变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置.pdf

本发明提供变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置。该变焦镜头从物体侧到像侧依次具有：第1透镜组；具第2透镜组；第3透镜组；以及第4透镜组，变焦镜头还具有亮度光阑，在从广角端向望远端的变焦时，第1透镜组和第2透镜组的间隔变大，第2透镜组和第3透镜组的间隔缩小，第3透镜组和第4透镜组的间隔发生变化，第1透镜组具有正透镜和负透镜，第2透镜组从物体侧依次由第2透镜组前组和第2透镜组后组构成，第3透镜组从物体侧依次由第3透镜组前组和第3透镜组后组构成，第4透镜组具有正透镜成分，第2透镜组前组具有负透镜成分，第2透镜组后组从物体侧到像侧依次具有负透镜和正透镜。

1.  一种变焦镜头，该变焦镜头从物体侧到像侧依次具有：
具有正光焦度的第1透镜组；
具有负光焦度的第2透镜组；
具有正光焦度的第3透镜组；以及
具有正光焦度的第4透镜组，
所述变焦镜头还具有亮度光阑，该亮度光阑与所述第2透镜组相比配置在像侧、且与所述第3透镜组中的最靠近像侧的透镜面相比配置在物体侧，
在从广角端向望远端变焦时，
所述第1透镜组和所述第2透镜组之间的间隔变大，
所述第2透镜组和所述第3透镜组之间的间隔缩小，
所述第3透镜组和所述第4透镜组之间的间隔发生变化，
所述第1透镜组具有正透镜和负透镜，
所述第1透镜组中的透镜总数是2，
所述第2透镜组从物体侧依次由负光焦度的第2透镜组前组和正光焦度的第2透镜组后组构成，
所述第3透镜组从物体侧依次由正光焦度的第3透镜组前组和负光焦度的第3透镜组后组构成，
所述第4透镜组具有正透镜成分，
所述第4透镜组中的透镜成分总数是1，
所述第2透镜组前组具有负透镜成分，
所述第2透镜组前组中的透镜成分总数是1，
所述第2透镜组后组从物体侧到像侧依次具有负透镜和正透镜，
所述第2透镜组后组中的透镜总数是2，
所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分和所述第2透镜组后组中的所述负透镜满足以下条件式(1A)：

2.  9＜f_2GN2/f_2GN1＜30    (1A)
其中，f_2GN1是所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分的焦距，
f_2GN2是所述第2透镜组后组中的所述负透镜的焦距。

2.  根据权利要求1所述的变焦镜头，在广角端，所述第1透镜组和所述第2透镜组满足以下条件式(2A)和条件式(3A)：
-1.8＜fnw/fw＜-0.5    (2A)
5＜fp/fw＜500         (3A)
其中，fnw是广角端的所述第1透镜组和所述第2透镜组前组的合成系统的焦距，
fp是所述第2透镜组后组的焦距，
fw是广角端的变焦镜头的总系统焦距。

3.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第2透镜组后组中的所述负透镜满足以下条件式(4A)：

2.  38＜f_2GN2/f_2G＜30    (4A)
其中，f_2G是所述第2透镜组的焦距。

4.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第2透镜组前组中的负透镜成分满足以下条件式(5A)：
-1.23＜f_2GN1/fw＜-0.1    (5A)
其中，fw是广角端的变焦镜头的总系统焦距。

5.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第2透镜组后组中的所述正透镜满足以下条件式(6A)：
-5＜f_2GP/f_2G＜-0.2    (6A)
其中，f_2GP是所述第2透镜组后组中的所述正透镜的焦距，
f_2G是所述第2透镜组的焦距。

6.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第1透镜组从物体侧依次具有所述负透镜和所述正透镜，
所述第1透镜组中的所述负透镜具有像侧面，该像侧面具有比物体侧面的近轴曲率的绝对值大的近轴曲率的绝对值，
所述第1透镜组中的所述正透镜具有物体侧面，该物体侧面具有比像侧面的近轴曲率的绝对值大的近轴曲率的绝对值。

7.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分是凸面朝向物体侧的弯月形状，
所述第2透镜组后组中的所述负透镜是双凹形状且具有非球面。

8.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分是单透镜。

9.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分是满足以下条件式(7A)的形状：

0.  8＜(R_2GN1f+R_2GN1r)/(R_2GN1f-R_2GN1r)＜1.5    (7A)
其中，R_2GN1f是所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分的物体侧面的近轴曲率半径，
R_2GN1r是所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分的像侧面的近轴曲率半径。

10.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第2透镜组后组中的所述负透镜是满足以下条件式(12A)的双凹负透镜：
-0.8＜(R_2GN2f+R_2GN2r)/(R_2GN2f-R_2GN2r)＜0.9    (12A)
其中，R_2GN2f是所述第2透镜组后组中的所述负透镜的物体侧面的近轴曲率半径，
R_2GN2r是所述第2透镜组后组中的所述负透镜的像侧面的近轴曲率半径。

11.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第2透镜组后组中的所述负透镜和所述正透镜分别是单透镜，
所述负透镜的像侧面是凹面，
所述正透镜的物体侧面是具有比所述负透镜的所述像侧面的近轴曲率半径小的近轴曲率半径的凸面。

12.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第3透镜组前组具有正透镜成分，
所述第3透镜组前组中的透镜成分总数是1，
所述第3透镜组后组具有负透镜成分，
所述第3透镜组后组中的透镜成分总数是1。

13.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第3透镜组后组是凸面朝向物体侧且凹面朝向像侧的弯月形状的负透镜成分，并满足以下条件式(8A)：
-0.6＜(R_3GNf-R_3GNr)/(R_3GNf+R_3GNr)＜0.8    (8A)
其中，R_3GNf是所述第3透镜组后组中的所述负透镜成分的物体侧面的近轴曲率半径，
R_3GNr是所述第3透镜组后组中的所述负透镜成分的像侧面的近轴曲率半径。

14.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第3透镜组具有满足以下条件式(9A)的负透镜：
15＜v3n＜35    (9A)
其中，v3n是所述第3透镜组中的任一负透镜的阿贝数。

15.  根据权利要求1所述的变焦镜头，所述第3透镜组满足以下条件式(10A)：
10＜v3p_ave-v3n_ave＜70    (10A)
其中，v3p_ave是所述第3透镜组内的所有正透镜的阿贝数的平均值，v3n_ave是所述第3透镜组内的所有负透镜的阿贝数的平均值。

16.  根据权利要求1所述的变焦镜头，该变焦镜头满足以下条件式(11A)：
4＜ft/fw    (11A)
其中，fw是广角端的变焦镜头总系统的焦距，
ft是望远端的变焦镜头总系统的焦距。

17.  一种摄像装置，该摄像装置具有：
变焦镜头；以及
摄像元件，其具有配置在该变焦镜头的像侧的摄像面，并将由所述变焦镜头所形成的所述摄像面上的光学像转换成电信号，
所述变焦镜头是权利要求1所述的变焦镜头。

18.  根据权利要求17所述的摄像装置，该摄像装置具有信号处理电路，该信号处理电路对由所述摄像元件拍摄所得到的图像数据进行加工，并作为使形状变化后的图像数据来输出，
在所述变焦镜头在广角端且最远距离进行了对焦的状态下，满足以下条件式(13A)：

0.  7＜y₀₇/(fw·tanω_07w)＜1.0    (13A)
其中，fw是广角端的变焦镜头总系统的焦距，
当把在摄像元件的有效摄像区域内、从中心到最远点的距离设为y₁₀时，定义为：
y₀₇＝0.7×y₁₀
在有效摄像区域从广角端变化为望远端的情况下，
y₁₀为能取值的最大值，
ω_07w是由入射到从广角端的摄像面上的中心起像高为y₀₇的像位置的主光线在物空间中的入射光线和光轴形成的角。

19.  一种变焦镜头，该变焦镜头从物体侧到像侧依次具有：
具有正光焦度的第1透镜组；
具有负光焦度的第2透镜组；
具有正光焦度的第3透镜组；以及
具有正光焦度的第4透镜组，
所述变焦镜头具有亮度光阑，该亮度光阑与所述第2透镜组相比配置在像侧、且与所述第3透镜组中的最靠近像侧的透镜面相比配置在物体侧，
在从广角端向望远端变焦时，
所述第1透镜组和所述第2透镜组之间的间隔变大，
所述第2透镜组和所述第3透镜组之间的间隔缩小，
所述第3透镜组和所述第4透镜组之间的间隔发生变化，
所述第1透镜组具有负透镜和正透镜，
所述第1透镜组中的透镜总数是2，
所述第2透镜组在最靠近物体侧具有凸面朝向物体侧的负弯月形透镜成分，
所述第3透镜组从物体侧依次具有正透镜和负透镜，
所述第3透镜组中的透镜总数是2，
所述第4透镜组具有正透镜成分，
所述第4透镜组中的透镜成分总数是1。

20.  根据权利要求19所述的变焦镜头，相对于广角端、在望远端，所述第1透镜组位于物体侧。

21.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第1透镜组中的所述负透镜与所述第1透镜组中的所述正透镜相比位于物体侧，
所述第1透镜组中的所述负透镜具有像侧面，该像侧面具有比物体侧面的近轴曲率半径的绝对值小的近轴曲率半径的绝对值，
所述第1透镜组中的所述正透镜具有像侧面，该像侧面具有比物体侧面的近轴曲率半径的绝对值大的近轴曲率半径的绝对值。

22.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第1透镜组中的所述负透镜和所述正透镜均是凸面朝向物体侧的弯月形透镜。

23.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第1透镜组中的所述负透镜和所述正透镜进行了接合。

24.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第2透镜组具有与所述负弯月形透镜成分相比配置在像侧的正透镜和负透镜。

25.  根据权利要求24所述的变焦镜头，所述第2透镜组由所述负弯月形透镜成分、所述正透镜以及所述负透镜构成。

26.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第2透镜组由所述负弯月形透镜成分、以及与所述负弯月形透镜成分相比配置在像侧且具有正光焦度的后侧透镜组构成，
所述后侧透镜组具有正透镜和负透镜。

27.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第2透镜组具有负透镜，该负透镜配置在所述负弯月形透镜成分的像侧且具有非球面。

28.  根据权利要求24所述的变焦镜头，所述第2透镜组中的所述负透镜是非球面塑料透镜。

29.  根据权利要求19所述的变焦镜头，相对于广角端、在望远端，所述第3透镜组位于物体侧。

30.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述亮度光阑与所述第3透镜组一体地移动。

31.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第3透镜组中的所述正透镜是双凸形状，所述负透镜是凸面朝向物体侧的弯月形状。

32.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第1透镜组满足以下条件式(1B)：
-3＜(R_1f+R_1r)/(R_1f-R_1r)＜-1    (1B)
其中，R_1f是所述第1透镜组的最靠近物体侧的透镜面的近轴曲率半径，
R_1r是所述第1透镜组的最靠近像侧的透镜面的近轴曲率半径。

33.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第2透镜组中的所述负弯月形透镜成分满足以下条件式(2B)：
1＜(R_2nf+R_2nr)/(R_2nf-R_2nr)＜1.4    (2B)
其中，R_2nf是所述第2透镜组中的所述负弯月形透镜成分的物体侧面的近轴曲率半径，
R_2nr是所述第2透镜组中的所述负弯月形透镜成分的像侧面的近轴曲率半径。

34.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第1透镜组和所述第2透镜组中的所述负弯月形透镜成分满足以下条件式(3B)：
-0.3＜f_2n/f₁＜-0.13    (3B)
其中，f_2n是所述第2透镜组中的所述负弯月形透镜的焦距，
f₁是所述第1透镜组的焦距。

35.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第3透镜组中的所述负透镜满足以下条件式(4B)：
1＜(R_3nf+R_3nr)/(R_3nf-R_3nr)＜6    (4B)
其中，R_3nf是所述第3透镜组中的所述负透镜的物体侧面的近轴曲率半径，
R_3nr是所述第3透镜组中的所述负透镜的像侧面的近轴曲率半径。

36.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第3透镜组中的所述负透镜满足以下条件式(5B)：
15＜v_3n＜35    (5B)
其中，v_3n是所述第3透镜组中的所述负透镜的阿贝数。

37.  根据权利要求19所述的变焦镜头，所述第3透镜组中的所述正透镜和所述负透镜满足以下条件式(6B)：
5＜v_3p-v_3n＜70    (6B)
其中，v_3p是所述第3透镜组中的所述正透镜的阿贝数，
v_3n是所述第3透镜组中的所述负透镜的阿贝数。

38.  根据权利要求19所述的变焦镜头，该变焦镜头满足以下条件式(7B)：
4＜ft/fw    (7B)
其中，fw是广角端的变焦镜头总系统的焦距，
ft是望远端的变焦镜头总系统的焦距。

39.  一种摄像装置，该摄像装置具有：
变焦镜头；以及
摄像元件，其具有配置在该变焦镜头的像侧的摄像面，并将由所述变焦镜头所形成的所述摄像面上的光学像转换成电信号，
所述变焦镜头是权利要求19所述的变焦镜头。

40.  根据权利要求39所述的摄像装置，该摄像装置具有信号处理电路，该信号处理电路对由所述摄像元件拍摄所得到的图像数据进行加工，并作为使形状变化后的图像数据来输出，
在所述变焦镜头在广角端且最远距离进行了对焦的状态下，满足以下条件式(8B)：

0.  65＜y₀₇/(fw·tanω_07w)＜0.99    (8B)
其中，fw是广角端的变焦镜头总系统的焦距，
当把在摄像元件的有效摄像面内、从中心到最远点的距离设为y₁₀时，定义为：
y₀₇＝0.7×y₁₀
在有效摄像区域从广角端变化为望远端的情况下，y₁₀为能取值的最大值，ω_07w是由入射到从广角端的摄像面上的中心起像高为y₀₇的像位置的主光线在物空间中的入射光线和光轴形成的角。

变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置
本申请对在2008年6月20于日本提交的日本申请第2008-161487号和在2009年1月13于日本提交的日本申请第2009-004334号主张优先权，这些先前申请的内容在本文中引用以供参考。
技术领域
本发明涉及变焦镜头和使用该变焦镜头的摄像装置。
背景技术
近年来，取代银盐胶片照相机，使用CCD和CMOS那样的摄像元件来拍摄被摄体的数码照相机成为主流。并且，这种数码照相机从业务用高功能型到小型紧凑的普及型，在广泛的范围内具有若干类别。在本发明中，特别关注于小型紧凑的普及型这一类别。
这种普及型的数码照相机的用户具有随时随地在范围广泛的场景中轻松摄影、享受快乐的期望。因此，在小型商品，特别是收纳到衣服和皮包的口袋等内的收纳性良好、携带方便、厚度方向的尺寸薄的类型的数码照相机受到欢迎，摄影镜头系统也期望进一步的小型化。并且，对摄影区域要求广角的视场角特性，要求提供在确保高变焦比和广角端的视场角的同时获得光学性能的变焦镜头。
作为容易维持较高变焦比的变焦镜头，以下专利文献公开了这样类型的变焦镜头，即：从物体侧起具有正光焦度的第1透镜组、负光焦度的第2透镜组、正光焦度的第3透镜组、以及正光焦度的第4透镜组，通过使夹在各透镜组中的各间隔的长度变化来改变焦距。
【专利文献1】日本特开2003-315676号公报
【专利文献2】日本特开2005-331628号公报
【专利文献3】日本特开2008-102165号公报
【专利文献4】日本特开2008-102165号公报
然而，专利文献1～专利文献4中记载的发明尽管适于在将变焦镜头收纳在照相机主体内时的薄型化，然而这些发明在广角端的对角方向的视场角均限于65°左右。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而作成的，本发明的目的是提供一种有利于确保小型化、广角化和变焦比、并容易良好地维持摄影图像的画质的变焦镜头。并且，本发明的目的是提供一种还容易抑制制造成本的变焦镜头。并且，本发明的目的是提供一种具有这样的变焦镜头的摄像装置。
鉴于上述课题，本发明的变焦镜头从物体侧到像侧依次具有：具有正光焦度的第1透镜组；具有负光焦度的第2透镜组；具有正光焦度的第3透镜组；以及具有正光焦度的第4透镜组，该变焦镜头具有亮度光阑，该亮度光阑与第2透镜组相比配置在像侧、且与第3透镜组中的最靠近像侧的透镜面相比配置在物体侧，在从广角端向望远端变焦时，第1透镜组和第2透镜组之间的间隔变大，第2透镜组和第3透镜组之间的间隔缩小，第3透镜组和第4透镜组之间的间隔发生变化。
这种从物体侧起具有正、负、正、正的光焦度配置的类型的变焦镜头有利于确保变焦比。并且，容易使出射光瞳与像面分开，在使用电子摄像元件的情况下有利于确保良好图像。
并且，通过将亮度光阑配置在上述位置，有利于第3透镜组的小径化。并且，当向第3透镜组入射的光线的高度小时，也有利于像差校正。
并且，在本发明的变焦镜头中，进而为第1透镜组由1枚正透镜和1枚负透镜构成。由此，在有利于第1透镜组的厚度方向和径向的小型化的同时，使各个透镜之间彼此消除像差而有利于校正第1透镜组中的各像差，容易抑制在进行了广角化和高变焦比化时的像差变动。
并且，第2透镜组采用从物体侧依次由负光焦度的第2透镜组前组和正光焦度的第2透镜组后组构成的结构，第3透镜组采用从物体侧依次由正光焦度的第3透镜组前组和负光焦度的第3透镜组后组构成的结构。
通过这样构成，在广角端附近接近的第1透镜组和第2透镜组的合成系统具有从物体侧依次为正光焦度(第1透镜组)、负光焦度(第2透镜组前组)、正光焦度(第2透镜组后组)的对称光焦度配置。
并且，在第3透镜组和第4透镜组的合成系统中也具有从物体侧依次为正光焦度(第3透镜组前组)、负光焦度(第3透镜组后组)、正光焦度(第4透镜组)的对称光焦度配置。
并且，在望远端附近接近的第2透镜组和第3透镜组的合成系统具有从物体侧依次为负光焦度(第2透镜组前组)、正光焦度(第2透镜组后组)、正光焦度(第3透镜组前组)、负光焦度(第3透镜组后组)的对称配置。
因此，在广角端附近容易进行珀兹伐和(Petzval Sum)、彗差(coma)、倍率色差、以及球面像差的校正，在望远端附近容易进行珀兹伐和、彗差、以及倍率色差的校正，容易进行广角化和高变焦比化。并且，容易使第3透镜组的主点靠向物体，也容易确保变焦比。
而且，第4透镜组采用由1个正透镜成分构成的结构，从而还有利于缩入时的薄型化。第4透镜组主要起到使出射光瞳与像面分开的作用，因而可减少正光焦度。因此，通过采用上述结构，有利于小型化和低成本化。
另外，透镜成分定义为在光轴上与空气接触的折射面仅为物体侧折射面和像侧折射面这2个面的透镜体。
并且，本发明的特征在于，第2透镜组前组具有1个负透镜成分，第2透镜组后组采用从物体侧到像侧依次由负透镜和正透镜这2枚透镜构成的结构，第2透镜组前组中的负透镜成分和第2透镜组后组中的负透镜满足以下条件式(1A)：
2.9＜f_2GN2/f_2GN1＜30                    (1A)
其中，f_2GN1是第2透镜组前组中的负透镜成分的焦距，
f_2GN2是第2透镜组后组中的负透镜的焦距。
在要确保广角端的视场角的情况下，第2透镜组的负光焦度容易增大。因此，通过将第2透镜组的前组和后组如上构成，有利于确保第2透镜组的光焦度、减少像差、并减少第2透镜组的厚度。
并且，通过使第2透镜组中的物体侧的透镜为负透镜，在望远端使第2透镜组的主点位置容易靠近第3透镜组，有利于确保变焦比。
条件式(1A)确定第2透镜组内的负透镜成分和负透镜的优选光焦度平衡。
通过以不低于条件式(1A)的下限2.9的方式确保前组中的负透镜成分的负光焦度，有利于使入射光瞳变浅并确保视场角，而且通过适当地抑制后组中的负透镜的负光焦度来抑制后组的厚度的同时，容易确保后组的正光焦度，容易取得像差平衡。
通过不高于条件式(1A)的上限30，确保后组中的负透镜的负光焦度，从而容易确保负透镜的像差校正效果。
并且，优选的是，在广角端，第1透镜组和第2透镜组满足以下条件式(2A)和条件式(3A)：
-1.8＜fnw/fw＜-0.5                    (2A)
5＜fp/fw＜500                         (3A)
其中，fnw是广角端的第1透镜组和第2透镜组前组的合成系统的焦距，
fp是第2透镜组后组的焦距，
fw是广角端的变焦镜头的总系统焦距。
条件式(2A)确定第1透镜组和第2透镜组的合成系统的优选焦距。并且，条件式(3A)确定第2透镜组后组的优选焦距。
通过以满足条件式(2A)、(3A)的方式使广角端的第1透镜组和第2透镜组前组的合成系统具有适当的负光焦度，并使第2透镜组后组具有适当的正光焦度，可使入射光瞳位置靠向物体。由此，可进一步减小第1透镜组的径向和厚度方向，有利于小型化。
通过不低于条件式(2A)的下限-1.8和条件式(3A)的下限5，容易使入射光瞳位置靠向物体，有利于广角化和小型化。
通过不高于条件式(2A)的上限-0.5和条件式(3A)的上限500，特别有利于减少望远端的球面像差。并且，通过不高于条件式(2A)的上限-0.5，容易抑制第2透镜组的负透镜成分的负光焦度，因而容易抑制负透镜成分的中心厚度和边缘厚度的差，从而容易抑制由透镜的加工性引起的设计限制。
并且，优选的是，第2透镜组后组中的负透镜满足以下条件式(4A)：
2.38＜f_2GN2/f_2G＜30                        (4A)
其中，f_2G是所述第2透镜组的焦距。
条件式(4A)确定第2透镜组中的负透镜的优选光焦度。
通过以不低于条件式(4A)的下限2.38的方式适当地抑制负透镜的光焦度，容易确保后组的薄型化和正光焦度，容易确保前组的负光焦度，有利于确保广角化、薄型化和光学性能。
通过以不高于条件式(4A)的上限30的方式确保负透镜的光焦度，容易抑制前组的负光焦度，有利于减少望远侧的像差。
并且，优选的是，第2透镜组前组中的负透镜成分满足以下条件式(5A)：
-1.23＜f_2GN1/fw＜-0.1                (5A)
其中，fw是广角端的变焦镜头的总系统焦距。
条件式(5A)确定第2透镜组前组中的负透镜成分的优选光焦度。
通过不低于条件式(5A)的下限-1.23，适当地确保负透镜成分的光焦度，从而有利于广角化和第1透镜组的小型化。
通过不高于条件式(5A)的上限-0.1，使负透镜成分的光焦度不过度增强，从而有利于减少望远侧的像差。
并且，优选的是，第2透镜组后组中的正透镜满足以下条件式(6A)：
-5＜f_2GP/f_2G＜-0.2                    (6A)
其中，f_2GP是第2透镜组后组中的正透镜的焦距，
f_2G是第2透镜组的焦距。
条件式(6A)确定第2透镜组后组中的正透镜的优选光焦度。
通过以不低于条件式(6A)的下限-5的方式确保正光焦度，容易确保消除第2透镜组内的像差的功能等。
通过不高于条件式(6A)的上限-0.2，抑制正透镜的正光焦度的过剩，从而容易同时减少邻接负透镜的光焦度，在良好地保持像差平衡的同时，容易使第2透镜组薄型化。
并且，优选的是，亮度光阑配置在第2透镜组和第3透镜组之间。
容易减少第3透镜组的轴上厚度。并且，容易使入射光瞳靠向物体，更有利于变焦镜头的小型化。
并且，优选的是，在从广角端向望远端的变焦时，第3透镜组和亮度光阑一体地移动。
在使变焦时的驱动机构简化的同时，有利于通过确保第3透镜组的小型化和光焦度来确保变焦比。
并且，优选的是，第1透镜组从物体侧依次由负透镜和正透镜这2枚透镜构成，第1透镜组中的负透镜具有像侧面，该像侧面具有比物体侧面的近轴曲率的绝对值大的近轴曲率的绝对值，第1透镜组中的正透镜具有物体侧面，该物体侧面具有比像侧面的近轴曲率的绝对值大的近轴曲率的绝对值。
通过使负透镜和正透镜的相向折射面的近轴曲率的绝对值交替增大，容易消除像差。并且，由于相向折射面在入射光瞳侧为凹，因而也容易抑制高次像差的产生。
并且，优选的是，第2透镜组前组中的负透镜成分是凸面朝向物体侧的弯月形状，第2透镜组后组中的负透镜是双凹形状，而且该负透镜具有非球面。
通过使前组中的负透镜成分的形状为弯月形状，容易抑制入射到负透镜成分的在广角端附近的轴外光线的入射角，容易抑制过剩的畸变像差的产生。通过使后组中的负透镜的形状为双凹形状，在与负透镜成分一起实现轴上像差和轴外像差的平衡的同时，有利于确保第2透镜组的负光焦度。而且，由于后组中的负透镜具有非球面，因而更有利于校正在广角端附近的轴外像差。
并且，在使第2透镜组前组中的负透镜成分为单透镜的情况下，有利于减少第2透镜组的厚度并降低成本。
并且，优选的是，第2透镜组前组中的负透镜成分是满足以下条件式(7A)的形状：
0.8＜(R_2GN1f+R_2GN1r)/(R_2GN1f-R_2GN1r)＜1.5        (7A)
其中，R_2GN1f是所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分的物体侧面的近轴曲率半径，
R_2GN1r是所述第2透镜组前组中的所述负透镜成分的像侧面的近轴曲率半径。
条件式(7A)确定第2透镜组前组的负透镜成分的优选形状。
通过不低于条件式(7A)的下限0.8，容易抑制在广角端附近入射到负透镜成分的轴外光束的入射角度，有利于校正广角侧的像差。
通过不高于条件式(7A)的上限1.5，容易抑制负透镜成分的像侧的凹面曲率，有利于校正望远端附近的球面像差。
并且，第2透镜组后组中的负透镜容易抑制光焦度、且在前后配置有透镜，因而即使使负透镜的材料采用塑料，也难以受到温度湿度变化的影响。并且，通过使负透镜的材料采用塑料，即使使该透镜为非球面透镜，也容易加工。
在使该负透镜的物体侧面或像侧面的至少任一方为非球面的情况下，形成随着远离光轴而使负光焦度增大的形状的非球面，这在校正轴上像差和轴外像差的双方方面是优选的。
并且，通过使该负透镜的物体侧面和像侧面都为非球面，有利于确保该负透镜的像差校正功能。
并且，优选的是，该第2透镜组后组中的负透镜是满足以下条件式(12A)的双凹负透镜：
-0.8＜(R_2GN2f+R_2GN2r)/(R_2GN2f-R_2GN2r)＜0.9   (12A)
其中，R_2GN2f是所述第2透镜组后组中的所述负透镜的物体侧面的近轴曲率半径，
R_2GN2r是所述第2透镜组后组中的所述负透镜的像侧面的近轴曲率半径。
条件式(12A)确定第2透镜组后组中的负透镜的优选形状。
通过不低于条件式(12A)的下限-0.8，容易抑制在广角端附近入射到负透镜的轴外光束的入射角度，有利于校正广角侧的像差。
通过不高于条件式(12A)的上限0.9，可使负透镜的两侧的透镜面分担负光焦度，有利于校正望远端附近的球面像差。
并且，优选的是，第2透镜组后组中的负透镜和正透镜分别是单透镜，负透镜的像侧面是凹面，正透镜的物体侧面是具有比负透镜的像侧面的近轴曲率半径小的近轴曲率半径的凸面。
可抑制负透镜的光焦度，并可确保正透镜的像差校正功能，容易在进行后组的薄型化的同时进行轴外像差的校正。
并且，当使第2透镜组后组中的正透镜为弯月形状时，更有利于广角侧的像差减少以及第2透镜组后组的薄型化。
并且，第3透镜组前组由1个正透镜成分构成，第3透镜组后组由1个负透镜成分构成，这在进行第3透镜组的小型化方面是优选的。
此时，当使第3透镜组前组中的正透镜成分为双凸形状时，可使多个透镜面分担正透镜成分的正光焦度，有利于减少球面像差。并且，收敛从第2透镜组发散的轴上光束，有利于第3透镜组的小型化。
而且，通过使第3透镜组前组中的正透镜成分的物体侧面和像侧面都为非球面，更有利于减少球面像差。
并且，优选的是，第3透镜组后组的最靠近像侧的面是非球面的凹面。
利用该凹面，可具有消除在第3透镜组容易产生的球面像差等的功能。并且，容易具有这样的功能：使轴外光束朝远离光轴的方向折射，确保朝第4透镜组入射的光线高度，使变焦镜头朝像侧的远心性良好。
通过使该凹面为非球面，更有利于校正轴外像差。
并且，优选的是，第3透镜组后组是凸面朝向物体侧且凹面朝向像侧的弯月形状的负透镜成分，并满足以下条件式(8A)：
-0.6＜(R_3GNf-R_3GNr)/(R_3GNf+R_3GNr)＜0.8    (8A)
其中，R_3GNf是所述第3透镜组后组中的所述负透镜成分的物体侧面的近轴曲率半径，
R_3GNr是所述第3透镜组后组中的所述负透镜成分的像侧面的近轴曲率半径。
通过这样构成，容易使第3透镜组的主点靠向物体。由此，在望远端容易使第3透镜组的主点靠近负光焦度的第2透镜组，有利于确保变焦比。
并且，通过使负透镜成分的物体侧面为凸面，与第3透镜组前组共同收敛从第2透镜组发散的光束，更有利于第3透镜组在径向的小型化。
并且，通过使负透镜成分的像侧面为凹面，容易消除在第3透镜组容易产生的球面像差等。并且，容易确保朝第4透镜组入射的光线高度，有利于确保变焦镜头的远心性。
条件式(8A)是弯月形状的负透镜成分的形状系数(shape factor)的倒数。
通过不低于条件式(8A)的下限-0.6，确保像侧面的负光焦度，从而容易消除第3透镜组中的像差。
通过不高于条件式(8A)的上限0.8，确保负透镜成分的物体侧面的正光焦度，从而可确保使第3透镜组的主点靠向物体的效果、以及分担第3透镜组的正光焦度的效果，有利于小型化和高变焦比化。或者，通过避免使负成分透镜组的像侧面的负光焦度过度增强，容易抑制彗差和像散。
并且，优选的是，所述第3透镜组具有满足以下条件式(9A)的负透镜：
15＜v3n＜35                (9A)
其中，v3n是所述第3透镜组中的任一负透镜的阿贝数。
条件式(9A)是关于第3透镜组中的负透镜的材料的优选条件。
通过不低于条件式(9A)的下限15，容易抑制负透镜的材料的异常分散性的增大，容易抑制色差校正功能的过剩。
通过不高于条件式(9A)的上限35，确保负透镜的分散，从而有利于校正第3透镜组内的色差。
并且，优选的是，第3透镜组满足以下条件式(10A)：
10＜v3p_ave-v3n_ave＜70                (10A)
其中，v3p_ave是所述第3透镜组内的所有正透镜的阿贝数的平均值，
v3n_ave是所述第3透镜组内的所有负透镜的阿贝数的平均值。
条件式(10A)是关于构成第3透镜组的透镜的材料的优选条件。
通过不低于条件式(10A)的下限10，确保正透镜和负透镜这2种透镜的阿贝数差，从而容易抑制第3透镜组中的色差的产生，容易抑制总变焦区域内的色差的产生。
并且，通过不高于条件式(10A)的上限70，容易确保要使用的透镜材料的低成本化和透镜加工的容易度。
并且，优选的是，第4透镜组中的正透镜成分是凸面朝向物体侧的弯月形状。
通过采用上述形状，可使第4透镜组的主点靠向物体，可使第4透镜组靠近像面。
因此，可减小当从缩入状态拉出第4透镜组时的拉出量，有利于使包含机械机构的装置整体小型化。
此时，优选的是，为了减少在第4透镜组的物体侧的凸面的轴外像差，使该面为非球面。
并且，第4透镜组可以由具有非球面的1枚弯月形单透镜构成。有利于确保小型化和性能。
并且，在从远距离物向近距离物进行对焦时，第4透镜组可以移动到物体侧。
优选的是，第4透镜组从容易进行小型轻量化并配置对焦机构的结构上来看采用对焦透镜组。
并且，优选的是，相对于广角端、在望远端，第1透镜组位于物体侧，相对于广角端、在望远端，第3透镜组位于物体侧，相对于广角端、在望远端，第3透镜组和第4透镜组的间隔变大，在从广角端向望远端的变焦时，第2透镜组和第4透镜组移动。
通过减小在广角侧的总长，有利于小型化和广角化，容易确保第2透镜组和第3透镜组的变焦功能。并且，第2透镜组和第4透镜组也在变焦时移动，从而在抑制像差变动的同时容易进行像面位置的调整。
并且，优选的是，变焦镜头满足以下条件式(11A)：
4＜ft/fw                    (11A)
其中，fw是广角端的变焦镜头总系统的焦距，
ft是望远端的变焦镜头总系统的焦距。
条件式(11A)确定变焦镜头的优选变焦比。
通过不低于条件式(11A)的下限4，确保变焦比，从而可扩大摄影表现的范围。
并且，本发明的摄像装置具有变焦镜头和摄像元件，该摄像元件具有配置在变焦镜头的像侧的摄像面，并将由变焦镜头形成的摄像面上的光学像转换成电信号，变焦镜头是上面任何一项叙述的变焦镜头。
由此，可提供一种具有结构紧凑、同时有利于确保变焦比和视场角、并确保光学性能的变焦镜头的摄像装置。
并且，在本发明的摄像装置中，优选的是，具有信号处理电路，该信号处理电路对由摄像元件拍摄得到的图像数据进行加工、将其作为改变了形状后的图像数据来输出，在变焦镜头位于广角端且对焦于最远距离的状态下，满足以下条件式(13A)：
0.7＜y₀₇/(fw·tanω_07w)＜1.0    (13A)
其中，fw是在广角端的变焦镜头的总系统焦距，
当把摄像元件的有效摄像区域内、从中心到最远点的距离设为y₁₀时，根据下式
y₀₇＝0.7×y₁₀
来定义，
在有效摄像区域从广角端变化到望远端的情况下，
y₁₀为能取值的最大值，
ω_07w是由入射到从广角端的摄像面上的中心起像高为y₀₇的像位置的主光线在物空间中的入射光线与光轴形成的角度。
在本发明的这种变焦镜头的情况下，着眼于像散校正和桶状畸变校正容易成为折中关系这一点，在一定程度上允许产生畸变像差，可利用使用本发明的变焦镜头的摄像装置内包含的图像处理功能来校正图像形状的畸变。以下详细描述这一点。
这里，假定使无限远物体在没有畸变像差的光学系统中成像。在该情况下，由于所形成的像没有畸变，因而下式
f＝y/tanω            (A)
成立。
其中，y是像点距光轴的高度，
f是成像系统的焦距，
ω是与从摄像面上的中心连接到y的位置的像点对应的物点方向相对于光轴的角度。
另一方面，当仅在处于广角端附近的状态时允许光学系统中的桶状畸变像差的情况下，成为下式：
f＞y/tanω                (B)
即，如果使ω和y成为恒定值，则广角端的焦距f可以变长，相应地容易进行抑制了像差的设计。
并且，通常利用两个以上的透镜成分来构成相当于物体侧透镜组的透镜组的原因是为了同时校正畸变像差和像散。在本发明中，不需要这样做。因此，有利于校正像散。
因此，在本发明的摄像装置中，通过图像处理对由摄像元件得到的图像数据进行加工。在该加工中，改变图像数据(图像形状)以便校正桶状畸变像差。这样，最终得到的图像数据成为具有与物体大致相似形状的图像数据。因此，只要根据该图像数据将物体的图像输出到CRT或打印机即可。
在进行这样的图像数据校正时，广角端的有效摄像区域成为桶状。然后将桶状的有效摄像区域的图像数据变更为矩形的图像数据。
条件式(13A)规定了变焦广角端的桶状畸变程度。通过满足条件式(13A)，能合理地进行像散校正。另外，变形成桶状的像由摄像元件进行光电转换，形成变形成桶状的图像数据。然而，变形成桶状的图像数据由电子摄像装置的信号处理系统即图像处理单元实施相当于像的形状变化的电加工。这样，即使最终在显示装置上再现了从图像处理单元输出的图像数据，也能获得校正了畸变且与被摄体形状大致相似的图像。
这里，通过以不低于条件式(13A)的下限0.7的方式来抑制基于变焦镜头的畸变像差的产生，在利用信号处理电路校正了基于变焦镜头的畸变像差的图像畸变的情况下，容易抑制修正后的图像周边部朝放射方向的拉伸率，容易抑制图像周边部的锐度恶化。
并且，通过以不高于条件式(13A)的上限1.0的方式允许变焦镜头的畸变像差，有利于校正变焦镜头的像散，有利于变焦镜头的薄型化。
另外，也可以按完全校正畸变像差的方式决定广角端的有效摄像区域，然而考虑到远景(perspective)的影响和周边的图像恶化，也可以适当地保留-3％左右或-5％左右等的桶状畸变像差来进行图像数据的变更。
在上述的变焦镜头具有对焦功能的情况下，上述的各条件式采用对焦于最远距离物体的状态下的值。
并且，优选的是，任意同时满足上述各发明的多个条件式。
并且，更优选的是，将上述的各条件式变更如下。
优选把条件式(1A)的下限值设为2.8，更优选设为2.75。
优选把条件式(1A)的上限值设为25，更优选设为20，再更优选设为5。
优选把条件式(2A)的下限值设为-1.75，更优选设为-1.7。
优选把条件式(2A)的上限值设为-0.8，更优选设为-1.1。
优选把条件式(3A)的下限值设为6，更优选设为7，再更优选设为9。
优选把条件式(3A)的上限值设为460，更优选设为440。
优选把条件式(4A)的下限值设为2.39，更优选设为2.40。
优选把条件式(4A)的上限值设为25，更优选设为20。
优选把条件式(5A)的下限值设为-1.2，更优选设为-1.17。
优选把条件式(5A)的上限值设为-0.5，更优选设为-0.8。
优选把条件式(6A)的下限值设为-4，更优选设为-3。
优选把条件式(6A)的上限值设为-0.21，更优选设为-0.22，再更优选设为-1.0、-2.0。
优选把条件式(7A)的下限值设为0.9，更优选设为1.01。
优选把条件式(7A)的上限值设为1.4，更优选设为1.3。
优选把条件式(8A)的下限值设为-0.6，更优选设为-0.4。
优选把条件式(8A)的上限值设为0.6，更优选设为0.4。
优选把条件式(9A)的下限值设为15.5，更优选设为16。
优选把条件式(9A)的上限值设为34，更优选设为33。
优选把条件式(10A)的下限值设为15，更优选设为18。
优选把条件式(10A)的上限值设为68，更优选设为66。
优选把条件式(11A)的下限值设为4.5，更优选设为5。
优选对条件式(11A)设置上限，使得达不到10以上，可抑制总长的小型化和像差变动。
优选把条件式(12A)的下限值设为-0.7，更优选设为-0.5、-0.3。
优选把条件式(12A)的上限值设为0.7，更优选设为0.5。
优选把条件式(13A)的下限值设为0.75，更优选设为0.8。
优选把条件式(13A)的上限值设为0.99，更优选设为0.98。
并且，变焦镜头可以是4组变焦透镜。通过减少透镜组数，有利于在将变焦镜头收纳在装置主体内时等的小型化。
并且，可以在第4透镜组的像侧配置第5透镜组，该第5透镜组具有非球面，且在变焦时和对焦动作时，位置固定。在第5透镜组中，在变焦时或对焦动作时，轴外主光线的位置变化。优选的是，利用这一点来在第5透镜组以减少在变焦时或对焦动作时的像差变动的方式设置非球面。第5透镜组可以是正光焦度，也可以是负光焦度。
并且，优选的是，第5透镜组是1枚透镜，该透镜具有比第4透镜组的正光焦度小的正光焦度，而且凹面朝向物体侧。在具有校正像差的同时，有利于第5透镜组的小型化。
为了解决上述课题，本发明的变焦镜头从物体侧到像侧依次具有：具有正光焦度的第1透镜组；具有负光焦度的第2透镜组；具有正光焦度的第3透镜组；以及具有正光焦度的第4透镜组，该变焦镜头具有亮度光阑，该亮度光阑与所述第2透镜组相比配置在像侧、且与所述第3透镜组中的最靠近像侧的透镜面相比配置在物体侧，在从广角端向望远端的变焦时，所述第1透镜组和所述第2透镜组之间的间隔变大，所述第2透镜组和所述第3透镜组之间的间隔缩小，所述第3透镜组和所述第4透镜组之间的间隔发生变化。
这种包含正、负、正、正的透镜组配置的类型的变焦镜头有利于确保变焦比。并且，容易使出射光瞳远离像面，在使用电子摄像元件的情况下有利于确保良好图像。
并且，通过将亮度光阑配置在上述位置，有利于第3透镜组的小径化。当朝第3透镜组入射的光线的高度小时，也有利于校正像差。
然后，在本发明的变焦镜头中，而且，第1透镜组采用由负透镜和正透镜这2枚透镜构成的结构。由此，在有利于第1透镜组的厚度方向和径向的小型化的同时，使各个透镜之间消除像差而有利于校正第1透镜组中的各个像差，容易抑制在进行了广视场角化和高变焦比化时的像差变动。
并且，第2透镜组在最靠近物体侧处具有负弯月形透镜成分，该负弯月形透镜成分在物体侧具有凸面且在像侧具有凹面。而且，第3透镜组从物体侧依次由正透镜和负透镜这2枚透镜构成。另外，透镜成分定义为在光轴上与空气接触的折射面仅为物体侧折射面和像侧折射面这2个面的透镜体。
为了进行缩入时的小型化，减少透镜枚数是有效的。在本发明的变焦镜头中，通过使第3透镜组采用上述结构，有利于第3透镜组的小型化，通过使第3透镜组的主点靠向第2透镜组侧，有利于确保变焦比。
并且，为了使第2透镜组确保充分的负光焦度的同时，抑制伴随广视场角化所致的轴外像差的产生，使第2透镜组中的透镜成分中的最靠近物体侧的透镜成分为上述的负弯月形透镜成分。由此，在进行了广视场角化时，容易抑制在广角端附近入射到该负透镜成分的轴外光线的入射角，有利于减少轴外像差。
然后，通过使第4透镜组由1个正透镜成分构成，更有利于缩入时的小型化。
在上述发明中，更优选的是同时满足以下结构和条件式中的任一个或多个。
优选的是，相对于广角端、在望远端，第1透镜组位于物体侧。
由此，容易确保第2透镜组的变焦功能。
优选的是，第1透镜组中的负透镜相比于第1透镜组中的正透镜位于物体侧，第1透镜组中的负透镜具有像侧面，该像侧面具有比物体侧面的近轴曲率半径的绝对值小的近轴曲率半径的绝对值，第1透镜组中的正透镜具有像侧面，该像侧面具有比物体侧面的近轴曲率半径的绝对值大的近轴曲率半径的绝对值。
在抑制第1透镜组在光轴上的厚度的同时，有利于进行像差减少。而且，更优选的是，第1透镜组中的负透镜和正透镜都是在物体侧具有凸面的弯月形透镜。
可减少在广角端附近的第1透镜组中的各透镜面上的轴外光线的入射角，有利于减少在广视场角化时的像差。
更优选的是，为了减少正透镜和负透镜的相对偏心，使该正透镜和负透镜接合。
优选的是，第2透镜组具有与负弯月形透镜成分相比配置在像侧的正透镜和负透镜。
在减少第2透镜组的像差的同时，容易充分确保负光焦度，有利于广视场角化。而且，通过确保第2透镜组的光焦度，容易抑制第3透镜组的变焦负担，有利于减少变焦时的像差变动。
更优选的是，为了进行小型化，第2透镜组采用由负弯月形透镜成分以及所述负透镜和正透镜构成的结构。
并且，更优选的是，第2透镜组由负弯月形透镜成分、以及与该负弯月形透镜成分相比配置在像侧且具有正光焦度的后侧透镜组构成，后侧透镜组具有所述正透镜和负透镜。
可使第2透镜组的主点靠向物体侧，有利于第2透镜组在径向的小型化。即，有利于减少在进行了广视场角化时的尺寸。
而且，在广角端附近，第1透镜组和第2透镜组的合成系统具有正光焦度(第1透镜组)、负光焦度(负弯月形透镜成分)、正光焦度(后侧透镜组)的对称配置。另一方面，在望远端附近，第2透镜组和第3透镜组的合成系统具有负光焦度(负弯月形透镜成分)、正光焦度(后侧透镜组)、正光焦度(第3透镜组中的正透镜)、负光焦度(第3透镜组中的负透镜)的对称配置。
这样，在广角端附近和望远端附近都为在像差校正程度好的对称光焦度配置。
在广角端附近，在第1透镜组和第2透镜组的合成系统内，相互抵消珀兹伐和、彗差以及倍率色差，有利于确保视场角并确保性能。并且，在望远端附近，在第2透镜组和第3透镜组的合成系统内，相互抵消珀兹伐和、彗差以及倍率色差，有利于确保在进行了高变焦比化时的光学性能。
并且，优选的是，第2透镜组具有负透镜，该负透镜配置在负弯月形透镜成分的像侧且具有非球面。
通过使该负透镜的透镜面使用非球面，在取得轴上像差和轴外像差的平衡的同时，容易抑制第2透镜组的厚度，有利于确保广视场角化和变焦比。
并且，优选的是，第2透镜组中的所述负透镜是非球面塑料透镜。
通过在第2透镜组中配置2个负透镜，在与负弯月形透镜成分一起取得轴上像差和轴外像差的平衡的同时，有利于确保第2透镜组的负光焦度。
而且，由于后组中的负透镜具有非球面，因而在抑制第2透镜组的厚度的同时，更有利于校正在广角端附近的轴外像差。通过使非球面透镜的材料采用塑料，容易制造非球面透镜。
优选的是，相对于广角端、在望远端，第3透镜组位于物体侧。
由此，容易确保第3透镜组的变焦功能。
此时，优选的是，亮度光阑与第3透镜组一体地移动。
由于相比于广角端、在望远端，亮度光阑向物体侧移动，因而容易确保第3透镜组的移动范围。并且，由于在广角端和望远端，亮度光阑均在第3透镜组附近，因而有利于第3透镜组的小径化和薄型化。
优选的是，第3透镜组中的正透镜是双凸形状，负透镜是物体侧面为凸面且像侧面为凹面的弯月形状。
容易使第3透镜组的主点位于物体侧，容易在望远端使第3透镜组的主点靠近负光焦度的第2透镜组，有利于确保变焦比。并且，由于正透镜的两个凸面和负透镜成分的物体侧面的凸面沿着光轴连续设置，因而收敛从第2透镜组发散的轴上光束，更有利于第3透镜组在径向的小型化。并且，容易使负透镜的凹面具有这样的功能：消除在第3透镜组的各凸面产生的像差，或者使轴外光束朝远离光轴的方向折射，确保向第4透镜组入射的光线高度，使变焦镜头朝像侧的远心性良好。
优选的是，第3透镜组中的正透镜的物体侧面和像侧面都是非球面。
有利于校正球面像侧和彗差，即使第3透镜组中的透镜枚数是2枚，也有利于确保光学性能。
优选的是，第3透镜组中的负透镜的像侧面是非球面。
通过使第3透镜组中的最靠近像侧面的面为非球面，可使轴外像差良好。
优选的是，第4透镜组移动到物体侧，进行从远距离物向近距离物的对焦。
由于第4透镜组容易进行轻量化且容易减小对焦感光度，因而通过使该透镜组在对焦时移动，可确保对焦精度，是优选的。
并且，由于第4透镜组只要能主要起到调整出射光瞳的功能即可，因而可减少正光焦度。因此，通过使第4透镜组采用1枚正透镜的结构，有利于小型化和低成本化。
此时，通过使该正透镜为具有非球面的弯月形透镜，有利于校正轴外像差。特别是，在第4透镜组是最靠近像侧的透镜组的情况下是有效的。
并且，由于变焦镜头中包含的透镜组仅为第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组以及第4透镜组这4个，因而有利于小型化。
或者，可以具有第5透镜组，该第5透镜组配置在第4透镜组的像侧、且具有曲面的折射面。有利于校正像面弯曲或者确保远心性。
而且，第5透镜组在从广角端向望远端的变焦时固定，容易使机械结构简单。
而且，变焦镜头中包含的透镜组仅是第1透镜组、第2透镜组、第3透镜组、第4透镜组以及第5透镜组这5个，有利于小型化。
在上述各发明的变焦镜头中，以下示出更优选的数值条件。
优选的是，第1透镜组满足以下条件式(1B)：
-3＜(R_1f+R_1r)/(R_1f-R_1r)＜-1        (1B)
其中，R_1f是所述第1透镜组的最靠近物体侧的透镜面的近轴曲率半径，
R_1r是所述第1透镜组的最靠近像侧的透镜面的近轴曲率半径。
条件式(1B)确定第1透镜组的优选形状。通过不低于条件式(1B)的下限，并且不高于条件式(1B)的上限，容易抑制伴随广视场角化的像面弯曲的过量或不足。而且，有利于校正望远端的倍率色差。
优选的是，第2透镜组中的负弯月形透镜成分满足以下条件式(2B)：
1＜(R_2nf+R_2nr)/(R_2nf-R_2nr)＜1.4    (2B)
其中，R_2nf是第2透镜组中的负弯月形透镜成分的物体侧面的近轴曲率半径，
R_2nr是第2透镜组中的负弯月形透镜成分的像侧面的近轴曲率半径。
条件式(2B)确定第2透镜组的最靠近物体侧的负弯月形透镜成分的优选形状。通过不高于条件式(2B)的上限，使物体侧面为凸面，从而容易抑制在广角端附近入射到该负弯月形透镜成分的轴外光束的入射角度，有利于校正广角端的像差。通过不低于条件式(2B)的下限，抑制负弯月形透镜成分的像侧面的曲率，有利于校正在望远端附近的球面像差。
优选的是，第1透镜组和第2透镜组中的负弯月形透镜成分满足以下条件式(3B)：
-0.3＜f_2n/f₁＜-0.13            (3B)
其中，f_2n是第2透镜组中的负弯月形透镜的焦距，
f₁是第1透镜组的焦距。
条件式(3B)确定第1透镜组和第2透镜组中的负弯月形透镜成分的优选光焦度比。通过不低于条件式(3B)的下限，可充分确保第1透镜组和负弯月形透镜的合成系统的负光焦度，有利于同时确保小型化和视场角。通过不高于条件式(3B)的上限，确保第1透镜组的正光焦度，从而有利于校正像面弯曲。
优选的是，第3透镜组中的负透镜满足以下条件式(4B)：
1＜(R_3nf+R_3nr)/(R_3nf-R_3nr)＜6            (4B)
其中，R_3nf是第3透镜组中的负透镜的物体侧面的近轴曲率半径，
R_3nr是第3透镜组中的负透镜的像侧面的近轴曲率半径。
条件式(4B)确定第3透镜组中的负透镜的优选形状。通过不低于条件式(4B)的下限，使负透镜的物体侧面为正光焦度，可确保使第3透镜组的主点靠向物体的效果、以及分担第3透镜组的正光焦度的效果，有利于小型化和高变焦比化。并且，容易确保像侧面的负光焦度并消除第3透镜组中的像差。并且，通过不高于条件式(4B)的上限，避免负透镜的像侧面的负光焦度过度增强，从而容易抑制彗差和像散。
优选的是，第3透镜组中的负透镜满足以下条件式(5B)：
15＜v_3n＜35                (5B)
其中，v_3n是第3透镜组中的负透镜的阿贝数。
条件式(5B)确定第3透镜组中的负透镜的材料的优选阿贝数。通过不低于条件式(5B)的下限，容易抑制负透镜的材料的异常分散性的增大，容易抑制色差校正功能的过剩。并且，通过不高于条件式(5B)的上限，确保负透镜的分散，从而有利于校正第3透镜组内的色差。
优选的是，第3透镜组中的正透镜和负透镜满足以下条件式(6B)：
5＜v_3p-v_3n＜70                (6B)
其中，v_3p是第3透镜组中的正透镜的阿贝数，
v_3n是第3透镜组中的负透镜的阿贝数。
条件式(6B)确定第3透镜组中的正透镜和负透镜的优选阿贝数差。通过不低于条件式(6B)的下限，确保2种透镜的阿贝数差，从而容易抑制第3透镜组中的色差的产生，容易抑制总变焦区域内的色差的产生。并且，通过不高于条件式(6B)的上限，容易确保要使用的透镜材料的低成本化和透镜加工的容易度。
优选的是，变焦镜头满足以下条件式(7B)：
4＜ft/fw                (7B)
其中，fw是广角端的变焦镜头总系统的焦距，
ft是望远端的变焦镜头总系统的焦距。
条件式(7B)确定变焦镜头总系统的优选变焦比。通过不低于条件式(7B)的下限，确保变焦比，从而能应对各种摄影场景，是优选的。
并且，本发明涉及的摄像装置具有：变焦镜头；以及摄像元件，其具有配置在变焦镜头的像侧的摄像面，并将由变焦镜头所形成的摄像面上的光学像转换成电信号，变焦镜头是上述任一变焦镜头。
由此，可提供一种具有结构紧凑、同时有利于确保变焦比和视场角、并确保光学性能的变焦镜头的摄像装置。
并且，优选的是，该摄像装置具有信号处理电路，该信号处理电路对由摄像元件拍摄所得到的图像数据进行加工，并作为使形状变化后的图像数据来输出，在该变焦镜头在广角端且最远距离进行了对焦的状态下，满足以下条件式(8B)：
0.7＜y₀₇/(fw·tanω_07w)＜0.99            (8B)
其中，fw是广角端的变焦镜头总系统的焦距，
当把在摄像元件的有效摄像面内、从中心到最远点的距离设为y₁₀时，定义为：
y₀₇＝0.7×y₁₀
在有效摄像区域从广角端变化为望远端的情况下，y₁₀为能取值的最大值，ω_07w是由入射到从广角端的摄像面上的中心起像高为y₀₇的像位置的主光线在物空间中的入射光线和光轴形成的角。
在本发明的这种变焦镜头的情况下，着眼于像散校正和桶状畸变校正容易成为折中关系这一点，在一定程度上允许产生畸变像差，可利用使用本发明的变焦镜头的摄像装置内包含的图像处理功能来校正图像形状的畸变。以下详细描述这一点。
这里，假定使无限远物体在没有畸变像差的光学系统中成像。在该情况下，由于所成像的像没有畸变，因而下式
f＝y/tanω                (A)
成立。
其中，y是像点距光轴的高度，f是成像系统的焦距，ω是与从摄像面上的中心连接到y的位置的像点对应的物点方向相对于光轴的角度。
另一方面，当仅在处于广角端附近的状态时允许光学系统中的桶状畸变像差的情况下，成为下式：
f＞y/tanω            (B)
即，如果使ω和y成为恒定值，则广角端的焦距f可以变长，相应地容易进行抑制了像差(特别是像散)的设计。
因此，在本发明的摄像装置中，通过图像处理对由摄像元件得到的图像数据进行加工。在该加工中，改变图像数据(图像形状)以便校正桶状畸变像差。这样，最终得到的图像数据成为具有与物体大致相似形状的图像数据。因此，只要根据该图像数据将物体的图像输出到CRT或打印机即可。
在进行这样的图像数据校正的情况下，广角端的有效摄像区域成为桶状。并且，将桶状的有效摄像区域的图像数据变更为大致矩形的图像数据。
条件式(8B)规定了在广角端的桶状畸变程度。通过满足条件式(8)，能合理地进行像散校正。另外，变形成桶状的像由摄像元件进行光电转换，成为变形成桶状的图像数据。然而，变形成桶状的图像数据由电子摄像装置的信号处理系统即图像处理单元实施相当于像的形状变化的电加工。这样，即使最终在显示装置上再现了从图像处理单元输出的图像数据，也能获得校正了畸变且与被摄体形状大致相似的图像。
这里，通过以不低于条件式(8B)的下限的方式来抑制基于变焦镜头的畸变像差的产生，在利用信号处理电路校正了基于变焦镜头的畸变像差的图像畸变的情况下，容易抑制修正后的图像周边部朝放射方向的拉伸率，容易抑制图像周边部的锐度恶化。
并且，通过不高于条件式(8B)的上限，允许变焦镜头的畸变像差，从而有利于校正变焦镜头的像散，有利于变焦镜头的薄型化。
另外，也可以按完全校正畸变像差的方式决定广角端的有效摄像区域，然而考虑到远景(perspective)的影响和周边的图像恶化，也可以适当地保留-3％左右或-5％左右等的桶状畸变像差来进行图像数据的变更。
并且，只要按各色信号(例如R(红)、G(绿)、B(蓝))调整畸变像差的校正量，就能校正倍率色差。
在上述的变焦镜头具有对焦功能的情况下，上述的各结构采用对焦于最远距离物体的状态下的值。
并且，优选的是，任意同时满足上述各发明的多个条件式。
并且，优选的是，将上述各条件按以下变更，能更可靠地取得该效果。
优选把条件式(1B)的下限值设为-2，更优选设为-1.7。并且，优选把条件式(1B)的上限值设为-1.1、-1.2，更优选设为-1.3。
优选把条件式(2B)的下限值设为1.05，更优选设为1.1。并且，优选把条件式(2B)的上限值设为1.3，更优选设为1.2。
优选把条件式(3B)的下限值设为-0.25，更优选设为-0.22。并且，优选把条件式(3B)的上限值设为-0.15，更优选设为-0.17。
优选把条件式(4B)的下限值设为1.5，更优选设为2。并且，优选把条件式(4B)的上限值设为5.5，更优选设为5。
优选把条件式(5B)的下限值设为15.5，更优选设为16。并且，优选把条件式(5B)的上限值设为30，更优选设为25。
优选把条件式(6B)的下限值设为15、40，更优选设为55。并且，优选把条件式(6B)的上限值设为68，更优选设为66。
优选把条件式(7B)的下限值设为5，更优选设为6。并且，优选把条件式(7B)的上限值设为不为10以上，从而可抑制全长的小型化和像差变动。
优选把条件式(8B)的下限值设为0.7，更优选设为0.75。并且，优选把条件式(8B)的上限值设为0.98、0.95，更优选设为0.92。
从以上说明可以看出，根据本发明，可提供一种有利于确保小型化、广角化和变焦比、并容易良好地维持摄影图像的画质的变焦镜头。并且，可提供一种也容易抑制制造成本的变焦镜头。并且，可提供一种具有这样的变焦镜头的摄像装置。
本发明的其他目的和优点，其部分地将是显而易见的，并且其部分地将从说明书中明白。
因此，本发明具有将在以下提出的结构中例示出的结构特征、元件组合以及部件配置，并且本发明的范围将在所附权利要求中进行说明。
附图说明
图1是本发明的变焦镜头的实施例1的在无限远物点对焦时的广角端(a)、中间状态(b)、望远端(c)的透镜剖面图。
图2是本发明的变焦镜头的实施例2的与图1相同的图。
图3是本发明的变焦镜头的实施例3的与图1相同的图。
图4是本发明的变焦镜头的实施例4的与图1相同的图。
图5是本发明的变焦镜头的实施例5的与图1相同的图。
图6是实施例1的在无限远物点对焦时的像差图。
图7是实施例2的在无限远物点对焦时的像差图。
图8是实施例3的在无限远物点对焦时的像差图。
图9是实施例4的在无限远物点对焦时的像差图。
图10是实施例5的在无限远物点对焦时的像差图。
图11是本发明的变焦镜头的实施例6的与图1相同的图。
图12是本发明的变焦镜头的实施例7的与图1相同的图。
图13是本发明的变焦镜头的实施例8的与图1相同的图。
图14是本发明的变焦镜头的实施例9的与图1相同的图。
图15是实施例6的在无限远物点对焦时的像差图。
图16是实施例7的在无限远物点对焦时的像差图。
图17是实施例8的在无限远物点对焦时的像差图。
图18是实施例9的在无限远物点对焦时的像差图。
图19是示出畸变像差校正的图。
图20是示出本发明的数码照相机的外观的前方立体图。
图21是图20的数码照相机的后方立体图。
图22是图20的数码照相机的剖面图。
图23是图20的数码照相机的主要部分的内部电路的结构框图。
具体实施方式
以下，说明本发明的变焦镜头的实施例1～5。图1～图5分别示出实施例1～5的在无限远物点对焦时的广角端(a)、中间状态(b)、望远端(c)的透镜剖面图。在各图中，第1透镜组由G1表示，第2透镜组由G2表示，孔径光阑由S表示，第3透镜组由G3表示，第4透镜组由G4表示，光学低通滤光器由F表示，作为电子摄像元件的CCD的玻璃盖由C表示，CCD的像面由I表示。另外，关于近红外锐截止涂层，例如可以对光学低通滤光器F直接实施涂布，并且也可以另行配置红外截止吸收滤光器。
如图1所示，实施例1的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，孔径光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，以及正光焦度的第4透镜组G4。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到像面侧，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
孔径光阑S和第3透镜组G3从广角端到望远端一体地朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时向像面侧移动一些距离。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和双凸正透镜的接合透镜构成。第2透镜组G2从物体侧依次由第2透镜组前组G2f和第2透镜组后组G2b构成，第2透镜组前组G2f由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第2透镜组后组G2b由双凹负透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜构成。第3透镜组G3从物体侧依次由第3透镜组前组G3f和第3透镜组后组G3b构成，第3透镜组前组G3f由双凸正透镜构成，第3透镜组后组G3b由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成。第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下5个面：第2透镜组后组G2b的双凹负透镜的两面，第3透镜组前组G3f的双凸正透镜的两面，以及第3透镜组后组G3b的负弯月形透镜的像面侧的面。
如图2所示，实施例2的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，孔径光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，以及正光焦度的第4透镜组G4。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到像面侧，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
孔径光阑S和第3透镜组G3从广角端到望远端一体地朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到像面侧。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜的接合透镜构成。第2透镜组G2从物体侧依次由第2透镜组前组G2f和第2透镜组后组G2b构成，第2透镜组前组G2f由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第2透镜组后组G2b由双凹负透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜构成。第3透镜组G3从物体侧依次由第3透镜组前组G3f和第3透镜组后组G3b构成，第3透镜组前组G3f由双凸正透镜构成，第3透镜组后组G3b由凸面朝向物体侧的正弯月形透镜和凸面朝向物体侧的负弯月形透镜的接合透镜构成。第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下6个面：第2透镜组后组G2b的双凹负透镜的两面，第3透镜组前组G3f的双凸正透镜的两面，第3透镜组后组G3b的接合透镜的最靠近像面侧的面，以及第4透镜组G4的正弯月形透镜的物体侧的面。
如图3所示，实施例3的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，孔径光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，以及正光焦度的第4透镜组G4。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到像面侧，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
孔径光阑S和第3透镜组G3从广角端到望远端一体地朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时向像面侧移动一些距离。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜的接合透镜构成。第2透镜组G2从物体侧依次由第2透镜组前组G2f和第2透镜组后组G2b构成，第2透镜组前组G2f由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第2透镜组后组G2b由双凹负透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜构成。第3透镜组G3从物体侧依次由第3透镜组前组G3f和第3透镜组后组G3b构成，第3透镜组前组G3f由双凸正透镜构成，第3透镜组后组G3b由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成。第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下6个面：第2透镜组后组G2b的双凹负透镜的两面，第3透镜组前组G3f的双凸正透镜的两面，第3透镜组后组G3b的负弯月形透镜的像面侧的面，以及第4透镜组G4的正弯月形透镜的物体侧的面。
如图4所示，实施例4的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，孔径光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，以及正光焦度的第4透镜组G4。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到像面侧，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
孔径光阑S和第3透镜组G3从广角端到望远端一体地朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到像面侧。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜的接合透镜构成。第2透镜组G2从物体侧依次由第2透镜组前组G2f和第2透镜组后组G2b构成，第2透镜组前组G2f由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第2透镜组后组G2b由双凹负透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜构成。第3透镜组G3从物体侧依次由第3透镜组前组G3f和第3透镜组后组G3b构成，第3透镜组前组G3f由双凸正透镜构成，第3透镜组后组G3b由双凸正透镜、双凹负透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜的接合透镜构成。第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下6个面：第2透镜组后组G2b的双凹负透镜的两面，第3透镜组前组G3f的双凸正透镜的两面，第3透镜组后组G3b的接合透镜的最靠近像面侧的面，以及第4透镜组G4的正弯月形透镜的物体侧的面。
如图5所示，实施例5的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，孔径光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，正光焦度的第4透镜组G4，以及正光焦度的第5透镜组G5。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到像面侧，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
孔径光阑S和第3透镜组G3从广角端到望远端一体地朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时移动到物体侧，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔的同时向像面侧移动一些距离。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
第5透镜组G5不移动。
第1透镜组G1从物体侧依次由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和双凸正透镜的接合透镜构成。第2透镜组G2从物体侧依次由第2透镜组前组G2f和第2透镜组后组G2b构成，第2透镜组前组G2f由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第2透镜组后组G2b由双凹负透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜构成。第3透镜组G3从物体侧依次由第3透镜组前组G3f和第3透镜组后组G3b构成，第3透镜组前组G3f由双凸正透镜构成，第3透镜组后组G3b由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成。第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。第5透镜组G5由凸面朝向像面侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下7个面：第2透镜组后组G2b的双凹负透镜的两面，第3透镜组前组G3f的双凸正透镜的两面，第3透镜组后组G3b的负弯月形透镜的像面侧的面，第4透镜组G4的物体侧的面，以及第5透镜组G5的物体侧的面。
另外，在将x设为以光的行进方向为正的光轴、并将y设为与光轴正交的方向时，非球面形状由下式表示：
x＝(y²/r)/[1+{1-(K+1)(y/r)²}^1/2]
+A₄y⁴+A₆y⁶+A₈y⁸+A₁₀y¹⁰
其中，r是近轴曲率半径，K是圆锥系数，A₄、A₆、A₈、A₁₀分别是4次、6次、8次、10次的非球面系数。
数值实施例1
单位mm
面数据
面序号    r         d        nd            vd
1         20.184    0.90     1.84666       23.78
2         14.448    2.80     1.72916       54.68
3         1073.037  可变
4         427.844   0.80     1.88300       40.76
5         4.572     2.24
6(非球面) -39.093   0.50     1.52542       55.78
7(非球面) 14.533    0.10
8         10.744    1.27     1.94595       17.98
9         48.064    可变
10(光阑)  ∞        -0.30
11(非球面)4.104     2.18     1.49700       81.61
12(非球面)-13.761   0.10
13        6.192     1.22     2.10225       16.80
14(非球面)3.854     可变
15        10.500    1.80     1.52542       55.78
16        110.541   可变
17        ∞        0.50     1.54771       62.84
18        ∞        0.50
19        ∞        0.50     1.51633       64.14
20        ∞        0.50
像面      ∞
非球面数据
第6面
K＝-60.536，A4＝-6.40505E-04，A6＝3.95672E-05，A8＝-1.36935E-06
第7面
K＝0.000，A4＝-1.03560E-03，A6＝3.59861E-05，A8＝-2.60735E-06
第11面
K＝-0.520，A4＝-4.04394E-04，A6＝-3.22695E-05
第12面
K＝0.000，A4＝-3.22817E-04，A6＝2.06984E-05
第14面
K＝-0.840，A4＝3.45125E-03，A6＝1.54943E-04，A8＝1.54344E-05
变焦数据
            广角        中间        望远
焦距        5.07        10.99       24.56
FNO.        3.30        4.15        5.81
视场角      81.92       38.36       17.55
像高        3.84        3.84        3.84
d3          0.30        5.14        9.87
d9          11.00       4.79        1.80
d14         5.28        6.71        15.08
d16         2.59        5.08        4.64
BF          4.25        6.74        6.29
镜头总长    34.43       37.00       46.65
变焦透镜组数据
组        起始面        焦距
1         1             29.98
2         4             -6.17
3        11        8.90
4        15        21.95
变焦数据(畸变的电校正时)
            广角        中间        望远
焦距        5.07        10.99       24.56
FNO.        3.30        4.15        5.81
视场角      74.34       38.36       17.55
像高        3.42        3.82        3.82
数值实施例2
单位mm
面数据
面序号    r         d           nd             vd
1         20.667    0.80        1.92286        18.90
2         13.650    2.70        1.88300        40.76
3         108.221   可变
4         41.801    0.50        1.88300        40.76
5         4.572     2.24
6(非球面) -17.515   0.60        1.52542        55.78
7(非球面) 22.203    0.10
8         11.240    1.24        1.94595        17.98
9         39.538    可变
10(光阑)  ∞        0.00
11(非球面)4.024     1.52        1.49700        81.61
12(非球面)-42.083   0.10
13        5.941     1.26        1.51633        64.14
14        46272.511    1.16        1.90366        31.31
15(非球面)5.093        可变
16(非球面)10.769       1.50        1.52542        55.78
17        94.150       可变
18        ∞           0.50        1.54771        62.84
19        ∞           0.50
20        ∞           0.50        1.51633        64.14
21        ∞           0.50
像面      ∞
非球面数据
第6面
K＝-0.241，A4＝3.40994E-04，A6＝-2.98980E-05
第7面
K＝0.000，A4＝4.41548E-05，A6＝-4.31616E-05
第11面
K＝-0.888，A4＝8.00164E-04，A6＝1.05486E-05
第12面
K＝0.000，A4＝-1.00264E-03，A6＝4.03978E-05
第15面
K＝2.278，A4＝1.99710E-03，A6＝5.04698E-05
第16面
K＝0.000，A4＝4.52537E-06，A6＝2.70564E-07
变焦数据
        广角        中间        望远
焦距    5.00        12.70       33.80
FNO.    3.16        4.13        6.04
视场角  80.26       33.21       12.73
像高        3.84        3.84        3.84
d3          0.25        5.91        12.00
d9          12.00       4.25        1.40
d15         4.06        4.19        16.41
d17         3.27        7.27        4.04
BF          4.92        8.92        5.69
镜头总长    35.39       37.43       49.65
变焦透镜组数据
组   起始面    焦距
1    1         29.18
2    4         -6.20
3    11        9.16
4    15        23.00
变焦数据(畸变的电校正时)
            广角        中间        望远
焦距        5.00        12.70       33.80
FNO.        3.16        4.13        6.04
视场角      75.19       33.21       12.73
像高        3.52        3.84        3.84
数值实施例3
单位mm
面数据
面序号    r         d       nd         vd
1         19.180    0.90    1.84666    23.78
2         11.930    3.17    1.80400    46.57
3         134.442   可变
4         71.138    0.80    1.88300    40.76
5         4.506     2.35
6(非球面) -40.694   0.50    1.74320    49.34
7(非球面) 14.333    0.10
8         11.089    1.31    1.92286    18.90
9         143.834   可变
10(光阑)  ∞        -0.30
11(非球面)3.950     1.87    1.49700    81.61
12(非球面)-14.607   0.10
13        6.677     1.50    2.10225    16.80
14(非球面)3.941     可变
15(非球面)10.000    1.64    1.52542    55.78
16        98.516    可变
17        ∞        0.50    1.54771    62.84
18        ∞        0.50
19        ∞        0.50    1.51633    64.14
20        ∞        0.50
像面      ∞
非球面数据
第6面
K＝93.493，A4＝-1.62861E-03，A6＝1.21652E-04，A8＝-3.51498E-06
第7面
K＝0.000，A4＝-2.01098E-03，A6＝1.23307E-04，A8＝-4.96995E-06，A10＝1.81378E-08
第11面
K＝-0.840，A4＝5.07059E-04，A6＝-2.84461E-05
第12面
K＝0.000，A4＝7.51952E-06，A6＝-2.48970E-05
第14面
K＝-0.756，A4＝3.57507E-03，A6＝1.87747E-04，A8＝4.40623E-05
第15面
K＝0.000，A4＝-3.33826E-05
变焦数据
            广角        中间        望远
焦距        5.06        12.86       34.24
FNO.        3.17        4.03        6.11
视场角      81.11       33.00       12.59
像高        3.84        3.84        3.84
d3          0.25        6.12        11.00
d9          10.80       3.76        0.60
d14         5.56        5.93        17.16
d16         2.00        5.63        4.28
BF          3.65        7.28        5.94
镜头总长    34.20       37.04       48.65
变焦透镜组数据
组    起始面   焦距
1     1        28.39
2     4        -5.88
3     11       8.49
4     15       21.05
变焦数据(畸变的电校正时)
            广角        中间        望远
焦距        5.06        12.86       34.24
FNO.        3.17        4.03        6.11
视场角      74.34       33.00       12.59
像高        3.45        3.84        3.84
数值实施例4
单位mm
面数据
面序号    r         d       nd         vd
1         17.289    0.90    1.84666    23.78
2         10.848    3.34    1.78800    47.37
3         84.961    可变
4         50.541    0.70    1.88300    40.76
5         4.432     2.75
6(非球面) -14.354   0.50    1.52542    55.78
7(非球面) 22.468    0.10
8         9.152     1.30    1.94595    17.98
9         21.000    可变
10(光阑)  ∞        0.00
11(非球面)5.298     1.47    1.58313    59.38
12(非球面)-44.231   0.10
13        4.321     1.60    1.51633    64.14
14        -15.000   0.50    1.90366    31.31
15        3.500     1.11    1.68893    31.07
16(非球面)6.162        可变
17(非球面)10.500       1.69        1.52542        55.78
18        75.647       可变
19        ∞           0.50        1.54771        62.84
20        ∞           0.50
21        ∞           0.50        1.51633        64.14
22        ∞           0.50
像面      ∞
非球面数据
第6面
K＝-18.466，A4＝1.55007E-04，A6＝-1.83466E-05
第7面
K＝0.000，A4＝7.83716E-04，A6＝-4.73526E-05
第11面
K＝-0.939，A4＝6.11342E-04，A6＝2.85705E-05
第12面
K＝0.000，A4＝-5.68675E-04，A6＝3.14012E-05
第16面
K＝-0.686，A4＝5.57140E-03，A6＝1.49217E-0，A8＝3.11230E-05
第17面
K＝0.000，A4＝2.41648E-05，A6＝1.36418E-07
变焦数据
        广角        中间        望远
焦距    5.07        12.88       34.27
FNO.    3.13        4.00        6.10
视场角  81.34       32.61       12.54
像高    3.84        3.84        3.84
d3        0.25    6.12        11.26
d9        10.75   4.11        1.70
d16       3.95    2.55        15.50
d18       2.32    6.98        3.50
BF        3.97    8.63        5.15
镜头总长  34.96   37.44       49.65
变焦透镜组数据
组       起始面    焦距
1        1         28.25
2        4         -5.50
3        11        8.24
4        15        23.00
变焦数据(畸变的电校正时)
        广角    中间    望远
焦距    5.07    12.88   34.27
FNO.    3.13    4.00    6.10
视场角  81.34   32.61   12.54
像高    3.44    3.84    3.84
数值实施例5
单位mm
面数据
面序号    r    d    nd    vd
1         17.912    0.80    1.84666    23.78
2         12.037    2.98    1.77250    49.60
3         85.075    可变
4         52.269    0.75    1.88300    40.76
5         4.500     2.41
6(非球面) -30.820   0.60    1.58313    59.38
7(非球面) 14.570    0.10
8         10.821    1.24    1.94595    17.98
9         42.997    可变
10(光阑)  ∞        -0.30
11(非球面)4.174     1.89    1.49700    81.61
12(非球面)-12.814   0.10
13        6.462     1.35    2.10225    16.80
14(非球面)3.994     可变
15(非球面)15.000    1.48    1.52542    55.78
16        -60.061   可变
17(非球面)-15.000   0.80    1.52542    55.78
18        -14.474   0.10
19        ∞        0.30    1.51633    64.14
20        ∞        0.50
21        ∞        0.50    1.51633    64.14
22        ∞        0.50
像面      ∞
非球面数据
第6面
K＝7.548，A4＝-7.20453E-04，A6＝4.60250E-06
第7面
K＝-19.224，A4＝-3.45511E-04，A6＝-1.38155E-05
第11面
K＝-0.986，A4＝7.82686E-04，A6＝-9.16230E-05
第12面
K＝-4.094，A4＝1.33854E-04，A6＝-1.75238E-04，A8＝1.11412E-05
第14面
K＝-0.696，A4＝2.85239E-03，A6＝2.68798E-04
第15面
K＝0.000，A4＝4.22970E-05，A6＝-4.51175E-06
第16面
K＝0.000，A4＝-5.73220E-04，A6＝2.60520E-05
变焦数据
        广角        中间         望远
焦距    5.06        12.86        34.09
FNO.    3.14        4.03         6.04
视场角  81.51       32.86        12.55
像高    3.84        3.84         3.84
d3      0.25        6.34         11.70
d9      11.22       3.94         0.70
d14     5.53        6.01         16.90
d16     1.96        5.69         4.59
BF      1.63        1.63         1.63
镜头总长34.79       37.82        49.73
变焦透镜组数据
组    起始面    焦距
1     1         30.33
2        4        -5.99
3        11       8.60
4        15       23.00
5        17       515.19
变焦数据(畸变的电校正时)
        广角        中间        望远
焦距    5.06        12.86       34.09
FNO.    3.14        4.03        6.04
视场角  81.51       32.86       12.55
像高    3.44        3.84        3.84
图6～图10分别示出以上的实施例1～5的在无限远物点对焦时的像差图。在这些像差图中，(a)表示广角端的、(b)表示中间状态的、(c)表示望远端的、球面像差、像散、畸变像差、倍率色差。在各图中，“FIY”表示半视场角。
下面示出上述各实施例中的条件式(1)～(13)的值。
条件式     实施例1      实施例2      实施例3      实施例4      实施例5
(1)        3.837        3.221        2.593        2.995        3.005
(2)        -1.426       -1.632       -1.569       -1.619       -1.579
(3)        10.123       25.600       26.584       434.769      26.498
(4)        3.259        2.991        2.415        3.018        2.818
(5)        -1.034       -1.151       -1.082       -1.093       -1.109
(6)        -2.341       -2.623       -2.203       -2.961       -2.505
(7)        1.022        1.242        1.135        1.192        1.188
(8)        0.233        0.077        0.258        -0.176       0.236
(9)        16.80        31.31        16.80        31.31        16.80
(10)       64.81        41.57        64.81        20.22        64.81
(11)    4.85        6.76        6.76        6.76        6.74
(12)    0.458       -0.118      0.479       -0.220      0.358
(13)    0.926       0.939       0.930       0.929       0.987
在以下所示的基于本发明的任一实施方式中，由于上述的各构成要件相关联，因而得到这样的变焦镜头：确保7倍左右的变焦比，具有广视场角，构成透镜枚数少，有利于在缩入时的紧凑化，而且也容易确保光学性能。
以下，说明本发明的变焦镜头的实施例6～实施例10。图11～图14分别示出实施例6～实施例9的(a)在无限远物点对焦时的广角端、(b)中间状态、(c)望远端的透镜剖面图。另外，实施例10与实施例5相同，因而如图5所示。
在各图中，第1透镜组由G1表示，第2透镜组由G2表示，亮度光阑由S表示，第3透镜组由G3表示，第4透镜组由G4表示，带有红外(IR)截止涂层的光学低通滤光器由F表示，作为电子摄像元件的CCD的玻璃盖由C表示，CCD的像面由I表示。另外，关于红外截止涂层，例如可以对光学低通滤光器F直接实施涂布，并且也可以另行配置红外截止吸收滤光器。
各实施例均拉出第4透镜组G4来进行从远距离物向近距离物的对焦。
并且，亮度光阑S的孔径尺寸是固定的，第3透镜组G3的物体侧面即凸面被插入到亮度光阑S的开口部内。
而且，摄影时的曝光量调整是通过紧接在第3透镜组G3的像侧后与第3透镜组G3一体移动的光量调整滤光器(未图示)在光路中的插入、脱离并使用机械快门(未图示)来进行。
并且，塑料透镜在实施例6、7中用于第4透镜组G4，在实施例8、9中用于第2透镜组G2中的双凹透镜和第4透镜组G4，在实施例10中用于第4透镜组G4和第5透镜组G5。
如图6所示，实施例6的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，亮度光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，以及正光焦度的第4透镜组G4。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时朝像侧移动，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时朝物体侧移动。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
第3透镜组G3和亮度光阑S从广角端到望远端，在缩小与第2透镜组G2之间的间隔、并扩大与第4透镜组G4之间的间隔的同时朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔、并扩大与像面I之间的间隔的同时朝物体侧移动，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔、并缩小与像面I之间的间隔的同时朝像侧移动。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
从物体侧依次，第1透镜组G1由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜的接合透镜构成，第2透镜组G2由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜、双凹负透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜构成，第3透镜组G3由亮度光阑S、双凸正透镜以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下6个面：第2透镜组G2的双凹负透镜的两面，第3透镜组G3的双凸正透镜的两面，负弯月形透镜的像侧的面，以及第4透镜组G4的正弯月形透镜的物体侧的面。
如图7所示，实施例7的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，亮度光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，以及正光焦度的第4透镜组G4。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时朝像侧移动，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时朝物体侧移动。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
第3透镜组G3和亮度光阑S从广角端到望远端，在缩小与第2透镜组G2之间的间隔、并扩大与第4透镜组G4之间的间隔的同时朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔、并扩大与像面I之间的间隔的同时朝物体侧移动，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔、并缩小与像面I之间的间隔的同时朝像侧移动。在望远端，与广角端位置相比位于物体侧。
从物体侧依次，第1透镜组G1由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜的接合透镜构成，第2透镜组G2由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜、凸面朝向像侧的正弯月形透镜以及凸面朝向像侧的负弯月形透镜构成，第3透镜组G3由亮度光阑S、双凸正透镜以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下5个面：第2透镜组G2的像侧的负弯月形透镜的像侧的面，第3透镜组G3的双凸正透镜的两面，负弯月形透镜的像侧的面，以及第4透镜组G4的正弯月形透镜的像侧的面。
如图8所示，实施例8的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，亮度光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，以及正光焦度的第4透镜组G4。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时朝像侧移动，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时朝物体侧移动。在望远端，与广角端的位置相比位于物体侧。
第3透镜组G3和亮度光阑S从广角端到望远端，在缩小与第2透镜组G2之间的间隔、并扩大与第4透镜组G4之间的间隔的同时朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔、并扩大与像面I之间的间隔的同时朝物体侧移动，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔、并缩小与像面I之间的间隔的同时朝像侧移动。在望远端，与广角端的位置相比位于物体侧。
从物体侧依次，第1透镜组G1由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜的接合透镜构成，第2透镜组G2由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜、双凹负透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜构成，第3透镜组G3由亮度光阑S、双凸正透镜以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下5个面：第2透镜组G2的双凹负透镜的像侧的面，第3透镜组G3的双凸正透镜的两面，负弯月形透镜的像侧的面，以及第4透镜组G4的正弯月形透镜的像侧的面。
如图9所示，实施例9的变焦镜头从物体侧依次由以下部分构成：正光焦度的第1透镜组G1，负光焦度的第2透镜组G2，亮度光阑S，正光焦度的第3透镜组G3，以及正光焦度的第4透镜组G4。
以下示出在从广角端向望远端进行变焦时的移动状态。
第1透镜组G1从广角端到望远端朝物体侧移动。
第2透镜组G2从广角端到中间状态，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时朝像侧移动，从中间状态到望远端，在扩大与第1透镜组G1之间的间隔、并缩小与第3透镜组G3之间的间隔的同时朝物体侧移动。在望远端，与广角端的位置相比位于物体侧。
第3透镜组G3和亮度光阑S从广角端到望远端，在缩小与第2透镜组G2之间的间隔、并扩大与第4透镜组G4之间的间隔的同时朝物体侧移动。
第4透镜组G4从广角端到中间状态，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔、并扩大与像面I之间的间隔的同时朝物体侧移动，从中间状态到望远端，在扩大与第3透镜组G3之间的间隔、并缩小与像面I之间的间隔的同时朝像侧移动。在望远端，与广角端的位置相比位于物体侧。
从物体侧依次，第1透镜组G1由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜和凸面朝向物体侧的正弯月形透镜的接合透镜构成，第2透镜组G2由凸面朝向物体侧的负弯月形透镜、双凹负透镜以及凸面朝向物体侧的正弯月形透镜构成，第3透镜组G3由亮度光阑S、双凸正透镜以及凸面朝向物体侧的负弯月形透镜构成，第4透镜组G4由凸面朝向物体侧的1枚正弯月形透镜构成。
非球面用于以下5个面：第2透镜组G2的双凹负透镜的像侧的面，第3透镜组G3的双凸正透镜的两面，负弯月形透镜的像侧的面，以及第4透镜组G4的正弯月形透镜的像侧的面。
实施例10的变焦镜头与实施例5相同。
以下示出各实施例中的透镜的数值数据。
数值实施例6
单位mm
面数据
面序号   r         d       nd         vd
1        17.791    0.81    1.84666    23.78
2        12.005    3.08    1.77250    49.60
3        86.709    可变
4        66.506    0.75    1.88300    40.76
5        4.480     2.46
6(非球面) -31.306        0.65    1.58313    59.38
7(非球面) 13.781         0.10
8         12.506         1.29    1.92286    18.90
9         315.181        可变
10(光阑)  ∞             -0.40
11(非球面)4.358          2.44    1.49700    81.61
12(非球面)-12.005        0.10
13        7.191          1.31    2.10225    16.80
14(非球面)4.388          可变
15(非球面)9.676          1.58    1.52542    55.78
16        45.813         可变
17        ∞             0.30    1.51633    64.14
18        ∞             0.50
19        ∞             0.50    1.51633    64.14
20        ∞             0.50
像面      ∞
非球面数据
第6面
K＝0.000，A4＝-8.08347E-04，A6＝3.75656E-05，A8＝-8.70154E-07，A10＝-2.10000E-08
第7面
K＝0.000，A4＝-1.28371E-03，A6＝4.25827E-05，A8＝-2.31366E-06
第11面
K＝-0.740，A4＝3.67824E-04，A6＝-2.24188E-05，A8＝1.19854E-06
第12面
K＝-5.083，A4＝1.16962E-03，A6＝-2.27613E-04，A8＝1.88604E-05
第14面
K＝-3.443，A4＝5.43899E-03，A6＝1.19187E-04
第15面
K＝0.361，A4＝-1.48739E-04，A6＝3.33684E-06，A8＝-1.10231E-07，A10＝-3.35750E-10
变焦数据(在像高3.83恒定的情况下)
        广角        中间        望远
焦距    5.07        12.87       34.28
FNO.    3.11        4.03        6.05
视场角  81.57       33.35       12.50
d3      0.30        6.25        11.70
d9      11.13       3.86        0.70
d14     5.45        6.59        18.30
d16     2.65        5.99        3.78
BF      4.19        7.54        5.35
镜头总长35.24       38.40       50.21
变焦透镜组数据
组    起始面   焦距
1     1        29.89
2     4        -6.08
3     11       8.95
4     15       23.00
变焦数据(畸变的电校正时)
        广角        中间        望远
焦距    5.07        12.87       34.28
FNO.    3.11        4.03        6.05
视场角  75.77       33.35       12.50
像高    3.51        3.83        3.83
数值实施例7
单位mm
面数据
面序号    r         d        nd        vd
1         18.084    0.81    1.84666    23.78
2         11.051    3.10    1.81600    46.62
3         75.670    可变
4         57.210    0.75    1.81600    46.62
5         4.021     2.19
6         -59.513   1.21    1.93067    19.09
7         -10.809   0.37
8         -7.550    0.70    1.58313    59.38
9(非球面) -84.807   可变
10(光阑)  ∞        -0.30
11(非球面)4.636     2.56    1.49700    81.61
12(非球面)-8.016    0.10
13        6.444     1.18    2.10225    16.80
14(非球面)4.080     可变
15        9.893     1.60    1.52542    55.78
16(非球面)52.976    可变
17        ∞        0.30    1.51633    64.14
18        ∞        0.50
19        ∞        0.50    1.51633    64.14
20        ∞        0.50
像面      ∞
非球面数据
第9面
K＝516.240，A4＝-9.02519E-04，A6＝-2.11145E-05
第11面
K＝-3.042，A4＝2.08503E-03，A6＝-1.44832E-04
第12面
K＝1.146，A4＝9.60208E-04，A6＝-9.14080E-05
第14面
K＝-0.544，A4＝1.26081E-03，A6＝1.76501E-04，A8＝5.49600E-07
第16面
K＝0.000，A4＝6.63364E-05，A6＝-1.83062E-06
变焦数据(在像高3.83恒定的情况下)
        广角        中间        望远
焦距    5.06        12.84       34.18
FNO.    3.08        4.02        6.04
视场角  81.97       33.35       12.57
d3      0.30        6.18        11.70
d9      8.93        2.97        0.60
d14     5.30        5.92        18.08
d16     2.60        6.44        3.80
BF      4.11        7.97        5.33
镜头总长32.90       37.31       49.98
变焦透镜组数据
组       起始面   焦距
1        1        29.12
2        4        -5.36
3        11       8.11
4    15    22.86
变焦数据(畸变的电校正时)
        广角        中间        望远
焦距    5.06        12.84       34.18
FNO.    3.08        4.02        6.04
视场角  75.98       33.35       12.57
像高    3.50        3.83        3.83
数值实施例8
单位mm
面数据
面序号    r         d        nd        vd
1         20.001    0.81    1.84666    23.78
2         12.364    3.07    1.81600    46.62
3         124.634   可变
4         94.246    0.75    1.88300    40.76
5         4.500     2.36
6         -34.701   0.70    1.52542    55.78
7(非球面) 12.915    0.10
8         9.855     1.24    1.94595    17.98
9         31.445    可变
10(光阑)  ∞        -0.30
11(非球面)4.101     2.21    1.49700    81.61
12(非球面)-10.543   0.30
13        9.216     1.34    2.00170    19.30
14(非球面)4.773     可变
15    9.600     1.59    1.52542    55.78
16    (非球面)  44.033  可变
17    ∞        0.30    1.51633    64.14
18    ∞        0.50
19    ∞        0.50    1.51633    64.14
20    ∞        0.50
像面  ∞
非球面数据
第7面
K＝0.095，A4＝-4.32632E-04，A6＝-2.55053E-06，A8＝-1.11152E-06
第11面
K＝-1.078，A4＝1.00474E-03，A6＝-5.56504E-05
第12面
K＝0.000，A4＝1.45394E-03，A6＝-2.47470E-04，A8＝1.52715E-05
第14面
K＝-1.142，A4＝2.30205E-03，A6＝3.35770E-04
第16面
K＝0.000，A4＝1.16219E-04，A6＝-5.73103E-06，A8＝1.27697E-07
变焦数据(在像高3.83恒定的情况下)
        广角        中间        望远
焦距    5.08        12.86       34.21
FNO.    3.10        4.05        6.04
视场角  81.47       33.09       12.53
d3      0.30        6.22        11.70
d9      10.48       3.72        0.70
d14     5.36        6.57        17.85
d16     2.47    5.82    3.93
BF      4.00    7.35    5.46
镜头总长34.30   38.02   49.87
变焦透镜组数据
组    起始面   焦距
1     1        29.49
2     4        -5.89
3     11       8.62
4     15       23.00
变焦数据(畸变的电校正时)
        广角        中间        望远
焦距    5.08        12.86       34.21
FNO.    3.10        4.05        6.04
视场角  75.69       33.09       12.53
像高    3.51        3.83        3.83
数值实施例9
单位mm
面数据
面序号   r         d        nd        vd
1        19.436    0.81    1.84666    23.78
2        12.179    3.01    1.80400    46.57
3        120.343   可变
4        91.118    0.75    1.88300    40.76
5         4.500      2.36
6         -22.299    0.70    1.52542    55.78
7(非球面) 16.643     0.10
8         11.204     1.24    1.94595    17.98
9         51.000     可变
10(光阑)  ∞         -0.30
11(非球面)4.082      2.12    1.49700    81.61
12(非球面)-9.935     0.30
13        11.164     1.43    1.92287    20.80
14(非球面)4.922      可变
15        9.605      1.59    1.52542    55.78
16(非球面)44.252     可变
17        ∞         0.30    1.51633    64.14
18        ∞         0.50
19        ∞         0.50    1.51633    64.14
20        ∞         0.50
像面      ∞
非球面数据
第7面
K＝2.468，A4＝-5.09398E-04，A6＝1.08408E-07，A8＝-1.20478E-06
第11面
K＝-1.082，A4＝1.03781E-03，A6＝-5.80705E-05
第12面
K＝0.000，A4＝1.63732E-03，A6＝-2.60167E-04，A8＝1.54732E-05
第14面
K＝-1.174，A4＝2.25831E-03，A6＝3.49404E-04
第16面
K＝0.000，A4＝1.14861E-04，A6＝-5.05049E-06，A8＝1.15219E-07
变焦数据(在像高3.83恒定的情况下)
        广角        中间        望远
焦距    5.07        12.85       34.21
FNO.    3.12        4.06        6.04
视场角  81.60       33.14       12.53
d3      0.30        6.21        11.68
d9      10.92       3.86        0.70
d14     5.36        6.60        17.86
d16     2.57        5.90        4.05
BF      4.10        7.43        5.58
镜头总长34.78       38.20       49.92
变焦透镜组数据
组    起始面   焦距
1     1        29.40
2     4        -6.00
3     11       8.83
4     15       22.99
变焦数据(畸变的电校正时)
        广角        中间        望远
焦距    5.07        12.85       34.21
FNO.    3.12        4.06        6.04
视场角  75.87       33.14       12.53
像高    3.51        3.83        3.83
另外，数值实施例10与数值实施例5相同。
图15～图18分别示出以上的实施例6～9的在无限远物点对焦时的像差图。在这些像差图中，(a)表示广角端的、(b)表示中间状态的、(c)表示望远端的、球面像差SA、像散AS、畸变像差DT、倍率色差CC。并且，FNO表示F值，ω表示半视场角。另外，实施例10的像差图与实施例5相同。
下面示出上述各实施例中的条件值和条件式(1B)～(7B)以及y₀₇、fw、ω_07w的值。
条件式  实施例1    实施例2  实施例3   实施例4   实施例5
(1B)    -1.516    -1.628    -1.382    -1.385    -1.533
(2B)    1.144     1.151     1.1       1.104     1.188
(3B)    -0.183    -0.183    -0.182    -0.183    -0.185
(4B)    4.131     4.453     3.149     2.577     4.235
(5B)    16.8      16.8      19.3      20.8      16.8
(6B)    64.81     64.81     62.31     60.81     64.81
(7B)    6.757     6.76      6.732     6.753     6.730
(8B)    0.983     0.930     0.929     0.927     0.935
y₀₇     2.43      2.55      2.55      2.55      2.68
fw      5.07      5.06      5.08      5.07      5.06
ω_07w   28.24     29.67     29.57     29.69     29.5
在各实施例中，可以采用以下结构。
为了截止重影、光斑等的无用光，可以在亮度光阑S以外配置光斑光阑。可以配置在第1透镜组G1的物体侧、第1透镜组G1与第2透镜组G2之间、第2透镜组G2与第3透镜组G3之间、第3透镜组G3与第4透镜组G4之间、第4透镜组G4与像面I之间的任一部位。并且，可以构成为使用框部件来截止光斑光线，也可以构成别的部件。并且，可以直接印刷在透镜的表面上，也可以涂置，也可以粘贴密封剂等。并且，其形状可以是圆形、椭圆形、矩形、多边形、由函数曲线包围的范围等任何形状。并且，不仅可以截止有害光束，而且可以截止画面周边的彗星光斑等的光束。
并且，可以对各透镜进行防反射涂布，减轻重影和光斑。在多涂层的情况下，由于能有效地减轻重影和光斑，因而是期望的。并且，也可以对透镜面和玻璃盖等实施红外截止涂布。
并且，用于进行焦点调节的对焦，期望的是使用第4透镜组G4进行。当使用第4透镜组G4进行了对焦时，由于透镜重量轻，因而对电动机等的驱动系统施加的负荷少。而且，在对焦时总长不变化，可在镜框内部配置驱动电动机，因而有利于镜框的紧凑化。如上所述，期望的是使用第4透镜组G4进行对焦，然而可以使用第1透镜组G1、第2透镜组G2、第3透镜组G3进行对焦。并且，可以移动多个透镜组来进行对焦。并且，可以拉出透镜系统整体来进行对焦，也可以拉出或拉入组内的一部分透镜来进行对焦。
并且，可以通过移动CCD的微透镜来减轻图像周边部的亮度的阴影(shading)。例如，可以针对在各像高时的光线的入射角来改变CCD的微透镜的设计。并且，可以通过图像处理来校正图像周边部的减少量。
并且，可以有意地在光学系统中产生畸变像差，在摄影后进行电图像处理来校正畸变像差。
本实施例的变焦镜头在矩形的光电转换面上，在广角端产生桶状的畸变像差。另一方面，在中间焦距状态附近或望远端能抑制畸变像差的产生。为了电校正畸变像差，有效摄像区域可以在广角端采用桶状形状，在中间焦距状态附近或望远端采用矩形形状。然后，通过图像处理对预先设定的有效摄像区域进行图像转换，转换成减少了畸变后的矩形的图像信息。在广角端的像高I_mw小于中间焦距状态的像高I_ms或在望远端的像高I_mt。
例如，如图19所示，使把光轴与摄像面的交点作为中心、且与有效摄像面的长边内切的半径R的圆周上(像高)的倍率固定，把该圆周作为校正的基准。然后，使除此以外的任意半径r(ω)的圆周上(像高)的各点大致沿放射方向移动，使上述各点同心圆状地移动以形成半径r’(ω)，从而进行校正。例如，在图19中，使位于半径R的圆的内侧的任意半径r₁(ω)的圆周上的点P₁移动到应朝圆的中心进行校正的半径r₁’(ω)的圆周上的点P₂。并且，使位于半径R的圆的外侧的任意半径r₂(ω)的圆周上的点Q₁移动到应朝远离圆的中心的方向进行校正的半径r₂’(ω)的圆周上的点Q₂。这里，r’(ω)可表示如下。
r’(ω)＝αftanω        (0≤α≤1)
其中，ω是被摄体半视场角，f是成像光学系统(在本发明中是变焦镜头)的焦距。
这里，如果把与所述半径r的圆上(像高)对应的理想像高设为Y，则得到
α＝R/Y＝R/ftanω
理想的是，光学系统相对于光轴旋转对称，即畸变像差也是相对于光轴旋转对称地产生的。因此，如上所述，在对光学产生的畸变像差进行电校正的情况下，如果能使在再现图像上把光轴与摄像面的交点作为中心、且与有效摄像面的长边内切的半径为R的圆的圆周上(像高)的倍率固定，使除此之外的半径r(ω)的圆周上(像高)的各点大致沿放射方向移动，使上述各点同心圆状地移动以成为半径r’(ω)，从而进行校正，则认为在数据量和运算量方面是有利的。
然而，光学像在利用电子摄像元件所拍摄的时间点(由于采样)不再是连续的量。因此，严格地讲，只要电子摄像元件上的像素不是呈放射状排列，则在光学像上描画的上述半径R的圆也不再是准确的圆。即，在按各离散坐标点表示的图像数据的形状校正中，不存在能使上述倍率固定的圆。因此，可以采用按各像素(X_i，Y_j)确定移动目的地的坐标(X’_i，Y’_j)的方法。另外，在有2点以上的(X_i，Y_j)移动到坐标(X’_i，Y’_j)的情况下，取各像素具有的值的平均值。并且，在没有移动过来的点的情况下，可以使用周围几个像素的坐标(X’_i，Y’_j)的值来进行插值。
特别是在具有变焦镜头的电子摄像装置中，由于光学系统和电子摄像元件的制造误差等而相对于光轴畸变明显，在所述光学像上描画的上述半径R的圆为非对称的情况下，利用这种方法进行校正是有效的。并且，在摄像元件或各种输出装置中将信号再现为图像时产生几何畸变等的情况等下，利用这种方法进行校正是有效的。
在本发明的电子摄像装置中，为了计算校正量r’(ω)-r(ω)，也可以构成为在内置于电子摄像装置的记录介质中记录r(ω)即半视场角与像高之间的关系、或者实际像高r与理想像高r’/α之间的关系。
另外，为了使畸变校正后的图像不会出现在短边方向的两端光量极端不足的情况，优选的是，所述半径R满足以下条件式：
0≤R≤0.6L_s
其中，L_s是有效摄像面的短边的长度。
优选的是，所述半径R满足以下条件式：
0.3L_s≤R≤0.6L_s
而且，使所述半径R与有效摄像面的短边方向的内切圆的半径大致一致是最有利的。另外，在进行在半径R＝0的附近，即在轴上附近使倍率固定的校正的情况下，虽然在实际像素数方面存在若干不利因素，但是能确保广角化和小型化的效果。
另外，关于需要校正的焦距区间，分割成几个焦点区域。然后，在该分割后的焦点区域内的望远端附近，可以利用与能获得大致满足以下条件式
r’(ω)＝αftanω
的校正结果的情况相同的校正量来进行校正。但是，在该情况下，将导致在分割后的焦点区域内的广角端还保留一定程度的桶状畸变量。并且，如果增加分割区域数，则需要在记录介质中多余地保存校正所需要的固有数据，所以不是优选方式。因此，预先计算与分割后的焦点区域内的各焦距相关联的一个或多个系数。该系数可以根据模拟或实际设备的测定来确定。然后，也可以在所述分割后的区域内的望远端附近，计算能获得大致满足以下条件式
r’(ω)＝αftanω
的校正结果的情况的校正量，针对各焦距一律对该校正量乘以所述系数来作为最终的校正量。
然而，在使无限远物体成像而得到的像中没有畸变的情况下，下式成立：
f＝y/tanω
其中，y是像点距光轴的高度(像高)，f是成像系统(在本发明中是变焦镜头)的焦距，ω是与从摄像面上的中心连接到y的位置的像点对应的物点方向相对于光轴的角度(被摄体半视场角)。
在成像系统中有桶状畸变像差的情况下，下式成立：
f＞y/tanω
即，如果使成像系统的焦距f和像高y一定，则ω的值增大。
并且，优选的是具有图像转换部，该图像转换部将通过变焦镜头所拍摄的图像的电信号转换成通过图像处理校正了由倍率色差引起的色偏差后的图像信号。通过电子校正变焦镜头的倍率色差，可获得更良好的图像。
一般，在电子照相机中，将被摄体的像分解成第1原色、第2原色、第3原色的三原色像，通过运算使各自的输出信号重合，从而再现彩色图像。在变焦镜头有倍率色差的情况下，当以第1原色的光的像为基准来考虑时，第2原色和第3原色的光的像成像的位置偏离第1原色的像成像的位置。为了电子校正图像的倍率色差，根据变焦镜头的像差信息，针对摄像元件的各像素预先求出第2原色和第3原色对第1原色的光成像位置的偏差量。然后，只要针对摄影图像的各像素，以与第1原色的偏差量进行校正的方式进行坐标变换即可。
例如，对由红(R)、绿(G)、蓝(B)这三原色的输出信号构成的图像进行说明，针对各像素求出R和B对G的成像位置偏差，进行摄影图像的坐标转换使得没有与G的偏差，之后只要输出R和B的信号即可。
虽然倍率色差根据变焦、对焦、光圈值而变化，但是可以针对各透镜位置(变焦、对焦、光圈值)，将第2原色和第3原色与该第1原色的偏差量作为校正数据存储在存储保持装置内。通过根据变焦位置，参照该校正数据，可输出校正了第2和第3原色对第1原色信号的偏差后的第2和第3原色信号。
图20～图22表示将以上所述的变焦镜头装入摄影光学系统41内的本发明的数码照相机的结构的概念图。图20是示出数码照相机40的外观的前方立体图，图21是所述数码照相机的后方主视图，图22是示出数码照相机40的结构的示意性剖面图。其中，在图20和图22中示出摄影光学系统41不缩入时。在该例子的情况下，数码照相机40包含：位于摄影用光路42上的摄影光学系统41，位于取景器用光路44上的取景器光学系统43，快门按钮45，闪光灯46，液晶显示监视器47，焦距变更按钮61，设定变更开关62等，在摄影光学系统41的缩入时，通过使盖60滑动，摄影光学系统41、取景器光学系统43以及闪光灯46由该盖60覆盖。然后，在打开盖60来将照相机40设定为摄影状态时，摄影光学系统41处于图22的非缩入状态，当按压了配置在照相机40的上部的快门按钮45时，与该动作联动，通过摄影光学系统41，例如实施例1的变焦镜头进行摄影。通过摄影光学系统41所形成的物体像经由实施了波段限制涂布的低通滤波器F和玻璃盖而形成在CCD 49的摄像面(光电转换面)上。由该CCD 49接收的物体像通过处理单元51作为电子图像显示在设于照相机背面的液晶显示监视器47上。并且，在该处理单元51上连接有记录单元52，也能记录所拍摄的电子图像。另外，该记录单元52可以与处理单元51分体设置，也可以构成为利用软盘或存储卡、MO等进行电子式记录写入。并且，也可以取代CCD 49而构成为配置了银盐胶片的银盐照相机。
而且，在取景器用光路44上配置有取景器用物镜光学系统53。取景器用物镜光学系统53由多个透镜组(图中为3组)和正像棱镜系统55构成，该正像棱镜系统55由正像棱镜55a、55b、55c构成，并且取景器用物镜光学系统53由与摄影光学系统41的变焦镜头联动而改变焦距的变焦光学系统构成，通过该取景器用物镜光学系统53所形成的物体像形成在作为正像部件的正像棱镜系统55的视场框57上。在该正像棱镜系统55的后方配置有将形成为正像的像引导到观察者眼球E的目镜光学系统59。另外，在目镜光学系统59的射出侧配置有盖部件50。
图23是上述数码照相机40的主要部分的内部电路的结构框图。另外，在以下说明中，上述的处理单元51例如由CDS/ADC部24、临时存储用存储器17、图像处理部18等构成，存储单元52例如由存储介质部19等构成。
如图23所示，数码照相机40具有：操作部12，与该操作部12连接的控制部13，通过总线14和15与该控制部13的控制信号输出端口连接的摄像驱动电路16和临时存储用存储器17，图像处理部18，存储介质部19，显示部20，以及设定信息存储用存储部21。
上述的临时存储用存储器17、图像处理部18、存储介质部19、显示部20以及设定信息存储用存储部21构成为能通过总线22互相进行数据的输入或输出，并且，摄像驱动电路16连接有CCD 49和CDS/ADC部24。
操作部12具有各种输入按钮和开关，是将从外部(照相机使用者)通过这些输入按钮和开关输入的事件信息通知给控制部的电路。
控制部13例如是由CPU等构成的中央运算处理装置，并内置未图示的程序存储器，并且控制部13是按照存储在该程序存储器中的程序，接收经由操作部12从照相机使用者输入的指示指令来控制数码照相机40整体的电路。
CCD 49接收经由本发明的摄影光学系统41所形成的物体像。CCD49是由摄像驱动电路16进行驱动控制，把该物体像的各像素的光量转换成电信号并输出到CDS/ADC部24的摄像元件。
CDS/ADC部24是将从CCD 49输入的电信号放大并进行模拟/数字转换，并将仅进行了该放大和数字转换后的影像原始数据(拜耳数据，以下称为RAW数据)输出到临时存储用存储器17的电路。
临时存储用存储器17例如是由SDRAM等构成的缓存器，是临时存储从CDS/ADC部24输出的上述RAW数据的存储器装置。图像处理部18是读出存储在临时存储用存储器17中的RAW数据或存储在存储介质部19中的RAW数据，并根据从控制部13所指定的画质参数以电子方式进行包含畸变像差校正在内的各种图像处理的电路。
存储介质部19可以自由插拔地安装例如由闪存等构成的卡式或棒式的记录介质，是在这些卡式或棒式闪存中记录并保存从临时存储用存储器17传送的RAW数据和在图像处理部18中进行了图像处理后的图像数据的装置的控制电路。
显示部20具有液晶显示监视器47，是在该液晶显示监视器47上显示图像和操作菜单等的电路。在设定信息存储用存储部21中设有ROM部和RAM部，该ROM部预先存储有各种画质参数，该RAM部存储通过操作部12的输入操作而从读出自该ROM部的画质参数中选择的画质参数。设定信息存储用存储部21是控制向这些存储器的输入输出的电路。
在这样构成的数码照相机40中，根据本发明，摄影光学系统41具有充足的广角区域，可以形成紧凑的结构，并且在高变焦时在全部变焦区域中的成像性能极其稳定，因而可实现高性能、小型化、广角化。并且，能实现广角侧、望远侧的快速对焦动作。
本发明不仅可以应用于以上那样的拍摄一般被摄体的所谓小型数码照相机，而且可以应用于需要广视场角的监视用照相机、透镜更换式照相机。