CN102866488A

CN102866488A - 反射折射镜头系统和成像装置

Info

Publication number: CN102866488A
Application number: CN2012102321332A
Authority: CN
Inventors: 畠山丈司
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2013-01-09
Also published as: US20130010180A1; US8896938B2; JP2013015712A

Abstract

一种反射折射镜头系统，按照光行进的顺序包括：第一透镜组，其包括凹透镜和凸透镜，并且具有正折射力；第二透镜组，其位于凹透镜的像方，并且具有负折射力；以及第三透镜组，其具有正折射力，其中第一透镜组具有凹透镜的像方的多个透镜，并且所述多个透镜的一些透镜形成为防振组，以便在垂直于光轴的方向上可移动。

Description

反射折射镜头系统和成像装置

技术领域

本公开涉及一种反射折射镜头系统和具有该反射折射镜头系统的成像装置，该反射折射镜头系统能够校正手抖动，并且非常适于以长焦距不仅捕获静态图像，而且捕获运动图像。

背景技术

一般已知的是，具有反射系统和折射系统的反射折射镜头系统在减少整个镜头的长度以及减少色差上是非常有利的，并且配置为适于长焦镜头。例如，在JP-A-55-32023中，可能通过反射折射镜头系统获得良好的成像性能，该反射折射镜头系统按照光行进的顺序，包括单个正透镜、具有负弯月形的主要后表面反射镜、具有正半月形的次要后表面反射镜、以及具有负折射力的透镜组。

作为反射折射镜头系统的对焦模式，通常使用改变整个镜头的长度的模式，如延伸整个镜头的模式或者改变两个反射表面之间的间隔的模式。此外，例如JP-A-58-205124公开了一种内对焦模式的反射折射镜头系统，其中整个光学系统的长度不变。所述反射折射镜头系统按照光行进的顺序包括：第一透镜组，其包括反射部件并且具有正折射力；以及第二透镜组，其可沿着光轴移动并且具有负折射力；以及第三透镜组，其具有正折射力。在该系统中，在焦点在无限远处的状态下，无焦系统由第一透镜组和第二透镜组形成，并且第二透镜组移动到接近像方，从而使得近距离对象对焦。

同时，近年来，已经提供所谓的单镜头无镜（mirrorless）相机，其每个具有便携性，通过从单镜头反射相机移除反射镜以便简化相机结构改进了便携性。该单镜头无镜相机适于以高图像质量捕获运动图像，因为与单镜头反射相机相反，光恒定地到达用于图像捕获的成像器件。此外，已经使用所谓的摆动技术。在该技术中，在捕获运动图像的情况下，当在捕获期间对象相对于相机前后移动时，为了使得对象对焦，通过精密地摆动焦点，在能够获得高对比值的方向上移动焦点。当对焦组意图执行摆动动作时，优选该对焦组配置为通过将对焦模式设置为内对焦模式，具有小的尺寸并且尽可能重量轻。通过使得对焦组具有小的尺寸并且重量轻，可能减少包括对焦组的驱动机构的整个镜头的尺寸，并且可能减少对焦驱动导致的功耗。

发明内容

当对焦模式是延伸整个镜头的模式时，如果镜头的焦距增加，则用于对焦的延伸量极大地增加，因此该模式不利于减小尺寸。此外，因为驱动机构必须连续延伸整个镜头以生成大的驱动力，所以难以通过摆动动作处理运动图像的捕获。

当对焦模式是改变两个反射表面之间的间隔的模式时，可能极大地减少延伸量，但是驱动机构必须生成大的驱动力。因此，同样难以通过摆动动作处理运动图像的捕获。此外，两个反射表面之间的偏心距对其光学性能极其敏感，但是难以充分地减少通过制作中的对焦导致的偏心距。此外，因为两个反射表面之间的距离的改变同样光学地敏感，所以在设计上仍然存在在近摄对焦期间像差的波动增加的问题。

在JP-A-58-205124中公开的反射折射镜头系统中，采用内对焦模式，并且对焦组不包括具有大重量的大反射镜透镜。因此，与延伸整个镜头的模式或改变两个反射表面之间的间隔的模式相比，可能减少驱动机构的驱动力。然而，因为对焦组在两个反射表面之间或接近反射表面偏移，所以难以确保足够的间隔用于驱动机构的安排。结果，出现镜头尺寸增加的问题。此外，尽管在反射镜透镜的中心部分钻孔，并且光学系统布置在孔部分处，还是难以执行穿过反射镜透镜钻孔的处理，并且同样难以提供将光学系统保持靠近孔部分的机构。此外，尽管对焦组的偏心距对光学性能敏感，还是充分地减少难以通过制作中的对焦导致的偏心距。此外，为了减少近摄对焦期间像差的波动，必须采用其中透镜数目设为大的配置。结果，存在对焦组的重量增加并且驱动机构的尺寸增加的问题。

然而，由于拍摄时手抖动或在拍摄运动对象（如交通工具）的情况下传递给拍摄系统的振动，在捕获图像中导致模糊。具体地，在长焦镜头中，视角极大地减少，因此由于微小的手抖动产生显著的图像模糊。作为用于校正这样的图像模糊的手段，已经使用所谓的手抖动校正光学系统，其通过在近似垂直于光轴的方向上偏移构成镜头系统的一些透镜组并移动图像位置，校正图像模糊，并且在偏移图像位置时校正像差的波动。在手抖动校正光学系统中，基于模糊校正系数，校正由于手抖动等导致的图像偏移。假设整个镜头系统的焦距是f并且手抖动的角度为θ，由手抖动导致的图像偏移量yb计算如下。

Yb=f·tanθ

假设偏移的透镜组的模糊校正系数为βs，则校正图像偏移量yb所需的透镜偏移量SL如下。

SL=-f·tanθ/βs

因此，当模糊校正系数βs大时，可能以小的透镜偏移量SL校正手抖动。手抖动校正光学系统能够通过例如检测系统、控制系统和驱动系统的组合用作光学手抖动校正系统，该检测系统检测由于手抖动导致的相机抖动，该控制系统基于从检测系统输出的信号施加校正量到镜头位置，该驱动系统基于控制系统的输出偏移规定的透镜。

然而，因为反射折射镜头系统通常具有长焦距，所以用于校正图像模糊的防振组的透镜偏移量极大地增加。因此，当透镜偏移时像差的波动也增加时，防止抖动时图像质量显著劣化，防振组的透镜的直径增加，因此该系统不利于减少尺寸。此外，因为增加了防振组的重量，所以需要大的驱动力。因此，驱动机构的尺寸增加，因此同样出现难以确保用于其安排的间隔的问题。因为上述问题，在现有技术的反射折射镜头系统中，难以提供光学校正手抖动的光学防振功能。

因此期望提供一种反射折射镜头系统和成像装置，其能够光学校正手抖动，并且通过减少用于校正的防振组的尺寸和重量减少包括驱动机构的镜头的尺寸。

本公开的实施例贯注于一种反射折射镜头系统，按照光行进的顺序，包括：第一透镜组，其包括凹透镜和凸透镜，并且具有正折射力；第二透镜组，其位于凹透镜的像方，并且具有负折射力；以及第三透镜组，其具有正折射力，其中第一透镜组具有凹透镜的像方的多个透镜，并且所述多个透镜的一些透镜形成为防振组，以便在垂直于光轴的方向上可移动。

本公开的另一实施例贯注于一种成像装置，包括：反射折射镜头系统；以及成像器件，其输出对应于由所述反射折射镜头系统形成的光学图像的捕获图像信号。所述反射折射镜头系统形成为根据本公开实施例的反射折射镜头系统。

在根据本公开实施例的反射折射镜头系统或成像装置中，布置在凹透镜的像方的一些透镜在垂直于光轴的方向上作为防振组偏移。

根据本公开实施例的反射折射镜头系统或成像装置，第一透镜组中的布置在凹透镜的像方的一些透镜形成为防振组，从而优化每组的配置。因此，可能获得这样的长焦镜头系统，其能够光学校正手抖动，并且通过减少用于校正的防振组的尺寸和重量减少包括驱动机构的镜头的尺寸。

附图说明

图1是对应于数字示例1的镜头的截面图，并且示出根据本公开实施例的反射折射镜头系统的第一配置示例。

图2是对应于数字示例2的镜头的截面图，并且示出反射折射镜头系统的第二配置示例。

图3是对应于数字示例3的镜头的截面图，并且示出反射折射镜头系统的第三配置示例。

图4A到4C是图示在对应于数字示例1的反射折射镜头系统的无限远对焦期间的各种像差的像差图，其中图4A示出球面像差，图4B示出像散，并且图4C示出畸变。

图5A到5C是图示在对应于数字示例1的反射折射镜头系统的近摄对焦（拍摄放大倍率β=0.1）期间的各种像差的像差图，其中图5A示出球面像差，图4B示出像散，并且图4C示出畸变。

图6A到6C是图示在对应于数字示例1的反射折射镜头系统的无限远对焦期间的横向像差的像差图。

图7A到7C是图示在对应于数字示例1的反射折射镜头系统的无限远对焦期间、在镜头偏移0.2°状态下的横向像差的像差图。

图8A到8C是图示在对应于数字示例2的反射折射镜头系统的无限远对焦期间的各种像差的像差图，其中图8A示出球面像差，图8B示出像散，并且图8C示出畸变。

图9A到9C是图示在对应于数字示例2的反射折射镜头系统的近摄对焦（拍摄放大倍率β=0.1）期间的各种像差的像差图，其中图9A示出球面像差，图9B示出像散，并且图9C示出畸变。

图10A到10C是图示在对应于数字示例2的反射折射镜头系统的无限远对焦期间的横向像差的像差图。

图11A到11C是图示在对应于数字示例2的反射折射镜头系统的无限远对焦期间、在镜头偏移0.2°状态下的横向像差的像差图。

图12A到12C是图示在对应于数字示例3的反射折射镜头系统的无限远对焦期间的各种像差的像差图，其中图12A示出球面像差，图12B示出像散，并且图12C示出畸变。

图13A到13C是图示在对应于数字示例3的反射折射镜头系统的近摄对焦（拍摄放大倍率β=0.1）期间的各种像差的像差图，其中图13A示出球面像差，图13B示出像散，并且图13C示出畸变。

图14A到14C是图示在对应于数字示例3的反射折射镜头系统的无限远对焦期间的横向像差的像差图。

图15A到15C是图示在对应于数字示例3的反射折射镜头系统的无限远对焦期间、在镜头偏移0.2°状态下的横向像差的像差图。

图16是图示成像装置的配置示例的方框图。

具体实施方式

下文将参照附图描述本公开的实施例。

[镜头配置]

图1示出根据本公开实施例的反射折射镜头系统的第一配置示例。该配置示例对应于稍后要描述的数字示例1的镜头配置。注意，图1对应于无限远对焦期间的镜头安排。类似地，图2到3示出对应于稍后要描述的数字示例2和3的镜头配置的第二到第三配置示例的截面配置。在图1到3中，参考标号Simg表示图像平面。

按照光从物方沿着光轴Z1形成的顺序，根据本实施例的反射折射镜头系统包括：第一透镜组G1，其包括凹透镜（主要镜）M1和凸透镜（次要镜）M2，并且具有正折射力；第二透镜组G2，其位于凹透镜M1的像方，并且具有负折射力；以及第三透镜组G3，其具有正折射力。反射折射镜头系统通过在基本上平行于光轴Z1的方向上偏移第二透镜组G2对焦近距离对象。第一透镜组G1和第三透镜组G3在对焦期间保持固定。

第一透镜组G1具有凹透镜M1的像方的多个透镜，并且所述多个透镜的一些透镜形成为防振组GS，以便在垂直于光轴Z1的方向上可移动，从而可能校正图像模糊。优选防振组GS具有至少一个非球面表面。例如，按照从物方开始的顺序，第一透镜组G1包括凹透镜M1的像方的负透镜和正透镜，其中优选所述正透镜是防振组GS。作为上述配置的特别示例，提供根据第一和第三配置示例的成像镜头1和3（图1和3）的配置。此外，第一透镜组G1中的多个透镜可以在最接近物方的位置具有负透镜，并且该负透镜可以形成为防振组GS。作为上述配置的特别示例，提供根据第二配置示例的成像镜头2（图2）的配置。

优选第二透镜组G2由具有双凹形状的单个透镜形成。优选第三透镜组G3由单个透镜形成，其物方表面具有凸形。

优选通过在朝向物方凹陷的透镜中的像方表面的部分上形成反射表面，形成凹透镜（主要镜）M1的像方表面。优选通过在朝向像方凸起的透镜中的物方表面上形成反射表面，形成凸透镜M2的物方表面。

优选根据本实施例的反射折射镜头系统适当地满足以下条件表达式。如下所述，根据作为特定配置示例的第一到第三配置示例的反射折射镜头系统1到3全部满足以下条件表达式。

0.03<|fB/f|<0.15…(1)

0.10<|ΔD/fB|<0.50…(2)

0.40<f1/f＜0.80…(3)

-0.20<f2/f＜-0.05…(4)

0.40<f/f12<1.00…(5)

0.10<f3/f＜0.40…(6)

这里，

f是焦点在无限远处的状态下的整个系统的焦距，

fB是防振组GS的焦距，

ΔD是光轴方向上防振组GS的物方主点和凹透镜M1的反射表面的顶点之间的间隔，

f12是焦点在无限远处的状态下第一透镜组G1和第二透镜组G2的组合焦距，

f1是第一透镜组G1的焦距，

f2是第二透镜组G2的焦距。

[效果和优点]

接着，将描述根据本实施例的反射折射镜头系统的效果和优点。

在反射折射镜头系统中，第一透镜组G1中的位于凹透镜M1的像方的一些透镜形成为防振组GS。因此，与凹透镜M1的直径相比，可能充分地减少防振组GS的直径。相应地，容易确保布置用于驱动防振组GS的驱动机构的间隔。此外，还可能减少防振组GS的重量，因此可能减少驱动机构的尺寸。

在反射折射镜头系统中，在防振组GS具有正折射力或负折射力的任何情况下，防振组GS具有非球面形状，其中其折射力接近光轴强，并且折射力随着离光轴的距离增加而逐渐减少。从而，即使在校正手抖动的状态下也可能满意地校正彗差。

防振组GS能够改进防振效果，使得入射光量增加。相应地，当正透镜形成为防振组GS（图1和3）时，负透镜布置在正透镜的物方，从而入射光扩散，因此可能改进防振效果。此外，当负透镜形成为防振组GS（图2）时，在第一透镜组G1中接近凹透镜M1的像方的多个透镜中，作为防振组GS的负透镜布置为最接近物方，并且防振组GS布置在入射光相对扩散的位置，从而可能改进防振效果。

条件表达式（1）限定防振组GS的焦距相对于整个镜头系统的焦距的量值。如果条件表达式（1）的结果值小于其下限，则防振组GS的折射力过度地增加。因此，防振组GS的模糊校正系数的绝对值增加，并且防振冲程（stroke）减少。然而，在防止振动时像差的波动增加，并且在防止振动时图像质量显著劣化。如果条件表达式（1）的结果值大于其上限，则防振组GS的折射力过度减少。因此，防振组GS的模糊校正系数的绝对值减少，并且防振组GS的镜头偏移量增加。此外，防振组GS的直径增加，因此防振组GS的重量增加。结果，驱动机构的尺寸增加，因此这不利于减少尺寸。相应地，通过使得反射折射镜头系统满足条件表达式（1），即使在长焦距情况下，也可能减少其尺寸和用于驱动机构和防振组GS的安排的间隔，并且可能实现具有光学防振功能的反射远摄镜头系统，通过该光学防振功能，即使在防止振动时图像质量的劣化也低。为了改进该效果，更优选条件表达式（1）的数字范围设为以下的条件表达式（1）’。

0.06<|fB/f|<0.10…(1)’

条件表达式（2）限定通过将光轴上从凹透镜M1的反射表面到第一透镜组G1中防振组GS的物方主点的距离除以防振组GS的焦距fB获得的值。如果条件表达式（2）的值小于其下限，则防振组GS变得太接近凹透镜M1的反射表面。因此，难以确保防振组GS的可移动范围和用于驱动机构的安排的间隔。如果条件表达式（2）的结果值大于其上限，则防振组GS的折射力过度增加。因此，防止振动时像差的波动增加，并且防止振动时图像质量显著劣化。此外，与其他驱动机构（如对焦组的驱动机构）的干扰趋于发生。相应地，通过使得反射折射镜头系统满足条件表达式（2），变得更容易安排防振组GS的驱动机构，并且可能改进防止振动时的图像质量。为了改进该效果，更优选条件表达式（2）的数字范围设为如下条件表达式（2）’。

0.20<|ΔD/fB|<0.32…(2)’

在反射折射镜头系统中，第二透镜组G2设为对焦组，该第二透镜组位于凹透镜M1的像方并且具有负折射力。因此，可能使用凹透镜M1和成像表面之间的大间隔作为对焦的可变冲程。此外，因为位于凹透镜M1的像方的透镜具有相对小的直径，所以变得容易安排对焦组的驱动机构。具体地，在单镜头无镜相机系统中，对焦组和其他透镜组甚至可以布置在其中现有技术中布置镜盒的间隔中。因此，可能确保充分的对焦冲程，并且可能减少包括透镜和相机的整体的尺寸。

此外，凹透镜M1和凸透镜M2的每个镜头表面形成为折射表面，从而在校正凹透镜M1和凸透镜M2的像差时可能获得自由度。此外，因为对焦组位于相对接近成像表面，所以可能使得对焦组对光学性能具有较少影响，并且由少量的透镜形成。此外，因为对焦组的偏心距中的敏感度也小，所以容易制作该系统。

在折射反射镜头系统中，第二透镜组G2由具有双凹形状的单个透镜形成。利用这样的配置，可能尽可能多的确保对焦冲程，并且可能进一步改进对运动图像捕获的适用性，如通过减少对焦组的重量实现的自动对焦速度的增加。如上所述，对焦组可以配置为重量非常轻，因此可能提高捕获运动图像的功能，并且还可能减少功耗。

此外，第三透镜组G3由单个透镜形成，该透镜的物方表面具有凸形。利用这样的配置，可能尽可能多的确保对焦冲程，并且可能通过物方的凸表面的正折射力，满意地校正像场弯曲和横向色差。从而，该系统可以配置为具有小的尺寸，同时满意地校正像场弯曲和横向色差。

条件表达式（3）限定第一透镜组G1的焦距f1相对于整个镜头系统的焦距f的量值。如果条件表达式（3）的结果值少于其下限，则第一透镜组G1的正折射力过度增加。因此，由第一透镜组G1产生的球面像差增加，因此图像质量劣化。此外，通过对焦产生的球面像差的波动增加，因此难以校正像差。相反，如果条件表达式（3）的结果值大于其上限，则第一透镜组G1的正折射力过度减少。因此，整个透镜的长度增加，变焦比增加，因此这不利于减少尺寸。

条件表达式（4）限定第二透镜组的焦距f2相对于整个镜头系统的焦距f的量值。如果条件表达式（4）的结果值少于其下限，则第二透镜组G2的负折射力过度减少。因此，对焦组的对焦灵敏度减少，对焦冲程增加，并且整个镜头的长度增加。此外，第三透镜组G3的直径也增加，因此这不利于减少尺寸。相反，如果条件表达式（4）的结果值大于其上限值，则第二透镜组G2的负折射力过度增加。因此，对焦冲程减少，但是球面像差和由对焦产生的像差弯曲的波动增加，因此难以校正它们。

相应地，通过使得反射折射镜头系统满足条件表达式（3）和（4），可能充分地减少其尺寸，并且满意地及爱哦中由对焦产生的像差的波动。为了提高该效果，更优选地的是条件表达式（3）和（4）的数字范围设为以下的条件表达式（3）’和（4）’。

0.54<f1/f＜0.62…(3)’

-0.15<f2/f＜-0.09…(4)’

条件表达式（5）限定整个镜头系统的焦距f相对于第一透镜组G1和第二透镜组G2的组合焦距f12的量值。如果条件表达式（5）的结果值少于其下限值，则从第二透镜组G2发出的光近似无焦。因此，对第二透镜组G2和第三透镜组G3之间的像差校正的负荷增加。结果，透镜数目增加。相反，如果条件表达式（5）的结果值大于其上限，则第一透镜组G1和第二透镜组G2的组合的正折射力过度增加，整个光学系统的长度增加，并且变焦比也增加。结果，不利于减少尺寸。相应地，通过满足条件表达式（5），可能减少系统的尺寸，同时即使在镜头数量小的情况下，也实现良好的光学性能。为了提高该效果，更优选地的是条件表达式（5）的数字范围设为以下条件表达式（5）’。

0.55<f/f12<0.74…(5)’

条件表达式（6）限定第三透镜组G3相对于整个镜头系统的焦距f的量值。如果条件表达式（6）的结果值少于其下限，则第三透镜组G3的正折射力过度增加。因此，第三透镜组G3的直径增加，因此这不利于减少尺寸。相反，如果条件表达式（6）的结果值大于其上限，则第三透镜组G3的正折射力不够。因此，整个光学系统的长度增加，因此这不利于减少尺寸。相应地，通过使得反射折射镜头系统满足条件表达式（6），可能在直径方向和整个系统的长度方向充分地减少系统尺寸。为了提高该效果，更优选地是条件表达式（6）的数字范围设为以下条件表达式（6）’。

0.14<f3/f＜0.29…(6)’

如上所述，根据本实施例的反射折射镜头系统，可能光学地校正手抖动，并且可能减少用于校正的防振组GS的尺寸和重量。此外，因为对焦模式是内对焦模式，所以可能减少对焦组的尺寸和重量，并且容易制作对焦组，使得对焦组的偏心距的敏感度小。此外，可能获得长焦镜头系统，其中使得包括对焦组和防振组GS的驱动机构的镜头的尺寸小。

此外，通过将反射折射镜头系统应用于成像装置并执行电子图像处理，整个光学系统的长度缩短，并且第一透镜组G1的透镜直径减少，因此可能进一步减少镜头系统的尺寸。

[成像装置的应用示例]

图16示出对其应用根据本实施例的反射折射镜头系统的成像装置100的配置示例。成像装置100例如是数字照相机。CPU（中央处理单元）110整体地控制整个装置，通过成像器件140，将通过图1所示的反射折射镜头系统1（或图2或3所示的反射折射镜头系统2或3）获得的光学图像转换为电信号，然后输出信号到图像分离电路150。这里，作为成像器件140，使用光电转换元件，如CCD（电荷耦合器件）、CMOS（互补金属氧化物半导体）。图像分离电路150基于电信号生成对焦控制信号，将该信号输出到CPU 110，并且将对应于电信号的图像部分的图像信号输出到后级中的图像处理电路（图中未示出）。图像处理电路将接收的信号转换为具有适于后面处理的格式的信号。转换的信号提供用于显示部分中的图像显示处理，规定记录介质上的记录处理，通过预定通信接口的数据传送处理等。

CPU 110接收操作信号，如从外部输入的对焦操作，并且响应于操作信号执行各种处理。例如，当提供通过对焦按钮产生的对焦操作信号时，CPU 110通过驱动电路120操作驱动马达130，以便获得根据指令的准确对焦状态。从而，成像装置100的CPU 110响应于对焦操作信号，沿着光轴偏移反射折射镜头系统1的对焦透镜组（第二透镜组G2）。在这点上，此时的对焦透镜组的位置信息反馈给成像装置100的CPU 110，因此CPU 110在下一次通过驱动马达130偏移对焦透镜组时参考该信息。

成像装置100还包括模糊校正部分，其检测由于手抖动导致的装置的模糊。CPU 110基于从模糊检测部分输出的信号，通过驱动电路120操作驱动马达130。从而，CPU 110根据模糊量，在垂直于光轴的方向上偏移防振组GS。

注意，尽管在成像装置100的特定目标是数字照相机的情况下给出上述描述，但是本公开不限于此，并且各种其他电子装置可以是成像装置100的特定目标。例如，可换镜头相机、数字摄像机、以及内置数字摄像机的移动电话以及各种其他电子装置（如PDA（个人数字助理））可以用作成像装置100的特定目标。

[示例]

接着，将描述根据本实施例的反射折射镜头系统的特定数字示例。

注意，在附表和描述中，参考标号等定义如下。“si”表示第i个表面，其中参考标号i按照光从物方行进的顺序顺序地增加。类似地，“ri”表示第i个表面的曲率半径（mm），其中参考标号i按照光行进的顺序顺序地增加。“di”表示第i个表面和第（i+1）个表面之间的同轴间隔（mm）。此外，关于“di”，“可变”表示对应的间隔是可变间隔。“ni”表示在d线（播出587.6mm）具有第i个表面的光学元件的材料的折射率。“vi”表示在d线具有第i个表面的光学元件的材料的阿贝数。

[数字示例1]

表1到3示出镜头数据，其中特定数字值应用于根据图1所示的第一配置示例的反射折射镜头系统1。具体地，表1示出基本镜头数据，并且表2和3示出其他数据。

在反射折射镜头系统1中，第二透镜组G2由于对焦偏移，并且第二透镜组G2前后的同轴表面间隔D16和D18的值可变。表2示出在无限远对焦期间和近摄对焦（拍摄放大倍率β=0.1）期间的可变同轴表面间隔D16和D18的值。注意，在表2中，“Fno”表示F数，“ω”表示半视角。“B.F.”表示后焦距，并且还表示光轴上从最后透镜表面到图像平面Simg的距离。

在反射折射镜头系统1中，按照光从物方行进的顺序，第一透镜组G1包括：由正透镜形成的第一透镜L11；凹透镜（主要镜）M1；凸透镜（次要镜）M2；由负透镜形成的第二透镜L12；由正透镜形成的第三透镜L13；以及由负透镜形成的第四透镜L14。第二透镜L12、第三透镜L13和第四透镜L14布置在凹透镜M1的像方。第三透镜L13形成为防振组GS。通过在朝向物方凹陷的透镜中的像方表面的部分（不同于中心部分）上形成反射表面，形成凹透镜M1的像方表面。通过在朝向像方凸起的透镜中的物方表面上形成反射表面，形成凸透镜M2的物方表面。第二透镜组G2由具有双凹形状的单个透镜（负透镜L21）形成。第三透镜组G3由单个透镜（正透镜L31）形成，其物方表面具有凸形。

在反射折射镜头系统1中，第一透镜组G1中的第三透镜L13（防振组GS）的两个表面形成为非球面。假设表面的定点为原点，光轴方向为X轴，并且垂直于光轴的方向上的高度为h，每个非球面表面的形状可以由下面的表达式表示。对于稍后要描述的其他示例的非球面表面也相同。表1的镜头数据中的非球面表面的曲率半径表示接近光轴（旁轴）的曲率半径的数字值。表3示出非球面表面系数的数据。在表3所示的数字值中，参考标号“E”意味着其之后的数字值是以10为基数的“幂指数”，并且以10为基数并且由指数函数表示的该数字值乘以“E”之间的数字值。例如，“1.0E-05”表示“1.0×10^-5”。

X = \frac{h^{2} / R}{1 + \sqrt{1 - (1 + K) h^{2} / R^{2}}} + Σ A_{i} h^{i}

这里，

Ai是第i阶非球面表面系数，

R是旁轴曲率半径，以及

K是二次曲线常数。

表1

表2

表3

[数字示例2]

类似于上述数字示例1，通过数字示例2，表4到6示出镜头数据，其中特定数字值应用于根据图2所示的第二配置示例的反射折射镜头系统2。

在反射折射镜头系统2中，第二透镜组G2由于对焦偏移，并且第二透镜组G2前后的同轴表面间隔D14和D16的值可变。表5示出在无限远对焦期间和近摄对焦（拍摄放大倍率β=0.1）期间的可变同轴表面间隔D14和D16的值。

在反射折射镜头系统2中，第二透镜组G2和第三透镜组G3的基本透镜配置与图1的反射折射镜头系统1的基本透镜配置相同，但是它们之间的差异在于第一透镜组G1的透镜配置。在反射折射镜头系统2中，按照光从物方行进的顺序，第一透镜组G1包括：由正透镜形成的第一透镜L11；凹透镜（主要镜）M1；凸透镜（次要镜）M2；由负透镜形成的第二透镜L12；以及由正透镜形成的第三透镜L13。第二透镜L12和第三透镜L13布置在凹透镜M1的像方。第二透镜L12形成为防振组GS。通过在朝向物方凹陷的透镜中的像方表面的部分（不同于中心部分）上形成反射表面，形成凹透镜M1的像方表面。通过在朝向像方凸起的透镜中的物方表面上形成反射表面，形成凸透镜M2的物方表面。

在反射折射镜头系统2中，第一透镜组G1中的第二透镜L12（防振组GS）和第三透镜L13每个的两个表面形成为非球面。表4的镜头数据中的非球面表面的曲率半径表示接近光轴（旁轴）的曲率半径的数字值。表6示出非球面表面系数的数据。

表4

表5

表6

[数字示例3]

类似于上述数字示例1，通过数字示例2，表7到9示出镜头数据，其中特定数字值应用于根据图3所示的第三配置示例的反射折射镜头系统3。

在反射折射镜头系统3中，第二透镜组G2由于对焦偏移，并且第二透镜组G2前后的同轴表面间隔D14和D16的值可变。表8示出在无限远对焦期间和近摄对焦（拍摄放大倍率β=0.1）期间的可变同轴表面间隔D14和D16的值。

在反射折射镜头系统3中，第二透镜组G2和第三透镜组G3的基本透镜配置与图1的反射折射镜头系统1的基本透镜配置相同，但是它们之间的差异在于第一透镜组G1的透镜配置。在反射折射镜头系统3中，按照光从物方行进的顺序，第一透镜组G1包括：由正透镜形成的第一透镜L11；凹透镜（主要镜）M1；凸透镜（次要镜）M2；由负透镜形成的第二透镜L12；以及由正透镜形成的第三透镜L13。第二透镜L12和第三透镜L13布置在凹透镜M1的像方。第三透镜L13形成为防振组GS。通过在朝向物方凹陷的透镜中的像方表面的部分（不同于中心部分）上形成反射表面，形成凹透镜M1的像方表面。通过在朝向像方凸起的透镜中的物方表面上形成反射表面，形成凸透镜M2的物方表面。

在反射折射镜头系统3中，作为防振组GS的第三透镜L13由塑料制成。通过使用塑料材料用于防振组GS，可能减少防振组GS的重量，因此可能减少防振组GS的移动机构的尺寸。

在反射折射镜头系统3中，第一透镜组G1中的第二透镜L12的像方表面和第三透镜L13（防振组GS）的两个表面形成为非球面。表7的镜头数据中的非球面表面的曲率半径表示接近光轴（旁轴）的曲率半径的数字值。表9示出非球面表面系数的数据。

表7

表8

表9

各个示例的其他数字值数据

表10和11示出与各个数字示例中的上述各个条件表达式有关的值的集合。如可以从表10看到的，各个数字示例的值在各个条件表达式的数字范围内。

表10

条件表达式	示例1	示例2	示例3
				(1)\|fB/f\|	0.082	0.059	0.099
(2)\|ΔD/fB\|	0.240	0.197	0.315
				(3)f1/f	0.570	0.619	0.612
(4)f2/f	-0.114	-0.102	-0.145
				(5)f/f12	0.692	0.570	0.701
(6)f3/f	0.224	0.153	0.281

表11

参考标号	示例1	示例2	示例3
				fB	8.180	-5.885	9.898
f	100.000	100.000	100.000
				ΔD	1.965	1.161	3.118
f1	57.010	61.860	61.227
				f2	-11.379	-10.153	-14.525
f12	144.508	175.478	142.564
				f3	22.399	15.326	28.061

[像差性能]

图4A到4C示出对应于数字示例1的反射折射镜头系统1的无限远对焦期间的球面像差、像散和畸变。图5A到5C示出在近摄对焦期间的相同像差。每个像差图示出当d线（波长587.6nm）设为参考波长时的像差。在每个球面像差图中，垂直轴指示像差与全孔径F值的比率，水平轴表示散焦，实线表示其在d线（波长587.6nm）处的值，链线表示其在g线（波长435.8nm）处的值，并且虚线表示其在C线（波长656.3nm）处的值。在每个像散图中，垂直轴表示视角，水平轴表示散焦，实线表示其在径向（sagittal）像平面上的值，并且虚线表示其在经向（meridional）像平面上的值。在每个畸变图中，垂直轴表示视角，并且水平轴表示百分比％。ω表示半视角。

此外，图6A到6C和7A到7C示出无限远对焦期间的横向像差。具体地，图7A到7C示出在无限远对焦期间镜头偏移0.2°的状态下的横向像差。镜头偏移的具体值写在表2中。

类似地，图8A到8C和9A到9C示出对应于数字示例2的反射折射镜头系统2的球面像差、像散和畸变。此外，图10A到10C示出无限远对焦期间的横向像差。具体地，图11A到11C示出在无限远对焦期间镜头偏移0.2°的状态下的横向像差。镜头偏移的具体值写在表5中。

类似地，图12A到12C和13A到13C示出对应于数字示例3的反射折射镜头系统3的球面像差、像散和畸变。此外，图14A到14C示出无限远对焦期间的横向像差。具体地，图15A到15C示出在无限远对焦期间镜头偏移0.2°的状态下的横向像差。镜头偏移的具体值写在表8中。

如可以从各个像差图中看到的，明显的是，在每个示例中，满意地校正各种像差，并且获得即使在0.1的拍摄放大比率β时在近摄对焦期间也良好的成像性能。此外，获得即使在手抖动校正了0.2°的状态下也良好的成像性能。

[其他实施例]

根据本公开的技术不限于上述示例和实施例的描述，并且可以修改为各种形式。

上述数字实施例中描述或示出的数字值和组件的形状仅仅是用于执行本公开的实施例的说明性示例，并且它们不应当被解释为限制本公开的技术范围。

此外，上述实施例和示例描述了镜头系统由三个透镜组形成的配置。然而，可以采用这样的配置，其中进一步提供实际上没有折射力的透镜。

此外，例如根据本公开的技术可以具有以下配置。

（1）．一种反射折射镜头系统，按照光行进的顺序，包括：

第一透镜组，其包括凹透镜和凸透镜，并且具有正折射力；

第二透镜组，其位于凹透镜的像方，并且具有负折射力；以及

第三透镜组，其具有正折射力，

其中第一透镜组具有凹透镜的像方的多个透镜，并且所述多个透镜的一些透镜形成为防振组，以便在垂直于光轴的方向上可移动。

（2）．如项目（1）所述的反射折射镜头系统，其中满足以下条件表达式

0.03<|fB/f|<0.15…(1)

其中

f是焦点在无限远处的状态下的整个系统的焦距，以及

fB是防振组的焦距。

（3）．如项目（1）或（2）所述的反射折射镜头系统，其中满足以下条件表达式

0.10<|ΔD/fB|<0.50…(2)

其中ΔD是光轴方向上防振组的物方主点和凹透镜的反射表面的顶点之间的间隔。

（4）．如项目（1）到（3）的任一所述的反射折射镜头系统，其中通过在与光轴平行的方向上移动第二透镜组使得近距离物体对焦，并且满足以下条件表达式

0.40<f1/f＜0.80…(3)

-0.20<f2/f＜-0.05…(4)

其中

f1是第一透镜组的焦距，以及

f2是第二透镜组的焦距。

（5）．如项目（1）到（4）的任一所述的反射折射镜头系统，其中满足以下条件表达式

0.40<f/f12<1.00…(5)

其中f12是焦点在无限远处的状态下第一透镜组和第二透镜组的组合焦距。

（6）．如项目（1）到（5）的任一所述的反射折射镜头系统，其中满足以下条件表达式

0.10<f3/f＜0.40…(6)

其中f3是第三透镜组的焦距。

（7）．如项目（1）到（6）的任一所述的反射折射镜头系统，其中防振组具有一个或多个非球面表面。

（8）．如项目（1）到（7）的任一所述的反射折射镜头系统，其中按照从物方开始的顺序，第一透镜组包括凹透镜的像方的负透镜和正透镜，并且所述正透镜形成为防振组以便在垂直于光轴的方向上可移动。

（9）．如项目（1）到（7）的任一所述的反射折射镜头系统，其中第一透镜组中的多个透镜在最接近物方的位置具有负透镜，并且所述负透镜形成为防振组以便在垂直于光轴的方向上可移动。

（10）．如项目（1）到（7）的任一所述的反射折射镜头系统，其中通过在朝向物方凹陷的透镜中的像方表面的部分上形成反射表面，形成凹透镜的像方表面，以及

其中通过在朝向像方凸起的透镜中的物方表面上形成反射表面，形成凸透镜的物方表面。

（11）．如项目（1）到（10）的任一所述的反射折射镜头系统，还包括实际上没有折射力的透镜。

（12）．一种成像装置，包括：

反射折射镜头系统；以及

成像器件，其输出对应于由所述反射折射镜头系统形成的光学图像的捕获图像信号，

其中，按照光行进的顺序，所述反射折射镜头系统包括

第一透镜组，其包括凹透镜和凸透镜，并且具有正折射力；

第三透镜组，其具有正折射力，

（13）．如项目（12）所述的成像装置，其中所述反射折射镜头系统还包括实际上没有折射力的透镜。

本公开包含与2011年7月5日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-149110中公开的主题有关的主题。

本领域技术人员应当理解，依据设计需要和其它因素，可以出现各种修正、组合、部分组合和替换，只要其在项目或其等效的范围内即可。

Claims

1.一种反射折射镜头系统，按照光行进的顺序，包括：

第一透镜组，其包括凹透镜和凸透镜，并且具有正折射力；

第三透镜组，其具有正折射力，

2.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，其中满足以下条件表达式

0.03<|fB/f|<0.15…(1)

其中

f是焦点在无限远处的状态下的整个系统的焦距，以及

fB是防振组的焦距。

3.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，其中满足以下条件表达式

0.10<|ΔD/fB|<0.50…(2)

4.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，其中

通过在与光轴平行的方向上移动第二透镜组使得近距离物体对焦，并且

其中满足以下条件表达式

0.40<f1/f＜0.80…(3)

-0.20<f2/f＜-0.05…(4)

其中

f1是第一透镜组的焦距，以及

f2是第二透镜组的焦距。

5.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，其中满足以下条件表达式

0.40<f/f12<1.00…(5)

6.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，其中满足以下条件表达式

0.10<f3/f＜0.40…(6)

其中f3是第三透镜组的焦距。

7.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，其中防振组具有一个或多个非球面表面。

8.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，其中按照从物方开始的顺序，第一透镜组包括凹透镜的像方的负透镜和正透镜，并且所述正透镜形成为防振组以便在垂直于光轴的方向上可移动。

9.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，其中第一透镜组中的多个透镜在最接近物方的位置具有负透镜，并且所述负透镜形成为防振组以便在垂直于光轴的方向上可移动。

10.如权利要求1所述的反射折射镜头系统，

其中通过在朝向物方凹陷的透镜中的像方表面的部分上形成反射表面，形成凹透镜的像方表面，以及

11.一种成像装置，包括：

反射折射镜头系统；以及

其中，按照光行进的顺序，所述反射折射镜头系统包括

第一透镜组，其包括凹透镜和凸透镜，并且具有正折射力；

第三透镜组，其具有正折射力，