專利名稱：：變焦透鏡及攝像裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種變焦透鏡及攝像裝置，更詳細地，涉及可適當使用于視頻攝像機或電子靜止攝像機、監(jiān)視攝像機等的變焦透鏡及具備該變焦透鏡的攝像裝置。
背景技術：
：過去，作為使用在民用視頻攝像機等的變焦透鏡，多次提出了4組式或5組式的變焦透鏡。例如，在專利文獻1、2、3公開有由3片構成在變倍時為移動組的第2透鏡組并具有10倍左右的高變倍比和1.8左右的F數(shù)的變焦透鏡。在專利文獻4公開有由4片構成第2透鏡組并由總計15片透鏡構成的5組式的變焦透鏡。在專利文獻5公開有使用在玻璃球面上形成非球面樹脂的復合型非球面透鏡的變焦透鏡。專利文獻l:日本專利公開2004-279726號公報專利文獻2:日本專利公開2006-220737號公報專利文獻3:日本專利公開2006-113257號公報專利文獻4:日本專利公開2003-322795號公報專利文獻5:日本專利公開2006-276844號公報然而，近幾年，在使用于民用視頻攝像機等的變焦透鏡中，高清晰化也發(fā)展，提高了對高性能的變焦透鏡的要求。尤其，提高了對可對應于3CCD方式的變焦透鏡的要求，該3CCD方式是指用分色棱鏡將拍攝的光分成R(紅)、G(綠)、B(藍)各色，使由對應于各色的3個CCD(ChargeCoupledDevice)拍攝的圖像重合而得到高圖像質量。此外，對于該領域的變焦透鏡也要求高性能且小型。因此，針對過去被提案的變焦透鏡也要求不增加透鏡片數(shù)而維持高性能還要小型化。作為小型化，可考慮光軸方向的透鏡系統(tǒng)總長的縮短和前透鏡直徑(位于最靠物側的透鏡的直徑)的小型化。尤其，在監(jiān)視攝像機中具有想要減少露出外部的透鏡部分的要求，不僅是光軸方向的透鏡系統(tǒng)總長，前透鏡直徑的小型化也重要。在專利文獻4所記載的變焦透鏡在整個系統(tǒng)成為15片透鏡結構，在光軸方向的透鏡系統(tǒng)總長的小型化的觀點上不充分。在專利文獻5所記載的變焦透鏡在第2透鏡組使用復合型非球面透鏡，不能使第2透鏡組具有如此大的負的光焦度，因此，第2透鏡組的移動量大，存在光軸方向的透鏡系統(tǒng)大型化的憂慮。而且，在專利文獻5所記載的變焦透鏡不能將第2透鏡組的物側主點過于接近物側，所以成為前透鏡直徑容易變大的結構。為了減小前透鏡直徑，需要研究第2透鏡組的結構，在這一點上，專利文獻13所記載的變焦透鏡有改良的余地。
發(fā)明內容本發(fā)明是借鑒于上述情況提出的，其目的在于提供一種在保持高光學性能以外，實現(xiàn)前透鏡直徑的小型化和光軸方向透鏡系統(tǒng)總長的縮短這樣兩者的變焦透鏡及具備該變焦透鏡的攝像裝置。本發(fā)明的變焦透鏡從物側依次具備第r透鏡組，具有正的折射力，在變倍時被固定；第2透鏡組，具有負的折射力，通過沿著光軸移動而進行變倍；光闌；第3透鏡組，具有正的折射力，在變倍時被固定；第4透鏡組，具有正的折射力，迸行伴隨變倍的像面位置的校正及對焦，第1透鏡組從物側依次包括由將凸面朝向物側的負彎月形透鏡及由正透鏡構成的接合透鏡、和正彎月形透鏡的3片，第2透鏡組由包含具有非球面的負透鏡的4片透鏡構成，將第1透鏡組的焦距設為fl，將廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw，將從第2透鏡組的最靠物側透鏡的物側的面到第2透鏡組的物側主點的光軸上的距離設為H2f時，滿足下述條件式(1)、(2)。6.0〈fl/fw<8.0…(1)0.10<H2f/fw〈0.20…(2)而且，在本發(fā)明中，各"透鏡組"設為不僅包括由多個透鏡構成的透鏡組，也包括僅由l片透鏡構成的透鏡組。而且，在本發(fā)明中，如上述的在玻璃球面上形成非球面樹脂的復合型透鏡不視為"l片透鏡"。而且，上述本發(fā)明的第2透鏡組的"具有非球面的負透鏡"只要至少l面為非球面即可。就本發(fā)明的變焦透鏡而言，通過將其第2透鏡組設為包含具有非球面的負透鏡的4片結構，從而容易良好地校正畸變及抑制按視場角或按變焦倍率的像面變動，有利于謀求小型化并得到高的光學性能。而且，通過滿足條件式(1)，不大幅度增加透鏡片數(shù)而可以良好地進行像差校正，可謀求透鏡系統(tǒng)總長的縮短化及前透鏡直徑的小型化。此外，通過滿足條件式(2)，抑制變倍時的像差變動，可增大制造誤差或組裝誤差的容許量并謀求前透鏡直徑的小型化。此外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，將構成第l透鏡組的接合透鏡的正透鏡的物側的面的曲率半徑設為R12，將該正透鏡的折射率設為N12時，優(yōu)選滿足下述條件式(3)。3.(KR12/(N12fw)〈4.0…(3)而且，在本發(fā)明的變焦透鏡中，第2透鏡組的從物側起的2片透鏡皆為負透鏡，將該2片負透鏡的合成焦距設為f2a，將第2透鏡組的焦距設為f2時，優(yōu)選滿足下述條件式(4)。0.60<f2a/f2<0.80…(4)而且，在本發(fā)明的變焦透鏡中，也可構成為第3透鏡組由1片透鏡構成。此時，優(yōu)選第3透鏡組的透鏡的至少1面為非球面。而且，構成第3透鏡組的l片透鏡的材料也可設為塑料。在本發(fā)明的變焦透鏡中，將第3透鏡組的焦距設為f3時，優(yōu)選滿足下述條件式(5)。10〈f3/fw<23…(5)而且，在本發(fā)明的變焦透鏡中，第3透鏡組由1片透鏡構成時，第3透鏡組的透鏡及第4透鏡組的最靠物側的透鏡皆可設為正透鏡，此時將第3透鏡組的透鏡的阿貝數(shù)設為v31，將第4透鏡組的最靠物側透鏡的阿貝數(shù)設為v41時，優(yōu)選滿足下述條件式(6)。4Kv41-v3K58…(6)此外，在本發(fā)明的變焦透鏡中，將第4透鏡組的焦距設為f4時，優(yōu)選滿足下述條件式(7)。3.3〈f4/fw〈3.9…(7)本發(fā)明的攝像裝置的特征在于，具備上述記載的本發(fā)明的變焦透鏡0根據(jù)本發(fā)明，在第1透鏡組和第3透鏡組設為固定組，通過沿著光軸移動第2透鏡組進行變倍，基于該變倍的像面位置的校正及對焦由第4透鏡組的移動來進行的方式的變焦透鏡中，將第1透鏡組設為上述的3片結構，將第2透鏡組設為上述的4片結構，構成為滿足條件式(1)、(2)，因此，可提供保持高的光學性能以外，實現(xiàn)前透鏡直徑的小型化和光軸方向透鏡系統(tǒng)總長的縮短這兩者的變焦透鏡及具備該變焦透鏡的攝像裝置。圖1是表示本發(fā)明的實施例1所涉及的變焦透鏡的透鏡結構的剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的變焦透鏡的透鏡結構的剖面圖。圖3是表示本發(fā)明的實施例3所涉及的變焦透鏡的透鏡結構的剖面圖。7圖4是表示本發(fā)明的實施例4所涉及的變焦透鏡的透鏡結構的剖面圖。圖5是表示本發(fā)明的實施例5所涉及的變焦透鏡的透鏡結構的剖面圖。圖6是表示本發(fā)明的實施例6所涉及的變焦透鏡的透鏡結構的剖面圖。圖7是表示本發(fā)明的實施例7所涉及的變焦透鏡的透鏡結構的剖面圖。圖8是表示本發(fā)明的實施例8所涉及的變焦透鏡的透鏡結構的剖面圖。圖9是本發(fā)明的實施例1所涉及的變焦透鏡的各像差圖。圖10是本發(fā)明的實施例2所涉及的變焦透鏡的各像差圖。圖ll是本發(fā)明的實施例3所涉及的變焦透鏡的各像差圖。圖12是本發(fā)明的實施例4所涉及的變焦透鏡的各像差圖。圖13是本發(fā)明的實施例5所涉及的變焦透鏡的各像差圖。圖14是本發(fā)明的實施例6所涉及的變焦透鏡的各像差圖。圖15是本發(fā)明的實施例7所涉及的變焦透鏡的各像差圖。圖16是本發(fā)明的實施例8所涉及的變焦透鏡的各像差圖。圖17是本發(fā)明的實施方式所涉及的攝像裝置的簡要結構圖。圖中1-變焦透鏡，2-濾光片，3B、3G、3R-分色棱鏡，4B、4G、4R-攝像元件，5-信號處理電路，6-顯示裝置，10-視頻攝像機，Gl-第l透鏡組，G2-第2透鏡組，G3-第3透鏡組，G4-第4透鏡組，PP-光學部件，St-孔徑光闌，z-光軸。具體實施例方式以下，參照圖面對本發(fā)明的實施方式詳細地說明。圖1是表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的變焦透鏡的結構的剖面圖，對應于后述的實施例1的變焦透鏡。該變焦透鏡沿著光軸Z從物側依次具備第1透鏡組Gl，具有正的折射力，在變倍時被固定；第2透鏡組G2，具有負的折射力，通過沿著光軸移動進行變倍；孔徑光闌St;第3透鏡組G3，具有正的折射力，在變倍時被固定；第4透鏡組G4，具有正的折射力，進行伴隨變倍的像面位置的校正及對焦。另外，圖l所示的孔徑光闌St未必表示大小或形狀，表示光軸Z上的位置。而且，在圖1中，左側為物側，右側為像側。在圖1中，在上段表示廣角端的無限遠對焦時的透鏡配置，在下段表示望遠端的無限遠對焦時的透鏡配置，用箭頭表示從廣角端向望遠端變倍時的各透鏡組的簡要的移動軌跡。而且，在圖1中，將來自無限遠物體的軸上光束的成像位置作為Pim進行圖示。例如，在將該變焦透鏡適用于攝像裝置時，配置成攝像元件的攝像面位于成像位置Pim。在將變焦透鏡適用于攝像裝置時，優(yōu)選根據(jù)裝載透鏡的攝像機側的結構，在最靠像側的透鏡和成像面(攝像面)之間配置蓋玻璃、棱鏡、紅外線截止濾光片、低通濾光片等的各種濾光片等，在圖1所示的例中，設想這些的平行平板狀光學部件PP配置在第4透鏡組G4和成像位置Pim之間。該變焦透鏡構成如下:從廣角端向望遠端變倍時，第1透鏡組Gl及第3透鏡組G3固定在光軸上，通過沿著光軸使第2透鏡組G2向像側移動來進行變倍，并且通過沿著光軸移動第4透鏡組G4進行伴隨該變倍的像面位置的校正及對焦。即，第2透鏡組G2具備作為變焦透鏡組的功能，而第4透鏡組G4具備作為補償透鏡組及聚焦組的功能。第1透鏡組G1從物側依次包括由將凸面朝向物側的彎月形狀的負透鏡Lll及正透鏡L12構成的接合透鏡、和彎月形狀的正透鏡L13的3片透鏡。第2透鏡組G2是4片結構，其中1片是至少1面為非球面的負透鏡。優(yōu)選該非球面的負透鏡是配置在第2透鏡組G2的最靠物側、或從物側第2個的透鏡。如后述，在條件式(3)的說明中，在使前透鏡直徑小型化時存在畸變惡化的憂慮，但通過在第2透鏡組G2采用非球面透鏡，可以良好地校正畸變。而且，通過第2透鏡組G2具有至少1片非球面的負透鏡，可以抑制每個視場角或每個變焦倍率的像面變動。如圖l所示的例，作為本實施方式的變焦透鏡的具體結構，例如，第2透鏡組G2可從物側依次由負透鏡L21、負透鏡L22、正透鏡L23、負透鏡L24構成，第3透鏡組G3可由1片正透鏡L31構成，第4透鏡組G4可從物側依次由正透鏡L41、和負透鏡L42及正透鏡L43的接合透鏡構成。這樣，如圖l所示的例，本實施方式的變焦透鏡可釆用由3片結構的第1透鏡組G1、4片結構的第2透鏡組G2、l片結構的第3透鏡組G3、3片結構的第4透鏡組G4構成的總計11片的透鏡結構。在圖l所示的變焦透鏡中，在第2透鏡組G2的物側具有2片負透鏡L21、L22。此時，基于上述非球面的效果在設置于這些2片中的任一片時也可得到。但是，從物側第2個負透鏡L22所通過的光線的光線高度小于最靠物側的負透鏡L21，可成為小直徑，所以在成本方面有利。而且，將負透鏡L21設為非球面透鏡時，制造誤差及組裝誤差的容許量與負透鏡L22相比容易變小。于是，若將負透鏡L21、L22中的任一方設為非球面，則更優(yōu)選將負透鏡L22設為非球面透鏡。另外，在如圖1所示的變焦透鏡的第2透鏡組G2的物側具有2片負透鏡的結構中，在物側多分配負的光焦度，使第2透鏡組的物側主點位置接近物側，縮短第1透鏡組和第2透鏡組的主點間隔，降低軸外光束通過第l透鏡組的高度，從而可謀求前透鏡直徑的小型化。而且，在本實施方式的變焦透鏡中，由4片透鏡構成第2透鏡組G2的一點為l個特征。如專利文獻K2、3所記載，過去提案的4組式、5組式變焦透鏡由負、負、正的3片透鏡構成第2透鏡組的較多，在10倍左右的3CCD方式的變焦透鏡中，將第2透鏡組設為4片結構的例非常少。作為將第2透鏡組設為4片結構的少數(shù)的例，可舉出專利文獻4所記載的變焦透鏡，該變焦透鏡在第3透鏡組以后也使用多數(shù)透鏡，整個系統(tǒng)使用15片透鏡。g卩，在將過去的第2透鏡組設為4片結構的變焦透鏡中，性能最優(yōu)先、對透鏡片數(shù)或小型化的制約不嚴格情況較多。對此，如圖1所示的例，不同點在于本實施方式的變焦透鏡在整個系統(tǒng)可以是11片的透鏡結構，在可以實現(xiàn)高性能的同時小型化。在圖1所示的變焦透鏡中，在第2透鏡組通過在負、負、正再追加1片負透鏡，從而使必要的負光焦度分散到第2透鏡組G2。為了縮短透鏡系統(tǒng)總長，需要減小變倍時的移動量，但為此優(yōu)選使第2透鏡組G2具有大的負光焦度。通過在第2透鏡組追加1片負透鏡，從而在第2透鏡組G2具有大的負光焦度時，也可以使第2透鏡組G2分散必要的負光焦度。于是，不存在各透鏡所承擔的光焦度的大小變得過大而變倍時的像差變動變大，可小型化透鏡系統(tǒng)總長。另外，如上述，若比過去例將第2透鏡組G2的透鏡片數(shù)增加1片，則認為在成本和小型化方面變得不利，但在本實施方式中，代替此通過在第3透鏡組以后減少透鏡片數(shù)，從而抑制整體的透鏡總數(shù)的增加。如專利文獻1、2所記載，關于第3透鏡組，過去提案的4組式、5組式變焦透鏡由2片或3片透鏡構成第3透鏡組的較多，將第3透鏡組設為1片結構的例子較少。作為將第3透鏡組設為1片結構的少數(shù)例子，可例舉專利文獻3所記載的變焦透鏡，但該變焦透鏡為5組式，第4透鏡組以后的透鏡片數(shù)增多。對此，在本實施方式的變焦透鏡中，為了在第3透鏡組G3以后謀求小型化，因此，由1片透鏡構成第3透鏡組G3，由作為整個系統(tǒng)11片左右的較少的透鏡片數(shù)實現(xiàn)4組式。通過由1片透鏡構成第3透鏡組G3，可消除第2透鏡組G2的透鏡片數(shù)的增加，能夠將透鏡系統(tǒng)小型化。將第3透鏡組G3設為1片結構時，優(yōu)選由至少1面為非球面的非球面透鏡構成，此外，優(yōu)選將該透鏡的材料設為塑料。通過設為非球面透鏡，在像差校正上有利，容易將第3透鏡組G3設為l片結構。通過將材料設為塑料，從而可以實現(xiàn)低成本化及輕量化。另外，一般塑料的溫度變化的影響大于玻璃，但在本實施方式的變焦透鏡中，如后述，在條件式(5)的說明中，為了得到長的后截距(backfocus)而構成為使第3透鏡組G3的光焦度變小，因此，即使在該透鏡的材料使用塑料，因溫度變化給整個系統(tǒng)帶來的影響也小。而且，構成第3透鏡組G3的1片透鏡的材料為塑料，被適用的攝像裝置的鏡筒的材料為塑料時，通過伴隨鏡筒的溫度變化的伸縮和伴隨塑料透鏡的溫度變化的像位置的移動，即使溫度變化也可得到像位置看上去幾乎不變化的效果。在這一點可以說相對于玻璃透鏡而塑料透鏡對溫度變化是有利的。如圖1所示，對第4透鏡組G4，在本實施方式的變焦透鏡中配置成正、負、正的順序。這樣在第4透鏡組G4的最靠物側配置正透鏡時，可縮小入射到中央的負透鏡的光線的光線高度，所以有利于佩茲伐和，可進行良好的像差校正，并且，可防止第4透鏡組G4的大型化。若考慮由第4透鏡組G4單個的像差校正，則如本實施方式的正、負、正的順序的光焦度配置比將第4透鏡組G4設為如專利文獻5所記載的負、正、正光焦度配置更有利，而且，存在容易減小變倍或對焦時的移動量的優(yōu)點。此外，優(yōu)選第4透鏡組G4的最靠物側的透鏡至少將1面設為非球面。通過在第4透鏡組G4設置非球面透鏡，從而可良好地校正在第4透鏡組G4單獨發(fā)生的球面像差，并且，可減少變倍時或對焦時的像差變動。尤其，在第4透鏡組G4設置非球面透鏡時，若將在變倍時空氣間隔變化的最靠物側的透鏡設為非球面，則可得到更高的效果。本實施方式的變焦透鏡將第1透鏡組Gl的焦距設為fl，將廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw時，構成為滿足下述條件式(1)。6.0<fl/fw<8.0…(1)條件式(1)規(guī)定第1透鏡組Gl的焦距和在廣角端的整個系統(tǒng)的焦距之比，B卩，規(guī)定第1透鏡組Gl對整個系統(tǒng)的光焦度比。條件式(1)是防止光軸方向的透鏡系統(tǒng)總長的大型化并用于良好地進行像差校正的條件式。若低于條件式(1)的下限，第1透鏡組Gl的焦距變短，則難以良好地校正像差，尤其難以校正望遠端的球面像差和軸上色像差。若超出條件式(1)的上限，第1透鏡組Gl的焦距變長，則有利于像差校正，但透鏡系統(tǒng)總長變長，并且前透鏡直徑變大。而且，本實施方式的變焦透鏡將從第2透鏡組G2的最靠物側透鏡的物側的面到第2透鏡組G2的物側主點的光軸上的距離設為H2f，將廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw時，構成為滿足下述條件式(2)。0.10〈H2f/fw〈0.20…(2)條件式(2)規(guī)定第2透鏡組G2的物側主點位置和在廣角端的焦距的關系。若越低于條件式(2)的下限就越對第2透鏡組G2的物側的負透鏡施加大的光焦度，則變倍時的像差變動變大，而且，制造誤差及組裝誤差的容許量變小，所以不優(yōu)選。若超出條件式(2)的上限，則難以將前透鏡直徑小型化。本實施方式的變焦透鏡除了上述結構以外，還優(yōu)選采用以下的結構，由此，可謀求進一步的小型化或良好的光學性能。將第1透鏡組G1的正透鏡L12的物側的面的曲率半徑設為R12，將該正透鏡L12的折射率設為N12，將廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw時，優(yōu)選滿足下述條件式(3)。3.0〈R12/(N12fw)<4.0…(3)條件式(3)是以廣角端的整個系統(tǒng)的焦距將正透鏡L12的物側的面(第1透鏡組G1的接合透鏡的接合面)的曲率半徑和正透鏡L12的折射率之比進行了標準化后的式子。若增大正透鏡L12的折射率，在是具有相同光焦度的透鏡時與折射率小的透鏡相比，則可減緩透鏡面的曲率，所以用于確保必要的邊緣(^A)(透鏡的邊緣厚度)的透鏡中心厚度小即可，可使透鏡薄型化，有利于小型化。但是，折射率高的材料一般存在色散大、色像差主要是在望遠端的軸上色像差變大的問題。因此，若低于條件式(3)的下限，則不優(yōu)選。相反，若成為超出條件式(3)的上限的材料或形狀，則對色像差校正有利，但在正透鏡L12中，為了確保必要的邊緣厚度必須增大中心厚13度。此時，入射到負透鏡L11的軸外光束的光線高度變大，所以存在前透鏡直徑大型化的問題。為了良好地校正色像差并實現(xiàn)前透鏡直徑的小型化，即使在正透鏡L12使用低色散的材料時，也需要控制形狀，以便曲率不太增大。然而，此時難以校正畸變。而且，在本發(fā)明的變焦透鏡中，通過第2透鏡組G2包含具有非球面的負透鏡，即使在縮小前透鏡直徑時，也能夠良好地校正畸變。第2透鏡組G2的從物側起的2片透鏡皆為負透鏡時，將該2片負透鏡的合成焦距設為f2a，將第2透鏡組G2的焦距設為f2時，優(yōu)選滿足下述條件式(4)。0.60〈f2a/f2〈0.80…(4)條件式(4)規(guī)定從第2透鏡組G2的物側2片負透鏡(在圖1的例中負透鏡L21和負透鏡L22)的合成焦距和第2透鏡組G2的焦距之比。即，條件式(4)規(guī)定從第2透鏡組G2的物側2片負透鏡的光焦度的大小。若低于條件式(4)的下限，則使第2透鏡組G2的物側主點的位置接近物側，可小型化前透鏡直徑，但變倍時的像差變動變大。若超出條件式(4)的上限，則不僅前透鏡直徑變大，在望遠端難以消除在第1透鏡組G1上發(fā)生的軸上色像差。第3透鏡組G3由1片透鏡(在圖1的例中正透鏡L31)構成時，將第3透鏡組G3的焦距設為f3，廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw時，優(yōu)選滿足下述條件式(5)。10〈f3/fw<23…(5)條件式(5)規(guī)定正透鏡L31(第3透鏡組G3)的焦距和廣角端的整個系統(tǒng)的焦距之比，也可以說是用于由1片構成第3透鏡組G3的條件。例如，為了得到在最靠像側的透鏡和像面之間可以插入分色棱鏡等的長的后截距(backfocus)，第3透鏡組G3的光焦度小就成為條件。若低于條件式(5)的下限，則第3透鏡組G3的光焦度變大，不能夠得到必要的后截距。相反，若越大于條件式(5)的上限就使正透鏡L31的光焦度越減小，則透鏡的曲率變小，變得不能夠校正像差。在這種長的后截距和像使在將第2透鏡組G2設為4片結構時，作為整個系統(tǒng)也能夠由ll片左右的較少的透鏡片數(shù)維持性能。第3透鏡組G3由1片透鏡(在圖1的例中正透鏡L31)構成時，第3透鏡組G3的透鏡及第4透鏡組G4的最靠物側的透鏡(在圖1的例中正透鏡L41)皆為正透鏡，將第3透鏡組G3的正透鏡的阿貝數(shù)設為v31，將第4透鏡組G4的最靠物側的正透鏡的阿貝數(shù)設為v41時，優(yōu)選滿足下述條件式(6)04Kv41-v3K58…(6)條件式(6)規(guī)定上述2個正透鏡的阿貝數(shù)之差。變焦透鏡的消色優(yōu)選在各透鏡組中進行，但由1片構成第3透鏡組G3時，需要與第4透鏡組G4一起來進行消色。在第4透鏡組G4中，為了抑制伴隨變倍或對焦的色像差的變動，在正透鏡使用低色散的材料。而且，在第3透鏡組G3的正透鏡L31使用消除在第4透鏡組G4產(chǎn)生的色像差的高色散的材料。若低于條件式(6)的下限，則不能夠充分地校正色像差，尤其變焦的從中間區(qū)域經(jīng)過望遠端的色像差。若超出條件式(6)的上限，則有利于色像差的校正，但此時在正透鏡L41使用超低色散材料或者在正透鏡L31使用高色散材料，但此時難以選擇符合于此的材料。而且，色像差的校正偏重于某種特定的顏色的校正，不能進行良好的色像差校正。將第4透鏡組G4的焦距設為f4，將廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw時，優(yōu)選滿足下述條件式(7)。3.3<f4/fw<3.9…(7)條件式(7)規(guī)定第4透鏡組G4的焦距和廣角端的整個系統(tǒng)的焦距之比。若低于條件式(7)的下限，則發(fā)生大的彗形像差。若超出條件式(7)的上限，則對焦時的第4透鏡組G4的移動量變大，總長變長，并且，在不消除在第2透鏡組G2發(fā)生的佩茲伐和而像面彎曲變大。將第2透鏡組G2的焦距設為f2，將廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw時，優(yōu)選滿足下述條件式(8)。1.25<|f2|/fw〈1.50…(8)條件式(8)規(guī)定第2透鏡組G2的焦距和廣角端的整個系統(tǒng)的焦距之比。為了縮短透鏡系統(tǒng)總長，需要在第2透鏡組G2上施加大的負光焦度且減少變倍時的移動量，但若越低于條件式(8)的下限就對第2透鏡組G2施加越大的光焦度，則構成第2透鏡組的各透鏡承擔的光焦度變得過大，變倍時的像差變動變大。此外，存在透鏡的制造誤差及組裝誤差的容許量變小的問題。若超出條件式(8)的上限，則透鏡系統(tǒng)總長變長，所以不優(yōu)選。第2透鏡組G2具有正透鏡，將該正透鏡的折射率設為N23時，優(yōu)選滿足下述條件式(9)。N23M.80…(9)條件式(9)規(guī)定第2透鏡組G2具有的正透鏡的折射率。如上述，為了使前透鏡直徑或透鏡系統(tǒng)總長小型化，優(yōu)選對第2透鏡組中的負透鏡施加大的負光焦度，此時為了取得正負的平衡而良好地進行像差校正，需要使包含在第2透鏡組G2的正透鏡也具有大的正光焦度。此時，若越低于條件式(9)的下限而構成該正透鏡的材料的折射率就越低，則透鏡曲率變大，為了確保必要的邊緣而需要增大中心厚度，第2透鏡組G2大型化。而且，若越低于條件式(9)的下限，由越低折射率的材料構成且在小的中心厚的狀態(tài)下，為了要確保必要的邊緣，則按倍率或視場角的像面就不一致。而且，難以良好地校正色像差。將最大像高設為IH，將廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw時，優(yōu)選滿足下述條件式(10)。l,6〈fw/IH<2.0…(10)另外，IH例如可由變焦透鏡的規(guī)格或適用的攝像裝置的規(guī)格等決定。條件式(10)規(guī)定廣角端的整個系統(tǒng)的焦距和最大像高之比。在這種結構的變焦透鏡中，若越低于條件式(10)的下限而想要謀求廣角化，則在從廣角端的中間變焦位置，入射到第1透鏡組G1的軸外光束的光線高度變地越大，不能避免第1透鏡組的大型化。若超出條件式(10)的上限，則在視頻攝像機等適用上而視場角變得不充分。本實施方式的變焦透鏡，代替上述條件式(1)、(2)、(4)、(5)、(7)，優(yōu)選分別滿足下述條件式(1-1)、(2-1)、(4-1)、(5-1)、(7-1)，由此可進一步提高由滿足上述條件式所獲得的效果。6.4<fl/fw〈7.8…(1-1)0.12〈H2f/fw〈0.20…(2-1)0.62〈f2a/f2<0.78…(4-1)12〈f3/fw<20…(5-1)3.4<f4/fw〈3.8…(7-1)而且，上述的各條件式的值是在變焦透鏡的基準波長的值，例如變焦透鏡的基準波長為d線(波長587.6rnn)時，在上述條件式中所記載的折射率或阿貝數(shù)成為在d線的值。本發(fā)明的變焦透鏡例如在屋外等嚴格的環(huán)境中使用時，對配置在最靠物側的透鏡優(yōu)選使用耐抗因風雨造成的表面劣化、因直射日光造成的溫度變化，進而優(yōu)選使用耐抗油脂/洗滌劑等化學藥品的材料，即耐水性、耐氣候性、耐酸性、耐藥品性等高的材料，此外，優(yōu)選使用堅固且不易破碎的材料。從以上情況來看，作為配置在最靠物側的材料，具體地優(yōu)選使用玻璃，或者也可使用透明的陶瓷。作為形成非球面形狀的透鏡材料，優(yōu)選使用塑料，此時，可精度良好地制作非球面形狀，并且可謀求輕量化及低成本化。在要求本變焦透鏡能在寬的溫度范圍下使用時，作為各透鏡的材料，優(yōu)選使用線膨脹系數(shù)小的材料。而且，在嚴格環(huán)境中使用本變焦透鏡時，優(yōu)選施加保護用的多層膜涂層。另外，除了保護用涂層以外，也可以施加用于使用時的減少重影光等的防反射涂層膜。在圖l所示的例中，表示了在透鏡系統(tǒng)和成像面之間配置光學部件PP的例，但代替配置低通濾光片或截止特定的波帶的各種濾光片等，也可以在各透鏡之間配置這些各種濾光片，或者也可以在任意透鏡的透鏡面施加與各種濾光片具有同樣的作用的涂層。如上說明，根據(jù)本實施方式的變倍透鏡，通過基于所要求的規(guī)格等適當采用上述的優(yōu)選的結構，在不大幅增加透鏡片數(shù)下良好地進行像差校正并謀求前透鏡直徑的小型化和光軸方向透鏡系統(tǒng)總長的縮短這兩者，可緊湊地構成。[實施例]接著，對本發(fā)明的變焦透鏡的具體數(shù)值實施例進行說明。在圖l示出實施例l的變焦透鏡的透鏡剖面圖。在圖2圖8分別表示實施例28的變焦透鏡的各透鏡剖面圖。圖2圖8的圖示方法與圖1相同。將實施例l所涉及的變焦透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)示在表l，將有關變焦(變倍)的數(shù)據(jù)示在表2，將非球面數(shù)據(jù)示在表3。同樣地，將實施例28所涉及的變焦透鏡的基本數(shù)據(jù)、有關變焦的數(shù)據(jù)、非球面數(shù)據(jù)示在表4表24。在以下，以實施例l取為例對表中的記號的意義進行說明，但對實施例28也相同。在表l的基本透鏡數(shù)據(jù)中，Si表示將最靠物側的構成要素的面作為第l個而隨著朝向像側依次增加的第i個(i=l、2、3、…)的面號碼，Ri表示第i個面的曲率半徑，Di表示第i個面與第i+l個面的光軸Z上的面間隔。另外，面間隔的最下欄(相當于D22)表示第22面和像面的面間隔。而且，在基本透鏡數(shù)據(jù)中，Ndj表示將最靠物側的透鏡作為第l個而隨著朝向像側依次增加的第j個U二l、2、3、…)的光學要素對d線(波長587.6nm)的折射率，vdj表示第j個光學要素對d線的阿貝數(shù)。另外，在基本透鏡數(shù)據(jù)中也包括孔徑光闌St及光學部件PP而表示。在相當于孔徑光闌St的第13面的曲率半徑的欄記載為(孔徑光闌)。基本透鏡數(shù)據(jù)的曲率半徑將在物側凸時設為正，將在像側凸時設為負。在表l的基本透鏡數(shù)據(jù)中，為進行變倍而間隔變化的、在相當于第l透鏡組G1和第2透鏡組G2的間隔、第2透鏡組G2和孔徑光闌St的間隔、第3透鏡組G3和第4透鏡組G4的間隔、第4透鏡組G4和光學部件PP的間隔的面間隔的欄中分別記載為D5(可變)、D12(可變)、D15(可變)、D20(可變)。在關于表2的變焦的數(shù)據(jù)中表示廣角端和望遠端的整個系統(tǒng)的焦距f、F數(shù)Fno.、全視場角2"、伴隨變倍變化的各面間隔D5、D12、D15、D20的值。全視場角2"的單位是度。作為表l的Ri及Di的單位、表2的f、D5、D12、D15、D20的單位，可以使用"mm"，但光學系統(tǒng)即使進行比例放大或比例縮小也可以得到相同的光學性能，所以單位不限于"mm"，也可使用其他適當?shù)膯挝弧６?，在表l的基本透鏡數(shù)據(jù)中，在非球面的面號碼附上*號，作為非球面的曲率半徑而表示近軸的曲率半徑的數(shù)值。在表3的非球面數(shù)據(jù)中表示非球面的透鏡的透鏡符號(L22、L31、L41)、非球面的面號碼、及有關這些非球面的非球面系數(shù)。非球面系數(shù)是由以下式(A)表示的非球面式的各系數(shù)KA、RA(m=3、4、5、…10)的值。Zd=C*h2/{l+(1-KA'C、h2)'/2}+2RAm'h"…(A)此處，Zd:非球面深度(從高度h的非球面上的點下垂到與非球面頂點相切的垂直于光軸的平面的垂線長度)h:高度(從光軸到透鏡面的距離)C:近軸曲率半徑的倒數(shù)KA、RA"非球面系數(shù)(hf3、4、5、...10)另外，在表l的Ri及Di的單位使用mm時，上述Zd、h的單位也成為■0<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>[表3]實施例1非球面數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>[表16]<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>[表17]實施例6有關變焦的數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>[表20]<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>[表21]<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>實施例8有關變焦的數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>(A)圖12(H)、圖13(A)圖13(H)、圖14(A)圖14(H)、圖15(A)圖15(H)、圖16(A)圖16(H)表示實施例28的變焦透鏡的廣角端及望遠端的球面像差、非點像差、畸變(歪曲像差)、倍率色像差的各像差圖。從以上的數(shù)據(jù)可知，實施例18的變焦透鏡具有約10倍的倍率，謀求小型化，并在廣角端的F數(shù)小到1.8左右，各像差被良好地校正，在可見區(qū)域中在廣角端及望遠端皆具有高的光學性能。這些變焦透鏡可適當?shù)厥褂迷诒O(jiān)視攝像機、視頻攝像機、電子靜止攝像機等攝像裝置。作為本發(fā)明的實施方式的攝像裝置的一例，在圖17表示使甩本發(fā)明的實施方式所涉及的變焦透鏡1而構成的視頻攝像機10的結構圖。另外，在圖17中簡要地示出變焦透鏡1具備的正的第1透鏡組G1、負的第2透鏡組G2、孔徑光闌St、正的第3透鏡組G3、正的第4透鏡組G4。在圖17所示的視頻攝像機10是具有3個攝像元件的所謂3CCD方式的攝像裝置，但本發(fā)明的攝像裝置不限于此，也可用l個攝像元件拍攝整個波長帶。視頻攝像機10具備變焦透鏡l;具有配置在變焦透鏡l的像側的低通濾光片及紅外線截止濾光片等功能的濾光片2;配置在濾光片2的像側的分色棱鏡3R、3G、3B;設置在各分色棱鏡的端面的攝像元件4R、4G、4B;及信號處理電路5。攝像元件4R、4G、4B是將由變焦透鏡1形成的光學像變換成電信號的元件，例如可使用CCD(ChargeCoupledDevice)。攝像元件4R、4G、4B配置成該攝像面與變焦透鏡1的成像面一致。透過變焦透鏡1的光由濾光片2除去不必要的光成分以后，通過分色棱鏡3R、3G、3B被分解成紅、綠、藍的各色光，在攝像元件4R、4G、4B的攝像面上成像。來自對應于紅、綠、藍的各色光的攝像元件4R、4G、4B的輸出信號通過信號處理電路5被運算處理而形成彩色圖像，顯示在顯示裝置6。本發(fā)明的實施方式所涉及的變焦透鏡由于具有上述的優(yōu)點，所以本實施方式的攝像裝置可以縮小露出于外部的透鏡直徑，并且可以縮短光軸方向的長度而構成為小型，并且能夠得到高圖像質量的影像。以上，例舉實施方式及實施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述實施方式及實施例，可以進行各種變形。例如，各透鏡成分的曲率半徑、面間隔、折射率、阿貝數(shù)等的值不限于在上述各數(shù)值實施例所示的值，可取其他的值。權利要求1.一種變焦透鏡，其特征在于，從物側起依次具備第1透鏡組，具有正的折射力，在變倍時被固定；第2透鏡組，具有負的折射力，通過沿著光軸移動進行變倍；光闌；第3透鏡組，具有正的折射力，在變倍時被固定；第4透鏡組，具有正的折射力，進行伴隨變倍的像面位置的校正及對焦，上述第1透鏡組從物側起依次包括由將凸面朝向物側的負彎月形透鏡及正透鏡構成的接合透鏡、和正彎月形透鏡的這樣的3片透鏡，上述第2透鏡組由包含具有非球面的負透鏡的4片透鏡構成，將上述第1透鏡組的焦距設為f1，將廣角端的整個系統(tǒng)的焦距設為fw，將從上述第2透鏡組的最靠物側透鏡的物側的面到上述第2透鏡組的物側主點的光軸上的距離設為H2f時，滿足下述條件式(1)、(2)6.0＜f1/fw＜8.0…(1)0.10＜H2f/fw＜0.20…(2)2.如權利要求l所述的變焦透鏡，其特征在于，將上述第l透鏡組的構成上述接合透鏡的上述正透鏡的物側的面的曲率半徑設為R12，將該正透鏡的折射率設為N12時，滿足下述條件式(3):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>3.如權利要求1或2所述的變焦透鏡，其特征在于，上述第2透鏡組的從物側起的2片透鏡皆為負透鏡，將該2片負透鏡的合成焦距設為f2a，將上述第2透鏡組的焦距設為f2時，滿足下述條件式(4):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>4.如權利要求1至3中任一項所述的變焦透鏡，其特征在于，上述第3透鏡組由l片透鏡構成。5.如權利要求4所述的變焦透鏡，其特征在于，將上述第3透鏡組的焦距設為f3時，滿足下述條件式(5):10<f3/fw<23…(5)。6.如權利要求4或5所述的變焦透鏡，其特征在于，上述第3透鏡組的透鏡及上述第4透鏡組的最靠物側的透鏡皆為正透鏡，將上述第3透鏡組的透鏡的阿貝數(shù)設為v31，將上述第4透鏡組的最靠物側透鏡的阿貝數(shù)設為v41時，滿足下述條件式(6):41〈v41-v3K58…(6)。7.如權利要求4至6中任一項所述的變焦透鏡，其特征在于，上述第3透鏡組的透鏡材料是塑料。8.如權利要求1至7中任一項所述的變焦透鏡，其特征在于，將上述第4透鏡組的焦距設為f4時，滿足下述條件式(7):3.3〈f4/fw〈3.9…(7)9.一種攝像裝置，其特征在于，具備權利要求1至8中任一項所述的變焦透鏡。全文摘要本發(fā)明提供一種變焦透鏡，該變焦透鏡除了保持高的光學性能以外，實現(xiàn)前透鏡直徑的小型化和光軸方向透鏡系統(tǒng)總長的縮短這兩者。變焦透鏡具備第1透鏡組G1～第4透鏡組G4的4個透鏡組。在變倍時固定第1透鏡組G1和第3透鏡組G3，移動第2透鏡組G2而進行變倍，移動第4透鏡組G4而進行伴隨該變倍的像面位置的校正及對焦。第1透鏡組G1為負、正、正的3片結構，第2透鏡組G2為包含具有非球面的負透鏡的4片結構。滿足下述條件式(1)、(2)6.0＜f1/fw＜8.0…(1)，0.10＜H2f/fw＜0.20…(2)。此處，f1是第1透鏡組的焦距，fw是廣角端的整個系統(tǒng)的焦距，H2f是從第2透鏡組的最靠物側透鏡的物側的面到第2透鏡組的物側主點的光軸上的距離。文檔編號G02B15/16GK101672977SQ200910165509公開日2010年3月17日申請日期2009年7月29日優(yōu)先權日2008年9月12日發(fā)明者河村大樹申請人:富士能株式會社