[发明专利]可变焦距镜头系统和成像装置

说明书

技术领域

本公开涉及适于数码相机和视频摄录机的物镜，并具体涉及适于如下变焦镜头的可变焦距镜头系统和成像装置，该变焦镜头具有在广角端状态下在35mm格式基础上从大约24到35mm变动的视角并具有从大约6倍到9倍变动的变焦率，而且涉及于其中合并可变焦距镜头系统的成像装置。

背景技术

作为通过相机使用的记录部件，存在包括在由诸如CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）元件之类的光电转换器件形成的成像器件上形成被摄体图像、将被摄体图像的光线量转换为光电转换器件中的电输出并记录该电输出的已知方法。

另一方面，微处理技术的新进步允许中央处理器（CPU）更快地运作且存储介质具有比以往更高的封装密度，从而现在可以高速地处理以前未曾处理过的大量图像数据。已经更高密度地封装光电转换器件并减小尺寸。更高的封装密度允许更高的空间频率记录（higher frequency recording），而尺寸减小允许整个相机尺寸的减小。

但是，上述更高的封装密度和更大的尺寸减小不利地缩小了每个光电转换器件的光接收区域，并由于其电输出电平减小而增加其对于噪声的敏感度（susceptibility）。为了解决所述问题，通过增加光学系统的光圈直径来增加到达每个光电转换器件的光线的量，并紧接在光电转换器件前方布置微小透镜元件（其称为微透镜阵列）。该微透镜阵列有利地将指向相邻光电转换器件之间的空间的光通量引导到这些光电转换器件，但是不利地限制了镜头系统的出射光瞳位置。这原因在于，当镜头系统的出射光瞳位置接近光电转换器件时，即，当到达每个光电转换器件的主光线与镜头系统的光轴形成大角度时，指向屏幕外围的轴外（off-axis）光通量大角度地向光轴倾斜，因此没到达光电转换器件，导致的光线的量的不足。

通常，称为标准变焦镜头的镜头具有在广角端状态（其中，变焦镜头的焦距最小化）下在35mm格式基础上从大约24到35mm变动的视角，以及在远望端状态（其中，焦距最大化）下大于在35mm格式基础上的50mm的视角。

在很多情况下，标准变焦镜头已经采用正、负、正和正四组配置以及正、负、正、负和正五组配置。正、负、正和正四组变焦镜头包括从物侧顺序排列的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。正、负、正、负和正五组变焦镜头包括从物侧顺序排列的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、具有负屈光力的第四透镜组和具有正屈光力的第五透镜组。

例如JP-A-2002-323656、JP-A-2003-241092和JP-A-2007-114432描述了一种正、负、正和正四组变焦镜头，并且例如JP-A-2009-156891和JP-A-2010-237453描述了一种正、负、正、负和正五组变焦镜头。

发明内容

在正、负、正和正四组变焦镜头中，第二透镜组主要负责放大率改变操作。在此情况下，为了尺寸减小和更高的放大率比而增加第二透镜组的屈光力不利地导致第二透镜组自身产生的像差的校正不足并导致校正当改变透镜位置设置时发生的轴外像差的改变的困难。在JP-A-2002-323656、JP-A-2003-241092和JP-A-2007-114432中描述的变焦镜头中，因为第三透镜组包括正屈光力分组和负屈光力分组，所以第三透镜组和第四透镜组的组合具有正屈光力分组、负屈光力分组和正屈光力分组的屈光力排列。其结果是，广角端状态下穿过第一透镜组的轴外光通量移离光轴，不利地导致第一透镜组的透镜直径的增加。在正、负、正、负和正五组变焦镜头中，因为第三透镜组到第五透镜组的组合具有相同的屈光力排列，所以也难以减小第一透镜组的透镜直径。

所以，期望提供可变焦距镜头系统，其包括具有小透镜直径的第一透镜组，并且整体上具有小、轻重量配置。还期望提供具有相同优点的成像装置。

本公开的实施例针对可变焦距镜头系统，其包括从物体存在的一侧顺序排列的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。在第二透镜组和第三透镜组之间布置孔径光阑。移动第一到第四透镜组从而第一透镜组和第二透镜组之间的距离增加，第二透镜组和第三透镜组之间的距离减小，且当透镜位置设置从广角端状态改变为远望端状态时，第三透镜组和第四透镜组之间的距离减小。第三透镜组包括在其像侧上布置的负透镜和正透镜。可变焦距镜头系统满足下列条件表达式：

0.35<f3/|f3a|<0.8(1)