[发明专利]可变焦距透镜系统和成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的可变焦距透镜系统和成像装置。更具体来说，本发明涉及一种变焦比超过10×且用于摄像机、数码照相机等等中的可变焦距透镜系统，并且涉及一种装配有上述可变焦距透镜系统的成像装置。

背景技术

已知一种通过将物体图像的光强度经由各光电传感器转换成电子输出来记录成像器件所形成的物体图像的方法，所述成像器件作为相机中的记录手段，采用诸如CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)等等的光电传感器，并且所述图像形成在成像器件的的平面上。

随着近年来微型制造技术方面的发展，中央处理单元已经变得更快且存储介质的集成度显著提高，从而能够高速处理以前不能处理的大量图像数据。另外，成像器件已经变得集成度更高且更小，而更高水平的集成使得能够以更高的空间频率进行记录，同时其较小的尺寸也使得相机整体尺寸减小。

然而，上述集成和小型化导致各光电传感器的光接收区域较小，由此造成电子输出方面的损耗，而伴随该电子输出的噪音则增加了。为了克服该问题，人们已经作出了尝试，例如通过放大光学系统的焦距比或者在各光电传感器的前面放置小的透镜元件(称作微透镜阵列)来增加到达成像器件的光强度。尽管上述微透镜阵列将落在邻近的光电传感器之间的光束引导至光电传感器上，但是其限制了透镜系统中出射光瞳的定位。换句话说，当透镜系统中的出射光瞳靠近成像器件时，即，当达到成像器件的主光线与光轴之间的角度变大时，被导向屏幕周围的离轴光束相对于光轴形成更大的角度，结果，这些光束到不了光电传感器，从而造成光强度不足。

近年来，随着数码相机变得更流行，用户需求也变得更多样化。

变焦比超过10×的变焦透镜能够捕捉到更大尺寸的物体。尤其，由于具有集成透镜的相机不能更换其透镜，这种相机的用户期望更大的变焦比，即使意味着必须同意接受更大的相机。

作为变焦比超过10×的变焦透镜，已知的有，例如，日本专利申请公报No.2005-215385(专利文献1)、No.2003-295059(专利文献2)、No.2005-128186(专利文献3)等等中公开的变焦透镜。

专利文献1和专利文献2中公开的变焦透镜包括四个透镜组，从物侧起依次为：具有正屈光力(refractive power)的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组。这四个透镜组构成为使得当透镜位置状态从广角端(wide-angle end)状态向摄远端(telephoto end)状态改变时，第一透镜组向物侧移动，第二透镜组向像侧移动，第三透镜组在首先向物侧移动之后向像侧移动，并且第四透镜组在首先向物侧移动之后向像侧移动。另外，专利文献1中公开的变焦透镜构成为使得第二透镜组和第三透镜组之间设置的孔径光阑独立于其它透镜组移动。

专利文献3中公开的变焦透镜包括四个透镜组，该四个透镜组为具有正屈光力的第一透镜组、具有负屈光力的第二透镜组、具有正屈光力的第三透镜组和具有正屈光力的第四透镜组。这些透镜组构成为使得当透镜位置状态从广角端状态向摄远端状态改变时，第一透镜组和第三透镜组沿着光轴方向固定，第二透镜组向像侧移动，并且第四透镜组移动以补偿随着第二透镜组的移动像平面位置的改变。

发明内容

然而，现有技术中的上述变焦透镜由于变焦功能集中于第二透镜组而存在这样的问题：如果第二透镜组在制造时即使有极小的量失准，性能也会受损。

在上述的专利文献1中公开的变焦透镜中，第二透镜组包括三个单透镜。因为在第二透镜组出现的正的球面像差通过第二透镜组的第二负透镜的像侧透镜表面和位于上述负透镜的像侧的正透镜的物侧透镜表面来校正，所以如果上述两个透镜表面未被对准则性能容易受损。

专利文献2和专利文献3中公开的变焦透镜的第二透镜组从物侧起依次包括第一负透镜、第二负透镜以及由正透镜和负透镜组成的胶合透镜(cemented lens)。结果，可能弱化第二负透镜的像侧透镜表面的屈光力，由此减小由第二负透镜和胶合透镜之间的未对准引起的性能变差。

然而。在专利文献2和专利文献3中公开的变焦透镜中，存在这样的问题：由于第二透镜组中有许多透镜使得第二透镜组变厚的事实，从而第一透镜组的直径变大。

因此，期望提供一种实现高变焦比和小型化的可变焦距透镜系统，以及一种采用这种可变焦距透镜系统的成像装置。本发明致力于解决上述问题。