CN102062930A

CN102062930A - 图像拾取镜头和图像拾取装置

Info

Publication number: CN102062930A
Application number: CN201010544097.4A
Authority: CN
Inventors: 末吉正史
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: CN102062930B; US20110115963A1; JP2011107450A; US8094385B2

Abstract

一种图像拾取镜头，包括：第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及第二透镜组，其具有正折射力。以从物方到像方的顺序布置所述第一透镜组和所述第二透镜组。当图像拾取物距从无限远向附近变化时，所述第一透镜组相对于像表面固定，而所述第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦。

Description

图像拾取镜头和图像拾取装置

技术领域

本发明涉及图像拾取镜头和图像拾取装置。具体地，本发明涉及作为图像拾取镜头的大孔径单焦点镜头和包括大孔径单焦点镜头的图像拾取装置的技术领域，该大孔径单焦点镜头具有大约1.2到1.5的F数和大约46度的视角，并且可以适当地在具有可互换镜头的相机、摄像机、数字相机、广播相机等的情况下使用。

背景技术

具有大约1.2到1.5的F数的大孔径镜头用作图像拾取镜头。大多数这样的大孔径镜头具有双高斯配置，其中凹透镜和凸透镜的两个组合以相互相对对称的关系布置。因为这样的大孔径镜头使用全扩展(full extension)型对焦，所以它们的大多数在短距离图像拾取时展现图像形成性能的显著劣化。

同时，采用反远距(retrofocus)型镜头作为具有大约64度的视角的大孔径广角镜头，该反远距型镜头使用浮动系统，用于在聚焦时以不同的速度移动多个透镜组。

作为使用如刚刚描述的这种浮动系统的图像拾取镜头，例如，已知由具有负折射力的第一透镜组、具有正折射力的第二透镜组和具有正折射力的第三透镜组配置的图像拾取镜头。刚刚描述类型的图像拾取镜头例如在日本专利公开No.Sho 63-61214(下文中称为专利文献1)中公开。

专利文献1中公开的图像拾取镜头是采用浮动系统的反远距型，并且例如在具有大约64度的视角的大孔径广角镜头中采用。

专利文献1中公开的图像拾取镜头使用浮动系统，其中当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组相对于像表面固定，而第二透镜组从像方向物方移动，并且第三透镜组从像方向物方移动，同时改变到第二透镜组的距离。

同时，作为大约29度的视角的大孔径中间远摄镜头，已知这样的镜头，其中第一透镜组包括以从物方到像方的顺序布置的两个正透镜和具有指向像方的凹面的强负透镜，并且第一透镜组具有正折射力，以及第二透镜组具有折射力。刚刚描述的类型的大孔径中间远摄镜头例如在日本专利公开No.Hei3-200909(下文中称为专利文献2)中公开。

在专利文献2中公开的图像拾取镜头形成为后焦距(rear focus)型的镜头，其中当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组相对于像表面固定，而第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦。

发明内容

然而，大多数具有大约1.2到1.5的F数和大约46度的视角的大孔径标准镜头仍具有双高斯型配置，并且因为这样的大孔径镜头使用全扩展型对焦，所以它们的大多数在短距离图像拾取时展现图像形成性能的显著劣化。

同时，在专利文献1公开的图像拾取镜头中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第二透镜组和第三透镜组移动。因此，在聚焦时移动的透镜组的数目大。

因此，需要使得可移动的透镜组来进行复杂的移动，并且这施加负荷到可移动的透镜组。因此，存在降低聚焦速度或引起成本的增加或镜头桶的直径的增加的问题。

另一方面，在专利文献2公开的图像拾取镜头中，因为后焦距相对于焦距短，所以该图像拾取镜头不适于必须从广角状态到标准状态确保相对于可互换镜头等的焦距的长后焦距的图像拾取镜头的类型，例如，不适于单镜头反射相机。

因此，希望提供一种图像拾取镜头和图像拾取装置，其可以克服上面的问题，并且可以在从无限远到附近的大范围的图像拾取物距上实现光学性能的增强和镜头桶结构的简化。

根据本发明的实施例，提供一种图像拾取镜头，包括：第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及第二透镜组，其具有正折射力；以从物方到像方的顺序布置所述第一透镜组和所述第二透镜组；当图像拾取物距从无限远向附近变化时，所述第一透镜组相对于像表面固定，而所述第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦；所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(1)到(3)：

(1)1.0＜f2/fi＜1.5

(2)1.1＜fi/bfi＜1.5

(3)0.7＜|f1F/f1R|＜1.3

其中

f2：所述第二透镜组的焦距

fi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的焦距

bfi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的后焦距

f1F：所述第一透镜组的所述负透镜的焦距

f1R：所述第一透镜组的所述正透镜的焦距。

在所述图像拾取镜头中，确保了适当长度的后焦距，并且实现在聚焦时第二透镜组的移动行程的减小。因此，在所述图像拾取镜头的情况下，可以实现在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能的改进和镜头桶结构的简化。

优选地，所述第一透镜组的所述负透镜由双凹透镜配置，并且所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(4)和(5)：

(4)0.7＜|R1/fi|＜5

(5)0.7＜|R2/fi|＜1.5

其中

R1：所述第一透镜组的所述负透镜的物方的表面的曲率半径

R2：所述第一透镜组的所述负透镜的像方的表面的曲率半径。

在所述图像拾取镜头中，因为所述第一透镜组的所述负透镜由双凹透镜配置，并且满足条件表达式(4)和(5)，所以抑制了诸如由图像拾取物距的变化导致的场曲的各种像差的变化。因此，在所述图像拾取镜头的情况下，可以抑制由图像拾取物距的变化导致的场曲的变化，并且可以减小负透镜的直径。结果，可以预期小型化和性能上的增强两者。

更优选地，所述第一透镜组的所述正透镜由双凸透镜配置，并且所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(6)：

(6)0.6＜|R2/R3|＜1.5

其中

R3：所述第一透镜组的所述正透镜的物方的表面的曲率半径。

在所述图像拾取镜头中，因为所述第一透镜组的所述正透镜由双凸透镜配置，并且满足条件表达式(6)，所以规格化(normalize)在正透镜的像方表面出现的负球面像差相对于在第一透镜组的负透镜的像方表面出现的正球面像差的出现量。因此，在所述图像拾取镜头的情况下，可以预期图像形成性能的增强，并且可以预期小型化。

优选地，所述第二透镜组包括具有至少一个非球面的透镜或多个透镜。

在所述图像拾取镜头中，因为在第二透镜组的透镜或多个透镜上形成至少一个非球面，所以通过具有非球面的透镜或多个透镜校正第一透镜组中出现的负球面像差。因为执行像差校正，所以可以最小化在第二透镜组中的组成透镜的数目，并且可以降低第二透镜组的重量。

优选地，所述第二透镜组具有相互相对的两个凹面，其中光阑(stop)位于所述两个凹面之间。

在所述图像拾取镜头中，因为配置第二透镜组，使得两个凹面相互相对，其中光阑位于所述两个凹面之间，所以建立双高斯型的配置，其中各凹面相互相对，其中光阑插入凹面之间。结果，可以有利地校正大孔径镜头的球面像差和场曲。

优选地，所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(7)：

(7)0.6＜νd1/νd2＜0.85

其中

νd1：所述第一透镜组的所述负透镜关于d线的阿贝数

νd2：所述第一透镜组的所述正透镜关于d线的阿贝数。

在所述图像拾取镜头中，因为满足条件表达式(7)，所以可以减小在第一透镜组中出现的放大色差(chromatic aberration)和轴上(on-axis)色差。因此，可以预期图像形成性能的增强，并且可以预期小型化。

根据本发明的另一实施例，提供一种图像拾取镜头，包括：第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及第二透镜组，其具有正折射力；以从物方到像方的顺序布置所述第一透镜组和所述第二透镜组；当图像拾取物距从无限远向附近变化时，所述第一透镜组相对于像表面固定，而所述第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦；所述第一透镜组的所述负透镜由双凹透镜配置。

在所述图像拾取镜头中，抑制由图像拾取物距的变化导致的场曲的变化。因此，在所述图像拾取镜头的情况下，可以实现在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能的改进和镜头桶结构的简化。此外，可以抑制由图像拾取物距的变化导致的场曲的变化，

优选地，所述第二透镜组具有相互相对的两个凹面，其中光阑位于所述两个凹面之间。

在所述图像拾取镜头中，因为配置第二透镜组，使得两个凹面相互相对，其中光阑位于所述两个凹面之间，所以建立双高斯型的配置，其中凹面相互相对，光阑插入凹面之间。结果，可以有利地校正大孔径镜头的球面像差和场曲。

根据本发明的另一实施例，提供一种图像拾取装置，包括：图像拾取镜头；以及图像拾取元件，用于将通过所述图像拾取镜头形成的光学图像转换为电信号；所述图像拾取镜头包括第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及第二透镜组，其具有正折射力；以从物方到像方的顺序布置所述第一透镜组和所述第二透镜组；当图像拾取物距从无限远向附近变化时，所述第一透镜组相对于像表面固定，而所述第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦；所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(1)到(3)：

(1)1.0＜f2/fi＜1.5

(2)1.1＜fi/bfi＜1.5

(3)0.7＜|f1F/f1R|＜1.3

其中

f2：所述第二透镜组的焦距

fi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的焦距

bfi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的后焦距

f1F：所述第一透镜组的所述负透镜的焦距

f1R：所述第一透镜组的所述正透镜的焦距。

在所述图像拾取装置中，确保适当长度的后焦距，并且实现在聚焦时第二透镜组的移动行程的减小。因此，在所述图像拾取装置的情况下，可以实现在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能的改进和镜头桶结构的简化。

根据本发明的另一实施例，提供一种图像拾取装置，包括：图像拾取镜头；以及图像拾取元件，用于将通过所述图像拾取镜头形成的光学图像转换为电信号；所述图像拾取镜头包括第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及第二透镜组，其具有正折射力；以从物方到像方的顺序布置所述第一透镜组和所述第二透镜组；当图像拾取物距从无限远向附近变化时，所述第一透镜组相对于像表面固定，而所述第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦；所述第一透镜组的所述负透镜由双凹透镜配置。

结合附图，本发明的上面和其它特征和优点将从以下描述和权利要求变得明显，在附图中相同的部分或元件由相同的参考符号表示。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的图像拾取镜头的透镜配置的示意图；

图2是图示根据数值示例的、在图1的图像拾取镜头的无限远聚焦状态下的球面像差、场曲和畸变像差的图示，在数值示例中特定数值应用到图像拾取透镜；

图3是图示根据相同数值示例的、但是在图1的图像拾取镜头的附近聚焦状态下的球面像差、场曲和畸变像差的类似图示；

图4是示出根据本发明的第二实施例的图像拾取镜头的透镜配置的示意图；

图5是图示根据数值示例的、在图4的图像拾取镜头的无限远聚焦状态下的球面像差、场曲和畸变像差的图示，在数值示例中特定数值应用到图像拾取透镜；

图6是图示根据相同数值示例的、但是在图4的图像拾取镜头的附近聚焦状态下的球面像差、场曲和畸变像差的类似图示；

图7是示出根据本发明的第三实施例的图像拾取镜头的透镜配置的示意图；

图8是图示根据数值示例的、在图7的图像拾取镜头的无限远聚焦状态下的球面像差、场曲和畸变像差的图示，在数值示例中特定数值应用到图像拾取透镜；

图9是图示根据相同数值示例的、但是在图7的图像拾取镜头的附近聚焦状态下的球面像差、场曲和畸变像差的类似图示；

图10是示出根据本发明的第四实施例的图像拾取镜头的透镜配置的示意图；

图11是图示根据数值示例的、在图10的图像拾取镜头的无限远聚焦状态下的球面像差、场曲和畸变像差的图示，在数值示例中特定数值应用到图像拾取透镜；

图12是图示根据相同数值示例的、但是在图10的图像拾取镜头的附近聚焦状态下的球面像差、场曲和畸变像差的类似图示；以及

图13是示出应用本发明的图像拾取装置的框图。

具体实施方式

在以下，参照附图描述本发明的优选实施例的图像拾取镜头和装置。

图像拾取镜头的配置

根据本发明实施例的图像拾取镜头包括具有正折射力的第一透镜组和具有正折射力的第二透镜组，第一透镜组包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜。以从物方到像方的顺序布置第一透镜组和第二透镜组。

在图像拾取镜头中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组相对于像表面固定，而第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦。

图像拾取镜头满足以下条件表达式(1)到(3)：

(1)1.0＜f2/fi＜1.5

(2)1.1＜fi/bfi＜1.5

(3)0.7＜|f1F/f1R|＜1.3

其中

f2：第二透镜组的焦距

fi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的焦距

bfi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的后焦距

f1F：第一透镜组的负透镜的焦距

f1R：第一透镜组的正透镜的焦距。

因为以如上的方式配置图像拾取镜头，并且满足上面给出的条件表达式(1)到(3)，所以可以实现在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能的改进和镜头桶结构的简化。

特别地，该图像拾取镜头可以用作具有大约1.2到1.5的F数和大约46度的视角的大孔径单焦点镜头，并且在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能优良，并且允许镜头桶结构的简化。

条件表达式(1)限定第二透镜组的焦距。

如果第二透镜组的焦距变得小于条件表达式(1)的下限，则变得不能充分地确保后焦距，并且相对于图像拾取物距的变化的球面像差的变化变大，导致在附近区域中图像形成性能的劣化。

相反，如果第二透镜组的焦距变得大于条件表达式(1)的上限，则在聚焦时第二透镜组的移动行程变大。结果，聚焦速度变得更低，并且变得难以实现图像拾取镜头的总长度的减小。

因此，在图像拾取镜头满足条件表达式(1)的情况下，可以延长后焦距，并且变得可能抑制相对于图像拾取物距的变化的球面像差的变化。此外，可以减小在聚焦时第二透镜组的移动行程，并且可以预期聚焦速度的增加和总长度的减小。

条件表达式(2)限定相对于焦距的后焦距的量。

如果后焦距的量变得小于条件表达式(2)的下限，则后焦距变短，并且图像拾取镜头变得不适于例如作为用于单镜头反射相机的可互换镜头。

相反，如果后焦距的量变得大于条件表达式(2)的上限，则变得需要增加第二透镜组的后焦距，并且变得需要由反远距型的透镜组配置第二透镜组。结果，在附近区域中图像形成性能劣化。

因此，如果图像拾取镜头满足条件表达式(2)，则变得可能延长后焦距，并且可以预期在附近区域中图像形成性能的增强。

条件表达式(3)限定第一透镜组中负透镜的焦距和正透镜的焦距之间的比率。

如果焦距之间的比率变得低于条件表达式(3)的下限，则第一透镜组中负透镜的折射力变得过分高，并且在聚焦时第二透镜组的移动行程变大。结果，聚焦速度变低，并且变得难以减少总长度。

相反，如果焦距之间的比率变得高于条件表达式(3)的上限，则后焦距变短，并且第一透镜组的负透镜的直径变大。这对于小型化制造障碍。

因此，如果图像拾取镜头满足条件表达式(3)，则可以减小在聚焦时第二透镜组的移动行程，并且可能增加聚焦速度并且减小总长度。此外，可能增加后焦距并且实现小型化。

要注意的是，更优选地修改条件表达式(3)，使得下限设为0.85，并且上限设为1.15。

优选地，第一透镜组的负透镜由双凹透镜配置，并且图像拾取镜头满足以下条件表达式(4)和(5)：

(4)0.7＜|R1/fi|＜5

(5)0.7＜|R2/fi|＜1.5

其中

R1：第一透镜组的负透镜的物方的表面的曲率半径

R2：第一透镜组的负透镜的像方的表面的曲率半径。

在第一透镜组的负透镜的物方表面形成为指向物方的凹面的情况下，可以抑制由图像拾取物距的变化导致的场曲的变化。

此外，在第一透镜组的负透镜由双凹透镜配置，并且满足条件表达式(4)和(5)的情况下，可以减小负透镜的直径，并且可以预期小型化和性能的增强两者。

条件表达式(4)限定第一透镜组的负透镜的物方表面的曲率半径。

如果曲率半径变得小于条件表达式(4)的下限，则第一透镜组的负透镜的物方表面的折射力变得过高，导致负畸变的增加。

相反，如果曲率半径变得大于条件表达式(4)的上限，则第一透镜组的负透镜的物方表面的折射力变得过低。结果，第一透镜组的负透镜的直径变大，并且因此不能预期小型化。

因此，如果图像拾取镜头满足条件表达式(4)，则可能抑制负畸变的出现，并且实现小型化。

条件表达式(5)限定第一透镜组的负透镜的像方表面的曲率半径。

如果曲率半径变得小于条件表达式(5)的下限，则在第一透镜组的负透镜的像方表面出现的负色差变大，导致图像形成性能的劣化。

相反，如果曲率半径变得大于条件表达式(5)的上限，则在第一透镜组的负透镜的像方表面出现的正球面像差变小，而在附近图像拾取时球面像差的变化变大。

因此，如果图像拾取镜头满足条件表达式(5)，则可能实现图像形成性能的增强，并且减小附近图像拾取时球面像差的变化。

要注意的是，更优选地修改条件表达式(5)，使得下限设为0.85，并且上限设为1.2。

更优选地，第一透镜组的正透镜由双凸透镜配置，并且图像拾取镜头满足以下条件表达式(6)：

(6)0.6＜|R2/R3|＜1.5

其中

R3：第一透镜组的正透镜的物方的表面的曲率半径。

在第一透镜组的正透镜由双凸透镜配置，并且满足条件表达式(6)的情况下，可以预期图像拾取镜头的小型化。

条件表达式(6)限定第一透镜组中负透镜的像方表面的曲率半径与正透镜的物方表面的曲率半径之间的比率。

如果曲率半径之间的比率变得低于条件表达式(6)的下限，则在第一透镜组的负透镜的像方表面出现的正球面像差与正透镜的物方表面的出现的负球面像差相比变得过大。结果，在第一透镜组中出现的负球面像差变大，导致图像形成性能的劣化。

相反，如果曲率半径之间的比率变得高于条件表达式(6)的上限，则在第一透镜组的负透镜的像方表面出现的正球面像差与正透镜的物方表面的出现的负球面像差相比变小。结果，变得需要增加负透镜和正透镜之间的距离，以便确保附近图像拾取时的性能。结果，图像拾取镜头的总长度变大，并且负透镜的直径变大。

因此，如果图像拾取镜头满足条件表达式(6)，则可以预期图像形成性能的增强，并且可以预期小型化。

要注意的是，更优选地修改条件表达式(6)，使得下限设为0.65，并且上限设为1.0。

优选地，图像拾取镜头满足以下条件表达式(7)：

(7)0.6＜νd1/νd2＜0.85

其中

νd1：第一透镜组的负透镜关于d线的阿贝数

νd2：第一透镜组的正透镜关于d线的阿贝数。

条件表达式(7)限定负透镜关于d线的阿贝数和正透镜关于d线的阿贝数。

如果阿贝数之间的比率变得低于条件表达式(7)的下限，则在第一透镜组中出现的放大色差变得过大，并且第二透镜组变得难以校正剩余的像差。

相反，如果阿贝数之间的比率变得高于条件表达式(7)的上限，则在第一透镜组出现的轴上色差变得过大，第二透镜组变得难以校正剩余的像差。

因此，如果图像拾取镜头满足条件表达式(7)，则可以抑制第一透镜组中轴上色差和放大色差的出现。

优选地，第二透镜组包括具有至少一个非球面的透镜或多个透镜。

因为在第一透镜组出现强负球面像差，所以在第二透镜组的透镜和多个透镜上形成至少一个非球面以执行像差校正的情况下，可以最小化第二透镜组中组成透镜的数目，并且可以降低用作聚焦组的第二透镜组的重量。

优选地，第二透镜组具有相互相对的两个凹面，其中光阑位于两个凹面之间。

因为配置第二透镜组使得两个凹面相互相对，其中光阑位于两个凹面之间，并且特别地具有双高斯型的配置，其中凹面相互相对，光阑插入凹面之间，所以可以抑制第二透镜组中各种像差的出现。

根据本发明的另一实施例，图像拾取镜头包括：第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及第二透镜组，其具有正折射力；以从物方到像方的顺序布置第一透镜组和第二透镜组。

在该图像拾取镜头中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组相对于像表面固定，而第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦。第一透镜组的负透镜由双凹透镜配置。

在该图像拾取镜头中，因为以如上的方式配置图像拾取镜头，所以可以实现在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能的改进和镜头桶结构的简化。此外，可以抑制由图像拾取物距的变化导致的场曲的变化。

图像拾取镜头的数值示例

在以下，参照附图和表格描述根据本发明的特定实施例的图像拾取镜头和应用到各实施例的数值示例。

要注意的是，在表格和以下描述中使用的符号如下：

“i”表示表面号；“Ri”是曲率半径；“di”是第i个表面和第i+1个表面之间的轴上表面距离；“nd”是折射力；“νi”是阿贝数；“FNo.”是F数；“f”是焦距；并且“ω”是半视角。关于表面号，“ASP”表示该表面是非球面，并且关于曲率半径，“∞”表示该表面是平面。此外，关于轴上表面距离，每个表格中的变量距离以“在无限远聚焦状态”和“在附近聚焦状态”的顺序指示。

此外，折射率和阿贝数是关于d线(λ＝587.6nm)的折射率和阿贝数。

在数值示例中使用的透镜包括具有非球面透镜表面的一些透镜。其中在光轴的方向中距透镜表面的顶点的距离(即，下弯量(sag amount))由x表示；在垂直于光轴方向的方向上的高度(即，图像高度)由“y”表示；在透镜的顶点的傍轴曲率半径(即，曲率半径的倒数)由“c”表示；锥形常数由“k”表示；并且第四、第六、第八和第十级非球面系数分别由“C4”、“C6”、“C8”和“C10”表示，非球面形状由以下表达式1定义：

表达式1

x = \frac{{cy}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + κ) c^{2} y^{2}}} + C 4 \cdot y^{4} + C 6 \cdot y^{6} + C 8 \cdot y^{8} + C 10 \cdot y^{10}

<第一实施例>

图1示出根据本发明的第一实施例的图像拾取镜头1的透镜配置。

参照图1，图像拾取镜头1包括具有正折射力的第一透镜组GR1和具有正折射力的第二透镜组GR2。以从物方到像方的顺序布置第一透镜组GR1和第二透镜组GR2。

在图像拾取镜头1中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组GR1相对于像表面固定，而第二透镜组GR2从像方向物方移动以执行聚焦。

第一透镜组GR1包括以具有负折射力的双凹透镜的形式的第一透镜L1，以及以具有正折射力的双凸透镜的形式的第二透镜L2。以从物方到像方的顺序布置第一透镜L1和第二透镜L2。

第二透镜组GR2包括相对于光阑S布置在物方的前面组GR2F和相对于光阑S布置在像方的后面组GR2R。

前面组GR2F包括以凸向物方的凹凸透镜的形式并且具有正折射力的第三透镜L3、以凸向物方的凹凸透镜的形式并且具有正折射力的第四透镜L4、以及以凸向物方的凹凸透镜的形式并且具有负折射力的第五透镜L5。从物方到像方的顺序布置第三透镜L3、第四透镜L4和第五透镜L5。

后面组GR2R包括以具有负折射力的双凹透镜的形式的第六透镜L6、以具有正折射力的双凸透镜的形式的第七透镜L7、以及以具有正折射力的双凸透镜的形式的第八透镜L8。从物方到像方的顺序布置第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8。第六透镜L6和第七透镜L7配置为粘合透镜。

由一种滤光器配置的平行玻璃板GL布置在第八透镜L8和像表面IMG之间。后焦距是从第八透镜L8的像方表面到像表面IMG的距离，其中平行玻璃板GL变换为空气。

表格1指示数值示例1的镜头数据，其中特定数值应用到第一实施例的图像拾取镜头1。

表格1

i	Ri	di	nd	νd
					1	-94.569	2.000	1.64769	33.84
2	50.393	7.692
					3	63.750	10.162	1.80420	46.50
4	-100.274	11.243～1.218
					5	49.146	4.224	1.90366	31.32
6	108.076	0.200
					7	32.136	4.834	1.77250	49.62
8	55.051	3.030
					9	76.559	1.900	1.67270	32.17
10	21.711	7.500
					11	∞	5.860
12	-23.151	1.800	1.72825	28.32
					13	46.466	8.000	1.72916	54.67
14	-37.270	1.007
					15	177.747	5.000	1.80610	40.88
16	-45.545(ASP)	32.600～42.625
					17	∞	2.000	1.51680	64.20
18	∞

FNo.＝1.442，f＝49.98，ω＝23.73°。

在图像拾取镜头1中，第二透镜组GR2的第八透镜L8的像方表面(即，第16个表面)形成为非球面。数值示例1中非球面的第四、第六、第八和第十级非球面系数C4、C6、C8和C10与锥形常数k一起在表格2中指示。

要注意的是，在表格2和指示非球面系数的下文描述的表格中，“E-i”是其中以10为基的指数表示，即，“10^-i”，并且例如“0.12345E-05”代表“0.12345×10^-5”。

表格2

i	κ	C4	C6	C8	C10
						16	0.000000	0.262946E-05	-0.374929E-08	0.164030E-10	-0.265065E-13

图2和图3图示在数值示例1的无限远聚焦状态下的若干像差。更具体地，图2指示无限远聚焦状态下的像差，并且图3指示附近聚焦状态下的像差。

参照图2和图3，在球面像差的视图中，纵轴指示球面像差与开口F值的比率，并且横轴指示焦距。此外，实线指示关于d线(波长587.6nm)的球面像差；虚线指示关于g线(波长435.8nm)的球面像差；并且交替长短虚线指示关于c线(波长656.3nm)的球面像差。在场曲的视图中，纵轴指示视角，并且横轴指示焦距。此外，实线指示关于径向图像表面的视角的值，而虚线指示关于经向图像表面的场曲的值。在畸变像差的视图中，纵轴指示视角，并且横轴指示比率。

从像差的视图，可以明显认识到数值示例1具有有利地校正像差的优良图像形成性能。

<第二实施例>

图4示出根据本发明的第二实施例的图像拾取镜头2的透镜配置。

参照图4，图像拾取镜头2包括具有正折射力的第一透镜组GR1和具有正折射力的第二透镜组GR2。以从物方到像方的顺序布置第一透镜组GR1和第二透镜组GR2。

在图像拾取镜头2中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组GR1相对于像表面固定，而第二透镜组GR2从像方向物方移动以执行聚焦。

后面组GR2R包括以具有负折射力的双凹透镜的形式的第六透镜L6、以具有正折射力的双凸透镜的形式的第七透镜L7、以及以具有负折射力的双凸透镜的形式的第八透镜L8。后面组GR2R还包括以具有正折射力的双凸透镜的形式的第九透镜L9和以具有正折射力的双凸透镜的形式的第十透镜L10。从物方到像方的顺序布置第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9和第十透镜L10。第六透镜L6和第七透镜L7配置为粘合透镜，并且第八透镜L8和第九透镜L9配置为另一粘合透镜。

由一种滤光器配置的平行玻璃板GL布置在第十透镜L10和像表面IMG之间。后焦距是从第十透镜L10的像方表面到像表面IMG的距离，其中平行玻璃板GL变换为空气。

表格3指示数值示例2的镜头数据，其中特定数值应用到第二实施例的图像拾取镜头2。

表格3

i	Ri	di	nd	νd
					1	-92.300	2.000	1.69895	30.05
2	53.615	7.630
					3	70.647	8.921	1.83481	42.72
4	-89.098	10.905～1.0
					5	44.445	5.043	1.90366	31.32
6	113.586	0.200
					7	29.801	4.099	1.90366	31.32
8	37.681	2.064
					9	54.331	1.900	1.69895	30.05
10	21.620	7.444
					11	∞	6.369
12	-27.739	1.800	1.84666	23.78
					13	75.595	8.706	1.61800	63.40
14	-35.249	0.200
					15	-176.945	2.000	1.84666	23.78
16	66.570	6.000	1.90366	31.32
					17	-62.619	0.200
18	154.780	4.404	1.90366	31.32

19	-145.378	32.6～42.505
			20	∞	2.000	1.51680	64.20
21	∞

FNo.＝1.443，f＝51.54，ω＝23.17°。

图5和图6图示在数值示例2的无限远聚焦状态下的若干像差。更具体地，图5图示无限远聚焦状态下的像差，并且图6图示附近聚焦状态下的像差。

参照图5和图6，在球面像差的视图中，纵轴指示球面像差与开口F值的比率，并且横轴指示焦距。此外，实线指示关于d线(波长587.6nm)的球面像差；虚线指示关于g线(波长435.8nm)的球面像差；并且交替长短虚线指示关于c线(波长656.3nm)的球面像差。在场曲的视图中，纵轴指示视角，并且横轴指示焦距。此外，实线指示关于径向图像表面的视角的值，而虚线指示关于经向图像表面的场曲的值。在畸变像差的视图中，纵轴指示视角，并且横轴指示比率。

从像差的视图，可以明显认识到数值示例2具有有利地校正像差的优良图像形成性能。

<第三实施例>

图7示出根据本发明的第三实施例的图像拾取镜头3的透镜配置。

参照图7，图像拾取镜头3包括具有正折射力的第一透镜组GR1和具有正折射力的第二透镜组GR2。以从物方到像方的顺序布置第一透镜组GR1和第二透镜组GR2。

在图像拾取镜头3中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组GR1相对于像表面固定，而第二透镜组GR2从像方向物方移动以执行聚焦。

后面组GR2R包括以具有负折射力的双凹透镜的形式的第六透镜L6、以具有正折射力的双凸透镜的形式的第七透镜L7、以及以凸向像方的凹凸透镜的形式并且具有负折射力的第八透镜L8。后面组GR2R还包括以凸向像方的凹凸透镜的形式并且具有正折射力的第九透镜L9和以具有正折射力的双凸透镜的形式的第十透镜L10。从物方到像方的顺序布置第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8、第九透镜L9和第十透镜L10。第六透镜L6、第七透镜L7和第八透镜L8配置为粘合透镜。

表格4指示数值示例3的镜头数据，其中特定数值应用到第三实施例的图像拾取镜头3。

表格4

i	Ri	di	nd	νd
					1	-92.182	2.000	1.69895	30.05
2	53.861	7.500
					3	70.104	8.902	1.83481	42.72
4	-90.662	10.855～1.0
					5	42.149	5.189	1.90366	31.32
6	104.829	0.200
					7	28.679	4.000	1.90366	31.32
8	34.730	1.717
					9	47.625	1.900	1.69895	30.05
10	20.508	7.736
					11	∞	6.364
12	-27.699	1.800	1.75211	25.05
					13	84.671	10.000	1.61800	63.40
14	-21.121	2.000	1.84666	23.78
					15	-33.695	0.200
16	-192.166	5.536	1.90366	31.32
					17	-57.259	0.200
18	141.342	3.783	1.90366	31.32
					19	-247.927	32.6～42.455

20	∞	2.000	1.51680	64.20
					21	∞

FNo.＝1.443，f＝51.53，ω＝23.20°。

图8和图9图示在数值示例3的无限远聚焦状态下的若干像差。更具体地，图8图示无限远聚焦状态下的像差，并且图9图示附近聚焦状态下的像差。

参照图8和图9，在球面像差的视图中，纵轴指示球面像差与开口F值的比率，并且横轴指示焦距。此外，实线指示关于d线(波长587.6nm)的球面像差；虚线指示关于g线(波长435.8nm)的球面像差；并且交替长短虚线指示关于c线(波长656.3nm)的球面像差。在场曲的视图中，纵轴指示视角，并且横轴指示焦距。此外，实线指示关于径向图像表面的视角的值，而虚线指示关于经向图像表面的场曲的值。在畸变像差的视图中，纵轴指示视角，并且横轴指示比率。

从像差的视图，可以明显认识到数值示例3具有有利地校正像差的优良图像形成性能。

<第四实施例>

图10示出根据本发明的第四实施例的图像拾取镜头4的透镜配置。

参照图10，图像拾取镜头4包括具有正折射力的第一透镜组GR1和具有正折射力的第二透镜组GR2。以从物方到像方的顺序布置第一透镜组GR1和第二透镜组GR2。

在图像拾取镜头4中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组GR1相对于像表面固定，而第二透镜组GR2从像方向物方移动以执行聚焦。

表格5指示数值示例4的镜头数据，其中特定数值应用到第四实施例的图像拾取镜头4。

表格5

i	Ri	di	nd	νd
					1	-168.156	2.000	1.64769	33.84
2	55.457	11.323
					3	70.194	9.854	1.83481	42.72
4	-155.942	11.684～1.0
					5	54.017	5.077	1.80420	46.50
6	123.828	0.200
					7	36.017	5.245	1.83481	42.72
8	56.786	3.970
					9	90.783	1.900	1.67270	32.17
10	24.235	8.108
					11	∞	6.917
12	-26.060	1.800	1.74077	27.76
					13	37.821	11.282	1.80420	46.50
14	-44.517	0.200
					15	112.316	6.000	1.80610	40.73
16	-60.026(ASP)	32.600～43.284
					17	∞	2.000	1.51680	64.20
18	∞

FNo.＝1.233，f＝51.55，ω＝23.02°。

在图像拾取镜头4中，第二透镜组GR2的第八透镜L8的像方表面(即，第16个表面)形成为非球面。数值示例4中非球面的第四、第六、第八和第十级非球面系数C4、C6、C8和C10与锥形常数k一起在表格6中指示。

表格6

i	κ	C4	C6	C8	C10
						16	0.000000	0.245088E-05	-0.692726E-09	0.202333E-11	-0.122132E-14

图11和图12图示在数值示例4的无限远聚焦状态下的若干像差。更具体地，图11指示无限远聚焦状态下的像差，并且图12指示附近聚焦状态下的像差。

参照图11和图12，在球面像差的视图中，纵轴指示球面像差与开口F值的比率，并且横轴指示焦距。此外，实线指示关于d线(波长587.6nm)的球面像差；虚线指示关于g线(波长435.8nm)的球面像差；并且交替长短虚线指示关于c线(波长656.3nm)的球面像差。在场曲的视图中，纵轴指示视角，并且横轴指示焦距。此外，实线指示关于径向图像表面的视角的值，而虚线指示关于经向图像表面的场曲的值。在畸变像差的视图中，纵轴指示视角，并且横轴指示比率。

从像差的视图，可以明显认识到数值示例4具有有利地校正像差的优良图像形成性能。

因为图像拾取镜头1到4以此方式有利地校正像差，所以它们特别适于包括相对大数目的像素的镜头互换型的数字相机。

图像拾取镜头的条件表达式的值

在以下，描述根据本发明的图像拾取镜头的条件表格式的各种值。

在表格7中指示图像拾取镜头1到4的上面给出的条件表达式(1)到(7)的各种值。

表格7

如可以从表格7明显认识到的，图像拾取镜头1到4满足条件表达式(1)到(7)。

图像拾取装置的配置

在以下，描述本发明的实施例的图像拾取装置。

本发明的实施例的图像拾取装置包括图像拾取镜头，以及用于将由图像拾取镜头形成的光学图像转换为电信号的图像拾取元件。

在图像拾取装置中，图像拾取镜头包括：第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及第二透镜组，其具有正折射力。从物方到像方的顺序布置第一透镜组和第二透镜组。

在图像拾取装置中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组相对于像表面固定，而第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦。

在图像拾取装置中，图像拾取镜头满足以下条件表达式(1)到(3)：

(1)1.0＜f2/fi＜1.5

(2)1.1＜fi/bfi＜1.5

(3)0.7＜|f1F/f1R|＜1.3

其中

f2：所述第二透镜组的焦距

fi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的焦距

bfi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的后焦距

f1F：所述第一透镜组的所述负透镜的焦距

f1R：所述第一透镜组的所述正透镜的焦距。

特别地，在图像拾取装置中，该图像拾取镜头可以用作具有大约1.2到1.5的F数和大约46度的视角的大孔径单焦点镜头，并且在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能优良，并且允许镜头桶结构的简化。

条件表达式(1)限定第二透镜组的焦距。

条件表达式(2)限定相对于焦距的后焦距的量。

根据本发明的另一实施例的另一图像拾取装置，图像拾取镜头包括：第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及第二透镜组，其具有正折射力；以从物方到像方的顺序布置第一透镜组和第二透镜组。

在图像拾取装置的图像拾取镜头中，当图像拾取物距从无限远向附近变化时，第一透镜组相对于像表面固定，而第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦。第一透镜组的负透镜由双凹透镜配置。

在图像拾取装置中，因为以如上的方式配置图像拾取镜头，所以可以实现在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能的改进和镜头桶结构的简化。此外，可以抑制由图像拾取物距的变化导致的场曲的变化。

特别地，图像拾取装置的图像拾取镜头可以用作具有大约1.2到1.5的F数和大约46度的视角的大孔径单焦点镜头，并且在从无限远到附近的大范围的图像拾取距离上光学性能优良，并且允许镜头桶结构的简化。

图像拾取装置的形式

在图13的框图中示出作为本发明的图像拾取装置的形式的数字相机。

参照图13，以数字相机的形式的图像拾取装置100包括具有图像拾取功能的相机块10、用于执行信号处理(如由相机块10拾取的图像信号的模拟到数字转换)的相机信号处理部分20、以及用于执行图像信号的记录和再现处理的图像处理部分30。图像拾取装置100还包括用于在其上显示拾取的图像等的LCD(液晶显示器)单元40、以及用于写入图像信号到存储卡1000和从存储卡1000读出图像信号的读取器/写入器(R/W)50。图像拾取装置100还包括用于控制整个图像拾取装置的CPU(中央处理单元)60、包括用于由用户操作的各种开关等的输入部分70、以及用于控制相机块10中布置的镜头的驱动的镜头驱动控制部分80。

相机块10包括光学系统、如CCD(电荷耦合器件)单元或CMOS(互补金属氧化物半导体)单元的图像拾取元件12等，该光学系统包括可以是应用本发明的图像拾取镜头1、2、3或4的图像拾取镜头11。

相机信号处理部分20对来自图像拾取元件12的输出信号执行各种信号处理，如转换为数字信号、噪声移除、画面质量校正和转换为亮度和色差信号。

图像处理部分30执行基于预定图像数据格式的图像信号的压缩编码和解压编码处理、如分辨率的数据规范的转换处理等。

LCD单元40具有显示如表示通过用户的输入部分70的操作状态的数据、拾取图像等的各种数据的功能。

读取器/写入器50执行将由图像处理部分30编码的图像数据写入存储卡1000，以及读出存储卡1000中记录的图像数据。

CPU 60用作用于控制图像拾取装置100中提供的电路块的控制处理部分，并且基于来自输入部分70的指令输入信号等控制电路块。

输入部分70包括例如用于执行快门操作的快门释放按钮、用于选择操作模式的选择开关等，并且输出表示通过用户的操作的指令输入信号到CPU60。

镜头驱动控制部分80根据来自CPU 60的控制信号控制用于驱动图像拾取镜头11的透镜的未示出的马达等。

存储卡1000例如是可移除地插入连接到读取器/写入器50的插槽的半导体存储器。

下面描述图像拾取装置100的操作。

在对于图像拾取的待机状态，由相机块10拾取的图像信号通过相机信号处理部分20输出到LCD单元40，并且在CPU 60的控制下在LCD单元40上显示为相机直通图像。另一方面，如果从输入部分70输入用于变焦的指令输入信号，则CPU 60输出控制信号到镜头驱动控制部分80，使得在镜头驱动控制部分80的控制下移动图像拾取镜头11的预定透镜或多个透镜。

如果根据来自输入部分70的指令输入信号致使相机块10的未示出的快门操作，则拾取的图像信号从相机信号处理部分20输出到图像处理部分30，图像信号通过图像处理部分30经历压缩编码处理，使得其转换为预定数据格式的数字数据。得到的数据输出到读取器/写入器50，并且写入存储卡1000。

要注意到，例如，当半按或全按输入部分50的快门释放按钮用于记录或图像拾取或在类似情况下，执行聚焦，根据来自CPU 60的控制信号通过镜头驱动控制部分80移动图像拾取镜头11的预定透镜或多个透镜。

当要再现存储卡1000中记录的图像数据时，响应于输入部分70的操作通过读取器/写入器50从存储卡1000读出预定图像数据，并且预定图像数据通过图像处理部分30经历解压解码处理。然后，再现图像信号输出到LCD单元40，通过LCD单元40显示再现图像。

要注意的是，尽管以上述图像拾取装置的形式，其应用到数字相机，但是图像拾取装置的应用范围不限于数字相机，而是图像拾取装置可以作为相机部分等广泛地应用到数字输入和/或输出装置，如数字摄像机、其中并入相机的便携式电话机和其中并入相机的PDA(个人数字助理)。

上面描述的各实施例的组件的形状和数值仅仅是用于体现本发明的示例，并且本发明的技术范围应不由它们严格解释。

本申请包含涉及于2009年11月18日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-262924中公开的主题，在此通过引用并入其整个内容。

尽管已经使用特定术语描述了本发明的优选实施例，但是这样的描述仅仅是用于说明目的，并且要理解的是可以进行改变和变化而不背离权利要求的范围。

Claims

1.一种图像拾取镜头，包括：

第一透镜组，其包括以从物方到像方的顺序布置的单个负透镜和单个正透镜，并且具有正折射力；以及

第二透镜组，其具有正折射力；

以从物方到像方的顺序布置所述第一透镜组和所述第二透镜组；

当图像拾取物距从无限远向附近变化时，所述第一透镜组相对于像表面固定，而所述第二透镜组从像方向物方移动以执行聚焦；

所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(1)到(3)：

(1)1.0＜f2/fi＜1.5

(2)1.1＜fi/bfi＜1.5

(3)0.7＜|f1F/f1R|＜1.3

其中

f2：所述第二透镜组的焦距

fi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的焦距

bfi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的后焦距

f1F：所述第一透镜组的所述负透镜的焦距

f1R：所述第一透镜组的所述正透镜的焦距。

2.如权利要求1所述的图像拾取镜头，其中所述第一透镜组的所述负透镜由双凹透镜配置，并且

所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(4)和(5)：

(4)0.7＜|R1/fi|＜5

(5)0.7＜|R2/fi|＜1.5

其中

R1：所述第一透镜组的所述负透镜的物方的表面的曲率半径

3.如权利要求2所述的图像拾取镜头，其中所述第一透镜组的所述正透镜由双凸透镜配置，并且

所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(6)：

(6)0.6＜|R2/R3|＜1.5

其中

4.如权利要求3所述的图像拾取镜头，其中所述第二透镜组包括具有至少一个非球面的透镜或多个透镜。

5.如权利要求3所述的图像拾取镜头，其中所述第二透镜组具有相互相对的两个凹面，其中光阑位于所述两个凹面之间。

6.如权利要求1所述的图像拾取镜头，其中所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(7)：

(7)0.6＜νd1/νd2＜0.85

其中

νd1：所述第一透镜组的所述负透镜关于d线的阿贝数

νd2：所述第一透镜组的所述正透镜关于d线的阿贝数。

7.一种图像拾取镜头，包括：

第二透镜组，其具有正折射力；

所述第一透镜组的所述负透镜由双凹透镜配置。

8.如权利要求7所述的图像拾取镜头，其中所述第二透镜组具有相互相对的两个凹面，其中光阑位于所述两个凹面之间。

9.一种图像拾取装置，包括：

图像拾取镜头；以及

图像拾取元件，用于将通过所述图像拾取镜头形成的光学图像转换为电信号；

所述图像拾取镜头包括

第二透镜组，其具有正折射力；

所述图像拾取镜头满足以下条件表达式(1)到(3)：

(1)1.0＜f2/fi＜1.5

(2)1.1＜fi/bfi＜1.5

(3)0.7＜|f1F/f1R|＜1.3

其中

f2：所述第二透镜组的焦距

fi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的焦距

bfi：无限远聚焦状态下整个镜头系统的后焦距

f1F：所述第一透镜组的所述负透镜的焦距

f1R：所述第一透镜组的所述正透镜的焦距。

10.一种图像拾取装置，包括：

图像拾取镜头；以及

所述图像拾取镜头包括

第二透镜组，其具有正折射力；

所述第一透镜组的所述负透镜由双凹透镜配置。