变倍光学系统、摄像装置以及数码设备的制作方法

专利名称：变倍光学系统、摄像装置以及数码设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变倍光学系统，尤其是涉及一种能够实现小型化的变倍光学系 统。而且，本发明涉及具有该变倍光学系统的摄像装置及安装了该摄像装置的数码设备。
背景技术：
近年来，移动电话机、PDA (Personal Digital Assistants 个人数字助理)等能 够携带的具有通信功能的便携式终端的普及程度惊人，这些设备大多都内置有如数码照相 机(digital still camera)、数码摄像机(digitalvideo camera)等能够执行静止图像拍 摄、动态图像拍摄的结构紧凑的摄像装置。用于安装在这些设备中的摄像装置，通常在尺寸 (大小)及成本方面受到严格的限制。因此，一般采用这样的摄像装置，该摄像装置采用与 单体的所谓数码相机(digital camera)相比像素低且小型的摄像元件，并具有由1 3片 左右的塑胶透镜构成的固定焦距光学系统。然而，用于安装在这些设备中的摄像装置也逐 渐向高像素化及高功能化方向发展，因此对于能够安装在这些设备中的结构紧凑的如下变 倍光学系统的需求变高，该变倍光学系统是指，能够与高像素摄像元件相匹配且通过大于 约2. 5倍左右的变倍率对远离拍摄者的被摄体也能够拍摄到的变倍光学系统。例如在专利文献1至专利文献7中举例了用于安装在这些设备中的摄像装置 的变倍光学系统。在该专利文献1中所记载的变倍光学系统是一种1组透镜固定的、由 负-正2要素构成的内窥镜用光学系统。在专利文献2中所记载的变倍光学系统是一种 由负-正-负3要素构成的光学系统，该光学系统的特征在于用于构成镜头的镜片数量非 常少。在专利文献3中所记载的变倍光学系统是一种全长相对得以缩短的、由负-正-负 3要素构成的光学系统。在专利文献4所记载的变倍光学系统是一种全长相对得以缩短且 歪曲像差小的光学系统。在专利文献5所记载的变倍光学系统是一种第一组可移动的、由 负-正-负3要素构成的光学系统。在专利文献6所记载的变倍光学系统是一种第一组固 定的，由负-正-负-正4要素构成的光学系统。在专利文献7所记载的变倍光学系统是 一种通过固定第一组来实现了小型化的、由负-正-负-正4要素构成的变倍光学系统。专利文献1 :JP特开平07-181377号公报专利文献2 :JP特开2005-037935号公报专利文献3 :JP特开2007-058054号公报专利文献4 :JP特开2007-033555号公报专利文献5 :JP特开2004-333572号公报专利文献6 :JP特开平09-179026号公报专利文献7 :JP特开2006-227129号公报然而，在专利文献1所记载的变倍光学系统中，通过固定1组透镜来使变倍光学系 统的结构变得紧凑，但该变倍光学系统是一种视角非常大的广角光学系统，所以歪曲像差 相对严重，而且变倍率也小。另外，在专利文献2所记载的变倍光学系统中，轴向色相差以 及倍率色像差没有得到足够的校正，所以该变倍光学系统很难满足近年对摄像装置高像素
5化的需求。另外，在专利文献3中所记载的变倍光学系统是视角过大的广角光学系统，所以 不适合使用于标准摄影中，而只能用于特殊用途中。另外，歪曲像差在广角端为-40%而过 大，而且变倍率小，还有远心特性也差。而且，在专利文献4所记载的变倍光学系统的变倍 率小，而且其远心特性也差。另外，在专利文献5所记载的变倍光学系统中，在其有效孔径 及全长方面都未实现足够的小型化。另外，在专利文献6所记载的变倍光学系统中全长相 对长，也没有实现足够的小型化。另外，在专利文献7所记载的变倍光学系统中，将第二组 和第三组分别各由1片透镜构成，所以球面像差及像散未得到足够的校正。这样，在专利文献1至专利文献7所提出的变倍光学系统中，由于追求结构的紧凑 化，所以会使远心特性变差，或过度广角化而使用途受到限制，或使变倍率变小。另外，在进 行变倍动作时，光线入射角的差距会变得过大，所以会发生色差(color shading)，或边缘 光量减少。另外，要实现广角化，则变倍组变多以及变倍移动量变大，所以从变倍光学系统 的单元体积上看其结构不够紧凑。另外，即使是远心特性得以提高，但其像差没有得到足够 的校正，所以很难与像素高的摄像元件相匹配。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供如下的变倍光学系统、具有该 变倍光学系统的摄像装置以及数码设备，该变倍光学系统能够实现相对高的变倍率和结构 紧凑化，同时，一边在广角端确保适合于摄影用途的视场角，一边与现有技术相比进一步能 够校正远心特性、向摄像元件入射的入射角的差距，以及球面像差、色像差、像散及歪曲像
差等诸像差。为了解决上述技术课题，本发明提供具有如下结构的变倍光学系统、摄像装置以 及数码设备。此外，关于在下面的说明中所使用的术语，在本说明书中作了如下的定义。(a)折射率是指，对于d光线波长(587. 56nm)的折射率。(b)阿贝数是指，在将对于d光线、F光线(486. 13nm)、C光线(656. 28nm)的折射 率分别设为nd、nF、nC，将阿贝数设为u d的情况下，由定义式ud= (nd-l)/(nF-nC)来求出的阿贝数ud。(c)与面形状相关的表述是基于近轴曲率的表述。(d)在针对透镜使用如“凹”、“凸”或“弯月”等表述的情况下，将这些表述视为用 于表示光轴附件(透镜的中心附近)处的透镜形状的表述(基于近轴曲率的表述)。(e)关于构成胶合透镜的各单个镜片的光焦度的表述是指，在单个镜片的透镜面 的两侧为空气的情形下的光焦度。(f)非球面凹陷(SAG)量用于表示，透镜的面顶点和相对最大有效半径的非球面 曲线上的点在光轴方向上的距离，与基于近轴曲率的球面凹陷量之间的差分。(g)复合非球面透镜所采用的树脂材料只发挥基板玻璃材料的附加功能，所以不 作为单独的光学部件来使用，而被与基板玻璃材料具有非球面的情形同等地使用，而且镜 片数量也只有1片。而且，将透镜折射率也设为成为基板的玻璃材料的折射率。复合非球 面透镜，是在成为基板的玻璃材料上涂敷薄的树脂材料来形成非球面形状的透镜。1. 一种变倍光学系统，其特征在于，从物侧起向像侧依次包括具有负的光焦度的
6第一透镜组、具有正的光焦度的第二透镜组、第三透镜组，上述第一透镜组由1片负透镜构 成，而且在进行变倍动作时被固定，上述第三透镜组包括至少1面非球面，而且在利用该组 内最大的空气间隔来将该组划分为前组和后组的情况下，上述前组具有负的光焦度，上述 后组具有正的光焦度。2.如上述1所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第三透镜组满足下述的条件 式⑴。0. 3 < Da/D3 < 0. 8. . . (1)其中，Da为在上述第三透镜组内最大的透镜间隔，D3为在上述第三透镜组内，从 最靠近物侧的面起到最靠近像侧的面为止的距离。3.如上述1或2所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第三透镜组整体上具有负 的光焦度，并满足下述的条件式(2)。1 < | f3 | /fw < 3. . . (2)其中，f3为上述第三透镜组的组合焦距，fw为在广角端的整个系统的组合焦距。
4.如上述1至3中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组满足 下述的条件式(3)。1 < f 1 | /fw < 1. 5. . . (3)其中，fl为上述第一透镜组的组合焦距，fw为在广角端的整个系统的组合焦距。5.如上述1至4中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组内的 上述负透镜满足下述的条件式(4)。40 < u 1. .. (4)其中，u 1为上述第一透镜组内的上述负透镜的阿贝数。6.如上述1至5中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组内的 上述负透镜为凸面朝向物侧的负弯月透镜。7.如上述1至6中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组内的 上述负透镜的像侧的面满足下述的条件式(5)。0. 6 < rl2/fw < 0. 8. . . (5)其中，rl2为上述第一透镜组内的上述负透镜的像侧的面的曲率半径，fw为在广 角端的整个系统的组合焦距。 8.如权利要求1至7中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一及第三 透镜组满足下述的条件式(6)。0. 5 < fl/f3 < 1. . . (6)其中，fl为上述第一透镜组的组合焦距，f3为上述第三透镜组的组合焦距。9.如上述1至8中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第三透镜组由1 片负透镜和1片正透镜构成。10.如上述1至9中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第二透镜组在 该组内具有孔径光阑，在进行上述变倍动作时，该孔径光阑与上述第二透镜组一体地移动。11.如上述1至10中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一及第二透 镜组满足下述的条件式(7)。1. 2 < |fl |/f2 < 3. 2. . . (7)
其中，fl为上述第一透镜组的组合焦距，f2为上述第二透镜组的组合焦距。12.如上述1至11中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第二透镜组满 足下述的条件式(8)。0. 7 < f2/fw < 1. . . (8)其中，f2为上述第二透镜组的组合焦距，fw为在广角端的整个系统的组合焦距。13.如上述1至12中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第二透镜组包 括至少2片正透镜。14.如上述1至13中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，利用上述第二透镜 组或第三透镜组来进行对焦。15.另外，如上述1至14中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，在这些上述 变倍光学系统中，优选上述第三透镜组整体上具有负的光焦度，而且，上述变倍光学系统仅 由上述第一至第三透镜组的3个组构成。16.如上述1至15中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，在进行上述变倍动 作时的可动组只有2个组。17. 一种摄像装置，其特征在于，具有如上述1至16中任一项所述的变倍光学系统 和用于将光学像转换为电信号的摄像元件，上述变倍光学系统能够将物体的光学像形成在 上述摄像元件的受光面上。18. 一种数码设备，其特征在于，具有上述17所述的摄像装置和用于使上述摄像 装置对被摄体进行静止图像拍摄及动态图像拍摄中的至少一种拍摄的控制部，上述摄像装 置的变倍光学系统组装成能够将上述被摄体的光学像形成在上述摄像元件的受光面上。发明效果根据本发明，在包括具有负的光焦度的第一透镜组、具有正的光焦度的第二透镜 组、第三透镜组的变倍光学系统中，第一透镜组由1片负透镜构成，而且在进行变倍动作时 被固定，第三透镜组包括至少1面非球面，并由具有负的光焦度的前组和具有正的光焦度 的后组构成。由此，能够提供变倍光学系统、摄像装置以及数码设备，该变倍光学系统、摄像 装置以及数码设备能够实现结构的紧凑化，同时，与现有技术相比，能够使远心特性、向摄 像元件入射的入射角的差距以及球面像差、色像差、像散及歪曲像差等诸像差得到更好的 校正。


图1是为了说明实施方式的变倍光学系统而示意性地示出了其结构的透镜剖面 图。图2是示出了实施方式的数码设备的结构的框图。图3是示出了数码设备的一实施方式的带照相功能便携电话机的外观结构图。图4是示出了第一实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图5是示出了在第一实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图6是示出了第二实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图7是示出了在第二实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图8是示出了第三实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图9是示出了在第三实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图10是示出了第四实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图11是示出了在第四实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图12是示出了第五实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图13是示出了在第五实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图14是示出了第六实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图15是示出了在第六实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图16是示出了第七实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图17是示出了在第七实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图18是示出了第八实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图19是示出了在第八实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图20是示出了第九实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图21是示出了在第九实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图22是示出了第十实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图23是示出了在第十实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。图24是示出了第十一实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图25是示出了在第十一实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的 情形的图。图26是第一实施例的变倍光学系统的像差图。图27是第二实施例的变倍光学系统的像差图。图28是第三实施例的变倍光学系统的像差图。图29是第四实施例的变倍光学系统的像差图。图30是第五实施例的变倍光学系统的像差图。图31是第六实施例的变倍光学系统的像差图。图32是第七实施例的变倍光学系统的像差图。图33是第八实施例的变倍光学系统的像差图。图34是第九实施例的变倍光学系统的像差图。图35是第十实施例的变倍光学系统的像差图。图36是第十一实施例的变倍光学系统的像差图。
附图标记的说明AX 光轴1、1A 1K变倍光学系统3数码设备5便携电话机ll、Grl 第一透镜组12、Gr2 第二透镜组13、Gr3第三透镜组Grff 前组Gr3b 后组16、SR摄像元件21摄像装置
具体实施例方式下面，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。此外，在各图中标注了同一附图 标记的结构表示相同的结构，所以省略其说明。图1是示出了为了说明实施方式的变倍光学系统而示意性地示出了其结构的透 镜剖面图。在图1中，该变倍光学系统1用于将物体(被摄体)的光学像形成在将光学像转换 为电信号的摄像元件16的受光面(像面)上，从物侧(图的左侧)起向像侧(图的右侧) 依次包括具有负的光焦度的第一透镜组11、具有正的光焦度的第二透镜组12和第三透镜 组13，而且在进行变倍动作时，第一透镜组11被固定。此外，在图1中例示的变倍光学系统 1的结构与后述的第一实施例的变倍光学系统1A(图4)的结构相同。在图1中示出了如下例子第一透镜组11由向物侧凸的负弯月透镜111构成，第 二透镜组12在进行变倍动作时移动，而且从物侧起向像侧依次排列双凸的正透镜121、在 进行变倍动作时可与该第二透镜组12 —起移动的孔径光阑14、双凸的正透镜122而成，第 三透镜组13在进行变倍动作时移动，而且从物侧起向像侧依次排列双凹的负透镜131、向 物侧凸的正弯月透镜132而成。而且，在通过第三透镜组13内最大的空气间隔来将第三透 镜组13划分为前组(Gr3f)和后组(Gr3b)的情况下，前组(Gr3f)具有负的光焦度，后组 (Gr3b)具有正的光焦度。第二透镜组12内的正透镜121及正透镜122和第三透镜组13内 的负透镜131及正弯月透镜132各自的两个面为非球面，而且都例如为由塑胶等树脂材料 制成的透镜。在这样的变倍光学系统1中，第一透镜组11由1片负透镜构成。在图1所示的例 子中，第一透镜组11由负弯月透镜111构成。而且，在该变倍光学系统1中，第三透镜组13 至少包括1面非球面，并具有至少1片具有负的光焦度的透镜；至少1片具有正的光焦度 的透镜。而且，在通过该第三透镜组13内最大的空气间隔来将该第三透镜组13划分为前 组(Gr3f)和后组(Gr3b)的情况下，该前组(Gr3f)具有负的光焦度，而后组(Gr3b)具有正 的光焦度。在图1所示的例子中，第三透镜组13内的负透镜131为前组(Gr3f)，第三透镜 组13内的正弯月透镜132为后组(Gr3b)，而且这些负透镜131及正弯月透镜132的两个面
10为非球面。本实施方式的变倍光学系统1是从物侧起依次具有“负-正-负”的3要素的所 谓负光焦度主导型的光学系统，采用从物侧起向像侧依次为负-正的所谓反远距焦点式 (Retrofocus)的配置。因此，该配置对于光学全长及最前透镜直径尺寸的小型化有利。进而，在该变倍光学系统1中，若将第二透镜组的组合焦距设为f2，将第三透镜组 的组合焦距设为f3，则第二及第三透镜组12、13满足下述的条件式(1)。0. 3 < f 2/ | f 3 < 0. 8. . . (1)假设在保持反远距焦点式配置的情况下要缩短全长，那么，第二透镜组12的移动 量受到限制，所以为了确保高的变倍率而必须使第二透镜组12具有大的光焦度。因此，若 第二透镜组12具有大的光焦度，则会随着全长的缩短而广角化加深。其结果，若想要实现 小型化(结构的紧凑化)，则因广角化加深而用途会受到限定。然而，在该变倍光学系统1 中，在第二透镜组12之后(后段)紧接着配置了具有负的光焦度的第三透镜组13，并使得 大于条件式(1)的下限，由此能够恰当地控制第二及第三透镜组12、13的光焦度。其结果， 虽实现了小型(结构紧凑)化，但不会变成视场角过大的广角。另一方面，若使得小于条件 式(1)的上限，则没有必要通过第三透镜组13来使从第二透镜组12射出的光线急剧弯曲， 所以即使第三透镜组13发生了微小的偏心时，该变倍光学系统1也能够实现其性能劣化少 的光学系统。另外，能够防止因第三透镜组13的光焦度过大而使远心特性变差。而且，假设要缩短全长，则射出瞳孔位置必然会接近像面，所以尤其是远心特性显 著变差，导致边缘曝光不足、色差(色彩不勻)等。然而，该变倍光学系统1在第三透镜组 13内，不仅具有至少1片负透镜(在图1所示的例子中为负透镜131)，而且具有至少1片 正透镜(在图1所示的例子中为正弯月透镜132)，另外，具有非球面，所以能够使轴外光线 汇聚以使远心特性得以有效的改善。另外，从在具有小型结构的同时能够确保更加恰当的视场角及远心特性的观点来 看，变倍光学系统1进而优先满足下述条件式(1')。0. 5 < f 2/ | f 3 <0.7... (1')另外，假设第一透镜组11为可动组，则需要在该第一透镜组11的径向外侧配置用 于驱动第一透镜组11的驱动装置。然而，在该变倍光学系统1中，使第一透镜组11在进行 变倍动作时固定不动，所以无需在第一透镜组11的外侧配置驱动装置，因此能够在外形方 向上实现小型化。进而，第一透镜组由1片负弯月透镜111构成，所以能够使用于支撑透镜 的机械结构变得简单，因此在外形方向上实现最小限度的小型化。另外，通过减少在整个透 镜系统中有效孔径变大的可能性最大的第一透镜组11的镜片数量，也能够降低成本。另外，假设第一透镜组11被固定，则在进行变倍动作时通过第一透镜组11的光线 的路径得以限制，所以像差校正能力大幅度降低。尤其是，若要确保宽的视场角，则这样的 倾向变得显著。然而，在该变倍光学系统1中，由于在第二透镜组12之后(后段)配置有特 定的第三透镜组13，所以能够在实现小型化的同时也使诸像差得以改善，上述特定的第三 透镜组13包括由具有负的光焦度的负透镜131构成的前组(Gr3f)；有具有正的光焦度的 正弯月透镜132构成的后组(Gr3b)。更具体地说，在第一透镜组11有固定的1片负透镜构 成的情况下，难以对轴外像差进行校正，尤其是，难以对像面弯曲像差、歪曲像差进行校正。 然而，在该变倍光学系统1中，由于在第三透镜组13内配置有作为具有负的光焦度的前组(Gr3f)的双凹的负透镜131，所以佩兹伐和数(Petzval sum)变小，因此能够使像面弯曲像 差降低。另一方面，若配置具有负的光焦度的这样的组，则光线强烈发散，导致远心特性变 差。然而，在该变倍光学系统1中，由于在第三透镜组13内配置有作为具有正的光焦度的 后组(Gr3b)的正弯月透镜132，所以光线得以汇聚，从而能够得到良好的远心特性。另外， 通过在具有负的光焦度的前组(Gr3f)和具有正的光焦度的后组(Gr3b)之间留有间隔，能 够使各组的主点彼此隔开间隔，以此能够使光焦度减弱，从而能够使像差平衡得以改善。另 外，在与成像面近且轴外光线通过远离光轴的位置的第三透镜组13内，具有至少1面非球 面，由此能够使歪曲像差得到有效的校正。进而，在该变倍光学系统1的像一侧，配置有滤光片15及摄像元件16。滤光片15 是一种平行平板状的光学元件，所谓滤光片15示意性地表示各种光学滤光片、摄像元件的 保护玻璃等。根据使用用途、摄像元件、照相机的结构等，可以适当地配置低通滤光片、反红 外滤光片等光学滤光片。摄像元件16是如下元件根据通过该变倍光学系统1成像的被摄 体的光学像的光量，来光电转换为R(红)、G(绿)、B(蓝)的各成分的图像信号，并将该图 像信号输出至规定的图像处理电路(未图示)。通过这些元件，物侧的被摄体光学像被变倍 光学系统1沿着其光轴AX以适当的变倍率引导至摄像元件16的受光面，并通过摄像元件 16拍摄得到被摄体的光学像。另外，在该变倍光学系统1中，第一透镜组11的透镜111是凸面朝向物侧的负弯 月透镜。因此，通过在作为第一透镜组11内的第一片透镜配置向物侧凸的负弯月透镜，能 够使光线的入射角变小，从而能够使球面像差变小。另外，在该变倍光学系统1中，第二透镜组12包括至少2片正透镜121、122。通常， 若要追求结构的紧凑化，则会控制变倍组的移动量，所以导致第二透镜组12内的正透镜的 光焦度变大。在该变倍光学系统1中，由至少2片正透镜121、122构成具有正的光焦度的 第二透镜组12，因此能够减轻各正透镜的正的光焦度所带来的负担，从而能够使诸像差降 低。尤其是，能够使球面像差及慧形像差降低。另外，在该变倍光学系统1中，第二透镜组12内的正透镜121、122为非球面透镜。 因此，能够使因第二透镜组12的光焦度随着结构的紧凑化增大而产生的球面像差及慧形 像差得以良好的校正。另外，在该变倍光学系统1中，第二透镜组12在其组内具有孔径光阑14，在进行变 倍动作时，该孔径光阑14与第二透镜组12 —体地移动。因此，在负-正-负3要素的结构 中，在具有正的光焦度的第二透镜组12内配置孔径光阑14，由此能够将光焦度配置成以孔 径光阑14为中心大致对称。因此，能够有效地降低歪曲像差及倍率色像差。另外，在该变倍光学系统1中，第三透镜组13由1片负透镜131和1片正透镜132 构成。因此，通过由2片透镜构成作为可动组的第三透镜组13，来实现了透镜要素的轻型 化，其结果，能够减轻在用于驱动第三透镜组13的驱动装置(未图示)上所施加的负载。因 此，能够减小驱动装置的尺寸。另外，在该变倍光学系统1中，利用第二透镜组12或第三透镜组13来进行对焦 (focusing)。因此，利用第二透镜组12或第三透镜组13来进行对焦，所以不会因镜头伸出 而使光学全长增加以及使最前透镜直径的增大，就能够连近距离物体也清晰的图像。另外，在该变倍光学系统1中，在进行变倍动作时的可动组只有2个组。因此，将
12可动组限定为变倍组和通过变焦(zooming)的像面校正组的2个组，从而能够减少用于驱 动各透镜组的驱动装置所占有的体积，其结果，能够减少单元(unit)体积。在此，无需将2 个组在功能上完全分离为变倍组和像面校正组，而也可以2个组兼具有彼此的功能。另外，在该变倍光学系统1中，2片以上的透镜由树脂材料构成，在本实施方式中， 4片透镜121、122、131、132由树脂材料构成。因此，在成本及生产效率方面非常优异。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，假设在第三透镜组13内最大的透镜间 隔为Da，在第三透镜组13中从最靠近物侧的面起到最靠近像侧的面为止的距离为D3，那 么，第三透镜组13优先满足下述的条件式(2)。0. 3 < Da/D3 < 0. 8. . . (2)若小于条件式(2)的上限，则能够使第三透镜组13的光学全长变小，从而能够实 现变倍光学系统1整体尺寸的小型化。另一方面，若大于条件式(2)的下限，则能够使中间 夹着第三透镜组13内最大的透镜间隔的前后透镜组的主点间隔变长，从而能够使各透镜 组的光焦度变小。而且，从进一步实现变倍光学系统1的小型化的观点来看，变倍光学系统1进而优 先满足下述的条件式(2 ‘)。0. 3 < Da/D3 < 0. 5. . . (2')另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，整个第三透镜组13具有负的光焦度，而 且，假设第三透镜组13的组合焦距为f3，广角端的整个系统的组合焦距为fw时，优先第三 透镜组13满足下述的条件式(3)。1 < f 3 | /fw < 3. . . (3)若小于条件式(3)的上限，则能够拉长第一及第二透镜组11、12的组合焦距，从而 能够防止过于变成广角。另一方面，若大于条件式(3)的下限，则第三透镜组13的光焦度 不会变得过大，所以第三透镜组13内的正透镜及负透镜无需采用极端的光焦度比，从而能 够防止微小的透镜偏心所导致的性能劣化。因此，制造时的组装变得容易。而且，为了得到更加恰当的视场角及组装效率，变倍光学系统1更优先满足下述 的条件式(3')，进而更优先满足下述的条件式(3“)。1 < f 3 | /fw < 2. . . (3')1 < f3 | /fw < 1. 5. . . (3")另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，假设第一透镜组11的组合焦距为fl，广 角端的整个系统的组合焦距为fV时，优先第一透镜组11满足下述的条件式(4)。1 < f 1 | /fw < 1. 5. . . (4)若小于条件式(4)的上限，则能够在第一透镜组11的光焦度不会过于变小的情况 下减少最前透镜直径。另一方面，若大于条件式(4)的下限，则不会使构成第一透镜组11 的透镜的曲率半径过于变小，或不会为了使各透镜的光焦度变小而增加镜片数量，从而能 够降低制造难易度及成本。而且，从在第一透镜组11的光焦度不会过于变小的情况下进一步减少最前透镜 直径的观点来看，变倍光学系统1进而优先满足下述的条件式(4')。1 < f 1 | /fw < 1. 3. . . (4')另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，第一透镜组11的负透镜，即该图1所示的例子中的弯月透镜111，若将其阿贝数设为ul，则优先满足下述的条件式(5)。40 < u 1. . . (5)这样，若大于条件式(5)的下限，则能够降低轴向色相差及倍率色像差。而且，从进一步降低轴向色相差及倍率色像差的观点来看，变倍光学系统1进而 优先满足下述的条件式(5 ‘)。50 < u 1. . . (5')另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，第一透镜组11的负透镜即该图1所示 的例子中的负弯月透镜111，若将其像侧的面的曲率半径设为rl2，将广角端的整个系统的 组合焦距设为fV，则负弯月透镜111的像侧的面优先满足下述的条件式(6)。0. 6 < rl2/fw < 0. 8. . . (6)若小于条件式(6)的上限，则能够使佩兹伐和数变小，从而能够使像面弯曲像差 变小。另一方面，若大于条件式(6)的下限，则能够防止因面的曲率半径过于变小而使制造 难度加大。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，假设第一透镜组11的组合焦距为fl，第 三透镜组13的组合焦距为f3时，第一以及第三透镜组11、13优先满足如下的条件式(7)。0. 5 < fl/f3 < 1. . . (7)若小于条件式(7)的上限，则能够抑制佩兹伐和数变小，从而能够降低像面弯曲 像差。另一方面，若大于条件式(7)的下限，则能够在不会过于变成广角的情况下缩短全长。而且，从进一步降低像面弯曲像差的观点来看，变倍光学系统1进而优先满足下 述的条件式(7 ‘)。0. 5 < fl/f3 < 0. 9. . . (7')另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，假设第一透镜组11的组合焦距为H，第 二透镜组12的组合焦距为f2时，第一及第二透镜组11、12优先满足下述的条件式(8)。1. 2 < |fl |/f2 < 3. 2. . . (8)若小于条件式⑶的上限，则能够在使第一透镜组11的有效孔径变小的同时实现 高的变倍率。另一方面，若大于条件式(8)的下限，则不会使所谓佩兹伐和数过于变大，从 而能够降低像面弯曲像差。另外，尤其是在望远侧，能够利用第二透镜组12来消除在第一 透镜组11上发生的球面像差，从而能够确保整个画面的良好的性能。而且，从在使第一透镜组11的有效孔径变小的同时实现进一步高的变倍率的观 点来看，变倍光学系统1更优先满足下述的条件式(8')，进而更优先满足下述的条件式 (8〃)。1. 2 < |fl |/f2 < 2. 1. . . (8')1. 2 < |fl |/f2 < 1. 5. . . (8")另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，假设第二透镜组12的组合焦距为f2，在 广角端的整个系统的组合焦距为fV时，第二透镜组12优先满足下述的条件式(9)。0. 7 < f2/fw < 1. . . (9)若小于条件式(9)的上限，则不会使第二透镜组12的光焦度过于变小，所以即使 具有高的变倍率，也能够使第二透镜组12的可动距离变小，从而能够实现全长的结构紧凑化。另一方面，通过大于条件式(9)的下限，则第二透镜组12的光焦度不会过于变大，所以 不会使构成第二透镜组12的透镜的曲率半径过于变小，或不会为了使各透镜的光焦度变 小而增加镜片数量，从而能够降低制造难易度及成本。而且，从进一步实现结构紧凑化的观点来看，变倍光学系统1更优先满足下述的 条件式(9')。0. 7 < f2/fw < 0. 9. . . (9')另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，优选整个第三透镜组13具有负的光焦 度，变倍光学系统1只由第一至第三透镜组的3个组构成。通常，在想要实现小型化的情况下，由于制造极限的原因而透镜肯定会占有一定 的空间，所以透镜相对于镜头单元的整个空间的空间占有率会相对变高。因此，提高透镜单 品的精度，也需要尽量减少组数及镜片数量。在这样的结构的变倍光学系统1中，通过采用 负-正-负3要素的结构，与其能够使结构紧凑化和高性能化、对焦(focus)性能、制造误 差灵敏度以及像面入射角的远心特性的平衡，与其他变焦类型(zoom type)相比更优异。另外，从将这样的结构的变倍光学系统1使用于以拍摄风景及人物等为目的的照 相机中的观点来看，假设广角端的全视场角为时，变倍光学系统1优先满足下述的条 件式(10)。40 < 2 ww 彡 94.(10)另一方面，从将这样的结构的变倍光学系统1使用于如监控照相机等需要宽视场 角的照相机中的观点来看，假设在广角端的全视场角为时，变倍光学系统1优先满足 下述的条件式(10')。94 < 2ww. . . (10')另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，第一透镜组11优先包括至少1面非球 面。通过采用这样的结构，能够有效地降低在负透镜上发生的负的歪曲像差，还能够降低像散。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，在广角端的整个系统的组合焦距为fV， 在望远端的整个系统的组合焦距为ft时，在第一透镜组11中从最靠近物侧的面起到最靠 近像面侧的面为止的光轴上的厚度T1优先满足下述的条件式(11)。0. 5 < Tl/(fwXft)0'5 < 1. . . (11)若小于条件式(11)的下限，则透镜外径大的第一透镜组11内的各透镜中心厚度 变薄，所以透镜的制造难度会变高。另一方面，若大于条件式(11)的上限，则第一透镜组的 厚度过于变厚，导致全长过大。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，在对第二及第三透镜组12、13、光学光 阑14和快门(未图示)等进行驱动时，可以使用凸轮(cam)及步进电机等，或者，也可以使 用压电致动器。在使用压电致动器的情况下，在能够抑制驱动装置的体积及耗电量的增加 的同时，也能够独立地驱动各组，所以能够实现摄像装置的进一步的紧凑化。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，面对空气的所有的透镜面优选为非球 面。通过这样的结构，能够兼顾结构的紧凑化和高画质化。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，该变倍光学系统1优先由6片以下的透 镜构成。通过采用这样的结构，能够兼顾全长的缩短和成本的降低。
在此，本发明所说的小型化(结构的紧凑化)是指，在将变倍光学系统1的整个系 统中从最靠近物侧的透镜面起到像侧焦点为止的光轴上的距离、即镜头全长设为TL，将摄 像元件的成像面的对角线长(摄像元件的矩形有效像素区域的对角线长)、即成像面上的 像高的2倍设为2Y'时，满足下述的条件式(12)的程度(level)。TL/2Y' < 4…(12)由此能够实现变倍光学系统整体的小型化，其结果，也能够实现摄像装置整体的 小型轻型化。另外，从实现变倍光学系统及摄像装置整体的更进一步的小型轻型化的观点来 看，变倍光学系统1更优先满足下述的条件式(12')，进而更优先满足下述的条件式 (12")。TL/2Y' < 3. . . (12')TL/2Y' < 2. 5. . . (12")若小于条件式(12')的上限，则可动组的移动量也随着变少，从而能够使用于 驱动可动组的致动器的负载减少。由此，既能省电，又能使可使用的致动器的选择范围变 宽。例如有步进电机、音圈电机(voice coilmotor)、压电致动器等。进而，若小于条件式 (12")的上限，则可动组的移动量也随着进一步变小，从而能使用于驱动可动组的致动器 的负载进一步减少。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，具有非球面的玻璃透镜也可以是玻璃 模造非球面透镜、切削非球面玻璃透镜或复合非球面透镜(在球面玻璃透镜上形成了非球 面形状的树脂的透镜)。玻璃模造非球面透镜适合大批量生产，而就复合非球面透镜而言， 能够用作其基板的玻璃材料的种类多，所以设计的自由度变高。尤其是，采用高折射率材料 的非球面透镜的模造加工并不容易，所以优先使用复合非球面透镜。另外，在单面为非球面 的情况下，能够最大限度地发挥复合非球面透镜的优点。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，光学光阑14可以是具有对摄像元件16 进行遮光的功能的机械快门。例如，在摄像元件16采用CCD方式的元件的情况下，这样的 机械快门能够有效地防止拖尾现象(smear)。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，可以同时使用塑胶透镜和玻璃透镜。一 般塑胶材料相对温度变化的折射率变化大，所以如后述的第一实施例那样，若多数透镜为 塑胶透镜，则在周围温度发生了变化的情况下，变倍光学系统1的整个系统的像点位置可 能会变动。在因变倍光学系统1应达到的规格要求而无法忽略像点位置的变动的情况下， 例如后述的第六实施例那样，第一至第四透镜L1 L4为以玻璃材料形成透镜(包括玻璃 模造透镜)，第五及第六透镜为以塑胶透镜形成，而且给第五透镜L5分配当温度变化时能 够抵消像点位置变动的光焦度，由此能够抑制在周围温度发生了变化的情况下的像点位置 的变动。此外，在采用了玻璃模造透镜的情况下，为了抑制成型模具的磨耗，优先采用玻璃 化转变点(Tg)为400°C以下的玻璃材料。另外，在这样的结构的变倍光学系统1中，若使用塑胶透镜时，则优先使用特定的 透镜，该特定的透镜是指，使用在塑胶(树脂材料)中分散有最大长度为30纳米以下的粒 子的原材料来进行成型的透镜。一般在透明的树脂材料中混合微粒子，则会使光发生散射而使透过率降低，所以
16难以用作光学材料，但若采用大小小于透过光束波长的微粒子，则光实质上不发生散射。而 且，树脂材料的折射率会伴随着温度上升而降低，但无机粒子的折射率反而伴随着温度上 升而上升。因此，利用这样的温度依存性来使彼此的特性相互抵消，则能够做到几乎不发生 相对温度变化的折射率变化。更具体地说，使最大长度为30纳米以下的无机微粒子分散在 作为母材的树脂材料中，由此能够得到折射率的温度依存性得以抑制的树脂材料。例如，将 氧化铌(Nb205)的微粒子分散在PMMA树脂中。在这样的结构的变倍光学系统1中，至少1 片透镜为由使这样的无机微粒子分散在其中的塑胶材料制成的透镜，所以能够抑制变倍光 学系统1的后焦点(back focus)因环境温度变化而发生的偏移变小。由使这样的无机微粒子分散在其中的塑胶材料制成的透镜，优先以如下的方式进 行成型。下面对折射率随温度的变化进行说明。折射率随温度的变化n(T)可由下述的式 (13)来示出，该式(13)是基于洛伦兹-洛伦茨(Lorentz-Lorenz)式，利用温度T对折射率 n进行微分所得到的。
... (13)其中，a是线膨胀系数，[R]是分子折射率。就树脂材料而言，一般地，式(13)中的第二项对折射率的温度依存性的贡献比第 一项小，几乎可以忽略。例如，就PMMA树脂而言，其线膨胀系数a为7X10—5，若将该线膨 胀系数a代入式(13)中，则n⑴=_12X10_5(/°C)，这与实测值大致一致。具体地说，在现有技术中的折射率随温度的变化n(T)为-12X10_5[/°C ]左右，因 此，优选地，将该折射率随温度的变化n(T)的绝对值控制在小于8乂10_5[/1]。更优选地， 将其绝对值控制在6X10_5[/°C]以内。因此，这样的树脂材料优选为聚烯烃类的树脂材料、聚碳酸酯类的树脂材料 或聚酯类的树脂材料。就聚烯烃类的树脂材料而言，其折射率随温度的变化n(T)约 为-11X10_5(/°C )，就聚碳酸酯类的树脂材料而言，其折射率随温度的变化n(T)约 为-14X10_5(/°C )，而且，就聚酯类的树脂材料而言，其折射率随温度的变化n(T)约 为-13X10_5(/°C )。作为一个例子，示出了如下的情形在后述的第一实施例的变倍光学系统1A中， 根据有无使用由将微粒子分散在其中的塑胶材料制成的透镜，温度发生变化时的其后焦点 变化量不同。首先，在第一实施例的变倍光学系统1A中完全未使用由将微粒子分散在其中的 塑胶材料制成的透镜的情况下，相对常温(20°C )上升了 +30°C时的后焦点变化量(Afb) 在广角端为+0. 118mm，而在望远端为+0. 376mm，相对常温(20°C )下降了 _30°C时的后焦点 变化量(Afb)在广角端为-0. 115mm，而在望远端为-0. 353mm。另一方面，在第二及第三透镜L2、L3(参照图4)使用由将微粒子分散在其中的塑 胶材料制成的透镜，而且第四及第五透镜L4、L5(参照图4)使用由不含有微粒子的塑胶 材料制成的透镜的情况下，就第一透镜L1的折射率而言，若折射率随温度的变化n(T)= 5X10_6(/°C )时，则在常温(20°C )下为1. 7725，在相对常温上升了 +30°C时为1. 7727，而
17且，在相对常温(20°C )下降了 -30°C时为1. 7724。就第二及第三透镜L2、L3的折射率而 言，当折射率随温度的变化n(T) = -8X10_5(/°C )时，在常温(20°C )下为1.5305，在相对 常温上升了 +30°C时为1. 5281，而且，在相对常温(20°C )下降了 _30°C时为1. 5329。另一方 面，就第二及第三透镜L2、L3的折射率而言，若折射率随温度的变化n(T) = -6X 10_5(/°C ) 时，则在常温(20°C )下为1. 5305，在相对常温上升了 +30°C时为1. 5287，而且，在相对常温 (20°C )下降了 -30°C时为1. 5323。就第四透镜L4的折射率而言，若其折射率随温度的变 化n(T) = -13X10_5(/°C )，则在常温(20°C )下为1. 6322，在相对常温上升了 +30°C时为 1.6283，而且，在相对常温(20°C )下降了 -30°C时为1.6361。就第五透镜L5的折射率而 言，若折射率随温度的变化n(T) =-14X10_5(/°C)时，则在常温(20°C )下为1.5834，在 相对常温上升了 +30°C时为1. 5792，而且，在相对常温(20°C )下降了 _30°C时为1. 5876。因此，在第二透镜L2和第三透镜L3的折射率随温度的变化n (T) = _8X 10_5(/°C ) 的情况下，相对常温(20°C)上升了+30°C时的后焦点变化量(AfB)在广角端为+0. 071mm, 而在望远端为+0. 241mm,另外，在第二透镜L2和第三透镜L3的折射率随温度的变化n (T) =-6X10_5(/°C )的情况下，相对常温(20°C )上升了 +30°C时的后焦点变化量(AfB)在 广角端为+0. 040mm,而在望远端为+0. 152mm,另一方面，在第二透镜L2和第三透镜L3的折 射率随温度的变化n(T) = -8X10_5(/°C )的情况下，相对常温(20°C )下降了 -30°C时的 后焦点变化量(AfB)在广角端为-0. 069mm，而在望远端为-0. 230mm，另外，在第二透镜L2 和第三透镜L3的折射率随温度的变化n(T) = -6X10_5(/°C )的情况下，相对常温(20°C ) 下降了 -30°C时的后焦点变化量(AfB)在广角端为-0. 039mm，而在望远端为-0. 146mm。因此，从上述可知，在第二透镜L2和第三透镜L3采用将微粒子分散在其中的塑胶 材料且n(T) =-6X10_5(/°C)的情况下，能够抑制温度发生变化时的后焦点变化量(AfB) 比完全未含有微粒子的情形小。另外，第二透镜L2和第三透镜L3也可以分别使用由将具有不同的折射率随温度 的变化n(T)的值的微粒子分散在其中的塑胶材料制成的透镜，在这样的情况下，根据各 透镜对于温度发生变化时的像点位置变动的影响程度来选择恰当的折射率随温度的变化 n(T)的值，由此能够做到在整个拍摄透镜1中完全不发生因温度变化引起的像点位置变动。<关于装有变倍光学系统的数码设备的说明>接下来，对装有上述变倍光学系统1的数码设备进行说明。图2是示出了实施方式的数码设备的结构的框图。数码设备3为了发挥拍摄功能 而具有拍摄部30、图像生成部31、图像数据缓冲器32、图像处理部33、驱动部34、控制部 35、存储部36以及I/F部37。作为数码设备3例如可以举例数码照相机、摄像机、监控照相 机(monitor camera)、便携电话机及便携式信息终端(PDA)等便携式终端、个人计算机以 及便携式计算机(mobile computer)，也可以包括这些设备的外围装置(例如，鼠标、扫描 仪以及打印机等)。拍摄部30具有摄像装置21和摄像元件16。摄像装置21具有如图1所示的变倍 光学系统1，以及用于在光轴方向上驱动透镜以实现变倍及对焦的未图示的透镜驱动装置 等。来自被摄体的光线通过变倍光学系统1成像在摄像元件16的受光面上，成为被摄体的 光学像。
如上所述，摄像元件16将通过变倍光学系统1成像的被摄体的光学像转换为R、G、 B的颜色成分的电信号(图像信号)，并作为R、G、B各色的图像信号输出至图像生成部31。 摄像元件16受到控制部35的控制而进行拍摄动作，该拍摄动作是指，静止图像和动态图像 中任一种的拍摄，或者，摄像元件16的各像素的输出信号的读取(水平同步、垂直同步、转 送)等。图像生成部31对来自摄像元件16的模拟输出信号进行放大处理、数字转换处理 等，并对图像整体进行正确的黑电平的决定、伽马校正、白平衡调整(WB调整)、轮廓修正以 及色不勻修正等众所周知的图像处理，由此根据图像信号来生成各像素的图像数据。图像 生成部31所生成的图像数据被输出至图像数据缓冲器32。图像数据缓冲器32是一种临时存储图像数据并用作通过图像处理部33对该图像 数据进行后述的处理时的工作区域的存储器，例如，由作为易失性存储元件的RAM (Random Access Memory 随机存取存储器)等构成。图像处理部33是一种对图像数据缓冲器32的图像数据进行分辨率变换等图像处 理的电路。另外，根据需要，也可以使图像处理部33对由变倍光学系统1未能完全校正而 留下的像差进行校正。驱动部34基于控制部35所输出的控制信号来使未图示的透镜驱动装置动作，从 而驱动变倍光学系统1中的1个或多个透镜组以实现所期望的变倍及对焦。控制部35例如具有微处理器及其外围电路等，将拍摄部30、图像生成部31、图像 数据缓冲器32、图像处理部33、驱动部34、存储部36以及I/F部37各部的动作按照其功能 来进行控制。即，该控制部35控制摄像装置21执行被摄体的静止图像拍摄以及动态图像 拍摄中的至少一种拍摄。存储部36是一种用于存储通过被摄体的静止图像拍摄或动态图像拍摄所生 成的图像数据的存储电路，例如具有作为非易失性存储元件的R0M(Read Only Memory 只读存储器)、作为能够改写的非易失性存储元件的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory 电可擦写可编程只读存储器)、RAM等。也就是说，存储 部36发挥静止图像用以及动态图像用存储器的功能。I/F部37是一种与外部设备收发图像数据的接口，例如为遵循USB、IEEE1394等 规格的接口。接下来，对这样结构的数码设备3的拍摄动作进行说明。在拍摄静止图像的情况下，控制部35控制摄像装置21进行静止图像拍摄，并通过 驱动部34使摄像装置21的未图示的透镜驱动装置动作以进行对焦。由此，对焦正确的光 学像周期性地反复成像在摄像元件16的受光面上，在转换成R、G、B颜色成分的图像信号之 后，输出至图像生成部31。该图像信号临时存储在图像数据缓冲器32中，在通过图像处理 部33进行了图像处理之后，将基于该图像信号的图像显示在显示器(未图示)上。而且， 拍摄者通过参照显示器来进行调整，从而能够使主被摄体位于该画面中所期望的位置。若 在这样的状态下按下所谓的快门按钮(未图示)，则图像数据存储在作为静止图像用存储 器的存储部36中，从而得到静止图像。在这样的情况下，若因被摄体位于远离摄像装置21的位置或想要对附近的被摄 体进行放大而进行变焦拍摄，则控制部35执行用于变倍的透镜驱动控制，使变倍光学系统1进行连续的变焦。由此，即使是远离拍摄者的被摄体，通过调节放大率来进行调整，并与通 常的等倍摄影同样地使主被摄体位于该画面中所期望的位置，从而能够得到放大的静止图像。另外，在进行动态图像拍摄的情况下，控制部35控制摄像装置21进行动态图像拍 摄。之后，与进行静止图像拍摄的情形同样地，拍摄者通过参照显示器(未图示)来进行调 整，从而能够使通过摄像装置21得到的被摄体的像位于该画面中所期望的位置。在这样的 情况下，与进行静止图像拍摄的情形同样地，能够调节被摄体像的放大率，通过按下快门按 钮(未图示)来开始进行动态图像拍摄。在该拍摄动作中，也可以随时改变被摄体的放大 率。在进行动态图像拍摄时，控制部35控制摄像装置21进行动态图像拍摄，并通过驱 动部34使摄像装置21的未图示的透镜驱动装置动作来进行对焦。由此，对焦正确的光学 像周期性地反复成像在摄像元件16的受光面上，在将其转换为R、G、B的颜色成分的图像信 号之后输出至图像生成部31。该图像信号临时存储在图像数据缓冲器32中，并通过图像处 理部33进行了图像处理之后，在显示器(未图示)上显示基于该图像信号的图像。而且， 通过再一次按下快门按钮(未图示)来结束动态图像拍摄。所拍摄的动态图像像导入并存 储在作为动态图像用存储器的存储部36中。在这样的摄像装置21及数码设备3中，由于具有特定的变倍光学系统1，所以能够 使用能实现小型化且像素高的摄像元件16，上述特定的变倍光学系统1在能够实现结构紧 凑化的同时，与现有技术相比能够使远心特性、向摄像元件入射的入射角的差距以及球面 像差、色像差、像散及歪曲像差等诸像差得以更好的校正。尤其是，由于变倍光学系统1能 够适用于小型且像素高的摄像元件，所以非常适用于高像素化级高功能化日益加深的便携 式终端中。下面，作为其一例，对在便携电话机上安装摄像装置21的情形进行说明。图3是示出了数码设备的一实施方式的带照相功能便携电话机的外观结构图。图 3(A)示出了便携电话机的操作面，图3(B)示出了操作面的反面即背面。如图3所示，便携电话机5在上部具有天线51，如图3(A)所示，在其操作面上具 有长方形的显示器52、用于起动图像拍摄模式及在静止图像拍摄和动态图像拍摄之间进行 切换的图像拍摄按钮53、用于控制变倍(变焦)的变倍按钮54、快门按钮55以及拨号按钮 56。而且，在该便携电话机5中内置有用于实现利用便携电话机网的电话功能的电 路，并内置有上述的拍摄部30、图像生成部31、图像数据缓冲器32、图像处理部33、驱动部 34、控制部35以及存储部36，而且该拍摄部30的摄像装置21与背面面对。若图像拍摄按钮53被操作，则用于表示该操作内容的控制信号输出至控制部35， 控制部35执行与该操作内容对应的动作。变倍按钮54例如由双触点式的开关等构成，在 其上端部分印有表示望远的“T”字，在其下端部分印有表示广角的“W”字。而且，若变倍按 钮54的印字位置被按压，则表示各自的变倍动作的控制信号输出至控制部35，控制部35执 行与该变倍动作对应的动作。而且，若快门按钮55被操作，则表示该操作内容的控制信号 输出至控制部35，控制部35执行与该操作内容对应的动作。<变倍光学系统的更加具体的实施方式的说明>下面，参照附图，对如图1所示的变倍光学系统1、即要安装在如图2所示的数码设备3中的摄像装置21所具有的变倍光学系统1的具体结构进行说明。实施例[第一实施例]图4是示出了第一实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图4(A) 示出了广角端的情形，图4(B)示出了中间位置的情形，而且图4(C)示出了望远端的情形。 此夕卜，图6、图8、图10、图12、图14、图16、图18、图20、图22及图24中的(A)、(B)及(C) 也示出了同样的情形，其中，上述图6、图8、图10、图12、图14、图16、图18、图20、图22及 图24分别为示出了后述的第二实施例至第十一实施例的变倍光学系统1B-1K中的透镜组 的排列的剖面图。图5是示出了在第一实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情 形的图。在该图中，(A)示出了上述的广角端的情形，⑶示出了上述的中间位置的情形， (C)示出了上述的望远端的情形。此外，图7、图9、图11、图13、图15、图17、图19、图21、图 23及图25中的(A)、(B)及(C)也示出了同样的情形，其中，上述图7、图9、图11、图13、图 15、图17、图19、图21、图23及图25分别为示出了后述的第二实施例至第十一实施例的变 倍光学系统1B-1K中的各透镜组移动的情形的图。图26是第一实施例的变倍光学系统的像差图。图26(A)示出了广角端的情形，图 26⑶示出了中间位置的情形，而且，图26(C)示出了望远端的情形。此外，图27至图36中 的(A)、⑶及(C)也示出了同样的情形，其中，上述图27至图36分别为后述的第二实施例 至第十一实施例的变倍光学系统1B-1K的像差图。如图4所示，第一实施例的变倍光学系统1A采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上 具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素的变焦结构，而且，在进行变焦时，如图5所示，第一透镜组(Grl)被固 定，而第二透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图4所示，孔径光阑ST与第二透镜 组(Gr2) —起移动。更具体地说，第一实施例的变倍光学系统1A采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第二透镜组(Gr2)由双凸的正透镜(第二透镜L2)、孔径光阑ST和双凸的正透镜 (第三透镜L3)构成。如上所述，第二透镜组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置 在第二透镜L2和第三透镜L3之间，并与第二透镜组(Gr2) —起移动。第二及第三透镜L2、 L3各自的两个面为非球面，例如为由树脂材料制成的透镜。第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的双凹的负透镜(第四透镜L4)和作为后 组(Gr3b)的向物侧凸的正弯月透镜(第五透镜L5)构成。第四及第五透镜L4、L5各自的 两个面为非球面，例如为由树脂材料制成的透镜。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，中间隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的 受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。在图4中，给各透镜面标注的编号ri(i = 1,2,3,)表示该透镜面为从物侧起第i个透镜面(其中，将透镜的胶合面视为1个面)，在ri上所附有的“女”标记表示该面 为非球面。此外，光学光阑ST、平行平板FT的两个面以及摄像元件SR的受光面也视为1 个面。这样的标注方法以及附图标记的含义在后述的第二实施例至第十一实施例中也同样 (图6、图8、图10、图12、图14、图16、图18、图20、图22及图24)。但是，这并不意味着面 完全相同，例如，在各第一至第i^一实施例的各图6、图8、图10、图12、图14、图16、图18、 图20、图22以及图24中，虽对配置在最靠近物侧的位置处的透镜面标注了相同的附图标记 (rl)，但并不意味着这些面的曲率等在各第一至第十一实施例中相同。在这样的结构中，从物侧入射的光线沿着光轴AX依次通过第一透镜组(Grl)、第 二透镜组(Gr2)(光路中包括孔径光阑ST)、第三透镜组(Gr3)以及平行平板FT，在摄像元 件SR的受光面上形成物体的光学像。然后，光学像通过摄像元件SR转换为电信号。根据 需要，对该电信号实施规定的数字图像处理等，并作为数字映像信号记录在如数码相机等 数码设备的存储器中，或通过有线通信或无线通信来传送至其他数码设备。在该第一实施例的变倍光学系统1A中，在从广角端经由中间位置向望远端进行 变倍动作时，如图5所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物侧 凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的曲 线)向接近物体的方向移动。如图4所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在 这样从广角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第 一透镜组(Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组 (Gr2)和第三透镜组(Gr3)以使彼此的间隔变宽的方式移动。第一实施例的变倍光学系统1A中的各透镜的结构数据(constructiondata)如 下第一数值单位 mm面数据面编号物面123 *4 *5(光阑)6 *7 *8 *9 *10 *11*1213
实施例
rd
oooo
21. 25640. 8000
3.4235可变
4.21401.3261 -9. 77281. 0064
0. 7470
5.26841. 1454 -5. 2889可变 -5.12850.9414 3. 59992. 9803
6.54432. 1837 52. 7254可变
①0.3000
①0.3000
ndu d
1. 7725049. 62
1. 5304855. 72
1. 5304855. 72
1.6321923.42
1. 5834030. 22
1. 5168064. 20
图6是示出了第二实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图7是示 出了在第二实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图27是第 二实施例的变倍光学系统的像差图。如图6所示，第二实施例的变倍光学系统1B采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、整体上具有正的光焦度的 第二透镜组(Gr2)、包括孔径光阑ST且整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素的变焦结构，在进行变焦时，如图7所示，第一透镜组(Grl)被固定，而第 二透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图6所示，孔径光阑ST与第三透镜组(Gr3) 一起移动。更具体地说，第二实施例的变倍光学系统1B采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第二透镜组(Gr2)由向物侧凸的正弯月透镜(第二透镜L2)、双凸的正透镜(第三 透镜L3)构成。第二及第三透镜L2、L3各自的两个面为非球面，例如为由树脂材料制成的 透镜。第三透镜组(Gr3)由孔径光阑ST、作为前组(Gr3f)的双凹的负透镜(第四透镜 L4)、作为后组(Gr3b)的双凸的正透镜(第五透镜L5)构成。如上所述，第三透镜组(Gr3) 包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置在前组(Gr3f)的第四透镜L4的物侧，而且与第三透 镜组(Gr2) —起移动。第四及第五透镜L4、L5各自的两个面为非球面。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，中间隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的 受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。在该第二实施例的变倍光学系统1B中，在从广角端经由中间位置而向望远端进 行变倍动作时，如图7所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物 侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的 曲线)向接近物体的方向移动，孔径光阑ST与第三透镜组(Gr3) —起移动。在这样从广 角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜组 (Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2)和
第三透镜组(Gr3)以使彼此的间隔变宽的方式移动。
第二实施例的变倍光学系统1B中的各透镜的结构:数据如下
第二数值实施例
单位mm
面数据
面编号rdndu d
物面ooOO
120.86770. 80001. 8007644. 91
23. 4718可变
3*3. 39281. 12611. 5304855. 72
4*5. 42121. 3959
25
56 *
2. 5214 1. 7298 1. 53048 55. 72 -7. 2378 可变 7(光阑)
①0.4293
-13. 2758 1. 3837 1. 79850 22. 598 *9 *10 *11 *1213
3. 1200 7. 4670
16.9629
可变
2. 9872
1. 9582 1. 55389 42. 65
0. 3000 1. 51680 64. 20
0. 5000像面oo非球面数据第3 面K = 0. 00000e+000, A4 = -2. 49491 e_003，A6 = 68477e_005，A8 =-8. 19213e-005, A10 = -4. 21206e_007第4 面K = 0. 00000e+000, A4 = -7. 89969e_003，A6 = 3. 53362e-004, A8 =-1. 92721e-004, A10 = 2. 11383e_005第5 面K = 0. 00000e+000, A4 = -1. 00241e-002, A6 = -9. 25022e-004, A8 =-1. 63782e-004, A10 = -3. 57058e_005第6面K = 0. 00000e+000, A4 = 7. 80030e_004，A6 = 14129e_003，A8 =-1. 10596e-004, A10 = 2.09199e_005第8 面K = 0. 00000e+000, A4 = 80962e_002，A6 = 77796e_003，A8 = 4. 63273e-003, A10 = -1. 72488e_003第9 面K = 0. 00000e+000, A4 = -1. 53208e-002, A6 = 4. 37149e_003，A8 =-9. 49467e-005, A10 = -8. 66214e_005第10 面K = 0. 00000e+000, A4 = -2. 06397e-003, A6 = -3. 83473e-004, A8 = 6. 96913e-005, A10 = -1. 60985e-006, A12 = -1. 42750e-007,A14 = -3. 70481e_009，第11 面K = 0. 00000e+000, A4 = 36291 e_003，A6 = 1. 14060e_005，A8 =-6. 17666e-005, A10 = 1. 10643e_005，A12 = -4. 70765e_007，A14 = -5. 73691e_009各种数据变焦数据变焦比2.74广角中间望远
焦距4. 789F 数4. 838视场角39. 110像高3. 600镜头全长 18. 650BF0. 861d25.679d60. 300dll0. 163变焦透镜组数据组 开始面 结束面1 122 3 6 3. 6543 7 11 -9.598图27示出了在采用如上所述的透镜配置、结构的情况下的第二实施例的拍摄透 镜1B的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。[第三实施例]图8是示出了第三实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图9是示 出了在第三实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图28是第 三实施例的变倍光学系统的像差图。如图8所示，第三实施例的变倍光学系统1C采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上 具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图9所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透 镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图8所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起 移动。更具体地说，第三实施例的变倍光学系统1C采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第一透镜L1的两个面为非球面。第二透镜组(Gr2)由双凸的正透镜(第二透镜L2)、孔径光阑ST、双凸的正透镜 (第三透镜L3)构成。如上所述，第二透镜组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置 在第二透镜L2和第三透镜L3之间，而且与第二透镜组(Gr2) —起移动。第二及第三透镜 L2、L3各自的两个面为非球面。第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的向物侧凹的负弯月透镜(第四透镜L4)、 作为后组(Gr3b)的双凸的正透镜(第五透镜L5)构成。第四及第五透镜L4、L5各自的两 个面为非球面。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，中间隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的 受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。
9. 31713. 1176. 5826. 95222. 24715. 8953. 6003. 60018.62718.6234. 2745. 0021. 8130. 3000. 7291. 5103. 5764. 305
焦距 -5. 309
在该第三实施例的变倍光学系统1C中，在从广角端经由中间位置而向望远端进 行变倍动作时，如图9所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物 侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的 曲线)向接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在这样从 广角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜 组(Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2) 和第三透镜组(Gr3)以使彼此的间隔变宽的方式移动。第三实施例的变倍光学系统1C中的各透镜的结构数据如下第三数值实施例单位 mm面数据面编号 r物面oo1 *12. 61742 *2. 29963*2. 14974*21.02705(光阑) ①6*7.11127 *-2.77608*-1.67819 *-10. 265510 *23. 381411 *-11. 300012⑴13oo像面oo非球面数据第一面K = 0. 00000e+000, A4 = 2. 59 195e_003，A6 = -8. 9463 1 e_005，A8 =-3. 24372e-006, A10 = 3. 79659e_007第二面K = 0. 00000e+000，A4 = 2. 97022e_003，A6 = 2. 87666e_004，A8 = 4. 03800e_005， A10 = -2. 37724e-005第3面K = 0. 00000e+000, A4 = -1. 95300e-004, A6 = 1. 02292e-003, A8 =-2. 49240e-004, A10 = 1. 85337e_004第4面K = 0. 00000e+000，A4 = 1. 20109e_002，A6 = 8. 33971e_004，A8 = 5. 94627e_004，
0.7000
可变
1.2848
0.4424 0.3952
1.1498 可变
0. 6000 1. 5132 1. 5224 可变 0. 3000 0.3000
ndu d
1. 7545051.56
1.6401559.06
1.5785961.27
1.9944220. 65
2.0017020. 59 1. 5168064. 20A10 = 2.18635e-004第6面K = 0. 00000e+000, A4 = 01920e_002，A6 = 18034e_002，A8 = 5. 21537e-003, A10 = -1. 78632e_002第7 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -3. 79732e_002，A6 = -7. 92555e-003, A8 =-3. 94979e-004, A10 = -2. 63545e_003第8 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -1. 32718e-002, A6 = 1. 87234e-002, A8 = 9. 22477e-003, A10 = -4. 03894e_003第9 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 63399e_003，A6 = 1 23796e_002，A8 =-2. 20081e-003, A10 = 5.96643e_005第10 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 37580e_003，A6 = 4. 30194e_004，A8 =-1. 21108e-005, A10 = 1.28388e_007第11 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -2. 81540e-003, A6 = 3. 47505e-005, A8 = 8.45659e-006, A10 = -4. 49837e_007各种数据变焦数据变焦比2.74广角中间望远
焦距3. 3666. 5489. 222
F数4. 2215. 9997. 100
视场角48.42328.97720.904
像高3. 6003. 6003. 600
镜头全长13. 31413. 31413. 313
BF0. 7983. 2463. 909
d2 4.405 1.723 0.594
d7 0.504 0.737 1.202
dll 0.308 2.740 3.396
变焦透镜趣L数据
组 开始面
11
23
38
结束面 2 7 11
焦距 -3. 839 2. 620 -4. 961 图28示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第J 的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。实施例的拍摄透镜1C
[第四实施例]图10是示出了第四实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图11是 示出了在第四实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图29是 第四实施例的变倍光学系统的像差图。如图10所示，第四实施例的变倍光学系统1D采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上 具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图11所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二 透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图10所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) 一起移动。更具体地说，第四实施例的变倍光学系统1D采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第一透镜L1的两个面为非球面。第二透镜组(Gr2)由双凸的正透镜(第二透镜L2)、孔径光阑ST、双凸的正透镜 (第三透镜L3)构成。如上所述，第二透镜组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置 在第二透镜L2和第三透镜L3之间，而且与第二透镜组(Gr2) —起移动。第二及第三透镜 L2、L3各自的两个面为非球面。第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的向物侧凹的负弯月透镜(第四透镜L4)、 作为后组(Gr3b)的双凸的正透镜(第五透镜L5)构成。第四及第五透镜L4、L5各自的两 个面为非球面。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，中间隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的 受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。在该第四实施例的变倍光学系统1D中，在从广角端经由中间位置而向望远端进 行变倍动作时，如图11所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物 侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的 曲线)向接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在这样从 广角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜 组(Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2) 和第三透镜组(Gr3)以使彼此的间隔变宽的方式移动。
第四实施例的变倍光学系统1D中的各透镜的结构数据如下 第四数值实施例 单位mm 面数据
面编号 r d nd u d 物面
1*15.9658 0. 7000 1.74944 51.81
2*2.4449 可变
3*2.3564 1.3412 1.61286 61.69
45(光阑)
98.1335 0.6775 ①-0.46626 *7 *8*9 *10 *11*1213
11.22241.1538 1.54969 68.80
-2.4396可变
-1.58460.6000 1.82114 24.05
-14. 65291. 5229
12. 39351.6097 1.82114 24.05
-13. 2328可变
0. 3000 1. 51680 64. 20
0. 3000像面oo非球面数据第一面K = 0. 00000e+000, A4 = 2. 7 1623e_003，A6 = _1 0920 1 e_004，A8 =-3. 51360e-006, A10 = 3. 71380e_007第二面K = 0. 00000e+000, A4 = 3. 04603e_003，A6 = 92241e_005，A8 = 1.49656e-004, A10 = -3. 94034e_005第3 面K = 0. 00000e+000, A4 = -1. 08838e-003, A6 = 7. 29077e-004, A8 =-2. 98727e-004, A10 = 1.21046e_004第4 面K = 0. 00000e+000，A4 = 8. 64007e_003，A6 = 1. 45506e_004，A8 = 3. 64774e_004， A10 = 8.58387e-005第6 面K = 0. 00000e+000, A4 = 89966e_002，A6 = 02397e_002，A8 =
2.49041e-003, A10 = -1. 37424e_002第7 面K = 0. 00000e+000, A4 = -2. 93127e-002, A6 = -1. 08407e-002, A8 =
3.01610e-003, A10 = -3. 61399e_003第8面K = 0. 00000e+000, A4 = -9. 29677e-004, A6 = 2. 02667e-002, A8 =
4.70282e-003, A10 = -1. 42172e_003第9 面K = 0. 00000e+000, A4 = -1 3 137 1 e_003，A6 = 1 11398e_002，A8 =-2. 35122e-003, A10 = 1.57976e-004第10 面K = 0. 00000e+000, A4 = 79750e_003，A6 = 4. 50956e_004，A8 =-2. 20297e-005, A10 = 5. 22302e_007
第11 面K = 0. 00000e+000, A4 = 42619e_003，A6 = 92437e_005，A8 = 1. 16658e-005, A10 = -6. 12440e_007各种数据变焦数据变焦比2.74广角中间望远
焦距3. 5236. 8539. 646
F数4. 1585. 9697. 100
视场角47. 16829.00821. 503
像高3. 8003. 8003. 800
镜头全长13. 79813. 79813. 798
BF0. 7983. 3073. 955
d24. 4191. 6230. 432
d70. 5100. 7971. 339
dll0. 3112. 8043. 440
变焦透镜组数据
组开始面结束面
1 1
23
38
2 7 11
焦距 -3. 940 2. 870 -5. 105
图29示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第四实施例的拍摄透镜1D 的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。[第五实施例]图12是示出了第五实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图13是 示出了在第五实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图30是 第五实施例的变倍光学系统的像差图。如图12所示，第五实施例的变倍光学系统1E采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上 具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图13所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二 透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图12所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) 一起移动。更具体地说，第五实施例的变倍光学系统1E采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第一透镜L1的两个面为非球面。第二透镜组(Gr2)由双凸的正透镜(第二透镜L2)、孔径光阑ST、向物侧凹的正弯 月透镜(第三透镜L3)构成。如上所述，第二透镜组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑
32ST配置在第二透镜L2和第三透镜L3之间，而且与第二透镜组(Gr2)一起移动。第二及第三透镜L2、L3各自的两个面为非球面。
第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的向物侧凹的负弯月透镜(第四透镜L4)、作为后组(Gr3b)的双凸的正透镜(第五透镜L5)构成。第四及第五透镜L4、L5各自的两个面为非球面。
而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，中间隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。
在该第五实施例的变倍光学系统l[中，在从广角端经由中间位置而向望远端进行变倍动作时，如图13所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2)一起移动。在这样从广角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜组(Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)以使彼此的间隔变宽的方式移动。
第五实施例的变倍光学系统l[中的各透镜的结构数据如下
第五数值实施例
单位mm
面数据
面编号rdndU d
物面OOOO
l*26．1624o．’70001．7432949．32
2*2．6094可变
3*2．61641．49021．5891261．24
4*一15．．789lo．9240
5(光阑) OOo．5452
6*一369．7917 1．15121．5920l67．02
7*一2—3676可弓[
8*一1．9002o．60001．82l 1424．05
] 9*一21．12721．8807
lo*12．09721．53121．8211424．05
ll*一28．6．789可主[
12OOo．30001．5168064．20
13OOo．3000
像面OO
非球面数据
第一面
K—o．ooooo[+ooo，A4—3．44696 [—oo 3，A6一一1．49 3 l 2[—004，A8一一5．89446[一006，Alo一4．55l 12[—007
第二面
K = 0. 00000e+000, A4 = 3. 75919e_003，A6 = -1. 81468e-004, A8 = 1.91166e-004, A10 = -4. 81285e_005第3 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -1 7 1347e_003，A6 = 2. 18507e-004, A8 =-1. 52881e-004, A10 = 5. 43761e_006第4 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 5. 79510e_003，A6 = -2. 41064e-004, A8 =-1. 67861e-004, AO-4. 37211e_005第6 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -2. 76521e-002, A6 = -2. 29342e-002, A8 = 1. 08296e-002, A10 = -1. 52428e_002第7 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 98107e_002，A6 = 03755e_002，A8 = 3. 96418e-003, A10 = -3. 02392e_003第8 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -2. 93947e-003, A6 = 1. 35488e-002, A8 = 5.04294e-004A,10 = -1. 05224e_003第9 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 12763e_003，A6 = 9. 79816e_003，A8 =-2. 41730e-003, A10 = 1.81287e_004第10 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 3 1285e_003，A6 = 4. 8988 1 e_004，A8 =-2. 39540e-005, A10 = 1.35308e_007第11面
K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -2.02479e-i1.48032e-005, A10 ==-1. 07978e--00
各种数据
变焦数据
变焦比2.74
广角中间望远
焦距3. 6037. 0089. 861
F数4. 0365. 9117. 100
视场角47. 47028.60020.702
像高3. 7203. 7203. 720
镜头全长14. 79814. 79814. 798
BF0. 8103. 3864. 041
d24. 6841. 7580. 475
d70. 4820. 8301. 459
dll0. 3232. 8813. 520
变焦透镜组数据组 开始面结束面焦距 1 12 -3.949
2 37 3.2083 811 -4.979图30示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第五实施例的拍摄透镜1E 的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。[第六实施例]图14是示出了第六实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图15是 示出了在第六实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图31是 第六实施例的变倍光学系统的像差图。如图14所示，第六实施例的变倍光学系统1F采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上 具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图15所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二 透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图14所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) 一起移动。更具体地说，第六实施例的变倍光学系统1F采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的双凹的负透镜(第一透镜L1)构成。第二透镜组(Gr2)由孔径光阑ST、向物侧凸的正弯月透镜(第二透镜L2)、向物侧 凸的负弯月透镜(第三透镜L3)、双凸的正透镜(第四透镜L4)构成。如上所述，第二透镜 组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置在第二透镜L2的物侧的面的外周并与第二 透镜组(Gr2) —起移动，在其开口部嵌入有第二透镜L2的物侧的面。因此，孔径光阑ST的 面为第二透镜L2的物侧的面延伸而成的面。第二透镜L2的两个面为非球面。而且，第三 透镜L4和第四透镜L4为固定一体化的胶合透镜。此外，在本说明书中，胶合透镜的镜片数 量不是表示胶合透镜整体为1片而是用于构成胶合透镜的单个镜片的数量。第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的向物侧凸的负弯月透镜(第五透镜L5)、 作为后组(Gr3b)的向物侧凸的正弯月透镜(第六透镜L6)构成。第五及第六透镜L5、L6 各自的两个面为非球面，例如为由树脂材料制成的透镜。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，中间隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的 受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。在该第六实施例的变倍光学系统1F中，在从广角端经由中间位置而向望远端进 行变倍动作时，如图15所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物 侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)沿着曲线(向物侧凸的曲线)向 接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在这样从广角端起 向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)、第一透镜组(Grl)和第 三透镜组(Gr3)，以及第二透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的 方式移动。
物面1
第六实施例的变倍光学系统1F中的各透镜的结构数据如下 第六数值实施例 单位mm 面数据
面编号 rd
nd
u d

2
3* ( 4*
5
6
7
8 9 10* 11* 12* 13*
14
15
-12. 65820. 60171,.4874070.4319.5880可变2.64771. 3355L. 5891361.249. 61060.100411. 09700.50001,.8291041.902. 01820. 01001,.5140042.832. 01821. 66391,.5690961.33-5. 6982 OO0. 1001 可变49.11350. 60001.5304855.722. 89431.50375. 11421.1037 1.53048 55.726. 1918可变
0.5000 0.5000
1. 51680
64. 20
像面 ① 非球面数据 第3面
K = 0. 00000e + 000, A4 = 1 50512e_003，A6 = 6. 43329e-004, A8 =-5. 24537e-005, A10 = 7.02653e_005第4面K = 0. 00000e + 000, A4 = 1 1165 1 e_002，A6 = 2. 02226e_003，A8 =-2. 91277e-004, A10 = 3.23750e_004第10 面K = 0. 00000e+000, A4 = 71934e_003，A6 = 00792e_004，A8 = 2. 16727e-004, A10 = 1.06804e_006第11 面K = 0. 00000e+000, A4 = 80656e_003，A6 = 52190e_004，A8 = 3.00546e-004, A10 = -3. 21351e_005第12 面K = 0. 00000e+000, A4 = -5. 01676e-003, A6 = -2. 94759e-005, A8 = 1. 02364e-005, A10 = 1.10577e_007第13 面
K = 0.00000e+000,A4 = -7.57986e-=-2.36264e-005, A10=1. 36748e-006
各种数据
变焦数据
变焦比 2.73
广角中间望远
焦距6. 33110.42117. 312
F数3. 5755. 1787. 100
视场角29.50318. 81511. 157
像高3. 4003. 4003. 400
镜头全长17. 88017. 85317. 785
BF1. 5005. 3969. 277
d27. 4854. 5840. 905
d91. 4950. 5000. 299
dl30. 5514. 4208. 233
变焦透镜组数据
57986e-003, A6 = 1.62809e-004, A8组 开始面 结束面 焦距1 12-15. 6802 395. 0963 1013-6. 594图31示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第六实施例的拍摄透镜1F 的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。[第七实施例]图16是示出了第七实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图17是 示出了在第七实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图32是 第七实施例的变倍光学系统的像差图。如图16所示，第七实施例的变倍光学系统1G采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上 具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图17所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二 透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图16所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) 一起移动。更具体地说，第七实施例的变倍光学系统1G采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的双凹的负透镜(第一透镜L1)构成。第二透镜组(Gr2)由双凸的正透镜(第二透镜L2)、向物侧凹的负弯月透镜(第 三透镜L3)、孔径光阑ST构成。如上所述，第二透镜组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑 ST配置在第三透镜L3的像侧，而且与第二透镜组(Gr2) —起移动。第二及第三透镜L2、L3 各自的两个面为非球面。
37
第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的向物侧凸的负弯月透镜(第四透镜L4)、 作为后组(Gr3b)的向物侧凸的正弯月透镜(第五透镜L5)构成。第五透镜L5的两个面为 非球面，例如为由树脂材料制成的透镜。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，中间隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的 受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。在该第七实施例的变倍光学系统1G中，在从广角端经由中间位置而向望远端进 行变倍动作时，如图17所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物 侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的 曲线)向接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在这样从 广角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜 组(Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2) 和第三透镜组(Gr3)，一旦在中间位置以使彼此的间隔变窄的方式移动，然后再次以使彼此 的间隔变宽的方式移动。第七实施例的变倍光学系统1G中的各透镜的结构数据如下第七数值实施例单位 mm面数据面编号 r物面oo1-9. 0972214. 44323*2. 99454 *-10. 65445 *-9. 25656 *-152. 32937(光阑)①814. 352394. 096610 *6. 284311 *6.966612oo13oo像面oo非球面数据第 3 面K = 0. 00000e+000, A4 = 11541e_003，A6 = 66328e_005，A8 =-3. 54198e-005, A10 = 1.02073e_006第4 面K = 0. 00000e+000，A4 = 2. 74860e_003，A6 = 7. 81740e_005，A8 = 2. 08549e_005，
dndu d0. 60001. 4970081. 61可变1. 75741. 5891361. 240.30000.97801. 8218423. 250. 8373可变0. 60001. 4874970. 441. 45000. 60001. 6070027. 09可变0. 50001. 5168064. 200.5000A10 = -2. 06030e-006第5 面K = 0. 00000e + 000, A4 = 6. 28485e_003，A6 = 6. 45849e_004，A8 =-2. 30859e-005, A10 = -6. 12957e_006第6 面K = 0. OOOOOe + OOO, A4 = 1. 08449e_002，A6 = 2. 00891 e_003，A8 =-3. 16085e-004, A10 = 1.37724e_004第10 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -1. 44376e-002, A6 = 1 72192e_003，A8 =-2. 16804e-004, A10 = -5. 15958e_006第11 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -1 6258 1 e_002，A6 = 1 57776e_003，A8 =-1. 85613e-004, A10 = 8.87265e_008
各种数据 变焦数据 变焦比 2.77
焦距 F数 视场角
像高
镜头全长 BF d2 d7 dll
广角 6. 168 3. 445 31. 068 3. 600 16.879
1.232 6. 347
2.177 0. 402
中间 10.218 5. 013 20.471 3. 600 16. 879 5. 707
3.585 0. 464
4.877
望远 17. 098 7. 100 12. 007 3. 600 16.879 7. 966
0.500
1.290 7. 136
变焦透镜组数据
组 开始面结束面 焦距123
1 3 8
2 7 11
-11. 1360 5. 548 -13. 858图32示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第七实施例的拍摄透镜1G 的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。[第八实施例]图18是示出了第八实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图19是 示出了在第八实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图33是 第八实施例的变倍光学系统的像差图。如图18所示，第八实施例的变倍光学系统1H采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图19所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二 透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图18所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2)
一起移动。更具体地说，第八实施例的变倍光学系统1H采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第一透镜L1的两个面为非球面。第二透镜组(Gr2)由双凸的正透镜(第二透镜L2)、孔径光阑ST、双凸的正透镜 (第三透镜L3)构成。如上所述，第二透镜组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置 在第二透镜L2和第三透镜L3之间，而且与第二透镜组(Gr2) —起移动。第二及第三透镜 L2、L3各自的两个面为非球面。第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的双凹的负透镜(第四透镜L4)、作为后组 (Gr3b)的双凸的正透镜(第五透镜L5)构成。第四及第五透镜L4、L5各自的两个面为非 球面。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的受光 面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。在该第八实施例的变倍光学系统1H中，在从广角端经由中间位置而向望远端进 行变倍动作时，如图19所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物 侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的 曲线)向接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在这样从 广角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜 组(Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2)
和第三透镜组(Gr3)以使彼此的间隔变宽的方式移动。
第八实施例的变倍光学系统1H中的各透镜的结构数据如下
第八数值实施例
单位mm
面数据
面编号rdndu d
物面ooOO
1*31. 03570.70001.7432949. 32
2*2. 6500可变
3*3. 00691. 71191.5891261. 24
4*-14. 26900. 9102
5(光阑)OO0. 3884
6*15. 16981. 44351.5920167. 02
7*-2. 8072可变
8*-2. 56240. 60001.8211424. 05
9*43. 72392. 1862
40
1011
13. 3396
1. 4254
-46. 2959 可变
12 13
0. 3000 0.3000
1. 82114
1. 51680
24. 05
64. 20
像面 ( 非球面数据
第一面K = 0. 00000e+000, A4 = 4. =-5. 00332e-006, A10 = 3. 96545e_007第二面
06344e-003, A6 = -1.77768e-004, A8K = 0. 00000e+000, A4 = 4. 67428e_003，A6 = 87404e_004，A8 = 2.19124e-004, A10 = -4. 92291e_005第3 面K = 0. 00000e+000, A4 = -1. 52289e-003, A6 = 1. 42892e-004, A8 =-5. 51317e-005, A10 = -1. 82257e_005第4 面K = 0. 00000e + 000, A4 = 3. 49270e_003，A6 = 5. 88060e-005, A8 =-3. 65148e-004, A10 = 4.01074e_005第6 面K = 0. 00000e+000, A4 = 54990e_003，A6 = 82411e_002，A8 =
1.11116e-002, A10 = -5. 45217e_003第7面K = 0. 00000e+000, A4 = 08040e_002，A6 = 85410e_003，A8 =
2.26914e-003, A10 = -8. 34719e_004第8 面K = 0. 00000e+000, A4 = 70307e_002，A6 = 1 19198e_002，A8 =-1. 34320e-003, A10 = -3. 05345e_004第9 面K = 0. 00000e+000, A4 = -5. 033 18e_003，A6 = 8. 86 177e_003，A8 =-1. 98253e-003, A10 = 1.32628e-004第10 面K = 0. 00000e+000, A4 = -1. 17859e-003, A6 = 1. 03235e-004, A8 =-6. 24704e-006, A10 = -2. 70616e_008第11 面K = 0. 00000e+000, A4 = 19518e_004，A6 = 56551e_005，A8 = 6.41247e-006, A10 = -5. 35658e_007各种数据变焦数据变焦比2.73
广角中间望远
焦距3. 4696.7519. 482
F数2. 8804.,2255. 062
视场角47. 29528！. 61820.735
像高3. 5703.5703. 570
镜头全长15. 567151. 54515. 532
BF0. 8063.4594. 134
d24. 9451.9540. 644
d70. 4500.7661. 390
dll0. 3082.9613. 636
变焦透镜组■据
组 开始面 结束面焦距
1 12-3. 939
2 373. 288
3 811-5. 229图33示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第八实施例的拍摄透镜1H 的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。[第九实施例]图20是示出了第九实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图21是 示出了在第九实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图34是 第九实施例的变倍光学系统的像差图。如图20所示，第九实施例的变倍光学系统II采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上 具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图21所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二 透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图20所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) 一起移动。更具体地说，第九实施例的变倍光学系统II采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第一透镜L1的两个面为非球面。第二透镜组(Gr2)由双凸的正透镜(第二透镜L2)、孔径光阑ST、双凸的正透镜 (第三透镜L3)构成。如上所述，第二透镜组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置 在第二透镜L2和第三透镜L3之间，而且与第二透镜组(Gr2) —起移动。第二及第三透镜 L2、L3各自的两个面为非球面。第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的向物侧凹的负弯月透镜(第四透镜L4)、 作为后组(Gr3b)的向物侧凹的负弯月透镜(第五透镜L5)以及双凸的正透镜(第六透镜 L6)构成。第六透镜L6的两个面为非球面。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。
在该第九实施例的变倍光学系统II中，在从广角端经由中间位置而向望远端进 行变倍动作时，如图21所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物 侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的 曲线)向接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在这样从 广角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜 组(Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2) 和第三透镜组(Gr3)以使彼此的间隔变宽的方式移动。
第九实施例的变倍光学系统II中的各透镜的结构数据如下 第九数值实施例
0789
0790
0791
0792
0793
0794
0795
0796
0797
0798
0799
单位mm
面数据 面编号 物面 1* 2* 3* 4*
5(光阑)
rdndud39.69200.70001. 7432949.322. 6464可变2. 95691. 81571. 5891261.24-11. 17530. 8411
-0. 47906*25.35991.46231.5920167.02
7*-2.7300可变
8-2.4670060002001702059
9-5.644508505
10-2.7456060002001702059
11-5.097405894
12*9. 42201.71491.8146722.41
13*-32 8590可变
0808]14① 0. 3000 1. 51680 64. 20
0809]15① 0. 3000
0810]像面 oo
0811]非球面数据
0812]第一面
0813]K = 0. 00000e+000, A4 = 4. 74570e_003，A6 = 90865e_004，A8 =-4. 99066e-006, A10 = 3.62306e_007
0814]第二面
0815]K = 0. 00000e+000, A4 = 4. 80252e-003, A6 = -1. 3 11 68e_004，A8 = 44871e-004, A10 = -4. 94571e_005
0816]第3面
0817]K = 0. 00000e+000, A4 = 4302 1 e_003，A6 = 1 8 1093e_004，A8
43=-5. 27130e-005, A10 = -1. 36913e_005第4面K = 0. OOOOOe + OOO, A4 = 1 936 11 e_003，A6 = 2. 1 2 138e_004，A8 =-2. 70160e-004, A10 = 2.92300e_005第6 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -1. 28537e-002, A6 = -1. 45090e-002, A8 = 9. 62833e-003, A10 = -5. 73414e_003第7 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -1. 00000e-002, A6 = 82247e_003，A8 = 1.48349e-003, A10 = -7. 13851e_004第12 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -4. 43387e_003，A6 = 5. 52296e_005，A8 =-1. 09670e-005, A10 = -1. 12433e_006第13 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -1. 9.86027e-006, A10 = -1. 04734e_006各种数据变焦数据变焦比2.73
87455e-003, A6 = -1.26700e-004, A8 =广角中间望远
焦距3. 2886.4028. 966
F数2. 8804.,2355. 059
视场角48. 841301. 42122. 373
像高3. 5703.5703. 570
镜头全长15. 68015i. 65615. 644
BF0. 6493.2823. 931
d24. 9211.9710. 673
d70. 4570.7511. 387
dl30. 1522.7833. 434
变焦透镜组■据
组 开始面 结束面焦距112-3. 8462 373. 3393 813-5. 334图34示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第九实施例的拍摄透镜II 的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。[第十实施例]图22是示出了第十实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图23是 示出了在第十实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图35是第十实施例的变倍光学系统的像差图。如图22所示，第十实施例的变倍光学系统1J采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、包括孔径光阑ST且整体上 具有正的光焦度的第二透镜组(Gr2)、整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成的 负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图23所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二 透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图22所示，孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) 一起移动。更具体地说，第十实施例的变倍光学系统1J采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物侧 起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第一透镜L1的两个面为非球面。第二透镜组(Gr2)由双凸的正透镜(第二透镜L2)、孔径光阑ST、双凸的正透镜 (第三透镜L3)构成。如上所述，第二透镜组(Gr2)包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置 在第二透镜L2和第三透镜L3之间，而且与第二透镜组(Gr2) —起移动。第二及第三透镜 L2、L3各自的两个面为非球面。第三透镜组(Gr3)由作为前组(Gr3f)的向物侧凹的负弯月透镜(第四透镜L4)及 向物侧凹的负弯月透镜(第五透镜L5)、作为后组(Gr3b)的双凸的正透镜(第六透镜L6) 构成。第四及第五透镜L4、L5各自的单面(物侧的面)为非球面。第六透镜L6的两个面 为非球面。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，中间隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的 受光面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。在该第十实施例的变倍光学系统1J中，在从广角端经由中间位置而向望远端进 行变倍动作时，如图23所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向物 侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)较缓和地沿着曲线(向物侧凸的 曲线)向接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在这样从 广角端起向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜 组(Grl)和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2)
和第三透镜组(Gr3)以使彼此的间隔变宽的方式移动。
第十实施例的变倍光学系统1J中的各透镜的结构数据如下
第十数值实施例
单位mm
面数据
面编号rdnd ud
物面ooOO
1*27. 23510.70001. 74329 49..32
2*2. 7879可变
3*2. 96571. 90921. 58912 61..24
4*-9.59230.8658
5(光阑)OO0.3703
67 *8 *9101112131415
26.9866 1. 3709 1. 59201 67.02 -2.9700 可变
-2.8130 0.6000 1.99683 20.82
12. 4606 -1445. 888
-136.6789 0.5773
9. 3166 0. 7496 1. 74926 24. 52 -12.3350 1.1741
可变
1.8106 1.98996 21. 15
0. 3000 1. 51680 64. 20
0. 3000像面oo非球面数据第一面K = 0. 00000e+000, A4 = 4. 21776e_003，A6 = 66415e_004，A8 =-5. 21394e-006, A10 = 3. 50020e_007第二面K = 0. 00000e+000, A4 = 5. 09199e_003，A6 = 11707e_005，A8 = 1.64833e-004, A10 = -3. 51411e_005第3 面K = 0. 00000e+000, A4 = -2. 36920e_003，A6 = 8. 39052e_005，A8 =-2. 64407e-005, A10 = -1. 59758e_005第4 面K = 0. 00000e + 000, A4 = 4. 43020e_003，A6 = 1 43378e_004，A8 =-2. 77549e-004, A10 = 2.71469e_005第6 面K = 0. 00000e+000, A4 = -6. 43075e-003, A6 = -1. 50037e-002, A8 = 8. 24496e-003, A10 = -4. 07997e_003第7 面K = 0. 00000e+000, A4 = 22504e_002，A6 = 46868e_003，A8 = 1. 52961e-003, A10 = -6. 58218e-004第8面K = 0. 00000e+000，A4 = _2. 52125e_002，A6 = 6. 45131e_003，A8 = 5. 13176e_004<A10 = -3. 14722e-004第10 面K = 0. 00000e+000, A4 = 1. 57000e-002, A6 = -5. 50692e-003, A8 = 5.54627e-004, A10 = -6. 39857e_005第12 面K = 0. 00000e+000, A4 = -4. 88553e-003, A6 = 2. 03789e-004, A8 =
461.10458e-005, A10 = -7. 98793e_007第13 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -2. 66149e-003, A6 = -8. 67757e-005, A8 = 1. 38722e-005, A10 = -4. 87221e_007各种数据变焦数据变焦比2.73广角中间望远焦距3. 7627.29410. 268F数2. 8804.,2785. 171视场角43. 57227'.15919. 720像高3. 5703.5703. 570镜头全长16. 140161. 11216.094BF0. 6003.2383. 959d24. 9611.9850. 646d70. 4520.7621. 362dl30. 1022.7403. 460变焦透镜组数据 组 开始面 结束面 焦距 1 1 2 -4. 230 2 3 7 3.301 3 8 13-4.853图35示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第十实施例的拍摄透镜1J 的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。[第—^一实施例]图24是示出了第十一实施例的变倍光学系统中的透镜组的排列的剖面图。图25 是示出了在第十一实施例的变倍光学系统进行变倍动作时各透镜组移动的情形的图。图36 是第十一实施例的变倍光学系统的像差图。如图24所示，第i^一实施例的变倍光学系统1K采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从 物侧起向像侧依次由整体上具有负的光焦度的第一透镜组(Grl)、整体上具有正的光焦度 的第二透镜组(Gr2)、包括孔径光阑ST且整体上具有负的光焦度的第三透镜组(Gr3)构成 的负-正-负3要素变焦结构，在进行变焦时，如图25所示，第一透镜组(Grl)被固定，第 二透镜组(Gr2)和第三透镜组(Gr3)移动。如图24所示，孔径光阑ST与第三透镜组(Gr3) 一起移动。更具体地说，第i^一实施例的变倍光学系统1K采用各透镜组(Grl、Gr2、Gr3)从物 侧起向像侧依次以如下方式构成的结构。第一透镜组(Grl)由1片作为负透镜的向物侧凸的负弯月透镜(第一透镜L1)构 成。第一透镜L1的两个面为非球面。第二透镜组(Gr2)由向物侧凸的正弯月透镜(第二透镜L2)构成。第二透镜L2的两个面为非球面。第三透镜组(Gr3)由孔径光阑ST、作为前组(Gr3f)的向物侧凸的正弯月透镜(第 三透镜L3)及双凹的负透镜(第四透镜L4)、作为后组(Gr3b)的双凸的正透镜(第五透镜 L5)构成。如上所述，第三透镜组(Gr3)包括孔径光阑ST，该孔径光阑ST配置在第三透镜 L3的物侧，而且与第三透镜组(Gr3) —起移动。第三、第四及第五透镜L3、L4、L5各自的两 个面为非球面，第五透镜L5例如为由树脂材料制成的透镜。而且，在第三透镜组(Gr3)的像侧，隔着平行平板FT而配置有摄像元件SR的受光 面(像面)。平行平板FT为各种光学滤光片或摄像元件的保护玻璃等。在该第十一实施例的变倍光学系统1K中，在从广角端经由中间位置而向望远端 进行变倍动作时，如图25所示，第一透镜组(Grl)被固定，第二透镜组(Gr2)沿着曲线(向 物侧凸的曲线)向接近物体的方向移动，第三透镜组(Gr3)沿着曲线(向物侧凸的曲线)向 接近物体的方向移动，而且孔径光阑ST与第二透镜组(Gr2) —起移动。在这样从广角端起 向望远端进行变倍动作时，第一透镜组(Grl)和第二透镜组(Gr2)，以及第一透镜组(Grl) 和第三透镜组(Gr3)，分别以使彼此的间隔变窄的方式移动，而第二透镜组(Gr2)和第三透 镜组(Gr3)，一旦在中间位置以使彼此的间隔变宽的方式移动，然后再次以使彼此的间隔变 窄的方式移动。第十一实施例的变倍光学系统1K中的各透镜的结构数据如下第—^一数值实施例单位 mm面数据面编号 r物面oo124. 140624. 84373 *3. 93854*21.90175(光阑) ①6*2.14117*6.36678*126.89109*2.431310*14.051911 *-5.743812oo13oo像面oo非球面数据第3 面K = 0. 00000e+000, A4 = -2. 16013e_003，A6 = 1. 18630e-003, A8
48
dndu d
oo
0.80001.85000 40.03
可变
1.5655 1. 53048 55. 72 可变
0. 0000
1.0187 1. 55989 43. 15 0. 8591
0.6000 1. 79850 22. 59
1.4168
2.2338 1. 62913 57. 13
可变
0. 3000 1. 51680 64. 20 0. 5000=-1. 79126e-004, A10 = 2.95581e_005第4 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -3. 08874e-003, A6 = 2. 35627e_003，A8 =-3. 53501e-004, A10 = 6. 77048e_005第6 面K = 0. OOOOOe + OOO, A4 = 8. 88847e_004，A6 = 5. 2 17 10e_004，A8 =-7. 36543e-004, A10 = 1.27051e_005第7 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 7. 23018e_003，A6 = -4. 5 106 1 e_003，A8 =-5. 73410e-003, A10 = 5. 57955e_004第8 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -2. 30240e-002, A6 = -1. 51543e-002, A8 =-9. 17182e-003, A10 = -2. 64712e_003第9 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 78390e_003，A6 = 36949e_002，A8 =-2. 08024e-003, A10 = 1.75925e_003第10 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = 1. 12840e-003, A6 = 66988e_004，A8 = 8.44998e-005, A10 = -5. 28425e_006第11 面K = 0. OOOOOe+OOO, A4 = -2. 97572e_003，A6 = 2. 92814e-004, A8 =-6. 99552e-005, A10 = 1.28303e_005各种数据
变焦数据
变焦比2.73
广角中间望远
焦距4. 7499.21512.942
F数4. 0195.7027.100
视场角37. 40021.50715,678
像高3. 4503.4503.450
镜头全长19.92819丨.89119835
BF2. 0646.3229.709
d27. 2722.1170.608
d42. 0982.9581.024
dll1. 3365.6249.011
变焦透镜趣L数据
组 开始面 结束面焦距
1 12-7. 267
2 348. 787
3 51111.680图36示出了在如上所述的透镜配置、结构的情况下的第十一实施例的拍摄透镜 1K的球面像差(正弦条件)、像散以及歪曲像差。将上述条件式(1) (12)分别适用于以上所列举的第一至第十一实施例的变倍 光学系统1A-1K所得到数值如表1及表2 [表 1] [表 2] 如上所说明那样，上述第一至第十一实施例的变倍光学系统1A-1K满足本发明的 必要条件，其结果，能够实现约2-3倍左右的相对高的变倍率和结构紧凑化，同时，与现有 技术相比，其远心特性、向摄像元件入射的入射角的差距以及诸像差得到了更好的改善。而 且，上述第一至第十一实施例的变倍光学系统1A-1K，在向数码设备的安装要求方面，尤其 是在向便携式终端的安装要求方面充分实现了小型化，另外，能够使用像素高的摄像元件 16。此外，在上述第一至第十一实施例中示出了进行连续变倍的变倍光学系统1A-1K， 但为了进一步实现小型化，也可以采用同一光学结构的双焦点切换型变倍光学系统1。如上所述，若采用本发明，则变倍光学系统从物侧起向像侧依次包括具有负的光 焦度的第一透镜组、具有正的光焦度的第二透镜组、第三透镜组，第一透镜组由1片负透镜 构成，在进行变倍动作时被固定，第三透镜组包括至少1面非球面，而且由具有负的光焦度 的前组(Gr3f)和具有正的光焦度的后组(Gr3b)构成。由此，能够提供如下的变倍光学系 统、摄像装置以及数码设备，该变倍光学系统、摄像装置以及数码设备能够实现结构紧凑 化，同时，与现有技术相比，能够使其远心特性、向摄像元件入射的入射角的差距以及球面 像差、色像差、像散及歪曲像差等诸像差得到更好的校正。为了对本发明进行说明，以上一边参照附图一边利用实施方式对本发明进行了恰 当且充分的说明，但只要是本领域的技术人员就能够理解对上述实施方式的变更及/或改良 是容易做到的。因此，只要是没有超出前述技术方案中所记载的前述技术方案的范围，则应将 本领域的技术人员所实施的变更方式或改良方式解释为包含在该前述技术方案的范围内。
5权利要求
一种变倍光学系统，其特征在于，从物侧起向像侧依次包括具有负的光焦度的第一透镜组、具有正的光焦度的第二透镜组、第三透镜组，上述第一透镜组由1片负透镜构成，而且在进行变倍动作时被固定，上述第三透镜组包括至少1面非球面，而且在利用该组内最大的空气间隔来将该组划分为前组和后组的情况下，上述前组具有负的光焦度，上述后组具有正的光焦度。
2.如权利要求1所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第三透镜组满足下述的条件 式⑵，0. 3 < Da/D3 < 0. 8. . . (2) 其中，Da 在第三透镜组内最大的透镜间隔；D3 在第三透镜组年内，从最靠近物侧的面起到最靠近像侧的面为止的距离。
3.如权利要求1或2所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第三透镜组整体上具有负 的光焦度，并满足下述的条件式(3)，1 < I f3 I /fw < 3. . . (3) 其中，f3 第三透镜组的组合焦距；fw 在广角端的整个系统的组合焦距。
4.如权利要求1至3中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组满足 下述的条件式(4)，1 < f 11 /fw < 1. 5. . . (4) 其中，Π 第一透镜组的组合焦距；fw 在广角端的整个系统的组合焦距。
5.如权利要求1至4中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组内的 上述负透镜满足下述的条件式(5)，40 < υ 1. . . (5)其中，υ 1 第一透镜组内的负透镜的阿贝数。
6.如权利要求1至5中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组内的 上述负透镜为凸面朝向物侧的负弯月透镜。
7.如权利要求1至6中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组内的 上述负透镜的像侧的面满足下述的条件式(6)，0. 6 < rl2/fw < 0. 8. . . (6) 其中，rl2 第一透镜组内的负透镜的像侧的面的曲率半径； fw 在广角端的整个系统的组合焦距。
8.如权利要求1至7中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一及第三透镜 组满足下述的条件式(7)，，0.5 < fl/f3 < 1. . . (7) 其中，Π 第一透镜组的组合焦距； f3 第三透镜组的组合焦距。
9.如权利要求1至8中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第三透镜组由1 片负透镜和1片正透镜构成。
10.如权利要求1至9中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第二透镜组在 该第二透镜组内具有孔径光阑，在进行上述变倍动作时，该孔径光阑与上述第二透镜组一 体地移动。
11.如权利要求1至10中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一及第二透 镜组满足下述的条件式(8)，，1.2 < |n |/f2 < 3. 2. . . (8) 其中，Π 第一透镜组的组合焦距； f2 第二透镜组的组合焦距。
12.如权利要求1至11中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第二透镜组满 足下述的条件式(9)，0. 7 < f2/fw < 1. . . (9) 其中，f2 第二透镜组的组合焦距；fw 在广角端的整个系统的组合焦距。
13.如权利要求1至12中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第二透镜组包 括至少2片正透镜。
14.如权利要求1至13中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，利用上述第二透镜 组或第三透镜组来进行对焦。
15.如权利要求1至14中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第三透镜组整 体上具有负的光焦度，上述变倍光学系统仅由上述第一至第三透镜组的3个组构成。
16.如权利要求1至15中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，在进行上述变倍动 作时的可动组只有2个组。
17.一种变倍光学系统，其特征在于，从物侧起向像侧依次包括具有负的光焦度的第一透镜组、具有正的光焦度的第二透镜 组、具有负的光焦度的第三透镜组，在进行变倍动作时，上述第一透镜组被固定，上述第三透镜组包括至少1片具有负的光焦度的透镜、至少1片具有正的光焦度的透 镜，并包括至少1面非球面，上述第二及第三透镜组满足下述的条件式(1)，。0. 3 < f 2/ I f 3 < 0. 8. . . (1)其中，f2 第二透镜组的组合焦距；f3 第三透镜组的组合焦距。
18.如权利要求17所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第三透镜组满足下述的条 件式⑶，1 < I f3 I /fw < 3. . . (3) 其中，f3 第三透镜组的组合焦距；fw 在广角端的整个系统的组合焦距。
19.如权利要求17或18所述的变倍光学系统，其特征在于，上述第一透镜组由1片负 透镜构成，上述第一透镜组内的上述负透镜满足下述的条件式(5)，40 < υ 1. . . (5)其中，υ 1 第一透镜组内的第一透镜的阿贝数。
20.如权利要求17至19中任一项所述的变倍光学系统，其特征在于，上述变倍光学系 统仅由上述第一至第三透镜组的3个组构成，在进行上述变倍动作时，上述第二及第三透 镜组移动。
21.一种摄像装置，其特征在于， 具有如权利要求1至20中任一项所述的变倍光学系统， 用于将光学像转换为电信号的摄像元件；上述变倍光学系统能够将物体的光学像形成在上述摄像元件的受光面上。
22.—种数码设备，其特征在于， 具有如权利要求21所述的摄像装置，用于使上述摄像装置对被摄体进行静止图像拍摄及动态图像拍摄中的至少一种拍摄 的控制部；上述摄像装置的变倍光学系统被组装成能够将上述被摄体的光学像形成在上述摄像 元件的受光面上。
全文摘要
本发明提供变倍光学系统、摄像装置以及数码设备。该变倍光学系统(1)从物侧起向像侧依次包括具有负的光焦度的第一透镜组(11)、具有正的光焦度的第二透镜组(12)、第三透镜组(13)，第一透镜组(11)由1片负透镜(111)构成，而且在进行变倍动作时被固定，第三透镜组(13)包括至少1面非球面，而且在通过该组内最大的空气间隔将该组划分为前组和后组的情况下，前组具有负的光焦度，而后组具有正的光焦度。
文档编号H04N5/225GK101855584SQ20088011576
公开日2010年10月6日 申请日期2008年11月4日 优先权日2007年11月15日
发明者福田泰成 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社