[发明专利]具有变焦透镜的图像拾取设备

说明书

技术领域

本发明涉及图像拾取设备。更特别地，本发明涉及使用固态图像传感器和变焦透镜的图像拾取设备。

背景技术

使用固态图像传感器的图像拾取设备的功能不断地被增强。例如，诸如摄像机、数字静止照相机、广播照相机或监视照相机之类的照相机的功能近年来明显提高，而这种设备的总尺寸变得越来越小。

同时，市场力量要求新设计的图像拾取设备小并且高效。因此，以具有宽的视角(拍摄视角)和高的变焦比的小尺寸变焦透镜来设计在像照相机那样的图像拾取设备中使用的光学系统(变焦透镜)，使得光学系统的总尺寸保持紧凑和小。

作为具有宽视角和高变焦比的变焦透镜，使用正引导(positive-lead)型变焦透镜。已知的正引导型变焦透镜从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元、以及包含一个或更多个透镜的后部透镜单元。

为了在防止大直径前透镜的同时实现小尺寸光学系统中的具有宽视角的正引导型变焦透镜，在变焦期间移动第一透镜单元可能是有用的。但是，如果在变焦期间第一透镜单元在移动的同时倾斜，那么拍摄的图像会模糊。

另外，如果在第一透镜单元周围安装广角转换器，那么在变焦期间第一透镜单元和广角转换器会相互干扰。为了解决该问题，常规的变焦透镜在变焦期间在固定第一透镜单元时移动图像传感器。

在日本专利申请公开No.63-68807中讨论的变焦透镜中，在变焦期间移动一个透镜单元和图像传感器。换句话说，图像传感器根据在倍率变化期间变化的像面而移动。在美国专利No.7,573,647中讨论的变焦透镜移动图像传感器，并且，该变焦透镜包含用于校正像面上的变化的移动透镜单元。通过像这样的配置，在美国专利No.7,573,647中讨论的在变焦期间固定第一透镜单元的变焦透镜可实现与由在变焦期间移动第一透镜单元的变焦透镜实现的效果基本上相同的效果。

另外，美国专利No.7,206,137讨论了具有高变焦比的小尺寸正引导型变焦透镜。在这种情况下，小尺寸正引导型变焦透镜由从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元、以及具有正折光力的第四透镜单元的四个透镜单元构成。此外，在美国专利No.7,177,092中讨论的变焦透镜由从物侧到像侧依次包含具有正折光力的第一透镜单元、具有负折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元、具有负折光力的第四透镜单元、以及具有正折光力的第五透镜单元的五个透镜单元构成。

一般地，为了在维持预定水平的高变焦比的同时实现具有小的总尺寸的变焦透镜，增大变焦透镜中包含的各透镜单元的折光力(光焦度＝焦距的倒数)可能是有用的。但是，在各透镜单元的折光力高的变焦透镜中，像差在变焦期间会大大地变化。因此，变得难以对于整个可变倍率(变焦)范围实现高的光学性能。

在上述的四单元变焦透镜和五单元变焦透镜中，为了即使在小尺寸透镜系统中也在维持宽视角和高变焦比的同时实现高的光学性能，在变焦期间移动多个透镜单元和图像传感器可能是有用的。但是，仅通过在变焦期间移动多个透镜单元和图像传感器，难以实现同时具有宽视角、高变焦比和高光学性能的变焦透镜。换句话说，适当地设定各透镜单元的折光力和确定在变焦期间移动哪个/哪些透镜单元变得尤其重要。

更具体而言，适当地设定用于在变焦期间移动第三透镜单元的条件是重要的。除非适当地设定上述的配置，否则，实现总尺寸小并且具有宽视角、高变焦比和高光学性能的变焦透镜变得困难。

发明内容

本发明针对包括总尺寸小并且对于整个变焦范围具有宽视角、高变焦比和高光学性能的光学系统的图像拾取设备。

根据本发明的一个方面，在包括图像传感器和被配置为在图像传感器上形成图像的变焦透镜的图像拾取设备中，该变焦透镜从物侧到像侧依次包含：具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；具有正折光力的第三透镜单元；以及包含一个或更多个透镜单元的后续透镜组。在该变焦透镜中，在变焦期间，第一透镜单元静止，第三透镜单元沿向着物侧凸起的轨迹(locus)移动，并且，包含第三透镜单元的三个或更多个透镜单元以及图像传感器移动。该变焦透镜的光学总长在望远端处比在广角端处长。

参照附图阅读示例性实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和方面对于本领域普通技术人员而言将变得清晰。

附图说明

被包含于说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。