[发明专利]成像单元以及成像装置

说明书

技术领域

本公开涉及一种成像单元以及成像装置。具体地，本公开涉及以下技术邻域：一种具有高缩放比例并且可以优选地为照相机、摄像机、监视相机等提供足够更宽的成像视角的成像单元以及一种包括所述成像单元的成像装置。

背景技术

近来，成像装置(诸如数字相机)的市场已经庞大并且已经存在对数字相机等的成像装置的各种广泛的用户需求。不仅对于更高的图像质量和更小并更薄的机身的需求，而且对于包括变焦透镜的成像单元的更高的放大倍率和更宽的角度的需求近来已经很强烈。

一般地，带有具有正折射力的最靠近被摄体的透镜组的正引导型(positive lead-type)光学系统具有使其缩放因数更大的优点，并且其通常被用作适合在例如缩放比例超过五倍的更高放大倍率的类型。

具体地，作为小的正引导型光学系统，已知了从被摄体一侧向图像一侧顺序地具有正、负、正、正折射力的四个透镜组的四组配置的光学系统(变焦透镜)(例如，参见专利文件1(JP-A-2006-23529)、专利文件2(JP-A-2005-338740)、专利文件3(日本专利第3977150号)、以及专利文件4(JP-A-2006-308957))。

发明内容

然而，在专利文件1和专利文件3中描述的具有正、负、正、正折射力的四组配置的光学系统中，没有实现足够的更高的放大倍率。此外，一般地，在具有正、负、正、正折射力的四组配置的光学系统中，为了更宽的角度，第一透镜组的最靠近被摄体的透镜的外直径通常倾向于更大。因此，在专利文件1和专利文件3中描述的具有正、负、正、正折射力的四组配置的光学系统中，没有实现足够更宽的成像视角以及尺寸缩减。

此外，执行对于光学系统的更宽角度以及更高放大倍率的良好的像差校正是必要的，并且一般使用多个透镜。专利文件4中描述的光学系统是一种具有更高放大倍率以及更宽角度的光学系统，然而，如上所述的良好像差校正是必要的，并且在第一透镜组中的透镜数目庞大并且没有实现足够的尺寸缩减。

此外，在具有正、负、正、正折射力的四组配置的光学系统中，通常提供第四透镜组用于聚焦，并且尺寸大于具有更少的透镜组(如三组配置等)的光学系统，并且实现更加充分的尺寸缩减已经是一个问题。

因此，特别地，在其中当不执行成像时收回透镜以便存储的所谓可伸缩的成像单元中，减少透镜的数目以便在收回时在光轴方向变薄是极其困难的。相应地，强烈地期望开发一种不仅具有更高放大倍率以及更宽角度而且具有更小尺寸的成像单元。

此外，在使用诸如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)的固态成像器件的成像装置中，期望使用在被摄体一侧远心(telecentric)附近的成像单元以便实现均匀的图像平面光照度。作为成像单元，其中最靠近图像一侧的透镜组具有正折射力的成像单元是优选的。

相应地，期望提供一种其中实现更高放大倍率、更宽角度、以及更小尺寸的成像单元和成像装置。

根据本公开一个实施例的成像单元，包括：具有正折射力的第一透镜组，具有负折射力的第二透镜组，具有正折射力的第三透镜组，以及对由从被摄体一侧向图像一侧顺序地排列的第一透镜组至第三透镜组形成的光学图像进行成像的固态成像器件，在从广角端到远摄端变焦时，第一透镜组和第二透镜组之间的距离变大而第二透镜组和第三透镜组之间的距离变小，并且从第二透镜组到固态成像器件的距离在广角端时是所有变焦位置中最长的。

因此，在成像单元中，在变焦时极大地有助于缩放效应的第二透镜组和第三透镜组的缩放效应变得更大。

在成像单元中，期望在第二透镜组和第三透镜组之间提供孔径光阑(aperture stop)并且该孔径光阑在变焦时与第三透镜组整体地移动。

变焦时用于孔径光阑的专用空间是不必要的。

在成像单元中，期望满足以下条件表达式(1)：

(1)0.45＜f3/(fw·ft)^1/2＜0.70

其中

f3：第三透镜组的焦距

fw：整个光学系统在广角端时的焦距

ft：整个光学系统在远摄端时的焦距

如果成像单元满足条件表达式(1)，则使得第三透镜组的折射力合适。

在成像单元中，期望在第三透镜组中位于最靠近图像一侧的透镜表面被形成为非球面表面。

通过将第三透镜组中位于最靠近图像一侧的透镜表面形成为非球面表面，在所有变焦位置上成功地校正了慧形像差以及场曲率(field curvature)。