專利名稱：變焦鏡頭以及使用該變焦鏡頭的電子攝像裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及變焦鏡頭以及使用了該變焦鏡頭的電子攝像裝置。
背景技術：
近些年來，取代鹵化銀膠片相機，使用CCD和CMOS這樣的電子攝像元件來拍攝被攝體的數字相機成為了主流。進而，其從業務用高性能類型到緊湊型的普及類型這樣的廣泛范圍內具有多種類別。這種普及型的數字相機的用戶希望隨時隨地簡便地在各種場景中享受拍攝。因此，小型的商品、特別是易于放入衣服或包的口袋等中而便于攜帶的、厚度方向尺寸薄的類型的數字相機受到人們歡迎。
另一方面，緊湊型數字相機的倍率變更比一般為3倍左右，但現在要求比以往更高倍率變更比的相機。作為易于維持較高倍率變更比的變焦鏡頭，已知有如下類型的變焦鏡頭，該變焦鏡頭從物體側起具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和正光焦度的第4透鏡組。
而且相機尺寸中厚度方向的尺寸主要由鏡頭鏡筒的尺寸決定，所以為了達成相機的薄型化，有效的是使鏡頭鏡筒薄型化。
最近在相機使用狀態下使鏡頭鏡筒從相機主體內伸出、而攜帶時將其收納于相機主體內的所謂伸縮式鏡筒比較普遍。因此，要求實現考慮伸縮式的鏡頭鏡筒的薄型化的變焦鏡頭。例如日本特開2004-258240號公報、日本特開2004-199000號公報、日本特開2001-133687號公報和日本特開平11-119100號公報中，通過用負透鏡和正透鏡這2個透鏡來構成第2透鏡組，從而來采取減小第2透鏡組的厚度方向上的尺寸的措施。
但上述現有技術存在以下課題。
在日本特開2004-258240號公報的第4實施例中，將第2透鏡組的構成透鏡的數量設為2個從而產生像差的影響，為了降低像差而使得變焦鏡頭整體的透鏡個數變多。因此即使采用伸縮方式也不利于鏡筒的充分小型化。
而且第1透鏡組和第2透鏡組的透鏡數量之和為5個。這樣，如果為了確保廣角側的視場角，就無法減小第1透鏡組中離物體側最近的透鏡的直徑，不利于鏡筒在直徑方向上的小型化。并且即使采用伸縮方式也不利于其在光軸方向上的厚度的小型化。
在日本特開2004-199000號公報的第5實施例中，鏡頭的構成數量為7個，第6、第7實施例中的構成個數為8個，都比較少，但為了抑制第2透鏡組的像差的影響而抑制第2透鏡組的負光焦度，其結果將會使倍率變更比止步于3倍左右而不利于高倍率變更比化。
另外在日本特開2004-199000號公報所述的變焦鏡頭中，第1透鏡組和第2透鏡組的透鏡數量合計為3個，在日本特開平11-119100號公報和日本特開2001-133687號公報所述的變焦鏡頭中，第1透鏡組和第2透鏡組的透鏡數量合計為4個，但都難以抑制第1透鏡組和第2透鏡組的像差變動的影響，倍率變更比不能達到3倍。
發明內容
本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和正光焦度的第4透鏡組，其易于確保小型化和像差性能。
而且本發明的目的還在于提供一種具有上述變焦鏡頭的易于實現小型化的電子攝像裝置。
在本發明的第一方面中，本發明的變焦鏡頭從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和具有光焦度的第4透鏡組，在從廣角端變更倍率到望遠端的時候，上述第1透鏡組與上述第2透鏡組的間隔、上述第2透鏡組與上述第3透鏡組的間隔、上述第3透鏡組與上述第4透鏡組的間隔發生變化，上述第2透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡，且滿足以下條件 1.88＜nd2p＜2.20(1A) 13.0＜vd2p＜30.0(2A) 其中，nd2p是第2透鏡組中的正透鏡對于d線的折射率、vd2p是第2透鏡組中的正透鏡的阿貝(Abbe)數。
在本發明的第二方面中，本發明的變焦鏡頭從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和具有光焦度的第4透鏡組，在從廣角端變更倍率到望遠端的時候，上述第1透鏡組與上述第2透鏡組的間隔、上述第2透鏡組與上述第3透鏡組的間隔、上述第3透鏡組與上述第4透鏡組的間隔發生變化，上述第1透鏡組包括正透鏡和負透鏡這2個透鏡，上述第1透鏡組中的透鏡總數為2個，上述第2透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡，上述第2透鏡組中的透鏡總數為2個，且滿足以下條件 1.78＜nd2n＜2.10(1B) 35.0＜vd2n＜50.0(2B) 其中，nd2n是第2透鏡組中的負透鏡對于d線的折射率、vd2n是第2透鏡組中的負透鏡的阿貝數。
在第一方面中，通過對具有負光焦度的第2透鏡組采取措施，從而能提供一種第2透鏡組的透鏡個數少且緊湊的、易于維持光學性能的變焦鏡頭。
在第二方面中，通過對具有正光焦度的第1透鏡組和具有負光焦度的第2透鏡組采取措施，從而能提供一種第1透鏡組和第2透鏡組的透鏡個數少且緊湊的、易于維持光學性能的變焦鏡頭。
另外通過使用這些變焦鏡頭，可以提供易于小型化的電子攝像裝置。
根據下面的實施方式的具體說明、附圖及權利要求，本發明的其他特征及優點將得到具體體現。
根據下面的具體說明和附圖，將對本發明有進一步的完整的理解。下面的具體說明和附圖僅僅是例示而已，本發明并不限于此。
圖1A到圖1C是本發明的變焦鏡頭的實施例1的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖1A是廣角端的鏡頭截面圖，圖1B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖1C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖2A到圖2C是本發明的變焦鏡頭的實施例2的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖2A是廣角端的鏡頭截面圖，圖2B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖2C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖3A到圖3C是本發明的變焦鏡頭的實施例3的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖3A是廣角端的鏡頭截面圖，圖3B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖3C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖4A到圖4C是本發明的變焦鏡頭的實施例4的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖4A是廣角端的鏡頭截面圖，圖4B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖4C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖5A到圖5C是本發明的變焦鏡頭的實施例5的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖5A是廣角端的鏡頭截面圖，圖5B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖5C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖6A到圖6C是本發明的變焦鏡頭的實施例6的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖6A是廣角端的鏡頭截面圖，圖6B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖6C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖7A到圖7C是本發明的變焦鏡頭的實施例7的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖7A是廣角端的鏡頭截面圖，圖7B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖7C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖8A到圖8C是本發明的變焦鏡頭的實施例8的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖8A是廣角端的鏡頭截面圖，圖8B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖8C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖9A到圖9C是本發明的變焦鏡頭的實施例9的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖，圖9A是廣角端的鏡頭截面圖，圖9B是中間狀態的鏡頭截面圖，圖9C是望遠端的鏡頭截面圖。
圖10A到圖10C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例1的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖10A是廣角端的狀態圖，圖10B是中間狀態的狀態圖，圖10C是望遠端的狀態圖。
圖11A到圖11C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例2的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖11A是廣角端的狀態圖，圖11B是中間狀態的狀態圖，圖11C是望遠端的狀態圖。
圖12A到圖12C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例3的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖12A是廣角端的狀態圖，圖12B是中間狀態的狀態圖，圖12C是望遠端的狀態圖。
圖13A到圖13C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例4的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖13A是廣角端的狀態圖，圖13B是中間狀態的狀態圖，圖13C是望遠端的狀態圖。
圖14A到圖14C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例5的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖14A是廣角端的狀態圖，圖14B是中間狀態的狀態圖，圖14C是望遠端的狀態圖。
圖15A到圖15C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例6的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖15A是廣角端的狀態圖，圖15B是中間狀態的狀態圖，圖15C是望遠端的狀態圖。
圖16A到圖16C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例7的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖16A是廣角端的狀態圖，圖16B是中間狀態的狀態圖，圖16C是望遠端的狀態圖。
圖17A到圖17C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例8的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖17A是廣角端的狀態圖，圖17B是中間狀態的狀態圖，圖17C是望遠端的狀態圖。
圖18A到圖18C是表示本發明的變焦鏡頭的實施例9的無限遠物點對焦時的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)、倍率色像差(CC)的像差圖，圖18A是廣角端的狀態圖，圖18B是中間狀態的狀態圖，圖18C是望遠端的狀態圖。
圖19是表示本發明的數字相機的實施例的外觀的前方立體圖。
圖20是圖19的數字相機的背面圖。
圖21是圖19的數字相機的示意性截面圖。
具體實施例方式 本發明的第一方面的變焦鏡頭中，該變焦鏡頭從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和正光焦度的第4透鏡組，在從廣角端變更倍率到望遠端的時候，第1透鏡組與第2透鏡組的間隔、第2透鏡組與第3透鏡組的間隔、第3透鏡組與第4透鏡組的間隔發生變化，第2透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡，且滿足以下條件(1A)、(2A)1.88＜nd2p＜2.20(1A)、13.0＜vd2p＜30.0(2A)。其中，nd2p是第2透鏡組中的正透鏡對于d線的折射率、vd2p是第2透鏡組中的正透鏡的阿貝數。
如上所述，如果采用這種從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和正光焦度的第4透鏡組，通過改變各組的間隔來進行變更倍率的結構，則可以高效地使各透鏡組分擔變更倍率功能的責任。這可以將變更倍率時的像差變動抑制得較小，防止各透鏡組的移動量變大，會有利于變焦鏡頭的緊湊化。
而且通過從物體側起按順序用負透鏡和正透鏡這2個來構成第2透鏡組，從而會減小透鏡組在厚度方向上的大小，還可以減小外徑方向上的尺寸。由于第2透鏡組中軸外光線的入射高度(從光軸上起的高度)容易變高，所以若欲確保透鏡的邊緣厚度為必要的厚度，就會產生軸上厚度易于變厚的傾向。
而且，如果第2透鏡組的透鏡個數變多則通過第2透鏡組的軸外光線高度會變得更高，用于確保邊緣厚度的軸上厚度需要更大厚度。當然對應于第2透鏡組的透鏡個數的增加量，軸上厚度也會變厚相應厚度。
根據這種觀點，通過用2個這樣的較少的透鏡來構成第2透鏡組，從而會減小該透鏡組在徑向上的大小和光軸上的厚度，有利于伸縮狀態時的鏡頭鏡筒的緊湊化。
而且為了即使在用2個透鏡構成第2透鏡組的情況下也可以充分進行像差校正，使第2透鏡組的正透鏡滿足條件(1A)、(2A)。這是關于第2透鏡組中的正透鏡對于d線的折射率和阿貝數的條件。
由于第2透鏡組為變更倍率負擔容易變大的透鏡組，所以大多具有大的負放大率。因此，為了通過1個正透鏡來校正在第2透鏡組的負透鏡中產生的像差，采用適當設定該透鏡的折射率、色散(dispersion)的方法是有效的。
條件(1A)是關于像面彎曲和彗形像差的校正與成本的條件。通過使nd2p不高于條件(1A)的上限，從而易于抑制所使用的材料的成本和制造成本。如果nd2p高于條件(1A)的上限則所使用的材料會很貴，成為難以加工的材料。
通過使nd2p不低于條件(1A)的下限，從而即使透鏡面的曲率變小也易于確保光焦度。
其結果可以抑制廣角端的像面彎曲、還能降低正透鏡自身的彗形像差等，易于抑制廣角端和望遠端的彗形像差等的產生和變更倍率時的像差變動。
條件(2A)是關于色像差校正、特別是軸外的倍率色像差校正的條件。為了將由第2透鏡組的負透鏡所產生的色像差在該透鏡組內良好地進行校正，優選使正透鏡具有適度的色散。
通過使vd2p不高于條件式(2)的上限值，從而可以確保正透鏡的色散，與在第2透鏡組的負透鏡中產生的色像差抵消，有利于降低所拍攝的圖像顏色的散亂。
通過使vd2p不低于條件(2)的下限值，從而可以抑制短波長區域內的色散過大，有利于減少2級光譜(secondary spectrum)中的顏色的散亂。
關于各條件，更優選為如下條件。
1.90＜nd2p＜2.16(1A’) 15.0＜vd2p＜25.0(2A’) 進一步優選為如下條件。
1.92＜nd2p＜2.11(1A”) 17.0＜vd2p＜21.0(2A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
而且，組合了關于相同參數的多個條件的上限值和下限值新條件的設定屬于本申請的公開事項。即，例如組合條件(1A)的下限值和條件(1A’)的下限值來新設定“1.88＜nd2p＜2.16”這樣的條件屬于本申請范圍內。不僅對于所舉例的關于nd2p的條件是這樣，對于關于其他參數的條件也相同。
為了既實現緊湊化又獲得高效且良好的光學性能，更為優選除了上述措施外，還采取其他各種措施。下面詳細說明。
為了更有效地校正第2透鏡組內的像差，優選使第2透鏡組的正透鏡在物體側為凸的彎月形狀，抑制軸外光束的入射角。此時，優選第2透鏡組的正透鏡的形狀滿足下列條件(3A)。
-5.0＜SF2p＜-1.0(3A)， 其中SF2p由SF2p＝(R2pf+R2pr)/(R2pf-R2pr)來定義，R2pf是上述第2透鏡組中的上述正透鏡的物體側面的近軸曲率半徑，R2pr是上述第2透鏡組中的上述正透鏡的像側面的近軸曲率半徑。
不使SF2p高于條件(3A)的上限，確保該透鏡的物體側面的曲率，從而有利于廣角端的像散和望遠端的球面像差校正。
不使SF2p低于條件(3A)的下限，抑制透鏡面的曲率變得過大，從而易于抑制軸外的高次像差的產生。具體而言，有利于軸外的像面彎曲和倍率色像差的降低。
更優選為如下條件。
-3.8＜SF2p＜-1.4(3A’) 進一步優選滿足如下條件。
-2.6＜SF2p＜-1.8(3A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
優選第2透鏡組的放大率滿足下列條件(4A)。
0.12＜|f2/ft|＜0.60(4A)， 其中，f2是上述第2透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
通過使|f2/ft|不高于條件(4A)的上限，從而可以確保第2透鏡組的放大率，易于獲得對應于第1、第2透鏡組的間隔變化量的倍率變更比，有利于鏡頭鏡筒的緊湊化。
而且優選通過使|f2/ft|不低于條件(4A)的下限，從而抑制第2透鏡組的放大率來抑制像差。
更優選為如下條件。
0.18＜|f2/ft|＜0.49(4A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.24＜|f2/ft|＜0.38(4A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
優選第2透鏡組的負透鏡滿足下列條件(5A)和(6A)。
1.76＜nd2n＜2.00(5A) 35.0＜vd2n＜50.0(6A) 其中，nd2n是上述第2透鏡組中的上述負透鏡對于d線的折射率，vd2n是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的阿貝數。
條件(5A)是關于成本與像差校正功能的平衡的條件。
通過使nd2n不高于條件(5A)的上限，從而易于抑制所用材料的成本、制造成本。如果nd2n高于條件(5A)的上限，則所用材料變得昂貴成為難以加工的材料。
通過使nd2n不低于條件(5A)的下限，從而即使減小了透鏡面的曲率也易于確保負的光焦度。
其結果可以抑制廣角端的桶型的失真像差變得過大、還能降低負透鏡自身的彗形像差等，易于抑制廣角端和望遠端的彗形像差等的產生和變更倍率時的像差變動。
條件(6A)是關于色像差校正、特別是軸外的倍率色像差校正的條件。
優選使vd2n不高于條件(6A)的上限，確保所用材料的折射率以易于進行像差校正。如果vd2n高于條件(6A)的上限，則雖然在色像差校正上有利，但利用現有的透鏡材料折射率容易變小。
優選使vd2n不低于條件(6A)的下限，減小顏色色散，易于抑制色像差。
更優選為如下條件。
1.78＜nd2n＜1.95(5A’) 39.0＜vd2n＜45.0(6A’) 進一步優選滿足如下條件。
1.80＜nd2n＜1.90(5A”) 40.0＜vd2n＜43.0(6A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
在上述變焦鏡頭中，在僅用負透鏡、正透鏡這2個透鏡構成第2透鏡組時，第2透鏡組的負透鏡負擔較大的負放大率的功能。為了在整個變更倍率區域內確保高的光學性能，優選盡量將該負透鏡中產生的像差抑制得較小。
為此，優選該透鏡作為雙凹透鏡而具有大的放大率。而且優選成為滿足下列條件(7A)的形狀。
0.35＜SF2n＜1.00(7A)， 其中SF2n由SF2n＝(R2nf+R2nr)/(R2nf-R2nr)來定義，R2nf是第2透鏡組中的上述負透鏡的物體側面的近軸曲率半徑，R2nr是第2透鏡組中的上述負透鏡的像側面的近軸曲率半徑。
通過使SF2n不高于條件(7A)的上限，抑制負透鏡的像側面的曲率，從而易于抑制廣角端處的像面彎曲的產生。而且易于抑制第2透鏡組的軸上厚度。并且易于抑制第2透鏡組的軸上厚度和確保畫質。
通過使SF2n不低于條件(7A)的下限，抑制負透鏡的物體側面的負的曲率，從而易于抑制廣角端處的軸外各像差。
更優選滿足如下條件。
0.45＜SF2n＜0.85(7A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.55＜SF2n＜0.70(7A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
并且為了抑制像差的產生而獲得良好的光學性能，優選在第2透鏡組的負透鏡的至少1個透鏡面上配置非球面。而且還可以將該負透鏡的物體側面與像側面兩面設為非球面。
在這些情況下，更優選滿足以下條件(8A)。
0.030＜(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw＜0.320(8A)， 其中，ASP2nf是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的物體側的透鏡面上的非球面偏移量(aspherical displacement)，ASP2nr是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的像側的透鏡面上的非球面偏移量，fw是廣角端處的上述變焦鏡頭的焦距。
非球面偏移量是在廣角端時在射入到該透鏡面的光線的最大入射高度的位置上，沿平行于光軸的方向測量到的從基準球面到該透鏡面的距離，將朝向像側進行測量的情況作為正符號。此處，基準球面是具有與該透鏡面的近軸曲率半徑相同的曲率半徑、在頂點(vertex)與該透鏡面接觸的球面。在透鏡面為球面或者平面時的非球面偏移量為0。
通過使(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw不高于條件(8A)的上限，使非球面偏移量的絕對值之和不過大，從而易于抑制由于制造誤差而在非球面透鏡的面之間產生偏心時的光學性能的惡化。
優選通過使(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw不低于條件(8A)的下限，確保非球面偏移量的絕對值之和，確保非球面導致的像差校正的作用。
更優選滿足如下條件。
0.040＜(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw＜0.250(8A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.050＜(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw＜0.180(8A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
而且第2透鏡組中的負透鏡的非球面優選為越遠離光軸則光焦度越大的非球面。此處，所謂光焦度變大意味著負的光焦度變小、或者正的光焦度變大。由此易于抑制廣角端處的失真像差和彗形像差。
進而優選使第2透鏡組中的負透鏡為雙凹透鏡，該雙凹透鏡的物體側面、像側面都為越遠離光軸則光焦度越大的非球面。
這既有利于實現第2透鏡組的軸上或者周邊部分的厚度的小型化又有利于實現第2透鏡組中的各像差的降低。
而且優選由2個以下的透鏡來構成第1透鏡組。
由于第1透鏡組也與第2透鏡組同樣地位于距離軸外光線的光軸上的高度較高的位置上，所以如果想確保透鏡的邊緣厚度為必要的厚度，則軸上厚度容易變厚。而且若透鏡數量變多則軸外光線光度會越發變高，用于確保邊緣厚度的軸上厚度需要為更大的厚度。對應于透鏡個數的增加量，軸上厚度也變厚相應的厚度。
因此，隨著透鏡個數的增多，第1透鏡組的徑向尺寸和軸上厚度會變得過大。根據這種觀點，優選通過用2個以下的透鏡來構成第1透鏡組以實現緊湊化。
而且通過從物體側起按照順序用負透鏡和正透鏡這2個透鏡來構成第1透鏡組，從而有利于降低色像差等，同時實現鏡頭鏡筒的緊湊化。
并且通過按順序配置負透鏡和正透鏡，從而既可以具有色像差校正功能，又易于抑制變更倍率引起的各像差的變動。
也可以使第1透鏡組的負透鏡和正透鏡彼此接合。如果為接合透鏡，則可以通過高倍率變更比化，有效地對望遠端的焦距變長時容易成為問題的軸上色像差進行校正。還能抑制組裝誤差導致的起因于透鏡相對偏心的光學性能的惡化，對成品率的提高和成本降低做出貢獻。
第1透鏡組的負透鏡和正透鏡也可以是沒有接合的彼此獨立的單透鏡。這樣，第1透鏡組的折射面有4個面，提高了設計的自由度，所以能更有效地校正廣角端的失真像差和望遠端的彗形像差。
而且，上述第1透鏡組的負透鏡和正透鏡的間隔優選滿足下列條件(9A)。
0.0≤L1np/L1＜0.2(9A)， 其中，L1np是第1透鏡組的上述負透鏡與上述正透鏡的軸上間隔，L1是上述第1透鏡組的軸上總厚度。
通過使L1np/L1不高于條件(9A)的上限，從而可以抑制通過最靠近物體側的透鏡的軸外光線高度，減小該透鏡的有效直徑，甚至有利于變焦鏡頭整體在徑向上的緊湊化。而且現實中L1np/L1不可能低于條件(9A)的下限。
更優選滿足如下條件。
0.0≤L1np/L1＜0.15(9A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.0≤L1np/L1＜0.10(9A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
為了實現鏡頭鏡筒的薄型化，優選用3個以下的透鏡構成第3透鏡組。
在希望使變焦鏡頭小型化時，優選從物體側起按順序由正透鏡、負透鏡這2個透鏡來構成第3透鏡組。
通過由用于校正第3透鏡組中產生的色像差等各像差的最小透鏡個數來構成，可以實現鏡頭鏡筒的薄型化。而且通過這樣配置透鏡，從而可以使前側主點位于靠近物體的位置上，易于確保倍率變更比和將透鏡組的移動量抑制得較小，這點也有利于緊湊化。
在希望確保更高的光學性能的情況下，也可以從物體側起按順序由正透鏡、正透鏡和負透鏡這3個透鏡來構成第3透鏡組。
通過采用這樣的透鏡配置的結構，可以主要由2個正透鏡來分擔第3透鏡組的正放大率，有利于球面像差和彗形像差的校正。
而且優選第3透鏡組的負透鏡與相鄰的物體側的正透鏡接合。通過接合正透鏡與負透鏡，從而能更有效地進行軸上色像差的校正。而且由于可以防止組裝工序中的透鏡彼此的相對偏心導致的光學性能的惡化，從而實現成品率的提高和成本降低。
在第3透鏡組內配置1面以上的非球面對校正球面像差和彗形像差具有效果。更優選第3透鏡組的最靠近物體側的正透鏡為雙面非球面。
如果在多個透鏡中配置非球面則透鏡的相對偏心導致的光學性能惡化容易變大，但通過這樣使1個透鏡的兩個側面為非球面，則能將透鏡相對偏心導致的光學性能惡化抑制得較小，而且可以更好地校正球面像差和彗形像差。
特別在用透鏡構成第3透鏡組的情況下，通過設置非球面可提高設計的自由度，這在既實現小型化又確保光學性能兩方面是優選的。
并且根據緊湊化和光學性能的平衡的觀點，優選第1透鏡組滿足下列條件(10A)。
0.50＜f1/ft＜2.00(10A)， 其中f1是上述第1透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
通過使f1/ft不高于條件(10A)的上限，確保第1透鏡組的放大率，從而易于抑制變焦鏡頭的全長，有利于鏡頭鏡筒的小型化。
通過使f1/ft不低于條件(10A)的下限，從而可抑制第1透鏡組的放大率，可以抑制望遠端的球面像差和彗形像差的產生，易于確保良好的光學性能。
更優選滿足如下條件。
0.75＜f1/ft＜1.80(10A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.95＜f1/ft＜1.60(10A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
優選第3透鏡組的放大率滿足下列條件(11A)。
0.16＜f3/ft＜0.80(11A)， 其中f3是上述第3透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
使f3/ft不高于條件(11A)的上限，確保第3透鏡組的放大率，確保第3透鏡組中的變更倍率負擔，這些從小型化觀點來看是優選的。
優選使f3/ft不低于條件(11A)的下限，適度抑制第3透鏡組的放大率，抑制第3透鏡組中產生的像差。
更優選滿足如下條件。
0.23＜f3/ft＜0.60(11A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.30＜f3/ft＜0.40(11A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
關于第4透鏡組的放大率，根據確保遠心性和校正像面彎曲的觀點，優選滿足下列條件(12A)。
0.24＜f4/ft＜0.80(12A)， 其中f4是上述第4透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭全系統的焦距。
通過使f4/ft不高于條件(12A)的上限，確保第4透鏡組的放大率，從而可以確保像側的遠心性，而且抑制像面彎曲的校正過度。
通過使f4/ft不低于條件(12A)的下限，適當抑制第4透鏡組的放大率，從而可以抑制像面彎曲的校正不足。
更優選滿足如下條件。
0.36＜f4/ft＜0.70(12A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.48＜f4/ft＜0.62(12A”) 第4透鏡組也可以由塑料材料形成。第4透鏡組的主要作用為將射出瞳位置配置在適當的位置上來高效地將光線射入CCD圖像傳感器(CCD image sensor)或CMOS類型圖像傳感器(CMOS type imagesensor)等電子攝像元件中。為了發揮這種作用，無需很大的放大率，只要將放大率設定在上述條件(12A)的范圍內，就可以使用塑料那樣的低折射率的材料。
通過在第4透鏡組中使用塑料透鏡可以把成本抑制得較低，可以提供更廉價的變焦鏡頭。
而且為了在維持性能的狀態下實現高倍率變更比化，更有效的做法是使各透鏡組高效地承擔變更倍率功能，而且在整個變更倍率區域內良好地校正像差。
為此，優選在從廣角端變更倍率到望遠端時，以使第1透鏡組與第2透鏡組之間的間隔變大、第2透鏡組與第3透鏡組之間的間隔變小、第3透鏡組與第4透鏡組之間的間隔變大的方式來移動第1透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組和第4透鏡組。除此之外，進一步優選變焦鏡頭具有亮度光圈，該亮度光圈是在變更倍率時與第3透鏡組一起沿光軸方向移動的亮度光圈、即在第3透鏡組為了變焦而移動時亮度光圈也移動，第3透鏡組停止時亮度光圈也停止。
通過這樣使各透鏡組移動，從而可以對各透鏡組有效地施加變更倍率作用，即使在高倍率變更比化的情況下也有利于實現高性能。
而且通過使亮度光圈與第3透鏡組一起移動，不僅可以對倍率色像差和失真像差進行有效的校正，在性能方面具有效果，而且還可以適當地控制入射瞳位置和射出瞳位置。
即，可以獲取廣角端的軸外光束的光線高度和望遠端的軸外光束的光線高度的平衡，能夠使第1透鏡組的外徑和第4透鏡組的外徑具有良好的平衡且緊湊地構成。特別是廣角端的第1透鏡組的外徑的減小對于透鏡在厚度方向上的大小的緊湊化也是有效果的。并且還可以控制成減小變更倍率時的射出瞳位置的變動，因此，可以將入射到攝像元件(例如CCD圖像傳感器或CMOS類型圖像傳感器等)中的光線的入射角度保持在適當的范圍內，可以防止在像面的角落部產生亮度的陰影，所以適用于電子攝像裝置。
進而，為了縮短變焦鏡頭的全長、使像差平衡等良好，優選在從廣角端變更倍率到望遠端時使第1透鏡組移動到與在廣角端時相比在望遠端時更靠近物體側。此時，既可以使第1透鏡組僅向物體側移動，也可以使第1透鏡組沿著凸的軌跡向像側移動。
也可以使第2透鏡組僅向像側移動，還可以沿著凸的軌跡向像側移動。
可以使第3透鏡組僅向物體側移動。
可以使第4透鏡組僅向像側移動，也可以僅向像側移動。或者也可以沿著凸的軌跡向物體側、或向像側移動。
亮度光圈和快門單元配置在第2透鏡組和第3透鏡組之間，在變更倍率時與第3透鏡組一體地移動、即與第3透鏡組的位置關系不發生變化地移動。
可以使入射瞳位于從物體側觀察較近的位置上(較淺的位置)，易于使射出瞳遠離像面。而且由于第2透鏡組和第3透鏡組之間是軸外光線的高度較低的部位，所以只要快門單元不是大型的即可，減小使亮度光圈和快門單元移動時的無感區(dead space)即可。
而且上述變焦鏡頭中，優選構成變焦鏡頭的透鏡組的總數為4個、即構成為4組變焦鏡頭。
將透鏡組的數量抑制在4個有利于伸縮時的緊湊化。
而且優選上述變焦鏡頭滿足下列條件(13A)。
3.8＜ft/fw＜10.0(13A)， 其中fw是廣角端的變焦鏡頭的焦距，ft是望遠端的變焦鏡頭的焦距。
通過使ft/fw不高于條件(13A)的上限，從而易于抑制透鏡組的移動量，容易抑制全長。
通過使ft/fw不低于條件(13A)的下限，既可以發揮上面所說明的變焦鏡頭尺寸和成本方面的優勢，又能確保足夠的倍率變更比，能進行使視場角改變后的攝影。
更優選滿足如下條件。
4.3＜ft/fw＜7.0(13A’) 進一步優選滿足如下條件。
4.7＜ft/fw＜5.0(13A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
接著，本發明的第二方面的變焦鏡頭中，該變焦鏡頭從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和具有光焦度的第4透鏡組，在從廣角端變更倍率到望遠端的時候，上述第1透鏡組與上述第2透鏡組的間隔、上述第2透鏡組與上述第3透鏡組的間隔、上述第3透鏡組與上述第4透鏡組的間隔發生變化，上述第1透鏡組包括正透鏡和負透鏡這2個透鏡，上述第1透鏡組中的透鏡總數為2個，上述第2透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡，上述第2透鏡組中的透鏡總數為2個，且滿足以下條件 1.78＜nd2n＜2.10(1B) 35.0＜vd2n＜50.0(2B) 其中，nd2n是第2透鏡組中的負透鏡對于d線的折射率、vd2n是第2透鏡組中的負透鏡的阿貝數。
如上所述，如果采用這種從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和正光焦度的第4透鏡組，通過改變各組的間隔來進行倍率變更的結構，則可以高效地使各透鏡組分擔倍率變更功能的負擔。這將有利于把倍率變更時的像差變動抑制得較小，防止各透鏡組的移動量變得過大，進行變焦鏡頭的緊湊化。
而且由正透鏡和負透鏡這2個透鏡構成了第1透鏡組，從物體側起按順序由負透鏡、正透鏡這2個透鏡構成了第2透鏡組。由此，可以減小透鏡組在厚度方向上的尺寸，而且還能減小外徑方向上的尺寸。
由于第1透鏡組、第2透鏡組中軸外光線的入射高度(從光軸上起的高度)容易變高，所以若欲確保透鏡的邊緣厚度為必要的厚度，則會產生軸上厚度易于變厚的傾向。而且，如果第1透鏡組、第2透鏡組的透鏡個數變多，則通過這些透鏡組的軸外光線高度會越發變高，用于確保邊緣厚度的軸上厚度需要具有更大厚度。當然對應于第1透鏡組、第2透鏡組的透鏡個數的增加量，軸上厚度也會相應變大。
根據這種觀點，通過用2個這樣較少的透鏡來構成第1透鏡組、第2透鏡組，從而有利于減小這些透鏡組在徑向上的大小和光軸上的厚度，有利于伸縮狀態時的鏡頭鏡筒的緊湊化。
而且如果由1個正透鏡和1個負透鏡來構成第1透鏡組，則有利于用較少的透鏡數量來校正色像差。其結果，即使增大第1透鏡組和第2透鏡組的間隔變化來確保倍率變更比，也易于抑制色像差的惡化。
而且以往從物體側起按順序由負透鏡、正透鏡這2個透鏡構成透鏡組的厚度方向特別大的第2透鏡組。由于第2透鏡組為倍率變更功能的負擔容易變大的透鏡組，所以大多具有較大的負放大率。
如果僅由負透鏡、正透鏡這2個透鏡構成第2透鏡組，則第2透鏡組的負透鏡為1個，承擔較大的負放大率的功能。另一方面，為了在整個倍率變更區域內確保高光學性能，有效的做法是盡量把在該透鏡組內的像差的產生抑制得較少。為此，為了將該負透鏡中產生的像差抑制得較小，需要第2透鏡組的負透鏡滿足條件(1B)、(2B)。這些條件規定了第2透鏡組的負透鏡對于d線的折射率和阿貝數。
條件(1B)是關于成本和像差校正功能的平衡的條件。通過使nd2n不高于條件(1B)的上限，從而易于抑制所使用的材料的成本和制造成本。如果nd2n高于條件(1B)的上限，則所使用的材料會很貴，成為難以加工的材料。
通過使nd2n不低于條件(1B)的下限，從而即使透鏡面的曲率變小也易于確保負的光焦度。其結果可以抑制廣角端的桶形的失真像差變得過大、還能降低負透鏡自身的彗形像差等。而且易于抑制廣角端和望遠端的彗形像差等的產生和倍率變更時的像差變動。
條件(2B)是關于色像差校正、特別是軸外的倍率色像差校正的條件。優選通過使vd2n不高于條件(2B)的上限，從而確保所使用的材料的折射率，易于進行像差校正。
如果高于了條件式(2)的上限，雖然在色像差校正上是有利的，但利用現有的透鏡材料容易使折射率減小。
優選使vd2n不低于條件(2B)的下限，從而可以減少顏色色散，易于抑制色像差。
更優選滿足如下條件。
1.79＜nd2n＜2.00(1B’) 37.0＜vd2n＜45.0(2B’) 進一步優選滿足如下條件。
1.80＜nd2n＜1.95(1B”) 40.0＜vd2n＜47.0(2B”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。而且這些條件式也可以僅確定進一步限定的條件式的上限值，或僅確定下限值。以下所說明的各數值條件式也相同。
在上述變焦鏡頭中分別在第1透鏡組、第2透鏡組中配置負透鏡，從而易于抑制廣角端的第1、第2透鏡組的合成系統中的球面像差等的產生。而且即使在第2透鏡組離開第1透鏡組的狀態下也能抑制第1透鏡組中的球面像差，所以易于確保第1透鏡組、第2透鏡組各自的放大率。并且由于即使增大了第1透鏡組、第2透鏡組之間的間隔變化也易于抑制球面像差的變動，所以有利于高倍率變更比化。
優選第1透鏡組的負透鏡的焦距與第2透鏡組的負透鏡的焦距滿足下列條件(A)、(B)、(C)。
0.6＜|f1n/ft＜5.0(A) 0.08＜|f2n|/ft＜0.35(B) 5.0＜|f1n|/|f2n|＜25.0(C) 其中，f1n是第1透鏡組中的負透鏡的焦距，f2n是第2透鏡組中的負透鏡的焦距，ft是望遠端的變焦鏡頭的焦距。
這些條件(A)、(B)、(C)是對于第1透鏡組中的負透鏡和第2透鏡組中的負透鏡的放大率，用于在取適度的平衡的同時確保負放大率下的像差校正的效果的條件。
通過使|f1n|/ft不高于條件(A)的上限，從而有利于校正第1透鏡組中的倍率色像差和球面像差。
通過使|f1n|/ft不低于條件(A)的下限，從而易于確保第1透鏡組的放大率，易于確保第2透鏡組中的倍率變更功能。
通過使|f2n|/ft不高于條件(B)的上限，從而易于確保第2透鏡組的負放大率，有利于小型化、高倍率變更比化。
通過使|f2n|/ft不低于條件(B)的下限，易于抑制第2透鏡組中的各像差的產生。
通過使|f1n|/|f2n|不高于條件(C)的上限，從而易于抑制倍率變更時的色像差和球面像差的變動。
通過使|f1n|/|f2n|不低于條件(C)的下限，從而易于減小相對于倍率變更量的可變間隔的變化量。
當同時滿足這些條件(A)、(B)、(C)時，有利于進行像差校正、小型化、高倍率變更比化。
更優選各個條件式為如下的條件。
0.8＜|f1n|/ft＜4.0(A’) 0.10＜|f2n|ft＜0.30(B’) 6.0＜|f1n|/|f2n|＜21.0(C’) 進一步優選滿足如下條件。
1.0＜|f1n|/ft＜3.0(A”) 0.12＜|f2n|/ft＜0.25(B”) 7.0＜|f1n|/|f2n|＜18.0(C”) 由此可以進一步獲得上述效果。
而且優選第1透鏡組的2個透鏡滿足下列條件。
1.4＜|f1n|/f1p＜4.5(D) 其中f1p是第1透鏡組中的正透鏡的焦距，f1n是第1透鏡組中的負透鏡的焦距。
通過使|f1n|/f1p不高于條件(D)的上限來確保負透鏡的放大率，從而有利于校正在正透鏡中產生的色像差等。
通過使|f1n|/f1p不低于條件(D)的下限，從而可以抑制負透鏡的放大率變得過強，易于確保由2個透鏡構成的第1透鏡組的正放大率。而且易于抑制兩個透鏡的相對偏心對像差的影響。
更優選各個條件式為如下的條件。
1.6＜|f1n|/f1p＜4.0(D’) 進一步優選滿足如下條件。
1.8＜|f1n|/f1p＜3.5(D”) 由此可以進一步獲得上述效果。
為了既實現緊湊化又獲得高效且良好的光學性能，除了上述措施之外，更為優選對其他方面也采取措施。下面詳細說明。
為了更有效地校正第2透鏡組內的像差，優選使第2透鏡組的正透鏡在物體側為凸的彎月形狀，抑制軸外光束的入射角。此時，優選第2透鏡組的正透鏡的形狀滿足下列條件(3A)。
-5.0＜SF2p＜-1.0(3A)， 其中SF2p由SF2p＝(R2pf+R2pr)/(R2pf-R2pr)來定義，R2pf是上述第2透鏡組中的上述正透鏡的物體側面的近軸曲率半徑，R2pr是上述第2透鏡組中的上述正透鏡的像側面的近軸曲率半徑。
不使SF2p高于條件(3A)的上限，確保該透鏡的物體側面的曲率，從而有利于廣角端的像散和望遠端的球面像差校正。
不使SF2p低于條件(3A)的下限，抑制透鏡面的曲率變得過大，從而易于抑制軸外的高次像差的產生。具體而言，有利于軸外的像面彎曲和倍率色像差的降低。
更優選滿足如下條件。
-3.8＜SF2p＜-1.4(3A’) 進一步優選滿足如下條件。
-2.6＜SF2p＜-1.8(3A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
優選第2透鏡組的放大率滿足下列條件(4A)。
0.12＜|f2/ft|＜0.60(4A)， 其中，f2是上述第2透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭全系統的焦距。
通過使|f2/ft|不高于條件(4A)的上限，從而可以確保第2透鏡組的放大率，易于獲得相對于第1、第2透鏡組的間隔變化量的倍率變更比，有利于鏡頭鏡筒的緊湊化。
而且優選通過使|f2/ft|不低于條件(4A)的下限，從而抑制第2透鏡組的放大率來抑制像差。
更優選滿足如下條件。
0.18＜|f2/ft|＜0.49(4A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.24＜|f2/ft|＜0.38(4A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
而且為了即使在用2個透鏡構成第2透鏡組的情況下也可以充分進行像差校正，優選第2透鏡組的正透鏡滿足條件(1A)、(2A)。
1.88＜nd2p＜2.20(1A) 13.0＜vd2p＜30.0(2A) 其中，nd2p是第2透鏡組中的正透鏡對于d線的折射率、vd2p是第2透鏡組中的正透鏡的阿貝數。
條件(1A)、(2A)是關于第2透鏡組中的正透鏡對于d線的折射率和阿貝數的條件。
由于第2透鏡組為倍率變更負擔容易變大的透鏡組，所以大多具有較大的負放大率。因此，為了通過1個正透鏡來校正在第2透鏡組的負透鏡中產生的像差，采用適當設定該透鏡的折射率、色散的方法是有效的。
條件(1A)是關于像面彎曲和彗形像差的校正與成本的條件。通過使nd2p不高于條件(1A)的上限，從而易于抑制所使用的材料的成本和制造成本。如果nd2p高于條件(1A)的上限，則所使用的材料會很貴，成為難以加工的材料。
通過使nd2p不低于條件(1A)的下限值，從而即使透鏡面的曲率變小也易于確保光焦度。其結果可以抑制廣角端的像面彎曲、還能降低正透鏡自身的彗形像差等，易于抑制廣角端和望遠端的彗形像差等的產生和倍率變更時的像差變動。
條件(2A)是關于色像差校正、特別是軸外的倍率色像差校正的條件。為了對由第2透鏡組的負透鏡所產生的色像差在該透鏡組內進行良好的校正，優選使正透鏡具有適度的色散。
通過使vd2p不高于條件(2A)的上限值，從而可以確保正透鏡的色散，與在第2透鏡組的負透鏡中產生的色像差抵消，有利于降低所拍攝的圖像顏色的散亂。
通過使vd2p不會低于條件(2A)的下限，從而可以抑制短波長區域內的色散過大，有利于減少2次頻譜下的顏色的散亂。
關于各條件，更優選滿足如下條件。
1.90＜nd2p＜2.16(1A’) 15.0＜vd2p＜25.0(2A’) 更加優選滿足如下條件。
1.92＜nd2p＜2.11(1A”) 17.0＜vd2p＜21.0(2A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
在上述變焦鏡頭中，在僅用負透鏡、正透鏡這2個透鏡構成第2透鏡組時，第2透鏡組的負透鏡負擔較大的負放大率的功能。為了在整個倍率變更區域內確保高的光學性能，優選盡量將該負透鏡中產生的像差抑制得較小。
為此，優選該透鏡作為雙凹透鏡而具有大的放大率。而且優選成為滿足下列條件(7A)的形狀。
0.35＜SF2n＜1.00(7A)， 其中SF2n由SF2n＝(R2nf+R2nr)/(R2nf-R2nr)來定義，R2nf是第2透鏡組中的上述負透鏡的物體側面的近軸曲率半徑，R2nr是第2透鏡組中的上述負透鏡的像側面的近軸曲率半徑。
通過使SF2n不高于條件(7A)的上限，抑制負透鏡的像側面的曲率，從而易于抑制廣角端處的像面彎曲的產生。而且易于抑制第2透鏡組的軸上厚度。并且易于抑制第2透鏡組的軸上厚度和確保畫質。
通過使SF2n不低于條件(7A)的下限，抑制負透鏡的物體側面的負的曲率，從而易于抑制廣角端處的軸外各像差。
更優選滿足如下條件。
0.45＜SF2n＜0.85(7A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.55＜SF2n＜0.70(7A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
并且為了抑制像差的產生而獲得良好的光學性能，優選在第2透鏡組的負透鏡的至少1個透鏡面上配置非球面。而且還可以將該負透鏡的物體側面與像側面兩面設為非球面。
在這些情況下，更優選滿足以下條件(8A)。
0.030＜(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw＜0.320(8A)， 其中，ASP2nf是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的物體側的透鏡面上的非球面偏移量(aspherical displacement)，ASP2nr是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的像側的透鏡面上的非球面偏移量，fw是廣角端處的上述變焦鏡頭的焦距。
非球面偏移量是在廣角端時在射入到該透鏡面的光線的最大入射高度的位置上，沿平行于光軸的方向測量到的從基準球面到該透鏡面的距離，將朝向像側進行測量的情況作為正符號。此處，基準球面是具有與該透鏡面的近軸曲率半徑相同的曲率半徑、在頂點(vertex)與該透鏡面接觸的球面。在透鏡面為球面或者平面時的非球面偏移量為0。
通過使(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw不高于條件(8A)的上限，使非球面偏移量的絕對值之和不過大，從而易于抑制由于制造誤差而在非球面透鏡的面之間產生偏心時的光學性能的惡化。
優選通過使(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw不低于條件(8A)的下限，確保非球面偏移量的絕對值之和，確保非球面導致的像差校正的作用。
更優選滿足如下條件。
0.040＜(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw＜0.250(8A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.050＜(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw＜0.180(8A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
而且第2透鏡組中的負透鏡的非球面優選為越遠離光軸則光焦度越大的非球面。此處，所謂光焦度變大意味著負的光焦度變小、或者正的光焦度變大。由此易于抑制廣角端處的失真像差和彗形像差。
進而優選使第2透鏡組中的負透鏡為雙凹透鏡，該雙凹透鏡的物體側面、像側面都為越遠離光軸則光焦度越大的非球面。
這既有利于實現第2透鏡組的軸上或者周邊部分的厚度的小型化又有利于實現第2透鏡組中的各像差的降低。
優選從物體側起按順序由負透鏡和正透鏡這2個透鏡來構成第1透鏡組。通過采用這樣的透鏡配置，從而既可以具有色像差校正功能，又易于抑制倍率變更引起的各像差的變動。
也可以使第1透鏡組的負透鏡和正透鏡彼此接合。如果為接合透鏡，則可以通過高倍率變更比化，有效地對望遠端的焦距變長時容易成為問題的軸上色像差進行校正。還能抑制組裝誤差導致的起因于透鏡相對偏心的光學性能的惡化，對成品率的提高和成本降低做出貢獻。
第1透鏡組的負透鏡和正透鏡也可以是沒有接合的彼此獨立的單透鏡。這樣，第1透鏡組的折射面有4個面，提高了設計的自由度，所以能更有效地校正廣角端的失真像差和望遠端的彗形像差。
而且，上述第1透鏡組的負透鏡和正透鏡的間隔優選滿足下列條件(9A)。
0.0≤L1np/L1＜0.2(9A)， 其中，L1np是第1透鏡組的上述負透鏡與上述正透鏡的軸上間隔，L1是上述第1透鏡組的軸上總厚度。
通過使L1np/L1不高于條件(9A)的上限，從而可以抑制通過最靠近物體側的透鏡的軸外光線高度，減小該透鏡的有效直徑，甚至有利于變焦鏡頭整體在徑向上的緊湊化。而且現實中L1np/L1不可能低于條件(9A)的下限。
更優選滿足如下條件。
0.0≤L1np/L1＜0.15(9A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.0≤L1np/L1＜0.10(9A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
為了實現鏡頭鏡筒的薄型化，優選用3個以下的透鏡構成第3透鏡組。
在希望使變焦鏡頭小型化時，優選從物體側起按順序由正透鏡、負透鏡這2個透鏡來構成第3透鏡組。
通過由用于校正第3透鏡組中產生的色像差等各像差的最小透鏡個數來構成，可以實現鏡頭鏡筒的薄型化。而且通過這樣配置透鏡，從而可以使前側主點位于靠近物體的位置上，易于確保倍率變更比和將透鏡組的移動量抑制得較小，這點也有利于緊湊化。
在希望確保更高的光學性能的情況下，也可以從物體側起按順序由正透鏡、正透鏡和負透鏡這3個透鏡來構成第3透鏡組。
通過采用這樣的透鏡配置的結構，可以主要由2個正透鏡來分擔第3透鏡組的正放大率，有利于球面像差和彗形像差的校正。
而且優選第3透鏡組的負透鏡與相鄰的物體側的正透鏡接合。通過接合正透鏡與負透鏡，從而能更有效地進行軸上色像差的校正。而且由于可以防止組裝工序中的透鏡彼此的相對偏心導致的光學性能的惡化，從而實現成品率的提高和成本降低。
在第3透鏡組內配置1面以上的非球面對校正球面像差和彗形像差具有效果。更優選第3透鏡組的最靠近物體側的正透鏡為雙面非球面。
如果在多個透鏡中配置非球面則透鏡的相對偏心導致的光學性能惡化容易變大，但通過這樣使1個透鏡的兩個側面為非球面，則能將透鏡相對偏心導致的光學性能惡化抑制得較小，而且可以更好地校正球面像差和彗形像差。
特別在用透鏡構成第3透鏡組的情況下，通過設置非球面可提高設計的自由度，這在既實現小型化又確保光學性能兩方面是優選的。
并且根據緊湊化和光學性能的平衡的觀點，優選第1透鏡組滿足下列條件(10A)。
0.50＜f1/ft＜2.00(10A)， 其中f1是上述第1透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
通過使f1/ft不高于條件(10A)的上限，確保第1透鏡組的放大率，從而易于抑制變焦鏡頭的全長，有利于鏡頭鏡筒的小型化。
通過使f1/ft不低于條件(10A)的下限，從而可抑制第1透鏡組的放大率，可以抑制望遠端的球面像差和彗形像差的產生，易于確保良好的光學性能。
更優選滿足如下條件。
0.75＜f1/ft＜1.80(10A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.95＜f1/ft＜1.60(10A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
優選第3透鏡組的放大率滿足下列條件(11A)。
0.16＜f3/ft＜0.80(11A)， 其中f3是上述第3透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
使f3/ft不高于條件(11A)的上限，確保第3透鏡組的放大率，確保第3透鏡組中的變更倍率負擔，這些從小型化觀點來看是優選的。
優選使f3/ft不低于條件(11A)的下限，適度抑制第3透鏡組的放大率，抑制第3透鏡組中產生的像差。
更優選滿足如下條件。
0.23＜f3/ft＜0.60(11A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.30＜f3/ft＜0.40(11A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
關于第4透鏡組的放大率，根據確保遠心性和校正像面彎曲的觀點，優選滿足下列條件(12A)。
0.24＜f4/ft＜0.80(12A)， 其中f4是上述第4透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭全系統的焦距。
通過使f4/ft不高于條件(12A)的上限，確保第4透鏡組的放大率，從而可以確保像側的遠心性，而且抑制像面彎曲的校正過度。
通過使f4/ft不低于條件(12A)的下限，適度抑制第4透鏡組的放大率，從而可以抑制像面彎曲的校正不足。
更優選滿足如下條件。
0.36＜f4/ft＜0.70(12A’) 進一步優選滿足如下條件。
0.48＜f4/ft＜0.62(12A”) 第4透鏡組也可以由塑料材料形成。第4透鏡組的主要作用為將射出瞳位置配置在適當的位置上來高效地將光線射入CCD圖像傳感器(CCD image sensor)或CMOS類型圖像傳感器(CMOS type imagesensor)等電子攝像元件中。為了發揮這種作用，無需很大的放大率，只要將放大率設定在上述條件(12A)的范圍內，就可以使用塑料那樣的低折射率的材料。
通過在第4透鏡組中使用塑料透鏡可以把成本抑制得較低，可以提供更廉價的變焦鏡頭。
而且為了在維持性能的狀態下實現高倍率變更比化，更有效的做法是使各透鏡組高效地承擔變更倍率功能，而且在整個變更倍率區域內良好地校正像差。
為此，優選在從廣角端變更倍率到望遠端時，以使第1透鏡組與第2透鏡組之間的間隔變大、第2透鏡組與第3透鏡組之間的間隔變小、第3透鏡組與第4透鏡組之間的間隔變大的方式來移動第1透鏡組、第2透鏡組、第3透鏡組和第4透鏡組。除此之外，進一步優選變焦鏡頭具有在變更倍率時與第3透鏡組一起沿光軸方向移動的亮度光圈。
通過這樣使各透鏡組移動，從而可以對各透鏡組有效地施加變更倍率作用，即使在高倍率變更比化的情況下也有利于實現高性能。
而且通過使亮度光圈與第3透鏡組一起移動，不僅可以對倍率色像差和失真像差進行有效的校正，在性能方面具有效果，而且還可以適當地控制入射瞳位置和射出瞳位置。
即，可以獲取廣角端的軸外光束的光線高度和望遠端的軸外光束的光線高度的平衡，能夠使第1透鏡組的外徑和第4透鏡組的外徑具有良好的平衡且緊湊地構成。特別是廣角端的第1透鏡組的外徑的減小對于透鏡在厚度方向上的大小的緊湊化也是有效果的。并且還可以控制成減小變更倍率時的射出瞳位置的變動，因此，可以將入射到攝像元件(例如CCD圖像傳感器或CMOS類型圖像傳感器等)中的光線的入射角度保持在適當的范圍內，可以防止在像面的角落部產生亮度的陰影，所以適用于電子攝像裝置。
進而，為了縮短變焦鏡頭的全長、使像差平衡等良好，優選在從廣角端變更倍率到望遠端時使第1透鏡組移動到與在廣角端時相比在望遠端時更靠近物體側。此時，既可以使第1透鏡組僅向物體側移動，也可以使第1透鏡組沿著凸的軌跡向像側移動。
也可以使第2透鏡組僅向像側移動，還可以沿著凸的軌跡向像側移動。
可以使第3透鏡組僅向物體側移動。
可以使第4透鏡組僅向物體側移動，也可以僅向像側移動。或者也可以沿著凸的軌跡向物體側、或向像側移動。
亮度光圈和快門單元配置在第2透鏡組和第3透鏡組之間，在變更倍率時可以與第3透鏡組一體地移動。
可以使入射瞳位于從物體側觀察較近的位置上(較淺的位置)，易于使射出瞳遠離像面。而且由于第2透鏡組和第3透鏡組之間是軸外光線的高度較低的部位，所以只要快門單元不是大型的即可，減小使亮度光圈和快門單元移動時的無感區(dead space)即可。
而且上述變焦鏡頭中，優選構成變焦鏡頭的透鏡組的總數為4個、即構成為4組變焦鏡頭。
將透鏡組的數量抑制在4個有利于伸縮時的緊湊化。
而且優選上述變焦鏡頭滿足下列條件(13A)。
3.8＜ft/fw＜10.0(13A)， 其中fw是廣角端的變焦鏡頭的焦距，ft是望遠端的變焦鏡頭的焦距。
通過使ft/fw不高于條件(13A)的上限，從而易于抑制透鏡組的移動量，容易抑制全長。
通過使ft/fw不低于條件(13A)的下限，既可以發揮上面所說明的變焦鏡頭尺寸和成本方面的優勢，又能確保足夠的倍率變更比，能進行使視場角改變后的攝影。
更優選滿足如下條件。
4.3＜ft/fw＜7.0(13A’) 進一步優選滿足如下條件。
4.7＜ft/fw＜5.0(13A”) 通過這些條件可以進一步獲得上述效果。
本發明的變焦鏡頭易于確保遠心性。因此非常適用于作為電子攝像裝置的攝影透鏡。
本發明的攝像裝置優選包括上述的某個變焦鏡頭和配置在該變焦鏡頭的像側上，將該變焦鏡頭所形成的光學像轉換為電信號的電子攝像元件。
接著說明本發明的變焦鏡頭的數字實施例。而且本發明不限于這些數字實施例。
圖1A～圖9C是實施例1～9的無限遠物點對焦時的包含光軸的截面圖。其中，圖1A、2A、3A、...是廣角端的截面圖，圖1B、2B、3B、...是中間狀態的截面圖，圖1C、2C、3C、...是望遠端的截面圖。圖1A～圖9C中，分別將第1透鏡組表示為G1、將第2透鏡組表示為G2、將亮度光圈表示為S、將第3透鏡組表示為G3、將第4透鏡組表示為G4、將構成實施了限制紅外光的波長區域限制涂層的低通濾波器的平行平板表示為F、將電子攝像元件的玻璃罩的平行平板表示為C、將像面表示為I。而且也可以在玻璃罩C的表面上實施波長區域限制用的多層膜。還可以使該玻璃罩C具有低通濾波器的作用。
實施例1如圖1A至圖1C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2向像側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4一旦向物體側移動之后再反轉移動方向而向像側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡構成。第2透鏡組G2從物體側起按順序由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3從物體側起按順序由第5雙凸正透鏡和凸面朝向物體側的第6負彎月透鏡構成。第4透鏡組G4由第7雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第7雙凸正透鏡的物體側的面這5個面上。
實施例2如圖2A至圖2C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2一旦向像側移動之后再反轉移動方向而向物體側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4一旦向物體側移動之后再反轉移動方向而向像側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡構成。第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡接合在一起。第2透鏡組G2從物體側起按順序由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3從物體側起按順序由第5雙凸正透鏡、第6雙凸正透鏡和第7雙凹負透鏡構成。第6雙凸正透鏡和第7雙凹負透鏡被接合在一起。第4透鏡組G4由第8雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第8雙凸正透鏡的物體側的面這5個面上。
實施例3如圖3A至圖3C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2向像側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4向物體側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡構成。第2透鏡組G2由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3由第5雙凸正透鏡、第6雙凸正透鏡和第7雙凹負透鏡構成。第6雙凸正透鏡和第7雙凹負透鏡接合在一起。第4透鏡組G4由第8雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第8雙凸正透鏡的物體側的面這5個面上。
實施例4如圖4A至圖4C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2一旦向像側移動之后再向物體側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4一旦向物體側移動之后再向像側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡構成。第2透鏡組G2從物體側起按順序由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3從物體側起按順序由第5雙凸正透鏡、第6雙凸正透鏡和第7雙凹負透鏡構成。第6雙凸正透鏡和第7雙凹負透鏡接合在一起。第4透鏡組G4由第8雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第8雙凸正透鏡的物體側的面這5個面上。
實施例5如圖5A至圖5C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2向像側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4一旦向物體側移動之后再向像側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡構成。第2透鏡組G2從物體側起按順序由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3從物體側起按順序由第5雙凸正透鏡、凸面朝向物體側的第6正彎月透鏡和凸面朝向物體側的第7負彎月透鏡構成。第6正彎月透鏡和第7負彎月透鏡接合在一起。第4透鏡組G4由第8雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第2雙凸正透鏡的像側的面、第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第8雙凸正透鏡的物體側的面這6個面上。
實施例6如圖6A至圖6C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2向像側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4一旦向物體側移動之后再向像側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡構成。第2透鏡組G2從物體側起按順序由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3從物體側起按順序由第5雙凸正透鏡、凸面朝向物體側的第6正彎月透鏡和凸面朝向物體側的第7負彎月透鏡構成。第6正彎月透鏡和第7負彎月透鏡接合在一起。第4透鏡組G4由第8雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第2雙凸正透鏡的像側的面、第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第8雙凸正透鏡的物體側的面這6個面上。
實施例7如圖7A至圖7C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2向像側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4一旦向物體側移動再向像側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡構成。第2透鏡組G2從物體側起按順序由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3從物體側起按順序由第5雙凸正透鏡、凸面朝向物體側的第6正彎月透鏡和凸面朝向物體側的第7負彎月透鏡構成。第6正彎月透鏡和第7負彎月透鏡接合在一起。第4透鏡組G4由第8雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第2雙凸正透鏡的像側面、第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第8雙凸正透鏡的物體側的面這6個面上。
實施例8如圖8A至圖8C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2向像側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4一旦向物體側移動之后再向像側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸正透鏡構成。第2透鏡組G2從物體側起按順序由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3從物體側起按順序由第5雙凸正透鏡、凸面朝向物體側的第6正彎月透鏡和凸面朝向物體側的第7負彎月透鏡構成。第6正彎月透鏡和第7負彎月透鏡接合在一起。第4透鏡組G4由第8雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第2雙凸正透鏡的像側的面、第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第8雙凸正透鏡的物體側的面這6個面上。
實施例9如圖9A至圖9C所示，從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組G1、負光焦度的第2透鏡組G2、亮度光圈S、正光焦度的第3透鏡組G3、正光焦度的第4透鏡組G4。
在從廣角端變更倍率到望遠端時，第1透鏡組G1向物體側移動，第2透鏡組G2向像側移動，第3透鏡組G3向物體側移動，第4透鏡組G4一旦向物體側移動之后再向像側移動。
第1透鏡組G1從物體側起按順序由凸面朝向物體側的第1負彎月透鏡和第2雙凸透鏡構成。第2透鏡組G2從物體側起按順序由第3雙凹負透鏡和凸面朝向物體側的第4正彎月透鏡構成。第3透鏡組G3從物體側起按順序由第5雙凸正透鏡、凸面朝向物體側的第6正彎月透鏡和凸面朝向物體側的第7負彎月透鏡構成。第6正彎月透鏡和第7負彎月透鏡接合在一起。第4透鏡組G4由第8雙凸正透鏡構成。
非球面被用于第2雙凸正透鏡的像側的面、第3雙凹負透鏡的兩面、第5雙凸正透鏡的兩面和第8雙凸正透鏡的物體側的面這6個面上。
下面表示上述各實施例的數值數據。除了上述的記號之外，記號f為變焦鏡頭的焦距、FNO為F號碼(Number)、ω是半視場角、WE是廣角端、ST是中間狀態、TE是望遠端、r1、r2...是各透鏡面的近軸曲率半徑、d1、d2...是各透鏡面間的間隔、nd1、nd2...是各透鏡對于d線的折射率、vd1、vd2...是各透鏡的阿貝數。曲率半徑之后的記號(AS)表示該面為非球面、(S)表示該面是開口光圈面、(I)表示該面為像面。而且非球面的形狀可以在以光軸為x軸(以光的行進方向為正向)、光軸與非球面的交點為原點、通過原點垂直于光軸的方向為y軸的坐標系中通過下面的式子來表示。
X＝(y2/r)/[1+{1-(K+1)(y/r)2}1/2]+A4y4+A6y6+A8y8+A10y10+A12y12， 其中，r是近軸曲率半徑、K是圓錐系數、A4、A6、A8、A10、A12分別為4次、6次、8次、10次、12次的非球面系數。另外，在非球面系數中，“e-n”(n為整數)表示乘以“10-n”。
實施例1 r1＝21.447d1＝0.80 nd1＝1.92286vd1＝18.90 r2＝16.568d2＝0.33 r3＝19.065d3＝3.00 nd2＝1.72916vd2＝54.68 r4＝-635.214 d4＝可變 r5＝-27.371(AS) d5＝1.00 nd3＝1.88300vd3＝40.76 r6＝5.547(AS) d6＝1.71 r7＝10.368d7＝2.16 nd4＝1.92286vd4＝18.90 r8＝32.087d8＝可變 r9＝∞(S) d9＝0.10 r10＝4.015(AS)d10＝2.14nd5＝1.58313vd5＝59.38 r11＝-20.737(AS) d11＝0.07 r12＝6.067d12＝1.07nd6＝1.92286vd6＝20.88 r13＝3.042d13＝可變 r14＝13.673(AS) d14＝2.68nd7＝1.52542vd7＝55.78 r15＝-65.892 d15＝可變 r16＝∞ d16＝0.50nd8＝1.54771vd8＝62.84 r17＝∞ d17＝0.50 r18＝∞ d18＝0.50nd9＝1.51633vd9＝64.14 r19＝∞ d19＝0.50 r20＝∞(I) 非球面系數 第5面 R＝-27.371 K＝0.065 A4＝2.93685e-04A6＝-1.29521e-05A8＝2.63539e-07 A10＝-7.77717e-10 第6面 R＝5.547 K＝-0.216 A4＝-2.74527e-04A6＝5.81879e-06A8＝-2.46028e-06 A10＝7.68048e-08 第10面 R＝4.015 K＝-0.052 A4＝-1.29073e-03A6＝-6.12402e-06A8＝1.86699e-06 第11面 R＝-20.737 K＝0.000 A4＝7.99142e-04A6＝6.56260e-05A8＝4.48582e-06 第14面 R＝13.673 K＝-0.880 A4＝3.32538e-05A6＝3.03636e-05A8＝-2.12591e-06 A10＝6.32654e-08 變焦數據(∞) 實施例2 r1＝22.824 d1＝0.80 nd1＝1.84666vd1＝23.78 r2＝14.601 d2＝2.82 nd2＝1.72916vd2＝54.68 r3＝414.790d3＝可變 r4＝-19.623(AS)d4＝0.90 nd3＝1.80495vd3＝40.90 r5＝5.406(AS) d5＝1.71 r6＝8.975 d6＝2.07 nd4＝1.92286vd4＝18.90 r7＝20.246 d7＝可變 r8＝∞(S) d8＝0.10 r9＝5.364(AS) d9＝2.57 nd5＝1.58313vd5＝59.38 r10＝-16.396(AS) d10＝0.10 r11＝8.877 d11＝2.16nd6＝1.72916vd6＝54.68 r12＝5.099 d12＝0.40nd7＝1.80100vd7＝34.97 r13＝4.240 d13＝可變 r14＝11.188(AS)d14＝2.14nd8＝1.52542vd8＝55.78 r15＝-171.452 d15＝可變 r16＝∞d16＝0.50nd9＝1.54771vd9＝62.84 r17＝∞d17＝0.50 r18＝∞d18＝0.50nd10＝1.51633 vd10＝64.14 r19＝∞d19＝0.50 r20＝∞(I) 非球面系數 第4面 R＝-19.623 K＝0.089 A4＝8.04207e-04A6＝-2.03534e-05A8＝2.82387e-07 A10＝-1.69194e-09 第5面 R＝5.406 K＝-0.329 A4＝4.28184e-04A6＝2.10097e-05A8＝-1.65174e-06 A10＝1.28854e-08 第9面 R＝5.364 K＝-0.166 A4＝-2.03573e-04A6＝4.18417e-05A8＝3.69979e-06 第10面 R＝-16.396 K＝0.000 A4＝9.35195e-04A6＝6.75272e-05A8＝5.30410e-06 第14面 R＝11.188 K＝-1.490 A4＝5.63156e-05A6＝1.24846e-05A8＝-1.04700e-06 A10＝3.12395e-08 變焦數據(∞) 實施例3 r1＝23.457d1＝0.80 nd1＝1.84666vd1＝23.78 r2＝14.154d2＝0.40 r3＝15.271d3＝3.00 nd2＝1.77250vd2＝49.60 r4＝-215.758 d4＝可變 r5＝-23.097(AS) d5＝1.00 nd3＝1.80495vd3＝40.90 r6＝5.348(AS) d6＝1.40 r7＝8.580 d7＝2.00 nd4＝1.92286vd4＝18.90 r8＝18.871d8＝可變 r9＝∞(S) d9＝0.10 r10＝5.766(AS)d10＝2.45nd5＝1.58313vd5＝59.38 r11＝-10.882(AS) d11＝0.10 r12＝15.328 d12＝1.44nd6＝1.69680vd6＝55.53 r13＝15.328 d13＝1.22nd7＝1.68893vd7＝31.07 r14＝4.089d14＝可變 r15＝14.324(AS) d15＝2.60nd8＝1.52542vd8＝55.78 r16＝-27.378 d16＝可變 r17＝∞ d17＝0.50nd9＝1.54771vd9＝62.84 r18＝∞ d18＝0.50 r19＝∞ d19＝0.50nd10＝1.51633 vd10＝64.14 r20＝∞ d20＝0.45 r21＝∞(I) 非球面系數 第5面 R＝-23.097 K＝0.089 A4＝1.80967e-04A6＝-1.62280e-07A8＝3.96691e-08 A10＝-7.98836e-10 第6面 R＝5.348 K＝-0.296 A4＝-1.84110e-04A6＝1.36361e-07A8＝1.68053e-07 A10＝-1.07186e-09 第10面 R＝5.766 K＝-1.073 A4＝-9.79726e-05 A6＝1.50579e-06 第11面 R＝-10.882 K＝7.693 A4＝1.32858e-03A6＝3.01907e-05A8＝2.16650e-08 A10＝6.54410e-11 第15面 R＝14.324 K＝-0.001 A4＝4.02883e-05A6＝5.91976e-06A8＝-1.61602e-07 A10＝2.12392e-09 變焦數據(∞) 實施例4 r1＝18.613d1＝0.83 nd1＝2.00170 vd1＝20.64 r2＝14.132d2＝0.32 r3＝15.458d3＝3.00 nd2＝1.72916 vd2＝54.68 r4＝-7762.115 d4＝可變 r5＝-19.900(AS) d5＝1.00 nd3＝1.80495 vd3＝40.90 r6＝4.735(AS) d6＝1.32 r7＝7.926 d7＝2.25 nd4＝2.00170 vd4＝20.64 r8＝18.204d8＝可變 r9＝∞(S) d9＝0.10 r10＝5.243(AS)d10＝2.14nd5＝1.58313 vd5＝59.38 r11＝-14.423(AS) d11＝0.10 r12＝13.297 d12＝1.41nd6＝1.69680 vd6＝55.53 r13＝-13.297 d13＝0.84nd7＝1.68893 vd7＝31.07 r14＝4.302d14＝可變 r15＝12.620(AS) d15＝2.32nd8＝1.52542 vd8＝55.78 r16＝-41.640 d16＝可變 r17＝∞ d17＝0.50nd9＝1.54771 vd9＝62.84 r18＝∞ d18＝0.50 r19＝∞ d19＝0.50nd10＝1.51633vd10＝64.14 r20＝∞d20＝0.50 r21＝∞(I) 非球面系數 第5面 R＝-19.900 K＝0.089 A4＝7.68359e-04A6＝-2.74885e-05A8＝5.05160e-07 A10＝-3.51817e-09 第6面 R＝4.735 K＝-0.296 A4＝2.06227e-04A6＝1.05145e-05A8＝-3.20724e-06 A10＝5.51277e-08 第10面 R＝5.243 K＝-0.166 A4＝-3.57087e-04A6＝6.29255e-05A8＝-2.02800e-07 A10＝1.01728e-06 第11面 R＝-14.423 K＝0.000 A4＝1.07710e-03A6＝7.69622e-05A8＝3.07399e-06 A10＝1.50112e-06 第15面 R＝12.620 K＝-1.490 A4＝5.63156e-05A6＝3.25061e-06A8＝-1.24032e-07 A10＝2.58656e-09 變焦數據(∞) 實施例5 r1＝84.159d1＝0.80 nd1＝2.00170vd1＝20.64 r2＝34.486d2＝0.10 r3＝22.651d3＝2.64 nd2＝1.76802vd2＝49.24 r4＝-68.862(AS) d4＝可變 r5＝-22.850(AS) d5＝0.87 nd3＝1.88300vd3＝40.76 r6＝5.672(AS) d6＝1.94 r7＝11.112d7＝2.21 nd4＝1.94595vd4＝17.98 r8＝35.757d8＝可變 r9＝∞(S) d9＝0.10 r10＝4.712(AS)d10＝2.61nd5＝1.58913vd5＝61.14 r11＝-14.330(AS) d11＝0.10 r12＝7.122d12＝1.40nd6＝1.73400vd6＝51.47 r13＝38.362 d13＝0.80nd7＝2.00069vd7＝25.46 r14＝3.667d14＝可變 r15＝14.436(AS) d15＝2.07nd8＝1.74330vd8＝49.33 r16＝-91.806 d16＝可變 r17＝∞ d17＝0.40nd9＝1.54771vd9＝62.84 r18＝∞ d18＝0.50 r19＝∞ d19＝0.50nd10＝1.51633 vd10＝64.14 r20＝∞ d20＝0.35 r21＝∞(I) 非球面系數 第4面 R＝-68.862 K＝0.000 A4＝1.40060e-05A6＝4.74804e-08A8＝-1.12302e-09 A10＝6.63012e-12 第5面 R＝-22.850 K＝0.005 A4＝4.03460e-04A6＝-7.22829e-06A8＝6.48822e-08 A10＝-8.73779e-11 第6面 R＝5.672 K＝-0.125 A4＝-1.79384e-04A6＝1.31075e-05A8＝-1.16124e-06 A10＝8.98567e-09 第10面 R＝4.712 K＝-0.084 A4＝-3.51732e-04A6＝2.84641e-05A8＝5.84562e-06 A10＝4.88769e-07 第11面 R＝-14.330 K＝0.000 A4＝1.77733e-03A6＝5.54637e-05A8＝1.61880e-05 A10＝5.93748e-07 第15面 R＝14.436 K＝0.000 A4＝-4.85530e-05A6＝2.21564e-05A8＝-1.01006e-06 A10＝1.88543e-08 變焦數據(∞) 實施例6 r1＝62.175d1＝0.80 nd1＝2.00170vd1＝20.64 r2＝30.238d2＝0.10 r3＝22.683d3＝2.74 nd2＝1.76802vd2＝49.24 r4＝-70.003(AS) d4＝可變 r5＝-21.636(AS) d5＝0.87 nd3＝1.83481vd3＝42.71 r6＝5.619(AS) d6＝2.02 r7＝11.015d7＝2.12 nd4＝1.94595vd4＝17.98 r8＝28.744d8＝可變 r9＝∞(S) d9＝0.10 r10＝4.673(AS)d10＝2.61nd5＝1.58913vd5＝61.14 r11＝-14.486(AS) d11＝0.10 r12＝6.566d12＝1.30nd6＝1.67790vd6＝50.72 r13＝28.591 d13＝0.80nd7＝2.00069vd7＝25.46 r14＝3.627d14＝可變 r15＝13.996(AS) d15＝2.07nd8＝1.74330vd8＝49.33 r16＝-127.391d16＝可變 r17＝∞ d17＝0.40nd9＝1.54771vd9＝62.84 r18＝∞ d18＝0.50 r19＝∞ d19＝0.50nd10＝1.51633 vd10＝64.14 r20＝∞ d20＝0.35 r21＝∞(I) 非球面系數 第4面 R＝-70.003 K＝0.000 A4＝1.20840e-05A6＝7.76197e-08A8＝-1.68487e-09 A10＝1.05563e-11 第5面 R＝-21.636 K＝0.004 A4＝4.00902e-04A6＝-7.46870e-06A8＝7.98424e-08 A10＝-2.55494e-10 第6面 R＝5.619 K＝-0.119 A4＝-1.83831e-04A6＝1.27460e-05A8＝-1.17445e-06 A10＝9.45337e-09 第10面 R＝4.673 K＝-0.080 A4＝-3.64410e-04A6＝3.88128e-05A8＝3.87823e-06 A10＝7.28414e-07 第11面 R＝-14.486 K＝0.000 A4＝1.77598e-03A6＝8.31238e-05A8＝9.04999e-06 A10＝1.61068e-06 第15面 R＝13.996 K＝0.000 A4＝-4.62486e-05A6＝2.50668e-05A8＝-1.31854e-06 A10＝2.85912e-08 變焦數據(∞) 實施例7 r1＝94.096 d1＝0.80 nd1＝2.00170vd1＝20.64 r2＝36.640 d2＝0.10 r3＝23.265 d3＝2.68 nd2＝1.76802vd2＝49.24 r4＝-65.988(AS)d4＝可變 r5＝-20.758(AS)d5＝0.87 nd3＝1.88300vd3＝40.76 r6＝5.946(AS) d6＝2.00 r7＝13.375 d7＝1.88 nd4＝2.10227vd4＝17.10 r8＝42.000 d8＝可變 r9＝∞(S) d9＝0.10 r10＝4.646(AS) d10＝2.61nd5＝1.58913vd5＝61.14 r11＝-14.474(AS) d11＝0.10 r12＝6.683 d12＝1.31nd6＝1.67790vd6＝50.72 r13＝34.534d13＝0.80nd7＝2.00069vd7＝25.46 r14＝3.633 d14＝可變 r15＝14.262(AS)d15＝2.07nd8＝1.74330vd8＝49.33 r16＝68.293d16＝可變 r17＝∞d17＝0.40nd9＝1.54771vd9＝62.84 r18＝∞d18＝0.50 r19＝∞d19＝0.50nd10＝1.51633 vd10＝64.14 r30＝∞d20＝0.40 r31＝∞(I) 非球面系數 第4面 R＝-65.988 K＝0.000 A4＝1.39994e-05A6＝4.31110e-08A8＝-9.73594e-10 A10＝5.44916e-12 第5面 R＝-20.758 K＝0.005 A4＝3.78537e-04A6＝-5.56165e-06A8＝2.61919e-08 A10＝2.68069e-10 第6面 R＝5.946 K＝-0.124 A4＝-2.24793e-04A6＝1.51367e-05A8＝-1.22207e-06 A10＝1.37423e-08 第10面 R＝4.646 K＝-0.078 A4＝-3.99703e-04A6＝3.77334e-05A8＝3.98996e-06 A10＝7.39900e-07 第11面 R＝-14.474 K＝0.000 A4＝1.73950e-03A6＝8.20306e-05A8＝9.91441e-06 A10＝1.46222e-06 第15面 R＝14.262 K＝0.000 A4＝-6.90526e-05A6＝2.21932e-05A8＝-9.10533e-07 A10＝1.48759e-08 變焦數據(∞) 實施例8 r1＝58.074d1＝0.80 nd1＝2.00170vd1＝20.64 r2＝29.126d2＝0.10 r3＝22.139d3＝2.59 nd2＝1.76802vd2＝49.24 r4＝-78.668(AS) d4＝可變 r5＝-25.718(AS) d5＝0.87 nd3＝1.88300vd3＝40.76 r6＝5.522(AS) d6＝1.79 r7＝10.009d7＝2.14 nd4＝1.94595vd4＝17.98 r8＝26.958d8＝可變 r9＝∞(S) d9＝1.56 r10＝5.426(AS)d10＝2.61nd5＝1.58913vd5＝61.14 r11＝-11.325(AS) d11＝0.10 r12＝6.525d12＝1.54nd6＝1.69680vd6＝55.53 r13＝23.505 d13＝0.80nd7＝2.00069vd7＝25.46 r14＝3.652d14＝可變 r15＝14.723(AS) d15＝2.07nd8＝1.74330vd8＝49.33 r16＝-65.589 d16＝可變 r17＝∞ d17＝0.40nd9＝1.54771vd9＝62.84 r18＝∞ d18＝0.50 r19＝∞ d19＝0.50nd10＝1.51633 vd10＝64.14 r20＝∞ d20＝0.35 r21＝∞(I) 非球面系數 第4面 R＝-78.668 K＝0.000 A4＝1.24220e-05A6＝2.39631e-08A8＝-6.58210e-10 A10＝3.80349e-12 第5面 R＝-25.718 K＝0.004 A4＝4.03510e-04A6＝-1.13800e-05A8＝1.76519e-07 A10＝-9.01353e-10 第6面 R＝5.522 K＝-0.098 A4＝-1.95478e-04A6＝1.65430e-05A8＝-2.04581e-06 A10＝3.13050e-08 第10面 R＝5.426 K＝-0.062 A4＝-7.09426e-04A6＝1.45894e-05A8＝-1.51869e-06 A10＝3.20154e-07 第11面 R＝-11.325 K＝0.000 A4＝7.97676e-04A6＝3.43174e-05A8＝-2.71403e-06 A10＝4.90147e-07 第15面 R＝14.723 K＝0.000 A4＝-3.54230e-05A6＝1.63624e-05A8＝-6.04370e-07 A10＝9.12960e-09 變焦數據(∞) 實施例9 r1＝99.053d1＝0.80 nd1＝2.00170vd1＝20.64 r2＝36.640d2＝0.10 r3＝23.602d3＝2.72 nd2＝1.76802vd2＝49.24 r4＝-61.570(AS) d4＝可變 r5＝-18.955(AS) d5＝0.84 nd3＝1.81600vd3＝46.62 r6＝6.082(AS) d6＝2.15 r7＝15.037d7＝1.72 nd4＝2.10227vd4＝17.10 r8＝42.000d8＝可變 r9＝∞(S) d9＝0.10 r10＝4.594(AS)d10＝2.61nd5＝1.58913vd5＝61.14 r11＝-14.782(AS) d11＝0.10 r12＝7.013d12＝1.29nd6＝1.67790vd6＝50.72 r13＝35.080 d13＝0.80nd7＝2.00069vd7＝25.46 r14＝3.735d14＝可變 r15＝14.317(AS) d15＝2.07nd8＝1.74330vd8＝49.33 r16＝-56.567 d16＝可變 r17＝∞ d17＝0.40nd9＝1.54771vd9＝62.84 r18＝∞ d18＝0.50 r19＝∞ d19＝0.50nd10＝1.51633 vd10＝64.14 r20＝∞d20＝0.37 r21＝∞(I) 非球面系數 第4面 R＝-61.570 K＝0.000 A4＝1.41315e-05A6＝4.18374e-08A8＝-9.02777e-10 A10＝4.86502e-12 第5面 R＝-18.955 K＝0.005 A4＝4.04887e-04A6＝-6.53532e-06A8＝6.53892e-08 A10＝-1.64331e-10 第6面 R＝6.082 K＝-0.124 A4＝-1.71542e-04A6＝1.45171e-05A8＝-1.17570e-06 A10＝1.72357e-08 第10面 R＝4.594 K＝-0.078 A4＝-3.30111e-04A6＝4.86037e-05A8＝3.10752e-06 A10＝9.98370e-07 第11面 R＝-14.782 K＝0.000 A4＝1.89564e-03A6＝1.06499e-04A8＝6.77189e-06 A10＝2.31800e-06 第15面 R＝14.317 K＝0.000 A4＝-7.77744e-05A6＝1.98878e-05A8＝-7.24814e-07 A10＝9.65808e-09 變焦數據(∞) 圖10A到圖18C表示實施例1到9的無限遠物點對焦時的像差圖。在這些圖中，圖10A、11A、12A、...表示廣角端的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)和倍率色像差(CC)；圖10B、11B、12B、...表示中間狀態的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)和倍率色像差(CC)；圖10C、11C、12C、...表示望遠端的球面像差(SA)、像散(FC)、失真像差(DT)和倍率色像差(CC)。各圖中“FIY”為最大像高度。
各實施例中的條件的值如下。
在各實施例中，實現了考慮到易于使相機變薄的具有5倍左右的高倍率變更比的變焦鏡頭光學系統。而且能良好地維持所拍攝的像的畫質，適用于CCD或CMOS等電子攝像元件。并且實現了降低了構成變焦鏡頭的透鏡個數的變焦鏡頭光學系統。通過這些結構，可以在不損害相機的便攜性的情況下滿足用戶希望相比以往拓寬攝影區域的要求。
而且各實施例中，如果設置與亮度光圈一體移動的快門單元，則快門單元不必很大型，使亮度光圈和快門單元移動時的無感區很小即可。
而且為了截止疊影、眩光等不需要的光，還可以在亮度光圈之外設置眩光光圈。眩光光圈可以配置在第1透鏡組的物體側、第1透鏡組和第2透鏡組之間、第2透鏡組和第3透鏡組之間、第3透鏡組和第4透鏡組之間、第4透鏡組和像面之間中的任一部位上。既可以構成為用框部件來去除眩光光線，又可以設置其他部件。另外還可以直接在光學系統上印刷或進行涂裝、或粘接密封件等。而且眩光光圈的形狀可以是由圓形、橢圓形、矩形、多邊形、函數曲線所包圍的范圍等任何形狀。而且不僅可以去除有害光束，還可以去除畫面周圍的彗形眩光等的光束。
而且也可以對各透鏡進行反射防止涂層，減輕疊影、眩光。優選使用多層涂層，其可以有效地減輕疊影、眩光。還可以在透鏡面、玻璃罩等上進行紅外線截止涂層。
另外，為了防止產生疊影、眩光，一般對透鏡的空氣接觸面進行反射防止涂層(anti-reflection coating)。另一方面，在接合透鏡的接合面上，粘結材料的折射率比空氣的折射率大得多。因此大多數情況下原本與單層涂層的折射率一樣或者低于單層涂層的折射率，很少特意進行反射防止涂層。
但如果也對接合面積極地施以反射防止涂層，則可以減輕疊影、眩光，并獲得良好的圖像。特別是最近正在普及高折射率的硝材料，其在像差校正上的效果好，因而多用于相機光學系統，但將高折射率的硝材料用作接合透鏡的情況下，也不能忽視接合面上的反射。這種情況下，事先在接合面上施以反射防止涂層是很有效的。
關于接合面涂層的有效使用方法，在日本特開平2-27301號、日本特開2001-324676號、日本特開2005-92115號、USP7116482號等中已經公開。在這些文獻中特別說明了設置在正先行(positive-lead type)變焦鏡頭的第1透鏡組內的接合透鏡的接合面上的涂布層，關于本發明的正放大率的第1透鏡組內的接合透鏡面，如這些文獻所公開的內容進行實施即可。作為使用的涂層材料，根據作為基板的透鏡的折射率和粘結材料的折射率適當選擇較高折射率的Ta2O5、TiO2、Nb2O5、ZrO2、HfO2、CeO2、SnO2、In2O3、ZnO、Y2O3等、較低折射率的MgF2、SiO2、Al2O3等，設定為滿足相位條件的膜厚即可。
對透鏡的空氣接觸面的涂層同樣可以用多層涂層進行接合面涂層。通過適當組合2層或2層以上的涂層材料和膜厚，從而可以進一步降低反射率、進行反射率的分光特性/角度特性等的控制等。而且也可以根據同樣的思想對第1透鏡組之外的透鏡接合面進行接合面涂層。
而且優選通過第4透鏡組的移動進行對焦。如果用第4透鏡組進行對焦，則由于透鏡重量較輕而施加給電動機的負荷較少。進而，由于對焦時變焦鏡頭的全長既不會發生變化，也能夠在鏡頭鏡筒內部配置驅動電動機，所以對鏡頭鏡筒的小型化是有利的。
還可以在第1、第2或者第3透鏡組中進行對焦。還可以移動多個透鏡組來進行對焦。而且也可以送出鏡頭系統整體來進行對焦，還可以使一部分鏡頭移動來進行對焦。
還可以通過使設置于CCD圖像傳感器中的微型透鏡移位來減輕圖像周圍部的亮度的陰影。例如還可以按照各像高度上的光線的入射角來改變設置于CCD圖像傳感器中的微型透鏡的設計。也可以通過圖像處理來校正圖像周圍部的下降量。
而且還可以有意地在光學系統中產生失真像差，在拍攝之后進行電圖像處理來校正失真。
如果對RGB的各自的色彩的圖像獨立地進行失真像差和倍率的校正，則也可以同時對倍率色像差進行電校正。
圖19到圖21是應用了本發明的變焦鏡頭的數字相機的結構的概念圖。圖19是表示數字相機的外觀的前方立體圖，圖20是圖19的數字相機的背面圖，圖21是圖19的數字相機的截面示意圖。在圖19和圖21中，表示出攝影光學系統在非伸縮時的狀態。
數字相機140具有具有攝影用光路142的攝影光學系統141、具有取景器用光路144的取景器光學系統143、快門釋放按鈕145、閃光燈146、液晶顯示監視器147、焦距變更按鈕161、設定變更開關162等。在攝影光學系統141的伸縮時，通過滑動罩160從而用罩160覆蓋攝影光學系統141、取景器光學系統143以及閃光燈146。如果打開罩160把相機140設定成為攝影狀態，則攝影光學系統141成為圖21所示的非伸縮狀態。如果按壓配置在相機140的上部的快門釋放按鈕145，則與其連動通過攝影光學系統141進行攝影。在圖21的例子中，使用實施例1的變焦鏡頭作為攝影光學系統141。利用攝影光學系統141，所拍攝的物體的像通過設置有波長區域限制涂層的低通濾波器F和玻璃罩C而在CCD圖像傳感器149的攝像面上形成。由CCD圖像傳感器149接收的物體像被轉換為電信號，經由處理單元151而作為電子圖像顯示在設置于相機背面上的液晶顯示監視器147上。而且，處理單元151上連接有記錄單元152，其可以記錄所拍攝的電子圖像。該記錄單元152既可以與處理單元151一體設置，又可以單獨設置。作為記錄單元152，可以使用硬盤驅動器(HDD)、存儲卡、DVD等。
在取景器用光路144上配置有取景器用物鏡光學系統153。取景器用物鏡光學系統153由多個透鏡組(圖中為3個透鏡組)和2個棱鏡構成，為與攝影光學系統141的變焦連動地改變焦距的變焦光學系統。通過取景器用物鏡光學系統153，在作為像正立部件(image erectingmember)的正立棱鏡155的視野框157上形成物體像。在正立棱鏡155的后方配置有將正立的物體像引導到觀察者的眼球E的目鏡光學系統159。在目鏡光學系統159的射出側配置有罩部件150。
這樣構成的數字相機140使用本發明的變焦鏡頭作為攝影光學系統141。因此在伸縮時的厚度極小，具有高倍率變更比，而且在整個變更倍率區域內的成像性能都很穩定。所以能夠實現相機的高性能化、小型化和廣角化。
通過本發明可以實現考慮到易于使相機變薄的具有5倍左右的高倍率變更比的能形成良好畫質的像的變焦鏡頭。該變焦鏡頭還適用于與CCD圖像傳感器或CMOS類型圖像傳感器等電子攝像元件組合使用。
并且還能夠提供使用了該變焦鏡頭的電子攝像裝置。
顯而易見，關于上述發明，可能有不同形式的變化。這樣的變化不應被視為脫離了本發明的精神和范圍。需要強調的是，對本發明的范圍的定義應由后附的權利要求書及其等同體來體現。所有對于本領域一般技術人員而言顯而易見的變更都包含在后附的權利要求書范圍內。
權利要求
1.一種變焦鏡頭，該變焦鏡頭從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和具有光焦度的第4透鏡組，
在從廣角端變更倍率到望遠端的時候，上述第1透鏡組與上述第2透鏡組的間隔、上述第2透鏡組與上述第3透鏡組的間隔、上述第3透鏡組與上述第4透鏡組的間隔發生變化，
上述第2透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡，且滿足以下條件
1.88＜nd2p＜2.20(1A)
13.0＜vd2p＜30.0(2A)
其中，nd2p是第2透鏡組中的正透鏡對于d線的折射率、vd2p是第2透鏡組中的正透鏡的阿貝數。
2.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組的上述正透鏡是滿足下列條件的向物體側凸的彎月透鏡，
-5.0＜SF2p＜-1.0(3A)
其中SF2p由SF2p＝(R2pf+R2pr)/(R2pf-R2pr)來定義，R2pf是上述第2透鏡組中的上述正透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑，R2pr是上述第2透鏡組中的上述正透鏡的像側的面的近軸曲率半徑。
3.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下面的條件，
0.12＜|f2/ft|＜0.60(4A)
其中，f2是上述第2透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭全系統的焦距。
4.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下面的條件，
1.76＜nd2n＜2.00(5A)
35.0＜Vd2n＜50.0(6A)
其中，nd2n是上述第2透鏡組中的上述負透鏡對于d線的折射率，Vd2n是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的阿貝數。
5.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組中的上述負透鏡是滿足下列條件的雙凹透鏡，
0.35＜SF2n＜1.00(7A)
其中SF2n由SF2n＝(R2nf+R2nr)/(R2nf-R2nr)來定義，R2nf是第2透鏡組中的上述負透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑，R2nr是第2透鏡組中的上述負透鏡的像側的面的近軸曲率半徑。
6.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組的上述負透鏡的至少一個透鏡面為非球面，并滿足下面的條件，
0.030＜(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw＜0.320(8A)
其中，ASP2nf是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的物體側的透鏡面的非球面偏移量，ASP2nr是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的像側的透鏡面的非球面偏移量，fw是廣角端的上述變焦鏡頭全系統的焦距。
7.根據權利要求6所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組中的上述負透鏡的非球面是離光軸越遠則光焦度越大的非球面。
8.根據權利要求7所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組中的上述負透鏡是雙凹透鏡，上述雙凹透鏡的物體側的面、像側的面都是離光軸越遠則光焦度越大的非球面。
9.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組中的透鏡總數在2個以下。
10.根據權利要求9所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡。
11.根據權利要求9所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡，上述負透鏡與上述正透鏡相接合。
12.根據權利要求9所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡，上述負透鏡與上述正透鏡分別為單透鏡。
13.根據權利要求12所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組的上述負透鏡與上述正透鏡的軸上間隔滿足下列條件
0.0≤L1np/L1＜0.2(9A)
其中，L1np是第1透鏡組的上述負透鏡與上述正透鏡的軸上間隔，L1是上述第1透鏡組的軸上總厚度。
14.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第3透鏡組中的透鏡總數在3個以下。
15.根據權利要求14所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第3透鏡組從物體側起按順序包括正透鏡、負透鏡這2個透鏡，上述第3透鏡組中的透鏡總數為2個。
16.根據權利要求14所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第3透鏡組從物體側起按順序包括正透鏡、正透鏡、負透鏡這3個透鏡。
17.根據權利要求16所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第3透鏡組的上述負透鏡與相鄰的物體側的上述正透鏡接合。
18.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列條件
0.50＜f1/ft＜2.00(10A)
其中f1是上述第1透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
19.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列條件
0.16＜f3/ft＜0.80(11A)
其中f3是上述第3透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
20.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列條件
0.24＜f4/ft＜0.80(12A)
其中f4是上述第4透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭全系統的焦距。
21.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭還具有亮度光圈，
在從廣角端變更倍率到望遠端時，上述第1透鏡組、上述第2透鏡組、上述第3透鏡組和上述第4透鏡組移動，以使上述第1透鏡組與上述第2透鏡組之間的間隔變大、上述第2透鏡組與上述第3透鏡組之間的間隔變小、上述第3透鏡組與上述第4透鏡組之間的間隔變大，
上述亮度光圈與第3透鏡組一起沿光軸方向移動。
22.根據權利要求21所述的變焦鏡頭，其特征在于，在從廣角端變更倍率到望遠端時，
上述第1透鏡組移動以使得在望遠端時比在廣角端時更靠近物體側，
上述第2透鏡組移動，
上述第3透鏡組僅向物體側移動，
上述第4透鏡組移動，
上述亮度光圈位于上述第2透鏡組與上述第3透鏡組之間，在上述變更倍率時與上述第3透鏡組成為一體沿光軸方向移動。
23.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述變焦鏡頭為4組變焦透鏡。
24.根據權利要求1所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第4透鏡組具有正光焦度。
25.一種電子攝像裝置，其特征在于，該電子攝像裝置包括權利要求1所述的變焦鏡頭；以及
配置在上述變焦鏡頭的像側，將由上述變焦鏡頭所形成的光學像轉換為電信號的電子攝像元件。
26.一種變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和具有光焦度的第4透鏡組，
在從廣角端變更倍率到望遠端的時候，
上述第1透鏡組與上述第2透鏡組的間隔、上述第2透鏡組與上述第3透鏡組的間隔、上述第3透鏡組與上述第4透鏡組的間隔發生變化，
上述第1透鏡組包括正透鏡和負透鏡這2個透鏡，上述第1透鏡組中的透鏡總數為2個，
上述第2透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡，上述第2透鏡組中的透鏡總數為2個，且滿足以下條件
1.78＜nd2n＜2.10(1B)
35.0＜vd2n＜50.0(2B)
其中，nd2n是第2透鏡組中的負透鏡對于d線的折射率、vd2n是第2透鏡組中的負透鏡的阿貝數。
27.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列條件，
0.6＜|f1n|/ft＜5.0(A)
0.08＜|f2n|/ft＜0.35 (B)
5.0＜|f1n|/|f2n|＜25.0(C)
其中，f1n是第1透鏡組中的負透鏡的焦距，f2n是第2透鏡組中的負透鏡的焦距，ft是望遠端的變焦鏡頭全系統的焦距。
28.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列條件
1.4＜|f1n|/f1p＜4.5(D)
其中，f1p是第1透鏡組中的正透鏡的焦距，f1n是第1透鏡組中的負透鏡的焦距。
29.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組的上述正透鏡是滿足下列條件的在物體側為凸的彎月透鏡，
-5.0＜SF2p＜-1.0(3A)
其中SF2p由SF2p＝(R2pf+R2pr)/(R2pf-R2pr)來定義，R2pf是上述第2透鏡組中的上述正透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑，R2pr是上述第2透鏡組中的上述正透鏡的像側的面的近軸曲率半徑。
30.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下面的條件
0.12＜|f2/ft|＜0.60(4A)
其中，f2是上述第2透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
31.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足以下條件
1.88＜nd2p＜2.20 (1A)
13.0＜vd2p＜30.0 (2A)
其中，nd2p是第2透鏡組中的正透鏡對于d線的折射率、vd2p是第2透鏡組中的正透鏡的阿貝數。
32.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組中的上述負透鏡是滿足下列條件的雙凹透鏡，
0.35＜SF2n＜1.00 (7A)
其中SF2n由SF2n＝(R2nf+R2nr)/(R2nf-R2nr)來定義，R2nf是第2透鏡組中的上述負透鏡的物體側的面的近軸曲率半徑，R2nr是第2透鏡組中的上述負透鏡的像側的面的近軸曲率半徑。
33.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組的上述負透鏡的至少一個透鏡面為非球面，并滿足下面的條件，
0.030＜(|ASP2nf|+|ASP2nr|)/fw＜0.320(8A)
其中，ASP2nf是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的物體側的透鏡面的非球面偏移量，ASP2nr是上述第2透鏡組中的上述負透鏡的像側的透鏡面的非球面偏移量，fw是廣角端的上述變焦鏡頭的焦距。
34.根據權利要求33所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組中的上述負透鏡的非球面是離光軸越遠則光焦度越大的非球面。
35.根據權利要求32所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第2透鏡組中的上述負透鏡是雙凹透鏡，上述雙凹透鏡的物體側的面、像側的面都是離光軸越遠則光焦度越大的非球面。
36.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組從物體側起按順序包括上述負透鏡、上述正透鏡這2個透鏡。
37.根據權利要求36所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組中的上述負透鏡與上述正透鏡相接合。
38.根據權利要求36所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組中的上述負透鏡與上述正透鏡分別為單透鏡。
39.根據權利要求38所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第1透鏡組的上述負透鏡與上述正透鏡的軸上間隔滿足下列條件
0.0≤L1np/L1＜0.2(9A)
其中，L1np是第1透鏡組的上述負透鏡與上述正透鏡的軸上間隔，L1是上述第1透鏡組的軸上總厚度。
40.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第3透鏡組中的透鏡總數為3個以下。
41.根據權利要求40所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第3透鏡組從物體側起按順序包括正透鏡、負透鏡這2個透鏡，
上述第3透鏡組中的透鏡總數為2個。
42.根據權利要求40所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第3透鏡組從物體側起按順序包括正透鏡、正透鏡、負透鏡這3個透鏡。
43.根據權利要求42所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第3透鏡組的上述負透鏡與相鄰的物體側的上述正透鏡接合。
44.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列條件
0.50＜f1/ft＜2.00(10A)
其中f1是上述第1透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
45.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列條件
0.16＜f3/ft＜0.80(11A)
其中f3是上述第3透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
46.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭滿足下列條件
0.24＜f4/ft＜0.80(12A)
其中f4是上述第4透鏡組的焦距，ft是望遠端的上述變焦鏡頭的焦距。
47.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，該變焦鏡頭還具有亮度光圈，
在從廣角端變更倍率到望遠端時，上述第1透鏡組、上述第2透鏡組、上述第3透鏡組和上述第4透鏡組移動，以使上述第1透鏡組與上述第2透鏡組之間的間隔變大、上述第2透鏡組與上述第3透鏡組之間的間隔變小、上述第3透鏡組與上述第4透鏡組之間的間隔變大，
上述亮度光圈與第3透鏡組一起沿光軸方向移動。
48.根據權利要求47所述的變焦鏡頭，其特征在于，在從廣角端變更倍率到望遠端時，
上述第1透鏡組移動以使得在望遠端時比在廣角端時更靠近物體側，
上述第2透鏡組移動，
上述第3透鏡組僅向物體側移動，
上述第4透鏡組移動，
上述亮度光圈位于上述第2透鏡組與上述第3透鏡組之間，在上述變更倍率時與上述第3透鏡組一體地沿光軸方向移動。
49.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述變焦鏡頭為4組變焦透鏡。
50.根據權利要求26所述的變焦鏡頭，其特征在于，上述第4透鏡組具有正光焦度。
51.一種電子攝像裝置，其特征在于，該電子攝像裝置包括權利要求26所述的變焦鏡頭；以及
配置在上述變焦鏡頭的像側，將由上述變焦鏡頭所形成的光學像轉換為電信號的電子攝像元件。
全文摘要
本發明提供變焦鏡頭以及使用該變焦鏡頭的電子攝像裝置，該變焦鏡頭從物體側起按順序具有正光焦度的第1透鏡組、負光焦度的第2透鏡組、正光焦度的第3透鏡組和具有光焦度的第4透鏡組，在從廣角端變更倍率到望遠端的時候，上述第1透鏡組與上述第2透鏡組的間隔、上述第2透鏡組與上述第3透鏡組的間隔、上述第3透鏡組與上述第4透鏡組的間隔發生變化，上述第2透鏡組從物體側起按順序包括負透鏡、正透鏡這2個透鏡。
文檔編號G02B13/18GK101131466SQ20071014770
公開日2008年2月27日 申請日期2007年8月24日 優先權日2006年8月25日
發明者左部校之 申請人:奧林巴斯映像株式會社