專利名稱：圖像拾取鏡頭和圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像拾取鏡頭和圖像拾取裝置。具體地，本發(fā)明涉及作為圖像拾取鏡 頭的大孔徑單焦點(diǎn)鏡頭和包括大孔徑單焦點(diǎn)鏡頭的圖像拾取裝置的技術(shù)領(lǐng)域，該大孔徑單 焦點(diǎn)鏡頭具有大約1. 2到1. 5的F數(shù)和大約46度的視角，并且可以適當(dāng)?shù)卦诰哂锌苫Q鏡 頭的相機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)字相機(jī)、廣播相機(jī)等的情況下使用。
背景技術(shù)：
具有大約1. 2到1. 5的F數(shù)的大孔徑鏡頭用作圖像拾取鏡頭。大多數(shù)這樣的大孔 徑鏡頭具有雙高斯配置，其中凹透鏡和凸透鏡的兩個(gè)組合以相互相對(duì)對(duì)稱的關(guān)系布置。因 為這樣的大孔徑鏡頭使用全擴(kuò)展(full extension)型對(duì)焦，所以它們的大多數(shù)在短距離圖 像拾取時(shí)展現(xiàn)圖像形成性能的顯著劣化。同時(shí)，采用反遠(yuǎn)距(retrofocus)型鏡頭作為具有大約64度的視角的大孔徑廣角 鏡頭，該反遠(yuǎn)距型鏡頭使用浮動(dòng)系統(tǒng)，用于在聚焦時(shí)以不同的速度移動(dòng)多個(gè)透鏡組。作為使用如剛剛描述的這種浮動(dòng)系統(tǒng)的圖像拾取鏡頭，例如，已知由具有負(fù)折射 力的第一透鏡組、具有正折射力的第二透鏡組和具有正折射力的第三透鏡組配置的圖像拾 取鏡頭。剛剛描述類型的圖像拾取鏡頭例如在日本專利公開No. Sho 63-61214(下文中稱 為專利文獻(xiàn)1)中公開。專利文獻(xiàn)1中公開的圖像拾取鏡頭是采用浮動(dòng)系統(tǒng)的反遠(yuǎn)距型，并且例如在具有 大約64度的視角的大孔徑廣角鏡頭中采用。專利文獻(xiàn)1中公開的圖像拾取鏡頭使用浮動(dòng)系統(tǒng)，其中當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn) 向附近變化時(shí)，第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)，并且第三 透鏡組從像方向物方移動(dòng)，同時(shí)改變到第二透鏡組的距離。同時(shí)，作為大約四度的視角的大孔徑中間遠(yuǎn)攝鏡頭，已知這樣的鏡頭，其中第一 透鏡組包括以從物方到像方的順序布置的兩個(gè)正透鏡和具有指向像方的凹面的強(qiáng)負(fù)透鏡， 并且第一透鏡組具有正折射力，以及第二透鏡組具有折射力。剛剛描述的類型的大孔徑中 間遠(yuǎn)攝鏡頭例如在日本專利公開No. Hei3-200909 (下文中稱為專利文獻(xiàn)2)中公開。在專利文獻(xiàn)2中公開的圖像拾取鏡頭形成為后焦距(rear focus)型的鏡頭，其中 當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而第二透鏡組從 像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦。

發(fā)明內(nèi)容
然而，大多數(shù)具有大約1. 2到1. 5的F數(shù)和大約46度的視角的大孔徑標(biāo)準(zhǔn)鏡頭仍 具有雙高斯型配置，并且因?yàn)檫@樣的大孔徑鏡頭使用全擴(kuò)展型對(duì)焦，所以它們的大多數(shù)在 短距離圖像拾取時(shí)展現(xiàn)圖像形成性能的顯著劣化。同時(shí)，在專利文獻(xiàn)1公開的圖像拾取鏡頭中，當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變 化時(shí)，第二透鏡組和第三透鏡組移動(dòng)。因此，在聚焦時(shí)移動(dòng)的透鏡組的數(shù)目大。
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因此，需要使得可移動(dòng)的透鏡組來進(jìn)行復(fù)雜的移動(dòng)，并且這施加負(fù)荷到可移動(dòng)的 透鏡組。因此，存在降低聚焦速度或引起成本的增加或鏡頭桶的直徑的增加的問題。另一方面，在專利文獻(xiàn)2公開的圖像拾取鏡頭中，因?yàn)楹蠼咕嘞鄬?duì)于焦距短，所以 該圖像拾取鏡頭不適于必須從廣角狀態(tài)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)確保相對(duì)于可互換鏡頭等的焦距的長(zhǎng) 后焦距的圖像拾取鏡頭的類型，例如，不適于單鏡頭反射相機(jī)。因此，希望提供一種圖像拾取鏡頭和圖像拾取裝置，其可以克服上面的問題，并且 可以在從無限遠(yuǎn)到附近的大范圍的圖像拾取物距上實(shí)現(xiàn)光學(xué)性能的增強(qiáng)和鏡頭桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種圖像拾取鏡頭，包括第一透鏡組，其包括以從物 方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并且具有正折射力；以及第二透鏡組，其 具有正折射力；以從物方到像方的順序布置所述第一透鏡組和所述第二透鏡組；當(dāng)圖像拾 取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而所述第二透鏡組從 像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦；所述圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(1)到(3)(1) 1. 0 < f2/fi < 1. 5(2) 1. 1 < fi/bfi < 1. 5(3)0. 7 < |flF/flR| < 1. 3其中f2 所述第二透鏡組的焦距fi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距bfi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的后焦距flF 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的焦距flR 所述第一透鏡組的所述正透鏡的焦距。在所述圖像拾取鏡頭中，確保了適當(dāng)長(zhǎng)度的后焦距，并且實(shí)現(xiàn)在聚焦時(shí)第二透鏡 組的移動(dòng)行程的減小。因此，在所述圖像拾取鏡頭的情況下，可以實(shí)現(xiàn)在從無限遠(yuǎn)到附近的 大范圍的圖像拾取距離上光學(xué)性能的改進(jìn)和鏡頭桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。優(yōu)選地，所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡由雙凹透鏡配置，并且所述圖像拾取鏡頭 滿足以下條件表達(dá)式⑷和(5)(4)0. 7 < |Rl/fi | < 5(5)0. 7 < |R2/fi | < 1. 5其中Rl 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的物方的表面的曲率半徑R2 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的像方的表面的曲率半徑。在所述圖像拾取鏡頭中，因?yàn)樗龅谝煌哥R組的所述負(fù)透鏡由雙凹透鏡配置，并 且滿足條件表達(dá)式⑷和(5)，所以抑制了諸如由圖像拾取物距的變化導(dǎo)致的場(chǎng)曲的各種 像差的變化。因此，在所述圖像拾取鏡頭的情況下，可以抑制由圖像拾取物距的變化導(dǎo)致的 場(chǎng)曲的變化，并且可以減小負(fù)透鏡的直徑。結(jié)果，可以預(yù)期小型化和性能上的增強(qiáng)兩者。更優(yōu)選地，所述第一透鏡組的所述正透鏡由雙凸透鏡配置，并且所述圖像拾取鏡 頭滿足以下條件表達(dá)式(6)(6)0. 6 < |R2/R3| < 1. 5
其中R3 所述第一透鏡組的所述正透鏡的物方的表面的曲率半徑。在所述圖像拾取鏡頭中，因?yàn)樗龅谝煌哥R組的所述正透鏡由雙凸透鏡配置，并 且滿足條件表達(dá)式(6)，所以規(guī)格化(normalize)在正透鏡的像方表面出現(xiàn)的負(fù)球面像差 相對(duì)于在第一透鏡組的負(fù)透鏡的像方表面出現(xiàn)的正球面像差的出現(xiàn)量。因此，在所述圖像 拾取鏡頭的情況下，可以預(yù)期圖像形成性能的增強(qiáng)，并且可以預(yù)期小型化。優(yōu)選地，所述第二透鏡組包括具有至少一個(gè)非球面的透鏡或多個(gè)透鏡。在所述圖像拾取鏡頭中，因?yàn)樵诘诙哥R組的透鏡或多個(gè)透鏡上形成至少一個(gè)非 球面，所以通過具有非球面的透鏡或多個(gè)透鏡校正第一透鏡組中出現(xiàn)的負(fù)球面像差。因?yàn)?執(zhí)行像差校正，所以可以最小化在第二透鏡組中的組成透鏡的數(shù)目，并且可以降低第二透 鏡組的重量。優(yōu)選地，所述第二透鏡組具有相互相對(duì)的兩個(gè)凹面，其中光闌(stop)位于所述兩 個(gè)凹面之間。在所述圖像拾取鏡頭中，因?yàn)榕渲玫诙哥R組，使得兩個(gè)凹面相互相對(duì)，其中光闌 位于所述兩個(gè)凹面之間，所以建立雙高斯型的配置，其中各凹面相互相對(duì)，其中光闌插入凹 面之間。結(jié)果，可以有利地校正大孔徑鏡頭的球面像差和場(chǎng)曲。優(yōu)選地，所述圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(7)(7)0. 6 < vdl/ vd2 < 0. 85其中ν dl 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)ν d2 所述第一透鏡組的所述正透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)。在所述圖像拾取鏡頭中，因?yàn)闈M足條件表達(dá)式(7)，所以可以減小在第一透鏡組中 出現(xiàn)的放大色差(chromatic aberration)和軸上(on-axis)色差。因此，可以預(yù)期圖像形 成性能的增強(qiáng)，并且可以預(yù)期小型化。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種圖像拾取鏡頭，包括第一透鏡組，其包括以 從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并且具有正折射力；以及第二透鏡 組，其具有正折射力；以從物方到像方的順序布置所述第一透鏡組和所述第二透鏡組；當(dāng) 圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而所述第二透 鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦；所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡由雙凹透鏡配置。在所述圖像拾取鏡頭中，抑制由圖像拾取物距的變化導(dǎo)致的場(chǎng)曲的變化。因此，在 所述圖像拾取鏡頭的情況下，可以實(shí)現(xiàn)在從無限遠(yuǎn)到附近的大范圍的圖像拾取距離上光學(xué) 性能的改進(jìn)和鏡頭桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。此外，可以抑制由圖像拾取物距的變化導(dǎo)致的場(chǎng)曲的變 化，優(yōu)選地，所述第二透鏡組具有相互相對(duì)的兩個(gè)凹面，其中光闌位于所述兩個(gè)凹面 之間。在所述圖像拾取鏡頭中，因?yàn)榕渲玫诙哥R組，使得兩個(gè)凹面相互相對(duì)，其中光闌 位于所述兩個(gè)凹面之間，所以建立雙高斯型的配置，其中凹面相互相對(duì)，光闌插入凹面之 間。結(jié)果，可以有利地校正大孔徑鏡頭的球面像差和場(chǎng)曲。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種圖像拾取裝置，包括圖像拾取鏡頭；以及圖像拾取元件，用于將通過所述圖像拾取鏡頭形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；所述圖像拾取 鏡頭包括第一透鏡組，其包括以從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并 且具有正折射力；以及第二透鏡組，其具有正折射力；以從物方到像方的順序布置所述第 一透鏡組和所述第二透鏡組；當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相 對(duì)于像表面固定，而所述第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦；所述圖像拾取鏡頭滿 足以下條件表達(dá)式⑴到⑶(1) 1. 0 < f2/fi <1.5(2) 1. 1 < fi/bfi <1.5(3) 0. 7 < I flF/flR | <1.3其中f2 所述第二透鏡組的焦距fi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距bfi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的后焦距flF 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的焦距flR 所述第一透鏡組的所述正透鏡的焦距。在所述圖像拾取裝置中，確保適當(dāng)長(zhǎng)度的后焦距，并且實(shí)現(xiàn)在聚焦時(shí)第二透鏡組 的移動(dòng)行程的減小。因此，在所述圖像拾取裝置的情況下，可以實(shí)現(xiàn)在從無限遠(yuǎn)到附近的大 范圍的圖像拾取距離上光學(xué)性能的改進(jìn)和鏡頭桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種圖像拾取裝置，包括圖像拾取鏡頭；以及圖 像拾取元件，用于將通過所述圖像拾取鏡頭形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；所述圖像拾取 鏡頭包括第一透鏡組，其包括以從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并 且具有正折射力；以及第二透鏡組，其具有正折射力；以從物方到像方的順序布置所述第 一透鏡組和所述第二透鏡組；當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相 對(duì)于像表面固定，而所述第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦；所述第一透鏡組的所 述負(fù)透鏡由雙凹透鏡配置。在所述圖像拾取鏡頭中，抑制由圖像拾取物距的變化導(dǎo)致的場(chǎng)曲的變化。因此，在 所述圖像拾取鏡頭的情況下，可以實(shí)現(xiàn)在從無限遠(yuǎn)到附近的大范圍的圖像拾取距離上光學(xué) 性能的改進(jìn)和鏡頭桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。此外，可以抑制由圖像拾取物距的變化導(dǎo)致的場(chǎng)曲的變 化，結(jié)合附圖，本發(fā)明的上面和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下描述和權(quán)利要求變得明顯， 在附圖中相同的部分或元件由相同的參考符號(hào)表示。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖像拾取鏡頭的透鏡配置的示意圖；圖2是圖示根據(jù)數(shù)值示例的、在圖1的圖像拾取鏡頭的無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的球面 像差、場(chǎng)曲和畸變像差的圖示，在數(shù)值示例中特定數(shù)值應(yīng)用到圖像拾取透鏡；圖3是圖示根據(jù)相同數(shù)值示例的、但是在圖1的圖像拾取鏡頭的附近聚焦?fàn)顟B(tài)下 的球面像差、場(chǎng)曲和畸變像差的類似圖示；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的圖像拾取鏡頭的透鏡配置的示意圖5是圖示根據(jù)數(shù)值示例的、在圖4的圖像拾取鏡頭的無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的球面 像差、場(chǎng)曲和畸變像差的圖示，在數(shù)值示例中特定數(shù)值應(yīng)用到圖像拾取透鏡；圖6是圖示根據(jù)相同數(shù)值示例的、但是在圖4的圖像拾取鏡頭的附近聚焦?fàn)顟B(tài)下 的球面像差、場(chǎng)曲和畸變像差的類似圖示；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的圖像拾取鏡頭的透鏡配置的示意圖；圖8是圖示根據(jù)數(shù)值示例的、在圖7的圖像拾取鏡頭的無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的球面 像差、場(chǎng)曲和畸變像差的圖示，在數(shù)值示例中特定數(shù)值應(yīng)用到圖像拾取透鏡；圖9是圖示根據(jù)相同數(shù)值示例的、但是在圖7的圖像拾取鏡頭的附近聚焦?fàn)顟B(tài)下 的球面像差、場(chǎng)曲和畸變像差的類似圖示；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的圖像拾取鏡頭的透鏡配置的示意圖；圖11是圖示根據(jù)數(shù)值示例的、在圖10的圖像拾取鏡頭的無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下的球 面像差、場(chǎng)曲和畸變像差的圖示，在數(shù)值示例中特定數(shù)值應(yīng)用到圖像拾取透鏡；圖12是圖示根據(jù)相同數(shù)值示例的、但是在圖10的圖像拾取鏡頭的附近聚焦?fàn)顟B(tài) 下的球面像差、場(chǎng)曲和畸變像差的類似圖示；以及圖13是示出應(yīng)用本發(fā)明的圖像拾取裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式在以下，參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的圖像拾取鏡頭和裝置。圖像拾取鏡頭的配置根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像拾取鏡頭包括具有正折射力的第一透鏡組和具有正折 射力的第二透鏡組，第一透鏡組包括以從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透 鏡。以從物方到像方的順序布置第一透鏡組和第二透鏡組。在圖像拾取鏡頭中，當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，第一透鏡組相對(duì)于 像表面固定，而第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦。圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(1)到(3)(1) 1. 0 < f2/fi <1.5(2) 1. 1 < fi/bfi <1.5(3) 0. 7 < I flF/flR | <1.3其中f2 第二透鏡組的焦距fi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距bfi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的后焦距flF 第一透鏡組的負(fù)透鏡的焦距flR 第一透鏡組的正透鏡的焦距。因?yàn)橐匀缟系姆绞脚渲脠D像拾取鏡頭，并且滿足上面給出的條件表達(dá)式(1)到 (3)，所以可以實(shí)現(xiàn)在從無限遠(yuǎn)到附近的大范圍的圖像拾取距離上光學(xué)性能的改進(jìn)和鏡頭 桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。特別地，該圖像拾取鏡頭可以用作具有大約1. 2到1. 5的F數(shù)和大約46度的視角 的大孔徑單焦點(diǎn)鏡頭，并且在從無限遠(yuǎn)到附近的大范圍的圖像拾取距離上光學(xué)性能優(yōu)良，并且允許鏡頭桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。條件表達(dá)式(1)限定第二透鏡組的焦距。如果第二透鏡組的焦距變得小于條件表達(dá)式(1)的下限，則變得不能充分地確保 后焦距，并且相對(duì)于圖像拾取物距的變化的球面像差的變化變大，導(dǎo)致在附近區(qū)域中圖像 形成性能的劣化。相反，如果第二透鏡組的焦距變得大于條件表達(dá)式(1)的上限，則在聚焦時(shí)第二 透鏡組的移動(dòng)行程變大。結(jié)果，聚焦速度變得更低，并且變得難以實(shí)現(xiàn)圖像拾取鏡頭的總長(zhǎng) 度的減小。因此，在圖像拾取鏡頭滿足條件表達(dá)式(1)的情況下，可以延長(zhǎng)后焦距，并且變得 可能抑制相對(duì)于圖像拾取物距的變化的球面像差的變化。此外，可以減小在聚焦時(shí)第二透 鏡組的移動(dòng)行程，并且可以預(yù)期聚焦速度的增加和總長(zhǎng)度的減小。條件表達(dá)式⑵限定相對(duì)于焦距的后焦距的量。如果后焦距的量變得小于條件表達(dá)式O)的下限，則后焦距變短，并且圖像拾取 鏡頭變得不適于例如作為用于單鏡頭反射相機(jī)的可互換鏡頭。相反，如果后焦距的量變得大于條件表達(dá)式O)的上限，則變得需要增加第二透 鏡組的后焦距，并且變得需要由反遠(yuǎn)距型的透鏡組配置第二透鏡組。結(jié)果，在附近區(qū)域中圖 像形成性能劣化。因此，如果圖像拾取鏡頭滿足條件表達(dá)式O)，則變得可能延長(zhǎng)后焦距，并且可以 預(yù)期在附近區(qū)域中圖像形成性能的增強(qiáng)。條件表達(dá)式(3)限定第一透鏡組中負(fù)透鏡的焦距和正透鏡的焦距之間的比率。如果焦距之間的比率變得低于條件表達(dá)式(3)的下限，則第一透鏡組中負(fù)透鏡的 折射力變得過分高，并且在聚焦時(shí)第二透鏡組的移動(dòng)行程變大。結(jié)果，聚焦速度變低，并且 變得難以減少總長(zhǎng)度。相反，如果焦距之間的比率變得高于條件表達(dá)式(3)的上限，則后焦距變短，并且 第一透鏡組的負(fù)透鏡的直徑變大。這對(duì)于小型化制造障礙。因此，如果圖像拾取鏡頭滿足條件表達(dá)式(3)，則可以減小在聚焦時(shí)第二透鏡組的 移動(dòng)行程，并且可能增加聚焦速度并且減小總長(zhǎng)度。此外，可能增加后焦距并且實(shí)現(xiàn)小型 化。要注意的是，更優(yōu)選地修改條件表達(dá)式C3)，使得下限設(shè)為0. 85，并且上限設(shè)為 1. 15。優(yōu)選地，第一透鏡組的負(fù)透鏡由雙凹透鏡配置，并且圖像拾取鏡頭滿足以下條件 表達(dá)式(4)和(5)(4)0. 7 < |Rl/fi I < 5(5)0. 7 < |R2/fi | < 1. 5其中Rl 第一透鏡組的負(fù)透鏡的物方的表面的曲率半徑R2 第一透鏡組的負(fù)透鏡的像方的表面的曲率半徑。在第一透鏡組的負(fù)透鏡的物方表面形成為指向物方的凹面的情況下，可以抑制由 圖像拾取物距的變化導(dǎo)致的場(chǎng)曲的變化。
此外，在第一透鏡組的負(fù)透鏡由雙凹透鏡配置，并且滿足條件表達(dá)式⑷和(5)的 情況下，可以減小負(fù)透鏡的直徑，并且可以預(yù)期小型化和性能的增強(qiáng)兩者。條件表達(dá)式限定第一透鏡組的負(fù)透鏡的物方表面的曲率半徑。如果曲率半徑變得小于條件表達(dá)式的下限，則第一透鏡組的負(fù)透鏡的物方表 面的折射力變得過高，導(dǎo)致負(fù)畸變的增加。相反，如果曲率半徑變得大于條件表達(dá)式的上限，則第一透鏡組的負(fù)透鏡的 物方表面的折射力變得過低。結(jié)果，第一透鏡組的負(fù)透鏡的直徑變大，并且因此不能預(yù)期小 型化。因此，如果圖像拾取鏡頭滿足條件表達(dá)式G)，則可能抑制負(fù)畸變的出現(xiàn)，并且實(shí) 現(xiàn)小型化。條件表達(dá)式(5)限定第一透鏡組的負(fù)透鏡的像方表面的曲率半徑。如果曲率半徑變得小于條件表達(dá)式(5)的下限，則在第一透鏡組的負(fù)透鏡的像方 表面出現(xiàn)的負(fù)色差變大，導(dǎo)致圖像形成性能的劣化。相反，如果曲率半徑變得大于條件表達(dá)式(5)的上限，則在第一透鏡組的負(fù)透鏡 的像方表面出現(xiàn)的正球面像差變小，而在附近圖像拾取時(shí)球面像差的變化變大。因此，如果圖像拾取鏡頭滿足條件表達(dá)式(5)，則可能實(shí)現(xiàn)圖像形成性能的增強(qiáng)， 并且減小附近圖像拾取時(shí)球面像差的變化。要注意的是，更優(yōu)選地修改條件表達(dá)式( ，使得下限設(shè)為0. 85，并且上限設(shè)為 1. 2。更優(yōu)選地，第一透鏡組的正透鏡由雙凸透鏡配置，并且圖像拾取鏡頭滿足以下條 件表達(dá)式(6)(6)0. 6 < |R2/R3| < 1. 5其中R3 第一透鏡組的正透鏡的物方的表面的曲率半徑。在第一透鏡組的正透鏡由雙凸透鏡配置，并且滿足條件表達(dá)式(6)的情況下，可 以預(yù)期圖像拾取鏡頭的小型化。條件表達(dá)式(6)限定第一透鏡組中負(fù)透鏡的像方表面的曲率半徑與正透鏡的物 方表面的曲率半徑之間的比率。如果曲率半徑之間的比率變得低于條件表達(dá)式(6)的下限，則在第一透鏡組的負(fù) 透鏡的像方表面出現(xiàn)的正球面像差與正透鏡的物方表面的出現(xiàn)的負(fù)球面像差相比變得過 大。結(jié)果，在第一透鏡組中出現(xiàn)的負(fù)球面像差變大，導(dǎo)致圖像形成性能的劣化。相反，如果曲率半徑之間的比率變得高于條件表達(dá)式(6)的上限，則在第一透鏡 組的負(fù)透鏡的像方表面出現(xiàn)的正球面像差與正透鏡的物方表面的出現(xiàn)的負(fù)球面像差相比 變小。結(jié)果，變得需要增加負(fù)透鏡和正透鏡之間的距離，以便確保附近圖像拾取時(shí)的性能。 結(jié)果，圖像拾取鏡頭的總長(zhǎng)度變大，并且負(fù)透鏡的直徑變大。因此，如果圖像拾取鏡頭滿足條件表達(dá)式(6)，則可以預(yù)期圖像形成性能的增強(qiáng)， 并且可以預(yù)期小型化。要注意的是，更優(yōu)選地修改條件表達(dá)式(6)，使得下限設(shè)為0. 65，并且上限設(shè)為 1. 0。
優(yōu)選地，圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(7)(7)0. 6 < vdl/ vd2 < 0. 85其中vdl 第一透鏡組的負(fù)透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)vd2 第一透鏡組的正透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)。條件表達(dá)式(7)限定負(fù)透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)和正透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)。如果阿貝數(shù)之間的比率變得低于條件表達(dá)式(7)的下限，則在第一透鏡組中出現(xiàn) 的放大色差變得過大，并且第二透鏡組變得難以校正剩余的像差。相反，如果阿貝數(shù)之間的比率變得高于條件表達(dá)式(7)的上限，則在第一透鏡組 出現(xiàn)的軸上色差變得過大，第二透鏡組變得難以校正剩余的像差。因此，如果圖像拾取鏡頭滿足條件表達(dá)式(7)，則可以抑制第一透鏡組中軸上色差 和放大色差的出現(xiàn)。優(yōu)選地，第二透鏡組包括具有至少一個(gè)非球面的透鏡或多個(gè)透鏡。因?yàn)樵诘谝煌哥R組出現(xiàn)強(qiáng)負(fù)球面像差，所以在第二透鏡組的透鏡和多個(gè)透鏡上形 成至少一個(gè)非球面以執(zhí)行像差校正的情況下，可以最小化第二透鏡組中組成透鏡的數(shù)目， 并且可以降低用作聚焦組的第二透鏡組的重量。優(yōu)選地，第二透鏡組具有相互相對(duì)的兩個(gè)凹面，其中光闌位于兩個(gè)凹面之間。因?yàn)榕渲玫诙哥R組使得兩個(gè)凹面相互相對(duì)，其中光闌位于兩個(gè)凹面之間，并且 特別地具有雙高斯型的配置，其中凹面相互相對(duì)，光闌插入凹面之間，所以可以抑制第二透 鏡組中各種像差的出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，圖像拾取鏡頭包括第一透鏡組，其包括以從物方到像 方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并且具有正折射力；以及第二透鏡組，其具有正 折射力；以從物方到像方的順序布置第一透鏡組和第二透鏡組。在該圖像拾取鏡頭中，當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，第一透鏡組相對(duì) 于像表面固定，而第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦。第一透鏡組的負(fù)透鏡由雙凹 透鏡配置。在該圖像拾取鏡頭中，因?yàn)橐匀缟系姆绞脚渲脠D像拾取鏡頭，所以可以實(shí)現(xiàn)在從 無限遠(yuǎn)到附近的大范圍的圖像拾取距離上光學(xué)性能的改進(jìn)和鏡頭桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。此外，可 以抑制由圖像拾取物距的變化導(dǎo)致的場(chǎng)曲的變化。特別地，該圖像拾取鏡頭可以用作具有大約1. 2到1. 5的F數(shù)和大約46度的視角 的大孔徑單焦點(diǎn)鏡頭，并且在從無限遠(yuǎn)到附近的大范圍的圖像拾取距離上光學(xué)性能優(yōu)良， 并且允許鏡頭桶結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。優(yōu)選地，第二透鏡組具有相互相對(duì)的兩個(gè)凹面，其中光闌位于兩個(gè)凹面之間。因?yàn)榕渲玫诙哥R組使得兩個(gè)凹面相互相對(duì)，其中光闌位于兩個(gè)凹面之間，并且 特別地具有雙高斯型的配置，其中凹面相互相對(duì)，光闌插入凹面之間，所以可以抑制第二透 鏡組中各種像差的出現(xiàn)。圖像拾取鏡頭的數(shù)值示例在以下，參照附圖和表格描述根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的圖像拾取鏡頭和應(yīng)用到 各實(shí)施例的數(shù)值示例。
要注意的是，在表格和以下描述中使用的符號(hào)如下“i”表示表面號(hào)；“Ri”是曲率半徑；“di”是第i個(gè)表面和第i+Ι個(gè)表面之間的軸 上表面距離；“nd”是折射力；"ν i”是阿貝數(shù)；"FNo. ”是F數(shù)；“f”是焦距；并且“ ω ”是半 視角。關(guān)于表面號(hào)，“ASP”表示該表面是非球面，并且關(guān)于曲率半徑，“-，，表示該表面是平 面。此外，關(guān)于軸上表面距離，每個(gè)表格中的變量距離以“在無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)”和“在附近聚 焦?fàn)顟B(tài)”的順序指示。此外，折射率和阿貝數(shù)是關(guān)于d線(λ = 587. 6nm)的折射率和阿貝數(shù)。在數(shù)值示例中使用的透鏡包括具有非球面透鏡表面的一些透鏡。其中在光軸的方 向中距透鏡表面的頂點(diǎn)的距離(即，下彎量(sag amount))由χ表示；在垂直于光軸方向的 方向上的高度(即，圖像高度)由“y”表示；在透鏡的頂點(diǎn)的傍軸曲率半徑(即，曲率半徑 的倒數(shù))由“C”表示；錐形常數(shù)由“k”表示；并且第四、第六、第八和第十級(jí)非球面系數(shù)分別 由“C4”、“C6”、“C8”和“C10”表示，非球面形狀由以下表達(dá)式1定義:表達(dá)式1X = ^, ^2+C4-/+C6-/+C8-/+C10-y°
1 +Vi-(1 +^V2〈第一實(shí)施例〉圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖像拾取鏡頭1的透鏡配置。參照?qǐng)D1，圖像拾取鏡頭1包括具有正折射力的第一透鏡組GRl和具有正折射力的 第二透鏡組GR2。以從物方到像方的順序布置第一透鏡組GRl和第二透鏡組GR2。在圖像拾取鏡頭1中，當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，第一透鏡組GRl相 對(duì)于像表面固定，而第二透鏡組GR2從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦。第一透鏡組GRl包括以具有負(fù)折射力的雙凹透鏡的形式的第一透鏡Li，以及以具 有正折射力的雙凸透鏡的形式的第二透鏡L2。以從物方到像方的順序布置第一透鏡Ll和 第二透鏡L2。第二透鏡組GR2包括相對(duì)于光闌S布置在物方的前面組GR2F和相對(duì)于光闌S布 置在像方的后面組GR2R。前面組GR2F包括以凸向物方的凹凸透鏡的形式并且具有正折射力的第三透鏡 L3、以凸向物方的凹凸透鏡的形式并且具有正折射力的第四透鏡L4、以及以凸向物方的凹 凸透鏡的形式并且具有負(fù)折射力的第五透鏡L5。從物方到像方的順序布置第三透鏡L3、第 四透鏡L4和第五透鏡L5。后面組GR2R包括以具有負(fù)折射力的雙凹透鏡的形式的第六透鏡L6、以具有正折 射力的雙凸透鏡的形式的第七透鏡L7、以及以具有正折射力的雙凸透鏡的形式的第八透鏡 L8。從物方到像方的順序布置第六透鏡L6、第七透鏡L7和第八透鏡L8。第六透鏡L6和第 七透鏡L7配置為粘合透鏡。由一種濾光器配置的平行玻璃板GL布置在第八透鏡L8和像表面IMG之間。后焦 距是從第八透鏡L8的像方表面到像表面IMG的距離，其中平行玻璃板GL變換為空氣。表格1指示數(shù)值示例1的鏡頭數(shù)據(jù)，其中特定數(shù)值應(yīng)用到第一實(shí)施例的圖像拾取 鏡頭1。表格1
iRidindVd1-94. 5692. 0001.6476933. 84250. 3937. 692363. 75010. 1621.8042046. 504-100. 27411. 243 1. 218549. 1464. 2241.9036631. 326108. 0760. 200732. 1364. 8341.7725049. 62855. 0513. 030976. 5591. 9001.6727032. 171021.7117. 50011OO5. 86012-23. 1511. 8001.7282528. 321346. 4668. 0001.7291654. 6714-37. 2701. 00715177. 7475. 0001.8061040. 8816-45. 545 (ASP)32.600 42. 62517OO2. 0001.5168064. 2018OOFNo. = 1. 442，f = 49. 98，ω = 23. 73°。在圖像拾取鏡頭1中，第二透鏡組GR2的第八透鏡L8的像方表面(即，第16個(gè)表 面)形成為非球面。數(shù)值示例1中非球面的第四、第六、第八和第十級(jí)非球面系數(shù)C4、C6、 C8和ClO與錐形常數(shù)k 一起在表格2中指示。要注意的是，在表格2和指示非球面系數(shù)的下文描述的表格中，“E-i”是其中以10為基的指數(shù)表示，即，“ KTi”，并且例如“0. 12345E-05”代表“0. 12345 X 10_5，，。表格權(quán)利要求
1.一種圖像拾取鏡頭，包括第一透鏡組，其包括以從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并且具 有正折射力；以及第二透鏡組，其具有正折射力；以從物方到像方的順序布置所述第一透鏡組和所述第二透鏡組； 當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而所述 第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦；所述圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(1)到(3)(1)1. 0 < f2/fi < 1. 5(2)1. 1 < fi/bfi < 1. 5(3)0.7 < flF/flR < 1. 3 其中f2 所述第二透鏡組的焦距 fi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距 bfi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的后焦距 flF 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的焦距 flR 所述第一透鏡組的所述正透鏡的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像拾取鏡頭，其中所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡由雙凹透鏡 配置，并且所述圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(4)和(5)(4)0.7 < Rl/fi I < 5(5)0.7 < R2/fi I < 1. 5 其中Rl 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的物方的表面的曲率半徑 R2 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的像方的表面的曲率半徑。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像拾取鏡頭，其中所述第一透鏡組的所述正透鏡由雙凸透鏡 配置，并且所述圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(6)(6)0.6 < R2/R3 < 1. 5 其中R3 所述第一透鏡組的所述正透鏡的物方的表面的曲率半徑。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像拾取鏡頭，其中所述第二透鏡組包括具有至少一個(gè)非球面 的透鏡或多個(gè)透鏡。
5.如權(quán)利要求3所述的圖像拾取鏡頭，其中所述第二透鏡組具有相互相對(duì)的兩個(gè)凹 面，其中光闌位于所述兩個(gè)凹面之間。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像拾取鏡頭，其中所述圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(7)(7)0.6 < vdl/ ν d2 < 0. 85其中ν dl 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù) ν d2 所述第一透鏡組的所述正透鏡關(guān)于d線的阿貝數(shù)。
7.一種圖像拾取鏡頭，包括第一透鏡組，其包括以從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并且具 有正折射力；以及第二透鏡組，其具有正折射力；以從物方到像方的順序布置所述第一透鏡組和所述第二透鏡組； 當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而所述 第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦；所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡由雙凹透鏡配置。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像拾取鏡頭，其中所述第二透鏡組具有相互相對(duì)的兩個(gè)凹 面，其中光闌位于所述兩個(gè)凹面之間。
9.一種圖像拾取裝置，包括 圖像拾取鏡頭；以及圖像拾取元件，用于將通過所述圖像拾取鏡頭形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 所述圖像拾取鏡頭包括第一透鏡組，其包括以從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并且具 有正折射力；以及第二透鏡組，其具有正折射力；以從物方到像方的順序布置所述第一透鏡組和所述第二透鏡組； 當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而所述 第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦；所述圖像拾取鏡頭滿足以下條件表達(dá)式(1)到(3)(1)1. 0 < f2/fi < 1. 5(2)1. 1 < fi/bfi < 1. 5(3)0.7 < flF/flR < 1. 3 其中f2 所述第二透鏡組的焦距 fi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的焦距 bfi 無限遠(yuǎn)聚焦?fàn)顟B(tài)下整個(gè)鏡頭系統(tǒng)的后焦距 flF 所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡的焦距 flR 所述第一透鏡組的所述正透鏡的焦距。
10.一種圖像拾取裝置，包括 圖像拾取鏡頭；以及圖像拾取元件，用于將通過所述圖像拾取鏡頭形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 所述圖像拾取鏡頭包括第一透鏡組，其包括以從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并且具 有正折射力；以及第二透鏡組，其具有正折射力；以從物方到像方的順序布置所述第一透鏡組和所述第二透鏡組； 當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而所述 第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦；所述第一透鏡組的所述負(fù)透鏡由雙凹透鏡配置。
全文摘要
一種圖像拾取鏡頭，包括第一透鏡組，其包括以從物方到像方的順序布置的單個(gè)負(fù)透鏡和單個(gè)正透鏡，并且具有正折射力；以及第二透鏡組，其具有正折射力。以從物方到像方的順序布置所述第一透鏡組和所述第二透鏡組。當(dāng)圖像拾取物距從無限遠(yuǎn)向附近變化時(shí)，所述第一透鏡組相對(duì)于像表面固定，而所述第二透鏡組從像方向物方移動(dòng)以執(zhí)行聚焦。
文檔編號(hào)G02B13/00GK102062930SQ20101054409
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者末吉正史 申請(qǐng)人:索尼公司