专利名称：：变焦镜头和数字相机以及便携信息设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及小型的变焦镜头和数字相机以及便携信息设备，尤其涉及内置于便携信息终端或便携电话的谋求縮短镜头全长的便携性优良的变焦镜头和使用该变焦镜头的数字相机和便携信息设备。
背景技术：
：近年，称为PDA(PersonalDigitalAssistant:个人数字助理器)的便携信息终端和便携电话等普及，其中许多装载数字相机等摄像装置。这些摄像装置通过使用小型的CCD(电荷耦合元件)或CMOS(ComplementaryMetal—OxideSemiconductor:互补金属氧化物半导体)传感器实现小型化。随着这些器件的普及，摄像装置要求进一步小型化，还要求高析像度化、高性能化，并正在便携电话那样薄的壳体中装载变焦镜头。这种装载在便携电话等便携终端的变焦镜头中，根据防尘和抗冲击性的观点，以往称为伸縮式的最物体侧透镜驱动型欠佳，仅驱动变焦镜头内侧的透镜并将最物体侧的透镜和最像面侧的透镜固定的组成富有牢固性且防尘措施方便，所以对便携设备有利。作为这种变焦镜头，例如日本国特开平11一249016号公报揭示从物体侧开始依次包含具有负折射力的第1组透镜、分别具有正折射力的第2组透镜、第3组透镜、第4组透镜，并且通过仅驱动所述第2组透镜和第3组透镜进行变倍的负正正正的4分量变焦透镜。此变焦透镜在第1组透镜与第2组透镜之间设置开口光圈并粘结第4组透镜而做成镜头，实现透镜数量少的紧凑的变焦透镜。然而，上述专利文献l记载的组成的变焦透镜中，第4组透镜具有正折射力，所以后焦距容易变长，又由于用2个透镜构成外径大且曲率半径小的第4组透镜，不能减小镜头的厚度，难縮短光学上的全长。又，作为从物体侧开始依次包含具有负折射力的第l组透镜、分别具有正折射力的第2组透镜、第3组透镜、第4组透镜的镜头，可举出例如日本国特开2003—43358号公报、日本国特开2004—318106号公报记载的变焦镜头。此变焦镜头在从广角端往望远端变倍时，使具有光圈的第2组透镜往物体侧移动。然而，这种组成中，为了抑制变倍时的焦点位置移动，除驱动第3组透镜外，还必需驱动第1组透镜，不能将最物体侧的透镜和最像面侧的透镜两者常固定。
发明内容本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种又有防尘性和牢固性、又因组成简单而紧凑且变焦比大的高性能变焦透镜。为了解决上述课题，本发明的变焦镜头，包含固定离开像面的距离的具有负折射力的第1组透镜；具有正折射力并且在变焦时移动的第2组透镜；具有正折射力并且在变焦时移动的第3组透镜；以及固定离开像面的距离的具有负折射力的第4组透镜，从物体侧往所述像面依次配置所述第1组透镜、第2组透镜、第3组透镜和第4组透镜，还包括透镜移动机构，该机构在变焦时将第2组透镜和第3组透镜往光轴方向移动，使得望远端的第1组透镜与第2组透镜的间隔小于广角端的第1组透镜与第2组透镜的间隔，而且越从广角端靠近望远端，第3组透镜与第4组透镜的间隔越大。根据上述组成，变焦时，利用透镜移动机构将第2组透镜和第3组透镜往光轴方向移动，使得望远端的第1组透镜与第2组透镜的间隔小于广角端的第1组透镜与第2组透镜的间隔，而且越从广角端靠近望远端，第3组透镜与第4组透镜的间隔越大。由此，能不使第1组透镜和第4组透镜移动，而抑制变焦时的焦点位置移动。这样，将所述第1组透镜和第4组透镜固定，从而容易改善变焦的密封性，防尘方面优良，并得到充分的牢固性。所以，能实现又具有防尘性和牢固性、又因组成简单而紧凑且变焦比大的高性能变焦镜头。这里，第1组透镜和第4组透镜既可固定在保持此变焦镜头的组透镜的壳体等中，又可固定在收装此变焦镜头的装置的外壳等中。一实施方式的变焦镜头中，所述第3组透镜具有开口光圈和多个透镜。根据上述实施方式，通过用例如多种不同的材料组成的透镜构成具有开口光圈的第3组透镜，能一面校正色像差、一面将变焦镜头全长的增加抑制到最小。又，一实施方式的变焦镜头中，所述第3组透镜的所述多个透镜是至少1个具有正折射力的透镜和至少1个具有负折射力的透镜。根据上述实施方式，通过用例如多种不同材料组成的具有正折射力的透镜和具有负折射力的透镜构成具有开口光圈的第3组透镜，能一面校正色像差、一面将变焦镜头全长的增加抑制到最小。又，一实施方式的变焦镜头中，所述第3组透镜的所述多个透镜是具有正折射力和负折射力的透镜，从所述物体侧往所述像面侧依次配置具有所述开口光圈和所述正折射力的透镜以及具有所述负折射力的透镜。根据上述实施方式，从物体侧往所述像面侧依次配置具有所述开口光圈和所述正折射力的透镜以及具有所述负折射力的透镜，从而能将第3组透镜的透镜有效直径做成与开口光圈的有效直径相同的程度。通过减小所述开口光圈的有效直径，能减小第3组透镜的透镜的有效直径。又，一实施方式的变焦镜头中，包括配置在所述第3组透镜与所述第4组透镜之间而且在所述第3组透镜附近的机械快门。根据上述实施方式，在所述第3组透镜与第4组透镜之间而且第3组透镜附近配置机械快门，使机械快门靠近开口光圈，所以能减小机械快门的开口直径，有利于紧凑化。而且，与在像面附近设置机械快门时相比，在光束汇集的位置关快门，所以能抑制快门速度造成的周边光量减小。又，一实施方式的变焦镜头中，所述第4组透镜的最所述物体侧的面是非球面，所述第4组透镜的光轴上的折射力为负，所述第4组透镜的有效范围内的周边部的折射力为正。根据上述实施方式，通过将第4组透镜的最物体侧的面做成光轴上的折射力为负并且第4组透镜的有效范围内的周边部折射力为正的非球面，能一面縮短后焦距、一面抑制轴外光线对像面的入射角变得过分大。这里，所述第4组透镜的有效范围内的周边部是指以第4组透镜的光轴为中心、有效范围中的半径方向外侧的区域。又，一实施方式的变焦镜头中，仅由1个透镜构成所述第1组透镜。根据上述实施方式，通过用1个透镜构成有效直径大的第1组透镜，能将透镜厚度造成的变焦镜头全长的增加抑制到最小。又，一实施方式的变焦镜头中，所述第1组透镜的1个透镜是在所述物体侧具有凸面的凹凸透镜。根据上述实施方式，通过用l个物体侧具有凸面的凹凸透镜构成有效直径大的第l组透镜，能将透镜厚度造成的变焦镜头全长的增加抑制到最小，并能提高开口率，即使广角端中也确保周边光量比大。又，一实施方式的变焦镜头中，所述凹凸透镜的像面侧的凹面是非球面。根据上述实施方式，通过使所述凹凸透镜的至少像面侧的凹面为非球面，能使轴外光线的像差校正良好。又，一实施方式的变焦镜头中，利用树脂，将所述凹凸透镜的像面侧的凹面做成非球面。根据上述实施方式，通过利用树脂，将所述凹凸透镜的像面侧的凹面做成非球面，使轴外光线的像差校正良好，能改善光学特性，并能用l个透镜构成第1组透镜，有利于紧凑化。又，本发明的数字相机，具有本发明第1方面中所述的变焦镜头；以及对所述变焦镜头形成的像进行感光的电子摄像元件。根据上述组成，通过使用上述变焦镜头，能实现小型且变焦比大的高性能数字相机。又，本发明的便携信息设备，具有本发明第求l方面中所述的变焦镜头；以及对所述变焦镜头形成的像进行感光的电子摄像元件。根据上述组成，通过使用上述变焦镜头，能实现小型且具有变焦比大的高性能摄影功能的便携信息设备。由上文判明，根据本发明的变焦镜头，将作为最物体侧透镜的第1组透镜和作为最像面侧的透镜的第4组透镜固定，从而富有牢固性，防尘也优良，并能一面将变焦镜头全长的增加抑制到最小、一面利用简单组成实现紧凑且变焦比大的高性能的变焦镜头。又，根据本发明的数字相机，通过使用上述变焦镜头，能实现小型且变焦比大的高性能的数字相机。又，根据本发明的便携信息设备，通过使用上述变焦镜头，能实现小型且具有变焦比大的高性能摄影功能的便携信息设备。图1是示出本发明实施方式1的变焦镜头的组成的剖视图。图2是示出本发明实施方式2的变焦镜头的组成的剖视图。图3是示出本发明实施方式3的变焦镜头的组成的剖视图。图4是示出本发明实施方式4的变焦镜头的组成的剖视图。图5是实施方式1的变焦镜头广角端的像差图。图6是所述变焦镜头的中间焦距的像差图。图7是所述变焦镜头的望远端像差图。图8是所述实施方式2的变焦镜头广角端的像差图。图9是所述变焦镜头的中间焦距的像差图。图10是所述变焦镜头的望远端像差图。图11是所述实施方式3的变焦镜头广角端的像差图。图12是所述变焦镜头的中间焦距的像差图。图13是所述变焦镜头的望远端像差图。图14是所述实施方式4的变焦镜头广角端的像差图。图15是所述变焦镜头的中间焦距的像差图。图16是所述变焦镜头的望远端像差图。8具体实施例方式下面，利用附图所示的实施方式详细说明本发明的变焦镜头、数字相机和便携信息设备。再者，本发明并非限于下面的实施方式。实施方式1图1是示出本发明实施方式1的变焦镜头的组成的剖视图，各剖视图中，图l(a)、图l(b)和图l(c)分别表示广角端、中间焦距和望远端的变焦位置。图1的左侧是物体侧，右侧是像面侧。图中的箭头号表示变焦时透镜的移动状况。如图1所示，此实施方式1的变焦镜头包含具有负折射力的第1组透镜Gl;具有正折射力的第2组透镜G2;具有正折射力的第3组透镜G3;以及具有负折射力的第4组透镜G4，第1组透镜Gl、第2组透镜G2、第3组透镜G3和第4组透镜G4是从物体侧往像面侧依次配置的变焦镜头。此变焦镜头在变倍时或对焦(对合焦点)时将第1组透镜Gl和第4组透镜G4固定。变倍中，利用透镜移动机构1、2将第2组透镜G2和第3组透镜G3沿光轴移动，使得望远端的第1组透镜Gl与第2组透镜G2的间隔小于广角端的第1组透镜Gl与第2组透镜G2的间隔，而且从广角端越靠近望远端，第3组透镜G3与第4组透镜G4的间隔越大。所述第1组透镜G1是凸面朝向物体侧的凹凸透镜11，第2组透镜G2是凸面朝向物体侧、凹面朝向像面侧的具有正折射力的透镜12。第3组透镜G3包含开口光圈s、物体侧具有正折射力的透镜13、以及像面侧具有负折射力的透镜14，从物体侧往像面侧依次配置开口光圈s、透镜13、以及透镜14。所述第4组透镜G4是最物体侧的面为非球面、光轴上的折射力为负并且第4组透镜G4的有效范围内的周边部折射力为正的透镜15。还在所述第4组透镜G4的像面侧，配置滤光镜等玻璃组件f。利用透镜移动机构2，在变焦时将第3组透镜G3的开口光圈s和透镜13、14合为一体地往光轴方向移动。所述变焦镜头的组成中，将第1组透镜Gl和第4组透镜G4固定，从而容易改善变焦镜头的密封性，防尘优良，并能得到充分的牢固性。配置物体侧具有负折射力的透镜的负导型变焦镜头，一般其第1组透镜的有效直径大，所以不驱动此第1透镜在机械组成方面有效。为了校正透镜的色像差，组合多种不同材料组成的具有正折射力的透镜和具有负折射力的透镜通常是有效的，但增加透镜数量带来变焦镜头全长的长度增加，难紧凑化。因而，为了校正色差，用多个透镜构成将透镜数量增加造成的变焦镜头全长的增加抑制到最小的透镜组是最有效的。透镜由于强度等问题，即使厚度最薄的部分也需要0.5毫米(mm)1.0毫米程度的厚度，双凹透镜需要中心厚度大于此厚度，双凸透镜需要最外周部大于此厚度的厚度。因此，即使曲率半径相等的透镜，也不得不使有效直径越大，透镜厚度越大。因此，通过在有效直径小的组透镜使用玻璃材料不同的多个透镜，能一面校正色像差、一面将变焦镜头全长的增加抑制到最小。因而，用不同材料组成的具有正折射力的透镜13和具有负折射力的透镜14构成具有开口光圈s的第3组透镜G3，能一面校正色像差、一面将变焦镜头全长的增加抑制到最小。再者，将具有正折射力的透镜和具有负折射力的透镜分别取为1个，但既可以将任一方取为2个以上的方式构成第3组透镜G3，又可以将双方取为2个以上的方式构成第3组透镜G3。尤其是本组成的变焦镜头中，第3组透镜的移动主要使其焦距变化，从而变倍时的移动量最大，所以用单一透镜构成第3组透镜时，难抑制变倍时的移动造成的色像差。因此，通过将移动量最大的第3组透镜取为多个透镜，能良好地抑制色像差。又，通过将第3组透镜G3配置成从物体侧往像面侧依次配置开口光圈s、具有正折射力的透镜13、具有负折射力的透镜14，能使具有正折射力的透镜13和具有负折射力的透镜14的有效直径为与开口光圈s的有效直径相同的程度。通过减小所述开口光圈s的有效直径，能减小第3组透镜G3的有效直径。再者，将第3组透镜G3配置成从物体侧开始依次为具有负折射力的透镜和具有正折射力的透镜时，具有正折射力的透镜的有效直径增加。又，上述组成的变焦镜头中，第3组透镜G3与第4组透镜G4的间隔即使最短也在2毫米以上，比较大；此空间可设置机械快门17。这时，在第3组透镜G3与第4组透镜G4之间的第3组透镜G3附近将快门配置得与第3组透镜G3合为一体地移动时，靠近开口光圈s，所以能减小快门的开口直径，有利于紧凑化。与在像面附近设置快门时相比，在光束汇集的位置关快门，所以能抑制快门速度造成的周边光量减小。通过将第4组透镜G4的最物体侧的面做成光轴上的折射力为负、第4组透镜G4的有效范围内的周边部折射力为正的非球面，能一面縮短后焦距、一面抑制轴外光线对像面的入射角变得过分大。又，通过用1个透镜构成有效直径大的第1组透镜Gl，能将透镜厚度造成的变焦镜头全长的增加抑制到最小。这时，通过将第1组透镜取为物体侧具有凸面的凹凸透镜ll，能提高开口率，即使广角端也确保周边光量比大。通过将所述凹凸透镜ll的像面侧凹面取为非球面，能使轴外光线的像差校正良好。又，第1组透镜G1使用高折射力的低色散玻璃材料，从而能加大透镜的曲率半径，所以有利于像差校正，并且由于透镜厚度变小，有利于紧凑化。下面，在表1表3中示出此实施方式1的变焦镜头的数值例。表1的面数据所示数值例中，从物体侧开始依次示出各面的曲率半径(毫米)、轴上的面间隔(透镜厚度或空气间隔)(毫米)、对d线的折射力、对d线的阿贝数。而且，表l、表2中的非球面为下面的非球面式表示的非球面形状。式中，K为圆锥常数，A、B、C、D为非球面系数，Y为离开光轴的高度、R为非球面顶点的曲率半径，Z为该高度Y的非球面上的点离开非球面顶点的节平面在垂直方向的距离。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>接着，表2示出实施方式1的非球面数据。再者，表2内的浮动小数点形式的表现中，指数底10用符号E表示，而且省略乘法符号*，例如，一0.12345*10(—15次方)，用一0.12345E—15表示。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>接着，表3示出实施方式1的变焦数据。表3中，"面间隔2"是指第2面与第3面之间的距离(毫米)，"面间隔4"是指第4面与第5面之间的距离(毫米)，"面间隔9"是指第9面与第10面之间的距离(毫米)。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>又，图1图7是与上述实施方式1对应的无限远的像差图，图5、图6和图7分别示出广角端、中间焦距和望远端的像差图，从左侧开始依次为球面像差、像散、弯曲像差。图5图7所示的球面像差图中，虚线表示d线(波长587.6纳米(nm))，实线表示C线(波长656.3纳米)，点划线表示f线(波长486.1纳米)。图5图7所示的像散图中，实线S表示径向像面，虚线M表示正切像面。所述实施方式l的变焦镜头中，如图5图7所示，对球面像差、像散、弯曲像差各特性在广角端、中间焦距和望远端得到良好的光学特性。因而，根据上述实施方式1的变焦镜头，能做成又具有防尘性和牢固性、又因组成简单而紧凑且变焦比大的高性能变焦镜头，可实现适合数字相机、或便携电话、PDA等便携信息设备的小型且薄型的变焦镜头。实施方式2图2是示出本发明实施方式2的变焦镜头的组成的剖视图，各剖视图中，图2(a)、图2(b)和图2(c)分别表示广角端、中间焦距和望远端的变焦位置。图2的左侧是物体侧，右侧是像面侧。图中的箭头号表示变焦时透镜的移动状况。如图2所示，此实施方式2的变焦镜头包含具有负折射力的第l组透镜Gl;具有正折射力的第2组透镜G2;具有正折射力的第3组透镜G3;以及具有负折射力的第4组透镜G4，第1组透镜Gl、第2组透镜G2、第3组透镜G3和第4组透镜G4是从物体侧往像面侧依次配置的变焦镜头。此变焦镜头在变倍时或对焦(对合焦点)时将第1组透镜Gl和第4组透镜G4固定。变倍中，利用透镜移动机构l、2将第2组透镜G2、第3组透镜G3沿光轴移动，使得望远端的第1组透镜Gl与第2组透镜G2的间隔小于广角端的第1组透镜Gl与第2组透镜G2的间隔，而且从广角端越靠近望远端，第3组透镜G3与第4组透镜G4的间隔越大。所述第1组透镜G1是凸面朝向物体侧的凹凸透镜21，第2组透镜G2是凸面朝向物体侧、凹面朝向像面侧的具有正折射力的透镜22。第3组透镜G3包含开口光圈s、物体侧具有正折射力的透镜23、以及像面侧具有负折射力且玻璃材料的种类不同的透镜24和透镜25，从物体侧往像面侧依次配置开口光圈s、透镜23、透镜24、透镜25。所述第4组透镜G4是最物体侧的面为非球面、光轴上的折射力为负并且第4组透镜G4的有效范围内的周边部折射力为正的透镜26。还在所述第4组透镜G4的像面侧，配置滤光镜等玻璃组件f。相对于所述玻璃组件f，在第4组透镜G4的相反侧配置以感光面为像面的CCD和CMOS传感器等电子摄像元件18。又，用透镜移动机构2，在变焦时将第3组透镜G3的开口光圈s和透镜23、24、25合为一体地往光轴方向移动。所述变焦镜头的组成中，将第1组透镜G1和第4组透镜G4固定，从而容易改善变焦镜头的密封性，防尘优良，并能得到充分的牢固性。通过用不同的材料组成的具有正折射力的透镜23和具有负折射力的透镜24、25构成具有开口光圈s的第3组透镜G3，能一面校正色像差、一面将变焦镜头全长散增加抑制到最小。再者，将具有正折射力的透镜取为l个，将有负折射力的透镜取为2，但既可将具有正折射力的透镜取为2个以上，又可将具有负折射力的透镜取为1个或3个以上。又，通过将第3镜G3配置成从物体侧往像面侧依次为开口光圈s、具有正折射力的透镜23、具有负折射力的透镜24、25，能使透镜23和透镜24、25的有效直径为与开口光圈s相同的程度。通过减小所述开口光圈s的有效直径，能减小第3组透镜G3的有效直径。这时，如果透镜24和透镜25的合成折射力为负，透镜24的折射力可为正。上述组成的变焦镜头中，第3组透镜G3与第4组透镜G4的间隔即使最短也在2毫米以上，比较大；此空间可设置机械快门27。这时，在第3组透镜G3与第4组透镜G4之间的第3组透镜G3附近将快门配置得与第3组透镜G3合为一体地移动时，靠近开口光圈s，所以能减小快门的开口直径，有利于紧凑化。与在像面附近设置快门时相比，在光束汇集的位置关快门，所以能抑制快门速度造成的周边光量减小。通过将第4组透镜G4的最物体侧的面做成光轴上的折射力为负、第4组透镜G4的有效范围内的周边部折射力为正的非球面，能一面縮短后焦距、一面抑制轴外光线对像面的入射角变得过分大。又，通过用1个透镜构成有效直径大的第1组透镜G1，能将透镜厚度造成的变焦镜头全长的增加抑制到最小。这时，通过将第1组透镜取为物体侧具有凸面的凹凸透镜21，能提高开口率，即使广角端也确保周边光量比大。通过将所述凹凸透镜21的像面侧凹面取为非球面，能使轴外光线的像差校正良好。又，第1组透镜G1使用高折射力的低色散玻璃材料，从而能加大透镜的曲率半径，所以有利于像差校正，并且由于透镜厚度变小，有利于紧凑化。此实施方式2中，用3个透镜构成第3组透镜G3，从而进一步抑制像差。由于所述第3组透镜G3的有效直径小，添加的透镜也能用有效直径小且厚度小的透镜，所以对镜头全长的增加的影响小。接着，在表4表6中示出此实施方式2的变焦镜头的数值例。表4的面数据所示数值例中，从物体侧开始依次示出各面的曲率半径(毫米)、轴上的面间隔(透镜厚度或空气间隔)(毫米)、对d线的折射力、对d线的阿贝数。而且，表4、表5中的非球面为上述式(l)表示的非球面形状。面KAB1)1J8,63!0.0000-8.432認KH;23,術-(X8013-4'濯6fH):;1，卯93E-f)630,61U卿U58,織郞韩9眉鄉077.'1S90.舰5《&碰,62.912-0.;股31,W腿躬2,7，〖MM7-14.,1.U賴02-1.1L7.623，-L,9297E,12fi.7糾4,10舰_036,t704R-fl6接着，表6示出实施方式2的变焦数据。表6中，"面间隔2"是指第2面与第3面之间的距离(毫米)，"面间隔4"是指第4面与第5面之间的距离(毫米)，"面间隔10"是指第IO面与第11面之间的距离(毫米)。广角端中间焦距望远端视场角36.0°20.0°14.3°焦距4.99.814.0面间隔23.9271.1711.208面间隔44.7713.3620.850面间隔102.5566.4218.896又，图8图10是与上述实施方式2对应的无限远的像差图，图8、图9和图IO分别示出广角端、中间焦距和望远端的像差图，从左侧开始依次为球面像差、像散、弯曲像差。图8图IO所示的球面像差图中，虚线表示d线(波长587.6纳米(nm))，实线表示C线(波长656.3纳米)，点划线表示f线(波长486.1纳米)。图8图10所示的像散图中，实线S表示径向像面，虚线M表示正切像面。所述实施方式2的变焦镜头中，如图8图10所示，对球面像差、像散、弯曲像差各特性在广角端、中间焦距和望远端得到良好的光学特性。因而，根据上述实施方式2的变焦镜头，能做成又具有防尘性和牢固性、又因组成简单而紧凑且变焦比大的高性能变焦镜头，可实现适合数字相机、或便携电话、PDA等便携信息设备的小型且薄型的变焦镜头。16实施方式3图3是示出本发明实施方式3的变焦镜头的组成的剖视图，各剖视图中，图3(a)、图3(b)和图3(c)分别表示广角端、中间焦距和望远端的变焦位置。图3的左侧是物体侧，右侧是像面侧。图中的箭头号表示变焦时透镜的移动状况。如图3所示，此实施方式3的变焦镜头包含具有负折射力的第l组透镜Gl;具有正折射力的第2组透镜G2;具有正折射力的第3组透镜G3;以及具有负折射力的第4组透镜G4，第1组透镜Gl、第2组透镜G2、第3组透镜G3和第4组透镜G4是从物体侧往像面侧依次配置的变焦镜头。此变焦镜头在变倍时或对焦(对合焦点)时将第1组透镜Gl和第4组透镜G4固定。变倍中，利用透镜移动机构l、2将第2组透镜G2、第3组透镜G3沿光轴移动，使得望远端的第1组透镜Gl与第2组透镜G2的间隔小于广角端的第1组透镜Gl与第2组透镜G2的间隔，而且从广角端越靠近望远端，第3组透镜G3与第4组透镜G4的间隔越大。所述第1组透镜G1是凸面朝向物体侧的凹凸透镜31，第2组透镜G2是凸面朝向物体侧、凹面朝向像面侧的具有正折射力的透镜32。第3组透镜G3包含开口光圈s、物体侧具有正折射力的透镜33、以及像面侧具有负折射力的透镜34，从物体侧往像面侧依次配置开口光圈s、透镜33、透镜34。所述第4组透镜G4是最物体侧的面为非球面、光轴上的折射力为负并且第4组透镜G4的有效范围内的周边部折射力为正的透镜35。还在所述第4组透镜G4的像面侧，配置滤光镜等玻璃组件f。又，用透镜移动机构2，在变焦时将第3组透镜G3的开口光圈s和透镜33、34合为一体地往光轴方向移动。所述变焦镜头的组成中，将第1组透镜Gl和第4组透镜G4固定，从而容易改善变焦镜头的密封性，防尘优良，并能得到充分的牢固性。又，用不同材料组成的具有正折射力的透镜33和具有负折射力的透镜34构成具有开口光圈s的第3组透镜G3，能一面校正色像差、一面将变焦镜头全长的增加抑制到最小。再者，将具有正折射力的透镜和具有负折射力的透镜分别取为1个，但既可以将任一方取为2个以上的方式构成第3组透镜G3，又可以将双方取为2个以上的方式构成第3组透镜G3。又，通过将第3组透镜G3配置成从物体侧往像面侧依次配置开口光圈s、具有正折射力的透镜33、具有负折射力的透镜34，能使具有正折射力的透镜33和具有负折射力的透镜34的有效直径为与开口光圈s的有效直径相同的程度。又，上述组成的变焦镜头中，第3组透镜G3与第4组透镜G4的间隔即使最短也在2毫米以上，比较大；此空间可设置机械快门36。这时，在第3组透镜G3与第4组透镜G4之间的第3组透镜G3附近将快门配置得与第3组透镜G3合为一体地移动时，靠近开口光圈s，所以能减小快门的开口直径，有利于紧凑化。与在像面附近设置快门时相比，在光束汇集的位置关快门，所以能抑制快门速度造成的周边光量减小。通过将第4组透镜G4的最物体侧的面做成光轴上的折射力为负、第4组透镜G4的有效范围内的周边部折射力为正的非球面，能一面縮短后焦距、一面抑制轴外光线对像面的入射角变得过分大。又，通过用1个透镜构成有效直径大的第1组透镜Gl，能将透镜厚度造成的变焦镜头全长的增加抑制到最小。这时，通过将第1组透镜取为物体侧具有凸面的凹凸透镜31，能提高开口率，即使广角端也确保周边光量比大。通过将所述凹凸透镜31的像面侧凹面取为非球面，能使轴外光线的像差校正良好。第1组透镜Gl通过使用高折射率的低色散材料，能加大透镜的曲率半径，所以有利于像差校正，并且由于透镜的厚度小，也有利于紧凑化。此实施方式3中，对第1组透镜Gl使用模塑用玻璃材料中没有的折射率为1.85以上的材料，进一步在像面侧的面上利用树脂层30，将表面形状做成非球面，从而改善特性。将树脂层30形成在物体侧时，容易带伤纹等的树脂面露出在变焦镜头的外侧，欠佳。接着，在表7表9中示出此实施方式3的变焦镜头的数值例。表7的面数据所示数值例中，从物体侧开始依次示出各面的曲率半径(毫米)、轴上的面间隔(透镜厚度或空气间隔)(毫米)、对d线的折射力、对d线的阿贝数。而且，表7、表8中的非球面为上述式(1)表示的非球面形状。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>接着，表9示出实施方式3的变焦数据。表9中，"面间隔2"是指第2面与第3面之间的距离(毫米)，"面间隔5"是指第5面与第6面之间的距离(毫米)，"面间隔10"是指第10面与第11面之间的距离(毫米)。_<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>又，图11图13是与上述实施方式3对应的无限远的像差图，图ll、图12和图13分别示出广角端、中间焦距和望远端的像差图，从左侧开始依次为球面像差、像散、弯曲像差。图11图13所示的球面像差图中，虚线表示d线(波长587.6纳米(nm))，实线表示C线(波长656.3纳米)，点划线表示f线(波长486.1纳米)。图11图13所示的像散图中，实线S表示径向像面，虚线M表示正切像面。所述实施方式3的变焦镜头中，如图11图13所示，对球面像差、像散、弯曲像差各特性在广角端、中间焦距和望远端得到良好的光学特性。因而，根据上述实施方式3的变焦镜头，能做成又具有防尘性和牢固性、又因组成简单而紧凑且变焦比大的高性能变焦镜头，可实现适合数字相机、或便携电话、PDA等便携信息设备的小型且薄型的变焦镜头。实施方式4图4是示出本发明实施方式4的变焦镜头的组成的剖视图，各剖视图中，图4(a)、图4(b)和图4(c)分别表示广角端、中间焦距和望远端的变焦位置。图4的左侧是物体侧，右侧是像面侧。图中的箭头号表示变焦时透镜的移动状况。如图4所示，此实施方式4的变焦镜头包含具有负折射力的第l组透镜Gl;具有正折射力的第2组透镜G2;具有正折射力的第3组透镜G3;以及具有负折射力的第4组透镜G4，第1组透镜Gl、第2组透镜G2、第3组透镜G3和第4组透镜G4是从物体侧往像面侧依次配置的变焦镜头。此变焦镜头在变倍时或对焦(对合焦点)时将第1组透镜Gl和第4组透镜G4固定。变倍中，利用透镜移动机构l、2将第2组透镜G2、第3组透镜G3沿光轴移动，使得望远端的第1组透镜Gl与第2组透镜G2的间隔小于广角端的第1组透镜Gl与第2组透镜G2的间隔，而且从广角端越靠近望远端，第3组透镜G3与第4组透镜G4的间隔越大。所述第1组透镜G1是凸面朝向物体侧的凹凸透镜41，第2组透镜G2是凸面朝向物体侧、凹面朝向像面侧的具有正折射力的透镜42。第3组透镜G3包含开口光圈s、物体侧具有正折射力的透镜43、以及像面侧具有负折射力的透镜44、45，从物体侧往像面侧依次配置开口光圈s、透镜43、透镜44、45。所述第4组透镜G4是最物体侧的面为非球面、光轴上的折射力为负并且第4组透镜G4的有效范围内的周边部折射力为正的透镜46。还在所述第4组透镜G4的像面侧，配置滤光镜等玻璃组件f。又，用透镜移动机构2，在变焦时将第3组透镜G3的开口光圈s和透镜43、44、45合为一体地往光轴方向移动。所述变焦镜头的组成中，将第1组透镜Gl和第4组透镜G4固定，从而容易改善变焦镜头的密封性，防尘优良，并能得到充分的牢固性。通过用不同的材料组成的具有正折射力的透镜43和具有负折射力的透镜44、45构成具有开口光圈s的第3组透镜G3，能一面校正色像差、一面将变焦镜头全长散增加抑制到最小。再者，将具有正折射力的透镜取为l个，将有负折射力的透镜取为2，但既可将具有正折射力的透镜取为2个以上，又可将具有负折射力的透镜取为1个或3个以上。又，通过将第3镜G3配置成从物体侧往像面侧依次为开口光圈s、具有正折射力的透镜43、具有负折射力的透镜44、45，能使透镜43和透镜44、45的有效直径为与开口光圈s相同的程度。通过减小所述开口光圈s的有效直径，能减小第3组透镜G3的有效直径。这时，如果透镜44和透镜45的合成折射力为负，透镜44的折射力可为正。上述组成的变焦镜头中，第3组透镜G3与第4组透镜G4的间隔即使最短也在2毫米以上，比较大；此空间可设置机械快门47。这时，在第3组透镜G3与第4组透镜G4之间的第3组透镜G3附近将快门配置得与第3组透镜G3合为一体地移动时，靠近开口光圈s，所以能减小快门的开口直径，有利于紧凑化。与在像面附近设置快门时相比，在光束汇集的位置关快门，所以能抑制快门速度造成的周边光量减小。又，通过将第4组透镜G4的最物体侧的面做成光轴上的折射力为负、第4组透镜G4的有效范围内的周边部折射力为正的非球面，能一面縮短后焦距、一面抑制轴外光线对像面的入射角变得过分大。通过用1个透镜构成有效直径大的第1组透镜G1，能将透镜厚度造成的变焦镜头全长的增加抑制到最小。这时，通过将第1组透镜取为物体侧具有凸面的凹凸透镜41，能提高开口率，即使广角端也确保周边光量比大。通过将所述凹凸透镜41的像面侧凹面取为非球面，能使轴外光线的像差校正良好。又，第1组透镜G1使用高折射力的低色散玻璃材料，从而能加大透镜的曲率半径，所以有利于像差校正，并且由于透镜厚度变小，有利于紧凑化。第1组透镜G1通过使用高折射率的低色散材料，能加大透镜的曲率半径，所以有利于像差校正，并且由于透镜的厚度小，也有利于紧凑化。此实施方式4中，对第1组透镜Gl使用模塑用玻璃材料中没有的折射率为1.85以上的材料，进一步在像面侧的面上利用树脂层30，将表面形状做成非球面，从而改善特性。将树脂层30形成在物体侧时，容易带伤纹等的树脂面露出在变焦镜头的外侧，欠佳。接着，在表10表12中示出此实施方式4的变焦镜头的数值例。表10的面数据所示数值例中，从物体侧开始依次示出各面的曲率半径(毫米)、轴上的面间隔(透镜厚度或空气间隔)(毫米)、对d线的折射力、对d线的阿贝数。而且，表10、表ll中的非球面为上述式(l)表示的非球面形状。[表10〗<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>实线表示C线(波长656.3纳米)，点划线表示f线(波长486.1纳米)。图14图16所示的像散图中，实线S表示径向像面，虚线M表示正切像面。所述实施方式4的变焦镜头中，如图14图16所示，对球面像差、像散、弯曲像差各特性在广角端、中间焦距和望远端得到良好的光学特性。因而，根据上述实施方式4的变焦镜头，能做成又具有防尘性和牢固性、又因组成简单而紧凑且变焦比大的高性能变焦镜头，可实现适合数字相机、或便携电话、PDA等便携信息设备的小型且薄型的变焦镜头。上述实施方式1实施方式4，在表1表12示出具体的数值例，但本发明的变焦镜头并非限于这些实施方式，只要将第1组透镜第4组透镜的折射力和像差适当设定成广角端、中间焦距和望远端得到良好的光学特性(球面像差、像散和弯曲像差等特性)就可以。本发明的变焦镜头如上述实施方式1实施方式4所示，镜头的长度为20毫米以下，通过与当作摄像元件(图1的18)组合，能使相机模件总体厚度为30毫米以下，非常短。因而，能方便地装载在数字相机、便携电话或PDA(PersonalDigitalAssistant:个人数字助理器)等便携信息终端。权利要求1、一种变焦镜头，其特征在于，包含固定离开像面的距离的具有负折射力的第1组透镜；具有正折射力并且在变焦时移动的第2组透镜；具有正折射力并且在变焦时移动的第3组透镜；以及固定离开像面的距离的具有负折射力的第4组透镜，从物体侧往所述像面依次配置所述第1组透镜、第2组透镜、第3组透镜和第4组透镜，还包括透镜移动机构，该机构在变焦时将第2组透镜和第3组透镜往光轴方向移动，使得望远端的第1组透镜与第2组透镜的间隔小于广角端的第1组透镜与第2组透镜的间隔，而且越从广角端靠近望远端，第3组透镜与第4组透镜的间隔越大。2、如权利要求l中所述的变焦镜头，其特征在于，所述第3组透镜具有开口光圈和多个透镜。3、如权利要求2中所述的变焦镜头，其特征在于，所述第3组透镜的所述多个透镜是至少1个具有正折射力的透镜和至少1个具有负折射力的透镜。4、如权利要求2中所述的变焦镜头，其特征在于，所述第3组透镜的所述多个透镜是具有正折射力和负折射力的透镜，从所述物体侧往所述像面侧依次配置具有所述开口光圈和所述正折射力的透镜以及具有所述负折射力的透镜。5、如权利要求l中所述的变焦镜头，其特征在于，包括配置在所述第3组透镜与所述第4组透镜之间而且在所述第3组透镜附近的机械快门。6、如权利要求1中所述的变焦镜头，其特征在于，所述第4组透镜的最所述物体侧的面是非球面，所述第4组透镜的光轴上的折射力为负，所述第4组透镜的有效范围内的周边部的折射力为正。7、如权利要求l中所述的变焦镜头，其特征在于，仅由1个透镜构成所述第1组透镜。8、如权利要求7中所述的变焦镜头，其特征在于，所述第1组透镜的1个透镜是在所述物体侧具有凸面的凹凸透镜。9、如权利要求8中所述的变焦镜头，其特征在于，所述凹凸透镜的像面侧的凹面是非球面。10、如权利要求9中所述的变焦镜头，其特征在于，利用树脂，将所述凹凸透镜的像面侧的凹面做成非球面。11、一种数字相机，其特征在于，具有权利要求1中所述的变焦镜头；以及对所述变焦镜头形成的像进行感光的电子摄像元件。12、一种便携信息设备，其特征在于，具有权利要求1中所述的变焦镜头；以及对所述变焦镜头形成的像进行感光的电子摄像元件。全文摘要变焦镜头包含固定离开像面的距离的具有负折射力的第1组透镜(G1)；具有正折射力的第2组透镜(G2)；具有正折射力的第3组透镜(G3)；以及固定离开像面的距离的具有负折射力的第4组透镜(G4)。从物体侧往所述像面依次配置所述第1组透镜(G1)、第2组透镜(G2)、第3组透镜(G3)和第4组透镜(G4)。利用透镜移动机构(1、2)，将第2组透镜(G2)和第3组透镜(G3)往光轴方向移动，使得望远端的第1组透镜(G1)与第2组透镜(G2)的间隔小于广角端的第1组透镜(G1)与第2组透镜(G2)的间隔，而且越从广角端靠近望远端，第3组透镜(G3)与第4组透镜(G4)的间隔越大，以进行变焦。文档编号G02B15/167GK101454707SQ20078001902公开日2009年6月10日申请日期2007年3月20日优先权日2006年4月20日发明者上田稔申请人:夏普株式会社