[发明专利]成像光学系统、照相机装置以及移动信息终端装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种单焦点的成像光学系统的改进，该成像光学系统用于在包括所谓的卤化银照相机，特别是数码照相机、数码摄像机等等的各种类型的照相机中使拍摄对象图像成像，并且特别是涉及例如数码照相机或数码摄像机的使用电子成像单元的成像装置中的成像光学系统，使用这种成像光学系统的照相机装置，和具有这种成像功能的移动信息终端装置。

背景技术

使用固态图像传感器来获得拍摄对象的数字图像数据的所谓的数码照相机的市场已经相当的大了。用户对于这种以及类似的数码照相机的需求很广泛。其中，用户对于高质量的紧凑型照相机的种类具有很高的期待，这种照相机使用对角线长度大约是20mm到45mm的相对大的成像元件，并且在其上安装有由高性能的单焦点光学系统构成的成像透镜。在这些需求中，用户更注重于高性能的因素、以及除此之外的小的F数、即具有很好的便携性同时具有大孔径、也就是紧凑的尺寸和轻的重量。

这里，在高性能方面，紧凑型的照相机被要求具有与至少1000万像素到2000万像素的成像元件相对应的分辨率，除此之外，具有更小的慧形光斑、高对比度以及在开口孔径的视场角的周围部分没有点像失真、更小的色差以及在具有大的亮度差的部分中不出现不必要的着色、更小的畸变像差、以及绘制直线作为直线的能力等等。

此外，紧凑型的照相机在大孔径方面，从增强与安装有聚焦透镜的一般紧凑型照相机的差别化的必要性的观点来说，被要求具有大约是至少F2.8的F数。

在小型化方面，需要将整个光学长度以及透镜的直径两者控制得很小。此外，在不拍摄时的小型化方面，需要具有被称为可回收类型的机构，在该机构中，在不拍摄时的在拍摄光学系统中的光轴上的空气间隔，例如光圈前后或者后焦距的空气间隔被缩短，以缩短整个透镜长度。

因为许多用户希望拍摄透镜的视场角在某种程度上具有广视角，较佳的是具有和35mm的卤化银照相机（所谓的莱卡尺寸）转换中的28mm的焦距相当的76度的视场角或者更大的视场角，即38度或更大的半视场角。

关于用于这种类型的数码照相机的成像透镜，考虑有许多类型的成像透镜，但是代表具有广视角的单焦点透镜的配置的实例可以包括其中负折射率的透镜组被布置在物侧并且正折射率的透镜组被布置在像平面侧的所谓的反远距型。采用反远距型的主要原因是，存在有基于对于每个像素具有滤色器和微透镜的面传感器的特性，将出瞳位置设置在远离像平面处以及使得周围的光通量在几乎垂直于传感器的角度上入射的需求。但是，从反远距型的光学系统具有确保对于使用作为单反照相机的可更换透镜的广角透镜的后焦距的目的这点来理解，整个镜头的长度（最物侧的表面到像平面的距离）趋向于很长。

另一方面，在对角线长度大约是20mm到45mm的相对大的成像元件中，由于近年来集成的微透镜的改进或优化、图像处理的进步等等，因此即使周围的光通量相当倾斜地入射到传感器上也不会产生大问题。具体地，即使在最大的像高处的主光束和光轴之间的角度大约是35度到40度，也可能建立充分被允许的系统。结果，可以选择更适合于小型化而不会像以前一样依赖于周围光通量的垂直入射的透镜类型。在这种情况下，比反远距型光学系统更适合于小型化的透镜类型的光学系统的实例可以包括近似对称型的光学系统或者其中负折射率的透镜组被布置在像平面侧的远摄型光学系统。这种透镜类型的传统的成像透镜的实例在公开号H08-313802、H11-326756、2005-352060等的日本专利申请中被披露。此外，其中保留了反远距型的特征的透镜的实例在日本专利申请公开号2012-008347中被披露。

在日本专利申请公开号H08-313802中披露的成像光学系统是近似对称型的广角透镜，并且被设置有十分大的孔径，但是仍然保留有小型化的问题，因为整个镜头的长度（从透镜系统最物侧的表面到像平面的距离）或者总的透镜的厚度（从透镜系统最物侧的表面到透镜系统最像侧的表面的距离）很大。日本专利申请公开号H11-326756中披露的成像光学系统同样具有接近于对称型的配置，其中半视场角超过了50度以建立广视角，但是具有F4到F4.5的很大的F数，并且具有和本发明不同的目的。在日本专利申请公开号2005-352060中披露的成像光学系统被配置成整个透镜长度和总的透镜的厚度很小，但是由于很短的后焦距，因此接近像平面的透镜的直径很大。因此，不能说这个成像光学系统同样是足够小尺寸的。在日本专利申请公开号2012-008347中披露的成像光学系统在视场角、F数和成像性能上有改进，但是具有明显保留了反远距型的特征的配置，并且仍然具有小型化的问题。

发明内容