CN1306305C - 变焦镜头及其电子静像相机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变焦镜头，摄影距离为∞时的变焦比为2.5倍3.2倍、广角端的视场角为60°～70°，分辩率高，由非使用时的光学全长较短的三组透镜够成。变焦透镜包括从物体侧向像面(S)侧依次配置的、负放大率的第1透镜组(G1)、正放大率的第2透镜组(G2)、以及正放大率的第3透镜组(G3)。上述第1透镜组(G1)包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向像面(S)侧的负凹凸透镜的第1透镜(L1)、以及使曲率大的面朝向物体侧的正凹凸透镜的第2透镜(L2)。上述第2透镜组(G2)包括从物体侧依次配置的、使凸面朝向物体侧的正透镜的第3透镜(L3)、正透镜的第4透镜(L4)、负透镜的第5透镜(L5)、以及凸面朝向像面S侧的平凸透镜的第6透镜(L6)。上述第3透镜组(G3)包括1片正透镜的第7透镜(L7)。

Description

变焦镜头及其电子静像相机
技术领域
本发明涉及变焦镜头及使用它的电子静像相机。更详细地说，是涉及电子静像相机中使用的高像质的变焦镜头、以及利用该变焦镜头的电子静像相机。
背景技术
随着微机的发展和普及，电子静像相机作为图像输入装置迅速普及。电子静像相机中使用的固体摄像元件的总像素数超过100万像素，最近采用搭载了总像素数超过300万像素的固体摄像元件的电子静像相机也已商品化。并且，除了动画外还能拍摄高像质的静止图像的摄相机也已商品化。
电子静像相机光学***具有：从物镜侧向像面侧依次配置的摄像透镜、光学低通滤光镜和固体摄像元件。并且，利用摄像透镜使与被摄体相对应的实像形成在固体摄像元件的受光面上。固体摄像元件利用像素结构来进行空间取样，输出形成在摄像面上的像的图像信号。固体摄像元件薄、轻、小，所以能使电子静像相机小型化。
固体摄像元件利用像素结构来进行空间取样，为了消除在此情况下产生的重叠失真，一般在作为摄像透镜的变焦镜头和固体摄像元件之间设置光学低通滤光镜，从变焦镜头所形成的图像中除去高频成分。通常，光学低通滤光镜由水晶片构成。在此情况下，利用水晶的以下性质：若自然光射入水晶片，则由水晶的双折射使自然光分离成正常光线和异常光线后平行地射出。
固体摄像元件在使画面尺寸保持相同的状态下，若增加像素数，则像素间距减小，数值孔径降低，受光灵敏度降低。因此，在固体摄像元件的各像素上设置微小正透镜，以提高有效数值孔径，防止受光灵敏度降低。在此情况下，为了使从微小正透镜来的出射光的大部分能到达对应的各像素上，变焦镜头必须具有使射入到各像素上的主光线基本上平行于光轴的结构。也就是说，必须改善远心性。
电子静像相机可以有许多形式，其一种形式是安装变焦比为2～3倍的变焦镜头的小型相机。对小型的电子静像相机要求携带方便，至少非使用时的光学全长(从透镜***整体的物体侧的透镜面的顶点起到固体摄像元件的摄像面的距离)必须缩短。
能适应这一要求的变焦镜头，可以考虑从物体侧向像面侧依次配置的、由具有负折射率的第1透镜组和具有正折射率的第2透镜组构成的、通过改变2个透镜组之间的间隔来进行变倍的2组结构的变焦透镜。但是这种2组结构的变焦镜头具有适合广角的特点，但具有变焦比较小约为2倍的问题。并且，为了进行焦点调整，必须使2个透镜组中的至少一个移动，但是，任一个透镜组都是大而重，所以上述2组结构的变焦镜头存在不适合自动聚焦用的问题。因此，为了解决这一问题，提出了许多种在2组结构的变焦镜头的像面一侧配置了具有正放大率的第3透镜组的变焦镜头。
例如，在日本专利特开平11-194274号公报中公开了从物体侧起依次由具有负、正的放大率配置的第1透镜组、4片结构的第2透镜组、1片结构的第3透镜组构成的3组结构的变焦镜头。并且，在特开2001-296475号公报中公布了从物体侧起依次由具有负、正的放大率配置或负、负、正的放大率配置的第1透镜组、4片结构的第2透镜组、1片结构或1组接合透镜的第3透镜组构成的3组结构的变焦镜头。
这3组结构的变焦镜头包括从物体侧向像面侧依次配置的、负放大率的第1透镜组、正放大率的第2透镜组、以及正放大率的第3透镜组。并且，从广角端向望远端变焦时，第1透镜组和第2透镜组之间的空气间隔单调地减小，第2透镜组和第3透镜组之间的空气间隔单调地增大，再者第3透镜组也移动。并且，焦点调整是通过使第3透镜组在光轴方向上移动而进行的。第3透镜组具有改善远心性的作用。并且，第3透镜组由外径较小的1片透镜或1组接合透镜而构成，利用功率小的小型马达能进行高速驱动，所以适用于希望高速移动的自动聚焦的调焦用透镜组中。第1透镜组和第2透镜组的移动利用圆筒凸轮来进行。所以，利用圆筒凸轮能制成在非使用时把3个透镜组全部缩回到固体摄像元件侧的镜头伸缩结构。并且，若在电子静像相机上安装这种变焦镜头，则能减小非使用时的电子静像相机的厚度。
在摄像机中，为了校正抖动时的摄影图像的振动，具有抖动校正功能的机型已商品化。对抖动校正方式已提出了许多方案，被正在采用的方式是使变焦镜头的一部分透镜组在与光轴相垂直的方向上进行平行移动的方式(例如，日本专利特开2000-298235号公报)。
并且，在特开平11-52245号公报中公开了这样一种变焦镜头，即由从物体侧向像面侧依次配置的、负放大率的第1透镜组、正放大率的第2透镜组、正放大率的第3透镜组、以及正放大率或负放大率的第4透镜组构成，使第3透镜组在与光轴相垂直的方向上进行平行移动，以便进行抖动校正。并且，在该公报中公开了能够很好地校正为抖动校正而使第3透镜组平行移动时的偏心像面弯曲和偏心彗形像差的结构。
在小型的电子静像相机中，从携带方便出发希望非使用时厚度小，并且希望摄影图像的分辩率高。
为了减小电子静像相机在非使用时的厚度，可以在减小固体摄像元件的画面尺寸的同时，缩短变焦镜头在非使用时的光学全长。并且，为了缩短变焦镜头的非使用时的光学全长，变焦镜头采用伸缩结构，并且，缩短各透镜组的全长，缩小缩入时的透镜组之间的间隔即可。
再者，为了提高电子静像相机的摄影图像的分辩率，必须增加固体摄像元件的像素数，同时提高变焦镜头的分辩率。
但是，若减小固体摄像元件的画面尺寸、增加像素数，则像素间距非常小，所以必须注意由于衍射的影响使变焦镜头的成像特性恶化的问题。为了减小衍射的影响，可以减小变焦镜头的F值。
此外，若也考虑到可能从摄影图像中切取其周边部的图像的情况，则希望摄影图像整个画面的分辩率更均匀。固体摄像元件的分辩率的均匀性非常好，但变焦镜头的分辩率特性通常在画面中央部较高、但在画面周边部较低。
另外，在上述特开平11-194279号公报中所述的变焦镜头中，歪曲像差较小，但弧矢方向的像面弯曲和子午线方向的像面弯曲均较大。因此，该公报所述的变焦镜头存在画面周边部的成像特性不好的问题。并且，上述特开2001-296475号公报、和特开平2001-296476号公报所述的变焦镜头存在由于在画面周边部产生弧矢闪烁，所以，很难改善画面周边部的分辩率特性的问题。
电子静像相机用的变焦镜头存在的问题是，与35mm胶卷相机所用的变焦镜头相比，透镜元件的加工公差、变焦镜头单元的装配公差非常严格。这是因为35mm胶卷相机的有效画面(水平36mm×垂直24mm)的对角为约43.3mm，而固体摄像元件的有效画面的对角长相当小。并且，采用伸缩结构，需要有变焦时移动的移动镜筒、以及保持移动镜筒的固定镜筒。与缩入时的光学全长相比较，使用时的光学全长太长的情况下，固定镜筒不能稳定地保持移动镜筒，所以，造成一部分透镜组偏心，摄影图像的成像特性恶化。因此，虽然变焦镜头的设计性能良好，但透镜零件和镜筒部件的加工公差、装配公差非常严格，所以，在大批量生产中很难实现接近设计性能的成像特性。
上述特开平11-52245号公报中记载的变焦镜头，虽然具有抖动校正功能，但是存在的问题是，在第2透镜组中包括长的空气间隔或中心厚度较大的透镜，所以，第2透镜组的全长较长，即使采用伸缩结构，也不会使缩入时的光学全长太短。并且，该公报所述的变焦镜头，由10片或11片透镜构成，透镜片数多，因此成本高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种变焦镜头，摄影距离为∞时的变焦比为2.5倍～3.2倍，广角端的视场角为60°～70°，分辩率高，非使用时的光学全长较短，偏心灵敏度较低。还提供一种具有抖动校正功能的变焦镜头。而且，本发明的目的还在于，提供一种通过采用这样的变焦镜头使非使用时的厚度较薄的电子静像相机，还提供一种具有抖动校正功能的电子静像相机。
为了达到上述目的，涉及本发明的变焦镜头的第1结构是，具有从物体侧向像面侧依次配置的、负放大率的第1透镜组、在物体侧固定有光圈的正放大率的第2透镜组、以及正放大率的第3透镜组，而且，
上述第1透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向像面侧的负凹凸透镜的第1透镜、以及使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第2透镜；
上述第2透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第3透镜、正透镜的第4透镜、负透镜的第5透镜、以及正透镜的第6透镜；
上述第3透镜组包括正透镜的第7透镜；
上述第1透镜的像面侧的面和上述第3透镜的物体侧的面，均为局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面；
上述第7透镜的一个面是非球面；
在摄影距离为∞的情况下从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹，上述第2透镜组向物体侧单调地移动；
当设从广角端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为Lw、从望远端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为LT、摄影距离为∞时的广角端的整个透镜***的合成焦距为fw、上述第2透镜组的合成焦距为fG2、上述第3透镜组的合成焦距为fG3、上述第i透镜(i为自然数)的焦距为fi、折射率为ni、阿贝数为νi时，则满足以下各条件式：
|LW-LT|/LW＜0.1                    ……(1)
1.9＜fG2/fW＜2.4                    ……(2)
3.2＜fG3/fW＜4.0                    ……(3)
0.6＜f3/fG2＜1.1                    ……(4)
1.5＜f6/fG2＜1.8                    ……(5)
n3＞1.75                             ……(6)
ν3＞35                              ……(7)
n4＞1.6                              ……(8)
ν4＞45                              ……(9)
n6＞1.7                              ……(10)
35＜ν6＜50                          ……(11)
并且，摄影距离为∞时的变焦比为2.5倍～3.2倍，广角端的视场角为60°～70°。
而且，在上述本发明的变焦镜头的第1结构中，设上述第3透镜的物体侧的面的近轴曲率半径为r3F、圆锥常数为κ3F、4次项的非球面系数为D3F时，希望能满足下式：
-0.8＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5            ……(12)
此外，在上述本发明的变焦镜头的第1结构中，当从摄影距离为∞时的广角端向望远端变焦时，希望上述第3透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹。
另外，希望上述本发明的变焦镜头的第1结构中，上述第4透镜和上述第5透镜接合。
而且，希望上述本发明的变焦镜头的第1结构中，上述第5透镜和上述第6透镜在有效直径的外侧互相接触。
此外，希望上述本发明的变焦镜头的第1结构中，上述第3透镜的像面侧的面是平面或凹面。
再者，涉及本发明的变焦镜头的第2结构是，具有从物体侧向像面侧依次配置的、负放大率的第1透镜组、在物体侧固定有光圈的正放大率的第2透镜组、以及正放大率的第3透镜组，而且，
上述第1透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向像面侧的负凹凸透镜的第1透镜、以及使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第2透镜；
上述第2透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第3透镜、正透镜的第4透镜、负透镜的第5透镜、以及正透镜的第6透镜；
上述第3透镜组包括正透镜的第7透镜；
上述第1透镜的像面侧的面和上述第3透镜的物体侧的面，均为局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面；
上述第7透镜的一个面是非球面；
在摄影距离为∞的情况下从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹，上述第2透镜组在物体侧单调地移动；
当设从广角端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为Lw、从望远端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为LT、摄影距离为∞、广角端的整个透镜***的合成焦距为fW、上述第2透镜组的合成焦距为fG2、上述第3透镜组的合成焦距为fG3、上述第i透镜(i为自然数)的焦距为fi、折射率为ni、阿贝数为νi时，满足以下各条件式：
|LW-LT|/LW＜0.1              ……(1)
1.9＜fG2/fW＜2.4               ……(2)
3.2＜fG3/fW＜4.0               ……(3)
0.6＜f3/fG2＜1.1               ……(4)
1.5＜f6/fG2＜1.8               ……(5)
n3＞1.75                        ……(6)
ν3＞35                         ……(7)
n4＞1.7                         ……(8′)
ν4＞45                         ……(9)
n6＞1.7                         ……(10)
35＜ν6＜50                     ……(11)
并且，摄影距离为∞时的变焦比为2.5倍～3.2倍，广角端的视场角为60°～70°。
而且，在上述本发明的变焦镜头的第2结构中，设上述第3透镜的物体侧的面的近轴曲率半径为r3F、圆锥常数为κ3F、4次项的非球面系数为D3F时，希望能满足下式：
-0.8＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5    ……(12)
此外，希望在上述本发明的变焦镜头的第2结构中，当从摄影距离为∞时的广角端向望远端变焦时，上述第3透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹。
另外，希望上述本发明的变焦镜头的第2结构中，上述第4透镜和上述第5透镜接合着。
再者，希望上述本发明的变焦镜头的第2结构中，上述第5透镜和上述第6透镜在有效直径的外侧互相接触。
而且，希望上述本发明的变焦镜头的第2结构中，上述第3透镜的像面侧的面是平面或凹面。
另外，希望上述本发明的变焦镜头的第2结构中，当设上述第1透镜的物体侧的面的曲率半径为r1F、上述第2透镜的像面侧的面的曲率半径为r2R时，能满足以下各条件式：
9＜r1F/fW＜13                         ……(13)
3.8＜r2R/fW＜4.7                      ……(14)
此外，本发明的变焦镜头的第3结构是，具有从物体侧向像面侧依次配置的、负放大率的第1透镜组、光圈、正放大率的第2透镜组、以及正放大率的第3透镜组，而且，
上述第1透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向像面侧的负透镜的第1透镜、以及使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第2透镜；
上述第2透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第3透镜、正透镜的第4透镜、负透镜的第5透镜、以及正透镜的第6透镜，并且可在与光轴垂直的方向上平行移动；
上述第3透镜组包括正透镜的第7透镜；
在摄影距离为∞的情况下从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹，上述第2透镜组向物体侧单调地移动，
设摄影距离为∞时的广角端的整个透镜***的合成焦距为fw、上述第2透镜组的合成焦距为fG2、摄影距离为∞时的望远端的上述第2透镜组及第3透镜组的倍率分别为mG2T、mG3T时，能满足以下各条件式：
1.9＜fG2/fW＜2.4                  ……(2)
1.7＜(1-mG2T)mG3T＜2.1            ……(15)
摄影距离为∞时的变焦比为2.5倍～3.2倍，广角端的视场角为60°～70°。
此外，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，聚焦调整是通过上述第3透镜组在光轴方向的移动来进行。
另外，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，当设从广角端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为LW、从望远端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为LT时，能满足以下条件式：
|LW-LT|/LW＜0.1                  ……(1)
再者，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，当设上述第3透镜组的合成焦距为fG3时，能满足以下条件式：
3.2＜fG3/fW＜4.0                  ……(3)
而且，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，当第3透镜的焦距为f3、上述第6透镜的焦距为f6时，能满足以下各条件式：
0.6＜f3/fG2＜1.1                  ……(4)
1.5＜f6/fG2＜1.8                  ……(5)
此外，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，当设上述第i透镜(i为自然数)的折射率ni、阿贝数为νi时，能满足以下各条件式：
n3＞1.75                           ……(6)
ν3＞35                            ……(7)
n4＞1.7                            ……(8′)
ν4＞45                            ……(9)
n6＞1.7                            ……(10)
35＜ν6＜50                        ……(11)
再者，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，上述第1透镜的像面侧的面是局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面，上述第7透镜的至少一个面是非球面。
而且，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，上述第3透镜的物体侧的面是局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面。
再者，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，上述第3透镜的物体侧的面是非球面，设上述非球面的近轴曲率半径为r3F、圆锥常数为κ3F、4次项的非球面系数为D3F时，希望能满足下式：
-0.8＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5       ……(12)
而且，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，上述第4透镜和上述第5透镜接合。
此外，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，上述第5透镜和上述第6透镜在有效直径的外侧互相接触。
再者，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，上述第3透镜的像面侧的面是平面或凹面。
而且，希望在上述本发明的变焦镜头的第3结构中，当设上述第1透镜的物体侧的面的曲率半径为r1F、上述第2透镜的像面侧的面的曲率半径为r2R时，能满足下列各条件式：
9＜r1F/fW＜13                     ……(13)
3.8＜r2R/fW＜4.7                  ……(14)
而且，在本发明中，在玻璃透镜的表面上设置薄的树脂层，把树脂层的表面作为非球面的透镜看作是1片透镜。
此外，涉及本发明的电子静像相机的第1结构是，具有变焦镜头和固体摄像元件，其中，上述变焦镜头采用上述本发明的变焦镜头的第1结构。
另外，涉及本发明的电子静像相机的第2结构是，具有固体摄像元件的电子静像相机，其中，上述变焦镜头采用上述本发明的变焦镜头的第2结构。
再者，希望在上述本发明的电子静像相机的第2结构中，上述固体摄像元件可调整倾斜。
而且，涉及本发明的电子静像相机的第3结构是，具有变焦镜头和固体摄像元件，其中，上述变焦镜头采用上述本发明的变焦镜头的第3结构。
此外，希望在上述本发明的电子静像相机的第3结构中，还具有电子变焦机构，利用信号处理电路把形成在固体摄像元件中央部的图像放大成整个画面。
再者，希望在上述本发明的电子静像相机的第3结构中，上述固体摄像元件可调整倾斜。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式中的变焦镜头结构的配置图。
图2是表示本发明第一实施方式中的变焦镜头的广角端的像差性能图。
图3是表示本发明第一实施方式中的变焦镜头的中间位置的像差性能图。
图4是表示本发明第一实施方式中的变焦镜头的望远端的像差性能图。
图5是表示本发明第二实施方式中的变焦镜头结构的配置图。
图6是表示本发明第二实施方式中的变焦镜头的广角端的像差性能图。
图7是表示本发明第二实施方式中的变焦镜头的中间位置的像差性能图。
图8是表示本发明第二实施方式中的变焦镜头的望远端的像差性能图。
图9是表示本发明第三实施方式中的变焦镜头结构的配置图。
图10是表示本发明第三实施方式中的变焦镜头的广角端的像差性能图。
图11是表示本发明第三实施方式中的变焦镜头的中间位置的像差性能图。
图12是表示本发明第三实施方式中的变焦镜头的望远端的像差性能图。
图13是表示本发明第四实施方式中的变焦镜头结构的配置图。
图14是表示本发明第四实施方式中的变焦镜头的广角端的像差性能图。
图15是表示本发明第四实施方式中的变焦镜头的中间位置的像差性能图。
图16是表示本发明第四实施方式中的变焦镜头的望远端的像差性能图。
图17是表示本发明第五实施方式中的变焦镜头结构的配置图。
图18是表示本发明第五实施方式中的变焦镜头的广角端的像差性能图。
图19是表示本发明第五实施方式中的变焦镜头的中间位置的像差性能图。
图20是表示本发明第五实施方式中的变焦镜头的望远端的像差性能图。
图21是本发明第六实施方式中的变焦镜头的、摄影距离为∞且光圈打开时的望远端上的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。
图22是本发明第七实施方式中的变焦镜头的、摄影距离为∞且光圈打开时的望远端上的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。
图23是本发明第八实施方式中的变焦镜头的、摄影距离为∞且光圈打开时的望远端上的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。
图24是本发明第九实施方式中的变焦镜头的、摄影距离为∞且光圈打开时的望远端上的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。
图25是本发明第十实施方式中的变焦镜头的、摄影距离为∞且光圈打开时的望远端上的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。
图26是本发明第十一实施方式中的电子静像相机的概要结构图。
图27是本发明第十二实施方式中的电子静像相机的主要部分的概要结构图。
图28是本发明第十三实施方式中的电子静像相机的概要结构图。
具体实施方式
以下利用实施方式，进一步具体说明本发明。
<第一实施方式>
图1是表示本发明第一实施方式中的变焦镜头结构的配置图。该变焦镜头的结构特点是高分辩率，镜筒收缩时的光学全长较短。
如图1所示，本实施方式的变焦镜头由从物体侧(图1中的左侧)向像面S侧(图1中的右侧)依次配置的、负放大率的第1透镜组G1、正放大率的第2透镜组G2、以及正放大率的第3透镜组G3构成，包括7片透镜。光圈固定在第2透镜组G2的物体侧，同第2透镜组G2一起在光轴方向上移动。在此，在从摄影距离为∞时的广角端向望远端进行变焦时，第1透镜组G1在像面S侧描绘出凸的轨迹，第2透镜组G2向物体侧单调地移动，第3透镜组G3在像面S侧描绘出凸的轨迹。聚焦调整是通过在光轴方向上移动第3透镜组G3进行的。
第1透镜组G1由从物体侧依次配置的、把曲率大的面朝向像面S侧的负凹凸透镜的第1透镜L1、以及把曲率大的面朝向物体侧的正凹凸透镜(正透镜)的第2透镜L2构成。
第2透镜组G2由从物体侧依次配置的、把凸面(曲率大的面)朝向物体侧的正透镜的第3透镜L3、正透镜的第4透镜L4、负透镜的第5透镜L5、以及把凸面朝向像面S侧的平凸透镜(正透镜)的第6透镜L6构成。
第3透镜组G3由1片正透镜的第7透镜L7构成。
第4透镜L4和第5透镜L5进行接合，第5透镜L5和第6透镜L6在有效直径的外侧互相接触。第1透镜L1的像面S侧的面和第3透镜L3的物体侧的面，均为局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面，第7透镜L7的像面S侧的面为非球面。
从非球面的光轴算起的高度为h的点上的局部曲率半径ρ由下列[数学式1]给出。
[数学式1]
&rho; = ( 1 + ( dz dh ) 2 ) 3 / 2 d 2 z dh 2
在上述[数学式1]中，Z是从非球面上的光轴算起的高度为h的点上的下垂量。
在变焦镜头的像面S侧，从物体侧起依次配置了红外截止滤光镜、由3片水晶片构成的光学低通滤光镜、以及固体摄像元件，在固体摄像元件上安装了保护用的玻璃罩。在图1中，红外截止滤光镜、光学低通滤光镜和玻璃罩，用一个等效的平行平板构件P来表示。由变焦镜头形成的被摄体的像形成在固体摄像元件的摄像面(像面S)上。
若使图1所示的变焦镜头采用伸缩结构，即在非使用时使第1透镜组G1、第2透镜组G2和第3透镜组G3靠近固体摄像元件侧，则能缩短收缩时光学全长。实现伸缩结构的方法，可以是拉伸圆筒凸轮的凸轮沟槽，使第1透镜组G1和第2透镜组G2在光轴方向上移动。
以下说明与本发明的变焦镜头的基本结构有关的基本观点。
本发明的变焦镜头是3组结构的变焦镜头，其中从物体侧起依次配置负、正放大率的2组结构的变焦镜头作为基础，在其像面侧附加了正放大率的透镜组。
该变焦镜头的变焦是通过对第1透镜组G1和第2透镜组G2之间的空气间隔进行调整、同时使第3透镜组G3在光轴方向上移动而实现的。并且，聚焦调整是通过在光轴方向上移动第3透镜组G3进行的。第3透镜组G3由于在3个透镜组中最轻，所以，适用于希望高速移动的自动聚焦的焦点调整用透镜组。并且，第3透镜组G3也还具有改善远心性的作用，所以适合于使用对每个像素分别设置微小正透镜的固体摄像元件的情况。
在3组结构的变焦镜头中，为了缩短非使用时的光学全长，可以缩短3个透镜组的全长。因此，如下所述，3个透镜组均减少透镜构成片数，同时，尽量缩短各透镜组的全长。
在小型电子静像相机中，希望缩短非使用时的光学全长，同时减小变焦镜头镜筒的外径。由于圆筒凸轮的旋转角例如上限为120°，所以，若减小圆筒凸轮的直径，则凸轮沟槽的倾斜角增大，很难使第1透镜组G1和第2透镜组G2自如地移动。并且，镜筒由一个固定镜筒和一个或多个移动镜筒构成，为了缩短收缩时的光学全长，必须缩短固定镜筒和移动镜筒。但是，在使用时的光学全长的最大值相对于收缩时的光学全长的比值大的情况下，第1透镜组G1和第2透镜组G2容易互相偏心，整个透镜***的成像特性恶化。为了解决这些问题，可以减小使用时的光学全长的最大值。
因此，本实施方式的变焦镜头，通过减小广角端的光学全长和望远端的光学全长之差，来减小使用时的光学全长的最大值。并且，本实施方式的变焦镜头，适当地设定第2透镜组G2的合成焦距和第3透镜组G3的合成焦距，并适当设定第3透镜L3的焦距和第6透镜L6的焦距，从而改善了成像特性，从结构上缩短使用时的光学全长。再者，本实施方式的变焦镜头，在从摄影距离为∞时的广角端向望远端进行变焦时，第3透镜组G3在像面S侧描绘出凸的轨迹，从而减小使用时的光学全长的最大值。
从物体侧依次配置负、正放大率透镜的2组结构变焦镜头的使用时的光学全长，在广角端或望远端最长，在途中的变焦位置上最短。并且，在2组结构的变焦镜头的像面侧若配置正放大率且配置位置固定的第3透镜组，则使用时的光学全长仍然在广角端或望远端上最长，在途中的变焦位置上最短，因此，可以看出：若使第3透镜组G3离开像面S，则在广角端和望远端上光学全长变短。为了增大该效果，可以增大第3透镜组G3的倍率，为此，可以缩短第3透镜组G3的合成焦距，使第3透镜组G3离开像面S。因为不需要在广角端和望远端的中间不合理地缩短光学全长，所以，为了减小在第3透镜组G3产生的球面像差，可以使第3透镜组G3接近像面S。考虑到以上情况，本实施方式的变焦镜头在从摄影距离为∞时的广角端向望远端进行变焦时，第3透镜组G3在像面S侧描绘出凸的轨迹。
在本实施方式的变焦镜头中，为了缩短各透镜组的全长，采取以下措施。
第1透镜组G1为了缩短其全长，由从物体侧依次配置的负、正的2片透镜构成。虽然在负透镜(负凹凸透镜)的第1透镜L1上产生负的歪曲像差，但在正透镜的第2透镜L2上产生正的歪曲像差，可以减小整个透镜***的广角端的负的歪曲像差。并且，为了进一步减小该歪曲像差，第1透镜L1的像面S侧的面是局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面。
第2透镜组G2由从物体侧依次配置的正、正、负、正的4片透镜构成。并且，在此情况下，在最靠近物体侧配置较大正放大率的正透镜；在最靠近像面S侧配置较小正放大率的正透镜，所以，第2透镜组G2的物体侧主点偏向物体侧。因此，在第1透镜组G1和第2透镜组G2最接近的望远端上，能够缩短从第1透镜组G1的像面S侧主点起到第2透镜组G2的物体侧主点的距离，能够缩短第2透镜组G2的合成焦距，所以，使用时的光学全长缩短。并且，在本实施方式的变焦镜头中，使第4透镜L4和第5透镜L5进行接合，使第5透镜L5和第6透镜L6在有效直径的外侧互相接触，从而使第2透镜组G2的全长缩短。
在本实施方式的变焦镜头中，在第3透镜L3的物体侧附近配置光圈A，所以，轴向光线的入射高度在第3透镜L3上最大，在第3透镜L3的两面均为球面的情况下，在第3透镜L3上产生负的球面像差。因此，通过使第3透镜L3的物体侧的面成为局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面，能减小在第3透镜组G3产生的球面像差。
第3透镜组G3由一片正透镜的第7透镜L7构成，所以其全长短。该第7透镜L7的像面S侧的面为非球面，这样，产生正的歪曲像差，广角端的负的歪曲像差的绝对值减小。
聚焦调整是通过固定第1透镜组G1和第2透镜组G2、仅使第3透镜组G3在光轴方向上移动而进行的。在此情况下，第3透镜组G3随着摄影距离的缩短而向物体侧伸出。第3透镜组G3由一片透镜构成，包括移动的其他结构部件在内的移动部分比较轻，所以可利用小型且功率小的马达就能使第3透镜组G3高速移动，其结果，能高速进行自动聚焦调整。而且，为了聚焦调整而使第7透镜L7移动时，倍率色差发生变化，但可以控制在实用上不出现问题的范围内。
本实施方式的变焦镜头，能满足以下条件式。
|LW-LT|/LW＜0.1                      ……(1)
1.9＜fG2/fW＜2.4                      ……(2)
3.2＜fG3/fW＜4.0                      ……(3)
0.6＜f3/fG2＜1.1                      ……(4)
1.5＜f6/fG2＜1.8                      ……(5)
n3＞1.75                               ……(6)
ν3＞35                                ……(7)
n4＞1.6                                ……(8)
ν4＞45                                ……(9)
n6＞1.7                                ……(10)
35＜ν6＜50                            ……(11)
式中，Lw为广角端的光学全长(从第1透镜L1的物体侧的面的顶点起到像面的距离)，LT是望远端的光学全长，fG2是第2透镜组G2的合成焦距，fG3是第3透镜组G3的合成焦距，fw是摄影距离为∞时广角端的整个透镜***的合成焦距，f1是第i透镜(i为自然数)的焦距，ni是第i透镜的折射率，νi是第i透镜的阿贝数。
并且，在本实施方式的变焦镜头中，希望能满足以下条件式：
-0.8＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5           ……(12)
式中，κ3F是第3透镜L3的物体侧的面的圆锥常数，D3F是第3透镜L3的物体侧的面的4次项非球面系数，r3F是第3透镜L3的物体侧的面的近轴曲率半径。
以下说明上述各条件式。
上述条件式(1)，是能够减小使用时的光学全长的最大值、同时能确保良好的成像特性的条件式。为了减小使用时的光学全长的最大值，最理想状态是使广角端的光学全长和望远端的光学全长相等。但是，若使广角端的光学全长和望远端的光学全长的完全相同，则也可能会牺牲成像特性。上述条件式(1)是考虑这些因素后求得的条件式。在不能满足上述条件式(1)的情况下，很难在缩短使用时的光学全长的同时又能确保良好的成像特性。
上述条件式(2)是在尽量缩短使用时的光学全长的同时、又对各种像差的发生进行校正使平衡性良好的条件式。若fG2/fw为2.4以上，则第2透镜组G2的物像间距离(从物点到像点的距离)增长，所以使用时的光学全长增长。在此情况下，若减小第3透镜组G3的倍率，则光学全长缩短，但为了增大第3透镜组G3的放大率，在第3透镜组G3上产生的像面弯曲校正不足，该像面弯曲在第1透镜组G1和第2透镜组G2上很难校正。另一方面，若fG2/fw为1.9以下，则虽然使用时的光学全长缩短，但是在望远端很难确保能在第1透镜组G1和第2透镜组G2之间配置光圈A所需的空气间隔。
上述条件式(3)是在减小入射到固体摄像元件内的最大像高的主光线的倾斜角即改善远心性的同时、又减小像面弯曲的条件式。若fG3/fw为3.2以下，则虽然远心性良好，但整个透镜***的像面弯曲不能完全校正。另一方面，若fG3/fw为4.0以上，则虽然像面弯曲减小，但远心性不充分。
上述条件式(4)和式(5)是在综合校正在第2透镜组G2产生的各种像差的同时、又缩短使用时的整个透镜***的光学全长的条件式。在f3/fG2为1.1以上的情况下，或者f6/fG2为1.5以下的情况下，第2透镜组G2的物体侧主点向物体侧的偏移不充分，所以，如果要在望远端将从第1透镜组G1的像面S侧主点起到第2透镜组G2的物体侧主点的距离设定为希望的长度，则很难确保能在第1透镜组G1和第2透镜组G2之间配置光圈A所需的空气间隔。另一方面，在f3/fG2为0.6以下的情况下，或者f6/fG2为1.8以上的情况下，第2透镜组G2的物体侧主点向物体侧的偏移很充分，在望远端能确保在第1透镜组G1和第2透镜组G2之间配置光圈A所需的空气间隔，同时能缩短使用时的光学全长。但由于第4透镜L4的放大率过大，所以，在第4透镜L4产生的球面像差、彗形像差很难用其他透镜综合地校正。
上述条件式(6)～(11)是在减小从广角端向望远端变焦时的轴向色差和倍率色差的同时、减小像面弯曲的条件式。在不能满足上述条件式(6)～(11)中的某一个的情况下，因为在某一个变焦位置上轴向色差或倍率色差增大，所以色污点明显，或者像面弯曲不能减小，所以使摄影图像的一部分的成像特性恶化。
上述条件式(12)是通过对与第3透镜L3的物体侧的面的非球面有关的圆锥常数和4次项非球面系数进行限制、来减小第3透镜L3的物体侧的面对通过光圈A中央部的视场角小的光线的偏心灵敏度。κ3F+8D3Fr3F 3表示非球面偏离球面的程度。κ3F+8D3Fr3F 3若为-0.8以下，则由于非球面效应而使第3透镜L3的物体侧的面上产生的球面像差减小，但在第3透镜L3的物体侧的面上产生的偏心彗形像差和偏心像散过大，第3透镜L3的物体侧的面的偏心灵敏度增高。另一方面，κ3F+8D3Fr3F 3若为-0.5以上，则在第3透镜L3的物体侧的面产生的偏心彗形像差和偏心像散减小，但球面像差校正不足，或者第5透镜L5的像面侧的面的曲率半径缩短，所以，在第5透镜L5的像面侧的面上产生的偏心彗形像差和偏心像散增大，第5透镜L5的像面侧的面的偏心灵敏度提高。
下述表1表示图1所示的变焦镜头的具体数值例(透镜数据)。
[表1]
  组   构件   面   r   d   nd   νd
  G1   L1L2   1234   220.4285.890*12.35931.007   1.5002.9991.630可变   1.750161.84666   45.123.9
  G2   光圈   5   ∞   0.900
  L3L4L5L6   6789101112   6.430*130.54510.586-96.0734.53449.920-23.629   1.6800.2371.7000.7000.6881.200可变   1.804311.622991.846661.80610   40.958.123.840.7
  G3   L7   1314   14.222-38.157*   1.900可变   1.51459   62.6
            P   1516   ∞∞   2.300   1.51680   64.2
表中的长度单位全部为“mm”。上述表1中，r为透镜的曲率半径，d为面间隔，nd、υd分别表示透镜对d线的折射率、阿贝数(下述其他实施方式中也是一样)。并且，标注了“*”符号的面是非球面，非球面形状由下述数学式2定义(下述其他实施方式也是一样)。
[数学式2]
z = h 2 / r 1 + 1 - ( 1 + &kappa; ) ( h / r ) 2 + D h 4 + Eh 6 + Fh 8 + Gh 10
上述数学式2中，h是离开光轴的高度，z是非球面上的离开光轴的高度为h的点上的下垂量，κ是圆锥常数，D、E、F、G分别表示4次项、6次项、8次项、10次项的非球面系数。
下述表2中示出图1所示的变焦镜头的圆锥常数和非球面系数(非球面数据)。
[表2]
  第2面   第6面   第14面
  κDEFG   -0.7968961.25832×10-61.19237×10-6-5.76048×10-81.06614×10-9   -0.144654-2.20926×10-4-4.46557×10-61.48953×10-7-1.17063×10-8   0.01.69331×10-4-1.68788×10-56.28843×10-7-8.52576×10-9
并且，在下述表3中示出图1所示的变焦镜头的摄影距离为∞时的可变面间隔(mm)(可变面间隔数据)。下述表3中的f(mm)，2ω分别表示焦距、视场角(下述其他实施方式中也是一样)。
[表3]
  面间隔   广角端   中间位置   望远端
  d4d12d14   14.7383.9922.812   6.88410.6641.508   1.30018.9391.304
  fF值2ωL   5.8152.8065.7°40.066   10.0673.7739.6°37.580   17.4165.2123.2°40.066
其中，当摄影距离为∞的广角端的整个透镜***的合成焦距为fW，望远端的整个透镜***的合成焦距为fT时，焦距为
fN＝(fW fT)1/2
时的变焦位置称为“中间位置”。
在图2、图3、图4中示出在图1所示的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的像差性能图(球面像差、像散、歪曲像差)。图2是广角端的情况，图3是中间位置的情况，图4是望远端的情况。而且，在球面像差图中，实线表示对d线的值，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值。并且，在像散图中，实线表示弧矢像面弯曲，虚线表示子午像面弯曲。(下述其他实施方式中也是一样)。
从图2～图4所示的像差性能图中可以看出，本实施方式的变焦镜头即使在变焦位置变化的情况下，也有良好的像差性能。
在把图1所示的变焦镜头安装到电子静像相机中的情况下，固体摄像元件可以采用记录像素数为水平2048×垂直1536(约300万像素)、像素间距为水平2.8μm×垂直2.8μm、记录画面尺寸为水平5.7344mm×垂直4.3008mm的元件。并且，为了提高实效开口率，固体摄像元件也可采用对每个像素分别设置微小正透镜的结构。
在图1所示的变焦镜头中，从第2透镜组G2内的第3透镜L3起到第5透镜L5止的3片透镜的偏心灵敏度很高。因此，在本实施方式的变焦镜头中，对第4透镜L4和第5透镜L5进行接合，使第5透镜L5和第6透镜L6在有效直径的外侧互相接触(碰上)。并且，以第3透镜L3的像面侧的面为凹面，在装配时容易对第3透镜L3调心。
若使第4透镜L4和第5透镜L5进行接合，则在粘合剂的两面的边界处折射率差减小，所以，第4透镜L4的像面侧的面和第5透镜L5的物体侧的面的偏心灵敏度降低。并且，若使第5透镜L5和第6透镜L6在有效直径的外侧互相接触(碰上)，则第5透镜L5的像面侧的面和第6透镜L6的物体侧的面之间的偏心减小。并且，若采用接合和碰上的方法，则不需要容易造成面间隔误差的衬垫，所以，与使用衬垫时相比，能减小面间隔误差。
在进行调心的情况下，可以采用以下方法。也就是说，首先，将第4透镜L4和第5透镜L5进行接合而构成的组件、与第6透镜L6一起组装到透镜框内之后，把第3透镜L3安装到规定位置上，利用偏心测量装置调整第3透镜L3的位置，使整个第2透镜组G2的偏心状态减小，最后用粘合剂把第3透镜L3固定到透镜框内。这时，在第3透镜L3的像面侧的面为凸面的情况下，若要移动第3透镜L3，则产生平行偏心和倾斜偏心两者，所以很难进行调心。与此相比，在图1所示的变焦镜头中，因为第3透镜L3的像面侧的面为凹面，所以不使第3透镜L3倾斜，即可平行移动，容易进行调心。而且，第3透镜L3的像面侧的面也可形成平面，在此情况下，也容易进行调心。
如以上说明的那样，图1所示的变焦镜头在摄影距离为∞时的变焦比约为3.0倍，广角端的视场角约为66°，分辩率高，非使用时的光学全长变短。
<第二实施方式>
图5是表示本发明第二实施方式的变焦镜头结构的配置图。该变焦镜头分辩率高，收缩时的光学全长较短，偏心灵敏度低于上述第一实施方式中的变焦镜头的场合。
如图5所示，本实施方式的变焦镜头由从物体侧(图5中左侧)向像面S侧(图5中右侧)依次配置的负放大率的第1透镜组G1、正放大率的第2透镜组G2和正放大率的第3透镜组G3构成，包括7片透镜。光圈A固定在第2透镜组G2的物体侧，同第2透镜组G2一起在光轴方向上移动。
图5所示的变焦镜头的结构与上述第一实施方式的变焦镜头相同，但一部分透镜的材质不同。也就是说，在本实施方式的变焦镜头中，与上述第一实施方式中所说明的变焦镜头相比较，第4透镜L4、第6透镜L6和第7透镜L7的折射率设定成较高值。
在构成变焦镜头的各透镜的透镜面呈偏心状的情况下，产生在固体摄像元件的摄像面上的一部分区域成像特性降低的问题。尤其是构成第2透镜组G2的透镜的许多透镜面都是偏心灵敏度高，尤其第3透镜L3的物体侧的面和第5透镜L5的像面S侧的面，偏心灵敏度容易变得非常高。
对这一问题，本发明人独自研究了构成变焦镜头的各透镜的透镜面偏心时的三次像差，进一步分析了三次偏心彗形像差和三次偏心像散。其结果发现，要想降低构成变焦镜头的各透镜的透镜面的偏心灵敏度，可以减小以下两种像差比：一种是在该透镜面上产生的偏心彗形像差与各透镜面的偏心量的比(偏心彗形像差的面系数)；另一种是该透镜面上产生的偏心像散与各透镜面的偏心量的比(偏心像散的面系数)。并且，发现各透镜面上产生的偏心彗形像差和偏心像散的各面系数均较小，在各透镜面的偏心量小的情况下，使固体摄像元件适当倾斜，有可能改善固体摄像元件的摄像面(像面S)上的成像特性。
利用上述分析结果已发现，为了降低第3透镜L3的物体侧的面和第5透镜L5的像面侧的面的偏心灵敏度，可以减小通过光圈A边缘的轴向光线从空气中入射透镜面时的入射角、或者从透镜面射出到空气中时的在空气中的折射角。因此，在本实施方式中，提高第4透镜L4的折射率，这样能增大第3透镜L3的物体侧的面的曲率半径。并且，通过再提高第6透镜L6的折射率和第7透镜L7的折射率，为珀兹伐和留出余量，利用该余量来增大第5透镜L5的像面侧的面的曲率半径。
以上的结果，图5所示的变焦镜头的第3透镜L3的物体侧面和第5透镜L5的像面侧的面的偏心灵敏度，低于图1所示的变焦镜头所对应的透镜面的偏心灵敏度。
在图5所示的变焦镜头中，各透镜面稍稍偏心的情况下，通过使固体摄像元件倾斜，能很好地校正固体摄像元件的摄像面上的成像特性。但是，在各透镜面的偏心量大的情况下，或者在各透镜面偏心使整个透镜***的偏心彗形像差、偏心像散增大的情况下，在固体摄像元件的摄像面上的一部分区域内仍是成像特性不好，所以，使固体摄像元件倾斜的方法，其作用有限。
在本实施方式中的变焦镜头中，和上述第一实施方式中的变焦镜头一样，可以缩短收缩时的光学全长，缩短使用时的光学全长。
本实施方式中的变焦镜头，其结构应满足以下各条件式。
|LW-LT|/LW＜0.1                  ……(1)
1.9＜fG2/fW＜2.4                  ……(2)
3.2＜fG3/fW＜4.0                  ……(3)
0.6＜f3/fG2＜1.1                  ……(4)
1.5＜f6/fG2＜1.8                  ……(5)
n3＞1.75                           ……(6)
ν3＞35                            ……(7)
n4＞1.7                            ……(8′)
ν4＞45                            ……(9)
n6＞1.7                            ……(10)
35＜ν6＜50                        ……(11)
并且，在本实施方式的变焦镜头中，希望满足以下条件式。
-0.8＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5             ……(12)
式中，LW是广角端的光学全长(从第1透镜L1的物体侧的面的顶点到像面的距离)，LT是望远端的光学全长，fG2是第2透镜组G2的合成焦距，fG3是第3透镜组G3的合成焦距，fw是摄影距离为∞时广角端的整个透镜***的合成焦距，fi是第i透镜(i为自然数)的焦距，ni是第i透镜的折射率，νi是第i透镜的阿贝数，r3F是第3透镜L3的物体侧的面的近轴曲率半径，κ3F是第3透镜L3的物体侧的面的圆锥常数，D3F是第3透镜L3的物体侧的面的4次项非球面系数。
以下说明上述各条件式。
上述条件式(1)～(7)、(9)～(12)如上述第一实施方式中的说明那样。而且，上述条件式(8′)的下限值大于上述第一实施方式中说明的上述条件式(8)的下限值，这是因为能有效地获得以下作用：减小从广角端向望远端变焦时的轴向色差和倍率色差，而且减小像面弯曲的同时，降低第4透镜L4的物体侧的面的偏心灵敏度。
在下列表4中示出图5所示的变焦镜头的具体数值例。
[表4]
  组   构件   面   r   d   nd   νd
  G1   L1L2   1234   225.9055.766*11.64830.495   1.5002.6631.630可变   1.750161.84666   45.123.8
  G2   光圈   5   ∞   0.900
  L3L4L5L6   6789101112   7.161*126.60811.950-27.9495.02684.504-20.572   1.6800.4891.8700.7000.6291.200可变   1.804311.743301.846661.83400   40.949.223.837.3
  G3   L7   1314   16.576*-67.979   1.900可变   1.66556   54.8
            P   1516   ∞∞   2.300   1.51680   64.2
下述表5中示出图5所示的变焦镜头的圆锥常数和非球面系数。
[表5]
  第2面   第6面   第13面
  κDEFG   -0.8175893.43794×10-53.12408×10-7-1.38434×10-83.13288×10-10   -0.103669-1.80096×10-4-9.49587×10-61.06823×10-6-5.88664×10-8   0.0-8.69685×10-57.80173×10-6-2.22915×10-71.51594×10-9
并且，下述表6中示出图5所示的变焦镜头的摄影距离为∞时的可变面间隔(mm)。
[表6]
  面间隔   广角端   中间位置   望远端
  d4d12d14   14.8324.0512.890   6.79910.6001.750   1.09718.8561.820
  fF值2ωL   5.8172.8065.7°40.324   10.0723.7439.5°37.700   17.4235.1223.2°40.324
在图6、图7、图8中示出图5所示的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的像差性能图(球面像差、像散、歪曲像差)。图6是广角端的情况，图7是中间位置的情况，图8是望远端的情况。
从图6～图8所示的像差性能图中可以看出，本发明实施方式的变焦镜头在变焦位置变化时也有良好的像差性能。
在把图5所示的变焦镜头安装到电子静像相机上的情况下，固体摄像元件可以采用上述第一实施方式中说明的固体摄像元件。
因为第3透镜L3的像面侧的面是凹面，所以，若必要的话，和上述第一实施方式中说明的一样，装配时可容易进行第3透镜L3的调心。并且，在固体摄像元件的摄像面(像面S)上的一部分区域内成像特性不好的情况下，使固体摄像元件倾斜1°以内，即可改善固体摄像元件的摄像面(像面S)上的成像特性。
如以上说明的那样，图5所示的变焦镜头在摄影距离为∞时的变焦比约为3.0倍，广角端的视场角约为66°，分辩率高，非使用时的光学全长短，并且偏心灵敏度低。
<第三实施方式>
图9是表示本发明第三实施方式中的变焦镜头结构的配置图。该变焦镜头分辩率高，收缩时的光学全长短，偏心灵敏度低。
如图9所示，本实施方式的变焦镜头由从物体侧(图9中左侧)向像面S侧(图9中右侧)依次配置的、负放大率的第1透镜组G1、正放大率的第2透镜组G2和正放大率的第3透镜组G3构成，其包括7片透镜。光圈A固定在第2透镜组G2的物体侧，同第2透镜组G2一起在光轴方向上移动。
图9所示的变焦镜头，其结构与上述第二实施方式的变焦镜头相同，但一部分透镜的材质不同。也就是说，在本实施方式的变焦镜头中，与上述第二实施方式中所说明的变焦镜头相比较，第4透镜L4的折射率被设定为较高值。
为了获得更好的光学性能，本实施方式的变焦镜头在结构上也能满足上述第二实施方式中说明的上述条件式(1)～(7)、(8′)、(9)～(12)。
在下列表7中示出图9所示的变焦镜头的具体数值例。
[表7]
  组   构件   面   r   d   nd   νd
  G1   L1L2   1234   206.4315.701*11.48029.922   1.5002.6411.730可变   1.750161.84666   45.123.8
  G2   光圈   5   ∞   0.900
  L3L4L5L6   6789101112   7.625*97.31411.929-35.4875.473∞-17.928   1.6800.9541.4000.7000.6571.200可变   1.804311.772501.846661.83400   40.949.623.837.3
  G3   L7   1314   17.116*-86.399   1.800可变   1.66556   54.8
          P   1516   ∞∞   2.300   1.51680   64.2
下述表8中示出图9所示的变焦镜头的圆锥常数和非球面系数。
[表8]
  第2面   第6面   第13面
  κDEFG   -0.7801857.44081×10-64.90696×10-7-2.44580×10-83.97293×10-10   -0.172315-1.48634×10-4-4.38984×10-63.50644×10-7-1.69741×10-8   0.0-7.76937×10-58.93374×10-6-4.34486×10-78.55719×10-9
并且，下述表9中示出图9所示的变焦镜头的摄影距离为∞时的可变面间隔(mm)。
[表9]
  面间隔   广角端   中间位置   望远端
  d4d12d14   16.0264.6123.260   7.29811.0972.397   1.65020.1492.099
  fF值2ωL   5.8162.7765.7°42.450   10.0693.6439.6°39.344   17.4255.0223.2°42.450
在图10、图11、图12中示出图9所示的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的像差性能图(球面像差、像散、歪曲像差)。图10是广角端的情况，图11是中间位置的情况，图12是望远端的情况。
从图10～图12所示的像差性能图中可以看出，本发明实施方式的变焦镜头在变焦位置变化时也有良好的像差性能。而且，广角端的歪曲像差稍大，但在整个摄影图形中，高频空间频率的成像特性良好。
在把图9所示的变焦镜头安装到电子静像相机上的情况下，固体摄像元件可以采用上述第一实施方式中说明的固体摄像元件。
因为第3透镜L3的像面侧的面是凹面，所以，必要的话，和上述第一实施方式中说明的一样，装配时可容易进行第3透镜L3的调心。并且，在固体摄像元件的摄像面(像面S)上的一部分区域内成像特性不好的情况下，使固体摄像元件倾斜1°以内，即可改善固体摄像元件的摄像面(像面S)上的成像特性。
如以上说明的那样，图9所示的变焦镜头在摄影距离为∞时的变焦比约为3.0倍，广角端的视场角约为66°，分辩率高，非使用时的光学全长短，并且偏心灵敏度低。
<第四实施方式>
图13是表示本发明第四实施方式的变焦镜头结构的配置图。该变焦镜头分辩率高，收缩时的光学全长较短，并且歪曲像差良好。
如图13所示，本实施方式的变焦镜头由从物体侧(图13中左侧)向像面S侧(图13中右侧)依次配置的、负放大率的第1透镜组G1、正放大率的第2透镜组G2和正放大率的第3透镜组G3构成，包括7片透镜。光圈A固定在第2透镜组G2的物体侧，同第2透镜组G2一起在光轴方向上移动。
图13所示的变焦镜头，其结构与上述第三实施方式中所示的变焦镜头相同，但透镜数据稍有不同。也就是说，图13所示的变焦镜头，主要是通过减小第1透镜L1的物体侧的面的曲率半径，从而减小广角端的歪曲像差的绝对值。
为了获得更好的光学性能，本实施方式的变焦镜头在结构上满足上述第二实施方式中说明的上述条件式(1)～(7)、(8′)、(9)～(12)，同时还满足以下条件式。
9＜r1F/fW＜13                       ……(13)
3.8＜r2R/fW＜4.7                    ……(14)
式中，r1F是第1透镜L1的物体侧的面的曲率半径，r2R是第2透镜L2的像面S侧的面的曲率半径。
上述条件式(13)是通过限制第1透镜L1的物体侧的面的曲率半径、来减小广角端的负的歪曲像差的条件式。若r1F/fW为9以下，则广角端的负的歪曲像差减小，但由于彗形像差、像散过大，所以，很难改善摄影图像周边部的成像特性。另一方面，若r1F/fW为13以上，则在后续的透镜的透镜面上，很难减小广角端的负的歪曲像差。
上述条件式(14)是在满足上述条件式(13)后、通过进一步限制第2透镜L2的像面侧的面的曲率半径来减小广角端的负的歪曲像差的条件式。若r2R/fW为3.8以下，则广角端的歪曲像差的绝对值减小，但由于彗形像差、像散过大，所以摄影图像周边部的成像特性很难改善。另一方面，若r2R/fW为4.7以上，则在后续的透镜的透镜面上，很难减小广角端的负的歪曲像差。
在下述表10中，示出图13所示的变焦镜头的具体数值例。
[表10]
  组   构件   面   r   d   nd   νd
  G1   L1L2   1234   61.1365.435*10.74424.549   1.5002.6301.730可变   1.750161.84666   45.123.8
  G2   光圈   5   ∞   0.900
  L3L4L5L6   6789101112   7.890*42.8849.227-78.8535.31376.126-23.315   1.6801.0761.4000.6000.6351.200可变   1.804311.772501.846661.83400   40.949.623.837.3
  G3   L7   1314   15.967*-104.750   1.800可变   1.66556   54.8
            P   1516   ∞∞   2.100   1.51680   64.2
在下述表11中，示出图13所示的变焦镜头的圆锥常数和非球面系数。
[表11]
  第2面   第6面   第13面
  κDEFG   -0.7428871.45088×10-51.70813×10-6-6.25193×10-87.91262×10-10   -0.604891-8.66906×10-61.37873×10-6-8.55598×10-88.53680×10-10   0.682611-1.27919×10-48.92286×10-6-4.14031×10-77.67921×10-9
并且，下述表12中示出图13所示的变焦镜头的摄影距离为∞时的可变面间隔(mm)。
[表12]
  面间隔   广角端   中间位置   望远端
  d4d12d14   15.5294.8573.341   7.29811.0612.565   1.65020.0652.314
  fF值2ωL   5.9642.8063.0°42.067   10.0593.6439.3°39.265   17.3935.0123.2°42.370
在图14、图15、图16中示出图13所示的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的像差性能图(球面像差、像散、歪曲像差)。图14是广角端的情况，图15是中间位置的情况，图16是望远端的情况。
从图14～图16所示的像差性能图中可以看出，本发明实施方式的变焦镜头在变焦位置变化时也有良好的像差性能，最大像高处的歪曲像差减小成在广角端为-2.0％、在望远端为0.7％。
在把图13所示的变焦镜头安装到电子静像相机上的情况下，固体摄像元件可以采用上述第一实施方式中说明的固体摄像元件。
因为第3透镜L3的像面侧的面是凹面，所以，若必要的话，和上述第一实施方式中说明的一样，装配时可容易进行第3透镜L3的调心。并且，在固体摄像元件的摄像面(像面S)上的一部分区域内成像特性不好的情况下，使固体摄像元件倾斜1°以内，即可改善固体摄像元件的摄像面(像面S)上的成像特性。
如以上说明的那样，图13所示的变焦镜头在摄影距离为∞时的变焦比约为2.9倍，广角端的视场角为63°，分辩率高，非使用时的光学全长短，并且偏心灵敏度低，歪曲像差尤其良好。
<第五实施方式>
图17是表示本发明第五实施方式中的变焦镜头结构的配置图。该变焦镜头分辩率高，收缩时的光学全长短，偏心灵敏度低。并且歪曲像差良好。
如图17所示，本实施方式的变焦镜头由从物体侧(图17中左侧)向像面S侧(图17中右侧)依次配置的、负放大率的第1透镜组G1、正放大率的第2透镜组G2和正放大率的第3透镜组G3构成，包括7片透镜。光圈A固定在第2透镜组G2的物体侧，同第2透镜组G2一起在光轴方向上移动。
图17所示的变焦镜头，其结构与上述第四实施方式中示出的变焦镜头相同。但一部分透镜的材质不同。也就是说，在本实施方式的变焦镜头中，与上述第四实施方式中所说明的变焦镜头相比较，第4透镜L4的折射率设定成较低值。
为了获得更好的光学性能，本实施方式的变焦镜头在结构上满足上述第二实施方式中说明的上述条件式(1)～(7)、(8′)、(9)～(12)，还满足上述第四实施方式中说明的上述条件式(13)、(14)。
在下列表13中示出图17所示的变焦镜头的具体数值例。
[表13]
  组   构件   面   r   d   nd   νd
  G1   L1L2   1234   70.9075.468*10.82525.518   1.5002.6411.730可变   1.750161.84666   45.123.8
  G2   光圈   5   ∞   0.900
  L3L4L5L6   6789101112   7.785*59.62010.117-42.4555.432289.024-18.851   1.6800.9541.4000.7000.6571.200可变   1.804311.743301.846661.83400   40.949.223.837.3
  G3   L7   1314   17.024*-68.356   1.800可变   1.66556   54.8
          P   1516   ∞∞   2.100   1.51680   64.2
下述表14中示出图17所示的变焦镜头的圆锥常数和非球面系数。
[表14]
  第2面   第6面   第13面
  κDEFG   -0.7909644.03996×10-51.30976×10-6-1.92836×10-8-4.10437×10-11   -0.578879-1.77159×10-5-1.75943×10-69.00055×10-85.73446×10-9   0.687388-1.59235×10-41.33087×10-6-6.82532×10-71.32812×10-8
并且，下述表15中示出图17所示的变焦镜头的摄影距离为∞时的可变面间隔(mm)。
[表15]
  面间隔   广角端   中间位置   望远端
  d4d12d14   15.4944.8263.386   7.29811.0032.623   1.65020.0872.292
  fF值2ωL   5.9622.8263.0°42.058   10.0273.6639.4°39.276   17.3385.0423.2°42.382
在图18、图19、图20中示出图17所示的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的像差性能图(球面像差、像散、歪曲像差)。图18是广角端的情况，图11是中间位置的情况，图20是望远端的情况。
从图18～图20所示的像差性能图中可以看出，本实施方式的变焦镜头在变焦位置变化时也有良好像差性能，最大像高处的歪曲像差较小，在广角端为-2.0％，在望远端为0.8％。
在把图18所示的变焦镜头安装到电子静像相机上的情况下，固体摄像元件可以采用上述第一实施方式中说明的固体摄像元件。
因为第3透镜L3的像面侧的面是凹面，所以，若必要的话，和上述第一实施方式中说明的一样，装配时可容易进行第3透镜L3的调心。并且，在固体摄像元件的摄像面(像面S)上的一部分区域内成像特性不好的情况下，使固体摄像元件倾斜1°以内，即可改善固体摄像元件的摄像面(像面S)上的成像特性。
如以上说明的那样，图18所示的变焦镜头的变焦比约为2.9倍、广角端的视场角约为63°，分辩率高，非使用时的光学全长短，并且偏心灵敏度低，歪曲像差尤其良好。
在下述表16中示出以上说明的与第一～第五实施方式的变焦镜头有关的上述条件式的数值。
[表16]
  条件式                               实施方式
  1   2   3   4   5
  |LW-LT|/LWfG2/fWfG3/fWf3/fG2f6/fG2n3ν3n4ν4n6ν6r1F/fWr2R/fWκ3F+8D3Fr3F 3   0.0002.1133.5060.6801.6311.8043140.91.6229958.11.8061140.737.9075.332-0.615   0.0002.1243.4730.7591.6141.8043140.91.7433049.21.8340037.338.8365.243-0.633   0.0002.2233.7160.7891.6631.8043140.91.7725049.61.8340037.335.4955.145-0.700   0.0072.1723.5110.9081.6611.8043140.91.7725049.61.8340037.310.2514.116-0.639   0.0082.1803.4640.8441.6351.8043140.91.7433049.21.8340037.311.8934.280-0.646
而且，在上述第一至第五实施方式中，说明了其中所示的变焦镜头分辩率均能对应约300万像素的固体摄像元件，但是，如果能减小透镜元件、镜筒部件的加工误差、并减小装配误差，那么也能在记录画面尺寸基本相同的情况下，具有可与记录像素数约为400万像素的固体摄像元件对应的分辨率。约400万像素的固体摄像元件的具体尺寸是，记录像素数为水平2304×垂直1728(约400万像素)，像素间距为水平2.5μm×垂直2.5μm，记录画面尺寸为水平5.76mm×垂直4.32mm(对角7.2mm)。
<第六实施方式>
本实施方式的变焦镜头的结构是，在上述第一实施方式的变焦镜头中，光圈A和第2透镜组G2之间的空气间隔保持固定不变，仅使第2透镜组G2能在与光轴相垂直的方向上平行移动。所以，透镜数据、非球面数据、摄影距离为∞时的可变面间隔数据，分别与上述表1、表2、表3所示的相同。
同上述第一实施方式时情况一样，聚焦调整是通过在光轴方向上移动第3透镜组G3进行的。
在本实施方式的变焦镜头中，在摄影期间相机抖动的情况下，使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上仅平行移动适当量，这样，对抖动校正时的成像特性影响不大，即可使在固体摄像元件上形成的被摄体像不移动。在此，把第2透镜组G2的平行移动量为0的情况称为“基本状态”，把第2透镜组G2平行移动的情况称为“抖动校正状态”。
本实施方式的变焦镜头，在结构上能满足上述第一实施方式中说明的上述条件式(2)，同时能满足以下条件式。
1.7＜(1-mG2T)mG3T＜2.1                   ……(15)
式中，mG2T、mG3T分别表示摄影距离为∞时望远端的第2透镜组G2和第3透镜组G3的倍率。
而且，为了获得更好的光学性能，希望本实施方式的变焦镜头在结构上能满足在上述第一实施方式中说明的上述条件式(1)、(3)～(12)。
并且，为了进一步获得良好的成像特性，希望本实施方式的变焦镜头在结构上满足下列条件式，来取代上述条件式(12)。
-0.75＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5    ……(12′)
并且，为了获得良好的成像特性，希望本实施方式的变焦镜头在结构上能满足下列条件式，以取代上述条件式(15)。
1.8＜(1-mG2T)mG3T＜2.0        ……(15′)
以下说明与本发明的抖动校正方式有关的基本观点。
本发明人独自研究了偏心三次像差，再加上进行其他研究的结果，发现对与从物体侧依次配置负、正、正放大率的3组结构的变焦镜头有关的抖动校正的方式来说，有效的是使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动的方式。
若设摄影距离为∞、抖动产生的变焦镜头的倾斜角为θ、整个透镜***的合成焦距为f，则在摄影距离为∞时的画面中心附近的像偏心量eM由下式(16)表示。
eM＝f tanθ                                  ……(16)
从上述式(16)中可以看出，如果变焦镜头的倾斜角相同，那么，整个透镜***的合成焦距越长，图像偏心量越大。这表示，变焦镜头的焦距越长，越容易产生抖动散焦(ばけ)。
当设第2透镜组G2的倍率为mG2、第3透镜组G3的倍率为mG3时，使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动eG2时的像偏心量eM由下式(17)表示。
eM＝(1-mG2)mG3eG2              ……(17)
应当注意的是，在整个变焦范围内mG2是负、mG3是正。
在上述第一实施方式中表示的变焦镜头中，在从广角端向望远端变焦时，|mG2|单调地增加，mG3几乎不变化，所以(1-mG2)mG3也单调地增加。
mG2、mG3均可表示整个透镜***的合成焦距f的函数，所以，在抖动使变焦镜头倾斜的情况下，如果整个透镜***的合成焦距f和变焦镜头的倾斜角θ是已知的，那么，可以从上述式(16)、(17)中求出第2透镜组G2的适当的平行移动量eG2，使第2透镜组G2平行移动该移动量，即可解决抖动散焦问题。
但是，一般已知的是，若使透镜***中的一部分透镜偏心，则整个画面或画面的一部分的成像特性恶化。本发明的抖动校正方法是使透镜平行地偏心，所以，抖动校正状态下的成像特性与基本状态下的成像特性相比，有可能不好。在此情况下，在抖动校正状态下容易产生摄影图像的一部分的成像特性不好(单散焦)、或者整个摄影图像的成像特性与基本状态相比降低的问题。
所以，改善基本状态下的成像特性是理所当然的，但是为了防止抖动校正时的成像特性恶化，必须减小基本状态和抖动校正状态之间的像差变化。
本发明人发现，为了改善抖动校正状态下的成像特性，可以把通过光圈中央部的光线和通过光圈周边部的光线分开考虑。因此，在本实施方式中，对通过光圈A周边部的光线，减小第2透镜组G2的平行移动量；并且，对通过光圈A中央部的光线，减小在第2透镜组G2上产生的偏心三次像差，这样来抑制抖动校正状态下的成像特性的恶化。
在构成第2透镜组G2的各透镜的透镜面中，偏心彗形像差、偏心像散增大的是第3透镜L3的物体侧的面、第5透镜L5的像面侧的面。第3透镜L3的物体侧的面和第5透镜L5的像面侧的面，对放大率分配起主要作用，对基本状态的成像特性有主要作用，所以，参数的调整程度不能太大。但是，与第3透镜L3的非球面有关的参数可以在一定程度上调整。因此，在本实施方式中，适当选择第3透镜L3的物体侧的面的非球面的参数，以减小第2透镜组的偏心彗形像差和偏心像散。
已知为了减小第2透镜组G2的平行移动量，可以利用上述式(17)来增大(1mG2)mG3。但是，若(1-mG2)mG3过大，则很难把抖动校正时的像稳定地对准到一定位置上。因此，在本实施方式中，把第2透镜组G2的平行移动量设定在适当范围内。
上述条件式(12)、(12′)是具有如下作用的条件式：对于通过光圈A中央部的视场角小的光线，控制与第3透镜L3的非球面有关的圆锥常数和4次项非球面系数，以便减小抖动校正时的成像特性的恶化。上述条件式(12)也是如上述第一实施方式中说明的那样，是降低第3透镜L3的物体侧的面的偏心灵敏度的条件式。κ3F+8D3Fr3F 3表示非球面偏离球面的程度。若κ3F+8D3Fr3F 3为-0.8以下，则利用非球面的效果来减小在第3透镜L3的物体侧的面上产生的球面像差，但在抖动校正状态下，在第3透镜L3的物体侧的面上产生的偏心彗形像差和偏心像散过大。另一方面，若κ3F+8D3Fr3F 3为-0.5以上，则在第3透镜L3的物体侧的面上产生的偏心彗形像差和偏心像散减小，球面像差校正不足、或者第5透镜L5的像面侧的面的曲率半径缩短，所以在第5透镜L5的像面侧的面上产生的偏心彗形像差和偏心像散增大，很难减小整个第2透镜组G2的偏心彗形像差和偏心像散。
上述条件式(15)、(15′)是改善抖动校正时的成像特性用的条件式。若(1-mG2T)mG3T为1.7以下，则为了使像偏心规定量时所需的第2透镜组G2的偏心量过大，所以，第2透镜组G2的平行移动引起的像差变化增大，图像周边部的成像特性恶化。另一方面，若(1-mG2T)mG3T为2.1以上，则为了使像偏心规定量时所需的第2透镜组G2的偏心量过小，很难使第2透镜组G2精密地平行移动。其结果不能充分减小摄影中的像素偏移，所以，很难改善抖动校正时的成像特性。
本实施方式的变焦镜头的基本状态的成像特性和上述第一实施方式的成像特性完全相同，从图2～图4所示的像差性能图中可以看出，本实施方式的变焦镜头，在改变变焦位置时也能获得良好的像差特性。
图21表示本实施方式的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的望远端的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。在抖动校正状态下，使整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动仅0.078mm。图21A、图21B、图21C分别表示基本状态的最大像高的75％的像点(+75％像点)、轴像点、最大像高的-75％的像点(-75％像点)处的横像差图。图21D、图21E、图21F分别表示抖动校正状态的+75％像点、轴像点、-75％像点处的横像差图。图中，实线表示对d线的值，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值。而且，图21把子午平面设定为包括第1透镜组G1的光轴和第2透镜组G2的光轴的平面。
摄影距离为∞且在望远端变焦镜头仅倾斜0.5°时的图像偏心量，等于整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上仅平行移动0.078mm时的像偏心量。
从图21所示的像差性能图中可以看出，轴像点处的横像差的对称性良好。并且，若对+75％像点上的横像差和-75％像点上的横像差进行比较，则可看出，两者均为弯曲度小，像差曲线的倾斜几乎相等，所以，偏心彗形像差、偏心像散较小。这表示，即使是偏心校正状态，也能获得充分的成像特性。并且，在变焦镜头的抖动角相同的情况下，整个透镜***的合成焦距变短，所以，抖动校正所必须的第2透镜组G2的平行移动量减小。因此，在任意变焦位置均能对0.5°以内的抖动角进行充分的抖动校正，不会降低成像特性。
在抖动校正时，必须是光圈A和第2透镜组G2之间的光轴方向的空气间隔保持固定不变，而且，光圈A不在与光轴相垂直的方向上平行移动，使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动。在此情况下，若光圈A和第2透镜组G2过分接近，则由于镜筒部件的结构上的限制，很难使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动。另一方面，若光圈A和第2透镜组G2具有过分的距离，则收缩时的光学全长增长。因此，在本实施方式的变焦镜头中，光圈A和第3透镜L3之间的空气间隔被设定为0.9mm。
在本实施方式的变焦镜头中，能够避免因为了调整聚焦而在光轴方向移动的透镜组和为了进行抖动校正而在与光轴相垂直的方向上移动的透镜组不相同而造成镜筒结构极端复杂的情况。假定在具有使一个透镜组在光轴方向和与光轴相垂直的方向上移动的结构的情况下，聚焦调整用的马达和抖动校正用的致动器中的一个向另一方向移动，所以，必须使用功率大的马达或致动器，其结果，镜筒变大，不能实现本发明希望的小型的电子静像相机。
如以上说明的那样，本实施方式的变焦镜头，在摄影距离为∞时的变焦比约为3.0倍，广角端的视场角约为66°，分辩率高，而且，非使用时的光学全长较短，并且具有抖动校正功能，抖动校正时的成像特性也良好。
本实施方式的变焦镜头安装在电子静像相机内的情况下，固体摄像元件可以采用记录像素数为水平2048×垂直1536(约300万像素)、像素间距为水平2.8μm×垂2.8μm、记录画面尺寸为水平5.7344mm×垂直4.3008mm的结构。并且，为了提高有效开口率，固体摄像元件也可以采用对每个像素设置微小正透镜的结构。
焦距越长、快门速度越慢，抖动散焦越容易明显。并且，从物体侧依次配置负、正、正放大率的3组结构的变焦镜头，一般具有望远端的开放F值比广角端的开放F值暗的性质。在把该3组结构的变焦镜头安装到电子静像相机内的情况下，被摄体的亮度相同时，为了适当曝光，必须使望远端的快门速度比广角端的快门速度慢。所以，该3组结构的变焦镜头中，与广角端相比，望远端的抖动散焦更明显。对此问题，在本实施方式的变焦镜头中具有抖动校正功能，由此，在快门速度慢的情况下，也能获得没有抖动散焦和单散焦的摄影图像。
并且，本实施方式的变焦镜头中，透镜数据、非球面数据和摄影距离为∞时的可变面间隔数据，与没有抖动校正功能的上述第一实施方式的变焦镜头是通用的。这表明7片透镜和镜筒部件的大部分是通用的，能够实现没有抖动校正功能的变焦镜头和具有抖动校正功能的变焦镜头。这样，在大批量生产变焦镜头时能降低成本。
<第七实施方式>
本实施方式的变焦镜头的结构是，在上述第二实施方式的变焦镜头中，光圈A和第2透镜组G2之间的空气间隔保持固定不变，仅使第2透镜组G2能在与光轴相垂直的方向上平行移动。所以，透镜数据、非球面数据、摄影距离为∞时的可变面间隔数据，分别与上述表4、表5、表6所示的完全相同。
和上述第二实施方式的情况一样，聚焦调整是通过在光轴方向上移动第3透镜组G3进行的。
在本实施方式的变焦镜头中，也使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动，这样，能对抖动进行校正，也能改善抖动校正时的成像特性。
本实施方式的变焦镜头，在结构上能满足在上述第二实施方式中说明的上述条件式(2)，同时还能满足上述第六实施方式中说明的条件式(15)或(15′)。
而且，为了获得更好的光学性能，本实施方式的变焦镜头希望从结构上能满足在上述第二实施方式中说明的上述条件式(1)、(3)～(7)、(8′)、(9)～(12)或上述第六实施方式中说明的上述条件式(12′)。
本实施方式的变焦镜头的基本状态的成像特性和上述第二实施方式的成像特性完全相同，从图6～图8所示的像差性能图中可以看出，本实施方式的变焦镜头在改变变焦位置时，也能获得良好的像差特性。
图22示出本实施方式的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的望远端的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。在抖动校正状态下，使整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上仅平行移动0.080mm。图22A、图22B、图22C分别表示基本状态下的最大像高的75％的像点(+75％像点)、轴像点、最大像高的-75％的像点(-75％像点)的横像差图。图22D、图22E、图22F分别表示抖动校正状态下的+75％像点、轴像点、-75％像点的横像差图。图中，实线表示对d线的值，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值。而且，图22中把子午平面设定为包括第1透镜组G1的光轴和第2透镜组G2的光轴的平面。
摄影距离为∞且在望远端变焦镜头仅倾斜0.5°时的图像偏心量，等于整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上仅平行移动0.080mm时的像偏心量。
从图22所示的像差性能图中可以看出，在本实施方式的变焦镜头中，也和上述第六实施方式时一样，对0.5°以内的抖动角可以进行充分的抖动校正，不会降低成像特性。而且，在本实施方式的变焦镜头中，与上述第六实施方式时一样，光圈A和第3透镜L3之间的空气间隔设定为0.9mm，确保充分的空间以便搭载抖动校正功能，还能减小缩入时的光学全长。
在把本实施方式的变焦镜头安装到电子静像相机内的情况下，固体摄像元件可以采用上述第六实施方式中说明的固体摄像元件。’
如以上说明的那样，本实施方式的变焦镜头在摄影距离为∞的情况下的变焦比约为3.0倍、广角端的视场角约为66°、分辩率高，而且，非使用时的光学全长较短、偏心灵敏度较低，还具有抖动校正功能，抖动校正时的成像特性也良好。
<第八实施方式>
本实施方式的变焦镜头的结构是，在上述第三实施方式的变焦镜头中，光圈A和第2透镜组G2之间的空气间隔保持固定不变，仅使第2透镜组G2能在与光轴相垂直的方向上平行移动。所以，透镜数据、非球面数据、摄影距离为∞时的可变面间隔数据，分别与上述表7、表8、表9所示的完全相同。
和上述第三实施方式的情况一样，聚焦调整是通过在光轴方向上移动第3透镜组G3进行的。
在本实施方式的变焦镜头中，也可以使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动，这样，能进行抖动校正，也能改善抖动校正时的成像特性。
本实施方式的变焦镜头在结构上能满足在上述第二实施方式中说明的上述条件式(2)，还能满足上述第六实施方式中说明的条件式(15)或(15′)。
而且，为了获得更好的光学性能，希望本实施方式的变焦镜头在结构上能满足在上述第二实施方式中说明的上述条件式(1)、(3)～(7)、(8′)、(9)～(12)或上述第六实施方式中说明的上述条件(12′)。
本实施方式的变焦镜头的基本状态的成像特性和上述第三实施方式的成像特性完全相同，从图10～图12所示的像差性能图中可以看出，本实施方式的变焦镜头在改变变焦位置时，也能获得良好的像差特性。
图23示出本实施方式的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的望远端的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。在抖动校正状态下，使整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动仅0.079mm。图23A、图23B、图23C分别表示基本状态下的最大像高的75％的像点(+75％像点)、轴像点、最大像高的-75％的像点(-75％像点)处的横像差图。图23D、图23E、图23F分别表示抖动校正状态下的+75％像点、轴像点、-75％像点处的横像差图。图中，实线表示对d线的值，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值。而且，图23中把子午平面设定为包括第1透镜组G1的光轴和第2透镜组G2的光轴的平面。
摄影距离为∞且在望远端变焦镜头仅倾斜0.5°时的图像偏心量，等于整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上仅平行移动0.079mm时的像偏心量。
从图23所示的像差性能图中可以看出，在本实施方式的变焦镜头中，也和上述第六实施方式时一样，对0.5°以内的抖动角可以进行充分的抖动校正，不会降低成像特性。并且在本实施方式的变焦镜头中，也与上述第六实施方式时一样，光圈A和第3透镜L3之间的空气间隔设定为0.9mm，确保充分的空间以便搭载抖动校正功能，还能减小缩入时的光学全长。
在把本实施方式的变焦镜头安装到电子静像相机内的情况下，固体摄像元件可以采用上述第六实施方式中说明的固体摄像元件。
如以上说明的那样，本实施方式的变焦镜头，在摄影距离为∞时的变焦比约为3.0倍，广角端的视场角约为66°，分辩率高，而且，非使用时的光学全长较短、偏心灵敏度较低，还具有抖动校正功能，抖动校正时的成像特性也良好。
<第九实施方式>
本实施方式的变焦镜头的结构是，在上述第二实施方式的变焦镜头中，光圈A和第2透镜组G2之间的空气间隔保持固定不变，仅使第2透镜组G2能在与光轴相垂直的方向上平行移动。所以，透镜数据、非球面数据、摄影距离为∞时的可变面间隔数据，分别与上述表10、表11、表16所示的完全相同。
和上述第四实施方式的情况一样，聚焦调整的方法是通过在光轴方向上移动第3透镜组G3进行的。
在本实施方式的变焦镜头中，通过使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动，进行抖动校正，也能改善抖动校正时的成像特性。
本实施方式的变焦镜头，在结构上能满足在上述第二实施方式中说明的上述条件式(2)，还能满足上述第六实施方式中说明的条件式(15)或(15′)。
而且，为了获得更好的光学性能，希望本实施方式的变焦镜头在结构上能满足在上述第二实施方式中说明的上述条件式(1)、(3)～(7)、(8′)、(9)～(12)或上述第六实施方式中说明的上述条件(12′)，以及上述第四实施方式中说明的上述条件式(13)、(14)。
本实施方式的变焦镜头的基本状态的成像特性和上述第四实施方式的成像特性完全相同，从图14～图16所示的像差性能图中可以看出，本实施方式的变焦镜头在改变变焦位置时，也能获得良好的像差性能。
图24中示出本实施方式的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的望远端的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。在抖动校正的状态下，使整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动仅0.081mm。图24A、图24B、图24C分别表示基本状态下的最大像高的75％的像点(+75％像点)、轴像点、最大像高的-75％的像点(-75％像点)处的横像差图，图24D、图24E、图24F分别表示抖动校正状态下的+75％像点、轴像点、-75％像点处的横像差图。图中，实线表示对d线的值，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值。而且，图24中把子午平面设定为包括第1透镜组G1的光轴和第2透镜组G2的光轴的平面。
摄影距离为∞且在望远端变焦镜头仅倾斜0.5°时的像偏心量，等于整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上仅平行移动0.081mm时的像偏心量。
从图24所示的像差性能图中可以看出，在本实施方式的变焦镜头中，也和上述第六实施方式时一样，对0.5°以内的抖动角可以进行充分的抖动校正，不会降低成像特性。并且，在本实施方式的变焦镜头中，与上述第六实施方式时一样，光圈A和第3透镜L3之间的空气间隔设定为0.9mm，确保充分的空间以便安装抖动校正功能，因此，能减小缩入时的光学全长。
在把本实施方式的变焦镜头安装到电子静像相机内的情况下，固体摄像元件可以采用上述第六实施方式中说明的固体摄像元件。
如以上说明的那样，本实施方式的变焦镜头在摄影距离为∞时的变焦比约为2.9倍，广角端的视场角约为63°，分辩率高，而且，非使用时的光学全长较短、偏心灵敏度较低，歪曲像差性能尤为良好，并且具有抖动校正功能，抖动校正时的成像特性也良好。
<第十实施方式>
本实施方式的变焦镜头的结构是，在上述第五实施方式的变焦镜头中，光圈A和第2透镜组G2之间的空气间隔保持固定不变，仅使第2透镜组G2能在与光轴相垂直的方向上平行移动。所以，透镜数据、非球面数据、摄影距离为∞时的可变面间隔数据，分别与上述表13、表14、表15所示的完全相同。
和上述第五实施方式时情况一样，聚焦调整是通过在光轴方向上移动第3透镜组G3进行的。
在本实施方式的变焦镜头中，也使第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上平行移动，这样，能校正抖动，也能改善抖动校正时的成像特性。
本实施方式的变焦镜头，在结构上能满足在上述第二实施方式中说明的上述条件式(2)，同时能满足上述第六实施方式中说明的条件式(15)或(15′)。
而且，为了获得更好的光学性能，希望本实施方式的变焦镜头在结构上能满足在上述第二实施方式中说明的上述条件式(1)、(3)～(7)、(8′)、(9)～(12)或上述第六实施方式中说明的上述条件(12′)，以及上述第四实施方式中说明的上述条件式(13)、(14)。
本实施方式的变焦镜头的基本状态的成像特性和上述第五实施方式的成像特性完全相同，从图18～图20所示的像差性能图中可以看出，本实施方式的变焦镜头，在改变变焦位置时也能获得良好的像差特性。
图25中示出本实施方式的变焦镜头的摄影距离为∞且光圈打开时的望远端的基本状态的像差性能图和抖动校正状态的像差性能图。在抖动校正状态下，使整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上仅平行移动0.081mm。图25A、图25B、图25C分别表示基本状态下的最大像高的75％的像点(+75％像点)、轴像点、最大像高的-75％的像点(-75％像点)处的横像差图。图25D、图25E、图25F分别表示抖动校正状态下的+75％像点、轴像点、-75％像点处的横像差图。图中，实线表示对d线的值，短划虚线表示对F线的值，长划虚线表示对C线的值。而且，图25中把子午平面设定为包括第1透镜组G1的光轴和第2透镜组G2的光轴的平面。
摄影距离为∞且在望远端变焦镜头仅倾斜0.5°时的图像偏心量，等于整个第2透镜组G2在与光轴相垂直的方向上仅平行移动0.081mm时的像偏心量。
从图25所示的像差性能图中可以看出，在本实施方式的变焦镜头中，也和上述第六实施方式时一样，对0.5°以内的抖动角可以进行充分的抖动校正，不会降低成像特性。并且在本实施方式的变焦镜头中，与上述第六实施方式时一样，光圈A和第3透镜L3之间的空气间隔被设定为0.9mm，确保充分的空间以便安装抖动校正功能，因此，能减小缩入时的光学全长。
在把本实施方式的变焦镜头安装到电子静像相机内的情况下，固体摄像元件可以采用上述第六实施方式中说明的固体摄像元件。
如以上说明的那样，本实施方式的变焦镜头，在摄影距离为∞时的变焦比约为2.9倍，广角端的视场角约为63°，分辩率高，而且，非使用时的光学全长较短，偏心灵敏度较低，歪曲像差尤其良好，还具有抖动校正功能，抖动校正时的成像特性也良好。
在下述表17中示出与以上说明的第六～第十实施方式的变焦镜头有关的上述条件式(15)的数值。
[表17]
条件式                          实施方式
  6   7   8   9   10
  (1-mG2T)mG3T   1.946   1.906   1.919   1.885   1.880
而且，上述第六～第十实施方式的变焦镜头在基本状态下分别与第一～第五实施方式的变焦镜头相同，所以，基本状态下的条件式的数值可参照上述表16。
而且，在上述第六～第十实施方式中，说明了其中所示的变焦镜头均具有可对应约300万像素的固体摄像元件的分辩率，但是如果能减小透镜零件、镜筒部件的加工误差，减小装配误差，那么也能以大致相同的记录画面尺寸，具有可对应记录像素数约为400万像素的固体摄像元件的分辨率。约400万像素的固体摄像元件的具体尺寸是：记录像素数为水平2304×垂直1728(约400万像素)，像素间距为水平2.5μm×垂直2.5μm，记录画面尺寸为水平5.76mm×垂直4.32mm(对角7.2mm)。
<第十一实施方式>
图26是表示本发明第十一实施方式的电子静像相机的概要结构图。
在图26中，12是变焦镜头，14是固体摄像元件，15是液晶监视器，18是第1透镜组，19是光圈，20是第2透镜组，21是第3透镜组。
在机体11的前侧配置着变焦镜头12，在变焦镜头12的后侧，从物体侧向像面侧依次配置着光学低通滤光镜13、固体摄像元件14。在机体11的后侧配置着液晶监视器15，而固体摄像元件14和液晶监视器15互相接近。
光学低通滤光镜13由从物体侧向像面侧依次配置的第1水晶片、第2水晶片、第3水晶片构成，用透明粘合剂互相粘合。3块水晶片是平行平板，各水晶片的光学轴均相对于光轴倾斜45°。并且，把各水晶片的光学轴投影到固体摄像元件14的摄像面16上的方向，从变焦镜头12侧看，相对第1水晶片是从画面水平方向向左旋转45°的方向，相对第2水晶片是从画面水平方向向右旋转45°的方向，相对第3水晶片是画面水平方向。光学低通滤光镜13用于防止由固体摄像元件14的像素结构引起的莫尔条纹等误信号。在光学低通滤光镜13的物体侧的面上，蒸镀反射红外光而透过可见光的光学多层膜。
固体摄像元件14的结构是，记录像素数为水平2048×垂直1536(约300万像素)，像素间距为水平2.8μm×垂直2.8μm，记录画面尺寸为水平5.7344mm×垂直4.3008mm，对各像素设置微小正透镜。在固体摄像元件14的物体侧设有玻璃罩17。由变焦镜头12产生的被摄体的像形成在摄像面16上。
在本实施方式中，变焦镜头12采用在上述第一实施方式中说明的变焦镜头(图1)。变焦镜头12由从物体侧向像面侧依次配置的第1透镜组18、光圈19、第2透镜组20和第3透镜组21构成。
镜筒有以下构成部分：移动镜筒22、第1圆筒凸轮23、主镜筒24、第2圆筒凸轮25、第2透镜组框26、第3透镜组框27。第1透镜组18安装在移动镜筒22上。移动镜筒22通过第1圆筒凸轮23组装到主镜筒24内。在第1圆筒凸轮23的内壁上固定了第2透镜组框26，在第2透镜组框26上安装了光圈19和第2透镜组20。并且，第3透镜组21安装在第3透镜组框27上。并且，通过使安装在主镜筒24外侧的第2圆筒凸轮25旋转，来使第1圆筒凸轮23一边旋转一边在光轴方向上移动，利用该第1圆筒凸轮23的旋转动作，使移动镜筒22和第2透镜组框26在光轴方向上移动。这样，通过使该第2圆筒凸轮25旋转，使第1透镜组18和第2透镜组20移动到以固体摄像元件14为基准的规定位置上。所以能进行从广角端到望远端的变焦。在摄影距离为∞时从广角端向望远端进行变焦时，第1透镜组18在后退到像面侧之后，向物体侧伸出，第2透镜组20单调地从像面侧向物体侧移动。
第3透镜组框27能利用聚焦调整用马达在光轴方向上移动。并且，一边利用该马达使第3透镜组21在光轴方向上移动，一边检测出摄影图像的高频成分成为峰值的位置，通过使第3透镜组21移动到该位置，即可进行自动聚焦调整。当摄影距离为∞时从广角端向望远端进行变焦时，第3透镜组21后退到像面侧之后向物体侧伸出。
如果采用在非使用时使第1透镜组18、第2透镜组20、第3透镜组21全都移向固体摄像元件14侧的伸缩结构，则能够缩短变焦镜头在非使用时(收缩时)的光学全长。使第1透镜组18和第2透镜组20靠近固体摄像元件14侧的机构，可以通过延长第1和第2圆筒凸轮23、25的凸轮沟槽来实现。
因此，能够实现摄影距离为∞时的变焦比约为3.0倍、广角端的视场角约66°、分辩率高、非使用时的厚度薄的电子静像相机。
而且，在图26所示的电子静像相机中采用上述第一实施方式的变焦镜头，但也可以采用上述第二～第五实施方式的变焦镜头，来取代上述第一实施方式的变焦镜头。
并且，图26所示的电子静像相机的光学***也可以用于以动画为对象的摄像机。在此情况下，不仅能拍摄动画，还能拍摄分辩率高的静止图像。
<第十二实施方式>
图27是表示本发明第十二实施方式的电子静像相机的主要部分的概要结构图。图27所示的电子静像相机的结构是，在图26所示的电子静像相机中使固体摄像元件14相对于变焦镜头12倾斜而构成的。在本实施方式中，变焦镜头12采用上述第二实施方式中说明的变焦镜头(图5)。而且，对于和上述第十一实施方式的电子静像相机相同的结构部件标注同一标记，其详细说明从略。
如图27所示，在固体摄像元件14上安装了安装板31。在安装板31上的周边部的3个部位贯通设置了孔，在主镜筒24的端面上设置了与安装板31的3个部位的孔相对应的3个螺钉孔。在主镜筒24的3个螺钉孔中的2个螺钉孔附近贯通设置了2个孔，在这2个孔内分别***弹簧35。并且，3个螺丝32(1个螺丝未图示)穿过安装板31的3个孔，螺合在主镜筒24的3个螺丝孔内，这样，把安装板31安装到主镜筒24上。这时，弹簧35产生按压安装板31的作用，所以，通过旋转弹簧35附近的螺丝32，即可自由地调整固体摄像元件14的倾斜角和倾斜方位，并且在调整固体摄像元件14的倾斜角和倾斜方位之后，若用粘合剂固定3个螺丝32，则能稳定地保持固体摄像元件14在变焦镜头12上的位置和姿势。
在变焦镜头12的各透镜面偏心的情况下，若安装固体摄像元件14，使其摄像面16垂直于变焦镜头12的光轴，则有时在摄像面16的一部分区域内成像特性并不好。但是，若采用上述结构并适当调整固体摄像元件14的倾斜角和倾斜方位，则能改善摄像面16上产生的成像特性并不好的区域的成像特性。
固体摄像元件14的倾斜角范围最好调整到约1°。并且，在从广角端到望远端的几个变焦位置进行实际摄影，根据从固体摄像元件14来的输出信号，寻找出成像特性不好的区域，然后一边看输出信号一边旋转2个弹簧35附近的2个螺丝，对固体摄像元件14的倾斜角和倾斜方位进行调整，使成像特性不好的区域的成像特性达到良好。
如以上说明的那样，若采用本实施方式的电子静像相机的结构，则即使在变焦镜头的各透镜面偏心的情况下，也能通过使固体摄像元件倾斜，把固体摄像元件的摄像面上的成像特性调整到良好，所以能实现摄影图像成像特性在全部区域内均达到良好的电子静像相机。
而且，在图27所示的电子静像相机中，采用了上述第二实施方式的变焦镜头，但也可以采用上述第一、第三～第五实施方式的变焦镜头来代替上述第二实施方式的变焦镜头。
<第十三实施方式>
图28是本发明第十三实施方式的电子静像相机的概要结构图。图28所示的电子静像相机是在图26所示的电子静像相机中把变焦镜头改为带有抖动校正功能的变焦镜头40而制成的，该变焦镜头40采用了在上述第六实施方式中说明的变焦镜头。而且，本实施方式的电子静像相机，除了变焦镜头的镜筒结构有一部分不同外，其余全部与上述第十一实施方式的电子静像相机相同，所以，对于和上述第十一实施方式的电子静像相机相同的结构部分，标注相同的标记，其详细说明从略。
如图28所示，构成第2透镜组20的4片透镜安装在第2透镜组框41上，该第2透镜组框41能相对于安装了光圈19的部件42在与光轴相垂直的方向上平行移动。
在由于抖动而使变焦镜头40倾斜的情况下，利用画面水平方向移动用致动器和画面垂直方向移动用致动器，使第2透镜组20平行移动规定量，由此能进行抖动校正。例如，因抖动使变焦镜头倾斜而造成其物体侧降低的情况下，利用在画面垂直方向上平行移动的致动器，使第2透镜组20向上平行移动规定量，由此可进行抖动校正。为了进行抖动校正，需要检测变焦镜头的画面水平方向的抖动角、画面垂直方向的抖动角、整个透镜***的合成焦距、第2透镜组20的倍率、以及第3透镜组21的倍率的机构，但是，为了检测2种抖动角，可利用2个角速度传感器(抖动检测装置)；为了检测整个透镜***的合成焦距、第2透镜组20的倍率和第3透镜组21的倍率，可以分别利用以第2透镜组20和第3透镜组21的固体摄像元件14为基准来求出位置的位置检测传感器。在此情况下，可以根据传感器的输出，由微机计算出2个方向的抖动角、整个透镜***的合成焦距、第2透镜组20的倍率和第3透镜组21的倍率，产生必要的控制信号，把该控制信号输入到致动器即可。
这样一来，能实现在摄影距离为∞时的变焦比约为3.0倍、广角端的视场角约为66°、分辩率高、且非使用时的厚度薄、还具有抖动校正功能、抖动校正时的成像特性也良好的电子静像相机。
在以上说明的电子静像相机中，也可以搭载作为电子变焦机构的电子变焦功能，把形成在固体摄像元件中央部的图像利用信号处理电路放大到整个画面上。在利用电子变焦功能的情况下，如下述说明，抖动校正功能具有明显的效果。
因抖动而使变焦镜头倾斜时的抖动散焦的程度，可以利用像偏心量与固体摄像元件的记录画面区域的对角长的比(图像偏心量比)进行鉴定。根据摄影图像的信号无论按什么样的大小进行打印，该比值都是固定的。不利用电子变焦功能时的摄影图像的对角长，与固体摄像元件的有效区域的对角长是一致的，但利用电子变焦功能时的摄影图像的对角长小于固体摄像元件的对角长。所以，在像偏心量一定的情况下，若利用电子变焦功能，则像偏心量比增大，抖动散焦的程度变大。
若利用抖动校正功能，则像偏心量非常小，所以，利用电子变焦功能，也能使像偏心量比减小，大大改善抖动散焦。
在图28所示的电子静像相机中，即使第2透镜组20的平行移动量是相同的，由于第2透镜组20的方位不同而使成像特性产生差异。在此情况下，通过调整固体摄像元件14的倾斜角和倾斜方位，可以减小成像特性的差异。
而且，在图28所示的电子静像相机中，采用了上述第六实施方式的变焦镜头，但也可以采用上述第七～第十实施方式的变焦镜头来取代上述第六实施方式的变焦镜头。
并且，固体摄像元件14也可以不采用上述约300万像素的固体摄像元件，而采用记录像素为水平2304×垂直1728(约400万像素)、像素间距为水平2.5μm×垂直2.5μm、记录画面尺寸为水平5.76mm×垂直4.32mm(对角7.2mm)的固体摄像元件。
并且，图28所示的电子静像相机的光学***也可以用于以动画为对象的摄像机。在此情况下，不仅可以拍摄动画，还可以拍摄分辩率高的静止图像。
如上所述，若采用本发明，则能实现摄影距离为∞时的变焦比为2.5倍～3.2倍、广角端的视场角为60°~70°、且分辩率高、非使用时的光学全长短、偏心灵敏度低的变焦镜头，还可以实现设置抖动校正功能的变焦透镜。所以，这些变焦镜头可以利用于分辩率高、非使用时的厚度薄的电子静像相机，还可以利用于具有抖动校正功能的电子静像相机。

Claims (32)

1、一种变焦镜头，具有从物体侧向像面侧依次配置的、负放大率的第1透镜组、在物体侧固定有光圈的正放大率的第2透镜组、以及正放大率的第3透镜组，其特征在于，
上述第1透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向像面侧的负凹凸透镜的第1透镜、以及使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第2透镜；
上述第2透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第3透镜、正透镜的第4透镜、负透镜的第5透镜、以及正透镜的第6透镜；
上述第3透镜组包括正透镜的第7透镜；
上述第1透镜的像面侧的面和上述第3透镜的物体侧的面，均为局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面；
上述第7透镜的一个面是非球面；
在摄影距离为∞的情况下从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹，上述第2透镜组向物体侧单调地移动；
当设从广角端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为Lw、从望远端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为LT、摄影距离为∞时的广角端的整个透镜***的合成焦距为fW、上述第2透镜组的合成焦距为fG2、上述第3透镜组的合成焦距为fG3、上述第i透镜的焦距为fi、折射率为ni、阿贝数为vi、i为自然数时，则满足以下各条件式：
|LW-LT|/LW＜0.1                          ……(1)
1.9＜fG2/fW＜2.4                      ……(2)
3.2＜fG3/fW＜4.0                      ……(3)
0.6＜f3/fG2＜1.1                      ……(4)
1.5＜f6/fG2＜1.8                      ……(5)
n3＞1.75                               ……(6)
v3＞35                                 ……(7)
n4＞1.6                                ……(8)
v4＞45                                 ……(9)
n6＞1.7                                ……(10)
35＜v6＜50                             ……(11)
并且，摄影距离为∞时的变焦比为2.5倍～3.2倍，广角端的视场角为60°～70°。
2、如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，设上述第3透镜的物体侧的面的近轴曲率半径为r3F、圆锥常数为κ3F、4次项的非球面系数为D3F时，满足下式：
-0.8＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5            ……(12)。
3、如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，当摄影距离为∞时从广角端向望远端变焦的时候，上述第3透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹。
4、如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，上述第4透镜和上述第5透镜接合。
5、如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，上述第5透镜和上述第6透镜在有效直径的外侧互相接触。
6、如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，上述第3透镜的像面侧的面是平面或凹面。
7、如权利要求1所述的变焦镜头，其特征在于，
n4＞1.7。
8、如权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，设上述第3透镜的物体侧的面的近轴曲率半径为r3F、圆锥常数为κ3F、4次项的非球面系数为D3F时，满足下式：
-0.8＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5             ……(12)。
9、如权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，当摄影距离为∞的情况下从广角端向望远端变焦时，上述第3透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹。
10、如权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，上述第4透镜和上述第5透镜接合。
11、如权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，上述第5透镜和上述第6透镜在有效直径的外侧互相接触。
12、如权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，上述第3透镜的像面侧的面是平面或凹面。
13、如权利要求7所述的变焦镜头，其特征在于，当设上述第1透镜的物体侧的面的曲率半径为r1F、上述第2透镜的像面侧的面的曲率半径为r2R时，满足以下各条件式：
9＜r1F/fW＜13                          ……(13)
3.8＜r2R/fW＜4.7                       ……(14)。
14、一种变焦镜头，具有从物体侧向像面侧依次配置的、负放大率的第1透镜组、光圈、正放大率的第2透镜组、以及正放大率的第3透镜组，其特征在于，
上述第1透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向像面侧的负透镜的第1透镜、以及使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第2透镜；
上述第2透镜组包括从物体侧依次配置的、使曲率大的面朝向物体侧的正透镜的第3透镜、正透镜的第4透镜、负透镜的第5透镜、以及正透镜的第6透镜，并且可在与光轴垂直的方向上平行移动；
上述第3透镜组包括正透镜的第7透镜；
在摄影距离为∞的情况下从广角端向望远端变焦时，上述第1透镜组在像面侧描绘出凸的轨迹，上述第2透镜组向物体侧单调地移动，
设摄影距离为∞时的广角端的整个透镜***的合成焦距为fW、上述第2透镜组的合成焦距为fG2、摄影距离为∞时的望远端的上述第2透镜组及第3透镜组的倍率分别为mG2T、mG3T时，能满足以下各条件式：
1.9＜fG2/fW＜2.4                          ……(2)
1.7＜(1-mG2T)mG3T＜2.1                     ……(15)
并且，摄影距离为∞时的变焦比为2.5倍～3.2倍，广角端的视场角为60°～70°。
15、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，聚焦调整是通过上述第3透镜组在光轴方向的移动来进行。
16、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，当设从广角端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为LW、从望远端的上述第1透镜的物体侧的面的顶点到像面的距离为LT时，满足以下条件式：
|LW-LT|/LW＜0.1                         ……(1)。
17、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，当设定上述第3透镜组的合成焦距为fG3时，满足以下条件式：
3.2＜fG3/fW＜4.0                          ……(3)。
18、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，当上述第3透镜的焦距为f3、上述第6透镜的焦距为f6时，满足以下各条件式：
0.6＜f3/fG2＜1.1                        ……(4)
1.5＜f6/fG2＜1.8                        ……(5)。
19、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，当设上述第i透镜的折射率为ni、阿贝数为vi、i为自然数时，满足以下各条件式：
n3＞1.75                                 ……(6)
v3＞35                                   ……(7)
n4＞1.7                                  ……(8′)
v4＞45                                   ……(9)
n6＞1.7                                  ……(10)
35＜v6＜50                               ……(11)。
20、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，上述第1透镜的像面侧的面是局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面，上述第7透镜的至少一个面是非球面。
21、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，上述第3透镜的物体侧的面是局部曲率半径随着离开中心的距离的增加而单调地增加的非球面。
22、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，上述第3透镜的物体侧的面是非球面，设上述非球面的近轴曲率半径为r3F、圆锥常数为κ3F、4次项的非球面系数为D3F时，满足以下条件式：
-0.8＜κ3F+8D3Fr3F 3＜-0.5              ……(12)。
23、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，上述第4透镜和上述第5透镜接合。
24、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，上述第5透镜和上述第6透镜在有效直径的外侧互相接触。
25、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，上述第3透镜的像面侧的面是平面或凹面。
26、如权利要求14所述的变焦镜头，其特征在于，设上述第1透镜的物体侧的面的曲率半径为r1F、上述第2透镜的像面侧的面的曲率半径为r2R时，满足下列各条件式：
9＜r1F/fW＜13                             ……(13)
3.8＜r2R/fW＜4.7                          ……(14)。
27、一种电子静像相机，具有变焦镜头和固体摄像元件，其特征在于，上述变焦镜头采用权利要求1～6中任一项所述的变焦镜头。
28、一种电子静像相机，具有变焦镜头和固体摄像元件，其特征在于，上述变焦镜头采用权利要求7～13中任一项所述的变焦镜头。
29、如权利要求28所述的电子静像相机，其特征在于，上述固体摄像元件可调整倾斜。
30、一种电子静像相机，具有变焦镜头和固体摄像元件机，其特征在于，上述变焦镜头采用权利要求14～26中任一项所述的变焦镜头。
31、如权利要求30所述的电子静像相机，其特征在于，还具有电子变焦机构，利用信号处理电路把在固体摄像元件的中央部形成的图像放大成整个画面。
32、如权利要求30所述的电子静像相机，其特征在于，上述固体摄像元件可调整倾斜。
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