镜筒以及成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及镜筒以及成像装置，该镜筒包括：包括至少三个可移动透镜组的可变焦距镜头系统；以及用于在光轴方向上向前和向后移动可变焦距镜头系统的导向装置。可变焦距镜头系统至少包括从目标侧开始依次布置的具有正折射率的第一透镜组，具有负折射率的第二透镜组以及具有正折射率的第三透镜组。当镜头位置设置从广角端状态改变到长焦端状态时，第一透镜组和第三透镜组被向目标侧移动，使得第一透镜组和第二透镜组之间的空气间隔单调地增大并且第二透镜组和第三透镜组之间的空气间隔单调地减小。导向装置包括固定框架，可旋转框架，直线导引架，第一导引架和第二导引架。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及镜筒以及成像装置，并且具体地涉及采用被称为可折叠结构的镜筒。
技术介绍
作为数码相机中的记录方式，存在已知的方法，其中由诸如CCD传感器以及CMOS 传感器之类的光电转换元件组成的成像装置，将在成像装置表面形成目标影像的光的量转 化为电输出，该电输出然后被记录。随着近年来微加工技术的发展，CPU (中央处理单元)已运转更快并且存储介质已 增加了其存储密度，因而以前不能处理的大量的影像数据现在已可以高速处理。光接收设备也已经增加的存储密度并且在尺寸上缩小了。更高的存储密度允许更 高的空间频率记录，并且光接收设备的尺寸的减小使得照相机整体变小。然而，上述更高的存储密度和尺寸的减小，不利地是减小了各个光电转换元件的 光接收面积但随着电输出的减小增加了其对噪声的敏感性。为了解决该问题，通过增加光 学系统的孔径来增加到达光电转换元件的各个的光的数量，并且在各个光电转换元件的前 面布置微小的镜片元件(被称为微透镜阵列)，来增加到达光电转换元件的光的量。在没有微透镜阵列时导向相邻的光电转换元件之间的部分的光通量，通过微透镜 阵列被导引到这些光电转化元件，但是微透镜阵列限制透镜系统的出射光瞳的位置(从像 平面到出射光瞳的距离)。原因是当镜头系统的出射光瞳位置接近光电转换元件时，S卩，当到达光电转换元 件中的各个的主射线与透镜系统的光轴形成大角度时，导向屏幕的外周的离轴光通量以大 角度向光轴倾斜并且因此不能到达外周的光电转换元件，导致光量不足。近年来，随着数字照相机已被广泛地使用，用户的需求已变得多种多样。特别地， 装备有具有高可变功率比的变焦镜头的小数字照相机已变得受欢迎，具有高达5倍或者更 大的可变功率比的变焦镜头也是如此。变焦镜头类型通常由表示变焦镜头的配置的变焦镜头类型来分类，并且具有高可 变功率比的变焦镜头通常采用由四个透镜组构成的变焦镜头类型。由四个透镜组——正透 镜组，负透镜组，正透镜组，负透镜组构成的变焦镜头类型包括按如下顺序布局的具有正折 射率的第一透镜组，具有负折射率的第二透镜组，具有正折射率的第三透镜组以及具有负 折射率的第四透镜组。在采用了由四个透镜组一正透镜组，负透镜组，正透镜组，负透镜组构成的变焦 镜头类型的变焦镜头中，但当代表构成变焦镜头的透镜的位置的镜头位置设置，从变焦镜 头的焦距具有最小值的广角端状态改变到焦距具有最大值的长焦端状态时，第一透镜组到 第三透镜组被以如下方式移动第一和第二透镜组之间的距离增大并且第二和第三透镜组 之间的距离减小，并且第四透镜组被单独地驱动并以如下方式被移动补偿在成像设备上 的像平面的位置(焦点位置)的变化(例如，见JP-A-2008-146016)。作为其中至少四个透镜组可在光轴方向上被驱动的可折叠镜筒，存在已知的镜筒结构，其中四个可移动透镜组可被驱动，具体地，三个透镜组由凸轮驱动，并且布置在最靠 近像平面的剩下的一个透镜组单独被驱动(例如，JP-A-2008-46500)。这种类型的可折叠镜筒通常被用在被称为可折叠数字照相机中，其中当照相机未 在操作中时，整个镜头部分可缩回照相机的机身内。另一方面，由于已知当可移动镜头组的数目增加时，通常在变焦操作中在选择怎 样移动透镜的自由度增加，因而可增加可变功率比或者增强变焦镜头的性能。
技术实现思路
然而，当在相关领域的镜筒结构中可移动透镜组的数目增加时，其中结合了用于 驱动可移动透镜组在光轴方向上向前和向后移动的机构的镜筒的整体厚度，在镜头缩回 (被折叠)时增加，导致很难实现镜头性能的增加和尺寸的减小两者。理想地提出了适合于镜头性能改善和尺寸减小两者的镜筒。还理想地提出了装备 有该镜筒的成像装置。根据本专利技术的实施例，提供了镜筒，包括可变焦距镜头系统，该可变焦距镜头系 统包括至少三个可移动透镜组以及用于在光轴方向上向前和向后移动可变焦距镜头系统 的驱动装置。可变焦距镜头系统至少包括从目标侧按如下顺序布局的具有正折射率的第一 透镜组，具有负折射率的第二透镜组以及具有正折射率的第三透镜组。当镜头位置设置从 广角端状态改变到长焦端状态时，至少第一透镜组和第三透镜组被以如下方式向目标侧移 动第一透镜组和第二透镜组之间的空气间隔单调地增大并且第二透镜组和第三透镜组之 间的空气间隔单调地减小。导向装置包括固定框架，可旋转框架，直线导引架，第一导引架 以及第二导引架。可旋转框架在相对于固定框架绕光轴旋转的同时，相对于固定框架在所 述光轴方向上向前和向后移动；直线导引架被布置在可旋转框架上，并且在可旋转框架旋 转时不旋转而是在光轴方向上与可旋转框架整体地移动；第一导引架相对于直线导引架在 光轴方向上向前和向后移动第一透镜组；第二导引架相对于直线导引架在光轴方向上向前 和向后移动第三透镜组。第二导引架被与直线导引架相结合，并且当镜头位置设定从广角 端状态改变到长焦端状态时，直线导引架被固定在光轴方向上。在这样配置的镜筒中，由于第二透镜组与直线导引架相结合，并且当镜头位置设 置从广角端状态改变到长焦端状态时夹持第二透镜组的直线导引件被固定在光轴方向上， 相比于夹持第二透镜组的第二透镜组夹持件与直线导引架分开地被提供的情况，配置可被 简化。此外，由于第二透镜组通过使用直线导引架被固定在光轴方向上，可实现尺寸减小和 高可变功率比。在镜筒中，可变焦距镜头系统被理想地配置成满足下面的条件方程式(1)0. 7 < TLw/TLt < 0. 85 (1)其中，TLw表示在广角端状态镜头系统的总长度，并且TLt表示在长焦端状态镜头 系统的总长度。条件方程式(1)定义了当改变镜头位置设置时发生的镜头系统的总长度的变化， 即，条件方程式(1)确定第一透镜组夹持件可被伸出多长。当TLw/TLt大于条件方程式(1)的上限时，第一透镜组夹持件在光轴方向上变厚， 导致在镜头系统缩回时增加了的镜筒厚度。结果，在镜筒中，镜头系统缩回时的镜筒厚度不够薄，并且将不能实现足够的尺寸 减小。当TLw/TLt小于条件方程式(1)的下限时，可旋转框架和固定框架以对应于第一 透镜组夹持件在光轴方向上的厚度减小量，在光轴方向上变薄。结果，在镜筒中，当TLw/TLt小于条件方程式(1)的下限时，镜头系统缩回时镜筒 系统不够薄，并且将不能实现足够的尺寸减小。此外，在镜筒中，可变焦距镜头系统被理想地配置为满足下面的条件方程式(2) 和⑶0. 2 < Δ 3/TLt < 0. 4 (2)0. 05 < Δ 4/TLt <0.2 (3)其中，Δ 3表示当镜头位置设置从广角端状态改变到长焦端状态时第三透镜组行 进多远，并且△4表示当镜头位置设置从广角端状态到长焦端状态改变时第四透镜组行进 多远。条件方程式( 和( 分别定义了当改变镜头位置设置时第三和第四透镜组行进 多远。当Δ3/ΤΙ^小于条件方程式O)的下限时，第三透镜组改变镜头系统的放大倍率的 效果不足。结果，在镜筒中，代替地增大可变焦距镜头系统的第二透镜组在改变镜头系统的 放大倍率上的效果以提供预定可变功率比。在这种情况下，很难以令人满意的方式校正当 改变镜头位置设置时在第二透镜组中引发的轴向像差的变化。相反地，当Δ 3/TLt大于条件方程式O)的上限时，第三透镜组夹持件的行本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种镜筒，包括：可变焦距镜头系统，该可变焦距镜头系统包括至少三个可移动透镜组；以及导向装置，该导向装置用于在光轴方向上向前和向后移动所述可变焦距镜头系统；其中所述可变焦距镜头系统至少包括从目标侧开始依次布置的具有正折射率的第一透镜组，具有负折射率的第二透镜组以及具有正折射率的第三透镜组，当镜头位置设置从广角端状态改变到长焦端状态时，至少所述第一透镜组和第三透镜组朝向目标侧移动，使得所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的空气间隔单调地增大并且所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的空气间隔单调地减小，所述导向装置包括固定框架，可旋转框架，该可旋转框架通过相对于所述固定框架绕光轴旋转，相对于所述固定框架在所述光轴方向上向前和向后移动，直线导引架，该直线导引架被布置在所述可旋转框架内，并且在所述可旋转框架旋转时不旋转而是在所述光轴方向上与所述可旋转框架一体地移动，第一导引架，该第一导引架相对于所述直线导引架在所述光轴方向上向前和向后移动所述第一透镜组，以及第二导引架，该第二导引架相对于所述直线导引架在所述光轴方向上向前和向后移动所述第三透镜组；所述第二导引架与所述直线导引架结合为一体，并且当所述镜头位置设定从所述广角端状态改变到所述长焦端状态时，所述直线导引架在所述光轴方向上被固定。...

【技术特征摘要】
2009.12.25 JP 2009-2953791.一种镜筒，包括可变焦距镜头系统，该可变焦距镜头系统包括至少三个可移动透镜组；以及 导向装置，该导向装置用于在光轴方向上向前和向后移动所述可变焦距镜头系统； 其中所述可变焦距镜头系统至少包括从目标侧开始依次布置的具有正折射率的第一 透镜组，具有负折射率的第二透镜组以及具有正折射率的第三透镜组，当镜头位置设置从广角端状态改变到长焦端状态时，至少所述第一透镜组和第三透镜 组朝向目标侧移动，使得所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的空气间隔单调地增大并 且所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的空气间隔单调地减小， 所述导向装置包括 固定框架，可旋转框架，该可旋转框架通过相对于所述固定框架绕光轴旋转，相对于所述固定框 架在所述光轴方向上向前和向后移动，直线导引架，该直线导引架被布置在所述可旋转框架内，并且在所述可旋转框架旋转 时不旋转而是在所述光轴方向上与所述可旋转框架一体地移动，第一导引架，该第一导引架相对于所述直线导引架在所述光轴方向上向前和向后移动 所述第一透镜组，以及第二导引架，该第二导引架相对于所述直线导引架在所述光轴方向上向前和向后移动 所述第三透镜组；所述第二导引架与所述直线导引架结合为一体，并且当所述镜头位置设定从所述广角端状态改变到所述长焦端状态时，所述直线导引架在 所述光轴方向上被固定。2.根据权利要求1所述的镜筒，其中在所述镜筒中满足下面的条件方程式(1) 0. 7 < TLw/TLt < 0. 85 (1)其中TLw表示在所述广角端状态所述镜头系统的总长度，而TLt表示在所述长焦端状 态所述镜头系统的总长度。3.根据权利要求2所述的镜筒，其中在所述镜筒中满足下面的条件方程式( 和(3) 0. 2 < Δ 3/TLt < 0. 4 (2) 0. 05 < Δ 4/TLt < 0. 2 (3)其中△ 3表示当所述镜头位置设置从所述广角端状态改变到所述长焦端状态时所述 第三透镜组的移动量，而Δ 4表示当所述镜头位置设置从所述广角端状态改变到所述长焦 端状态时所述第四透镜组的移动量。4.根据权利要求3所述的镜筒，其中在所述镜筒中满足下面的条件方程式 Δ4/Δ3 < 0. 9 (4)。5.根据权利要求4所述的镜筒，进一步包括布置在所述第三透镜组的目标侧的孔径光阑， 其中所述孔径光阑在所述镜头位置设置改变时与所述第三透镜组一体地移动。6.根据权利要求5所述的镜筒，其中在所述镜筒中满足以下条件方程式(5) 1. 8 < fl/(fwXft)1/2 <2.1 (5)其中Π表示所述第一透镜组的焦距，fV表示在所述广角端状态整个所述镜头系统的 焦距，而ft表示在所述长焦端状态所述整个镜头系统的焦距。7.一种成像装置，包括镜筒，该镜筒包括可变焦距镜头系统，所述可变焦距镜头系统包括至少三个可移动透 镜组以及用于在光轴方向上向前和向后移动所述可变焦距镜头系统的导向装置；以及 成像设备，该成像设备将由所述可变焦距镜头系统形成的光学影像转换为电信号， 其中所述可变焦距镜头系统至少包括从目标侧开始依次布置的具有正折射率的第一 透镜组，具有负折射率的第二透镜组以及具有正折射率的第三透镜组，当镜头位置设置从广角端状态改变到长焦端状态时，至少所述第一透镜组和第三透镜 组朝向目标侧移动，使得所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的空气间隔单调地增大并 且所述第二透镜组和所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：大竹基之，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP