CN101794011A - 可变焦距透镜系统和成像装置 - Google Patents

可变焦距透镜系统和成像装置 Download PDF

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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces

Abstract

本发明提供了具有小尺寸并且能够实现高可变倍率和广视角的可变焦距透镜系统和成像装置。该可变焦距透镜系统包括分别具有正折射力、负折射力、正折射力以及正折射力的第一透镜组至第四透镜组，并且这些透镜组从物体侧至成像侧依次配置。孔径光阑配置在第三透镜组的附近。可变焦距透镜系统满足以下条件表达式1和2：条件表达式1-0.04＜fw/R23＜0.18，以及条件表达式20.48＜fw/R24＜0.72其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示第二透镜组中粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示第二透镜组中的粘合透镜的粘合表面的曲率半径。

Description

可变焦距透镜系统和成像装置
相关申请的引用
本申请包含于2009年2月4日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-023705中所公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及可变焦距透镜系统和成像装置。更具体地，本发明涉及例如用在摄像机或者数码相机(digital still camera)中的并且具有大于70度的视角和大于10的变焦比的可变焦距透镜系统和成像装置。
背景技术
已经提出了使用每个光电转换元件(诸如CCD(电荷耦合器件)或者CMOS(互补金属氧化物半导体))将物体图像的光量转换成为电输出并且记录电输出的方法，其中该物体图像在包括所述光电转换元件作为相机的成像单元的成像装置的成像装置表面上形成。
随着微加工技术的进步，已经提高了中央处理器(CPU)的处理速度或者记录介质的集成程度，这使得高速处理大量图像数据成为可能。此外，随着光接收元件的集成程度的提高，可以以高空间频率记录数据。随着光接收元件的尺寸减小，可以减小相机的总体尺寸。
然而，当提高集成程度并且减小尺寸时，减小了每个光电转换元件的光接收表面的面积并且降低了电输出。结果，噪声对光电转换元件的影响增加。为了降低噪声影响，已经提出了增大光学系统的孔径比以增加在光接收元件上入射的光量的结构。此外，还已经提出了紧挨在每个元件之前设置称作微透镜阵列的微透镜元件的结构。
微透镜阵列限制透镜系统的出射光瞳的位置，而不是将入射在相邻元件之间的光线引导至元件上。当透镜系统的出射光瞳的位置接近光接收元件时，增大了在入射在光接收元件上的主光线和光轴之间的角度。因此，增大了传播至画面外围的轴外光线和光轴之间的角度。结果，没有在光接收元件上入射必需的光量从而光量不足。
近年来，随着数码相机的广泛应用，存在来自用户的各种需求。
具体地，存在对具有高变焦比的变焦透镜(可变焦距透镜系统)的小型相机的需求。已经提供了具有大于10的变焦比的变焦透镜。
通常，具有高变焦比的变焦透镜包括具有正折射力、负折射力、正折射力以及正折射力的四个透镜组。
在包括具有正折射力、负折射力、正折射力以及正折射力的四个透镜组的变焦透镜中，从物体侧至成像侧以该顺序配置四个透镜组，即，具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组。在包括具有正折射力、负折射力、正折射力以及正折射力的四个透镜组的变焦透镜中，当透镜的位置从具有最短焦距的广角端改变至具有最长焦距的摄远端时，移动第一透镜组至第三透镜组，以使第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大并且第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小。移动第四透镜组以补偿像面的位置变化。
例如，日本未审查专利申请公开第2008-146016号公开了包括具有正折射力、负折射力、正折射力以及正折射力的四个透镜组的这种变焦透镜。
近年来，具有大于75度的视角的广角变焦透镜已经增加了。作为广角变焦透镜，通常使用包括具有负折射力的第一透镜组的变焦透镜。
例如，日本未审查专利申请公开第2007-94174号公开了一种变焦透镜，其中，两个透镜组，即具有负折射力的第一透镜组和具有正折射力的第二透镜组从物体侧至成像侧依次配置。
日本未审查专利申请公开第2008-46208号公开了一种变焦透镜，其中四个透镜组，即具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组、具有负折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组从物体侧至成像侧依次配置。
近年来，通常使用非球面透镜。通常使用包括具有正折射力的第一透镜组的变焦透镜。
例如，日本未审查专利申请公开第2008-102165号公开了包括具有正折射力的第一透镜组并且使用非球面透镜以实现广视角和高可变倍率的变焦透镜。
发明内容
然而，在包括具有负折射力的第一透镜组的变焦透镜中，当获得大于75度的视角和约为10的高变焦比时，在摄远端光线发生漫射，并且增大了穿过在第二透镜组之后的各个透镜组的光线的直径。因此，有必要更有效地校正球面像差。结果，难以充分减小透镜的总长度或者其直径。
在包括具有正折射力、负折射力、正折射力以及正折射力的四个透镜组的变焦透镜中，没有出现上述问题，但是在广角端时入射在第一透镜组上的轴外光线以相对于光轴的大角度发射。结果，第一透镜组的透镜直径增大，而且由于第一透镜组和第二透镜组之间相互偏心，所以性能可能会显著劣化。
因此，例如，在日本未审查专利申请公开第2008-102165号中所公开的变焦透镜中，具有确保约75度的视角的限制条件。
期望提供一种具有小尺寸并且能够实现高可变倍率和广视角的可变焦距透镜系统和成像装置。
根据本发明的实施方式，提供了一种可变焦距透镜系统，包括：具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组。第一透镜组至第四透镜组从物体侧至成像侧依次配置。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大，第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小，并且第三透镜组和第四透镜组之间的间距改变。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，移动所有的透镜组。孔径光阑配置在第三透镜组附近。在近距离对焦过程中，移动第四透镜组。第二透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、以及具有面向成像侧的凹面的负透镜和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜的粘合透镜。第二透镜组中配置在物体侧的负透镜的最接近物体侧的表面和粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面。可变焦距透镜系统满足以下条件表达式1和2：
[条件表达式1]
-0.04＜fw/R23＜0.18，以及
[条件表达式2]
0.48＜fw/R24＜0.72
(其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示第二透镜组中粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示第二透镜组中的粘合透镜的粘合表面的曲率半径)。
因此，在可变焦距透镜系统中，确保了必要的像差校正功能，并且特别地，减小了第二透镜组的厚度。
根据上述实施方式的可变焦距透镜系统可满足以下条件表达式3：
[条件表达式3]
0.01＜fw/f2c＜0.09
(其中，f2c表示第二透镜组中的粘合透镜的焦距)。
由于可变焦距透镜系统满足条件表达式3，所以可以有效校正画面外围的高阶轴外像差和由于透镜位置的改变所导致的轴外像差的变化。
根据上述实施方式的可变焦距透镜系统可满足以下条件表达式4：
[条件表达式4]
2.3＜f1/(fw·ft)1/2＜2.7
(其中，f1表示第一透镜组的焦距，而ft表示在摄远端整个透镜系统的焦距)。
由于可变焦距透镜系统满足条件表达式4，所以可以减小在摄远端第一透镜组的总长度并且有效地校正第一透镜组中产生的负球面像差。
根据上述实施方式的可变焦距透镜系统可满足以下条件表达式5：
[条件表达式5]
0.65＜f1/f1c＜0.9
(其中，f1c表示第一透镜组中的第二负透镜的焦距)。
由于可变焦距透镜系统满足条件表达式5，所以在广角端入射在第一透镜组上的轴外光线与光轴接近，并且第一透镜组的主点(principal point)的位置与物体侧接近。
在根据上述实施方式的可变焦距透镜系统中，孔径光阑可以配置在第三透镜组的物体侧。当透镜位置改变时，孔径光阑可以与第三透镜组一体地移动。可变焦距透镜系统可满足以下条件表达式6：
[条件表达式6]
0.06＜dS3/R31＜0.10
(其中，dS3表示孔径光阑与第三透镜组中最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，而R31表示第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径)。
由于可变焦距透镜系统具有上述结构并且满足条件表达式6，所以有效地校正了第三透镜组中产生的负球面像差并且减小了在摄远端第三透镜组的总长度。
根据上述实施方式的可变焦距透镜系统可满足以下条件表达式7：
[条件表达式7]
2＜f3/fw＜2.3
(其中，f3表示第三透镜组的焦距)。
由于可变焦距透镜系统满足条件表达式7，所以有效地校正了在广角端由于视角的改变所导致的彗形像差的变化，并且无论透镜的位置如何，都能减小透镜系统的总长度。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种成像装置，包括：可变焦距透镜系统；以及成像器件，被配置为将由可变焦距透镜系统形成的光学图像转换为电信号。该可变焦距透镜系统包括：具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组。第一透镜组至第四透镜组从物体侧至成像侧依次配置。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大，第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小，并且第三透镜组和第四透镜组之间的间距改变。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，移动所有的透镜组。孔径光阑配置在第三透镜组附近。在近距离对焦过程中，移动第四透镜组。第二透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、以及具有面向成像侧的凹面的负透镜和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜的粘合透镜。第二透镜组中配置在物体侧的负透镜的最接近物体侧的表面和粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面。该可变焦距透镜系统满足以下条件表达式1和2：
[条件表达式1]
-0.04＜fw/R23＜0.18，以及
[条件表达式2]
0.48＜fw/R24＜0.72
(其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示第二透镜组中粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示第二透镜组中的粘合透镜的粘合表面的曲率半径)。
因此，在成像装置中，确保了必要的像差校正功能，并且特别地，减小了第二透镜组的厚度。
根据本发明的实施方式，提供了一种可变焦距透镜系统，包括：具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组。第一透镜组至第四透镜组从物体侧至成像侧依次配置。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大，第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小，并且第三透镜组和第四透镜组之间的间距改变。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，移动所有的透镜组。孔径光阑配置在第三透镜组附近。在近距离对焦过程中，移动第四透镜组。第二透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、以及具有面向成像侧的凹面的负透镜和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜的粘合透镜。第二透镜组中配置在物体侧的负透镜的最接近物体侧的表面和粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面。该可变焦距透镜系统满足以下条件表达式1和2：
[条件表达式1]
-0.04＜fw/R23＜0.18，以及
[条件表达式2]
0.48＜fw/R24＜0.72
(其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示第二透镜组中粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示第二透镜组中的粘合透镜的粘合表面的曲率半径)。
因此，可以确保必要的像差校正功能并且减小透镜的厚度。此外，可以实现小尺寸、高可变倍率以及广视角。
根据上述实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式3：
[条件表达式3]
0.01＜fw/f2c＜0.09
(其中，f2c表示第二透镜组中的粘合透镜的焦距)。
因此，可以防止画面外围的高阶轴外像差的产生，有效地校正由于透镜位置的改变所导致的轴外像差的变化。因此，可以进一步改善性能。
在根据上述实施方式的可变焦距透镜系统中，第一透镜系统包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、具有面向物体侧的凸面的第一正透镜、以及具有面向物体侧的凸面的第二正透镜。该可变焦距透镜系统满足以下条件表达式4：
[条件表达式4]
2.3＜f1/(fw·ft)1/2＜2.7
(其中，f1表示第一透镜组的焦距，而ft表示在摄远端整个透镜系统的焦距)。
因此，可以减小在摄远端第一透镜组的总长度，并且有效地校正第一透镜组中产生的负球面像差。
根据上述实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式5：
[条件表达式5]
0.65＜f1/f1c＜0.9
(其中，f1c表示第一透镜组中的第二正透镜的焦距)。
因此，可以防止画面外围的彗形像差的出现，并且减小了在广角端第一透镜组的总长度。
在根据上述实施方式的可变焦距透镜系统中，孔径光阑可以配置在第三透镜组的物体侧。当透镜位置改变时，孔径光阑可以与第三透镜组一体地移动。可变焦距透镜系统满足以下条件表达式6：
[条件表达式6]
0.06＜dS3/R31＜0.10
(其中，dS3表示孔径光阑与第三透镜组中最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，而R31表示第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径)。
因此，可以有效地校正第三透镜组中产生的负球面像差，并且减小了在摄远端第三透镜组的总长度。
根据上述实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式7：
[条件表达式7]
2＜f3/fw＜2.3
(其中，f3表示第三透镜组的焦距)。
因此，可以有效地校正在广角端彗形像差的变化，并且无论透镜的位置如何，都能减小透镜系统的总长度。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种成像装置，包括：可变焦距透镜系统；以及成像装置，被配置为将由可变焦距透镜系统形成的光学图像转换为电信号。该可变焦距透镜系统包括：具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组。第一透镜组至第四透镜组从物体侧至成像侧依次配置。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大，第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小，并且第三透镜组和第四透镜组之间的间距改变。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，移动所有的透镜组。孔径光阑配置在第三透镜组附近。在近距离对焦过程中，移动第四透镜组。第二透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、以及具有面向成像侧的凹面的负透镜和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜的粘合透镜。第二透镜组中配置在物体侧上的负透镜的最接近物体侧的表面和粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面。可变焦距透镜系统满足以下条件表达式1和2：
[条件表达式1]
-0.04＜fw/R23＜0.18，以及
[条件表达式2]
0.48＜fw/R24＜0.72
(其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示第二透镜组中粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示第二透镜组中的粘合透镜的粘合表面的曲率半径)。
因此，可以确保必要的像差校正功能并且减小透镜的厚度。此外，可以实现小尺寸、高可变倍率以及广视角。
附图说明
图1是连同图2至图18一起示出了用于实现根据本发明的成像装置和可变焦距透镜系统的示例性实施方式的示图，并且示出了可变焦距透镜系统的折射力的分布；
图2是示出了根据本发明的第一实施方式的可变焦距透镜系统的透镜结构的示图；
图3是连同图4和图5一起示出了将具体数值应用于第一实施方式的数字实例的像差示图，并且示出了在广角端的球面像差、像散、畸变以及横向像差；
图4是示出了在中间焦距处的球面像差、像散、畸变以及横向像差的示图；
图5是示出了在摄远端的球面像差、像散、畸变以及横向像差的示图；
图6是示出了根据本发明的第二实施方式的可变焦距透镜系统的透镜结构的示图；
图7是连同图8和图9一起示出了将具体数值应用于第二实施方式的数字实例的像差示图，并且示出了在广角端的球面像差、像散、畸变以及横向像差；
图8是示出了在中间焦距处的球面像差、像散、畸变以及横向像差的示图；
图9是示出了在摄远端的球面像差、像散、畸变以及横向像差的示图；
图10是示出了根据本发明的第三实施方式的可变焦距透镜系统的透镜结构的示图；
图11是连同图12和图13一起示出了将具体数值应用于第三实施方式的数字实例的像差示图，并且示出了在广角端的球面像差、像散、畸变以及横向像差；
图12是示出了在中间焦距处的球面像差、像散、畸变以及横向像差的示图；
图13是示出了在摄远端的球面像差、像散、畸变以及横向像差的示图；
图14是示出了根据本发明的第四实施方式的可变焦距透镜系统的透镜结构的示图；
图15是连同图16和图17一起示出了将具体数值应用于第四实施方式的数字实例的像差示图，并且示出了在广角端的球面像差、像散、畸变以及横向像差；
图16是示出了在中间焦距处的球面像差、像散、畸变以及横向像差的示图；
图17是示出了在摄远端的球面像差、像散、畸变以及横向像差的示图；以及
图18是示出了根据本发明的实施方式的成像装置的框图。
具体实施方式
下文中，将描述根据本发明的示例性实施方式的可变焦距透镜系统和成像装置。
[可变焦距透镜系统的结构]
首先，将描述根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统。
根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大并且第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小。因此，第三透镜组和第四透镜组之间的间距改变。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，当透镜的位置从广角端至改变摄远端时，所有的透镜组移动。孔径光阑配置在第三透镜组附近，并且在近距离对焦过程中，移动第四透镜组。
接下来，将描述根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统的各个透镜组的功能。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，在广角端时第一透镜组和第二透镜组彼此接近，以使在第一透镜组上入射的轴外光线与光轴接近。结果，可以减小透镜的直径。当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大，并且穿过第一透镜组的轴外光线远离光轴。
根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统利用轴外光线的高度变化来有效地校正由于透镜位置的改变所导致的轴外像差的变化。特别地，在广角端减小透镜的总长度并且在摄远端增大透镜的总长度，使得在视角较大的广角端入射在第一透镜组上的轴外光线没有过多地远离光轴。此外，在广角端增大第二透镜组和第三透镜组之间的间距，以使穿过第二透镜组的轴外光线远离光轴。结果，可以独立地校正轴上像差和轴外像差。
当将透镜的位置改变至摄远时，第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小，以使穿过第二透镜组的轴外光线与光轴接近。结果，可以有效地校正由于透镜位置的改变所导致的轴外像差的变化并且因此改善了透镜系统的性能。
由于第四透镜组配置在像面附近，所以存在由于移动所导致的横向倍率的少许变化，并且移动第四透镜组以校正由于第一透镜组至第三透镜组的移动所导致的像面位置的变化。
在适用于使用成像器件拍摄物体图像的成像装置(相机)的透镜中，出射光瞳的位置远离像面，即，主光线基本上与光轴平行。因此，当穿过第四透镜组的光线在光轴方向上传播时，存在光线高度的少许变化。由于存在光线高度的少许变化，所以第四透镜组适用于补偿当物体位置改变时产生的像面位置变化的所谓的近距离对焦操作。
由于上述原因，在根据本发明的实施方式的可变对焦透镜系统中，在近距离对焦过程中，移动第四透镜组。
为了减小透镜的直径并且改善其性能，孔径光阑的位置很重要。
通常，当透镜的位置改变时，随着具有与孔径光阑的可变距离的透镜组的数量增加，穿过每个透镜组的轴外光线的高度更倾向于改变。基于轴外光线的高度变化来校正由于透镜位置的改变所导致的轴外像差的变化。然而，可以通过积极改变轴外光线的高度来更有效地校正轴外像差的变化。此外，可以通过将孔径光阑设置在透镜系统中心的附近来减小透镜的直径。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，如上所述，可以通过将孔径光阑设置在第三透镜组的附近来减小透镜的直径并且改善其性能。
当改变透镜的位置时，还可以通过将孔径光阑设置在第三透镜组的物体侧并且一体地移动孔径光阑和第三透镜组来进一步减小透镜的直径并且简化镜筒结构。
可以通过将孔径光阑设置在第三透镜组的物体侧来使穿过第一透镜组的轴外光线接近光轴，尤其是在广角端。因此，可以减小透镜的尺寸。由于在广角端穿过第一透镜组的轴外光线接近光轴，所以可以防止在画面外围中的彗形像差的产生并且因此改善透镜的性能。
为了获得具有高可变倍率和小尺寸的透镜，增强各个透镜组的折射力是有效的。然而，当增强各个透镜组的折射力时，各个透镜组的透镜表面的曲率增大。因此，当实现了高可变倍率和减小了尺寸之后获得广视角时，在画面的外围产生非常大的像差。
在将具有正折射力的透镜组设置在开头的类型中，穿过第一透镜组的轴外光线很可能在广角端远离光轴。特别地，随着第一透镜组的折射力增大，穿过第一透镜组的轴外光线进一步远离光轴。结果，在画面的外围产生较大的彗形像差。
因此，为了在实现高可变倍率和减小的尺寸之后获得广视角，优选地，削弱了第一透镜组的折射力。然而，当削弱第一透镜组的折射力时，透镜的总长度增大。结果，难以确保预定的变焦比。
因此，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，特别地，以如下方式构造第二透镜组。在这种情况下，无论透镜的位置如何，都可以实现高可变倍率、小尺寸以及广视角。因此，可以确保高光学性能。
特别地，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，在广角端实现大于70度的广视角、高可变倍率以及小尺寸。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，在第二透镜组中，从物体侧至成像侧依次配置具有面向成像侧的凹面的负透镜(第一负透镜)、以及具有面向成像侧的凹面的负透镜(第二负透镜)和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜的粘合透镜。此外，第二透镜组中，第一负透镜的物体侧表面和粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面。
特别地，当第二透镜组满足以下两点时，高光学性能得以确保。
(A)在粘合透镜中，将负透镜(第二负透镜)配置在物体侧，将正透镜配置在成像侧，并且粘结表面为朝向物体侧的凸面。
(B)负透镜(第一负透镜)和粘合透镜之间的间距狭窄。
即使当在广角端视角增大时，为了防止入射在第一透镜组上的轴外光线过多地远离光轴，减少第二透镜组的厚度也是十分重要的。
在根据现有技术的变焦透镜中，在许多情况下，第二透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的三个透镜，即，具有面向成像侧的凹面的第一负透镜、具有面向成像侧的凹面的第二负透镜以及具有面向物体侧的凸面的正透镜(例如，日本未审查专利申请公开第2008-209866号)。
然而，在根据现有技术的结构中，当减小第二负透镜和正透镜之间的间距时，由于它们之间相互偏心，性能显著劣化。因此，需要增大第二负透镜和正透镜之间的间距，减小制造过程中的变化，并且防止性能降低。此外，由于第二负透镜的物体侧表面为具有朝向物体侧的强烈曲率的凹面，所以需要增大第一负透镜和第二负透镜之间的间距。因此，在根据现有技术的结构中，第二透镜组的厚度较大。
因此，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，在第二透镜组中，通过清楚地限定校正透镜的每个表面的像差的功能来减小第二透镜组的厚度。
即，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，在第二透镜组中，粘合透镜包括第二负透镜和正透镜，并且为了校正轴上像差，正透镜的成像侧表面为非球面。此外，为了校正轴外像差，第一负透镜为非球面透镜，并且第二负透镜的物体侧表面具有正曲率，而不是负曲率(凹面为平面并且凸面具有较大曲率)。
在现有技术中，第一负透镜和第二负透镜的物体侧表面具有校正由于在广角端视角的改变所导致的轴外像差的变化的功能，并且第二负透镜和正透镜的成像侧表面具有校正轴上像差的功能。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，根据上述结构，可以在确保必要的像差校正功能之后，减小透镜的厚度。因此，在确保高光学性能之后，可以减小第一透镜组的尺寸。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，由于使用非球面透镜，所以实现了更高的光学性能。特别地，由于第二透镜组包括非球面透镜，所以可以有效地校正由于在广角端视角的改变所导致的彗形像差的变化。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，在第二透镜组中，至少两个表面，即配置在物体侧的负透镜(第一负透镜)的最接近物体侧的表面和粘结透镜的最接近成像侧的表面，为非球面。因此，可以减小透镜的尺寸并且改善在广角端的性能。
已经提出了以下两种方法作为使用非球面的一般方法。
(C)使用配置在孔径光阑附近的表面作为非球面的方法。
(D)使用远离孔径光阑的表面作为非球面的方法。
在(C)的情况下，非球面最适用于校正球面像差。在(D)的情况下，非球面最适用于校正诸如畸变或者像场曲率的轴外像差。
然而，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，由于将两个非球面配置为在第二透镜组中彼此分离，所以独立地校正在光轴附近的折射力和远离光轴的折射力。具体地，独立地校正在近轴区域中的入射光瞳的位置和画面的外围中的入射光瞳的位置。结果，可以使入射在第一透镜组上的轴外光线与光轴接近。因此，可以减小透镜的直径并且有效地校正由于视角的改变所导致的轴外像差的变化。
根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式1和2：
[条件表达式1]
-0.04＜fw/R23＜0.18，以及
[条件表达式2]
0.48＜fw/R24＜0.72
(其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示第二透镜组中粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示第二透镜组中的粘合透镜的粘合表面的曲率半径)。
条件表达式1定义了第二透镜组中的第二负透镜的物体侧表面的形状并且是为了减小第一负透镜和第二负透镜之间的间距。
如果比率大于条件表达式1的上限，则增强了第一负透镜的负折射力，并且增强了粘合透镜的正折射力。因此，难以有效地校正第一负透镜和粘合透镜中的每个透镜中产生的球面像差，因此难以有效地校正由于透镜位置的改变所导致的球面像差的变化。结果，难以改善透镜的性能。
另一方面，如果比率小于条件表达式1的下限，则增强了粘合透镜的负折射力。因此，穿过第一负透镜的轴外光线远离光轴，并且第一负透镜和粘合透镜之间的间距增大。结果，穿过第一负透镜的轴外光线进一步远离光轴，这导致透镜直径的增大。
因此，当可变焦距透镜系统满足条件表达1时，可以有效地校正由于透镜位置的改变所导致的球面像差的变化并且使穿过第一负透镜的轴外光线与光轴接近。结果，可以减小透镜的直径。条件表达式2定义了第二透镜组中的第二负透镜的成像侧表面的曲率半径并且是为了简化第二透镜组的结构。
如果比率小于条件表达式2的下限，则在粘合透镜的粘合表面中产生较大的高价球面像差。因此，难以获得预定的光学性能。
另一方面，如果比率大于条件表达式2的上限，则粘合透镜的粘合表面的校正像差的功能劣化。因此，难以获得预定的光学性能。
因此，当可变焦距透镜系统满足条件表达式2时，可以有效地校正粘合透镜的粘合表面中产生的像差并且获得了预定的光学性能。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，为了减小第二透镜组的厚度、使穿过第一透镜组的轴外光线与光轴接近、并且减小透镜的直径，优选地，条件表达式2的上限为0.64。
当第二透镜组中的粘合透镜的粘合表面为朝向孔径光阑的凸面时，产生轴外像差并且光学性能劣化。因此，如在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，粘合透镜包括：具有面向成像侧的凹面的负透镜和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜。根据该结构，可以获得良好的光学性能。
优选地，根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统满足上述条件表达式1和以下条件表达式3：
[条件表达式3]
0.01＜fw/f2c＜0.09
(其中，f2c表示第二透镜组中的粘合透镜的焦距)。
条件表达式3定义了第二透镜系统中的粘合透镜的焦距并且是为了改善性能。
如果比率小于条件表达式3的下限，则画面的外围产生较大的高阶轴外像差。因此，难以改善性能。
另一方面，如果比率大于条件表达式3的上限，则难以有效地校正由于透镜位置的改变所导致的轴外像差的变化并且难以改善性能。
因此，当可变焦距透镜系统满足条件表达式3时，可以防止画面外围的高阶轴外像差的出现，并且有效地校正了由于透镜位置的改变所导致的轴外像差的变化。因此，可以进一步改善性能。
然而，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，优选第一透镜组具有适于实现高可变倍率、小尺寸以及高性能的结构。
为了实现高可变倍率，由于在摄远端焦距较大，所以需要有效地校正色像差或者球面像差。为了改善性能，需要有效地校正每个透镜组中产生的色像差和球面像差，并且需要在第一透镜组中设置至少一个正透镜和至少一个负透镜。
为了减小在摄远端透镜的总长度并且减小透镜的直径，优选地，将第一透镜组配置为，从物体侧至成像侧依次配置三个透镜，即具有面向成像侧的凹面的负透镜、具有面向物体侧的凸面的第一正透镜以及具有面向物体侧的凸面的第二正透镜。
在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，在具有上述结构的第一透镜组中，由于负透镜配置为最接近于成像侧，所以入射在第一透镜组上的轴外光线与光轴接近。由于配置了两个正透镜，所以增强了正折射力并且减小了透镜的总长度。
优选地，根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式4：
[条件表达式4]
2.3＜f1/(fw·ft)1/2＜2.7
(其中，f1表示第一透镜组的焦距，ft表示在摄远端整个透镜系统的焦距)。
条件表达式4定义了第一透镜组的焦距，并且是为了实现高可变倍率、小尺寸以及高性能。
如果比率大于条件表达式4的上限，则在摄远端第一透镜组的总长度增大。
另一方面，如果比率小于条件表达式4的下限，则难以有效地校正第一透镜组中出现的负球面像差，并且难以改善光学性能。
因此，当可变焦距透镜系统满足条件表达式4时，可以减小在摄远端第一透镜组的总长度并且有效地校正第一透镜组中出现的负球面像差。
然而，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，为了使穿过第一透镜组的轴外光线与光轴接近并且减小透镜的直径，优选地，条件表达式4的下限为2.4。
优选地，为了防止由于制造过程中的装配误差导致的性能劣化，并且为了实现稳定的光学性能，优选地，将负透镜和第一正透镜彼此接合。
为了即使在广角端增大视角时也能获得高光学性能，优选地，根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式5：
[条件表达式5]
0.65＜f1/f1c＜0.9
(其中，f1c表示第一透镜组中的第二正透镜的焦距)。
条件表达式5定义了第一透镜组中的第二正透镜的焦距并且是为了获得在广角端的良好的轴外性能。
如果比率小于条件表达式5的下限，则在广角端入射在第一透镜组上的轴外光线远离光轴，并且画面的外围出现大的彗形像差。
另一方面，如果比率大于条件表达式5的上限，则第一透镜组的主点的位置移向成像侧。结果，在摄远端第一透镜组的总长度增大。
因此，当可变焦距透镜系统满足条件表达式5时，可以防止画面外围的彗形像差的出现，并且减小在摄远端第一透镜组的总长度。
为了有效地校正仅在第三透镜组中出现的负球面像差，并且减小第三透镜组的总长度，优选地，根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式6：
[条件表达式6]
0.06＜dS3/R31＜0.10
(其中，dS3表示孔径光阑和与第三透镜组最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，R31表示第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径)。
条件表达式6定义了第三透镜组中最接近物体侧的表面的形状。
为了会聚通过第二透镜组所发散的光线，第三透镜组具有强折射力。因此，第三透镜组中最接近物体侧的表面对于最优化第三透镜组的形状和进一步改善性能起重要作用。
如果比率大于条件表达式6的上限，则难以有效地校正第三透镜组中产生的负球面像差，并且难以改善性能。
另一方面，如果比率小于条件表达式6的下限，则难以减小在摄远端第三透镜组的总长度。
因此，当可变焦距透镜系统满足条件表达式6时，可以有效地校正第三透镜组中出现的负球面像差并且减小在摄远端第三透镜组的总长度。
为了进一步改善性能，优选地，根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式7：
[条件表达式7]
2＜f3/fw＜2.3
(其中，f3表示第三透镜组的焦距)。
条件表达式7定义了第三透镜组的焦距。
如果比率小于条件表达式7的下限，则难以有效地校正在广角端由于视角的改变所导致的彗形像差的变化。结果，难以获得足够高的性能。
另一方面，如果比率大于条件表达式7的上限，则无论透镜的位置如何，透镜的总长度都会增大。因此，难以减小透镜尺寸。
因此，当可变焦距透镜系统满足条件表达式7时，可以有效地校正在广角端彗形像差的变化，并且无论透镜的位置如何，都能减小透镜的总长度。
为了有效地校正第二透镜组中产生的正球面像差并且进一步改善性能，优选地，根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式8：
[条件表达式8]
-1＜1/β2t＜-0.8
(其中，β2t表示在摄远端第二透镜组的横向倍率)。
条件表达式8定义了第二透镜组的横向倍率。
如果比率大于条件表达式8的上限，则难以充分地校正第二透镜组中产生的正球面像差。结果，难以获得足够高的性能。
另一方面，如果比率小于条件表达式8的下限，则难以充分地减小在摄远端第二透镜组的总长度。结果，难以充分减小透镜尺寸。
因此，当可变焦距透镜系统满足条件表达式8时，可以充分地校正第二透镜组中产生的正球面像差并且减小在摄远端第二透镜组的总长度。
然而，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，可以通过在相对于光轴基本上垂直的方向上移动(移位)第一透镜组至第四透镜组中的一个透镜组或者一个透镜组中的某些透镜来移位图像。通过在相对于光轴基本上垂直的方向上移动一个透镜组或者一个透镜组中的某些透镜，并且通过结合检测图像模糊的检测系统、移位每个透镜组的驱动系统、以及基于检测系统的输出将移位量提供至驱动系统的控制系统，可变焦距透镜系统可以用作防抖光学系统。
具体地，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，在相对于光轴基本上垂直的方向上移位第三透镜组。根据该结构，可以减少移位过程中性能的变化。
当将孔径光阑配置在第三透镜组的附近时，轴外光线在光轴附近通过。因此，可以防止当在相对于光轴基本上垂直的方向上移位第三透镜组时产生的轴外像差的变化。
然而，在根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统中，可以设置防止在透镜系统的成像侧生成莫尔条纹的低通滤光片或者对应于光接收元件的光谱灵敏度特性的红外截止滤光片。
当优先改善性能而不是减小尺寸时，优选地，将具有正折射力并且包括面向物体侧的凸面的第三正透镜设置在第一透镜组中的第二正透镜的成像侧。
可以通过将非球面透镜设置在第三透镜组或者第四透镜组中来改善中心性能。
此外，可以通过在可变焦距透镜系统中的光学系统中形成多个非球面来确保高光学性能。
[数字实例]
接下来，将参照附图和表格描述根据本发明的可变焦距透镜系统的示例性实施方式和将具体数值应用于实施方式的数字实例。
在以下表格或者说明中的符号意义如下。
“f”表示焦距，“Fno”表示F数，“2ω”表示视角，“Di”表示轴上的第i个表面和第(i+1)个表面之间的表面间隔。表面编号“S”表示孔径光阑，而曲率半径“ASP”表示非球面。“K”表示圆锥常数(conic constant)，“A”、“B”、“C”和“D”分别表示4阶、6阶、8阶以及10阶非球面系数，而“Bf”表示后焦距。
折射率是相对于d线的值(λ＝587.6nm)，而曲率半径“0.0000”表示表面为平面。
在每个数字实例中使用的透镜包括非球透镜表面。当“x”表示在光轴方向上自透镜表面的顶部的距离、“y”表示在与光轴垂直的方向上的高度(像高)、“c”表示在透镜的顶部的近轴曲率(曲率半径的倒数)、“K”表示圆锥常数、并且“A”、“B”、...分别表示4阶、6阶、...非球面系数的时候，通过以下方程1定义非球面形状：
[方程1]
x＝cy2/[1+{1-(1+κ)c2y2}1/2]+Ay4+By6+…
图1为示出了根据本发明的各个实施方式的可变焦距透镜系统的折射力分布的示图。各个实施方式包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有正折射力的第一透镜组G1、具有负折射力的第二透镜组G2、具有正折射力的第三透镜组G3以及具有正折射力的第四透镜组G4。
在各个实施方式中，当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的间距增大，并且第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的间距减小。因此，第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的间距改变。
当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，移动所有的透镜组G1、G2、G3以及G4。将孔径光阑S配置在第三透镜组G3的物体侧附近。移动第四透镜组G4以校正由于透镜组G1、G2、G3以及G4的移动所导致的像表面位置的变化，并且在近距离对焦过程中将第四透镜组移向物体侧。
<第一实施方式>
图2为示出了根据本发明的第一实施方式的可变焦距透镜系统1的透镜结构的示图。可变焦距透镜系统1包括10个透镜。
第一透镜组G1包括：具有面向物体侧的凸面的弯月形负透镜和具有面向物体侧的凸面的第一正透镜的粘合透镜L11、以及具有面向物体侧的凸面的弯月形第二正透镜L12。
第二透镜组G2包括：具有面向成像侧的凹面的弯月形第一负透镜L21、以及具有面向成像侧的凹面的第二负透镜和具有面向物体侧的凸面的正透镜的粘合透镜L22。
第三透镜组G3包括：具有面向物体侧的凸面第一正透镜和具有面向成像侧的凹面的负透镜的粘合透镜L31、以及具有双凸形状的第二正透镜L32。
第四透镜组G4包括：具有双凸形状的正透镜L4。
将滤光片FL设置在第四透镜组G4和像面IMG之间。
表1示出了将具体数值应用于根据第一实施方式的可变焦距透镜系统1的数值实例1的透镜数据。
[表1]
  f   1.00～2.10～9.42
  Fno   3.58～4.38～5.79
  f   1.00～2.10～9.42
  2ω   87.12～41.94～9.62
  表面编号   曲率半径   表面间隔   折射率   阿贝数
  1   6.5315   0.226   1.84666   23.83
  2   4.5115   0.740   1.49700   81.60
  3   32.5526   0.034
  4   6.0493   0.456   1.75500   52.30
  5   23.2039   (D5)
  6   9.6836(ASP)   0.180   1.85135   40.10
  7   1.0206(ASP)   0.557
  8   38.3310   0.079   1.61800   63.39
  9   1.9169   0.332   2.00178   19.32
  10   5.0807(ASP)   (D10)
  11(S)   0.0000   0.090
  12   1.0195(ASP)   0.521   1.74330   49.22
  13   0.0000   0.090   1.76182   26.61
  14   0.9781   0.072
  15   3.4011   0.239   1.56384   60.83
  16   -1.9726   (D16)
  17   3.1029(ASP)   0.365   1.55332   71.67
  18   -225.5158(ASP)   (D18)
  19   0.0000   0.210   1.51680   64.20
  20   0.0000   (Bf)
在可变焦距透镜系统1中，非球面为：第二透镜组G2中的第一负透镜L21的物体侧表面(R6)、第二透镜组G2中的第一负透镜L21的成像侧表面(R7)、第二透镜组G2中粘合透镜L22最接近成像侧的表面(R10)、第三透镜组G3中粘合透镜L31最接近物体侧的表面(R12)、第四透镜组G4中的正透镜L4的物体侧表面(R17)、第四透镜组G4中的正透镜L4的成像侧表面(R18)。表2示出了在数字实例1中的非球面的4阶、6阶、8阶以及10阶非球面系数A、B、C和D以及圆锥常数K，。
在示出非球面系数的表2和随后的表中，“E-i”表示以10为底的指数，即，“10-i”。例如，“0.12345E-05”表示“0.12345×10-5”。
在可变焦距透镜系统1中，当倍率在广角端和摄远端之间变化时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间隔D5、第二透镜组G2和孔径光阑S之间的表面间隔D10、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间隔D16、第四透镜组G4和滤光片FL之间的表面间隔D18发生变化。表3示出了在数字实例1中的广角端(焦距f＝1.000)、中间焦距(焦距f＝2.101)、以及摄远端(焦距f＝9.420)的F数Fno、视角2ω以及可变表面间隔。
[表3]
  f   1.000   2.101   9.420
  D5   0.079   1.394   4.346
  D10   2.499   1.180   0.056
  D16   0.541   1.006   3.103
  D18   1.189   1.508   0.528
  Bf   0.182   0.182   0.182
图3至图5示出了在数字实例1中的无穷远对焦状态下的所有像差。图3示出了在广角端(焦距f＝1.000)的所有像差，图4示出了在中间焦距(焦距f＝2.101)的所有像差，而图5示出了在摄远端(焦距f＝9.420)的所有像差。
在图3至图5中所示的像散示图中，实线表示在弧矢像面上的值并且虚线表示子午像面上的值。在横向像差示图中，“y”表示像高并且“A”表示半视角。
如从每幅像差示图中所见到的，在数字实例1中，有效地校正了所有的像差并且获得了高成像性能。
<第二实施方式>
图6为示出了根据本发明的第二实施方式的可变焦距透镜系统2的透镜结构的示图。可变焦距透镜系统2包括11个透镜。
第一透镜组G1包括：具有面向物体侧的凸面的弯月形负透镜和具有面向物体侧的凸面的第一正透镜的粘合透镜L11、以及具有面向物体侧的凸面的弯月形第二正透镜L12。
第二透镜组G2包括：具有面向成像侧的凹面的弯月形第一负透镜L21、以及具有面向成像侧的凹面的第二负透镜和具有面向物体侧的凸面的正透镜的粘合透镜L22。
第三透镜组G3包括：具有面向物体侧的凸面第一正透镜和具有面向成像侧的凹面的第一负透镜的粘合透镜L31、具有双凸形状的第二正透镜L32、以及具有面向成像侧的凹面的弯月形第二负透镜L33。
第四透镜组G4包括：具有双凸形状的正透镜L4。
将滤光片FL配置在第四透镜组G4和像面IMG之间。
表4示出了将具体数值应用于根据第二实施方式的可变焦距透镜系统2的数值实例2的透镜数据。
[表4]
  f   1.00～2.10～9.42
  Fno   3.59～4.33～5.97
  2ω   87.27～41.87～9.62
  表面编号   曲率半径   表面间隔   折射率   阿贝数
  1   6.2084   0.226   1.84666   23.83
  2   4.3267   0.733   1.49700   81.60
  3   25.4380   0.034
  4   5.7269   0.442   1.75500   52.30
  5   21.4439   (D5)
  6   7.6866(ASP)   0.169   1.85135   40.10
  7   0.9830(ASP)   0.559
  8   53.4131   0.090   1.61800   63.39
  9   1.9169   0.329   2.00178   19.32
  10   5.1634(ASP)   (D10)
  11(S)   0.0000   0.090
  12   1.0483(ASP)   0.516   1.72916   54.67
  13   0.0000   0.090   1.74077   27.79
  14   1.0270   0.072
  15   3.5427   0.246   1.62230   53.17
  16   -1.9865   0.045
  17   3.3349   0.113   2.00069   25.46
  18   2.7063   (D18)
  表面编号   曲率半径   表面间隔   折射率   阿贝数
  19   2.9898(ASP)   0.388   1.55332   71.67
  20   -35.3735(ASP)   (D20)
  21   0.0000   0.210   1.51680   64.20
  22   0.0000   (Bf)
在可变焦距透镜系统2中，非球面为：第二透镜组G2中的第一负透镜L21的物体侧表面(R6)、第二透镜组G2中的第一负透镜L21的成像侧表面(R7)、第二透镜组G2中粘合透镜L22最接近成像侧的表面(R10)、第三透镜组G3中粘合透镜L31最接近物体侧的表面(R12)、第四透镜组G4中的正透镜L4的物体侧表面(R19)、第四透镜组G4中的正透镜L4的成像侧表面(R20)。表5示出了在数字实例2中的非球面的4阶、6阶、8阶和10阶非球面系数A、B、C和D以及圆锥常数K。
Figure GSA00000016956100371
在可变焦距透镜系统2中，当倍率在广角端和摄远端之间变化时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间隔D5、第二透镜组G2和孔径光阑S之间的表面间隔D10、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间隔D18、第四透镜组G4和滤光片FL之间的表面间隔D20发生变化。表6示出了在数字实例2中的广角端(焦距f＝1.000)、中间焦距(焦距f＝2.101)、以及摄远端(焦距f＝9.420)的F数Fno、视角2ω以及可变表面间隔。
[表6]
  f   1.000   2.101   9.418
  D5   0.079   1.378   4.164
  D10   2.439   1.120   0.056
  D16   0.451   0.790   3.120
  D18   1.149   1.536   0.530
  Bf   0.182   0.182   0.182
图7至图9示出了在数字实例2中的无穷远对焦状态下的所有像差。图7示出了在广角端(焦距f＝1.000)的所有像差，图8示出了在中间焦距(焦距f＝2.101)的所有像差，而图9示出了在摄远端(焦距f＝9.418)的所有像差。
在图7至图9中所示的像散示图中，实线表示在弧矢像面上的值并且虚线表示子午像面上的值。在横向像差示图中，“y”表示像高并且“A”表示半视角。
如各个像差示图所示，在数字实例2中，有效地校正了所有像差并且获得了高成像性能。
<第三实施方式>
图10为示出了根据本发明的第三实施方式的可变焦距透镜系统3的透镜结构的示图。可变焦距透镜系统3包括10个透镜。
第一透镜组G1包括：具有面向物体侧的凸面的弯月形负透镜和具有面向物体侧的凸面的第一正透镜的粘合透镜L11、以及具有面向物体侧的凸面的弯月形第二正透镜L12。
第二透镜组G2包括：具有面向成像侧的凹面的弯月形第一负透镜L21、以及具有面向成像侧的凹面的第二负透镜和具有面向物体侧的凸面的正透镜的粘合透镜L22。
第三透镜组G3包括：具有面向物体侧的凸面第一正透镜和具有面向成像侧的凹面的负透镜的粘合透镜L31、以及具有双凸形状的第二正透镜L32。
第四透镜组G4包括：具有双凸形状的正透镜L4。
将滤光片FL配置在第四透镜组G4和像面IMG之间。
表7示出了将具体数值应用于根据第三实施方式的可变焦距透镜系统3的数值实例3的透镜数据。
[表7]
  f   1.00～2.10～9.41
  Fno   3.56～4.37～5.75
  2ω   87.19～42.28～9.62
  表面编号   曲率半径   表面间隔   拆射率   阿贝数
  1   5.9308   0.214   1.84666   23.83
  2   4.0138   0.715   1.49700   81.60
  3   17.0965   0.045
  4   6.2807   0.451   1.80420   46.50
  5   32.8475   (D5)
  6   30.4916(ASP)   0.180   1.85135   40.10
  7   1.1005(ASP)   0.557
  8   22.5561   0.079   1.61800   63.39
  9   1.9173   0.341   2.00178   19.32
  10   5.1425(ASP)   (D10)
  11(S)   0.0000   0.079
  12   1.0684(ASP)   0.573   1.74330   49.22
  13   -600.8425   0.090   1.76182   26.61
  14   1.0150   0.065
  15   3.4374   0.232   1.60300   65.44
  16   -2.2049   (D16)
  17   2.9276(ASP)   0.352   1.55332   71.67
  18   -225.5608(ASP)   (D18)
  19   0.0000   0.113   1.51680   64.20
  表面编号   曲率半径   表面间隔   拆射率   阿贝数
  20   0.0000   (Bf)
在可变焦距透镜系统3中，非球面为：第二透镜组G2中的第一负透镜L21的物体侧表面(R6)、第二透镜组G2中的第一负透镜L21的成像侧表面(R7)、第二透镜组G2中粘合透镜L22最接近成像侧的表面(R10)、第三透镜组G3中粘合透镜L31最接近物体侧的表面(R12)、第四透镜组G4中的正透镜L4的物体侧表面(R17)、第四透镜组G4中的正透镜L4的成像侧表面(R18)。表8示出了在数字实例3中的非球面的4阶、6阶、8阶和10阶非球面系数A、B、C和D以及圆锥常数K。
Figure GSA00000016956100411
在可变焦距透镜系统3中，当倍率在广角端和摄远端之间变化时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间隔D5、第二透镜组G2和孔径光阑S之间的表面间隔D10、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间隔D16、第四透镜组G4和滤光片FL之间的表面间隔D18发生变化。表9示出了数字实例3中的广角端(焦距f＝1.000)、中间焦距(焦距f＝2.101)以及摄远端(焦距f＝9.414)的F数Fno、视角2ω以及可变表面间隔。
[表9]
  f   1.000   2.101   9.414
  D5   0.079   1.331   4.290
  D10   2.599   1.248   0.056
  D16   0.637   1.282   3.213
  D18   1.156   1.394   0.533
  Bf   0.228   0.228   0.228
图11至图13示出了数字实例3中的无穷远对焦状态下的所有像差。图11示出了在广角端(焦距f＝1.000)的所有像差，图12示出了在中间焦距(焦距f＝2.101)的所有像差，而图13示出了在摄远端(焦距f＝9.414)的所有像差。
在图11至图13中所示的像散示图中，实线表示弧矢像面上的值并且虚线表示子午像面上的值。在横向像差示图中，“y”表示像高并且“A”表示半视角。
如各个像差示图所示，在数字实例3中，有效地校正了所有像差并且获得了高成像性能。
<第四实施方式>
图14为示出了根据本发明的第四实施方式的可变焦距透镜系统4的透镜结构的示图。可变焦距透镜系统4包括10个透镜。
第一透镜组G1包括：具有面向物体侧的凸面的弯月形负透镜和具有面向物体侧的凸面的第一正透镜的粘合透镜L11、以及具有面向物体侧的凸面的弯月形第二正透镜L12。
第二透镜组G2包括：具有面向成像侧的凹面的弯月形第一负透镜L21、以及具有面向成像侧的凹面的第二负透镜和具有面向物体侧的凸面的正透镜的粘合透镜L22。
第三透镜组G3包括：具有面向物体侧的凸面第一正透镜和具有面向成像侧的凹面的负透镜的粘合透镜L31、以及具有双凸形状的第二正透镜L32。
第四透镜组G4包括：具有双凸形状的正透镜L4。
将滤光片FL配置在第四透镜组G4和像面IMG之间。
表10示出了将具体数值应用于根据第四实施方式的可变焦距透镜系统4的数值实例4的透镜数据。
[表10]
  f   1.00～2.10～9.43
  Fno   3.58～4.38～5.76
  2ω   87.33～42.16～9.59
  表面编号   曲率半径   表面间隔   折射率   阿贝数
  1   6.3953   0.214   1.84666   23.83
  2   4.2727   0.704   1.49700   81.60
  3   21.9577   0.045
  4   5.9937   0.426   1.77250   49.62
  5   29.4615   (D5)
  6   16.3833(ASP)   0.181   1.88072   37.27
  7   1.0756(ASP)   0.555
  8   11.2892   0.079   1.65100   56.16
  9   1.7689   0.396   2.00178   19.32
  10   4.8697(ASP)   (D10)
  11(S)   0.0000   0.079
  12   1.1021(ASP)   0.603   1.75700   47.82
  13   11.2892   0.090   1.80518   25.42
  14   1.0443   0.060
  15   2.9154   0.262   1.61800   63.39
  16   -2.3470   (D16)
  17   3.0353(ASP)   0.332   1.49700   81.61
  18   -225.7846(ASP)   (D18)
  19   0.0000   0.113   1.51680   64.20
  表面编号   曲率半径   表面间隔   折射率   阿贝数
  20   0.0000   (Bf)
在可变焦距透镜系统4中，非球面为：第二透镜组G2中的第一负透镜L21的物体侧表面(R6)、第二透镜组G2中的第一负透镜L21的成像侧表面(R7)、第二透镜组G2中粘合透镜L22最接近成像侧的表面(R10)、第三透镜组G3中粘合透镜L31最接近物体侧的表面(R12)、第四透镜组G4中的正透镜L4的物体侧表面(R17)、第四透镜组G4中的正透镜L4的成像侧表面(R18)。表11示出了数字实例4中的非球面的4阶、6阶、8阶和10阶非球面系数A、B、C和D以及圆锥常数K。
Figure GSA00000016956100451
在可变焦距透镜系统4中，当倍率在广角端和摄远端之间变化时，第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的表面间隔D5、第二透镜组G2和孔径光阑S之间的表面间隔D10、第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的表面间隔D16、第四透镜组G4和滤光片FL之间的表面间隔D18发生变化。表12示出了数字实例4中的广角端(焦距f＝1.000)、中间焦距(焦距f＝2.100)、以及摄远端(焦距f＝9.434)的F数Fno、视角2ω以及可变表面间隔。
[表12]
  f   1.000   2.100   9.434
  D5   0.079   1.335   4.269
  D10   2.754   1.331   0.056
  D16   0.681   1.236   3.201
  D18   1.148   1.418   0.522
  Bf   0.228   0.228   0.228
图15至图17示出了数字实例4中的无穷远对焦状态下的所有像差。图15示出了在广角端(焦距f＝1.000)的所有像差，图16示出了在中间焦距(焦距f＝2.100)的所有像差，而图17示出了在摄远端(焦距f＝9.434)的所有像差。
在图15至图17中所示的像散示图中，实线表示弧矢像面上的值并且虚线表示子午像表面上的值。在横向像差示图中，“y”表示像高并且“A”表示半视角。
如各个像差示图所示，在数字实例4中，有效地校正了所有像差并且获得了高成像性能。
[条件表达式的值]
表13示出了可变焦距透镜系统1至4中的条件表达式1至条件表达式8的值。
即，表13示出了条件表达式1的fw、R23和fw/R23，条件表达式2的fw、R24和fw/R24，条件表达式3的fw、f2c和fw/f2c，条件表达式4的f1、fw、ft和f1/(fw·ft)1/2，条件表达式5的f1、f1c和f1/f1c，条件表达式6的dS3、R31和dS3/R31，条件表达式7的f3、fw和f3/fw，以及条件表达式8的β2t和1/β2t。
Figure GSA00000016956100481
如表13所示，可变焦距透镜系统1至4满足条件表达式1至条件表达式8。
[成像装置的结构]
接下来，将描述根据本发明的实施方式的成像装置。
根据本发明的实施方式的成像装置包括：可变焦距透镜系统，和将可变焦距透镜系统形成的光学图像转换为电信号的成像器件。
在根据本发明的实施方式的成像装置中，可变焦距透镜系统包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有正折射力的第一透镜组、具有负折射力的第二透镜组、具有正折射力的第三透镜组以及具有正折射力的第四透镜组。
在根据本发明的实施方式的成像装置的可变焦距透镜系统中，当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，第一透镜组和第二透镜组之间的间距增大，并且第二透镜组和第三透镜组之间的间距减小。因此，第三透镜组和第四透镜组之间的间距改变。
在根据本发明的实施方式的成像装置的可变焦距透镜系统中，当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，移动所有的透镜组。将孔径光阑配置在第三透镜组附近，并且在近距离对焦过程中移动第四透镜组。
在根据本发明的实施方式的成像装置的可变焦距透镜系统中，第二透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、以及具有面向成像侧的凹面的负透镜和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜的粘合透镜。
在根据本发明的实施方式的成像装置的可变焦距透镜系统中，第二透镜组中配置在物体侧的负透镜的最接近物体侧的表面以及粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面。
在根据本发明的实施方式的成像装置中，由于可变焦距透镜系统具有上述结构，所以可以在确保必要的像差校正功能之后，减小透镜的厚度。此外，可以在确保高光学性能之后减小设备的尺寸。
由于使用非球面透镜，所以可以获得更高的光学性能。具体地，由于第二透镜组包括非球面透镜，所以可以有效地校正在广角端由于视角的改变所导致的彗形像差的变化。
由于至少两个表面，即第二透镜组中配置在物体侧的负透镜(第一负透镜)的最接近物体侧的表面以及粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面，所以可以减小透镜系统的尺寸并且改善在广角端的性能。
在根据本发明的实施方式的成像装置中，将可变焦距透镜系统配置为满足以下条件表达式1和2：
[条件表达式1]
-0.04＜fw/R23＜0.18，以及
[条件表达式2]
0.48＜fw/R24＜0.72
(其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示第二透镜组中粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示第二透镜组中的粘合透镜的粘合表面的曲率半径)。
在根据本发明的实施方式的成像装置中，当可变焦距透镜系统满足条件表达1时，可以有效地校正由于透镜位置的改变所导致的球面像差的变化并且使穿过第一负透镜的轴外光线与光轴接近。因此，可以减小透镜的直径。
在根据本发明的实施方式的成像装置中，当可变焦距透镜系统满足条件表达2时，可以有效地校正粘合透镜的粘合表面中产生的像差。因此，可以获得预定的光学性能。
图18为示出了根据本发明的实施方式的成像装置的实例的数码相机的框图。
成像装置(数码相机)100包括：相机组块10，具有成像功能；相机信号处理单元20，执行诸如将拍摄到的图像的模拟信号转换为数字信号的信号处理；图像处理单元30，记录或再生图像信号；LCD(液晶显示装置)40，例如显示拍摄到的图像；R/W(读取器/写入器)50，从存储卡1000读取以及向存储卡1000写入图像信号；CPU(中央处理单元)60，控制成像装置的全体操作；输入单元70，包括由用户操作的各种开关；以及透镜驱动控制单元80，控制相机组块10中设置的透镜的驱动。
例如，相机组块10包括：光学系统，包括可变焦距透镜系统11(根据本发明的实施方式的可变焦距透镜系统1、2、3和4)；以及成像器件12，例如，CCD(电荷耦合器件)或者CMOS(互补金属氧化物半导体)。
相机信号处理单元20执行诸如将从成像器件12输出的信号转换为数字信号、噪声消除、图像质量校正以及将亮度转换为色差(color-differece)信号的各种信号处理操作。
图像处理单元30基于预定的图像数据格式执行对图像信号进行压缩和编码的处理、对图像信号进行解压缩和解码的处理、以及对诸如分辨率的数据规格进行转换的处理。
LCD 40具有显示诸如用户操作输入单元70的状态或者拍摄到的图像的各种数据的功能。
R/W 50将通过图像处理单元30所编码的图像数据写入至存储卡1000并且读取写入至存储卡1000的图像数据。
CPU 60用作控制设置在成像装置100中的各个电路组块、并且基于来自输入单元70的指令输入信号控制各个电路组块的控制处理单元。
输入单元70例如包括用于快门操作的快门释放按钮和用于选择操作模式的选择开关，并且将与用户的操作相对应的指令输入信号输出至CPU 60。
透镜驱动控制单元80基于来自CPU 60的控制信号来控制例如驱动可变焦距透镜系统11的各个透镜的电动机(未示出)。
存储卡1000例如是可以从连接至R/W 50的插槽中移除的半导体存储器。
[成像装置的操作]
接下来，将描述成像装置100的操作。
在成像待机状态中，在CPU 60的控制下，由相机组块10拍摄到的图像信号通过相机信号处理单元20输出至LCD 40，然后显示为通过相机直接显示图像(camera through image)。当从输入单元70输入用于变焦的指令输入信号时，CPU 60将控制信号输出至透镜驱动控制单元80，并且透镜驱动控制单元80移动可变焦距透镜系统11的预定透镜。
当响应于来自输入单元70的指令输入信号而操作相机组块10的快门(未示出)时，将拍摄的图像信号从相机信号处理单元20输出至图像处理单元30，并且图像处理单元30对图像信号进行压缩和编码并且将其转换成为预定数据格式的数字数据。将转换的数据输出至R/W 50，并且R/W 50将该数据写至存储卡1000。
例如，当为了记录(成像)而将输入单元70的快门释放按钮按下一半或者全部按下时，透镜驱动控制单元80基于来自CPU 60的控制信号移动可变焦距透镜系统11的预定透镜，从而进行对焦。
当操作输入单元70以再生存储在存储卡1000中的图像数据时，R/W50从存储卡1000读取预定的图像数据，并且图像处理单元30对图像数据进行解压缩和解码。然后，将再生的图像信号输出至LCD 40，并且在其上显示再生图像。
在上述实施方式中，将成像装置应用于数码相机，但是成像装置的应用范围不限于数码相机。例如，可以将成像装置广泛地用作诸如数码摄像机、具有集成了相机的移动电话以及具有集成了相机的PDA(个人数字助理)的数字输入/输出设备的相机单元。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以有多种修改、组合、子组合和变形，均应包含在本发明的权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (19)

1.一种可变焦距透镜系统，包括：
第一透镜组，具有正折射力；
第二透镜组，具有负折射力；
第三透镜组，具有正折射力；以及
第四透镜组，具有正折射力；
其中，所述第一透镜组至所述第四透镜组从物体侧至成像侧依次配置，
当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的间距增大，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的间距减小，并且所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的间距改变，
当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，移动所有的透镜组，
孔径光阑配置在所述第三透镜组的附近，
在近距离对焦过程中，移动所述第四透镜组，
所述第二透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、以及具有面向成像侧的凹面的负透镜和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜的粘合透镜，
在所述第二透镜组中配置在物体侧的所述负透镜的最接近物体侧的表面和所述粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式1和2：
条件表达式1
-0.04＜fw/R23＜0.18，以及
条件表达式2
0.48＜fw/R24＜0.72
其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示所述第二透镜组中所述粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示所述第二透镜组中的所述粘合透镜的粘合表面的曲率半径。
2.根据权利要求1所述的可变焦距透镜系统，其中，所述的可变焦距透镜系统满足以下条件表达式3：
条件表达式3
0.01＜fw/f2c＜0.09
其中，f2c表示所述第二透镜组中的所述粘合透镜的焦距。
3.根据权利要求1所述的可变焦距透镜系统，
其中，所述第一透镜系统包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、具有面向物体侧的凸面的第一正透镜、以及具有面向物体侧的凸面的第二正透镜，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式4：
条件表达式4
2.3＜f1/(fw·ft)1/2＜2.7
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，而ft表示在摄远端整个透镜系统的焦距。
4.根据权利要求2所述的可变焦距透镜系统，
其中，所述第一透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、具有面向物体侧的凸面的第一正透镜、以及具有面向物体侧的凸面的第二正透镜，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式4：
条件表达式4
2.3＜f1/(fw·ft)1/2＜2.7
其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，并且ft表示在摄远端整个透镜系统的焦距。
5.根据权利要求3所述的可变焦距透镜系统，其中，所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式5：
条件表达式5
0.65＜f1/f1c＜0.9
其中，f1c表示所述第一透镜组中的所述第二正透镜的焦距。
6.根据权利要求4所述的可变焦距透镜系统，其中，所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式5：
条件表达式5
0.65＜f1/f1c＜0.9
其中，f1c表示所述第一透镜组中的所述第二正透镜的焦距。
7.根据权利要求1所述的可变焦距透镜系统，
其中，所述孔径光阑配置在所述第三透镜组的物体侧，
当透镜的位置改变时，所述孔径光阑与所述第三透镜组一体地移动，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式6：
条件表达式6
0.06＜dS3/R31＜0.10
其中，dS3表示所述孔径光阑与所述第三透镜组中最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，而R31表示所述第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径。
8.根据权利要求2所述的可变焦距透镜系统，
其中，所述孔径光阑配置在所述第三透镜组的物体侧，
当透镜的位置改变时，所述孔径光阑与所述第三透镜组一体地移动，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式6：
条件表达式6
0.06＜dS3/R31＜0.10
其中，dS3表示所述孔径光阑与所述第三透镜组中最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，而R31表示所述第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径。
9.根据权利要求3所述的可变焦距透镜系统，
其中，所述孔径光阑配置在所述第三透镜组的物体侧，
当透镜的位置改变时，所述孔径光阑与所述第三透镜组一体地移动，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式6：
条件表达式6
0.06＜dS3/R31＜0.10
其中，dS3表示所述孔径光阑与所述第三透镜组中最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，而R31表示所述第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径。
10.根据权利要求4所述的可变焦距透镜系统，
其中，所述孔径光阑配置在所述第三透镜组的物体侧，
当透镜的位置改变时，所述孔径光阑与所述第三透镜组一体地移动，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式6：
条件表达式6
0.06＜dS3/R31＜0.10
其中，dS3表示所述孔径光阑与所述第三透镜组中最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，而R31表示所述第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径。
11.根据权利要求5所述的可变焦距透镜系统，
其中，所述孔径光阑配置在所述第三透镜组的物体侧，
当透镜的位置改变时，所述孔径光阑与所述第三透镜组一体地移动，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式6：
条件表达式6
0.06＜dS3/R31＜0.10
其中，dS3表示所述孔径光阑与所述第三透镜组中最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，而R31表示所述第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径。
12.根据权利要求6所述的可变焦距透镜系统，
其中，所述孔径光阑配置在所述第三透镜组的物体侧，
当透镜的位置改变时，所述孔径光阑与所述第三透镜组一体地移动，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式6：
条件表达式6
0.06＜dS3/R31＜0.10
其中，dS3表示所述孔径光阑与所述第三透镜组中最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，而R31表示所述第三透镜组中最接近物体侧的表面的曲率半径。
13.根据权利要求7所述的可变焦距透镜系统，其中，所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式7：
条件表达式7
2＜f3/fw＜2.3
其中，f3表示所述第三透镜组的焦距。
14.根据权利要求8所述的可变焦距透镜系统，其中，所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式7：
条件表达式7
2＜f3/fw＜2.3
其中，f3表示所述第三透镜组的焦距。
15.根据权利要求9所述的可变焦距透镜系统，其中，所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式7：
条件表达式7
2＜f3/fw＜2.3
其中，f3表示所述第三透镜组的焦距。
16.根据权利要求10所述的可变焦距透镜系统，其中，所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式7：
条件表达式7
2＜f3/fw＜2.3
其中，f3表示所述第三透镜组的焦距。
17.根据权利要求11所述的可变焦距透镜系统，其中，所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式7：
条件表达式7
2＜f3/fw＜2.3
其中，f3表示所述第三透镜组的焦距。
18.根据权利要求12所述的可变焦距透镜系统，其中，所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式7：
条件表达式7
2＜f3/fw＜2.3
其中，f3表示所述第三透镜组的焦距。
19.一种成像装置，包括：
可变焦距透镜系统；以及
成像装置，被配置为将由所述可变焦距透镜系统形成的光学图像转换为电信号，
其中，所述可变焦距透镜系统包括：
第一透镜组，具有正折射力；
第二透镜组，具有负折射力；
第三透镜组，具有正折射力；以及
第四透镜组，具有正折射力；
其中，所述第一透镜组至所述第四透镜组从物体侧至成像侧依次配置，
当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的间距增大，所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的间距减小，并且所述第三透镜组和所述第四透镜组之间的间距改变，
当透镜的位置从广角端改变至摄远端时，移动所有的透镜组，
孔径光阑配置在所述第三透镜组的附近，
在近距离对焦过程中，移动所述第四透镜组，
所述第二透镜组包括从物体侧至成像侧依次配置的：具有面向成像侧的凹面的负透镜、以及具有面向成像侧的凹面的负透镜和具有面向物体侧的凸面的弯月形正透镜的粘合透镜，
在所述第二透镜组中配置在物体侧的所述负透镜的最接近物体侧的表面和所述粘合透镜的最接近成像侧的表面为非球面，以及
所述可变焦距透镜系统满足以下条件表达式1和2：
条件表达式1
-0.04＜fw/R23＜0.18，以及
条件表达式2
0.48＜fw/R24＜0.72
其中，fw表示在广角端整个透镜系统的焦距，R23表示所述第二透镜组中所述粘合透镜最接近物体侧的表面的曲率半径，而R24表示所述第二透镜组中的所述粘合透镜的粘合表面的曲率半径。
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