CN104520746B - 变焦透镜和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

在变焦透镜中，一边维持紧凑性，一边实现100倍以上的高倍率化和广角化、及变焦全域的高性能化。变焦透镜从物体侧依次由变倍时固定的正的第1透镜群(G1)、变倍时移动的负的第2透镜群(G2)、变倍时移动的正的第3透镜群(G3)、变倍时固定的正的第4透镜群(G4)构成。从广角向望远变倍时，第2、第3透镜群同时通过各自的成像倍率成为‑1倍的点。第2透镜群(G2)从物体侧依次由变倍时独立移动的负的第2a透镜群(G2a)和正的第2b透镜群(G2b)构成，第3透镜群(G3)从物体侧依次由变倍时独立移动的正的第3a透镜群(G3a)和正的第3b透镜群(G3b)构成。

Description

变焦透镜和摄像装置
技术领域
本发明涉及变焦透镜和摄像装置，更详细地说，是涉及适合搭载到电视摄像机和摄影机等之上的高倍率的变焦透镜和具备该变焦透镜的摄像装置。
背景技术
在电视摄像机和摄影机等所搭载的变焦透镜中，近年来，高倍率化、广角化、轻量化、还有变焦全域的高性能化的需求高涨，期望提出与这些要求相应的变焦透镜。例如，作为这样的变焦透镜，已知有由4群构成的类型。另外，在由4群构成的变焦透镜中，还已知的类型有，将从物体侧起第2个透镜群作为变倍用的透镜群，对于伴随其变倍而来的像面移动，利用从物体侧起第3个透镜群加以校正。此外，为了实现高性能化，还提出有将从物体侧起第2个透镜群或第3个透镜群分割了的类型(参照专利文献1～4)。
【先行技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】
特开平7-248449号公报
【专利文献2】
特开2009-128491号公报
【专利文献3】
特开2010-91788号公报
【专利文献4】
特开2011-39399号公报
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
在变焦透镜中，为了实现高倍率化，需要对在望远侧变大的像差进行良好的校正，作为其结果就需要对从广角端至中间域劣化的像面的歪倒进行良好的校正。如果广角化，则需要防止在从广角端变倍时的、向变倍群入射的周边光束大幅变动所伴随的像圈的蚀痕。这样的蚀痕，能够通过最靠物体侧的第1透镜群(焦点群)的直径的增大而得以防止。但是，由于第1透镜群的直径比较大，所以，若进一步加大第1透镜群的直径，则达成轻量化困难。
在例如上述专利文献1～4所述的变焦透镜中，广角端的视场角均在65度以下，不能达成广角化。另一方面，若为了达成广角化，随着广角化而使最靠像侧的透镜群的构成复杂化，则透镜系统的重量变大，因此为了达成轻量化，高倍率化困难。例如，在上述专利文献2所述的变焦透镜中，虽然能够达成广角化，但不太能够加大变焦倍率。
发明内容
本发明鉴于上述情况而形成，其目的在于，提供一种既可以维持紧凑性，又可以实现100倍以上的高倍率化和广角化、及变焦全域的高性能化的高倍率的变焦透镜和搭载有该变焦透镜的摄像装置。
【用于解决课题的手段】
本发明的变焦透镜，其特征在于，从物体侧依次由如下透镜群构成：
变倍时固定的且具有正光焦度的第1透镜群；
变倍时移动的且具有负光焦度的并具有变倍功能的第2透镜群；
变倍时移动且对伴随变倍而来的像面的变动进行校正的并具有正光焦度的第3透镜群；和
变倍时固定且在最靠物体侧配置有光阑并具有成像作用的并且具有正光焦度的第4透镜群，
从广角端向望远端变倍时，第2透镜群和第3透镜群同时通过各自的成像倍率为-1倍的点，
第2透镜群从物体侧依次由具有负光焦度的第2a透镜群和具有正光焦度的第2b透镜群构成，从广角端向望远端变倍时第2a透镜群和第2b透镜群独立移动，
第3透镜群从物体侧依次由具有正光焦度的第3a透镜群和具有正光焦度的第3b透镜群构成，从广角端向望远端变倍时第3a透镜群和第3b透镜群独立移动。
本发明的变焦透镜由4个透镜群构成，但除4个透镜群以外，也可以包括拥有实质上不具备光焦度的透镜、光阑和保护玻璃等的透镜以外的光学零件、透镜凸缘、透镜镜筒、摄像元件、手抖补正机构等的机构部分等。
另外，所谓透镜群，未必只由多个透镜构成，也包括只由1枚透镜构成的。
另外，在本发明中，凸面、凹面、平面、双凹、弯月面、双凸、平凸和平凹等这样的透镜的面形状，正和负这样的透镜的光焦度的符号，在包含非球面的情况下，除非特别指出，否则均认为是在近轴区域的。另外，在本发明中，曲率半径的符号，在面形状是使凸面朝向物体侧时为正，在使凸面朝向像侧时为负。
还有，在本发明的变焦透镜中，优选变倍时，第3a透镜群和第3b透镜群的间隔，在如下变焦范围内最大，即从广角端、至第2透镜群和第3透镜群的成像倍率同时成为-1倍的焦距为止的变焦范围，
满足下述条件式(1)。
0.060＜(G3dmax-G3db1)/f3a＜0.180...(1)
其中，
G3db1：第2透镜群和第3透镜群的成像倍率同时成为-1倍的变焦位置下的第3a透镜群和第3b透镜群的间隔
G3dmax：变焦范围内的第3a透镜群和第3b透镜群的间隔的最大值
f3a：第3a透镜群的焦距
还有，更优选满足下述条件式(1-1)。
0.080＜(G3dmax-G3db1)/f3a＜0.160...(1-1)
另外，在本发明的变焦透镜中，优选变倍时，第2a透镜群和第2b透镜群的间隔，在如下变焦范围内为最小，即从广角端、至第2透镜群和第3透镜群的成像倍率同时成为-1倍的焦距为止的变焦范围，
满足下述条件式(2)。
-0.012＜(G2dmin-G2db1)/f2b＜-0.002...(2)
其中，
G2db1：第2透镜群和第3透镜群的成像倍率同时成为-1倍的变焦位置下的第2a透镜群和第2b透镜群的间隔
G2dmin：变焦范围内的第2a透镜群和第2b透镜群的间隔的最小值
f2b：第2b透镜群的焦距
还有，优选满足下述条件式(2-1)。
-0.010＜(G2dmin-G2db1)/f2b＜-0.004...(2-1)
另外，在本发明的变焦透镜中，优选第3a透镜群由具有正光焦度的1枚透镜构成。
另外，在本发明的变焦透镜中，优选构成第3a透镜群的具有正光焦度的透镜的至少1面是非球面。
另外，在本发明的变焦透镜中，优选第2b透镜群由具有正光焦度的1枚透镜构成，该透镜的至少1面是非球面。
本发明的摄像装置，其特征在于，搭载有上述本发明的变焦透镜。
【发明的效果】
根据本发明，在4群结构所构成的变焦透镜中，因为适当设定各透镜群的构成，在变倍时，使第2透镜群的第2a透镜群和第2b透镜群独立移动，所以可以一边良好地校正望远侧的像差特别是像面弯曲，一边良好地校正从广角端至中间域的像面的歪倒。另外，因为使第3透镜群的第3a透镜群和第3b透镜群独立移动，所以可以确保像圈，此外能够良好地校正畸变，容易使F值下降起始点(Fドロツプ開始点)向长焦侧移动。另外，从广角端向望远端变倍时，因为使第2透镜群和第3透镜群同时通过各自的成像倍率为-1倍的点，所以尽管小型，仍可以良好地抑制像差的变动，达成高倍率变焦。因此，可以一边确保像圈，一边良好地校正从广 角端至中间的像面弯曲，从而在变焦全域从中心到周边都可以实现高性能化。
根据本发明的摄像装置，因为搭载本发明的变焦透镜，所以尽管是高倍率，仍能够一边维持高清画质，一边达成广角化。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的变焦透镜的透镜构成的剖面图
图2是表示本发明的实施例2的变焦透镜的透镜构成的剖面图
图3是表示本发明的实施例3的变焦透镜的透镜构成的剖面图
图4是表示本发明的实施例4的变焦透镜的透镜构成的剖面图
图5是表示本发明的实施例5的变焦透镜的透镜构成的剖面图
图6是表示本发明的实施例1的变焦透镜的变焦倍率与第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔的关系的图
图7是表示本发明的实施例2的变焦透镜的变焦倍率与第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔的关系的图
图8是表示本发明的实施例3的变焦透镜的变焦倍率与第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔的关系的图
图9是表示本发明的实施例4的变焦透镜的变焦倍率与第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔的关系的图
图10是表示本发明的实施例5的变焦透镜的变焦倍率与第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔的关系的图
图11是表示本发明的实施例1的变焦透镜的变焦倍率与第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔的关系的图
图12是表示本发明的实施例2的变焦透镜的变焦倍率与第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔的关系的图
图13是表示本发明的实施例3的变焦透镜的变焦倍率与第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔的关系的图
图14是表示本发明的实施例4的变焦透镜的变焦倍率与第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔的关系的图
图15是表示本发明的实施例5的变焦透镜的变焦倍率与第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔的关系的图
图16是表示本发明的实施例1的变焦透镜的第1透镜群和第2透镜群的详细构成的剖面图
图17是表示本发明的实施例1的变焦透镜的第3透镜群的详细构成的剖面图
图18是表示本发明的实施例1的变焦透镜的第4透镜群至成像面的详细构成的剖面图
图19是表示本发明的实施例2的变焦透镜的第1透镜群和第2透镜群的详细构成的剖面图
图20是表示本发明的实施例2的变焦透镜的第3透镜群的详细构成的剖面图
图21是表示本发明的实施例2的变焦透镜的第4透镜群至成像面的详细构成的剖面图
图22是表示本发明的实施例3的变焦透镜的第1透镜群和第2透镜群的详细构成的剖面图
图23是表示本发明的实施例3的变焦透镜的第3透镜群的详细构成的剖面图
图24是表示本发明的实施例3的变焦透镜的第4透镜群至成像面的详细构成的剖面图
图25是表示本发明的实施例4的变焦透镜的第1透镜群和第2透镜群的详细构成的剖面图
图26是表示本发明的实施例4的变焦透镜的第3透镜群的详细构成的剖面图
图27是表示本发明的实施例4的变焦透镜的第4透镜群至成像面的详细构成的剖面图
图28是表示本发明的实施例5的变焦透镜的第1透镜群和第2透镜群的详细构成的剖面图
图29是表示本发明的实施例5的变焦透镜的第3透镜群的详细构成的剖面图
图30是表示本发明的实施例5的变焦透镜的第4透镜群至成像面的详细构成的剖面图
图31是本发明的实施例1的变焦透镜的诸像差图(广角端)
图32是本发明的实施例1的变焦透镜的彗形像差图(广角端)
图33是本发明的实施例1的变焦透镜的诸像差图(中间域)
图34是本发明的实施例1的变焦透镜的彗形像差图(中间域)
图35是本发明的实施例1的变焦透镜的诸像差图(望远端)
图36是本发明的实施例1的变焦透镜的彗形像差图(望远端)
图37是本发明的实施例2的变焦透镜的诸像差图(广角端)
图38是本发明的实施例2的变焦透镜的彗形像差图(广角端)
图39是本发明的实施例2的变焦透镜的诸像差图(中间域)
图40是本发明的实施例2的变焦透镜的彗形像差图(中间域)
图41是本发明的实施例2的变焦透镜的诸像差图(望远端)
图42是本发明的实施例2的变焦透镜的彗形像差图(望远端)
图43是本发明的实施例3的变焦透镜的诸像差图(广角端)
图44是本发明的实施例3的变焦透镜的彗形像差图(广角端)
图45是本发明的实施例3的变焦透镜的诸像差图(中间域)
图46是本发明的实施例3的变焦透镜的彗形像差图(中间域)
图47是本发明的实施例3的变焦透镜的诸像差图(望远端)
图48是本发明的实施例3的变焦透镜的彗形像差图(望远端)
图49是本发明的实施例4的变焦透镜的诸像差图(广角端)
图50是本发明的实施例4的变焦透镜的彗形像差图(广角端)
图51是本发明的实施例4的变焦透镜的诸像差图(中间域)
图52是本发明的实施例4的变焦透镜的彗形像差图(中间域)
图53是本发明的实施例4的变焦透镜的诸像差图(望远端)
图54是本发明的实施例4的变焦透镜的彗形像差图(望远端)
图55是本发明的实施例5的变焦透镜的诸像差图(广角端)
图56是本发明的实施例5的变焦透镜的彗形像差图(广角端)
图57是本发明的实施例5的变焦透镜的诸像差图(中间域)
图58是本发明的实施例5的变焦透镜的彗形像差图(中间域)
图59是本发明的实施例5的变焦透镜的诸像差图(望远端)
图60是本发明的实施例5的变焦透镜的彗形像差图(望远端)
图61是本发明的实施方式的摄像装置的立体图
具体实施方式
以下，参照附图，对于本发明的实施方式详细地加以说明。图1(A)、(B)、(C)是表示本发明的一个实施方式的变焦透镜的构成的剖面图，对应后述的实施例1的透镜构成。还有，图1(A)对应在广角端(最短焦距状态)的光学系统配置，图1(B)对应在中间域(中间焦距状态)的光学系统配置，图1(C)对应在望远端(最长焦距状态)的光学系统配置。同样，与后述的实施例2、3的透镜构成对应的第2至第5的构成例示出在图2(A)、(B)、(C)～图5(A)、(B)、(C)中。
图1～图5全部，左侧是物体侧，右侧是像侧，从广角端向望远端变倍时的各可动透镜群的移动轨迹，仅在图1(A)中模式化地以箭头表示。图1(A)所示的箭头，从物体侧依次对应后述的第2a透镜群、第2b透镜群、第3a透镜群和第3b透镜群的移动轨迹。还有，在第2至第5的构成例中，因为各可动透镜群的移动轨迹与第1构成例大致相同，所以在图2至图5中省略移动轨迹的图示。
本发明的各实施方式的变焦透镜，可以适用于例如搭载到使用了固体摄像元件的高性能的电视摄像机和摄影机等之上，适合例如变倍比为100倍以上的从标准至望远域的范围。
该变焦透镜，沿光轴Z从物体侧依次具备如下透镜群：变倍时固定的具有正光焦度的第1透镜群G1；变倍时移动的具有负光焦度的第2透镜群G2；变倍时移动，对伴随变倍的像面的变动进行校正的具有正光焦度的第3透镜群G3；变倍时固定，且在最靠物体侧配置有孔径光阑St，并具有成像作用的具有正光焦度的第4透镜群G4。还有，各图所示的孔径光阑St，未必表示其大小和形状，而是表示其在光轴Z上的位置。
在该变焦透镜的成像面(摄像面)Sim上，配置有例如未图示的摄像元件。在第4透镜群G4和摄像面之间，根据装配镜头的照相机侧的构成， 也可以配置各种光学零件。在图示的构成例中，配置有由分色棱镜等构成的色分离光学系统GC。
就第2透镜群G2和第3透镜群G3而言，变倍时可动，具有作为变焦群的功能。在本实施方式的变焦透镜中，具有所谓的内变焦方式的结构，即不是使光学系统前端，而是使光学系统内部的群移动而进行变倍。电视摄像机和摄影机等之中，这样的内变焦方式的方法，变倍时的总长和重量平衡的变化少，操作性优异，认为优选。
变焦群之中，第2透镜群G2，具有作为变动群的功能，第3透镜群G3具有作为补偿群的功能。更详细地说，通过使第2透镜群G2在光轴上移动而进行变倍，随之而来的像面的变动的校正，则通过使第3透镜群G3在光轴上移动而进行。
特别是在本实施方式的变焦透镜中，采用的是变倍时第2透镜群G2和第3透镜群G3进行相对性的移动的所谓浮动方式。根据这一构成，能够校正随变倍而来的像面的变动，并且能够良好地校正变倍时的球面像差和彗形像差(也称慧差)的变动，保持良好的光学性能。
在本实施方式的变焦透镜中，其构成为，从广角端向望远端变倍时，使第2透镜群G2和第3透镜群G3同时通过各自的成像倍率为-1倍(倒立等倍)的点。根据这一构成，具有作为补偿群的功能的第3透镜群G3，不仅在像面校正上发挥作用，就变倍本身也起作用，以成为-1倍的位置为基准，在广角侧为缩小倍率，在望远侧为放大倍率，因此可以增大变焦比。在此，在电视用的变焦透镜中，认为是第3透镜群G3具有负光焦度的类型的，但若使第3透镜群G3具有负光焦度，则入射第4透镜群G4的光束成为发散光束，而使作为具有防抖群和扩束部的主要部分发挥功能的第4透镜群G4的构成透镜的直径增大，重量也变大，因此不为优选。另外，若要实现高倍率化，则需要抑制在望远侧未被第1透镜群G1校正完的色像差，而第3透镜群G3具有正光焦度时，在望远侧入射到第3透镜群G3的光束扩展，因此使该残存色像差的校正成为可能，可以高性能化。
另外，在本实施方式的变焦透镜中，第2透镜群G2从物体侧依次由具有负光焦度的第2a透镜群G2a和具有正光焦度的第2b透镜群G2b构成， 其构成方式为，从广角端向望远端变倍时，使第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b独立移动。在此，若想实现高倍率化，则望远侧的像差的校正困难，若要对其进行校正，则从广角端到中间域的像面向物体侧歪倒，在变焦全域实现高性能困难。使第2透镜群G2从物体侧依次由具有负光焦度的第2a透镜群G2a和具有正光焦度的第2b透镜群G2b构成，从广角端向望远端变倍时，使第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b以独立移动的方式构成，则可以一边良好地校正望远侧的像差特别是像面弯曲，一边良好地校正从广角端至中间域的像面的歪倒。
另外，在本实施方式的变焦透镜中，第3透镜群G3从物体侧依次由具有正光焦度的第3a透镜群G3a和具有正光焦度的第3b透镜群G3b构成，其构成方式为，从广角端向望远端变倍时，使第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b独立移动。在此，想要实现广角化时，若从广角端进行变倍，则入射第2透镜群G2的周边光束大幅变化，难以确保像圈。使第3透镜群G3从物体侧依次由具有正光焦度的第3a透镜群G3a和具有正光焦度的第3b透镜群G3b构成，以从广角端向望远端变倍时使第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b独立移动的方式构成，则可以确保像圈，此外还能够良好地校正畸变，容易使F值下降起始点向长焦侧移动。
而且，在本实施方式的变焦透镜中，由第2透镜群G2和第3透镜群G3构成的变倍群，分别使之拥有移动的自由度，由此可以一边确保像圈，一边良好地校正从广角端到中间的像面弯曲，可以在变焦全域从中心至周边实现高性能。
在本实施方式的变焦透镜中，优选变倍时，第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔，在如下变焦范围内为最大，即从广角端至第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距为止的变焦范围，满足下述条件式(1)。
0.060＜(G3dmax-G3db1)/f3a＜0.180...(1)
其中，
G3db1：第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的变焦位置下的第3a透镜G3a群和第3b透镜群G3b的间隔
G3dmax：上述变焦范围内第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔的最大值
f3a：第3a透镜群G3a的焦距
一般来说，在至第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距为此的变焦范围内，基于变倍的第2透镜群G2的移动，导致周边光束急剧变化，确保像圈困难。通过使第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔，在如下变焦范围内成为最大，即从广角端至第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时为-1倍的焦距为止的变焦范围，除了确保像圈以外，还能够良好地校正在正向大幅位移的畸变。
若低于条件式(1)的下限，则第3a透镜群G3a的伸出量变小，不能确保像圈，此外还招致畸变的增大。若高于条件式(1)的上限，则第3a透镜群G3a的伸出量变大，凸轮驱动变焦时，凸轮的负荷变大，难以进行迅速的变焦移动。
为了提高上述作用效果，更优选满足下述条件式(1-1)。
0.080＜(G3dmax-G3db1)/f3a＜0.160...(1-1)
图6至图10，是表示第1至第5构成例的变焦倍率、与第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔的关系的曲线图。还有，在本实施方式中，以第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距为基准，因而图6～图10所示的曲线图的纵轴，是从第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔G3d、减去了在第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距下的第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔G3db1的值G3d-G3db1。如图6至图10所示，在第1至第5的构成例(实施例1～5)中，其构成方式为，变倍时，使第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔，在如下变焦范围内为最大，即从广角端至第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距。
在本实施方式的变焦透镜中，优选变倍时，使第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔，在如下变焦范围内为最小，即从广角端至第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距为止的变焦范围，满足下述条件式(2)。
-0.012＜(G2dmin-G2db1)/f2b＜-0.002...(2)
其中，
G2db1：第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的变焦位置下的第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔
G2dmin：上述变焦范围内的第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔的最小值
f2b：第2b透镜群G2b的焦距
一般来说，若要实现高倍率，则望远侧的像差量、特别是弯曲像差变大。若要对其加以校正，则在从广角端、至第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距为止的变焦范围内，校正诸像差特别是像面弯曲有困难。第2透镜群G2，在构成本实施方式的变焦透镜的透镜群之中，由于是唯一具有负光焦度的透镜群，所以具有强光焦度，对于像面弯曲的灵敏度高。变倍时，使第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔，在从广角端、至第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距为止的变焦范围内为最小，通过以此方式构成，可以良好地校正上述变焦范围内的像面校正。
若低于条件式(2)的下限，则第2b透镜群G2b的伸出量变大，以凸轮驱动进行变焦时，凸轮的负荷变大，难以进行迅速的变焦移动。另外，还招致像面弯曲以外的诸像差、特别是球面像差的劣化，不为优选。若高于条件式(2)的上限，则第2b透镜群G2b的伸出量变小，像面弯曲的校正效果变弱，不为优选。
为了提高上述作用效果，更优选满足下述条件式(2-1)。
-0.010＜(G2dmin-G2db1)/f2b＜-0.004...(2-1)
图11至图15，是表示第1至第5的构成例的变焦倍率、与第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔的关系的曲线图。还有，在本实施方式中，因为以第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距为基准，所以图11～图15所示的曲线图的纵轴，是从第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔G2d、减去了在第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距下的第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔G2db1的值G2d-G2db1。如图11至图15所示，在第1至第5的构成例(实施例1～5)中，其构成为，变倍时，使第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔，在如下变焦范围内为最小，即从广角端至第2透镜群G2和第3透镜群G3的成像倍率同时成为-1倍的焦距。
第1透镜群G1，例如图1所示的例子那样，能够成为如下5群结构，即从物体侧依次由具有负光焦度的第1透镜、具有正光焦度的第2透镜、具有正光焦度的第3透镜、具有正光焦度的第4透镜和具有正光焦度的第5透镜构成。根据这一结构，能够使本实施方式的变焦透镜，从性能面和重量面取得平衡。
构成第2透镜群G2的具有负光焦度的第2a透镜群G2a，例如图1所示的构成例这样，能够成为如下6枚结构，即从物体侧依次由具有负光焦度的第1透镜、具有负光焦度的第2透镜、具有负光焦度的第3透镜与具有正光焦度的第4透镜的胶合透镜、和具有正光焦度的第5透镜与具有负光焦度的第6透镜的胶合透镜构成。通过使第2a透镜群G2的最靠物体侧的透镜为具有负光焦度的透镜，能够紧凑地构成具有作为变动群的作用的第2透镜群G2，能够确保变倍所需要的行程，因此能够达成高倍率化。
构成第2透镜群G2的具有正光焦度的第2b透镜群G2b，例如图1所示的构成例这样，能够由具有正光焦度的1枚透镜构成。观察图1的移动轨迹可知，从广角端向望远端变倍时，第2b透镜群G2b，不一定从物体侧向像侧的一个方向上移动，也能够朝反方向移动。进行这样移动的第2b透镜群G2b，对工作性产生巨大影响。因此，为了得到良好的工作性，优选第2透镜群G2b轻量，这此，优选以很少的透镜枚数构成，更具体地说由1枚具有正光焦度的透镜构成。
优选构成第2b透镜群G2b的具有正光焦度的1枚透镜的至少1面是非球面。在本实施方式的变焦透镜中，通过使第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔变动，可良好地校正从广角端至中间域的像面弯曲，但其他的球面像差和像散的变动发生。通过使构成第2b透镜群G2b的具有正光焦度的1枚透镜的至少1面为非球面，能够良好地校正球面像差和像散。
构成第3透镜群G3的、具有正光焦度的第3a透镜群G3a，例如图1所示的例子，能够由具有正光焦度的1枚透镜构成。观察图1的移动轨迹可知，从广角端向望远端变倍时，第3a透镜群G3a，不一定从像侧向物体侧的一个方向上移动，也能够反方向移动。进行这样的移动的第3a透 镜群G3a，对工作性产生巨大影响。因此，为了得到良好的工作性，优选第3a透镜群G3a轻量，为此优选以很少的透镜枚数构成，更具体地说是以1枚具有正光焦度的透镜构成。
另外，优选构成第3a透镜群G3a的具有正光焦度的1枚透镜的至少1面是非球面。在本实施方式的变焦透镜中，通过使第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔变动，可良好地校正从广角端至中间域的像面弯曲，但其他的球面像差和像散的变动发生。通过使构成第3a透镜群G3a的具有正光焦度的1枚透镜的至少1面为非球面，能够良好地校正球面像差和像散。
构成第3透镜群G3的、具有正光焦度的第3b透镜群G3b，例如图1所示的例子那样，能够作为如下5枚结构，即从物体侧依次由：具有负光焦度的第1透镜与具有正光焦度的第2透镜的胶合透镜、具有正光焦度的第3透镜与具有负光焦度的第4透镜的胶合透镜、和具有正光焦度的第5透镜构成。根据这一构成，能够良好地校正望远端的轴上色像差。
另外，优选第3透镜群G3b至少具有1面的非球面，该非球面优选为第3透镜群G3b的最靠像侧的具有正光焦度的透镜的物体侧的面。通过在变倍时移动的第3透镜群G3b具有非球面透镜，在像差校正上有利。另外，通过使变焦群的位于最靠像侧的具有正光焦度的透镜的物体侧的面为非球面，能够得到高像差校正效果，特别是能够良好地校正球面像差、彗形像差和像面弯曲。
另外，优选第3透镜群G3b，至少具有一面随着从光轴朝向周边而正光焦度变弱的这种形状的非球面。根据这一构成，有利于抑制变倍时的诸像差的变动。
第4透镜群G4具有作为中继(主要)群的功能，例如图1所示的例子这样，能够成为如下12枚结构，即从物体侧依次由：孔径光阑St、具有负光焦度的第1透镜、具有正光焦度的第2透镜、具有负光焦度的第3透镜和具有正光焦度的第4透镜和具有负光焦度的第5透镜的胶合透镜、具有负光焦度的第6透镜、具有负光焦度的第7透镜、具有正光焦度的第8透镜、具有正光焦度的第9透镜与具有负光焦度的第10透镜的胶合透镜、 以及具有负光焦度的第11透镜和具有正光焦度的第12透镜的胶合透镜构成。
如以上说明的，根据本实施方式的变焦透镜，因为整体上为4群结构，并适当设定各透镜群的构成，在变倍时，使第2透镜群G2的第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b独立移动，所以可以一边良好地校正望远侧的像差特别是像面弯曲，一边良好地校正从广角端到中间域的像面的歪倒。另外，因为使第3透镜群G3的第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b独立移动，所以可以确保像圈，此外能够良好地校正畸变，容易使F值下降起始点向长焦侧移动。另外，从广角端向望远端变倍时，使第2透镜群G2和第3透镜群G3同时通过各自的成像倍率为-1倍的点，因此尽管小型，但也可以良好地抑制像差的变动，达成高倍率变焦。因此，可以一边确保像圈，一边良好地校正从广角端到中间的像面弯曲，所以可以在变焦全域从中心至周边实现高性能。
【实施例】
接下来，对于本实施方式的变焦透镜的具体的数值实施例进行说明。
[实施例1]
实施例1的透镜剖面图示出在图1中，其详细构成示出在图16～图18中。图16表示第1透镜群G1和第2透镜群G2的详细构成，图17表示第3透镜群G3的详细构成，图18表示从第4透镜群G4至成像面Sim的详细构成。
在实施例1中，第1透镜群G1是透镜L1～L5的5枚结构；构成第2透镜群G2的第2a透镜群G2a是透镜L21～L26的6枚结构，第2b透镜群G2b是透镜L27的1枚结构；构成第3透镜群G3的第3a透镜群G3a是透镜L31的1枚结构，第3b透镜群G3b是透镜L32～L36的5枚结构；第4透镜群是孔径光阑St和透镜L41～L52的12枚结构。
实施例1的变焦透镜的透镜数据示出在表1中，其他的数据示出在表2中，非球面系数示出在表3中。还有，下述的表1～表3中的标记的意思在后述的实施例中也同样。另外，在以下的表中，记述以规定的位数取整后的数值。另外，在以下所述的表的数据中，作为角度的单位使用度， 作为长度的单位使用mm，但因为光学系统可以按比例放大或按比例缩小使用，所以也能够使用其他适当的单位。
在表1的透镜数据中，Si表示以最靠物体侧的构成要素的面作为第1号而随着朝向像侧依次增加的第i号(i＝1、2、3、...)的面编号，Ri表示第i号面的曲率半径，Di表示第i号面和第i+1号面的光轴Z上的面间隔。另外，ndj表示以最靠物体侧的透镜作为第1号而随着朝向像侧依次增加的第j号(j＝1、2、3、...)的光学零件的对d线(波长587.6nm)的折射率，vdj表示第j号光学零件的对d线的阿贝数，θg、fj表示第j号光学零件的部分分散比。还有，在透镜数据中，也包含孔径光阑St、色分离光学系统GC在内示出。就透镜数据的曲率半径而言，在向物体侧凸时为正，向像侧凸时为负。另外，表1的Ri、Di与图16～图18的符号的Ri、Di对应。
在表1的透镜数据中，为了进行变倍而间隔发生变化的与第1透镜群G1和第2a透镜群G2a的间隔、第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔、第2b透镜群G2b和第3a透镜群G3a的间隔、第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔、第3b透镜群G3b和第4透镜群G4的间隔所相当的面间隔D10、D20、D22、D24、D32一栏中，将可变的分别记述为DD[10]、DD[20]、DD[22]、DD[24]、DD[32]。还有，条件式(1)的G3d对应于面间隔DD[24]，条件式(2)的Gd2对应于面间隔DD[20]。
在表2中，作为其他的数据，还示出关于广角端、中间域和望远端的无限远合焦状态下的全系的变焦倍率、近轴焦距f′(mm)、后截距(空气换算长)Bf′、F值(FNo.)和视场角(2ω)的值。另外在表2中，作为面间隔D10、D20、D22、D24、D32的变倍时的数据DD[10]、DD[20]、DD[22]、DD[24]、DD[32]，表示在广角端、中间域和望远端的无限远合焦状态下的变焦间隔(mm)。
在表1的透镜数据中，附加在面编号的左侧的标记“＊”，表示该透镜面是非球面形状。表1的基本透镜数据中，作为这些非球面的曲率半径，表示近轴的曲率半径的数值。
另外在表3中，示出实施例1的变焦透镜的非球面系数。在此，示出非球面的面编号、和关于该非球面的非球面系数。在此，非球面系数的数值的“E-n”(n：整数)意思是“×10-n”。还有非球面系数，是下述非球面式中的各系数KA、Am的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂到非球面顶点相切的与光轴垂直的平面的垂线的长度)
h：高度(从光轴至透镜面的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、Am：非球面系数
实施例1的变焦透镜的非球面，基于上述非球面式，关于非球面系数Am，有效使用A3～A10的次数表示。
【表1】
实施例1·透镜数据
【表2】
实施例1·其他的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 3.0 110.0
f′ 8.49 25.48 934.43
Bf′ 47.05 47.05 47.05
FNo. 1.76 1.76 4.81
2ω[°] 68.8 23.2 0.6
DD[10] 1.76 84.82 190.24
DD[20] 5.41 3.07 4.84
DD[22] 286.13 151.78 0.94
DD[24] 1.59 40.08 0.99
DD[32] 0.94 16.09 98.82
【表3】
实施例1·非球面系数
面编号 11 21 32
KA -9.1939463E+07 3.0956023E+01 -1.1535295E+01
A3 -1.6512106E-05 2.0397629E-05 8.2626571E-07
A4 7.3251090E-06 -4.2510888E-06 2.4574277E-08
A5 -1.7438475E-06 1.1877326E-06 1.8451905E-08
A6 2.2957313E-07 -1.1874151E-07 -1.3663881E-09
A7 -1.7383202E-08 6.7069720E-09 5.8771894E-11
A8 7.5934372E-10 -2.1276615E-10 -1.4379290E-12
A9 -1.7705144E-11 3.3430959E-12 1.8464382E-14
A10 1.7004571E-13 -1.8746671E-14 -9.6147296E-17
[实施例2]
实施例2的透镜剖面图示出在图2中，其详细构成示出在图19～图21中。图19表示第1透镜群G1和第2透镜群G2的详细构成，图20表示第3透镜群G3的详细构成，图21表示从第4透镜群G4至成像面Sim的详细构成。
在实施例2中，第1透镜群G1是透镜L1～L5的5枚结构；构成第2透镜群G2的第2a透镜群G2a是透镜L21～L26的6枚结构，第2b透镜群G2b是透镜L27的1枚结构；构成第3透镜群G3的第3a透镜群G3a是透镜L31的1枚结构，第3b透镜群G3b是透镜L32～L35的4枚结构；第4透镜群是孔径光阑St和透镜L41～L52的12枚结构。
实施例2的变焦透镜的透镜数据示出在表4中，其他的数据示出在表5中，非球面系数示出在表6中。在实施例2中，第3b透镜群G3b和第4透镜群G4的间隔为D31，是可变的，将其记述为DD[31]。
【表4】
实施例2·透镜数据
【表5】
实施例2·其他的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 3.0 110.0
f′ 8.45 25.35 929.39
Bf′ 47.24 47.24 47.24
FNo. 1.76 1.76 4.85
2ω[°] 69.0 23.4 0.6
DD[10] 1.75 82.51 192.44
DD[20] 6.81 2.45 3.96
DD[22] 283.24 142.85 0.95
DD[24] 3.82 51.33 0.99
DD[31] 0.97 17.44 98.25
【表6】
实施例2·非球面系数
面编号 11 21 31
KA -2.6115197E+08 3.7787837E+01 -7.2460702E+01
A3 -2.3491619E-06 1.4807564E-05 8.8796690E-07
A4 1.9999604E-06 -2.4854459E-06 -3.5279059E-07
A5 -4.9658864E-07 8.4719723E-07 2.4524433E-08
A6 7.0270619E-08 -9.3540950E-08 -1.5696037E-09
A7 -5.5930423E-09 5.8189682E-09 7.5332586E-11
A8 2.5826210E-10 -2.1190610E-10 -1.9946721E-12
A9 -6.3948162E-12 4.1073674E-12 2.7096030E-14
A10 6.5493910E-14 -3.3639856E-14 -1.4850806E-16
[实施例3]
实施例3的透镜剖面图，示出在图3中，其详细构成示出在图22～图24中。图22表示第1透镜群G1和第2透镜群G2的详细构成，图23表示第3透镜群G3的详细构成，图24表示第4透镜群G4至成像面Sim的详细构成。
在实施例3中，第1透镜群G1是透镜L1～L5的5枚结构；构成第2透镜群G2的第2a透镜群G2a是透镜L21～L26的6枚结构，第2b透镜群G2b是透镜L27的1枚结构；构成第3透镜群G3的第3a透镜群G3a是透镜L31的1枚结构，第3b透镜群G3b是透镜L32～L35的4枚结构；第4透镜群是孔径光阑St和透镜L41～L53的13枚结构。
实施例3的变焦透镜的面数据示出在表7中，其他的数据示出在表8中，非球面系数示出在表9中。在实施例3中，第3b透镜群G3b和第4透镜群G4的间隔为D31，是可变的，将其记述为DD[31]。
【表7】
实施例3·透镜数据
【表8】
实施例3·其他的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 3.0 110.0
f′ 8.50 25.49 934.46
Bf′ 46.62 46.62 46.62
FNo. 1.76 1.76 4.86
2ω[°] 68.4 23.4 0.6
DD[10] 1.74 80.27 189.18
DD[20] 6.01 2.28 3.57
DD[22] 283.04 141.97 0.95
DD[24] 4.40 53.18 0.99
DD[31] 0.95 18.44 101.44
【表9】
实施例3·非球面系数
面编号 11 21 31
KA -2.6762488E+08 3.7690327E+01 -7.0132028E+01
A3 2.3006715E-07 1.3330602E-05 4.1140128E-07
A4 1.0407436E-06 -3.1936050E-06 -2.7656413E-07
A5 -2.7773495E-07 1.0943485E-06 9.1988855E-09
A6 3.8782708E-08 -1.3038095E-07 -4.1961159E-10
A7 -2.9413945E-09 8.8433197E-09 2.7277986E-11
A8 1.3020247E-10 -3.5553306E-10 -8.4056994E-13
A9 -3.1190884E-12 7.7954988E-12 1.2242426E-14
A10 3.1234166E-14 -7.3468505E-14 -6.9368806E-17
[实施例4]
实施例4的透镜剖面图示出在图4中，其详细构成示出在图25～图27中。图25表示第1透镜群G1和第2透镜群G2的详细构成，图26表示第3透镜群G3的详细构成，图27表示第4透镜群G4至成像面Sim的详细构成。
在实施例4中，第1透镜群G1是透镜L1～L5的5枚结构；构成第2透镜群G2的第2a透镜群G2a是透镜L21～L26的6枚结构，第2b透镜群G2b是透镜L27的1枚结构；构成第3透镜群G3的第3a透镜群G3a是透镜L31的1枚结构，第3b透镜群G3b是透镜L32～L35的4枚结构；第4透镜群是孔径光阑St和透镜L41～L53的13枚结构。
实施例4的变焦透镜的面数据示出表10中，其他的数据示出在表11中，非球面系数示出在表12中。在实施例4中，第3b透镜群G3b和第4透镜群G4的间隔为D31，是可变的，将其记述为DD[31]。
【表10】
实施例4·透镜数据
【表11】
实施例4·其他的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 3.0 110.0
f′ 8.50 25.49 934.45
Bf′ 46.35 46.35 46.35
FNo. 1.76 1.76 4.87
2ω[°] 68.6 23.4 0.6
DD[10] 1.71 80.82 190.43
DD[20] 6.00 2.27 3.61
DD[22] 283.73 141.97 0.96
DD[24] 4.10 53.22 0.99
DD[31] 0.96 18.20 100.49
【表12】
实施例4·非球面系数
面编号 11 21 31
KA -1.4937966E+08 3.9467435E+01 -7.3045921E+01
A3 -2.5955130E-06 1.1896390E-05 5.3019870E-07
A4 1.9393466E-06 -2.3162542E-06 -3.4907408E-07
A5 -4.1702086E-07 8.4266410E-07 1.5314013E-08
A6 5.3554589E-08 -1.0037148E-07 -8.3503176E-10
A7 -3.9303974E-09 6.8426057E-09 4.6104747E-11
A8 1.7050063E-10 -2.8401432E-10 -1.3273981E-12
A9 -4.0245615E-12 6.5991057E-12 1.8811278E-14
A10 3.9814224E-14 -6.8590093E-14 -1.0541161E-16
[实施例5]
实施例5的透镜剖面图示出在图5中，其详细构成示出在图28～图30中。图28表示第1透镜群G1和第2透镜群G2的详细构成，图29表示第3透镜群G3的详细构成，图30表示第4透镜群G4至成像面Sim的详细构成。
在实施例5中，第1透镜群G1是透镜L1～L5的5枚结构；构成第2透镜群G2的第2a透镜群G2a是透镜L21～L25的5枚结构，第2b透镜群G2b是透镜L26的1枚结构；构成第3透镜群G3的第3a透镜群G3a是透镜L31的1枚结构，第3b透镜群G3b是透镜L32～L35的4枚结构；第4透镜群是孔径光阑St和透镜L41～L52的12枚结构。
实施例5的变焦透镜的面数据示出在表13中，其他的数据示出在表14中，非球面系数示出在表15中。在实施例5中，第2a透镜群G2a和第2b透镜群G2b的间隔为D18，第2b透镜群G2b和第3a透镜群G3a的间隔为D20，第3a透镜群G3a和第3b透镜群G3b的间隔为D22，第3b透镜群G3b和第4透镜群G4的间隔为D29，是可变的，将其记述为DD[18]、DD[20]、DD[22]、DD[29]。
【表13】
实施例5·透镜数据
【表14】
实施例5·其他的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.0 3.0 110.0
f′ 8.30 24.89 912.48
Bf′ 46.20 46.20 46.20
FNo. 1.76 1.76 4.75
2ω[°] 69.6 23.8 0.6
DD[10] 2.19 76.46 174.39
DD[18] 1.80 2.10 1.91
DD[20] 265.40 123.31 1.27
DD[22] 22.28 69.74 1.00
DD[29] 1.14 21.20 114.25
【表15】
实施例5·非球面系数
面编号 11 19 22 29
KA 6.0442085E+02 3.5008337E+01 1.0002704E+00 -9.3960032E+01
A3 -1.9757620E-05 -1.3449183E-06 -2.0414712E-07 5.0568750E-07
A4 1.2463570E-05 -4.8326110E-07 6.8030733E-08 -3.3725787E-07
A5 -3.0978158E-06 5.9401489E-07 -4.7952796E-09 2.2406522E-08
A6 3.9631388E-07 -1.1872015E-07 9.3824565E-11 -1.3760094E-09
A7 -2.8831167E-08 1.1993266E-08 3.0232559E-12 6.7820363E-11
A8 1.2090605E-09 -6.8476867E-10 -6.4577767E-14 -1.8712794E-12
A9 -2.7250497E-11 2.0650584E-11 -4.9411795E-15 2.6741992E-14
A10 2.5552610E-13 -2.6063137E-13 -8.2491370E-17 -1.5471376E-16
A11 4.4407494E-18
A12 4.9677911E-19
A13 -4.7057171E-21
A14 -2.7929436E-22
A15 -2.3095753E-23
A16 2.9015331E-25
A17 3.2345160E-26
A18 -7.2667341E-29
A19 -2.9397899E-29
A20 4.1096750E-31
[各实施例的其他的数值数据]
表16中示出实施例1～5的变焦透镜的条件式(1)、(2)所对应的值。由表16可知，实施例1～5均满足条件式(1)、(2)。
【表16】
[像差性能]
图31(A)～(D分别表示实施例1的变焦透镜的无限远合焦状态下的在广角端的球面像差、像散、畸变和倍率色像差的像差图，图32(A)～(G)表示彗形像差图。图33(A)～(D)分别表示实施例1的变焦透镜的无限远合焦状态下的在中间域的球面像差、像散、畸变和倍率色像差的像差图，图34(A)～(G)表示彗形像差图。图35(A)～(D)分别表示实施例1的变焦透镜的无限远合焦状态下的在望远端的球面像差、像散、畸变和倍率色像差的像差图，图36(A)～(G)表示彗形像差图。还有，在彗形像差中，各图的(A)～(D)表示各半视场角下的子午方向的彗形像差，(E)～(G)表示各半视场角下的弧矢方向的彗形像差。
在各像差图中，示出以d线(587.6nm)为基准波长的像差。在球面像差图中，也示出关于波长656.3nm(C线)和波长486.1nm(F线)的像差。在像散图中，实线表示弧矢方向，虚线表示子午方向的像差。在倍率色像差图中，示出关于C线和F线的像差。另外，作为彗形像差图的纵轴的刻度的单位，在此使用mm，但附图中省略其记述。彗形像差图中示出关于d线的像差。FNo.表示F值，ω表示半视场角。
同样，关于实施例2的变焦透镜的无限远合焦状态下的在广角端的诸像差图示出在图37(A)～(D)中，彗形像差图示出在图38(A)～(G)中。关于实施例2的变焦透镜的无限远合焦状态下的在中间域的诸像差图示出在图39(A)～(D)中，彗形像差图示出在图40(A)～(G)中。关于实施例2的变焦透镜的无限远合焦状态下的在望远端的诸像差图示出在图41(A)～(D)中，彗形像差图示出在图42(A)～(G)中。
同样，关于实施例3的变焦透镜的无限远合焦状态下的在广角端的诸像差图示出在图43(A)～(D)中，彗形像差图示出在图44(A)～(G)中。关于实施例3的变焦透镜的无限远合焦状态下的在中间域的诸像差图示出在图45(A)～(D)中，彗形像差图示出在图46(A)～(G)中。 关于实施例3的变焦透镜的无限远合焦状态下的在望远端的诸像差图示出在图47(A)～(D)中，彗形像差图示出在图48(A)～(G)中。
同样，关于实施例4的变焦透镜的无限远合焦状态下的在广角端的诸像差图示出在图49(A)～(D)中，彗形像差图示出在图50(A)～(G)中。关于实施例4的变焦透镜的无限远合焦状态下的在中间域的诸像差图示出在图51(A)～(D)中，彗形像差图示出在图52(A)～(G)中。关于实施例4的变焦透镜的无限远合焦状态下的在望远端的诸像差图示出在图53(A)～(D)中，彗形像差图示出在图54(A)～(G)中。
同样，关于实施例5的变焦透镜的无限远合焦状态下的在广角端的诸像差图示出在图55(A)～(D)中，彗形像差图示出在图56(A)～(G)中。关于实施例5的变焦透镜的无限远合焦状态下的在中间域的诸像差图示出在图57(A)～(D)中，彗形像差图示出在图58(A)～(G)中。关于实施例5的变焦透镜的无限远合焦状态下的在望远端的诸像差图示出在图59(A)～(D)中，彗形像差图示出在图60(A)～(G)中。
由以上的各数值数据和各像差图可知，实施例1～5的变焦透镜，成为既可小型化、又可具有100倍以上的高变倍比、且广角端的F值为1.76的明亮的透镜系统。另外，各像差得到良好地校正，还可知在从广角端至望远端的变倍时，包含球面像差、彗形像差在内的各像差的变动量被抑制得很小。
〔摄像装置的实施方式〕
接着，对于本发明的摄像装置的实施方式进行说明。图61是作为本发明的摄像装置的一个实施方式的电视摄像机10的立体图。图61所示的电视摄像机10，由透镜装置12和相机主体14构成。透镜装置121具备如下：本发明的实施方式的变焦透镜12a，和拍摄由变焦透镜12a成像的被摄物体的像的摄像元件12b。还有。在图61中，概略性地图示了变焦透镜12a。
电视摄像机10，可沿水平(pan)方向和俯仰(tilt)方向移动地被支承在设置于移动升降底座(ペデスタルドリ一)16的上部的云台18上。在云台18上，摄影师(操作者)用两手操作的2个摇移手柄(摇移手柄：pan bar)22、23朝向后方伸出而设。在摇移手柄22的端部，安装有经由 缆线25而被连接于透镜装置12之上的变焦控制器26，在摇移手柄23的端部，安装有经由缆线27而被连接于透镜装置12之上的聚焦控制器28。
在变焦控制器26上，设有从基准位置可双向转动的姆指环(サムリンダ)30。若姆指环30被摄影师旋转操作，则与自此基准位置的操作量、即旋转方向和旋转量所对应的变焦指令信号就从变焦控制器26被提供给透镜装置12，透镜装置12的变焦透镜12a向广角侧或望远侧变倍。由此，变焦通过手控操作实行。
另一方面，在固定在摇移手柄23上的聚焦控制器28的主体32上，可转动地设有聚焦环(转动操作零件)34。若聚焦环34被摄影师旋转操作，则与其操作量、即旋转方向和旋转量所对应的聚焦指令信号就从聚焦控制器28被提供给透镜装置12，透镜装置12的聚焦透镜移动到极近侧或无限远侧。由此，调焦通过手控操作实行。
如上述，本发明的实施方式的变焦透镜12a，一边追求小型化，一边实现广角化和高变倍比，可抑制变倍时的球面像差、彗形像差的变动，具有良好的光学性能，因此搭载有变焦透镜12a的电视摄像机10，能够小型地构成，具有高变倍比的功能，并且在其摄像元件12b的摄像面上能够成像出鲜明的像。因此，尽管是高倍率，也能够一边维持高清画质，一边达成广角化。
以上，列举实施的方式和实施例说明了本发明，但本发明不受上述实施的方式和实施例限定，而是可以进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔和折射率等的值，不限定为上述各数值实施例中所示的值，也能够取其他的值。
另外，在上述实施方式中，作为摄像装置以电视摄像机为例进行了说明，但本发明不限定于此，例如，也可以适用于摄影机和监控摄像机等其他的摄像装置。

Claims (8)

1.一种变焦透镜，其特征在于，
从物体侧依次由如下透镜群构成：
变倍时固定的且具有正光焦度的第1透镜群；
变倍时移动的且具有负光焦度的并具有变倍功能的第2透镜群；
变倍时移动而对伴随变倍而来的像面的变动进行校正的且具有正光焦度的第3透镜群；和
变倍时固定且在最靠物体侧配置有光阑并具有成像作用的并且具有正光焦度的第4透镜群，
从广角端向望远端变倍时，所述第2透镜群和所述第3透镜群同时通过各自的成像倍率为-1倍的点，
所述第2透镜群从物体侧依次由具有负光焦度的第2a透镜群和具有正光焦度的第2b透镜群构成，从广角端向望远端变倍时，所述第2a透镜群和所述第2b透镜群独立移动，
所述第3透镜群从物体侧依次由具有正光焦度的第3a透镜群和具有正光焦度的第3b透镜群构成，从广角端向望远端变倍时，所述第3a透镜群和所述第3b透镜群独立移动，
变倍时，所述第3a透镜群和所述第3b透镜群的间隔，在如下变焦范围内最大，即从广角端、至所述第2透镜群和所述第3透镜群的成像倍率同时成为-1倍的焦距为止的变焦范围，
满足下述条件式(1)，
0.060＜(G3dmax-G3db1)/f3a＜0.180…(1)
其中，
G3db1：所述第2透镜群和所述第3透镜群的成像倍率同时成为-1倍的变焦位置下的所述第3a透镜群和所述第3b透镜群的间隔，
G3dmax：所述变焦范围内的所述第3a透镜群和所述第3b透镜群的间隔的最大值，
f3a：所述第3a透镜群的焦距。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
满足下述条件式(1-1)，
0.080＜(G3dmax-G3db1)/f3a＜0.160…(1-1)。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
变倍时，所述第2a透镜群和所述第2b透镜群的间隔，在如下变焦范围内最小，即从广角端、至所述第2透镜群和所述第3透镜群的成像倍率同时成为-1倍的焦距为止的变焦范围，
满足下述条件式(2)，
-0.012＜(G2dmin-G2db1)/f2b＜-0.002…(2)
其中，
G2db1：所述第2透镜群和所述第3透镜群的成像倍率同时成为-1倍的变焦位置下的所述第2a透镜群和所述第2b透镜群的间隔，
G2dmin：所述变焦范围内的所述第2a透镜群和所述第2b透镜群的间隔的最小值，
f2b：所述第2b透镜群的焦距。
4.根据权利要求3所述的变焦透镜，其特征在于，
满足下述条件式(2-1)，
-0.010＜(G2dmin-G2db1)/f2b＜-0.004…(2-1)。
5.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第3a透镜群由具有正光焦度的1枚透镜构成。
6.根据权利要求5所述的变焦透镜，其特征在于，
构成所述第3a透镜群的具有所述正光焦度的透镜的至少1面是非球面。
7.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
所述第2b透镜群由具有正光焦度的1枚透镜构成，该透镜的至少1面是非球面。
8.一种摄像装置，其特征在于，搭载有权利要求1至7中任一项所述的变焦透镜。
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