[發明專利]變焦透鏡和圖像拾取裝置

無效

• 申請號: 201010114618.2
• 申請日: 2010-02-20
• 公開（公告）號: CN101806954A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 畠山丈司
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G02B15/177
• 分類號: G02B15/177;G02B15/20;G02B13/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 周少杰

技術領域

本發明涉及變焦透鏡和圖像拾取裝置。具體地，本發明涉及要在數字照 相機、數字攝像機等中使用的變焦透鏡以及具有這種變焦透鏡的圖像拾取裝 置的技術領域，該變焦透鏡在深度方向上的厚度減小方面是優異的，同時具 有廣角以及在廣角端的焦距的高變焦比，并且在視場彎曲(field?curvature) 的校正上是優越的。

背景技術

近年來，使用具有大量像素的固態成像設備的圖像拾取裝置(如數字照 相機和數字攝像機)已經變得日益流行，這要求更高圖像質量和厚度減小。 具體地，在這樣的情況下，已經要求在圖像拾取裝置中安裝的變焦透鏡在廣 角端具有更長焦距；高變焦比；從廣角端到遠攝端以及從無窮遠到近距離成 像的整個范圍上的優異成像性能；以及在景深方向上減小的厚度。

近年來，為了實現圖像拾取裝置的厚度減小，已經主要采用了所謂的可 伸縮透鏡系統。可伸縮透鏡系統是在拍攝時從裝置的主體突出、并且在不拍 攝時容納在其中的光學系統。然而，由于容納時的透鏡配置，可伸縮透鏡系 統可能導致厚度的增加。

例如，作為適于小型數字照相機的變焦透鏡，已經提出許多變焦透鏡， 使得其每個由在從對象側到圖像側的方向上按下述順序安排的三個透鏡組構 造：具有負屈光力的第一透鏡組、具有正屈光力的第二透鏡組以及具有正屈 光力的第三透鏡組。

可適用于具有大量像素的圖像拾取裝置的、具有這種三組構造的一些變 焦透鏡已經增加了變焦范圍，并且能夠確保從廣角到遠攝端、以及從無窮遠 到近距離成像的整個范圍(例如，參見日本未審專利申請公開No.11-194274、 2002-90624和11-287953)。

此外，存在另一種變焦透鏡，其可通過由固態成像設備捕獲的圖像數據 的電子圖像處理而進一步小型化(例如，參見日本未審專利申請公開No.

發明內容

然而，為了獲得增加的變焦范圍，在日本未審專利申請公開No. 11-194274中描述的變焦透鏡通過將四個透鏡組裝到第二透鏡組中提供有四 透鏡構造的第二透鏡組。然而，在此情況下，對于第二透鏡，四個透鏡在數 量上是高的，使得第二透鏡組的厚度在尺寸上大，并且將很難實現在容納時 的其尺寸減小。

此外，在日本未審專利申請公開No.2002-90624中描述的變焦透鏡趨于 通過為具有三透鏡組的典型變焦透鏡提供額外的透鏡組(第四透鏡組)來獲 得增加的變焦范圍。該額外透鏡組是在離軸像差的校正上有效的固定組。然 而，由于透鏡數量的增加，在容納時難以實現厚度減小。

此外，在日本未審專利申請公開No.11-287953中描述的變焦透鏡通過在 光軸方向上移動第一透鏡組來在近距離成像期間執行聚焦。然而，第一透鏡 組具有大透鏡直徑，使得透鏡組的驅動機制也會擴大。因此，難以實現變焦 透鏡的足夠的小型化。此外，第一透鏡組由三個透鏡構造。具體地，其阻礙 了容納時的厚度減小。

此外，通過設計變焦透鏡以執行圖像數據的電子圖像處理來增大第一透 鏡的負屈光力，使得在日本未審專利申請公開No.2006-284790中描述的變焦 透鏡更小。然而，在此情況下，由于在遠攝端的對象的距離的變化時出現的 離軸像差(如像散和視場彎曲)的增大的變化，其導致光學性能的降低。

有鑒于上述情況，期望縮短在廣角端的焦距以實現更廣角度并獲得增加 的變焦范圍，使得在從廣角到遠攝端以及從無窮遠到近距離成像的整個范圍 中可以確保好的成像性能，以減小變焦透鏡的厚度。

根據本發明實施例，一種變焦透鏡，包括：具有負屈光力的第一透鏡組； 具有正屈光力的第二透鏡組；以及具有正屈光力的第三透鏡組，所述三個透 鏡組從對象側到圖像側按順序安排，并且配置如下：在所述變焦透鏡中，當 透鏡位置狀態從廣角端狀態改變到遠攝端狀態時，所述第二透鏡組在光軸方 向上朝對象移動，并且所述第一透鏡組和所述第三透鏡組兩者在所述光軸方 向上移動以減少所述第一透鏡組和所述第二透鏡組之間的間隔并增加所述第 二透鏡組和所述第三透鏡組之間的間隔。此外，在所述變焦透鏡中，在改變 對象位置時，通過所述第三透鏡組在光軸方向上的移動執行短距離聚焦。此 外，在所述變焦透鏡中，所述第一透鏡組包括從圖像側到對象側的順序安排 的負透鏡和正透鏡。所述第三透鏡組包括正透鏡。所述第一透鏡組的所述負 透鏡的兩個表面分別是非球面。此外，所述第三透鏡組的所述正透鏡的兩個 表面分別是非球面。