[发明专利]变焦透镜和图像捕获器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的变焦透镜和新的图像捕获器件。本发明尤其适于使用固态图像捕获元件的图像捕获器件(如数码照相机和摄像机)。

背景技术

近年来使用固态图像捕获元件的图像捕获器件(如数码照相机)开始流行。随着使用固态图像捕获元件的图像捕获器件开始流行，需要更高的图像质量。特别是对于使用具有大量像素的图像捕获元件的数码照相机等来说，需要用于拍照的透镜，尤其需要具有与具有大量像素的固态图像捕获元件对应的优秀图像形成性能的变焦透镜。由于对于降低透镜尺寸和使透镜变薄的需求越来越多，需要一种具有小尺寸小厚度的高性能变焦透镜。近年来，要求图像捕获透镜的倍率较高。另一方面，现在极需要用于拍照的宽视角透镜。

响应于上述需求，在日本未审的公开专利申请No.2005-181635(专利文献1)和No.2005-215165(专利文献2)描述的变焦透镜中，通过在光学系统中插入用于使光路弯曲的棱镜，获得了在光轴方向上相当大的厚度减小。

然而，在专利文献1和专利文献2所述的技术中，为了获得光学系统较小的尺寸和较高的倍率，必须增加反射棱镜的折射率，折射率的上限成为了技术的极限。尤其是在使拍摄视角变宽时，极难进一步减小光学系统的尺寸。此外，还存在一个问题，即棱镜中使用的高折射率玻璃比较昂贵，因此容易增加制造成本。

由于前述情况，专利文献1和专利文献2中所述的技术不能充分使拍摄视角变宽，因而在变焦透镜中不能获得厚度充分减小与视角变宽之间的兼容。

发明内容

尽管在上述现有的变焦透镜中使用了各种技术，但这些技术没有一个能获得满足宽视角和高倍率、在整个变焦范围上表现出较高的光学性能、并具有较小尺寸和较小厚度的任何变焦透镜。

一般地，变宽光学系统的拍摄视角会增加前透镜直径。尤其是在使用反射棱镜的弯曲光学系统中，对应于拍摄视角的变宽，前透镜和棱镜的尺寸增加直接导致透镜筒尺寸在其厚度方向上(在入射光轴的方向上)的增加，由此很难实现广角与小厚度之间的兼容。

因此，希望提供一种变焦透镜，其对于在广角端的拍摄视角具有足够的宽视角、以及较高的倍率，还具有极小的厚度以及在整个变焦范围上具有较高的光学性能，其适于使用固态图像捕获元件的图像捕获器件(如数码照相机和数码摄像机)。在本发明的实施例中还提供了使用该变焦透镜的图形捕获器件。

本发明一个实施例的变焦透镜包括多个透镜组，该多个透镜组具有从物侧按顺序设置的第一、第二、第三、第四和第五透镜组。第一透镜组具有正折光力，当倍率改变时其固定不动。所述第二透镜组具有负折光力，当倍率从广角端改变为远摄端时所述第二透镜组移动到像侧。第三透镜组具有正折光力，当倍率改变时其固定不动。第四透镜组具有正折光力，当倍率从广角端变到远摄端时其移动到物侧。第五透镜组具有负折光力，当倍率改变时其固定不动。通过从物侧按顺序设置具有负折光力的单透镜、具有用于使光路弯曲90°的反射表面的棱镜、和具有正折光力的单透镜来构成第一透镜组。所述棱镜具有正折光力，并且其像侧表面具有指向所述像侧的凸表面。其中组成第一透镜组的透镜和棱镜满足下面的条件式：υ1p-υ1n＞30，其中υ1p是第一透镜组中的棱镜处的阿贝数和设置于棱镜的像侧上的正透镜的d线处的阿贝数的平均值；υ1n是设置于第一透镜组中最靠近物侧的位置处的述负透镜的d线处的阿贝数。

本发明一个实施例的图像捕获器件包括本发明实施例的变焦透镜、和用于将由变焦透镜形成的光学图像转换为电信号的固态图像捕获元件。

依照本发明，变焦透镜对于在广角端的拍摄视角具有足够的宽视角、以及较高的倍率、极小的厚度和在整个变焦范围上较高的光学性能。

附图说明

图1是显示依照本发明第一实施例的变焦透镜的透镜结构的视图；

图2与图3到7一起显示了数值例1的各种像差，其中对第一实施例中的变焦透镜应用特定的数值，图2显示了在广角端状态中的纵向像差(球面像差、像散和畸变)；

图3显示了广角端状态中的横向像差；

图4显示了中焦距端状态中的纵向像差(球面像差、像散和畸变)；

图5显示了中焦距端状态中的横向像差；

图6显示了远摄端状态中的纵向像差(球面像差、像散和畸变)；

图7显示了远摄端状态中的横向像差；

图8是显示依照本发明第二实施例的变焦透镜的透镜结构的视图；

图9与图10到14一起显示了数值例2的各种像差，其中对第二实施例的变焦透镜应用特定的数值，图9显示了在广角端状态中的纵向像差(球面像差、像散和畸变)；