CN102129117A - 成像镜头、包括其的光学设备和用于制造成像镜头的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成像镜头、包括其的光学设备和用于制造成像镜头的方法。一种光学系统以从物体侧起的顺序包括：第一透镜组(G1)，其具有正折射光焦度；以及，第二透镜组(G2)，其具有正折射光焦度；在从广角端状态(W)向远摄端状态(T)变焦时，在第一透镜组(G1)和第二透镜组(G2)之间的距离改变，并且第二透镜组(G2)移动，第二透镜组(G2)包括：聚焦透镜组(Gf)，其执行从无限远物体向近物体的聚焦；以及，偏心透镜组(Gs)，其在具有垂直于光轴的分量的方向上可移动，由此提供光学系统，其能够建立内部聚焦和偏心透镜组，同时获得紧凑性和良好的光学性能；配备该光学系统的光学设备；以及，用于制造该光学系统的方法。

Description

成像镜头、包括其的光学设备和用于制造成像镜头的方法

通过引用在此并入下面的优先权申请的公开：

在2010年1月14日提交的日本公开专利申请No.2010-005516，以及

在2010年10月21日提交的日本公开专利申请No.2010-236640。

技术领域

本发明涉及成像镜头、包括成像镜头的光学设备和用于制造成像镜头的方法。

背景技术

迄今已经提出了一种微距镜头，其能够从无限远距离物体点拍摄具有高达-1.0的拍摄放大率的近距离物体点(例如，参见日本公开专利申请No.2000-284171)。而且，基于3组配置的一般类型的微距镜头是下述微距镜头，其中，第一透镜组和第二透镜组配置双高斯型，并且作为后转换器的第三透镜组被刚好加到其后。具体地说，第三透镜组在许多情况下被形成为负透镜组，用于减小全长。而且，近些年来，与作为不仅影响像差校正性能而且影响光学性能的因素之一而被定义的幻像和光斑有关的提高的严格性，已经要求了能够拍摄近距离物体点的3组配置微距镜头。因此，也向在透镜表面上形成的防反射涂层提出了对于更高性能的要求，并且，多层膜设计技术和多层膜生长技术继续它们的开发(例如，参见日本公开专利申请No.2000-356704)。

然而，如果第三透镜组具有负折射光焦度，则产生下面的问题：由于在后侧的强发散部件，所以图像平面在物体侧方向上偏离，导致不能保证充分的后聚焦。而且，在许多情况下，以向物体侧移位每一个透镜组的方式来进行聚焦，然而，优选的是，第三透镜组形成为固定透镜组，以便简化镜筒机构，并且提高自由度。

发明内容

根据如上所述的问题设计的本发明的一个目的是提供一种成像镜头，所述成像镜头能够减小镜头全长(totallens length)和移动量，以便以在保持足够的视角的同时维持充分的后聚焦的方式来简化镜筒的配置。

本发明的另一个目的是提供一种成像镜头、包括这个成像镜头的光学设备和成像镜头制造方法，所述成像镜头能够进一步减少幻像和光斑，并且以在保持足够的视角的同时维持充分的后聚焦的方式，使用镜筒的简化配置来减小镜头全长和每一个透镜组的移动量。

为了实现上面的目的，根据本发明的第一方面，提供了一种成像镜头，其以从物体侧起的顺序包括：第一透镜组，其具有正折射光焦度；第二透镜组，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组，其具有负折射光焦度，所述第一透镜组包括被布置得最接近所述物体的负弯月形透镜，所述负弯月形透镜具有朝向图像侧的凹表面，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间布置了孔径光阑，并且，在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，所述第一透镜组和所述第二透镜组移向所述物体侧，同时改变在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离。

在本发明的第一方面，优选的是，所述第一透镜组的至少一个光学表面具有防反射涂层，并且所述防反射涂层包括通过使用湿法形成的至少一层。

根据本发明的第二方面，提供了包括所述第一方面的一种光学设备。

根据本发明的第三方面，提供了一种制造成像镜头的方法，所述成像镜头以从物体侧起的顺序包括：第一透镜组，其具有正折射光焦度；第二透镜组，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组，其具有负折射光焦度，所述方法包括步骤：将具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜布置在所述第一透镜组的最接近所述物体的一侧；将孔径光阑布置在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间；并且，将所述第一透镜组和所述第二透镜组布置成使得，在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，所述第一透镜组和所述第二透镜组以在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变的方式移向物体侧。

在本发明的第三方面，优选的是，所述方法进一步包括步骤：在在所述第一透镜组至所述第三透镜组中的至少一个光学表面上施加防反射涂层，使得所述防反射涂层包括通过湿法形成的至少一层。

根据本发明的成像镜头、包括成像镜头的光学设备和成像镜头制造方法的配置使得能够减小镜头全长和移动量，并且使得能够进一步减少幻像和光斑，以便以在保持足够的视角的同时维持充分的后聚焦的方式来简化镜筒的配置。

附图说明

图1是示出根据示例1的成像镜头的配置的截面图，其中，(INF)表示无限远距离焦点对准状态，(MID)指示-0.5的拍摄放大率的状态，并且(CLD)表示-1.0的拍摄放大率的状态。

图2A、2B和2C是根据示例1的成像镜头的各种像差的图；图2A是在无限远距离焦点对准状态中的各种像差的图；图2B是在-0.5的拍摄放大率的状态中的各种像差的图；并且，图2C是在-1.0拍摄放大率的状态中的各种像差的图。

图3是示出根据示例1的成像镜头SL的配置的截面图，该图图示入射光束如何被第一幻像产生表面和第二幻像产生表面反射的一个示例。

图4是示出根据示例2的成像镜头的配置的截面图，其中，(INF)表示无限远距离焦点对准状态，(MID)指示-0.5的拍摄放大率的状态，并且(CLD)表示-1.0的拍摄放大率的状态。

图5A、5B和5C是根据示例2的成像镜头的各种像差的图；图5A是在无限远距离焦点对准状态中的各种像差的图；图5B是在-0.5的拍摄放大率的状态中的各种像差的图；并且，图5C是在-1.0的拍摄放大率的状态中的各种像差的图。

图6是示出根据示例3的成像镜头的配置的截面图，其中，(INF)表示无限远距离焦点对准状态，(MID)指示-0.5的拍摄放大率的状态，并且(CLD)表示-1.0的拍摄放大率的状态。

图7A、7B和7C是根据示例3的成像镜头的各种像差的图；图7A是在无限远距离焦点对准状态中的各种像差的图；图7B是在-0.5的拍摄放大率的状态中的各种像差的图；并且，图7C是在-1.0拍摄放大率的状态中的各种像差的图。

图8是示出根据示例4的成像镜头的配置的截面图，其中，(INF)表示无限远距离焦点对准状态，(MID)指示-0.5的拍摄放大率的状态，并且(CLD)表示-1.0的拍摄放大率的状态。

图9A、9B和9C是根据示例4的成像镜头的各种像差的图；图9A是在无限远距离焦点对准状态中的各种像差的图；图9B是在-0.5的拍摄放大率的状态中的各种像差的图；并且，图9C是在-1.0的拍摄放大率的状态中的各种像差的图。

图10是安装了根据本实施例的成像镜头的单镜头反射数字照相机的截面图。

图11是用于制造根据本实施例的成像镜头的方法的说明流程图。

图12是示出防反射涂层的层结构的一个示例的说明图。

图13是防反射涂层的光谱特性的图表。

图14是示出根据修改示例的防反射涂层的光谱特性的图表。

图15是示出根据修改示例的防反射涂层的光谱特性的入射角相关性的图表。

图16是示出由现有技术制造的防反射涂层的光谱特性的图表。

图17是示出由现有技术制造的防反射涂层的光谱特性的入射角相关性的图表。

具体实施方式

以下将参考附图描述本发明的示例性实施例。如图1中所示，成像镜头SL以从物体侧起的顺序由下述部分构成：第一透镜组G1，其具有正折射光焦度；第二透镜组G2，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组G3，其具有负折射光焦度。而且，第一透镜组G1包括负弯月形透镜L11，负弯月形透镜L11最接近物体侧，并且具有朝向图像侧的凹表面，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间布置了孔径光阑S。而且，根据本实施例的成像镜头SL，在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，第一透镜组G1和第二透镜组G2移向物体侧，同时改变在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离。根据本实施例的成像镜头SL因此通过以下述方式减小镜头全长来简化镜筒机构：具有负折射光焦度的第三透镜组G3接收由基于第一透镜组G1和第二透镜组G2的、具有正折射光焦度的透镜组会聚的光束。

以下将描述用于配置这种成像镜头SL的条件。期望成像镜头SL满足下面的条件表达式(1)：

0.5≤(-β)                    (1)

其中，β表示在聚焦于最近物体点时的拍摄放大率。

条件表达式(1)是指定在聚焦于最近物体点时的拍摄放大率的表达式。当值(-β)低于条件表达式(1)的下限时，不能显示镜头作为微距镜头的效果，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(1)的下限被设置为0.75。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(1)的下限被设置为1.00。

而且，期望根据本实施例的成像镜头SL满足下面的条件表达式(2)：

0.07＜f2/f1＜0.35            (2)

其中，f1表示第一透镜组的焦距，并且，f2表示第二透镜组G2的焦距。

条件表达式(2)是指定第一透镜组G1的焦距与第二透镜组G2的焦距的比率的表达式。本实施例采用下述配置：其中，具有负折射光焦度的第三透镜组G3接收由第一透镜组G1和第二透镜组G2会聚的光束，以减小镜头全长，然而，如果后侧具有强散光部件，则不获取充分的后聚焦。在该情况下，建立条件表达式(2)以保持平衡，以便使得能够以下述方式保证后焦距和视角：向修改的高斯透镜组给出负焦距(retro focus)的效果，该修改的高斯透镜组由被定义为具有正折射光焦度的透镜组的第一透镜组G1和被定义为具有正折射光焦度的透镜组的第二透镜组G2构成。

当值f2/f1等于或超过条件表达式(2)的上限时，第二透镜组G2在聚焦于无限远距离物体点时变得在距离上过分接近第三透镜组G3，导致第二透镜组G2和第三透镜组G3彼此干扰。而且，第一透镜组G1的光焦度被过分加强，导致难以校正球面像差和图像平面，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(2)的上限被设置为0.30。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(2)的上限被设置为0.25。当值f2/f1等于或小于条件表达式(2)的下限时，第一透镜组G1的焦距被过分地拉伸，导致当焦点对准时的移动量(焦点对准移动量)增大。替代地，第二透镜组G2的焦距变得过短，导致球面像差变得太大，这是不期望有的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(2)的下限被设置为0.09。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(2)的下限被设置为0.11。

而且，在根据本实施例的成像镜头SL中，期望第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括：负透镜(在图1中的负弯月形透镜L11)，其具有朝向图像侧的凹表面；第一正透镜(在图1中的双凸透镜L12)；以及，第二正透镜(在图1中的双凸透镜L13)。然后，期望根据本实施例的成像镜头SL满足下面的条件表达式(3)：

0.10＜Da/Db＜2.00                (3)

其中，Da表示在负透镜L11的最接近图像侧的表面和第一正透镜L12的最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，Db表示在第一正透镜L12的最接近图像侧的表面和第二正透镜L13的最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离。

条件表达式(3)是下述表达式，该表达式指定相对于下述两个距离的比率而言的正确比例：在第一透镜组G1内的最接近物体侧而布置的负透镜L11和比其更接近图像侧的第一正透镜L12之间的距离，和在第一正透镜L12和比其更接近图像侧而布置的第二正透镜L13之间的距离。在第一透镜组G1中最接近物体侧而布置的负透镜L11是负弯月形透镜，其图像侧表面具有更强的曲率，因此，从负透镜L11射出的离轴光束以更大的偏离角出现，并且与光轴相距更远。因此，需要由负光焦度产生的像差被尽可能接近地布置的正透镜的正光焦度抵消。而且，保证了从第一正透镜L12到第二正透镜L13的足够距离，由此使得能够将球面像差校直。

当值Da/Db等于或超过条件表达式(3)的上限时，第一正透镜L12和第二正透镜L13在它们的距离上变得太近，导致向要保持视角的物体侧的负透镜L11和第一正透镜L12施加增大的负载，因此，难以校正各种像差以及球面像差，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(3)的上限被设置为1.25。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(3)的上限被设置为1.00。

另一方面，当值Da/Db等于或小于条件表达式(3)的下限时，在第一正透镜L12和第二正透镜L13之间的距离过度扩展，因此，不可行的是，获得从无限远距离物体点到近距离物体点的平衡，特别是，变得难以校正横色像差，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(3)的下限被设置为0.25。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(3)的下限被设置为0.20。

而且，期望根据本实施例的成像镜头SL满足下面的条件表达式(4)：

0.40＜X1/f＜0.90                (4)

其中，X1表示在从无限远距离物体点聚焦在最近距离物体点时第一透镜组G1沿着光轴的移动量的绝对值，并且f表示成像镜头的焦距。

条件表达式(4)是下述表达式，该表达式通过使用焦距相对于成像镜头的最大镜头全长来指定第一透镜组G1从无限远距离物体点到最近距离物体点的移动量。当值等于或超过条件表达式(4)的上限时，光学系统变为具有大的镜头全长和大重量并且需要相当长的时间段来进给的系统。替代地，拍摄放大率对于在镜头全长上的变化变得过小，并且不能配置微距镜头。而且，在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间出现过大的距离，导致变得难以校正像散，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(4)的上限被设置为0.74。另一方面，当值X1/f等于或小于条件表达式(4)的下限时，镜头全长上的变化变小，然而，每一个透镜组的光焦度对应于那个程度而增大，导致在像差量上的增大。具体地说，当拍摄放大率提高时慧差产生，并且变得难以校正慧差，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(4)的下限被设置为0.50。

而且，期望根据本实施例的成像镜头SL满足下面的条件表达式(5)：

0.35＜f/TL＜1.20        (5)

其中，TL表示在聚焦于无限远距离物体点时的镜头全长，并且f表示成像镜头的焦距。

条件表达式(5)是下面的表达式，该表达式指定镜头全长与在聚焦于无限远距离物体点时的焦距的正确的适当比率以确定当收缩时的镜筒的长度。当值f/TL等于或超过条件表达式(5)的上限时，镜头全长变得太小，难以良好地校正遍及从无限远距离物体点到近距离物体点的区域上的像差。变得难以校正在最近物体点的图像平面，并且不能大体地校正慧差，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(5)的上限被设置为0.51。另一方面，当值f/TL等于或小于条件表达式(5)的下限时，镜头全长变得相对于焦距太小，并且第一透镜组G1和第三透镜组G3彼此隔开，导致难以保证足够的视角和足够的亮度，这是不期望的一点。而且优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(5)的下限被设置为0.41。

而且，在根据本实施例的成像镜头SL中，第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括具有朝向图像侧的凹表面的负透镜L11和正透镜L12，并且满足下面的条件表达式(6)：

0.90＜(r2+r1)/(r2-r1)＜2.50        (6)

其中，r1表示负透镜L11的最接近图像侧的表面的曲率半径，并且，r2表示正透镜L12的最接近物体侧的表面的曲率半径。

条件表达式(6)是在当其中每一个均被包括在第一透镜组G1内的负透镜L11和正透镜L12之间的距离被当作空气透镜时以形状因数公式表达这个空气透镜的形状的情况下给出的表达式，其中，该形状是正弯月形状，该正弯月形状在物体侧上具有略强的凸表面，并且在图像侧上具有略平缓的凹表面。从最接近物体侧的负透镜L11射出的光束被采用在这个条件表达式(6)的范围中限定的平缓形状的透镜接收，由此抑制从无限远距离物体点到近距离物体点在光束角度上的突变，并且使得能够良好地校正慧差。

当值(r2+r1)/(r2-r1)等于或超过条件表达式(6)的上限时，负透镜L11的最接近图像侧的表面的曲率半径r1和正透镜L12的最接近物体侧的表面的曲率半径r2变得太小，并且两个透镜表面彼此干扰。而且，在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，在慧差上的变化变大，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(6)的上限被设置为2.35。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(6)的上限被设置为2.10。另一方面，当值(r2+r1)/(r2-r1)等于或小于条件表达式(6)的下限时，在g线的轴上色像差及其横色像差变差，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(6)的下限被设置为1.20。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(6)的下限被设置为1.51。

期望根据本实施例的成像镜头SL满足下面的条件表达式(7)：

0.30＜f×(-β)/f2＜1.50                (7)

其中，β表示在聚焦于最近物体点时的拍摄放大率，f表示成像镜头的焦距，并且f2表示第二透镜组G2的焦距。

条件表达式(7)是指定第二透镜组G2的焦距与成像镜头的焦距的适当比率的表达式。当值f×(-β)/f2等于或超过条件表达式(7)的上限时，第二透镜组G2的焦距变得太短，并且变得难以校正球面像差和慧差，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(7)的上限被设置为1.4。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(7)的上限被设置为1.3。另一方面，当值f×(-β)/f2等于或小于条件表达式(7)的下限时，由于过短的焦距，不能保证在聚焦于近距离物体点时的工作距离。而且，这是不期望的，因为保证足够的拍摄放大率和配置微距镜头是不可行的。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(7)的下限被设置为0.5。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(7)的下限被设置为0.7。

而且，在根据本实施例的成像镜头SL中，期望第一透镜组G1以从物体侧起的顺序由下述部分构成：前组G1F，其组合地具有负折射光焦度，并且包括具有朝向图像侧的凹表面的负透镜L11和正透镜L12；以及，后组G1R，其组合地具有正折射光焦度，并且被布置在前组G1F的图像侧上。使用这种配置，前组G1F抑制产生畸变，由此，可以取得从无限远距离物体点到近距离物体点的像差的平衡。而且，可以利用在前组G1F和后组G1R之间的平衡来良好地校正各种像差。

而且，期望由前组G1F和后组G1R构成的第一透镜组G1满足下面的条件表达式(8)至(10)：

0.05＜fp/(-fn)＜0.60    (8)

0.04＜f/(-fn)＜0.40     (9)

0.07＜f/fp＜0.80        (10)

其中，fn表示前组G1F的焦距，并且fp表示后组G1R的焦距。

条件表达式(8)是指定第一透镜组G1的前组G1F的焦距与其后组G1R的焦距的比率的表达式。当值fp/(-fn)等于或超过条件表达式(8)上限时，因为第一透镜组G1的后组G1R的过强的光焦度，所以不能彻底地校正球面像差，因此，不能获得快速的光学系统。而且，在制造品上的敏感度变得严格，这是不期望的一点。也优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(8)的上限被设置为0.50。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(8)的上限被设置为0.40。另一方面，当值fp/(-fn)等于或小于条件表达式(8)的下限时，第一透镜组G1的前组G1F的光焦度被加强，第一透镜组G1的前组G1F的光焦度变强，并且当第一透镜组G1在从无限远距离物体点向近距离物体点聚焦时移动的时候，光束的入射角和出射角大大地改变，导致难以获取遍及区域的慧差的平衡和像差的平衡，诸如在场曲中的变化，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(8)的下限被设置为0.07。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(8)的下限被设置为0.10。

条件表达式(9)是通过使用成像镜头的焦距指定第一透镜组G1的前组G1F的组合焦距的适当比率的表达式。当值f/(-fn)等于或超过条件表达式(9)的上限时，在第一透镜组G1中的前组G1F的光焦度相对于成像镜头的焦距而言过强，并且不能抑制近距离波动。而且，在第一透镜组G1中的最接近物体侧的负透镜L11的阿贝数趋向于变小，并且，变得难以校正色像差。而且，在第一透镜组G1中的前组G1F具有强光焦度，并且，当第一透镜组G1从无限远距离物体点向近距离物体点移动时，光束的入射角和出射角大大改变，导致难以校正遍及区域上的像差，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(9)的上限被设置为0.30。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(9)的上限被设置为0.20。另一方面，当值f/(-fn)等于或小于条件表达式(9)的下限时，在第一透镜组G1中的前组G1F的光焦度相对于成像镜头的焦距而言变得过弱，镜头全长和成像镜头变大，随之，第一透镜组G1的移动量增大。而且，当第一透镜组G1的前组G1F的光焦度相对于成像镜头的焦距变得太弱时，在比主射线更低侧上传播的光线中出现慧差，这是不期望的一点。

条件表达式(10)是通过使用成像镜头的焦距指定第一透镜组G1的后组G1R的组合焦距的适当比率的表达式。当值f/fp等于或超过条件表达式(10)的上限时，第一透镜组G1的后组G1R的光焦度相对于成像镜头的焦距而言变得过强，并且不能抑制球面像差和慧差，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(10)的上限被设置为0.70。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(10)的上限被设置为0.60。另一方面，当值f/fp等于或小于条件表达式(10)的下限时，当在相同的镜头全长的情况下保持相同的焦距时，第一透镜组G1的前组G1F变为具有正折射光焦度的透镜组，并且球面像差弯曲。而且，珀兹伐和变得过大，并且场曲在负侧上偏移，这是不期望的一点。而且，优选的是，为了保证本实施例的效果，条件表达式(10)的下限被设置为0.15。而且，优选的是，为了进一步保证本实施例的效果，条件表达式(10)的下限被设置为0.20。

而且，在根据本实施例的成像镜头SL中，期望第三透镜组G3包括至少一个负透镜L31和正透镜L32至L34的至少一个。而且，期望第三透镜组G3由四个或更少的透镜构成。而且，期望第三透镜组G3包括最接近图像侧的正透镜L34。这种配置使得出射光瞳位于远处，并且有利于慧差等的校正。

而且，在根据本实施例的成像镜头SL中，期望第三透镜组G3在聚焦时相对于图像平面固定。这种配置使得在聚焦于近距离物体点时能够校正慧差，并且有利于镜筒的构造。

而且，从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头以从物体侧起的顺序由下述部分构成：具有正折射光焦度的第一透镜组、具有正折射光焦度的第二透镜组和具有负折射光焦度的第三透镜组。而且，第一透镜组包括负弯月形透镜，该负弯月形透镜最接近物体侧，并且具有朝向图像侧的凹表面，并且在第一透镜组和第二透镜组之间具有孔径光阑。而且，根据本实施例的成像镜头被构造使得在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，在第一透镜组和第二透镜组之间的距离改变的同时，第一透镜组和第二透镜组移动。

因此，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，具有负折射光焦度的第三透镜组接收由包括第一透镜组和第二透镜组的、具有正折射光焦度的透镜组会聚的光束，由此减小镜头全长并且简化镜筒机构。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，第一透镜组的光学表面的至少一个表面被设置有防反射涂层，并且这个防反射涂层包含通过使用湿法(wet process)形成的至少一层。在如此进行配置的情况下，根据本实施例的成像镜头能够进一步减少在光学表面上由来自物体的光的反射引起的幻像和光斑，并且获得高的光学性能。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，期望防反射涂层是多层膜，并且由湿法形成的层是构成多层膜的层的最上表面的层。如果如此设计，则可以减小相对于空气而言的在折射率上的差，因此可以进一步减小光反射，并且也减少幻像和光斑。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，设nd是通过使用湿法形成的层的折射率，并且期望折射率nd等于或小于1.30。如果如此设置，则可以减小相对于空气而言的在折射率上的差，因此进一步减小光反射，并且也减少幻像和光斑。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，期望光学表面是从孔径光阑看的凹表面。从孔径光阑看的凹表面便利了产生幻像，因此，使用防反射涂层来形成光学表面，由此使得能够有效地减小幻像和光斑。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，期望从孔径光阑看的凹表面被布置到孔径光阑的图像侧。幻像容易在相对于孔径光阑的凹表面上出现，因此，使用防反射涂层来形成这个光学表面，由此能够有效地减小幻像和光斑。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，期望从孔径光阑看的凹表面被布置到孔径光阑的物体侧。幻像容易在从孔径光阑看的凹表面上出现，因此，使用防反射涂层来形成这个光学表面，由此能够有效地减小幻像和光斑。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，期望从孔径光阑看的凹表面是最接近物体侧的透镜的透镜表面。幻像容易在从孔径光阑看的凹表面上出现，因此，使用防反射涂层来形成这个光学表面，由此能够有效地减小幻像和光斑。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，期望从孔径光阑看的凹表面是从最接近物体侧的透镜计数的图像侧第二透镜的透镜表面。幻像容易在从孔径光阑看的凹表面上出现，因此，使用防反射涂层来形成这个光学表面，由此能够有效地减小幻像和光斑。

应当注意，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，也可以通过干法等来形成防反射涂层，而不限于湿法。在该情况下，优选的是，防反射涂层包含其折射率等于或小于1.30的至少一层。因此，可以通过基于干法等形成防反射涂层来获取与使用湿法的情况相同的效果。注意，此时，优选的是，其折射率等于或小于1.30的层是构成多层膜的层的最上表面的层。

而且，期望从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头满足下面的条件表达式(1)：

0.5≤(-β)                (1)

其中，β表示在聚焦于最近物体点时的拍摄放大率。

条件表达式(1)指定在聚焦于最近物体点时的拍摄放大率，然而，已经进行了其描述，因此，省略重复的解释。

而且，期望从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头满足下面的条件表达式(2)：

0.07＜f2/f1＜0.35            (2)

其中，f1表示第一透镜组的焦距，并且，f2表示第二透镜组的焦距。

条件表达式(2)指定第一透镜组的焦距与第二透镜组的焦距的比率，然而，已经进行了其描述，因此，省略重复的解释。

而且，在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，期望第一透镜组以从物体侧起的顺序包括：具有朝向图像侧的凹表面的负透镜、第一正透镜和第二正透镜，并且满足下面的条件表达式(3)：

0.10＜Da/Db＜2.00            (3)

其中，Da表示在负透镜的最接近图像侧的表面和第二正透镜的最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，Db表示在第一正透镜的最接近图像侧的表面和第二正透镜的最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离。

条件表达式(3)是下述表达式，该表达式指定相对于下述两个距离的比率而言的适当比例：在第一透镜组当中的最接近物体侧而布置的负透镜和在其图像侧布置的第一正透镜之间的距离，和在第一正透镜和在其图像侧上布置的第二正透镜之间的距离，然而，已经进行了其描述，因此，省略重复的解释。

而且，期望从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头满足下面的条件表达式(4)：

0.40＜X1/f＜0.90                (4)

其中，X1表示在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时第一透镜组沿着光轴的移动量的绝对值，并且f表示成像镜头的焦距。

条件表达式(4)是下述表达式，该表达式通过使用成像镜头的焦距来指定从无限远距离物体点到近距离物体点第一透镜组的移动量的绝对值，然而，已经进行了其描述，因此，省略重复的解释。

而且，期望从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头满足下面的条件表达式(5)：

0.35＜f/TL＜1.20               (5)

其中，TL表示在无限远距离聚焦状态中的镜头全长，并且f表示成像镜头的焦距。

条件表达式(5)是下面的表达式，该表达式指定在无限远距离物体点聚焦状态中的镜头全长与成像镜头的焦距的适当比率，用于确定当收缩时的镜筒的长度，然而，已经进行了其描述，因此，省略重复的解释。

而且，期望在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，第一透镜组以从物体侧起的顺序包括具有朝向图像侧的凹表面的负透镜和正透镜，并且满足下面的条件表达式(6)：

0.90＜(r2+r1)/(r2-r1)＜2.50            (6)

其中，r1表示负透镜的最接近图像侧的表面的曲率半径，并且，r2表示正透镜的最接近物体侧的表面的曲率半径。

条件表达式(6)是在当其中每一个均被包括在第一透镜组内的负透镜和正透镜之间的距离被当作空气透镜时以形状因数公式表达这个空气透镜的形状的情况下给出的表达式，然而，已经进行了其描述，因此，省略重复的解释。

而且，期望从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头满足下面的条件表达式(7)：

0.30＜f×(-β)/f2＜1.50                (7)

其中，β表示在聚焦于最近物体点时的拍摄放大率，f表示成像镜头的焦距，并且f2表示第二透镜组的焦距。

条件表达式(7)是指定第二透镜组的焦距与成像镜头的焦距的适当比率的表达式，然而，已经进行了其描述，因此，省略重复的解释。

而且，期望在从根据本实施例的另一个方面看的成像镜头中，第一透镜组以从物体侧起的顺序包括：前组，其组合地具有负折射光焦度，并且包括具有朝向图像侧的凹表面的负透镜和正透镜；以及，后组，其组合地具有正折射光焦度，并且被布置在前组的图像侧上。使用这种配置，可以抑制在第一透镜组的离轴光束的入射高度，因此，可行的是，利用第二透镜组，校正视角相关的像差，诸如慧差和像散，并且良好地校正球面像差等。

而且，期望由前组和后组如此构成的第一透镜组满足下面的条件表达式(8)至(10)：

0.05＜fp/(-fn)＜0.60    (8)

0.04＜f/(-fn)＜0.40     (9)

0.07＜f/fp＜0.80        (10)

其中，fn表示前组的焦距，fp表示后组的焦距，f表示成像镜头的焦距。

已经描述了条件表达式(8)至(10)，因此，省略重复的解释。

图10通过包括在后述的示例1中例示的成像镜头SL的光学设备来示出单镜头反射数字照相机1(以下简称为照相机)的示意截面图。在照相机1中，来自未示出的物体(要成像的物体)的光线被成像镜头2(成像镜头SL)会聚，并且经由快速复原镜3在聚焦屏幕4上形成图像。然后，图像形成在聚焦屏幕4上的光线在五角脊角棱镜5内被多次反射，并且被引导到目镜6。拍摄者由此能够经由目镜6观看作为正像的物体(要成像的物体)。

而且，当拍摄者按下未示出的释放按钮时，快速复原镜3退出光学路径之外，并且被成像镜头2会聚的、来自未示出的物体(要成像的物体)的光线在成像装置7上形成物体图像。来自物体(要成像的物体)的光线的图像由此被成像装置7形成，并且在未示出的存储器中被记录为物体(要成像的物体)的图像。因此，拍摄者可以通过使用当前的照相机1来拍摄物体(要成像的物体)。注意，在图10中所示的照相机1可以被构造为以可安装/可拆卸的方式保持成像镜头SL，并且也可以与成像镜头SL一体地构造。而且，照相机1可以被构造为所谓的单镜头反射照相机，并且也可以被构造为不包括快速复原镜的紧凑照相机(无反射镜照相机)。而且，可以向照相机1安装根据其他示例的成像镜头，而不限于如下所述的示例1。

随后，以下参考图11来描述根据本实施例的用于制造成像镜头的方法的概述。开始，通过布置各个透镜来准备透镜组(步骤S100)。具体地说，在本实施例中，例如，在示例1的情况下，通过以从物体侧起的顺序布置下述部分来构成第一透镜组G1：负弯月形透镜L11，其具有朝向图像侧的凹表面；双凸正透镜L12；双凸正透镜L13；以及，双凹负透镜L14。而且，通过以从物体侧起的顺序布置下述部分来构成第二透镜组G2：由双凹负透镜L21与双凸正透镜L22胶合构造的胶合透镜；以及，双凸正透镜L23。而且，通过以从物体侧起的顺序布置下述部分来构成第三透镜组G3：负弯月形透镜L31，其具有朝向图像侧的凹表面；以及，正弯月形透镜L32，其具有朝物体侧的凹表面。而且，孔径光阑S被构造使得被布置在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间。通过将如此准备的透镜布置到镜筒内来制造成像镜头SL。

此时，在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，以在改变在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离的同时向物体侧移动的方式来布置第一透镜组G1和第二透镜组G2(步骤S200)。使用迄今描述的操作，完成成像镜头的制造。

以下将参考附图来描述根据本实施例的每一个示例。注意，图1、4、6和8图示成像镜头SL1至SL4的折射光焦度如何分布和各个透镜组在从无限远距离聚焦状态(INF)到-1.0的拍摄放大率的状态(CLD)改变焦距状态中如何移位。在各个附图中，分别地，(INF)表示每一个透镜组处于无限远距离聚焦状态中，(MID)指示每一个透镜组处于-0.5的拍摄放大率的状态中，并且(CLD)表示每一个透镜组处于-1.0的拍摄放大率的状态中。如在这些附图中所示，在每一个示例中的成像镜头SL1至SL4的每一个以从物体侧起的顺序由下述部分构成：第一透镜组G1，其具有正折射光焦度；孔径光阑S；第二透镜组G2，其具有正折射光焦度；以及，第三透镜组G3，其具有负折射光焦度。而且，第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括具有负折射光焦度的前组G1F和具有正折射光焦度的后组G1R。

而且，在示例1、3和4中，在第三透镜组G3和图像平面I之间设置了低通滤波器P1，用于截断等于或大于在图像平面I上布置的诸如CCD(电荷耦合器件)这样的固态成像装置的限制分辨率的空间频率。

在每一个示例中，当y是在垂直于光轴的方向上的高度，S(y)是沿着光轴从每个非球面的顶点处的切平面到在每个非球面上在高度y处的位置的距离(垂度量：sag quantity)，r是参考球面的曲率半径(近轴曲率半径)，k是锥形系数，并且An是第n阶非球面系数时，通过下面的表达式(a)来表达非球面。注意，在随后的工作示例中，[E-n]表示[×10^-n]：

S(y)＝(y²/r)/[1+(1-k×y²/r²)^1/2]+A4×y⁴+A6×y⁶+A8×y⁸+A10×y¹⁰(a)

应当注意，在每一个示例中，第二阶非球面系数A2是“0”。而且，在每一个示例的表格中，对于非球面，在表面编号的左侧附加标记“*”。

<示例1>

图1是示出根据示例1的成像镜头SL 1的透镜配置的截面图。在根据示例1的成像镜头SL1中，整体具有正折射光焦度的第一透镜组G1以从物体侧起的顺序由下述部分构成：具有负折射光焦度的前组G1F和具有正折射光焦度的后组G1R。而且，前组G1F以从物体侧起的顺序由诸如具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜L11和双凸正透镜L12这样的两个透镜构成，并且后组G1R以从物体侧起的顺序由诸如双凸正透镜L13和双凹负透镜L14这样的两个透镜构成。

整体具有正折射光焦度的第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由下述部分构成：三个透镜，诸如通过双凹负透镜L21与双凸正透镜L22胶合构造的胶合透镜、以及双凸正透镜L23。

整体具有负折射光焦度的第三透镜组G3以从物体侧起的顺序由下述部分构成：两个透镜，诸如具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜L31和具有朝向物体侧的凹表面的正弯月形透镜L32。

而且，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间布置孔径光阑S，并且在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，孔径光阑S与第二透镜组G2一起向物体侧移动。

在根据示例1的成像镜头SL1中，使用下述的防反射涂层来形成第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的物体侧透镜表面和双凸正透镜L12的物体侧透镜表面。

下面的表1示出根据示例1的成像镜头SL1的各个数据项的值。在[规格]中，分别地，f表示焦距，FNO表示f数，Bf表示从光学元件的最图像侧透镜表面到图像平面I的距离，并且2ω表示视角(单位：度)。

在表1的[透镜数据]中，表面编号“i”表示沿着光束传播的方向从物体侧起的透镜表面的的顺序，“r”表示每一个光学表面的曲率半径，距离“d”表示从每一个光学表面到下一个光学表面的沿着光轴的距离，并且阿贝数“vd”和折射率“nd”表示相对于d线(波长λ＝587.6nm)的值。

在[非球面数据]中，分别地，k是锥形系数，并且An是第n阶非球面系数。注意[E-n]表示[×10^-n]。

而且，在[可变距离]中，示出在无限远距离聚焦状态(INF)、-0.5的拍摄放大率(β)的状态(MID)和-1.0的拍摄放大率(β)的状态(CLD)中的可变距离。进一步示出了镜头全长TL、空气转换镜头全长ACTL和空气转换ACBf(它是在最接近图像侧的具有折射光焦度的光学元件的图像侧表面和图像平面之间的距离的空气转换值)。镜头全长TL表示从在无限远距离聚焦状态中的透镜表面的第一表面到图像平面I的轴上距离。而且，分别地，d0指示在物体和第一透镜组G1之间的沿着光轴的距离，d1a表示在第一透镜组G1和孔径光阑S之间的沿着光轴的距离，d1b表示在孔径光阑S和第二透镜组G2之间的沿着光轴的距离，并且d2指示在第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的沿着光轴的距离。而且，轴上空气间隙d1被表达为例如d1＝d1a+d1b。

在[条件表达式的值]中，分别地，β是最大拍摄放大率，f1表示第一透镜组G1的焦距，f2表示第二透镜组G2的焦距，Da表示在第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的最接近物体侧的表面和双凸正透镜L12的最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，Db表示在双凸正透镜L12的最接近图像侧的表面和双凸正透镜L13的最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，f表示成像镜头的焦距，X1表示在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时第一透镜组G1沿着光轴的移动量的绝对值，TL表示在无限远距离聚焦状态中的镜头全长，r1表示负弯月形透镜L11的最接近图像侧的表面的曲率半径，并且r2表示双凸正透镜L12的最接近物体侧的表面的曲率半径。

在下面的全部数据的各个项中描述的焦距、曲率半径、表面距离和其他数据项涉及一般使用[mm]来作为长度单位，然而，光学系统即使当成比例地放大或缩小时也获取相同的光学性能，因此不限于这个单位。顺便提及，曲率半径“r＝∞”指示平面，并且省略空气的折射率“nd＝1.00000”。注意，在随后的示例中，附图标号和符号与各个数据项的描述是相同的，并且省略在随后的工作示例中的它们的描述。

表1

[规格]

f＝40.00

Bf＝37.65(常数)

FNO＝2.68

2ω＝39.0

[透镜数据]

[非球面数据]

表面编号＝14

κ＝0.3210

A4＝4.54813E-06

A6＝5.40478E-09

A8＝-5.17090E-12

A10＝5.14254E-15

[可变距离]

[条件表达式的值]

(1)(-β)＝1.000

(2)f2/f1＝0.154

(3)Da/Db＝0.507

(4)X1/f＝0.672

(5)f/TL＝0.461

(6)(r2+r1)/(r2-r1)＝1.663

(7)f×(-β)/f2＝1.173

(8)fp/(-fn)＝0.273

(9)f/(-fn)＝0.059

(10)f/fp＝0.215

图2A、2B和2C是根据示例1的成像镜头的各种像差的图；图2A是在无限远距离焦点对准状态中的各种像差的图；图2B是在-0.5的拍摄放大率的状态中的各种像差的图；并且，图2C是在-1.0的拍摄放大率的状态中的各种像差的图。

在每一个像差图中，分别地，FNO表示f数，Y表示图像高度，d指示相对于d线(λ＝587.6nm)的像差曲线，并且g指示相对于g线(λ＝435.8nm)的像差曲线。在示出球面像差的各个图形中，与最大孔径对应的f数被示出。在示出像散和畸变的各个图形中，示出图像高度Y的最大值。在示出慧差的图形中，示出图像高度的值。而且，在示出像散的像差图中，实线指示弧矢图像平面，虚线指示子午图像平面。注意，这些像差图的描述与随后的示例相同。

从这些像差图显然，可以明白，根据示例1的成像镜头SL1具有良好的光学性能，其中，在从无限远距离聚焦状态到近距离拍摄状态的范围中良好地校正各种像差。

图3示出在根据示例1的成像镜头SL1中从物体侧进入的光束BM如何出现幻像的状态。在图3中，当来自物体侧的光束BM入射在如图3中所示的成像镜头SL1时，通过双凸正透镜L12的物体侧透镜表面(具有表面编号“3”的第一幻像产生表面)反射光束BM，并且，该反射光束被负弯月形透镜L11的物体侧透镜表面(具有表面编号“1”的第二幻像产生表面)再一次反射，并且达到图像平面I，导致出现幻像。注意，第一幻像产生表面(表面编号“3”)和第二幻像产生表面(表面编号“1”)被定义为相对于孔径光阑的凹透镜表面。使用在更广的波长范围内的与宽入射角对应的防反射涂层来形成这些表面，由此使得能够有效地减少幻像。

<示例2>

图4是示出根据示例2的成像镜头SL2的透镜配置的截面图。在如图4中所示的成像镜头SL2中，整体具有正折射光焦度的第一透镜组G1以从物体侧起的顺序由下述部分构成：具有负折射光焦度的前组G1F和具有正折射光焦度的后组G1R。而且，前组G1F以从物体侧起的顺序由诸如具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜L11和双凸正透镜L12这样的两个透镜构成，并且后组G1R以从物体侧起的顺序由诸如双凸正透镜L13和双凹负透镜L14这样的两个透镜构成。

整体具有正折射光焦度的第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由下述部分构成：三个透镜，诸如通过双凹负透镜L21与双凸正透镜L22胶合构造的胶合透镜、和双凸正透镜L23。

整体具有负折射光焦度的第三透镜组G3以从物体侧起的顺序由下述部分构成：三个透镜，诸如负弯月形透镜L31、双凹负透镜L32和双凸正透镜L33。

而且，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间布置孔径光阑S，并且在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，孔径光阑S与第二透镜组G2一起向物体侧移动。

在根据示例2的成像镜头SL2中，使用下述的防反射涂层来形成第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的物体侧透镜表面和双凸正透镜L12的物体侧透镜表面。

下面的表2示出根据示例2的成像镜头SL2的各个数据项的值。

表2

[规格]

f＝40.00

Bf＝42.10(常数)

FNO＝2.80

2ω＝39.2

[透镜数据]

[非球面数据]

表面编号＝14

κ＝0.3963

A4＝9.62328E-06

A6＝9.25444E-09

A8＝1.06569E-11

A10＝0.00000E+00

[可变距离]

[条件表达式的值]

(1)(-β)＝1.000

(2)(f2/f1)＝0.154

(3)Da/Db＝0.576

(4)X1/f＝0.563

(5)f/TL＝0.459

(6)(r2+r1)/(r2-r1)＝1.553

(7)f×(-β)/f2＝1.270

(8)fp/(-fn)＝0.232

(9)f/(-fn)＝0.052

(10)f/fp＝0.224

图5A、5B和5C是根据示例2的成像镜头的各种像差的图；图5A是在无限远距离焦点对准状态中的各种像差的图；图5B是在-0.5的拍摄放大率的状态中的各种像差的图；并且，图5C是在-1.0的拍摄放大率的状态中的各种像差的图。

从这些像差图显然，可以明白，根据示例2的成像镜头SL2具有良好的光学性能，其中，在从无限远距离聚焦状态到近距离拍摄状态的范围中良好地校正各种像差。

<示例3>

图6是示出根据示例3的成像镜头SL3的透镜配置的截面图。在图6中的成像镜头SL3中，整体具有正折射光焦度的第一透镜组G1以从物体侧起的顺序由下述部分构成：具有负折射光焦度的前组G1F和具有正折射光焦度的后组G1R。而且，前组G1F以从物体侧起的顺序由诸如具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜L11和双凸正透镜L12这样的两个透镜构成，并且后组G1R以从物体侧起的顺序由诸如双凸正透镜L13和双凹负透镜L14这样的两个透镜构成。

整体具有正折射光焦度的第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由下述部分构成：三个透镜，诸如通过双凹负透镜L21与双凸正透镜L22胶合构造的胶合透镜、和双凸正透镜L23。

整体具有负折射光焦度的第三透镜组G3以从物体侧起的顺序由下述部分构成：两个透镜，诸如具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜L31和双凸正透镜L32。

而且，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间布置孔径光阑S，并且在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，孔径光阑S与第一透镜组G1一起向物体侧移动。

在根据示例3的成像镜头SL3中，使用下述的防反射涂层来形成第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的图像侧透镜表面和物体侧透镜表面。

下面的表3示出根据示例3的成像镜头SL3的各个数据项的值。

表3

[规格]

f＝39.28

Bf＝37.40(常数)

FNO＝2.89

2ω＝39.9

[透镜数据]

[非球面数据]

表面编号＝14

κ＝0.2972

A4＝4.92425E-06

A6＝7.19036E-09

A8＝-6.48152E-11

A10＝1.69010E-13

[可变距离]

[条件表达式的值]

(1)(-β)＝1.000

(2)(f2/f1)＝0.217

(3)Da/Db＝0.305

(4)X1/f＝0.691

(5)f/TL＝0.485

(6)(r2+r1)/(r2-r1)＝1.939

(7)f×(-β)/f2＝1.183

(8)fp/(-fn)＝0.122

(9)f/(-fn)＝0.033

(10)f/fp＝0.271

图7A、7B和7C是根据示例3的成像镜头的各种像差的图；图7A是在无限远距离焦点对准状态中的各种像差的图；图7B是在-0.5的拍摄放大率的状态中的各种像差的图；并且，图7C是在-1.0的拍摄放大率的状态中的各种像差的图。

从这些像差图显然，可以明白，根据示例3的成像镜头SL3具有良好的光学性能，其中，在从无限远距离聚焦状态到近距离拍摄状态的范围中良好地校正各种像差。

<示例4>

图8是示出根据示例4的成像镜头SL4的透镜配置的截面图。在图8中的成像镜头SL4中，整体具有正折射光焦度的第一透镜组G1以从物体侧起的顺序由下述部分构成：具有负折射光焦度的前组G1F和具有正折射光焦度的后组G1R。而且，前组G1F以从物体侧起的顺序由诸如具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜L11和双凸正透镜L12这样的两个透镜构成，并且后组G1R以从物体侧起的顺序由诸如双凸正透镜L13和双凹负透镜L14这样的两个透镜构成。

整体具有正折射光焦度的第二透镜组G2以从物体侧起的顺序由下述部分构成：三个透镜，诸如双凹负透镜L21、具有朝向图像侧的凸表面的正弯月形透镜L22、和双凸正透镜L23。

整体具有负折射光焦度的第三透镜组G3以从物体侧起的顺序由下述部分构成：两个透镜，诸如具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜L31和双凸正透镜L32。

而且，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间布置孔径光阑S，并且在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，孔径光阑S与第二透镜组G2一起向物体侧移动。

在根据示例4的成像镜头SL4中，使用下述的防反射涂层来形成第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的图像侧透镜表面和双凸正透镜L12的物体侧透镜表面。

下面的表4示出根据示例4的成像镜头SL4的各个数据项的值。

表4

[规格]

f＝39.57

Bf＝37.89(常数)

FNO＝2.89

2ω＝39.6

[透镜数据]

[可变距离]

[条件表达式的值]

(1)(-β)＝1.000

(2)(f2/f1)＝0.291

(3)Da/Db＝0.357

(4)X1/f＝0.663

(5)f/TL＝0.463

(6)(r2+r1)/(r2-r1)＝1.450

(7)f×(-β)/f2＝1.131

(8)fp/(-fn)＝0.341

(9)f/(-fn)＝0.151

(10)f/fp＝0.443

图9A、9B和9C是根据示例4的成像镜头的各种像差的图；图9A是在无限远距离焦点对准状态中的各种像差的图；图9B是在-0.5的拍摄放大率的状态中的各种像差的图；并且，图9C是在-1.0拍摄放大率的状态中的各种像差的图。

从这些像差图显然，可以明白，根据示例4的成像镜头SL4具有良好的光学性能，其中，在从无限远距离焦点对准状态到近距离拍摄状态的范围中良好地校正各种像差。

接下来，将描述用于根据所述实施例的成像镜头SL1至SL4(它们一般地被称为成像镜头SL)的防反射涂层(其也被称为多层宽频带防反射涂层)。图12是示出防反射涂层的膜结构的一个示例的视图。这个防反射涂层101是在诸如透镜这样的光学构件102的光学表面上形成的7层膜。第一层101a由通过真空蒸镀方法气相沉积的氧化铝构成。在第一层101a上进一步形成第二层101b，第二层101b由通过真空蒸镀方法气相沉积的氧化钛和氧化锆的混合物构成。而且，在第二层101b上形成第三层101c，第三层101c由通过真空蒸镀方法气相沉积的氧化铝构成，并且在第三层101c上进一步形成第四层101d，第四层101d由通过真空蒸镀方法气相沉积的氧化钛和氧化锆的混合物构成。而且，在第四层101d上形成第五层101e，第五层101e由通过真空蒸镀方法气相沉积的氧化铝构成，并且在第五层101e上进一步形成第六层101f，第六层101f由通过真空蒸镀方法气相沉积的氧化钛和氧化锆的混合物构成。

然后，在如此形成的第六层101f上通过湿法形成第七层101g，第七层101g由氟化镁和硅石构成，因此形成根据本实施例的防反射涂层101。第七层101g的形成包含使用被分类为一种类型的湿法的溶胶凝胶法。溶胶凝胶法是转换溶胶的处理，通过下述方式来获取溶胶：通过水解缩合聚合反应将材料混合到没有流动性的凝胶内，并且通过热分解这个凝胶来获取产品。在制造光学薄膜中，可以通过下述方式来产生膜：在光学构件的光学表面上涂敷光学薄膜的材料溶胶，并且将该溶胶干燥固化为凝胶膜。注意，湿法可以包含不通过凝胶状态来获取固态膜的处理，而不限于溶胶凝胶法。

因此，通过被定义为干法的电子束蒸镀来形成防反射涂层101的第一层101a至第六层101f，并且，使用通过氟化氢/醋酸镁处理准备的溶胶液体，通过湿法来在下面的过程中形成最上的第七层101g。开始，通过使用真空蒸镀设备将作为第一层101a的氧化铝层、作为第二层101b的氧化钛和氧化锆的混合物层、作为第三层101c的氧化铝层、作为第四层101d的氧化钛和氧化锆的混合物层、作为第五层101e的氧化铝层、作为第六层101f的氧化钛和氧化锆的混合物层以此顺序预先形成在透镜膜生长表面(如上所述的光学构件102的光学表面)上。然后，在将光学构件102取出蒸镀设备后，通过下述方式来将由氟化镁和硅石的混合物构成的层形成为第七层101g：使用旋涂方法涂敷通过氟化氢/醋酸镁处理制备的加上硅酸烷基酯的溶胶液体。下面给出的公式(b)是在通过氟化氢/醋酸镁处理制备的情况下的反应公式：

2HF+Mg(CH₃COO)₂→MgF₂+2CH₃COOH    (b)

在混合材料后和在高压锅中在140℃进行高温压力熟化(high temperature pressurization maturing)处理达24小时后，用于这种膜生长的溶胶液体用于生长膜。在结束第七层101g的膜生长后，光学构件102在空气中在160℃下进行加热处理一个小时，因此被完成。使用溶胶凝胶处理，在保持气隙的同时，沉积在微粒大小上具有几纳米(nm)至几十纳米(nm)的数量级的微粒，由此形成第七层101g。

以下通过使用在图13中所示的频谱特性来描述包括如此形成的防反射涂层101的光学构件的光学性能。

在下面的表5中所示的条件下形成根据本实施例的包括防反射涂层的光学构件(透镜)。在此，表5示出在下述条件下获得的防反射涂层101的层101a(第一层)至101g(第七层)各自的光学膜厚度：λ表示参考波长，并且基底(光学构件)的折射率被设置为1.62、1.74和1.85。注意，表5示出表示氧化铝的Al₂O₃、表示氧化钛和氧化锆的混合物ZrO₂+TiO₂、和表示氟化镁和硅石的混合物的MgF₂+SiO₂。

图13示出当光束垂直地入射在光学构件上时的光谱特性，在该光学构件中，设计了防反射涂层101的每层的光学膜厚度，并且在表5中参考波长λ被设置为550nm。

从图13可以明白，包括在参考波长λ设置为550nm的情况下被设计的防反射涂层101的光学构件可以在其中光束的波长是420nm至720nm的整个范围上将反射比抑制得降低为0.2％或以下。而且，在表5中，甚至包括如下防反射涂层101的光学构件具有与在图13中所示的参考波长λ是550nm的情况下基本上相同的光谱特性，基本上不影响其任何光谱特性，其中，在该防反射涂层101中，在参考波长λ被设置为d线(波长587.6nm)的情况下设计每一个光学膜厚度。

表5

接下来，将描述防反射涂层的修改示例。防反射涂层是5层膜，并且与表5类似，在下面的表6中所示的条件下设计相对于参考波长λ的每层的光学膜厚度。在这个修改示例中，第五层的形成涉及使用如上所述的溶胶凝胶处理。

图14示出当光束垂直地入射在光学构件时的光谱特性，在该光学构件中，通过如在表6中，基底折射率被设置为1.52，并且参考波长λ被设置为550nm的情况下，设计每层的光学膜厚度。从图14可以明白，在修改示例中的防反射涂层可以在其中光束的波长是420nm-720nm的整个范围上将反射比抑制得降低为0.2％或之下。注意，在表6中，甚至包括如下防反射涂层的光学构件具有与在图14中所示的光谱特性基本上相同的光谱特性，基本上不影响其任何光谱特性，其中，在该防反射涂层中，在参考波长λ被设置为d线(波长587.6nm)的情况下设计每一个光学膜厚度。

图15示出在下述情况下的光谱特性：光束在具有图14中所示的光谱特性的光学构件上的入射角分别是30度、45度和60度。注意图14和15未示出包括其中基底折射率是1.46的防反射涂层的光学构件的光谱特性，然而，可以明白，该光学构件具有与基底折射率是1.52的情况基本上相同的光谱特性。

表6

而且，图16通过比较示出仅通过诸如传统的真空蒸镀方法这样的干法来生长的防反射涂层的一个示例。图16示出当光束入射在光学构件上时的光谱特性，在光学构件中，与在表6中相同的方式，在将基底折射率设置为1.52的情况下，设计在下面的表7中所示的条件下构造的防反射涂层。而且，图17示出在下述情况下的光谱特性：光束在具有图16中所示的光谱特性的光学构件上的入射角分别是30度、45度和60度。

表7

为了将在图13至15中图示的包括根据本实施例的防反射涂层的光学构件的光谱特性与在图16和17中所示的传统示例中的光谱特性做比较，可以很好地明白，本防反射涂层在任何入射角具有低得多的反射比，此外，在更宽的频带中具有低反射比。

接下来描述向如上所述的示例1至4应用在表5和6中所示的防反射涂层的示例。

在根据示例1的成像镜头SL1中，如表1中所示，第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的折射率nd是1.48749(nd＝1.48749)，并且，第一透镜组G1的双凸正透镜L12的折射率nd是1.80604(nd＝1.80604)，据此，可行的是，通过下述方式来减少从每一个透镜表面反射的光，并且也减少幻像和光斑：向负弯月形透镜L11的物体侧透镜表面应用与作为基底折射率的1.46对应的防反射涂层101(参见表6)，并且，向双凸正透镜L12的物体侧透镜表面应用与作为基底折射率的1.85对应的防反射涂层(参见表5)。

而且，在根据示例2的成像镜头SL2中，如表2中所示，第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的折射率nd是1.62041(nd＝1.62041)，并且，第一透镜组G1的双凸正透镜L12的折射率nd是1.75520(nd＝1.75520)，据此，可行的是，通过下述方式来减少从每一个透镜表面反射的光，并且也减少幻像和光斑：向负弯月形透镜L11的图像侧透镜表面应用与作为基底折射率的1.62对应的防反射涂层101(参见表5)，并且，向双凸正透镜L12的物体侧透镜表面应用与作为基底折射率的1.74对应的防反射涂层(参见表5)。

而且，在根据示例3的成像镜头SL3中，如表3中所示，第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的折射率nd是1.52249(nd＝1.52249)，据此，可行的是，通过下述方式来减少从每一个透镜表面反射的光，并且也减少幻像和光斑：向负弯月形透镜L11的物体侧透镜表面应用与作为基底折射率的1.52对应的防反射涂层(参见表6)。

而且，在根据示例4的成像镜头SL4中，如表4中所示，第一透镜组G1的负弯月形透镜L11的折射率nd是1.48749(nd＝1.48749)，并且，第一透镜组G1的双凸正透镜L12的折射率nd是1.80100(nd＝1.80100)，据此，可行的是，通过下述方式来减少从每一个透镜表面反射的光，并且也减少幻像和光斑：向负弯月形透镜L11的图像侧透镜表面应用与作为基底折射率的1.46对应的防反射涂层101(参见表6)，并且，向双凸正透镜L12的物体侧透镜表面应用与作为基底折射率的1.85对应的防反射涂层101(参见表5)。

应当注意，在如上所述的实施例中，可以在不影响光学性能的范围内适当地采用如下所述的内容。

在如上进行的讨论和以下描述的实施例中，虽然已经例示了三组配置，但是可以应用诸如四组配置和五组配置这样的其他组配置。而且，其他可用配置是在物体侧增加透镜或透镜组的配置和在最接近图像的侧上增加透镜或透镜组的配置。而且，透镜组表示具有至少一个透镜的部分，该至少一个透镜被在聚焦时改变的空气距离隔开。

而且，可以采用下述聚焦透镜组：沿着光轴移动单个或多个透镜组或分段透镜组，由此执行从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点。在该情况下，聚焦透镜组可以被应用到自动聚焦，并且适合于驱动电机(诸如超声波电机)以用于自动聚焦。特别地，期望第一透镜组G1和第二透镜组G2作为聚焦透镜组。

也可以以下述方式来构造校正由手振动(照相机震动)引起的图像模糊的减振透镜组：移动透镜组或分段透镜组，以便包括在与光轴垂直的方向上的分量，或在包含光轴的平面内方向上旋转地移动(摇摆)透镜组或分段透镜组。具体地说，优选的是，第二透镜组G2或第三透镜组G3的至少一部分被构造为减振透镜组。

而且，任何透镜表面可以形成为球面、平面或非球面。当透镜表面是球面或平面时，处理和组装变得容易，使得可以防止由在处理和组装时的误差引起的光学性能的变差。即使透镜表面移位，在光学性能上的变差也小，因此这是期望的。

当透镜表面是非球面时，通过细磨处理、玻璃模造处理或复合型处理来制造非球面，所述玻璃模造处理即通过模具将玻璃材料形成为非球面形状，所述复合型处理即将树脂材料在玻璃表面上形成为非球面形状。任何透镜表面可以是衍射光学表面。任何透镜可以是梯度折射率透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。

优选的是，在第一透镜组G1和第二透镜组G2之间布置孔径光阑S，然而，可替代配置是透镜框取代孔径光阑的角色，而不设置作为孔径光阑的构件。

而且，优选的是，在根据本实施例的成像镜头SL中，第一透镜组G1包括两个正透镜元件和两个负透镜元件。而且，优选的是，第一透镜组G1以从物体侧起的顺序包括以负/正/正/负顺序布置的透镜元件，并且其间具有空气距离。而且，优选的是，在根据本实施例的成像镜头SL中，第二透镜组G2包括两个正透镜元件。替代地，优选的是，在根据本实施例的成像镜头SL中，第二透镜组G2包括一个正透镜元件和一个负透镜元件。而且，优选的是，在根据本实施例的成像镜头SL中，第三透镜组G3包括一个正透镜元件和一个负透镜元件，而且，优选的是，第三透镜组G3以从物体侧起的顺序包括以负/正顺序布置的透镜元件，并且其间具有空气距离。

注意，已经以增加结构要求便于提供本发明的容易明白的描述的方式来描述了本实施例，然而，当然，本发明不限于这种说明性实施方式。

如上所述，根据本发明，可行的是，提供一种成像镜头、一种包括成像镜头的光学设备和用于制造成像镜头的方法，其中，该成像镜头减少幻像和光斑，在保持足够的视角的同时保持足够的后焦距，简化镜筒的配置，并且使得能够减小镜头全长和移动量。

Claims (30)

1.一种成像镜头，其以从物体侧起的顺序包括：

第一透镜组，其具有正折射光焦度；

第二透镜组，其具有正折射光焦度；以及，

第三透镜组，其具有负折射光焦度，

所述第一透镜组包括被布置得最接近物体的负弯月形透镜，所述负弯月形透镜具有朝向图像侧的凹表面，

在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间布置的孔径光阑，并且

在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点上时，所述第一透镜组和所述第二透镜组移向物体侧，并且改变在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离。

2.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第一透镜组的至少一个光学表面被设置有防反射涂层，并且所述防反射涂层包括通过使用湿法形成的至少一层。

3.根据权利要求2所述的成像镜头，其中，所述防反射涂层是多层膜，并且，通过湿法形成的所述层是作为构成所述多层膜的层的最上层的层。

4.根据权利要求2所述的成像镜头，其中，当nd是通过使用湿法形成的所述层的折射率时，nd等于或小于1.30。

5.根据权利要求2所述的成像镜头，其中，所述光学表面是从所述孔径光阑看的凹表面。

6.根据权利要求5所述的成像镜头，其中，从所述孔径光阑看的所述凹表面是图像侧透镜表面。

7.根据权利要求5所述的成像镜头，其中，从所述孔径光阑看的所述凹表面是物体侧透镜表面。

8.根据权利要求5所述的成像镜头，其中，从所述孔径光阑看的所述凹表面是最接近物体侧的所述透镜的透镜表面。

9.根据权利要求5所述的成像镜头，其中，从所述孔径光阑看的所述凹表面是从最接近物体侧的所述透镜计数的第二透镜的透镜表面。

10.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述成像镜头满足下面的条件表达式：

0.5≤(-β)

其中，β表示在聚焦于最近物体点时的拍摄放大率。

11.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述成像镜头满足下面的条件表达式：

0.07＜f2/f1＜0.35

其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，并且f2表示所述第二透镜组的焦距。

12.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第一透镜组以从物体侧起的顺序包括：

负透镜，其具有朝向图像侧的凹表面；

第一正透镜；和

第二正透镜，并且

所述第一透镜组满足下面的条件表达式：

0.10＜Da/Db＜2.00

其中，Da是在所述负透镜的最接近图像侧的表面和所述第一正透镜的最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离，并且，Db是在所述第一正透镜的最接近图像侧的表面和所述第二正透镜的最接近物体侧的表面之间沿着光轴的距离。

13.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述成像镜头满足下面的条件表达式：

0.40＜X1/f＜0.90

其中，X1表示在从无限远距离物体点聚焦在最近距离物体点时所述第一透镜组沿着光轴的移动量的绝对值，并且f表示所述成像镜头的焦距。

14.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述成像镜头满足下面的条件表达式：

0.35＜f/TL＜1.20

其中，TL表示在无限远距离聚焦状态中的镜头全长，并且f表示所述成像镜头的焦距。

15.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第一透镜组以从物体侧起的顺序包括具有朝向图像侧的凹表面的负透镜和正透镜，并且满足下面的条件表达式：

0.90＜(r2+r1)/(r2-r1)＜2.50

其中，r1表示所述负透镜的最接近图像侧的表面的曲率半径，并且，r2表示所述正透镜的最接近物体侧的表面的曲率半径。

16.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述成像镜头满足下面的条件表达式：

0.30＜f×(-β)/f2＜1.50

其中，f表示所述成像镜头的焦距，并且f2表示所述第二透镜组的焦距。

17.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第一透镜组以从物体侧起的顺序包括：前组，其组合地具有负折射光焦度，并且包括具有朝向图像侧的凹表面的负透镜和正透镜；以及，后组，其组合地具有正折射光焦度，并且被布置在所述前组的图像侧。

18.根据权利要求17所述的成像镜头，其中，满足下面的条件表达式：

0.05＜fp/(-fn)＜0.60

其中，fn表示所述前组的焦距，并且fp表示所述后组的焦距。

19.根据权利要求17所述的成像镜头，其中，满足下面的条件表达式：

0.04＜f/(-fn)

其中，fn表示所述前组的焦距，并且f表示所述成像镜头的焦距。

20.根据权利要求17所述的成像镜头，其中，满足下面的条件表达式：

0.07＜f/fp＜0.80

其中，fp表示所述后组的焦距，并且f表示所述成像镜头的焦距。

21.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第三透镜组包括至少一个负透镜和至少一个正透镜。

22.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第三透镜组由四个或更少的透镜构成。

23.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，所述第三透镜组包括在最接近图像的侧上的正透镜。

24.根据权利要求1所述的成像镜头，其中，在聚焦时所述第三透镜组相对于图像平面固定。

25.一种光学设备，包括根据权利要求1所述的成像镜头。

26.一种制造成像镜头的方法，所述成像镜头以从物体侧起的顺序包括：

第一透镜组，其具有正折射光焦度；

第二透镜组，其具有正折射光焦度；以及，

第三透镜组，其具有负折射光焦度，

所述方法包括步骤：

将具有朝向图像侧的凹表面的负弯月形透镜布置在所述第一透镜组的最接近物体的一侧；

将孔径光阑布置在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间；以及

将所述第一透镜组和所述第二透镜组布置成使得，在从无限远距离物体点聚焦在近距离物体点时，所述第一透镜组和所述第二透镜组以在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的距离改变的方式移向物体侧。

27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括步骤：

在所述第一透镜组至所述第三透镜组当中的至少一个光学表面上施加防反射涂层，使得所述防反射涂层包括通过湿法形成的至少一层。

28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括步骤：

提供具有从所述孔径光阑看的凹表面的所述光学表面。

29.根据权利要求26所述的方法，进一步包括步骤：

满足下面的条件表达式：

0.5≤(-β)

其中，β表示在聚焦于最近物体点时的拍摄放大率。

30.根据权利要求26所述的方法，进一步包括步骤：

满足下面的条件表达式：

0.07＜f2/f1＜0.35

其中，f1表示所述第一透镜组的焦距，并且f2表示所述第二透镜组的焦距。

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