方法
背景技术
近来，在使用固态成像装置的、诸如数字照相机(digital stillcamera)、数字摄像机(digital video camera)等这样的成像设备(相机)中，减小大小和高性能的趋势一直在迅速地发展。在这样的光学设备中，变焦镜头一般被用作成像镜头，使得使得拍摄者可以容易地在最佳拍摄条件下以最佳的视角来拍摄画面。在这样的变焦镜头中，已经强烈要求更广的视角和更高的变焦比。例如，在日本公开专利申请No.2007-272216的示例2中和在日本公开专利申请No.2006-208890的示例2中公开了具有在广角端状态中的70或80度的视角并且能够进行充分的远摄的变焦镜头。
发明内容
然而，这些传统的变焦镜头未充分地校正像差，因此还不能获得良好的光学性能。
根据上述问题做出了本发明。根据第一发明，提供了一种变焦镜头，其以沿着光轴从物体侧起的顺序包括：第一透镜组，其具有负折射光焦度；第二透镜组，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组，其具有正折射光焦度；在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，并且在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且满足下面的条件表达式：
2.4＜(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)＜4.0
其中，fw表示在广角端状态中的变焦镜头的焦距，Dw23表示在广角端状态中在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离，ft表示在远摄端状态中的所述变焦镜头的焦距，并且，TLw表示在广角端状态中的所述变焦镜头的镜头全长(total lens length)。
在第一发明中，提供了一种光学设备，其配备了根据第一发明的变焦镜头，用于形成所述物体的给定图像。
在第一发明中，提供了一种用于制造变焦镜头的方法，所述变焦镜头包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，所述方法包括步骤：布置每一个透镜，使得所述第一透镜组具有负折射光焦度，所述第二透镜组具有正折射光焦度，并且所述第三透镜组具有正折射光焦度；布置所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组使得在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，并且在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且满足下面的条件表达式：
2.4＜(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)＜4.0
其中，fw表示在广角端状态中的变焦镜头的焦距，Dw23表示在广角端状态中在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离，ft表示在远摄端状态中的所述变焦镜头的焦距，并且，TLw表示在广角端状态中的所述变焦镜头的镜头全长。
根据第二发明，提供了一种变焦镜头，其以沿着光轴从物体侧起的顺序包括：第一透镜组，其具有负折射光焦度；第二透镜组，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组，其具有正折射光焦度；在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，并且在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且满足下面的条件表达式：
0.65＜f2·TLt/ft2＜0.92
0.63＜ft·Ymax/f12＜0.80
其中，f2表示第二透镜组的焦距，TLt表示在远摄端状态中的所述变焦镜头的镜头全长，并且ft表示在远摄端状态中的所述变焦镜头的焦距，Ymax表示最大图像高度，并且f1表示所述第一透镜组的焦距。
在第二发明中，提供了一种光学设备，其配备了根据第二发明的变焦镜头。
在第二发明中，提供了一种用于制造变焦镜头的方法，所述变焦镜头包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，所述方法包括步骤：布置每一个透镜，使得所述第一透镜组具有负折射光焦度，所述第二透镜组具有正折射光焦度，并且所述第三透镜组具有正折射光焦度；布置所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组使得在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，并且在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，并且满足下面的条件表达式：
0.65＜f2·TLt/ft2＜0.92
0.63＜ft·Ymax/f12＜0.80
其中，f2表示第二透镜组的焦距，TLt表示在远摄端状态中的所述变焦镜头的镜头全长，并且ft表示在远摄端状态中的所述变焦镜头的焦距，Ymax表示最大图像高度，并且f1表示所述第一透镜组的焦距。
本发明使得可以提供具有高光学性能的尺寸减小的变焦镜头、配备了该变焦镜头的光学设备和用于制造变焦镜头***的方法。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的第一示例的变焦镜头的透镜配置和变焦轨迹的截面图。
图2A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第一实施例的第一示例的变焦镜头的各种像差的图。
图2B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第一实施例的第一示例的变焦镜头的各种像差的图。
图2C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第一实施例的第一示例的变焦镜头的各种像差的图。
图3是示出根据第一实施例的第二示例的变焦镜头的透镜配置和变焦轨迹的截面图。
图4A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第一实施例的第二示例的变焦镜头的各种像差的图。
图4B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第一实施例的第二示例的变焦镜头的各种像差的图。
图4C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第一实施例的第二示例的变焦镜头的各种像差的图。
图5是示出根据第一实施例的第三示例的变焦镜头的透镜配置和变焦轨迹的截面图。
图6A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第一实施例的第三示例的变焦镜头的各种像差的图。
图6B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第一实施例的第三示例的变焦镜头的各种像差的图。
图6C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第一实施例的第三示例的变焦镜头的各种像差的图。
图7A是根据第一实施例的数字照相机的前视图。
图7B是根据第一实施例的数字照相机的后视图。
图7C是沿着在图7A中所示的箭头A-A’的截面图。
图8是示意地解释根据第一实施例的一种用于制造变焦镜头的方法的流程图。
图9是示意地示出根据第一实施例的另一种用于制造变焦镜头的方法的流程图。
图10是根据第二实施例的第一示例的变焦镜头的透镜配置的截面图。
图11A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第二实施例的第一示例的变焦镜头的各种像差的图。
图11B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第二实施例的第一示例的变焦镜头的各种像差的图。
图11C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第二实施例的第一示例的变焦镜头的各种像差的图。
图12是根据第二实施例的第二示例的变焦镜头的透镜配置的截面图。
图13A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第二实施例的第二示例的变焦镜头的各种像差的图。
图13B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第二实施例的第二示例的变焦镜头的各种像差的图。
图13C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第二实施例的第二示例的变焦镜头的各种像差的图。
图14是根据第二实施例的第三示例的变焦镜头的透镜配置的截面图。
图15A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第二实施例的第三示例的变焦镜头的各种像差的图。
图15B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第二实施例的第三示例的变焦镜头的各种像差的图。
图15C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第二实施例的第三示例的变焦镜头的各种像差的图。
图16是根据第二实施例的第四示例的变焦镜头的透镜配置的截面图。
图17A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第二实施例的第四示例的变焦镜头的各种像差的图。
图17B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第二实施例的第四示例的变焦镜头的各种像差的图。
图17C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第二实施例的第四示例的变焦镜头的各种像差的图。
图18A是根据第二实施例的数字照相机的前视图。
图18B是根据第二实施例的数字照相机的后视图。
图19是沿着在图18A中所示的箭头A-A’的截面图。
图20是示意地解释根据第二实施例的一种用于制造变焦镜头的方法的流程图。
具体实施方式
下面描述根据第一发明的实施例的变焦镜头(以下称为第一实施例)。
[第一实施例]
在图7中示出配备了根据本申请的第一实施例的变焦镜头的数字照相机CAM。图7A示出数字照相机CAM的前视图。图7B示出数字照相机CAM的后视图。图7C是沿着在图7A中所示的箭头A-A’的截面图。
在图7中所示的数字照相机CAM中，当按下电源开关按钮(未示出)时，打开图像拍摄镜头(ZL)的快门(未示出)，来自物体(未示出)的光被图像拍摄镜头(ZL)会聚，并且于在图像平面I上布置的成像装置C(诸如CCD或CMOS)上形成图像。于在照相机CAM的背侧布置的液晶监视器M上显示在成像装置C上形成的物体图像。在通过观察液晶监视器M而确定物体图像的构图后，拍摄者按下释放按钮B1来通过成像装置C拍摄物体图像的画面，并且存储在存储器(未示出)中。
图像拍摄镜头由下述的根据第一实施例的变焦镜头ZL构成。在数字照相机CAM中，布置了下面的构件，诸如：辅助光发射器D，其当物体暗时发射辅助光；W-T按钮B2，其使得图像拍摄镜头(变焦镜头ZL)在广角端状态(W)和远摄端状态(T)之间执行变焦(改变放大率)；以及，功能按钮B3，其用于设置数字照相机CAM的各种条件。
然后，将详细描述根据第一实施例的变焦镜头ZL。
根据第一实施例的变焦镜头ZL是负先行型变焦镜头，其以沿着光轴从物体侧起的顺序包括：第一透镜组G1，其具有负折射光焦度；第二透镜组G2，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组G3，其具有正折射光焦度。在该变焦镜头ZL中，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沿着光轴分别移动(例如，参见图1)，由此减少在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离，并且增大在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离。在变焦镜头ZL和图像平面I之间布置了由低通滤波器和红外光阻挡滤波器等构成的滤波器组FL。
第二透镜组G2是改变放大率部分和主透镜组，并且，第一透镜组G1是补偿器透镜组。第三透镜组G3优化变焦镜头的出射光瞳相对于成像装置C的位置，并且校正未被第一透镜组G1和第二透镜组G2校正的像差。
为了使用具有这样的透镜配置的变焦镜头ZL来实现更宽的视角和更高的变焦比，必须满足各种条件。具体地说，为了执行良好的像差校正，必须适当地安排每一个透镜组的透镜配置、每一个透镜的折射光焦度、非球面透镜的位置。另一方面，考虑到实际的观点，必须充分地减小变焦镜头的尺寸。
为了实现变焦镜头ZL的尺寸减小和高光学性能两者，优选的是，满足下面的条件表达式(1)：
2.4＜(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)＜4.0        (1)
其中，fw表示在广角端状态中的变焦镜头ZL的焦距，Dw23表示在广角端状态中在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离，ft表示在远摄端状态中的变焦镜头ZL的焦距，并且，TLw表示在广角端状态中的变焦镜头ZL的镜头全长。使用这种配置，变得可以减小变焦镜头ZL的镜头全长以及良好地校正各种像差，以便可以实现具有高光学性能的减小了大小的变焦镜头ZL和配备了该变焦镜头ZL的光学设备(数字照相机CAM)。
条件表达式(1)限定了相对于变焦比的在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的适当距离。当值(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)变得小于条件表达式(1)的下限时，变得难以校正在广角端状态中的场曲，因此这是不期望的。另一方面，当值(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)超过条件表达式(1)的上限时，变得难以校正在远摄端状态中的球面像差，因此这是不期望的。
在将条件表达式(1)的下限设置为2.55或将条件表达式(1)的上限设置为3.80的情况下，可以显示第一实施例的效果。而且，在将条件表达式(1)的下限设置为2.70或将条件表达式(1)的上限设置为3.60的情况下，可以充分地显示第一实施例的效果。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，满足下面的条件表达式(2)：
1.9＜ft/(-f1)＜2.3            (2)
其中，f1表示第一透镜组G1的焦距。
条件表达式(2)限定了第一透镜组G1的适当的折射光焦度。当值ft/(-f1)变得小于条件表达式(2)的下限时，在广角端状态中的前透镜的直径变大，并且，在广角端状态中的畸变和场曲变得难以校正，因此这是不期望的。另一方面，当值ft/(-f1)超过条件表达式(2)的上限时，在远摄端状态中的球面像差变得难以校正，因此这是不期望的。
在将条件表达式(2)的下限设置为1.94或将条件表达式(2)的上限设置为2.23的情况下，可以显示第一实施例的效果。而且，在将条件表达式(2)的下限设置为1.98或将条件表达式(2)的上限设置为2.17的情况下，可以充分地显示第一实施例的效果。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，满足下面的条件表达式(3)：
1.7＜(fw×TLw)/(ft×Ymax)＜2.0        (3)
其中，Ymax表示变焦镜头ZL的最大图像高度。
条件表达式(3)限定了相对于变焦比的变焦镜头的适当的镜头全长。当值(fw×TLw)/(ft×Ymax)变得小于条件表达式(3)的下限时，变得难以校正在远摄端状态中的球面像差，因此这是不期望的。另一方面，当值(fw×TLw)/(ft×Ymax)超过条件表达式(3)的上限时，变得难以校正在中间焦距状态中的彗差，因此这是不期望的。
在将条件表达式(3)的下限设置为1.75或将条件表达式(3)的上限设置为1.95的情况下，可以显示第一实施例的效果。而且，在将条件表达式(3)的下限设置为1.80或将条件表达式(3)的上限设置为1.93的情况下，可以充分地显示第一实施例的效果。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，满足下面的条件表达式(4)和(5)：
3.15＜Ndn+(0.05×νdn)＜3.60         (4)
1.8＜Ndn＜2.5                        (5)
其中，Ndn表示在第二透镜组中具有最高的在d线的折射率的负透镜的在d线的折射率，并且νdn表示该负透镜的阿贝数。
条件表达式(4)用于良好地校正在远摄端状态中的球面像差上的色差异。当值Ndn+(0.05×νdn)变得小于条件表达式(4)的下限时，相对于d线在较短波长侧的球面像差变得校正非常不足，因此这是不期望的。另一方面，当值Ndn+(0.05×νdn)超过条件表达式(4)的上限时，相对于d线在较短波长侧的球面像差变得校正过度，因此这是不期望的。
条件表达式(5)限定了在第二透镜组中的该负透镜的折射率的适当范围。当值Ndn变得小于条件表达式(5)的下限时，变得难以校正在广角端状态中的弧矢图像平面的场曲，因此这是不期望的。另一方面，当值Ndn超过条件表达式(5)的上限时，珀兹伐和变得过大，因此变得难以校正在中间焦距状态中的场曲。因此这是不期望的。
在将条件表达式(4)的下限设置为3.20或将条件表达式(4)的上限设置为3.55的情况下，可以显示第一实施例的效果。而且，在将条件表达式(4)的下限设置为3.25或将条件表达式(4)的上限设置为3.50的情况下，可以充分地显示第一实施例的效果。
在将条件表达式(5)的下限设置为1.85或将条件表达式(5)的上限设置为2.35的情况下，可以显示第一实施例的效果。而且，在将条件表达式(5)的下限设置为1.90或将条件表达式(5)的上限设置为2.20的情况下，可以充分地显示第一实施例的效果。
在这样的变焦镜头ZL中，通过单个正透镜来构造第三透镜组G3，并且优选的是，满足下面的条件表达式(6)：
0.4＜(Rb+Ra)/(Rb-Ra)＜1.0        (6)
其中，Ra表示正透镜的物体侧表面的曲率半径，并且Rb表示正透镜的图像侧表面的曲率半径。
条件表达式(6)限定了在第三透镜组G3中的该正透镜的适当形状。当值(Rb+Ra)/(Rb-Ra)变得小于条件表达式(6)的下限时，变得难以同时校正在广角端状态中的畸变和像散差异，因此这是不期望的。另一方面，当值(Rb+Ra)/(Rb-Ra)超过条件表达式(6)的上限时，变得难以校正在广角端状态中的彗差，因此这是不期望的。
在将条件表达式(6)的下限设置为-0.25或将条件表达式(6)的上限设置为0.8的情况下，可以显示第一实施例的效果。而且，在将条件表达式(6)的下限设置为-0.1或将条件表达式(6)的上限设置为0.6的情况下，可以充分地显示第一实施例的效果。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，至少第一透镜组G1和第二透镜组G2移动使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且，在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，第一透镜组G1以沿着光轴从物体侧起的顺序由负透镜和正透镜构成。在以这种方式构成第一透镜组G1的情况下，第一透镜组的外径变小，并且变得可以良好地校正在广角端状态中的畸变和像散差异和在远摄端状态中的球面像差。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，在第一透镜组G1中的最物体侧透镜具有非球面。在使得在第一透镜组G1中的最物体侧透镜为非球面透镜的情况下，变得可以良好地校正在广角端状态中的畸变和彗差和在远摄端状态中的彗差。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，第二透镜组G2以沿着光轴从物体侧起的顺序由两个正透镜和一个负透镜构成。利用这种透镜配置，变得可以将第二透镜组的主点移动到物体侧，因此除了能够防止第一透镜组G1和第二透镜组G2在远摄端状态中彼此接触之外，还可以有效地校正球面像差。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，以沿着光轴从图像侧起的顺序在第二透镜组G2中布置一个正透镜和一个负透镜。利用这种透镜配置，变得可以良好地校正在广角端状态中的场曲。
因此，第二透镜组G2可以以沿着光轴从物体侧起的顺序由两个正透镜、一个负透镜和一个正透镜构成。利用这种透镜配置，除了能够防止第一透镜组G1和第二透镜组G2在远摄端状态中彼此接触之外，还可以如上所述良好地校正球面像差，而且，可以良好地校正在广角端状态中的场曲。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，在第二透镜组G2中的最物体侧透镜具有非球面。在使得第二透镜组的最物体侧表面成为非球面的情况下，变得可以良好地校正球面像差。
在这样的变焦镜头ZL中，优选的是，在从广角端状态向远摄端状态变焦时，第三透镜组G3被固定在光轴上。在固定第三透镜组G3的情况下，变得可以良好地校正在远摄端状态中的横色像差。
在根据第一实施例的广角变焦镜头ZL中，可以向物体侧移动第一透镜组G1或第三透镜组G3，由此执行从无限远物体向近物体的聚焦。然而，用于向物体侧移动第一透镜组的方法趋向于在聚焦在最近拍摄范围时减少在图像框的周围的光量，因此最优选的是，在聚焦时向物体侧移动第三透镜组G3。
因此，下面参考图8来描述用于制造变焦镜头ZL的方法的概述。首先，根据第一实施例的第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3被布置在具有圆柱形状的透镜镜筒中(步骤S1)。在将每一个透镜组布置在透镜镜筒中时，可以以从物体侧起的顺序逐个布置每一个透镜组。替代地，首先，可以通过保持构件来保持一部分透镜组或全部透镜组，然后，将它们与透镜镜筒构件组装在一起。在将每一个透镜组组装到透镜镜筒内后，在透镜镜筒中组装每一个透镜组的条件下，查看是否能够形成物体的图像，换句话说，每一个透镜组的中心是否对准(步骤S2)。在确认图像的形成后，要确认变焦镜头ZL的每一个移动(步骤S3)。
关于各种移动的示例，存在下述移动：通过沿着光轴移动透镜组(在第一实施例中的第一透镜组G1和第二透镜组G2)而执行的变焦移动；沿着光轴移动透镜组(在第一实施例中的第三透镜组G3)以执行从无限远物体向近物体的聚焦的聚焦移动；以及，通过在包括与光轴垂直的分量的方向上移动透镜的至少一部分来执行的图像模糊校正移动。在第一实施例中，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独立地沿着光轴移动，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大。而且，每一个移动的确认顺序是任意的。利用这种用于制造的方法，变得可以获得具有高光学性能的大小减小的变焦镜头ZL。
根据第一实施例的另一种用于制造变焦镜头ZL的方法是一种用于制造变焦镜头的方法，该变焦镜头以从物体侧起的顺序包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，该方法包括步骤：布置每一个透镜使得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；并且，布置每一个透镜使得在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，并且在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变，并且满足下面的条件表达式(1)：
2.4＜(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)＜4.0        (1)
其中，fw表示在广角端状态中的变焦镜头ZL的焦距，Dw23表示在广角端状态中在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离，ft表示在远摄端状态中的变焦镜头的焦距，并且，TLw表示在广角端状态中的变焦镜头的镜头全长。
利用根据第一实施例的所述另一种用于制造变焦镜头的方法，变得可以提供一种用于制造具有高光学性能的减小了大小的变焦镜头ZL的方法。
在根据第一实施例的所述另一种用于制造变焦镜头ZL的方法中，优选的是，包括用于满足下面的条件表达式(2)的步骤：
1.9＜ft/(-f1)＜2.3        (2)
其中，f1表示第一透镜组G1的焦距。
利用根据第一实施例的所述另一种用于制造变焦镜头的方法，变得可以提供一种用于制造具有高光学性能的减小了大小的变焦镜头ZL的方法。
在根据第一实施例的所述另一种用于制造变焦镜头的方法中，优选的是，包括用于满足下面的条件表达式(3)的步骤：
1.7＜(fw×TLw)/(ft×Ymax)＜2.0        (3)
其中，Ymax表示变焦镜头ZL的最大图像高度。
利用根据第一实施例的所述另一种用于制造变焦镜头的方法，变得可以提供一种用于制造具有高光学性能的减小了大小的变焦镜头ZL的方法。
[第一实施例的示例]
<示例1-1>
下面参考附图描述根据第一实施例的每一个示例。首先，使用图1、2A、2B和2C和表1来描述第一实施例的第一示例(示例1-1)。图1是示出根据第一实施例的第一示例(示例1-1)的变焦镜头的透镜配置和变焦轨迹的截面图。
如上所述，根据第一实施例的示例1-1的变焦镜头ZL以沿着光轴从物体侧起的顺序由下述部分构成：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改变放大率(变焦)时，第一透镜组G1和第二透镜组G2沿着光轴独立地移动，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大。在该情况上，第一透镜组G1首先向图像侧移动，然后向物体侧移动。第二透镜组G2单调地向物体侧移动。第三透镜组G3固定。
第一透镜组G1以沿着光轴从物体侧起的顺序由下述部分构成：负弯月形透镜L11，其具有面向物体侧的凸表面；以及，正弯月形透镜L12，其具有面向物体侧的凸表面。负弯月形透镜L11的图像侧透镜表面是非球面。第二透镜组G2以沿着光轴从物体侧起的顺序由下述部分构成：正弯月形透镜L21，其具有面向物体侧的凸表面；双凸正透镜L22；双凹负透镜L23；以及，双凸正透镜L24。正弯月形透镜L21的物体侧透镜表面是非球面。优选的是，双凸正透镜L22和双凹负透镜L23是胶合透镜。第三透镜组G3由单个正透镜L31构成，并且第三透镜组G3沿着光轴移动，由此执行从无限远物体向近物体的聚焦。
由片材或透镜框构造的F数限定构件S被布置到在第二透镜组G2中的正弯月形透镜L21的在光轴上的顶点的图像侧，并且在从广角端状态向远摄端状态变焦时与第二透镜组G2一体地移动。在变焦镜头ZL和图像平面I之间布置的滤波器组FL由低通滤波器和红外光阻挡滤波器等构成。
下面的表1至3示出根据第一实施例的示例1-1至1-3的变焦镜头的各种值。在[规格]中，f表示焦距。FNO表示F数，2ω表示视角(单位：度)，并且Ymax表示最大图像高度。在[透镜数据]中，i表示以从物体侧起的顺序计数的光学表面编号，r表示透镜表面的曲率半径，d表示沿着光轴的面到面距离，nd表示在d线(波长λ＝587.6nm)的折射率，并且，νd表示在d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数。顺便提及，附到表面编号右侧的符号“*”说明透镜表面是非球面。省略空气的折射率nd＝1.000000，并且，r＝∞指示平面。
在[非球面数据]中，当“y”表示相对于光轴的垂直高度时，S(y)表示垂度量，该垂度量是沿着光轴从在非球面的顶点处的切平面到在距光轴垂直高度y处的非球面的距离，R表示参考球体的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示锥形系数，并且An表示第n阶的非球面系数(n＝4，6，8，10)，通过下面的条件表达式(A)来表示非球面：
S(y)＝(y2/R)/[1+{1-κ×(y/R)2}1/2]
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10        (A)
在每一个示例中，第二阶非球面系数A2是零，因此省略A2。在[非球面数据]中，“E-n”表示“×10-n”。
在[可变距离]中，d4表示在第一透镜组G1和第二透镜组G2(F数限定构件S)之间沿着光轴的距离，d12表示在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间沿着光轴的距离，d14表示在第三透镜组G3和滤波器组FL之间沿着光轴的距离，f表示焦距，TL表示镜头全长，并且Bf表示后焦距离。
这些距离d4、d12、d14、焦距f和镜头全长TL在变焦时改变。在用于各个值的相应表中，“mm”一般用于诸如焦距f、曲率半径r和到下一个透镜表面的距离d这样的长度的单位。然而，因为可以通过成比例地放大或缩小其尺寸的光学***来获得类似的光学性能，所以该单位不必然限于“mm”。附图标记的解释在其他示例中是相同的。
在表1中列出了与根据示例1-1的透镜***相关联的各个值。顺便提及，在表1中的表面编号1至18对应于在图1中的表面1至18。在表1中的第一透镜组编号G1至G3对应于在图1中的每一个透镜组G1至G3。在示例1-1中，第二表面和第六表面的每一个是非球面。
表1
[规格]
变焦比＝4.72
f＝5.15～24.30
FNO＝2.74～6.99
2ω＝77.14～18.16
Ymax＝3.9
[透镜数据]
Figure BPA00001329015400161
Figure BPA00001329015400171
[非球面数据]
表面编号：2
κ＝0.1871，
A4＝2.54930E-04，
A6＝3.99050E-06，
A8＝-5.58790E-08，
A10＝7.87310E-10
表面编号：6
κ＝0.0734，
A4＝3.54380E-04，
A6＝3.04510E-06，
A8＝0.00000E+00，
A10＝0.00000E+00
[可变距离]
在聚焦在无限远时
W：广角端状态，M：中间焦距状态，T：远摄端状态
Figure BPA00001329015400181
[透镜组数据]
组    I    焦距
G1    1    -11.84
G2    6    9.99
G3    13   21.80
[条件表达式的值]
(1)(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)＝3.1872
(2)ft/(-f1)＝2.0526
(3)(fw×TLw)/(ft×Ymax)＝1.9178
(4)Ndn+(0.05×νdn)＝3.417
(5)Ndn＝2.003
(6)(Rb+Ra)/(Rb-Ra)＝0.3662
可以从上面看出，第一实施例的示例1-1满足条件表达式(1)至(6)。
图2A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态(f＝5.15mm)中的根据第一实施例的示例1-1的变焦镜头ZL的各种像差的图。图2B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态(f＝11.20mm)中的根据第一实施例的示例1-1的变焦镜头的各种像差的图。图2C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态(f＝24.30mm)中的根据第一实施例的示例1-1的变焦镜头的各种像差的图。
在各个图中，FNO表示F数，A表示相对于每一个图像高度的半视角。在各个图中，d表示在d线(波长λ＝587.6nm)的像差曲线，g表示在g线(波长λ＝435.8nm)的像差曲线。并且在示出像散的图中，实线指示弧矢图像平面，虚线指示子午图像平面。
从各个图显然，根据第一实施例的示例1-1的变焦镜头ZL显示出作为对于从广角端状态到远摄端状态的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。结果，配备了根据第一实施例的示例1-1的变焦镜头ZL的数字照相机1使得可以保证优越光学性能。
<示例1-2>
使用图3、4A、4B和4C和表2来描述第一实施例的第二示例(示例1-2)。图3是示出根据第一实施例的第二示例(示例1-2)的变焦镜头的透镜配置和变焦轨迹的截面图。
顺便提及，根据第一实施例的示例1-2的变焦镜头与根据第一实施例的示例1-1的变焦镜头相同，除了非球面的位置之外，因此附加与示例1-1相同的附图标记，并且省略重复的描述。在示例1-2中，在第一透镜组G1中的负弯月形透镜L11的两个表面是非球面。在第二透镜组G2中的正弯月形透镜L21的物体侧表面是非球面。
在表2中列出了与根据示例1-2的透镜***相关联的各个值。顺便提及，在表2中的表面编号1至18对应于在图3中的表面1至18。在表2中的透镜组编号G1至G3对应于在图3中的每一个透镜组G1至G3。在示例1-2中，第一表面、第二表面和第六表面的每一个是非球面。
表2
[规格]
变焦比＝4.72
f＝5.15～24.30
FNO＝2.70～6.96
2ω＝77.14～18.16
Ymax＝3.9
[透镜数据]
Figure BPA00001329015400201
[非球面数据]
表面编号：1
κ＝-2.0543
A4＝-1.02800E-05
A6＝2.65770E-07
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：2
κ＝0.1671
A4＝2.87890E-04
A6＝5.79920E-06
A8＝-1.23600E-07
A10＝2.97850E-09
表面编号：6
κ＝0.1791
A4＝2.76980E-04
A6＝2.30580E-06
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
[可变距离]
在聚焦在无限远时
W：广角端状态，M：中间焦距状态，T：远摄端状态
Figure BPA00001329015400211
[透镜组数据]
组    I     焦距
G1    1     -11.50
G2    6     9.75
G3    13    22.00
[条件表达式的值]
(1)(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)＝3.1157
(2)ft/(-f1)＝2.1130
(3)(fw×TLw)/(ft×Ymax)＝1.8654
(4)Ndn+(0.05×νdn)＝3.417
(5)Ndn＝2.003
(6)(Rb+Ra)/(Rb-Ra)＝0.3550
可以从上面看出，第一实施例的示例1-2满足条件表达式(1)至(6)。
图4A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态(f＝5.15mm)中的根据第一实施例的示例1-2的变焦镜头ZL的各种像差的图。图4B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态(f＝11.20mm)中的根据第一实施例的示例1-2的变焦镜头的各种像差的图。图4C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态(f＝24.30mm)中的根据第一实施例的示例1-2的变焦镜头的各种像差的图。
从各个图显然，根据第一实施例的示例1-2的变焦镜头ZL显示出作为对于从广角端状态到远摄端状态的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。结果，配备了根据第一实施例的示例1-2的变焦镜头ZL的数字照相机1使得可以保证优越光学性能。
<示例1-3>
使用图5、6A、6B和6C和表3来描述第一实施例的第三示例(示例1-3)。图5是示出根据第一实施例的第三示例(示例1-3)的变焦镜头的透镜配置和变焦轨迹的截面图。
顺便提及，根据第一实施例的示例1-3的变焦镜头与根据第一实施例的示例1-1的变焦镜头相同，除了非球面的位置之外，因此附加与示例1-1相同的附图标记，并且省略重复的描述。在示例1-3中，在第一透镜组G1中的负弯月形透镜L11的两个表面都是非球面。在第二透镜组G2中的正弯月形透镜L21的物体侧表面是非球面。
在表3中列出了与根据示例1-3的透镜***相关联的各种值。顺便提及，在表3中的表面编号1至18对应于在图5中的表面1至18。在表3中的透镜组编号G1至G3对应于在图5中的每一个透镜组G1至G3。在示例1-3中，第一表面、第二表面和第六表面的每一个是非球面。
表3
[规格]
变焦比＝4.72
f＝5.15～24.30
FNO＝2.70～6.99
2ω＝78.36～18.30
Ymax＝3.9
[透镜数据]
Figure BPA00001329015400231
[非球面数据]
表面编号：1
κ＝-99.0000
A4＝2.90520E-05
A6＝6.39520E-06
A8＝-1.40940E-07
A10＝9.87060E-10
表面编号：2
κ＝-2.1845
A4＝1.86910E-03
A6＝-2.40760E-05
A8＝8.48860E-07
A10＝-1.21150E-08
表面编号：6
κ＝-1.2760，
A4＝1.19920E-03，
A6＝-1.13680E-05，
A8＝0.00000E+00，
A10＝0.00000E+00
[可变距离]
在聚焦在无限远时
W：广角端状态，M：中间焦距状态，T：远摄端状态
[透镜组数据]
组    I     焦距
G1    1     -11.85
G2    6     9.55
G3    13    21.05
[条件表达式的值]
(1)(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)＝2.7400
(2)ft/(-f1)＝2.0506
(3)(fw×TLw)/(ft×Ymax)＝1.8358
(4)Ndn+(0.05×νdn)＝3.417
(5)Ndn＝2.003
(6)(Rb+Ra)/(Rb-Ra)＝-0.0836
可以从上面看出，第一实施例的示例1-3满足条件表达式(1)至(6)。
图6A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态(f＝5.15mm)中的根据第一实施例的示例1-3的变焦镜头ZL的各种像差的图。图6B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态(f＝11.20mm)中的根据第一实施例的示例1-3的变焦镜头的各种像差的图。图6C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态(f＝24.30mm)中的根据第一实施例的示例1-3的变焦镜头的各种像差的图。
从各个图显然，根据第一实施例的示例1-3的变焦镜头ZL显示出作为对于从广角端状态到远摄端状态的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。结果，配备了根据第一实施例的示例1-3的变焦镜头ZL的数字照相机1使得可以保证优越光学性能。
如上所述，第一实施例的每一个示例使得可以提供广角变焦镜头和配备了该广角变焦镜头的光学设备(数字照相机)，所述广角变焦镜头具有的变焦比为大约5，并且具有良好光学性能，同时使得在收缩时镜头全长小。
然后，下面参考图9来描述第一实施例的另一种用于制造变焦镜头ZL的方法的概述。在图9中所示的根据第一实施例的另一种用于制造变焦镜头ZL的方法是用于制造如下的变焦镜头的方法，该变焦镜头以从物体侧起的顺序包括第一透镜组G1、第二透镜组G2和第三透镜组G3，该方法包括步骤：将每一个透镜布置在具有圆柱形状的透镜镜筒中，使得第一透镜组G1具有负折射光焦度，第二透镜组G2具有正折射光焦度，并且第三透镜组G3具有正折射光焦度(步骤S101)；并且，布置每一个透镜，使得在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离改变，并且在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离改变，并且满足下面的条件表达式(1)(步骤S102)：
2.4＜(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)＜4.0        (1)
其中，fw表示在广角端状态中的变焦镜头ZL的焦距，Dw23表示在广角端状态中在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离，ft表示在远摄端状态中的变焦镜头ZL的焦距，并且，TLw表示在广角端状态中的变焦镜头ZL的镜头全长。
利用根据第一实施例的所述另一种用于制造变焦镜头的方法，变得可以制造具有高光学性能的减小了大小的变焦镜头ZL。
在上述第一实施例中，在不使得光学性能变差的限制内，可以适当地应用下面的描述。
在第一实施例的每一个示例中，虽然已经示出具有三透镜组配置的透镜***，但是上述的透镜配置可以被应用到其他透镜配置，诸如四透镜组配置和五透镜组配置。其中透镜或透镜组被加到最物体侧的透镜配置和其中透镜或透镜组被加到最图像侧的透镜配置是可能的。顺便提及，透镜组是通过在变焦时改变的空气间隔隔开的至少一个透镜。
为了从无限远物体向近物体改变聚焦，透镜组的一部分、单个透镜组或多个透镜组可以作为聚焦透镜组沿着光轴移动。在该情况下，聚焦透镜组可以用于自动聚焦，并且适合于被诸如超声波电机这样的电机驱动。特别优选的是，第三透镜组作为聚焦透镜组移动。
而且，透镜组或透镜组的一部分可以作为减振透镜组在包括与光轴垂直的分量的方向上移动，或在包括光轴的平面上倾斜(摇摆)，由此校正由照相机震动引起的图像模糊。具体地说，优选的是，使得第二透镜组的至少一部分作为减振透镜组。
任何透镜表面可以是球面、平面或非球面。当透镜表面是球面或平面时，透镜处理、组装和调整变得容易，并且可以防止由透镜处理、组装和调整误差引起的在光学性能上的变差，因此这是优选的。而且，即使该表面移位，在光学性能上的变差也很小，因此这是优选的。当透镜表面是非球面时，可以通过细磨处理、玻璃模制处理或复合型处理来制造非球面，该玻璃模制处理即通过模具将玻璃材料形成为非球面形状，该复合型处理即将树脂材料在玻璃透镜表面上形成为非球面形状。
透镜表面可以是衍射光学表面，并且透镜可以是梯度折射率型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
虽然优选的是，在第二透镜组附近布置孔径光阑，但是该功能可以被透镜框取代，而不用布置作为孔径光阑的构件。
而且，可以使用在宽波长范围中具有高透射率的防反射膜来涂覆构成透镜***的透镜的透镜表面。利用此设计，可行的是，通过减少杂散光和幻像来获得高对比度和高光学性能。
在根据第一实施例的变焦镜头ZL中，变焦比大约是4.5至6.0。
优选的是，第一透镜组G1包括一个正透镜元件和一个负透镜元件。在该情况下，优选的是，这些透镜元件被布置在第一透镜组G1中，以从物体侧起的顺序为负透镜元件和正透镜元件。而且，优选的是，第二透镜组G2包括两个正透镜元件和一个负透镜元件。在该情况下，优选的是，这些透镜元件被布置在第二透镜组G2中，以从物体侧起的顺序为两个正透镜元件和一个负透镜元件，或两个正透镜元件、一个负透镜元件和一个正透镜元件。而且，优选的是，第三透镜组G3包括一个正透镜元件。
然后，详细描述根据第二发明的变焦镜头(以下称为第二实施例)。
[第二实施例]
根据第二实施例的变焦镜头是负先行型变焦镜头，其以沿着光轴从物体侧起的顺序包括：第一透镜组，其具有负折射光焦度；第二透镜组，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组，其具有正折射光焦度，并且，在从广角端状态向远摄端状态变焦时，每一在相邻的透镜组之间的距离改变。第二透镜组G2是改变放大率部分和主透镜组，并且，第一透镜组G1是补偿器透镜组。第三透镜组G3优化变焦镜头的出射光瞳相对于成像装置C的位置，并且校正未被第一透镜组G1和第二透镜组G2校正的像差。
为了使用具有这样的透镜配置的变焦镜头ZL来实现更宽的视角和更高的变焦比，必须满足各种条件。具体地说，为了执行良好的像差校正，必须适当地安排每一个透镜组的透镜配置、每一个透镜的折射光焦度、非球面透镜的位置。另一方面，考虑到实际的观点，必须充分地减小变焦镜头的尺寸。
在根据第二实施例的变焦镜头中，满足下面的条件表达式(7)和(8)：
0.65＜f2·TLt/ft2＜0.92         (7)
0.63＜ft·Ymax/f12＜0.80        (8)
其中，f2表示第二透镜组的焦距，TLt表示在远摄端状态中的变焦镜头的镜头全长，并且ft表示在远摄端状态中的变焦镜头的焦距，Ymax表示最大图像高度，并且f1表示第一透镜组的焦距。
条件表达式(7)限定变焦镜头的焦距和镜头全长以及第二透镜组的焦距的适当范围。
当值f2·TLt/ft2变得小于条件表达式(7)的下限时，第二透镜组的折射光焦度变得过强，并且，变得难以校正球面像差，因此这是不期望的。当值f2·TLt/ft2超过条件表达式(7)的上限时，在远摄端状态中的第二透镜组的放大率变得过大。因此，变得难以校正球面像差和色像差，因此这是不期望的。
在满足条件表达式(7)的情况下，变得可以良好地校正像差，同时使得变焦比更高。
为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(7)的下限设置为0.69。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(7)的下限设置为0.71。为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(7)的上限设置为0.90。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(7)的上限设置为0.88。
条件表达式(8)用于使得变焦镜头具有更宽的视角和更高的变焦比，而不使得光学性能变差，并且具体地说，条件表达式(8)限定了第一透镜组的焦距的适当范围。
在此，将简述变焦镜头的一般构造。第一透镜组具有初始地形成物体的图像的功能，并且通过第一透镜组的焦距来确定图像的位置和尺寸。下面的透镜组对于由第一透镜组形成的图像来执行变焦，并且最后在成像装置上形成具有期望的尺寸的图像。因此，对于限定变焦镜头的特性很重要的是，适当地设置第一透镜组的焦距。
当值ft·Ymax/f12变得小于条件表达式(8)的下限时，在远摄端状态中在第一透镜组和第二透镜组之间沿着光轴的距离变得接近。为了避免两个透镜组的接触，必须将第二透镜组的主点向物体侧移动。为了这个目的，必须配置第二透镜组以具有极端远摄型的折射光焦度分布。结果，变得难以校正球面像差，因此这是不期望的。当值ft·Ymax/f12超过条件表达式(8)的上限时，第一透镜组的折射光焦度变得极小，并且变得难以校正在广角端状态中的彗差，因此这是不期望的。
为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(8)的下限设置为0.64。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(8)的下限设置为0.66。为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(8)的上限设置为0.77。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(8)的上限设置为0.74。
在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式(9)：
0.85＜f2/(fw·ft)1/2＜0.95        (9)
其中，fw表示在广角端状态中的变焦镜头的焦距。
条件表达式(9)限定了第二透镜组的焦距的适当范围。
当值f2/(fw·ft)1/2变得小于条件表达式(9)的下限时，第二透镜组的折射光焦度变得过强，使得变得难以校正球面像差。因此这是不期望的。当值f2/(fw·ft)1/2超过条件表达式(9)的上限时，在远摄端状态中的第二透镜组的放大率变得过大，使得变得难以校正在远摄端状态中的球面像差和色像差。因此这是不期望的。
为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(9)的下限设置为0.87。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(9)的下限设置为0.89。为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(9)的上限设置为0.93。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(9)的上限设置为0.92。
在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，满足下面的条件表达式(10)：
0.055＜(Nnav-1.50)fw/TLw＜0.150        (10)
其中，Nnav表示在变焦镜头中包括的所有负透镜的在d线(波长λ＝587.6nm)的折射率的平均值，fw表示在广角端状态中的变焦镜头的焦距，TLw表示在广角端状态中的变焦镜头的镜头全长。
条件表达式(10)用于良好地校正在广角端状态中的弧矢图像平面的曲率。
当值(Nnav-1.50)·fw/TLw变得小于条件表达式(10)的下限时，在广角端状态中的弧矢图像平面的曲率变大，使得图像框的角上的光学性能变差。因此这是不期望的。当值(Nnav-1.50)·fw/TLw超过条件表达式(10)的上限时，珀兹伐和变大，因此，变得难以校正在中间焦距状态中的场曲和像散差异。因此这是不期望的。
为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(10)的下限设置为0.058。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(10)的下限设置为0.060。为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(10)的上限设置为0.100。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(10)的上限设置为0.075。
在根据第二实施例的变焦镜头中，第三透镜组仅由单个正透镜构成，并且优选的是，满足下面的条件表达式(11)：
-0.30＜(R32+R31)/(R32-R31)＜1.10        (11)
其中，R31表示在第三透镜组中的正透镜的物体侧透镜表面的近轴曲率半径，并且，R32表示在第三透镜组中的正透镜的图像侧透镜表面的近轴曲率半径。
条件表达式(11)限定构成第三透镜组的正透镜的形状的适当范围。
当值(R32+R31)/(R32-R31)变得小于条件表达式(11)的下限时，变得难以校正在远摄端状态中的场曲，因此这是不期望的。当值(R32+R31)/(R32-R31)超过条件表达式(11)的上限时，变得难以校正中间焦距状态中的场曲，因此这是不期望的。
为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(11)的下限设置为-0.10。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(11)的下限设置为0.00。为了保证第二实施例的效果，优选的是，将条件表达式(11)的上限设置为0.95。为了进一步保证第二实施例的效果，最优选的是，将条件表达式(11)的上限设置为0.80。
在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，第一透镜组以沿着光轴从物体侧起的顺序包括至少一个负透镜和一个正透镜。
在以这种方式构造第一透镜组的情况下，变得可以良好地校正在广角端状态中的色像差、像散差异和彗差。
在根据第二实施例的变焦镜头中，在第一透镜组中的最物体侧透镜具有非球面。
在使得在第一透镜组中的最物体侧透镜为非球面透镜的情况下，变得可以良好地校正在广角端状态中的彗差和像散差异。
在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，第二透镜组以沿着光轴从物体侧起的顺序包括两个正透镜和一个负透镜。
利用这种透镜配置，变得可以向物体侧移动第二透镜组的主点。因此，可以防止在远摄端状态中第一透镜组和第二透镜组彼此接触，并且可以良好地校正球面像差。
在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，第二透镜组的最物体侧透镜表面是非球面。
在使得最物体侧透镜表面为非球面的情况下，可以良好地校正球面像差。
在根据第二实施例的变焦镜头中，在从广角端状态向远摄端状态变焦时，优选的是，第三透镜组被固定在光轴上。
在固定第三透镜组的情况下，可以使得在变焦时在出射光瞳位置上的变化较小。
在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，至少第一透镜组和第二透镜组在从广角端状态向远摄端状态变焦时移动，使得在第一透镜组和第二透镜组之间的距离减小，并且在第二透镜组和第三透镜组之间的距离增大。使用这种透镜配置，可以获得更高的变焦比。
在根据第二实施例的变焦镜头中，可以通过将第一透镜组或第三透镜组向物体侧移动来执行从无限远物体向近物体的聚焦。然而，用于将第一透镜组向物体侧移动的方法趋向于减少在聚焦在最近拍摄范围时在图像框的周围的光量，因此，最优选的是，在聚焦时将第三透镜组G3向物体侧移动。
在根据第二实施例的变焦镜头中，任何透镜表面可以是衍射光学表面，并且任何透镜可以是梯度折射率型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。具有小折射光焦度的透镜组可以被附到第三透镜组的图像侧。
在根据第二实施例的变焦镜头中，透镜组或透镜组的一部分可以作为减振透镜组在包括与光轴垂直的分量的方向上移动。使用这种透镜配置，可以实现减振透镜组。
而且，根据第二实施例的用于制造变焦镜头的方法是一种用于制造如下的变焦镜头的方法，该变焦镜头以从物体侧起的顺序包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，该方法包括步骤：布置每一个透镜使得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；并且，布置第一透镜组至第三透镜组使得在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，并且在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变，并且满足下面的条件表达式(7)和(8)：
0.65＜f2·TLt/ft2＜0.92        (7)
0.63＜ft·Ymax/f12＜0.80       (8)
其中，f2表示第二透镜组的焦距，TLt表示在远摄端状态中的变焦镜头的镜头全长，并且ft表示在远摄端状态中的变焦镜头的焦距，Ymax表示最大图像高度，并且f1表示第一透镜组的焦距。
使用根据第二实施例的这种用于制造变焦镜头的方法，变得可以提供一种用于制造具有良好的光学性能的大小减小的变焦镜头，并且实现适合于固态成像装置的较宽视角和较高变焦比的方法。
在根据第二实施例的用于制造变焦镜头的方法中，优选的是，该方法包括步骤：满足下面的条件表达式(9)：
0.85＜f2/(fw·ft)1/2＜0.95        (9)
其中，fw表示在广角端状态中的变焦镜头的焦距。
使用根据第二实施例的这种用于制造变焦镜头的方法，变得可以提供一种用于制造具有良好的光学性能的大小减小的变焦镜头，并且实现适合于固态成像装置的较宽视角和较高变焦比的方法。
在根据第二实施例的用于制造变焦镜头的方法中，优选的是，该方法包括步骤：满足下面的条件表达式(10)：
0.055＜(Nnav-1.50)fw/TLw＜0.150        (10)
其中，Nnav表示在变焦镜头中包括的所有负透镜的在d线(波长λ＝587.6nm)的折射率的平均值，fw表示在广角端状态中的变焦镜头的焦距，TLw表示在广角端状态中的变焦镜头的镜头全长。
使用根据第二实施例的这种用于制造变焦镜头的方法，变得可以提供一种用于制造具有良好的光学性能的大小减小的变焦镜头，并且实现适合于固态成像装置的较宽视角和较高变焦比的方法。
[第二实施例的示例]
下面参考附图描述根据第二实施例的每一示例。
<示例2-1>
图10是根据第二实施例的第一示例(示例2-1)的变焦镜头的透镜配置的截面图。
根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头以沿着光轴从物体侧起的顺序由下述部分构成：整体具有负折射光焦度的第一透镜组G1、整体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W向远摄端状态T变焦时，移动第一透镜组G1和第二透镜组G2，并且固定第三透镜组G3，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大。
第一透镜组G1以沿着光轴从物体侧起的顺序由负透镜L11和正透镜L12构成。负透镜L11的物体侧表面和图像侧表面的每一个是非球面。
第二透镜组G2以沿着光轴从物体侧起的顺序由正透镜L21、正透镜L22、负透镜L23和正透镜L24构成，并且正透镜L22与负透镜L23彼此胶合，并且正透镜L21的物体侧表面和图像侧表面的每一个是非球面。
第三透镜组仅由一个正透镜L31构成。
而且，向在第二透镜组G2中的正透镜L21的光轴上的顶点的图像平面I侧布置F数限定构件S，并且在从广角端状态W向远摄端状态T变焦时与第二透镜组G2一体地移动F数限定构件S。
滤波器组FL由低通滤波器和红外光阻挡滤波器等构成。
在表4中列出了与根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头相关联的各种值。
在[表面数据]中。物面指的是物体平面，i表示以从物体侧的顺序计数的光学表面编号，r表示透镜表面的曲率半径，d表示沿着光轴的面到面距离，nd表示在d线(波长λ＝587.6nm)的折射率，并且，νd表示在d线(波长λ＝587.6nm)的阿贝数，(可变)表示可变距离，S表示F数限定构件，像面表示图像平面I。省略空气的折射率nd＝1.000000，并且，“r＝∞”表示平面。
在[非球面数据]中，通过下面的表达式(B)来表达非球面：
X(y)＝(y2/r)/[1+{1-κ×(y/r)2}1/2]
                +A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10+…        (B)
其中，“y”表示相对于光轴的垂直高度，X(y)表示垂度量，该垂度量是沿着光轴从在非球面的顶点处的切平面到在距光轴垂直高度y处的非球面的距离，r表示参考球体的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示锥形系数，并且An表示第n阶的非球面系数(n＝4，6，8，10)。在每一个示例中，第二阶非球面系数A2是零，因此省略A2。在[非球面数据]中，“E-n”表示“×10-n”，并且例如，“1.234E-05”表示“1.234×10-5”。在[表面数据]中，附到表面编号右侧的符号“*”示出透镜表面是非球面。
在[各种数据]中，变焦比是变焦镜头的变焦比，W表示广角端状态，M表示中间焦距状态，T表示远摄端状态，f表示焦距，FNO表示F数，ω表示半视角(单位：度)，Y表示图像高度(在示例2-1至2-4中的最大图像高度Ymax＝3.9)，TL表示变焦镜头的镜头全长，Bf表示后焦距离，并且di表示表面编号i的可变距离。
在[透镜组数据]中，示出每一个透镜组的开始表面编号I和焦距。
在[条件表达式的值]中，示出各个条件表达式的对应值。
在第二实施例中示出的各种值的各个表中，“mm”一般用于诸如焦距f、曲率半径r和到下一个透镜表面的距离d这样的长度的单位。然而，因为可以通过成比例地放大或缩小其尺寸的光学***来获得类似的光学性能，所以该单位不必限于“mm”。附图标记的解释在其他示例中是相同的。
表4
[表面数据]
Figure BPA00001329015400371
[非球面数据]
表面编号：1
κ＝-44.9064
A4＝5.90330E-05
A6＝0.00000E+00
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：2
κ＝0.0899
A4＝1.36940E-04
A6＝1.56960E-05
A8＝-2.57140E-07
A10＝6.20230E-09
表面编号：6
κ＝0.4140
A4＝1.14670E-04
A6＝-1.12420E-06
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：7
κ＝8.8706
A4＝2.67270E-05
A6＝0.00000E+00
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
[各种数据]
变焦比＝3.7669
Figure BPA00001329015400391
[透镜组数据]
组    I    焦距
1     1    -10.81
2     6    9.18
3     13   20.90
[条件表达式的值]
(7)f2·TLt/ft2＝0.8610
(8)ft·Ymax/f12＝0.6475
(9)f2/(fw·ft)1/2＝0.9184
(10)(Nnav-1.50)fw/TLw＝0.0647
(11)(R32+R31)/(R32-R31)＝0.3496
图11A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头的各种像差的图。图11B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头的各种像差的图。图11C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头的各种像差的图。
在各个图中，FNO表示F数，A表示半视角(单位：度)。在示出球面像差的各个图中，示出相对于最大孔径的F数。在示出彗差的图中，示出相对于半视角的每一个值。在各个图中，d表示在d线(波长λ＝587.6nm)的像差曲线，并且g表示在g线(波长λ＝435.8nm)的像差曲线。在示出像散的图中，实线指示弧矢图像平面，虚线指示子午图像平面。在示出彗差的图中，实线示出子午彗差。关于各种像差图的上述解释与根据第二实施例的下面的示例相同，并且省略重复描述。
从各个图显然，根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头ZL显示出作为对于从广角端状态到远摄端状态的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。
<示例2-2>
图12是根据第二实施例的示例2-2的变焦镜头的透镜配置的截面图。
根据第二实施例的示例2-2的变焦镜头以沿着光轴从物体侧起的顺序由下述部分构成：整体具有负折射光焦度的第一透镜组G1、整体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W向远摄端状态T变焦时，移动第一透镜组G1和第二透镜组G2，并且固定第三透镜组G3，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大。
第一透镜组G1以沿着光轴从物体侧起的顺序由负透镜L11和正透镜L12构成。负透镜L11的物体侧表面和图像侧表面的每一个是非球面。
第二透镜组G2以沿着光轴从物体侧起的顺序由正透镜L21、正透镜L22、负透镜L23和正透镜L24构成，并且正透镜L22与负透镜L23彼此胶合，并且正透镜L21的物体侧表面和图像侧表面的每一个是非球面。
第三透镜组G3仅由一个正透镜L31构成。
而且，向第二透镜组G2中的正透镜L21的在光轴上的顶点的图像平面I侧布置F数限定构件S，并且在从广角端状态W向远摄端状态T变焦时与第二透镜组G2一体地移动F数限定构件S。
滤波器组FL由低通滤波器和红外光阻挡滤波器等构成。
在表5中列出了与根据第二实施例的示例2-2的变焦镜头相关联的各种值。
表5
[表面数据]
[非球面数据]
表面编号：1
κ＝-99.0000
A4＝9.31110E-05
A6＝-1.75670E-07
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：2
κ＝0.1793
A4＝3.27140E-04
A6＝1.85680E-05
A8＝-3.84840E-07
A10＝1.47580E-08
表面编号：6
κ＝-3.1987
A4＝1.56090E-03
A6＝-1.03890E-04
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：7
κ＝-70.7606
A4＝-1.35220E-04
A6＝-6.82730E-05
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
[各种数据]
变焦比＝3.7669
Figure BPA00001329015400421
[透镜组数据]
组   I    焦距
1    1    -10.45
2    6    8.55
3    13   19.00
[条件表达式的值]
(7)f2·TLt/ft2＝0.7625
(8)ft·Ymax/f12＝0.6928
(9)f2/(fw·ft)1/2＝0.8554
(10)(Nnav-1.50)fw/TLw＝0.0698
(11)(R32+R31)/(R32-R31)＝-0.0904
图13A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第二实施例的示例2-2的变焦镜头的各种像差的图。图13B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第二实施例的示例2-2的变焦镜头的各种像差的图。图13C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第二实施例的示例2-2的变焦镜头的各种像差的图。
从各个图显然，根据第二实施例的示例2-2的变焦镜头ZL显示出作为对于从广角端状态到远摄端状态的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。
<示例2-3>
图14是根据第二实施例的示例2-3的变焦镜头的透镜配置的截面图。
根据第二实施例的示例2-3的变焦镜头以沿着光轴从物体侧起的顺序由下述部分构成：整体具有负折射光焦度的第一透镜组G1、整体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W向远摄端状态T变焦时，移动第一透镜组G1和第二透镜组G2，并且固定第三透镜组G3，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大。
第一透镜组G1以沿着光轴从物体侧起的顺序由负透镜L11和正透镜L12构成。负透镜L11的物体侧表面和图像侧表面的每一个是非球面。
第二透镜组G2以沿着光轴从物体侧起的顺序由正透镜L21、正透镜L22、负透镜L23和正透镜L24构成，并且正透镜L22与负透镜L23彼此胶合，并且正透镜L21的物体侧表面和图像侧表面的每一个是非球面。
第三透镜组仅由一个正透镜L31构成。
而且，向第二透镜组G2中的正透镜L21的在光轴上的顶点的图像平面I侧布置F数限定构件S，并且在从广角端状态W向远摄端状态T变焦时与第二透镜组G2一体地移动F数限定构件S。
滤波器组FL由低通滤波器和红外光阻挡滤波器等构成。
在表6中列出了与根据第二实施例的示例2-3的变焦镜头相关联的各种值。
表6
[表面数据]
Figure BPA00001329015400441
Figure BPA00001329015400451
[非球面数据]
表面编号：1
κ＝-27.7837
A4＝6.12390E-05
A6＝0.00000E+00
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：2
κ＝0.1321
A4＝2.42920E-04
A6＝1.16840E-05
A8＝-1.31270E-07
A10＝5.01830E-09
表面编号：6
κ＝0.2828
A4＝1.80730E-04
A6＝-1.30100E-06
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：7
κ＝-44.5246
A4＝4.64040E-05
A6＝0.00000E+00
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
[各种数据]
变焦比＝4.0194
Figure BPA00001329015400461
[透镜组数据]
组    I    焦距
1     1    -11.00
2     6    9.30
3     13   20.90
[条件表达式的值]
(7)f2·TLt/ft2＝0.7996
(8)ft·Ymax/f12＝0.6672
(9)f2/(fw·ft)1/2＝0.9007
(10)(Nnav-1.50)fw/TLw＝0.0633
(11)(R32+R31)/(R32-R31)＝0.3265
图15A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第二实施例的示例2-3的变焦镜头的各种像差的图。图15B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第二实施例的示例2-3的变焦镜头的各种像差的图。图15C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第二实施例的示例2-3的变焦镜头的各种像差的图。
从各个图显然，根据第二实施例的示例2-3的变焦镜头ZL显示出作为对于从广角端状态到远摄端状态的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。
<示例2-4>
图16是根据第二实施例的示例2-4的变焦镜头的透镜配置的截面图。
根据第二实施例的示例2-4的变焦镜头以沿着光轴从物体侧起的顺序由下述部分构成：整体具有负折射光焦度的第一透镜组G1、整体具有正折射光焦度的第二透镜组G2和整体具有正折射光焦度的第三透镜组G3。在从广角端状态W向远摄端状态T变焦时，移动第一透镜组G1和第二透镜组G2，并且固定第三透镜组G3，使得在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离减小，并且在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增大。
第一透镜组G1以沿着光轴从物体侧起的顺序由负透镜L11和正透镜L12构成。负透镜L11的物体侧表面和图像侧表面的每一个是非球面。
第二透镜组G2以沿着光轴从物体侧起的顺序由正透镜L21、正透镜L22、负透镜L23和正透镜L24构成，并且正透镜L22与负透镜L23彼此胶合，并且正透镜L21的物体侧表面和图像侧表面的每一个是非球面。
第三透镜组仅由一个正透镜L31构成。
而且，向第二透镜组G2中的正透镜L21的在光轴上的顶点的图像平面I侧布置F数限定构件S，并且在从广角端状态W向远摄端状态T变焦时与第二透镜组G2一体地移动F数限定构件S。
滤波器组FL由低通滤波器和红外光阻挡滤波器等构成。
在表7中列出了与根据第二实施例的示例2-4的变焦镜头相关联的各种值。
表7
[表面数据]
Figure BPA00001329015400481
[非球面数据]
表面编号：1
κ＝99.0000
A4＝1.02420E-04
A6＝-7.92430E-07
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：2
κ＝0.0075
A4＝5.06010E-05
A6＝4.51090E-05
A8＝-1.49330E-06
A10＝2.74750E-08
表面编号：6
κ＝3.3078
A4＝1.43800E-03
A6＝-9.73010E-05
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
表面编号：7
κ＝99.0000
A4＝-1.14200E-04
A6＝-6.81790E-05
A8＝0.00000E+00
A10＝0.00000E+00
[各种数据]
变焦比＝4.0194
Figure BPA00001329015400491
[透镜组数据]
组    I     焦距
1     1     -10.90
2     6     8.90
3     13    19.50
[条件表达式的值]
(7)f2·TLt/ft2＝0.7375
(8)ft·Ymax/f12＝0.6795
(9)f2/(fw·ft)1/2＝0.8620
(10)(Nnav-1.50)fw/TLw＝0.0666
(11)(R32+R31)/(R32-R31)＝0.0036
图17A是示出在聚焦在无限远时在广角端状态中的根据第二实施例的示例2-4的变焦镜头的各种像差的图。图17B是示出在聚焦在无限远时在中间焦距状态中的根据第二实施例的示例2-4的变焦镜头的各种像差的图。图17C是示出在聚焦在无限远时在远摄端状态中的根据第二实施例的示例2-4的变焦镜头的各种像差的图。
从各个图显然，根据第二实施例的示例2-4的变焦镜头ZL显示出作为对于从广角端状态到远摄端状态的各种像差的良好校正的结果的优越光学性能。
第二实施例使得可以提供一种具有良好的光学性能的大小减小的变焦镜头，并且该变焦镜头具有适合于固态成像装置的宽视角和高变焦比。
然后，描述配备了根据本申请的第二实施例的变焦镜头的照相机。虽然描述安装根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头的情况，但是安装根据任何其他示例的变焦镜头的情况是相同的。
图18A是配备了根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头的电子照相机(electronic still camera)的前视图。图18B是配备了根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头的电子照相机的后视图。图19是沿着在图18A中所示的箭头A-A’的截面图。
在图18A至18C和19中所示的电子照相机1中，当按下电源开关按钮(未示出)时，打开作为根据第二实施例的示例2-1的变焦镜头的图像拍摄镜头2的快门(未示出)，来自物体(未示出)的光被图像拍摄镜头2会聚，并且在图像平面I上布置的成像装置C(诸如CCD或CMOS)上形成图像。于在电子照相机1的背侧布置的液晶监视器3上显示在成像装置C上形成的物体图像。当在观察液晶监视器3的同时确定物体图像的构图后，拍摄者按下释放按钮4来通过成像装置C拍摄物体图像的画面，并且存储在存储器(未示出)中。
在电子照相机1中，布置了下面的构件，诸如：辅助光发射器5，其当物体暗时发射辅助光；W-T按钮6，其使得作为图像拍摄镜头2的变焦镜头2执行在广角端状态(W)和远摄端状态(T)之间的变焦；以及，功能按钮7，其用于设置电子照相机1的各种条件。
而且，在根据第二实施例的电子照相机1中，图像拍摄镜头2配备了能够执行图像模糊的校正的减振功能。
然后，参考图20来描述第二实施例的一种用于制造变焦镜头的方法的概述。在图20中所示的根据第二实施例的一种用于制造变焦镜头的方法是用于制造如下的变焦镜头的方法，该变焦镜头以从物体侧起的顺序包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，该方法包括步骤：将每一个透镜布置在具有圆柱形状的透镜镜筒中，使得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(步骤S201)；并且，布置每一个透镜，使得在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变，并且在第二透镜组和第三透镜组之间的距离改变，并且满足下面的条件表达式(7)和(8)(步骤S202)：
0.65＜f2·TLt/ft2＜0.92        (7)
0.63＜ft·Ymax/f12＜0.80        (8)
其中，f2表示第二透镜组的焦距，TLt表示在远摄端状态中的变焦镜头的镜头全长，并且ft表示在远摄端状态中的变焦镜头的焦距，Ymax表示最大图像高度，并且f1表示第一透镜组的焦距。
如上所述，第二实施例使得可以提供一种用于制造具有良好的光学性能的大小减小的变焦镜头的方法，并且该变焦镜头具有适合于固态成像装置的宽视角和高变焦比。
然后，在不使得光学性能变差的限制内，可以适当地应用下面的描述。
在第二实施例的每一个示例中，虽然已经示出具有三透镜组配置的透镜***，但是上述的透镜配置可以被应用到其他透镜配置，诸如四透镜组配置和五透镜组配置。具体地说，其中透镜或透镜组被加到最物体侧的透镜配置和其中透镜或透镜组被加到最图像侧的透镜配置是可能的。顺便提及，透镜组是通过在变焦时改变的空气间隔隔开的至少一个透镜。
为了从无限远物体向近物体改变聚焦，透镜组的一部分、单个透镜组或多个透镜组可以作为聚焦透镜组沿着光轴移动。在该情况下，聚焦透镜组可以用于自动聚焦，并且适合于被诸如超声波电机这样的电机驱动。特别优选的是，第三透镜组作为聚焦透镜组移动。
而且，透镜组或透镜组的一部分可以作为减振透镜组在包括与光轴垂直的分量的方向上移动，或在包括光轴的平面上倾斜(摇摆)，由此校正由照相机震动引起的图像模糊。具体地说，优选的是，使得第二透镜组的至少一部分作为减振透镜组。
任何透镜表面可以是球面、平面或非球面。当透镜表面是球面或平面时，透镜处理、组装和调整变得容易，并且可以防止由在透镜处理、组装和调整误差引起的在光学性能上的变差，因此这是优选的。而且，即使该图像平面移位，在光学性能上的变差也较小，因此这是优选的。当透镜表面是非球面时，可以通过细磨处理、玻璃模制处理或复合型处理来制造非球面，该玻璃模制处理即通过模具将玻璃材料形成为非球面形状，该复合型处理即将树脂材料在玻璃透镜表面上形成为非球面形状。透镜表面可以是衍射光学表面，并且透镜可以是梯度折射率型透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
虽然优选的是，在第二透镜组附近布置孔径光阑，但是该功能可以被透镜框取代，而不用布置作为孔径光阑的构件。
而且，可以使用在宽波长范围中具有高透射率的防反射膜来涂覆构成透镜***的透镜的透镜表面。利用此设计，可行的是，通过减少杂散光和幻像来获得高对比度和高光学性能。
在根据第二实施例的变焦镜头中，变焦比大约是3.5至4.5。优选的是，变焦比是大约3.7至4.3。
在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，第一透镜组G1包括一个正透镜元件和一个负透镜元件。在该情况下，优选的是，这些透镜元件被布置在第一透镜组G1中，以从物体侧起的顺序为负透镜元件和正透镜元件，并且在其间有空气间隔。
而且，在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，第二透镜组G2包括两个或更多的正透镜元件和一个或更多的负透镜元件。在该情况下，优选的是，这些透镜元件被布置在第二透镜组G2中，以从物体侧起的顺序为一个正透镜元件、一个负透镜元件和一个正透镜元件，并且在相邻的元件之间设有空气间隔。
而且，在根据第二实施例的变焦镜头中，优选的是，第三透镜组G3包括一个正透镜元件。
为了更好地理解本申请，本实施例仅示出具体示例。因此，不必说，本申请在其更宽广的方面不限于具体细节和代表性装置。

Claims (16)

1.一种变焦镜头，以沿着光轴从物体侧起的顺序包括：
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；以及，
第三透镜组，具有正折射光焦度；并且
在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变，并且在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离改变，其中
所述第一透镜组以沿着所述光轴从物体侧起的顺序由负透镜和正透镜组成，并且
满足下面的条件表达式：
2.70<(ft2×Dw23)/(fw2×TLw)<4.0
其中，fw表示在广角端状态中的所述变焦镜头的焦距，Dw23表示在广角端状态中在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离，ft表示在远摄端状态中的所述变焦镜头的焦距，并且，TLw表示在广角端状态中的所述变焦镜头的镜头全长。
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：
1.9<ft/(-f1)<2.3
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距。
3.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：
1.7<(fw×TLw)/(ft×Ymax)<2.0
其中，Ymax表示所述变焦镜头的最大图像高度。
4.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：
3.15<Ndn+(0.05×νdn)<3.60
其中，Ndn表示在所述第二透镜组中具有最高的在d线的折射率的负透镜的在d线的折射率，并且νdn表示所述负透镜的阿贝数。
5.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：
1.8<Ndn<2.5
其中，Ndn表示在所述第二透镜组中具有最高的在d线的折射率的负透镜的在d线的折射率。
6.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，通过单个正透镜来构造所述第三透镜组，并且，满足下面的条件表达式：
0.4<(Rb+Ra)/(Rb-Ra)<1.0
其中，Ra表示所述正透镜的物体侧表面的曲率半径，并且Rb表示所述正透镜的图像侧表面的曲率半径。
7.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，至少移动所述第一透镜组和所述第二透镜组，使得在从广角端状态向远摄端状态变焦时，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离减小，并且在所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离增大。
8.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第一透镜组以沿着所述光轴从物体侧起的顺序包括负透镜和正透镜。
9.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，在所述第一透镜组中的最物体侧透镜具有非球面。
10.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第二透镜组以沿着所述光轴从物体侧起的顺序包括两个正透镜和一个负透镜。
11.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第二透镜组以沿着所述光轴从物体侧起的顺序包括一个正透镜和一个负透镜。
12.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，所述第二透镜组以沿着所述光轴从物体侧起的顺序由两个正透镜、一个负透镜和一个正透镜组成。
13.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的最物体侧透镜具有非球面。
14.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，所述第三透镜组被固定到所述光轴。
15.根据权利要求1所述的变焦镜头，其中，在所述第一透镜组中的最物体侧透镜是具有面向物体侧的凸表面的弯月形透镜。
16.一种光学设备，配备有根据权利要求1所述的变焦镜头，用于形成物体的给定图像。
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