CN107884907A

CN107884907A - 成像透镜及光学装置

Info

Publication number: CN107884907A
Application number: CN201710821346.1A
Authority: CN
Inventors: 冈田和佳; 椚濑高志; 岸根庆延; 长伦生
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2018-04-06
Anticipated expiration: 2037-09-12
Also published as: US10139588B2; JP6559109B2; JP2018054910A; CN107884907B; US20180088299A1

Abstract

本发明提供一种抑制成像区域中心部的焦点偏移并且可调整像面弯曲，小型且具有良好光学性能的成像透镜及具备该成像透镜的光学装置。成像透镜从最靠物体侧依次具有对焦时不动的第1透镜组(G1)、从远距离物体向近距离物体对焦时向物体侧移动的正的第2透镜组(G2)。将第1透镜组(G1)或包括最靠物体侧的透镜的第1透镜组(G1)内的子透镜组作为调整组(GA)而使其移动以进行像面弯曲的调整。调整像面弯曲时不动的光圈配置在比调整组(GA)更靠像侧。满足与整个系统的焦距、调整组(GA)的焦距及调整组(GA)中的近轴轴上光线的高度相关的条件式。

Description

成像透镜及光学装置

技术领域

本发明涉及一种成像透镜及光学装置，更详细地，涉及一种适合于FA(工业自动化(factory automation))用相机、数码相机、监控相机、电影摄影机及投射型显示装置等且可调整像面弯曲的成像透镜及具备该成像透镜的光学装置。

背景技术

在上述相机中为了减少基于物体距离的变动的像差变动，并且在投射型显示装置中为了减少基于投射距离的变动的像差变动，提出有各种后对焦方式及内对焦方式的成像透镜。例如下述专利文献1中记载有内对焦方式的变焦透镜。在专利文献1的变焦透镜中，在位于比光圈更靠像侧的位置的中继透镜内设置有调整像面弯曲的无焦系统。

专利文献1：日本特开2016-024344号公报

当在相机中安装了法兰距中存在明显的误差的后对焦方式或内对焦方式的透镜系统时，存在可能会产生与设计值不同的像面弯曲这一问题。并且，当拍摄通过成像透镜而形成的像的成像元件具有挠曲时，存在可能会在成像元件的周边部发生焦点偏移这一问题。而且，在FA领域及MV(机器视觉(Machine Vision))领域中，有同时观察位于不同距离的被摄体这一要求，但以往的常规成像透镜中存在只能在与光轴垂直的一个平面内对准焦点这一问题。为了应对这些问题，要求可调整像面弯曲的成像透镜。

专利文献1中所记载的变焦透镜具有可调整像面弯曲的结构，但其基本结构为在比光圈更靠像侧设置像面弯曲调整用无焦系统。为了具有该基本结构，并且在调整像面弯曲时维持成像区域中心部的对焦，需要比光圈更靠物体侧的组也成为无焦系统。基于这种情况，透镜结构受到限制，从而存在透镜系统总长度会变长这一不良情况。

在FA用相机、监控相机及固定式投射型显示装置中设置空间被限定的情况较多而期望可构成为小型的透镜系统。并且，从便携性的方面考虑，数码相机、电影摄影机及便携式投射型显示装置中也期望透镜系统的小型化。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种抑制成像区域中心部的焦点偏移并且可调整像面弯曲，能够构成为小型且具有良好光学性能的成像透镜及具备该成像透镜的光学装置。

本发明的成像透镜的特征在于，该成像透镜从最靠物体侧依次具有：第1透镜组，其在对焦时相对于像面被固定；及第2透镜组，其在从远距离物体向近距离物体对焦时从像侧向物体侧移动且整体具有正屈光力，通过将第1透镜组整体或包括最靠物体侧的透镜的第1透镜组内的子透镜组作为调整组而使其沿光轴方向移动以进行像面弯曲的调整，调整像面弯曲时相对于像面被固定的光圈配置在比调整组靠像侧的位置，并且满足下述条件式(1)及(2)。

-0.05＜f/fA＜0.05 (1)

0.1＜h1/h2＜0.9 (2)

其中，设为

f：对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距；

fA：调整组的焦距；

h1：所述调整组的最靠物体侧的透镜面中的近轴轴上光线的高度；

h2：所述调整组的最靠像侧的透镜面中的近轴轴上光线的高度。

在本发明的成像透镜中，优选满足下述条件式(1-1)和/或(2-1)。

-0.03＜f/fA＜0.03 (1-1)

0.3＜h1/h2＜0.75 (2-1)

在本发明的成像透镜中，调整组从物体侧依次包括整体具有负屈光力的前组及整体具有正屈光力的后组，前组与后组以前组的负屈光力的绝对值成为最大的空气间隔被隔开，关于构成前组的所有透镜，优选满足下述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3-1)。

[数式1]

[数式2]

其中，设为

Ymax：最大像高；

k：前组所具有的透镜的总数；

di：前组的从物体侧起第i个透镜的中心厚度；

νi：前组的从物体侧起第i个透镜的d线基准的色散系数。

在本发明的成像透镜中，调整组从物体侧依次包括整体具有负屈光力的前组及整体具有正屈光力的后组，前组与后组以前组的负屈光力的绝对值成为最大的空气间隔被隔开，并且优选满足下述条件式(4)，更优选满足下述条件式(4-1)。

-2＜Ymax/fAf＜0 (4)

-1.2＜Ymax/fAf＜-0.2 (4-1)

其中，设为

Ymax：最大像高；

fAf：前组的焦距。

在本发明的成像透镜中，优选调整组所具有的透镜的片数为5片以下。

在本发明的成像透镜中，调整组从物体侧依次包括整体具有负屈光力的前组及整体具有正屈光力的后组，前组与后组以前组的负屈光力的绝对值成为最大的空气间隔被隔开，并且优选满足下述条件式(5)，更优选满足下述条件式(5-1)。

0.01＜dAfr/dA＜0.7 (5)

0.05＜dAfr/dA＜0.5 (5-1)

其中，设为

dAfr：前组与后组之间的光轴上的间隔；

dA：从调整组的最靠物体侧的透镜面至调整组的最靠像侧的透镜面的光轴上的距离。

在本发明的成像透镜中，优选最靠物体侧的透镜为负透镜。

在本发明的成像透镜中，优选调整组从物体侧依次包括整体具有负屈光力的前组及整体具有正屈光力的后组，前组与后组以前组的负屈光力的绝对值成为最大的空气间隔被隔开，前组具有2片以上的负透镜。

本发明的光学装置具备本发明的成像透镜。

另外，上述“从物体侧依次具有～”表示包括所有依次具有连续及不连续地举出的构成要件的透镜组。上述“～透镜组”、“调整组”、“前组”及“后组”表示并不一定由多个透镜构成的透镜组，还包括仅由1片透镜构成的透镜组。并且，当某一透镜组由多个透镜构成时，某一透镜组内的“子透镜组”是指这些多个透镜中的任意1片透镜或相邻的多个透镜。

另外，上述透镜的片数为成为构成要件的透镜的片数，例如，由材质不同的多个单透镜接合而成的接合透镜中的透镜的片数以构成该接合透镜的单透镜的片数来表示。但是，对复合非球面透镜(球面透镜与在该球面透镜上所形成的非球面形状的膜构成为一体，且整体作为1个非球面透镜而发挥功能的透镜)不视为接合透镜，而作为1片透镜来使用。

另外，上述“包括～”表示实质上包括的意思，除了作为构成要件所举出的构件以外，还可以包括实质上不具有光焦度的透镜、光圈、滤光片、盖玻璃等透镜以外的光学要件、物镜法兰盘、镜筒及振动校正机构等机构部分等。

另外，关于上述组的屈光力的符号及透镜的屈光力的符号，当包括非球面时设为在近轴区域中考虑。上述条件式均为对焦于无限远物体的状态下以d线(波长587.56nm)为基准的条件式。并且上述条件式的Ymax取正值。

发明效果

根据本发明，在从物体侧依次具有对焦时固定的第1透镜组及从远距离物体向近距离物体对焦时向物体侧移动的正的第2透镜组的透镜系统中，以如下方式构成：在整个系统的最靠物体侧配置用于进行像面弯曲的调整的调整组，在比该调整组更靠像侧配置调整像面弯曲时被固定的光圈，并且满足规定条件式，因此能够提供一种抑制成像区域中心部的焦点偏移并且可调整像面弯曲，能够构成为小型且具有良好光学性能的成像透镜及具备该成像透镜的光学装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的成像透镜的结构及光路的剖视图。

图2是表示本发明的实施例2的成像透镜的结构及光路的剖视图。

图3是表示本发明的实施例3的成像透镜的结构及光路的剖视图。

图4是表示本发明的实施例4的成像透镜的结构及光路的剖视图。

图5是表示本发明的实施例5的成像透镜的结构及光路的剖视图。

图6是本发明的实施例1的成像透镜的各像差图。

图7是本发明的实施例2的成像透镜的各像差图。

图8是本发明的实施例3的成像透镜的各像差图。

图9是本发明的实施例4的成像透镜的各像差图。

图10是本发明的实施例5的成像透镜的各像差图。

图11是本发明的一实施方式所涉及的光学装置的概略结构图。

图12是本发明的另一实施方式所涉及的光学装置的概略结构图。

符号说明

1、104-成像透镜，2-轴上光束，3-最大视角的轴外光束，4-滤光片，5-成像元件，6-信号处理部，7-聚焦控制部，8-像面弯曲控制部，10、100-光学装置，101-光源，102-照明光学系统，103-DMD，105-屏幕，G1-第1透镜组，G2-第2透镜组，G3-第3透镜组，GA-调整组，GAf-前组，GAr-后组，L11～L16、L21～L25、L31-透镜，PP-光学部件，Sim-像面，St-孔径光圈，Z-光轴。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细的说明。图1是表示本发明的一实施方式所涉及的成像透镜的结构及光路的剖视图。图1所示的结构例与后述的实施例1的成像透镜对应。在图1中，示出对焦于无限远物体的状态，左侧为物体侧，右侧为像侧，关于轴上光束2及最大视角的轴外光束3示出了光路。

该成像透镜沿光轴Z从最靠物体侧朝向像侧依次具有对焦时相对于像面Sim被固定的第1透镜组G1及从远距离物体向近距离物体对焦时从像侧向物体侧移动且整体具有正屈光力的第2透镜组G2。通过采用这种结构，有利于抑制相对于物体距离的变动的像面弯曲及球面像差的变动。另外，图1的第2透镜组G2下方的箭头表示对焦时的上述移动方向。

在图1的例子中，第1透镜组G1从物体侧依次包括透镜L11～L16这6片透镜，第2透镜组G2从物体侧依次包括透镜L21～L25这5片透镜。并且，在图1的例子中，在第1透镜组G1与第2透镜组G2之间配置有孔径光圈St。图1所示的孔径光圈St并不一定表示大小及形状，而是表示光轴Z上的位置。

另外，在图1的例子中，在透镜系统与像面Sim之间配置有平行平板状的光学部件PP。光学部件PP为设想了各种滤光片和/或盖玻璃等的光学部件。在本发明中，光学部件PP可配置于与图1的例子不同的位置，并且也可以是省略了光学部件PP的结构。

本发明的成像透镜的特点在于，具有为了进行像面弯曲的调整而沿光轴方向移动的调整组GA。调整组GA可以是第1透镜组G1整体，也可以是包括最靠物体侧的透镜的第1透镜组G1内的子透镜组。在图1的例子中，包括透镜L11～L14这4片透镜的子透镜组为调整组GA，通过使该调整组GA移动而进行像面弯曲的调整。图1的透镜L11～L14下方的双箭头表示调整像面弯曲时这些透镜移动的情况。

调整像面弯曲时孔径光圈St相对于像面Sim被固定，孔径光圈St以配置于比调整组GA更靠像侧的方式构成。由此，通过改变孔径光圈St与调整组GA的距离，能够改变入射于调整组GA的轴外主光线的高度，因此能够将像面弯曲设为可变。

而且，关于调整组GA，以满足下述条件式(1)及(2)的方式构成。

-0.05＜f/fA＜0.05 (1)

0.1＜h1/h2＜0.9 (2)

其中，设为

f：对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距；

fA：调整组的焦距；

另外，关于h1、h2，依照基于“光学技术丛书1透镜设计法”(松居吉哉著，共立出版)的pp.19、(2.10)～(2.12)式的近轴光线跟踪时的定义。

通过满足条件式(1)，能够抑制沿光轴方向移动了调整组GA时的后焦距的变动，从而在调整了像面弯曲之后无需再度调整焦点。并且，将调整组GA设为第1透镜组G1整体或包括最靠物体侧的透镜的第1透镜组G1内的子透镜组，校正像面弯曲时孔径光圈St被固定，并以上述方式设定孔径光圈St与调整组GA的位置关系，并且满足条件式(1)，由此能够构成为小型，并且抑制成像区域中心部的焦点偏移且改变成像区域周边部的焦点。若要提高与条件式(1)相关的效果，则更优选满足下述条件式(1-1)。

-0.03＜f/fA＜0.03 (1-1)

通过设成不成为条件式(2)的下限以下，能够抑制入射于调整组GA及比调整组GA更靠像侧的透镜的轴上边缘光线的高度，因此有利于小型化及良好的球面像差的校正。通过设成不成为条件式(2)的上限以上，能够防止向调整组GA及比调整组GA更靠像侧的透镜的轴外主光线的入射角度过于陡峭，从而使广角化变得容易。并且，通过设成不成为条件式(2)的上限以上，能够防止相对于调整组GA的移动量的像面弯曲的变化量变得过小，并能够抑制用于获得所希望的像面弯曲的变化的调整组GA的移动空间过度变大。若要提高与条件式(2)相关的效果，则更优选满足下述条件式(2-1)。

0.3＜h1/h2＜0.75 (2-1)

并且，调整组GA所具有的透镜的片数优选为5片以下。当如此设定时，有利于光轴方向的透镜系统总长度的缩短化。并且，整个系统的最靠物体侧的透镜优选为负透镜。当如此设定时，有利于径向的小型化。

调整组GA从物体侧依次包括整体具有负屈光力的前组GAf及整体具有正屈光力的后组GAr，前组GAf与后组GAr优选设为以前组GAf的负屈光力的绝对值成为最大的空气间隔被隔开的方式。例如，在图1的例子中，调整组GA内的空气间隔有透镜L11与透镜L12之间的空气间隔及透镜L12与透镜L13之间的空气间隔这2个，但与仅包括透镜L11的透镜组相比，包括透镜L11及透镜L12的透镜组的负屈光力的绝对值大，因此通过透镜L12与透镜L13之间的空气间隔来分为前组GAf与后组GAr。

通过调整组GA采用上述优选方式，容易满足条件式(2)。并且，通过设成调整组GA从物体侧依次包括负的前组GAf及正的后组GAr，容易构成无焦系统，从而有利于良好地调整像面弯曲。

当调整组GA采用上述优选方式时，关于构成前组GAf的所有透镜，优选满足下述条件式(3)。

[数式3]

其中，设为

Ymax：最大像高；

k：前组所具有的透镜的总数；

di：前组的从物体侧起第i个透镜的中心厚度；

νi：前组的从物体侧起第i个透镜的d线基准的色散系数。

前组GAf中的轴外主光线的高度高于后组GAr，因此与后组GAr中产生的倍率色差的变动相比，使调整组GA移动而调整像面弯曲时的前组GAf中产生的倍率色差的变动变大。因此，通过设成不成为条件式(3)的上限以上，能够抑制调整像面弯曲时的倍率色差的变动。另外，关于条件式(3)的下限，因Ymax、di及νi为正值，因此成为0。

若要提高与条件式(3)相关的效果，则更优选满足下述条件式(3-1)。

[数式4]

并且，当调整组GA采用上述优选方式时，优选满足下述条件式(4)。

-2＜Ymax/fAf＜0 (4)

其中，设为

Ymax：最大像高；

fAf：前组的焦距。

若仍然维持条件式(2)的状态下前组GAf的负屈光力变强，则前组GAf中的轴外主光线的高度高于后组GAr，因此与后组GAr中产生的畸变像差的变动相比，使调整组GA移动而调整像面弯曲时的前组GAf中产生的畸变像差的变动变大。因此，通过设成不成为条件式(4)的下限以下，能够不使前组GAf的负屈光力过度变强，并能够抑制调整像面弯曲时的畸变像差的变动。并且，通过设成不成为条件式(4)的上限以上，能够不使前组GAf的负屈光力过度变弱，能够满足条件式(2)的上限并且抑制调整组GA的总长度变长。若要提高与条件式(4)相关的效果，则更优选满足下述条件式(4-1)。

-1.2＜Ymax/fAf＜-0.2 (4-1)

并且，当调整组GA采用上述优选方式时，优选满足下述条件式(5)。

0.01＜dAfr/dA＜0.7 (5)

其中，设为

dAfr：前组与后组之间的光轴上的间隔；

若要满足条件式(2)的下限，则需要加大前组GAf与后组GAr的各屈光力的绝对值，但如此一来，则像差校正变得困难。因此，通过设成不成为条件式(5)的下限以下，能够满足条件式(2)的下限并且容易进行像差校正。通过设成不成为条件式(5)的上限以上，有利于透镜系统总长度的缩短化。若要提高与条件式(5)相关的效果，则更优选满足下述条件式(5-1)。

0.05＜dAfr/dA＜0.5 (5-1)

具体而言，前组GAf及后组GAr能够以以下方式构成。前组GAf从物体侧依次包括将凹面朝向像侧的负新月形透镜及将凹面朝向像侧的负透镜，后组GAr能够以包括由1片正透镜与1片负透镜接合而成的接合透镜的方式构成，在该情况下，可以以后组GAr的最靠物体侧的面为凸面的方式构成。或者，也可以以如下方式构成：前组GAf从物体侧依次包括将凹面朝向像侧的负新月形透镜、将凹面朝向像侧的负透镜、正透镜及将凹面朝向像侧的负新月形透镜，后组GAr包括1片双凸透镜。

并且，第1透镜组G1所具有的透镜的片数例如能够设为4片以上且6片以下。第2透镜组G2所具有的透镜的片数例如能够设为4片或5片。第2透镜组G2可以设为从物体侧依次配置有正透镜、负透镜、正透镜及负透镜的4片结构，或者，第2透镜组G2也可以设为从物体侧依次配置有正透镜、负透镜、正透镜、负透镜及正透镜的5片结构。

以上叙述的优选结构及可能的结构可任意组合，优选根据所要求的规格适当选择性地采用。根据本实施方式，能够构成为小型且抑制成像区域中心部的焦点偏移并且可调整像面弯曲，因此可实现具有良好光学性能的成像透镜。另外，在此所说的“小型”是指，当将从透镜系统的最靠物体侧的透镜面至像面的光轴上的距离设为TL，将最大像高设为Ymax时，成为TL/Ymax小于30的结构。

通过将像面弯曲设为可调整的结构，例如，即使在相机的法兰距偏离标准值的情况下或配置于成像透镜的像面位置的成像元件具有翘曲的情况下，也可获得良好的图像。

并且，通过设为可调整像面弯曲的结构，当在成像区域内的2点上在纵深方向的不同位置配置有物体时，能够对这两个点上对准焦点。而且此时，若对物体的配置多费功夫，则能够在3点以上对不同的纵深方向的物体对准焦点。通过以切出与所获取的图像的光轴不对称的一部分的方式配置被摄体，可对3点的被摄体距离的组合完全对准平均像面。

另外，基于本发明的成像透镜设想了出货后由用户调整像面弯曲的情况，但也可以用于校正因透镜的制造误差而产生的像面弯曲。

接着，对本发明的成像透镜的数值实施例进行说明。

[实施例1]

实施例1的成像透镜的透镜结构如图1所示，其结构及图示方法如上所述，因此在此省略一部分重复说明。实施例1的成像透镜从物体侧依次包括第1透镜组G1、孔径光圈St及第2透镜组G2。该成像透镜采用了后对焦方式，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，第1透镜组G1相对于像面Sim被固定，第2透镜组G2与孔径光圈St一体从像侧向物体侧移动。

第1透镜组G1从物体侧依次包括透镜L11～L16这6片透镜。调整像面弯曲的调整组GA包括第1透镜组G1的一部分透镜。调整组GA从物体侧依次包括前组GAf及后组GAr，前组GAf包括透镜L11～L12，后组GAr包括透镜L13～L14。第2透镜组G2从物体侧依次包括透镜L21～L25这5片透镜。在调整像面弯曲时，仅调整组GA沿光轴方向移动。

将实施例1的成像透镜的基本透镜数据示于表1中，将基本规格及可变面间隔示于表2中，将非球面系数示于表3中。在表1的Si栏中示出以将最靠物体侧的构成要件的物体侧的面设为第1个而随着向像侧依次增加的方式在构成要件的面上标注有面编号时的第i个(i＝1、2、3、……)的面编号，在Ri栏中示出第i个面的曲率半径，在Di栏中示出第i个面与第i+1个面的在光轴Z上的面间隔。另外，基本透镜数据的表的记号i与条件式(3)及(3-1)独立地使用。在表1的Ndj栏中示出将最靠物体侧的构成要件设为第1个而随着向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、……)构成要件的与d线(波长587.56nm)相关的折射率，在νdj栏中示出第j个构成要件的d线基准的色散系数。

在此，关于曲率半径的符号，将凸面朝向物体侧的面形状的情况设为正，将凸面朝向像侧的面形状的情况设为负。在表1中也一并示出了孔径光圈St及光学部件PP。在表1中，在相当于孔径光圈St的面的面编号栏中记载有面编号及(St)这一词句。Di的最下栏的值为表中的最靠像侧的面与像面Sim之间的间隔。在表1中，关于对焦时发生变化的可变面间隔，使用DD[]这一记号，在[]中标注该间隔的物体侧的面编号而记入于Di栏中。

在表2中以d线基准来表示整个系统的焦距f’、F值FNo.、最大全视角2ω、最大像高Ymax及对焦时的可变面间隔的值。2ω的单位为度，Ymax的单位为mm。在表2中，在标记为“无限远”的栏中示出对焦于无限远物体的状态的各值，在标记为“0.1m”的栏中示出对焦于物体距离为0.1m的物体的状态的各值。

在表1中，在非球面的面编号上标注有*标记，在非球面的曲率半径栏中记载有近轴的曲率半径的数值。在表3中示出实施例1的非球面的非球面系数。表3的非球面系数的数值的“E±n”(n：整数)表示“×10^±n”。非球面系数为由下式表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、……20)的值。

[数式5]

其中，

Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相接的光轴垂直的平面的垂线的长度)；

h：高度(从光轴至透镜面的距离)；

C：近轴曲率；

KA、Am：非球面系数。

各表的数据中，作为角度的单位使用度，作为长度的单位使用mm，但光学系统既可以放大比例也可以缩小比例来使用，因此还能够使用其他适当的单位。并且，在以下所示的各表中记载有以规定位数舍入的数值。

[表1]

实施例1

si	Ri	Di	Ndj	νdj
					1	17.79124	1.533	1.85026	32.28
2	10.32952	2.000
					*3	24.16424	2.000	1.56867	58.27
*4	8.20996	5.897
					5	26.81718	4.944	1.83481	42.72
6	-14.93757	1.010	1.51742	52.42
					7	-2208.94041	5.648
8	-81.14054	2.324	1.71300	53.85
					9	-24.91906	1.010	1.58144	40.75
10	205.25880	DD[10]
					11(St)	∞	2.576
12	21.82624	3.338	1.71300	53.85
					13	-76.59268	0.804
14	30.06631	1.132	1.64769	33.80
					15	13.03395	1.217
16	∞	3.940	1.59522	67.72
					17	-8.98500	1.000	1.80518	25.43
18	-20.01899	0.431
					19	31.79529	2.475	1.83481	42.72
20	-612.26782	DD[20]
					21	∞	1.000	1.51633	64.14
22	∞	1.649

[表2]

实施例1

	无限远	0.1m
			f’	12.307	12.399
FNo.	1.85	1.95
			2ω	49.8	48.0
Ymax	5.5	5.5
			DD[10]	3.932	2.508
DD[20]	13.000	14.424

[表3]

实施例1

面编号	3	4
			KA	1.0000000E+00	1.0000000E+00
A3	3.7936801E-20	-8.7378664E-19
			A4	5.3979799E-05	-4.4609204E-04
A5	1.2332743E-05	5.3901902E-04
			A6	-3.1352893E-06	-2.8685627E-04
A7	1.0790330E-07	4.6577300E-05
			A8	-1.0822135E-07	1.4290990E-05
A9	-4.0678223E-08	-6.5877097E-06
			A10	1.7356681E-08	2.1170807E-07
A11	1.7051573E-09	2.7345487E-07
			A12	-7.4887920E-10	-3.1055839E-08
A13	-3.4454668E-11	-5.7850596E-09
			A14	1.6395034E-11	9.7702793E-10
A15	3.8013376E-13	6.8663416E-11
			A16	-1.9821116E-13	-1.5462937E-11
A17	-2.2031011E-15	-4.4350844E-13
			A18	1.2601411E-15	1.3003699E-13
A19	5.2629584E-18	1.2384936E-15
			A20	-3.2932877E-18	-4.7070135E-16

在图6中示出实施例1的成像透镜的各像差图。在图6的最上段、从上起第2段、从上起第3段及最下段分别示出以后说明的状态1、状态2、状态3及状态4下的各像差图。在各段中从左依次表示球面像差、像面弯曲、畸变像差(失真)及倍率色差(倍率的色差)。在球面像差图中，将与d线(波长587.56nm)、C线(波长656.27nm)、F线(波长486.13nm)及g线(波长435.84nm)相关的像差分别以黑实线、长虚线、短虚线及灰色实线来表示。在像面弯曲图中将弧矢方向的与d线相关的像差以实线来表示，将子午方向的与d线相关的像差以短虚线来表示。在畸变像差图中与d线相关的像差以实线来表示。在倍率色差图中，将与C线、F线及g线相关的像差分别以长虚线、短虚线及灰色实线来表示。球面像差图的FNo.表示F值，其他像差图的ω表示半视角。

状态1为对焦于无限远物体的状态。状态2为对焦于物体距离为0.1m的物体的状态。状态3及状态4为设想了当法兰距中存在误差时对焦点进行调整进而对像面弯曲进行调整的情况的状态。状态3为在与状态1相比透镜系统整体与像面Sim之间的距离短0.04f’的状态之后，沿光轴方向仅使第2透镜组G2移动而对焦于该像面Sim的状态。若比较状态1与状态3的像面弯曲图，则可知，与状态1下的像面弯曲相比，状态3下的像面弯曲变大。状态4为从状态3使调整组GA向物体侧移动0.036f’而对像面弯曲进行调整的状态。可知状态4下的像面弯曲与状态3下的像面弯曲相比变得很小且被改善至与状态1的像面弯曲大致相同程度。

关于上述实施例1的说明中叙述的各数据的记号、含义及记载方法，若无特别说明，对以下实施例的各数据的记号、含义及记载方法也相同，因此以下省略重复说明。

[实施例2]

将实施例2的成像透镜的透镜结构及光路的剖视图示于图2中。实施例2的成像透镜从物体侧依次包括第1透镜组G1、孔径光圈St及第2透镜组G2。该成像透镜采用了后对焦方式，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，第1透镜组G1相对于像面Sim被固定，第2透镜组G2与孔径光圈St一体从像侧向物体侧移动。

第1透镜组G1从物体侧依次包括透镜L11～L14这4片透镜。调整像面弯曲的调整组GA为第1透镜组G1整体。调整组GA从物体侧依次包括前组GAf及后组GAr，前组GAf包括透镜L11～L12，后组GAr包括透镜L13～L14。第2透镜组G2从物体侧依次包括透镜L21～L25这5片透镜。在调整像面弯曲时，仅调整组GA沿光轴方向移动。

将实施例2的成像透镜的基本透镜数据示于表4中，将基本规格及可变面间隔示于表5中，将非球面系数示于表6中，将各像差图示于图7中。图7所示的状态1～状态4除了从状态3向状态4过度时的调整组GA的移动量为0.04f’这一点以外与上述实施例1相同。

[表4]

实施例2

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
					1	12.77827	1.000	1.59551	39.23
2	9.17144	2.507
					*3	27.29638	2.500	1.56867	58.27
*4	8.34102	8.947
					5	25.34528	1.884	1.51742	52.42
6	15.43580	5.947	1.85150	40.78
					7	298.60525	DD[7]
8(St)	∞	1.743
					9	19.69917	3.205	1.77250	49.61
10	-296.56160	0.478
					11	225.71758	1.000	1.84666	23.78
12	15.19013	1.029
					13	∞	3.939	1.61800	63.38
14	-8.98500	1.000	1.90366	31.31
					15	-17.24294	0.100
16	22.82966	1.751	1.85150	40.78
					17	-765.66939	DD[17]
18	∞	1.000	1.51633	64.14
					19	∞	3.934

[表5]

实施例2

	无限远	0.1m
			f’	12.413	12.427
FNo.	1.86	1.95
			2ω	49.4	47.6
Ymax	5.5	5.5
			DD[7]	9.791	8.398
DD[17]	13.000	14.393

[表6]

实施例2

面编号	3	4
			KA	1.0000000E+00	1.0000000E+00
A3	2.1684043E-19	5.5511151E-18
			A4	3.9301997E-06	-4.7889738E-04
A5	8.7377865E-05	6.5524495E-04
			A6	-6.6176241E-06	-2.9927732E-04
A7	-5.0943696E-06	3.3153527E-05
			A8	6.9328238E-07	1.7817440E-05
A9	1.7488806E-07	-5.6183226E-06
			A10	-3.1214370E-08	-1.2258912E-07
A11	-3.7133691E-09	2.3116373E-07
			A12	7.7030962E-10	-1.4152861E-08
A13	4.9485354E-11	-4.6580520E-09
			A14	-1.1092209E-11	4.7372935E-10
A15	-4.0371898E-13	5.0721667E-11
			A16	9.2373403E-14	-6.5759931E-12
A17	1.8439339E-15	-2.8688608E-13
			A18	-4.0977508E-16	4.3608396E-14
A19	-3.6104083E-18	6.6222751E-16
			A20	7.4376616E-19	-1.1337985E-16

[实施例3]

将实施例3的成像透镜的透镜结构及光路的剖视图示于图3中。实施例3的成像透镜从物体侧依次包括第1透镜组G1、孔径光圈St、第2透镜组G2及第3透镜组G3。该成像透镜采用了内对焦方式，在从无限远物体向近距离物体进行对焦时，第1透镜组G1及第3透镜组G3相对于像面Sim被固定，第2透镜组G2与孔径光圈St一体从像侧向物体侧移动。

第1透镜组G1从物体侧依次包括透镜L11～L15这5片透镜。调整像面弯曲的调整组GA为第1透镜组G1整体。调整组GA从物体侧依次包括前组GAf及后组GAr，前组GAf包括透镜L11～L14，后组GAr包括透镜L15。第2透镜组G2从物体侧依次包括透镜L21～L24这4片透镜。第3透镜组G3仅包括透镜L31。在调整像面弯曲时，仅调整组GA沿光轴方向移动。

将实施例3的成像透镜的基本透镜数据示于表7中，将基本规格及可变面间隔示于表8中，将非球面系数示于表9中，将各像差图示于图8中。图8所示的状态1～状态4除了从状态3向状态4过度时的调整组GA的移动量为0.15f’这一点以外与上述实施例1相同。

[表7]

实施例3

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
					1	25.86482	2.008	1.85001	42.99
2	10.29240	4.515
					*3	142.90293	2.000	1.61881	63.86
*4	8.66311	2.904
					5	35.02666	4.221	1.56110	43.53
6	-21.25122	1.006
					7	39.09856	1.000	1.85000	42.99
8	9.16261	2.798
					9	17.86446	8.599	1.64086	34.23
10	-18.20077	DD[10]
					11(St)	∞	1.500
12	389.87494	3.027	1.51999	64.20
					13	-16.18535	0.200
14	-127.80455	6.463	1.81900	25.89
					15	21.45568	0.509
16	17.45339	5.272	1.54023	63.48
					17	-9.22667	1.000	1.85000	22.50
18	-19.04160	DD[18]
					*19	26.10366	3.330	1.58313	59.44
*20	-26.75806	5.000
					21	∞	1.000	1.51633	64.14
22	∞	5.344

[表8]

实施例3

	无限远	0.1m
			f’	5.165	5.277
FNo.	2.45	2.51
			2ω	95.8	94.4
Ymax	5.5	5.5
			DD[10]	5.976	4.896
DD[18]	0.200	1.280

[表9]

实施例3

面编号	3	4	19	20
					KA	1.0000000E+00	1.0000000E+00	1.0000000E+00	1.0000000E+00
A3	-2.7755576E-18	3.0493186E-18	-8.6736174E-20	-1.7347235E-19
					A4	1.4610664E-03	1.7005770E-03	-2.8963501E-05	1.0690511E-05
A5	-2.7723929E-04	-8.4748836E-04	-4.3558855E-05	2.3982877E-05
					A6	-1.3657170E-05	3.3089179E-04	8.1274456E-06	-1.1463123E-05
A7	2.7930283E-05	-5.6010079E-05	2.3559830E-06	1.3557914E-06
					A8	-7.8794883E-06	-1.2126538E-05	-1.0709141E-06	3.1515873E-07
A9	7.1517130E-08	5.5159877E-06	2.5194293E-08	-5.1437222E-08
					A10	3.2915481E-07	-2.0579804E-07	4.2080429E-08	-9.0035279E-09
A11	-3.8846595E-08	-1.7552362E-07	-3.9549062E-09	6.7431504E-10
					A12	-5.0674570E-09	2.1498849E-08	-8.8069260E-10	2.6707026E-10
A13	1.1242084E-09	2.3614635E-09	1.0758949E-10	8.0183340E-13
					A14	1.6837453E-11	-5.2896838E-10	1.1742108E-11	-5.8471114E-12
A15	-1.4578646E-11	-4.1662610E-12	-1.3849913E-12	-1.0837299E-13
					A16	3.9968890E-13	5.7256864E-12	-1.0518411E-13	7.7153016E-14
A17	9.2032503E-14	-2.0062331E-13	8.8404388E-15	1.0119051E-15
					A18	-4.6011408E-15	-2.3198210E-14	5.7680959E-16	-5.3806179E-16
A19	-2.2982974E-16	1.4072985E-15	-2.2492003E-17	-3.0270889E-18
					A20	1.4772293E-17	-5.1006908E-18	-1.4165565E-18	1.5165496E-18

[实施例4]

将实施例4的成像透镜的透镜结构及光路的剖视图示于图4中。实施例4的成像透镜采用了内对焦方式，该组结构及构成各透镜组的透镜片数与实施例3相同。

将实施例4的成像透镜的基本透镜数据示于表10中，将基本规格及可变面间隔示于表11中，将非球面系数示于表12中，将各像差图示于图9中。图9所示的状态1～状态4除了从状态3向状态4过度时的调整组GA的移动量为0.15f’这一点以外与上述实施例1相同。

[表10]

实施例4

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
					1	26.02839	3.507	1.85001	42.99
2	9.78646	3.847
					*3	-300.80908	2.328	1.61881	63.86
*4	13.71578	2.692
					5	61.61008	3.760	1.51999	51.28
6	-44.74492	0.873
					7	20.47485	1.000	1.85001	42.99
8	8.90136	6.921
					9	32.47988	3.302	1.72750	28.62
10	-22.04767	DD[10]
					11(St)	∞	1.498
12	-12109.84222	2.542	1.58157	61.87
					13	-16.26277	0.200
14	374.10601	4.379	1.85001	25.39
					15	19.83154	0.200
16	16.33005	5.030	1.53342	63.73
					17	-8.50304	2.887	1.85000	22.50
18	-24.61940	DD[18]
					*19	25.71531	4.553	1.58313	59.44
*20	-24.40781	5.000
					21	∞	1.000	1.51633	64.14
22	∞	5.343

[表11]

实施例4

	无限远	0.1m
			f’	5.219	5.354
FNo.	2.79	2.88
			2ω	95.2	93.6
Ymax	5.5	5.5
			DD[10]	7.649	6.351
DD[18]	0.200	1.498

[表12]

实施例4

面编号	3	4	19	20
					KA	1.0000000E+00	1.0000000E+00	1.0000000E+00	1.0000000E+00
A3	-7.7249405E-20	-1.2109924E-19	2.6020852E-19	4.9873300E-19
					A4	9.7609689E-04	8.7218007E-04	-9.0366952E-05	1.0471714E-05
A5	1.6859674E-05	6.4875907E-05	-1.8275671E-05	-1.7309504E-05
					A6	-2.1900657E-05	-2.1759689E-05	6.8332594E-06	4.3375959E-08
A7	-4.8159070E-07	-2.2755600E-06	7.2054807E-07	2.2923868E-06
					A8	4.1187640E-07	3.2054560E-07	-8.4666672E-07	-4.6174299E-07
A9	1.4451245E-08	4.1003350E-08	7.2989016E-08	-5.1157975E-08
					A10	-6.8752759E-09	-4.1202298E-09	3.2321192E-08	1.9900536E-08
A11	-2.9653851E-10	-3.9921052E-10	-4.6958756E-09	1.1904386E-10
					A12	9.4176188E-11	5.6030544E-11	-6.5329759E-10	-4.0916173E-10
A13	3.8333992E-12	-2.2351892E-12	1.1325232E-10	1.4598327E-11
					A14	-9.5825786E-13	-1.2804451E-12	8.5118555E-12	4.1323605E-12
A15	-3.1573376E-14	1.1024368E-13	-1.3947932E-12	-2.6516002E-13
					A16	6.5373155E-15	2.2457018E-14	-7.6828556E-14	-1.2032563E-14
A17	1.5044117E-16	-1.1077057E-15	8.7160323E-15	1.8936448E-15
					A18	-2.6676862E-17	-1.9650344E-16	4.3490773E-16	-9.9050806E-17
A19	-3.1139831E19	3.5972140E-18	-2.1918723E-17	-5.0113156E-18
					A20	4.9716794E-20	6.7406876E-19	-1.1075058E-18	6.0479540E-19

[实施例5]

将实施例5的成像透镜的透镜结构及光路的剖视图示于图5中。实施例5的成像透镜采用了后对焦方式，该组结构及构成各透镜组的透镜片数与实施例2相同。

将实施例5的成像透镜的基本透镜数据示于表13中，将基本规格及可变面间隔示于表14中，将各像差图示于图10中。图10所示的状态1～状态4除了从状态3向状态4过度时的调整组GA的移动量为0.04f’这一点以外与上述实施例1相同。

[表13]

实施例5

Si	Ri	Di	Ndj	νdj
					1	25.43557	3.700	1.64705	33.79
2	9.66138	2.515
					3	∞	1.400	1.59812	61.22
4	20.82978	4.059
					5	28.61058	4.500	1.93978	34.03
6	-11.63886	1.919	1.73858	28.07
					7	-4336.58091	DD[7]
8(st)	∞	0.650
					9	12.47873	4.400	1.88911	39.10
10	78.86480	0.361
					11	∞	1.600	1.62994	35.02
12	9.00448	1.775
					13	29.67057	5.260	1.56878	62.30
14	-8.19600	2.000	1.92384	18.81
					15	-18.05102	2.000
16	72.09957	2.800	2.00001	26.98
					17	-72.09957	DD[17]
18	∞	1.000	1.51680	64.20
					19	∞	6.515

[表14]

实施例5

	无限远	0.1m
			f’	15.868	15.859
FNo.	1.82	1.95
			2ω	40.0	38.2
Ymax	5.5	5.5
			DD[7]	10.000	7.663
DD[17]	5.000	7.337

在表15中，关于实施例1～5的成像透镜，示出条件式(1)～(5)的对应值。表15所示的值是以d线为基准的值。

[表15]

式编号		实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
							(1)	f/fA	0.023	-0.016	0.017	0.004	0.006
(2)	h1/h2	0.637	0.623	0.331	0.319	0.712
							(3)	(1/Ymax)·∑(di/νi)	0.015	0.012	0.036	0.039	0.024
(4)	Ymax/fAf	-0.433	-0.351	-1.057	-0.928	-0.376
							(5)	dAfr/dA	0.339	0.393	0.096	0.245	0.224

由以上数据可知，关于实施例1～5的成像透镜，当将从透镜系统的最靠物体侧的透镜面至像面的光轴上的距离设为TL，将最大像高设为Ymax时的TL/Ymax小于13，且构成为小型。并且，关于实施例1～5的成像透镜，能够抑制成像区域中心部的焦点偏移并且良好地进行像面弯曲的调整，各像差得到良好校正而实现了较高的光学性能。

接着，参考图11及图12对本发明的实施方式所涉及的光学装置进行说明。图11是本发明的一实施方式所涉及的光学装置10的概略结构图。作为光学装置10，例如可举出FA用相机、数码相机、胶片相机、摄像机、监控相机及电影摄影机。光学装置10具备本发明的实施方式所涉及的成像透镜1、配置在成像透镜1的像侧的滤光片4、成像元件5、对来自成像元件5的输出信号进行运算处理的信号处理部6、用于进行成像透镜1的对焦的聚焦控制部7、及用于进行成像透镜1的像面弯曲的调整的像面弯曲控制部8。

在图11中概念性地图示了成像透镜1所具有的第1透镜组G1、调整组GA、孔径光圈St及第2透镜组G2。另外，在图11中示出了成像透镜1为2组结构的后对焦方式的例子，但成像透镜1也可采用与该例不同的结构。成像元件5拍摄通过成像透镜1形成的被摄体的像并将其转换为电信号，例如能够使用CCD(电荷耦合器件(Charge Coupled Device))或CMOS(互补性氧化金属半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor))等。成像元件5以其成像面与成像透镜1的像面一致的方式配置。

图12是本发明的另一实施方式所涉及的光学装置100的概略结构图。作为光学装置100，例如能够举出投射型显示装置。图12所示的光学装置100具备光源101、照明光学系统102、作为光阀的DMD(数字微镜设备(Digital Micromirror Device)：注册商标)103及本发明的实施方式所涉及的成像透镜104。另外，在图12中示意地图示了上述各构成要件，并省略了图11中所图示的聚焦控制部及像面弯曲控制部的图示。由光源101出射的光束通过未图示的色轮，以时序被选择转换为3原色光的各光，并通过照明光学系统102实现了与光束的光轴Z垂直的截面中的光量分布的均匀化之后，入射于DMD103。在DMD103中，根据入射光的颜色切换进行针对该颜色光用的调制切换。通过DMD103被光调制的光入射于成像透镜104。成像透镜104将基于该被光调制的光的光学像投射在屏幕105上。

以上，举出实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、色散系数及非球面系数等并不限定于上述各数值实施例中表示的值，可采用其他值。

并且，上述实施例中举出了从无限远物体向近距离物体进行对焦的透镜系统，但本发明可适用于从有限距离的远距离物体向近距离物体进行对焦的成像透镜是显而易见的。

Claims

1.一种成像透镜，其特征在于，

所述成像透镜从最靠物体侧依次具有：第1透镜组，其在对焦时相对于像面被固定；及第2透镜组，其在从远距离物体向近距离物体对焦时从像侧向物体侧移动且整体具有正屈光力，

通过将所述第1透镜组整体或包括最靠物体侧的透镜的所述第1透镜组内的子透镜组作为调整组而使其沿光轴方向移动以进行像面弯曲的调整，

调整所述像面弯曲时相对于像面被固定的光圈配置在比所述调整组靠像侧的位置，

并且满足下述条件式(1)及(2)：

-0.05＜f/fA＜0.05 (1)

0.1＜h1/h2＜0.9 (2)

其中，设为

f：对焦于无限远物体的状态下的整个系统的焦距；

fA：所述调整组的焦距；

2.根据权利要求1所述的成像透镜，其中，

所述调整组从物体侧依次包括整体具有负屈光力的前组及整体具有正屈光力的后组，

所述前组与所述后组以所述前组的负屈光力的绝对值成为最大的空气间隔被隔开，

关于构成所述前组的所有透镜，满足下述条件式(3)：

[数式1]

<mrow> <mn>0</mn> <mo><</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>Y</mi> <mi>max</mi> </mrow> </mfrac> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>k</mi> </munderover> <mfrac> <mrow> <mi>d</mi> <mi>i</mi> </mrow> <mrow> <mi>v</mi> <mi>i</mi> </mrow> </mfrac> <mo><</mo> <mn>0.1</mn> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中，设为

Ymax：最大像高；

k：所述前组所具有的透镜的总数；

di：所述前组的从物体侧起第i个透镜的中心厚度；

vi：所述前组的从物体侧起第i个透镜的d线基准的色散系数。

3.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，

并且满足下述条件式(4)：

-2＜Ymax/fAf＜0 (4)

其中，设为

Ymax：最大像高；

fAf：所述前组的焦距。

4.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，

所述调整组所具有的透镜的片数为5片以下。

5.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，

并且满足下述条件式(5)：

0.01＜dAfr/dA＜0.7 (5)

其中，设为

dAfr：所述前组与所述后组之间的光轴上的间隔；

dA：从所述调整组的最靠物体侧的透镜面至所述调整组的最靠像侧的透镜面的光轴上的距离。

6.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，

最靠物体侧的透镜为负透镜。

7.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，

所述前组具有2片以上的负透镜。

8.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，

满足下述条件式(1-1)：

-0.03＜f/fA＜0.03 (1-1)。

9.根据权利要求1或2所述的成像透镜，其中，

满足下述条件式(2-1)：

0.3＜h1/h2＜0.75 (2-1)。

10.根据权利要求2所述的成像透镜，其中，

关于构成所述前组的所有透镜，满足下述条件式(3-1)：

[数式2]

<mrow> <mn>0</mn> <mo><</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mi>Y</mi> <mi>max</mi> </mrow> </mfrac> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>k</mi> </munderover> <mfrac> <mrow> <mi>d</mi> <mi>i</mi> </mrow> <mrow> <mi>v</mi> <mi>i</mi> </mrow> </mfrac> <mo><</mo> <mn>0.04</mn> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>.</mo> </mrow>

11.根据权利要求3所述的成像透镜，其中，

满足下述条件式(4-1)：

-1.2＜Ymax/fAf＜-0.2 (4-1)。

12.根据权利要求5所述的成像透镜，其中，

满足下述条件式(5-1)：

0.05＜dAfr/dA＜0.5 (5-1)。

13.一种光学装置，其具备权利要求1至12中任一项所述的成像透镜。