專利名稱：：變焦透鏡和圖像獲取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種新的變焦透鏡和一種新的圖像獲取裝置。尤其，本發(fā)明涉及一種小型變焦透鏡和一種使用該變焦透鏡的圖像獲取裝置。
背景技術(shù)：
：為了在照相機(jī)上記錄一目標(biāo)圖像，已知一種在采用例如CCD(電荷耦合器件)或者CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)的光電轉(zhuǎn)換元素的圖像獲取裝置上記錄該目標(biāo)圖像的方法。在該方法中，形成在圖像獲取裝置上的目標(biāo)圖像通過(guò)使用相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件將目標(biāo)圖像的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電輸出被記錄。例如，用于通過(guò)使用這些光電轉(zhuǎn)換元件的圖像獲取元件記錄目標(biāo)圖像的所謂的數(shù)碼攝像機(jī)和數(shù)碼照相機(jī)的適當(dāng)?shù)淖兘雇哥R已知有負(fù)-正-正的3組變焦透鏡。通過(guò)從物側(cè)順次排列來(lái)配置該負(fù)-正-正3組變焦透鏡，三個(gè)透鏡組的第一透鏡組具有負(fù)屈光力，第二透鏡組具有正屈光力以及第三透鏡組具有正屈光力。當(dāng)透鏡位置從具有最短焦距的最大廣角狀態(tài)變化到具有最長(zhǎng)焦距的最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)時(shí)，至少第二透鏡組向物側(cè)移動(dòng)，并且第一和第三透鏡組沿光軸方向移動(dòng)以便第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離減小，第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離增加。例如，已知的有公開(kāi)號(hào)2000-89110，2002-277740，2001-318311和2003-307677的日本未審核專利申請(qǐng)中所具體描述的裝置。然而，已知的負(fù)-正-正3組變焦透鏡中存在一個(gè)問(wèn)題。即，最大廣角狀態(tài)的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度很大，使得其難以縮小照相機(jī)機(jī)身的高度。此外，用于移動(dòng)第一透鏡組的凸輪軌道的傾斜太陡峭不能確保充分的停止精度。
發(fā)明內(nèi)容考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明期望提供一種適于小型化照相機(jī)機(jī)身的變焦透鏡，和一種使用該變焦透鏡的圖像獲取裝置。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種變焦透鏡，其包括具有負(fù)屈光力的第一透鏡組、具有正屈光力的第二透鏡組和具有正屈光力的第三透鏡組，該第一、第二、和第三透鏡組從物側(cè)起以此次序被設(shè)置。當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)變化時(shí)，所有的透鏡組沿光軸方向移動(dòng)，并且至少第二透鏡組向物側(cè)移動(dòng)，第三透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，使得第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離減小并且第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離增大。當(dāng)目標(biāo)位置變化時(shí)，第三透鏡組移動(dòng)以執(zhí)行近距離聚焦。第一透鏡組由凹面朝向像側(cè)并且像側(cè)透鏡表面是非球面的負(fù)透鏡元件、和凹面朝向像側(cè)的彎月形的正透鏡元件組成，正透鏡元件設(shè)置在負(fù)透鏡元件的像側(cè)上，兩者間具有氣隙。第二透鏡組由一個(gè)正透鏡元件，和一個(gè)由一個(gè)雙凸形的正透鏡和一個(gè)雙凹形的負(fù)透鏡組成的膠合透鏡組成，該膠合透鏡布置在正透鏡元件的像側(cè)，兩者間具有氣隙。第三透鏡組由一個(gè)正透鏡元件組成，其中物側(cè)透鏡表面和像側(cè)透鏡表面中的至少一個(gè)是非球面。該變焦透鏡滿足以下條件式(1)0.12＜24·fw＜0.22，其中φ24是第二透鏡組中布置的膠合透鏡的膠合面的屈光力，其由以下方程式定義24＝(n5-n4)/R24(n5＜n4)，其中n5是構(gòu)成第二透鏡組中布置的膠合透鏡的負(fù)透鏡的關(guān)于d線(具有587.6nm的波長(zhǎng))的折射率；n4是構(gòu)成第二透鏡組中布置的膠合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線的折射率；R24是第二透鏡組中布置的膠合透鏡的膠合面的曲率半徑；以及fw是整個(gè)透鏡系統(tǒng)在最大廣角狀態(tài)的焦距。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖像獲取裝置包括根據(jù)上述本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡和用于將由該變焦透鏡形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的固體圖像獲取元件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可小型化照相機(jī)機(jī)身。圖1示出本發(fā)明變焦透鏡的一實(shí)施例中的屈光布置的示意圖；圖2示出本發(fā)明變焦透鏡的第一實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3、4和5是數(shù)值示例1的像差曲線圖，其中具體的數(shù)值被用于第一實(shí)施例，尤其地，圖3示出最大廣角狀態(tài)中的球面像差、像散差、畸變像差和橫向像差，圖4A和4B示出中間焦距狀態(tài)中的上述像差，圖5示出最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)中的上述像差；圖6示出本發(fā)明變焦透鏡的第二實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7、8和9是數(shù)值示例2的像差曲線圖，其中具體的數(shù)值示例被用于第二實(shí)施例，尤其地，圖7示出最大廣角狀態(tài)中的球面像差、像散差、畸變像差和橫向像差，圖8示出中間焦距狀態(tài)中的上述像差，圖9示出最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)中的上述像差些；圖10示出本發(fā)明變焦透鏡的第三實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11、12和13是數(shù)值示例3的像差曲線圖，其中具體的數(shù)值示例被用于第三實(shí)施例，尤其地，圖11示出最大廣角狀態(tài)中的球面像差、像散差、畸變像差和橫向像差，圖12示出中間焦距狀態(tài)中的上述像差，圖13示出最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)中的上述像差；圖14A和14B是示出可伸縮型照相機(jī)的透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)的示意的剖視圖；圖15示出傳統(tǒng)的可伸縮型照相機(jī)的透鏡鏡筒的內(nèi)表面中形成的凸輪溝槽的形狀的示意圖；圖16示出圖15所示的凸輪溝槽的一部分的放大示意圖；圖17示出使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡的可伸縮型照相機(jī)的透鏡鏡筒的內(nèi)表面中形成的凸輪溝槽的形狀的示意圖；圖18和19分別是可伸縮型照相機(jī)的示意正視圖和示意側(cè)視圖，為了說(shuō)明可伸縮型照相機(jī)中的要點(diǎn)；和圖20示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像獲取裝置的方框圖。具體實(shí)施例方式以下將參考附圖描述依照本發(fā)明的一說(shuō)明性的實(shí)施例應(yīng)用變焦透鏡和該圖像獲取裝置的實(shí)施例。首先，本發(fā)明一實(shí)施例的變焦透鏡將描述如下。本發(fā)明一實(shí)施例的變焦透鏡包括具有負(fù)屈光力的第一透鏡組，具有正屈光力的第二透鏡組和具有正屈光力的第三透鏡組，從物側(cè)開(kāi)始以第一，第二，和第三透鏡組的次序排列。當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)，全部透鏡組沿光軸方向移動(dòng)，并且至少第二透鏡組向物側(cè)移動(dòng)，第三透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，以減小第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離并增加第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離。當(dāng)目標(biāo)位置變化，第三透鏡組移動(dòng)以執(zhí)行近距離聚焦。第一透鏡組由凹面朝向像側(cè)并且像側(cè)透鏡表面是非球面的負(fù)透鏡元件和凹面朝向像側(cè)的彎月形的正透鏡元件組成，正透鏡元件被布置在負(fù)透鏡元件的像側(cè)上，兩者間具有氣隙。第二透鏡組由一個(gè)正透鏡元件和一個(gè)膠合透鏡組成，該膠合透鏡由一個(gè)雙凸形的正透鏡和一個(gè)雙凹形的負(fù)透鏡組成的，該膠合透鏡布置在正透鏡元件的像側(cè)，兩者間具有氣隙。第三透鏡組由一個(gè)正透鏡元件組成，其物側(cè)透鏡表面和像側(cè)透鏡表面中的至少一個(gè)是非球面。變焦透鏡滿足以下條件式(1)0.12＜24·fw＜0.22，其中24是第二透鏡組中布置的膠合透鏡的膠合面的屈光力，由以下方程式定義24＝(n5-n4)/R24(n5＜n4)，其中n5是構(gòu)成第二透鏡組中布置的膠合透鏡的負(fù)透鏡的關(guān)于d線(具有587.6nm的波長(zhǎng))的折射率；n4是構(gòu)成第二透鏡組中布置的膠合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線的折射率；R24是第二透鏡組中布置的膠合透鏡的膠合面的曲率半徑；以及fw是整個(gè)透鏡系統(tǒng)在最大廣角狀態(tài)的焦距。上述變焦透鏡可有助于照相機(jī)機(jī)身的小型化。當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)，第一和第二透鏡組之間的距離減小，以致第二透鏡組的橫向放大率變化，因此整個(gè)透鏡系統(tǒng)的焦距變化。第三透鏡組沿光軸方向移動(dòng)，提供對(duì)透鏡位置變化引起的像面畸變像差變動(dòng)的極好校正。在近距離聚焦的時(shí)候移動(dòng)第三透鏡組能夠簡(jiǎn)化透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)榈谌哥R組具有小的透鏡直徑。負(fù)-正-正3組變焦透鏡經(jīng)常用于所謂的可伸縮型照相機(jī)，其中透鏡組收容在照相機(jī)機(jī)身中以便最小化相應(yīng)的透鏡組之間的距離。為了縮減照相機(jī)機(jī)身的厚度，需要縮小用于這些可伸縮型照相機(jī)中的變焦透鏡的透鏡組厚度和整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。亦即，在可伸縮型照相機(jī)中，保持透鏡的透鏡鏡筒沿光軸方向移動(dòng)，當(dāng)這些壓縮時(shí)，相應(yīng)的透鏡鏡筒互相覆蓋，然后收容在主體中。本發(fā)明的實(shí)施例的變焦透鏡中，如后所述，由于第二透鏡組橫向放大率的大范圍的負(fù)值，同在此以前使用的透鏡組比較起來(lái)，可減少在最大廣角狀態(tài)處的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。然而，僅僅改變第二透鏡組的橫向放大率會(huì)引起以下問(wèn)題，即最大廣角狀態(tài)下的視角可能狹窄；最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)下的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度可能大于傳統(tǒng)的長(zhǎng)度；可能不能保證最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)下第一和第二透鏡組之間的充足的距離。解決該問(wèn)題的較為簡(jiǎn)單的方法是增加第一和第二透鏡組的屈光力。然而這引起以下新問(wèn)題，即由于在制造期間形成的生產(chǎn)誤差顯著地惡化光學(xué)性能；并且可能增加隨著最大廣角狀態(tài)下視角的變化而形成的離軸像差?？紤]到此，可通過(guò)以下透鏡結(jié)構(gòu)以及注意以下兩點(diǎn)解決上述問(wèn)題并可最小化在生產(chǎn)期間的裝配誤差等等的影響。所述結(jié)構(gòu)是，第一透鏡組由一個(gè)負(fù)透鏡L11和一個(gè)正透鏡L12的兩個(gè)透鏡組成，并且負(fù)透鏡L11的像側(cè)透鏡表面是非球面。第二透鏡組由一個(gè)正透鏡L21和一個(gè)由一個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成的膠合負(fù)透鏡L22組成。第三透鏡組由一個(gè)正透鏡L3組成。第一點(diǎn)是當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)時(shí)，第三透鏡組向像側(cè)移動(dòng)。第二點(diǎn)是恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置膠合面的屈光力。具體地，第一透鏡組具有由負(fù)透鏡L11和布置在負(fù)透鏡L11的像側(cè)上并在兩者間具有氣隙的正透鏡L12組成的板狀(tablet)結(jié)構(gòu)。這能夠極好校正軸上像差和離軸像差。此外，非球面被用于負(fù)透鏡L11的像側(cè)透鏡表面，因此可很好地校正彗差隨視角變化的變動(dòng)，在最大廣角狀態(tài)下尤其趨向產(chǎn)生該變動(dòng)。第二透鏡組由正透鏡L21和由正透鏡和負(fù)透鏡組成的膠合透鏡L22組成，膠合透鏡L22布置在正透鏡L21像側(cè)上，兩者間具有氣隙。這能夠極好校正易于發(fā)生在最大廣角狀態(tài)的負(fù)畸變像差。尤其是，為了防止由于正透鏡L21和膠合透鏡L22在制造期間形成的相互傾斜導(dǎo)致的光學(xué)性能惡化，與膠合透鏡L22中的負(fù)透鏡的折射率相比，正透鏡的折射率增加，并且膠合面的凹面朝向物側(cè)。這容許正屈光力緩和正透鏡的物側(cè)透鏡表面的曲率半徑。將膠合面的凹面設(shè)置為朝向物側(cè)還可以抑制在膠合面上發(fā)生離軸像差。第三透鏡組由正透鏡L3組成。正透鏡L3的物側(cè)透鏡表面和像側(cè)透鏡表面中的至少一個(gè)可以是非球面。這能夠極好校正彗差的變動(dòng)，該變動(dòng)尤其在最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)隨著視角的變化而產(chǎn)生。另外，通過(guò)設(shè)置第三透鏡組使得其在最大廣角狀態(tài)與像面分離，可抑制負(fù)畸變像差的發(fā)生。此外，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)時(shí)，第三透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，并且通過(guò)第三透鏡組的離軸光的高度變化可用于極好地校正離軸像差隨透鏡位置變化的變動(dòng)。雖然可以考慮不僅在最大廣角狀態(tài)，也在最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)減少整個(gè)透鏡長(zhǎng)度，有關(guān)透鏡組的屈光力可進(jìn)一步提高，但是在生產(chǎn)期間的裝配誤差等等的影響增加，使得其難以確保穩(wěn)態(tài)的光學(xué)性能。因此，在本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，主要目標(biāo)是縮小最大廣角狀態(tài)下的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。優(yōu)選，在第一和第二透鏡組之間設(shè)置一孔徑光闌，并且當(dāng)透鏡位置改變時(shí)該孔徑光闌與第二透鏡組整體地移動(dòng)。這使得孔徑光闌可以布置在第一透鏡組的像側(cè)上。因此，負(fù)透鏡L11的像側(cè)透鏡表面的凹面朝向像側(cè)，正透鏡L12的像側(cè)透鏡表面的凹面朝向像側(cè)，使得能夠極好地校正最大廣角狀態(tài)下產(chǎn)生的離軸像差。在最大廣角狀態(tài)下，離軸光遠(yuǎn)離光軸地穿過(guò)第一透鏡組，使得能夠分別地校正離軸像差和軸上像差。另外，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)，第一透鏡組和孔徑光闌之間的距離縮小，因此通過(guò)第一透鏡組的離軸光可接近于光軸。這能夠極好地校正當(dāng)透鏡位置變化時(shí)產(chǎn)生的離軸像差的變動(dòng)。條件式(1)用于定義設(shè)置在第二透鏡組中的膠合透鏡L22的膠合面的屈光力。當(dāng)?shù)诙哥R組由一個(gè)正透鏡和一個(gè)由一個(gè)正透鏡和一個(gè)負(fù)透鏡組成的膠合負(fù)透鏡組成時(shí)，在由于正透鏡和膠合負(fù)透鏡之間的相互傾斜導(dǎo)致的性能惡化方面存在一個(gè)重要的問(wèn)題。其中R21是構(gòu)成正透鏡的物側(cè)透鏡表面；R22是像側(cè)透鏡表面；R23是構(gòu)成膠合透鏡的物側(cè)透鏡表面；R24是膠合面；R25是像側(cè)透鏡表面，該三個(gè)透鏡表面R21、R22和R23具有正屈光力并具有會(huì)聚作用，該膠合面R24具有色差校正作用，透鏡表面R25具有負(fù)屈光力并具有發(fā)散作用。因此，當(dāng)正透鏡和膠合透鏡導(dǎo)致相互偏心時(shí)，僅僅具有會(huì)聚作用的三個(gè)表面中的一個(gè)會(huì)被移動(dòng)，導(dǎo)致光學(xué)性能惡化。尤其，膠合透鏡的物側(cè)透鏡表面R23的非常凸起的表面朝向物側(cè)，從而導(dǎo)致在偏心期間屏幕的周邊部分的性能惡化?？紤]到此，本發(fā)明的實(shí)施例的變焦透鏡中，通過(guò)提高執(zhí)行主要色差校正的膠合透鏡L22的膠合面R24的正屈光力，減小物側(cè)透鏡表面的屈光力以抑制由于相互離軸導(dǎo)致的光學(xué)性能惡化。隨著超出條件式(1)的上限，膠合面R24的屈光力過(guò)于提高，導(dǎo)致高次負(fù)球差和光學(xué)性能惡化。增加中心厚度以便該正透鏡可承受磨光處理和表面研磨處理變成必要的。這與小型化相悖。隨著低于條件式(1)的下限，如先前提到的，膠合面R24的正屈光力被削弱，膠合透鏡L22的物側(cè)透鏡表面R23的屈光力被提高。這增加在制造期間產(chǎn)生的正透鏡L21和膠合透鏡L22之間的相互傾斜導(dǎo)致的光學(xué)性能的惡化，使其難以獲得穩(wěn)態(tài)的光學(xué)性能。在依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，為了抑制最大廣角狀態(tài)下的離軸像差，以及進(jìn)一步改善光學(xué)性能，期望滿足以下用于定義第一透鏡組中正透鏡L12的形狀的條件式(2)。0.25＜fw/r22＜0.32(2)其中，r22是設(shè)置在第一透鏡組中的正透鏡元件L12的像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。隨著低于條件式(2)的下限，在最大廣角狀態(tài)下在正透鏡L12中產(chǎn)生的場(chǎng)的負(fù)曲率太大，使得其難以實(shí)現(xiàn)較高性能。相反，隨著超出條件式(2)的上限值，正透鏡L12的主點(diǎn)位置向像側(cè)移動(dòng)。這導(dǎo)致不希望的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度的增加。在依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，為了通過(guò)更適當(dāng)?shù)匦Ｕ畲髲V角狀態(tài)下的軸上像差實(shí)現(xiàn)高圖像質(zhì)量，希望滿足以下用于定義設(shè)置在第二透鏡組中的正透鏡L21形狀的條件式(3)。-0.5＜(r31+r32)/(r31-r32)＜-0.3(3)其中，r31是設(shè)置在第二透鏡組中的正透鏡元件L21的物側(cè)透鏡表面的曲率半徑，以及r32是設(shè)置在第二透鏡組中的正透鏡元件L21的像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。隨著超出條件式(3)的上限，正透鏡L21的物側(cè)透鏡表面的會(huì)聚作用被削弱，第二透鏡組的主點(diǎn)位置向像側(cè)移動(dòng)，使得難以縮小整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。相反，隨著低于條件式(3)的下限值，正透鏡L21的物側(cè)透鏡表面的會(huì)聚作用被提高，導(dǎo)致負(fù)球差的不充分校正。雖然還可通過(guò)使得正透鏡L21的物側(cè)透鏡表面成為非球面來(lái)適當(dāng)?shù)匦Ｕ?fù)球差，但是隨著正透鏡L21的物側(cè)透鏡表面的曲率增加，負(fù)透鏡的像側(cè)透鏡表面的曲率增加。結(jié)果，在膠合透鏡L22中產(chǎn)生的正球面像差增加。這使得難以避免由于正透鏡L21和膠合透鏡L22之間相互偏心導(dǎo)致的光學(xué)性能的惡化，使得難以實(shí)現(xiàn)高圖像質(zhì)量。在依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，為了縮小在最大廣角狀態(tài)的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度，期望滿足以下用于定義第二透鏡組的橫向放大率的條件式(4)。1.3＜β2w·β2t＜1.5(4)其中，β2w是第二透鏡組在最大廣角狀態(tài)的橫向放大率，β2t是第二透鏡組在最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的橫向放大率。隨著低于條件式(4)的下限，最大廣角狀態(tài)的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度可能沒(méi)有充分的縮小。隨著超出條件式(4)的上限，第二透鏡組在最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的橫向放大率太大，導(dǎo)致在第一透鏡組和第二透鏡組的光軸方向上的非常高的光闌準(zhǔn)確度。提高的光闌準(zhǔn)確度可能導(dǎo)致甚至由于在生產(chǎn)期間的裝配誤差引起的光闌誤差使圖像位置沿光軸方向移動(dòng)。因此，聚焦位置的檢測(cè)精度降低，導(dǎo)致圖像模糊。在依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步小型化，期望滿足以下用于定義第三透鏡組焦距的條件式(5)。1.8＜f3/fw＜3(5)其中，f3是第三透鏡組的焦距。隨著超出條件式(5)的上限值，當(dāng)目標(biāo)位置接近最大廣角狀態(tài)時(shí)，近距離聚焦時(shí)所需的第三透鏡組移動(dòng)量太大，以致不能確保第二和第三透鏡組之間的充足的距離。隨著低于條件式(5)的下限值，通過(guò)第三透鏡組的離軸光遠(yuǎn)離光軸，第三透鏡組的透鏡直徑太大，從而阻礙小型化。如上所述，依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡能夠縮減整個(gè)長(zhǎng)度，尤其地，在最大廣角狀態(tài)縮減整個(gè)長(zhǎng)度和小型化。因此，這些變焦透鏡適于用于所謂的可伸縮型照相機(jī)，因此有助于照相機(jī)機(jī)身的厚度減薄和外形縮小。下面將簡(jiǎn)要地描述可伸縮型照相機(jī)。如同先前的描述，負(fù)-正-正3組變焦透鏡經(jīng)常用于所謂的可伸縮型照相機(jī)，其中透鏡組收容在照相機(jī)機(jī)身中使得最小化各個(gè)透鏡組之間的距離。為了減少照相機(jī)機(jī)身的厚度，要求用于這些可伸縮型照相機(jī)的變焦透鏡能夠縮小透鏡厚度和整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。這是因?yàn)橛糜诒３滞哥R并在光軸方向移動(dòng)它們的透鏡鏡筒由多個(gè)圓筒組成，收容在主體中以便當(dāng)收縮時(shí)各個(gè)透鏡鏡筒一個(gè)疊置在另一個(gè)之上。已知的結(jié)構(gòu)中，為了縮小照相機(jī)機(jī)身的厚度，設(shè)置最大廣角狀態(tài)下整個(gè)透鏡長(zhǎng)度，使之幾乎和最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的一樣，并且當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)，第一透鏡組暫時(shí)向像側(cè)移動(dòng)然后向物側(cè)移動(dòng)。當(dāng)?shù)诙哥R組的橫向放大率在-1到0的范圍內(nèi)向像側(cè)移動(dòng)，然后變成小于-1時(shí)，第一透鏡組向物側(cè)移動(dòng)。因此，在負(fù)-正-正3組變焦透鏡中，第二透鏡組的橫向放大率變成-1的位置包括在透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的半路上。作為可伸縮型結(jié)構(gòu)，二級(jí)可伸縮型是已知的，如圖14A和14B所示，其中三個(gè)透鏡鏡筒A(支持第一透鏡組1g)、B(支持第二透鏡組2g)和C(支持第三透鏡組3g)互相交疊，并且兩個(gè)透鏡鏡筒A和B沿光軸方向驅(qū)動(dòng)。圖14A和14B分別說(shuō)明了收納狀態(tài)和使用狀態(tài)。透鏡鏡筒B被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)并因此與設(shè)置在透鏡鏡筒B和C之間的凸輪溝槽一起沿光軸方向移動(dòng)，以便透鏡鏡筒B可沿光軸方向從收縮狀態(tài)向最大廣角狀態(tài)延伸，并且透鏡鏡筒B在從最大廣角狀態(tài)到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)可在光軸方向上被固定。透鏡鏡筒A可在光軸方向沿著設(shè)置在透鏡鏡筒B中的凸輪溝槽移動(dòng)，以便透鏡鏡筒A可相對(duì)于透鏡鏡筒B從收縮狀態(tài)向最大廣角延伸，并且在光軸方向沿著預(yù)定的凸輪軌道從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)驅(qū)動(dòng)。第二透鏡組2g可在光軸方向上沿著設(shè)置在透鏡鏡筒B的內(nèi)壁的凸輪溝槽被驅(qū)動(dòng)。圖15是示出設(shè)置在透鏡鏡筒B的內(nèi)壁用于驅(qū)動(dòng)透鏡鏡筒A的凸輪溝槽cg的示意圖。此結(jié)構(gòu)中，位于透鏡鏡筒A的外周的三個(gè)位置上的凸輪銷(xiāo)(未圖示)與透鏡鏡筒B內(nèi)壁的凸輪溝槽cg彼此可滑動(dòng)地嚙合。透鏡鏡筒A通過(guò)形成在位于透鏡鏡筒B內(nèi)側(cè)的線型鏡筒(未圖示)中的前后延伸的線狀凹槽和上述的凸輪銷(xiāo)之間的可滑動(dòng)嚙合而變得不可旋轉(zhuǎn)。因此，透鏡鏡筒B內(nèi)壁的旋轉(zhuǎn)使得能夠在光軸方向沿著凸輪溝槽cg移動(dòng)。區(qū)域S是當(dāng)照相機(jī)電源打開(kāi)時(shí)的驅(qū)動(dòng)范圍，其中第一透鏡組1g沿光軸方向從收縮狀態(tài)(圖15中的復(fù)位位置)向最大廣角狀態(tài)移動(dòng)(圖15中的廣角位置)。區(qū)域T是使用中的變焦驅(qū)動(dòng)范圍，其中第一透鏡組1g沿光軸方向從最大廣角狀態(tài)(圖15中的廣角位置)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)(遠(yuǎn)位置)移動(dòng)。如上所述，已經(jīng)預(yù)先使最大廣角狀態(tài)中的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度幾乎和最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的一樣，以便第一透鏡組從收縮狀態(tài)向廣角端的移動(dòng)量大，從而增加透鏡鏡筒B的轉(zhuǎn)動(dòng)角。這是因?yàn)樵谳^小轉(zhuǎn)動(dòng)角獲得大移動(dòng)量的企圖需要大傾斜角的凸輪溝槽，因此增加作為光軸方向中移動(dòng)能力的傳遞扭矩的負(fù)荷。因?yàn)殡y以增加凸輪溝槽cg的傾斜角使之超過(guò)一定的角度，所以必須增加透鏡鏡筒B的外徑(亦即，增加圖15中在垂直方向上的長(zhǎng)度)，或者增加區(qū)域S中的轉(zhuǎn)動(dòng)角。另外，因?yàn)樵谧畲髲V角狀態(tài)第一透鏡組的移動(dòng)方向被反向，所以被迫使用具有明顯角度變化的位置sd由R連接的形狀，如圖16所示。隨著區(qū)域T中透鏡鏡筒B旋轉(zhuǎn)角的減小，最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)變化的開(kāi)始位置處的凸輪溝槽的傾斜角變大，從而增加由R連接的范圍。根據(jù)上述觀點(diǎn)，使用已知的變焦透鏡的可伸縮型照相機(jī)需要很大的載荷用于旋轉(zhuǎn)透鏡鏡筒并且沿光軸方向移動(dòng)第一透鏡組1g。結(jié)果，難以縮小需用功率或者提供小型化。在本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，如圖17所示，通過(guò)縮減在最大廣角狀態(tài)的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度，可縮小區(qū)域S中透鏡鏡筒B的轉(zhuǎn)動(dòng)角，從而減小從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)變化的開(kāi)始部分的凸輪溝槽的傾斜角。因此，由于凸輪溝槽cg的傾斜角減小，所以用于旋轉(zhuǎn)透鏡鏡筒的載荷被減小，并且透鏡鏡筒B的圓筒直徑也被減小。這容許功率減小和小型化。接下來(lái)將描述最大廣角狀態(tài)下的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度對(duì)照相機(jī)高度的影響。圖18是照相機(jī)機(jī)身的正視圖，圖19是照相機(jī)機(jī)身的側(cè)視圖，其中透鏡位置狀態(tài)是最大廣角狀態(tài)。如圖19所示，照片拍攝鏡頭L的垂直方向上的照片拍攝范圍LA與取景器VF在垂直方向上的觀察范圍FA幾乎匹配。雖然當(dāng)降低照相機(jī)機(jī)身CB的高度CBh時(shí)使取景器VF接近照片拍攝鏡頭L是有效的，但照片拍攝鏡頭L的鏡筒前端Lf進(jìn)入觀察范圍FA，由此照相機(jī)機(jī)身CB的高度CBh的縮減是有限的。照相機(jī)CMR在取景器VF旁邊還具有照明系統(tǒng)，其照明范圍相應(yīng)于照相機(jī)CMR的照片拍攝范圍，例如閃光燈SB和用于自動(dòng)聚焦的輔助閃光AF。甚至對(duì)于沒(méi)有取景器VF的照相機(jī)，照相機(jī)高度也有限制。作為一種特定的降低照相機(jī)CMR的高度CBh的方法，可考慮減少照片拍攝鏡頭L的圓筒直徑Ld，或者做為選擇，縮小具有寬視角的最大廣角狀態(tài)中的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度L1。縮減透鏡鏡筒直徑Ld的情況下，第三透鏡組由于受限制的出瞳位置而在小型化方面受到限制。第一透鏡組由于視角而在小型化方面受到限制，所述視角容易為用戶在最大廣角狀態(tài)使用。第二透鏡組由于在確定視角情況下易于被用戶使用的開(kāi)放F值的F值而在小型化方面受到限制。雖然存在實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步小型化的手段，例如縮減構(gòu)成各個(gè)透鏡組的透鏡數(shù)量，但是隨著像素密度的提高要求能夠?qū)崿F(xiàn)更高的性能。因此期望確保必要的最少透鏡數(shù)量，這使得難以期待任何突出的改進(jìn)。因此，依照本發(fā)明一實(shí)施例的變焦透鏡致力于縮減最大廣角狀態(tài)中的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度。已知的變焦透鏡中，當(dāng)透鏡位置從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)變化，如上所述，在廣角端的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度幾乎和遠(yuǎn)距照相端的一樣。因此，β21w·β21t≈1，其中β21w是第二透鏡組在最大廣角狀態(tài)的橫向放大率，β21t是第二透鏡組在最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的橫向放大率。在依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，如上所述，通過(guò)使用第二透鏡組的橫向放大率的大范圍負(fù)值使在最大廣角狀態(tài)的整個(gè)透鏡長(zhǎng)度比之前減小。這使得能夠減少可伸縮型照相機(jī)的厚度并降低照相機(jī)機(jī)身的外形。在依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，可通過(guò)在基本上垂直于光軸的方向上移動(dòng)構(gòu)成透鏡中的整個(gè)某一透鏡組或者某一透鏡組的一部分來(lái)移動(dòng)圖像，同時(shí)帶來(lái)較小的光學(xué)性能惡化。能夠移動(dòng)圖像的變焦透鏡可與檢測(cè)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合以便發(fā)揮作為防震照相機(jī)的作用，其校正由在快門(mén)開(kāi)關(guān)等等的時(shí)候產(chǎn)生的照相機(jī)震動(dòng)導(dǎo)致的圖像模糊。檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)照相機(jī)的模糊角度并輸出照相機(jī)震動(dòng)信息。基于照相機(jī)震動(dòng)信息，操作系統(tǒng)輸出減少照相機(jī)震動(dòng)需要的透鏡位置信息?；谕哥R位置信息，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)向移動(dòng)透鏡組提供驅(qū)動(dòng)量。依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡使用一非球面的表面。非球面的透鏡可是玻璃模制透鏡、由樹(shù)脂制造的薄的非球面層轉(zhuǎn)印到拋光玻璃透鏡上的復(fù)合透鏡、或者塑料模制透鏡。依照本發(fā)明實(shí)施例的變焦透鏡中，可設(shè)置低通過(guò)濾器以防止透鏡系統(tǒng)中在像側(cè)上發(fā)生摩爾條紋，并且可根據(jù)光接收元件的頻譜靈敏度特性設(shè)置紅外截止濾波器。接下來(lái)，將參考附圖和數(shù)據(jù)表描述本發(fā)明變焦透鏡的具體實(shí)施例，以及其中具體數(shù)值被用于該實(shí)施例的數(shù)值示例。每一實(shí)施例中，引入非球面的表面，并且非球面的形狀由以下方程式定義。x＝cy2/(1+(1-(1+k)c2y2)1/2)+Ay4+By6+…其中，y是距離光軸的高度，x是下垂(sag)量，c是曲率，k是圓錐系數(shù)，A、B、…是非球面系數(shù)。圖1示出本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的變焦透鏡的屈光力分配，所述變焦透鏡通過(guò)從物側(cè)順次設(shè)置具有負(fù)屈光力的第一透鏡組G1、具有正屈光力的第二透鏡組G2和具有正屈光力的第三透鏡組G3來(lái)構(gòu)成。從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的變焦過(guò)程中，所有的透鏡組被移動(dòng)以便第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的氣隙減小，第一透鏡組G1和第三透鏡組G3之間的氣隙增大。此時(shí)，第一透鏡組G1暫時(shí)向像側(cè)移動(dòng)然后向物側(cè)移動(dòng)，第二透鏡組G2向物側(cè)移動(dòng)，第三透鏡組G3向像側(cè)移動(dòng)。第三透鏡組G3移動(dòng)以補(bǔ)償像面位置隨各個(gè)透鏡組移動(dòng)的變化。第三透鏡組G3在近距離聚焦的時(shí)候也向物側(cè)移動(dòng)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的變焦透鏡1的透鏡結(jié)構(gòu)。第一透鏡組G1通過(guò)從物側(cè)向像側(cè)順次設(shè)置凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡L11、凸面朝向物側(cè)的彎月形的正透鏡L12來(lái)構(gòu)成。第二透鏡組G2通過(guò)從物側(cè)向像側(cè)順次設(shè)置雙凸形狀的正透鏡L21和由雙凸形狀的正透鏡和雙凹形狀的負(fù)透鏡組成的膠合負(fù)透鏡L22來(lái)構(gòu)成。第三透鏡組G3由雙凸形狀的正透鏡L3組成。第一透鏡組G1的負(fù)透鏡L11是復(fù)合透鏡，其中由塑料制成的薄的非球面樹(shù)脂層層壓在像側(cè)透鏡表面上。孔徑光闌S靠近第二透鏡組G2的物側(cè)。在從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的變焦過(guò)程中，孔徑光闌S與第二透鏡組G2一起移動(dòng)。過(guò)濾器FL設(shè)置在像面IMG和第三透鏡組G3之間。表1示出數(shù)值示例1的透鏡數(shù)據(jù)，其中具體的數(shù)值被用于第一實(shí)施例。在表1及其后示出其它的透鏡數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表中，“表面序號(hào)”表示從物側(cè)起計(jì)數(shù)的第i個(gè)表面，“曲率半徑”表示從物側(cè)起計(jì)數(shù)的第i個(gè)表面的曲率半徑，“表面距離”表示從物側(cè)起計(jì)數(shù)的第i個(gè)表面和第(i+1)個(gè)表面之間的軸向表面距離，“折射率”表示具有第i個(gè)表面的玻璃材料在物側(cè)相對(duì)于d線的折射率，“阿貝數(shù)”表示具有第i個(gè)表面的玻璃材料在物側(cè)相對(duì)于d線的阿貝數(shù)。例如，“0.0000”的曲率半徑表示表面是平面，“(Di)”的表面距離表示表面距離是可調(diào)的距離。表1第一透鏡組G1的負(fù)透鏡L11的像側(cè)上的樹(shù)脂表面(第三表面)、第二透鏡組G2的正透鏡L21的兩個(gè)表面(第七表面和第八表面)、第三透鏡組G3的正透鏡L3的像側(cè)表面(第十三表面)由非球面組成。表2示出數(shù)值示例1中各個(gè)表面的四階、六階、八階和十階非球面系數(shù)A、B、C和D，以及每一圓錐系數(shù)k。表2及其后示出非球面系數(shù)的數(shù)據(jù)表中，“E-i”是以“10”作為基礎(chǔ)的指數(shù)表達(dá)式，即表示“10-i”。例如，“0.12345E-05”表示“0.12345×10-5”。表2第三表面k＝0.00000A＝-0.171398E+00B＝+0.193059E-01C＝-0.264773E+00D＝-0.768007E-01第七表面k＝0.00000A＝-0.241569E+00B＝-0.386951E+00C＝+0.852781E+00D＝-0.377382E+01第八表面k＝0.00000A＝+0.106028E+00B＝-0.173016E+00C＝+0.000000E+00D＝+0.000000E+00第十三表面k＝0.00000A＝+0.120524E+00B＝-0.326640E+00C＝+0.650050E+00D＝-0.504031E+00變焦透鏡1中，從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)變焦時(shí)，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2(孔徑光闌S)之間的表面距離D5、第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的表面距離D11、第三透鏡組G3和過(guò)濾器FL之間的表面距離D13被改變。表3示出上述數(shù)值示例1中各個(gè)表面距離在最大廣角狀態(tài)(f＝1.000)、中間聚焦距離狀態(tài)(f＝1.632)和最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)(f＝2.825)下的值，以及各聚焦距離f、各F數(shù)FNO和各視角2ω。表3f1.000～1.632～2.825FNO2.88～3.83～5.632ω64.66～40.03～23.64°D51.4670.7310.240D110.7851.5632.870D130.4890.4190.285Bf0.1700.1700.170表4示出用于獲取在數(shù)值示例1中的條件式(1)到(5)的各個(gè)條件的數(shù)值、和各個(gè)條件式的對(duì)應(yīng)值。表4β2w＝-0.742β2t＝-1.863f3＝2.388(1)Φ24·fw＝0.153(2)fw/r22＝0.300(3)(r31+r32)/(r31-r32)＝-0.432(4)β2w·β2t＝1.383(5)f3/fw＝2.388圖3到5是數(shù)值示例1在無(wú)限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)中的各種像差的曲線圖。具體地，圖3示出最大廣角狀態(tài)(f＝1.000)的各種像差，圖4示出中間拍攝距離狀態(tài)(f＝1.632)的各種像差，圖5示出最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)(f＝2.825)的各種像差。在圖3到5的各個(gè)像差曲線圖中，球面像差曲線圖中的實(shí)線代表球面像差，像散圖形中的實(shí)線和虛線分別表示弧矢像面(sagittalimagesurface)和子午像面(meridionalimagesurface)。在橫向像差曲線圖中，A代表視角，y代表像高?？蓮倪@些各個(gè)像差曲線圖中發(fā)現(xiàn)數(shù)值示例1有效地校正各種像差并且具有極好的成像性能。圖6示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的變焦透鏡2的透鏡結(jié)構(gòu)。第一透鏡組G1通過(guò)從物側(cè)到像側(cè)順次設(shè)置凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡L11、和凸面朝向物側(cè)的彎月形的正透鏡L12來(lái)構(gòu)成。第二透鏡組G2通過(guò)從物側(cè)到像側(cè)順次設(shè)置雙凸形狀的正透鏡L21、和由雙凸形狀的正透鏡和雙凹形狀的負(fù)透鏡組成的膠合負(fù)透鏡L22來(lái)構(gòu)成。第三透鏡組G3由雙凸形狀的正透鏡L3組成?？讖焦怅@S靠近第二透鏡組G2的物側(cè)設(shè)置。在從最大廣角狀態(tài)到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的變焦過(guò)程中，孔徑光闌S與第二透鏡組G2一起移動(dòng)。過(guò)濾器FL設(shè)置在像面IMG和第三透鏡組G3之間。表5示出數(shù)值示例2的透鏡數(shù)據(jù)，其中具體數(shù)值被用于根據(jù)第二實(shí)施例的變焦透鏡2。表5第一透鏡組G1的負(fù)透鏡L11的像側(cè)表面(第二表面)、第二透鏡組G2的正透鏡L21的物側(cè)表面(第六表面)、第三透鏡組G3的正透鏡L3的像側(cè)表面(第十二表面)由非球面的表面組成。表6示出數(shù)值示例2中各個(gè)表面的四階、六階、八階和十階非球面系數(shù)A、B、C和D，以及各圓錐系數(shù)k。表6第二表面k＝-1.464827A＝+0.104447E+00B＝+0.177067E+00C＝-0.599480E+00D＝+0.729075E+00第六表面k＝-0.912092A＝-0.218992E+00B＝-0.243218E+00C＝+0.718317E+00D＝-0.577169E+01第十二表面k＝0.00000A＝-0.942987E01B＝+0.397661E+00C＝-0.797949E+00D＝+0.631424E+00變焦透鏡2中，在從最大廣角狀態(tài)到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的變焦過(guò)程中，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2(孔徑光闌S)之間的表面距離D4、第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的表面距離D10、第三透鏡組G3和過(guò)濾器FL之間的表面距離D12發(fā)生變化。表7示出上述數(shù)值示例2中各個(gè)表面距離在最大廣角狀態(tài)(f＝1.000)、中間聚焦距離狀態(tài)(f＝1.702)和最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)(f＝2.826)中的值，以及各聚焦距離f、各F數(shù)FNO和各視角2ω。表7f1.000～1.702～2.826FNO2.88～4.03～5.752ω63.68～38.35～23.64°D41.3770.6720.202D100.6671.6302.802D120.5590.3780.265Bf0.1640.1640.164表8示出數(shù)值示例2中用于獲取條件式(1)到(5)的各個(gè)條件的數(shù)值，以及各個(gè)條件式的對(duì)應(yīng)值。表8β2w＝-0.747β2t＝-1.810f3＝2.611(1)Φ24·fw＝0.185(2)fw/r22＝0.277(3)(r31+r32)/(r31-r32)＝-0.391(4)β2w·β2t＝1.352(5)f3/fw＝2.611圖7到9是數(shù)值示例2的無(wú)限遠(yuǎn)程聚焦?fàn)顟B(tài)下的各種像差的曲線圖。具體地，圖7示出最大廣角狀態(tài)(f＝1.000)的各種像差，圖8示出中間聚焦距離狀態(tài)(f＝1.702)的各種像差，以及圖9示出最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)(f＝2.826)的各種像差。在圖7到9的各個(gè)像差曲線圖中，球面像差曲線圖中的實(shí)線代表球面像差，像散差圖形中的實(shí)線和虛線分別表示弧矢像面和子午像面。在橫向像差曲線圖中，A代表視角，y代表像高?？蓮倪@些各個(gè)像差曲線圖中發(fā)現(xiàn)數(shù)值示例2有效地校正多種像差并且具有極好的成像性能。圖10示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的變焦透鏡3的透鏡結(jié)構(gòu)。第一透鏡組G1通過(guò)從物側(cè)到像側(cè)順次設(shè)置凹面朝向像側(cè)的負(fù)透鏡L11、和凸面朝向物側(cè)的彎月形的正透鏡L12來(lái)構(gòu)成。第二透鏡組G2通過(guò)從物側(cè)到像側(cè)順次設(shè)置雙凸形狀的正透鏡L21、和由雙凸形狀的正透鏡和雙凹形狀的負(fù)透鏡組成的膠合負(fù)透鏡L22來(lái)構(gòu)成。第三透鏡組G3由雙凸形狀的正透鏡L3組成?？讖焦怅@S靠近第二透鏡組G2的物側(cè)設(shè)置。在從最大廣角狀態(tài)到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的變焦過(guò)程中，孔徑光闌S與第二透鏡組G2一起移動(dòng)。過(guò)濾器FL設(shè)置在像面IMG和第三透鏡組G3之間。表9示出數(shù)值示例3的透鏡數(shù)據(jù)，其中具體數(shù)值被用于根據(jù)第三實(shí)施例的變焦透鏡3。表9第一透鏡組G1的負(fù)透鏡L11的像側(cè)表面(第二表面)、第二透鏡組G2的正透鏡L21的物側(cè)表面(第六表面)、第三透鏡組G3的正透鏡L3的像側(cè)表面(第十二表面)是非球面。表10示出數(shù)值示例3中各個(gè)表面的四階、六階、八階和十階非球面系數(shù)A、B、C和D，以及各圓錐系數(shù)k。表10第二表面k＝0.00000A＝-0.106109E+00B＝+0.843253E-01C＝-0.411705E+00D＝+0.242015E+00第六表面k＝0.00000A＝-0.302771E+00B＝-0.156961E+00C＝-0.805435E+00D＝+0.220392E+00第十二表面k＝0.00000A＝+0.108650E+00B＝-0.353476E+00C＝+0.778293E+00D＝-0.649556E+00變焦透鏡3中，在從最大廣角狀態(tài)到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的變焦過(guò)程中，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2(孔徑光闌S)之間的表面距離D4、第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的表面距離D10、第三透鏡組G3和過(guò)濾器FL之間的表面距離D12變化。表11示出上述數(shù)值示例3中各個(gè)表面距離在最大廣角狀態(tài)(f＝1.000)、中間聚焦距離狀態(tài)(f＝1.702)和最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)(f＝2.820)下的值，以及各聚焦距離f、各F數(shù)FNO和各視角2ω。表11f1.000～1.702～2.820FNO2.88～4.03～5.752ω63.64～37.84～23.28°D41.4350.6590.214D100.6971.5632.756D120.5030.4130.283Bf0.1660.1660.166表12示出數(shù)值示例3中用于獲取條件式(1)到(5)的各個(gè)條件的數(shù)值，以及各個(gè)條件式的對(duì)應(yīng)值。表12β2w＝-0.733β2t＝-1.802f3＝2.269(1)Φ24·fw＝0.190(2)fw/r22＝0.276(3)(r31+r32)/(r31-r32)＝-0.430(4)β2w·β2t＝1.322(5)f3/fw＝2.269圖11到13是數(shù)值示例3的無(wú)限遠(yuǎn)程聚焦?fàn)顟B(tài)中的各種像差的曲線圖。具體地，圖11示出最大廣角狀態(tài)(f＝1.000)的各種像差，圖12示出中間聚焦距離狀態(tài)(f＝1.702)的各種像差，以及圖13示出最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)(f＝2.820)的各種像差。在圖11到13的各個(gè)曲線圖中，球面像差曲線圖中的實(shí)線代表球面像差，像散差圖形中的實(shí)線以及虛線分別表示弧矢像面和子午像面。橫向像差曲線圖中，A代表視角，y代表像高。可從這些各個(gè)像差曲線圖中發(fā)現(xiàn)數(shù)值示例3有效地校正多種像差并且具有極好的成像特性。接下來(lái)將描述本發(fā)明實(shí)施例的圖像獲取裝置。該圖像獲取裝置包括變焦透鏡和用于將由變焦透鏡形成的光學(xué)影象轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的固體圖像獲取元件。變焦透鏡通過(guò)從物側(cè)順次設(shè)置具有負(fù)屈光力的第一透鏡組、具有正屈光力的第二透鏡組和具有正屈光力的第三透鏡組來(lái)配置。當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)變化到最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)時(shí)，所有的透鏡組沿光軸方向移動(dòng)并且至少第二透鏡組向物側(cè)移動(dòng)，第三透鏡組向像側(cè)移動(dòng)以便第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離減小并且第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離增加。當(dāng)目標(biāo)位置變化，移動(dòng)第三透鏡組以執(zhí)行近距離聚焦。第一透鏡組由凹面朝向像側(cè)并且像側(cè)透鏡表面由非球面組成的負(fù)透鏡元件L11、和凹面朝向像側(cè)的彎月形的正透鏡元件L12組成，正透鏡元件L12設(shè)置在負(fù)透鏡元件L11的像側(cè)上，兩者間具有氣隙。第二透鏡組由正透鏡元件L21、和由雙凸形狀的正透鏡和雙凹形狀的負(fù)透鏡組成的膠合透鏡L22組成，膠合透鏡L22設(shè)置在正透鏡元件L21像側(cè)上，兩者間具有氣隙。第三透鏡組由正透鏡元件L3組成，其中物側(cè)透鏡表面和像側(cè)透鏡表面的至少一個(gè)是非球面。滿足以下條件式(1)0.12＜24·fw＜0.22(1)其中，φ24是第二透鏡組中布置的膠合透鏡的膠合面的屈光力，由以下方程式定義24＝(n5-n4)/R24(n5＜n4)其中，n5是構(gòu)成第二透鏡組中布置的膠合透鏡的負(fù)透鏡的關(guān)于d線(具有587.6nm的波長(zhǎng))的折射率；n4是構(gòu)成第二透鏡組中布置的膠合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線的折射率；R24是第二透鏡組中布置的膠合透鏡的膠合面的曲率半徑；以及fw是整個(gè)透鏡系統(tǒng)在最大廣角狀態(tài)下的焦距。圖20是根據(jù)本發(fā)明的圖像獲取裝置的一實(shí)施例的數(shù)碼照相機(jī)的方框圖。數(shù)碼照相機(jī)10包括用于光學(xué)捕獲目標(biāo)圖像的透鏡部分20和照相機(jī)機(jī)身部分30，照相機(jī)機(jī)身部分30具有將由透鏡部分20捕捉的物體光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電學(xué)圖像信號(hào)的功能，并對(duì)該圖像信號(hào)執(zhí)行多種處理并控制透鏡部分20。透鏡部分20具有由例如透鏡的光學(xué)元件和過(guò)濾器組成的變焦透鏡21、用于在變焦的時(shí)候移動(dòng)可調(diào)放大率光學(xué)系統(tǒng)的變焦驅(qū)動(dòng)部分22、用于移動(dòng)聚焦組的聚焦驅(qū)動(dòng)部分23、和用于控制孔徑光闌的打開(kāi)的光圈驅(qū)動(dòng)部分24。作為變焦透鏡21，可使用上述變焦透鏡1到3的任何一個(gè)，或者做為選擇使用包含在它們的各個(gè)數(shù)值示例中的本發(fā)明的一實(shí)施例的變焦透鏡，或者除了上述圖示的實(shí)施例和數(shù)值示例以外的實(shí)施方式。照相機(jī)機(jī)身部分30包括用于將由變焦透鏡21形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的圖像獲取元件31。作為圖像獲取元件31，可使用CCD、CMOS等等。從圖像獲取元件31輸出的電學(xué)圖像信號(hào)在圖像處理電路22中經(jīng)過(guò)多種處理。然后將處理過(guò)的信號(hào)以預(yù)定模式進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，作為圖像數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器33中。照相機(jī)控制器CPU(中央處理單元)34用于總的控制整個(gè)照相機(jī)機(jī)身部分30和透鏡部分20，取得臨時(shí)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器33中的圖像數(shù)據(jù)，以及在液晶示出器35上顯示該數(shù)據(jù)并在外部?jī)?chǔ)存器36中存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)。照相機(jī)控制器CPU34還讀取存儲(chǔ)在外部?jī)?chǔ)存器36中的圖像數(shù)據(jù)，并在液晶示出器35上示出該數(shù)據(jù)。來(lái)自操作部分40，例如快門(mén)釋放開(kāi)關(guān)和變焦開(kāi)關(guān)的信號(hào)，輸入到照相機(jī)控制器CPU34，并且基于來(lái)自操作部分40的信號(hào)控制各個(gè)部分。例如，當(dāng)快門(mén)釋放開(kāi)關(guān)被操作，從照相機(jī)控制器CPU34向定時(shí)器37發(fā)出指令，并且來(lái)自變焦透鏡21的光被輸入圖像獲取元件31，圖像獲取元件31的信號(hào)讀取時(shí)間也由定時(shí)器37控制。關(guān)于控制變焦透鏡21的信號(hào)，例如AF(自動(dòng)聚焦)信號(hào)、AE(自動(dòng)曝光)信號(hào)和變焦信號(hào)，從照相機(jī)控制器CPU34向透鏡控制器38發(fā)送。透鏡控制器38控制變焦驅(qū)動(dòng)部分22、聚焦驅(qū)動(dòng)部分23和光圈驅(qū)動(dòng)部分24，從而使得變焦透鏡21進(jìn)入預(yù)定狀態(tài)。上述實(shí)施例中，以舉例而非限制的方式通過(guò)數(shù)碼照相機(jī)描述了圖像獲取裝置。該圖像獲取裝置適用于數(shù)碼攝像機(jī)或者結(jié)合到諸如個(gè)人電腦和PDA(個(gè)人數(shù)字助手)的信息設(shè)備中的照相機(jī)部件。應(yīng)該理解，上述實(shí)施例中圖示和描述的各個(gè)部分的形狀和數(shù)值是為了例證用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的具體裝置，它們不應(yīng)不視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)范圍的限制。本申請(qǐng)要求享有2007年2月19日在日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)2007-38303的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此。權(quán)利要求1.一種變焦透鏡，包括具有負(fù)屈光力的第一透鏡組，具有正屈光力的第二透鏡組和具有正屈光力的第三透鏡組，該第一、第二、和第三透鏡組從物側(cè)起以此次序設(shè)置；并且其中，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)變化時(shí)，所有的透鏡組沿光軸方向移動(dòng)，并且至少所述第二透鏡組向物側(cè)移動(dòng)，所述第三透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，使得所述第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離減小并且所述第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離增大，當(dāng)目標(biāo)位置變化時(shí)，所述第三透鏡組移動(dòng)以執(zhí)行近距離聚焦，所述第一透鏡組由一個(gè)凹面朝向像側(cè)且像側(cè)透鏡表面是非球面的負(fù)透鏡元件和一個(gè)凹面朝向像側(cè)的彎月形的正透鏡元件組成，所述正透鏡元件設(shè)置在所述負(fù)透鏡元件的像側(cè)，兩者間具有氣隙，所述第二透鏡組由一個(gè)正透鏡元件和一個(gè)由一個(gè)雙凸形的正透鏡和一個(gè)雙凹形的負(fù)透鏡組成的膠合透鏡組成，該膠合透鏡布置在該正透鏡元件的像側(cè)，兩者間具有氣隙，所述第三透鏡組由一個(gè)正透鏡元件組成，其物側(cè)透鏡表面和像側(cè)透鏡表面中的至少一個(gè)是非球面，并且滿足以下條件式(1)0.12＜24·fw＜0.22(1)其中，φ24是設(shè)置在所述第二透鏡組中的膠合透鏡的膠合面的屈光力，其由以下方程式定義24＝(n5-n4)/R24(n5＜n4)其中，n5是構(gòu)成設(shè)置在所述第二透鏡組中的膠合透鏡的負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(具有587.6nm的波長(zhǎng))的折射率；n4是構(gòu)成設(shè)置在所述第二透鏡組中的膠合透鏡的正透鏡的相對(duì)于d線的折射率；R24是設(shè)置在所述第二透鏡組中的膠合透鏡的膠合面的曲率半徑；fw是整個(gè)透鏡系統(tǒng)在最大廣角狀態(tài)的焦距。2.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足以下式(2)0.25＜fw/r22＜0.32(2)其中，r22是設(shè)置在所述第一透鏡組中的正透鏡元件的像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足以下式(3)0.5＜(r31+r32)/(r31-r32)＜0.3(3)其中，r31是設(shè)置在所述第二透鏡組中的正透鏡元件的物側(cè)透鏡表面的曲率半徑；r32是設(shè)置在第二透鏡組中的正透鏡元件的像側(cè)透鏡表面的曲率半徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足以下式(4)1.3＜β2w·β2t＜1.5(4)其中，β2w是所述第二透鏡組在最大廣角狀態(tài)的橫向放大率；β2t是第二透鏡組在最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)的橫向放大率。5.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦透鏡，其中，滿足以下式(5)1.8＜f3/fw＜3(5)其中，f3是所述第三透鏡組的焦距。6.一種圖像獲取裝置，包括變焦透鏡；和固體圖像獲取元件，用于將由所述變焦透鏡形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其中所述變焦透鏡包括具有負(fù)屈光力的第一透鏡組，具有正屈光力的第二透鏡組和具有正屈光力的第三透鏡組，該第一、第二、和第三透鏡組從物側(cè)起以此次序設(shè)置；并且其中，當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從最大廣角狀態(tài)向最大遠(yuǎn)距照相狀態(tài)變化，在光軸方向中的所有的透鏡組沿光軸方向移動(dòng)，并且至少所述第二透鏡組向物側(cè)移動(dòng)，所述第三透鏡組向像側(cè)移動(dòng)，使得所述第一透鏡組和第二透鏡組之間的距離減小并且所述第二透鏡組和第三透鏡組之間的距離增大，當(dāng)目標(biāo)位置變化，所述第三透鏡組移動(dòng)以執(zhí)行近距離聚焦，所述第一透鏡組由一個(gè)凹面朝向像側(cè)且像側(cè)透鏡表面是非球面的負(fù)透鏡元件和一個(gè)凹面朝向像側(cè)的彎月形的正透鏡元件組成，該正透鏡元件設(shè)置在該負(fù)透鏡元件的像側(cè)，兩者間具有氣隙，所述第二透鏡組由一個(gè)正透鏡元件、和一個(gè)由一個(gè)雙凸形的正透鏡和一個(gè)雙凹形的負(fù)透鏡組成的膠合透鏡組成，該膠合透鏡布置在該正透鏡元件的像側(cè)，兩者間具有氣隙，所述第三透鏡組由一個(gè)正透鏡元件組成，其物側(cè)透鏡表面和像側(cè)透鏡表面中的至少一個(gè)是非球面，并且滿足以下條件式(1)0.12＜24·fw＜0.22(1)其中，φ24是設(shè)置在所述第二透鏡組中的膠合透鏡的膠合面的屈光力，其由以下方程式定義24＝(n5-n4)/R24(n5＜n4)其中，n5是構(gòu)成設(shè)置在所述第二透鏡組中的膠合透鏡的負(fù)透鏡的相對(duì)于d線(具有587.6nm的波長(zhǎng))的折射率；n4是構(gòu)成設(shè)置在所述第二透鏡組中的膠合透鏡的正透鏡的相對(duì)于d線的折射率；R24是設(shè)置在所述第二透鏡組中的膠合透鏡的膠合面的曲率半徑；fw是整個(gè)透鏡系統(tǒng)在最大廣角狀態(tài)的焦距。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種變焦透鏡和具有該變焦透鏡的圖像獲取裝置。所述變焦透鏡包括分別具有負(fù)、正、和正屈光力的第一到第三透鏡組。當(dāng)透鏡位置狀態(tài)從廣角到遠(yuǎn)距照相變化時(shí)，全部透鏡組沿光軸方向移動(dòng)使得第一和第二透鏡組之間的距離減小并且第二和第三透鏡組之間的距離增大。通過(guò)第三透鏡組的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)近距離聚焦。第一透鏡組由負(fù)和正透鏡元件組成。第二透鏡組由一個(gè)正透鏡元件、和一個(gè)由一個(gè)雙凸形狀的正透鏡和一個(gè)雙凹形狀的負(fù)透鏡組成的膠合透鏡組成。第三透鏡組由一個(gè)正透鏡元件組成，其物側(cè)和像側(cè)透鏡表面中的至少一個(gè)是非球面。該變焦透鏡滿足預(yù)定的條件。文檔編號(hào)G02B9/12GK101251639SQ20081008048公開(kāi)日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年2月19日優(yōu)先權(quán)日2007年2月19日發(fā)明者大竹基之,鈴木篤申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社