专利名称：：变焦透镜系统、光学设备和用于变焦的方法
技术领域：
：本发明涉及变焦透镜系统、光学设备和用于使该变焦透镜系统变焦的方法。
背景技术：
：已经提出了适用于胶片相机、电子静态照相机、摄像机等的变焦透镜系统，例如日本专利申请特开平11-174329。然而，这种传统的变焦透镜系统还未充分地实现具有高光学性能。
发明内容根据本发明的第一方面，提供一种变焦透镜系统，所述变焦透镜系统按照从物体起的顺序包括具有负折射能力的第一透镜组；具有正折射能力的第二透镜组；和具有负折射能力的第三透镜组；在从广角端状态变焦到远摄端状态时，改变相邻透镜组之间的每个距离，第一透镜组按照从物体起的顺序包括具有负折射能力的前组和后组，并且在对物体进行对焦时，沿着光轴移动后组。在本发明的第一方面中，优选满足下述条件表达式(1)和(2):1.20<f2/fw<2.50(1)-2.15<D/fw<-0.80(2)其中f2表示所述第二透镜组的焦距，fi表示所述第三透镜组的焦距，而fw表示在广角端状态下所述变焦透镜系统的焦距。在本发明的第一方面中，优选该系统还包括具有正折射能力的第四透镜组，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离增加，而所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离减小。在本发明的第一方面中，优选第四透镜组包括至少一个胶合透镜。在本发明的第一方面中，优选所述第四透镜组按照从图像起的顺序包括由和正透镜胶合的负透镜构成的胶合透镜；以及具有正折射能力的单个透镜。在本发明的第一方面中，优选能够在大致与所述光轴垂直的方向上移动所述第三透镜组。在本发明的第一方面中，优选能够在大致与所述光轴垂直的方向上移动所述第三透镜组的至少一部分。在本发明的第一方面中，优选能够在大致与所述光轴垂直的方向上移动所述第二透镜组的至少一部分。在本发明的第一方面中，优选该系统还包括孔径光阑，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时，孔径光阑与第三透镜组一起移动。在本发明的第一方面中，优选第三透镜组包括胶合透镜。在本发明的第一方面中，优选第二透镜组包括至少一个胶合透镜。在本发明的第一方面中，优选在从广角端状态变焦到远摄端状态时，将第一透镜组首先移向图像侧、然后移向物体侧。在本发明的第一方面中，优选满足下述条件表达式(3):-0,60<(dlw-dlt)/Ymax<0.17(3)其中dlw表示在广角端状态下所述变焦透镜系统的最物体侧透镜表面和像平面之间的距离，dlt表示在远摄端状态下所述变焦透镜系统的最物体侧透镜表面和像平面之间的距离，而Ymax表示最大图像高度。在本发明的第一方面中，优选所述变焦透镜系统的最图像侧透镜表面是面对图像的凸面。根据本发明的第二方面，提供一种配备有根据第一方面的变焦透镜系统的光学设备。根据本发明的第三方面，提供一种用于使变焦透镜系统变焦的方法，该方法包括如下步骤提供所述变焦透镜系统，所述变焦透镜系统按照从物体起的顺序包括具有，折射能力的第一透镜组、具有正折射能力的第二透镜组、和具有负折射能力的第三透镜组，所述第一透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有负折射能力的前组和后组，在对所述物体进行对焦时，沿光轴移动所述后组；以及在从广角端状态变焦到远摄端状态时，改变相邻透镜组之间的每个距离。在本发明的第三方面中，该方法优选包括如下步骤在大致与光轴垂直的方向上移动所述第三透镜组。在本发明的第三方面中，该方法优选包括如下步骤提供包括胶合透镜的第三透镜组。在本发明的第三方面中，该方法优选包括如下步骤在从所述广角端状态变焦到所述远摄端状态时，将所述第一透镜组首先移向图像侧、然后移向物体侧。本发明使得提供具有高光学性能的变焦透镜系统、光学设备和用于使该变焦透镜系统变焦的方法成为可能。图1是示出在广角端状态下，根据本实施例的例子1的变焦透镜系统的透镜结构的剖视图。图2A、2B和2C是示出在广角端状态下，根据例子1的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图2A示出在对焦无穷远时的各种像差，图2B示出在相对于0.7度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图2C示出以成像放大倍率/3=-0.033对焦近物时的各种像差。图3A和3B是示出在中焦距状态下，根据例子1的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图3A示出对焦无穷远时的各种像差，而图3B示出以成像放大倍率/3=-0.033对焦近物时的各种像差。图4A、4B和4C是示出在远摄端状态下，根据例子1的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图4A示出在对焦无穷远时的各种像差，图4B示出在相对于0.4度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图4C示出以成像放大倍率)8=-0.033对焦近物时的各种像差。图5是在广角端状态下，根据本实施例的例子2的变焦透镜系统的透镜结构的剖视图。图6A、6B和6C是示出在广角端状态下，根据例子2的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图6A示出在对焦无穷远时的各种像差，图6B示出在相对于0.7度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图6C示出以成像放大倍率^=-0.033对焦近物时的各种像差。图7A和7B是示出在中等焦距状态下，根据例子2的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图7A示出对焦无穷远时的各种像差，而图7B示出以成像放大倍率^=-0.033对焦近物时的各种像差。图8A、8B和8C是示出在远摄端状态下，根据例子2的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图8A示出在对焦无穷远时的各种像差，图8B示出在相对于0.4度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图8C示出以成像放大倍率^=-0.03对焦近物时的各种像差。图9是在广角端状态下，根据本实施例的例子3的变焦透镜系统的透镜结构的剖视图。图IOA、10B和IOC是示出在广角端状态下，根据例子3的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图10A示出在对焦无穷远时的各种像差，图10B示出在相对于0.7度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图10C示出以成像放大倍率/3二0.033对焦近物时的各种像差。图11A和11B是示出在中等焦距状态下，根据例子3的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图11A示出对焦无穷远时的各种像差，而图118示出以成像放大倍率/3=-0.033对焦近物时的各种像差。图12A、12B和12C是示出在远摄端状态下，根据例子3的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图12A示出在对焦无穷远时的各种像差，图12B示出在相对于0.4度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图12<:示出以成像放大倍率/3=-0.033对焦近物时的各种像差。图13是示出配备有根据本实施例的例子1的变焦透镜系统的照相机的图。具体实施方式在下文中，将说明根据本实施例的变焦透镜系统、光学设备和用于变焦该变焦透镜系统的方法。根据本实施例的变焦透镜系统，按照从物体起的顺序包括具有负折射能力的第一透镜组，具有正折射能力的第二透镜组，以及具有负折射能力的第三透镜组。在从广角端状态变焦到远摄端状态时，改变相邻透镜组之间的每个距离。第一透镜组按照从物体起的顺序包括具有负折射能力的前组和后组。在对焦物体时，沿变焦透镜系统的光轴移动后组。由于这种结构，使对焦透镜组轻，以及很好地校正对焦时像差的变化成为可能。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优先满足下述条件表达式(l)和(2):1.20<f2/fw<2.50(1)-2.15<f3/fw<-0.80(2)其中，f2表示第二透镜组的焦距，f3表示第三透镜组的焦距，而fw表示在广角端状态下的变焦透镜系统的焦距。条件表达式(l)定义第二透镜组的折射能力。在根据本实施例的变焦透镜系统中，由于满足条件表达式(l)，通过有效地确保指定的变焦比，能够实现极好的光学性能。此外，在用这种透镜结构进行减振时，能够实现极好的光学性能。当比率f2/fw等于或小于条件表达式(l)的下限时，第二透镜组的折射能力变得太大，因此彗差变得更差。此外，在进行减振时轴偏像差，例如彗差或像散变得更差。为确保本实施例的效果，优选将条件表达式(l)的下限设置成1.30。另一方面，当比率f2/fw等于或大于条件表达式(l)的上限时，第二透镜组的折射能力变得太小，因此，在变焦时每个透镜组的移动量增加。因此，在从广角端状态变焦到远摄端状态时，变得难以校正场曲率和色差。为确保本实施例的效果，优选将条件表达式(l)的上限设置成1.80。条件表达式(2)定义第三透镜组的折射能力。在根据本实施例的变焦透镜系统中，由于满足条件表达式(2)，通过有效地确保指定的变焦比，能够实现极好的光学性能。此外，在用这种透镜结构进行减振时，能够实现极好的光学性能。当比率f3/fw等于或小于条件表达式(2)的下限时，第三透镜组的折射能力变得太小，因此，在变焦时第三透镜组的移动量变大。因此，在变焦时场曲率的变化变大，以致变得难以校正它。另一方面，当比率f3/fw等于或大于条件表达式(2)的上限时，第三透镜组的折射能力变得太大，以致球面像差变得更差。此外，在进行减振时轴偏像差，例如彗差或像散变得更差。为确保本实施例的效果，优选将条件表达式(2)的上限设置成-1.50。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优选包括具有正折射能力的第四透镜组，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第二透镜组和第三透镜组之间的距离增加，而第三透镜组和第四透镜组之间的距离减小。由于这种结构，通过每个透镜组能够有效地进行变焦。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优选能移沿着大致与光轴垂直的方向动第三透镜组。通过将第三透镜组设置成减振透镜组，能够很好地校正在减振时产生的彗差或像散。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优选包括孔径光阑，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时孔径光阑与第三透镜组一体地移动。由于这种结构，可以以很平衡的方式，校正离轴彗差，并且实现极好的光学性能。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优选第三透镜组包括胶合透镜。由于这种结构，在变焦时能够很好地校正横向色差的变化。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优选第二透镜组和第四透镜组的每组具有至少一个胶合透镜。由于这种结构，变焦时能够很好地校正横向色差的变化。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优选按照从图像侧起的顺序，第四透镜组包括由负透镜与正透镜胶合构成的胶合透镜，以及具有正折射能力的单个透镜。由于这种结构，通过确保第三透镜组和第四透镜组之间的距离，能够很好地校正横向色差、球面像差和彗差。在根据本实施例的变焦透镜系统中，在从广角端状态变焦到远摄端状态时，优选首先将第一透镜组移向图像侧，然后移向物体侧。由于这种结构，能够将变焦透镜系统构造成小型且具有髙变焦比。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优选满足下述下述条件表达式(3):-0.60<(dlw-dlt)/Ymax<0.17(3)其中，dlw表示在广角端状态下变焦透镜系统的最物体侧透镜表面和像平面之间沿光轴的距离，dlt表示在远摄端状态下在变焦透镜系统的最物体侧透镜表面和像平面之间沿光轴的距离，而Ymax表示最大图像高度。条件表达式(3)定义在从广角端状态变焦到远摄端状态时，第一透镜组的运动条件。在根据本实施例的变焦透镜系统中，由于满足条件表达式(3)，通过有效地确保指定的变焦比，能够实现极好的光学性能和小型化。当比率(dlw-dlt)/Ymax等于或小于条件表达式(3)的下限时，变焦时具有大折射能力的第一透镜组的移动量变得太大，以致不可能很好地校正在从广角端状态到远摄端的整个变焦范围内的球面像差。为确保本实施例的效果，优选将条件表达式(3)的下限设置成-0.50。另一方面，当比率(dlw-dlt)/Ymax等于或大于条件表达式(3)的上限时，由于在变焦时第二透镜组和第三透镜组的移动量变小，第二透镜组和第三透镜组每个的折射能力变得太大，以致球面像差变得更差。此外，在进行减振时，轴偏像差，例如彗差或像散变得更差。为确保本实施例的效果，优选将条件表达式(3)的上限设置成0.05。在根据本实施例的变焦透镜系统中，优选最图像侧透镜表面具有面向像平面的凸面形状。由于这种结构，能够减小从像平面反射的重影。根据本实施例的光学设备配备有具有上述结构的变焦透镜系统。因此，能够实现具有高变焦比和极好光学性能的光学设备。用于变焦根据本实施例的变焦透镜系统的方法包括如下步骤提供一种变焦透镜系统，其按照从物体起的顺序包括，具有负折射能力的第一透镜组，具有正折射能力的第二透镜组，以及具有负折射能力的第三透镜组，第一透镜组按照从物体起的顺序包括，具有负折射能力的前组和后组，在对焦物体时，沿着变焦透镜系统的光轴移动后组，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时，改变相邻透镜组之间的每个距离。由于这种方法，能够实现高变焦比和极好的光学性能。根据本实施例，用于对焦变焦透镜系统的方法包括如下步骤提供一种变焦透镜系统，其按照从物体起的顺序包括，具有负折射能力的第一透镜组，具有正折射能力的第二透镜组，以及具有负折射能力的第三透镜组，在从广角端状态变焦到远摄端状态时，改变相邻透镜组之间的每个距离，第一透镜组按照从物体起的顺序包括具，有负折射能力的前组和后组，并且在对焦物体时，沿变焦透镜系统的光轴移动后组。由于这种方法，能够实现高变焦比和极好的光学性能。在下文中，将参考每个例子的变焦透镜系统。<例子1〉图1是示出在广角端状态下，根据本实施例的例子1的变焦透镜系统的透镜结构的剖视图。根据例子1的变焦透镜系统按照从物体起的顺序包括，具有负折射能力的第一透镜组G1，具有正折射能力的第二透镜组G2，具有负折射能力的第三透镜组G3，以及具有正折射能力的第四透镜组G4。第一透镜组G1按照从物体起的顺序包括，具有面向物体的凸面的负弯月透镜Lll，双凹负透镜L12，以及具有面向物体的凸面的正弯月透镜L13。负弯月透镜Lll是非球面透镜，其中，非球面形成在设置于图像侧玻璃透镜表面上的树脂层上。第二透镜组G2按照从物体起的顺序包括，由具有面向物体的凸面的负弯月透镜L21和双凸正透镜L22胶合构成的胶合透镜，以及由双凸正透镜L23和具有面向物体的凹面的负弯月透镜L24胶合构成的胶合透镜。第三透镜组G3包括，按照从物体起的顺序由具有面向物体的凹面的正弯月透镜L31和双凹负透镜L32胶合构成的胶合透镜。第四透镜组G4按照从物体起的顺序包括，双凸正透镜L41，以及由双凸正透镜L42和具有面向物体的凹面的负弯月透镜L43胶合构成的胶合透镜。在根据例子1的变焦透镜系统中，在从广角端状态变焦到远摄端状态时，首先将第一透镜组G1移向图像侧，然后移向物体侧，第二透镜组G2、第三透镜组G3以及第四透镜组G4移向物体，使得第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。孔径光阑S设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时，与第三透镜组G3—起移动。在根据例子1的变焦透镜系统中，通过沿着大致与光轴垂直的方向移动第三透镜组G3，校正由相机抖动引起的图像模糊。炫光止环FS设置在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的在第三透镜组G3的附近，并且与第三透镜组G3—体地移动。在根据例子1的变焦透镜系统中，第一透镜组Gl按照从物体起的顺序包括，具有负折射能力的前组Gla，以及具有负折射能力的后组Glb。通过沿光轴移动后组Glb，进行从无穷远到近物的对焦。在表1中列出了与根据例子1的变焦透镜系统有关的各种值。在[透镜数据]中，最左列"i"表示从物体侧顺序计数的透镜表面编号，第二列"r"表示透镜表面的曲率半径，第三列"d"表示到下—表面的距离，第四列"nd"表示在d线(波长入=587.611111)处的材料的折射率，以及第五列"vd"表示在d线(波长入=587.61^1)处的材料的阿贝数。在第五列"nd"中，省略空气的折射率nd-1.000000。在第二列"r"中，foc^示平表面。在第三列"d"中，Bf表示后焦距。在[非球面数据]中，非球面用下述表达式表示X(yMy2/r)/[l+[l-K(y2/r2)]1/2]+A4xy4+A6xy6+A8xy8+A10xy10其中y表示离光轴的垂直高度，X(y)表示垂度量，其为沿光轴从非球面的顶点的切平面到离光轴的垂直高度为y的非球面的距离，r表示参考球面的曲率半径(近轴曲率半径)，k表示圆锥系数。An表示第n次的非球面系数，"E-n"表示"xl(T"，例如，"1.234E-5"表示"1.234xl(T5"，以及通过将"*"附加到表面编号的左侧，表示非球面的位置。在[规格]中，W表示广角端状态，M表示中等焦距状态，T表示远摄端状态，f表示变焦透镜系统的焦距，FNO表示f数，"表示以度表示的半视角，y表示图像高度，TL表示总透镜长度，以及Bf表示后焦距。在[可变距离]中，di表示表面编号为i的可变距离，0表示在对焦近物时的成像放大倍率，d0表示物体和最物体侧透镜表面之间的距离。在[透镜组数据]中，示出了开始表面编号"i"和每一透镜组的焦距。在[用于条件表达式的值]中，示出了相对于条件表达式的各个值。在用于各种值的表中，"mm"通常是用于长度的单位，例如焦距、曲率半径和到下一透镜表面的距离。然而，由于通过成比例放大或减小其尺寸的光学系统，能获得类似的光学性能，因此，单位不限于"mm"，并且能使用任何适当的单位。参考符号的说明在其他例子中是相同的，因此，省略重复说明。在焦距为f、减振系数为K的变焦透镜系统中，减振系数是在校正相机抖动时，像平面上的图像的移动量与与光轴垂直的移动透镜组的移动量的比率，为了校正角度e的旋转相机抖动，为了校正相机抖动移动透镜组可以垂直于光轴移动，移动量为(f'tai^)/K量。在根据例子1的变焦透镜系统的广角端状态下，减振系数K为1.22，焦距为18.5(mm)，因此为了校正0.7度的旋转相机抖动，后组G3的运动量为0.19(mm)。在远摄端状态下，减振系数K为2.00，焦距为53.4(mm)，因此，为了校正0.4度的旋转相机抖动，后组G3的运动量为0.19(mm)。表1[透镜数据]irdndvd194.71191.90001.51680064.12219,52900.15001.55389038.093承16.5865(d3)4-105.27891.30001.60311060.6822.22951.3000624.52243.30001.71736029.52782.1882(d7)828.15110.90001.80518025.43915.94373.50001.51823058.8910-163.55000.10001131.87812.50001.65160058.5412-107.21260細01.80518025.4313-138.5110(dl3)14oo1.5000孔径光阑S15-36.00402細01.85026032.3516-11.77430駕01.77250049.611763.53476.00001800(dl8)炫光止环FS19841.71432.70001.51680064.1220-25.87590.10002158.14355.30001.56384060.6922-17.96891.00001.85026032,3523-82.7471(d23)Bf[非球面数据]表面编号3K=0.1212A4=9.88240E-06A6=-1.40330E-08A8=8.36820E-11A10=-1.94630E-13[规格]变焦比:2.8864WMTf=18.534.353.4FNO=3.64.55.9co=38.4222.3314.73Y=14.0014.0014.00TL=129.45124.67136.37Bf=38.0668753.5299772.30920[可变距离](对焦无穷远)WMTd312.9887912.9887912.98879d728.389178.145861.07154dl33.584358.8125313.07332dl810.471015.242820.98205d23(Bf)38.0668753.5299772.30920(对焦近物)WMT-0.0333-0.0333-0.0333d0534.608501014.167101581.56640d311.1721012.0232612.36751d730.205869.111391.69282dl33.584358.8125313.07332dl810.471015.242820.98205d23(Bf)38.0668753.5299772.30920[透镜组数据]组i焦距Gl1-24.421G2826.738G315-33.946G41939.878[用于条件表达式的值](1):f2/fw=1.44(2):f3/fw=-1.83(3):(dlw-dlt)/Ymax=-0.49图2A、2B和2C是示出在广角端状态下，根据例子1的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图2A示出在对焦无穷远时的各种像差，图2B示出在相对于0.7度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图2C示出以成像放大倍率/3=-0.033对焦近物时的各种像差。图3A和3B是示出在中等焦距状态下，根据例子1的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图3A示出对焦无穷远时的各种像差，图3B示出以成像放大倍率j8;0.033对焦近物时的各种像差。图4A、4B和4C是示出在远摄端状态下，根据例子1的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图4A示出在对焦无穷远时的各种像差，图4B示出在相对于0.4度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图4C示出以成像放大倍率/3=-0.033对焦近物时的各种像差。在各个图中，FNO表示f数，Y表示图像高度，NA表示数值孔径。在表示球面像差的图中，示出了相对于最大孔径或最大数字孔径的f数。在表示像散和畸变的图中，示出了图像高度的最大值。在表示彗差的图中，示出了相对于每一图像高度的彗差。在各个图中，d表示d线(波长X-587.6nm)处的像差曲线，而g表示在g线(波长X=587.6nm)处的像差曲线。在表示像散的图中，实线表示弧矢图象面，而虚线表示子午线图像面。有关各种像差曲线图的上述说明与其他例子相同。正如从各个图中清楚地所见，由于在广角端状态、中等焦距状态，以及远摄端状态下对各种像差的极好校正结果，根据例子1的变焦透镜系统具有极好的光学性能。<例子2>图5是示出在广角端状态下，根据本实施例的例子2的变焦透镜系统的透镜结构的剖视图。根据例子2的变焦透镜系统按照从物体起的顺序包括，具有负折射能力的第一透镜组G1，具有正折射能力的第二透镜组G2，具有负折射能力的第三透镜组G3，以及具有正折射能力的第四透镜组G4。第一透镜组G1按照从物体起的顺序包括，具有面向物体的凸面的负弯月透镜Lll，具有面向物体的凸面的负弯月透镜L12，以及具有面向物体的凸面的正弯月透镜L13。负弯月透镜Lll是非球面透镜，其中，非球面形成在设置于图像侧玻璃透镜表面上的树脂层上。第二透镜组G2按照从物体起的顺序包括，由具有面向物体的凸面的负弯月透镜L2和双凸正透镜L22胶合构成的胶合透镜，以及双凸正透镜L23。第三透镜组G3包括，按按照从物体起的顺序由具有面向物体的凹面的正弯月透镜L31和双凹负透镜L32胶合构成的胶合透镜。第四透镜组G4按照从物体起的顺序包括，具有面向物体的凹面的正弯月透镜L41，以及由双凸正透镜L42和具有面向物体的凹面的负弯月透镜L43胶合构成的胶合透镜。在根据例子2的变焦透镜系统中，在从广角端状态变焦到远摄端状态时，首先将第一透镜组G1移向图像侧，然后移向物体侧，第二透镜组G2、第三透镜组G3以及第四透镜组G4移向物体，使得第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。孔径光阑S设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时，与第三透镜组G3—起移动。在根据例子2的变焦透镜系统中，通过沿着大致与光轴垂直的方向移动第三透镜组G3，校正由相机抖动引起的图像模糊。在根据例子2的变焦透镜系统中，第一透镜组Gl按照从物体起的顺序，包括具有负折射能力的前组Gla，以及具有负折射能力的后组Glb。通过沿光轴移动后组Glb，进行从无穷远到近物的对焦。在根据例子2的变焦透镜系统的广龟端状态下，减振系数K为1.08，焦距为18.5(mm)，因此为了校正0.7度的旋转相机抖动，后组G3的运动量为0.21(mm)。在远摄端状态下，减振系数K为1.82，焦距为53.4(mm)，因此为了校正0.4度的旋转相机抖动，后组G3的运动量为0.21(mm)。与根据例子2的变焦透镜系统有关的各种值列于表2中。表2[透镜数据]irdnd1369.95451.80001.51680064.10220.53840.15001.55389038.093求17.2149(d3)4116.49291.20001.51680064.1019.47421.4157620.68253細01.72825028.46734.9223(d7)827.5244l細01.80518125.43915.29973扁01.51742052.3110-211.52240.20001124.49942細01.51680064.1012-349.4927(dl2)1300l細O孔径光阑S14-45.18472.50001.85026032.3515-12.61531.00001.77249949.611660.8382(dl6)17-458.92912.50001.49782082.5218-25.08810.10001959.58785.80001.51860169.9820-16.30831.00001.80099934.9621-59.4555(d21)Bf[非球面数据]表面编号3k=-1.0538A4=3.28410E-05A6=--4.88120E-08A8=8.71570E-11A10=-8.71410E-14[规格]变焦比:2.8864WMTf=18.534.553.4FNO=3.64.55.938.5022.3214.7314.0014.0014.00TL=129,53123.68135.35Bf=38.0078753.4602072.76736[可变距离](对焦无穷远)WMTd314.9991214.9991214.99912d729.645128.344930.69999d124.623459.9400013.85545d1613.989498.672944.75748d21(Bf)38.0078753.4602072.76736(对焦近物)WMT-0.0333-0.0333-0.0333dO533.009卯1013.887101580.80270d312.3625513.6055014,10317d732.7816910.238552.09594d124.623459.9400013.85545d1613.989498.672944.75748d21(Bf)38.0078753.4602072.76736[透镜组数据]组i焦距Gl1-25.493G2828，G314-39.052G41741.724[用于条件表达式的值](1):f2/fw=1,56(2):f3/fw=-2.11(3):(dlw-dlt)/Ymax=-0.41图6A、6B和6C是示出在广角端状态下，根据例子2的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图6A示出在对焦无穷远时的各种像差，图6B示出在相对于0.7度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图6C示出以成像放大倍率/3=-0.033对焦近物时的各种像差。图7A和7B是示出在中等焦距状态下，根据例子2的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图7A示出对焦无穷远时，图7B示出以成像放大倍率/3=-0.033对焦近物时的各种像差。图8A、8B和8C是示出在远摄端状态下，根据例子2的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图8A示出在对焦无穷远时的各种像差，图8B示出在相对于0.4度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图8C示出以成像放大倍率^=-0.033对焦近物时的各种像差。正如从各个图清楚地所见，由于在广角端状态、中等焦距状态，以及远摄端状态下对各种像差的极好校正结果，根据例子2的变焦透镜系统具有极好的光学性能。<例子3〉图9是在广角端状态下，根据本实施例的例子3的变焦透镜系统的透镜结构的剖视图。根据例子3的变焦透镜系统按照从物体起的顺序包括，具有负折射能力的第一透镜组Gl,具有正折射能力的第二透镜组G2，具有负折射能力的第三透镜组G3，以及具有正折射能力的第四透镜组G4。第一透镜组Gl按照从物体起的顺序包括，具有面向物体的凸面的负弯月透镜Lll，双凹负透镜L12，以及具有面向物体的凸面的正弯月透镜L13。负弯月透镜L11是非球面透镜，其中，非球面形成在设置于图像侧玻璃透镜表面上的树脂层上。第二透镜组G2按照从物体起的顺序包括，由具有面向物体的凸面的负弯月透镜L21和双凸正透镜L22胶合构成的胶合透镜，以及双凸正透镜L23。第三透镜组G3包括，按照从物体起的顺序由具有面向物体的凹面的正弯月透镜L31和双凹负透镜L32胶合构成的胶合透镜。第四透镜组G4按照从物体起的顺序包括，双凸正透镜L41，以及由双凸正透镜L42和具有面向物体的凹面的负弯月透镜L43胶合构成的胶合透镜。在根据例子3的变焦透镜系统中，在从广角端状态变焦到远摄端状态时，首先将第一透镜组G1移向图像侧，然后移向物体侧，第二透镜组G2、第三透镜组G3以及第四透镜组G4移向物体，使得第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的距离增加，而第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离减小。孔径光阑S设置在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间，并且在从广角端状态变焦到远摄端状态时，与第三透镜组G3—起移动。在根据例子3的变焦透镜系统中，通过沿着大致与光轴垂直的方向移动第三透镜组G3,校正由相机抖动引起的图像模糊。炫光止环FS设置在第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的第三透镜组G3的附近，并且在机体中与第三透镜组G3—起移动。在根据例子3的变焦透镜系统中，第一透镜组Gl按照从物体起的顺序，包括具有负折射能力的前组Gla，以及具有负折射能力的后组Glb。通过沿光轴移动后组Glb，进行从无穷远到近物对焦物体。在根据例子3的变焦透镜系统的广角端状态下，减振系数K为1.22，以及焦距为18.5(mm)，因此为了校正0.7度的旋转相机抖动，后组G3的移动量为0.19(mm)。在远摄端状态下，减振系数K为2.00，以及焦距为53.4(mm)，因此，为了校正0.4度的旋转相机抖动，后组G3的移动量为0.19(mm)。在表3中列出了与根据例子3的变焦透镜系统有关的各种值。表3[透镜数据]<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>2058.143521-17.968922-82.7471[非球面数据]表面编号3k=0.1212A4=9.88240E-06A6=-1.40330E-08A8=8.36820E-11A10=-1.94630E-13[规格]变焦比::2.8864W18.5FNO=3.6w=38.40Y=14.00TL=129.06Bf=38.06291[可变距离](对焦无穷远)wd313.00000d728.51763dl24.44504dl710.48896d22则38.06291(对焦近物)Wj3-0.03335.30001.56384060.69l細O1.85026032.35(d22)BfM34.54.522.3114.00124.3353.57249T53.45.914.7214.00136.0872.39329MT13,.0000013.000008.274321.2000096732213.934015.,260771.00000535724972.39329MT-0.0333-0.0333d0534.926401014.266801581.40760d311.1887312.0368812,38015d730.328%9.237441.81985d124.445049.6732213.93401d1710.488965.260771.00000d22则38.0629153.5724972.39329[透镜组数据]组i焦距Gl1-24.403G2826.776G314-33.946G41839.878[条件表达式的值](1):f2/fw=1.44(2):f3/fw=-1.83(3):(dlw-dlt)/Ymax=-0.49图10A、10B和10C是示出在广角端状态下，根据例子3的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图10A示出对焦在无穷远时的各种像差，图10B示出在相对于0.7度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图10C示出以成像放大倍率/3二0.033对焦近物时的各种像差。图IIA和IIB是示出在中等焦距状态下，根据例子3的变焦透镜系统的各种像差的图，其中，图11A示出对焦无穷远时的各种像差，而图11B示出以成像放大倍率/3--0.033对焦近物时的各种像差。图12A、12B和12C是示出在远摄端状态下，根据例子3的变焦透镜系统的各种像差的曲线图，其中，图12A示出对焦在无穷远时的各种像差，图12B示出在相对于0.4度的旋转相机抖动进行减振时的彗差，而图12C示出以成像放大倍率^=-0.033对焦近物时的各种像差。正如从各个图清楚地所见，由于在广角端状态、中等焦距状态，以及远摄端状态下对各种像差的极好校正结果，根据例子3的变焦透镜系统具有极好的光学性能。如上所述，每个例子使得能够提供具有高变焦比和高光学性能的变焦透镜系统，并且具有减振功能，适用于胶片相机、电子静态照相机、摄像机等。因此，在下文中，说明配备有根据本实施例的变焦透镜系统的照相机。图13是示出配备有根据本实施例的例子1的变焦透镜系统的照相机的示意图。如图13所示，照相机1是配备有作为取景透镜2的根据例子1的变焦透镜系统的单镜头反光数码相机。尽管说明了利用例子1的变焦透镜系统的情形，但通过其他例子，也能获得相同的结果。在照相机1中，通过取景透镜2会聚从物体(未示出)发出的光，并通过快速返回反射镜3聚焦在聚焦屏4上。聚焦在聚焦屏4上的物体图像通过五角屋脊棱镜5反射多次，并通向目镜6。因此，通过目镜6拍摄者能将物体图像观察为正像。当拍摄者按照压快门释放按照钮(未示出)时，快速返回反射镜3从光路移动，并且来自物体(未示出)的光到达成像装置7。因此，通过成像装置7收集来自被摄体的光，并作为物体图像存储在存储器(未示出)中。用这种方式，拍摄者能够用照相机l对物体进行拍照。作为取景透镜2附加在相机1上的根据本实施例的例子1的变焦透镜系统通过特定的透镜结构，使得实现减振功能、高变焦比和高光学性能成为可能。因此，照相机1使得实现减振功能、高变焦比和高光学性能成为可能。顺便提一下，在不降低光学性能的限度下，可以适当地适用下述描述°尽管将具有四个透镜组结构的变焦透镜系统示为本实施例的每一例子，但本实施例能应用于其他透镜组结构，诸如五个透镜组结构，以及六个透镜组结构。沿光轴移动透镜组的一部分，用于从无穷远到近物的对焦的对焦透镜组，可以用于自动对焦，并且适合由马达，例如超声波马达来驱动。可以沿着与光轴垂直的方向移动透镜组或透镜组的一部分作为减振透镜组，用于校正由相机抖动引起的图像模糊。更优选将第二透镜组或第三透镜组用作减振透镜组。此外，移动方向不一定垂直于光轴，并且有时可以倾斜，只要其具有类似的效果。此外，任何透镜表面可以是非球面。可以通过精磨工艺、通过模制将玻璃材料模制成非球面形状的玻璃模制工艺，或在玻璃表面上将树脂材料形成为非球面形状的复合型工艺，制作非球面。尽管孔径光阑优选设置在第三透镜组的附近，但是该功能可以由透镜框代替，而不设置作为孔径光阑的部件。在宽波长范围上具有高透射比的防反射涂层可以应用于每个透射表面来减少炫光或重影，因此，能获得具有高对比度的高光学性能。为更好理解本发明的目的，本实施例仅表示特定的例子。因此，不必说在更广义方面本发明不限于在此示出并描述的具体细节和代表性的装置，并且在不背离如由权利要求及其等同物限定的总发明构思的精神或范围的情况下，可以做出各种改进。权利要求1.一种变焦透镜系统，按照从物体侧起的顺序包括具有负折射能力的第一透镜组；具有正折射能力的第二透镜组；和具有负折射能力的第三透镜组；相邻透镜组之间的每个距离可变，用于从广角端状态变焦到远摄端状态，所述第一透镜组按照从物体侧起的顺序包括具有负折射能力的前组和具有负折射能力的后组，并且所述后组能够沿所述变焦透镜系统的光轴移动，用于对物体进行对焦。2.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中满足下述条件表达式1.20<f2/fw<2.50-2.15<f3/fw<-0.80其中f2表示所述第二透镜组的焦距，f3表示所述第三透镜组的焦距，而fw表示在广角端状态下所述变焦透镜系统的焦距。3.如权利要求l所述的变焦透镜系统，还包括具有正折射能力的第四透镜组，其中在从广角端状态变焦到远摄端状态时，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离增加，而所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的距离减小。4.如权利要求3所述的变焦透镜系统，其中所述第四透镜组包括至少一个胶合透镜。5.如权利要求3所述的变焦透镜系统，其中所述第四透镜组按照从图像侧起的顺序包括由和正透镜胶合的负透镜构成的胶合透镜；以及具有正折射能力的单个透镜。6.如权利要求l所述的变焦透镜系统，其中能够在大致与所述光轴垂直的方向上移动所述第三透镜组。7.如权利要求l所述的变焦透镜系统，其中能够在大致与所述光轴垂直的方向上移动所述第三透镜组的至少一部分。8.如权利要求l所述的变焦透镜系统，其中能够在大致与所述光轴垂直的方向上移动所述第二透镜组的至少一部分。9.如权利要求l所述的变焦透镜系统，还包括孔径光阑，其中所述孔径光阑能够与所述第三透镜组一起移动，用于从广角端变焦到远摄端状态。10.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中所述第三透镜组包括胶合透镜。11.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中所述第二透镜组包括至少一个胶合透镜。12.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中所述第一透镜组能够首先移向图像侧、然后移向物体侧，用于从广角端状态变焦到远摄端状态。13.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中满足下述条件表达式-0.60<(dlw-dlt)/Ymax<0.17其中dlw表示在广角端状态下所述变焦透镜系统的最物体侧透镜表面和像平面之间的距离，dlt表示在远摄端状态下所述变焦透镜系统的最物体侧透镜表面和像平面之间的距离，而Ymax表示最大图像高度。14.如权利要求1所述的变焦透镜系统，其中所述变焦透镜系统的最图像侧透镜表面是面对图像的凸面。15.—种光学设备，配备有如权利要求l所述的变焦透镜系统。16.—种用于使变焦透镜系统变焦的方法，包括如下步骤提供所述变焦透镜系统，所述变焦透镜系统按照从物体起的顺序包括具有负折射能力的第一透镜组、具有正折射能力的第二透镜组、和具有负折射能力的第三透镜组，所述第一透镜组按照从所述物体起的顺序包括具有负折射能力的前组和后组，在对所述物体进行对焦时，沿所述变焦透镜系统的光轴移动所述后组；以及在从广角端状态变焦到远摄端状态时，改变相邻透镜组之间的每个距离。17.如权利要求16所述的方法，还包括如下步骤在大致与光轴垂直的方向上移动所述第三透镜组。18.如权利要求16所述的方法，还包括如下步骤提供包括胶合透镜的所述第三透镜组。19.如权利要求16所述的方法，还包括如下步骤在从所述广角端状态变焦到所述远摄端状态时，将所述第一透镜组首先移向图像侧、然后移向物体侧。全文摘要提供具有极好光学性能的变焦透镜系统、光学设备和用于使该变焦透镜系统变焦的方法。该变焦透镜系统按照从物体起的顺序包括具有负折射能力的第一透镜组(G1)、具有正折射能力的第二透镜组(G2)和具有负折射能力的第三透镜组(G3)。在从广角端状态(W)变焦到远摄端状态(T)时，改变相邻透镜组之间的每个距离。第一透镜组G1按照从物体起的顺序包括具有负折射能力的前组(G1a)和后组(G1b)。通过沿光轴移动后组(G1b)执行对物体对焦。文档编号G02B15/177GK101334518SQ200810129550公开日2008年12月31日申请日期2008年6月30日优先权日2007年6月29日发明者伊藤智希,山本浩史,铃木刚司申请人:株式会社尼康