CN104094154B - 摄像镜头以及摄像装置 - Google Patents

Abstract

在摄像镜头中采用使调焦群组轻量化并且FNo.小、高性能的镜头。摄像镜头由在调焦时固定且具有正的光焦度的第1透镜群组(G1)、开口光圈(St)、在调焦时移动且具有正的光焦度的第2透镜群组(G2)、以及在调焦时固定的第3透镜群组(G3)构成，第1透镜群组(G1)从物体侧起按序至少具有曲率半径的绝对值小的凸面朝向像面侧的正透镜(L11)、双凸的正透镜(L12)、曲率半径的绝对值小的凹面朝向物体侧的负透镜(L13)、以及曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜(L14)，第2透镜群组(G2)由曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜(L2)构成，第3透镜群组(G3)至少具有2枚正透镜和1枚负透镜，且满足下述条件式：0.80＜f/f2＜3.00…(1)。

Description

摄像镜头以及摄像装置

技术领域

本发明涉及摄像镜头以及摄像装置，更详细而言涉及可使用在数字照相机、广播用照相机、电影拍摄用照相机等的电子照相机中的摄像镜头、以及具备了该摄像镜头的摄像装置。

背景技术

作为被用在以CCD(ChargeCoupledDevice)、CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)等的摄像元件为记录介质的摄像机、电子静态照相机等的摄像装置中的摄像镜头，以往提出多种视角2ω在10度左右的摄像镜头的方案。

例如，在专利文献1中，提出视角为12.6度且FNo.为2.8的摄像镜头。此外，在专利文献2中，提出视角为8.4度且FNo.为2.9的摄像镜头。此外，在专利文献3中，提出视角为13.874度且FNo.为2.96的摄像镜头。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-297271号公报

专利文献2：日本特开平7-270724号公报

专利文献3：日本特开平8-5906号公报

发明内容

发明要解决的课题

特别是，在电影拍摄用镜头中，为了实现在暗处的拍摄而要求明亮的FNo.，但是上述专利文献1～3所公开的摄像镜头的FNo.并不充分地明亮。

此外，近年来，为了加速调焦速度，要求以轻量的透镜群组来进行调焦，但是由于在专利文献1中移动2枚透镜来进行调焦，在专利文献2中移动3枚透镜来进行调焦，在专利文献3中移动两个透镜群组来进行调焦，因此移动透镜群组的重量较重，在调焦速度方面还不能说是充分的。

本发明正是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种调焦群组轻量、FNo.小且高性能的摄像镜头、以及具备了该摄像镜头的摄像装置。

用于解决课题的手段

本发明的摄像镜头的特征在于，从物体侧起依次实质上由在调焦时固定且具有正的光焦度的第1透镜群组、光圈、在调焦时移动且具有正的光焦度的第2透镜群组、以及在调焦时固定的第3透镜群组构成，第1透镜群组从物体侧起依次至少具有：使曲率半径的绝对值小的凸面朝向像面侧的正透镜11、双凸的正透镜12、使曲率半径的绝对值小的凹面朝向物体侧的负透镜13、以及使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜14，第2透镜群组实质上由使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜2构成，第3透镜群组至少具有2枚正透镜和1枚负透镜，且满足下述条件式。

0.80＜f/f2＜3.00…(1)

其中，设f：对焦于无限远物体时的整个系统的焦点距离，f2：第2透镜群组的焦点距离。

另外，优选满足下述条件式。

0.90＜f/f2＜2.50…(1)’

此外，进一步优选满足下述条件式。

1.00＜f/f2＜2.10…(1)”

在本发明的摄像镜头中，优选满足下述条件式。

80＜v12…(2)

40＜v13＜60…(3)

80＜v14…(4)

其中，设v12：正透镜12的阿贝数，v13：负透镜13的阿贝数，v14：正透镜14的阿贝数。

此外，优选第1透镜群组在正透镜14的像侧从物体侧起依次具有：使曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的负透镜15、使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜16、以及使曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的负透镜17。

此外，优选满足下述条件式。

60＜v15…(5)

80＜v16…(6)

其中，设v15：负透镜15的阿贝数，v16：正透镜16的阿贝数。

此外，优选负透镜15和正透镜16被接合。

此外，优选第3透镜群组从物体侧起依次实质上由使曲率半径的绝对值小的凸面朝向像侧的正透镜31、双凹的负透镜32、双凸的正透镜33、以及使曲率半径的绝对值小的凹面朝向物体侧的负透镜34构成。

本发明的摄像装置的特征在于，具备上述记载的本发明的摄像镜头。

发明效果

本发明的摄像镜头从物体侧起依次实质上由在调焦时固定且具有正的光焦度的第1透镜群组、光圈、在调焦时移动且具有正的光焦度的第2透镜群组、以及在调焦时固定的第3透镜群组构成，在该摄像镜头中，第1透镜群组从物体侧起依次至少具有曲率半径的绝对值小的凸面朝向像面侧的正透镜11、双凸的正透镜12、曲率半径的绝对值小的凹面朝向物体侧的负透镜13、以及曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜14，第2透镜群组实质上由曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜2构成，第3透镜群组至少具有2枚正透镜和1枚负透镜，且满足下述条件式，所以能够使调焦透镜群组(第2透镜群组)轻量化，并且可以实现FNo.小且高性能的摄像镜头。

0.80＜f/f2＜3.00…(1)

此外，本发明的摄像装置由于具备本发明的摄像镜头，因此可以高速地进行调焦，能够获得更为明亮且高画质的影像。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的摄像镜头(与实施例1相同)的镜头构成的剖视图。

图2是表示本发明的实施例2的摄像镜头的镜头构成的剖视图。

图3是表示本发明的实施例3的摄像镜头的镜头构成的剖视图。

图4是本发明的实施例1的摄像镜头的各像差图(A～E)。

图5是本发明的实施例1的摄像镜头的横向像差图。

图6是本发明的实施例2的摄像镜头的各像差图(A～E)。

图7是本发明的实施例2的摄像镜头的横向像差图。

图8是本发明的实施例3的摄像镜头的各像差图(A～E)。

图9是本发明的实施例3的摄像镜头的横向像差图。

图10是本发明的实施方式所涉及的摄像装置的简要构成图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的一实施方式所涉及的摄像镜头(与实施例1相同)的透镜构成的剖视图。图1所示的构成例与后述的实施例1的摄像镜头的构成相同。在图1中，左侧为物体侧，右侧为像侧。

该摄像镜头沿着光轴Z从物体侧起按序由在调焦时固定且具有正的光焦度的第1透镜群组G1、开口光圈St、在调焦时移动且具有正的光焦度的第2透镜群组G2、以及在调焦时固定的第3透镜群组G3构成。另外，图1所示的开口光圈St并非一定表示大小、形状，也可以表示光轴Z上的位置。

在将该摄像镜头应用于摄像装置之际，优选根据装上镜头的照相机侧的构成而在光学系统与像面Sim之间配置盖玻片、棱镜、红外线截止滤光器或低通滤光器等的各种滤光器，因此在图1中示出将假定了它们的平行平板状的光学部件PP配置在第3透镜群组G3与像面Sim之间的例子。

第1透镜群组G1从物体侧起依次由曲率半径的绝对值小的凸面朝向像面侧的正透镜L11、双凸的正透镜L12、曲率半径的绝对值小的凹面朝向物体侧的负透镜L13、曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜L14、曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的负透镜L15、曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜L16、以及曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的负透镜L17构成。

在此，正透镜L11具有减小在远距离和近距离的球面像差的变动的效果。此外，利用正透镜L12、负透镜L13和正透镜L14这3枚的组合，来修正球面像差以及轴上色像差，具有即便减小FNo.也获得能承受的像差量的效果。此外，利用负透镜L15和正透镜L16的2枚组合，具有修正2次色像差的效果。此外，负透镜L17具有缩短全长的效果。

另外，负透镜L15和正透镜L16被接合，由此能够抑制因制造时的透镜间隔的偏差所引起的2次色像差的产生。

此外，第2透镜群组G2由曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜L2构成。该正透镜L2具有减小调焦时的球面像差的变动的效果。此外，通过将调焦透镜群组仅设为1枚透镜，从而能够使调焦透镜群组轻量化。

此外，通过移动第2透镜群组G2来进行调焦，从而第1透镜群组G1具有正的光焦度，从第1透镜群组G1射出的轴上光线成为会聚光线，因此能够减小调焦透镜的直径。

此外，第3透镜群组G3从物体侧起依次由曲率半径的绝对值小的凸面朝向像侧的正透镜L31、双凹的负透镜L32、双凸的正透镜L33、以及曲率半径的绝对值小的凹面朝向物体侧的负透镜L34构成。根据该构成，可以修正倍率色像差以及像散。此外，通过双凸的正透镜L33来增加整体的光焦度，因此能够获得小的FNo.。另外，正透镜L33和负透镜L34分别可以设为凸面朝向物体侧的负凹凸(meniscus)透镜、曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜。

此外，本发明的实施方式所涉及的摄像镜头构成为满足下述条件式(1)。另外，通过满足下述条件式(1)’、进而满足条件式(1)”，从而能够设为更高速调焦和调焦时的像差变动少的摄像镜头。

0.80＜f/f2＜3.00…(1)

0.90＜f/f2＜2.50…(1)’

1.00＜f/f2＜2.10…(1)”

其中，设f：对焦于无限远物体时的整个系统的焦点距离，f2：第2透镜群组G2的焦点距离。

如果低于该条件式(1)的下限，则调焦透镜群组的移动量变大，调焦花费时间。此外，如果高于条件式(1)的上限，则光焦度变得过强，调焦时的球面像差的变动变大。

此外，本发明的实施方式所涉及的摄像镜头构成为满足下述条件式(2)～(4)。

80＜v12…(2)

40＜v13＜60…(3)

80＜v14…(4)

其中，设v12：正透镜L12的阿贝数，v13：负透镜L13的阿贝数，v14：正透镜L14的阿贝数。

如果低于该条件式(2)以及(4)的下限，则难以修正轴上色像差。此外，如果低于条件式(3)的下限，则难以修正2次色像差，如果高于上限，则难以修正轴上色像差。

此外，本发明的实施方式所涉及的摄像镜头构成为满足下述条件式(5)、(6)。

60＜v15…(5)

80＜v16…(6)

其中，设v15：负透镜L15的阿贝数，v16：正透镜L16的阿贝数。

如果低于该条件式(5)、(6)的下限，则难以修正2次色像差。

在本摄像镜头中，作为配置在最靠物体侧的材料，具体而言优选使用玻璃，或者也可以使用透明陶瓷。

此外，当本摄像镜头在恶劣环境中被使用的情况下，优选施以保护用的多层膜涂层。进而，除了保护用涂层以外，还可以施以用于减低使用时的重影光等的反射防止涂层。

此外，在图1所示的例子中，虽然示出了在镜头系统与像面Sim之间配置了光学部件PP的例子，但是也可以取代配置低通滤光器、截止特定波段这样的各种滤光器等，而在各透镜之间配置这些的各种滤光器，或者在任一个透镜的透镜面施以具有与各种滤光器同样作用的涂层。

其次，对本发明的摄像镜头的数值实施例进行说明。另外，以下的表1～7所示的数值以及图4～9的像差图是按照对焦于无限远物体时的整个系统的焦点距离成为1.0的方式被标准化的图。

在图1中示出表示实施例1的摄像镜头的镜头构成的剖视图，在图2中示出表示施例2的摄像镜头的镜头构成的剖视图，在图3中示出表示实施例3的摄像镜头的镜头构成的剖视图。另外，在图1～图3中也一并示出光学部件PP，左侧为物体侧，右侧为像侧，所图示的开口光圈St并非一定表示大小、形状，也可以表示光轴Z上的位置。

在表1中示出实施例1的摄像镜头的基本透镜数据，在表2中示出与各种因素相关的数据。此外，在表3中示出实施例2的摄像镜头的基本透镜数据，在表4中示出与各种因素相关的数据。此外，在表5中示出实施例3的摄像镜头的基本透镜数据，在表6中示出与各种因素相关的数据。

以下，关于表中的标记的意思，虽然取实施例1为例来进行说明，但是关于实施例2、3，基本上也是相同的。

在表1的透镜数据中，在Si的栏中示出将最靠物体侧的构成要素的面设为第1个并随着朝向像侧而依次增加的第i个(i＝1、2、3、……)面编号，在Ri的栏中示出第i个面的曲率半径，在Di的栏中示出第i个面与第i+1个面在光轴Z上的面间隔。此外，在Ndi的栏中示出第i个面与第i+1个面之间的媒介相对于d线(波长587.6nm)的折射率，在vdj的栏中示出将最靠物体侧的光学要素设为第1个并随着朝向像侧而依次增加的第j个(j＝1、2、3、……)光学要素相对于d线的阿贝数。

另外，曲率半径的符号，将面形状在物体侧为凸的情况设为正，将面形状在像侧为凸的情况设为负。在基本透镜数据中示出也包含开口光圈St、光学部件PP、和像面。在相当于开口光圈St的面的面编号的栏中与面编号一起记载了(光圈)这一短语，同样地在相当于像面的面的面编号的栏中与面编号一起记载了(像面)这一短语。

在表2的与各种因素相关的数据中示出焦点距离f’、F数FNo.以及全视角2ω的值。

在基本透镜数据以及与各种因素相关的数据中，作为角度的单位虽然采用的是度，但是除此之外由于进行了标准化，所以无单位。

[表1]

实施例1·透镜数据(n、v：d线)

[表2]

实施例1·各种因素(d线)

f	1.00
		FNo.	2.67
2ω[°]	11.6

[表3]

实施例2·透镜数据(n、v：d线)

[表4]

实施例2·各种因素(d线)

f	1.00
		FNo.	2.65
2ω[°]	11.6

[表5]

实施例3·透镜数据(n、v：d线)

[表6]

实施例3·各种因素(d线)

f	1.00
		FNo.	2.65
2ω[°]	11.6

在表7中示出与实施例1～3的摄像镜头的条件式(1)～(6)对应的值。另外，所有实施例均将d线作为基准波长，下述的表7所示的值是该基准波长下的值。

[表7]

式的编号	条件式	实施例1	实施例2	实施例3
					(1)	f/f2	1.20399	1.32682	1.90079
(2)	v12	81.54	81.54	81.54
					(3)	v13	49.84	49.60	47.37
(4)	v14	81.54	81.54	81.54
					(5)	v15	68.39	70.23	70.23
(6)	v16	81.54	81.54	81.54

在图4(A)～(E)中示出实施例1的摄像镜头的各像差图。图4(A)～(E)分别表示球面像差、正弦条件违反量、像散、畸变像差、倍率色像差。

在表示球面像差、像散、畸变像差的各像差图中示出以d线(波长587.6nm)为基准波长的像差。在球面像差图以及倍率色像差图中，分别用实线、长虚线、短虚线、灰色线来表示与d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)、g线(波长435.8nm)相关的像差。在像散图中分别用实线和虚线来表示矢状(sagital)方向、切线(tangential)方向的像差。球面像差图的FNo.意味着F数，其他的像差图的ω意味着半视角。

此外，在图5中示出实施例1的摄像镜头的横向像差图。

在横向像差图中分别用实线、短虚线、长虚线来表示与d线(波长587.6nm)、C线(波长656.3nm)、F线(波长486.1nm)相关的像差。

同样地，在图6(A)～(E)中示出实施例2的摄像镜头的各像差图，在图7中示出横向像差图。

此外，在图8(A)～(E)中示出实施例3的摄像镜头的各像差图，在图9中示出横向像差图。

根据以上的数据可知，实施例1～3的摄像镜头均满足条件式(1)～(6)，调焦透镜群组(第2透镜群组G2)为轻量，是FNo.小且高性能的摄像镜头。

其次，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。在图10中，作为本发明的实施方式的摄像装置的一例，示出使用了本发明的实施方式的摄像镜头的摄像装置的简要构成图。作为摄像装置，例如能列举以CCD或CMOS等的固体摄像元件为记录介质的摄像机、电子静态照相机等。

图10所示的摄像装置10具备：摄像镜头1、配置在摄像镜头1的像侧的滤光器2、对通过摄像镜头而成像的被摄体的像进行摄像的摄像元件3、对来自摄像元件3的输出信号进行运算处理的信号处理部4、和用于进行摄像镜头1的聚焦调整的聚焦控制部5。

摄像镜头1从物体侧起依次由在调焦时固定且具有正的光焦度的第1透镜群组G1、开口光圈St、在调焦时移动且具有正的光焦度的第2透镜群组G2、以及在调焦时固定的第3透镜群组G3构成。

在图10中简要地示出各透镜群组。摄像元件3将通过摄像镜头1而形成的光学像变换为电信号，其摄像面被配置成与摄像镜头的像面一致。作为摄像元件3，例如能够使用CCD或CMOS等。

以上，举出实施方式以及实施例来说明了本发明，但是本发明并不限定于上述实施方式以及实施例，可以进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等的值并不限定于上述各数值实施例所示的值，可取其他值。

Claims (9)

1.一种摄像镜头，从物体侧起依次实质上由在调焦时固定且具有正的光焦度的第1透镜群组、光圈、在调焦时移动且具有正的光焦度的第2透镜群组、以及在调焦时固定的第3透镜群组构成，所述摄像镜头的特征在于，

所述第1透镜群组从物体侧起依次至少具有：使曲率半径的绝对值小的凸面朝向像面侧的第1正透镜(11)、双凸的第2正透镜(12)、使曲率半径的绝对值小的凹面朝向物体侧的第3负透镜(13)、以及使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的第4正透镜(14)，

所述第2透镜群组实质上由使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的正透镜(2)构成，

所述第3透镜群组至少具有2枚正透镜和1枚负透镜，

满足下述条件式：

0.80＜f/f2＜3.00…(1)

其中，

f：对焦于无限远物体时的整个系统的焦点距离，

f2：所述第2透镜群组的焦点距离。

2.根据权利要求1所述的摄像镜头，其中，

满足下述条件式：

0.90＜f/f2＜2.50…(1)’。

3.根据权利要求2所述的摄像镜头，其中，

满足下述条件式：

1.00＜f/f2＜2.10…(1)”。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像镜头，其中，

满足下述条件式：

80＜v12…(2)

40＜v13＜60…(3)

80＜v14…(4)

其中，

v12：所述第2正透镜(12)的阿贝数，

v13：所述第3负透镜(13)的阿贝数，

v14：所述第4正透镜(14)的阿贝数。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像镜头，其中，

所述第1透镜群组在所述第4正透镜(14)的像侧从物体侧起依次具有：使曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的第5负透镜(15)、使曲率半径的绝对值小的凸面朝向物体侧的第6正透镜(16)、以及使曲率半径的绝对值小的凹面朝向像侧的第7负透镜(17)。

6.根据权利要求5所述的摄像镜头，其中，

满足下述条件式：

60＜v15…(5)

80＜v16…(6)

其中，

v15：所述第5负透镜(15)的阿贝数，

v16：所述第6正透镜(16)的阿贝数。

7.根据权利要求5所述的摄像镜头，其中，

所述第5负透镜(15)和所述第6正透镜(16)被接合。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像镜头，其中，

所述第3透镜群组从物体侧起依次实质上由使曲率半径的绝对值小的凸面朝向像侧的正透镜(31)、双凹的负透镜(32)、双凸的正透镜(33)、以及使曲率半径的绝对值小的凹面朝向物体侧的负透镜(34)构成。

9.一种摄像装置，其特征在于，具备权利要求1至8中任一项所述的摄像镜头。