專利名稱：：變焦透鏡系統(tǒng)、光學(xué)設(shè)備和使變焦透鏡系統(tǒng)變焦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及適用于靜像照相機(jī)和數(shù)字照相機(jī)的變焦透鏡系統(tǒng)、光學(xué)設(shè)備和用于使變焦透鏡系統(tǒng)變焦的方法。
背景技術(shù)：
：近年來，使用固態(tài)成像裝置的成像光學(xué)設(shè)備，諸如數(shù)字靜像照相機(jī)以及數(shù)字?jǐn)z像機(jī)日益變得高性能和緊湊。在這種成像光學(xué)設(shè)備中，變焦透鏡通常用作圖像攝取透鏡，使得拍攝者易于以最適合于場(chǎng)景的理想視角來拍照。在這些變焦透鏡中，在緊湊成像光學(xué)設(shè)備中安裝的大部分變焦透鏡具有約3的變焦比，并且其中大部分具有負(fù)導(dǎo)式變焦透鏡(negative-leadingtypezoomlens)，其中，負(fù)透鏡組設(shè)置于最物體側(cè)，并且至少一個(gè)正透鏡組設(shè)置于其圖像側(cè)(例如，日本專利申請(qǐng)公開號(hào)No.2006-208890)。然而，負(fù)導(dǎo)式變焦透鏡相對(duì)于其焦距往往具有較長(zhǎng)總透鏡長(zhǎng)度。隨著使廣角端狀態(tài)下的視角更寬，或使變焦透鏡的變焦比更大，這種趨勢(shì)變得很明顯。當(dāng)強(qiáng)行使這種變焦透鏡緊湊化時(shí)，每個(gè)透鏡組的折射能力變得太強(qiáng)，以致變得難以校正像差。例如，在日本專利申請(qǐng)公開2006-208890號(hào)中公開的變焦透鏡能夠加寬視角。然而，變焦透鏡本身變得極大具有不切實(shí)際的尺寸。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有極好光學(xué)性能并且實(shí)現(xiàn)緊湊化的變焦透鏡系統(tǒng)、利用該變焦透鏡系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備、以及用于使該變焦透鏡系統(tǒng)變焦的方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種變焦透鏡系統(tǒng)，沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組；具有正折射能力的第二透鏡組；以及具有正折射能力的第三透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)，相鄰?fù)哥R組之間的每個(gè)距離改變，并且滿足下述條件表達(dá)式(l)-0.44<(Nnav-0.80)xftxtanww/TLw<0.90(1)其中Niiav表示所述變焦透鏡系統(tǒng)中包括的所有負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的折射率的平均值，ft表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，o)W表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的半視角，并且TLw表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種配備有根據(jù)第一方面的變焦透鏡系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種變焦透鏡系統(tǒng)，沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組；具有正折射能力的第二透鏡組；以及具有正折射能力的第三透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)至少所述第一透鏡組和所述第二透鏡組，使得所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離改變，并且所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的距離改變，并且滿足下述條件表達(dá)式(3)和(4):0.21<ftx|X2|/TLw2<0.30(3)0.43<L23w/f2<0.80(4)其中ft表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，X2表示在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)所述第二透鏡組的最大移動(dòng)量，TLw表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度，L23w表示在廣角端狀態(tài)下所述第二透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和所述第三透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著所述光軸的距離，并且f2表示所述第二透鏡組的焦距。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種變焦透鏡系統(tǒng)，沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組；具有正折射能力的第二透鏡組；以及具有正折射能力的第三透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)至少所述第一透鏡組和所述第二透鏡組，使得所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離改變，并且所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的距離改變，并且滿足下述條件表達(dá)式(5)和(6):0.36<Nn-Np<0.80(5)3.00<Nn+0.05xjm(6)其中Nn表示所述第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X=587.6mn)處的折射率，Np表示所述第二透鏡組中的正透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的折射率，并且ra表示所述第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)入-587.6mn)處的阿貝數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于使變焦透鏡系統(tǒng)變焦的方法，包括如下步驟提供所述變焦透鏡系統(tǒng)，所述變焦透鏡系統(tǒng)沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組、具有正折射能力的第二透鏡組、以及具有正折射能力的第三透鏡組；滿足下述條件表達(dá)式(l):0.44<(Nnav-0.80)xftxtancow/TLw<0.90(1)其中Nnav表示所述變焦透鏡系統(tǒng)中包括的所有負(fù)透鏡在d行(波長(zhǎng)^587.6mn)處的折射率的平均值，ft表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，cjW表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的半視角，并且TLw表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度；以及在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)，改變相鄰?fù)哥R組之間的每個(gè)距離。本發(fā)明使得提供具有極好光學(xué)性能和緊湊化的變焦透鏡系統(tǒng)、光學(xué)設(shè)備和用于使變焦透鏡系統(tǒng)變焦的方法成為可能。圖1是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2A、2B和2C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖2A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖2B示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖2C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。圖3是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子2的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4A、4B和4C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖4A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖4B示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖4C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。圖5是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子3的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6A、6B和6C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖6A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖6B示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖6C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。圖7是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子4的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8A、8B和8C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖8A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖8B示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖8C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。圖9是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子5的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。圖10A、10B和10C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖10A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖IOB示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，以及圖10C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。圖IIA和IIB是示出配備有根據(jù)本實(shí)施例的例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的電子靜像照相機(jī)的示意圖，其中，圖IIA是正視圖以及圖IIB是后視圖。圖12是沿圖IIA中的A-A線的剖視圖。具體實(shí)施例方式下面，將說明根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)，其是負(fù)導(dǎo)式變焦透鏡系統(tǒng)，沿著光軸按照從物體起的順序包括、具有負(fù)折射能力的第一透鏡組、具有正折射能力的第二透鏡組、以及具有正折射能力的第三透鏡組。在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)，改變透鏡組之間的每個(gè)距離。改變變焦透鏡系統(tǒng)的焦距的第二透鏡組是主透鏡組，而第一透鏡組是補(bǔ)償透鏡組。第三透鏡組相對(duì)于成像裝置優(yōu)化變焦透鏡系統(tǒng)的出射光瞳的位置，并且校正未被第一透鏡組和第二透鏡組校正而留下的像差。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，滿足下述條件表達(dá)式(l):0.44<(Nnav-0.80)xftxtanww/TLw<0,90(1)其中Nnav表示包括在變焦透鏡系統(tǒng)中的所有負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的折射率的平均值，ft表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下的變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，onv表示在廣角端狀態(tài)下的變焦透鏡系統(tǒng)的半視角，以及TLw表示在廣角端狀態(tài)下的變焦透鏡系統(tǒng)的總焦距。條件表達(dá)式(l)是用于極好地校正在使廣角變焦透鏡緊湊化時(shí)，易于出問題的弧矢像面的曲率。當(dāng)使廣角端狀態(tài)下的半視角C0W變寬時(shí)，弧矢像面的高次曲率通常增加。當(dāng)使變焦透鏡系統(tǒng)更緊湊化，或更好地校正畸變時(shí)，這種趨勢(shì)變得很明顯，以致變得難以極好地保證外圍成像性能。當(dāng)值(Nnav-0.80)xftxtanww/TLw等于或小于條件表達(dá)式(l)的下限時(shí)，在廣角端狀態(tài)下的弧矢像面的曲率增加，并且外圍成像性能下降，因此這是不希望的。另一方面，當(dāng)值(Nnav-0.80)xftxtancow/TLw等于或大于條件表達(dá)式(l)的上限時(shí)，佩茲伐和數(shù)增加，并且在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下變得難以同時(shí)校正場(chǎng)曲和像散差，因此這是不希望的。通過滿足條件表達(dá)式(l)，能夠極好地校正像差，同時(shí)保持變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度緊湊。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(1)的下限設(shè)置成0.45。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(l)的下限設(shè)置成0.47。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(1)的上限設(shè)置成0.80。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(l)的上限設(shè)置成0.75。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選當(dāng)從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)時(shí)，移動(dòng)至少第一透鏡組和第二透鏡組，使得第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離減小，而第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離增加。由于這種結(jié)構(gòu)，能夠易于將變焦透鏡系統(tǒng)構(gòu)造成高變焦比。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下述條件表達(dá)式(2):0.30<ftxL12t/|fl(<2.00(2)其中L12t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下第一透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和第二透鏡組的最物體側(cè)圖像表面之間的距離，以及fl表示第一透鏡組的焦距。條件表達(dá)式(2)定義在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下第一透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和第二透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間的距離的適當(dāng)范圍。當(dāng)值ftxL12t/ifll等于或小于條件表達(dá)式(2)的下限時(shí)，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下，第一透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和第二透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面彼此接近。因此，存在由于制造誤差而表面彼此接觸的危險(xiǎn)，因此，這是不希望的。此外，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下，佩茲伐和數(shù)變大，并且變得難以同時(shí)校正場(chǎng)曲和像散差，因此這是不希望的。另一方面，當(dāng)值ftxL12t/ifll等于或大于條件表達(dá)式(2)的上限時(shí)，變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度變得極大。當(dāng)強(qiáng)行使這種變焦透鏡系統(tǒng)緊湊化時(shí)，在中等焦距狀態(tài)下，變得難以校正上彗差，因此，這是不希望的。通過滿足條件表達(dá)式(2),能夠極好地校正像差，同時(shí)保持變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度緊湊化。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(2)的下限設(shè)置成0.40。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，最優(yōu)選將條件表達(dá)式(2)的下限設(shè)置成0.50。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(2)的上限設(shè)置成1.80。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，最優(yōu)選將條件表達(dá)式(2)的上限設(shè)置成1.60。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選滿足下述條件表達(dá)式(3)和(4):0.21<ftx|X2|/TLw2<0.30(3)0.43<L23w/f2<0.80(4)其中X2表示當(dāng)從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)第二透鏡組的最大移動(dòng)量，L23w表示在廣角端狀態(tài)下第二透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和第三透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著光軸的距離，而f2表示第二透鏡組的焦距。條件表達(dá)式(3)定義當(dāng)從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)第二透鏡組的移動(dòng)量的適當(dāng)范圍。當(dāng)ftxlX2l/TL^等于或小于條件表達(dá)式(3)的下限時(shí)，在廣角端狀態(tài)下的變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度和前透鏡的直徑變得極大。此外，在變焦時(shí)難以校正橫向色差的變化和場(chǎng)曲，因此這是不希望的。另一方面，當(dāng)ftx|X2|/TLw2等于或大于條件表達(dá)式(3)的上限時(shí)，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度變得極大。此外，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下，難以相對(duì)于波長(zhǎng)校正球面像差的變化。因此，這是不希望的。通過滿足條件表達(dá)式(3)，能夠極好地校正像差，同時(shí)保持變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度緊湊化。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(3)的下限設(shè)置成0.22。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(3)的下限設(shè)置成0.23。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(3)的上限設(shè)置成0.29。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，最優(yōu)選將條件表達(dá)式(3)的上限設(shè)置成0.27。條件表達(dá)式(4)定義在廣角端狀態(tài)下在第二透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和第三透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著光軸的距離。當(dāng)比率L23w/f2等于或小于條件表達(dá)式(4)的下限時(shí)，在廣角端狀態(tài)下難以校正弧矢像面的曲率，因此這是不希望的。另一方面，當(dāng)比率L23w/f2等于或超出條件表達(dá)式(4)的上限時(shí)，后焦距變得太短，因此這是不希望的。此外，廣角端狀態(tài)下的橫向色差變得更差。通過滿足條件表達(dá)式(4)，能夠極好地校正像差。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(4)的下限設(shè)置成.0.44。為迸一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(4)的下限設(shè)置成0.45。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(4)的上限設(shè)置成0.70。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(4)的上限設(shè)置成0.65。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選第二透鏡組沿光軸按照從圖像起的順序包括正透鏡、沿光軸的空氣間隔、以及負(fù)透鏡，并且優(yōu)選滿足下述條件表達(dá)式(5)和(6):0.36<Nn-Np<0.80(5)3.00<Nn+0.05xra(6)其中Nn表示第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)入-587.6nm)處的的折射率，Np表示第二透鏡組中的正透鏡在d線(波長(zhǎng)V587.6nm)處的的折射率，以及ra表示第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的的阿貝數(shù)。通過構(gòu)造第二透鏡組沿著光軸按照從圖像起的順序包括，正透鏡、空氣間隔和負(fù)透鏡，容易校正廣角端狀態(tài)下的弧矢像面的曲率。條件表達(dá)式(5)定義設(shè)置在第二透鏡組的圖像側(cè)的正透鏡和負(fù)透鏡的折射率之間的差的適當(dāng)范圍。當(dāng)值Nn-Np等于或小于條件表達(dá)式(5)的下限時(shí)，在廣角端狀態(tài)下的弧矢像面的曲率變大，并且圖像的外圍的成像性能變得更差，因此是不希望的。另一方面，當(dāng)值Nn-Np等于或大于條件表達(dá)式(5)的上限時(shí)，佩茲伐和數(shù)變得極大，并且在廣角端狀態(tài)下難以同時(shí)校正場(chǎng)曲和像散差，因此，是不希望的。通過滿足條件表達(dá)式(5)，能夠極好地校正像差。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(5)的下限設(shè)置成0.38。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(5)的下限設(shè)置成0.40。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(5)的上限設(shè)置成0.75。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(5)的上限設(shè)置成0.70。條件表達(dá)式(6)定義第二透鏡組中的負(fù)透鏡的折射率和阿貝數(shù)的適當(dāng)范圍。當(dāng)值Nn+0.05Xm等于或小于條件表達(dá)式(6)的下限時(shí)，在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下難以相對(duì)于波長(zhǎng)同時(shí)校正縱向色差和球面像差的變化，因此，這是不希望的。通過滿足條件表達(dá)式(6)，能夠極好地校正像差。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(6)的下限設(shè)置成3.10。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(6)的下限設(shè)置成3.20。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選第一透鏡組沿著光軸按照從物體起的順序包括至少一個(gè)負(fù)透鏡和正透鏡，并且滿足下述條件表達(dá)式(7):0.08<N2av-Nlav<0.40(7)其中N2av表示第二透鏡組中包括的所有負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的折射率的平均值，而Nlav表示第一透鏡組中包括的所有負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的折射率的平均值。由于采用這種透鏡結(jié)構(gòu)，能夠使第一透鏡組的外直徑緊湊化，并且極好地校正在廣角端狀態(tài)下的畸變和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下的球面像差。條件表達(dá)式(7)定義包括在第一透鏡組中的所有負(fù)透鏡的折射率的平均值和包括在第二透鏡組中的所有負(fù)透鏡的折射率的平均值之間的關(guān)系的適當(dāng)范圍。當(dāng)值N2av-Nlav等于或小于條件表達(dá)式(7)的下限時(shí)，在廣角端狀態(tài)下難以校正弧矢像面的曲率，因此，這是不希望的。另一方面，當(dāng)值N2av-Nlav等于或大于條件表達(dá)式(7)的上限時(shí)，在廣角端狀態(tài)下難以校正畸變，因此這是不希望的。通過滿足條件表達(dá)式(7)，能獲得像差的極好校正。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(7)的下限設(shè)置成0.11。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，最優(yōu)選將條件表達(dá)式(7)的下限設(shè)置成0.13。為確保本實(shí)施例的效果，優(yōu)選將條件表達(dá)式(7)的上限設(shè)置成0.32。為進(jìn)一步確保本實(shí)施例的效果，更優(yōu)選將條件表達(dá)式(7)的上限設(shè)置成0.27。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選第一透鏡組中的負(fù)透鏡的至少一個(gè)透鏡表面為非球面。此外，設(shè)置在第一透鏡組的最物體側(cè)的負(fù)透鏡優(yōu)選是具有外圍比中心部分弱的折射能力的非球面透鏡。由于這種結(jié)構(gòu)，在廣角端狀態(tài)下能夠極好地校正畸變。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選第二透鏡組沿著光軸按照從物體起的順序包括兩個(gè)正透鏡；負(fù)透鏡；和正透鏡。通過用這種方式構(gòu)造第二透鏡組能夠縮短后焦距，并且使變焦透鏡系統(tǒng)緊湊化。此外，能夠極好地校正遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下的球面像差以及上彗差。而且，沿著光軸按照從物體起的順序，通過使第二正透鏡和負(fù)透鏡彼此膠合，能減輕相互偏離的效應(yīng)，因此，這是更希望的。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選第二透鏡組中的最物體側(cè)正透鏡的至少一個(gè)表面是非球面。通過將最物體側(cè)正透鏡構(gòu)造成非球面透鏡，能極好地校正球面像差。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，通過將第一透鏡組或第三透鏡組移向物體側(cè)，能夠進(jìn)行從無窮遠(yuǎn)到近物的對(duì)焦。然而，當(dāng)將第一透鏡組移向物體側(cè)時(shí)，圖像幀的外圍上的光量在最接近攝像范圍處減少。因此，優(yōu)選通過將第三透鏡組移向物體側(cè)進(jìn)行對(duì)焦。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，任何透鏡表面可以是衍射表面。此外，任何透鏡可以是梯度折射率透鏡(GRIN透鏡)或塑料透鏡。具有弱折射能力的透鏡組或具有弱折射能力的帶有非球面的透鏡組可以設(shè)置在第三透鏡組的圖像側(cè)。下面參考附圖，說明根據(jù)本實(shí)施例的每個(gè)例子。<例子1>圖1是表示根據(jù)本實(shí)施例的例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)沿著光軸按照從物體起的順序包括，具有負(fù)折射能力的第一透鏡組Gl、具有正折射能力的第二透鏡組G2,以及具有正折射能力的第三透鏡組G3。在從廣角端狀態(tài)W變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，移動(dòng)第一透鏡組G和第二透鏡組G2，并且固定第三透鏡組G3，使得第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的距離減小，并且第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離增加。第一透鏡組Gl沿著光軸按照從物體起的順序包括，具有面向物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11，以及具有面向物體的凸面的正凹凸透鏡L12。負(fù)凹凸透鏡Lll的像平面I側(cè)透鏡表面是非球面。第二透鏡組G2沿著光軸按照從物體起的順序包括，第一正透鏡L21、第二正透鏡L22、負(fù)透鏡L23和第三正透鏡L24。第二正透鏡L22和負(fù)透鏡L23彼此膠合。第一正透鏡L21的物體側(cè)透鏡表面是非球面。第三透鏡組G3由單個(gè)正透鏡L31組成?？讖焦怅@S設(shè)置在位于第二透鏡組G2的最物體側(cè)的第一正透鏡L21的光軸上的頂點(diǎn)的像平面I頂U(kuò)，并且在從廣角端狀態(tài)W變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，與第二透鏡組G—起在機(jī)體中移動(dòng)。濾光片組LF包括低通濾光片、紅外阻光濾光片等。在表1中列出了與根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。在[透鏡數(shù)據(jù)]中，第一列示出按照從物體側(cè)的順序計(jì)數(shù)的透鏡表面編號(hào)，第二列"r"示出透鏡表面的曲率半徑，第三列"d"示出沿著光軸到下一個(gè)透鏡表面的距離，第四列"nd"表示媒介在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的折射率，以及第五列"vd"表示媒介在d線(波長(zhǎng)V587.6nm)處的阿貝數(shù)。在第二列"r"中，"r=="表示平表面。省略空氣的折射率nd-l.OOOOOO。在[非球面數(shù)據(jù)]中，非球面用下述表達(dá)式表示X(y)=(y2/r)/{l+(l-/c'(y2/r2))1/2}+A4.y4+A6'y6+A8.y8+A10.y10其中，y表示離光軸的垂直高度，X(y)表示垂度量，其為沿光軸從非球面的頂點(diǎn)的切平面到離光軸的垂直高度為y的非球面的距離，r表示參考球體的曲率半徑(近軸曲率半徑)，K表示圓錐系數(shù)，An表示第n次的非球面系數(shù)。在[非球面數(shù)據(jù)]中，"E-n"(n:整數(shù))表示"X10'n"。例如，"1.234E-05"表示"1.234X10-5"。通過將附加到表面編號(hào)的右側(cè)，表示非球面的位置，以及在第二列"r"中，示出參考球體的曲率半徑。.在[規(guī)格]中，f表示焦距，W表示廣角端狀態(tài)，M表示中等焦距狀態(tài)，T表示遠(yuǎn)攝端狀態(tài)，Bf表示后焦距，F(xiàn)NO表示f數(shù)，而w表示半視角(單位度)，Y表示圖像高度，TL表示變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度，Bf表示后焦距。在[可變距離]中，示出了用于相對(duì)于廣角端狀態(tài)W、中等焦距狀態(tài)M和遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各個(gè)可變距離的值。在[透鏡組數(shù)據(jù)]中，示出了每個(gè)透鏡組的起始表面編號(hào)"i"和焦距。在[用于條件表達(dá)式的值]中，示出了關(guān)于條件表達(dá)式的各個(gè)值。在用于不同值的表中，除非另外指出，"mm"通常用于諸如焦距、曲率半徑和下一透鏡表面的距離的長(zhǎng)度單位。然而，由于通過按比例放大或縮減其尺寸的光學(xué)系統(tǒng)，能獲得類似的光學(xué)性能，單位不一定限于"mm"，并且能使用任何其他合適的單位。在其他例子中，參考符號(hào)的說明是相同的，因此，省略重復(fù)說明。<table>complextableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>746.75590.100085.32901.55001.71999050.249-6438.26560.40002.00330028.27103.62010.60001119.96761.35001.48749070.4512-11.7764(dl2)1315.63661.45001.60300065.4714-跳2862網(wǎng)15OO0,25001.51680064.1216oo0.500017oo0.50001.516訓(xùn)64.1218ooBf表面編號(hào)2k=0.1357A4=2.18810E-04A6=4.59650E-06A8=-1.60600E-07A10=2.54210E-09表面編號(hào)60.6029A4=-2.73040E-05A6=2.26030E-07A8=O.OOOOOE+00A10=0.00000E+00變焦比3.7669WMTf=5.159.3019.40FNO2.823.766.07w=38.5122.9711,30Y=3.93.93.9TL=34.9770331.3823537.03794Bf=0.600000.600000.60000WMTd414.151936.094460.88877dl24.927249.3900420.25130dl42.147862.147862.14786組i焦距11-11.522610.0031323.70(1):(Nnav-0.80)xftxtanww/TLw=0.48652(2):ftxL12t/|fl1=0.82310(3):ftx|X2|/TLw2=0.24300(4):L23w/f2=0.49272(5):Nn-Np=0.51581(6):Nn+0.05xj/n=3,41680(7):N2av-Nlav=0.20191圖2A、2B和2C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)，根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的示意圖，其中，圖2A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖2B示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，而圖2C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。在各個(gè)圖中，F(xiàn)NO表示f數(shù)，A表示半視角。在示出球面像差的圖中，示出了相對(duì)于最大直徑的f數(shù)。在示出像散和畸變的圖中，示出了半視角的最大值。在示出彗差的圖中，示出了每個(gè)半視角。此外，d表示在d線(波長(zhǎng)V587.6nm)處的像差曲線，g表示在g線(波長(zhǎng)V435.6nm)處的像差曲線。在示出像散的圖中，實(shí)線表示弧矢像面，而虛線表示子午線像面。有關(guān)各個(gè)像差曲線圖的上述說明與其他例子相同。正如從相應(yīng)曲線圖中清楚地所見，即使在移動(dòng)的狀態(tài)下，由于在從廣角端狀態(tài)W到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T的整個(gè)變焦范圍內(nèi)，對(duì)各種像差的極好校正的結(jié)果，根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)具有極好的光學(xué)性能。<例子2〉圖3是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子2的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)沿著光軸按照從物體起的順序包括，具有負(fù)折射能力的第一透鏡組Gl、具有正折射能力的第二透鏡組G2、以及具有正折射能力的第三透鏡組G3。在從廣角端狀態(tài)W對(duì)焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，移動(dòng)第一透鏡組G和第二透鏡組G2，并且固定第三透鏡組G3，使得第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的距離減小，而第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離增加。第一透鏡組Gl沿著光軸按照從物體起的順序包括具有面向物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11;以及具有面向物體的凸面的正凹凸透鏡L12。負(fù)凹凸透鏡Lll的像平面I側(cè)透鏡表面是非球面。第二透鏡組G2沿著光軸按照從物體起的順序包括第一正透鏡L21、第二正透鏡L22、負(fù)透鏡L23和第三正透鏡L24。第二正透鏡L22和負(fù)透鏡L23彼此膠合。第一正透鏡L21的物體側(cè)表面是非球面。第三透鏡組G3由單個(gè)正透鏡L31組成?？讖焦怅@S設(shè)置在位于第二透鏡組G2的最物體側(cè)的第一正透鏡L21的光軸上的頂點(diǎn)的像平面I側(cè)，并且在從廣角端狀態(tài)W變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，與第二透鏡組G—起在機(jī)體中移動(dòng)。濾光片組LF包括低通濾光片、紅外阻光濾光片等。在表2中列出了與根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。表2[透鏡數(shù)據(jù)]<table>complextableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>[非球面數(shù)據(jù)]表面編號(hào)2/c=0.1229A4=2.20150E-04A6=4.96840E-06A8=-1.70780E-07A10=2.65850E-09表面編號(hào)6zc=0,0745A4=2.69330E-04A6=4.00600E-06A8=0.00000E+00A10=0.00000E+00變焦比3.7669Wf=5.15FNO=2.80cj=38.50Y=3.9TL=34.52638Bf=0.60000[可變距離]Wd413.97549dl24.95223dl41.99866組i11M9.303.7322.963.930.97667O扁OOM6.033119.34柳1.99866T19.406.0211.303.936.535940.60000T0.9018020.035491.99866焦距-11.45269.8531323.50[用于條件表達(dá)式的值](1):(Nnav-0.80)xftxtancjw/TLw=0.50668(2):ftxL12t/|fl|=0.85021(3):ftx|X2|/TLw2=0.24547(4):L23w/f2=0.50276(5):Nn-Np=0.51581(6):Nn+0.05x/n=3.41680(7):N2av-Nlav=0,13930圖4A、4B和4C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)，根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖4A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖4B示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，而圖4C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。正如從相應(yīng)的曲線圖中清楚地所見，即使在移動(dòng)的情況下，由于在從廣角端狀態(tài)W到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T的整個(gè)變焦范圍內(nèi)，對(duì)各種像差的極好校正的結(jié)果，根據(jù)例子2的變焦透鏡系統(tǒng)具有極好的光學(xué)性能。<例子3〉圖5是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子3的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)沿著光軸按照從物體起的順序包括，具有負(fù)折射能力的第一透鏡組Gl、具有正折射能力的第二透鏡組G2，以及具有正折射能力的第三透鏡組G3。在從廣角端狀態(tài)W變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，移動(dòng)第一透鏡組G和第二透鏡組G2，并且固定第三透鏡組G3，使得第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的距離減小，而第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離增加。第一透鏡組Gl沿著光軸按照從物體起的順序包括具有面向物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、以及具有面向物體的凸面的正凹凸透鏡L12。負(fù)凹凸透鏡LIl的像平面I側(cè)透鏡表面是非球面。第二透鏡組G2沿著光軸按照從物體起的順序包括第一正透鏡L21、第二正透鏡L22、負(fù)透鏡L23和第三正透鏡L24。第二正透鏡L22和負(fù)透鏡L23彼此膠合。第一正透鏡L21的物體側(cè)表面是非球面。第三透鏡組G3由單個(gè)正透鏡L31組成。孔徑光闌S設(shè)置在位于第二透鏡組G2的最物體側(cè)的第一正透鏡L21的光軸上的頂點(diǎn)的像平面I側(cè)，并且在從廣角端狀態(tài)W變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，與第二透鏡組G—起在機(jī)體中移動(dòng)。濾光片組LF包括低通濾光片、紅外阻光濾光片等。在表3中列出了與根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。表3[透鏡數(shù)據(jù)]<table>complextableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>9115.2724o駕o2.003300103.48940.63001120.61631.35001.4874卯12-11.6586(dl2)1318.17501.45001.60300014-62.3851,15oo0.25001.51680016000.500017000.50001.51680018ooBf表面編號(hào)228.2770.4565.4764.1264.120.1272A4=2.77340E-04A6=4.48680E-06A8=-1.29350E-07A10=2.17550E-09表面編號(hào)6/c=0.0479A4=2.51360E-04A6=3.47340E-06A8=0.00000E+00A10=0.00000E+00變焦比3.7669WMTf=5,159.3019.40FNO=2.803.746.0238.5022.9711.32Y=3.93.93.9TL=34.70106Bf=0.60000Wd413.99846dl24.85857dl42.16404[透鏡組數(shù)據(jù)]組i112631331.174320.59999M6.042139.288162.16404焦距-11,459.9023.50(1):(Nnav-0.80)xftxtancow/TLw=(2):ftxL12t/|fli=0.85021(3):ftx|X2|/TLw2=0.24505(4):L23w/f2=0.49076(5):Nn-Np=0.51581(6):Nn+0.05xj/n=3.41680(7):N2av-Nlav=0.1825036.81446O扁OlT0.9018020.068632.164040.49453圖6A、6B和6C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)，根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖6A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖6B示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，而圖6C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。正如從相應(yīng)的曲線圖中清楚地所見，即使在移動(dòng)時(shí)的情況下，由于在從廣角端狀態(tài)W到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T的整個(gè)變焦范圍內(nèi)，對(duì)不同像差的極好校正的結(jié)果，根據(jù)例子3的變焦透鏡系統(tǒng)具有極好的光學(xué)性能。<例子4〉圖7是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子4的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組G1、具有正折射能力的第二透鏡組G2、以及具有正折射能力的第三透鏡組G3。在從廣角端狀態(tài)W對(duì)焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，移動(dòng)第一透鏡組G和第二透鏡組G2，并且固定第三透鏡組G3，使得第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的距離減小，而第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離增加。第一透鏡組Gl沿著光軸按照從物體起的順序包括具有面向物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、以及具有面向物體的凸面的正凹凸透鏡L12。負(fù)凹凸透鏡Lll的像平面I側(cè)透鏡表面是非球面。第二透鏡組G2沿著光軸按照從物體起的順序包括第一正透鏡L21、第二正透鏡L22、負(fù)透鏡L23和第三正透鏡L24。第二正透鏡L22和負(fù)透鏡L23彼此膠合。第一正透鏡L21的物體側(cè)表面是非球面。第三透鏡組G3由單個(gè)正透鏡L31組成?？讖焦怅@S設(shè)置在位于第二透鏡組G2的最物體側(cè)的第一正透鏡L21的光軸上的頂點(diǎn)的像平面I側(cè)，并且在從廣角端狀態(tài)W變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，與第二透鏡組G—起在機(jī)體中移動(dòng)。濾光片組LF包括低通濾光片、紅外阻光濾光片等。在表4中列出了與根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。表4rdnd152.18481.20001,82080042.712*4.83682.150039.21272扁01.84666023.78423.1214(d4)oo-0.4000孔徑光闌6承6.40561.50001.76802049.237oo0.100084.90761.50001.67000057.369-41,49480.40001,90366031.31103.49630.650011176.48341.35001.49782082.5612-11.8352(dl2)1315.00001,50001.60300065.4714-158.5718網(wǎng)15oo0.25001.516訓(xùn)64.1216000.500017000.50001.51680064.121800Bf表面編號(hào)2k=0.1313A4=2.29150E-04A6=3.92470E-06A8=-8.39500E-08A10=8.03290E-10表面編號(hào)6k=-0.6468A4=5.52540E-04A6=-4.16670E-08A8=0.00000E+00A10=O.OOOOOE+00變焦比3.7669WMTf=5.1510.1019.40FNO=2.783.845.83w=38.4921.1811.27Y=3.93.93.9IX=35.7701131.0789535.55672Bf=0,60000O扁OO0.60000wMTd415.336595.705370.90180dl24.801849.741卯19.02324dl41.831681.831681.83168組i焦距11-12.402610.0531322.80(1):(Nnav-0.80)xftxtanww/TLw=0.45816(2):ftxL12t/|fl|=0.78507(3):ftx|X2|/TLw2=0.21563(4):L23w/f2=0.47780(5):Nn-Np=0.40584(6):Nn+0.05xjm=3.46916(7):N2av-Nlav=0.08286圖8A、8B和8C是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)，根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖8A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖8B示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，而圖8C示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。正如從相應(yīng)的曲線圖中清楚地所見，即使在移動(dòng)時(shí)的情況下，由于在從廣角端狀態(tài)W到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T的整個(gè)變焦范圍內(nèi)，對(duì)不同像差的極好校正的結(jié)果，根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)具有極好的光學(xué)性能。<例子5〉圖9是示出根據(jù)本實(shí)施例的例子5的變焦透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖。例子5的變焦透鏡系統(tǒng)沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組Gl、具有正折射能力的第二透鏡組G2、以及具有正折射能力的第三透鏡組G3。在從廣角端狀態(tài)W對(duì)焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，移動(dòng)第一透鏡組G和第二透鏡組G2，并且固定第三透鏡組G3，使得第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2之間的距離減小，而第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的距離增加。第一透鏡組Gl沿著光軸按照從物體起的順序包括具有面向物體的凸面的負(fù)凹凸透鏡L11、以及具有面向物體的凸面的正凹凸透鏡U2。負(fù)凹凸透鏡Lll的像平面I側(cè)透鏡表面是非球面。第二透鏡組G2沿著光軸按照從物體起的順序包括第一正透鏡L21、第二正透鏡L22、負(fù)透鏡L23和第三正透鏡L24。第二正透鏡L22和負(fù)透鏡L23彼此膠合。第一正透鏡L21的物體側(cè)表面是非球面。第三透鏡組G3由單個(gè)正透鏡L31組成?？讖焦怅@S設(shè)置在位于第二透鏡組G2的最物體側(cè)的第一正透鏡L21的光軸上的頂點(diǎn)的像平面I側(cè)，并且在從廣角端狀態(tài)W變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T時(shí)，與第二透鏡組G—起在機(jī)體中移動(dòng)。濾光片組LF包括低通濾光片、紅外阻光濾光片等。在表5中列出了與根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)有關(guān)的各種值。表5[透鏡數(shù)據(jù)]rdnd156.98541.20001.8013卯45.462琳4.89512.370039.67941.85001,84666023.78422.8417(d4)5oo-0.4000孔徑光闌S6承5.64861.50001.76802049.237-346.78670.100085扁11,50001.67790055.439-19.10760.40001.90366031.31103.49490.65001165.92231.35001.45600091.2012-11.7175(dl2)1314.50001.55001.51742052.3214-67.1976(dl4)15oo0.25001.51680064.1216000.500017000.50001.51680064.121800Bf[非球面數(shù)據(jù)]表面編號(hào)2k=-1.1324A4=1.52320E-03A6--1.85570E-05A8=2.49790E-07A10=-1.36910E-09表面編號(hào)6k=-0.7302A4-8.19440E-04A6--1.48120E-06A8=0.00000E+00A10=0.00000E+00[規(guī)格]變焦比:3.7669WMTf=5.159.3019.40FNO=2.803.705.92co=38.5022.8811.29Y=3.93.93.9TL=35.3512530.8348335.28462Bf=O扁OO0.60000O扁OOWMTd415.120296.482450.類80dl24.525848.6472618.67769dl41.785121.785121.78512組i焦距11-12.25269.9531323.20[用于條件表達(dá)式的值](1):(Nnav-0.80)xftxtancow/TLw=0.45938(2):ftxL12t/|fl|=0.79469(3):ftx|X2|/TLw2=0.21969(4):L23w/f2=0.45486(5):Nn-Np=0.44766(6):Nn+0.05xyn=3.46916(7):N2av-Nlav=0.10227圖IOA、10B和IOC是示出對(duì)焦在無窮遠(yuǎn)時(shí)，根據(jù)例子5的變焦透鏡系統(tǒng)的各種像差的曲線圖，其中，圖10A示出在廣角端狀態(tài)的各種像差，圖IOB示出在中等焦距狀態(tài)的各種像差，而圖IOC示出在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)的各種像差。正如從相應(yīng)的曲線圖中清楚地所見，即使在移動(dòng)的情況下，由于在從廣角端狀態(tài)W到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)T的整個(gè)變焦范圍內(nèi)，對(duì)各種像差的極好校正的結(jié)果，根據(jù)例子4的變焦透鏡系統(tǒng)具有極好的光學(xué)性能。如上所述，本實(shí)施例使得能夠提供具有高變焦比、緊湊化和高光學(xué)性能，在廣角端狀態(tài)下能加寬視角，并且適合于固態(tài)成像裝置的變焦透鏡系統(tǒng)。然后，在下文中，說明配備有根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)的照相機(jī)。盡管說明配備有根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的情形，但是通過其他例子，也能獲得相同的性能。圖IIA和IIB是示出配備有根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)的電子靜像照相機(jī)的示意圖，其中，圖11A是正視圖，圖11B是后視圖。圖12是沿圖IIA中的A-A線的剖視圖。在圖11A、11B和12中所示的根據(jù)本實(shí)施例的電子靜像照相機(jī)l(在下文中稱為照相機(jī))中，當(dāng)按壓電源開關(guān)按鈕(未示出)時(shí)，打開取景透鏡2的快門(未示出)，取景透鏡2是根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)，由取景透鏡2收集來自物體(未示出)的光，并且圖像形成在設(shè)置于像平面I的成像裝置C(諸如CCD、CMOS等等)上。形成在成像裝置C上的物像顯示在照相機(jī)1的背面的液晶監(jiān)視器3上。通過觀察液晶監(jiān)視器3，調(diào)整物像的構(gòu)圖后，拍攝者壓下釋放按鈕4以通過成像裝置C拍攝物像，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未示出)中。此外，在照相機(jī)1中，設(shè)置諸如當(dāng)物體暗時(shí)，發(fā)出輔助光的輔助光發(fā)射器5、使其是取景透鏡2的變焦透鏡系統(tǒng)從廣角端狀態(tài)(W)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T)的W-T按鈕6以及用于設(shè)置照相機(jī)1的各種條件的功能按鈕7。此外，在根據(jù)本實(shí)施例的電子靜像照相機(jī)1中，取景透鏡2具有減振功能，以便能校正圖像模糊。用這種方式，構(gòu)造配備有根據(jù)例子1的變焦透鏡系統(tǒng)2的照相機(jī)1。順便說，在不降低光學(xué)性能的限度下，可以適當(dāng)?shù)剡m用下述描述。在每個(gè)例子中，盡管說明了三個(gè)透鏡組結(jié)構(gòu)，但是本實(shí)施例使得采用其他透鏡結(jié)構(gòu)，例如四個(gè)透鏡組結(jié)構(gòu)和五個(gè)透鏡組結(jié)構(gòu)成為可能。為了進(jìn)行從無窮遠(yuǎn)到近距離物體的對(duì)焦，可以沿光軸移動(dòng)透鏡組的一部分、單一透鏡組，或多個(gè)透鏡組。對(duì)焦透鏡組可以用于自動(dòng)對(duì)焦，并且適合于由諸如超聲波馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選第三透鏡組可以用于對(duì)焦透鏡組。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，為校正由照相機(jī)抖動(dòng)引起的圖像模糊，可以沿著垂直于光軸的方向，將透鏡組的一部分，或單一透鏡組作為減振透鏡組移動(dòng)。在根據(jù)本實(shí)施例的變焦透鏡系統(tǒng)中，優(yōu)選第二透鏡組或第二透鏡組的一部分用于減振透鏡組。此外，可以將任何透鏡表面形成為非球面。可以通過精磨工藝、通過模制將玻璃材料模制為非球面形狀的玻璃模制工藝，或在玻璃表面上將樹脂材料形成為非球面形狀的復(fù)合型工藝，制作非球面。此外，雖然優(yōu)選在第二透鏡組的附近，設(shè)置用于定義f數(shù)的孔徑光闌，但是該功能可以由透鏡框代替，而不設(shè)置作為孔徑光闌的部件。在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有高透射比的防反射涂層可以應(yīng)用于每個(gè)透射表面來減少炫光或重影，因此，能獲得具有高對(duì)比度的高光學(xué)性能。此外，變焦透鏡系統(tǒng)可以形成在具有成像裝置的機(jī)體中，或作為互換透鏡可以是分開的。為更好地理解本發(fā)明，本實(shí)施例僅示出具體例子。因此，不必說在更廣義的方面，本發(fā)明不限于在此所示和所述的具體細(xì)節(jié)和典型裝置，并且在不背離如由權(quán)利要求和它們的等同物所限定的總的發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以作出各種變型。權(quán)利要求1.一種變焦透鏡系統(tǒng)，沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組；具有正折射能力的第二透鏡組；以及具有正折射能力的第三透鏡組；為了從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)，相鄰?fù)哥R組之間的每個(gè)距離可變，并且滿足下述條件表達(dá)式0.44＜(Nnav-0.80)×ft×tanωw/TLw＜0.90其中Nnav表示所述變焦透鏡系統(tǒng)中包括的所有負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)λ＝587.6nm)處的折射率的平均值，ft表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，ωW表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的半視角，并且TLw表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度。2.如權(quán)利要求l所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中為了從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)，至少所述第一透鏡組和所述第二透鏡組可移動(dòng)，使得所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離減小，而所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的距離增加。3.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中滿足下述條件表達(dá)式0.30〈ftxL12t/問〈2.00其中L12t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述第一透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和所述第二透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著所述光軸的距離，并且fl表示所述第一透鏡組的焦距。4.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中滿足下述條件表達(dá)式0.21<ftx|X2|/TLw2<0.30其中X2表示為了從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)所述第二透鏡組可移動(dòng)的最大量。5.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中滿足下述條件表達(dá)式:0.43<L23w/f2<0.80其中L23w表示在廣角端狀態(tài)下所述第二透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和所述第三透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著所述光軸的距離，并且f2表示所述第二透鏡組的焦距。6.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡組沿著所述光軸按照從圖像起的順序包括正透鏡；沿所述光軸的空氣間隔；以及負(fù)透鏡。7.如權(quán)利要求6所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中滿足下述條件表達(dá)式0.36<Nn-Np<0.803.00<Nn+0.05xjm其中Nn表示所述第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X=587.6nm)處的折射率，Np表示所述第二透鏡組中的正透鏡在d線(波長(zhǎng)入-587.6nm)處的折射率，并且ni表示所述第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)入-587.6nm)處的阿貝數(shù)。8.如權(quán)利要求l所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡組沿著所述光軸按照從物體起的順序包括至少一個(gè)負(fù)透鏡；和正透鏡。9.如權(quán)利要求l所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡組和所述第二透鏡組中的每個(gè)透鏡組包括至少一個(gè)負(fù)透鏡，并且滿足下述條件表達(dá)式0.08<N2av-Nlav<0.40其中N2av表示所述第二透鏡組中包括的所有負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)入-587.6mn)處的折射率的平均值，并且Nlav表示所述第一透鏡組中包括的所有負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的折射率的平均值。10.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡組中的負(fù)透鏡的至少一個(gè)透鏡表面是非球面。11.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡組沿著所述光軸按照從物體起的順序包括兩個(gè)正透鏡；負(fù)透鏡；和正透鏡。12.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中設(shè)置于所述第二透鏡組的最物體側(cè)的所述正透鏡的至少一個(gè)透鏡表面是非球面。13.—種光學(xué)設(shè)備，配備有根據(jù)權(quán)利要求l所述的變焦透鏡系統(tǒng)。14.一種變焦透鏡系統(tǒng)，沿著光軸按照從物體起的順序包括-具有負(fù)折射能力的第一透鏡組；具有正折射能力的第二透鏡組；以及具有正折射能力的第三透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)至少所述第一透鏡組和所述第二透鏡組，使得所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離改變，并且所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的距離改變，并且滿足下述條件表達(dá)式0.21<ftxjX2l/TLw2<0.300.43<L23w/f2<0.80其中ft表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，X2表示在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)所述第二透鏡組的最大移動(dòng)量，TLw表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度，L23w表示在廣角端狀態(tài)下所述第二透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和所述第三透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著所述光軸的距離，并且f2表示所述第二透鏡組的焦距。15.如權(quán)利要求14所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中滿足下述條件表達(dá)式0.30<ftxL12t/|fl|<2.00其中L12t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述第一透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和所述第二透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著所述光軸的距離，并且fl表示所述第一透鏡組的焦距。16.如權(quán)利要求14所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡組沿著所述光軸按照從圖像起的順序包括正透鏡；沿所述光軸的空氣間隔；以及負(fù)透鏡。17.如權(quán)利要求16所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中滿足下述條件表達(dá)式0.36<Nn-Np<0.803.00<Nn+0.05xra其中Nn表示所述第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)入-587.6nm)處的折射率，Np表示所述第二透鏡組中的正透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的折射率，并且ra表示所述第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的阿貝數(shù)。18.—種變焦透鏡系統(tǒng)，沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組；具有正折射能力的第二透鏡組；以及具有正折射能力的第三透鏡組；在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)至少所述第一透鏡組和所述第二透鏡組，使得所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的距離改變，并且所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的距離改變，并且滿足下述條件表達(dá)式0.36<Nn-Np<0.803.00〈Nn+0.05×vn其中Nn表示所述第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X=587.6nm)處的折射率，Np表示所述第二透鏡組中的正透鏡在d線(波長(zhǎng)入-587.6nm)處的折射率，并且ra表示所述第二透鏡組中的負(fù)透鏡在d線(波長(zhǎng)X-587.6nm)處的阿貝數(shù)。19.如權(quán)利要求18所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中所述第二透鏡組沿著所述光軸按照從物體起的順序包括兩個(gè)正透鏡；負(fù)透鏡；和正透鏡。20.如權(quán)利要求18所述的變焦透鏡系統(tǒng)，其中設(shè)置于所述第二透鏡組的最物體側(cè)的所述正透鏡的至少一個(gè)透鏡表面是非球面。21.—種用于使變焦透鏡系統(tǒng)變焦的方法，包括如下步驟-提供所述變焦透鏡系統(tǒng)，所述變焦透鏡系統(tǒng)沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組、具有正折射能力的第二透鏡組、以及具有正折射能力的第三透鏡組；滿足下述條件表達(dá)式<formula>seeoriginaldocumentpage6</formula>其中Nnav表示所述變焦透鏡系統(tǒng)中包括的所有負(fù)透鏡在d行(波長(zhǎng)X-587.6mn)處的折射率的平均值，ft表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的焦距，wW表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的半視角，并且TLw表示在廣角端狀態(tài)下所述變焦透鏡系統(tǒng)的總透鏡長(zhǎng)度；以及在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)，改變相鄰?fù)哥R組之間的每個(gè)距離。22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中滿足下述條件表達(dá)式0.30<ftxL12t/|fl|<2.00其中L12t表示在遠(yuǎn)攝端狀態(tài)下所述第一透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和所述第二透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著所述光軸的距離，并且fl表示所述第一透鏡組的焦距。23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中滿足下述條件表達(dá)式0.21<ftx|X2|/TLw2<0.30其中X2表示在從廣角端狀態(tài)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)時(shí)所述第二透鏡組的最大移動(dòng)量。24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中滿足下述條件表達(dá)式0.43<L23w/f2<0.80其中L23w表示在廣角端狀態(tài)下所述第二透鏡組的最圖像側(cè)透鏡表面和所述第三透鏡組的最物體側(cè)透鏡表面之間沿著所述光軸的距離，并且f2表示所述第二透鏡組的焦距。全文摘要提供具有高光學(xué)性能的緊湊的變焦透鏡系統(tǒng)、使用該變焦透鏡系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備、以及用于使該變焦透鏡系統(tǒng)變焦的方法。該系統(tǒng)沿著光軸按照從物體起的順序包括具有負(fù)折射能力的第一透鏡組(G1)；具有正折射能力的第二透鏡組(G2)；以及具有正折射能力的第三透鏡組(G3)。在從廣角端狀態(tài)(W)變焦到遠(yuǎn)攝端狀態(tài)(T)時(shí)，相鄰?fù)哥R組之間的每個(gè)距離改變。滿足給定的條件表達(dá)式。文檔編號(hào)G02B15/177GK101344637SQ200810135769公開日2009年1月14日申請(qǐng)日期2008年7月11日優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日發(fā)明者嶋田俊之申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康