CN104603666A - 变焦透镜以及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变焦透镜，其保持良好的光学性能，并相对于变焦比使透镜系统的全长得以缩短化。变焦透镜从物体侧依次由正的第1透镜群(G1)、负的第2透镜群(G2)、负的第3透镜群(G3)、正的第4透镜群(G4)构成。在从广角端向望远端进行变倍时，第1透镜群(G1)与第4透镜群(G4)固定，第3透镜群(G3)从物体侧向像侧单调地移动，第2透镜群(G2)为了对变倍所伴随的像面变动进行补正而移动。在将从广角端向望远端进行变倍时的第2透镜群(G2)、第3透镜群(G3)的移动量分别设为M2、M3时，满足条件式(1)：0＜M2/M3＜1.0，其中，对于M2、M3而言，将向像侧的移动设为正号。

Description

变焦透镜以及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种变焦透镜以及摄像装置，更具体而言，涉及能够在数码照相机、摄像机、播放用照相机、电影摄像用照相机、监控用照相机等的电子照相机中所使用的变焦透镜，以及搭载了该变焦透镜的摄像装置。
背景技术
以往，对于上述领域的照相机中所搭载的望远变焦透镜，希望小型化。作为在此之前提出的比较小型的望远变焦透镜，例如有下述专利文献1、2所记载的望远变焦透镜。在专利文献1所记载的变焦透镜中，从物体侧依次配置有正的第1透镜群、负的第2透镜群、正的第3透镜群、正的第4透镜群，通过使第2透镜群与第3透镜群移动从而进行变倍。在专利文献2所记载的变焦透镜中，从物体侧依次配置有正的第1透镜群、负的第2透镜群前群、负的第2透镜群后群、正的第3透镜群，通过使第2透镜群前群与第2透镜群后群移动从而进行变倍。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4880498号公报
专利文献2：日本特开平07-159693号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，小型化的要求进一步增强，尤其是强烈要求透镜系统的全长(从最物体侧的面到像面的光轴上的距离)的缩短化。例如，在变焦比为3.5倍左右的望远变焦透镜中，要求将透镜系统的全长缩短至望远端的焦距的1倍左右。然而，专利文献1所记载的变焦透镜，其变焦比为约2.8倍并不足够，并且透镜系统的全长在望远端的焦距的1.2倍以上，无法应对近年来的要求。另外，专利文献2所记载的变焦透镜，其变焦比为5.8倍，但透镜系统的全长在望远端的焦距的1.7倍以上，也无法应对近年来的要求。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种保持良好的光学性能并且相对于变焦比实现透镜系统的全长的缩短化的变焦透镜，例如，在变焦比为3.5倍左右的望远变焦透镜中能够将透镜系统的全长缩短至望远端的焦距的1倍左右的变焦透镜，以及具备这样的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，由从物体侧依次配置正光焦度的第1透镜群、负光焦度的第2透镜群、负光焦度的第3透镜群、正光焦度的第4透镜群而成的4个透镜群在实质上构成，在从广角端向望远端进行变倍时，第1透镜群与第4透镜群相对于像面固定，第3透镜群从物体侧向像侧单调地移动，第2透镜群为了对变倍所伴随的像面变动进行补正而移动，并且满足下述条件式(1)，
(1)0＜M2/M3＜1.0
其中，
M2：从广角端向望远端进行变倍时的第2透镜群的移动量，
M3：从广角端向望远端进行变倍时的第3透镜群的移动量，
在M2、M3的符号中，将向像侧的移动设为正号。
需要说明的是，上述的“第3透镜群从物体侧向像侧单调地移动”是指，第3透镜群不逆行而沿着从物体侧向像侧的方向移动。
需要说明的是，M2为从广角端向望远端进行变倍时的、第2透镜群的广角端与望远端的光轴上的位置之差。
在本发明的变焦透镜中，优选为满足下述条件式(1-1)，更优选为满足下述条件式(1-2)，
(1-1)0＜M2/M3＜0.5，
(1-2)0.15＜M2/M3＜0.35。
在本发明的变焦透镜中，优选为满足下述条件式(2)，更优选为满足下述条件式(2-1)，
(2)1.0＜|f2/fw|＜2.0，
(2-1)1.1＜|f2/fw|＜1.8
其中，
f2：第2透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
另外，在本发明的变焦透镜中，优选为满足下述条件式(3)，更优选为满足下述条件式(3-1)，
(3)0.4＜|f3/fw|＜0.9，
(3-1)0.45＜|f3/fw|＜0.8
其中，
f3：第3透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
另外，在本发明的变焦透镜中，优选为满足下述条件式(4)，更优选为满足下述条件式(4-1)，
(4)1.0＜f1/fw＜1.5，
(4-1)1.1＜f1/fw＜1.45
其中，
f1：第1透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
另外，在本发明的变焦透镜中，优选为满足下述条件式(5)，更优选为满足下述条件式(5-1)，
(5)0.6＜f4/fw＜1.0，
(5-1)0.7＜f4/fw＜0.9
其中，
f4：第4透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
另外，在本发明的变焦透镜中，优选为，第1透镜群从物体侧依次由在合焦时相对于像面固定并具有正光焦度的第1a透镜群、在合焦时移动并具有正光焦度的第1b透镜群在实质上构成，并且满足下述条件式(6)、(7)，更优选为满足下述条件式(6-1)、(7-1)，
(6)2.0＜f1a/f1＜3.7，
(7)1.0＜f1b/f1＜1.8，
(6-1)2.2＜f1a/f1＜3.3，
(7-1)1.2＜f1b/f1＜1.6
其中，
f1a：第1a透镜群的焦距，
f1b：第1b透镜群的焦距，
f1：第1透镜群的焦距。
另外，在本发明的变焦透镜中，优选为，第4透镜群从物体侧依次由具有正光焦度的第4a透镜群、光阑、第4b透镜群在实质上构成，并且满足下述条件式(8)、(9)，更优选为满足下述条件式(8-1)、(9-1)，
(8)0.4＜f4a/f4＜1.2，
(9)-0.4＜f4/f4b＜0.6，
(8-1)0.5＜f4a/f4＜1.0，
(9-1)-0.2＜f4/f4b＜0.45
其中，
f4a：第4a透镜群的焦距，
f4b：第4b透镜群的焦距，
f4：第4透镜群的焦距。
在本发明的变焦透镜具有上述第4b透镜群的情况下，优选为，第4b透镜群从物体侧依次由在近距摄影的合焦时相对于像面固定并具有负光焦度的第4b1透镜群、在近距摄影的合焦时移动并具有正光焦度的第4b2透镜群在实质上构成，并且满足下述条件式(10)，
(10)-0.1＜fw/fA＜0.1
其中，
fw：在广角端的全系统的焦距，
fA：将第1透镜群到第4b1透镜群合成而得到的光学系统的在广角端的焦距。
另外，在本发明的变焦透镜中，优选为，第2透镜群从物体侧依次由使凹面朝向像侧的第21透镜、使凸面朝向像侧并具有正光焦度的第22透镜、使凹面朝向物体侧并具有负光焦度的第23透镜在实质上构成，并且满足下述条件式(11)，
(11)vd22＜vd23＜50
其中，
vd22：第22透镜的d线的阿贝数，
vd23：第23透镜的d线的阿贝数。
本发明的摄像装置的特征在于具备上述本发明的变焦透镜。
需要说明的是，上述各“透镜群”并不一定由多个透镜构成，也包括仅由一个透镜构成的情况。
需要说明的是，上述的“由～实质上构成”的“实质上”是指，除列举的构成要素以外，还可以包括实质上不具有光焦度的透镜、光阑、保护玻璃、滤光片等透镜以外的光学要素、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。
需要说明的是，对于上述的光焦度的符号、透镜的面形状而言，对于包含非球面的情况考虑近轴区域。
需要说明的是，在上述各条件式中使用的各焦距为在全系统在无限远物体上合焦时的透镜配置下的焦距。
发明效果
本发明的变焦透镜构成为，在从物体侧依次由正、负、负、正的4群结构的变焦透镜中，主要通过第3透镜群移动来进行变倍，第2透镜群为了对变倍所伴随的像面变动进行补正而移动，因此特别是能够使在望远端将第1透镜群与第2透镜群合成而得到的光学系统的后侧主点位置靠近物体侧。因此，根据本发明的变焦透镜，能够保持良好的光学性能，并且相对于变焦比实现透镜系统的全长的缩短化。
本发明的摄像装置具备本发明的变焦透镜，因此能够实现相对于变焦比而小型的结构，并且能够取得良好的图像。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图2是表示本发明的实施例1的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图3是表示本发明的实施例2的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图4是表示本发明的实施例3的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图5是表示本发明的实施例4的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图6是表示本发明的实施例5的变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图7(A)～图7(L)是本发明的实施例1的变焦透镜的各像差图。
图8(A)～图8(L)是本发明的实施例2的变焦透镜的各像差图。
图9(A)～图9(L)是本发明的实施例3的变焦透镜的各像差图。
图10(A)～图10(L)是本发明的实施例4的变焦透镜的各像差图。
图11(A)～图11(L)是本发明的实施例5的变焦透镜的各像差图。
图12是本发明的一实施方式的摄像装置的简要结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示本发明的一实施方式的变焦透镜的在广角端的透镜结构的剖视图。图1所示的例子与后述的实施例1对应。在图1中，左侧为物体侧，右侧为像侧，并示出了无限远物体合焦的状态。
需要说明的是，在将该变焦透镜应用于摄像装置时，优选为，根据安装透镜的照相机侧的结构，在光学系统与像面Sim之间配置保护玻璃、红外线截止滤光片、低通滤波片等各利滤光片，因此在图1中示出了将这些的假定下的平行平板状的光学部件PP配置在透镜系统与像面Sim之间的例子，然而在本发明的变焦透镜中光学部件PP并非必需的构成要素。
本实施方式的变焦透镜由沿光轴Z从物体侧依次配置的具有正光焦度的第1透镜群G1、具有负光焦度的第2透镜群G2、具有负光焦度的第3透镜群G3、具有正光焦度的第4透镜群的实质四个透镜群构成。在图1所示的例子中，在第4透镜群G4中设置有孔径光阑St。其中，图1所示的孔径光阑St并不一定表示其大小、形状，而表示其在光轴Z上的位置。
在本变焦透镜中，在从广角端向望远端进行变倍时，第1透镜群G1与第4透镜群G4相对于像面Sim固定，第3透镜群G3沿着光轴Z从物体侧向像侧单调地移动，第2透镜群G2的构成为，为了对伴随于变倍产生的像面变动进行补正而沿着光轴Z移动。即，在本变焦透镜中，第3透镜群G3承担变动群的作用，第2透镜群G2承担补偿群的作用。在图1中，在第2透镜群G2与第3透镜群G3的下方，分别用箭头示意性地示出了在从广角端向望远端进行变倍时的各透镜群的移动轨迹。
以往，在从物体侧依次配置具有正光焦度的第1透镜群、具有负光焦度的第2透镜群、具有正或负光焦度的第3透镜群、具有正光焦度的第4透镜群而成的四群变焦透镜中，在将第2透镜群与第3透镜群设为移动群的情况下，一般而言，在从广角端向望远端进行变倍时，将第2透镜群作为变动群从物体侧向像侧移动，将第3透镜群设为补偿群。
与此相对，在本实施方式的变焦透镜中，通过将第3透镜群G3设为变动群，将第2透镜群G2设为补偿群，从而能够将从广角端向望远端进行变倍时的第2透镜群G2的光轴方向的移动量比上述一般的以往例减少。其结果是，尤其在望远端，能够使将第1透镜群G1与第2透镜群G2合成而得到的光学系统的后侧主点位置(像侧主点位置)靠近物体侧，因此有利于透镜系统的全长的缩短化。
在本变焦透镜中，构成为满足下述的条件式(1)。
(1)0＜M2/M3＜1.0
这里，
M2：从广角端向望远端进行变倍时的第2透镜群的移动量
M3：从广角端向望远端进行变倍时的第3透镜群的移动量
就M2、M3的符号而言，在第2透镜群G2、第3透镜群G3向像侧移动的情况下为正，在向物体侧移动的情况下为负。
当成为条件式(1)的下限以下时，在广角侧畸变恶化。当成为条件式(1)的上限以上时，难以将第3透镜群G3设为变动群、且将第2透镜群G2设为补偿群，由此不利于透镜系统的全长的缩短化。
在本变焦透镜中，优选为，还满足下述条件式(1-1)。
(1-1)0＜M2/M3＜0.5
当成为条件式(1-1)的上限以上时，为了确保第2透镜群G2与第3透镜群G3的变倍时的移动空间，从第1透镜群G1的最像侧的面到第4透镜群G4的最物体侧的面的光轴上的距离容易变长，由此不利于透镜系统的全长的缩短化。另外，在强制地将从第1透镜群G1的最靠像侧的面到第4透镜群G4的最物体侧的面的光轴上的距离缩短而使透镜系统的全长缩短的情况下，第2透镜群G2、第3透镜群G3的光焦度过强，诸像差尤其是在广角端的畸变、在望远端的球面像差恶化。通过满足条件式(1-1)，有利于透镜系统的全长的缩短化和诸像差的良好的补正。
为了进一步提高与条件式(1-1)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(1-2)。
(1-2)0.15＜M2/M3＜0.35
另外，优选为，本变焦透镜满足下述条件式(2)。
(2)1.0＜|f2/fw|＜2.0
其中，
f2：第2透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
当成为条件式(2)的上限以上时，第2透镜群G2的光焦度减弱，用于对伴随于变倍而产生的像面变动进行补正的移动量增大，透镜系统的全长变长。相反，当成为条件式(2)的下限以下时，第2透镜群G2的光焦度增强，导致球面像差的恶化。另外，会导致第1透镜群G1的透镜的有效径的增大从而不利于小型化。通过满足条件式(2)，由此有利于透镜系统的全长的缩短化、球面像差的良好的补正、以及小型化。
为了进一步提高与条件式(2)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(2-1)。
(2-1)1.1＜|f2/fw|＜1.8
另外，优选为，本变焦透镜满足下述条件式(3)。
(3)0.4＜|f3/fw|＜0.9
其中，
f3：第3透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
当成为条件式(3)的上限以上时，第3透镜群G3的光焦度减弱，变倍时的移动量增大从而透镜系统的全长变长。当成为条件式(3)的下限以下时，第3透镜群G3的光焦度过强，导致球面像差的恶化。另外，会导致第1透镜群G1的透镜的有效径的增大从而不利于小型化。通过满足条件式(3)，有利于透镜系统的全长的缩短化、球面像差的良好的补正、以及小型化。
为了进一步提高与条件式(3)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(3-1)。
(3-1)0.45＜|f3/fw|＜0.8
另外，优选为，本变焦透镜满足下述条件式(4)。
(4)1.0＜f1/fw＜1.5
其中，
f1：第1透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
当成为条件式(4)的上限以上时，第1透镜群G1的光焦度减弱，透镜系统的全长变长。当成为条件式(4)的下限以下时，第1透镜群G1的光焦度过强，导致球面像差的恶化以及合焦时的像差变动增大。通过满足条件式(4)，有利于透镜系统的全长的缩短化、球面像差的良好的补正、合焦时的像差变动的抑制。
为了进一步提高与条件式(4)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(4-1)。
(4-1)1.1＜f1/fw＜1.45
另外，优选为，本变焦透镜满足下述条件式(5)。
(5)0.6＜f4/fw＜1.0
其中，
f4：第4透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
当成为条件式(5)的上限以上时，第4透镜群G4的焦距变长，透镜系统的全长变长。相反，当成为条件式(5)的下限以下时，产生球面像差及像面弯曲的恶化并且无法得到足够的后截距。通过满足条件式(5)，有利于透镜系统的全长的缩短化、球面像差及像面弯曲的良好的补正、确保足够的后截距。
为了进一步提高与条件式(5)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(5-1)。
(5-1)0.7＜f4/fw＜0.9
另外，优选为，本变焦透镜的第1透镜群G1从物体侧依次由在合焦时相对于像面Sim固定且具有正光焦度的第1a透镜群G1a、在合焦时移动且具有正光焦度的第1b透镜群G1b在实质上构成。就第1透镜群G1而言，为了使透镜系统的全长小型化，其光焦度增强。由于在合焦时如果使第1透镜群G1整体移动则因合焦产生的像差变动增大，因此使在合焦时固定的第1a透镜群G1a与用于合焦的第1b透镜群G1b分离，非常重要。
通过采用这样的内聚焦方式，与使第1透镜群G1整体移动而进行合焦的情况相比，能够使合焦时的像差变动缩小，另外，能够使合焦时移动的透镜群轻型化。就该效果而言，尤其越是焦距长的透镜系统则越为显著。
在如上述那样构成第1透镜群G1的情况下，优选为，满足下述条件式(6)、(7)。
(6)2.0＜f1a/f1＜3.7
(7)1.0＜f1b/f1＜1.8
其中，
f1a：第1a透镜群的焦距，
f1b：第1b透镜群的焦距，
f1：第1透镜群的焦距。
当成为条件式(6)的上限以上时，第1a透镜群G1a的焦距变长，导致第1b透镜群G1b的光焦度的增大，因合焦产生的像差变动增大。当成为条件式(6)的下限以下时，会导致第1b透镜群G1b的焦距的增大，合焦时的第1b透镜群G1b的移动量增大，透镜系统的全长变长。当成为条件式(7)的上限以上时，第1b透镜群G1b的焦距增大，透镜系统的全长变长。当成为条件式(7)的下限以下时，第1b透镜群G1b的光焦度增强，因合焦产生的像差变动增大。通过满足条件式(6)、(7)，从而有利于透镜系统的全长的缩短化与合焦时的像差变动的抑制。
为了进一步提高与条件式(6)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(6-1)。为了进一步提高与条件式(7)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(7-1)。
(6-1)2.2＜f1a/f1＜3.3
(7-1)1.2＜f1b/f1＜1.6
另外，优选为，本变焦透镜的第4透镜群G4从物体侧依次由具有正光焦度的第4a透镜群G4a、孔径光阑St、第4b透镜群G4b在实质上构成。通过在具有正光焦度的第4a透镜群G4a的像侧配置孔径光阑St，能够缩小光阑口径，从而有助于机械结构的小型化。
在如上述那样构成第4透镜群G4的情况下，优选为，满足下述条件式(8)、(9)。
(8)0.4＜f4a/f4＜1.2
(9)-0.4＜f4/f4b＜0.6
其中，
f4a：第4a透镜群的焦距，
f4b：第4b透镜群的焦距，
f4：第4透镜群的焦距。
当成为条件式(8)的上限以上时，第4a透镜群G4a的光焦度减弱，从而难以缩小光阑口径。当成为条件式(8)的下限以下时，第4a透镜群G4a的光焦度增强，导致球面像差及像面弯曲恶化。当成为条件式(9)的上限以上时，第4b透镜群G4b所具有的正光焦度增强，为了获得平衡而必须减弱第4a透镜群G4a的光焦度，从而难以缩小光阑口径。当成为条件式(9)的下限以下时，第4b透镜群G4b所具有的负光焦度增强，为了获得平衡而必须增强第4a透镜群G4a的光焦度，导致球面像差及像面弯曲恶化。通过满足条件式(8)、(9)，有利于装置的小型化、球面像差及像面弯曲的良好的补正。
为了进一步提高与条件式(8)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(8-1)。为了进一步提高与条件式(9)有关的上述作用效果，优选为，还满足下述条件式(9-1)。
(8-1)0.5＜f4a/f4＜1.0
(9-1)-0.2＜f4/f4b＜0.45
另外，在第4透镜群G4从物体侧依次由正的第4a透镜群G4a、孔径光阑St、第4b透镜群G4b形成的构成情况下，也可以使第4b透镜群G4b的一部分移动进行近距摄影时的合焦。例如，第4b透镜群G4b也可以从物体侧依次由在近距摄影的合焦时相对于像面Sim固定且具有负光焦度的第4b1透镜群G4b1、在近距摄影的合焦时沿光轴方向移动且具有正光焦度的第4b2透镜群G4b2在实质上构成。通过在通常摄影的合焦时移动的聚焦群以外，具有在近距摄影的合焦时移动的透镜群，能够在通常摄影模式以外具备近距摄影模式，从而能够实现更接近的摄像。
在如上述那样第4b透镜群G4b由第4b1透镜群G4b1与第4b2透镜群G4b2形成的构成情况下，优选为，满足下述条件式(10)。
(10)-0.1＜fw/fA＜0.1
其中，
fw：在广角端的全系统的焦距，
fA：将从第1透镜群到第4b1透镜群合成而得到的光学系统的在广角端的焦距。
当成为条件式(10)的上限以上时，用于切换为近距摄影模式的第4b1透镜群G4b1的移动量增大，切换至近距摄影模式时的像差变动增大。当成为条件式(10)的下限以下时，不利于透镜系统的全长的缩短化。通过满足条件式(10)，有利于近距摄影模式时的像差变动的抑制和透镜系统的全长的缩短化。
另外，优选为，本变焦透镜的第2透镜群G2从物体侧依次由使凹面朝向像侧的第21透镜L21、具有正光焦度且使凸面朝向像侧的第22透镜L22、具有负光焦度且使凹面朝向物体侧的第23透镜L23在实质上构成，并且满足下述条件式(11)。通过满足条件式(11)，能够对倍率的色像差、特别是二次色像差良好地进行补正。
(11)vd22＜vd23＜50
其中，
vd22：第22透镜的对d线的阿贝数，
vd23：第23透镜的对d线的阿贝数。
另外，优选为，第2透镜群G2包含至少一个面的非球面。若实现透镜系统的全长的缩短化，则对第1透镜群G1、第2透镜群G2的光焦度负载增大，难以进行球面像差的补正，因此优选具有在像差补正方面有利的非球面。此时，对于望远系统而言在透过光束较粗的第1透镜群G1中使用非球面有利于像差补正，然而由于第1透镜群G1的有效径较大，因此在第1透镜群G1中使用非球面在成本方面不利。第2透镜群G2的用于像面补正的移动量较小、且接近第1透镜群G1，因此在第2透镜群G2中配置非球面，从而最佳地实现成本性能。特别是，由于在第2透镜群G2中最物体侧的面的光束最粗，因此优选为将第2透镜群G2中的最物体侧的面设为非球面。
作为第2透镜群G2以外的各透镜群，具体而言例如能够采用如下的结构。第1a透镜群G1a可以从物体侧依次由使凹面朝向像侧的负弯月形透镜和双凸透镜构成。该负弯月形透镜和双凸透镜可以接合在一起，也可以为不接合的单体透镜。
就第1b透镜群G1b而言，能够从物体侧依次由使凹面朝向像侧的负弯月形透镜、使凸面朝向物体侧的正透镜、使凸面朝向物体侧的正透镜构成。其中，优选为，将从物体侧起第1个、第2个透镜的负弯月形透镜与正透镜接合在一起。
就第3透镜群G3而言，可以从物体侧依次由使凹面朝向像侧的负透镜、使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜、双凹透镜、使凹面朝向像侧的负弯月形透镜构成。其中，优选为，将从物体侧起第1个、第2个透镜的负透镜与正弯月形透镜接合在一起。另外，优选为，将从物体侧起第3个、第4个透镜的双凹透镜与负弯月形透镜接合在一起。需要说明的是，第3透镜群G3也可以从物体侧依次由使凹面朝向像侧的负透镜、使凸面朝向物体侧的正弯月形透镜、双凹透镜构成。
就第4a透镜群G4a而言，可以从物体侧依次由双凸透镜、使凸面朝向物体侧的正透镜、双凸透镜、双凹透镜构成。其中，优选为，将从物体侧起第3个、第4个透镜的双凸透镜与双凹透镜接合在一起。
就第4b1透镜群G4b1而言，可以从物体侧依次由使凸面朝向像侧的正透镜、双凹透镜构成。在这样的情况下，优选为这两枚透镜接合在一起。或者，第4b1透镜群G4b1也可以仅由使凹面朝向像侧的一个负弯月形透镜构成。
就第4b2透镜群G4b2而言，例如可以从物体侧依次由双凸透镜、使凹面朝向物体侧的负透镜、双凸透镜、双凹透镜、双凸透镜构成。其中，优选为，将从物体侧起第3个、第4个透镜的双凸透镜与双凹透镜接合在一起。
上述优选结构可以进行任意的组合，优选为，根据变焦透镜所要求的式样而适当选择地采用。例如，通过适当采用优选结构，能够实现广角端的全视场角为21度左右、变焦比为3.5倍左右、透镜系统的全长为望远端的焦距的1倍左右的小型化的望远变焦透镜。
接下来，对本发明的变焦透镜的具体的实施例进行说明。
＜实施例1＞
在图2中示出表示实施例1的变焦透镜的结构的剖视图。在左侧分别标注了W、M、T的符号的上段、中段、下段，分别示出了在广角端、中间焦距状态、望远端的各透镜群的配置和结构。
实施例1的变焦透镜的简要结构如下。即，实施例1的变焦透镜从物体侧依次配置有：具有正光焦度的第1透镜G1、具有负光焦度的第2透镜群G2、具有负光焦度的第3透镜群G3、具有正光焦度的第4透镜群。在第4透镜群G4中设置有孔径光阑St。需要说明的是，图2所示的孔径光阑St并不一定表示其大小、形状，而表示其在光轴Z上的位置。另外，在图2中，示出了在第4透镜群G4与像面Sim之间配置在各种滤光片、保护玻璃等的假定下的平行平板状的光学部件PP的例子。
在该变焦透镜中构成为，在从广角端向望远端进行变倍时，第1透镜群G1与第4透镜群G4相对于像面Sim固定，第3透镜群G3沿着光轴Z从物体侧向像侧单调地移动，第2透镜群G2为了对变倍所伴随的像面变动进行补正而沿着光轴Z移动。
第1透镜群G1从物体侧依次由在合焦时相对于像面Sim固定并具有正光焦度的第1a透镜群G1a、在合焦时移动并具有正光焦度的第1b透镜群G1b构成。第1a透镜群G1a从物体侧依次由使凹面朝向像侧的负弯月形状的第11透镜L11、双凸形状的第12透镜L12构成。第1b透镜群G1b从物体侧依次由使凹面朝向像侧的负弯月形状的第13透镜L13、使凸面朝向物体侧的正的第14透镜L14、使凸面朝向物体侧的正的第15透镜L15构成。第13透镜L13与第14透镜L14接合在一起。
第2透镜群G2从物体侧依次由在近轴区域呈双凹形状的第21透镜L21、使凸面朝向像侧的正的第22透镜L22、使凹面朝向物体侧的负的第23透镜L23构成。第22透镜L22与第23透镜L23接合在一起。在全系统中，非球面仅设置在第21透镜L21的物体侧的面。
第3透镜群G3从物体侧依次由使凹面朝向像侧的负的第31透镜L31、使凸面朝向物体侧的正弯月形状的第32透镜L32、双凹形状的第33透镜L33、使凹面朝向像侧的负弯月形状的第34透镜L34构成。第31透镜L31与第32透镜L32接合在一起，第33透镜L33与第34透镜L34接合在一起。
第4透镜群G4从物体侧依次由具有正光焦度的第4a透镜群G4a、孔径光阑St、第4b透镜群G4b构成。第4b透镜群G4b从物体侧依次由在近距摄影的合焦时相对于像面Sim固定并具有负光焦度的第4b1透镜群G4b1、在近距摄影的合焦时移动并具有正光焦度的第4b2透镜群G4b2构成。
第4a透镜群G4a从物体侧依次由双凸形状的第41透镜L41、使凸面朝向物体侧的正的第42透镜L42、双凸形状的第43透镜L43、双凹形状的第44透镜L44构成。第43透镜L43与第44透镜L44接合在一起。
第4b1透镜群G4b1从物体侧依次由使凸面朝向像侧的正的第45透镜L45、双凹形状的第46透镜L46构成。第45透镜L45与第46透镜L46接合在一起。
第4b2透镜群G4b2从物体侧依次由双凸形状的第47透镜L47、使凹面朝向物体侧的负的第48透镜L48、双凸形状的第49透镜L49、双凹形状的第50透镜L50、双凸形状的第51透镜L51构成。第47透镜L47与第48透镜L48接合在一起，第49透镜L49与第50透镜L50接合在一起。
在表1中示出实施例1的变焦透镜的基本透镜数据。表的Si一栏表示将最物体侧的构成要素的物体侧的面设为第一个而随着朝向像侧依次增加的第i个(i＝1、2、3、…)的面编号，Ri一栏表示第i个面的曲率半径，Di一栏表示第i个面与第i+1个面的光轴Z上的面间隔。另外，Ndj一栏表示将最物体侧的构成要素设为第一个而随着朝向像侧依次增加第j个(j＝1、2、3、…)光学要素的对d线(波长587.56nm)的折射率，vdj一栏表示第j个光学要素的对d线的阿贝数。
需要说明的是，在基本透镜数据中，还包含孔径光阑St与光学部件PP而示出，在相当于孔径光阑St的面的面编号一栏中记载了面编号和(St)这样的文字。就曲率半径的符号而言，在面形状朝向物体侧凸出的情况下为正，在朝向像侧凸出的情况下为负。Di的最下栏的值为光学部件PP的像侧的面与像面Sim的间隔。对非球面的面编号标注＊标记，在非球面的曲率半径一栏示出近轴的曲率半径的数值。
在表2中示出实施例1的非球面的非球面系数。表2的非球面系数的数值的“E-n”(n：整数)是指“×10-n”。非球面系数为用下式表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、…12)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+ΣAm·hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂到与非球面顶点相切且与光轴垂直的平面的垂线的长度)，
h：高度(从光轴到透镜面的距离)，
C：近轴曲率，
KA、Am：非球面系数(m＝3、4、5、…12)。
在表3中示出了实施例1的变焦透镜的在广角端、中间焦距状态、望远端各自的关于d线的诸要素和与变倍及合焦有关的数据。表3的f’为全系统的焦距，Bf’为后截距(空气换算长)，FNo.为F数，2ω为全视场角(单位为度)。
需要说明的是，就一部分的面间隔而言，为在变倍时或合焦时发生变化的可变面间隔，在表1的基本透镜数据中，在第i个面与第i+1个面的间隔为可变面间隔的情况下，记载为DD[i]。第1透镜群G1与第2透镜群G2的间隔、第2透镜群G2与第3透镜群G3的间隔、第3透镜群G3与第4透镜群G4的间隔为在变倍时发生变化的可变面间隔，分别与表1的DD[9]、DD[14]、DD[20]对应。第1a透镜群G1a与第1b透镜群G1b的间隔、第1b透镜群G1b与第2透镜群G2的间隔为在合焦时发生变化的可变面间隔，分别与表1的DD[4]、DD[9]对应。第4b1透镜群G4b1与第4b2透镜群G4b2的间隔、第4b2透镜群G4b2与光学部件PP的间隔为在近距摄影模式的合焦时发生变化的可变面间隔，分别与表1的DD[31]、DD[39]对应。
在表3的第2段的表中，示出了在无限远物体上合焦时的各可变面间隔的值。在表3的第3段的表中，示出在物体距离为1.2m的物体上合焦时的DD[4]、DD[9]的值。在表3的第4段的表中，示出了从在物体距离为1.2m的物体上合焦的状态进一步使第4b2透镜群G4b2移动而进行近距摄影时的DD[31]、DD[39]的值和此时的在广角端、中间焦距状态、望远端分别合焦的物体距离。需要说明的是，这里所说的物体距离是指，从全系统的最物体侧的透镜面到物体的光轴上的距离。
在表1～表3中，记载了以规定的位数取整后的数值。在表1～表3中，对于与长度有关的数值在没有记载单位的情况下以mm为单位。
【表1】
实施例1 基本透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 120.9976 3.20 1.80610 40.92
2 90.7917 1.83
3 94.5094 12.80 1.49700 81.54
4 -800.4694 DD[4]
5 130.5301 3.20 1.80518 25.42
6 84.8200 11.30 1.49700 81.54
7 ∞ 0.50
8 112.0085 7.30 1.49700 81.54
9 1039.2896 DD[9]
*10 -108.7987 2.50 1.51633 64.14
11 70.6204 4.58
12 325.2958 6.80 1.80518 25.43
13 -89.8870 2.50 1.80610 33.27
14 ∞ DD[14]
15 ∞ 2.00 1.69680 55.53
16 32.4830 5.70 1.80518 25.43
17 94.9821 3.24
18 -125.2008 1.70 1.80400 46.58
19 628.8200 1.70 1.80518 25.42
20 140.7639 DD[20]
21 705.0040 3.60 1.71299 53.87
22 -126.5753 0.20
23 44.3446 7.60 1.61800 63.33
24 -1042.5633 0.52
25 39.0713 9.00 1.49700 81.54
26 -181.8500 1.70 1.80000 29.84
27 62.7355 5.17
28(St) ∞ 6.76
29 ∞ 3.20 1.80610 40.92
30 -130.0200 1.50 1.80518 25.42
31 28.9905 DD[31]
32 86.9078 7.90 1.84666 23.88
33 -22.0320 1.50 1.80400 46.58
34 -355.2703 0.20
35 45.9098 11.00 1.49700 81.54
36 -95.9100 1.70 1.80518 25.42
37 42.2855 14.63
38 40.8148 6.30 1.51633 64.14
39 -314.6444 DD[39]
40 ∞ 2.30 1.51633 64.14
41 ∞ 5.03
【表2】
实施例1 非球面系数
面编号 10
KA -8.7165474E+00
A3 0.0000000E+00
A4 4.0824795E-09
A5 -1.7722885E-08
A6 1.6079644E-09
A7 -4.3607205E-11
A8 -1.2227806E-12
A9 1.0947532E-13
A10 -1.6421612E-15
A11 -3.8208402E-17
A12 9.7106795E-19
【表3】
实施例1 诸要素和与变倍及合焦有关的数据
在图7(A)～图7(D)中分别示出了在广角端的实施例1的变焦透镜的球面像差、像散、畸变(Distortion)、倍率色像差(倍率的色像差)的各像差图。在图7(E)～图7(H)中分别示出了中间焦距状态的实施例1的变焦透镜的球面像差、像散、畸变(Distortion)、倍率色像差(倍率的色像差)的各像差图。在图7(I)～图7(L)中分别示出了望远端的实施例1的变焦透镜的球面像差、像散、畸变(Distortion)、倍率色像差(倍率的色像差)的各像差图。图7(A)～图7(L)均为全部无限远物体合焦时的数据。
在各像差图中示出了以d线(587.56nm)为基准波长的像差，在球面像差图中示出了关于C线(波长656.27nm)、F线(波长486.13nm)的像差，在倍率色像差图中示出了关于C线、F线的像差。在像散图中，关于弧矢方向、子午方向的像差分别由实线、虚线表示，在线种类的说明中分别标注(S)、(T)的符号。球面像差图的FNo.是指F数，其他像差图的ω是指半视场角。
在上述实施例1的说明中记述的各数据的符号、含义、记载方法在未特别记载的情况下与以下的实施例的符号、含义、记载方法相同，因此以下省略重复说明。
＜实施例2＞
在图3中示出实施例2的变焦透镜的透镜结构图。实施例2的变焦透镜的简要结构与上述实施例1的变焦透镜的简要结构大致相同，但在第11透镜L11与第12透镜L12接合在一起这一点、第47透镜L47与第48透镜L48未接合在一起这一点上不同。在表4、表5、表6中分别示出了实施例2的变焦透镜的基本透镜数据、非球面系数、诸要素和与变倍及合焦有关的数据。在图8(A)～图8(L)中示出了实施例2的变焦透镜的各像差图。
【表4】
实施例2 基本透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 117.4272 3.20 1.80610 40.92
2 80.0239 15.00 1.49700 81.54
3 -823.3627 DD[3]
4 108.8743 3.20 1.80518 25.42
5 78.4120 12.00 1.49700 81.54
6 2771.2664 0.50
7 130.2209 6.41 1.49700 81.54
8 705.3472 DD[8]
*9 -141.3861 2.50 1.51633 64.14
10 83.3869 4.79
11 -234.2289 4.11 1.80518 25.43
12 -84.8614 2.50 1.80610 40.92
13 -142.2027 DD[13]
14 790.3325 2.00 1.69680 55.53
15 25.7309 5.69 1.80518 25.43
16 73.8679 2.71
17 -93.5415 1.70 1.80400 46.58
18 775.3039 1.70 1.80518 25.42
19 113.6549 DD[19]
20 193.0060 4.46 1.71299 53.87
21 -117.3332 0.20
22 53.3973 5.49 1.61800 63.33
23 419.9389 0.20
24 35.8190 9.00 1.49700 81.54
25 -365.2507 1.70 1.80000 29.84
26 41.7871 6.15
27(St) ∞ 10.62
28 161.0350 3.16 1.80610 40.92
29 -1832.3813 1.50 1.80518 25.42
30 37.5034 DD[30]
31 63.0027 8.05 1.84666 23.88
32 -39.0282 0.83
33 -36.8004 1.50 1.80400 46.58
34 815.5350 10.59
35 40.2061 6.34 1.49700 81.54
36 -1859.0564 1.70 1.80518 25.42
37 33.4339 6.31
38 35.6016 6.63 1.51633 64.14
39 -1155.0310 DD[39]
40 ∞ 2.30 1.51633 64.14
41 ∞ 5.02
【表5】
实施例2 非球面系数
面编号 9
KA -5.0000000E+01
A3 0.0000000E+00
A4 -1.9075808E-06
A5 1.3186550E-08
A6 1.4137719E-09
A7 2.6952829E-11
A8 -1.6964901E-12
A9 -4.6556068E-14
A10 -3.1571320E-16
A11 1.5831165E-16
A12 -3.0952463E-18
【表6】
实施例2 诸要素和与变倍及合焦有关的数据
＜实施例3＞
在图4中示出了实施例3的变焦透镜的透镜结构图。实施例3的变焦透镜的简要结构与实施例2的变焦透镜的结构大致相同，但在不具有第34透镜L34这一点、第4b1透镜群G4b1的结构、第4b2透镜群G4b2的结构方面不同。实施例3的变焦透镜的第4b1透镜群G4b1仅由使凹面朝向像侧的负弯月形状的第45透镜L45构成。实施例3的变焦透镜的第4b2透镜群G4b2从物体侧依次由双凸形状的第46透镜L46、双凹形状的第47透镜L47、双凸形状的第48透镜L48、双凹形状的第49透镜L49、双凸形状的第50透镜L50构成。第48透镜L48与第49透镜L49接合在一起。
在表7、表8、表9中分别示出实施例3的变焦透镜的基本透镜数据、非球面系数、诸要素和与变倍及合焦有关的数据。在图9(A)～图9(L)中示出实施例3的变焦透镜的各像差图。
【表7】
实施例3 基本透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 115.2238 3.20 1.80610 40.92
2 78.1021 15.00 1.49700 81.54
3 -1062.4336 DD[3]
4 116.1569 3.20 1.80518 25.42
5 83.9701 11.61 1.49700 81.54
6 3809.4857 0.50
7 126.7708 6.79 1.49700 81.54
8 792.2425 DD[8]
*9 -198.1716 2.50 1.51633 64.14
10 85.0071 3.94
11 -734.9383 6.14 1.80518 25.42
12 -62.7447 2.50 1.67270 32.10
13 4589.3780 DD[13]
14 534.0935 2.00 1.69680 55.53
15 28.4821 5.01 1.80518 25.42
16 63.1974 4.06
17 -80.3434 1.70 1.80400 46.58
18 214.3310 DD[18]
19 173.7754 4.15 1.71299 53.87
20 -153.2429 0.20
21 55.7735 5.63 1.71299 53.87
22 1258.0362 0.20
23 38.2619 9.00 1.49700 81.54
24 -191.3425 1.70 1.80000 29.84
25 42.1811 6.18
26(St) ∞ 13.69
27 147.2817 2.62 1.80518 25.42
28 37.6155 DD[28]
29 58.3242 10.27 1.84139 24.56
30 -39.0751 1.09
31 -36.1296 1.50 1.80400 46.58
32 1285.3252 0.20
33 41.7666 8.24 1.49700 81.54
34 -12319.0027 1.70 184666 23.78
35 35.7876 12.26
36 38.3322 6.93 1.48749 70.23
37 -441.1128 DD[37]
38 ∞ 2.30 1.51633 64.14
39 ∞ 5.06
【表8】
实施例3 非球面系数
面编号 9
KA -1.4783606E+02
A3 0.0000000E+00
A4 -2.3436467E-06
A5 2.4106442E-08
A6 2.0839905E-09
A7 1.9496850E-11
A8 -2.6626023E-12
A9 -6.1340985E-14
A10 4.5217422E-16
A11 2.0648197E-16
A12 -4.3936729E-18
【表9】
实施例3 诸要素和与变倍及合焦有关的数据
＜实施例4＞
在图5中示出了实施例4的变焦透镜的透镜结构图。实施例4的变焦透镜的简要结构与实施例3的变焦透镜的结构大致相同，但在不具备近距摄影模式这一点上不同。实施例4的变焦透镜的第4b透镜群G4b从物体侧依次由双凸形状的第45透镜L45、双凹形状的第46透镜L46、双凸形状的第47透镜L47、双凹形状的第48透镜L48、双凸形状的第49透镜L49构成。第47透镜L47与第48透镜L48接合在一起。
在表10、表11、表12中分别示出了实施例4的变焦透镜的基本透镜数据、非球面系数、诸要素和与变倍及合焦有关的数据。在图10(A)～图10(L)中示出了实施例4的变焦透镜的各像差图。
【表10】
实施例4 基本透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 120.5572 3.20 1.80610 40.92
2 80.0093 14.72 1.49700 81.54
3 -1306.8915 DD[3]
4 130.6588 3.20 1.80518 25.42
5 94.3314 10.65 1.49700 81.54
6 2756.5549 0.50
7 131.9363 7.41 1.49700 81.54
8 2885.0637 DD[8]
*9 -170.5620 2.50 1.51633 64.14
10 91.5737 4.55
11 -228.6605 5.43 1.80518 25.42
12 -61.7594 2.50 1.67270 32.10
13 -243.5383 DD[13]
14 291.5791 2.00 1.69680 55.53
15 29.0372 5.62 1.80518 25.42
16 60.1294 4.42
17 -77.0393 1.70 1.80400 46.58
18 263.9453 DD[18]
19 111.2150 5.13 1.69680 55.53
20 -155.0429 0.20
21 51.6076 5.92 1.69680 55.53
22 479.6390 0.20
23 38.1466 9.00 1.49700 81.54
24 -114.3058 1.70 1.80610 33.27
25 37.6978 6.43
26(St) ∞ 11.01
27 33.6018 6.60 1.58144 40.75
28 -77.9953 1.20
29 -170.9721 1.50 1.80518 25.42
30 22.7895 1.87
31 45.4007 7.78 1.75520 27.51
32 -18.1294 1.70 1.80610 40.92
33 47.5928 16.66
34 36.4050 6.70 1.51633 64.14
35 -546.4619 26.95
36 ∞ 2.30 1.51633 64.14
37 ∞ 5.05
【表11】
实施例4 非球面系数
面编号 9
KA -9.9843831E+01
A3 0.0000000E+00
A4 -2.4079756E-06
A5 2.0337575E-08
A6 2.2147906E-09
A7 2.1791810E-11
A8 -2.7215092E-12
A9 -6.3541311E-14
A10 4.9990915E-16
A11 2.1071199E-16
A12 -4.5305086E-18
【表12】
实施例4 诸要素和与变倍及合焦有关的数据
＜实施例5＞
在图6中示出了实施例5的变焦透镜的透镜结构图。实施例5的变焦透镜的简要结构与实施例4的变焦透镜的结构大致相同。在表13、表14、表15中分别示出了实施例5的变焦透镜的基本透镜数据、非球面系数、诸要素和与变倍及合焦有关的数据。在图11(A)～图11(L)中示出了实施例5的变焦透镜的各像差图。
【表13】
实施例5 基本透镜数据
Si Ri Di Ndj vdj
1 126.6565 3.20 1.80610 40.92
2 80.0446 15.00 1.49700 81.54
3 -819.4663 DD[3]
4 124.9730 3.20 1.80518 25.42
5 88.6055 11.09 1.49700 81.54
6 3326.3024 0.50
7 111.1353 8.96 1.49700 81.54
8 -1851.8881 DD[8]
*9 -111.3108 2.50 1.51633 64.14
10 75.5822 5.10
11 -249.4503 6.34 1.80518 25.42
12 -53.1900 2.50 1.67270 32.10
13 -224.6834 DD[13]
14 570.3478 2.00 1.69680 55.53
15 30.4677 4.85 1.80518 25.42
16 67.5947 3.96
17 -87.5197 1.70 1.80400 46.58
18 221.8103 DD[18]
19 123.6653 5.17 1.69680 55.53
20 -122.2231 0.20
21 51.0461 5.72 1.69680 55.53
22 438.7630 0.20
23 44.7950 9.00 1.49700 81.54
24 -67.1466 1.70 1.80610 33.27
25 57.7632 5.19
26(St) ∞ 8.60
27 96.6742 4.65 1.80518 25.42
28 -71.7566 0.27
29 -1385.6667 1.50 1.80518 25.42
30 24.8402 4.84
31 42.9357 11.02 1.64769 33.79
32 -21.4586 1.70 1.80610 40.92
33 61.2464 17.23
34 38.7952 6.26 1.51633 64.14
35 -727.9122 26.80
36 ∞ 2.30 1.51633 64.14
37 ∞ 5.04
【表14】
实施例5 非球面系数
面编号 9
KA -1.7890840E+01
A3 0.0000000E+00
A4 -1.1190620E-06
A5 -6.1560835E-10
A6 7.7734376E-10
A7 2.8832307E-11
A8 -8.3740814E-13
A9 -6.2654221E-14
A10 5.6564295E-17
A11 1.4858024E-16
A12 -3.1209113E-18
【表15】
实施例5 诸要素和与变倍及合焦有关的数据
在表16中示出了上述实施例1～5的条件式(1)～(10)的对应值和条件式(11)所相关的值。另外，在表16中示出了将透镜系统的全长设为TTL、将望远端的全系统的焦距设为ft时的TTL/ft的值。需要说明的是，表16所示的值为d线的值。
【表16】
根据以上的数据，可知实施例1～5的变焦透镜能够在变焦比为3.4～3.5倍的望远系统中保持良好的光学性能，并且实现透镜系统的全长为望远端的焦距的1倍以下的小型化。
接下来，参照图12对本发明的实施方式的摄像装置进行说明。在图12中，作为本发明的实施方式的摄像装置的一个例子，示出了使用本发明的实施方式的变焦透镜1的摄像装置10的简要结构图。作为摄像装置，例如能够列举胶片照相机、数码照相机、摄像机、播放用照相机、电影摄像用照相机、监控用照相机等电子照相机等。
图12所示的摄像装置10具备变焦透镜1、在变焦透镜1的像侧所配置的滤光片2、对由变焦透镜所成像的被摄体的像进行摄像的摄像元件3、对来自摄像元件3的输出信号进行运算处理的信号处理部4、变倍控制部5、聚焦控制部6。变焦透镜1具备：具有正光焦度的第1透镜群G1、具有负光焦度的第2透镜群G2、具有负光焦度的第3透镜群G3、具有正光焦度的第4透镜群G4。需要说明的是，在图12中示意性地示出了各透镜群。
就摄像元件3而言，其将由变焦透镜1形成的被摄体的像进行摄像并转换为电信号，并以其摄像面与变焦透镜的像面一致的方式配置。作为摄像元件3，例如可以使用CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等。变倍控制部5使第3透镜群G3沿光轴方向移动而进行变倍，并以对该变倍所伴随的像面变动进行补正的方式使第2透镜群G2沿光轴方向移动。聚焦控制部5构成为，在物体距离发生变动时使第1透镜群G1以及/或者第4透镜群G4沿光轴方向移动而进行合焦。
以上，列举实施方式以及实施例对本发明进行了说明，然而本发明并不限定于上述实施方式以及实施例，而能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数、非球面系数等值并不限定于上述各数值实施例中示出的值，也可以采用其他值。

Claims (19)

1.一种变焦透镜，其特征在于，
由从物体侧依次配置正光焦度的第1透镜群、负光焦度的第2透镜群、负光焦度的第3透镜群、正光焦度的第4透镜群而成的4个透镜群在实质上构成，
在从广角端向望远端进行变倍时，所述第1透镜群与所述第4透镜群相对于像面固定，所述第3透镜群从物体侧向像侧单调地移动，所述第2透镜群为了对变倍所伴随的像面变动进行补正而移动，并且满足下述条件式(1)，
(1)0＜M2/M3＜1.0
其中，
M2：从广角端向望远端进行变倍时的第2透镜群的移动量，
M3：从广角端向望远端进行变倍时的第3透镜群的移动量，
在M2、M3的符号中，将向像侧的移动设为正号。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(1-1)，
(1-1)0＜M2/M3＜0.5。
3.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(2)，
(2)1.0＜|f2/fw|＜2.0
其中，
f2：第2透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(3)，
(3)0.4＜|f3/fw|＜0.9
其中，
f3：第3透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(4)，
(4)1.0＜f1/fw＜1.5
其中，
f1：第1透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第2透镜群包含至少一面的非球面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(5)，
(5)0.6＜f4/fw＜1.0
其中，
f4：第4透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第1透镜群从物体侧依次由在合焦时相对于像面固定且具有正光焦度的第1a透镜群、在合焦时移动且具有正光焦度的第1b透镜群在实质上构成，
并且满足下述条件式(6)、(7)，
(6)2.0＜f1a/f1＜3.7
(7)1.0＜f1b/f1＜1.8
其中，
f1a：第1a透镜群的焦距，
f1b：第1b透镜群的焦距，
f1：第1透镜群的焦距。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第4透镜群从物体侧依次由具有正光焦度的第4a透镜群、光阑、第4b透镜群在实质上构成，
并且满足下述条件式(8)、(9)，
(8)0.4＜f4a/f4＜1.2
(9)-0.4＜f4/f4b＜0.6
其中，
f4a：第4a透镜群的焦距，
f4b：第4b透镜群的焦距，
f4：第4透镜群的焦距。
10.根据权利要求9所述的变焦透镜，其中，
所述第4b透镜群从物体侧依次由在近距摄影的合焦时相对于像面固定且具有负光焦度的第4b1透镜群、在近距摄影的合焦时移动且具有正光焦度的第4b2透镜群在实质上构成，
并且满足下述条件式(10)，
(10)-0.1＜fw/fA＜0.1
其中，
fw：在广角端的全系统的焦距，
fA：将第1透镜群至第4b1透镜群合成而得到的光学系统的在广角端的焦距。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第2透镜群从物体侧依次由使凹面朝向像侧的第21透镜、使凸面朝向像侧且具有正光焦度的第22透镜、使凹面朝向物体侧且具有负光焦度的第23透镜在实质上构成，
并且满足下述条件式(11)，
(11)vd22＜vd23＜50
其中，
vd22：第22透镜的d线的阿贝数，
vd23：第23透镜的d线的阿贝数。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(1-2)，
(1-2)0.15＜M2/M3＜0.35。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(2-1)，
(2-1)1.1＜|f2/fw|＜1.8
其中，
f2：第2透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(3-1)，
(3-1)0.45＜|f3/fw|＜0.8
其中，
f3：第3透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(4-1)，
(4-1)1.1＜f1/fw＜1.45
其中，
f1：第1透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的变焦透镜，其中，
满足下述条件式(5-1)，
(5-1)0.7＜f4/fw＜0.9
其中，
f4：第4透镜群的焦距，
fw：在广角端的全系统的焦距。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第1透镜群从物体侧依次由在合焦时相对于像面固定且具有正光焦度的第1a透镜群、在合焦时移动且具有正光焦度的第1b透镜群在实质上构成，
并且满足下述条件式(6-1)、(7-1)，
(6-1)2.2＜f1a/f1＜3.3
(7-1)1.2＜f1b/f1＜1.6
其中，
f1a：第1a透镜群的焦距，
f1b：第1b透镜群的焦距，
f1：第1透镜群的焦距。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的变焦透镜，其中，
所述第4透镜群从物体侧依次由具有正光焦度的第4a透镜群、光阑、第4b透镜群在实质上构成，
并且满足下述条件式(8-1)、(9-1)，
(8-1)0.5＜f4a/f4＜1.0
(9-1)-0.2＜f4/f4b＜0.45
其中，
f4a：第4a透镜群的焦距，
f4b：第4b透镜群的焦距，
f4：第4透镜群的焦距。
19.一种摄像装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的变焦透镜。
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