專利名稱：：可變焦距透鏡系統和成像裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及可變焦距透鏡系統和成像裝置。更具體地，本發明涉及例如用在攝像機或者數碼相機(digitalstillcamera)中的并且具有大于70度的視角和大于10的變焦比的可變焦距透鏡系統和成像裝置。
背景技術：
：已經提出了使用每個光電轉換元件(諸如CCD(電荷耦合器件)或者CMOS(互補金屬氧化物半導體))將物體圖像的光量轉換成為電輸出并且記錄電輸出的方法，其中該物體圖像在包括所述光電轉換元件作為相機的成像單元的成像裝置的成像裝置表面上形成。隨著微加工技術的進步，已經提高了中央處理器(CPU)的處理速度或者記錄介質的集成程度，這使得高速處理大量圖像數據成為可能。此外，隨著光接收元件的集成程度的提高，可以以高空間頻率記錄數據。隨著光接收元件的尺寸減小，可以減小相機的總體尺寸。然而，當提高集成程度并且減小尺寸時，減小了每個光電轉換元件的光接收表面的面積并且降低了電輸出。結果，噪聲對光電轉換元件的影響增加。為了降低噪聲影響，已經提出了增大光學系統的孔徑比以增加在光接收元件上入射的光量的結構。此外，還已經提出了緊挨在每個元件之前設置稱作微透鏡陣列的微透鏡元件的結構。微透鏡陣列限制透鏡系統的出射光瞳的位置，而不是將入射在相鄰元件之間的光線引導至元件上。當透鏡系統的出射光瞳的位置接近光接收元件時，增大了在入射在光接收元件上的主光線和光軸之間的角度。因此，增大了傳播至畫面外圍的軸外光線和光軸之間的角度。結果，沒有在光接收元件上入射必需的光量從而光量不足。近年來，隨著數碼相機的廣泛應用，存在來自用戶的各種需求。具體地，存在對具有高變焦比的變焦透鏡(可變焦距透鏡系統)的小型相機的需求。已經提供了具有大于io的變焦比的變焦透鏡。通常，具有高變焦比的變焦透鏡包括具有正折射力、負折射力、正折射力以及正折射力的四個透鏡組。在包括具有正折射力、負折射力、正折射力以及正折射力的四個透鏡組的變焦透鏡中，從物體側至成像側以該順序配置四個透鏡組，即，具有正折射力的第一透鏡組、具有負折射力的第二透鏡組、具有正折射力的第三透鏡組以及具有正折射力的第四透鏡組。在包括具有正折射力、負折射力、正折射力以及正折射力的四個透鏡組的變焦透鏡中，當透鏡的位置從具有最短焦距的廣角端改變至具有最長焦距的攝遠端時，移動第一透鏡組至第三透鏡組，以使第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距增大并且第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距減小。移動第四透鏡組以補償像面的位置變化。例如，日本未審查專利申請公開第2008-146016號公開了包括具有正折射力、負折射力、正折射力以及正折射力的四個透鏡組的這種變焦透鏡。近年來，具有大于75度的視角的廣角變焦透鏡已經增加了。作為廣角變焦透鏡，通常使用包括具有負折射力的第一透鏡組的變焦透鏡。例如，日本未審查專利申請公開第2007-94174號公開了一種變焦透鏡，其中，兩個透鏡組，即具有負折射力的第一透鏡組和具有正折射力的第二透鏡組從物體側至成像側依次配置。日本未審查專利申請公開第2008-46208號公開了一種變焦透鏡，其中四個透鏡組，即具有負折射力的第一透鏡組、具有正折射力的第二透鏡組、具有負折射力的第三透鏡組以及具有正折射力的第四透鏡組從物體側至成像側依次配置。近年來，通常使用非球面透鏡。通常使用包括具有正折射力的第一透鏡組的變焦透鏡。例如，日本未審查專利申請公開第2008-102165號公開了包括具有正折射力的第一透鏡組并且使用非球面透鏡以實現廣視角和高可變倍率的變焦透鏡。
發明內容然而，在包括具有負折射力的第一透鏡組的變焦透鏡中，當獲得大于75度的視角和約為10的高變焦比時，在攝遠端光線發生漫射，并且增大了穿過在第二透鏡組之后的各個透鏡組的光線的直徑。因此，有必要更有效地校正球面像差。結果，難以充分減小透鏡的總長度或者其直徑。在包括具有正折射力、負折射力、正折射力以及正折射力的四個透鏡組的變焦透鏡中，沒有出現上述問題，但是在廣角端時入射在第一透鏡組上的軸外光線以相對于光軸的大角度發射。結果，第一透鏡組的透鏡直徑增大，而且由于第一透鏡組和第二透鏡組之間相互偏心，所以性能可能會顯著劣化。因此，例如，在日本未審查專利申請公開第2008-102165號中所公開的變焦透鏡中，具有確保約75度的視角的限制條件。期望提供一種具有小尺寸并且能夠實現高可變倍率和廣視角的可變焦距透鏡系統和成像裝置。根據本發明的實施方式，提供了一種可變焦距透鏡系統，包括具有正折射力的第一透鏡組、具有負折射力的第二透鏡組、具有正折射力的第三透鏡組以及具有正折射力的第四透鏡組。第一透鏡組至第四透鏡組從物體側至成像側依次配置。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距減小，并且第三透鏡組和第四透鏡組之間的間距改變。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，移動所有的透鏡組。孔徑光闌配置在第三透鏡組附近。在近距離對焦過程中，移動第四透鏡組。第二透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、以及具有面向成像側的凹面的負透鏡和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡的粘合透鏡。第二透鏡組中配置在物體側的負透鏡的最接近物體側的表面和粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面。可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式1和2:[條件表達式1]-0.04<fw/R23<0.18，以及[條件表達式2]0.48<fw/R24<0.72(其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示第二透鏡組中粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示第二透鏡組中的粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑)。因此，在可變焦距透鏡系統中，確保了必要的像差校正功能，并且特別地，減小了第二透鏡組的厚度。根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統可滿足以下條件表達式3:[條件表達式3]0.01<fw/f2c<0.09(其中，f2c表示第二透鏡組中的粘合透鏡的焦距)。由于可變焦距透鏡系統滿足條件表達式3，所以可以有效校正畫面外圍的高階軸外像差和由于透鏡位置的改變所導致的軸外像差的變化。根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統可滿足以下條件表達式4:[條件表達式4]2.3<f1/(fwft)1/2<2.7(其中，fl表示第一透鏡組的焦距，而ft表示在攝遠端整個透鏡系統的焦距)。由于可變焦距透鏡系統滿足條件表達式4，所以可以減小在攝遠端第一透鏡組的總長度并且有效地校正第一透鏡組中產生的負球面像差。根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統可滿足以下條件表達式5:[條件表達式5]0.65<fl/flc<0.9(其中，flc表示第一透鏡組中的第二負透鏡的焦距)。由于可變焦距透鏡系統滿足條件表達式5，所以在廣角端入射在第一透鏡組上的軸外光線與光軸接近，并且第一透鏡組的主點(principalpoint)的位置與物體側接近。在根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統中，孔徑光闌可以配置在第三透鏡組的物體側。當透鏡位置改變時，孔徑光闌可以與第三透鏡組一體地移動。可變焦距透鏡系統可滿足以下條件表達式6:[條件表達式6]0.06<dS3/R31<0.10(其中，dS3表示孔徑光闌與第三透鏡組中最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，而R31表示第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑)。由于可變焦距透鏡系統具有上述結構并且滿足條件表達式6，所以有效地校正了第三透鏡組中產生的負球面像差并且減小了在攝遠端第三透鏡組的總長度。根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統可滿足以下條件表達式7:[條件表達式7]2<f3/fw<2.3[OO52](其中，f3表示第三透鏡組的焦距)。由于可變焦距透鏡系統滿足條件表達式7，所以有效地校正了在廣角端由于視角的改變所導致的彗形像差的變化，并且無論透鏡的位置如何，都能減小透鏡系統的總長度。根據本發明的另一個實施方式，提供了一種成像裝置，包括可變焦距透鏡系統；以及成像器件，被配置為將由可變焦距透鏡系統形成的光學圖像轉換為電信號。該可變焦距透鏡系統包括具有正折射力的第一透鏡組、具有負折射力的第二透鏡組、具有正折射力的第三透鏡組以及具有正折射力的第四透鏡組。第一透鏡組至第四透鏡組從物體側至成像側依次配置。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距減小，并且第三透鏡組和第四透鏡組之間的間距改變。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，移動所有的透鏡組。孔徑光闌配置在第三透鏡組附近。在近距離對焦過程中，移動第四透鏡組。第二透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、以及具有面向成像側的凹面的負透鏡和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡的粘合透鏡。第二透鏡組中配置在物體側的負透鏡的最接近物體側的表面和粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面。該可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式1和2:[條件表達式1]-0.04<fw/R23<0.18，以及[條件表達式2]0.48<fw/R24<0.72(其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示第二透鏡組中粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示第二透鏡組中的粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑)。因此，在成像裝置中，確保了必要的像差校正功能，并且特別地，減小了第二透鏡組的厚度。根據本發明的實施方式，提供了一種可變焦距透鏡系統，包括具有正折射力的第一透鏡組、具有負折射力的第二透鏡組、具有正折射力的第三透鏡組以及具有正折射力的第四透鏡組。第一透鏡組至第四透鏡組從物體側至成像側依次配置。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距減小，并且第三透鏡組和第四透鏡組之間的間距改變。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，移動所有的透鏡組。孔徑光闌配置在第三透鏡組附近。在近距離對焦過程中，移動第四透鏡組。第二透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、以及具有面向成像側的凹面的負透鏡和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡的粘合透鏡。第二透鏡組中配置在物體側的負透鏡的最接近物體側的表面和粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面。該可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式1和2:[條件表達式1]-0.04<fw/R23<0.18，以及[條件表達式2]0.48<fw/R24<0.72(其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示第二透鏡組中粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示第二透鏡組中的粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑)。因此，可以確保必要的像差校正功能并且減小透鏡的厚度。此外，可以實現小尺寸、高可變倍率以及廣視角。根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式3:[條件表達式3]0.01<fw/f2c<0.09(其中，f2c表示第二透鏡組中的粘合透鏡的焦距)。因此，可以防止畫面外圍的高階軸外像差的產生，有效地校正由于透鏡位置的改變所導致的軸外像差的變化。因此，可以進一步改善性能。在根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統中，第一透鏡系統包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、具有面向物體側的凸面的第一正透鏡、以及具有面向物體側的凸面的第二正透鏡。該可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式4:[條件表達式4]2.3<f1/(fwft)1/2<2.7(其中，fl表示第一透鏡組的焦距，而ft表示在攝遠端整個透鏡系統的焦距)。因此，可以減小在攝遠端第一透鏡組的總長度，并且有效地校正第一透鏡組中產生的負球面像差。根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式5:[條件表達式5]0.65<f1/flc<0.9(其中，flc表示第一透鏡組中的第二正透鏡的焦距)。因此，可以防止畫面外圍的彗形像差的出現，并且減小了在廣角端第一透鏡組的總長度。在根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統中，孔徑光闌可以配置在第三透鏡組的物體側。當透鏡位置改變時，孔徑光闌可以與第三透鏡組一體地移動。可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式6:[條件表達式6]0.06<dS3/R31<0.10(其中，dS3表示孔徑光闌與第三透鏡組中最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，而R31表示第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑)。因此，可以有效地校正第三透鏡組中產生的負球面像差，并且減小了在攝遠端第三透鏡組的總長度。根據上述實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式7:[條件表達式7]2<f3/fw<2.3(其中，f3表示第三透鏡組的焦距)。因此，可以有效地校正在廣角端彗形像差的變化，并且無論透鏡的位置如何，都能減小透鏡系統的總長度。根據本發明的另一個實施方式，提供了一種成像裝置，包括可變焦距透鏡系統；以及成像裝置，被配置為將由可變焦距透鏡系統形成的光學圖像轉換為電信號。該可變焦距透鏡系統包括具有正折射力的第一透鏡組、具有負折射力的第二透鏡組、具有正折射力的第三透鏡組以及具有正折射力的第四透鏡組。第一透鏡組至第四透鏡組從物體側至成像側依次配置。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距增大，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距減小，并且第三透鏡組和第四透鏡組之間的間距改變。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，移動所有的透鏡組。孔徑光闌配置在第三透鏡組附近。在近距離對焦過程中，移動第四透鏡組。第二透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、以及具有面向成像側的凹面的負透鏡和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡的粘合透鏡。第二透鏡組中配置在物體側上的負透鏡的最接近物體側的表面和粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面。可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式1和2:[條件表達式1]-0.04<fw/R23<0.18，以及[條件表達式2]0.48<fw/R24<0.72(其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示第二透鏡組中粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示第二透鏡組中的粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑)。因此，可以確保必要的像差校正功能并且減小透鏡的厚度。此外，可以實現小尺寸、高可變倍率以及廣視角。圖1是連同圖2至圖18—起示出了用于實現根據本發明的成像裝置和可變焦距透鏡系統的示例性實施方式的示圖，并且示出了可變焦距透鏡系統的折射力的分布；圖2是示出了根據本發明的第一實施方式的可變焦距透鏡系統的透鏡結構的示圖；圖3是連同圖4和圖5—起示出了將具體數值應用于第一實施方式的數字實例的像差示圖，并且示出了在廣角端的球面像差、像散、畸變以及橫向像差；圖4是示出了在中間焦距處的球面像差、像散、畸變以及橫向像差的示圖；圖5是示出了在攝遠端的球面像差、像散、畸變以及橫向像差的示圖；圖6是示出了根據本發明的第二實施方式的可變焦距透鏡系統的透鏡結構的示圖；圖7是連同圖8和圖9一起示出了將具體數值應用于第二實施方式的數字實例的像差示圖，并且示出了在廣角端的球面像差、像散、畸變以及橫向像差；圖8是示出了在中間焦距處的球面像差、像散、畸變以及橫向像差的示圖；圖9是示出了在攝遠端的球面像差、像散、畸變以及橫向像差的示圖；圖10是示出了根據本發明的第三實施方式的可變焦距透鏡系統的透鏡結構的示圖11是連同圖12和圖13—起示出了將具體數值應用于第三實施方式的數字實例的像差示圖，并且示出了在廣角端的球面像差、像散、畸變以及橫向像差；圖12是示出了在中間焦距處的球面像差、像散、畸變以及橫向像差的示圖；圖13是示出了在攝遠端的球面像差、像散、畸變以及橫向像差的示圖；圖14是示出了根據本發明的第四實施方式的可變焦距透鏡系統的透鏡結構的示圖；圖15是連同圖16和圖17—起示出了將具體數值應用于第四實施方式的數字實例的像差示圖，并且示出了在廣角端的球面像差、像散、畸變以及橫向像差；圖16是示出了在中間焦距處的球面像差、像散、畸變以及橫向像差的示圖；圖17是示出了在攝遠端的球面像差、像散、畸變以及橫向像差的示圖；以及圖18是示出了根據本發明的實施方式的成像裝置的框圖。具體實施例方式下文中，將描述根據本發明的示例性實施方式的可變焦距透鏡系統和成像裝置。[可變焦距透鏡系統的結構]首先，將描述根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統。根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統包括從物體側至成像側依次配置的具有正折射力的第一透鏡組、具有負折射力的第二透鏡組、具有正折射力的第三透鏡組以及具有正折射力的第四透鏡組。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距增大并且第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距減小。因此，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間距改變。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，當透鏡的位置從廣角端至改變攝遠端時，所有的透鏡組移動。孔徑光闌配置在第三透鏡組附近，并且在近距離對焦過程中，移動第四透鏡組。接下來，將描述根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統的各個透鏡組的功能。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，在廣角端時第一透鏡組和第二透鏡組彼此接近，以使在第一透鏡組上入射的軸外光線與光軸接近。結果，可以減小透鏡的直徑。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距增大，并且穿過第一透鏡組的軸外光線遠離光軸。根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統利用軸外光線的高度變化來有效地校正由于透鏡位置的改變所導致的軸外像差的變化。特別地，在廣角端減小透鏡的總長度并且在攝遠端增大透鏡的總長度，使得在視角較大的廣角端入射在第一透鏡組上的軸外光線沒有過多地遠離光軸。此外，在廣角端增大第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距，以使穿過第二透鏡組的軸外光線遠離光軸。結果，可以獨立地校正軸上像差和軸外像差。當將透鏡的位置改變至攝遠時，第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距減小，以使穿過第二透鏡組的軸外光線與光軸接近。結果，可以有效地校正由于透鏡位置的改變所導致的軸外像差的變化并且因此改善了透鏡系統的性能。13由于第四透鏡組配置在像面附近，所以存在由于移動所導致的橫向倍率的少許變化，并且移動第四透鏡組以校正由于第一透鏡組至第三透鏡組的移動所導致的像面位置的變化。在適用于使用成像器件拍攝物體圖像的成像裝置(相機)的透鏡中，出射光瞳的位置遠離像面，即，主光線基本上與光軸平行。因此，當穿過第四透鏡組的光線在光軸方向上傳播時，存在光線高度的少許變化。由于存在光線高度的少許變化，所以第四透鏡組適用于補償當物體位置改變時產生的像面位置變化的所謂的近距離對焦操作。由于上述原因，在根據本發明的實施方式的可變對焦透鏡系統中，在近距離對焦過程中，移動第四透鏡組。為了減小透鏡的直徑并且改善其性能，孔徑光闌的位置很重要。通常，當透鏡的位置改變時，隨著具有與孔徑光闌的可變距離的透鏡組的數量增加，穿過每個透鏡組的軸外光線的高度更傾向于改變。基于軸外光線的高度變化來校正由于透鏡位置的改變所導致的軸外像差的變化。然而，可以通過積極改變軸外光線的高度來更有效地校正軸外像差的變化。此外，可以通過將孔徑光闌設置在透鏡系統中心的附近來減小透鏡的直徑。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，如上所述，可以通過將孔徑光闌設置在第三透鏡組的附近來減小透鏡的直徑并且改善其性能。當改變透鏡的位置時，還可以通過將孔徑光闌設置在第三透鏡組的物體側并且一體地移動孔徑光闌和第三透鏡組來進一步減小透鏡的直徑并且簡化鏡筒結構。可以通過將孔徑光闌設置在第三透鏡組的物體側來使穿過第一透鏡組的軸外光線接近光軸，尤其是在廣角端。因此，可以減小透鏡的尺寸。由于在廣角端穿過第一透鏡組的軸外光線接近光軸，所以可以防止在畫面外圍中的彗形像差的產生并且因此改善透鏡的性能。為了獲得具有高可變倍率和小尺寸的透鏡，增強各個透鏡組的折射力是有效的。然而，當增強各個透鏡組的折射力時，各個透鏡組的透鏡表面的曲率增大。因此，當實現了高可變倍率和減小了尺寸之后獲得廣視角時，在畫面的外圍產生非常大的像差。在將具有正折射力的透鏡組設置在開頭的類型中，穿過第一透鏡組的軸外光線很可能在廣角端遠離光軸。特別地，隨著第一透鏡組的折射力增大，穿過第一透鏡組的軸外光線進一步遠離光軸。結果，在畫面的外圍產生較大的彗形像差。因此，為了在實現高可變倍率和減小的尺寸之后獲得廣視角，優選地，削弱了第一透鏡組的折射力。然而，當削弱第一透鏡組的折射力時，透鏡的總長度增大。結果，難以確保預定的變焦比。因此，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，特別地，以如下方式構造第二透鏡組。在這種情況下，無論透鏡的位置如何，都可以實現高可變倍率、小尺寸以及廣視角。因此，可以確保高光學性能。特別地，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，在廣角端實現大于70度的廣視角、高可變倍率以及小尺寸。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，在第二透鏡組中，從物體側至成像側依次配置具有面向成像側的凹面的負透鏡(第一負透鏡)、以及具有面向成像側的凹面的負透鏡(第二負透鏡)和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡的粘合透鏡。此外，第二透鏡組中，第一負透鏡的物體側表面和粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面。特別地，當第二透鏡組滿足以下兩點時，高光學性能得以確保。(A)在粘合透鏡中，將負透鏡(第二負透鏡)配置在物體側，將正透鏡配置在成像側，并且粘結表面為朝向物體側的凸面。(B)負透鏡(第一負透鏡)和粘合透鏡之間的間距狹窄。即使當在廣角端視角增大時，為了防止入射在第一透鏡組上的軸外光線過多地遠離光軸，減少第二透鏡組的厚度也是十分重要的。在根據現有技術的變焦透鏡中，在許多情況下，第二透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的三個透鏡，即，具有面向成像側的凹面的第一負透鏡、具有面向成像側的凹面的第二負透鏡以及具有面向物體側的凸面的正透鏡(例如，日本未審查專利申請公開第2008-209866號)。然而，在根據現有技術的結構中，當減小第二負透鏡和正透鏡之間的間距時，由于它們之間相互偏心，性能顯著劣化。因此，需要增大第二負透鏡和正透鏡之間的間距，減小制造過程中的變化，并且防止性能降低。此外，由于第二負透鏡的物體側表面為具有朝向物體側的強烈曲率的凹面，所以需要增大第一負透鏡和第二負透鏡之間的間距。因此，在根據現有技術的結構中，第二透鏡組的厚度較大。因此，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，在第二透鏡組中，通過清楚地限定校正透鏡的每個表面的像差的功能來減小第二透鏡組的厚度。即，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，在第二透鏡組中，粘合透鏡包括第二負透鏡和正透鏡，并且為了校正軸上像差，正透鏡的成像側表面為非球面。此外，為了校正軸外像差，第一負透鏡為非球面透鏡，并且第二負透鏡的物體側表面具有正曲率，而不是負曲率(凹面為平面并且凸面具有較大曲率)。在現有技術中，第一負透鏡和第二負透鏡的物體側表面具有校正由于在廣角端視角的改變所導致的軸外像差的變化的功能，并且第二負透鏡和正透鏡的成像側表面具有校正軸上像差的功能。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，根據上述結構，可以在確保必要的像差校正功能之后，減小透鏡的厚度。因此，在確保高光學性能之后，可以減小第一透鏡組的尺寸。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，由于使用非球面透鏡，所以實現了更高的光學性能。特別地，由于第二透鏡組包括非球面透鏡，所以可以有效地校正由于在廣角端視角的改變所導致的彗形像差的變化。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，在第二透鏡組中，至少兩個表面，即配置在物體側的負透鏡(第一負透鏡)的最接近物體側的表面和粘結透鏡的最接近成像側的表面，為非球面。因此，可以減小透鏡的尺寸并且改善在廣角端的性能。已經提出了以下兩種方法作為使用非球面的一般方法。(C)使用配置在孔徑光闌附近的表面作為非球面的方法。(D)使用遠離孔徑光闌的表面作為非球面的方法。在(C)的情況下，非球面最適用于校正球面像差。在(D)的情況下，非球面最適用15于校正諸如畸變或者像場曲率的軸外像差。然而，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，由于將兩個非球面配置為在第二透鏡組中彼此分離，所以獨立地校正在光軸附近的折射力和遠離光軸的折射力。具體地，獨立地校正在近軸區域中的入射光瞳的位置和畫面的外圍中的入射光瞳的位置。結果，可以使入射在第一透鏡組上的軸外光線與光軸接近。因此，可以減小透鏡的直徑并且有效地校正由于視角的改變所導致的軸外像差的變化。根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式1和2:[條件表達式l]-0.04<fw/R23<0.18，以及[條件表達式2]0.48<fw/R24<0.72(其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示第二透鏡組中粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示第二透鏡組中的粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑)。條件表達式1定義了第二透鏡組中的第二負透鏡的物體側表面的形狀并且是為了減小第一負透鏡和第二負透鏡之間的間距。如果比率大于條件表達式1的上限，則增強了第一負透鏡的負折射力，并且增強了粘合透鏡的正折射力。因此，難以有效地校正第一負透鏡和粘合透鏡中的每個透鏡中產生的球面像差，因此難以有效地校正由于透鏡位置的改變所導致的球面像差的變化。結果，難以改善透鏡的性能。另一方面，如果比率小于條件表達式1的下限，則增強了粘合透鏡的負折射力。因此，穿過第一負透鏡的軸外光線遠離光軸，并且第一負透鏡和粘合透鏡之間的間距增大。結果，穿過第一負透鏡的軸外光線進一步遠離光軸，這導致透鏡直徑的增大。因此，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達1時，可以有效地校正由于透鏡位置的改變所導致的球面像差的變化并且使穿過第一負透鏡的軸外光線與光軸接近。結果，可以減小透鏡的直徑。條件表達式2定義了第二透鏡組中的第二負透鏡的成像側表面的曲率半徑并且是為了簡化第二透鏡組的結構。如果比率小于條件表達式2的下限，則在粘合透鏡的粘合表面中產生較大的高價球面像差。因此，難以獲得預定的光學性能。另一方面，如果比率大于條件表達式2的上限，則粘合透鏡的粘合表面的校正像差的功能劣化。因此，難以獲得預定的光學性能。因此，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達式2時，可以有效地校正粘合透鏡的粘合表面中產生的像差并且獲得了預定的光學性能。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，為了減小第二透鏡組的厚度、使穿過第一透鏡組的軸外光線與光軸接近、并且減小透鏡的直徑，優選地，條件表達式2的上限為O.64。當第二透鏡組中的粘合透鏡的粘合表面為朝向孔徑光闌的凸面時，產生軸外像差并且光學性能劣化。因此，如在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，粘合透鏡包括具有面向成像側的凹面的負透鏡和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡。根據該結構，可以獲得良好的光學性能。優選地，根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統滿足上述條件表達式1和以下條件表達式3:[條件表達式3]0.01<fw/f2c<0.09(其中，f2c表示第二透鏡組中的粘合透鏡的焦距)。條件表達式3定義了第二透鏡系統中的粘合透鏡的焦距并且是為了改善性能。如果比率小于條件表達式3的下限，則畫面的外圍產生較大的高階軸外像差。因此，難以改善性能。另一方面，如果比率大于條件表達式3的上限，則難以有效地校正由于透鏡位置的改變所導致的軸外像差的變化并且難以改善性能。因此，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達式3時，可以防止畫面外圍的高階軸外像差的出現，并且有效地校正了由于透鏡位置的改變所導致的軸外像差的變化。因此，可以進一步改善性能。然而，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，優選第一透鏡組具有適于實現高可變倍率、小尺寸以及高性能的結構。為了實現高可變倍率，由于在攝遠端焦距較大，所以需要有效地校正色像差或者球面像差。為了改善性能，需要有效地校正每個透鏡組中產生的色像差和球面像差，并且需要在第一透鏡組中設置至少一個正透鏡和至少一個負透鏡。為了減小在攝遠端透鏡的總長度并且減小透鏡的直徑，優選地，將第一透鏡組配置為，從物體側至成像側依次配置三個透鏡，即具有面向成像側的凹面的負透鏡、具有面向物體側的凸面的第一正透鏡以及具有面向物體側的凸面的第二正透鏡。在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，在具有上述結構的第一透鏡組中，由于負透鏡配置為最接近于成像側，所以入射在第一透鏡組上的軸外光線與光軸接近。由于配置了兩個正透鏡，所以增強了正折射力并且減小了透鏡的總長度。優選地，根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式4:[條件表達式4]2.3<f1/(fwft)1/2<2.7(其中，fl表示第一透鏡組的焦距，ft表示在攝遠端整個透鏡系統的焦距)。條件表達式4定義了第一透鏡組的焦距，并且是為了實現高可變倍率、小尺寸以及高性能。如果比率大于條件表達式4的上限，則在攝遠端第一透鏡組的總長度增大。另一方面，如果比率小于條件表達式4的下限，則難以有效地校正第一透鏡組中出現的負球面像差，并且難以改善光學性能。因此，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達式4時，可以減小在攝遠端第一透鏡組的總長度并且有效地校正第一透鏡組中出現的負球面像差。然而，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，為了使穿過第一透鏡組的軸外光線與光軸接近并且減小透鏡的直徑，優選地，條件表達式4的下限為2.4。優選地，為了防止由于制造過程中的裝配誤差導致的性能劣化，并且為了實現穩定的光學性能，優選地，將負透鏡和第一正透鏡彼此接合。為了即使在廣角端增大視角時也能獲得高光學性能，優選地，根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式5:[條件表達式5]0.65<fl/flc<0.9(其中，flc表示第一透鏡組中的第二正透鏡的焦距)。條件表達式5定義了第一透鏡組中的第二正透鏡的焦距并且是為了獲得在廣角端的良好的軸外性能。如果比率小于條件表達式5的下限，則在廣角端入射在第一透鏡組上的軸外光線遠離光軸，并且畫面的外圍出現大的彗形像差。另一方面，如果比率大于條件表達式5的上限，則第一透鏡組的主點的位置移向成像側。結果，在攝遠端第一透鏡組的總長度增大。因此，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達式5時，可以防止畫面外圍的彗形像差的出現，并且減小在攝遠端第一透鏡組的總長度。為了有效地校正僅在第三透鏡組中出現的負球面像差，并且減小第三透鏡組的總長度，優選地，根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式6:[條件表達式6]0.06<dS3/R31<0.10(其中，dS3表示孔徑光闌和與第三透鏡組最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，R31表示第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑)。條件表達式6定義了第三透鏡組中最接近物體側的表面的形狀。為了會聚通過第二透鏡組所發散的光線，第三透鏡組具有強折射力。因此，第三透鏡組中最接近物體側的表面對于最優化第三透鏡組的形狀和進一步改善性能起重要作用。如果比率大于條件表達式6的上限，則難以有效地校正第三透鏡組中產生的負球面像差，并且難以改善性能。另一方面，如果比率小于條件表達式6的下限，則難以減小在攝遠端第三透鏡組的總長度。因此，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達式6時，可以有效地校正第三透鏡組中出現的負球面像差并且減小在攝遠端第三透鏡組的總長度。為了進一步改善性能，優選地，根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式7:[條件表達式7]2<f3/fw<2.3(其中，f3表示第三透鏡組的焦距)。條件表達式7定義了第三透鏡組的焦距。如果比率小于條件表達式7的下限，則難以有效地校正在廣角端由于視角的改變所導致的彗形像差的變化。結果，難以獲得足夠高的性能。另一方面，如果比率大于條件表達式7的上限，則無論透鏡的位置如何，透鏡的總長度都會增大。因此，難以減小透鏡尺寸。因此，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達式7時，可以有效地校正在廣角端彗形像差的變化，并且無論透鏡的位置如何，都能減小透鏡的總長度。為了有效地校正第二透鏡組中產生的正球面像差并且進一步改善性能，優選地，根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式8:[條件表達式8]-1<1/P2t<-0.8(其中，|32t表示在攝遠端第二透鏡組的橫向倍率)。條件表達式8定義了第二透鏡組的橫向倍率。如果比率大于條件表達式8的上限，則難以充分地校正第二透鏡組中產生的正球面像差。結果，難以獲得足夠高的性能。另一方面，如果比率小于條件表達式8的下限，則難以充分地減小在攝遠端第二透鏡組的總長度。結果，難以充分減小透鏡尺寸。因此，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達式8時，可以充分地校正第二透鏡組中產生的正球面像差并且減小在攝遠端第二透鏡組的總長度。然而，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，可以通過在相對于光軸基本上垂直的方向上移動(移位)第一透鏡組至第四透鏡組中的一個透鏡組或者一個透鏡組中的某些透鏡來移位圖像。通過在相對于光軸基本上垂直的方向上移動一個透鏡組或者一個透鏡組中的某些透鏡，并且通過結合檢測圖像模糊的檢測系統、移位每個透鏡組的驅動系統、以及基于檢測系統的輸出將移位量提供至驅動系統的控制系統，可變焦距透鏡系統可以用作防抖光學系統。具體地，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，在相對于光軸基本上垂直的方向上移位第三透鏡組。根據該結構，可以減少移位過程中性能的變化。當將孔徑光闌配置在第三透鏡組的附近時，軸外光線在光軸附近通過。因此，可以防止當在相對于光軸基本上垂直的方向上移位第三透鏡組時產生的軸外像差的變化。然而，在根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統中，可以設置防止在透鏡系統的成像側生成莫爾條紋的低通濾光片或者對應于光接收元件的光譜靈敏度特性的紅外截止濾光片。當優先改善性能而不是減小尺寸時，優選地，將具有正折射力并且包括面向物體側的凸面的第三正透鏡設置在第一透鏡組中的第二正透鏡的成像側。可以通過將非球面透鏡設置在第三透鏡組或者第四透鏡組中來改善中心性能。此外，可以通過在可變焦距透鏡系統中的光學系統中形成多個非球面來確保高光學性能。[數字實例]接下來，將參照附圖和表格描述根據本發明的可變焦距透鏡系統的示例性實施方式和將具體數值應用于實施方式的數字實例。在以下表格或者說明中的符號意義如下。"f"表示焦距，"Fno"表示F數，"2""表示視角，"Di"表示軸上的第i個表面和第(i+l)個表面之間的表面間隔。表面編號"S"表示孔徑光闌，而曲率半徑"ASP"表示非球面。"K"表示圓錐常數(conicconstant)，"A"、"B"、"C"和"D"分別表示4階、6階、8階以及10階非球面系數，而"Bf"表示后焦距。折射率是相對于d線的值(A=587.6nm)，而曲率半徑"0.0000"表示表面為平面。在每個數字實例中使用的透鏡包括非球透鏡表面。當"x"表示在光軸方向上自透鏡表面的頂部的距離、"y"表示在與光軸垂直的方向上的高度(像高)、"c"表示在透鏡的頂部的近軸曲率(曲率半徑的倒數)、"K"表示圓錐常數、并且"A"、"B"、...分別表示4階、6階、...非球面系數的時候，通過以下方程1定義非球面形狀[方程1]x=cy2/[l+{l-(l+K)c2y2}1/2]+Ay4+By6+...圖1為示出了根據本發明的各個實施方式的可變焦距透鏡系統的折射力分布的示圖。各個實施方式包括從物體側至成像側依次配置的具有正折射力的第一透鏡組G1、具有負折射力的第二透鏡組G2、具有正折射力的第三透鏡組G3以及具有正折射力的第四透鏡組G4。在各個實施方式中，當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，第一透鏡組G1和第二透鏡組G2之間的間距增大，并且第二透鏡組G2和第三透鏡組G3之間的間距減小。因此，第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的間距改變。當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，移動所有的透鏡組Gl、G2、G3以及G4。將孔徑光闌S配置在第三透鏡組G3的物體側附近。移動第四透鏡組G4以校正由于透鏡組Gl、G2、G3以及G4的移動所導致的像表面位置的變化，并且在近距離對焦過程中將第四透鏡組移向物體側。〈第一實施方式>圖2為示出了根據本發明的第一實施方式的可變焦距透鏡系統1的透鏡結構的示圖。可變焦距透鏡系統1包括10個透鏡。第一透鏡組G1包括具有面向物體側的凸面的彎月形負透鏡和具有面向物體側的凸面的第一正透鏡的粘合透鏡L11、以及具有面向物體側的凸面的彎月形第二正透鏡L12。第二透鏡組G2包括具有面向成像側的凹面的彎月形第一負透鏡L21、以及具有面向成像側的凹面的第二負透鏡和具有面向物體側的凸面的正透鏡的粘合透鏡L22。第三透鏡組G3包括具有面向物體側的凸面第一正透鏡和具有面向成像側的凹面的負透鏡的粘合透鏡L31、以及具有雙凸形狀的第二正透鏡L32。第四透鏡組G4包括具有雙凸形狀的正透鏡L4。將濾光片FL設置在第四透鏡組G4和像面MG之間。表1示出了將具體數值應用于根據第一實施方式的可變焦距透鏡系統1的數值實例l的透鏡數據。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>在可變焦距透鏡系統1中，非球面為第二透鏡組G2中的第一負透鏡L21的物體側表面(R6)、第二透鏡組G2中的第一負透鏡L21的成像側表面(R7)、第二透鏡組G2中粘合透鏡L22最接近成像側的表面(R10)、第三透鏡組G3中粘合透鏡L31最接近物體側的表面(R12)、第四透鏡組G4中的正透鏡L4的物體側表面(R17)、第四透鏡組G4中的正透鏡L4的成像側表面(R18)。表2示出了在數字實例1中的非球面的4階、6階、8階以及10階非球面系數A、B、C和D以及圓錐常數K，。在示出非球面系數的表2和隨后的表中，"E-i"表示以10為底的指數，S卩，"10—"'。例如，"O.12345E-05"表示"0.12345X10—5"。在可變焦距透鏡系統1中，當1和第二透鏡組G2之間的表面間隔D5、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的泰S之間變化時，第一透鏡組Gl闌S之間的表面間隔D10、第組G4和濾光片FL之間的表<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>面間隔D18發生變化。表3示出了在數字實例1中的廣角端(焦距f=1.000)、中間焦距(焦距f=2.101)、以及攝遠端(焦距f=9.420)的F數Fno、視角2"以及可變表面間隔。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>圖3至圖5示出了在數字實例1中的無窮遠對焦狀態下的所有像差。圖3示出了在廣角端(焦距f=1.000)的所有像差，圖4示出了在中間焦距(焦距f=2.101)的所有像差，而圖5示出了在攝遠端(焦距f=9.420)的所有像差。在圖3至圖5中所示的像散示圖中，實線表示在弧矢像面上的值并且虛線表示子午像面上的值。在橫向像差示圖中，"y"表示像高并且"A"表示半視角。如從每幅像差示圖中所見到的，在數字實例1中，有效地校正了所有的像差并且獲得了高成像性能。〈第二實施方式>圖6為示出了根據本發明的第二實施方式的可變焦距透鏡系統2的透鏡結構的示圖。可變焦距透鏡系統2包括11個透鏡。第一透鏡組G1包括具有面向物體側的凸面的彎月形負透鏡和具有面向物體側的凸面的第一正透鏡的粘合透鏡L11、以及具有面向物體側的凸面的彎月形第二正透鏡L12。第二透鏡組G2包括具有面向成像側的凹面的彎月形第一負透鏡L21、以及具有面向成像側的凹面的第二負透鏡和具有面向物體側的凸面的正透鏡的粘合透鏡L22。第三透鏡組G3包括具有面向物體側的凸面第一正透鏡和具有面向成像側的凹面的第一負透鏡的粘合透鏡L31、具有雙凸形狀的第二正透鏡L32、以及具有面向成像側的凹面的彎月形第二負透鏡L33。第四透鏡組G4包括具有雙凸形狀的正透鏡L4。將濾光片FL配置在第四透鏡組G4和像面IMG之間。表4示出了將具體數值應用于根據第二實施方式的可變焦距透鏡系統2的數值實例2的透鏡數據。[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>在可變焦距透鏡系統2中，非球面為第二透鏡組G2中的第一負透鏡L21的物體側表面(R6)、第二透鏡組G2中的第一負透鏡L21的成像側表面(R7)、第二透鏡組G2中粘合透鏡L22最接近成像側的表面(R10)、第三透鏡組G3中粘合透鏡L31最接近物體側的表面(R12)、第四透鏡組G4中的正透鏡L4的物體側表面(R19)、第四透鏡組G4中的正透鏡L4的成像側表面(R20)。表5示出了在數字實例2中的非球面的4階、6階、8階和10階非球面系數A、B、C和D以及圓錐常數K。IT)在可變焦距透鏡系統2中，當'和第二透鏡組G2之間的表面間隔D5、I三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的，S之間變化時，第一透鏡組Gl闌S之間的表面間隔D10、第組G4和濾光片FL之間的表00+3000000.0AI00+3000000.0=010-383§r0—=aS-39000I9.0=V000.0=:wSi60n0寸0AIS—356A寸I60I"3s-3I寸s寸z/0—HH￡0-36s09.0=v09s=ito+3IOA8寸I.0=G00+固I9Ag.0-i00+S6SI.0=H1013918Z,寸1.0-=v6e9.0-iIoii89ro=as-38zzIAs-As-s6818rol=3I0-S69§.0-=V000.0iIoi96gsro-=aIo-S寸寸ss.o-OIO-SI88so=a00+38IO寸zronv6ZZ.0-AIIoioAguro=310io寸z-I8rolH3S-S3寸e寸9.0=v000.0=01面間隔D20發生變化。表6示出了在數字實例2中的廣角端(焦距f=1.000)、中間焦距(焦距f=2.101)、以及攝遠端(焦距f=9.420)的F數Fno、視角2"以及可變表面間隔。[表6]<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>圖7至圖9示出了在數字實例2中的無窮遠對焦狀態下的所有像差。圖7示出了在廣角端(焦距f=1.000)的所有像差，圖8示出了在中間焦距(焦距f=2.101)的所有像差，而圖9示出了在攝遠端(焦距f=9.418)的所有像差。在圖7至圖9中所示的像散示圖中，實線表示在弧矢像面上的值并且虛線表示子午像面上的值。在橫向像差示圖中，"y"表示像高并且"A"表示半視角。如各個像差示圖所示，在數字實例2中，有效地校正了所有像差并且獲得了高成像性能。〈第三實施方式>圖10為示出了根據本發明的第三實施方式的可變焦距透鏡系統3的透鏡結構的示圖。可變焦距透鏡系統3包括10個透鏡。第一透鏡組G1包括具有面向物體側的凸面的彎月形負透鏡和具有面向物體側的凸面的第一正透鏡的粘合透鏡L11、以及具有面向物體側的凸面的彎月形第二正透鏡L12。第二透鏡組G2包括具有面向成像側的凹面的彎月形第一負透鏡L21、以及具有面向成像側的凹面的第二負透鏡和具有面向物體側的凸面的正透鏡的粘合透鏡L22。第三透鏡組G3包括具有面向物體側的凸面第一正透鏡和具有面向成像側的凹面的負透鏡的粘合透鏡L31、以及具有雙凸形狀的第二正透鏡L32。第四透鏡組G4包括具有雙凸形狀的正透鏡L4。將濾光片FL配置在第四透鏡組G4和像面MG之間。表7示出了將具體數值應用于根據第三實施方式的可變焦距透鏡系統3的數值實例3的透鏡數據。[表7]<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>在可變焦距透鏡系統3中，非球面為第二透鏡組G2中的第一負透鏡L21的物體側表面(R6)、第二透鏡組G2中的第一負透鏡L21的成像側表面(R7)、第二透鏡組G2中粘合透鏡L22最接近成像側的表面(R10)、第三透鏡組G3中粘合透鏡L31最接近物體側的表面(R12)、第四透鏡組G4中的正透鏡L4的物體側表面(R17)、第四透鏡組G4中的正透鏡L4的成像側表面(R18)。表8示出了在數字實例3中的非球面的4階、6階、8階和10階非球面系數A、B、C和D以及圓錐常數K。<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>在可變焦距透鏡系統3中，當倍和第二透鏡組G2之間的表面間隔D5、第二之間變化時，第一透鏡組G1fiS之間的表面間隔D10、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的表面間隔D16、第四透鏡組G4和濾光片FL之間的表面間隔D18發生變化。表9示出了數字實例3中的廣角端(焦距f=1.000)、中間焦距(焦距f=2.101)以及攝遠端(焦距f=9.414)的F數Fno、視角2"以及可變表面間隔。[表9]<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>圖11至圖13示出了數字實例3中的無窮遠對焦狀態下的所有像差。圖11示出了在廣角端(焦距f二1.000)的所有像差，圖12示出了在中間焦距(焦距f=2.101)的所有像差，而圖13示出了在攝遠端(焦距f=9.414)的所有像差。在圖11至圖13中所示的像散示圖中，實線表示弧矢像面上的值并且虛線表示子午像面上的值。在橫向像差示圖中，"y"表示像高并且"A"表示半視角。如各個像差示圖所示，在數字實例3中，有效地校正了所有像差并且獲得了高成像性能。〈第四實施方式〉圖14為示出了根據本發明的第四實施方式的可變焦距透鏡系統4的透鏡結構的示圖。可變焦距透鏡系統4包括10個透鏡。第一透鏡組G1包括具有面向物體側的凸面的彎月形負透鏡和具有面向物體側的凸面的第一正透鏡的粘合透鏡L11、以及具有面向物體側的凸面的彎月形第二正透鏡L12。第二透鏡組G2包括具有面向成像側的凹面的彎月形第一負透鏡L21、以及具有面向成像側的凹面的第二負透鏡和具有面向物體側的凸面的正透鏡的粘合透鏡L22。第三透鏡組G3包括具有面向物體側的凸面第一正透鏡和具有面向成像側的凹面的負透鏡的粘合透鏡L31、以及具有雙凸形狀的第二正透鏡L32。第四透鏡組G4包括具有雙凸形狀的正透鏡L4。將濾光片FL配置在第四透鏡組G4和像面MG之間。表10示出了將具體數值應用于根據第四實施方式的可變焦距透鏡系統4的數值實例4的透鏡數據。[表IO]<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>在可變焦距透鏡系統4中，非球面為第二透鏡組G2中的第一負透鏡L21的物體側表面(R6)、第二透鏡組G2中的第一負透鏡L21的成像側表面(R7)、第二透鏡組G2中粘合透鏡L22最接近成像側的表面(R10)、第三透鏡組G3中粘合透鏡L31最接近物體側的表面(R12)、第四透鏡組G4中的正透鏡L4的物體側表面(R17)、第四透鏡組G4中的正透鏡L4的成像側表面(R18)。表11示出了數字實例4中的非球面的4階、6階、8階和10階非球面系數A、B、C和D以及圓錐常數K。<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>在可變焦距透鏡系統4中，當存和第二透鏡組G2之間的表面間隔D5、第:之間變化時，第一透鏡組G1菊S之間的表面間隔D10、第三透鏡組G3和第四透鏡組G4之間的表面間隔D16、第四透鏡組G4和濾光片FL之間的表面間隔D18發生變化。表12示出了數字實例4中的廣角端(焦距f=1.000)、中間焦距(焦距f=2.100)、以及攝遠端(焦距f=9.434)的F數Fno、視角2"以及可變表面間隔。[表12]<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>圖15至圖17示出了數字實例4中的無窮遠對焦狀態下的所有像差。圖15示出了在廣角端(焦距f二1.000)的所有像差，圖16示出了在中間焦距(焦距f=2.100)的所有像差，而圖17示出了在攝遠端(焦距f=9.434)的所有像差。在圖15至圖17中所示的像散示圖中，實線表示弧矢像面上的值并且虛線表示子午像表面上的值。在橫向像差示圖中，"y"表示像高并且"A"表示半視角。如各個像差示圖所示，在數字實例4中，有效地校正了所有像差并且獲得了高成像性能。[條件表達式的值]表13示出了可變焦距透鏡系統1至4中的條件表達式1至條件表達式8的值。g卩，表13示出了條件表達式1的fw、R23和fw/R23，條件表達式2的fw、R24和fw/R24，條件表達式3的fw、f2c和fw/f2c，條件表達式4的fl、fw、ft和f1/(fwft)1/2，條件表達式5的fl、flc和fl/flc，條件表達式6的dS3、R31和dS3/R31，條件表達式7的f3、fw和f3/fw，以及條件表達式8的P2t和1/P2t。<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>如表13所示，可變焦距透鎮[成像裝置的結構]接下來，將描述根據本發明的實施方式的成像裝置。根據本發明的實施方式的成像裝置包括可變焦距透鏡系統，和將可變焦距透鏡系統形成的光學圖像轉換為電信號的成像器件。在根據本發明的實施方式的成像裝置中，可變焦距透鏡系統包括從物體側至成像側依次配置的具有正折射力的第一透鏡組、具有負折射力的第二透鏡組、具有正折射力的第三透鏡組以及具有正折射力的第四透鏡組。在根據本發明的實施方式的成像裝置的可變焦距透鏡系統中，當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距增大，并且第二透鏡組和第三透鏡組之間的間距減小。因此，第三透鏡組和第四透鏡組之間的間距改變。在根據本發明的實施方式的成像裝置的可變焦距透鏡系統中，當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，移動所有的透鏡組。將孔徑光闌配置在第三透鏡組附近，并且在近距離對焦過程中移動第四透鏡組。在根據本發明的實施方式的成像裝置的可變焦距透鏡系統中，第二透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、以及具有面向成像側的凹面的負透鏡和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡的粘合透鏡。在根據本發明的實施方式的成像裝置的可變焦距透鏡系統中，第二透鏡組中配置在物體側的負透鏡的最接近物體側的表面以及粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面。在根據本發明的實施方式的成像裝置中，由于可變焦距透鏡系統具有上述結構，所以可以在確保必要的像差校正功能之后，減小透鏡的厚度。此外，可以在確保高光學性能之后減小設備的尺寸。由于使用非球面透鏡，所以可以獲得更高的光學性能。具體地，由于第二透鏡組包括非球面透鏡，所以可以有效地校正在廣角端由于視角的改變所導致的彗形像差的變化。由于至少兩個表面，即第二透鏡組中配置在物體側的負透鏡(第一負透鏡)的最接近物體側的表面以及粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面，所以可以減小透鏡系統的尺寸并且改善在廣角端的性能。在根據本發明的實施方式的成像裝置中，將可變焦距透鏡系統配置為滿足以下條件表達式1和2:[條件表達式l]-0.04<fw/R23<0.18，以及[條件表達式2]0.48<fw/R24<0.72(其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示第二透鏡組中粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示第二透鏡組中的粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑)。在根據本發明的實施方式的成像裝置中，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達1時，可以有效地校正由于透鏡位置的改變所導致的球面像差的變化并且使穿過第一負透鏡的軸外光線與光軸接近。因此，可以減小透鏡的直徑。在根據本發明的實施方式的成像裝置中，當可變焦距透鏡系統滿足條件表達2時，可以有效地校正粘合透鏡的粘合表面中產生的像差。因此，可以獲得預定的光學性能。圖18為示出了根據本發明的實施方式的成像裝置的實例的數碼相機的框圖。成像裝置(數碼相機)100包括相機組塊10，具有成像功能；相機信號處理單元20，執行諸如將拍攝到的圖像的模擬信號轉換為數字信號的信號處理；圖像處理單元30，記錄或再生圖像信號；LCD(液晶顯示裝置)40，例如顯示拍攝到的圖像；R/W(讀取器/寫入器)50，從存儲卡1000讀取以及向存儲卡1000寫入圖像信號；CPU(中央處理單元)60，控制成像裝置的全體操作；輸入單元70，包括由用戶操作的各種開關；以及透鏡驅動控制單元80，控制相機組塊10中設置的透鏡的驅動。例如，相機組塊IO包括光學系統，包括可變焦距透鏡系統11(根據本發明的實施方式的可變焦距透鏡系統1、2、3和4);以及成像器件12，例如，CCD(電荷耦合器件)或者CMOS(互補金屬氧化物半導體)。相機信號處理單元20執行諸如將從成像器件12輸出的信號轉換為數字信號、噪聲消除、圖像質量校正以及將亮度轉換為色差(color-differece)信號的各種信號處理操作。圖像處理單元30基于預定的圖像數據格式執行對圖像信號進行壓縮和編碼的處理、對圖像信號進行解壓縮和解碼的處理、以及對諸如分辨率的數據規格進行轉換的處理。LCD40具有顯示諸如用戶操作輸入單元70的狀態或者拍攝到的圖像的各種數據的功能。R/W50將通過圖像處理單元30所編碼的圖像數據寫入至存儲卡1000并且讀取寫入至存儲卡iooo的圖像數據。CPU60用作控制設置在成像裝置100中的各個電路組塊、并且基于來自輸入單元70的指令輸入信號控制各個電路組塊的控制處理單元。輸入單元70例如包括用于快門操作的快門釋放按鈕和用于選擇操作模式的選擇開關，并且將與用戶的操作相對應的指令輸入信號輸出至CPU60。透鏡驅動控制單元80基于來自CPU60的控制信號來控制例如驅動可變焦距透鏡系統11的各個透鏡的電動機(未示出)。存儲卡1000例如是可以從連接至R/W50的插槽中移除的半導體存儲器。[成像裝置的操作]接下來，將描述成像裝置100的操作。在成像待機狀態中，在CPU60的控制下，由相機組塊10拍攝到的圖像信號通過相機信號處理單元20輸出至LCD40，然后顯示為通過相機直接顯示圖像(camerathroughimage)。當從輸入單元70輸入用于變焦的指令輸入信號時，CPU60將控制信號輸出至透鏡驅動控制單元80，并且透鏡驅動控制單元80移動可變焦距透鏡系統11的預定透鏡。當響應于來自輸入單元70的指令輸入信號而操作相機組塊10的快門(未示出)時，將拍攝的圖像信號從相機信號處理單元20輸出至圖像處理單元30，并且圖像處理單元30對圖像信號進行壓縮和編碼并且將其轉換成為預定數據格式的數字數據。將轉換的數據輸出至R/W50，并且R/W50將該數據寫至存儲卡1000。例如，當為了記錄(成像)而將輸入單元70的快門釋放按鈕按下一半或者全部按下時，透鏡驅動控制單元80基于來自CPU60的控制信號移動可變焦距透鏡系統11的預定透鏡，從而進行對焦。當操作輸入單元70以再生存儲在存儲卡1000中的圖像數據時，R/W50從存儲卡1000讀取預定的圖像數據，并且圖像處理單元30對圖像數據進行解壓縮和解碼。然后，將再生的圖像信號輸出至LCD40，并且在其上顯示再生圖像。在上述實施方式中，將成像裝置應用于數碼相機，但是成像裝置的應用范圍不限于數碼相機。例如，可以將成像裝置廣泛地用作諸如數碼攝像機、具有集成了相機的移動電話以及具有集成了相機的PDA(個人數字助理)的數字輸入/輸出設備的相機單元。本領域的技術人員應該理解，根據設計要求和其他因素，可以有多種修改、組合、子組合和變形，均應包含在本發明的權利要求或其等同物的范圍之內。權利要求一種可變焦距透鏡系統，包括第一透鏡組，具有正折射力；第二透鏡組，具有負折射力；第三透鏡組，具有正折射力；以及第四透鏡組，具有正折射力；其中，所述第一透鏡組至所述第四透鏡組從物體側至成像側依次配置，當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的間距增大，所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的間距減小，并且所述第三透鏡組和所述第四透鏡組之間的間距改變，當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，移動所有的透鏡組，孔徑光闌配置在所述第三透鏡組的附近，在近距離對焦過程中，移動所述第四透鏡組，所述第二透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、以及具有面向成像側的凹面的負透鏡和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡的粘合透鏡，在所述第二透鏡組中配置在物體側的所述負透鏡的最接近物體側的表面和所述粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式1和2條件表達式1-0.04＜fw/R23＜0.18，以及條件表達式20.48＜fw/R24＜0.72其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示所述第二透鏡組中所述粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示所述第二透鏡組中的所述粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑。2.根據權利要求1所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述的可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式3:條件表達式30.01<fw/f2c<0.09其中，f2c表示所述第二透鏡組中的所述粘合透鏡的焦距。3.根據權利要求1所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述第一透鏡系統包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、具有面向物體側的凸面的第一正透鏡、以及具有面向物體側的凸面的第二正透鏡，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式4:條件表達式42.3<fl/(fwft)1/2<2.7其中，fl表示所述第一透鏡組的焦距，而ft表示在攝遠端整個透鏡系統的焦距。4.根據權利要求2所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述第一透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、具有面向物體側的凸面的第一正透鏡、以及具有面向物體側的凸面的第二正透鏡，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式4:條件表達式4`2.3<fl/(fwft)1/2<2.7其中，fl表示所述第一透鏡組的焦距，并且ft表示在攝遠端整個透鏡系統的焦距。5.根據權利要求3所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式5:條件表達式5`0.65<fl/flc<0.9其中，flc表示所述第一透鏡組中的所述第二正透鏡的焦距。6.根據權利要求4所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式5:條件表達式50.65<fl/flc<0.9其中，flc表示所述第一透鏡組中的所述第二正透鏡的焦距。7.根據權利要求1所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述孔徑光闌配置在所述第三透鏡組的物體側，當透鏡的位置改變時，所述孔徑光闌與所述第三透鏡組一體地移動，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式6:條件表達式6`0.06<dS3/R31<0.10其中，dS3表示所述孔徑光闌與所述第三透鏡組中最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，而R31表示所述第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑。8.根據權利要求2所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述孔徑光闌配置在所述第三透鏡組的物體側，當透鏡的位置改變時，所述孔徑光闌與所述第三透鏡組一體地移動，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式6:條件表達式6`0.06<dS3/R31<0.10其中，dS3表示所述孔徑光闌與所述第三透鏡組中最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，而R31表示所述第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑。9.根據權利要求3所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述孔徑光闌配置在所述第三透鏡組的物體側，當透鏡的位置改變時，所述孔徑光闌與所述第三透鏡組一體地移動，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式6:條件表達式6`0.06<dS3/R31<0.10其中，dS3表示所述孔徑光闌與所述第三透鏡組中最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，而R31表示所述第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑。10.根據權利要求4所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述孔徑光闌配置在所述第三透鏡組的物體側，當透鏡的位置改變時，所述孔徑光闌與所述第三透鏡組一體地移動，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式6:條件表達式6`0.06<dS3/R31<0.10其中，dS3表示所述孔徑光闌與所述第三透鏡組中最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，而R31表示所述第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑。11.根據權利要求5所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述孔徑光闌配置在所述第三透鏡組的物體側，當透鏡的位置改變時，所述孔徑光闌與所述第三透鏡組一體地移動，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式6:條件表達式6`0.06<dS3/R31<0.10其中，dS3表示所述孔徑光闌與所述第三透鏡組中最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，而R31表示所述第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑。12.根據權利要求6所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述孔徑光闌配置在所述第三透鏡組的物體側，當透鏡的位置改變時，所述孔徑光闌與所述第三透鏡組一體地移動，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式6:條件表達式6`0.06<dS3/R31<0.10其中，dS3表示所述孔徑光闌與所述第三透鏡組中最接近物體側的表面之間沿著光軸的距離，而R31表示所述第三透鏡組中最接近物體側的表面的曲率半徑。13.根據權利要求7所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式7:條件表達式72<f3/fw<2.3其中，f3表示所述第三透鏡組的焦距。14.根據權利要求8所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式7:條件表達式72<f3/fw<2.3其中，f3表示所述第三透鏡組的焦距。15.根據權利要求9所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式7:條件表達式7`2<f3/fw<2.3其中，f3表示所述第三透鏡組的焦距。16.根據權利要求IO所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式7:條件表達式72<f3/fw<2.3其中，f3表示所述第三透鏡組的焦距。17.根據權利要求11所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式7:條件表達式72<f3/fw<2.3其中，f3表示所述第三透鏡組的焦距。18.根據權利要求12所述的可變焦距透鏡系統，其中，所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式7:條件表達式72<f3/fw<2.3其中，f3表示所述第三透鏡組的焦距。19.一種成像裝置，包括可變焦距透鏡系統；以及成像裝置，被配置為將由所述可變焦距透鏡系統形成的光學圖像轉換為電信號，其中，所述可變焦距透鏡系統包括第一透鏡組，具有正折射力；第二透鏡組，具有負折射力；第三透鏡組，具有正折射力；以及第四透鏡組，具有正折射力；其中，所述第一透鏡組至所述第四透鏡組從物體側至成像側依次配置，當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的間距增大，所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間的間距減小，并且所述第三透鏡組和所述第四透鏡組之間的間距改變，當透鏡的位置從廣角端改變至攝遠端時，移動所有的透鏡組，孔徑光闌配置在所述第三透鏡組的附近，在近距離對焦過程中，移動所述第四透鏡組，所述第二透鏡組包括從物體側至成像側依次配置的具有面向成像側的凹面的負透鏡、以及具有面向成像側的凹面的負透鏡和具有面向物體側的凸面的彎月形正透鏡的粘合透鏡，在所述第二透鏡組中配置在物體側的所述負透鏡的最接近物體側的表面和所述粘合透鏡的最接近成像側的表面為非球面，以及所述可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式1和2:條件表達式1-0.04<fw/R23<0.18，以及條件表達式2`0.48<fw/R24<0.72其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示所述第二透鏡組中所述粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示所述第二透鏡組中的所述粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑。全文摘要本發明提供了具有小尺寸并且能夠實現高可變倍率和廣視角的可變焦距透鏡系統和成像裝置。該可變焦距透鏡系統包括分別具有正折射力、負折射力、正折射力以及正折射力的第一透鏡組至第四透鏡組，并且這些透鏡組從物體側至成像側依次配置。孔徑光闌配置在第三透鏡組的附近。可變焦距透鏡系統滿足以下條件表達式1和2條件表達式1-0.04＜fw/R23＜0.18，以及條件表達式20.48＜fw/R24＜0.72其中，fw表示在廣角端整個透鏡系統的焦距，R23表示第二透鏡組中粘合透鏡最接近物體側的表面的曲率半徑，而R24表示第二透鏡組中的粘合透鏡的粘合表面的曲率半徑。文檔編號H04N5/225GK101794011SQ20101011162公開日2010年8月4日申請日期2010年1月28日優先權日2009年2月4日發明者大竹基之,大道裕之,村田將之,萩原宙樹申請人:索尼公司